JPS5943902B2 - 回動型アクチユエ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はミシン等においてその縫い針に横方向揺動運動
を若しくは加工布に送り運動を付与する場合に好適する
回動型アクチュエータに関する。

本発明はミシンのみに限定されるものではないが、説明
の便宜上以下これを例にして説明する。

即ち、一般にミシンにより形成される縫目模様は縫い針
の横方向揺動運動と加工布の送り運動との組合わせによ
り種々形態のものが形成され得ることは周知のとおりで
あるが、最近、上記両運動の制御情報を電子的に記憶し
、これをミシンの運転に関連して順次読出し且つそれを
指令信号として直流電流に変換してその直流電流により
リニアアクチュエータを駆動し、これにより揺動運動捷
たは送り運動を生じさせるようにしたミシンが特開昭５
０ ３７５５５号等により公知となっている。

ところで、そのリニアアクチュエータは本質的には可逆
リニアモータに相当し、直流磁界中に可動コイルを配置
し、その可動コイルに前記変換された直流電流を供給し
てその可動コイルを直流電流の供給方向に従った方向に
運動させるものである。

斯ようなリニアアクチュエータの駆動力は直流磁界と可
動コイルの電流との間に作用する電磁力によるものであ
るから、応答性を良くするには可動コイルを極めて軽量
なものにしなければならない。

一方、縫い針や送り装置は本質的に質量が犬であり、静
止慣性及び運動慣性が共に大きく、従ってリニアアクチ
ュエータには大きな駆動力が要求され、これを満たすに
は可動コイルのアンペアターンを増大させる必要がある
。

そのために可動コイルの巻数を多くすれば、それに伴い
可動コイルが大形になって全体が大形化するのでその収
容スペースが大きくなってしまい、ミシン等のように小
形化が要望されているものに対してその小形化を阻害し
ていると云う欠点があった。

本発明は上記欠点を除去すべくなされたもので、その目
的は、全体の薄形化による小形化を実現できてその収容
に要するスペースを小になし得ると共に、併せて被駆動
体の実際位置を検出するための回動型の検出器とアクチ
ュエータの本体部分とをユニット化し得てミシン等の装
置に対する組込み作業を簡単化でき、且つ被駆動体を駆
動するための回動板と前記検出器との連結構造の簡単化
並びに検出器による回動板の回動位置検出精度の向上を
図り得る等の効果を奏する回動型アクチュエータを提供
するにある。

以下、本発明を電子的に記憶された情報群に基づいて多
種類の縫目模様を形成するようにしたミシンに適用した
一実施例により詳述する。

この実施例のミシンの概要を示す第１図において、ミシ
ン機枠１は台２と、この台２から立ち上がっている支柱
部３及びこれより水平に延出するアーム部４から成り、
そして時間的に関連するように図示しない周知の駆動機
構を介して互いに連結された上軸５及び下軸６を備え、
上軸５は主プーリ７を介して図示しない駆動モータによ
り回転されるようになっている。

８は被駆動体たる縫い針９に横方向揺動運動を与える針
揺動装置で、その構成は公知の手段で十分であるので詳
細な図示を省略するが、揺動運動に直接寄与するのは揺
動支持体１０であり、これに上軸５に連動して上下往復
運動するようにされた針棒１１を設けており、この針棒
１１に縫い針９を連結している。

縫い針９に横方向揺動運動を与える前記揺動支持体１０
は駆動リンク１２により揺動されるようになっており、
このために駆動リンク１２の一端は前記揺動支持体１０
に軸１３により枢着され、他端は後述する振幅制御アク
チュエータ１４に連結されており、この振幅制御アクチ
ュエータ１４により縫い針９の横方向揺動振幅が制御さ
れるものである。

１５は縫い針９の上下往復運動と調時して加工布に送り
運動を付与する送り装置で、この送り装置１５も本発明
においては公知の構成をもって十分であるので、本発明
の理解に役立つ部分のみを示した。

送り装置１５において、送り駆動軸１６は下軸６から歯
車機構１７を介して回転駆動されるようになっており、
その送り駆動軸１６０回転はカム１８、カム抱き杆１９
、及び軸２０を介してリンク２１に揺動運動として伝達
され、これが更に送りバー２２を介して被駆動体たる送
り歯２３に送り運動を励起せしめるようになっている。

前記軸２０は周知の如く、送り歯２３の一回の送り運動
による加工布の送り量（送り増分）とその送り方向とを
毒制御し得るように溝付部材２４に設けた溝２５に摺動
する角駒を備えている。

前記溝付部材２４はロック軸２４ａに一体的に連結され
ると共に、このロック軸２４ａにはロックアーム２４ｂ
カ連結され、更にこのロックアーム２４ｂには調節杆２
６の一端２７を連結しており、この調節杆２６がこれの
長手方向において機械的に変位されると、これによりロ
ックアーム２４ｂを介してロック軸２４ａが回動されて
溝付部材２４が回動されるため、溝２５の傾斜角が制御
される。

周知のように、溝２５の傾斜角及びその回動方向は加工
布の送り増分とその送り方向を決定する。

このような送り増分と方向とを制御するために調節杆２
６に機械的変位を与える送り制御アクチュエータ２８を
設けている。

次にこのアクチュエータ２８について第２図乃至第５図
により詳述する。

即ち、２９は矩形枠状をなした磁性体ケースで、これは
互に所定間隔を存して対向する一対の前壁３０及び後壁
３１と同じく互に所定間隔を存して対向する一対の左端
壁３２及び右端壁３３とを、例工ば夫々に形成された突
起部及び切欠部を互に嵌合することによって一体化した
構成である。

３４及び３５は扁平ブロック状をなし且つその対向する
両扉平面に夫々Ｎ極及びＳ極を有する永久磁石片で、こ
れらは前壁３０及び後壁３１のいずれか一方例えば前壁
３０に夫々異なる極を密接させた状態、即ち永久磁石片
３４においてはＳ極を及び永久磁石片３５においてはＮ
極を夫々前壁３０の内側面に左右に隣接するようにして
密接させた状態で取付けられており、以て前記磁性体ケ
ース２９内の左右空間に後方向に向かう均一磁界Ａと前
方向に向かう均一磁界Ｂとを夫々形成する。

尚、第３図に各均一磁界Ａ及びＢの方向を破線で示した
。

３６はプラスチック等のような非磁性且つ非導電性材料
で構成された回動板で、これは下端から上端に向かって
幅広となる肉薄な略逆三角形板状をなし、上部にはその
外周縁に略沿った形状の開口部３７が穿設され且つ下端
部には透孔３８が穿設されていると共に、開口部３７及
び透孔３８の中間部には支持孔３９が穿設されている。

そしてこの回動板３６は後述する支持軸４０により磁性
体ケース２９内に支持され、前記均一磁界Ａ及びＢと直
行する平面内で且つ前記左端壁３２及び右端壁３３間に
おいて前記支持軸４０を中心に往復回動し得るようにな
されている。

上記支持軸４０は径大ねじ部４１、径汁ねじ部４２及び
軸受部４３を有した段付軸状をなすと共にその径大ねじ
部４１の中心部に螺設された雌ねじ部４４を有する構成
のものであり、この支持軸４０は前記回動板３６の支持
孔３９に挿通された径小ねじ部４２にナツト４５が螺合
締付けされて該回動板３６と一体的に回動するようにな
されていると共に、その軸受部４３が前記後壁３１に穿
設された軸受孔３１ａに回動自在に挿通支持され、さら
には、その雌ねじ部４４に回動型の検出器たる後述する
ポテンショメータ４６のねじ部を有する検出用回動軸４
７が前記前壁３０に穿設された取付孔３０ａを挿通して
螺合固定され、この状態で径大ねじ部４１にナツト４８
が螺合締付けされている。

これにより回動板３６は、ポテンショメータ４６の検出
用回動軸４７の軸線を中心に往復回動可能な状態になさ
れて該検出用回動軸４７に作動的に連結されている。

４９は回動板３６の開口部３７に嵌入されて取付けられ
た扁平な励磁コイルで、これは前記送り歯２３の移動を
制御するための後述する制御信号及びポテンショメータ
４６からの位置信号とに従って励磁され、その励磁によ
り前記均一磁界Ａ及びＢの方向と平行する方向の磁界を
形成する。

５０は回動板追従アームで、その一端が前記回動板３６
にその透孔３８に挿通された軸５１を介して回動自在に
連結されて回動板３６の往復回動に追従するようになっ
ている。

しかして上述の如き構成の送り制御アクチュエータ２８
はミシンに装着された状態でを＼第１図に示すように、
カバー５２内に納められこのカバー５２から回動板追従
アーム５０が貫通突出され、その突出先端たる他端はカ
バー５２に設けた取付板５３に支点を枢着した揺動レバ
ー５４の一端に連結されている。

そして上記揺動レバー５４の他端は前記調節杆２６に連
結され、これにより回動板３６の往復回動運動を調節杆
２６等を介して前記送り歯２３に伝達するようになされ
ている。

しかして上記構成の送り制御アクチュエータ２８におい
ては、その励磁コイル４９に例えば矢印Ｃ方向（第５図
参照）の励磁電流が流れると、均一磁界Ａ内に位置する
励磁コイル４９部分及び均一磁界Ｂ内に位置する励磁コ
イル４９部分に夫夫矢印り方向及びＥ方向の電磁力が作
用し、これにより回動板３６が支持軸４０を支点として
矢印Ｆ方向に回動する。

寸た励磁コイル４９に反矢印Ｃ方向の励磁電流が流れた
場合には、回動板３６は反矢印Ｆ方向に回動する。

伺、前述した振幅制御アクチュエータ１４も上述の送り
部側アクチュエータ２８と同一の構成であり回動板追従
アーム５０により駆動リンク１２を揺動させ、縫い針９
の横方向揺動振幅を制御するようになっている。

次に上記のような振幅制御アクチュエータ１４及び送り
制御アクチュエータ２８を備えてこれらアクチュエータ
１４，２８の各励磁コイル４９へ供給する励磁電流の制
御等を行ない、これにより多種類の縫目模様を形成する
ためのミシンの構成について第６図及び第７図を参照し
て説明する。

先ず第６図において、５５は模様選択スイッチ群でへ種
類の各縫目模様に夫々対応した選択スイッチＳＯ乃至Ｓ
１の倒れか一個を操作すると、これに対応した模様選択
コード信号ＳＰ１がエンコーダ５６から出力されて選択
コード保持回路５７に他の選択スイッチが操作されるま
で保持される。

５８は第一の半導体記憶装置で縫い針９の落下位置を制
御する縫い針の横方向揺動振幅情報群が各縫目模様に対
応して多数記憶されている。

５９は第二の半導体記憶装置で加工布の送り量とその方
向を制御するための送り情報群が各縫目模様に対応して
多数記憶されている。

６０は上軸５の回転に同期したタイミングパルスを発生
するパルス発生器で、そのタイミングパルスはパルス分
配器６１により位相の異なる読出し信号ＳＰ２及びＳＦ
３に変換され、これらは第−及び第二のアドレスカクン
タ６２及び６３に計数入力として与えられるようになっ
ている。

尚、ライン６４はアドレスカクンタ６２，６３にエンコ
ーダ５６から縫目模様選択の都度リセット信号を供給す
るためのものである。

前記選択コード保持回路５７に保持された前記選択コー
ド信号ＳＰ１は第一、第二の半導体記憶装置５８．５９
に供給され、これにより夫々に記憶されている情報群中
、前記操作された選択スイッチに対応する一つの揺動振
幅情報群及び送り情報群が夫々選択され、その選択され
た揺動振幅情報群及び送り情報群は夫々第−及び第二の
アドレスカウンタ６２及び６３から前記読出し信号ＳＰ
２．ＳＰ３に同期して出力されるアドレスボード信号Ｓ
Ｐ ４ 、ＳＰ ！ＩＩよってディジタル信号の状態で
順次読出され、夫々順にＤ−Ａ変換器６５及び６６によ
りアナログ信号に変換される。

その一方のＤ−Ａ変換器６５から出力された揺動振幅徂
脚信号ＳＰ６と他方のＤ−Ａ変換器６６から出力された
送り制御信号ＳＰ７とで、最終的に一個の縫目に関する
縫い針９の落下位置と加工布の送り量及びその方向とを
制御して前記操作された選択スイッチに対応した縫目模
様を形成するものである。

第７図（第６図も参照）には送り制御アクチュエータ２
８に関する比較装置６７、差信号応答回路６８及び励磁
コイル４９を含む回路が示されている。

尚、第６図に示した４６Ａは第２図乃至第５図に示すポ
テンショメータ４６に相当する振幅制御アクチュエータ
１４のポテンショメータである。

第１図において、比較装置６７のプラス入力端子にはＤ
−Ａ変換器６６からの送り制御信号ＳＰ７が抵抗分圧回
路６９を介して供給され、マイナス入力端子にはポテン
ショメータ４６の摺動端子から出力された位置信号ＳＰ
８が該摺動端子と＋ｖ１なる電圧の電源端子との間に接
続された抵抗７０乃至７２より成る抵抗分圧回路７３を
介して供給される。

前記ポテンショメータ４６の両端子は夫々＋Ｖ２ −Ｖ
２なる電圧の電源端子に接続されている。

差信号応答回路６８を構成するＮＰＮ形のトランジスタ
７４及びＰＮＰ形のトランジスタ７５においては、各エ
ミッタが共通に接続されていてその共通接続点と接地電
位端子との間には前記励磁コイル４９が接続されている
。

寸だ各トランジスタ７４及び７５のコレクタは夫夫前記
＋ｖ１なる電圧の電源端子及び−ｖ１なる電圧の電源端
子に接続さ枳各ベースは図示極性のダイオード７６及び
７Ｔを各別に介して前記比較装置６７の出力端子に接続
されている。

さらにトランジスタ７５のコレクタと比較装置６７の出
力端子との間には抵抗７８が接続されている。

しかして、比較装置６７においては、前記Ｄ−Ａ変換器
６６から出力された送り面側信号ＳＰ７及び送り制御ア
クチュエータ２８のポテンショメータ４６からの位置信
号ＳＰ８が比較されるものであり、その差信号たる出力
電圧ＶＰが入力平衡時の零から正の値に変化すれば、ト
ランジスタ７４がダイオード７６を介してバイアスされ
てオンするから励磁コイル４９に図示矢印Ｃ方向の励磁
電流が流れ、これにより前述したように送り？１ｉＵＸ
］アクチュエータ２８の回動板３６が矢印Ｆ方向に前記
トランジスタ７４がオフするまで、換言すれは回動板３
６の回動によってポテンショメータ４６からの位置信号
ＳＰ８が変化して前記出力電圧ｖＰが零になる才で回動
する。

そしてこの回動板３６の矢印Ｆ方向への回動によって送
り歯２３が所定方向に移動され、その移動距離即ち加工
布の送り量は回動板３６の回動角によって定まる。

これに対して、比較装置６７の出力電圧ｖＰが負の値で
あれば、トランジスタ７５がダイオード７７を介してバ
イアスされてオンするから励磁コイル４９に反矢印Ｃ方
向の励磁電流が流れ、これにより回動板３６が反矢印Ｆ
方向に回動して送り歯２３が前述とは逆の方向に移動さ
れる。

このようにして加工布の送り量及び送り方向が前記送り
情報によって制御 制御アクチュエータ１４に関しても図示を省略している
が第７図相当の回路を有し、第６図中、７９は比較装置
、８０は差信号応答回路である。

そしてこの振幅制御アクチュエータ１４においても、Ｄ
−Ａ変換器６５からの振幅制御信号ＳＰ６とポテンショ
メータ４６Ａからの位置信号ＳＰ９とが比較装置７９に
より比較され、その差信号に基づいて振幅制御アクチュ
エータ１４０回動板３６が回動され、最終的に縫い針９
の横方向揺動振幅が前記揺動振幅情報群によって制御さ
れる。

上記した本実施例によれば、磁性体ケース２９内に支持
軸４０により往復回動し得るように設りられた回動板３
６を肉薄な板状になし、励磁コイル４９をその回動板３
６に穿設された開口部３７に嵌入して回動板３６に取付
けているために、励磁コイル４９を含めた可動部分が薄
く且つ軽量になり、磁性体ケース２９を扁平な薄形のも
のにすることができてアクチュエータ全体の小型化を図
ることができ、その収容に要するスペースを小になし得
てミシン全体の小型化に貢献できる。

また、上記の可動部分の軽量化と共に、その可動部分と
の接触部分を少なくすることができ、送り情報等の制御
信号に対するアクチュエータの応答性を向上させること
ができる。

更に、本実施例によればポテンショメータ４６の検出用
回動軸４７を、回動板３６と一体的に回動する支持軸４
０と直接連結することによって、該回動板３６を検出用
回動軸４７の軸線を中心にして往復回動する構成とした
ので、ポテンショメータ４６の動作を確実になし得てポ
テンンヨメータによる回動板３６０回転位置検出精度を
向上させ得るばかりか、回動板３６とポテンショメータ
４６とＱ連結構造を簡単化できて、その連結作業を容易
に行い得る。

しかも、ポテンンヨメータ４６を磁性体ケース２９の前
壁３０に取付ける構成としたから、全体をこのポテンシ
ョメータ４６を含んだ一つのユニットとして取扱うこと
ができ、以てミシンに対する組込み作業を簡単化できる
。

その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例のみに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適
宜変形して実施できることは勿論である。

本発明によれば以上の説明から明らかなように、全体の
薄形化による／］・形化を実現できてその収容に要する
スペースを小になし得ると共に、併せて被駆動体の実際
位置を検出するための回動型の検出器とアクチュエータ
の本体部とをユニット化し得てミシン等の装置に対する
組込み作業を簡単化でき、且つ被駆動体を駆動するため
の回動板と前記検出器との連結構造の簡単化並びに検出
器による回動板の回動位置検出精度の向上を図り得る等
の効果を奏する回動型アクチュエータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明をミシンに適用した一実施例に関するもの
で、第１図は本発明に関連する部分のみを示したミシン
の内部構成の斜視図、第２図及び第３図は夫々本発明を
適用した送り制御アクチュエータの分解斜視図及び上面
図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５
図は第４図の■−Ｖ線に沿う断面図、第６図は縫目模様
形成のための電気的構成部分のブロック図、第７図は励
磁コイルの励磁制御に関する部分の結線図である。 図中、８は針揺動装置、９は縫い針（被駆動体）、１４
は振幅制御アクチュエータ、１５は送り装置、２３は送
り歯（被駆動体）、２８は送り制御アクチュエータ、２
９は磁性体ケース、３０は前壁、３１は後壁、３２は左
端壁、３３は右端壁、３４及び３５は永久磁石片、３６
は回動板、３７は開口音Ｎ ４６はポテンショメータ（
検出５）、４７は検出用回動軸、４９は励磁コイルを示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被駆動体の実際位置を検出するために回動型の検出
   器を備え、その被駆動体の位置を指令する制御信号と前
   記検出器からの位置信号とに従って被駆動体の位置決め
   制御を行う装置において、少なくとも一対の対向する磁
   性体の前後壁を有し、その前後壁のいずれか一方に前記
   検出器が取付けられた磁性体ケースと、その磁性体ケー
   ス内の左右空間に夫々前後互いに異なる方向の２つの均
   一磁界を夫々形成するために前後壁のいずれか一方に配
   置された永久磁石片と、前記検出器の検出用回動軸の軸
   線を中心に回動可能に前記磁性体ケースに支持されると
   共にその検出用回動軸に作動的に連結さね、前記磁性体
   ケース内の均一磁界と直交する平面内でその軸線を中心
   に往復回動して前記被駆動体を駆動する回動板と、前記
   部側信号及び位置信号に従って励磁さへその励磁により
   前記均一磁界の方向と平行する方向の磁界が形成される
   ように前記回動板に取付けられた励磁コイルとから成る
   回動型アクチュエータ。