JPH0632727B2 - ミシン用糸拘束アクチュエータとその制御装置 - Google Patents
ミシン用糸拘束アクチュエータとその制御装置Info
- Publication number
- JPH0632727B2 JPH0632727B2 JP63017562A JP1756288A JPH0632727B2 JP H0632727 B2 JPH0632727 B2 JP H0632727B2 JP 63017562 A JP63017562 A JP 63017562A JP 1756288 A JP1756288 A JP 1756288A JP H0632727 B2 JPH0632727 B2 JP H0632727B2
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- Japan
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- voltage
- piezoelectric element
- sewing machine
- thread
- laminated piezoelectric
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、圧電素子により工業用ミシンの自動糸調子装
置の糸拘束を行うようにしたミシン用糸拘束アクチュエ
ータとその制御装置に関する。
置の糸拘束を行うようにしたミシン用糸拘束アクチュエ
ータとその制御装置に関する。
［従来技術］ 本出願人は、家庭用ミシンにおいて、ソレノイドにより
ミシンの１回転のある区間上糸を拘束し、上糸の繰り出
し量を常に一定にするようにした自動糸調子装置を提案
している。
ミシンの１回転のある区間上糸を拘束し、上糸の繰り出
し量を常に一定にするようにした自動糸調子装置を提案
している。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ソレノイドの応答速度が遅いため、工業
用ミシンのように高速になると、工業用ミシンの糸調子
装置にソレノイドを適用することができないという問題
があった。
用ミシンのように高速になると、工業用ミシンの糸調子
装置にソレノイドを適用することができないという問題
があった。
本発明は、積層圧電素子の高速応答性及び大きな力が発
生する長所を活かしながら、短所である微小変位である
ことの対策として、変位を拡大する機構を採用するとと
もに、この拡大機構の高速作動を妨害する機械的振動の
発生を抑える対策として、第１に拡大機構をヒンジバネ
で支持するとともに予圧バネを備えることによって機械
的な防振対策を採用し、第２にこれら拡大機構の作動特
性に合うように圧電素子を通電制御する電気的な防振対
策を採用することによって、高速応答性が良好で把持力
の強いアクチュエータを提供することを目的としてい
る。
生する長所を活かしながら、短所である微小変位である
ことの対策として、変位を拡大する機構を採用するとと
もに、この拡大機構の高速作動を妨害する機械的振動の
発生を抑える対策として、第１に拡大機構をヒンジバネ
で支持するとともに予圧バネを備えることによって機械
的な防振対策を採用し、第２にこれら拡大機構の作動特
性に合うように圧電素子を通電制御する電気的な防振対
策を採用することによって、高速応答性が良好で把持力
の強いアクチュエータを提供することを目的としてい
る。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のミシン用糸拘束ア
クチュエータでは、フレームの内部で一端をこのフレー
ムの内面に固定した２つの積層圧電素子をほぼ平行に配
置し、積層圧電素子の他端をフレームに摺動可能に装着
した駆動軸の一端に固定し、この駆動軸の近傍のフレー
ムにヒンジバネの一端を固着し、このヒンジバネの他端
をＬ字状の駆動腕にそれぞれ固着するとともに、駆動軸
の他端を接触させ、フレームの対向する側面に予圧バネ
の一端をそれぞれ固着し、この予圧バネの他端を駆動腕
の端部に接触させることにより、駆動腕を駆動軸側に回
動して駆動腕と駆動軸の接触を強固にし、駆動腕に拡大
レバーの一端をそれぞれ固着し、拡大レバーの他端に設
けた糸拘束部を対向して設けたものである。
クチュエータでは、フレームの内部で一端をこのフレー
ムの内面に固定した２つの積層圧電素子をほぼ平行に配
置し、積層圧電素子の他端をフレームに摺動可能に装着
した駆動軸の一端に固定し、この駆動軸の近傍のフレー
ムにヒンジバネの一端を固着し、このヒンジバネの他端
をＬ字状の駆動腕にそれぞれ固着するとともに、駆動軸
の他端を接触させ、フレームの対向する側面に予圧バネ
の一端をそれぞれ固着し、この予圧バネの他端を駆動腕
の端部に接触させることにより、駆動腕を駆動軸側に回
動して駆動腕と駆動軸の接触を強固にし、駆動腕に拡大
レバーの一端をそれぞれ固着し、拡大レバーの他端に設
けた糸拘束部を対向して設けたものである。
また、本発明のミシン用糸拘束アクチュエータの制御装
置では、圧電素子の充放電を制御する充放電制御回路
と、圧電素子の両端の電圧を検出する電圧検出回路と、
充放電制御回路へ印加する電圧を設定する電圧設定回路
とからなり、充放電制御回路から圧電素子に印加する電
圧を圧電素子に連結された変位拡大機構の立上がり曲線
に沿った曲線に合わせて設定するとともに、電圧検出回
路で所定の電圧を検出した後、電圧検出回路で検出した
電圧に対応した電圧と電圧設定回路の電圧との差電圧を
充放電制御回路に印加することにより、圧電素子に自己
放電を補充する流入電流にとどめるように制御するもの
である。
置では、圧電素子の充放電を制御する充放電制御回路
と、圧電素子の両端の電圧を検出する電圧検出回路と、
充放電制御回路へ印加する電圧を設定する電圧設定回路
とからなり、充放電制御回路から圧電素子に印加する電
圧を圧電素子に連結された変位拡大機構の立上がり曲線
に沿った曲線に合わせて設定するとともに、電圧検出回
路で所定の電圧を検出した後、電圧検出回路で検出した
電圧に対応した電圧と電圧設定回路の電圧との差電圧を
充放電制御回路に印加することにより、圧電素子に自己
放電を補充する流入電流にとどめるように制御するもの
である。
［作用］ このように構成されたミシン用糸拘束アクチュエータの
圧電素子に電圧が印加されると、積層圧電素子が駆動軸
を押し上げ、この駆動軸の尖端と圧接している駆動腕に
ヒンジバネを支点として回転モーメントが働き、左右の
拡大レバーが糸を相互に挟圧して拘束する。また、予圧
バネと駆動腕、また駆動腕と駆動軸が圧接されて、作動
時に恰も一体のように動くことにより、各圧接部のフレ
ッティング現象の発生を抑えるようにしている。さらに
駆動軸はフレームに明けられた穴によりガイドされた、
圧電素子に圧縮応力のみが作用し、圧電素子の欠点であ
る引張力に弱い短所を解除している。
圧電素子に電圧が印加されると、積層圧電素子が駆動軸
を押し上げ、この駆動軸の尖端と圧接している駆動腕に
ヒンジバネを支点として回転モーメントが働き、左右の
拡大レバーが糸を相互に挟圧して拘束する。また、予圧
バネと駆動腕、また駆動腕と駆動軸が圧接されて、作動
時に恰も一体のように動くことにより、各圧接部のフレ
ッティング現象の発生を抑えるようにしている。さらに
駆動軸はフレームに明けられた穴によりガイドされた、
圧電素子に圧縮応力のみが作用し、圧電素子の欠点であ
る引張力に弱い短所を解除している。
また、圧電素子の電圧の立上がり曲線をミシン用糸拘束
アクチュエータの変位拡大機構の立上がり曲線に添うよ
うに、ミシン用糸拘束アクチュエータの制御装置で、圧
電素子の電圧の立上がり曲線をその傾きに合わせて設定
した後、電圧検出回路で圧電素子の印加電圧が所定の電
圧に達したことを検出したとき、圧電素子の自己放電を
補充する流入電流にとどめて拘束アクチュエータの拘束
力を維持することにより、圧電素子の変位のオーバーシ
ュートや残留振動を抑えることができる。
アクチュエータの変位拡大機構の立上がり曲線に添うよ
うに、ミシン用糸拘束アクチュエータの制御装置で、圧
電素子の電圧の立上がり曲線をその傾きに合わせて設定
した後、電圧検出回路で圧電素子の印加電圧が所定の電
圧に達したことを検出したとき、圧電素子の自己放電を
補充する流入電流にとどめて拘束アクチュエータの拘束
力を維持することにより、圧電素子の変位のオーバーシ
ュートや残留振動を抑えることができる。
［実施例］ 実施例について図面を参照して説明する。長方形のフレ
ーム１は長方形の貫通した空間２が設けられ、この空間
２の一辺に積層圧電素子３、４の一端がそれぞれ固着さ
れ、積層圧電素子３、４はほぼ並行にに設けられてい
る。また空間２の対向辺に空間２から外側に貫通孔５、
６が設けられ、この貫通孔５、６にそれぞれ駆動軸７、
８が摺動可能に装着され、これらの駆動軸７、８に積層
圧電素子３、４の他端が接触されている。駆動軸７、８
の側部のフレーム１にヒンジバネ９、10の一端が固着さ
れ、ヒンジバネ９、10の他端はＬ字状の駆動腕11、12の
直線部のほぼ中央に固着されており、駆動腕11、12の一
部が駆動軸７、８と接触するようにされている。また、
フレーム１の側部に予圧バネ13、14の一端がそれぞれ押
え板15、16によりねじ17、18によりそれぞれ固着され、予
圧バネ13、14の他端は駆動腕11、12の曲がった部分の端部
を押圧するように構成されている。駆動腕11、12には、
それぞれ図の下方にフレーム１に接触して伸びている拡
大レバー19、20の一端が固着され、他端に糸拘束部1
9′、20′が設けられている。また、拡大レバー19、20の
糸拘束部19′、20′の近傍のフレーム１にレバーガイド
21が設けられている。
ーム１は長方形の貫通した空間２が設けられ、この空間
２の一辺に積層圧電素子３、４の一端がそれぞれ固着さ
れ、積層圧電素子３、４はほぼ並行にに設けられてい
る。また空間２の対向辺に空間２から外側に貫通孔５、
６が設けられ、この貫通孔５、６にそれぞれ駆動軸７、
８が摺動可能に装着され、これらの駆動軸７、８に積層
圧電素子３、４の他端が接触されている。駆動軸７、８
の側部のフレーム１にヒンジバネ９、10の一端が固着さ
れ、ヒンジバネ９、10の他端はＬ字状の駆動腕11、12の
直線部のほぼ中央に固着されており、駆動腕11、12の一
部が駆動軸７、８と接触するようにされている。また、
フレーム１の側部に予圧バネ13、14の一端がそれぞれ押
え板15、16によりねじ17、18によりそれぞれ固着され、予
圧バネ13、14の他端は駆動腕11、12の曲がった部分の端部
を押圧するように構成されている。駆動腕11、12には、
それぞれ図の下方にフレーム１に接触して伸びている拡
大レバー19、20の一端が固着され、他端に糸拘束部1
9′、20′が設けられている。また、拡大レバー19、20の
糸拘束部19′、20′の近傍のフレーム１にレバーガイド
21が設けられている。
このように構成した本実施例のミシン用糸拘束アクチュ
エータでは、積層圧電素子３、４に電圧が印加される
と、積層圧電素子３、４が駆動軸７、８をそれぞれ押し
上げ、この駆動軸７、８の尖端と圧接している駆動腕1
1、12にヒンジバネ９、10を支点として回転モーメントが
働き、左右の拡大レバー19、20の糸拘束部19′、20′で
糸が相互に挟圧されて拘束される。また、予圧バネ13、1
4が駆動腕11、12を押圧しているので、予圧バネ13、14と
駆動腕11、12、または駆動腕11、12と駆動軸７、８が圧接
されて、作動時に恰も一体のように動くことにより、各
圧接部のフレッティング現象の発生を抑えるようにして
いる。さらに駆動軸７、８はフレーム１に明けられた貫
通孔５、６によりガイドされ、積層圧電素子３、４に圧
縮応力のみが作用し、積層圧電素子３、４の欠点である
引張力に弱い短所を解除している。
エータでは、積層圧電素子３、４に電圧が印加される
と、積層圧電素子３、４が駆動軸７、８をそれぞれ押し
上げ、この駆動軸７、８の尖端と圧接している駆動腕1
1、12にヒンジバネ９、10を支点として回転モーメントが
働き、左右の拡大レバー19、20の糸拘束部19′、20′で
糸が相互に挟圧されて拘束される。また、予圧バネ13、1
4が駆動腕11、12を押圧しているので、予圧バネ13、14と
駆動腕11、12、または駆動腕11、12と駆動軸７、８が圧接
されて、作動時に恰も一体のように動くことにより、各
圧接部のフレッティング現象の発生を抑えるようにして
いる。さらに駆動軸７、８はフレーム１に明けられた貫
通孔５、６によりガイドされ、積層圧電素子３、４に圧
縮応力のみが作用し、積層圧電素子３、４の欠点である
引張力に弱い短所を解除している。
上記実施例のミシン用糸拘束アクチュエータの積層圧電
素子３、４への電流を制御する制御装置としては、第２
図に示すように電圧設定回路22の出力端子に減算回路23
を介して充放電制御回路24が接続され、この充放電制御
回路24の出力端子に積層圧電素子３または４の積層圧電
素子25及び電圧検出回路26が並列に接続され、さらに電
圧検出回路26の出力は減算回路23に接続されている。
素子３、４への電流を制御する制御装置としては、第２
図に示すように電圧設定回路22の出力端子に減算回路23
を介して充放電制御回路24が接続され、この充放電制御
回路24の出力端子に積層圧電素子３または４の積層圧電
素子25及び電圧検出回路26が並列に接続され、さらに電
圧検出回路26の出力は減算回路23に接続されている。
このように構成した制御装置では、第３図の実線Ａで示
すように積層圧電素子25への電圧立上がり曲線を、変位
拡大機構の立上がり曲線に沿うように充放電制御回路24
から積層圧電素子25に電圧を供給する。そして、電圧検
出回路26で積層圧電素子25の両端の電圧が所定の電圧に
なったことを検知した時、電圧設定回路22からの電圧を
減算し、積層圧電素子25の自己放電を補充する流入電流
にとどめて、糸拘束アクチュエータの拡大レバー19、20
の糸拘束部19′、20′で糸の拘束力を維持するように構
成する。
すように積層圧電素子25への電圧立上がり曲線を、変位
拡大機構の立上がり曲線に沿うように充放電制御回路24
から積層圧電素子25に電圧を供給する。そして、電圧検
出回路26で積層圧電素子25の両端の電圧が所定の電圧に
なったことを検知した時、電圧設定回路22からの電圧を
減算し、積層圧電素子25の自己放電を補充する流入電流
にとどめて、糸拘束アクチュエータの拡大レバー19、20
の糸拘束部19′、20′で糸の拘束力を維持するように構
成する。
このように、積層圧電素子25への電圧立上がり曲線を、
変位拡大機構の立上がり曲線に沿うようにし、また圧検
出回路26で積層圧電素子25の両端の電圧が所定の電圧に
なったことを検知した時、電圧設定回路22からの電圧を
減算し、積層圧電素子25の自己放電を補充する流入電流
にとどめることにより、第３図の点線Ｂで示すようにオ
ーバーシュートや残留振動を抑えることができる。
変位拡大機構の立上がり曲線に沿うようにし、また圧検
出回路26で積層圧電素子25の両端の電圧が所定の電圧に
なったことを検知した時、電圧設定回路22からの電圧を
減算し、積層圧電素子25の自己放電を補充する流入電流
にとどめることにより、第３図の点線Ｂで示すようにオ
ーバーシュートや残留振動を抑えることができる。
［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、ミシン用
糸拘束アクチュエータとして積層圧電素子を利用すると
ともに、積層圧電素子の変位を拡大する機構、およびこ
の拡大機構の防振機構であって、機械的なものとして拡
大機構をヒンジバネで支持するとともに予圧バネを採用
して拡大機構の振動、即ちフレッティング現象の発生を
抑えるようにし、さらに電気的なものとしてこれら拡大
機構の作動特性に合った圧電素子の通電制御を採用して
拡大機構の振動、即ち拡大機構の変位のオーバーシュー
トや残留振動を激減させることに成功し、これによって
高速応答性が良好で把持力の強いアクチュエータを得る
ことができ、ミシンのように数千回／分も作動停止を繰
り返すとともに繰り出し張力が掛かっている糸を確実に
把持停止することができる効果がある。
糸拘束アクチュエータとして積層圧電素子を利用すると
ともに、積層圧電素子の変位を拡大する機構、およびこ
の拡大機構の防振機構であって、機械的なものとして拡
大機構をヒンジバネで支持するとともに予圧バネを採用
して拡大機構の振動、即ちフレッティング現象の発生を
抑えるようにし、さらに電気的なものとしてこれら拡大
機構の作動特性に合った圧電素子の通電制御を採用して
拡大機構の振動、即ち拡大機構の変位のオーバーシュー
トや残留振動を激減させることに成功し、これによって
高速応答性が良好で把持力の強いアクチュエータを得る
ことができ、ミシンのように数千回／分も作動停止を繰
り返すとともに繰り出し張力が掛かっている糸を確実に
把持停止することができる効果がある。
第１図は本発明の１実施例のミシン用糸拘束アクチュエ
ータの構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部を切欠
いた正面図、第２図はミシン用糸拘束アクチュエータの
制御装置のブロック図、第３図は第２図の制御装置で駆
動する圧電素子の電圧を印加したときの変位波形を示し
た図である。 １……フレーム、２……空間、３、４……積層圧電素
子、５、６……貫通孔、７、８……駆動軸、９、10……
ヒンジバネ、11、12……Ｌ字状の駆動腕、13、14……予圧
バネ、15、16……押え板、17、18……ねじ、19、20……拡
大レバー、19′、20′……糸拘束部、21……レバーガイ
ド、22……電圧設定回路、23……減算回路、24……充放
電制御回路、25……積層圧電素子、26……電圧検出回
路。
ータの構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部を切欠
いた正面図、第２図はミシン用糸拘束アクチュエータの
制御装置のブロック図、第３図は第２図の制御装置で駆
動する圧電素子の電圧を印加したときの変位波形を示し
た図である。 １……フレーム、２……空間、３、４……積層圧電素
子、５、６……貫通孔、７、８……駆動軸、９、10……
ヒンジバネ、11、12……Ｌ字状の駆動腕、13、14……予圧
バネ、15、16……押え板、17、18……ねじ、19、20……拡
大レバー、19′、20′……糸拘束部、21……レバーガイ
ド、22……電圧設定回路、23……減算回路、24……充放
電制御回路、25……積層圧電素子、26……電圧検出回
路。
Claims (2)
- 【請求項１】フレームに一端を固定し、他端を前記フレ
ームに摺動可能に装着した駆動軸の一端にそれぞれ当接
するように平行に配置した２つの積層圧電素子と、 該駆動軸の近傍の前記フレームにそれぞれ一端を固着し
たヒンジバネと、 前記ヒンジバネの他端でそれぞれ支持しこのヒンジバネ
の撓みによって回動するとともに前記駆動軸の他端とそ
れぞれ対向配置した駆動腕と、 前記駆動腕に設けられ駆動腕の回動時に一端に設けた糸
拘束部を接離可能にする拡大レバーと、 上記ヒンジバネを中心にして前記駆動腕が前記駆動軸お
よび積層圧電素子を押圧するように前記駆動腕に弾性力
を付勢する予圧バネと、 を備えたことを特徴とするミシン用糸拘束アクチュエー
タ。 - 【請求項２】積層圧電素子の移動をヒンジバネの撓みに
よって回動する拡大レバーに作用させて糸拘束部を接離
可能にするとともに、上記ヒンジバネを中心にして拡大
レバーが積層圧電素子を押圧するように弾性力を付勢す
る予圧バネを備えたミシン用糸拘束アクチュエータにお
いて、 前記積層圧電素子の充放電を制御する充放電制御回路
と、 前記圧電素子の両端の電圧を検出する電圧検出回路と、 前記充放電制御回路へ印加する電圧を設定する電圧設定
回路とからなり、 前記充放電制御回路から前記圧電素子に印加する電圧
を、該圧電素子に連結された前記拡大レバーの立上がり
曲線に沿った立上がり曲線に設定するとともに、前記電
圧検出回路で所定の電圧を検出した後、前記電圧検出回
路で検出した電圧と前記電圧設定回路の電圧との差電圧
を前記充放電制御回路に印加するように制御するミシン
用糸拘束アクチュエータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63017562A JPH0632727B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | ミシン用糸拘束アクチュエータとその制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63017562A JPH0632727B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | ミシン用糸拘束アクチュエータとその制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01192391A JPH01192391A (ja) | 1989-08-02 |
| JPH0632727B2 true JPH0632727B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=11947354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63017562A Expired - Lifetime JPH0632727B2 (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | ミシン用糸拘束アクチュエータとその制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632727B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2901009B2 (ja) * | 1990-04-20 | 1999-06-02 | ペガサスミシン製造株式会社 | ミシンの糸張力調整装置 |
| JP2956036B2 (ja) * | 1991-06-28 | 1999-10-04 | ペガサスミシン製造株式会社 | 環縫いミシンの糸供給方法及びその装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03949Y2 (ja) * | 1985-04-27 | 1991-01-14 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63017562A patent/JPH0632727B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01192391A (ja) | 1989-08-02 |
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