JPS6328637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、縫製用ミシンの給油ポンプの制御
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のこの種のミシンの給油ポンプには、第６
図に示すようなものがある。即ち、ミシンベツド
の下面には、パツキングを介してオイルタンクが
設けてあり、オイルタンクの凹部にはミシンの回
転運動機構部へ給油するための油を貯油してあ
る。１は、駆軸であり、この駆軸１はミシンアー
ムのボス部に回転自在に軸受されており、駆軸１
は、ミシンの上軸に設けた歯車で駆動される。

２は、複数枚の羽根２ａを有する羽根車であ
り、ほぼ全体がオイルタンクの油中に浸るように
駆軸１の下端部に止めねじ３で取付けられる。４
は、ポンプ体の取付腕であり、この取付腕４は止
ねじでミシンのベツトに取付けられる。５は、ロ
ツカ網６を取付けた蓋板であり、吸入口５ａを有
し止ねじで前記取付腕４をもつポンプ本体の底部
に取付けられる。ミシンが駆動され、羽根車２が
駆軸１を介して回転すると、オイルタンク内の油
が蓋板５の吸入口５ａから吸い込まれ、吐出口か
ら吐出される油は上軸給油管７および下軸給油管
８を経てミシンの運動機構部に油を供給するよう
になつている。また、針棒機構および天秤機構に
大量の油を供給すると、飛散したり油溜部から溢
れた油が針棒、天秤、布押え等を伝わつて滴下
し、顎部下方のベツト面上に配置した被縫物を汚
損するため、別個のポンプでオイルタンクに戻す
装置がつけてあるものである。第７図において、
ミシンが駆動すると、上軸９および下軸１０がそ
れぞれ所定の方向に回転し、傘歯車１１，１２を
介して給油ポンプ（羽根式）１３が作動する。従
つて、油は、給油管１４を介して軸受１５と上軸
９との摺動部を潤滑する一方、残りの油は上軸９
の油孔を通つて顎部１６に達し、バランス・ウエ
ート１７、針棒クランク１８、針棒１９の各摺動
部を潤滑した後に遠心力によつて振落されて顎部
１６の底に滴下して溜る。２０は、プランジヤ式
ポンプであり、下軸１０の偏心溝２１の上にメタ
ル２２を設け、メタル２２のピストン（プランジ
ヤ）２３をバネ２４で常時偏心溝２１に押しつ
け、かつ、メタル２２の出口２５の給管の一端を
オイルタンク２６に配置した給管２７に接続し、
入口２８の給管の一端は顎部１６の油溜り部に配
置した給管２９に接続される。第８図にプランジ
ヤ式ポンプ２０の断面図を示す。尚、上記した従
来例に類似する技術は、実公昭59−11743および
実公昭57−58393に提示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明した従来例においては、駆軸１はミシ
ンの上軸に設けた歯車結合により駆動され羽根車
２を回転してオイルタンク内の油を吸い込み吐出
口より吐出させミシンの運動機構部に油を供給す
るようになつている。このような機械的給油ポン
プにおいては、ミシンの回転数の上昇に比例して
給油量も多くなるがそれ以上の高速回転数になる
と飽和してしまうばかりでなく、この方式はミシ
ンの回転数の変化に対して給油応答速度は可成り
遅く給油効率が悪いのが一般である。また、回転
数の変化ばかりでなく、縫製作業中の縫い厚の変
化や回転トルク変化等で油を多量に給油したいと
き、或は、給油量を絞りたいときに制御が困難で
あつた等の問題点が未解決となつており、ミシン
の高速化および耐久性の阻害要因となつていた。
また、負荷変動の大きいミシンにおいて、バラン
ス、ウエイト１７、針棒 クランク１８、針棒１
９等の各摺動部に可成りの油の潤滑を必要とし、
そのために余分な油が多量に供給される。従つ
て、顎部１６その他から残余の油が洩れて加工布
を汚損する原因となるのでプランジヤ式ポンプを
別個に設けてオイルタンクに回収していたため、
給油装置としての機構が複雑となつて大型となり
経済的に高価なものとなつてしまう。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記した従来例の問題点に鑑みて
なされたもので、電歪素子を利用して電気的エネ
ルギを機械的変位に変換して、仕切室に導いた油
を電歪素子の振動で加圧する給油ポンプを設け、
所望の電圧・周波数を電歪素子に印加しミシンの
運動機構部に適正な潤滑油を供給することにより
従来例の問題点を解決することを目的としたミシ
ンの給油装置を提供するものである。同一構成
（相当）は同一符号で示し以下に説明する。第１
図において、３０はミシンの機枠、３１はミシン
のはずみ車、３２はミシンの回転数検知センサで
あり、発光素子と受光素子とをもつフオトカプラ
で回転軸に設けた遮蔽板がスリツト部を遮蔽して
電気信号を発するようになつている。３３は、布
の厚さを検出する布厚センサ、３４はミシンの負
荷の変動を検知する回転トルクセンサ（例えば、
ミシンのモータの負荷電流検出）、３５は油量調
整ダイアルであり被縫物の生地のアライ目・密目
等によりマニアルで調整するものであり、これ等
のセンサで油量供給のセンサ手段を構成する。３
６は、電源、３７は制御回路であり、給油ポンプ
３８の電歪素子に所望の制御矩形波電圧を印加さ
せるために回転数検知センサ３２・布厚センサ３
３回転トルクセンサ３４、油量調整ダイアル３５
等のセンサ手段からの電気信号に応じて電圧や周
波数を変化させる回路である。尚、３９は軸受で
あり、油は給油管４０を介して軸受３９と下軸１
０との摺動部を潤滑する一方、残りの油は下軸１
０の油孔を通つて釜４１に達し摺動部を潤滑す
る。

第２図は、バイモルフ型電歪素子を用いた給油
ポンプの概略の断面図である。バイモルフ型電歪
素子は、圧電セラミクスを二枚貼り合せて長方形
に成形し、厚み方向に電圧を印加してベンデング
させその変位を利用するもので直列型と並列型と
がある。このバイモルフ型電歪素子は、低電力で
大きな変位量が得られ無騒音という特徴を有す
る。２６は、オイルタンク、４２は電気信号に応
答してその厚み方向に該電気信号の大きさに比例
して湾曲するバイモルフ型電歪素子、４３は、バ
イモルフ型電歪素子４２を支持体４４を介して底
部に配置したハウジング、４５はハウジング４３
並びにバイモルフ型電歪素子４２で囲まれ油で満
される仕切室、４６は仕切室４５より噴射する吐
出口、４７は、仕切室４５に連通し油が貯蔵され
ている。オイルタンク２６の油と連通する吸入口
である。４８は、バイモルフ型電歪素子４２の中
央部に固着された拡大作動板である。

この電歪素子４２を用いた給油ポンプに電気信
号を給電すると、電歪素子４２は仕切室４５の体
積を減少せしめる方向に中央付近で湾曲振動し仕
切室の圧力を急激に上昇せしめて吐出口４６から
電気信号のレベルに応じた噴射をする。しかしな
がら、上記電歪素子４２の湾曲振動による仕切室
４５の圧力上昇は、吐出口４６の他に吸入口４７
を介してオイルタンク２６へ逆流せしめる方向に
も作用する。従つて、この為に電歪素子４２の中
央部に拡大作動板４８を設け、その変位拡大機構
により大きく振動させ、かつ、拡大作動板４８と
ハウジング４３の内壁に適切な側路を設ける必要
がある。

いま、拡大作動板４８の大きさをＤ、吐出口４
６の大きさをｄ、電歪素子４２による変位をｘと
すると、吐出口４６における変位は（Ｄ／ｄ）²xに比 例して拡大される。

〔作用〕

電歪素子４２に電圧を印加すると電歪素子４２
の振動により拡大作動板４８が変位し仕切室４５
の油を圧縮しその圧縮により吐出口４６より給油
経路に油を供給する。この時、仕切室４５の圧力
は、大気より大きな圧力が加わる。一方、電歪素
子４２が復帰すると、仕切室４５の油は減圧され
大気圧が加わる。そして、拡大作動板４８が油を
圧縮した時の圧力と大気圧との差と大気圧と油を
減圧した時の圧力との差では後者の方が遥かに小
さい。従つて、拡大作動板４８が押し出される動
作に比べて復帰動作は遅くなり、この復帰動作の
間にハウジング４３の底部の油が拡大作動板４８
とハウジング４３の側壁の側路を通つて仕切室に
流入する。

以上のような動作を繰返して油を給油経路に給
油するためには、仕切室４５に大きな変位力を付
与することおよび可成りの高速振動をさせること
が大切であり、この点において電歪素子４２の利
点がある。

第１図において、センサ手段の電気信号を入力
して制御回路がミシンの運動機構部の変動と被縫
物状態を検知して所望の電圧・周波数の波形を電
歪素子４２に供給すると給油ポンプ３８は作動し
て適量の油をミシンの運動機構部に供給する。従
つて、回転数が高くなつたときは給油量を増加さ
せ低くなつたときは量を減少させることが可能と
なり、また、被縫物の厚さの変化や回転トルクの
変化に対しても自動的に必要な給油量を調整でき
たり、或は被縫物の生地の種類に合せて必要な油
量を調節することが可能となつた。尚、バイモル
フ型電歪素子は、直列型接続によつてもその作用
は殆んど同様である。

〔実施例〕

第３図は、発生力が大きくエネルギ変換効率の
高い積層型電歪素子を用いた他の給油ポンプ３８
の概略の断面図である。積層型電歪素子４２は、
厚み方向に分極された板を複数個積み重ねたもの
で各圧電板の電極は一層おきに電気的に並列接続
し、電圧を印加すると高さ方向に伸びるものであ
る。電圧を下げるか、または、電圧を遮断する
と、縮み、または、元の位置に復帰する。

第４図は、バイモルフ型電歪素子を用いた更に
他の給油ポンプ３８の実施例を示す概略の分解斜
視図である。

即ち、４９は、中央に仕切室４５と吐出口４
６・吸入口４７とを有するポンプ本体、５０はポ
ンプ本体支持部材、４２はバイモルフ型電歪素子
であり、それ等は重ね合せて取付けられる。しか
して、仕切室４５の油溜に対して横方向にバイモ
ルフ型電歪素子４２を振動させて給油ポンプ３８
を構成するものである。また、ポンプ本体４９の
両側にそれぞれ吐出口４６・吸入口４７を設け、
バイモルフ型電歪素子４２をその両横方向から振
動させるものも可能であり、同様の効果を有す
る。更に、第５図は、バイモルフ型電歪素子を用
いた別の給油ポンプ３８の実施例を示す概略の断
面図であり、バイモルフ電歪素子４２を吐出口４
６・吸入口４７に対して円筒状に配置して、その
内方向にバイモルフ電歪素子４２を振動させて給
油ポンプ３８を構成するものであるが、このもの
も同様の効果がある。

〔発明の効果〕

この発明は、電歪素子４２を利用して電気的エ
ネルギを機械的変位に変換して、仕切室４５に導
いた油を電歪素子４２の振動で加圧する給油ポン
プ３８を設け、所望の電圧・周波数を電歪素子４
２に印加しミシンの運動機構部に適正な潤滑油を
供給するように構成した。

従つて、従来例のような油の給油の応答速度の
遅れや給油の供給制御の困難等から給油の適正供
給に関する問題点は解消され、電歪素子４２に加
える電圧や周波数を任意に変えられるので、多量
に油を供給したいとき或は、供給量を絞りたいと
きの給油量制御が可能となり、ミシンの運動機構
部に必要な適量の油を給油することができるミシ
ンの信頼性の向上に寄与する所大なる効果があ
る。

また、電歪素子を使うことにより小型化、発熱
量が小さい、低騒音、応答速度が早い等の特色を
もつ給油ポンプが可能になり、ミシンの小型化お
よび高速対応性が一段と優れたものとなつた等の
実装密度の向上に大なる効果をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のミシンの給油に関する制御
説明図、第２図は、本発明のバイモルフ型電歪素
子を用いた給油ポンプの概略の断面図、第３図
は、本発明の積層型電歪素子を用いた他の給油ポ
ンプ実施例を示す概略の断面図、第４図は、本発
明のバイモルフ型電歪素子を用いた更に他の給油
ポンプの実施例を示す概略の分解斜視図、第５図
は、本発明のバイモルフ型電歪素子を用いた別の
給油ポンプの実施例を示す概略の断面図、第６図
は、従来の羽根車式給油ポンプの分解斜視図、第
７図は、従来の給油ポンプとミシンの給油経路を
示す系統図、第８図は、第７図に示すプランジヤ
式ポンプの断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ミシンのオイルタンク内に位置し上下方向又
   は横方向に延びる吐出口および吸入口を形成した
   給油ポンプと、前記吐出口よりミシンの運動機構
   部に供給するための給油経路を設けたミシンの給
   油装置において、電気エネルギを機械的変位に変
   換する電歪素子４２と該電歪素子４２の振動変位
   により容積が変化する潤滑油を満たし吐出口４６
   と吸入口４７とをもつ仕切室４５とを備え、所望
   の電圧・周波数を電歪素子４２に印加しミシンの
   運動機構部に適正な潤滑油を供給することを特徴
   とするミシンの給油装置。