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JP2004033619A - Thread tension device - Google Patents

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JP2004033619A
JP2004033619A JP2002197458A JP2002197458A JP2004033619A JP 2004033619 A JP2004033619 A JP 2004033619A JP 2002197458 A JP2002197458 A JP 2002197458A JP 2002197458 A JP2002197458 A JP 2002197458A JP 2004033619 A JP2004033619 A JP 2004033619A
Authority
JP
Japan
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spinning wheel
rolling
force
thrust bearing
piezo element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002197458A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Sakakibara
榊原 康男
Toru Takada
高田 亨
Yuji Miyake
三宅 勇次
Kenji Mimura
三村 建治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Gaea Tech Corp
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Gaea Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd, Gaea Tech Corp filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2002197458A priority Critical patent/JP2004033619A/en
Publication of JP2004033619A publication Critical patent/JP2004033619A/en
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Abstract

【課題】糸車等に回転抵抗を軽減しながら加えることにより、糸車等に加わる回転抵抗の調整を容易にすることのできる糸調子装置の提供。
【解決手段】糸車と一体に回転するシャフトに設けられたスラスト軸受け内輪は、図5に示すスラスト軸受け130を介してスラスト軸受け外輪からの押圧力を受け、これが糸車の回転に対する回転抵抗となる。また、この押圧力はピエゾ素子及び与圧バネによって発生される。糸車及びシャフトの回転に伴って転動体134も回転するので、上記回転抵抗が軽減される。しかも、転動体134の転動軸は保持器132の半径方向に対してθの傾きを有している。このため、転動体134は矢印A方向に転がって移動しようとするのに対し、糸車の回転に伴う転動体134の実際の移動方向は矢印B方向となり、両者の角度差に応じた抵抗が加わる。このため、上記回転抵抗を適度に軽減することができる。
【選択図】 図5
Provided is a thread tension device that can easily adjust rotation resistance applied to a spinning wheel or the like by adding the spinning resistance to the spinning wheel or the like while reducing the rotation resistance.
A thrust bearing inner ring provided on a shaft that rotates integrally with a spinning wheel receives a pressing force from a thrust bearing outer ring via a thrust bearing shown in FIG. This pressing force is generated by the piezo element and the pressurizing spring. Since the rolling element 134 also rotates with the rotation of the spinning wheel and the shaft, the rotation resistance is reduced. In addition, the rolling axis of the rolling element 134 has an inclination of θ with respect to the radial direction of the retainer 132. For this reason, while the rolling element 134 attempts to move while rolling in the direction of arrow A, the actual moving direction of the rolling element 134 due to the rotation of the spinning wheel is in the direction of arrow B, and a resistance corresponding to the angle difference between the two is added. . For this reason, the rotation resistance can be appropriately reduced.
[Selection diagram] FIG.

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、糸の搬送に応じて回転する糸車によって、糸の張りまたは使用量を調整する糸調子装置に関し、詳しくは、上記糸車或いはその糸車と一体に回転する回転部に加える回転抵抗を調整する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、糸に接触し、その糸の搬送に応じて回転する糸車を備えた糸調子装置が知られている。このような糸車を備えた糸調子装置では、特開昭63−63489号公報に示すように、糸車或いはその糸車と一体に回転する回転部(以下、糸車等という)と接触する接触部材を設けて、その接触部材を糸車等に押し付け、糸車等と接触部材との間に生じる摩擦力によって糸車等に回転抵抗を加えていた。
【0003】
また、上記接触部材には、ソレノイド,パルスモータ,ピエゾ素子(圧電素子)等の力発生手段が発生した力がそのまま上記接触方向に伝達されていた。糸調整装置を備えたミシン等の装置では、糸の張りや使用量をその装置の動作状況に合わせるため、糸車等に加える回転抵抗を随時調整する必要がある。そこで、例えばミシンでは、針棒が所定の高さに達したら上記ピエゾ素子に電圧を供給して接触部材を糸車等に押し付ける制御がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ピエゾ素子等の力発生手段が発生する力をそのまま接触部材に伝達する場合、ピエゾ素子等に小さな力を発生させるだけで糸車等には大きな回転抵抗が加わる。このため、上記回転抵抗を微調整することは極めて困難であった。一方、ミシン等の装置では、上記回転抵抗が大き過ぎて糸車が適切な回転量よりも回らないと、糸切れが発生したり布地が突っ張ったりする。逆に、上記回転抵抗が小さ過ぎて糸車が適切な回転量よりも回り過ぎると、縫目の糸しまりが弱かったり糸が絡んだりする。
【0005】
このように、従来は、糸車等に適度な回転抵抗を加えて糸の使用量を適正範囲に制御することが困難であるという課題があった。そこで、本発明は、糸車等に上記回転抵抗を軽減しながら加えることにより、糸車等に加わる回転抵抗の調整を容易にすることのできる糸調子装置の提供を目的としてなされた。
【0006】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項1記載の発明は、糸に接触し、該糸の搬送に応じて回転する糸車と、上記糸車或いはその糸車と一体に回転する回転部の回転に対する回転抵抗のための力を発生する力発生手段と、該力発生手段から上記糸車或いは上記回転部に到る上記力の伝達経路に配設され、上記糸車或いは上記回転部に接触して転動することにより、上記力による上記回転抵抗を軽減する転動体と、を備えた糸調子装置であって、上記転動体の転動軸を、上記糸車或いは上記回転部の回転軸を含む断面に対して所定の角度をなすように傾斜させてなることを特徴としている。
【0007】
このように構成された本発明は、糸車或いはその糸車と一体に回転する回転部(=糸車等)に対する回転抵抗のための力を発生する力発生手段を備えており、その力発生手段から糸車等に到る上記力の伝達経路には、糸車等に接触して転動することにより上記力による上記回転抵抗を軽減する転動体が設けられている。すなわち、転動体の転動によって上記力の伝達経路に転がりが生じ、力発生手段が発生した力に対応する上記回転抵抗は、転動体が存在しない場合に比べて軽減される。
【0008】
しかも、上記転動体の転動軸は、糸車等の回転軸を含む断面に対して所定の角度をなすように傾斜している。このため、上記転動体は上記転動軸に直交する方向に移動しようとするのに対し、糸車等の回転に伴う上記転動体の実際の移動方向は上記断面に垂直な方向となるため、両者の角度差に応じた滑り抵抗が加わる。
【0009】
すなわち、上記転動軸が上記断面に対して平行に配設される場合は上記滑りが大きくなり過ぎる可能性があるが、本発明では、上記傾斜を設けたことによって上記滑りを適度に抑制し、糸車等に加わる回転抵抗を適度に軽減することができる。従って、本発明では、糸車等に加わる回転抵抗を適正範囲に調整するために上記力発生手段が発生すべき力を適度に大きくすることができ、延いては、糸車等に加わる回転抵抗の調整を容易にすることができるといった効果が生じる。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の構成に加え、上記糸車が縫製時の糸の繰り出し方向に回転するときは、上記転動体の転動軸が上記断面に対して上記所定の角度をなすように傾斜し、上記糸車が上記繰り出し方向とは逆方向に回転するときは、上記転動体の転動軸が上記断面に対して平行に配設されるように、上記転動体を傾動自在に設けたことを特徴としている。
【0011】
本発明では、転動体を傾動自在に設けたことによって、糸車が縫製時の糸の繰り出し方向に回転するときは、転動体の転動軸が上記断面に対して上記所定の角度をなすように傾斜する。このため、糸車等に加わる回転抵抗を適度に軽減することができ、請求項1記載の発明の効果が生じる。一方、糸車が上記繰り出し方向とは逆方向に回転するときは、転動体が傾動することによってその転動軸が上記断面に対して平行に配設される。このため、請求項1に関する説明でも触れたように、上記力の伝達経路において転動体を転がり易くして、上記回転抵抗を大幅に軽減することができる。従って、本発明では、縫製を中断したときなどに糸を糸駒方向へ手繰り寄せる場合、回転抵抗を極めて小さくすることができる。よって、本発明では、請求項1記載の発明の効果に加えて、縫製中断時等に糸を糸駒方向へ手繰り寄せるのが極めて容易になるといった効果が生じる。
【0012】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の構成に加え、上記転動体が、上記糸車及び上記回転部と同軸状に回転する軸受けに支持されたことを特徴としている。
本発明では、転動体が糸車等と同軸状に回転する軸受けに支持されているので、転動体を上記力の伝達経路に配設するための構成が極めて簡単になる。また、このような構成は極めて小型化が可能である。従って、本発明では、請求項1または2記載の発明の効果に加えて、構成を簡略化して一層のコストダウンを図ると共に装置の一層の小型化を図ることができるといった効果が生じる。
【0013】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の構成に加え、上記力発生手段が、ピエゾ素子であることを特徴としている。
ピエゾ素子は、応答性がよく、かつ、印加電圧を調整することによって発生する力を極めて容易に調整することができ、力の再現性,安定性にも優れている。本発明では、力発生手段としてピエゾ素子を使用しているので、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、糸車等に加わる回転抵抗の調整を一層容易にすることができ、その回転抵抗の再現性,安定性の面でも優れているといった効果が生じる。
【0014】
請求項5記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の構成に加え、上記力発生手段が、上記力を発生するためのピエゾ素子及び与圧バネを有し、上記ピエゾ素子に電圧が供給されているときは上記ピエゾ素子及び上記与圧バネが上記力を発生し、上記ピエゾ素子に電圧が供給されていないときは上記与圧バネが上記力を発生することを特徴としている。
【0015】
本発明では、力発生手段としてピエゾ素子及び与圧バネを備えており、ピエゾ素子に電圧が供給されているときは上記ピエゾ素子及び上記与圧バネが上記力を発生する。このため、ピエゾ素子への印加電圧を調整することによって、糸車等に加わる回転抵抗を極めて容易に調整することができる。一方、本発明では、ピエゾ素子に電圧が供給されていないときは与圧バネが上記力を発生する。このため、ピエゾ素子への電圧供給が絶たれたときでも、与圧バネによって上記力を発生し続け、延いては、上記回転抵抗を加え続けることができる。
【0016】
従って、本発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、糸車等に加わる回転抵抗の調整を一層容易にすることができると共に、ピエゾ素子への電圧供給が絶たれたときでも糸車等の不用意な回転を防止することができるといった効果が生じる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、図面と共に説明する。図1は、本発明が適用されたミシン10の外観を表す概略図である。図1に示すように、本実施の形態のミシン10は、上糸Tが挿通された針12によって加工布Wに縫目を形成するもので、その針12を上下動させる針棒14、及び、上糸Tを巻回状に保持する糸駒16を備えている。また、糸駒16から針12に到る上糸Tの搬送経路には、針12側から順に、天秤18,糸調子装置20,及び補助糸調子装置22が設けられている。
【0018】
このミシン10では、糸調子装置20は、前面のミシンフレーム10aに形成された取り付け穴(図示せず)に着脱可能に取り付けられている。糸調子装置20は前後方向(図1の紙面に垂直方向)に伸長して、ミシン10から前方に突出して取り付けられている。なお、糸調子装置の根本部分の半径や形状が上記取り付け穴に対して適用できる構成の糸調子装置であれば、機能や構成が異なってもその糸調子装置を交換して装着できるように、ミシン10は構成されている。
【0019】
図2は、ミシン10の制御系の構成を表すブロック図である。図2に示すように、ミシン10の全体の制御装置として各種処理を実行するCPU24は、各種プログラムを記憶するROM26,そのプログラム実行中に利用されるRAM28と接続され、更に、駆動回路32及び34を介して、ミシンモータ36及び後述のピエゾ素子106に駆動信号を出力する。また、CPU24には、ミシンモータ36にて回転駆動される図示しない上軸の回転位置(すなわち針12の上下動位置)を検出する針位置検出器38の検出信号が入力されている。
【0020】
図3は、糸調子装置20の構成を表す縦断面図である。糸調子装置20は、図3に示すように、前後方向に伸長する略中空筒状のボディ100、針12や天秤18等による縫製時の上糸Tの搬送に応じて回転する糸車102、糸車102と一体に回転してその糸車102回転軸となる硬質の金属製または樹脂製のシャフト104、糸車102及びシャフト104の回転に対する回転抵抗のための力を発生するピエゾ素子106、ピエゾ素子106への電圧供給のためのリード線108、並びに、ピエゾ素子106への電圧印加に関わらず与圧を発生させるための与圧バネ110等を有している。
【0021】
ボディ100は硬質の金属または樹脂で構成され、その前端及び後端には、フロントカバー112及びリアカバー114がネジ116及び118によってそれぞれ着脱可能に取り付けられている。ボディ100の前に配設された糸車102は、ボディ100の内部空間に配設されて前後方向に伸長するシャフト104の前端部104a(図4参照)に固定されている。
【0022】
このシャフト104は、図4の斜視図に示すように前方から順に、糸車102が取り付けられる前端部104a、その前端部104aよりも大きな半径のラジアル軸受け部104b、更に大きな半径の前側のスラスト軸受け案内部104c、一層大きな半径を有する円盤状のスラスト軸受け内輪104d、及び、前側のスラスト軸受け案内部104cと同じ半径の後側のスラスト軸受け案内部104eから構成されており、これらの部分は全て同心である。
【0023】
図3に戻って、シャフト104は、ボディ100の内部空間の前側に、その前端部104aを前方へ突出して収納されている。シャフト104のラジアル軸受け部104bは、前後方向に離れた2つのラジアル軸受け120,122によって回転可能に支持され、糸車102とシャフト104とは一体に回転する。この2つのラジアル軸受け120,122は、その間に間座124を挟んで前後方向に離れて配置され、ボディ100の内側面に固定されている。このラジアル軸受け120,122は、それぞれ球状の転動体を複数備えており、その回転摩擦は極めて少なく、糸車102及びシャフト104の回転に殆ど抵抗を加えない。また、このラジアル軸受け120,122は、ボディ100の内側面に前後方向において移動不可に取り付けられている。
【0024】
後側のラジアル軸受け122の更に後方のボディ100の内側面には、前側のスラスト軸受け外輪126が、回転不能かつ前後方向に移動不能に固定されている。このスラスト軸受け外輪126は硬質の金属または樹脂によって構成され、その中央には、スラスト軸受け案内部104cを僅かの隙間を空けて支持する円形の貫通部が形成されている。すなわち、スラスト軸受け外輪126はシャフト104との間に摩擦を生じないように配置されている。
【0025】
上記前側のスラスト軸受け外輪126の更に後方のボディ100の内部空間には、スラスト軸受け外輪126の後面とスラスト軸受け内輪104dの前面との間に前側のスラスト軸受け130が配設されている。このスラスト軸受け130は、図5のA−A線断面図(ボディ100は省略)に示すように、略円盤状の保持器132と12個の円筒状の転動体134とから構成されている。
【0026】
保持器132の中央には円形の貫通部132aが形成され、その周りには、均等角度に12個の長方形の貫通部132bが形成されている。また、各貫通部132bは、保持器132の半径方向に対して(保持器132の回転軸を含む断面に対して)、それぞれ一定方向に所定角θの傾きを有している。その貫通部132bには、転動体134がそれぞれ嵌められている。この転動体134は、硬質の金属または樹脂によって、保持器132から前後に僅かに突出する程度の半径を有する円柱状に形成されている。このため、図3に示すように、スラスト軸受け130の全ての転動体134は、前側のスラスト軸受け外輪126の後面、及び、スラスト軸受け内輪104dの前面に接触する。
【0027】
また、貫通部132aには前側のスラスト軸受け案内部104cが挿通され、保持器132はシャフト104に対して摺動可能かつ回転可能に案内されている。なお、貫通部132aの内壁面とスラスト軸受け案内部104cの外周面との間には小さいが摩擦が生じており、シャフト104の回転速度に比べて低い回転速度で、シャフト104と同方向に保持器132は回転する。
【0028】
スラスト軸受け内輪104dの更に後方のボディ100の内部空間には、スラスト軸受け130と同様に構成されたスラスト軸受け136が配設されている。このスラスト軸受け136の保持器138の円形の貫通部には、後側のスラスト軸受け案内部104eが挿入され、シャフト104に対して摺動しつつ回転可能に案内されている。また、スラスト軸受け136は、保持器138に保持された転動体140がスラスト軸受け内輪104dの後面に接触するように配設されている。なお、保持器138の貫通部の内壁面とスラスト軸受け案内部104eの外周面との間には小さいが摩擦が生じており、シャフト104の回転速度に比べて低い回転速度で、シャフト104と同方向に保持器138は回転する。更に、このスラスト軸受け内輪104dの外周面、及び2つの保持器132,138の外周面は、ボディ100の内壁面と隙間を空けて配置され、スラスト軸受け内輪104dの外周面及び保持器132,138の外周面とボディ100の内壁面との間に摩擦を生じないようにされている。
【0029】
後側のスラスト軸受け136の更に後方のボディ100の内部空間には、後側のスラスト軸受け外輪142が配設されている。このスラスト軸受け外輪142は、硬質の金属または樹脂によって、スラスト軸受け内輪104dと略同径の円盤状に構成されている。このため、後側のスラスト軸受け136の12個全ての円筒状の転動体140は、スラスト軸受け内輪104dの後面及びスラスト軸受け外輪142の前面の双方に接触する。後側のスラスト軸受け外輪142の前面は、シャフト104の後端と隙間を空けて配設され、両者の間に摩擦を生じないように配置されている。また、後側のスラスト軸受け外輪142の外周面は、ボディ100の内壁面と隙間を空けて配置され、スラスト軸受け外輪142の外周面とボディ100の内壁面との間に摩擦を生じないようにされている。
【0030】
後側のスラスト軸受け外輪142の更に後方のボディ100の内部空間には、圧縮バネである与圧バネ110が圧縮されて配置されており、その前端部がスラスト軸受け外輪142の後面に、後端部がバネ調節リング144の前面に、それぞれ接触している。このバネ調節リング144は、ボディ100の内壁面に嵌合され、バネ調整ネジ146によって回転及び前後方向への移動ができないように固定されている。
【0031】
従って、与圧バネ110は、その弾性力により、常に後側のスラスト軸受け外輪142を前方へ付勢し、この与圧バネ110の前向きの付勢力によって、ピエゾ素子106に電圧が全く供給されていないくても、図3に示すように各構成が接触している。すなわち、スラスト軸受け外輪142,スラスト軸受け136の12個の転動体140,スラスト軸受け内輪104d,スラスト軸受け130の12個の転動体134,及び前側のスラスト軸受け外輪126が互いに接触し、これらの間で、摩擦による転がり抵抗と滑り抵抗と(すなわち、与圧バネ110による回転抵抗)が生じるように構成されている。
【0032】
更に、図3に示すように、硬質の鋼球150,硬質の金属または樹脂のヘッドアダプタ152,及びピエゾ素子106が、前方よりこの順で与圧バネ110の中央空間に、その与圧バネ110とは離れて配置されている。ヘッドアダプタ152はピエゾ素子106の前端部に固定され、ピエゾ素子106の後端のピエゾ調整シャフト106aは、リアカバー114に螺合したピエゾ調節ネジ156によって回転及び移動不可能に固定されている。このピエゾ調整シャフト106aより前のピエゾ部分106bは、電圧を供給されるとその電圧の大きさに応じて前後方向に変位(伸長)する。なお、ピエゾ調節ネジ156は、ピエゾ調整シャフト106aの後端に形成されたテーパー部106cに当接し、これによってピエゾ調整シャフト106aの固定位置が前後に調節される。
【0033】
前述の鋼球150は、後側のスラスト軸受け外輪142の後面の中央及びヘッドアダプタ152の前面の中央に形成されたすり鉢状の一対の凹みに嵌められており、これにより、ピエゾ素子106の部品の形状や寸法のバラツキを解消するように、糸調子装置20は構成されている。
【0034】
次に、このように構成された糸調子装置20の動作について説明する。ピエゾ素子106に電圧を供給すると、その電圧に基づいて発生された力は、ヘッドアダプタ152,鋼球150,後側のスラスト軸受け外輪142,後側のスラスト軸受け136,スラスト軸受け内輪104d,及び前側のスラスト軸受け130を介して、不動のスラスト軸受け外輪126に作用する。
【0035】
これによって、シャフト104の一部としてのスラスト軸受け内輪104dが挟み込まれ、前述の摩擦による転がり抵抗と滑り抵抗とが、糸車102及びシャフト104の回転を抑制する回転抵抗として作用する。なお、このような力は、前述のように、ピエゾ素子106に電圧が全く供給されていなくても、与圧バネ110の付勢力によってある程度作用している。ピエゾ素子106への電圧供給時には、ピエゾ素子106が発生する力と与圧バネ110の付勢力との合力が上記回転抵抗として作用する。
【0036】
また、ボディ100に固定されたスラスト軸受け外輪126、及び、図示しない回り止めにより回転が阻止されているスラスト軸受け外輪142と、シャフト104の一部としてのスラスト軸受け内輪104dとの間には、スラスト軸受け130,136が配設されている。このため、糸車102及びシャフト104の回転に伴って転動体134,140も回転するので、糸車102及びシャフト104の回転に対する回転抵抗が軽減される。すなわち、転動体134,140の回転によって、与圧バネ110及びピエゾ素子106からスラスト軸受け内輪104dに到る力の伝達経路に転がりが生じ、スラスト軸受け内輪104dをスラスト軸受け外輪126,142で直接挟み付けた場合に比べて回転抵抗が軽減される。
【0037】
しかも、転動体134,140の転動軸は、図5に示すように保持器132,138の半径方向に対してθの傾きを有している(図5には保持器132,転動体134のみを図示)。このため、転動体134,140は矢印A方向に転がって移動しようとするのに対し、糸車102及びシャフト104の回転に伴う転動体134,140の実際の移動方向は矢印B方向となり、両者の角度差に応じた抵抗が加わる。すなわち、矢印A,Bが平行な場合は上記滑りが大きくなり過ぎる可能性があるが、本実施の形態では、矢印A,Bの間に角度差θがあることから上記滑りを適度に抑制し、糸車102及びシャフト104に加わる回転抵抗を適度に軽減することができるのである。
【0038】
このため、ピエゾ素子106への印加電圧を次のように制御して糸車102の回転抵抗を調整する場合にも、ピエゾ素子106が発生すべき力を適度に大きくすることができ、上記回転抵抗の調整を容易にすることができる。なお、上記した構成の内、ボディ100、スラスト軸受け内輪104d、転動体134,140、スラスト軸受け外輪126,142、及び鋼球150は硬質の材料で構成されているので、ピエゾ素子106が発生した力がそれらの構成間に作用しても、フェルトのように凹んでしまうこともない。
【0039】
このような糸調子装置20では、ピエゾ素子106に供給される電圧が低い待機電圧(0V)から高い抑制電圧(100V)に上げられ、ピエゾ素子106が発生する力が大きくなると、円筒状の転動体134,140の転がり抵抗と滑り抵抗も大きくなり、糸車102及びシャフト104の回転を抑制する回転抵抗も大きくなり、延いては糸車102が回転し難くなる。逆に、ピエゾ素子106に供給される電圧が高い抑制電圧から低い待機電圧に下げられ、ピエゾ素子106が発生する力が小さくなると、転動体134,140の転がり抵抗と滑り抵抗も小さくなり、糸車102及びシャフト104の回転を抑制する回転抵抗も小さくなり、延いては糸車102が円滑に回転するようになる。
【0040】
ピエゾ素子106に供給される電圧は、針位置検出器38の検出信号に基づき、縫製に応じてCPU24によって切り替え制御される。なお、このピエゾ素子106の特性は、例えば、図6に示すような、ピエゾ素子106に供給される電圧と発生する回転抵抗との関係である。また、待機電圧は0Vに限らず、適度に低い電圧してもよく、抑制電圧も100Vに限らず、適度に待機電圧よりも高い電圧値にして電圧を切り替えればよい。
【0041】
そして、従来のように、スラスト軸受け130,136を設けずに上記転がりや滑りを発生させない場合に比べて、ピエゾ素子106に供給する電圧を高くして大きな力を発生させるようにCPU24は制御を実行できる。しかも、ピエゾ素子106に供給する電圧はθ=0である場合に比べれば低くてもよいので、CPU24の制御は極めて容易になる。
【0042】
なお、上記実施の形態において、シャフト104が回転部に、ピエゾ素子106及び与圧バネ110が力発生手段に、保持器132,138が軸受けに、それぞれ相当する。また、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
【0043】
例えば、スラスト軸受け130,136は、上記回転抵抗が適切に軽減されるのであればいずれか一方を省略してもよい。但し、本実施の形態のように、スラスト軸受け内輪104dを前後から2つのスラスト軸受け130,136で挟んだ場合、一層良好に回転抵抗を軽減して上記制御を一層容易にすることができる。同様に、上記実施の形態では転動体134,140がスラスト軸受け内輪104dとスラスト軸受け外輪126,142とに常時接触するが、一部の転動体134,140が代わる代わるそれらに接触するようにした構成も、転動体134,140が保持器132,138から前方または後方へのみ突出するようにした構成も、上記回転抵抗が適切に軽減されるのであれば適用可能である。
【0044】
また、転動体134,140の形状は円柱状に限らず、樽状に中央が膨らんだ形状、逆に中央が凹んだ形状、円錐台状の形状、両端が球面状に形成された形状等、種々の形状を適用することができる。更に、上記回転抵抗が適切に軽減されるのであれば、転動体134,140は保持器132,138の周囲に不等間隔に配設してもよい。
【0045】
転動体134,140は全て形状,材質等を均等にしてもよいが、上記回転抵抗が適切に軽減されるのであれば、転動体134と140とで異ならせてもよいことはもちろんのこと、一部の転動体134,140のみを他の転動体134,140とは異なる大きさ,形状,材質,または硬度にしてもよい。
【0046】
また更に、保持器132,138は、平板状ではなく円錐面状に構成してもよく、前述の傾きθも貫通部132b毎に異ならせてもよい。例えば、θを1つ置きに±を逆にしてもよい。更に、貫通部132bの形状も、必ずしも転動体134,140の外形に相似していなくてもよく、種々の形状とすることができる。
【0047】
図7は、貫通部132bを外周側に弧を有する扇形に形成した例を表している。また、貫通部132bの一方の径は半径方向に沿っており、もう一方の径は前述のように半径方向に対してθの角度を有している。このため、転動体134は、半径方向に沿った姿勢から上記θ傾いた姿勢まで傾動自在に設けられる。なお、図7の例では、転動体134の上記傾動を容易にするためその両端を球面状に形成しているが、他の形状であってもよい。
【0048】
このように構成されたスラスト軸受け130では、上糸Tが針12方向へ搬送されるのに伴ってスラスト軸受け内輪104dが図7(A)の大きい矢印方向へ回転すると、転動体134は小さい矢印で示すように上記θ傾いた姿勢に配設される。この状態では、前述の実施の形態と同様の作用・効果が生じる。一方、スラスト軸受け内輪104dが図7(B)の大きい矢印方向へ回転すると、転動体134は小さい矢印で示すように半径方向に沿った姿勢に配設される。この状態では、糸車102及びシャフト104に加わる回転抵抗を大幅に軽減することができる。従って、縫製を中断したときなどに上糸Tを糸駒16方向へ手繰り寄せる場合、その上糸Tを手繰り寄せるのが極めて容易になる。
【0049】
また、このように転動体134を傾動自在に設ける場合、捩りコイルバネ等によって転動体134をいずれかの傾動位置に付勢してもよい。この場合、糸車102及びシャフト104に加わる回転抵抗の初期値を、過去の糸車102の回転方向に関わらず一定にすることができる。なお、図7にはスラスト軸受け130のみを図示したが、スラスト軸受け136も同様に構成してもよく、スラスト軸受け130,136のいずれか一方だけを上記のように構成してもよい。
【0050】
更に、本発明は、糸に対する同様の目的で、その他の装置、例えば、糸立てスタンド、紡績装置、編み機、モータの巻き線機、魚釣りリール、ワイヤ放電加工機、各種の糸巻き機等、糸状のものを扱う各種の装置に適用することができる。また、上記実施の形態では、力発生手段としてピエゾ素子106及び与圧バネ110を用いているが、ピエゾ素子106のみを用いてもよく、パルスモータ、エアシリンダ、ソレノイド等の他のアクチュエータを用いてもよい。
【0051】
但し、ピエゾ素子106は、印加電圧を調整することによって発生する力を極めて容易に調整することができ、力の再現性,安定性にも優れている。このため、上記実施の形態では、糸車102及びシャフト104に加わる回転抵抗の調整を一層容易にすることができ、その回転抵抗の再現性,安定性の面でも優れている。しかも、上記実施の形態では、ピエゾ素子106への電圧供給が絶たれたときでも、与圧バネ110によって上記力を発生し続け、延いては、上記回転抵抗を加え続けることができる。従って、上記実施の形態では、糸車102及びシャフト104に加わる回転抵抗の調整を一層容易にすることができると共に、ピエゾ素子106への電圧供給が絶たれたときでも糸車102等の不用意な回転を防止することができる。
【0052】
上記実施の形態では、保持器132,138が円板形状であるが、保持器を円筒形状とし、その円周部分に貫通部を回転軸方向に対して(保持器の回転軸を含む断面に対して)、それぞれ一定方向に所定角θ傾けるように形成してもよい。また、ピエゾ調整シャフト106aの前後位置の調節は、ピエゾ調整シャフト106aとリアカバー114とにそれぞれネジを切って螺合し、ピエゾ調整シャフト106aを回動することによって前後に調節するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたミシンの外観を表す概略図である。
【図2】そのミシンの制御系の構成を表すブロック図である。
【図3】そのミシンの糸調子装置の構成を表す縦断面図である。
【図4】その糸調子装置のシャフトの構成を表す斜視図である。
【図5】図2のA−A線断面図で、スラスト軸受けの構成を表す図である。
【図6】上記糸調子装置のピエゾ素子の特性を表すグラフである。
【図7】上記スラスト軸受けの変形例を表す正面図である。
【符号の説明】
10…ミシン    12…針    16…糸駒    20…糸調子装置
22…補助糸調子装置    38…針位置検出器    102…糸車
104…シャフト  104d…スラスト軸受け内輪  106…ピエゾ素子
108…リード線  110…与圧バネ   126,142…スラスト軸受け外輪130,136…スラスト軸受け    132,138…保持器
132a,132b…貫通部      134,140…転動体
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thread tension device that adjusts the tension or usage of a yarn by a spinning wheel that rotates in accordance with the transport of the yarn, and more particularly, adjusts a rotational resistance applied to the spinning wheel or a rotating unit that rotates integrally with the spinning wheel. Related to technology.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a thread tension device including a spinning wheel that comes into contact with a thread and rotates in accordance with the transport of the thread has been known. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-63489, a thread tensioner provided with such a spinning wheel is provided with a contact member that comes into contact with the spinning wheel or a rotating portion that rotates integrally with the spinning wheel (hereinafter referred to as a spinning wheel or the like). Thus, the contact member is pressed against the spinning wheel or the like, and a rotational resistance is applied to the spinning wheel or the like by frictional force generated between the wheel and the like and the contact member.
[0003]
Further, the force generated by a force generating means such as a solenoid, a pulse motor, and a piezo element (piezoelectric element) is transmitted to the contact member in the contact direction as it is. In a device such as a sewing machine provided with a thread adjusting device, it is necessary to adjust the rotational resistance applied to the spinning wheel and the like as needed in order to adjust the tension and the amount of use of the thread to the operating state of the device. Therefore, for example, in a sewing machine, when the needle bar reaches a predetermined height, control is performed to supply a voltage to the piezo element and press the contact member against a spinning wheel or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the force generated by the force generating means such as a piezo element is directly transmitted to the contact member, a large rotational resistance is applied to the spinning wheel or the like only by generating a small force on the piezo element or the like. For this reason, it was extremely difficult to finely adjust the rotation resistance. On the other hand, in a device such as a sewing machine, if the rotation resistance is too large and the spinning wheel does not rotate more than an appropriate amount of rotation, thread breakage occurs or the fabric is stretched. Conversely, if the rotation resistance is too small and the spinning wheel rotates more than an appropriate amount of rotation, the stitch thread tightness is weak or the thread is entangled.
[0005]
As described above, conventionally, there has been a problem that it is difficult to control the usage amount of the yarn to an appropriate range by adding an appropriate rotation resistance to the spinning wheel or the like. Therefore, an object of the present invention is to provide a thread tension device that can easily adjust the rotation resistance applied to a spinning wheel or the like by adding the rotation resistance to the spinning wheel or the like while reducing the rotation resistance.
[0006]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, provides a spinning wheel that contacts a yarn and rotates in accordance with the conveyance of the yarn, and a rotational resistance against rotation of the spinning wheel or a rotating unit that rotates integrally with the yarn wheel. A force generating means for generating a force for power transmission, and a transmission path for transmitting the force from the force generating means to the spinning wheel or the rotating portion, and rolling in contact with the spinning wheel or the rotating portion. And a rolling element for reducing the rotation resistance due to the force, wherein the rolling axis of the rolling element is set to a predetermined value with respect to a cross section including the rotating shaft of the spinning wheel or the rotating unit. It is characterized by being inclined so as to form an angle.
[0007]
The present invention thus configured includes a force generating means for generating a force for rotational resistance to the spinning wheel or a rotating portion (= spin wheel or the like) which rotates integrally with the spinning wheel. In the transmission path of the above-mentioned force, there is provided a rolling element that reduces the rotation resistance due to the above-mentioned force by rolling in contact with the spinning wheel or the like. That is, the rolling of the rolling element causes rolling in the transmission path of the force, and the rotational resistance corresponding to the force generated by the force generating means is reduced as compared with the case where the rolling element does not exist.
[0008]
In addition, the rolling axis of the rolling element is inclined so as to form a predetermined angle with respect to the cross section including the rotation axis of the spinning wheel or the like. Therefore, while the rolling element attempts to move in a direction perpendicular to the rolling axis, the actual moving direction of the rolling element accompanying rotation of the spinning wheel or the like is a direction perpendicular to the cross section. The sliding resistance according to the angle difference is added.
[0009]
That is, when the rolling shaft is disposed parallel to the cross section, the slip may be excessively large. However, in the present invention, the slip is appropriately suppressed by providing the inclination. In addition, the rotational resistance applied to the spinning wheel and the like can be reduced appropriately. Therefore, in the present invention, the force to be generated by the force generating means can be appropriately increased in order to adjust the rotational resistance applied to the spinning wheel or the like to an appropriate range. This makes it easier to perform the operation.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, when the spinning wheel is rotated in a direction in which the thread is fed during sewing, the rolling shaft of the rolling element has a predetermined angle with respect to the cross section. When the spinning wheel rotates in the direction opposite to the unwinding direction, the rolling element is tilted so that the rolling axis of the rolling element is disposed parallel to the cross section. It is characterized by being provided freely.
[0011]
In the present invention, by providing the rolling element so as to be tiltable, when the spinning wheel is rotated in the yarn feeding direction at the time of sewing, the rolling axis of the rolling element is at the predetermined angle with respect to the cross section. Incline. For this reason, the rotational resistance applied to the spinning wheel and the like can be appropriately reduced, and the effect of the first aspect of the invention is produced. On the other hand, when the spinning wheel rotates in the direction opposite to the feeding direction, the rolling element is tilted so that the rolling axis is arranged in parallel with the cross section. For this reason, as mentioned in the description of the first aspect, the rolling element can be easily rolled in the force transmission path, and the rotational resistance can be greatly reduced. Therefore, according to the present invention, when the thread is dragged in the direction of the thread spool when sewing is interrupted, the rotational resistance can be extremely reduced. Therefore, according to the present invention, in addition to the effect of the first aspect, it is extremely easy to drag the thread in the direction of the thread spool when sewing is interrupted.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the rolling element is supported by a bearing that rotates coaxially with the spinning wheel and the rotating portion.
In the present invention, since the rolling elements are supported by bearings that rotate coaxially with the spinning wheel or the like, the configuration for disposing the rolling elements on the above-described force transmission path becomes extremely simple. In addition, such a configuration can be extremely miniaturized. Therefore, according to the present invention, in addition to the effects of the first or second aspect of the present invention, there is an effect that the configuration can be simplified, the cost can be further reduced, and the device can be further reduced in size.
[0013]
The invention according to a fourth aspect is characterized in that, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the force generating means is a piezo element.
The piezo element has good responsiveness, and can extremely easily adjust a force generated by adjusting an applied voltage, and is excellent in force reproducibility and stability. In the present invention, since the piezo element is used as the force generating means, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, it is possible to further easily adjust the rotational resistance applied to the spinning wheel and the like. As a result, there is an effect that the reproducibility and stability of the rotational resistance are excellent.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, the force generating means has a piezo element and a pressurizing spring for generating the force. When a voltage is supplied, the piezo element and the pressurized spring generate the force, and when no voltage is supplied to the piezo element, the pressurized spring generates the force. .
[0015]
In the present invention, a piezo element and a pressurizing spring are provided as force generating means, and when a voltage is supplied to the piezo element, the piezo element and the pressurizing spring generate the force. For this reason, by adjusting the voltage applied to the piezo element, the rotational resistance applied to the spinning wheel and the like can be adjusted very easily. On the other hand, in the present invention, when no voltage is supplied to the piezo element, the pressurizing spring generates the above force. For this reason, even when the voltage supply to the piezo element is cut off, the above-described force can be continuously generated by the pressurized spring, and the rotation resistance can be continuously applied.
[0016]
Therefore, according to the present invention, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, the adjustment of the rotational resistance applied to the spinning wheel and the like can be further facilitated, and the voltage supply to the piezo element is cut off. In such a case, an effect is obtained that inadvertent rotation of the spinning wheel and the like can be prevented.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an appearance of a sewing machine 10 to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a sewing machine 10 of the present embodiment forms a stitch on a work cloth W by a needle 12 into which a needle thread T is inserted, and a needle bar 14 for moving the needle 12 up and down, and And a thread spool 16 for holding the upper thread T in a wound shape. A balance 18, a thread tension device 20, and an auxiliary thread tension device 22 are provided on the transport path of the upper thread T from the thread spool 16 to the needle 12 in this order from the needle 12.
[0018]
In this sewing machine 10, the thread tension device 20 is detachably attached to an attachment hole (not shown) formed in the front sewing machine frame 10a. The thread tension device 20 extends in the front-rear direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1), and is mounted so as to protrude forward from the sewing machine 10. In addition, if the thread tension device has a configuration in which the radius and the shape of the root portion of the thread tension device can be applied to the mounting hole, even if the function and the configuration are different, the thread tension device can be replaced and mounted. The sewing machine 10 is configured.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the sewing machine 10. As shown in FIG. 2, a CPU 24 that executes various processes as a control device of the entire sewing machine 10 is connected to a ROM 26 that stores various programs and a RAM 28 that is used during the execution of the programs. And outputs a drive signal to the sewing machine motor 36 and a piezo element 106 described later. Further, a detection signal of a needle position detector 38 for detecting the rotation position of an upper shaft (not shown) driven by the sewing machine motor 36 (that is, the vertical movement position of the needle 12) is input to the CPU 24.
[0020]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of the thread tension device 20. As shown in FIG. 3, the thread tension device 20 includes a substantially hollow cylindrical body 100 extending in the front-rear direction, a spinning wheel 102 that rotates in accordance with the transport of the upper thread T during sewing by the needle 12, the balance 18, and the like. To a hard metal or resin shaft 104, which rotates together with the spinning wheel 102, and serves as a rotation axis of the spinning wheel 102, a piezo element 106, and a piezo element 106 that generate a force for rotational resistance to rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104 And a pressurizing spring 110 for generating a pressurization regardless of application of a voltage to the piezo element 106.
[0021]
The body 100 is made of hard metal or resin, and a front cover 112 and a rear cover 114 are detachably attached to its front and rear ends by screws 116 and 118, respectively. A spinning wheel 102 disposed in front of the body 100 is fixed to a front end 104a (see FIG. 4) of a shaft 104 disposed in an internal space of the body 100 and extending in the front-rear direction.
[0022]
As shown in the perspective view of FIG. 4, the shaft 104 has a front end 104a to which the spinning wheel 102 is attached, a radial bearing 104b having a larger radius than the front end 104a, and a front thrust bearing guide having a larger radius. A thrust bearing inner ring 104d having a larger radius, and a rear thrust bearing guide 104e having the same radius as the front thrust bearing guide 104c, all of which are concentric. is there.
[0023]
Returning to FIG. 3, the shaft 104 is housed on the front side of the internal space of the body 100 with its front end portion 104a protruding forward. The radial bearing portion 104b of the shaft 104 is rotatably supported by two radial bearings 120 and 122 which are separated in the front-rear direction, and the spinning wheel 102 and the shaft 104 rotate integrally. The two radial bearings 120 and 122 are arranged apart from each other in the front-rear direction with a spacer 124 therebetween, and are fixed to the inner surface of the body 100. Each of the radial bearings 120 and 122 has a plurality of spherical rolling elements, and its rotational friction is extremely small, and hardly adds resistance to the rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104. The radial bearings 120 and 122 are immovably mounted on the inner side surface of the body 100 in the front-rear direction.
[0024]
A front thrust bearing outer ring 126 is fixed to the inner surface of the body 100 further rearward of the rear radial bearing 122 so as to be non-rotatable and non-movable in the front-rear direction. The thrust bearing outer ring 126 is made of hard metal or resin, and has a circular through portion formed at the center thereof for supporting the thrust bearing guide 104c with a slight gap. That is, the thrust bearing outer ring 126 is arranged so as not to cause friction with the shaft 104.
[0025]
In the internal space of the body 100 further behind the front thrust bearing outer ring 126, a front thrust bearing 130 is disposed between the rear surface of the thrust bearing outer ring 126 and the front surface of the thrust bearing inner ring 104d. The thrust bearing 130 includes a substantially disk-shaped retainer 132 and twelve cylindrical rolling elements 134, as shown in a sectional view taken along the line AA of FIG. 5 (the body 100 is omitted).
[0026]
A circular penetrating part 132a is formed at the center of the retainer 132, and twelve rectangular penetrating parts 132b are formed around it at equal angles. Further, each penetrating portion 132b has a predetermined angle θ in a certain direction with respect to the radial direction of the retainer 132 (with respect to the cross section including the rotation axis of the retainer 132). The rolling elements 134 are fitted into the penetrating portions 132b, respectively. The rolling element 134 is formed of a hard metal or resin into a column shape having a radius that slightly protrudes forward and backward from the retainer 132. Therefore, as shown in FIG. 3, all the rolling elements 134 of the thrust bearing 130 contact the rear surface of the front thrust bearing outer ring 126 and the front surface of the thrust bearing inner ring 104d.
[0027]
The thrust bearing guide 104c on the front side is inserted into the through portion 132a, and the retainer 132 is slidably and rotatably guided with respect to the shaft 104. Note that friction is generated between the inner wall surface of the penetrating portion 132a and the outer peripheral surface of the thrust bearing guide portion 104c, though the friction is small, and the shaft is held in the same direction as the shaft 104 at a rotation speed lower than the rotation speed of the shaft 104 The vessel 132 rotates.
[0028]
A thrust bearing 136 configured similarly to the thrust bearing 130 is disposed in the internal space of the body 100 further behind the thrust bearing inner ring 104d. A thrust bearing guide portion 104e on the rear side is inserted into a circular through portion of the retainer 138 of the thrust bearing 136, and is guided to be rotatable while sliding with respect to the shaft 104. The thrust bearing 136 is arranged such that the rolling element 140 held by the retainer 138 contacts the rear surface of the thrust bearing inner ring 104d. The friction between the inner wall surface of the penetrating portion of the retainer 138 and the outer peripheral surface of the thrust bearing guide portion 104 e is small but small, and the rotational speed is lower than the rotational speed of the shaft 104. The retainer 138 rotates in the direction. Further, the outer peripheral surface of the thrust bearing inner ring 104d and the outer peripheral surfaces of the two retainers 132 and 138 are arranged with a gap from the inner wall surface of the body 100, and the outer peripheral surface of the thrust bearing inner ring 104d and the retainers 132 and 138. No friction occurs between the outer peripheral surface of the body 100 and the inner wall surface of the body 100.
[0029]
A rear thrust bearing outer ring 142 is disposed in the internal space of the body 100 further behind the rear thrust bearing 136. The thrust bearing outer ring 142 is formed of a hard metal or resin into a disk shape having substantially the same diameter as the thrust bearing inner ring 104d. Therefore, all the twelve cylindrical rolling elements 140 of the rear thrust bearing 136 contact both the rear surface of the thrust bearing inner ring 104d and the front surface of the thrust bearing outer ring 142. The front surface of the rear thrust bearing outer ring 142 is disposed with a gap between the rear end of the shaft 104 and the rear end thereof so as not to cause friction therebetween. Further, the outer peripheral surface of the rear thrust bearing outer ring 142 is arranged with a gap from the inner wall surface of the body 100 so that friction is not generated between the outer peripheral surface of the thrust bearing outer ring 142 and the inner wall surface of the body 100. Have been.
[0030]
In the internal space of the body 100 further behind the rear thrust bearing outer ring 142, a pressurizing spring 110, which is a compression spring, is arranged in a compressed state, and the front end thereof is provided on the rear surface of the thrust bearing outer ring 142 at the rear end. The portions are in contact with the front surface of the spring adjustment ring 144, respectively. The spring adjusting ring 144 is fitted on the inner wall surface of the body 100 and is fixed by a spring adjusting screw 146 so as not to rotate and move in the front-rear direction.
[0031]
Therefore, the pressurizing spring 110 always urges the rear thrust bearing outer ring 142 forward by its elastic force, and no voltage is supplied to the piezo element 106 by the forward urging force of the pressurizing spring 110. If not, the components are in contact as shown in FIG. That is, the thrust bearing outer ring 142, the twelve rolling elements 140 of the thrust bearing 136, the thrust bearing inner ring 104 d, the twelve rolling elements 134 of the thrust bearing 130, and the front thrust bearing outer ring 126 are in contact with each other, and between them. It is configured such that rolling resistance and sliding resistance due to friction (that is, rotation resistance due to the pressurized spring 110) are generated.
[0032]
Further, as shown in FIG. 3, a hard steel ball 150, a hard metal or resin head adapter 152, and a piezo element 106 are placed in the central space of the pressurizing spring 110 in this order from the front. And are located away from it. The head adapter 152 is fixed to the front end of the piezo element 106, and the piezo adjustment shaft 106 a at the rear end of the piezo element 106 is fixed so as not to rotate and move by a piezo adjustment screw 156 screwed to the rear cover 114. When a voltage is supplied, the piezo portion 106b before the piezo adjustment shaft 106a is displaced (extended) in the front-rear direction according to the magnitude of the voltage. Note that the piezo adjustment screw 156 abuts on a tapered portion 106c formed at the rear end of the piezo adjustment shaft 106a, whereby the fixed position of the piezo adjustment shaft 106a is adjusted back and forth.
[0033]
The steel ball 150 described above is fitted in a pair of mortar-shaped recesses formed in the center of the rear surface of the rear thrust bearing outer ring 142 and the center of the front surface of the head adapter 152. The thread tension device 20 is configured so as to eliminate variations in the shape and dimensions of the thread tension device.
[0034]
Next, the operation of the thread tension device 20 thus configured will be described. When a voltage is supplied to the piezo element 106, the force generated based on the voltage is applied to the head adapter 152, the steel ball 150, the rear thrust bearing outer ring 142, the rear thrust bearing 136, the thrust bearing inner ring 104d, and the front side. Through the thrust bearing 130 on the stationary thrust bearing outer ring 126.
[0035]
As a result, the thrust bearing inner ring 104d as a part of the shaft 104 is sandwiched, and the above-described rolling resistance and sliding resistance due to friction act as rotation resistance for suppressing rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104. Note that such a force acts to some extent by the urging force of the pressurizing spring 110 even when no voltage is supplied to the piezo element 106 as described above. When a voltage is supplied to the piezo element 106, the resultant force of the force generated by the piezo element 106 and the urging force of the pressurizing spring 110 acts as the rotation resistance.
[0036]
A thrust bearing outer ring 126 fixed to the body 100 and a thrust bearing outer ring 142 whose rotation is prevented by a detent (not shown) and a thrust bearing inner ring 104d as a part of the shaft 104 have a thrust. Bearings 130 and 136 are provided. For this reason, the rolling elements 134 and 140 also rotate with the rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104, so that the rotational resistance to the rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104 is reduced. In other words, the rotation of the rolling elements 134 and 140 causes rolling in the transmission path of the force from the pressurizing spring 110 and the piezo element 106 to the thrust bearing inner ring 104d, and directly sandwiches the thrust bearing inner ring 104d between the thrust bearing outer rings 126 and 142. Rotational resistance is reduced as compared with the case of attaching.
[0037]
Moreover, the rolling axes of the rolling elements 134 and 140 have an inclination of θ with respect to the radial direction of the retainers 132 and 138 as shown in FIG. Only shown). For this reason, while the rolling elements 134 and 140 roll and move in the direction of arrow A, the actual moving direction of the rolling elements 134 and 140 accompanying the rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104 is in the direction of arrow B. The resistance according to the angle difference is added. That is, when the arrows A and B are parallel to each other, the slip may be excessively large. However, in the present embodiment, since the angle difference θ exists between the arrows A and B, the slip is appropriately suppressed. Therefore, the rotational resistance applied to the spinning wheel 102 and the shaft 104 can be reduced appropriately.
[0038]
Therefore, even when the applied voltage to the piezo element 106 is controlled as follows to adjust the rotational resistance of the spinning wheel 102, the force to be generated by the piezo element 106 can be appropriately increased. Can be easily adjusted. Since the body 100, the thrust bearing inner ring 104d, the rolling elements 134 and 140, the thrust bearing outer rings 126 and 142, and the steel ball 150 are formed of a hard material, the piezo element 106 is generated. If a force acts between these components, it does not dent like felt.
[0039]
In such a thread tension device 20, when the voltage supplied to the piezo element 106 is increased from the low standby voltage (0V) to the high suppression voltage (100V), and the force generated by the piezo element 106 increases, the cylindrical roller The rolling resistance and the sliding resistance of the moving bodies 134 and 140 also increase, the rotation resistance for suppressing the rotation of the spinning wheel 102 and the shaft 104 also increases, and the spinning wheel 102 is less likely to rotate. Conversely, when the voltage supplied to the piezo element 106 is reduced from the high suppression voltage to the low standby voltage, and the force generated by the piezo element 106 is reduced, the rolling resistance and the sliding resistance of the rolling elements 134 and 140 are also reduced, and the wheel The rotation resistance that suppresses the rotation of the shaft 102 and the shaft 104 is also reduced, so that the spinning wheel 102 smoothly rotates.
[0040]
The voltage supplied to the piezo element 106 is switched and controlled by the CPU 24 according to the sewing based on the detection signal of the needle position detector 38. The characteristic of the piezo element 106 is, for example, the relationship between the voltage supplied to the piezo element 106 and the generated rotational resistance as shown in FIG. Further, the standby voltage is not limited to 0 V, and may be a moderately low voltage. The suppression voltage is not limited to 100 V, and the voltage may be switched to a voltage value appropriately higher than the standby voltage.
[0041]
The CPU 24 controls the voltage to be supplied to the piezo element 106 to be higher to generate a large force as compared with the case where the rolling and slipping are not generated without providing the thrust bearings 130 and 136 as in the related art. I can do it. Moreover, since the voltage supplied to the piezo element 106 may be lower than when θ = 0, the control of the CPU 24 becomes extremely easy.
[0042]
In the above embodiment, the shaft 104 corresponds to a rotating unit, the piezo element 106 and the pressurizing spring 110 correspond to force generating means, and the retainers 132 and 138 correspond to bearings. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment at all, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.
[0043]
For example, one of the thrust bearings 130 and 136 may be omitted as long as the rotational resistance is appropriately reduced. However, when the thrust bearing inner ring 104d is sandwiched between the two thrust bearings 130 and 136 from the front and rear as in the present embodiment, the rotational resistance can be more favorably reduced and the above control can be further facilitated. Similarly, in the above-described embodiment, the rolling elements 134 and 140 are always in contact with the thrust bearing inner ring 104d and the thrust bearing outer rings 126 and 142, but some of the rolling elements 134 and 140 are in contact with alternative ones. Both the configuration and the configuration in which the rolling elements 134 and 140 protrude forward or rearward from the cages 132 and 138 are applicable as long as the rotational resistance is appropriately reduced.
[0044]
Further, the shape of the rolling elements 134 and 140 is not limited to a columnar shape, but may be a barrel-shaped shape with a bulging center, a concavity with a depressed center, a truncated cone shape, a shape with both ends formed into a spherical shape, and the like. Various shapes can be applied. Further, the rolling elements 134 and 140 may be arranged at irregular intervals around the retainers 132 and 138 if the rotational resistance is appropriately reduced.
[0045]
The rolling elements 134 and 140 may all have the same shape, material, and the like. However, if the rotational resistance is appropriately reduced, the rolling elements 134 and 140 may have different shapes. Only some of the rolling elements 134, 140 may be different in size, shape, material, or hardness from the other rolling elements 134, 140.
[0046]
Further, the retainers 132 and 138 may be formed in a conical surface shape instead of a flat plate shape, and the above-described inclination θ may be different for each penetrating portion 132b. For example, ± may be reversed every other θ. Further, the shape of the penetrating portion 132b does not necessarily need to be similar to the outer shape of the rolling elements 134 and 140, and may be various shapes.
[0047]
FIG. 7 shows an example in which the penetrating portion 132b is formed in a fan shape having an arc on the outer peripheral side. One diameter of the penetrating portion 132b extends along the radial direction, and the other diameter has an angle of θ with respect to the radial direction as described above. For this reason, the rolling element 134 is provided so as to be tiltable from the attitude along the radial direction to the above-described tilted θ attitude. In addition, in the example of FIG. 7, both ends of the rolling element 134 are formed in a spherical shape in order to facilitate the above-described tilting, but may have another shape.
[0048]
In the thrust bearing 130 configured as described above, when the thrust bearing inner ring 104d rotates in the direction of the large arrow in FIG. 7A as the upper thread T is conveyed in the direction of the needle 12, the rolling element 134 becomes small. As shown in the figure, it is arranged in the posture inclined by θ. In this state, the same operations and effects as those of the above-described embodiment occur. On the other hand, when the thrust bearing inner ring 104d rotates in the direction of the large arrow in FIG. 7B, the rolling elements 134 are disposed in a position along the radial direction as indicated by the small arrow. In this state, the rotational resistance applied to the spinning wheel 102 and the shaft 104 can be greatly reduced. Therefore, when the upper thread T is dragged in the direction of the thread spool 16 when sewing is interrupted, it is extremely easy to pull the upper thread T by hand.
[0049]
When the rolling element 134 is provided so as to be tiltable in this manner, the rolling element 134 may be biased to any tilting position by a torsion coil spring or the like. In this case, the initial value of the rotation resistance applied to the spinning wheel 102 and the shaft 104 can be made constant regardless of the past rotation direction of the spinning wheel 102. Although only the thrust bearing 130 is shown in FIG. 7, the thrust bearing 136 may be similarly configured, or only one of the thrust bearings 130 and 136 may be configured as described above.
[0050]
Furthermore, the present invention provides a thread-like device for other purposes such as a thread stand, a spinning device, a knitting machine, a motor winding machine, a fishing reel, a wire electric discharge machine, various types of thread winding machines, etc. It can be applied to various devices that handle objects. In the above embodiment, the piezo element 106 and the pressurizing spring 110 are used as the force generating means. However, only the piezo element 106 may be used, and another actuator such as a pulse motor, an air cylinder, or a solenoid may be used. You may.
[0051]
However, the piezo element 106 can extremely easily adjust the force generated by adjusting the applied voltage, and is excellent in force reproducibility and stability. For this reason, in the above embodiment, the adjustment of the rotational resistance applied to the spinning wheel 102 and the shaft 104 can be further facilitated, and the reproducibility and stability of the rotational resistance are excellent. Moreover, in the above-described embodiment, even when the voltage supply to the piezo element 106 is cut off, the above-described force can be continuously generated by the pressurizing spring 110, and the rotation resistance can be continuously applied. Therefore, in the above-described embodiment, the adjustment of the rotational resistance applied to the spinning wheel 102 and the shaft 104 can be further facilitated, and even when the supply of voltage to the piezo element 106 is cut off, the rotation of the Can be prevented.
[0052]
In the above-described embodiment, the retainers 132 and 138 are disc-shaped. On the other hand, each of them may be formed to be inclined at a predetermined angle θ in a certain direction. The front and rear positions of the piezo adjustment shaft 106a may be adjusted by turning the piezo adjustment shaft 106a forward and backward by screwing and screwing the piezo adjustment shaft 106a and the rear cover 114, respectively. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an appearance of a sewing machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the sewing machine.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a thread tension device of the sewing machine.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a shaft of the thread tension device.
5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2, and is a diagram illustrating a configuration of a thrust bearing.
FIG. 6 is a graph showing characteristics of a piezo element of the thread tension device.
FIG. 7 is a front view illustrating a modified example of the thrust bearing.
[Explanation of symbols]
10 sewing machine 12 needle 16 thread spool 20 thread tension device
22: auxiliary thread tension device 38: needle position detector 102: spinning wheel
104: Shaft 104d: Thrust bearing inner ring 106: Piezo element
108 Lead wire 110 Pressurizing spring 126, 142 Thrust bearing outer ring 130, 136 Thrust bearing 132, 138 Cage
132a, 132b ... penetrating parts 134, 140 ... rolling elements

Claims (5)

糸に接触し、該糸の搬送に応じて回転する糸車と、
上記糸車或いはその糸車と一体に回転する回転部の回転に対する回転抵抗のための力を発生する力発生手段と、
該力発生手段から上記糸車或いは上記回転部に到る上記力の伝達経路に配設され、上記糸車或いは上記回転部に接触して転動することにより、上記力による上記回転抵抗を軽減する転動体と、
を備えた糸調子装置であって、
上記転動体の転動軸を、上記糸車或いは上記回転部の回転軸を含む断面に対して所定の角度をなすように傾斜させてなることを特徴とする糸調子装置。
A spinning wheel, which comes into contact with the yarn and rotates according to the conveyance of the yarn,
A force generating means for generating a force for rotational resistance to rotation of the spinning wheel or a rotating portion that rotates integrally with the spinning wheel,
A rolling device is provided on the transmission path of the force from the force generating means to the spinning wheel or the rotating portion, and rolls by contacting the spinning wheel or the rotating portion to reduce the rotational resistance due to the force. Moving body,
A thread tension device comprising:
A thread tension device characterized in that a rolling axis of the rolling element is inclined so as to form a predetermined angle with respect to a cross section including a rotation axis of the spinning wheel or the rotating portion.
上記糸車が縫製時の糸の繰り出し方向に回転するときは、上記転動体の転動軸が上記断面に対して上記所定の角度をなすように傾斜し、上記糸車が上記繰り出し方向とは逆方向に回転するときは、上記転動体の転動軸が上記断面に対して平行に配設されるように、上記転動体を傾動自在に設けたことを特徴とする請求項1記載の糸調子装置。When the spinning wheel rotates in the direction in which the thread is fed during sewing, the rolling axis of the rolling element is inclined so as to form the predetermined angle with respect to the cross section, and the spinning wheel is in a direction opposite to the feeding direction. 2. The thread tension device according to claim 1, wherein the rolling element is provided to be tiltable so that the rolling axis of the rolling element is disposed parallel to the cross section when the roller rotates. . 上記転動体が、上記糸車及び上記回転部と同軸状に回転する軸受けに支持されたことを特徴とする請求項1または2記載の糸調子装置。3. The thread tension device according to claim 1, wherein the rolling element is supported by a bearing that rotates coaxially with the spinning wheel and the rotating portion. 上記力発生手段が、ピエゾ素子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の糸調子装置。The thread tension device according to any one of claims 1 to 3, wherein the force generating means is a piezo element. 上記力発生手段が、上記力を発生するためのピエゾ素子及び与圧バネを有し、上記ピエゾ素子に電圧が供給されているときは上記ピエゾ素子及び上記与圧バネが上記力を発生し、上記ピエゾ素子に電圧が供給されていないときは上記与圧バネが上記力を発生することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の糸調子装置。The force generating means has a piezo element and a pressurized spring for generating the force, and when a voltage is supplied to the piezo element, the piezo element and the pressurized spring generate the force, The thread tension device according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure spring generates the force when no voltage is supplied to the piezo element.
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