ミシンの制動機構
【課題】 外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、小型且つ軽量で、しかも非接触方式で摺動体に制動トルクを容易に作用させること。
【解決手段】 ミシンの往復移動する針棒揺動軸１１と、この針棒揺動軸１１を摺動自在に支持する摺動軸受け８とを有する摺動機構１４において針棒揺動軸１１を制動するミシンの制動機構７であって、針棒揺動軸１１の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が針棒揺動軸１１の軸心に対して半径方向に向く複数の磁石を着磁させた磁石体３０と、磁石体３０に対して所定の間隔を設けて配置された発電用コイル３４とを設け、発電用コイル３４の巻き開始端部と巻き終了端部とを短絡させることで、針棒揺動軸１１に装備された磁石の往復動作に伴い発電用コイル３４に発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止し、針棒揺動軸１１に対する制動作用を発揮させる。
【解決手段】 ミシンの往復移動する針棒揺動軸１１と、この針棒揺動軸１１を摺動自在に支持する摺動軸受け８とを有する摺動機構１４において針棒揺動軸１１を制動するミシンの制動機構７であって、針棒揺動軸１１の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が針棒揺動軸１１の軸心に対して半径方向に向く複数の磁石を着磁させた磁石体３０と、磁石体３０に対して所定の間隔を設けて配置された発電用コイル３４とを設け、発電用コイル３４の巻き開始端部と巻き終了端部とを短絡させることで、針棒揺動軸１１に装備された磁石の往復動作に伴い発電用コイル３４に発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止し、針棒揺動軸１１に対する制動作用を発揮させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの制動機構に関し、特にミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において、摺動軸に制動トルクを作用させる非接触型の制動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミシンに設けられた制御手段によりパルスモータを制御することで、縫針と加工布を相対的に移動可能なミシンが提供されている。例えば、ジグザグ縫い等をする為に針棒を揺動させる針棒揺動機構をパルスモータにより駆動するミシンや、刺繍枠が装着された移動枠をパルスモータで移動させるミシン等、種々のミシンが提供されている。
【０００３】
ところで、このようにパルスモータにより針棒揺動機構や移動枠を駆動させた場合に、大きな駆動力を有するパルスモータを適用すると、立ち上がり速度は速くなるが、必然的にロータイナーシャが大きくなる。従って、針棒を揺動する為の揺動駆動の両端において、駆動停止が正確な位置で行われないため、針棒の針落ち位置や縫針の揺動幅が安定せず、ジグザグ縫目が不揃いになる等の問題や、駆動停止直後に反転させることで脱調を起こす等の問題が生じる。
【０００４】
そこで、パルスモータの駆動力に制動力を作用させるようにしたミシンの制動機構が種々提案されている。例えば、特許文献１のミシンの制動機構は、縫針と加工布を相対的に移動させるパルスモータと、パルスモータの駆動力を制動するための制動機構と、ミシンの制御全般を司る制御手段とを備え、制動機構は磁束を発生させるためのコイルを有するヒステリシスブレーキ、又はパウダーブレーキからなり、制御手段は制動機構を制御してパルスモータの駆動力を制動するようにしてある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５５１６１号公報（第８〜１０頁、図２，図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、特許文献１に記載のミシンの制動機構においては、ヒステリシスブレーキは、パルスモータの後側の駆動軸にカップ状の回転子を固着するとともに、磁束を発生させる為の励磁コイルと、励磁された磁束を回転子に導く為の円筒状の１対の磁性体と、軸部材を受ける為の１対の球軸受けと、磁性体や励磁コイル等を支持する本体部とを設けたものである。
【０００７】
一方、パウダーブレーキは、パウダ室を形成した本体部と、本体部に内包された励磁コイルと、軸部材にスプライン結合された磁性体の回転体と、軸部材を受ける１対の脱軸受けとを設けてある。それ故、これらヒステリシスブレーキやパウダーブレーキが大型化するとともに、これらブレーキの組み付け作業が複雑化し、組み付け性やコスト的に非常に不利であること、しかも制動に際して励磁コイルに通電させるため、余分な電力を消費すること、等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のミシンの制動機構は、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、磁石に対して所定の間隔を設けて配置されたコイルと、摺動軸に装備された磁石の往復動作に伴いコイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを備えたものである。
【０００９】
摺動軸の所定部位の表面部に磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石が装備され、しかもその磁石に対して所定の間隔を設けてコイルが配置されているので、摺動軸が往復移動した場合、つまり磁石の往復動作に伴って、コイルに作用する磁界（磁束）が変化し、電磁誘導による起電力がコイルに発生する。しかし、その起電力の発生が起電力発生阻止部で阻止される為、摺動軸に対して制動トルクが作用する。
【００１０】
請求項２のミシンの制動機構は、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸に外装されたコイルと、コイルに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、摺動軸に外装されたコイルの往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを備えたものである。
【００１１】
摺動軸にコイルが外装され、しかもそのコイルに対して所定の間隔を設けて、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石が配置されているので、摺動軸が往復移動した場合、つまりコイルの往復動作に伴って、コイルに作用する磁界（磁束）が変化し、電磁誘導による起電力がコイルに発生する。しかし、その起電力の発生が起電力発生阻止部で阻止される為、摺動軸に対して制動トルクが作用する。
【００１２】
請求項３のミシンの制動機構は、請求項１又は２の発明において、前記起電力発生阻止部は、コイルを閉ループに接続した接続部で構成されたものである。
【００１３】
請求項４のミシンの制動機構は、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く磁石と、摺動支持体側に装備され摺動軸の磁石の磁界と協働して制動作用を発揮する制動用磁石とを備え、非接触方式で前記摺動軸を制動するものである。
【００１４】
摺動軸の所定部位に装備された磁石と、摺動支持体側に装備された制動用磁石とが相互に吸引することで、制動用磁石は摺動軸の磁石と協働して制動作用を発揮する。結果的に、非接触方式で摺動軸に対して制動トルクが作用する。
【００１５】
請求項５のミシンの制動機構は、請求項３の発明において、前記コイルは、磁石に接近させた端部を有する鉄芯枠に巻装されたものである。
【００１６】
請求項６のミシンの制動機構は、請求項５の発明において、前記摺動軸又は摺動支持体に装備された磁石は、円筒状の磁性体に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、磁石に対して所定の間隔を設けて配置されたコイルと、摺動軸に装備された磁石の往復動作に伴いコイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを設けたので、摺動軸に装備された磁石が往復動作した場合、コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生が起電力発生阻止部により阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００１８】
加えて、制動機構の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸に外装されたコイルと、コイルに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、摺動軸に外装されたコイルの往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを設けたので、摺動軸に装備されたコイルが往復動作した場合でも、コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生が起電力発生阻止部により阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００２０】
加えて、制動機構の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、前記起電力発生阻止部は、コイルを閉ループに接続した接続部で構成されたので、コイルの巻き開始端部と巻き終了端部とを短絡させて閉ループにするだけで、起電力発生阻止部を容易に作成することができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。
【００２２】
請求項４の発明によれば、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位に装備された磁石と、摺動支持体側に装備された制動用磁石とを設けたので、摺動軸の磁石と摺動支持体側の制動用磁石とが常に相互に吸引し合うようになり、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００２３】
加えて、制動機構の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、前記コイルは、磁石に接近させた端部を有する鉄芯枠に巻装されたので、その鉄芯枠により、コイルによる発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。その他請求項３と同様の効果を奏する。
【００２５】
請求項６の発明によれば、前記摺動軸又は摺動支持体に装備された磁石は、円筒状の磁性体に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたので、摺動体が僅かに移動した場合であっても、円筒状の磁性体に形成された複数の磁石により、コイルによる発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。その他請求項５と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本実施形態のミシンの制動機構は、複数の永久磁石を有する磁石体を摺動支持体に装備するとともに、鉄芯枠に発電用コイルを巻装した電磁制御機構を摺動支持体に装備し、その発電用コイルを閉ループにすることで、電磁制御機構により摺動軸を制動する制動作用を発揮するようにしてある。
【実施例】
【００２７】
図１に示すように、ミシン１は、針棒３を上下動可能に支持してその針棒３に揺動駆動を伝達するためにヘッド部２に設けられた針棒揺動機構４と、パルスモータ５を有し針棒揺動機構４を介して針棒３を加工布に対して相対的に揺動させるためにアーム部１０の右部に設けられた揺動駆動機構６と、針棒揺動軸１１に制動トルクを作用たせるための制動機構７等を備えている。
【００２８】
先ず、針棒揺動機構４について説明する。ミシン１のアーム部１０のヘッド部２には、揺動駆動機構６の揺動駆動を伝達する針棒揺動軸１１（これが摺動軸に相当する）の先端部に連結された正面視略コ字状の針棒支持枠１２が配設され、その針棒支持枠１２の左端部に針棒３が上下動可能に支持され、針棒３の下端部には縫針１３が装着されている。
【００２９】
揺動駆動機構６から伝達された揺動駆動は、機枠に固着された１対の摺動軸受け８, ９に夫々摺動可能に支持された針棒揺動軸１１を介して針棒支持枠１２に伝達されて、縫針１３と共に針棒３を左右方向に揺動させる。但し、これら摺動軸受け８, ９は耐磨耗性に優れた合成樹脂からなっている。ここで、これら針棒揺動軸１１と摺動軸受け８等から摺動機構１４が構成されている。
【００３０】
更に、針棒３と縫針１３は、図示を省略するが、ミシンモータを含む針棒上下動機構により上下駆動されて、ミシンベッド部に設けられた糸輪捕捉用釜との協動により加工布にジグザグ縫目を縫製する。ここで、摺動軸受け８が摺動支持体に相当する。
【００３１】
次に、揺動駆動機構６について説明する。揺動駆動機構６は、パルスモータからなる揺動モータ５の回転駆動を揺動駆動に変換して針棒揺動機構４に伝達する為のものである。揺動駆動機構６は、前方に延びる出力軸１５を有する揺動モータ５と、出力軸１５に固定された駆動レバー１７と、中央部よりやや上方で駆動レバー１７にピン１８を介して回動可能に連結されたリンク部材１９と、右端部をリンク部材１９の上端にピン２０を介して回動可能に連結され且つ左端部が針棒揺動軸１１に連結された連結部材２１にピン２２を介して回動可能に連結された連結レバー２３と、ベースプレート２４に固定された枢支軸部材２５とを備えている。
【００３２】
リンク部材１９の下端部には、二股部２６が形成され、その二股部２６は、前方に延びる枢支軸部材２５の枢支部２７を摺動可能に嵌合している。
【００３３】
揺動駆動機構６は、揺動モータ５が所定角度だけ回動すると、駆動レバー１７が出力軸１５の軸心の周りを揺動し、その駆動レバー１７の揺動駆動によりリンク部材１９が、二股部２６で枢支部２７に摺動されつつ、枢支部２７を軸心としてその上端部において揺動駆動する。
【００３４】
その為、その揺動駆動がリンク部材１９の上端部に連結された連結レバー２３及び針棒揺動軸１１が左右方向に揺動し、針棒揺動機構４により、針棒３及び縫針１３は図１の実線で示す針棒３の原点位置から、左方に位置する左揺動位置３Ｌと、原点位置の右方に位置する右揺動位置３Ｒとの間を往復揺動する。
【００３５】
次に、制動機構７について説明する。制動機構７は、針棒揺動軸１１に装備された磁石体３０と、摺動軸受け８に装備された発電用コイルを備えて制動作用を発揮する電磁制動機構３１（これが電磁制動手段に相当する）等を有している。
【００３６】
図２に示すように、針棒揺動軸１１は、アルミニウム製であり、その途中部から左方が段落ち状態に細く形成され、その段落ち部に円筒状の磁石体３０（これが磁性体に相当する）が外嵌され、接着剤により針棒揺動軸１１に固着されている。但し、その段落ち部を補足するように、アルミニウム製で筒状のスペーサ部材３２が抜け止めの為に嵌め込まれ、接着固定されている。
【００３７】
磁石体３０は、所定の厚さを有するフェライト等の磁性材料からなり、磁石体３０には、図示のように、所定幅を有する５個のＮ極と、所定幅を有する５個のＳ極とからなる１０個の磁石（永久磁石）が交互に配列されている。即ち、針棒揺動軸１１の所定部位の表面部の周方向の一部に磁石が形成されている。
【００３８】
この場合、これら５個のＮ極と５個のＳ極とは、周知の着磁処理により所定幅ずつ形成されたものである。それ故、Ｎ極の磁界の方向は軸心に対して半径方向外側であり、Ｓ極の磁界の方向は軸心に対して半径方向内側である。
【００３９】
次に、摺動軸受け８の一部の上側に設けられた電磁制動機構３１について図２に基づいて説明する。
【００４０】
摺動軸受け８の一部に、正面視にて門形状の１対の鉄芯枠３３が、微小隙間ｔを空けて左右に並べるように設けられている。これら鉄芯枠３３の各々には、発電用コイル３４が巻装されている。この場合、鉄芯枠３３の下端部は、磁石体３０の各磁石に対して微小間隔を設けて近接状に位置している。即ち、発電用コイル３４が磁石体３０に対して所定の間隔を設けて配置されている。
【００４１】
但し、これら鉄芯枠３３の発電用コイル３４の巻き方向は異ならせてあり、しかもこれら発電用コイル３４は、その巻き開始端と巻き終了端とを短絡させた閉ループになっている。ここで、これら発電用コイル３４の巻き開始端と巻き終了端とを短絡させて閉ループに接続した接続部が起電力発生阻止部に相当する。
【００４２】
更に、Ｎ極とＳ極のマグネット対長さをλとした場合に、これら鉄芯枠３３の間には、λ／２に相当する微小隙間ｔが設けられ、発電用コイル３４による発電効率を高めるようになっている。この場合、各発電用コイル３４には鉄芯枠３３を介して、Ｎ極の磁石及びＳ極の磁石による磁力が作用している。
【００４３】
次に、このように構成された制動機構７の作用について説明する。
前述したように、ジクザグ縫いに際して、揺動駆動機構６により針棒揺動軸１１が左右方向に揺動し、針棒揺動機構４により、針棒３が中央の原点位置から左揺動位置３Ｌと右揺動位置３Ｒとに往復揺動する。即ち、磁石体３０を有する針棒揺動軸１１が１対の鉄芯枠３３を有する摺動軸受け８に対して高速で往復移動する。
【００４４】
このとき、前述したように、鉄芯枠３３に作用しているＮ極及びＳ極の磁石による磁界が時間的に変化する、つまり発電用コイル３４に対する磁束が変化する為、各発電用コイル３４には電磁誘導による誘導起電力が夫々発生して発電しようとする。しかし、各発電用コイル３４は閉ループになっているため発電することができず、逆に発電しない状態を維持する為に逆向きの力が発生する。即ち、針棒揺動軸１１に対して電磁制動機構３１により大きな制動作用が働くことになる。
【００４５】
それ故、揺動駆動機構６による揺動駆動が停止されたとき、針棒揺動軸１１の揺動運動はその制動作用により強制的に停止されるので、針棒３は所定の揺動停止位置３Ｌ，３Ｒにて正確に停止することになる。
【００４６】
このように、針棒揺動軸１１の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く複数の磁石が着磁形成された磁石体３０と、磁石体３０に対して所定の間隔を設けて配置された発電用コイル３４と、針棒揺動軸１１に装備された磁石体３０の往復動作に伴い発電用コイル３４に発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止するように、発電用コイル３４は閉ループになっているため、針棒揺動軸１１に装備された磁石体３０が往復動作した場合、発電用コイル３４に発生する電磁誘導による起電力の発生が阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、針棒揺動軸１１に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００４７】
それ故、制動機構７の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを針棒揺動軸１１に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００４８】
但し、電磁制動機構３１は、摺動軸受け８に一体的に装備されたので、電磁制動機構３１の組み付け性を高めることができるが、摺動軸受け８とは別体に設けるようにしてもよい。この場合、摺動軸受け８の小型化を図ることができる。
【００４９】
また、電磁制動機構３１は、針棒揺動軸１１に設けた磁石体３０の磁石（Ｎ極又はＳ極）に接近状に端部を有する鉄芯枠３３を有し、この鉄芯枠３３に発電用コイル３４が巻装されたので、発電用コイル３４による発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。
【００５０】
更に、針棒揺動軸１１に装備された複数の磁石は、円筒状の磁石体３０に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたので、針棒揺動軸１１が僅かに移動した場合であっても、発電用コイル３４による発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。
【００５１】
次に、前記実施の形態の変更形態について説明する。
【００５２】
１〕磁石体３０に着磁させる磁石の数は１０個よりも多くてもよく、少なくてもよい。また、電磁制動機構３１に設ける鉄芯枠３３及び発電用コイル３４の数は、１個でもよく、或いは３個以上であってもよい。
【００５３】
２〕図３に示すように、制動機構７Ａは、摺動軸受け８Ａの針棒揺動軸１１Ａに臨む所定部位内周部の周方向の一部に装備された複数の磁石（Ｎ極とＳ極）を有する磁石体３０Ａと、針棒揺動軸１１Ａに外装された１対の発電用コイル３４Ａを備えて制動作用を発揮する電磁制動機構３１Ａ（これが電磁制動手段に相当する）等で構成するようにしてもよい。
【００５４】
磁石体３０Ａは、摺動軸受け８Ａの内周側に形成された円筒状の収納部に内嵌されて接着剤により接着固定されており、前記実施例で用いた磁石体３０と同様に、５個のＮ極と５個のＳ極とを交互に配列したものである。
【００５５】
次に、電磁制動機構３１Ａについて説明する。針棒揺動軸１１Ａは鉄製で構成され、磁石体３０Ａに対応する部分において、１対の発電用コイル３４Ａを巻装するための環状のコイル溝８ａと、各コイル溝８ａの左右両側の１対の鉄芯枠部８ｂ〜８ｅと、直径を小さくして段落ちさせた連結部８ｆ，８ｇが夫々形成されている。
【００５６】
各コイル溝８ａには発電用コイル３４Ａが夫々巻装されている。但し、これら発電用コイル３４Ａの巻き方向は異ならせてあり、しかもこれら発電用コイル３４Ａは、その巻き開始端と巻き終了端とを短絡させた閉ループになっている。ここで、これら発電用コイル３４Ａの巻き開始端と巻き終了端とを短絡させて閉ループに接続した接続部が起電力発生阻止部に相当する。
【００５７】
この場合、左側の発電用コイル３４Ａを巻装した左右両側の鉄芯枠部８ｂ，８ｃが鉄芯枠としての機能を有し、右側の発電用コイル３４を巻装した左右両側の鉄芯枠部８ｄ，８ｅが鉄芯枠としての機能を有し、これら４つの鉄芯枠部８ｂ〜８ｅは磁石体３０Ａに非常に接近している。即ち、磁石体３０Ａが発電用コイル３４Ａに対して所定の間隔を設けて配置されている。
【００５８】
次に、このように構成された制動機構７Ａの作用について説明する。前述したように、ジクザグ縫いに際して、磁石体３０Ａを有する針棒揺動軸１１Ａが１対の発電用コイル３４Ａを有する摺動軸受け８Ａに対して高速で往復移動する。
【００５９】
このとき、前述したように、磁石体３０Ａに形成されたＮ極及びＳ極の磁石により各鉄芯枠部８ｂ〜８ｅ（鉄芯枠）に作用している磁界が時間的に変化し、各発電用コイル３４Ａには電磁誘導による誘導起電力が発生して発電しようとする。しかし、各発電用コイル３４Ａは閉ループになっているため、発電することができず、逆に発電しない状態を維持する為に逆向きの力が発生する。即ち、針棒揺動軸１１に対して電磁制動機構３１Ａにより大きな制動作用が働くことになる。
【００６０】
このように、針棒揺動軸１１に外装された発電用コイル３４Ａと、発電用コイル３４Ａに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が針棒揺動軸１１の軸心に対して半径方向に向く複数の磁石が形成された磁石体３０Ａと、針棒揺動軸１１に外装された発電用コイル３４Ａの往復動作に伴い発電用コイル３４Ａに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止するように、発電用コイル３４Ａは閉ループになっているため、針棒揺動軸１１に装備された発電用コイル３４Ａが往復動作した場合、発電用コイル３４Ａに発生す電磁誘導による起電力の発生が阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００６１】
それ故、制動機構７Ａの小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００６２】
３〕図４に示すように、制動機構７Ｂは、針棒揺動軸１１Ｂに組み込まれた１つの内部磁石３６と、摺動軸受け８Ｂに組み込まれた複数の外部磁石等で構成するようにしてもよい。ここで、針棒揺動軸１１Ｂはアルミニウム製であり、摺動軸受け８Ｂは耐磨耗性に優れた合成樹脂からなっている。
【００６３】
内部磁石３６は、断面円形又は角状で所定長さを有する磁石からなっており、針棒揺動軸１１Ｂに上下向きに形成された貫通穴内に組み込まれ、接着固定されている。この場合、内部磁石３６の上側がＮ極であり、下側がＳ極である。但し、内部磁石３６の上端と下端とは、針棒揺動軸１１Ｂの外周面よりも夫々内部側に段落ちしており、内部磁石３６が摺動軸受け８Ｂに接触しないようになっている。
【００６４】
一方、摺動軸受け８Ｂには、針棒揺動軸１１Ｂよりも上側の上半部分に、内部磁石３６に対して左右方向に分散させて、針棒揺動軸１１に接近するように、棒状又はブロック状の４つの上側外部磁石３７が左右方向に一列状に均等配設されるとともに、針棒揺動軸１１Ｂよりも下側の下半部分にも、同様に、棒状又はブロック状の４つの下側外部磁石３８が左右方向に一列状に均等配設されている。
【００６５】
ここで、これら上側外部磁石３７及び下側外部磁石３８が制動用磁石に相当する。上側外部磁石３７の各々は、その上側がＮ極であり、その下側がＳ極であるように配設され、下側外部磁石３８の各々は、その上側がＮ極であり、その下側がＳ極であるように配設されている。即ち、針棒揺動軸１１Ｂがジグザグ縫いに際して左右方向に揺動した場合でも、内部磁石３６は上側外部磁石３７と下側外部磁石３８の何れかに対応するようになっている。
【００６６】
それ故、針棒揺動軸１１Ｂが揺動状態であっても静止状態であっても、内部磁石３６の上側のＮ極と上側外部磁石３７の下側のＳ極とが、夫々の磁界の影響を受けて常に引き合う吸引状態であり、しかも、内部磁石３６の下側のＳ極と下側外部磁石３８の上側のＮ極とが、夫々の磁界の影響を受けて常に引き合う吸引状態である。
【００６７】
次に、この制動機構７Ｂの制動作用について説明する。ミシン１により加工布に対する縫製が開始され、ジグザグ縫いを行う場合、針棒揺動軸１１Ｂが左右に揺動する。このとき、前述したように、内部磁石３６と上側外部磁石３７とが相互に引き合う吸引状態であり、しかも内部磁石３６と下側外部磁石３８とも相互に引き合う吸引状態である。その為、針棒揺動軸１１Ｂには、これら内部磁石３６と上下両側外部磁石の吸引力により、左右への揺動を阻止するようにな制動作用を発揮するので、針棒揺動軸１１Ｂの不必要なオーバーランを確実に解消することができる。
【００６８】
その結果、針棒３の揺動後の駆動停止が正確な位置で行われるため、針棒３の針落ち位置や縫針１３の揺動幅が安定し、ジグザグ縫目が綺麗に揃うようになる。
【００６９】
このように、針棒揺動軸１１Ｂの所定部位に装備された内部磁石３６（永久磁石）と、摺動軸受け８Ｂに装備された上側外部磁石３７及び下側外部磁石３８とを有する制動用磁石を設けたので、針棒揺動軸１１Ｂの内部磁石３６と摺動軸受け８Ｂの外部磁石３６，３７とが常に相互に吸引し合うことから、制動機構７Ｂにより針棒揺動軸１１Ｂに対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００７０】
それ故、制動機構７Ｂの小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを針棒揺動軸１１に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００７１】
４〕制動機構７Ｂにおいて、内部磁石３６は複数設けるようにしてもよく、また上側外部磁石３７及び下側外部磁石３８は、４個に限られることなく、それ以下であってもよく、それ以上であってもよい。更に、上側外部磁石３７と下側外部磁石３８の何れか一方だけを設けるようにしてもよい。
【００７２】
５〕本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例に係るミシンの正面図である。
【図２】摺動軸受け及び針棒揺動軸の要部縦断正面図である。
【図３】変更形態に係る図２相当図である。
【図４】変更形態に係る図２相当図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ ミシン
８ 摺動軸受け
８Ａ 摺動軸受け
８Ｂ 摺動軸受け
７ 制動機構
７Ａ 制動機構
７Ｂ 制動機構
１１ 針棒揺動軸
１１Ａ 針棒揺動軸
１１Ｂ 針棒揺動軸
１４ 摺動機構
３０ 磁石体（磁石）
３１ 電磁制動機構
３１Ａ 電磁制動機構
３３ 鉄芯枠
３４ 発電用コイル
３６ 内部磁石
３７ 上側外部磁石
３８ 下側外部磁石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの制動機構に関し、特にミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において、摺動軸に制動トルクを作用させる非接触型の制動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミシンに設けられた制御手段によりパルスモータを制御することで、縫針と加工布を相対的に移動可能なミシンが提供されている。例えば、ジグザグ縫い等をする為に針棒を揺動させる針棒揺動機構をパルスモータにより駆動するミシンや、刺繍枠が装着された移動枠をパルスモータで移動させるミシン等、種々のミシンが提供されている。
【０００３】
ところで、このようにパルスモータにより針棒揺動機構や移動枠を駆動させた場合に、大きな駆動力を有するパルスモータを適用すると、立ち上がり速度は速くなるが、必然的にロータイナーシャが大きくなる。従って、針棒を揺動する為の揺動駆動の両端において、駆動停止が正確な位置で行われないため、針棒の針落ち位置や縫針の揺動幅が安定せず、ジグザグ縫目が不揃いになる等の問題や、駆動停止直後に反転させることで脱調を起こす等の問題が生じる。
【０００４】
そこで、パルスモータの駆動力に制動力を作用させるようにしたミシンの制動機構が種々提案されている。例えば、特許文献１のミシンの制動機構は、縫針と加工布を相対的に移動させるパルスモータと、パルスモータの駆動力を制動するための制動機構と、ミシンの制御全般を司る制御手段とを備え、制動機構は磁束を発生させるためのコイルを有するヒステリシスブレーキ、又はパウダーブレーキからなり、制御手段は制動機構を制御してパルスモータの駆動力を制動するようにしてある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５５１６１号公報（第８〜１０頁、図２，図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、特許文献１に記載のミシンの制動機構においては、ヒステリシスブレーキは、パルスモータの後側の駆動軸にカップ状の回転子を固着するとともに、磁束を発生させる為の励磁コイルと、励磁された磁束を回転子に導く為の円筒状の１対の磁性体と、軸部材を受ける為の１対の球軸受けと、磁性体や励磁コイル等を支持する本体部とを設けたものである。
【０００７】
一方、パウダーブレーキは、パウダ室を形成した本体部と、本体部に内包された励磁コイルと、軸部材にスプライン結合された磁性体の回転体と、軸部材を受ける１対の脱軸受けとを設けてある。それ故、これらヒステリシスブレーキやパウダーブレーキが大型化するとともに、これらブレーキの組み付け作業が複雑化し、組み付け性やコスト的に非常に不利であること、しかも制動に際して励磁コイルに通電させるため、余分な電力を消費すること、等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のミシンの制動機構は、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、磁石に対して所定の間隔を設けて配置されたコイルと、摺動軸に装備された磁石の往復動作に伴いコイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを備えたものである。
【０００９】
摺動軸の所定部位の表面部に磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石が装備され、しかもその磁石に対して所定の間隔を設けてコイルが配置されているので、摺動軸が往復移動した場合、つまり磁石の往復動作に伴って、コイルに作用する磁界（磁束）が変化し、電磁誘導による起電力がコイルに発生する。しかし、その起電力の発生が起電力発生阻止部で阻止される為、摺動軸に対して制動トルクが作用する。
【００１０】
請求項２のミシンの制動機構は、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸に外装されたコイルと、コイルに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、摺動軸に外装されたコイルの往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを備えたものである。
【００１１】
摺動軸にコイルが外装され、しかもそのコイルに対して所定の間隔を設けて、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石が配置されているので、摺動軸が往復移動した場合、つまりコイルの往復動作に伴って、コイルに作用する磁界（磁束）が変化し、電磁誘導による起電力がコイルに発生する。しかし、その起電力の発生が起電力発生阻止部で阻止される為、摺動軸に対して制動トルクが作用する。
【００１２】
請求項３のミシンの制動機構は、請求項１又は２の発明において、前記起電力発生阻止部は、コイルを閉ループに接続した接続部で構成されたものである。
【００１３】
請求項４のミシンの制動機構は、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く磁石と、摺動支持体側に装備され摺動軸の磁石の磁界と協働して制動作用を発揮する制動用磁石とを備え、非接触方式で前記摺動軸を制動するものである。
【００１４】
摺動軸の所定部位に装備された磁石と、摺動支持体側に装備された制動用磁石とが相互に吸引することで、制動用磁石は摺動軸の磁石と協働して制動作用を発揮する。結果的に、非接触方式で摺動軸に対して制動トルクが作用する。
【００１５】
請求項５のミシンの制動機構は、請求項３の発明において、前記コイルは、磁石に接近させた端部を有する鉄芯枠に巻装されたものである。
【００１６】
請求項６のミシンの制動機構は、請求項５の発明において、前記摺動軸又は摺動支持体に装備された磁石は、円筒状の磁性体に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、磁石に対して所定の間隔を設けて配置されたコイルと、摺動軸に装備された磁石の往復動作に伴いコイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを設けたので、摺動軸に装備された磁石が往復動作した場合、コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生が起電力発生阻止部により阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００１８】
加えて、制動機構の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸に外装されたコイルと、コイルに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、摺動軸に外装されたコイルの往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部とを設けたので、摺動軸に装備されたコイルが往復動作した場合でも、コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生が起電力発生阻止部により阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００２０】
加えて、制動機構の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、前記起電力発生阻止部は、コイルを閉ループに接続した接続部で構成されたので、コイルの巻き開始端部と巻き終了端部とを短絡させて閉ループにするだけで、起電力発生阻止部を容易に作成することができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。
【００２２】
請求項４の発明によれば、ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、摺動軸の所定部位に装備された磁石と、摺動支持体側に装備された制動用磁石とを設けたので、摺動軸の磁石と摺動支持体側の制動用磁石とが常に相互に吸引し合うようになり、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００２３】
加えて、制動機構の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、前記コイルは、磁石に接近させた端部を有する鉄芯枠に巻装されたので、その鉄芯枠により、コイルによる発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。その他請求項３と同様の効果を奏する。
【００２５】
請求項６の発明によれば、前記摺動軸又は摺動支持体に装備された磁石は、円筒状の磁性体に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたので、摺動体が僅かに移動した場合であっても、円筒状の磁性体に形成された複数の磁石により、コイルによる発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。その他請求項５と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本実施形態のミシンの制動機構は、複数の永久磁石を有する磁石体を摺動支持体に装備するとともに、鉄芯枠に発電用コイルを巻装した電磁制御機構を摺動支持体に装備し、その発電用コイルを閉ループにすることで、電磁制御機構により摺動軸を制動する制動作用を発揮するようにしてある。
【実施例】
【００２７】
図１に示すように、ミシン１は、針棒３を上下動可能に支持してその針棒３に揺動駆動を伝達するためにヘッド部２に設けられた針棒揺動機構４と、パルスモータ５を有し針棒揺動機構４を介して針棒３を加工布に対して相対的に揺動させるためにアーム部１０の右部に設けられた揺動駆動機構６と、針棒揺動軸１１に制動トルクを作用たせるための制動機構７等を備えている。
【００２８】
先ず、針棒揺動機構４について説明する。ミシン１のアーム部１０のヘッド部２には、揺動駆動機構６の揺動駆動を伝達する針棒揺動軸１１（これが摺動軸に相当する）の先端部に連結された正面視略コ字状の針棒支持枠１２が配設され、その針棒支持枠１２の左端部に針棒３が上下動可能に支持され、針棒３の下端部には縫針１３が装着されている。
【００２９】
揺動駆動機構６から伝達された揺動駆動は、機枠に固着された１対の摺動軸受け８, ９に夫々摺動可能に支持された針棒揺動軸１１を介して針棒支持枠１２に伝達されて、縫針１３と共に針棒３を左右方向に揺動させる。但し、これら摺動軸受け８, ９は耐磨耗性に優れた合成樹脂からなっている。ここで、これら針棒揺動軸１１と摺動軸受け８等から摺動機構１４が構成されている。
【００３０】
更に、針棒３と縫針１３は、図示を省略するが、ミシンモータを含む針棒上下動機構により上下駆動されて、ミシンベッド部に設けられた糸輪捕捉用釜との協動により加工布にジグザグ縫目を縫製する。ここで、摺動軸受け８が摺動支持体に相当する。
【００３１】
次に、揺動駆動機構６について説明する。揺動駆動機構６は、パルスモータからなる揺動モータ５の回転駆動を揺動駆動に変換して針棒揺動機構４に伝達する為のものである。揺動駆動機構６は、前方に延びる出力軸１５を有する揺動モータ５と、出力軸１５に固定された駆動レバー１７と、中央部よりやや上方で駆動レバー１７にピン１８を介して回動可能に連結されたリンク部材１９と、右端部をリンク部材１９の上端にピン２０を介して回動可能に連結され且つ左端部が針棒揺動軸１１に連結された連結部材２１にピン２２を介して回動可能に連結された連結レバー２３と、ベースプレート２４に固定された枢支軸部材２５とを備えている。
【００３２】
リンク部材１９の下端部には、二股部２６が形成され、その二股部２６は、前方に延びる枢支軸部材２５の枢支部２７を摺動可能に嵌合している。
【００３３】
揺動駆動機構６は、揺動モータ５が所定角度だけ回動すると、駆動レバー１７が出力軸１５の軸心の周りを揺動し、その駆動レバー１７の揺動駆動によりリンク部材１９が、二股部２６で枢支部２７に摺動されつつ、枢支部２７を軸心としてその上端部において揺動駆動する。
【００３４】
その為、その揺動駆動がリンク部材１９の上端部に連結された連結レバー２３及び針棒揺動軸１１が左右方向に揺動し、針棒揺動機構４により、針棒３及び縫針１３は図１の実線で示す針棒３の原点位置から、左方に位置する左揺動位置３Ｌと、原点位置の右方に位置する右揺動位置３Ｒとの間を往復揺動する。
【００３５】
次に、制動機構７について説明する。制動機構７は、針棒揺動軸１１に装備された磁石体３０と、摺動軸受け８に装備された発電用コイルを備えて制動作用を発揮する電磁制動機構３１（これが電磁制動手段に相当する）等を有している。
【００３６】
図２に示すように、針棒揺動軸１１は、アルミニウム製であり、その途中部から左方が段落ち状態に細く形成され、その段落ち部に円筒状の磁石体３０（これが磁性体に相当する）が外嵌され、接着剤により針棒揺動軸１１に固着されている。但し、その段落ち部を補足するように、アルミニウム製で筒状のスペーサ部材３２が抜け止めの為に嵌め込まれ、接着固定されている。
【００３７】
磁石体３０は、所定の厚さを有するフェライト等の磁性材料からなり、磁石体３０には、図示のように、所定幅を有する５個のＮ極と、所定幅を有する５個のＳ極とからなる１０個の磁石（永久磁石）が交互に配列されている。即ち、針棒揺動軸１１の所定部位の表面部の周方向の一部に磁石が形成されている。
【００３８】
この場合、これら５個のＮ極と５個のＳ極とは、周知の着磁処理により所定幅ずつ形成されたものである。それ故、Ｎ極の磁界の方向は軸心に対して半径方向外側であり、Ｓ極の磁界の方向は軸心に対して半径方向内側である。
【００３９】
次に、摺動軸受け８の一部の上側に設けられた電磁制動機構３１について図２に基づいて説明する。
【００４０】
摺動軸受け８の一部に、正面視にて門形状の１対の鉄芯枠３３が、微小隙間ｔを空けて左右に並べるように設けられている。これら鉄芯枠３３の各々には、発電用コイル３４が巻装されている。この場合、鉄芯枠３３の下端部は、磁石体３０の各磁石に対して微小間隔を設けて近接状に位置している。即ち、発電用コイル３４が磁石体３０に対して所定の間隔を設けて配置されている。
【００４１】
但し、これら鉄芯枠３３の発電用コイル３４の巻き方向は異ならせてあり、しかもこれら発電用コイル３４は、その巻き開始端と巻き終了端とを短絡させた閉ループになっている。ここで、これら発電用コイル３４の巻き開始端と巻き終了端とを短絡させて閉ループに接続した接続部が起電力発生阻止部に相当する。
【００４２】
更に、Ｎ極とＳ極のマグネット対長さをλとした場合に、これら鉄芯枠３３の間には、λ／２に相当する微小隙間ｔが設けられ、発電用コイル３４による発電効率を高めるようになっている。この場合、各発電用コイル３４には鉄芯枠３３を介して、Ｎ極の磁石及びＳ極の磁石による磁力が作用している。
【００４３】
次に、このように構成された制動機構７の作用について説明する。
前述したように、ジクザグ縫いに際して、揺動駆動機構６により針棒揺動軸１１が左右方向に揺動し、針棒揺動機構４により、針棒３が中央の原点位置から左揺動位置３Ｌと右揺動位置３Ｒとに往復揺動する。即ち、磁石体３０を有する針棒揺動軸１１が１対の鉄芯枠３３を有する摺動軸受け８に対して高速で往復移動する。
【００４４】
このとき、前述したように、鉄芯枠３３に作用しているＮ極及びＳ極の磁石による磁界が時間的に変化する、つまり発電用コイル３４に対する磁束が変化する為、各発電用コイル３４には電磁誘導による誘導起電力が夫々発生して発電しようとする。しかし、各発電用コイル３４は閉ループになっているため発電することができず、逆に発電しない状態を維持する為に逆向きの力が発生する。即ち、針棒揺動軸１１に対して電磁制動機構３１により大きな制動作用が働くことになる。
【００４５】
それ故、揺動駆動機構６による揺動駆動が停止されたとき、針棒揺動軸１１の揺動運動はその制動作用により強制的に停止されるので、針棒３は所定の揺動停止位置３Ｌ，３Ｒにて正確に停止することになる。
【００４６】
このように、針棒揺動軸１１の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く複数の磁石が着磁形成された磁石体３０と、磁石体３０に対して所定の間隔を設けて配置された発電用コイル３４と、針棒揺動軸１１に装備された磁石体３０の往復動作に伴い発電用コイル３４に発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止するように、発電用コイル３４は閉ループになっているため、針棒揺動軸１１に装備された磁石体３０が往復動作した場合、発電用コイル３４に発生する電磁誘導による起電力の発生が阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、針棒揺動軸１１に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００４７】
それ故、制動機構７の小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを針棒揺動軸１１に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００４８】
但し、電磁制動機構３１は、摺動軸受け８に一体的に装備されたので、電磁制動機構３１の組み付け性を高めることができるが、摺動軸受け８とは別体に設けるようにしてもよい。この場合、摺動軸受け８の小型化を図ることができる。
【００４９】
また、電磁制動機構３１は、針棒揺動軸１１に設けた磁石体３０の磁石（Ｎ極又はＳ極）に接近状に端部を有する鉄芯枠３３を有し、この鉄芯枠３３に発電用コイル３４が巻装されたので、発電用コイル３４による発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。
【００５０】
更に、針棒揺動軸１１に装備された複数の磁石は、円筒状の磁石体３０に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたので、針棒揺動軸１１が僅かに移動した場合であっても、発電用コイル３４による発電効率、つまり制動効率を格段に高めることができる。
【００５１】
次に、前記実施の形態の変更形態について説明する。
【００５２】
１〕磁石体３０に着磁させる磁石の数は１０個よりも多くてもよく、少なくてもよい。また、電磁制動機構３１に設ける鉄芯枠３３及び発電用コイル３４の数は、１個でもよく、或いは３個以上であってもよい。
【００５３】
２〕図３に示すように、制動機構７Ａは、摺動軸受け８Ａの針棒揺動軸１１Ａに臨む所定部位内周部の周方向の一部に装備された複数の磁石（Ｎ極とＳ極）を有する磁石体３０Ａと、針棒揺動軸１１Ａに外装された１対の発電用コイル３４Ａを備えて制動作用を発揮する電磁制動機構３１Ａ（これが電磁制動手段に相当する）等で構成するようにしてもよい。
【００５４】
磁石体３０Ａは、摺動軸受け８Ａの内周側に形成された円筒状の収納部に内嵌されて接着剤により接着固定されており、前記実施例で用いた磁石体３０と同様に、５個のＮ極と５個のＳ極とを交互に配列したものである。
【００５５】
次に、電磁制動機構３１Ａについて説明する。針棒揺動軸１１Ａは鉄製で構成され、磁石体３０Ａに対応する部分において、１対の発電用コイル３４Ａを巻装するための環状のコイル溝８ａと、各コイル溝８ａの左右両側の１対の鉄芯枠部８ｂ〜８ｅと、直径を小さくして段落ちさせた連結部８ｆ，８ｇが夫々形成されている。
【００５６】
各コイル溝８ａには発電用コイル３４Ａが夫々巻装されている。但し、これら発電用コイル３４Ａの巻き方向は異ならせてあり、しかもこれら発電用コイル３４Ａは、その巻き開始端と巻き終了端とを短絡させた閉ループになっている。ここで、これら発電用コイル３４Ａの巻き開始端と巻き終了端とを短絡させて閉ループに接続した接続部が起電力発生阻止部に相当する。
【００５７】
この場合、左側の発電用コイル３４Ａを巻装した左右両側の鉄芯枠部８ｂ，８ｃが鉄芯枠としての機能を有し、右側の発電用コイル３４を巻装した左右両側の鉄芯枠部８ｄ，８ｅが鉄芯枠としての機能を有し、これら４つの鉄芯枠部８ｂ〜８ｅは磁石体３０Ａに非常に接近している。即ち、磁石体３０Ａが発電用コイル３４Ａに対して所定の間隔を設けて配置されている。
【００５８】
次に、このように構成された制動機構７Ａの作用について説明する。前述したように、ジクザグ縫いに際して、磁石体３０Ａを有する針棒揺動軸１１Ａが１対の発電用コイル３４Ａを有する摺動軸受け８Ａに対して高速で往復移動する。
【００５９】
このとき、前述したように、磁石体３０Ａに形成されたＮ極及びＳ極の磁石により各鉄芯枠部８ｂ〜８ｅ（鉄芯枠）に作用している磁界が時間的に変化し、各発電用コイル３４Ａには電磁誘導による誘導起電力が発生して発電しようとする。しかし、各発電用コイル３４Ａは閉ループになっているため、発電することができず、逆に発電しない状態を維持する為に逆向きの力が発生する。即ち、針棒揺動軸１１に対して電磁制動機構３１Ａにより大きな制動作用が働くことになる。
【００６０】
このように、針棒揺動軸１１に外装された発電用コイル３４Ａと、発電用コイル３４Ａに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が針棒揺動軸１１の軸心に対して半径方向に向く複数の磁石が形成された磁石体３０Ａと、針棒揺動軸１１に外装された発電用コイル３４Ａの往復動作に伴い発電用コイル３４Ａに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止するように、発電用コイル３４Ａは閉ループになっているため、針棒揺動軸１１に装備された発電用コイル３４Ａが往復動作した場合、発電用コイル３４Ａに発生す電磁誘導による起電力の発生が阻止され、これにより逆向きの負荷抵抗が生じることにより、摺動軸に対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００６１】
それ故、制動機構７Ａの小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを摺動体に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００６２】
３〕図４に示すように、制動機構７Ｂは、針棒揺動軸１１Ｂに組み込まれた１つの内部磁石３６と、摺動軸受け８Ｂに組み込まれた複数の外部磁石等で構成するようにしてもよい。ここで、針棒揺動軸１１Ｂはアルミニウム製であり、摺動軸受け８Ｂは耐磨耗性に優れた合成樹脂からなっている。
【００６３】
内部磁石３６は、断面円形又は角状で所定長さを有する磁石からなっており、針棒揺動軸１１Ｂに上下向きに形成された貫通穴内に組み込まれ、接着固定されている。この場合、内部磁石３６の上側がＮ極であり、下側がＳ極である。但し、内部磁石３６の上端と下端とは、針棒揺動軸１１Ｂの外周面よりも夫々内部側に段落ちしており、内部磁石３６が摺動軸受け８Ｂに接触しないようになっている。
【００６４】
一方、摺動軸受け８Ｂには、針棒揺動軸１１Ｂよりも上側の上半部分に、内部磁石３６に対して左右方向に分散させて、針棒揺動軸１１に接近するように、棒状又はブロック状の４つの上側外部磁石３７が左右方向に一列状に均等配設されるとともに、針棒揺動軸１１Ｂよりも下側の下半部分にも、同様に、棒状又はブロック状の４つの下側外部磁石３８が左右方向に一列状に均等配設されている。
【００６５】
ここで、これら上側外部磁石３７及び下側外部磁石３８が制動用磁石に相当する。上側外部磁石３７の各々は、その上側がＮ極であり、その下側がＳ極であるように配設され、下側外部磁石３８の各々は、その上側がＮ極であり、その下側がＳ極であるように配設されている。即ち、針棒揺動軸１１Ｂがジグザグ縫いに際して左右方向に揺動した場合でも、内部磁石３６は上側外部磁石３７と下側外部磁石３８の何れかに対応するようになっている。
【００６６】
それ故、針棒揺動軸１１Ｂが揺動状態であっても静止状態であっても、内部磁石３６の上側のＮ極と上側外部磁石３７の下側のＳ極とが、夫々の磁界の影響を受けて常に引き合う吸引状態であり、しかも、内部磁石３６の下側のＳ極と下側外部磁石３８の上側のＮ極とが、夫々の磁界の影響を受けて常に引き合う吸引状態である。
【００６７】
次に、この制動機構７Ｂの制動作用について説明する。ミシン１により加工布に対する縫製が開始され、ジグザグ縫いを行う場合、針棒揺動軸１１Ｂが左右に揺動する。このとき、前述したように、内部磁石３６と上側外部磁石３７とが相互に引き合う吸引状態であり、しかも内部磁石３６と下側外部磁石３８とも相互に引き合う吸引状態である。その為、針棒揺動軸１１Ｂには、これら内部磁石３６と上下両側外部磁石の吸引力により、左右への揺動を阻止するようにな制動作用を発揮するので、針棒揺動軸１１Ｂの不必要なオーバーランを確実に解消することができる。
【００６８】
その結果、針棒３の揺動後の駆動停止が正確な位置で行われるため、針棒３の針落ち位置や縫針１３の揺動幅が安定し、ジグザグ縫目が綺麗に揃うようになる。
【００６９】
このように、針棒揺動軸１１Ｂの所定部位に装備された内部磁石３６（永久磁石）と、摺動軸受け８Ｂに装備された上側外部磁石３７及び下側外部磁石３８とを有する制動用磁石を設けたので、針棒揺動軸１１Ｂの内部磁石３６と摺動軸受け８Ｂの外部磁石３６，３７とが常に相互に吸引し合うことから、制動機構７Ｂにより針棒揺動軸１１Ｂに対する制動作用を十分に発揮させることができる。
【００７０】
それ故、制動機構７Ｂの小型化且つ軽量化、更には低コスト化を図ることができるとともに、外部から電気的なエネルギーを何ら供給することなく、しかも非接触方式による制動トルクを針棒揺動軸１１に容易に且つ効果的に作用させることができる。
【００７１】
４〕制動機構７Ｂにおいて、内部磁石３６は複数設けるようにしてもよく、また上側外部磁石３７及び下側外部磁石３８は、４個に限られることなく、それ以下であってもよく、それ以上であってもよい。更に、上側外部磁石３７と下側外部磁石３８の何れか一方だけを設けるようにしてもよい。
【００７２】
５〕本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例に係るミシンの正面図である。
【図２】摺動軸受け及び針棒揺動軸の要部縦断正面図である。
【図３】変更形態に係る図２相当図である。
【図４】変更形態に係る図２相当図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ ミシン
８ 摺動軸受け
８Ａ 摺動軸受け
８Ｂ 摺動軸受け
７ 制動機構
７Ａ 制動機構
７Ｂ 制動機構
１１ 針棒揺動軸
１１Ａ 針棒揺動軸
１１Ｂ 針棒揺動軸
１４ 摺動機構
３０ 磁石体（磁石）
３１ 電磁制動機構
３１Ａ 電磁制動機構
３３ 鉄芯枠
３４ 発電用コイル
３６ 内部磁石
３７ 上側外部磁石
３８ 下側外部磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において前記摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、
前記摺動軸の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、
前記磁石に対して所定の間隔を設けて配置されたコイルと、
前記摺動軸に装備された前記磁石の往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部と、
を備えたことを特徴とするミシンの制動機構。
【請求項２】
ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において前記摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、
前記摺動軸に外装されたコイルと、
前記コイルに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、
前記摺動軸に外装されたコイルの往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部と、
を備えたことを特徴とするミシンの制動機構。
【請求項３】
前記起電力発生阻止部は、前記コイルを閉ループに接続した接続部であることを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの制動機構。
【請求項４】
ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において前記摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、
前記摺動軸の所定部位に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く磁石と、
前記摺動支持体側に装備され前記摺動軸の磁石の磁界と協働して制動作用を発揮する制動用磁石と、
を備え、非接触方式で前記摺動軸を制動することを特徴とするミシンの制動機構。
【請求項５】
前記コイルは、前記磁石に接近させた端部を有する鉄芯枠に巻装されたことを特徴とする請求項３に記載のミシンの制動機構。
【請求項６】
前記摺動軸又は摺動支持体に装備された磁石は、円筒状の磁性体に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたことを特徴とする請求項５に記載のミシンの制動機構。
【請求項１】
ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において前記摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、
前記摺動軸の所定部位の表面部に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、
前記磁石に対して所定の間隔を設けて配置されたコイルと、
前記摺動軸に装備された前記磁石の往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部と、
を備えたことを特徴とするミシンの制動機構。
【請求項２】
ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において前記摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、
前記摺動軸に外装されたコイルと、
前記コイルに対して所定の間隔を設けて配置され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く１又は複数の磁石と、
前記摺動軸に外装されたコイルの往復動作に伴い前記コイルに発生する電磁誘導による起電力の発生を阻止する起電力発生阻止部と、
を備えたことを特徴とするミシンの制動機構。
【請求項３】
前記起電力発生阻止部は、前記コイルを閉ループに接続した接続部であることを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの制動機構。
【請求項４】
ミシンの往復移動する摺動軸と、この摺動軸を摺動自在に支持する摺動支持体とを有する摺動機構において前記摺動軸を制動するミシンの制動機構であって、
前記摺動軸の所定部位に装備され、磁界の方向が摺動軸の軸心に対して半径方向に向く磁石と、
前記摺動支持体側に装備され前記摺動軸の磁石の磁界と協働して制動作用を発揮する制動用磁石と、
を備え、非接触方式で前記摺動軸を制動することを特徴とするミシンの制動機構。
【請求項５】
前記コイルは、前記磁石に接近させた端部を有する鉄芯枠に巻装されたことを特徴とする請求項３に記載のミシンの制動機構。
【請求項６】
前記摺動軸又は摺動支持体に装備された磁石は、円筒状の磁性体に複数のＮ極と複数のＳ極とを所定幅に亙って交互に着磁形成されたことを特徴とする請求項５に記載のミシンの制動機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２６３１６３（Ｐ２００６−２６３１６３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８５７８０（Ｐ２００５−８５７８０）
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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