缝纫机的夹线装置.pdf

一种可削减部件数量、实现部件组装作业的容易化、响应性的提高、小型化、成本下降的缝纫机的夹线装置。该装置(1)具备：夹持线的一对夹线板(31、32)；板压脚(33)，其能够移动，通过抵接于一侧的夹线板(31)，使一侧的夹线板(31)相对于另一侧的夹线板(32)接触分离；驱动机构(4)，其驱动板压脚(33)，使一侧的夹线板(31)接近另一侧的夹线板(32)；驱动源(5)，其设置在由强磁性材料形成的缝纫机头部机架(2)内，驱动驱动机构(4)，驱动源具有：设有永磁铁(52、53)的可动部件(6)、设有在永磁铁(52、53)的周围相隔规定间隔卷绕的线圈(55)的固定部件(7)，其中，缝纫机头部机架(2)作为线圈(55)的线圈轭。

1.  一种缝纫机的夹线装置，其具备：
一对夹线板，其对在由强磁性材料形成的缝纫机头部机架的外侧配置的线进行夹持；板压脚，其能够移动，通过抵接于一侧的夹线板，使一侧的夹线板相对于另一侧的夹线板接触分离；驱动机构，其驱动所述板压脚，使一侧的夹线板接近另一侧的夹线板；以及驱动源，其设置在所述缝纫机头部机架内，驱动所述驱动机构，
所述驱动源具有：设置有永磁铁的可动部件、和设置有在所述永磁铁的周围相对于所述永磁铁相隔规定间隔卷绕的线圈的固定部件，该缝纫机的夹线装置的特征在于，
所述缝纫机头部机架作为所述线圈的线圈轭。

2.  如权利要求1所述的缝纫机的夹线装置，其特征在于，
在卷绕所述线圈的线圈梭子上设置有所述可动部件的轴承。

3.  如权利要求2所述的缝纫机的夹线装置，其特征在于，
所述线圈梭子和所述轴承一体形成。

4.  如权利要求2所述的缝纫机的夹线装置，其特征在于，
在所述线圈梭子上形成有嵌合孔，所述轴承从线圈梭子的内侧与所述嵌合孔嵌合。

缝纫机的夹线装置
技术领域
本发明涉及缝纫机的夹线装置。
背景技术
在缝纫机中，为了防止线的松弛，设置有对线施加适当的张力的夹线装置。
如图7所示，夹线装置100被配置在缝纫机头部机架101的正面侧(图7中的右侧)。在缝纫机头部机架101的正面侧，设置有通过上下动作来拉紧线的挑线件102，从线供给源向针供给的线，在通过了挑线件102之后，被构成夹线装置100的一对夹线板103、104夹持，而被施加适当的张力。驱动一侧的夹线板103的作为驱动源的螺线管105，被设置在缝纫机头部机架101的背面侧，夹线装置100从缝纫机头部机架101的正面侧以及背面侧突出。此外，在缝纫机头部机架101的内部设置有针杆107，该针杆107伴随着在主轴上设置的偏心凸轮106或主轴的旋转而上下动作。
如图8所示，夹线装置100的一侧的夹线板103相对于另一侧的夹线板104能够接触分离，由螺线管105驱动的板压脚108将一侧的夹线板103按压向另一侧的夹线板104，从而能够由一侧的夹线板103和另一侧的夹线板104夹持线。此外，在板压脚108上设置有在夹线板103、104的轴方向上延伸的驱动杆109，通过伴随着螺线管105的输出轴105a的驱动而驱动该驱动杆109的一端，能够驱动板压脚108(例如，参照专利文献1)。
如图9所示，其他类型的夹线装置120，通过可动销125在被固定于螺线管121的基座部件122上安装有一对夹线板123、124。夹线装置120通过调节对螺线管121通电的电流，能够使螺线管121的柱塞130将可动销125拉向螺线管121侧的力变化，通过该力的变化能够调节作用于由夹线板123、124夹持的线的张力。
如图10所示，螺线管121在由强磁性材料形成的机框126内设置有线圈用机架127，在该线圈用机架127内设置有线圈128。另外，在机框126内设置有固定了磁性部件129的柱塞130。柱塞130在轴方向上能够移动、且无法旋转地被轴承131、132支承。固定于柱塞130的磁性部件129形成为圆筒状，在其一部分上形成有直径扩大了的阶梯部129a(例如，参照专利文献2)。
图11是表示作为驱动源使用了音圈电机的夹线装置中的音圈电机140的结构的图。
在音圈电机140中，在缝纫机头部机架141上形成的安装孔142中，圆筒状的线圈轭(coil yoke)143以密接于缝纫机头部机架141的安装孔142的方式而被设置。在线圈轭143的内表面，设置有卷绕了线圈144的圆筒状的线圈梭子145。在线圈梭子145的内侧，设置有在周围安装了永磁铁146的可动部件轴147。该可动部件轴147被安装在线圈轭143以及线圈梭子145上的轴承148支承。
然后，通过在可动部件轴147上安装的永磁铁146产生磁通150，对线圈144通电，由此在音圈电机140中，沿可动部件轴147的轴线方向产生使夹线板移动的推力。
专利文献1：日本特开2003-181182号公报
专利文献2：日本特开2000-202183号公报
但是，在上述的螺线管和音圈电机之类的夹线装置的驱动源中，为了形成磁路需要复杂形状的轭，部件成本提高。另外，从驱动源到夹线板的驱动的传递路径上的部件数量多，因各部件之间的组装时的公差或加工粗糙度而使得驱动源的响应性较大变化，有时无法以适当的张力来夹持线。另外，在狭窄的缝纫机头部机架内配置用于驱动针或挑线件的机构，空间上存在限制，如果部件数量变多，则重量也变大，响应性下降，或者小型化方面也有限度，无法都收容在机架内。
发明内容
本发明为了解决上述课题而提出，其目的在于提供一种能够削减部件数量、可实现部件的组装作业的容易化、响应性的提高、小型化、成本下降的缝纫机的夹线装置。
为了解决以上的课题，第一方面所述的发明是一种缝纫机的夹线装置，其具备：一对夹线板(31、32)，其对在由强磁性材料形成的缝纫机头部机架(2)的外侧配置的线进行夹持；板压脚(33)，其能够移动，通过抵接于一侧的夹线板，使一侧的夹线板相对于另一侧的夹线板接触分离；驱动机构(4)，其驱动所述板压脚，使一侧的夹线板接近另一侧的夹线板；以及驱动源(5)，其设置在所述缝纫机头部机架内，驱动所述驱动机构，所述驱动源具有：设置有永磁铁的可动部件(6)、和设置有在所述永磁铁的周围相隔规定间隔卷绕的线圈的固定部件(7)，该缝纫机的夹线装置的特征在于，所述缝纫机头部机架作为所述线圈的线圈轭。
在此，所谓的强磁性材料是指，铁、钴、镍等一般被称为强磁性体的材料。
根据第一方面的发明，若通过驱动源对驱动机构进行驱动，则驱动机构驱动板压脚，通过板压脚的驱动，一侧的夹线板接近于另一侧的夹线板而夹持线。
在此，由于在固定部件上设置有线圈，缝纫机头部机架成为该线圈的线圈轭，所以没有必要如现有技术那样，在缝纫机头部机架之外另外设置线圈的线圈轭。
由此，能够削减驱动源的部件数量。另外，驱动源虽然设置在缝纫机头部机架内，但通过减少部件数量，能够实现将驱动源组装于缝纫机机架时的作业的容易化。另外，由于能够减少部件数量，所以能够实现驱动源的小型化，通过实现小型化，能够实现轻量化，能够实现驱动源的响应性的提高。另外，由于能够削减部件数量，所以能够实现驱动源生产的成本下降。
第二方面的发明的特征在于，在第一方面所述的缝纫机的夹线装置中，在收容所述线圈的线圈梭子上设置有所述可动部件的轴承。
根据第二方面的发明，可动部件组装时的公差只考虑缝纫机头部机架和线圈梭子之间的组装时的公差、和线圈梭子和轴承之间的组装时的公差这两处即可，所以与现有技术那样设置线圈轭的情况相比，不易受到组装时的公差的影响。
因此，能够实现驱动源的驱动精度的提高。
第三方面的发明的特征在于，在第二方面所述的缝纫机的夹线装置中，所述线圈梭子和所述轴承一体形成。
根据第三方面的发明，通过一体形成线圈梭子和轴承，能够进一步削减驱动源的部件数量。另外，能够实现驱动源的驱动精度的进一步提高。
(发明效果)
根据第一方面的发明，能够削减驱动源的部件数量。另外，驱动源虽然设置在缝纫机头部机架内，但通过减少部件数量，能够实现将驱动源组装于缝纫机机架时的作业的容易化。另外，由于能够减少部件数量，所以能够实现驱动源的小型化，通过实现小型化，能够实现轻量化，能够实现驱动源的响应性的提高。另外，由于能够削减部件数量，所以能够实现驱动源生产的成本下降。
根据第二方面的发明，能够实现驱动源的驱动精度的提高。
根据第三方面的发明，能够进一步削减驱动源的部件数量。另外，能够实现驱动源的驱动精度的进一步提高。
附图说明
图1是表示在缝纫机中具备夹线装置的状态的图；
图2(a)是具备夹线装置的缝纫机的一部分的主视图，图2(b)是图2(a)的A-A剖面图；
图3是表示夹线器的分解立体图；
图4是表示音圈电机的分解立体图；
图5(a)是表示永磁铁的形状的图，图5(b)是表示一侧的永磁铁的磁化方向的图，图5(c)是表示另一侧的永磁铁的磁化方向的图；
图6是表示音圈电机的内部构造的剖面图；
图7是表示现有技术的缝纫机具备夹线装置的状态的图；
图8是表示图7中的夹线装置的构造的图；
图9是表示其他现有技术中的夹线装置的图；
图10是表示图9中的螺线管的内部构造的剖面图；
图11是表示现有技术中的音圈电机的内部构造的剖面图。
图中：1-夹线装置；2-缝纫机头部机架；31-夹线板(一侧的夹线板)；32-夹线板(另一侧的夹线板)；33-板压脚；4-驱动杆(驱动机构)；5-音圈电机(驱动源)；52-永磁铁；53-永磁铁；6-可动部件；7-固定部件。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的最佳实施方式。
<缝纫机的夹线装置的结构>
如图1、图2所示，缝纫机的夹线装置1设置于缝纫机头部机架2，该缝纫机头部机架2由强磁性材料形成，内置有：由缝纫机电机(省略图示)驱动的主轴11；经由连杆等连结于在该主轴11上设置的偏心凸轮12且与主轴11的旋转同步地上下动作的针杆13；以及通过在缝制中上升而拉紧线的挑线件14等。
在此，所谓的强磁性材料是指铁、钴、镍等一般被称为强磁性体的材料。
夹线装置1，以从正面贯通到背面的方式设置在缝纫机头部机架2的颚部附近，在缝纫机头部机架2的正面侧夹持通过挑线件14的线。
夹线装置1具备：夹线器3，其对线施加张力；驱动杆4，其作为驱动机构驱动板压脚33，以使一侧的夹线板31相对于另一侧的夹线板32接近；以及音圈电机5，其作为驱动源对夹线器3施加驱动力。夹线器3在缝纫机头部机架2的正面侧(缝制时用户面对的一侧)从该缝纫机头部机架2突出设置。音圈电机5和主轴11、针杆13等一起设置在缝纫机头部机架2的内部，无法从外观上看到，只是向音圈电机5供给电流的导线58从缝纫机头部机架2的背面侧露出。
如图3所示，夹线器3具备：夹持线的一对夹线板31、32；能够使一侧的夹线板31相对于另一侧的夹线板32接触分离地移动的板压脚33。
夹线板31、32形成为圆板状，在缝纫机头部机架2的正面侧，沿着一侧的夹线板31的移动方向排列配置。在夹线板31的与夹线板32相对侧的相反侧设置有板压脚33，该板压脚33按压夹线板31，以使夹线板31朝向夹线板32移动。
板压脚33，例如是具有三个爪部33a的板材，被保持于防止该板压脚33的绕轴旋转的板压脚支架34。另外，板压脚33由通过螺钉35a进行定位的定位轴环(collar)35定位于驱动杆4。板压脚支架34通过螺钉34a安装于驱动杆4。
板压脚33以及板压脚支架34由保护罩36覆盖，保护罩36通过螺钉36a安装于板压脚支架34。
在驱动杆4的一端，通过夹线杆座38以及螺钉38a安装有夹线杆37。在夹线杆37以及夹线杆座38上设置有取线弹簧39。此外，取线弹簧39作为整体是扭转螺旋弹簧。
驱动杆4连结夹线器3和音圈电机5，将音圈电机5的驱动传递给夹线器3，驱动夹线板31。
如图4～图6所示，音圈电机5具有可动部件轴51，其插通驱动杆4，由铁等强磁性材料形成，并且作为该音圈电机5的可动部件6发挥作用。在该可动部件轴51的轴周围，通过粘接剂等在可动部件轴51的轴方向上排列固定有永磁铁52、53。永磁铁52、53由钕磁铁、钐钴磁铁等稀土类材料构成，如图5(a)所示，形成为圆筒状。如此，通过具有可动部件轴51、和在该可动部件轴51上设置的永磁铁52、53，构成音圈电机5的可动部件6。
在此，如图5(b)所示，永磁铁52沿着径方向从内周面朝向外周面磁化，如图5(c)所示，永磁铁53沿着径方向从外周面朝向内周面磁化。
在永磁铁52、53的轴周围，为了绝缘而与永磁铁52、53的外周面隔开稍许孔隙地设置有由树脂材料形成的圆筒状的线圈梭子54。在该线圈梭子54中卷绕有绕轴流通音圈电机5的驱动推进力的控制电流的线圈55。即，通过线圈梭子54，线圈55相对于永磁铁52、53隔开规定间隔地配置。
在此，线圈55由一根绕组构成，被卷绕在与永磁铁52的外周面相对的位置、和与永磁铁53的外周面相对的位置，并被卷绕成永磁铁52的周围的卷绕方向和永磁铁53的周围的卷绕方向相互相反。如此，通过具有线圈梭子54、和在该线圈梭子54中卷绕的线圈55，构成音圈电机5的固定部件7。
通过这样的结构，如图6所示，在音圈电机5中形成如磁力线8那样的磁路。此时，由于缝纫机头部机架2由强磁性材料形成，所以磁阻小，不会减少磁通，缝纫机头部机架2与现有的音圈电机(参照图11)的机框126(参照图11)发挥磁性上同样的功能。
线圈梭子54被设置成密接于在缝纫机头部机架2上形成的音圈电机5的安装孔2a的内表面。另外，在缝纫机头部机架2上形成有贯通孔2b，该贯通孔2b连续于该安装孔2a，并从缝纫机头部机架2的正面贯通到背面，通过在该贯通孔2b中配置驱动杆4，在缝纫机头部机架2的正面侧配置的夹线器3、和在背面侧配置的音圈电机5由驱动杆4连接。另外，在安装孔2a的开口附近，安装有邻接于线圈梭子54的一端并形成为近似C字状的固定环59，对线圈梭子54进行定位。在此，卷绕了线圈55的线圈梭子54被直接安装于在缝纫机头部机架2上形成的安装孔2a。即，未设置特别准备的线圈轭，缝纫机头部机架2作为线圈轭发挥作用。
在驱动杆4的另一端设置有轴承56，该轴承56由奥氏体系不锈钢等非磁性材料形成，被收容固定在线圈梭子54的内侧，引导驱动杆4向轴线方向的移动。轴承56形成为与在线圈梭子54上形成的嵌合孔嵌合，在安装轴承56后，防止驱动杆4向其径向偏移。
在线圈梭子54的一端引出有电连接于线圈55的绕组的端部的导线58，并可以从外部通电。
<作用效果>
若从电源经由导线58向线圈55通电，则如图6所示，在流经线圈55的电流和在可动部件轴51上设置的永磁铁52、53的磁场的影响下，根据弗来明左手定则，在可动部件轴51的轴线方向(图6的S方向)产生推力。由于在可动部件轴51上产生推力，所以可动部件轴51沿着其轴线方向(图6的S方向)移动，伴随着可动部件轴51的移动，与可动部件轴51连结的驱动杆4也和可动部件轴51在相同的方向移动。通过驱动杆4的移动，使与驱动杆4连结的定位轴环35移动，移动的定位轴环35抵接于板压脚33，使板压脚33移动，通过板压脚33的移动，使一侧的夹线板31朝向另一侧的夹线板32移动。通过夹线板32的移动，夹线板32抵接于夹线板31，由此，能够夹持线。
此外，通过改变对线圈55通电的电流量，在可动部件轴51的轴线方向产生的推力也变化，因此，能够改变由一对夹线板31、32夹持线的压力。在缝制中，在从线供给源抽出线时，通过调节夹线板31、32对线的夹持力，能够产生用户希望的线张力。
在此，设置于在缝纫机头部机架2上形成的安装孔2a的音圈电机5，在可动部件6侧配置有永磁铁52、53，在固定部件7侧设置有线圈55，因此，即使在对线圈55通电而产生推力的情况下，移动的也只是可动部件轴51，线圈55保持被固定于线圈梭子54的状态，因此不会产生断线。
固定部件7侧的线圈55，在被卷绕于线圈梭子54的状态下被安装于安装孔2a，抵接于缝纫机头部机架2，所以，线圈55因通电而产生的热直接从线圈55、线圈梭子54传递到缝纫机头部机架2，所以能够提高音圈电机5的散热性。
另外，驱动杆4从缝纫机头部机架2的正面侧延伸到背面侧，并由轴承56和夹线杆37支承，因此，即使驱动杆4的长度变短，支承间隔本身并不会怎么缩短，轴心偏移的影响变小，因此，能够容易出现同轴精度，可缩小永磁铁52、53和线圈梭子54的空隙，能够提高音圈电机5的推力。另外，轴承56由于被嵌合于线圈梭子54，所以轴承56不会沿可动部件轴51的径方向偏移，能够使安装时的公差较小。另外，从驱动杆4到轴承56的嵌合部分减少，各部件之间的累积公差变少，能够提高驱动杆4和轴承56的轴心精度，在驱动杆4的移动时与轴承56的摩擦变小，能够减小线张力的滞后作用。另外，在可动部件轴51上设置的永磁铁52、53的外周和线圈梭子54的内周的空隙的管理中，由于经由驱动杆4和线圈梭子54的部件只有轴承56，所以能够使在安装各部件时产生的安装时的公差较小，能够降低音圈电机5的累积公差的影响。
另外，音圈电机5不用另外设置线圈轭，而用缝纫机头部机架2来代用，所以能够在线圈梭子54中卷绕多出线圈轭的厚度量的线圈55。由此，能够增大音圈电机5可输出的推力。因此，在生产输出相同推力的音圈电机5时，本实施方式的音圈电机5可以实现小型化。而且，通过实现小型化能够实现轻量化，能够实现音圈电机5的响应性的提高。进而，通过使音圈电机5小型化，能够将其内置于缝纫机头部机架2，能够实现缝纫机的小型化。另外，由于能够省去在将音圈电机5设置在缝纫机外部时应进行的处置(例如，为了使操作者不会接触到发热了的音圈电机5而设置保护罩等)，因此能够实现成本的降低。
另外，通过用缝纫机头部机架2代用线圈轭，能够削减部件数量，因此，能够实现音圈电机5的生产的成本下降。
另外，虽然线圈55会因通电而发热，但热量会以未设置线圈轭的程度迅速地传递到缝纫机头部机架2，缝纫机头部机架2与外部空气接触，因此，能够将传递的热释放到外部空气，立即就能够冷却缝纫机头部机架2。由此，能够使音圈电机5的散热效率提高。
另外，音圈电机5虽然设置在缝纫机头部机架2内，但通过减少部件数量，能够实现在将音圈电机5组装于缝纫机头部机架2时的操作的容易化。
另外，能够缩短夹线器3和音圈电机5的间隔，用轴承56支承着与它们连接的驱动杆4，因此，能够减轻作用于驱动杆4的负荷，能够防止驱动杆4的挠曲、弯曲等引起的响应性的下降、移动精度的降低。
<其他>
而且，本发明的范围并不限定于上述实施方式。例如，可以将线圈梭子54和轴承56形成一体。由此，能够进一步减少部件数量，能够实现成本降低、作业的容易化。另外，永磁铁52、53的数量、线圈55的绕组的卷数也可以是任意的，可自由变更。
此外，在发明的范围内，可自由地进行设计变更。