JP4397065B2 - リンクの揺動機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２個の駆動手段で揺動運動（直線上の往復運動も含む）を生起するリンクの揺動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以前より、種々の機械の駆動部分には、リンクをアクチュエータによって揺動させ、その揺動を機械的に伝達することにより、上記駆動部分を駆動することが考えられている。例えば、ミシンの分野では、リンクの揺動を針棒に伝達して、針落ち位置を被縫製物（加工体）の送り方向に対して直交方向に変更したり、リンクの揺動を被縫製物の送り板等に伝達して被縫製物を前後左右に移動させることが行なわれている。
【０００３】
ところが、上記のようなリンクの揺動を１つのアクチュエータ（パルスモータ等）で行なうと、駆動部分の移動精度と移動速度とを両立することが困難だった。なぜなら、移動精度を高めてその分解能を０．１ｍｍとするには、パルスモータを１パルス分駆動させたときに駆動部分が０．１ｍｍ移動するようにしなければならない。この場合、駆動部分を１０ｍｍ移動させるには１００パルスの出力を必要とし、ミシンの高速化に追従することが困難となる。
逆に、移動速度を追求して１０パルスで駆動部分が１０ｍｍ移動可能とすれば、分解能は１パルスで１ｍｍとなり移動精度が低下する。
【０００４】
上記理由から、２個のアクチュエータを用いてリンクの揺動を行なわせることが考案されている。このようなリンクの揺動機構として、例えば、特開平１０−６１７４０号公報に開示の技術がある。このリンクの揺動機構を図１３に示す。従来の２個のアクチュエータを用いたリンクの揺動機構Ｐ０は、棒状の揺動リンクＰ１、リンクＰ２、第１アクチュエータＰ４、偏芯カムＰ５、第２アクチュエータＰ６、および、リンクＰ７等から構成される。そして、第１および第２アクチュエータＰ４，Ｐ６とを用いて、駆動軸Ｐ１１を軸受けＰ１３，Ｐ１３に沿って往復運動させるようになっている。
【０００５】
揺動リンクＰ１は、先ず、アクチュエータＰ４の作動により偏芯カムＰ５が回動することで可動支点Ｐ８を中心に揺動し、リンクＰ２を介して作用点Ｐ１２に揺動運動を伝達する。更に、アクチュエータＰ６の作動により可動支点Ｐ８が横方向（駆動軸Ｐ１１の移動方向）に移動することで、揺動リンクＰ１も揺動するのでこの揺動がリンクＰ２を介して作用点Ｐ１２に伝達される。
そして、一方のアクチュエータＰ４の駆動による作用点Ｐ１２の移動に移動精度を求め（例えば分解能０．１ｍｍ／１パルス）、他方のアクチュエータＰ６の駆動による作用点Ｐ１２の移動に移動速度を求める（例えば分解能１ｍｍ／１パルス）ことで、移動速度と移動精度を兼ね備えたリンクの揺動機構を実現できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の２個のアクチュエータを用いたリンクの揺動機構Ｐ０では、主要なリンクである揺動リンクＰ１が固定支点を持たず、揺動リンクＰ１の重量を２個のアクチュエータＰ４，Ｐ６で受ける構成となっている。そのため、高速でアクチュエータＰ４，Ｐ６を動かすと、揺動リンクＰ１からアクチュエータＰ４，Ｐ６に過大な負荷がかかるため、あまり高速に駆動できないという課題を発生させた。即ち、高速化の妨げとなっていた。
【０００７】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、２個の駆動手段を用いることで移動精度と移動速度との両方を高めることが可能であると共に、主要リンクに固定支点を設けることが可能な構成を実現し、駆動手段にリンクの全重量が掛かるといった不都合がなく高速化を追求できるリンクの揺動機構を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１記載の発明は、固定支点を中心に揺動可能な第１揺動リンクと、
該第１揺動リンクを駆動する第１駆動手段と、
１経路上を運動可能に束縛されている作用点と、
前記第１揺動リンクに連結点が第１揺動リンクの揺動方向と交差する方向に可動な状態に連結されると共に、該連結点と異なる部位で前記作用点に連結され、該作用点に前記第１揺動リンクの運動を伝達する第２リンクと、
少なくとも前記第１揺動リンクが停止している状態において、該第１揺動リンクと前記第２リンクとの連結点を位置決めすると共に、第２リンクの前記連結点および作用点と異なる位置を駆動することによりこの連結点の位置を移動させる第２駆動手段とを備え、
前記第１駆動手段の駆動および第２駆動手段の駆動による各々の運動の合成により前記作用点が運動し、この作用点の運動に基づき動作を伝達する駆動部分への揺動運動を生起することを特徴とするリンクの揺動機構とした。
【０００９】
請求項２記載の発明は、固定支点を中心に揺動可能な第３揺動リンクと、
該第３揺動リンクを駆動する第３駆動手段と、
１経路上を運動可能に束縛されている作用点と、
この作用点と前記第３揺動リンクの所定部位との間に連結され、前記第３揺動リンクの運動を前記作用点に伝達する少なくとも２個の連結された第４リンクおよび第５リンクと、
前記第３揺動リンクの運動に基づく前記第４リンクと第５リンクとの中間の連結点の運動の運動軌跡を１経路上に束縛する第１経路と、
この第１経路を該第１経路の直交成分を含む方向に移動させる第４駆動手段とを備え、
前記第３駆動手段の駆動および第４駆動手段の駆動による各々の運動の合成により前記作用点が運動し、この作用点の運動に基づき動作を伝達する駆動部分への揺動運動を生起することを特徴とするリンクの揺動機構とした。
【００１０】
請求項５記載の発明は、１経路上を運動可能に束縛されている作用点に連結され該作用点に運動を伝達する第７リンクと、
この第７リンクにおける前記作用点の連結部位と異なる部位に連結された少なくとも１個の第８リンクと、
固定支点を中心に揺動する第９揺動リンクと、
該第９揺動リンクに設けられ、第９揺動リンクの揺動方向の直交成分を含む１経路上に前記第７リンクと第８リンクとの連結点の運動軌跡を束縛する第２経路と、
該第９揺動リンクを駆動して前記第２経路を該第２経路の直交成分を含む方向に移動させる第６駆動手段と、
前記第８リンクを駆動して該第８リンクと第７リンクとの連結点を前記第２経路に沿って移動させる第５駆動手段とを備え、
前記第５駆動手段の駆動および第６駆動手段の駆動による各々の運動の合成により前記作用点が運動し、この作用点の運動に基づき動作を伝達する駆動部分への揺動運動を生起することを特徴とするリンクの揺動機構とした。
【００１１】
上記の請求項１，２，５記載の発明によれば、従来の技術で示したように、２個の駆動手段の駆動により作用点を運動させるので、一方の駆動手段による移動に精度を求め、他方の駆動手段による移動に速度を求めることで、移動精度と移動速度との両方を高めることが可能である。
更に、これら発明の特有な構成として、２個の駆動手段から作用点まで連なる複数のリンク（揺動リンクやリンク）に必ず１つの固定支点が設けられているので、固定支点のない従来のものに比べてリンク機構が安定する。更に、固定支点によりリンク重量の負担が分担されるので、その分、駆動手段にかかるリンク重量の負担が減る。即ち、従来の技術であるリンクの揺動機構Ｐ０と比較すれば、駆動手段にかかるリンク重量の負担は顕著に減少する。
従って、駆動手段を高速で駆動してリンク（揺動リンクやリンク）が高速で動いても、駆動手段に掛かる負担はさほど大きくならず、高速駆動に十分耐えうる構造を実現できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
前記第４駆動手段が、
前記第１経路を該第１経路と交差する方向成分を含んだ１経路上に沿って案内する案内部と、
前記第１経路を案内部に沿って往復駆動するアクチュエータとからなる構成とした。
この請求項３記載の発明によれば、案内部の経路を適宜設計することで、第１経路の移動方向や第１経路の移動に伴う角度変化を自由に設定することが出来る。従って、アクチュエータの駆動量と作用点の移動量との関係を比較的容易にコントロールすることが出来る。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２記載のリンクの揺動機構において、
前記第４駆動手段が、
前記第１経路が設けられると共に、固定支点を中心に該第１経路と交差する方向に揺動可能な第６揺動リンクと、
該第６揺動リンクを駆動して前記第１経路を移動させるアクチュエータと
からなる構成とした。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のリンクの揺動機構において、
固定支点を中心に揺動可能であると共に前記第８リンクに連結された第１０揺動リンクを備え、
前記第５駆動手段が前記第１０揺動リンクを揺動する構成とした。
【００１５】
上記の請求項４、６記載の発明によれば、請求項１，２，３又は５記載の発明の作用効果に加え、更に固定支点が１個多く設けられるので、リンク機構の安定化、および、駆動手段へのリンク重量の負担軽減を、更に計ることができ、より高速な運転が可能となる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載のリンクの揺動機構において、
前記固定支点を中心に揺動可能な揺動リンクを駆動する駆動手段が、
前記揺動リンクと回転可能に接続された偏心カムと、
この偏芯カムを往復回動するアクチュエータとからなる構成とした。
この請求項７記載の発明によれば、揺動リンクの駆動を最も安定的にがたなく行なわせることが出来る。従って、移動精度および移動速度ともに高めるリンク機構として最も適した構成とすることが出来る。
【００１９】
具体的には、請求項８記載の発明のように、請求項１〜７の何れかに記載のリンクの揺動機構において、前記２個の駆動手段が、駆動量を制御可能なアクチュエータをそれぞれ備えてなり、
一方のアクチュエータの単位駆動量に対する前記作用点の移動量と、他方のアクチュエータの単位駆動量に対する前記作用点の移動量とが、互いに異なる構成とすることで、移動精度と移動速度の両方を兼ね備えたリンクの揺動機構とすることが出来る。
【００２０】
また、請求項９記載の発明のように、請求項１〜８の何れかに記載のリンクの揺動機構の前記作用点の揺動運動を伝達してミシンの駆動部分に使用した構成とすることで、高速で且つ高精度な縫製を実現できるミシンを提供できる。
また、そのミシンの駆動部分として、請求項１０記載の発明のように、針棒を揺動または移動させて針落ち位置を変更する駆動部分に使用することで、針振りを行なって千鳥縫いを行なうようなミシンにおいて、千鳥縫いパターンを多種多様に出来ると共に、高速で且つ高精度な千鳥縫いの縫製処理を実現できる。
また、上記のミシンの駆動部分として、請求項１１記載の発明のように、加工体（例えば縫製布）を移動させる駆動部分に使用することで、加工体をＸ−Ｙ方向に動かして刺繍縫いを行なうようなミシンにおいて、多種多様な刺繍を可能とすると共に、高速で且つ高精度な刺繍縫いの縫製処理を実現できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図１〜図７の図面を参照しながら説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態のリンク揺動機構１を示す正面図、図２はその側面図である。
【００２２】
この実施の形態のリンク揺動機構１は、第１揺動リンク３、第１駆動手段のアクチュエータである第１モータ４、偏心カム５、第２リンク６、第２駆動手段のアクチュエータである第２モータ９、および、回動アーム１０等から構成される。
第１揺動リンク３は、その一端部が固定支点２を中心に回動可能に支持されたリンクである。第１揺動リンク３の他端側には、平行に向き合った平面３ａ，３ａを有する二股部３Ａ，３Ａが、中間部には角駒７がスライド移動可能なスライド溝３Ｂがそれぞれ設けられている。スライド溝３Ｂは、第１揺動リンク３の回動方向にほぼ直交な方向に設けられている。
なお、スライド溝３Ｂ（即ち第１揺動リンク３と第２リンク６の連結点の可動経路）は、上記方向に限られず、第１揺動リンクさの回動方向が含まれる方向でも良い。また、直線状でなく曲線状でも良い。
【００２３】
第１モータ４は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸４ａには偏心カム５が取り付けられている。偏心カム５は、第１揺動リンク３の二股部３Ａ，３Ａに挟まれた状態に設定され、第１モータ４が駆動することで偏心カム５が回転して第１揺動リンク３が固定支点２を中心に回動する。
第２リンク６は、一端部が角駒７を介して第１揺動リンク３に連結され、他端部が作用点１２となりミシンの駆動部分である連接部材Ｈ３に回動自在に連結されている。第２リンク６と角駒７は連結ピン７ａを中心に回動自在に連結されている。第２リンク６の中間部には角駒８がスライド移動可能なスライド溝６Ａが設けられている。スライド溝６Ａは、第２リンク６の長手方向に伸びた形状に設けられている。なお、このスライド溝６Ａは、上記長手方向の直交成分が含まれる方向に伸びていてもよいし、また、直線状でなく曲線状でも可能である。
【００２４】
作用点１２は、揺動軸Ｈ１の軸線方向のみに移動可能に束縛された点である。即ち、揺動軸Ｈ１は連接部材Ｈ３と接合されると共に、図示略の軸受けに支持されて軸線方向に移動可能になっている。揺動軸Ｈ１には針棒Ｈ２とミシン針Ｈ２ａとが接合されており、揺動軸Ｈ１を左右に移動させることで針落ち位置が左右方向に移動するように構成されている。
【００２５】
第２モータ９は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸９ａは回動アーム１０と角駒８を介して第２リンク６に連結されている。駆動軸９ａと回動アーム１０とは固着されており、回動アーム１０と角駒８とは連結ピン８ａを中心に回動自在に連結されている。
そして、第２モータ９が駆動することで、角駒７が駆動軸９ａを中心に回動移動し、第１リンク６の可動経路を変更する。この変更により第１揺動リンク３が停止した状態で第１揺動リンク３と第２リンク９の連結点である角駒７の位置や、作用点１２の位置も移動する。
なお、第１揺動リンク３と第１リンク６の連結点を移動する手段は、上記構成に限られず、例えば、連結点（各駒７）にピンを設けると共に、このピンがほぼ固定支点２を中心とした回動方向に案内する案内溝を設け、該案内溝の位置を固定支点から遠い側から近い側に駆動する構成など、種々の形態がありえる。
【００２６】
図９には、一方のモータの駆動による作用点の移動量と他方のモータの駆動による作用点の移動量とを説明する図で、（ａ）はミシン針Ｈ２ａの可動範囲のすべてを示す図、（ｂ）は（ａ）の範囲Ｄ１の部分を示す図である。
上記の第１モータ４と第２モータ９のうち、例えば、第１モータ４に移動速度を、第２モータ９に移動精度を求めることが出来る。即ち、第１モータ４に０個のパルス出力からＮ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ａ）の「０」の点から「Ｎ（例えば１０）」の点まで大きく移動するように設定し、第２モータ９に０個のパルス出力からＬ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ｂ）に示すように「Ｍ（＝０〜１０）」の点から「Ｍ＋１」の点までをＬ（例えば１０）個に分割した点ごとの移動を行なうように設定することが出来る。
【００２７】
以上のように、この実施の形態のリンク揺動機構１によれば、作用点１２延いてはミシン針Ｈ２ａの移動精度と移動速度との両方を高めることが可能であると共に、第１および第２モータ４，９に接続され作用点１２まで連なる複数のリンクのうち第１揺動リンク３に固定支点２が設けられているので、固定支点のない従来のものに比べてリンク機構が安定する。更に、固定支点２によりリンク重量の負担が分担されるので、その分、第１および第２モータ４，９にかかるリンク重量の負担が大幅に減る。従って、第１および第２モータ４，９を高速で駆動してリンク（第１揺動リンク３や第２リンク６）が高速で動いても、第１および第２モータ４，９に掛かる負担はさほど大きくならず、高速駆動に十分耐えうる構造となる。
【００２８】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態のリンク揺動機構２０を示す正面図、図４はその側面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成は、同符合を付して説明を省略する。
この実施の形態のリンク揺動機構２０は、第３揺動リンク２２、第３駆動手段のアクチュエータである第３モータ２４、第４リンク２６、第５リンク２７、第１経路であるスライド溝２９Ａが設けられた案内部材２９、案内部としての案内台３０、および、第４駆動手段のアクチュエータである第４モータ３１等から構成される。
【００２９】
第３揺動リンク２２は、その一端部が固定支点２１を中心に回動可能に支持され、他端側に偏心カム２５と接続される二股部２２Ａ，２２Ａが設けられている。
第３モータ２４は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸２４ａには偏心カム２５が取り付けられている。偏心カム２５は、第３揺動リンク２２の二股部２２Ａ，２２Ａに挟まれ、第３モータ２４が駆動することで偏心カム２５が回転して第３揺動リンク２２が固定支点２１を中心に回動する。
第４リンク２６と第５リンク２７とは、第３揺動リンク２２の運動を作用点１２に伝達するリンクである。第４リンク２６の一端部は、第３揺動リンク２２の中間部に連結ピン２６ａを中心に回動可能に連結され、他端部は第５リンク２７の一端部に連結ピン２８ａを中心に回動可能に連結されている。第５リンク２７の他端部は作用点１２で回動可能に連接部材Ｈ３に連結されている。
【００３０】
第４リンク２６と第５リンク２７の連結点は角駒２８に回動可能に連結されていると共に、角駒２８は案内部材２９のスライド溝２９Ａに沿ってスライド可能に設けられている。従って、第３揺動リンク２２が揺動すると第４リンク２６を介して運動が伝達され角駒２８がスライド移動し、この移動が第５リンク２７を介して伝達されて作用点１２が移動する。
スライド溝２９Ａは、作用点１２の揺動方向に沿って設けられている。なお、スライド溝２９Ａは、この方向に限られず、作用点１２の揺動方向の直交成分を含む向きに設けても良いし、また、直線状に限られず曲線状であっても良い。
案内部材２９には、スライド溝２９Ａのほか、長孔２９Ｂと摺動凸部２９Ｃとが設けられている。長孔２９Ｂには、第４モータ３１の駆動により駆動軸３１ａを中心に回動する連結ピン３２Ａが、長孔２９Ｂに沿って移動可能に接続されている。摺動凸部２９Ｃは、案内台３０の摺動溝（第２経路）３０Ａに保持され、且つ、摺動溝３０Ａに沿って摺動可能になっている。案内台３０はフレーム等に固定されており、摺動溝３０Ａは案内部材２９のスライド溝２９Ａとほぼ直交する方向に向いて設けられている。
なお、摺動溝３０Ａは、上記方向に限られず、スライド溝２９Ａと同方向の成分を含む向きに設けられても良いし、また、直線状に限られず曲線状であっても良い。
【００３１】
第４モータ３１は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸３１ａには回転板３２を介して連結ピン３２Ａが接続されている。第４モータ３１が駆動することで回転板３２が駆動軸３１ａを中心に回動し、連結ピン３２Ａが案内部材２９を上下に移動させる。この移動により、第４および第５リンク２６，２７の連結点の可動経路が変化し、第３揺動リンク２２が停止している状態で作用点１２を移動させる。
【００３２】
上記の第３モータ２４と第４モータ３１のうち、例えば、第３モータ２４に移動速度を、第４モータ３１に移動精度を求めることが出来る。即ち、第３モータ２４に０個のパルス出力からＮ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ａ）の「０」の点から「Ｎ（例えば１０）」の点まで大きく移動するように設定し、第４モータ３１に０個のパルス出力からＬ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ｂ）に示すように「Ｍ（＝０〜１０）」の点から「Ｍ＋１」の点までをＬ（例えば１０）個に分割した点ごとの移動を行なうように設定することが出来る。
【００３３】
なお、第４リンク２６と第５リンク２７の連結点の可動経路を変更する手段として、次の第３の実施の形態で示す、第６モータ４７、第９揺動リンク４６、角駒４５およびカム４８Ａ等を用いた構成（請求項４記載の構成）としても良く、この構成にすることで固定支点が更に１個増え、機構の安定性と耐高速駆動性を更に高めることが出来る。
【００３４】
以上のように、この実施の形態のリンクの揺動機構２０によれば、作用点１２延いてはミシン針Ｈ２ａの移動精度と移動速度との両方を高めることが可能であると共に、第３および第４モータ２４，３１に接続され作用点１２まで連なる複数のリンクのうち第３揺動リンク２２に固定支点２１が設けられているので、固定支点のない従来のものに比べてリンク機構が安定する。更に、固定支点２１によりリンク重量の負担が分担されるので、その分、第３および第４モータ２４，３１にかかるリンク重量の負担が大幅に減る。従って、第３および第４モータ２４，３１を高速で駆動してリンク（第３揺動リンク２２や第４および第５リンク２６，２７）が高速で動いても、第３および第４モータ２４，３１に掛かる負担はさほど大きくならず、高速駆動に十分耐えうる構造となる。
【００３５】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態のリンクの揺動機構を示す正面図、図６はその平面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成は、同符合を付して説明を省略する。
この実施の形態のリンク揺動機構４０は、第５駆動手段のアクチュエータである第５モータ４１、回転板４２、第７および第８リンク４３，４４、角駒４５、第９揺動リンク４６、第６駆動手段のアクチュエータである第６モータ４７、回転板４８、および、カム４８Ａ等から構成される。
【００３６】
第５モータ４１は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸４１ａには回転板４２を介して駆動ピン４２Ａが接続されている。即ち、第５モータ４１が駆動することで駆動ピン４２Ａが駆動軸４１ａを中心に回動駆動する。
第７および第８リンク４３，４４は、第５モータ４１に接続された駆動ピン４２Ａの運動を作用点１２に伝達するリンクである。第７リンク４３の一端部は上記駆動ピン４２Ａに回動自在に連結される一方、他端部は第８リンク４４の一端部に連結ピン４５ａを中心に回動可能に連結されている。第８リンク４４の他端部は作用点１２で回動可能に連接部材Ｈ３に連結されている。
【００３７】
第７リンク４３と第８リンク４４の連結点は角駒４５に回動可能に連結されていると共に、角駒４５は第９揺動リンク４６のスライド溝（第２経路）４６Ｂに沿ってスライド可能に設けられている。従って、第５モータ４１が駆動して駆動ピン４２Ａが移動すると第７リンク４３を介して運動が伝達され角駒４５がスライド移動し、この移動が第８リンク４４を介して伝達されて作用点１２が移動する。
スライド溝４６Ｂは、第９揺動リンク４６の揺動方向に対する直交方向に向いて設けられている。なお、スライド溝４６Ｂは、この方向に限られず、揺動方向の成分が含まれる方向に向いて設けられていても良い。
第９揺動リンク４６は、その一端部が固定支点４９を中心に回動可能に支持されたリンクである。第９揺動リンク４６の他端側には、平行に向き合った平面を有する二股部４６Ａ，４６Ａが、中間部には角駒４５がスライド移動可能なスライド溝４６Ｂがそれぞれ設けられている。スライド溝４６Ｂは、第９揺動リンク４６の回動方向にほぼ直交な方向に、または、作用点１２の運動方向と同方向に設けられている。
【００３８】
第６モータ４７は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸４７ａには回転板４８を介してカム（丸カム）４８Ａが接続されている。第６モータ４７が駆動することで回転板４８が駆動軸４７ａを中心に回動し、カム４８Ａが第９揺動リンク４６を固定支点４９を中心に上下に揺動させる。この揺動により、スライド溝４６Ｂが移動して第７および第８リンク４３，４４の連結点の可動経路が変化し、第５モータ４１の駆動ピン４２Ａが停止している状態で作用点１２を移動させる。
【００３９】
上記の第５モータ４１と第６モータ４７のうち、例えば、第５モータ４１に移動速度を、第６モータ４７に移動精度を求めることが出来る。即ち、第５モータ４１に０個のパルス出力からＮ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ａ）の「０」の点から「Ｎ（例えば１０）」の点まで大きく移動するように設定し、第６モータ４７に０個のパルス出力からＬ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ｂ）に示すように「Ｍ（＝０〜１０）」の点から「Ｍ＋１」の点までをＬ（例えば１０）個に分割した点ごとの移動を行なうように設定することが出来る。
【００４０】
なお、第７リンク４３を駆動する構成として、第２の実施の形態で示した、第３揺動リンク２２、第３モータ２４および偏心カム２５等を用いた構成（請求項６記載の構成）にしてもよく、このような構成とすることで固定支点が更に１個増え、機構の安定性と耐高速駆動性を更に高めることが出来る。
【００４１】
以上のように、この実施の形態のリンクの揺動機構４０によれば、作用点１２延いてはミシン針Ｈ２ａの移動精度と移動速度との両方を高めることが可能であると共に、第５および第６モータ４１，４７に接続され作用点１２まで連なる複数のリンクのうち第９揺動リンク４６に固定支点４９が設けられているので、固定支点のない従来のものに比べてリンク機構が安定する。更に、固定支点４９によりリンク重量の負担が分担されるので、その分、第５および第６モータ４１，４７にかかるリンク重量の負担が大幅に減る。従って、第５および第６モータ４１，４７を高速で駆動してリンク（第７および第８リンク４３，４４）が高速で動いても、第５および第６モータ４１，４７に掛かる負担はさほど大きくならず、高速駆動に十分耐えうる構造となる。
【００４２】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態のリンクの揺動機構を示す正面図、図８は図７の矢印Ａ−Ａ線断面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成は、同符合を付して説明を省略する。
この実施の形態のリンク揺動機構６０は、第７駆動手段のアクチュエータである第７モータ６１、スプライン軸６２、連結管６３、ボールネジ軸６４、第８駆動手段のアクチュエータである第８モータ６５、回動アーム６６、および、保持部材６７等から構成される。
【００４３】
ボールネジ軸６４は、ボール溝６４ａが設けられた軸部で揺動軸Ｈ１と同軸上に揺動軸Ｈ１と剛接合された軸である（揺動軸Ｈ１の延長上にボール溝６４ａを設けてある）。
連結管６３は、一方側がスプライン軸６２に対応したスプライン部６３Ａに、他方側がボールネジ軸６４に対応した雌ネジ部６３Ｂに構成されている。連結管６３の中央には軸心を中心とした円周状に溝部を有する保持部６３Ｃが設けられており、この溝部に保持部材６７が嵌合している。それゆえ、保持部材６７は連結管６３をその軸心を中心に回転自在に保持した状態にある。
【００４４】
ここで、スプライン軸６２と連結管６３のスプライン部６３Ａとが、回転運動のみ伝達し往復運動を伝達しない第２伝達手段を、ボールネジ軸６４と連結管６３の雌ネジ部６３Ｂとが回転運動を往復運動に変換する第１伝達手段を、それぞれ構成している。
なお、第１伝達手段（ボールネジ軸６４と連結管６３の雌ネジ部６３Ｂ）と第２伝達手段（スプライン軸６２と連結管６３のスプライン部６３Ａ）とが隣合って並んだ配置となっているが、互いに離間させて配置することも可能である。
【００４５】
第７モータ６１は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸６１ａには軸心を同一にしたスプライン軸６２が固着されている。そして、第７モータ６１が駆動すると、スプライン軸６２が軸心を中心に回転して連結管６３を回転させる。そして、この連結管６３の回転運動が、ボールネジ軸６４と雌ネジ部６３Ｂの個所で軸心方向の往復運動に変換され、ボールネジ軸６４および作用点１２を軸心方向に移動させる。
【００４６】
第８モータ６５は、駆動量を制御可能なステッピングモータなどであり、その駆動軸６５ａには駆動軸６５ａを中心に回動する回動アーム６６が固着されている。回動アーム６６には長孔６６Ａが設けられており、この長孔６６Ａに保持部材６７が連結ピン６７ｂを介して該ピン６７ｂを中心に回動自在に連結されている。従って、第８モータ６５が駆動して回動アーム６６が回動すると、この運動が保持部材６７を介して連結管６３に伝達され、連結管６３およびボールネジ軸６４を軸心方向に移動する。また、このときスプライン軸６２とスプライン部６３Ａは摺動して上記移動を妨げない。
【００４７】
上記の第７モータ６１と第８モータ６５のうち、例えば、第８モータ６５に移動速度を、第７モータ６１に移動精度を求めることが出来る。即ち、第８モータ６５に０個のパルス出力からＮ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ａ）の「０」の点から「Ｎ（例えば１０）」の点まで大きく移動するように設定し、第７モータ６１に０個のパルス出力からＬ（例えば１０）個のパルス出力を行なった場合に、図９（ｂ）に示すように「Ｍ（＝０〜１０）」の点から「Ｍ＋１」の点までをＬ（例えば１０）個に分割した点ごとの移動を行なうように設定することが出来る。
【００４８】
以上のように、この実施の形態のリンクの揺動機構６０によれば、第７モータ６１と第８モータ６５のそれぞれの駆動により作用点１２の揺動運動をそれぞれ生起することが出来るので、移動精度と移動速度の両方を兼ね備えたリンクの揺動機構とすることが出来る。
更に、従来のように支点を中心に揺動するリンク等を用いていないので、第７および第８モータ６１，６５に掛かるリンクの重量負担が小さくなり、高速運転に支障をきたすことがない。
【００４９】
なお、本発明は、上述の第１〜第４の実施の形態のリンクの揺動機構１，２０，４０，６０に限られず、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、駆動手段は、ステッピングモータに限られず、駆動量が制御可能であればどのようなタイプのものを用いてもよいし、アクチュエータが直接に揺動機構を駆動させる構成としても良いし、リンクや介設部材等を介して駆動させる構成としても良い。また、一方のアクチュエータの単位駆動量に対する作用点１２の移動量と、他方のアクチュエータの駆動量に対する作用点１２の移動量との比率は、１０倍や１００倍など必要な駆動処理に応じて適宜変更可能である。また、作用点１２を大きく移動させるアクチュエータと小さく移動させるアクチュエータとは、実施の形態で示した対応関係に限られず、その逆にすることも可能である。
【００５０】
［適用例］
図１０は、本発明のリンクの揺動機構が適用される千鳥縫いミシン１００の内部機構を示す斜視図、図１１は、本発明のリンクの揺動機構が適用されるボタン穴かがりミシン１１０の内部機構を示す斜視図、図１２は、本発明のリンクの揺動機構が適用される閂止めミシン１２０の内部機構を示す斜視図である。
上述の第１〜第４の実施の形態のリンクの揺動機構１，２０，３０，４０は、ミシンの駆動部分を動かすために使用できる。
【００５１】
例えば、図１０に示すように、ミシン針１０１が接続された針棒１０２をＸ方向に移動させる駆動部分に適用できる。詳細には、針棒１０２を支える針棒支持部材１０３に接続された揺動軸１０４を、軸受け１０６，１０７に沿って移動可能に設け、この揺動軸１０４に固着された連結部１０５の連結点９０に、第１〜第４の実施の形態の作用点１２の運動を伝達する。
それにより、針振りを行なって千鳥縫いを行なうミシン１００において、千鳥縫いパターンを多種多様に出来ると共に、高速で且つ高精度な千鳥縫いの縫製処理を実現できる。
【００５２】
また、図１１に示すように、モータ１１２の駆動によりギヤ１１２Ａとラック１１１Ａを介して布押え１１９と布送り板１１１をＸ方向に移動させると共に、ミシン針１１３をＹ方向に揺動させてボタン孔かがり縫いを行なうボタン孔かがりミシン１１０において、ミシン針１１３をＹ方向に揺動させる駆動部分に適用できる。詳細には、針棒１１４を支持する支持枠１１５に、揺動アーム１１６、回転軸１１７、揺動アーム１１８を接続し、揺動アーム１１８の一端の連結点９１に、第１〜第４の実施の形態の作用点１２の運動を伝達する。
それにより、Ｙ方向に針振りを行なってボタン孔かがり縫いを行なうボタン孔かがりミシン１１０において、ボタン孔かがりのパターンを多種多様に出来ると共に、高速で且つ高精度なボタン孔かがり縫いの縫製処理を実現できる。
【００５３】
また、図１２に示すように、布を保持する布送り板１２５と布押え１２６をＸ−Ｙ方向に駆動して閂止め縫いを行なう閂止めミシン１２０において、布送り板１２５をＸ−Ｙ方向に揺動させる駆動部分に適用できる。詳細には、布送り板１２５をＹ方向に駆動するための連結点９３に、第１〜第４の実施の形態の作用点１２の運動を導き、更に、布送り板１２５をＸ方向に駆動するための連結点９２に、別に設けた第１〜第４の実施の形態の作用点１２の運動を導く。連結点９３の運動は、揺動板１２１の支点１２２を中心とした揺動に変換され、揺動板１２１に固定された角駒１２４をＹ方向に揺動する。そして、この揺動が布送り板１２５に連結された可動板１２３に伝達されて、布送り板１２５をＹ方向に揺動する。また、連結点９２の運動は、可動板１２３を介して布送り板１２５をＸ方向に揺動する。
このような閂止めミシン１２０とすることで、閂止めのパターンを多種多様に出来ると共に、高速で且つ高精度な閂止め縫いの縫製処理を実現できる。
【００５４】
なお、本発明のリンクの揺動機構は、上記ミシンの駆動部分に適用されるのみならず、種々の駆動部分に適用可能であり、更に、ミシンのほかにも種々の機械に適用しても良い。
【００５５】
【発明の効果】
以上、この発明（請求項１〜７記載の発明）によれば、従来の技術で示したように、２個の駆動手段の駆動により作用点を運動させるので、一方の駆動手段による移動に精度を求め、他方の駆動手段による移動に速度を求めることで、移動精度と移動速度との両方を高めることが可能である。
それに加え、これら発明の特有な構成として、２個の駆動手段から作用点まで連なる複数のリンク（揺動リンクやリンク）に必ず１個又は２個の固定支点が設けられているので、固定支点のない従来のものに比べてリンク機構が安定する。更に、固定支点によりリンク重量の負担が分担されるので、その分、駆動手段にかかるリンク重量の負担が減る。即ち、従来の技術であるリンクの揺動機構Ｐ０と比較すれば、駆動手段にかかるリンク重量の負担は顕著に減少する。
従って、駆動手段を高速で駆動してリンク（揺動リンクやリンク）が高速で動いても、駆動手段に掛かる負担はさほど大きくならず、高速駆動に十分耐えうる構造を実現できる。
【００５７】
そして、請求項８記載の発明によれば、一方のアクチュエータの単位駆動量に対する前記作用点の移動量と、他方のアクチュエータの単位駆動量に対する前記作用点の移動量とが、互いに異なる構成とすることで、移動精度と移動速度の両方を兼ね備えたリンクの揺動機構とすることが出来る。
【００５８】
また、請求項９〜１１記載の発明によれば、高速で且つ高精度な縫製を実現できるミシン、例えば、針振りを行なって千鳥縫いを行なうようなミシンにおいて、千鳥縫いパターンを多種多様に出来ると共に、高速で且つ高精度な千鳥縫いの縫製処理を実現できるミシン、また、加工体（例えば縫製布）を移動させる駆動部分に使用することで、加工体をＸ−Ｙ方向に動かして刺繍縫いを行なうようなミシンにおいて、多種多様な刺繍を可能とすると共に、高速で且つ高精度な刺繍縫いの縫製処理を実現できるミシンを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のリンクの揺動機構を示す正面図である。
【図２】同、リンクの揺動機構を示す側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のリンクの揺動機構を示す正面図である。
【図４】同、リンクの揺動機構を示す側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のリンクの揺動機構を示す正面図である。
【図６】同、リンクの揺動機構を示す平面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態のリンクの揺動機構を示す正面図である。
【図８】図７の矢印Ａ−Ａ線断面図である。
【図９】一方のアクチュエータ駆動による作用点の移動量と他方のアクチュエータ駆動による作用点の移動量とを説明する図である。
【図１０】本発明のリンクの揺動機構が適用される千鳥縫いミシンの内部機構を示す斜視図である。
【図１１】本発明のリンクの揺動機構が適用されるボタン穴かがりミシンの内部機構を示す斜視図である。
【図１２】本発明のリンクの揺動機構が適用される閂止めミシンの内部機構を示す斜視図である。
【図１３】２個の駆動手段を用いた従来のリンクの揺動機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ リンクの揺動機構（請求項１に対応するもの）
２ 固定支点
３ 第１揺動リンク
４ 第１モータ
５ 偏心カム
６ 第２リンク
７ 角駒
７ａ 連結ピン（第１揺動リンクと第２リンクの連結点）
８ 角駒
９ 第２モータ
１０ 回動アーム
１２ 作用点
２０ リンクの揺動機構（請求項２に対応するもの）
２１ 固定支点
２２ 第３揺動リンク
２４ 第３モータ
２６ 第４リンク
２７ 第５リンク
２９ 案内部材
２９Ａ スライド溝（第１経路）
３０ 案内台（案内部）
３１Ａ スライド溝（第２経路）
３１ 第４モータ
４０ リンクの揺動機構（請求項５に対応するもの）
４１ 第５モータ
４３ 第７リンク
４４ 第８リンク
４５ 角駒
４６ 第９揺動リンク
４７ 第６モータ
４８ 回転板（偏心カムを構成）
４８Ａ カム（偏心カムを構成）
６０ リンクの揺動機構（請求項８に対応するもの）
６１ 第７モータ
６２ スプライン軸（第２伝達手段を構成）
６３ 連結管
６３Ａ スプライン部（第２伝達手段を構成）
６３Ｂ 雌ネジ部（第１伝達手段を構成）
６３Ｃ 保持部
６４ ボールネジ軸（第１伝達手段を構成）
６５ 第８モータ
６６ 回動アーム
６７ 保持部材
９０〜９３ 連結点
１００ 千鳥縫いミシン
１０１ ミシン針
１０２ 針棒
１１０ ボタン穴かがりミシン
１１３ ミシン針
１１４ 針棒
１２０ 閂止めミシン
１２５ 布送り板
１２６ 布押え

Claims (11)

1. 固定支点を中心に揺動可能な第１揺動リンクと、
   該第１揺動リンクを駆動する第１駆動手段と、
   １経路上を運動可能に束縛されている作用点と、
   前記第１揺動リンクに連結点が第１揺動リンクの揺動方向と交差する方向に可動な状態に連結されると共に、該連結点と異なる部位で前記作用点に連結され、該作用点に前記第１揺動リンクの運動を伝達する第２リンクと、
   少なくとも前記第１揺動リンクが停止している状態において、該第１揺動リンクと前記第２リンクとの連結点を位置決めすると共に、第２リンクの前記連結点および作用点と異なる位置を駆動することによりこの連結点の位置を移動させる第２駆動手段とを備え、
   前記第１駆動手段の駆動および第２駆動手段の駆動による各々の運動の合成により前記作用点が運動し、この作用点の運動に基づき動作を伝達する駆動部分への揺動運動を生起することを特徴とするリンクの揺動機構。
2. 固定支点を中心に揺動可能な第３揺動リンクと、
   該第３揺動リンクを駆動する第３駆動手段と、
   １経路上を運動可能に束縛されている作用点と、
   この作用点と前記第３揺動リンクの所定部位との間に連結され、前記第３揺動リンクの運動を前記作用点に伝達する少なくとも２個の連結された第４リンクおよび第５リンクと、
   前記第３揺動リンクの運動に基づく前記第４リンクと第５リンクとの中間の連結点の運動の運動軌跡を１経路上に束縛する第１経路と、
   この第１経路を該第１経路の直交成分を含む方向に移動させる第４駆動手段とを備え、
   前記第３駆動手段の駆動および第４駆動手段の駆動による各々の運動の合成により前記作用点が運動し、この作用点の運動に基づき動作を伝達する駆動部分への揺動運動を生起することを特徴とするリンクの揺動機構。
3. 前記第４駆動手段は、
   前記第１経路を該第１経路と交差する方向成分を含んだ１経路上に沿って案内する案内部と、
   前記第１経路を案内部に沿って往復駆動するアクチュエータとから構成されることを特徴とする請求項２記載のリンクの揺動機構。
4. 前記第４駆動手段は、
   前記第１経路が設けられると共に、固定支点を中心に該第１経路と交差する方向に揺動可能な第６揺動リンクと、
   該第６揺動リンクを駆動して前記第１経路を移動させるアクチュエータと
   から構成されることを特徴とする請求項２記載のリンクの揺動機構。
5. １経路上を運動可能に束縛されている作用点に連結され該作用点に運動を伝達する第７リンクと、
   この第７リンクにおける前記作用点の連結部位と異なる部位に連結された少なくとも１個の第８リンクと、
   固定支点を中心に揺動する第９揺動リンクと、
   該第９揺動リンクに設けられ、第９揺動リンクの揺動方向の直交成分を含む１経路上に前記第７リンクと第８リンクとの連結点の運動軌跡を束縛する第２経路と、
   該第９揺動リンクを駆動して前記第２経路を該第２経路の直交成分を含む方向に移動させる第６駆動手段と、
   前記第８リンクを駆動して該第８リンクと第７リンクとの連結点を前記第２経路に沿って移動させる第５駆動手段とを備え、
   前記第５駆動手段の駆動および第６駆動手段の駆動による各々の運動の合成により前記作用点が運動し、この作用点の運動に基づき動作を伝達する駆動部分への揺動運動を生起することを特徴とするリンクの揺動機構。
6. 固定支点を中心に揺動可能であると共に前記第８リンクに連結された第１０揺動リンクを備え、
   前記第５駆動手段は前記第１０揺動リンクを揺動することを特徴とする請求項５記載のリンクの揺動機構。
7. 前記固定支点を中心に揺動可能な揺動リンクを駆動する駆動手段は、
   前記揺動リンクと回転可能に接続された偏心カムと、
   この偏芯カムを往復回動するアクチュエータと
   から構成されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のリンクの揺動機構。
8. 請求項１〜７の何れかに記載のリンクの揺動機構において、
   前記２個の駆動手段は、駆動量を制御可能なアクチュエータをそれぞれ備えてなり、
   一方のアクチュエータの単位駆動量に対する前記作用点の移動量と、他方のアクチュエータの単位駆動量に対する前記作用点の移動量とが、互いに異なることを特徴とするリンクの揺動機構。
9. 前記作用点の揺動運動を伝達してミシンの駆動部分に使用したことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のリンクの揺動機構。
10. 前記作用点の揺動運動を伝達して、針棒を揺動または移動させて針落ち位置を変更する駆動部分に使用したことを特徴とする請求項８記載のリンクの揺動機構。
11. 前記作用点の揺動運動を伝達して、加工体を移動させる駆動部分に使用したことを特徴とする請求項８記載のリンクの揺動機構。

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