(57)【要約】【課題】アクチュエータの駆動時に作用する摩擦を軽減し、アクチュエータの再現性、応答性、耐久性をより向上させる。【解決手段】糸を挟持する一対の糸調子皿３１，３２と、一方の糸調子皿３１を他方の糸調子皿３２に対して接離させるように駆動させる駆動機構４，３３と、駆動機構４，３３を駆動させる駆動源５と、を備え、駆動源５は、軸線方向に沿って移動する可動子軸５１とこの可動子軸５１に設けられた永久磁石５２〜５５とを有する可動子６と、永久磁石５２〜５５の周りに所定間隔をあけて巻回されたコイル５７〜６０が設けられた固定子７と、可動子軸５１の両端部を支持する軸受４０，８と、を備えるミシンＭの糸調子装置１において、可動子軸５１における駆動源５側の端部を支持する軸受を板ばねで形成された板ばね軸受８とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸を挟持する一対の糸調子皿と、一方の糸調子皿を他方の糸調子皿に対して接離させるように駆動させる駆動機構と、前記駆動機構を駆動させる駆動源と、を備え、
前記駆動源は、軸線方向に沿って移動する可動子軸とこの可動子軸に設けられた永久磁石とを有する可動子と、前記永久磁石の周りに所定間隔をあけて巻回されたコイルが設けられた固定子と、前記可動子軸の両端部を支持する軸受と、を備えるミシンの糸調子装置において、
前記可動子軸における前記駆動源側の端部を支持する軸受を板ばねで形成された板ばね軸受としたことを特徴とするミシンの糸調子装置。
【請求項２】
前記板ばね軸受は、
前記固定子に取り付けられる外縁部と、
前記可動子軸に固定される固定部と、
前記固定部と前記外縁部とを連結するとともに、前記固定部との連結箇所と前記外縁部との連結箇所が前記固定部を挟んで対向するように形成された複数の連結部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のミシンの糸調子装置。
【請求項３】
前記板ばね軸受は、
前記固定子に取り付けられる外縁部と、
前記外縁部に連続し、前記可動子軸の端部側に屈曲形成された屈曲部と、
前記屈曲部に連続し、前記可動子軸に固定される固定部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のミシンの糸調子装置。
【請求項４】
前記永久磁石は、前記可動子軸の外周面に沿って設けられるとともに、前記可動子軸の径方向に沿って着磁されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のミシンの糸調子装置。
【請求項５】
前記可動子軸の移動方向に沿って複数の磁気回路を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のミシンの糸調子装置。
【請求項６】
前記駆動源と、前記一対の糸調子皿及び前記駆動機構を一体に構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のミシンの糸調子装置。
【請求項７】
前記可動子軸と前記駆動機構とを連結する糸調子棒を備え、
前記可動子軸における糸調子皿側の端部を支持する軸受と前記糸調子棒とを非磁性材料で形成したことを特徴とする請求項６に記載のミシンの糸調子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの糸調子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミシンには、糸のたるみを防止するために、糸に適度な張力を付与する糸調子装置が設けられている。
図２０に示すように、従来の糸調子装置１１０は、ボイスコイルモータ１１１、可動する糸調子皿１１２（以下、可動皿１１２という）、固定された糸調子皿１１３（以下、固定皿１１３という）及び駆動ロッド１１４等を備えている。駆動ロッド１１４は、固定皿１１２の開口部１１２ａに摺動自在に挿通されると共に、一方の端部１１４ａがボイスコイルモータ１１１の可動部であるコイルヘッド１１５に連結され、他方の端部１１４ｂが可動皿１１２の当接片１１２ｂと当接している。これにより、ボイスコイルモータ１１１の可動部のコイルヘッド１１５をヨーク１１１ａから突出するように移動させると、駆動ロッド１１４を介して可動皿１１２が固定皿１１３側へと移動して可動皿１１２は固定皿１１３に当接し、逆に、ボイスコイルモータ１１１の可動部のコイルヘッド１１５をヨーク１１１ａ内に収納するように移動させると、可動皿１１２はボイスコイルモータ１１１側へと移動し、可動皿１１２は固定皿１１３から離間する。また、図示はしないが、糸は糸の供給源（糸巻き装置等）から可動皿１１２と固定皿１１３の間を通り、天秤を介して針棒の縫い針に導かれている。これにより、糸は、可動皿１１２と固定皿１１３との間に所定の圧力をもって挟持されている。なお、糸を挟持する際の圧力はボイスコイルモータ１１１の可動部のコイルヘッド１１５の駆動位置を変更することで可変とすることができ、これにより、糸に付与する張力を調節することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２１に示すように、従来の糸調子装置１２０は、ヒステリシスブレーキ又はパウダブレーキによる電磁ブレーキ１２１の制動力を発生する回転子１２２の軸１２３に、制動力によって糸に対する張力の付加を可能とする糸車等の回転体１２４を設け、電磁ブレーキ１２１の励磁コイル１２５に制動力の調整用の制御電流を供給する制御電流供給回路を設けて、制動力のトルクを可変制御するよう構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図２２に示すように、従来の糸調子装置１３０は、一方の糸調子皿１３１を他方の糸調子皿１３２に接離可能とし、糸調子皿間の糸を挟持・解放可能な一対の糸調子皿１３３と、一方の糸調子皿１３１における他方の糸調子皿１３２とは反対の面に当接可能な皿押さえ１３４と、皿押さえ１３４に接合された駆動ロッド１３５を介して皿押さえ１３４を一方の糸調子皿ｌ３１に対して接離方向へと駆動させる電磁ソレノイド１３６と、を備えている。そして、電磁ソレノイド１３６により皿押さえ１３４を一方の糸調子皿１３１に当接させることで、両糸調子皿１３１，１３２で糸を挟持し、逆に一方の皿押さえ１３１を他方の糸調子皿１３２から離間させることで糸を解放する。
図２３は、図２２に示す糸調子装置１３０をミシン頭部フレーム２００に組み込んだ状態を示す図である。駆動源となる電磁ソレノイド１３６の寸法の都合上、ミシン頭部フレーム２００の前面及びミシン頭部フレーム２００の内部への設置ができないので、図２３のようにミシン頭部フレーム２００の背面に設置されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
図２４に示すように、従来の糸調子装置１４０は、糸に接触し、糸の搬送に応じて回転する糸車１４１と、糸車１４１或いはその糸車１４１と一体に回転する転動体１４２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１４３と、を備えている。
ピエゾ素子１４３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１４３によって発生される力が高くなると、円筒状の転動体１４２の転がり抵抗も多くなり、糸車１４１及びシャフト１４５の回転を抑制する回転抵抗が大きくなり、糸車１４１が回転しにくくなる。逆に、ピエゾ素子１４３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１４３によって発生された力が低くなると、円筒状の転動体１４２の転がり抵抗が少なくなり、糸車１４１及びシャフト１４５の回転を抑制する回転抵抗が小さくなり、糸車１４１が円滑に回転するようになる（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
図２５に示すように、従来の糸調子装置１５０は、糸調子皿１５１に加えられた圧力を検出する圧力センサ１５２と、圧力センサ１５２で検出した圧力に基づき上糸に付与される張力を算出し、糸調子皿１５１に圧力を加える圧力調整モータ１５３とを備えている。圧力センサ１５２からの検出圧力Ｐｄと目標圧力Ｐｔとの偏差ΔＰを、ΔＰ＝Ｐｄ−Ｐｔとして演算し、次にこの偏差ΔＰが実質的に零となるように、偏差ΔＰに対応したパルス数の駆動信号を圧力調整モータ１５３に出力し、圧力調整モータ１５３により調整ロッド１５４をパルス数に相当する変位量分だけ、調整ロッド１５４の軸線方向に沿って変位させる。これによって、糸調子１５５のスプリング１５６を調整ロッド１５４の変位量だけ伸縮させ、各糸調子皿１５１間で上糸に加える圧力が目標圧力Ｐｔに対応した大きさになるように可変に制御する（例えば、特許文献４参照。）。
以上のように、従来の糸調子装置は、駆動源としてボイスコイルモータ、ソレノイド、ピエゾ素子、ヒステリシスモータ、回転モータ＋ねじ等の各種アクチュエータを用い、軸受構造にすべり軸受又はポール軸受を使用した構成で、アクチュエータの推力、トルク又は変位によって糸調子皿に加える荷重を制御することによって糸に付与する張力を制御する方法である。また、ボイスコイルモータは、固定子側に磁石を配置し、可動子側にコイルを配置した、コイル可動型の構造をしたものである。
【特許文献１】特開平９−２２０３９１号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１１８２号公報
【特許文献３】特開２００３−２３６２７８号公報
【特許文献４】特開平９−２７６５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の糸調子装置では、直動するアクチュエータの軸受構造がすべり軸受で構成されているために、アクチュエータ可動子重量と軸受摩擦係数による摩擦力により、アクチュエータ推力にヒステリシス特性が発生し、推力の増減時に糸張力値の差が生じる。また、軸受部の部品の加工精度や摩耗や温度により摩擦係数にばらつきが生じ、その結果、ヒステリシス特性にもばらつきが発生し、糸張力にばらつきが出て再現性が低下する。また、張力設定を小さくするにつれて、上記の摩擦力の影響が大きくなるために、設定値の糸張力が得られず、ばらつきによる再現性も低いので、糸張力の低張力化が実現できなかった。また、糸張力は、アクチュエータ推力から摩擦力（主に静止摩擦力）を差し引いた値となるので、摩擦力が大きな従来構造ではアクチュエータに駆動電流を流しても糸張力が発生するまで時間がかかり、応答性が上げられなかった。また、軸受摩擦力によるヒステリシス特性から、推力の増減により糸張力値に差が生じるので、糸張力を下げる際に一旦駆動電流を設定値より下げた後に上げて設定値にする対策を行った場合は、糸張力の差は少なくなるが、駆動電流の可変シーケンスに余分な時間がかかるので、高速な糸張力可変制御は実現できない。また、摩擦力の低下を図るため、可動部の質量を軽減する場合にも、アクチュエータの推力との兼ね合いにより、可動子質量を大幅には減らせないため、摩擦力を減らすには限界がある。また、摩擦による摩耗により、出荷初期との摩擦状態に差が生じるので、長期に渡って同じ品質状態を維持することが難しい。品質変化を避けるためには、軸受部の部品交換等のメンテナンスが必要となる等の問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、アクチュエータの駆動時に作用する摩擦を軽減し、アクチュエータの再現性、応答性、耐久性をより向上させることができるミシンの糸調子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、糸を挟持する一対の糸調子皿と、一方の糸調子皿を他方の糸調子皿に対して接離させるように駆動させる駆動機構と、前記駆動機構を駆動させる駆動源と、を備え、前記駆動源は、軸線方向に沿って移動する可動子軸とこの可動子軸に設けられた永久磁石とを有する可動子と、前記永久磁石の周りに所定間隔をあけて巻回されたコイルが設けられた固定子と、前記可動子軸の両端部を支持する軸受と、を備えるミシンの糸調子装置において、前記可動子軸における前記駆動源側の端部を支持する軸受を板ばねで形成された板ばね軸受としたことを特徴とする。
ここで、板ばね軸受は、厚さがほとんど無視できる、すなわち、板ばね軸受と可動子軸との摺動部の面積が小さく、無視できるような軸受であり、かつ、板ばねの弾性により可動子軸の移動を許容するような軸受である。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、駆動源により駆動機構を駆動させると、駆動機構は一方の糸調子皿を他方の糸調子皿に対して接離させるように駆動させる。一方の糸調子皿を他方の糸調子皿に接近させて当接させることにより、糸を両糸調子皿で挟持することができ、糸に張力を付与することができる。
ここで、駆動源を構成する可動子軸は、当該可動子軸に設けられた永久磁石が形成する磁界とコイルに通電された電流との関係で、その軸線方向に沿って移動するが、この可動子軸は両端で軸受により支持されているため、軸受との摺動部で摩擦力が発生し、可動子軸の円滑な移動を阻害する。
しかし、可動子軸における駆動源側の端部を支持する軸受を板ばね軸受としたので、可動子軸に作用する摩擦は、軸受一つ分となるか或いはほぼ０のいずれかになる。
これにより、アクチュエータの駆動時に作用する摩擦を軽減することができ、アクチュエータの再現性、応答性、耐久性をより向上させることができる。
【００１１】
具体的には、軸受の部品の加工精度や温度が変化しても、推力ヒステリシス特性が発生しないので、糸張力にばらつきが無く再現性が維持される。また、静止摩擦による影響が無くなり、アクチュエータ始動時間の遅れが解消でき、糸調子装置の応答性を高速にできる。
また、可動範囲により、板ばねの反力による推力低下の影響が出てくるが、あらかじめばね定数を計測しておくことによって、推力低下分を駆動電流の増加により正確に補正することにより、アクチュエータの駆動電流指令値通りに糸張力を制御できる。摩擦力によるヒステリシス特性を、アクチュエータ可動部の質量を軽減等の対策せずに無くすことができるので、アクチュエータの駆動性能に影響を与えない。また、板ばね軸受では摩耗部品が無くなるので、長期にわたり品質を維持することができる。当然ながら部品交換等の度重なるメンテナンスも不要となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミシンの糸調子装置において、前記板ばね軸受は、前記固定子に取り付けられる外縁部と、前記可動子軸に固定される固定部と、前記固定部と前記外縁部とを連結するとともに、前記固定部との連結箇所と前記外縁部との連結箇所が前記固定部を挟んで対向するように形成された複数の連結部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、連結部は、固定部との連結箇所と外縁部との連結箇所が当該固定部を挟んで対向するように形成され、この連結部が複数設けられているので、可動子軸の移動により板ばね軸受が受ける力は連続部に沿った方向に作用する。従って、可動子軸の移動の際には、連続部が撓むことにより固定部のみが可動子軸とともに変位する。
これにより、板ばねで形成された軸受であっても軸受としての機能を発揮させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のミシンの糸調子装置において、前記板ばね軸受は、前記固定子に取り付けられる外縁部と、前記外縁部に連続し、前記可動子軸の端部側に屈曲形成された屈曲部と、前記屈曲部に連続し、前記可動子軸に固定される固定部と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、屈曲部が形成されていることにより、固定部と外縁部には段差が形成され、可動子軸が移動した場合には、固定部と可動子軸との連結箇所に集中荷重が作用する状態となる。従って、固定部は、可動子軸の移動によりモーメントが作用して可動子軸の移動方向に撓む。
これにより、板ばねで形成された軸受であっても軸受としての機能を発揮させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のミシンの糸調子装置において、前記永久磁石は、前記可動子軸の外周面に沿って設けられるとともに、前記可動子軸の径方向に沿って着磁されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、永久磁石の着磁方向を可動子軸の径方向に沿わせることにより、可動子軸の軸方向に磁気回路の表面積を大きく確保することができる。また、永久磁石を長くすることにより磁界面積が大きくなるので、永久磁石を可動子軸の径方向に拡径させることにより生じる駆動源の大型化の問題を解消でき、駆動源を可動子軸の径方向に大きくしなくとも永久磁石の数を増やすことで推力を増加させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のミシンの糸調子装置において、前記可動子軸の移動方向に沿って複数の磁気回路を形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、可動子軸の移動方向に沿って複数の磁気回路を形成することにより、駆動源が発揮できる推力を増加できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のミシンの糸調子装置において、前記駆動源と、前記一対の糸調子皿及び前記駆動機構を一体に構成したことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、駆動源と、一対の糸調子皿及び駆動機構を一体に構成することにより、糸調子装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のミシンの糸調子装置において、前記可動子軸と前記駆動機構とを連結する糸調子棒を備え、前記可動子軸における糸調子皿側の端部を支持する軸受と前記糸調子棒とを非磁性材料で形成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、可動子軸における糸調子皿側の端部を支持する軸受と糸調子棒とを非磁性材料で形成することにより、可動子軸が糸調子皿に近づくように移動した場合であっても、コイル又は永久磁石から糸調子側に磁束が漏れにくくなるため、コイル又は永久磁石の磁束による糸調子皿の誤動作を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、可動子軸における駆動源側の端部を支持する軸受を板ばね軸受としたので、可動子軸に作用する摩擦は、軸受一つ分となるか或いはほぼ０のいずれかになる。
これにより、アクチュエータの駆動時に作用する摩擦を軽減することができ、アクチュエータの再現性、応答性、耐久性をより向上させることができる。
【００２５】
具体的には、軸受の部品の加工精度や温度が変化しても、推力ヒステリシス特性が発生しないので、糸張力にばらつきが無く再現性が維持される。また、静止摩擦による影響が無くなり、アクチュエータ始動時間の遅れが解消でき、糸調子装置の応答性を高速にできる。
また、可動範囲により、板ばねの反力による推力低下の影響が出てくるが、あらかじめばね定数を計測しておくことによって、推力低下分を駆動電流の増加により正確に補正することにより、アクチュエータの駆動電流指令値通りに糸張力を制御できる。摩擦力によるヒステリシス特性を、アクチュエータ可動部の質量を軽減等の対策せずに無くすことができるので、アクチュエータの駆動性能に影響を与えない。また、板ばね軸受では摩耗部品が無くなるので、長期にわたり品質を維持することができる。当然ながら部品交換等の度重なるメンテナンスも不要となる。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、従って、可動子軸の移動の際には、連続部が撓むことにより固定部のみが可動子軸とともに変位する。
これにより、板ばねで形成された軸受であっても軸受としての機能を発揮させることができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、固定部は、可動子軸の移動によりモーメントが作用して可動子軸の移動方向に撓む。
これにより、板ばねで形成された軸受であっても軸受としての機能を発揮させることができる。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、永久磁石の着磁方向を可動子軸の径方向に沿わせることにより、可動子軸の軸方向に磁気回路の表面積を大きく確保することができる。また、永久磁石を長くすることにより磁界面積が大きくなるので、永久磁石を可動子軸の径方向に拡径させることにより生じる駆動源の大型化の問題を解消でき、駆動源を可動子軸の径方向に大きくしなくとも永久磁石の数を増やすことで推力を増加させることができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、可動子軸の移動方向に沿って複数の磁気回路を形成することにより、駆動源が発揮できる推力を増加できる。
【００３０】
請求項６に記載の発明によれば、駆動源と、一対の糸調子皿及び駆動機構を一体に構成することにより、糸調子装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
請求項７に記載の発明によれば、可動子軸が糸調子皿に近づくように移動した場合であっても、コイル又は永久磁石から糸調子側に磁束が漏れにくくなるため、コイル又は永久磁石の磁束による糸調子皿の誤動作を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、ミシンの糸調子装置の最良の形態について詳細に説明する。
＜ミシンの糸調子装置の構成＞
図１に示すように、糸調子装置１は、ミシンＭのミシン頭部フレーム２の顎部近傍に正面から背面に貫通するように設けられており、ミシン頭部フレーム２の正面側で、糸供給源から引き出された糸Ｔに適度な張力を付与して挟持し、天秤２１に導くようになっている。天秤２１は、ミシンモータ（図示略）に連結された主軸（図示略）の回転に伴って移動し、ミシン頭部フレーム２に形成された溝２ａに沿って上下動することにより、被縫製物に通された糸Ｔを締め上げる。
【００３３】
図２に示すように、糸調子装置１は、糸に張力を付与する糸調子器３と、一方の糸調子皿３１が他方の糸調子皿３２に対して接近するように皿押さえ３３を駆動させる駆動機構としての駆動ロッド４と、糸調子器３に駆動力を付与する駆動源としてのボイスコイルモータ５と、を備えている。糸調子器３は、ミシン頭部フレーム２の正面側（縫製時にユーザが対面する側）に当該ミシン頭部フレーム２から突出して設けられている。ボイスコイルモータ５は、主軸等とともにミシン頭部フレーム２の内部に設けられている。
【００３４】
（糸調子器）
図２、図３に示すように、糸調子器３は、糸を挟持する一対の糸調子皿３１，３２を備えている。
糸調子皿３１，３２は、円板状に形成され、ミシン頭部フレーム２の正面側に、一方の糸調子皿３１の移動方向に沿って並んで配置されている。糸調子皿３１における糸調子皿３２に対向する側の反対側には、糸調子皿３１を糸調子皿３２に向けて移動させるように糸調子皿３１を押圧する皿押さえ３３が設けられている。
【００３５】
皿押さえ３３は、駆動ロッド４とともに駆動機構として機能し、一方の糸調子皿３１を他方の糸調子皿３２に対して接離させるように移動可能に構成され、例えば、三つの爪部３３ａを有する板材であり、当該皿押さえ３３の軸回りの回転を防止する皿押さえホルダ３４に保持されている。また、皿押さえ３３は、駆動ロッド４にねじ３５ａにより位置決めを行う位置決めカラー３５により位置決めされている。皿押さえホルダ３４は、ねじ３４ａにより駆動ロッド４に取り付けられている。
皿押さえ３３及び皿押さえホルダ３４は、保護カバー３６によって覆われており、保護カバー３６は、ねじ３６ａにより皿押さえホルダ３４に取り付けられている。
【００３６】
駆動ロッド４の一端には、ステンレス等の非磁性材料から形成された糸調子棒３７が糸調子棒台３８及びねじ３８ａにより取り付けられている。ここで、糸調子棒３７を非磁性材料で形成したのは、糸調子棒３７は主に鉄等の強磁性材料で形成される糸調子皿３１，３２とボイスコイルモータ５との間に配置されるため、ボイスコイルモータ５からの磁束が漏れて糸調子皿３１，３２の誤動作を引き起こさせないようにするためである。糸調子棒３７及び糸調子棒台３８には、糸取りばね３９が設けられている。なお、糸取りばね３９は、全体としてねじりコイルばねとなっている。また、糸調子棒台３８には、ステンレス等の非磁性材料で形成され、可動子軸５１の糸調子器３側の一端を支持する軸受４０がねじ３８ａにより取り付けられている。軸受４０の中心には可動子軸５１を移動可能に挿通させる挿通孔４０ａが形成されている。ここで、軸受４０を非磁性材料で形成したのは、軸受４０は主に鉄等の強磁性材料で形成される糸調子皿３１，３２とボイスコイルモータ５との間に配置されるため、ボイスコイルモータ５からの磁束が漏れて糸調子皿３１，３２の誤動作を引き起こさせないようにするためである。
【００３７】
（駆動ロッド）
駆動ロッド４は、ステンレス等の非磁性材料から形成されている。駆動ロッド４は、糸調子器３とボイスコイルモータ５とを連結し、ボイスコイルモータ５の駆動を糸調子器３に伝達して、糸調子皿３１を駆動させるものである。
【００３８】
（ボイスコイルモータ）
図２、図４に示すように、ボイスコイルモータ５は、駆動ロッド４が挿通され、鉄等の強磁性材料から形成された可動子軸５１を備えている。この可動子軸５１の軸回りには、接着剤等により糸調子器３側から永久磁石５２，５３，５４，５５が可動子軸５１の軸方向に並んで固定されている。永久磁石５２，５３，５４，５５は、ネオジウム磁石やサマリウムコバルト磁石等の希土類材料から構成され、図５（ａ）に示すように、円筒状に形成されている。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、永久磁石５３，５５は、径方向に沿って内周面から外周面に向けて着磁されている。
図５（ｃ）に示すように、永久磁石５２，５４は、径方向に沿って外周面から内周面に向けて着磁されている。
このように、可動子軸５１と、この可動子軸５１に設けられた永久磁石５２，５３，５４，５５とを備えることにより、ボイスコイルモータ５の可動子６が構成される。
【００４０】
永久磁石５２，５３，５４，５５の軸回りには、絶縁のために樹脂材料から形成された円筒状のコイルボビン５６が永久磁石５２，５３，５４，５５の外周面と若干の空隙をあけて設けられている。このコイルボビン５６には、軸回りに糸調子器３側からボイスコイルモータ５の駆動推進力の制御電流を通電するコイル５７，５８，５９，６０が巻回されている。すなわち、コイルボビン５６により、コイル５７，５８，５９，６０は永久磁石５２，５３，５４，５５に対して所定間隔をあけて配置されている。
【００４１】
図６に示すように、コイル５７，５８，５９，６０は、１本の巻線で構成され、コイル５７は永久磁石５２の外周面に対向する位置に巻回され、コイル５８は永久磁石５３の外周面に対向する位置に巻回され、コイル５９は永久磁石５４の外周面に対向する位置に巻回され、コイル６０は永久磁石５５の外周面に対向する位置に巻回されている。このような構成とすることにより、ボイスコイルモータ５には、図４に示すような磁束Φａ，Φｂ，Φｃが形成され、可動子軸５１の移動方向に沿って複数の磁気回路が形成されている。
また、隣接するコイル、具体的には、コイル５７とコイル５８、コイル５８とコイル５７及びコイル５９、コイル５９とコイル５８及びコイル６０、コイル６０とコイル５９の巻回方向は互いに逆となるように巻回されている。このような構成とすることにより、隣接したコイルに発生する図６の矢印方向の磁束は打ち消され、コイルの巻線のインダクタンスによる磁束変化がほぼ無くなる。それによって、インダクタンスの磁束変化による発生電圧が減り、電流応答性が向上する。
コイル５７，５８，５９，６０が巻回されたコイルボビン５６は、鉄等の強磁性材料で形成されたコイルヨーク６１内に設けられている。
このように、コイルボビン５６と、このコイルボビン５６に巻回されたコイル５７，５８，５９，６０と、コイルヨーク６１とを備えることにより、ボイスコイルモータ５の固定子７が構成される。
【００４２】
ここで、ボイスコイルモータ５による糸調子器３への影響について考察する。
図７に示すように、糸調子器３、皿押さえ３３、駆動ロッド４、ボイスコイルモータ５とを一体化することにより、駆動ロッド４は短くなり、糸調子器３とボイスコイルモータ５の距離も近くなる。糸調子器３とボイスコイルモータ５の距離が近いと、ボイスコイルモータ５で発生する磁束が糸調子器３に漏れて糸調子皿３１が誤作動してしまうことがある。しかし、糸調子器３とボイスコイルモータ５との間に位置する糸調子棒３７、軸受４０が非磁性材料で形成されているため、ボイスコイルモータ５の磁束が糸調子器３の方へ漏れにくくなっている。
【００４３】
（板ばね軸受）
図２、図８、図９に示すように、駆動ロッド４は、糸調子器３側の一端が軸受４０に支持され、ボイスコイルモータ５側の一端が板ばね軸受８に支持されている。
板ばね軸受８は、ボイスコイルモータ５における糸調子器３から遠い方の端部で可動子軸５１を支持している。可動子軸５１の端部には、ステンレス等の非磁性材料から形成され、中央に可動子軸５１を挿通させる挿通孔が形成された略円形状の補助軸受９０が挿通され、コイルボビン５６に嵌め込まれて支持されている。この補助軸受９０は、板ばね軸受８を補助する軸受としての機能を有している。
【００４４】
図８（ｂ）、図９に示すように、可動子軸５１には、ワッシャ９１が挿通され、さらに正面視Ｃ字状に形成されたシムリング９２が挿通されている。さらに、可動子軸５１には、板ばね軸受８の中心に形成された孔に挿通され、シムリング９２とで板ばね軸受８を挟み込むカバー９３が挿通されている。そして、板ばね軸受８の反対側の面からワッシャ９４が挿通され、ナット９５により締結される。可動子軸５１におけるナット９５との螺合箇所にはねじが切られている。
【００４５】
図８（ｃ）、図９に示すように、板ばね軸受８は、ステンレス等の非磁性材料により円形状に形成され、固定子７を構成するコイルボビン５６に取り付けられる外縁部８１と、可動子軸５１に固定される固定部８２と、固定部８２と外縁部８１とを連結するとともに、固定部８２との連結箇所と外縁部８１との連結箇所が固定部８２を挟んで対向するように形成された複数の連結部８３と、を備えている。連結部８３は、互いに接触しないように同方向に湾曲形成されており、いわゆる渦状に形成されている。
【００４６】
＜作用等＞
（ボイスコイルモータの板ばね軸受の動作）
ボイスコイルモータ５のコイル５７，５８，５９，６０に通電すると、直列に接続されたボイスコイルモータ５の各コイル区間に電流が流れ、可動子軸５１の永久磁石５２，５３，５４，５５の磁界とコイル５７，５８，５９，６０の電流は、フレミングの左手の法則に従って、可動子軸５１の軸線方向に沿って推力が発生し、可動子軸５１に固定された板ばね軸受８の固定部８２を可動子軸５１の移動とともに同方向に移動させる。図８に示すように、板ばね軸受８の外縁部８１は、シムリング９２とカバー９３によって挟まれ、さらにコイルヨーク６１によってかしめられて固定されているので、板ばね軸受８の固定部８２のみ移動する。移動の際には、板ばね軸受８の連結部８３（渦巻き形状部分）が撓むことによって、板ばね軸受８の中心の固定部８２のみが変位することができる。
【００４７】
（リニアアクチュエータにおける軸受と可動子軸の摩擦力と推力のヒステリシス影響）
図１４は、ボイスコイルモータ等のようなリニアアクチュエータとして一般的なソレノイドの外観と構造図である。ソレノイド２００は、コイルヨークとしての役目を兼ねた鉄等の強磁性体材料を使用した円筒形状のケース２０１、単一方向に巻かれたコイル２０６、ストロークを長くするために円錐形の溝加工が中央部分に施されたベース２０３、ベース２０３の円錐形状の溝に適合するように先端部分が円錐加工され、別端は、ソレノイド２００の推力によって移動させる対象物を接続させるために溝とピンを取り付けるための穴加工がされ、強磁性体材料により形成されたプランジャー２０５、動作時の衝撃音を小さくし、復帰時の残留磁気の影響を少なくするために取り付けられるエアーギャップスペーサ２０７、プランジャー２０５の接触防止ために取り付けられているＥリング２０８等を備えている。コイル２０６はコイルボビン２０４に巻かれている。
【００４８】
図１５は、ソレノイド２００に通電した電流を増減した場合の電流に対する推力の特性グラフである。ソレノイド２００に通電する電流を増加すると、推力は図１５のグラフの上昇時の線に沿って増加し、通電する電流を減少させると、推力は図１５のグラフの下降時の線に沿って減少し、上昇時と下降時では、同じ電流値でも推力値に差があり、上昇時よりも下降時の方が推力が大きく、通電電流が大きくなるにつれて、上昇時と下降時の推力差も大きくなる。
【００４９】
ここで、摩擦力は、プランジャー２０５の移動方向と逆の方向に働くので、移動方向が変わると摩擦力の働く方向も同時に変わる。
推力の計測器は、ばねによる変位量を計測する方法が主に使用されているので、計測する推力が増加するとバネが縮み、推力が減少するとばねが伸びるので、推力の増加と減少によって、測定対象の可動部分は少ない変位量であるが移動する。
ソレノイド２００の通電電流が増加している時には、増加方向に移動しているので、増加方向と逆に摩擦力が働き、ソレノイド２００の推力として計測された推力は、
（ソレノイド計測推力）＝（ソレノイド推力）−（摩擦力）
となって、摩擦が無い場合に比べるとソレノイド２００の計測された推力は小さくなる。
また、上記の式では、ソレノイド推力が摩擦力を上まわらないと、実推力として現れないことも意味しているので、動作時に駆動電流が流れていても、糸張力として実推力が現れるのに時間差が生じることも示されているので、高速動作時にはく摩擦力を小さくして実推力が発生する時間差を小さくすることが重要となる。
【００５０】
次に、ソレノイドの通電電流が減少している時は、推力の減少に伴い、移動方向は逆になるので、摩擦力の方向も逆に働くため、ソレノイドの推力として計測された推力は、
（ソレノイド計測推力）＝（ソレノイド推力）十（摩擦力）
となって、
摩擦が無い場合に比べるとソレノイド２００の計測された推力は大きくなる。
以上の理由によって摩擦がある場合は、通電される電流量が増加する場合と減少する場合で、摩擦力の作用する方向が変わるために、計測される推力に差が生じるので、これが推力のヒステリシス特性として現れる。ソレノイド２００では、通電電流が増加するにつれて、磁気吸引力も増加するために、プランジャー２０５の滑り軸受との摩擦力も増えるので推力のヒステリシス量も大きくなる。
【００５１】
図１６は、ソレノイド２００を使用した時の糸張力のヒステリシス特性である．
図１６に述べたように、ソレノイド２００は、同じ電流値でも電流の増加時と減少時で推力に差があり、いわゆるヒステリシス特性を持っている。そのため、そのヒステリシス特性を持つソレノイド２００を使用した糸調子装置では、糸張力にもヒステリシス特性が同様に現れ、図１６（ａ）にその様子を示す。図１６（ｂ）は、同じ通電電流でも通電電流の増加時と減少時で糸張力に差が生じることを示している。
図１７は、ヒステリシス特性があるソレノイド２００を使用した糸調子装置で、糸張力のヒステリシス対策案を示した図である。同じ通電電流でも電流の増加時と減少時で糸張力に差が生じるので、糸張力を減少させる際には、通電電流を目標張力Ｙ２となる電流値Ｑ１より少ない電流値Ｒ１まで一旦下げて、その後に電流値Ｑ１まで上げるようして目標張力Ｙ２に近づけるようにした対策案である。同じ増加方向では、通電する電流値が同一の場合は、糸張力の再現性が良い特性を利用している。
【００５２】
（板ばね軸受を使用した場合の可動子軸との摩擦力）
図１０は、板ばね軸受の構造解析モデル図である。糸調子装置１の可動子軸５１の両端を支持する軸受を、片側は滑り軸受４０とし、もう片側は板ばね軸受８としたモデルである。図１０における重心は、主にボイスコイルモータ５の可動子６の重心を示している。
図１１は、滑り軸受の構造解析モデル図である。糸調子装置１の可動子軸５１の両端を支持する軸受を、滑り軸受４０としたモデルである。図１１における重心は、主にボイスコイルモータ５の可動子５１の重心を示している。
図１２は、板ばねのバネ定数を計算するための解析モデル図である。板ばねの、厚さをＨ、幅をＢ，支持長さをＬ，板ばねに加わる荷重をＰとした。
図１３は、図１２の構造を簡易モデル化した図である。板ばねに加わる荷重をＰとし、そのときのたわみ量をσとした。
【００５３】
図１１は、糸張力制御装置の両側の軸受に滑り軸受を使用したモデルを図示している。
図１１の関係より、
Ｍｇ＝Ｆｃ＋Ｆｄ
Ｆｃ×Ｌａ＝Ｆｄ×Ｌｂ
ストローク方向の荷重をＦｈ１とすると、
Ｆｈ１＝μ×Ｆｃ＋μ×Ｆｄ＝μ×（Ｆｃ十Ｆｄ）＝μ×Ｍｇ
となる。
この関係式より、質量Ｍや摩擦係数μを小さくすることによってストローク方向の荷重をＦｈ１を小さくすることが可能である事が分かる。ただし、質量Ｍや摩擦係数μを小さくすることには限界があるので、ある程度以上の軽減は困難である。
【００５４】
図１０は、板ばね軸受８を可動子軸５１の片側を板ばね軸受８で支持し、もう片側は滑り軸受４０を使用したモデルを示している。
図１０の関係より、
Ｍｇ＝Ｆａ＋Ｆｂ
Ｆａ×Ｌａ＝Ｆｂ×Ｌｂ
ストローク方向の荷重をＦｈ２とし、ストローク方向の変位をＳとすると、
Ｆｈ２＝μ×Ｆａ十Ｋ×Ｓ
ばね定数Ｋと変位Ｓが共に小さい場合（μ×Ｆｃ＞＞Ｋ×Ｓ）
Ｆｈ２≒μ×Ｆａ
とみなせる。
【００５５】
ここで、簡易にするためにＬａ＝Ｌｂ−Ｌ／２とすると
Ｆｃ＝Ｆｄとなり、Ｆｃ＝Ｍｇ／２となる。
従って、Ｆｈ２≒μ×Ｆａ＝μ×Ｍｇ／２となり、
板ばね軸受８を使用した場合と滑り軸受４０のみを使用した場合の比較では、
（板ばね＋滑り軸受使用）：（滑り軸受のみ）＝Ｆｈ２：Ｆｈ１＝１／２：１
となり、ストローク方向の荷重が半分となるので、摩擦による推力のヒステリシス量も半分にできる。なお、可動子軸５１の軸受の両方に板ばね軸受８を使用すると、ストローク方向の荷重は零にすることも可能であるが、一般的に滑り軸受４０の方がコストや設置スペース上有利な面があるので、片側を板ばね軸受８にする場合でも、ストローク方向の荷重を軽減することは可能である。さらに、重心の距離配分を板ばね軸受８側に配置した構造にすることによって、上記の半分よりもさらに小さくすることも可能である。
【００５６】
（板ばね軸受の形状によるばね定数）
上記のストローク方向での荷重計算時に説明したように、板ばね軸受８のばね定数は小さい方が望ましい。従って、板ばね軸受８の形状をなるべくばね定数が小さくなるように設計することが重要である。
図１２、図１３に板ばね軸受８を簡易にしたモデルを示す。
図１２の形状の場合の断面二次モーメントＩと撓み量σは、ヤング率をＥとすると下記の式で表される。
Ｉ＝Ｂ×Ｈ３／１２
σ＝Ｐ×Ｌ３／（４８×Ｅ×Ｉ）
これらの式より、ばね定数をｋとすると、Ｐ＝ｋ×σとして、ばね定数ｋを求めると、
ｋ＝４×Ｅ×Ｂ×（Ｈ／Ｌ）３
となるので、ばね定数ｋを小さくするには、板ばね幅Ｂと板ばね厚さＨを小さくして、板ばね長さＬを大きくすることが重要となる。また同時に、板ばね厚さＨや板ばね長さＬは３乗の影響があるので、ばね定数のばらつきを小さくするには、板ばね厚さＨや板ばね長さＬを精度良く製造することも重要である。
なお、板ばね軸受８に使用している材料として、厚み調整に使用されるシム等を使用することによって、高精度でばね定数が小さい板ばね軸受８の製造が可能である。
【００５７】
（糸調子装置の小型化）
糸調子装置１は、小型化を図るために、まずボイスコイルモータ５の小型化を図っている。
図７に示すように、ボイスコイルモータ５は、径方向に着磁された永久磁石５２，５３，５４，５５を使用している。
ミシンＭの糸調子装置１の組込み部分では、他の部品との干渉のため、糸調子装置１が組み込めることができる許容断面積が小さいので、ボイスコイルモータ５をその可動子軸５１の軸線方向に長尺な形状にする必要がある。ボイスコイルモータ５の形状を可動子軸５１の軸線方向に長尺な形状にした場合は、ボイスコイルモータ５の永久磁石５２，５３，５４，５５やコイル５７，５８，５９，６０の断面積も小さくする必要があるので、可動子軸５１の移動方向に磁気回路の表面積が多く取れる径方向に着磁した永久磁石５２，５３，５４，５５を用いることが好ましい。径方向に着磁した永久磁石５２，５３，５４，５５の長さを長くすることにより磁界表面が多くなるためである。ただし、磁気回路の磁束ループの磁束は、断面積による磁気飽和量が制限されるので、可動子軸５１の移動方向に磁束ループ数を増やして推力を上げることによって、所望の推力仕様とする必要がある。
【００５８】
また、ボイスコイルモータ５は、可動子６側に永久磁石５２，５３，５４，５５を配置し、固定子７側にコイル５７，５８，５９，６０を配置しているので、糸張力を調整する際には、永久磁石５２，５３，５４，５５のみの移動となり、コイル５７，５８，５９，６０のリード線は移動しないので、断線などの問題は無い。
また、固定子７のコイル５７，５８，５９，６０は、コイルヨーク６１のすぐ内側にあり、ボイスコイルモータ５のケースでもあるコイルヨーク６１は、ミシン頭部フレーム２へ組み込まれるので、コイル５７，５８，５９，６０の発熱は、コイルヨーク６１から、ミシン頭部フレーム２へ伝達されやすいので、放熱性が良く、ボイスコイルモータ５の推力を向上させることも可能である。
【００５９】
糸調子装置１は、小型化のために、糸調子器３と皿押さえ３３と駆動ロッド４とボイスコイルモータ５を一体化して、なるべくその結合部分を小さくできるように構成されている。
ここで、糸調子器３とボイスコイルモータ５を一体化して、両者の間を短くすると、ボイスコイルモータ５の漏れ磁束が糸調子器３に影響しないよう磁気回路を検討する必要がある。
図７に示すように、ボイスコイルモータ５の可動子軸５１の移動方向の両端では、漏れ磁束があり、ボイスコイルモータ５の基本磁気回路部分である磁力線５０４に近い磁力線５０２や、やや離れている磁力線５０１がある。磁力線が届いている範囲では、磁気吸引力が発生するので、糸調子皿３１，３２に作用した場合では、一般に鉄等の強磁性体で形成されている糸調子皿３１，３２どうしで吸着するので、糸張力の制御が困難になる。最も容易な対策方法としては、糸調子器３で使用されている部品を全てステンレス等の非磁性材料にする方法があるが、強度や耐摩耗、コストを考慮すると非磁性材料にはできないものが多いので、ボイスコイルモータ５に近い部品を主に非磁性材料としている。図７においては、図３に示す糸調子器３の構成部品のうち、滑り軸受４０、糸調子棒３７を非磁性材料で形成している。さらに、図２に示す駆動ロッド４も同様に非磁性材料で形成している。
【００６０】
これらの部品を非磁性材料とすることによって、糸調子棒台３８を通じて構成される磁力線５０１を除くと、可動子軸５１が糸調子器３側に近づいた場合でも、永久磁石５２，５３，５４，５５からコイルヨーク６１までの距離以内に強磁性材料の部品がないので、磁力線５０２の付近でほとんどの漏れ磁束が通過するようになり、糸調子器３側への磁気吸引力などの影響を低減することができる。
【００６１】
（コイルの発生磁界について）
コイル５７，５８，５９，６０は、通電されると、図６に示すように各コイル５７，５８，５９，６０の区間に磁界が発生する。発生した磁界は、隣接するコイル５７，５８，５９，６０でコイルの巻回方向が異なるので、発生する磁界の方向も逆となる。コイル５７，５８，５９，６０が一本で直接的に接続されているために通電している電流の大きさは同じである。通常、コイル区間の巻き数は同数で巻かれているので、各コイル区間で発生する磁界も同じ値となる。従って、隣接するコイル５７，５８，５９，６０によって発生する同じ大きさの磁界の方向が逆なので、相殺されてコイル全体の磁界はなくなる。
【００６２】
時間をｔ、コイルの抵抗値をＲ、コイル電流をＩ（ｔ）、コイル印加電圧をＶ（ｔ）、コイルに発生する磁界をΦ、コイルのインダクタンスをＬとすると、
Ｖ（ｔ）＝Ｒ×ｌ（ｔ）＋ｄΦ／ｄｔ、ここで、Φ＝Ｌ×Ｉ（ｔ）
と表される。
ここで、コイル区間で磁界が相殺されるので、見かけ上ｄΦ／ｄｔ≒０となり、上式に適用すると、
ｄΦ／ｄｔ＝Ｌ×ｄＩ（ｔ）／ｄｔ≒０
となる。
しかし、電流Ｉは増大するのでｄＩ／ｄｔ≠０であるため、Ｌ≒０ということになる。
【００６３】
つまり、見かけ上、コイル５７，５８，５９，６０のインダクタンスＬが小さくなる効果が見られるので、電気的時定数であるτ＝Ｌ／Ｒが小さくなり、電流の応答性が向上する。
また、コイル５７，５８，５９，６０が一本のマグネットワイヤーであるため、電流値はどこでも同じなので、各コイル区間の巻き数が、同じ方向同士の巻き数が同じであれば、全体としてのコイル磁界の相殺が可能となるので、コイル５７，５８，５９，６０の各コイル区間での巻き数が全て同じでなくても上記の効果を奏する。
また、ボイスコイルモータ５では、コイル中央部分の２つのコイル５８，５９区間は、永久磁石５２，５３，５４，５５の磁界が常に作用しているが、両端の２つのコイル５７，６０区間は、可動子軸５１がどちらかに移動した場合のみしか、推力に寄与しないので、コイル５７，５８，５９，６０の巻き数を減らしても、推力低下はほとんど発生しないので、両端のコイル５７，６０区間のコイルの巻き数を減らすことにより、コイル５７，５８，５９，６０全体の抵抗値を下げることができる。
【００６４】
＜効果＞
可動子軸５１の軸受の少なくとも一方を板ばね軸受８とすることで、可動子軸５１と軸受との間の摩擦を減らし、摩擦力による推力のヒステリシスを軽減できるので、糸調子装置１の推力方向による推力値のばらつきを無くすことができる。さらに、可動子軸５１の両支持部を板ばね軸受８で構成した場合は、摩擦力による推力のヒステリシスが無くなるので、糸調子装置１の推力方向による推力値のばらつきを無くすことができる。
板ばね軸受８の加工精度や温度が変化しても、推力ヒステリシス特性が発生しないので、糸張力にばらつきが無く再現性が維持される。
可動子軸５１と板ばね軸受８の摩擦力の影響がほとんど無いので、低張力の設定ができる。
静止摩擦による影響が無くなり、ボイスコイルモータ５の始動時間の遅れが解消でき、糸調子装置１の応答性を高速にできる。
可動範囲により、板ばね軸受８の反力による推力低下の影響が出てくるが、あらかじめばね定数を計測しておくことによって、推力低下分を駆動電流の増加により正確に補正することにより、ボイスコイルモータ５の駆動電流指令値通りに糸張力を制御できる。
摩擦力によるヒステリシス特性を、可動子６の質量を軽減等の対策せずに無くすことができるので、ボイスコイルモータ５の駆動性能に影響を与えない。
板ばね軸受８では磨耗部品が無くなるので、長期にわたり品質を維持することができる。当然ながら部品交換などのメンテナンスも不要となる。
隣接するコイルを逆巻きにしているので、コイルの通電により発生する磁界が打ち消されて磁界の変化が常に小さくなり、見かけ上のコイルのインダクタンスも小さくなる。従って電気的時定数が小さくなることにより、電流の応答性も早くなり、ボイスコイルモータ５の応答性も向上する。
磁石可動型のボイスコイルモータ５なので、発熱体となるコイル５７，５８，５９，６０は固定子７側にあり、放熱性が良いため、小型・高推力化が可能となる。
電流の供給線は固定子７側で、可動子６にはケーブルが無いので断線の恐れがなく信頼性に優れる。
ボイスコイルモータ５と糸調子器３を一体化して小型化することにより、ミシン頭部フレーム２への組込みの際の設置場所の自由度が増える。
ボイスコイルモータ５を糸調子器３と一体化した場合では、ミシン頭部フレーム２への取付け・取り外しが容易となる。
糸調子器３における磁束の漏れに関わる部品を非磁性材料で構成したので、磁気吸引力等の磁気影響が無い。
径方向に着磁された永久磁石５２，５３，５４，５５を使用しているので、可動子軸５１の軸線方向に着磁された永久磁石を使用した場合より軸の長さ方向の磁気漏れが少なく、糸調子器３の部品や他のミシン部品への磁気影響が少ない。
【００６５】
＜その他＞
なお、本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではない。例えば、永久磁石の数、コイルの巻線の巻数は任意であって自由に変更可能である。すなわち、本実施形態においては、磁束ループを３箇所設けて、推力を向上させているが、寸法仕様の許容範囲内で、磁束ループ数をより多い数としても良い。また、逆に糸張力が少なくても済む場合には、磁束ループ数を減らしても構わない。
【００６６】
また、図１８、図１９に示すように、板ばね軸受１０を、ステンレス等の非磁性材料から形成し、固定子に取り付けられる外縁部１０１と、外縁部１０１に連続し、可動子軸５１の端部側に向けて屈曲形成された屈曲部１０２と、屈曲部１０２に連続し、可動子軸５１に固定される固定部１０３と、を有するように形成してもよい。
板ばね軸受１０をこのような構成とした場合、ボイスコイルモータ５の可動子軸５１の推力によって、固定部１０３の中心部が移動する。板ばね軸受１０の外縁部１０１は、シムリング９２とカバー９３によって挟まれ、さらにコイルヨーク６１によってかしめられて固定されているので、板ばね軸受１０の中央部分である固定部１０３の中心部１０３ａと屈曲部１０２がモーメントを受けて曲がって移動可能となり、軸受として機能する。
なお、図１９に示すように、固定部１０３を矩形状に形成することにより、ねじりに強い板ばね軸受１０とすることができる。
その他、発明の範囲内において、自由に設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】ミシンに糸調子装置を備えた状態を示す図。
【図２】糸調子装置の一部を断面視した断面斜視図。
【図３】糸調子器の分解斜視図。
【図４】ボイスコイルモータの分解斜視図。
【図５】（ａ）は永久磁石の形状、（ｂ）及び（ｃ）は永久磁石の着磁方向を示す図。
【図６】コイルの巻回方向を示す図。
【図７】糸調子装置の断面図。
【図８】（ａ）は糸調子装置の正面図、（ｂ）はボイスコイルモータの断面図、（ｃ）は板ばね軸受が取り付けられた状態での正面図
【図９】板ばね軸受け周辺の分解斜視図。
【図１０】板ばね軸受の構造解析モデル図。
【図１１】滑り軸受の構造解析モデル図。
【図１２】板ばねのバネ定数を計算するための解析モデル図。
【図１３】図１２の構造を簡易モデル化した図。
【図１４】（ａ）はソレノイドの側面図、（ｂ）はソレノイドの正面図、（ｃ）はソレノイドの断面図。
【図１５】ソレノイドに通電した電流を増減した場合の電流に対する推力の特性グラフ。
【図１６】ソレノイドを使用した時の糸張力のヒステリシス特性を示すグラフ。
【図１７】ソレノイドを使用した時の糸張力のヒステリシス特性を示すグラフ。
【図１８】（ａ）は他の例におけるボイスコイルモータの断面図、（ｂ）は他の例における板ばね軸受が取り付けられた状態での正面図。
【図１９】板ばね軸受の説明図。
【図２０】従来の糸調子装置を示す概要図。
【図２１】従来の糸調子装置を示す概要図。
【図２２】従来の糸調子装置を示す概要図。
【図２３】従来の糸調子装置を示す概要図。
【図２４】従来の糸調子装置を示す概要図。
【図２５】従来の糸調子装置を示す概要図。
【符号の説明】
【００６８】
１  糸調子装置
３  糸調子器
４  駆動ロッド（駆動機構）
５  ボイスコイルモータ（駆動源）
６  可動子
７  固定子
８  板ばね軸受
３１  糸調子皿
３２  糸調子皿
３３  皿押さえ（駆動機構）
３７  糸調子棒
４０  軸受
５１  可動子軸
５２  永久磁石
５３  永久磁石
５４  永久磁石
５５  永久磁石
５７  コイル
５８  コイル
５９  コイル
６０  コイル
８１  外縁部
８２  固定部
８３  連結部
１０１  外縁部
１０２  屈曲部
１０３  固定部
【図１】
2007202833.tif 000003
【図２】
2007202833.tif 000004
【図３】
2007202833.tif 000005
【図４】
2007202833.tif 000006
【図５】
2007202833.tif 000007
【図６】
2007202833.tif 000008
【図７】
2007202833.tif 000009
【図８】
2007202833.tif 000010
【図９】
2007202833.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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