Селектор иглы для вязальной машины
Селектор иглы для вязальной машины выбирает рабочую иглу посредством использования пьезоэлектрического устройства, содержащего пьезоэлектрический элемент, в котором промежуточное положение между участком заднего конца и участком переднего конца пьезоэлектрического устройства, поддерживаемое с возможностью перемещения корпусом, удерживается с возможностью вращения корпусом посредством использования вращательного элемента для стабилизации вибрации пьезоэлектрического устройства. Конструкция сечения вращательного элемента на плоскости, которая перпендикулярна оси вращательного элемента и перпендикулярна плоскости пьезоэлектрического устройства, образована таким образом, что изгиб в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства уменьшается до величины меньшей, чем величина изгиба в продольном направлении. Изобретение позволяет увеличить скорость вибрации и крутящего момента пьезоэлектрического устройства и снизить потребление электроэнергии. 5 з.п. ф-лы, 15 ил., 4 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к селектору иглы, используемому в такой вязальной машине, как кругловязальная машина или плосковязальная машина. Более конкретно настоящее изобретение относится к селектору иглы для вязальной машины, в которой пьезоэлектрическое задающее устройство вязальной машины приводится в действие при подавлении изгибающего перемещения пьезоэлектрического элемента в заданном направлении для более эффективного выбора рабочих игл.
Предшествующий уровень техники
В такой вязальной машине, как кругловязальная машина или плосковязальная машина, вертикальное перемещение рабочих игл выбирается на основании операции вязания, запоминаемой в запоминающем устройстве, таком как дискета, для создания изделия, имеющего заданную вязальную текстуру. Используются различные типы селекторов иглы для выбора вертикального перемещения рабочих игл.
Будет описан селектор иглы такого типа. Прежде всего схема операции выбора иглы в вязальной машине будет описана для кругловязальной машины, схематически показанной на фиг.14, 15A и 15B.
На фиг.14 показан схематический вид в перспективе, иллюстрирующий основной вязальный механизм кругловязальной машины. Как показано на фиг.14, в кругловязальной машине рабочие иглы 52 установлены с возможностью скольжения во множестве вертикальных пазов (не показано), образованных вдоль продольной оси на наружной поверхности вязального цилиндра 51, который вращается, как показано стрелкой A. Как показано на фиг.15A и 15B, толкатели 53 отбора игл расположены под рабочими иглами 52, которые могут упираться в нижние части рабочих игл 52. Основание 54a цилиндрических кулачковых упоров неподвижно установлено под вязальным цилиндром 51. Множество кулачковых упоров 54, каждый из которых имеет заданную форму, расположено над основанием 54a кулачковых упоров с заданным интервалом. Кулачковые упоры 54 толкают вверх толкатели 53 отбора игл для выталкивания рабочих игл 52 вверх.
Основной принцип вязания заключается в следующем. Когда рабочая игла 52 на вращающемся вязальном цилиндре 51 выталкивается вверх посредством толкателя 53 отбора игл, рабочая игла 52 выступает из верхней поверхности вязального цилиндра 51. Нить 56, подаваемая с бобины 55 с нитью, подводится к крючку выступающей рабочей иглы 52 для образования петли из нити. Затем рабочая игла 52 перемещается вниз с помощью известного механизма (не показан) для образования одной петли. Путем отбора, так или иначе, вертикальное перемещение должно быть приложено к рабочей игле 52, и может быть образована или может быть не образована петля, причем процесс переходит к следующему этапу вязания, таким образом, создавая требуемое изделие. Для приведения в действие рабочих игл таким способом в вязальной машине толкатели 53 отбора игл обычно располагают под рабочими иглами 52, чтобы они упирались в рабочие иглы 52. Толкатели 53 отбора игл выборочно соединяются с рабочими иглами 52 посредством использования селектора 57 иглы, который приводится в действие на основании информации от управляющего устройства 58, включающего в себя запоминающее устройство, которое запоминает операцию вязания для вязальной текстуры и управляет вертикальным перемещением рабочих игл 52.
Случай, в котором используется пьезоэлектрическое устройство в качестве средства отбора иглы, будет описан ниже со ссылкой на фиг.15A и 15B, которые показывают взаимосвязь между рабочей иглой, толкателем отбора игл и средством выбора иглы.
Пьезоэлектрическое устройство 2 может быть изогнуто так, как показано на фиг.15A, или изогнуто так, как показано на фиг.15B, в направлении, противоположном направлению на фиг.15A, в зависимости от того, какое напряжение прикладывается к пьезоэлектрическому устройству 2. Палец 5 предназначен для соединения с передним концом пьезоэлектрического устройства 2. Пьезоэлектрическое устройство 2, палец 5 и кулачковый упор 54 расположены так, как это показано на фиг.15A и 15B. Рабочая игла 52 и толкатель 53 отбора игл перемещаются по кругу вместе с вязальным цилиндром 51 (не показано) вниз от передней стороны листа рисунка к задней стороне листа (или в противоположном направлении). Толкатель 53 отбора игл может поворачиваться вокруг опоры 53a, то есть как вокруг центра. Торец 69 отбора игл и торец 70 кулачкового упора расположены выступающими из толкателя 53 отбора игл в сторону так, как это показано на фиг.15A и 15B.
Если пьезоэлектрическое устройство 2 изогнуто так, как показано на фиг.15A, то торец 69 отбора игл толкателя 53 отбора игл, который перемещается по кругу, сталкивается с пальцем 5. Следовательно, торец 70 кулачкового упора толкателя 53 отбора игл не может соединяться с кулачковым упором 54. Следовательно, толкатель 53 отбора игл не выталкивается вверх кулачковым упором 54, и рабочая игла 52 не выталкивается вверх.
Если пьезоэлектрическое устройство 2 изогнуто так, как показано на фиг.15B, то палец 5 на переднем конце пьезоэлектрического устройства 2 не сталкивается с торцом 69 отбора игл толкателя 53 отбора игл, который перемещается по кругу вместе с вязальным цилиндром 51 и толкатель 53 отбора игл сохраняет вертикальное положение. Следовательно, торец 70 кулачкового упора на нижнем конце толкателя 53 отбора игл выталкивается вверх по наклонной поверхности кулачковым упором 54, и соответственно рабочая игла 52 выталкивается вверх.
Когда торец 69 отбора игл толкателя 53 отбора игл и палец 5 на переднем конце пьезоэлектрического устройства 2 выборочно соединяются подобным образом, рабочая игла 52 может перемещаться свободно вверх по требованию и можно вязать изделие, имеющее произвольную вязальную текстуру.
Самой важной характеристикой при вязании является высокая производительность, то есть способность увеличения скорости вращения вязального цилиндра. Для увеличения скорости вращения вязального цилиндра 51 селектор 57 иглы, который управляет перемещением вверх рабочих игл 52, должен работать при высокой скорости. С этой целью были разработаны и использованы различные типы селекторов иглы для вязания, которые работают при высокой скорости.
Например, заявитель настоящего изобретения предложил селектор игл (см. публикацию японской выложенной заявки №. 60-224845), в котором используется сила притяжения или отталкивания электромагнита для обеспечения поворота множества пальцев. Этот селектор иглы имеет более высокую рабочую скорость и меньший размер по сравнению с обычным селектором иглы, таким образом, обеспечивая снижение расхода энергии. Заявитель настоящего изобретения также предложил пьезоэлектрический селектор иглы (см. публикацию японской выложенный заявки № 62-28451) для замены селектора иглы, использующего электромагнит, описанный выше. В соответствии с этим селектором иглы палец приводится в действие посредством изгиба пьезоэлектрического устройства для отбора рабочей иглы. Были достигнуты более высокая рабочая скорость, меньший размер и низкий расход энергии селектора иглы.
Заявитель настоящего изобретения также изобрел усовершенствованное устройство пьезоэлектрического селектора иглы, описанного выше, и подал его 5 октября 1988 г. как японскую заявку на патент № 63-249967 под названием "Селектор иглы для вязальной машины". Это изобретение зарегистрировано как японский патент № 1969970 (см. публикацию японского патента № 6-94619), и аналогичный ему американский патент US 5027619.
На фиг.12A показан пьезоэлектрический селектор иглы, описанный в японском патенте № 1969970. Как показано на фиг.12A, в соответствии с усовершенствованным селектором иглы палец 5 расположен с возможностью вращения на пьезоэлектрическом устройстве 2, содержащем пьезоэлектрический элемент. Мощность прикладывается к пьезоэлектрическому элементу для приведения в действие пальца 5. Рабочая игла вязальной машины выбирается посредством работы пальца 5 (более конкретно посредством толкателя) для того, чтобы можно было вязать изделие, имеющее текстуру требуемого рисунка. В соответствии с отличительной особенностью данного селектора иглы участок заднего конца пьезоэлектрического устройства 2 поддерживается с возможностью вращения опорой A или корпусом через вращательный элемент 1A. Участок переднего конца пьезоэлектрического устройства 2 соединен с возможностью вращения с U-образным пазом на участке заднего конца пальца 5 через вращательный элемент 1B. Промежуточный участок между участком заднего конца и участком переднего конца пьезоэлектрического устройства 2 закрепляется посредством вращательных элементов 30, выполненных с возможностью вращения в опорном устройстве 13 или корпусе. Палец 5 и пьезоэлектрическое устройство 2 расположены на одной прямой линии.
Как показано на фиг.12A, промежуточный участок пьезоэлектрического устройства 2 поддерживается опорным устройством 13 через вращательные элементы 30. Когда пьезоэлектрическое устройство 2 сгибается, оно вертикально перемещает задний конец 5A пальца 5. Вертикальное перемещение заднего конца 5A вертикально перемещает передний конец 5B пальца 5, который выступает через отверстие 19a опорного устройства 19. В результате выбирается перемещение вверх рабочей иглы 52.
Как было установлено, когда пьезоэлектрическое устройство 2 поддерживается с возможностью вращения в его заданном положении таким образом, пьезоэлектрическое устройство 2 может свободно изгибаться. В результате скорость перемещения пальца 5 значительно возрастает и количество перемещений переднего конца пальца 5 увеличивается. Когда используется пьезоэлектрическое устройство с такой конструкцией, повреждение пьезоэлектрического устройства уменьшается и увеличивается срок службы селектора иглы. В данном усовершенствованном пьезоэлектрическом селекторе иглы, когда конструкция пальца, приводящего в действие устройство, которое поворачивает элемент пальца, весьма усовершенствована, способность выбора иглы значительно улучшается.
По существу пьезоэлектрическое устройство вибрирует во всех направлениях (360°) в плоскости при приложении к нему мощности. Это понятно на основании того факта, что пьезоэлектрическое устройство первоначально введено в качестве вибрационной пластины громкоговорителя. Когда пьезоэлектрическое устройство, которое вибрирует во всех направлениях, образовано в виде прямоугольной пластины и один конец длинной стороны пластины закреплен, пластина образует заделанную одним концом балку, другой конец которой колеблется по вертикали. Даже в этом случае, когда пьезоэлектрическое устройство вибрирует во всех направлениях, вибрационная составляющая в направлении по ширине прямоугольного пьезоэлектрического устройства сохраняется. Обычно специалист в данной области техники рассматривает эту вибрационную составляющую, создаваемую в направлении по ширине, как неизбежный факт.
В обычном селекторе иглы, показанном на фиг.12A, вращательный элемент 30, который удерживает пьезоэлектрическое устройство 2 в заданном положении, представляет собой цилиндрический элемент, имеющий прорезь 32, проходящую от концевой передней поверхности вращательного элемента 30 в направлении продольной оси, для удержания пьезоэлектрического устройства 2, как показано на детальном виде с фиг.12B. Шейка 31a оси на концевом участке вращательного элемента 30, имеющая круглое сечение, вставляется в круглое отверстие (не показано), образованное в опорном устройстве 13, для поддержки с возможностью вращения вращательного элемента 30.
В примере, показанном на фиг.12A, вращательные элементы 30 закрепляют пьезоэлектрическое устройство 2 с помощью прорезей 32 с левой стороны и правой стороны. Альтернативно, как показано на фиг.13, может быть использован один цилиндр 40, имеющий прорезь (не показано) на своем центральном участке, для закрепления пьезоэлектрического устройства 2.
В этом случае также шейки 40a и 40b оси, каждая из которых имеет круглое сечение, вставляются и удерживаются в круглых отверстиях опорного устройства 13 для поддержки пьезоэлектрического устройства 2 с возможностью вращения.
В обычном селекторе иглы, как описано выше со ссылкой на фиг.12B и 13, цилиндр, который удерживает с возможностью вращения пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, представляет собой цилиндрический элемент круглого сечения.
Как описано выше, хотя настоящие изобретатели сосредоточены на увеличении рабочей скорости, уменьшении размеров и снижении потребления электроэнергии селектором иглы для вязальной машины и используют разные типы измерений для этих целей для достижения результатов, тем не менее, требуется более высокое исполнение.
Принимая это во внимание, настоящие изобретатели провели всесторонние исследования для получения более эффективного колебательного движения пьезоэлектрического устройства и пришли к следующему выводу. То есть поскольку используется цилиндрический элемент круглого сечения, трудно обеспечить более эффективную вибрацию пьезоэлектрического устройства в продольном направлении. В частности, при дополнительном уменьшении размеров селектора иглы диаметр цилиндра, который удерживает с возможностью вращения пьезоэлектрическое устройство на промежуточном участке, стремится к уменьшению. Настоящие изобретатели установили, что чем меньше диаметр цилиндра, тем более очевидная вибрация будет иметь место в направлении по ширине.
Целью настоящего изобретения является создание селектора иглы новой конструкции для вязальной машины, который сможет уменьшить максимальное количество потерь при колебательном движении пьезоэлектрического устройства обычного селектора иглы для вязальной машины.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением создан селектор иглы для вязальной машины, содержащий пластинчатое пьезоэлектрическое устройство, включающее в себя пьезоэлектрический элемент и палец, выровненный с пьезоэлектрическим устройством и расположенный с возможностью перемещения, при этом участок заднего конца пьезоэлектрического устройства поддерживается с возможностью вращения в пазу опорного устройства или корпуса, участок переднего конца пьезоэлектрического устройства соединен с возможностью вращения с участком заднего конца пальца, промежуточное положение между участком заднего конца и между участком переднего конца пьезоэлектрического устройства зажато вращательным элементом, выполненным с возможностью вращения в опорном устройстве или корпусе, и палец приводится в действие посредством приложения напряжения к пьезоэлектрическому элементу для выбора рабочей иглы вязальной машины для того, чтобы можно было вязать изделие с текстурой заданного рисунка, характеризующийся тем, что вращательный элемент содержит шейки оси, образованные на двух его концах, которые поддерживаются подшипниками, установленными в опорном устройстве или корпусе, и центральный участок между двух шеек оси, и прорезь, которая зажимает пьезоэлектрическое устройство, образована на, по меньшей мере, части центрального участка в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства, и конструкция осевого сечения центрального участка на плоскости, которая перпендикулярна оси вращательного элемента и перпендикулярна плоскости пьезоэлектрического устройства, образована таким образом, что изгиб в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства уменьшается до величины меньшей, чем величина изгиба в продольном направлении пьезоэлектрического устройства.
Более конкретно в соответствии с отличительной особенностью настоящего изобретения уменьшение изгиба в направлении по ширине, вызванного пьезоэлектрическим устройством селектора иглы вязальной машины, в соответствии с настоящим изобретением увеличивается, чтобы превышать уменьшение изгиба в направлении по ширине, вызванного вращательным элементом, когда конструкция осевого сечения центрального участка выполнена из того же самого материала и образует круг.
В общем настоящее изобретение направлено на изменение конструкции сечения центрального участка вращательного элемента для сведения к минимуму насколько возможно любого перемещения, отличного от колебательного движения вдоль продольного направления пьезоэлектрической пластины, которое имеет место при приложении напряжения. Как описано выше, диаметр вращательного элемента в селекторе иглы уменьшается в результате использования других различных технологий, и пьезоэлектрическое устройство может изгибаться свободно в направлении по ширине. Следовательно, предполагают, что необходимость в большем гашении изгиба в направлении по ширине, чем изгиба в продольном направлении пьезоэлектрического устройства все более возрастает. Эти проблемы могут быть решены согласно настоящему изобретению.
Пример простейшей конструкции в качестве конструкции центрального участка включает в себя одну конструкцию, в которой конструкция сечения вращательного элемента, который перпендикулярен оси, имеет эллиптическую форму, имеющую короткую сторону в продольном направлении пьезоэлектрического устройства. Форма сечения вращательного элемента не ограничивается эллипсом, а может иметь любую форму до тех пор, пока длина центрального участка вдоль продольного направления пьезоэлектрического устройства меньше, чем длина вдоль перпендикулярного направления пьезоэлектрического устройства (направление, перпендикулярное к поверхности пьезоэлектрического устройства). В частности, если в будущем селектор иглы станет меньших размеров, а диаметр вращательного элемента еще уменьшится, уменьшение вибрации в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства станет недостаточным. Следовательно, для обеспечения большего подавляющего усилия против вибрации в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства эффективно, если сечение вращательного элемента, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении селектора иглы, имеет форму, подобную, например, рельсу поезда, то есть если сечение имеет реброобразный выступ на одной или обеих верхней и нижней сторонах центрального участка вращательного элемента в положении, удаленном от прорези.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления центральный участок вращательного элемента образован не менее чем из двух слоев по своей конструкции сечения, которые выполнены из материалов, имеющих разные жесткости на изгиб, и для образования участка, удаленного от прорези, используется материал, имеющий повышенную жесткость изгиб по сравнению с материалом, используемым на участке, расположенным вблизи прорези. В этом случае в качестве материалов двух слоев, например, могут использоваться пластмассы, имеющие разные жесткости на изгиб. Альтернативно пластмасса может использоваться для образования участка, расположенного вблизи прорези, а такой металл, как сталь, может быть использован для образования участка, удаленного от прорези.
Таким образом, конструкция вращательного элемента согласно настоящему изобретению может быть достигнута двумя способами, т.е. путем изменения формы вращательного элемента в сечении, перпендикулярном оси вращательного элемента, и путем частичной замены материала, используемого в перпендикулярном сечении, а также путем комбинации двух способов.
Другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут понятны из следующего описания, используемого в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых аналогичные ссылочные позиции обозначают те же самые или подобные элементы на чертежах.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены и составляют часть подробного описания, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и в сочетании с описанием объясняют принципы данного изобретения. На чертежах:
Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий конструкцию селектора иглы для вязальной машины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - центральный продольный вид в разрезе селектора иглы для вязальной машины с фиг.1;
фиг.3A и 3B - виды, показывающие пример вращательного элемента в селекторе иглы для вязальной машины варианта осуществления, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, при этом фиг.3A представляет собой вид в перспективе, а фиг.3B - вид со стороны оси вращения;
фиг.4A и 4B - виды, показывающие другой пример вращательного элемента в селекторе иглы для вязальной машины варианта осуществления, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, при этом фиг.4A представляет собой вид в перспективе, а фиг.4B - вид со стороны оси вращения;
фиг.5A-5C - виды, показывающие еще один пример вращательного элемента в селекторе иглы для вязальной машины варианта осуществления, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, при этом фиг.5A представляет собой вид в перспективе, фиг.5B - вид в поперечном разрезе по линии A-A с фиг.5A, а фиг.5C - вид в поперечном разрезе варианта примера, показанного на фиг.5B;
фиг.6 - вид, показывающий еще один пример вращательного элемента в селекторе иглы для вязальной машины варианта осуществления, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, и иллюстрирует положение, показанное со стороны оси вращения;
фиг.7A и 7B - виды, показывающие еще один пример вращательного элемента в селекторе иглы для вязальной машины варианта осуществления, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, при этом фиг.7A представляет собой вид в перспективе, а фиг.7B - вид со стороны оси вращения;
фиг.8A и 8B - виды, показывающие пример вращательного элемента в селекторе иглы для вязальной машины в варианте осуществления, который известен и поддерживает с возможностью вращения участок заднего конца пьезоэлектрического устройства в пазу опорного устройства или корпуса, при этом фиг.8A представляет собой вид в перспективе вращательного элемента, а фиг.8B - вид вращательного элемента относительно опоры;
фиг.9A - вид в перспективе пальца в селекторе иглы для вязальной машины в варианте осуществления, который известен и соединен с возможностью вращения с пальцем через участок переднего конца пьезоэлектрического устройства;
фиг.9B - вид, показывающий перемещения участка переднего конца пьезоэлектрического устройства на стороне пальца в селекторе иглы для вязальной машины в варианте осуществления, на который влияет позиционное смещение вращательного элемента в промежуточном положении при изгибающем движении пьезоэлектрического устройства;
фиг.9C - схематический вид, показывающий пример корпуса в селекторе иглы для вязальной машины в варианте воплощения, в котором множество пьезоэлектрических устройств расположено для образования слоев;
фиг.10A-10C - виды в перспективе, показывающие примеры вращательного элемента в селекторе иглы в варианте осуществления и обычном селекторе иглы, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, при этом фиг.10A и 10B являются видами, показывающими обычные примеры, а фиг.10C является видом, показывающим пример настоящего изобретения;
фиг.11 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между перемещением и крутящим моментом, который зависит от изменения формы вращательного элемента, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении;
фиг.12A и 12B - виды, показывающие пример хорошо известного селектора иглы для вязальной машины, при этом фиг.12A представляет собой вид в перспективе, а фиг.12B представляет собой вид в перспективе, показывающий пример вращательного элемента, который удерживает в промежуточном положении пьезоэлектрическое устройство, используемое в селекторе иглы с фиг.12A;
фиг.13 - вид в перспективе, показывающий другой обычный вращательный элемент, используемый в хорошо известном селекторе иглы для вязальной машины, относительно пьезоэлектрического устройства;
фиг.14 - схематический вид для объяснения вертикального перемещения рабочих игл, которые используются с механизмом для вязания рисунка в кругловязальной машине; и
фиг.15A и 15B - схематические виды, показывающие взаимосвязь между изгибом пьезоэлектрического устройства и вертикальным перемещением рабочей иглы в селекторе иглы для вязальной машины, при этом фиг.15A представляет собой схематический вид, показывающий случай, когда рабочая игла не приводится в действие кулачковым упором, а фиг.15B представляет собой вид, показывающий случай, когда рабочая игла приводится в действие кулачковым упором.
Наилучший способ реализации настоящего изобретения
Далее будет подробно описано настоящее изобретение со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые показывают селектор иглы для вязальной машины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 показан вид в перспективе селектора иглы для вязальной машины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, а на фиг.2 показан центральный продольный вид в разрезе селектора иглы для вязальной машины с фиг.1.
Как показано на фиг.1 и 2, участок 2A заднего конца пьезоэлектрического устройства 2, к которому прикреплено сферическое устройство 1A, установлен в паз 17 опорного участка 150 опорного устройства A, который поддерживает участок заднего конца пьезоэлектрического устройства 2. На фиг.8A показан вид в перспективе сферического устройства 1A.
Паз образован на концевом участке сферического устройства 1A. Концевой участок пьезоэлектрического устройства 2 устанавливается и закрепляется в этом пазу. Как показано на фиг.8B, так как сферический участок сферического устройства 1A может вращаться в пазу 17 опорного устройства, участок 2A заднего конца пьезоэлектрического устройства 2 может поворачиваться вверх или вниз, как показано стрелками на фиг.8B.
Сферическое устройство 1B подобно сферическому устройству 1A, прикрепленному к участку заднего конца пьезоэлектрического устройства 2, прикреплено к участку 2B переднего конца пьезоэлектрического устройства 2. Сферическое устройство 1B закреплено и соединено посредством участка открытого конца участка 5A заднего конца пальца 5. Сферическое устройство 1B может также поворачиваться вверх или вниз на участке 5A заднего конца пальца 5, как показано стрелками на фиг.2.
Как показано на фиг.9A, участок 5A заднего конца пальца 5 имеет отверстие в направлении по ширине пальца 5, и крепежный участок 18 пальца опорного устройства A также имеет соответствующее отверстие. Ось 6 установлена в два отверстия для прикрепления с возможностью вращения пальца 5 к крепежному участку 18. Палец 5 соединен с пьезоэлектрическим устройством 2 для совмещения (в том же самом направлении) с прямоугольным пьезоэлектрическим устройством 2. Участок 5B переднего конца пальца 5 выступает из отверстия 19A открытой стенки 19 опорного устройства A, который установлен вертикально в положении, удаленном от крепежной части 18 пальца.
Отверстие 19A образовано с шириной и высотой в соответствии с процессом, который имеет место, когда палец 5 перемещается вертикально. Палец 5 повторяет изгибающее движение пластины 8, вызванное пьезоэлектрическим элементом 9, для соединения с или отсоединения от торца толкателя отбора игл, который установлен с упором в рабочую иглу или нижний конец рабочей иглы.
Промежуточный участок Y (см. фиг.9B) между участком 2A заднего конца и участком 2B переднего конца пьезоэлектрического устройства 2 закреплен посредством вращательного элемента 3, выполненного на промежуточном участке 13 опоры опорного устройства A. Пьезоэлектрическое устройство 2 подвергается изгибу вблизи промежуточного участка Y как опоры. Как показано в (A) на фиг.9B, чем ближе к стороне пальца, тем выше скорость вибрации пальца. Кроме того, несмотря на то что амплитуда X уменьшается, крутящий момент увеличивается. Как показано в (B) на фиг.9B, когда пьезоэлектрическое устройство 2 перемещается от пальца, наблюдается противоположное явление. Несмотря на то что амплитуда X увеличивается, крутящий момент уменьшается.
Промежуточный участок Y, где пьезоэлектрическое устройство 2 закреплено посредством вращательного элемента 3, предпочтительно находится в положении от 1/3 до 2/3 от всей длины пьезоэлектрического устройства 2 от участка 2A заднего конца пьезоэлектрического устройства 2.
В качестве вращательного элемента 3 обычно используется стержнеобразный элемент круглого сечения, как описано выше (см. фиг.12B и 13). Если необходимо использовать вращательный элемент только для обеспечения промежуточной опоры в пьезоэлектрическом устройстве 2 для того, чтобы изгибающее движение стало свободным, то подходит любой другой стержнеобразный элемент, поскольку шейка оси вращательного элемента является вращаемой относительно опорного устройства A и никакое ограничение не накладывается на конструкцию сечения центрального участка вращательного элемента. Следовательно, естественно, что только стержнеобразный элемент с круглым сечением по всей своей длине, который тогда было легче всего использовать, применялся в качестве вращательного элемента.
Различные типы примеров конструкции вращательного элемента 3 в качестве основного элемента согласно настоящему изобретению будут описаны со ссылкой на фиг.3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 5C, 6, 7A и 7B.
На фиг.3A (вид в перспективе) показан первый пример вращательного элемента. На фиг.3B он показан со стороны оси. Вращательный элемент 3 в соответствии с первым примером имеет шейки 31a и 31b оси на своих двух концах, и его центральный участок 33 имеет эллиптический участок с большой осью L1 и малой осью W1. Сквозное отверстие 32 для закрепления пьезоэлектрического устройства 2 образовано на боковом участке центрального участка 33.
Как видно из фиг.3B, тот участок центрального участка 33 вращательного элемента 3, который перпендикулярен осевому направлению, является эллипсом. На основании формы центрального участка 33 и положения сквозного отверстия 32, показанного на фиг.3B, видно, что бóльшая ось эллипса проходит по сечению, перпендикулярному оси вращательного элемента 3, в направлении, перпендикулярном плоскости пьезоэлектрического устройства 2. Следовательно, понятно, что при такой конструкции изгиб пьезоэлектрического устройства 2 вдоль направления по ширине гасится, чтобы стать меньше изгиба пьезоэлектрического устройства 2 вдоль продольного направления. В соответствии с данным примером диаметр R1 шейки 31a оси меньше малой оси W1 центрального участка 33.
На фиг.4A показан вид в перспективе вращательного элемента 3a в соответствии со вторым примером, а на фиг.4B показан вид того же самого вращательного элемента, показанного со стороны оси. Во вращательном элементе 3a диаметр R2 шейки 31a оси равен малой оси W2 центрального участка 34.
В первом и во втором примерах отношение большой оси к малой оси выбирается в зависимости от того, в каких пределах должна уменьшаться вибрация пьезоэлектрического устройства 2 в направлении по ширине.
На фиг.5A показан вид в перспективе вращательного элемента 3b в соответствии с третьим примером, а на фиг.5B показан вид в поперечном разрезе того же самого вращательного элемента. В этом вращательном элементе 3b два конца цилиндрического элемента 31 образуют шейки 31a и 31b оси. Стержнеобразные элементы 35a и 35b, выполненные из металла, например стали, имеющие более высокую жесткость, чем материал элемента 31, расположены на участке элемента 31, который параллелен плоскости пьезоэлектрического устройства 2, который должен устанавливаться в сквозное отверстие 32 на центральном участке элемента 31. В соответствии с третьим примером стержнеобразные элементы 35a и 35b могут быть расположены в утопленном положении на поверхности элемента 31. Альтернативно, как видно из фиг.5C, где показан вид в разрезе вращательного элемента 3c в соответствии с четвертым примером, стержнеобразные элементы 36a и 36b могут быть приклеены к наружной поверхности элемента 31. В третьем и четвертом примерах стержнеобразный элемент может быть расположен, например, только на одной стороне поверхности участка. Более конкретно, может быть использован либо верхний, либо нижний стержнеобразный элемент 35a или 35b (или стержнеобразный элемент 36a или 36b). Материал стержнеобразных элементов 35a, 35b, 36a и 36b не ограничивается каким-либо материалом. Материал, имеющий более высокую жесткость на изгиб, чем материал элемента 31, может быть использован для образования частей 35a, 35b, 36a и 36b. Когда материал, имеющий гораздо более высокую жесткость на изгиб, чем материал элемента 31, используется для образования частей 35a, 35b, 36a и 36b, то доля стержнеобразного элемента может быть уменьшена.
Вращательный элемент 3d в соответствии с пятым примером, показанным на фиг.6, образован посредством инжекционного формования двух материалов, имеющих разные жесткости на изгиб, с использованием, например, общей инжекционной формы. В этом случае предпочтительно используется полиацеталь для образования части 31 и для образования частей 37a и 37b используется полимерный материал, имеющий более высокую жесткость на изгиб, чем полиацеталь, например композиционный полимерный материал, полученный путем армирования такого полимера, как полиацеталь, стекловолокном или ему подобным.
На фиг.7A показан вид в перспективе вращательного элемента 3e в соответствии с пятым примером, а на фиг.7B показан вид того же самого вращательного элемента, показанного со стороны оси вращения. Во вращательном элементе 3e центральный участок 38 образован с I-образным сечением подобным рельсу, как показано на фиг.7B, и шейки 31a и 31b оси расположены на двух концах центрального участка 38. В этом случае центральный участок 38 и шейки 31a и 31b оси предпочтительно выполнены из одного и того же материала посредством инжекционного формования. Как показано на фиг.7B, I-образное сечение содержит разные участки по своей форме. Когда размеры соответствующих участков изменяются по-разному, жесткость при изгибе может очень сильно изменяться, как показано с помощью расчетных примеров, описанных ниже.
Как описано выше подробно в различных примерах, в соответствии с отличительной особенностью селектора иглы для вязальной машины в соответствии с данным вариантом осуществления пьезоэлектрическое устройство закрепляется посредством вращательного элемента 3 только в одной точке в промежуточном положении между участком заднего конца и участком переднего конца пьезоэлектрического устройства 2 и осевое сечение вращательного элемента в этой только одной точке имеет конкретную конструкцию, чтобы изгиб в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства уменьшался.
Конструкция вращательного элемента 3 была изменена у вращательных элементов с обычным круглым сечением, различных типов эллиптических форм и различных типов I-образных сечений настоящего изобретения, и полученные результаты вычислений изменений жесткости изгиб показаны ниже.
Расчетная формула
Площадь сечения
| Круг | πd2/4 |
| Эллипс | π {0,5(большая ось)}{0,5(малая ось)} |
| I форма | d·t+2a(s+n) (см. фиг.7B) |
| Момент инерции сечения | |
| Круг | I=πd4/64 |
| Эллипс | I=π {0,5(большая ось)}3{0,5(малая ось)} |
| I форма | g=(h-1)÷(b-t) |
Таблицы 1, 2 и 3 показывают полученные результаты вычислений.
| Таблица 1 | |||||||||
| Расчетный пример | Форма сечения | Диаметр R1 | Радиус r | Малая ось | Большая ось | Площадь сечения | Отношение площади к 1 | Момент инерции I сечения | Отношение I к 1 |
| 1 (Предшествующий уровень техники) | круг | 10 | 5 | - | - | 78,5 | - | 490 | - |
| 2 | эллипс | - | - | 8 | 12,5 | 78,5 | 1,0 | 575 | 1,17 |
| 3 | эллипс | - | - | 6 | 16,7 | 78,5 | 1,0 | 1361 | 2,77 |
| 4 | эллипс | - | - | 10 | 12 | 90,4 | 1,15 | 848 | 1,73 |
| 5 | эллипс | - | - | 10 | 14 | 110 | 1,40 | 1346 | 2,74 |
Таблица 1 показывает площади сечений и величины момента инерции I сечения вращательного элемента случая, в котором вращательный элемент имеет обычное круглое сечение, и случаи, в которых вращательный элемент имеет разные типы эллиптических сечений в соответствии с настоящим изобретением. Для удобства расчета предположим, что обычное круглое сечение имеет диаметр 10 мм. Расчеты выполнены путем сравнения с этим случаем.
Как видно из таблицы 1, в случае круга (предшествующий уровень техники) площадь сечения составляет 78,5 мм2, а I составляет 490. В случаях с эллипсами предполагая, что площадь сечения равна площади сечения круга, когда малая ось равна 8 мм (расчетный пример 2), I только в 1,17 раз больше круга. Когда малая ось составляет 6 мм (расчетный пример 3), I становится в 2,77 раза больше и жесткость на изгиб значительно повышается.
Пробный расчет (расчетные примеры 4 и 5) выполняется в отношении того, насколько I повышается при увеличении большой оси в то время, как малая ось составляет 10 мм, которая равна диаметру круга (предшествующий уровень техники). Когда большая ось составляет 12 мм, I становится в 1,73 раза больше; когда 14 мм, I становится в 2,74 раза больше.
Таблица 2 показывает формы и размеры трех расчетных примеров 6, 7 и 8, когда вращательный элемент имеет I-образное сечение. Таблица 3 показывает соответствующие площади сечений и значения I трех расчетных примеров 6, 7 и 8.
| Таблица 2 | ||||||||
| Расчетный пример | Размеры соответствующих участков рельсоподобного I-образного сечения (см. фиг.7B) | |||||||
| b | T | a | d | h | 1 | s | n | |
| 6 | 8 | 4 | 2 | 12 | 6 | 4 | 3 | 4 |
| 7 | 10 | 6 | 2 | 12 | 6 | 4 | 3 | 4 |
| 8 | 10 | 6 | 2 | 14 | 8 | 6 | 3 | 4 |
| Таблица 3 | ||||
| Расчетный пример | Площадь сечения | Отношение площади к 1 | Момент инерции I сечения | Отношение I к 1 |
| 6 | 76 | По существу равно | 1109 | 2,26 |
| 7 | 100 | 1,27 | 1396 | 2,84 |
| 8 | 112 | 1,42 | 2170 | 4,43 |
Расчетные примеры вращательных элементов, имеющих I-образные сечения, включают случай (расчетный пример 6), в котором площадь сечения по существу равна площади сечения расчетного примера 1 (круглое сечение), и случаи (расчетные примеры 7 и 8), в которых значение b, то есть ширина I-образного сечения в продольном направлении пьезоэлектрического устройства 2 задана равной диаметру расчетного примера 1.
Из таблицы 3 видно, что в любом примере, когда используется I-образное сечение, значение I может быть значительно увеличено по сравнению со случаем, в котором использовалось любое другое сечение.
Затем были изготовлены образцы вращательных элементов согласно предшествующему уровню техники и образцы согласно настоящему изобретению. Каждый образец был выполнен с пьезоэлектрическим устройством для проведения теста на вибрацию в соответствии с реальной операцией выбора иглы. Фиг.10A, 10B и 10C изображают схематические виды в перспективе используемых вращательных элементов.
Вращательным элементом на фиг.10A является вращательный элемент, показанный на фиг.13, который обычно широко используется в селекторе иглы, а вращательным элементом на фиг.10B является вращательный элемент, который поддерживает пьезоэлектрическое устройство 2, показанное на фиг.12A и 12B, с двух сторон. На фиг.10C показан пример настоящего изобретения, детальная конструкция которого показана на фиг.5C. Стержнеобразные элементы 36a расположены на двух, верхней и нижней, сторонах центрального участка 31.
Эксперимент был проведен следующим образом. Вращающиеся элементы, описанные выше, были выполнены с пьезоэлектрическими устройствами для изготовления трех образцов для каждого из сравнительного примера 1, конструкция которого показана на фиг.10A, сравнительного примера 2, конструкция которого показана на фиг.10B, и данного примера. Соответствующие образцы подвергались тесту на вибрацию. В качестве пьезоэлектрического устройства 2 использовалось пьезоэлектрическое устройство с шириной 10 мм и длиной 30 мм. Вращательный элемент 30 был выполнен из полиацеталя с диаметром 2,5 мм. Стержнеобразный элемент 36a был выполнен из нержавеющей стали с диаметром 0,3 мм.
Таблица 4 показывает полученные результаты теста.
| Таблица 4 | |||||||||
| Образец № | A Крутящий Момент вверх | B Крутящий Момент вниз | C Суммарное перемещение | D (AxC) | E (BxC) | F (D+E)/2 | Среднее значение F | Разность | |
| Сравнительный пример 1 Фиг.10A | 1 | 0,39 | 0,31 | 1,14 | 0,445 | 0,353 | 0,399 | 0,420 | 0,090 |
| 2 | 0,41 | 0,36 | 1,27 | 0,521 | 0,457 | 0,489 | |||
| 3 | 0,38 | 0,34 | 1,20 | 0,456 | 0,408 | 0,432 | |||
| Сравнительный пример 2 Фиг.10B | 4 | 0,28 | 0,26 | 1,00 | 0,280 | 0,260 | 0,270 | 0,268 | 0,021 |
| 5 | 0,32 | 0,23 | 1,01 | 0,323 | 0,232 | 0,278 | |||
| 6 | 0,29 | 0,25 | 0,95 | 0,276 | 0,238 | 0,257 | |||
| Пример Фиг.10C | 7 | 0,44 | 0,35 | 1,29 | 0,568 | 0,452 | 0,510 | 0,508 | 0,028 |
| 8 | 0,42 | 0,37 | 1,32 | 0,544 | 0,488 | 0,521 | |||
| 9 | 0,43 | 0,34 | 1,28 | 0,550 | 0,435 | 0,493 |
A. Крутящий момент вверх: крутящий момент для поддержки пьезоэлектрического устройства при нажиме вниз из верхнего амплитудного положения в центральное положение;
B. Крутящий момент вниз: крутящий момент для поддержки пьезоэлектрического устройства при нажиме вверх из нижнего амплитудного положения в центральное положение;
C. Суммарное перемещение: разность между верхней и нижней амплитудами;
D. A×C: произведение крутящего момента вверх и суммарного перемещения;
E. B×C: произведение крутящего момента вниз и суммарного перемещения;
F. (D+E)/2: среднее значение произведений соответствующих крутящих моментов и суммарных перемещений;
Среднее значение F: среднее значение значений F трех образцов;
Разность: разность между максимальным и минимальным значениями F трех образцов.
Чем больше среднее значение, указанное F в таблице 4 верхнего и нижнего произведений суммарных перемещений и крутящих моментов, тем больше гасится вибрация в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства, так что вибрация в продольном направлении пьезоэлектрического устройства проявляется более эффективно.
Из таблицы 4 видно, что среднее значение F примера увеличивается приблизительно на 20% от среднего значения F сравнительного примера 1 и что вибрация среди трех образцов примера значительно увеличена по сравнению со сравнительным примером 1.
На основании данного эксперимента установлено, что, если вращательный элемент прерывается в направлении по ширине, как в сравнительном примере 2, когда напряжение приложено к пьезоэлектрическому устройству, гашение вибрации в направлении по ширине значительно уменьшается при сравнении со сравнительным примером 1, в котором вращательный элемент является непрерывным в направлении по ширине.
При проведении данного эксперимента была рассмотрена взаимосвязь между крутящим моментом и перемещением каждого образца. На фиг.11 показан результат. Среди линий, из которых каждая представляет взаимосвязь между крутящим моментом и перемещением, ломаная линия 1 изображает сравнительный пример 1, линия 2, пунктир с точкой, изображает сравнительный пример 2 и сплошная линия 3 изображает пример.
На фиг.11 чем больше площадь под прямой линией, представляющей взаимосвязь между крутящим моментом и перемещением, тем больше гасится вибрация в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства, так что вибрация в продольном направлении пьезоэлектрического устройства действует более эффективно. На фиг.11 сплошная линия 3, представляющая взаимосвязь между крутящим моментом и перемещением примера, расположена в самом верхнем положении. Это доказывает, что пьезоэлектрическое устройство, предусмотренное с вращательным элементом, в соответствии с настоящим изобретением показывает отличный результат с точки зрения вибрации пьезоэлектрического устройства, который обычно не может быть получен.
Подробно был описан новый селектор иглы для вязальной машины в соответствии с настоящим изобретением для случая, в котором использовалось одно пьезоэлектрическое устройство. Фактически специалисту в данной области технике понятно, что в вязальной машине массового производства одно пьезоэлектрическое устройство не удерживается опорным устройством. Как показано, например, на фиг.9C, используется корпус, в котором расположено множество пьезоэлектрических устройств (семь пьезоэлектрических устройств в случае фиг.9C) на расстоянии друг от друга для образования слоя. Следовательно, селектор иглы для вязальной машины согласно настоящему изобретению относится к селектору иглы, в котором, по меньшей мере, одно пьезоэлектрическое устройство размещено в опорном устройстве или корпусе.
Хотя селектор иглы для вязальной машины согласно настоящему изобретению описан для случая, в котором селектор иглы используется в кругловязальной машине, селектор иглы согласно настоящему изобретению может также быть использован в плосковязальной машине.
Промышленная применимость
Селектор иглы для вязальной машины согласно настоящему изобретению основан на селекторе иглы для вязальной машины, который зарегистрирован заявителем настоящего изобретения в качестве японского патента № 1969970 (см. японскую патентную публикацию № 694619) и аналогичным американским патентом № 5027619 и широко используется как надежное устройство. Кроме того, поскольку вращательный элемент, который удерживает пьезоэлектрическое устройство в промежуточном положении, получен таким образом, что изгиб в направлении по ширине пьезоэлектрического устройства гасится и становится меньше изгиба в продольном направлении пьезоэлектрического устройства, пьезоэлектрическое устройство может вибрировать более эффективно.
В результате скорость вибрации пьезоэлектрического устройства может быть увеличена и может быть достигнуто увеличение производительности вязальной машины.
Настоящее изобретение не ограничивается указанными вариантами осуществления, и возможны различные изменения и модификации не отходя от идеи и объема данного изобретения. При этом объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
1. Селектор иглы для вязальной машины, содержащий: пластинчатое пьезоэлектрическое устройство, включающее в себя пьезоэлектрический элемент, и палец, выровненный с указанным пьезоэлектрическим устройством и расположенный с возможностью перемещения, при этом участок заднего конца указанного пьезоэлектрического устройства поддерживается с возможностью вращения в пазу опорного устройства или корпуса, участок переднего конца указанного пьезоэлектрического устройства соединен с возможностью вращения с участком заднего конца указанного пальца, промежуточное положение между указанными участком заднего конца и участком переднего конца указанного пьезоэлектрического устройства зажато вращательным элементом, выполненным с возможностью вращения в указанном опорном устройстве или корпусе, и указанный палец приводится в действие посредством приложения напряжения к указанному пьезоэлектрическому элементу для выбора рабочей иглы указанной вязальной машины для того, чтобы можно было вязать изделие с текстурой заданного рисунка, отличающийся тем, что указанный вращательный элемент содержит шейки оси, образованные на его двух концах, поддерживаемые подшипниками, установленными в указанном опорном устройстве или корпусе, и центральный участок между указанными двумя шейками оси, и прорезь, которая зажимает указанное пьезоэлектрическое устройство, образована на, по меньшей мере, части указанного центрального участка в направлении по ширине указанного пьезоэлектрического устройства, и конструкция осевого сечения указанного центрального участка на плоскости, перпендикулярной оси указанного вращательного элемента и перпендикулярной плоскости указанного пьезоэлектрического устройства, образована таким образом, что изгиб в направлении по ширине указанного пьезоэлектрического устройства уменьшается до величины меньшей, чем величина изгиба в продольном направлении указанного пьезоэлектрического устройства.
2. Селектор иглы по п.1, отличающийся тем, что указанный центральный участок имеет такую форму сечения, что его длина вдоль направления, которое соединяет указанный участок заднего конца и участок переднего конца указанного пьезоэлектрического устройства, меньше длины вдоль направления толщины указанного пьезоэлектрического устройства.
3. Селектор иглы по п.2, отличающийся тем, что указанная форма сечения указанного центрального участка представляет собой эллипс, который имеет короткую сторону в направлении, соединяющем указанный участок заднего конца и участок переднего конца указанного пьезоэлектрического устройства.
4. Селектор иглы по п.1, отличающийся тем, что указанная форма сечения указанного центрального участка имеет реброобразный выступ на одной или обеих верхней и нижней сторонах центрального участка в положении, удаленном от прорези.
5. Селектор иглы по п.1, отличающийся тем, что указанный центральный участок образован не менее чем из двух слоев в конструкции его сечения, которые выполнены из материалов, имеющих разные жесткости на изгиб, и для образования участка, удаленного от прорези, используется материал, имеющий более высокую жесткость на изгиб, чем материал, используемый на участке вблизи прорези.
6. Селектор иглы по п.5, отличающийся тем, что указанный участок, удаленный от прорези, образован из стержнеобразного элемента, выполненного из металла, а участок вблизи прорези выполнен из пластмассы.
