JP2001286691A - ミシンにおける運動伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転する駆動軸の回転を駆動軸に直交する連
動軸に搖動運動を伝達する機構において、精度の高い加
工技術を必要とせず、組み付けが容易でコストが低減さ
れ経済性に優れるとともに、耐久性に優れかつ高速性に
も優れる機構を提供する。 【解決手段】 リンク（１０）の一端を連結するクラン
クを球クランク（３）で構成し、揺動腕（４）他端を連
結手段（１５）に対し駆動軸（１）に略平行な軸線を中
心に回動可能に連結すると共にリンク（１０）他端を連
結手段（１５）に対し揺動軸（５）に略平行な軸線を中
心に回動可能に連結するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、球クランクを持ち
回転する駆動軸の回転運動を、駆動軸に直交する揺動軸
に搖動運動を伝達するミシンの運動伝達機構に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の運動伝達機構一つとして、図１
５、図１６に示す実公昭５３−５２５０４号の技術が開
示されている。

【０００３】１は駆動軸であり、不図示のミシンフレー
ムに回転自在に支持され、球クランク３を持ち不図示の
モーター等の駆動源により回転する。４は揺動腕であ
り、基部が駆動軸１に直交する方向の軸線を持ちミシン
フレームに搖動自在に支持された揺動軸５にねじ６によ
り固定され、先端に軸部８が設けられている。またこの
軸部８には、球接手３０が設けられている。

【０００４】１０はリンクであり、上端に前記駆動軸１
の球クランク３に遊嵌する球面軸受け３１が形成され、
下端には前記球接手３０に遊嵌する球面軸受け３２が形
成されている。３３はＬ字状の案内体であり、先端に揺
動腕４の軸部８を遊嵌する二又３４が形成され、基部を
リンク１０下端の球面軸受け３２の下面にねじ３５によ
り固定されている。３６はルーパー腕であり、先端にル
ーパー３７が支持され基部が揺動軸５に固定されてい
る。

【０００５】この機構において、駆動軸１が回転する
と、球クランク３が駆動軸１の中心軸線を中心に回転
し、これによりリンク１０が上下に搖動する。このリン
ク１０の上下方向の搖動は、リンク１０下端の球面軸受
け３２から球接手３０を介して揺動腕４の軸部８に伝達
され、揺動軸５はその軸心を中心に搖動し、ルーパー３
７が搖動される。上記のリンク１０が上下に搖動する
時、リンク１０は駆動軸１の軸線に垂直な平面に対して
交叉する方向の振れが発生するが、この振れは図１６に
示す案内体３３の二又３４が揺動腕４の軸部８の外周に
当接して防止される。

【０００６】この種運動伝達機構の他の従来機構とし
て、図１７、図１８示す実公昭５１−１８０４７号が開
示されている。

【０００７】１は駆動軸であり、不図示のミシンフレー
ムに回転自在に支持され、軸状のクランク軸４０を持ち
不図示のモーター等の駆動源により回転する。４は揺動
腕であり、基部が駆動軸１に直交する方向の軸線を持ち
ミシンフレームに搖動自在に支持された揺動軸５にねじ
６により固定され、先端に軸部８が設けられている。１
０はリンクであり、上端に二又部４１が形成され、下端
にも二又部４２が形成されている。上端の二又部４１に
は、図１７に示すようにクランク軸４０を両側から挟む
ように配置した一対のリング４３が、それぞれ軸４４を
介して回動自在に支持されている。４５はリンクであ
り、このリンク４５は、図１８に示すようにその下端が
駆動軸１に直交する方向の軸線を持つピン４６を介し
て、下端の二又部４２に回動自在に支持され、上端は揺
動腕４の軸部８に回動自在に連結されている。

【０００８】この機構において、駆動軸１が回転する
と、クランク軸４０が駆動軸１の中心軸線を中心に回転
し、これにより一対のリング４３、４３と軸４４、４４
とを介してリンク１０が上下に搖動する。このリンク１
０の上下方向の搖動は、リンク１０下端のピン４６から
リンク４５を介して揺動腕４の軸部８に伝達され、揺動
軸５はその軸心を中心に搖動される。上記のリンク１０
が上下に搖動する時、リンク１０とリング４３、４３に
は、駆動軸１の軸線に垂直な平面に対して交叉する方向
の振れが発生するが、この振れは駆動軸１のクランク軸
４０外周と、ピン４６の外周とにより防止される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
二つの従来技術には以下のような問題がある。

【００１０】まず図１５、図１６の従来技術において
は、リンク１０に作用する、駆動軸１の軸線に垂直な平
面に対して交叉する方向の振れは、図１６に示す案内体
３３の二又３４の内側面が揺動腕４の軸部８の円弧状の
外周に当接して防止される、すなわち線接触により防止
される。このためそれらの当接部が摩耗し易く、長期間
の使用に耐えられない問題があり、摩耗による当接部か
らの騒音が発生する問題がある。

【００１１】また、リンク１０の上端と下端との両方に
球面軸受け３１と３２とを形成しなければならないの
で、それらの部分には精度の高い加工技術と高度な組み
付け技術とが要求され、加工と組み付けとのコストが上
昇してしまう問題がある。

【００１２】さらに、案内体３３がリンク１０に固定さ
れているためリンク１０の質量が増し、高速駆動には適
さない等の問題がある。

【００１３】また、図１７、図１８の従来技術において
は、リンク１０に作用する、駆動軸１の軸線に垂直な平
面に対して交叉する方向の振れは、駆動軸１のクランク
軸４０外周と、ピン４６の外周との面接触により防止さ
れる。

【００１４】しかしこの機構においては、駆動軸１の軸
状のクランク軸４０の回転が、リンク１０を介してクラ
ンク軸１０と直交するピン４６の部分に伝達されるの
で、リンク１０の駆動軸１の軸線に垂直な平面に対して
交叉する方向への自由度は、クランク軸４０とピン４６
との直角度及び、リンク１０上端のクランク軸４０を遊
嵌するリング４３の穴と下端のピン４６を遊嵌する穴と
の直角度との精度により制限される。

【００１５】換言すると、上記の各部分の直角度が高精
度でないと面接触とはならず、接触面が偏って部分当た
りとなるため、これを防ぐにはそれらの部分の加工に精
度の高い加工技術と高度な組み付け技術とが要求され、
加工と組み付けとのコストが上昇してしまう問題があ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、互いに直交して配置される駆動
軸及び揺動軸と、前記駆動軸に設けられ偏心回転するク
ランクと、一端が前記クランクに連結し駆動軸の回転運
動を往復運動に変換するリンクと、一端が前記揺動軸に
固定される揺動腕と、前記リンクの他端と前記揺動腕の
他端を連結し、前記リンクの往復運動を前記揺動腕へと
伝達して揺動軸を揺動させる連結手段とを備えるミシン
における運動伝達機構において、前記リンクの一端を連
結するクランクを球クランクで構成し、前記揺動腕他端
を連結手段に対し駆動軸に略平行な軸線を中心に回動可
能に連結すると共に前記リンク他端を連結手段に対し揺
動軸に略平行な軸線を中心に回動可能に連結するように
構成とした。

【００１７】これにより、リンクは連結手段に、平軸受
け構造をなして揺動腕に連結されるので、駆動軸の軸線
方向に対する揺動運動が規制される。従って、特定の部
分に応力が集中せず摩耗がすくなく、長期間の使用に耐
えられる。

【００１８】また、リンクと駆動軸との連結が球クラン
クを適用した球軸受け構造であるため、連結腕、連結手
段及びリンクの加工精度及び組み付け精度とが要求され
ず、加工と組み付けとのコストが低減され経済的に優れ
る効果がある。

【００１９】

【発明の実施形態】図１〜図７により本発明の第一の実
施形態を説明する。

【００２０】１は駆動軸であり、ミシンフレーム２に回
転自在に支持され、球クランク３を持ち不図示のモータ
ー等の駆動源により回転する。

【００２１】４は揺動腕であり、基部が駆動軸１に直交
する方向の軸線を持ちミシンフレームに搖動自在に支持
された揺動軸５にねじ６により固定され、先端に規制手
段の一方としての軸部８が設けられ、この軸部８の先端
面に雌ねじ９が形成されている。この軸部８は駆動軸１
に略平行な方向に延設されている。

【００２２】１０はリンクであり、上端に前記駆動軸１
の球クランク３に遊嵌する球面穴１１が形成され、この
球面穴１１は上方の蓋１２がねじ１３によりリンク１０
の上端に固定されることによって形成される。リンク１
０の下端は二又状に形成され、そこに駆動軸１に直交す
る方向の円筒穴１４が形成されている。

【００２３】１５は連結手段としての第一のコロ軸であ
り、図４、図７に示すように前記リンク１０の円筒穴１
４に回動自在に遊嵌されるとともに、その中心部に穴１
６が形成されている。これにより、リンク１０は、平軸
受け構造にて、連結手段１５に対し揺動軸５に略平行な
軸線を中心に回動可能とされる。また、このコロ軸１５
には、コロ軸１５の軸線に直交する方向の穴１７と、こ
の穴１７が開口する両端に前記揺動腕４の軸部８の直径
よりも僅かに幅の広い溝１８、１８とが形成されてい
る。

【００２４】１９は第二のコロ軸であり、このコロ軸１
９は前記コロ軸１５の穴１７に回動自在に遊嵌されると
ともに、その中心部に穴２０が形成されている。これに
より、揺動腕４は、平軸受け構造にて、連結手段１５に
対し駆動軸１に略平行な軸線を中心に回動可能とされ
る。２１は固定手段としてのねじであり、このねじ２１
は図５、図６、図７に示すように、座金２２を挿入した
後に、コロ軸１５の穴１７に遊嵌されたコロ軸Ｂ１９の
穴２０を貫通させてその先端を揺動腕９の軸部８先端面
の雌ねじ９にねじ込んで、コロ軸１９を揺動腕４の先端
面に固定する。

【００２５】本発明の第一の実施形態は以上の構成であ
り、つぎに作用を説明する。

【００２６】図１の状態から駆動軸１が回転すると、球
クランク３が駆動軸１の中心軸線を中心に回転し、これ
によりリンク１０が上下に搖動する。このリンク１０の
上下方向の搖動は、リンク１０下端の二又部に遊嵌され
た第一のコロ軸１５に図８、図９のＹのように伝達さ
れ、さらに第二のコロ軸１９を介して揺動腕４に伝達さ
れて、揺動軸５は図８のＸのように搖動する。

【００２７】上記の運動伝達時において、リンク１０か
ら揺動腕４に運動が伝達される時、まず図８に示すよう
にリンク１０にはθ１度の傾きが発生するが、この傾き
はリンク１０の円筒穴１４が第一のコロ軸１５に対して
回動することによって吸収される。

【００２８】また、図９に示すように、リンク１０の球
面穴１１が球クランク３によって回転される時、リンク
１０にはθ２度の傾きが発生するが、この傾きは第一の
コロ軸１５の穴１７が、第二のコロ軸１９の外周に沿っ
て回動することによって吸収される。さらに、上記の運
動伝達時に、リンク１０には図２、図７に示すＺ方向の
往復振動、すなわちリンク１０に駆動軸１の軸線に垂直
な平面に対して交叉する方向への振れが発生する。しか
しこのＺ方向の振れは、図７に示すように、リンク１０
の下端の二又部に遊嵌された第一のコロ軸１５が、駆動
腕４に固定された第二のコロ軸１９に支持されているの
で、リンク１０の円筒穴１４の内周面と第一のコロ軸１
５の外周面との面接触及び第二のコロ軸１９の外周面と
第一のコロ軸１５の穴との面接触によって規制される。

【００２９】さらにまた、上記の運動伝達時において、
図４、図７に示すように、リンク１０の下端にはＷ方向
へ移動させようとする力が作用するが、この作用力は図
７に示すようにリンク１０の二又部の中に揺動腕４の軸
部８が遊嵌されているので、二又部の内側端面と軸部８
の外周とが線接触して、リンク１０の下端のＷ方向への
移動が規制される。

【００３０】図１０、図１１は本発明の第二の実施形態
であり、第一の実施形態の構成と同じ部分については同
じ部品番号を使用すると共にその細部の説明を省略し、
異なる構成部分のみについて説明する。

【００３１】４は揺動腕であり、この揺動腕４には二又
部５０を形成しその先端には揺動軸５に平行な軸線を持
つ穴５１が形成されている。５２は角駒体であり、揺動
軸５と平行する穴５９を形成しており、前記揺動腕４の
二又部５０の内側に遊嵌し、揺動軸５に略平行な軸線も
持つピン５５を穴５９を通すように穴５１に差し込んで
回動自在に連結する。また、角駒体５２は駆動軸１に略
平行な軸線を持つ軸５３が形成され、その軸５３の先端
面にはねじ孔５４が形成されている。

【００３２】１０はリンクであり、上端に前記実施形態
と同様に球面穴１１が形成され、下端には駆動軸１の軸
線と平行で前記角駒体５２の軸５３を回動自在に遊嵌す
る穴５６が形成されている。５７は座金であり、図１１
に示すように角駒体５２の軸５３を遊嵌したリンク１０
が軸線方向に抜け出さないようにねじ５８により軸５３
の先端面に固定される。

【００３３】本発明の第二の実施形態は以上の構成であ
り、つぎに作用を説明する。

【００３４】前述のように駆動軸１が回転すると、球ク
ランク３が駆動軸１の中心軸線を中心に回転し、これに
よりリンク１０が上下に搖動する。このリンク１０の上
下方向の搖動は、リンク１０下端の穴５６に遊嵌された
軸５３を介して角駒体５２を上下に搖動し、ピン５５は
図８、図９のＹのように搖動され、さらにこのピン５５
を介して揺動腕４に伝達されて、揺動軸５は図８のＸの
ように搖動する。

【００３５】上記の運動伝達時において、リンク１０か
ら揺動腕４に運動が伝達される時、まず図８に示すよう
にリンク１０にはθ１度の傾きが発生するが、この傾き
は角駒体５２がピン５５を中心に回動することによって
吸収される。

【００３６】また、図９に示すように、リンク１０の球
面穴１１が球クランク３によって回転される時、リンク
１０にはθ２度の傾きが発生するが、この傾きはリンク
１０の下端が軸５３を中心に回動することによって吸収
される。さらに、上記の運動伝達時に、リンク１０には
図２、図７に示すＺ方向の往復振動、すなわちリンク１
０に駆動軸１の軸線に垂直な平面に対して交叉する方向
への振れが発生する。しかしこのＺ方向の振れは、リン
ク１０の下端の穴５６と角駒体５２の軸５３との面接触
及び角駒体５２の穴５９とピン５５との面接触により規
制される。

【００３７】図１２〜図１５は前述した第一の実施形態
の規制手段（軸部８及びリンク１０下端の二又部の内側
端面）の第二の実施態様である。

【００３８】この実施態様は規制手段の構成部分を除く
他の基本的な構成は、前述した第一の実施例と同様なの
で、第一の実施例の構成と異なる部分についてのみ説明
し、他の構成の説明は省略する。

【００３９】図１２に示す２３は中央部に穴２４が形成
された規制手段の一方としての角駒であり、この角駒２
３は図１３に示すようにその穴２４を揺動腕４の軸部８
に遊嵌するとともに、図１４に示すようにその両側が、
リンク１０の二又部の内側と第一のコロ軸１５の溝１８
とに遊嵌されている。

【００４０】これによりこの角駒２３は、その両側端面
とリンク１０の二又部の内側とが面接触して、図１４の
Ｗに示すリンク１０のＷ方向への移動が規制される。

【００４１】また、図９に示すように、リンク１０の球
面穴１１が球クランク３によって回転される時、リンク
１０にはθ２度の傾きが発生するが、この傾きは第一の
コロ軸１５の穴１７に対して第二のコロ軸１９が回動す
る時、角駒２３も軸部８の周囲を回動して吸収される。

【００４２】このように、規制手段が面接触するため、
長期間の使用に耐え、長期間安定して確実に作動するこ
とができるという効果がある。

【００４３】

【発明の効果】以上のように発明によれば、リンクに作
用する、駆動軸１の軸線に垂直な平面に対して交叉する
方向の振れは、第一の実施形態においては、リンク１０
の下端の二又部に遊嵌された第一のコロ軸１５が、駆動
腕４に固定された第二のコロ軸１９に支持されているの
で、リンク１０の円筒穴１４の内周面と第一のコロ軸１
５の外周面との面接触及び第二のコロ軸１９の外周面と
第一のコロ軸１５の穴との面接触によって確実に規制さ
れ、第二の実施形態においては、リンク１０の下端の穴
５６と角駒体５２の軸５３との面接触及び角駒体５２の
穴５９とピン５５との面接触により規制される。

【００４４】したがって、これらのリンク１０下端の穴
や軸等は精度の高い加工技術を必要としないとともに、
組み付けが容易となり、加工と組み付けとのコストが低
減され経済的に優れるとともに、耐久性にも優れる効果
がある。

【００４５】また、機構全体の質量が小さくなって高速
駆動に適し、縫製作業能率が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の運動伝達機構の側面図
である。

【図２】本発明の第一実施形態の運動伝達機構の平面図
である。

【図３】本発明の第一実施形態の運動伝達機構の分解斜
視図である。

【図４】図１Ａ−Ａの部分断面図である。

【図５】図２Ｂ−Ｂの部分断面図である。

【図６】本発明の第一実施形態のリンク１０下端の拡大
断面図である。

【図７】図６Ｃ−Ｃの断面図である。

【図８】本発明の作用を説明する作用線図である。

【図９】本発明の作用を説明する作用線図である。

【図１０】本発明の第二実施形態の分解斜視図である。

【図１１】本発明の第二実施形態の縦断面図である。

【図１２】本発明の規制手段の第二実施形態の分解斜視
図である。

【図１３】図１２に示すリンク１０下端の拡大断面図で
ある。

【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面図である。

【図１５】第一従来例の側面図である。

【図１６】図１５の右側面図である。

【図１７】第二従来例の側面図である。

【図１８】図１７のＥ−Ｅ断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動軸 ３ 球クランク ４ 揺動腕 ５ 揺動軸 ８ 軸部(規制手段) １０ リンク １５ 第一のコロ軸(連結手段) １８ 溝 １８Ａ 溝 １９ 第二のコロ軸 ２１ ねじ ２３ 角駒(規制手段) ５０ 二又部 ５２ 角駒体(連結手段) ５３ 軸 ５５ ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに直交して配置される駆動軸及び揺動
   軸と、 前記駆動軸に設けられ偏心回転するクランクと、 一端が前記クランクに連結し駆動軸の回転運動を往復運
   動に変換するリンクと、 一端が前記揺動軸に固定される揺動腕と、 前記リンクの他端と前記揺動腕の他端を連結し、前記リ
   ンクの往復運動を前記揺動腕へと伝達して揺動軸を揺動
   させる連結手段とを備えるミシンにおける運動伝達機構
   において、 前記リンクの一端を連結するクランクを球クランクで構
   成し、 前記揺動腕他端を連結手段に対し駆動軸に略平行な軸線
   を中心に回動可能に連結すると共に前記リンク他端を連
   結手段に対し揺動軸に略平行な軸線を中心に回動可能に
   連結することを特徴とするミシンにおける運動伝達機
   構。
2. 【請求項２】前記揺動腕の他端に揺動軸に直交する方向
   の軸部を形成し、 前記連結手段が前記軸部に揺動軸に直交する軸線を中心
   に回動自在に連結し、 前記リンクの他端が前記揺動軸の軸線方向に離間した二
   又状とされそこに連結手段を揺動軸に平行な軸線を中心
   に回動自在に連結することを特徴とする請求項２記載の
   ミシンにおける運動伝達機構。
3. 【請求項３】互いに直交して配置される駆動軸及び揺動
   軸と、 前記駆動軸に設けられ偏心回転するクランクと、 一端が前記クランクに連結し駆動軸の回転運動を往復運
   動に変換するリンクと、 一端が前記揺動軸に固定される揺動腕と、 前記リンクの他端と前記揺動腕の他端を連結し、前記リ
   ンクの往復運動を前記揺動腕へと伝達して揺動軸を揺動
   させる連結手段とを備えるミシンにおける運動伝達機構
   において、 前記リンクの一端を連結するクランクを球クランクで構
   成し、 前記揺動腕他端を連結手段に対し揺動軸に略平行な軸線
   を中心に回動可能に連結すると共に前記リンク他端を連
   結手段に対し駆動軸に略平行な軸線を中心に回動可能に
   連結することを特徴とするミシンにおける運動伝達機
   構。