JPH07227489A - ミシンの振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミシンフレームのアームの振動及び騒音を充
分に低減することができるミシンの振動防止装置を提供
することである。 【構成】 ミシンフレーム３０のアーム３０ａの先端部
分には、動吸振手器６０が設けられる。その動吸振器６
０は、コイルの軸線が上下方向のコイルばね６０ｂと、
一定の重量を有する重錘６０ａとによって構成される。
前記コイルばね６０ｂは、その上側一端部が前記アーム
３０ａの内側に支持され、かつその下側他端部に前記重
錘６０ａをぶら下げた状態で連結している。従って、そ
の動吸振器６０に振動等が与えられれば、コイルばね６
０ｂが上下方向に撓みつつ重錘６０ａが上下方向に変動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの運転に伴って
ミシンフレームの特にアームに発生する振動を減衰する
ようにしたミシンの振動防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に見受けられるミシンは、図
６に示すように、針棒２８や天秤２０等の往復運動ある
いは揺動運動する機構を有している。そして、前記針棒
２８及びその他の機構を駆動する駆動源としての少なく
とも１つのモータ１０を有している。そのモータ１０の
駆動軸と上軸プーリ１４の間にはタイミングベルト１２
が張架されている。また、前記上軸プーリ１４は、上軸
１６の右端に固定されており、前記タイミングベルト１
２によって伝達される駆動力により、前記上軸１６と共
に回動し得るようになっている。

【０００３】さらに、前記上軸１６は、図７に示すフレ
ーム３０に回動自在に取り付けられている。そして、そ
の上軸１６の左端部には、図６に示されるように、天秤
クランク１８が固定され、その天秤クランク１８には、
前記天秤２０の一端部が回動可能に取り付けられてい
る。また、前記天秤クランク１８には、針棒クランク２
２が固定されており、その針棒クランク２２には、コネ
クティングロッド２４の一端部が回動可能に取り付けら
れている。また、前記コネクティングロッド２４の他端
部には、針棒抱き２６が回動自在に取り付けられてお
り、その針棒抱き２６には、針棒２８が固定されてい
る。

【０００４】以上の構成において、前記モータ１０を起
動すると、その動力は、伝動ベルト１２、上軸プーリ１
４、上軸１６、天秤クランク１８、針棒クランク２２、
コネクティングロッド２４及び針棒抱き２６を介して針
棒２８へと伝達され、これによって、その針棒２８は上
下方向に往復運動する。さらに、前記上軸１６の回転
は、前記天秤クランク１８を介して天秤２０に伝達さ
れ、その天秤２０が上下方向に往復揺動運動する。

【０００５】前記各機構の往復、揺動運動による慣性力
は、前記上軸１６の軸受を介してミシンフレーム３０を
加振する加振力となり、そのミシンフレーム３０のアー
ム３０ａにおいて振動及び騒音が発生していた。

【０００６】その振動及び騒音を低減するために、従来
のミシンにおいて、前記天秤クランク１８に前記慣性力
に見合った不つり合い量を持たせ、偏心おもりとして作
用させることにより、前記慣性力をつり合わせるように
したものが見受けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、往復、
揺動運動による前記慣性力を前記偏心おもりによって完
全につり合わせることは理論的に不可能であり、ミシン
を高速で運転する場合には、前記上軸１６に大きな加振
力が発生していた。また、前記ミシンフレーム３０は図
７に示すような構造に製作されており、その構造上、ア
ーム３０ａが上下あるいは前後方向に振動するモードの
共振が比較的低い周波数に固有値を持っているので、例
えば、工業用ミシンのように使用回転数範囲が広い場
合、一般に、共振を避けることは困難である。このた
め、従来のミシンでは、高速で運転した場合に、前記ア
ーム３０ａに共振が発生し、振動及び騒音が大きくなっ
て、使用者に不快感を与えていた。

【０００８】本発明は前記した問題点を解決するために
なされたものであり、ミシンフレームのアームの振動及
び騒音を充分に低減することができるミシンの振動防止
装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のミシンの振動防止装置は、ミシンフレーム
のアームの先端部分に、そのアームの固有振動数とほぼ
同等の固有振動数を有する動吸振手段を備えている。

【００１０】そして、前記動吸振手段を、少なくとも上
下の方向に弾性的に変位可能な弾性体と、その弾性体に
連結された重錘とによって構成することができる。

【００１１】また、前記弾性体を、コイルの軸線が上下
方向のコイルばねによって構成し、そのコイルばねの上
下いずれか一端部を前記アームに支持すると共に、他端
部を前記重錘に連結した構成としてもよい。

【００１２】さらに、前記弾性体を、基端部が前記アー
ムに支持され、かつ先端部がほぼ水平に突出すると共
に、その突出方向と直交する方向に弾性的に変位可能な
弾性梁によって構成し、その弾性梁の先端部に前記重錘
を連結した構成としてもよいものである。

【００１３】

【作用】前記の構成を有する本発明のミシンの振動防止
装置によれば、ミシンをアームの固有振動数に近い回転
数で稼働した場合に、アームの固有振動数とほぼ同等の
固有振動数を持った動吸振手段が、アームの上下、前後
等の方向の共振を減衰する。これによって、アームの振
動が大幅に低減され、その結果、アームから放射される
騒音も低減される。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明を具体化した実施例を図面を
参照して説明する。

【００１５】先ず、本発明を具体化した第１の実施例を
図１乃至図４について説明する。

【００１６】図１において、ミシンのアーム３０ａに
は、針棒機構、天秤機構及びそれらを駆動する上軸１６
等が設けられている。上軸１６は、左右一対の軸受４４
によって回転可能に支持され、その一端のプーリ１４に
掛け渡されたタイミングベルト１２を介してモータ１０
により回転駆動されるようになっている。前記上軸１６
の回転は、コネクティングロッド４６を介して下軸４８
に伝達され、中釜５０が駆動されるようになっている。
下軸４８、中釜５０等は、下側のベッド３０ｂの内部に
設けられている。アーム３０ａとベッド３０ｂとでミシ
ンフレーム３０を構成している。

【００１７】前記アーム３０ａの先端部分には、動吸振
手段としての動吸振器６０が設けられる。その動吸振器
６０は、コイルの軸線が上下方向のコイルばね（弾性
体）６０ｂと、一定の重量を有する重錘６０ａとによっ
て構成される。前記コイルばね６０ｂは、その上側一端
部が前記アーム３０ａの内側に支持され、かつその下側
他端部に前記重錘６０ａをぶら下げた状態で連結してい
る。従って、その動吸振器６０に振動等が与えられれ
ば、コイルばね６０ｂが上下方向に撓みつつ重錘６０ａ
が上下方向に変動する。また、重錘６０ａの質量をＭ、
コイルばね６０ｂのばね定数をＫ、アーム３０ａの上下
方向の曲げの共振周波数をＰａとすると、

【００１８】

【数１】

【００１９】となるように、ＫとＭの値が設定されてい
る。

【００２０】前記動吸振器６０がない場合、上軸１６の
回転周波数あるいは回転周波数の整数倍がアーム３０ａ
の上下方向の共振周波数Ｐａに近いと、アーム３０ａに
は共振が発生し、アーム先端部は大きく振動する。前記
動吸振器６０が取り付けられた本実施例のミシンでは、
アーム３０ａの上下方向の共振は動吸振器６０に吸収さ
れ、アーム３０ａの上下方向の共振周波数Ｐａではアー
ム３０ａの振動は小さくなり、騒音も低減される。

【００２１】ここで、動吸振器の原理を図３及び図４を
用いて説明する。図３に示すように、強制力を受けて振
動する主系（ｍ₁,ｋ₁,ｃ₁）に動吸振器となる別の系
（ｍ₂,ｋ₂,ｃ₂）を付加した場合の運動方程式は、次式
で表される。

【００２２】

【数２】

【００２３】

【数３】

【００２４】この連立方程式の解はそれぞれ次のように
なる。

【００２５】

【数４】

【００２６】

【数５】

【００２７】ただし、

【００２８】

【数６】

【００２９】

【数７】

【００３０】

【数８】

【００３１】

【数９】

【００３２】

【数１０】

【００３３】

【数１１】

【００３４】

【数１２】

【００３５】

【数１３】

【００３６】

【数１４】

【００３７】

【数１５】

【００３８】

【数１６】

【００３９】

【数１７】

【００４０】また、ωは主系ｍ₁に作用する加振力の振
動数である。主系ｍ₁の振幅に着目し、ｍ＝１／２０，
β＝１.０，ｈ₁＝０.０２とし、ｈ₂をパラメータとして
Ｘ₁を計算すると、図４のようになる。質量比が主系の
１／２０の動吸振器でも、両者の連成により、主系の共
振領域における振幅が著しく小さくなる。動吸振器はこ
の原理を利用したものである。

【００４１】図２は、ミシンの回転数とアーム３０ａの
先端の上下方向の振動加速度との関係を示したものであ
る。動吸振器６０がない場合には、ミシンの使用回転数
の上限に近いところで大きな共振が発生する。動吸振器
６０を取り付けた場合には、共振ピークが小さくなり、
周波数も低くなる。

【００４２】ところで、図４に示したように、動吸振器
６０を取り付けた場合には、共振周波数Ｐａの両側にピ
ークを持ち、共振が全くなくなってしまうわけではな
い。従って、図２に示したような、使用回転数の上限に
近いところに共振周波数を持つような場合に、本発明は
非常に効果的に作用するのであるが、そうでなくても、
動吸振器６０に適当な減衰を付加することによって、二
つのピークを抑えることは比較的容易である。

【００４３】なお、本実施例の動吸振器６０は、コイル
ばね６０ｂの上端部をアーム３０ａに支持して、その下
端部に重錘６０ａを連結したが、そのコイルばね６０ｂ
の下端部をアーム３０ａに支持すると共に、その上端部
に前記重錘６０ａを連結支持するようにしてもよい。こ
の場合も、前記と同様の作用効果が得られる。

【００４４】以下に、本発明を具体化した第２の実施例
を図５について説明する。

【００４５】本実施例では、アーム３０ａの先端部の内
側に、球状の重錘７０ａと弾性梁７０ｂとからなる動吸
振手段としての動吸振器７０が取り付けられている。前
記弾性梁７０ｂは、その基端部がアーム３０ａの内側に
固定されると共に、その先端部がほぼ水平に左方に突出
され、その先端部に前記重錘７０ａが固定される。その
重錘７０ａが固定された前記弾性梁７０ｂの先端部はそ
の突出方向と直交する方向に弾性的に変位可能とされ
る。その動吸振器７０の上下前後それぞれの方向の固有
振動数は、アーム３０ａのそれぞれの方向の固有振動数
に近い値となるように、弾性梁７０ｂのばね定数が設定
されている。これによって、アーム３０ａの上下方向だ
けではなく、前後方向の共振に対しても振動低減効果を
得ることができる。

【００４６】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種
々の変更を加えることができる。例えば前記各実施例に
おいては、上下前後の並進振動の場合について詳述した
が、アームのねじれ振動の場合にも本発明は適用可能で
ある。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンの振動防止装置によれば、ミシンフレーム
のアームに生ずる振動及びその振動に基づく騒音を充分
に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のミシンの概略図であ
る。

【図２】ミシンの回転数とアーム先端の上下方向の加速
度レベルとの関係を示したグラフである。

【図３】動吸振器の構成を示すモデル図である。

【図４】動吸振器の効果を示すグラフである。

【図５】本発明の第２の実施例のミシンの概略図であ
る。

【図６】従来のミシンの針棒機構や天秤機構等を示す機
構図である。

【図７】従来のミシンフレームを示す図である。

【符号の説明】

３０ ミシンフレーム ３０ａ アーム ６０ 動吸振器 ６０ａ 重錘 ６０ｂ コイルばね ７０ 動吸振器 ７０ａ 重錘 ７０ｂ 弾性梁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミシンフレームのアームの先端部分に、
   そのアームの固有振動数とほぼ同等の固有振動数を有す
   る動吸振手段を備えたことを特徴とするミシンの振動防
   止装置。
2. 【請求項２】 前記動吸振手段を、少なくとも上下の方
   向に弾性的に変位可能な弾性体と、その弾性体に連結さ
   れた重錘とによって構成したことを特徴とする請求項１
   に記載のミシンの振動防止装置。
3. 【請求項３】 前記弾性体を、コイルの軸線が上下方向
   のコイルばねによって構成し、そのコイルばねの上下い
   ずれか一端部を前記アームに支持すると共に、他端部を
   前記重錘に連結したことを特徴とする請求項２に記載の
   ミシンの振動防止装置。
4. 【請求項４】 前記弾性体を、基端部が前記アームに支
   持され、かつ先端部がほぼ水平に突出すると共に、その
   突出方向と直交する方向に弾性的に変位可能な弾性梁に
   よって構成し、その弾性梁の先端部に前記重錘を連結し
   たことを特徴とする請求項２に記載のミシンの振動防止
   装置。