JPH07313778A - ミシンの上軸機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミシンフレームで発生する振動及び騒音を低
減することができるミシンの上軸機構を提供することで
ある。 【構成】 上軸機構で発生する慣性力の垂直方向成分、
水平方向成分の最大値をＦ_V、Ｆ_Hとし、アーム３０ａの
上下方向と前後方向の剛性をＳ_V／Ｓ_Hとすると、 Ｆ_V／Ｆ_H＝Ｓ_V／Ｓ_H となるように重錘１６の取付角度、質量が設定されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの上軸機構に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のミシンは、一般に、図５に示すよ
うな針棒機構、天秤機構等の往復、揺動運動を行う機構
を有している。詳細には、後述する針棒２８、及びその
他を駆動する駆動源としての、少なくとも１つのモータ
１０を有しており、そのモータ１０の駆動軸と後述する
上軸プーリ１４と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
右端部に固定されており、前記タイミングベルト１２よ
り伝達される駆動力によって、前記上軸１６と共に回動
し得るようになっている。

【０００３】さらには、前記上軸１６は、図２に示すフ
レーム３０のアーム３０ａに対し、図示しない少なくと
も二箇所の軸受けに水平軸線の周りに回動自在に支持さ
れており、その上軸１６の左端部には天秤クランク１８
が固定され、さらに、その天秤クランク１８には天秤２
０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２２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】そして、前記構成によれば、前記モータ１
０の回転は、タイミングベルト１２、上軸プーリ１４、
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２
８へと伝達され、これによって、針棒２８は垂直方向に
往復運動するようになっている。さらに、上軸１６の回
転は、天秤クランク１８を介して天秤２０へと伝達さ
れ、天秤２０が往復、揺動運動するようになっている。

【０００５】前記機構の往復、揺動運動から生じる慣性
力は、上軸１６の軸受を介してフレーム３０を加振する
加振力となり、ミシンに振動及び騒音を発生させる。そ
れに対して、従来のミシンでは、天秤クランク１８に前
記慣性力に見合った不つりあい量を持たせ、偏心おもり
として作用させることにより、慣性力をつり合わせてい
た。しかしながら、往復、揺動運動による慣性力を偏心
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、針棒２８の大きな垂直方向の慣性力をある程
度低減することはできるものの、かえってミシンの前後
方向に慣性力を発生させてしまっていた。今、ここに、
針棒２８の慣性力のつり合わせの例を取り上げ、図３及
び図４を用いてこれを説明する。

【０００６】上軸一回転中の針棒２８の往復運動による
慣性力のベクトル軌跡は図３（ａ）のようになり、これ
に対し偏心おもりを上軸に取り付けることによる慣性力
の変化は図３（ｂ）のようになる。針棒２８の往復質量
に相当する偏心質量を取り付ければ、図４（ａ）のよう
に垂直方向の慣性力を小さくすることができるが、逆に
前後方向の慣性力が大きく残る。また、取り付ける偏心
質量が小さければ、図４（ｂ）のように、垂直方向の慣
性力は図３（ａ）と比べてあまり小さくならない。この
ため、従来のミシンでは、図４（ｃ）のように、垂直方
向の慣性力と水平方向の慣性力とが同程度になるように
偏心質量を設定していた。これにより、針棒２８の垂直
方向の慣性力はおよそ半減させることができるが、水平
方向の慣性力もほぼ同程度残っていた。

【０００７】実際には、天秤機構の往復揺動運動による
慣性力も含めた状態でのつり合わせを行うので、より複
雑であるが、偏心おもりによって完全につり合わせるこ
とができないのは同様である。従来のミシンでは、これ
ら針棒機構、天秤機構、偏心おもりの全ての慣性力の総
和が、垂直方向と水平方向とで同程度になるように偏心
おもりを設定し、ミシンフレーム３０を加振する加振力
の最大値が小さくなるようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】処が、ミシンフレーム
３０は、図２に示すように、アーム３０ａとベッド３０
ｂとから構成されており、アーム３０ａが上下あるいは
前後に振動しやすい構造になっている。ミシンで発生す
る騒音は、前記針棒機構、天秤機構等による慣性力が上
軸機構を支承する軸受を介してアーム３０ａを加振し、
アーム３０ａが上下あるいは前後に振動することによっ
て発生するものが比較的大きく、特に工業用ミシンのよ
うに使用回転数が高速な場合にはこの影響が非常に大き
くなる。しかしながら、上述のように、従来のミシンで
は、上軸機構によって発生する慣性力を垂直方向と水平
方向とで同程度になるように設定していた。ミシンアー
ム３０ａは、必ずしもその剛性が上下方向と前後方向と
で同程度になっているわけではなく、その形状等によ
り、どちらかの方向に高剛性になっているのが普通であ
る。従って、同程度の加振力が与えられた場合には、剛
性の低い方向で大きな振動が発生し、また騒音も大きく
なっていた。

【０００９】本発明は上述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上下方
向と前後方向の剛性比に応じて、上軸機構で発生する慣
性力を垂直方向と水平方向に配分することにより、ミシ
ンフレームで発生する振動及び騒音を低減できるミシン
の上軸機構を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のミシンの上軸機構は、ミシンフレームのア
ームに回転可能に支持され、かつ一端部にクランクを有
するミシンの上軸機構において、前記上軸機構で発生す
る慣性力の垂直方向成分と水平方向成分との比率を、前
記アームの上下方向と前後方向との剛性比に略等しくな
るように、前記クランクの質量もしくは取付角を設定し
たものである。

【００１１】また、前記クランクに、重錘を着脱可能も
しくは配置変更可能に取着してもよい。

【００１２】さらに、前記重錘を、前記クランクに対し
てその軸線の周りに一定範囲内で配置変更可能に支持
し、その配置調節した位置に固定手段によって固定でき
るようにしてもよい。

【００１３】

【作用】前記の構成を有する本発明のミシンの上軸機構
によれば、ミシンの起動により、上軸をクランクと共に
回転させた場合、アームの上下方向と前後方向の変形量
が同程度になるので、アームで発生する騒音も上下方向
と前後方向とで同程度となり、全体として振動、騒音が
低減される。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例を図面
を参照して説明する。

【００１５】図１は、針棒機構、天秤機構及び偏心おも
りで構成された上軸機構を示したものである。針棒機
構、天秤機構の構造及び動作は、従来のミシンと同じで
あるので、その詳細な説明を省略する。

【００１６】上軸１６の一端部に固定された天秤クラン
ク１８は、それ自体で偏心おもりとして作用するが、こ
れには、さらに、重錘１９が取り付けられている。前記
重錘１９は、これに設けられた一対の円弧状の調節孔１
９ａと、その各調節孔１９ａに嵌入して天秤クランク１
８に螺合される固定ねじ２１とによって、主軸１６の軸
線を中心とする一定範囲内で配置変更可能とされる。そ
の重錘１９を配置調節する場合は、前記各固定ねじ２１
を緩めて重錘１９を適当な位置に配置変更した後、前記
各固定ねじ２１を締め付ければよい。なお、前記各固定
ねじ２１は固定手段を構成するものである。

【００１７】図２において、アーム３０ａの上下方向、
前後方向の剛性をそれぞれＳ_V,Ｓ_Hとし、図１に示した
上軸機構が発生する慣性力の垂直方向成分、水平方向成
分の最大値をそれぞれＦ_V,Ｆ_Hとすると、アーム３０ａ
の上下方向、前後方向の最大変位Ｘ_V,Ｘ_Hは、それぞ
れ、 Ｘ_V＝Ｆ_V／Ｓ_V Ｘ_H＝Ｆ_H／Ｓ_H で表される。ここで、 Ｆ_V／Ｆ_H＝Ｓ_V／Ｓ_H となるように、重錘１９の取付角度を調節設定するか、
あるいは、適切な重量を有する他の重錘１９と交換する
ことにより、 Ｘ_V＝Ｘ_H となり、アーム３０ａの上下方向と前後方向の変位が等
しくなる。

【００１８】その結果、アーム３０ａで発生する騒音も
上下方向と前後方向とで同程度となり、全体として振
動、騒音が低減される。

【００１９】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、前記実施例に
おいては、取り付け角度変更可能な重錘１９を設けるこ
とによって、上軸機構が発生する慣性力の垂直方向成分
と水平方向成分との比率を容易に変えられるようにして
いるが、予めアーム３０ａの剛性を実験あるいは数値解
析等により求めておき、それに合うように天秤クランク
の形状を設計してもよい。或は逆に、上軸機構が発生す
る慣性力を予め求めておいて、その鉛直方向成分と水平
方向成分との比率に合わせて、アーム３０ａの剛性の上
下方向、前後方向の比率を設定して、アーム３０ａの形
状、材質等を決めてもよい。また、前記実施例では１本
針ミシンの場合について詳述したが、２本針ミシンの場
合にも本発を適用することが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンの上軸機構によれば、ミシンフレームで発
生す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】針棒機構、天秤機構及び偏心おもりで構成され
た上軸機構の側面図である。

【図２】ミシンフレームを示す図である。

【図３】重錘の質量を種々変えたときの上軸機構で発生
する慣性力を示す図である。

【図４】重錘の質量を種々変えたときの上軸機構で発生
する慣性力を示す図である。

【図５】従来の天秤機構及び針棒機構の側面図であ。

【符号の説明】

１６ 上軸 １８ 天秤クランク １９ 重錘 ３０ ミシンフレーム ３０ａ アーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミシンフレームのアームに回転可能に支
   持され、かつ一端部にクランクを有するミシンの上軸機
   構において、 前記上軸機構で発生する慣性力の垂直方向成分と水平方
   向成分との比率を、前記アームの上下方向と前後方向と
   の剛性比に略等しくなるように、前記クランクの質量も
   しくは取付角を設定したことを特徴とするミシンの上軸
   機構。
2. 【請求項２】 前記クランクに、重錘を着脱可能もしく
   は配置変更可能に取着したことを特徴とする請求項１に
   記載のミシンの上軸機構。
3. 【請求項３】 前記重錘を、前記クランクに対してその
   軸線の周りに一定範囲内で配置変更可能に支持し、その
   配置調節した位置に固定手段によって固定できるように
   したことを特徴とする請求項２に記載のミシンの上軸機
   構。