JPH0775639B2 - ミシンの内かまの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 産業上の利用分野 本発明は、ミシンの内かまに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの全回転かまの内かまおよび外
かまは、ステンレス鋼または鋼鉄などが鍛造加工されて
構成され、内かまに形成された軌条が外かまの軌溝に嵌
り込み、外かまが高速度で回転されて縫い目が形成され
る。したがって内かまの軌条と外かまの軌溝とが摩擦接
触して摩耗しやすく、そのような摩耗が生じるとがたつ
きを生じ、縫い性能が低下し、また騒音が発生する。

【０００３】また内かまの軌条と外かまの軌溝との摩擦
係数が大きいので、上糸が内かままわり止め凹所とそれ
に嵌り込んでいるミシン機体に取付けられている内かま
まわり止め部材との当接面を通り抜けるときに上糸に大
きな張力が作用し、縫い性能が低下し、また糸切れを生
じやすいという大きな問題がある。

【０００４】また先行技術では、上糸または下糸と内か
まなどのミシンの部品との接触時の摩擦係数が大きく、
それらの上糸または下糸に作用する張力が大きくなって
縫い性能が低下するという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改良
されたミシンの部品を提供することである。

【０００６】本発明の他の目的は、内かまの軌条と外か
まの軌溝との摩擦係数を低減し、また摩耗を低減して長
寿命とすることができるようにした内かまの製造方法を
提供することである。

【０００７】本発明の上述の目的およびその他の目的
は、次に述べる本発明の実施例から明らかになるであろ
う。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼鉄製内かま
本体３５に、チタンイオンをぶつけて表面の酸化膜を排
除して洗浄し、アーク放電によるイオンプレーティング
装置３７の真空容器３８内で、第１電源４０ａと、第２
電源４０ｂとを、前記洗浄された内かま本体３５に接続
するとともに、ＴｉＮから成る第１蒸着金属３９ａと、
ＴｉＡｌＮから成る第２蒸着金属３９ｂとにそれぞれ接
続し、第１電源４０ａによってＴｉＮから成る最下層４
５を形成し、第１および第２電源４０ａ，４０ｂの電圧
を徐々に変化させて、その組成がＴｉＮからＴｉＡｌＮ
に変化する中間層４６と、第２電源４０ｂによってＴｉ
ＡｌＮから成る最上層４７とを、この順序で形成し、最
下層４５と中間層４６と最上層４７とから成る複合被覆
層の厚みを２〜５μｍとすることを特徴とするミシンの
内かまの製造方法である。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【作用】本発明に従えば、ミシンの内かまは、その表面
に、ＴｉＮからＴｉＡｌＮに変化した複合被覆層を有
し、こうして硬度を上昇し、摩擦係数を小さくし、した
がって長寿命とすることができ、摩耗が低減することに
よって内かまの軌条と外かまの軌溝とのがたつきを防い
で縫い性能の向上を図り、また騒音を低減することがで
きるようになり、さらに酸化を抑制し、長期間にわたっ
て使用することができるミシンの部品が実現される。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の本縫ミシンの垂直
全回転かまに用いられる内かま１の正面図であり、図２
はその内かま１を外かま２に装着し、後述のボビン１９
（図１３参照）およびボビンケース１８（図１２参照）
を収納した状態を示す斜視図であり、図３はその垂直全
回転かまの縦断面図であり、図４はその内かま１の背面
図である。これらの図面を参照して、外かま２の下軸で
ある回転軸４は水平軸線Ｌ１まわりに矢符５の方向に回
転駆動される。内かま１は基本的には、筒部７と、この
筒部７の外周に形成された軌条８と、筒部７の開放側の
端部に形成された内かままわり止め凹所９を有するフラ
ンジ部１０と、筒部７の他端部に形成された底部１１と
を有する。軌条８は、内かままわり止め凹所９に関して
外かま２の回転方向５の下流側に糸掛け部１２が形成さ
れ、上流側に糸抜け部１３が形成される。内かま１の底
面１１には、スタッド１７が立設され、このスタッド１
７はボビン１９の中央孔２８を挿通し、そのスタッド１
７の先端部の切欠き２９は、操作レバー３０によって軸
線Ｌ１に垂直方向に変位する係止片３１に係止してボビ
ンケース１８の抜け止めが達成される。レバー３０はピ
ン３２によって角変位可能にボビンケース１８に設けら
れ、このピン３２の軸線は前記軸線Ｌ１に垂直である。
ボビン１９には下糸が巻回される。内かままわり止め凹
所９には、本縫ミシンの機体に固定されたまわり止め部
材３３の突起３４が嵌り込み、外かま２の回転中におけ
る内かま１の回転を阻止する。

【００１３】内かま１の筒部７に形成された軌条８は、
外かま２の外周面に形成された軌溝３４に嵌り込む。

【００１４】針１４は、昇降往復駆動され、上糸１５は
針１４に挿通される。内かま１には針落ち穴１６が形成
されている。参照符３５は上糸ループを捉える剣先であ
る。

【００１５】図６は内かま１の一部の拡大断面図であ
る。この内かま１は、鋼鉄の材料から成り、かつ鍛造さ
れて形成された内かま本体３５の表面に被覆層３６が形
成されて構成される。被覆層３６の厚みｄ１は、たとえ
ば２〜５μｍである。被覆層３６はＴｉＡｌＮから成
り、この材料はＴｉＮよりも硬度が高く、耐摩耗性に優
れる。この被覆層３６は、ダークバイオレットの色を有
している。この被覆層３６は、８４０℃まで酸化が起こ
らない。耐酸化性が高いことは、ミシンの部品において
重要なことである。たとえば軌条８と軌溝３４との接触
面の温度が、外かま２の高速度回転によって上昇したと
き、機械的摩耗に加えて化学反応による摩耗の度合いが
強くなることを抑制する。したがって被覆層３６は前述
のようにＴｉＡｌＮ製とすることによって、ミシンの外
かま２の高速回転時における安定した縫い性能が達成さ
れる。

【００１６】被覆層３６を母材である内かま本体３５に
付着するにあたり、その密着度を向上する必要がある。
そこで本発明では、被覆層３６をコーティングする際に
密着力を高めるために、チタンイオンをコーティング前
の母材である内かま本体３５にぶつけ、したがってその
内かま本体３５の表面の酸化膜などを排除し、これによ
って被覆層３６の付着強度を向上する。

【００１７】次に、このようにチタンイオンをぶつけて
洗浄された内かま本体３５に、図７に示されるアーク放
電によるイオンプレーティング装置３７によって被覆層
３６を形成する。この装置３７において内かま本体３５
が接続されている真空容器３８と蒸着金属（ＴｉＡｌ
Ｎ）３９との間に電源４０によって電圧を加えて蒸着金
属３９ａ，３９ｂにアーク放電を発生させる。このアー
ク放電によって金属は蒸発し、さらに放電中の電子など
との衝突によってイオン化し、真空容器３８に接続され
ている内かま本体３５に付着する。このようなアーク蒸
着では、金属は固体から直接気化する。したがって合金
であれば、合金のままで蒸着する。このようなイオンプ
レーティングの手法によれば、電子ビームを使って金属
を蒸着させる方法に比べて、合金ＴｉＡｌＮの融点が違
う物質に依存して、成分が偏った被覆層３６が形成され
てしまうことを防ぐことができ、しかも複雑な表面形状
を有する内かま本体３５の全表面に均一な膜厚ｄ１を有
する被覆層３６を形成することができる。本件発明者の
実験によれば、被覆層３６を形成しない内かま本体３５
だけの垂直全回転かまの特性は図８の参照符４１で示さ
れるとおりであり、その内かま本体３５にＴｉＮの被覆
層をコーティングしたときの特性は参照符４２で示され
るとおりであったけれども、本発明に従いＴｉＡｌＮ被
覆層３６を有する内かまによれば、図８の特性４３が得
られ、これによって耐摩耗性がきわめて優れていること
が確認された。

【００１８】ＴｉＡｌＮ被覆層３６のビッカース硬さＨ
ｖは２７００〜３０００であり、耐酸化性および耐摩耗
性がきわめて高いことが確認された。このような物理蒸
着（略称ＰＶＤ）コーティングの手法によって、安定し
た被覆層３６のコーティングが可能となる。このような
被覆層３６は、ワインレッドとすることもまた可能であ
る。

【００１９】図９は本発明の一実施例の内かま１の表面
付近の拡大断面図である。この実施例では、前述と同様
な内かま本体３６の表面に形成される被覆層４４は、３
層から成り、前述の厚みｄ１とほぼ同一の値であり、母
材である内かま本体３５と密着性が大きいＴｉＮ層４５
と、高い硬度を持つ層４６と、耐酸化性および高い硬度
を有する層ＴｉＡｌＮの層４７とがこの順序で重ねて形
成されて複合膜が形成される。中間の層４６は、ＴｉＮ
層４５とＴｉＡｌＮ層４７との中間の組成を有し、その
組成が層４５から４７にわたって傾斜化されており、こ
れによって熱応力による歪みによって被覆層４４が剥離
することが防がれ、また高い密着強度を達成し、さらに
最上部の層４７の結晶が微細化して表面がきわめて平滑
となり、上述のようにクラックが生じにくく、そのクラ
ック伝播が最小に抑えられる。このような３つの層４
５，４６，４７を形成するには、前述の図７に示される
装置３７を用い、蒸着金属３９ａとしてＴｉＮを用い、
またもう１つの蒸着金属３９ｂとしてＴｉＡｌＮを用
い、被覆層４４の形成初期には、電源４０ａによってＴ
ｉＮ蒸着金属３９ａを用いて層４５を形成し、その後電
源４０ａ，４０ｂを用い、ＴｉＡｌＮの蒸着金属３９ｂ
をも蒸着させ、その電源４０ａ，４０ｂの電源電圧を徐
々に変化させ、中間層４６の組成がＴｉＮからＴｉＡｌ
Ｎに変化するように、電源電圧を変化させ、最後の層４
７を形成する際には、電源４０ａを遮断し、電源４０ｂ
のみによってＴｉＡｌＮ蒸着金属層３９ｂによる層４７
を形成する。このようにして単一の装置３７を用いて、
複合膜の被覆層４４を形成することができる。蒸着金属
３９ａ，３９ｂを総括的に参照符３９で表し、また直流
電源４０ａ，４０ｂを総括的に参照符４０で表し、これ
らの電源４０の出力電圧は、可変とする。この実施例で
は蒸着金属３９は、ＴｉＡｌＮである。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】本発明のＴｉＡｌＮから成る合計３層の被
覆層をミシンの部品の表面に形成することによって、
（ａ）表面がダークバイオレットまたはワインレッドな
どの色とし、その美感を向上することができる。

【００２９】（ｂ）その表面のビッカース硬度Ｈｖを２
０００以上、特に２２００〜３０００にすることができ
る。それによって摩耗を抑制し、がたつきを防ぎ、長寿
命とし、がたつきによる騒音を抑制することができる。

【００３０】（ｃ）さらに摩擦係数が小さいので、外か
まを円滑に、回転駆動することができる。

【００３１】（ｄ）さらに前述のように摩擦係数が少な
いことによって内かまのまわり止め凹所とそのまわり止
め凹所に嵌り込む内かままわり止め部材との間の圧力を
小さくし、上糸が通り抜けるときにおける上糸に作用す
る張力を低減し、これによって縫い品質を向上すること
ができる。

【００３２】（ｅ）さらに摩擦係数が少ないことによっ
て、上糸および下糸との摩擦接触による滑りがよくな
り、上糸および下糸に作用する張力を低減することがで
きる。

【００３３】（ｆ）耐熱性が向上され、また耐酸化性が
向上される。このことによってもまた本発明のミシンの
部品を長期間にわたって高い品質で使用することができ
るという優れた効果が達成される。

【００３４】（ｇ）さらに優れた高い振動減衰率を有し
ており、振動などの発生を抑制することができ、このこ
とによってもまた縫い品質の向上を図ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、内かまの
表面の硬度が向上され、また摩擦係数が低減され、こう
して内かまの軌条と外かまの軌溝との摩擦力が低減され
て上糸および下糸に作用する張力を低減し縫い性能を向
上することができ、またがたつきを防いで縫い性能を向
上しかつ騒音の発生を抑制することができるようにな
る。また被覆層によって酸化することが防がれ、長寿命
とすることができ、長期間にわたって高い縫い性能を維
持することができるようになる。

【００３６】さらに上糸または下糸と前記被覆層との摩
擦係数が低減され、円滑に縫い動作を行うことができ、
上糸および下糸の張力が不所望に高くなることを防ぎ、
このことによってもまた縫い性能を向上することができ
る。また上糸または下糸が切断されてしまうという事故
を防ぎ、このことによってもまた縫い性能を向上するこ
とができるようになる。特に本発明では、ミシンの内か
まを、鋼鉄製内かま本体３５の表面に、最下層４５とし
てＴｉＮを形成し、中間層４６として組成がＴｉＮから
成りＴｉＡｌＮに徐々に変化するように形成し、最上層
４７をＴｉＡｌＮによって形成し、これらの各組成は、
第１電源４０ａと第２電源４０ｂとの動作およびその電
圧の変化によって形成することができ、生産性が優れて
いるという効果がある。さらに本発明によれば、内かま
の表面を、このように最下層４５と中間層４６と最上層
４７とから成る複合被覆層とし、その厚みを２〜５μｍ
とすることによって、糸との摩擦係数を小さくし、糸が
円滑に移動し、縫い性能を向上することができるのであ
る。さらにまた本発明によれば、内かま本体を、既存の
ミシンに取付けることによって、既存のミシンの縫い性
能を容易に向上することが可能となるという優れた効果
もまた、達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の内かま１の正面図である。

【図２】内かま１と外かま２などを備える垂直全回転か
まの斜視図である。

【図３】図１および図２に示される垂直全回転かまの縦
断面図である。

【図４】内かま１の斜視図である。

【図５】内かま１の背面図である。

【図６】内かま１の一部を拡大して示す断面図である。

【図７】被覆層３６を形成するためのイオンプレーティ
ングを行う装置３７の簡略化した図である。

【図８】本発明による被覆層３６の特性を示すグラフで
ある。

【図９】本発明の一実施例の内かま１の表面付近の拡大
断面図である。

【符号の説明】

１ 内かま ２ 外かま ３ ボビンケース ４ 下軸 ５ 外かま２の回転方向 ８ 軌条 ９ 内かま回り止め凹所 ３５ 内かま本体 ３６，４４ 被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−262180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−262181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−118879（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−95580（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253558（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−133584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−4056（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−47849（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−149176（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−15969（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼鉄製内かま本体３５に、チタンイオン
   をぶつけて表面の酸化膜を排除して洗浄し、 アーク放電によるイオンプレーティング装置３７の真空
   容器３８内で、第１電源４０ａと、第２電源４０ｂと
   を、前記洗浄された内かま本体３５に接続するととも
   に、ＴｉＮから成る第１蒸着金属３９ａと、ＴｉＡｌＮ
   から成る第２蒸着金属３９ｂとにそれぞれ接続し、 第１電源４０ａによってＴｉＮから成る最下層４５を形
   成し、 第１および第２電源４０ａ，４０ｂの電圧を徐々に変化
   させて、その組成がＴｉＮからＴｉＡｌＮに変化する中
   間層４６と、 第２電源４０ｂによってＴｉＡｌＮから成る最上層４７
   とを、この順序で形成し、 最下層４５と中間層４６と最上層４７とから成る複合被
   覆層の厚みを２〜５μｍとすることを特徴とするミシン
   の内かまの製造方法。