JPH08299651A

JPH08299651A - ミシンの振動防止装置

Info

Publication number: JPH08299651A
Application number: JP11188695A
Authority: JP
Inventors: Takao Momotome; 孝雄百留
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】上軸の回転に同期して回転する下軸に偏心重
りを備えることによって、ミシン全体の振動を低減する
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】上軸７０が回転すると、天秤クランク６５が
一体的に回転して針棒５０が上下に往復運動する一方、
前記上軸７０に同期して下軸７５も回転し、釜及び送り
部材が運動して所定の縫製がなされる。このとき、前記
下軸７５に備えられた偏心重り７７が前記上軸７０の回
転に基づいて前記天秤クランク６５と略同位相で回転す
るので、前記針棒５０の運動によって発生する振動を低
減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、針棒の上下の往復運動
に伴って発生する振動を低減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、ミシンの上軸機構は、図６に示さ
れるように、主に、針棒５０、針棒抱き５２、針棒クラ
ンクロッド５４及び針棒クランク５６からなる針棒機構
と、天秤６０、天秤支え６２及び天秤クランク６５から
なる天秤機構とからなり、針棒５０の鉛直方向の運動に
伴って発生する慣性力を打ち消すために、上軸７０の軸
心から偏心したところに重心が位置する天秤クランク６
５の遠心力を利用したものが知られている。天秤クラン
ク６５と針棒クランク５６の合成重心Ｇ₁は上軸７０の
軸心Ｃ₀から偏心しており、針棒５０が最上点に位置す
るとき天秤クランク６５と針棒クランク５６の合成重心
Ｇ₁が軸心Ｃ₀の真下に位置するように定められている。

【０００３】図７を参照して従来のミシンの上軸機構に
作用する力関係を説明する。Ｇ₀は針棒５０と針棒抱き
５２と針棒クランクロッド５４との合成重心、Ｇ₁は天
秤クランク６５と針棒クランク５６との合成重心であ
り、針棒等の総和質量をＭ₀、天秤クランク６５と針棒
クランク５６との合計質量をＭ₁、針棒クランク５６の
針棒クランクロッド５４を支持する点から上軸７０の軸
心Ｃ₀までの距離をＲ₀、針棒クランクロッド５４の支持
点間の距離をＬ₀、クランク比をλ（＝Ｒ₀／Ｌ₀）、上
軸７０の軸心Ｃ₀とＧ₁との距離をＲ₁とする。

【０００４】以上の構成を有するミシンの上軸７０が回
転角速度ω₁で回転した場合に、ミシンフレームに作用
する水平方向及び鉛直方向の加振力（ミシン本体に作用
し振動を引き起こす力）Ｆ_x、Ｆ_yは次式で表わされる。

【０００５】

【数１】

【０００６】

【数２】

【０００７】ここで、θ₁は針棒最上点からの上軸の回
転角である。上式からもわかるように、針棒５０が最上
点あるいは最下点にあるときにはＭ₁の遠心力は鉛直方
向のみに働き、針棒５０の慣性力を打ち消すが、針棒５
０が最上点と最下点の途中にあるときには水平方向にも
働く。このため、加振力の鉛直方向及び水平方向の成分
が最小になるように天秤クランク６５の偏心質量を決め
たとしても、その力は十分に小さくならない。

【０００８】また、ミシン本体に作用する加振力を低減
して振動を防止する機構として、図８に示すように、実
開昭６０−１９２７７４号公報に記載の振動防止機構が
知られている。この振動防止機構においては、上軸７０
の上方にはバランサ軸９０がフレーム７２に回転自在に
支持されている。この上軸７０が回転することにより相
互に噛み合った同一歯数の歯車９２ａ、９２ｂを介して
バランサ軸９０が回転し、バランサ軸９０に固定された
バランサ９４も回転する。この際、針棒７０が最上点に
位置するときバランサ９４の重心Ｇ₄がバランサ軸９０
の軸心Ｃ₄の真下に位置するように定められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天秤ク
ランクにより針棒等の鉛直方向の慣性力は打ち消される
が、水平方向に加振力が発生する。この加振力は上軸軸
受を介してミシンフレームに伝達され、ミシンを前後に
揺動させるため、ミシンフレームの特にアーム部で大き
な振動が発生する。このため従来のミシンでは、天秤ク
ランクの質量を針棒等の鉛直方向の運動に伴って発生す
る慣性力に見合った量よりも小さくして鉛直方向の加振
力と水平方向の加振力を適当なところでバランスさせる
ようにしていた。これは、即ち、ミシンフレームには鉛
直方向にも水平方向にもある程度の振動が発生すること
を意味する。

【００１０】また、実開昭６０−１９２７７４号公報に
記載の振動防止機構では、ミシンのアーム部に２つの軸
を有する構成となっており、空間を確保することが難し
く、部品点数も増えるという問題が生じる。

【００１１】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、上軸の回転に同期して回転する
下軸に偏心重りを備えることによって、ミシン全体の振
動を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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のミシンの振動防止装置
は、上軸の回転によりその上軸と一体的に回転する天秤
クランクを介して針棒を上下に運動させ、かつ前記上軸
の回転に同期して回転する下軸により釜及び布送り部材
を運動させて縫製を行なうようにしたミシンを対象とし
て、前記下軸に、前記上軸の回転に基づいて前記天秤ク
ランクと略同位相で回転する偏心重りを備えたことを特
徴としている。

【００１３】また、請求項２に記載のミシンの振動防止
装置は、前記偏心重り及び前記天秤クランクの回転によ
って発生するそれぞれの遠心力の和が前記針棒等の上下
方向の慣性力と略同程度になるように前記偏心重りの質
量を設定している。

【００１４】さらに、請求項３に記載のミシンの振動防
止装置は、前記偏心重りを、前記上軸の回転力を摂取す
る前記下軸の動力摂取部と一体的に形成している。

【００１５】

【作用】前記の構成を有する請求項１のミシンの振動防
止装置によれば、上軸が回転するとその上軸に同期して
下軸も回転する。このとき、上軸と一体的に回転する天
秤クランクを介して針棒が上下に運動すると共に、前記
下軸の回転によって釜及び布送り部材が運動して、所定
の縫製がなされる。そして、このとき、前記下軸の偏心
重りが前記天秤クランクと略同期して回転するので、ミ
シン本体に発生する振動を低減することができる。

【００１６】また、請求項２に記載のミシンの振動防止
装置によれば、前記偏心重り及び前記天秤クランクの回
転によって発生するそれぞれの遠心力の和が前記針棒等
の上下方向の慣性力と略同程度になるように前記偏心重
りの質量を設定することによって、図２に示すように、
上死点、下死点では針棒の上下方向の慣性力を天秤クラ
ンク及び下軸の偏心重りで打ち消す。また、従来よりも
天秤クランクの質量が小さくなるため、それ以外の点で
は、ミシン本体で発生していた水平方向の加振力が低減
し、ミシン本体で発生していた振動が低減する。

【００１７】また、請求項３に記載のミシンの振動防止
装置によれば、前記偏心重りを、前記上軸の回転力を摂
取する前記下軸の動力摂取と一体的に形成することによ
り、下軸の構成を簡略化して部品点数を少なくすること
ができる。

【００１８】

【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。図１は本発明の振動防止装置を適
用したミシンの概略斜視図である。なお、従来技術と同
一の部材は同一の名称及び符号を援用し、また、従来技
術の物理量と同一のものには同一の記号を付け、その詳
細な説明は省略する。

【００１９】ミシンのアーム部８０の内部には、上軸７
０が適宜の軸受け手段によって水平な状態で回転可能に
支持される。その上軸７０の右端部には、連結ベルト３
２を介してミシンモータ（図示せず）の駆動輪に連繋さ
れる駆動プーリ３０が固定される。また、同上軸７０の
左端部には、天秤クランク６５が固定されている。前記
天秤クランク６５は、針棒クランク５６及び針棒クラン
クロッド５４を介して針棒５０に連動可能に連結され
る。前記上軸７０の回転によって天秤クランク６５が回
転すると、前記針棒５０は上下に往復運動する。

【００２０】一方、ミシンのベッド部８１の内部には、
下軸７５が前記上軸７０と略平行な水平状態で適宜の軸
受け手段によって回転可能に支持される。その下軸７５
の右端部には、本発明の動力摂取部を構成する動力摂取
プーリ７８が固定される。また、同下軸７５の左端部に
は、周知の釜及び歯状の送り部材（いずれも図示せず）
が連動可能に連結されている。前記動力摂取プーリ７８
は、無端状のタイミングベルト７６を介して前記上軸７
０の連結プーリ７０Ａに連動可能に連結され、かつその
連結プーリ７８の直径と等しくされる。従って、前記上
軸７０が回転すれば、前記タイミングベルト７６を介し
て前記下軸７５は前記上軸７０と同方向に、しかも同一
回転速度で回転する。前記下軸７５の右端部の近傍に
は、前記上軸７０の回転に基づいて前記天秤クランク６
５と略同位相で回転する偏心重り７７が固定されてい
る。

【００２１】なお、図２及び図３において、Ｇ₅は天秤
クランク６５と針棒クランク５６の合成重心であり、天
秤クランク６５と針棒クランク５６との合計質量をＭ₅
とし、上軸７０の軸心Ｃ₀とＧ₅との距離をＲ₅とする。
また、下軸７５の軸心をＣ₁、下軸７５の偏心重り７７
の重心をＧ₆、質量をＭ₆とし、Ｃ₁からＧ₆までの距離を
Ｒ₆とする。

【００２２】以上のように構成された本実施例のミシン
の振動防止装置の作用を以下に説明する。

【００２３】前記上軸７０が回転すると、天秤クランク
６５が同方向に一体的に回転する一方、タイミングベル
ト７６を介して下軸７５が上軸７０の回転に同期して同
方向に回転し、その下軸７５に備えられた偏心重り７７
も上軸７０と同じ方向に回転することになる。このと
き、下軸７５に備えられた偏心重り７７は天秤クランク
６５と同位相で回転し、天秤クランク６５と偏心重り７
７とのそれぞれの遠心力の和が針棒等の鉛直方向の慣性
力と同程度になる。これは、そのようになるように、予
め、前記偏心重り７７の質量が設定されていることに基
づく。そして、このとき、上軸７０が回転速度ω₁で回
転した場合にミシンフレームに作用する水平方向及び鉛
直方向の加振力Ｆ_x、Ｆ_yは次式で表わされる。

【００２４】

【数３】

【００２５】

【数４】

【００２６】その後者の数式の右辺第１項は、天秤クラ
ンク６５と偏心重り７７とのそれぞれの遠心力の和と針
棒等の慣性力とが釣合うように偏心重り７７の質量は決
められているので、ほぼ零となり、しかも、クランク比
λは１以下（０．４程度）であるので鉛直方向の加振力
Ｆ_yは小さくなる。このため、アーム部８０、ベッド部
８１の上下方向の振動は低減する。一方、アーム部８０
で発生する水平方向の加振力Ｆ_xは

【００２７】

【数５】

【００２８】となり、Ｒ₁＝Ｒ₅とすると本実施例の天秤
クランク６５の質量は、従来の天秤クランクよりも偏心
重り７７の分だけ軽量になっているためＭ₁＞Ｍ₅（Ｍ₁
は従来のミシンの天秤クランクの質量）であるので、従
来のミシンよりもアーム部８０に発生する水平方向の加
振力が小さくなる。アーム部８０、ベッド部８１の水平
方向の振動は、ベッド部８１の底がミシンテーブルにマ
ウントゴム８２を介してはめ込まれているため、ベッド
部８１の底部を支点として図４のように前後方向に振動
する（図４ではマウントゴム８２をバネとしている）。
今、アーム部８０に作用する水平方向の加振力は前述し
たように小さくなっており、しかもベッド部８１に作用
する水平方向の加振力は支点に近い位置に作用するの
で、アーム部８０、ベッド部８１の前後方向の振動は大
幅に低減する。

【００２９】なお、本発明は種々の変形が可能であり、
例えば、図１では下軸に設ける偏心重りを下軸の右端部
近傍としているが、他の位置でも差し支えない。また、
図５に示されるように、偏心重り７７を下軸７５の動力
摂取プーリ７８の右側面にこの動力摂取プーリ７８と一
体的に形成してもよい。この構成の場合も、前記実施例
と同様に振動の低減のために機能すると共に、下軸７５
の構成を簡略化することができ、その組立等が容易とな
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明のミシンの振動防止装置によれば、針棒の上下往
復運動に伴って発生するミシン本体の振動を充分に低減
することができると共に、振動に基づく騒音の発生も低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】振動防止装置を適用したミシンの概略斜視図で
ある。

【図２】天秤クランクと針棒と偏心重りとの関係を示す
説明図である。

【図３】天秤クランクと針棒と偏心重りとの関係を示す
説明図である。

【図４】ミシン本体の振動の様子を示す説明図である。

【図５】偏心重り部分の変形例を示す斜視図である。

【図６】従来の針棒駆動機構を示す分解斜視図である。

【図７】図６の針棒駆動機構の左側面図である。

【図８】従来の他の針棒駆動機構の斜視図である。

【符号の説明】

５０針棒７０上軸７５下軸７７偏心重り７８動力摂取プーリ８０アーム部８１ベッド部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上軸の回転によりその上軸と一体的に回
転する天秤クランクを介して針棒を上下に運動させ、か
つ前記上軸の回転に同期して回転する下軸により釜及び
布送り部材を運動させて縫製を行なうようにしたミシン
において、前記下軸に、前記上軸の回転に基づいて前記天秤クラン
クと略同位相で回転する偏心重りを備えたことを特徴と
するミシンの振動防止装置。
【請求項２】前記偏心重り及び前記天秤クランクの回
転によって発生するそれぞれの遠心力の和が前記針棒等
の上下方向の慣性力と略同程度になるように前記偏心重
りの質量を設定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。
【請求項３】前記偏心重りを、前記上軸の回転力を摂
取する前記下軸の動力摂取部と一体的に形成したことを
特徴とする請求項１に記載のミシンの振動防止装置。