JPH08323084A - かまおよびそれを用いたミシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内かまと外かまの耐摩耗性を向上し、内かま
の軌条と外かまの軌溝との摺動を円滑にする。 【構成】 垂直全回転かま１の外かま３の軌溝１１に
は、内かま３の軌条１３が回転自在に嵌まり込む。内か
ま４の回り止め凹所９には、回り止め部材７が嵌まり込
み、内かま４の、外かま３の回転に伴う回転を阻止す
る。内かま４の軌条１３にはカーボン硬質膜Ａが形成さ
れているので、外かまは円滑に回転することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの全回転かまに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ミシンの全回転かまにおいて、その外か
まは、外かまに形成された軌溝が内かまに形成された軌
条に案内されて回転している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがってミシンの高
速運転時には、内かまと外かまとの接触面に生じる摩擦
抵抗によって焼付けを起こすおそれがあった。さらに、
その焼付けによって内かまが外かまの回転方向に回転し
ようとして内かま回り止め部材に抵抗を生じ、縫目形成
時に内かま回り止め部材からの上糸の離脱を困難にした
り、また糸切れを生ずるおそれがあった。

【０００４】したがって本発明の目的は、内かまと外か
まとの接触面の摩擦抵抗を少なくして焼付けを防止し、
また内かまの外側部分の糸滑りを向上させて糸切れを防
止し、縫目形成時の糸締まりをよくするようにしたかま
およびそれを用いたミシンを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、内かまの少な
くとも軌条に、カーボン硬質膜が形成されることを特徴
とする内かまである。 また本発明は、内かまの外周面全面に、カーボン硬質膜
が形成されることを特徴とする内かまである。 また本発明は、外かまの少なくとも剣先に、カーボン硬
質膜が形成されることを特徴とする外かまである。 また本発明は、外かまの、少なくとも内かまの軌条を案
内する軌溝の内周面に、カーボン硬質膜が形成されるこ
とを特徴とする外かまである。 また本発明は、外かまの外周面全面に、カーボン硬質膜
が形成されることを特徴とする外かまである。 また本発明は、外かまの、少なくとも剣先および内かま
の軌条を案内する軌溝の内周面に、カーボン硬質膜が形
成されることを特徴とする外かまである。 また本発明は、内かまの回り止め凹所に嵌まり込んで、
内かまの回転を阻止する内かま回り止め部材の、少なく
とも回り止め凹所に当接する外周面をカーボン硬質膜が
形成されることを特徴とする内かま回り止め部材であ
る。 また本発明は、内かまの少なくとも軌条、または外かま
の少なくとも軌溝にカーボン硬質膜を形成した内かま、
または外かまを備えることを特徴とするミシンである。 また本発明は、ミシンのかまを構成する内かまおよび外
かまなどの少なくとも一つの構成要素の外周面に、構成
要素およびカーボン硬質膜に付着が良好な第１層を物理
蒸着によって０．５〜４μｍの厚みに設け、さらに前記
第１層の表面にカーボン硬質膜をプラズマ化学蒸着によ
って約１μｍの厚みに設けることを特徴とするミシンの
かまの製造方法である。

【０００６】

【作用】本発明に従えば、内かまの少なくとも軌条に機
械的硬度が大きく、低摩擦係数を有し、耐食性に優れた
カーボン硬質膜が形成されているので、内かまの軌条の
耐摩耗性が向上される。また、外かまの回転を円滑に
し、内かまを安定して回転阻止することができる。

【０００７】また本発明に従えば、内かまの外周面全面
に機械的硬度が大きく低摩擦係数を有し、耐食性に優れ
たカーボン硬質膜が形成されているので、内かまの外周
面に沿って糸越しされる上糸を滑らかに案内することが
でき、糸玉の発生を防止することができる。

【０００８】さらに本発明に従えば、外かまの少なくと
も剣先に機械的硬度が大きく、低摩擦係数を有し、耐食
性に優れたカーボン硬質膜が形成されているので、剣先
の耐摩耗性が向上され、また滑らかに上糸を捕捉するこ
とができる。

【０００９】さらにまた本発明に従えば、外かまの少な
くとも軌溝に機械的硬度が大きく低摩擦係数を有し、耐
食性に優れたカーボン硬質膜が形成されているので、外
かまの軌溝が内かまの軌条に沿って案内される際、外か
まの回転を円滑にし、内かまを安定して回転阻止するこ
とができる。

【００１０】さらにまた本発明に従えば、外かまの外周
面全面に機械的硬度が大きく低摩擦係数を有し、耐食性
に優れたカーボン硬質膜が形成されるので、外かまの耐
摩耗性が向上される。また、外かまの回転を円滑に行う
ことができ、さらに剣先で上糸を円滑に捕捉することが
できる。

【００１１】さらにまた本発明に従えば、外かまの少な
くとも剣先および軌溝に機械的硬度が大きく、低摩擦係
数を有し、耐食性に優れたカーボン硬質膜が形成されて
いるので、外かまの軌溝の耐摩耗性が向上され、さらに
外かまの回転を円滑に行うことができる。また、剣先は
滑らかに上糸を捕捉することができる。

【００１２】さらにまた本発明に従えば、回り止め部材
の、少なくとも内かまの回り止め凹所に当接する外周面
に、機械的硬度が大きく、低摩擦係数を有し、耐食性に
優れたカーボン硬質膜が形成されているので、縫目形成
時に回り止め部材からの上糸の離脱を容易にし、糸締ま
りを向上することができる。また、回り止め部材の耐摩
耗性が向上され、長期間の使用に耐えることができる。

【００１３】さらにまた本発明に従えば、内かまの少な
くとも軌条または外かまの少なくとも軌溝に機械的硬度
が大きく、低摩擦係数を有し、耐食性に優れたカーボン
硬質膜が形成されているので、内かまと外かまの接触面
に生じる摩擦抵抗が減少し、耐摩耗性が向上される。さ
らに、外かまの回転を円滑にし、内かまを安定して回転
阻止することができる。

【００１４】さらにまた本発明に従えば、ミシンのかま
を構成する構成要素およびカーボン硬質膜の両方に付着
が良好な第１層を、まず物理蒸着によって構成要素に設
け、さらに前記第１層の上にプラズマ化学蒸着によって
カーボン硬質膜を設けてミシンのかまを製造する。した
がって、カーボン硬質膜を確実にかまの構成要素の外周
面に形成することができ、カーボン硬質膜が容易に剥離
することが防がれる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の垂直全回転かま
１の全体の構成を示す斜視図であり、図２はその軸線１
７に沿う断面図である。垂直全回転かま１は、下軸２に
固定され、矢符Ｙ方向に駆動される外かま３と、この外
かま３に収納される内かま４と、内かまに着脱自在に装
着されるボビンケース５とを有する。このボビンケース
５には、ボビン１６が収納されており、このボビン１６
には、下糸が巻回されており、前記内かま４のスタッド
１５に装着される。外かま３のボス１４は水平な軸線１
７を有する下軸２に固定されて高速度で回転駆動され
る。前記内かま４の開放端部のフランジ６には、回り止
め部材７の遊端部に形成される突部８が嵌まり込む回り
止め凹所９が形成され、この回り止め凹所９に前記突部
８が嵌まり込んだ状態で、外かま３の回転に伴う内かま
４の回転が阻止される。前記回り止め部材７は、その基
端部がミシンの機体などに固定される。外かま３の周壁
には剣先１８が形成され、この剣先１８は外かま３の回
転に伴って回転し、上糸を捕捉する。

【００１６】図３は外かま３の正面図であり、図４は内
かま４の正面図である。外かま３の周壁１０の内周面に
は軌溝１１が形成され、この軌溝１１には図４に示され
る内かま４の周壁１２の外周面に形成される軌条１３が
摺動自在に嵌まり込む。

【００１７】図５は、図２の内かま４の軌条１３、およ
び外かま３の軌溝１１付近の拡大断面図である。内かま
４は、内かま本体４ａならびに突部４ｂとそれを被覆す
る被覆層Ａから成る軌条１３から構成される。内かま４
本体４ａは金属製であり、前記被覆層Ａは、機械的硬度
が大きく、低摩擦係数を有し、耐食性に優れたカーボン
硬質膜２１を表面に有する。

【００１８】以下に軌条１３の被覆層Ａの形成方法につ
いて説明する。被覆層Ａは第１層である炭化クロム層２
０およびカーボン硬質膜２１とから成り、外かま３およ
び内かま４は、クロムを含む、たとえばステンレス鋼か
ら成り、既存のかまが用いられてもよい。

【００１９】第１層である炭化クロム層２０の形成はＰ
ＶＤ（物理蒸着）法、たとえば反応性イオンプレーティ
ング法を使用し、この場合は、真空槽内を１×１０^-5Ｔ
ｏｒｒ以下の真空度に排気して、内かま４の突部４ｂを
充分に清浄するために約４ＳＣＣＭ（ｓｔａｎｔａｒｄ
ｃｃ／ｍｉｎｕｔｅ）の流量のアルゴンガスを導入し
てアルゴンプラズマをカソード電位に保たれた内かま４
の突部４ｂに照射し、イオンボンバードを行う。次に、
真空槽内にエチレンガスを導入し、アルゴンガスとの混
合ガスを反応ガスとして真空度１〜５×１０^-3Ｔｏｒｒ
に保持する。その後、適当な加速電圧で発生する電子ビ
ームを蒸発源の金属クロムに照射し、発生するクロム蒸
気とエチレンガスをプラズマ中でイオン化し、０．５〜
１μｍの厚さの炭化クロム層２０を形成する。この場合
の形成条件は、アノード電流２０Ａ、フィラメント電流
１０Ａ、カソード電圧−２００Ｖであり、エチレンガス
の流量は０〜５０ＳＣＣＭで、炭化クロム層２０の生成
時には少なく、生成終了時には多くのエチレンガスを導
入する。

【００２０】図６は、被覆層Ａの一部の拡大断面図であ
る。図６に示されるように、ここで形成された炭化クロ
ム層２０は、内かま４の突部４ｂと炭化クロム層２０と
の界面ではクロムと結合している炭素が少なくクロムが
多い炭化クロム層２０ａであり、表面に近づくほど結合
している炭素が多くなり、表面近くでは過剰の炭素を含
む炭化クロム層２０ｂ（炭素が多い炭化クロム）となっ
ている。

【００２１】次に内かま４上に形成された炭化クロム層
２０上に炭化水素を含有するガス雰囲気中で、プラズマ
重合処理によってカーボン硬質膜２１を形成する。たと
えばプラズマＣＶＤ（化学蒸着）法を用いた場合は、真
空槽内にマッチングボックスを介して高周波電源が接続
されているカソード電極上に、内かま４の突部４ｂに炭
化クロム層２０が形成された内かま４を設置する。真空
槽内排気後、ガス導入口より炭化水素ガスであるメタン
ガスを導入し、プラズマを発生させて、膜厚約１μｍの
カーボン硬質膜２１を形成する。成膜条件として真空度
０．１Ｔｏｒｒ、高周波１３．５６ＭＨｚ、高周波電力
３００Ｗで行う。

【００２２】図７は、本発明の他の実施例の内かま４の
軌条１３、および外かま３の軌溝１１付近の拡大断面図
である。なお、図５と同様の構成には同一の参照符号を
付す。前記カーボン硬質膜２１を有する被覆層Ａを、前
述と同様に内かま４の突部４ｂに形成し、さらに外かま
３の軌溝１１に被覆層Ｂを形成する。被覆層Ｂは、前述
の被覆層Ａと同様に第１層２２をＰＶＤ法によって設
け、さらにその第１層２２の表面にカーボン硬質膜２３
をプラズマＣＶＤ法で設ける。

【００２３】被覆層は、外かま３の軌溝１１の表面だけ
に形成してもよい。また、被覆層を外かま３の剣先１
８、外かま３の外周面全面、内かま４の外周面全面、回
り止め部材７の外周面の少なくともいづれか一つに形成
してもよい。

【００２４】ミシンのかまを構成する内かま４または外
かま３などの基材が鉄、銅合金などの比較的耐食性の悪
い基材から形成される場合にカーボン硬質膜を有する被
覆層を形成するときは、この基材に付着する側の第１層
に耐食性被膜を設けてもよい。この耐食性被膜は、たと
えばイオンプレーティング法または湿式電気メッキ法で
形成され、たとえばクロム、コバルト、ニッケル、銅、
パラジウム、白金、金の中の少なくとも１つより成り、
厚みは好ましくは約０．３μｍとする。この耐食性被膜
の外表面に、厚みが０．５〜１μｍであり、たとえばシ
リコン、酸化シリコン、ゲルマニウム、周期律表４ａ、
５ａ、６ａ族元素の窒化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中
の少なくとも１つより成る層を、たとえばイオンプレー
ティング法で設けて耐食性被膜を有する第１層を形成す
る。

【００２５】また前記基材が、ステンレス、銅合金など
の比較的低硬度の場合にカーボン硬質膜を有する被覆層
を形成するときは、この基材に付着する側の第１層に硬
質膜を形成してもよい。この硬質膜は、たとえばイオン
プレーティング法で形成され、たとえば周期律表４ａ、
５ａ、６ａ族元素の窒化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中
の少なくとも１つより成り、ビッカース硬度１０００Ｈ
ｖ以上の硬度を有することが望ましく、厚みは好ましく
は２〜３μｍとする。この硬質膜の外表面に、厚みが
０．５〜１μｍであり、たとえばシリコン、酸化シリコ
ン、ゲルマニウム、周期律表４ａ、５ａ、６ａ族元素の
窒化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも１つよ
り成る層をたとえばイオンプレーティング法で設けて硬
質膜を有する第１層を形成する。

【００２６】第１層の上にはたとえば、プラズマＣＶＤ
法によってカーボン硬質膜が形成される。また、前述の
第１層の形成手段としてイオンプレーティング法で示し
たが、これに代えて真空蒸着法、スパッタリング法でも
よい。

【００２７】また、基材が、炭化タングステンなどの超
硬材料の場合は、カーボン硬質膜を基材に直接被覆して
もよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、内かまの
軌条にカーボン硬質膜が形成されているので、内かまの
軌条の耐摩耗性が向上される。また、外かまの回転を円
滑にし、内かまを安定して回転阻止することができる。

【００２９】また、内かまの外周面全面にカーボン硬質
膜が形成されているので、滑らかに糸越しを行うことが
でき、糸玉の発生を防止することができる。

【００３０】さらに、外かまの剣先にカーボン硬質膜が
形成されているので、剣先の耐摩耗性が向上され、また
滑らかに上糸を捕捉することができる。

【００３１】さらにまた、外かまの軌溝にカーボン硬質
膜が形成されているので、軌溝の耐摩耗性が向上され、
さらに外かまの回転を円滑にし、内かまを安定して回転
阻止することができる。

【００３２】さらにまた、外かまの外周面全面にカーボ
ン硬質膜が形成されているので、外かまの耐摩耗性が向
上される。また、剣先によって滑らかに上糸を捕捉する
ことができ、さらに外かまの回転を円滑にし、内かまを
安定して回転阻止することができる。

【００３３】さらにまた、外かまの少なくとも剣先およ
び軌溝にカーボン硬質膜が形成されているので、外かま
の耐摩耗性が向上され、外かまの回転が円滑になる。ま
た滑らかに上糸を捕捉することができる。

【００３４】さらにまた、回り止め部材の外周面にカー
ボン硬質膜が形成されているので、縫目形成時に回り止
め部材から上糸の離脱を容易にし、糸締まりを向上する
ことができる。また、回り止め部材の耐摩耗性が向上さ
れ、長期間の使用に耐えることができる。

【００３５】さらにまた、内かまの少なくとも軌条また
は外かまの少なくとも軌溝にカーボン硬質膜が形成され
ているので、内かまおよび外かまの耐摩耗性が向上さ
れ、さらに外かまの回転を円滑にし、内かまを安定して
回転阻止することができる。これにより、ミシンの外か
まおよび内かまを長期間交換することなく使用すること
ができる。

【００３６】さらにまた、かまの構成要素およびカーボ
ン硬質膜の両方に付着が良好な第１層を、構成要素とカ
ーボン硬質膜との間に設けるので、カーボン硬質膜がか
まの構成要素から剥離することが防がれ、ミシンのかま
の耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の垂直全回転かま１の斜視図
である。

【図２】図１に示される垂直全回転かま１の軸線１７に
沿う断面図である。

【図３】外かま３の正面図である。

【図４】内かま４の正面図である。

【図５】図２の内かま４の軌条１３および外かま３の軌
溝１１の拡大断面図である。

【図６】被覆層Ａの拡大断面図である。

【図７】本発明の他の実施例の内かま４の軌条１３およ
び外かま３の軌溝１１の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 垂直全回転かま ３ 外かま ４ 内かま ４ａ 内かま本体 ４ｂ 突部 ７ 回り止め部材 １１ 軌溝 １３ 軌条 １８ 剣先 ２０，２２ 第１層 ２１，２３ カーボン硬質膜 Ａ，Ｂ 被覆層 Ｙ 矢符

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内かまの少なくとも軌条に、カーボン硬
   質膜が形成されることを特徴とする内かま。
2. 【請求項２】 内かまの外周面全面に、カーボン硬質膜
   が形成されることを特徴とする内かま。
3. 【請求項３】 外かまの少なくとも剣先に、カーボン硬
   質膜が形成されることを特徴とする外かま。
4. 【請求項４】 外かまの、少なくとも内かまの軌条を案
   内する軌溝の内周面に、カーボン硬質膜が形成されるこ
   とを特徴とする外かま。
5. 【請求項５】 外かまの外周面全面に、カーボン硬質膜
   が形成されることを特徴とする外かま。
6. 【請求項６】 外かまの、少なくとも剣先および内かま
   の軌条を案内する軌溝の内周面に、カーボン硬質膜が形
   成されることを特徴とする外かま。
7. 【請求項７】 内かまの回り止め凹所に嵌まり込んで、
   内かまの回転を阻止する内かま回り止め部材の、少なく
   とも回り止め凹所に当接する外周面に、カーボン硬質膜
   が形成されることを特徴とする内かま回り止め部材。
8. 【請求項８】 内かまの少なくとも軌条、または外かま
   の少なくとも軌溝にカーボン硬質膜を形成した内かま、
   または外かまを備えることを特徴とするミシン。
9. 【請求項９】 ミシンのかまを構成する内かまおよび外
   かまなどの少なくとも一つの構成要素の外周面に、構成
   要素およびカーボン硬質膜に付着が良好な第１層を物理
   蒸着によって０．５〜４μｍの厚みに設け、さらに前記
   第１層の表面にカーボン硬質膜をプラズマ化学蒸着によ
   って約１μｍの厚みに設けることを特徴とするミシンの
   かまの製造方法。