JPH0838778A - ミシンの振動防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 針棒機構及び天秤機構によりミシンフレーム
のアームに発生する振動及び騒音を充分に低減し得るミ
シンの振動防止装置を提供することである。 【構成】 ミシンのアーム３０ａに上軸１６が回転可能
に支持されている。前記上軸１６の一端部には、天秤ク
ランク１８を介して針棒クランク２２と釣合針棒クラン
ク３２とが１８０゜の位相差を持って固定されている。
前記釣合針棒クランク３２には、バランサウェイト３４
が上下動可能に連結されている。また、アーム３０ａの
先端部分には、動吸振器６０が設けられている。

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、一般に見受けられるミシンは、図
５に示すように、針棒８５や天秤８８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
８５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
８０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８０と共
に回動し得るようになっている。

【０００３】さらに、前記上軸８０は、図６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８０の左端部には、図５に示されるように、天秤
クランク８１が固定され、その天秤クランク８１には、
前記天秤８８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８１には、針棒クランク８
９が固定されており、その針棒クランク８９には、コネ
クティングロッド８２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８２の他端
部には、針棒抱き９０が回動自在に取り付けられてお
り、その針棒抱き９０には、針棒８５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８０、天秤クランク８１、針棒クランク８９、
コネクティングロッド８２及び針棒抱き９０を介して針
棒８５へと伝達され、これによって、その針棒８５は上
下方向に往復運動する。さらに、前記上軸８０の回転
は、前記天秤クランク８１を介して天秤８８に伝達さ
れ、その天秤８８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８０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８１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】また、針棒８５の運動により前記上軸８０
に生じる加振力を減らす手段として、例えば、図７に示
すような振動防止機構が提案されている。即ち、この振
動防止機構は、上軸８０が回転すると、針棒クランク８
９及びコネクティングロッド８２を介して針棒８５が上
下に往復運動すると共に、スライドガイドによって運動
の方向が規制されたバランサウェイト８４が釣合針棒ク
ランク８６を介して往復運動する。針棒クランク８９と
釣合針棒クランク８６の位相差が１８０゜になるように
配置されているため、針棒８５とバランサウェイト８４
の慣性力が打ち消し合い、軸受８７に作用する軸受荷重
が減少するようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、針棒、
天秤等の往復、揺動運動によって発生する前記慣性力
は、図８（ａ，ｂ）に示したように、回転周波数の高次
成分を多く含んでいる。前記偏心おもりによってつり合
わせることができるのは、その１次成分のみであり、高
次成分については全く効果がない。

【０００９】また、図７に示すような振動防止機構で
は、針棒機構の運動によって発生する慣性力をその高次
成分までつり合わせることができるが、実際には、質
量、慣性モーメント等の僅かな違いによって、ある程度
の慣性力が残るのは避けられないのが普通である。

【００１０】また、前記ミシンフレーム３０は、一般
に、図６に示すような形状に製作されており、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、前述のような高次の成分を多く含んだ加振力が作用
する場合や、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、針棒
機構、天秤機構等の運動によって発生する慣性力が加振
力となり、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。

【００１１】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。

【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のミシンの振動防止装置は、上軸
の回転に伴って、針棒が針棒クランクを介して上下に往
復運動すると共に、天秤が天秤クランクを介して揺動運
動することにより縫製を行うようにしたミシンにおい
て、前記針棒クランクと略１８０゜の位相差を持って前
記上軸に設けられた釣合針棒クランクと、前記釣合針棒
クランクに回動自在に支持され、かつ前記針棒と逆位相
の関係で往復運動或は揺動運動する釣合針棒と、ミシン
アームに設けられ、そのミシン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とを備えてい
る。

【００１３】また、本発明の請求項２のミシンの振動防
止装置は、上軸の回転に伴って、針棒が針棒クランクを
介して上下に往復運動すると共に、天秤が天秤クランク
を介して揺動運動することにより縫製を行うようにした
ミシンにおいて、前記天秤クランクと略１８０゜の位相
差を持って前記上軸に設けられた釣合天秤クランクと、
前記釣合天秤クランクに回動自在に支持され、かつ前記
天秤と逆位相の関係で揺動運動する釣合天秤と、ミシン
アームに設けられ、そのミシン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とを備えてい
る。

【００１４】さらに、本発明の請求項３のミシンの振動
防止装置は、上軸の回転に伴って、針棒が針棒クランク
を介して上下に往復運動すると共に、天秤が天秤クラン
クを介して揺動運動することにより縫製を行うようにし
たミシンにおいて、前記針棒クランクと略１８０゜の位
相差を持って前記上軸に設けられた釣合針棒クランク
と、前記釣合針棒クランクに回動自在に支持され、かつ
前記針棒と逆位相の関係で往復運動或は揺動運動する釣
合針棒と、前記天秤クランクと略１８０゜の位相差を持
って前記上軸に設けられた釣合天秤クランクと、前記釣
合天秤クランクに回動自在に支持され、かつ前記天秤と
逆位相の関係で揺動運動する釣合天秤と、ミシンアーム
に設けられ、そのミシン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とを備えている。

【００１５】

【作用】前記の構成を有する本発明の請求項１のミシン
の振動防止装置によれば、上軸が回転すると、針棒クラ
ンクと釣合針棒クランクとが互いに１８０゜の位相差を
持って同期回転する。この同期回転に伴って、釣合針棒
が針棒と逆位相の関係で往復運動或は揺動運動する。従
って、釣合針棒の慣性力と針棒の慣性力とが回転周波数
の高次成分まで互いに打ち消し合い、前記上軸に発生す
る加振力は小さくなる。処が、実際には釣合針棒によっ
て針棒の慣性力を完全に打ち消すことは困難であり、質
量、慣性モーメント等の僅かな違いによってある程度の
慣性力は避けられないのが普通である。この慣性力によ
ってミシンアームに発生する共振を、ミシンアームに設
けた前記動吸振手段が吸収する。これによって、ミシン
アームの振動が低減され、その結果、アームから放射さ
れる騒音も低減される。

【００１６】また、本発明の請求項２のミシンの振動防
止装置によれば、同様にして、釣合天秤の慣性力と天秤
の慣性力とが互いに打ち消し合い、前記上軸に発生する
加振力は小さくなる。ミシンアームに発生する共振を動
吸振手段が吸収する作用については、請求項１のミシン
の振動防止装置と同様である。

【００１７】さらに、本発明の請求項３のミシンの振動
防止装置によれば、同様にして、釣合針棒の慣性力と針
棒の慣性力、釣合天秤の慣性力と天秤の慣性力とが互い
に打ち消し合い、前記上軸に発生する加振力は格段に小
さくなる。ミシンアームに発生する共振を動吸振手段が
吸収する作用については、請求項１及び２のミシンの振
動防止装置と同様であり、ミシンアームの振動及びアー
ムから放射される騒音がさらに低減される。

【００１８】

【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。

【００１９】先ず、本発明を具体化した第１の実施例の
構成を図１について説明する。ミシンのアーム３０ａに
は、上軸１６が左右一対の軸受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。

【００２０】前記上軸１６の他端には、天秤クランク１
８を介して、釣合針棒クランク３２と針棒クランク２２
とが１８０゜の位相差を持って固定されている。天秤ク
ランク１８には図示しない天秤機構が取り付けられてお
り、釣合針棒クランク３２には釣合針棒コネクティング
ロッド３３が、針棒クランク２２には針棒コネクティン
グロッド２４が、それぞれ回動可能に連結されている。
針棒コネクティングロッド２４の他端には針棒２８が、
釣合針棒コネクティングロッド３３の他端部には釣合針
棒としてのバランサウェイト３４が図示しないガイド手
段に沿って上下運動できるようになっている。バランサ
ウェイト３４の質量は、前記針棒２８の質量と略等しく
設定されている。

【００２１】前記上軸１６は、また、タイミングベルト
４６を介して下軸４８に連結されており、下軸４８の他
端には中釜５０が取り付けられている。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３
０を構成している。

【００２２】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、一定の重量を有する重錘６０ａと、弾性体６０
ｂとによって構成される。前記弾性体６０ｂは、その一
端部が前記アーム３０ａの内側に支持され、かつその他
端部に前記重錘６０ａを取り付けられている。従って、
その動吸振器６０に上下方向の振動が与えられれば、弾
性体６０ｂが上下方向にたわみ、重錘６０ａが上下方向
に振動する。また、重錘６０ａの質量をＭ、弾性体６０
ｂの上下方向の曲げのばね定数を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、 Ｐａ≒ Ｋ／Ｍ となるように、ＫとＭの値が設定されている。

【００２３】次に、本実施例の動作を説明する。先ず、
上軸１６がタイミングベルト１２を介してモータ１０に
より回転駆動されると、針棒クランク２２の回転によっ
て針棒２８が上下方向に駆動され、釣合針棒クランクの
回転によってバランサウェイト３４が、前記針棒２８と
逆位相で上下方向に駆動される。

【００２４】また、このとき、上軸１６の回転はタイミ
ングベルト４６によって下軸４８に伝達され、下軸４８
も回転駆動される。下軸４８の回転は中釜５０に伝達さ
れ、中釜５０は前記針棒２８の上下運動と同期しながら
回転する。

【００２５】針棒２８の運動によって発生する慣性力
は、バランサウェイト３４の運動によって発生する慣性
力によって打ち消され、アーム３０ａを加振する加振力
は大幅に低減される。ある程度残った慣性力は高次成分
を多く含んでいるので、その中にアーム３０ａの固有振
動数に近いものがある場合、アーム３０ａに共振が発生
する。ところが、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。

【００２６】ところで、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、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。

【００２７】本実施例では、針棒機構によって発生する
慣性力を低減することができ、さらに、動吸振器によっ
てアームの共振を吸収しているので、アームに発生する
振動及びアームから放射される騒音を低減できる。

【００２８】なお、本実施例では、動吸振器６０の上下
方向の固有振動数がアーム３０ａの上下方向の固有振動
数に略等しい場合について述べたが、アーム３０ａは前
後方向にも振動しやすい構造となっており、動吸振器６
０の前後方向の固有振動数もアーム３０ａの前後方向の
固有振動数に略等しくすることによって、前後方向の共
振をも吸収することができる。

【００２９】次に、本発明を具体化した第２の実施例を
説明する。前記第１の実施例では、針棒機構の釣合いを
取ることにより、上軸にかかる慣性力を低減する機構に
ついて述べたが、本実施例では、天秤機構の釣合いを取
ることにより、同様の効果が得られる機構について述べ
る。基本的な構成は第１の実施例とほぼ同様であるの
で、異なる部分についてのみ図２を用いて詳述する。

【００３０】図２において、上軸１６の一端には、釣合
天秤クランク７と天秤クランク１８とが１８０゜の位相
差を持って固定されている。前記天秤クランク１８に連
結された針棒コネクティングロッド２４の他端部は、針
棒２８に回動可能に連結されている。前記針棒２８は、
ミシン機枠に支持された針棒台に設けられている軸受２
９に上下動可能に支持されている。前記天秤クランク１
８には、さらに、天秤３が回転可能に連結されている。
また、ミシン機枠に設置されている天秤支え軸６に、そ
の一端部を回動可能に支持された天秤支え３ｂが、その
他端部において天秤３に回動可能に連結されている。

【００３１】一方、前記釣合天秤クランク７には釣合天
秤８が回転可能に連結されている。上軸１６を挟んで前
記天秤支え軸６と反対側のミシン機枠に設置されている
釣合天秤支え軸９に、その一端部を回動可能に支持され
た釣合天秤支え８ａが、その他端部において釣合天秤８
に回動可能に連結されている。図３は天秤機構と釣合天
秤機構とを上軸方向から見た構成図を示している。即
ち、釣合天秤８は、天秤３と上軸中心点対称の位置に設
置されており、上軸１６が回転すると、天秤３と釣合天
秤８とは逆位相の関係で揺動運動する。

【００３２】天秤３の重心をＧ₃とし、天秤３に発生す
る慣性力のＸ方向の値をＦ_3Xとし、Ｙ方向をＦ_3Yとす
る。同様に釣合天秤８の重心をＧ₈とし、釣合天秤８に
発生する慣性力のＸ方向の値をＦ_8Xとし、Ｙ方向をＦ_8Y
とすると、釣合天秤８の重量はＦ_3X＝Ｆ_8X，Ｆ_3Y＝Ｆ_8Y
の条件が満足するように決められている。即ち、天秤機
構が揺動運動したときに発生する慣性力Ｆ_3X及びＦ_3Yは
釣合天秤８の揺動運動によって生じる慣性力Ｆ_8X及びＦ
_8Yによって打ち消される。

【００３３】また、図２には示していないが、第１の実
施例と同様に、アームの先端部分の内面部分には、第１
の実施例の動吸振器と同様の構成、作用を有する動吸振
器が設けられ、アームの共振を吸収するようになってい
る。

【００３４】本実施例では、天秤機構によって発生する
慣性力を低減することができ、さらに、動吸振器によっ
てアームの共振を吸収しているので、アームに発生する
振動及びアームから放射される騒音を低減できる。

【００３５】次に、本発明を具体化した第３の実施例を
説明する。前記第１の実施例では針棒機構の釣合いを取
ることにより、第２の実施例では天秤機構の釣合いを取
ることにより、いずれも上軸にかかる慣性力を低減する
機構について述べたが、本実施例では、針棒機構及び天
秤機構の釣合いを取ることにより、より一層の振動騒音
低減効果が得られる機構について述べる。基本的な構成
は第１の実施例とほぼ同様であるので、異なる部分につ
いてのみ図４を用いて詳述する。

【００３６】即ち、図２に示した釣合天秤機構の他に、
釣合天秤クランク７に釣合針棒コネクティングロッド３
３が回動可能に連結されている。この釣合針棒コネクテ
ィングロッド３３の他端部には、釣合針棒としてのバラ
ンサウェイト３４が図示しないガイド手段に沿って上下
運動できるように配置されている。そのバランサウェイ
ト３４の質量は、針棒２８の質量と略等しく設定されて
いる。上軸１６が回転すると、バランサウェイト３４は
針棒２８に対して逆位相の関係で上下運動し、釣合天秤
８は天秤３に対して逆位相の関係で揺動運動することに
より、針棒２８及び天秤３の運動によって発生する慣性
力は、バランサウェイト３４及び釣合天秤８の運動によ
って発生する慣性力によって打ち消され、上軸１６に作
用する慣性力は大幅に低減される。

【００３７】また、図４には示していないが、第１及び
第２の実施例と同様に、アームの先端部分の内面部分に
は同様の構成、作用を有する動吸振器が設けられ、アー
ムの共振を吸収するようになっている。

【００３８】本実施例では、針棒機構及び天秤機構によ
って発生する慣性力を低減することができ、さらに、動
吸振器によってアームの共振を吸収しているので、アー
ムに発生する振動及びアームから放射される騒音を大幅
に低減できる。

【００３９】

【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、針棒及び天秤か
ら生じる慣性力を釣合針棒及び釣合天秤の慣性力によっ
て打ち消し、さらに、打ち消し得なかった加振力によっ
て引き起こされるアームの共振を、動吸振手段によって
吸収するので、アームに生ずる振動及びその振動によっ
て発生する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】本発明の第２の実施例のミシン要部の機構の概
略図である。

【図３】本発明の第２の実施例の天秤機構と釣合天秤機
構とを上軸方向から見た概略図である。

【図４】本発明の第３の実施例のミシン要部の機構の概
略図である。

【図５】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６】従来のミシンフレームを示す図である。

【図７】従来のミシンの振動防止装置の概略図である。

【図８】従来の針棒機構及び天秤機構によって上軸に発
生する加振力を示す図である。

【符号の説明】

３ 天秤 ７ 釣合天秤クランク ８ 釣合天秤 １６ 上軸 １８ 天秤クランク ２２ 針棒クランク ２８ 針棒 ３０ ミシンフレーム ３０ａ アーム ３２ 釣合針棒クランク ３４ バランサウェイト ６０ 動吸振器 ６０ａ 重錘 ６０ｂ 弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上軸の回転に伴って、針棒が針棒クラン
   クを介して上下に往復運動すると共に、天秤が天秤クラ
   ンクを介して揺動運動することにより縫製を行うように
   したミシンにおいて、 前記針棒クランクと略１８０゜の位相差を持って前記上
   軸に設けられた釣合針棒クランクと、 前記釣合針棒クランクに回動自在に支持され、かつ前記
   針棒と逆位相の関係で往復運動或は揺動運動する釣合針
   棒と、 ミシンアームに設けられ、そのミシンアームの固有振動
   数とほぼ同等の固有振動数を有する動吸振手段とを備え
   たことを特徴とするミシンの振動防止装置。
2. 【請求項２】 上軸の回転に伴って、針棒が針棒クラン
   クを介して上下に往復運動すると共に、天秤が天秤クラ
   ンクを介して揺動運動することにより縫製を行うように
   したミシンにおいて、 前記天秤クランクと略１８０゜の位相差を持って前記上
   軸に設けられた釣合天秤クランクと、 前記釣合天秤クランクに回動自在に支持され、かつ前記
   天秤と逆位相の関係で揺動運動する釣合天秤と、 ミシンアームに設けられ、そのミシンアームの固有振動
   数とほぼ同等の固有振動数を有する動吸振手段と、 を備えたことを特徴とするミシンの振動防止装置。
3. 【請求項３】 上軸の回転に伴って、針棒が針棒クラン
   クを介して上下に往復運動すると共に、天秤が天秤クラ
   ンクを介して揺動運動することにより縫製を行うように
   したミシンにおいて、 前記針棒クランクと略１８０゜の位相差を持って前記上
   軸に設けられた釣合針棒クランクと、 前記釣合針棒クランクに回動自在に支持され、かつ前記
   針棒と逆位相の関係で往復運動或は揺動運動する釣合針
   棒と、 前記天秤クランクと略１８０゜の位相差を持って前記上
   軸に設けられた釣合天秤クランクと、 前記釣合天秤クランクに回動自在に支持され、かつ前記
   天秤と逆位相の関係で揺動運動する釣合天秤と、 ミシンアームに設けられ、そのミシンアームの固有振動
   数とほぼ同等の固有振動数を有する動吸振手段と、 を備えたことを特徴とするミシンの振動防止装置。