JPH10146485A - ミシンのかま - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑油を供給することなしに外かまが高速回
転することを可能にし、耐久性を向上する。 【解決手段】 外かま１の軌溝２の内周面には、Ｎｉ−
Ｐの無電解めっきによる多孔質である第１層とフッ素樹
脂から成る第２層とによって形成させる被覆層１０が形
成される。内かま３の軌条４は液晶ポリマなどの合成樹
脂製とする。これによって軌溝２の内周面は耐摩耗性に
富み、かつ摩擦係数が極めて小さく設けられ、外かま１
の回転駆動に要するトルクを小さくし、また軌条４の外
周面の摩耗を極めて少なくすることができ、潤滑油を供
給することなしに外かま１を高速回転させることがで
き、外かま１および内かま３の耐久性を向上することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンのかまに関
し、さらに詳しくは、潤滑油を供給することなしに外か
まが高速回転することを可能にし、耐久性を向上させる
ことができるミシンのかまに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼鉄製外かまの軌溝に鋼鉄製内かまの軌
条が嵌まり込み、内かまが回り止めされた状態で外かま
が回転駆動される全回転かまでは、軌溝と軌条との摩擦
に起因して外かまをむやみに高速度で回転することがで
きず、縫製性能を向上することには限界がある。

【０００３】この問題を解決するために、外かまの外表
面全体にテフロン（商品名）を被覆した先行技術がある
（実開昭５４−１３７４５６および実公昭５７−１１８
０７５）。この先行技術では、テフロン（商品名）によ
って摩擦係数を減少することができるけれども、外かま
をもっと高速度に回転することが望まれる。また、テフ
ロン（商品名）と外かまとの密着度が悪く、外かまの回
転駆動中にテフロン（商品名）が剥がれ易いという問題
がある。

【０００４】この問題を解決するための他の先行技術で
は、外かまの軌溝に潤滑油を連続的に供給する構成とな
っている。このような構成によれば、外かまを高速度に
回転することは可能であるけれども、新たな問題点が生
じる。すなわちこの先行技術では、潤滑油の供給流量が
多すぎると、外かまおよび内かまの表面に潤滑油が流れ
出し、したがって下糸などが潤滑油で汚損する。また潤
滑油の供給流量が不足すると、摩擦熱によって高温度に
なり、焼付きをを起こすという問題点もある。さらにま
たこの先行技術では、潤滑油を供給するための構成が複
雑である。

【０００５】さらに他の先行技術として、軌溝および軌
条に硬質クロムめっきを施して耐摩耗性を向上したもの
があるが、摩擦が大きいので高速回転させるために必要
なトルクが大きくなるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、潤滑
油を供給することなしに外かまが高速回転することを可
能にし、耐久性を向上することができるミシンのかまを
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、外かまの軌溝の内周面に、Ｎｉ−Ｐの無電解めっき
による多孔質である第１層を形成し、さらにその第１層
の表面に、フッ素樹脂から成る第２層を形成し、軌溝に
嵌まり込む内かまの少なくとも外周面は、合成樹脂製で
あることを特徴とするミシンのかまである。本発明に従
えば、外かまの軌溝の内周面に、Ｎｉ−Ｐの無電解めっ
きによる多孔質である第１層を形成し、さらにその第１
層の表面に、フッ素樹脂から成る第２層を形成し、軌溝
に嵌まり込む内かまの少なくとも外周面は、合成樹脂製
である。したがって、外かまの軌溝の内周面は耐摩耗性
に富み、かつ摩擦係数を極めて小さく設けることがで
き、外かまの耐久性を向上させることができる。また、
前記第１層は多孔質であるので、前記第２層が前記第１
層の空隙に侵入して、前記第１層と前記第２層との密着
度を向上することができる。したがって外かまの回転駆
動中に、前記第２層が前記第１層から剥がれにくくする
ことができる。

【０００８】請求項２記載の本発明は、外かまの軌溝の
内周面は、合成樹脂製であり、軌溝に嵌まり込む内かま
の外周面に、Ｎｉ−Ｐの無電解めっきによる多孔質であ
る第１層を形成し、さらにその第１層の表面に、フッ素
樹脂から成る第２層を形成したことを特徴とするミシン
のかまである。本発明に従えば、外かまの軌溝の内周面
は合成樹脂製であり、軌溝に嵌まり込む内かまの少なく
とも外周面に、Ｎｉ−Ｐの無電解めっきによる多孔質で
ある第１層を形成し、さらにその第１層の表面に、フッ
素樹脂から成る第２層を形成する。したがって、内かま
の外周面は耐摩耗性に富み、かつ摩擦係数を極めて小さ
く設けることができ、内かまの耐久性を向上させること
ができる。また、前記第１層は多孔質であるので、前記
第２層が前記第１層の空隙に侵入して、前記第１層と前
記第２層との密着度を向上することができる。したがっ
て外かまの回転駆動中に、前記第２層が前記第１層から
剥がれにくくすることができる。

【０００９】請求項３記載の本発明は、請求項１または
２記載の本発明の構成において、前記合成樹脂は、液晶
ポリマまたは芳香族ポリイミド樹脂から成ることを特徴
とする。本発明に従えば、前記合成樹脂は液晶ポリマま
たは芳香族ポリイミド樹脂から成るので、合成樹脂の摩
耗が少なくてすみ、耐摩耗性をより向上することができ
る。したがって、潤滑油を供給することなく外かまを高
速回転させることができ、外かまおよび内かまの耐久性
を向上することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態のミ
シンのかまである全回転かま５の外かま１の軌溝２と内
かま３の軌条４との付近を示す断面図であり、図２は図
１のセクションＩＩの拡大断面図であり、図３は本発明
の構成を備えるミシンのかまである全回転かま５の断面
図である。外かま１は、駆動軸５によってたとえば５０
００〜９０００ｒｐｍ程度の高速度で回転駆動される。
内かま３は、回り止め部材７によって回転することが阻
止されている。外かま１には剣先８が形成される。内か
ま３には下糸を収納するボビンケース９が収納される。

【００１１】軌条４は、リング状の合成樹脂製、たとえ
ば液晶ポリマまたは芳香族ポリイミド樹脂から成り、内
周面に周方向に間隔をあけて複数の突起４ａが設けられ
る。内かま３には、周方向に間隔をあけて複数の係止溝
３ａが設けられる。複数の突起４ａと複数の係止溝３ａ
とによって、内かま３と軌条４との周方向の相互のずれ
がなくなる。また軌条４は内かま３の外周面に設けられ
る嵌合溝３ｂに嵌まり込む。これによって、内かま３と
軌条４との内かま３の軸線方向のずれがなくなる。軌溝
２は外かま１に設けられ、軌条４が軌溝２に嵌まり込む
ことによって、内かま３が保持される。ここで外かま１
は鉄または鋼鉄製であり、軌条４を除く内かま３も鉄ま
たは鋼鉄製である。

【００１２】外かま１の軌溝２の内周面にわたって大略
的にＵ字状に形成された被覆層１０が形成される。被覆
層１０には、Ｎｉ−Ｐの無電解めっきによる多孔質であ
る第１層１０が形成され、さらにその第１層１０の表面
には、フッ素樹脂から成る第２層１１が形成される。フ
ッ素樹脂には、たとえばテフロン（商品名）、ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）などが好適に選択され
る。

【００１３】この被覆層１０を形成するには、次のよう
な処理を行う。 （１）軌溝２の内周面にショットブラストをかけて表面
の汚れ、油膜、スケールなどを除去し、軌溝２の内周面
を梨地状とする。 （２）金属塩としてのＮｉと可溶性還元剤としての次亜
りん酸塩の共存する溶液に軌溝２を浸漬し、無電解めっ
きを行って軌溝２の内周面にＮｉ−Ｐ皮膜の多孔質であ
る第１層１１を形成する。 （３）その後軌溝２を４００℃で約１時間の熱処理を行
い、前記第１層１１の硬度を増大させる。 （４）ついで軌溝２の前記第１層１１にフッ素樹脂を含
浸させ、このフッ素樹脂は前記第１層１１の微細孔に含
浸して第２層１２を形成する。 （５）さらに軌溝２を３００〜４００℃の温度に加熱処
理する。これによって図２に示すように前記第１層１１
に含浸したフッ素樹脂は焼成して平滑面となるととも
に、前記第１層１１の硬度は更に増大する。

【００１４】このように形成された被覆層１０は、硬度
がビッカース硬さＨ_V７５０〜１０００となり、耐摩耗
性に優れている。また、表面滑性がよく、表面は平滑で
滑りやすく、摩擦係数が０．０５の面が得られる。さら
に、使用温度も高く、２６０℃程度まで使用することが
できる。さらに、前記第１層１１は多孔質であるので、
前記第２層１２が前記第１層１１の空隙に侵入して、前
記第１層１１と前記第２層１２との密着度を向上するこ
とができる。したがって外かま１の回転駆動中に、前記
第２層１２が前記第１層１１から剥がれにくくすること
ができる。このとき被覆層１０の厚さは１０〜２０μｍ
程度である。

【００１５】前記軌条４に使用される液晶ポリマについ
て詳述する。高分子の主鎖に棒状の剛直成分をもつ前記
液晶ポリマは、剛直鎖成分間の分子間力が大きく、かつ
成形時によく配向して結晶化するので、その耐熱性は極
めて優れており、高速度で回転駆動される外かま３によ
る摩擦で温度が高くなっても、熱変形温度は極めて高い
ので変形することはない。また前記液晶ポリマは、剛直
な分子鎖から成り、成形するときに流動方向に高度に配
向するので高強度、高弾性率であり、また分子鎖は配向
方向に関しては伸びきった状態で配列しているため、引
張力が加わってもそれ以上伸びることはほとんどない優
れたクリープ特性を示す。また線膨張係数は極めて小さ
く、特に流動方向の線膨張係数は１×１０^-5ｃｍ／ｃｍ
／℃程度である。このような線膨張係数は他の合成樹脂
より１桁低い値であり、金属と同等の寸法安定性を得る
ことが可能となる。このことから夏と冬などの環境温度
差および湿度差による寸法変化はほとんど零である。ま
た液晶ポリマは耐候性も高いので長い使用が可能とな
る。また液晶ポリマは溶融状態と固化状態の構造が似通
っているため相変化がわずかであり、固化するときの体
積変化も少ない。

【００１６】また前記液晶ポリマの非常に興味ある特性
として、振動を減衰する特性がある。一般に振動を減衰
する特性はゴムのような軟らかい材料が優れているが、
液晶ポリマは高弾性率を持ちながら大きな振動減衰特性
を兼ね備えている。耐摩耗性を向上するためには、前記
液晶ポリマに比摩耗量を小さくし、かつ動摩擦係数を小
さくするためにカーボン繊維を３０％混合するようにし
てもよい。また前記液晶ポリマは、パラヒドロキシ安息
香酸と２−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸との共重合体か
ら成る。その他の材料として２種もしくは３種以上のナ
フタレン基を主鎖結合の一構成成分とし、他の構成成分
との共重合体からなってもよい。前記ナフタレン基は、
１．２位、１．４位、１．５位、１．８位、２．３位、
２．６位、２．７位より選ばれる２以上の置換位置に官
能基を有する化合物であり、官能基はポリエステルおよ
び／またはポリエステルアミドを形成することが可能な
官能基であればよい。すなわち、官能基はヒドロキシ
基、カルボキシル基、アミノ基、エステル基などより選
ばれる。

【００１７】また前記ナフタレン基は、ヒドロキシナフ
トエ酸、ジヒドロキシナフタレンおよび／またはナフタ
レンジカルボン酸であってもよい。

【００１８】ナフタレン基以外の構成成分は、ｐ位フェ
ニル基、４，４´−ビフェニル基および／または化１の
一般式、すなわち

【００１９】

【化１】

【００２０】（ただし、Ｘはアルキレン（炭素数１〜
４）アルキリデン（炭素数１〜４）、−Ｏ−、−Ｓ−、
−ＳＯ−、−ＳＯ₂ −、−ＣＯ−より選ばれる基、Ｒ，
Ｒ´はヒドロキシ基、カルボキシル基などの反応性基ま
たはそれらのエステルである。）で表される化合物およ
びそれらの置換誘導体より形成される。またポリマの結
合単位はエステルおよび／またはエステルアミドが好ま
しく、それらを形成する官能基はヒドロキシ基、カルボ
キシル基、アミノ基、エステル基などより選ばれ、また
好ましくはテレフタル酸、ハイドロキノン、ｐ−ジアセ
トキシフェニレン、ｐ−ヒドロキシ安息香酸およびそれ
らのエステル類、４，４´−ジヒドロキシビフェニル、
４，４´−ジカルボキシビフェニル、４−ヒドロキシ−
４´−カルボキシビフェニルおよびそれらのエステル
類、化１の一般式のＸがメチレン、プロペニルまたは−
ＳＯ₂−である各ジヒドロキシ体、ジカルボキシル体、
ヒドロキシカルボキシ体およびそれらのエステル類が選
ばれ、さらに好ましくは、テレフタル酸、ヒドロキシ安
息香酸、４，４´−ジヒドロキシビフェニル、４，４´
−ジカルボキシビフェニルおよびそれらのエステル類が
選ばれる。

【００２１】また、合成樹脂が芳香族ポリイミド樹脂か
ら成っていても同様の材料特性を有する。

【００２２】図４は、本発明の実施の他の形態の全回転
かま２０の外かま２１の軌溝２２と内かま２３と軌条２
４との付近の断面図である。本発明の実施の形態におい
て、前述の実施の形態の構成に対応する部分には同一の
参照符を付し、説明を省略する。外かま２１の軌溝２２
の内周面は、合成樹脂製、たとえば液晶ポリマまたは芳
香族ポリイミド樹脂であり、軌溝２２に嵌まり込む内か
ま２３の軌条２４の外周面には、前記第１層１１と前記
第２層１２とから成る被覆層２５が形成される。

【００２３】図５は、図１〜図３に示す本発明の実施の
形態の全回転かま５におけるトルクと外かま１の回転速
度との関係を示す図である。図５のＬ１は従来の潤滑油
を供給した場合の結果であり、図５のＬ２は本発明の全
回転かま５を用いたときの結果である。外かま１の回転
速度が４０００〜７０００ｒｐｍであって、工業用ミシ
ンにおいて高速度である運転条件において、本発明の全
回転かま５を用いて無給油で外かま１を回転駆動させる
場合（Ｌ２）が、外かま１の回転速度にかかわらず、従
来の給油を行って外かまを回転駆動させる場合（Ｌ１）
よりも回転駆動に必要なトルクが常に小さくなることが
判る。図４に示す本発明の他の実施の形態の全回転かま
２０においても同様である。

【００２４】図６は、図１〜図３に示す本発明の実施の
形態の全回転かま５における摩耗量と経過時間との関係
を示す図である。図６のＬ３，Ｌ４は従来の軌条に何も
被覆されていない場合およびテフロン（商品名）が被覆
されている場合の結果をそれぞれ示し、Ｌ５は本発明の
全回転かま５の場合の結果を示す。外かま１の回転速度
が８０００ｒｐｍである工業用ミシンの運転条件におい
て、たとえば摩耗量が２５μｍとなる経過時間で比較す
ると、従来の場合Ｌ３，Ｌ４は約１０時間余りで達して
しまうのに対して、本発明の全回転かま５の場合Ｌ５は
約１００時間で達することが判る。すなわち、従来の場
合と比べて、本発明の全回転かま５の外かま１および内
かま３の耐久性が向上することが判る。図４に示す本発
明の実施の他の形態の全回転かま２０においても同様で
ある。

【００２５】図５および図６の結果から、外かま１の軌
溝２の内周面に、Ｎｉ−Ｐの無電解めっきによる多孔質
である第１層１１を形成し、さらにその第１層１１の表
面に、フッ素樹脂から成る第２層１２を形成し、軌溝に
嵌まり込む内かま３の軌条４の外周面は、液晶ポリマま
たは芳香族ポリイミド樹脂から成るので、外かま１の軌
溝２の内周面は耐摩耗性に富み、かつ摩擦係数を極めて
小さく設けることができ、回転駆動に必要なトルクを小
さくして、潤滑油を供給することなく外かま１を高速回
転させることができ、外かま１の耐久性を向上すること
ができる。また、長期間にわたって高速で縫製動作を行
っても軌条４の摩耗は極めて少なくてすみ、内かま３の
耐久性を向上することができる。したがって外かま１お
よび内かま３の耐久性を向上することができる。また、
前記第１層１１は多孔質であるので、前記第２層１２が
前記第１層１１の空隙に侵入して、前記第１層１１と前
記第２層１２との密着度を向上することができる。した
がって外かま１の回転駆動中に、前記第２層１２が前記
第１層１１から剥がれにくくすることができる。

【００２６】また、外かま２１の軌溝２２の内周面は液
晶ポリマまたは芳香族ポリイミド樹脂から成り、軌溝２
２に嵌まり込む内かま２３の軌条２４の外周面に、Ｎｉ
−Ｐの無電解めっきによる多孔質である第１層１１を形
成し、さらにその第１層１１の表面に、フッ素樹脂から
成る第２層１２を形成するので、かま２３の軌条２４の
外周面は耐摩耗性に富み、かつ摩擦係数を極めて小さく
設けることができ、回転駆動に必要なトルクを小さくす
ることができ、潤滑油を供給することなく外かま２１を
高速回転させることができ、内かま２３の耐久性を向上
することができる。また、長期間にわたって高速で縫製
動作を行っても軌溝２２の内周面の摩耗は極めて少なく
てすみ、外かま２１の耐久性を向上することができる。
したがって外かま２１および内かま２３の耐久性を向上
することができる。また、前記第１層１１は多孔質であ
るので、前記第２層１２が前記第１層１１の空隙に侵入
して、前記第１層１１と前記第２層１２との密着度を向
上することができる。したがって外かま２１の回転駆動
中に、前記第２層１２が前記第１層１１から剥がれにく
くすることができる。

【００２７】図１〜図３に示す本発明の実施の形態にお
いて、軌条４は合成樹脂製であったが、本発明の実施の
さらに他の形態として、軌条４は鉄または鋼鉄製であり、
その外周面に合成樹脂製の嵌合部材を嵌め込むようにし
てもよい。

【００２８】

【発明の効果】発明によれば、外かまの軌溝の内周面に
多孔質である第１層とフッ素樹脂から成る第２層とを形
成し、軌溝に嵌まり込む内かまの少なくとも外周面は合
成樹脂製であるので、外かまの軌溝の内周面は耐摩耗性
に富み、かつ摩擦係数を極めて小さく設けることがで
き、外かまの耐久性を向上することができる。また、前
記第１層は多孔質であるので、前記第２層が前記第１層
の空隙に侵入して、前記第１層と前記第２層との密着度
を向上することができる。したがって外かまの回転駆動
中に、前記第２層が前記第１層から剥がれにくくするこ
とができる。

【００２９】また本発明によれば、外かまの軌溝の内周
面は合成樹脂製であり、軌溝に嵌まり込む内かまの少な
くとも外周面に多孔質である第１層とフッ素樹脂から成
る第２層とを形成するので、内かまの外周面は耐摩耗性
に富み、摩擦係数を極めて小さく設けることができ、内
かまの耐久性を向上することができる。また、前記第１
層は多孔質であるので、前記第２層が前記第１層の空隙
に侵入して、前記第１層と前記第２層との密着度を向上
することができる。したがって外かまの回転駆動中に、
前記第２層が前記第１層から剥がれにくくすることがで
きる。

【００３０】また本発明によれば、前記合成樹脂は液晶
ポリマまたは芳香族ポリイミド樹脂から成るので、長期
間にわたって、高速で縫製動作を行っても合成樹脂の摩
耗は極めて少なくてすみ、外かまの回転駆動に必要なト
ルクを小さくして、潤滑油を供給することなく外かまを
高速回転させることができ、外かまおよび内かまの耐久
性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のミシンのかまである全
回転かま５の外かま１の軌溝２と内かま３の軌条４との
付近を示す断面図である。

【図２】図１のセクションＩＩの拡大断面図である。

【図３】本発明の構成を備えるミシンのかまである全回
転かま５の断面図である。

【図４】本発明の実施の他の形態の全回転かま２０の外
かま２１の軌溝２２と内かま２３と軌条２４との付近の
断面図である。

【図５】図１〜図３に示す本発明の実施の形態の全回転
かま５におけるトルクと外かま１の回転速度との関係を
示す図である。

【図６】図１〜図３に示す本発明の実施の形態の全回転
かま５における摩耗量と経過時間との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，２１ 外かま ２，２２ 軌溝 ３，２３ 内かま ４，２４ 軌条 ５，２０ 全回転かま １１ 第１層 １２ 第２層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外かまの軌溝の内周面に、Ｎｉ−Ｐの無
   電解めっきによる多孔質である第１層を形成し、さらに
   その第１層の表面に、フッ素樹脂から成る第２層を形成
   し、 軌溝に嵌まり込む内かまの少なくとも外周面は、合成樹
   脂製であることを特徴とするミシンのかま。
2. 【請求項２】 外かまの軌溝の内周面は、合成樹脂製で
   あり、 軌溝に嵌まり込む内かまの外周面に、Ｎｉ−Ｐの無電解
   めっきによる多孔質である第１層を形成し、さらにその
   第１層の表面に、フッ素樹脂から成る第２層を形成した
   ことを特徴とするミシンのかま。
3. 【請求項３】 前記合成樹脂は、液晶ポリマまたは芳香
   族ポリイミド樹脂から成ることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のミシンのかま。