JPH10272274A - ミシンの釜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱変形性に優れ、長期間に亘り無給油で円
滑に高速回転させることのできるミシンの釜を提供する
こと。 【解決手段】 内釜４の軌条９を外釜３の軌溝１０に嵌
合させてなるミシンの釜１において、前記軌溝１０およ
び軌条９の少なくとも一方の少なくとも表面をポリイミ
ド系樹脂に潤滑剤を含有させてなる高分子組成物により
形成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンの釜に係
り、特に、高速回転する工業用ミシンに好適なミシンの
釜に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来のミシンの釜は、鉄鋼材で
形成されており、そのため、内釜の軌条と、この内側の
軌条がはまりこむ外釜の軌溝との摩擦係数が大きいもの
である。そして、軌条と軌溝との摩擦係数が大きいこと
により、内釜の回転を阻止している釜止め部材と、この
釜止め部材がはまりこむ内釜の凹部の内面に大きな押し
付け力が発生し、その結果、上糸の糸抜けを円滑に行う
ことができず、上糸の張力が変化して縫製品質が低下す
るとともに、軌条および軌溝が摩耗するということが知
られている。

【０００３】このような問題点を解決するための一つの
手段として、内釜の軌条と、この内釜の軌条がはまりこ
む外釜の軌溝との間に、潤滑油を供給する構成としたミ
シンの釜が提案されているが、上糸、下糸および縫製物
などが潤滑油によって汚損する場合があり、常に、縫製
品質を適正に保持することができないという問題点があ
った。

【０００４】前述した問題点を解決するための一つの手
段として、無給油状態で使用可能な釜が提案されてい
る。この種の釜としては、例えば、内釜の軌条あるいは
外釜の軌溝に液晶ポリマあるいは芳香族ポリイミドもし
くはこれらに強化材を含有してなる合成樹脂を用いたも
のが特開平８−１１７４７２号公報により開示されてい
る。しかし、工業用ミシンにおいては、無給油状態で使
用可能な釜を６０００〜１００００ｓｐｍの高速回転で
用いることになるが、この種の釜を、特に、８０００ｓ
ｐｍ以上の高速回転で用いた場合には、合成樹脂自体も
しくは強化剤を含有した合成樹脂自体のもつ自己潤滑性
で、内釜の軌条と外釜の軌溝に発生するトルクを小さく
して内釜の凹部の内面に発生する押し付け力を小さくし
て上糸の糸抜けを円滑に行うことができないという問題
点や、合成樹脂自体もしくは強化剤を含有した合成樹脂
自体の耐摩耗性によって軌条および軌溝の摩耗を防止す
ることができないという問題点を有している。

【０００５】これらの問題点を解決するには、潤滑油を
供給する場合の利点と、合成樹脂を用いる場合の利点と
を１つにまとめたものがよいと考えられる。このような
ものとして、潤滑剤を含有する高密度ポリエチレンを用
いた釜が特公平７−７５６３８号公報により開示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の潤滑剤を含有する高密度ポリエチレンを用いた
釜においては、第１に、高密度ポリエチレンの融点が１
３０℃前後であり、また、高密度ポリエチレンの熱変形
温度が５０℃前後（ＡＳＴＭ（American Societyof Tes
ting Materials）Ｄ６４８ １８．６ｋｇｆ／ｃｍ² ）
という特性を有していること、第２に、通常、工業用ミ
シンを４０００ｓｐｍで稼動させた場合の釜は８０００
ｓｐｍで回転するが、この際の内釜の軌条と外釜の軌溝
との摺動部たる接触面は５０℃以上に温度上昇するとい
う特性を有していること、第３に、釜が８０００ｓｐｍ
で回転する際に、内釜の軌条と外釜の軌溝との接触面に
発生する負荷は、ＡＳＴＭ Ｄ６４８ に定められている
１８．６ｋｇｆ／ｃｍ² の２倍以上となるという特性を
有していること、という少なくとも３つの理由から生じ
る以下に記すような問題点があった。

【０００７】すなわち、潤滑剤を含有する高密度ポリエ
チレンを用いた釜を８０００ｓｐｍ以上で回転させた場
合、釜の回転により発生する熱と負荷により、潤滑剤を
含有する高密度ポリエチレンを用いた内釜の軌条もしく
は外釜の軌溝の摺動部たる接触面が容易に変形してしま
うととともに、釜が１回転する間に加わる負荷が変動す
るため、ほぼ真円に形成された内釜の軌条もしくは外釜
の軌溝の少なくとも一方の表面が楕円に変形してしま
い、その結果、縫製動作時に通常行われるはずの上糸の
円滑な糸抜けを行うことができず、上糸の張力が変化し
て縫製品質が低下してしまうという問題点があった。ま
た、内釜の軌条もしくは外釜の軌溝の変形により、異常
な発熱および摩耗を生じ、甚だしくは合成樹脂が溶融し
てしまう場合が生じ、釜の耐久性が低下してしまうとい
う問題点もあった。

【０００８】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、耐熱変形性に優れ、長期間に亘り無給油で円滑
に高速回転させることのできるミシンの釜を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明者らは、耐熱変形性に優れ、長期間に亘り無
給油で円滑に高速回転させることのできるミシンの釜を
得るべく長期間に亘り鋭意研究を行った結果、釜の内釜
の軌条および外釜の軌溝の少なくとも一方の少なくとも
表面をポリイミド系樹脂に潤滑剤を含有させてなる高分
子組成物により形成することにより、無潤滑状態で長期
間に亘り円滑に高速回転させ得ることを見い出し、本発
明を完成したものである。

【００１０】すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記
載の本発明のミシンの釜の特徴は、内釜の軌条を外釜の
軌溝に嵌合させてなるミシンの釜において、前記軌溝お
よび軌条の少なくとも一方の少なくとも表面をポリイミ
ド系樹脂に潤滑剤を含有させてなる高分子組成物により
形成した点にある。そして、このような構成を採用した
ことにより、ポリイミド系樹脂が有する優れた耐熱変形
性は、釜を高速回転させた場合に生じる内釜の軌条と外
釜の軌溝との摺動部たる接触面の温度上昇による内釜の
軌条もしくは外釜の軌溝の摺動部たる接触面の変形を確
実に防止することができる。

【００１１】本発明のミシンの釜に用いる高分子組成物
の一部を構成するポリイミド系樹脂としては、ポリイミ
ド樹脂（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを例
示することができる。

【００１２】本発明のミシンの釜に用いる高分子組成物
の一部を構成する潤滑剤としては、熱重量減量測定にお
いて３００℃における熱重量減量が１０重量％以下の潤
滑油を好ましいものとして用いることができ、具体的に
は、シリコーンオイル、パーフルオロエーテルオイル、
フェニルエーテルオイルなどを例示することができる。
この潤滑剤の具体的な配合量の例としては、ポリイミド
系樹脂１００重量部に対して０．１〜１１重量部の範
囲、好ましくは０．２〜１０重量部の範囲、特に好まし
くは０．５〜８重量部の範囲が最適である。この潤滑剤
の配合量は、この範囲より少なくなると、釜を高速回転
させた際の内釜の軌条と外釜の軌溝との摺動部たる接触
面の摺動抵抗を長期間に亘り低減することができなくな
る傾向があり、この範囲より多くなると、熱可塑性樹脂
としての特性が損なわれ、射出成形などによる高分子組
成物の成形性が低下する傾向がある。

【００１３】本発明のミシンの釜に用いる高分子組成物
は、高分子組成物の特性をミシンの釜としての使用に十
分に耐えるように繊維強化材を含有させることが好まし
い。この繊維強化材としては、炭素繊維、ガラス繊維、
チタン酸カリウム繊維、セラミック繊維、金属繊維、ボ
ロン繊維、炭化珪素繊維、アスベスト繊維、ロックウー
ル繊維およびアラミド繊維などを例示することができ、
これらを単独あるいは組み合わせて用いるとよい。そし
て、繊維強化剤の具体的な配合例としては、ポリイミド
系樹脂１００重量部に対して１〜８０重量部の範囲、好
ましくは１〜７０重量部の範囲、特に好ましくは１〜６
０重量部の範囲が最適である。この繊維強化材の配合量
は、この範囲より少なくなると、ミシンの釜としての使
用に十分に耐え得る機械的強度、寸法精度、寸法安定
性、耐摩耗性および表面粗さなどの特性を十分に向上さ
せることができない傾向があり、この範囲より多くなる
と、高分子組成物の溶融粘度が増大し、射出成形などに
よる高分子組成物の成形性が低下するととともに、樹脂
成分に比べ繊維成分の占める割合が著しく大きいことに
より、繊維が破断し易くなり、摺動部に破断した繊維が
付着して摺動特性に悪影響をおよぼす傾向がある。

【００１４】また、本発明のミシンの釜に用いる高分子
組成物には、ふっ素樹脂、グラファイト、炭酸カルシウ
ム、マイカ、ガラスビーズ、二流化モリブデン、クレ
ー、シリカ、アルミナ、タルク、ケイソウ土、水和アル
ミナ、シラスバルーンなどの充填剤、滑剤、離型剤、安
定剤、着色剤、結晶核剤、軟化剤および可塑剤などの種
々の配合剤を、単独あるいは組み合わせて必要に応じて
含有させることができる。

【００１５】さらに、本発明のミシンの釜に用いる高分
子組成物には、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリスルホン、ポリカーボネート、
ポリアリレートなどの他の非結晶性樹脂や、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリエーテルニトリル、ポリアミド、
ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リエーテルケトンエーテルエーテルケトンケトン、ポリ
エーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトンケ
トンなどの他の結晶性樹脂や、液晶ポリマーや、エポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド
イミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂などの他の熱
硬化性樹脂などを、単独あるいは組み合わせて必要に応
じて併用することができる。

【００１６】また、本発明のミシンの釜に用いる高分子
組成物を用いた成型品は、２５０〜３５０℃の温度下に
て熱処理することにより、高分子組成物中のポリイミド
樹脂が結晶化し、結晶性ポリマーの性能が発現されてく
る。

【００１７】なお、本発明のミシンの釜に用いる高分子
組成物としては、ポリイミド系樹脂に潤滑剤を含有させ
るだけでなく、ポリエーテルエーテルケトンあるいはポ
リフェニレンスルフィドに潤滑剤を含有させる構成とし
てもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態により説明する。

【００１９】図１から図４は本発明に係るミシンの釜の
第１の実施の形態を示すものであり、図１は全体の構成
の要部を示す縦断面図であり、図２は図１の内釜の正面
図であり、図３は図１の外釜の正面図であり、図４は図
１の内釜の軌条が外釜の軌溝にはまり込んだ部位を拡大
して示す一部拡大縦断面図である。

【００２０】図１に示すように、本実施の形態のミシン
の釜としての垂直全回転釜１は、下軸２の一端に固定さ
れ、図示しないミシンを稼働させることにより、図１に
矢印にて示す方向に高速で回転駆動される外釜３を有し
ており、この外釜３には、内釜４が収納されている。こ
の内釜４は、外釜３が回転した際に、図示しないミシン
本体に固定され内釜４に形成された凹所５にはまり込む
図１に想像線にて一部を示す釜止め６によって回転が阻
止されるようになっている。そして、内釜４には、着脱
自在なボビンケース７が装着されるようになっており、
このボビンケース７には図示しない下糸が巻回された着
脱自在なボビン８が収納されるようになっている。さら
に、内釜４の周壁の外周面には、図２に示すように、軌
条９が形成されており、外釜３の周壁の内周面には、図
３に示すように、軌溝１０が形成されており、この軌溝
１０には前記内釜４の軌条９が入り込んで嵌合するよう
になっている。

【００２１】前記内釜４の軌条９の表面には、図４に詳
示するように、摺動層１１が形成されている。この摺動
層１１は、ポリイミド系樹脂に潤滑剤を含有させてなる
高分子組成物により形成されている。この高分子組成物
としては、例えば、ポリイミド樹脂１００重量部に対し
て、潤滑剤としてのシリコーンオイル１．５重量部の割
合で計量し（合計１０１．５重量部）、ポリイミド樹脂
とシリコーンオイルとをミキサーを用いてドライブレン
ドし、その後、押出機を用いて３７０〜４００℃で押し
出し、その後造粒することにより得た高分子組成物のペ
レットを素材としており、このペレットを前記内釜４を
装着した金型に射出成型機を用いて射出成形することに
より一体に形成されている。

【００２２】つぎに、前述した構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。

【００２３】本実施の形態の垂直全回転釜１は、内釜４
の軌条９の表面に、ポリイミド樹脂とシリコーンオイル
とからなる高分子組成物により形成された摺動層１１が
一体に形成されており、この摺動層１１の素材の一部を
構成するポリイミド樹脂は、融点が３８０℃、熱変形温
度が約３４０℃（ＡＳＴＭ Ｄ６４８１８．６ｋｇｆ／
ｃｍ² ）と極めて高く、垂直全回転釜１が８０００ｓｐ
ｍ以上で回転した場合に、内釜４の軌条９と外釜３の軌
溝１０との摺動部たる接触面に発生する熱および負荷に
対して十分な強度を有しているので、内釜４の軌条９と
外釜３の軌溝１０との摺動部たる接触面の変形を確実に
防止することができ、その結果、図示しない上糸の糸抜
けを円滑に行うことができ、安定した高品位の縫製品質
を長期間に亘り確実に保持することができる。

【００２４】さらに、摺動層１１の素材の一部を構成す
るポリイミド樹脂に含有させた潤滑剤としてのシリコー
ンオイルは、３００℃における熱重量減量が１０重量％
以下という耐熱性を有しているので、内釜４の軌条９と
外釜３の軌溝１０との摺動部たる接触面の発熱によって
も、内釜４の軌条９と外釜３の軌溝１０との摺動部たる
接触面の無潤滑状態における自己潤滑性能を長期間に亘
り確実に保持することができるとともに、垂直全回転釜
１が８０００ｓｐｍ以上で回転した場合における内釜４
と外釜３に発生する摺動抵抗たるトルクを小さくするこ
とができ、釜止め６がはまり込む内釜４に形成された凹
所５の内面に加わる力を小さくすることができ、その結
果、上糸の糸抜けをより円滑に行うことができ、無潤滑
状態で安定した高品位の縫製品質を長期間に亘り確実に
保持することができる。

【００２５】すなわち、本実施の形態の垂直全回転釜１
は、内釜４の軌条９の表面に形成された摺動層１１の優
れた耐熱変形性により、長期間に亘り無給油で円滑に高
速回転させることができる。

【００２６】なお、本発明のポリイミド系樹脂に潤滑剤
を含有させてなる高分子組成物は、射出成形可能である
ので、この高分子素材を射出成形して垂直全回転釜１の
複雑な形状をした外釜３および内釜４の全体を形成する
ことができ、このような構成の垂直全回転釜１とするこ
とにより、前述した各実施の形態と同様に、長期間に亘
り無給油で円滑に高速回転させることができるととも
に、外釜３および内釜４の軽量化と、軽量化による外釜
３が回転する際の慣性力の低減を図り、上糸の糸抜けを
より円滑にすることができる。

【００２７】さらに、本発明によれば、内釜４の軌溝９
および外釜３の軌条１０の少なくとも一方の少なくとも
表面を本発明のポリイミド系樹脂に潤滑剤を含有させて
なる高分子組成物により形成し、少なくとも外釜３の他
の部分を他の樹脂素材（熱硬化性のポリイミドなど）に
より形成する構成とし、外釜３の軽量化と、軽量化によ
る外釜３が回転する際の慣性力の低減を図り、上糸の糸
抜けをより円滑にすることができる。

【００２８】さらにまた、本発明のポリイミド系樹脂に
潤滑剤を含有させてなる高分子組成物にＰＡＮ系炭素繊
維などの繊維強化剤を含有させることにより、射出成形
を行った場合の機械的強度、寸法精度、寸法安定性およ
び表面粗さなどの特性をより向上させることができる。

【００２９】図５は本発明に係るミシンの釜を適用した
垂直全回転釜の第２の実施の形態を示すものであり、本
実施の形態の垂直全回転釜１Ａは、内釜４Ａの軌条９Ａ
の全体を前述した第１の実施の形態の摺動層１１と同一
のポリイミド系樹脂としてのポリイミド樹脂に潤滑剤と
してのシリコーン樹脂を含有させてなる高分子組成物に
より形成したものである。その他の構成は前述した第１
の実施の形態と同様とされている。

【００３０】このような構成により、本実施の形態は前
述した第１の実施の形態と同様に、ポリイミド系樹脂と
してのポリイミド樹脂に潤滑剤としてのシリコーン樹脂
を含有させてなる高分子組成物により形成された内釜４
Ａの軌条９Ａの優れた耐熱変形性により、長期間に亘り
無給油で円滑に高速回転させることができる。

【００３１】図６は本発明に係るミシンの釜を適用した
垂直全回転釜の第３の実施の形態を示すものであり、本
実施の形態の垂直全回転釜１Ｂは、外釜３Ｂの軌溝１０
Ｂの表面を前述した第１の実施の形態の摺動層１１と同
一のポリイミド系樹脂としてのポリイミド樹脂に潤滑剤
としてのシリコーン樹脂を含有させてなる高分子組成物
からなる摺動層１１により形成したものである。その他
の構成は前述した第１の実施の形態と同様とされてい
る。

【００３２】このような構成により、本実施の形態は前
述した第１の実施の形態と同様に、ポリイミド系樹脂と
してのポリイミド樹脂に潤滑剤としてのシリコーン樹脂
を含有させてなる高分子組成物により形成された外釜３
Ｂの軌溝１０Ｂの表面の摺動層１１の優れた耐熱変形性
により、長期間に亘り無給油で円滑に高速回転させるこ
とができる。

【００３３】図７は本発明に係るミシンの釜を適用した
垂直全回転釜の第４の実施の形態を示すものであり、本
実施の形態の垂直全回転釜１Ｃは、図４に示す前述した
第１の実施の形態の内釜４と、図６に示す前述した第３
の実施の形態の外釜３Ｂとを組み合わせたものである。
すなわち、本実施の形態においては、内釜４の軌条９の
表面と、外釜３Ｂの軌溝１０Ｂの表面との両者に、ポリ
イミド系樹脂としてのポリイミド樹脂に潤滑剤としての
シリコーン樹脂を含有させてなる高分子組成物により形
成された摺動層１１を設けたものである。その他の構成
は前述した第１の実施の形態と同様とされている。

【００３４】このような構成により、本実施の形態は前
述した第１から第３の各実施の形態と同様に、ポリイミ
ド系樹脂としてのポリイミド樹脂に潤滑剤としてのシリ
コーン樹脂を含有させてなる高分子組成物により形成さ
れた内釜４の軌条９および外釜３Ｂの軌溝１０Ｂのそれ
ぞれの表面の摺動層１１の優れた耐熱変形性により、長
期間に亘り無給油で円滑に高速回転させることができ
る。

【００３５】図８は本発明に係るミシンの釜を適用した
垂直全回転釜の第５の実施の形態を示すものであり、本
実施の形態の垂直全回転釜１Ｄは、図５に示す前述した
第２の実施の形態の内釜４Ａと、図６に示す前述した第
３の実施の形態の外釜３Ｂとを組み合わせたものであ
る。すなわち、本実施の形態においては、内釜４Ａの軌
条９Ａの全体と、外釜３Ｂの軌溝１０Ｂの表面の摺動層
１１とを、ポリイミド系樹脂としてのポリイミド樹脂に
潤滑剤としてのシリコーン樹脂を含有させてなる高分子
組成物により形成したものである。その他の構成は前述
した第１の実施の形態と同様とされている。

【００３６】このような構成により、本実施の形態は前
述した第１から第３の各実施の形態と同様に、ポリイミ
ド系樹脂としてのポリイミド樹脂に潤滑剤としてのシリ
コーン樹脂を含有させてなる高分子組成物により形成さ
れた内釜４Ａの軌条９Ａの全体と外釜３Ｂの軌溝１０Ｂ
の表面の摺動層１１との優れた耐熱変形性により、長期
間に亘り無給油で円滑に高速回転させることができる。

【００３７】なお、本発明は、前記各実施の形態に限定
されるものではなく、必要に応じて変更することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のミシンの釜
によれば、内釜の軌条と外釜の軌溝との摺動部たる接触
面の少なくとも一方の表面をポリイミド系樹脂に潤滑剤
を含有させてなる高分子組成物により形成されており、
この高分子組成物は優れた耐熱変形性を備えているの
で、釜の軌条と外釜の軌溝との摺動部たる接触面を長期
間に亘り無給油状態で高速回転させることができ、その
結果、安定した高品位の縫製品質を長期間に亘り確実に
保持することができるという極めて優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るミシンの釜を垂直全回転釜に適
用した第１の実施の形態の全体の構成の要部を示す縦断
面図

【図２】 図１の内釜の正面図

【図３】 図１の外釜の図２と同様の図

【図４】 図１の内釜の軌条が外釜の軌溝にはまり込ん
だ部位を拡大して示す一部拡大縦断面図

【図５】 本発明に係るミシンの釜を垂直全回転釜に適
用した第２の実施の形態の内釜の軌条が外釜の軌溝には
まり込んだ部位を拡大して示す図４と同様の図

【図６】 本発明に係るミシンの釜を垂直全回転釜に適
用した第３の実施の形態の内釜の軌条が外釜の軌溝には
まり込んだ部位を拡大して示す図４と同様の図

【図７】 本発明に係るミシンの釜を垂直全回転釜に適
用した第４の実施の形態の内釜の軌条が外釜の軌溝には
まり込んだ部位を拡大して示す図４と同様の図

【図８】 本発明に係るミシンの釜を垂直全回転釜に適
用した第５の実施の形態の内釜の軌条が外釜の軌溝には
まり込んだ部位を拡大して示す図４と同様の図

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ （ミシンの釜としての）
垂直全回転釜 ３、３Ｂ 外釜 ４、４Ａ 内釜 ９、９Ａ 軌条 １０、１０Ｂ 軌溝 １１ 摺動層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内釜の軌条を外釜の軌溝に嵌合させてな
   るミシンの釜において、前記軌溝および軌条の少なくと
   も一方の少なくとも表面をポリイミド系樹脂に潤滑剤を
   含有させてなる高分子組成物により形成したことを特徴
   とするミシンの釜。