JPS6032470B2 - 操作装置における動力補助装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は操作装置において小さな操作力によって大きな
作動力の得られる動力補助装置に関する。

操作装置においては小さな操作力によって大きな作動力
の得られることが望ましく、例えば空気圧、油圧等を利
用することによって動力を補助することのできる装置が
知られているが、この場合には圧力源を設けることが不
可欠となって設備面における負担が増大する欠点がある
。

これに対してメカニカルな動力補助装置としては、例え
ば実公昭４５一１６９３７にはある特定の軸上に固定さ
れた円板状のクランクに立設されたピンを、別の鞠上に
固定された長手形状の駆動板に形成された長穴に係合さ
せるとともに、クランクが固定された軸上にスプリング
クラッチ機構を設けて、クランクの回転力を動力源とし
て駆動板を所定の状態まで駆動（揺動）させた後、クラ
ッチ機構によってクランクの回転を遮断し駆動板を駆動
後の状態に保持するとともに、クランクの回転力を利用
して元の状態に復帰させ得る装置が開示されている。し
かしながら、この装置においては駆動板を駆動後の状態
に保持するためにクラッチ機構を設けたことによって構
造が複雑となり、部品点数が非常に多くなる不具合があ
った。本発明はこのような事情を背景とし、構造が簡単
で安価な操作装置用の動力補助装置を提供することを目
的としてなされたものであり、一回転中心線のまわりに
常時回転させられ、周面に回転中心緩からの半径が回転
に伴なつて漸増する第１のカム面と第１のカム面の最大
半径を半径とする円筒面から成る第２のカム面とを有す
るカム体、及びこのカム体の回転中心線と平行な藤線ま
わりに回動可能且つ藤線方向に移動可能に支承された支
承部を有するとともに「支承部から延びる腕部にカム体
の力ム面に接触し得る接触子を有する揺動体を設けてへ
この揺動体を操作体によって軸線方向に移動させると
ともに付前勢手段によって接触子がカム面に向かう方向
に付勢することにより、先ず接触子を第１のカム面に接
触させカム体の回転力を動力源として揺動体を大きな動
力で揺動させるとともに、、接触子を第２のカム面に接
触させることによって揺動体を揺動後の特定の状態に保
持した後元の状態に復帰させることを特徴とするもので
ある。

この揺動体の一部に被操作機構を連結してお仇よ、被操
作機構は揺動体の揺動に伴なう大きな作動力によって作
動させられ、作動後はその状態に確実に保持された後、
元の状態に復帰させられることになるのである。以下、
本発明をミシンの布押え脚を上昇させるための操作装置
に適用した場合を例として詳細に説明する。

第１図及び第２図において１はミシンのテーフル（図示
せず）の下方に設けられたケースでありこのケースーに
は互いに平行な第１の水平軸２「第２の水平軸３及び両
軸と直角な方向の第３の水平軸４がそれぞれ配設されて
いる。

第１の水平軸２は玉軸受４ａ及び４ｂによって回動可能
に支持されており「一方の端部には図示しない駆動装置
によってミシンの運転中常時回転させられるプーリ５が
固定されるとともに「中間部には四つのカムより成り軸
２とともに第２図において時計方向に回転させられるカ
ム体７がネジ止めされている。

カム体７の各カムは第３図乃至第５図にその詳細を示す
ように、軸２と同０円状の円筒面をカム面とする第２の
カム８ｂ及び第４のカムｇｂと「 カム体Ｔの回転中心
線（軸２の軸線）からの半径が回転に伴なつて漸増すろ
うず巻き状のカム面を有する第１のカム８ａ及び第３の
カム９ａとからなり、第１のカム８ａ及び第３のカムｇ
ａの最大半径及び最小半径がそれぞれ第２のカム８ｂの
半径に一致させられているとともに、第３のカム９ａの
最大半径が第４のカム９ｂの半径に一致させられており
、各カムのカム面は円周上の特定の部分で互いに連続す
るように形成されている。第２の水平軸３は、両端部の
ネジ部村１０ａ及び１０ｂによってケースーに固定され
ており、中間部には揺動体１２がこの軸３のまわりに回
動可能且つ軸３上を移動可能に欧装されている。

揺動体１２の藤線方向の移動範囲は、軸３上に固定され
た固定部材１１ａ及び１１ｂによって規制されている。
また揺動体１２は軸３によって支承された支承部１３の
外周面に円周方向に穿設された係合溝１３ａを有すると
ともに、この支承部１３から延びるベルクランク状の腕
部１４を有し、腕部１４の一端（第２図において下方）
には前記カム体７の各カム面を倣うべきローラ１４ａが
枢着されている。腕部１４の池端には直角状の切欠き１
４ｂが形成されており、この切欠き１４ｂがケース１内
壁面に固定された係止部材１５に係合させられている。
また腕部１４には「第６図及び第７図に示す位置決め板
２７ａを有する布支え脚２７及び布押え脚２８を上昇さ
せる機構に連結される連結棒２６が球面継手によってて
連結されているとともに、スプリング２６ａによって上
方に付勢されている。

布押え脚２８及び布支え脚２７は固定板２９の案内溝２
９ａ及び２９ｂに段違いの突起３０ａ及び３０ｂによっ
てそれぞれ案内され且つ弾性体３軍ａ及び３１ｂによっ
て下方向に付勢されており、腕部１４が時計方向に揺動
させられ押し棒３２に固定された水平支え３３が上昇さ
せられると「始めに布押え脚２８が「続いて布支え脚２
７が上昇させられるようになっている。ケース川こ回転
可能に支持された第３の水平軸４にはしバー２８が遊鼓
されており、レバー２０の先端に設けられた突部２０ａ
が前記揺動体１２の係合溝１３ａに係合せられている。

この軸４にはまたレバー支え２８が鉄装されてネジ２１
ａによって回定されており、レバー２０としバー支え２
１とはしバー２０に立設されたピン２０ｂとしバー支え
２１に形成された長穴２１ｂとによって互いに係合させ
られているとともに、レバー２０はしバー支え２１に取
り付けられた板バネ２１ｃによって軸４まわりに時計方
向に回転するように付勢されている。ケース１底面のレ
バー支え２１の下方にはボルト（ストツパ）２２が立設
されており、レバー支え２１が所定の状態から更に反時
計方向に回動することを規制している。さらにこの軸４
のケース１外の端部には回動部材２５がネジ止めされて
おり、回動部材２５はスプリング２５ｂによって上方に
付勢されているとともに連結棒２５ａを介して下方の図
示しない足踏みペダルに連結されており、ペダルが踏み
込まれると軸４上に固定されたレバー支え２１が時計方
向に回動させられるようになっている。次に以上のよう
に構成された実施例の作動を説明する。当初足踏みペダ
ルが全く踏み込まれていない状態においては、第２の軸
３上の揺動体１２は第１図において最も左寄りに位置し
てレバー支え２１がストッパ２２に当綾させられた状態
にあり、腕部１４の一端に枢着されたローラ１４ａは常
時回転させられているカム体７のいずれのカム面とも係
合させられておらず、前端面が第１のカム８ａの対向す
る端面から僅かに離隔した状態にある。また腕部１４の
他端に形成された切欠き１４ｂが係止部材１５に係合さ
せられており、ローラ１４ａはそのまま軸線方向に移動
させられればカム８ａの最小半径部に係合し得る状態に
保持されている。この状態からスプリング２５ｂの弾性
力に抗してペダルが踏込みストローク一杯踏み込まれ、
連結棒２５ａ及び回動部材２５を介して第３の軸４上に
固定されたストッパ支え２１が時計方向に回動ごせられ
ると、板バネ２１ｃの弾性力によって時計方向に付勢さ
れているレバー２０も軸４まわりに同方向に回動させら
れる。

この回動によりレバー２０の端部に設けられた突部２０
ａが図中右方向に移動させられるため、この突部２０ａ
が係合溝１３ａ内に係合させられた揺動体１２が同方向
に移動させられる。この移動に伴ない腕部１４の一端に
枢着されたローラ１４ａが鞠心方向に移動させられ、回
転しているカム体７の第１のカム８ａの端面に当綾する
。その結果レバー２０はそれ以上時計方向に回動するこ
とを阻止され、レバー支え２１のみが板バネ２１ｃを榛
ませつつ回動する。ローラ１４ａは、カム８ａのカム面
の最小半径部が回転してくるまでは板バネ２１ｃの弾性
力によって前端面がカム８ａの端面に押圧された状態の
ままであるが、カム８ａの最小半径部がローラ１４ａの
位置に回転してきた時第８図中Ａにて示すようにこのカ
ム８ａに係合させられ、前端面が第２のカム８ｂの端面
に当接させられる。ローラ１４ａが第１のカム８ａに係
合させられた状態でカム体７が回転させられると、回転
につれてローラ１４ａはカム８ａのより半径の大きい部
分と係合させられることとなり、カム体７がほぼ７′８
周回転させられた後においては、腕部１ ４はこのカム
８ａのカム面の最大半径と最４・半径との径差分だけ軸
３まわりに時計方向に揺動させられることとなる。この
腕部１４の揺動によって連結棒２６が下方に引っ張られ
る結果、押し棒３２が上昇させられ水平支え３３が日（
Ｂ）の高さまで上昇させられるため、先ず布押え脚２８
が上昇させられる。カム体７の第２のカム８ｂの半径は
第１のカム８ａの最大半径に一致させられており且つレ
バー２川ま板バネ２１ｃによって軸２周り‘こ時計方向
に回動するように付勢されているため、カム体７がほぼ
７′８周回転させられ第１のカム８ａの半径がこのカム
８ａの最大半径（第２のカム８ｂの半径）に等しくなる
と、ローラ１４ａの前端面が第２のカム８ｂの端面に当
援することがなくなり、これによりローラ１４ａは第１
図においてさらに右方向に移動し、第８図中Ｂにて示す
ように第２のカム８ｂと係合して前端面が第３のカム９
ａの端面に当援する。

第２のカム８ｂは円筒面をカム面とするカムであるため
、カム体７が回転しても腕部１４‘ま揺動せず、腕部１
４の切欠き１４ｂが形成された端部は第９図中Ｂ′にて
示す状態に保持されることとなり、従って布押え脚２８
が上昇位置に保持されることとなる。ロ−ラ１４ａが第
２のカム８ｂに係合させられた状態でカム体７がほぼ１
／８周回転させられローラー４ａと第３のカム９ａの最
小半径部との位置が一致すると、ローラ１４ａは第８図
中Ｃにて示すようにこのカムｇａに係合させられること
となり、前端面が第４のカム９ｂの端面に当援させうれ
る。

ローラーをａが第３のカムｇａに係合させられた状態で
カム体７が回転させられると、ｏーラ１４ａはカム９ａ
の半径のより大きい部分と係合させられることとなるた
めに〜カム体７がほぼ７ノ８周回転させられた後におい
ては、腕部１ ４はさらにこのカムｇａのカム面の最大
半径と最小半径との蓬差分だけ軸３周りに時計方向に揺
動させられることとなる。この腕部１４の揺動によって
連結棒２６が下方に引っ張られると、押棒３２がさらに
上昇させられ水平支え３３が日（Ｄ）の高さまで上昇さ
せられるため、布押え脚２８に続いて布押え脚２７が上
昇させられる。第３のカム９ａの最大半径は第４のカム
ｇｂの半径に一致させられているため、カム体？がほぼ
７ノ８周回転させられ第３のカムｇａの半径がこのカム
９ａの最大半径（第４のカム９ｂの半径）に等しくなる
と、ローラ１４ａの前端面が第４のカム９ｂの端面に当
接させるれることはなくなり「ローラ１４ａは第１図に
おいて更に右方向に移動し、第８図中Ｄにて示すように
第４のカムｇｂと係合させられる。

この時揺動体１２の右端面が固定部材１１ｂの端面に当
接させられることによってローラ１４ａの最も右寄りの
位鷹が規制される。第４のカム９ｂのカム面も第２のカ
ム８ｂと同様同筒面をカム面とするカムであり、カム体
７が回転しても腕部１４は揺動しないため、腕部１４の
切欠き１４ｂが形成された端部は第９図中〇にて示す状
態に保持されることとなり、これによって布押え脚２８
及び布押え脚２７はともに上昇位置に保持されることと
なる。しかもこの状態はペダルの踏込みを解放してロー
ラ亀４ａと第４のカム９ｂとの係合を解かない限り所望
の時間保持することができる。このように布押え脚２８
及び布押え脚２７を上昇位置に保持した状態でベッド上
に加工布３５を置いた後、ペダルを踏込みストロークの
約半分まで戻せば、始めに布支え脚２７が下降させられ
る。

すなわちペダルの踏込みを緩めると、回動部材２５に設
けられたスプリング２５ｂの弾性力によってレバー２０
がレバー支え２１と一体的に軸４周りに反時計万向に回
動させられ「これによって揺動体１２の腕部１４が第１
図において左方向に移動させられる結果、ローラ１４ａ
は第４の力ムｇｂとの係合を解かれた後第３のカムｇａ
には殆んど接触することなく第２のカム８ｂと係合可能
な位置まで一気に移動させられる。この後スプリング２
６ａの弾性力によって腕部１４が軸３のまわりに反時計
方向に揺動させられ、ローラ１４ａが第２のカム８ｂの
カム面に第１０図中Ｅにて示すように係合させられると
、腕部１４が再び第９図中Ｂ′にて示す状態に保持され
ることによって連結榛２６が上方に移動させられる。こ
うして水平支え３３が日（Ｄ）から日（Ｂ）の高さまで
下降させられるために先ず布支え脚２７が下降させられ
、加工布３５を布送り板に向かって押圧する。この時ペ
ダルの停止位置の不正確さにによってロ−ラ１４ａの軸
線方向位置が多少変化しても、カム８ｂのカム面はある
程度の幅を有しているためにローラー４ａは少なくとも
カム８ｂのカム面の一部には係合することとなり、水平
支え３３は常にカム８ｂの半径によって決定される位置
に正確に停止させられ得る。

また布支え脚２７による加工布３５の押え方が適正でな
かった場合には、ペダルを再び踏み込み、ローラ１４ａ
を第３のカム９ａ及び第４のカム９Ｍこ係合させれば、
布支え脚２７を再び上昇させることができる。ペダルの
踏込みをいまらくこの状態に保持し、布支え脚２７の位
簿決め板２７ａに合わせてラベル３６を置いた後布押え
脚２８を下降させる。

すなわちペダルの踏込みをさらに踏込み以前の状態まで
緩めると、レバー２０の回動によって揺動体１２は更に
移動させられ、ローラ１４ａは第２のカム８ｂに係合さ
せられた状態から第１のカム８ａには殆んど接触するこ
となく元の位置まで一気に移動させられる。その結果、
スプリング２６ａの弾性力によって腕部８４がさらに反
時計方向に揺動させられ、第１０図中日こて示すように
当初の状態に復帰させられるのである。この時レバー支
え２１がストッパ２２に当援させられることによってロ
ーラ１４ａの最も左寄りの位置が規制される。この腕部
１４の揺動により連結棒２６がさらに上方に移動させら
れると、水平支え３３が日（Ｂ）から元の高さまで下降
させられることとなるために布支え脚２７に続いて布押
え脚２８が下降させられ、ラベル３６を加工布３５及び
布送り板に向かって押圧するのである。この腕部１４の
移動及び揺動によって切欠き１４ｂが係止部村１５に係
合させられるためにローラー４ａの藤線まわりの位置が
規制され、ローラ１４ａは再び第１のカム８ａの最４・
半径部と係合し得る位置に停止することとなる。なお付
言すれば、布押え脚２８によるラベル３６の押え方が適
正でなかった場合には、ペダルを半ばまで踏み込みロー
ラー４ａを第１のカム８ａ及び第２のカム８ｂのみに係
合させれば、布押え脚２８のみを再び上昇させることが
できる。以上の説明より明らかなように、この実施例に
おいてペダルの燈込みは第３の軸４上に固定されたレバ
ー支え２１を時計方向に回動させるためのものであり、
小さな操作力（ペダルの踏力）によって板バネ２１ｃに
付勢されたレバー２８が回動させられることによって、
揺動体竃２が駒線方向に移動させられる。

この移動により腕部１４に枢着されたローラ１４ａがカ
ム体７の各カム面と係合させられる結果、腕部１４はカ
ム体７の回転力を動力源として揺動させられるのであり
、この揺動によって連結榛２６が大きな力で所定量だけ
引っ張られるのである。布押え脚２６及び布支え脚２７
を上昇させるためには、水平支え８３が固定された押し
棒３２を所定量だけ段階的に上昇させることが必要であ
り、この細かいコントロールを人間が直接行なうことは
極めて困難であるが、この実施例によれば押し棒３２を
段階的に上昇させる連結樺２６の引張量則ち腕部１４の
揺動量を決定するのは第１のカム８ａ及び第３のカム９
ａであり、この引張量は両カムのカム面の形状及び腕部
１４の形状等を変更することにより所望量に選定するこ
とができる。

また、腕部１４を揺動させるための第１のカム８ａ及び
第３のカム９ａのほかにも円筒面をカム面とする第２の
カム８ｂ及び第４のカム９ｂを設けたために、カム体７
の回転を遮断するための機構を特に設けることなく、腕
部１４が第９図中Ｂ′及び〇にて示す状態にそれぞれ確
実に保持されるのである。

さらにペダルの踏込みの解放時に際しても、踏込みを段
階的に解放し腕部１４を二段階に移動させることにより
、ローラ１４ａは第４のカム９ｂに係合させられた状態
から第３のカム９ａには殆んど接触することなく一気に
第２のカム８ｂに係合させられ、さらに第１のカム８ａ
に殆んど接触することなく一気に元の状態まで復帰させ
られるのであり、これによって水平支え３３が二段階に
下降させられる結果、布支え脚２７が先に、続いて布押
え脚２８が下降させられるのである。

従ってラベル３６を加工布３５に対して正確に位置決め
した後加工布３５上に押圧することが可能であり、しか
も布押え脚２８及び布支え脚２７がともに上昇位置にあ
る状態、及び布支え脚２７は下降位置にあり布押え脚２
８のみが上昇位置にある状態はそれぞれ所望の時間保持
ができるため、加工布３５及びレベル３６の位置決めを
正確に行なうことが可能である。さらに布支え脚２７及
び布押え脚２８による加工布３５及びラベル２６の押え
方が適正でなかった時には「その時点で各脚を再び単独
に昇降させ押え直すこともできるのである。上記実施例
は本発明に係る動力補助装置をミシンの布押え脚を上昇
させる操作装置に応用したものであるが、本発明の実施
例は上記例に限定されるものではなく「小さな操作力に
よって大きな作動力を得ることが望まれる多くの操作装
置について広範に利用し得ることは勿論、装置を構成す
る各要素についても適宜変更、修正が可能である。

例えば第１１図に示すようにカム体３７を構成する各カ
ム体のカム面をすべて円筒面とし〜第２のカム３８ｂ及
び第４のカム３９０を軸２′と同心に配置するとともに
、第１のカム３８ａ及び第３のカム３９ａを軸２‘に対
してそれぞれ所定量だけ猿心させ、第１のカム３８ａと
第２のカム３８ｂとのカム面が一部において一致し（軸
２′の鞠線からの半径が等しくなり）、さらに第３のカ
ム３９ａのカム面は第２のカム３８ｂ及び第４のカム３
９ｂのカム面の両方と別の部分においてそれぞれ一致す
るようにしても前記例と同様の目的が達成される。また
腕部１４を段階的に揺動させることが望まれない場合に
は、第１２図に示すようにカム体４０をうず巻き状のカ
ム面を有する第１のカム４１ａと、このカム４１ａの最
大半径を半径とする円筒状の第２のカム４１ｂのみで構
成すれば良い。

さらに必要に応じて回転に伴なつて半径が増加する第１
のカムとこのカムの最大半径を半径とする第２のカムの
組合わせを三組以上設けることも可能である。また、腕
部１４を藤線方向に移動させるレバー２０と軸４との間
に板バネ２１ｃを介在させれば、ローラ１４ａとカム体
７の各カム面との係合状態の如何に拘らずペダルを踏み
込むことが可能となる利点が生ずるが、レバー２０をこ
のように付勢することは不可欠なことではなく、レバー
２０を直接軸４上に固定してもよい。さらに腕部１４に
設けられたカム体７の各カム面に係合させられるローラ
ー４ａの代わりに単なる突部を設けて、これを各面に接
触させることによっても目的は蓬せられる。以上詳述し
たように本発明はカム体の回転力を動力源として利用し
たことにより、操作部体を小さな力で操作するのみで大
きな作動力が揺動体の揺動力として得られるものである
。

またカム体に円筒面をカム面とするカムを設けたことに
より簡単な構造で揺動体を揺動後の状態に保持した後元
の状態に復帰させることが可能となるものであり、操作
装置における動力補助手段として広い範囲にわたって好
適に得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力補助装置をミシンに適用した
例を示す正面断面図、第２図は第１図におけるローＤ断
面図し第３図乃至第５図は第１図に示した装置に装備さ
れたカム体のそれぞれ正面図、側面図及び下面図、第６
図はミシンの布押え脚を示す斜視図、第７図は布押え脚
を上昇させる機構を示す正面図、第８図乃至第１０図は
第１図に示した装置の作動を説明するための説明図、第
１１図及び第１２図は本発明の別の実施例を示す要部正
面図である。 １・・・・・・ケース、２，３，４’・・・・・水平軸
、５……プーリ、丁，３７，４０……カム体、８ａ，８
ｂ，９ａ，ｇｂ，３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ，４
１ａ，４１ｂ……力ム、１０ａ，１０ｂ…・・・ネジ部
材、ｉｌａ，１１ｂ・・・・・・固定部材、１２……移
動体、１３…・・・支承部、１３ａ・・…・係合溝〜
１４・…・・腕部、１４ａ・…・・ローラ、１４ｂ．・
・・・・切欠き、１５・・・・・・係止部材、２０……
レバー、２０ａ・・・・・・突部、２０ｂ…・・・ピン
、２１・・・…レバー支え、２１ｂ・・・…長穴、２１
ｃ……板バネ、２５・…・・回動部村、２２……ストッ
パボルト、２５ａ，２６・・・・・・連結棒、２５ｂ，
２６ａ…・・・スプリング、２７…・・。 布支え脚、２７ａ……位置決め板、２８・・・…布押え
脚、２９・・…・固定板、２９ａ，２９ｂ……案内溝、
３０ａ，３０ｂ……突起、３１ａ，３１ｂ・・…・弾性
体、３２・・・…押し榛、３３・・・・・・水平支え、
３５……加工布、３６・・・．・〇フべ１′レ。第３図 第４図 第５図 第１図 第２図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第亀２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一回転中心線のまわりに常時回転させられ、且つ周
   面に少なくとも、前記回転中心線からの半径が回転に伴
   なつて漸増する第１のカム面と、該第１のカム面に隣接
   して形成され該第１のカム面の最大半径を半径とする円
   筒面から成る第２のカム面とを有するカム体と、該カム
   体の前記回転中心線に平行な軸線のまわりに回動可能且
   つ該軸線方向に移動可能に支承された支承部を有し、該
   支承部から延びた腕部に前記カム体のカム面に接触し得
   る接触子を有するとともに、被駆動部材に連結された揺
   動体と、該揺動体に作動的に連結され、前記接触子を前
   記軸線方向に移動操作する操作体と、前記揺動体を前記
   接触子が前記カム体のカム面に向かう方向に付勢する付
   勢手段と、前記接触子を前記カム体の半径方向において
   前記第１のカム面の最小半径部と係合可能な位置に保持
   する保持手段とを含むことを特徴とする操作装置におけ
   る動力補助装置。 ２ 前記カム体の第一のカム面がうず巻き形のカム面で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の動
   力補助装置。 ３ 前記カム体の第一のカム面が偏心カム面であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の動力補助装
   置。