JPS6366557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はモータ回転子の回転バランス修正を
モータ回転子と一体回転するミシン要素部材を含
めて行うようにして、振動、騒音を軽減するミシ
ンに関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の装置としては、ミシンテーブルの
下部に別取付けられベルト・プーリで伝達駆動す
る駆動用電動機を、ミシン本体に内蔵して、電動
機出力軸とミシン軸を一体化し直接駆動する、い
わゆる駆動モータ内蔵形工業用ミシンが提案され
ているが、しかしながら、従来の提案はいづれも
具体性、実用性（実現性）のあるものは無く、い
わんやこれらを満足する小形高性能な電動機の実
用化が困難なこともあつて、実製品としても皆無
であつた。

さらに針棒機構等の縫製機能要素を駆動させる
駆動モータの固定子はミシンアームに直接固着さ
れ、また回転子はミシン上軸に嵌着されていた。
そこで、回転により発生した熱が固定子を伝わつ
てミシンアーム表面を加熱したり、組立作業に多
大な労力、時間を要し、アンバランス回転の修正
が困難で振動、騒音を発生させる等の欠点があつ
た。

〔発明の概要〕

この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたものであつて、ミシンアー
ム内に駆動モータを内蔵支持させたものでありな
がら、モータ回転子の回転バランスが修正可能
で、振動・騒音を軽減できると共に、上記駆動モ
ータの発熱が上記ミシンアームに伝達されるのを
可及的に抑えることができ、且つ、電磁ブレーキ
を備えていながら、その構成の簡素化が図れるよ
うにしたミシンを提供することを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。

第１図は実施例の構造を示す正（断）面図で、
第２図は第１図のハンドプーリカバーを外した右
側面図である。図において１００は駆動モータ
（以下モータという）、２００はミシンアーム（以
下アームという）、３００はミシンベツドである。

上記モータ１００は、固定子磁石１０１と、回
転子１０２と、この回転子１０２を固着し、かつ
従来のミシン上軸を兼用するモータ軸１０３と、
上記回転子磁石１０１を保持するヨーク１０４
と、このヨーク１０４の両側にボルト等（図示せ
ず）で固着され、玉軸受１０６，１０７を介して
モータ軸１０３を支承する左側ブラケツト１０
８、右側ブラケツト１０９とで構成されている。

上記モータ軸１０３の左側軸端部１０３ａは、
アーム２００の軸箱２０１に嵌合された玉軸受１
１０によつて回転自在に支承され、しかもバラン
スリング１１０ａが嵌着されている。このバラン
スリング１１０ａは、後述するミシン針棒機構Ａ
を含む縫製機能要素部材に対して上記モータ１０
０の回転子１０２の回転バランスを修正する機能
を果たすようになつている。他方、右側軸端部１
０３ｂ近傍にはモータ１００を急停止させる電磁
ブレーキ１１１と、後述するミシン下軸３０１を
ベルト２１１を介して駆動される駆動側タイミン
グプーリ１１２が装着されている。ここで上記電
磁ブレーキ１１１のブレーキマグネツト１１１ａ
および可動板１１１ｂはそれぞれ右側ブラケツト
１０９、駆動側タイミングプーリ１１２に装着さ
れている。

そして上記モータ１００は、組込前に、予め単
独で製造組立され、後述するアーム２００に設け
られた軸箱２０１に玉軸受１１０を介して嵌合支
持されたモータ軸の左側軸端部１０３ａと、フラ
ンジ穴２０２に嵌着された左側ブラケツト１０８
のフランジ部１０８ａと、アーム２００の複数の
取付座２０３に取付耳１０９ａを貫通したボルト
１１３等で固着された右側ブラケツト１０９とで
アーム２００に組付支持されている。従つて、上
記取付耳１０９ａと上記取付座２０３は、第２図
に示すように、上記モータ１００の外周面部をそ
の放射方向で部分的に支持するモータ支持部を構
成し、これによつて、上記モータ１００は、その
外周面と上記ミシンアーム２００の内壁面との間
で断熱空間部を形成した状態に支持されている。

次に上記アーム２００には、上記モータ１００
を組付支持するための軸箱２０１と、フランジ穴
２０２と、取付座２０３と、組付穴２０４とが一
体形成され、左側端部には面板２０５が装着され
ている。そして、モータ軸１０３の左側軸端部１
０３ａには、ミシン針棒機構(A)が配置されてい
る。このミシン針棒機構(A)は、ミシン針２０７を
取付けた針棒２０６と、この針棒２０６を上下に
運動させる針棒クランク２０８と、図示してない
天秤を運動させる天秤クランク２０９と、この針
棒クランク２０８と天秤クランク２０９とを駆動
させるクランク２１０とで構成されている。他
方、上記モータ軸１０３の右側軸端部１０４ｂに
モータ１００の回転速度と停止角度（すなわちミ
シンの回転速度とミシン針停止位置）を検出する
検出器２１２と、ハンドプーリ２１３が嵌着され
ている。そして右側には、上記組付穴２０４を覆
装し、かつモータ１００やタイミングベルト２１
１を覆うカバー２１４がアーム２００に取付けら
れる。尚、図示してないが従来と同様の押え機構
要素と上糸調節器とがさらにアーム２００に組付
けられている。

次に上記ベツド３００には、駆動側タイミング
プーリ１１２と係合し、回転を伝達する上記タイ
ミングベルト２１１を介してモータ軸１０３と同
一速度で回転駆動される下軸３０１が２個の玉軸
受３０２を介して支持されている。この下軸３０
１には上記タイミングベルト２１１と係合する従
動側タイミングプーリ３０３と、従来と同様の水
平及び上下送り軸３０７，３０８を駆動させる送
り作動カム３０４と、図示してない従来と同様の
糸切り機構を作動させる糸切り作動カム３０５
と、後述のカマ回転軸３０９を駆動させる駆動ギ
ヤー３０６が嵌着されている。カマ回転軸３０９
は軸受３１０，３１１を介してベツド３００に支
持され、左右両端に各々カマ３１２、従動ギヤー
３１３が嵌着されている。この従動ギヤー３１３
は上記駆動ギヤー３０６に係合し、上記モータ軸
１０３の倍速度で回転し、カマ３１２を上記針棒
２０６の上下運動に同期して回転駆動する。そし
て針板３１４、送り歯台３１５、送り腕３１６な
ど従来と同様のミシンの縫製要素が組付けられて
いる。

次に動作について説明する。

以上の構成要素で動作を説明すると、作業者の
足踏み操作に応じた電気信号がモータ１００の制
御装置（図示せず）に入力され、制御装置から所
定の電圧がモータ１００に印加される。そしてモ
ータ１００の回転駆動によつてモータ軸１０３に
直結されたクランク２１０を介して針棒２０６が
上下運動し天秤（図示せず）が運動する。これと
同時にタイミングプーリ１１２，３０３、タイミ
ングベルト２１１を介して下軸３０１が同速で回
転し、ギヤー３０６，３１３を介してカマ回転軸
３０９が倍速で回転する。これによつてカマ３１
２及び送り機構が上記針棒２０６と同期して回転
及び運動を行い、従来と同様の縫製運転が行われ
る。そして所要の縫製が終えると上記とと同様に
制御装置の指令に基づいてモータ１００が急減
速・低速位置決め運転を行い、検出器２１２が所
定の停止位置を検出し、電磁ブレーキ１１１が作
動し、定位置に停止し、所定時には、従来のもの
と同様の糸切り操作が行える。

以上の構成によれば、従来のいわゆる駆動モー
タ内蔵形工業用ミシンと同様に、その駆動装置
を含めた縫製機械装置全体が小形になり据付・取
扱いが容易である。駆動装置との伝達機構（プ
ーリ，ベルト）が内蔵された露出してないので安
全である。駆動装置と本体が一体化されている
ので、ミシン本体の配列や可動（上下，旋回な
ど）の自由度が高まり自動化機械装置への適合が
容易である等の効果を有する。さらに従来装置は
上述のようにいずれも内蔵されるモータの構成要
素であるモータの固定子はミシンアームに直接固
着され、モータの回転子は従来ミシンと同様のミ
シンアームに支持されたミシン上軸に嵌着されて
いる。しかし、この発明では上述の如くモータ１
００の構成要素は予め単独ユニツトとして組立し
構成され、その上でアーム２００内に組付けられ
るので以下の特有の効果が得られる。

(1) 従来のミシンの製造工程では、通常、内部の
金属粉等の異物除去と軸受その他摺動部のナラ
シを目的とした油洗浄運転工程があるが、周知
の如くモータは絶縁劣化等から油の付着をきら
う。またモータの製造工程でも回転子の回転バ
ランス（つり合い良さ）を出すためのバランス
取り工程、またモータ自身の性能（運転特性，
耐圧絶縁特性など）確認の試験工程がある。そ
のため従来装置では製造上非常に困難であつた
が、この発明ならば、上記各作業は極めて容易
である。

(2) モータには当然運転損失による発熱がある。
そのため従来装置ではその発熱する固定子（回
転子からの伝熱も含め）が直接、作業者に身近
にあるミシンアームに固着支持されてるためア
ーム表面の温度も上がり、危険であり少なくと
も不快である。これに対しこの発明では発熱す
るモータ１００がアーム２００外被肉から部分
的に突起した取付座２０３に取付けられ、全体
的にはモータ１００外被とアーム２００外被の
間に適切な空間が設けられているため、アーム
２００表面への熱伝達が少なく（温度勾配が高
い）、従来装置の問題を解消、少なくとも緩和
することができる。

(3) この発明では、駆動モータ１００単体の製造
工程の回転子１０２のバランス取り工程に於い
て、後でモータ軸１０３に組付けられる。従つ
て、針棒２０７、天秤及びその作動クランク２
０８〜２１０などのモータ軸１０３と一体回転
する部材あるいはその等価ダミーを一体に組付
けて同時に総合バランス取り修正を容易に行う
ことが出来るので、従来ミシンの上軸のアンバ
ランス回転は確実に防止され、低振動、低騒音
な運転性能を得ることができる。そしてさら
に、従来装置ではいずれも明確にされてない
が、この発明は従来のミシンの上軸を兼ねるモ
ータ軸１０３で直接駆動する要素は針棒機構(A)
及び天秤機構のみで、モータ軸１０３と同一回
転する下軸３０１をタイミングベルト２１１な
どで伝達してベツド３００部に設けこの下軸３
０１で送り機構や糸切り作動機構を作動させ、
さらにギヤー３０６等で従来ミシンの下軸に相
当するカマ回転軸３０９を倍速回転駆動させる
ので、アーム２００部内の従来ミシンの縫製機
能要素を最小限に構成している。

(4) そのため、この発明ではアーム２００部内に
モータ１００を組付構成するためにアーム２０
０の筒部の容積を従来と比べさほど大きくする
必要がない。また、アーム２００のベツド３０
０との接合部は上記のタイミングベルト２１１
や押え上げ連結機などの部材に限定されるの
で、スペースが明き、この部分に自動止め縫製
等の制御装置の設定スイツチなど操作部分を収
納することが出来る手元操作でデザイン、操作
性を良くすることができる。

(5) 従来ミシンの欠点である油洩れに対しても、
本案ならばアーム２００部内に構成される機能
要素が針棒２０７及び天秤機構に限定されるの
で、これらの摺動部軸受の潤滑を含油メタルグ
リース潤滑等で無給油化が容易となり、アーム
２００部からの油洩れを解決することができ
る。

(6) 同様に従来ミシンの上軸を支持する軸受、上
軸から下軸へ伝達する立軸のギヤー、送り作動
カムの摺動部、針棒及び天秤機構の摺動部など
への給油潤滑のための給油ポンプが消略される
ので、その分モータ１００への負荷トルクが減
少し、電力エネルギーを節減することができ
る。

尚、この発明の予め組立完成されたモータ１０
０をアーム２００内に組付、支持する上に於い
て、第１図でも明らかなようにモータ軸１０６は
かなり長尺で、その左側軸端部１０３ａにはクラ
ンク２１０、針棒クランク２０８、針棒２０６、
天称クランク２０９、天秤（図示せず）などの慣
性負荷と、右側軸端部１０３ｂにはブレーキ可動
板１１１ｂ、駆動側タイミングプーリ１１２、ハ
ンドプーリ２１３などの慣性負荷と、タイミング
ベルト２１１の張力と、モータ軸１０６の中心部
には当然のことながら自己の回転子１０２の慣性
負荷とがそれぞれ加わる。そのためモータ軸１０
６の所定の回転剛性を確保するために相当な支持
点が必要となる。ところが一般に３点以上の支持
方式は、周知の如くその軸心精度が得られないと
コジレを生じるので、厳しい加工精度、組立精度
が要求され極めて困難である。

この問題に対してこの発明は下記の工夫を行い
解決している。すなわち、モータ軸１０３はモー
タ１００に対して２個の玉軸受１０６，１０７で
２点支持させ、モータ１００全体はアーム２００
に対し、これに構成された軸箱２０１とフランジ
穴２０２との２点で、軸心に寸法決め嵌着し、固
定支持させている。そのため加工及び組立精度は
従来の通常レベルで行え、軸剛性についても左側
軸端部１０３ａは充分なことは明白で、右側軸端
部１０３ｂは相対的に剛性の大きなモータ１００
のヨーク（フレーム）１０４と右側ブラケツト１
０９で支持しているので充分と予想されるが、さ
らにモータ１００のアーム２００に対する上記固
定支持部への締結を、右側ブラケツト１０９の取
付耳１０９ａをアーム２００の取付座２０３にボ
ルト１１３で行い、その締結力によつて生じる上
記取付耳１０９ａと取付座２０３の接合端面の摩
擦力で、右側軸端部１０３ｂの支持剛性を補強し
ている。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ミシンアー
ム内に駆動モータを内蔵した状態で、該駆動モー
タの外周面を部分的に支持してその駆動モータの
外周面と上記ミシンアームとの内壁面との間に断
熱用の空間部を形成したので、この空間部によつ
て上記駆動モータの発熱が上記ミシンアームに伝
達されるのを未然に抑えることができ、このた
め、上記駆動モータの発熱による上記ミシンアー
ムの加熱に起因した不都合を未然に解消すること
ができるという効果がある。また、上記駆動モー
タにおけるモータ軸の一端側には、該モータ軸に
連動する針棒や天秤等の縫製機能要素部材に対し
てモータ回転子の回転バランスがとれるバランス
リングを設けたので、このバランスリングによつ
て、上記モータ回転子の回転バランスが必然的に
修正され、このため、ミシン組立製造時における
上記モータ回転子の回転バランスを出すためのバ
ランス取り工程やモータ自体の性能確認試験工程
での各作業が極めて容易に行え、ミシン組立製造
効率の向上が図れるという効果がある。更に、上
記モータ軸の他端部に配置した電磁ブレーキの可
動板を、上記モータ軸の他端部に連係してミシン
下軸への動力伝達を行うタイミングプーリに設け
たので、上記電磁ブレーキを取付けるための他の
部材が不要となり、その取付け構成が簡素化する
という効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の縦断面図、第２
図は第１図のハンドプーリカバーを外した右側面
図である。 １００……駆動モータ、１０２……回転子、１
０３……モータ軸、２００……ミシンアーム、２
０６……針棒、３００……ミシンベツド、３０２
……カマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ミシン上軸を兼用するモータ軸を単独支持す
   る駆動モータを予め単独ユニツトとして製造組立
   後、該駆動モータをミシンアーム内に内蔵支持さ
   せた構成のミシンにおいて、上記駆動モータの外
   周面と上記ミシンアームの内壁面との間に断熱用
   の空間部が形成されるように上記駆動モータを上
   記ミシンアーム内で部分的に支持するモータ支持
   部と、上記モータ軸の一端部に組付け連動させた
   針棒・天秤等の縫製機能要素部材と、上記モータ
   軸の一端側に設けられ、上記縫製機能要素部材に
   対して上記駆動モータのモータ回転子の回転バラ
   ンスをとるバランスリングと、上記モータ軸の他
   端部に設けられ、ミシン下軸への動力伝達を行う
   タイミングプーリと、このタイミングプーリに設
   けられた可動板を有してその近傍に配置された電
   磁ブレーキとから成ることを特徴とするミシン。