(57)【要約】【課題】回転部材から突出する筒状部と回転軸との間の隙間を無くすようにすることで、フレッティング摩耗を防止する軸受装置を提供する【解決手段】下軸プーリ３５から突出する筒状部４３は、セットカラー５５によって径方向内側に締め付けられる。筒状部４３は、周方向の一部に軸方向において先端部５３から基端部５４へ延びる脆弱部としての溝５２を有している。セットカラー５５で筒状部４３を締め付けると、筒状部４３は脆弱部の溝５２を利用して内径が縮小する方向へ変形し、下軸プーリ３５と反対側の先端部５３が下軸３３に密着する。従って、下軸３３と下軸プーリ３５から突出する筒状部４３との間における隙間が無くなり、フレッティング摩耗を防止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源で発生した駆動力を伝達する回転軸と、
前記回転軸が挿入され、前記回転軸と一体に回転可能に固定され、前記回転軸の径方向へ力が加わる回転部材と、
機枠に固定される外輪、及び前記回転部材に固定される内輪を有し、前記外輪と前記内輪との相対的な回転によって前記回転部材を回転可能に支持するベアリングと、
前記回転部材の軸方向において一方の端部から前記回転部材と同軸上に突出して設けられ、内側に前記回転軸が挿入されている筒状部と、
前記筒状部を周方向へ全周にわたって覆い、前記筒状部を径方向内側へ締め付ける固定部材と、
前記筒状部に設けられ、前記固定部材によって前記筒状部が径方向内側に締め付けられることにより、前記筒状部の内径が縮小する方向への変形を促す脆弱部と、
を備えることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記脆弱部の軸方向の全長は、前記固定部材の軸方向の全長よりも長いことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記固定部材は、筒状の本体、及び前記本体に螺合して前記回転軸に固定するねじ部材を有し、
前記脆弱部は、前記筒状部の先端部から前記ねじ部材が設けられた位置よりも基端部側まで延びていることを特徴とする請求項１又は２記載の軸受装置。
【請求項４】
前記脆弱部は、前記筒状部の周方向の一部に、先端部から基端部側へ軸方向へ延びるように形成された溝であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の軸受装置。
【請求項５】
前記固定部材は、セットカラーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置に関し、特にミシンの軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンの場合、モータなどの動力源で発生した駆動力は、プーリなどの回転部材に懸架されたタイミングベルトなどを経由して回転部材が固定された回転軸に伝達される。回転軸は、例えば主軸として針棒駆動機構に駆動力を伝達したり、下軸として釜駆動機構に駆動力を伝達する。このような回転軸及び回転部材は、軸受装置によって回転可能に支持されている。ところで、上述のようにプーリなどの回転部材及びタイミングベルトなどを経由して駆動力が伝達される場合、回転部材は回転方向の力とともに径方向の力が加わる。回転部材と回転部材の嵌合穴に挿入される回転軸とは、例えば圧入やねじ止めなどによって固定されているものの、回転軸と回転部材の嵌合穴との間にはわずかな隙間がある。一方、回転部材は、例えばベアリングなどの軸受部材に固定されている。そのため、駆動力の伝達にともなう回転軸の撓み、或は回転部材とタイミングベルトなどとの噛み合いにともなう振動によって、回転部材の端部と回転軸との間には繰り返し微少な摩擦が生じ、回転軸におけるフレッティング摩耗の原因となる。
【０００３】
そこで、特許文献１では、ミシンの主軸の軸受部分において、フレッティング摩耗の低減を図る技術が開示されている。特許文献１では、回転軸に回転部材である釣合錘が一体回転可能に取り付けられ、この釣合錘の突出環は転がり軸受けによってミシンフレームに回転可能な状態で支持されている。このような構成により、特許文献１では、主軸の撓みを防止し、フレッティング摩耗の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００２−１５３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の場合、釣合錘は針棒側においてネジによって固定されているため、突出環の針棒とは反対側の端部では依然として主軸との間に微少な隙間がある。その結果、特許文献１の構成でも、回転軸である主軸と回転部材である釣合錘との間で発生するフレッティング摩耗を十分に防止することは困難である。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転部材から突出する筒状部と回転軸との間の隙間を無くすようにすることで、フレッティング摩耗を防止する軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１記載の軸受装置は、動力源で発生した駆動力を伝達する回転軸と、前記回転軸が挿入され、前記回転軸と一体に回転可能に固定され、前記回転軸の径方向へ力が加わる回転部材と、機枠に固定される外輪、及び前記回転部材に固定される内輪を有し、前記外輪と前記内輪との相対的な回転によって前記回転部材を回転可能に支持するベアリングと、前記回転部材の軸方向において一方の端部から前記回転部材と同軸上に突出して設けられ、内側に前記回転軸が挿入されている筒状部と、前記筒状部を周方向へ全周にわたって覆い、前記筒状部を径方向内側へ締め付ける固定部材と、前記筒状部に設けられ、前記固定部材によって前記筒状部が径方向内側に締め付けられることにより、前記筒状部の内径が縮小する方向への変形を促す脆弱部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成によれば、回転部材から突出する筒状部は固定部材によって径方向内側へ締め付けられる。これにより、筒状部は、変形を促す脆弱部を利用して内径が縮小する方向へ変形し、回転部材と反対側の端部が回転軸に密着する。従って、回転軸と回転部材から突出する筒状部との間における隙間が無くなるので、フレッティング摩耗を防止することができる。
【０００７】
請求項２記載の軸受装置は、請求項１記載の軸受装置において、前記脆弱部の軸方向の全長は、前記固定部材の軸方向の全長よりも長いことを特徴とする。
請求項３記載の軸受装置は、請求項１又は２記載の軸受装置において、前記固定部材は、筒状の本体、及び前記本体に螺合して前記回転軸に固定するねじ部材を有し、前記脆弱部は、前記筒状部の先端部から前記ねじ部材が設けられた位置よりも基端部側まで延びていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の軸受装置は、請求項１から３のいずれか一項記載の軸受装置において、前記脆弱部は、前記筒状部の周方向の一部に、先端部から基端部側へ軸方向へ延びるように形成された溝であることを特徴とする。
請求項５記載の軸受装置は、請求項１から４のいずれか一項記載の軸受装置において、
前記固定部材は、セットカラーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の軸受装置によれば、回転部材から突出する筒状部は固定部材によって径方向内側に締め付けられる。これにより、筒状部は、変形を促す脆弱部を利用して内径が縮小する方向へ変形し、回転部材と反対側の端部が回転軸に密着する。従って、回転軸と回転部材から突出する筒状部との間における隙間が無くなるので、フレッティング摩耗を防止することができる。
請求項２記載の軸受装置によれば、請求項１記載の効果に加え、脆弱部の軸方向の全長は、固定部材の軸方向の全長よりも長いため、固定部材の締め付けによって筒状部は脆弱部を利用して全体において内径が縮小する方向へ変形する。従って、筒状部の内径を確実に縮小することができる。
【００１０】
請求項３記載の軸受装置によれば、請求項１又は２記載の効果に加え、脆弱部は筒状部の先端部から回転部材のねじ部材が設けられた位置よりも基端部側まで延びている。すなわち、脆弱部は、筒状部を径方向内側へ締め付けるねじ部材の位置よりも基端部側まで延びている。そのため、固定部材から力を受けた筒状部は、脆弱部を利用して内径が縮小する方向へ変形する。従って、筒状部の内径を確実に縮小することができる。
請求項４記載の軸受装置によれば、請求項１から３のいずれか一項記載の軸受装置の効果に加え、脆弱部は、筒状部の周方向の一部に、先端部から基端部側へ軸方向へ延びるように形成された溝であるため、脆弱部の構成を簡単にすることができるとともに、脆弱部の加工を容易にすることができる。
請求項５記載の軸受装置によれば、請求項１から４のいずれか一項記載の軸受装置の効果に加え、固定部材はセットカラーであるため、簡単な構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による軸受装置を適用した工業用ミシンの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、工業用ミシン（以下、単に「ミシン」とする。）１０は、ベッド部１１、脚柱部１２及びアーム部１３を備えている。なお、図１において、Ｘ方向は左右方向とし、Ｙ方向は前後方向とし、Ｚ方向は上下方向とする。脚柱部１２は、ベッド部１１の後方側からベッド部１１と一体に上方へ立ち上がっている。アーム部１３は、脚柱部１２の上端から前方へベッド部１１と概ね平行に延びている。ベッド部１１、脚柱部１２及びアーム部１３は、ミシン機枠を構成している。
【００１２】
アーム部１３は、図２及び図３に示すように内側に前後方向へ延びる主軸１４を収容している。アーム部１３は、図１に示すように前端のヘッド部１５に上下へ往復移動する針棒１６及び天秤１７と、上糸の張力を調整する糸調子器１８とを有している。針棒１６は、下端に脱着可能な縫針１９を有している。縫針１９は、下端に上糸が挿通可能な糸孔２１を有している。押え棒２２は、図１において縫針１９の左側に位置する。押え棒２２は、上下に移動可能であり、下端部に縫針１９が通る円筒状の布押え２３を有している。上糸供給源である図示しない糸駒から延びる上糸は、糸調子器１８及び天秤１７を順に経由して縫針１９の糸孔２１に挿通している。
【００１３】
ベッド部１１は、上端側に針板２４及び布押え装置２５を有している。針板２４は、縫針１９が通過可能な針穴２６を有している。針穴２６は、針板２４を板厚方向すなわち上下方向へ貫いている。布押え装置２５は、縫製対象である図示しない加工布を布押え板２７と送り板２８とで保持する。布押え装置２５は、図示しない駆動装置が前後方向及び左右方向へ駆動する。布押え装置２５は、布押え板２７及び送り板２８に加え、押え腕２９を有している。布押え板２７は、矩形枠状であり、押え腕２９の前端に固定されている。押え腕２９は、図示しない押えモータの駆動力によって上下へ移動する。布押え板２７は、押えモータによって送り板２８に接する位置まで下降する。下降した布押え板２７は、送り板２８との間に加工布を挟み込む。加工布を挟み込んだ布押え板２７及び送り板２８は、縫製中、一体的に左右方向及び前後方向へ移動する。ミシン１０は、垂直回転釜３１を有している。垂直回転釜３１は、縫針１９と協働して加工布に縫目を形成する。垂直回転釜３１は、図示しない下糸ボビンを収容可能な図示しないボビンケースを有する。
【００１４】
ベッド部１１は、図２及び図３に示すように内部に垂直回転釜３１を駆動する釜駆動機構３２を収容している。釜駆動機構３２は、前端部に垂直回転釜３１を固定する下軸３３と、下軸３３の前方を回転可能に支持する軸受メタル３３１と、下軸３３の後方を回転可能に支持する軸受装置３４とを有している。ここで、軸受メタル３３１については従来と同様の構成であるので説明は省略する。
【００１５】
軸受装置３４は、回転軸としての下軸３３、回転部材としての下軸プーリ３５、及びベアリング３６を備えている。下軸プーリ３５は、円筒状であり、内側を下軸３３が貫いている。下軸プーリ３５は、外周側から内周側へ径方向へ貫くねじ穴３７を有している。ねじ穴３７にねじ部材３８を螺合することにより、ねじ部材３８は下軸プーリ３５を下軸３３に固定する。下軸プーリ３５は、図２及び図３に示すようにタイミングベルト３９によって主軸１４の主軸プーリ４１に接続している。すなわち、タイミングベルト３９は、主軸プーリ４１と下軸プーリ３５との間に架かっており、主軸１４の駆動力を下軸３３へ伝達する。下軸プーリ３５は、タイミングベルト３９の取付張力が径方向に加わっている。主軸１４は、動力源であるモータ４２から発生する駆動力によって回転する。主軸プーリ４１は主軸１４とともに回転するため、主軸１４の回転力はタイミングベルト３９を経由して下軸プーリ３５と一体に回転する下軸３３へ伝わる。下軸３３に固定された垂直回転釜３１は、針棒１６及び天秤１７などを駆動する主軸１４と同期して回転する。
【００１６】
軸受装置３４は、図４に示すように下軸プーリ３５の軸方向の端部から筒状に突出する筒状部４３を備える。筒状部４３は、下軸プーリ３５と同軸上にあり、下軸プーリ３５と一体である。下軸３３は、下軸プーリ３５及び筒状部４３を貫いている。本実施形態の場合、筒状部４３は、下軸プーリ３５の垂直回転釜３１と反対側すなわちベアリング３６側へ突出している。
【００１７】
ベアリング３６は、外輪４４、内輪４５及び球状部材４６を有している。球状部材４６は、外輪４４と内輪４５との間に位置しており、外輪４４と内輪４５との間で回転可能である。外輪４４と内輪４５とは、球状部材４６を挟んで周方向へ自由に相対回転可能である。ベアリング３６は、外輪４４がミシン機枠であるベッド部１１に、内輪４５が筒状部４３に固定してある。その結果、ベッド部１１は、ベアリング３６を介して下軸３３を回転可能に支持している。軸受部４７は、下軸３３の垂直回転釜３１と反対側の後端部を支持している。軸受部４７は、ベアリング３６と同様に外輪４８、内輪４９及び球状部材５１を有している。軸受部４７は、外輪４８がミシン機枠であるベッド部１１に、内輪４９が下軸３３にねじ止めされているブッシュ３３２固定してある。ベッド部１１は、軸受部４７を介して下軸３３の後端部を回転可能に支持している。
【００１８】
筒状部４３は、図４及び図５に示すように周方向の一部に脆弱部である溝５２を有している。溝５２は、筒状部４３の周方向の一部を切り欠いており、図４に示すように筒状部４３の先端部５３から基端部５４側へ延びている。ここで、先端部５３とは筒状部４３のうち垂直回転釜３１と反対側の端部であり、基端部５４とは筒状部４３のうち垂直回転釜３１側の端部すなわち下軸プーリ３５側の端部である。
【００１９】
軸受装置３４は、固定部材としてのセットカラー５５を備えている。セットカラー５５は、図４及び図５に示すように筒状部４３を周方向へ全周にわたって覆っており、筒状部４３を径方向外側から内側へ締め付ける。セットカラー５５は、筒状の本体５６、及び本体５６に螺合するねじ部材５７を有している。本体５６は、図５に示すように外周側から内周側へ貫くねじ穴５８を有している。ねじ部材５７をねじ穴５８に螺合することにより、セットカラー５５は筒状部４３を挟んで下軸３３に固着する。これとともに、セットカラー５５は、筒状部４３を径方向内側へ締め付ける。セットカラー５５で筒状部４３を締め付けると、筒状部４３は脆弱部である溝５２を利用して内径が縮小する方向へ変形する。すなわち、脆弱部である溝５２は、セットカラー５５で筒状部４３を締め付けたとき、筒状部４３の内径が縮小する方向への変形を促す。筒状部４３が溝５２を利用して内径が縮小する方向へ変形することにより、筒状部４３の先端部５３は下軸３３の外周面へ押し付けられ、先端部５３は下軸３３へ密着する。脆弱部である溝５２は、上述のように筒状部４３の先端部５３から基端部５４へ延びている。この溝５２の軸方向の全長は、セットカラー５５の軸方向の全長よりも長い。これに加え、溝５２は、筒状部４３の先端部５３からねじ部材５７が螺合するねじ穴５８よりも基端部５４側まで延びている。
【００２０】
次に、下軸３３と下軸プーリ３５及びセットカラー５５の組み付けについて説明する。
筒状部４３は下軸プーリ３５から同軸上に突出しているので、下軸３３を下軸プーリ３５に挿入すると、下軸３３は下軸プーリ３５及び筒状部４３を貫いてこれらの内側に位置する。セットカラー５５は、筒状部４３の先端部５３側に取り付ける。ここで、図５に示すように、ねじ部材５７が溝５２を挟んでほぼ対称となる位置になるようにセットカラー５５を取り付けるのが望ましい。そして、ねじ部材５７を下軸３３側すなわちセットカラー５５の径方向内側へ締め付ける。セットカラー５５は、筒状部４３の内径が縮小する方向へ筒状部４３を締め付ける。セットカラー５５の締め付けにより、筒状部４３はセットカラー５５から内径が縮小する方向へ力を受ける。力を受けた筒状部４３は、脆弱部である溝５２を利用して変形する。すなわち、筒状部４３は、溝５２の周方向の幅を縮小するように変形し、この変形により内径が縮小する。筒状部４３の内径が縮小した結果、筒状部４３の先端部５３は下軸３３の外周面に密着し、筒状部４３と下軸３３とは隙間が無くなる。
【００２１】
脆弱部である溝５２は、筒状部４３の周方向の一部に、先端部５３から基端部５４側へ軸方向に延びている。この溝５２は、軸方向の全長がセットカラー５５の軸方向の全長よりも長く、筒状部４３の先端部５３からセットカラー５５のねじ部材５７が設けられた位置よりも基端部５４側まで延びている。このような構成により、セットカラー５５を締め付けると、筒状部４３は脆弱部である溝５２を利用して全体において内径が縮小する方向へ変形する。この簡単な構成の筒状部４３の変形によって、筒状部４３と下軸３３とを密着させることができるので、筒状部４３と下軸３３とは隙間が無くなるので、フレッティング摩耗を防止することができる。
【００２２】
上記の構成によるミシン１０の作用及び効果を説明する。
本実施形態による軸受装置３４を適用したミシン１０によれば、下軸プーリ３５から突出する筒状部４３はセットカラー５５によって径方向内側に締め付けられる。これにより、筒状部４３は、変形を促す脆弱部である溝５２を利用して内径が縮小する方向へ変形し、下軸プーリ３５と反対側の先端部５３が下軸３３に密着する。従って、下軸３３と下軸プーリ３５から突出する筒状部４３との間における隙間が無くなるので、フレッティング摩耗を防止することができる。
【００２３】
本実施形態による軸受装置３４を適用したミシン１０によれば、脆弱部を構成する溝５２の軸方向の全長は、下軸プーリ３５の軸方向の全長よりも長いため、セットカラー５５の締め付けによって筒状部４３は脆弱部である溝５２を利用して全体において内径が縮小する方向へ変形する。従って、筒状部４３の内径を確実に縮小することができる。
本実施形態による軸受装置３４を適用したミシン１０によれば、脆弱部である溝５２は筒状部４３の先端部５３からセットカラー５５のねじ穴５８よりも基端部５４側まで延びている。すなわち、脆弱部である溝５２は、筒状部４３を径方向内側へ締め付けるねじ部材５７の位置よりも基端部５４側まで延びている。そのため、セットカラー５５から力を受けた筒状部４３は、脆弱部である溝５２を利用して内径が縮小する方向へ変形する。従って、筒状部４３の内径を確実に縮小することができる。
【００２４】
本実施形態による軸受装置３４を適用したミシン１０によれば、脆弱部は、筒状部４３の周方向の一部に、先端部５３から基端部５４側へ軸方向へ延びる溝５２である。従って、脆弱部である溝５２の構成を簡単にすることができるとともに、溝５２の加工を容易にすることができる。
本実施形態による軸受装置３４を適用したミシン１０によれば、セットカラー５５で固定部材を構成しているので、簡単な構造とすることができる。
【００２５】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、脆弱部を筒状部４３に形成した溝５２とした例について説明したが、脆弱部は溝５２に限定されない。例えば、局所的に肉厚を薄くした薄肉部としてもよい。そして薄肉部は、溝５２と同様に筒状部４３の先端部から基端部へ延びていればよい。また、筒状部４３が一体となっている下軸プーリ３５を比較的変形し易い材料で形成してもよい。また、下軸プーリ３５と筒状部４３を別体部品とし、筒状部４３のみを比較的変形し易い材料で形成する。そして、下軸プーリ３５と筒状部４３とを接合して一体化するように構成してもよい。
【００２６】
上述の実施形態では、筒状部４３の周方向の一箇所に脆弱部である溝５２を設ける例について説明したが、図６に示すように脆弱部である溝５２は筒状部４３の周方向へ二箇所以上設けてもよい。
上述の実施形態では、筒状のセットカラー５５で筒状部４３を締め付ける例について説明したが、図７に示すように周方向へ二分割されたセパレートタイプのセットカラー６１で筒状部４３を締め付ける構成としてもよい。
【００２７】
上述の実施形態では、回転部材として下軸プーリ３５を例示して、主軸１４から下軸３３へタイミングベルト３９を経由して駆動力を伝達する例を説明したが、例えば回転部材として歯車を利用して主軸１４から下軸３３へ歯車の噛み合いによって駆動力を伝達するなど、駆動力を伝達可能であれば任意の構成でもよい。
上述の実施形態では、軸受装置３４を下軸３３の支持に適用する例について説明したが、軸受装置３４は例えば主軸１４などのようにミシン１０の他の回転軸を軸受する部分に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態を示すミシンの外観斜視図
【図２】図１に示すミシンの駆動機構を示す斜視図
【図３】図１に示すミシンの駆動機構を示す側面図
【図４】図１に示すミシンの軸受装置の近傍を拡大した部分断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線における断面図
【図６】筒状部の変形例を示す図５に相当する断面図
【図７】セットカラーの変形例を示す図５に示す断面図
【符号の説明】
【００２９】
１０  ミシン
１１  ベッド部（機枠）
３３  下軸（回転軸）
３４  軸受装置
３５  下軸プーリ（回転部材）
３６  ベアリング
４２  モータ（動力源）
４３  筒状部
４４  外輪
４５  内輪
５２  溝（脆弱部）
５３  先端部
５４  基端部
５５、６１  セットカラー（固定部材）
５６  本体
５７  ねじ部材
【図１】
2010110370.tif 000003
【図２】
2010110370.tif 000004
【図３】
2010110370.tif 000005
【図４】
2010110370.tif 000006
【図５】
2010110370.tif 000007
【図６】
2010110370.tif 000008
【図７】
2010110370.tif 000009