(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの主軸に連動させて、半回転釜を主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに駆動する半回転釜駆動装置において、
前記主軸に固定的に設けられた駆動プーリと、
前記主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに枢支された従動プーリと、
前記駆動プーリと従動プーリとに９０度捩じれた状態で掛装されたタイミングベルトと、
前記半回転釜に固定的に設けられたピニオンと、
前記ピニオンに歯合するラックを有するラック部材と、
前記従動プーリの回転をラック部材の往復動作に変換するクランク機構と、
を備えたことを特徴とするミシンの半回転釜駆動装置。
【請求項２】
前記主軸の正転時に、タイミングベルトは駆動プーリの回転軸心と直交する方向から駆動プーリに係合することを特徴とする請求項１に記載のミシンの半回転釜駆動装置。
【請求項３】
前記主軸の正転時に、タイミングベルトは駆動プーリから駆動プーリの回転軸心と直交する方向に対して傾いた方向へ係合解除することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの半回転釜駆動装置。
【請求項４】
前記駆動プーリに、タイミングベルトをガイドするガイド部を設けたことを特徴とする請求項３に記載のミシンの半回転釜駆動装置。
【請求項５】
前記従動プーリに、タイミングベルトをガイドするガイド部を設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のミシンの半回転釜駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに半回転釜を駆動する半回転釜駆動装置に関し、特に、構造を簡単化しミシン作動時の騒音を低減可能にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なミシンは、ミシンモータで回転駆動される左右方向向きの主軸に連動させて、針棒と糸輪捕捉用釜とを駆動し、針棒の下端部に装着された縫針の目孔から延びる上糸を、糸輪捕捉用釜の剣先で引っかけて上糸と下糸とを交絡させ、縫目を形成するように構成してある。前記糸輪捕捉用釜としては、主軸の回転軸心と直交する水平軸心（前後方向向きの軸心）回りに作動する半回転釜が広く採用され、従来より、この半回転釜を駆動する種々の半回転釜駆動装置が実用に供されている。
【０００３】
例えば、図８のミシン100 の半回転釜駆動装置101 は、主軸102 に外嵌固定されたカム103 、カム103 のカム溝103aに係合する従動子104 、従動子104 が先端部に固着されミシン機枠に枢支軸105aを介して枢支されたリンク部材105 、半回転釜110 に固定的に設けられたピニオン106 、ピニオン106 に歯合するラック107 を有するラック部材108 、ラック部材108 から右方へ延びその右端部がリンク部材105 の下端部にピン結合された水平腕109 等で構成されている。
【０００４】
この半回転釜駆動装置101 においては、ミシンモータ（図示略）により主軸102 とともにカム103 が矢印方向へ回転駆動されると、従動子104 がカム溝103aに従動してリンク部材105 が枢支軸105a回りに揺動し、水平腕109 とともにラック部材108 が左右に往復作動し、ラック107 とピニオン106 を介して半回転釜110 が前記水平軸心回りに往復回転駆動される。尚、主軸102 が回転駆動されると、主軸102 の左端部に固着されたクランク118 と、クランク118 と針棒115 とに夫々回転可能に連結された揺動部材119 とを介して、針棒115 とともにその下端部に装着された縫針116 が上下に往復駆動される。
【０００５】
また、特開平６３−１１１９４号公報のベルト駆動ミシンにおいては、ミシンモータの出力軸に直結された駆動プーリ、針棒駆動用の第１従動プーリ、半回転釜駆動用の第２従動プーリ、これらプーリに掛装されたタイミングベルト、タイミングベルトをガイドする複数のアイドルプーリ、半回転釜に固定的に設けられたピニオン、ピニオンに歯合するラックを有するラック部材、第２従動プーリの回転をラック部材の往復動作に変換するクランク機構等が設けられ、ミシンモータが駆動され、タイミングベルトを介して第２従動プーリが回転すると、クランク機構によりラック部材が往復動作し、ラックとピニオンを介して半回転釜が前記水平軸心回りに往復回転駆動される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８の半回転釜駆動装置101 では、カム溝103aが形成されたカム103 、カム溝103aに係合する従動子104 、ミシン機枠に枢支したリンク部材105 等を設けなければならないため、構造が複雑化し製作コストが高価になること、従動子104 をカム溝103aに隙間なく係合させることは難しく、ミシン作動時に従動子104 がカム溝103aの側壁に衝突するため、大きな騒音が発生すること等の問題がある。
【０００７】
更に、縫針116 （針棒115 ）の上下動に対して半回転釜110 を所定のタイミングで作動させる為に、カム溝103aを高精度に加工しなければならないこと、駆動力を伝達するリンク部材105 を、特にミシンの高速作動時、弾性変形しない強度の高いものを使用しなければならないこと等により、製作コストが非常に高価になるという問題がある。
【０００８】
一方、特開平６３−１１１９４号公報のベルト駆動ミシンでは、タイミングベルトの長さが非常に長くなり、複数のアイドルプーリを設けなければならないため構造が複雑化するし、そのタイミングベルトで針棒と半回転釜を駆動する駆動力を伝達しなければならないため、ミシン作動時のタイミングベルトの伸び量が大きくなり、縫針の上下動に対して半回転釜を所定のタイミングで作動させるのが難しくなるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、ミシンの半回転釜駆動装置において、構造を簡単化すること、ミシン作動時の騒音を低減すること、製作コストを低減すること、縫針の上下動に対して半回転釜を所定のタイミングで確実に作動させること、等である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１のミシンの半回転釜駆動装置は、ミシンの主軸に連動させて、半回転釜を主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに駆動する半回転釜駆動装置において、前記主軸に固定的に設けられた駆動プーリと、前記主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに枢支された従動プーリと、前記駆動プーリと従動プーリとに９０度捩じれた状態で掛装されたタイミングベルトと、前記半回転釜に固定的に設けられたピニオンと、前記ピニオンに歯合するラックを有するラック部材と、前記従動プーリの回転をラック部材の往復動作に変換するクランク機構とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
主軸とともに駆動プーリが回転駆動されると、タイミングベルトを介して従動プーリが回転する。従動プーリの回転はクランク機構によりラック部材の往復動作に変換され、ラック部材の往復動作により、ラックとピニオンを介して、半回転釜が主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに駆動される。
この半回転釜駆動装置においては、駆動プーリとタイミングベルトと従動プーリとクランク機構を介して、主軸の回転駆動力をラック部材に伝達できるため、構造が簡単化するとともに、ミシン作動時の騒音を低減することができる。また、タイミングベルトで半回転釜を駆動する駆動力しか伝達しないし、その長さも比較的短くできるため、ミシン作動時のタイミングベルトの伸びも殆どなく、縫針の上下動に対して半回転釜を所定のタイミングで作動させることができる。
【００１２】
請求項２のミシンの半回転釜駆動装置は、請求項１の発明において、前記主軸の正転時に、タイミングベルトは駆動プーリの回転軸心と直交する方向から駆動プーリに係合することを特徴とするものである。それ故、主軸の正転時、駆動プーリに係合しているタイミングベルトが、駆動プーリの回転軸心方向へ移動しなくなり、駆動プーリから離脱するのを確実に防止することができる。その他請求項１と同様の作用を奏する。
【００１３】
請求項３のミシンの半回転釜駆動装置は、請求項１又は２の発明において、前記主軸の正転時に、タイミングベルトは駆動プーリから駆動プーリの回転軸心と直交する方向に対して傾いた方向へ係合解除することを特徴とするものである。それ故、主軸の正転時、タイミングベルトが駆動プーリの回転軸心と直交する方向から駆動プーリに係合するように、駆動プーリと従動プーリとを所定の位置関係に配設することが可能になる。その他請求項１又は２と同様の作用を奏する。
【００１４】
請求項４のミシンの半回転釜駆動装置は、請求項３の発明において、前記駆動プーリに、タイミングベルトをガイドするガイド部を設けたことを特徴とするものである。主軸の正転時に、タイミングベルトは駆動プーリから駆動プーリの回転軸心と直交する方向に対して傾いた方向へ係合解除するため、主軸の逆転時には、駆動プーリに係合しているタイミングベルトに主軸の回転軸心方向の力が作用し、タイミングベルトは主軸の回転軸心方向へ移動するが、駆動プーリに設けられたガイド部により、タイミングベルトが駆動プーリから離脱するのを確実に防止できる。その他請求項３と同様の作用を奏する。
【００１５】
請求項５のミシンの半回転釜駆動装置は、請求項３又は４の発明において、前記従動プーリに、タイミングベルトをガイドするガイド部を設けたことを特徴とするものである。それ故、従動プーリに係合しているタイミングベルトに、従動プーリの回転軸心方向の力が作用し、タイミングベルトが従動プーリの回転軸心方向へ移動しても、従動プーリに設けられたガイド部により、タイミングベルトが従動プーリから離脱するのを確実に防止できる。その他請求項３又は４と同様の作用を奏する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、ミシンモータで駆動される主軸に連動させて、半回転釜を主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに駆動する半回転釜駆動装置に、本発明を適用した場合の一例である。
【００１７】
図１に示すように、ミシンＭは、ベッド部１と、ベッド部１の右部から立設された脚柱部２と、脚柱部２の上部からベッド部１と対向して左方へ延びるアーム部３を有し、主軸５はアーム部３に左右方向向きに配設され、下端部に縫針８を着脱可能に装着した針棒６はアーム部３の頭部４に上下動且つ左右に揺動可能に設けられ、半回転釜７は、ベッド部１の左端部分に設けられ、主軸５の左右方向向きの回転軸心ａと直交する前後方向向きの水平軸心ｂ回りに作動する。
【００１８】
また、ミシンＭの内部には、前記主軸５に連動させて、針棒６を上下に往復駆動する針棒駆動機構１５と、半回転釜７を水平軸心ｂ回りに駆動する半回転釜駆動装置３０が設けられている。尚、図示していないが、針棒６を左右に揺動駆動する針棒揺動機構、送り歯、送り歯を送り駆動する送り歯駆動機構、送り歯の送り量を調整する送り量を調整機構、押え足等が設けられ、これらの部材や機構は周知のものを適用可能である。
【００１９】
主軸５は１対の軸受け１０，１１を介してミシン機枠に回動自在に支持され、主軸５の右端部には、脚柱部２の右側へ突出する回動操作部材１２と、回動操作部材１２と一体形成されミシンモータで駆動されるプーリ１３とが固着され、主軸５の１対の軸受け１０，１１の間に、半回転釜駆動装置３０の駆動プーリ３１が固定的に設けられ、主軸５の左端部に、針棒駆動機構１５のクランク１６が固着されている。
【００２０】
クランク１６の左側には、上端部が枢支軸１４ａにより枢支された針棒抱１４が設けられ、この針棒抱１４に針棒６が上下動自在に支持されている。
針棒駆動機構１５は、主軸５の左端部に固着されたクランク１６と、クランク１６と針棒６とに両端部が回転可能に連結された揺動部材１７とを有し、主軸５か回転駆動されると、クランク１６と揺動部材１７を介して針棒６が所定ストローク上下に往復駆動される。
【００２１】
前記半回転釜駆動装置３０について説明する。
図１、図２に示すように、半回転釜駆動装置３０は、主軸５に固定的に設けられた駆動プーリ３１と、主軸５の回転軸心ａと直交する（水平軸心ｂと平行である）水平軸心ｃ回りに枢支された従動プーリ３３と、駆動プーリ３１と従動プーリ３３とに９０度捩じれた状態で掛装されたタイミングベルト４０と、半回転釜７に固定的に設けられたピニオン４５と、ピニオン４５に歯合するラック４６を有するラック部材４７と、ラック部材４７に固定され右方へ延びる水平腕４８と、従動プーリ３３の回転を水平腕４８を介してラック部材４７の往復動作に変換するクランク機構５０等で構成されている。
【００２２】
駆動プーリ３１は、図３に示すように、タイミングベルト４０の幅の約３倍程度の左右幅を有し、その右端部には、タイミングベルト４０をガイドするガイド部３２が設けられている。このガイド部３２は、駆動プーリ３１より大径に構成され、その左端部にタイミングベルト４０の右端面が摺動可能なテーパ面３２ａが形成されている。尚、ガイド部３２の右側には送り歯駆動機構の送り用カム１９が一体形成されている。
【００２３】
一方、従動プーリ３３は、図４に示すように、タイミングベルト４０の幅の約３倍程度の前後幅を有し、支軸３６を介してミシン機枠に回転自在に装着され、従動プーリ３３の両端部には、タイミングベルト４０をガイドする１対のガイド部３４，３５が設けられている。前側のガイド部３４の前端部には、水平軸心ｃと直交する方向へ延びるクランク機構５０のクランクレバー５１が固定的に設けられ、このクランクレバー５１の先端部に、水平腕４８の右端部がピン結合されている。
【００２４】
図１、図２に示すように、駆動プーリ３１の後端部の下側に、従動プーリ３３の左端部が位置するように、駆動プーリ３１と従動プーリ３３が配設されている。つまり、主軸５の正転時（矢印方向への回転時）に、タイミングベルト４０は駆動プーリ３１（主軸５）の回転軸心ａと直交する方向から駆動プーリ３１に係合し、駆動プーリ３１から駆動プーリ３１の回転軸心ａと直交する方向に対して傾いた方向へ係合解除するようになっている。
【００２５】
主軸５の正転時（矢印方向へ回転時）、矢印の方向へ回動するタイミングベルト４０は、駆動プーリ３１から従動プーリ３３へ延びる途中部において、アイドルプーリ４１によりガイドされている。アイドルプーリ４１は、ミシン機枠に枢支されバネ部材４３で回動付勢されたリンク部材４２の先端部に回動自在に装着され、タイミングベルト４１に右側から当接しテンションを付与している。
ラック４６はラック部材４７の下端部に形成され、ラック部材４６がバネ部材４９により下方へ付勢され、ラック４６がピニオン４５に歯合している。
【００２６】
半回転釜７について簡単に説明すると、図５、図６に示すように、半回転釜７は、ベッド部１内のミシン機枠に水平状に固定される大釜体６０と、大釜体６０に前方から１対の止め具６１ａで着脱可能に固定される略リング状の大釜６１と、これら大釜体６０と大釜６１の内部に組み込まれた中釜６２及びこの中釜６２４を半回転駆動するドライバ６３等で構成され、ドライバ６３に固定的に設けられた駆動軸６４にピニオン４５が一体的に設けられている。
【００２７】
尚、正面視略半円状の中釜６２の一端部に、縫針８の目孔から延びる上糸を引っかける剣先６２ａが形成されている。また、大釜体６０と大釜６１の上面には、切欠き６５ａが形成された釜糸案内板６５がビスで固定され、この釜糸案内板６５により、縫針８から延びる上糸が剣先６２ａで引っ掛けられて拡大する上糸ループを、中釜６２の前側と後側とに分離するようになっている。
【００２８】
前記半回転釜駆動装置３０の作用・効果について説明する。
主軸５とともに駆動プーリ３１が正転方向（矢印方向）へ回転駆動されると、タイミングベルト４０を介して従動プーリ３３が時計回りに回転する。従動プーリ３３の回転はクランク機構５０により水平腕４８を介してラック部材４７の往復動作に変換され、ラック４６とピニオン４５を介して、半回転釜７が水平軸心ｂ回りに駆動される。
【００２９】
主軸５の正転時に、駆動プーリ３１に係合しているタイミングベルト４０に、左右方向向きの力が殆ど作用しないため、タイミングベルト４０が左右方向へ（特に左方）へ移動して駆動プーリから離脱することがない。
作業者が回動操作部材１２を操作して、主軸５を逆転方向（矢印と逆方向）へ回転させた場合、駆動プーリ３１に係合しているタイミングベルト４０に右方向きの力が作用し、図３に鎖線で示すように、タイミングベルト４０が右向へ移動するが、タイミングベルト４０はガイド部３２にガイドされる。
【００３０】
この半回転釜駆動装置３０によれば、駆動プーリ３１とタイミングベルト４０と従動プーリ３３とクランク機構５０と水平腕４８を介して、主軸５の回転駆動力をラック部材４７に伝達できるため、構造が簡単化し製作コストを低減できるとともに、ミシン作動時の騒音を低減することができる。しかも、タイミングベルト４０で半回転釜７を駆動する駆動力しか伝達しないし、その長さも比較的短くできるため、ミシン作動時のタイミングベルト４０の伸びも殆どなく、縫針８の上下動に対して半回転釜７を所定のタイミングで作動させ、綺麗な縫目を確実に形成することが可能になる。
【００３１】
しかも、主軸５の正転時に、タイミングベルト４０は駆動プーリ３１の回転軸心ａと直交する方向から駆動プーリ３１に係合するので、駆動プーリ３１に係合しているタイミングベルト４０に、左右方向向きの力が殆ど作用しないため、タイミングベルト４０が駆動プーリ３１から離脱するのを確実に防止できる。そして、主軸５の正転時に、タイミングベルト４０は駆動プーリ３１から駆動プーリ３１の回転軸心ａと直交する方向に対して傾いた方向へ係合解除するので、タイミングベルト４０が駆動プーリ３１の回転軸心ａと直交する方向から駆動プーリ３１に係合するように、駆動プーリ３１と従動プーリ３３とを所定の位置関係に配設することが可能になる。
【００３２】
また、駆動プーリ３１にタイミングベルト４０をガイドするガイド部３２を設けので、特に主軸５の逆転時に、タイミングベルト４０が駆動プーリ３１から離脱するのを確実に防止でき、従動プーリ３３にタイミングベルト４０をガイドするガイド部３４，３５を設けたので、タイミングベルト４０が従動プーリ３３から離脱するのを確実に防止できる。
【００３３】
前記実施形態の変更態様として、図７に示すように、駆動プーリ３１の左部にも、タイミングベルト４０をガイドするガイド部７０を設けてもよい。この場合、タイミングベルト４０が駆動プーリ３１から離脱するのをより確実に防止することができる。また、図示していないが、従動プーリ３３においては、タイミングベルト４０が左右方向へ移動しにくいため、前後幅をある程度大きくすることで、ガイド部３４，３５を省略することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１のミシンの半回転釜駆動装置によれば、主軸に固定的に設けられた駆動プーリ、主軸の回転軸心と直交する水平軸心回りに枢支された従動プーリ、駆動プーリと従動プーリとに９０度捩じれた状態で掛装されたタイミングベルト、半回転釜に固定的に設けられたピニオン、ピニオンに歯合するラックを有するラック部材、従動プーリの回転をラック部材の往復動作に変換するクランク機構とを設けたので、駆動プーリとタイミングベルトと従動プーリとクランク機構を介して、主軸の回転駆動力をラック部材に伝達できるため、構造が簡単化し製作コストを低減できるとともに、ミシン作動時の騒音を低減することができ、更に、タイミングベルトで半回転釜を駆動する駆動力しか伝達しないし、その長さも比較的短くできるため、タイミングベルトの伸びも殆どなく、縫針の上下動に対して半回転釜を所定のタイミングで確実に作動させ、綺麗な縫目を確実に形成することが可能になる。
【００３５】
請求項２のミシンの半回転釜駆動装置によれば、請求項１と同様の効果を奏するが、主軸の正転時にタイミングベルトは駆動プーリの回転軸心と直交する方向から駆動プーリに係合するので、駆動プーリに係合しているタイミングベルトが、駆動プーリの回転軸心方向へ移動して、駆動プーリから離脱するのを確実に防止することができる。
【００３６】
請求項３のミシンの半回転釜駆動装置によれば、請求項１又は２と同様の効果を奏するが、主軸の正転時にタイミングベルトは駆動プーリから駆動プーリの回転軸心と直交する方向に対して傾いた方向へ係合解除するので、タイミングベルトが駆動プーリの回転軸心と直交する方向から駆動プーリに係合するように、駆動プーリと従動プーリとを所定の位置関係に配設することが可能になる。
【００３７】
請求項４のミシンの半回転釜駆動装置によれば、請求項３の発明と同様の効果を奏するが、駆動プーリにタイミングベルトをガイドするガイド部を設けたので、主軸の逆転時に、従動プーリに係合しているタイミングベルトは主軸の回転軸心方向へ移動するが、駆動プーリに設けられたガイド部により、タイミングベルトが駆動プーリから離脱するのを確実に防止できる。
【００３８】
請求項５のミシンの半回転釜駆動装置によれば、請求項３又は４と同様の効果を奏するが、従動プーリにタイミングベルトをガイドするガイド部を設けたので、従動プーリに係合しているタイミングベルトが従動プーリの回転軸心方向へ移動しても、従動プーリに設けられたガイド部により、タイミングベルトが従動プーリから離脱するのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る半回転釜駆動装置を備えたミシンの内部正面図である。
【図２】前記ミシンの要部側面図である。
【図３】前記ミシンの駆動プーリの正面図である。
【図４】前記ミシンの従動プーリの側面図である。
【図５】半回転釜の正面図である。
【図６】半回転釜の斜視図である。
【図７】変更形態に係る駆動プーリの正面図である。
【図８】従来技術に係る半回転釜駆動装置を備えたミシンの内部正面図である。
【符号の説明】
Ｍ                ミシン
５                主軸
７                半回転釜
３０              半回転釜駆動装置
３１              駆動プーリ
３３              従動プーリ
４０              タイミングベルト
４５              ピニオン
４６              ラック
４７              ラック部材
５０              クランク機構
３２，３４，３５，７０  ガイド部
【図１】
0003693139.tif 000002
【図２】
0003693139.tif 000003
【図３】
0003693139.tif 000004
【図４】
0003693139.tif 000005
【図５】
0003693139.tif 000006
【図６】
0003693139.tif 000007
【図７】
0003693139.tif 000008
【図８】
0003693139.tif 000009