(57)【要約】【課題】部品にかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性を高める。【解決手段】ミシンモータの駆動が伝達されて揺動する針棒駆動軸１１と、針棒駆動軸１１に設けられ、針棒駆動軸１１の揺動動作に伴って揺動する針棒駆動腕１２と、針棒駆動腕１２に第１のピン１４を介して回動自在に連結された針棒駆動リンク１８と、針棒駆動リンク１８に第２のピン１９を介して回動自在に連結されるとともに、下端で縫い針３０を保持する針棒２０と、を備え、ミシンモータの駆動により針棒２０が上下方向に駆動するミシンの針棒駆動機構１において、第１のピン１４及び第２のピン１９は、母材１４ａ，１９ａの焼き戻し温度よりも低い環境下で表面に窒化クロム層１４ｃ，１９ｃが形成されてなる。【選択図】図１
2006304846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と当該軸部を回転自在に保持する軸受部とを備え、前記軸部の動作により前記軸受部における前記軸部との接触面に振動荷重が加わる軸受機構において、
前記軸部は、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなることを特徴とする軸受機構。
【請求項２】
前記軸部の母材を低炭素合金鋼又は軸受鋼により形成したことを特徴とする請求項１に記載の軸受機構。
【請求項３】
前記窒化クロム層を、180℃以下の環境下で形成したことを特徴とする請求項２に記載の軸受機構。
【請求項４】
前記母材と前記窒化クロム層との間にクロムからなる中間層を形成したことを特徴とする請求項３に記載の軸受機構。
【請求項５】
前記軸受部における前記軸部との接触面に陽極酸化被膜を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の軸受機構。
【請求項６】
ミシンモータの駆動が伝達されて軸回りに揺動する針棒駆動軸と、
前記針棒駆動軸に設けられ、前記針棒駆動軸の揺動動作に伴って揺動する針棒駆動腕と、
前記針棒駆動腕に第１のピンを介して回動自在に連結された針棒駆動リンクと、
前記針棒駆動リンクに第２のピンを介して回動自在に連結されるとともに、下端で縫い針を保持する針棒と、を備え、
前記ミシンモータの駆動により前記針棒が上下方向に駆動するミシンの針棒駆動機構において、
前記第１のピン及び前記第２のピンは、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなることを特徴とするミシンの針棒駆動機構。
【請求項７】
ミシンモータの駆動が伝達されて軸回りに揺動するルーパ抱き腕駆動軸と、
前記ルーパ抱き腕駆動軸に設けられ、前記ルーパ抱き腕駆動軸の揺動動作に伴って揺動するルーパ腕と、
前記ルーパ腕にルーパ抱きピンを介して回動自在に連結され、縫い針に通された上糸を捕捉するルーパが設けられたルーパ抱きと、を備え、
前記ミシンモータの駆動により前記ルーパ抱きが所定方向に駆動するミシンのルーパ機構において、
前記ルーパ抱きピンは、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなることを特徴とするミシンのルーパ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受機構、軸受機構を用いたミシンの針棒駆動機構及びミシンのルーパ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環縫いロックミシンには、部品同士が高速で摺動する針棒駆動機構や上ルーパ機構等が備えられている。例えば、針棒駆動機構においては、ミシンモータに連結された針棒腕駆動軸に針棒駆動腕が連結されており、この針棒駆動腕の先端にはピンを介して針棒駆動リンクが回動自在に連結されている。針棒駆動リンクにはピンを介して針棒が回動自在に連結されており、この針棒の先端には上糸が通された縫い針が保持されている。
これらの部品は、加工費等が比較的安価な低炭素合金鋼や軸受鋼で形成されており、摺接面のフレッチング摩耗や焼き付きを防止するため、摺接面には給油機構により給油がなされているが、給油機構を設けると油の飛散により縫製物を汚してしまうという問題があることから、近年では潤滑にグリースを用いる無給油化が望まれている。
潤滑を向上させて無給油化を実現するため、フレッチング摩耗が発生しやすい針棒駆動リンクにおけるピンとの摺接面に窒化クロムやタングステンカーバイトの被膜を形成して、ピンの耐摩耗性や耐焼付性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３３５９１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ピンに窒化クロム層を形成する際には、ホロカソード法というイオンプレーティング方式により400℃〜500℃の高温下で行われる。ここで、ピンの母材は低炭素合金鋼や軸受鋼で形成されているため、低炭素合金鋼や軸受鋼の焼き戻し温度（180℃）よりも高い温度下で窒化クロム層が形成されることとなる。これにより、窒化クロムの被膜形成前に焼き入れにより母材を硬化させていたとしても、母材が焼き戻し効果により軟化してしまい、ピンに所望の硬さや寸法を維持させることが困難であった。そのため、ピンの母材として焼き戻しが窒化クロム層を形成する温度（400℃〜500℃）よりも高い温度下（550℃）で行われるハイス鋼（ＳＫＨ）やダイス鋼（ＳＫＤ）を用いることも考えられるが、低炭素合金鋼や軸受鋼に比べて加工費等が高価であるため、コストの低減を図ることが困難であった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、部品にかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れた軸受機構、ミシンの針棒駆動機構及びミシンのルーパ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、軸部と当該軸部を回転自在に保持する軸受部とを備え、前記軸部の動作により前記軸受部における前記軸部との接触面に振動荷重が加わる軸受機構において、前記軸部は、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、軸部は、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなるので、その母材が窒化クロム層を形成する際の温度の影響を受けて焼き戻されることがない。すなわち、窒化クロム層の形成前に焼き入れにより軸部の母材を硬化させていたとしても、母材が焼き戻し効果により軟化することがなくなり、軸部に所望の硬さや寸法を維持させることができる。これにより、軸部の母材として焼き戻し温度が窒化クロム層を形成する温度よりも高い材料を用いる必要がなくなり、材料選択の幅を広げることができる。
よって、部品にかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れた軸受機構を構成することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の軸受機構において、前記軸部の母材を低炭素合金鋼又は軸受鋼により形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、低炭素合金鋼又は軸受鋼は、比較的安価で加工が容易であるため、軸部の材料費、加工費を低く抑えることができ、軸受機構の構成に必要なコストの低減を図ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の軸受機構において、前記窒化クロム層を、180℃以下の環境下で形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、窒化クロム層を180℃以下の環境下で形成することにより、軸部の母材である低炭素合金鋼又は軸受鋼が焼き戻されることがなくなるので、軸部に所望の硬さや寸法を維持させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の軸受機構において、前記母材と前記窒化クロム層との間にクロムからなる中間層を形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、クロムを含有する低炭素合金鋼又は軸受鋼は、窒化クロム層を形成する際の熱処理によりクロム化合物が形成され、この母材の表面のクロム化合物は中間層のクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。また、中間層に含まれるクロムと最表面の窒化クロム層のクロム化合物は中間層とのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。これにより、180℃以下の低温でも高い密着性を有する窒化クロム層を形成することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の軸受機構において、前記軸受部における前記軸部との接触面に陽極酸化被膜を形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、軸受部における軸部との接触面に陽極酸化被膜を形成することにより、耐摩耗性、耐食性を向上させることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、ミシンモータの駆動が伝達されて軸回りに揺動する針棒駆動軸と、前記針棒駆動軸に設けられ、前記針棒駆動軸の揺動動作に伴って揺動する針棒駆動腕と、前記針棒駆動腕に第１のピンを介して回動自在に連結された針棒駆動リンクと、前記針棒駆動リンクに第２のピンを介して回動自在に連結されるとともに、下端で縫い針を保持する針棒と、を備え、前記ミシンモータの駆動により前記針棒が上下方向に駆動するミシンの針棒駆動機構において、前記第１のピン及び前記第２のピンは、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、第１のピン及び第２のピンは、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなるので、その母材が窒化クロム層を形成する際の温度の影響を受けて焼き戻されることがない。すなわち、窒化クロム層の形成前に焼き入れにより第１のピン及び第２のピンの母材を硬化させていたとしても、母材が焼き戻し効果により軟化することがなくなり、第１のピン及び第２のピンに所望の硬さや寸法を維持させることができる。これにより、第１のピン及び第２のピンの母材として焼き戻し温度が窒化クロム層を形成する温度よりも高い材料を用いる必要がなくなり、材料選択の幅を広げることができる。
よって、第１のピン及び第２のピンにかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れた針棒駆動機構を構成することができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、ミシンモータの駆動が伝達されて軸回りに揺動するルーパ抱き腕駆動軸と、前記ルーパ抱き腕駆動軸に設けられ、前記ルーパ抱き腕駆動軸の揺動動作に伴って揺動するルーパ腕と、前記ルーパ腕にルーパ抱きピンを介して回動自在に連結され、縫い針に通された上糸を捕捉するルーパが設けられたルーパ抱きと、を備え、前記ミシンモータの駆動により前記ルーパ抱きが所定方向に駆動するミシンのルーパ機構において、前記ルーパ抱きピンは、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、ルーパ抱きピンは、その母材の焼き戻し温度よりも低い温度環境下で表面に窒化クロム層が形成されてなるので、その母材が窒化クロム層を形成する際の温度の影響を受けて焼き戻されることがない。すなわち、窒化クロム層の形成前に焼き入れによりルーパ抱きピンの母材を硬化させていたとしても、母材が焼き戻し効果により軟化することがなくなり、ルーパ抱きピンに所望の硬さや寸法を維持させることができる。これにより、ルーパ抱きピンの母材として焼き戻し温度が窒化クロム層を形成する温度よりも高い材料を用いる必要がなくなり、材料選択の幅を広げることができる。
よって、ルーパ抱きピンにかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れたルーパ機構を構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、部品にかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れた軸受機構を構成することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、低炭素合金鋼又は軸受鋼は、比較的安価で加工が容易であるため、軸部の材料費、加工費を低く抑えることができ、軸受機構の構成に必要なコストの低減を図ることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、窒化クロム層を180℃以下の環境下で形成することにより、軸部の母材である低炭素合金鋼又は軸受鋼が焼き戻されることがなくなるので、軸部に所望の硬さや寸法を維持させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、クロムを含有する低炭素合金鋼又は軸受鋼は、窒化クロム層を形成する際の熱処理によりクロム化合物が形成され、この母材の表面のクロム化合物は中間層のクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。また、中間層に含まれるクロムと最表面の窒化クロム層のクロム化合物は中間層とのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。これにより、180℃以下の低温でも高い密着性を有する窒化クロム層を形成することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、軸受部における軸部との接触面に陽極酸化被膜を形成することにより、耐摩耗性、耐食性を向上させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、第１のピン及び第２のピンにかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れた針棒駆動機構を構成することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、ルーパ抱きピンにかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れたルーパ機構を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係る軸受機構、ミシンの針棒駆動機構及びミシンのルーパ機構の最良の形態について詳細に説明する。なお、本実施形態では、軸受機構を有するミシンの針棒駆動機構及びミシンのルーパ機構について説明する。
【００２７】
＜ミシンの針棒駆動機構＞
図１及び図２に示すように、ミシンの針棒駆動機構１（以下、針棒駆動機構１という）は、ミシンモータからの駆動力が伝達されて揺動する針棒駆動軸１１を備え、この針棒駆動軸１１の一端に駆動軸メタル１２及び針棒駆動腕１３がねじ１３ａにより取り付けられている。針棒駆動腕１３は、針棒駆動軸１１の軸線方向に略直交する方向に延びるように形成されるとともに、その先端部は二股に形成されており、針棒駆動軸１１の揺動動作に伴って揺動するようになっている。針棒駆動腕１３における二股に形成された先端部には、第１のピン１４及び油芯１５が止めねじ１６により取り付けられている。また、針棒駆動腕１３における二股に形成された先端部には、第１のピン１４及び座金１７により針棒駆動リンク１８の上端部が回動自在に連結されている。針棒駆動リンク１８の下端部には、第２のピン１９を連結孔２０ａに通すことにより針棒２０に対して針棒駆動リンク１８が回動自在となるように連結されている。
【００２８】
すなわち、第１のピン１４が軸部、針棒駆動リンク１８が軸受部として機能し、第１のピン１４と針棒駆動リンク１８とで軸受機構を構成している。また、第２のピン１９が軸部、針棒駆動リンク１８が軸受部として機能し、第２のピン１９と針棒駆動リンク１８とで軸受機構を構成している。なお、ミシンによる縫製速度の高速化に伴い、縫い針３０を保持する針棒２０を高速で上下動させる必要があるが、針棒２０を高速で上下動させると、その上下動に伴って発生する振動により針棒駆動リンク１８における第１のピン１４及び第２のピン１９との接触面には振動荷重が加わる構造になっている。
【００２９】
針棒２０の上端部２０ｔには、針棒２０を軸線方向に沿って摺動可能となるように保持する円筒状の針棒上メタル２１が設けられており、その上端部にはキャップねじ２２が螺合されている。
針棒２０の下端部２０ｂには、針棒２０を軸線方向に沿って摺動可能となるように保持する円筒状の針棒下メタル２３が設けられており、その下端部には針留め抱き２４が取り付けられている。この針留め抱き２４には、糸案内２５及び針糸押さえ板２６が針糸押さえばね２７及びねじ２８により取り付けられている。また、針留め抱き２４には、針留め２９がねじ２９ａにより取り付けられており、この針留め２９の下端部には縫い針３０が止めねじ３０ａにより取り付けられている。
【００３０】
ここで、第１のピン１４及び第２のピン１９は、図３に示すように、その母材１４ａ，１９ａが低炭素合金鋼又は軸受鋼から形成されており、その母材１４ａ，１９ａの表面にはクロムからなる中間層１４ｂ，１９ｂが形成されている。また、この中間層１４ｂ，１９ｂの表面には、窒化クロム層１４ｃ，１９ｃが形成されている。
中間層１４ｂ，１９ｂは、クロムからなり、低炭素合金鋼又は軸受鋼からなる母材１４ａ，１９ａには、窒化クロム層１４ｃ，１９ｃを形成する際の熱処理によりクロム化合物１４ｄ，１９ｄが形成され、この母材１４ａ，１９ａの表面のクロム化合物１４ｄ，１９ｄは、中間層１４ｂ，１９ｂのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。
窒化クロム層１４ｃ，１９ｃは、低温窒化クロムコーティング処理により形成され、化学的に安定した物性を有する被膜である。窒化クロム層１４ｃ，１９ｃは、母材１４ａ，１９ａである低炭素合金鋼又は軸受鋼の焼き戻し温度（180℃）よりも低い温度（180℃以下）の環境下で形成されている。また、中間層１４ｂ，１９ｂに含まれるクロムと最表面の窒化クロム層１４ｃ，１９ｃのクロム化合物１４ｅ，１９ｅは中間層１４ｂ，１９ｂとのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。これにより、180℃以下の低温でも高い密着性を有する窒化クロム層１４ｂ，１９ｂを形成することができる。
また、針棒駆動リンク１８は、アルミニウム又はマグネシウムあるいはこれらの合金により形成されており、針棒駆動リンク１８における第１のピン１４及び第２のピン１９との接触面には比較的硬質な陽極酸化被膜が形成されている。陽極酸化被膜を施すのは、針棒駆動リンク１８の耐摩耗性、耐食性を向上させるためである。
【００３１】
＜針棒駆動機構の動作＞
次に、針棒駆動機構の動作について説明する。
ミシンモータの駆動により針棒駆動軸１１を揺動させると、針棒駆動軸１１に取り付けられた針棒駆動腕１３の先端は上下方向に揺動する。針棒駆動腕１３の揺動により、針棒駆動腕１３に針棒駆動リンク１８を介して取り付けられた針棒２０はその軸線方向（図１における上下方向）に駆動する。針棒２０が駆動することにより、第１のピン１４及び第２のピン１９は回動し、針棒駆動リンク１８における第１のピン１４及び第２のピン１９との接触面には、振動荷重が加わり、フレッチング摩耗が発生しやすくなる。
ここで、第１のピン１４及び第２のピン１９の表面には、窒化クロム層１９ｃが形成され、針棒駆動リンク１８における第１のピン１４及び第２のピン１９との接触面には、陽極酸化被膜が形成されているので、第１のピン１４及び第２のピン１９の窒化クロム層１４ｃ，１９ｃと針棒駆動リンク１８の陽極酸化被膜とが摺接することとなる。
【００３２】
＜作用効果＞
以上のように、実施形態における針棒駆動機構１によれば、第１のピン１４及び第２のピン１９は、その母材１４ａ，１９ａの焼き戻し温度よりも低い環境下（180℃以下）で表面に窒化クロム層１４ｃ，１９ｃが形成されてなるので、その母材１４ａ，１９ａが窒化クロム層１４ｃ，１９ｃを形成する際の温度の影響を受けて焼き戻されることがない。すなわち、窒化クロム層１４ｃ，１９ｃの形成前に焼き入れにより第１のピン１４及び第２のピン１９の母材１４ａ，１９ａを硬化させていたとしても、母材１４ａ，１９ａが焼き戻し効果により軟化することがなくなり、第１のピン１４及び第２のピン１９に所望の硬さや寸法を維持させることができる。これにより、第１のピン１４及び第２のピン１９の母材１４ａ，１９ａとして焼き戻し温度が窒化クロム層１４ｃ，１９ｃを形成する温度よりも高い材料を用いる必要がなくなり、材料選択の幅を広げることができる。
よって、第１のピン１４及び第２のピン１９にかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れた針棒駆動機構１を構成することができる。
【００３３】
また、母材１４ａ，１９ａを形成する低炭素合金鋼又は軸受鋼は、比較的安価で加工が容易であるため、第１のピン１４及び第２のピン１９の材料費、加工費を低く抑えることができ、針棒駆動機構１の構成に必要なコストの低減を図ることができる。
また、窒化クロム層１４ｃ，１９ｃを180℃以下の環境下で形成することにより、母材１４ａ，１９ａである低炭素合金鋼又は軸受鋼が焼き戻されることがなくなるので、第１のピン１４及び第２のピン１９に所望の硬さや寸法を維持させることができる。
また、針棒駆動リンク１８における第１のピン１４及び第２のピン１９との接触面に陽極酸化被膜を形成することにより、耐摩耗性、耐食性を向上させることができる。
【００３４】
また、クロムを含有する低炭素合金鋼又は軸受鋼は、窒化クロム層１４ｃ，１９ｃを形成する際の熱処理によりクロム化合物１４ｄ，１９ｄが形成され、この母材１４ａ，１９ａの表面のクロム化合物１４ｄ，１９ｄは中間層１４ｂ，１９ｂのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。また、中間層１４ｂ，１９ｂに含まれるクロムと最表面の窒化クロム層１４ｃ，１９ｃのクロム化合物１４ｅ，１９ｅは中間層１４ｂ，１９ｂとのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。これにより、180℃以下の低温でも高い密着性を有する窒化クロム層１４ｃ，１９ｃを形成することができる。
【００３５】
＜その他＞
なお、本発明の軸受機構は、上述したミシンの針棒駆動機構１以外にも適用可能である。例えば、ミシンのルーパ機構（以下、ルーパ機構という。）に適用することも可能である。
具体的に説明すると、図５及び図６に示すように、ミシンのルーパ機構５（以下、ルーパ機構５という）には、ミシンモータからの駆動力が伝達されて揺動する上ルーパ抱き腕駆動軸５１が設けられており、この上ルーパ抱き腕駆動軸５１の一端に上ルーパ腕５２がねじ５２ａにより取り付けられ、上ルーパ抱き腕駆動軸５１の揺動とともに上ルーパ腕５２も揺動するようになっている。上ルーパ腕５２は上ルーパ抱き腕駆動軸５１の軸線方向に略直交する方向に延びるように取り付けられており、この上ルーパ腕５２の先端には、上ルーパ抱きピン５９により上ルーパ抱き５３が回動自在に取り付けられている。
【００３６】
この上ルーパ抱き５３は、円柱状に形成されるとともにその先端に上ルーパ５０が取り付けられており、上ルーパ抱き５３の軸線方向が上ルーパ抱き腕駆動軸５１及び上ルーパ腕５２の長手方向に交差するように取り付けられ、上ルーパ腕５２の揺動とともに上ルーパ抱き５３も駆動するようになっている。上ルーパ抱き５３は、当該上ルーパ抱き５３の駆動を案内する上ルーパ抱きガイド５４に挿通されている。上ルーパ抱きガイド５４は、円柱状に形成されており、上ルーパ抱き５３は、その円周面から軸線に対して直交するように挿通されている。この上ルーパ抱きガイド５４は、上ルーパ抱きガイド保持部５５内に円周方向に沿って軸周りに摺動可能な状態で設けられている。
すなわち、上ルーパ抱きピン５９が軸部、上ルーパ抱き５３が軸受部として機能し、上ルーパ抱きピン５９と上ルーパ抱き５３とで軸受機構を構成している。なお、ミシンによる縫製速度の高速化に伴い、上ルーパ５０を保持する上ルーパ抱き５３を高速で駆動させる必要があるが、上ルーパ５０を高速で駆動させると、その駆動に伴って発生する振動により上ルーパ抱き５３における上ルーパ抱きピン５９との接触面には振動荷重が加わる構造になっている。
【００３７】
上ルーパ抱きガイド保持部５５には、前後方向に円形状に貫通された貫通孔５５ａが形成され、上下方向に円形状に貫通された貫通孔５５ｂが形成されている。貫通孔５５ａは、上ルーパ抱きガイド５４の外径よりも若干大きな径を有するように形成され、上ルーパ抱きガイド５４を収容できるようになっている。貫通孔５５ｂは、上ルーパ抱き５３を挿通可能な大きさに形成され、上ルーパ抱き５３が上ルーパ抱きガイド保持部５５の上下方向に移動できるようになっている。上ルーパ抱きガイド保持部５５は、ねじ５６によりミシンフレームＦ（図６参照）に固定されている。また、上ルーパ抱きガイド保持部５５の前面には、上ルーパ抱きガイド蓋５８がねじ５８ａにより取り付けられている。
【００３８】
ここで、上ルーパ抱きピン５９は、図７に示すように、その母材５９ａが低炭素合金鋼又は軸受鋼から形成されており、その母材５９ａの表面にはクロムからなる中間層５９ｂが形成されている。また、この中間層５９ｂの表面には、窒化クロム層５９ｃが形成されている。
中間層５９ｂは、クロムからなり、低炭素合金鋼又は軸受鋼からなる母材５９ａには、窒化クロム層５９ｃを形成する際の熱処理によりクロム化合物５９ｄが形成され、この母材５９ａの表面のクロム化合物５９ｄは、中間層５９ｂのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。
窒化クロム層５９ｃは、低温窒化クロムコーティング処理により形成され、化学的に安定した物性を有する被膜である。窒化クロム層５９ｃは、母材５９ａである低炭素合金鋼又は軸受鋼の焼き戻し温度（180℃）よりも低い温度（180℃以下）の環境下で形成されている。また、中間層５９ｂに含まれるクロムと最表面の窒化クロム層５９ｃのクロム化合物５９ｅは中間層５９ｂとのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。これにより、180℃以下の低温でも高い密着性を有する窒化クロム層５９ｂを形成することができる。
また、上ルーパ抱き５３は、アルミニウム又はマグネシウムあるいはこれらの合金により形成されており、上ルーパ抱き５３における上ルーパ抱きピン５９との接触面には比較的硬質な陽極酸化被膜が形成されている。陽極酸化被膜を施すのは、上ルーパ抱き５３の耐摩耗性、耐食性を向上させるためである。
【００３９】
＜ルーパ機構の動作＞
次に、ルーパ機構の動作について説明する。
ミシンモータの駆動により上ルーパ抱き腕駆動軸５１を揺動させると、上ルーパ抱き腕駆動軸５１に取り付けられた上ルーパ腕５２の先端は上下方向に揺動する。上ルーパ腕５２の揺動により、上ルーパ腕５２に取り付けられた上ルーパ抱き５３は上下方向に揺動する。このとき、上ルーパ抱き５３は上ルーパ抱きガイド５４に挿通されており、上ルーパ抱き５３は上ルーパ抱きガイド５４に対して摺動する。上ルーパ抱き５３が駆動することにより、上ルーパ抱きピン５９は回動し、上ルーパ抱き５３における上ルーパ抱きピン５９との接触面には、振動荷重が加わり、フレッチング摩耗が発生しやすくなる。
ここで、上ルーパ抱きピン５９の表面には、窒化クロム層５９ｃが形成され、上ルーパ抱き５３における上ルーパ抱きピン５９との接触面には、陽極酸化被膜が形成されているので、上ルーパ抱きピン５９の窒化クロム層５９ｃと上ルーパ抱き５３の陽極酸化被膜とが摺接することとなる。
【００４０】
＜作用効果＞
以上のように、ルーパ機構５によれば、ルーパ抱きピン５９は、その母材５９ａの焼き戻し温度よりも低い環境下で表面に窒化クロム層５９ｃが形成されてなるので、その母材５９ａが窒化クロム層５９ｃを形成する際の温度の影響を受けて焼き戻されることがない。すなわち、窒化クロム層５９ｃの形成前に焼き入れによりルーパ抱きピン５９の母材５９ａを硬化させていたとしても、母材５９ａが焼き戻し効果により軟化することがなくなり、ルーパ抱きピン５９に所望の硬さや寸法を維持させることができる。これにより、ルーパ抱きピン５９の母材５９ａとして焼き戻し温度が窒化クロム層５９ｃを形成する温度よりも高い材料を用いる必要がなくなり、材料選択の幅を広げることができる。
よって、ルーパ抱きピン５９にかかるコストを低減するとともに、潤滑油の給油が制限された条件下においても耐摩耗性、耐焼付性に優れたルーパ機構５を構成することができる。
【００４１】
また、母材５９ａを形成する低炭素合金鋼又は軸受鋼は、比較的安価で加工が容易であるため、上ルーパ抱きピン５９の材料費、加工費を低く抑えることができ、ルーパ機構５の構成に必要なコストの低減を図ることができる。
また、窒化クロム層５９ｃを180℃以下の環境下で形成することにより、母材５９ａである低炭素合金鋼又は軸受鋼が焼き戻されることがなくなるので、上ルーパ抱きピン５９に所望の硬さや寸法を維持させることができる。
また、上ルーパ抱き５３における上ルーパ抱きピン５９との接触面に陽極酸化被膜を形成することにより、耐摩耗性、耐食性を向上させることができる。
【００４２】
また、クロムを含有する低炭素合金鋼又は軸受鋼は、窒化クロム層５９ｃを形成する際の熱処理によりクロム化合物５９ｄが形成され、この母材５９ａの表面のクロム化合物５９ｄは中間層５９ｂのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。また、中間層５９ｂに含まれるクロムと最表面の窒化クロム層５９ｃのクロム化合物５９ｅは中間層５９ｂとのクロムとでクロム結合が形成されて密着強度が強化される。これにより、180℃以下の低温でも高い密着性を有する窒化クロム層５９ｃを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】針棒駆動機構の分解斜視図である。
【図２】針棒駆動機構の一部を断面視した正面図である。
【図３】第１のピン及び第２のピンの内部構造を示す拡大図である。
【図４】第１のピン及び第２のピンの内部構造を示す顕微鏡写真である。
【図５】ルーパ機構の分解斜視図である。
【図６】ルーパ機構の一部を断面視した正面図である。
【図７】上ルーパ抱きピンの内部構造を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ミシンの針棒駆動機構（軸受機構）
５  ミシンのルーパ機構（軸受機構）
１１  針棒駆動軸
１３  針棒駆動腕（軸受部）
１４  第１のピン（軸部）
１４ａ  母材
１４ｂ  中間層
１４ｃ  窒化クロム層
１８  針棒駆動リンク（軸受部）
１９  第２のピン（軸部）
１９ａ  母材
１９ｂ  中間層
１９ｃ  窒化クロム層
２０  針棒
５０  上ルーパ（ルーパ）
５１  上ルーパ抱き腕駆動軸（ルーパ抱き腕駆動軸）
５２  上ルーパ腕（ルーパ腕）
５３  上ルーパ抱き（ルーパ抱き）
５９  上ルーパ抱きピン（ルーパ抱きピン、軸部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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