(57)【要約】【課題】本発明の目的は、温度変化により筐体に対して回転軸が伸縮しても回転軸の両端側を安定して支持できる回転軸の支持構造と縫製装置を提供することである。【解決手段】縫製装置は、軸受４０１、４０２、係止部４２３、蓋部４２４、波バネ座金４３３、４３４を備える。軸受４０１、４０２は、上側スプライン軸３の一端側とは反対側の他端側を回転可能に支持し、且つ軸方向に移動可能である。係止部４２３は、第二支持部４００の円筒部４２１の内面から上側スプライン軸３の径方向に突出し、軸受４０１に対し間隙Ｘ１を有して配置する。蓋部４２４は、第二支持部４００の円筒部４２１の内面から上側スプライン軸３の径方向に突出し、軸受４０２に対し間隙Ｘ２を有して配置する。波バネ座金４３３は、間隙Ｘ１に設け、軸受４０１を軸方向の他端側に付勢する。波バネ座金４３４は、間隙Ｘ２に設け、軸受４０２を軸方向の一端側に付勢する。【選択図】図６
2019143693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、当該筐体とは熱膨張率が異なる材質で形成した回転軸とを有し、前記筐体内に前記回転軸を回転可能に支持する回転軸の支持構造において、
前記筐体内に設け、前記回転軸の軸方向の一端側を回転可能に支持し、且つ前記筐体内において前記軸方向における位置を固定した第一軸受部と、
前記筐体内に設け、前記回転軸の前記一端側とは反対側の他端側を回転可能に支持し、且つ前記筐体に対して前記軸方向に移動可能な第二軸受部と、
前記筐体の内面から前記回転軸の外周面に向かって前記回転軸の径方向に突出し、前記第二軸受部に対し前記軸方向の前記一端側に第一間隙を有して配置される第一対向部と、
前記筐体の内面から前記回転軸の前記外周面に向かって前記回転軸の前記径方向に突出し、前記第二軸受部に対し前記軸方向の前記他端側に第二間隙を有して配置される第二対向部と、
前記第一間隙に設け、前記第一対向部と前記第二軸受部の前記軸方向の側面に接触し、前記第二軸受部を前記軸方向の前記他端側に付勢する第一弾性部材と、
前記第二間隙に設け、前記第二対向部と前記第二軸受部の前記軸方向の側面に接触し、前記第二軸受部を前記軸方向の前記一端側に付勢する第二弾性部材と
を備えることを特徴とする回転軸の支持構造。
【請求項２】
前記第二軸受部は、前記回転軸の前記外周面に固定する内輪と、前記内輪の周囲を取り囲む外輪と、前記内輪と前記外輪の間に配置する玉とを有し、
前記第一弾性部材は、前記外輪の前記軸方向の前記一端側の側面と当接して前記外輪を付勢し、
前記第二弾性部材は、前記外輪の前記軸方向の前記他端側の側面と当接して前記外輪を付勢する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転軸の支持構造。
【請求項３】
前記第二軸受部は、一又は複数の深溝玉軸受を有すること
を特徴とする請求項２に記載の回転軸の支持構造。
【請求項４】
前記回転軸の前記一端側は、モータに直接又は間接的に接続し、当該モータの駆動で回転駆動する駆動側の一端側であって、
前記第一軸受部は、複数のアンギュラ玉軸受であって、与圧を掛けた状態で前記軸方向における位置を固定したこと
を特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の回転軸の支持構造。
【請求項５】
前記複数のアンギュラ玉軸受は、背面組み合わせである一組のアンギュラ玉軸受であること
を特徴とする請求項４に記載の回転軸の支持構造。
【請求項６】
前記第一弾性部材と前記第二弾性部材は、波バネ座金であること
を特徴とする請求項１から５の何れか一つに記載の回転軸の支持構造。
【請求項７】
前記筐体は、第一支持部と第二支持部を有し、
前記第一支持部は内側に、前記第一軸受部を前記軸方向における位置を固定した状態で支持し、
前記第二支持部は内側に、前記第二軸受部を前記軸方向に移動可能に支持し、
前記第一対向部と前記第二対向部は、前記第二支持部内に設けたこと
を特徴とする請求項１から６の何れか一つに記載の回転軸の支持構造。
【請求項８】
針穴を含む針板と、前記針穴の下方に設けた釜とを有する釜機構と、前記針板の上方で縫針を下端に装着し、上下動する針棒を有する針棒機構とを備え、被縫製物を縫製する縫製装置において、
筐体に設けたモータと、
前記釜を駆動する動力を伝える下回転軸と、前記針棒を上下動する動力を伝える上回転軸とを含み、前記モータの動力により回転する回転軸と、
請求項１〜７の何れか一つに記載の回転軸の支持構造を備えたこと
を特徴とする縫製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の支持構造と縫製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
縫製装置は、筐体内においてモータの動力で回転する回転軸を備え、該回転軸の回転力を利用して被縫製物を縫製する。筐体内に設けた一対の軸受は、回転軸の両端側を回転可能に支持する。筐体と回転軸で互いに熱膨張の異なる材質を使用した場合、温度変動により筐体と回転軸の間に軸方向の寸法差が生じ、軸受に隙間を生じる。軸受に隙間を生じると、回転軸は振動し易い。一対の軸受に与圧を掛けた状態で夫々の位置を固定すると、寸法差により回転軸に撓みが生じる。特許文献１が開示するアンギュラ玉軸受装置は、材料毎の線膨張係数に基づいて夫々決定した長さのアウタスペーサとインナスペーサを軸受の両側に備える。アウタスペーサとインナスペーサは、軸、軸受、筺体に生じる熱変形量の差を吸収するように線膨張係数の異なる適切な材料の組み合わせとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記アンギュラ玉軸受装置において、軸、軸受、筺体に生じる熱変形量の差を正確に吸収できるアウタスペーサとインナスペーサの適切な組み合わせを選定するのは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、温度変化により筐体に対して回転軸が伸縮しても回転軸の両端側を安定して支持できる回転軸の支持構造と縫製装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の回転軸の支持構造は、筐体と、当該筐体とは熱膨張率が異なる材質で形成した回転軸とを有し、前記筐体内に前記回転軸を回転可能に支持する回転軸の支持構造において、前記筐体内に設け、前記回転軸の軸方向の一端側を回転可能に支持し、且つ前記筐体内において前記軸方向における位置を固定した第一軸受部と、前記筐体内に設け、前記回転軸の前記一端側とは反対側の他端側を回転可能に支持し、且つ前記筐体に対して前記軸方向に移動可能な第二軸受部と、前記筐体の内面から前記回転軸の外周面に向かって前記回転軸の径方向に突出し、前記第二軸受部に対し前記軸方向の前記一端側に第一間隙を有して配置される第一対向部と、前記筐体の内面から前記回転軸の前記外周面に向かって前記回転軸の前記径方向に突出し、前記第二軸受部に対し前記軸方向の前記他端側に第二間隙を有して配置される第二対向部と、前記第一間隙に設け、前記第一対向部と前記第二軸受部の前記軸方向の側面に接触し、前記第二軸受部を前記軸方向の前記他端側に付勢する第一弾性部材と、前記第二間隙に設け、前記第二対向部と前記第二軸受部の前記軸方向の側面に接触し、前記第二軸受部を前記軸方向の前記一端側に付勢する第二弾性部材とを備えることを特徴とする。
【０００７】
回転軸の支持構造は、第一軸受部と第二軸受部は、回転軸の両端側を夫々回転可能に支持する。第一軸受部は筐体内にて軸方向の位置を固定する。第二軸受部は筺体内にて軸方向に移動可能である。第一弾性部材と第二弾性部材は、第二軸受部に与圧を掛けた状態で第一対向部と第二対向部の間を軸方向に移動可能に付勢する。筐体と回転軸は互いに熱膨張率が異なる。故に温度変化により、回転軸は位置を固定した一端側を基準にして筐体に対して軸方向に伸縮する。回転軸が軸方向に伸縮することで、第二軸受部はそれに追従して移動しようとする。上記の通り、第二軸受部は第一対向部と第二対向部の間に与圧を掛けた状態で軸方向に移動可能である。第二軸受部は回転軸の伸縮に応じて移動する。第一弾性部材と第二弾性部材は第二軸受部の移動に応じて伸縮することで第二軸受部に与圧を掛けた状態を維持できるので、第二軸受部の剛性を保持できる。故に第二軸受部は回転軸の他端側を安定して支持できる。故に筐体は、温度変化により筐体に対して回転軸が伸縮しても回転軸の両端側を安定して支持できる。
【０００８】
請求項２の前記第二軸受部は、前記回転軸の前記外周面に固定する内輪と、前記内輪の周囲を取り囲む外輪と、前記内輪と前記外輪の間に配置する玉とを有し、前記第一弾性部材は、前記外輪の前記軸方向の前記一端側の側面と当接して前記外輪を付勢し、前記第二弾性部材は、前記外輪の前記軸方向の前記他端側の側面と当接して前記外輪を付勢してもよい。該時、温度変化により筐体に対して回転軸が伸縮した場合、第二軸受部の内輪は外輪に対して軸方向に相対的に位置がずれる。第一弾性部材と第二弾性部材は、第二軸受部の内輪との相対的なずれに応じて伸縮し、外輪を付勢し続ける。故に筐体は、第二軸受部に掛かる与圧を保持できる。故に第二軸受部は回転軸の他端側を安定して支持できる。
【０００９】
請求項３の前記第二軸受部は、一又は複数の深溝玉軸受を有してもよい。該時、回転軸の他端側は熱膨張によりその位置が移動するが、第二軸受部は回転軸の伸縮に追従して移動するので、回転軸からは主にラジアル方向の荷重を受ける。第二軸受部は、一又は複数の深溝玉軸受を有するので、回転軸から受けるラジアル方向の荷重を安定して受けることができる。第二軸受部は深溝玉軸受を用いるので、アンギュラ玉軸受に比して費用を節約できる。
【００１０】
請求項４の前記回転軸の前記一端側は、モータに直接又は間接的に接続し、当該モータの駆動で回転駆動する駆動側の一端側であって、前記第一軸受部は、複数のアンギュラ玉軸受であって、与圧を掛けた状態で前記軸方向における位置を固定してもよい。該時、回転軸の一端側はモータに直接又は間接的に接続する駆動側の一端側なので、モータの振動が伝わり易い。回転軸の駆動側の一端側は複数のアンギュラ玉軸受で支持する。アンギュラ玉軸受は回転軸から受けるアキシアル方向とラジアル方向の荷重を安定して受けることができる。故に第一軸受部は振動し易い回転軸の一端側を安定して支持できる。
【００１１】
請求項５の前記複数のアンギュラ玉軸受は、背面組み合わせである一組のアンギュラ玉軸受であってもよい。該時、一組のアンギュラ玉軸受は背面組み合わせであるので、例えば正面組み合わせと比べてモーメント荷重の負荷能力に有利である。故に、背面組み合わせである一組のアンギュラ玉軸受は、回転軸の駆動側の一端側がモータに間接的に接続する場合に用いるのに好ましい。故に第一軸受部は回転軸の一端側へのモータの接続方法が直接、間接的の何れでも回転軸の一端側を安定して支持できる。
【００１２】
請求項６の前記第一弾性部材と前記第二弾性部材は、波バネ座金であってもよい。該時、第一弾性部材と第二弾性部材は波バネ座金であるので、第一間隙と第二間隙が狭くても、その間隙に配置できるので、第二軸受部に適切な与圧を掛けることができる。
【００１３】
請求項７の前記筐体は、第一支持部と第二支持部を有し、前記第一支持部は内側に、前記第一軸受部を前記軸方向における位置を固定した状態で支持し、前記第二支持部は内側に、前記第二軸受部を前記軸方向に移動可能に支持し、前記第一対向部と前記第二対向部は、前記第二支持部内に設けてもよい。該時、第一支持部は、第一軸受部の位置を固定して与圧を掛ける。第二支持部は、第二軸受部を軸方向に移動可能に支持する。第二軸受部は回転軸の伸縮に応じて第二支持部内の第一対向部と第二対向部の間を移動する。故に回転軸の支持構造は、第一支持部と第二支持部により回転軸の一端側と他端側を支持することで、温度変化により筐体に対して回転軸が伸縮しても回転軸の両端側を安定して支持できる。
【００１４】
請求項８の縫製装置は、針穴を含む針板と、前記針穴の下方に設けた釜とを有する釜機構と、前記針板の上方で縫針を下端に装着し、上下動する針棒を有する針棒機構とを備え、被縫製物を縫製する縫製装置において、筐体に設けたモータと、前記釜を駆動する動力を伝える下回転軸と、前記針棒を上下動する動力を伝える上回転軸とを含み、前記モータの動力により回転する回転軸と、請求項１〜７の何れか一つに記載の回転軸の支持構造を備えたことを特徴とする。故に、縫製装置は、請求項１〜７の何れか一つに記載の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】縫製装置１の斜視図。
【図２】針棒機構２と釜機構４の斜視図。
【図３】同期機構８の左側面図。
【図４】同期機構８の斜視図。
【図５】上側スプライン軸３の左端側周囲の断面図。
【図６】上側スプライン軸３の右端側周囲の断面図。
【図７】波バネ座金４３３（４３４）の平面図
【図８】波バネ座金４３３（４３４）の収縮量と反力の関係を示す図表。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照し、本発明の実施形態である縫製装置１を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。
【００１７】
図１〜図３を参照し、縫製装置１の概略構造を説明する。縫製装置１は、土台部１０、針棒機構２、釜機構４、Ｘ移動機構６、Ｙ移動機構７、同期機構８、制御部を備える。土台部１０は、略矩形状に組み立てた構造体である。土台部１０は、針棒機構２、釜機構４、Ｘ移動機構６、Ｙ移動機構７、同期機構８を支持する。土台部１０は、保持板９０、筐体９６、一対の下レール１２５、一対の上レール１２８を備える。保持板９０は平面視矩形状である。筐体９６は、左支持体９８、右支持体９７、上支持体９９を備える。左支持体９８と右支持体９７は側面視矩形状であり、保持板９０を間にして左右方向に並ぶ。上支持体９９は平面視矩形状で左右方向に延び、左右両端部を左支持体９８と右支持体９７に連結する。一対の下レール１２５は、保持板９０下方で左右方向に延び、前後方向に間隔を空けて並ぶ。一対の上レール１２８は、保持板９０上方で左右方向に延び、上下方向に間隔を空けて並ぶ。一対の上レール１２８は、上支持体９９に固定する。
【００１８】
図２に示すように、針棒機構２は、一対の上レール１２８にて左右動可能に支持し、保持板９０上方に位置する。針棒機構２は上基台３７、針棒２４等を備える。上基台３７は正面視略矩形状を呈す。上基台３７は、一対の上レール１２８にスライダ３４を介して左右動可能に連結する。スライダ３４は、上基台３７の上下両端に夫々左右一対に設け、上側のスライダ３４は上レール１２８に下側から係合し、下側のスライダ３４は上レール１２８に前方から係合する。上基台３７は、上下方向略中央に左右方向に開口した挿通孔３８を備える。針棒２４は上下方向に移動可能である。針棒２４は下端に縫針（図示略）を装着する。
【００１９】
釜機構４は保持板９０下方に位置する。釜機構４は下基台４２、釜１６、針板５０、糸切機構を備える。下基台４２は略直方体状の箱状である。下基台４２は、一対の下レール１２５にスライダ５４を介して左右動可能に連結する。スライダ５４は下基台４２の下端四隅に設ける。下基台４２は挿通孔４８、４９を備える。挿通孔４８は下基台４２の左面に設け、挿通孔４９は下基台４２の右面に設ける。釜１６は、下基台４２の内側で左右方向に延びる後述の下軸４４に設ける。釜１６は、下糸を巻いたボビンを収容する。針板５０は下基台４２上部に固定する。針板５０は針穴５３を有する。針穴５３は釜１６の上方にある。糸切機構は針板５０下方に設ける。糸切機構は固定刃、可動刃、糸切用パルスモータ５７を備える。可動刃が、糸切用パルスモータ５７から動力を得て固定刃に対して移動する。糸切機構は、可動刃と固定刃との協働で上糸と下糸を切断する。
【００２０】
Ｘ移動機構６は、針棒機構２と釜機構４を一体的に左右方向に移動する。Ｘ移動機構６はベルト１２１、１２２、伝達機構、Ｘ移動用パルスモータ８２を備える。ベルト１２１、１２２は何れも平面視で左右方向に長い略長円状である。ベルト１２１の一端と他端は何れも上基台３７の背面部に固定する。即ち、Ｘ移動機構６は上基台３７と連結する。ベルト１２２の一端と他端は何れも下基台４２の背面部に固定する。伝達機構は上下方向に延びる軸を有し、その上端をベルト１２１に連結し、下端をベルト１２２に連結し、上下方向中央部をＸ移動用パルスモータ８２の出力軸に連結する。故にＸ移動用パルスモータ８２はベルト１２１、１２２を同方向に同量移動する。故にＸ移動機構６は、針棒機構２を一対の上レール１２８に沿って移動し、釜機構４を一対の下レール１２５に沿って移動する。
【００２１】
Ｙ移動機構７は縫製対象物である布を針棒機構２と釜機構４に対して相対的に前後方向に移動する。Ｙ移動機構７は布保持体９５、Ｙ移動用パルスモータ（図示略）を備える。布保持体９５は保持板９０にて支持する。Ｙ移動用パルスモータは、布保持体９５と連結し、布保持体９５を前後方向に移動する。布保持体９５は上枠９３、下枠９２を有する。上枠９３と下枠９２は平面視矩形状の枠であり、間に布を挟持する。
【００２２】
図１〜図４を参照し、同期機構８を説明する。同期機構８は、ミシンモータ８１、第一駆動伝達部１８、第二駆動伝達部１９を備える。ミシンモータ８１は、左支持体９８右面に固定する。ミシンモータ８１の出力軸８１Ａは、左支持体９８から左方に突出する。ミシンモータ８１は、出力軸８１Ａの先端部に連結プーリ１３３を固定する。
【００２３】
第一駆動伝達部１８は、ミシンモータ８１の駆動力を針棒２４に伝達する。第一駆動伝達部１８は、上側スプライン軸３等を備える。上側スプライン軸３は、左右方向に延び、左支持体９８と右支持体９７にて回転可能に支持する。上側スプライン軸３は、上基台３７の挿通孔３８に挿通する。上側スプライン軸３は、挿通孔３８にて支持したボールスプライン軸受（図示略）を介して上基台３７に連結する。挿通孔３８にて支持したボールスプライン軸受は、上側スプライン軸３に対して左右動可能であり、上側スプライン軸３と一体的に回転する。故に、上基台３７は上側スプライン軸３に対して左右動可能に連結する。上側スプライン軸３は、左支持体９８から左方に突出する部位に上プーリ１３４を固定する。
【００２４】
第二駆動伝達部１９は、下側スプライン軸５、第一プーリ４５、中間軸５１、第二プーリ４６、タイミングベルト４７、下軸４４、揺動機構（図示略）を備える。下側スプライン軸５は、左右方向に延び、左支持体９８と右支持体９７(図１参照）にて回転可能に支持する。下側スプライン軸５は、下基台４２の挿通孔４８、４９に挿通する。下側スプライン軸５は、挿通孔４９にて支持したボールスプライン軸受（図示略）を介して下基台４２に連結する。挿通孔４９にて支持したボールスプライン軸受は、下側スプライン軸５に対して左右動可能であり、下側スプライン軸５と一体的に回転する。故に下基台４２は下側スプライン軸５に対して左右動可能に連結する。図３、図４に示すように、下側スプライン軸５は、左支持体９８から左方に突出する下側スプライン軸５の部位に下プーリ１３５を固定する。下プーリ１３５は、上プーリ１３４と連結プーリ１３３とに対してベルト１３６を介して連結する。故にミシンモータ８１は連結プーリ１３３を回転し、ベルト１３６を介して上プーリ１３４、下プーリ１３５を回転することで上側スプライン軸３と下側スプライン軸５を同期回転する。
【００２５】
図２に示すように、第一プーリ４５は、挿通孔４９にて支持したボールスプライン軸受を内部に含む歯付のプーリである。中間軸５１は、下側スプライン軸５の後上方で左右方向に延び、下基台４２にて回転可能に支持する。中間軸５１は下基台４２から右方に突出する。第二プーリ４６は中間軸５１右端部に固定する。タイミングベルト４７は、第一プーリ４５と第二プーリ４６に架け渡す。下軸４４は、下基台４２内側で左右方向に延び、往復回動可能である。下軸４４は左端部に釜１６を固定する。揺動機構は、中間軸５１と下軸４４とを連結する。揺動機構は中間軸５１の一方向の回転を下軸４４の往復回動に変換する。故に、下側スプライン軸５の回転に連動して、釜１６は下軸４４と共に往復揺動する。
【００２６】
図４〜図６を参照し、上側スプライン軸３の支持構造を説明する。筐体９６は、第一支持部３００、第二支持部４００を備える。上側スプライン軸３の左右両端部は、第一支持部３００と第二支持部４００で回転可能に支持する。第一支持部３００は、左支持体９８に設けた穴部(図示略）に左側から挿入し螺子で固定する（図５参照）。第一支持部３００は、内側に一組の軸受３０１、３０２を収納する。軸受３０１、３０２は、上側スプライン軸３の左端側を回動可能に支持する。第二支持部４００は、右支持体９７に設けた穴部（図示略）に右側から挿入し螺子で固定する（図６参照）。第二支持部４００は、内側に一組の軸受４０１、４０２を収納する。軸受４０１、４０２は、上側スプライン軸３の右端側を回動可能に支持する。
【００２７】
図５、図６を参照し、上側スプライン軸３の具体的形状を説明する。上側スプライン軸３は、本体軸部３１０、左軸部３１１、左固定軸部３１２、右軸部３１３、右固定軸部３１４等を備える。本体軸部３１０は、上側スプライン軸３の軸方向略中央部に設け、断面略円形状に形成する。
【００２８】
図５に示すように、左軸部３１１は、本体軸部３１０の左端部から左方に突出し且つ同軸上に設け、本体軸部３１０の径よりも小さい。左固定軸部３１２は、左軸部３１１の左端部から更に左方に突出し且つ同軸上に設け、左軸部３１１の径よりも小さい。上側スプライン軸３は、本体軸部３１０と左軸部３１１との間に段部３１５を設け、左軸部３１１と左固定軸部３１２との間に段部３１６を設ける。段部３１５、３１６は軸方向から見て略リング状である。上プーリ１３４、カラー３５１、軸受３０１、３０２は、左軸部３１１に配置する。カラー３５１は略円筒状に形成し、左軸部３１１を内側に挿入する。ナット３４０とワッシャ３４１は、左固定軸部３１２に配置する。ワッシャ３４１は、左固定軸部３１２を内側に挿入し、上プーリ１３４の左面に当接する。ナット３４０は、左固定軸部３１２に締結することでワッシャ３４１を固定し、上プーリ１３４が左軸部３１１から抜けるのを防止する。
【００２９】
図６に示すように、右軸部３１３は、本体軸部３１０の右端部から右方に突出し且つ同軸上に設け、本体軸部３１０の径よりも小さい。右固定軸部３１４は、右軸部３１３の右端部から更に右方に突出し且つ同軸上に設け、右軸部３１３の径よりも小さい。上側スプライン軸３は、本体軸部３１０と右軸部３１３との間に段部４１５を設け、右軸部３１３と右固定軸部３１４との間に段部４１６を設ける。段部４１５、４１６は軸方向から見て略リング状である。軸受４０１、４０２、カラー４５１は、右軸部３１３に配置する。カラー４５１は略円筒状に形成し、右軸部３１３を内側に挿入する。ナット４４０とワッシャ４４１は、右固定軸部３１４に配置する。ワッシャ４４１は、右固定軸部３１４を内側に挿入し、カラー４５１の右端部に当接する。ナット４４０は、右固定軸部３１４に締結することでワッシャ４４１を固定し、カラー４５１が右軸部３１３から抜けるのを防止する。
【００３０】
図５を参照し、第一支持部３００の構造を説明する。第一支持部３００は、円筒部３２１、鍔部３２２、係止部３２３、蓋部３２４等を備える。円筒部３２１は、左右方向に延びる略円筒状に形成する。鍔部３２２は、円筒部３２１の左側の開口端から径方向外側に鍔状に突出する。鍔部３２２は、左支持体９８に固定する為の複数の固定穴等を有し、ボルト３５０を介して左支持体９８に固定する。係止部３２３は、円筒部３２１の右側の開口端から径方向内側に突出し、軸方向から見た形状は略リング状である。蓋部３２４の軸方向から見た形状は、略リング状である。蓋部３２４は、上側スプライン軸３を内側に挿入する。蓋部３２４は、軸受３０１、３０２を内側に収納した円筒部３２１に鍔部３２２の左方から螺子(図示略）で固定する。蓋部３２４の内径は円筒部３２１の内径よりも小さい。
【００３１】
軸受３０１、３０２の構造を説明する。軸受３０１、３０２は、アンギュラ玉軸受である。軸受３０１は、内輪３０１Ａ、外輪３０１Ｂ、玉３０１Ｃを備え、軸受３０２は、内輪３０２Ａ、外輪３０２Ｂ、玉３０２Ｃを備える。軸受３０１、３０２は、背面組み合わせで配置する。軸受３０１は左側、軸受３０２は右側に配置する。軸受３０１、３０２は、第一支持部３００の円筒部３２１の内側に挿入する。軸受３０２の外輪３０２Ｂの右端部は、係止部３２３に係止する。軸受３０２の内輪３０２Ａの右端部は、上側スプライン軸３の段部３１５に当接する。軸受３０１の内輪３０１Ａの左端部は、カラー３５１の右端部に当接する。カラー３５１の左端部は、上プーリ１３４の右面に当接する。軸受３０１の外輪３０１Ｂの左端部は、蓋部３２４に当接する。蓋部３２４は、外輪３０１Ｂ、３０２Ｂを右方に与圧を掛けた状態で、円筒部３２１に螺子（図示略）で固定する。軸受３０１、３０２に対してアキシアル方向に与圧が掛かるので、軸受３０１、３０２の剛性は向上する。
【００３２】
第一支持部３００内では、上側スプライン軸３の軸方向において軸受３０１、３０２の位置は固定する。上側スプライン軸３の左軸部３１１は、軸受３０１、３０２の内輪３０１Ａ、３０２Ａに挿入固定する。故に上側スプライン軸３の左端側の位置は、第一支持部３００において固定する。なお、上側スプライン軸３の左端側は、ミシンモータ８１、ベルト１３６、上プーリ１３４によって駆動する駆動側である。軸受３０１、３０２はアンギュラ玉軸受であるので、アキシアル方向の荷重とラジアル方向の荷重に強い。故に軸受３０１、３０２は、駆動側である上側スプライン軸３の左端側を安定して支持するので、ベルト１３６から上側スプライン軸３に伝わる振動を軽減できる。
【００３３】
図６を参照し、第二支持部４００の構造を説明する。第二支持部４００は、円筒部４２１、鍔部４２２、係止部４２３、蓋部４２４、波バネ座金４３３、４３４等を備える。円筒部４２１は、左右方向に延びる略円筒状に形成する。鍔部４２２は、円筒部４２１の右側の開口端から径方向外側に鍔状に突出する。鍔部４２２は、右支持体９７に固定する為の固定穴等を有し、ボルト（図示略）を介して右支持体９７に固定する。係止部４２３は、円筒部４２１の左側の開口端から径方向内側に突出し、軸方向から見た形状は略リング状である。蓋部４２４は、略リング状に形成し、上側スプライン軸３を内側に挿入する。蓋部４２４は、軸受４０１、４０２を内側に収納した円筒部４２１に鍔部４２２の右方から螺子(図示略）で固定する。蓋部４２４の内径は円筒部４２１の内径よりも小さい。蓋部４２４は、第二支持部４００の円筒部４２１の内周面から上側スプライン軸３の外周面に向かって径方向に突出する部分を有する。軸受４０１は左側、軸受４０２は右側に配置する。波バネ座金４３３は、係止部４２３の右面と軸受４０１の左面の間隙Ｘ１に配置する。波バネ座金４３４は、蓋部４２４の左面と軸受４０２の右面の間隙Ｘ２に配置する。間隙Ｘ１、Ｘ２は互いに同一長さである。
【００３４】
軸受４０１、４０２の構造を説明する。軸受４０１、４０２は、深溝玉軸受である。深溝玉軸受はラジアル方向の荷重に強く、アンギュラ玉軸受に比べて一般的に安価である。軸受４０１は、内輪４０１Ａ、外輪４０１Ｂ、玉４０１Ｃを備え、軸受４０２は、内輪４０２Ａ、外輪４０２Ｂ、玉４０２Ｃを備える。軸受４０１、４０２は軸方向に並べて配置する。軸受４０１、４０２は、第二支持部４００の円筒部４２１の内側に挿入し、軸受４０１は左側、軸受４０２は右側に配置する。軸受４０１の外輪４０１Ｂの左端部は波バネ座金４３３と当接する。内輪４０１Ａの左端部は、上側スプライン軸３の段部４１５と当接する。軸受４０２の外輪４０２Ｂの右端部は波バネ座金４３４と当接する。軸受４０２の内輪４０２Ａの右端部は、カラー４５１の左端部に当接する。カラー４５１の右端部は、ワッシャ４４１の左面に当接する。軸受４０１、４０２の内輪４０１Ａ、４０２Ａは、上側スプライン軸３の右軸部３１３を内側に挿入する。外輪４０１Ｂ、４０２Ｂは、波バネ座金４３３、４３４により軸方向において弾性保持する。蓋部４２４は、外輪４０１Ｂ、４０２Ｂに対して左方に与圧を掛けた状態で、円筒部４２１に螺子で固定する。
【００３５】
図６，図７を参照し、波バネ座金４３３、４３４を説明する。図７に示すように、波バネ座金４３３、４３４は、側面視略リング状である。波バネ座金４３３、４３４は、一方の面に山部７０１、７０２、７０３、他方の面に山部７１１、７１２、７１３を備える。各面において各山部の間は谷部であり、一方の面の谷部は他方の面では山部となる。山部７０１、７０２、７０３は夫々、波バネ座金４３３、４３４の中心部を基準に１２０°毎に夫々配置する。山部７１１、７１２、７１３は、山部７０１、７０２、７０３に対して６０°周方向にずれた位置に配置する。波バネ座金４３３、４３４は、互いに同一形状及び同一の弾性係数を有する。
【００３６】
図６に示すように、波バネ座金４３３は、第二支持部４００の円筒部４２１内の間隙Ｘ１に配置し、上側スプライン軸３の本体軸部３１０の右端部を内側に挿入する。波バネ座金４３３の右側（一方の面）に位置する山部７０１、７０２、７０３は、外輪４０１Ｂの左端部に当接する。波バネ座金４３３の左側（他方の面）に位置する山部７１１、７１２、７１３は、係止部４２３の右面に当接する。
【００３７】
波バネ座金４３４は、第二支持部４００の円筒部４２１内の間隙Ｘ２に配置し、上側スプライン軸３の右軸部３１３とカラー４５１の左端部を内側に挿入する。波バネ座金４３４の左側（他方の面）に位置する山部７１１、７１２、７１３は、軸受４０２の外輪４０２Ｂの右端部と当接する。波バネ座金４３４の右側（一方の面）に位置する山部７０１、７０２、７０３は、蓋部４２４の左面に当接する。同一弾性係数を有する波バネ座金４３３、４３４は、同一長さの間隙Ｘ１、Ｘ２に夫々位置する。波バネ座金４３３、４３４は、軸受４０１、４０２を軸方向両側から挟み込む。故に波バネ座金４３３、４３４は、軸受４０１、４０２の外輪４０１Ｂ、４０２Ｂに対して上側スプライン軸３の軸方向にて同一の付勢力で与圧を掛けることができる。
【００３８】
温度変化による筐体９６と、上側スプライン軸３との相対的な寸法変化を説明する。筐体９６の上支持体９９と、上側スプライン軸３とは、熱膨張率が互いに異なる材質を使用する。例えば、上支持体９９の材質はアルミニウムであり、上側スプライン軸３の材質は鉄である。例えば縫製装置１の周囲の環境温度が上昇すると、筐体９６、上側スプライン軸３は熱膨張を生じる。アルミニウムは、鉄よりも熱膨張率が高いので、上支持体９９と、上側スプライン軸３との間に相対的な寸法変化が生じる。上支持体９９は左支持体９８と右支持体９７に固定するので、左支持体９８及び右支持体９７に固定した第一支持部３００及び第二支持部４００に対し、上側スプライン軸３が軸方向にずれる位置の変化を生じる。
【００３９】
上記の通り、第一支持部３００と第二支持部４００は、左支持体９８と右支持体９７に夫々固定するので、周囲の温度変化により、上側スプライン軸３は第一支持部３００と第二支持部４００に対して軸方向にずれる。上側スプライン軸３の左端側は、第一支持部３００に収納する軸受３０１、３０２で位置を固定する。故に第二支持部４００内において、上側スプライン軸３の右端側は軸方向に伸縮する。軸受４０１、４０２の内輪４０１Ａ、４０２Ａは上側スプライン軸３と一緒に軸方向に移動する。外輪４０１Ｂ、４０２Ｂは、内輪４０１Ａ、４０２Ａに追従する。該時、波バネ座金４３３、４３４は伸縮して、軸受４０１、４０２に適正な与圧を掛けた状態を維持する。故に周囲の温度変化により、第一支持部３００及び第二支持部４００と、上側スプライン軸３との間に相対的な寸法変化が生じ、軸受４０１、４０２が上側スプライン軸３の右端側の位置に追従して軸方向に移動しても、波バネ座金４３３、４３４により適正な与圧を掛け続けるので、剛性は低下しない。故に、第二支持部４００は、上側スプライン軸３に生じる振動も軽減しつつ、上側スプライン軸３を安定して支持できる。
【００４０】
図８を参照し、波バネ座金４３３、４３４の設計方法を説明する。図８に示す図表の横軸は、波バネ座金４３３、４３４の収縮量を示し、縦軸は、波バネ座金４３３、４３４の反力を示す。波バネ座金４３３、４３４の反力は、波バネ座金４３３、４３４の収縮量が大きくなるに従って大きくなる。軸受４０１、４０２に付与する最適な与圧Ｋは、例えば２Ｎ（バネの収縮量は２０ｍｍ）である。本実施形態では、例えば、与圧Ｋを軸受４０１、４０２に対して掛けることができる波バネ座金４３３、４３４を設計する。例えば、間隙Ｘ１、Ｘ２に波バネ座金４３３、４３４を夫々配置した状態で、収縮量が２０ｍｍのときに、反力が２Ｎとなるように設計するとよい。
【００４１】
軸受４０１、４０２が許容できる定格与圧範囲Ｐは、例えば、０．５〜３．５Ｎである。０．５Ｎよりも低い与圧は、軸受４０１、４０２の剛性を保持できない。３．５Ｎよりも大きい与圧は、軸受４０１、４０２に対して荷重が過大となり剛性が高くなり過ぎるので、焼き付きなどの問題が起こる。なお、焼き付きとは、軸受４０１、４０２の剛性が高い状態において上側スプライン軸３が回転することにより生じる軸受４０１、４０２との間の摩擦熱によって、軸受４０１、４０２が溶融して回転不能になることをいう。
【００４２】
波バネ座金４３３、４３４は、間隙Ｘ１、Ｘ２において、弾性変形により最も収縮した場合、又は、最も伸びた場合においても、定格与圧範囲Ｐ内の与圧を掛けることができるのが望ましい。例えば、適正与圧範囲Ｑは、例えば、１Ｎ（収縮量１０ｍｍ）から３Ｎ（収縮量３０ｍｍ）の範囲となるよう設計し、定格与圧範囲Ｐ内であることが望ましい。この場合、適正収縮範囲Ｒは、１０ｍｍ〜３０ｍｍとなる。このような波バネ座金４３３、４３４を設計することにより、波バネ座金４３３、４３４は、温度変化による寸法変化が起きた場合においても、適正与圧範囲Ｑで与圧を軸受４０１、４０２に対して掛け続けることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の縫製装置１は、筐体９６、上側スプライン軸３を有する。上側スプライン軸３は、筐体９６の上支持体９９とは熱膨張率が異なる材質で形成する。縫製装置１は、筐体９６の第一支持部３００と第二支持部４００の夫々の内側において、上側スプライン軸３を回転可能に支持する。第一支持部３００は内側に、軸受３０１、３０２を設ける。軸受３０１、３０２は、上側スプライン軸３の左端側を回転可能に支持し、且つ第一支持部３００内において軸方向における位置を固定する。第二支持部４００は内側に、軸受４０１、４０２を設ける。軸受４０１、４０２は、上側スプライン軸３の右端側を回転可能に支持し、且つ第二支持部４００に対して軸方向に移動可能である。第二支持部４００は、係止部４２３と蓋部４２４を備える。係止部４２３は、第二支持部４００の内面から上側スプライン軸３の外周面に向かって径方向に突出する。係止部４２３は、左側に位置する軸受４０１に対し間隙Ｘ１を有して配置する。蓋部４２４は、第二支持部４００の内面から上側スプライン軸３の外周面に向かって径方向に突出する。蓋部４２４は、右側に位置する軸受４０２に対し間隙Ｘ２を有して配置する。波バネ座金４３３は間隙Ｘ１に配置する。波バネ座金４３３は、係止部４２３と軸受４０１の左側面に接触し、軸受４０１を右方に付勢する。波バネ座金４３４は間隙Ｘ２に配置する。波バネ座金４３４は、蓋部４２４と軸受４０２の右側面に接触し、軸受４０２を左方に付勢する。
【００４４】
筐体９６の上支持体９９と、上側スプライン軸３は互いに熱膨張率が異なる。故に温度変化により、上側スプライン軸３は位置を固定した左端側を基準にして、筐体９６の第一支持部３００及び第二支持部４００に対して軸方向に伸縮する。上側スプライン軸３が軸方向に伸縮することで、軸受４０１、４０２はそれに追従して移動しようとする。上記の通り、軸受４０１、４０２は、係止部４２３と蓋部４２４の間に与圧を掛けた状態で軸方向に移動可能である。軸受４０１、４０２は、上側スプライン軸３の伸縮に応じて移動する。波バネ座金４３３、４３４は、軸受４０１、４０２の移動に応じて伸縮することで軸受４０１、４０２に与圧を掛けた状態を維持できるので、軸受４０１、４０２の剛性を保持できる。故に軸受４０１、４０２は、上側スプライン軸３の右端側を安定して支持できる。故に縫製装置１は、温度変化により第一支持部３００及び第二支持部４００に対して上側スプライン軸３が伸縮しても上側スプライン軸３の両端側を安定して支持できる。
【００４５】
上記実施形態の軸受４０１、４０２は、内輪４０１Ａ、外輪４０１Ｂ、４０２Ｂ、玉４０１Ｃ、４０２Ｃを備える。内輪４０１Ａ、４０２Ａは、上側スプライン軸３の外周面に固定する。外輪４０１Ｂ、４０２Ｂは、内輪４０１Ａ，４０２Ａの周囲を取り囲む。玉４０１Ｃ、４０２Ｃは、内輪４０１Ａ，４０２Ａと外輪４０１Ｂ、４０２Ｂの間に配置する。波バネ座金４３３は、外輪４０１Ｂの軸方向の一端側の側面と当接して外輪４０１Ｂを付勢する。波バネ座金４３４は、外輪４０２Ｂの軸方向の他端側の側面と当接して外輪４０２Ｂを付勢する。温度変化により第二支持部４００に対して上側スプライン軸３が伸縮した場合、軸受４０１、４０２の内輪４０１Ａ、４０２Ａは外輪４０１Ｂ、４０２Ｂに対して軸方向に相対的に位置がずれる。波バネ座金４３３、４３４は、軸受４０１、４０２の内輪４０１Ａ、４０２Ａとの相対的なずれに応じて伸縮し、外輪４０１Ｂ、４０２Ｂを付勢し続ける。故に筐体９６は、軸受４０１、４０２に掛かる与圧を保持できる。故に軸受４０１、４０２は上側スプライン軸３の他端側を安定して支持できる。
【００４６】
上記実施形態の軸受４０１、４０２は、深溝玉軸受であるので、上側スプライン軸３から受けるラジアル方向の荷重を安定して受けることができる。軸受４０１、４０２は深溝玉軸受を用いるので、アンギュラ玉軸受に比して費用を節約できる。
【００４７】
上記実施形態の上側スプライン軸３の一端側はミシンモータ８１に直接又は間接的に接続する駆動側の一端側なので、ミシンモータ８１の振動が伝わり易い。上側スプライン軸３の駆動側の一端側は、複数の軸受３０１、３０２で支持する。軸受３０１、３０２はアンギュラ玉軸受であるので、上側スプライン軸３から受けるアキシアル方向とラジアル方向の荷重を安定して受けることができる。故に軸受３０１，３０２は振動し易い上側スプライン軸３の一端側を安定して支持できる。
【００４８】
上記実施形態の軸受３０１、３０２は、背面組み合わせである一組のアンギュラ玉軸受であるので、例えば正面組み合わせと比べてモーメント荷重の負荷能力に有利である。故に軸受３０１、３０２は上側スプライン軸３の一端側を安定して支持できる。
【００４９】
上記実施形態は、第二支持部４００内の間隙Ｘ１、Ｘ２に波バネ座金４３３、４３４を夫々配置する。波バネ座金４３３、４３４は、狭い間隙Ｘ１、Ｘ２であっても配置できるので、軸受４０１、４０２に適切な与圧を掛けることができる。
【００５０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。軸受３０１、３０２は二つであったが、一つでもよいし、三つ以上でもよい。軸受３０１、３０２は、背面組み合わせのアンギュラ玉軸受であるが、単列、正面組み合わせ、並列組み合わせであってもよい。軸受３０１、３０２は、アンギュラ玉軸受以外の軸受、例えば深溝玉軸受であってもよい。軸受４０１、４０２は二つであるが、一つでもよいし、三つ以上でもよい。軸受４０１、４０２は深溝玉軸受であるが、その他の軸受でもよい。
【００５１】
軸受４０１、４０２の与圧付与には波バネ座金４３３、４３４を使用したが、例えばコイルバネ等の他の弾性部材でもよい。波バネ座金４３３、４３４は、三点の山が軸受４０１、４０２の外輪４０１Ｂ、４０２Ｂに対して与圧を掛けたが、四点以上の山で与圧を掛けてもよい。軸受４０１、４０２の与圧付与には波バネ座金４３３を使用したが、例えば三つ以上のコイルバネを等間隔で配置することで与圧を掛けても良い。この場合、波バネ座金４３４に代えて同数のコイルバネを等間隔に配置するとよい。上記実施形態は、上側スプライン軸３を支持する構造に本発明を適用した例を説明したが、他の回転軸を支持する構造にも適用可能であり、例えば、下側スプライン軸５、下軸４４等を支持する構造にも適用可能である。上記実施形態は縫製装置１であるが、回転軸を支持する構造を備える他の装置であってもよく、例えば一般的なミシンであってもよい。
【００５２】
以上説明において、上側スプライン軸３は、本発明の回転軸の一例である。軸受３０１、３０２は、本発明の第一軸受部の一例である。軸受４０１、４０２は、本発明の第二軸受部の一例である。係止部４２３は、本発明の第一対向部の一例である。蓋部４２４は、本発明の第二対向部の一例である。間隙Ｘ１は、本発明の第一間隙の一例である。間隙Ｘ２は、本発明の第二間隙の一例である。波バネ座金４３３は、本発明の第一弾性部材の一例である。波バネ座金４３４は、本発明の第二弾性部材の一例である。内輪４０１Ａ、４０２Ａは、本発明の内輪の一例である。外輪４０１Ｂ、４０２Ｂは、本発明の外輪の一例である。玉４０１Ｃ、４０２Ｃは、本発明の玉の一例である。
【符号の説明】
【００５３】
１  縫製装置
３  上側スプライン軸
８１  ミシンモータ
３００  第一支持部
３０１、３０２  軸受
４００  第二支持部
４０１、４０２  軸受
４０１Ａ、４０２Ａ  内輪
４０１Ｂ、４０１Ｂ  外輪
４０１Ｃ、４０２Ｃ  玉
４２３  係止部
４２４  蓋部
４３３、４３４  波バネ座金
【図１】
2019143693.tif 000003
【図２】
2019143693.tif 000004
【図３】
2019143693.tif 000005
【図４】
2019143693.tif 000006
【図５】
2019143693.tif 000007
【図６】
2019143693.tif 000008
【図７】
2019143693.tif 000009
【図８】
2019143693.tif 000010