(57)【要約】【課題】本発明は、騒音及び振動の発生を減少させることができる刺繍ミシンのミシンアーム構造を提供するためのものである。【解決手段】本発明は、上軸２０の回転駆動力を利用して針棒及び布押え部材５０を各々昇・下降させる針棒昇・下降駆動部及び布押え部材昇・下降駆動部が内設された刺繍ミシンのミシンアーム構造であって、前記針棒昇・下降駆動部の駆動により前記上軸２０に加えられる針棒駆動反力と、前記布押え部材昇・下降駆動部の駆動により前記上軸２０に加えられる布押え部材駆動反力が、相互反対方向に作用するように構成されて、前記上軸２０に加えられる反力の大きさを相互相殺させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上軸の回転駆動力を利用して針棒及び布押え部材を各々昇・下降させる針棒昇・下降駆動部及び布押え部材昇・下降駆動部が内設された刺繍ミシンのミシンアーム構造であって、
前記針棒昇・下降駆動部の駆動により前記上軸に加えられる針棒駆動反力と、
前記布押え部材昇・下降駆動部の駆動により前記上軸に加えられる布押え部材駆動反力が、相互反対方向に作用するように構成されて、前記上軸に加えられる反力の大きさを相互相殺させることを特徴とする刺繍ミシンのミシンアーム構造。
【請求項２】
前記針棒昇・下降駆動部は、
前記上軸の外周面の上に締結される針棒駆動カムと、
前記針棒駆動カムの外周面の上に回動可能に結合される針棒駆動ロードと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の刺繍ミシンのミシンアーム構造。
【請求項３】
前記布押え部材昇・下降駆動部は、
前記上軸の外周面の上に締結される布押え部材駆動カムと、
前記布押え部材駆動カムの外周面の上に回動可能に結合される布押え部材駆動ロードと、
前記布押え部材駆動カムの一側に結合される布押え部材駆動カムベースと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の刺繍ミシンのミシンアーム構造。
【請求項４】
前記布押え部材昇・下降駆動部は、
前記針棒駆動カムの偏心方向と相互反対方向に偏心される形態を有するように形成されて、前記布押え部材駆動カムの他側に結合される布押え部材駆動カムカラーを更に含むことを特徴とする請求項３記載の刺繍ミシンのミシンアーム構造。
【請求項５】
前記針棒駆動カムの偏心方向と重心が反対になる偏心方向を有するように形成されて、前記針棒昇・下降駆動部、または前記布押え部材昇・下降駆動部の駆動時、前記上軸に加えられる針棒駆動反力、または布押え部材駆動反力による上軸バランスの不均衡を補正する天秤駆動カムベースを更に含むことを特徴とする請求項２記載の刺繍ミシンのミシンアーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刺繍ミシンに関し、特に刺繍ミシンの上軸回転駆動力を利用して共に駆動される針棒昇・下降駆動部と、布押え部材（別名、押え足）の駆動部の駆動時、前記上軸に加えられる反力の方向が相互反対方向に作用するように構成することで、ミシンアームの内部で針棒昇・下降駆動部と、布押え部材昇・下降駆動部の高速駆動により刺繍ミシンの作業速度を増加させて作業生産性を格段に向上させるようにした刺繍ミシンのミシンアーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、刺繍ミシンは、縫製作業を遂行する針棒が上・下運動をする間、布を固定した刺繍枠がＸ軸とＹ軸方向に水平運動をする２軸の位置決定制御機器である。
【０００３】
また、刺繍ミシンのミシンアームの内部には針棒を上下方向に昇・下降させるための針棒昇・下降駆動部が内設され、前記針棒昇・下降駆動部を駆動させるための駆動力を提供する上軸が貫通されて設置されるが、この際、前記ミシンアームは、針棒駆動時、最も多い騒音及び振動が発生する所であって、ミシンアームの内部の静粛性及び振動が機械の速度を向上させるのに最も大きい要因として作用する。
【０００４】
図１は従来の刺繍ミシンのミシンアーム構造を示す概略斜視図であり、図２は図１に図示されたミシンアーム構造の分離斜視図であって、ミシンアーム１の内部には上軸２の回転駆動力を利用して針棒（図示していない）を上下方向に昇・下降させるための針棒昇・下降駆動部が内設され、ミシンアーム１を貫通して上軸２が設置され、上軸２の外周面の上には針棒駆動カム４が設置される。
【０００５】
そして、前記針棒駆動カム４の外周部には針棒駆動ロード３が設置され、前記上軸２の外周面の上には針棒駆動カム４の他にも天秤駆動カムベース５と、天秤駆動カム６が各々順次に針棒駆動カム４と連接されて設置される。
【０００６】
前述したようなミシンアーム１の内部に設置される針棒昇・下降駆動部は、回転する上軸２に設置された偏心構造を有する針棒駆動カム４の回転による反力（reaction force）と、針棒昇・下降駆動部の駆動による反力が上軸２に作用して、上軸２の回動時、ミシンアーム１の内部に振動や騒音を発生させることになる。
【０００７】
図３は、従来の刺繍ミシンにおいて、上軸２に作用する反力を示す上軸線図であって、前記上軸２を回動させた時、前記針棒駆動カム４の回動により上軸２に加えられる反力の方向と、前記針棒昇・下降駆動部を駆動させることによって上軸２に加えられる反力が共に作用するように形成されているので、上軸２の回転速度を増加させる場合、上軸２にかなり大きい荷重が作用してミシンアーム１の内部に多くの振動及び騒音を発生させることは勿論、前記上軸２が破損または変形する問題点を有している。
【０００８】
前述したように、ミシンアーム１の内部に振動や騒音が発生する場合、上軸２の回転速度を一定以上の速度で増加させることが困難であり、また、このような振動や騒音は上軸２に大きい衝撃量を与えるので、上軸２のみならず、他の各種機械部品にも振動を大きく発生させて機械部品の耐久性を低下させる問題点をもたらすことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、騒音と振動の発生を減少させることができる刺繍ミシンのミシンアーム構造を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、上軸の回転を高速で増加させて刺繍ミシンの縫製速度を向上させることができる刺繍ミシンのミシンアーム構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した本発明の目的は、上軸の回転駆動力を利用して針棒及び布押え部材を各々昇・下降させる針棒昇・下降駆動部及び布押え部材昇・下降駆動部が内設された刺繍ミシンのミシンアーム構造であって、前記針棒昇・下降駆動部の駆動により前記上軸に加えられる針棒駆動反力と、前記布押え部材昇・下降駆動部の駆動により前記上軸に加えられる布押え部材駆動反力が、相互反対方向に作用するように構成されて、前記上軸に加えられる反力の大きさを相互相殺させることを特徴とする刺繍ミシンのミシンアーム構造により達成される。
【００１２】
好ましくは、かかる本発明において、前記針棒昇・下降駆動部は、前記上軸の外周面の上に締結される針棒駆動カムと、針棒駆動カムの外周面の上に回動可能に結合される針棒駆動ロードと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、かかる本発明において、前記布押え部材昇・下降駆動部は、上軸の外周面の上に締結される布押え部材駆動カムと、布押え部材駆動カムの外周面の上に回動可能に結合される布押え部材駆動ロードと、布押え部材駆動カムの一側に結合される布押え部材駆動カムベースと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、かかる本発明において、上記布押え部材昇・下降駆動部は、前記針棒駆動カムの偏心方向と相互反対方向に偏心される形態を有するように形成されて、前記布押え部材駆動カムの他側に結合される布押え部材駆動カムカラーを更に含むことを特徴とする。
【００１５】
また、かかる本発明において、上記針棒駆動カムの偏心方向と重心が反対になる偏心方向を有するように形成されて、前記針棒昇・下降駆動部、または前記布押え部材昇・下降駆動部の駆動時、上軸に加えられる針棒駆動反力、または布押え部材駆動反力による上軸バランスの不均衡を補正する天秤駆動カムベースを更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
前述したように、本発明によれば、刺繍ミシンのミシンアームの内部で上軸の回転駆動力を利用して駆動される針棒昇・下降駆動部と、布押え部材昇・下降駆動部の駆動時に発生する前記上軸に作用する２つの反力が相互反対方向に作用する構造で形成されることによって、前記上軸に加えられる反力を相互相殺させるによって、針棒昇・下降駆動部と、布押え部材昇・下降駆動部の駆動時に発生するミシンアームの内部の騒音と振動を低減させることができる効果がある。
【００１７】
また、前述したような効果によって、ミシンアームの内部で針棒昇・下降駆動部と、布押え部材昇・下降駆動部を高速で駆動させることができるので、刺繍ミシンの作業速度を増加させて、作業生産性を格段に向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明による刺繍ミシンのミシンアーム構造を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００１９】
図４は、本発明の一実施形態による刺繍ミシンのミシンアーム構造を示す斜視図であり、図５は、図４に図示されたミシンアーム構造の分離斜視図である。
【００２０】
図示したように、ミシンアーム１０の内部には、上軸２０の回転駆動力を利用して針棒（図６ａの４０）を上下方向に昇・下降させるための針棒昇・下降駆動部と、布押え部材（図７ａの５０）を上下方向に昇・下降させるための布押え部材昇・下降駆動部が各々内設される。
【００２１】
この際、前記針棒昇・下降駆動部は、駆動モータ（図示していない）の駆動力により回動され、前記ミシンアーム１０を貫通して設置された上軸２０の外周面の上に偏心された形状の針棒駆動カム３２が締結され、前記針棒駆動カム３２の外周面の上に針棒駆動ロード３１の内周面が回動可能に結合される。
【００２２】
そして、上軸２０の外周面の上には針棒駆動カム３２の他にも天秤駆動カム３４、天秤駆動カムベース３３が連接設置される。
【００２３】
前記天秤駆動カム３４は、スチール（steel）材質からなり、全体から見て‘Ｔ’字形状の断面であって、所定厚みのリング（ring）形状を有する駆動カム本体３４ａの一側に円筒形延長部３４ｂが連通されて形成され、前記駆動カム本体３４ａの内面の周りに沿って後述する天秤駆動カムベース３３のねじ孔３３ｂ−１とねじ（図示していない）締結されるための多数の貫通孔３４ａ−１が形成され、上記連通部位を通じて上軸２０の外周面の上に締結される。
【００２４】
一方、前記天秤駆動カム３４の側面の上には上軸２０の回転によるバランス（balance）の不均衡を補正するための天秤駆動カムベース３３が１つ以上設置されることができ、前記天秤駆動カムベース３３は全体から見て、段差を付けた不定形状であって、リング形状を有するベース本体３３ａの一側にリング形状の延長部３３ｂが連通するように形成されている。前記延長部３３ｂの内面には、前記天秤駆動カム３４の貫通孔３４ａ−１と連通される多数のねじ孔３３ｂ−１が形成され、前記天秤駆動カムベース３３は上軸２０の外周面の上で前記針棒駆動ロード３１に連接して設置される。
【００２５】
前記天秤駆動カムベース３３は、前記針棒駆動カム３２と相互重心が反対になるように形成されているので、針棒昇・下降駆動部、または布押え部材昇・下降駆動部の駆動時、前記上軸２０に加えられる針棒駆動反力、または布押え部材の駆動反力による上軸２０バランスの不均衡を補正（追って詳述する）することになり、天秤駆動カムベース３３は天秤駆動カム３４と一体形成されることもできる。
【００２６】
前記布押え部材昇・下降駆動部は、布押え部材駆動ロード３６を挟んで布押え部材駆動カムベース３５と布押え部材駆動カム３７が結合され、かつ、前記布押え部材駆動カムベース３５は、上軸２０の外周面の上に装着可能なリング形態であって、内面の周りに沿って多数のねじ孔３５ａが形成される。
【００２７】
前記布押え部材駆動カム３７は、上軸２０の外周面の上に締結され、前記布押え部材駆動カム３７もまたリング形状であって、内面の周りに沿って前記布押え部材駆動カムベース３５のねじ孔３５ａに連通されるねじ孔３７ａ−１を備えた駆動カム本体３７ａの一側に中空の円筒形状を有する挿入部３７ｂが突出し、前記駆動カム本体３７ａの他側に円筒形突出部３７ｃが形成されているので、前記挿入部３７ｂが布押え部材駆動ロード３６を貫通した後、前記両ねじ孔３５ａ、３７ａ−１がねじ締結される。
【００２８】
前記布押え部材駆動カム３７は、全体から見て偏心された構造を有し、前記布押え部材駆動カム３７の外周面の上に回動可能に結合された布押え部材駆動ロード３６が前記布押え部材駆動カム３７の回動により布押え部材駆動ロード３６が上下方向に昇・下降される。
【００２９】
一方、本発明における布押え部材昇・下降駆動部は、前記布押え部材駆動カム３７の他側に結合される布押え部材駆動カムカラー３８を更に含み、かつ、前記布押え部材駆動カムカラー３８は、前記針棒駆動カム３２の偏心方向と互いに反対方向に偏心される構造で形成され、内面に形成された貫通孔３８ａを通じて前記布押え部材駆動カム３７の突出部３７ｃの外周面の上に結合される。
【００３０】
以下、前述した構成を有する本発明の作用を説明する。
【００３１】
図４及び図５に示すように、上軸２０が駆動モータの動力を受けて回動されれば、前記針棒駆動カム３２が上軸２０の回動力を利用して回動され、これに連動して前記針棒駆動ロード３１が上下方向に駆動され、前記針棒駆動ロード３１の駆動に連動されて針棒支持ケース（図６ａの８）の上に上下方向に昇・下降可能に設置された針棒４０を昇・下降させる。
【００３２】
また、前記上軸２０の外周面の上に締結されている天秤駆動カム３４及び布押え部材駆動カム３７が上軸２０と同期して回転すれば、前記天秤駆動カム３４及び布押え部材駆動カム３７の回転に連動されて天秤（図示していない）及び布押え部材５０が上下に昇・下降される。
【００３３】
前述した過程において、不定形の形状を有する前記天秤駆動カムベース３３は、その偏心方向が前記針棒駆動カム３２の偏心方向と重心が反対になるように形成されているので、前記針棒昇・下降駆動部、または布押え部材昇・下降駆動部の駆動時、上軸２０に加えられる針棒駆動反力または布押え部材駆動反力による上軸２０バランスの不均衡を補正することができる。
【００３４】
即ち、前記針棒駆動カム３２の重心が一側に偏心しており、前記天秤駆動カムベース３３の重心、そして前記布押え部材駆動カム３７の重心が前記針棒駆動カム３２の重心と反対になる方向に偏心しているので、上軸２０の回転過程で発生して上軸２０に加えられる針棒駆動反力と布押え部材駆動反力を相互相殺させてミシンアーム１０の騒音と振動発生を減少させることができるようになる。
【００３５】
図６ａは、本発明における上死点位置での針棒駆動を示す側面図であり、図６ｂは、本発明における下死点位置での針棒駆動を示す側面図である。図示したように、前記針棒４０の上下駆動過程において、前記針棒駆動ロード３１に連結された針棒４０がヒンジ点（Ｈ１）を中心に上死点から下死点まで比較的大きいストローク（stroke）を持って往復動するが、この際、針棒昇・下降駆動部の駆動により発生する針棒駆動反力が上死点では下方向に作用し、下死点では上方向に作用する。
【００３６】
図６ｃは、本発明の針棒駆動による上軸線図であって、前記針棒昇・下降駆動部のみ駆動させた場合、上軸２０に加えられるリアクションフォース（reaction force）、即ち、反力は上軸中心（０）を基準に一定数値以上のたまご形状を有する均一な荷重分布を有しながら所定の位置に偏った形態で表されるが、これは上軸２０が所定の方向に振動することを表す。
【００３７】
一方、図７ａは、本発明における上死点位置での布押え部材の駆動を示す側面図であり、図７ｂは、本発明における下死点位置での布押え部材の駆動を示す側面図である。
【００３８】
図示したように、上軸２０の回転によって前記布押え部材駆動ロード３６と、布押え部材駆動カム３７が上軸２０を中心に回転し、前記布押え部材駆動カム３７の回転に連動されて布押え部材５０も共に上・下に往復動する。
【００３９】
即ち、前記布押え部材駆動ロード３６に連結された布押え部材５０がヒンジ点（Ｈ２）を中心に上死点から下死点まで前記針棒４０のストロークより小さな範囲のストロークとして往復動するが、この際、布押え部材昇・下降駆動部の駆動により発生する布押え部材の駆動反力が上死点では上方向に作用し、下死点では下方向に作用する。
【００４０】
図７ｃは、本発明の布押え部材の駆動による上軸線図であって、前記布押え部材昇・下降駆動部のみ駆動させた場合、上軸２０に加えられるリアクションフォース（reaction force）、即ち、反力は上軸中心（０）を基準に一定数値以上の円形形状を有する均一な荷重分布を有しながら所定の位置に偏った形態で表されるが、これは布押え部材の駆動反力により上軸が所定の方向に振動することを表す。
【００４１】
図６ｃと図７ｃとを比較して見ると、針棒昇・下降駆動部のみを駆動させた場合、上軸２０に加えられる針棒駆動反力の大きさは、相対的に布押え部材の昇・下降駆動部のみを駆動させた場合、上軸２０に加えられる布押え部材の駆動反力の大きさより大きいが、前記針棒駆動反力と布押え部材の駆動反力が上軸中心（０）を基準に他の領域に分布することによって、各々作用する方向は相互反対方向であることが分かる。
【００４２】
図８ａは、本発明における上死点位置での針棒と布押え部材の駆動を示す側面図であり、図８ｂは、本発明における下死点位置での針棒と布押え部材の駆動を示す側面図である。
【００４３】
また、図９ａは、本発明における上死点位置での針棒駆動反力と布押え部材駆動反力により上軸に加えられる反力を示す反力図であり、図９ｂは、本発明における下死点位置での針棒駆動反力と布押え部材の駆動反力により上軸に加えられる反力を示す反力図である。
【００４４】
本発明の特徴は、前記針棒昇・下降駆動部のヒンジ点（Ｈ１）及び前記布押え部材昇・下降駆動部のヒンジ点（Ｈ２）と密接な関係があり、上死点位置で針棒４０を下降させるために、針棒昇・下降駆動部はヒンジ点（Ｈ１）を中心に針棒駆動レバー（図示していない）が上軸２０に下方向に作用する反力を加えることになる。
【００４５】
逆に、前記布押え部材昇・下降駆動部は、上死点位置で布押え部材５０を下降させるためにヒンジ点（Ｈ２）を中心に布押え部材駆動レバー（図示していない）が上軸２０に上方向に作用する反力を加えることになる。
【００４６】
これによって、前記ヒンジ点（Ｈ２）を中心とする布押え部材５０の上下駆動時に発生する布押え部材５０の駆動反力は、前記ヒンジ点（Ｈ１）を中心とする針棒４０の上下駆動時に発生する針棒駆動反力と互いに反対になる方向に前記上軸２０に作用して、前記針棒４０と布押え部材５０の駆動による上軸２０に加えられる針棒駆動反力及び布押え部材駆動反力の大きさを互いに相殺させることができるようになる。
【００４７】
図１０は、本発明と従来技術の針棒と、布押え部材駆動による上軸線図を共に示す図であって、本発明において、針棒４０及び布押え部材５０の上下駆動の際、上軸２０に加えられる反力が相互相殺されて針棒駆動反力と布押え部材５０の駆動反力の合力最大値（Ａ）が、従来技術における上軸２０に加えられる合力最大値（Ｂ）より少なくなったことが分かる。
【００４８】
また、反力が加えられる反力作用範囲が、従来技術では、上軸中心（０点）から離脱した位置に作用して上軸２０の回動時、回転不均衡が発生する構造であることに比べて、本発明では、反力作用範囲が上軸中心（０点）を中心に均一に楕円形で分布されているので、上軸２０の回動時、回転均衡（Balancing）が均一に発生することが分かる。
【００４９】
一方、従来技術において、接点（−５０、１５０）部位を中心に逆‘Ｕ’字型で表示された実線部は、針棒駆動カム４の上下駆動によって前記上軸２に加えられるリアクションフォースであり、接点（−５０、１００）部位を中心に略壷形状で表示された実線部は、布押え部材駆動カム７の上下駆動によって前記上軸２に加えられるリアクションフォースである。
【００５０】
ここに、図示したように、従来技術では、針棒駆動カム４と、布押え部材駆動カム７により上軸２に加えられる反力の作用範囲が非均一な形態で表れることが分かる。
【００５１】
以上、本発明による刺繍ミシンのミシンアーム構造を例示した図面を参照として説明したが、本発明は、本明細書に開示された実施形態と図面により限るのでなく、その発明の技術思想の範囲内で当業者により多様な変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の刺繍ミシンのミシンアーム構造を示す概略斜視図である。
【図２】図１に図示されたミシンアーム構造の分離斜視図である。
【図３】従来の刺繍ミシンにおける上軸に作用する反力を示す上軸線図である。
【図４】本発明の一実施形態による刺繍ミシンのミシンアーム構造を示す斜視図である。
【図５】図４に図示されたミシンアーム構造の分離斜視図である。
【図６ａ】本発明における上死点位置での針棒の駆動を示す側面図である。
【図６ｂ】本発明における下死点位置での針棒の駆動を示す側面図である。
【図６ｃ】本発明の針棒の駆動による上軸線図である。
【図７ａ】本発明における上死点位置での布押え部材の駆動を示す側面図である。
【図７ｂ】本発明における下死点位置での布押え部材の駆動を示す側面図である。
【図７ｃ】本発明の布押え部材の駆動による上軸線図である。
【図８ａ】本発明における上死点位置での針棒と布押え部材の駆動を示す側面図である。
【図８ｂ】本発明における下死点位置での針棒と布押え部材の駆動を示す側面図である。
【図９ａ】本明における上死点位置での針棒駆動反力と布押え部材の駆動反力により上軸に加えられる反力を示す反力図である。
【図９ｂ】本発明における下死点位置での針棒駆動反力と布押え部材の駆動反力により上軸に加えられる反力を示す反力図である。
【図１０】本発明と従来技術の針棒と、布押え部材の駆動による上軸線図を共に示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０    ミシンアーム
２０    上軸
３１    針棒駆動ロード
３２    針棒駆動カム
３３    天秤駆動カムベース
３４    天秤駆動カム
３５    布押え部材駆動カムベース
３６    布押え部材駆動ロード
３７    布押え部材駆動カム
３８    布押え部材駆動カムカラー
【図１】
2008173445.tif 000003
【図２】
2008173445.tif 000004
【図３】
2008173445.tif 000005
【図４】
2008173445.tif 000006
【図５】
2008173445.tif 000007
【図６ａ】
2008173445.tif 000008
【図６ｂ】
2008173445.tif 000009
【図６ｃ】
2008173445.tif 000010
【図７ａ】
2008173445.tif 000011
【図７ｂ】
2008173445.tif 000012
【図７ｃ】
2008173445.tif 000013
【図８ａ】
2008173445.tif 000014
【図８ｂ】
2008173445.tif 000015
【図９ａ】
2008173445.tif 000016
【図９ｂ】
2008173445.tif 000017
【図１０】
2008173445.tif 000018