(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの主軸と、該主軸の回転に従って駆動され上糸の繰出しと糸締めを行う天秤と、前記主軸の回転に従って往復動されミシン針を運針させる針棒と、前記ミシン針の運針に応じて上糸と下糸とに絡みを与えるため前記主軸の回転に従って駆動される下糸側の釜軸と、前記針棒、天秤および釜軸のうち少なくとも釜軸を前記主軸とは異なる位相で回転させる差動装置とを備え、
該差動装置は、外殻となるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ前記主軸によって回転される入力軸と、前記ケーシングに回転可能に設けられ少なくとも前記釜軸に回転出力を伝える出力軸と、前記入力軸の回転を該出力軸に伝えるため前記入力軸と出力軸との間に設けられ該出力軸の回転位相を前記入力軸に対して変化させる位相差発生機構とにより構成し、
前記位相差発生機構は、前記入力軸、出力軸に対し径方向に離間して前記ケーシングに設けられた中間軸と、前記入力軸と出力軸との間に設けられ互いに噛合して回転力を伝える第１，第２のはすば歯車と、前記入力軸の回転に従って該第１，第２のはすば歯車を軸方向に相対移動させる差動カム手段とにより構成し、
前記第１，第２のはすば歯車は前記入力軸、中間軸および出力軸のうち少なくともいずれか２つの軸間に設ける構成とし、
前記差動カム手段は、前記入力軸に従って回転するカムホイールと、該カムホイールと係合するように前記ケーシング側に設けられ該カムホイールの回転に従って前記第１または第２のはすば歯車を軸方向に変位させるカムフォロアとにより構成してなる差動装置付ミシン。
【請求項２】
前記差動装置は、前記釜軸の回転位相を前記針棒が下死点になる位置を起点として変えることにより、前記釜軸の回転に伴って回転釜で上糸と下糸を絡め前記回転釜から上糸が釜抜けするタイミングを変化させる構成としてなる請求項１に記載の差動装置付ミシン。
【請求項３】
ミシンの主軸と、該主軸の回転に従って駆動され上糸の繰出しと糸締めを行う天秤と、前記主軸の回転に従って往復動されミシン針を運針させる針棒と、前記ミシン針の運針に応じて上糸と下糸とに絡みを与えるため前記主軸の回転に従って駆動される下糸側の釜軸と、前記針棒、天秤および釜軸のうち少なくとも釜軸を前記主軸とは異なる位相で回転させる差動装置とを備え、
該差動装置は、外殻となるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ前記主軸によって回転される入力軸と、前記ケーシングに回転可能に設けられ少なくとも前記釜軸に回転出力を伝える出力軸と、前記入力軸の回転を該出力軸に伝えるため前記入力軸と出力軸との間に設けられ該出力軸の回転位相を前記入力軸に対して変化させる位相差発生機構とにより構成し、
前記位相差発生機構は、前記入力軸、出力軸に対し径方向に離間して前記ケーシングに設けられた中間軸と、前記入力軸と出力軸との間に設けられ互いに噛合して回転力を伝える第１，第２のはすば歯車と、前記入力軸の回転に従って該第１，第２のはすば歯車を軸方向に相対移動させる差動カム手段とにより構成し、
前記第１，第２のはすば歯車は前記入力軸、中間軸および出力軸のうち少なくともいずれか２つの軸間に設ける構成とし、
前記差動カム手段は、前記第１のはすば歯車と一体に回転する第１のカムホイールと、前記第２のはすば歯車と一体に回転する第２のカムホイールと、前記ケーシング側に設けられ前記第１，第２のカムホイール間に位置する支点を中心にして回動可能となった回動体と、該回動体にそれぞれ設けられ前記第１，第２のカムホイールに係合する第１，第２のカムフォロアとにより構成してなる差動装置付ミシン。
【請求項４】
前記第１，第２のカムフォロアは前記回動体に対して位置調整可能に取付け、前記回動体は第１，第２のカムフォロアと前記支点との間の間隔（Ｌ1 ，Ｌ2 ）を可変に調整する構成としてなる請求項３に記載の差動装置付ミシン。
【請求項５】
前記第１，第２のカムホイールは互いに異なる形状のカム溝を有し、前記第１，第２のカムフォロアは前記第１，第２のカムホイールのカム溝に係合する構成としてなる請求項３または４に記載の差動装置付ミシン。
【請求項６】
前記ケーシングには複数の出力軸を設け、該各出力軸と入力軸との間にはそれぞれ前記位相差発生機構を設ける構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の差動装置付ミシン。
【請求項７】
前記複数の出力軸は前記天秤と釜軸とにそれぞれ異なる位相の回転出力を伝える構成としてなる請求項６に記載の差動装置付ミシン。
【請求項８】
前記主軸を駆動する主軸モータと前記針棒の駆動部との間には、該針棒の駆動部を前記主軸モータとは異なる回転位相で駆動する他の差動装置を設ける構成としてなる請求項１，２，３，４，５，６または７に記載の差動装置付ミシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば縫製作業または刺繍作業等を行うのに好適に用いられる差動装置付ミシンに関し、特に、縫製品や刺繍柄等の品質を高め得るようにした差動装置付ミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、縫製作業または刺繍作業等を行うために用いられるミシンとしての刺繍機は、基台上に設けられ主軸の回転によりミシン針を運針させるヘッド部と、該ヘッド部の下側に位置して前記基台上に設けられ刺繍対象の布等を展張状態で保持する刺繍枠等の保持枠と、前記基台上で該保持枠を枠移動させる枠移動機構等とにより構成されている。
【０００３】
そして、この種の従来技術による刺繍機には、ミシンのヘッド部側に、前記主軸の回転に従って駆動され刺繍糸となる上糸の繰出しと糸締めを行う天秤と、前記主軸の回転に従って上，下に往復動され前記ミシン針を運針駆動する針棒とが設けられている。
【０００４】
また、前記基台側には、前記ミシン針の運針に応じて上糸と下糸とに絡みを与えて所謂「縫い目」を形成するための回転釜が設けられている。そして、この回転釜は、前記主軸の回転に従って駆動され前記主軸が１回転する間に２回転する釜軸と、該釜軸と一体に回転する外釜と、該外釜内に相対回転可能に配置され下糸用のボビンを収容する中釜とにより大略構成されている（例えば、特開平１１−２２６２８４号公報等）。
【０００５】
ここで、ミシンのヘッド部側に設けた天秤は、図２８に示す特性線Ｓt のように主軸の回転角θに対して上，下に駆動され、針棒は主軸の回転角θに対し特性線Ｓh に沿って駆動される。また、回転釜の釜軸は、その剣先が特性線Ｓk に沿って上下動するように回転され、この釜軸は主軸が１回転する間に２回転するものである。
【０００６】
そして、針棒が上死点に達する回転角θを針上死点θ0 （例えば、θ0 ＝０°）とすると、針棒は特性線Ｓh に沿って針下死点θc （例えば、θc ＝１８０°）で下死点となり、その後に角度θi （例えば、θi ＝３６０°）の位置で再び上死点に達するものである。
【０００７】
また、針棒によって上，下に運針されるミシン針は、針棒と同様に特性線Ｓh に沿って駆動され、針突入点θb （例えば、θb ＝１１５°）で針先が針板を通して下糸側に突入し、その後は針抜け点θe （例えば、θe ＝２５０°）で針先が針板から上方へと抜け出すものである。
【０００８】
一方、天秤は特性線Ｓtに沿って駆動され、例えば主軸の回転角θが６０°程度の位置で天秤上死点θaとなり、例えば回転角θが２９０°程度の位置で天秤下死点θfに達するものである。
【０００９】
また、下糸側の釜軸は特性線Ｓk に沿って剣先が上下動するように回転し、糸掛け点θd （例えば、θd ＝２００°）に達すると、剣先が上糸を引っ掛けて回転釜に取り込み、その後は回転釜により上糸が下糸と絡み終わる糸抜け点θg （例えば、θg ＝３１５°）に達し、釜抜け点θh （例えば、θh ＝３５８°）で上糸が回転釜から完全に抜け出すことになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による刺繍機にあっては、ヘッド部側の天秤、針棒および下糸側の釜軸をカム機構、クランク機構、歯車機構等を用いて主軸とそれぞれ機械的に連結し、図２８に例示した特性をもって主軸の回転により駆動する構成としているため、下記のような未解決な問題が生じている。
【００１１】
即ち、刺繍機の縫い調子は、回転釜による上糸の糸掛け点θd から釜抜け点θh までの動作特性により変えることが可能である。しかし、回転釜の釜軸を図２８に示す特性線Ｓk に沿って駆動している限り、釜軸と針棒、天秤との相対動作特性を変えることができず、刺繍品質を高めることが難しいという問題がある。
【００１２】
この場合、従来技術による刺繍機では、図２８に例示しているように糸抜け点θg 、釜抜け点θh に達する前に、特性線Ｓt の如く天秤で糸を引き上げ始めるために、例えば糸調子で１００〜１５０ｇ程度の糸張力を持たせておかないと、上糸が余分に引き出されて糸締まりのない刺繍になったり、布の裏面に糸の固まり（蜘蛛の巣）ができてしまうことがある。
【００１３】
また、糸張力を強くして上糸を無理に引き上げると、糸が締まり過ぎて硬くて光沢のない刺繍となったり、糸切れが頻発して作業効率を落とすことになる。従って、天秤の引き上げタイミングを遅くゆっくりとしなければならず、縫い幅または振り幅が大きい刺繍柄になると、ミシン針を高速に運針することができなくなるという制約がある。
【００１４】
このように、天秤で上糸を引き上げるタイミングを遅くし、上糸をゆっくり引き上げるようにすれば、糸切れの発生が少なくなり、刺繍の縫い上がりも綺麗になる。しかし、このためには主軸の回転速度を下げることにより天秤の動きを遅くする必要があり、刺繍スピードが犠牲となって、作業性が低下し、生産効率が悪くなるという問題がある。
【００１５】
また、振り幅の大きい縫い目を形成するような場合には、刺繍枠の枠移動を早めて枠移動量を大きくする必要があるため、釜軸が糸抜け点θg に達する前に上糸が引っ張られることになり、上糸のたるみに余裕がなくなって、糸切れが発生したり、縫い目が締まり過ぎて刺繍の品質が低下するという問題がある。
【００１６】
一方、図２８中に二点鎖線で示す特性線Ｓk ′のように、釜軸の回転位相を全体的に早める設定とした場合には、糸抜け点θg ′を早めることができるが、糸掛け点θd ′も早くなるため、例えば主軸の回転スピードを速めた場合に回転釜の剣先で上糸を取りきれなくなることがあり、糸掛け自体が不可能となって目飛び（空縫い）が発生し易いという問題がある。
【００１７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、主軸の回転１周期のなかで釜軸等の回転位相を変えることにより、主軸、天秤、釜軸等の相互の動作特性を変更して、縫い目を綺麗に仕上げることができ、刺繍品質等を向上できるようにした差動装置付ミシンを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、ミシンの主軸と、該主軸の回転に従って駆動され上糸の繰出しと糸締めを行う天秤と、前記主軸の回転に従って往復動されミシン針を運針させる針棒と、前記ミシン針の運針に応じて上糸と下糸とに絡みを与えるため前記主軸の回転に従って駆動される下糸側の釜軸と、前記針棒、天秤および釜軸のうち少なくとも釜軸を前記主軸とは異なる位相で回転させる差動装置とを備え、該差動装置は、外殻となるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ前記主軸によって回転される入力軸と、前記ケーシングに回転可能に設けられ少なくとも前記釜軸に回転出力を伝える出力軸と、前記入力軸の回転を該出力軸に伝えるため前記入力軸と出力軸との間に設けられ該出力軸の回転位相を前記入力軸に対して変化させる位相差発生機構とにより構成し、前記位相差発生機構は、前記入力軸、出力軸に対し径方向に離間して前記ケーシングに設けられた中間軸と、前記入力軸と出力軸との間に設けられ互いに噛合して回転力を伝える第１，第２のはすば歯車と、前記入力軸の回転に従って該第１，第２のはすば歯車を軸方向に相対移動させる差動カム手段とにより構成し、前記第１，第２のはすば歯車は前記入力軸、中間軸および出力軸のうち少なくともいずれか２つの軸間に設ける構成とし、前記差動カム手段は、前記入力軸に従って回転するカムホイールと、該カムホイールと係合するように前記ケーシング側に設けられ該カムホイールの回転に従って前記第１または第２のはすば歯車を軸方向に変位させるカムフォロアとにより構成している。
【００２０】
また、請求項２の発明によると、差動装置は、釜軸の回転位相を針棒が下死点になる位置を起点として変えることにより、前記釜軸の回転に伴って回転釜で上糸と下糸を絡め前記回転釜から上糸が釜抜けするタイミングを変化させる構成としている。
【００２２】
また、請求項３の発明は、ミシンの主軸と、該主軸の回転に従って駆動され上糸の繰出しと糸締めを行う天秤と、前記主軸の回転に従って往復動されミシン針を運針させる針棒と、前記ミシン針の運針に応じて上糸と下糸とに絡みを与えるため前記主軸の回転に従って駆動される下糸側の釜軸と、前記針棒、天秤および釜軸のうち少なくとも釜軸を前記主軸とは異なる位相で回転させる差動装置とを備え、該差動装置は、外殻となるケーシングと、該ケーシングに回転可能に設けられ前記主軸によって回転される入力軸と、前記ケーシングに回転可能に設けられ少なくとも前記釜軸に回転出力を伝える出力軸と、前記入力軸の回転を該出力軸に伝えるため前記入力軸と出力軸との間に設けられ該出力軸の回転位相を前記入力軸に対して変化させる位相差発生機構とにより構成し、前記位相差発生機構は、前記入力軸、出力軸に対し径方向に離間して前記ケーシングに設けられた中間軸と、前記入力軸と出力軸との間に設けられ互いに噛合して回転力を伝える第１，第２のはすば歯車と、前記入力軸の回転に従って該第１，第２のはすば歯車を軸方向に相対移動させる差動カム手段とにより構成し、前記第１，第２のはすば歯車は前記入力軸、中間軸および出力軸のうち少なくともいずれか２つの軸間に設ける構成とし、前記差動カム手段は、前記第１のはすば歯車と一体に回転する第１のカムホイールと、前記第２のはすば歯車と一体に回転する第２のカムホイールと、前記ケーシング側に設けられ前記第１，第２のカムホイール間に位置する支点を中心にして回動可能となった回動体と、該回動体にそれぞれ設けられ前記第１，第２のカムホイールに係合する第１，第２のカムフォロアとにより構成している。
【００３０】
また、請求項４の発明によると、第１，第２のカムフォロアは回動体に対して位置調整可能に取付け、前記回動体は第１，第２のカムフォロアと支点との間の間隔（Ｌ1 ，Ｌ2 ）を可変に調整する構成としている。
【００３２】
また、請求項５の発明によると、第１，第２のカムホイールは互いに異なる形状のカム溝を有し、第１，第２のカムフォロアは前記第１，第２のカムホイールのカム溝に係合する構成としている。
【００３３】
一方、請求項６の発明は、ケーシングに複数の出力軸を設け、該各出力軸と入力軸との間にはそれぞれ位相差発生機構を設ける構成としている。
【００３４】
また、請求項７の発明によると、複数の出力軸は天秤と釜軸とにそれぞれ異なる位相の回転出力を伝える構成としている。
【００３５】
さらに、請求項８の発明によると、主軸を駆動する主軸モータと針棒の駆動部との間には、該針棒の駆動部を前記主軸モータとは異なる回転位相で駆動する他の差動装置を設ける構成としている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による差動装置付ミシンを、複数本（例えば、１５本）のミシン針を有する多色式刺繍機に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００３７】
ここで、図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は刺繍機で、該刺繍機１は、基台２と、該基台２上に立設された左，右の側枠３，４と、該側枠３，４の上部側に固定して設けられたヘッド支持体５と、該ヘッド支持体５の前部側に設けられ該ヘッド支持体５に対して左，右（図１中の矢示ａ，ｂ方向）に移動可能となったヘッド部６と、ミシンの主軸７を回転駆動する主軸モータ（図示せず）等とにより構成されている。
【００３８】
また、刺繍機１には、例えばヘッド支持体５の後側に位置して合計１５色の刺繍糸（上糸）を各上糸ボビンと共に収容するチーズケース（いずれも図示せず）等が設けられ、刺繍機１はこれらの刺繍糸を用いて刺繍作業を行う多色式刺繍機を構成しているものである。
【００３９】
また、刺繍機１のヘッド部６には、その上端側に合計１５個の糸掛け８，８，…が設けられると共に、該各糸掛け８と後述の天秤１０との間には合計１５個の糸調子９，９，…が設けられている。そして、前記各チーズケースから引出された刺繍糸としての上糸は、それぞれ糸掛け８を介して各糸調子９へと導かれ、この糸調子９により上糸は天秤１０側に向けて低摩擦給糸されるものである。
【００４０】
そして、糸調子９は、例えば２０〜５０ｇ程度、好ましくは３０〜４０ｇ程度の張力を上糸に与え、後述のミシン針１２等により上糸がこの張力を越えて引っ張られるときに、天秤１０側に向けて上糸が給糸されるのを許す構成となっている。
【００４１】
１０，１０，…はヘッド部６の前面側に配設された例えば合計１５個の天秤を示し、該各天秤１０は、ヘッド部６内に設けられた天秤駆動部（図示せず）により主軸７の回転に従って、図９中の特性線Ｓtの如く上，下に駆動されるものである。そして、天秤１０は下向きに駆動されるときに、ミシン針１２との間で上糸に僅かなたるみを与え、上糸をミシン針１２側に給糸させる。
【００４２】
また、天秤１０は上向きに駆動されるときに、ミシン針１２により後述の刺繍布１３上に形成した縫い目（いずれも図示せず）と糸調子９等との間で上糸を引っ張り上げるようにして上糸に張力を与え、前記縫い目の糸締めと上糸の繰り出しとを行うものである。
【００４３】
１１，１１，…はヘッド部６の下端側に設けられた例えば１５個の針棒で、該各針棒１１の下端側にはそれぞれミシン針１２が着脱可能に装着されている。そして、これらの針棒１１およびミシン針１２は、ヘッド部６内に設けられた針駆動部（図示せず）により主軸７の回転に従って図９中の特性線Ｓhの如く上，下に駆動されるものである。
【００４４】
ここで、ヘッド部６側のミシン針１２と後述の釜ホルダ２４との間には、図１中に二点鎖線で示すように刺繍対象物となる刺繍布１３が配置され、この刺繍布１３は刺繍枠等の保持枠（図示せず）を用いて展張状態で保持されている。そして、刺繍布１３は保持枠と共に前，後、左，右へと水平方向に枠移動され、このときにミシン針１２が運針されることにより、刺繍布１３には刺繍データに対応した刺繍柄が実現されるものである。
【００４５】
１４は刺繍機１の側枠３に設けられた回転伝達機構を示し、該回転伝達機構１４は、側枠３に回転可能に設けられ、主軸７に継手１５を介して連結された駆動側の回転軸１６と、該回転軸１６に固定して設けられ、回転軸１６と一体に回転する駆動側のプーリ１７と、該プーリ１７の下方に位置して側枠３に回転軸１８と共に回転可能に設けられた従動側のプーリ１９と、これらのプーリ１７，１９間に巻装されたタイミングベルト２０とにより構成されている。
【００４６】
そして、従動側の回転軸１８は後述する差動装置４０の入力軸４２に継手２１を介して連結され、この入力軸４２は、主軸７の回転が回転伝達機構１４を用いて伝えられることにより、主軸７と同一の回転位相で回転されるものである。
【００４７】
また、差動装置４０は後述の出力軸４４が継手２２を介して他の回転軸２３に連結され、該回転軸２３は後述する回転釜２５の釜軸２９に対して傘歯車（図示せず）等を介して回転力を伝達するものである。そして、これらの傘歯車等によって釜軸２９は、回転軸２３が１回転する間に２回転する構成となっている。
【００４８】
２４はヘッド部６の下方に位置して基台２上に設けられた釜ホルダ、２５は該釜ホルダ２４内に回転可能に取付けられた回転釜で、該回転釜２５は、図３ないし図５に示すように後述の釜軸２９が取付けられるボス部２６Ａを有した外釜２６と、該外釜２６内に相対回転可能に配置され下糸用のボビン（図示せず）を収容する中釜２７と、該中釜２７内で下糸用のボビンを保持するボビンケース２８とにより大略構成されている。
【００４９】
ここで、中釜２７は中心側に支軸２７Ａを有し、該支軸２７Ａには下糸用のボビンがボビンケース２８と共に回転可能に装着されるものである。また、中釜２７の外周側には針孔２７Ｂが穿設され、該針孔２７Ｂには前記ミシン針１２が上糸を伴って挿入される。
【００５０】
一方、外釜２６には図５に示す如く剣先２６Ｂが設けられている。そして、剣先２６Ｂは外釜２６と共に矢示Ｍ方向に回転することにより、中釜２７の針孔２７Ｂにミシン針１２の針先で挿入された上糸を引っ掛け（図９中の糸掛け点θd1）、この上糸を回転釜２５に取り込む。
【００５１】
これにより、上糸は所謂「縫い目」を形成するため、外釜２６の回転に伴って中釜２７内の下糸と絡み合うようになり（図９中の糸抜け点θg1）、その後は図９中の釜抜け点θh1で上糸が回転釜２５から完全に抜け出すことになる。
【００５２】
２９は回転釜２５の一部を構成する釜軸で、該釜軸２９は図４に示す如く外釜２６のボス部２６Ａ内に嵌合され、ビス３０等を用いて外釜２６に着脱可能に固定されている。そして、釜軸２９は、前述の如く図２に示す回転軸２３が１回転する間に２回転し、外釜２６を図４、図５の矢示Ｍ方向に回転駆動する。
【００５３】
ここで、釜軸２９は、例えば図９に示す針下死点θc を起点として回転釜２５の回転位相が変わるように、外釜２６のボス部２６Ａに対して前記ビス３０等で位置決めされ、これによって外釜２６は、剣先２６Ｂが図９、図１０に示す特性線Ｓk1に沿って上下動するように回転駆動されるものである。
【００５４】
次に、本実施の形態で採用した差動装置４０について、図２、図６ないし図８を参照して詳述する。この場合、差動装置４０は図２に示す如く刺繍機１の基台２上に設置され、回転軸１８，２３間の回転位相を後述の如く変化させるものである。
【００５５】
４１は当該差動装置４０の外殻をなすケーシングで、該ケーシング４１は、図２、図６および図７に示すように、刺繍機１の基台２上に固定される底板部４１Ａと、該底板部４１Ａの上面から上向きに立設された前，後の側板部４１Ｂ，４１Ｃおよび左，右の側板部４１Ｄ，４１Ｅとにより構成され、全体として有底の角筒体として形成されている。
【００５６】
４２はケーシング４１に回転可能に設けられた入力軸で、該入力軸４２は左側の側板部４１Ｄに軸受ケース４３等を介して支持されると共に、後述の中間軸受ケース４６に対しても回転可能に取付けられている。そして、入力軸４２はケーシング４１外に突出する突出端側が、図２に示すように継手２１を介して回転軸１８に連結され、前記主軸７によりほぼ一定の速度で図６中の矢示Ａ方向に等速回転されるものである。
【００５７】
４４は入力軸４２から軸方向に離間してケーシング４１に回転可能に設けられた出力軸を示し、該出力軸４４は右側の側板部４１Ｅに軸受ケース４５等を介して支持されると共に、中間軸受ケース４６に対しても回転可能に取付けられている。
【００５８】
そして、出力軸４４は中間軸受ケース４６を介して入力軸４２とほぼ同軸となる位置に配設され、ケーシング４１外に突出する突出端側は図２に示すように継手２２を介して回転軸２３に連結されるものである。
【００５９】
４６は入力軸４２と出力軸４４との間に位置してケーシング４１内に配置された中間軸受ケースで、該中間軸受ケース４６は図６、図７に示す如く段付の円筒体として形成され、その外周側はケーシング４１の側板部４１Ｂまたは４１Ｃにブラケット（図示せず）等を介して固定されている。そして、中間軸受ケース４６は、軸方向両側に位置する入力軸４２と出力軸４４とをそれぞれベアリングを介して相対回転可能に支持しているものである。
【００６０】
４７は入力軸４２と出力軸４４との間に配設された位相差発生機構を示し、該位相差発生機構４７は、後述の中間軸４８、はすば歯車４９，５１およびカム装置５５等により構成されている。
【００６１】
４８は入力軸４２、出力軸４４から径方向に離間してケーシング４１に設けられた中間軸で、該中間軸４８は左，右両端側が左，右の側板部４１Ｄ，４１Ｅに固定され、後述のはすば歯車５１、平歯車５２およびカムホイール５６を回転可能で、かつ軸方向に摺動変位可能に支持するものである。
【００６２】
４９はケーシング４１内に位置して入力軸４２に設けられた第１のはすば歯車で、該はすば歯車４９はストッパ筒４９Ａを有し、該ストッパ筒４９Ａにより入力軸４２に対して一体に固定されている。そして、第１のはすば歯車４９は相手方となる第２のはすば歯車５１に噛合し、両者はそれぞれ同一の歯数、ピッチ円径Ｄ、ねじれ角β等をもって形成されている。
【００６３】
５０ははすば歯車４９と中間軸受ケース４６との間に位置して入力軸４２の外周側に挿嵌された筒体で、該筒体５０ははすば歯車４９の端面等に当接することにより、ケーシング４１内で入力軸４２およびはすば歯車４９等が軸方向に変位するのを規制しているものである。
【００６４】
５１は中間軸４８の外周側にカムホイール５６と共に摺動可能に挿嵌された第２のはすば歯車で、該第２のはすば歯車５１は第１のはすば歯車４９に噛合し、第１のはすば歯車４９とは逆向き（図６中の矢示Ｂ方向）に回転する。そして、これらのはすば歯車４９，５１は、歯面間の噛合位置が変わることにより、下記の数１式のように最大位相角ψの範囲内で互いに異なる回転位相をもって回転するものである。
【００６５】
【数１】
ψ＝Ｓ×ｔａｎβ×３６０／（π×Ｄ）
但し、Ｄ：はすば歯車のピッチ円径
β：はすば歯車のねじれ角
Ｓ：カムホイールのオフセット量
【００６６】
５２は中間軸４８の外周側にはすば歯車５１、カムホイール５６と共に摺動可能に挿嵌された歯車部材としての平歯車で、該平歯車５２は後述の平歯車５３に噛合し、これらの平歯車５２，５３は同一の回転位相で互いに逆向きに回転するものである。
【００６７】
５３はケーシング４１内に位置して出力軸４４に設けられた歯車部材としての他の平歯車で、該平歯車５３は中間軸４８側の平歯車５２と同一の歯車形状を有し、平歯車５２に噛合している。また、平歯車５３はストッパ筒５３Ａを有し、該ストッパ筒５３Ａにより出力軸４４に対して一体に固定されている。そして、平歯車５３は出力軸４４と一体に回転するものである。
【００６８】
５４は中間軸受ケース４６と平歯車５３との間に位置して出力軸４４の外周側に挿嵌された他の筒体を示し、該筒体５４は平歯車５３の端面等に当接することにより、ケーシング４１内で出力軸４４および平歯車５３が軸方向に変位するのを規制している。
【００６９】
５５は位相差発生機構４７の一部を構成する差動カム手段としてのカム装置を示し、該カム装置５５は、後述のカムホイール５６およびカムフォロア５７等により構成されている。
【００７０】
５６は中間軸４８の外周側にはすば歯車５１、平歯車５２と共に摺動可能に挿嵌されたカムホイールで、該カムホイール５６ははすば歯車５１と平歯車５２との間に配設され、その外周側には図６に示す如くオフセット量Ｓをもったサイン曲線に従って斜めに延びるカム溝５６Ａが形成されている。
【００７１】
そして、カムホイール５６は、カム溝５６Ａが図７に示す如くカムフォロア５７に係合することにより、入力軸４２の回転に従って図６中の矢示Ｃ，Ｃ′方向に摺動変位するものである。
【００７２】
５７は筒状のホルダ５８を介してケーシング４１の後側の側板部４１Ｃに設けられたカムフォロアで、該カムフォロア５７は回転可能なローラ等からなり、カムホイール５６のカム溝５６Ａに常時係合している。そして、カムフォロア５７は、カムホイール５６の回転をカム溝５６Ａの形状に応じて軸方向の摺動変位に変換し、カムホイール５６をはすば歯車５１、平歯車５２と一緒に図６中の矢示Ｃ，Ｃ′方向に摺動変位させるものである。
【００７３】
本実施の形態による差動装置４０を備えた刺繍機１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００７４】
まず、刺繍機１の主軸モータにより主軸７を回転駆動すると、主軸７の回転はヘッド部６内の天秤駆動部を介して天秤１０に伝えられ、該天秤１０は図９に示す特性線Ｓt に沿って上下動するように駆動される。
【００７５】
そして、天秤１０が下向きに駆動されるとき（図９中の天秤上死点θa から天秤下死点θf までの間）に、ミシン針１２との間で上糸には僅かなたるみが与えられ、これにより上糸はミシン針１２側に給糸される。
【００７６】
また、天秤１０が上向きに駆動されるとき（図９中の天秤下死点θf から次の天秤上死点θa までの間）には、ミシン針１２により刺繍布１３上に形成した縫い目と糸調子９等との間で上糸を引っ張り上げるように上糸に張力を付与され、前記縫い目の糸締めと上糸の繰り出しとが天秤１０により行われる。
【００７７】
このとき、ヘッド部６の下端側では針棒１１が、ヘッド部６内の針駆動部により主軸７の回転に従って、図９中の特性線Ｓh の如く上，下に往復動され、刺繍対象の刺繍布１３に対してミシン針１２が運針される。
【００７８】
即ち、針棒１１はミシン針１２と共に主軸７の回転角θに対して、針上死点θ0 （例えば、θ0 ＝０°）の位置から針下死点θc （例えば、θc ＝１８０°）の位置まで下向きに駆動され、その後は針下死点θc の位置から角度θi （例えば、θi ＝３６０°）の位置まで上向きに駆動されて再び針上死点に達するものである。
【００７９】
そして、針棒１１によって上，下に運針されるミシン針１２は、針棒１１と同様に特性線Ｓh に沿って駆動され、針突入点θb （例えば、θb ＝１１５°）で針先が刺繍布１３を貫通して回転釜２５（中釜２７の針孔２７Ｂ）内へと突入し、その後は針抜け点θe （例えば、θe ＝２５０°）で針先が刺繍布１３から上方へと抜け出すものである。
【００８０】
そして、ミシン針１２が刺繍布１３よりも上方に位置する間（図９中の針上死点θ0から針突入点θbに達する間と、針抜け点θe から角度θi の次なる針上死点に達するまでの間に亘る）に、刺繍布１３は保持枠と共に前，後、左，右へと水平方向に枠移動されることにより、刺繍布１３にはミシン針１２の運針動作に応じて刺繍柄が作成される。
【００８１】
また、このときに主軸７の回転は回転伝達機構１４を通じて差動装置４０へと伝えられ、差動装置４０の入力軸４２と出力軸４４との間には後述の如く位相差を発生する。そして、この位相差をもった回転が回転軸２３を介して回転釜２５の釜軸２９へと伝えられることにより、釜軸２９の回転位相を主軸７に対して後述の如く適宜に調整することができ、縫い目を綺麗に仕上げることが可能となるものである。
【００８２】
そこで、差動装置４０の作動について図６ないし図８を参照して説明するに、まず、主軸７の回転に従って入力軸４２を図６中の矢示Ａ方向に回転駆動すると、ケーシング４１内ではすば歯車４９が一体に回転し、この回転は相手方となるはすば歯車５１に逆向き（矢示Ｂ方向）の回転となって伝えられる。
【００８３】
そして、このときにはカムホイール５６がはすば歯車５１と一体回転するために、カム溝５６Ａに係合するカムフォロア５７によりカムホイール５６の回転は軸方向の変位に変換され、カムホイール５６がはすば歯車５１、平歯車５２と一緒に図６中の矢示Ｃ，Ｃ′方向に摺動変位する。
【００８４】
これにより、互いに噛合するはすば歯車４９，５１は、両歯車間の噛合位置がはすば歯車５１の軸方向変位に応じて変わり、例えばはすば歯車５１が図６中の矢示Ｃ方向に変位するときには、はすば歯車５１がはすば歯車４９に対して回転位相を進ませるように相対回転し、はすば歯車４９，５１間に進相方向の位相差が発生する。
【００８５】
また、はすば歯車５１がカムホイール５６と一緒に図６中の矢示Ｃ′方向に変位するときには、はすば歯車５１がはすば歯車４９に対し回転位相を遅らせるように相対回転し、はすば歯車４９，５１間に遅相方向の位相差が発生する。そして、この間は平歯車５２と平歯車５３が互いに同一の回転位相で噛合し続けるため、出力軸４４は入力軸４２に対してはすば歯車４９，５１間と同様の位相差をもって回転することになる。
【００８６】
この結果、入力軸４２が図８中に実線で示す特性線６０に沿ってほぼ一定の速度（例えば、４ｔ秒間に３６０度）で回転するときに、出力軸４４は図８中に二点鎖線で示す特性線６１に沿って曲線状のカーブを描くように不等速で回転することになる。
【００８７】
そして、入力軸４２と出力軸４４とは、回転位相が０度、１８０度、３６０度の位置ではほぼ一致するものの、時間ｔ秒の時点で入力軸４２の回転位相が９０度となったときには、出力軸４４の回転位相が最大位相角ψにほぼ対応する角度分だけ進むことになる。また、時間３ｔ秒の時点で入力軸４２の回転位相が２７０度となったときには、出力軸４４の回転位相が最大位相角ψにほぼ対応する角度分だけ遅れることになる。
【００８８】
即ち、カムホイール５６が図６に示す初期位置から矢示Ｃ方向に変位している間（例えば、図８中に示す回転位相０〜１８０度の範囲）では、入力軸４２と出力軸４４との間に進相方向の位相差が発生し、カムホイール５６が図６に示す位置から矢示Ｃ′方向に変位している間（例えば、図８中に示す回転位相１８０〜３６０度の範囲）では、入力軸４２と出力軸４４との間に遅相方向の位相差が発生するものである。
【００８９】
ここで、差動装置４０の出力軸４４は、図２に示すように継手２２を介して回転軸２３に連結され、該回転軸２３は回転釜２５の釜軸２９に対し傘歯車等を介して回転力を伝達し、これによって釜軸２９は回転軸２３が１回転する間に２回転するものである。
【００９０】
そして、図８に例示した入力軸４２（主軸７）の回転位相が２７０度となる位置、即ち、図６に示すカムホイール５６が矢示Ｃ′方向に最大変位している時点で、図２に示す針棒１１（ミシン針１２）が下死点位置（図９中の針下死点θc ）に達するように、例えば回転軸１８と入力軸４２との間を継手２１により連結する。この場合、前述の条件を満たすように主軸７と回転軸１６との間を継手１５により連結してもよい。
【００９１】
この結果、差動装置４０の出力軸４４は、入力軸４２に対して回転位相が進み位相となるように調整される。そして、入力軸４２は主軸７と同一の回転位相をもって回転するので、入力軸４２は図１０中に実線で示す針棒１１の特性線Ｓh に沿って回転し、出力軸４４は図１０中に二点鎖線で示す特性線Ｓh1に沿って回転することになる。
【００９２】
また、図２に示す出力軸４４と回転軸２３との間は、両者の回転位置を調整した状態で継手２２により連結し、図４に示す釜軸２９と外釜２６のボス部２６Ａとの間も、両者の回転位置を適正に調整した状態でビス３０等を用いて連結する。
【００９３】
これにより、釜軸２９は、例えば図９に示す針下死点θc を起点として回転釜２５の回転位相が変わるように、外釜２６のボス部２６Ａに対して前記ビス３０等で位置決めされ、外釜２６は、剣先２６Ｂが図９、図１０中に実線で示す特性線Ｓk1に沿って上下動するように回転駆動される。
【００９４】
そして、差動装置４０を用いることにより実現される釜軸２９の回転位相は、図９、図１０に一点鎖線で例示した従来技術の釜軸による特性線Ｓk に対し、針下死点θc を起点として回転釜２５の回転位相を進めるように調整され、針下死点θc の位置では特性線Ｓk1と特性線Ｓk との位相が一致するものの、その前，後の回転位置では、釜軸２９の回転位相が相対的に進み位相となっている。
【００９５】
かくして、本実施の形態によれば、図９、図１０に示す特性線Ｓk1に沿って釜軸２９を回転させることにより、糸掛け点θd1（例えば、θd1＝２０２°）に達すると、外釜２６の剣先２６Ｂで上糸を引っ掛けて回転釜２５に取り込むことができ、その後は回転釜２５により上糸が下糸と絡み終わる糸抜け点θg1（例えば、θg1＝３０３°）に達し、釜抜け点θh1（例えば、θh1＝３４２°）で上糸を回転釜２５から完全に釜抜けさせることができる。
【００９６】
そして、本実施の形態による特性線Ｓk1は、従来技術の特性線Ｓk と比較した場合に、糸抜け点θg1を従来の糸抜け点θg に比較して図１０に示す如く位相差ψ1 （例えば、ψ1 ＝１２°程度）分だけ進み位相に設定でき、釜抜け点θh1についても従来の釜抜け点θh に比較して位相差ψ2 （例えば、ψ2 ＝１６°程度）分だけ進み位相に設定することができる。
【００９７】
この結果、刺繍機１による刺繍布１３の縫い調子を、回転釜２５による上糸の糸掛け点θd1から釜抜け点θh1までの動作特性に応じて変えることができ、釜軸２９と天秤１０，針棒１１との相対動作特性を適正化することによって、刺繍品質を向上できる。
【００９８】
また、図９、図１０に示す特性線Ｓk1の如く、糸抜け点θg1から釜抜け点θh1に亘るタイミングを進み位相とすることにより、天秤１０で上糸を引き上げるタイミングを相対的に遅くすることができ、上糸は相対的にゆっくりと引き上げられるようになって、糸切れが発生する可能性を低減できると共に、糸締まり等を向上でき、刺繍の縫い上がりを綺麗にすることができる。
【００９９】
そして、この場合には主軸７の回転速度を下げることなく、天秤１０で上糸を引き上げるタイミング相対的に遅くできるので、刺繍スピードを速く保ったままの状態で刺繍作業を実行でき、作業性を向上できると共に、生産効率を良好に高めることができる。
【０１００】
また、振り幅の大きい縫い目を形成するような場合に、前記刺繍布１３の保持枠による枠移動を早めて枠移動量を大きくしても、釜軸２９が糸抜け点θg1に達する前に上糸が引っ張られるような可能性を低減でき、上糸のたるみに余裕を与えることが可能となり、糸切れが発生したり、縫い目が締まり過ぎて刺繍の品質が低下する等の問題も解消することができる。
【０１０１】
従って、本実施の形態によれば、刺繍機１の主軸７と釜軸２９との間に差動装置４０を組込むことにより、主軸７に対する釜軸２９の回転位相を変えることができ、刺繍布１３の縫い目を綺麗に仕上げることができると共に、刺繍品質等を効果的に向上できる。
【０１０２】
また、本実施の形態によると、刺繍機１に差動装置４０を設けることにより、糸抜け、釜抜けのタイミングを早め、天秤１０で上糸を無理なく引き上げることができるために、糸調子９による糸張力を、例えば３０〜４０ｇ（従来技術では１００〜１５０ｇ）程度まで下げることができ、上糸が余分に引き出されるのを防止できると共に、縫い幅または振り幅が大きい刺繍柄であっても、ミシン針１２を高速で運針することができる。
【０１０３】
そして、回転釜２５の回転位相を早めて相対的に天秤１０のタイミングを遅くすることにより、糸張力を小さくして糸道の途中で発生する上糸の摩擦抵抗を低減できるので、上糸を傷めないで運針を行うことができ、適度な糸締まりで、糸切れもなく、光沢のある高品質の刺繍や縫製を高速で実現することができる。
【０１０４】
また、厚い布や皮革等の縫製、または刺繍を行う場合には、通常太い糸を用いるために、糸張力も大きくなるが、本実施の形態では、差動装置４０を設けることにより、糸張力を従来よりも小さくして、回転釜２５等の損耗を抑えることができ、かつ高速な運針を実現できる。
【０１０５】
また、本実施の形態によると、差動装置４０のケーシング４１内には入力軸４２と出力軸４４との間に位相差発生機構４７を設け、該位相差発生機構４７を、入力軸４２、出力軸４４から径方向に離間してケーシング４１に設けられた中間軸４８と、入力軸４２と中間軸４８との間に設けられ互いに噛合したはすば歯車４９，５１と、中間軸４８と出力軸４４との間に設けられ互いに噛合した平歯車５２，５３と、ケーシング４１側のカムフォロア５７にカム溝５６Ａが係合することにより、はすば歯車５１および平歯車５２を中間軸４８の軸方向に摺動変位させるカムホイール５６とにより構成している。
【０１０６】
このため、主軸７により回転伝達機構１４等を介して入力軸４２を図６中の矢示Ａ方向に回転駆動したときに、はすば歯車４９の回転をはすば歯車５１に逆向き（矢示Ｂ方向）の回転として伝え、カムホイール５６をはすば歯車５１と一体に回転させることにより、カムフォロア５７を用いてカムホイール５６の回転を軸方向の変位に変換でき、カムホイール５６をはすば歯車５１、平歯車５２と一緒に図６中の矢示Ｃ，Ｃ′方向に摺動変位できる。
【０１０７】
この結果、はすば歯車４９，５１間の噛合位置をはすば歯車５１の軸方向変位に応じて変えることができ、例えばはすば歯車５１が図６中の矢示Ｃ方向に変位するときには、はすば歯車５１をはすば歯車４９に対して回転位相を進ませるように相対回転でき、これによって、はすば歯車４９，５１間に進相方向の位相差を発生させることができる。
【０１０８】
また、はすば歯車５１がカムホイール５６と一緒に図６中の矢示Ｃ′方向に変位するときには、はすば歯車５１をはすば歯車４９に対して回転位相を遅らせるように相対回転でき、はすば歯車４９，５１間に遅相方向の位相差を発生することができる。そして、この間は平歯車５２と平歯車５３が互いに同一の回転位相で噛合し続けるため、出力軸４４を入力軸４２に対してはすば歯車４９，５１間と同様の位相差をもって回転させることができる。
【０１０９】
このように、本実施の形態による差動装置４０は、出力軸４４の回転位相を入力軸４２に対して変化させ、等速回転する入力軸４２の回転を出力軸４４側の不等速な回転に変換して出力することができる。そして、はすば歯車４９，５１等からなる位相差発生機構４７を用いることにより、当該差動装置４０の構造を簡素化でき、小型、軽量化を図ることができる。
【０１１０】
また、入力軸４２と出力軸４４との間には、中間軸４８を介在させることにより、出力軸４４を入力軸４２と同方向に回転させることができ、両者の回転位相を第１，第２のはすば歯車４９，５１の噛合位置に応じて円滑に変えることができる。そして、出力軸４４の回転位相を安定して変化させ、その差動特性、信頼性を確実に向上できると共に、異音等の発生も小さく抑えることができる。
【０１１１】
次に、図１１および図１２は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施の形態の特徴は、中間軸４８と出力軸４４との間に一対の歯車部材として第３のはすば歯車７１と第４のはすば歯車７２とを設ける構成としたことにある。
【０１１２】
ここで、第３，第４のはすば歯車７１，７２は、第１の実施の形態で述べた平歯車５２，５３に替えて用いられいる。そして、これらのはすば歯車７１，７２は、第１，第２のはすば歯車４９，５１と同様に構成され、互いに同一の歯数、ピッチ円径Ｄ、ねじれ角β等をもって形成されている。
【０１１３】
そして、これらのはすば歯車７１，７２もはすば歯車４９，５１と同様に、カムホイール５６の軸方向変位に従って歯面間の噛合位置が変わることにより、前記数１式のように最大位相角ψの範囲内で互いに異なる回転位相をもって回転するものである。
【０１１４】
また、はすば歯車７２はストッパ筒７２Ａを有し、該ストッパ筒７２Ａにより出力軸４４に対して一体に固定されている。そして、はすば歯車７２と中間軸受ケース４６との間に位置して出力軸４４の外周側には筒体７３が挿嵌され、該筒体７３ははすば歯車７２の端面等に当接することにより、ケーシング４１内で出力軸４４およびはすば歯車７２が軸方向に変位するのを規制している。
【０１１５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施の形態では、位相差発生機構４７として第１，第２のはすば歯車４９，５１と第３，第４のはすば歯車７１，７２とを用いる構成としているので、図１２に示す特性線７４のように入力軸４２と出力軸４４との位相差をほぼ２倍に拡大することができる。
【０１１６】
即ち、カムホイール５６が図１１に示す初期位置から矢示Ｃ方向に変位している間（例えば、図１２中に示す回転位相０〜１８０度の範囲）では、はすば歯車７１，７２がはすば歯車４９，５１と同様に、カムホイール５６の軸方向変位に従って歯面間の噛合位置が変わることによって、はすば歯車４９，５１間には進相方向の位相差を発生でき、さらにはすば歯車７１，７２間にも進相方向の位相差を発生することができる。
【０１１７】
また、カムホイール５６が図１１に示す初期位置から矢示Ｃ′方向に変位している間（例えば、図１２中に示す回転位相１８０〜３６０度の範囲）では、はすば歯車７１，７２（はすば歯車４９，５１）間の噛合位置が、カムホイール５６の軸方向変位に従って歯面間の噛合位置が変わることにより、はすば歯車４９，５１間には遅相方向の位相差を発生でき、さらにはすば歯車７１，７２間にも遅相方向の位相差を発生することができる。
【０１１８】
この結果、入力軸４２が図１２中に実線で示す特性線６０に沿ってほぼ一定の速度（例えば、４ｔ秒間に３６０度）で回転するときに、出力軸４４は図１２中に二点鎖線で示す特性線７４に沿って曲線状のカーブを描くように不等速で回転するものである。
【０１１９】
そして、入力軸４２と出力軸４４とは、回転位相が０度、１８０度、３６０度の位置で位相がほぼ一致するものの、時間ｔ秒の時点で入力軸４２の回転位相が９０度となったときには、出力軸４４の回転位相を最大位相角ψの２倍にほぼ対応する角度（２ψ）分だけ進ませることができる。
【０１２０】
また、時間３ｔ秒の時点で入力軸４２の回転位相が２７０度となったときには、出力軸４４の回転位相を最大位相角ψの２倍にほぼ対応する角度（２ψ）分だけ遅らせることができる。
【０１２１】
従って、本実施の形態にあっては、第１の実施の形態に比較して釜軸２９の回転位相をより大きく変えることができ、図１０に例示した位相差ψ1 ，ψ2 等をより大きく変更することによって、刺繍品質を向上することができる。
【０１２２】
なお、前記第２の実施の形態では、第３，第４のはすば歯車７１，７２を、第１，第２のはすば歯車４９，５１と同一のねじれ角βをもって形成するものとして述べたが、これに替えて、第１，第２のはすば歯車４９，５１と第３，第４のはすば歯車７１，７２のねじれ角を、例えば前記ねじれ角βの半分の角度（β／２）に設定すれば、前記第１の実施の形態によるものと同じ位相差を得ることができる。
【０１２３】
また、第１，第２のはすば歯車４９，５１または第３，第４のはすば歯車７１，７２のねじれ角を、前記ねじれ角βの半分の角度（β／２）に設定すれば、前記第１の実施の形態によるものと比較して１.５倍の位相差を発生させることができる。
【０１２４】
次に、図１３ないし図２３は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、差動装置の差動カム手段を、第１，第２のはすば歯車と一体に回転する第１，第２のカムホイールと、第１，第２のカムフォロアが設けられ該第１，第２のカムホイール間に位置する支点を中心にして回動する回動体等とにより構成としたことにある。
【０１２５】
なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１２６】
図中、８０は本実施の形態で採用した差動装置、８１は当該差動装置８０の外殻をなすケーシングで、該ケーシング８１は、第１の実施の形態で述べたケーシング４１とほぼ同様に有底の角筒体として形成され、底板部８１Ａ、前，後の側板部８１Ｂ，８１Ｃおよび左，右の側板部８１Ｄ，８１Ｅ等を有している。
【０１２７】
８２はケーシング８１に回転可能に設けられた入力軸で、該入力軸８２は左，右の側板部８１Ｄ，８１Ｅに軸受ケース８３，８３等を介して支持され、その左，右の端部８２Ａ，８２Ｂはケーシング８１外に突出している。
【０１２８】
そして、入力軸８２はケーシング８１外に突出する一方の端部８２Ａ側が図２に例示した回転軸１８に継手２１等を介して連結され、主軸７によりほぼ一定の速度で図１３中の矢示Ａ方向に等速回転されるものである。また、入力軸８２の他方の端部８２Ｂ側には後述のカムホイール９６が固定して設けられている。
【０１２９】
８４は入力軸８２の外周側に設けられたストッパ筒で、該ストッパ筒８４はケーシング８１内に位置して入力軸８２に固定され、図１３に示す右側の軸受ケース８３内に設けた軸受の内輪に当接している。そして、ストッパ筒８４は、入力軸８２がケーシング８１内で軸方向に変位するのを後述のストッパ筒９１Ａと共に規制しているものである。
【０１３０】
８５は入力軸８２から径方向に離間してケーシング８１に回転可能に設けられた出力軸を示し、該出力軸８５は左，右両端側が左，右の側板部８１Ｄ，８１Ｅに軸受ケース８６，８６等を介して支持されている。
【０１３１】
そして、出力軸８５はケーシング８１外に突出する突出端側が図２に例示した回転軸２３に継手２２等を介して連結され、入力軸８２と同方向（矢示Ａ方向）に回転駆動されるものである。
【０１３２】
８７は出力軸８５の外周側に設けられたストッパ筒で、該ストッパ筒８７はケーシング８１内に位置して出力軸８５に固定され、図１３に示す左側の軸受ケース８６内に設けた軸受の内輪に当接している。そして、ストッパ筒８７は、出力軸８５がケーシング８１内で軸方向に変位するのを後述のストッパ筒９４Ａと共に規制しているものである。
【０１３３】
８８は入力軸８２と出力軸８５との間に配設された位相差発生機構を示し、該位相差発生機構８８は、後述の中間軸８９、はすば歯車９１，９２、平歯車９３，９４およびカム装置９５等により構成されているものである。
【０１３４】
８９は入力軸８２、出力軸８５から径方向に離間してケーシング８１に設けられた中間軸で、該中間軸８９は左，右の側板部８１Ｄ，８１Ｅに筒状のブッシュ９０等を介して摺動可能に支持され、その左，右の端部８９Ａ，８９Ｂはケーシング８１外に突出している。
【０１３５】
そして、中間軸８９には後述のはすば歯車９２および平歯車９３が固定して設けられ、中間軸８９は、はすば歯車９２および平歯車９３と一体に矢示Ｂ方向に回転すると共に、軸方向（矢示Ｋ1 ，Ｋ2 方向）に摺動変位するものである。また、ケーシング８１外に突出する中間軸８９の端部８９Ｂ側には後述のカムホイール９７が固定して設けられている。
【０１３６】
９１はケーシング８１内に位置して入力軸８２に設けられた第１のはすば歯車で、該はすば歯車９１はストッパ筒９１Ａを有し、該ストッパ筒９１Ａにより入力軸８２に対して一体に固定されている。そして、第１のはすば歯車９１は相手方となる第２のはすば歯車９２に噛合し、両者は第１の実施の形態で述べたはすば歯車４９，５１と同一の歯数、ピッチ円径およびねじれ角等をもって形成されている。
【０１３７】
９２は中間軸８９の外周側に固定して設けられた第２のはすば歯車で、該第２のはすば歯車９２は第１のはすば歯車９１に噛合し、第１のはすば歯車９１とは逆向き（図１３中の矢示Ｂ方向）に回転する。そして、これらのはすば歯車９１，９２は、後述のカム装置９５で歯面間の噛合位置が変えられることにより、前記数１式とほぼ同様の最大位相角ψの範囲内で互いに異なる回転位相をもって回転するものである。
【０１３８】
９３ははすば歯車９２から軸方向に離間して中間軸８９の外周側に固定された歯車部材としての平歯車で、該平歯車９３は後述の平歯車９４に噛合し、これらの平歯車９３，９４は同一の回転位相で互いに逆向きに回転するものである。
【０１３９】
９４はケーシング８１内に位置して出力軸８５に設けられた歯車部材としての他の平歯車で、該平歯車９４は中間軸８９側の平歯車９３とほぼ同一の歯車形状を有し、平歯車９３に噛合している。また、平歯車９４はストッパ筒９４Ａを有し、該ストッパ筒９４Ａにより出力軸８５に対して一体に固定されている。そして、平歯車９４は出力軸８５と一体に回転するものである。
【０１４０】
９５は位相差発生機構８８の一部を構成する差動カム手段としてのカム装置を示し、該カム装置９５は、後述のカムホイール９６，９７、支持ブロック９８、フォロアサポート１０４およびカムフォロア１０９，１１０等により構成されている。
【０１４１】
９６は入力軸８２の端部８２Ｂ側に固定して設けられた第１のカムホイールで、該カムホイール９６ははすば歯車９１と一体に回転するように入力軸８２の端部８２Ｂに固着され、その外周側には図１３示す如くオフセット量Ｓのサイン曲線に従って斜めに延びるカム溝９６Ａが形成されている。この場合、カム溝９６Ａのオフセット量Ｓは、例えばＳ＝１０ｍｍ程度に設定するのがよい。
【０１４２】
そして、カムホイール９６はカム溝９６Ａが図１６に示す如くカムフォロア１０９に係合することにより、入力軸８２の回転に従ってフォロアサポート１０４を矢示Ｊ1 ，Ｊ2 方向に回動するものである。
【０１４３】
９７は中間軸８９の端部８９Ｂ側に固定して設けられた第２のカムホイールで、該カムホイール９７ははすば歯車９２と平歯車９３と一体に回転するように中間軸８９の端部８９Ｂに固着され、その外周側には中間軸８９の周方向に延びるカム溝としての環状溝９７Ａが形成されている。
【０１４４】
そして、カムホイール９７の環状溝９７Ａには、図１６に示す如く後述のカムフォロア１１０が係合することにより、カムホイール９７は中間軸８９と一体に軸方向（図１３中の矢示Ｋ1 ，Ｋ2 方向）に変位するものである。
【０１４５】
９８はカムホイール９６，９７の後側に配設された支持ブロックで、該支持ブロック９８は、図１４ないし図１７に示す如くケーシング８１の底板部８１Ａ上に台座９９等を介して設けられ、後述の支軸１０２を介してフォロアサポート１０４等を回動可能に支持するものである。また、支持ブロック９８には、図１５に示すように上，下方向に延びる長穴状の取付穴９８Ａが形成されている。
【０１４６】
１００は支持ブロック９８の取付穴９８Ａ内に固定ねじ１０１を用いて取付けられたスライド板で、該スライド板１００は取付穴９８Ａ内に上，下（矢示Ｈ1 ，Ｈ2 方向）にスライド可能に配設され、支軸１０２と一緒に固定ねじ１０１を用いて支持ブロック９８に対し固定されるものである。
【０１４７】
ここで、スライド板１００を取付穴９８Ａ内で矢示Ｈ1 方向に上昇させた場合には、後述のカムフォロア１０９，１１０に対する支軸１０２の相対位置が変わり、図１６に示す支軸１０２とカムフォロア１１０との間隔Ｌ1 が相対的に小さくなり、支軸１０２とカムフォロア１０９との間隔Ｌ2 は相対的に大きくなる（Ｌ2 ＞Ｌ1 ）ように調整される。
【０１４８】
また、スライド板１００を取付穴９８Ａ内で矢示Ｈ2 方向に下降させた場合には、図１６に示す支軸１０２とカムフォロア１１０との間隔Ｌ1 が相対的に大きくなり、支軸１０２とカムフォロア１０９との間隔Ｌ2 は相対的に小さくなる（Ｌ2 ＜Ｌ1 ）ように調整されるものである。
【０１４９】
１０２はスライド板１００に圧入等の手段を用いて固定された支軸で、該支軸１０２は図１６に示す如くカムホイール９６，９７のほぼ中間となる位置に配設され、後述するフォロアサポート１０４の回動支点を構成するものである。そして、支軸１０２は先端側に大径の頭部１０２Ａを有し、支軸１０２の長さ方向途中部位にはナット１０３が螺着される。
【０１５０】
そして、該ナット１０３は頭部１０２Ａとの間でフォロアサポート１０４を挟持するように支軸１０２に取付けられ、これにより支軸１０２はフォロアサポート１０４を支持ブロック９８（スライド板１００）に対して回動可能に支持するものである。
【０１５１】
１０４はカムホイール９６の回転をカムホイール９７の軸方向変位に変換する回動体としてのフォロアサポートで、該フォロアサポート１０４は、後述のカムフォロア板１０５、一対の保持板１０６，１０６および締結ボルト１０８等により構成されている。
【０１５２】
１０５はカムフォロア１０９，１１０が取付けられたカムフォロア板で、該カムフォロア板１０５には、図１９、図２０に示すように上，下に離間して筒状の取付部１０５Ａ，１０５Ｂが設けられ、該取付部１０５Ａ，１０５Ｂにはカムフォロア１０９，１１０がそれぞれ取付けられている。
【０１５３】
また、カムフォロア板１０５には、取付部１０５Ａ，１０５Ｂ間に位置して上，下方向に延びる長穴１０５Ｃが形成され、該長穴１０５Ｃ内には後述のスペーサ１０７等が上，下方向に相対移動可能に挿通される。
【０１５４】
さらに、カムフォロア板１０５には、取付部１０５Ａ，１０５Ｂの左，右両側に離間して他の長穴１０５Ｄ，１０５Ｄ，…が合計４個形成され、これらの長穴１０５Ｄ内には後述の締結ボルト１０８が上，下方向に相対移動可能に挿入されるものである。
【０１５５】
１０６，１０６はカムフォロア板１０５を前，後から挟持するように保持する一対の保持板で、該各保持板１０６は、図２１、図２２に示すように略四角形の平板からなり、その中心側には支軸１０２がベアリング等を用いて回転可能に取付けられている。
【０１５６】
また、保持板１０６，１０６間には支軸１０２の外周側に位置して筒状のスペーサ１０７が配設され、該スペーサ１０７により保持板１０６，１０６間には、カムフォロア板１０５の板厚Ｔに対応する隙間が形成されている。
【０１５７】
また、保持板１０６には支軸１０２の上，下に離間して略Ｕ字状をなす切欠き１０６Ａ，１０６Ｂが形成され、該切欠き１０６Ａ，１０６Ｂ内には、カムフォロア板１０５の取付部１０５Ａ，１０５Ｂが上，下に相対移動可能に挿入される。
【０１５８】
さらに、保持板１０６には切欠き１０６Ａ，１０６Ｂの左，右両側に離間してねじ穴１０６Ｃ，１０６Ｃ，…が合計４個形成され、これらのねじ穴１０６Ｃにはそれぞれ締結ボルト１０８が螺合されるものである。
【０１５９】
１０８，１０８，…はカムフォロア板１０５を保持板１０６，１０６間に固定する締結ボルトで、該各締結ボルト１０８は、図１７に示すようにカムフォロア板１０５を保持板１０６，１０６間に配置した状態で、保持板１０６のねじ穴１０６Ｃにそれぞれ螺着されることにより、カムフォロア板１０５を保持板１０６，１０６間に挟持した状態に保持するものである。
【０１６０】
また、各締結ボルト１０８を緩めた状態では、カムフォロア板１０５が保持板１０６，１０６間で、図１９に示す長穴１０５Ｃ，１０５Ｄに沿って相対移動可能となる。そして、この状態でスライド板１００を支持ブロック９８の取付穴９８Ａ内で上，下に移動させることにより、支軸１０２とカムフォロア１０９，１１０との相対位置（図１６に示す間隔Ｌ1 ，Ｌ2 ）を可変に調整できるものである。
【０１６１】
１０９はカムフォロア板１０５の取付部１０５Ａにナット１０９Ａ等を介して設けられた第１のカムフォロアで、該カムフォロア１０９は回転可能なローラ等からなり、カムホイール９６のカム溝９６Ａに常時係合している。そして、カムフォロア１０９は、カムホイール９６の回転をカム溝９６Ａの形状に応じてフォロアサポート１０４の矢示Ｊ1 ，Ｊ2 方向における回動変位に変換するものである。
【０１６２】
１１０はカムフォロア板１０５の取付部１０５Ｂにナット１１０Ａ等を介して設けられた第２のカムフォロアで、該カムフォロア１１０も回転可能なローラ等からなり、カムホイール９７の環状溝９７Ａに常時係合している。そして、カムフォロア１１０は、図１３に示す矢示Ｊ1 ，Ｊ2 方向におけるフォロアサポート１０４の回動変位を中間軸８９の軸方向変位（図１３中の矢示Ｋ1 ，Ｋ2 方向）に変換するものである。
【０１６３】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができ、例えばカムホイール９６のカム溝９６Ａを、例えばＳ＝１０ｍｍ程度のオフセット量Ｓとした場合に、図２３に示す特性線１１１のように、出力軸８５の回転位相を入力軸８２（特性線６０）に対して変化させることができる。
【０１６４】
即ち、本実施の形態にあっては、入力軸８２によりカムホイール９６を矢示Ａ方向に回転すると、図１３に示す初期位置からフォロアサポート１０４が支軸１０２を中心として矢示Ｊ1 方向に回動される。そして、フォロアサポート１０４が矢示Ｊ1 方向に回動するときには、カムホイール９７がカムフォロア１１０を介して図１３中の矢示Ｋ1 方向に押動される。
【０１６５】
これにより、中間軸８９は、はすば歯車９２、平歯車９３と一緒に図１３中の矢示Ｋ1 方向に摺動変位し、はすば歯車９１，９２間の噛合位置が変わるため、はすば歯車９２をはすば歯車９１に対して回転位相を遅らせるように相対回転でき、中間軸８９が図１３に示す初期位置から矢示Ｋ1 方向に変位している間（例えば、図２３中に示す回転位相０〜１８０度の範囲）では、入力軸８２と出力軸８５との間に遅相方向の位相差を発生できる。
【０１６６】
そして、この場合には、フォロアサポート１０４が矢示Ｊ1 方向に回動するときに、カムホイール９７をカムフォロア１１０を介して図１３中の矢示Ｋ1 方向に押動する構成であるため、例えばカム溝９６Ａのオフセット量Ｓを、Ｓ＝１０ｍｍとした場合、入力軸８２の回転位相が例えば９０度となったときに、出力軸８５の回転位相を最大位相角ψにほぼ対応する角度分だけ遅くすることができる。
【０１６７】
また、入力軸８２の回転位相が１８０度を越えると、フォロアサポート１０４は矢示Ｊ2 方向に回動するようになり、このときにはカムホイール９７がカムフォロア１１０を介して図１３中の矢示Ｋ2 方向に押動される。そして、この場合には、はすば歯車９２をはすば歯車９１に対して回転位相を進ませるように相対回転できる。
【０１６８】
そして、中間軸８９が図１３に示す初期位置から矢示Ｋ2 方向に変位している間（例えば、図２３中に示す回転位相１８０〜３６０度の範囲）では、入力軸８２と出力軸８５との間に進相方向の位相差を発生でき、入力軸８２の回転位相が例えば２７０度となったときに、出力軸８５の回転位相を最大位相角ψにほぼ対応する角度分だけ進めることができる。
【０１６９】
このように、フォロアサポート１０４は、カムホイール９６のカム溝９６Ａの形状に沿って矢示Ｊ1 ，Ｊ2 方向に回動し、はすば歯車９２を中間軸８９と共に軸方向変位させることによって、入力軸８２と出力軸８５との回転位相に位相差を発生でき、前記実施の形態とは異なる位相特性を実現することができる。
【０１７０】
一方、図１７に示す締結ボルト１０８を緩めた状態で、カムフォロア板１０５を保持板１０６，１０６間で図１８、図１９に示す長穴１０５Ｃ，１０５Ｄに沿って相対移動させると共に、スライド板１００を支持ブロック９８の取付穴９８Ａ内で上，下に移動させたときには、支軸１０２とカムフォロア１０９，１１０との相対位置（図１６に示す間隔Ｌ1 ，Ｌ2 ）を可変に調整できる。
【０１７１】
そして、スライド板１００を取付穴９８Ａ内で矢示Ｈ1 方向に上昇させ、支軸１０２とカムフォロア１１０との間隔Ｌ1 を小さくし、支軸１０２とカムフォロア１０９との間隔Ｌ2 を大きく（Ｌ2 ＞Ｌ1 ）した場合には、入力軸８２と出力軸８５との位相差を比率（Ｌ1 ／Ｌ2 ）分だけ小さくするように変更することができる。
【０１７２】
また、スライド板１００を取付穴９８Ａ内で矢示Ｈ2 方向に下降させ、支軸１０２とカムフォロア１１０との間隔Ｌ1 を大きくし、支軸１０２とカムフォロア１０９との間隔Ｌ2 を小さく（Ｌ2 ＜Ｌ1 ）した場合には、入力軸８２と出力軸８５との位相差を比率（Ｌ1 ／Ｌ2 ）分だけ大きくするように変更することができる。
【０１７３】
そして、前述した間隔Ｌ1 ，Ｌ2 の合計長さ（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）、カム溝９６Ａの傾き（オフセット量Ｓ）、カムホイール９６のピッチ円径等を適宜に変えることにより、任意の位相特性を得ることができる。
【０１７４】
なお、カム溝９６Ａのオフセット量Ｓを、Ｓ＝１０ｍｍよりも大きく、例えばＳ＝２０ｍｍ程度とした場合には、前述した９０度（２７０度）の位置よりも６０度（３００度）に近い位置で入力軸８２と出力軸８５の位相差を最大とすることができる。
【０１７５】
この場合、カムフォロア１０９の外周がカムホイール９６のカム溝９６Ａ周壁に当たる角度は、カム溝９６Ａの勾配（リフト）に従って徐々に変わるため、前記実施の形態で述べたように、入力軸８２と出力軸８５の位相差が９０度、２７０度では最大とはならず、例えば約６０度、３００度の位置で最大の位相差にすることができる。
【０１７６】
次に、図２４ないし図２６は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、１本の入力軸と２本の出力軸との間にそれぞれ中間軸を設け、入力軸の回転をそれぞれ一対の歯車部材を介して各中間軸に伝えると共に、該各中間軸の回転をそれぞれ第１，第２のはすば歯車を介して各出力軸へと伝える構成としたことにある。
【０１７７】
なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１７８】
図中、１２０は本実施の形態で採用した差動装置、１２１は当該差動装置１２０の外殻をなすケーシングで、該ケーシング１２１は、第１の実施の形態で述べたケーシング４１とほぼ同様に有底の角筒体として形成され、底板部１２１Ａ、前，後の側板部１２１Ｂ，１２１Ｃおよび左，右の側板部１２１Ｄ，１２１Ｅ等を有している。
【０１７９】
１２２はケーシング１２１に回転可能に設けられた入力軸で、該入力軸１２２は左，右両端側が左，右の側板部１２１Ｄ，１２１Ｅに軸受ケース１２３，１２３等を介して支持されている。そして、入力軸１２２はケーシング１２１外に突出する突出端側が、例えば主軸７に回転伝達機構（図示せず）等を介して連結され、主軸７によりほぼ一定の速度で図２４中の矢示Ａ方向に等速回転されるものである。
【０１８０】
１２４は入力軸１２２の外周側に設けられたストッパ筒で、該ストッパ筒１２４はケーシング１２１内に位置して入力軸１２２に固定され、図２４に示す左側の軸受ケース１２３内に設けた軸受の内輪に当接している。そして、ストッパ筒１２４は、入力軸１２２がケーシング１２１内で軸方向に変位するのを後述のストッパ筒１３４Ａと共に規制しているものである。
【０１８１】
１２５，１２６は入力軸１２２からそれぞれ径方向に離間してケーシング１２１に回転可能に設けられた出力軸を示し、該出力軸１２５，１２６は左，右両端側が左，右の側板部１２１Ｄ，１２１Ｅにそれぞれ軸受ケース１２７，１２７，…等を介して支持されている。
【０１８２】
そして、出力軸１２５，１２６はケーシング１２１外に突出する突出端側が外部の駆動対象物、例えば天秤１０の駆動軸（図示せず），図２に例示した回転軸２３（釜軸２９に連結される軸）にそれぞれ別々に連結され、入力軸１２２と同方向（矢示Ａ方向）に回転駆動されるものである。
【０１８３】
１２８，１２８は出力軸１２５，１２６の外周側に設けられたストッパ筒で、該各ストッパ筒１２８はケーシング１２１内に位置して出力軸１２５，１２６に固定され、図２４に示す右側の軸受ケース１２７内に設けた軸受の内輪に当接している。そして、各ストッパ筒１２８は、出力軸１２５，１２６がケーシング１２１内で軸方向に変位するのを後述のストッパ筒１３９Ａ，１４０Ａと共に規制しているものである。
【０１８４】
１２９，１３０は入力軸１２２と出力軸１２５，１２６との間に配設された位相差発生機構を示し、該位相差発生機構１２９，１３０は、後述の中間軸１３１，１３２、平歯車１３４，１３５，１３６、はすば歯車１３７，１３８，１３９，１４０およびカム装置１４１，１４２等により構成されている。
【０１８５】
１３１，１３２は入力軸１２２と出力軸１２５，１２６との間に径方向に離間してケーシング１２１に設けられた中間軸で、該中間軸１３１，１３２は左，右両端側が左，右の側板部１２１Ｄ，１２１Ｅにキャップ１３３等を介して取付けられている。
【０１８６】
そして、中間軸１３１，１３２は、ケーシング１２１内で後述の平歯車１３５，１３６、はすば歯車１３７，１３８およびカムホイール１４３，１４４を回転可能で、かつ軸方向に摺動変位可能に支持するものである。
【０１８７】
１３４はケーシング１２１内に位置して入力軸１２２に設けられた歯車部材としての平歯車で、該平歯車１３４は後述の平歯車１３５，１３６に噛合し、平歯車１３４と平歯車１３５，１３６とは同一の回転位相で互いに逆向きに回転するものである。また、平歯車１３４はストッパ筒１３４Ａを有し、該ストッパ筒１３４Ａにより入力軸１２２に対して一体に固定されている。
【０１８８】
１３５，１３６はケーシング１２１内に位置して中間軸１３１，１３２に設けられた歯車部材としての他の平歯車で、該平歯車１３５，１３６は入力軸１２２側の平歯車１３４とほぼ同一の歯車形状を有し、それぞれが平歯車１３４に噛合している。そして、平歯車１３５，１３６はそれぞれ中間軸１３１，１３２と一体に回転するものである。
【０１８９】
１３７，１３８は中間軸１３１，１３２の外周側にカムホイール１４３，１４４と共に摺動可能に挿嵌された第１のはすば歯車で、該第１のはすば歯車１３７，１３８は後述する第２のはすば歯車１３９，１４０に噛合し、第２のはすば歯車１３９，１４０とは逆向き（図２４中の矢示Ｂ方向）に回転する。
【０１９０】
１３９，１４０はケーシング１２１内に位置して出力軸１２５，１２６に設けられた第２のはすば歯車で、該はすば歯車１３９，１４０はストッパ筒１３９Ａ，１４０Ａを有し、該ストッパ筒１３９Ａ，１４０Ａにより出力軸１２５，１２６に対して一体に固定されている。
【０１９１】
そして、第２のはすば歯車１３９，１４０は相手方となる第１のはすば歯車１３７，１３８に噛合し、これらのはすば歯車１３７，１３９（１３８，１４０）は歯面間の噛合位置が変わることにより、前記数１式のように最大位相角ψの範囲内で互いに異なる回転位相をもって回転するものである。
【０１９２】
ここで、はすば歯車１３７，１３９（１３８，１４０）は、第１の実施の形態で述べたはすば歯車４９，５１とほぼ同様に互いに同一の歯数、ピッチ円径等をもって形成されている。
【０１９３】
しかし、はすば歯車１３７，１３９とはすば歯車１３８，１４０とは、例えば異なるねじれ角を有することにより、後述の如くはすば歯車１３９とはすば歯車１４０の回転位相を異ならしめることが可能となる。
【０１９４】
１４１，１４２は位相差発生機構１２９，１３０の一部を構成する差動カム手段としてのカム装置で、該カム装置１４１，１４２は、後述のカムホイール１４３，１４４およびカムフォロア１４５，１４６等により構成されている。
【０１９５】
１４３，１４４は中間軸１３１，１３２の外周側に平歯車１３５，１３６、はすば歯車１３７，１３８と共に摺動可能に挿嵌されたカムホイールで、該カムホイール１４３，１４４は平歯車１３５，１３６とはすば歯車１３７，１３８との間に配設され、その外周側には図２５に例示する如くオフセット量Ｓをもって斜めに延びるカム溝１４３Ａ，１４４Ａが形成されている。
【０１９６】
しかし、該カムホイール１４３，１４４は、カム溝１４３Ａ，１４４Ａの形状が互いに異なることにより、後述の如く出力軸１２５，１２６（はすば歯車１３９，１４０）の回転位相を互いに異ならしめることが可能となる。
【０１９７】
そして、カムホイール１４３，１４４は、それぞれのカム溝１４３Ａ，１４４Ａがカムフォロア１４５，１４６に係合することにより、入力軸１２２の回転に従ってそれぞれ矢示Ｃ，Ｃ′方向に摺動変位するものである。
【０１９８】
１４５，１４６は筒状のホルダ１４７等を介してケーシング１２１の後側の側板部１２１Ｃに設けられたカムフォロアで、該カムフォロア１４５，１４６は回転可能なローラ等からなり、カムホイール１４３，１４４のカム溝１４３Ａ，１４４Ａに常時係合している。
【０１９９】
そして、カムフォロア１４５，１４６は、カムホイール１４３，１４４の回転をカム溝１４３Ａ，１４４Ａの形状に応じて軸方向の摺動変位に変換し、カムホイール１４３，１４４を平歯車１３５，１３６、はすば歯車１３７，１３８と一緒に図２４中の矢示Ｃ，Ｃ′方向に摺動変位させるものである。
【０２００】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に本実施の形態では、入力軸１２２の回転を、中間軸１３１，１３２、平歯車１３４，１３５，１３６、はすば歯車１３７，１３８，１３９，１４０およびカム装置１４１，１４２等からなる位相差発生機構１２９，１３０により出力軸１２５，１２６へとそれぞれ伝達する構成としている。
【０２０１】
このため、例えばはすば歯車１３７，１３９とはすば歯車１３８，１４０とのねじれ角を異ならしめることにより、出力軸１２５，１２６を入力軸１２２に対し互いに異なる位相差をもって回転でき、出力軸１２５，１２６から互いに異なる回転位相の出力を取出すことができる。
【０２０２】
そして、出力軸１２５は天秤１０の駆動軸に連結されることにより、図２６中に実線で示す特性線Ｓt1に沿って天秤１０を上，下に駆動でき、従来技術による天秤の特性線Ｓt に対して、例えば糸抜け点θg1から釜抜け点θh1に亘る範囲で位相を進めることができる。
【０２０３】
この場合、天秤１０の駆動軸は、例えば糸掛け点θd1の近傍位置（例えば、主軸７の回転角θが２００度程度となる位置）が起点となるように出力軸１２５に連結され、糸抜け点θg1から釜抜け点θh1に亘る範囲で位相を、例えば１０度程度進めるように設定されている。
【０２０４】
また、他方の出力軸１２６は、前記第１の実施の形態とほぼ同様に釜軸２９側の回転軸２３等に連結され、図２６中に実線で示す特性線Ｓk1に沿って外釜２６の剣先２６Ｂを上下動させるように外釜２６を回転駆動できる。
【０２０５】
この結果、回転釜２５による上糸の糸掛け点θd1から釜抜け点θh1までの動作特性を変えることができる共に、この間に天秤１０が上糸を引き上げるスピードも速めるように調整でき、釜軸２９と天秤１０，針棒１１との相対動作特性を適正化することによって、刺繍品質を向上できる。
【０２０６】
また、図２６に示す特性線Ｓk1の如く、回転釜２５の糸抜け点θg1から釜抜け点θh1に亘るタイミングを進み位相に設定すると共に、特性線Ｓt1の如く天秤１０で上糸を引き上げるタイミングも早くし引き上げ速度を速くできるので、刺繍布１３の保持枠等を枠移動させるときのスピードを上げることが可能となり、刺繍スピードを速くして作業性を向上することができる。
【０２０７】
また、振り幅の大きい縫い目を形成するような場合に、保持枠等の枠移動量を大きくしても、上糸のたるみに余裕を与えることが可能となり、糸切れの発生を防止できると共に、縫い目の締まりを適正化して刺繍の品質を高め、刺繍の縫い上がりを綺麗にすることができる。
【０２０８】
また、このような作用効果は、カムホイール１４３，１４４のカム溝１４３Ａ，１４４Ａの形状を互いに異ならしめてもよく、カムホイール１４３，１４４の回転位置の起点を互いに異ならしめてもよく、この場合でも、出力軸１２５，１２６から互いに異なる回転位相の出力を取出すことができる。
【０２０９】
さらに、差動装置１２０を用いて、回転釜２５（釜軸２９）の回転位相を変えるだけでなく、天秤１０の位相も変える構成としているので、主軸７に対する天秤１０、釜軸２９の位相を相互に変え、そのタイミングを最適に調整でき、例えば回転釜２５の位相を早めて相対的に天秤１０のタイミングを遅くすることができる。
【０２１０】
これにより、糸張力を小さくして糸道の途中で発生する上糸の摩擦抵抗を低減できるので、上糸を傷めないで運針を行うことができ、適度な糸締まりで、糸切れもなく、光沢のある高品質の刺繍や縫製を高速で実現することができる。
【０２１１】
また、厚い布や皮革等の縫製、または刺繍を行う場合には、通常太い糸を用いるために、糸張力も大きくなるが、本実施の形態では、差動装置１２０を設けることにより、糸張力を従来よりも小さくして、回転釜２５等の損耗を抑えることができ、かつ高速な運針を実現できる。
【０２１２】
次に、図２７は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施の形態の特徴は、主軸モータ１５１と針駆動部１５２との間に差動装置１５３を設け、該差動装置１５３により針駆動部１５２を主軸モータ１５１とは異なる回転位相で駆動する構成としたことにある。
【０２１３】
ここで、主軸モータ１５１は第１の実施の形態で述べた主軸７と同様の主軸（図示せず）を駆動し、この主軸の回転を針駆動部１５２（針棒の駆動部）に伝えることにより、該針駆動部１５２で針棒１１をミシン針１２と共に上，下に往復動させるものである。
【０２１４】
また、差動装置１５３の出力側には他の差動装置１５４が設けられ、該差動装置１５４は前記第４の実施の形態で述べた差動装置１２０と同様に、１本の入力軸に対して２本の出力軸（いずれも図示せず）を備える構成となっている。そして、差動装置１５４は入力軸が差動装置１５３の出力側に連結され、２本の出力軸は、第４の実施の形態と同様に天秤１０の駆動部と釜軸２９の駆動部とに連結されている。
【０２１５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、差動装置１５４を用いることにより釜軸２９と天秤１０との相対動作特性を適正化でき、前記第４の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【０２１６】
また、本実施の形態では、主軸モータ１５１と針駆動部１５２との間に設けた差動装置１５３により、針駆動部１５２を主軸モータ１５１とは異なる回転位相で駆動する構成としているため、図９に例示した針突入点θbから針抜け点θeまでの間隔を、針のストロークを変えることなく短くし、ミシン針１２が刺繍布１３よりも上方に位置する時間を長くするように、針棒１１の動作特性を変えることができる。
【０２１７】
この結果、ミシン針１２が刺繍布１３から上方に針抜けしている間に、刺繍布１３を保持枠と共に前，後、左，右へと枠移動する時間を長くとることができ、例えば振り幅の大きい刺繍柄等であっても、枠移動のタイミングを十分に確保して刺繍品質を向上することができる。
【０２１８】
そして、振り幅の大きい縫い目を形成するような場合に、保持枠等の枠移動量を大きくしても、上糸のたるみに余裕を与えることが可能となるので、糸切れの発生を防止できると共に、縫い目の締まりを適正化して刺繍の品質を高め、刺繍の縫い上がりを綺麗にすることができる。
【０２１９】
なお、前記第５の実施の形態では、差動装置１５３と差動装置１５４とを別体の装置とした場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図２７中に二点鎖線で示す単一の差動装置１６１内に、差動装置１５３と差動装置１５４とを組込む構成とすることも可能であり、この場合には、差動装置１６１を１入力−３出力の差動装置として構成すればよいものである。
【０２２０】
また、前記第１の実施の形態では、中間軸受ケース４６を用いて入力軸４２と出力軸４４とを同軸に配設した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば２個の中間軸受ケース等を用いて入力軸４２と出力軸４４とを互いに異なる軸線上に配設してもよい。この点は他の実施の形態についても同様である。
【０２２１】
また、前記第３の実施の形態では、図１３に例示したようにカム装置９５をケーシング８１の側板部８１Ｅに対して外側となる位置に設ける構成としている。このようなカム装置９５は、例えばカムホイール９６，９７を入力軸８２，中間軸８９に対して着脱可能に取付ける構成とすることにより、カム装置９５全体を交換可能な構成とすることができる。
【０２２２】
また、カムホイール９６（９７）のカム溝９６Ａ（カム溝としての環状溝９７Ａ）の形状を変更したり、はすば歯車９１，９２のねじれ角βを変えたりすることにより、入力軸と出力軸との回転位相を増，減することができる。この点は他の実施の形態についても同様である。
【０２２３】
また、前記各実施の形態で述べた各はすば歯車、平歯車およびカム装置は、その組合わせを適宜に変更することができ、それぞれの組合わせに応じて種々の差動装置を実現できる。特に、ケーシング外にカム装置を設けることにより、カム装置をユニットとして交換することが可能となり、任意の位相差をもった差動装置を実現することができるものである。
【０２２４】
一方、前記第４の実施の形態でも述べたように、入力軸に対して２本以上の出力軸を設ける構成としてもよく、これらの２本以上の出力軸を、入力軸に対してそれぞれ異なる回転位相で回転駆動する構成としてもよいものである。また、当該差動装置を複数組シリアルに連結することにより、系列的に位相を変えて協動特性を得ることができる。
【０２２５】
また、前記第３の実施の形態にあっては、前述した間隔Ｌ1 ，Ｌ2 の合計長さ（Ｌ1 ＋Ｌ2 ）、カム溝９６Ａの傾き（オフセット量Ｓ）、カムホイール９６のピッチ円径等を適宜に変えることにより、任意の位相特性を得ることができる。
【０２２６】
さらに、前記各実施の形態では、差動装置付ミシンを刺繍機１に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば工業用ミシン、家庭用ミシン等にも広く適用できるものである。
【０２２７】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１に記載の発明は、針棒、天秤および釜軸のうち少なくとも釜軸を主軸とは異なる位相で回転させる差動装置を、ケーシング、入力軸、出力軸および位相差発生機構により構成し、該位相差発生機構は、前記入力軸、出力軸に対し径方向に離間して前記ケーシングに設けられた中間軸と、前記入力軸と出力軸との間に設けられ互いに噛合して回転力を伝える第１，第２のはすば歯車と、前記入力軸の回転に従って該第１，第２のはすば歯車を軸方向に相対移動させる差動カム手段とにより構成し、前記第１，第２のはすば歯車は前記入力軸、中間軸および出力軸のうち少なくともいずれか２つの軸間に設ける構成とし、前記差動カム手段は、前記入力軸に従って回転するカムホイールと、該カムホイールと係合するように前記ケーシング側に設けられ該カムホイールの回転に従って前記第１または第２のはすば歯車を軸方向に変位させるカムフォロアとにより構成しているため、主軸の回転に従って差動装置の入力軸を回転する間に、位相差発生機構により出力軸の回転位相を入力軸に対して変化させ、位相差をもった回転を出力軸から下糸側の釜軸へと伝えることができ、釜軸の回転位相を主軸に対して変えることができる。
この場合、前記位相差発生機構を、第１，第２のはすば歯車と、入力軸の回転に従って第１，第２のはすば歯車を軸方向に相対移動させる差動カム手段とにより構成しているので、差動カム手段を入力軸の回転に従って作動させると、第１，第２のはすば歯車が軸方向に相対移動して両者の噛合位置が変わるため、これに応じて第２のはすば歯車を第１のはすば歯車に対して回転位相を進めたり、遅らせたりすることができ、出力軸の回転位相を入力軸に対して簡単に変えることができる。また、位相差発生機構にはすば歯車を用いて構造を簡素化でき、装置全体の小型、軽量化を図ることができる。しかも、前記入力軸と出力軸との間に中間軸を介在させることにより、出力軸を入力軸と同方向に回転させることができ、両者の回転位相を第１，第２のはすば歯車の噛合位置に応じて変えることができる。
また、前記差動カム手段は、入力軸に従って回転するカムホイールと、該カムホイールと係合するようにケーシング側に設けられ該カムホイールの回転に従って第１または第２のはすば歯車を軸方向に変位させるカムフォロアとを備える構成としているため、カムホイールに係合するカムフォロアにより、カムホイールの回転を軸方向の変位に変換でき、このときに第１のはすば歯車または第２のはすば歯車を軸方向に変位させることによって、両歯車の噛合位置を変化させ回転位相を円滑に変えることができる。
【０２２８】
従って、主軸に対して釜軸の回転位相を変えることにより、縫い目を綺麗に仕上げることができ、刺繍品質等を向上できる。また、差動装置により糸抜け、釜抜けのタイミングを早め、天秤で上糸を無理なく引き上げることができるために、糸調子による糸張力を従来技術よりも下げることができ、上糸が余分に引き出されるのを防止できると共に、縫い幅または振り幅が大きい柄であっても、ミシン針を高速で運針することができる。そして、糸張力を小さくして糸道の途中で発生する上糸の摩擦抵抗を低減できるので、上糸を傷めないで運針を行うことができ、適度な糸締まりで、糸切れもなく、光沢のある高品質の刺繍や縫製を高速で実現することができる。
【０２２９】
また、請求項２に記載の発明によると、差動装置は、釜軸の回転位相を針棒が下死点になる位置を起点として変えることにより、前記釜軸の回転に伴って回転釜で上糸と下糸を絡め前記回転釜から上糸が釜抜けするタイミングを変化させる構成としているため、釜軸と針棒、天秤との相対動作特性を変えることができ、回転釜の剣先が上糸を引っ掛けて回転釜に取り込んだ後に、回転釜で上糸と下糸を絡め、この上糸が回転釜から完全に抜け出す釜抜け点までのタイミングを相対的に早めることができる。従って、釜軸と天秤，針棒との相対動作特性を適正化することができ、糸切れが発生する可能性を低減できると共に、糸締まり等を向上でき、刺繍の縫い上がりを綺麗にすることができる。
【０２３３】
また、請求項３に記載の発明は、差動カム手段を、第１のはすば歯車と一体に回転する第１のカムホイールと、第２のはすば歯車と一体に回転する第２のカムホイールと、ケーシング側に設けられ前記第１，第２のカムホイール間に位置する支点を中心にして回動可能となった回動体と、該回動体にそれぞれ設けられ前記第１，第２のカムホイールに係合する第１，第２のカムフォロアとにより構成しているため、第１のカムホイールに係合する第１のカムフォロアは、例えば入力軸と一体に第１のカムホイールが回転すると、これを支点を中心とした回動体の回動変位に変換することができ、このときに第２のカムフォロアは回動体と一緒に回動変位する。このため、第１のカムフォロアにより第１のカムホイールの回転を、前記支点を中心とした回動体の回動変位に変換することができ、このときに第２のカムフォロアを回動体と一緒に回動変位させ、第２のカムホイールを介して第２のはすば歯車を軸方向に変位させつつ、第１，第２のはすば歯車の噛合位置を変えることができ、これによって、両歯車の回転位相を安定して変化させることができる。
【０２３４】
また、請求項４に記載の発明によると、第１，第２のカムフォロアは回動体に対して位置調整可能に取付け、前記回動体は第１，第２のカムフォロアと支点との間の間隔（Ｌ1 ，Ｌ2 ）を可変に調整する構成としているため、第１，第２のカムフォロアと支点との間の間隔（Ｌ1 ，Ｌ2 ）を可変に調整することにより、入力軸と出力軸との位相差を間隔（Ｌ1 ，Ｌ2 ）の比率（Ｌ1 ／Ｌ2 ）に応じて変えることができ、回転位相の変更を容易に行うことができる。
【０２３５】
また、請求項５に記載の発明によると、第１，第２のカムホイールは互いに異なる形状のカム溝を有し、第１，第２のカムフォロアは前記第１，第２のカムホイールのカム溝に係合する構成としているため、第１，第２のカムホイールのカム形状に応じて入力軸と出力軸の回転位相を適宜に変えることができる。
【０２３６】
また、請求項６に記載の発明は、ケーシングに複数の出力軸を設け、該各出力軸と入力軸との間にはそれぞれ位相差発生機構を設ける構成としているため、入力軸の回転をそれぞれの出力軸に位相差発生機構を通じて伝達でき、単一の入力軸に対して複数の出力軸から互いに回転位相の異なる出力を個別に取出すことができる。
【０２３７】
また、請求項７に記載の発明によると、複数の出力軸は天秤と釜軸とにそれぞれ異なる位相の回転出力を伝える構成としているので、それぞれの出力軸から天秤と釜軸とに互いに異なる位相の回転出力を伝えることができ、釜軸と天秤との相対動作特性を適正化し、糸切れの発生を防止できると共に、縫い目の締まりを良好にして刺繍品、縫製品等を綺麗に仕上げることができる。
【０２３８】
さらに、請求項８に記載の発明は、主軸を駆動する主軸モータと針棒の駆動部との間に、該針棒の駆動部を前記主軸モータとは異なる回転位相で駆動する他の差動装置を設ける構成としているため、主軸モータの回転位相に対して針棒の位相を変えることができる上に、天秤と釜軸についても主軸モータに対して異なる位相をもって回転させることができる。これにより、ミシン針が針板（刺繍布等）よりも上方に位置する時間を長くするように針棒の動作特性を変えることができ、刺繍布等を保持枠と共に前，後、左，右へと枠移動する時間を長くとることができる。そして、振り幅の大きい縫い目を形成するような場合に、保持枠等の枠移動量を大きくしても、上糸のたるみに余裕を与えることが可能となるので、糸切れの発生を防止できると共に、縫い目の締まりを適正化して刺繍等の品質を高め、縫い上がりを綺麗にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による差動装置付ミシンを示す正面図である。
【図２】図１中の差動装置、釜ホルダおよび回転釜等を拡大して示す正面図である。
【図３】図２中の回転釜を単体として示す外観図である。
【図４】ボビンケースを取外した状態で図３中の矢示IV−IV方向からみた回転釜の縦断面図である。
【図５】図４に示す回転釜の平面図である。
【図６】図１中の差動装置を拡大して示す縦断面図である。
【図７】図６中の矢示VII−VII方向からみた差動装置の断面図である。
【図８】図６中の入力軸と出力軸の回転位相を示す特性線図である。
【図９】主軸の回転角に対する天秤、針棒および釜軸の動作特性を示す特性線図である。
【図１０】図９中の針棒と釜軸の動作特性を拡大して示す特性線図である。
【図１１】第２の実施の形態による差動装置を示す縦断面図である。
【図１２】図１１中の入力軸と出力軸の回転位相を示す特性線図である。
【図１３】第３の実施の形態による差動装置を示す縦断面図である。
【図１４】図１３中のカム装置等を示す差動装置の右側面図である。
【図１５】カム装置の支持ブロック、スライド板およびフォロアサポート等を図１４中の矢示XV−XV方向からみた断面図である。
【図１６】カム装置を図１３中の矢示 XVI−XVI 方向から拡大して示す断面図である。
【図１７】カム装置を図１３中の矢示XVII−XVII方向から拡大して示す断面図である。
【図１８】カム装置のフォロアサポートを図１６中のXVIII−XVIII方向から拡大して示す断面図である。
【図１９】図１８中のカムフォロア板を第１，第２のカムフォロアと共に示す正面図である。
【図２０】カムフォロア板と第１，第２のカムフォロアを図１９中の矢示XX−XX方向から示す断面図である。
【図２１】図１８中の保持板を支軸と共に示す正面図である。
【図２２】保持板と支軸を図２１中の矢示XXII−XXII方向から示す断面図である。
【図２３】図１３中の入力軸と出力軸の回転位相を示す特性線図である。
【図２４】第４の実施の形態による差動装置を示す縦断面図である。
【図２５】図２４に示す差動装置の平面図である。
【図２６】主軸の回転角に対する天秤および釜軸の動作特性を示す特性線図である。
【図２７】第５の実施の形態による差動装置付ミシンの構成図である。
【図２８】従来技術による天秤、針棒および釜軸の動作特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
１  刺繍機（ミシン）
２  基台
６  ヘッド部
７  主軸
８  糸掛け
９  糸調子
１０  天秤
１１  針棒
１２  ミシン針
１３  刺繍布
２４  釜ホルダ
２５  回転釜
２６  外釜
２６Ｂ  剣先
２７  中釜
２９  釜軸
４０，８０，１２０，１５３，１５４  差動装置
４１，８１，１２１  ケーシング
４２，８２，１２２  入力軸
４４，８５，１２５，１２６  出力軸
４７，８８，１２９，１３０  位相差発生機構
４８，８９，１３１，１３２  中間軸
４９，９１，１３７，１３８  第１のはすば歯車
５１，９２，１３９，１４０  第２のはすば歯車
５２，５３，９３，９４，１３４，１３５，１３６  平歯車（歯車部材）
５５，９５，１４１，１４２  カム装置（差動カム手段）
５６，１４３，１４４  カムホイール
５６Ａ，９６Ａ，１４３Ａ，１４４Ａ  カム溝
５７，１４５，１４６  カムフォロア
７１  第３のはすば歯車
７２  第４のはすば歯車
９６  第１のカムホイール
９７  第２のカムホイール
１０２  支軸（支点）
１０４  フォロアサポート（回動体）
１０９  第１のカムフォロア
１１０  第２のカムフォロア
１５１  主軸モータ
１５２  針駆動部（針棒の駆動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004451561.tif 000014
【図１４】
0004451561.tif 000015
【図１５】
0004451561.tif 000016
【図１６】
0004451561.tif 000017
【図１７】
0004451561.tif 000018
【図１８】
0004451561.tif 000019
【図１９】
0004451561.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0004451561.tif 000023
【図２３】
0004451561.tif 000024
【図２４】
0004451561.tif 000025
【図２５】
0004451561.tif 000026
【図２６】
0004451561.tif 000027
【図２７】
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【図２８】
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