(57)【要約】【課題】モータを小型化でき且つ複数の駆動軸の同期制御を簡素化できるミシンを提供する。【解決手段】アーム３内に縫針１２を上下動させる駆動力を与えるための上軸２１と、アーム３の下方に位置するベッド２内に被縫製物を送る送り機構１１に対し駆動力を与えるための下軸２２と、ベッド２内に略水平に縫針１２に挿通した上糸のループを捕捉する剣先を備えた回転釜１３を駆動するための釜軸２３と、を有するミシン１において、釜軸２３と一体的に構成した出力軸を備えたミシンモータ２４と、釜軸２３に設けた釜軸プーリ３３と、上軸２１に設けた上軸プーリ３１と、下軸２２に設けた下軸プーリ３２と、外歯２５ｂと内歯２５ａとを備え、外歯２５ｂが釜軸プーリ３３の外周部に噛合し内歯２５ａが下軸プーリ３２及び上軸プーリ３１の外周部に噛合するように、釜軸プーリ３３、上軸プーリ３１、下軸プーリ３２に対して架け渡した両歯ベルト２５と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム内に略水平に延設し、縫針を上下動させる駆動力を与えるための上軸と、
前記アームの下方に位置するベッド内に略水平に延設し、被縫製物を送る送り機構に対し駆動力を与えるための下軸と、
前記ベッド内に略水平に延設し、前記縫針に挿通した上糸のループを捕捉する剣先を備えた回転釜を駆動するための釜軸と、
を有するミシンにおいて、
前記釜軸と一体的に構成した出力軸を備えたミシンモータと、
前記釜軸に設け前記ミシンモータの駆動により前記釜軸と共に回転する釜軸プーリと、
前記上軸に設け前記上軸と共に回転する上軸プーリと、
前記下軸に設け前記下軸と共に回転する下軸プーリと、
外歯と内歯とを備え、前記外歯が前記釜軸プーリの外周部に噛合し前記内歯が前記下軸プーリ及び前記上軸プーリの外周部に噛合するように、前記釜軸プーリ、前記上軸プーリ、前記下軸プーリに対して架け渡した両歯ベルトと、
を有することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記両歯ベルトの被駆動経路のうち前記下軸プーリと前記釜軸プーリとの間で当該両歯ベルトの前記内歯に外周部が噛合し、前記両歯ベルトの張力を調整可能なアイドラプーリを有することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記アイドラプーリの回転軸に偏心する支え軸を中心として回動することで前記アイドラプーリを揺動させる回動部材を有することを特徴とする請求項２記載のミシン。
【請求項４】
前記回動部材を、前記アイドラプーリが前記両歯ベルトの外周方向に揺動するよう回動力を付与する張力付与機構を有することを特徴とする請求項３記載のミシン。
【請求項５】
前記上軸に同一軸上で一体に連結し、外部からの手動操作により軸回転力を付与可能なハンドプーリを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のミシン。
【請求項６】
前記上軸と前記ハンドプーリとの間の連結部分に軸方向で着脱可能なカップリングを有することを特徴とする請求項５記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの上軸、下軸、及び釜軸を同期して連動させる構成を備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミシンは、アーム内に略水平に配設した上軸と、アームの下方に位置するベッド内に略水平に配設した下軸及び釜軸とを備える。上軸は、天秤及び針棒を駆動する。下軸は、被縫製物を送る送り機構を駆動する。釜軸は、針棒に挿通した上糸のループを補足する剣先を備えた回転釜を駆動する。ミシンが適切に縫製作動するには、これら上軸、下軸、及び釜軸の３軸を同期して連動させる必要がある。
【０００３】
例えば特許文献１のミシンは、上軸を駆動するモータと回転釜を駆動するモータとをそれぞれ個別に備える。回転釜を駆動するモータは、出力軸が上軸を駆動するモータの出力軸の２倍の速度で回転するので、必要なトルクが半減しモータが小型化できる。該ミシンは、２つのモータの駆動を同期させることで縫製動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−７０４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のミシンは、独立した２つのモータを用いること自体に起因して同期精度に限界がある。該ミシンは、２つのモータ間で各種信号に対する反応特性などに差が生じた場合には、それぞれの動作精度に差が生じて同期精度が低下する。特に、回転釜を駆動するモータは高速で駆動するので、２つのモータ間での動作精度に差が生じやすく、同期精度が低下しやすいという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、モータを小型化でき且つ複数の駆動軸の同期制御を簡素化できるミシンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願第１発明のミシンは、アーム内に略水平に延設し、縫針を上下動させる駆動力を与えるための上軸と、前記アームの下方に位置するベッド内に略水平に延設し、被縫製物を送る送り機構に対し駆動力を与えるための下軸と、前記ベッド内に略水平に延設し、前記縫針に挿通した上糸のループを捕捉する剣先を備えた回転釜を駆動するための釜軸と、を有するミシンにおいて、前記釜軸と一体的に構成した出力軸を備えたミシンモータと、前記釜軸に設け前記ミシンモータの駆動により前記釜軸と共に回転する釜軸プーリと、前記上軸に設け前記上軸と共に回転する上軸プーリと、前記下軸に設け前記下軸と共に回転する下軸プーリと、外歯と内歯とを備え、前記外歯が前記釜軸プーリの外周部に噛合し前記内歯が前記下軸プーリ及び前記上軸プーリの外周部に噛合するように、前記釜軸プーリ、前記上軸プーリ、前記下軸プーリに対して架け渡した両歯ベルトと、を有することを特徴とする。
【０００８】
本願第１発明のミシンは、釜軸を回転駆動するミシンモータの駆動力を、両歯ベルトによって上軸及び下軸に伝達する。それ故、上軸及び下軸を回転駆動するモータと釜軸を回転駆動する別のモータとを設ける場合のように、２つのモータを高精度に同期制御する必要がなくなり、複数の駆動軸の同期制御を簡素化することができる。
【０００９】
本願第２発明のミシンは、第１発明のミシンにおいて、前記両歯ベルトの被駆動経路のうち前記下軸プーリと前記釜軸プーリとの間で当該両歯ベルトの前記内歯に外周部が噛合し、前記両歯ベルトの張力を調整可能なアイドラプーリを有することを特徴とする。アイドラプーリの外周部は、両歯ベルトの内歯に噛合する。アイドラプーリは、上軸プーリ、下軸プーリ、釜軸プーリに架け渡した両歯ベルトの張力を調整することができる。それ故、ミシンは、上軸、下軸、釜軸を作動連結する両歯ベルトの耐久性を向上すると共に、上軸、下軸、釜軸の駆動制御及び停止制御を高精度に行うことができる。
【００１０】
本願第３発明のミシンは、第２発明のミシンにおいて、前記アイドラプーリの回転軸に偏心する支え軸を中心として回動することで前記アイドラプーリを揺動させる回動部材を有することを特徴とする。ミシンは、アイドラプーリの回転軸に偏心する支え軸を中心として回動する回動部材を備える。アイドラプーリは、回転軸と偏心する支え軸を中心に揺動可能である。両歯ベルトに噛合するアイドラプーリが支え軸を中心に揺動することで、ミシンは両歯ベルトの張力を調整できる。故に、ミシンは両歯ベルトの張力を適切に維持し、両歯ベルトの耐久性が向上する。
【００１１】
本願第４発明のミシンは、第３発明のミシンにおいて、前記回動部材を、前記アイドラプーリが前記両歯ベルトの外周方向に揺動するよう回動力を付与する張力付与機構を有することを特徴とする。ミシンは、両歯ベルトに張力を付与する張力付与機構を備える。張力付与機構は、特に両歯ベルトの外周方向にアイドラプーリを揺動させるよう回動力を付与することで、両歯ベルトの張力を増加させることができる。故に、ミシンは、両歯ベルトに付与する張力を確保でき、両歯ベルトの耐久性が更に向上する。
【００１２】
本願第５発明のミシンは、第１乃至第４発明の何れかのミシンにおいて、前記上軸に同一軸上で一体に連結し、作業者の手動操作により軸回転力を付与可能なハンドプーリを有することを特徴とする。ミシンは、上軸と同一軸上で一体に連結するハンドプーリを備える。ハンドプーリは、作業者の手動操作によって上軸に対し直接的に、下軸及び釜軸に対しては両歯ベルトを介して間接的にそれぞれの回転位置を任意に修正できる。ミシンは、ハンドプーリを上軸と同一軸上で一体に連結することで、ギアなどを利用した減速機を介して連結する場合と比較し、少ない部品点数で連結できるため、製造コストを削減できる。
【００１３】
本願第６発明のミシンは、第５発明のミシンにおいて、前記上軸と前記ハンドプーリとの間の連結部分に軸方向で着脱可能なカップリングを有することを特徴とする。ミシンは、劣化などにより両歯ベルトを交換する際に、ハンドプーリがカップリングを介して上軸から軸方向に着脱可能なので容易に交換できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の駆動軸の同期制御を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ミシンの概略構造を表す斜視図である。
【図２】ミシンの内部構造を表す斜視図である。
【図３】ミシンの内部構造を表す正面図である。
【図４】ミシンの内部構造を表す側面図である。
【図５】アイドラプーリの支持構造を表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、図１の紙面右手前側、左奥側、左手前側、右奥側、上方側、下方側を、夫々ミシン１の右方、左方、前方、後方、上方、下方とする。
【００１７】
図１を参照してミシン１の概略構造について説明する。ミシン１は、ベッド２、アーム３、ハンドプーリ４を備えている。ベッド２は、上部に左右方向を長手方向とする略矩形状の天板部２ａを備え、天板部２ａの下方側に複数の側壁部を一体に設けている。ベッド２の天板部２ａの左方側に、被縫製物（図示略）を送る送り機構１１が設けてある。ミシン１は、ベッド２の天板部２ａが作業テーブル（図示略）の上面と面一になるよう装着する。
【００１８】
アーム３は、ベッド２の天板部２ａの右端部から上方に立設する脚柱部３ａと当該脚柱部３ａの上端部から天板部２ａと対向するように左方に延びる梁部３ｂを一体に設けてある。アーム３は、全体の後方側を覆う後方カバー６と、脚柱部３ａの右方側を覆う右方カバー７を有する。後方カバー６、右方カバー７はそれぞれアーム３に着脱可能である。梁部３ｂの左端部の下方側には、上記送り機構１１の上方で上下動可能な縫針１２が設けてある。
【００１９】
ハンドプーリ４は、略円筒型の形状に形成してあり、アーム３の脚柱部３ａの右方側面上方に回転可能に設けてある。ハンドプーリ４は、アーム３に取り付けた右方カバー７の右方に突出する。ハンドプーリ４は、軸方向中心にプーリ軸４０を一体的に設ける。
【００２０】
次に、図２〜図４を参照してミシン１内部の概略構造について説明する。図２及び図３は、右方カバー７、ベッド２の図示を略している。図４は、右方カバー７、ハンドプーリ４の図示を略している。
【００２１】
ミシン１は、内部に上軸２１、下軸２２、釜軸２３、ミシンモータ２４、両歯ベルト２５を備える。上軸２１は、アーム３内に略水平に左右方向に延びるように配置する。上軸２１は、右端部にハンドプーリ４に固定したプーリ軸４０とカップリング１５を介して着脱可能に連結する。上軸２１は、プーリ軸４０と連結する右端部に上軸プーリ３１を固定する。下軸２２は、上軸２１の下方且つベッド２内部に上軸２１と平行に配置する。下軸２２は、右端部に下軸プーリ３２を固定する。釜軸２３は、下軸２２の前上方且つベッド２内部に下軸２２と平行に配置する。釜軸２３は、右端部に釜軸プーリ３３を固定する。
【００２２】
ミシンモータ２４は、釜軸２３の右方に設ける。ミシンモータ２４の出力軸は、釜軸２３の右端部と一体的に構成する。両歯ベルト２５は、内周面と外周面の両面にそれぞれ凹凸状の内歯２５ａと外歯２５ｂ（図４中の拡大図参照）を有する環状の帯体である。両歯ベルト２５は、内歯２５ａが下軸プーリ３２及び上軸プーリ３１の外周部に噛合し外歯２５ｂが釜軸プーリ３３の外周部に噛合するように、下軸プーリ３２、上軸プーリ３１、釜軸プーリ３３に対して架け渡してある。
【００２３】
ミシン１は、釜軸プーリ３３の前方にアイドラプーリ３４を設ける。アイドラプーリ３４は、両歯ベルト２５の配置経路（被駆動経路）のうち、下軸プーリ３２と釜軸プーリ３３との間に位置する。アイドラプーリ３４は、後述する回動部材３５（図５参照）に回転可能に支持してある。アイドラプーリ３４は、両歯ベルト２５の張力を調整可能である。アイドラプーリ３４の外周部は、両歯ベルト２５の内歯２５ａに噛合する。下軸２２の左端部は、送り機構１１と連結している。釜軸２３の左端部は、回転釜１３と連結している。上軸２１の左端部は、縫針１２を上下動する上下駆動機構１４と連結している。
【００２４】
ミシンモータ２４からの駆動力により釜軸プーリ３３が回転する。釜軸プーリ３３の回転によって両歯ベルト２５が駆動する。両歯ベルト２５の駆動によってアイドラプーリ３４、下軸プーリ３２及び上軸プーリ３１が回転し、下軸２２と上軸２１は回転する。下軸プーリ３２と上軸プーリ３１は同径であり、それぞれの外周部の歯数が等しい。故に、上軸２１と下軸２２は同じ回転速度で同じ回転方向に回転する。釜軸プーリ３３の径は、下軸プーリ３２の径より小さい。釜軸プーリ３３の外周部の歯数は下軸プーリ３２の外周部の歯数の半分である。故に、釜軸２３は下軸２２の２倍の回転速度で逆の回転方向に回転する。下軸２２、釜軸２３、上軸２１は、回転によりそれぞれ送り機構１１、回転釜１３、上下駆動機構１４（縫針１２）を駆動する。
【００２５】
以上のように、ミシン１は釜軸２３に連結したミシンモータ２４の駆動力により送り機構１１、回転釜１３、縫針１２がそれぞれ適切な速度で同期駆動する。ミシン１は、送り機構１１が被縫製物（図示略）を送り移動しつつ縫針１２が上下動し、縫針１２に挿通した上糸のループを回転釜１３の剣先が捕捉することで被縫製物に縫い目を形成する。重量があり振動源となるミシンモータ２４がベッド２内に配置して釜軸２３に連結していることで、ミシン１全体の重心が低くなり、縫製を行う際の振動を低減できる。ミシン１は、発熱するミシンモータ２４をベッド２内に配置するので作業者が頻繁に触れるアーム３の温度上昇を低減できる。ミシン１は、下軸２２、釜軸２３、上軸２１をギアではなく両歯ベルト２５を介して連動させるので、潤滑油等による潤滑が不要である。ミシン１は飛散した潤滑油によるミシンモータ２４の絶縁劣化及び被縫製物の汚れを防ぐことができる。
【００２６】
後方カバー６は、アーム３の後側に着脱可能である。後方カバー６は、アーム３の後側を覆う。後方カバー６は、前方側の全体を覆う内部カバー８を着脱可能に有している。後方カバー６と内部カバー８の間の空間内には制御基板４１とヒートシンク４２を設けてある。
【００２７】
次に、図５を参照してアイドラプーリ３４の支持構造について説明する。アイドラプーリ３４の回転軸３４ａは回動部材３５に回転可能に支持してある。回動部材３５は、アイドラプーリ３４の回転軸３４ａと偏心する一端部に支え軸３５ａを有している。支え軸３５ａは、ベッド２内に形成してあるブラケット１６に支持してある。回動部材３５は、支え軸３５ａの位置を中心として回動可能である。回動部材３５の回動によって、アイドラプーリ３４は揺動する。回動部材３５の一端部から回転軸３４ａを挟んだ反対側の他端部とブラケット１６の間には、引っ張りバネ１７が掛け渡してある。引っ張りバネ１７は、回動部材３５をアイドラプーリ３４が両歯ベルト２５の外周方向（図５中の左向き矢印方向）に揺動するよう回動力を付勢している。
【００２８】
以上において、引っ張りバネ１７は本発明の張力付与機構に相当する。
【００２９】
以上説明した実施形態のミシン１においては、釜軸２３を回転駆動するミシンモータ２４は、駆動力を両歯ベルト２５によって上軸２１及び下軸２２に伝達する。それ故、ミシン１は２つのモータを高精度に同期制御する必要がなくなり、複数の駆動軸の同期制御を簡素化することができる。
【００３０】
例えば、ミシンモータ２４の出力軸を上軸２１又は下軸２２に一体に連結した場合には、ミシンモータ２４に要求する回転速度が低く必要トルクが大きくなるため、比較的大型でロータ慣性の大きいモータを使用する。上記実施形態では、ミシンモータ２４の出力軸を釜軸２３に一体に連結するので、ミシンモータ２４に高い回転速度を要求する分、必要トルクは低く済むため、比較的小型でロータ慣性の小さいモータを使用できる。故に、ミシン１は駆動機構全体を省容量化できると共に加減速応答性が向上する。
【００３１】
ミシン１は、両歯ベルト２５の被駆動経路のうち、下軸プーリ３２と釜軸プーリ３３との間に、アイドラプーリ３４を設ける。アイドラプーリ３４の外周部は、両歯ベルト２５の内歯２５ａに噛合する。アイドラプーリ３４は、上軸プーリ３１、下軸プーリ３２、釜軸プーリ３３に架け渡した両歯ベルト２５の張力を調整することができる。それ故、ミシン１は、両歯ベルト２５の張力を適切に維持し、上軸２１、下軸２２、釜軸２３を作動連結する両歯ベルト２５の耐久性を向上すると共に、上軸２１、下軸２２、釜軸２３の駆動制御及び停止制御を高精度に行うことができる。
【００３２】
アイドラプーリ３４は、回転軸３４ａと偏心する支え軸３５ａを中心に揺動可能である。両歯ベルト２５に噛合するアイドラプーリ３４が支え軸３５ａを中心に揺動することで、ミシン１は、両歯ベルト２５の張力を調整できる。故に、ミシン１は両歯ベルト２５の耐久性が向上する。
【００３３】
引っ張りバネ１７は、特に両歯ベルト２５の外周方向にアイドラプーリ３４を揺動させるよう回動力を付与することで、両歯ベルト２５の張力を増加させることができる。故に、ミシン１は、両歯ベルト２５に付与する張力を確保でき、両歯ベルトの耐久性が更に向上する。
【００３４】
ハンドプーリ４は、作業者の手動操作によって上軸２１に対し直接的に、下軸２２及び釜軸２３に対しては両歯ベルト２５を介して間接的にそれぞれの回転位置を任意に修正できる。ミシン１は、ハンドプーリ４とプーリ軸４０を上軸２１と同一軸上で一体に連結することで、ギアなどを利用した減速機を介して連結する場合と比較し、少ない部品点数で連結できるため、製造コストを削減できる。
【００３５】
ミシン１は、劣化などにより両歯ベルト２５を交換する際に、ハンドプーリ４とプーリ軸４０がカップリング１５を介して上軸２１から軸方向に着脱可能なので容易に交換できる。
【００３６】
本発明は上記実施形態に限られず種々の変形が可能である。例えば、アイドラプーリ３４は、釜軸プーリ３３の前方に設けたが、上軸プーリ３１と下軸プーリ３２の間且つ後方に設けてもよい。該場合、上記実施形態のアイドラプーリ３４の位置には、回動部材３５を有さないプーリを配置すればよい。
【００３７】
回動部材３５に回動力を付与する機構は、引っ張りバネ１７に限られない。該機構は、アイドラプーリ３４を揺動させるオートテンショナ、又は回動部材３５を回動させるアクチュエータ等でもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１                ミシン
２                ベッド
２ａ              天板部
３                アーム
４                ハンドプーリ
６                後方カバー
７                右方カバー
８                内部カバー
１１              送り機構
１２              縫針
１３              回転釜
１５              カップリング
１７              引っ張りバネ（張力付与機構）
２１              上軸
２２              下軸
２３              釜軸
２４              ミシンモータ
２５              両歯ベルト
２５ａ            内歯
２５ｂ            外歯
３１              上軸プーリ
３２              下軸プーリ
３３              釜軸プーリ
３４              アイドラプーリ
３４ａ            回転軸
３５              回動部材
３５ａ            支え軸
４１              制御基板
４２              ヒートシンク
【図１】
2013212189.tif 000003
【図２】
2013212189.tif 000004
【図３】
2013212189.tif 000005
【図４】
2013212189.tif 000006
【図５】
2013212189.tif 000007