(57)【要約】【課題】ルーパドライブの改良【解決手段】ミシン（１）は、フレーム（５ａ）、上下運動するように駆動される針棒（９）、縫い針（１０）およびルーパ（１１）を有する。ルーパは、ルーパドライブ（１４）によって、ルーパ振動シャフト（１３）のルーパ揺動軸（１２）の周囲で前後に揺動するように駆動され、縫い針（１０）と協働してステッチを形成する。ルーパドライブ（１４）は、トランスミッション揺動軸（１７）の周囲でトランスミッション揺動運動を起こさせるための駆動ユニット（１５）を有する。さらに、ルーパドライブ（１４）は、牽引手段（２５）を備えるトラクションドライブ（２６）を有し、トランスミッション揺動軸（１７）の周囲のトランスミッション揺動運動（１６）をルーパ振動シャフト（１３）のドライブ揺動運動に変換する。その結果、構成要素への機械的負荷が低減されたルーパドライブが得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（５ａ）と、縫い針（１０）を備え、上下運動するように駆動される針棒（９）と、ルーパドライブ（１４、３７）によってルーパ振動シャフト（１３）のルーパ揺動軸（１２）の周囲で前後に揺動するように駆動され、前記縫い針（１０）と協働してステッチを形成するルーパ（１１）と、を備えるミシンであって、
前記ルーパドライブ（１４、３７）が、トランスミッション揺動軸（１７）の周囲でトランスミッション揺動運動（１６）を起こさせる駆動ユニット（１５）と、牽引手段（２５）を備え、前記トランスミッション揺動軸（１７）の周囲の前記トランスミッション揺動運動（１６）を前記ルーパ振動シャフト（１３）のドライブ揺動運動（２７）に変換するトラクションドライブ（２６）と、を有して構成される、ミシン（１）において、
前記駆動ユニット（１５）が回転するドライブシャフト（５）とクランクシャフト（１８）とを有して構成され、
クランクシャフトの一方の軸端（１９）が偏心ユニット（２０，３８）による前記ドライブシャフト（５）とのドライブ接続部を有し、前記偏心ユニット（２０、３８）は、前記ドライブシャフト（５）に直接設置され、
クランクシャフトのもう一方の軸端（２１）が、前記フレーム（５ａ）に旋回可能に取り付けられたトランスミッションホイール（２２）とのトランスミッション接続部を有し、前記トランスミッションホイール（２２）が前記トランスミッション揺動軸（１７）の周囲で旋回可能に取り付けら、前記トランスミッションホイール（２２）が前後に旋回されされることを特徴とするミシン（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のミシンにおいて、前記トラクションドライブ（２６）の牽引手段（２５）が、前記トランスミッションホイール（２２）の外周（２４）で案内されることを特徴とするミシン。
【請求項３】
請求項１または２に記載のミシンにおいて、前記ドライブシャフト（５）が同時にアームシャフトでもあり、それによって前記針棒（９）が駆動されることを特徴とするミシン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のミシンにおいて、前記偏心ユニットが三角形の偏心ユニット（３８）として構成されていることを特徴とするミシン。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のミシンにおいて、前記トラクションドライブ（２６）の前記牽引手段としての歯付きベルト（２６）を特徴とするミシン。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のミシンにおいて、前記トラクションドライブ（２６）が３：１の範囲の速度伝達比を有することを特徴とするミシン。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のミシンにおいて、前記ルーパ揺動軸（１２）が水平に、前記アームシャフト（５）に平行に延びることを特徴とするミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前提部（所謂おいて書き部分、プリアンブル部分）に記載のミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のミシンは、一般的なこれまでの使用から知られている。特許文献１は、針棒、ルーパ、およびルーパドライブを備えるミシンを開示している。ルーパ振動シャフトはドライブシャフトに垂直に延びる。さらに、特許文献２は、ドライブシャフトにより出力軸に旋回または振り子運動を起こさせるための装置を備えるミシンを開示している。ここで、ドライブシャフトには２つの偏心ディスクが設けられ、これらはそれぞれ、柔軟な接続部分によってループ状にされ、それがドライブシャフトの回転運動を出力軸の旋回運動に変換する。公知のミシンのルーパドライブは、特にそのミシンで非常に丈夫な縫製品を縫製する場合、摩耗の度合いが大きい。これに加えて、ルーパドライブは騒音も大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ ６ ０３２ ５９７ Ａ
【特許文献２】ＤＥ ２５ ５３ ３６３ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ルーパドライブの構成要素への機械的負荷が軽減されるように、ルーパドライブを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載されている特徴を有するルーパドライブを備えるミシンにより実現される。
【０００６】
本発明により、揺動式または振り子式のルーパドライブとしても知られるこの種のルーパドライブは、トラクションドライブの使用により、ルーパ振動シャフトの揺動運動の折り返し地点の付近における極限荷重が軽減されることがわかった。一方で、これはルーパドライブの構成要素の摩耗を軽減させる。もう一方で、これはまた、ルーパドライブの騒音の発生も低減させる。さらに、ドライブシャフトに直接設置された偏心ユニットを有する駆動ユニットは、非常に堅牢である。さらに、このタイプの駆動ユニットの構成によって、構成要素を節約でき、ミシンの構造面の費用を削減できる。
【０００７】
請求項２による駆動ユニットは、構造が単純であり、トランスミッションホイールの旋回運動がルーパ振動シャフトの揺動運動に確実に変換される。
【０００８】
請求項３による駆動ユニットは、アームシャフトの回転運動からルーパの駆動運動を引き出す。しかしながら、基本的に、ルーパドライブのドライブシャフトはまた、アームシャフトとは別に駆動されるシャフトであってもよい。最後に、アームシャフトを持たないミシンを構成することも可能である。
【０００９】
請求項４による三角形の偏心ユニットにより、クランクシャフトの機械的荷重を軽減させることができる。これに加えて、ルーパ振動シャフトのドライブ揺動運動の角速度を針棒の運動に精密に一致させることができ、それによって縫製の信頼性が高まる。
【００１０】
請求項５による歯付きベルトは堅牢である。歯付きベルトは固有の弾性を有し、これがドライブ揺動運動の折り返し地点の付近の振動伝達を減少させ、したがって、一方で摩耗の軽減に、他方でノイズの低減に寄与する。
【００１１】
請求項６による速度伝達比は、実際に良好な結果が得られることがわかった。トランスミッション揺動運動の振れ角振幅はドライブ揺動運動の振れ角振幅に変換され、これは速度伝達比により増大される。速度伝達比は２：１〜４：１の範囲であってもよい。ドライブ揺動運動の振れ角振幅は１８０°より大きくてもよい。ドライブ揺動運動の振れ角振幅は、好ましくは２００°より大きく、２２０°より大きく、２５０°より大きく、好ましくは２７０°前後である。ドライブ揺動運動の振れ角が１８０°より大きいと、上糸を、それがミシンのルーパハウジングの付近で結び目を作るように確実に案内することが可能である。
【００１２】
水平に、そのルーパ揺動軸が水平にアームシャフトに平行に延びる、請求項７によるミシンでは、本発明によるミシンを縫製品の運針に利用できる。
本発明の実施形態を、図面を利用しながら、以下により詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】厚手の、または丈夫な縫製品を縫製するためのミシンの、使用者側から見た斜視図であり、ミシンの機構の内部の詳細も部分的に示されている。
【図２】図１に対応する斜視図において、図１によるミシンのバレルルーパ用ルーパドライブを示す。
【図３】図２の観察方向IIIから見た状態で、換言すれば側方平面図において、ルーパドライブを示す。
【図４】図３の観察方向IVから見たルーパドライブの図を示す。
【図５】そのトラクションドライブの付近のルーパドライブの一部を通る、図３のＶ−Ｖ断面図を示す。
【図６】図４のVIの詳細を示す。
【図７】図１と同様の図面において、別の構成のルーパドライブを有するミシンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ミシン１は、上側アーム２と、垂直スタンド３と、一般に台座４と呼ばれる下側筐体を有する。ミシン１は、厚手の、または丈夫な縫製品、たとえば革やプラスチックパネルを縫製するように設計されている。構成要素２〜４は図１において、その全体像に関してのみ示されている。
【００１５】
アーム２の内部において、図１の中で概略的に示されているフレーム５ａにアームシャフト５が回転可能に取り付けられている。このアームシャフト軸受の一方はアームシャフトのスタンド側の端の付近に配置され、アームシャフト軸受のもう一方は、ミシン１のヘッド６の中にある、アームシャフトの反対の端の付近に配置されている。アームシャフト５および、したがってミシン１の縫製のための重要な構成要素の駆動は、図１の中で概略的に示されている高出力モータ７によって行われる。ヘッド６に垂直に取り付けられた針棒９は、アームシャフト５とクランクドライブ８によって縦方向に上下運動するように駆動され、その下端において針１０を担持する。
【００１６】
針棒９の下では、バレルルーパ１１が、台座４の中のルーパ振動シャフト１３のルーパ揺動軸１２の周囲で前後に揺動するように駆動される。バレルルーパ１１はまた、バレルシャトルとも呼ばれる。ルーパ揺動軸１２は水平に、アームシャフト５に平行に延びる。バレルルーパ１１は縫い針１０と協働して、縫製品にステッチと縫い目を形成する。ルーパ揺動軸１２がアームシャフト５に平行であるため、バレルルーパ１１の揺動運動は縫製物の送り方向に平行に行われる。送り方向はミシン１の、アーム２とスタンド３と台座４により形成されるＣ字の形状に垂直に向かう。アームシャフト５に平行に延びるルーパ揺動軸１２の位置からして、ミシン１には運針機構を設けることができ、これは、ミシン１の動作中、針が縫製品の中に挿入された後に縫製方向に移動でき、それゆえ針がバレルルーパ１１の移動経路に進入しないからである。
【００１７】
バレルルーパ１１の揺動駆動は、ルーパドライブ１４によって行われる。図２は、ルーパドライブ１４の構成要素を示す。ルーパドライブ１４は、トランスミッション揺動軸１７の周囲でのトランスミッション揺動運動（図２の両矢印１６で示される）を生成するための駆動ユニット１５を有する（図１参照）。
【００１８】
トランスミッション揺動軸１７は、アームシャフト５およびルーパ振動シャフト１３に平行に延びる。
【００１９】
アームシャフト５は、駆動ユニット１５の回転ドライブシャフトとして使用される。さらに、駆動ユニット１５はクランクシャフト１８を有する。クランクシャフト１８の軸端は、シャフト開口部１９として構成され、これは偏心ユニット２０によるドライブシャフト５とのドライブ接続部を有する。図１〜図６による好ましい選択的な実施形態では、偏心ユニット２０は、ドライブシャフト５に直接設置されている。クランクシャフト１８のもう一方の軸端もまた、シャフト開口部２１として構成され、アキシャル／ラジアル軸受２３による（図４と図６参照）トランスミッションホイール２２とのトランスミッション接続部を有する。トランスミッションホイール２２は、軸受ブッシュ２３ａ（図５参照）で支持されるトランスミッション揺動軸１７の周囲に旋回可能に取り付けられる。
【００２０】
クランクシャフト１８はトランスミッションホイール２２とのトランスミッション接続部を有し、それをトランスミッション揺動軸１７の周囲で前後に旋回させる。
【００２１】
ルーパドライブ１４のトラクションドライブ２６の牽引手段２５は、トランスミッションホイール２２の外周２４上を案内される。牽引手段２５は歯付きベルトとして構成される。これは、トランスミッションホイール２２の外周２４上の外側の歯列と噛み合う。
【００２２】
トラクションドライブ２６は、トランスミッション揺動軸１７の周囲のトランスミッションホイール２２のトランスミッション揺動運動１６をルーパ振動シャフト１３のドライブ揺動運動（図２の両矢印２７参照）に変換するために使用される。
【００２３】
トラクションドライブ２６の速度伝達比は３：１の範囲内である。トランスミッションホイール２２がトランスミッション揺動軸１７の周囲で９０°の周辺振幅のトランスミッション揺動運動を起こすと、トラクションドライブ２６の動作によって、ルーパ振動シャフト１３は、ルーパ揺動軸１２の周囲で２７０°の振幅のドライブ揺動運動を起こし、それによって、これに対応して、バレルルーパ１１のルーパ本体２８がルーパ揺動軸１２の周囲で２７０°の旋回運動を起こす。
【００２４】
トラクションドライブ２６の牽引手段２５は連続歯付きベルトとして構成され、ルーパ振動シャフト１３のスタンド側の端の周囲で案内され、トライブと接続される。牽引手段２５は張力ユニット２９によって引っ張られ、これは張力ローラとして構成されて、フレーム５ａに回転可能に取り付けられている（図２参照）。
【００２５】
ミシン１の動作中、アームシャフト５は高出力モータ７によって回転駆動される。このアームシャフトの回転は、偏心ユニット２０によって上下運動（クランクシャフト１８の両矢印３０参照）を発生させる。この上下運動３０は、シャフト開口部２１のトランスミッションホイール２２とのトランスミッション接続部により、トランスミッション揺動運動１６に変換される。トラクションドライブ２６によって、トランスミッション揺動軸１７の周囲のトランスミッション揺動運動は、ルーパ振動シャフト１３のドライブ揺動運動２７に変換される。ステッチと縫い目を形成するには、バレルルーパ１１のルーパ本体２８が、針１０と同期して移動し、上糸ループを捕捉し、これが針１０によって縫製品を通って案内され、縫製品に絡む結び目が作られ、その際、上糸はルーパ本体２８がルーパハウジング３１の周囲で２７０°運動する間に案内されて、結び目が作られる。
【００２６】
トラクションドライブ２６を有するルーパドライブ１４により、ルーパ振動シャフト１３のドライブ揺動運動の折り返し地点の付近における機械的な極限荷重が回避される。
【００２７】
図５は、ミシン１のフレーム５ａで支持されるルーパ振動シャフト１３のスタンド側アキシャル／ラジアル軸受３２およびトランスミッション揺動軸１７の周囲でのトランスミッションホイール２２のアキシャル／ラジアル軸受３３をより詳細に示す。この軸受は、フレーム５ａに回転不能に連結された軸受ブッシュ２３ａの上で支持される。
【００２８】
図６は、軸受ブッシュ３６に張力ローラ２９を取り付けるための別のアキシャル／ラジアル軸受３５を示しており、これ自体はフレーム５ａと剛性に固定される。
【００２９】
図７は、バレルルーパ１１のためのルーパドライブ３７の別の構成を示す。すでに図１〜図６に関して説明した構成要素と機能には、同じ参照番号を付し、詳しい説明は繰り返さない。円形の偏心ユニット２０ではなく、三角形の偏心ユニット３８が、アームシャフト５の回転運動をクランクシャフト１８の上下運動３０に変換するために使用される。アームシャフト５はここでは、４面偏心受容体４０の中で回転する三角形の偏心部材に回転不能に取り付けられる。三角形の偏心部材３９は、球面三角形の形態の外枠壁を有する。これに、球面四角形の形態の４面偏心受容体４０の内枠壁が適合される。三角形の偏心ユニット３８により、クランクシャフト１８の上下運動の折り返し地点での極限的な機械的負荷が回避される。
【００３０】
ルーパドライブ１４または３７の別の実施形態では、速度伝達比が２：１〜４：１の範囲のトラクションドライブを使用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  ミシン
２  アーム
３  スタンド
４  台座
５  アームシャフト
５ａ  フレーム
６  ヘッド
７  高出力モータ
８  クランクドライブ
９  針棒
１０  縫い針
１１  バレルルーパ
１２  ルーパ振動軸
１３  ルーパ振動シャフト
１４  ルーパドライブ
１５  駆動ユニット
１６  トランスミッション揺動運動
１７  トランスミッション揺動軸
１８  クランクシャフト
１９、２１  シャフト開口部
２０、３８  偏心ユニット
２２  トランスミッションホイール
２３  ラジアル軸受
２３ａ  軸受ブッシュ
２４  外周
２５  牽引手段
２６  トラクションドライブ
２７  ドライブ揺動運動
２８  ルーパ本体
２９  張力ローラ
３０  上下運動
３１  ルーパハウジング
３２  ラジアル軸受
３３  ラジアル軸受
３５  ラジアル軸受
３６  軸受ブッシュ
３７  ルーパドライブ
３８  偏心ユニット
３９  偏心部材
４０  ４面偏心受容体
【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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