(57)【要約】【課題】モータの回転に伴い生じる振動のうち、２次振動以降の振動を低減することができるミシンを提供する。【解決手段】アーム部と、アーム部の内部に設け、モータにより回転駆動する上軸７と、アーム部にて支持し、上軸７の回転に連動して上下動する針棒とを備えるミシンにおいて、アーム部の内部に設け、上軸７の延出方向と平行に延びるバランサ軸４６を有し、バランサ軸４６が上軸７の回転速度のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の速度で、上軸７とは逆方向に回転する第１バランサ４７Ａを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム部と、
前記アーム部の内部に設け、モータにより回転駆動する主軸と、
前記アーム部にて支持し、前記主軸の回転に連動して上下動する針棒と
を備えるミシンにおいて、
前記アーム部の内部に設け、前記主軸の延出方向と平行に延びる回転軸を有し、前記回転軸が前記主軸の回転速度のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の速度で、前記主軸とは逆方向に回転する第１バランサを有する
ことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記主軸と前記第１バランサとの間に設け、前記主軸の回転を前記第１バランサに伝達する伝達機構を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記伝達機構は、
前記主軸に設けた主軸プーリと、
前記第１バランサの前記回転軸に設けたバランサプーリと、
前記主軸プーリと前記バランサプーリとの間に架け渡し、前記主軸プーリに内歯が噛合い、前記バランサプーリに外歯が噛合う両歯ベルトと
を有することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
【請求項４】
前記回転軸を回転可能に支持し、前記アーム部内に設ける円筒状の支持部材を有し、
前記支持部材の軸心は前記回転軸の軸心から偏心し、
前記支持部材を回転することで前記回転軸に設けた前記バランサプーリの位置を変更できることを特徴とする請求項３に記載のミシン。
【請求項５】
互いに前記Ｎの値が異なる、複数の前記第１バランサを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンに係わり、特に、主軸の回転によって針棒を上下動させるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なミシンにあっては、ベッド部を含む作業台から起立する脚柱部と、脚柱部の上端から水平方向に延びるアーム部と、を備え、駆動モータの回転力を上軸とクランク機構を介して針棒に動力伝達し、針棒が上下動する。
【０００３】
針棒は、アーム部の先端に配置している。それ故、駆動モータの動力は、上軸の回転を脚柱部内のベルト駆動を介してベッド部の下軸へと伝達し、そのベルト駆動を下軸を介して釜機構に動力伝達し、回転釜が回転する。
【０００４】
一方、針棒の上下運動は、振動の発生要因となることから、例えば、バランサを上軸、クランク機構の回転に連動して回転させることで低減する技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のミシンは、上軸、クランク機構、バランサ軸を設ける。上軸とバランサ軸には夫々、歯車を設け、互いに噛合う。バランサ軸の歯車と、上軸の歯車とは同一歯数である。故に、上軸、クランク機構とバランサ軸は同一速度でかつ逆回転し、ミシンは振動を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１９２７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のミシンは、バランサ軸の歯車と、上軸の歯車とが同径かつ同一歯数であったため、バランサは上軸、クランク機構と同一速度かつ逆回転する構成になっている。即ち、クランク機構の回転に伴う１次振動は低減できる。しかし、ミシンには、例えば針棒の上下動に伴う２次振動等の振動が存在する。したがって、特許文献１のミシンは、１次、２次、３次・・と多数存在する振動のうち、２次振動以降の振動を低減することができないという問題が生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、モータの回転に伴い生じる振動のうち、２次振動以降の振動を低減することが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】
【０００８】
本願第１発明のミシンは、アーム部と、前記アーム部の内部に設け、モータにより回転駆動する主軸と、前記アーム部にて支持し、前記主軸の回転に連動して上下動する針棒とを備えるミシンにおいて、前記アーム部の内部に設け、前記主軸の延出方向と平行に延びる回転軸を有し、前記回転軸が前記主軸の回転速度のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の速度で、前記主軸とは逆方向に回転する第１バランサを有することを特徴とする。
【０００９】
本願第１発明のミシンは、主軸と逆方向に回転する第１バランサを有する。第１バランサは、主軸の回転速度のＮ倍（Ｎは２以上の整数）で回転する。故にミシンは、モータの回転に伴い生じる振動のうち、Ｎ次の振動を抑制することができる。Ｎの値を大きくすることで、ミシンは、より高次な振動に対応して振動を抑制することができる。Ｎの値を適宜に選択することで、ミシンは、ミシン自体の固有振動数の違いに対応した、最も抑制したい振動を抑制することができる。
【００１０】
本願第２発明のミシンは、上記第１発明のミシンにおいて、前記主軸と前記第１バランサとの間に設け、前記主軸の回転を前記第１バランサに伝達する伝達機構を有することを特徴とする。
【００１１】
本願第２発明のミシンは、伝達機構を有する。ミシンは、主軸の回転を円滑に第１バランサに伝達することができる。
【００１２】
本願第３発明のミシンは、上記第２発明のミシンにおいて、前記伝達機構は、前記主軸に設けた主軸プーリと、前記第１バランサに設けたバランサプーリと、前記主軸プーリと前記バランサプーリとの間に架け渡し、前記主軸プーリに内歯が噛合い、前記バランサプーリに外歯が噛合う両歯ベルトとを有することを特徴とする。
【００１３】
本願第３発明のミシンでは、伝達機構は両歯ベルトにより主軸の回転を第１バランサに伝達する。故に、ミシンは、例えば伝動機構にギヤを用いるのに比べて駆動時に静穏化できる。ミシンは、伝達機構において潤滑を必要としないので、縫製物が潤滑剤で汚れるのを防ぐことができる。
【００１４】
本願第４発明のミシンは、上記第３発明のミシンにおいて、前記回転軸を回転可能に支持し、前記アーム部内に設ける円筒状の支持部材を有し、前記支持部材の軸心は前記回転軸の軸心から偏心し、前記支持部材を回転することで前記回転軸に設けた前記バランサプーリの位置を変更できることを特徴とする。
【００１５】
本願第４発明のミシンでは、支持部材の軸心は、回転軸の軸心から偏心している。故に、アーム部が支持部材を支持している状態で支持部材を回転することで、バランサプーリの位置は変わる。バランサプーリの位置が変わることで、ミシンは両歯ベルトの張力を調節できる。
【００１６】
本願第５発明のミシンは、上記第１乃至第４発明のミシンにおいて、互いに前記Ｎの値が異なる、複数の前記第１バランサを有することを特徴とする。
【００１７】
本願第５発明のミシンは、複数の第１バランサを有する。複数の第１バランサは、互いにＮの値が異なる。ミシンは、各第１バランサのＮの値に対応した、複数次の振動を同時に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、モータの回転に伴い生じる振動の２次振動以降の振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一部を省略したミシンの正面図である。
【図２】一部を破断したミシンの平面図である。
【図３】ミシンの内部構造を示す斜視図である。
【図４】図１中のＡ−Ａ断面による断面図である。
【図５】図４の要部拡大説明図である。
【図６】バランサプーリ、支持部材、第１バランサの斜視図である。
【図７】図４中のＢ−Ｂ断面による断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、符号の向きを基準とする図１の紙面左方、右方、表面、背面、上方、下方を、夫々ミシン１の後方、前方、左方、右方、上方、下方とする。
【００２１】
図１に示すように、ミシン１は、ベッド部２、脚柱部３、アーム部４を備える。ベッド部２は、前後方向に延びる箱体である。脚柱部３は、ベッド部２の後端部から上方に起立する。アーム部４は、脚柱部３の上端から前方に水平方向に延びる。ミシン１は、脚柱部３の内部に設けた駆動モータ９の回転力を上軸７を介して針棒６が上下動するように動力伝達している。
【００２２】
なお、ベッド部２の内部には、釜機構５１、糸切り機構（図示略）等を設けてあるが、これらの縫製に関する各種機構等は公知のものを採用しているため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、釜機構５１、糸切り機構は、下軸５の前端側に配置しており、駆動モータ９の駆動を受けて回転する下軸５の回転を動力伝達することで駆動する。下軸５は、ベッド部２の内部を前後方向に水平に延びる。
【００２３】
図３に示すように、下軸５の後端には、駆動モータ９の回転力を下軸５に伝達する下動力伝達機構１０を設けている。下動力伝達機構１０は、下軸プーリ１２、伝達プーリ１３、１４を有する。下軸プーリ１２は、下軸５の後端部でベッド部２内に設けてある。伝達プーリ１３は、下軸プーリ１２の左下方に設けてあり、ベッド部２にて回転可能に支持する。伝達プーリ１４は、下軸プーリ１２に対して伝達プーリ１３と反対側に設けてあり、ベッド部２にて回動可能に支持する。下軸プーリ１２、伝達プーリ１３、１４には、タイミングベルトである駆動ベルト１１が架け渡してある。駆動ベルト１１は両歯ベルトであり、内歯が伝達プーリ１３、１４に架けてあり、外歯が下軸プーリ１２に架けてある。
【００２４】
図２、図３に示すように、駆動ベルト１１は、脚柱部３の内部で上方に向かっており、その上方で伝達機構２０に連結する。伝達機構２０は、上軸プーリ２１を有する。上軸プーリ２１は、脚柱部３の上端付近において上軸７の後端部に設ける。駆動ベルト１１は、内歯が上軸プーリ２１に架けてある。上軸プーリ２１の後方には、継手を介して駆動モータ９の出力軸が連結する。故に、駆動モータ９が駆動すると、上軸プーリ２１は回転する。上軸プーリ２１の回転によって、上軸７は回転し、駆動ベルト１１は走行する。駆動ベルト１１が走行すると、下動力伝達機構１０の下軸プーリ１２、伝達プーリ１３、１４を介して下軸５は回転し、釜機構５１は駆動する。下軸プーリ１２の直径は、上軸プーリ２１の直径の半分である。故に、下軸プーリ１２は、上軸プーリ２１と逆方向に、二倍速で回転する。
【００２５】
図１、図３に示すように、上軸７は、アーム部４の内部で前後方向に水平に延びる。上軸７の前端部は、上軸７の回転運動を針棒６の上下動に変換する変換機構３０を有する。変換機構３０は、針棒クランク４７Ｂと、クランクロッド３１等を備える。針棒クランク４７Ｂは正面視略扇型状で前後方向に厚みを有し、上軸７の前端部に設ける。クランクロッド３１は上下方向に延び、上端部が針棒クランク４７Ｂにおける上軸７の固定位置から偏心した位置に回動可能に連結する。クランクロッド３１の下端部は、針棒６に連結する。
【００２６】
針棒６は、上下方向に延び、アーム部４の前端部下端に設けた円筒状のガイド８で上下動可能に支持している。針棒６の下端には、縫い針６１を着脱可能に装着している。
【００２７】
しかしながら、変換機構３０は、針棒クランク４７Ｂと、クランクロッド３１等により、上軸７の回転運動を針棒６の上下動に変換するので、針棒６の上下動に伴って２次振動が発生する。
【００２８】
そこで、図４に示すように、上軸７の変換機構３０よりも後部側（アーム部４の先端側とは反対側）には、この多次元化する振動を抑制するための振動吸収ユニット４０を配置している。
【００２９】
図４〜図６に示すように、振動吸収ユニット４０は、駆動側プーリ４１と、支持軸４２と、従動側プーリ４３と、無端状の両歯ベルト４４と、バランサプーリ４５と、バランサ軸４６と、略扇状の第１バランサ４７Ａとを有する。駆動側プーリ４１は、針棒クランク４７Ｂの後方で、上軸７に同軸に設ける。支持軸４２は、上軸７の左後方で前後方向に延び、アーム部４にて支持する。従動側プーリ４３は、支持軸４２に回転可能に設ける。駆動側プーリ４１と従動側プーリ４３の前後方向の位置は同一である。両歯ベルト４４は、内周面側の内歯を上軸プーリ４１と従動側プーリ４３とに架け渡す。バランサプーリ４５は、上軸プーリ４１と従動側プーリ４３との間にあって両歯ベルト４４の外周面側の外歯と噛み合う。バランサプーリ４５と駆動側プーリ４１、従動側プーリ４３の前後方向の位置は同一である。バランサ軸４６は、上軸７の左上方で前後方向に延び、後端部バランサプーリ４５を固定する。第１バランサ４７Ａは、バランサ軸４６の前端部に固定した正面視略略扇状であり、前後方向に厚みを有する。
【００３０】
図６、図７に示すように、バランサ軸４６は、バランサプーリ４５と第１バランサ４７Ａの間に、支持部材４６Ａを備える。支持部材４６Ａは前後方向に延びる略円筒状であり、前端部に径方向に突出するフランジ部４６Ｂを有する。フランジ部４６Ｂは、前側面に支持部材４６Ａの軸方向に凹む溝部４６Ｃを有する。支持部材４６Ａは、アーム部４にて支持する。支持部材４６Ａは、前後方向に貫通する貫通穴４６Ｄを有する。貫通穴４６Ｄの前後両端部には一対の軸受４６Ｅが嵌っており、軸受４６Ｅはバランサ軸４６を回転可能に支持する。即ち、支持部材４６Ａは、アーム部４内にてバランサ軸４６を回転可能に支持する。
【００３１】
図７に二点鎖線で示すように、支持部材４６Ａの軸心は、バランサ軸４６の軸心から偏心している。故に、アーム部４が支持部材４６Ａを支持している状態で、作業者が溝４６Ｃに前方から工具を差し込み、支持部材４６Ａを回転することで、バランサプーリ４５の位置は変わる。バランサプーリ４５の位置が変わることで、ミシン１は両歯ベルト４４の張力を調節できる。
【００３２】
図５に示すように、バランサプーリ４５の直径はｎであり、駆動側プーリ４１の直径は２ｎである。バランサプーリ４５は両歯ベルト４４の外歯に噛合い、駆動側プーリ４１は両歯ベルト４４の内歯に噛合う。即ち、バランサプーリ４５は駆動側プーリ４１に対し２倍の速度で回転し、且つ駆動側プーリ４１とは逆方向に回転する。故に、第１バランサ４７Ａは上軸７に対し２倍の速度で回転し、且つ駆動側プーリ４１とは逆方向に回転する。即ち、振動吸収ユニット４０は、上軸７の回転を第１バランサ４７Ａに伝達する。
【００３３】
このように、ミシン１は、アーム部４と、アーム部４の内部に設けて駆動モータにより回転駆動する上軸７と、アーム部４にて支持し、上軸７の回転に連動して上下動する針棒６と、を備える。アーム部４の内部には、上軸７の延出方向と平行に延びるバランサ軸４６を有し、このバランサ軸４６が上軸７の回転速度のＮ倍（Ｎは２以上の整数）の速度で、上軸７とは逆方向に回転する第１バランサ４７Ａを有する。
【００３４】
バランサ軸４６は、上軸７の回転方向とは逆方向に回転するよう第１バランサ４７Ａを相対回転不能に固定する。第１バランサ４７Ａは、上軸７の回転速度のＮ倍（Ｎは２以上の整数）で回転する。それ故にミシン１は、駆動モータの回転に伴い生じる振動のうち、Ｎ次の振動を抑制することができる。Ｎの値を大きくすることで、ミシン１は、より高次な振動に対応して振動を抑制することができる。Ｎの値を適宜に選択することで、ミシン１は、自体の固有振動数の違いに対応した、最も抑制したい振動を抑制することができる。
【００３５】
なお、振動吸収ユニット４０は、特許請求の範囲の伝達機構を構成する。この伝達機構は、上軸７の回転を円滑に第１バランサ４７Ａに伝達する。伝達機構は、上軸７に設けた駆動側プーリ４１と、第１バランサ４７Ａに設けたバランサプーリ４５と、駆動側プーリ４１とバランサプーリ４５との間に架け渡して駆動側プーリ４１に内歯が噛み合い、バランサプーリ４５に外歯が噛み合う両歯ベルト４４とを有する。
【００３６】
ミシン１は、伝達機構が両歯ベルト４４により上軸７の回転を第１バランサ４７Ａに伝達する。故に、ミシン１は、例えば伝動機構にギヤを用いるのに比べて駆動時に静穏化できる。ミシン１は、伝達機構において潤滑を必要としないので、縫製物が潤滑剤で汚れるのを防ぐことができる。
【００３７】
以上の説明において、上軸７は本発明の「主軸」に相当する。バランサ軸４６は、本発明の「回転軸」に相当する。駆動側プーリ４１は本発明の「主軸プーリ」に相当する。
【００３８】
本発明は上記実施形態に限らず、種々変更することができる。ミシン１は、第１バランサ４７Ａが上軸７に対し２倍の速度で回転し、且つ駆動側プーリ４１とは逆方向に回転したが、これに限らない。ミシン１は、バランサ軸４６と上軸７の回転速度において、互いにＮの値が異なる、複数個の第１バランサ４７Ａを有してもよい。例えば、Ｎ＝２、３、４である複数の第１バランサ４７Ａを設け、夫々の伝達機構によって上軸７の回転が伝達されてもよい。ミシン１は、各第１バランサ４７ＡのＮの値に対応した、複数次の振動を同時に抑制することができる。
【００３９】
支持部材４６Ａの軸心とバランサ軸４６の軸心は一致してよい。該場合、ミシン１は、両歯ベルト４４の張力を調整するためのアイドラープーリを別途設けてもよい。
【００４０】
上記実施形態の振動吸収ユニット４０は、バランサプーリ４５と駆動側プーリ４１に替えてギヤ噛合の構成にも応用可能である。この場合、バランサプーリ４５の替わりのギヤと、駆動側プーリ４１の替わりのギヤのギヤ比を１：２とすることで、第１バランサ４７Ａは主軸の２倍速且つ逆回転となって２次振動を低減することができる。
【００４１】
駆動側プーリ４１、バランサプーリ４５、両歯ベルト４４は備えなくてもよい。該場合、バランサ軸４６を直接回転するモータを別途設けてもよい。ミシン１は、該モータと駆動モータ９を同期駆動し、第１バランサ４７Ａを上軸７と逆方向に回転すればよい。
【００４２】
なお、以上の説明における「垂直」「水平」とは、厳密な意味での垂直・水平ではない。すなわち、「垂直」「水平」とは、ミシン１の設置環境のほか、設計上、製造上の公差、誤差を許容し、「実質的に垂直」「実質的に水平」という意味である。
【符号の説明】
【００４３】
１                ミシン
４                アーム部
６                針棒
７                上軸（主軸）
４０                振動吸収ユニット
４１                駆動側プーリ（主軸プーリ）
４４                両歯ベルト
４５                バランサプーリ
４６                バランサ軸（回転軸）
４６Ａ              支持部材
４７Ａ              第１バランサ
４７Ｂ              針棒クランク
【図１】
2017176774.tif 000003
【図２】
2017176774.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017176774.tif 000008
【図７】
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