(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも摺動面が樹脂からなる樹脂層により形成された軸受部材と、この軸受部材により摺動可能に支持され少なくともミシン本体の外部に一部が露出し前記軸受部材の摺動面と摺動可能に当接された上下方向に往復運動可能な被軸受部材と、前記軸受部材のミシン本体の外部に露出している下端部に配設され前記軸受部材の摺動面と前記被軸受部材の被摺動面との摺動により生じる摩耗粉を吸着する油分を含浸した摩耗粉捕獲部材とを有することを特徴とする工業ミシン用軸受構造。
【請求項２】
前記摩耗粉捕獲部材が、断面略Ｌ字形状に形成された捕獲部材取付体によって軸受部材の下端部の端面に取着されており、前記捕獲部材取付体は、複数の止めねじによって軸受部材の下端部の外周面を囲繞するようにして取着されており、前記捕獲部材取付体は、前記複数の止めねじを緩めることにより着脱可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の工業ミシン用軸受構造。
【請求項３】
前記被軸受部材が、針棒あるいは押え棒であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工業ミシン用軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一部がミシン本体の外部に露出している針棒装置や押え装置等に好適な摩耗粉による縫製物の汚染を防止することのできる工業ミシン用軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工業ミシンの針棒装置や押え装置等においては、金属素材により形成され上下方向に往復運動する針棒および押え棒を金属製の軸受部材を用いて摺動可能に保持する軸受構造が用いられている。このような軸受構造においては、ミシンの高速運転にともなって摺動部位が発熱し、この発熱に起因して焼付損傷（針棒あるいは押え棒等が軸受と焼き付いてしまい針棒あるいは押え棒等が動作しなくなる）や摩耗、発熱を生じる場合があるという問題点があった。
【０００３】
そこで、このような焼付損傷や摩耗を防止するために、軸受構造の摺動部位には、潤滑油が用いられているが、潤滑油自体も発熱により劣化するので、給油手段を設けて摺動部位に潤滑油を強制的に供給する構成が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の工業ミシンの針棒装置や押え装置等の摺動部位に対して潤滑油を強制的に供給する給油手段を設けるということは、ミシン構造の複雑化や部品点数の増加等を招きコストを増加させるばかりでなく、摺動部位に供給する潤滑油の量（給油量）を適正に制御するのが困難であり、摺動部位に対する給油量が多い場合には、潤滑油によって縫製物を汚染する場合があるという問題点があった。また逆に、油芯やオイルミストを用いた微量給油あるいはグリース給油によって摺動部位に対する給油量を少なくした場合には、焼付損傷あるいは摩耗、発熱を確実に防止することができない場合があるという問題点があった。
【０００５】
このような焼付損傷や摩耗の発生等という問題点に対処するために、例えば、特開昭６３−１６４９９３号公報、特開平２−１０９５９２号公報等が提案されている。
【０００６】
前記特開昭６３−１６４９９３号公報に記載の構成は、ミシンの往復運動する被軸受部材としての駆動軸と、この駆動軸を支持する軸受部材の何れか一方をセラミックスで形成することによって摺動部位を無給油としたものである。しかしながら、セラミックスにより無給油とした場合においても、摩耗を防止することができず、摩耗粉が発生して縫製物を汚染してしまうという問題点があった。また、同公報には、駆動軸と軸受部材との少なくとも一方に溝を設け、この溝に潤滑油を充填し、この溝に充填された潤滑剤が軸受部材の外部に漏洩するのを防止するために軸受部材の両端部にオイルシールからなる密封装置を配設したものが提案されているが、セラミックスに溝加工を施すのは、セラミックス素材の硬さ、脆さ等の特性により困難さをともない、コストが高く、実用的でないという問題点があった。
【０００７】
また、前記特開平２−１０９５９２号公報に記載の構成は、ミシンの針棒装置において、針棒を、アルミニウム合金を母材としこの母材の表面に硬質アルマイト皮膜を生成させ、この硬質アルマイト皮膜に四フッ化樹脂または二硫化モリブテンを含浸させて形成し、針棒を支持する軸受部材をポリイミド系またはポリイミドアミド系樹脂によって形成することにより、摺動部位を無給油としたものである。しかしながら、硬質アルマイトと樹脂系軸受とにより形成された摺動部位においては、多量の摩耗粉が発生し、この摩耗粉が軸受部材の外部に排出され縫製物を汚染してしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、摺動部位を無給油あるいは微量給油とした場合においても摩耗粉による縫製物の汚染を防止することができる工業ミシン用軸受構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明の工業ミシン用軸受構造の特徴は、少なくとも摺動面が樹脂からなる樹脂層により形成された軸受部材と、この軸受部材により摺動可能に支持され少なくともミシン本体の外部に一部が露出し前記軸受部材の摺動面と摺動可能に当接された上下方向に往復運動可能な被軸受部材と、前記軸受部材のミシン本体の外部に露出している下端部に配設され前記軸受部材の摺動面と前記被軸受部材の被摺動面との摺動により生じる摩耗粉を吸着する油分を含浸した摩耗粉捕獲部材とを有する点にある。前記摩耗粉捕獲部材が、断面略Ｌ字形状に形成された捕獲部材取付体によって軸受部材の下端部の端面に取着されており、前記捕獲部材取付体は、複数の止めねじによって軸受部材の下端部の外周面を囲繞するようにして取着されており、前記捕獲部材取付体は、前記複数の止めねじを緩めることにより着脱可能とされていることが好ましく、さらに、前記被軸受部材が、針棒あるいは押え棒であることが好ましい。
【００１０】
そして、このような構成とすることにより、上下方向に往復する被摺動面と樹脂からなる樹脂層により形成された摺動面とを摺動させることにより、摺動部位を無給油あるいは微量給油とすることができるとともに、摩耗粉捕獲部材によって被摺動面と摺動面とを摺動させることにより生じる摩耗粉を吸着することができるので、摩耗粉による縫製物の汚染を確実に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態により説明する。
【００１２】
図１および図２は本発明に係る工業ミシン用軸受構造を針棒に用いた第１の実施の形態を示すものであり、図１は全体構成の要部を示す斜視図であり、図２は要部の拡大断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態においては、工業ミシン１のミシン本体２は、図１において破線にて示すように、下部にベッド３が配設され、上部にベッド３と平行にしてミシンアーム４が配設されており、ベッド３とミシンアーム４とは、ベッド３の右側に配設された連結部５により連結され、全体として正面略コ字形状に形成されている。
【００１４】
前記ミシンアーム４の内部には、その長手方向の略中央部に略円筒形状に形成された上軸軸受６がその軸芯をベッド３と略平行にして配設されており、この上軸軸受６には、上軸７がベッド３と略平行な略水平にして回動可能に支持されている。この上軸７の右端部近傍には、プーリ８が取着されており、このプーリ８には、ベッド３の右端部に配設された駆動モータの駆動力がタイミングベルト（共に図示せず）を介して伝達されるようになっている。
【００１５】
前記上軸７の左端部近傍には、針棒装置９が配設されている。この針棒装置９は、プーリ側から順に上軸７に配設された針棒クランク１０および針棒クランクロッド１１と、針棒クランクロッド１１に針棒抱き１２を介して上下運動可能に配設された被軸受部材１３としての針棒１４とにより構成されている。
【００１６】
前記ミシンアーム４の左端部近傍には、針棒１４を上下方向に垂直、かつ、上下方向に往復移動可能に支持する軸受部材１５としての上下１対の針棒軸受１６が配設されている。この上下１対の針棒軸受１６の内の、図１において上方に示す一方は、全体がミシンアーム４の左端部の内部に位置する針棒上軸受１６ａとされ、図１において下方に示す他方は、その下端部がミシンアーム４、すなわちミシン本体２の外部に露出した針棒下軸受１６ｂとされている。
【００１７】
図２に詳示するように、本実施の形態の被軸受部材１３としての針棒１４は、鋼材またはアルミニウム合金等の金属により構成されている。尚、図２には、より耐摩耗性の優れたセラミックスからなる被覆層１８が針棒１４の母材１７の表面（外周面）に形成されている。つまり、後述する軸受部材１５の摺動面１９たる針棒軸受１６の摺動面１９ａと摺動する被軸受部材１３の被摺動面２０たる針棒１４の被摺動面２０ａがセラミックスからなる被覆層１８により形成されている。この被覆層１８を形成するセラミックスとしては、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＣｒＮ、ＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）等を例示することができる。
【００１８】
また、本実施の形態の軸受部材１５としての針棒軸受１６は、鋼材またはアルミニウム合金等の金属からなる母材２１の表面（内周面）に樹脂からなる樹脂層２２を形成することにより構成されている。つまり、前記被軸受部材１３の被摺動面２０たる針棒１４の被摺動面２０ａと摺動する軸受部材１５の摺動面１９たる針棒軸受１６の摺動面１９ａが樹脂からなる樹脂層２２により形成されている。この樹脂層２２を形成する樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の耐熱性樹脂を例示することができる。
【００１９】
すなわち、本実施の形態においては、針棒１４のセラミックスからなる被覆層１８により形成された被摺動面２０ａと、針棒軸受１６の樹脂からなる樹脂層２２により形成された摺動面１９ａとにより、無給油状態での針棒１４の高速運転を可能としている。
【００２０】
なお、摺動面１９ａと被摺動面２０との間に、従来より格段に給油量の少ない微量給油あるいはグリース給油を施す構成としてもよい。
【００２１】
前記針棒下軸受１６ｂのミシン本体２の外部に露出している下端部には、摩耗粉を捕獲するための略円環状に形成された摩耗粉捕獲部材２３が配設されており、この摩耗粉捕獲部材２３は、断面略Ｌ字形状に形成された捕獲部材取付体２４によって針棒下軸受１６ｂの下端部の端面に取着されるようになっている。また、捕獲部材取付体２４は、複数の止めねじ２５によって針棒下軸受１６ｂ下端部の外周面を囲繞するようにして取着されており、捕獲部材取付体２４は、各止めねじ２５を緩めることにより着脱可能とされている。
【００２２】
つまり、必要に応じて捕獲部材取付体２４を着脱することにより、摩耗粉捕獲部材２３を容易に交換することができるようになっている。
【００２３】
前記摩耗粉捕獲部材２３は、その内周面が針棒１４と当接するので、毛細管現象を有するとともに針棒１４を損傷しない部材、例えば、フェルト、油芯、不織布、樹脂焼結部材等を素材とし、この素材に油分を含浸させることにより形成されており、軸受部材１５たる針棒軸受１６の端部から外部に排出される摩耗粉を油分の吸着力により捕獲することができるようになっている。
【００２４】
また、摩擦捕獲部材２３の素材に対する油分の供給（含浸）は、素材に予め油分を供給しても、摩擦捕獲部材２３を針棒下軸受１６ｂに取着する際に油分を供給しても、摩擦捕獲部材２３を針棒下軸受１６ｂに取着した後に外部から針棒下軸受１６ｂの摺動面１９ａと針棒１４の被摺動面２０ａとの間の隙間を通して供給してもよい。
【００２５】
前記針棒１４、針棒下軸受１６ｂおよび摩耗粉捕獲部材２３により、本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６が構成されている。
【００２６】
また、針棒下軸受１６ｂに対する摩擦捕獲部材２３の取着構成としては、例えば、図３に示すように、針棒下軸受１６ｂの下端部の樹脂層２２の内周面に環状の溝２７を形成し、この溝２７に円環状に形成した摩耗粉捕獲部材２３の外周部を嵌合する構成や、図４に示すように、針棒下軸受１６ｂの下端部に、軸芯方向に延出するフランジ部２８を樹脂からなる樹脂層２２により形成された摺動面１９ａの下端面から長手方向に間隔をおいて設けることにより、針棒下軸受１６ａの下端部の内周面に環状の溝２９を形成し、この溝２９に円環状に形成した摩耗粉捕獲部材２３の外周部を嵌合する構成等の各種の構成から選択することができ、特に、本実施の形態の取着構成に限定されるものではない。
【００２７】
つぎに、前述した構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
本実施の形態の工業ミシン１の運転が開始されると、図示しない駆動モータの駆動力が図示しないタイミングベルトを介してプーリ８に伝達されて上軸７が、例えば図１において矢印Ａにて示す方向に回転駆動する。この上軸７の回転運動は、針棒クランク１０、針棒クランクロッド１１、針棒抱き１２の順に伝達し、針棒１４は、図１および図２において両矢印Ｂにて示すように上下方向に往復運動を開始する。そして、針棒１４の上下方向への往復運動により、針棒１４の被摺動面２０ａは、上下１対の針棒軸受１６の摺動面１９ａとの間で摺動し摩耗が生じる。
【００２９】
本実施の形態においては、針棒１４の被摺動面２０ａと針棒軸受１６の摺動面１９ａ、すなわち、被摺動面２０（図においてはセラミックスからなる被覆層１８により形成されている）と樹脂からなる樹脂層２２により形成された摺動面１９とを摺動させることにより、摺動部位を無給油あるいは微量給油とした場合の焼付損傷を防止することができるとともに、従来より格段に少ない微量給油状態あるいは無給油状態で高速運動を可能とし、従来の潤滑油による縫製物の汚染を防止することができるものの、針棒軸受１６の樹脂層２２により形成された摺動面１９ａの摩耗、特に、初期摩耗を防止することができず、このままでは、摩耗によって生じる摩耗粉、特に、初期摩耗によって生じる摩耗粉による縫製物の汚染が生じ、ミシンの商品価値が低下してしまう。
【００３０】
しかし、本実施の形態においては、針棒下軸受１６ｂの下端部には油分を含油した摩耗粉捕獲部材２３が配設されており、この摩耗粉捕獲部材２３により、針棒下軸受１６ｂの下端部からベッド３の上面に位置する図示しない縫製物に向かって排出される摩耗粉を含浸させた油分により確実に吸着して捕獲することができるので、摩耗粉による縫製物の汚染を確実に防止することができ、ミシンの商品価値を確実に向上させることができる。
【００３１】
なお、摩耗粉を摩耗粉捕獲部材２３により吸着し続けると、摩耗粉捕獲部材２３の目詰まりが生じることが推考されるが、摩耗粉の発生量は縫製物に付着した際の縫製物に与える影響性からみると一見多量に見えるが、定量的には少なく、ミシン使用上はほとんど目詰まりしない。すなわち、本実施の形態の工業ミシン１を用いて摩耗粉捕獲部材２３の耐久実験をしたところ、一般の１年分の使用時間に対応する連続運転３００〜５００時間の連続運転において目詰まりの発生はなかったことが判明した。但し、本実施の形態においては、摩耗粉捕獲部材２３が目詰まりを生じた場合を想定して、摩耗粉捕獲部材２３の交換を容易に可能にする構成になっている。
【００３２】
また、本実施の形態における工業ミシン用軸受構造２６における摩耗粉の発生は、被摺動面２０と、樹脂からなる樹脂層２２により形成された摺動面１９とが摺動した際に、被摺動面２０と摺動面１９とがなじむまでの初期摩耗により生じるものがほとんどであり、この初期摩耗により生じた摩耗粉が外部に排出されるのを防止することにより、摩耗粉による縫製物の汚染を確実に防止することができるということが実験により判明した。
【００３３】
なお、摩耗粉は、針棒下軸受１６ｂの上端部、針棒上軸受１６ａの上端部および下端部からも排出されるが、この針棒下軸受１６ｂの上端部、針棒上軸受１６ａの上端部および下端部は、ミシン本体２の内部に位置しているので、ミシン本体２の外部へ摩耗粉が排出されることはなく、針棒下軸受１６ｂの上端部、針棒上軸受１６ａの上端部および下端部に摩耗粉捕獲部材２３を必ずしも設ける必然性はないが、必要に応じて、摩耗粉捕獲部材２３をミシン本体２の内部に位置する針棒下軸受１６ｂの上端部や、針棒上軸受１６ａの上端部および下端部に配設することを否定するものではない。
【００３４】
図５は本発明に係る工業ミシン用軸受構造を針棒に用いた第２の実施の形態を示す要部の拡大断面図である。
【００３５】
図５に示すように、本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ａは、前述した第１の実施の形態の軸受部材１５としての針棒下軸受１６ｂのかわりに、全体を樹脂層２２のみにより形成した針棒下軸受１６ｂａを用いたものである。その他の構成は前述した第１の実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６と同様とされている。
【００３６】
このような構成の本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ａは、前述した第１の実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６と同様の効果を奏する。
【００３７】
図６および図７は本発明に係る工業ミシン用軸受構造を押え棒に用いた第３の実施の形態を示すものであり、図６は全体構成の要部を示す斜視図であり、図７は要部の拡大断面図である。なお、前述した実施の形態のものと同一ないしは相当する構成については、図面中に同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３８】
図６に示すように、本実施の形態においては、図６において破線にて示すミシンアーム４の左端部近傍に押え装置３０が配設されている。この押え装置３０は、下端部がミシン本体２の外部に露出した被軸受部材１３としての押え棒３１を有しており、この押え棒３１は、ミシンアーム４の左端部近傍の内部にその下端部がミシンアーム４からベッド３に向かって突出するように、すなわちミシン本体２の外部に露出するようにして配設された軸受部材１５たる押え棒軸受３２と、ミシンアーム４の内部に押え調節ねじ３３を締め付けることにより固定された押え棒案内３４とにより、図６および図７において両矢印Ｃにて示す上下方向に往復移動可能に支持されて配設されている。この押え棒３１の下端には、押え３６が取着されており、押え調節ばね３７により下方に向かって押しつけるように付勢されている。そして、図示しない周知の押え上げおよび膝上げ装置の運動を押え棒抱き３５を介して押え棒３１に伝達することにより押え棒３１の上下運動が行われるようになっている。
【００３９】
図７に詳示するように、本実施の形態の被軸受部材１３としての押え棒３１は、前述した第１の実施の形態の針棒１４と同様に、鋼材またはアルミニウム合金等の金属により構成されている。尚、図７には、より耐摩耗性の優れたセラミックスからなる被覆層１８が押え棒３１の母材３８の表面（外周面）に形成されている。つまり、後述する軸受部材１５の摺動面１９たる押え棒軸受３２の摺動面１９ｂと摺動する被摺動面２０ｂがセラミックスからなる被覆層１８により形成されている。
【００４０】
また、本実施の形態の軸受部材１５としての押え棒軸受３２は、前述した第１の実施の形態の針棒下軸受１６ｂと同様に、鋼材またはアルミニウム合金等の金属からなる母材３９の表面（内周面）に樹脂からなる樹脂層２２を形成することにより構成されている。つまり、前記被軸受部材１３の被摺動面２０たる押え棒３１の被摺動面２０ｂと摺動する軸受部材１５の摺動面１９たる押え棒軸受３２の摺動面１９ｂが樹脂からなる樹脂層２２により形成されている。
【００４１】
すなわち、本実施の形態においては、押え棒３１のセラミックスからなる被覆層１８により形成された被摺動面２０ｂと、押え棒軸受３２の樹脂からなる樹脂層２２により形成された摺動面１９ｂとにより、無給油状態での押え棒３１の高速運転を可能としている。
【００４２】
前記押え棒軸受３２のミシン本体２の外部に露出している下端部には、前述した第１の実施の形態の針棒下軸受１６ａと同様に、摩耗粉捕獲部材２３が配設されている。
【００４３】
前記押え棒３１、押え棒軸受３２および摩耗粉捕獲部材２３により、本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ｂが構成されている。
【００４４】
その他の構成は、前述した第１の実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６と同様とされている。
【００４５】
このような構成の本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ｂは、前述した各実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６，２６Ａと同様の効果を奏する。
【００４６】
図８は本発明に係る工業ミシン用軸受構造を押え棒に用いた第４の実施の形態を示す要部の拡大断面図である。
【００４７】
図８に示すように、本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ｃは、前述した第３の実施の形態の軸受部材１５としての押え棒軸受３２のかわりに、樹脂層２２のみにより形成した押え棒軸受３２ａを用いたものである。その他の構成は前述した第３の実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ｂと同様とされている。
【００４８】
このような構成の本実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６Ｃは、前述した各実施の形態の工業ミシン用軸受構造２６，２６Ａ，２６Ｂと同様の効果を奏する。
【００４９】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、上記セラミックスからなる被覆層に代えて、無電解ニッケルボロンメッキ層、複合ニッケルリンメッキ層、からなる被覆層等、必要に応じて変更することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の工業ミシン用軸受構造によれば、摺動部位を無給油あるいは微量給油とした場合においても摩耗粉を外部に排出することがないので、摩耗粉による縫製物の汚染を確実に防止することができるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工業ミシン用軸受構造を針棒に用いた第１の実施の形態の全体構成の要部を示す斜視図
【図２】図１の要部の拡大断面図
【図３】図１の摩擦捕獲部材の取着構成の変形例を示す要部の拡大断面図
【図４】図１の摩擦捕獲部材の取着構成の他の変形例を示す図３と同様の図
【図５】本発明に係る工業ミシン用軸受構造を針棒に用いた第２の実施の形態の要部を示す拡大断面図
【図６】本発明に係る工業ミシン用軸受構造を押え棒に用いた第３の実施の形態の全体構成の要部を示す斜視図
【図７】図６の要部の拡大断面図
【図８】本発明に係る工業ミシン用軸受構造を押え棒に用いた第４の実施の形態の要部を示す拡大断面図
【符号の説明】
１  工業ミシン
２  ミシン本体
９  針棒装置
１３  被軸受部材
１４  （被軸受部材としての）針棒
１５  軸受部材
１６  （軸受部材としての）針棒軸受
１６ｂ  針棒下軸受
１８  被覆層
１９、１９ａ、１９ｂ  摺動面
２０、２０ａ、２０ｂ  被摺動面
２２  樹脂層
２３  摩耗粉捕獲部材
２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ  工業ミシン用軸受構造
３１  （被軸受部材としての）押え棒
３２  （軸受部材としての）押え棒軸受
【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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