JP2007236902A - モータ駆動式ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動モータをミシンフレーム後壁部に極近接配置して全体構造のシンプル化及びコンパクト化を図りつつ、メンテナンス時には少ない作業労力及び操作手数で容易かつ能率的に駆動モータを退去でき、また、安定よい伝動性能を再現できるようにする。
【解決手段】 ミシンフレーム１の側部外面から後方へ延設されて駆動モータ５を固定支持するモータ取付台１１Ｂを、定位置の上下軸２４軸心周りでの回動により、駆動モータ５がミシンフレーム１の側部外方へ引き出し変位されてミシンフレーム１の直後部から退去された第１状態と、ミシンフレーム１直後部の所定位置に配置して固定された第２状態とに切換え可能に構成している。
【選択図】図３

Description

本発明は、ミシンの主軸を電動モータにより駆動回転させるように構成されているモータ駆動式ミシンに関する。詳しくは、ミシンフレームから側部外方へ突出させた主軸と、前記ミシンフレームの後部に配置された駆動モータの前記主軸に平行に位置する出力軸とを、タイミングプーリ及びタイミングベルトを介して連動連結してなるモータ駆動式ミシンに関するものである。

この種のモータ駆動式ミシンとして、従来、ミシンフレームの側部外面にねじ部材を介して着脱可能としたモータ取付台をミシンフレームの後方へ延設し、その延設取付台部分の内面側に駆動モータを固定支持させるとともに、その出力軸をモータ取付台に形成の孔を通して該モータ取付台の外面側に突出させ、その突出出力軸部分に伝動側のタイミングプーリをねじ部材を介して固定する一方、前記主軸をモータ取付台に形成の孔を通して該モータ取付台の外面側にまで突出させ、その突出主軸部分にねじ部材を介して受動側のタイミングプーリを固定し、これら両タイミングプーリ間に亘ってタイミングベルトを巻回張設してなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

中華民国（台湾）発明公開２００５０６１２９号公報

かかるモータ駆動式ミシンでは、上記特許文献１に図示されていることからも明らかなように、ミシンフレームの側部外方へ駆動モータが大きくはみ出さないように、また、ミシンの前後長もできるだけ短くなるように、駆動モータをミシンフレームの直後部でミシンフレームの後壁部に極近接して配置することにより、ミシン全体の構造シンプル化並びにコンパクト化を図る構成が採られている。

ところで、ミシンにおいては、ミシンフレームの内部機構を定期的に点検や調整、補修等のメンテナンスするために、ミシンフレームの後壁部や側壁部に、着脱自在あるいは揺動開閉自在なカバーが設けられているのが一般的であり、ユーザーサイドでこのカバーを着脱あるいは開閉してメンテナンスを行う際、ミシンフレームの後部や側部に広い作業スペースを確保することが望まれるが、そのためにはミシンフレームに極近接配置されてメンテナンス作業の邪魔になる駆動モータをミシンフレームの直後位置から他の場所に退去させることが必要である。その退去手段として、駆動モータを単独にモータ取付台から取り外す手段か、若しくは、駆動モータ、モータ取付台、両タイミングプーリ及びタイミングベルトといった伝動アッセンブリの構成要素を分解し取り外す手段か、のいずれかを採用しなければならない。

しかし、後者手段の場合は、メンテナンスの度に伝動アッセンブリの構成要素を一つづつ順番に取り外し（分解）、かつ、メンテナンス終了後は再び一つづつ取り付ける（組付け）といった非常に複雑かつ多大な操作手数を要するばかりでなく、組付け後は、ミシン出荷時の品質保証のためにメーカーサイド等において予め精密に調整されていたモータ出力軸と主軸との軸間距離が微妙に変動し、その結果、タイミングベルトへの負荷張力が変化して所定の伝動性能を安定よく再現させることができない。特に、ベルトへの負荷張力が過剰となった場合、それだけベルトに作用する摩擦熱が異常に増大してベルト寿命にも悪影響を及ぼすという問題がある。また、前者手段のように駆動モータをモータ取付台から単独に取り外す場合は、後者手段に比して操作手数は少なくなるものの、重い駆動モータを支えながら取付けねじを緩めたり締付けたりしなければならないために大きな作業労力を要し、また、この前者手段の場合でもモータ出力軸に固定されている伝動側のタイミングプーリをねじ部材を緩めて該出力軸から固定解除した後、駆動モータを取り外し、また、メンテナンス終了後は駆動モータをモータ取付台の所定位置に取り付けた後、その出力軸に再びねじ部材を締め付けてタイミングプーリを固定し取り付けるといった具合に面倒な操作を要するとともに、伝動側タイミングプーリの取り外しに伴って前記軸間距離が微妙に変動することは避けられず、それに起因して所定の伝動性能を安定よく再現しベルト寿命への悪影響をなくすることが難しいという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、駆動モータをミシンフレームの直後部でミシンフレームの後壁部に極近接配置して全体構造のシンプル化並びにコンパクト化を図る構成としつつも、メンテナンス時には少ない作業労力及び操作手数で容易かつ能率的に駆動モータを退去させることができ、しかも、伝動性能を常に安定よい状態に再現することができるモータ駆動式ミシンを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るモータ駆動式ミシンは、ミシンフレームから側部外方へ突出された主軸と、前記ミシンフレーム後部にその出力軸が前記主軸と平行に位置するように配置された駆動モータと、前記主軸が突出する側のミシンフレームの側部から後方へ延設されて前記駆動モータを固定支持するモータ取付台と、前記駆動モータの出力軸と前記主軸とをミシンフレームの側部外方位置で連動連結するタイミングプーリ及びタイミングベルトとを備えてなるモータ駆動式ミシンであって、前記モータ取付台が上下軸心周りの回動により、前記駆動モータをミシンフレームの側部外方へ引き出し変位させた第１状態とミシンフレーム後部の所定位置に配置して固定させた第２状態とに切換え可能に構成されていることを特徴としている。

上記のごとき特徴構成を有する本発明によれば、メンテナンスが必要になった時、タイミングベルトのみを取り外した上、モータ取付台を上下軸心周りに回動させて駆動モータがミシンフレームの側部外方へ引き出し変位された第１状態に切換えるだけで、駆動モータをミシンフレームの直後位置から退去させてミシンフレームの後部にメンテナンスを楽にかつ容易に行うに十分な広い作業スペースを確保することが可能であり、また、メンテナンス終了後は、モータ取付台を上下軸心周りに回動させて駆動モータがミシンフレーム後部の所定位置に配置し固定される第２状態に切換え、かつ、外していたタイミングベルトを掛け渡すだけで、通常の縫製使用状態に復帰させることが可能である。

したがって、駆動モータをミシンフレームの直後部でミシンフレームの後壁部に極近接配置してミシン全体構造のシンプル化並びにコンパクト化を図りつつも、メンテナンス時に伝動アッセンブリの構成要素を一つ一つ分解し、メンテナンス後に一つ一つ組付けるといった多大な操作手数、あるいは、メンテナンス時にタイミングプーリをモータ出力軸から固定解除して取り外したうえ、重い駆動モータを支えながらモータ取付台から取り外し、メンテナンス後に再度それらを順次取り付けるといった面倒かつ作業労力の大きい操作を要することなく、駆動モータを少ない労力及び操作手数で容易かつ能率的に退去させたり復帰させたりすることができる。しかも、モータ取付台を定位置の上下軸心周りで回動させればよいので、上記の退去・復帰時に駆動モータの出力軸と主軸との軸間距離が変動するようなことが全くなく、ミシン出荷時にメーカーサイド等で精密に調整されている一定の軸間距離を確実に保持することができ、メンテナンス後においても、適正、良好な伝動性能を安定よく再現することができる。殊に、タイミングベルトへの負荷張力が過不足になることによる伝動性能やベルト寿命の低下などの不都合も防止できるという効果を奏する。

本発明に係るモータ駆動式ミシンにおいて、請求項２に記載のように、前記モータ取付台が、前記フレームの側部外面に固定解除可能に取り付けられた前部固定取付台の後端部に前記第１状態と第２状態とに切換え可能に枢支連結されているもの、すなわち、モータ取付台をミシンフレームの側部外面からミシンフレームの後方にまで延設された前後一連ものに構成する場合は、ミシンフレームにモータ取付台の枢支連結用ブラケットを固定するなどの改良を要することなく、駆動モータ、モータ取付台、両タイミングプーリ及びタイミングベルトといった伝動アッセンブリを既存のミシンに後付けして、上述したような全体構造のシンプル化、コンパクト化並びにメンテナンスの容易化を簡単に実現することができる。

特に、本発明は、請求項３に記載のように、駆動モータが所定位置に配置されミシンフレームの後面部に着脱自在な後カバーが設けられており、この後カバーを着脱してミシンフレームの内部機構に対するメンテナンスを行うモータ駆動式ミシンに対して非常に有効に適用可能である。

また、前記モータ取付台が、前記フレームの側部外面に固定解除可能に取り付けられた前部固定取付台の後端部に枢支連結される構成（請求項２）とした場合において、請求項４に記載のように、駆動モータがミシンフレーム後部の所定位置に配置し固定される前記第２状態において、前記モータ取付台と前部固定取付台とに亘って掛け渡し当接可能で、その掛け渡し当接状態で両取付台に各々固定することにより、それら両取付台を一直線状に固定保持可能な取付台固定用補強部材を設けることが好ましい。この場合は、ミシンの動作時にタイミングベルトに負荷される高張力に起因してモータ取付台に作用することになる上下軸心周りの大きな回転モーメントに十分対抗させてモータ取付台を所定位置、所定姿勢に確実強力に固定保持させることができる。したがって、前記回転モーメントにより駆動モータの出力軸が主軸に対して傾き変位して軸間距離が変動し、その結果、駆動モータから主軸への回転力伝動性能が低下するとか、極端にはタイミングベルトが不測に外れてしまうなどの不良事態の発生を確実に防止できる。

また、前記モータ取付台が、前記フレームの側部外面に固定解除可能に取り付けられた前部固定取付台の後端部に枢支連結される構成（請求項２）とした場合において、請求項５に記載のように、前記前部取付台に、前記主軸側のタイミングプーリを回転自在に支承するベアリングを保持させた構成とすることが好ましい。この場合は、初期組付け時にモータ取付台に対するベアリングの位置を調整することで、駆動モータの出力軸と主軸との軸間距離を容易かつ精密に適正化して出荷時の伝動性能、ひいてはミシンの品質を良好にしその状態を長期に亘って維持することができる。

さらに、本発明に係るモータ駆動式ミシンにおいて、請求項５に記載のように、前記両タイミングプーリ、タイミングベルトを覆うベルトカバーを、前記モータ取付台の外面またはモータ取付台及びミシンフレームの側部外面に離脱可能に取付けることが好ましい。この場合は、メンテナンス時にベルトカバーの着脱が必要になるものの、通常の縫製使用時にはミシンフレームの側部に露出状態にある伝動アッセンブリを覆って作業者等に対する安全性を確保することができる。

以下、本発明の第一の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係るモータ駆動式ミシン全体の概略斜視図であり、この図１において、１はミシンベッド部１Ａ及びミシンアーム部１Ｂからなるミシンフレームで、このミシンフレーム１におけるミシンベッド部１Ａの前面下部から縫製進行方向ａとは逆方向（ミシン前方）に向けてシリンダベッド部２が延設されているとともに、前記ミシンフレーム１におけるミシンベッド部１Ａの後部には、ミシンフレーム１内に組み込まれている内部機構（図示省略する）に対して点検や調整、補修等の各種メンテナンスを行うときの開口部を開閉する着脱自在な後カバー３が設けられている。図１の２２は糸調子器、２３はハンドプーリである。

前記ミシンフレーム１におけるミシンベッド部１Ａからは、図２及び図３に明示するように、そのミシンベッド部１Ａの側部外方へ向けて主軸４が突出されている。一方、前記ミシンフレーム１におけるミシンベッド部１Ａの直後部で前記後カバー３に極近接する位置には電動式駆動モータ５がその出力軸５ａを前記主軸４と平行に位置させて配置されている。

前記ミシンフレーム１におけるミシンベッド部１Ａの側部外面には複数本の第１ねじ部材１２（図面上では４本で示すが、３本でも５本以上であってもよい）を介して前部の固定モータ取付台１１Ａが固定解除可能に取り付けられているとともに、この前部の固定モータ取付台１１Ａの後端部には、前後から相互に嵌まり合うように形成された雄雌の嵌合部１１ａ，１１ｂを上下方向に貫通する軸２４を介して、その上下軸心周りに回動可能なモータ取付台１１Ｂが枢支連結されており、この後部の可動モータ取付台１１Ｂと前記前部の固定モータ取付台１１Ａとにより前後に一連の長尺矩形板状モータ取付台１１が形成されている。

そして、このモータ取付台１１のうち、後部の可動モータ取付台１１Ｂの内面側に前記駆動モータ５が複数本のビス１３（図面上では４本で示すが、３本でも５本以上であってもよい）を介して固定支持されている。このような構成によって、前記後部可動モータ取付台１１Ｂを前部固定モータ取付台１１Ａに対して前記上下軸２４の軸心周りに回動させることにより、前記駆動モータ５をミシンベッド部１Ａの側部外方へ引き出し変位させた第１状態とミシンベッド部１Ａの直後部の所定位置に配置した第２状態との切換え可能としている。

前記駆動モータ５の出力軸５ａは、前記モータ取付台１１の後部可動モータ取付台１１Ｂに形成の挿通孔１４を貫通してモータ取付台１１（１１Ｂ）の外面側に突出され、その突出出力軸５ａ部分にビス７を介して伝動側のタイミングプーリ９が固定されている一方、前記モータ取付台１１の前部固定モータ取付台１１Ａの主軸４に対応部分には、該主軸４に側部外方から嵌合離脱可能なアダプタ１５をベアリング１６及びベアリング押え１７を介して回転自在に支承するベアリング圧入孔１８が形成され、この圧入孔１８に圧入固定された前記ベアリング１６を介して回転自在に支承された前記アダプタ１５の外面側に当接させて前記主軸４に嵌合させた受動側のタイミングプーリ８がビス１９を介して主軸４に固定されている。

前記伝動側のタイミングプーリ９と受動側のタイミングプーリ８との間には、前記主軸４と駆動モータ５の出力軸５ａとを連動連結するためのタイミングベルト１０が巻回張設されている。このタイミングベルト１０の負荷張力は、ミシン出荷時にメーカーサイドにおいて、前記ベアリング１６の前部固定モータ取付台１１Ａに対する固定位置を調節して主軸４と駆動モータ５の出力軸５ａとの軸間距離Ｌ（図３参照）を精密に調整することで、予め最適な値に設定されている。

前記モータ取付台１１の側部外方には、前後のモータ取付台１１Ａ、１１Ｂを前記第２状態としたとき、それら前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂの外面間に亘って掛け渡し状態に当接可能な長さを有する取付台固定保持用補強部材２５が設けられており、この補強部材２５を前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂの外面間に亘る掛け渡し当接状態で第２ねじ部材２６（図面上では４本で示すが、２本以上であればよい）を介して前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂに固定することにより、それら前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂを前後一直線状に固定保持可能に構成している。

また、前記モータ取付台１１の外面側には、前記両タイミングプーリ８，９及びタイミングベルト１０を覆うベルトカバー２０がボルト２１（図面上では２本で示すが、３本以上であってもよい）を介して離脱可能に取り付けられている。

上記のように構成されたモータ駆動式ミシンにおいて、通常の縫製使用時は、図３に示すように、モータ取付台１１の前後両取付台１１Ａ，１１Ｂがそれらの外面間に亘って掛け渡し当接され、かつ、固定される補強部材２５により前後一直線状に固定保持された第２状態にあるとともに、駆動モータ５の出力軸５ａと主軸４とがタイミングプーリ９，８及びタイミングベルト１０を介して連動連結されており、この状態で駆動モータ５を作動させることにより、その駆動回転力がタイミングプーリ９，８及びタイミングベルト１０を経て主軸４に伝達されて所定の縫製動作が行われる。

そして、ミシンフレーム１の内部機構の点検、調整や補修等のメンテナンスが必要になったときは、ボルト２１を緩めてベルトカバー２０をモータ取付台１１から離脱した上、タイミングベルト１０を取り外すとともに、第２ねじ部材２６を緩めて前記補強部材２５をモータ取付台１１から固定解放した後、後部可動モータ取付台１１Ｂを前部固定モータ取付台１１Ａに対して上下軸２４の軸心周りで矢印Ｘ方向に回動させて駆動モータ５、後部可動モータ取付台１１Ｂ及び伝動側のタイミングプーリ９を、図４に示すように、モータ出力軸５ａが主軸４に対し直交またはほぼ直交する姿勢となるようにミシンベッド部１Ｂの側部外方へ引き出し変位させた第１状態に切換えることによって、ミシンフレーム１におけるミシンベッド部１Ａの後部に駆動モータ５が退去された広い作業スペースを確保し、この状態で後カバー３を離脱することで開口部を開いて所定のメンテナンスを楽にかつ容易に行うことができる。

また、メンテナンス終了後は、後カバー３を固定して開口部を閉塞したのち、前記後部可動モータ取付台１１Ｂを前部固定モータ取付台１１Ａに対して上下軸２４の軸心周りで矢印Ｙ方向に回動させて駆動モータ５、後部可動モータ取付台１１Ｂ及び伝動側のタイミングプーリ９を、図３に示すように、モータ出力軸５ａが主軸４に対し平行姿勢となるようにミシンベッド部１Ｂの直後部の所定位置に配置するとともに、前記補強部材２５を前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂの外面間に亘って掛け渡し当接し、かつ、第２ねじ部材２６を介して前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂに固定して、それら前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂを前後一直線状に固定保持させた第２状態に切換え、その後、タイミングベルト１０を両タイミングプーリ８．９間に巻回した上、ボルト２１を介してベルトカバー２０をモータ取付台１１に固定することによって、通常の縫製使用状態に復元することができる。

上記のように、駆動モータ５をミシンフレーム１の直後部でミシンベッド部１Ａの後壁部に極近接配置してミシン全体構造のシンプル化並びにコンパクト化を図りつつも、メンテナンス時に伝動アッセンブリの構成要素を一つ一つ分解し、メンテナンス後に一つ一つ組付けるといった多大な操作手数、あるいは、メンテナンス時に伝動側のタイミングプーリ９をモータ出力軸５ａから固定解除して取り外したうえ、駆動モータ５を手で支えながらモータ取付台１１から取り外し、メンテナンス後に再度それらを順次取り付けるといった面倒な操作を要することなく、駆動モータ５の重量を後部可動モータ取付台１１Ｂに預けたままで、該後部可動モータ取付台１１Ｂ上下軸２４の軸心周りに回動させるといった少ない作業労力及び操作手数で容易かつ能率的に駆動モータ５を退去させたり復帰させたりすることができる。

また、後部可動モータ取付台１１Ｂは定位置の上下軸２４の軸心周りで回動させればよいので、上記の退去・復帰時に駆動モータ５の出力軸５ａと主軸４との軸間距離Ｌが変動するようなことが全くなく、ミシン出荷時にメーカーサイド等で精密に調整されている一定の軸間距離を確実に保持することが可能で、メンテナンス後においても、適正、良好な伝動性能を安定よく再現することができる。殊に、タイミングベルト１０への負荷張力が過不足なく初期調整時の値に保持して伝動性能の低下やベルト寿命への悪影響を防止することができる。

なお、上記実施の形態では、前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂを前後一直線状に固定保持するための補強部材２５として、それら前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂの下方部外面間に亘って一直線状に掛け渡し当接可能な長さを有するものを用いたが、図２の仮想線で示すように、側面視が略コの字形状で前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂの外面の上下二箇所に亘って掛け渡し当設可能な形態のものを用いてもよい。この場合は、第２状態（縫製動作状態）でタイミングベルト１０に負荷される高張力に起因して後部可動モータ取付台１１Ｂに作用する上下軸心周りの大きな回転モーメントに十分対抗させて前後両モータ取付台１１Ａ，１１Ｂを一層確実強力に一直線状に固定保持することができる。

また、前記補強部材２５としては、断面角型のバー部材であっても、フラットバーをＬ字型に屈曲加工したものであってもよい。

さらに、上記実施の形態では、モータ取付台１１を前後二つに分割し、そのうち、後部の取付台１１Ｂを前部の取付台１１Ａに対して上下軸心周りに回動可能に枢支連結したもので説明したが、前部取付台１１Ａは用いず、後部取付台１１Ｂをミシンベッド部１Ｂに固着したブラケットに上下軸心周りに回動可能に枢支保持させた構成としてもよい。

本発明に係るモータ駆動式ミシン全体の概略斜視図である。 要部の拡大分解斜視図である。 通常の縫製使用状態を示す要部の拡大横断面図である。 メンテナンス時の駆動モータ退去状態を示す要部の拡大横断面図である。

符号の説明

１ ミシンフレーム
３ 後カバー
４ 主軸
５ 駆動モータ
５ａ 出力軸
８，９ タイミングプーリ
１０ タイミングベルト
１１ モータ取付台
１１Ａ 前部固定モータ取付台
１１Ｂ 後部可動モータ取付台
１６ ベアリング
２０ ベルトカバー
２５ 取付台固定用補強部材

Claims (6)

1. ミシンフレームから側部外方へ突出された主軸と、前記ミシンフレーム後部にその出力軸が前記主軸と平行に位置するように配置された駆動モータと、前記主軸が突出する側のミシンフレームの側部から後方へ延設されて前記駆動モータを固定支持するモータ取付台と、前記駆動モータの出力軸と前記主軸とをミシンフレームの側部外方位置で連動連結するタイミングプーリ及びタイミングベルトとを備えてなるモータ駆動式ミシンであって、
   前記モータ取付台が上下軸心周りの回動により、前記駆動モータをミシンフレームの側部外方へ引き出し変位させた第１状態とミシンフレーム後部の所定位置に配置して固定させた第２状態とに切換え可能に構成されていることを特徴とするモータ駆動式ミシン。
2. 前記モータ取付台が、前記フレームの側部外面に固定解除可能に取り付けられた前部固定取付台の後端部に前記第１状態と第２状態とに切換え可能に枢支連結されている請求項１に記載のモータ駆動式ミシン。
3. 前記駆動モータが所定位置に配置されるミシンフレーム後面部には、着脱自在な後カバーが設けられている請求項１または２に記載のモータ駆動式ミシン。
4. 前記第２状態において前記モータ取付台と前部固定取付台とに亘って掛け渡し当接可能で、その掛け渡し当接状態で両取付台に各々固定することにより、それら両取付台を一直線状に固定保持可能な取付台固定用補強部材が設けられている請求項２に記載のモータ駆動式ミシン。
5. 前記前部取付台には、前記主軸側のタイミングプーリを回転自在に支承するベアリングが保持されている請求項２〜４のいずれかに記載のモータ駆動式ミシン。
6. 前記両タイミングプーリ、タイミングベルトを覆うベルトカバーが、前記モータ取付台の外面またはモータ取付台及びミシンフレームの側部外面に離脱可能に取付けられている請求項１〜５のいずれかに記載のモータ駆動式ミシン。

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