JP2008183077A - ミシンの軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ミシンの軸受構造において、潤滑剤収容溝からの放熱を促進して潤滑剤収容溝内の潤滑剤の温度上昇を抑制し、その温度上昇による潤滑剤の品質劣化を防止でき、潤滑剤の潤滑性や耐久性を長期間維持すること。
【解決手段】針棒８と針棒軸受部材１０との摺動抵抗により発熱して、その熱が潤滑剤収容溝１６に伝達され、潤滑剤収容溝１６から放熱を促進する為に、空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する熱放熱部材１７を係止溝１８に設けた。
【選択図】図４

Description

本発明は、ミシンの軸受構造に関し、特に、作動軸を支持する軸受部材に形成された潤滑剤収容溝からの放熱を促進する放熱促進部材を設けたものに関する。

従来、一般的に、機械駆動系においては、軸心方向に往復移動する摺動軸又は軸心回りに回転する回転軸からなる作動軸を軸受け部材で支持する場合、作動軸がスムーズに作動できるように、作動軸と軸受け部材との間にグリース等の潤滑剤を用いることで、作動軸の焼付けを防止するようにしている。特に、工業用ミシンにおいては、ドライ化を促進する関係上、高速で回転するミシン主軸を回転可能に支持し又は高速で上下動するミシンの針棒を摺動可能に支持する軸受部材の摺動面に用いる潤滑剤としてグリースを採用している。

例えば、特許文献１に記載のミシン用摺動装置は、上下動する針棒の外周面のうちの針棒軸受部材で支持される摺動面となる部分に、微小深さを有する環状溝が所定間隔毎に軸方向に複数形成され、各環状溝にグリースが充填されている。一方、略円筒形状の針棒軸受部材の内部に、内周面に開口する幅広で環状のグリース保持部が形成され、そのグリース保持部にもグリースが充填されている。このように、針棒に設けた複数の環状溝と針棒軸受部材のグリース保持部との両方でグリースを保持できるため、摺動部位の摩耗や焼付けによる損傷を防止するようにしてある。
特開２００２−４５５８７号公報

従来、針棒軸受部材を針棒支持台またはミシンフレームに固定するために、針棒軸受部材の外周に環状の溝を設け、針棒支持台又はミシンフレームを介してその溝に止めネジを当接させている。
特許文献１のミシン用摺動装置においては、縫製時における針棒の上下動により、針棒と針棒軸受部材との間の摺動部位に摩擦抵抗が生じて熱が発生する。そして、その熱が、針棒軸受部材や針棒軸受部材のグリース保持部に伝達され、そのグリース保持部に充填されたグリースの温度が上昇する。そのため、その温度上昇によりグリースの品質が劣化して、グリースの潤滑性や耐久性が低下し、グリースの性能や寿命を長期間に亙って維持できないという問題がある。

更に、針棒軸受部材の外周に設けた環状の溝は、針棒支持台またはミシンフレームと接触しておらず、摩擦抵抗によって生じた熱が針棒支持台またはミシンフレームに伝達されない。従って、針棒軸受部材に熱が蓄積され、グリースの温度上昇が促進されるという問題があった。

本発明の目的は、ミシンの軸受構造において、潤滑剤収容溝からの放熱を促進して潤滑剤の温度上昇を抑制すること、温度上昇による潤滑剤の品質劣化を防止すること、潤滑剤の潤滑性や耐久性を長期間維持すること、などである。

請求項１のミシンの軸受構造は、軸心方向に往復移動する摺動軸又は軸心回りに回転する回転軸からなる作動軸を支持する為に外周に設けられた係止溝を介してミシン機枠に固定された軸受部材と、軸受部材と作動軸との摺動面に開口するように軸受部材に形成され潤滑剤が充填された環状の潤滑剤収容溝とを備えたミシンの軸受構造において、潤滑剤収容溝からの放熱を促進する為に、空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する放熱促進部材を前記係止溝に設けたものである。

摺動軸が、軸受部材の潤滑剤収容溝に充填された潤滑剤を介して、軸受部材により軸心方向に往復移動すると、摺動軸と軸受部材との摺動面が摺動抵抗により発熱し、その熱が軸受部材や潤滑剤収容溝に伝達される。さらに、係止溝に設けた放熱促進部材により、潤滑剤収容溝から係止溝への放熱が促進されるので、潤滑剤収容溝内の潤滑剤の温度上昇が抑制される。

回転軸が、軸受部材の潤滑剤収容溝に充填された潤滑剤を介して、軸心回りに回転すると、回転軸と軸受部材との摺動面が摩擦抵抗により発熱し、その熱が軸受部材や潤滑剤収容溝に伝達される。さらに、係止溝に設けた放熱促進部材により、潤滑剤収容溝から係止溝への放熱が促進されるので、潤滑剤収容溝内の潤滑剤の温度上昇が抑制される。

請求項２のミシンの軸受構造は、請求項１の発明において、放熱促進部材はサーマルグリースからなり、係止溝は、軸受部材の外周に環状に形成し、前記サーマルグリースを前記係止溝に収容したことを特徴としている。

請求項３のミシンの軸受構造は、請求項１又は２の発明において、係止溝は、潤滑剤収容溝に対向する位置に設けられたことを特徴としている。
請求項４のミシンの軸受構造は、請求項１〜３の発明の何れかにおいて、摺動軸はミシンの針棒であることを特徴としている。
請求項５のミシンの軸受構造は、請求項１〜３の発明の何れかにおいて、回転軸はミシン主軸であることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、摺動軸又は回転軸からなる作動軸と、係止溝と、軸受部材と、軸受部材に形成された潤滑剤収容溝とを備え、空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する放熱促進部材を係止溝に設けたので、潤滑剤収容溝から係止溝への放熱を促進して、潤滑剤収容溝内の潤滑剤の温度上昇を抑制することができる。また、その温度上昇による潤滑剤の品質劣化を防止でき、潤滑剤の潤滑性や耐久性を長期間に亙って維持することができる。

請求項２の発明によれば、放熱促進部材はサーマルグリースからなり、係止溝は、軸受部材の外周に環状に形成し、サーマルグリースを係止溝に収容したので、潤滑剤収容溝から係止溝への放熱の促進を確実に高めることができる。
請求項３の発明によれば、係止溝は、潤滑剤収容溝に対向する位置に設けられたので、潤滑剤収容溝から係止溝への放熱を効率よく促進することができる。

請求項４の発明によれば、摺動軸はミシンの針棒であるので、針棒と軸受部材との摺動面で発生する熱に起因するミシンの針棒の焼付けを防止することができる。
請求項５の発明によれば、回転軸はミシン主軸であるので、ミシン主軸と軸受部材との摺動面で発生した熱に起因するミシン主軸の焼付けを防止することができる。

本実施例は、軸心方向に往復移動する摺動軸又は軸心回りに回転する回転軸からなる作動軸を支持する為に外周に設けられた係止溝を介してミシン機枠に固定された軸受部材と、軸受部材と作動軸との摺動面に開口するように軸受部材に形成された潤滑剤が充填された環状の潤滑剤収容溝を備えたミシンの軸受構造に、本発明を適用した場合の一例である。

以下、本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１、図２に示すように、この電子ミシンＭは、回転釜等の糸輪補足器を有するベッド部２と、ベッド部２の右端部に立設された脚柱部３と、脚柱部３の上端から左方に延びるアーム部４を有する。ベッド部２には、図示を省略するが、ミシン主軸６（図２参照）と同期して回転する釜軸（下軸）により駆動される回転釜等が設けられている。

アーム部４には、左右方向向きにミシン主軸６（これが回転軸に相当する）が水平に配設され、このミシン主軸６は主軸軸受部材７（これが軸受部材に相当する）により軸心回りに回転可能に支持されている。アーム部４の頭部５には、ミシン主軸６の左端部と連結し、針棒８（これが摺動軸に相当する）を上下駆動させる針棒上下動機構９が配設されている。尚、ミシン主軸６と針棒８が作動軸に相当する。

図２，図３に示すように、針棒８は、ミシン機枠Ｆの頭部フレーム５ａに固定された針棒軸受部材１０（これが軸受部材に相当する）により上下（軸心方向）に往復移動可能に支持され，その下端部に縫針１１が着脱可能に装着されている。針棒８の高さ方向中間部には、針棒抱き１２が固着されている。

ミシン主軸６の左端部に連結ピン１３ａを有する針棒クランク１３が固着され、その連結ピン１３ａに針棒クランクロッド１４の上端部が回動可能に枢着されている。針棒クランクロッド１４の下端部は、針棒抱き１２を介して針棒８に連結されている。

図３，図４に示すように、軸受構造１において、針棒軸受部材１０は、上下１対の軸受部材１０ａ，１０ｂで構成されている。
図４に示すように、下側の針棒軸受部材１０ａには、潤滑剤が充填される環状の潤滑剤収容溝１６と、放熱促進部材１７が収容される環状の溝（係止溝）１８とが夫々設けられている。頭部フレーム５ａに貫通状に形成したネジ孔に止めネジ（セットビス）１９を螺着させて、止めネジ１９の先端を溝１８の内壁に押し付けることで、上側の針棒軸受部材１０ａが頭部フレーム５ａに固定されている。

潤滑剤収容溝１６は、その針棒軸受部材１０ａの内周面の中央部に設けられ、針棒８の外周面と下側の針棒軸受部材１０ａの内周面との摺動面（摺動部位）に開口するように形成されている。この潤滑剤収容溝１６の上下方向幅寸法は、約５ｍｍで、溝の深さは、約０．５ｍｍである。ここで、針棒８の外周面と針棒軸受部材１０ａの内周面との摺動隙間は、約０．０２ｍｍであり、微小である。

溝１８は、その針棒軸受部材１０ａの外周面において、潤滑剤収容溝１６と対向する位置に設けられ、下側の針棒軸受部材１０ａの外周面とその針棒軸受部材１０ａを固定する頭部フレーム５ａの下部の固定面との嵌合面に開口するように形成されている。この溝１８の上下方向幅寸法は、約８ｍｍで、溝の深さは約０．５ｍｍである。

図３に示すように、上側の針棒軸受部材１０ｂにも、環状の潤滑剤収容溝１６と環状の溝１８とが夫々設けられている。
潤滑剤収容溝１６は、その針棒軸受部材１０ｂの内周面の下端近傍部に設けられ、針棒８の外周面と針棒軸受部材１０ｂの内周面との摺動面に開口するように形成されている。

溝１８は、その針棒軸受部材１０ｂの外周面の上端近傍部に設けられ、針棒軸受部材１８ｂの外周面とその針棒軸受部材１０ｂを固定する頭部フレーム５ａの上部の固定面との嵌合面に開口するように形成されている。潤滑剤収容溝１６と溝１８は、夫々、下側の針棒軸受部材１０ａに設けられた潤滑剤収容溝１６及び溝１８と同一の上下方向幅寸法及び溝の深さを有する。

次に、放熱促進部材１７について説明する。
図４に示すように、放熱促進部材１７は、溝１８に半固体状に収容されるサーマルグリースであり、潤滑剤収容溝１６を囲繞するように環状に設けられている。サーマルグリースは、潤滑剤収容溝１６が形成された薄肉の針棒軸受部材１０ａ、１０ｂに蓄積された熱を頭部フレーム５ａに伝達するものであり、例えば、シリコーンオイルを基油として、熱伝導性充填剤として無機粉末（酸化亜鉛、酸化チタン、金、銀もしくは銅など）を含有したものである。サーマルグリースの熱伝導率は、４．５Ｗ／ｍ・Ｋであり、空気の熱伝導率は、０．０２４１Ｗ／ｍ・Ｋである。

次に、実施例１のミシンの軸受構造１の作用効果について説明する。
縫製に際して電子ミシンＭが始動され、前述した針棒上下動機構９により、針棒８が上下に往復駆動され、縫針１１とベッド部２に設けられた回転釜との協働により、布地に縫目が形成される。針棒８が高速で上下に摺動すると、上下１対の針棒軸受部材１０ａ，１０ｂの潤滑剤収容溝１６に充填された潤滑剤１５が針棒８薄膜状に付着するので、針棒８は円滑に上下に往復移動する。

針棒８が上下に往復移動する際、針棒８の外周面と上下１対の針棒軸受部材１０ａ，１０ｂの内周面との摺動面が摺動抵抗により発熱し、その熱が針棒軸受部材１０ａ，１０ｂや針棒軸受部材１０ａ，１０ｂの潤滑剤収容溝１６に伝達される。さらに、溝１８内のサーマルグリースにより、潤滑剤収容溝１６から溝１８への放熱が促進され、最終的に、ミシン機枠Ｆ側へ熱を逃がす。このため、潤滑剤収容溝１６内の潤滑剤１５の温度上昇を抑制し、その温度上昇による潤滑剤１５の品質劣化を防止でき、潤滑剤１５の潤滑性や耐久性を長期間に亙って維持することができる。

また、溝１８が、潤滑剤収容溝１６に対向する位置に設けられているので、潤滑剤収容溝１６から溝１８への放熱を効率よく促進することができる。針棒８と針棒軸受部材１０ａ，１０ｂとの摺動面で発生する熱に起因する針棒８の焼付けを確実に防止することができる。

ここで、実施例１を部分的に変更する変更例について説明する。
１〕実施例１では、放熱促進部材１７として、サーマルグリースを採用したが、空気の熱伝導率よりも高いアルミ製のリングを採用してもよい。尚、この場合、止めネジ１９が係合する部分は、切欠いた構成とする必要がある。

２〕下側の針棒軸受部材１０ａにおいて、溝１８を潤滑剤収容溝１６に対向する位置以外に設けてもよい。

次に、実施例２に係るミシンの軸受構造１Ａについて図５に基づいて説明する。この実施例２は、ミシン主軸６の軸受構造１Ａに関するものである。尚、前記実施例１の軸受構造１と同様の部材に同一の符号を付して説明を省略する。
図５に示すように、軸受構造１Ａにおいて、主軸軸受部材７は、上下１対の軸受部材７ａ、７ｂで構成されている。
上側の主軸軸受部材７ａには、潤滑剤１５が充填される環状の潤滑剤収容溝１６Ａと、放熱促進部材１７が収容された環状の溝（環状溝）１８Ａとが設けられている。アーム部フレーム４ａに貫通状に形成したネジ孔に止めネジ（セットビス）１９ａを螺着させて、止めネジ１９ａの先端を溝１８Ａの内壁に押し付けることで、上側の主軸軸受部材７ａがアーム部フレーム４ａに固定されている。

潤滑剤収容溝１６Ａは、上側の主軸軸受部材７ａの内周面の左右方向中央部において、主軸軸受部材７の内周面とミシン主軸６の外周面との摺動面に開口するように形成されている。この潤滑剤収容溝１６Ａの左右方向幅寸法は、約５ｍｍ〜１０ｍｍで、溝の深さは、約０．５ｍｍである。ここで、ミシン主軸６の外周面と主軸軸受部材７の内周面との摺動隙間は、約０．０２ｍｍであり、微小である。

溝１８Ａは、その主軸軸受部材７ａの外周面の左右方向中央部において、潤滑剤収容溝１６Ａと上下方向に対向する位置に設けられ、主軸軸受部材７の外周面と上側の主軸軸受部材７ａを固定するアーム部フレーム４ａの固定面との嵌合面に開口するように形成されている。この溝１８Ａの左右方向幅寸法は、約７ｍｍ〜１２ｍｍで、溝の深さは、約 ０．５ｍｍである。溝１８Ａには、実施例１と同様に、放熱促進部材１７としてサーマルグリースが半固体状に収容されている。このサーマルグリースは、実施例１と同様の構成を有し、空気よりも高い熱伝導率を有する。尚、下側の主軸軸受部材７ｂにも、上側の主軸軸受部材７ａの潤滑剤収容溝１６Ａと溝１８Ａと同一の左右方向幅及び溝の深さを有する潤滑剤収容溝１６Ａと溝１８Ａとが設けられている。

次に、実施例２のミシンの軸受構造１Ａの作用効果について説明する。
ミシン主軸６が、ミシンモータ（図示略）からの回転駆動力により、主軸軸受部材７の潤滑剤収容溝１６Ａに充填された潤滑剤１５を介して、軸心回りに回転すると、ミシン主軸６の外周面と主軸軸受部材７の内周面との摺動面が摩擦抵抗により発熱し、その熱が主軸軸受部材７や潤滑剤収容溝１６Ａに伝達される。

さらに、溝１８Ａ内に収容されたサーマルグリースにより、潤滑剤収容溝１６Ａから溝１８Ａへの放熱が促進され、最終的に、ミシン主軸６に設けられた駆動モータ冷却用ファン（図示略）により冷却される。このため、潤滑剤収容溝１６Ａ内の潤滑剤１５の温度上昇を抑制し、その温度上昇による潤滑剤１５の品質劣化を防止でき、潤滑剤１５の潤滑性や耐久性を長期間に亙って維持することができる。

また、溝１８Ａが、潤滑剤収容溝１６Ａに対向する位置に設けられているので、潤滑剤収容溝１６Ａから溝１８Ａへの放熱を効率よく促進することができる。さらに、ミシン主軸６と主軸軸受部材７との摺動面で発生する熱に起因するミシン主軸６の焼付けを確実に防止することができる。

ここで、実施例２を部分的に変更する変更例について説明する。
１〕実施例２では、放熱促進部材１７として、サーマルグリースを採用したが、空気よりも熱伝導率が高いアルミ製のリングを採用してもよい。尚、この場合、止めネジが係合する部分は、切欠いた構成とする必要がある。

２〕主軸軸受部材７又はアーム部フレーム４ａにおいて、溝１８Ａを潤滑剤収容溝１６Ａに対向する位置以外に設けてもよい。

本発明の実施例に係る電子ミシンの正面図である。 軸受構造を示す要部縦断正面図である。 実施例１に係るミシン機枠の頭部の内部構造を示す縦断側面図である。 実施例１に係る針棒及び針棒軸受部材を示す部分拡大縦断側面図である。 実施例２に係るミシン主軸及び主軸軸受部材を示す部分拡大縦断正面図である。

符号の説明

Ｍ 電子ミシン
Ｆ ミシン機枠
１、１Ａ 軸受構造
６ ミシン主軸（回転軸）
７ 主軸軸受部材（軸受部材）
８ 針棒（摺動軸）
１０ 針棒軸受部材（軸受部材）
１６、１６Ａ 潤滑剤収容溝
１７ 放熱促進部材
１８、１８Ａ 係止溝

Claims (5)

1. 軸心方向に往復移動する摺動軸又は軸心回りに回転する回転軸からなる作動軸を支持する為に外周に設けられた係止溝を介してミシン機枠に固定された軸受部材と、前記軸受部材と作動軸との摺動面に開口するように前記軸受部材に形成され潤滑剤が充填された環状の潤滑剤収容溝とを備えたミシンの軸受構造において、
   前記潤滑剤収容溝からの放熱を促進する為に、空気の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する放熱促進部材を前記係止溝に設けた、
   ことを特徴とするミシンの軸受構造。
2. 前記放熱促進部材はサーマルグリースからなり、前記係止溝は、前記軸受部材の外周に環状に形成し、前記サーマルグリースを前記係止溝に収容したことを特徴とする請求項１に記載のミシンの軸受構造。
3. 前記係止溝は、前記潤滑剤収容溝に対向する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの軸受構造。
4. 前記摺動軸はミシンの針棒であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のミシンの軸受け構造。
5. 前記回転軸はミシン主軸であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のミシンの軸受構造。