JP2009225822A - ミシンの針棒及びミシン - Google Patents

Abstract

【課題】 ミシンの針棒及びミシンにおいて、ドライ環境化における針棒の耐久性を低下させることなく、基線の視認性を高めて、針棒の動作タイミングと下限位置の調整を容易に行えること。
【解決手段】 ミシン機枠の軸受け部材に軸心方向に往復移動可能に挿通支持され且つ針棒駆動手段により往復移動するように駆動されるミシンの針棒は、針棒１９の動作タイミングと下限位置の調整の為に針棒１９の外周面に印される３本の基線２２，２３，２４を設け、軸受け部材２０に対する針棒１９の外周摺動面のうち、基線２２，２３，２４とその近傍部を除いた部分にＤＬＣ被膜２５を形成した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ミシンの針棒及びミシンに関し、特に軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち、基線とその近傍部を除いた部分に耐摩耗被膜を形成したものに関する。

従来、ミシンの針棒は、ミシン機枠の軸受け部材に軸心方向に往復移動可能に挿通支持され且つ針棒駆動手段により往復移動するように駆動され、針棒の動作タイミングと下限位置の調整の為に、針棒の外周面には複数の基線が印されている。これらの基線は、針棒の外周部に機械加工などで細い溝を形成した後、焼入れ処理を行ってから針棒の外周面に対して研磨処理を行うことにより形成される。この研磨処理により針棒の外周面は金属光沢色となるが、溝については研磨処理が行われないため、焼入れ処理時に生じた酸化物が溝に残るので基線は黒色である。

例えば、特許文献１に記載の針棒ストローク調整装置においては、針棒の長さ方向に直交する上下２本のライン（基線）が設けられ、針棒クランプの上端を何れかの基線に合わせた状態で針棒を針棒クランプに固定することにより、生地の厚さや種類に応じて針棒の上下ストローク量の調整を行えるようにしている。
特開２００２−２１９２９３号公報

工業用ミシンなどにおいて、潤滑油による潤滑を廃したドライ化が進められており、軸受け部材と針棒との摺動面を潤滑する為の潤滑材としてグリースが採用されている。軸受け部材の摺動面に開口するグリース収容部を設け、グリース収容部に充填されたグリースを摺動面に滲出させて摺動面を潤滑することにより、摺動面の磨耗や焼き付きを防止している。ドライ環境化において針棒の耐久性を高める為に、針棒の外周部に基線を形成した後、針棒の外周面にＤＬＣ被膜などの耐摩耗性に優れた被膜を形成するのが一般的である。

しかし、針棒の外周面にＤＬＣ被膜を形成した場合、ＤＬＣ被膜はほぼ黒色であり基線も黒色なので基線が見えにくくなり、針棒の動作タイミングと下限位置の調整を行うのが難しくなるという問題がある。
一方、ＤＬＣ被膜を形成しない場合は、針棒の外周面に金属光沢色が残るため基線が見やすくなるが、ドライ環境化における針棒の耐久性が低下する。

本発明の目的は、ドライ環境化における針棒の耐久性を低下させることなく、基線の視認性を高めて、針棒の動作タイミングと下限位置の調整を容易に行えるミシンの針棒及びミシンを提供することである。

請求項１のミシンの針棒は、ミシン機枠の軸受け部材に軸心方向に往復移動可能に挿通支持され且つ針棒駆動手段により往復移動するように駆動されるミシンの針棒において、前記針棒駆動手段に前記針棒を取付ける位置を示す基線を前記針棒の外周面に有し、前記軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち、前記基線を除いた部分に耐摩耗被膜を形成したことを特徴としている。

このミシンの針棒では、針棒を取付ける位置を示す基線が針棒の外周面に設けられ、軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち、基線を除いた部分に耐摩耗被膜が形成されている。この耐摩耗被膜によりドライ環境化における針棒の耐久性を高めることができる。針棒の外周摺動面において基線には、耐摩耗被膜が形成されないので基線が見やすくなる。それ故、針棒の動作タイミングと下限位置の調整を容易に行なうことができる。また、耐摩耗被膜が形成されない部分は僅かなので針棒の耐久性に影響しない。

請求項２のミシンの針棒は、請求項１の発明において、前記耐摩耗被膜はＤＬＣ被膜からなることを特徴としている。
請求項３のミシンの針棒は、請求項１又は２の発明において、前記針棒の外周摺動面のうち前記基線とその近傍部をマスキング部材でマスキングした状態で前記耐摩耗被膜を形成することを特徴としている。

請求項４のミシンの針棒は、請求項１又は２の発明において、前記針棒の外周摺動面と前記基線とに前記耐摩耗被膜を形成し、その後、前記基線部分が露出した他の部分が覆われるマスキング部材でマスキングした状態で前記耐摩耗被膜を除去することを特徴としている。

請求項５のミシンの針棒は、請求項３の発明において、前記マスキング部材は、複数のパターン形成穴を有することを特徴としている。
請求項６のミシンは、請求項１〜５の何れかに記載のミシンの針棒を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、針棒を取付ける位置を示す基線を針棒の外周面に有し、軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち、基線を除いた部分に耐摩耗被膜を形成したので、耐摩耗被膜によりドライ環境化における針棒の耐久性が向上する。軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち基線には、耐摩耗被膜が形成されないので、基線の視認性が向上し針棒の動作タイミングと下限位置の調整を容易に行うことができる。

請求項２の発明によれば、耐摩耗被膜はＤＬＣ被膜からなるので、高硬度で摩擦係数が非常に低いＤＬＣ被膜を軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち、基線を除いた部分に形成することができ、ドライ環境化における針棒の耐久性が向上する。

請求項３の発明によれば、針棒の外周摺動面のうち基線とその近傍部をマスキング部材でマスキングした状態で耐摩耗被膜を形成するので、針棒の外周摺動面のうち基線とその近傍部を除いた部分に耐摩耗被膜を簡単に形成することができる。

請求項４の発明によれば、針棒の外周摺動面と基線とに耐摩耗被膜を形成し、その後、基線部分が露出した他の部分が覆われるマスキング部材でマスキングした状態で耐摩耗被膜を除去するので、針棒の外周摺動面のうち基線を除いた部分に耐摩耗被膜を簡単に形成することができる。

請求項５の発明によれば、マスキング部材は、複数のパターン形成穴を有するので、このマスキング部材でマスキングした状態で耐摩耗被膜を除去することで、針棒の外周摺動面のうち基線とその近傍部に複数のパターン形成穴に対応する複数のパターンの凹部が形成される。これら複数の凹部がグリース溜まりの役割を果たすので、ドライ環境化における針棒の耐久性が格段に向上する。

請求項６の発明によれば、ミシンが請求項１〜５の何れかのミシンの針棒を備えた場合、請求項１〜５の何れかと同様の効果を奏する。

以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。

図１、図２に示すように、工業用の本縫いミシン１は、ベッド部２と、このベッド部２の右端部分に立設された脚柱部３と、この脚柱部３の上端部から左方へ片持ち状に延びて上方からベッド部２に対向するアーム部４とを備えている。
アーム部４の内部にはミシンモータで回転駆動される主軸１４が配設され、アーム部４の頭部５の内部には、下端に縫針２１を取り付けた針棒１９を往復移動させる針棒駆動機構１５（針棒駆動手段）と、天秤７を上下揺動させる天秤上下揺動機構が設けられ、これらは主軸１４に連動連結されている。

ベッド部２の内部には、主軸１４に連動連結された下軸３０と、この下軸３０に連動連結された糸捕捉用釜及び送り歯駆動機構３１などが組み込まれている。主軸１４に設けられたプーリ１２と、このプーリ１２に掛装されたベルト１３を介して主軸１４と下軸３０は連動連結されている。

図１、図２に示すように、脚柱部３の上端に一体的に連結されたアーム部４の基端部分の内部には、ミシンモータが配設されている。このミシンモータの出力軸はカップリング１１により主軸１４の基端部に連結されている。カップリング１１には下軸３０へ回転駆動力を伝達するためのベルト１３を掛装するプーリ１２が設けられている。尚、脚柱部３の前面には送り調節ダイヤル８が設けられている。図１においてアーム部４の右端側には主軸１４を手動で操作するための手動プーリ１０が設けられている。

図２に示すように、アーム部４には、主軸１４が左右向きに配設され、アーム部４の頭部５には、主軸１４の左端部に連結させて、針棒１９を駆動する針棒駆動機構１５が配設されている。針棒１９の下部は、ミシン機枠Ｆに固着された軸受け部材２０（軸受けメタル）により往復移動可能に挿通支持されている。

針棒１９の長さ方向途中部には針棒抱き１８が固定されており、この針棒抱き１８は、針棒１９の高さ位置を調整可能に構成されている。主軸１４の左端部には、針棒クランク１６（釣合い錘）が固着され、この針棒クランク１６の左側に針棒クランクロッド１７の上端部が回動可能に支持されている。針棒クランクロッド１７の下端部は針棒抱き１８を介して針棒１９に連結されている。

次に、針棒１９について説明する。
図３に示すように、針棒１９の下部の外周面には、針棒１９の動作タイミングと下限位置の調整を行う為の３本の基線２２，２３，２４が設けられている。基線２２，２３，２４は、水平方向に針棒１９の外周の長さよりも短くなるように設けられ、基線２４は基線２２，２３に対して水平方向にズレた位置にある。

基線２２，２３，２４は針棒１９の外周部に機械加工などで細い溝部２６（図４参照）を形成した後、焼入れ処理を行ってから針棒１９の外周面に対して研磨処理を行うことにより形成される。溝部２６については研磨処理が行われないため、焼入れ処理時に生じた酸化物が溝部２６に残るので基線２２，２３，２４は黒色である。

次に、針棒１９の動作タイミングと下限位置の調整方法について簡単に説明する。
先ず、手動プーリ１０を操作し針棒１９を最下位置に合わせる。このとき、軸受け部材２０の下端に基線２２が位置するように、針棒抱き１８に対する針棒１９の高さ位置を調整する。次に、針棒１９が上昇し軸受け部材２０の下端に基線２３が位置するとき、回転釜の剣先が縫針２１の目孔に形成される上糸の糸輪を捕捉する出会い位置にあることを確認し、さらに、針棒１９が上昇し軸受け部材２０の下端に基線２４が位置するとき、糸切り装置による糸切り動作が開始するのを確認することにより、針棒１９の動作タイミングと下限位置の調整を行う。

図３、図４に示すように、軸受け部材２０に対する針棒１９の外周摺動面のうち、基線２２，２３，２４とその近傍部を除いた部分には、ほぼ黒色のＤＬＣ被膜２５（耐摩耗被膜）が２〜６μｍ程度の微小な膜厚で形成されている。ＤＬＣ被膜２５の硬度は水素含有量等により調節することができ、ＨＶで数百からダイヤモンドのＨＶに近い８０００程度の高硬度被膜にすることができる。また、ＤＬＣ被膜２５の摩擦係数は約０．１以下である。従って、ＤＬＣ被膜２５は耐磨耗性と摺動性に非常に優れた被膜である。

次に、針棒１９の外周摺動面において、基線２２，２３，２４とその近傍部を除いた部分に形成されるＤＬＣ被膜２５の形成方法について説明する。
先ず、図５−１に示すように、針棒１９の外周摺動面において溝部２６とその近傍部を覆うように円筒状のマスキング部材２５がほぼ密着状に取付けられる。次に、図５−２に示すように、針棒１９の外周摺動面のうちのマスキング部材２５でマスキングされていない表面部分に、耐磨耗性被膜としてのＤＬＣ被膜２５が物理蒸着法により形成される。

物理蒸着法としては、ターゲットにグラファイトを用い、高周波によって発生したプラズマをターゲットに印加して行うスパッタリングや、アーク放電等により蒸気化された炭素原子をイオン化して負の電位の被膜対象物に加速させて堆積させるイオンプレーティング等の汎用的な方法を使用できる。次に、図４に示すように、針棒１９の外周摺動面からマスキング部材２５が除去されると、針棒１９の外周摺動面においてＤＬＣ被膜２５が形成されていない溝部２６の近傍部には、針棒１９の金属面が露出するため、この部分が金属光沢色となる。

次に、ミシン１の針棒１９の作用、効果について説明する。
このミシン１の針棒１９では、針棒１９の外周面に針棒１９を取付ける位置を示す３本の基線２２，２３，２４が印され、軸受け部材２０に対する針棒１９の外周摺動面のうち、基線２２，２３，２４とその近傍部を除いた部分に黒色のＤＬＣ被膜２５が形成されている。針棒１９の外周摺動面において基線２２，２３，２４とその近傍部には、ＤＬＣ被膜２５が形成されておらず針棒１９の金属面が露出するため、この部分が金属光沢色となる。

このように、針棒１９を取付ける位置を示す３本の基線２２，２３，２４が針棒の外周面に設けられ、軸受け部材２０に対する針棒１９の外周摺動面のうち、基線２２，２３，２４とその近傍部を除いた部分に高硬度で摩擦係数が非常に低いＤＬＣ被膜２５が形成されたので、ＤＬＣ被膜２５によりドライ環境化における針棒１９の耐久性が向上する。

針棒１９の外周摺動面のうち基線２２，２３，２４とその近傍部には、ＤＬＣ被膜２５が形成されないので、基線２２，２３，２４の視認性が向上し針棒１９の動作タイミングと下限位置の調整を容易に行うことができる。しかも、ＤＬＣ被膜２５が形成されない部分は僅かなので針棒の耐久性に影響しない。また、マスキング部材２５でマスキングした状態でＤＬＣ被膜２５を形成するので、針棒１９の外周摺動面のうち基線２２，２３，２４とその近傍部を除いた部分にＤＬＣ被膜２５を簡単に形成することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］針棒１９の外周摺動面においてＤＬＣ被膜２５を形成する部分にマスキングする代わりに、基線２２，２３，２４を含む針棒１９の外周摺動面全体にＤＬＣ被膜２５を形成した後、基線２２，２３，２４とその近傍部以外にマスキングを施した状態でエッチング処理を行って、ＤＬＣ被膜２５を除去してもよい。

図６-１に示すように、針棒１９の外周摺動面にＣｒ被膜３５が形成され、さらに、そのＣｒ被膜３５の表面にＤＬＣ被膜２５が形成される。このＣｒ被膜３５とＤＬＣ被膜２５は、真空中でＵＢＭスパッタリングにより連続的に成膜される。具体的には、先ず、Ｃｒをターゲットしてスパッタリングを行い、Ｃｒ被膜３５が所定の膜厚形成されたら、次に、Ｃｒのスパッタリングを行いつつ、グラファイトをターゲットとするスパッタリングを同時に行い、このＣｒとグラファイトとのスパッタ率を徐々にグラファイトのスパッタ率が大きくなるように移行することで、ＤＬＣ被膜２５がＣｒ被膜３５の表面に形成される。

次に、図６-２に示すように、ＤＬＣ被膜２５の表面において、溝部２６とその近傍部を除いた部分に略密着状にマスキング部材２７が外嵌されて、ＤＬＣ被膜２５の表面の一部がマスクされる。尚、マスキング部材２７は、アルミニウムで構成されている。

次に、図６-３に示すように、前述のマスクされた針棒１９が真空槽中に導入され、その真空槽中に酸素が導入され、高周波(例えば、１３.８ＭＨｚ)高電圧が印加されて酸素ガスが電離されてプラズマ雰囲気が作られ、ＤＬＣ被膜２５が酸素プラズマガスと反応して二酸化炭素若しくは一酸化炭素になることで、マスキング部材２７によりマスクされていない露呈している部分のＤＬＣ被膜２５のみがＣｒ被膜３５が露呈されるまでプラズマエッチングされ、溝部２６とその近傍部のＤＬＣ被膜２５のみが除去される。

このように、針棒１９の外周摺動面と基線２２，２３，２４とにＤＬＣ被膜２５を形成し、その後、基線部分が露出した他の部分が覆われるマスキング部材２７でマスキングした状態でＤＬＣ被膜２５を除去するので、針棒１９の外周摺動面のうち基線２２，２３，２４を除いた部分にＤＬＣ被膜２５を簡単に形成することができる。

２］基線２２，２３，２４とその外周方向にのみマスキング部材としてのリング部材２８を外嵌させて、針棒１９の外周摺動面のうち基線２２，２３，２４とその外周方向を除いた部分にＤＬＣ被膜２５を形成することも可能である。この場合、図７、図８に示すように、針棒１９Ａに形成された溝部２６の位置に合わせてリング部材２８を夫々外嵌させた後、前記実施例の場合と同様の方法によりＤＬＣ被膜２５が形成される。

針棒１９Ａにおいては、前記実施例の針棒１９よりもＤＬＣ被膜２５が形成された部分が拡大するので、ドライ環境化における針棒の耐久性が格段に向上する。しかも、針棒１９の外周摺動面のうち、基線２２，２３，２４とその外周方向にはＤＬＣ被膜２５が形成されないので、この部分が金属光沢色となって、基線２２，２３，２４の視認性を高めることができる。

３］基線２２，２３，２４とその外周方向に、例えば複数の円状のパターン形成穴３７が形成されたマスキング部材３６を取付けて、針棒１９Ｂの外周摺動面のうち、複数のパターン形成穴３７に対応する位置を除いた部分にＤＬＣ被膜２５を形成することも可能である。

この場合、図９、図１０に示すように、前記変更例１の場合と同様の方法により、針棒１９Ｂの外周摺動面全体にＤＬＣ被膜２５を形成し、マスキング部材３６でマスキングした状態でＤＬＣ被膜２５を除去することで、針棒１９Ｂにおいて複数のパターン形成穴３７に対応する位置に複数の凹部２９が形成される。これら複数の凹部２９がグリース溜まりの役割を果たすので、ドライ環境化における針棒１９Ｂの耐久性が格段に向上する。

４］針棒１９，１９Ａ，１９Ｂの外周面に形成される基線は、３本に限定されることなく複数であればよい。この場合、基線の本数に合わせてＤＬＣ被膜２５の面積を変更可能である。
５］耐摩耗被膜として、ＤＬＣ被膜２５以外にＴｉＮ被膜やＣｒＮ被膜を形成することも可能である。

本発明の実施例に係るミシンの斜視図である。 ミシンのアーム部とベッド部における内部機構の斜視図である。 針棒の要部拡大図である。 針棒における基線とＤＬＣ被膜の要部拡大断面図である。 針棒にマスキング部材を外嵌させた状態の要部拡大断面図である。 針棒にＤＬＣ被膜を形成した状態の要部拡大断面図である。 変更例１において針棒にＤＬＣ被膜を形成した状態の要部拡大断面図である。 針棒にマスキング部材を外嵌させた状態の要部拡大断面図である。 エッチング処理後の針棒の要部拡大断面図である。 変更例２の図３相当図である。 針棒にリング部材を外嵌させた状態の要部拡大断面図である。 変更例３の図３相当図である。 マスキング処理を説明する図である。

符号の説明

Ｆ ミシン機枠
１ ミシン
１５ 針棒駆動手段
１９，１９Ａ，１９Ｂ 針棒
２０ 軸受け部材
２５ ＤＬＣ被膜
２７，２８，３６ マスキング部材
３７ パターン形成穴

Claims (6)

1. ミシン機枠の軸受け部材に軸心方向に往復移動可能に挿通支持され且つ針棒駆動手段により往復移動するように駆動されるミシンの針棒において、
   前記針棒駆動手段に前記針棒を取付ける位置を示す基線を前記針棒の外周面に有し、
   前記軸受け部材に対する針棒の外周摺動面のうち、前記基線を除いた部分に耐摩耗被膜を形成したことを特徴とするミシンの針棒。
2. 前記耐摩耗被膜はＤＬＣ被膜からなることを特徴とする請求項１に記載のミシンの針棒。
3. 前記針棒の外周摺動面のうち前記基線とその近傍部をマスキング部材でマスキングした状態で前記耐摩耗被膜を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの針棒。
4. 前記針棒の外周摺動面と前記基線とに前記耐摩耗被膜を形成し、その後、前記基線部分が露出した他の部分が覆われるマスキング部材でマスキングした状態で前記耐摩耗被膜を除去することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの針棒。
5. 前記マスキング部材は、複数のパターン形成穴を有することを特徴とする請求項３に記載のミシンの針棒。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のミシンの針棒を備えたミシン。