JP2900547B2 - モータ内蔵ミシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ミシンフレームにモータを内蔵したミシ
ンに関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のミシンとしては、次のような構成のも
のが提案されている。

（１）モータハウジング内にステータやロータを組み付
けてなるモータをミシンフレーム内に装着し、そのモー
タ軸とミシンフレーム内のミシン回転軸とをプーリ及び
ベルト等からなる動力伝達機構により連結したもの。

（２）モータハウジング内にステータやロータを組み付
けてなるモータをミシンフレーム内に装着し、そのモー
タ軸とミシンフレーム内のミシン回転軸とをカップリン
グにより連結したもの。

（３）ミシンフレーム内にモータのステータを取り付け
ると共に、ミシン回転軸にモータのロータを一体的に設
け、そのロータとステータとを対向させるように、ミシ
ン回転軸をミシンフレーム内に回転可能に取り付けたも
の。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記の従来構成においては、次のような問
題点があった。

まず、前記（１）に記載の構成では、ミシンフレーム
内にモータ及び動力伝達機構が内蔵されるため、内部構
造の配置等に制約を受けると共に、ミシンフレームが大
型になった。

又、前記（２）に記載の構成では、ミシン回転軸とモ
ータ軸との同心度や真直度が要求されるため、それらの
精度を出すのに高度な製造技術を必要として、製造コス
トがアップすると共に、それらの精度が不十分である
と、ミシン回転軸の軸受やモータ軸の軸受、あるいは両
軸間のカップリングにストレスが加わり、軸受やカップ
リングを破損したり、ミシン回転軸やモータ軸が焼き付
いたり、負荷トルクが増大したりするおそれがあった。

さらに、前記（３）に記載の構成では、ミシン回転軸
上にモータのロータを設けた状態で、そのミシン回転軸
をミシンフレーム内に精度良く組み付ける必要があるた
め、その組み付け作業が非常に困難で高度な製造技術を
必要とすると共に、モータ部分のメンテナンスを容易に
行うこともできなかった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、内部構成の簡略化を図ることができて、ミシンフ
レームを小型化することができ、しかも、高度な製造技
術を必要とすることなく、モータをミシン回転軸に連係
させてミシンフレーム内に容易に組み付けることができ
ると共に、モータ部分のメンテナンスをミシンの内部機
構に関係なく簡単に行うことができ、さらには、運転中
にミシン回転軸の軸受等がストレスの付加により破損し
たり、ミシン回転軸が焼き付いたり負荷トルクが増大し
たりするおそれを確実に防止することができるモータ内
蔵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］ 上記の目的を達成するために、この発明のミシンで
は、ミシン回転軸の一端をミシンフレームの開口側に配
置し、ロータをミシン回転軸の一端から挿入可能とし、
前記ミシン回転軸には、その一端から前記ロータが挿入
された際に、ミシン回転軸上の所定位置でミシン回転軸
の他端側への移動を規制する規制部を設け、その規制位
置にてロータの前記ミシンフレーム開口側をミシン回転
軸に固定するようにした。

［作 用］ 上記のように構成されたミシンの組付け時には、ま
ず、ミシン回転軸をミシンフレーム内に回転可能に取着
し、その一端をミシンフレームに形成された開口部に突
出させる。そして、このミシン回転軸に連係させて、ミ
シンの内部機構の組み付けを行う。その後、ミシン回転
軸の一端の周りを囲むようにミシンフレームの開口部に
モータのステータを取着すると共に、ミシン回転軸の一
端にモータのロータを取着する。このロータの組付け
は、同ロータをミシン回転軸の一端から挿入し、同ロー
タがミシン回転軸上の規制部によってミシン回転軸の他
端側への移動が規制される位置までロータを移動させ、
その規制位置でロータのミシンフレーム開口側をミシン
回転軸に固定することで行われる。

このように、ミシン回転軸及びミシンの内部機構の組
み付けを終了した後、ミシン回転軸の一端に連係させて
モータのステータ及びロータを取着することができるた
め、高度な製造技術を必要とすることなく、モータをミ
シンフレーム内に容易かつ高精度に組み付けることがで
きると共に、モータ部分のメンテナンスをミシンの内部
機構に関係なく簡単に行うことができる。

［実施例］ 以下、この発明を具体化したミシンの一実施例を、第
１図〜第４図に基づいて詳細に説明する。

第２図及び第３図に示すように、ミシンフレーム１は
アーム部２と脚柱部３とベッド部４とから構成され、ア
ーム部２の上面開放部には蓋体５が着脱可能に取り付け
られている。筒状部６は脚柱部３の上部に形成され、そ
の内部には軸線方向の両側方に開放した開口部７が設け
られると共に、外側にはカバー８が取り付けられてい
る。

ミシン回転軸としての上軸９は、前記アーム部２内の
二箇所の支持壁10に玉軸受11,12を介して回転可能に支
持され、その右端が筒状部６内の開口部７を通って右方
に突出されている。針棒クランク13は上軸９の左端に嵌
合固定され、その一部が上軸９と玉軸受11の内レースと
の間に延長されている。そして、上軸９の回転に伴い、
針棒クランク13を介して図示しない針棒等が駆動される
ようになっている。下軸14はベッド部４内に回転可能に
支持され、その左端には糸輪捕捉器15が取着されてい
る。

駆動タイミングプーリ16は前記右側支持壁10に隣接し
て上軸９に嵌合固定され、その一部が上軸９と玉軸受12
の内レースとの間に延長されると共に、右側面には後述
するモータ21を冷却するためのファン17が取り付けられ
ている。被動タイミングプーリ18は下軸14に嵌合固定さ
れ、この被動タイミングプーリ18と駆動タイミングプー
リ16との間にはタイミングベルト19が掛装されている。
そして、上軸９の回転が駆動タイミングプーリ16、タイ
ミングベルト19及び被動タイミングプーリ18を介して下
軸14に伝達されて、糸輪捕捉器15等が駆動される。

第１図及び第３図に示すように、モータ21は前記上軸
９の右端と連係して筒状部６の開口部７内に設けられて
いる。すなわち、モータ21のステータ22は上軸９の右端
の周りを囲むように、開口部７内に右側から嵌合して固
定されている。モータ21のロータ23はステータ22に対向
して上軸９の右端に嵌合され、円筒状の支持体24とその
外周に設けられた磁石25とから構成されている。

第１図、第３図及び第４図に示すように、係合溝26は
前記支持体24の左端面に形成され、この係合溝26が上軸
９に貫設された規制部としての割りピン27に係合するこ
とにより、上軸９上におけるロータ23の軸線方向の位置
決め、回転方向の位置決め及び回り止めがなされてい
る。締付部28は支持体24の右端に一体に形成され、スリ
ット29により複数の分割されている。テーパ状のネジ部
30は締付部28の外周に形成され、このネジ部30にナット
31を螺合することにより、締付部28が上軸９に押圧され
て、ロータ23が上軸９に対し着脱可能に締付固定され
る。

ブラケット33はネジ34により前記筒状部６の右端面に
固定され、その中心部には上軸９の右端を支持するため
の玉軸受35が設けられている。磁気ドラム36は上軸９の
右端に嵌合固定され、この磁気ドラム36に対向してブラ
ケット33の外面には回転センサ37及びポールセンサ38が
設けられている。プーリ39は上軸９の右端に取着され、
その内面には永久磁石40が取付けられ、この磁石40と対
応してブラケット33側には針位置センサ41が設けられて
いる。

次に、前記のように構成されたミシンについて動作を
説明する。

さて、このミシンの組付け時には、上軸９をミシンフ
レーム１のアーム部２内に玉軸受11,12を介して回転可
能に取着し、その右端を脚柱部３上に形成された筒状部
６内の開口部７に突出させる。そして、この上軸９に連
係して駆動タイミングプーリ16等を含む動力伝達機構等
の内部機構の組み付けを行う。その後、上軸９の右端の
周りを囲むように開口部７内にモータ21のステータ22を
嵌合固定すると共に、そのステータ22に対向して上軸９
の右端にモータ21のロータ23を嵌合し、締付部28上のネ
ジ部30にナット31を螺合することによりロータ23を上軸
９に固定する。

このモータ21のステータ22及びロータ23の組み付け完
了後に、筒状部６の右端面にブラケット33をネジ止め
し、そのブラケット33上の玉軸受35の上軸９の右端を回
転可能に支持する。その後、上軸９の右端に磁気ドラム
36及びプーリ39を取着することにより、上軸９及びモー
タ部分の組付けが終了する。

このように、上軸９及びミシンの内部機構の組み付け
を終了した後、モータ21のステータ22をアーム部２内の
開口部７に取着すると共に、モータ21のロータ23を上軸
９に取着すればよいため、高度な製造技術を必要とする
ことなく、モータ21をアーム部２内に容易かつ高精度に
組み付けることができる。又、このミシンにおいて、モ
ータ21の仕様変更やメンテナンスを行う場合には、上軸
９の右端からプーリ39及び磁気ドラム36を取り外して、
開口部７の右側方を開放させることにより、それらの作
業をミシンの内部機構に関係なく簡単に行うことができ
る。

さらに、このミシンにおいては、上軸９がモータ21の
モータ軸を兼用しているため、モータ軸と上軸とをカッ
プリングにより連結した従来構成のように、両軸間の同
心度や真直度を正確に確保するという高度な製造技術を
必要とせず、安価に製作することができる。又、このミ
シンでは、上軸９がモータ軸を兼用して同心度や真直度
を確保しやすいため、前記の従来構成とは異なって、ミ
シンの運転中に上軸９の玉軸受11,12等にストレスが加
わることはなく、その玉軸受11,12等がストレスの付加
により破損したり、上軸９が焼き付いたり負荷トルクが
増大したりするおそれを確実に防止することができる。

［別の実施例］ 次に、この発明の別の実施例を、第５図及び第６図に
基づいて説明する。

まず、第５図に示す実施例のモータ21では、ロータ23
の支持体24の内周面に右端側に向かって次第に小径とな
るテーパ面42が設けられると共に、このテーパ面42と対
向して上軸９の右端外周にも規制部としてテーパ面43が
設けられている。そして、上軸９上に設けられたネジ部
44にナット45を螺合することにより、ロータ23の支持体
24が左方に押圧移動され、その支持体24のテーパ面42が
上軸９のテーパ面43に圧接されて、ロータ23が上軸９に
固定されるようになっている。

次に、第６図の実施例においては、モータ21のステー
タ22の外周面と筒状部６の開口部７の内周面との間に、
円筒状の絶縁体46が介在されている。このように絶縁体
46を設けることにより、特にPWM制御にて高周波スイッ
チング動作が行われるモータにおいて、ステータ22の巻
線と鉄心との間の浮遊容量により漏洩電流が流れるのを
防止することができる。

なお、この発明は前記各実施例の構成に限定されるも
のではなく、例えば、ブラケット33と玉軸受35の外レー
スとの間に弾性体を介在させて、３つの玉軸受11,12,35
部分における上軸９の組付け誤差を吸収できるように構
成したり、ミシン回転軸としての下軸14の端部に関連し
て、モータ21のステータ22及びロータ23を取着したりす
る等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で、各部の構
成を任意に変更して具体化することも可能である。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように構成されているた
め、内部構成の簡略化を図ることができて、ミシンフレ
ームを小型化することができ、しかも、高度な製造技術
を必要とすることなく、ミシン回転軸の組み付け後にモ
ータをミシン回転軸に連係させてミシンフレーム内に容
易に組み付けることができると共に、モータ部分のメン
テナンスをミシンの内部機構に関係なく簡単に行うこと
ができ、さらには、運転中にミシン回転軸の軸受等がス
トレスの付加により破損したり、ミシン回転軸が焼き付
いたり付加トルクが増大したりするおそれを確実に防止
することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したミシンの要部を示す部分
断面図、第２図はミシンの全体を示す分解斜視図、第３
図は同じくミシン全体の一部破断正面図、第４図は第１
図のＡ−Ａ線における部分断面図、第５図及び第６図は
この発明の別の実施例をそれぞれ示すモータ部分の断面
図である。 １……ミシンフレーム、６……筒状部、７……開口部、
９……ミシン回転軸としての上軸、21……モータ、22…
…ステータ、23……ロータ、27……規制部としての割り
ピン、43……規制部としてのテーパ面。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミシンフレーム（１）内にミシン回転軸
   （９）を回転可能に支持し、同ミシン回転軸（９）外周
   にモータ（21）のロータ（23）を取着するとともに、ミ
   シンフレーム（１）側には前記ロータ（23）の周囲に配
   置されるモータ（21）のステータ（22）を取着したモー
   タ内蔵ミシンにおいて、 ミシン回転軸（９）の一端をミシンフレーム（１）の開
   口側に配置し、前記ロータ（23）をミシン回転軸（９）
   の一端から挿入可能とし、前記ミシン回転軸（９）に
   は、その一端から前記ロータ（23）が挿入された際に、
   ミシン回転軸（９）上の所定位置でミシン回転軸（９）
   の他端側への移動を規制する規制部（27,43）を設け、
   その規制位置にてロータ（23）の前記ミシンフレーム
   （１）開口側をミシン回転軸（９）に固定するようにし
   たことを特徴とするモータ内蔵ミシン。