JP3392382B2 - 回転かま - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、裁縫用ミシンの水
平全回転かままたは垂直全回転かまなどの回転かまに関
し、もっと詳しくは、回転かまの外かまと内かまとの回
転摩擦による弊害を無くすための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】外かまの軌溝に内かまの軌条が嵌まり込
んだ状態で、外かまが回転駆動される従来の垂直全回転
かまでは、外かまと内かまとは鉄製であり、したがって
その外かまの回転速度はせいぜい７０００ｒｐｍであ
る。外かまの軌溝と内かまの軌条とに潤滑油を供給する
ようにした構造では、外かまの回転速度はせいぜい１２
０００ｒｐｍである。このような先行技術では、潤滑油
によって滑り抵抗が低減されるものの、外かまの軌溝お
よび内かまの軌条の摩耗が生じている。この潤滑油の使
用によって糸に油が付着し、縫製作業を円滑に進めるこ
とができない。

【０００３】この問題を解決する先行技術は、特開昭６
１−１７６３９７に開示される。この先行技術では、外
かまの回転軸線を含む一仮想平面内で、矩形断面を有す
る軌条の前記軸線方向両端面と最外周面との合計３つの
表面に永久磁石片を配置し、この軌条が嵌り込む外かま
の矩形断面を有する軌溝の対向する一対の内面と底面と
の合計３つの面に永久磁石片を配置し、これらの永久磁
石片の磁気反発力によって、軌溝と軌条との滑り抵抗を
低減する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、滑り
抵抗を低減して高速度の外かまの回転を可能にし、しか
も潤滑油による糸の汚損などが生じないようにするとと
もに、永久磁石片の数を低減して構成を簡単にした改良
された回転かまを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、外かま２の軌
溝６に内かま３の軌条５が嵌り込んだ状態で外かまが回
転駆動される回転かまにおいて、外かま２および内かま
３は、非磁性の材料から成り、軌条５は、回転かま１の
回転軸線８を含む第１仮想平面内で、一対の第１および
第２傾斜面１１，１２と、第１および第２傾斜面１１，
１２の半径方向外方端を連ねる外周面１３とから成り、
半径方向外方になるにつれて前記回転軸線８方向の第１
厚みｄ１が薄く形成される等脚台形の断面を有し、軌溝
６は、回転かま１の回転軸線８を含む前記第１仮想平面
内で、一対の第３および第４傾斜面１７，１８と、第３
および第４傾斜面１７，１８の半径方向外方端を連ねる
内周面１９とから成り、半径方向外方になるにつれて前
記回転軸線８方向の第２厚みｄ２が薄く形成される軌条
５に対応する等脚台形の断面を有する溝であり、軌条５
の第１傾斜面１１には、周方向に間隔をあけて、複数の
直円柱状の第１永久磁石片１４が外部に臨んで埋設さ
れ、第２傾斜面１２には、周方向に間隔をあけて、複数
の直円柱状の第２永久磁石片１５が外部に臨んで埋設さ
れ、軌溝６の第３傾斜面１７には、周方向に間隔をあけ
て複数の直円柱状の第３永久磁石片２１が、第３傾斜面
１７に対向する第１傾斜面１１に埋設された第１永久磁
石片１４と、外かま２の回転時、共通の第１の一軸線２
４を有して、埋設され、第４傾斜面１８には、周方向に
間隔をあけて複数の直円柱状の第４永久磁石片２２が、
第４傾斜面１８に対向する第２傾斜面１２に埋設された
第２永久磁石片１５と、外かま２の回転時、共通の第２
の一軸線２５を有して、埋設され、第１および第２永久
磁石片１４，１５は、同一寸法形状を有し、第３および
第４永久磁石片２１，２２は、同一寸法形状を有し、第
１および第３永久磁石片１４，２１は、第１磁気反発力
Ｆ１を発生し、第２および第４永久磁石片１５，２２
は、第２磁気反発力Ｆ２を発生し、第１および第２の軸
線２４，２５は、回転かま１の前記回転軸線８に垂直な
第２仮想平面２６に関して両側にそれぞれ存在し、これ
らの第１および第２の軸線２４，２５は、第１仮想平面
２６上で前記回転軸線８を中心とする円２７上で交差
し、第１および第２の軸線２４，２５は、第２仮想平面
２６に関して同一の角度θ１，θ２（θ１＝θ２）で傾
斜し、この角度θ１，θ２は、２０〜７０度に選ばれ、
第１および第２磁気反発力Ｆ１，Ｆ２の前記回転軸線８
方向の各成分Ｆ１１，Ｆ２１は、同一の値であってそれ
を相殺し、半径方向内方に向かう各成分Ｆ１２，Ｆ２２
は、等しい値であって、内かま３の全周にわたって作用
して内かま３を磁気浮上させることを特徴とする回転か
まである。本発明は、前記角度θ１，θ２は、４５度で
あることを特徴とする。本発明は、前記非磁性の材料
は、アルミニウムまたは合成樹脂であることを特徴とす
る。

【０００６】

【０００７】本発明に従えば、内かまの軌条に固定され
た第１、第２の永久磁石片は、外かまの軌溝に臨んで固
定された第３、第４の永久磁石片と対向し、磁気反発力
Ｆ１，Ｆ２を発生する。この磁気反発力は、軌条に関し
て外かまの回転軸線８方向両側のみで、第１〜第４の永
久磁石片１４，２１；１５，２２によって発生され、し
たがって内かまに作用する前記軸線方向の成分Ｆ１１，
Ｆ２１が相殺され、半径方向内方に向かう成分Ｆ１２，
Ｆ２２が、内かまに作用する。こうして外かまの軌溝と
内かまの軌条とが磁気反発力によって相互に接触するこ
とが抑えられ、滑り抵抗を低減し、これによって外かま
を高速度、たとえば２００００ｒｐｍで回転駆動するこ
とが可能になる。また本発明では、潤滑油を用いる必要
がなく、したがってこの潤滑油によって糸が汚損するな
どの問題が解消され、縫製作業を円滑に進めることがで
きるようになる。

【０００８】

【０００９】

【００１０】本発明に従えば、軌条は半径方向外方にな
るにつれて厚みｄ１が薄く形成され、その断面は、たと
えば図１に示されるように先細状の台形の形状を有し、
軌溝は、この軌条に対応した断面を有し、こうして磁気
反発力の前記回転軸線８方向の成分と半径方向内方に向
かう成分とを、正確にかつ確実に発生させ、軌溝と軌条
との接触を防ぎ、滑り抵抗をさらに低減することができ
るようになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
一部を簡略化して示す断面図である。水平全回転かま１
の外かま２の軌溝６には、内かま３の軌条５が緩やかに
嵌まり込む。

【００１２】図２は、図１に示される本発明の実施の一
形態の水平全回転かま１の断面図である。図１は、図２
のセクションＩＩ付近の拡大断面図である。外かま２に
は内かま３が収納されており、内かま３には下糸を巻回
するためのボビン４が装着される。内かま３は、ミシン
の機体に固定された内かま回り止め部材（図示せず）に
よって、その回転が制止されている。内かま３の外周面
には、軌条５が外向きフランジ状に形成されている。こ
の軌条５は、外かま２の内周面に形成された軌溝６に嵌
り込む。外かま２は、その回転軸７に連結される駆動手
段によって軸線８まわりに一方向に回転駆動される。

【００１３】外かま２は、たとえばアルミニウムなどの
材料から成り、したがって充分な強度を有することが可
能となり、また高速度で回転するときに生じる遠心力を
受けて変形することが防がれる。この外かま２の内周面
には半径方向外方に凹み、かつ周方向に延びる軌溝６が
形成される。外かま２は、非磁性材料、たとえば前述の
ようにアルミニウムまたは合成樹脂などの材料から成っ
てもよく、内かま３もまた、非磁性材料であるアルミニ
ウムまたは合成樹脂などの材料から成ってもよい。

【００１４】図３は、図１および図２に示す実施の形態
における外かま２の軌溝６と内かま３の軌条５との付近
を簡略化して示す斜視図である。軌条５は、水平全回転
かま１の回転軸線８を含む仮想平面内で等脚台形の断面
を有し、この軌条５は、一対の傾斜面１１，１２と外周
面１３とを有し、したがって外周面１３は、傾斜面１
１，１２の半径方向外方端を連ねる。軌条５は、傾斜面
１１，１２に外部に臨んで埋設された複数の第１および
第２の永久磁石片１４，１５を有する。軌条５は、半径
方向外方（図３の右方、図１の右方）になるにつれて前
記回転軸線８方向の厚みｄ１が薄く形成される。

【００１５】外かま２の軌溝６は、軌条５に対応する等
脚台形の溝であって、すなわち回転軸線８を含む前記仮
想平面内で等脚台形の断面を有し、その対向する傾斜面
１７，１８と内周面１９とを有し、したがって内周面１
９は、傾斜面１７，１８の半径方向外方端を連ねる。傾
斜面１７，１８には、複数の第２の永久磁石片２１，２
２が埋設されて固定される。これらの対向する傾斜面１
７，１８の前記軸線８方向の間隔ｄ２は、半径方向外方
（図３の右方）になるにつれて小さい形成される。軌条
５に埋設された第１および第２の永久磁石片１４，１５
は、周方向に間隔をあけて配置される。また同様に外か
ま２には、軌溝６に臨んで第３および第４の永久磁石片
２１，２２が、前述の第１および第２の永久磁石片１
４，１５と同一の周方向間隔をあけて、埋設される。こ
れらの第１、第２および第３、第４の永久磁石片１４，
１５；２１，２２は、直円柱状であり、その長手方向両
端部に磁極が形成され、軌条５に関して前記回転軸線８
方向の一方の第１の永久磁石片１４と第３の永久磁石片
２１との対向する各端部の磁極は同一であり、Ｎ極であ
る。また軌条５に関して前記軸線８方向の他方における
第２および第４の永久磁石片１５，２２の長手方向の対
向する各端部の磁極は同一であり、たとえばＮ極であ
る。前述のＮ極に代えて、Ｓ極であっても、同様に磁気
反発力を発生させることができる。

【００１６】図４は、図１〜図３に示される実施の形態
における第１、第２および第３、第４の永久磁石片１
４，１５；２１，２２によって発生される磁気反発力を
説明するための図である。第１および第３の永久磁石片
１４，２１は、外かま２の回転時、共通の一軸線２４を
有し、これによって磁気反発力Ｆ１が内かま３に作用す
る。またこの時点で第２および第４の永久磁石片１５，
２２は、共通の一軸線２５を有し、これによって磁気反
発力Ｆ２が、内かま３に作用する。軸線２４，２５は、
水平全回転かま１の軸線８に垂直な仮想平面２６に関し
て図４の上下に存在し、これらの軸線２４，２５は、仮
想平面２６上で、前記軸線８を中心とする円２７上で交
差する。

【００１７】反発力Ｆ１，Ｆ２の前記軸線８に沿う軸線
８方向の成分Ｆ１１，Ｆ２１は、同一の値であって相殺
する。したがって内かま３に回転軸線８方向の不所望な
力が作用することはない。磁気反発力Ｆ１，Ｆ２は、水
平全回転かま１の半径方向内方（図４、図１および図３
の左方）に向かう成分Ｆ１２，Ｆ２２を有する。これら
の成分Ｆ１２，Ｆ２２は、等しい値である。このような
力の成分Ｆ１２，Ｆ２２は、内かま３のほぼ全周にわた
って作用するので、内かま３が半径方向に変位したり振
動したりすることはない。

【００１８】図１に明らかに示されるように、第１およ
び第２の永久磁石片１４，１５は、同一寸法形状を有
し、第３および第４の永久磁石片２１，２２は、同一寸
法形状を有し、それらの軸線２４，２５は、前記平面２
６に関して同一の角度θ１，θ２で傾斜する。この角度
θ１，θ２は、θ１＝θ２であって、たとえば２０〜７
０度に選ばれてもよく、また４５度に選ばれてもよい。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】前述の永久磁石片１４，１５；２１，２２
は、周方向に間隔をあけて配置される。本発明は、垂直
全回転かまおよびそのほかの種類の回転かまに関して広
範囲に実施することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、内かまの軌条に設けら
れた第１、第２の永久磁石片と外かまの軌溝の２つの内
面に設けられた第３、第４の永久磁石片とを対向して、
磁気反発力を発生するようにするようにしたので、第１
〜第４の永久磁石片の数を低減し、構成を簡素化し、軌
溝と軌条との滑り抵抗を低減し、外かまを高速度で回転
することが可能になり、縫製速度を向上することができ
るとともに、軌溝と軌条との摩擦が低減されることによ
って、潤滑油を用いる必要がなくなり、糸の汚損を防止
することができる。

【００２５】また本発明によれば、軌条は、半径方向外
方になるにつれて回転軸線８方向の厚みｄ１を薄くして
先細状とし、軌溝は、軌条に対応して、２つの傾斜面１
７，１８の前記回転軸線８方向の間隔ｄ２が半径方向外
方になるにつれて小さく形成し、こうして第１、第３お
よび第２、第４の永久磁石片１４，２１；１５，２２に
よって発生される磁気反発力Ｆ１，Ｆ２の前記回転軸線
８方向の成分Ｆ１１，Ｆ２１および半径方向内方に向か
う成分Ｆ１２，Ｆ２２を正確に発生することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の一部を簡略化して示す
断面図である。

【図２】図１に示される本発明の実施の一形態の水平全
回転かま１の断面図である。

【図３】図１および図２に示す実施の形態における外か
ま２の軌溝６と内かま３の軌条５との付近を簡略化して
示す斜視図である。

【図４】図１〜図３に示される実施の形態における第１
および第２の永久磁石片１４，１５；２１，２２によっ
て発生される磁気反発力を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 水平全回転かま ２ 外かま ３ 内かま ５ 軌条 ６ 軌溝 ８ 回転軸線 １１，１２，１７，１８ 傾斜面 １３ 外周面 １４，１５ 第１の永久磁石片 １９ 内周面 ２１，２２ 第２の永久磁石片

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外かま（２）の軌溝（６）に内かま
   （３）の軌条（５）が嵌り込んだ状態で外かまが回転駆
   動される回転かまにおいて、 外かま（２）および内かま（３）は、非磁性の材料から
   成り、 軌条（５）は、 回転かま（１）の回転軸線（８）を含む第１仮想平面内
   で、一対の第１および第２傾斜面（１１，１２）と、第
   １および第２傾斜面（１１，１２）の半径方向外方端を
   連ねる外周面（１３）とから成り、半径方向外方になる
   につれて前記回転軸線（８）方向の第１厚み（ｄ１）が
   薄く形成される等脚台形の断面を有し、 軌溝（６）は、 回転かま（１）の回転軸線（８）を含む前記第１仮想平
   面内で、一対の第３および第４傾斜面（１７，１８）
   と、第３および第４傾斜面（１７，１８）の半径方向外
   方端を連ねる内周面（１９）とから成り、半径方向外方
   になるにつれて前記回転軸線（８）方向の第２厚み（ｄ
   ２）が薄く形成される軌条（５）に対応する等脚台形の
   断面を有する溝であり、 軌条（５）の第１傾斜面（１１）には、周方向に間隔を
   あけて、複数の直円柱状の第１永久磁石片（１４）が外
   部に臨んで埋設され、 第２傾斜面（１２）には、周方向に間隔をあけて、複数
   の直円柱状の第２永久磁石片（１５）が外部に臨んで埋
   設され、 軌溝（６）の第３傾斜面（１７）には、周方向に間隔を
   あけて複数の直円柱状の第３永久磁石片（２１）が、第
   ３傾斜面（１７）に対向する第１傾斜面（１１）に埋設
   された第１永久磁石片（１４）と、外かま（２）の回転
   時、共通の第１の一軸線（２４）を有して、埋設され、 第４傾斜面（１８）には、周方向に間隔をあけて複数の
   直円柱状の第４永久磁石片（２２）が、第４傾斜面（１
   ８）に対向する第２傾斜面（１２）に埋設された第２永
   久磁石片（１５）と、外かま（２）の回転時、共通の第
   ２の一軸線（２５）を有して、埋設され、 第１および第２永久磁石片（１４，１５）は、同一寸法
   形状を有し、 第３および第４永久磁石片（２１，２２）は、同一寸法
   形状を有し、 第１および第３永久磁石片（１４，２１）は、第１磁気
   反発力（Ｆ１）を発生し、 第２および第４永久磁石片（１５，２２）は、第２磁気
   反発力（Ｆ２）を発生し、 第１および第２の軸線（２４，２５）は、回転かま
   （１）の前記回転軸線（８）に垂直な第２仮想平面（２
   ６）に関して両側にそれぞれ存在し、 これらの第１および第２の軸線（２４，２５）は、第１
   仮想平面（２６）上で前記回転軸線（８）を中心とする
   円（２７）上で交差し、 第１および第２の軸線（２４，２５）は、第２仮想平面
   （２６）に関して同一の角度（θ１，θ２（θ１＝θ
   ２））で傾斜し、 この角度（θ１，θ２）は、２０〜７０度に選ばれ、 第１および第２磁気反発力（Ｆ１，Ｆ２）の前記回転軸
   線（８）方向の各成分（Ｆ１１，Ｆ２１）は、同一の値
   であってそれを相殺し、半径方向内方に向かう各成分
   （Ｆ１２，Ｆ２２）は、等しい値であって、内かま
   （３）の全周にわたって作用して内かま（３）を磁気浮
   上させることを特徴とする回転かま。
2. 【請求項２】 前記角度（θ１，θ２）は、４５度であ
   ることを特徴とする請求項１記載の回転かま。
3. 【請求項３】 前記非磁性の材料は、アルミニウムまた
   は合成樹脂であることを特徴とする請求項１または２記
   載の回転かま。