JP3999441B2 - 細長い針穴を備えたミシン針 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、高い穿刺回数を有する高速度ミシン用のミシン針に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用縫製の場合、今日のミシン速度は、毎分当り５０００穿刺以上の穿刺回数が標準になっている。特定の適用例では穿刺回数は、毎分当り８０００穿刺以上に及ぶことすらある。
【０００３】
縫製時、ミシン針は縫製物を穿刺し、それによって穿刺穴が生じる。穿刺穴を開放するために使用される時間は、針尖端が縫製物に最初に接触する時点から針穴通路に達するまでの時間である。この穿刺穴開放時間は、毎分当り５０００穿刺回数のロック・ステッチミシンでは約０．５ｍｓである。穿刺穴の開放は、縫製物の急速な、ほぼ破裂状の横方向の押し退けを伴って生じる。その際に高い摩擦力が生じ、従って、高い穿入力と、縫製に要する高い電力需要量とが必要になる。
【０００４】
穿刺回数が著しく高い場合、縫製物は機械的にも熱的にも損傷を受けることがある。繊維または繊維複合体（ヤーン）が穿刺穴開放時にぷっつり切れることもある。更にまた高い摩擦力が、数秒間以内に普通の合成繊維の溶融温度範囲に達するほどの昇温を針に生ぜしめることもある。その場合、このような合成繊維は穿入領域で融着または溶断される。それ以外の結果として、縫製用加撚糸の糸切れが頻発する。
【０００５】
ラミネートや成膜層ならびに染料粒子または装備品の融着によって更なる縫製障害が生ぜしめられる。前記の問題発生によって縫製品質が低下し、既製製織品の支持特性が害なわれる。
【０００６】
更にまたミシン針は、特に高いミシン速度の場合、比較的高い機械的負荷を受ける。ミシン速度の増大に伴って動力学的問題が更に増大する。ミシン内の回転質量によって振動が生じ、これは特に一方で緊締されたミシン針に作用する。該ミシン針はそのうえ、糸張力、縫製物に対する衝突時における振れならびに操作影響のような外部から作用する力に耐え得るものでなければならない。しかし、安定性を増大するために、より太い針が使用されると、上述した問題はますます先鋭化される。
【０００７】
縫製時、縫製用加撚糸はミシン針によって縫製物に穿刺される。この工程時に縫製用加撚糸は損傷から防護されなければならない。従って、産業用縫製で目標とされることは、ミシン針が、極端な交換速度の場合でも、全ステッチ形成サイクルにわたって縫製用加撚糸にほとんど摩擦の無い走行を可能にするということである。大抵の場合、所望の縫い目強度の理由から縫製用加撚糸太さを規定することによって、ミシン針は、規定の太さの縫製用加撚糸を高速範囲でも低摩擦で案内し、縫製用加撚糸を充分に防護しなければならない。更にまた、高速範囲において縫製用加撚糸と縫製物との間の過度に大きな運動摩擦を回避することも必要である。これが保証されない場合には、コントロール不能の糸切れおよびステッチミスが生じる。
【０００８】
側方に曲げ出させられた軸部を備えたミシン針が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３０２７５３４号明細書に基づき公知である。軸部に沿って、針穴に通じる糸溝が形成されており、前記針穴はミシン針の軸部尖端近傍に配置されている。前記糸溝は、針穴域にまで達する２つの側壁によって仕切られる。針輪郭は、側方に曲げ出させられた軸部領域を越えて延びる糸溝からミシン針の軸部尖端への移行点でほぼ直線になる。
【０００９】
高速縫製時の前記問題点は、この公知のミシン針において発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、以上述べた点を起点として、高い作業速度のために適した改良されたミシン針を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、緊締部分に続く軸部が設けられており、該軸部が、少なくとも区分的に中心軸線に沿って延びていて、尖端部に達しており、また中心軸線に対して横方向に開放する針穴が設けられており、該針穴が、互いに間隔を置いて配置された２つの針穴壁によって仕切られていて、少なくとも一方の側に湾入部を有しており、該湾入部において針穴壁が、針穴の開放方向を基準にして、少なくとも区分的に中心軸線の方向に掘り下げられるようにした。
【００１２】
【発明の効果】
本発明のミシン針は、針穴幅が一定であるにもかかわらず、減少された針穴横断面積を有するのと同時に、改善された糸保護手段を有している。これによって、所定の太さの縫製用加撚糸のための穿刺穴をそれほど広く開放する必要はなく、ミシン針と縫製物との摩擦効果も減少される。針穴横断面積の減少化は糸溝側の湾入部によって得られる。これによって、針穴幅がネガティブな影響を受けることはないので、従来のまたは規定の太さの縫製用加撚糸を使用することが可能である。
【００１３】
湾入部は、穿刺力の特性曲線を変化させる。標準針の針穴通過時に圧倒的に発生する最初の応力ピークはたいてい顕著に減少される。穿刺穴の最大拡張は、針の上部軸部の侵入時に始めて、つまり針の下降運動がより緩慢になり、零に近づいた時に始めて、比較的ソフトに行われる。標準的な針の場合、最高侵入速度での穿刺穴の最大拡張によって発生する破裂状の糸切れ作用は最低限に抑えられるかあるいは防止される。
【００１４】
有利には、穿刺力がより小さくなり、ひいては縫製工程に要する電力需要量が減少されると同時に針加熱も僅かになり、穿刺穴は材料をいたわりつつ開放される。更にまた針穴は、糸が高い度合で防護されひいてはステッチミスや糸切れ発生率が僅かになるように形成することができる。
【００１５】
湾入部が、針穴壁が少なくとも１つの箇所で、軸部尖端と針穴との間に位置する領域の高さよりも幾分小さな全高を有するように設計されていると有利である。従って、ミシン針の、軸部尖端から針穴へ向かって増大する拡幅を、同時的な僅かな扁平化によってほぼ均一化し、従って、全体としては針横断面積を緩慢にしか増加させないようにすることも可能である。
【００１６】
本発明の有利な構成ではミシン針は、針穴の少なくとも所定の領域に、ほぼ一定の全高を有しており、これは穿刺時の開放運動を遅延させるために役立つ。
【００１７】
有利な構成ではミシン針の湾入部は、ほぼ一定の曲率半径を有している。この場合、湾入部の曲率中心点を針穴の高さに配置することが可能である。曲率半径は比較的大きく設計されており、有利な場合には、公称針太さ（基準針太さ）の約３倍〜４倍である。この公称針太さは、シンニング加工の施されていない、即ち薄肉化されていない軸部領域で規定される。
【００１８】
本発明のミシン針は、糸溝を備えた方の側に針穴の湾入部を有しているのに対して、両針穴壁は、針穴の、対面する側では真っ直ぐに形成されていると有利であり、この場合、ここには針穴を超える突出部は全くまたは殆ど存在しない。
【００１９】
針穴壁内の壁厚さは、針穴の一方の側から他方の側へ変化していてよい。例えば両針穴壁を、湾入部に隣接した方の側では、湾入部から離間した方の側よりも幾分大きな壁厚さを有するように構成すると有利である。ミシン針の両側面はその場合、中心軸線に対して平行にかつ横方向では互いに鋭角を形成するように配置される。
【００２０】
本発明によるミシン針の特に有利な構成では、減少されない高さをもって針穴領域まで延びる糸溝が設けられているが、該糸溝を仕切る壁の高さは、全糸溝に沿って特に針穴に至るまでかつ針穴領域に形成された湾入部に至るまで一定である。これによって、糸が最大限に防護されると同時に針穴が著しく細長く形成され、ひいては穿刺力が僅かにかつ穿刺穴拡張が緩慢になることができる。
【００２１】
ミシン針の軸部が、側方曲げ出し部を有していると有利であり、該側方曲げ出し部は、ミシン針の、糸溝とは反対の側に窪みを規定している。該窪みは、縫い目形成時に縫製用加撚糸と係合する糸グリッパのための空間を形成する。
【００２２】
有利な構成では、糸溝を仕切る壁の高さが、針穴への移行部で幾分増大されており、これによって、糸の防護を一層改善することが可能である。
【００２３】
軸方向で見て、つまり中心軸線に沿って針穴が、丸く面取りして形成されかつ中心軸線に対してずらして配置された両針穴ウェブによって仕切られていると有利である。両針穴ウェブの丸い面取りはその場合、該針穴ウェブの端部を半円に形成するように設計されている。この場合、両針穴ウェブの丸い面取り部の軸線は、針穴高さの約半分だけ互いにずらされている。この配置形式は、針穴を通る接線と中心軸線との成す角度が、２０゜よりも明らかに小さくなるようにすると有利である。使用される縫製用加撚糸の糸太さに相当する太さを有していて、伸直した状態で針穴を通走する糸は、中心軸線に対して、やはり２０゜よりも小さな角度を形成していると有利である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２５】
図１で部分的に示したミシン針１は軸部２を有しており、該軸部は、図１で見て右側の尖端部３で終わっている。軸部２は、尖端部３を通って延びる中心軸線４を規定している。軸部２は緊締部分（図示せず）を起点として延在しており、該緊締部分はミシンの、対応する収容部内で固定される。
【００２６】
図１で見て左側では、ミシン針１の軸部２は、上面５が丸く面取りされかつ外側面６，７が扁平である横断面を有している。ミシン針１の下面８には糸溝９が設けられており、該糸溝は２つの側壁１０，１１によって仕切られる。側壁１０，１１は、多角形または円形を形成して溝底１２へ移行している。
【００２７】
図１から分かるように糸溝９は、軸部２に沿ってシフト領域１４を越えて延びており、該シフト領域では軸部２が屈曲形成、つまり図１で見て下方へ曲げ出されている。シフト領域１４はミシン針１の上面５に沿って窪み１５を規定している。窪み１５の背部または鞍部は、中心軸線４に対して僅かな間隔を保って、該中心軸線４へ接近している。この領域におけるミシン針１の横断面は図３に示した通りである。図面から分かるように、このシフト領域１４におけるミシン針１は、図２に示した領域に比べて広幅ではあるが、幾分扁平に形成されている。図２および図３の横断面図に示した軸部２の横断面の面積単位はほぼ合致している。軸部横断面積は公称横断面積よりも約１２％小さい。
【００２８】
シフト領域１４には移行領域１７が続いており、該移行領域において横断面の中心は、シフトされた位置から再び中心軸線４の近くに、または同一線上に移される。糸溝９は、シフト領域１４と移行領域１７とを通って針穴１８まで延びている。該針穴は、図１から分かるように尖端部３の近傍に配置されている。針穴１８は、シフト領域１４のシフト方向と合致する方向でミシン針１を貫通している。図４に示した横断面図から分かるように、針穴１８は２つの針穴壁１９，２０によって仕切られ、両針穴壁間に１つの通路が形成されている。この場合、両針穴壁１９，２０は、互いに対面する内側面２１，２２をほぼ扁平にまたはやや湾曲させて形成されている。両内側面２１，２２は互いにほぼ平行に方向付けられているのに対して、ここでは両外側面６，７は互いに鋭角を成している。これによって、両針穴壁１９，２０は糸溝９の側では、糸溝９とは反対の側よりも、幾分大きな壁厚さを有している。総横断面積はここでは、当該ミシン針１の公称針太さに対して最大１０％減少されている。
【００２９】
移行領域１７には針穴ウェブ２３が形成されており、該針穴ウェブの端部２４が針穴１８を軸方向（中心軸線４の方向）で仕切っている。端部２４は、最大限に可能な曲率半径で、縁部なしに丸く面取りされている。従って、糸溝９の溝底１２は、針穴ウェブ２３の端部２４まで縁部なしに延びている。糸溝９の側壁１０，１１は、シフト領域１４で測定され得る第１の高さＨから、平行領域２５で確認され得る僅かに増大した高さＨ１へ移行している。平行領域２５では糸溝９は中心軸線４に対して傾いて延びている。
【００３０】
平行領域２５に続いて、糸溝９の両側壁１０，１１は針穴壁１９，２０へ移行している。ここで、つまり針穴１８の領域で両針穴壁１９，２０は、図１から分かるように、湾入部２６を有しており、該湾入部によって、図１で見て下側の、糸溝９の側に位置する針穴入口は中心軸線４の方向にずらされている。針穴１８には、尖端部３に達する円錐形の領域２７が続いている。例えば測定点２８で測定され得る、円錐形の領域２７の最大半径は、湾入部２６の領域における針穴１８の入口と中心軸線４との距離よりも大きい。従って、針穴１８の入口は、円錐形の領域２７に対してずらされている。この場合、図１から分かるように、湾入部２６は、糸溝９の側で針穴１８の延長線上に位置する曲率中心点Ｍからの曲率半径Ｒによって規定される。該曲率半径Ｒは、公称針太さＮｍの約４倍である。
【００３１】
湾入部２６には第２の針穴ウェブ２９が直接続いており、該針穴ウェブの端部３０は針穴側を丸く面取りされている。針穴ウェブ２９は、湾入部２６とは反対の側では、凹面状の底面３１に続いている。明確にするために、ミシン針１は図５においてＶ−Ｖ線に沿った断面図で示してある。この横断面はほぼ円形である。円錐形の領域２７への針穴の移行点では横断面は幾分扁平に面取りされている。この横断面積は、公称針太さに相当する横断面積に対して約２０％減少されている。
【００３２】
上で説明したミシン針１は、以下のように働く：
図６には、ミシン針１と、針穴１８を通って案内されている縫製用加撚糸３２とが示してある。縫製用加撚糸３２は糸溝９内に位置していて、該糸溝から伸直した状態で針穴１８を通って撓んでいる。凹面状の底面３１の領域で縫製用加撚糸は撓んで位置している。ミシン針１は、まだ縫製物に穿刺されていない。いまミシン針が縫製物の方へ運動し始めて、該縫製物内へ穿入し始める。先ず尖端部３が縫製物内へ侵入した後、中心軸線４に沿ったミシン針１の軸方向運動の続行によって、円錐形の領域２７が縫製物内へ入り込んで、針穴１８に達するまで穿刺穴を拡張する。この場合、この拡張は、徐々にかつ比較的均等に適切に行われるので、縫製用加撚糸３２は穿刺穴を通って引張られる。この場合、縫製用加撚糸は針穴ウェブ２３に巻掛けられる。この巻掛け状態が図７に示してある。縫製物は、穿刺工程時に針穴１８を越えて滑動する。この場合、縫製物は平行領域２５によって、糸溝９の高さに基づき、糸溝９内に位置する縫製用加撚糸３２から遠ざけられる。従って、縫製用加撚糸３２は、該加撚糸と縫製物との間に過度に大きな摩擦を生ぜしめることなく、高い引出し速度を伴って穿刺穴内へ引込まれる。特に針穴領域では、針穴が細長く形成されているにもかかわらず、縫製用加撚糸３２は効果的に防護されている。これは、湾入部２６と、平行領域２５において高められたもしくは深められた糸溝との組合せによって可能になる。
【００３３】
穿刺工程が終了すると、ミシン針１は引き戻され、それに伴って、縫製用加撚糸３２はまず、図８に示した状態を占める。縫製用加撚糸３２は、針穴ウェブ２３から解離され、次いで、図９に示したようにループ３３を形成する。針穴ウェブ２９は、針穴ウェブ２３に対する横方向のずれに基づいて、糸溝の方向へ縫製用加撚糸３２が脱出するのを阻止する。むしろ縫製用加撚糸３２が針穴ウェブ２９によって針穴１８から押出されるので、所望のループが確実に形成される。このループは、縫製工程の次のプロセスにおいてグリッパ（図示せず）によって捕まれる。このループの正確な形成によって、ミスのない縫製工程が可能になる。
【００３４】
特に、高い作業速度のために設定されたミシン針１は、細長い針穴１８を有しており、該針穴は、軸部を介して走行する糸を案内するための糸溝９へ直接移行している。該糸溝９の側には、針穴１８が湾入部２６を有しており、該湾入部によって針穴横断面積が僅かになり、ひいては穿刺工程時における縫製物の負荷が低くなる。糸溝９から針穴１８への移行領域では、この移行領域を仕切る壁の高さが、糸溝の溝底から測定すれば、縫製用加撚糸３２を露出させず、従って縫製物から効果的に遠ざけるような寸法を有している。また、好ましくは、中心軸線（４）の方向で測定した針穴（１８）の長さが、軸部（２）の薄肉化されていない領域において中心軸線（４）に対して横断方向に測定した針太さの２倍より小さく、より好ましくは１．５倍より小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるミシン針の部分の概略的な縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったミシン針の横断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったミシン針の横断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿ったミシン針の横断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿ったミシン針の横断面図である。
【図６】図１のミシン針の部分的かつ概略的な縦断面図であり、針穴を通って案内された穿刺工程前の糸が同時に示してある。
【図７】図１のミシン針の部分的かつ概略的な縦断面図であり、針穴を通って案内された穿刺工程時の糸が同時に示してある。
【図８】図１のミシン針の部分的かつ概略的な縦断面図であり、針穴を通って案内された穿刺工程中の糸と共に、針の引き戻し時の運動反転直後の状態が示してある。
【図９】図１のミシン針の部分的かつ概略的な縦断面図であり、針穴を通って案内された戻りストローク中の糸と共に、ループキャッチャによって収容される糸ループが理想的に形成された状態が示してある。
【符号の説明】
１ ミシン針、 ２ 軸部、 ３ 尖端部、 ４ 中心軸線、 ５ 上面、 ６，７ 外側面、 ８ 下面、 ９ 糸溝、 １０，１１ 側壁、 １２ 溝底、 １４ シフト領域、 １５ 窪み、 １７ 移行領域、 １８ 針穴、 １９，２０ 針穴壁、 ２１，２２ 内側面、 ２３ 針穴ウェブ、 ２４ 端部、 ２５ 平行領域、 ２６ 湾入部、 ２７ 領域、 ２８ 測定点、 ２９針穴ウェブ、 ３０ 端部、 ３１ 底面、 ３２ 縫製用加撚糸、 ３３ ループ、 Ｒ 曲率半径、 Ｍ 曲率中心点

Claims (14)

1. ミシン針（１）において、緊締部分に続く軸部（２）が設けられており、該軸部（２）が、少なくとも部分的に中心軸線（４）に沿って延びていて、尖端部（３）に達しており、また中心軸線（４）に対して横断方向に開放する針穴（１８）が設けられており、該針穴（１８）が、互いに間隔を置いて配置された２つの針穴壁（１９，２０）によって中心軸線（４）に沿う側面が規定されていて、糸入口側を成す針穴入口に、穿刺工程における縫製物の負荷を低減するために、前記横断方向に沿って中心軸線（４）を横断する横断面における針穴横断面積を低減する、一定の曲率半径（Ｒ）を有する湾入部（２６）を有しており、また糸溝（９）が設けられており、該糸溝（９）の側壁（１０，１１）が、移行部（１７）で針穴壁（１９，２０）に移行しており、当該ミシン針（１）が、前記糸出口側にグリッパ切欠き（１４）を備えており、該グリッパ切欠き（１４）が軸部（２）において針穴（１８）と重合しない位置に配設されており、糸溝（９）の溝底（１２）が、縁部なしに端部（２４）にまで延びており、前記湾入部（２６）において針穴壁（１９，２０）が、針穴（１８）の開放方向をにおいて、少なくとも部分的に中心軸線（４）の方向に掘り下げられていて、尖端部（３）と針穴（１８）との間に位置する領域（２７）における前記開放方向の幅よりも小さい前記開放方向の幅を有していることを特徴とする、細長い針穴を備えたミシン針。
2. 針穴壁（１９，２０）は、針穴（１８）の湾入部（２６）の少なくとも１つの部分において、中心軸線（４）からの前記開放方向の幅が一定であり、前記部分に続いて前記幅が増大している、請求項１記載のミシン針。
3. 針穴壁（１９，２０）が、該針穴壁の、湾入部（２６）とは反対に位置する側で真っ直ぐに終わっている、請求項１記載のミシン針。
4. 針穴壁（１９，２０）が、該針穴壁の、湾入部（２６）に隣接した方の側に、前記湾入部（２６）とは反対の側よりも大きい壁厚さを有している、請求項１記載のミシン針。
5. 軸部（２）が、針穴（１８）に接続する糸溝（９）を有しており、針穴壁（１９，２０）は、糸溝（９）と針穴（１８）との間の移行領域（１７）に、糸溝（９）の溝底（１２）に対して針穴壁（１９，２０）の糸入口側端が平行に形成されている領域（２５）を有する、請求項１記載のミシン針。
6. 軸部（２）が、窪み（１５）を有していて、該窪み（１５）の領域に側方にシフトするグリッパ領域のシフト領域（１４）を有している、請求項１記載のミシン針。
7. 針穴（１８）は、丸く面取りされて形成された針穴ウェブ（２３，２９）によって中心軸線（４）の方向の端面が規定されている、請求項１記載のミシン針。
8. 針穴（１８）を通り、針穴ウェブ（２３，２９）の、糸側の側面に接する仮想直線と、中心軸線（４）とが２０゜より小さい鋭角を成すように、針穴ウェブ（２３，２９）が配置されかつ形成されている、請求項７記載のミシン針。
9. 両針穴ウェブ（２３，２９）の少なくとも一方（２９）が、凹面状に形成された底面（３１）を糸側に有している、請求項７記載のミシン針。
10. 中心軸線（４）の方向で測定した針穴（１８）の長さが、軸部（２）の薄肉化されていない領域において前記中心軸線（４）に対して横断方向に測定した針太さの１．５倍〜２倍より小さい、請求項１記載のミシン針。
11. 針穴（１８）において中心軸線（４）に対して横断方向に測定されたミシン針（１）の太さが、該ミシン針の基準太さよりも小さい、請求項１記載のミシン針。
12. 前記湾入部（２６）の曲率中心点（Ｍ）が、針穴（１８）の開放方向投影領域上に位置している、請求項１記載のミシン針。
13. 前記針穴ウェブの曲率半径が、一方の針穴ウェブ（２３）の肉厚さの半分と合致している、請求項７記載のミシン針。
14. 前記領域（２５）は直線的に形成されている、請求項５記載のミシ ン針。

Images