JP4471107B2 - 軸受け機構及びミシン - Google Patents

Description

本発明は、往復移動する摺動軸をグリス等の潤滑剤を用いて軸受け部材で支持するようにしたものに関する。

従来、一般的に、機械駆動系においては、往復移動する摺動軸を軸受けで移動可能に枢支する場合、摺動軸がスムーズに移動できるように、摺動軸と軸受けの間にグリス等の潤滑剤を用いることで、駆動軸の焼け付きを防止するようにしている。特に、工業用ミシンや家庭用ミシンにおいては、高速で上下動する針棒を支持する針棒受け部に用いる潤滑剤としてグリスを採用するようにしてある。

例えば、特許文献１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け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、各環状溝にグリスが充填されている。一方、略円筒形状の針棒軸受けの内部に、内周面に開口する幅広で環状のグリス保持部が形成され、そのグリス保持部にもグリ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けのグリス保持部の両者でグリスを保持できるため、摺動部位の磨耗や焼き付きによる損傷を防止するようにしてある。
特開２００２−４５５８７号公報 （第３〜４頁、図２）

前述したように、特許文献１に記載のミシン用摺動装置においては、摺動部位の潤滑性を長期化させるために、針棒軸受けのグリス保持部だけでなく、針棒に設けた複数の環状溝にもグリスを充填しているが、針棒が上下動するに際して、環状溝の幾つかが針棒軸受けから上側又は下側に露出されるようになって、環状溝のグリスが外気に触れて劣化するだけでなく、環状溝に入り込んだ外気がグリス保持部のグリスにも接触し、グリス保持部のグリスも劣化するという問題がある。

請求項１の軸受け機構は、往復移動する摺動軸を軸受け部材で往復移動可能に支持する軸受け機構において、前記軸受け部材は、摺動面に開口するように形成され潤滑剤が充填された環状の潤滑剤収容凹部と、前記潤滑剤収容凹部と前記軸受け部材の軸方向の端部との間に前記潤滑剤収容凹部の幅寸法よりも小さく形成された少なくとも１つの前記摺動軸と直交する面と平行な環状の潤滑剤トラップ溝とを備え、前記潤滑剤トラップ溝は、前記摺動軸が往復移動する場合に前記摺動軸に付着した潤滑剤を取り込んで回収可能に形成されたものである。

摺動軸は、軸受け部材に形成された潤滑剤収容凹部に充填された潤滑剤を介して、軸受け部材により往復移動可能に支持される。摺動軸が往動方向に移動する場合であって、潤滑剤トラップ溝が潤滑剤収容凹部よりも往動方向下流側にある場合、潤滑剤トラップ溝の内部は摺動軸の移動により比較的負圧状態になるため、摺動軸の摺動面に付着した潤滑剤の殆どが潤滑剤トラップ溝に取り込まれて溜まるようになる。

ここで、潤滑剤トラップ溝が複数設けられた場合には、摺動軸移動するに際して、摺動面に付着した潤滑剤は、潤滑剤収容凹部に近い潤滑剤トラップ溝から順々に、１つ前の潤滑剤トラップ溝で取り込めなかった残りの潤滑剤を取り込む。即ち、潤滑剤トラップ溝の数が多いほど、摺動面に付着した潤滑剤の潤滑剤トラップ溝への取り込み量が増え、軸受け部材から外部に露出する潤滑剤の量が極力軽減する。

一方、摺動軸が復動方向に移動する場合には、潤滑剤トラップ溝と潤滑剤収容凹部の間の摺動面に付着した潤滑剤の復動方向への移動によるポンピング作用で、潤滑剤トラップ溝の内部は比較的負圧状態になり、潤滑剤トラップ溝に取り込まれた潤滑剤は潤滑剤収容凹部に移動して回収される。

ここで、潤滑剤トラップ溝が複数設けられた場合であっても、摺動軸が復動方向に移動する際にポンピング作用により、複数の潤滑剤トラップ溝に分散して取り込まれている潤滑剤を順々に潤滑剤収容凹部に移動して回収される。

請求項２の軸受け機構は、請求項１の発明において、前記潤滑剤トラップ溝は、潤滑剤収容凹部の両側に夫々形成されたものである。

請求項３のミシンは、請求項１又は２の発明において、前記摺動軸は加工布に縫目を形成する縫目形成機構に有する駆動系に設けられたミシンの摺動軸であり、前記軸受け部材はそのミシンの摺動軸を往復移動可能に支持するミシンの軸受け部材である。

請求項４のミシンは、請求項３の発明において、前記ミシンの摺動軸はミシンの針棒であり、前記ミシンの軸受け部材は針棒を上下に往復移動可能に支持する針棒軸受け部材である。

請求項５のミシンは、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の軸受け機構を備えたものである。

請求項１の発明によれば、往復移動する摺動軸を軸受け部材で往復移動可能に支持する軸受け機構において、軸受け部材に、環状の潤滑剤収容凹部と、潤滑剤収容凹部に接近させた少なくとも１つの環状の潤滑剤トラップ溝とを設けたので、摺動軸が往動方向に移動する場合であって、潤滑剤トラップ溝が潤滑剤収容凹部よりも往動方向下流側にある場合、潤滑剤トラップ溝の内部は摺動軸の移動により比較的負圧状態になり、摺動面に付着した潤滑剤の殆どを潤滑剤トラップ溝に取り込んで回収でき、潤滑剤が軸受け部材から外部に露出することがないため、潤滑剤の劣化を防止することができ、潤滑機能を長期に亙って確保することができる。しかも、前記潤滑剤トラップ溝の軸方向の幅は、潤滑剤収容凹部の幅寸法よりも小さいので、潤滑剤トラップ溝による摺動面に付着した潤滑剤の取り込み効果を高めることができる。特に、潤滑剤トラップ溝の幅寸法が数ｍｍの場合、溝加工の容易性を高めることができるだけでなく、負圧の程度を高めて、潤滑剤の取り込み効果を一層高めることができる。

請求項２の発明によれば、前記潤滑剤トラップ溝は、潤滑剤収容凹部の両側に夫々形成されたので、摺動軸が往動する場合でも、復動する場合であっても、請求項１と同様の効果を充分に発揮することができる。

請求項３の発明によれば、前記摺動軸は加工布に縫目を形成する縫目形成機構に有する駆動系に設けられたミシンの摺動軸であり、前記軸受け部材はそのミシンの摺動軸を往復移動可能に支持するミシンの軸受け部材であるので、縫製に際して駆動される縫目形成機構の駆動系において、ミシンの摺動軸のミシンの軸受け部材による軸受け性能を高めることができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。

請求項４の発明によれば、前記摺動軸はミシンの針棒であり、前記軸受け部材は針棒を上下に往復可能に支持する針棒軸受け部材であるので、縫製に際して高速で上下動する針棒の針棒軸受け部材による軸受け性能を高めることができ、しかもメンテナンスフリーの実現化が可能になる。その他請求項３と同様の効果を奏する。

請求項５の発明によれば、ミシンは請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の軸受け機構を備えたので、請求項１〜請求項４の何れか１つの効果を発揮できるミシンを実現させることができる。

本実施形態の軸受け機構は、針棒軸受けに、グリスを収容するグリス収容部に加えて、グリス収容部の両側近傍部に潤滑剤トラップ溝を夫々形成するようにし、グリス収容部のグリスの劣化及び消耗を防止するようにしてある。

図１に示すように、この電子ミシン１は、回転釜等の糸輪捕捉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。アーム部４に左右方向向きに配設された主軸６は機枠に複数箇所において回転可能に支持され、頭部５に対応する主軸６の左端部に連結させて、針棒１１を上下駆動する針棒上下動機構１０が配設されている。先ず、この針棒上下動機構１０について簡単に説明しておく。

下端部に縫針（図示略）を着脱可能に装着した針棒１１は、正面視コ字状の針棒台１２により、その上下両側の針棒軸受け部１２ａ，１２ｂを介して上下動可能に支持されている。この針棒台１２は、機枠に固着された前後方向向きの枢支ピン１３により、後述する針棒揺動軸２３を中心として回転しないように回転止めされている。

主軸６の左端部に連結ピン１４ａを有する針棒クランク（釣合い錘）１４が固着され、その連結ピン１４ａに針棒クランクロッド１５の上端部が回動可能に枢着され、針棒クランクロッド１５の下端部は針棒抱き１６を介して針棒１１に連結されている。

一方、前述した連結ピン１４ａの左端部に伝達支持部材１７が固定され、その伝達支持部材１７の先端部に回転天秤１８の基端部が複数の固定ビス（図示略）で固定されている。即ち、回転天秤１８は針棒クランク１４や針棒クランクロッド１５を介して主軸６に連結されている。

それ故、図示外のミシンモータによりタイミングベルトを介して回転された主軸６の回転により針棒クランク１４が回転するので、針棒クランクロッド１５及び針棒抱き１６を介して針棒１１が上下往復駆動される。これと同時に、針棒クランク１４の回転により、回転天秤１８が主軸６に同期して回転駆動される。

ところで、針棒台１２の下側基端部に、ユニット化された針振り機構２０から延びる針棒揺動軸２３の左端部が連結されており、針棒揺動軸２３の右端部に針振り機構２０が連結されている。そこで針振り機構２０について簡単に説明しておく。

ミシンモータに連結された偏心カム２１に揺動レバー２２の下端部の二股部２２ａが嵌入し、揺動レバー２２の上端部に針棒揺動軸２３の右端部が連結されている。それ故、ミシンモータで偏心カム２１が回転すると、揺動レバー２２が正面視にて時計回り又は反時計回りに揺動するため、針棒揺動軸２３を介して針棒台１２が左右に移動するので、針棒１１が左右に針振り可能になっている。ここで、針棒上下動機構１０や針振り機構２０、糸輪捕捉器等から縫目形成機構が構成され、針棒上下動機構１０や針振り機構２０が駆動系に相当する。

次に、針棒台１２（これが軸受け部材に相当する）の上下両側の針棒軸受け部１２ａ，１２ｂには、同様に構成された軸受け機構２５が夫々設けられている。そこで、上側の針棒軸受け部１２ａに設けられた軸受け機構２５について説明する。

図２に示すように、針棒１１を上下動可能に支持する上側の針棒軸受け部１２ａには、その高さ方向中段部に、針棒軸受け部１２ａの縦方向寸法（例えば、約１５mm） の約１／３の幅寸法（例えば、約５mm） を有する針棒１１と直交する面と平行な環状のグリス収容凹部１２ｄ（これが潤滑剤収容凹部に相当する）が摺動面１２ｃに開口するように形成されている。

針棒軸受け部１２ａには、更に、グリス収容凹部１２ｄと針棒軸受け部１２ａの上端との略中間位置に１つの針棒１１と直交する面と平行な環状の上側潤滑剤トラップ溝１２ｅが形成されるとともに、グリス収容凹部１２ｄと針棒軸受け部１２ａの下端との略中間位置に１つの針棒１１と直交する面と平行な環状の下側潤滑剤トラップ溝１２ｆが形成されている。

ここで、グリス収容凹部１２ｄの幅寸法は約５mmで、深さは約１〜２mmである。上側及び下側潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆの幅寸法は夫々約0.5 〜１mmで、深さは夫々約１〜２mmである。また、針棒１１の外周面である摺動面１１ａと、針棒軸受け部１２ａの内周面である摺動面１２ｃとの摺動隙間ｔは約0.02mmである。グリス収容凹部１２ｄにだけ、潤滑剤であるグリスＧが充填されている。

次に、このように上側の針棒軸受け部１２ａに設けられた軸受け機構２５の作用及び効果について説明する。但し、下側の針棒軸受け部１２ｂに設けられた軸受け機構２５の作用及び効果は、上側の軸受け機構２５の作用及び効果と同様である。

先ず、針棒１１が上下に往復移動する際の上側潤滑剤トラップ溝１２ｅと、下側潤滑剤トラップ溝１２ｆのシール作用を説明しておく。図３に示すように、針棒１１が高速で下降移動する場合には、上側潤滑剤トラップ溝１２ｅとグリス収容凹部１２ｄとの間の両摺動面１１ａ，１２ｃで形成される狭い微小通路ｔａに対応する針棒１１の摺動面１１ａに付着した微小量のグリスＧが針棒１１に同期して下降するため、ポンピング作用により上側潤滑剤トラップ溝１２ｅは負圧になる。

針棒１１が高速で下降移動する場合、グリス収容凹部１２ｄと下側潤滑剤トラップ溝１２ｆとの間の両摺動面１１ａ，１２ｃで形成される狭い微小通路ｔｂに対して下側潤滑剤トラップ溝１２ｆの容積が大きいため、下側潤滑剤トラップ溝１２ｆは若干ではあるが負圧気味になる。

一方、図４に示すように、針棒１１が高速で上昇移動する場合には、下降する場合と逆になり、狭い微小通路ｔｂに対応する針棒１１の摺動面１１ａに付着した微小量のグリスＧが針棒１１に同期して上昇するため、ポンピング作用により下側潤滑剤トラップ溝１２ｆは負圧になる。また、狭い微小通路ｔａに対して上側潤滑剤トラップ溝１２ｅの容積が大きいため、上側潤滑剤トラップ溝１２ｅは若干ではあるが負圧気味になる。

先ず、針棒１１が高速で下降移動する場合には、図３に示すように、上側潤滑剤トラップ溝１２ｅに既に溜まっているグリスＧは、前述したポンピング作用で微小通路ｔａに吸い出されて下方に移動し、グリス収容凹部１２ｄで回収される。

また、針棒１１が高速で下降移動する場合には、下側潤滑剤トラップ溝１２ｆも負圧気味になるため、微小通路ｔｂに対応して針棒１１の摺動面１１ａに付着した薄膜状で微小量のグリスＧは、下方への移動途中で負圧状態の下側潤滑剤トラップ溝１２ｆに吸い込まれて回収される。

一方、針棒１１が高速で上昇移動する場合には、図４に示すように、下降移動する場合と略逆になり、下側潤滑剤トラップ溝１２ｆに既に溜まっているグリスＧは、前述したポンピング作用で微小通路ｔｂに吸い出されて上方に移動し、グリス収容凹部１２ｄで回収される。

また、針棒１１が高速で上昇移動する場合には、上側潤滑剤トラップ溝１２ｅも負圧気味になるため、微小通路ｔａに対応して針棒１１の摺動面１１ａに付着した薄膜状で微小量のグリスＧは、上方への移動途中で負圧状態の上側潤滑剤トラップ溝１２ｅに吸い込まれて回収される。

このように、針棒１１の軸受け部材である針棒台１２の上側の針棒軸受け部１２ａに、グリス収容凹部１２ｄが形成されるとともに、そのグリス収容凹部１２ｄの両側に針棒１１と直交する面と平行な環状の上側潤滑剤トラップ溝１２ｅと下側潤滑剤トラップ溝１２ｆとが形成されたので、摺動軸が下降移動する場合でも、上昇移動する場合であっても、潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆの内部は針棒１１の移動により負圧状態になり、針棒１１の摺動面１１ａに付着した薄膜状で微量のグリスＧの殆どをこれら潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆに取り込んで回収でき、グリスＧが針棒軸受け部１２ａから外部に露出することがないため、グリスＧの劣化を防止することができ、潤滑機能を長期に亙って確保することができる。

更に、針棒軸受け部１２ａに、グリス収容凹部１２ｄが形成されるとともに、そのグリス収容凹部１２ｄ両側に潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆが形成されたので、針棒１１の上下動ストロークが大きい場合でも、針棒軸受け部１２ａ及び潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆを形成した針棒軸受け部１２ａの小型化を図ることができる。

また、潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆの軸方向（上下方向）の幅寸法は、グリス収容凹部１２ｄの幅寸法よりも小さいので、潤滑剤トラップ溝１２ｅ，１２ｆによる摺動面１１ｃに付着したグリスＧの取り込み効果を一層高めることができるとともに、溝加工の容易性を高めることができる。

次に、前記実施の形態の変更形態について説明する。

１〕図５に示すように、軸受け機構２５Ａは、針棒軸受け部１２ａに、グリス収容凹部１２ｄを形成するとともに、グリス収容凹部１２ｄの上側に２つの針棒１１と直交する面と平行な環状の上側潤滑剤トラップ溝１２ｇ，１２ｈを所定間隔おきに形成するとともに、グリス収容凹部１２ｄの下側に２つの針棒１１と直交する面と平行な環状の下側潤滑剤トラップ溝１２ｉ，１２ｊを所定間隔おきに形成するようにしてもよい。

この場合に、図３で説明したのと同様に、針棒１１が高速で下降移動する場合には、ポンピング作用で上側潤滑剤トラップ溝１２ｇ，１２ｈは夫々負圧になるとともに、下側潤滑剤トラップ溝１２ｉ，１２ｊも負圧気味になる。

それ故、上側潤滑剤トラップ溝１２ｇに既に溜まっているグリスＧは、前述したポンピング作用で微小通路ｔｃに吸い出されて下方に移動し、上側潤滑剤トラップ溝１２ｈに回収されるとともに、上側潤滑剤トラップ溝１２ｈに既に溜まっているグリスＧは、微小通路ｔｄに吸い出されて下方に移動し、グリス収容凹部１２ｄで回収される。

また、針棒１１が高速で下降移動する場合には、下側潤滑剤トラップ溝１２ｉ，１２ｊも負圧気味になるため、微小通路ｔｅに対応して針棒１１の摺動面１１ａに付着した薄膜状で微小量のグリスＧは、下方への移動途中で負圧状態の下側潤滑剤トラップ溝１２ｉに吸い込まれて回収される。更に、微小通路ｔｆに対応して針棒１１の摺動面１１ａに残存して付着しているグリスＧは下側潤滑剤トラップ溝１２ｊに吸い込まれて回収される。

このように、針棒軸受け部１２ａに形成したグリス収容凹部１２ｄの上下両側に２つずつの潤滑剤トラップ溝１２ｇ，１２ｈ、１２ｉ，１２ｊを夫々形成した場合には、上下に１つの潤滑剤トラップ溝を形成した場合よりも、針棒１１の摺動面１１ａに付着したグリスＧを二重に回収できるので、グリスＧの回収効果をより高めることがでる。それ故、針棒１１の摺動面１１ａに付着したグリスＧの劣化を防止でき、針棒１１の上下動の潤滑機能を長期に亙って確保することができる。

２〕図６に示すように、軸受け機構２５Ｂは、針棒軸受け部１２ａに、グリス収容凹部１２ｄが形成されるとともに、グリス収容凹部１２ｄの上側に３つの針棒１１と直交する面と平行な環状の上側潤滑剤トラップ溝１２ｍ，１２ｎ，１２ｏを所定間隔おきに形成するとともに、グリス収容凹部１２ｄの下側に３つの針棒１１と直交する面と平行な環状の下側潤滑剤トラップ溝１２ｐ，１２ｑ，１２ｒを所定間隔おきに形成するようにしてもよい。

針棒１１が高速で下降移動する場合、同様にして、針棒１１のグリス収容凹部１２ｄよりも下側の摺動面１１ａに付着したグリスＧは、微小通路ｔｊ〜ｔｌを介して下側潤滑剤トラップ溝１２ｐ〜１２ｒで順々に三重に回収でき、しかも３つの上側潤滑剤トラップ溝１２ｍ〜１２ｏに回収されたグリスＧは、微小通路ｔｇ〜ｔｉを介して順々に下側の上側潤滑剤トラップ溝１２ｎ，１２ｏを経てグリス収容凹部１２ｄに回収できるので、グリスＧの回収効果をより高めることがでる。この場合にも、針棒１１の摺動面１１ａに付着したグリスＧの劣化を防止でき、針棒１１の上下動の潤滑機能を長期に亙って確保することができる。

３〕軸受け機構２５は、針棒揺動軸２３を左右に往復移動可能に支持するように構成したり、その他種々のミシンの摺動軸を往復移動可能に支持する種々のミシンの軸受け部材に適用することが可能である。

４〕本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。

本発明の実施例に係る電子ミシンの正面図である。 針棒を支持するグリス収容凹部の縦断正面図である。 針棒が下降するときの図２相当図である。 針棒が上昇するときの図２相当図である。 変更形態に係る図２相当図である。 変更形態に係る図２相当図である。

１ ミシン
１１ 針棒
１２ 針棒台
１２ａ 針棒軸受け部
１２ｂ 針棒軸受け部
１２ｄ グリス収容凹部
１２ｅ 上側潤滑剤トラップ溝
１２ｇ 上側潤滑剤トラップ溝
１２ｈ 上側潤滑剤トラップ溝
１２ｍ 上側潤滑剤トラップ溝
１２ｎ 上側潤滑剤トラップ溝
１２ｏ 上側潤滑剤トラップ溝
１２ｆ 下側潤滑剤トラップ溝
１２ｉ 下側潤滑剤トラップ溝
１２ｊ 下側潤滑剤トラップ溝
１２ｐ 下側潤滑剤トラップ溝
１２ｑ 下側潤滑剤トラップ溝
１２ｒ 下側潤滑剤トラップ溝
２５ 軸受け機構
２５Ａ 軸受け機構
２５Ｂ 軸受け機構
Ｇ グリス

Claims (5)

1. 往復移動する摺動軸を軸受け部材で往復移動可能に支持する軸受け機構において、
   前記軸受け部材は、摺動面に開口するように形成され潤滑剤が充填された環状の潤滑剤収容凹部と、
   前記潤滑剤収容凹部と前記軸受け部材の軸方向の端部との間に前記潤滑剤収容凹部の幅寸法よりも小さく形成された少なくとも１つの前記摺動軸と直交する面と平行な環状の潤滑剤トラップ溝とを備え、
   前記潤滑剤トラップ溝は、前記摺動軸が往復移動する場合に前記摺動軸に付着した潤滑剤を取り込んで回収可能に形成されたことを特徴とする軸受け機構。
2. 前記潤滑剤トラップ溝は、前記潤滑剤収容凹部の両側に夫々形成されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受け機構。
3. 前記摺動軸は加工布に縫目を形成する縫目形成機構に有する駆動系に設けられたミシンの摺動軸であり、前記軸受け部材はそのミシンの摺動軸を往復移動可能に支持するミシンの軸受け部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受け機構。
4. 前記ミシンの摺動軸はミシンの針棒であり、前記ミシンの軸受け部材は前記針棒を上下に往復移動可能に支持する針棒軸受け部材であることを特徴とする請求項３に記載の軸受け機構。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の軸受け機構を備えたことを特徴とするミシン。