JP6606929B2 - ミシン - Google Patents

Description

本発明は、ミシンに関する。

布押え装置を備えたミシンが知られている（例えば特許文献１参照）。布押え装置は、針棒の駆動に同期して、布を押える押え部材を駆動する。ミシンの主軸には、円柱状の駆動カムが設けられている。駆動カムの外周面には、布押え足駆動用カム溝が設けられている。レバーのアーム部の先端には、ローラが位置調整可能に取り付けられている。ローラは布押え足駆動用カム溝に係合する。主軸の回転により駆動カムが回転すると、ローラの移動に伴ってレバーが揺動する。レバーは布押え装置を駆動する。

特開平６−１２６０５６号公報

カム溝とローラが係合する部分には、カム溝の幅方向に僅かな隙間（遊び）が有るので、押え部材の動作が安定せず、騒音が発生する可能性があった。

本発明の目的は、布を押える押え部材を安定して駆動できるミシンを提供することにある。

本発明の一態様に係るミシンは、ミシンモータで回転する主軸と、外周に第１カム面が形成された第１カムと、外周に第１カム面とは異なる形状の第２カム面が形成された第２カムとを有し、前記主軸に固定されて一体的に回転するカム部材と、ミシンの機枠に固定された枢支軸により揺動可能に枢支された本体部材と、前記本体部材に揺動可能に支持された補助部材とを有し、前記本体部材と前記補助部材とで前記カム部材を挟むように配置され、前記第１カム面及び前記第２カム面に夫々接触する二又部材と、前記本体部材及び前記補助部材を、前記カム部材を挟む方向に常時付勢する付勢手段と、前記カム部材の回転による前記二又部材の揺動により、布を押える押え部材を駆動する押え機構とを備え、前記第１カム及び前記第２カムは、前記主軸の延設方向に並設され、前記枢支軸は、前記主軸と平行に設けられ、前記第１カム面及び前記第２カム面のうち少なくとも一方は、前記主軸の前記延設方向に対して傾斜していることを特徴とする。

本態様のミシンでは、第１カムと第２カムを備えるカム部材において、第１カム及び第２カムは、主軸の延設方向に並設され、これらの第１カム面及び第２カム面に夫々接触する本体部材及び補助部材が付勢部材によって、カム部材を挟む方向に常時付勢されている。それ故、仮に、第１カム面及び第２カム面が主軸の延設方向に対して平行であれば、本体部材がカム部材に接触する方向と、補助部材がカム部材に接触する方向とが互いにずれるので、二又部材の揺動中心線と直交する方向を中心線とする回転モーメントが生じる。これに対し、本発明では、第１カム面と第２カム面の少なくとも一方のカム面は、主軸の延設方向に対して傾斜しているので、本体部材がカム部材に接触する方向と、補助部材がカム部材に接触する方向が変わり、二又部材に生じる回転モーメントを抑制できる。これにより、枢支軸に負荷がかからず、二又部材は安定して揺動できるので、ミシンは押え部材を良好に駆動できる。

ミシン１の斜視図である。 頭部５内部構成の一部をミシン１の右斜め前方から見た図である。 頭部５内部構成の一部をミシン１の前方から見た図である。 頭部５内部構成の一部をミシン１の右側方から見た図である。 針棒駆動機構４０及び針棒釈放機構５０の正面図である。 針棒駆動機構４０及び針棒釈放機構５０の平面図である。 二又部材８０の揺動運動を示す図（主軸角度＝０°）である。 二又部材８０の揺動運動を示す図（主軸角度＝１２０°）である。 二又部材８０の揺動運動を示す図（主軸角度＝３３０°）である。 複合カム７０の斜視図である。 複合カム７０の正面図である。 複合カム７０の背面図である。 複合カム７０の側面図である。 複合カム１７０の側面図である。 複合カム２７０の側面図である。 複合カム３７０の側面図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。

図１〜図３を参照し、ミシン１の構成を説明する。図１に示すように、ミシン１は、支持部２、脚柱部３、アーム部４等を備える。支持部２はミシン１全体を支持する。脚柱部３は支持部２の後端部に設けられ、上方へ延びる。アーム部４は、脚柱部３の上端部から前方へ向けて、後述するシリンダベッド１０に対向して延びる。アーム部４の前端部には頭部５が設けられる。

支持部２は平面視略Ｕ字形状に形成される。支持部２は、一対の脚部２１，２２と基台部２３を備える。一対の脚部２１，２２は夫々前後方向に延び、左右方向に並べて配置される。基台部２３は、脚部２１，２２夫々の後部側で、脚部２１と脚部２２の間に配置される。基台部２３は左右方向に延び、脚部２１と脚部２２を接続する。

基台部２３は、左右方向略中央に、前方へ延びる筒状のシリンダベッド１０を備える。シリンダベッド１０の上面には、布（図示略）が配置される。シリンダベッド１０の内部には、釜機構（図示略）が設けられる。基台部２３内からシリンダベッド１０内に延びるように下軸（図示略）が設けられる。下軸は後述する主軸１７によって回転駆動される。釜機構には、下軸を介し、後述するミシンモータ１６の駆動力が伝達される。釜機構は、シリンダベッド１０の先端部の内部に配置される釜（図示略）を回転駆動する。釜は下糸（図示略）が巻回されたボビン（図示略）を収容する。

シリンダベッド１０の先端部の上面には、平面視矩形状の針板１１が設けられる。針板１１は釜の上方に配置される。針板１１には針穴１２が形成される。針穴１２には、後述する針棒３０（図２参照）の下端部に装着された縫針９が挿通される。縫針９の左方には、正面視略Ｌ字状の布押え足３８（図２，図３参照）が設けられる。布押え足３８は、針板１１上に載置される布（図示略）を押える。布押え足３８の下端部には、縫針９が挿通する穴３８Ａ（図２参照）が形成される。

図１に示すように、脚部２１，２２夫々の上面には、前後方向に延びる一対の案内溝２４が形成される。一対の案内溝２４は、キャリッジ２５の前後方向への移動を案内する。キャリッジ２５は左右方向に延び、一対の脚部２１，２２間に架け渡される。キャリッジ２５は内部に移動機構（図示略）を備える。移動機構は、キャリッジ２５の前側に配置されるホルダ２６を左右方向へ移動させる。ホルダ２６には、布を保持する刺繍枠（図示略）が装着される。ミシン１は、キャリッジ２５の前後方向への移動（即ち、移動機構全体の前後方向への移動）と、移動機構によるホルダ２６の左右方向への移動とによって、ホルダ２６に装着された刺繍枠を前後及び左右方向に移動させる。

脚柱部３の内部には、ミシンモータ１６、ミシン１の制御部（図示略）等が設けられる。ミシンモータ１６は、アーム部４内に設けられる主軸１７を回転駆動する。主軸１７と支持部２内の下軸は、タイミングベルト（図示略）で連結される。それ故、主軸１７の回転は下軸に伝達され、主軸１７と下軸が同期して回転する。

主軸１７は、アーム部４の内部に設けられ、前後方向に延びる。主軸１７は、頭部５内部に設けられた後述する天秤機構２０、針棒駆動機構４０、布押え駆動機構６０等を駆動する。アーム部４の上面には、糸立台７が設けられる。糸立台７は、複数（例えば４本）の糸立棒１４を立設する。夫々の糸立棒１４には、上糸１５が巻回された複数（例えば４つ）の糸駒１３の貫通穴が挿通される。糸立台７は、複数の糸駒１３を載置できる。

頭部５上部には、糸調子器１８が設けられる。糸調子器１８は、糸立台７から供給される上糸１５に張力を付与する。頭部５の右側には、操作部６が設けられる。操作部６は、液晶ディスプレイ２７、タッチパネル２８、スタート／ストップスイッチ２９等を備える。液晶ディスプレイ２７には、例えば、ユーザが指示を入力するための操作画面等、各種情報が表示される。タッチパネル２８は、ユーザからの指示を受け付ける。スタート／ストップスイッチ２９は、縫製の開始又は停止を指示するためのスイッチである。

図２〜図７を参照し、頭部５の内部構成を説明する。頭部５の内部には、機枠５Ａ、針棒フレーム３１、針棒３０、天秤機構２０、針棒駆動機構４０、針棒釈放機構５０、布押え駆動機構６０、駆動装置（図示略）等が設けられる。

針棒フレーム３１は、頭部５内の前側に上下方向に延設され、機枠５Ａに固定される。針棒フレーム３１は、上端部と下端部に、上支持部３６及び下支持部３７を備える。針棒３０は、頭部５内の前側で上下方向に延び、針棒フレーム３１の上支持部３６及び下支持部３７によって上下動可能に支持される。針棒３０の上下方向の中間部、即ち上支持部３６と下支持部３７の間には、連結部材３３が固定される。連結部材３３は、後方へ向けて径方向外側に突出する連結ピン３４を備える。連結部材３３は、針棒釈放機構５０の後述する伝達部材５１と連結し、ミシンモータ１６の駆動力を針棒３０に伝達する。

連結部材３３の上端部には、例えばゴム製で環状のスペーサ３５が固定される。スペーサ３５は、針棒３０が上下方向に移動可能な範囲における上死点に位置する場合に、機枠５Ａに固定された当接部材６１（図３参照）に当接する。針棒３０の上端にはネジ３２が締結される。ネジ３２の頭部の外径は、針棒３０の外径よりも大きい。針棒３０の外周面で、ネジ３２の頭部座面と上支持部３６との間の部分には、圧縮バネ（図示略）が外嵌めされる。圧縮バネは、ネジ３２の頭部座面を上方に押圧するので、針棒３０は上方へ付勢される。連結部材３３と伝達部材５１が連結していない場合、針棒３０は、圧縮バネの付勢力により上方に移動し、上死点に位置する。針棒３０の下端部は、頭部５の下端部から下方に延びる。針棒３０の下端部には、縫針９が着脱可能に装着される。縫針９には、上糸１５が挿通される目孔９Ａ（図２参照）が形成される。

図４に示すように、天秤機構２０は、天秤１９、リンク部材２００、引張ばね２１０等を備える。天秤１９は、後方から前方に向けて上方が凸となる略円弧状に延びる。天秤１９の後端部は、機枠５Ａに設けられた支軸１９１によって回転可能に軸支される。それ故、天秤１９の前端部は、支軸１９１を中心に上下方向に揺動可能である。天秤１９の後端部には、側面視略Ｕ字状の把持部１９２が設けられる。リンク部材２００は、側面視略Ｌ字状に形成され、軸受部２０１、第１リンク部２０２、第２リンク部２０３を備える。

軸受部２０１は、リンク部材２００の略中央部に設けられ、左右方向に延びる貫通穴（図示略）を有する略円筒状に形成される。軸受部２０１の貫通穴には、機枠５Ａに固定されたホルダ２１２に支持される軸２１１が挿通され、回転可能に軸支される。第１リンク部２０２は、軸受部２０１から天秤１９の後端部に向けて斜め上方に延びる。第１リンク部２０２の先端部に、作用部２０５を備える。作用部２０５には、天秤１９の把持部１９２の内側に挿入されて係合するコロ（図示略）が回転可能に設けられる。第２リンク部２０３は、軸受部２０１から後方に対して斜め下方に延び、後端部に摺動部２０６を備える。摺動部２０６には、コロ（図示略）が回転可能に設けられる。摺動部２０６のコロは、主軸１７に固定された天秤カム７３の第３カム面７３Ａに当接する。なお、詳しくは後述するが、天秤カム７３は、複合カム７０の後端に形成される。

引張ばね２１０は、リンク部材２００の第１リンク部２０２の上端部に設けられたバネ固定部２０８と、機枠５Ａに固定されたホルダ２１２に形成されたバネ固定部２０９との間に前後方向に掛け渡される。引張ばね２１０は、第１リンク部２０２を後方に常時付勢する。即ち、リンク部材２００は、軸受部２０１を中心に右側面視時計回り方向に常時付勢される。それ故、第２リンク部２０３の摺動部２０６のコロは、天秤カム７３の第３カム面７３Ａに常時当接する。

ミシンモータ１６の駆動で主軸１７が回転すると、天秤カム７３が回転する。天秤カム７３の回転により、天秤カム７３の第３カム面７３Ａの形状に応じて、第２リンク部２０３、即ちリンク部材２００が揺動する。リンク部材２００の揺動により、第１リンク部２０２の作用部２０５が把持部１９２を揺動させる。把持部１９２の揺動により、天秤１９の先端（前端）は支軸１９１を中心に上下方向に揺動する。このように、天秤機構２０は、主軸１７の回転によって天秤１９を上下動させる。また、天秤１９は、針棒３０と同期して上下動する。縫製時、針棒３０は釜と協働し、縫針９の目孔９Ａに通された上糸１５を、釜が収容するボビンから引き出された下糸に絡める。天秤１９は、下糸に絡んだ上糸１５を針板１１上に引き上げる。よって、上糸１５と下糸が締まり、布上に縫目が形成される。

図２，図４に示すように、針棒駆動機構４０は、主軸１７を介して伝達されるミシンモータ１６の駆動力を回転運動から上下運動に変換し、針棒３０を上下に駆動する機構である。針棒駆動機構４０は、基針棒４１、駆動部材４２、クランクロッド４６、針棒クランク４７等を備える。基針棒４１は、上下方向に延びる略円柱状の棒材である。基針棒４１は、針棒３０の後側に設けられ、針棒３０と平行に配置される。駆動部材４２は、基針棒４１に外嵌めされ、基針棒４１に対して上下動可能且つ回動不能に設けられる。駆動部材４２は、上端部４３、下端部４４、中間部４５を有する。上端部４３と下端部４４は、夫々基針棒４１に外嵌めされ、上下方向に間隙を空けて配置される。中間部４５は、基針棒４１から離れて設けられ、上端部４３と下端部４４に夫々接続する。上端部４３と下端部４４の間には、後述する針棒釈放機構５０が設けられる。

クランクロッド４６は、長尺状に形成され、駆動部材４２の下端部４４と針棒クランク４７を連結する。針棒クランク４７は、主軸１７の前端部に固定され、主軸１７と一体的に回転する。クランクロッド４６の一端部（上端部）は、針棒クランク４７に回動可能に連結し、他端部（下端部）は、駆動部材４２の下端部４４と回動可能に連結する。それ故、主軸１７及び針棒クランク４７の回転運動は、クランクロッド４６により、駆動部材４２の下端部４４の上下運動に変換されるので、駆動部材４２は、基針棒４１に沿って上下方向に往復移動する。針棒釈放機構５０が針棒３０への駆動力の伝達を接続する状態では、主軸１７を介して針棒駆動機構４０に伝達されるミシンモータ１６の駆動力が、針棒３０に伝達される。この場合、基針棒４１に沿って上下方向に往復移動する駆動部材４２に連動して、針棒釈放機構５０と針棒３０が上下方向に往復移動する。

針棒釈放機構５０は、針棒駆動機構４０から針棒３０へのミシンモータ１６の駆動力の伝達を接続又は遮断する機構である。針棒釈放機構５０は、伝達部材５１及び巻きバネ５５を備える。伝達部材５１は、基針棒４１に外嵌めされ、基針棒４１の外周面に対して上下動可能且つ回動可能に設けられる。伝達部材５１には、上係合突起５２、下係合突起５３、当接柱５４（図５，図６参照）が設けられる。上係合突起５２と下係合突起５３は、伝達部材５１の外周面から径方向外向きに突出し、上下方向に間隙を有する。

図５に示すように、上係合突起５２は、上面が左斜め下方に傾斜する斜面状に形成される。上係合突起５２と下係合突起５３の間には、針棒３０の連結ピン３４が係合する。当接柱５４は、上下方向に延びる棒状に形成され、伝達部材５１の外周面から径方向外向きに突出する部位に設けられる。当接柱５４には、駆動装置（図示略）の第１ピン１４２が後側から当接する。伝達部材５１は、第１ピン１４２によって当接柱５４が前方へ押圧された場合（図６中一点鎖線で示す。）、平面視反時計回りに回動する（図６参照）。伝達部材５１の上係合突起５２と下係合突起５３は、基針棒４１の右斜め前方に移動する。この場合、上係合突起５２及び下係合突起５３と、針棒３０の連結ピン３４との係合が解除される。針棒駆動機構４０から針棒３０への駆動力の伝達が遮断されると、針棒３０は、圧縮バネの付勢力により上方に移動して、上死点に位置する。

巻きバネ５５は、伝達部材５１の上部に接続され、駆動部材４２の上端部４３に外嵌めされる。巻きバネ５５は、駆動部材４２に対し、伝達部材５１を平面視時計回りに付勢する。伝達部材５１の当接柱５４が駆動装置（図示略）の第１ピン１４２に押圧されていない場合、巻きバネ５５によって伝達部材５１が回動する。上係合突起５２と下係合突起５３は、基針棒４１の前方に移動する。即ち、上係合突起５２と下係合突起５３は、針棒３０の連結ピン３４に係合可能な位置に移動する。

上記構成のミシン１が使用される場合、ミシン１の制御部は、ミシンモータ１６を駆動し、針棒駆動機構４０の駆動部材４２を、基針棒４１に沿って上方に移動させる。針棒釈放機構５０の伝達部材５１が駆動部材４２によって上方に移動されると、上係合突起５２は、針棒３０の連結ピン３４に対し、下方から当接する。連結ピン３４は、斜面形成された上係合突起５２の上面を押圧し、伝達部材５１を平面視反時計回りに回動させる。伝達部材５１がさらに上方に移動して上係合突起５２が連結ピン３４よりも上側に位置すると、上係合突起５２及び下係合突起５３は、巻きバネ５５によって、基針棒４１の前方に移動する。連結ピン３４が上係合突起５２と下係合突起５３の間に挟まれ、針棒３０の連結部材３３は、針棒釈放機構５０の伝達部材５１と係合する。これにより、ミシン１は、針棒３０と主軸１７の間でミシンモータ１６の駆動力の伝達が接続された接続状態となる。

図２〜図４，図５を参照し、布押え駆動機構６０の構成を説明する。布押え駆動機構６０は、針棒３０の上下動に同期して、布押え足３８を上下動させる機構である。布押え駆動機構６０は、押え部材１１１、押え抱き１１３、押えバネ１１４、複合カム７０、二又部材８０、駆動機構９０等を備える。図３に示すように、押え部材１１１は、側面視略Ｌ字状に形成され、その下端部には、環状部１１２が設けられる。環状部１１２の内側には、針棒３０が上下方向に挿通されている。環状部１１２の外側部には、上述の布押え足３８が下方に延びるように連結される。押え抱き１１３は、押え部材１１１の上端部にネジで固定される。押え抱き１１３は、上下方向に貫通する貫通穴（図示略）が形成される。貫通穴には針棒３０が挿通される。また、押え抱き１１３の背面には、後方に突出する被当接部１１５（図４参照）が設けられる。被当接部１１５は、針棒フレーム３１に固定されたガイド板３９に形成された上下方向に延びるガイド溝３１Ａ（図２参照）に挿入される。それ故、押え抱き１１３及び押え部材１１１は、針棒３０に対しては上下動可能且つ回動不能に設けられる。押えバネ１１４は、例えばコイルバネであり、押え抱き１１３の上端部において針棒３０に装着される。押えバネ１１４の上端は、連結部材３３の下部に当接する。それ故、押えバネ１１４は、針棒３０によってガイドされ、押え抱き１１３を常時下方に付勢する。

図１０〜図１３を参照し、複合カム７０の構造を説明する。複合カム７０は、主軸１７の前端側で且つ針棒クランク４７の背面側に固定されている。複合カム７０は、軸線方向の一端側から他端側に向かって順に、本体カム７１、補助カム７２、天秤カム７３を備え、軸中心に沿って貫通する軸穴７５を備える。複合カム７０は、軸穴７５に主軸１７が挿通された状態で固定される。本体カム７１は一般的な三角カムの形状の一部を変形させた形状をなす。これは、布押え足３８が上下動する移動軌跡を、一般的な三角カムを用いる構成よりも、より好適な移動軌跡にする為である。なお、布押え足３８の移動軌跡は、例えば、主軸１７が１回転するときの所定角度毎の、針板１１上面からの布押え足３８の高さで表される。本体カム７１は、外周面に第１カム面７１Ａを備える。

補助カム７２は、外周面に第２カム面７２Ａを備える。第２カム面７２Ａは、後述する二又部材８０の内側に挟み込まれる距離を一定に維持する為のカム形状を備える。従来のミシンでは、一枚の三角カムのみを用いて布押え足を上下動させる構成のミシンもあるが、この場合、布押え足が上下動する移動軌跡は三角カムの形状に依存する。それ故、仮に移動軌跡を変更する為に、三角カムの形状を変形させると、三角カムの外径寸法が不均等になる。即ち、二又部材の内側に挟み込まれる距離が一定にならないため、二又部材の揺動運動が不安定になる。よって、一枚の三角カムでは、設計の自由度が制限されてしまう。そこで、本実施形態の複合カム７０は、本体カム７１に加えて補助カム７２を備えるので、本体カム７１のカム形状に応じて、二又部材８０の内側に挟み込まれる距離を一定に保持できる。これにより、ミシン１は、移動軌跡の設計の自由度を損なわないようにできる。

天秤カム７３は、軸穴７５と同軸上に設けられ、軸方向から見て略円形状に形成されている。天秤カム７３は周知の端面カムであり、軸方向の後端側に対向する端面で形成された第３カム面７３Ａを備える。第３カム面７３Ａには、天秤機構２０のリンク部材２００の後端部に設けられた摺動部２０６のコロが当接して摺動する。天秤カム７３は複合カム７０に一体的に設けられているので、ミシン１は天秤機構２０を小型化できる。

図１３を参照し、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａの傾斜について説明する。本体カム７１の第１カム面７１Ａは、主軸１７の延設方向において後方から前方に下り傾斜する傾斜面であり、補助カム７２側とは反対側に向かうほど主軸１７側に近くなるように傾斜する傾斜面である。第１カム面７１Ａの傾斜角度は、例えば１°未満である。これに対し、補助カム７２の第２カム面７２Ａは、第１カム面７１Ａとは逆に、主軸１７の延設方向において前方から後方に下り傾斜する傾斜面であり、本体カム７１側とは反対側に向かうほど主軸１７側に近くなるように傾斜する傾斜面である。第２カム面７２Ａの傾斜角度も、例えば１°未満である。第１カム面７１Ａには、二又部材８０の後述する本体側当接部８１１が当接する。第２カム面７２Ａには、二又部材８０の後述する補助側当接部８２１が当接する。第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａを傾斜させたことによる作用効果は後述する。なお、図１３に示す第１カム面７１Ａと第２カム面７２Ａの傾斜角度は、説明の都合上、１°よりも大きな角度で誇張して示している。

図２，図７を参照し、二又部材８０の構成を説明する。二又部材８０は、本体部材８１、補助部材８２、引張ばね８３等を備える。本体部材８１は、正面視略Ｌ字状に形成されている。本体部材８１は、略Ｌ字状に屈曲する略中央部位において枢支軸９８によって回動可能に軸支されている。それ故、二又部材８０は枢支軸９８を中心に揺動可能である。枢支軸９８は左右方向に延び、機枠５Ａの左斜め前方部に設けられている。本体部材８１は、本体側当接部８１１及び支持部８１２を備える。本体側当接部８１１は、枢支軸９８から右斜め上方に延び、複合カム７０に対向する側に接触面８１１Ａを備える。接触面８１１Ａは、複合カム７０の本体カム７１の第１カム面７１Ａと当接する。接触面８１１Ａは、第１カム面７１Ａの傾斜面に密着するように、第１カム面７１Ａの傾斜方向と同一方向に傾斜する。支持部８１２は、枢支軸９８から右斜め下方に延びる。支持部８１２の下端部は、後述する駆動機構９０の押上リンク８８の一端部に回動可能に連結される。

補助部材８２は、略直線状に形成され、本体部材８１の本体側当接部８１１に対して、複合カム７０を内側に挟むように配置されている。それ故、本体部材８１及び補助部材８２は、全体として二又状に形成される。補助部材８２には、支軸８５が前方に延びるように設けられる。支軸８５は、本体部材８１の支持部８１２に形成された前後方向に延びる貫通穴（図示略）に挿通され、止め輪（図示略）によって抜け止めされる。このように、補助部材８２は、支軸８５を中心に揺動可能に本体部材８１に支持される。補助部材８２は、補助側当接部８２１と支持部８２２を備える。補助側当接部８２１は、支軸８５から左斜め上方に延び、複合カム７０に対向する側に接触面８２１Ａを備える。接触面８２１Ａは、複合カム７０の補助カム７２の第２カム面７２Ａと当接する。接触面８２１Ａは、第２カム面７２Ａの傾斜面に密着するように、第２カム面７２Ａの傾斜方向と同一方向に傾斜する。支持部８２２は、支軸８５から左斜め下方に延びる。

引張ばね８３は、本体部材８１の支持部８１２の下端部と、補助部材８２の支持部８２２の下端部との間に掛け渡される。引張ばね８３は、支持部８２２の下端部を、支持部８１２の下端部側に引っ張るように常時付勢する。即ち、引張ばね８３は、支持部８２２の下端部を、複合カム７０側とは反対側に常時付勢する。それ故、補助部材８２は、支軸８５を中心に、正面視反時計回り方向に回動する。補助部材８２の補助側当接部８２１は、補助カム７２の第２カム面７２Ａに常時当接する。これにより、二又部材８０は複合カム７０を確実に挟むことができる。

ここで、引張ばね８３を取り付ける位置について説明する。図２，図７に示すように、本実施形態では、二又部材８０の複合カム７０に接触する側の周囲は、機枠５Ａ、クランクロッド４６等の複数の他部材が配置されて狭くなっているので、引張ばね８３を取り付けることが困難である。そこで、本実施形態は、上述のように、引張ばね８３を、本体部材８１の支持部８１２の下端部と、補助部材８２の支持部８２２の下端部との間に掛け渡して取り付けている。これにより、ミシン１は、複合カム７０に接触する側とは反対側であって、スペース的に余裕のある空間内に引張ばね８３を配置できるので、ミシン１の頭部５の内部における限られたスペースの有効利用を図ることができる。

図２，図４，図７を参照し、駆動機構９０の構成を説明する。駆動機構９０は、押上ロッド９１及び昇降部９２を備える。押上ロッド９１は棒状に形成され、その一端部は、本体部材８１の支持部８１２の下端部に回動可能に連結される。昇降部９２は、円筒部９３及び連結部９４を備える。円筒部９３は基針棒４１の下端側に装着され、基針棒４１に沿って昇降可能である。連結部９４は、円筒部９３の右側部に一体して設けられ、押上ロッド９１の他端部と回動可能に連結される。図４に示すように、円筒部９３の外周面の前側部には、前方に略水平に突出する略Ｌ字状の当接部９５が設けられる。当接部９５の上面には、緩衝部材９６が固定される。緩衝部材９６は、樹脂又はゴム製の板状に形成される。緩衝部材９６の上面には、押え抱き１１３の背面から後方に突出する被当接部１１５の下面が当接可能である。緩衝部材９６は、当接部９５の上面と被当接部１１５の下面とが当接する際の衝撃を緩和する。

上記の通り、針棒３０に装着された押えバネ１１４は、押え抱き１１３を常時下方に付勢する。これにより、押え抱き１１３に設けられた被当接部１１５は当接部９５を下方に付勢するので、昇降部９２及び押上ロッド９１を介して、本体部材８１の支持部８２２の下端部は下方に付勢される。それ故、二又部材８０は、枢支軸９８を支点として、複合カム７０を時計回り方向に常時圧迫して付勢する。

図４，図７〜図９を参照し、布押え駆動機構６０の動作を説明する。ミシンモータ１６が駆動されると、主軸１７が回転する。主軸１７の回転に伴い、複合カム７０が回転する。本体カム７１の第１カム面７１Ａには、二又部材８０の本体側当接部８１１の接触面８１１Ａが摺動する。補助カム７２の第２カム面７２Ａには、二又部材８０の補助側当接部８２１の接触面８２１Ａが摺動する。これにより、二又部材８０は枢支軸９８を支点として揺動する。

図７は、主軸角度が０°のときの二又部材８０の位置を示す。この状態から主軸１７が時計回り方向に回転し、主軸角度が１２０°になると、図８に示すように、二又部材８０は枢支軸９８を中心に、時計回り方向に揺動する。このとき、本体部材８１の支持部８１２の下端部は下方に移動するので、押上ロッド９１を介して昇降部９２を押し下げる。すると、それまで押え抱き１１３の被当接部１１５を下方から押し上げていた当接部９５が下方に移動するので、押え抱き１１３は、押えバネ１１４の付勢力で押し下げられる。これにより、押え部材１１１及び布押え足３８は下方に移動する。

主軸１７がさらに時計回り方向に回転し、針棒３０が下死点に達した後、二又部材８０は揺動方向を逆転し、反時計回り方向に揺動を開始する。図９に示すように、主軸角度が３３０°では、本体部材８１の支持部８１２の下端部は上方に移動するので、押上ロッド９１を介して昇降部９２を引き上げる。昇降部９２の当接部９５は、押え抱き１１３の被当接部１１５を、押えバネ１１４の付勢力に抗して押し上げる。これにより、押え抱き１１３は上方に移動するので、押え部材１１１及び布押え足３８は上方に移動する。布押え駆動機構６０は、上述の動作を繰り返すことにより、布押え足３８の上下方向の往復運動を行うことができる。なお、本実施形態では、押え部材１１３及び布押え足３８は、例えば上下ストローク１０〜１２ｍｍの往復運動をする。従って、ミシン１は、針棒３０の上下運動に同期して、布押え足３８の上下方向の往復運動を行うことができる。

図１３を参照し、複合カム７０の第１カム面７１Ａと第２カム面７２Ａを傾斜させたことによる作用効果を説明する。上記の通り、本体カム７１の第１カム面７１Ａには、二又部材８０の本体側当接部８１１の接触面８１１Ａが当接する。他方、補助カム７２の第２カム面７２Ａには、二又部材８０の補助側当接部８２１の接触面８２１Ａが当接する。即ち、複合カム７０に対して、本体側当接部８１１の接触面８１１Ａが当接する位置と、補助側当接部８２１の接触面８２１Ａが当接する位置とは、主軸１７の延設方向に互いにずれている。それ故、二又部材８０には、二又部材８０を枢支する枢支軸９８を中心とする揺動中心線と直交する方向を中心Ｐとする回転モーメントＱが生じ易い。仮に回転モーメントＱが大きくなると、二又部材８０が主軸１７の延設方向に対して傾いてしまうので、枢支軸９８に対して捩じる方向の負荷がかかる。この場合、二又部材８０の揺動動作が不安定になる可能性がある。

そこで、本実施形態の複合カム７０は、第１カム面７１Ａを、主軸１７の後方から前方に下り傾斜する傾斜面とし、第２カム面７２Ａを、第１カム面７１Ａとは逆に、主軸１７の前方から後方に下り傾斜する傾斜面としている。即ち、本実施形態は、第１カム面７１Ａと第２カム面７２Ａを互いに逆方向に傾斜させている。これにより、第１カム面７１Ａに対して本体側当接部８１１が当接する力の方向Ｆ１と、第２カム面７２Ａに対して補助側当接部８２１が当接する力の方向Ｆ２とを、互いに対向するように近づけることができる。そして、二又部材８０に付与される方向Ｆ１とＦ２は互いに打ち消し合うように作用し、ミシン１は、二又部材８０に生じる回転モーメントＱを効果的に軽減できる。これにより、枢支軸９８にかかる捩じる方向の負荷が軽減され、二又部材８０の揺動動作が安定化するので、ミシン１は布押え足３８を良好に駆動できる。

また、本体側当接部８１１の接触面８１１Ａは、第１カム面７１Ａの傾斜方向と同一方向に傾斜し、補助側当接部８２１の接触面８２１Ａは、第２カム面７２Ａの傾斜方向と同一方向に傾斜する。これにより、接触面８１１Ａ、接触面８２１Ａは、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａに対して均一に接触できる。よって、二又部材８０は安定して揺動できる。また、接触面８１１Ａ、接触面８２１Ａが、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａに対して均一に接触するので、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａの摩耗を軽減できる。

上記説明において、複合カム７０が本発明の「カム部材」の一例である。本体カム７１が本発明の「第１カム」の一例である。補助カム７２が本発明の「第２カム」の一例である。駆動機構９０が本発明の「押え機構」の一例である。支軸８５が本発明の「支軸」の一例である。本体部材８１の本体側当接部８１１の接触面８１１Ａが本発明の「本体側接触面」の一例である。補助部材８２の補助側当接部８２１の接触面８２１Ａが本発明の「補助側接触面」の一例である。

以上説明したように、本実施形態のミシン１は、主軸１７、複合カム７０、二又部材８０、引張ばね８３、布押え駆動機構６０を備える。主軸１７は、ミシンモータ１６で回転する。複合カム７０は、本体カム７１及び補助カム７２を備え、主軸１７に固定されて一体的に回転する。本体カム７１及び補助カム７２は、主軸１７の延設方向に並設される。本体カム７１の外周には、第１カム面７１Ａが形成される。補助カム７２の外周には、第２カム面７２Ａが形成される。二又部材８０は、ミシン１の機枠５Ａに固定された枢支軸９８により揺動可能に枢支される。二又部材８０は、本体部材８１と、該本体部材８１に揺動可能に支持された補助部材８２を備える。枢支軸９８は、主軸１７と平行に設けられる。二又部材８０は、これら本体部材８１と補助部材８２とで複合カム７０を挟むように配置され、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａに夫々接触する。引張ばね８３は、補助部材８２を複合カム７０を挟む方向に常時付勢する。布押え駆動機構６０は、複合カム７０の回転による二又部材８０の揺動により、布押え足３８を駆動する。

上記構成を備えるミシン１において、複合カム７０の第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａは、主軸１７の延設方向に対して傾斜する。これにより、ミシン１は、本体部材８１が複合カム７０に接触する方向と、補助部材８２が複合カム７０に接触する方向とを、互いに対向するように近づけることができるので、二又部材８０に生じる回転モーメントＱを軽減できる。これにより、枢支軸９８にかかる捩じる方向の負荷が軽減され、二又部材８０の揺動動作が安定化するので、ミシン１は布押え足３８を良好に駆動できる。

また、上記実施形態では、第１カム面７１Ａには、二又部材８０の本体部材８１の接触面８１１Ａが接触し、第２カム面７２Ａには、二又部材８０の補助部材８２の接触面８２１Ａが接触する。接触面８１１Ａは、第１カム面７１Ａの傾斜方向と同一方向に傾斜し、接触面８２１Ａは、第２カム面７２Ａの傾斜方向と同一方向に傾斜する。これにより、接触面８１１Ａ，８２１Ａは、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａに対して均一に接触できるので、二又部材８０は安定して揺動できる。また、第１カム面７１Ａ及び第２カム面７２Ａの摩耗を軽減できる。

また、上記実施形態では、第１カム面７１Ａは、補助カム７２側とは反対側に向かうほど主軸１７側に近くなるように傾斜し、第２カム面７２Ａは、本体カム７１側とは反対側に向かうほど主軸１７側に近くなるように傾斜する。これにより、本体部材８１が複合カム７０に接触する方向と、補助部材８２が複合カム７０に接触する方向とを互いに対向するように近づけることができるので、二又部材８０に生じる回転モーメントＱを抑制できる。

また、上記実施形態では、引張ばね８３は、補助部材８２を揺動可能に支持する支軸８５に対して、複合カム７０に接触する補助側当接部８２１とは反対側の支持部８２２の下端部に接続され、当該下端部を複合カム７０側とは反対側に常時付勢する。これにより、ミシン１は、二又部材８０のうち複合カム７０に接触する側とは反対側であってスペース的に有利な位置に引張ばね８３を配置できる。

また、上記実施形態では、複合カム７０には、天秤１９を駆動する端面カムである天秤カム７３が一体的に設けられているので、天秤機構２０を小型化できる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更が加えられてもよい。本実施形態のミシン１は、一本の針棒を有する刺繍ミシンであるが、例えば、複数の針棒を有する所謂多針の刺繍ミシンであってもよい。

上記実施形態の複合カム７０は種々の変型が可能である。例えば、第１カム面７１Ａと第２カム面７２Ａの傾斜する方向を変えてもよい。例えば、図１４に示す複合カム１７０は、第１カム１７１、第２カム１７２、天秤カム７３を備える。上記実施形態とは逆に、第１カム１７１の第１カム面１７１Ａは、第２カム１７２側とは反対側に向かうほど主軸１７側から離れるように傾斜する。第２カム１７２の第２カム面１７２Ａは、第１カム１７１側とは反対側に向かうほど主軸１７側から離れるように傾斜する。なお、図１４に示す第１カム面１７１Ａと第２カム面１７２Ａの傾斜角度は、説明の都合上、実際よりも大きな角度で誇張して示している。後述する図１５、図１６のカム面についても同様である。

この構成の場合、引張ばね８３の付勢力によって、第１カム面１７１Ａに当接する本体部材８１の本体側当接部８１１は、第１カム面１７１Ａの傾斜面に沿って、第２カム面１７２Ａ側に移動する方向の分力が発生する。他方、第２カム面１７２Ａに当接する補助部材８２の補助側当接部８２１は、第２カム面１７２Ａの傾斜面に沿って、第１カム面１７１Ａ側に移動する方向の分力が発生する。これにより、本体側当接部８１１及び補助側当接部８２１は、主軸１７の延設方向において互いに近づくように作用するので、本体部材８１が複合カム１７０に接触する方向と、補助部材８２が複合カム１７０に接触する方向とを、互いに対向するように近づけることができる。従って、ミシン１は、引張ばね８３の付勢力と、第１カム面１７１Ａ及び第２カム面１７２Ａの傾斜角度とに依存するが、複合カム１７０を用いることでも、二又部材８０に生じる回転モーメントＱを軽減できる。

また、上記実施形態の複合カム７０と、変形例である複合カム１７０は、第１カム面７１Ａ（１７１Ａ）及び第２カム面７２Ａ（１７２Ａ）の両方を主軸１７の延設方向に対して傾斜させているが、何れか一方のみを傾斜させてもよい。

例えば、図１５に示す複合カム２７０は、第１カム２７１、第２カム２７２、複合カム８７３を備える。第１カム２７１の第１カム面２７１Ａは、主軸１７の延設方向に対して平行であるが、第２カム２７２の第２カム面２７２Ａは、第１カム２７１側とは反対側に向かうほど主軸１７側に近くなるように傾斜する。

図１６に示す複合カム３７０は、第１カム３７１、第２カム３７２、複合カム８７３を備える。第２カム２７２の第２カム面２７２Ａは、主軸１７の延設方向に対して平行であるが、第１カム３７１の第１カム面３７１Ａは、第２カム３７２側とは反対側に向かうほど主軸１７側に近くなるように傾斜する。これら複合カム２７０，３７０を用いることでも、上記実施形態と同様に、二又部材８０に生じる回転モーメントＱを軽減できる。

なお、複合カム２７０の第２カム面２７２Ａの傾斜する方向は、第１カム２７１側とは反対側に向かうほど、主軸１７側から離れるように傾斜させてもよい。また、複合カム３７０の第１カム面３７１Ａの傾斜する方向は、第２カム３７２側とは反対側に向かうほど、主軸１７側から離れるように傾斜させてもよい。

また、上記実施形態の複合カム７０には、天秤カム７３が一体的に設けられているが、天秤カム７３は、複合カム７０とは別体にしてもよい。

また、図１０，図１１に示す本体カム７１の形状は、上記実施形態に限定されず、目標とする布押え足３８の移動軌跡に合わせて適宜変形すればよい。本体カム７１の形状に合わせて、補助カム７２の形状を変形すればよい。

１ ミシン
１７ 主軸
７０ 複合カム
７１ 本体カム
７１Ａ 第１カム面
７２ 補助カム
７２Ａ 第２カム面
７３ 天秤カム
７３Ａ 第３カム面
８５ 支軸
８０ 二又部材
８１ 本体部材
８２ 補助部材
８３ 引張ばね
９０ 駆動機構
８１１Ａ 接触面
８２１Ａ 接触面

Claims (7)

1. ミシンモータで回転する主軸と、
   外周に第１カム面が形成された第１カムと、外周に第１カム面とは異なる形状の第２カム面が形成された第２カムとを有し、前記主軸に固定されて一体的に回転するカム部材と、
   ミシンの機枠に固定された枢支軸により揺動可能に枢支された本体部材と、前記本体部材に揺動可能に支持された補助部材とを有し、前記本体部材と前記補助部材とで前記カム部材を挟むように配置され、前記第１カム面及び前記第２カム面に夫々接触する二又部材と、
   前記本体部材及び前記補助部材を、前記カム部材を挟む方向に常時付勢する付勢手段と、
   前記カム部材の回転による前記二又部材の揺動により、布を押える押え部材を駆動する押え機構と
   を備え、
   前記第１カム及び前記第２カムは、前記主軸の延設方向に並設され、
   前記枢支軸は、前記主軸と平行に設けられ、
   前記第１カム面及び前記第２カム面のうち少なくとも一方は、前記主軸の前記延設方向に対して傾斜していること
   を特徴とするミシン。
2. 前記第１カム面及び前記第２カム面の両方が、前記主軸の前記延設方向に対して傾斜し、
   前記第１カム面の傾斜方向と、前記第２カム面の傾斜方向とは、互いに異なっていること
   を特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記本体部材は、前記第１カム面及び前記第２カム面のうち一方のカム面と接触する本体側接触面を備え、
   前記補助部材は、前記第１カム面及び前記第２カム面のうち前記一方のカム面とは異なる他方のカム面と接触する補助側接触面を備え、
   前記本体側接触面は、前記一方のカム面の傾斜方向と同一方向に傾斜し、
   前記補助側接触面は、前記他方のカム面の傾斜方向と同一方向に傾斜すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
4. 前記第１カム面は、前記第２カム側とは反対側に向かうほど前記主軸側に近くなるように傾斜し、
   前記第２カム面は、前記第１カム側とは反対側に向かうほど前記主軸側に近くなるように傾斜すること
   を特徴とする請求項１から３の何れかに記載のミシン。
5. 前記第１カム及び前記第２カムは、前記主軸の前記延設方向に並設され、
   前記第１カム面は、前記第２カム側とは反対側に向かうほど前記主軸側から離れるように傾斜し、
   前記第２カム面は、前記第１カム側とは反対側に向かうほど前記主軸側から離れるように傾斜すること
   を特徴とする請求項１から３の何れかに記載のミシン。
6. 前記付勢手段は、引張りばねであって、
   前記補助部材を揺動可能に支持する支軸に対して、前記カム部材に接触する一端部とは反対側の他端部に接続され、当該他端部を前記カム部材側とは反対側に常時付勢すること
   を特徴とする請求項１から５の何れかに記載のミシン。
7. 前記カム部材には、天秤を駆動する端面カムである天秤カムが一体的に設けられていること
   を特徴とする請求項１から６の何れかに記載のミシン。

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