JPH07308476A

JPH07308476A - ミシン

Info

Publication number: JPH07308476A
Application number: JP10403794A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Morioka; 森岡久喜
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】針棒の往復運動によって生じる垂直方向の慣
性力を打ち消すことにより、振動及び縫製時の騒音を低
減することができるミシンを提供することである。【構成】主軸１が回転すると、その主軸１に連動する
一対の傘歯車３、７を介して回転体９が回転する。その
回転体９が回転すると、その外周面の溝カム９ａによっ
て針棒１１及び重錘１３が垂直方向に逆位相の関係で往
復運動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、針棒の上下動に伴って
発生する振動を低減するようにしたミシンに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のミシンにおいては、図３
に示すように、針棒１００の上下動に伴って発生する慣
性力を打ち消すために、主軸１０４の軸心から偏心した
ところに重心が位置する針棒クランク１０２の遠心力を
利用したものが知られている。この遠心力は、針棒１０
０が最上点或は最下点にある時には垂直方向にのみ働
き、針棒１００の慣性力を打ち消すが、針棒１００が途
中にある時には水平方向にも働く。このため、ミシン本
体に作用する垂直方向と水平方向の加振力が最小になる
ように針棒クランク１０２の偏心質量を決めたとして
も、主軸１０４を支持するミシンフレーム１０６に作用
する加振力は十分に小さくならない。

【０００３】また、ミシン本体に作用する加振力を低減
し、振動を防止する機構として、実開昭６０−１９２７
７４号公報に記載された振動防止機構が知られている。
この公報記載の振動防止機構においては、図４に示すよ
うに、主軸１０４がミシンフレーム１０６に回動自在に
支持され、この主軸１０４に針棒クランク１０２が主軸
１０４と共に回動するように固定されている。また、こ
の針棒クランク１０２には、コネクティングロッド１０
８が回動可能に支持されており、さらに、このコネクテ
ィングロッド１０８の先端には針棒１００が上下動可能
に支持されている。この際、針棒クランク１０２の重心
Ｇ１は主軸１０４の軸心Ｃ１から偏心しており、針棒１
００が最上点に位置するとき、針棒クランク１０２の重
心Ｇ１が軸心Ｃ１の真下に位置するように固定されてい
る。

【０００４】さらに、主軸１０４が回転することにより
相互に噛み合った同ギヤ比の歯車１１２ａ、１１２ｂを
介してバランサ軸１１０が回転し、バランサ軸１１０に
固定されたバランサ１１４も回転する。なお、針棒１０
０の最上点に位置するとき、バランサ１１４の重心Ｇ４
がバランサ軸１１０の軸心Ｃ４の真下に位置するように
固定されている。

【０００５】ここで、Ｇ１は針棒クランク１０２の重
心、Ｇ２は針棒１００と針棒抱き１０１とコネクティン
グロッド１０８との合成重心であり、針棒クランク１０
２の質量をＭ１、針棒等の総和質量をＭ２、主軸１０４
の軸心Ｃ１とＧ１との距離をＬ１、針棒クランク１０２
のコネクティングロッド１０８を支持する点から、主軸
１０４の軸心Ｃ１までの距離をＬ２、コネクティングロ
ッド１０８の支持点間の距離をＬ３、クランク比をλ
（＝Ｌ２／Ｌ３）とする。また、バランサ１１４の質量
をＭ４、バランサ軸１１０の軸心Ｃ４とバランサの重心
Ｇ４との距離をＬ４とする。

【０００６】以上の構成を有するミシンの主軸１０４が
回転速度ωで回転した場合、ミシンフレーム１０６を介
してミシン本体に作用する水平方向及び、垂直方向の加
振力Ｆｘ、Ｆｙは、λが非常に小さく、λ³以上の成分
を無視できるとした場合には、次式で表せる。

【０００７】

【数１】

【０００８】

【数２】

【０００９】ここで、Ｍ４・Ｌ４＝Ｍ１・Ｌ１、Ｍ２・
Ｌ２＝２・Ｍ１・Ｌ１とすれば、次式となる。

【００１０】

【数３】

【００１１】

【数４】

【００１２】上述したように、バランサ１１４を用いな
い場合に比べて加振力は低減でき、クランク比が小さい
ほど加振力は小さくなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Ｌ
２が針棒１００のストロークから決定され、Ｌ３がミシ
ンフレーム１０６の寸法制約によって余り大きくできな
いため、クランク比λは余り小さくできず、通常、１／
４〜１／２の値をとる。このため、λ³以上の成分が無
視できず、垂直方向の加振力Ｆｙを充分に打ち消すこと
はできない。

【００１４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、針棒の往復運動に
より生じる垂直方向の慣性力を打ち消すことにより、振
動を低減すると共に静かなミシンを提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のミシンは、ミシン機枠に回転可能に支持さ
れた主軸の回転により、下端に針を有する針棒を上下動
させるようにしたミシンにおいて、前記主軸の回転に連
動して略垂直な軸線の周りに回転可能な回転体を設け、
その回転体には、前記針棒とバランス用の重錘とを逆位
相の関係で上下動させるカム手段を設けている。

【００１６】また、前記重錘及び針棒が上下動すること
によって発生するそれぞれの慣性力の絶対値が略等しく
なるように、前記重錘の重量を設定するとよい。

【００１７】さらに、前記カム手段を、前記回転体の外
周面に３６０゜に亙って溝カムの形態で構成する一方、
前記針棒及び重錘はに前記溝カムに嵌合する突起状のカ
ムフォロアを設ける構成としてもよい。

【００１８】

【作用】前記の構成を有する本発明のミシンによれば、
主軸が回転すると、その主軸に連動して回転体が回転す
る。そして、その回転体に設けられたカム手段が前記針
棒及び重錘を逆位相の関係で上下動させる。従って、そ
の上下動によって発生する針棒の慣性力は前記重錘の慣
性力によって打ち消される。

【００１９】また、前記重錘及び針棒の各慣性力の絶対
値が略等しくなるように、前記重錘の重量が設定される
と、前記重錘の慣性力による前記針棒の慣性力の打ち消
しがより確実となる。

【００２０】さらに、前記針棒及び重錘の各カムフォロ
アをそれぞれ前記回転体の周面の溝カムに嵌合する構成
とすることにより、常に前記逆位相の関係を確実に保っ
て針棒及び重錘を上下作動させることができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例のミシ
ンを図１及び図２を参照して説明する。

【００２２】図１に示すように、主軸１は、図示しない
ミシンフレームの軸受けに対して、水平な軸線の周りに
回動可能に支持されている。その主軸１の一端にはプー
リ（図示せず）が固定され、そのプーリに掛け渡された
ベルト（図示せず）を介して電動機（図示せず）に接続
されている。従って、その電動機によって主軸１が回転
されるようになっている。前記主軸１の他端には、第１
の傘歯車３が固定され、主軸１と一体的に回転するよう
になっている。

【００２３】一方、ミシンフレームの前側部には、下端
に針１７を有する針棒１１が垂直な固定のカイド部材１
５のガイド溝１５ａに上下動可能に嵌合支持され、ま
た、その針棒１１の左側において棒状の重錘１３が垂直
な固定のガイド部材１６のガイド溝１６ａに上下動可能
に嵌合支持されている。

【００２４】また、前記針棒１１と重錘１３との間に
は、固定軸受け部材（図示せず）によって回転軸５が垂
直な軸線の周りに回転可能に支持されている。その回転
軸５の上端部には、前記第１の傘歯車３に噛み合う第２
の傘歯車７が固定され、また、その回転軸５の下端部に
は、前記針棒１１と重錘１３との間に配置される円柱状
の回転体９が固定されている。その回転体９の周面に
は、前記針棒１１及び重錘１３に設けられた突起状のカ
ムフォロア１１ａ、１３ａを嵌合させるカム手段として
の溝カム９ａが３６０゜に亙って形成されている。その
溝カム９ａは、図示のように、１８０゜回転することに
よって最上位置から最下位置に変化するようになってい
る。そし、前記針棒１１と重錘１３とは、回転体９の軸
線を挟んで１８０゜隔てた位置に配置されている。

【００２５】次に、前記構成に基づく各機構部品の具体
的な動作を説明する。

【００２６】即ち、電動機によって主軸１が回転される
と、第１の傘歯車３も同方向に一体的に回転される。前
記傘歯車３と噛み合って回転する第２の傘歯車７によっ
て、前記回転軸５が回転される。これに従って回転体９
も回転し、その溝カム９ａの作用によって、針棒１１と
重錘１３とがガイド部材１５、１６のガイド溝１５ａ、
１６ａに沿って垂直方向に互いに逆位相の関係で往復運
動する。

【００２７】この針棒機構に作用する力については、図
２に示すように、Ａ点には重錘１３の垂直方向の往復運
動によって生じる慣性力Ｆ_y1が、Ｂ点には針棒１１及び
針１７の鉛直方向往復運動によって生ずる慣性力Ｆ_y2が
それぞれ発生する。ここで、前記重錘１３による慣性力
Ｆ_y1は、針棒１１及び針１７による慣性力Ｆ_y2と絶対値
が同じになるように、重錘１３の重量が調整してある。
慣性力Ｆ_y1とＦ_y2の作用する方向は、重錘１３と針棒１
１が逆位相で上下動する関係で、互いに反対向きであ
り、このため、互いに打ち消し合うように作用する。

【００２８】針棒１１の往復運動により生ずる垂直方向
の慣性力が確実に打ち消され、さらに、水平方向の慣性
力も発生することがなくミシンの振動が防止される。そ
れに伴い、正確に被加工物に対して縫製を行うことが可
能となると共に、振動による騒音が低減される。

【００２９】本発明は以上に説明した実施例に限定され
ることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変
更が可能である。

【００３０】即ち、前記回転体９の外周面に溝カム９ａ
を設けると共に、針棒１１及び重錘１３には突起状のカ
ムフォロア１１ａ、１３ａを設けたが、回転体９の外周
面に前記溝カム９ａの軌跡に合わせて凸条形態のカムを
設ける一方、前記針棒１１及び重錘１３には前記凸条カ
ムを嵌合させる嵌合溝を設けるようにしてもよい。ま
た、前記回転体９を中空のドーナツ形態に構成して、そ
の中空部に前記針棒１１及び重錘１３を上下動可能に配
設し、前記回転体９の内周面には溝状もしくは凸条のカ
ムを設ける一方、前記針棒１１及び重錘１３には突起状
もしくは溝状のカムフォロアを設けるようにしてもよ
い。この場合、前記回転体９の中空部に前記針棒１１及
び重錘１３のための案内支持手段も収納される関係で、
その回転体９は前記実施例のものよりもその外径が大き
なものとなる。そして、この回転体９を駆動する構成と
しては、例えば、その回転体９の外周面に動力摂取用の
歯車を形成し、その歯車と主軸１との間には伝達歯車機
構を設けるとよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンにおいては、重錘が針棒と逆位相の関係で
運動することにより、針棒の往復運動により生ずる垂直
方向の慣性力を重錘による慣性力によって確実に打ち消
すことができ、また、水平方向の慣性力も発生させない
ので、ミシンの振動が充分に低減され、静かで、正確な
縫製が可能なミシンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主軸及び針棒機構の概略構成図であ
る。

【図２】本発明の針棒機構に作用する慣性力を示す図で
ある。

【図３】従来のミシンの上軸機構を示す斜視図である。

【図４】従来のミシンの上軸機構を示す斜視図である。

【符号の説明】

１主軸５回転軸９回転体９ａ溝カム１１針棒１１ａカムフォロア１３重錘１３ａカムフォロア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミシンフレームに回転可能に支持された
主軸の回転によって、下端に針を有する針棒を上下動さ
せるようにしたミシンにおいて、前記主軸の回転に連動して略垂直な軸線の周りに回転可
能な回転体を設け、その回転体には、前記針棒とバラン
ス用の重錘とを逆位相の関係で上下動させるカム手段を
設けたことを特徴とするミシン。
【請求項２】前記重錘及び針棒が上下動することによ
って発生するそれぞれの慣性力の絶対値が略等しくなる
ように、前記重錘の重量を設定したことを特徴とする請
求項１に記載のミシン。
【請求項３】前記カム手段を、前記回転体の外周面に
３６０゜に亙って溝カムの形態で構成する一方、前記針
棒及び重錘はに前記溝カムに嵌合する突起状のカムフォ
ロアを設けたことを特徴とする請求項１に記載のミシ
ン。