JPS6058996B2 - ミシンの変速用クラッチ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ミシンの軸、例えば上軸の如き主駆動軸
、の回転を中立域、低速域、高速域の何れかに切換える
ためのミシンの変速用クラッチ機構に関する。

ミシンの主駆動軸の回転は、一般に主駆動軸に取付けた
主軸プーリ一と原動軸例えばモータの出力軸に取付けた
原軸プーリ一との間に■ベルトを掛け渡し、主軸プーリ
一対原軸プーリ一の直径比を所定の回転比としたベルト
伝動装置によつて行なわれている。

主駆動軸の回転を自動制御する工業ミシンにあつては、
縫い目のオーバーランや停止時の衝撃を緩和するため、
始動時には中立域から低速域を径て高速域へ移行し、又
停止時には高速域から低速域を径て停止するように主駆
動軸の回転速度を切換える必要があり、このため低速の
回転比をもつて低速回転するＶみぞ付伝動プ−リーと高
速の回転比をもつて高速回転するＶみぞ付伝動プーリ一
とを主駆動軸に該軸に対し相対的に回転するように取付
け、何れかの伝動プーリ一の回転を主駆動軸に伝えてミ
シン主駆動軸の回転速度を切換えるという変速用クラッ
チ機構が採用されている。このようなミシンの変速用ク
ラッチ機構としてこれまで使用されている従来構造は、
低速回転する伝動プーリ一と高速回転する伝動プ−リー
とを、ミシンの主駆動軸に該軸と共に回転可能にしてか
つ軸方向に可動に取付けた可動スリーブ上に回転可能に
担持し、両伝動プーリ一を担持した可動スリーブを軸方
向に前後に動かして、各，伝動プーリ一のＶみぞ付リム
部の外面に設けた円錐摩擦面をミシン主駆動軸に固定し
た円錐摩擦面に係合させ、これによりミシン主駆動軸を
何れかの伝動プーリ一に結合させるようになつている。
か）る従来のクラッチ機構では、ベルト駆動中のζ低速
及び高速の両伝動プーリ一を可動スリーブと共に一体と
して該スリーブの全移勤行程にわたつて動かさねばなら
ないから、両伝動プーリ一の回転を生ぜしめるベルトの
有効張力が負荷となつて、伝動プーリ一の円錐摩擦面と
ミシン主駆動軸３の円錐摩擦面とが係合するまでに可動
スリーブの移動に抵抗し、この負荷抵抗に打勝つために
可動スリーブに対する押付力及びばね力を増強する必要
が生じ、その結果クラッチの作動が漸進性を失つて結合
が衝撃的に行われ勝ちであるという欠点４があつた。こ
の発明は、従来のミシンの変速用クラッチ機構を改良し
て、上述のような欠点を取り除くことができるように図
つたものである。

この発明の実施例を図面に従つて以下説明する。

第１及び３図において、１はミシンのアームを水平に伸
長しかつアーム外に突出したミシンの上軸であつて、上
軸１に軸端１ａから間隔をおいて遮断カム２を取付ける
。遮断カム２は、第２図に示すように、上軸１を挿通し
てこれにねじ止め２ａしたカム本体２ｂに、ばね２ｃと
共に爪２ｄを枢着２ｅし、挾持口２ｆに遮断部材（図示
なし）を受入れて上軸１を停止させる。上軸１に軸ｌ端
からボス付拘束板３をそのボス部中央の軸孔３ａを通じ
挿通して、遮断カム２の側面に当接し、上軸を挿通した
拘束板の筒状ボス４をねじ孔４ａを通じて上軸１にねじ
止めする。ころがり軸受５をボス４に該ボス上を軸方向
に移動できるように遊嵌し、軸受５はボス４に削設した
みぞ４ｂに嵌入した割リングの如きストッパ６により、
軸受の内レースが該ストッパに当接して、軸方向の動き
を制限される。軸受５には一方の伝動プ−リー７がその
肩部７ａを軸受の外レースに突当てた上で該外レースに
締りばめされる。こうして、ボス４は軸受支持部材を構
成し、伝動プーリ−７は上軸１に固定したボス４つまり
軸受支持部材上に回転可能に取付けられ、上軸１に対し
相対的に回転する。伝動プーリ−７のベルトみぞ８は、
Ｖみぞのうち外側側面８ａと底面８ｂを残して内側側面
を取去つたところの、内側に開放側面９を有するみぞと
なつている。

開放側面９には後記するベルト移動止め１０（第６図）
が形成されている。伝動プーリ−７のリム部の外側面に
リング状の摩擦材１１を取付け、摩擦材１１の外側に間
隔をおいて上軸１にボス４を介して固定した拘束板３と
軸受５の間に、軸受５ひいては伝動プーリ−７を常時、
ストッパ６へ向け押圧する波板ばね１２を間挿する。上
軸１にさらに軸端から切換プーリ−１３をそのボス部中
央の軸孔１３ａを通じて挿通する。

切換プーリ−１３は、そのボス部にアーム又はウェブ部
１４と一体になつてこれから軸端に向け軸方向に張出し
た直径方向に上下１対のキー１５及び１５を備える。次
いで軸孔１６ａ及びキー孔１６ｂからなる貫通孔を穿孔
したブシユ又は筒体１６を、キー孔１６ｂを切換プーリ
一のキー１５に、該キーが滑動できるように、嵌合の上
、軸孔１６ａを通じて上軸１に挿通し、ねじ孔１６ｃを
通じて上軸１にねじ止めする。これにより切換プ−リー
１３は上軸と共に回転し得るように取付けられると共に
、軸方向に移動できるように取付けられる。他方のころ
がり軸受１７をブシユ１６に該ブシユ上を軸方向に滑動
できるように遊嵌し、軸受１７はブシユ１６に削設した
みぞ１６ｄに嵌入した割リングの如きストッパ１８にそ
の内レースが当接して軸方向の動きが制限される。゛軸
受１７には他方の伝動プーリ−１９がその肩部７ａを軸
受の外レースに突当てた上で該外レースに締りばめされ
ている。こうして、ブシユ１６は他方の軸受支持部材を
構成し、他方の伝動プーリ−１９は上軸１に固定したブ
シユ１６つまり軸受支持部材上に回転可能に取付けられ
、上軸に対し相対的に回転する。他方の伝動プーリ−１
９のベルトみぞ２０は、一方の伝動プーリ一のベルトみ
ぞ８と同様に内側に開放側面２１を有するみぞとなつて
いる。

開放側面２１には一方の開放側面９と同様にベルト移動
止め１０が形成されている。軸孔２２ａ及びキー孔２２
ｂからなる貫通孔を穿孔した他方の拘束板２２を、伝動
プーリ−１９の外側に間隔をおいてブシユ１６の端面に
、取付孔２２ｃ及びブシユ端面に螺設したタップ孔１６
ｅを通じてねじ止めする。伝動プーリ−１９のリム部の
外側面に一方の伝動プーリ一と同様にリング状の摩擦材
２３を取付け、ブシユ１６を介して上軸に固定した拘束
板２２と、軸受１７の間に軸受１７ひいては伝動プーリ
−１９をストッパ１８へ向け押圧する波板ばね２４を間
挿する。両伝動プーリ一及び１９は、第１図に示すよう
に、一方のベルトみぞ８の開放側面９と他方のベルトみ
ぞ２０の開放側面２１とが軸方向に間隔をおいて互に対
向するように配置され、両開放側面９及び２１の間に切
換プーリ−１３の、アーム部端から両側に張出した厚肉
縁部又はリム部２５が配置される。

切換プーリ一のリム部２５の両側面に各開放側面に対向
して各ベルトみぞの開放側面を補完し得るベルト係合面
２６及び２６、つまりベルトみぞの外側側面と共働して
伝動プーリ一上の■ベルトＢを挾圧することのできるベ
ルト係合面を形成する。上軸に形成した穿孔１ｃ内にコ
イルばね２７を挿入し、ボール入りばね座２８を穿孔１
ｃに挿入の上ばね２７に着座し、切換ボール２９の着座
用凹部３０ａを備えたボール座３０を、取付孔３０ｂ及
びキー１５の端面に螺設したタップ孔１５ａを通じて、
軸端１ａから突出した切換プーリ一のキー１５の端面に
ねじ止め３１する。

ばね座のボール２８ａはボール座３０の底部に接触し、
ばね２７は常時、切換プーリ一を軸端へ向け押圧する。
軸端１ａにはボール座３０の行程に合わせて面取り１ｄ
する。切換ボール２９は押付板３２のカム面３３（第５
図）に接触してばね２７に抗するよう押付けられ、押付
板３２は、ミシン側面に設けた制御カム（図示なし）に
接続孔３５を介して連結しかつ制御カムに連動してピン
３４を中心に、カム面３３が切換ボール２９上を移動す
るように、揺動する。伝動プーリ−７及び１９は、モー
タの出力軸に取付けたＶみぞプ−リー（図示なし）に所
定の回転比をもつてそれぞれＶベルトＢにより掛け渡さ
れ、第１図で伝動プーリ−７は高速用、伝動プーリ−１
９は低速用となつている。第１図において、切換ボール
２９が押付板のカム面３３の平坦部３３ａ（第５図）に
接触していることにより、切換プーリ−１３は中立位置
にあつてベルト係合面２６は何れの■ベルトにも係合し
ておらない。ミシンの始動時制御カムの回転につれ、押
付板３２゛が揺動してカム面の最底部３３ｂが切換ボー
ル２９上に至ると、ばね２７の押圧力により切換プーリ
−１３は第１図で右方へ第６図に示すトルク伝達位置へ
移動し、この位置で、゛右方のベルト係合面２６が低速
用伝動プーリ−１９上の■ベルトＢの側面に係合し、ベ
ルト係合面２６はばね２７の押圧力の下にベルトみぞの
外側側面２０ａと共働して■ベルトＢを挾圧する。これ
により伝動プーリ−１９のトルクが切換プーリ・一のキ
ー１５を介して上軸１に伝えられ、上軸は低速回転する
。次いで制御カムの回転に伴い押付板３２がさらに揺動
してカム面の最高部３３ｃ（第５図）が切換ボール２９
に接触すると、押付板３２はばね２７に抗して切換ボー
ル２９及びばノね座３０を左方へ押込み、これに伴い切
換プ−リー１３は第１図で左方へ高速のトルク伝達位置
へ移動し、この位置で左方のベルト係合面２６が高速用
伝動プーリ一上のｖベルトに係合し、上軸１は高速回転
する。ミシンの停止時には制御カムに連動する押付板３
２の揺動に従い、カム面の最底部３３ｂが切換ボール２
９上に至り、切換プ−リー１３は再び第６図に示す低速
のトルク伝達位置へ移動し、上軸は低速回転に切換えら
れ、次いでカム面の平坦部３３ａが切換ボール２９に接
触して切換プーリ−１３は第１図に示す中立位置へ移動
し、その後遮断部材が遮断カム２に作用して上軸１は停
止する。この変速切換の間、切換プ−リー１３は、トル
ク伝達位置又は中立位置に達するまで、ベルト駆動中の
伝動プーリ一から何等抵抗を受けることはない。切換プ
ーリ−１３が何れかのトルク伝達位置に達した際、例え
ば第６図において右方のベルト係合面２６が伝動プーリ
−１９上のＶベルトＢを挾圧した際、伝動プーリ−１９
及び軸受１７は波形ばね２４に抗して拘束板２２へ向け
移動し、伝動プーリ一の摩擦材２３が拘束板２２に係合
する。

この係合により伝動プーリ−１９は拘束板２２を介して
上軸１に拘束され、伝動プーリ−１９から上軸へのトル
ク伝達がより確実なものとなる。切換プーリ−１３が中
立位置へ移動すれば、ばね２４の押圧力により伝動プー
リ−１９は軸受の内レースがストッパ１８に突当るまで
元位置に復帰する。こうして拘束板３及び２２、摩擦材
１１及び２３及び波板ばね１２及び２４は、単板形円板
クラッチを形成して、切換プーリ一のトルク伝達位置又
は中立位置に従い係合離脱してトルク伝達効果を増大さ
せる補助のクラッチ構造を構成する。内側に開放側面を
有するベルトみぞに掛け渡されたＶベルトは、切換プー
リ一が中立位置にあつ．てプーリ一空転状態のとき、ベ
ルトみぞに沿つて横移動し、切換プーリ一のリムに接触
発熱する恐れがある。そこでベルトみぞの開放側面９及
び２１の底部にベルト移動止め１０を形成する。ベルト
移動止め１０は、第６図に示すように、切換プ．ーリー
のベルト係合面２６の軸方向移動に対してはこれを自由
に通過させるが、伝動プーリ一上のＶベルトＢの軸方向
移動に対してはこれを抑制する程度に立上つている。こ
れにより中立位置にあるとき切換プーリ−１３と■ベル
トＢの接触を阻一止し、また切換プーリ一の移勤行程を
小さくすることができる。Ｖベルトの代りにローブの如
き円形ベルトを使用してもよい。

従つてこ）にいうベルトは側面に係合面を備えたもので
あれば平帯状以外の任意形状のものでよい。またベルト
みぞ及びベルト係合面の形状は使用するベルトに応じ適
宜選定すればよく図示のものに限ることはない。補助の
クラッチ構造を設けない場合は、例えば第７図に示すよ
うに、一方の軸受支持部材であるボス４に一方の軸受５
の内レース５ａを１対のストッパ６及び６又は他の締結
部材で固定し、他方の軸受支持部材であるブシユ１６に
他方の軸受１７の内レース１７ａを１対のストッパ１８
及び１８又は他の締結部材で固定し、両伝動プーリ一を
上軸に対し、相対的に回転させればよい。補助のクラッ
チ構造を設ける場合、拘束板と伝動プーリ一のリム側面
間に切換プーリ一の動きに従い両者を拘束するに足る構
造であれば、図示の円形クラッチに限らないまた伝動プ
ーリ一が軸方向に移動し得る軸受とストッパ間のすきま
３５（第６図）は、伝動プ−リーを軸受の外レースに軸
方向に移動可能に遊嵌して、肩部７ａ（第６図）と軸受
外レース側面間に設けてもよい。押付板のカム面は、第
１図で左方の伝動プーリ一を低速用とした場合には、切
換ボールカ幼ム面最高部に接触したとき低速回転するよ
うに変えることもできる。軸受は、伝動プ−リーを上軸
に対し相対的に回転させるに足るものであれば、また軸
受支持部材は、軸受を支承するに足るものであれば、何
れも図示のものに限らない。以上説明したように、この
発明は、低速及び高速用の両伝動プーリ一間にあつて各
ベルトみぞの開放側面を補完し得るベルト係合面を備え
た切換プーリ一が、何れかの伝動プーリ一上のベルトに
係合するトルク伝達位置又は係合しない中立位置へ移動
するので、各位置に達するまではベルト駆動中の伝動プ
ーリ一から何等抵抗を受けることはなく、そのため押付
力及びばね力を増強させることなくクラッチ作動の漸進
性を保つて円滑な変速切換えを得ることができる。

またこの発明は、ミシンの軸に固定した拘束板と伝動プ
ーリ一間に切換プーリ一のトルク伝達位置又は中立位置
に従い係合離脱する補助のクラッチ構造を設けたので、
トルク伝達時に伝動プーリ一が拘束板を介してミシン軸
に拘束され、トルク伝達効果を増大させることができる
。またこの発明は、伝動プーリ一のベルトみぞの開放側
面にベルト移動止めを設けたので、中立位置における切
換プーリ一とベルト間の接触を阻止し、かつ切換プ−リ
ーの移勤行程を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のミシンの変速用クラッチ機構を一部
断面で示す側面図、第２図は第１図の■〜■線に沿つて
とられた断面図、第３図は第１図に示す変速用クラッチ
機構の分解斜視図、第４図は第１図の■〜■線に沿つて
みた端面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿つてとられ
た部分断面図、第６図は切換プーリ一のベルト挾圧動作
を示す部分断面図、及び第７図は第１図に示す変速用ク
ラッチ機構を一部変形した部分断面図である。 １・・・ミシンの上軸、２・・・遮断カム、３及び２２
・・・拘束板、４・・・ボス（軸受支持部材）、５及び
１７・・・軸受、６及び１８・・・ストッパ、７及び１
９・・伝動プーリ一、８及び２０・・・ベルトみぞ、９
及び２１・・・開放側面、１０・・・ベルト移動止め、
１１及び２３・・・摩擦材、１２及び２４・・・ばね、
１３・・・切換プーリ一、１５・・・キー、１６・・・
ブシユ（軸受支持部材）、２６・・・ベルト係合面、２
７・・・ばね、２９・・・切換ボール、３２・・・押付
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低速回転する伝動プーリーと高速回転する伝動プー
   リーとをミシンの軸に固定した軸受支持部材上に回転可
   能に取付け、各伝動プーリーのベルトみぞを内側に開放
   側面を有するみぞとし、一方のベルトみぞの開放側面と
   他方のベルトみぞの開放側面とが軸方向に間隔をおいて
   互に対向するように両伝動プーリーを配置し、各ベルト
   みぞの開放側面を補完し得るベルト係合面を備えた切換
   プーリーを、ミシンの軸と共に回転し得るように取付け
   ると共に、前記ベルト係合面が何れかの伝動プーリー上
   のベルトに係合するトルク伝達位置又は係合しない中立
   位置へ軸方向に移動できるように両伝動プーリーの間に
   取付けたことを特徴とするミシンの変速用クラッチ機構
   。 ２ 低速回転する伝動プーリーと高速回転する伝動プー
   リーとをミシンの軸に固定した軸受支持部材上に回転可
   能に取付け、各伝動プーリーのベルトみぞを内側に開放
   側面を有するみぞとし、一方のベルトみぞの開放側面と
   他方のベルトみぞの開放側面とが軸方向に間隔をおいて
   互に対向するように両伝動プーリーを配置し、各ベルト
   みぞの開放側面を補完し得るベルト係合面を備えた切換
   プーリーを、ミシンの軸と共に回転し得るように取付け
   ると共に、前記ベルト係合面が何れかの伝動プーリー上
   のベルトに係合するトルク伝達位置又は係合しない中立
   位置へ軸方向に移動できるように両伝動プーリーの間に
   取付けたミシンの変速用クラッチ機構であつて、各伝動
   プーリーの外側に間隔をおいてミシンの軸と共に回転し
   得る拘束板を取付け、各伝動プーリーを拘束板に対し相
   対的に軸方向に移動できるように取付け、拘束板と伝動
   プーリー間に切換プーリーのトルク伝達位置又は中立位
   置に従い係合又は離脱する補助のクラッチ構造を設けた
   ミシンの変速用クラッチ機構。 ３ 低速回転する伝動プーリーと高速回転する伝動プー
   リーとをミシンの軸に固定した軸受支持部材上に回転可
   能に取付け、各伝動プーリーのベルトみぞを内側に開放
   側面を有するみぞとし、一方のベルトみぞの開放側面と
   他方のベルトみぞの開放側面とが軸方向に間隔をおいて
   互に対向するように両伝動プーリーを配置し、各ベルト
   みぞの開放側面を補完し得るベルト係合面を備えた切換
   プーリーを、ミシンの軸と共に回転し得るように取付け
   ると共に、前記ベルト係合面が何れかの伝動プーリー上
   のベルトに係合するトルク伝達位置又は係合しない中立
   位置へ軸方向に移動できるように両伝動プーリーの間に
   取付けたミシンの変速用クラッチ機構であつて、伝動プ
   ーリーのベルトみぞの開放側面の個所に、切換プーリー
   のベルト係合面の軸方向移動に対してはこれを自由に通
   過させるが、伝動プーリー上のベルトの軸方向移動に対
   してはこれを抑制する程度に立上つたベルト移動止めを
   設けたミシンの変速用クラッチ機構。