カム機構及びミシンの針受け機構
【課題】主動節と従動節の接触部位への給油を省きながらも接触部位の焼き付き等を抑制する。
【解決手段】カム機構３は、重量％で炭素を０．６％〜１．３％、クロムを１６％〜１８％含有し、焼入処理及び焼もどし処理が施された第１の鋼材３３ａ，３４ａの表面に窒化鉄層３３ｂ，３４ｂが形成された第１のカム部材３３，３４と、第２の鋼材３１ａ，３２ａの表面に窒化クロム層３１ｂ，３２ｂが形成され、第１のカム部材３３，３４に線接触する第２のカム部材３１，３２と、を備える。
【解決手段】カム機構３は、重量％で炭素を０．６％〜１．３％、クロムを１６％〜１８％含有し、焼入処理及び焼もどし処理が施された第１の鋼材３３ａ，３４ａの表面に窒化鉄層３３ｂ，３４ｂが形成された第１のカム部材３３，３４と、第２の鋼材３１ａ，３２ａの表面に窒化クロム層３１ｂ，３２ｂが形成され、第１のカム部材３３，３４に線接触する第２のカム部材３１，３２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム機構及びカム機構を備えたミシンの針受け機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飾りミシンには、針受け機構が備えられている。この針受け機構は、縫い針を一方と他方から挟み込む針受けを有しており、これらの針受けは針板の下面に縫い針の布送り方向前後に対向するように配置されている。そして、縫製の駆動源となるミシンモータの駆動に連動させて互いに逆方向に揺動させ、針板の下に下降してきた縫い針を両側から挟み込んで縫い針を受けるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
針受けを揺動させる機構としては、カム機構が採用されており、ミシンモータの出力軸に二つの主動節を軸支し、各糸受けに主動節からの駆動が伝達される従動節を設ける。そして、ミシンモータを駆動させることにより主動節が回転し、その主動節の外周の回転軌跡に追随して従動節が動くため、結果的に従動節が揺動する。なお、二つの針受けは互いに逆方向に揺動させる必要があるため、各針受けで主動節と従動節が係わり合う姿勢が異なるように配置される。
ここで、主動節と従動節の接触部位は摩擦により大きな熱が発生するので、焼き付きや摩耗が発生しやすい。そのため、この接触部位には給油がなされ、円滑な駆動伝達を図るとともに摩擦熱による温度上昇を防止している。
また、発熱や焼き付きのおそれのある摺動部については、セラミックコーティングした鋼材と硬質陽極酸化被膜を形成した軽金属とにより摺動・被摺動の両部品を形成しての対策が従前より見られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−１１７４７１号公報
【特許文献２】特開２００４−４１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、主動節と従動節の接触部位が、例えば、偏心カムとカム把持腕との摺動部のように、線接触である場合には、回転する主動節では接触部位が常に変化するものの、従動節側の接触部位はほとんど一定の箇所で接触を継続することとなる。このような線接触による摺動部位においては、軸と軸受等からなる面接触部位に比べて非常に狭い範囲に摩擦が集中され、従前の焼き付き・発熱対策では補いきれず、摩擦により部品間に隙間ができたり、焼き付き・発熱を起こしてしまう等の問題が生じていた。一方で、焼き付きや発熱の対策として給油を行うなどすると、当該部品の回転による遠心力で油が飛散して被縫製物に付着し、被縫製物の品質が低下するという問題があった。また、針受け機構の周辺には下糸が通されているため、下糸に油が付着すると油が付着した下糸で縫製を行ってしまい、被縫製物の品質が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、線接触している主動節と従動節の接触部位への給油を省きながらも接触部位の焼き付き等を抑制することができるカム機構及びミシンの針受け機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、カム機構であって、高クロム高炭素鋼に焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施した第１の鋼材の表面に窒化鉄層を形成した第１のカム部材と、第２の鋼材の表面に窒化クロム層を形成し、前記第１のカム部材と線接触する第２のカム部材と、を備えることを特徴とする。
ここで、高クロムとは、重量％でクロムを１６％〜１８％程度含有しているものであり、高炭素とは、重量％で炭素を０．６％〜１．３％程度含有しているものとする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、第１のカム部材の表面は窒化鉄層であるため、フレッチング摩耗に対して高い耐性を発揮する。また、第２のカム部材の表面は窒化クロム層であるため、耐熱性に優れ、高い靭性を有することから微小振動によるチッピングや割れ、摩耗を抑制する。これにより、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位への給油をしなくても接触部位の焼き付きや摩耗等を抑制することができる。
また、第１のカム部材の窒化鉄層は、クロムを多く含有することで、高い硬度が得られるとともに、窒化鉄層を比較的厚く形成することで、第２のカム部材との接触による摩耗があっても窒化鉄層が剥離して母材となる鋼材が露出しにくくなり、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカム機構において、前記第１のカム部材を従動節とし、前記第２のカム部材を主動節としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、カム機構においては、従動節は常に主動節に接触しており、主動節は一回転に一回だけ従動節に接触する。そこで、窒化鉄層が比較的厚く形成される第１のカム部材を従動節とし、第２のカム部材を従動節とすることにより、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のカム機構において、前記窒化鉄層を、イオン拡散法により形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、イオン拡散法を用いることにより、窒素イオンを広範囲に拡散させることができ、短時間で窒化鉄層を形成することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカム機構において、前記窒化クロム層を、イオンプレーティング法により形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、窒化クロム層をイオンプレーティング法により形成することにより、第１のカム部材における母材となる鋼材と窒化クロム層との密着強度を高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカム機構において、前記第２の鋼材は、ハイス鋼又はダイス鋼であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、第２の鋼材としてハイス鋼又はダイス鋼を用いることにより、第２のカム部材の耐久性、耐摩耗性を向上させることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカム機構において、前記第１のカム部材と前記第２のカム部材の接触部位にグリースを塗布したことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位にグリースを塗布することにより、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位の摩擦係数を小さくすることができるとともに接触部位の温度上昇を抑制することができるので、焼き付きや摩耗をさらに抑制することができる。しかも、グリースを用いているため、従来の油のように飛散したり滴下することがなく、周囲の被縫製物や下糸を汚すことがない。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカム機構を用いたミシンの針受け機構において、前記第２のカム部材は、ミシンの駆動源から駆動力が伝達される駆動軸に設けられ、当該駆動軸の軸線に対して偏心した位置に設けられた二つの偏心体を有し、前記第１のカム部材は、各偏心体に対応して設けられ、各偏心体を対向する二点で回転自在に把持するとともに、縫い針に接触して前記縫い針のぶれを防ぐ針受けが固定され、各偏心体の駆動に伴って互いに逆方向に揺動する二つの把持腕を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材を備えるカム機構をミシンの針受け機構に用いることにより、針受け機構に給油をする必要がなくなるので、従来のように油が飛散して被縫製物に付着したり、針受け機構の周辺の下糸に油が付着したりすることがなく、被縫製物の品質の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位への給油をしなくても接触部位の焼き付きや摩耗等を抑制することができる。
また、第２のカム部材との接触による摩耗があっても窒化鉄層が剥離して母材となる鋼材が露出しにくくなり、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、イオン拡散法を用いることにより、窒素イオンを広範囲に拡散させることができ、短時間で窒化鉄層を形成することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、第１のカム部材における母材となる鋼材と窒化クロム層との密着強度を高めることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、第２のカム部材の耐久性、耐摩耗性を向上させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位の摩擦係数を小さくすることができるとともに接触部位の温度上昇を抑制することができるので、焼き付きや摩耗をさらに抑制することができる。しかも、グリースを用いているため、従来の油のように飛散したり滴下することがなく、周囲の被縫製物や下糸を汚すことがない。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、針受け機構に給油をする必要がなくなるので、従来のように油が飛散して被縫製物に付着したり、針受け機構の周辺の下糸に油が付着したりすることがなく、被縫製物の品質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係るカム機構及びカム機構を備えたミシンの針受け機構の最良の形態について詳細に説明する。
＜ミシンの針受け機構の構成＞
最初に、ミシンの針受け機構の構成について説明する。
図１に示すように、ミシンの針受け機構１（以下、針受け機構１という）は、駆動軸としての下軸２に設けられたカム機構３と、カム機構３に設けられ、縫い針に接触して縫い針のぶれを防ぐ二つの針受け４，５と、を備えている。
カム機構３は、ミシンの駆動源から駆動力が伝達される下軸２に軸支され、この下軸２の軸線に対して偏心した位置に設けられた第２のカム部材及び偏心体としての偏心軸３１，偏心カム３２と、これらの偏心軸３１，偏心カム３２に対応して設けられ、偏心軸３１，偏心カム３２を対向する二点で回転自在に把持する第１のカム部材及び把持腕としての軸把持腕３３，カム把持腕３４と、を備えている。
【００２７】
偏心軸３１は、図２に示すように、円柱状に形成され、その中心軸線が下軸２の中心軸線に対して偏心した位置となるように設けられている。
偏心軸３１は、母材３１ａが第２の鋼材としてのハイス鋼又はダイス鋼から形成されており、この表面に窒化クロム層３１ｂが形成されている。
母材３１ａを形成するハイス鋼又はダイス鋼は、例えば、重量％で炭素を０．８％〜１．６％、タングステンを０．２％〜６．７％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いるが、重量％で炭素を１．４％〜１．６％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いてもよい。また、母材３１ａは、ビッカース硬さで少なくとも６００Ｈｖとなっている。
窒化クロム層３１ｂは、公知のイオンプレーティング法により形成されており、その厚さは０．５〜１０μｍに形成され、ビッカース硬さで１２００〜１８００Ｈｖとなっている。
なお、偏心軸３１に作用する摩擦力が比較的小さな場合には、偏心軸３１を浸炭焼き入れ鋼から形成してもよい。
【００２８】
偏心カム３２は、図３に示すように、円筒状に形成され、下軸２に固定される固定部３２１と、固定部３２１と一体に形成され、固定部３２１よりも径の小さな円筒状のカム部３２２と、を備えている。固定部３２１とカム部３２２は、中心軸線が一致するように形成されており、下軸２が挿通できるように形成されている。
偏心カム３２は、母材３２ａが第２の鋼材としてのハイス鋼又はダイス鋼から形成されており、カム部３２２の表面に窒化クロム層３２ｂが形成されている。
母材３２ａを形成するハイス鋼又はダイス鋼は、例えば、重量％で炭素を０．８％〜１．６％、タングステンを０．２％〜６．７％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いるが、重量％で炭素を１．４％〜１．６％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いてもよい。また、母材３２ａは、ビッカース硬さで少なくとも６００Ｈｖとなっている。
窒化クロム層３２ｂは、公知のイオンプレーティング法により形成されており、その厚さは０．５〜１０μｍに形成され、ビッカース硬さで１２００〜１８００Ｈｖとなっている。
【００２９】
軸把持腕３３は、図２に示すように、先端が二又に形成され、この二又で偏心軸３１の外周面を対向する二点で回転自在に把持するものである。すなわち、偏心軸３１と軸把持腕３３が二箇所で線接触するように軸把持腕３３は偏心軸３１を把持している。
軸把持腕３３は、母材３３ａが第１の鋼材として、焼き入れ処理及び焼き戻し処理が施された高クロム高炭素鋼から形成されており、軸把持腕３３のうち、二又に形成された偏心軸３１を把持する把持面３３１に窒化鉄層３３ｂが形成されている。
なお、ここで、高クロムとは、重量％でクロムを１６％〜１８％程度含有しているものであり、高炭素とは、重量％で炭素を０．６％〜１．３％程度含有しているものとする。
窒化鉄層３３ｂは、公知のイオン拡散法により形成されており、その厚さは０．０５〜０．２５ｍｍに形成されている。
なお、母材３３ａはビッカース硬さで少なくとも４００Ｈｖ、窒化鉄層３３ｂはビッカース硬さで９００〜１２００Ｈｖとなっている。
【００３０】
カム把持腕３４は、図３に示すように、先端が二又に形成され、この二又で偏心カム３２の外周面を対向する二点で回転自在に把持するものである。すなわち、偏心カム３２とカム把持腕３４が二箇所で線接触するようにカム把持腕３４は偏心カム３２を把持している。
カム把持腕３４は、母材３４ａが第１の鋼材として、重量％で炭素を０．６％〜１．３％、クロムを１６％〜１８％含有し、焼き入れ処理及び焼き戻し処理が施された鋼材から形成されており、カム把持腕３４のうち、二又に形成された偏心カム３２のカム部３２２を把持する把持面３４１に窒化鉄層３４ｂが形成されている。
窒化鉄層３４ｂは、公知のイオン拡散法により形成されており、その厚さは０．０５〜０．２５ｍｍに形成されている。
なお、母材３４ａはビッカース硬さで少なくとも４００Ｈｖ、窒化鉄層３４ｂはビッカース硬さで９００〜１２００Ｈｖとなっている。
なお、軸把持腕３３とカム把持腕３４は、下軸２を回転させたときに互いに逆方向に揺動するように構成されており、これを実現するために偏心軸３１及び偏心カム３２の偏心方向、軸把持腕３３とカム把持腕３４の姿勢が決定されている。
【００３１】
また、図２（ａ）に示すように、軸把持腕３３により偏心軸３１を把持した際に、軸把持腕３３と偏心軸３１に囲まれた領域にはグリースを含ませたフェルト３７が設けられている。フェルト３７は、若干押さえ付けられた状態で軸把持腕３３と偏心軸３１に接触しており、偏心軸３１の回転に伴い、偏心軸３１がフェルト３７に対して摺動することで偏心軸３１の外周面、すなわち、窒化クロム層３１ｂの表面にグリースが塗布され、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位にもグリースが塗布されるようになっている。
また、図３（ａ）に示すように、カム把持腕３４により偏心カム３２のカム部３２２を把持した際に、カム把持腕３４とカム部３２２に囲まれた領域にはグリースを含ませたフェルト３８が設けられている。フェルト３８は、若干押さえ付けられた状態でカム把持腕３４とカム部３２２に接触しており、偏心カム３２の回転に伴い、カム部３２２がフェルト３８に対して摺動することでカム部３２２の外周面、すなわち、窒化クロム層３２ｂの表面にグリースが塗布され、偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位にもグリースが塗布されるようになっている。
【００３２】
図１に示すように、軸把持腕３３の後端には、針受け４を軸把持腕３３に固定するための針受け軸４０が保護筒４１を介してネジ４２により軸把持腕３３に固定されている。針受け軸４０は、針受け腕４３に一体に形成されており、この針受け腕４３に針受け４がネジ４４により取り付けられている。
カム把持腕３４の後端には、針受け５をカム把持腕３４に固定するための針受け軸５０が保護筒５１を介してネジ５２によりカム把持腕３４に固定されている。保護筒５１を貫通した針受け軸５０の先端には、針受け軸５０がカム把持腕３４から抜けることを防止する抜け止め５３がネジ５４により取り付けられている。針受け軸５０は、針受け腕５５に一体に形成されており、この針受け腕５５に針受け５がネジ５６により取り付けられている。
また、これらの機構は、針受け４と針受け５が把持面３３１に略沿った方向に対向するように配置されている。
【００３３】
＜針受け機構の動作＞
次に、針受け機構の動作について説明する。
下軸２を回転駆動させると、下軸２に設けられた偏心軸３１及び偏心カム３２が回転する。偏心軸３１は下軸２の回転軸線に対して偏心しながら回転するため、偏心軸３１に線接触している軸把持腕３３も偏心軸３１の偏心に追随して揺動する。軸把持腕３３の把持面３３１に略直交する方向に揺動する。軸把持腕３３が揺動することにより、軸把持腕３３に固定された針受け４は把持面３３１に略沿った方向に揺動する。
また、偏心カム３２は下軸２の回転軸線に対して偏心しながら回転するため、偏心カム３２に線接触しているカム把持腕３４も偏心カム３２の偏心に追随して揺動する。カム把持腕３４の把持面３４１に略直交する方向に揺動する。カム把持腕３４が揺動することにより、カム把持腕３４に固定された針受け５は把持面３４１に略沿った方向に揺動する。
すなわち、偏心軸３１及び偏心カム３２が主動節となり、軸把持腕３３及びカム把持腕３４が従動節となる。
ここで、針受け４と針受け５は、互いが把持面３３１に略沿った方向に対向するように配置され、互いに逆方向に揺動するように構成されているため、下軸２を回転駆動させることにより、針受け４と針受け５で下降してきた縫い針を挟んだり開放したりすることができるようになっている。
【００３４】
＜実施例＞
図４は、上記構造を有するカム把持腕３４に互いに材質の異なる４種類の偏心カムを把持させて、同じ実験条件で偏心カムを回転させた場合の偏心カムの摩耗量を測定した結果を示したものである。図４のグラフは、横軸に材質の異なる偏心カムの種類、縦軸に各偏心カムに対応する摩耗量をとって表している。各偏心カムにおける実験結果は以下の通りであった。
（１）高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に浸炭焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．２３５ｍｍであった。
（２）ダイス鋼（ＳＫＤ）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）層を形成した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．０１５ｍｍであった。
（３）高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化チタン（ＴｉＮ）層を形成した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．１７５ｍｍであった。
（４）高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化タングステン（ＷＣ／Ｃ）層を形成した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．２７０ｍｍであった。
以上の実験結果より、（２）ダイス鋼（ＳＫＤ）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）層を形成した偏心カムが格段に耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００３５】
＜実施形態の作用効果＞
以上のように、実施形態におけるカム機構３及びカム機構３を備えたミシンの針受け装置１によれば、軸把持腕３３及びカム把持腕３４の表面は窒化鉄層３３ｂ，３４ｂであるため、フレッチング摩耗に対して高い耐性を発揮する。また、偏心軸３１及び偏心カム３２の表面は窒化クロム層３１ｂ，３２ｂであるため、耐熱性に優れ、高い靭性を有することから微小振動によるチッピングや割れ、摩耗を抑制する。これにより、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位及び偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位への給油をしなくても接触部位の焼き付きや摩耗等を抑制することができる。
また、窒化鉄層３３ｂ，３４ｂは、重量％でクロムを１６％〜１８％含有していることから高い硬度を得ることができ、また、窒化鉄層３３ｂ，３４ｂが０．１ｍｍ程度と比較的厚く形成されることで、偏心軸３１及び偏心カム３２との接触による摩耗があっても窒化鉄層３３ｂ，３４ｂが剥離して母材３３ａ，３４ａが露出しにくくなり、カム機構３の耐用年数を長くすることができる。
【００３６】
また、カム機構３においては、従動節である軸把持腕３３及びカム把持腕３４は常に主動節である偏心軸３１及び偏心カム３２に接触しており、偏心軸３１及び偏心カム３２は一回転に一回だけ軸把持腕３３及びカム把持腕３４に接触する。そこで、軸把持腕３３及びカム把持腕３４に窒化鉄層３３ｂ，３４ｂを比較的厚く形成することにより、カム機構３の耐用年数を長くすることができる。
また、軸把持腕３３に窒化鉄層３３ｂ、カム把持腕３４に窒化鉄層３４ｂを形成する際にイオン拡散法を用いることにより、窒素イオンを広範囲に拡散させることができ、短時間で窒化鉄層３３ｂ，３４ｂを形成することができる。
また、偏心軸３１に窒化クロム層３１ｂ、偏心カム３２に窒化クロム層３２ｂをイオンプレーティング法により形成することにより、母材３１ａと窒化クロム層３１ｂの密着強度、母材３２ａと窒化クロム層３２ｂの密着強度を高めることができる。
また、偏心軸３１及び偏心カム３２の母材３１ａ，３２ａとしてハイス鋼又はダイス鋼を用いることにより、偏心軸３１及び偏心カム３２の耐久性、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３７】
また、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位にフェルト３７を介してグリースを塗布し、偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位にフェルト３８を介してグリースを塗布することにより、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位、偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位の摩擦係数を小さくすることができるとともに接触部位の温度上昇を抑制することができるので、焼き付きや摩耗をさらに抑制することができる。しかも、グリースを用いているため、従来の油のように飛散したり滴下することがなく、周囲の被縫製物や下糸を汚すことがない。
また、カム機構３をミシンの針受け機構１に用いることにより、針受け機構１に給油をする必要がなくなるので、従来のように油が飛散して被縫製物に付着したり、針受け機構１の周辺の下糸に油が付着したりすることがなく、被縫製物の品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】カム機構及びカム機構を備えた針受け機構を示す分解斜視図である。
【図２】偏心軸及び軸把持腕を示す図であり、（ａ）は偏心軸が軸把持腕に把持された状態を示す図、（ｂ）は偏心軸を示す図、（ｃ）は軸把持腕を示す図である。
【図３】偏心カム及びカム把持腕を示す図であり、（ａ）は偏心カムがカム把持腕に把持された状態を示す図、（ｂ）は偏心カムを示す図、（ｃ）はカム把持腕を示す図である。
【図４】実施例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１ 針受け機構
２ 下軸（駆動軸）
３ カム機構
３１ 偏心軸（第２のカム部材、偏心体）
３１ａ 母材（第２の鋼材）
３１ｂ 窒化クロム層
３２ 偏心カム（第２のカム部材、偏心体）
３２ａ 母材（第２の鋼材）
３２ｂ 窒化クロム層
３３ 軸把持腕（第１のカム部材、把持腕）
３３ａ 母材（第１の鋼材）
３３ｂ 窒化鉄層
３４ カム把持腕（第１のカム部材、把持腕）
３４ａ 母材（第１の鋼材）
３４ｂ 窒化鉄層
４ 針受け
５ 針受け
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カム機構及びカム機構を備えたミシンの針受け機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飾りミシンには、針受け機構が備えられている。この針受け機構は、縫い針を一方と他方から挟み込む針受けを有しており、これらの針受けは針板の下面に縫い針の布送り方向前後に対向するように配置されている。そして、縫製の駆動源となるミシンモータの駆動に連動させて互いに逆方向に揺動させ、針板の下に下降してきた縫い針を両側から挟み込んで縫い針を受けるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
針受けを揺動させる機構としては、カム機構が採用されており、ミシンモータの出力軸に二つの主動節を軸支し、各糸受けに主動節からの駆動が伝達される従動節を設ける。そして、ミシンモータを駆動させることにより主動節が回転し、その主動節の外周の回転軌跡に追随して従動節が動くため、結果的に従動節が揺動する。なお、二つの針受けは互いに逆方向に揺動させる必要があるため、各針受けで主動節と従動節が係わり合う姿勢が異なるように配置される。
ここで、主動節と従動節の接触部位は摩擦により大きな熱が発生するので、焼き付きや摩耗が発生しやすい。そのため、この接触部位には給油がなされ、円滑な駆動伝達を図るとともに摩擦熱による温度上昇を防止している。
また、発熱や焼き付きのおそれのある摺動部については、セラミックコーティングした鋼材と硬質陽極酸化被膜を形成した軽金属とにより摺動・被摺動の両部品を形成しての対策が従前より見られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−１１７４７１号公報
【特許文献２】特開２００４−４１３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、主動節と従動節の接触部位が、例えば、偏心カムとカム把持腕との摺動部のように、線接触である場合には、回転する主動節では接触部位が常に変化するものの、従動節側の接触部位はほとんど一定の箇所で接触を継続することとなる。このような線接触による摺動部位においては、軸と軸受等からなる面接触部位に比べて非常に狭い範囲に摩擦が集中され、従前の焼き付き・発熱対策では補いきれず、摩擦により部品間に隙間ができたり、焼き付き・発熱を起こしてしまう等の問題が生じていた。一方で、焼き付きや発熱の対策として給油を行うなどすると、当該部品の回転による遠心力で油が飛散して被縫製物に付着し、被縫製物の品質が低下するという問題があった。また、針受け機構の周辺には下糸が通されているため、下糸に油が付着すると油が付着した下糸で縫製を行ってしまい、被縫製物の品質が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、線接触している主動節と従動節の接触部位への給油を省きながらも接触部位の焼き付き等を抑制することができるカム機構及びミシンの針受け機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、カム機構であって、高クロム高炭素鋼に焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施した第１の鋼材の表面に窒化鉄層を形成した第１のカム部材と、第２の鋼材の表面に窒化クロム層を形成し、前記第１のカム部材と線接触する第２のカム部材と、を備えることを特徴とする。
ここで、高クロムとは、重量％でクロムを１６％〜１８％程度含有しているものであり、高炭素とは、重量％で炭素を０．６％〜１．３％程度含有しているものとする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、第１のカム部材の表面は窒化鉄層であるため、フレッチング摩耗に対して高い耐性を発揮する。また、第２のカム部材の表面は窒化クロム層であるため、耐熱性に優れ、高い靭性を有することから微小振動によるチッピングや割れ、摩耗を抑制する。これにより、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位への給油をしなくても接触部位の焼き付きや摩耗等を抑制することができる。
また、第１のカム部材の窒化鉄層は、クロムを多く含有することで、高い硬度が得られるとともに、窒化鉄層を比較的厚く形成することで、第２のカム部材との接触による摩耗があっても窒化鉄層が剥離して母材となる鋼材が露出しにくくなり、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカム機構において、前記第１のカム部材を従動節とし、前記第２のカム部材を主動節としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、カム機構においては、従動節は常に主動節に接触しており、主動節は一回転に一回だけ従動節に接触する。そこで、窒化鉄層が比較的厚く形成される第１のカム部材を従動節とし、第２のカム部材を従動節とすることにより、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のカム機構において、前記窒化鉄層を、イオン拡散法により形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、イオン拡散法を用いることにより、窒素イオンを広範囲に拡散させることができ、短時間で窒化鉄層を形成することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のカム機構において、前記窒化クロム層を、イオンプレーティング法により形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、窒化クロム層をイオンプレーティング法により形成することにより、第１のカム部材における母材となる鋼材と窒化クロム層との密着強度を高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のカム機構において、前記第２の鋼材は、ハイス鋼又はダイス鋼であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、第２の鋼材としてハイス鋼又はダイス鋼を用いることにより、第２のカム部材の耐久性、耐摩耗性を向上させることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカム機構において、前記第１のカム部材と前記第２のカム部材の接触部位にグリースを塗布したことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位にグリースを塗布することにより、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位の摩擦係数を小さくすることができるとともに接触部位の温度上昇を抑制することができるので、焼き付きや摩耗をさらに抑制することができる。しかも、グリースを用いているため、従来の油のように飛散したり滴下することがなく、周囲の被縫製物や下糸を汚すことがない。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカム機構を用いたミシンの針受け機構において、前記第２のカム部材は、ミシンの駆動源から駆動力が伝達される駆動軸に設けられ、当該駆動軸の軸線に対して偏心した位置に設けられた二つの偏心体を有し、前記第１のカム部材は、各偏心体に対応して設けられ、各偏心体を対向する二点で回転自在に把持するとともに、縫い針に接触して前記縫い針のぶれを防ぐ針受けが固定され、各偏心体の駆動に伴って互いに逆方向に揺動する二つの把持腕を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材を備えるカム機構をミシンの針受け機構に用いることにより、針受け機構に給油をする必要がなくなるので、従来のように油が飛散して被縫製物に付着したり、針受け機構の周辺の下糸に油が付着したりすることがなく、被縫製物の品質の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位への給油をしなくても接触部位の焼き付きや摩耗等を抑制することができる。
また、第２のカム部材との接触による摩耗があっても窒化鉄層が剥離して母材となる鋼材が露出しにくくなり、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、カム機構の耐用年数を長くすることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、イオン拡散法を用いることにより、窒素イオンを広範囲に拡散させることができ、短時間で窒化鉄層を形成することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、第１のカム部材における母材となる鋼材と窒化クロム層との密着強度を高めることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、第２のカム部材の耐久性、耐摩耗性を向上させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、第１のカム部材と第２のカム部材の接触部位の摩擦係数を小さくすることができるとともに接触部位の温度上昇を抑制することができるので、焼き付きや摩耗をさらに抑制することができる。しかも、グリースを用いているため、従来の油のように飛散したり滴下することがなく、周囲の被縫製物や下糸を汚すことがない。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、針受け機構に給油をする必要がなくなるので、従来のように油が飛散して被縫製物に付着したり、針受け機構の周辺の下糸に油が付着したりすることがなく、被縫製物の品質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に係るカム機構及びカム機構を備えたミシンの針受け機構の最良の形態について詳細に説明する。
＜ミシンの針受け機構の構成＞
最初に、ミシンの針受け機構の構成について説明する。
図１に示すように、ミシンの針受け機構１（以下、針受け機構１という）は、駆動軸としての下軸２に設けられたカム機構３と、カム機構３に設けられ、縫い針に接触して縫い針のぶれを防ぐ二つの針受け４，５と、を備えている。
カム機構３は、ミシンの駆動源から駆動力が伝達される下軸２に軸支され、この下軸２の軸線に対して偏心した位置に設けられた第２のカム部材及び偏心体としての偏心軸３１，偏心カム３２と、これらの偏心軸３１，偏心カム３２に対応して設けられ、偏心軸３１，偏心カム３２を対向する二点で回転自在に把持する第１のカム部材及び把持腕としての軸把持腕３３，カム把持腕３４と、を備えている。
【００２７】
偏心軸３１は、図２に示すように、円柱状に形成され、その中心軸線が下軸２の中心軸線に対して偏心した位置となるように設けられている。
偏心軸３１は、母材３１ａが第２の鋼材としてのハイス鋼又はダイス鋼から形成されており、この表面に窒化クロム層３１ｂが形成されている。
母材３１ａを形成するハイス鋼又はダイス鋼は、例えば、重量％で炭素を０．８％〜１．６％、タングステンを０．２％〜６．７％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いるが、重量％で炭素を１．４％〜１．６％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いてもよい。また、母材３１ａは、ビッカース硬さで少なくとも６００Ｈｖとなっている。
窒化クロム層３１ｂは、公知のイオンプレーティング法により形成されており、その厚さは０．５〜１０μｍに形成され、ビッカース硬さで１２００〜１８００Ｈｖとなっている。
なお、偏心軸３１に作用する摩擦力が比較的小さな場合には、偏心軸３１を浸炭焼き入れ鋼から形成してもよい。
【００２８】
偏心カム３２は、図３に示すように、円筒状に形成され、下軸２に固定される固定部３２１と、固定部３２１と一体に形成され、固定部３２１よりも径の小さな円筒状のカム部３２２と、を備えている。固定部３２１とカム部３２２は、中心軸線が一致するように形成されており、下軸２が挿通できるように形成されている。
偏心カム３２は、母材３２ａが第２の鋼材としてのハイス鋼又はダイス鋼から形成されており、カム部３２２の表面に窒化クロム層３２ｂが形成されている。
母材３２ａを形成するハイス鋼又はダイス鋼は、例えば、重量％で炭素を０．８％〜１．６％、タングステンを０．２％〜６．７％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いるが、重量％で炭素を１．４％〜１．６％、バナジウムを０．２％〜２．２％、モリブデンを０．８％〜５．５％、クロムを３％〜１３％含有しているものを用いてもよい。また、母材３２ａは、ビッカース硬さで少なくとも６００Ｈｖとなっている。
窒化クロム層３２ｂは、公知のイオンプレーティング法により形成されており、その厚さは０．５〜１０μｍに形成され、ビッカース硬さで１２００〜１８００Ｈｖとなっている。
【００２９】
軸把持腕３３は、図２に示すように、先端が二又に形成され、この二又で偏心軸３１の外周面を対向する二点で回転自在に把持するものである。すなわち、偏心軸３１と軸把持腕３３が二箇所で線接触するように軸把持腕３３は偏心軸３１を把持している。
軸把持腕３３は、母材３３ａが第１の鋼材として、焼き入れ処理及び焼き戻し処理が施された高クロム高炭素鋼から形成されており、軸把持腕３３のうち、二又に形成された偏心軸３１を把持する把持面３３１に窒化鉄層３３ｂが形成されている。
なお、ここで、高クロムとは、重量％でクロムを１６％〜１８％程度含有しているものであり、高炭素とは、重量％で炭素を０．６％〜１．３％程度含有しているものとする。
窒化鉄層３３ｂは、公知のイオン拡散法により形成されており、その厚さは０．０５〜０．２５ｍｍに形成されている。
なお、母材３３ａはビッカース硬さで少なくとも４００Ｈｖ、窒化鉄層３３ｂはビッカース硬さで９００〜１２００Ｈｖとなっている。
【００３０】
カム把持腕３４は、図３に示すように、先端が二又に形成され、この二又で偏心カム３２の外周面を対向する二点で回転自在に把持するものである。すなわち、偏心カム３２とカム把持腕３４が二箇所で線接触するようにカム把持腕３４は偏心カム３２を把持している。
カム把持腕３４は、母材３４ａが第１の鋼材として、重量％で炭素を０．６％〜１．３％、クロムを１６％〜１８％含有し、焼き入れ処理及び焼き戻し処理が施された鋼材から形成されており、カム把持腕３４のうち、二又に形成された偏心カム３２のカム部３２２を把持する把持面３４１に窒化鉄層３４ｂが形成されている。
窒化鉄層３４ｂは、公知のイオン拡散法により形成されており、その厚さは０．０５〜０．２５ｍｍに形成されている。
なお、母材３４ａはビッカース硬さで少なくとも４００Ｈｖ、窒化鉄層３４ｂはビッカース硬さで９００〜１２００Ｈｖとなっている。
なお、軸把持腕３３とカム把持腕３４は、下軸２を回転させたときに互いに逆方向に揺動するように構成されており、これを実現するために偏心軸３１及び偏心カム３２の偏心方向、軸把持腕３３とカム把持腕３４の姿勢が決定されている。
【００３１】
また、図２（ａ）に示すように、軸把持腕３３により偏心軸３１を把持した際に、軸把持腕３３と偏心軸３１に囲まれた領域にはグリースを含ませたフェルト３７が設けられている。フェルト３７は、若干押さえ付けられた状態で軸把持腕３３と偏心軸３１に接触しており、偏心軸３１の回転に伴い、偏心軸３１がフェルト３７に対して摺動することで偏心軸３１の外周面、すなわち、窒化クロム層３１ｂの表面にグリースが塗布され、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位にもグリースが塗布されるようになっている。
また、図３（ａ）に示すように、カム把持腕３４により偏心カム３２のカム部３２２を把持した際に、カム把持腕３４とカム部３２２に囲まれた領域にはグリースを含ませたフェルト３８が設けられている。フェルト３８は、若干押さえ付けられた状態でカム把持腕３４とカム部３２２に接触しており、偏心カム３２の回転に伴い、カム部３２２がフェルト３８に対して摺動することでカム部３２２の外周面、すなわち、窒化クロム層３２ｂの表面にグリースが塗布され、偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位にもグリースが塗布されるようになっている。
【００３２】
図１に示すように、軸把持腕３３の後端には、針受け４を軸把持腕３３に固定するための針受け軸４０が保護筒４１を介してネジ４２により軸把持腕３３に固定されている。針受け軸４０は、針受け腕４３に一体に形成されており、この針受け腕４３に針受け４がネジ４４により取り付けられている。
カム把持腕３４の後端には、針受け５をカム把持腕３４に固定するための針受け軸５０が保護筒５１を介してネジ５２によりカム把持腕３４に固定されている。保護筒５１を貫通した針受け軸５０の先端には、針受け軸５０がカム把持腕３４から抜けることを防止する抜け止め５３がネジ５４により取り付けられている。針受け軸５０は、針受け腕５５に一体に形成されており、この針受け腕５５に針受け５がネジ５６により取り付けられている。
また、これらの機構は、針受け４と針受け５が把持面３３１に略沿った方向に対向するように配置されている。
【００３３】
＜針受け機構の動作＞
次に、針受け機構の動作について説明する。
下軸２を回転駆動させると、下軸２に設けられた偏心軸３１及び偏心カム３２が回転する。偏心軸３１は下軸２の回転軸線に対して偏心しながら回転するため、偏心軸３１に線接触している軸把持腕３３も偏心軸３１の偏心に追随して揺動する。軸把持腕３３の把持面３３１に略直交する方向に揺動する。軸把持腕３３が揺動することにより、軸把持腕３３に固定された針受け４は把持面３３１に略沿った方向に揺動する。
また、偏心カム３２は下軸２の回転軸線に対して偏心しながら回転するため、偏心カム３２に線接触しているカム把持腕３４も偏心カム３２の偏心に追随して揺動する。カム把持腕３４の把持面３４１に略直交する方向に揺動する。カム把持腕３４が揺動することにより、カム把持腕３４に固定された針受け５は把持面３４１に略沿った方向に揺動する。
すなわち、偏心軸３１及び偏心カム３２が主動節となり、軸把持腕３３及びカム把持腕３４が従動節となる。
ここで、針受け４と針受け５は、互いが把持面３３１に略沿った方向に対向するように配置され、互いに逆方向に揺動するように構成されているため、下軸２を回転駆動させることにより、針受け４と針受け５で下降してきた縫い針を挟んだり開放したりすることができるようになっている。
【００３４】
＜実施例＞
図４は、上記構造を有するカム把持腕３４に互いに材質の異なる４種類の偏心カムを把持させて、同じ実験条件で偏心カムを回転させた場合の偏心カムの摩耗量を測定した結果を示したものである。図４のグラフは、横軸に材質の異なる偏心カムの種類、縦軸に各偏心カムに対応する摩耗量をとって表している。各偏心カムにおける実験結果は以下の通りであった。
（１）高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に浸炭焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．２３５ｍｍであった。
（２）ダイス鋼（ＳＫＤ）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）層を形成した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．０１５ｍｍであった。
（３）高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化チタン（ＴｉＮ）層を形成した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．１７５ｍｍであった。
（４）高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化タングステン（ＷＣ／Ｃ）層を形成した偏心カムを用いた場合、偏心カムの摩耗量は０．２７０ｍｍであった。
以上の実験結果より、（２）ダイス鋼（ＳＫＤ）に焼き入れ処理を施し、表面に窒化クロム（ＣｒＮ）層を形成した偏心カムが格段に耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００３５】
＜実施形態の作用効果＞
以上のように、実施形態におけるカム機構３及びカム機構３を備えたミシンの針受け装置１によれば、軸把持腕３３及びカム把持腕３４の表面は窒化鉄層３３ｂ，３４ｂであるため、フレッチング摩耗に対して高い耐性を発揮する。また、偏心軸３１及び偏心カム３２の表面は窒化クロム層３１ｂ，３２ｂであるため、耐熱性に優れ、高い靭性を有することから微小振動によるチッピングや割れ、摩耗を抑制する。これにより、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位及び偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位への給油をしなくても接触部位の焼き付きや摩耗等を抑制することができる。
また、窒化鉄層３３ｂ，３４ｂは、重量％でクロムを１６％〜１８％含有していることから高い硬度を得ることができ、また、窒化鉄層３３ｂ，３４ｂが０．１ｍｍ程度と比較的厚く形成されることで、偏心軸３１及び偏心カム３２との接触による摩耗があっても窒化鉄層３３ｂ，３４ｂが剥離して母材３３ａ，３４ａが露出しにくくなり、カム機構３の耐用年数を長くすることができる。
【００３６】
また、カム機構３においては、従動節である軸把持腕３３及びカム把持腕３４は常に主動節である偏心軸３１及び偏心カム３２に接触しており、偏心軸３１及び偏心カム３２は一回転に一回だけ軸把持腕３３及びカム把持腕３４に接触する。そこで、軸把持腕３３及びカム把持腕３４に窒化鉄層３３ｂ，３４ｂを比較的厚く形成することにより、カム機構３の耐用年数を長くすることができる。
また、軸把持腕３３に窒化鉄層３３ｂ、カム把持腕３４に窒化鉄層３４ｂを形成する際にイオン拡散法を用いることにより、窒素イオンを広範囲に拡散させることができ、短時間で窒化鉄層３３ｂ，３４ｂを形成することができる。
また、偏心軸３１に窒化クロム層３１ｂ、偏心カム３２に窒化クロム層３２ｂをイオンプレーティング法により形成することにより、母材３１ａと窒化クロム層３１ｂの密着強度、母材３２ａと窒化クロム層３２ｂの密着強度を高めることができる。
また、偏心軸３１及び偏心カム３２の母材３１ａ，３２ａとしてハイス鋼又はダイス鋼を用いることにより、偏心軸３１及び偏心カム３２の耐久性、耐摩耗性を向上させることができる。
【００３７】
また、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位にフェルト３７を介してグリースを塗布し、偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位にフェルト３８を介してグリースを塗布することにより、偏心軸３１と軸把持腕３３の接触部位、偏心カム３２とカム把持腕３４の接触部位の摩擦係数を小さくすることができるとともに接触部位の温度上昇を抑制することができるので、焼き付きや摩耗をさらに抑制することができる。しかも、グリースを用いているため、従来の油のように飛散したり滴下することがなく、周囲の被縫製物や下糸を汚すことがない。
また、カム機構３をミシンの針受け機構１に用いることにより、針受け機構１に給油をする必要がなくなるので、従来のように油が飛散して被縫製物に付着したり、針受け機構１の周辺の下糸に油が付着したりすることがなく、被縫製物の品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】カム機構及びカム機構を備えた針受け機構を示す分解斜視図である。
【図２】偏心軸及び軸把持腕を示す図であり、（ａ）は偏心軸が軸把持腕に把持された状態を示す図、（ｂ）は偏心軸を示す図、（ｃ）は軸把持腕を示す図である。
【図３】偏心カム及びカム把持腕を示す図であり、（ａ）は偏心カムがカム把持腕に把持された状態を示す図、（ｂ）は偏心カムを示す図、（ｃ）はカム把持腕を示す図である。
【図４】実施例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１ 針受け機構
２ 下軸（駆動軸）
３ カム機構
３１ 偏心軸（第２のカム部材、偏心体）
３１ａ 母材（第２の鋼材）
３１ｂ 窒化クロム層
３２ 偏心カム（第２のカム部材、偏心体）
３２ａ 母材（第２の鋼材）
３２ｂ 窒化クロム層
３３ 軸把持腕（第１のカム部材、把持腕）
３３ａ 母材（第１の鋼材）
３３ｂ 窒化鉄層
３４ カム把持腕（第１のカム部材、把持腕）
３４ａ 母材（第１の鋼材）
３４ｂ 窒化鉄層
４ 針受け
５ 針受け
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高クロム高炭素鋼に焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施した第１の鋼材の表面に窒化鉄層を形成した第１のカム部材と、
第２の鋼材の表面に窒化クロム層を形成し、前記第１のカム部材と線接触する第２のカム部材と、
を備えることを特徴とするカム機構。
【請求項２】
前記第１のカム部材を従動節とし、前記第２のカム部材を主動節としたことを特徴とする請求項１に記載のカム機構。
【請求項３】
前記窒化鉄層を、イオン拡散法により形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のカム機構。
【請求項４】
前記窒化クロム層を、イオンプレーティング法により形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカム機構。
【請求項５】
前記第２の鋼材は、ハイス鋼又はダイス鋼であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカム機構。
【請求項６】
前記第１のカム部材と前記第２のカム部材の接触部位にグリースを塗布したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のカム機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のカム機構を用いたミシンの針受け機構において、
前記第２のカム部材は、ミシンの駆動源から駆動力が伝達される駆動軸に設けられ、当該駆動軸の軸線に対して偏心した位置に設けられた二つの偏心体を有し、
前記第１のカム部材は、各偏心体に対応して設けられ、各偏心体を対向する二点で回転自在に把持するとともに、縫い針に接触して前記縫い針のぶれを防ぐ針受けが固定され、各偏心体の駆動に伴って互いに逆方向に揺動する二つの把持腕を有することを特徴とするミシンの針受け機構。
【請求項１】
高クロム高炭素鋼に焼き入れ処理及び焼き戻し処理を施した第１の鋼材の表面に窒化鉄層を形成した第１のカム部材と、
第２の鋼材の表面に窒化クロム層を形成し、前記第１のカム部材と線接触する第２のカム部材と、
を備えることを特徴とするカム機構。
【請求項２】
前記第１のカム部材を従動節とし、前記第２のカム部材を主動節としたことを特徴とする請求項１に記載のカム機構。
【請求項３】
前記窒化鉄層を、イオン拡散法により形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のカム機構。
【請求項４】
前記窒化クロム層を、イオンプレーティング法により形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカム機構。
【請求項５】
前記第２の鋼材は、ハイス鋼又はダイス鋼であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカム機構。
【請求項６】
前記第１のカム部材と前記第２のカム部材の接触部位にグリースを塗布したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のカム機構。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のカム機構を用いたミシンの針受け機構において、
前記第２のカム部材は、ミシンの駆動源から駆動力が伝達される駆動軸に設けられ、当該駆動軸の軸線に対して偏心した位置に設けられた二つの偏心体を有し、
前記第１のカム部材は、各偏心体に対応して設けられ、各偏心体を対向する二点で回転自在に把持するとともに、縫い針に接触して前記縫い針のぶれを防ぐ針受けが固定され、各偏心体の駆動に伴って互いに逆方向に揺動する二つの把持腕を有することを特徴とするミシンの針受け機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３０７９９０（Ｐ２００６−３０７９９０Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３１８７１（Ｐ２００５−１３１８７１）
【出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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