專利名稱：縫紉機用部件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種縫紉機用部件，特別是涉及適用于縫紉機可動部分的縫紉機用部件。
一般來說，縫紉機，特別是工業用縫紉機的針桿機構、壓布機構、針桿搖動機構、挑線桿機構、驅動力的傳動機構等，例如針桿機構的針桿和針桿拱座、壓布機構中的壓桿和壓桿拱座、和針桿搖動機構中的搖動軸和軸承，多為一方的部件相對于另一方部件可移動地支持的結構。
用于這樣以往的可動部縫紉機用部件，一般用鋼材、鋁等金屬制成。
但是，在所述以往的縫紉機用部件中，用鋼材作為原材料時，雖然抗拉強度等的機械性能很好，但比重大約有7.8很大，即使盡量作成薄壁也很重，所以，移動時反力很大，還產生振動，并且磨損大和產生噪音。
而且，用鋁作為原材料時，比重大約有2.7比鋼材輕，雖然能夠使移動時的反力小，但抗拉強度等的機械性能較低，強度不足。
為了對付所述問題，雖然提出了以樹脂為原材料制作縫紉機用部件，但象這樣的樹脂制的縫紉機用部件中，用于縫紉機的可動部其強度不夠，由于摩擦熱變形較大，磨損也大，經不住長時間的使用成為現實問題。而且，又提出了使用以樹脂為基材以短纖維作為增強材料的纖維強化樹脂，但其機械性能是由樹脂的機械性能決定的，所以，用于縫紉機的可動部還是強度不足。
所以，就希望有一種其機械性能可與鋼材匹敵且輕量化的縫紉機用部件。
本發明是鑒于這些問題而提出的，其目的是提供一種機械性能可與鋼材匹敵且輕量化的縫紉機用部件。
為達到所述目的，本發明之1的縫紉機用部件，其特征在于，用至少有一部分是以長纖維為主要成分的長纖維增強樹脂構成。通過采用這樣的結構，長纖維增強樹脂的機械性能能夠取決于長纖維原材料，所以能夠容易地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，本發明之2的縫紉機用部件，其特征在于，長纖維增強樹脂的長纖維是由碳纖維、芳香族聚酰胺纖維以及玻璃纖維組成的一組中至少含有1種的纖維。若采用這種結構，就能容易地賦予長纖維增強樹脂與鋼材匹敵的機械性能，所以，就能夠實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，本發明之3的縫紉機用部件，其特征在于，長纖維增強樹脂的至少位于滑動表面上的長纖維是碳纖維。若采用這種結構，就能容易地賦予長纖維增強樹脂與鋼材匹敵的機械性能，同時能賦予在長纖維增強樹脂在表面上的自潤滑性，所以能夠降低熱變形和磨損，能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化，同時還能實現無供油化。
而且，本發明之4的縫紉機用部件，其特征在于，長纖維增強樹脂的長纖維的含量占部件全重量的50％以上。若采用這種結構，長纖維增強樹脂的機械性能就能可靠地取決于長纖維材料的性能，所以，能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，本發明之5的縫紉機用部件，其特征在于，長纖維增強樹脂的長纖維，布置在相對于負荷大約垂直的方向上。若采用這種結構，與將長纖維布置在與所加負荷的方向為同一方向時相比，可防止強度降低。
而且，本發明之6的縫紉機用部件，其特征在于，長纖維增強樹脂的長纖維是1根纖維。若采用這種結構，能夠極大地提高長纖維增強樹脂的機械性能，所以，長纖維增強樹脂的機械性能就能可靠地取決于長纖維材料的性能，同時還能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
下面，對附圖以及符號進行簡單說明。
圖1為作為本發明的縫紉機用部件的針桿支撐臺全體結構主要部的立體圖。
圖2為對圖1的針桿支臺上用長纖維增強樹脂制成的機框部的纖維方向說明的模式圖。
在上述附圖中1-(作為縫紉機用部件)針桿支撐臺，2-針桿架，3-軸部，4-基部，5-針桿支撐部，6-針桿支撐孔，7-針桿。
實施例以下，根據圖示的實施例對本發明進行說明。
本實施例的縫紉機用部件，用的是可形成交錯縫制等機針擺動式的縫紉機的可動部中1個機針擺動裝置的針桿支撐臺作為縫紉的可動部。
圖1出示的是本發明的縫紉機用部件的針桿支撐臺1，本實施例的針桿支撐臺1具有針桿架2和軸部3。
所述針桿架2，由圖1中上下方向設置的基部4，和從該基部4左側的上下兩端部垂直于基部4的長度方向并向左方突出的上下1對針桿支撐部5組成為一體，從正面看呈大約橫U字狀。在各針桿支撐部5的前端形成有上下方向穿通的并位于同軸的針桿支撐孔6，通過該針桿支撐孔6將圖1中用一部分想象線表示的針桿7沿圖1中想象線的箭頭N在上下方向自由滑動支撐著。而且，在基部4右側面的上端部，形成有能夠安裝軸部3的一端的軸安裝孔8。在該軸安裝孔8的內周面上形成有陰螺紋，通過軸部3的圖1左方中所示的前端部的外周面上形成的陽螺紋軸部3可固定在針桿架2上。
對于針桿架2和軸部3，也可以采用將軸部3的前端部與軸安裝孔8的內周面嵌合并用粘接劑固定的結構，或將軸部3的前端部與軸安裝孔8的內周面嵌合并用銷釘將兩者固定的結構，并不特別限定于本實施例的結構。
本實施例的針桿架2是通過樹脂將長纖維模塑成形的長纖維增強樹脂一體成形。該長纖維化樹脂的長纖維，如圖2中所示的模式化，在U字形部中布置在沿各臂的長度方向上。而且，在針桿支撐孔6的形成部位處的長纖維，布置在沿針桿支撐孔6的圓周方向上。
長纖維布置在垂直于負荷的方向上，比將長纖維布置在與所加負荷的方向為同一方向時，可容易地防止強度降低的意義上雖然是理想的，但還是要對應使用處以能得到好的機械性能設定長纖維的布置。即，在要求抗拉強度的部位應布置在垂直于負荷的方向上，在要求彈性的部位應布置在沿負荷的方向上。
而且，將1根長纖維不切斷并以所希望的形狀卷取在芯部用樹脂模塑成形，在能夠得到非常好的機械性能的意義上是理想的。所述芯部可為模塑樹脂的同一樹脂。
而且，作為長纖維的長度，是長纖維材料能夠決定的長纖維增強樹脂機械性能的長度，并且可以根據部件形狀和設計思想等需要進行選擇。
而且，作為長纖維增強樹脂的長纖維的含有量，占部件全部重量的50％以上，在長纖維增強樹脂的機械性能能夠可靠地取決于長纖維材料的意義上是理想的。
而且，使用長纖維，能夠防止一般使用短纖維時其機械性能取決于樹脂的強度不夠的問題。
作為所述長纖維增強樹脂的長纖維，例舉如碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳香族聚酰胺纖維等，雖可以單獨或者2中以上組合成混合型使用，但至少在滑動表面，詳細地說是在與其他部件的接觸部，在本實施例中是針桿7滑動的位于針桿支撐孔6的內圓周面的長纖維，使用的是碳纖維，它的自潤滑性是理想的。
作為碳纖維，能夠例舉的有瀝青類碳纖維和PAN(聚丙烯腈)族碳纖維，在接觸部，若以好的自潤滑為準的話，瀝青類碳纖維增強樹脂是理想的。
而且，對于針桿支撐孔6的針桿7的全滑動面，使瀝青類碳纖維布置在近表面的滑動面為60％以上的結構，能夠滿足在無供油時能長時間地可靠地防止接觸部的磨損和燒烤損傷的自潤滑性，這一點也是理想的。
而且，作為用于長纖維增強樹脂的樹脂，能夠例舉的有環氧樹脂、苯酚樹脂、密胺樹脂等熱固性樹脂等，一般所使用的是環氧樹脂。
本實施例的針桿架2的長纖維增強樹脂，比重為1.6(密度為1.6g/cm3以下相同)，抗拉強度為3000～4000MPa，抗拉彈性率為400～650GPa，熱膨脹率為-1.4×10-6/℃，熱傳導率為75W/m·K的PAN的碳纖維。
而鋼材，一般比重為7.8，抗拉強度為830～2000MPa，抗拉彈性率為11×10-6/℃，熱傳導率為14～70/m·K，而鋁(包括鋁合金)，比重為1.7，抗拉強度為130～700MPa，抗拉彈性率為70～80GPa，熱膨脹率為23-6/℃，熱傳導率為120～220W/m·K。
本實施例的軸部3，由金屬，詳細為用鋁形成，如圖1右方所示，從圖中未出示的電機向其后端部傳動驅動力，使軸部3按圖1所示的兩方箭頭A作往復移動。該軸部3由圖中未出示的在縫紉機架上支撐的1對軸承9可自由滑動地支撐著。
所以，所述針桿架2的纖維方向，如圖2所示，在基部4中與軸部3的移動方向上的負荷垂直，并相對于軸部3的長度方向垂直布置，在針桿架2的針桿支撐部5上形成的針桿支持孔6中，與針桿7的移動方向上的負荷垂直，并沿針桿支持孔6的內圓周面布置。
本實施例的針桿支持臺1，是將用長纖維增強樹脂制成的針桿架2和用鋁制成的軸部3在分別制成后用螺紋結合為一體構成的，因此，在軸部3上分布由很大重量，雖然在移動時使針桿架2和軸部3處于平衡，但從實現輕量化的意義上講，將針桿架2和軸部3用長纖維增強樹脂一體成形最為理想。
下面，對由上述結構所構成本實施例的作用進行說明。
根據作為本實施例縫紉機部件的針桿支撐臺1，由于針桿架2是用長纖維增強樹脂制成的，所以將針桿支撐臺1的總重量比以往全部用鋁作為原材料制成的針桿支撐臺1實現了40％的輕量化。而且，針桿支撐臺2，由于沒有必要根據減去厚度等形狀而減少重量，所以能夠制成簡單的形狀，這樣就能夠提高加工性，而且，也減少了設計上的限制，提高了設計上的自由度。
因此，根據本實施例的針桿支撐臺1，能夠容易地實現輕量化，同時特別能夠提高防振性，因而能夠可靠地降低噪音。
而且，通過對針桿支撐臺1的輕量化，就能夠減低使針桿支撐臺1移動對縫紉機電機施加的負荷，能夠實現縫紉機電機的小型化，從而能夠實現縫紉機的小型化。
而且，當軸部3使用長纖維增強樹脂時，還能夠進一步實現輕量化。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，針桿架2的機械性能與用鋁時相比能夠得到提高。
即，根據本實施例的針桿支撐臺1，能夠容易地實現與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，用長纖維增強樹脂制成針桿架2，與針桿7的接觸部是由自潤滑性好的瀝青類碳纖維形成的，所以與率作為原料時相比，滑動表面的接觸部的面壓和PV值能夠共同降低。
在本實施例的針桿支撐臺1中，即使由于使機針在1分鐘之內往復運動5000次以上而使針桿7以高速上下運動，針桿7與針桿制成孔6的接觸部在無供油狀態的時候，也超過了連續350小時以上的運轉。
所以，能夠提高作為針桿7的接觸面的針桿支撐孔6的內圓周面的耐摩擦性、耐磨損性，能夠保持長時間的安定的機能，容易地實現無供油化。
這樣，根據本實施例的針桿支撐臺1，至少一部分，在本實施例中是針桿架2，以長纖維為主要成分的長纖維增強樹脂制成，所以長纖維增強樹脂制成的機械性能就取決于長纖維原材料，能夠容易地實現與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，由于長纖維增強樹脂的長纖維是由碳纖維，芳香族聚酰胺纖維以及玻璃纖維組成的一組中選出的至少含有1種的纖維，能容易地賦予長纖維增強樹脂與鋼材匹敵的機械性能，所以，就能夠實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，由于制成針桿架2的長纖維增強樹脂的至少位于表面上的長纖維是碳纖維，所以能容易地賦予長纖維增強樹脂與鋼材匹敵的機械性能，同時能賦予在長纖維增強樹脂在表面上的自潤滑性，從而能夠降低熱變形和磨損，能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化，同時還能實現無供油化。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，由于制成針桿架2的長纖維增強樹脂的長纖維的含量占全重量的50％以上，長纖維增強樹脂的機械性能就能可靠地取決于長纖維材料的性能，所以，能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，由于制成針桿架2的長纖維增強樹脂的長纖維，布置在相對于負荷垂直的方向上，與將長纖維布置在與所加負荷的方向為同一方向時相比，可防止強度降低。
而且，根據本實施例的針桿支撐臺1，由于制成針桿架2的長纖維增強樹脂的長纖維是1根纖維，能夠極大地提高長纖維增強樹脂的機械性能，所以，長纖維增強樹脂的機械性能就能可靠地取決于長纖維材料的性能，同時還能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化。
本發明的縫紉機部件，不只是針桿支撐臺1，針桿曲柄連桿等各種連桿、挑線桿類、上線梭類、搖動桿類、搖動臺類等的縫紉機的可動部件的各處都可使用。
而且，本實施例，針桿架2所使用的纖維只是PAN類碳纖維，PAN類碳纖維當然可以使用，而對于比重為1.6、抗拉強度為3000～4000MPa、抗拉彈性率為400～650GPa、熱膨脹率為-1.4×10-6/℃、熱傳導率為75W/m·K的PAN的碳纖維，和比重為2.2、抗拉強度為3500～4500MPa、抗拉彈性率為50～100GPa、熱膨脹率為5～7×10-6/℃、熱傳導率為0.8～0.9W/m·K的玻璃纖維，以及比重為1.39、抗拉強度為2700～3200MPa、抗拉彈性率為70～120GPa、熱膨脹率為-6.0×10-6/℃的芳香族聚酰胺纖維根據能得到的所希望的機械性能，可以以各種所希望的組合混合。在此所說的混合，不只是將纖維相互混合，也包含其復合的狀態。
關于象軸承部那樣的簡單結構，由1根長纖維構成時，也可以將長纖維在規定的厚度上卷取然后用樹脂模塑成形。
根據以上說明的本發明之1的縫紉機用部件，由于長纖維增強樹脂的機械性能能夠取決于長纖維原材料，所以得到了能夠容易地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化等極為優越的效果。
而且，根據本發明之2的縫紉機用部件，由于能容易地賦予長纖維增強樹脂與鋼材匹敵的機械性能，所以得到了能夠實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化等極為優越的效果。
而且，根據本發明之3的縫紉機用部件，由于能容易地賦予長纖維增強樹脂與鋼材匹敵的機械性能，同時能賦予在長纖維增強樹脂在表面上的自潤滑性，所以得到了能夠降低熱變形和磨損，能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化，同時還能實現無供油化等極為優越的效果。
而且，根據本發明之4的縫紉機用部件，由于長纖維增強樹脂的機械性能就能可靠地取決于長纖維材料的性能，所以得到了能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化等極為優越的效果。
而且，根據本發明之5的縫紉機用部件，由于與將長纖維布置在與所加負荷的方向為同一方向時相比，可防止強度降低等，所以得到了極為優越的效果。
而且，根據本發明之6的縫紉機用部件，由于能夠極大地提高長纖維增強樹脂的機械性能，所以得到了根據長纖維原材料可靠地決定長纖維增強樹脂的機械性能，同時還能夠容易并且可靠地實現具有與鋼材匹敵的機械性能和輕量化等極為優越的效果。
權利要求
1．一種縫紉機用部件，用于縫紉機的可動部分，其特征在于，至少一部分由以長纖維為主要成分的長纖維增強樹脂制成。
2．按照權利要求1中所述的縫紉機用部件，其特征在于，所述長纖維增強樹脂的長纖維是由碳纖維、芳香族聚酰胺纖維以及玻璃纖維組成的一組中至少含有1種的纖維。
3．按照權利要求1中所述的縫紉機用部件，其特征在于，所述縫紉機用部件，相對于另外的縫紉機用部件表面滑動，位于該縫紉機用部件的滑動表面的是所述長纖維增強樹脂的長纖維，是碳纖維。
4．按照權利要求1至3中任意一項所述的縫紉機用部件，其特征在于，所述長纖維增強樹脂的長纖維的含有量占部件全重量的50％以上。
5．按照權利要求1至4中任意一項所述的縫紉機用部件，其特征在于，所述長纖維增強樹脂的長纖維，布置在相對于負荷大約垂直的方向上。
6．按照權利要求1至5中任意一項所述的縫紉機用部件，其特征在于，所述長纖維增強樹脂的長纖維由1根纖維構成。
全文摘要
本發明提供一種縫紉機用部件,能夠容易地實現與鋼材匹敵的機械性能和輕量化,其特征為,用于縫紉機可動部分的部件,例如針桿支撐臺1的至少一部分的針桿架2由以長纖維為主要成分的長纖維增強樹脂制成。
文檔編號B29C70/06GK1301891SQ0013613
公開日2001年7月4日 申請日期2000年12月25日 優先權日1999年12月24日
發明者應性寶, 飯島秀和 申請人:重機公司