缝纫机

本发明涉及缝纫机，其包括一夹持单个或多个布片的压持装 置及使该压持装置移动的移动装置，并因此而使布片相对缝纫针 进行移动。

美国专利No.4455956公开了一种缝纫机，其中包括：(a)一 对设置于缝纫床下方使其各自的驱动轴垂直伸展至床顶面的电动 马达，(b)一对与固定于电动马达的驱动轴上的各自的副齿轮啮合 的扇形正齿轮，(c)第一组杠杆，其相互啮合，供料使板(布片压 持装置)以第一方向(X方向)移动，也即，根据一个正齿轮的转向 沿缝纫床的顶面的平行方向上。第二组杠杆，其相互配合使供料 片沿第二方向(Y方向)移动，也即根据另一个正齿轮的转向沿缝纫 床的顶面的平行方向上。

在上述缝纫机中，当一个电动马达或两个都被驱动一适当的 角度时，该供料板可在由X和Y方向构成的X-Y平面上运动至任意位 置。

然而，用于传递马达的驱动力至布片压持装置(如供料板)的 传递机构(包括正齿轮和第一及第二组件)具有很小的减速比小。 因此，用于布片压持装置移动的移动装置需要有一个或多个能够 输出大功率或扭矩的马达。然而大功率马达体积大，并且成本高。

另一方面讲，如果驱动传递机构包括作为移动装置的部件的 若干级，每一级都增加减速比，则该运动装置将有惯性增加的危 害。当该移动装置开始使布片压持装置运动时或停止或改变方向 时，则该布片压持装置及移动装置的惯性反作用于马达，因此反 向改变马达的旋转量。为了避免这一缺陷，则移动装置需要昂贵 的高功率马达，然而这在本来就难以提供宽大空间的缝纫床下要 占据很大的空间。传递回到马达处的布片压持装置的反作用运动 正比于布片或供料板的运动速度的平方。因此，在先有的缝纫机 中，该移动装置不使供料板高速移动并且也因此不能随缝纫针驱 动马达之高速旋转而移动。

日本专利申请No.66-17548公开了一种包括皮带及滑轮使供 料板运动的缝纫机。在该缝纫机中，供料板之运动经皮带及滑轮 也可反作用于至驱动马达的输出轴上。因此，该第二种缝纫机遭 受如上述第一缝纫机同样的问题。

US-4,131,075公开了一种缝纫机，其包括：一缝纫床，一夹持缝 纫针的针夹持装置；一压持至少一件布片的薄布片压持装置；及一个 使所述布片压持装置相对针夹持装置移动的移动装置，所述移动装置 包括一个产生驱动力的驱动源。但它未能解决上面所述的问题。

因此，本发明之目的是提供一种具有大的减速比而不增加用 于使布压持装置移动的移动装置的惯性的缝纫机。

上述第一目的已由本发明之内容实现，本发明提供一种缝纫机， 其包括一缝纫床，一夹持缝纫针的针夹持装置，一压持至少一个布 片的布片压持装置，及使该布片压持装置相对针夹持装置移动的 移动装置，该移动装置包括产生驱动力驱动源，及至少一个连接 到驱动源上并由该驱动源驱动绕轴线旋转的圆柱形凸轮，该圆柱 凸轮带有一对形成于圆柱凸轮外圆周面上的相对的螺旋凸轮面， 并且至少一个凸轮随动件连接至布片压持装置上并与圆柱凸轮的螺 旋凸轮面啮合，因此该凸轮驱动件可沿凸轮面移动并且在垂直于 凸轮面的方向基本上不存在运动，当该凸轮由驱动源驱动旋转时， 该凸轮随动件在基本上平行于圆柱凸轮的轴线的驱动力传递方向运 动，因此，该凸轮随动件传递驱动源的驱动力给布片压持装置。

在上述结构的缝纫机中，圆柱凸轮及凸轮随动件的结合在将 连接到凸轮上的驱动源之驱动力传递至连接到凸轮随动件上的布 片压持装置时提供大的减速比。另外，由于圆柱凸轮及凸轮随动 件非常简单，因此其惯性非常小。从而，该缝纫机不必采用大功率 马达或在缝纫机机床下方占据大空并增加缝纫机成本的马达。

在根据本发明的最佳实施例中，圆柱凸轮具有一螺旋槽，该 槽具有一对相对的侧壁面作为螺旋凸轮的一对相对表面，并且该 槽在该侧壁面的整个长度范围内等宽，并且该凸轮随动件包括一 单个辊轮，该辊轮绕轴线旋转并与所述凸轮的螺旋槽啮合。由于 圆柱凸轮具有螺旋槽并且该单个辊轮非常简单，因此，该缝纫机 的生产成本降低很多。另外，当凸轮随动件相对圆柱凸轮运动时 基本上不产生摩擦。因此，缝纫机之寿命增加，布片夹持装置的 运动精度得到改善。

在根据本发明的另一实施例中，圆柱凸轮具有一螺旋凸缘， 该凸缘具有一对相对的侧表面作为螺旋凸轮的一对相对表面，并 在侧表面的整个长度范围内保持等宽，凸轮随动件包括一对辊轮， 每个辊轮都可绕轴线旋转并与凸轮的螺旋凸缘啮合。该两辊轮可由 偏压装置偏压，从而夹紧螺旋凸缘。在后种情况下，螺旋凸缘之 宽度在其侧表面的整个长度范围内可以不为常数。

在根据本发明的另一实施例中，该圆柱凸轮具有一螺旋槽， 该槽具有一对相对的侧壁面作为螺旋凸轮的一对相对表面，并且 在侧壁面的整个长度范围内宽度为常数；凸轮随动件包括一具有 一对相对侧表面的单个方块；该侧表面分别与螺旋槽的两侧壁表 面保持滑动接触，并具有预定的摩擦系数。该方块件的摩擦系数 可预定，以此布片压持装置的任何运动都不会传递给驱动源，例 如，不会引起方块件转动圆柱凸轮。

在根据本发明的另一实施例中，该缝纫机的至少一对凸轮包 括第一和第二凸轮，至少一对凸轮随动件包括分别与第一和第二 凸轮啮合的第一和第二凸轮随动件，及包括分别具有第一和第二 驱动轴的第一和第二马达的驱动源，每个马达旋转产生驱动力并且 第一和第二凸轮分别同轴地与其连接，该第一马达，第一凸轮及第 一凸轮随动件相互配合使布片压持装置在平行于缝纫床的表面的 第一方向运动，该第二马达，第二凸轮及第二凸轮随动件相互配合 使布片压持装置在平行于缝纫床的表面并垂直于第一方向的第二 方向运动；该第一和第二马达的第一和第二驱动轴平行于缝纫床 表面伸展。由于两马达驱动轴设置得平行于缝纫床表面伸展，因 此两马达可置缝纫机壳体中同一平面的空间中如缝纫床下方的空间。 这对于改善缝纫机的适用性具有显著的优越性。在这一方面，最好 第一和第二马达具有相互平行伸展的第一和第二驱动轴。

在根据本发明另一实施例中，布片压持装置包括一个压持布片 的夹持器件，至少一个凸轮包括第一和第二凸轮，至少一个凸 轮随动件包括第一和第二凸轮随动件，并且该运动装置还包括 一供料件，该供料件给该夹持器件于基本上相互垂直的第一和 第二方向的双向供料，一个第一杆绕第一垂直轴线旋转并连接 至供料件的第一部分上，以致该第一杆相对该供料件绕其第一 轴线旋转，该第一杆沿基本上平行于第二方向的方向伸展， 该第一凸轮随动件连接至第一杆上，因此，当该第一凸轮旋转时， 该供料件在第一方向运动，并且第二杆绕第二垂直轴线旋转并连 接到远离第一部分的供料件的第二部分上，以致该第二杆相对供 料件绕其第二轴线旋转，该第二杆沿基本上平行于第一方向的方 向伸展，该第二凸轮随动件连接到第二杆上，所以当第二凸轮旋 转时，供料件在第二方向运动。该第一杆可包括一线形杆；该线 形杆包括三个不同部分，其中之一绕第一杆的第一轴线转动，并 且其它两个部分分别连接到供料件以及第一凸轮随动件的第一部 分上，该第二杆可包含一带有三个不同部分的L形杆，其中的中间 部分绕第二杆的第二轴线旋转，其它两部分分别连接到供料杆的 第二凸轮随动件的第二部分上；驱动装置包括分别具有第一和第 二驱动轴的第一和第二马达，该些轴相互平行伸展，并平行于缝 纫床的水平面，该第一和第二凸轮分别同轴地连接到第一和第二 马达的第一和第二驱动轴上。

本发明上述的目的，特征及优点将可由通读在结合附图对本 发明的最佳实施例之以下详细说明后而更好地理解。其中：

图1是本发明实施例之缝纫机局部剖视之正视图；

图2是图1所示缝纫机之内部结构俯视图；

图3是图1之缝纫机机床的内部结构横剖视图；

图4是本发明第二实施例之缝纫机之机床之内部结构之横剖视 图；

图5是本发明第三实施例中所用的凸轮及一对凸轮随动件的视 图；

图6是本发明第四实施例中所用的凸轮及凸轮随动件之视图。

首先参照图1，其中示出采用本发明的缝纫机1。

如图1所示，盖板5和针板7相互配合构成缝纫机床3的顶面。 该盖板5具有两个贯穿其厚度方向的孔5a、5b。该针板7具有一个 贯穿其厚度方向的针喉7a(图2)。在盖板5下方，设有供料台9，在 盖板5上方，设有供料板11，该板11通过贯穿于该盖板5的孔5a， 5b固定于供料台9上。该供料板11之自由端带有一四边形框架11a。 该供料台9具有一按压臂13，该按压臂13在缝纫机床3和缝纫臂15 之间伸展并且借助于弹簧13a的偏置力按压住置于框架11a上的一 层或多层布片(未示出)。因此，保持在框架11a和按压臂13之间的 布片可在由孔5a，5b的区域而限定的预定范围内沿缝纫床3或盖板 5的顶面运动。

图2表示缝纫机床3的内部结构。该缝纫床3具有一低位轴21， 该轴之根部(未示出)连接至主驱动源(未示出)上，并且在该低位 轴21的两侧设置有一对脉冲马达23，25，该脉冲马达23，25各自 的驱动轴23a，25a相互平行伸展并与低位轴21平行，也与差板5和 针板7(例如缝纫床3的顶面)平行。该第一和第二马达轴23a，25a 分别通过第一和第二连接件27，29连接至第一和第二圆柱凸轮31， 33上。因此，当第一马达23被驱动时，则第一轴23a旋转，因此第 一凸轮31绕平行于缝纫床3的顶平面的第一轴线旋转，当第二马达 25被驱动时，第二轴25a旋转则第二凸轮33绕平行于第一轴线和缝 纫床3顶面的第二轴线旋转。在每个圆柱凸轮31，33的外表面上都 具有一条由在其整个长度上等宽的螺旋槽限定而成的螺旋凸缘。

在缝纫床3的壳体35和供料台9之间设有一线形杆37，以致该 线形杆37绕固定于壳体35上的轴线43旋转并绕固定于供料台9上的 轴件43旋转。以辊轮装置39形式出现的第一凸轮随动件固定至线 形杆37的中间部分。该第一辊轮装置39一个固定于杆37上的轴件， 并且圆柱形辊轮件绕该轴件相对于杆37旋转。该辊子件39之外直 径比第一凸轮31的槽的宽度稍小一些并且与该凸轮槽啮合。供料 台9之前端部分具有一细长孔9a，该孔9a贯穿该供料台9的厚度方 向并且在其纵向方向宽度不变，并且在该细长孔9a中配装一旋转 块41，使该旋转块41相对于细长孔9a或供料台9可运动或可滑动。 该旋转块41通过轴件连接至L形杆45的第一臂上，以致该块41相对 杆45可绕轴件旋转。该L形杆45可绕固定于壳体35上的轴件46(图3) 旋转。

图3还示出了缝纫床3的内部结构。在该图中，两凸轮31，33 简化地表示出来。以第2辊轮装置47形式出现的第二凸轮随动件固 定到L形杆45的第二臂上。该辊轮装置47包括轴件47a和相对该杆 45可绕该轴件47a旋转的圆柱辊轮件47b。该辊轮件47b之外直径稍 稍小于第二凸轮33的槽的宽度并与该凸轮槽啮合。该轴件47a从L 形杆45的第二臂处朝着第二凸轮33的旋转轴线伸展。

该L形杆45在其中部具有一细长孔45a，连接到轴件46上，因 此，该低位轴21伸展穿过该细长孔45a。由于该细长孔45a之长度 比低位轴21的直径大，因此L形杆45可在对应于孔45a的长度的预 定角度范围内绕轴件46旋转。

此外，对结构如上所述的缝纫机1之工作作出说明。当第一和 /或第二脉冲马达23，25被驱动时，供料板11按下述方式运动，使 保持在四边形框架11a和按压臂13之间的布片移动通过针板7。

当第一脉冲马达23驱动时，第一凸轮31旋转，因此第一辊轮 39基本上沿凸轮31的旋转轴线移动，比如在图2中示出的X方向运 动，该轴线31平行于脉冲马达23的第一驱动轴。该轴件43也在X方 向运动并且供料台9和供料板11在X方向运动。在这种情况下，细 长孔9a和旋转块41相互配合为导引供料台9和供料板11在X方向移 动提供了导向装置。同时，当第二脉冲马达25驱动时，第二凸轮 33旋转并且第二辊轮47基本上沿着平行于脉冲马达25的第二驱动 轴25a的凸轮33的轴线运动，例如沿X方向运动。该L形杆45绕轴件 46旋转，因此该供料台9和供料板11通过旋转块41和细长孔9a沿图 2所示与X方向垂直的方向运动。该X和Y方向平行于缝纫床3的顶表 面。因此，供料台9和供料板11在Y方向运动。从而当第一和/或第 二马达23，25被驱动时，供料板11在由X和Y方向限定的水平面上 可运动至任意位置。

在该实施例中，供料台9，线形杆37，L形杆45及其它件相互 配合以便为了使供料板11(四边形框架11a)和按压臂13相对由缝纫 臂15夹持的缝纫针(未示出)移动提供了移动装置，该供料板11与按 压臂13相互配合提供布片压装置以便夹持一件或多布片(未示出)。 该缝纫臂15提供一夹针装置以便夹持缝纫针。该两个脉冲马达23， 25提供驱动源。

由于在本实施例中采用了圆柱凸轮31，33和凸轮随动件39， 47，那么脉冲马达23，25的驱动轴23a，25a的旋转速度大大降低。 因此，该缝纫机1具有大的减速比。因此该缝纫机1不需要高功率 马达或输出高功率或扭矩的马达，或不会增加为使布片压持装置 运动的运动装置的惯性。由于圆柱形凸轮31，33及凸轮随动件39， 49非常简单，因此运动装置可是低的制造成本的。

另外，由于驱动马达23，25各自的驱动轴23a，25a和圆柱形 凸轮31，33各自的轴线平行于缝纫床3的顶面，因此，用于使布片 夹持装置运动的运动装置能装于图1所示缝纫床3下方的小空间内。 这一结构特征使众多台缝纫机1(图1中只示出一台)可在箭头所示 的在缝纫厂所设的一共同工作台上使用。

此外，由于两马达23，25的两驱动轴23a，25a相互平行，运 动装置能装载于更小的或更紧凑的空间中。因此，缝纫机1可制造 得更小。

此外，辊轮装置39，47在圆柱凸轮31，33的螺旋槽侧壁面上 运动时基本上不产生摩擦。因此，供料板11能准确地运动而运动 装置的寿命得以改善。

以下参见图4，其中示出作为本发明之第二实施例的缝纫机 103。该第二缝纫机103具有与图3所示第一缝纫机相同的低位轴 21，旋转块41及轴件43。该第二缝纫机103具有第一蜗杆和蜗轮 131，139及第二蜗杆和蜗轮133，147，取代第1缝纫机的第一凸轮 和凸轮随动件31，39及第二凸轮和凸轮随动件33，47。

第一蜗杆131固定至第一脉冲马达23的第一驱动轴23a上，第 一蜗轮139与第一蜗杆131靠螺纹啮合。第一线形杆137固定到第一 蜗轮139上，所以第一杆137与第一蜗轮139一起旋转。第一杆137 的一端经轴杆43连接至供料台9的尾部。一旋转块41配装在供料台 9前部形成的细长孔9a中，并且给轴件连接第二线形杆145的前部 ，因此该旋转块41相对第二杆145可绕轴件旋转。该第二杆145沿 低位轴21伸展。当第一马达23被驱动时，供料台9在垂直于图4之 布片的X方向运动。

第二蜗轮131固定第二脉冲马达25的第二驱动轴25a上，并且 第二蜗轮147上第二蜗杆133进行螺纹式啮合。该第二蜗轮147经一 轴件151固定到第一正齿轮153上，该齿轮153设置于缝纫床3的壳 体135的底部壁下方。该第一正齿轮153与第二正齿轮155螺纹式啮 合，该第二正齿轮155固定到第二杆145绕其旋转的轴件146上。该 第二杆145具有一个低位轴21伸展穿过其中的细长孔145a。该细长 孔145a使第二杆145绕轴件146在对应于细长孔145a的长度的预定 角度范围内旋转。当第二马达25驱动时，连接到第二杆145前端部 的旋转块41在垂直于X方向的Y方向运动。每个蜗轮139，147具有 预定的摩擦系数。

如第一实施例中一样，当第一和/或第二马达23，25被驱动时， 供料板11在由X和Y方向限定的水平面上可运动至任意位置。在第 二实施例中，蜗杆131，133，设有每个都带螺旋槽的驱动件，蜗 轮139、147设有从动件，每个从动件都具有齿形凸伸体，其与相 应的驱动件的螺旋槽啮合。

在第二实施例中，蜗杆131，133和蜗轮139，147之结合有效 地调节了因其启动，停止或换向时的惯性而产生的供料板11之运 动，并且不会将该运动传递至驱动源23，25。因此，该运动装置 能使该布片压持装置高速运动，并且该布片压持装置能随马达23， 25之高速旋转运动而运动。因此，第二缝纫机103不需要输出大 功率的大尺寸马达。另外，蜗杆131，133和蜗轮139，147之结合 是非常简单的。因此第二缝纫机制造成本低并且尺寸小。

在第二实施例中，两脉冲马达23，25可设有两根垂直伸展的 驱动轴23a，25a。在后一种情况时，诸如杆一样的合适的传动装 置被用来连接每个驱动轴23a、25a及布片压持装置11，13。在两 种情况下，缝纫机都具有能力随驱动马达23，25的高速旋转而运 动。

接下来参照图5，其中表示第三实施例，其中采用圆柱形凸轮 200取代图1至3中所示的第一实施例中的第一凸轮31和第二凸轮 33的每一个。该圆柱形凸轮200带有一在其整个长度范围内等宽的 螺旋凸缘214(图中只示出一部分凸缘)。以一对圆柱辊轮件206、 208形式出现的凸轮随动件分别与螺旋凸缘214的一对侧面结合。 该辊轮件206，208可分别绕轴件210，212旋转并且当凸轮200由第 一或第二脉冲马达23，25驱动旋转时，该辊轮件可在凸轮214的侧 表面上运动。轴件210，212固定在第一或第二杆37，45上。该第 二辊轮件206、208由偏压装置(未示出)相互偏置到夹紧该凸轮 214。因此，该两辊轮206，208提供了“负间隙”凸轮随动件。该 螺旋凸轮214的宽度可以不是常数，例如，在其长度范围内可变化。 当凸轮200旋转时，该辊轮件206，208基本上凸缘214的侧表面上 不产生摩擦。

接下来参照附图6，其中示出第四实施例，其中采用圆柱形凸 轮300取代图1至3所示的第一实施例的第一和第二凸轮31，33的每 一个，或者取代图4所示第二实施例的蜗杆蜗轮131，133的每一个。 当两凸轮300用于取代第二实施例的蜗杆蜗轮131，133的情况下， 第二实施例中采用的蜗轮139，147，线形杆137，145，及正齿轮 151，155可由第一实施例的凸轮随动件39，47，线形杆及L形杆37， 45取代。该圆柱凸轮300具有一条由在其整个长度范围内等宽的 螺旋槽(只有一部分槽在图中示出)限定而成的螺旋凸缘314。以旋 转块306形式的凸轮随动件具有一对相对的侧壁面310，312，它们 分别与由凸缘314构成的螺旋槽的一对侧壁表面302、304保持滑动 接触。当凸轮300由第一或第二脉冲马达23，25驱动时，该旋转块 306可绕轴件308旋转并且可在凸轮槽的侧壁面302，304上滑动。 该轴件308固定到第一或第二杆37，45上。旋转块306的侧壁面310， 312具有预定的摩擦系数，从而保证当布片压持装置启动，停止 或换向时，该布片压持装置的任何运动不会因旋转块306和凸轮 300之间产生的摩擦而传递给驱动源23，25。因此，第四实施例结 合了第一和第二实施例之优点。

在每个所示的实施例中，脉冲马达23，25可由其它种类的驱 动源取代。

在每个所示的实施例中，当第二脉冲马达25驱动时，供料板 11实际上沿一条如供料台9绕轴件46旋转的轨迹一样的弧线运动。 然而，也可以认为供料板11可沿与弧线近似的直线运动。相似地， 当第一脉冲马达23驱动时，供料台9实际上可沿一条如线形杆37旋 转的轨迹一样的弧线运动，但也可认为该供料台9可沿近似于第二 弧线的直线运动。毫无疑问，可认为采用使供料板11准确地沿第 一直线及与第一直线垂直的第二直线运动的运动装置是可能的。

应该懂得，在不脱离由所附权利要求所限定的发明的精神实 质的范围之情况下，本专业熟练之技术人员所作出的其它变化， 改进及修改都属于本发明。