缝纫机针杆、缝纫机以及缝纫机针杆的覆膜形成方法

摘要

本发明提供缝纫机针杆、缝纫机以及缝纫机针杆的覆膜形成方法。本发明的缝纫机针杆(19)及缝纫机能够容易确认基线的位置，而不降低废除了润滑油的无供油条件下的针杆(19)的耐久性。缝纫机框的轴承构件支承贯穿于该轴承构件中的能够沿轴线方向往返移动的针杆(19)。针杆驱动机构驱动针杆而使其往返移动。为了调整针杆(19)的动作时机和下限位置，在针杆(19)的外周面上标有三条基线(22、23、24)。在针杆(19)的与轴承构件相对的外周滑动面中，在基线(22、23、24)的附近部未形成DLC覆膜(25)，并且在除了基线(22、23、24)附近部之外的部分形成有DLC覆膜(25)。

说明书

技术领域

本发明涉及缝纫机针杆及缝纫机。本发明特别是涉及在针杆的与轴承构件相对的外周滑动面中的除了基线附近部的部分形成有耐磨覆膜的缝纫机针杆、缝纫机以及缝纫机针杆的覆膜形成方法。

背景技术

以往，缝纫机框的轴承构件支承贯穿于该轴承构件中的能够沿轴线方向(上下方向)往返移动的缝纫机针杆。针杆驱动机构驱动针杆而使其上下往返移动。为了调整针杆的动作时机和下限位置，在针杆的外周面上标有多条基线。基线如下这样地形成。首先，利用机械加工等在针杆的外周部形成细槽。接着，进行淬火处理。最后，对针杆的外周面进行研磨处理。研磨处理的结果，针杆的外周面成为金属光泽色。与外周面不同，未对槽进行研磨处理，因此，在淬火处理时产生的氧化物残留在槽中而成为基线。因此，基线为黑色。

例如，在日本国专利公开2002年219293号公报中所述的针杆行程调整装置中，在针杆上标有与针杆长度方向相正交的上下两条线(基线)。作业人员通过在将针杆夹具的上端对准任一条基线的状态下将针杆固定于针杆夹具上，根据布料的厚度、种类来调整针杆的上下行程量。

在工业用缝纫机等中，正在发展废除用润滑油进行润滑的无供油化。在作为无供油化的干式润滑中，例如采用润滑脂作为用于对轴承构件与针杆之间的滑动面进行润滑的润滑材料。采用润滑脂的缝纫机设有在轴承构件的滑动面上开口的润滑脂收容部。该缝纫机通过使填充于润滑脂收容部中的润滑脂渗出到滑动面来对该滑动面进行润滑。因此，该缝纫机防止了滑动面磨损、烧结。为了提高无供油条件下的针杆耐久性，以往的针杆在针杆的外周部形成基线之后，在针杆的外周面形成DLC(Diamond-Like Carbon)覆膜等耐磨性优良的覆膜。

在针杆的外周面形成有DLC覆膜的情况下，DLC覆膜为大致黑色。如上所述，由于基线也是黑色的，因此难以看到基线。其结果是，该缝纫机存在难以调整针杆的动作时机和下限位置这样的问题。相反，在针杆的外周面未形成DLC覆膜的情况下，在针杆的外周面残留有金属光泽色，因此易于看到基线，但无供油条件下的针杆耐久性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供能够容易确认基线位置，容易调整针杆的动作时机和下限位置，而不降低无供油条件下的针杆耐久性的缝纫机针杆、缝纫机以及缝纫机针杆的覆膜形成方法。

技术方案1的缝纫机针杆贯穿于缝纫机框的轴承构件中，由该轴承构件支承并能够沿轴线方向往返移动，并且由针杆驱动机构驱动而往返移动，其中，在上述针杆的外周面上具有表示将上述针杆安装于上述针杆驱动机构上的位置的基线，在上述针杆的与上述轴承构件相对的外周滑动面中，在上述基线的附近部未形成耐磨覆膜，并且在除了上述基线的附近部之外的部分形成有上述耐磨覆膜。

由于技术方案1的缝纫机针杆在针杆的外周滑动面形成有耐磨覆膜，因此，能够提高无供油条件下的针杆的耐久性。由于在针杆的外周滑动面中，在基线附近部未形成耐磨覆膜，因此，作业人员能够容易确认基线的位置。因此，作业人员能够容易调整针杆的动作时机和下限位置。由于未形成耐磨覆膜的部分极少，因此，不会影响针杆的耐久性。

技术方案2的缝纫机针杆在针杆的外周滑动面中，在上述针杆的包括上述基线在内的整周的环状部分中的、至少上述基线的延长线部分未形成耐磨覆膜，并且在除了上述环状部分之外的部分形成有耐磨覆膜。因此，能够将未形成耐磨覆膜的部分抑制到最小限度，因此，能够进一步提高无供油条件下的针杆耐久性。

技术方案3的缝纫机针杆在针杆的外周滑动面中，在沿着上述基线排列于上述针杆外周部的多个圆内未形成耐磨覆膜，并且在除了上述多个圆内之外的部分形成有上述耐磨覆膜。因此，未形成耐磨覆膜的多个圆内部分相对于形成有耐磨覆膜的部分成为凹部。由于凹部起到润滑脂积存处的作用，因此，能够进一步提高无供油条件下的针杆耐久性。

在技术方案4的缝纫机针杆中，耐磨覆膜由DLC覆膜构成。由于DLC覆膜硬度高且摩擦系数非常低，因此，能够进一步提高无供油条件下的针杆耐久性。

技术方案5的缝纫机包括技术方案1～3中任一项所述的缝纫机针杆。即，包括具有无供油条件下的耐久性优良的耐磨覆膜且能够容易确认基线的位置的针杆。因此，作业人员能够容易调整针杆的动作时机和下限位置。

技术方案6的缝纫机包括技术方案4所述的缝纫机针杆。包括无供油条件下的耐久性非常优良，且能够容易确认基线位置的针杆。作业人员能够利用基线容易调整针杆的动作时机和下限位置。

技术方案7的覆膜形成方法是在缝纫机针杆上形成覆膜的覆膜形成方法，该缝纫机针杆贯穿于缝纫机框的轴承构件中，由该轴承构件支承并能够沿轴线方向往返移动，并且由针杆驱动机构驱动而往返移动，其中，该方法包括：第1工序，在以掩模构件覆盖形成于针杆的外周面上且表示将针杆安装于针杆驱动机构上的位置的基线的附近部的状态下，在针杆的与轴承构件相对的外周滑动面上形成耐磨覆膜；第2工序，除去掩模构件。因此，能够简单地在缝纫机针杆的外周滑动面中，在除了基线附近部之外的部分形成无供油条件下的耐久性优良的耐磨覆膜。并且，由于在基线附近部未形成耐磨覆膜，因此能够容易确认基线位置。

在技术方案8的覆膜形成方法中，在第1工序中，在以上述掩模构件覆盖上述针杆的包括上述基线在内的整周的环状部分中的、至少上述基线的延长线部分的状态下，形成耐磨覆膜。因此，能够将未形成耐磨覆膜的部分抑制到最小限度，因此，能够获得无供油条件下的耐久性更加优良的缝纫机针杆。

技术方案9的覆膜形成方法是在缝纫机针杆上形成覆膜的覆膜形成方法，该缝纫机针杆贯穿于缝纫机框的轴承构件中，由该轴承构件支承并能够沿轴线方向往返移动，并且由针杆驱动机构驱动而往返移动，其中，该方法包括：第1工序，在形成于针杆的外周面上且表示将针杆安装于针杆驱动机构上的位置的基线和针杆的与轴承构件相对的外周滑动面上形成耐磨覆膜；第2工序，在以掩模构件覆盖外周滑动面中的除了基线附近部之外的部分的状态下，除去形成于基线附近部的耐磨覆膜；第3工序，除去掩模构件。因此，能够简单地在缝纫机针杆的外周滑动面中，在除了基线附近部之外的部分形成无供油条件下的耐久性优良的耐磨覆膜。并且，由于在基线附近部未形成耐磨覆膜，因此能够容易确认基线位置。

在技术方案10的覆膜形成方法中，在第2工序中，在以具有沿着基线排列在针杆外周部的多个图案形成孔的掩模构件覆盖外周滑动面的状态下，除去形成在与多个图案形成孔相对应的位置上的耐磨覆膜。其结果是，针杆的外周滑动面中的与多个图案形成孔相对应的位置成为凹部。由于凹部起到润滑脂积存处的作用，因此，能够获得无供油条件下的耐久性更加优良的缝纫机针杆。

在技术方案11的覆膜形成方法中，耐磨覆膜由DLC覆膜构成。由于DLC覆膜硬度高且摩擦系数非常低，因此，能够获得无供油条件下的耐久性非常优良的缝纫机针杆。

附图说明

图1是本发明的实施例的缝纫机的立体图。

图2是缝纫机的内部机构的立体图。

图3是针杆的主要部分放大图。

图4是针杆的基线与DLC覆膜的主要部分放大剖视图。

图5是使掩模构件嵌套于针杆上的状态下的主要部分放大剖视图。

图6是在针杆上形成了DLC覆膜的状态下的主要部分放大剖视图。

图7是变形例1的在针杆上形成了DLC覆膜的状态下的主要部分放大剖视图。

图8是使掩模构件嵌套于针杆上的状态下的主要部分放大剖视图。

图9是蚀刻处理后的针杆的主要部分放大剖视图。

图10是变形例2的与图3相当的图。

图11是使环构件嵌套于针杆上的状态下的主要部分放大剖视图。

图12是变形例3的与图3相当的图。

图13是说明掩模处理的图。

具体实施方式

下面，说明用于实施本发明的最佳方式。

实施例1

如图1所示，工业用缝纫机1包括机座部2、支承柱部3和臂部4。支承柱部3自机座部2的右端部分直立地设置。臂部4自支承柱部3的上端部向左方延伸而与机座部2相面对。如图2所示，臂部4在其内部具有主轴14。配置于臂部中的缝纫机电动机M驱动主轴14而使其旋转。臂部4的前端部分在其内部具有针杆驱动机构15和挑线杆上下摆动机构(未图示)。针杆驱动机构15使针杆19上下往返移动。针杆19在其下端具有缝纫针21。挑线杆上下摆动机构使挑线杆7上下摆动。针杆驱动机构15及挑线杆上下摆动机构连结于主轴14。

机座部2在其内部设有与主轴14相连结的下轴30、与下轴30相连结的捕线用旋梭(未图示)以及送布齿驱动机构31等。主轴14在其后端部(图2中右侧为后端)具有皮带轮12。皮带13绕挂在皮带轮12与固定于下轴30上的皮带轮P上。主轴14与下轴30通过皮带13相连结。

如图1所示，臂部4的基端部分一体地连结于支承柱部3的上端。臂部4的基端部在其内部具有缝纫机电动机M。如图2所示，缝纫机电动机M的输出轴利用联轴器11与主轴14相连结。联轴器11与皮带轮12连结为一体。送布调节刻度盘旋钮8设置在支承柱部3的前表面。手动皮带轮10设置在臂部4的右端侧。手动皮带轮10用于手动操作主轴14。

在臂部4内，主轴14沿左右方向延伸。在臂部4的前端部分的内部，针杆驱动机构15与主轴14的左端部相连结。固定安装于缝纫机框F上的轴承构件20(轴承)支承贯穿于该轴承构件20中的能够上下往返移动的针杆19的下部。

针杆抱箍18固定于针杆19的长度方向中间附近。针杆抱箍18可以通过改变针杆19的固定位置来调整针杆19的高度位置。在主轴14的左端部固定安装有针杆曲柄16(平衡块)。针杆曲柄16在其左侧使针杆曲柄连杆17的上端部能够转动地支承针杆曲柄连杆17的上端部。针杆曲柄连杆17的下端部通过针杆抱箍18与针杆19相连结。

接着，说明针杆19。如图3所示，在针杆19下部的外周面上设有三条基线22、23、24。基线22、23、24是用于调整针杆19的动作时机和上下往返运动的下限位置的标记。基线22、23、24沿水平方向延伸。基线22、23、24的长度小于针杆19的外周长。基线24位于相对于基线22、23沿水平方向错位的位置。

基线22、23、24通过在利用机械加工等在针杆19的外周面上形成细的槽部26(参照图4)之后进行淬火处理，然后对针杆19的外周面进行研磨处理而形成。槽部26未进行研磨处理。其结果是，在淬火处理时产生的氧化物残留于槽部26，因此基线22、23、24为黑色。

接着，简单说明针杆19的动作时机和下限位置的调整方法。首先，作业人员操作手动皮带轮10，使针杆19对准最下方位置。具体地讲，作业人员调整针杆19相对于针杆抱箍18的高度位置，使基线22在针杆19位于最下方位置时位于轴承构件20的下端，然后将针杆19和针杆抱箍18固定。接着，在基线23位于轴承构件20的下端时，作业人员确认旋梭尖处于会合位置。会合位置是指，旋梭尖捕捉形成于缝纫针21的针眼中的面线的线环的位置。之后，在基线24位于轴承构件20的下端时，作业人员确认开始由切线装置进行切线动作。作业人员按照以上说明的要领调整针杆19的动作时机和下限位置。另外，为了进行上述确认作业，作业人员使用手动皮带轮10来改变针杆19的位置。

如图3、图4所示，在针杆19的与轴承构件20相对的外周滑动面中，在除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分形成有大致黑色的DLC覆膜25(耐磨覆膜)。DLC覆膜25的膜厚为2～6μm左右。DLC覆膜25的硬度可以利用氢含量等来调节。具体地讲，可以制成维氏硬度为几百HV～8000HV左右的高硬度覆膜。8000HV接近钻石的硬度。DLC覆膜25的摩擦系数约为0.1以下。因此，DLC覆膜25的耐磨性和滑动性非常优良。

接着，对在针杆19的外周滑动面中，在除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分形成DLC覆膜25的方法进行说明。如图5所示，首先，在针杆19的外周滑动面上，以大致紧贴状安装覆盖槽部26和基线附近部的圆筒状的掩模构件27。接着，使用物理蒸镀法，在针杆19的外周滑动面中未被掩模构件27覆盖的表面部分形成作为耐磨性覆膜的DLC覆膜25(参照图6)。

作为物理蒸镀法，可以使用溅镀及离子镀等通用的方法。溅镀是例如使用石墨作为靶，使以高频产生的等离子体撞击靶的成膜方法。离子镀是利用电弧放电等将蒸气化了的碳原子离子化，使其加速而堆积在负电位的覆膜对象物上的成膜方法。接着，自针杆19的外周滑动面除去掩模构件27(参照图4)。其结果是，在针杆19的外周滑动面中，在未形成DLC覆膜25的槽部26的附近部露出有针杆19的金属面。因此，槽部26的附近部成为金属光泽色。

接着，说明缝纫机1的针杆19的作用、效果。在缝纫机1的针杆19中，在针杆19的外周面标有表示安装针杆19的位置的三条基线22、23、24。在针杆19的与轴承构件20相对的外周滑动面中，在除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分形成有黑色的DLC覆膜25。在针杆19的外周滑动面中，在基线22、23、24和基线附近部未形成DLC覆膜25，因此，针杆19的金属面露出。因此，基线22、23、24附近部的颜色为金属光泽色。

如上所述，在针杆19的外周面设有表示安装针杆19的位置的三条基线22、23、24，并且在针杆19的与轴承构件20相对的外周滑动面中，在除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分形成有高硬度且摩擦系数非常低的DLC覆膜25。因此，DLC覆膜25能够提高无供油条件下的针杆19的耐久性。

由于在针杆19的外周滑动面中，在基线22、23、24和基线附近部未形成DLC覆膜25，因此，作业人员能够容易确认基线22、23、24的位置。因此，作业人员能够容易调整针杆19的动作时机和下限位置。由于未形成DLC覆膜25的部分极少，因此，不会影响针杆的耐久性。在以掩模构件27覆盖基线22、23、24和基线附近部的状态下形成DLC覆膜25。因此，在针杆19的外周滑动面中，在基线22、23、24和基线附近部不形成DLC覆膜25，并且能够简单地在除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分形成DLC覆膜25。

另外，在实施例中，基线22、23、24未形成DLC覆膜25，但也可以在基线22、23、24上也形成DLC覆膜25。

接着，说明改变上述实施例的一部分而成的变形例。

[1]可以以如下的制作方法来替代以掩模构件27覆盖针杆19的外周滑动面中不需要形成DLC覆膜25的部分。首先，在包括基线22、23、24在内的针杆19的整个外周滑动面上形成DLC覆膜25。之后，在以掩模构件27覆盖除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分的状态下进行蚀刻处理，除去基线22、23、24和基线附近部的DLC覆膜25。

例如，在针杆19的外周滑动面上形成Cr覆膜35(参照图7)。然后，在Cr覆膜35的表面形成DLC覆膜25。Cr覆膜35与DLC覆膜25在真空中利用UBM溅镀(Unbalanced MagnetronSputtering)连续地成膜。具体地讲，首先，以Cr为靶来进行溅镀，形成具有规定膜厚的Cr覆膜35。接着，同时进行Cr的溅镀和以石墨为靶的溅镀。可以通过逐渐改变Cr与石墨的溅镀率而使石墨的比率变大，从而在Cr覆膜35的表面上形成DLC覆膜25。

接着，在DLC覆膜25的表面中，在除了槽部26和基线附近部之外的部分，以大致紧贴状安装掩模构件27，覆盖DLC覆膜25的表面的一部分(参照图8)。掩模构件27由铝构成。

接着，实施等离子体蚀刻。将如上述那样用掩模构件27覆盖了DLC覆膜25表面的一部分的针杆19导入到真空槽中。向真空槽中导入氧，施加高频(例如13.8MHz)高电压。其结果是，氧气电离而制造出等离子体环境。DLC覆膜25与氧等离子气体发生反应，变成二氧化碳或者一氧化碳。通过实施等离子体蚀刻，仅除去掩模构件27未覆盖的部分即露出部分的DLC覆膜25，直到露出Cr覆膜35为止。换言之，仅除去槽部26和基线附近部的DLC覆膜25。

在以上说明的变形例中，在针杆19的外周滑动面和基线22、23、24上形成DLC覆膜25。之后，在露出基线部分、用掩模构件27覆盖其他部分的状态下，除去基线部分的DLC覆膜25。因此，在基线22、23、24和基线附近部不形成DLC覆膜25，并且能够简单地在针杆19的外周滑动面中除了基线22、23、24和基线附近部之外的部分形成DLC覆膜25。

[2]也可以如下这样地形成DLC覆膜25。例如，仅在基线22、23、24和沿着基线22、23、24的外周部安装作为掩模构件的环构件28，即仅在针杆19A的包括基线22、23、24在内的整周的环状部分安装作为掩模构件的环构件28(参照图11)。之后，在针杆19A的外周滑动面中，在除了沿着基线22、23、24的外周部之外的部分形成DLC覆膜25。在这种情况下，在分别对准形成于针杆19A上的槽部26的位置地安装环构件28之后，利用与上述实施例的情况同样的方法形成DLC覆膜25。

如图10所示，与上述实施例的针杆19相比，在针杆19A中，由于扩大了形成有DLC覆膜25的部分，因此，显著提高了无供油条件下的针杆19A的耐久性。由于在针杆19A的外周滑动面中，在沿着基线22、23、24的外周部未形成DLC覆膜25，因此，沿着基线22、23、24的外周部成为金属光泽色。因此，作业人员能够由基线22、23、24与以环状围绕针杆19A的金属光泽色的外周部之间的关系容易识别基线22、23、24的位置。在上述例子中，在针杆19A的包括基线22、23、24在内的整周的环状部分未形成DLC覆膜25。但是，由于基线22、23、24是黑色的，因此，也可以在针杆19A的整周的环状部分中的该基线22、23、24上形成DLC覆膜25。此时，在安装切去了针杆19A的整周的环状部分中的基线22、23、24部分的环构件28之后，形成DLC覆膜25。

[3]也可以如下这样地形成DLC覆膜25。例如，使用形成有图13所示的多个圆形的图案形成孔37的掩模构件36，在针杆19B的外周滑动面中，在除了与多个图案形成孔37相对应的位置之外的部分形成DLC覆膜25。掩模构件36的图案形成孔37设置在与基线22、23、24和沿着基线22、23、24的外周部相对应的位置。图案形成孔37可以如图13的例子那样设于针杆19B的沿着基线22、23、24的外周部的整周，也可以只设在与基线22、23、24相对应的部分。

在这种情况下，利用与在[1]中说明的变形例的情况同样的方法，首先在针杆19B的整个外周滑动面上形成DLC覆膜25。之后，在以掩模构件36覆盖针杆19B的状态下，除去DLC覆膜25。其结果是，可以在针杆19B中，在与多个图案形成孔37相对应的位置形成多个凹部29(参照图12)。上述多个凹部29起到润滑脂积存处的作用，因此，显著提高了无供油条件下的针杆19B的耐久性。

[4]形成于实施例及变形例1～3的针杆19、19A、19B的外周面上的基线为三条。但是，基线的数量并不限定于三条，可以是多条。在这种情况下，可以结合基线的条数来改变DLC覆膜25的面积。

[5]作为耐磨覆膜，除了DLC覆膜25之外，也可以形成TiN覆膜、CrN覆膜。