缝纫机与锁式线迹
手缝一分钟只有几十针。缝纫机的针眼开在针尖上,上面一根线、下面一根线,在布的中间互相套住,一分钟能缝几百针。这里的模型是一台黑漆铸铁的家用缝纫机,金色贴花,手轮、镀镍针杆和压脚,布下面是旋梭和梭芯。
向下滚动
手缝有多慢
手缝靠一根针来回穿过布。十九世纪中叶,熟练的女工缝细麻布大约每分钟二十几针,缝一般的布也就四十针左右。一件男衬衫要缝十四个多小时。
1846 年豪(Elias Howe)的缝纫机每分钟大约能缝二百五十针。几年后的机器又快了几倍。
针眼在针尖
手缝针的针眼在尾部,整根针要穿过布。缝纫机的针眼开在针尖附近:针带着线扎进布里,在布下面留下一个线圈,自己再退回来,不必穿过去。
布下面还有第二根线,绕在梭芯上。上线的线圈要套住它,两根线才能锁在一起。这就是锁式线迹,豪 1846 年的专利把针尖带眼的针和带第二根线的梭子合在一起。针身一侧有一条长槽,线下行时藏在里面;另一侧针眼上方有一个凹口,旋梭的尖从这里擦过。
一针是怎么锁住的
针下到最低点再往上回约 2 毫米时,凹口一侧的线被布拖住,鼓出一个小线圈。旋梭的尖正好在这时擦过针,钩进线圈。
旋梭继续转,把线圈越撑越大,一边从梭壳前面过,一边从后面过,整个绕过梭壳。这时挑线杆在最低处,放出足够的线。线圈从梭尖上脱下,挑线杆往上提,线圈收紧,套住从梭壳里出来的底线,把交点拉到布的中间。红色是上线,蓝色是底线。这里放慢了很多倍,可以拖动进度条一步一步看。
送布牙
针板下面是送布牙,一排细齿。针一离开布,送布牙就从针板的槽里升起约一毫米,咬住布往后送一针的距离,再降下去,在针板下面回到前面。上、后、下、前,四个动作一圈。
压脚从上面把布压在送布牙上。送多远由针距调节:这台机器每英寸 6 到 30 针,一针约 0.85 到 4.2 毫米。
转一圈,缝一针
手轮转一圈,针杆上下一次,缝一针。上轴前端的曲柄带动针杆;同一根轴上的凸轮带动挑线杆。挑线杆在针杆到顶之后才到最高,那时才把线迹拉紧。
下轴通过一对齿轮带动旋梭,转速是手轮的两倍。旋梭每一针转两圈:一圈带着线圈绕过梭壳,另一圈空转,那时针还在布上面。送布牙由下轴上的偏心轮推动,只在针离开布的时候动。
一圈之内:针尖高度、挑线杆、旋梭钩线和送布。竖线是现在的位置
拆开来看
上面是机臂和机头:针杆、压脚杆、挑线杆和夹线器都装在机头里,手轮在右端。机臂里是上轴,立柱里有一根竖轴把动力传到底板下面。
底板下面是下轴、旋梭、梭壳和梭芯,针板下面是送布牙。点一个零件,它会单独出来。
机身里面
把机臂和底板剖开:手轮带着上轴转,上轴左端的曲柄推针杆,凸轮推挑线杆;上轴通过伞齿轮带动立柱里的竖轴,竖轴再带动底板里的下轴。下轴左端是一对二比一的齿轮,带着旋梭转两圈。
它改变了什么
用机器缝,一件男衬衫从十四小时多缩短到一小时多。成衣可以成批生产,制衣业从家里的手工变成了工厂。到 1876 年,单是胜家(Singer)一家一年就卖出二十六万多台。
起初一台缝纫机要 125 美元,而一个美国家庭一年的收入还不到 500 美元。1856 年胜家开始分期付款,买的人先付一小部分,其余按月付。缝纫机由此进了家庭,分期付款也成了一种常见的买法。
1850 年代,豪、胜家和其他几家厂商为专利打了好几年官司,史称“缝纫机战争”。1854 年胜家与豪和解,向他付款并为每台机器交专利费。1856 年 10 月,四家(豪、胜家、Grover & Baker、Wheeler & Wilson)签了奥尔巴尼协议,把各自的专利放在一起,每卖一台付 15 美元,其中 5 美元归豪;这个专利池一直维持到 1877 年最后一项专利到期。
手缝与机缝所用的时间(《Once a Week》1862–63 年刊登的实验)
自己缝几针
拖动模型上的手轮,或者推速度杆,布上就会一针一针缝出来。针距杆改变针的长短,透视开关让你看到针板下面的旋梭和梭壳。
试一试旋梭转一圈,手轮转半圈。为什么旋梭要转得快一倍?
模型省略了什么
模型是一台虚构的家用缝纫机,没有厂牌,比例参照 1930–50 年代的黑色家用机。旋梭立着装在水平轴上,像胜家 221;一针转两圈的比例出自胜家 201 的维修手册(201 的旋梭是平放的)。线圈的形状是按每一刻的几何算出来的,不是物理模拟;线比真实的粗一些,好看清。上线红色、底线蓝色是为了区分,真机上两根线通常同色。挑线杆的凸轮曲线、齿轮系和针杆曲柄的连杆长度是模型的取值。没有画出梭芯绕线器、倒缝、夹线器里的弹簧细节和压脚压力调节。
几个常见的误解
缝纫机不是一个人发明的:1830 年法国的 Thimonnier 已有链式线迹的机器在巴黎做军服,美国的 Walter Hunt 在 1833–34 年做出了锁式线迹的机器但没有申请专利,豪的专利在 1846 年,胜家的在 1851 年。胜家并没有为压脚和脚踏板取得专利。锁式线迹不是打结:两根线只是互相套住,交点被拉进布的中间,所以正反两面看起来一样。
资料来源
- 美国专利 4,750(1846 年 9 月 10 日,Elias Howe):针尖带眼的针与梭子
- 美国专利 8,294(1851 年 8 月 12 日,Isaac M. Singer)
- 美国专利 8,296(1851 年 8 月 12 日,Allen B. Wilson):旋梭
- 美国专利 12,116(1854 年 12 月 19 日,Allen B. Wilson):四动作送布
- 史密森尼国家美国历史博物馆:豪 1846 年专利模型
- 史密森尼国家美国历史博物馆:胜家 1851 年专利模型
- 史密森尼国家美国历史博物馆:Wilson 1852 年专利模型(旋梭与固定梭芯)
- 史密森尼国家美国历史博物馆:Walter Hunt 的专利模型(1833 年的锁式线迹机器未申请专利)
- 科学博物馆集团:Thimonnier 链式线迹缝纫机复制品(1830 年)
- 科学博物馆集团:豪的缝纫机(约 1846 年)
- 科学博物馆集团:胜家 1851 年型锁式线迹缝纫机
- 维多利亚与艾伯特博物馆:胜家缝纫机(1856 年 Clark 的分期付款)
- Adam Mossoff:The Rise and Fall of the First American Patent Thicket,53 Ariz. L. Rev. 165(2011):手缝每分钟 40 针、豪的机器 250 针、1854 年和解、1856 年奥尔巴尼协议与 15 美元专利费、125 美元与家庭年收入、胜家销量
- Manley Hopkins:Sewing-machines,Once a Week 第 8 卷(1862–63):手缝细麻布每分钟 23 针;衬衫等的手缝与机缝用时
- 胜家 201 维修与调整手册:旋梭每一针转两圈
- 胜家 221-1 调整手册:旋梭尖在针中心、约在针眼上方 1/16 英寸
- 胜家 15-91 使用说明:15x1 机针,每英寸 6 到 30 针
- Dürkopp Adler 868 维修说明:成圈行程约 2 毫米
- 美国专利 4,632,048(Juki):挑线杆在针杆上止点之后约 67° 到最高
- 胜家:梭芯规格(15 类梭芯直径 21 毫米、高 12 毫米)

