JP2002320786A - ミシンにおける縫糸の緊張制御装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上糸供給装置と糸取り上げ手段とを繋ぐ上糸
供給経路に沿って、上糸が釜越し、釜止め抜け及び釜の
捕捉爪抜けをする期間に合わせて作動し、その間、上糸
を抑え供給を停止させる上糸把持手段を設けたミシンに
おいて、ミシンの設定速度に対応して上糸の繰り出し張
力を調整することにより、あらゆる条件の許において良
好な縫い目を形成することができるミシンにおける縫糸
の緊張制御装置を提供する。 【構成】 上糸供給装置と糸取り上げ手段とを繋ぐ上糸
供給経路に沿って、上糸が釜越し、釜止め抜け及び釜の
捕捉爪抜けをする期間に合わせて作動し、その間、上糸
を抑えて供給を停止させる上糸把持機能と、前記上糸把
持機能に併せ上糸張力調整機能を付加した縫い糸の緊張
制御装置を構成し、前記緊張制御装置により調整される
上糸繰り出し張力の大きさを、ミシンの設定速度の上昇
に対応して自動的に低減し、ミシンの設定速度変化と無
関係に、常に一定した縫い締め張力を維持するよう制御
するミシンにおける縫糸の緊張制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上糸をリンク天
秤、巻形羽根式回転天秤又は巻形円板式回転天秤等並び
に調子皿相当手段を通して繰り出す型式の上糸供給機構
を備えたミシンにおける縫糸の緊張制御装置に係り、従
来、実施されている上糸調子の手動調整を自動で調整す
るようにし、あらゆる条件の許において縫合布に対し良
好な縫い目を形成することができるミシンを提供するこ
とを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】リンク天秤（ここでは、リンク天秤を装
着したミシンを例示するが、巻形羽根式回転天秤、巻形
円板式回転天秤を装着したミシンであっても、基本的に
は同一である）を備えた従来型ミシンの機構及びその縫
い目形成サイクルを、図面に従って説明すると、次の通
りである。図５は、前記従来型ミシンの側面概略図を示
すもので、前記ミシン１は、ボディアーム側に、上糸供
給経路に沿ってその供給側に向かって順次、縫針２、天
秤３、ガイド４、糸取りばね５、上糸調子皿６、ガイド
７、ベーステンション皿８、ガイド９及び上糸ボビン１
０を備え、他方、ベース側には前記縫針２に対応するミ
シン釜１２を軸支して構成され、縫針２の上下動サイク
ルに応動・同期して、上糸ボビン１０からガイド９、ベ
ーステンション皿８、ガイド７、上糸調子皿６、糸取り
ばね５、ガイド４及び天秤３を経由して上糸１１を縫針
２側に供給し、縫合布１４を貫通した縫針２に伴われて
繰り出された上糸１１のループを、ミシン釜１２の動き
と協動して下糸１３と交絡させ、縫合布の縫合を行うよ
う設けてある。なお、プーリ１５は、縫針２の上下動サ
イクルに連動して回転する上軸の一端に取り付けられて
いる。

【０００３】上記従来型ミシンにおいては、上糸１１の
一縫い目毎の繰り出しは、糸調子ばねの撓みと調子皿６
と上糸１１との摩擦抵抗に基づき上糸１１の繰り出し時
に生じる張力に抗して、リンク天秤３の上下動による上
糸取り上げ操作により行われるが、その繰出し量は、上
糸１１が下糸１３と交絡した後の天秤３による取上げ作
用中の上、下糸の張力バランスによって決るので、縫合
布１４の布厚の中間部に上、下糸の交絡点が位置するよ
うに調整するには、下糸ボビンの張力ばねの締め付けな
どによる下糸１３の張力調整と、調子皿６による上糸１
１の張力調整との整合が必要であった。

【０００４】今、下糸ボビンケースを収納した内釜を外
釜の回転トルクに対して静止させるための釜止めを、内
釜に係止した上記従来型ミシンの縫製サイクルにおける
天秤の糸取上げ動作、その際、上糸１１に掛かる張力及
び縫い締め張力の大きさの関係を対比、計測したグラフ
の一例を示すと、図６の通りである。図６（ａ）に示す
グラフは、ミシンの上軸回転角度に対するリンク天秤３
の上糸取り上げ曲線（上糸吸収曲線付き）を示し、ｘ軸
をプーリ１５の回転角度（位相）、ｙ軸をリンク天秤３
の上下方向の移動量（糸取り動作）としたグラフにおい
て、天秤３の上糸通し穴の軌跡は、角度イにおける天秤
の上死点から緩やかに降下して角度ハにおける天秤の下
死点を通過すると、その後、急激に立ち上がって、再び
上死点（角度イ）に至る一サイクルを構成し、それが天
秤の上糸取り上げ曲線を形成している。

【０００５】図６（ｂ）は、同じ位相の許で上糸に発生
する張力の変化曲線の一例を模式的に示しており、ｘ軸
をプーリ１５の回転角度、ｙ軸を上糸１１に生じる張力
としたグラフで、前記上糸張力は、図５記載のミシン上
軸の一回転（サイクル）毎に、天秤３と縫針２との間に
張架された縫針側上糸１１に発生する張力を示すもので
ある。同図において、天秤３の上死点角度イ（ｘ軸）付
近に略、対応する位相で生じる張力の山は、縫合布の縫
い締めに要する上糸の張力（最大値はｔ）、角度ロは、
糸取り天秤３が緩やかに降下し始め糸取りばね５の撓み
・変位が旧に復し縫い締め操作が終了して、上糸１１に
掛かる張力がゼロに成るところである。角度ロ〜ニの間
では、上糸１１の張力がゼロ、すなわち、上糸１１に弛
みが生じていることを示す。

【０００６】図６（ａ）を参照して、角度ハ以降、天秤
３は急速に上昇して上糸１１を取り上げ、この操作で弛
みが生じていた上糸１１に再度、角度ニ、ホ及びヘ〔図
６（ｂ），（ｃ）参照〕に見られる張力が発生する。前
記角度ニにおける上糸１１の張力の山は、天秤３が急速
に上昇し上糸１１を取り上げる際、釜１２を潜り抜ける
上糸１１が釜越しをするとき発生する張力、角度ホにお
ける張力の山は、同じく上糸１１が釜止め抜けをするの
に掛かる張力で、角度ヘにおける張力の山は、釜の捕捉
爪抜けのために要する上糸１１の張力と理解される。

【０００７】上記張力の山は、ミシンを高速回転させる
に従って、内釜を外釜の回転トルクに逆らって停止させ
て置くための釜止め、釜の捕捉爪に掛かる係止力が漸
次、増加し、上糸１１が当該個所を潜り抜ける（釜止め
抜け）のに大きな抵抗がかかるので、それに対抗する張
力が上糸に要求されていることを示している。なお、角
度ニ〜ヘの付近で上糸１１に発生する張力の変動〔図６
（ｂ），（ｃ）参照〕は、その時のミシンの回転速度、
縫合布及び縫糸の特性等に関係して変化し、必ずしも、
図示の通り明確に区分された形で発生するものとは限ら
ない。

【０００８】上糸１１が天秤３に取り上げられ、調子皿
６により付与された繰り出し張力の許に釜止め抜けを済
ませると上糸１１に発生した張力は急速に解消し（角度
ト）、次いで上糸は縫合布の縫い締め工程に移る。角度
ト〜ロの間の現われる張力は、上糸１１が釜止め抜け
後、下糸１３に交絡してから天秤３によって取り上げら
れ、下糸１３と協動して縫合布１４の縫い締めを行う時
期に発生する上糸張力の大きさを示すもので、通常、角
度イ付近で、上糸の繰り出し張力と略、同等の大きさ
（最大値はｔ）を形成するが、当該張力は、縫合布、縫
糸等の特性に関係して良好な縫い目を成形するのに大き
く影響する。

【０００９】上述のような角度ニ、ホ及びヘの付近にお
いて上糸１１に発生する張力（以下、異常張力と称する
こともある）の大きさが、もともと調子皿６により上糸
１１に付与される繰り出し張力よりも大きくなると、そ
の時期に調子皿６から上糸１１の不都合な繰出し（供
給）が行われて了い、天秤３の上死点付近では上糸１１
の繰出しが行われなくなる。この場合の縫い目は、下吊
り縫いとか甚だしくルーピング現象が生じる等して良好
な縫いが得られない。

【００１０】従来からの経験や実験資料によれば、均衡
縫い（上、下糸の交絡点が縫合布の厚さの中央に位置す
る）に当っての上糸の繰り出し張力は、下糸張力よりも
大きめ（リンク天秤ミシンにおいては、約３倍程度か、
それ以上）に設定することができるものとされており、
また、従来、下糸の張力は繰り出しに要する下糸ボビン
の回転モーメントその他の条件が加わって、一定して低
めに設定することが困難であったために、対応して上糸
の繰り出し張力を割合大きな値に調整することができ、
角度ニ、ホ及びヘ付近において上糸１１に若干の異常張
力が発生したところで上糸繰り出し張力が優越し、天秤
３の上死点の辺りで上糸の繰り出しが安定して行われる
ので、普通または厚物縫いにおいては、上糸に上記釜止
め抜けのための張力が掛かっても、さ程、問題は生じな
かった。

【００１１】すなわち、低速回転のミシン（一般に、家
庭用ミシン）の場合は、内釜の釜止め、釜の捕捉爪に掛
かる係止力が小さいので、上糸の釜止め抜けの際の抵抗
が大きくなく釜止め抜けの時期に発生する上糸の異常張
力（角度ニ、ホ及びへ参照のこと）が比較的に小さくて
済み問題がなかったが、高速ミシン（工業用ミシンに使
用される）においては、さきに述べた上糸の釜越し、釜
止め抜け、釜の捕捉爪抜けの際に大きな張力が掛かり、
そこで調子皿からの上糸の不都合な繰り出しが行われる
ので、良好な縫い目が得られないことが起きる。

【００１２】そこで、上糸供給経路に沿って上糸把持手
段を設けると共に、ミシン上軸の回転位相に関連して、
上糸の釜越し、釜止め抜け、釜の捕捉爪抜けに要する期
間を検知し、当該期間だけ上糸把持手段を作動させ上糸
を把持して、異常張力が上糸供給側に伝達されることを
遮断し、糸の繰り出しを停止させることにより、異常張
力に起因する上糸の不都合な移動を止める事が考えられ
た（平成１１年特許願第３７４０２７号参照）。

【００１３】図６（ｃ）は、図６（ｂ）と同一の図表上
に、上糸把持手段による上糸把持のタイミングを重ねて
示したものであって、ｙ軸には、上糸把持手段に供給さ
れる電流の強さ（値）も重ねて表示している。図におい
て、左斜線ハッチングを施した区域（角度ニ〜トの範
囲）が上糸把持手段の作動期間を示しており、前記作動
期間は上糸の釜越し、釜止め抜け、釜の捕捉爪抜けに要
する期間、すなわち上糸に異常張力が発生する時期の総
てをカバーしている。

【００１４】上糸取り上げ手段の動作は、上軸プーリ１
５の回転位相に対応しているから、図１に示すように、
ミシンの上軸回転に連動するプーリ１５に角度検出器１
７を取付け、上糸の釜越し、釜止め抜け、釜の捕捉爪抜
けの期間の前後に相当するプーリ１５の回転角度を検出
して、その出力信号により上糸が釜越し、釜止め抜け、
釜の捕捉爪抜けに要する期間を求め、上糸把持制御装置
１８を介して上糸把持手段（器）１６のＯＮ，ＯＦＦを
制御する。上記上糸把持器１６の上糸把持力は、当該ミ
シンの回転速度の上限において上糸に発生する異常張力
に対しても、上糸が移動（繰り出し）しない程度の大き
さとする。

【００１５】図１に、上糸供給経路に沿って上糸把持器
１６を施したミシンの実施例の概略側面図を示す。図
中、図５に記載の符号と同一符号を付した部材は、図５
において説明した要件と同一構成、効果を備えたもので
ある。当該ミシンは、従来型のミシンボディ（図５参
照）に設けた上糸ガイド７とベーステンション皿８との
間の上糸供給経路に沿い、機械的な上糸調子皿６に換え
て上糸把持手段１６を、又、プーリ１５と同心に回転角
度（位相）検出器１７を併設し、さらに上糸把持制御装
置１８の回路で前記角度検出器１７と上糸把持手段１６
との間を連結して構成されている。

【００１６】図７は、前記上糸把持器１６の一例の断面
図を示すもので、要するにソレノイドコイル１６ａに供
給する電流を上糸把持制御装置１８からの信号でＯＮ・
ＯＦＦし、そこに励起される電磁力でアーマチュア（鉄
片）１６ｂを引張ることにより電磁石とアーマチュア１
６ｂとの隙間を通って供給される上糸１１を必要期間
（角度ニ〜トの間）だけ挟み抑え、その間、上糸に発生
する異常張力を上糸供給側に対して遮断し、その期間で
上糸の不都合な移動（繰り出し）が行われないようにし
ている。上糸把持器１６は、励磁期以外の期間、アーマ
チュア（鉄片）１６ｂを解放し、上糸の移動、供給を妨
害することはない。

【００１７】これによって、ミシンの高速回転に基づき
不可避的に発生する上糸の異常張力に起因して上糸の不
都合な繰り出しが行われる現象が回避され、釜止め抜け
の期間に上糸に発生する異常張力とは無関係に、縫合
布、縫糸等の縫製条件のみに基づき上糸繰り出し張力の
調整を行うことができ、下糸繰り出し張力の低減化と相
俟って良好な縫い目を形成することができるようになっ
た。

【００１８】とは言うものの、上記上糸把持器を取り付
けたミシンを稼働させる場合においても、極く柔らかな
布地や薄物縫いの場合には、上、下糸とも繰り出し張力
を小さくしなければ布締め、布縮みが生じて、良好な縫
い目が得られない。ところで、下糸繰り出し張力につい
ては、下糸ボビンの軽量化その他の手段により下糸繰り
出し張力の低減化、張力変動を軽減する技術が開発され
ている。

【００１９】そのような下糸繰り出し張力の低下に対応
し、柔らかな布地や薄物生地の性質、縫い糸の特性等に
合わせ上糸繰り出し張力を下げることによって良好な縫
製を実現しようとする場合、同一の縫合布、縫い糸を使
用し良好な縫い目が得られた縫製でも、ミシンの設定速
度を上げてゆくと、それに対応して図６（ｂ），（ｃ）
における角度イ（通常、リンク天秤の上死点付近）付近
で発生する上糸の縫い締め張力の大きさｔが自然に増加
する現象が現われる。

【００２０】これは、ミシンの回転数を低速から高速に
設定変えするのに伴いミシンの回転運動部材の慣性その
他の働きが上糸及び下糸の張力に対し影響を与え、縫い
糸に掛かる動的張力が増加する結果、自然に縫い締め張
力が漸増し、特に柔らかな布地や薄物生地の縫製の場
合、このことが縫い目の形成に悪影響を与える。この不
都合を解消するには、ミシンの設定速度が変わった場合
も、縫い締め張力の大きさは変わらないことが望まし
い。

【００２１】図３に縫い速度（ミシンの設定回転数）変
化と上糸の動的張力変動との相関関係の一例を示す。図
５に示すような従来型のミシンを使用し、布、縫い糸、
縫いピッチ、縫い糸の繰り出し張力等の諸条件をそれぞ
れ特定した上、縫い（ミシン）速度を変えた場合の、上
軸回転角と、針側部（天秤と縫い針の間）及び繰り出し
部（ベーステンション８から調子皿６の間）の各上糸張
力の変化曲線とを、それぞれミシン速度、５００ｒｐ
ｍ，２０００ｒｐｍ及び５０００ｒｐｍの場合について
計測した結果を、図３（ａ），（ｂ）及び（ｃ）により
解説する。

【００２２】図中、ｘ軸は、上軸の回転角、ｙ軸をそれ
ぞれ上糸張力（ｇ）とし、一つのグラフ中、上側曲線
は、天秤から縫い針の間、すなわち針側部に当たる上糸
に発生する張力変化、下側曲線は、ベーステンション８
から調子皿６の間の繰出し側部の上糸に発生する張力変
化を示すもので、図３のうちの繰出し側部、天秤上死点
付近で生じている山の高さをｔ、すなわち、縫い締め張
力として示したものである。

【００２３】図３では、ミシン速度が５００ｒｐｍ，２
０００ｒｐｍ及び５０００ｒｐｍの場合についてのみ縫
い締め張力ｔの測定値を示しているが、それらを細かく
１０００ｒｐｍ，３０００ｒｐｍ，４０００ｒｐｍの速
度のそれぞれにおいて計測し、ミシンの回転数と上糸張
力ｔとの相関関係をプロットして示したグラフが、図２
である。同図は、測定値の一例を示すグラフで、ｘ軸を
ミシンの回転数、ｙ軸を角度イにおける上糸縫い締め張
力の山の高さｔとすると、縫合布、縫い糸等の特性にも
よるが、ミシンの回転数が５００乃至５０００ｒｐｍの
範囲内では、上糸縫い締め張力の山の高さｔはミシンの
回転数に対して、略、比例関係を保って漸増しているこ
とが理解できる。この縫い締め張力の漸増の原因は専
ら、ミシンの機械的構造の特性に求められるから、その
漸増係数は、それぞれのミシンの型式に応じて決まる傾
向がある。

【００２４】巻形羽根式回転天秤（例えば、昭和３０年
特許出願公告第２６７６７号参照）又は巻形円板式回転
天秤(例えば、昭和４３年特許出願公告第２６０７４号
又は昭和４３年特許出願公告第２６０７５号公報等参
照)等を備えたミシンの場合は、上糸の取り上げ、縫い
締め張力の大きさには、回転円板に植設した接触ピンが
上糸を回転方向に扱く摩擦力が関与しているので、ミシ
ンの速度が増加するのに伴って扱き力も大きくなり、図
示してはないが当然、上糸縫い締め張力の大きさも漸増
する。して見ると、巻形円板式回転天秤等を組み付けた
ミシンにおいても、縫い締め張力の大きさとミシンの設
定回転数との関係については、上記同様な関係が成立す
る条件を備えている。

【００２５】なお、巻形円板式回転天秤等を備えたミシ
ンの場合、上糸の取り上げ作用には、回転円板に植設し
た接触ピンが上糸を回転方向に扱く摩擦力が関与するの
で、そのときの張力は、上糸が釜止め抜けをする際に発
生する異常張力に対向・吸収する作用を奏し、そのため
糸供給経路から上糸把持器を省略しても、格別、当該期
間に不都合な上糸の繰り出しが発生しない。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】以上のとおり、図１に
示すような上糸把持器１６を備えたミシン（巻形円板式
回転天秤等を組み付けたミシンを含む）を使用する場合
であっても、極く柔らかな布地や薄物生地の縫製に当っ
ては、ミシンの設定速度の変化に適合させて上糸１１の
繰り出し張力をそれぞれ調整して行かないと、縫い締ま
りとか縫い縮み等が発生して良好な縫い目が得られない
不都合がある。

【００２７】要するに、特定のミシン設定速度において
良好な縫い目が得られるよう上糸張力を調整しても、ミ
シンの回転数を異にすれば、その他の条件を変えなくて
も、再度、新たに適合した上糸繰り出し張力の調整を行
わなければ、良好な縫製を期待することができない。こ
れを解消するには、ミシンの設定速度を上げるに応じて
上糸の繰り出し張力を低減し、ミシン速度の変更とかか
わり無く上糸の縫い締め張力を一定に維持する事が求め
られる。しかも、ミシン速度の変更に伴ない、そこで良
好な縫目を形成できる上糸繰り出し張力が自動的に得ら
れることが望まれる。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の不都合
を解決し、その目的を達成するため、以下に述べる通り
の各構成要件を組み合わせたミシンにおける縫糸の緊張
制御装置を提供する。 （１） 上糸ボビンと糸取り上げ手段とを繋ぐ上糸供給
経路に設けた糸調子皿に換えて、上糸が釜越し、釜止め
抜け及び釜の捕捉爪抜けをする期間に合わせて作動し、
その間、上糸を抑え繰り出しを停止させる上糸把持作用
と、上糸を抑える力を加減し摩擦力により上糸調子の調
整を行う作用とを併せ備える上糸緊張制御装置で、前記
制御装置における上糸調子の調整を、ミシンの設定速度
を上げるのに対応して自動的に所定の逆比例関係を保つ
て上糸繰り出し張力の大きさを低減することにより、縫
い締め張力を略、一定に維持することを特徴とするミシ
ンにおける縫糸の緊張制御装置。

【００２９】

【発明の実施の形態】図２に示すようなミシンの設定速
度の上昇に対する縫い締め張力の増加傾向を修正し、ミ
シンの速度変化に拘りなく上糸の縫い締め張力を略、一
定に維持するには、上糸の繰り出し張力調整手段に供給
する電流の強さをミシン速度の設定（上昇）と対応して
自動的に低減し、もって、繰り出し張力を予め低下させ
ておく方法を採る。ここで、上糸の縫い締め張力ｔと繰
り出し張力とは、略、等しいと述べたことに留意された
い。例えば、特定の縫製条件を前提としミシンの速度を
設定すれば、対応して、良好な縫い目を形成する上糸の
縫い締め張力が得られるよう、繰り出し張力の大きさを
調整する電流の強さを自動的に選択し、これを上糸の緊
張制御装置に供給する。

【００３０】上糸繰り出し張力の調整を担う緊張制御装
置を、永久又は電磁石と摩擦板付可動子とにより構成し
て、電流の強さに応じ摩擦板による上糸の締め付け力を
調節し繰り出し張力の大きさを調整する。なお、上記緊
張制御装置は、供給する電流の強さと、前記摩擦板面と
上糸との間に生じる摩擦力が上糸に付与する繰り出し張
力の大きさと、略、比例関係にあることを前提にしてい
る。上記緊張制御装置の要部は、永久又は電磁石と摩擦
板付可動子及び対向板から成るので、摩擦板と対向板と
で上糸を挟んで繰り出し張力の大きさを調整することを
可能にするばかりでなく、同装置に供給する電流の強さ
を大きくし、時期を選定しすれば、同一装置で上糸把持
機能を奏することが可能である。縫糸の緊張制御装置
は、それら両機能を具備たものを指している。

【００３１】

【実施例】縫糸の緊張制御装置１９を搭載したミシンの
一実施例側面図を図１（図１は、上糸把持手段１６を取
り付けた従来型ミシンをも示している）に示す。図１中
に付した符号で、図５に記載した符号と同一なものは、
図５に説明したそれと同一部材、要件及び配置である。
この実施例は、図５に示すミシン（巻形円板式回転天秤
等を備えたミシンを含む）をベースにしており、上糸調
子皿６又は／及び上糸把持器１６に換えて緊張制御装置
１９を設置している。

【００３２】前記緊張制御装置１９の上糸に対する作用
で上糸調子の調整は、図６（ｃ）に示すように、縫製の
１サイクルの期間中の、少なくとも縫い締め期間（角度
ト〜イ）の総てをカバーし、その間中、上糸に縫い締め
張力ｔが発生するような上糸繰り出し張力を付与する事
により行われる。その作動期間は、プーリ１５に併設し
た位相検知器１７で縫い締め期間（位相）を検出・計測
し、その出力信号に基づき制御する。

【００３３】もっとも、図６（ｃ）に示す上糸把持期間
（角度ニ〜ト）を除いた総ての期間、若しくは縫製の１
サイクルの期間中、上糸の繰り出し張力の調整を行うよ
うにしても格別、不都合はない。上記の上糸の繰り出し
張力は、特定の縫製条件の許に、予め当該ミシンの設定
速度毎に良好な縫目を形成するのに最適な繰り出し張力
を上糸に付与する電流の強さを実験・検出してプログラ
ムに組み込んで置くことにより、所定の条件でミシンの
速度を設定すれば、自動的に最適な電流の強さを割り出
して緊張制御装置１９に供給し、上糸の繰り出し張力の
調整を行う点において、機械的な調子皿６による上糸張
力の調整とは相違がある。なお、ミシンボディ上での緊
張制御装置１９の配置は、必ずしも、図示の実施例に限
られず、上糸取り上げ手段と上糸ボビン１０との間に張
架される上糸供給経路に沿って、それぞれの機能を妨害
しない範囲で、目的に応じて設置すれば良い。

【００３４】前記緊張制御装置１９に供給される電流の
強さは、ミシンの速度の変化に対応する所定の低減率、
例えば、図２に示すようなミシン速度の増加に対応して
自然増する上糸の縫い締め張力を、（他の条件は不変と
して）ミシン速度の如何に拘らず略、一定に維持するよ
う、上糸の繰り出し張力をミシンの速度増加に対応して
予め、上糸の繰り出し張力を所定比で低減する電流値と
する。つまり、同一縫合布、縫い糸を使用しても、ミシ
ンの設定速度の増加に伴って自然に上糸の縫い締め張力
が増加する傾向があるのを抑え、ミシンの設定速度が増
加するのに対応し自動的に低減した電流値を緊張制御装
置１９に供給して上糸の繰り出し張力を予め弱め、もっ
て、上糸の縫い締め動的張力ｔを常に一定に維持するよ
うにし、柔らかな布地や極薄物の縫合布についても縫い
締まりや縫い縮み等が発生しない良好な縫い目が得られ
るように調整する。

【００３５】当然の事ながら、柔らかな布地や極薄物の
縫合布について、良好な縫製が得らる技術は、通常の布
地、厚物についても通用する。従って、あらゆる条件の
許において縫合布に対し良好な縫い目を形成することが
できるミシンを提供することができる。

【００３６】上述緊張制御装置１９の構造を説明する
と、次の通りとなる。この制御装置１９の基本的作用
は、さきに述べた上糸把持手段１６のそれと、程度の差
こそあれ略、同様である。図４は、上記緊張制御装置１
９の一例（ただし、可動コイル型を示す）で、図４
（ａ）はその側断面図、図４（ｂ）は、同（ａ）におけ
るＡ−Ａ視平面図を示し、その構成は、円柱状ヨーク２
０の外回りを微小隙間を置いて囲む円筒形状永久磁石２
１と、前記微小隙間内に組み込まれ、ヨーク・磁石との
間で滑動する（可動）コイルボビン２２と、前記コイル
ボビン２２の一方端に取り付けた摩擦板２３の上面を、
前記ヨーク２０に固定した帽状体２４に空間２５を隔て
て対向させたものより成る。上糸１１は、緊張制御装置
１９の前記空間２５を径て、上糸ボビン１０側から縫い
針２側に供給されるよう設けてある。

【００３７】上記構成の緊張制御装置１９の可動コイル
２２に、所定の電流を供給すると、それに相応してコイ
ルボビン２２に駆動力が生じて摩擦板２３と帽状体２４
との間を通過する上糸１１を挟持・加圧し、両者間の摩
擦に基づき上糸１１に繰り出し張力を付与する。前記上
糸繰り出し張力の大きさは、コイルに供給される電流値
と略、比例関係にあるから、電流値を制御することによ
り、上糸繰り出し張力を精度よく調整することができる
（その際、所定値を大きく超えた電流を供給すれば、上
糸を把持・固定することができる）。この種型式の緊張
制御装置１９の可動コイル２２ではコイル２２の慣性質
量が小さいので信号に対する応答特性が良く高速回転の
ミシンに適用した場合でも不都合は生じない。

【００３８】さきに、緊張制御装置１９の基本的作用、
動作は、上糸把持手段１６（図７参照）と略、同様と説
明した。従って、制御プログラム次第では、緊張制御装
置１９が上糸把持手段１６の機能を併せ奏することが可
能で、これによって、ミシンの付属装置の中から上糸把
持器１６を省略することができる。

【００３９】すなわち、緊張制御装置１９に供給する電
流には、上述した上糸繰り出し張力の調整を目的とする
ものの外、図１に示す上糸把持制御装置１８からの出力
信号に基づき上軸（プーリ１５）回転の所定角度・期間
〔図６（ｃ）における角度ニ〜ト〕に上糸１１の把持を
行なわせるものがある。この場合、供給する制御電流の
強さは、可動コイル２２に取り付けた摩擦板２３の材質
・特性にも関係するが、図６（ｃ）に示す上糸の釜止め
抜けの期間において上糸に発生する如何なる異常張力の
ピークをも優越し、その期間、上糸１１を把持して繰り
出しを停止するだけの摩擦力を生じさせる必要がある。

【００４０】さきに述べたように、図６（ｃ）におい
て、角度ニ〜ト期間に発生する上糸張力のカーブ、形
状、大きさ等は、ミシンの設定速度や縫製条件等によ
り、合体したり丈高になったり種々に変動する（ただ
し、角度ニ〜ト期間は変動しない）が、少なくとも、当
該ミシンの使用回転数の上限で発生する上糸張力の大き
さに対して上糸１１を把持、停止できる程度の摩擦力を
発生する電流値を用意する事を要する。

【００４１】又、図６（ｃ）では、緊張制御装置１９に
対する上糸把持制御装置１８からの制御と、ミシンの設
定速度に基づく上糸繰り出し張力の制御とは重複しては
行われないように説明しているが、さきにも説明したと
おり、上糸把持制御を繰り出し張力調整制御の上に載せ
て行うことには障害はない。しかし、上糸の把持制御は
正しく角度トにおいて終了する事が肝要である。これに
は、緊張制御装置１９の動作特性に基づき、補正する手
段もあり得る。

【００４２】上糸の繰り出し張力調整制御時期を図６
（ｃ）における角度ト〜イ間に限るとすれば、その時期
（角度）的制御は、上糸把持制御装置１８の出力信号に
より行わねばならない。上記上糸把持制御及び電流値制
御手段は、本出願当時のエレクトロニクス技術のレベル
の範囲内で、当業者が容易に設計することが可能であ
る。なお、緊張制御装置１９の構造の説明では、可動コ
イル型の図４に示すような電磁作動器を例示して解説し
たが、作動条件、設計次第では、図８に示すような可動
鉄片型若しくは可動鉄芯型のような装置であつても、使
用に耐えるものが得られる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、従来から使用されているリン
ク天秤又は円板式巻形回転天秤等による上糸取り上げ操
作を行うミシンに上糸の緊張制御装置を取付けることに
より、縫製時、釜止め抜けの時期に生じる上糸の異常張
力を遮断又は緩和して、縫い締め以前に緊張制御装置か
ら上糸が繰り出されることを防止し、通常の縫合布に良
好な縫いを施すことができるのは勿論、ミシンの設定速
度の変化に対応して上糸の繰り出し張力を調整し、ミシ
ンの低速から高速回転にわたって、特定の縫製条件に対
し常に適正な上糸張力を保持するようにして、柔らかな
布地や極薄物の縫製に当っても、縫い締まりや縫い縮み
が出ない良好な縫製を行う。

【００４４】又、上記緊張制御装置は、特定な縫製条件
に対しミシンの回転速度を設定することにより、自動的
に適正な上糸繰り出し張力を付与することができる。さ
らに、一つの緊張制御装置に上糸把持機能と上糸調子の
調整機能とを合わせ持たせることができ、目的に応じて
制御手段、制御プログラムを設計することにより、上述
の作用、効果を確実に奏する。したがって、あらゆる条
件の許において良好な縫い目を形成することができるミ
シンを提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縫糸の緊張制御装置を取り付けたミシ
ン、又は上糸把持手段を取り付けたミシンの一実施例概
略側面である。

【図２】ミシン設定縫い速度に対する上糸張力の変化曲
線のグラフの一例である。

【図３】縫い速度変化と上糸の動的張力変動との相関測
定曲線のグラフの一例である。

【図４】本発明の縫糸の緊張制御装置の一例の断面図、
平面図を示す。

【図５】従来使用されているリンク天秤、上糸調子皿を
備えたミシンの概略側面図である。

【図６】従来型式のミシンにおける天秤取り上げ曲線、
上糸張力変動曲線、上糸把持器作動の相対関係を示す説
明図である。

【図７】電磁式上糸把持器の一例の断面図である。

【符号の説明】 １ ミシン ２ 縫い針 ３ 天秤 ４，６，９ ガイド ５ 糸取りばね ６ 上糸調子器 ８ ベーステンション皿 １０ 上糸ボビン １１ 上糸 １２ 釜 １３ 下糸 １４ 縫合布 １５ プーリ １６ 上糸把持（器）手段 １７ 位相検知器 １８ 上糸把持制御装置 １９ 緊張制御装置 ２０ ヨーク ２１ 永久磁石 ２２ 可動コイル ２３ 摩擦板 ２４ 帽状体 ２５ 空隙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上糸ボビンと糸取り上げ手段とを繋ぐ上
   糸供給経路に設けた糸調子皿に換えて、上糸が釜越し、
   釜止め抜け及び釜の捕捉爪抜けをする期間に合わせて作
   動し、その間、上糸を抑え繰り出しを停止させる上糸把
   持作用と、上糸を抑える力を加減し摩擦力により上糸調
   子の調整を行う作用とを併せ備える上糸緊張制御装置
   で、前記制御装置における上糸調子の調整を、ミシンの
   設定速度を上げるのに対応して自動的に所定の逆比例関
   係を保って上糸繰り出し張力の大きさを低減することに
   より、縫い締め張力を略、一定に維持することを特徴と
   するミシンにおける縫糸の緊張制御装置。