JP2005198751A - 千鳥縫いミシン - Google Patents

Abstract

【課題】 千鳥振り機構から専用のモータを省き、小型で簡単かつ安価な構成により千鳥振り動作の確実性を高める。
【解決手段】 電熱コードＣを供給するボビン２４とノズル２７を保持筒２２に保持する。保持筒２２を旋回機構３１により針棒６の周りで旋回する。ミシン主軸５にカム部材４０を連結し、カム部材４０の回転を千鳥振り機構４３でノズル２７の揺動運動に変換する。千鳥振り機構４３の第１レバー４５はカム溝４１の形状に従って昇降体４４を駆動する。昇降体４４にリング４６を回転可能に設け、リング４６と第２レバー４７をリンク４８で連結する。第２レバー４７にアーム４９を介してノズル２７を取り付ける。第２レバー４７に支点軸５６からの距離を可変な入力部４７ａを設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、加工布にコードやテープ等の連続素材を千鳥縫目で縫い付ける千鳥縫いミシンに関するものである。

千鳥縫いミシンは、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、連続素材Ｃを糸で千鳥状に抱持する縫目（千鳥縫目）を形成して加工布に縫い付けるミシンであり、針が連続素材Ｃに突き刺さらないように、素材Ｃを縫付位置Ｐ（針落点）の手前で左右に振る案内体Ｇを備えている。特許文献１に記載された千鳥縫いミシンは、案内体を往復回動させる案内体駆動機構と、布押え支持体を昇降する昇降駆動機構と、布押え支持体を針棒の周りで回転する回転駆動機構とを備えている。各駆動機構にはそれぞれ別個のモータが設けられ、３台のモータを同期制御することによって千鳥縫いが行われる。また、案内体駆動機構のモータの回転数を制御することで、案内体の振れ量が連続素材の太さや幅に応じて調整される。
特開平８−２９９６３９号公報

ところが、従来のミシンによると、千鳥縫いに３台のモータを必要とするため、コストが高くつき、制御が複雑化するばかりでなく、モータがミシンヘッドに大きなスペースを占有する問題点があった。また、モータは負荷変動等により回転数が変化しやすいため、案内体駆動機構において、連続素材の千鳥振り動作が針棒の上下動作に対し正しく同期しなかった場合に、針が連続素材に突き刺さる可能性がある。このため、電熱コードやワイヤ等を縫い付ける縫製品の加工には、特に、千鳥振り動作の確実性に不安があった。

本発明の目的は、上記課題を解決し、小型で簡単かつ安価な構成により、千鳥振り動作の確実性を高めることができる千鳥縫いミシンを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の千鳥縫いミシンは、コードやテープ等の連続素材を糸で千鳥状に抱持する千鳥縫目を形成して加工布に縫い付けるミシンであって、連続素材を縫付位置に向けて案内する案内部材と、案内部材を縫付位置の手前で揺動可能に保持する保持部材と、保持部材を針棒の周りで旋回する旋回機構と、ミシン主軸に連動して回転するカム部材と、カム部材の回転を案内部材の揺動運動に変換する千鳥振り機構とを備えたことを特徴とする。

ここで、連続素材としては、連続して細長く延びるものであれば特に限定されないが、電熱コード、装飾テープ、電線、ワイヤ、綱、ゴム紐、リボン等の線材、紐材又は帯材を例示できる。案内部材としては、線材や紐材を通す穴を備えたパイプ状又はリング状の部材、あるいは、帯材を通すスリットを備えた部材等を使用できる。連続素材の供給には、ボビン、リール、ケース等の部材を使用できる。縫製方向にあわせて連続素材の供給方向を変更できるように、案内部材と共に供給部材を保持部材に保持して、針棒の周りで旋回可能に設けるのが好ましい。

旋回機構は、案内部材の向きを針棒の周りで変更して、縫製方向を変換する機能を果たす。旋回機構には、例えば、モータを駆動源とし、ベルト、歯車、チェーン等の伝動部材を備えた機構を採用できる。カム部材はミシン主軸の回転を千鳥振り機構の動力源として転用する部材であり、該部材を用いることで、千鳥振り機構から専用のモータを省くことができる。カム部材をミシン主軸に連動させる手段には、正確な速度比が得られる点で、タイミングベルト、歯車、チェーン等の噛み合い伝動部材が好適である。

千鳥振り機構には、小型で確実に動作するリンク機構が好ましい。具体的には、千鳥振り機構を、保持部材に昇降可能に支持された昇降体と、カム部材のカム形状に従って昇降体を昇降する第１レバーと、昇降体に針棒の周りで回転可能に設けられた回転体と、保持部材に針棒と直角な軸線周りで揺動可能に支持された第２レバーと、第２レバーを回転体に連結するリンクと、第２レバーに案内部材を取り付ける取付部材とから構成するとよい。こうすれば、保持部材の旋回運動と第２レバーの揺動運動とをスムーズに複合させ、縫製方向の変換中でも、案内部材を的確に千鳥振り動作させることができる。

また、千鳥振り機構に、連続素材の太さや幅に応じて案内部材の振れ量を調整する機能を与えるとよい。具体的には、第２レバーに該レバーの支点部からの距離（レバーの腕の長さ）を可変な入力部を設け、この可変入力部にリンクの出力部を接続するとよい。可変入力部としては、振れ量を無段階に調整可能な長孔でもよく、振れ量を段階的に調整可能な数個の孔でもよく、第２レバーの腕を無段階又は段階的に伸縮自在に形成してもよい。

本発明に係る千鳥縫いミシンによれば、ミシン主軸に連動するカム部材で千鳥振り機構を駆動するので、千鳥振り機構から専用のモータを省き、小型で簡単かつ安価な構成によって、千鳥振り動作の確実性を高めることができるという効果を奏する。

図１，図２に本発明を実施するための最良の形態を示す。この千鳥縫いミシン１は、連続素材としての電熱コードＣを加工布Ｗに縫い付けるミシンであって、電熱コードＣを供給するボビン２４と、電熱コードＣを針棒６下側の縫付位置Ｐに向けて案内する案内部材としてのノズル２７と、ノズル２７を縫付位置Ｐの手前で揺動可能に保持する保持筒２２と、保持筒２２を針棒６の周りで旋回する旋回機構３１と、ミシン主軸５に連動して回転するカム部材４０と、カム部材４０の回転をノズル２７の揺動運動に変換する千鳥振り機構４３とを備える。

ボビン２４は保持筒２２に取り付けられ、旋回機構３１によりノズル２７と共に旋回される。旋回機構３１は、歯付きプーリ２９と、タイミングベルト３０と、モータ（図示略）とから構成される。カム部材４０は、大径歯付プーリ３６、タイミングベルト３８、小径歯付プーリ３７を介してミシン主軸５に連結され、ミシン主軸７の一回転につき半回転する。カム部材４０には直径に関し線対称形状のカム溝４１が形成され、千鳥振り機構４３がカム溝４１のカム形状に従ってノズル２７を縫付位置Ｐの左右へ振り動かす。

千鳥振り機構４３は、保持筒２２に昇降可能に支持された昇降体４４と、カム部材４０のカム形状に従って昇降体４４を駆動する第１レバー４５と、昇降体４４に針棒６の周りで回転可能に設けられた回転体としてのリング４６と、保持筒２２に針棒６と直角な軸線周りで揺動可能に支持された第２レバー４７と、第２レバー４７をリング４６に連結するリンク４８と、第２レバー４７にノズル２７を取り付ける取付部材としてのアーム４９とを備えている。そして、第２レバー４７に支点部の軸５６からの距離を可変な長孔からなる入力部４７ａが設けられ、この可変入力部４７ａにリンク４８の出力部４８ａが接続される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１，図２に示すように、この実施例の千鳥縫いミシン１は、機枠２に複数のヘッド３を並べた工業用多頭式ミシンであって、厚手の加工布（マット）Ｗに電熱コードＣを千鳥縫目で波形に縫い付けて（図９及び図１０参照）、自動車用のヒータマットを縫製する。加工布Ｗは刺繍枠４に張り付けられ、刺繍枠４は枠駆動モータによりテーブル（図示略）の上でＸ，Ｙ方向に送られる。テーブルと同じ高さにはベッド（図示略）が配置され、ベッドに針板及び釜が設けられている。

ヘッド３にはミシン主軸５と針棒６と天秤７と糸案内８とが配設され、ミシン主軸５の回転に伴い、針棒６が針棒叩き９により上下方向に駆動され、天秤７が天秤レバー１０を介して上下方向に揺動される。針棒６は針棒ガイド１１と共にヘッド３の針棒ベース１２に昇降可能に支持され、針棒６の下端に針止め１３を介し針１４が止着されている。針棒６は中空状に形成され、上糸Ｔが天秤７、糸案内８、針棒６の入口１５、針棒６の内部、針棒６の出口１６（図３参照）、針止め１３の穴１７を通り、針１４の目穴１８に案内されている。

図１，図３に示すように、針棒ベース１２にはスリーブ２０が固定され、スリーブ２０の中心孔２１に針棒６が挿通されている。スリーブ２０の外周には、保持筒２２がベアリング２３を介し針棒６の軸線周りで旋回可能に支持されている。保持筒２２の下部には、ボビン２４が腕金２５とコ字形枠２６（図９参照）を介して保持されるとともに、パイプ状のノズル２７が千鳥振り機構４３のアーム４９を介して揺動可能に保持されている。そして、電熱コードＣがボビン２４からノズル２７に供給され、ノズル２７によって針棒６下側の縫付位置Ｐに向けて案内されるようになっている。

保持筒２２の上端には歯付プーリ２９が固定され、歯付プーリ２９にタイミングベルト３０が巻き掛けられ、タイミングベルト３０を駆動するモータ（図示略）がヘッド３の後部に設置されている。モータ、タイミングベルト３０及び歯付プーリ２９は、保持筒２２を針棒６の周りで旋回する旋回機構３１を構成し、この機構３１でボビン２４及びノズル２７を保持筒２２と一体に旋回して、電熱コードＣの縫製方向を変換できるようになっている。なお、歯付プーリ２９は、保持筒２２の外周面にプーリ歯を一体形成してもよく、プーリ部品を組み付けてもよい。

図２，図３に示すように、針棒ベース１２には垂直板３３が固定され、垂直板３３の上部に水平軸３４、ベアリング３５を介して大径歯付プーリ３６が支持されている。大径歯付プーリ３６とミシン主軸５上の小径歯付プーリ３７にはタイミングベルト３８が巻き掛けられ、ベルト張力調整用のローラ３９がヘッド３に設けられている。大径歯付プーリ３６の端面にはカム部材４０が固定され、カム部材４０に直径に関し線対称形状のカム溝４１が形成されている。そして、小径歯付プーリ３７と大径歯付プーリ３６の歯数比が１：２に設定され、カム部材４０がミシン主軸５に連動しその一回転につき半回転の速度比で回転される。

カム部材４０とノズル２７との間には、カム部材４０の回転をノズル２７の揺動運動に変換する千鳥振り機構４３が設けられている。千鳥振り機構４３は昇降体４４と第１レバー４５とリング４６と第２レバー４７とリンク４８とアーム４９とから構成されている。昇降体４４は円筒状に形成され、保持筒２２の外周に昇降可能及び相対回転可能に支持されている。第１レバー４５は略Ｖ字形に形成され、基部にて垂直板３３の下端に軸５０で上下に揺動可能に支持されている。第１レバー４５の一端にはカム溝４１に嵌合するカムフォロア５１が設けられ、他端はピン５２で昇降体４４の起立部５３に枢着されている。そして、第１レバー４５により昇降体４４がカム溝４１の形状に従って昇降駆動される。

リング４６は昇降体４４の外周溝５５に嵌着され、昇降体４４の周りで回転可能で昇降体４４と一体に上下動可能に設けられている。第２レバー４７は略直角三角形に形成され、支点部の軸５６により保持筒２２の垂下部２２ａに針棒６と直角な軸線周りで揺動可能に支持されている。リンク４８は略Ｌ字形に形成され、上端水平部がネジ５７でリング４６に結合され、下端部が調整ボルト５８で第２レバー４７の入力部４７ａに連結されている。アーム４９は短冊形に形成され、上端部が連結軸５９で第２レバー４７の出力部４７ｂに連結され、下端部にノズル２７が取り付けられている。

図４，図５に示すように、第２レバー４７の入力部４７ａは、長孔により支点軸５６からの距離を可変に設けられている。リンク４８の下端部には入力部４７ａと略同大の長孔からなる出力部４８ａが設けられ、両方の長孔を通る調整ボルト５８により、出力部４８ａが第２レバー４７の可変入力部４７ａに接続されている。ボルト５８にはスペーサ６１を介してナット６２が螺合され、ナット６２が可変入力部４７ａに嵌合されている。そして、ボルト５８を緩めてスライドすることで、第２レバー４７の有効腕長さを変更し、ノズル２７の左右の振れ量を調整できるようになっている（図５ａ，ｂ参照）。なお、支点軸５６上には、第２レバー４７のガタ付きを除去するための弾性スペーサ６３がブシュ６４を介して設けられている。

図４，図６に示すように、連結軸５９にはアーム４９を第２レバー４７に押し付けるバネ６５が設けられている。第２レバー４７とアーム４９との相対面には、レバー４７側に一対の係止部６６（凹又は凸部）とアーム４９側に一つの係合部６７（凸又は凹部）とが設けられ、係合部６７をバネ６５の付勢力で係止部６６に選択的に係止することで、アーム４９が下向きの使用位置（図４ａの実線位置）又は横向きの休止位置（鎖線位置）に保持される。アーム４９の下部には縦長孔６８が形成され、縦長孔６８にノズル基板６９がネジ７０で高さ調整可能（図４ｂ参照）に取着されている。基板６９には横長孔７１が形成され、ノズル２７を保持するホルダ７２が横長孔７１を通るボルト７３で縫付位置Ｐとの距離を調整可能（図６ｂ参照）に、かつ加工布Ｗに対する角度を調整可能（図６ａ参照）に取り付けられている。

上記のように構成された千鳥振りミシン１において、ミシン主軸５が一回転すると、針１４が釜と協働して一つの縫目を形成し、この間に、カム部材４０が半回転し、千鳥振り機構４３がノズル２７を一方向へ振り動かす。すなわち、図７（ａ）に示すように、カムフォロア５１がカム溝４１の小径部４１ａに係合しているときには、第１レバー４５が上限位置に揺動し、昇降体４４が上死点位置に上昇し、ノズル２７が最も右側に振れている。この状態で、カム部材４０が９０°回転すると、（ｂ）に示すように、カムフォロア５１がカム溝４１の基準径部４１ｂに係合し、第１レバー４５が下方へ揺動し、昇降体４４が中間位置に下降し、リング４６、リンク４８、第２レバー４７、アーム４９を介してノズル２７が中立位置に振れる。

さらに、カム部材４０が９０°回転すると、（ｃ）に示すように、カムフォロア５１がカム溝４１の大径部４１ｃに係合し、第１レバー４５が下限位置に揺動し、昇降体４４が下死点位置まで下降し、ノズル２７が最も左側に振れる。そして、ノズル２７は続くカム部材４０の半回転により左から右へ振れ、図５（ａ）に示すように、カム部材４０の連続回転に伴って左右へ交互に振れ、電熱コードＣを針１４の落下点より側方へ退避させる。従って、この実施例の千鳥縫いミシン１は、千鳥振り機構４３にモータを必要としない小型で簡単かつ安価な構成により、ノズル２７をカム溝４１の形状に従って正確なタイミングと振れ量で千鳥振り動作させ、電熱コードＣを、針１４との衝突や針１４の突き刺さりを回避して、図１０に示すような千鳥縫目で加工布Ｗに確実に縫い付けることができる。

また、電熱コードＣの太さが変わった場合には、調整ボルト５８のスライド操作によりノズル２７の振れ量を容易に調整できる。例えば、図７に示すように、調整ボルト５８を可変入力部４７ａの右端寄りに締め付けた状態では（図５ａ参照）、昇降体４４の昇降に伴い（昇降量＝ｈ＋ｈ）、ノズル２７が中立位置から左右へ同じ角度（例えば、θ１＝６°）で振れる。太目のコード縫いに際し、図８に示すように、調整ボルト５８を可変入力部４７ａの左端寄りに締め付けた場合には（図５ｂ参照）、第２レバー４７の有効腕長さが短くなるため、昇降体４４の昇降量は同じでも、第２レバー４７の振れ角が拡大し、ノズル２７がより大きな角度（例えば、θ２＝９°）で振れ、図５（ｂ）に示すように、電熱コードＣを針１４の落下点より側方へ退避させる。

ヒータマットの加工にあたっては、図９に示すように、縫製方向を周期的に変換して、電熱コードＣを波形に縫い付ける。方向変換に際しては、旋回機構３１が保持筒２２、ボビン２４、ノズル２７を針棒６の周りで一体に旋回して、電熱コードＣの供給・案内方向を変更する。このとき、ノズル２７と共にアーム４９、第２レバー４７、リンク４８、リング４６が旋回するが、リング４６は昇降体４４に対し回転可能に設けられているため、保持筒２２側の旋回力が昇降体４４に伝わらず、昇降体４４及び第１レバー４５が定位置でカム部材４０に連動する。従って、保持筒２２の旋回運動と第２レバー４７の揺動運動とをスムーズに複合させ、縫製方向の変換中でも、ノズル２７を的確に千鳥振り動作させることができる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）図４において、アーム４９に相当する部分を第２レバー４７に一体形成し、このアーム相当部の下端にノズル２７を取付部材としてのネジ７０によりノズル基板６９、ホルダ７２を介して取り付ける。
（２）アーム４９を横向きの休止位置に保持し、千鳥縫いを停止させた状態で、図３に示すように、保持筒２２に布押え足７５を取り付け、加工布Ｗに薄手生地等を縫合できるように構成する。
（３）テープを巻き付けたリールと、スリットを備えた案内部材とを保持筒２２に保持し、テープをリールからスリットを通し縫付位置に供給して、加工布に千鳥縫目で縫い付ける。

本発明の実施例を示す千鳥縫いミシンの正面図である。 同ミシンの左側面図である。 同ミシンの縦断面図である。 同ミシンのノズル取付構造を示す図２の一部拡大図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 同ミシンの千鳥振り動作を示す側面図である。 同ミシンの振れ量調整機能を示す側面図である。 同ミシンの方向変換動作を示す平面図である。 千鳥縫目を示す平面図である。

符号の説明

１ 千鳥縫いミシン
５ ミシン主軸
６ 針棒
２２ 保持筒
２７ ノズル
３１ 旋回機構
４０ カム部材
４３ 千鳥振り機構
４４ 昇降体
４５ 第１レバー
４６ リング
４７ 第２レバー
４８ リンク
４９ アーム
５６ 支点軸
Ｃ 連続素材としての電熱コード
Ｐ 縫付位置
Ｗ 加工布

Claims (3)

1. コードやテープ等の連続素材を糸で千鳥状に抱持する千鳥縫目を形成して加工布に縫い付けるミシンであって、連続素材を縫付位置に向けて案内する案内部材と、案内部材を縫付位置の手前で揺動可能に保持する保持部材と、保持部材を針棒の周りで旋回する旋回機構と、ミシン主軸に連動して回転するカム部材と、カム部材の回転を案内部材の揺動運動に変換する千鳥振り機構とを備えたことを特徴とする千鳥縫いミシン。
2. 前記千鳥振り機構が、保持部材に昇降可能に支持された昇降体と、カム部材のカム形状に従って昇降体を昇降する第１レバーと、昇降体に針棒の周りで回転可能に設けられた回転体と、保持部材に針棒と直角な軸線周りで揺動可能に支持された第２レバーと、第２レバーを回転体に連結するリンクと、第２レバーに案内部材を取り付ける取付部材とを含む請求項１記載の千鳥縫いミシン。
3. 第２レバーに該レバーの支点部からの距離を可変な入力部を設け、該可変入力部にリンクの出力部を接続した請求項２記載の千鳥縫いミシン。

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