JP2007502691A - 適応性がある多ヘッドの強力縫い機 - Google Patents

Abstract

自動ボビン装着機は、ボビン収容部（２０）を有した縫い面の下方に取り付けられたフックアセンブリ（１４）を含んでいる。フックアセンブリは駆動軸（２２）によって駆動され、動作のための第１位置から装着のための第２位置へ移動できる。ボビン装着機はボビン芯など残っているものを除去する吸引チューブ（４２）を含んでいる。ボビン装着機は、フックアセンブリがその動作位置に戻る前に、ボビン装着アセンブリ（４６）から替えのボビンをボビン収容部に装填する。加えて、厚みのある材料を貫いて縫うために、針は針キャリッジ（６０）によって保持される。針キャリッジは縫われつつある材料に合わせて移動し、それにより、材料が縫われる間針をほぼ垂直に維持することができる。

Description

本発明は、ミシンもしくは縫い機に関し、特に、針で移動する上糸と下糸とを用いて二重縫いあるいはその他の工業用縫いを行うミシンもしくは縫い機に関するものである。

ミシンは、縫い合わされる材料の層を貫いて挿入される針によって移動する上糸を用いるものとして長い間知られている。フックシャトル機構は、針の端における糸の輪に係合し、また、ボビンの周りに糸の輪を作り、これによって、材料が次の縫いに進められるとき針が材料を通って引き抜かれて戻る前に二重縫いを形成することができる。このようなミシンは、何年にもわたって電子制御とともに改善され、それによって様々な種類の自動縫いが可能となっている。しかしながら、これら公知の種類のミシンの問題点は、いくつかの要因によって限られた厚みの生地ないし材料しか貫通できないことである。それらの要因には、針が、その挿入される間に縫われつつある材料とともに移動するために針が材料を出入りするときに傾くと言う事実がある。また、ボビンは、二重縫いを形成するため上糸によって取り巻かれる必要がある。このため、そのような自動化された作業のための機械の収容容積は、下糸が排出されるときにボビンを定期的に元に戻す必要性から限られたものとなることである。

下糸の残り量の検知に関するいくつかの発明があり、それらによってオペレータは糸切れの前にボビンを交換する時期を知ることができる。しかしながら、これは、ボビンを交換し縫いを再び開始するのに必要な中断時間に対処したものではない。また、多くの場合ボビンに近づくための、上糸や下糸を除くための処理や縫われつつある材料を取り除くのに必要なことが、所要のボビンの交換に起因した生産性の損失についてのさらなる阻害要因となることが明らかにされている。

ストラップ材料、例えば、２００００ポンドの補給品や装備を辺鄙な地域に落とすため用いられ、および／または軍用のため用いられるようなストラップを縫い合わせるような用途では、高強度のストラップ材料の多くの層を貫いて縫うことができる要請は公知の装置にはなく、あるのは多層領域でより少ない材料を貫いて縫うような対処である。

荒い地の織物のストラップの表面における材料の非透過層を縫うような他の用途では、公知のミシンはこの目的を達成することができない。これは、ある程度、高さの容量が制限されていることや、針が貫通しさらには一様な二重縫いを行うことができる厚みの材料に対処できないことに起因している。加えて、防水シートや大きな覆いを縫うような用途の中には、平行な縫い目が必要なものがあり、それらの縫い目は数インチの間隔で、および／またはそれらの縫い目が強度のために多数の列になっていることが必要なものである。現在、これらの点は、ミシンを通る多くの経路によってなす必要があり、これは、縫われる材料の長さやボビンに巻かれる下糸の量によっては、多大な時間を必要とし、また、面倒なことにもなる。

以上の多くの問題に対処する適応性を持ったミシンを製造すること、また、１つまたはいくつかの縫い目で多層の材料を縫い合わせることを可能とすることは望ましいことである。また、縫い目の中途でボビンを取り替えなければならないという長い間知られている問題を解決することはきわめて有益なことでもある。

簡潔には、本発明は、上述した従来のミシンに関する懸案事項に対処する強力なミシンを提供し、また、それが最大で約４インチまたはそれ以上の厚みで材料の多くの層を縫うことを可能とするものである。

本発明の１つの実施態様では、自動ボビン装着機を有したミシンが提供される。自動ボビン装着機は、ボビン収容部を有した縫い面の下方に取り付けられたフックアセンブリを具える。このフックアセンブリは駆動軸によって駆動され、動作のための第１位置から装着のための第２位置へ、好ましくは治悪回転によって移動できる。ボビン装着機は第２の位置におけるフックアセンブリに隣接して取り付けられる。ボビン装着機は、ボビン芯やほつれた糸など残っているものを除去する吸引チューブを含んでいる。この吸引が行われることによりほとんど使い果たされて残っているボビンの芯が引き出される。ボビン装着機は、ボビン装着アセンブリから替えのボビンをボビン収容部に装填する。ボビン装着機は、好ましくはフックアセンブリから離れるように動き、フックアセンブリが動作のための第１位置に戻る。

好ましい実施形態では、フックアセンブリはフック駆動軸の回りに回転でき、それによって、フックアセンブリが駆動系統に係合しまた係合を解除する必要がなくなり、時間調整が不要とすることもできる。

好ましくは、ボビン装着機はフックアセンブリに向かって、また、フックアセンブリから離れるように移動でき、これにより、ボビンを装着でき、また、フックアセンブリが移動する間にそれとの間に隙間を設けることができる。

好ましい実施形態では、フックアセンブリはセンサを含み、それによってボビンがほとんど使い果たされたことを検出することができる。また、好ましくは、材料をミシンを通して駆動するためのドッグが複数の歯付きローラとして設けられ、このローラは、フックアセンブリがその動作ための第１位置からボビン装着のための第２位置へ移動するときに駆動ホイールと係合し、また、その係合を解除するものである。

好ましい実施形態では、ボビン装着機は供給棒にボビンの補給物を含んでいる。フックアセンブリのボビン収容部に１つのボビンを装填するため、供給捧のボビンは最後のボビンが供給捧の端からスライドして抜け出てボビン収容部に入るように前方に押し出される。好ましくは、制御アームによってただ１つのボビンが供給捧から離れてボビン収容部に入る。

好ましい実施形態では、ボビン装着機は少なくとも２つの軸線で移動できるように取り付けられ、これにより、フックアセンブリが装着のための第２位置にあるときにそのフックアセンブリに向かって、また、これから離れるように動くことができる。好ましい実施形態では、吸引チューブがベンチュリを伴って形成され、また、ボビン装着機において軸回転可能に取り付けられる。

好ましくは、ボビン押し下げアームが、フックアセンブリとは別に取り付けられ、ミシンの動作に合わせて、ボビンから上方へ上げられて上糸の輪を当該アームの下側を通すように上および下へ駆動される。また、センサが上記アームに取り付けられ、このセンサは、ボビンがほとんど使い果たされたときを検出し、コントローラに知らせてボビンの取替え動作を引き起こす。

好ましい実施形態では、上記押し下げアームがボビン収容器におけるボビンがほとんど使い果たされたことを検出したとき、下糸切断機が下糸と係合し、その下糸を切断する。また、好ましくは、上糸切断機が上糸と係合し、その上糸を切断してボビン取替え動作の間にさらに糸を引っ張ることを防止する。フックアセンブリは、その後動作のための第１位置から装着のための第２位置まで回転する。その第２位置では、最初のボビンが吸引チューブによって取り除かれ、新しいボビンが装填されている。

好ましい実施形態では、フックアセンブリは上記駆動軸に沿ってスライドでき、複数の位置のいずれにも位置することができ、これにより、以下で詳細に説明するように、ミシンのスロート幅を調節でき、および／または多数の縫いヘッドをそれぞれの間の距離を変えて配置することができる。

本発明の他の態様では、１つまたはそれ以上の複数の縫いヘッドをミシンに取り付けられて、所望の間隔に調整でき、複数の縫いを同時に実施できる。

１つの好ましい実施形態では、フックアセンブリは上記第１位置から上記第２位置へ回転駆動によって回転させられる。

本発明の他の態様では、ボビン保持捧に配されたさらなるボビンは、空気圧による噴流を利用してフックアセンブリの前記ボビン収容部内に入れられる。

本発明の他の態様では、ボビン装着機は、１つまたはそれ以上の新しいボビンを当該ミシンが動作し続ける間に装着できる補給位置に移動できる。好ましくは、ボビン保持供給捧が、複数の新しいボビンを同時に装着できるような補給位置のオペレータまたは自動補給装置に向かって回転できる。

本発明の他の態様では、ミシンが複数の層の厚い材料、でその厚みが、２インチ、３インチ、また、４インチあるいはそれ以上でもあり、これらの層は一様な二重縫いを用いて一緒に縫われる材料を貫いて縫うことを可能にするため、上記針キャリッジが、縫われつつある材料の前記ミシンを通る移動に合わせて、水平方向にスライドして移動できるように取り付けられる。これにより、針が上方および下方に動き、上記針キャリッジ全体が縫われる材料の動きに合わせて水平方向で前後に動く間に縫うことができる。この際、上記針は、当該針が縫い動作の間ほぼ平行で垂直な配置を維持されて当該針の傾きが除かれるように挿入される。これによって、一緒に縫い合わされる厚くおよび／または堅い材料において針折れを生じさせるような針の傾きを排除することができる。また、針の傾き動作を結合するような動きがないので、複数の厚みの材料を高速で縫うことができる。

好ましくは、針キャリッジは、少なくとも２つの水平なガイド捧上をスライドして移動し、また、縫われる材料内への針の動きに合わせて駆動され、縫われる材料をミシンを通して引っ張る供給ローラに合わせて水平方向に動かされる。

好ましい実施形態では、ミシンの多数の上側ヘッドがミシンのフレームおよび駆動軸上をスライドして移動でき、それによって平行縫いのための複数の針の間の距離を所望の間隔に調整することができる。

好ましくは、上糸用の糸引きおよび糸切り装置が設けられ、この糸引きおよび糸切り装置が、アクチュエータによって駆動されて上糸に余分なたるみを生成する第１フックと、針からアクチュエータ駆動の切断装置に糸を引っ張る第２アクチュエータとを含み、上記切断装置は針を通る糸の尾が未だ残っている間に当該糸を切断し、再び針に糸を通すことなく縫い動作を再開する。

本発明の特徴および要素は好適な実施形態において特定の組合せで説明されるが、それぞれの特徴ないし要素は、（好適実施形態における他の特徴や要素を伴わない）それ自身で、または本発明の他の特徴や要素を伴うかまたは伴わない様々な組み合わせで用いることができるものである。

前述の概要は、以下の本発明の好適実施形態の詳細な説明と同じく、添付の図面と併せて読まれるときによりよく理解できる。本発明を説明する目的で、図面には現在のところ好適である実施形態が示されている。しかし、本発明は図に示されるそのままの構成には限られない。

以下の説明では、特定の用語は説明の便宜のためにのみ用いられるものであり、限定するものではない。「下の」、「上の」、「右の」および「左の」と言う用語は、参照されている図面内の方向を指している。また、特にことわらない限り、参照される項目の用語は１つまたはそれ以上を含むものとして定義されるものである。

図１−９には、本発明による、ボビンを自動装着するミシン１０が示されている。ミシン１０は、好ましくはフレーム１１（図１２および１３により詳細に示される。）を含み、このフレームは、上側の針保持ヘッド１２と、ボビン１６を移動させる下側のフックアセンブリ１４とを、それぞれの上側針ヘッド１２／下側フックアセンブリ１４の組み合わせごとに有している。図１に示すように、フックアセンブリ１４は、好ましくはボビン収容部２０の周りを回転する回転フック１８を含む。フック１８は駆動軸２２と一対のかさ歯車２４、２５によって駆動される。材料供給歯車２６の形態の駆動ドッグは針開口に隣接して配置され、図７に示すように分離駆動歯車２７によって駆動される。遊び歯車２８が歯車２６の間に配されることにより、これらの歯車は総て同じ方向に駆動される。ボビン保持／センサアーム３０は、ボビン１６の位置を保ち、また、駆動軸２２上のカム３１によってローラ従動部３２を経由して駆動される。ここでローラ従動部はフック１８の動きにあわせてアーム支持捧３３を上下させ、上糸の輪がボビン１６を取り囲むようにすることができる。センサ３４は図８に示すようにアームの端に取り付けられ、これにより、ボビン１６の下糸がほとんど無くなったことを示す、アーム３０が下方に沈むときを検知することができる。アクチュエータ歯車３６は、フックアセンブリ１４に連結し、好ましくは歯付きベルト３７によって駆動される。これにより、ボビン装着／センサアーム３０が下糸がほとんど使い尽くされたことを示した後、フックアセンブリ１４をボビン装着位置に移動させることができる。

９０度回転する移動が好ましいが、フックアセンブリ１４がボビン装着位置を垂直におよび／または水平に横切るのに利用される構成は他の構成であってもよい。

図２に示されるように、上糸および下糸が自動切断機構によって切断された後、以下で述べるように、フックアセンブリ１４全体が、このアセンブリ１４に取り付けられたアクチュエータ歯車３６を駆動する歯付きベルト３７によって下方に回転させられる。この回転は好ましくは駆動軸２２の回りに行われるものである。材料供給歯車２６は駆動歯車２７（図７参照）から離れる。フックアセンブリ１４が図２の位置まで回転すると、図３−６に示す自動ボビン装着機４０を利用して新しいボビン１６がボビン収容部２０に挿入される。図３に示すように、自動ボビン装着機４０は、概略ボビン収容部２０から離れる方向を向いたエアージェット４３を有した吸引チューブ４２を含む。ボビン装着機４０は好ましくはＸおよびＹ方向に移動できるように装着されている。好適な実施形態では、ボビン装着機４０はＺ方向にも移動できる。これにより、ボビン装着機４０はフックアセンブリ１４の邪魔にならないように移動でき、これによって、フックアセンブリが概略図３に示される第１の位置に動く前に所定の位置に回転することが可能となる。この第１の位置では、吸引チューブ４２はボビン収容部２０に隣接している。エアージェット４３を介してエアーが噴出すと、ベンチュリ効果を生じてボビン収容部２０に残っている下糸あるいは静止したスプールのどれも外へ吸引して離れたところに持って行き捨てるようにすることができる。好ましくは、吸引チューブ４２はアクチュエータ４５によって作動する回転アーム４４上に装着され、これにより、吸引チューブ４２がボビン収容部２０から離れるようにわずかに軸回転されて、ボビン装着機４０が次の移動でＸ方向にのみ横断してボビン装着捧４６が、図４に示すように、ほぼボビン収容部２０に整列するようにすることができる。

ボビン装着捧４６は好ましくは、複数のボビン１６が容易にスライドできる捧を具える。これによって、例えば、チューブに入れられて積み重なったボビンを供給し、次にそれら積み重ねられたボビンが抜け出て捧４６上にスライドして掛かるようにすることができる。好適な実施形態では、ボビン１６は装着捧４６上に置かれ、その上を自由にスライドする。ボビンをより容易に装着するには、その詳細は後述されるようにボビン装着機自身が再装着位置に移動でき、あるいは捧４６が軸回転可能に装着されて捧が装着位置に容易に近づくことができることである。

アーム４８を具えたアクチュエータ４７（図１１にその詳細が示される）はボビン装着捧４６の端に隣接して配され、これにより、ボビン１６が何かの事情で装着棒の端から抜けるのを防いでいる。ボビン装着捧４６がボビン収容器２０に隣に位置すると、図５に示すように、ノズル５０を介して装着捧４６上のカップ状のドライバ５２にエアーが供給され、これによりドライバはボビン１６を前方に押す。そして、アクチュエータ４７がアーム４８を移動させて１つのボビン１６をボビン収容部２０内に装填するようにする。その後アクチュエータ４７は、アーム４８を、他のボビン１６が装着捧４６から抜けるのを防ぐ位置に再び固定する。自動ボビン装着機４０は、その後図６に示すようにボビン収容部２０から離れ、ボビン１６がボビン収容部２０内に残るようにする。

なお、本発明の実施形態では、ボビン１６の糸の後尾１７は結ばれずに解かれた状態である必要があり、実際には、後尾が数インチぶら下がった状態で何の問題もなくボビン１６がボビン装着捧４６に装着されていることが見受けられる。ボビン装着機４０をＸ、ＹおよびＺ方向に動かすための機構は、好ましくはエアシリンダアクチュエータと適切な直線状のガイドであるが、適したものであればどのような機構をも用いることができる。また、ボビン装着機４０のプログラムされた工程の特定の経路によっては、軸回転アームを省くことができる。しかしながら、装着機が内側に傾いて吸引チューブ４２をボビン収容部２０に近接配置することは、使い切ったボビンのどのような残存部分をも完全に吸い出すことを確実にする上で特に有効であることが分っている。

図７には、フックアセンブリ１４を動作位置で保持する前部支持捧５４が示されている。支持捧５４は内側および外側に移動させることができ、また、好ましくはフックアセンブリ１４のスロット５６に係合してしっかりとした支持し、針１３が縫われる材料の中を通過するときに針によって生じる圧力に耐えるようにできる。好ましくは、フックアセンブリ１４の後部もまたミシン１０のフレーム１１における固定された支持部材５８と接して、付加的に支持や圧力に耐える機能を果たす。

図８は動作のための第１位置のフックアセンブリ１４および待機位置のボビン装着機４０の詳細な図を示している。供給ローラ９１および９３が、フック１４の後部の位置に示されており、これらのローラによって材料を押さえ９５まで引張り、さらに押さえを通るようにする。この押さえは上記の材料を駆動歯車２６に押し付ける位置まで下げされるものである。好ましくは、押さえ９５は空気圧で上昇および下降し、また、好ましくはローラを有している。歯付きベルトを駆動するのに用いられる軸回転アクチュエータ軸３８が明瞭に示されている。これは本実施形態における作動の回転手段であるが、軸回転連結を備えた真っ直ぐなリニアアクチュエータを必要に応じて用いることもできる。アーム３３の制限留め具３３Ａも明瞭に示されている。この止め具３３Ａは好ましくは調節可能であり、それによってアーム３３が進み過ぎないようにすることができる。特に、フックアセンブリ１４が図９に示されるボビン装着位置に向けて下方に回転するとき、アーム３３が進み過ぎないようにする。センサ３４の取り付け具３４Ａも明瞭に示されている。自動ボビン装着機４０もまたより詳細に示されている。

図９を参照すると、ボビン収容部２０に自動ボビン装着機４０によって新しいボビン１６が装填される位置まで回転したフックアセンブリ１４の詳細が示されている。アーム３３から延びるボビン保持／センサアーム３０は、その位置が止め具３３Ａによって維持され、フックアセンブリ１４に伴って下方に回転することはない。アーム３３が軸回転する軸３９もまた明瞭に示されている。駆動歯車２７はそれに関連した歯付きベルトやプーリとともに、供給歯車２６から離れた状態で示されている。

ミシン１０の自動ボビン装着機４０の実施形態を説明してきたが、フックアセンブリ１４の移動を実施する実施形態の重要な特徴は、フックアセンブリ１４を駆動軸２２に関して軸回転できるようにすることである。この構成によって、フック駆動部を離すあるいは再び接続することによって生じるタイミングの問題がないことが保証される。また、この構成によって、フックアセンブリ１４上のボビン収容部２０が下方に回転してボビン１６の自動交換のためにより容易なアクセスが可能となる。フックアセンブリ１４は、また、中央ピンに関するラッチ、これはたいていのフックアセンブリに共通のものであるが、このラッチを含まず、また、中央ピンは必要に応じて省くことができる。本件の場合、フックアセンブリ１４は、日本のセイコーが販売している標準的なフックを中央ピンのラッチを取り除くことによる変更によって作成されたものである。中央ピンは、また、取り除いてボビンかごないし収容部の底の小さな芯だしボールに置き換えることもできる。ボビンはその位置がフックアセンブリ１４が動作のための第１位置にある通常の縫い動作の間アーム３０によって保持されるので、ラッチを必要としない。

図８を再び参照すると、下糸（ボビンの糸）１６をカッター５９内に引き込むアクチュエータ５７が示されている。下糸を引っ掛けカッターへと引っ張る端部を有した捧６１のフック端が点線で示されている。また、カッターアクチュエータ６３は下糸を切断するために作動する。カッター５９とアクチュエータ５７および６３は、好ましくは回転可能なフックアセンブリ１４に装着され、それによって、下糸の切断が近接して行われることと、下糸を捕まえてカッター５９に引き込む捧６１の配置との両方を維持することができる。

図１０および１１は、本発明の他の態様を示し、これらには、２つの針／２つのフックのミシンにおける２つのボビン装着アセンブリ４０、４０´が示されている。ボビン装着アセンブリ４０は上述したものと同じである。また、２番目のボビン装着アセンブリ４０´はアセンブリ４０の鏡像となるものであり、これによってボビン装着アセンブリ４０、４０´の位置を相互により近づけることができる。２つのボビンアセンブリ４０、４０´が示されているが、備えられる針／フック構成の数に応じて、より多くのあるいはより少ないボビン装着アセンブリ４０、４０´を用いることができる。

ボビン装着アセンブリ４０、４０´は軸廻りに回転できるフレーム部材１１０に取り付けられる。フレーム部材１１０は、図１１に明瞭に示されるように、それぞれの端部にベアリングブロック１１２を有し、また、アクチュエータ１１４によって９０度回転される。この回転によって、ボビン装着捧４６、４６´を、新しいボビンを補給するためのほぼ垂直な位置まで動かすようにする。この動作はミシンが動作している間に行うことができ、それによって中断時間を最小限にすることができる。

好適な実施形態では、アクチュエータ１１４はリニアアクチュエータであり、ベルト１１６に連結している。ベルト１１６はブロック１１２から出ている軸に連結したプーリ１１８を回転させ、上記ブロックは移動可能なフレーム部材１１０に連結している。この構成が好ましいが、回転アクチュエータを含み他のアクチュエータ構成を必要に応じて用いることができ、また、特有の構成に応じて回転量も約７５度から約１３５度まで変化させることができる。好ましくは、ボビン装着アセンブリのアクチュエータは総て空気圧で動くものであり、空気圧の経路（不図示）は充分に余分な遊びがあり、それによって再装着に必要な回転が可能となる。

さらに図１１を参照すると、ボビン装着アセンブリ４０、４０´のＺ方向アクチュエータ１２８、１２８´が示されている。また、Ｘ方向アクチュエータ１２９、１２９´も示されている。アーム４８、４８´の下でぎっしり詰まったアクチュエータ４７、４７´についても詳細が示されており、これらのアクチュエータは前述したように、新しいボビンが１つだけ装着されるように作動するものである。カップ状のドライバ５２、５２´を備えたボビン装着捧４６、４６´が明瞭に示されている。

好ましい実施形態では、回転可能なフレーム部材１１０は、その全体がボビン装着アセンブリ４０、４０´を伴ってＹ方向において上昇および下降できるように装着される。ベアリングブロック１１２がアクチュエータ１３０に連結され、このアクチュエータがフレーム部材１１０を上および下に動かしてボビン装着アセンブリの高さを調節する。好ましくは、アクチュエータ１３０は、フレーム部材１１０を旋回させてボビン装着アセンブリ４０、４０´を図１１に示す補給位置まで回転させる前に下げるようにする。

図１２−１４には、好適実施形態において、ミシン１０は２つの針保持ヘッド１２、１２´を具える。２つのヘッド１２、１２´が示されるが、当業者であれば１、２、３あるいはそれ以上のヘッドを用い得ることを理解でき、また、ヘッド１２、１２´はフックアセンブリ１４、１４´とともにミシン１０のフレーム１１に沿ってスライドでき隣り合う相互に鏡像のヘッド１２、１２´の間隔を必要に応じておよそ３インチあるいはそれ以下までに、付加的な手段を何も用いないで実現できることを理解できる。ボビン装着アセンブリ４０，４０´は同様に位置することができる。

好ましくは、ヘッド１２、１２´とフックアセンブリ１４、１４´それぞれの駆動軸６６、２２はそれぞれの軸に沿って延びる平らな面を有し、また、駆動のためのプーリ、歯車および／またはスプロケットは軸６６、２２それぞれに沿って所望の位置へスライドすることができる。

図１５を参照すると、針１３が針移動軸６２に装着され、この軸は針キャリッジ６０内を上および下へスライドする。駆動アーム６４は、針軸６２に連結し、また、駆動軸６６によるタイミングベルト駆動部によって駆動される。糸進め機６８の他の動きは、釣合い力とレバーのシステムによって当業者であればわかる方法で行われる。

針キャリッジ６０は、また、少なくとも２つの平行な軸７０上を、縫われつつある材料の移動する方向に水平にスライドできるように装着されている。好適な実施形態では、図１５に示されるように、４つの平行な軸７０が設けられ、これら軸は針キャリッジ６０内のブッシュを通って延在するものである。駆動軸７４に連結した別個の駆動アーム７２はリンク構成７６を介して針キャリッジ６０に連結し、これにより、針キャリッジ６０を縫われつつある材料と同じ速度で矢印８２で示される材料送りの方向に動かすことができる。このとき、針１３はそれが縫われる材料を貫いた状態の下降位置にある。針キャリッジ６０は、針１３が上昇位置で縫われる材料に係合していないときに動き出し位置に戻される。以上の構成により、針１３は、どのような傾く動きをも伴わずに材料に入りまたそこから抜け出す、上昇および下降の移動経路を維持することが確実になる。以上の構成によれば、厚い材料、例えば、１２層またはそれ以上の層で厚みが１¹/₂インチ以上のナイロンストラップを容易に縫い合わせることが可能となり、また、電話帳の２インチ以上の厚みのページを針１３が折れることなく、また、ミシン１０に損傷を与えることなく縫うことが可能になる。

本発明によれば、種々の材料を縫うのに市販の４インチ針を用いている。しかし、縫い合わせる材料の厚みに応じ、必要に応じて長い針を用いることができ、また、必要に応じて中間に調節可能な支持材を針の隣に用いることもできる。

特に好適な実施形態では、ミシン１０は２つの異なる種類の材料を縫うのに用いられる。そのうち１つの材料は不織布であって、繊維をランダムに配列したメッシュ状の少なくとも厚みが０．５インチで好ましくは少なくとも４０％の開き領域を有したものである。この布はポリマーの非浸透性層に縫い付けられてメッシュの領域が多孔性の複合材料を形成することができる。

図１６‐１８には、本発明によるヘッド１２の他の好適な実施形態が詳細に示されている。図１６において、針１３は、“上”位置で示され、図１７では中間位置で示され、また、図１８では最大限“下”の位置で示されている。なお、これらの図において針キャリッジ６０を動かすためのリンク装置７６は、図示を明瞭化するため動いた状態で示されていない。しかし、本開示に基づけば、実際の縫い動作の間、針キャリッジ６０は、図１６において軸７０の最右端にあり、図１７では軸７０上をわずかに左側に動き、さらに、図１８では軸７０の中間にあることは理解できることである。キャリッジ６０は、針１３が材料から上に抜け出るときに動き続ける。

図１５に示す実施形態のヘッド１２と図１６−１８に示される実施形態のヘッド１２が異なる１つの点は、図１６−１８では軸７０を２本だけ用いることである。これらの軸７０は同じように機能して針キャリッジ６０をスライドさせることができる。押さえ９５を上昇および下降させるためのアクチュエータ９６も示されている。

再び図１２−１４を参照すると、これらの図には上糸８４、８４´の自動糸切りシステム８３、８３´の詳細が示されている。自動糸切りシステム８３、８３´は上側の針保持ヘッド１２、１２´それぞれに設けられる。自動糸切りシステムは、第１アクチュエータ８５、８５´を具え、これらのアクチュエータによって切断の前に糸供給部（不図示）からの余分な糸を引っ掛けて引っ張る。そして、切断アクチュエータ８６、８６´が作動して糸をカッターアセンブリ８７、８７´内に引き込む。これらのアセンブリでは、糸は、はさみ型の切刃を固定の刃に対して閉じるアクチュエータ８８、８８´（図１４に最も良く示される）によって切断される。以上の自動糸切りは、材料を取り除くときや、自動ボビン装着機４０が使い切ったボビンを取り替えるのに用いられる際に糸を切るときに有益なものである。

図１３には、ミシン１０を通して材料を引くための材料駆動ホイール９１、９３（図１５における上および下ホイール）が、上駆動ホイール９１を上および下に移動させるアクチュエータ１３１とともに示されている。これらの材料駆動ホイール９１、９３は、駆動軸１３３および１３５上を前後にスライドし、これにより、これらホイールは針保持ヘッド１２、１２´とフックアセンブリ１４、１４´の位置に応じて適切な位置に位置することができる。

好適な実施形態にかかるミシン１０の２つのヘッド１２、１２´、フックアセンブリ１４、１４´およびボビン装着機４０、４０´の駆動構成が図１９−２１に示されている。駆動軸の総てが図１９の左端に示される電気モータ２０１によって駆動され、この駆動は、一連の駆動用のスプロケット、歯付きプーリ、カムおよび従動部と、ミシン１０の被駆動部分に正確なタイミングの回転や往復運動をもたらすための往復構成とを介して行われる。モータ２０１は、図２０に示されるように、プーリ２０４を介して歯付き駆動ベルト２０２を駆動する。遊び車２０６が駆動ベルト２０２に張力を与えるために取り付けられる。このベルトはフック駆動軸２２に取り付けられたプーリ２０８に連結されている。第２のプーリ２１０がモータ２０１の軸に取り付けられ、第２の歯付き駆動ベルト２１２を駆動する。図１９および図２１に示されるように、第２の歯付き駆動ベルト２１２は針駆動のための駆動軸６６上の駆動プーリ２１４に連結される。軸６６上のプーリ２１６は、ベルト２１８を介して、手動駆動ハンドル２２２の軸上に取り付けられたプーリ２２０に連結される。好ましくは、速度センサ２２４が軸６６の端に配置される。偏心駆動構成２２６がフック駆動軸２２に連結され、下側供給ロール駆動軸１３３を連結ロッドおよび一方クラッチの構成を用いて駆動する。手動駆動ハンドル２２２に連結された、同様の偏心駆動部２２８が、連結ロッド２３０および一方クラッチを介して針キャリッジ駆動軸２３２に連結される。さらに、アーム２３４およびリンク装置２３６が軸２３２に連結され、上側供給ロール駆動軸１３５を一方クラッチ２３８を介して駆動する。好ましくは、逆動の構成２４０および２４２が、駆動ローラおよび軸２３２の駆動系統に設けられる。好ましくは、図８および９に示すように、軸３８を回転させるのに個別のモータもしくはアクチュエータが設けられ、フックアセンブリ１４、１４´を動作のための第１位置からボビン装着のための第２位置まで回転するのに用いられるベルト３７を駆動することができる。

好ましい駆動構成が図１９−２１に示されるが、当業者にはたいていは理解できるように、駆動の特定の態様が重要な意味を持つのではなく、正確なタイミングの動作がもたらされる限りその態様は変わりうるものである。

好ましい実施形態では、ミシン１０のアクチュエータは空気圧の作用によるものである。しかし、当業者であれば、特定の用途に応じて、電気または液圧などの他の種類のアクチュエータを用いることもできる。

本発明のミシン１０を用いることにより、ストラップ材料および／または４インチ以上の他の厚みのある材料の連続した強力縫いを効果的に行うことができ、その場合に、ボビンを使い切ったことを自動的に検出しその交換が行われるのでボビン１６を手動で交換する必要がなくなる。多数のヘッド１２が同時に動作するとき、それらのヘッドは、特定の用途に応じて互いに近づきまたは離れることができる。また、間隔が非常に近い２つの針を保持するキャリッジ構成を備えて２つの隣接する上ヘッド１２、１２´を結ぶことも可能である。フックアセンブリ１４．１４´は近づいて（１インチ以内）ともに移動するようにでき、これにより、きわめて近い間隔で、平行な強力縫いを行うことができる。そして、この強力縫いは、防水シートあるいは他の強力なストラップの用途に有効である。

ボビン１６は自動的に交換されるので、この種のミシンは連続的に作動できる。従って、ボビン１６を装着している間、過剰な摩擦を防ぐためにフックアセンブリ１４のフック１８にオイルを自動的に付与することが望ましいことがわかっている。標準的なフックアセンブリは本発明のミシン１０によってもたらされる連続的な負荷のための十分な大きさのオイル容器を保持していない。フックアセンブリ１４は、好ましくは標準タイプのものであり、変えるのは普通の取り付けと比較して移動可能に取り付けられるようにすることだけである。このようにすることによって、フックアセンブリ１４が駆動軸２２の廻りに回転できるようになる。その他の点では、フック１８は公知の仕方で動作し、縫われる材料を貫いた針１３から取った上糸を、縫われる材料がミシン１０を通って前方へ引っ張られるときにボビン１６の周りに環状にする。

自動ボビン装着機は本発明のミシンにおいて好適なものであるが、この装着機は他のミシンで用いるようにすることもでき、これにより頻繁にボビンを交換することの必要性を緩和することができる。これは、主に、フックアセンブリ１４が好ましくは駆動軸２２の周りを旋回する動きによって可能となるものであり、それによって、フックおよび針の駆動のタイミングを維持しながら新しいボビン１６を取り付ける手段を提供できる。加えて、自動装着アセンブリは補給位置へ移動できるように取り付けられ、これにより自動または手動で新しいボビンを補給できることが好ましいが、このことは本発明において必要なことではない。

また、上糸および下糸の自動切断機は好ましくは自動ボビン装着とともに実施されるものであるが、自動切断機を別のものとして縫い終わった物品における糸を自動的に切断するように実施することができる。

針キャリッジアセンブリ６０も、またミシンにおいて個別のものとして実施でき、これにより、針１３を、針折れを生じ得る傾斜運動が一切なく、縫われる材料に対して垂直方向だけに移動させることができる。これは、針が挿入されている間に縫われる材料に合わせて針キャリッジ６０を水平に移動させることによってなされる。

本発明によるミシン１０は、従って、厚くおよび／または堅いものを連続動作でまた針の破損がなく縫う上でいくつかの利点がある。

好ましくは、ミシン１０の制御はＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）によって実行され、それによってアクチュエータの動きが備えられたセンサに基づいて制御される。

好適な実施形態では種々の駆動部が歯付きベルトや歯付きプーリを利用するものとして説明したが、当業者であれば、直線歯車、チェーン、スプロケットの駆動部、あるいは様々な部品間のタイミングを維持するようにする公知の駆動部など、他の種類の駆動部も用いることができることは理解できることである。

本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、本発明は上述したこれら特定の実施形態に限定されず、単なる例として説明したものである。また、本発明の変形や拡張は特許請求の範囲で規定される本発明の範囲内にあるものみなされる。

本発明の実施形態によるミシンにおける上側針とボビンを備えた下側フックアセンブリを、一部断面で示す正面図である。 フックアセンブリを９０度回転してボビン収容器が概略垂直の向きから水平の向きに移動した状態を示す、図１と同様の正面図である。 ボビン装着機アセンブリがほぼ使用の終わったボビンをボビン収容器から取り除く位置に移動する状態の、図２に示す位置のフックアセンブリを部分切り欠きで示す斜視図である。 ボビン装着機が、ボビン装着機構がフックアセンブリにおけるボビン収容器と整列する第２の位置に移動し終わった状態の、図３と同様の斜視図である。 ボビン装着アセンブリにおけるボビン保持捧上の最端のボビンをフックアセンブリのボビン収容器内に装着される状態で示す図４と同様の斜視図である。 ボビン相違着アセンブリが離れたときの位置の装着されたボビンを示す、図３と同様の斜視図である。 動作のための第１位置に回転して戻ったフックアセンブリを示す側面図である。 フックアセンブリの第１の位置におけるフックアセンブリとボビン装着アセンブリを示す、本発明の実施形態の詳細な斜視図である。 ボビン収容器新しいボビンを装着することができる位置に回転したフックアセンブリを示す図８と同様の詳細な斜視図である。 ２つの平行な持針器を持つミシンにおける、互いに隣接する２つのボビン装着アセンブリをボビン装着位置で示す、本発明の他の実施形態の斜視図である。 ボビン補給位置に移動した２つのボビン装着アセンブリを示す、図１０と同様の斜視図である。 ミシンフレーム上の２つの移動可能な上側ヘッド、２つのフックアセンブリおよび２つのボビン装着アセンブリを備えた、図１０および１１に示す本発明の実施形態によるミシンを示す模式的正面図である。 図１２の２つの移動可能な上側ヘッド、２つのフックアセンブリおよび２つのボビン装着アセンブリを備えたミシンの詳細な正面図である。 上糸の糸引きおよび糸きり機構を示す、図１３の針ヘッドアセンブリの拡大正面斜視図である。 本発明の実施形態による針キャリッジアセンブリおよび駆動構成を示す上ミシンヘッドの概略側面図である。 針が最上部に位置する状態（この位置で針キャリッジは右へ駆動された後針が縫われる材料に係合する。）の針キャリッジアセンブリおよび駆動構成を示す本発明の他の実施形態による上ミシンヘッドの側面図である。 針が縫われる材料にほぼ完全に係合している、針の中間位置での上ミシンヘッドを示す図1６と同様の図である。 フックが糸と係合する最下部の位置へ針が駆動される状態の上ミシンヘッドを示す図1６および１７と同様の図である。 上ミシンヘッドの駆動部を示す、図１３のミシンの詳細な背面図である。 図１３に示す本発明の実施形態によるミシンにおける駆動システムを示す詳細な拡大正面斜視図である。 図１３に示す本発明の実施形態によるミシンにおける駆動システムを示す詳細な拡大背面斜視図である。

Claims (31)

1. 上側の縫いヘッドおよび下側のフックアセンブリをその上に支持するフレームと、
   縫われる材料を支持する面の下に取り付けられボビン収容部を含んだフックアセンブリであって、駆動軸によって駆動され、また、前記駆動軸の軸線回りに動作のための第１位置からボビン装着のための第２位置へ回転できるフックアセンブリと、
   前記装着のための第２の位置にある前記フックアセンブリに隣接した位置で動作できるよう取り付けられたボビン装着機であって、残っているボビンの芯を除く除去装置と、前記フックアセンブリにおける前記ボビン装着機から取替え用のボビンを前記ボビン収容部内へ入れるボビン供給機とを含むボビン装着機と、
   を具えたことを特徴とするミシン。
2. 前記フックアセンブリは前記ボビンがほとんど使い果たされたことを検出するためのセンサを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記ミシンを通すように材料を駆動する、複数の歯付きローラとして形成された回転ドッグをさらに具え、前記複数の歯付き歯車は前記フックアセンブリが前記動作のための第１位置から前記ボビン装着のための第２位置へ動くとき駆動ホイールとの係合が解かれることを特徴とする請求項１または２に記載のミシン。
4. 前記ボビン装着機は、供給捧に装着されたボビンの補給物を含んでいることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のミシン。
5. １つのボビンを前記フックアセンブリの前記ボビン収容部に装填するため、供給捧上のボビンが、最後のボビンがスライドして前記供給捧の端から抜け前記ボビン収容部に入るように、押し器によって前方へ押されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のミシン。
6. 制御アームが前記ボビン装着機に配され、ボビン供給捧からボビンを１つだけ取り外し前記ボビン収容部に入れるようにすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のミシン。
7. 前記ボビン装着機は、少なくとも２つの軸線の動きができるように取り付けられ、前記フックアセンブリが前記装着のための第２位置にあるとき、前記フックアセンブリに向かって、また、前記フックアセンブリから離れるように動くことができることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のミシン。
8. 前記除去装置は吸引チューブを備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のミシン。
9. 前記吸引チューブにベンチュリ管が用いられ、使い果たしたボビンを前記ボビン収容部から取り除くことを特徴とする請求項８に記載のミシン。
10. 前記吸引チューブは前記ボビン装着機において旋回動作が可能に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載のミシン。
11. ボビン押し下げアームが、前記フックアセンブリとは別に取り付けられ、ミシンの動作に合わせて、ボビンから上方へ上げられて上糸の輪を当該アームの下側を通すように上および下へ駆動されることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のミシン。
12. 前記アームに取り付けられたセンサをさらに具え、該センサは、ボビンがほとんど使い果たされたときを検出し、コントローラに知らせてボビンの取替え動作を引き起こすことを特徴とする請求項１１に記載のミシン。
13. 下糸切断機をさらに具え、該切断機は、下糸と係合し、当該下糸を前記押し下げアームがボビン収容器におけるボビンがほとんど使い果たされたことを検出したときに切断することを特徴とする請求項１２に記載のミシン。
14. 上糸切断機をさらに具え、該切断機は、上糸と係合し、当該上糸を切断してボビン取替え動作の間にさらに糸を引っ張ることを防止することを特徴とする請求項１３に記載のミシン。
15. 前記フックアセンブリは前記駆動軸に沿ってスライドでき、当該アセンブリは複数の位置のいずれにも位置することができることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のミシン。
16. 上側の第２のヘッドおよび下側の第２のフックアセンブリをさらに具え、前記上側のヘッドおよび前記フックアセンブリは、前記フレームおよび前記駆動軸に沿ってスライドでき、これによって、ミシンのスロート幅を調節でき、および／または多数の縫いヘッドをそれぞれの間の距離を変えて配置することができることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載のミシン。
17. 前記フックアセンブリは前記第１位置から前記第２位置へ回転駆動によって回転させられることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のミシン。
18. 前記ボビン供給機は、その上に複数のボビンをスライド可能に配置したボビン保持捧と、前記ボビン保持捧から最後のボビンを前記ボビン収容部内に押し出すための押し器とを備えたことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載のミシン。
19. 前記ボビンは空気圧による噴流を利用して前記フックアセンブリの前記ボビン収容部内に入れられることを特徴とする請求項１８に記載のミシン。
20. 前記ボビン装着機は、１つまたはそれ以上の新しいボビンを当該ミシンが動作し続ける間に装着できる補給位置に移動できることを特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載のミシン。
21. ボビン保持供給捧が前記ボビン装着機に回転可能に取り付けられ、複数の新しいボビンを同時に装着できるような補給位置のオペレータに向かって回転できることを特徴とする請求項２０に記載のミシン。
22. 前記フレームに取り付けられた複数の縫いヘッドおよびフックアセンブリを具え、前記複数の縫いヘッドおよびフックアセンブリはそれぞれの間隔を調整でき、複数の縫いを同時に実施できることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれかに記載のミシン。
23. 前記上側ヘッドの上糸保持針は針キャリッジに取り付けられ、前記ミシンが厚い材料の複数の層を貫いて縫うことを可能にすることを特徴とする請求項１ないし２２のいずれかに記載のミシン。
24. 前記針キャリッジは、縫われつつある材料の前記ミシンを通る移動に合わせて、水平方向にスライドして移動できるように取り付けられることを特徴とする請求項２３に記載のミシン。
25. 前記針は前記針キャリッジを横断する移動ができるように取り付けられ、これによって、前記針は、前記針キャリッジが前記縫われる材料の動きに合わせて水平方向で前後に動く間に上方および下方に動いて縫うことができることを特徴とする請求項２３または２４に記載のミシン。
26. 前記針は、当該針が縫い動作の間ほぼ平行で垂直な配置を維持されて当該針の傾きが除かれるように挿入されることを特徴とする請求項２３ないし２５のいずれかに記載のミシン。
27. 前記針キャリッジは、少なくとも２つの水平なガイド捧上をスライドして移動し、また、縫われる材料内への前記針の動きに合わせて駆動され、前記縫われる材料を前記ミシンを通して引っ張る供給ローラに合わせて水平方向に動かされることを特徴とする請求項２３ないし２６のいずれかに記載のミシン。
28. 上糸の上側ヘッドに配された糸引きおよび糸切り装置をさらに具え、該糸引きおよび糸切り装置は、アクチュエータによって駆動されて上糸に余分なたるみを生成する第１フックと、針からアクチュエータ駆動の切断装置に糸を引っ張る第２アクチュエータとを含み、前記切断装置は針を通る糸の尾が未だ残っている間に当該糸を切断し、再び針に糸を通すことなく縫い動作を再開することを特徴とする請求項１ないし２７のいずれかに記載のミシン。
29. 上側の縫いヘッドおよび下側のフックアセンブリをその上に支持するフレームを具え、
    前記上側ヘッドの上糸保持針は針キャリッジに取り付けられ、
    前記針キャリッジは、縫われつつある材料の前記ミシンを通る移動に合わせて、水平方向にスライドして移動でき、それによって、前記針は、当該針が縫い動作の間ほぼ平行で垂直な配置を維持されて当該針の傾きが除かれるように挿入されて、前記ミシンが厚い材料の複数の層を貫いて縫うことを可能にすることを特徴とするミシン。
30. 前記針キャリッジは２つのほぼ水平なガイド軸にスライド可能に装着されることを特徴とする請求項２９に記載のミシン。
31. 前記針キャリッジに駆動リンク構成が連結することを特徴とする請求項２９または３０に記載のミシン。
    

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