JP2008018166A - ミシンの水平釜 - Google Patents

Abstract

【課題】 中釜と針板との間を通過する針糸の通過性を向上させ縫い品質の向上を図る
【解決手段】 水平釜１は、ミシンの縫製時に下糸を供給するボビンを格納する中釜６０と、中釜６０に対して回転駆動され、外周に備える剣先７１により上糸ループに中釜６０をくぐらせる外釜７０と、ミシン針の上下動に同期して周期的に中釜突起６１の外釜回転方向下流側部分と針板突起８１とを引き離す方向に引き寄せるオープナー１０とを備えている。さらに、外釜７０の外周に沿って永久磁石９０を設けたことにより、中釜６０と外釜７０との摩擦を増大させる構成が採られている。これにより、オープナー１０で中釜６０を引き寄せたのち、中釜６０からオープナー１０の先端が離隔した後は、外釜７０と共に中釜６０が回転方向下流側に移動し、上糸が通過するための十分な隙間を確保することが可能となった。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンの水平釜に関し、特に、中釜の外周に設けられた中釜突起と、該中釜突起が遊嵌される針板突起との間に所定のタイミングで隙間を形成するオープナーを備えたミシンの水平釜に関する。

従来から、ミシンの水平釜２０１は、ミシン針によって針板２８０の下方に形成される上糸ループを垂直軸を中心とする回転により捕捉する剣先２７１を有する外釜２７０と、該外釜２７０の上部に保持されると共に下糸を供給するボビンを格納する中釜２６０とを備えている。中釜２６０の上部外縁には半径方向外側に向かって中釜突起２６１が設けられており、針板２８０下面側に形成された二つの針板突起２８１，２８２の間にこの中釜突起２６１が遊挿されている。そして、釜軸２７２を介して下軸と連結されている外釜２７０が該下軸の回転に伴い回転されると、この外釜２７０の内周に設けられたレース面との摩擦により中釜２６０には外釜２７０の回転方向と同一方向の回転力が作用するが、上記中釜突起２６１がその回転方向下流側に位置する針板突起２８１に当接されることで中釜２６０の回転を防止する構成が採られている（図７参照）。

ところで、上糸と下糸とを絡めて縫い目を形成するには中釜突起２６１と二つの針板突起２８１，２８２との間を上糸が通過する必要がある。このため、ミシンの水平釜２０１には、ミシン針の上下動と同期する所定のタイミングで中釜２６０を回転方向上流側に逆転させ、中釜突起２６１と回転方向下流側の針板突起２８１との間に隙間を形成するオープナー２１０が設けられている。
かかるオープナー２１０は、外釜２７０の釜軸２７２に設けられた偏心カム２３１と、中釜案内腕２３２と、中釜案内リンク２３３と、リンク支点ピン２３４とにより４節リンクを構成し、中釜案内腕２３２に取り付けられたオープナー２１０の先端部２１１が中釜２６０の上部外縁に設けられた当接部２６６に作用することで、一針ごとに中釜２６０と針板２７０との間に上糸を通過させるための隙間を形成するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１１４２６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されるミシンの水平釜２０１にあっては、中釜２６０がオープナー２１０によって外釜２７０の回転方向とは逆向きに回動された後、該中釜２６０と外釜２７０との摩擦により中釜突起２６１が回転方向下流側に戻るべきタイミングであるにもかかわらず、中釜２６０自体の慣性力によって図８に示すように上流側に停滞し続け、中釜突起２６１とその回転方向上流側の針板突起２８２との間に十分な隙間を確保することができないことがあった。このため、中釜突起２６１と針板突起２８１，２８２との間を上糸が円滑に通過することができず、縫いムラの原因になるという問題があった。

本発明は、中釜と針板との間を通過する針糸の通過性を向上させ縫い品質の向上を図ることをその目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ミシン針により形成される上糸ループを回転により捕捉する剣先を有する外釜と、前記外釜内に配置されると共に、針板下面に設けられた嵌合部に遊嵌されることで前記外釜の回転に伴う自身の回転を規制する突起部を有する中釜と、前記ミシン針の上下動に同期して周期的に前記突起部の外釜回転方向下流側部分と前記嵌合部とを引き離す方向に引き寄せるオープナーと、前記中釜を前記外釜の内周側に吸着させるための磁石とを備えることを特徴とするミシンの水平釜である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記オープナーは、前記中釜に当接する先端部の移動軌跡が楕円軌道となるように構成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記外釜の回転に伴う遠心力の増加に応じて磁石を中釜に接近させる離接機構を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、磁石により、中釜を外釜の内周側に吸着させることができる。これにより、中釜と外釜との間の摩擦力が向上されて中釜が外釜と共に回転方向下流側に移動される。従って、オープナーにより中釜の突起部における外釜の回転方向下流側部分と針板下面に設けられた嵌合部との間に隙間を形成した後、該突起部における外釜回転方向上流側部分と針板下面の嵌合部との間に上糸が円滑に通過するように隙間を確保することができる。その結果、縫い品質の向上が図られる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、オープナーの先端部は楕円軌道を描いて中釜に当接される。従って、中釜に対するオープナーの作用量が少なく、また、作用速度を低速とすることができるため、作用時に発生する音を低減しつつ、上述の効果を得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、離接機構により、外釜の回転に伴う遠心力の増加に応じて磁石が中釜に接近される。すなわち、外釜の回転速度が高速となるにつれて磁石が中釜に接近されるため、中釜と外釜との間の吸着力が増加し両者間の摩擦力を向上することができる。これにより、外釜の高速回転時においても、オープナーによって回転方向上流側に引き寄せられた中釜を、外釜の回転力で回転方向下流側に戻すことが容易となる。その結果、上糸が円滑に通過する隙間を確保することができ、縫い品質の安定化が図られる。

＜第一実施形態＞
以下、図１から図６を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳しく説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、本実施形態においては、各図中に示したＸＹＺ軸を基準にしてミシンの水平釜の各部の方向を定めるものとする。ミシンを水平面に設置した状態において、Ｚ軸方向は鉛直方向となる上下方向を示し、Ｙ軸方向はミシンアーム部の長手方向と一致する左右方向を示し、Ｘ軸方向は水平且つＹ軸方向に直交する前後方向を示す。

（ミシンの水平釜）
本実施形態では、二本針ミシンに搭載される水平釜を例に説明する。二本針ミシンは、二本の針を上下に駆動して平行な二本の縫い目を形成するミシンであって、各針に個別に対応する二つの水平釜を備えているが、これらは二本針の針落ちを挟んで左右対称に配置され同様の構成を有するため、本実施形態では説明の簡略化のために一方の水平釜のみ図示及び説明するものとする。
図１は本実施形態たるミシンの水平釜１（以下、単に水平釜１とする）の平面図、図２は外釜７０の平面図である。
図１に示すように、水平釜１は、ミシン針により形成される上糸ループを回転により捕捉する剣先７１を有する外釜７０と、外釜７０内に配置されると共に、針板８０の下面に設けられた嵌合部である針板突起８１，８２の間に遊嵌されることで外釜７０の回転に伴う自身の回転を規制する突起部である中釜突起６１を有する中釜６０と、前記ミシン針の上下動に同期して周期的に中釜突起６１の外釜回転方向下流側部分と針板突起８１とを引き離す方向に引き寄せるオープナー１０と、中釜６０を外釜７０の内周側に吸着させるための磁石である永久磁石９０とを備えている。
かかる水平釜１は、ミシンの針板８０の下方に設けられ、縫製時に送り歯４０の針穴に挿入されたミシン針から上糸を補足してループ形成を行うと共に下糸を上糸ループにくぐらせる機能を有している。また、水平釜１は、ミシンが水平面上に設置された状態において、外釜７０の回転中心線が垂直上下方向に沿うようにミシンの内部に装備されている。以下、各部を詳しく説明する。

（外釜）
図２に示すように、外釜７０は、その全体形状が略円筒状であり、当該円筒形状の中心線を軸として回転駆動される。即ち、外釜７０は、その底部側が閉塞されると共にその底面に同心で固定連結された釜軸７２を中心に回転駆動を行う。
釜軸７２は、ミシンを水平面に設置した状態で垂直となるようにミシン機枠内に支持されており、ミシン針を上下動させる駆動軸としてのミシン主軸（図示省略）から図示しない釜軸ギヤを介した周知の伝達機構により回転駆動力が伝達される。かかる伝達機構は、ミシン主軸の回転数に対して二倍速の回転数で釜軸７２を回転駆動する。つまり、外釜７０は、ミシン針の上下動の周波数の二倍の回転数で回転駆動するようになっている。
外釜７０の外周面には、周方向よりやや外側に向かって剣先７１が延設されており、当該剣先７１の先端部の軌跡がミシン針の針落ち位置をわずかに逸れて通過するように設定されている。これにより、外釜７０が回転した際に剣先７１においてミシン針から上糸を捕捉することが可能となっている。なお、外釜７０は、剣先７１の延設方向（図１及び図２における時計回り方向）に向かって回転駆動される。
また、外釜７０の内周面には、該外釜７０内に同軸で配置される中釜６０の外周面と摺接するレース面（図示省略）が当該外釜７０の内周に沿って設けられている。

（中釜）
中釜６０は、外釜７０の開放された上部から当該中釜６０の上部を露出させた状態で外釜７０の内部に格納されている。
かかる中釜６０は、外釜７０に対して回転可能に格納されており、その上部には当該中釜６０の半径方向外側に向かって外釜７０との連動回転規制用の中釜突起６１が延設されている。これに対して、針板８０の下面側には、該中釜突起６１と嵌合する嵌合部としての一対の針板突起８１，８２が設けられており、これら二つの針板突起８１，８２の間に中釜突起６１が遊嵌されている。各針板突起８１，８２は、両者間の隙間が中釜突起６１の幅よりも広い間隔で設けられており、一方の針板突起８１は、中釜突起６１に対して外釜７０の回転方向下流側に位置し、他方の針板突起８２は、中釜突起６１に対して外釜７０の回転方向上流側に位置している。即ち、中釜６０は、中釜突起６１が一対の針板突起８１，８２の間に遊嵌された状態において、わずかながらにその隙間分の揺動が可能となっている。
また中釜６０には、外釜７０の回転駆動時において、該外釜７０の内周に形成されたレース面と該中釜６０の外周面との間の摩擦により、外釜７０から回転駆動力が伝達される。このため、縫製中において後述するオープナー１０によって引き寄せられる以外は、中釜突起６１が外釜７０の回転方向下流側に位置する針板突起８１に当接した状態（図１の状態）が維持されるようになっている。
また中釜６０は、その上部に当該中釜６０及び外釜７０の回転軸と同軸上に突設された支軸を有している。支軸には図示しない下糸供給源としてのボビンが交換可能且つ回転自在に装備される。また、支軸の先端にはボビンケース６５が着脱自在に固定され、該ボビンケース６５と中釜６０とによりボビンを格納保持するようになっている。
ボビンケース６５の上部外縁には鍔状且つ半径方向外側に凸となる角部を有する当接部（羽部）６６が設けられている。かかる当接部６６は、図１に示すように、中釜突起６１よりも回転方向上流側において後述するオープナー１０の先端部１１と対向する位置に設けられている。そして、ミシン主軸の回転に伴い駆動されるオープナー１０の先端部１１が当接部６６に作用することで、中釜６０には周期的に回動力すなわち外釜回転方向上流側に向かう引っ張り力が付与されるようになっている。

（オープナー）
オープナー１０は、上述した水平釜１の中釜突起６１と、該中釜突起６１に外釜回転方向下流側から当接する針板突起８１との間に、外釜７０の回転に同期して周期的に隙間を形成するためのものである。
かかるオープナー１０は、図１に示すように、釜軸７２に固定された偏心カム３１を一端部において包持する中釜案内腕３２の他端部に固定されている。そして、その中釜案内腕３２の中間部には、中釜案内リンク軸３４に揺動可能に支持された中釜案内リンク３３の揺動端がピン３７によって揺動可能に連結されている。かかるオープナー１０は、中釜６０側に湾曲しており、釜軸７２の回転に伴う偏心カム３１の回転により、中釜案内リンク３３に規制されて中釜案内腕３２が揺動するときに、中釜当接部６６に当接される先端部１１が、図３に示すように楕円の運動軌跡を描くようになっている。即ち、外釜回転方向（図１における矢印Ａ方向）と逆方向に中釜６０を回転させて、中釜突起６１を針板突起８１から離す際の先端部１１は、外釜７０の回転方向Ａと同じく時計方向回りの楕円軌道Ｄを描くようになっている。

ここで、図３に示すように、上記楕円軌道Ｄは、中釜当接部６６に沿った方向に長くなっている（Ｓ＜Ｌ）。この楕円軌道Ｄから明らかなように、先端部１１の速度は中釜当接部６６に当たる直前に速度が遅い状態へと減速されるようになっている。従って、先端部１１と中釜当接部６６との衝突音はほぼなくなる。また、図３に示すように、先端部１１が中釜当接部６６に当接するときの速度成分は、Ｘ方向よりもＹ方向の方が大きいので、中釜突起６１と係止部材１２との間を上糸が渡る時間を充分に確保しつつ、中釜６０の揺動量を小さく抑えることができるから、下糸張力が安定し、良好な縫い目を形成することができる。また、先端部１１は、中釜当接部６６に当接した後、Ｘ軸方向への移動速度が加速されるが、中釜当接部６６を離れる前には、再び遅い速度に減速されるので、中釜６０はゆっくりと回転されることとなり、中釜６０が勢いよく回転することによる中釜突起６１と針板突起８２との衝突も回避することができ、大きな衝突音を発生することがない。

また、図３より明らかなように、本発明のオープナー１０は、中釜６０を回転させて上糸ループが通過した後の先端部１１が中釜６０から離れる方向は、中釜当接部６６にほぼ沿った方向である。このことは、中釜６０の回転後の復帰方向が、先端部１１が中釜６０から離れる方向と正反対であることを意味し、それにより、中釜６０の戻りが容易となる。

（磁石）
そして、本実施形態たるミシンの水平釜１においては、上述した外釜７０の外周に沿って永久磁石９０が設けられている。
この永久磁石９０は、外釜７０のレース面（図示省略）に中釜６０を吸着させることで、該中釜６０と外釜７０との摩擦を増大させる機能を有している。つまり、永久磁石９０は、磁性材料よりなる中釜６０を外釜７０の外側から吸引することで、この中釜６０を外釜７０のレース面に吸着するようになっている。
なお、本実施形態では、かかる永久磁石９０を外釜７０の外周であって剣先７１から外釜７０の回転方向に向かって約９０〜１８０°の範囲に取り付けることとしているが、これに限らず、外釜７０の外側から中釜６０の外周を当該外釜７０の内周のレース面に当接可能であれば、何れの場所に取り付けてもよい。

（水平釜及びオープナーの動作説明）
次に、上記構成を備えるミシンの水平釜１の動作説明を行う。
水平釜１は、縫製時において、ミシン針の上下動に同期して外釜７０がミシン主軸の倍速で回転駆動する。これにより、外釜７０は回転し、下降したミシン針から剣先７１が上糸を捕捉する。捕捉され、ループ形成が行われた上糸は、回転移動する剣先７１により中釜６０の下方を通過して当該中釜６０をくぐることとなる。
そして、オープナー１０にあっては、伝達機構３０のアーム部材３２の運動により該オープナー１０の先端部１１が楕円軌道Ｄ（図３参照）を描いて外釜７０と同じ回転方向に周回移動して、所定の位相において当接部６６と当接し、予め設定調整された開き量分だけ中釜突起６１を針板突起８１に対して開き、その間を上糸が通過する（図４参照）。また、さらにオープナー１０の先端部１１が移動すると、当接部６６との係合状態が解かれる。
ここで、中釜６０は、永久磁石９０の磁力によって外釜７０の内周側に吸引されているため、オープナー１０の先端部１１と当接部６６との係合状態が解除されると、回転する外釜７０に追従して該外釜７０と同じ方向（図１及び図３における時計回り方向）に回転することとなる。つまり、中釜６０と外釜７０との十分な摩擦力により中釜６０が外釜回転方向下流側すなわち図１に示す矢印Ａ方向（時計回り方向）に移動され、中釜６０と一体に移動する当接部６６が同Ａ方向に移動されることにより、該当接部６６と針板８０の下面に設けられた上流側の針板突起８２との間に隙間が形成されることとなる。これにより、上糸は中釜突起６１と針板突起８２との間を円滑に通過し、さらにオープナー１０の先端部１１と当接部６６との間を通過する。そして、上糸は中釜６０を完全にくぐり終わり、そのループに下糸が挿通された状態となる。このようにミシン針の上下動毎に上記糸繰りが行われ、縫製が行われる。

（第一実施形態の効果）
以上のように、本実施形態たるミシンの水平釜１によれば、永久磁石９０により、中釜６０を外釜７０の内周側に付勢することができる。これにより、中釜６０と外釜７０との間の摩擦力が向上されて中釜６０が外釜７０と共に回転方向下流側に移動される。従って、オープナー１０により中釜６０の突起部６１と外釜７０の回転方向下流側に位置する針板下面との間に隙間を形成した後、突起部６１と外釜７０の回転方向上流側に位置する針板下面との間に上糸が円滑に通過するように隙間を確保することができる。その結果、縫い品質の向上が図られる。
また、オープナー１０の先端部１１が、外釜７０の回転方向と同一方向回りの楕円軌道を描いて中釜６０に当接される。従って、中釜６０に対するオープナー１０の作用量が少なく、また、作用速度を低速とすることができるため、作用時に発生する音を低減しつつ、上述の効果を得ることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について図５及び図６を参照して詳しく説明する。なお、第二実施形態では、上述した第一実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、重複する記載は省略する。
第二実施形態たるミシンの水平釜１０１は、外釜７０の回転に伴う遠心力の増加に応じて磁石すなわち永久磁石１９０を中釜６０に接近させる離接機構としてのシーソー機構１９１を備えているという点において上述した第一実施形態と異なっている。
かかるシーソー機構１９１は、外釜７０の回転軸である釜軸７２と平行に設けられ外釜７０の外周側に固定された支軸１９３と、該支軸１９３に回動自在に連結された板材１９２と、支軸１９３を挟んで板材１９２の一端側であって該板材１９２における外釜７０の中心側の面に固定された永久磁石１９０と、支軸１９３を挟んだ板材１９２の他端であって外釜７０の外側に面して板材１９２に固定された被磁性材料からなる錘１９４と、該錘１９４が固定されている側の板材１９２の端部を外釜７０の中心方向に向かって付勢する板ばね１９５とを備えている。
このシーソー機構１９１は、板ばね１９５の付勢力により、常には板材１９２における錘１９４が固定されている側の端部が中釜６０に近接するように付勢されている。そして、外釜７０の回転速度が上昇すると、遠心力により板ばね１９５の付勢力に抗して錘１９４が外側に移動するため、シーソー機構１９１により永久磁石１９０が中釜６０側に接近することとなる。これにより、永久磁石１９０から中釜６０に及ぶ磁力が増大するため中釜６０は外釜７０のレース面に対してより強力に吸着されることとなり、中釜６０と外釜７０との間に作用する摩擦力が向上する。従って、外釜７０の回転に応じて中釜６０が外釜回転方向下流側（図５及び図６中における時計回り方向）に回動される。

第二実施形態たるミシンの水平釜１０１によれば、外釜７０の回転速度が高速となるにつれて永久磁石１９０が中釜６０に接近されるため、中釜６０と外釜７０との間の摩擦力を向上することができる。これにより、外釜７０の高速回転時においても、オープナー１０によって外釜７０の回転方向上流側に回動された中釜６０を、外釜７０の回転力で回転方向下流側に容易に復帰させることができる。その結果、中釜突起６１と針板突起８１，８２との間を上糸が円滑に通過することができ、縫い品質の安定化が図られる。

なお、第二実施形態に示すシーソー機構１９１を有する構成の場合、永久磁石１９０に比べて錘１９４の重量を重く設定したり、或いは、支軸１９３から永久磁石１９０の重心までの距離よりも該支軸１９３から錘１９４の重心までの距離が遠くなるように設定したりすることで、外釜７０の回転に伴い永久磁石１９０を中釜６０に接近させることができる。

本実施形態たるミシンの水平釜を示す平面図である。 本実施形態における外釜の構成を示す平面図である。 オープナーの先端部の移動軌跡である楕円軌道を図示した説明図である。 本実施形態において中釜と針板との隙間を上糸が通過する様子を示す模式図である。 本発明を適用した第二実施形態（外釜低速回転時）を示す平面図である。 本発明を適用した第二実施形態（外釜高速回転時）を示す平面図である。 従来のミシンの水平釜を示す平面図である。 従来のミシンの水平釜を示す平面図である。

符号の説明

１，１０１ ミシンの水平釜
１０ オープナー
１１ 先端部
３０ 伝達機構
３１ 偏心カム
３２ 中釜案内腕
３６ 中釜案内リンク軸
４０ 送り歯
５０ 水平釜
６０ 中釜
６１ 係合突起（突起部）
６５ ボビンケース
６６ 当接部（羽部）
７０ 外釜
７１ 剣先
７２ 釜軸
８０ 針板
８１ 針板突起（嵌合部）
８２ 針板突起（嵌合部）
９０，１９０ 永久磁石
１９１ シーソー機構（離接機構）

Claims (3)

1. ミシン針により形成される上糸ループを回転により捕捉する剣先を有する外釜と、
   前記外釜内に配置されると共に、針板下面に設けられた嵌合部に遊嵌されることで前記外釜の回転に伴う自身の回転を規制する突起部を有する中釜と、
   前記ミシン針の上下動に同期して周期的に前記突起部の外釜回転方向下流側部分と前記嵌合部とを引き離す方向に引き寄せるオープナーと、
   前記中釜を前記外釜の内周側に吸着させるための磁石とを備えることを特徴とするミシンの水平釜。
2. 前記オープナーは、前記中釜に当接する先端部の移動軌跡が楕円軌道となるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のミシンの水平釜。
3. 前記外釜の回転に伴う遠心力の増加に応じて磁石を中釜に接近させる離接機構を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のミシンの水平釜。

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