JP2797770B2 - ミシンの針棒駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの針棒駆動装置
に関するものであり、特に針棒の死点位置が変更可能な
針棒駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ミシンには針棒駆動装置が設けられてい
る。針棒駆動装置により、先端部に縫針を保持した針棒
が軸方向に振動させられることによって、上糸が挿通さ
れた縫針が被加工材を貫通し、上糸の糸輪と下糸とが絡
まされて縫目が形成されるようになっているのである。

【０００３】ミシンによって模様縫目やしつけ縫いを行
う場合には、被加工材の送り量に対する縫目の形成数を
通常の縫製時より減少させて大きな縫目を形成する、所
謂飛び縫いが行われており、例えば、特公昭５７−３５
６７５号公報には飛び縫いの可能な針棒駆動装置が記載
されている。この針棒駆動装置においては、針棒が、係
合部材とその係合部材に係合・離脱可能に設けられた係
合ピンとを介して、針棒クランクロッドにより軸方向に
振動させられるガイド棒に連結されることにより、飛び
縫いが可能とされている。すなわち、通常の縫製時に
は、係合ピンと係合部材とが係合させられ、ガイド棒を
介してクランクロッドの振動が針棒に伝達されることに
より、針棒が振動させられて縫目の形成が行われるのに
対して、飛び縫い時には、係合ピンと係合部材との係合
が解除され、針棒とクランクロッドとの連結が絶たれる
ことにより、針棒が一点で停止させられ、縫目が形成さ
れないようになっているのである。

【０００４】しかしながら、上記のように針棒の振動が
停止させられることにより飛び縫いが行われる場合に
は、布送り装置により被加工材が送られる際、上糸が停
止状態にある縫針の針穴内を滑ることとなるため、上糸
と針穴内周面との摩擦力により被加工材が引っ張られて
引きつれが生じ易いという不都合があった。特に、布送
り量が大きい場合や針棒が被加工布から大きく離れた位
置で停止させられている場合に、この傾向が顕著に現れ
る。飛び縫い時には針棒の下死点、すなわち針棒の被加
工材に最も接近する点の位置を縫針が被加工材を貫通し
ないか、貫通はしても縫目が形成されない位置に変更す
れば、針棒を停止させずに飛び縫いを行うことが可能と
なるのであるが、従来はこのように針棒の下死点の位置
を変更することは行われていなかった。

【０００５】針棒の死点位置の変更が不可能であったこ
とによって、上記飛び縫い実行時の他にも次のような不
都合が生じていた。まず、針棒の先端に縫針に代えてボ
ーリングメスを取り付け、被加工材にボーリング処理を
施す場合に、針棒の下死点位置の変更によって被加工材
の材質や厚さに応じて切込深さを変えることができれば
好都合なのであるが、それが不可能であった。また、縫
針に上糸を挿通せずに被加工材を貫通させて手刺繍パタ
ーン等のマーキング処理を施すことが行われているが、
下死点位置の変更が不可能であると縫針が深く刺さって
貫通孔が過大となり、さらに、スウェードやバックスキ
ン，合成皮革のような抵抗の大きい被加工材においては
多量の摩擦熱が発生するため、マーキング処理速度を低
くせざるを得なくなるという不都合があった。さらに、
通常の縫製を行う場合に針棒の振幅を必要以上に大きく
せざるを得ないという問題もあった。縫目を形成するた
めだけであれば、縫針を被加工材からそれほど多く離脱
させなくてもよく、針棒の上死点を比較的低くすること
ができるのであるが、被加工材をミシンにセットする際
には縫針が十分高くないと被加工材と干渉するため、針
棒の上死点を高くする必要がある。そのために、針棒の
振幅が必要以上に大きくなり、ミシンの運転騒音が大き
くなったり、あるいは運転速度を十分に高め得ないとい
う不都合があったのである。

【０００６】この不都合を解消するために、本出願人
は、針棒の上死点と下死点との少なくとも一方を適宜の
位置に変更可能な死点位置変更手段を備えた針棒駆動装
置を開発した。この装置が飛び縫いに適用された場合に
は、針棒の下死点の位置が、縫針が被加工材を貫通しな
いかあるいは貫通しても縫目が形成されない位置で停止
するように変更される。そのため、針棒が軸方向に振動
させられても縫目が形成されず、飛び縫い中も針棒の振
動を続けることが可能となり、上糸と針穴内周面との摩
擦力に基づく被加工材の引きつれが防止される。また、
ボーリング処理やマーキング処理等を施すのに適用され
た場合にも、死点位置変更手段により被加工材の材質や
厚さに応じて針棒の上死点あるいは下死点の位置が変更
されることにより、作業を良好に行うことが可能とな
る。

【０００７】この死点位置変更手段としては、（イ）電
磁石装置と、（ロ）その電磁石装置と相対的に接近・離
間可能に設けられ、電磁石装置の吸引磁力により吸引保
持される被吸引部材と、（ハ）電磁石装置に吸引磁力を
発生させる磁力発生手段と、（ニ）被吸引部材が電磁石
装置に吸引保持される状態と吸引保持されない状態との
切換えに応じて針棒の死点位置変更を行う死点位置変更
機構とを含むものが好適である。磁力発生手段により電
磁石装置に磁力が発生させられて被吸引部材が吸引保持
された状態と、被吸引部材が電磁石装置から離間するこ
とを許容された状態との切換えに応じて、死点位置変更
機構が針棒の上死点，下死点またはその両方の位置を通
常の縫製時とは異なる位置に変更するのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記針
棒駆動装置の死点位置変更手段において、磁力発生手段
により電磁石装置に励磁電流を供給することにより吸引
磁力を発生させて被吸引部材を吸引する場合に、電磁石
装置と被吸引部材とが大きく離間していれば被吸引部材
を吸引するのに大きな磁力が必要となり、電磁石装置に
供給すべき電流が大きくなるという問題があった。一
方、電磁石装置が永久磁石を含み、磁力発生手段により
電磁石装置への励磁電流を絶つことにより吸引磁力を発
生させて被吸引部材を吸引する場合には、永久磁石を電
磁石装置と被吸引部材とが離間した状態でも吸引可能な
磁力を有するものとすればよいのであるが、その永久磁
石による被吸引部材の吸引を解除する際、その磁力を打
ち消すのに大きな電流が必要となるという問題があっ
た。また、被吸引部材が電磁石装置から大きく離れた位
置から吸引される場合には、電磁石装置と被吸引部材と
の衝突音が大きくなり、作業環境が悪化するという問題
もあった。

【０００９】本発明はこの問題に鑑み、電磁石装置への
供給電流が小さくて済み、かつ、大きな衝突音を発生さ
せることなく被吸引部材を電磁石装置に吸引保持させて
針棒の死点位置を変更し得る死点位置変更手段を備えた
針棒駆動装置を得ることを課題として為されたものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係る針棒駆動装置の死点位置変更手段は、
電磁石装置と、その電磁石装置と相対的に接近・離
間可能に設けられ、電磁石装置の吸引磁力により吸引保
持される被吸引部材と、それら電磁石装置と被吸引部
材との接近速度を両者が接近するに従って減少させる減
速手段と、それら電磁石装置と被吸引部材とが最も接
近したとき電磁石装置に吸引磁力を発生させる電磁石装
置制御手段と、被吸引部材が電磁石装置に吸引保持さ
れる状態と吸引保持されない状態との切換えに応じて針
棒の死点位置変更を行う死点位置変更機構とを含むよう
に構成される。

【００１１】

【作用】上記針棒駆動装置においては、電磁石装置と被
吸引部材とが最も接近したとき、電磁石装置制御手段に
より電磁石装置に吸引磁力が発生させられるようになっ
ているため、電磁石装置に電流を供給して被吸引部材を
吸引する場合には必要電流が小さくて済む。また、電磁
石装置への電流の供給を絶つことにより永久磁石によっ
て被吸引部材を吸引する場合にも、その永久磁石の磁力
を、電磁石装置と被吸引部材とが最も接近したときに被
吸引部材を吸引し得る程度の比較的弱いものとすること
ができるため、被吸引部材を電磁石装置から離間させる
際に永久磁石の磁力を打ち消すための電流が小さくて済
む。しかも、電磁石装置と被吸引部材との接近速度が、
減速手段により両者が接近するに従って減少させられる
ようになっており、かつ、最も接近したとき吸引磁力が
発生させられるようになっているため、電磁石装置と被
吸引部材とが緩やかに当接し、大きな衝突音が発生する
ことが防止される。

【００１２】

【発明の効果】したがって、電磁石装置を小形化するこ
とが可能となり、かつ、死点位置変更時における電磁石
装置と被吸引部材との衝突音をなくし、あるいは低減さ
せることができ、針棒の死点位置変更を良好に行うこと
ができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を飛び縫いに適用した場合の実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。図４において、
１０は機枠である。機枠１０は、コラム部１２，アーム
部１４およびベッド部１６を備えている。アーム部１４
およびベッド部１６はそれぞれコラム部１２から水平方
向に延び出させられており、コラム部１２とアーム部１
４およびベッド部１６とは仕切壁１８により仕切られて
いる。コラム部１２には、ミシンモータ２２が配設され
ており、ミシンモータ２２の出力軸２４にはプーリ２６
が相対回転不能に取り付けられている。また、仕切壁１
８にはボス２８が形成されており、歯車軸３０の基端部
がベアリング３２，３４を介して回転可能に支持されて
いる。歯車軸３０は出力軸２４と平行に延び出させられ
ており、先端部にはプーリ３６が相対回転不能に取り付
けられている。プーリ２６とプーリ３６との間にはベル
ト３８が巻き掛けられており、ミシンモータ２２の回転
が歯車軸３０に伝達されるようになっている。

【００１４】歯車軸３０には歯車４２および偏心カム４
４が相対回転不能に取り付けられている。また、仕切壁
１８のボス２８の下方には別のボス４６が形成されてお
り、歯車軸４８がベアリング５０，５２を介して回転可
能に支持されている。歯車軸４８の先端部には、歯車４
２と同径の歯車５４が相対回転不能に取り付けられてお
り、歯車４２と噛み合わされている。

【００１５】歯車５４の一端面にはスペーサ５８を介し
てリンク６０の一端が連結されており、リンク６０の他
端はレバー６２の一方のアームに連結されている。図１
に示すように、レバー６２はベルクランク形を成してお
り、支軸６４により仕切壁１８に回動可能に支持されて
いる。したがって、歯車５４の回転によりリンク６０を
介してレバー６２が支軸６４まわりに回動運動させられ
る。レバー６２の他方のアームはロッド状のスライド軸
６６とされており、円筒状の滑動子６８が摺動可能に嵌
合されている。滑動子６８には耳片状の連結部７０が形
成されており、この連結部７０を間に挟んで一対のリン
ク７２の一端がそれぞれ回動可能に連結されている。こ
れらリンク７２の各他端は、レバー７４の自由端に連結
されている。

【００１６】レバー７４の基端部は針棒軸８０に嵌合さ
れ、スプリングピン７８により固定されている。針棒軸
８０は仕切壁１８に形成されたボス８２に回転可能に支
持されており、コラム部１２内においてレバー７４を保
持する一方、アーム部１４内において、その軸方向に隔
たった２箇所に、２本のレバー８４を保持している（図
１には破線で一方のみ示す）。各レバー８４は針棒軸８
０の軸心に対してレバー７４と反対方向に延び出してお
り、図５に示すように、レバー７４と同様にスプリング
ピン８６により針棒軸８０に固定されている。したがっ
て、レバー６２の支軸６４まわりの回動運動が、滑動子
６８および一対のリンク７２を介してレバー７４に伝達
され、レバー７４の回動運動が針棒軸８０を介してレバ
ー８４に伝達される。

【００１７】図４および図５に示すように、アーム部１
４には、各レバー８４に対向する位置にそれぞれ開口９
０（両図において一方のみ示す）が形成されており、各
開口９０の上方および下方には一対のガイドレール９
２，９４がアーム部１４の長手方向に沿って設けられて
いる。アーム部１４には、これら開口９０を閉塞する状
態で第一ヘッド９６および第二ヘッド９８が保持されて
いる。両ヘッド９６，９８はそれぞれ、機枠１０側に開
口する箱状の針棒ケース１００を備えている。針棒ケー
ス１００の上下両端板１０２，１０４の開口側端部に
は、それぞれ水平な係合突部１０６，１０８が形成され
ており、ガイドレール９２，９４の溝にそれぞれ摺動可
能に嵌合されている。

【００１８】第一ヘッド９６の針棒ケース１００には、
２本の針棒１１４，１１６が上下方向に振動可能に保持
されている。各針棒１１４，１１６はそれぞれ下端に縫
針１１８，１２０を保持している。針棒１１４，１１６
は上側端板１０２から針棒ケース１００内に延びる円筒
状のガイド１２２および下側端板１０４に形成された貫
通穴１２４にそれぞれ挿通されており、針棒１１４，１
１６の中央部にはそれぞれ係合部材１２６，１２８が嵌
合され、止めねじ１３０によって固定されている。ま
た、各係合部材１２６，１２８と下側端板１０４との間
にはそれぞれスプリング１３２が配設されて、針棒１１
４，１１６を上方へ付勢している。針棒１１４，１１６
の上昇限度、すなわち上死点は、係合部材１２６，１２
８の上端面がガイド１２２の下面に当接することにより
規定され、縫製作業が行われない状態では、針棒１１
４，１１６が同じ位置の上死点で待機させられる。な
お、針棒１１４，１１６の針棒ケース１００に対する軸
方向位置は、止めねじ１３０を緩めて係合部材１２６，
１２８の軸方向位置を変えることにより調整できる。

【００１９】係合部材１２６，１２８の後端部にはそれ
ぞれ、図５に拡大して示すように、凸部および凹部を有
してＬ字形を成す係合部１３４，１３６が形成されてい
る。一方、針棒軸８０に連結された２本のレバー８４の
自由端部には、それぞれリンク１３８を介して伝達子１
４０が回動可能に連結されている。各伝達子１４０の先
端部には、係合部材１２６，１２８の係合部１３４，１
３６に対応する凹部および凸部を有する係合部が形成さ
れている。伝達子１４０は、もし係合部材１２６，１２
８のいずれとも係合しなければ、自重によりリンク１３
８から垂下する状態となるまで回動するのであるが、常
に係合部材１２６，１２８のいずれか一方とは係合し、
回動を防止された状態にある。例えば、図５に示すよう
に、係合部材１２６の係合部１３４と係合すれば、その
凹部および凸部が係合部１３４の凸部および凹部と噛み
合って水平な姿勢に保たれるのである。したがって、レ
バー８４の時計方向の回動によりリンク１３８を介して
伝達子１４０が下降させられれば、係合部材１２６を介
して針棒１１４がスプリング１３２の付勢力に抗して押
し下げられる。また、レバー８４が反時計方向に回動さ
せられれば、係合部材１２６と伝達子１４０とが係合し
た状態で、針棒１１４がスプリング１３２の付勢力によ
り上死点まで上昇させられる。

【００２０】本実施例においては、レバー８４の回動運
動が、リンク１３８，伝達子１４０および係合部材１２
６，１２８によって、針棒１１４，１１６の上下方向の
振動に変換されるようになっており、レバー８４の時計
方向への回動量が変更されることによって針棒１１４，
１１６の下死点が変更されるようになっている。

【００２１】第二ヘッド９８も第一ヘッド９６と同様な
構造とされており、下端部に縫針１４２，１４４を保持
した針棒１４６，１４８が上下方向に振動可能に設けら
れている。針棒１４６，１４８の上死点も、針棒１１
４，１１６の上死点と同じ高さとされており、ミシン停
止状態では針棒１４６，１４８が上死点に保持される。
また、針棒１４６，１４８には係合部材１２６，１２８
と同様な係合部材がそれぞれ取り付けられており、針棒
軸８０の設けられたもう一方のレバー８４にリンク１３
８を介して連結された伝達子１４０がそれら係合部材に
係合させられるようになっている。したがって、レバー
８４の回動運動が、リンク１３８，伝達子１４０および
係合部材によって針棒１４６，１４８の上下方向の振動
に変換される。これら一対のレバー８４は、針棒軸８０
と一体的に回動させられるようになっているため、レバ
ー７４の回動により両レバー８４が同時に回動させら
れ、各ヘッド９６，９８内においてそれぞれ伝達子１４
０と係合させられた針棒１１４，１４６、あるいは針棒
１１６，１４８が同時にしかも同じ振幅で振動させられ
る。

【００２２】図４に示すように、アーム部１４には、針
棒軸８０と平行に延びる針交換軸１５２が設けられてい
る。針交換軸１５２は、第一，第二ヘッド９６，９８の
両側板を貫通して延びており、その軸方向移動に伴って
各ヘッド９６，９８がガイドレール９２，９４に沿って
一体的に移動させられる。針交換軸１５２の基端部は長
円のリング部１５４とされており、アーム部１４に固定
されたモータ１５６の出力軸に取り付けられたクランク
軸１５８に摺動可能に嵌合されている。したがって、２
つの伝達子１４０が針棒１１４および針棒１４６と係合
しており、針棒１１４，１１６，１４６，１４８の全て
が停止した状態で、モータ１５６が駆動されてクランク
軸１５８が半回転させられれば、針交換軸１５２が図に
おいて左方へ移動し、それに伴ってヘッド９６，９８が
左方へスライドさせられる。それにより、針棒１１４，
１４６の各係合部材と各伝達子１４０との係合が同時に
解除されるとともに、各伝達子１４０が続いて針棒１１
６，１４８の各係合部材に同時に係合させられる。した
がって、次にレバー８４の回動が行われれば、針棒１１
４，１４６は上死点で待機させられ、代わって針棒１１
６，１４８が上下動させられる。

【００２３】図１に示すように、コラム部１２内におい
て、偏心カム４４と一対のリンク７２との間には、電磁
石装置たるソレノイド１６０が配設されている。ソレノ
イド１６０はヨーク１６１，コイル１６２およびコア１
６４から成っており、コイル１６２に励磁電流が供給さ
れることによりヨーク１６１およびコア１６４が励磁さ
れるようになっている。ソレノイド１６０は仕切壁１８
に固定された支持部材１６６にボルト１６８により取り
付けられている。コア１６４には軸方向に貫通穴１７０
が形成されており、ロッド１７２が摺動可能に嵌合され
ている。ロッド１７２の一端部には円板１７４が同心に
固定されており、さらにその先端にはころ１７６が取り
付けられている。円板１７４は磁性材料から成ってお
り、被吸引部材として機能する。

【００２４】ヨーク１６１の外周面に形成された段部と
円板１７４の肩面との間にはスプリング１７８が配設さ
れており、円板１７４がソレノイド１６０から離間する
向きに付勢され、ころ１７６が偏心カム４４のカム面に
当接させられている。そのため、偏心カム４４の回転に
よって、ロッド１７２が貫通穴１７０内を軸方向に摺動
し、円板１７４がソレノイド１６０に接近・離間させら
れる。偏心カム４４のカム面は、円板１７４がソレノイ
ド１６０に接近するにしたがって、その接近速度が減少
するように形成されており、かつ、図２に示すように、
円板１７４がソレノイド１６０に最も接近した状態では
円板１７４とソレノイド１６０の端面との間に殆ど隙間
がない状態となるようにされている。なお、ロッド１７
２の貫通穴１７０からの抜け出しは止め輪１８０により
防止されている。

【００２５】図１に示すように、機枠１０には反射型の
光電スイッチ１８２が設けられ、制御装置１８４に接続
されている。一方、歯車４２の光電スイッチ１８２に対
向する面には反射面１８６が形成されている。反射面１
８６は、偏心カム４４によって円板１７４がソレノイド
１６０に最も接近させられたとき、図２に示すように光
電スイッチ１８２からの検出光を反射する位置に形成さ
れている。したがって、作業者により飛び縫いが選択さ
れている状態で光電スイッチ１８２が反射面１８６を検
出すれば、光電スイッチ１８２から制御装置１８４に検
出信号が出力され、その出力信号に基づいて制御装置１
８４からソレノイド１６０に励磁電流が供給されるよう
になっている。このように、円板１７４がソレノイド１
６０に接近するにつれて接近速度が減速されるととも
に、円板１７４がソレノイド１６０に最も接近したとき
にソレノイド１６０の励磁が行われることにより、図６
のグラフから明らかなように、円板１７４がソレノイド
１６０から離間した状態で円板１７４が吸引される場合
に比較して、ソレノイド１６０の吸引力、すなわち励磁
電流が小さくて済む。また、円板１７４のソレノイド１
６０への衝突音も小さくなる。

【００２６】本実施例においては、偏心カム４４が減速
手段を構成しており、光電スイッチ１８２，反射面１８
６および制御装置１８４が電磁石装置制御手段を構成し
ているのである。また、これら偏心カム４４と、光電ス
イッチ１８２，反射面１８６および制御装置１８４と、
ソレノイド１６０と、円板１７４とによりラッチ装置が
構成されている。

【００２７】一方、ロッド１７２の他端は支持部材１６
６の貫通穴１８８を貫通して延び出させられており、リ
ンク１９０を介して一対のリンク７２の中間部に連結さ
れている。偏心カム４４の回転に基づくロッド１７２の
軸方向移動により、リンク１９０を介してリンク７２が
移動させられ、滑動子６８がレバー６２のスライド軸６
６上を移動させられるようになっているのである。

【００２８】また、作業者により縫製終了スイッチ等が
操作されることにより縫製作業が終了される場合には、
光電スイッチ１８２からの反射面１８４の検出信号に基
づいて制御装置１８４からミシンモータ２２の駆動装置
に停止指令信号が出力される。したがって、飛び縫い時
においても、通常の縫製時においても、光電スイッチ１
８２が反射面１８６を検出した時、すなわち、図２に示
すように針棒１１４，１１６，１４６，１４８が上死点
に達した時に、ミシンモータ２２が停止させられ、針棒
１１４等が上死点で停止する。

【００２９】以上のように構成された針棒駆動装置にお
いて、通常の縫目形成時には、ミシンモータ２２の起動
により、歯車４２，５４および偏心カム４４が回転させ
られる。図２に示すように、偏心カム４４のカム面によ
り円板１７４が最もソレノイド１６０に接近したことが
光電スイッチ１８２により検出されれば、ソレノイド１
６０に励磁電流が供給されて、円板１７４がソレノイド
１６０の端面に吸引保持される。

【００３０】円板１７４がソレノイド１６０に吸引保持
された状態では、ロッド１７２およびリンク１９０がリ
ンク７２側へ押し出されるため、図３に示すように、滑
動子６８がスライド軸６６の先端側へ移動させられ、レ
バー６２の回動によりリンク７２が高い位置まで上昇
し、レバー７４およびレバー８４の回動量が大きくなっ
て、針棒１１４，１４６の振幅が大きくなる。したがっ
て、図７のグラフに実線で示すように、針棒１１４，１
４６の下死点の位置が、縫針１１８，１４２が被加工布
を十分貫通し得る高さとなり、針棒１１４，１４６の上
下動により、ベッド部１４上に保持された被加工布の縫
製が行われる。

【００３１】それに対して、飛び縫いが行われる場合に
は、光電スイッチ１８２がＯＦＦとされ、ソレノイド１
６０の励磁が行われないようにされる。したがって、図
１に示すようにスプリング１７８の付勢力により円板１
７４がソレノイド１６０から離間させられ、ころ１７６
が偏心カム４４のカム面に押し付けられた状態に保たれ
る。したがって、偏心カム４４の回転に伴ってロッド１
７２およびリンク１９０が軸方向に往復移動させられ
る。

【００３２】ころ１７６が偏心カム４４のカム面により
最も押し出された状態では、ロッド１７２およびリンク
１９０の軸方向位置が円板１７４がソレノイド１６０に
吸引保持された状態と等しくなるため、レバー８４の反
時計方向の回動量がソレノイド１６０の励磁状態におけ
る回動量と等しくなる。したがって、針棒１１４，１４
６の上死点の位置が通常縫製時と飛び縫い時とで同じ高
さとなる。

【００３３】一方、偏心カム４４が回転するにつれて、
スプリング１７８の付勢力によりロッド１７２およびリ
ンク１９０が偏心カム４４側へ移動するため、リンク７
２が偏心カム４４側へ引っ張られる。それにより、滑動
子６８が図１に示すようにスライド軸６６の基端部側へ
移動させられ、リンク７２の上昇量が通常縫製時により
小さくなる。そのため、レバー７４およびレバー８４の
時計方向の回動量が小さくなり、針棒１１４，１４６の
振幅が通常縫製時よりも小さくなる。したがって、図７
のグラフに破線で示すように、針棒１１４，１４６の下
死点の位置が、縫針１１８，１４２が被加工布の上面に
達しない高さとなり、針棒１１４，１４６の上下動によ
り被加工布に貫通孔が形成されることがなく、縫目の形
成も行われない。

【００３４】本実施例においては、レバー６２，滑動子
６８，リンク７２，ロッド１７２，リンク１９０等によ
り針棒１１４，１１６，１４６および１４８の死点位置
変更機構が構成されており、これら死点位置変更機構，
ソレノイド１６０，円板１７４，偏心カム４４，光電ス
イッチ１８２，反射面１８６および制御装置１８４によ
り死点位置変更手段が構成されているのである。

【００３５】また、本実施例においては、飛び縫い時と
通常の縫製時とで上死点の位置が同一とされており、ど
ちらの場合でも、停止状態にある針棒は上死点で待機さ
せられるようになっているため、第一，第二ヘッド９
６，９８の水平移動により、伝達子１４０と係合する係
合部材１２６，１２８を変更して針棒の交換を容易に行
うことができる。また、第一，第二ヘッド９６，９８は
共通の針交換軸１５２により移動させられるため、複数
のヘッドの針棒の交換を一斉に行うことができる。

【００３６】さらに、本実施例においては、電磁石装置
が、ヨーク１６１，コイル１６２およびコア１６４を備
えたソレノイド１６０から成っており、通常の縫製時
に、コイル１６２に励磁電流が供給されることによりヨ
ーク１６１およびコア１６４が励磁されて円板１７４を
吸引保持するようになっていたが、コア１６４に代えて
永久磁石を備えた電磁石装置を使用することも可能であ
る。この電磁石装置を用いれば、通常の縫製時には永久
磁石の磁力により円板１７４が吸引保持され、飛び縫い
時にはコイルに永久磁石の磁力を打ち消すための電流を
供給することにより、円板１７４が電磁石装置から離間
させられる。したがって、通常の縫製時には励磁電流を
供給する必要がなく、消費電流が少なくて済む。

【００３７】次に、本発明の第二実施例を図８および図
９に示す。なお、前記第一実施例と同様の部材には同一
の符号を付して、詳細な説明は省略する。本実施例にお
いては、ソレノイド１６０に代えて、ソレノイド２００
を保持した支持部材２０２が設けられている。図９に拡
大して示すように、ソレノイド２００は頭付ピン２０４
により支持部材２０２に固定されている。ソレノイド２
００はヨーク２０６，コイル２０８および可動鉄心２１
０から成っており、コイル２０８に励磁電流が供給され
ることにより、可動鉄心２１０がスプリング２１２の付
勢力に抗してコイル２０８内に引き込まれるようになっ
ている。

【００３８】支持部材２０２には軸方向に延びる貫通穴
２１４が形成されており、ロッド２１６が軸方向に移動
可能に嵌合されている。ロッド２１６にはリテーナ２１
８が固定されており、先端部には前記実施例と同様なこ
ろ１７６が取り付けられている。リテーナ２１８と支持
部材２０２の肩面２２０との間にはスプリング２２２が
配設されており、常にはスプリング２２２の付勢力によ
ってころ１７６が偏心カム４４のカム面に当接させられ
ている。また、ロッド２１６のリンク１９０側の支持部
材２０２からの突出部は大径部とされており、その大径
部の肩面が係合部２２４とされている。

【００３９】一方、支持部材２０２には、係合部２２４
に係合可能な係合爪２２６の基端部が回動可能に取り付
けられている。係合爪２２６は可動鉄心２１０の突出端
部にピンと長穴とで連結されており、可動鉄心２１０の
摺動に伴って軸２２８まわりに回動させられるようにな
っている。

【００４０】通常の縫製時には、ソレノイド２００が消
磁状態とされ、スプリング２１２の付勢力により可動鉄
心２１０がソレノイド２００から突出させられる。その
ため、偏心カム４４の回転により、ロッド２１６がスプ
リング２２２の付勢力に抗して最もリンク７２側へ突出
させられた状態で、係合爪２２６が二点鎖線で示すよう
にロッド２１６の係合部２２４に係合させられ、ロッド
２１６およびリンク１９０が突出する状態に保たれる。

【００４１】一方、飛び縫いが行われる場合には、偏心
カム４４がロッド２１６を最もリンク７２側へ突出させ
る位置に達したとき、ソレノイド２００が励磁され、可
動鉄心２１０が吸引されてソレノイド２００内へ引き込
まれる。それにより、係合爪２２６が回動させられて係
合部２２４との係合が解除され、ロッド２１６がスプリ
ング２２２の付勢力により偏心カム４４側へ移動させら
れ、ころ１７６が偏心カム４４のカム面に当接させられ
る。したがって、偏心カム４４の回転に伴ってロッド２
１６およびリンク１９０が軸方向に移動させられ、前記
実施例と同様にレバー７４およびレバー８４の回動量が
小さくされて針棒１１４，１４６の下死点位置が高くさ
れることとなる。

【００４２】本発明の第三実施例を図１０に示す。図に
おいて、機枠３００のアーム部３０２にはミシンモータ
３０４が固定されており、その出力軸３０６に歯車３０
８が相対回転不能に取り付けられている。また、アーム
部３０２には歯車３１０，３１２が取り付けられて、こ
れらが噛み合わされており、歯車３０８の回転が各歯車
３１０，３１２に伝達されるようになっている。歯車３
１０の回転軸３１３には偏心軸３１４が結合されてい
る。偏心軸３１４には揺動子３１６が回動可能に嵌合さ
れており、揺動子３１６は、支軸３１７によりアーム部
３０２に回転可能に支持されたレバー３１８の一方のア
ームに連結されている。レバー３１８の他方のアームは
スライド軸３２０とされており、滑動子３２２が摺動可
能に嵌合されている。したがって、歯車３１０の回転が
偏心軸３１４により揺動子３１６の揺動に変換され、揺
動子３１６の揺動によりレバー３１８が支軸３１７まわ
りに回動させられる。

【００４３】アーム部３０２の先端部には、上下方向に
ガイド穴３２６，３２８が形成されており、下端部に縫
針３３０を保持した針棒３３２が上下方向に振動可能に
取り付けられている。針棒３３２の中央部にはスリーブ
３３４を介して上下動リンク３３６が連結されており、
上下動リンク３３６には針棒レバー３３８が連結されて
いる。針棒レバー３３８は、アーム部３０２に保持され
た針棒軸３４０により回動可能に支持されている。針棒
レバー３３８と滑動子３２２とは、スライド軸３２０と
ほぼ直交して上下方向に延びるリンク３４２により連結
されている。

【００４４】また、歯車３１２の回転軸には偏心カム３
４４が相対回転不能に取り付けられており、歯車３１２
と共に回転させられるようになっている。また、偏心カ
ム３４４のカム面には、ロッド３５０の一端部に保持さ
れたころ３４６が当接させられている。ロッド３５０の
他端部は垂直壁３５２に形成された貫通穴３５４に挿通
されており、その小径の先端部にはキャップ３５６が取
り付けられている。また、垂直壁３５２にはリテーナ３
５８が取り付けられており、ロッド３５０の肩面とリテ
ーナ３５８との間にスプリング３６０が配設されてい
る。通常はスプリング３６０の付勢力によりころ３４６
が偏心カム３４４のカム面に当接させられているのであ
る。

【００４５】垂直壁３５２には取付板３６２が取り付け
られており、この取付板３６２にソレノイド３６４が固
定されている。ソレノイド３６４の近傍には磁性材料製
の係合部材３６６が配設されている。係合部材３６６の
基端部は取付板３６２により回動可能に保持されるとと
もに、引張コイルスプリング３６８によりソレノイド３
６４側に引き寄せられているが、先端部はロッド３５０
に取り付けられたキャップ３５６と係合しており、常に
は、偏心カム３４４の回転によるロッド３５０の移動に
伴ってソレノイド３６４に接近・離間させられるように
なっている。係合部材３６６がソレノイド３６４に最も
接近したことが図示しないセンサにより検出されて、図
示しない制御装置からソレノイド３６４に励磁電流が供
給されれば、係合部材３６６がソレノイド３６４に吸引
保持されるため、ロッド３５０のスプリング３６０の付
勢力による前進が阻止され、ころ３４６が偏心カム３４
４のカム面から離間させられる。なお、偏心カム３４４
の形状は、係合部材３６６がソレノイド３６４に接近す
るに従って、その接近速度を減少させるようになってい
る。

【００４６】本実施例においては、偏心カム３４４が減
速手段を構成しており、図示しないセンサおよび制御装
置がソレノイド３６４の制御手段を構成しているのであ
る。

【００４７】リンク３４２の中間部からはリンク３７０
が針棒レバー３３８とほぼ平行に延び出させられてお
り、リンク３４２ところ３４６とを連結している。偏心
カム３４４の回転により、リンク３７０を介してリンク
３４２にその軸方向と直交する向きの力が加えられれ
ば、その力に応じて滑動子３２２がスライド軸３２０上
を摺動させられる。それにより、揺動子３１６と支軸３
１７との距離Ｂと滑動子３２２と支軸３１７との距離Ａ
との比率（レバー比）が変更される。

【００４８】本実施例においては、偏心カム３４４のカ
ム面の形状が、レバー３１８が時計方向に回動するにつ
れて、リンク３４２が図において右方へ移動し、滑動子
３２２がスライド軸３２０の基端部に向かって摺動させ
られるようになっている。したがって、レバー比が小さ
くなり、レバー３１８の回動量に対する針棒レバー３３
８の回動量が小さくされる。それに対して、レバー３１
８が反時計方向に回動するにつれて、リンク３４２が左
方へ押し出され、滑動子３２２がスライド軸３２０の先
端部に向かって摺動するようにされているため、レバー
比が大きくなり、レバー３１８の回動量に対する針棒レ
バー３３８の回動量が大きくなるようにされている。

【００４９】また、アーム部３０２には、図示はしない
が、図１と同様の光電スイッチが設けられており、歯車
３１０には反射面が形成されている。反射面は、歯車３
１０の回転によりレバー３１８が時計方向に回動限度ま
で回動したときに光電スイッチと対向する位置に形成さ
れている。光電スイッチは図示しない制御装置に接続さ
れており、反射面を検出したとき、その検出信号を制御
装置に出力するようになっている。

【００５０】以上のように構成された針棒駆動装置にお
いて、通常の縫製が行われる場合には、ソレノイド３６
４が励磁されず、偏心カム３４４のカム面に沿ってころ
３４６，ロッド３５０およびリンク３７０等が摺動可能
とされる。ミシンモータ３０４の駆動により、揺動子３
１６を介してレバー３１８のスライド軸３２０が回動さ
せられ、この回動がリンク３４２を経て針棒レバー３３
８に伝達され、針棒レバー３３８が針棒軸３４０を支点
として回動させられることにより上下動リンク３３６お
よびスリーブ３３４を介して針棒３３２が上下動させら
れる。レバー３１８が時計方向へ回動するにつれて、す
なわち、針棒３３２が上昇させられるにつれてレバー比
が小さくなり、レバー３１８が反時計方向へ回動するに
つれて、すなわち針棒３３２が下降させられるにつれて
レバー比が大きくなるため、針棒３３２の下方への振幅
が大きくなる。したがって、針棒３３２の下死点位置
が、縫針３３０が被加工布を貫通し得る高さとなり、針
棒３３２の上下動により縫目が形成される。

【００５１】一方、飛び縫いが行われる場合には、針棒
３３２が上死点に達したとき、ソレノイド３６４が励磁
され、係合部材３６６が吸引保持される。ロッド３５０
は、針棒３３２が上死点に達したとき最も右方へ移動さ
せられるため、係合部材３６６が最もソレノイド３６４
に接近させられる。このとき、ソレノイド３６４が励磁
されるため、係合部材３６６の励磁電流が小さくて済
み、吸引時の衝突音も小さくなる。

【００５２】係合部材３６６がソレノイド３６４に吸引
保持されることにより、ころ３４６が偏心カム３４４の
カム面から離間した状態に保たれる。この状態では、針
棒３３２の下降時におけるレバー３１８のレバー比が針
棒３３２の上昇時と同じとなるため、針棒３３２の振幅
が通常よりも小さくなり、針棒３３２の下死点位置が、
縫針３３０が被加工布を貫通しない高さとされる。した
がって、針棒３３２が上下動させられても、被加工布に
縫目が形成されない。

【００５３】縫製が停止される際には、反射面の検出信
号が光電スイッチから制御装置へ入力されるのに応じて
ミシンモータ３０４の駆動回路に停止指令信号が出力さ
れる。したがって、レバー３１８の時計方向への回動限
度、すなわち、針棒３３２が上死点に位置する状態にお
いて針棒３３２が停止させられる。針棒３３２の上死点
位置は飛び縫い時にも通常縫製時にも同じ高さとされて
いるため、常に針棒３３２が同じ高さで停止することと
なる。

【００５４】本発明の第四実施例を図１１に示す。本実
施例において、機枠５００のコラム部５０２にはミシン
モータ５０４が固定されている。ミシンモータ５０４は
正逆両方向に回転可能とされており、その出力軸５０５
にはプーリ５０６が相対回転不能に取り付けられてい
る。また、ミシンモータ５０４の上方には、針棒軸５０
８が仕切壁５０９に形成されたボスに回転可能に保持さ
れている。針棒軸５０８にはプーリ５１０が相対回転不
能に取り付けられており、これらプーリ５０６とプーリ
５１０とにはベルト５１２が巻き掛けられて、ミシンモ
ータ５０４の回転が針棒軸５０８に伝達されるようにな
っている。

【００５５】針棒軸５０８は機枠５００の図示しないア
ーム部側へ延び出させられており、アーム部内におい
て、レバー５１４がスプリングピン５１６により相対回
転不能に取り付けられている。レバー５１４の自由端部
にはリンク５１８を介して伝達子５２０が連結されてい
る。また、アーム部には前記第一実施例と同様の針棒ケ
ースが設けられており、針棒ケース内には、下端に縫針
５２２を保持した針棒５２４が上下動可能に保持されて
いる。針棒５２４は図示しないスプリングにより上昇方
向に付勢されている。針棒５２４には係合部材５２６が
取り付けられており、伝達子５２０が係合部材５２６に
係合させられている。

【００５６】ミシンモータ５０４には回転制御装置５３
０が接続されている。ミシンモータ５０４の出力軸には
図示しないエンコーダが取り付けられており、ミシンモ
ータ５０４の回転角度および回転方向が検出され、その
検出信号が回転制御装置５３０に入力され、それに基づ
いてモータ５０４の駆動回路に制御信号が出力され、モ
ータ５０４の回転が制御されるようになっている。

【００５７】したがって、通常の縫製時には、回転制御
装置５３０によりミシンモータ５０４の回転量が大きく
され、針棒軸５０８およびレバー５１４の回動量が大き
くされることによって、針棒５２４の振幅が大きくさ
れ、縫針５２２により被加工布に縫目が形成される。一
方、飛び縫い時には、ミシンモータ５０４の回転量が減
少させられ、針棒５２４の振幅が小さくされて、下死点
位置が縫針５２２が被加工布を貫通しない高さに変更さ
れ、縫目の形成が行われない。なお、上死点位置は不変
であり、針棒５２４は通常縫製時にも、飛び縫い時にも
同一の位置で停止させられるようになっている。

【００５８】本実施例においては、エンコーダおよび回
転制御装置５３０が停止制御手段を兼ねているのであ
る。

【００５９】本実施例においては、回転制御装置５３０
により、縫製終了時にミシンモータ５０４の回転角度を
増大させて針棒５２４の上死点位置を上昇させることに
よって、針棒５２４および縫針５２２の上昇端位置を縫
製時よりも高くすることが可能であり、縫製は比較的小
さい振幅で静粛に行いながらミシンに被加工布をセット
する作業の容易化を図ることができる。また、ミシンモ
ータ５０４の正逆両方向の回転角度を同量ずつ変更し、
針棒５２４の上死点および下死点を同量ずつ上昇あるい
は下降させることにより、針棒５２４の振幅は変えずに
振動中心のみをずらすようにすることも可能である。こ
のようにすれば、被加工布にマーキング処理を施す場合
には、針棒５２４の振動中心を通常縫製時よりも上昇さ
せることにより、縫針５２２の先端のみが被加工布に刺
さるようにし得、飛び縫いを行う場合には、針棒５２４
の振動中心をさらに上昇させることにより、縫針５２２
が被加工布に刺さらないようにすることができるのであ
る。

【００６０】以上、本発明のいつくかの実施例について
説明したが、これらの実施例において、ソレノイドの励
磁中に瞬時停電等が発生して電流が絶たれることに備え
て、バックアップ用のバッテリ等を設けることが望まし
い。このようにバッテリを設ければ、例えば、第一実施
例において偏心カム４４ところ１７６が衝突したり、針
棒１１４等の振動速度が急に変わったりすることを良好
に防止し得る。

【００６１】また、前記第一実施例においては、ソレノ
イド１６０が消磁状態にある場合には、常に飛び縫い動
作が行われるようになっているため、ソレノイド１６０
を消磁したまま縫針１１８，１２０等と釜との出会い位
置の調整等を行うことができないが、ソレノイド１６０
の近傍に偏心カムを配設し、その偏心カムを手動で回転
させてころ１７６およびロッド１７２を移動させ、縫針
１１８等を通常の縫製位置に設定する手動切換手段を設
ければ、ソレノイド１６０を消磁したまま、上記のよう
な調整作業を行うことができる。

【００６２】その他、当業者の知識に基づいて種々の変
形，改良を施した態様で、本発明を実施することができ
る。なお、上記各実施例の電磁石装置，被吸引部材，減
速手段および電磁石装置制御手段等から成るラッチ装置
は、針棒駆動装置の他にも、糸切断装置，糸張力切換装
置，押さえ足昇降装置等に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例である針棒駆動装置におい
て飛び縫い時の針棒下降状態を示す正面断面図である。

【図２】上記装置において針棒上昇状態を示す正面断面
図である。

【図３】上記装置において通常縫製時の針棒下降状態を
示す正面断面図である。

【図４】上記装置を備えたミシンの要部を示す正面図
（一部断面）である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】上記装置のソレノイドの吸引力と被吸引部材と
の距離との関係を示すグラフである。

【図７】上記装置の通常縫製時と飛び縫い時との針棒の
振幅変化を示すグラフである。

【図８】本発明の第二実施例である針棒駆動装置を備え
たミシンの要部を示す正面図である。

【図９】上記装置の要部を示す正面断面図である。

【図１０】本発明の第三実施例である針棒駆動装置を備
えたミシンの要部を示す正面図（一部断面）である。

【図１１】本発明の第四実施例である針棒駆動装置の要
部を示す正面断面図である。

【符号の説明】

４４ 偏心カム ６２ レバー ６８ 滑動子 ７２ リンク ７４ レバー ８０ 針棒軸 ８４ レバー １１４ 針棒 １１６ 針棒 １６０ ソレノイド １７２ ロッド １７４ 円板 １７６ ころ １７８ スプリング １８２ 光電スイッチ １８４ 制御装置 １８６ 反射面 １９０ リンク ２００ ソレノイド ２２２ スプリング ２２４ 係合部 ２２６ 係合爪 ３１４ 偏心軸 ３１８ レバー ３２２ 滑動子 ３３２ 針棒 ３４４ 偏心カム ３４６ ころ ３５０ ロッド ３６０ スプリング ３６４ ソレノイド ３６６ 係合部材 ３６８ 引張コイルスプリング ５０４ ミシンモータ ５２４ 針棒 ５３０ 回転制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に縫針を保持した針棒の上死点と
   下死点との少なくとも一方の位置を変更する死点位置変
   更手段を備えた針棒駆動装置であって、 その死点位置変更手段を、 電磁石装置と、 その電磁石装置と相対的に接近・離間可能に設けられ、
   電磁石装置の吸引磁力により吸引保持される被吸引部材
   と、 それら電磁石装置と被吸引部材との接近速度を両者が接
   近するに従って減少させる減速手段と、 それら電磁石装置と被吸引部材とが最も接近したとき電
   磁石装置に吸引磁力を発生させる電磁石装置制御手段
   と、 被吸引部材が電磁石装置に吸引保持される状態と吸引保
   持されない状態との切換えに応じて針棒の死点位置変更
   を行う死点位置変更機構とを設けたことを特徴とするミ
   シンの針棒駆動装置。