JP3920980B2 - 目とび機構を備えたミシン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はミシンに関し、詳しくは縫製中において目とびを可能にする構成を備えた目とび機構を備えたミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のミシンは、主軸の回動により昇降体を上下動させ、その昇降体によって針棒を上下動させる。上記昇降体は昇降体に付されている駆動体をロータリーソレノイドによって回すことにより、駆動体を針棒と係合しない位置へ退避させ目とびを可能にする。このような構造が公知（例えば特開平４−２９２１９４号公報参照）である。
【０００３】
このような目とび機構を備えたミシンは、駆動子の重量が小型軽量に形成できる特長のあることは勿論のこと、応答性の高いロータリーソレノイドで駆動子を駆動できるので針棒を高速上下動させる可能性を高める効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の目とび機構を備えたミシンでは、縫成中、運針を休める為に時々目とび機構を動作させるのは好都合であるが、多頭ミシンにおいて１台のみを長時間休止させる場合は、前記ロータリーソレノイドの電気的定格が短時間の為、トルクが減少したり、故障する等の不都合が生じる問題点があった。
【０００５】
本件出願の目とび機構を備えたミシンは上記従来技術の問題点を解決する為に提供するものである。
本件出願の目的は、ロータリーソレノイドを備える目とび機構を用いてジャンプ縫いできる目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的は、多頭ミシンにおいて他のミシンで縫成中、１台だけでも休止できるようにした目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的は、休止中は布押えを高所に退避させるようにした目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的は、ミシン休止中においてはロータリーソレノイドの負担を軽減できるようにした目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明における目とび機構を備えたミシンは、主軸の回動によって同期的に往復動作させるようにしてある針棒駆動用の昇降体と、布押え駆動用のリンク機構と、ロータリーソレノイドにおける回動軸の回動により駆動されるようにしてある回動自在の駆動子を備える目とび機構とを備え、上記昇降体は、上下動自在にしてある針棒の上方の被動子に対して、被動子に係合離脱を自在にする駆動子を介して係脱自在に連繋してあり、一方上記リンク機構は、布押えを、針落ち位置に向けて針棒の動作と連動して所定範囲で上下動させると共に、必要に応じて、該上下動される範囲よりもさらに上方の退避位置まで退避させるようにしてあるミシンにおいて、
上記ロータリーソレノイドにおける上記駆動子を駆動する為の回動軸には、上記駆動子を離脱方向に駆動するときに一体的に回動するようにした復帰阻止用の係合子を備えさせ、その係合子において、ロータリーソレノイドによって駆動子を離脱方向に作動させたときの位置は、上記リンク機構が上記布押えを、上記退避位置に上動退避させるように作動した場合に、上記係合子が上記リンク機構の一部に係合されて、ロータリーソレノイドの復帰が阻止される位置に設定したのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、図１〜図６の図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態におけるミシンの布押え装置１０の構成を示す斜視図である。また、図２はその一部について拡大して示す断面図である。
【０００８】
この布押え装置１０は、基枠１（図４参照）に対して支持部材１１を介して固定された布押えガイド棒１３と、この布押えガイド棒１３に対して摺動可能に装着された筒体１５と、この筒体１５に対してバネ１７にて下方に付勢された状態で支持されている布押え１９と、筒体１５を布押えガイド棒１３に沿って上下動させるためのリンク機構２０と、このリンク機構２０による布押え１９の上昇高さを変更するための高さ制御機構４０と、主軸５０に取付部材５１（図１参照）で固定され、主軸５０の回転に伴ってリンク機構２０を動作させる布押え駆動カム５２とを備えている。
【０００９】
リンク機構２０は、上から、第１リンク２１、第２リンク２２、第３リンク２３、第４リンク２４、第５リンク２５及び第６リンク２６によって構成されている。第１リンク２１は、一端２１ａを回動軸３１に固定され、他端（自由端）２１ｂの軸２１ｄに取り付けたカムフォロワ２１ｃを布押え駆動カム５２のカム溝５３に嵌合されている。そして、この第１リンク２１の自由端２１ａに第２リンク２２の上端２２ａが、この第２リンク２２の下端２２ｂの軸ｇ２に第３リンク２３の後方端２３ａが、この第３リンク２３の前方端２３ｂの軸ｇ１に第４リンク２４の上端２４ａが、いずれも回動自在に連結されている。なお、第３リンク２３の後方端２３ａの関節に位置する軸ｇ２には、後述する高さ制御機構４０の案内カム４２に嵌合されるカムフォロワ２３ｃが設けられている。この関節ｇ２は、進退方向を規制しない場合は、自由な方向に動作して力の伝達が困難になる場合がある。
【００１０】
一方、第４リンク２４の下端２４ｂと第５リンク２５の後方端２５ａとは、回動軸３２を介して所定の角度に固定されている。この回動軸３２及び上述の回動軸３１は、いずれも基枠１によって、定位置での回動を自在に支持されている（図２参照）。また、第５リンク２５の前方端２５ｂの軸２５ｃには第６リンク２６の上端２６ａが回動自在に連結され、第６リンク２６の下端２６ｂが筒体１５の上端１５ａに軸２６ｃを介して回動自在に連結されている。
【００１１】
以上の様に構成されている結果、リンク機構２０の夫々の要素となるアーム状の各リンク２１〜２６は、主軸５０が回転すると、それぞれの近くに矢印で示した様な動作を行い、布押え１９を所定範囲内で上下動させる。
【００１２】
次に、関節移動方向制御手段として例示する布押えの高さ制御手段４０について説明する。
高さ制御手段としての機構４０は、上端を基枠１における軸ｇ３に対して回動自在に支持された制御板４１と、上記軸ｇ２に付設してあるカムフォロワ２３ｃが嵌合してある案内カム４２と、この制御板４１に固定されている案内カム４２を、制御板４１の傾きを制御する事により、傾動させる為の案内カム移動手段４１ａとを備える。本実施の形態では、案内カム移動手段４１ａにはモータ４３として無励磁作動型電磁ブレーキ付きのモータを用いる。このモータ４３は、基枠１に連なる板４３ａに装着されており、図３に示す様に、ピニオンギヤ４４及び円弧状ラック４５を介して制御板４１を所望の角度に揺動させ、その傾かせた状態を保持することができる。またモータ４３に代えて、図１３に示される回転ソレノイド４３ｂ等の任意の回動駆動装置を用いてもよい。なお、案内カム４２には円弧状カム溝４６が形成されている。
【００１３】
次に、本実施の形態の布押え装置１０の動作について説明する。図４，図５は、いずれも縫製動作中のリンク機構２０及び布押え１９の動きを示し、図中の符号６１は針棒である。この針棒６１は、基枠１に対して水平方向への移動を自在とする板に対して、複数本が夫々上下動自在に並列的（図１２参照）に装着され、下端には縫製用の縫針６２を備えている。また、針棒６１の上端には、針棒駆動用昇降体７１の駆動子７１ａと係合する被動子６３が取り付けられている。
【００１４】
針棒駆動用昇降体７１は、周知のように、主軸５０に取付けた偏心輪７２によって上下動されるクランクロッド７３（いずれも図１参照）に対して挺子クランク機構（図示略）を介して連結されており、主軸５０の回転に同期して上下動する。一方、駆動子７１ａは、駆動子ガイド棒６４に対して上下動可能に装着されている昇降体７１に連結されている。その連結の構成は、昇降体７１から突出するアーム７１ｂに対して、駆動子７１ａから突設した回転軸７１ｃを回動自在に備えさせる。被動子６３の嵌合部６３ａに対しては、駆動子７１ａの自由端を横方向への嵌合離脱を自在に連結してある。この駆動子７１ａは周知のように、ロータリーソレノイド90によって回動制御する。
上記の駆動子71aを含む構成のジャンプ装置Ｊは主軸50の回動中において、針棒61の昇降を休止させたいとき、駆動子71aを横動させると被動子63との嵌合が外れ、目的を果す。
【００１５】
従って、主軸５０の回転に同期して針棒駆動用昇降体７１が上下動すると、針棒６１も上下動し、縫針６２が針板６５を突き抜ける位置と、針板６５から抜け出した位置との間を上下動して縫製が実行される。このとき、布押え駆動用カム５２も主軸５０の回転に伴って回転し、各リンク２１〜２６及び布押え１９が図１に矢印で示した様に動作する。図４は針棒６１及び布押え１９が縫製中に最も上昇した状態を示しており、図５は逆に最も下降した状態を示している。
【００１６】
なお、図中の符号６６は布である。また、図示の様に、駆動子ガイド棒６４と布押えガイド棒１３は平行に取り付けられており、縫針６２の軸心、布押え１９の透孔１９ａの中心、及び針板６５の透孔（針落ち位置）６５ａの中心は一致している。従って動作時は、針棒の上下方向と布押え１９の透孔１９ａの中心移動方向は一致するので、針棒と布押えとが衝突することはない。
【００１７】
次に、本実施の形態の特徴である布押え１９の上昇高さの変更について図６（Ａ）〜図６（Ｆ）で説明する。図６（Ａ），図６（Ｄ）は、図４，図５にて説明したものに対応し、普通の薄い布６６を刺繍する場合の制御板４１の傾き状態を示している。また、図６（Ｂ），図６（Ｅ）は、これより厚い布６７（例えば、ウレタンシートを敷いたもの）に対して刺繍を施すときの制御板４１の傾き状態を示している。これらの状態では、関節ｇ２が矢印方向に往復動することにより、関節ｇ１は図示の如く左右方向に往復動する（夫々実線と二点鎖線位置に往復動する）。さらに、図６（Ｃ），図６（Ｆ）は、ミシンを単独で休止させたり、刺繍枠６８を移動させる様な時に、布押え１９を高所に設定する退避位置へと逃がしておくときの制御板の状態を示している。なお、この退避位置へと布押え１９を逃がした状態においては、円弧状カム溝４６が、リンクの関節ｇ１，ｇ２間の長さを半径とし、かつ、図において左側の関節ｇ１を中心とする円弧軌跡に中心が一致する位置に停止する様に構成されている。従って、この状態では、仮に主軸５０が回転しても、関節ｇ２は実線と二点鎖線の位置を矢印方向に往復動するだけで、第４リンク２４から下へは運動が伝達されず、布押え１９は退避位置に保持され続ける。なお、制御板４１の傾きの変更は、モータ４３を予め電気的に設定した量だけ、所定方向へ駆動することによってなされる。
【００１８】
この様に、本実施の形態では、厚い布６７に対して刺繍を実行するときは、モータ４３を駆動して、制御板４１の後縁４１ｂを、図６Ｂに示すように鉛直軸に対して通常よりも小さい角度Ｙ（＜Ｘ）となる位置に連続的に移動し、任意の場所にセットする。これにより、案内カム４２のカム溝４６の位置と角度が変化し、図６（Ａ）の状態よりも高い位置で布押え１９が上下動する。また、刺繍枠６８を移動させるときは、モータ４３を駆動して、図６Ｃのように制御板４１の後縁４１ｂが鉛直になる様にセットする。これにより、布押え１９が退避位置まで上昇する。
【００１９】
こうして布押え１９を退避させ、その下を刺繍枠６８が移動した後は、モータ４３を先ほどとは逆方向へ所定量駆動して、図６（Ｃ）の状態から図６（Ａ）又は図６（Ｂ）の状態へと制御板４１の傾き状態を変更して戻す。これにより、刺繍を再開できる状態になる。
【００２０】
ところで、本実施の形態では、退避位置にあるときも、第３リンク２３の後方端２３ａに設けたカムフォロワ２３ｃを案内カム４２のカム溝４６に係合させたままにしている。また、布押え１９は、縫製位置と退避位置との間を鉛直方向に移動するだけであるから、退避位置にあるときも、また、退避位置から縫製位置へ戻りつつあるときも、布押え１９の透孔１９ａの中心が縫針６２の軸心と一致している。この結果、本実施の形態では、退避位置から縫製位置へと布押え１９が完全に戻ってしまう前に主軸５０を回転させ始めることができ、退避状態から刺繍再開までの待ち時間を短縮することができる。１回の退避動作だけに注目するとわずかな時間短縮であっても、刺繍工場では、こうした退避動作は１日の作業の中で膨大な画数が実行されることになるので、その累積時間は大きなものとなり、ミシンの稼働率を大幅に向上することができる。なお、上述の通り、退避動作時には第４リンク２４から下へは主軸５０の回転運動は伝達されないので、針棒６１をジャンプ状態にしておきさえすれば、主軸５０が回転し続けていても構わない。
【００２１】
また、本実施の形態では、案内カム４２の円弧状カム溝４６に対して、常時、カムフォロワ２３ｃを係合させておく構成なので、例えば前記の特開平７−２３１９９１号や特開平６−２３８０７８号で提案されたもののように、カムに対して係合状態を維持させるための強い付勢力を与える構成と異なり、特に高速化した場合は、上記カムに対しての係合状態を強力に維持させるための強い付勢力を与えなければならない構成のものと異なり、上記カムに対しての係合状態を強力に維持させるための強い付勢力を与える必要がない。よって、布押え１９を退避させる際の負荷は、もっぱらリンク機構２０を動かすための負荷だけとなり、退避状態での主軸の負荷軽減も達成されるは勿論、高速運転時の主軸に加わる負荷も軽減される。これらのバネによる付勢力に起因する負荷をなくすということ自体は、１頭のミシンだけ見るとそれほど大きな負荷軽減となっていなくても、刺繍工場で多く使用されている多頭ミシンシステムとなると、こうした少しずっの負荷が主軸に累積するので、１頭宛のミシンの負荷の軽減は、累積して大きな負荷軽減となる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、第１揺動部材としては、回動軸３１によって回動自在とされた第１リンク２１を示し、第２揺動部材としては、回動軸３２によって回動自在とされている第４リンク２４及び第５リンク２５を例示した。また例示では、第４リンク２４が第１アームに第５リンク２５が第２アームにそれぞれ相当する。
【００２３】
次に図１〜６に示されるミシンの布押え装置における関節移動方向制御手段４０と同機能を備える制御手段の異なる例を示す図７〜図１１について説明する。なお、説明に当り、図７〜図１３において機能上前図１〜図６のものと同一又は均等構成と考えられる部分には、前の図と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
関節移動方向制御手段８０おける案内腕８１は、元部８１ａを案内腕移動手段８０ａにおける制御板４１に備えさせた軸ｇ４に対して回動自在に枢着し、先部８１ｂは軸ｇ２に対して回動自在に連結し、案内腕８１の元部８１ａの軸ｇ４を支点とする半径でもって軸ｇ２の進退動を案内するようにしてある（図１１も参照）。また軸ｇ４と、軸ｇ２との相対向する相対関係位置は、案内腕移動手段８０ａにおける制御板４１をモータ４３を回して軸ｇ３を中心に回動させることにより図１１に示されるように矢印方向に揺動変化させることができる。
【００２４】
このように構成すると図１のカム方式のものに比較して、カムフォロワ２３ｃとカム溝４６とのガタ付に相当するものを無くすることができて、精度の向上に役立つ効果がある。また溝４６を備える案内カム４２と、カムフォロワ２３ｃを形成するカム方式の構成に比較してこの案内腕８１を備える方式は、軸ｇ４と、案内腕８１とで足り、部材費が少なく、加工費も安くなる特長がある。
【００２５】
図７に示される案内腕移動手段８０ａと、案内腕８１とで構成される関節移動方向制御手段８０の動作は、図１１に示す。図１１の動きは、図６に示される動作と略同旨の動きであるが、念の為、次に動作を説明する。図１１（Ａ），図１１（Ｄ）は、図９，図１０に示す構成に対応し、普通の薄い布６６を刺繍する場合の制御板４１の傾き状態を示している。また、図１１（Ｂ），図１１（Ｅ）は、これより厚い布６７（例えば、ウレタンシートを敷いたもの）に対して刺繍を施すときの制御板４１の傾き状態を示している。これらの状態では、関節ｇ２が矢印方向に往復動することにより、関節ｇ１は図示の如く左右方向に往復動する（夫々実線と二点鎖線位置に往復動する）。さらに、図１１（Ｃ），図１１（Ｆ）は、刺繍枠６８を移動させる様な時に、布押え１９を上方の退避位置へと大きく逃がしておくときの制御板４１の状態を示している。なお、この退避位置へと布押え１９を逃がした状態においては、軸ｇ４と、軸ｇ１が重なる。軸ｇ２は、リンクの関節ｇ１，ｇ２間の長さを半径とし、かっ、図において左側の関節ｇ１を中心とする円弧軌跡に一致する軌跡を上下動する様に構成されている。従って、この状態では、仮に主軸５０が回転しても、関節ｇ２は実線と二点鎖線の位置を矢印方向に往復動するだけで、関節ｇ１は移動しない為、第４リンク２４から下へは運動が伝達されず、布押え１９は退避位置に保持され続ける。なお、制御板４１の傾きの変更は、モータ４３を所定方向へ予め設定された所定量だけ駆動することによってなされる。
【００２６】
この様に、本実施の形態では、厚い布６７に対して刺繍を実行するときは、モータ４３を駆動して、制御板４１の後縁４１ｂを、鉛直軸に対して通常よりも小さい角度Ｙ（＜Ｘ）となる位置に連続的に移動し、任意の場所にセットする。これにより、案内腕８１の軸ｇ４の位置が変化し、関節ｇ２の運動方向が変更され、図１１（Ａ）の状態よりも高い位置で布押え１９が上下動する。また、刺繍枠６８を移動させるときは、モータ４３を駆動して、制御板４１の後縁４１ｂが鉛直になる様にセットする。これにより、布押え１９が図１１（Ｆ）のように退避位置まで上昇する。
こうして布押え１９を退避させ、その下を刺繍枠６８が移動した後は、モータ４３を先ほどとは逆方向へ所定量駆動して、図１１（Ｃ）の状態から図１１（Ａ）又は図１１（Ｂ）の状態へと制御板４１の傾き状態を変更して戻す。これにより、関節ｇ２の動き方向を変えてその往復動軌跡を規制し、刺繍を再開できる状態にする。
【００２７】
以上説明した実施の形態は、本発明を実施する場合の一例であり、さらに種々なる態様で実施しても構わない。例えば、モータ４３は、モータを停止させている時にモータ軸が回転してしまわない様に構成されていれば、無励磁作動型電磁ブレーキ付きモータ以外のものであっても構わない。
【００２８】
次に図４、５、６、７、１１、１２に示される目とび機構Ｊについて説明する。これらの機構は特開平４−２９２１９４号公報に示されているように、基枠によって支持されているロータリーソレノイド90によって駆動子71aを矢印方向に回動できるようにしてある。91はロータリーソレノイド90の回転軸を示し、これには左右にバランス良く延びるアーム92と、係合子保持用のアーム93が固着してある。94は駆動子71aを作動させる為の制御子で、昇降体71が上、下死点いずれにあっても、それと共に上下動する駆動子71aを制御回動させ得るような長さの棒体で形成してある。駆動子71aは、自然に戻り方向に回動するようバネ71f等で付勢されており、これには係合片71eが付設されている。制御子94が回動すると、係合片71eを図１２のＡ図からＢ図に示す如く矢印方向に連行し、駆動子71aを図１２Ａの嵌合位置63aから図１２Ｂの退避位置に回動させ、そこで保持する。こうなると昇降体71は上下動しても針棒61は休止を続ける。
【００２９】
上記アーム92が回るときには係合子95を備えるアーム93も回る。この係合子の下端95aの位置は布押え19が、図６及び図１１における各Ａ、Ｂの通常の縫成状態においては、動作中のリンク機構20におけるいかなる部材にも接することないように短く、或いは平面的配置を選んで配置してある。しかし、図６、１１における（Ｃ）図の状態、即ち、布押え19を上方の退避位置に退避させた場合は、リンク機構20における一部分、例えば、第５リンク25が大幅に上昇するので、これの側面25eによって、上記係合子下端95aの回動軌跡（戻り軌跡）96が遮られる位置、長さに設定してある。従って図６、１１において（Ａ）（Ｂ）図の状態で縫成中、目とび機構を作動させれば、図１２の（Ａ）から（Ｂ）図の状態となって周知の目とび（ジャンプ）縫いができる。多頭ミシン（複数頭）において、一つのミシンにおける針棒61を長時間休ます場合は、目とび機構Ｊを図１２（Ｂ）の如く回動させ、布押え19を図６、１１の（Ｃ）図の如く上昇させる。そうすると、係合子95はリンクの一部25eに当接して戻れなくなる。そうすると、ロータリーソレノイドの回動軸91は戻れないので、ロータリーソレノイド90のトルクが減少しても、また通電を切っても制御子94は、駆動子71aを外した図１２Ｂの位置を維持する。なお係合子95は、制御子94の先端部から延設させる部材を用いる等、両者は一部材で構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、前記従来の目とび機構を備えたミシンにおける長所を引続き維持すると共に、従来の問題点を解決し、ロータリーソレノイドを故障少なく利用でき、又は小さな、短時間定格の安いロータリーソレノイドの利用を可能にする等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のミシンの目とび機構を除いた布押え装置の要部を示す斜視図。
【図２】実施の形態のミシンの布押え装置の一部の拡大断面図。
【図３】実施の形態における高さ制御機構の構成を示す斜視図。
【図４】実施の形態における縫製動作を示す断面図。
【図５】実施の形態における縫製動作を示す断面図。
【図６】実施の形態における縫製動作及び退避動作に当たっての高さ制御機構の動作の様子を示す模式的な説明図。
【図７】図１とは異なる実施の形態のミシンの布押え装置の要部を示す斜視図。
【図８】図２とは異なる実施の形態のミシンの布押え装置の一部の拡大断面図。
【図９】図４とは異なる実施の形態における関節移動方向制御手段の縫製動作を示す断面図。
【図１０】図５とは異なる実施の形態における関節移動方向制御手段の縫製動作を示す一部断面図。
【図１１】図６とは異なる実施の形態における縫製動作及び退避動作に当たっての高さ制御機構の動作の様子を示す模式的な説明図。
【図１２】５本の針棒を選択的に動作させる為の目とび機構の水平断面図。
【符号の説明】
１ 基枠
１０ ミシンの布押え装置
１３ 布押えガイド棒
１９ 布押え
１９ａ 透孔
２０ リンク機構
２１〜２６ 第１〜第６リンク
２１ｃ，２３ｃ カムフォロワ
３１，３２ 回動軸
４０ 高さ制御機構
４１ 制御板
４２ 案内カム
４３ モータ
４６ 円弧状カム溝
５０ 主軸
５２ 布押え駆動カム
５３ カム溝
６１ 針棒
６２ 縫針
６４ 駆動子ガイド棒
６５ 針板
６５ａ 透孔
６６ 布
６７ 厚い布
６８ 刺繍枠
８０ 関節移動方向制御手段
８０ａ 案内腕移動手段
８１ 案内腕
ｇ４ 軸
９０ ロータリーソレノイド
９４ 制御子
９５ 係合子
２５ｅ 側面
Ｊ 目とび機構
【発明の属する技術分野】
この発明はミシンに関し、詳しくは縫製中において目とびを可能にする構成を備えた目とび機構を備えたミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のミシンは、主軸の回動により昇降体を上下動させ、その昇降体によって針棒を上下動させる。上記昇降体は昇降体に付されている駆動体をロータリーソレノイドによって回すことにより、駆動体を針棒と係合しない位置へ退避させ目とびを可能にする。このような構造が公知（例えば特開平４−２９２１９４号公報参照）である。
【０００３】
このような目とび機構を備えたミシンは、駆動子の重量が小型軽量に形成できる特長のあることは勿論のこと、応答性の高いロータリーソレノイドで駆動子を駆動できるので針棒を高速上下動させる可能性を高める効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の目とび機構を備えたミシンでは、縫成中、運針を休める為に時々目とび機構を動作させるのは好都合であるが、多頭ミシンにおいて１台のみを長時間休止させる場合は、前記ロータリーソレノイドの電気的定格が短時間の為、トルクが減少したり、故障する等の不都合が生じる問題点があった。
【０００５】
本件出願の目とび機構を備えたミシンは上記従来技術の問題点を解決する為に提供するものである。
本件出願の目的は、ロータリーソレノイドを備える目とび機構を用いてジャンプ縫いできる目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的は、多頭ミシンにおいて他のミシンで縫成中、１台だけでも休止できるようにした目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的は、休止中は布押えを高所に退避させるようにした目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的は、ミシン休止中においてはロータリーソレノイドの負担を軽減できるようにした目とび機構を備えたミシンを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明における目とび機構を備えたミシンは、主軸の回動によって同期的に往復動作させるようにしてある針棒駆動用の昇降体と、布押え駆動用のリンク機構と、ロータリーソレノイドにおける回動軸の回動により駆動されるようにしてある回動自在の駆動子を備える目とび機構とを備え、上記昇降体は、上下動自在にしてある針棒の上方の被動子に対して、被動子に係合離脱を自在にする駆動子を介して係脱自在に連繋してあり、一方上記リンク機構は、布押えを、針落ち位置に向けて針棒の動作と連動して所定範囲で上下動させると共に、必要に応じて、該上下動される範囲よりもさらに上方の退避位置まで退避させるようにしてあるミシンにおいて、
上記ロータリーソレノイドにおける上記駆動子を駆動する為の回動軸には、上記駆動子を離脱方向に駆動するときに一体的に回動するようにした復帰阻止用の係合子を備えさせ、その係合子において、ロータリーソレノイドによって駆動子を離脱方向に作動させたときの位置は、上記リンク機構が上記布押えを、上記退避位置に上動退避させるように作動した場合に、上記係合子が上記リンク機構の一部に係合されて、ロータリーソレノイドの復帰が阻止される位置に設定したのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、図１〜図６の図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態におけるミシンの布押え装置１０の構成を示す斜視図である。また、図２はその一部について拡大して示す断面図である。
【０００８】
この布押え装置１０は、基枠１（図４参照）に対して支持部材１１を介して固定された布押えガイド棒１３と、この布押えガイド棒１３に対して摺動可能に装着された筒体１５と、この筒体１５に対してバネ１７にて下方に付勢された状態で支持されている布押え１９と、筒体１５を布押えガイド棒１３に沿って上下動させるためのリンク機構２０と、このリンク機構２０による布押え１９の上昇高さを変更するための高さ制御機構４０と、主軸５０に取付部材５１（図１参照）で固定され、主軸５０の回転に伴ってリンク機構２０を動作させる布押え駆動カム５２とを備えている。
【０００９】
リンク機構２０は、上から、第１リンク２１、第２リンク２２、第３リンク２３、第４リンク２４、第５リンク２５及び第６リンク２６によって構成されている。第１リンク２１は、一端２１ａを回動軸３１に固定され、他端（自由端）２１ｂの軸２１ｄに取り付けたカムフォロワ２１ｃを布押え駆動カム５２のカム溝５３に嵌合されている。そして、この第１リンク２１の自由端２１ａに第２リンク２２の上端２２ａが、この第２リンク２２の下端２２ｂの軸ｇ２に第３リンク２３の後方端２３ａが、この第３リンク２３の前方端２３ｂの軸ｇ１に第４リンク２４の上端２４ａが、いずれも回動自在に連結されている。なお、第３リンク２３の後方端２３ａの関節に位置する軸ｇ２には、後述する高さ制御機構４０の案内カム４２に嵌合されるカムフォロワ２３ｃが設けられている。この関節ｇ２は、進退方向を規制しない場合は、自由な方向に動作して力の伝達が困難になる場合がある。
【００１０】
一方、第４リンク２４の下端２４ｂと第５リンク２５の後方端２５ａとは、回動軸３２を介して所定の角度に固定されている。この回動軸３２及び上述の回動軸３１は、いずれも基枠１によって、定位置での回動を自在に支持されている（図２参照）。また、第５リンク２５の前方端２５ｂの軸２５ｃには第６リンク２６の上端２６ａが回動自在に連結され、第６リンク２６の下端２６ｂが筒体１５の上端１５ａに軸２６ｃを介して回動自在に連結されている。
【００１１】
以上の様に構成されている結果、リンク機構２０の夫々の要素となるアーム状の各リンク２１〜２６は、主軸５０が回転すると、それぞれの近くに矢印で示した様な動作を行い、布押え１９を所定範囲内で上下動させる。
【００１２】
次に、関節移動方向制御手段として例示する布押えの高さ制御手段４０について説明する。
高さ制御手段としての機構４０は、上端を基枠１における軸ｇ３に対して回動自在に支持された制御板４１と、上記軸ｇ２に付設してあるカムフォロワ２３ｃが嵌合してある案内カム４２と、この制御板４１に固定されている案内カム４２を、制御板４１の傾きを制御する事により、傾動させる為の案内カム移動手段４１ａとを備える。本実施の形態では、案内カム移動手段４１ａにはモータ４３として無励磁作動型電磁ブレーキ付きのモータを用いる。このモータ４３は、基枠１に連なる板４３ａに装着されており、図３に示す様に、ピニオンギヤ４４及び円弧状ラック４５を介して制御板４１を所望の角度に揺動させ、その傾かせた状態を保持することができる。またモータ４３に代えて、図１３に示される回転ソレノイド４３ｂ等の任意の回動駆動装置を用いてもよい。なお、案内カム４２には円弧状カム溝４６が形成されている。
【００１３】
次に、本実施の形態の布押え装置１０の動作について説明する。図４，図５は、いずれも縫製動作中のリンク機構２０及び布押え１９の動きを示し、図中の符号６１は針棒である。この針棒６１は、基枠１に対して水平方向への移動を自在とする板に対して、複数本が夫々上下動自在に並列的（図１２参照）に装着され、下端には縫製用の縫針６２を備えている。また、針棒６１の上端には、針棒駆動用昇降体７１の駆動子７１ａと係合する被動子６３が取り付けられている。
【００１４】
針棒駆動用昇降体７１は、周知のように、主軸５０に取付けた偏心輪７２によって上下動されるクランクロッド７３（いずれも図１参照）に対して挺子クランク機構（図示略）を介して連結されており、主軸５０の回転に同期して上下動する。一方、駆動子７１ａは、駆動子ガイド棒６４に対して上下動可能に装着されている昇降体７１に連結されている。その連結の構成は、昇降体７１から突出するアーム７１ｂに対して、駆動子７１ａから突設した回転軸７１ｃを回動自在に備えさせる。被動子６３の嵌合部６３ａに対しては、駆動子７１ａの自由端を横方向への嵌合離脱を自在に連結してある。この駆動子７１ａは周知のように、ロータリーソレノイド90によって回動制御する。
上記の駆動子71aを含む構成のジャンプ装置Ｊは主軸50の回動中において、針棒61の昇降を休止させたいとき、駆動子71aを横動させると被動子63との嵌合が外れ、目的を果す。
【００１５】
従って、主軸５０の回転に同期して針棒駆動用昇降体７１が上下動すると、針棒６１も上下動し、縫針６２が針板６５を突き抜ける位置と、針板６５から抜け出した位置との間を上下動して縫製が実行される。このとき、布押え駆動用カム５２も主軸５０の回転に伴って回転し、各リンク２１〜２６及び布押え１９が図１に矢印で示した様に動作する。図４は針棒６１及び布押え１９が縫製中に最も上昇した状態を示しており、図５は逆に最も下降した状態を示している。
【００１６】
なお、図中の符号６６は布である。また、図示の様に、駆動子ガイド棒６４と布押えガイド棒１３は平行に取り付けられており、縫針６２の軸心、布押え１９の透孔１９ａの中心、及び針板６５の透孔（針落ち位置）６５ａの中心は一致している。従って動作時は、針棒の上下方向と布押え１９の透孔１９ａの中心移動方向は一致するので、針棒と布押えとが衝突することはない。
【００１７】
次に、本実施の形態の特徴である布押え１９の上昇高さの変更について図６（Ａ）〜図６（Ｆ）で説明する。図６（Ａ），図６（Ｄ）は、図４，図５にて説明したものに対応し、普通の薄い布６６を刺繍する場合の制御板４１の傾き状態を示している。また、図６（Ｂ），図６（Ｅ）は、これより厚い布６７（例えば、ウレタンシートを敷いたもの）に対して刺繍を施すときの制御板４１の傾き状態を示している。これらの状態では、関節ｇ２が矢印方向に往復動することにより、関節ｇ１は図示の如く左右方向に往復動する（夫々実線と二点鎖線位置に往復動する）。さらに、図６（Ｃ），図６（Ｆ）は、ミシンを単独で休止させたり、刺繍枠６８を移動させる様な時に、布押え１９を高所に設定する退避位置へと逃がしておくときの制御板の状態を示している。なお、この退避位置へと布押え１９を逃がした状態においては、円弧状カム溝４６が、リンクの関節ｇ１，ｇ２間の長さを半径とし、かつ、図において左側の関節ｇ１を中心とする円弧軌跡に中心が一致する位置に停止する様に構成されている。従って、この状態では、仮に主軸５０が回転しても、関節ｇ２は実線と二点鎖線の位置を矢印方向に往復動するだけで、第４リンク２４から下へは運動が伝達されず、布押え１９は退避位置に保持され続ける。なお、制御板４１の傾きの変更は、モータ４３を予め電気的に設定した量だけ、所定方向へ駆動することによってなされる。
【００１８】
この様に、本実施の形態では、厚い布６７に対して刺繍を実行するときは、モータ４３を駆動して、制御板４１の後縁４１ｂを、図６Ｂに示すように鉛直軸に対して通常よりも小さい角度Ｙ（＜Ｘ）となる位置に連続的に移動し、任意の場所にセットする。これにより、案内カム４２のカム溝４６の位置と角度が変化し、図６（Ａ）の状態よりも高い位置で布押え１９が上下動する。また、刺繍枠６８を移動させるときは、モータ４３を駆動して、図６Ｃのように制御板４１の後縁４１ｂが鉛直になる様にセットする。これにより、布押え１９が退避位置まで上昇する。
【００１９】
こうして布押え１９を退避させ、その下を刺繍枠６８が移動した後は、モータ４３を先ほどとは逆方向へ所定量駆動して、図６（Ｃ）の状態から図６（Ａ）又は図６（Ｂ）の状態へと制御板４１の傾き状態を変更して戻す。これにより、刺繍を再開できる状態になる。
【００２０】
ところで、本実施の形態では、退避位置にあるときも、第３リンク２３の後方端２３ａに設けたカムフォロワ２３ｃを案内カム４２のカム溝４６に係合させたままにしている。また、布押え１９は、縫製位置と退避位置との間を鉛直方向に移動するだけであるから、退避位置にあるときも、また、退避位置から縫製位置へ戻りつつあるときも、布押え１９の透孔１９ａの中心が縫針６２の軸心と一致している。この結果、本実施の形態では、退避位置から縫製位置へと布押え１９が完全に戻ってしまう前に主軸５０を回転させ始めることができ、退避状態から刺繍再開までの待ち時間を短縮することができる。１回の退避動作だけに注目するとわずかな時間短縮であっても、刺繍工場では、こうした退避動作は１日の作業の中で膨大な画数が実行されることになるので、その累積時間は大きなものとなり、ミシンの稼働率を大幅に向上することができる。なお、上述の通り、退避動作時には第４リンク２４から下へは主軸５０の回転運動は伝達されないので、針棒６１をジャンプ状態にしておきさえすれば、主軸５０が回転し続けていても構わない。
【００２１】
また、本実施の形態では、案内カム４２の円弧状カム溝４６に対して、常時、カムフォロワ２３ｃを係合させておく構成なので、例えば前記の特開平７−２３１９９１号や特開平６−２３８０７８号で提案されたもののように、カムに対して係合状態を維持させるための強い付勢力を与える構成と異なり、特に高速化した場合は、上記カムに対しての係合状態を強力に維持させるための強い付勢力を与えなければならない構成のものと異なり、上記カムに対しての係合状態を強力に維持させるための強い付勢力を与える必要がない。よって、布押え１９を退避させる際の負荷は、もっぱらリンク機構２０を動かすための負荷だけとなり、退避状態での主軸の負荷軽減も達成されるは勿論、高速運転時の主軸に加わる負荷も軽減される。これらのバネによる付勢力に起因する負荷をなくすということ自体は、１頭のミシンだけ見るとそれほど大きな負荷軽減となっていなくても、刺繍工場で多く使用されている多頭ミシンシステムとなると、こうした少しずっの負荷が主軸に累積するので、１頭宛のミシンの負荷の軽減は、累積して大きな負荷軽減となる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、第１揺動部材としては、回動軸３１によって回動自在とされた第１リンク２１を示し、第２揺動部材としては、回動軸３２によって回動自在とされている第４リンク２４及び第５リンク２５を例示した。また例示では、第４リンク２４が第１アームに第５リンク２５が第２アームにそれぞれ相当する。
【００２３】
次に図１〜６に示されるミシンの布押え装置における関節移動方向制御手段４０と同機能を備える制御手段の異なる例を示す図７〜図１１について説明する。なお、説明に当り、図７〜図１３において機能上前図１〜図６のものと同一又は均等構成と考えられる部分には、前の図と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
関節移動方向制御手段８０おける案内腕８１は、元部８１ａを案内腕移動手段８０ａにおける制御板４１に備えさせた軸ｇ４に対して回動自在に枢着し、先部８１ｂは軸ｇ２に対して回動自在に連結し、案内腕８１の元部８１ａの軸ｇ４を支点とする半径でもって軸ｇ２の進退動を案内するようにしてある（図１１も参照）。また軸ｇ４と、軸ｇ２との相対向する相対関係位置は、案内腕移動手段８０ａにおける制御板４１をモータ４３を回して軸ｇ３を中心に回動させることにより図１１に示されるように矢印方向に揺動変化させることができる。
【００２４】
このように構成すると図１のカム方式のものに比較して、カムフォロワ２３ｃとカム溝４６とのガタ付に相当するものを無くすることができて、精度の向上に役立つ効果がある。また溝４６を備える案内カム４２と、カムフォロワ２３ｃを形成するカム方式の構成に比較してこの案内腕８１を備える方式は、軸ｇ４と、案内腕８１とで足り、部材費が少なく、加工費も安くなる特長がある。
【００２５】
図７に示される案内腕移動手段８０ａと、案内腕８１とで構成される関節移動方向制御手段８０の動作は、図１１に示す。図１１の動きは、図６に示される動作と略同旨の動きであるが、念の為、次に動作を説明する。図１１（Ａ），図１１（Ｄ）は、図９，図１０に示す構成に対応し、普通の薄い布６６を刺繍する場合の制御板４１の傾き状態を示している。また、図１１（Ｂ），図１１（Ｅ）は、これより厚い布６７（例えば、ウレタンシートを敷いたもの）に対して刺繍を施すときの制御板４１の傾き状態を示している。これらの状態では、関節ｇ２が矢印方向に往復動することにより、関節ｇ１は図示の如く左右方向に往復動する（夫々実線と二点鎖線位置に往復動する）。さらに、図１１（Ｃ），図１１（Ｆ）は、刺繍枠６８を移動させる様な時に、布押え１９を上方の退避位置へと大きく逃がしておくときの制御板４１の状態を示している。なお、この退避位置へと布押え１９を逃がした状態においては、軸ｇ４と、軸ｇ１が重なる。軸ｇ２は、リンクの関節ｇ１，ｇ２間の長さを半径とし、かっ、図において左側の関節ｇ１を中心とする円弧軌跡に一致する軌跡を上下動する様に構成されている。従って、この状態では、仮に主軸５０が回転しても、関節ｇ２は実線と二点鎖線の位置を矢印方向に往復動するだけで、関節ｇ１は移動しない為、第４リンク２４から下へは運動が伝達されず、布押え１９は退避位置に保持され続ける。なお、制御板４１の傾きの変更は、モータ４３を所定方向へ予め設定された所定量だけ駆動することによってなされる。
【００２６】
この様に、本実施の形態では、厚い布６７に対して刺繍を実行するときは、モータ４３を駆動して、制御板４１の後縁４１ｂを、鉛直軸に対して通常よりも小さい角度Ｙ（＜Ｘ）となる位置に連続的に移動し、任意の場所にセットする。これにより、案内腕８１の軸ｇ４の位置が変化し、関節ｇ２の運動方向が変更され、図１１（Ａ）の状態よりも高い位置で布押え１９が上下動する。また、刺繍枠６８を移動させるときは、モータ４３を駆動して、制御板４１の後縁４１ｂが鉛直になる様にセットする。これにより、布押え１９が図１１（Ｆ）のように退避位置まで上昇する。
こうして布押え１９を退避させ、その下を刺繍枠６８が移動した後は、モータ４３を先ほどとは逆方向へ所定量駆動して、図１１（Ｃ）の状態から図１１（Ａ）又は図１１（Ｂ）の状態へと制御板４１の傾き状態を変更して戻す。これにより、関節ｇ２の動き方向を変えてその往復動軌跡を規制し、刺繍を再開できる状態にする。
【００２７】
以上説明した実施の形態は、本発明を実施する場合の一例であり、さらに種々なる態様で実施しても構わない。例えば、モータ４３は、モータを停止させている時にモータ軸が回転してしまわない様に構成されていれば、無励磁作動型電磁ブレーキ付きモータ以外のものであっても構わない。
【００２８】
次に図４、５、６、７、１１、１２に示される目とび機構Ｊについて説明する。これらの機構は特開平４−２９２１９４号公報に示されているように、基枠によって支持されているロータリーソレノイド90によって駆動子71aを矢印方向に回動できるようにしてある。91はロータリーソレノイド90の回転軸を示し、これには左右にバランス良く延びるアーム92と、係合子保持用のアーム93が固着してある。94は駆動子71aを作動させる為の制御子で、昇降体71が上、下死点いずれにあっても、それと共に上下動する駆動子71aを制御回動させ得るような長さの棒体で形成してある。駆動子71aは、自然に戻り方向に回動するようバネ71f等で付勢されており、これには係合片71eが付設されている。制御子94が回動すると、係合片71eを図１２のＡ図からＢ図に示す如く矢印方向に連行し、駆動子71aを図１２Ａの嵌合位置63aから図１２Ｂの退避位置に回動させ、そこで保持する。こうなると昇降体71は上下動しても針棒61は休止を続ける。
【００２９】
上記アーム92が回るときには係合子95を備えるアーム93も回る。この係合子の下端95aの位置は布押え19が、図６及び図１１における各Ａ、Ｂの通常の縫成状態においては、動作中のリンク機構20におけるいかなる部材にも接することないように短く、或いは平面的配置を選んで配置してある。しかし、図６、１１における（Ｃ）図の状態、即ち、布押え19を上方の退避位置に退避させた場合は、リンク機構20における一部分、例えば、第５リンク25が大幅に上昇するので、これの側面25eによって、上記係合子下端95aの回動軌跡（戻り軌跡）96が遮られる位置、長さに設定してある。従って図６、１１において（Ａ）（Ｂ）図の状態で縫成中、目とび機構を作動させれば、図１２の（Ａ）から（Ｂ）図の状態となって周知の目とび（ジャンプ）縫いができる。多頭ミシン（複数頭）において、一つのミシンにおける針棒61を長時間休ます場合は、目とび機構Ｊを図１２（Ｂ）の如く回動させ、布押え19を図６、１１の（Ｃ）図の如く上昇させる。そうすると、係合子95はリンクの一部25eに当接して戻れなくなる。そうすると、ロータリーソレノイドの回動軸91は戻れないので、ロータリーソレノイド90のトルクが減少しても、また通電を切っても制御子94は、駆動子71aを外した図１２Ｂの位置を維持する。なお係合子95は、制御子94の先端部から延設させる部材を用いる等、両者は一部材で構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本願発明は、前記従来の目とび機構を備えたミシンにおける長所を引続き維持すると共に、従来の問題点を解決し、ロータリーソレノイドを故障少なく利用でき、又は小さな、短時間定格の安いロータリーソレノイドの利用を可能にする等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のミシンの目とび機構を除いた布押え装置の要部を示す斜視図。
【図２】実施の形態のミシンの布押え装置の一部の拡大断面図。
【図３】実施の形態における高さ制御機構の構成を示す斜視図。
【図４】実施の形態における縫製動作を示す断面図。
【図５】実施の形態における縫製動作を示す断面図。
【図６】実施の形態における縫製動作及び退避動作に当たっての高さ制御機構の動作の様子を示す模式的な説明図。
【図７】図１とは異なる実施の形態のミシンの布押え装置の要部を示す斜視図。
【図８】図２とは異なる実施の形態のミシンの布押え装置の一部の拡大断面図。
【図９】図４とは異なる実施の形態における関節移動方向制御手段の縫製動作を示す断面図。
【図１０】図５とは異なる実施の形態における関節移動方向制御手段の縫製動作を示す一部断面図。
【図１１】図６とは異なる実施の形態における縫製動作及び退避動作に当たっての高さ制御機構の動作の様子を示す模式的な説明図。
【図１２】５本の針棒を選択的に動作させる為の目とび機構の水平断面図。
【符号の説明】
１ 基枠
１０ ミシンの布押え装置
１３ 布押えガイド棒
１９ 布押え
１９ａ 透孔
２０ リンク機構
２１〜２６ 第１〜第６リンク
２１ｃ，２３ｃ カムフォロワ
３１，３２ 回動軸
４０ 高さ制御機構
４１ 制御板
４２ 案内カム
４３ モータ
４６ 円弧状カム溝
５０ 主軸
５２ 布押え駆動カム
５３ カム溝
６１ 針棒
６２ 縫針
６４ 駆動子ガイド棒
６５ 針板
６５ａ 透孔
６６ 布
６７ 厚い布
６８ 刺繍枠
８０ 関節移動方向制御手段
８０ａ 案内腕移動手段
８１ 案内腕
ｇ４ 軸
９０ ロータリーソレノイド
９４ 制御子
９５ 係合子
２５ｅ 側面
Ｊ 目とび機構
Claims (1)
- 主軸の回動によって同期的に往復動作させるようにしてある針棒駆動用の昇降体と、布押え駆動用のリンク機構と、ロータリーソレノイドにおける回動軸の回動により駆動されるようにしてある回動自在の駆動子を備える目とび機構とを備え、上記昇降体は、上下動自在にしてある針棒の上方の被動子に対して、被動子に係合離脱を自在にする駆動子を介して係脱自在に連繋してあり、一方上記リンク機構は、布押えを、針落ち位置に向けて針棒の動作と連動して所定範囲で上下動させると共に、必要に応じて、該上下動される範囲よりもさらに上方の退避位置まで退避させるようにしてあるミシンにおいて、
上記ロータリーソレノイドにおける上記駆動子を駆動する為の回動軸には、上記駆動子を離脱方向に駆動するときに一体的に回動するようにした復帰阻止用の係合子を備えさせ、その係合子において、ロータリーソレノイドによって駆動子を離脱方向に作動させたときの位置は、上記リンク機構が上記布押えを、上記退避位置に上動退避させるように作動した場合に、上記係合子が上記リンク機構の一部に係合されて、ロータリーソレノイドの復帰が阻止される位置に設定してあることを特徴とする目とび機構を備えたミシン。
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