JP3962750B2 - ハンドル刺繍ミシン - Google Patents

Description

本発明は、自在に送り方向を調整して環縫いを行うことが可能なハンドル刺繍ミシンに関するものである。

被縫製物に刺繍を施す際に、環縫いと呼ばれる縫い方が従来から採用されている。この環縫いは、糸を針で環状に縫いつける縫い方であり、鉤針と呼ばれる鉤状の糸通し穴が形成された針を用いて行われる。さらに、環縫いにはモスステッチ、チェーンステッチの２種類の代表的な縫い方がある。より詳しくは、モスステッチは以下のようなものである。
鉤針に環状に係合された糸を鉤針とともに被縫製物の下面から上面へ引き上げ、鉤針から取り外す。次に、所定のピッチ分鉤針を移動させ、あるいは被縫製物を送り、鉤針を被縫製物の上面から下面に貫通させ、再び環状に糸を係合し、下面から上面へ引き上げる。この動作を連続して行うことで、上面には、所定のピッチで糸の環が形成されて、これをモスステッチという。
また、鉤針に環状に係合された糸を被縫製物の下面から上面へ引き上げた後、鉤針から糸を取り外さず、係合したまま環状の糸を鉤針によって被縫製物の上面に押し倒す。そして、鉤針を被縫製物の上面から下面に貫通させ、そのまま押し倒された環の中から次の環状に係合された糸を引き上げることによって、被縫製物の上面において隣り合う環同士が鎖状に係合しながら連続するようになり、これをチェーンステッチという。
これらモスステッチとチェーンステッチの違いは、作用的には被縫製物の上面に引き上げられた環から鉤針を取り外して次のピッチに移動するか、係合したまま次のピッチに移動するかの違いである。また、構成的には、被縫製物の送り方向に鉤針の糸通し穴を向ければ、糸が取り外れてモスステッチとなり、糸通し穴を逆方向に向ければ、被縫製物の上面側に鉤針がある時は常に糸は係合された状態となり、チェーンステッチとなる。

このような環縫いを行うミシンとしては、以下に示すミシンが提案されている。例えば、上下駆動する鉤針と、鉤針と同期的に回転制御されるルーパとを備え、ルーパに回転駆動を与えるための制御モータと、制御モータに接続され、ルーパに対する鉤針の高さ位置が最適となるタイミングで制御モータを制御する制御装置とを備えた環縫いミシンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、上記とは異なり、従来からの環縫いを行う刺繍ミシンとしては、鉤針の先端部の周囲を囲むように、上下かつ所定の送り方向に振動可能な環状の送り枠を設けて、この送り枠の送り方向を鉤針の方向及び鉤針の下方にて鉤針と同期的に回転運動するルーパの方向とを同期させて回転可能とすることで、３６０度自在に送り方向を変えて刺繍することが可能なハンドル刺繍ミシンが提案されている。
特開平８−８４８８０号公報

しかしながら、前者の特許文献１における環縫いミシンにおいては、被縫製物の移動方向に対して鉤針の向きは常にモスステッチに対応する向きであり、鉤針の向きが逆となるチェーンステッチに切り替える方法は開示されていない。

また、後者のハンドル刺繍ミシンにおいて、モスステッチとチェーンステッチの両方に対応するには、送り枠の送り方向を固定したまま、鉤針とルーパの向きを１８０度切り替える必要があった。しかし、このハンドル刺繍ミシンは、３６０度自在に方向を変えて刺繍を可能とするため、送り枠の送り方向と鉤針の向きとルーパの向きが常に一致するように３つの回転運動は同期されており、これらが連動して駆動する機構を解除しなければならなかった。このため、鉤針あるいは鉤針を保持する針棒が固定されているボルト等の係合器具を緩めて、目視にて１８０度回転させて調整する。さらに、ルーパにおいては、駆動部からの駆動力を伝達させる作動歯車の咬合を取り外して１８０度回転させる、あるいは駆動部に取り付けられた作動歯車を主軸から取り外してルーパを作動歯車と共に１８０度回転させる必要があった。しかし、鉤針あるいは針棒の向きを調整する作業は目視による作業で不正確であり、その調整には熟練さを必要とした。また、ルーパの向きを１８０度回転させる作業は、ミシン本体の下部での作業で、なおかつルーパという精密で非常に小さな部品を取り外す、あるいは作動歯車を取り外して切り替える作業であり、熟練さを必要とするとともに、非常に時間を要する作業であった。このため、このようなハンドル刺繍ミシンにおいて、モスステッチ及びチェーンステッチを自在に扱うのは熟練者に限られており、初心者や家庭において使用するには、技術上、安全上問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、３６０度自在に送り方向を変えて刺繍することが可能で、モスステッチとチェーンステッチの２種類の環縫い方法を容易にかつ安全に切り替えることが可能なハンドル刺繍ミシンを提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、鉤針と、該鉤針の鉤部に糸を誘導するルーパと、被縫製物を所定の送り方向に移動させる送り機構と、前記鉤針、前記ルーパ及び前記送り機構を同期させて往復運動させる駆動部と、軸方向に往復運動して、前記ルーパに往復運動を伝達する前記駆動部の主軸を、往復運動とは連動させずに回転させることで、前記送り機構の送り方向、前記鉤針の向き及び前記ルーパの向きを同期させて設定することが可能な方向調整機構とを備え、自在に縫製方向を変えて環縫いを行うことが可能なハンドル刺繍ミシンであって、前記鉤針を保持する針棒と、往復運動する前記駆動部に前記針棒を軸線回りの１８０度異なる２つの向きで固定可能な係合部と、前記方向調整機構と独立して、前記ルーパの向きを１８０度回転させることが可能なルーパ方向切替部とを備え、前記送り機構の送り方向に対して、相対的に前記針棒の向き及び前記ルーパの向きをそれぞれ１８０度回転させることで、チェーンステッチ及びモスステッチの２つの異なる種類の環縫いが可能であることを特徴としている。

この発明に係るハンドル刺繍ミシンによれば、鉤針を保持する針棒を係合部に軸線回りの１８０度異なる２つの向きで正確に固定することが可能である。さらに、ルーパ方向切替部によって、方向調整機構と独立して、ルーパの向きを１８０度回転させることが可能なので、送り機構の送り方向を固定したまま、鉤針とルーパの向きを１８０度回転させることができ、チェーンステッチ及びモスステッチの２種類の環縫いが可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハンドル刺繍ミシンにおいて、前記方向調整機構は、回転自在なハンドルと、該ハンドルの回転を伝達するハンドル軸と、前記駆動部の前記主軸に外嵌し固定される規制部材を軸方向に移動可能かつ回転規制する長穴を有し、前記主軸に外嵌され、一端に傘歯車が設けられる第一の円筒軸と、前記主軸に回転可能に外嵌され、前記第一の円筒軸と向い合う一端に傘歯車が設けられ、他端には前記ハンドル軸の回転を伝達する歯車が設けられる第二の円筒軸とを備え、前記ルーパ方向切替部は、前記チェーンステッチ及び前記モスステッチの各々に対応する係止位置間で、回動可能なレバーと、前記レバーの回動を伝達するレバー軸と、一端部が前記第一の円筒軸に回動可能に軸着され、他端部が前記第二の円筒軸に回動可能に軸着されるとともに、いずれか一方の端部にはレバー軸の回転を伝達する歯車が設けられる略コの字状のアームとを備え、前記方向調整機構の前記第一の円筒軸の前記傘歯車と前記第二の円筒軸の前記傘歯車とは、前記ルーパ方向切替部の前記アームに回転可能に軸着された傘歯車に咬合されて連動可能であることを特徴としている。

この発明に係るハンドル刺繍ミシンによれば、ルーパ方向切替部のレバーを回転させれば、回転がレバー軸からアームに伝達されて、アームが第一の円筒軸及び第二の円筒軸の軸回りに回動する。アームの回動に伴って、アームに軸着された傘歯車も第一の円筒軸の傘歯車及び第二の円筒軸の傘歯車に咬合したまま回動する。つまり、第二の円筒軸の傘歯車を固定太陽歯車、アームに軸着された傘歯車を遊星歯車として、第二の円筒軸の傘歯車の周りを遊星運動する。このため、アームの回動に伴い、アームの傘歯車は回転し、連動して第一の円筒軸の傘歯車がアームの回転数とアームの傘歯車の回転数の総和で回転する。第一の円筒軸が回転することにより、第一の円筒軸と駆動部の主軸とは、規制部材と長穴で相対的に回転規制されているので、駆動部の主軸も回転し、ルーパに伝達されて回転する。このような機構により、ルーパが１８０度回転するのに対応する角度だけレバーを回転させれば、方向調整機構と独立し、鉤針及び送り機構と関係なく、容易にかつ安全にルーパのみを１８０度回転させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のハンドル刺繍ミシンにおいて、前記針棒または前記係合部のいずれか一方に係止ピンが設けられ、前記針棒または前記係合部の他方の対応する位置の１８０度異なる２箇所に前記係止ピンを係止可能な切欠きが設けられるとともに、前記係合部には、段差が設けられ、１８０度異なるそれぞれの向きで固定した際に、前記鉤針を固定する高さが異なることを特徴としている。

この発明に係るハンドル刺繍ミシンによれば、針棒と係合部とに設けられた係止ピン及び切欠きによって、容易にかつ安全に鉤針の向きを１８０度異なる向きに設定することができる。また、一般にチェーンステッチは、縫製の際鉤針の上下運動の最上点をモスステッチに対して高めに設定した方が良好な仕上がりとなる。１８０度異なるそれぞれの向きで固定した際に、鉤針を固定する高さを異なる高さに設定することができることで、モスステッチ及びチェーンステッチの２種類の刺繍方法のそれぞれの特性に従い、良好な仕上がりとすることができる

本発明によれば、モスステッチとチェーンステッチの２種類の環縫い方法を容易にかつ安全に切り替えることが可能であり、初心者や家庭においてモスステッチとチェーンステッチの２種類の環縫いを自在に使用した刺繍を施すことを可能とすることができる。

図１から図１６はこの発明に係る実施形態を示している。図１にハンドル刺繍ミシンの一部を破断した斜視図を示す。図２に針部及び係合部の詳細図、図３に針棒の詳細図、図４に係合部の詳細図を示す。また、図５、図６に針部と係合部を組み立てた断面図を示す。図７にテーブルの下部の一部を破断した底面図、図８に一部を破断した側面図、図９に一部分の下方からの斜視図を示す。また、図１０にルーパの詳細図を示す。さらに、図１１から図１４に鉤針とルーパとの関係を表わす説明図、図１５にモスステッチの説明図、図１６にチェーンステッチの説明図を示す。

図１に示すように、この実施形態のハンドル刺繍ミシン１は、被縫製物Ａを縫製する鉤針２が設けられた針部３と、鉤針２に糸を誘導し係合するルーパ４と、被縫製物Ａを所定の送り方向Ｐに移動させる送り機構５と、送り方向Ｐを任意の方向へ調整し、設定することが可能な方向調整機構６と、方向調整機構６と独立してルーパ４の向きを調整可能なルーパ方向切替部７とを備えている。また、ハンドル刺繍ミシン１は、鉤針２、ルーパ４及び送り機構５とを同期させて往復運動させることが可能な駆動部８と、縫製作業を行うテーブル９と、テーブル９を支持する脚１０と、テーブル９の上部において、各機構を保護するカバー１１とを備えている。

図１、図２に示すように、駆動部８は、動力源であるモータ１２と、針部３及び送り機構５を保持し作動させるヘッド１３と、モータ１２の動力をヘッド１３に伝達させる上部主軸１４と、ルーパ４にモータ１２の動力を伝達させる下部主軸１５とを備える。ヘッド１３には、図示しないが針部３を上下運動させる機構、送り機構５を振動させる機構、針部３及び送り機構５を回転運動させる機構とが備えられている。また、針部３が挿入され、貫通する下部には、略円筒状で下端側が縮径したニップル１３ａが針部３と同軸上となるように設けられていて、針部３の上下運動と同期して、上下運動することが可能である。上部主軸１４は、針部３及び送り機構５に往復運動Ｑを伝達させ、下部主軸１５はルーパ４に往復運動Ｑを伝達させ、これにより針部３の上下運動Ｍ３、ルーパ４の往復回転運動Ｍ４、送り機構５の上下及び送り方向前後の振動運動Ｖ５は同期して行われ、被縫製物Ａに一定のピッチのステッチを施すことができる。また、方向調整機構６による方向調整によって、回転運動Ｒが伝達され、針部３の回転運動Ｒ３、ルーパ４の回転運動Ｒ４及び送り機構５の回転運動Ｒ５は、同期して行われる。

図２に示すように、送り機構５は、ヘッド１３と接続され、振動運動Ｖ５を伝達する支持棒５ａと、針部３をヘッド１３に取り付けた際に、針部３の鉤針２の周囲を囲むリング状の送り枠５ｂとで構成されている。送り枠５ｂの高さ方向の位置は、テーブル９よりも僅かに上方に位置し、振動運動Ｖ５が与えられて最下点に達した時にテーブル９に敷設された被縫製物Ａを適度に押圧し、振動運動Ｖ５による送り方向Ｐへの振動によって、被縫製物Ａを送り方向Ｐに移動させることが可能な位置とする。

また、図２、図３に示すように、針部３は、鉤状に一側端が開放された糸通し穴である鉤部２ａが設けられ、上端部２ｂにおねじが設けられた鉤針２と、略棒状で、下端部１６ａに鉤針２の上端部２ｂを螺合可能なねじ穴１６ｂが設けられた針棒１６とで構成されている。また、針棒１６の上端部１６ｃには、針棒１６を挿入可能な貫通孔１７ｆを有する略円板上の係合板１７が外嵌され固定されている。係合板１７の側面１７ｅには、側面１７ｅから貫通孔１７ｆに貫通するねじ穴１７ｇが形成され、固定ねじ１７ｈを螺入することで、針棒１６と係合板１７との軸回りの向きを調整して固定可能となっている。また、係合板１７は、下面１７ａ側に設けられた段差１７ｂによって、半分が厚板部１７ｃ、半分が薄板部１７ｄに形成されている。また、係合板１７の厚板部１７ｃ、薄板部１７ｄの各々の側面１７ｅには、上面１７ｉから下面１７ａに貫通する切欠き１８、１９が形成されている。これら切欠き１８、１９は、係合板１７の中心に対して１８０度異なる位置に配置されている。さらに、厚板部１７ｃの切欠き１８の側方には、モスステッチを表わすＭのマーク１８ａが刻印されている。また、薄板部１７ｄの切欠き１９の側方にはチェーンステッチを表わすＣのマーク１９ａが刻印されている。さらに、係合板１７の上方において、針棒１６にはツマミ２０が接合されている。そして、針棒１６と係合板１７との軸回りの相対的な位置関係は、図２に示すような係合板１７の切欠き１９に係止ピン２３を挿入した場合において、鉤針２の鉤部２ａの向きが後述するチェーンステッチを行うのに最適な向きとなるように設定され、固定ねじ１７ｈで固定されている。

図２に示すように、針部３は、係合部２１によって、ヘッド１３に係合されている。図４に示すように、係合部２１は、略円筒状で、中心に貫通孔２２が設けられていて、貫通孔２２の直径は、針棒１６の直径と略等しくかつ針棒１６を挿入可能に設定されている。また、下端部２１ａは、凹部２１ｂによって、略Ｄ形状の断面を有し、その上方には、外周端２１ｃに突設する環状の凸部２１ｄ、２１ｅが設けられ、これにより環状の凹部２１ｆが形成されている。また、上端部２１ｇには、段差２１ｈが形成されるとともに、係止ピン２３が上方へ突設している。図２に示すように、係止ピン２３の断面形状及び位置は、係合部２１の貫通孔２２に針棒１６を挿入した際に、係合板１７の切欠き１８、１９と挿入可能な断面形状及び位置に設定されている。また、図５に示すように、段差２１ｈの高さは針部３の係合板１７の段差１７ｂより僅かに大に設定されていて、段差２１ｈの位置は切欠き１８に係止ピン２３を挿入した際に、段差２１ｈと段差１７ｂとが互いに係合するように設定されている。また、図４、図５に示すように、貫通孔２２の内周面２２ａには、Ｃ環状のリング２４が設けられているともに、側面２１ｉから貫通孔２２に貫通するねじ穴２１ｊに螺入された固定ねじ２５によって、リング２４を貫通孔２２の内部に押圧可能になっている。

図２に示すように、係合部２１は、凹部２１ｂによって、ヘッド１３に伝達された回転運動を伝達可能に、かつ凸部２１ｄ、２１ｅ及び凹部２１ｆによって、ヘッド１３に伝達された上下運動を伝達可能に係合されている。そして、係合部２１は、モータ１２から伝達される往復運動Ｑ及び方向調整機構６から伝達される回転運動Ｒの入力により、ヘッド１３によって上下運動及び回転運動のそれぞれが可能となっている。さらに、図５に示すように、ヘッド１３に固定された係合部２１の貫通孔２２に、鉤針２が固定された針棒１６を挿入し、切欠き１８または１９に係止ピン２３を挿入し、固定ねじ２５を締め付けて、リング２４によって、挿入された針棒１６を押圧することによって、針部３は係合部２１と一体となって、ヘッド１３から伝達される上下運動Ｍ３及び回転運動Ｒ３を行うことが可能となる。ここで、図５に示すように、鉤針２の鉤部２ａの向きは、鉤針２が針棒１６のねじ穴１６ｂの基端まで螺入され、係合板１７の切欠き１８に、係合部２１の係止ピン２３が挿入された際に、送り機構５の送り方向Ｐと略等しい方向となるように設定され、係合板１７の固定ねじ１７ｈで固定されている。また、図６に示すように、係合板１７の切欠き１９に、係合部２１の係止ピン２３が挿入された際には、鉤針２の鉤部２ａの向きは軸回りに１８０度回転し、送り方向Ｐと反対の向きとなる。また、図５、図６に示すように、係合板１７の切欠き１８に係止ピン２３を挿入させる時と、切欠き１９を係止ピン２３に挿入させる時とでは、係合部２１の段差２１ｈの高さ分だけ、鉤針２を固定する高さが異なる。

また、図１０に示すように、ルーパ４は、略円筒状の部材で、貫通孔４ａの外径は、鉤針２を同軸となるように挿入した際に、隙間４ｂが使用される糸の太さよりも大となるように設定されている。また、外周面４ｃには、らせん状の歯が形成されたギア部２６が設けられている。また、先端面４ｄは、らせん状に傾斜して形成され、上端部４ｅが突設することで、鉤状の凹部２７が形成されるとともに、上端部４ｅの外周側４ｆには、糸を係合可能な係合溝２８が設けられている。図８に示すように、ルーパ４は、上方位置する鉤針２と同軸上になるように設けられている。また、鉤針２の下方において、テーブル９には、ルーパ４の外径よりも僅かに大に設定された貫通孔９ａが形成されるとともに、上面部９ｂにおいて、凹部９ｃが形成され、鉤針２を挿入することが可能な針穴２９ａが形成された針板２９が嵌め込まれている。そして、ルーパ４は、上端部４ｅが針板２９の僅かに下方の位置となるように、図示しない軸受によって回転可能に支持されている。

次に、図７、図８に示すように、駆動部８の下部主軸１５は、先端部１５ａにルーパ４のギア部２６と１対１のギア比に設定されるらせん状の歯を有する作動ギア３０が固定されていて、ルーパ４のギア部２６と咬合している。また、基端部１５ｂには、伝達部材３１が設けられ、伝達部材３１によってモータ１２の往復運動Ｑを下部主軸１５に軸方向の往復運動Ｑ１５として伝達することが可能であるとともに、下部主軸１５が軸回りに回転することを可能としている。

また、図７、図８に示すように、方向調整機構６は、略円筒状で、駆動部８の下部主軸１５に回動可能にかつ軸方向に移動可能に外嵌される第一の円筒軸３２、第二の円筒軸３３及び第三の円筒軸３４と、回転自在にテーブル９に軸着されるハンドル軸３５と、ハンドル軸３５の先端部３５ａに接合されたハンドル３６とを備える。第一の円筒軸３２、第二の円筒軸３３及び第三の円筒軸３４は、図示しない軸受によってそれぞれテーブル９に回転可能にかつ軸方向の移動を規制された状態で軸支されている。このため、下部主軸１５と、第一の円筒軸３２、第二の円筒軸３３及び第三の円筒軸３４とは、互いに独立して回転可能であり、かつ下部主軸１５は、第一の円筒軸３２、第二の円筒軸３３及び第三の円筒軸３４の内部において移動可能となっている。また、第一の円筒軸３２には、下部主軸１５の外周面１５ｃまで貫通する長穴３７が形成され、下部主軸１５には、長穴３７と対応する位置において、規制部材３８が外嵌し固定されている。長穴３７の短幅は、規制部材３８と略等しい幅を有し、長穴３７が形成される範囲においては、第一の円筒軸３２の内径も長穴３７の短幅と略等しい直径に拡径されている。このため、この規制部材３８と長穴３７とによって、下部主軸１５は規制部材３８が長穴３７の内部で移動可能とする範囲内で第一の円筒軸３２に対して軸方向に移動可能であり、また相対的に回転規制されている。また、第一の円筒軸３２の基端部３２ａには、傘歯車３２ｂが設けられている。

第二の円筒軸３３は、基端部３３ａ及び先端部３３ｂのそれぞれに傘歯車３３ｃ、３３ｄが設けられている。同様に、第三の円筒軸３４にも、基端部３４ａ及び先端部３４ｂのそれぞれに傘歯車３４ｃ、３４ｄが設けられている。ハンドル軸３５の基端部３５ｂには、傘歯車３５ｃが設けられている。さらに、ハンドル軸３５の傘歯車３５ｃと、第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｃ及び第三の円筒軸３４の傘歯車３４ｄとの間には中間軸３９がテーブル９に回転可能に軸支されていて、先端部３９ａに設けられた傘歯車３９ｂは、ハンドル軸３５の傘歯車３５ｃに、基端部３９ｃに設けられた傘歯車３９ｄは、第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｃ及び第三の円筒軸３４の傘歯車３４ｄにそれぞれ咬合されている。また、第三の円筒軸３４の基端部３４ａの傘歯車３４ｃは、駆動部８のヘッド１３に回転運動Ｒを伝達する傘歯車４０と咬合している。また、ハンドル３６は、ハンドル軸３５に接合される柄３６ａと、柄３６ａの先端部３６ｂに軸３６ｃで回転可能に軸着される把持部３６ｄとを備える。

次に、ルーパ方向切替部７は、略コの字状で、一端部４１ａが第一の円筒軸３２に回動可能に軸着され、他端部４１ｂが第二の円筒軸３３に回動可能に軸着されたアーム４１と、テーブル９に回転可能に軸着されるレバー軸４２と、レバー軸４２の先端部４２ａに接合されるレバー４３とを備える。アーム４１の中央部４１ｃには、駆動部８の下部主軸１５の中心方向に向って、傘歯車４１ｄが回転可能に軸着され、第一の円筒軸３２の傘歯車３２ｂ及び第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｄと咬合されている。さらに、アーム４１の他端部４１ｂの側面４１ｅには、第二の円筒軸３３と同軸となるように歯車４１ｆが接合されている。また、レバー軸４２の基端部４２ｂには、傘歯車４２ｃが設けられている。さらに、レバー軸４２の傘歯車４２ｃと、アーム４１の歯車４１ｆとの間には、中間軸４４がテーブル９に回転可能に軸支されていて、中間軸４４の先端部４４ａに設けられた傘歯車４４ｂがレバー軸４２の傘歯車４２ｃと咬合し、基端部４４ｃに設けられた歯車４４ｄがアーム４１の歯車４１ｆと咬合している。

また、レバー４３は、レバー軸４２と同心となるように接合される扇状の板部材４５と、板部材４５の周面４５ａの半径方向に接合される柄４３ａと、柄４３ａの先端部４３ｂに設けられる把持部４３ｃとを備える。そして、板部材４５の上面４５ｂには、２つの制止ピン４６、４７が突設し、さらに２つの半球状の係合凹部４８、４９が形成されている。また、制止ブロック５０が図示しない固定部材によりテーブル９に固定されている。制止ブロック５０の下面部５０ａには穴５０ｂが形成され、穴５０ｂに収容されたバネ５０ｃによって、係合凹部４８、４９の形状に対応する球体５０ｄが出没可能に設けられている。図７に示すように、レバー４３は、制止ブロック５０の一側面５０ｅに制止ピン４６が当接する位置から、制止ブロック５０の他側面５０ｆに制止ピン４７が当接する位置まで９０度分回動することが可能に設定されている。さらに、制止ブロック５０が制止ピン４６または４７と当接した際に、板部材４５の係合凹部４８または４９に制止ブロック５０の球体５０ｄが嵌入するように設定されている。制止ブロック５０のバネ５０ｃの反撥力は、制止ブロック５０の球体５０ｄが板部材４５の係合凹部４８または４９に嵌入された状態の時に、レバー４３が本体の振動等によって自然に回動しないよう係止可能で、かつレバー４３を手動で回動した際に、容易に着脱可能な程度とする。そして、後述するように、レバー４３を回動して所定の位置に設定することで、モスステッチとチェーンステッチに対応するルーパ４の方向調整を行うが、制止ブロック５０と板部材４５の制止ピン４６及び係合凹部４８とで係止するレバー４３の位置がチェーンステッチと対応するように設定されている。そして、この時のレバー４３の把持部４３ｃの位置と対応するテーブル９の側面９ｄにおいて、チェーンステッチを意味するＣのマーク４３ｄが刻印されている。また、制止ブロック５０と板部材４５の制止ピン４７及び係合凹部４９とで係止するレバー４３の位置がモスステッチと対応するように設定されていて、この時のレバー４３の把持部４３ｃの位置と対応するテーブル９の側面９ｄにおいて、モスステッチを意味するＭのマーク４３ｅが刻印されている。

以上、本実施形態のハンドル刺繍ミシン１の構成について説明したが、互いに咬合する歯車（傘歯車を含む）同士は、本実施形態においては特に断りの無い限りすべて１対１のギア比とする。また、テーブル９の下部に構成される各部材、機構は、図示しないが軸受などによってテーブル９に保持されているものとする。また、図示しないが、テーブル９の下部のルーパ４の近傍には、糸Ｂをルーパ４の貫通孔４ａの下方から上方へ通し、ルーパ４の上方に位置する鉤針２に供給する供給部も備えている。さらに、図示しないが、その他通常のミシンに必要とする部材、機構については備えているものとする。

次に、この実施形態のハンドル刺繍ミシン１の作用について説明する。図１において、前述のように、駆動部８のモータ１２を駆動させると、上部主軸１４からヘッド１３へ、また下部主軸１５へ往復運動Ｑが伝達される。図２に示すように、ヘッド１３へ伝達された往復運動Ｑは、ヘッド１３によって、係合部２１に上下運動Ｍ３として伝達されて、係合部２１に固定されている針部３の鉤針２が上下運動Ｍ３を行う。また、往復運動Ｑは、送り機構５には、振動運動Ｖ５として伝達されて、送り枠５ｂが上下に振動しつつ送り方向の前後へ振動することで、下方に位置する被縫製物Ａを所定のピッチずつ移動させる。また、ヘッド１３は、鉤針２が下方へ移動する時は、ニップル１３ａを少し遅れて下方へ移動させて被縫製物Ａに当接させるとともに、鉤針２が上方へ移動する際は、鉤針２の上方移動よりも少し早く上方に移動させる上下運動をニップル１３ａに行わせる。また、図７に示すように、下部主軸１５への往復運動Ｑの伝達は、伝達部材３１を介して、軸方向の往復運動Ｑ１５として伝達される。この時、第一の円筒軸３２、第二の円筒軸３３及び第三の円筒軸３４は移動せずに、下部主軸１５のみが軸方向に移動し、先端部１５ａの作動ギア３０からルーパ４のギア部２６を介して、往復運動Ｑ１５がルーパ４の往復回転運動Ｍ４として伝達される。ここで、下部主軸１５の往復運動Ｑ１５の振幅は、ルーパ４の往復回転運動Ｍ４の振幅が３６０度になるように設定されている。

これら鉤針２の上下運動Ｍ３、ルーパ４の往復回転運動Ｍ４、送り機構５の振動運動Ｖ５は、同期しており、これらの連動によって、被縫製物Ａの縫製を行う。以下にその詳細を示す。図１１から図１４は、被縫製物Ａを縫製している時の鉤針２とルーパ４との相対的な関係を示している。図１１から図１４においては、鉤針２とルーパ４との関係を明解とするため、鉤針２、ルーパ４、作動ギア３０、駆動部８の下部主軸１５、糸Ｂ及び被縫製物Ａのみを記載し、その他の構成要素は省略している。図１１に示すように、縫製に使用する糸Ｂは、図示しない供給部から供給され、ルーパ４の下方から上方へ貫通孔４ａに挿入され、ルーパ４の上端部４ｅの下部に位置する凹部２７からルーパ４の外方に抜けて、ルーパ４の係合溝２８に係合されている。まず、図１１に示すように、鉤針２は、下向きに移動し、被縫製物Ａの上方から被縫製物Ａを貫通する。この時、ルーパ４の係合溝２８は鉤針２の鉤部２ａと反対側の方向に向いており、駆動部８の下部主軸１５が基端部側のＳ方向へ移動するのに伴い、作動ギア３０とルーパ４のギア部２６との関係から右回りに回転する。

次に、図１２に示すように、鉤針２はさらに下向きに移動し、ルーパ４の貫通孔４ａに挿入され、最下点に達して上向きの移動に切り替わる。この時、ルーパ４は、下部主軸１５のＳ方向への移動に伴い、右回りに回転し、ルーパ４の係合溝２８が鉤針２の鉤部２ａと同じ方向を向く。糸Ｂは、ルーパ４の右回りの回転に伴い、ルーパ４の係合溝２８によって、貫通孔４ａに挿入された鉤針２に巻き付くように誘導される。そして、さらにルーパ４が右回りに回転することにより、糸Ｂは鉤針２に巻き付き、上向きに鉤針２が移動するのに伴い、巻き付いた糸Ｂが鉤針２の鉤部２ａに係合される。

図１３に示すように、さらに鉤針２は上向きに移動し、鉤針２は被縫製物Ａを貫通した孔５１から、鉤部２ａに係合した糸Ｂを環状に引き上げる。鉤針２の鉤部２ａが被縫製物Ａと略等しい位置に達した時、再びルーパ４の係合溝２８は鉤針２の鉤部２ａと反対側の方向に向く。そして、下部主軸１５の移動方向がＳ方向から反転して、Ｔ方向に切り替わるのに伴い、ルーパ４も左回転に切り替わる。

次に、図１４に示すように、鉤針２はさらに上方へ移動し、最上点に達し、下向きの移動に切り替わる。この時、糸Ｂは、鉤針２によって、引き上げられ、被縫製物Ａの上方に環５２が形成される。そして、鉤針２が下向きの移動に切り替わるのに伴い、鉤針２の鉤部２ａに係合された状態から外れて、形成された環５２は取り残される。ここで、送り機構５によって被縫製物Ａを所定ピッチ送ることにより、再び図１１に示す工程から同様の作業を繰り返し、図１５に示すように、所定のピッチ離れた位置に再び次の環５２を形成することができる。この場合、送り方向Ｐと鉤針２の鉤部２ａに向きが略等しい向きであるため、最上点に達した鉤針２が下向きに移動する際に、被縫製物Ａの送りと、鉤針２の下向きの移動によって、鉤針２の鉤部２ａから糸Ｂが外れるので、モスステッチを施すことができる。

図１６は、送り方向Ｐに対して鉤針２及びルーパ４の向きを１８０度反転させた場合を示している。この場合、鉤針２が最上点に達して、下向きの移動に切り替わっても、鉤針２の鉤部２ａの向きと被縫製物Ａの送り方向Ｐと逆になっているため、糸Ｂは鉤針２の鉤部２ａに係合されたまま、鉤針２とともに移動し、環５２は送り方向Ｐと反対方向に押し倒される。そして、鉤針２が被縫製物Ａを下向きに貫通する際に、鉤針２の鉤部２ａから外れる。この時、鉤針２は糸Ｂの環５２の内部５２ａに位置しているので、次の糸Ｂが環状に引き上げられて形成される環５２は、前の環５２の内部５２ａから引き上げられる。これを繰り返すことによって、被縫製物Ａの上面Ａ１には、連続する環５２が鎖状に連結されて、チェーンステッチを施すことができる。ここで、図２に示すように、ヘッド１３によって、ニップル１３ａが鉤針２の下方移動ともに移動して、被縫製物Ａを押圧するので、鉤針２が被縫製物Ａを貫通するのに伴って、鉤針２の鉤部２ａから外れて押し倒された環５２は、ニップル１３ａによって押え付けられるので糸Ｂがずれることなく、確実に次の環５２を前の環５２の内部５２ａから引き上げることができる。また、この際鉤針２がニップル１３ａに対して相対的に上下移動して、ニップル１３ａから出没するが、ニップル１３ａの下端側は縮径しているので、作業者が鉤針２を目視する際の支障とならず、作業性を確保することができる。

次に、被縫製物Ａの送り方向Ｐの調整について説明する。前述のように、モスステッチ、チェーンステッチいずれの場合においても、送り方向Ｐと鉤針２の鉤部２ａの向きとを一定の関係に保つことが必要であり、また鉤針２の鉤部２ａに繰り返し糸Ｂを係合するには、鉤針２とルーパ４とも一定の関係を保つ必要がある。このため、送り方向Ｐを調整する際は、送り機構５と鉤針２とルーパ４のすべてを同期させて回転させる必要がある。図７に示すように、方向調整機構６のハンドル３６をハンドル軸３５の軸回りに所定の角度分だけ回転させる。回転はハンドル軸３５から中間軸３９へ、傘歯車３５ｃ、３９ｂを介して伝達される。中間軸３９の回転は、第二の円筒軸３３及び第三の円筒軸３４へ、傘歯車３９ｄと傘歯車３３ｃ、３４ｄを介して伝達される。さらに、第二の円筒軸３３の回転は、第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｄからアーム４１の傘歯車４１ｄを経由して、第一の円筒軸３２の傘歯車３２ｂに伝達される。この際、アーム４１と、第一の円筒軸３２及び第二の円筒軸３３とは互いに独立して回転可能であり、傘歯車４１ｄはアーム４１に回転可能に軸着されているので、アーム４１は回動しない。そして、第一の円筒軸３２と下部主軸１５とは、長穴３７と規制部材３８とによって、相対的に回転規制されているので、下部主軸１５は第一の円筒軸３２と連動して回転する。下部主軸１５の回転によって、作動ギア３０が回転して、ルーパ４のギア部２６によって、ルーパ４に伝達されて、ルーパ４は回転する。

また、ハンドル軸３５から第三の円筒軸３４に伝達された回転は、第三の円筒軸３４の傘歯車３４ｃから傘歯車４０に伝達される。図１に示すように、傘歯車４０に伝達された回転運動Ｒは、ヘッド１３に伝達され、針部３の鉤針２の回転運動Ｒ３及び送り機構５の回転運動Ｒ５として伝達される。このようにして、縫製作業に伴って、駆動部８のモータ１２から伝達される往復運動Ｑと独立して、方向調整機構６によって、送り方向Ｐを調整することができる。また、すべての対応する歯車同士は１対１のギア比となっているので、ハンドル３６を回転させた角度は、鉤針２、ルーパ４及び送り機構５のすべての回転角度と等しくなる。このため、操作者はハンドル３６の操作の感覚により、容易に送り方向Ｐを決定することができる。

次に、モスステッチとチェーンステッチの切り替え方法について説明する。モスステッチとチェーンステッチの切り替えは、前述のように、送り方向Ｐを固定して、鉤針２及びルーパ４の向きを１８０度反転させる必要がある。まず、鉤針２の向きを反転させる。図２及び図６に示すように、鉤針２は針棒１６に保持され、針棒１６は、係合部２１の係止ピン２３が切欠き１９に挿入されるとともに、固定ねじ２５及びリング２４で締め付けられて固定されている。そして、前述のように、係止ピン２３が切欠き１９に挿入された状態では、チェーンステッチ、つまり送り方向Ｐに対して鉤針２の鉤部２ａの向きが逆となるように、針棒１６と係合板１７とが固定されている。ここで、固定ねじ２５を緩めて、針棒１６を引き上げて、切欠き１９から係止ピン２３を引き抜く。そして、１８０度回転させて、切欠き１８に係止ピン２３を挿入して、固定ねじ２５を再び締め付ければ鉤針２の向きを反転させることができる。このように、固定ねじ２５を緩めて、係止ピン２３を切欠き１８または切欠き１９のどちらに挿入させるか選択するだけで、正確かつ容易に鉤針２の向きを反転させることができる。また、各切欠き１８、１９の各々には対応するモスステッチあるいはチェーンステッチの頭文字のマーク１８ａ及び１９ａが刻印されているので、容易に識別して選択することができる。

ここで、図１５、図１６に示すように、モスステッチに比べて、チェーンステッチは次の環と鎖状に連結することから、送りのピッチ以上の大きさの環５２を形成する必要があり、モスステッチで形成される環５２に比べて、大きい環５２を形成できた方が好ましい。このため、鉤針２の上下運動の最上点をチェーンステッチの時はモスステッチの時と比べて高くして糸Ｂの引き上げ高さを高くする必要がある。図５、図６に示すように、係合部２１の上端部２１ｇ及び針部３の係合板１７の下面１７ａには、各々段差２１ｈ及び１７ｂが設けられている。このため、切欠き１８に係止ピン２３を挿入した時と、切欠き１９に係止ピン２３を挿入した時とでは、段差２１ｈの高さ分だけ鉤針２の固定する高さを変えることができ、チェーンステッチの時は鉤針の高さをモスステッチよりも高くすることができる。

次に、ルーパ４の方向を反転させる。まず、図７に示すように、レバー４３の把持部４３ｃを把持し、レバー４３を制止ピン４６が制止ブロック５０に当接する位置から制止ピン４７が制止ブロック５０に当接する位置となるまで回動させる。ある程度の回転力を与えることで、板部材４５の係合凹部４８に嵌入された制止ブロック５０の球体５０ｄが変位して、解除され、回動可能となる。そして、レバー４３を９０度分回動させて、制止ブロック５０の他側面５０ｆに制止ピン４７に当接させると、板部材４５の係合凹部４９に制止ブロック５０の球体５０ｄが嵌入し、反対方向にある程度の回転力を与えないと板部材４５の係合凹部４９と制止ブロック５０の球体５０ｄとの係合が解除されなくなり、レバー４３は９０度回動した位置で確定される。レバー４３の回動はレバー軸４２に伝達され、傘歯車４２ｃと傘歯車４４ｂとによって、中間軸４４に伝達される。さらに、中間軸４４の回転は、歯車４４ｄからアーム４１の歯車４１ｆに伝達される。ここで、アーム４１は第一の円筒軸３２及び第二の円筒軸３３とに回動可能に軸着されているので、第一の円筒軸３２及び第二の円筒軸３３と独立して歯車４１ｆの回転によって回動する。レバー軸４２の傘歯車４２ｃと中間軸４４の傘歯車４４ｂ、中間軸４４の歯車４４ｄとアーム４１の歯車４１ｆとは、それぞれ１対１のギア比となっている。このため、図９に示すように、レバー４３を９０度回転させることによって、アーム４１は９０度回動する。

図７に示すように、アーム４１の傘歯車４１ｄは、第一の円筒軸３２の傘歯車３２ｂ及び第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｄと咬合している。このため、アーム４１の回動に伴い、アーム４１の傘歯車４１ｄが遊星歯車、第一の円筒軸３２の傘歯車３２ｂ及び第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｄとが太陽歯車となる遊星歯車装置として作用する。第二の円筒軸３３は、ハンドル軸３５、第三の円筒軸３４を経由して、鉤針２及び送り機構５の回転運動に関する機構とも連結している。これに対して第一の円筒軸３２は、規制部材３８から下部主軸１５を経由して、ルーパ４までの連結である。このように、第一の円筒軸３２と連結している機構に対して第二の円筒軸３３に連結している機構の方が相対的に複雑な機構を有していて、回転抵抗が大きい。このため、アーム４１が９０度回動することによって、第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｄは回転せず、第一の円筒軸３２の傘歯車３２ｂのみがアーム４１の回転数と傘歯車４１ｄの回転数の総和に従って回転する。アーム４１の傘歯車４１ｄと、第一の円筒軸３２の傘歯車３２ｂ及び第二の円筒軸３３の傘歯車３３ｄのそれぞれは１対１のギア比となっていることから、アームが９０度分回動することで、第一の円筒軸３２は１８０度回転する。そして、第一の円筒軸３２と下部主軸１５とは、長穴３７と規制部材３８とで、相対的に回転規制されているので、下部主軸１５は第一の円筒軸３２と連動して１８０度回転する。下部主軸１５が回転することにより、回転は作動ギア３０からルーパ４のギア部２６に伝達されて、ルーパ４を回転させることができる。作動ギア３０とルーパ４のギア部２６とのギア比も１対１に設定されているので、レバー４３を９０度回転させることによって、結果としてルーパ４を１８０度回転させることが可能である。このように、ルーパ方向切替部７により、方向調整機構６と独立してルーパ４のみを１８０度回転させることができる。また、アーム４１を備えた機構とすることにより、レバー４３を９０度分回転させるだけで、ルーパ４を１８０度回転させることができ、操作をさらに容易にさせている。

以上のようにして、この実施形態のハンドル刺繍ミシン１は、鉤針２の上下運動Ｍ３、ルーパ４の往復回転運動Ｍ４及び送り機構５の振動運動Ｖ５を同期させて縫製を行うことができるのと同時に、独立して方向調整機構６によって鉤針２の回転運動Ｒ３、ルーパ４の回転運動Ｒ４及び送り機構５の回転運動Ｒ５を同期させて送り方向Ｐを調整し、設定することが可能である。このため、環縫いの方向を自在に選択して行うことができる。さらに、これらの機構とは別に、送り機構５の送り方向Ｐを変えずに、鉤針２の向きを係合部２１の係止ピン２３と針部３の係合板１７の切欠き１８、１９とによって、ルーパ４の向きをルーパ方向切替部７によって、それぞれを容易かつ正確に１８０度異なる向きに設定することができる。また、鉤針２の向きを変える切欠き１８、１９にはマーク１８ａ、１９ａが、ルーパ方向切替部７にはマーク４３ｄ、４３ｅが設けられ、モスステッチあるいはチェーンステッチのいずれと対応しているか識別が容易となっている。このため、従来熟練者に限られ、複雑で時間を必要としていたモスステッチとチェーンステッチとの切り替えも、初心者や家庭において容易かつ安全に使用することを可能とさせる。また、すべての構成要素が機械的でかつ単純な構成で、電気的な制御を必要としないので、装置を最小とすることができ安価で提供することができる。さらに、針部３の係合板１７の段差１７ｂ及び係合部２１の段差２１ｈとによって、モスステッチとチェーンステッチとで環５２の大きさを変えることができ、従来に比べて仕上がりを良好なものとすることができる。

なお、鉤針２の上端部２ｂにはおねじが形成されていて、針棒１６に螺入されるとしたがこれに限ることはない。少なくとも、縫製時に緩んだり、脱落することなどなく針棒１６で鉤針２を保持することができ、かつ鉤針２の向きを決められた方向に定めることができれば良く、例えば互いを凹凸で係止するピン、溝等を有しているものでも良い。また、針棒１６を係合部２１に固定するのに、針部３の係合板１７に２つの切欠き１８、１９を設け、係合部２１に係止ピン２３を設けたがこれに限るものではない。例えば、係合板１７に係止ピンを設け、係合部２１に２つの対応する切欠きを設けても良い。また、対応する歯車はすべてギア比が１対１の関係であるとしたがこれに限るものではなく、設計条件に合わせてギア比を異なるものとしても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の実施形態のハンドル刺繍ミシンの一部を破断した斜視図である。 この発明の実施形態の針部及び係合部の詳細図である。 この発明の実施形態の針棒の詳細図である。 この発明の実施形態の係合部の詳細図である。 この発明の実施形態の針部と係合部を組み立てた断面図である。 この発明の実施形態の針部と係合部を組み立てた断面図である。 この発明の実施形態のテーブルの下部の一部を破断した底面図である。 この発明の実施形態のテーブルの下部の一部を破断した側面図である。 この発明の実施形態のテーブルの下部の一部分について一部を破断した下方からの斜視図である。 この発明の実施形態のルーパの詳細図である。 この発明の実施形態の鉤針とルーパの関係を表わす説明図である。 この発明の実施形態の鉤針とルーパの関係を表わす説明図である。 この発明の実施形態の鉤針とルーパの関係を表わす説明図である。 この発明の実施形態の鉤針とルーパの関係を表わす説明図である。 モスステッチの説明図である。 チェーンステッチの説明図である。

符号の説明

１ ハンドル刺繍ミシン
２ 鉤針
２ａ 鉤部
４ ルーパ
５ 送り機構
６ 方向調整機構
７ ルーパ方向切替部
８ 駆動部
１５ 下部主軸
１６ 針棒
１８、１９ 切欠き
２１ 係合部
２３ 係止ピン
３２ 第一の円筒軸
３２ａ 基端部
３２ｂ 傘歯車
３３ 第二の円筒軸
３３ａ 基端部
３３ｂ 先端部
３３ｃ 傘歯車
３３ｄ 傘歯車
３５ ハンドル軸
３６ ハンドル
３７ 長穴
３８ 規制部材
４１ アーム
４１ａ 一端部
４１ｂ 他端部
４１ｄ 傘歯車
４１ｆ 歯車
４２ レバー軸
４３ レバー
Ａ 被縫製物
Ｂ 糸
Ｐ 送り方向
Ｑ 往復運動
Ｒ 回転運動

Claims (3)

1. 鉤針と、該鉤針の鉤部に糸を誘導するルーパと、被縫製物を所定の送り方向に移動させる送り機構と、前記鉤針、前記ルーパ及び前記送り機構を同期させて往復運動させる駆動部と、軸方向に往復運動して、前記ルーパに往復運動を伝達する前記駆動部の主軸を、往復運動とは連動させずに回転させることで、前記送り機構の送り方向、前記鉤針の向き及び前記ルーパの向きを同期させて設定することが可能な方向調整機構とを備え、自在に縫製方向を変えて環縫いを行うことが可能なハンドル刺繍ミシンであって、
   前記鉤針を保持する針棒と、
   往復運動する前記駆動部に前記針棒を軸線回りの１８０度異なる２つの向きで固定可能な係合部と、
   前記方向調整機構と独立して、前記ルーパの向きを１８０度回転させることが可能なルーパ方向切替部とを備え、
   前記送り機構の送り方向に対して、相対的に前記針棒の向き及び前記ルーパの向きをそれぞれ１８０度回転させることで、チェーンステッチ及びモスステッチの２つの異なる種類の環縫いが可能であることを特徴とするハンドル刺繍ミシン。
2. 請求項１に記載のハンドル刺繍ミシンにおいて、
   前記方向調整機構は、回転自在なハンドルと、該ハンドルの回転を伝達するハンドル軸と、前記駆動部の前記主軸に外嵌し固定される規制部材を軸方向に移動可能かつ回転規制する長穴を有し、前記主軸に外嵌され、一端に傘歯車が設けられる第一の円筒軸と、前記主軸に回転可能に外嵌され、前記第一の円筒軸と向い合う一端に傘歯車が設けられ、他端には前記ハンドル軸の回転を伝達する歯車が設けられる第二の円筒軸とを備え、
   前記ルーパ方向切替部は、前記チェーンステッチ及び前記モスステッチの各々に対応する係止位置間で、回動可能なレバーと、前記レバーの回動を伝達するレバー軸と、一端部が前記第一の円筒軸に回動可能に軸着され、他端部が前記第二の円筒軸に回動可能に軸着されるとともに、いずれか一方の端部にはレバー軸の回転を伝達する歯車が設けられる略コの字状のアームとを備え、
   前記方向調整機構の前記第一の円筒軸の前記傘歯車と前記第二の円筒軸の前記傘歯車とは、前記ルーパ方向切替部の前記アームに回転可能に軸着された傘歯車に咬合されて連動可能であることを特徴とするハンドル刺繍ミシン。
3. 請求項１または請求項２に記載のハンドル刺繍ミシンにおいて、
   前記針棒または前記係合部のいずれか一方に係止ピンが設けられ、前記針棒または前記係合部の他方の対応する位置の１８０度異なる２箇所に前記係止ピンを係止可能な切欠きが設けられるとともに、
   前記係合部には、段差が設けられ、１８０度異なるそれぞれの向きで固定した際に、前記鉤針を固定する高さが異なることを特徴とするハンドル刺繍ミシン。

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