JP4419644B2 - ミシンの上糸挟持機構 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンの上糸挟持機構に関し、特に縫製開始時の数針分の縫目形成に際して、上糸の糸端部を針板の下側で挟持するようにし、縫製開始時における目飛びを防止するようにしたものに関する。

従来、閂止め縫目を形成する閂止めミシン等、各種のミシンにおいては、縫製開始時に、加工布や上糸の種類によっては、天秤の上昇により上糸が縫針の目穴から抜けてしまい、縫目が形成できない場合がある。そこで、縫製開始に際して、縫針が最上位置から下降して針板の針穴を通過した後、次の上昇移動の途中で針板の上側に移動したときに、針板の下側に残っている上糸の糸端部を、数針分の縫目が形成されるまで挟持しておくようにし、縫製開始時における目飛びを防止するようにしたミシンの上糸保持装置が各種提案されている。

例えば、特許２６７１４７８号公報に記載のミシンの上糸つかみ装置は、針板の下側に支持ブロックやガイド棒、エアシリンダ等を設け、縫製開始に際して糸つかみがその透孔を針孔と合致する第１移動位置に移動し、第１針目の縫針が針板の上側に移動したときに、糸つかみが第１移動位置から第２移動位置に移動して糸端部を針下の下面と協働して保持し、所定針数（例えば、２針）分の縫製が実行されたときに、糸つかみが回動して、その糸保持部が下側に移動して上端部の挟持を解除するようにしてある（例えば、特許文献１参照）。

特許２６７１４７８号公報 （第２〜３頁、図１）

前述した特許２６７１４７８号公報に記載のミシンの上糸つかみ装置においては、ベッド部の針板の下側に、糸輪捕捉器に接近させて、複数のエアシリンダ、支持ブロック、ガイド棒、その他の複数の部材を設けて上糸つかみ装置を構成しているため、上糸つかみ装置が複雑化且つ大型化し、ベッド部が大型化するとともに、製造コストが高くなること、軽量化を図れないこと、等の問題がある。

請求項１に係るミシンの上糸挟持機構は、ベッド部の針板の下側で縫針の目穴から延びる上糸の糸端部を解除可能に挟持するミシンの上糸挟持機構において、針板の下面に付設された第１糸挟持部材と、針板の針穴を貫通した縫針の通過を許す糸穴を有し第１糸挟持部材と協働して糸端部を挟持する第２糸挟持部材と、第２糸挟持部材を、糸端部の挟持を開始する開始位置と、糸端部を挟持する挟持位置と、糸端部の挟持を解除する解除位置とにわたって移動させる駆動手段とを備え、駆動手段は、開始位置から挟持位置への移動を実行可能なステッピングモータと、少なくとも挟持位置から解除位置への移動に用いるソレノイドアクチュエータとを有し、この駆動手段は、第２糸挟持部材を開始位置と挟持位置と解除位置とにわたって回動駆動させるものである。

第２糸挟持部材が開始位置にあるとき、第２糸挟持部材の糸穴と針板の針穴とが合致するので、縫針の通過が可能となり、縫製が開始される。開始後の１針目の縫針が針板の上側に移動したとき、第２糸挟持部材が駆動手段のステッピングモータにより挟持位置に移動されるため、第１糸挟持部材と協働して糸端部が挟持される。数針分の縫製が実行されたとき、第２糸挟持部材が駆動手段のソレノイドアクチュエータにより解除位置に移動されるため、糸端部の挟持が解除される。それ故、縫製開始時に目飛びしない。

この駆動手段は、第２糸挟持部材を開始位置と挟持位置と解除位置とにわたって回動駆動させるものである。この場合、第２糸挟持部材は、駆動手段による回動により、開始位置と挟持位置と解除位置とにわたって順次回動される。

請求項２に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項１の発明において、前記第１糸挟持部材は、針板に鉛直のピン部材により回動可能に枢着され、第２糸挟持部材と協働して糸端部を挟持する挟持位置と、糸端部の挟持を解除する解除位置とにわたって回動可能に構成されたものである。この場合、第１糸挟持部材が鉛直のピン部材により針板に回動可能に枢着されているため、第２糸挟持部材の挟持位置への回動時に第１糸挟持部材と協働して糸端部を挟持し、第２糸挟持部材の解除位置への回動時に第１糸挟持部材も解除位置に回動し、糸端部の挟持を解除する。

請求項３に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項１の発明において、前記開始位置に対して挟持位置は第２糸挟持部材が第１角度回動した位置にあり、挟持位置に対して解除位置は第２糸挟持部材が第１角度と同方向へ第２角度回動した位置にあるものである。この場合、第２糸挟持部材は、第１角度の回動により開始位置から挟持位置に回動し、更なる同方向への第２角度の回動により挟持位置から解除位置に回動するので、これら挟持位置や解除位置における糸端部は、縫針の位置よりも側方に位置しているため、糸端部の挟持状態における縫製時に、糸端部が縫い込まれることがない。

請求項４に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項３の発明において、前記第１糸挟持部材を挟持位置の方へ付勢する弾性部材と、第１糸挟持部材を弾性部材の付勢力に抗して挟持位置に係止する係止部材とを設け、第２糸挟持部材が挟持位置から解除位置への回動に際して第１糸挟持部材を係合により挟持位置から解除位置へ回動させる係合部材を第２糸挟持部材に設けたものである。

この場合、第１糸挟持部材は弾性部材の付勢力により挟持位置以外への回動が抑制されるため、挟持位置に回動した第２糸挟持部材と、挟持位置に位置保持されている第１糸挟持部材とで糸端部を挟持する。第２糸挟持部材を挟持位置から解除位置へ回動させる場合、第２糸挟持部材に設けた係合部材に第１糸挟持部材を係合させて、弾性部材の付勢力に抗して解除位置に回動させるために大きなトルクを要するが、ソレノイドアクチュエータの大きな駆動力により一気に解除位置まで回動される。

請求項５に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項２〜４の何れかの発明において、前記第１糸挟持部材の回動支点は針穴よりもベッドの長さ方向の根元側に設けられ、第２糸挟持部材の回動支点は第１糸挟持部材の回動支点よりも更に根元側に設けられたものである。この場合、第２糸挟持部材が挟持位置に回動した場合、第２糸挟持部材の挟持部と挟持位置に位置する第１糸挟持部材の挟持部とが重なるので、これら挟持部により糸端部が挟持される。しかし、第２糸挟持部材が挟持位置に回動した場合には、回動支点の異なりにより、これら両挟持部にズレが生じ、第２糸挟持部材の糸穴が開放されるため、糸端部の挟持が解除される。

請求項６に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項１〜５の何れかの発明において、前記第２糸挟持部材の糸穴を有する先端部における第１糸挟持部材への移動側に拡大部が形成され、第２糸挟持部材の少なくとも開始位置において拡大部の一部が第１糸挟持部材に重合しているものである。この場合、第２糸挟持部材の糸穴を有する先端部の第１糸挟持部材への移動側に形成された拡大部が、少なくとも開始位置において前記第１糸挟持部材に重合しているため、第２糸挟持部材が挟持位置に回動する場合、その拡大部の第１糸挟持部材との重合を介して、第１糸挟持部材と衝突することなく、所定の移動速度を維持しながらスムーズに挟持位置へ移動する。

請求項７に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項１〜６の何れかの発明において、前記ステッピングモータの初期設定に伴う第２糸挟持部材の原点位置は、開始位置に設定されているものである。この場合には、ステッピングモータの初期設定を実行したときに、第２糸挟持部材は原点位置である開始位置に回動するため、その開始位置において縫製を直ぐに開始しても、縫針と第２糸挟持部材とが干渉することがない。

請求項８に係るミシンの上糸挟持機構は、請求項１〜７の何れかの発明において、前記第２糸挟持部材が開始位置にあることを検出する第１検出センサを設けたものである。この場合、第１検出センサは、第２糸挟持部材が開始位置に回動したことを検出する。

請求項１の発明によれば、第１糸挟持部材と、第２糸挟持部材と、駆動手段とを設け、駆動手段は、開始位置から挟持位置への移動を実行可能なステッピングモータと、少なくとも挟持位置から解除位置への移動に用いるソレノイドアクチュエータとを有するので、第２糸挟持部材を駆動手段のステッピングモータにより開始位置に移動させたときに縫製を開始し、開始後の１針目の縫針が針板の上側に移動したときに、第２糸挟持部材が挟持位置に移動されるため、第２糸挟持部材と第１糸挟持部材との協働で糸端部を確実に挟持することができる。

一方、数針分の縫製が実行されたとき、第２糸挟持部材がソレノイドアクチュエータにより解除位置に移動されて糸端部の挟持が解除されるため、縫製開始時における目飛びを確実に防止することができる。

この駆動手段は、第２糸挟持部材を開始位置と挟持位置と解除位置とにわたって回動駆動させるので、直線状に移動させる移動機構と比べて、上糸挟持機構の駆動系を簡単化でき、ミシンの小型化及び軽量化、更には低コスト化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、前記第１糸挟持部材は、針板に鉛直のピン部材により回動可能に枢着され、第２糸挟持部材と協働して糸端部を挟持する挟持位置と、糸端部の挟持を解除する解除位置とにわたって回動可能に構成されたので、第２糸挟持部材の挟持位置への回動時に第１糸挟持部材と協働して糸端部を挟持でき、しかも第２糸挟持部材の解除位置への回動時に第１糸挟持部材も解除位置に回動するため、糸端部の挟持を解除することができる。その他請求項１と同様の効果が得られる。

請求項３の発明によれば、前記開始位置に対して挟持位置は第２糸挟持部材が第１角度回動した位置にあり、挟持位置に対して解除位置は第２糸挟持部材が第１角度と同方向へ第２角度回動した位置にあるので、これら挟持位置や解除位置における糸端部は、第１角度又は第２角度だけ、縫針の位置よりも側方に位置しているため、糸端部を挟持した縫製時において、糸端部の縫目による縫い込みを確実に防止することができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。

請求項４の発明によれば、前記第１糸挟持部材を挟持位置の方へ付勢する弾性部材と、第１糸挟持部材を弾性部材の付勢力に抗して挟持位置に係止する係止部材とを設け、第２糸挟持部材が挟持位置から解除位置への回動に際して第１糸挟持部材を係合により挟持位置から解除位置へ回動させる係合部材を第２糸挟持部材に設けたので、第１糸挟持部材は弾性部材の付勢力により挟持位置以外への回動が抑制されるため、挟持位置に回動した第２糸挟持部材と、挟持位置に位置保持されている第１糸挟持部材とで糸端部を確実に挟持させることができる。

更に、第２糸挟持部材を挟持位置から解除位置へ回動させる場合、第２糸挟持部材に設けた係合部材に第１糸挟持部材を係合させて、弾性部材の付勢力に抗して解除位置に回動させるのに大きなトルクを要するが、ステッピングモータを用いることなく、ソレノイドアクチュエータの大きな駆動力により一気に解除位置まで回動させることができるため、小型で安価なステッピングモータを用いることができる。その他請求項３と同様の効果を奏する。

請求項５の発明によれば、前記第１糸挟持部材の回動支点は針穴よりもベッドの長さ方向の根元側に設けられ、第２糸挟持部材の回動支点は第１糸挟持部材の回動支点よりも更に根元側に設けられたので、挟持位置に回動した第２糸挟持部材の挟持部と、既に挟持位置に位置する第１糸挟持部材の挟持部とが重なり、これら挟持部により糸端部を確実に挟持することができる。一方、第２糸挟持部材が挟持位置に回動した場合には、回動支点の異なりにより、両挟持部にズレが生じるため、第２糸挟持部材の糸穴の開放により糸端部の挟持を確実に解除することができる。その他請求項２〜４の何れかと同様の効果を奏する。

請求項６の発明によれば、前記第２糸挟持部材の糸穴を有する先端部における第１糸挟持部材への移動側に拡大部が形成され、第２糸挟持部材の少なくとも開始位置において拡大部の一部が前記第１糸挟持部材に重合しているので、第２糸挟持部材が挟持位置に回動する場合、その拡大部の第１糸挟持部材との重合を介して、第１糸挟持部材と衝突することなく、所定の移動速度を維持させながら、スムーズな挟持位置への移動を実現することができ、挟持作動の迅速化を図ることができる。その他請求項１〜５の何れかと同様の効果を奏する。

請求項７の発明によれば、前記ステッピングモータの初期設定に伴う第２糸挟持部材の原点位置は、開始位置に設定されているので、ステッピングモータの初期設定を実行したとき、第２糸挟持部材が原点位置である開始位置に回動するため、その開始位置において縫製を直ぐに開始することができ、しかも縫針と第２糸挟持部材との干渉を確実に防止することができる。その他請求項１〜６の何れかと同様の効果を奏する。

請求項８の発明によれば、前記第２糸挟持部材が開始位置にあることを検出する第１検出センサを設けたので、第１検出センサで第２糸挟持部材の開始位置への回動を確実に検出することができ、第１検出センサからの検出信号を縫製開始時の上糸挟持制御に有効活用することができる。その他請求項１〜７の何れかと同様の効果を奏する。

本実施形態におけるミシンの上糸挟持機構は、ベッド部の下面に、第１糸挟持部を有する第１糸挟持板と、第２糸挟持部及び糸穴を有する第２糸挟持板とを夫々回動可能に枢着し、糸挟持モータで第２糸挟持板を、糸穴が針板の針穴に合致する開始位置と、第１糸挟持板と協働して糸端部を挟持する挟持位置と、糸端部の挟持を解除する解除位置とに回動駆動させるようにしてある。

図１に示すように、電子閂止めミシン１は、作業テーブル８上に載置され、ベッド部２と、ベッド部２の後端部から上方に立設する脚柱部５と、脚柱部５の上端部からベッド部２と対向するように前方へ延びるアーム部６等から構成されている。

尚、作業テーブル８上に操作パネル９（図１０参照）が設けられ、この操作パネル９には、液晶ディスプレイ、縫製に供する閂止め縫目の種類や縫目模様を選択する選択スイッチ、上糸の糸端部を挟持させるか否かを設定する糸挟持モードスイッチ、縫製速度等の各種の縫製条件を設定するための各種のスイッチ及びランプ類が設けられている。

脚柱部５及びアーム部６には、針棒１０を介して縫針１１を上下駆動するためのミシンモータ６７（図１０参照）、ミシンモータ６７の駆動力を主軸を介して縫針１１に伝達する駆動力伝達機構、布押え１３を布押え機構（図示略）を介して上下動させる押え駆動機構（図示略）等が設けられるとともに、アーム部６の前端部の内部に、針棒１０を上下動させる針棒上下動機構、上糸を引き上げる天秤を駆動する天秤駆動機構等が設けられているが、公知の技術であるため、ここではその詳細な説明を省略する。

ベッド部２は、脚柱部５が立設されるベッド本体部３と、ベッド本体部３から前方に延びるシリンダベッド部４からなり、シリンダベッド部４の上面に、針穴１２ａを有する針板１２が着脱可能に固定されている。

ベッド部２には、図示を省略するが、布押え１３を有する布押え機構と送り板１４を前後方向（Ｙ方）及び左右方向（Ｘ方向）に移動させる布送り機構に加えて、縫針１１の上下動と調時して閂止め縫目を形成する垂直釜（半回転釜）１５と、半回転駆動力を垂直釜１５に伝達する下軸１６と、後述する上糸挟持機構２０と、縫製終了時に上糸と下糸を切断する糸切り機構（図示略）などが設けられている。

垂直釜１５は、簡単に説明すると、図３に示すように、正面向きに配設され、ミシンフレームに取付けられた大釜体１５ａと、大釜体１５ａに回転可能に枢支される中釜１５ｂ及びドライバ１５ｃ等からなり、ドライバ１５ｃが下軸１６により半回転駆動される。中釜１５ｂにはボビンケース１７が収納されるとともに、剣先１５ｄが形成されている。

ここで、作業テーブル８の下側に足踏みペダル１８（図１０参照）が設けられ、操作者により１段目の押え位置まで踏み込まれたときに、押えモータ６８の駆動により布押え機構を介して布押え１３が上昇位置から針板１２上面の下降位置（押圧位置）に下降し、操作者により２段目の縫製位置まで踏み込まれたときに、縫製制御が開始される。

次に、ベッド部２に設けられた上糸挟持機構２０について説明する。上糸挟持機構２０は、針板１２の下面に枢着された第１糸挟持板２１（これが第１糸挟持部材に相当する）及び第２糸挟持板２２（これが第２糸挟持部材に相当する）と、これら第１及び第２糸挟持板２１，２２を回動駆動するための回動駆動機構３５（これが駆動手段に相当する）等を有する。

図２〜図５に示すように、針板１２の下面には、略Ｌ字状の第１糸挟持板２１の基端部が、針穴１２ａよりも後方且つ左側において鉛直の第１枢支ピン２３（これがピン部材に相当する）により回動可能に枢着されている。第１糸挟持板２１の挟持腕部２１ａの前端部に第１糸挟持部２１ｂが形成されるとともに、第１糸挟持板２１のバネ受け部２１ｃにストッパ部２１ｄ（これが係止部材に相当する）が後方突出状に一体形成されている。

更に、針板１２の下面には、第１糸挟持板２１の下側に配設された略Ｌ字状の第２糸挟持板２２の基端部が、針穴１２ａよりも後方且つ第１糸挟持板２１の回動支点よりも後側（ベッド部２の長さ方向の根元側）において鉛直の第２枢支ピン２４（これがピン部材に相当する）により回動可能に枢着されている。即ち、針板１２の下面に第１糸挟持板２１が配置され、第２糸挟持板２２は第１糸挟持板２１の直ぐ下側に配置されている。

第２糸挟持板２２の挟持腕部２２ａの先端部に、縫針１１及び上糸７の通過を許す糸穴２２ｂが形成されるとともに、糸穴２２ｂに隣接する前端部分に第２糸挟持部２２ｃが形成されている。その糸穴２２ｂが形成された第２糸挟持部２２ｃにおける第１糸挟持板２１への移動側（左側）に拡大部２２ｇが形成されている。図４に示すように、第２糸挟持板２２が開始位置２２(S) に位置しているときに、図５に示すように、その拡大部２２ｇの一部が第１糸挟持板２１の第１糸挟持部２１ｂに下側から重合している。

針板１２の後端部にバネ係止板２５が固着され、このバネ係止板２５と第１糸挟持板２１のバネ受け部２１ｃの先端部との間に引っ張りコイルバネ２６が掛装されている。それ故、第１糸挟持板２１は、引っ張りコイルバネ２６のバネ力により平面視にて反時計回りの方向に、つまり挟持位置２１(K) の方へ弾性付勢されるが、ストッパ部２１ｄが第２糸挟持板２２の基端部に形成された上向きのボス部２２ｄに当接して、図４に示す挟持位置２１(K) に係止されている。

ここで、第２糸挟持板２２の連結腕部２２ｅの連結部が、後述する回動駆動機構３５の糸挟持連竿４５の先端部である連結部の上側に配置され、上側に位置する第２糸挟持板２２の連結部に係合穴２２ｆが形成され、下側に位置する糸挟持連竿４５の連結部に上向きの連結ピン４６が固着されている。そこで、連結ピン４６が係合穴２２ｆに下側から連結解除可能に嵌合され、第２糸挟持板２２と糸挟持連竿４５とが、これら連結ピン４６と係合穴２２ｆの係合を介して回動可能に連結されている。

更に、第２糸挟持板２２の挟持腕部２２ａの糸穴２２ｂよりも後方よりの上面に係合ピン２７（これが係合部材に相当する）が固着され、第２糸挟持板２２が、図６に示す挟持位置２２(K) から図８に示す解除位置(L) に回動する際に、その係合ピン２７が第１糸挟持板２１の挟持腕部２１ａに係合し、第１糸挟持板２１は、引っ張りコイルバネ２６のバネ力に抗して、図６に示す挟持位置２１(K) から図８に示す解除位置２１(L) まで回動する。

ここで、針板１２の下面には、刃部を有する固定刃３０がビス止めされるとともに、刃部を有する可動刃３１が枢支ピン３２により回動可能に枢着されている。可動刃３１は糸切り連竿３３の先端部に連結され、糸切断に際して、糸切りソレノイド６９の駆動により糸切り駆動系を介して糸切り連竿３３が前方に移動するため、可動刃３１と固定刃３０との協働で上糸７及び下糸が切断されるが、その詳細については説明を省略する。

次に、第２糸挟持板２２を、開始位置２２(S) と、挟持位置２２(K) と、解除位置２２(L) とにわたって、糸挟持連竿４５を介して回動駆動する回動駆動機構３５について、図１，図２，図４に基づいて説明する。

ベッド本体部３に、ステッピングモータからなる糸挟持モータ３６が下向きに配置され、取付け板３７を介してフレームに固着されている。糸挟持モータ３６の駆動軸３６ａに駆動レバー３８の基端部が固着され、その駆動レバー３８の先端部にＬ字状のリンク板３９の基端部が連結ボルト４０で連結されている。糸挟持モータ３６の側方に、上下に連結腕部４１ａ，４１ｂを有する回動レバー４１が配置され、鉛直向きの枢支軸４２を介してフレームに回動可能に枢支されている。

リンク板３９の他端部は、回動レバー４１の下側の連結腕部４１ａに連結ボルト４３で連結され、回動レバー４１の上側の連結腕部４１ｂに糸挟持連竿４５の一端部が連結ボルト４４で連結されている。糸挟持連竿４５の先端部の上面に固着された連結ピン４６が第２糸挟持板２２の連結腕部２２ｅの係合穴２２ｆに下側から嵌合している。

一方、糸挟持連竿４５の一端部よりも後方に延長部４５ａが形成され、その延長部４５ａの直ぐ後側に糸解除ソレノイド４９が設けられている。糸解除ソレノイド４９のプランジャー４９ａの先端部分に、糸挟持連竿４５の板厚よりも大きい幅寸法のスリットが所定長さにわたって形成され、延長部４５ａがそのスリット内においてピン４９ｂにより連結されている。

ここで、図２に示すように、糸解除ソレノイド４９が駆動されていない状態であって、プランジャー４９ａが進出状態では、第２糸挟持板２２が開始位置２(S) であり、糸解除ソレノイド４９が駆動されてプランジャー４９ａが退入駆動された場合、第２糸挟持板２２は挟持位置２２(K) を経て一気に解除位置２２(L) に回動する。勿論、第２糸挟持板２２が挟持位置２２(K) のときに糸解除ソレノイド４９が駆動された場合にも、第２糸挟持板２２は解除位置２２(L) に回動する。

糸挟持モータ３６の初期設定に伴う第２糸挟持板２２の原点位置が、図４に示す開始位置２２(S) に設定されている。但し、第２糸挟持板２２の開始位置２(S) とは、糸挟持モータ３６の初期設定時の原点位置であり、糸穴２２ｂが針板１２の針穴１２ａに合致した位置であり、縫針１１や糸端部７ａが挿通可能な位置である。

それ故、糸挟持モータ３６の所定量の駆動により、第２糸挟持板２２は、図４の開始位置２２(S) から図６に示す挟持位置２２(K) まで、第１角度に相当するα１だけ時計回りに回動する。このとき、第１糸挟持板２１は挟持位置２１(K) であるため、挟持位置２２(K) に移動した第２糸挟持板２２の第２糸挟持部２２ｃと、挟持位置２１(K) にある第１糸挟持板２１の第１糸挟持部２１ｂとの協働により、縫針１１の目穴１１ａから延びる糸端部７ａが挟持される。

糸解除ソレノイド４９の駆動により、第２糸挟持板２２は、図６の挟持位置２２(K) から図８に示す解除位置２２(L) まで、第２角度に相当するα２だけ時計回りに回動する。このとき、第２糸挟持板２２の係合ピン２７が第１糸挟持板２１の挟持腕部２１ａに係合して、第１糸挟持板２１は、係合ピン２７により、図６の挟持位置２１(K) から図８に示す解除位置２１(L) まで回動される。

この場合、第１糸挟持板２１の回動支点から第１糸挟持部２１ｂまでの距離よりも、第２糸挟持板２２の回動支点から第２糸挟持部２２ｃまでの距離の方が大きく、しかも、係合ピン２７が第１糸挟持板２１の第１糸挟持部２１ｂよりも回動支点側の挟持腕部２１ａに係合するため、第１糸挟持板２１の第１糸挟持部２１ｂの方が第２糸挟持板２２の第２糸挟持部２２ｃよりも大きく回動するため、図９に示すように、第２糸挟持板２２の糸穴２２ｂは、第１糸挟持部２１ｂで塞がれることなく大きく開放され、挟持していた糸端部７ａが開放される。

ところで、リンク板３９の検出腕部３９ａと取付け板３７との間に、磁気センサ（所謂、近接センサ）からなる原点検出センサ４８（これが第１検出センサに相当する）が設けられている。この原点検出センサ４８は、糸挟持モータ３６の駆動により、第２糸挟持板２２が開始位置２２(S) に回動したときのリンク板３９の検出腕部３９ａを検出して、「Ｈ」レベルの原点位置検出信号を出力する。即ち、原点検出センサ４８からの原点位置検出信号が「Ｈ」レベルの場合、第２糸挟持板２２が開始位置２２(S) に回動していることになる。

次に、電子閂止めミシン１の制御系について説明する。図１０に示すように制御装置５５は、入力インターフェース５６と、ＣＰＵ５７とＲＯＭ５８とＲＡＭ５９と、出力インターフェース６０と、駆動回路６１〜６６等を含むコンピュータで構成されている。入力インターフェース５６には、足踏みペダル１８に有する第１スイッチ１８ａと第２スイッチ１８ｂと、操作パネル９と、原点検出センサ４８と等が接続されている。

出力インターフェース６０から、駆動回路６１を介してミシンモータ６７に、駆動回路６２を介して押えモータ６８に、駆動回路６３を介して糸挟持モータ３６に、駆動回路６４を介して糸解除ソレノイド４９に、駆動回路６５を介して糸切りソレノイド６９に、駆動回路６６ａを介して布送り機構を左右方向（Ｘ方向）に移動させるＸ軸駆動モータ７０に、駆動回路６６ｂを介して布送り機構を前後方向（Ｙ方）に移動させるＹ軸駆動モータ７１に夫々駆動信号が出力される。

第１スイッチ１８ａは、操作者により足踏みペダル１８が１段目の布押え位置に踏み込まれたときにＯＮし、布押え１３を上昇位置から針板１２上面の下降位置（押圧位置）に下降する。第２スイッチ１８ｂは、操作者により足踏みペダル１８が２段目の縫製位置まで踏み込まれたときにＯＮし、縫製制御が開始される。前記ＲＯＭ５８には、各種の閂止め縫目の為の縫製データが記憶されるとともに、後述する閂止め縫目形成のための縫製制御の制御プログラム等が予め記憶されている。

次に、制御装置５５で実行される縫製制御について、図１１のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中符号Ｓｉ（ｉ＝１１、１２、１３・・・）は各ステップを示す。但し、電源が投入された際に、初期設定制御により糸挟持モータ３６が平面視にて反時計回りに所定量だけ回動され、図示外の係止部材により第２糸挟持板２２の原点位置、つまり開始位置２２(S) が決定される。

縫製に供する加工布Ｗを針板１２上に載置し、足踏みペダル１８を１段目の押え位置まで踏み込むと、第１スイッチ１８ａのＯＮ信号に基づいて押えモータ６８の駆動により布押え１３が下降位置に移動して加工布Ｗを押える。次に、足踏みペダル１８が２段目の縫製位置まで踏み込まれるとこの制御が開始される。

この制御が開始され、先ず、第２スイッチ１８ｂがＯＮであって（Ｓ11:Yes) 、しかも操作パネル９の糸挟持モードスイッチがＯＮのとき、つまり糸端部７ａの挟持を行う場合には（Ｓ12:Yes) 、糸挟持モータ３６が原点検出制御により駆動され、第２糸挟持板２２が開始位置２２(S) に回動される（Ｓ13）。次に、原点検出センサ４８からの原点位置検出信号が「Ｈ」レベルの場合には（Ｓ14:Yes) 、ミシンモータ６７が駆動され（Ｓ15）、予め選択された閂止め縫目の縫製処理が開始される（Ｓ16）。

ところで、原点検出センサ４８からの原点位置検出信号が「Ｌ」レベルの場合には（Ｓ14:No)、第２糸挟持板２２の位置が異常であるため、操作パネル９のディスプレイにエラーメッセージを表示する等のエラー処理が実行され（Ｓ26）、この制御を終了する。

次に、縫製処理が開始されて、１針目の縫針１１が針板１２よりも上側の糸挟持タイミングになったとき、つまり図１２において、主軸の位相角が約３６０°〜３０°の範囲の場合（Ｓ17:Yes) 、糸挟持モータ３６の駆動により第２糸挟持板２２がα１だけ回動されて挟持位置２２(K) に回動される（Ｓ18）。

このとき、原点検出センサ４８の原点位置検出信号が「Ｌ」レベルのときには（Ｓ19:Yes) 、第２糸挟持板２２が正常に挟持位置２２(K) に回動しているが、原点位置検出信号が「Ｌ」レベルでないときには（Ｓ19:No)、異常であるため、ミシンモータ６７の駆動が直ちに停止され（Ｓ25）、エラー処理が実行され（Ｓ26）、この制御を終了する。

次に、縫製処理により、所定針数（例えば、３針分）の縫目形成が完了した場合（Ｓ20:Yes) 、糸端部７ａを挟持する必要がなくなることから、糸挟持モータ３６への電源供給が所定時間だけ停止されている間に、糸解除ソレノイド４９が所定時間（例えば、約１秒間）だけ駆動され、第２糸挟持板２２が更にα２だけ回動されて解除位置２２(L) に回動される（Ｓ21）。この場合、糸解除ソレノイド４９の駆動により、第２糸挟持板２２が確実に解除位置２２(L) に回動しているため、縫製処理が続行される。

閂止め縫目の縫製処理が終了した場合（Ｓ22:Yes) 、糸切りソレノイド６９の駆動により糸切り機構を介して可動刃３１が駆動され、上糸７と下糸とが切断される（Ｓ23）。次に、糸挟持モータ３６が逆方向に駆動され、第２糸挟持板２２が開始位置２２(S) に一気に復帰回動される（Ｓ24）。

ところで、糸挟持モードスイッチがＯＦＦであって、糸挟持を行わない場合には（Ｓ12:No)、糸挟持モータ３６への電源供給が所定時間だけ停止されている間に、糸解除ソレノイド４９が所定時間だけ駆動され、第２糸挟持板２２は挟持位置２２(K) を経て一気に解除位置２２(L) に回動される（Ｓ27）。次に、ミシンモータ６７が駆動され（Ｓ28）、縫製処理が実行され（Ｓ29）、縫製処理の終了に伴って糸切り処理が実行され（Ｓ30）、この制御を終了する。

次に、このように構成された電子閂止めミシン１の作用及び効果について、図１３を参照しながら説明する。

足踏みペダル１８が２段目の縫製位置まで踏み込まれると、第２糸挟持板２２が図４に示す開始位置２２(S) に回動するので、縫製開始に伴って縫針１１及び糸端部７ａが針穴１２ａ及び糸穴２２ｂに侵入する。そして、垂直釜１５の剣先１５ｄで上糸７が係合され、剣先１５ｄの移動により上糸ループが拡大される。

１針目の縫針１１が針板１２の上側に移動し、主軸の位相角が約３６０°〜３０°の場合、つまり天秤により上糸７がある程度引き締められて、糸端部７ａの長さが約２〜３cmに短くなったときであって、糸挟持タイミングのときに、糸挟持モータ３６の所定量の駆動により、第２糸挟持板２２が第１角度に相当するα１により挟持位置２２(K) に回動するので（図６，図７参照）、糸端部７ａが第１糸挟持板２１の第１挟持部２１ｂと第２糸挟持板２２の第２挟持部２２ｃとで確実に挟持され、縫製処理が続行される。

糸端部７ａが第１及び第２糸挟持部２１ｂ，２２ｃの協働により挟持された状態で縫製処理が続行される場合に、これら第１及び第２糸挟持部２１ｂ，２２ｃによる挟持位置２１(K) ，２２(K) は、縫針１１の位置よりも側方に位置しているため、縫製時に糸端部７ａが剣先１５ｄに引っ掛かって縫目に縫い込まれるのを確実に防止することができる。

その後、縫製処理が進行して、例えば「３針分」の縫目が形成されたときに、糸挟持モータ３６への電源供給が所定時間だけ停止されている間に、糸解除ソレノイド４９が所定時間（例えば、約１秒間）だけ駆動され、第２糸挟持板２２が第２角度に相当するα２により解除位置２２(L) に回動する。

これと同時に、係合ピン２７の係合を介して第１糸挟持板２１も解除位置２１(L) に回動する（図８，図９参照）。この場合、前述したように、第１及び第２糸挟持板２１，２２の回動支点がズレていることと、係合ピン２７の係合位置により、第２糸挟持板２２の糸穴２２ｂが開放されるため、糸端部７ａを確実に開放させることができる。

ところで、第２糸挟持板２２と糸挟持連竿４５とは、第２糸挟持板２２の連結腕部２２ｅの係合穴２２ｆに、糸挟持連竿４５の先端部に上向きの連結ピン４６を下側から嵌合させているだけなので、つまり第２糸挟持板２２と糸挟持連竿４５との連結部は連結解除可能に構成されているため、針板１２の下側に付着した糸埃等を掃除するために針板１２を取り外すに際しては、針板１２を固定している複数本の止めネジを取り外し、針板１２を上側に持ち上げるだけで、第２糸挟持板２２の係合穴２２ｆと糸挟持連竿４５の連結ピン４６の係合が簡単に解除され、針板１２を容易に取り外すことができる。

このように、針板１２の下面に第１糸挟持板２１及び第２糸挟持板２２を配置し、第１糸挟持板２１を第１枢支ピン２３で回動可能に枢着するとともに、第２糸挟持板２２を第２枢支ピン２４で回動可能に枢着し、第２糸挟持板２２を開始位置２２(S) から挟持位置２２(K) へ糸挟持モータ３６で回動駆動させるので、第２糸挟持板２２を開始位置２２(S) に回動させたときに縫製を開始し、開始後の１針目の縫針が針板の上側に移動したときに、第２糸挟持板２２が挟持位置２２(K) に回動されるため、第２糸挟持板２と第１糸挟持板２１との協働で糸端部７ａを確実に挟持することができる。

一方、数針分の縫製が実行されたとき、第２糸挟持板２２が糸解除ソレノイド４９により解除位置２２(L) に回動されて糸端部７ａの挟持が解除されるため、縫製開始時における目飛びを確実に防止することができる。しかも、第２糸挟持板２２を開始位置２２(S) から挟持位置２２(K) 、更には挟持位置２２(K) から解除位置２２(L) に回動させるだけなので、上糸挟持機構２０の構成を簡単化でき、ミシンの小型化及び軽量化、更には低コスト化を図ることができる。

更に、第２糸挟持板２２を挟持位置２２(K) から解除位置２２(L) へ回動させる場合、第２糸挟持板２２に設けた係合ピン２７に第１糸挟持板２１を係合させて、引っ張りコイルバネ２６のバネ力に抗して解除位置２２(L) に回動させるのに大きなトルクを要するが、糸挟持モータを用いることなく、糸解除ソレノイド４９の大きな駆動力により一気に解除位置２２(L) まで回動させることができ、小型で安価な糸挟持モータを用いることができる。

また、第２糸挟持板２２の回動支点を第１糸挟持板２１の回動支点よりも奥側にズラせたことと、第２糸挟持板２２の係合ピン２７による第１糸挟持板２１の係合位置を第１挟持部２１ｂと回動支点の間に設定したことにより、糸端部７ａの挟持の開放を実現したので、上糸挟持機構２０をより簡単化且つ小型化させることができる。

また、糸挟持モータ３６の初期設定に伴う第２糸挟持部材２２の原点位置は、開始位置２２(K) に設定されているので、糸挟持モータ３６の初期設定を実行したとき、第２糸挟持部材２２が開始位置２２(K) である原点位置に回動するため、その回動位置において縫製を直ぐに開始することができ、しかも縫針１１と第２糸挟持部材２２との干渉を確実に防止することができる。

また、第２糸挟持板２２の糸穴２２ｂを有する第２挟持部２２ｃにおける第１糸挟持板２１への移動側に拡大部２２ｇが形成され、拡大部２２ｇの一部が第２糸挟持板２２の少なくとも開始位置２２(S) において第１糸挟持板２１に下側から重合しているので、第２糸挟持板２２が挟持位置２２(K) に回動する場合、その拡大部２２ｇの第１糸挟持板２１との重合を介して、第１糸挟持板２１と衝突することなく、所定の移動速度を維持させながら、スムーズな挟持位置２２(K) への移動を実現することができ、挟持作動の迅速化を図ることができる。

次に、前記実施の形態の変更形態について説明する。

１〕糸解除ソレノイド４９の駆動を停止させたときに、プランジャー４９ａを、図示しないコイルスプリングのバネ力により進出状態に復帰作動させるように構成にし、図１４に示すように、糸挟持モータ３６の駆動により第２糸挟持板２２を開始位置２２(S) から挟持位置２２(K) へ回動し、糸解除ソレノイド４９の退入駆動により第２糸挟持板２２を挟持位置２２(K) から解除位置２２(L) へ回動する。

縫製処理の終了に伴って、糸解除ソレノイド４９の駆動を停止させて、コイルスプリングのバネ力により糸解除ソレノイド４９のプランジャー４９ａを進出させて第２糸挟持板２２を一旦挟持位置２２(K) へ回動し、糸挟持モータ３６の逆回転駆動により第２糸挟持板２２を開始位置２２(S) に復帰させるようにしてもよい。

２〕第１糸挟持板２１を針板１２の下面に固着しておき、第２糸挟持板２２が開始位置２２(S) から挟持位置２２(K) を経て解除位置２２(L) に回動したとき、糸穴２２ｂが第１糸挟持板２１を通過することで開放され、糸端部７ａの解除を実現させてもよい。

３〕第２糸挟持板２２の回動方向及び第１糸挟持板２１の配置を、図４とは左右反対に構成し、第２糸挟持板２２を平面視にて反時計回りに回動させて挟持位置２２(K) 、解除位置２２(L) を実現させてもよい。

４〕糸挟持モータ３６に代えて、フィードバック制御が可能な直流モータを採用したり、リニアソレノイドを採用し、糸解除ソレノイド４９に代えてリニアソレノイドを採用する等、各種の電動アクチュエータを用いてもよい。

５〕垂直釜１５は半回転釜に限らず、全回転釜であってもよい。

６〕糸穴の形状は、円形に限らず、左右に長い楕円形、矩形、多角形等、各種の形状であってもよい。

７〕第２糸挟持板２２の解除位置２２(L) を糸挟持連竿４５を介して検出する解除検出センサを設け、その解除検出センサから出力される解除位置２２(L) 検出信号に基づいて、第２糸挟持板２２の解除位置２２(L) を検出可能に構成するようにしてもよい。

８〕第２糸挟持板２２を、直線状に移動させることにより、開始位置２２(S) と挟持位置２２(K) と解除位置２２(L) に位置切換えするように構成してもよい。

９〕本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者でれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。

１０〕本発明は、針板の下側に付設された第１及び第２糸挟持部材を有する種々の上糸挟持機構を備えた各種のミシンに適用し得ることは勿論である。

本発明の実施例に係る電子閂止めミシンの側面図である。 上糸挟持機構の斜視図である。 ベッド部の正面図である。 開始位置を説明するシリンダベッド部の部分平面図である。 図４のＥ−Ｅ線縦断正面図である。 挟持位置を説明するシリンダベッド部の部分平面図である。 図６のＧ−Ｇ線縦断正面図である。 解除位置を説明するシリンダベッド部の部分平面図である。 図６のＩ−Ｉ線縦断正面図である。 電子閂止めミシンの制御系のブロック図である。 縫製制御のフローチャートである。 主軸の位相角に対する天秤及び針棒の運動軌跡を示す図である。 糸挟持モータ及び糸解除ソレノイドによる第２糸挟持板の回動位置を説明図である。 変更形態に係る図１３相当図である。

１ 電子閂止めミシン
２ ベッド部
７ａ 糸端部
１２ 針板
１２ａ 針穴
２０ 上糸挟持機構
２１ 第１糸挟持板
２１ｂ 第１挟持部
２１ｄ ストッパ部
２２ 第２糸挟持板
２２ｂ 糸穴
２２ｃ 第２挟持部
２２ｆ 係合穴
２２ｇ 拡大部
２３ 第１枢支ピン
２４ 第２枢支ピン
２６ 引っ張りコイルバネ
２７ 連結ピン
３５ 回動駆動機構
３６ 糸挟持モータ
４５ 糸挟持連竿
４８ 原点検出センサ
４９ 糸解除ソレノイド

Claims (8)

1. ベッド部の針板の下側で縫針の目穴から延びる上糸の糸端部を解除可能に挟持するミシンの上糸挟持機構において、
   前記針板の下面に付設された第１糸挟持部材と、
   前記針板の針穴を貫通した縫針の通過を許す糸穴を有し前記第１糸挟持部材と協働して前記糸端部を挟持する第２糸挟持部材と、
   前記第２糸挟持部材を、前記糸端部の挟持を開始する開始位置と、前記糸端部を挟持する挟持位置と、前記糸端部の挟持を解除する解除位置とにわたって移動させる駆動手段とを備え、
   前記駆動手段は、前記開始位置から前記挟持位置への移動を実行可能なステッピングモータと、少なくとも前記挟持位置から前記解除位置への移動に用いるソレノイドアクチュエータとを有し、この駆動手段は、前記第２糸挟持部材を前記開始位置と前記挟持位置と前記解除位置とにわたって回動駆動させることを特徴とするミシンの上糸挟持機構。
2. 前記第１糸挟持部材は、前記針板に鉛直のピン部材により回動可能に枢着され、前記第２糸挟持部材と協働して前記糸端部を挟持する挟持位置と、前記糸端部の挟持を解除する解除位置とにわたって回動可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のミシンの上糸挟持機構。
3. 前記開始位置に対して前記挟持位置は第２糸挟持部材が第１角度回動した位置にあり、前記挟持位置に対して前記解除位置は前記第２糸挟持部材が第１角度と同方向へ第２角度回動した位置にあることを特徴とする請求項１に記載のミシンの上糸挟持機構。
4. 前記第１糸挟持部材を挟持位置の方へ付勢する弾性部材と、第１糸挟持部材を弾性部材の付勢力に抗して挟持位置に係止する係止部材とを設け、前記第２糸挟持部材が挟持位置から解除位置への回動に際して前記第１糸挟持部材を係合により挟持位置から解除位置へ回動させる係合部材を第２糸挟持部材に設けたことを特徴とする請求項３に記載のミシンの上糸挟持機構。
5. 前記第１糸挟持部材の回動支点は針穴よりもベッドの長さ方向の根元側に設けられ、前記第２糸挟持部材の回動支点は第１糸挟持部材の回動支点よりも更に根元側に設けられたことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のミシンの上糸挟持機構。
6. 前記第２糸挟持部材の糸穴を有する先端部における第１糸挟持部材への移動側に拡大部が形成され、前記第２糸挟持部材の少なくとも開始位置において前記拡大部の一部が前記第１糸挟持部材に重合していることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のミシンの上糸挟持機構。
7. 前記ステッピングモータの初期設定に伴う前記第２糸挟持部材の原点位置は、前記開始位置に設定されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のミシンの上糸挟持機構。
8. 前記第２糸挟持部材が開始位置にあることを検出する第１検出センサを設けたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のミシンの上糸挟持機構。