JP4435818B2 - ミシンの上糸クランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンの上糸クランプ装置に係り、例えば糸切り装置付ミシンにおいて、糸切り後の縫製開始時に、上糸と下糸の交絡を確実に行えるようにして、安定して縫始めの縫目を結節できるようにしたミシンの上糸クランプ装置に関する。

従来より、糸切り装置付ミシンは、糸切り後に縫針から導出する上糸端をワイパーで捕捉して縫製布の下方から引き出し、ミシンの顎部近傍に設けられた保持機構に吸引させて、次の縫製開始時まで保持するようになっている。糸切り後、上糸端を保持機構で保持した状態で縫製を開始しないと、上糸の先端がばたついたり、先端がかたまった状態で縫製される、いわゆる鳥の巣が形成されて製品価値を低下させる虞れがあった。

ところで、従来のワイパーは、ワイパーシリンダのストロークを規制するために保持機構の吸引口に設けられたゴム製の係合部材に係合を繰り返すことにより、係合部材が劣化し、ワイパーの先端部の待機位置にズレが生じ易く、ワイパーの先端部の待機位置精度は必ずしも精度の高いものではなかった。従って、ワイパーの作動時に、ワイパーの先端部が保持機構の吸引口をオーバーランして通過してしまい、上糸端が保持機構によって保持されない場合があった。縫針から導出する上糸端が、保持機構で確実に保持されていないと、縫始めに、上糸端が縫針から抜けてしまい、以後の縫目形成が不可能となったり、また縫始めに、いわゆる鳥の巣が形成される問題点があった。

また、上糸の糸経路上には、第１糸調子および第２糸調子が配置され、上糸に張力を付与するようになっている。縫針から導出された上糸端が保持機構に吸引されて保持され、かつ、上糸の上流側が第１糸調子および第２糸調子によって張力が付与された状態、すなわち、上糸の上流側および下流側の両側が拘束された状態で縫製が開始されると、釜が上糸を繰り出す際、上糸に強い張力が作用して縫針が曲げられる現象が生じることがある。縫針が曲げられた状態で下降すると、針板に干渉して縫針が折れるという問題点があった。

また、上糸の引張り強度よりも強い張力が上糸に作用すると、上糸が切れてしまい、以後の縫製が出来なくなる欠点があった。更に、上糸が張っていると、釜が上糸を確実に補足できない等の問題も生じた。従って、縫製開始時の上糸には、常に適度の弛みを持たせ、上糸に過度の張力が作用するのを防止する必要がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、糸切り装置付ミシンにおいて、縫針から導出する上糸端を保持器により確実に保持し、また必要長さの上糸を繰り出して縫製を開始するようにして、針折れ、糸切れ等のない、安定した縫製を行うことができるミシンの上糸クランプ装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、糸供給源から縫針にいたる糸経路上に配置され上糸に張力を付与する第１糸調子と、前記糸経路上に配置され前記上糸に所望の張力を付与する第２糸調子と、針棒上下動軌跡と交差可能な先端部を有し、前記先端部により糸切り後の縫針から導出する上糸端を捕捉可能なワイパーと、前記ワイパー作動時に前記ワイパーの前記先端部に対向する位置に吸引口を形成し、前記ワイパーにより捕捉された前記上糸端を吸引、保持する保持機構とを備えたミシンの上糸クランプ装置において、前記保持機構の前記吸引口の外周部には、前記ワイパーの先端部の移動軌跡内方、かつ、前記吸引口の略開口方向へ突設し、前記捕捉した上糸端を前記吸引口で吸引、保持できるように前記ワイパーが当接して係止される係止部が設けられた弾性体を備えたことを特徴としている。

ここで、糸供給源としては、例えば糸がコーン状に巻かれた糸巻等が例示できる。このように構成されたミシンの上糸クランプ装置においては、弾性体の係止部が、ワイパーの先端部の移動軌跡内方に位置するように配置したので、ワイパー作動時に、ワイパーの先端部は、弾性体の係止部に当接して係止される。これによって、ワイパーの先端部が、保持機構の吸引口を通過して作動するオーバーランが防止され、吸引口の近傍で確実に停止させることができる。従って、ワイパーの先端部に捕捉されて移動する上糸端は、確実に保持機構の吸引口に導かれ、吸引されて保持できることになる。

すなわち、このミシンの上糸クランプ装置においては、上糸端を確実に保持して縫製を開始することができ、従来のような、縫始めに上糸端が縫針から抜けて縫目が形成されない、または縫始めに鳥の巣が形成され製品価値が低下するという問題を解消できることになる。

また、本発明は、請求項２に記載したように、請求項１に記載したミシンの上糸クランプ装置であって、前記弾性体の前記係止部は、少なくとも一部に下方に向かう突起部が形成されていることを特徴としている。

このように構成されたミシンの上糸クランプ装置においては、弾性体の係止部の一部に、下方に向かう突起部が形成されているので、ワイパー作動時、ワイパーの先端部は、弾性体の係止部に当接した後、突起部に係合してオーバーランを確実に防止できることになる。これによって、ワイパーの先端部に捕捉されて移動する上糸端も、係止部に確実に係止され、安定して保持機構に保持させることができることになる。従って、このミシンの上糸クランプ装置においては、上糸端が確実に保持機構に保持されているので、従来のような縫始めにおける上糸あばれ、縫針からの上糸端抜けによる縫目不形成、クモの巣の形成という問題を解消できることになる。

以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、弾性体の係止部が、ワイパーの先端部の移動軌跡内方に位置するように弾性体を配置したので、ワイパー作動時にワイパーの先端部は、弾性体の係止部に当接して係止される。これによって、ワイパーの先端部が、保持機構の吸引口を通過して作動する、オーバーランが防止され、吸引口の近傍で確実に停止させることができる。また、ワイパーの先端に捕捉されて移動する上糸端は、確実に吸引口に導かれ、保持機構に吸引されて保持させることができる。従って、このミシンの上糸クランプ装置においては、上糸端を確実に保持して縫製を開始することができ、従来のような縫始めに、上糸端が縫針から抜けてしまい、縫目が形成されなかったり、縫始めに鳥の巣が形成されて製品価値が低下するという問題が解消される。

また、本発明によれば、請求項２に記載したように、弾性体の係止部の一部に、下方に向かって突起部が形成されているので、ワイパー作動時にワイパーの先端部は、係止部に当接した後、突起部に係合してワイパーのオーバーランを確実に防止できる。これによって、ワイパーの先端部に捕捉されて移動する上糸端も、係止部に確実に係止され、安定して保持機構に保持される。従って、このミシンの上糸クランプ装置においては、上糸端が保持された状態から縫始めることができ、従来のような縫始めにおける上糸あばれ、上糸端が縫針から抜けることによる縫目不形成、鳥の巣の形成という問題を解消できる。

以下本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、本発明に係る実施形態であるミシンの上糸クランプ装置１０は、第１糸調子１１と、第２糸調子１２と、保持機構１３と、制御手段である電子制御装置１４と、ワイパー１５と、糸たぐり機構１６とを備えている。

第１糸調子１１は、上糸１７に微弱な張力を付与するためのものであって、糸供給源である糸巻２７から縫針１８にいたる糸経路上に配置されている。第１糸調子１１は、２枚の押圧体１９が重ね合わされ、コイルばねによって、互いに密着するように押圧されている。コイルばねの付勢力は、比較的弱く設定されており、２枚の押圧体１９で上糸１７を挟持することにより微弱な張力を付与するようになっている。

図１に示すように、第２糸調子１２は、上糸１７に所望の張力を付与するためのロータリーテンションであって、第１糸調子１１の下流側、糸切り装置付ミシン１のアーム顎部１ａに配設されている。図２に示すように、第２糸調子２１の穴付の押圧体２０は、糸調子軸２１に嵌合して配置され、回転可能とされている。糸調子軸２１は、軸方向に貫通穴２１ａが形成された軸であって、一端は軸方向に割り溝２１ｂが形成され、かつ、外周に雄ねじ２１ｃが形成されている。なお、本実施形態では、第２糸調子１２としてロータリーテンショナを例示したが、二枚の皿部材を同軸配置した通常の糸調子機構を採用してもよい。

押圧体２０の両端面には、フェルト製の摩擦部材２２が割り溝２１ｂに嵌合して配設されている。雄ねじ２１ｃに螺合する糸調子つまみ２３と、一方の摩擦部材２２との間には、コイルばね２４が配設され、この摩擦部材２２が押圧体２０に向かって押圧されている。各摩擦部材２２は、押圧体２０を介してコイルばね２４の付勢力により互いに密着する方向に押圧されている。糸調子軸２１の貫通穴２１ａには、ピン２５が摺動可能に嵌合し、一端２５ａは、摩擦部材２２に当接している。ピン２５の他の一端２５ｂは、プッシュタイプの電磁ソレノイド２６のプランジャ２８に連結されている。

電磁ソレノイド２６が作動してプランジャ２８が伸張すると、ピン２５は貫通穴２１ａ内を図２において、右方向に移動し、コイルばね２４の付勢力に抗して摩擦部材２２を押圧体２０から離間する方向に押圧するようになっている。これによって、押圧体２０に対する各摩擦部材２２の摩擦力が解除されるようになっている。上糸１７は、押圧体２０の周面に形成された断面略Ｖ字状の溝に沿って周回されており、糸調子つまみ２３を回転させてコイルばね２４の押圧力を調節することによって押圧体２０の回転抵抗を調整でき、これにより上糸１７に任意の張力を付与できるようになっている。

図１および図３に示すように、保持機構１３は、糸切り後、縫針１８から導出された上糸端１７ａを保持するためのものであって、クランプ部３０と、クランプ部３０に略Ｙ字形に接合する吸引パイプ３１とを有している。図３および図４に示すように、クランプ部３０内には、内部空間３０ｂが形成され、内部空間３０ｂに連通して２つの開口部３０ｃ，３０ｄが形成されている。開口部３０ｄは、吸引パイプ３１を介して負圧源３２に接続されている。開口部３０ｃは、吸引ノズル３７に接続され、吸引ノズル３７の先端に形成された吸引口３７ａに連通している。開口部３０ｃと内部空間３０ｂとの連結部は、円錐形状とされて座面３０ｅが形成されている。内部空間３０ｂには、座面３０ｅに対向してボール３３が配設されている。ボール３３は、内部空間３０ｂに負圧が発生すると、内部空間３０ｂ内で浮遊できるようになっている。内部空間３０ｂには、クランプシリンダ３４が配設され、クランプシリンダ３４のピストンロッド３５は、ボール３３に対向して配置されている。

吸引ノズル３７の吸引口３７ａは、アーム顎部１ａに隣接し、後述するワイパー１５が作動した時、ワイパー１５の先端部１５ａに対向する位置に配置されている。図１および図６に示すように、吸引ノズル３７の先端には、円環状の弾性体３８が嵌合して固定されている。弾性体３８には、円環部の一部が吸引口３７ａの略開口方向に突出した係止部３８ａが形成されている。係止部３８ａの先端は、下方に向かって曲げられて突起部３８ｂが形成されている。係止部３８ａは、ワイパー１５の先端部１５ａの移動軌跡内方に位置しており、ワイパー１５が作動したとき、先端部１５ａが係止部３８ａに当接するようになっている。

図１に示すように、ワイパー１５は、糸切り後、針板の下方に引き込まれている上糸１７の上糸端１７ａを捕捉して針板の上方に引き出すためのものであって、縫針１８の近傍に配置されている。このワイパー１５は、ワイパーシリンダ３６に連結され、該ワイパーシリンダ３６の動作により所定の軌跡で動作するようになっている。ワイパー１５の先端部１５ａは、待機時には前述した保持機構１３近傍の待機位置にあり、作動時に縫針１８の上下動軌跡を一旦迂回して針左方に回りこんだ後、上下動軌跡と交差して作動し、先端部１５ａで縫針１８から導出する上糸端１７ａを捕捉して上方に糸払いできるようになっている。

図５に示すように、制御手段の一例である電子制御手段１４は、糸切り装置付ミシン１に配設された各種装置を制御するためのものであって、各種計算および処理を行う中央演算処理装置４０、制御プログラムや各種データが記憶されるＲＯＭ４１、および中央演算処理装置４０によって計算されたデータ等が記憶されるＲＡＭ４２から構成されている。

電子制御手段１４には、入出力インターフェース４３を介して入力装置としてのスタートスイッチ４４、ペダルスイッチ４５および角度検出器４６が電気的に接続されている。また、電子制御手段１４には、入出力インターフェース４３を介して出力装置として、ミシンモータ４８に接続されたモータドライバ４９、負圧源３２に接続された負圧源作動手段５０、クランプシリンダ３４に接続されたクランプシリンダ駆動電磁弁５１、糸切りシリンダ５２に接続された糸切りシリンダ駆動電磁弁５３、糸たぐりシリンダ５４に接続された糸たぐりシリンダ駆動電磁弁５５、ワイパーシリンダ３６に接続されたワイパーシリンダ駆動電磁弁５６、押えシリンダ５８に接続された押えシリンダ駆動電磁弁５９及び第２糸調子１２に連結された押しアクチュエータの一例である電磁ソレノイド２６が夫々電気的に接続されている。このような電子制御手段１４は、各入力装置からの入力信号に従って各出力装置に作動指令信号を出力して制御するようになっている。

図１に示すように、糸たぐり機構１６は、上下動することによって上糸１７の引上げまたは下降するものであって、回転可能なワイヤ取付台１６ａと、一端がワイヤ取付台１６ａに固定された糸繰出ワイヤ１６ｂとを有している。糸繰出ワイヤ１６ｂの他端は、上糸１７と係止可能であり、ワイヤ取付台１６ａの回動によって糸繰出ワイヤ１６ｂの他端が上下動して上糸１７の引上げまたは下降を行う。即ち、糸繰出ワイヤ１６ｂの他端が上昇すると上糸１７を緊張させ、下降すると上糸１７の張力を減少させるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。図５に示すように、ペダルスイッチ４５を踏返し操作して糸切りを電子制御手段１４に指令すると、作動指令信号が電子制御手段１４から糸切りシリンダ駆動電磁弁５３に出力される。糸切りシリンダ５２が作動し、図示しない糸切機構によって上糸および下糸が切断される。

次いで、図６および図７に示すように、ワイパーシリンダ駆動電磁弁５６に作動指令信号が出力され、ワイパーシリンダ３６が作動する。ワイパー１５は、図６に示すように、先端部１５ａが吸引ノズル３７の吸引口３７ａに対向する待機位置から、縫針１８の上下道軌跡を迂回して、縫針の反対側（図中、針の左側）へ移動する。

そして、図７に示すように、ワイパー１５の先端部１５ａは、縫針１８から導出する上糸端１７ａを捕捉して矢印Ａ方向に上昇して糸払いする。図８に示すように、ワイパー１５の先端部１５ａは、弾性体３８の係止部３８ａに当接して停止する。このとき、先端部１５ａによって捕捉された上糸端１７ａは、係止部３８ａに係止され、吸引口３７ａに対向する位置にある。係止部３８ａからは、下方に向かって突起部３８ｂが形成されているので、ワイパー１５の先端部は、突起部３８ｂに阻止され係止部３８ａから外れることはなく、従って、オーバーランすることはない。これによって、先端部１５ａおよび上糸端１７ａは、吸引口３７ａの近傍に確実に位置する。

電子制御手段１４からの指令によって負圧源作動手段５０が作動すると、負圧源３２の負圧は、吸引口３７ａに供給され、吸引口３７ａ周囲の空気を吸引ノズル３７内に吸引する。従って、吸引口３７ａの前方にある上糸端１７ａは、吸引口３７ａから空気と共に吸引ノズル３７内に吸引され、ボール３３と座面３０ｅの間を通過して吸引パイプ３１内に吸引される。

図３および図４に示すように、電子制御手段１４からクランプシリンダ駆動電磁弁５１に作動指令信号が出力されると、クランプシリンダ３４のピストンロッド３５は、伸張してボール３３を押圧する。これにより、上糸端１７ａは、ボール３３と座面３０ｅとの間に挟持されて保持される。

図２および図５に示すように、第１実施形態の糸切装置付ミシン１において、縫製を開始するために作業者がスタートスイッチ４４を操作すると、作動指令信号が電子制御手段１４から出力され、入出力インターフェース４３を介してモータドライバ４９に伝達されてミシンモータ４８が回転を開始する。

これと略同時に、電磁ソレノイド２６にも作動指令信号が所定の期間だけ伝達され、電磁ソレノイド２６が作動して、電磁ソレノイド２６のプランジャ２８が伸張する。摩擦部材２２は、ピン２５により押圧されて移動し、押圧体２０を介して各摩擦部材２２に付与されていたコイルばね２４の力が除去され、押圧体２０の回転抵抗が解除される。これにより、上糸１７は、縫針１８の下降に伴なって抵抗なく第２糸調子１２側から繰り出されて供給され、上糸１７に過度な張力が作用することなく、一針目の縫目が形成される。

次に、図９のフローチャートに基づいて本実施形態の動作を説明する。図中Ｓ１，Ｓ２，・・・は処理順（ステップ）の番号を示す。先ず、Ｓ１で作業者による縫製開始要求があるか否かが判別される。即ち、図５のスタートスイッチ４４が操作されたか否かが電子制御手段１４によって判別される。縫製開始要求があれば、Ｓ２に進み、クランプシリンダ３４をオフにして保持機構１３による上糸端１７ａの保持を解除する。

次いでＳ３に進み、電磁ソレノイド２６を作動させて２枚の押圧体２０による上糸端１７ａの挟持を解放し、第２糸調子１２による張力付与を解除する。次いでＳ４でミシンモータ４８を回転させて縫製を実行し、Ｓ５でミシンが所定の位相まで回転したか否かが判別される。

ここで、所定の位相とは、少なくとも上糸１７のループが釜（図示せず）を通過する以降の位相であり、例えば縫針１８が上位置となる位相である。位相は、角度検出器４６によってミシンモータ４８の回転を検出し、電子制御手段１４に伝達することにより認識可能である。

所定の位相に達していないと、Ｓ４に戻り、縫製を続ける。所定の位相に達すると、Ｓ６に進み、電磁ソレノイド２６がオフとなって、コイルばね２４の付勢力が、押圧体２０に作用し、上糸１７に適度の張力を付与する。以後の縫製は、第２糸調子１２によって適度な張力が付与された上糸１７が下糸と交絡し、糸締めされて縫目が形成される。

また、図１および図５に示すように、第２実施形態の糸切装置付ミシン１において、作業者がスタートスイッチ４４を操作すると、作動指令信号が電子制御手段１４からモータドライバ４９に伝達され、ミシンモータ４８が回転を開始する。

これと略同時に、入出力インターフェース４３を介して糸たぐりシリンダ駆動電磁弁５５にも作動指令信号が伝達され、糸たぐりシリンダ５４が作動する。これによってワイヤ取付台１６ａが回動し、糸繰出ワイヤ１６ｂの他端が上下動するので、上糸１７は糸巻き２７から繰り出される。これにより、上糸１７は過度な張力が作用することなく、一針目の縫目が形成される。

前述した実施形態の糸切装置付ミシンによれば、縫製開始と略同時に第２糸調子１２による上糸１７への張力付与を解除し、あるいは糸たぐり機構１６を作動させて上糸１７を繰り出し、上糸１７の張力を緩和させるので、縫始めに過度の張力が上糸１７に作用することが防止され、針折れ、糸切れ等の問題を解消することができる。

なお、本発明のミシンの上糸クランプ装置は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。

その他、前述した実施形態において例示した糸供給源、上糸、第１糸調子、第２糸調子、縫針、保持機構、上糸クランプ装置、制御手段、糸たぐり機構、ワイパー、弾性体等の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ミシンの上糸クランプ装置の外観構成を示す斜視図である。 第２糸調子の構成を示す縦断面図である。 上糸の保持機構の正面図である。 図３のクランプ部の内部を示す拡大断面図である。 制御系の構成を示すブロック図である。 ワイパーの先端部が縫針と平行な位置まで移動した状態を示す斜視図である。 ワイパーの先端部が上糸を捕捉して上昇する状態を示す斜視図である。 ワイパーの先端部が吸引口に対向する位置まで移動した状態を示す斜視図である。 制御手段によって実行される動作順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ミシンの上糸クランプ装置
１１ 第１糸調子
１２ 第２糸調子
１３ 保持機構
１４ 電子制御装置（制御手段）
１５ ワイパー
１５ａ ワイパーの先端部
１６ 糸たぐり機構
１７ 上糸
１７ａ 上糸端
１８ 縫針
２７ 糸巻き（糸供給源）
３７ａ 吸引口
３８ 弾性体
３８ａ 係止部
３８ｂ 突起部

Claims (2)

1. 糸供給源から縫針にいたる糸経路上に配置され上糸に張力を付与する第１糸調子と、
   前記糸経路上に配置され前記上糸に所望の張力を付与する第２糸調子と、
   針棒上下動軌跡と交差可能な先端部を有し、前記先端部により糸切り後の縫針から導出する上糸端を捕捉可能なワイパーと、
   前記ワイパー作動時に前記ワイパーの前記先端部に対向する位置に吸引口を形成し、前記ワイパーにより捕捉された前記上糸端を吸引、保持する保持機構とを備えたミシンの上糸クランプ装置において、
   前記保持機構の前記吸引口の外周部には、前記ワイパーの先端部の移動軌跡内方、かつ、前記吸引口の略開口方向へ突設し、前記捕捉した上糸端を前記吸引口で吸引、保持できるように前記ワイパーが当接して係止される係止部が設けられた弾性体を備えたことを特徴とするミシンの上糸クランプ装置。
   
2. 前記弾性体の前記係止部は、少なくとも一部に下方に向かう突起部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載したミシンの上糸クランプ装置。

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