JP5253980B2 - 下糸張力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、布地などの縫製を行うミシンのボビンケースから引き出される下糸の張力を制御するのに好適な下糸張力制御装置に関する。

従来から、工業用ミシンなどのミシンには、縫い針を上下方向に往復移動させる針駆動機構と、ミシンフレームのベッド内において縫い針と協働して縫い目を形成する釜機構とが設けられている。そして、釜機構の釜は、回転駆動される外釜と、この外釜の内部に回転止めされた状態で保持される中釜と、この中釜に装着されるボビンケースとを備えており、ボビンケースには、下糸が巻回されたボビンが収容されている。

ところで、ボビンから引き出される下糸は、上糸（針糸）と比較して必要以上に引き出されても、また、必要量が引き出されなくても好ましくなく、縫製条件に応じて適切な量が供給されることが望ましい。

そこで、ボビンケースには、下糸の張力を調整可能な下糸張力制御機能が設けられている。

図１０は、従来の下糸張力制御機能を備えた通常のボビンケース１０１を示すものであり、このボビンケース１０１の外周面１０１ａには、糸調子ばね１０２（板ばね）を固定ねじ１０３により取り付け、この糸調子ばね１０３とボビンケース１０１との間に下糸（図１３の符号Ｔ参照）を配置し、糸調子ばね１０２で下糸を押圧することにより、下糸に一定の張力を付与するように構成されている。また、このボビンケース１０１においては、糸調子ばね１０２を締め付ける調整ねじ１０４の締め加減を調整することにより、糸調子ばね１０２のたわみを調整し、糸調子ばね１０２とボビンケース１０１の外周面１０１ａとの間に挟まれた下糸の摩擦力を可変して下糸に付与する張力を調整するようになっている。

すなわち、通常のボビンケース１０１では、図１１に示すように、調整ねじ１０４の予圧が加わっていない場合、糸調子ばね１０２の糸押圧部１０２ａは、ボビンケース１０１の外周面１０１ａとで下糸を挟む距離より十分に離れているので、下糸には張力が発生していない（調整ねじの予圧なし）。この状態から、調整ねじ１０４の押込み量を増やすことで、図１２に示すように、糸調子ばね１０２の糸押圧部１０２ａがボビンケース１０１の外周面１０１ａに近づき、接触することで、下糸を挟み、下糸との摩擦力が発生し、下糸の張力が生じる（調整ねじの予圧あり）。

なお、通常のボビンケース１０１における下糸の張力の調整は、ミシンを停止させ、ボビンケース１０１をミシンから取り外して、調整ねじ１０４をドライバーで回すことにより行われている。

また、下糸張力制御機能の一種として、下糸に付与する張力を自動的に調整することのできる下糸張力制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

図１３および図１４は、張力を自動的に調整することのできる下糸張力制御装置の一例を示すものであり、これらの下糸張力制御装置１１１、１１１Ａにおいては、中釜に遊嵌されボビン（共に図示せず）を保持するボビンケース１１２の外周面１１２ａに、磁性体により形成された可撓性を有する糸調子ばね１１３（板ばね）を備えており、この糸調子ばね１１３の端部（挟持部）とボビンケース１１２の外周面１１２ａとで下糸Ｔを直接挟持することにより、下糸Ｔに所定の張力を付与するように構成されている。また、ボビンケース１１２の外側であって糸調子ばね１１３と近接する位置として釜（図示せず）の外部側面には電磁石１１４の一端が配設されており、この電磁石１１４には、縫製速度に応じた電流が流される。そして、電磁石１１４に電流が流れると、この電磁石１１４によって発生した磁力によって糸調子ばね１１３が電磁石１１４に向かって吸引され、ボビンケース１１２の外周面１１２ａに対する付勢力が低下する方向、つまり図１３および図１４の２点鎖線にて示すようにボビンケース１１２の外周面１１２ａから離隔される方向に移動される。これにより、初期張力の範囲内で下糸Ｔの張力をリアルタイムに調整することができるようになっている。すなわち、縫製中においてもボビンから引き出される下糸Ｔの張力を調整することができるようになっている。

なお、図１３に示す下糸張力制御装置１１１のボビンケース１１２の外周面１１２ａには、下糸Ｔをボビンケース１１２の内側から外側に引き出す図示しない糸孔まで案内する糸通し溝１１５が設けられており、図１４に示す下糸張力制御装置１１１Ａのボビンケース１１２の外周面１１２ａには、糸通し溝１１５が形成されていない。

特開２００８−２３０４７号公報（図５、図８）

しかしながら、図１０に示す通常のボビンケース１０１においては、ミシン稼働中に下糸の張力を可変させることはできないため、例えば、縫い途中で布の厚さが変化した場合に縫い張力を適正なものに調整できない、あるいは縫い途中でパール縫いとウィップ縫いなどの縫い方式を変更するような縫製が行えないなどの問題点があった。

また、図１３および図１４に示す従来の張力を自動的に調整することのできる下糸張力制御装置１１１、１１１Ａにおいては、通常のボビンケース１０１における糸調子ばね１０２のような下糸Ｔの初期張力を調整する調整機能を有しておらず、下糸Ｔの初期張力の調整ができないという問題点があった。

そこで、下糸に付与する初期張力およびミシン稼働中における下糸に付与する張力のそれぞれを可変できる下糸張力制御装置が求められている。

なお、従来の下糸張力制御装置１１１、１１１Ａにおいては、外釜に接触しない釜の外部側面に設けた電磁石１１４によって糸調子ばね１１３を吸引することにより、糸調子ばね１１３が下糸Ｔを圧接する力を可変して下糸Ｔの張力を制御する構成とされており、電磁石１１４と糸調子ばね１１３の距離が非常に離れていて、磁力発生方向も糸調子ばね１１３に向いていないため、磁気吸引力の発生効率が悪い（磁気抵抗が高い、磁束の集中が図れない）し、十分な磁気吸引力が発生しないので、下糸Ｔの張力の可変範囲が狭いという問題点もあった。

また、従来の下糸張力制御装置１１１、１１１Ａにおいては、磁気吸引力を上げると、電磁石１１４が大型化してボビン交換時に電磁石１１４が邪魔になるために操作性が低下したり、釜やボビンおよびボビンケース１１２などに作用する磁気吸引力も増加し、上糸が中釜から抜ける時の糸の引き上げ抵抗が増加して、上糸が十分に引き上げられなくなり、縫製品質の低下を招くという問題点もあった。

さらに、従来の下糸張力制御装置１１１、１１１Ａにおいては、電磁石１１４の磁気吸引力と糸調子ばね１１３をボビンケース１１２に固定する構成とされているために、磁力のばらつきや糸調子ばね１１３の固定位置や糸調子ばね１１３の曲率による個体差により、張力のばらつきが大きくならざるを得す、張力のばらつきを減らすには、個別に張力が制御可能な範囲を計測する必要があり、張力の調整に時間を要するという問題点もあった。

またさらに、図１４に示す従来の下糸張力制御装置１１１Ａのように、ボビンケース１１２に糸通し溝１１５が無い構成の場合、糸通し操作の作業者による使い勝手が、通常のボビンケース１０１に比べて著しく低下するという問題点もあった。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、下糸に付与する初期張力およびミシン稼働中における下糸に付与する張力のそれぞれを可変できる糸張力制御装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明の下糸張力制御装置の特徴は、下糸を巻回するボビンが収容される有底筒状に形成されたボビンケースと、前記ボビンケースの外周面に設けられた糸孔を介して前記ボビンケースの外側に引き出される下糸を押圧して下糸に張力を付与する糸調子ばねとを有する下糸張力制御装置において、前記糸調子ばねの糸押圧部を前記ボビンケースの外周面に押し付けるための磁性体により形成された可動な糸調子ばね押圧手段と、前記ボビンケースの外側において前記糸調子ばね押圧手段と対向配置される電磁石とを有しており、前記糸調子ばね押圧手段は、前記ボビンケースの周壁の一部を形成する周壁部分代替部と、前記ボビンケースの周壁に連なる底壁の一部を形成する底壁部分代替部とにより断面Ｌ字状をなすように磁性体により形成された押圧本体と、前記糸調子ばねの糸押圧部から離れた固定部を介して前記押圧本体に螺着されている固定ねじと、前記糸調子ばねの糸押圧部と固定部との中間部を介して前記押圧本体に螺着されている調整ねじと、前記ボビンケースに両端が取り付けられ、前記押圧本体の屈曲部分が挿通される支持軸とを有しており、前記押圧本体は、前記支持軸を中心として可動に形成されており、前記電磁石の磁力により前記糸調子ばね押圧手段を駆動させて前記糸調子ばねの糸押圧部を前記ボビンケースの外周面に押し付けるとともに、前記電磁石に通電する電流値を変化させることにより、前記糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧する力を制御するように形成されており、さらに、前記調整ねじのねじ込み量により前記糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧して下糸に付与する初期張力を制御するように形成されている点にある。

そして、このような構成を採用したことにより、電磁石に通電する電流値を変化させることにより、糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧する力を制御することができるので、ミシン稼働中であっても下糸に付与する張力を容易かつ確実に制御することができる。さらに、調整ねじのねじ込み量によっても糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧する力を調節することができるので、下糸に付与する初期張力を容易かつ確実に制御することができる。その結果、下糸に付与する初期張力およびミシン稼働中における下糸に付与する張力のそれぞれを容易かつ確実に可変できる。すなわち、下糸の張力を必要なときに、確実かつ容易に変更することができる。

請求項２に記載の本発明の下糸張力制御装置の特徴は、請求項１において、前記電磁石が、前記底壁部分代替部と対向配置されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、電磁石が底壁部分代替部と対向配置されているので、磁気吸引力が作用する電磁石と押圧本体との距離が近く、磁気発生方向も磁気吸引力の作用方向とされているので、磁気吸引力の発生効率がよく、十分な磁気吸引力が発生し、糸調子ばね押圧手段を容易かつ確実に可動させることができるし、下糸の張力の可変範囲を広範囲にすることができる。

本発明に係る下糸張力制御装置によれば、電磁石に通電する電流値を変化させることにより、糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧する力を制御することができ、調整ねじのねじ込み量により下糸に付与する初期張力を容易かつ確実に制御することができるので、下糸に付与する初期張力およびミシン稼働中における下糸に付与する張力のそれぞれを容易かつ確実に可変できるなどの優れた効果を奏する。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１から図８は、本発明に係る下糸張力制御装置の実施形態を示すものであり、図１はミシンに設置した状態の要部の一部切断外観図、図２は要部の断面図、図３は図２の正面図、図４は図３のボビンケースの拡大図、図５は図３のボビンケースの拡大外観斜視図、図６は図３のボビンケースの分解斜視図、図７は図４のＡ−Ａ線に沿った断面図、図８は図２の電磁石への通電状態を示す図７と同様の図である。

本実施形態は、本縫いミシンなどの垂直全回転釜を備えたミシンに用いられる下糸張力制御装置を例示している。

図１に示すように、本実施形態の下糸張力制御装置１が取り付けられるミシンＭは、周知の針駆動機構（図示せず）を備えたミシンアームＭＡと、周知の釜駆動機構（図示せず）を備えたミシンベッドＭＢとを有している。そして、ミシンアームＭＡの縫い針Ｎの下方で、かつミシンベッドＭＢの図１の左側に釜としての垂直全回転釜である垂直釜２が配置されており、縫い針Ｎの上下動に同期して垂直釜２の外釜３(図２）が回転駆動されるようになっている。

本実施形態の下糸張力制御装置１は、垂直釜２に配設されている。この垂直釜２は、図２に示すように、水平に延在する回転軸心ＲＬを中心として回転駆動される外釜３と、この外釜３の内部に回転止めされた状態で保持される中釜４とを具備している。なお、中釜４は、ミシンフレームに取り付けられた中釜回り止め部材である中釜押え（共に図示せず）により、外釜３が回転した際に、中釜４が外釜３の回転に従動するのを防止している。

図２から図８に示すように、本実施形態の下糸張力制御装置１は、中釜４に装着されるボビンケース１１を有している。このボビンケース１１は、全体として有底筒状に形成されており、その内部には、下糸Ｔが巻回された図示しないボビンが回転可能かつ着脱可能に収容されている。なお、ボビンケース１１としては、磁性体であっても非磁性体であってもよいが、後述する押圧本体１７を磁力により効率よく駆動させることができるという意味で、樹脂、非鉄金属およびオーステナイト系ステンレス、アルミ、セラミックスなどの非磁性体により形成するとよい。

前記ボビンケース１１は、その開口端が中釜４の外部に露出した釜底面に対向するように装着されており、ボビンケース１１の底部の外面が外部に露出するように配置されている。そして、ボビンケース１１の周壁１１ａには、糸孔１２と、この糸孔１２に連通するスリット状の糸通し溝１３とが設けられており、下糸Ｔの一端をボビンケース１１の開口端側に設けられた糸通し溝１３の糸通し溝口１３ａから滑り込ませることにより、糸孔１２を介して下糸Ｔがボビンケース１１の内側から外側、詳しくはボビンケース１１の外周面１１ｂに導出されるようになっている。

前記ボビンケース１１の外周面１１ｂには、糸調子ばね１４が配設されている。この糸調子ばね１４は、糸孔１２を介してボビンからボビンケース１１の外側に引き出される下糸Ｔを押圧して下糸Ｔに張力を付与するためのものであり、糸孔１２を覆うように配置される糸押圧部１４ａと、この糸押圧部１４ａから図２の下方に離れた固定部１４ｂとを有している。そして、糸調子ばね１４は、固定部１４ｂを介して後述する押圧本体１７に螺着される固定ねじ１５によってボビンケース１１に着脱可能に取り付けられている。

本実施形態のボビンケース１１の周壁１１ａとこれに連なる底壁１１ｃとの接続部の一部には、ボビンケース１１の内外を連通する開口部１６が形成されている。この開口部１６は、ボビンケース１１の糸孔１２の形成部位の近傍で、かつ糸通し溝１３に干渉しない位置に形成されている（図４、図６）。なお、開口部１６を図６の斜線領域にて示してある。

前記開口部１６には、ボビンケース１１の一部を構成するように、磁性体、好ましくは強磁性体により形成された押圧本体１７が配設されている。この押圧本体１７は、ボビンケース１１の周壁１１ａの一部を形成する円弧状の周壁部分代替部１７ａと、ボビンケース１１の底壁１１ｃの一部を形成する平板状の底壁部分代替部１７ｂとを備えており、全体として断面ほぼＬ字状をなすように形成されている。

前記押圧本体１７の周壁部分代替部１７ａと底壁部分代替部１７ｂとの屈曲部分には、支持軸１８が挿通されている。この支持軸１８の両端は、ボビンケース１１の開口部１６の近傍に嵌め込まれて取り付けられており、押圧本体１７は、支持軸１８を中心として回動可能に形成されている。また、押圧本体１７の周壁部分代替部１７ａには、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａと固定部１４ｂとの間の中間部１４ｃを介して調整ねじ１９が螺着されている。さらに、押圧本体１７の周壁部分代替部１７ａには、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａから離れた固定部１４ｂを介して固定ねじ１５が螺着されている。すなわち、前述したように、糸調子ばね１４は、固定部１４ｂを介して押圧本体１７に螺着されている固定ねじ１５によってボビンケース１１に着脱可能に取り付けられている。なお、糸調子ばね１４、固定ねじ１５、支持軸１８および調整ねじ１９は、磁性体でもオーステナイト系ステンレスなどの非磁性体でもどちらでもよい。

前記固定ねじ１５、押圧本体１７、支持軸１８および調整ねじ１９により、本実施形態の糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａをボビンケース１１の外周面１１ｂに押し付けるための磁性体により形成された回動可動な糸調子ばね押圧手段２０が構成されている。

なお、糸調子ばね１４と押圧本体１７の糸調子ばね１４が対向する部分との間に、調整ねじ１９の緩み止めとして機能する弾性部材を配設してもよい。この弾性部材としては、皿ばね座金、ばね座金などの座金類、ゴム様弾性体により形成された環状のパッキンなどを挙げることができる。

前記開口部１６には、押圧本体１７が支持軸１８を中心として回動するときの回動範囲を制限するためのストッパ２１が形成されている。すなわち、ボビンケース１１には、糸調子ばね押圧手段２０の可動範囲を制限するためのストッパ２１が設けられている。このストッパ２１は、ボビンケース１１の底壁１１ｃの外面に形成された第１ストッパ２１ａと、ボビンケース１１の周壁１１ａの開口端により形成された第２ストッパ２１ｂとを具備している。そして、第１ストッパ２１ａは、押圧本体１７が支持軸１８を中心として図７の時計方向に回転したときの最大位置を拘束するようになっており、第２ストッパ２１ｂは、押圧本体１７が支持軸１８を中心として図７の反時計方向に回転したときの最大位置を拘束するようになっている。また、押圧本体１７は、図７に示すように、常時は糸調子ばね１４のばね力によって底壁部分代替部１７ｂが第１ストッパ２１ａに当接した状態を保持するように形成されている。

前記ボビンケース１１の底部には、ボビンケース１１が中釜４から離脱しないように保持させる周知のラッチ２４が設けられており、このラッチ２４には、中釜４に装着されたボビンケース１１を抜き取るときに、ラッチ２４によるボビンケース１１の保持状態を解除するためのラッチレバー２４ａが設けられている。

前記ボビンケース１１の外側には、電磁石２６が押圧本体１７の底壁部分代替部１７ｂと対向配置されている。この電磁石２６は、軟鉄などの磁性体により形成された鉄心２６ａと、絶縁した電線を密に巻いたコイル２６ｂとを備えて構成されている（図２）。そして、電磁石２６は、鉄心２６ａの長手方向が水平に延在するようにして、図示しないミシンフレームあるいはミシンフレームに取り付けられた支持ステーに支持されている。なお、図１には、電磁石２６の側面図を示してある。

前記電磁石２６は、演算部として機能するＣＰＵ３２および記憶部として機能するメモリ３２などを備えた制御部３１に電気的に接続されており、制御部３１から送出される制御指令に基づいて電磁石２６、すなわちコイル２６ｂへの通電状態および非通電状態の切り換えタイミング、通電時間、および通電時の電流値などが制御されるようになっている（図２）。そして、電磁石２６への通電により、電磁石２６と押圧本体１７の底壁部分代替部１７ｂとの間に磁気吸引力Ｆが発生し、この磁気吸引力Ｆにより押圧本体１７が支持軸１８を中心として図７の反時計方向に回転するように形成されている。この磁気吸引力Ｆによる押圧本体１７の回転は、周壁部分代替部１７ａが第２ストッパ２１ｂに当接することにより最大位置が拘束される。この電磁石２６への通電により、押圧本体１７の周壁部分代替部１７ａが第２ストッパ２１ｂに当接した状態を磁気吸引力Ｆの作用方向とともに図８に示す。また、電磁石２６への通電が停止されると、押圧本体１７は、糸調整ばね１４のばね力により、底壁部分代替部１７ｂが第１ストッパ２１ａに当接したもとの状態に復元するように形成されている。

なお、ボビンケース１１のその他の構成については、従来周知のものと同様に構成されているので、その詳しい説明については省略する。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

図７は本実施形態の下糸張力制御装置の電磁石に通電されていない非通電状態を示しており、図８は本実施形態の下糸張力制御装置の電磁石に通電されて、押圧本体の周壁部分代替部が第２ストッパに当接した通電状態を示している（通常の通電状態では、押圧本体の周壁部分代替部が第２ストッパに当接しない。）。

本実施形態の下糸張力制御装置１は、電磁石２６のコイル２６ｂに通電されていない非通電状態と、通電状態との２つの形態がある。

まず、本実施形態の下糸張力制御装置１における非通電状態について図７により説明する。

本実施形態の下糸張力制御装置１の非通電状態では、図７に示すように、押圧本体１７には糸調子ばね１４のばね力が作用して、底壁部分代替部１７ｂが第１ストッパ２１ａに当接した状態を保持している。このとき、糸調子ばね１４は、その糸押圧部１４ａがボビンケース１１の糸孔１２を含む部位を押圧しており、糸孔１２を介してボビンから引き出される下糸Ｔに対して一定の初期張力を付与している。

ここで、下糸張力の調整は、調整ねじ１９の締め込み量で、糸調子ばね１４のたわみ量を調整するように構成されている。この調整ねじ１９は、糸調子ばね１４のたわみ量による反力で、予圧がかかるようになっている。この予圧がない、または小さい場合は、調整ねじ１９がミシン稼働中の振動で緩み、下糸Ｔに付与する張力の減少や調整ねじ１９が外れるなどの問題が生じてしまう。

したがって、この予圧による糸調子ばね１４のたわみ量の反力は必要である。なお、通常のボビンケース１０１では、図１１に示すように、調整ねじ１０４の予圧が加わっていない場合、糸調子ばね１０２は、ボビンケース１０１の外周面１０１ａとで下糸を挟む距離より十分に離れているので、下糸Ｔには張力が発生していない。

この図１１に示す状態から、調整ねじ１０４の押込み量を増やすことで、図１２に示すように、糸調子バネ１０４がボビンケース１０１の外周面１０１ａに近づき、接触することで、下糸Ｔを挟み、下糸Ｔとの摩擦力が発生し、下糸張力が生じる。

よって、図９の下糸張力値と糸押圧部がボビンケースの外周面を押圧する可動子作用力との関係を示す説明図における張力特性１（図１０に示す通常品）のように、調整ねじ１９の箇所に作用する可動子作用力が、可動子作用力１（図１０に示す通常品）までは、下糸張力は全く発生せず、この可動子作用力１を超えると、糸調子ばね１４がボビンケース１１の外周面１１ａに下糸Ｔを挟むことができるようになるので、可動子作用力を増やすと下糸張力が増加する特性となる。

ここで、本実施形態の下糸張力制御装置１においては、押圧本体１７に対して固定ねじ１５と調整ねじ１９を取付けているので、糸調子ばね１４の反力による調整ねじ１９の予圧荷重は、押圧本体１７に設けられた中間部１４ｃによって相殺しているので、可動子作用力には作用しない。このため、図９の張力特性２（本発明品）に示すように、可動子作用力の零から下糸張力が発生する特性が得られ、必要とする下糸張力可変範囲を得るために必要な可動子作用力は、最大で可動子作用力２（本発明品）で済み、可動子作用力１Ａ（通常品）とは、可動子作用力の差（通常品−本発明品）となり、必要な可動子作用力が非常に少なくて済み、下糸張力を発生させる効率が向上する。

また、下糸Ｔに付与する初期張力の調整は、通常のボビンケース１０１と同様に、ミシンを停止させ、ボビンケース１１をミシンから取り外して、調整ねじ１９をドライバーで回すことにより実行することができる。

さらに、ボビンケース１１に押圧本体１７を設けること、および、押圧本体１７に固定ねじ１５および調整ねじ１９を螺着させること以外は、通常のボビンケース１０１の構成と同様とされているので、調整ねじ１９の締め込み量の設定には、通常の糸調子ばね１０２を有するボビンケース１０１で行われた下糸Ｔの張力の調整経験を活用することができる。

つぎに、本実施形態の下糸張力制御装置１における通電状態について図８により説明する。

本実施形態の下糸張力制御装置１の通電状態では、電磁石２６と押圧本体１７の底壁部分代替部１７ｂとの間に図８の太矢印にて示す磁気吸引力Ｆが発生する。そして、磁気吸引力Ｆが糸調子ばね１４の初期張力のばね力を越えると、押圧本体１７は、磁気吸引力Ｆと、糸調子ばね１４のばね定数によって、支持軸１８を中心として図８の矢印にて示す反時計方向に回転する角度が決まり、その角度分だけ糸調子ばね１４の中間部１４ｃをボビンケース１１の中心方向に押し込む。これにより、糸調子ばね１４が撓んで、糸押圧部１４ａが下糸Ｔを押圧する力が増加し、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａとボビンケース１１の外周面１１ｂとの間に挟まれた下糸Ｔの摩擦力が増加し、下糸Ｔの張力も増加する。

ここで、コイル２６ｂに通電する電流値を変化させることにより、電磁石２６の磁力を変更、すなわち、電磁石２６の磁力の強弱を変えることができる。したがって、コイル２６ｂに通電する電流値を変化させることにより、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａが下糸Ｔを押圧する力が変化するので、下糸Ｔの張力も変化する。

また、コイル２６ｂに通電する電流値を減少させたときには、電磁石２６と押圧本体１７の底壁部分代替部１７ｂとの間に発生する磁気吸引力Ｆが減少し、糸調子ばね１４のばね力により下糸Ｔの張力も速やかに減少することになる。

したがって、ミシン稼働中、すなわち縫製中であっても電磁石２６のコイル２６ｂに通電する電流値を増減することで、下糸Ｔの張力を増減することができる。この下糸Ｔの張力の増減は、縫製中に実行することもできる。

また、電磁石２６のコイル２６ｂに通電する電流値が大きくなり過ぎたときには、周壁部分代替部１７ａが第２ストッパ２１ｂに当接して、押圧本体１７の反時計方向への回転が阻止される。その結果、押圧本体１７の周壁部分代替部１７ａがボビンケース１１の内部に配置されているボビンに接触するのを防止できる。

さらに、押圧本体１７が、ボビンケース１１の一部を形成するように構成されているので、ボビンケース１１の外径サイズが大きくなることも、ボビンケース１１の内径サイズが小さくなることもない。その結果、通常のボビンを用いることができるので、ボビンに巻回する下糸Ｔの糸巻き量も通常と変わらないし、ボビンの交換頻度も変わらない。また、ミシンフレームに電磁石２６を取り付けるという簡便な構成で、本実施形態の下糸張力制御装置１を既存のミシンに用いることができる。

なお、電磁石２６のコイル２６ｂに対する通電を小さく又は零にする際に、電磁石２６のコイル２６ｂに対する通電の振幅を徐々に減少させた交流電流とすることにより、ボビンケース１１および押圧本体１７が磁化して余分な磁気吸引力Ｆが発生するのを防止することができる。

このように、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａをボビンケース１１の外周面１１ａに押し付けるための磁性体により形成された可動な糸調子ばね押圧手段２０が設けられており、この糸調子ばね押圧手段２０が、ボビンケース１１の周壁の一部を形成する周壁部分代替部１７ａと、ボビンケース１１の周壁に連なる底壁の一部を形成する底壁部分代替部１７ｂとにより断面Ｌ字状をなすように磁性体により形成された押圧本体１７と、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａから離れた固定部１４ｂを介して押圧本体１７に螺着される固定ねじ１５と、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａと固定部１４ｂとの中間部１４ｃを介して押圧本体１７に螺着される調整ねじ１９と、ボビンケース１１に両端が取り付けられ、押圧本体１７の屈曲部分が挿通される支持軸１８とを有しており、押圧本体１７が支持軸１８を中心として可動に形成されているから、調整ねじ１９のねじ込み量により糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａが下糸Ｔを押圧する力を制御することができるので、下糸Ｔに付与する初期張力を容易かつ確実に制御することができる。

また、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、電磁石２６に通電する電流値を変化させることにより、糸調子ばね１４の糸押圧部１４ａが下糸Ｔを押圧する力を制御することができるので、ミシン稼働中であっても下糸Ｔに付与する張力を容易かつ確実に制御することができる。

したがって、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、下糸Ｔに付与する初期張力およびミシン稼働中における下糸Ｔに付与する張力のそれぞれを容易かつ確実に可変できる。すなわち、下糸Ｔの張力を必要なときに、確実かつ容易に変更することができる。

さらに、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、磁気吸引力Ｆが作用する電磁石２６と押圧本体１７の間の距離が近く、磁気発生方向も磁気吸引力Ｆの作用方向なので、磁力の発生効率が非常によく、初期張力の調整をする調整ねじ１９の予圧の推力が張力制御で影響を受けない構造にしたので、大きな張力を非常に小さな磁気吸引力で可変制御することができる。その結果、下糸張力を可変するために必要な磁気吸引力Ｆが小さくて済み、磁束の影響範囲が限定されるので、ボビンケース１１や中釜４へ作用する磁気吸引力Ｆが小さくて済み、縫い品質への影響が少ない。また、電磁石２６に通電する電流が少なくて済むので、電磁石２６の発熱や消費電力も少なくて済み、省エネルギーな構成とすることができる。

さらにまた、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、ボビンケース１１に、糸調子ばね押圧手段２０の可動範囲を制限するストッパ２１が設けられているから、ボビンケース１１の内部に収容されているボビンおよび下糸Ｔに糸調子ばね押圧手段２０が接触するのを確実に防止することができる。

また、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、調整ねじ１９のねじ込み量により、下糸Ｔに付与する初期張力を制御することができるから、下糸Ｔに付与する初期張力の調整作業が、通常のボビンケース１０１と同様に調整可能で、従来の調整情報も活用でき、かつ、磁石など特性の個体差が大きな部品を使っていないので、初期張力のばらつきを調整で容易に少なくできる。

またさらに、本実施形態の下糸張力制御装置１によれば、従来の下糸張力調整機能を備えた通常のボビンケース同様に、ボビンケース１１に糸通し溝１３が設けられているので、糸通し操作の作業者による使い勝手がよいものとなる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係る下糸張力制御装置の実施形態をミシンに設置した状態の要部を示す一部切断外観図 本発明に係る下糸張力制御装置の実施形態の要部を示す断面図 図２の正面図 図３のボビンケースの拡大図 図３のボビンケースの拡大外観斜視図 図３のボビンケースの分解斜視図 図３のボビンケースの非通電状態におけるＡ−Ａ線に沿った要部の断面図 図３のボビンケースの通電状態におけるＡ−Ａ線に沿った図７と同様の図 本発明に係る下糸張力制御装置の実施形態における下糸張力値と糸押圧部がボビンケースの外周面を押圧する可動子作用力との関係を示す説明図 従来の下糸張力制御機能を備えた通常のボビンケースの要部をを示す外観斜視図 図１０のボビンケースにおける調整ねじの予圧のない状態を示す説明図 図１０のボビンケースにおける調整ねじの予圧のある状態を示す説明図 従来の張力を自動的に調整することのできる下糸張力制御装置の一例を示す外観斜視図 従来の張力を自動的に調整することのできる下糸張力制御装置の糸通し溝のない一例を示す図１３と同様の図

符号の説明

１ 下糸張力制御装置
２ 垂直釜
３ 外釜
４ 中釜
１１ ボビンケース
１１ａ 周壁
１１ｂ 外周面
１１ｃ 底壁
１２ 糸孔
１４ 糸調子ばね
１４ａ 糸押圧部
１４ｂ 固定部
１４ｃ 中間部
１５ 固定ねじ
１６ 開口部
１７ 押圧本体
１７ａ 周壁部分代替部
１７ｂ 底壁部分代替部
１８ 支持軸
１９ 調整ねじ
２０ 糸調子ばね押圧手段
２１ ストッパ
２１ａ 第１ストッパ
２１ｂ 第２ストッパ
２６ 電磁石
３１ 制御部
３２ ＣＰＵ
３３ メモリ
Ｔ 下糸
Ｆ 磁気吸引力

Claims (2)

1. 下糸を巻回するボビンが収容される有底筒状に形成されたボビンケースと、前記ボビンケースの外周面に設けられた糸孔を介して前記ボビンケースの外側に引き出される下糸を押圧して下糸に張力を付与する糸調子ばねと、を有する下糸張力制御装置において、
   前記糸調子ばねの糸押圧部を前記ボビンケースの外周面に押し付けるための磁性体により形成された可動な糸調子ばね押圧手段と、
   前記ボビンケースの外側において前記糸調子ばね押圧手段と対向配置される電磁石とを有しており、
   前記糸調子ばね押圧手段は、
   前記ボビンケースの周壁の一部を形成する周壁部分代替部と、前記ボビンケースの周壁に連なる底壁の一部を形成する底壁部分代替部とにより断面Ｌ字状をなすように磁性体により形成された押圧本体と、
   前記糸調子ばねの糸押圧部から離れた固定部を介して前記押圧本体に螺着されている固定ねじと、
   前記糸調子ばねの糸押圧部と固定部との中間部を介して前記押圧本体に螺着されている調整ねじと、
   前記ボビンケースに両端が取り付けられ、前記押圧本体の屈曲部分が挿通される支持軸とを有しており、
   前記押圧本体は、前記支持軸を中心として可動に形成されており、
   前記電磁石の磁力により前記糸調子ばね押圧手段を駆動させて前記糸調子ばねの糸押圧部を前記ボビンケースの外周面に押し付けるとともに、前記電磁石に通電する電流値を変化させることにより、前記糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧する力を制御するように形成されており、
   さらに、前記調整ねじのねじ込み量により前記糸調子ばねの糸押圧部が下糸を押圧して下糸に付与する初期張力を制御するように形成されていることを特徴とする下糸張力制御装置。
2. 前記電磁石が、前記底壁部分代替部と対向配置されていることを特徴とする請求項１に記載の下糸張力制御装置。

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