JP5339110B2 - ミシンの糸供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンの糸供給装置に関する。詳しくは、例えば本縫い（千鳥縫い）ミシンにおいて上下左右に合成運動する縫い針に針糸（上糸と称される。）を供給する場合や、オーバーロックミシンおいて上下運動する縫い針及び上下のルーパに針糸及び上下のルーパ糸をそれぞれ供給する場合などに適用されるもので、糸コーン等の給糸部から針、ルーパを含む可動縫製部材に至るまでの糸供給経路中に設けられて縫製に伴い順次糸を送り出し供給するように構成されるミシンの糸供給装置に関するものである。

この種のミシンの糸供給装置として、従来では、糸の種類や縫製速度等の変更に対し、糸の繰り出し量に過不足が生じないように糸供給経路途中に、例えば、調子皿、一対のローラ、テンションプーリなど糸の挟圧力、ひいては、糸の繰り出し抵抗を調整可能とした調圧機構を設け、この調圧機構による糸の挟圧力（以下、調圧力という）を、糸の種類や糸供給速度等に応じて、縫製開始に伴い作業者が予め調整（設定）するように構成されたものが一般的に知られている。

しかし、これら調圧機構を設けてなる従来一般の糸供給装置の場合は、縫製開始に伴い、使用する糸の種類に対応するために、面倒な調圧力調整作業を必要とするだけでなく、特に、伸縮性を有する糸を用いる場合は、ミシンの高低速の変化に対する糸の繰り出し量の変化が大きく、そのため適切な対応が困難で、かつ、不安定であった。加えて、ミシン回転速度の急激な変化に伴い生地送り量が大きく増減した場合、前記調圧機構の応答性からみて、糸の送り出し量をそれ（生地送り量の増減）に十分に追随させることがむずかしく、糸の送り出し量が過不足になることは避けられず、縫い調子が安定しないという問題があった。

このような調圧機構を用いた従来一般の糸供給装置の他に、針の上下動、上下ルーパの進出退入運動に同期して連動するモータにプーリを設け、該モータを正逆転駆動させることにより、プーリに巻かれた上糸及びルーパ糸を繰り出したり、引き戻し（繰り戻し）たりするように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ミシンではないが、編機、靴下編機あるいはボビン巻き機等の繊維機械において、糸の張力検知手段と糸の速度測定手段とを併設し、糸の張力及び糸の速度の双方が一定に維持されるべく駆動プーリの回転数を制御することにより、繊維機械に供給される糸の供給速度を自動制御するように構成したものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２０２１７９号公報 特開平１１−３２２１９５号公報

しかし、上記特許文献１で提案されている糸供給装置（以下、従来技術１という）は、糸繰り機構の正逆転により糸の繰り出しと引き戻しを交互に繰り返す、いわゆる、間欠糸送りであるから、ミシンの高速回転には追従させることができない。特に、高速回転域での急激な回転速度変化に伴う生地送り量の大きな増減変化に対しては、糸の送り出し量を安定化させることができない。さらに、糸の繰り出しと引き戻しが交互に繰り返されるので、糸コーン等の給糸部から針、ルーパを含む可動縫製部材に至るまでの間での糸の振れが大きく、かつ、その振れが頻繁であるために、糸同士が絡み合ったり、引掛かったりしやすく、その結果、縫い調子自体が不安定になる可能性が高いという問題があった。

また、上記特許文献２で提案されている糸供給装置においては、糸の張力と速度の検知に基づく駆動プーリの回転数制御によって、機械（編み機）に糸を供給するものであるが、該装置をミシンに適用する場合、特にミシンの回転に伴う針の上下動やルーパの進出退入による糸の緊張状態と緩和状態のときに検知する糸張力、すなわち、緊張時は糸を繰り出し、緩和時は糸の繰り出しを止めたりあるいは遅くしたりと駆動プーリを速く回転させたり、停止させたりあるいは遅く回転させたりと間欠駆動を伴う複雑な回転をするために、編み機のように供給される糸張力の変化の少ないものとは異なり、その装置に要求される機能の違いから、結果としてミシンの高速回転に追従できず、縫い調子の不安定化は回避することができないという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、糸及び生地の種類に関係なく、また、ミシンの高速回転域での急激な回転速度変化に伴い生地送り量に大きな増減変化があったとしても、１運針当たりの縫い目形成に必要な単位糸を常に安定よく定量供給することができるとともに、縫い調子の安定化も達成できるミシンの糸供給装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るミシンの糸供給装置は、給糸部から針を含む可動縫製部材に至るまでの糸供給経路中に設けられるミシンの糸供給装置であって、周部に糸を送り出し時に滑りが生じないように少なくとも３〜５巻以上巻き付けて糸供給経路の下手側に送り出し可能な回転体と、この回転体をミシン主軸に同期連動させて一方向に連続駆動回転させるステッピングモータと、生地の送り量に対応して１運針当たりの縫い目形成に必要な単位糸送り出し量を決定するにあたり、糸の種類及び生地の種類に応じた数値を入力することにより、前記単位糸送り出し量を生地が縫製部に有る状態の通常縫い時の単位糸送り出し量に対して生地が縫製部に無い状態の縫い始め及び縫い終わりの空環縫い時の単位糸送り出し量が少なくなるように初期設定する糸送り量設定手段と、１運針当たりの縫い目形成毎に前記設定手段で初期設定された単位糸送り出し量の糸を送り出すように前記ステッピングモータの回転量を自動制御する制御手段と、前記回転体よりも糸供給経路の下手側に設けられて前記回転体から送り出された直後の糸張力を検出する糸張力検出手段及び前記縫製部よりも生地送り方向の手前に設けられて生地段部の有無を検出する生地段部検出手段とを備え、前記糸張力検出手段により検出された糸張力の変化に応じて前記回転体からの糸の送り出し量を前記設定手段で初期設定された単位糸送り出し量に対して微調整するように前記制御手段により前記ステッピングモータの回転量を増減制御し、また、前記生地段部検出手段により段部有りが検出されたとき、前記制御手段によるモータの回転量を、段部無しが検出されたときよりも前記初期設定された単位糸送り出し量に対して増加制御するように構成されていることを特徴としている。

上記のごとき特徴構成を有する本発明によれば、縫製前に、生地の送り量だけでなく、糸の種類及び生地の種類にも対応して決定される１運針当たりの縫い目形成に必要な単位糸送り出し量を、糸送り量設定手段への数値入力により初期設定しておくだけで、一方向に連続駆動回転する回転体により、糸及び生地の種類や伸縮性の有無に関係なく、また、ミシンの急激な回転速度の変化に伴う生地送り量の増減変化にも十分に追随させて、常に初期設定単位量の糸を確実かつ安定よく送り出すことができる。しかも、糸の送り出しが間欠的でなく連続的に行われるので、糸コーン等の給糸部から針、ルーパを含む可動縫製部材に至るまでの間での糸の振れも非常に小さく、糸同士の絡み合いや引掛かりも生じることがないので、縫い調子自体を安定化することができる。

加えて、本発明に係るミシンの糸供給装置においては、前記回転体よりも糸供給経路の下手側に、回転体から送り出された直後の糸張力の検出手段を設けると共に、縫製部よりも生地送り方向の手前に、生地段部の有無を検出する生地段部検出手段を設け、それら検出手段の検出結果に応じて制御装置によりステッピングモータの回転量を増減制御することによって、糸の供給性能の一層の向上を達成することが可能である。すなわち、糸張力の検出手段により検出された糸張力の大小に応じて前記制御手段によるステッピングモータの回転量を増減制御することにより、ミシンの回転数が低速のときや、ミシンの回転数が増加したときの糸張力の変化に即応して糸の送り出し量を初期設定された単位糸送り出し量に対して微調整（増加）することができ、従って、ステッピングモータの使用により、ミシンの低・高速による縫い調子の変化にも応答性よく対応させることができ、常に安定した縫い調子を得ることができる。
また、生地段部検出手段により段部有りが検出されたとき、前記制御手段によるステッピングモータの回転量を、段部無しが検出されたときよりも増加制御することにより、段部有りのとき、１〜２縫針分だけ制御遅れが生じ、その遅れにより一時的に糸が緊張するものの、糸切れの発生は抑えることができ、縫い目形成に悪影響を及ぼすことがなく、縫い調子の安定化を確実に維持できる。
更に、前記設定手段に対する初期設定時において、生地が縫製部に無い状態の縫い始め及び縫い終わりの空環縫い時の糸の送り出し量を通常縫い時の糸の送り出し量よりも少なくなるように設定することにより、空環縫い時の糸の無駄な消費を省いて縫製全体としての糸の消費量を可及的に節減することができるという効果を奏する。

また、本発明に係るミシンの糸供給装置において、前記設定手段で設定された単位糸送り出し量と運針数との演算により糸の総消費量を積算し表示する手段を設けることによって（請求項２）、糸の総消費量を正確に知ることができ、糸の補給時期の把握など糸管理 を的確に行うことができる。

さらに、糸供給経路に糸の送り出し抵抗を調整する調圧機構などを設けていないので（請求項３）、構成の簡単化及び面倒な作業手間の省力化を図ることができる。

以下、本発明の第一の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、本発明に係る糸供給装置を備えたオーバーロックミシン全体の概略斜視図であり、同図において、１はミシンフレームであり、このミシンフレーム１の左側下部には針板２を取り付けられたクロスプレート３が配置されているとともに、ミシンフレーム１の左側上部のミシンヘッド部４には主軸７に同期連動して上下に往復運動する生地押え金５及び二本の針（可動縫製部材の一つ）６等が設けられている。また、前記針６を挟んだ左右両側位置には上下一対のルーパ（可動縫製部材の他の一つ）が針落ち部に対して前進後退自在に設けられている。なお、これらルーパ及びその作動機構は周知であるため、図示及び詳細な説明は省略する。

前記ミシンフレーム１の上部には、図示省略している糸コーンなどの給糸部から前記針６及び上下のルーパに至るまでの糸供給経路中に設置されて二本の針糸ＮＴ及び上ルーパ糸ＵＬＴ、下ルーパ糸ＤＬＴを個別に供給する四つの糸供給装置８が図示しない取付板等に並置固定されている。これら四つの糸供給装置８は、全て同一構造に構成されており、前面に開放するボックス形の装置本体９とその前面開放部に開閉可能に取り付けられたカバー１０とを有し、このカバー１０と装置本体９間及び装置本体９の内部に糸送り用主要部（後述する）が収納されている。なお、図１では、糸供給装置８の装置本体９とカバー１０のみが示されている。また、図１中の３０はミシンプーリである。

前記各糸供給装置８は、図２〜図５に明示するように構成されている。即ち、装置本体９の前面開放部には、糸供給経路の上手側から矢印ｘ方向に送られてくる前記糸Ｔ（針糸ＮＴ、上下ルーパ糸ＵＬＴ，ＤＬＴを総称する）を装置本体９の上部に固定された糸案内１５、糸案内軸１６を通して、その周部に１巻以上、具体的には送り出し時に滑りが生じないように３〜５巻以上巻き付けたのち、装置本体９の下部に固定された右・中・左の各糸道１７〜１９を経て矢印ｙで示す糸供給経路の下手側に送り出し可能なプーリ状の回転体１３が配置されている。このプーリ状の回転体１３は前記主軸７に同期連動する状態で装置本体９内に収納保持させたステッピングモータ１４の出力回転軸１４ａに直結され、このステッピングモータ１４を介して矢印ｚで示す一方向に連続駆動回転可能に構成されている。

また、前記回転体１３よりも糸供給経路の下手側で装置本体９の前面開放部の直下位置には、糸張力の検出手段として糸張力センサ２０が、装置本体９の下部から前方へ延出させた取付台２１を介して取り付けられている。前記糸道１７〜１９のうち、中間の糸道１８は前記糸張力センサ１８の下面に固着されている。

図６は、前記糸供給装置８における制御ブロック構成図であり、前記回転体１３を直結したステッピングモータ１４は制御部２３から出力される回転制御信号に基づきドライブ回路２２を介して駆動回転制御される。前記制御部２３には、ミシン回転位置（角度）検出器２４による検出信号及び針板２上に生地が有るか否かを検出する生地有無センサ２５による検出信号並びに前記糸張力センサ２０により検出され信号増幅器２６、ＡＤ変換器２７を経た張力検出信号が入力されるように構成されているとともに、１運針当たりの縫い目形成に必要な単位糸送り出し量を数値入力により設定する糸送り量設定器２８が接続され、かつ、この設定器２８で設定された単位糸送り出し量と運針数との演算により積算される糸の総消費量を表示する表示部２９も接続されている。なお、この図６は、一つの糸Ｔの送り出し制御に関するブロック構成が示されているだけであるが、本実施の形態の場合は、４つのモータ、４つのドライブ回路並びに４つの糸張力センサが一つの制御部２３に接続されているのは当然である。

次に、上記のように構成されたオーバーロックミシンにおける糸供給装置８の動作について説明する。
まず、縫製開始前において、糸送り量設定器２８に、針糸ＮＴ、上下ルーパ糸ＵＬＴ，ＤＬＴといった各糸Ｔそれぞれの１運針当たりの縫い目形成に必要な単位糸送り出し量を、生地の送り量、糸の種類及び生地の種類等に対応して決定される数値を入力することにより初期設定する。この初期設定時、生地が縫製部に有る状態の通常縫い時の単位糸送り出し量に対して生地が縫製部に無い状態の縫い始め及び縫い終わりの空環縫い時の単位糸送り出し量が少なくなるように設定する。なお、針６や上下のルーパに各糸ＮＴ，ＵＬＴ，ＤＬＴを通すときは、ミシンモータのメインスイッチ（図示省略）をオフにし、これに伴いステッピングモータ１４の回転スイッチ（図示省略）をオフにして、回転体１３を手動で回して必要量の糸を送り出す。

上記のような糸送り出し量の設定が完了した後は、前記ステッピングモータ１４の回転スイッチをオンに戻してミシンを起動回転させることにより、ミシン主軸７の回転に同期して針６が上下に往復運動するとともに、上下のルーパが前進後退運動し、同時に、ミシン回転位置検出器２４による検出信号及び生地有無センサ２５による検出信号が制御部２３に入力され、この制御部２３から出力されドライブ回路２２に入力される回転制御信号に基づいてステッピングモータ１４が駆動回転制御される。

このステッピングモータ１４の回転制御に伴い回転体１３が一方向ｚに連続回転されて各糸ＮＴ，ＵＬＴ，ＤＬＴが、前記設定器２８に初期設定されたとおり、１運針当たりの縫い目形成に必要な単位送り出し量毎に針６及びルーパに向けて送り出されて通常どおりの縫製が行われることになる。これによって、各糸ＮＴ，ＵＬＴ，ＤＬＴの種類や伸縮性の有無に関係なく、また、ミシンの急激な回転速度の変化に伴い生地送り量が増減変化しても、それらに十分に追随させて、常に設定単位量の糸を確実かつ安定よく送り出すことができる。さらに、糸の送り出しが間欠的でなく連続的に行われるので、糸コーン等の給糸部から針６及び上下のルーパに至るまでの間での糸振れも非常に小さく、糸同士の絡み合いや引掛かりも生じることがないので、縫い調子自体を安定化することができる。

また、上記の通常縫製時において、前記回転体１３から送り出された直後の糸張力は糸張力センサ２０により常時検出されており、その検出信号が信号増幅器２６、ＡＤ変換器２７を経て制御部２３にフィードバックされてステッピングモータ１４、回転体１３の回転量が増減制御され、これによって、ミシンの回転数が低速のときや、回転数が増加したとしても、糸張力の変化に応じて糸の送り出し量を初期設定値に対して微調整（増減）することができ、ミシンの低・高速による１運針当たりの糸使用量の変化にも対応でき、安定した縫い調子を得ることができる。

また、前記設定器２８で設定された単位糸送り出し量と運針数とが制御部２３が演算され、その演算値を表示部２９に表示させることにより、糸の総消費量を正確に知り、給糸部への糸の補給時期の把握など糸管理を的確に行うことができる。

さらに、前記設定器２８に対する初期設定時において、縫製部である針板２上に生地が無い状態の縫い始め及び縫い終わりの空環縫い時の糸の送り出し量を通常縫い時の糸の送り出し量よりも少なくなるように設定しておくことにより、空環縫い時の糸の無駄を省いて縫製全体としての糸の消費量を可及的に節減することができる。

図７は本発明の第二の実施の形態を示すもので、本発明に係る糸供給装置を備えた千鳥縫い（本縫い）ミシン全体の概略斜視図、図８は該千鳥縫いミシンにおける糸供給経路の構成を明示する要部の拡大斜視図である。この千鳥縫いミシンは、針板２がミシンベッド３１上に設けられているとともに、ミシンアーム３２の略中間部に、糸コーンなどの給糸部から針６に至るまでの糸供給経路中に設置されて針糸（上糸）ＮＴを固定糸案内３３及び天秤機構３４を介して前記針６に送り出し供給する一つの糸供給装置８が図示しない取付板等に固定されている。なお、下糸については、針板２下にモータ等を設置するに足りるスペースがないため、糸供給装置は設けられていない。

前記天秤機構３４は、ミシンアーム３２の先端部に固定された凹状空間形成用天秤ガード３５と、この天秤ガード３５の凹状空間内に主軸７に同期して回転可能に支承された回転円板３６に固定された天秤３７と、前記天秤ガード３５の前面開口部に開閉可能に設けられた天秤ガードカバー３８とから構成されている。また、前記糸供給装置８は、上記第一の実施の形態で説明したオーバーロックミシンにおける糸供給装置８と全く同一構造に構成されているので、該当する部材、部位に同一の符号を付して、その具体的な説明は省略する。さらに、第二の実施の形態において、第一の実施の形態と同一部材、同一部位には同一の符号を付して、それらの説明も省略する。

上記第二の実施の形態で示す千鳥縫いミシンにおける糸供給装置８については、針糸（上糸）ＮＴのみがステッピングモータ１４の回転制御に伴う回転体１３の一方向ｚへの連続回転により、設定器２８に初期設定されたとおり、１運針当たりの縫い目形成に必要な単位送り出し量毎に針６に向けて送り出されて通常どおりの縫製が行われることになり、糸ＮＴの種類や伸縮性の有無に関係なく、また、ミシンの急激な回転速度の変化に伴い生地送り量が増減変化しても、それらに十分に追随させて、常に設定単位量の糸を確実かつ安定よく送り出すことができる、糸の送り出しを連続的に行うことにより糸コーン等の給糸部から針６に至るまでの間での糸振れが非常に小さく、糸同士の絡み合いや引掛かりもなくて縫い調子自体を安定化することができる、ミシンの回転数が低くなったときや、回転数が増加しても、糸張力の変化に応じて糸の送り出し量が初期設定値に対して微調整（増減）され、ミシンの低・高速による１運針当たりの糸使用量の変化にも対応でき、安定した縫い調子を得ることができる、といったように、第一の実施の形態と同様な効果を奏するものである。

なお、縫製部よりも生地送り方向の手前に、生地の段部の有無を検出するセンサ（図示省略する）を設け、このセンサにより段部有りが検出されたとき、前記制御部２３によるステッピングモータ１４の回転量を、段部無しのときよりも増加制御するように構成してもよい。この場合は、１〜２縫針分だけ制御遅れが生じ、その遅れにより一時的に糸が緊張するものの、糸切れの発生は確実に抑えることができ、縫い目形成に悪影響を及ぼすことがなく、より良好な縫い目を形成することができる。

また、本発明では、糸調子皿、一対のローラ、テンションプーリなど糸の挟圧力、ひいては、糸の繰り出し抵抗を調整可能とした調圧機構を必須とするものでないことから、上記各実施の形態では、調圧機構が設けられていないもので説明したが、糸のテンションを一定またはほぼ一定に維持するために調圧機構を設けてもよい。ただし、縫製途中などにおいてそれを調整することは不要である。

また、糸供給装置８におけるモータ１４として、ステッピングモータを用いることにより、初期設定された単位送り出し量が時々刻々と変化するような場合、応答性に優れた制御が可能であり、より良好な縫製を行うことができる。

さらに、本発明の糸供給装置は、二重環縫いミシンなど他のミシンにも適用して同様な効果を奏することが可能である。

本発明の第一の実施の形態で、本発明に係る糸供給装置を備えたオーバーロックミシン全体の概略斜視図である。 要部である糸供給装置の拡大斜視図である。 同上糸供給装置の正面図である。 同上糸供給装置の側面図である。 同上糸供給装置の平面図である。 同上糸供給装置における制御ブロック構成図である。 本発明の第二の実施の形態で、本発明に係る糸供給装置を備えた千鳥縫いミシン全体の概略斜視図である。 糸供給装置を含む要部の拡大斜視図である。

６ 針
７ ミシン主軸
８ 糸供給装置
１３ 回転体
１４ ステッピングモータ
２０ 糸張力センサ
２３ 制御部（制御手段）
２８ 設定器（糸送り量設定手段）
２９ 表示器（糸の総消費量表示手段）
ＮＴ 針糸
ＵＬＴ，ＤＬＴ ルーパ糸

Claims (3)

1. 給糸部から針を含む可動縫製部材に至るまでの糸供給経路中に設けられるミシンの糸供給装置であって、
   周部に糸を送り出し時に滑りが生じないように少なくとも３〜５巻以上巻き付けて糸供給経路の下手側に送り出し可能な回転体と、この回転体をミシン主軸に同期連動させて一方向に連続駆動回転させるステッピングモータと、生地の送り量に対応して１運針当たりの縫い目形成に必要な単位糸送り出し量を決定するにあたり、糸の種類及び生地の種類に応じた数値を入力することにより、前記単位糸送り出し量を生地が縫製部に有る状態の通常縫い時の単位糸送り出し量に対して生地が縫製部に無い状態の縫い始め及び縫い終わりの空環縫い時の単位糸送り出し量が少なくなるように初期設定する糸送り量設定手段と、１運針当たりの縫い目形成毎に前記設定手段で初期設定された単位糸送り出し量の糸を送り出すように前記ステッピングモータの回転量を自動制御する制御手段と、前記回転体よりも糸供給経路の下手側に設けられて前記回転体から送り出された直後の糸張力を検出する糸張力検出手段及び前記縫製部よりも生地送り方向の手前に設けられて生地段部の有無を検出する生地段部検出手段とを備え、前記糸張力検出手段により検出された糸張力の変化に応じて前記回転体からの糸の送り出し量を前記設定手段で初期設定された単位糸送り出し量に対して微調整するように前記制御手段により前記ステッピングモータの回転量を増減制御し、また、前記生地段部検出手段により段部有りが検出されたとき、前記制御手段によるモータの回転量を、段部無しが検出されたときよりも前記初期設定された単位糸送り出し量に対して増加制御するように構成されていることを特徴とするミシンの糸供給装置。
2. 前記設定手段で設定された単位糸送り出し量と運針数との演算により糸の総消費量を積算し表示する手段が設けられている請求項１に記載のミシンの糸供給装置。
3. 前記糸供給経路には、糸の送り出し抵抗を調整する調圧手段が設けられていない請求項１又は２に記載のミシンの糸供給装置。

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