JP6156683B2

JP6156683B2 - ミシン

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Publication number: JP6156683B2
Application number: JP2013034712A
Authority: JP
Inventors: 泰典河合
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: US8875642B2; CN203947289U; JP2014161494A; EP2770098A1; US20140238286A1; EP2770098B1

Description

本発明は、ミシンに関し、特に刺繍機能を有するミシンに関する。

従来、被縫製物を自由に移動して被縫製物の任意の位置及び方向に刺繍などの縫製（以下、「フリーモーション縫製」と称する）ができるミシンがある。刺繍などを任意の位置に行うためには被縫製物を任意に移動できる機構が必要である。刺繍を行う過程において被縫製物には上糸が接続されるが、ミシンにおいては上糸には常に張力が加わる構造が普通であり、その張力に逆らって被縫製物を移動することは心地よいものではなかった。

そこで、被縫製物を移動する際には上糸の張力を手動で開放する機構を設けていたが、利便性向上や張力の復帰し忘れを防止する観点から上糸の張力開放の自動化が要求された。

例えば、特許文献１には、コンピュータミシンを用いたフリーモーション縫製におけるユーザ支援機能として、フットコントローラの踏込み量に応じて縫い幅を調整でき、なおかつ、ミシン停止時は押え上げレバーの操作無しで自動的に上糸張力を開放する。フットコントローラを踏み込むと上糸張力は自動復帰する。

上記機能により、ユーザが刺繍途中で加工布を移動させる際に上糸の張力に由来する抵抗力が発生しないため、ストレスを感じず快適に作業できる。上記機能を実現するため、糸調子皿を開閉する電動アクチュエータを制御する。

国際公開番号２０１０／１０９７７３号公報

しかしながら、特許文献１のミシンは、通常のコンピュータミシンに電動アクチュエータで構成される「上糸張力調整機構」を追加した構造のため、ミシン本体の製造コストの増加及び製品重量の増加を招く。

本発明は上記実情に鑑み部品点数の増加を抑えることができるミシンを提供することを解決すべき課題とする。

（１）上記課題を解決するための本発明のミシンの構成上の特徴は、針を装着可能で且つ上下方向に往復動可能な針棒と、
上糸を挟み込む一対の糸調子皿と
被縫製物を縦方向に搬送する送り機構と、
前記縦方向に対し横方向へ前記針棒を往復動させる往復動機構と、
前記上糸の張力が開放された開放状態と前記張力が復帰された復帰状態とに前記糸調子皿を切り替え調整する上糸張力調整機構と、
前記送り機構の送り量を調整する送り量調整機構と、
前記往復動機構の振り幅を調整する振り幅調整機構と、
前記上糸張力調整機構、前記送り量調整機構、及び／又は前記振り幅調整機構を制御する制御手段と、
を有するミシンであって、
前記送り量調整機構及び前記振り幅調整機構の一方である共用調整機構は、
モータと、
歯の一部が欠けた欠歯ギヤ及びカム部を備えた前記モータに従動する調整機構本体と、
前記欠歯ギヤの前記歯に噛合する従動ギヤか又は前記カム部のカム面により押圧される従動体かの何れかにより、前記調整機構本体の可動範囲の一部である第１範囲にて、前記送り機構の前記送り量又は前記往復動機構の前記振り幅である変動量を変化させる変動量調整部とをもち、
前記上糸張力調整機構は、
前記調整機構本体における前記第１範囲を外れた第２範囲にて、前記調整機構本体に従動する糸緩め作用ギヤと、前記糸緩め作用ギヤに連動して前記糸調子皿を前記復帰状態から前記開放状態に切り替える上糸張力調整部とをもち、
前記制御手段は、
前記共用調整機構が前記変動量の調整を行わなくてもよいときであって且つ前記糸調子皿の開放が必要であるときに前記調整機構本体を前記第２範囲内にて変化させて前記糸調子皿を開放状態に切り替える開放動作を行うことである。

コストや部品点数の上昇の大きな要因を占める調整機構を簡略化することに成功した。具体的には上糸張力調整機構の機能を送り量調整機構及び振り幅調整機構の一方と統合した。上糸張力調整機構が作動するときには、送り量調整機構及び振り幅調整機構の作動は回避できるため、両者を統合しても各々独立して制御可能である。

上記（１）の発明は以下に記す（３)及び(４)の構成の少なくともどちらか１つを備え、さらに（２）の構成を任意に加えて採用できる。

（２）前記被縫製物を送る状態と送らない状態との間で前記送り機構を切り替え且つ前記制御手段にて制御される送り機構切り替え装置をもち、
前記制御手段は、前記被縫製物に対して刺繍を行うモードの１つであるフリーモーション縫製時において、前記送り機構切り替え装置にて前記送らない状態に前記送り機構を切り替え、前記開放動作を行う。

（３）前記欠歯ギヤは、連動する欠歯ギヤレバーをもち、
前記欠歯ギヤに噛合する前記従動ギヤは、前記欠歯ギヤの歯が自身の歯に噛合する直前に当接して前記欠歯ギヤから力が伝達される従動ギヤレバーをもつ。

（４）前記調整機構本体は前記欠歯ギヤ及び前記カム部を同軸で一体化し且つ回動する手段である。

本発明のミシンは上記構成をもつことで上糸張力調整機構専用のモータをもつ必要がなくなりコスト低減が実現できる。

実施形態１のミシンの内部構成を示す概略図である。実施形態１のミシンにおける上糸張力調整機構の概略図である。実施形態１のミシンにおける共用調整機構と上糸張力調整機構と振り幅調整機構との関係を示す概略図である。実施形態１のミシンにおけるステッピングモータ駆動部の構成を示す概略図である。実施形態１のミシンにおけるステッピングモータ駆動部の作動の様子を示す概略図である。（ａ）が右針落ち状態。（ｂ）が左針落ち状態。実施形態１のミシンにおけるステッピングモータ駆動部の作動の様子を示す概略図である。（ａ）が上糸張力調整機構への駆動力の伝達が開始したとき、（ｂ）が上糸の張力が開放された状態。実施形態１のミシンにおけるカム部のカムリフト量を表すグラフである。実施形態２のミシンにおける共用調整機構と上糸張力調整機構と送り量調整機構との関係を示す概略図である。実施形態２のミシンにおけるステッピングモータ駆動部の構成を示す概略図である。実施形態２のミシンにおけるステッピングモータ駆動部の作動の様子を示す概略図である。（ａ）が逆送り状態。（ｂ）が正送り状態。実施形態２のミシンにおけるステッピングモータ駆動部の作動の様子を示す概略図である。（ａ）が上糸張力調整機構への駆動力の伝達が開始したとき、（ｂ）が上糸の張力が開放された状態。実施形態２のミシンにおけるカム部のカムリフト量を表すグラフである。実施形態１及び２のミシンにおける上糸の張力の開放に至るまでの時間を示すグラフである。

本発明の代表的な実施形態を図１〜図１３を参照して説明する。本実施形態に係るミシンはフリーモーション縫製が可能なミシンについて説明を行う。なお、通常の縫製時にも上糸の張力を開放する要求はあるため、必ずしもフリーモーション縫製機能をもつミシンであることは必須ではない。なお、本明細書においてフリーモーション縫製とは、縫製箇所を自由に変更できる状態を意味する。フリーモーション縫製時に具体的に実現される状態とは、ミシン停止時において自動的に糸調子皿を開いて上糸張力を開放し、なおかつ、ミシン始動時には自動的に糸調子皿を閉じて上糸張力が復帰されることをいう。また、本明細書において上下左右前後方向とはミシンの使用状態において使用者を基準にして表す。例えば、図１においては、Ｘ１方向が右方向、Ｘ２が左方向、Ｘ１−Ｘ２に対して紙面手前が前方向、その反対が後ろ方向、上が上方向、下が下方向である。

（実施形態１）
本実施形態１のミシンは、必要時のみ「振り幅調整機構」の駆動力を「上糸張力調整機構」に伝達する構造をもつ。「振り幅調整機構」と「上糸張力調整機構」とは同時に駆動しなくてもよいため、２つの機構を１個のステッピングモータで駆動することができる。

本実施形態のミシンの内部構造は、図１に示すように、ミシンフレーム１とミシンフレーム１に固定された部材とを有する。ミシンフレーム１は本実施形態のミシンの骨格をなすものであり、下方に位置するベッド部１ａとベッド部１ａの右方から立設されるミシン胴部１ｂとミシン胴部１ｂの上方から左方に延設されたアーム部１ｃとからなる。

ベッド部１ａの左方には送り機構２６が配設され、右方には駆動モータ（図略）が配設されている。ミシン胴部１ｂにはステッピングモータ駆動部１０（共用調整機構）が配設される。アーム部１ｃの左方には針棒１１が上下方向に移動可能に配設されている。針棒１１はアーム部１ｃの左方にスイング動作可能状態で取付けられた針棒腕１２に抱かれるように保持されている。針棒１１の上下動は前述の駆動モータから分配された回転動力により送り機構２６の動作と同期して行われる。針棒１１の上方には針棒１１に固定された針に供給される上糸に張力を付与する上糸張力付与装置８が配設される。

上糸張力付与装置８は、図２に示すように、上糸を挟み込む一対の糸調子皿４、５と、それら糸調子皿４、５を重ね合わせる方向に付勢押圧する糸調子ばね７をもつ。ユーザが押え上げレバー１４を操作した時や、後述するステッピングモータ駆動部１０（上糸張力調整機構）により上糸張力を開放するための機構として、ミシンフレーム１には糸緩め作用部材３が３ｂを回動中心に組付けられる。

通常使用状態（上糸に張力を付与する状態）において、ユーザが押え上げレバー１４を上げると、糸緩めレバー６がＸ１方向に移動して糸緩め作用部材３の後端を押し、上から下方向に見たときにおける時計方向に糸緩め作用部材３が回動する。回動した糸緩め作用部材３の接触指３ａが糸調子皿５（右）の作用腕５ａを押し、左右の糸調子皿４、５が糸調子ばね７の荷重に逆らい４ａを支点にハの字状に開いて上糸張力を開放する。一方、ユーザが押え上げレバー１４を下げると逆の動きになり、糸調子ばね７の荷重で糸調子皿４、５が閉じ、上糸張力は復帰する。

また、ユーザがフリーモーション縫製モードを選択した場合においてはミシン内蔵のマイコンでステッピングモータ駆動部１０がもつステッピングモータが制御され、ミシン停止時に左右の糸調子皿４、５を開いて上糸張力を開放し、ミシン起動時には糸調子皿４、５を閉じて上糸張力を復帰させる動作が自動化されている。具体的には糸緩め作用部材３のロッド接続部３ｃに揺動自在に接続された糸緩めロッド２が設けられ、糸緩めロッド２をＸ１方向に移動させることにより糸緩め作用部材３が回転中心３ｂを中心に回転（時計回り）して糸調子皿４、５を開いて上糸張力を開放する。

ジグザグ縫い模様等において針棒１１を左右（Ｘ１−Ｘ２方向）に往復動させる往復動機構をもつ。往復動機構は針棒１１の振り幅を調整する振り幅ロッド１６をもつ。振り幅ロッド１６はＸ１−Ｘ２方向の位置の変化により、針棒１１を抱く針棒腕１２をＸ１方向に引っ張る量（振り幅：機構は図示略）を調整する。引っ張られた針棒腕１２は針棒腕戻しばね（引張りばね）１３によりＸ２方向に引っ張られる。つまり、振り幅ロッド１６をＸ１−Ｘ２方向に移動させること（Ｘ１方向への引っ張り量を調整すること）により針棒１１の往復動の振り幅が制御できる。

糸緩めロッド２及び振り幅ロッド１６はステッピングモータ駆動部１０により引っ張られ、それぞれ上糸張力調整機構と往復動機構とを制御する。以下、ステッピングモータ駆動部１０について説明する。図３に示すように、糸緩め作用ロッドの端２ａには糸緩め作用レバーの端１５ａが微小のガタを有する状態で接続される。糸緩め作用レバーの回動中心１５ｂは、ミシン本体１に固定された軸９に回動可能状態で組付けられる。また、振り幅ロッドの端部１６ｂは振り幅レバー(従動体に相当)２０の端部２０ａ（図４参照）に微小のガタを有する状態で接続される。

図４に示すように、ステッピングモータ駆動部１０はユニット化されている。ブラケット１７にピニオンギヤ２５が圧入されたステッピングモータ２４が固定される。また、ブラケット１７に軸１９及び軸２２が固定され、軸１９にはカム部１８ｂをもち歯の一部が欠けた共用ギヤ１８（調整機構本体に相当）が、軸２２には糸緩め作用ギヤ２１がそれぞれ回動可能状態で組付けられる。また、ブラケット１７には振り幅レバー２０が振り幅レバー２０の接触指２０ｃが共用ギヤ１８のカム部１８ｂに常に接触できる位置に回動可能状態で組付けられる。糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂには糸緩め作用レバーの接触指１５ｃ（図５参照）が常時接触する。

なお、糸緩め作用ギヤ２１内には回動中心軸上に戻しばね（ねじりコイルばね）２３が組付けられ、片側の腕は糸緩め作用ギヤ２１内に固定されると共に、もう片側の腕はブラケット１７に固定される。戻しばね２３により糸緩め作用ギヤ２１は付勢される（図５に於ける時計回り）。

図５に従い、本発明のミシンについて、通常縫い使用状態における「振り幅調整機構」を説明する。ピニオンギヤ２５と共用ギヤ１８のギヤ部１８ａは常時噛み合った状態を維持し、ステッピングモータ２４の駆動力が伝達され増幅される。また、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａは噛み合う位置関係だが、ギヤ部１８ａの一部は共用ギヤ１８の外周の一部にしか歯がないため、通常縫いの右針落ち状態（図５（ａ）：図１において針棒腕１２がＸ１方向（右方向）の一番端にまで移動した状態。針棒腕１２のＸ１−Ｘ２方向における可動範囲のＸ１方向（右方向）の限界）、左針落ち状態（図５（ｂ）：図１において針棒腕１２がＸ２方向（左方向）の一番端にまで移動した状態。針棒腕１２のＸ１−Ｘ２方向における可動範囲のＸ２方向（左方向）の限界）のどちらの状態（この範囲が第１範囲に相当する。第１範囲とは共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａとが噛み合わない範囲をいう。共用ギヤ１８のギヤ部１８ａが欠けている部分（欠歯）が糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａに位置するため共用ギヤ１８の動きが糸緩め作用ギヤ２１に伝達されない範囲である。なお、第２範囲とは共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａとが噛み合う範囲をいう。つまり、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａが糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａに位置するため共用ギヤ１８の動きが糸緩め作用ギヤ２１に伝達される範囲である。）でもギヤ部２１ａとは噛み合わない。当然に、右針落ち状態と左針落ち状態との間であれば、針棒腕１２がいずれの位置に有っても、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａとは噛み合わない。

これらの状態においては、糸緩め作用ギヤ２１は戻しばね２３の回転トルクにより時計回り方向に回動し、面２１ｃがブラケット１７のストッパ１７ａに接触し停止した状態が維持される。

一方、振り幅ロッド１６は針棒腕戻しばね１３の作用で常にＸ２方向に引っ張られるため、振り幅レバー２０は２０ｂを中心に時計回りに回動し、接触指２０ｃが共用ギヤ１８のカム部１８ｂに接触した状態が維持される。右針落ち状態におけるステッピングモータ２４の軸部（ピニオンギヤ２５）の回転角度を０°とすると、共用ギヤ１８のカム部１８ｂのカムリフト量は図７の２６ａの値（最大値の４ｍｍ）であり、針棒腕戻しばね１３の作用によるステッピングモータ２４軸部への負荷も最大値となる。この状態からステッピングモータ２４軸部（ピニオンギヤ２５）が約１６０°回動すると共用ギヤ１８のカム部１８ｂも回動し、カムリフト量は図７の２６ｂの値（０ｍｍ）までほぼ直線的に変化して左針落ち状態に変わる。この間に針棒腕戻しばね１３の作用により針棒腕１２（図３参照）は１２ａを中心にＸ２方向に回動し、振り幅ロッド１６もＸ２方向に引っ張られ振り幅レバー２０は２０ｂを中心に時計回りに回動し、接触指２０ｃが共用ギヤ１８のカム部１８ｂに接触した状態が維持される。針棒腕戻しばね１３の作用によるステッピングモータ２４軸部への負荷は最小値となる。つまり、共用ギヤ１８を時計回りに回転させて右落ち状態から左針落ち状態にまでへの移行は速やかに行うことができる。図７において共用ギヤ１８のカム部１８ｂのカムリフト量が２６ｂから２６ｃのマイナス方向に変化する区間は、量産時にステッピングモータ２４軸部の停止精度がばらついたときに調整が可能になるようにする調整代である。

フリーモーション縫製モードのミシン停止時における「上糸張力調整機構」の動作を説明する。ユーザがフットコントローラを戻してミシンを停止させると、ステッピングモータ２４軸部（ピニオンギヤ２５）は図７の２６ｅ又は２６ｇの位置（約950°）まで回動する。この過程における２６ｄ（約２９０°）の位置は図６（ａ）に相当し、共用ギヤ１８は図５（ｂ）の左針落ち状態から時計回りに回動したレバー部(欠歯ギヤレバーに相当)１８ｃがその位置２６ｄにて糸緩め作用ギヤ２１のレバー部(従動ギヤレバーに相当)２１ｄに接触する。更に共用ギヤ１８は時計回りに回動するため、レバー部１８ｃが糸緩め作用ギヤ２１のレバー部２１ｄを押して糸緩め作用ギヤ２１は反時計回りに回働を始め、やがて共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａとが噛み合い、ステッピングモータ２４の駆動力は平歯車二段階を介して伝達される。

この状態から図７の２６ｅ（共用ギヤ１８のカム部１８ｂのカムリフト量）又は２６ｇ（糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂのカムリフト量）の位置（約９５０°）まで回動して停止する（図６（ｂ））。糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂが２６ｄから２６ｇまでカムリフト量が変化したことにより、糸緩め作用レバー１５は反時計回りに回動して糸緩め作用ロッド２はＸ１方向に移動する。結果、左右の糸調子皿４、５がハの字状に開き、上糸張力を開放する。共用ギヤ１８のカム部１８ｂのカムリフト量は０ｍｍのまま変化しないため、左針落ち状態のまま維持される。

次に、ユーザが縫製を開始しようとして、フットコントローラを踏み込んでミシンを起動させると、ステッピングモータ２４軸部（ピニオンギヤ２５）は図７の２６ｅ又は２６ｇの停止位置（約950°）から、２６ａと２６ｂの区間まで回動する。共用ギヤ１８は反時計回りに回動し、図６（ｂ）の状態から図６（ａ）の状態、図５（ｂ）の状態へと状態が変化する過程において、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａの噛み合いがまず解除され、その後、レバー部１８ｃとレバー部２１ｄとの当接に移行し、最後にはその当接も解消される。結果、糸緩め作用ギヤ２１は戻しばね２３の回転トルクにより面２１ｃがブラケット１７のストッパ１７ａに接触し停止するまで時計回り方向に回動する。また、糸緩め作用ギヤ２１の溝カム部２１ｂが２６ｇから２６ｄまでカムリフト量が変化したことにより、糸緩め作用レバー１５は時計回りに回動し糸緩め作用ロッド２はＸ２方向に移動する。結果、左右の糸調子皿４、５が閉じ、上糸張力は復帰する。

図７より、実施例において糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂは「上糸張力調整機構」動作時２６ｄと２６ｅの区間で左針落ちのカムリフト量０ｍｍを採用しているため、針棒腕戻しばね１３の荷重が最小になる。結果、ステッピングモータ２４の負荷トルクを最小にする効果がある。ただし、ステッピングモータ２４の駆動力及び駆動速度に十分な余裕があれば、ステッピングモータ回転角度の最大値を１０００°以上に増やすなどして、共用ギヤ１８のカム部１８ｂ及び糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂのカムプロフィールを延長し、２６ｅ（約９５０°）から約１０００°以上の区間における共用ギヤ１８のカム部１８ｂに中基線のカムリフト量２ｍｍや右針落ちのカムリフト量４ｍｍを追加することも可能である。この場合、糸緩め作用ギヤ２１を上糸の張力が開放されるまで（９５０°まで）回動させた後に、ユーザが望む位置に針棒１１を移動させることができる。ユーザが望む位置としては、例えばユーザが選択した縫い模様に応じて左針落ち、中央針落ち、右針落ちのどれを基点にして振り幅を調整するかが決定される。結果、刺繍開始前にハンドホイールの手回しで正確な縫い始め位置を確認できるため、利便性が向上する。

・作用効果
「振り幅調整機構」と「上糸張力調整機構」二つの機構を1個のステッピングモータで駆動するため、ミシン本体の製造コストを低減でき、ユーザに安価な商品を提供できる。また、「上糸張力調整機構」用のモータが不要になるため、製品を軽量化できる。

更に、通常裁縫状態において「振り幅調整機構」にメカ要素の悪影響を与えることがない。そして「上糸張力調整機構」作動時はステッピングモータの駆動力を平歯車を用いた二段階で増幅するため、ステッピングモータはトルクの小さい安価なものを選択できる。また、万が一、「上糸張力調整機構」が故障した時においても通常裁縫は可能になる。

また、２個のギヤ２１、１８が接続される前にレバー部同士１８ｃ、２１ｄが必ず同じ位置で接触するため、ギヤ間での衝撃荷重が低減できる。結果、耐久性が向上できる。

（実施形態２）
本実施形態のミシンは基本的に実施形態１のミシンと同じ構成をもつため、以下の説明では異なるところを中心に説明する。なお、共通の部材にはできるだけ共通の符号が付けてある。

本実施形態のミシンは、図８に示すように、実施形態１において共用調整機構１０の振り幅レバーの端部２０ａに接続されていたのは振り幅ロッド１６のレバー接続部１６ｂであったのに対し、送り水平ロッド２９の接続部２９ｂに連動する送り垂直ロッド２７のレバー接続部２７ｂが接続されている点で大きく異なる。送り水平ロッド２９は送り機構に接続されて送り機構の送り量を調節する。振り幅ロッド１６は図には開示しない振り幅調整機構に接続され振り幅が調整されている。

送り機構２６は布送り量を決定する送り調節器３１と、その送り調節器３１に当接し押圧することにより送り量を調節する送りベルクランク３０と送りベルクランク３０を付勢（図８の時計回り：送り量が０になる方向）する送り調節器ばね３２とをもつ。送り機構２６はユーザ操作により送り歯３３を針板３４より沈下させる機構（ドロップフィード機構）も内蔵しており、フリーモーション縫製時に使用する。ドロップフィード機構を有効にすると布送りしないため、送り機構２６は無効状態となる。

送り水平ロッド２９のクランク接続部２９ａは送りベルクランク３０のロッド接続部３０ａに微小のガタを有する状態で揺動自在に接続される。送りベルクランク３０は送り調節器３１に当接する部分３０ｃ（接触指）にて常時接している。送りベルクランク３０は回動中心３０ｂを支点として回動するので、送り水平ロッド２９の動きに応じて接触指３０ｃが送り調節器３１を当接押圧する程度が変化する。具体的には送り水平ロッド２９がＸ１方向に移動すると、送りベルクランク３０が反時計回りに回動して送り調節器３１を左方に押圧する。送り水平ロッド２９がＸ２方向に移動するときにはＸ１方向に移動する場合と反対の方向に各部材が移動して押圧量が少なくなる。

送り水平ロッド２９は送り切り替えロッド２８を介して送り垂直ロッド２７に接続される。送り切替ロッド２８は回動中心２８ｂにて、ミシン本体１に固定された軸３５に回動可能状態で組付けられる。送り切り替えロッド２８の水平ロッド接続部２８ｃには送り水平ロッド２９の接続部２９ｂが微小のガタを有する状態で揺動自在に接続される。送り切替ロッド２８の垂直ロッド接続部２８ａには送り垂直ロッド２７の接続部２７ａが揺動自在に接続される。送り垂直ロッド２７の接続部２７ｂは実施形態１の振り幅レバー２０に相当する送りレバー(従動体に相当)２０１のロッド接続部２０１ａに揺動自在に接続される。ステッピングモータ駆動部１０の構成はこのように振り幅レバー２０が送りレバー２０１に変わった以外は実施形態のミシンと同じである。

ステッピングモータ駆動部１０の駆動力はリンク機構（送りレバー２０１、送り垂直ロッド２７、切り替えロッド２８、送り水平ロッド２９、送りベルクランク３０）により送り機構２６の送り調節器３１に伝達されて、ミシンの送り量が変化する。

送り水平ロッド２９がＸ２方向に移動している時は送り調節器ばね３２の作用により正送り方向に送り量を変化させ、送り水平ロッド２９がＸ１方向に移動している時は送り調節器ばね３２の付勢に逆らい逆送り方向に送り量を変化させる。

本実施形態のミシンの通常縫い使用状態における「送り量調整機構」を説明する。ピニオンギヤ２５と共用ギヤ１８のギヤ部１８ａは常時噛み合った状態を維持し、ステッピングモータ２４の駆動力が伝達され増幅される。また、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａは噛み合う位置関係だが、ギヤ部１８ａの一部が切り欠かれた形状であるため、通常縫い時における送り量の調整範囲（第１範囲に相当）のどちらの状態（図１０（ａ）及び（ｂ））でもギヤ部２１ａとは噛み合わない。この状態においては、糸緩め作用ギヤ２１は戻しばね２３の回転トルクにより時計回り方向に回動し、面２１ｃがブラケットのストッパ１７ａに接触し停止した状態が維持される。

一方、送り垂直ロッド２７は送り調節器ばね３２の作用で常に下方向に引っ張られるため、送りレバー２０は２０ｂを中心に時計回りに回動し、接触指２０ｃが共用ギヤ１８のカム部１８ｂに接触した状態が維持される。図１０（ａ）に示す逆送り量最大状態におけるステッピングモータ軸部２４ａ（ピニオンギヤ２５）の回転角度を０°とすると、共用ギヤ１８のカム部１８ｂのカムリフト量は図１２に示すように、３６ａの値（図１０（ａ）の状態：カムリフト量最大値４ｍｍ、逆送り４ｍｍ）であり、送り調節器ばね３２の作用によるステッピングモータ２４軸部への負荷も最大値となる。この状態からステッピングモータ軸部２４ａ（ピニオンギヤ２５）が約１６０°回動すると共用ギヤ１８のカム部１８ｂも回動し、カムリフト量は図１２の３６ｂの値（カムリフト量最小値0mm、正送り4mm）までほぼ直線的に変化しての正送り量最大状態（図１０（ｂ））に変わる。

この間に送り調節器ばね３２の作用により送りベルクランク３０（図８参照）は３０ｂを中心に時計周りに回動し、送り水平ロッド２９もＸ２方向に引っ張られ送りレバー２０は２０ｂを中心に時計回りに回動し、接触指２０ｃが共用ギヤ１８のカム部１８ｂに接触した状態が維持される。結果、送り調節器ばね３２の作用によるステッピングモータ２４軸部への負荷は最小値となる。

フリーモーション縫製モードのミシン停止時における「送り量調整機構」の動作を説明する。ユーザは刺繍前にドロップフィード機構を操作し、送り歯３３を針板３４より沈下させている。ユーザがフットコントローラを戻してミシンを停止させると、ステッピングモータ２４軸部（ピニオンギヤ２５）は図１２の３６ｃ及び３６ｆの位置（約920°）まで回動する。この過程における３６ｂ（約160°）の位置は図１１（ａ）の状態に相当し、共用ギヤ１８は正送り量最大状態（図１０（ｂ））から時計回りに回動してレバー部１８ｃが糸緩め作用ギヤ２１のレバー部２１ｄに接触する（図１１（ａ）及び図１２の３６ｅ）。更に共用ギヤ１８は時計回りに回動するため、レバー部１８ｃが糸緩め作用ギヤ２１のレバー部２１ｄを押して糸緩め作用ギヤ２１は反時計回りに回動を始め、やがて共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａが噛み合い、ステッピングモータ２４の駆動力は平歯車二段階で伝達され増幅される。

この状態から図１２の３６ｃ及び３６ｆの位置（約920°）まで回動し停止した状態が図１１（ｂ）に相当する。糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂが３６ｅから３６ｆまでカムリフト量が変化したことにより、糸緩め作用レバー１５は反時計回りに回動して糸緩め作用ロッド２はＸ１方向に移動する。結果、左右の糸調子皿４、５がハの字状に開き、上糸張力を開放する。

ユーザがフットコントローラを踏み込んでミシンを起動させると、ステッピングモータ２４軸部（ピニオンギヤ２５）は図１２の３６ｃ及び３６ｆの停止位置（約920°）から、３６ａ及び３６ｄの区間まで回動する。共用ギヤ１８は反時計回りに回動し、図１１（ｂ）の状態、図１１（ａ）の状態、図１０（ｂ）の状態へと状態が変化する。この変化の過程において、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａの噛み合いは解除され、糸緩め作用ギヤ２１のカム部２１ｂが図１２における３６ｃから３６ｄまでカムリフト量が変化したことにより、糸緩め作用レバー１５は時計回りに回動し糸緩め作用ロッド２はＸ２方向に移動する。結果、左右の糸調子皿４、５が閉じ、上糸張力は復帰する。なお、共用ギヤ１８のギヤ部１８ａと糸緩め作用ギヤ２１のギヤ部２１ａの噛み合いが解除された後、糸緩め作用ギヤ２１は戻しばね２３の回転トルクにより時計回り方向に回動し、面２１ｃがブラケットのストッパ１７ａに接触し停止する状態まで復帰する。

実施形態１のミシンと比較すると、図１３に示すように、本実施形態のミシンの方が速やかに上糸の張力が開放できるため、速やかに被縫製物を上糸の張力の影響なく移動させることができる。本実施形態のミシンでは「上糸張力調整機構」の作動前に「送り量調整機構」を正送り最大方向にするカムプロフィールを設定することでステッピングモータ軸への負荷トルクを最小にし、実施形態１のミシンでは「上糸張力調整機構」の作動前に「振り幅調整機構」を左針落ちにするカムプロフィールを設定することで、ステッピングモータ軸部への負荷を最小にする。ただし、実施形態１のミシンではフリーモーション縫製の最中でも「振り幅調整機構」を使用するため、ミシン停止後はまず左針落ちに変更する時間が必要となり、その時間の長さだけ上糸張力が開放されるまでの時間が長くなる（図１３の３７ａから３７ｃの区間又は、３７ｂから３７ｄの区間の長さ：例えば0.05秒）。

つまり、本実施形態のミシンではフリーモーション縫製の最中には使用しない「送り量調整機構」と「上糸張力調整機構」とを共用しているから、フリーモーション縫製中にはこの機構を「上糸張力調整機構」専用にすることができるため、ミシン停止後はタイムラグ無しで「上糸張力調整機構」を駆動可能である。また、「振り幅調整機構」は独立した機構にて行うため、ユーザが刺繍方法に応じた好みの針停止位置（左、中央、右）を自由に選択できる。

１：ミシンフレーム、２：糸緩め作用ロッド、３：糸緩め作用部材、３ａ：糸緩め作用部材の接触指、３ｂ：糸緩め作用部材の回動中心、３ｃ：糸緩め作用部材のロッド接続部、４：糸調子皿（左）、４ａ：糸調子皿開閉時の支点、５：糸調子皿（右）、５ａ：糸調子皿（右）の作用腕、６：糸緩めレバー、７：糸調子ばね、８：上糸張力付与装置、９：糸緩め作用レバー回動軸、１０：ステッピングモータ駆動部、１１：針棒、１２：針棒腕、１２ａ：針棒腕の回動中心、１２ｂ：針棒腕の振り幅ロッド接続部、１３：針棒腕戻しばね（引張りばね）、１４：押え上げレバー、１５：糸緩め作用レバー、１５ａ：糸緩め作用レバーのロッド接続部、１５ｂ：糸緩め作用レバーの回動中心、１５ｃ：糸緩め作用レバーのカム接触指、１６：振り幅ロッド、１６ａ：振り幅ロッドの針棒腕接続部、１６ｂ：振り幅ロッドのレバー接続部、１７：ステッピングモータ駆動部ブラケット、１７ａ：ステッピングモータ駆動部ブラケットの糸緩め作用ギヤストッパ、１８：共用ギヤ(調整機構本体)、１８ａ：共用ギヤのギヤ部、１８ｂ：共用ギヤのカム部、１８ｃ：共用ギヤのレバー部(欠歯ギヤレバー)、１９：共用ギヤ軸、２０：振り幅レバー(従動体)、２０ａ：振り幅レバーのロッド接続部、２０ｂ：振り幅レバーの回動中心、２０ｃ：振り幅レバーのカム接触指、２０１：送りレバー(従動体)、２０１ａ：送りレバーのロッド接続部、２０１ｂ：送りレバーの回動中心、２０１ｃ：送りレバーのカム接触指、２１：糸緩め作用ギヤ、２１ａ：糸緩め作用ギヤのギヤ部、２１ｂ：糸緩め作用ギヤのカム部、２１ｃ：糸緩め作用ギヤのストッパ接触面、２１ｄ：糸緩め作用ギヤのレバー部(従動ギヤレバー)、２２：糸緩め作用ギヤ軸、２３：糸緩め作用ギヤ戻しばね（ねじりコイルばね）、２４：ステッピングモータ、２４ａ：ステッピングモータ軸部、２５：ピニオンギヤ、２６：送り機構、２７：送り垂直ロッド、２８：送り切替ロッド、２８ａ：送り切替ロッドの垂直ロッド接続部、２８ｂ：送り切替ロッドの回動中心、２８ｃ：送り切替ロッドの水平ロッド接続部、２９：送り水平ロッド、３０：送りベルクランク、３０ａ：送りベルクランクの水平ロッド接続部、３０ｂ：送りベルクランクの回動中心、３０ｃ：送りベルクランクの送り調節器接触指、３１：送り調節器、３２：送り調節器ばね、３３：送り歯、３４：針板、３５：送り切替ロッドの回動軸、３６ａ〜３６ｆ：カムリフト量グラフの点、３７ａ〜３７ｄ：カムリフト量グラフの点

Claims

針を装着可能で且つ上下方向に往復動可能な針棒と、
上糸を挟み込む一対の糸調子皿と
被縫製物を縦方向に搬送する送り機構と、
前記縦方向に対し横方向へ前記針棒を往復動させる往復動機構と、
前記上糸の張力が開放された開放状態と前記張力が復帰された復帰状態とに前記糸調子皿を切り替え調整する上糸張力調整機構と、
前記送り機構の送り量を調整する送り量調整機構と、
前記往復動機構の振り幅を調整する振り幅調整機構と、
前記上糸張力調整機構、前記送り量調整機構、及び／又は前記振り幅調整機構を制御する制御手段と、
を有するミシンであって、
前記送り量調整機構及び前記振り幅調整機構の一方である共用調整機構は、
モータと、
歯の一部が欠けた欠歯ギヤ及びカム部を備えた前記モータに従動する調整機構本体と、
前記欠歯ギヤの前記歯に噛合する従動ギヤか又は前記カム部のカム面により押圧される従動体かの何れかにより、前記調整機構本体の可動範囲の一部である第１範囲にて、前記送り機構の前記送り量又は前記往復動機構の前記振り幅である変動量を変化させる変動量調整部とをもち、
前記上糸張力調整機構は、
前記調整機構本体における前記第１範囲を外れた第２範囲にて、前記調整機構本体に従動する糸緩め作用ギヤと、前記糸緩め作用ギヤに連動して前記糸調子皿を前記復帰状態から前記開放状態に切り替える上糸張力調整部とをもち、
前記欠歯ギヤは連動する欠歯ギヤレバーをもち、
前記欠歯ギヤに噛合する前記従動ギヤは、前記欠歯ギヤの歯が自身の歯に噛合する直前に当接して前記欠歯ギヤから力が伝達される従動ギヤレバーをもち、
前記制御手段は、
前記共用調整機構が前記変動量の調整を行わなくてもよいときであって且つ前記糸調子皿の開放が必要であるときに前記調整機構本体を前記第２範囲内にて変化させて前記糸調子皿を前記開放状態に切り替える開放動作を行う、
ミシン。
針を装着可能で且つ上下方向に往復動可能な針棒と、
上糸を挟み込む一対の糸調子皿と
被縫製物を縦方向に搬送する送り機構と、
前記縦方向に対し横方向へ前記針棒を往復動させる往復動機構と、
前記上糸の張力が開放された開放状態と前記張力が復帰された復帰状態とに前記糸調子皿を切り替え調整する上糸張力調整機構と、
前記送り機構の送り量を調整する送り量調整機構と、
前記往復動機構の振り幅を調整する振り幅調整機構と、
前記上糸張力調整機構、前記送り量調整機構、及び／又は前記振り幅調整機構を制御する制御手段と、
を有するミシンであって、
前記送り量調整機構及び前記振り幅調整機構の一方である共用調整機構は、
モータと、
歯の一部が欠けた欠歯ギヤ及びカム部を備えた前記モータに従動する調整機構本体と、
前記欠歯ギヤの前記歯に噛合する従動ギヤか又は前記カム部のカム面により押圧される従動体かの何れかにより、前記調整機構本体の可動範囲の一部である第１範囲にて、前記送り機構の前記送り量又は前記往復動機構の前記振り幅である変動量を変化させる変動量調整部とをもち、
前記調整機構本体は前記欠歯ギヤ及び前記カム部を同軸で一体化し且つ回動する手段であり、
前記上糸張力調整機構は、
前記調整機構本体における前記第１範囲を外れた第２範囲にて、前記調整機構本体に従動する糸緩め作用ギヤと、前記糸緩め作用ギヤに連動して前記糸調子皿を前記復帰状態から前記開放状態に切り替える上糸張力調整部とをもち、
前記制御手段は、
前記共用調整機構が前記変動量の調整を行わなくてもよいときであって且つ前記糸調子皿の開放が必要であるときに前記調整機構本体を前記第２範囲内にて変化させて前記糸調子皿を前記開放状態に切り替える開放動作を行う、
ミシン。
前記調整機構本体は前記欠歯ギヤ及び前記カム部を同軸で一体化し且つ回動する手段である請求項１に記載のミシン。
前記被縫製物を送る状態と送らない状態との間で前記送り機構を切り替え且つ前記制御手段にて制御される送り機構切り替え装置をもち、
前記制御手段は、前記被縫製物に対して刺繍を行うモードの１つであるフリーモーション縫製時において、前記送り機構切り替え装置にて前記送らない状態に前記送り機構を切り替え、前記開放動作を行う請求項１〜３の何れか１項に記載のミシン。