JP6185295B2 - 刺繍機 - Google Patents

Description

本発明は、上糸にテンションを付与するテンション部を備える刺繍機に関する。

従来、刺繍機は、糸については太さ、材質、色が異なり、例えば布である刺繍対象については、厚さも素材も異なる。そのため、複数本の刺繍針が配置される刺繍機ヘッドには、各刺繍針の糸道経路において上糸のテンションを付与する手法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１には、パルスモータを用いて上糸のテンションを強モードと弱モードとの２つのモードに切り替える手法が記載されている。
特許文献２には、電子ソレノイドを用いて上糸のテンションをオン・オフする手法が記載されている。

特許文献３には、電磁ソレノイドを用いて電気量制御により上糸のテンションを制御する手法が記載されている。

特開平６−１７００７４号公報 特開平８−２９９６３１号公報 特許第４０４３６４２号公報

ところで、刺繍機の各刺繍機ヘッドは、複数本の刺繍針及び、これらのそれぞれに対応して設けられた針棒駆動部、天秤、テンション部など、複雑な機構を有する。そのため、上記特許文献１〜３に記載されるように上糸のテンションを調整する場合、テンション調整用の駆動源が更に構造を複雑化する。

本発明の目的は、簡素な構成で上糸のテンションを調整することができる刺繍機を提供することである。

本発明の刺繍機は、上糸が挿入される複数の刺繍針と、上記複数の刺繍針に挿入される上記上糸にテンションを付与する複数のテンション部と、上記複数の刺繍針が選択時に横方向に移動することで上記複数のテンション部に択一的に係合し、この係合したテンション部に動力を与える駆動部と、を備える。

また、上記刺繍機において、上記駆動部は、駆動源と、この駆動源の動力を上記テンション部に伝える駆動アームと、を有し、上記駆動アームは、上記駆動源に対する連結部分である力点と、揺動中心となる支点との間に位置する作用点において、上記テンション部に係合するようにするとよい。

また、上記刺繍機において、上記複数のテンション部のそれぞれに配置された複数の糸切れ検出手段を更に備えるようにするとよい。
また、上記刺繍機において、上記テンション部は、上記上糸を挟み込む前部糸テンション調子板及び後部糸テンション調子板と、上記駆動部から動力を与えられるテンション調整軸と、このテンション調整軸に連結されることで前後方向に移動し上記前部糸テンション調子板と上記後部糸テンション調子板との挟持力を調整する調整板と、上記調整板に設けられた第１のピンと、上記前部糸テンション調子板又は上記後部糸テンション調子板に上記第１のピンと長手方向が交差するように設けられこの第１のピンに当接する第２のピンと、を有するようにするとよい。

本発明によれば、簡素な構成で上糸のテンションを調整することができる。

本発明の一実施の形態に係る刺繍機を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の刺繍機ヘッドを示す斜視図（その１）である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の刺繍機ヘッドを示す斜視図（その２）である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の刺繍機ヘッドの内部構造を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の刺繍機ヘッドの下部を示す斜視図（その１）である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の刺繍機ヘッドの下部を示す斜視図（その２）である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機のデジタル可変テンション部を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機のデジタル可変テンション部を示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機のデジタル可変テンション部を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の駆動部を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の刺繍機ヘッドの上糸を引き回した状態の斜視図である。 図７のＣ部拡大図である。 図７のＤ部拡大図である。 図７のＥ部拡大図である。 図７のＤ部拡大図である。 図７のＦ部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態に係る刺繍機について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る刺繍機１を示す斜視図である。
図１に示す刺繍機１は、ミシンテーブル２と、このミシンテーブル２の中央部に大きく広がった刺繍枠３を備えている。

刺繍枠３の下側には、複数（図１の例では４個）の下釜部４が設けられている。刺繍枠３は、刺繍媒体を張設された後、刺繍指示書のプログラムに従って前後左右に自在に移動する。

下釜部４に対応する上方の位置に複数（図１の例では４個）の後述する刺繍機ヘッド２０が、ヘッドレールをミシンアーム６のレール案内保持部に保持されて配置されている。
刺繍機１のミシンテーブル２には、門型フレームが配置されている。この門型フレームは、ミシンテーブル２の左右両端部に設けられた立設部７（７ａ、７ｂ）と、これら２つの立設部７を連結する橋梁部８とから成る門型フレームとを有する。

４個のミシンアーム６は、それぞれ固定部により、門型フレームの橋梁部８に固定されている。これら４個のミシンアーム６には、１本の主軸９が挿通されている。
主軸９は一端（図１では左方の端部）を門型フレームの一方（図１では左方）の立設部７（７ｂ）に軸支されている。軸支された主軸９の一端には、図１では立設部７ｂの内部に隠れて見えないが、プーリが固設され、図示を省略したモータのプーリとの間にベルトを掛け渡されている。このモータによって主軸９は回転駆動される。

また、門型フレームの橋梁部８のミシンアーム６が固定されている面と同一面に、刺繍機ヘッド２０の複数の針棒部を択一するカラーチェンジ部１１が配設されている。カラーチェンジ部１１は、４個の刺繍機ヘッド２０を挿通しているカラーチェンジ軸１２の軸方向の移動を制御している。

また、門型フレームの橋梁部８の上面には、４個並んだ刺繍機ヘッド２０の並び幅とほぼ対応する長手方向の長さを有する上糸台１３が配設されている。上糸台１３は、平板状の管置き１４と棒状の糸通し１５から成る。

管置き１４には、特には図示しないが、紙管（しかん）等の管（くだ）に巻かれた刺繍に用いられる各色の上糸が載置される。管から引き出された糸は、糸通し１５に掛け渡されたのち更に引き出され、刺繍機ヘッド２０に供給される。

図２Ａ及び図２Ｂは、刺繍機ヘッド２０を示す斜視図である。
図３は、刺繍機ヘッド２０の内部構造を示す斜視図である。
図４Ａ及び図４Ｂは、刺繍機ヘッド２０の下部を示す斜視図である。

刺繍機ヘッド２０は、固定テンション部２１と、天秤２２と、糸道カバー２３と、デジタル可変テンション部２４と、上糸ロック部２５と、刺繍針２６と、布押さえ２７と、を例えば９組のそれぞれに備える。

また、刺繍機ヘッド２０は、リニアガイド２９と、ガイド溝部材３０と、溝部材保持部３１と、駆動部の一例である、電磁ソレノイド（駆動源）３２、駆動アーム３３、アーム支持部３４、及び作用軸３５と、を備える。

固定テンション部２１には、図１に示す糸通し１５から刺繍機ヘッド２０に供給される上糸２８が押し付けるように挿入される。固定テンション部２１は、挿入された上糸２８に一定のテンションを付与する。

天秤２２は、揺動し、自由端である先端において図７に示す上糸２８が引っ掛けられている。なお、天秤２２には、トーションバネを配置し、天秤２２の揺動動作とトーションバネの付勢力により上糸２８を引き上げるようにしてもよい。

図２に示すように、糸道カバー２３は、上糸の右側において前方に突出し、突出部分の前端において直角に左方向に折り曲げられた板状を呈し、天秤２２の下方において上糸の糸道を覆う。

図５Ａ〜図５Ｃに示すように、デジタル可変テンション部２４は、前端ガイドプレート２４ａと、調整用板の一例であるデジタルテンションプレート２４ｂと、フローティング機構の一例であるフローティング用縦方向ピン２４ｃ及びフローティング用横方向ピン２４ｄと、前部糸テンション調子板２４ｅと、後部糸テンション調子板２４ｆと、糸切れ検出ディスク２４ｇと、ベアリング２４ｈと、糸切れ検出センサ２４iと、糸切れ検出用スリット２４ｊと、ブッシュ２４ｋ，２４Ｌと、テンション調整軸２４ｍと、作用軸用前部フランジ部２４ｎと、作用軸用後部フランジ部２４ｏと、を有する。

デジタル可変テンション部２４は、天秤２２よりも下方に配置され、上糸２８を供給側から天秤側２２へ折り返すとともに上糸２８にテンションを付与するテンション部の一例である。また、糸切れ検出ディスク２４ｇ、糸切れ検出センサ２４i、及び糸切れ検出用スリット２４ｊは、糸切れ検出手段の一例である。

前端ガイドプレート２４ａは、デジタルテンションプレート２４ｂの前方に配置されている。また、前端ガイドプレート２４ａは、後述する糸切れ検出ディスク２４ｇにおいて天秤２２側に上方へ折り返され再度天秤２２において下方へ折り返された後の上糸２８について、デジタルテンションプレート２４ｂとの間に糸道を形成する。

デジタルテンションプレート２４ｂは、後述するブッシュ２４ｋ，２４Ｌの内側に配置され前後方向に微動するテンション調整軸２４ｍに連結され、このテンション調整軸２４ｍは、後述する電磁ソレノイド３２によって前後方向に微動可能になっている。これにより、デジタルテンションプレート２４ｂは、前後方向に微動し、後方に配置された後述する前部糸テンション調子板２４ｅ及び後部糸テンション調子板２４ｆによる上糸２８の挟持力を調整する。

フローティング用縦方向ピン２４ｃは、デジタルテンションプレート２４ｂにより支持されている。一方、フローティング用横方向ピン２４ｄは、後述する前部糸テンション調子板２４ｅにより支持されている。フローティング用縦方向ピン２４ｃとフローティング用横方向ピン２４ｄとは長手方向が交差するように設けられている。

これらフローティング用縦方向ピン２４ｃとフローティング用横方向ピン２４ｄとが点接触により当接することで、デジタルテンションプレート２４ｂが傾いても前部糸テンション調子板２４ｅに傾きが発生してテンション調整に誤差が生じるのを防ぐことができる。なお、フローティング機構としては、前部糸テンション調子板２４ｅと後部糸テンション調子板２４ｆとの平行度を調整するものであればよく、上述のフローティング用縦方向ピン２４ｃ及びフローティング用横方向ピン２４ｄを用いた構造に限定されない。

前部糸テンション調子板２４ｅ及び後部糸テンション調子板２４ｆは、上述のようにデジタルテンションプレート２４ｂにより挟持力を調整されて上糸２８を挟み込む。また、前部糸テンション調子板２４ｅと後部糸テンション調子板２４ｆとは、上糸２８を、固定テンション部２１から供給され糸切れ検出ディスク２４ｇにおいて折り返された後において挟持する。なお、糸切れ検出ディスク２４ｇにおいて折り返される前の上糸２８は、前部糸テンション調子板２４ｅの後面に形成された図示しない溝を通るため、挟持されない。このような構成を採用しているのは、糸切れ検出ディスク２４ｇにおける上糸２８の引き回しによる屈曲、回転抵抗の影響を受けずに上糸２８を挟持するためである。

糸切れ検出ディスク２４ｇは、上糸２８が巻き付けられるため、上糸２８が供給されるとベアリング２４ｈ内を回転し、ひいては、糸切れ検出ディスク２４ｇとともにテンション調整軸２４ｍと同軸上に設けられた糸切れ検出用スリット２４ｊを回転させる。

糸切れ検出センサ２４iは、糸切れ検出用スリット２４ｊの回転を検出する光学式のセンサであり、エンコーダを構成する。
ブッシュ２４ｋ，２４Ｌは、テンション調整軸２４ｍと刺繍機２０の本体側のケーシングとの間に設けられている。

カラーチェンジ等により刺繍針２６が選択されると、その選択された刺繍針２６に対応するデジタル可変テンション部２４の作用軸用前部フランジ部２４ｎと作用軸用後部フランジ部２４ｏとの間に、後述する作用軸３５が挿入される。この作用軸３５は、本実施の形態では、作用軸用後部フランジ部２４ｏを押圧することで、上述のテンション調整軸２４ｍ及びデジタルテンションプレート２４ｂを介して、上糸２８にテンションを付与する。作用軸３５の押圧力は、電磁ソレノイド３２の電流値によって変動するため、上糸２８に付与するテンションを調整することができる。

図２に示す上糸ロック部２５は、開放位置と閉鎖位置とをとり、閉鎖位置において上糸２８を固定する。
刺繍針２６は、布押さえ２７により保持される刺繍対象である例えば布を貫通するように上下動する。

図４Ａ及び図４Ｂに示すリニアガイド２９は、図１に示すミシンアーム６のガイド溝部材３０に摺動自在に嵌入されている。ガイド溝部材３０は、溝部材保持部３１に固定されている。

図４Ａに示すように、電磁ソレノイド３２は、駆動アーム３３に連結され、この駆動アーム３３は、電磁ソレノイド３２の動力を、作用軸３５を介してデジタル可変テンション部２４に伝える。

駆動アーム３３は、電磁ソレノイド３２に対する連結部分である左端の力点と、アーム支持部３４により揺動自在に支持された揺動中心となる支点と、の間に位置する作用点として作用軸３５が固定されている。この作用軸３５は、例えば、駆動アーム３３の中央に配置されている。

そのため、半分の動力（推力）で作用軸３５を移動させることができる。この作用軸３５は、上述のとおり、図５Ｃに示すようにデジタル可変テンション部２４の作用軸用前部フランジ部２４ｎと作用軸用後部フランジ部２４ｏとの間に挿入される。

なお、図１に示すカラーチェンジ軸１２によって複数の刺繍針２６が選択時に横方向に移動することで、作用軸３５は、複数のデジタル可変テンション部２４のうち、選択される刺繍針２６のデジタル可変テンション部２４に択一的に係合するように配置されている。

以下、上糸２８の引き回しについて、図７及び図８Ａ〜図８Ｅを参照しながら説明する。なお、上述の説明と重複する点については、適宜説明を省略する。
図８Ａは図７のＣ部拡大図であり、図８Ｂ及び図８Ｄは図７のＤ部拡大図であり、図８Ｃは図７のＥ部拡大図であり、図８Ｅは図７のＦ部拡大図である。

まず、図８Ａに示すように、上糸２８は、例えば図１に示す糸通し１５から固定テンション部２１に供給され、一定のテンションを付与される。そして、上糸２８は、固定テンション部２１からそのまま下方へ延びる（上糸２８−１）。

次に、図８Ｂに示すように、上糸２８−１は、デジタル可変テンション部２４において、前部糸テンション調子板２４ｅと後部糸テンション調子板２４ｆとの間で糸切れを検出されるとともに、デジタルテンションプレート２４ｂ、テンション調整軸２４ｍ等によりテンションを調整され、天秤２２側へ折り返される（上糸２８−２）。

図８Ｃに示すように、上糸２８−２は、天秤２２に引っ掛けられて折り返され、再度デジタル可変テンション部２４側へ延びる（上糸２８−３）。
図８Ｄに示すように、天秤２２から折り返された上糸２８−３は、前端ガイドプレート２４ａとデジタルテンションプレート２４ｂとの間を通って下方に延びる（上糸２８−４）。

図８Ｅに示すように、上糸２８−４は、上糸ロック部２５に固定され、刺繍針２６によって図１に示す下釜部４に供給される。
なお、上述の説明において、微細なテンション調整を行うために、駆動部の駆動源の一例として電磁ソレノイド３２を用いているが、シリンダその他の駆動源を用いることも可能である。

また、上述の説明において、駆動源は、刺繍針の数よりも少ない数であれば刺繍針ごとに個別に駆動源を配置する構成よりも簡素化を図ることができるため、例えば、刺繍機ヘッド２０の左右に計２つ配置されるようにしてもよい。

また、上述の説明において、駆動アーム３３を省略して、電磁ソレノイド３２が択一的に係合するデジタル可変テンション部２４に直接動力を伝えるようにしてもよい。
また、上述の説明において、テンション部（デジタル可変テンション部２４）が糸切れ検出手段を有するが、糸切れ検出ディスクを別体に配置することも可能ではある。但し、糸道経路の簡素化の観点では、本実施の形態の構成を採用することが望ましい。

また、上述の説明において、本実施の形態の刺繍機ヘッド２０の上糸２８の引き回しは、作業性を向上させるため、穴への糸挿入作業を排除し、溝呼び込みへの押し付け作業により糸セット作業を完了させることが可能なものであるが、テンション部等の各部の配置や構成は、あくまで一例であり、適宜変更することも可能である。

以上説明した本実施の形態の刺繍機１の刺繍機ヘッド２０の駆動部（電磁ソレノイド（駆動源）３２，駆動アーム３３，アーム支持部３４，作用軸３５）は、複数の刺繍針２６が選択時に横方向に移動することで複数のテンション部（デジタル可変テンション部２４）に択一的に係合し、この係合したテンション部（デジタル可変テンション部２４）に動力を与える。

そのため、テンション部（デジタル可変テンション部２４）のそれぞれに駆動部を配置しなくとも上糸２８のテンションを調整することができる。
よって、本実施の形態によれば、簡素な構成で上糸２８のテンションを調整することができる。

また、本実施の形態では、駆動部は、駆動源の一例である電磁ソレノイド３２と、この電磁ソレノイド３２の動力をテンション部（デジタル可変テンション部２４）に伝える駆動アーム３３と、を有し、この駆動アーム３３は、電磁ソレノイド３２に対する連結部分である力点と、揺動中心となる支点（アーム支持部３４）との間に位置する作用点において、デジタル可変テンション部２４に係合する。

そのため、電磁ソレノイド３２とデジタル可変テンション部２４とを直接連結する場合よりも少ない動力（推力）で上糸２８のテンションを調整することができる。そのため、駆動源を定格推力の弱いものを選定することが可能となり、小型化による更なる簡素化、及びコストダウンを図ることもできる。

また、本実施の形態では、テンション部（デジタル可変テンション部２４）は、糸切れ検出手段（糸切れ検出ディスク２４ｇ、糸切れ検出センサ２４i、及び糸切れ検出用スリット２４ｊ）を有する。そのため、糸道経路を簡素化して刺繍機ヘッド２０ひいては刺繍機１を簡素化することができる。

また、本実施の形態では、テンション部（デジタル可変テンション部２４）は、上糸２８を挟み込む前部糸テンション調子板２４ｅ及び後部糸テンション調子板２４ｆと、駆動部から動力を与えられるテンション調整軸２４ｍと、このテンション調整軸２４ｍに連結されることで前後方向に移動し前部糸テンション調子板２４ｅと後部糸テンション調子板２４ｆとの挟持力を調整する調整板（デジタルテンションプレート）と、前部糸テンション調子板２４ｅと後部糸テンション調子板２４ｆとの平行度を調整するフローティング機構（フローティング用縦方向ピン２４ｃ及びフローティング用縦方向ピン２４ｄ）と、を有する。そのため、上糸２８のテンションをより確実に調整することができる。なお、調整板（デジタルテンションプレート）は、後部糸テンション調子板２４ｆの後方に配置して後部糸テンション調子板２４ｆとの間で上記の第１のピン及び第２のピンを互いに当接させる構成をとることも可能である。

また、本実施の形態では、テンション部（デジタル可変テンション部２４）は、天秤２２よりも下方に配置され、上糸２８を供給側から天秤２２側へ折り返すとともに上糸２８にテンションを付与する。そのため、上糸２８の屈曲回数を減らして刺繍機ヘッド２０ひいては刺繍機１を簡素化することができるとともに、針先の近くにおいて上糸２８の屈曲等によるテンションの増幅を抑えて正確にテンションを調整することができる。

また、本実施の形態では、供給側から天秤２２側への折り返し部分に配置されたテンション部の一例としてデジタル可変テンション部２４を採用したことにより、テンションの微調整を可能とし、生産効率向上、前段取りの効率化、品質維持・向上などを図ることができるとともに、作業者のオペレーションレベルに品質等が左右されるのを防ぐことができる。

１ 刺繍機（ミシン）
２ ミシンテーブル
３ 刺繍枠
４ 下釜部
６ ミシンアーム
７（７ａ、７ｂ） 立設部
８ 橋梁部
９ 主軸
１１ カラーチェンジ部
１２ カラーチェンジ軸
１３ 上糸台
１４ 管置き
１５ 糸通し
２０ 刺繍機ヘッド
２１ 固定テンション部
２２ 天秤
２３ 糸道カバー
２４ デジタル可変テンション部
２４ａ 前端ガイドプレート
２４ｂ デジタルテンションプレート
２４ｃ フローティング用縦方向ピン
２４ｄ フローティング用横方向ピン
２４ｅ 前部糸テンション調子板
２４ｆ 後部糸テンション調子板
２４ｇ 糸切れ検出ディスク
２４ｈ ベアリング
２４i 糸切れ検出センサ
２４ｊ 糸切れ検出用スリット
２４ｋ、２４Ｌ ブッシュ
２４ｍ テンション調整軸
２４ｎ 作用軸用前部フランジ部
２４ｏ 作用軸用後部フランジ部
２５ 上糸ロック部
２６ 刺繍針
２７ 布押さえ
２８ 上糸
２９ リニアガイド
３０ ガイド溝部材
３１ 溝部材保持部
３２ 電磁ソレノイド（駆動源）
３３ 駆動アーム
３４ アーム支持部
３５ 作用軸

Claims (3)

1. 上糸が挿入される複数の刺繍針と、
   前記複数の刺繍針に挿入される前記上糸にテンションを付与する複数のテンション部と、
   前記複数の刺繍針が選択時に横方向に移動することで前記複数のテンション部に択一的に係合し、該係合したテンション部に動力を与える駆動部と、
   を備え、
   前記テンション部は、前記上糸を挟み込む前部糸テンション調子板及び後部糸テンション調子板と、前記駆動部から動力を与えられるテンション調整軸と、該テンション調整軸に連結されることで前後方向に移動し前記前部糸テンション調子板と前記後部糸テンション調子板との挟持力を調整する調整板と、前記前部糸テンション調子板と前記後部糸テンション調子板との平行度を調整するフローティング機構と、を有する、
   ことを特徴とする刺繍機。
2. 前記駆動部は、駆動源と、該駆動源の動力を前記テンション部に伝える駆動アームと、を有し、
   前記駆動アームは、前記駆動源に対する連結部分である力点と、揺動中心となる支点との間に位置する作用点において、前記テンション部に係合する、
   ことを特徴とする請求項１記載の刺繍機。
3. 前記複数のテンション部のそれぞれに配置された複数の糸切れ検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の刺繍機。