JP6210746B2 - 刺繍機 - Google Patents

Description

本発明は、上下揺動して上糸を引き上げる天秤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、一定のテンションを付与する固定テンション部に加え、テンションを変動可能な可変テンション部が設けられる。

また、刺繍機ヘッドは、上糸が切れたことを検出する糸切れ検出ディスク、上下揺動する天秤、張力変動を吸収するトーションバネなども配置されるため、上糸の複雑な糸道経路を有する（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、参考技術に係る刺繍機ヘッド１００を示す斜視図である。
図１０に示す刺繍機ヘッド１００は、６組の刺繍針１０８及び布押さえ１０９を有する。供給側から各刺繍針１０８に続く糸道経路は、順に、第１の固定テンション部１０１、手動可変テンション部１０２、糸切れ検出ディスク１０３、第２の固定テンション部１０４、トーションバネ１０５、折り返されて天秤１０６、上糸ロック部１０７、刺繍針１０８のとおりである。

特開２００２−４５５８５号公報

刺繍機ヘッドは、図１０に示す刺繍機ヘッド１００のように、複数のテンション部１０１，１０２，１０４、糸切れ検出ディスク１０３への引き回し、複数の折り返し、トーションバネ１０５への引き回し、天秤１０６への引き回しなど、非常に多くの屈曲・摩擦・回転抵抗が発生する構成となっている。

このような構成のため、上糸への抵抗が増大してしまい、テンション調整範囲が狭く且つ、非常に外乱に弱く、糸状態の微小変化に過敏に反応し、糸切れや刺繍品質への影響が出やすい。当然ながら、糸の引き回し作業も非常に面倒で複雑なものになっている。

また、テンション部（例えば、図１０のテンション部１０１，１０２，１０４）が針先から非常に遠く且つ、以降複数の屈曲等の抵抗が発生する位置となっているため、付与したテンションが屈曲等の折り返しにより増幅してしまうため、微小微細なテンションしか付与できない。

本発明の目的は、刺繍機ヘッドの糸道経路を簡素化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、上糸が挿入される刺繍針と、上下揺動して上記上糸を引き上げる天秤と、を備え、上記天秤は、上記上糸を引き上げる方向に付勢する付勢手段を有し、上下揺動の上方側への動作と上記付勢手段による付勢とにより上記上糸を引き上げる。

また、上記刺繍機において、上記付勢手段は、トーションバネであるようにするとよい。
また、上記天秤よりも下方に配置され、上記上糸を供給側から上記天秤側へ折り返すとともに上記上糸にテンションを付与するテンション部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、糸切れ検出手段を有するようにするとよい。

本発明によれば、刺繍機ヘッドの糸道経路を簡素化することができる。

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である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の天秤を右方向から示す斜視図である。 図３のＡ部拡大図である。 トーションバネ動作状態の図３のＡ部拡大図である。 本発明の一実施の形態に係る刺繍機の天秤を左方向から示す斜視図である。 図５のＢ部拡大図である。 ガイドプレートを取り外した状態の図５のＢ部拡大図である。 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８のＣ部拡大図である。 図８のＤ部拡大図である。 図８のＥ部拡大図である。 図８のＤ部拡大図である。 図８のＦ部拡大図である。 参考技術に係る刺繍機ヘッドを示す斜視図である。

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、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２は、刺繍機ヘッド２０を示す斜視図である。
図２に示す刺繍機ヘッド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。

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、図３及びそのＡ部拡大図である図４Ａ及び図４Ｂ、並びに、図５及びそのＢ部拡大図である図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ベースプレート２２ａと、ガイドプレート２２ｂと、付勢手段の一例であるトーションバネ２２ｃと、前方ガイドローラ２２ｄと、後方ガイドローラ２２ｅ（図６Ｂ（ガイドプレート２２ｂを取り外した状態の図５のＢ部拡大図）参照）と、を有し、上下揺動して上糸２８を引き上げる。

図４Ａ、図４Ｂ、図６Ａ、及び図６Ｂに示すように、ベースプレート２２ａは、天秤２２の自由端である先端の右側に設けられている。また、ベースプレート２２ａには、ガイド溝２２ｆが形成されている。このガイド溝２２ｆは、トーションバネ２２ｃの先端部分が右方より挿入され、この先端部分をガイドする。そのため、ガイド溝２２ｆは、円弧形状を呈する。

ガイドプレート２２ｂは、天秤２２の自由端である先端の左側に設けられている。ガイドプレート２２ｂは、ベースプレート２２ａと略同一形状を呈し、ベースプレート２２ａに対向するようにベースプレート２２ａに対して固定されている。

ガイドプレート２２ｂにも、ガイド溝２２ｇが形成されている。このガイド溝２２ｇには、トーションバネ２２ｃの先端部分が、ベースプレート２２ａのガイド溝２２ｆ側を貫通して挿入される。ガイド溝２２ｇも、トーションバネ２２ｃの先端部分をガイドする。ガイド溝２２ｇも円弧形状を呈し、ガイド溝２２ｆと対向している。

トーションバネ２２ｃは、ベースプレート２２ａの後方側（天秤２２の固定端側）において、天秤２２の図示しない揺動中心軸とトーションバネ２２ｃの案内棒とが平行になるように巻き付けられている。図６Ｂに示すように、トーションバネ２２ｃには、ベースプレート２２ａのガイド溝２２ｆと、ガイドプレート２２ｂのガイド溝２２ｇとの間で上糸２８が引っ掛けられる。この上糸２８は、トーションバネ２２ｃに後方下方から引っ掛けられ、トーションバネ２２ｃにおいて前方下方へ折り返される。

トーションバネ２２ｃは、図４Ａに示すように、上糸２８を引き上げる方向に付勢するように配置され、上糸２８のテンションの急激な変動を緩和する。
また、トーションバネ２２ｃは、上糸２８が下方に引っ張られると、図４Ｂに示すように、先端部分がガイド２２ｆ，２２ｇに沿って下方に移動する。

天秤２２は、基本動作である上下揺動動作のうち上方側への動作と、トーションバネ２２ｃによる付勢とにより上糸２８を引き上げる。
図６Ｂに示すように、前方ガイドローラ２２ｄ及び後方ガイドローラ２２ｅは、ベースプレート２２ａとガイドプレート２２ｂとの間に回転可能な状態で配置されている。

後方ガイドローラ２２ｅは、後述するデジタル可変テンション部２４から引き回されて、トーションバネ２２ｃに引っ掛けられる手前の上糸２８をガイドする。
また、前方ガイドローラ２２ｄは、トーションバネ２２ｃから再度、デジタル可変テンション部２４側に折り返された後の上糸２８をガイドする。

図２に示すように、糸道カバー２３は、上糸２８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２８の糸道を覆う。なお、図３及び図５においては、右側３つの糸道カバー２３の図示を省略している。

図７Ａ及び図７Ｂ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、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、駆動軸２４ｍ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駆動軸２４ｍに連結されている。この駆動軸２４ｍは、例えば電磁ソレノイド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。

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る。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る前後の両方で挟持する。

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とともに駆動軸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、駆動軸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。

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。

以下、上糸２８の引き回しについて、図８及び図９Ａ〜図９Ｅ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９Ａは図８のＣ部拡大図であり、図９Ｂ及び図９Ｄは図８のＤ部拡大図であり、図９Ｃは図８のＥ部拡大図であり、図９Ｅは図８のＦ部拡大図である。

まず、図９Ａ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９Ｂ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、図７Ｂに示す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、駆動軸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９Ｃに示すように、上糸２８−２は、天秤２２のベースプレート２２ａのガイド溝２２ｆとガイドプレート２２ｂのガイド溝２２ｇとに挿入されるトーションバネ２２ｃの先端部分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９Ｄ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９Ｅ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、上糸２８を供給側から天秤２２側へ折り返すテンション部（デジタル可変テンション部２４）は、上糸２８にテンションを付与しない部材、或いは、上糸２８に一定のテンションを付与する部材に変更することも可能であるが、上述のように折り返し部が可変テンション部を兼ねる構成とすることにより、上糸２８の屈曲回数を減らして簡素な構成に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、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、図１０に示す参考技術のように糸切れ検出ディスク１０３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。

その他、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、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では、刺繍機ヘッド２０の天秤２２は、上糸２８を引き上げる方向に付勢する付勢手段（例えばトーションバネ２２ｃ）を有し、上下揺動の上方側への動作と付勢手段（トーションバネ２２ｃ）による付勢とにより上糸２８を引き上げる。

そのため、付勢手段（トーションバネ２２ｃ）と天秤２２とを一体化することによって、付勢手段を天秤２２とは別体で配置する場合よりも上糸２８の屈曲回数を減らし、上糸２８の複雑な引き回しを回避することができる。
よって、本実施の形態によれば、刺繍機ヘッド２０の糸道経路を簡素化することができる。

これにより、トーションバネ２２ｃ、及びデジタル可変テンション部２４等の各部を刺繍針２６に近づけて、上糸２８の屈曲によるテンションの増幅を抑えてテンション調整を確実に行うこともできる。また、上述の糸道経路の簡素化や、図１０に示す複数の固定テンション部１０１，１０４のうち天秤１０６側の固定テンション１０４に相当するものを省略することができるなど、上糸２８の屈曲・摩擦・回転抵抗を低減することができるため、糸切れしにくくなり、その結果、刺繍機ヘッド２０ひいては刺繍機１の稼働率が向上し、かつ、外乱に強くなる。したがって、刺繍品質が向上するとともに安定する。

更には、天秤２２に上糸２８を引き回すことでトーションバネ２２ｃへの引き回しも同時に行うことができることなど、作業性が飛躍的に向上する。これに伴い、刺繍生産における段取り時間割合を減らすことも可能となり、刺繍機１の稼動時間を長くすることができ、生産効率を上げることも可能となる。

また、本実施の形態では、折り返し部分に配置されたテンション部の一例であ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簡素な構成に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、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、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。

また、本実施の形態では、テンション部の一例である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、上糸２８の屈曲回数を減らして、糸道経路をより一層簡素化することができる。

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
２２ａ ベースプレート
２２ｂ ガイドプレート
２２ｃ トーションバネ（付勢手段）
２２ｄ 前方ガイドローラ
２２ｅ 後方ガイドローラ
２２ｆ，２２ｇ ガイド溝
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 駆動軸
２５ 上糸ロック部
２６ 刺繍針
２７ 布押さえ
２８ 上糸

Claims (4)

1. 上糸が挿入される刺繍針と、
   上下揺動して前記上糸を引き上げる天秤と、
   を備え、
   前記天秤は、前記上糸を引き上げる方向に付勢する付勢手段を有し、前記上糸を前記付勢手段に引っ掛けられた状態で上下に揺動し、上下揺動の上方側への動作と前記付勢手段による付勢とにより前記上糸を引き上げる、
   ことを特徴とする刺繍機。
2. 前記付勢手段は、トーションバネであることを特徴とする請求項１記載の刺繍機。
3. 前記天秤よりも下方に配置され、前記上糸を供給側から前記天秤側へ折り返すとともに前記上糸にテンションを付与するテンション部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。
4. 前記テンション部は、糸切れ検出手段を有することを特徴とする請求項３記載の刺繍機。