JP7266779B2

JP7266779B2 - 上糸強制供給機能を有する本縫いミシン

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Publication number: JP7266779B2
Application number: JP2020199883A
Authority: JP
Inventors: 美和江端
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2023-05-01
Anticipated expiration: 2040-11-13
Also published as: JP2022078916A

Description

縫製機械の構造、及び縫製技術に関する技術である。

本発明が解決しようとする課題

縫製品の縫い目品質は、安定した適度の縫合力、及び、縫製品に適合した一目縫い目形態の安定した繰り返しが大きな評価要件となる。

しかし、「現行の一般的な「縫い目形成及び縫合力発生のメカニズム及びプロセス」」（以降「従来方式」と表記）は、縫製品の縫い品質が、縫い糸と布、縫い糸と縫い糸、縫い糸とミシン部品との間の摩擦力のバランスを「奇跡」に近いほど上手に使った経験則により成り立っている。

該摩擦力のコントロールは難しく、安定した適度の縫合力、及び、縫製品に適合した一目縫い目形態の安定した繰り返しを得るためのミシンの調節が難しいのが現状である。

該摩擦力に依存した「経験則に基づく奇跡のバランス」に頼ることなく、布等被縫製物の厚みを感知し、該厚みと被縫製物の移動量すなわちミシンの送り量から計算された１縫目に使用される上糸の量（長さ）を制御し、その上糸量を強制的に繰り出し、縫合力及び縫目形態の安定を制御しようとする「上糸強制繰り出し方式」の試みが１９７０年代後半から１９８０年代にかけて研究、考案され、実際に、実機搭載された機種もある。

しかし、該「上糸強制繰り出し方式」では、縫い目形成サイクル中に「従来方式」の天秤上死点位相の様に上糸に張力を発生させるプロセスが基本的になく、縫い目形成中の上糸に発生した張力の大部分も縫目に消費された上糸に伝達されることはなく、更に、布の下にあった余分な上糸を引き上げる際、引き上げる方向の糸と縫い目方向の糸との摩擦抵抗により上糸が縫い目方向へも移動することが考えられ、縫い目には最悪の場合たるみが発生する可能性も否定できず、縫合力、および、上下糸の結節点位置が不安定となる可能性を内在しているという弱点があるといえる。

課題を解決するための手段

本発明は、該「「上糸強制繰り出し方式」の弱点」を、下糸の引き締め位相と釜上糸必要量開始位相の間の位相で１縫目に使用される上糸の量（長さ）の強制供給を行うことにより解決した上糸強制供給機能を有する本縫いミシンを提供するものである。

発明の効果

本発明の上糸強制供給機能を有する本縫いミシンを使用し縫製を行うことにより、安定した適度の縫合力、及び、縫製品に適合した一目縫い目形態の安定した繰り返しを実現することができ、縫製品の良好な縫い目品質を得ることができる。

発明の詳細な説明

最初に、図１のモデル化されたモーションダイヤグラムを使い縫い目形成プロセスの説明をする。

縫い目形成プロセスは天秤上死点位相（位相１）から始まり機構内部への上糸の供給が開始される。その後、針の糸穴が針板（実際には被縫製物）を通過する位相（位相２）から釜上糸必要量が発生し、釜剣先の上糸ループ捕捉位相（位相４）、上糸ループをボビン（下糸格納部）が潜り抜ける位相（位相８）を経て、天秤下死点位相（位相７）からの天秤上昇により、位相８で解放された上糸の回収を始め、さらに、送り開始位相（位相６＝送り歯が針板上面へ出てくる）を経て、再び天秤上死点位相（位相１’）において上糸の引き締めを行い、下糸引き締め位相（位相９）において最終縫目（下糸）引き締めを行い１縫目の形成を終了する。

図１のモーションダイヤグラムでは、送りの終了位相（位相１０＝送り歯が針板下面に沈み込む）が下糸引き締め位相（位相９）の後に来ているが、これは、下糸（上糸）の引き締めにより縫われた布や縫い糸が引き戻されるのを防止するためで、下糸引き締め位相（位相９）の時点で水平送り量のピークを過ぎていれば、送り量がこの位相で縫い目形態に影響を及ぼすことはない。

この天秤上死点位相（位相１及び１’）と下糸引き締め位相（位相９及び９’）の縫い目形態と縫目近辺の縫い糸（上糸及び下糸）の状態を図２、図３に示す。

そこで、図１のモーションダイヤグラムを例に「縫い目形成プロセスに伴う上糸及び下糸の挙動」を追っていく。

縫い目形成プロセスに伴う上糸の挙動は、位相１の天秤上死点から機構への上糸の供給（天秤上糸供給量曲線）が始まる。次に、位相２から機構の上糸の必要量の吸収（釜上糸必要量曲線）が始まる。

各位相における天秤上糸供給量と釜上糸必要量との差が上糸の「たるみ」となるのだが、この「たるみ」は糸取りばね１５により吸収される。

位相が進み針棒下死点（位相３）を過ぎると、針の上昇とともに釜上糸必要量は減少を続け、天秤上糸供給量は増加し続けるので、「たるみ」は増加し続け、釜剣先の上糸ループ捕捉位相（位相４）では糸取りばね１５の吸収容量限界（糸取りばねストロークの吸収容量限界）を超えて実際に「たるみ」が発生する。該「たるみ」は釜剣先が捕捉するための上糸ループとなる。

釜剣先の上糸ループ捕捉位相（位相４）を過ぎると再び釜上糸必要量は増加を始め、天秤上糸供給量と釜上糸必要量との差は糸取りばね１５の吸収容量内に収まる。釜上糸必要量は増加をし続け上糸のループをボビン（下糸格納部）が潜り抜ける（位相８）と、上糸が釜剣先から解放され、一気に減少する。

更に、天秤上糸供給量も天秤下死点（位相７）を経過し一気に減少する。この天秤上糸供給量の減少は釜剣先から解放された上糸を布上面に引き上げる役割を担っている。

また、このような現象と相前後して送り歯が針板の上面に現れ（位相６）水平送りが機能することによって、被縫製物の送り（移動）が行われ上糸は消費される。

更に位相が進み、再び、天秤上死点になった位相（位相１’）の縫い目形態及び縫い糸（上糸、下糸）の状態を示したのが図２である。

位相１から位相１’までの間に、送りと縫い目形成に使われ不足した上糸糸量（１９から２０までの糸量）は天秤下死点（位相７）から天秤上死点（位相１’）に向かい上糸の引き締め（回収）を行う過程において上糸調子器から糸調子圧に抗して引き出される。この時、縫い目には上糸糸調子圧に影響された安定した適度の縫合力が発生する。

次に、縫い目形成プロセスに伴う下糸の挙動について説明する。

下糸の挙動は前の縫い目の下糸引き締め位相（位相９’）から始まる。この位相９’では、釜のカム面あるいは下糸繰り出しレバーにより下糸糸道経路は図１のモーションダイヤグラム中の下糸引き締め量分１２の下糸量が通常の下糸糸道経路より長くなっている。

従って、下糸引き締め位相（位相９’）を過ぎ通常の糸道経路に戻ると、下糸引き締め量分１２の下糸量が「下糸のたるみ」となる。

この「下糸のたるみ」は「被縫合物の送り」あるいは「上糸との絡み」で消費されるのだが、（釜は３６０°の間に２回転するので）２回目の「釜に設けられたカム面」が下糸糸道経路に来た位相（位相５）までの間では「被縫合物の送り」および「上糸との絡み」が発生しないので、「下糸たるみ」が消費されることはない。すなわち、２回目の「釜に設けられたカム面」が下糸糸道経路に来た位相（位相５）での下糸の繰り出しはない。

この「下糸のたるみ量」は被縫合物の送り開始位相（位相６）から送り量の増加に従い順次消費され、上糸の引き締め位相（天秤上死点（位相１’））では上糸にも引き上げられ消費される。しかし、「被縫合物の送り」及び「上糸の引き締め」による下糸の消費量は「下糸のたるみ量」に比較してはるかに多く、「たるみ量」が消費され尽くした後は消費（位相）が進むに対応し、だらだらと下糸がボビン（下糸格納部）から下糸糸調子ばねに抗して引き出される。

その結果、天秤上死点位相（位相１’）での下糸は図２に示した形態となり、その後、下糸引き締め位相（位相９）において、図３に示すように下糸が引き締められ縫い目形態（１８から２１）が完成する。

以上のような縫い目形成プロセスと上糸及び下糸の挙動から、縫い目の安定した適度の縫合力、及び、縫製品に適合した一目縫い目形態の安定した繰り返しが、縫い糸と布、縫い糸と縫い糸、縫い糸とミシン部品との間の摩擦力のバランスを「奇跡」に近いほど上手に使った経験則により成り立っていることがわかる。

しかし、該摩擦力のコントロールは難しく、安定した適度の縫合力、及び、縫製品に適合した一目縫い目形態の安定した繰り返しを得るためのミシンの調節が難しいのが現状であり、該摩擦力に依存した「経験則に基づく奇跡のバランス」に頼ることなく、布等被縫製物の厚みを感知し、該厚みと、被縫製物の移動量すなわちミシンの送り量から計算された１縫目に使用される上糸の量（長さ）を制御し、その上糸量を強制的に繰り出し、縫合力及び縫目形態の安定を制御しようとする「上糸強制繰り出し方式」の試みが１９７０年代後半から１９８０年代にかけて研究、考案され、実際に、実機搭載された機種もある。

該「上糸強制繰り出し方式」は、縫い目形成及び縫合力発生のメカニズムにおいて、「従来方式」が「最終的な縫いの品質が不安定な摩擦力の「経験則に基づく奇跡のバランス」により確保されている」ことによる縫い品質の不安定さ、すなわち縫目形態の不安定さを改善する目的で、１縫目において消費される上糸の量（長さ）を計算し、縫い目形成１サイクルの起点位相（位相１）通過後すぐにその量を強制的に供給し、縫い目形態を安定、制御しようというものである。

更に、「上糸強制繰り出し方式」は、縫い目形態サイクルと縫い目形成サイクルを合致させる。すなわち、縫い目形成サイクルの起点である天秤上死点位相（位相１）を縫い目形態サイクルの起点とし、その次の天秤上死点位相（位相１’）では１縫目を完成させており（図４）、すなわち、縫い目形成１サイクルは３６０°となり、計算された新しい縫い目に必要な上糸の量（長さ）は天秤上死点位相（位相１）と釜上糸必要量開始位相（位相２）の間の位相で強制的に供給される。

「従来方式」における天秤上死点位相（位相１及び１’）での縫目形態を図２に、「上糸強制繰り出し方式」における天秤上死点位相（位相１及び１’）での縫目形態を図４に示す。

「従来方式」では、この位相（天秤上死点位相（位相１及び１’）で、下糸を布上面に引き上げ（前の縫い目１８から「上糸調子器（１６の方向）」までの上糸の長さを最短にして＝図２）上糸に張力（上糸引き締め＝縫合力）を発生させるとともに、前の天秤上死点位相（位相１あるいは１’）から１縫目の縫合に使用された上糸量（１９から２０までの糸量）を「上糸調子器（１６の方向）」から引き出す。

一方、「上糸強制繰り出し方式」では、１縫目サイクル前のこの位相（天秤上死点位相（位相１及び１’））以降で予め供給されている１縫目の上糸供給量（１８から２１までの糸量）をこの位相（天秤上死点位相（位相１及び１’））までで消費し、１縫目形態を完了させる（図４）。

従って、「上糸強制繰り出し方式」では、縫い目形成サイクル中に「従来方式」の天秤上死点位相（図２）の様に上糸に張力を発生させるプロセス（位相）が基本的にないと言える。すなわち、「従来方式」の様に「上糸が下糸を布の上まで引き上げ（天秤上死点位相（位相１あるいは１’）＝図２）、その後、下糸が引き締められ（下糸縫目引き締め位相（位相９あるいは９’）＝図３）結節点が布の中間に位置、形成される」プロセスがなく、天秤上死点位相（位相１あるいは１’）において、上糸と下糸との結節点は、予め供給されている１縫目の上糸供給量に従い、いきなり、布の中間に位置、形成される（図４）。

この結果、２１から１６までの上糸には、布の下部から上糸を引き上げる際の布と上糸及びミシン部品との摩擦抵抗及び下糸を布の中に引き込む際の抵抗による張力が発生するが、縫目に消費された上糸（１８から２１までの上糸）には基本的に張力は発生せず、２１から１６までの上糸に発生した張力の大部分も縫目に消費された上糸（１８から２１までの上糸）に伝達されることはないと考えられる。更に、布の下にあった上糸は、この位相の前の位相で２１～１６の方向に引き上げられるのだが、この時、布には２１～１６の方向と２１～１８の方向の上糸がともに貫通しており、両糸の摩擦により、布の下にあった上糸は２１～１６の方向の引き上げにより２１～１８の方向へも移動することが考えられ、２１～１８の部分、すなわち、縫い目には最悪の場合たるみが発生する事が考えられる。このようなことから、縫合力、および、上下糸の結節点位置が不安定となる可能性があるといえる。

本発明は、以上の「上糸強制繰り出し方式」における該問題点「縫合力、および、上下糸の結節点位置が不安定となる可能性」を改善するものである。

すなわち、「上糸強制繰り出し方式」では、縫い目形態サイクルと縫い目形成サイクルを合致させ、縫い目形成サイクルすなわち縫い目形態サイクルの起点及び終点を天秤上死点位相（位相１）としている（図４）が、本発明では、縫い目形成サイクル及び縫い目形態サイクルの起点、終点を下糸縫目引き締め位相（位相９’及び９）とする。

本発明での下糸引き締め位相（位相９’及び９）、すなわち、縫い目形態サイクル及び縫い目形成サイクルの起点、終点での縫目形態及び上糸の状態を図５に、天秤上死点位相（位相１及び１’）での縫目形態及び上糸の状態を図６に示す。

図５に示すように、下糸引き締め位相では前の縫い目が完成した縫い目終点位相９’となっており、当然のごとく縫い目形態サイクルの起点位相ともなっている。

また、この位相では上糸、下糸とも緊張状態（たるんでいない状態）となっており、この位相以降の位相で機構内部での上糸供給が開始される、すなわち、縫い目形成サイクルの起点位相ともなっている。

また、機構外部から新しい縫い目に供給される、計算された「１縫目において消費される上糸の量（長さ）」は、縫目１サイクルの起点である下糸引き締め位相（位相９’）と釜上糸必要量開始位相（位相２）の間の位相で強制的に供給される。

強制的に供給された「１縫目において消費される上糸の量（長さ）」は図５の終点位相（下糸引き締め位相（位相９及び９’）になった時、１８～２１の上糸長さにより消費される。

縫目形成サイクルの途中の天秤上死点位相（位相１’及び１）の縫い目形態と縫い糸の状態を図６に示しているが、起点位相（図５）と天秤上死点位相（図６）とで上糸の長さ（１３～天秤糸穴１４～１６の長さ）が大きく異なり、この違いにより上糸の引き締め張力が１８～１３の上糸にも発生、伝達される。終点位相（図５）と縫目形成サイクルの途中の天秤上死点位相（図６）との上糸長さの関係は、基本的に（図５の１８～２１～１３～１７の位置の天秤糸穴１４～１６の長さ）＝（図６の１８～１３～天秤糸穴１４～１６の長さ）となる。

この時、図５の１８～２１は起点以降の位相で強制的に供給された「１縫目において

コントロールすることにより天秤上死点位相での上糸の引き締め張力を制御することができることとなる。

点位相（下糸引き締め位相（位相９及び９’）の１３～１６間の上糸経路長さを変えなければならない。

これは、天秤糸穴１４の位置１７を変えることにより対応が取れる。すなわち、検出された被縫製物の厚みに対応して終点位相（下糸引き締め位相（位相９及び９’））を変化させることにより対応が取れることとなる。

る。「縫い目交差率」とは上糸と下糸の結節点が被縫製物の上糸側から見て被縫製物の厚みの何％の位置にあるかを示す数値であり、基準はこれまで述べてきた５０％であるが、一般的には「縫い目公差率６０％」が被縫製物の縫い目を上糸側から見た「美しさ」が良く、かつ縫合力にも影響を与えないと言われている。

は一般的ミシンの機構の動き及び縫い糸（上糸及び下糸）の挙動をモデル化したモーションダイヤグラムである。は「従来方式」の天秤上死点位相（位相１及び１’）の縫い目形態と縫目近辺の縫い糸（上糸及び下糸）の状態を示した図である。は「従来方式」の下糸引き締め位相（位相９及び９’）の縫い目形態と縫目近辺の縫い糸（上糸及び下糸）の状態を示した図である。は「上糸強制繰り出し方式」の天秤上死点位相（位相１及び１’）の縫い目形態と縫目近辺の縫い糸（上糸及び下糸）の状態を示した図である。は本発明の下糸引き締め位相（位相９及び９’）の縫い目形態と縫目近辺の縫い糸（上糸及び下糸）の状態を示した図である。は本発明の天秤上死点位相（位相１及び１’）の縫い目形態と縫目近辺の縫い糸（上糸及び下糸）の状態を示した図である。

１及び１’・・・天秤上死点位相、２・・・針の糸穴が針板（実際には被縫製物）を通過する位相、３・・・針棒下死点位相、４・・・釜剣先の上糸ループ捕捉位相、５・・・２回目の「釜に設けられたカム面」が下糸糸道経路に来た位相、６・・・送りの開始位相（送り歯が針板の上面に現れる）、７・・・天秤下死点位相、８・・・上糸ループをボビン（下糸格納部）が潜り抜ける位相、９及び９’・・・下糸引き締め位相、１０・・・送りの終了位相（送り歯が針板下面に沈み込む）、１１・・・水平送り量、１２・・・下糸引き締め量、１３・・・上糸と押さえの接触点、１４・・・天秤糸穴、１５・・・糸取りばね、１６・・・上糸糸調子器（糸供給機）への方向、１７・・・下糸引き締め位相（位相９及び９）’での天秤糸穴位置、１８・・・１針前の縫い目、１９・・・１針前の縫い目の２０の位置、２０・・・天秤上死点位相での上糸基準位置、２１・・・新しい縫い目位置

Claims

布等被縫製物の厚みを感知し、該厚みと被縫製物の移動量すなわちミシンの送り量から計算された１縫目に使用される上糸の量（長さ）を、下糸の引き締め位相と釜上糸必要量開始位相の間の位相で、強制的に供給することを特徴とする上糸供給機能を搭載した本縫いミシン。
感知された布等被縫製物の厚みに対応し、下糸の引き締め位相を変化させる機能を有する請求項１の本縫いミシン。
を制御することを可能とする請求項１の本縫いミシン。