JPH06287854A - 多針刺繍ミシンの上糸制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多針刺繍ミシンのステッチ長やステッチ方向
の変化に対応して常に良好な糸締まり具合を得る。 【構成】 本縫い形式の多針刺繍ミシンにおいて、各針
棒３８に対応するそれぞれの上糸Ｙ１にテンションを与
えるように個別に配置されたテンション付与機構７０
と、これらのテンション付与機構のうち、縫い作業のた
めに選択された針棒に対応するテンション付与機構に対
し、そのテンション付与力を所定のタイミング信号に応
じて調整可能な単一の駆動機構８０とを備え、選択され
た針棒に対応するテンション付与機構により上糸のテン
ションの強弱及びそのタイミングをステッチ毎に変化さ
せる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上糸と下糸との絡みに
よりステッチが形成される本縫い形式の刺繍ミシンにお
いて、ランニングステッチやサテンステッチなどの各種
の縫い方、あるいは被刺繍布や糸の性状などの各種条件
に応じて適正なテンションを上糸に付与するための上糸
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような本縫い形式のミシンにおいて
は、周知のように上糸と下糸との絡みによりステッチが
形成されるのであって、適正なステッチを形成するため
に上糸と下糸とに一定の適当なテンションが付与される
ようになっている。しかし常に一定のテンションを与え
ていたのでは、縫い方や被刺繍布などの素材の違いによ
り良好な糸締まりが得られない場合もある。そこで従
来、一ステッチが形成される過程の中で上糸に与えるテ
ンションの大きさを変化させれる構成の一般の工業用ミ
シンが提案されている。この上糸のテンションを変化さ
せるための一手段として、ミシン主軸を駆動原とするカ
ム機構により、上糸にテンションを与える糸調子器のば
ね力を増減制御することが採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】刺繍ミシンにおけるス
テッチ形成にあたっては、一ステッチ毎にステッチ長及
びステッチ方向が変化することが多い。このため個々の
ステッチについて糸締まり具合を良好なものとするに
は、一ステッチ毎にそのステッチ長及びステッチ方向に
応じて上糸に対するテンションを変化させることが必要
となる。しかし従来のカム機構によるテンション制御手
段では、一ステッチ毎のステッチ長やステッチ方向に対
応したテンション制御は不可能であり、ステッチによっ
ては糸締まり具合の悪いものも生じる。本発明の課題
は、多針刺繍ミシンの各針棒に対応して設けられている
テンション付与機構によってそれぞれの上糸に与えるテ
ンションの強弱及びそのタイミングがステッチ毎に適正
となるように単一の駆動機構で変化させ、ステッチ長や
ステッチ方向の変化に対応して常に良好な糸締まり具合
を得ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明における多針刺繍ミシンの上糸制御装置はつ
ぎのように構成されている。すなわち複数本の針棒が設
けられている針棒ケースをスライド操作することで一本
の針棒とこれに対応する天秤とが選択され、この選択さ
れた針棒のの昇降動作、天秤の往復動作、釜の回転及び
被刺繍布を張った刺繍枠の作動が所定のタイミングで同
期駆動され、前記の各針棒の下端に装着されている縫い
針に前記天秤を経て供給される上糸と前記釜から繰り出
される下糸とが、前記縫い針と前記釜との協同機能によ
り絡まされて前記被刺繍布にステッチを形成する本縫い
形式の多針刺繍ミシンであって、前記の各針棒に対応す
るそれぞれの上糸にテンションを与えるように個別に配
置されたテンション付与機構と、これらのテンション付
与機構のうち前記針棒ケースのスライドにより選択され
た針棒に対応するテンション付与機構に対し、そのテン
ション付与力を所定のタイミング信号に応じて調整可能
な単一の駆動機構とを備えている。

【０００５】

【作用】この構成によれば、単一の駆動機構に対して例
えば前記針棒、天秤、釜及び刺繍枠のいずれか一つの動
作あるいは複数の動作に基づくタイミング信号が発信さ
れると、前記針棒ケースのスライドにより選択された針
棒と対応するテンション付与機構による上糸のテンショ
ンの強弱及びそのタイミングがステッチ毎に変えられ
る。これにより各ステッチ毎のステッチ長やステッチ方
向に応じてそれぞれ良好な糸締まり具合を得ることがで
きるとともに、被刺繍布や使用糸の性状に応じた適正な
テンションを選定することも可能である。また複数個の
テンション付与機構に対してその駆動機構は単一である
ことから、装置のコストアップを避けれる。

【０００６】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。 実施例１ 図１に刺繍ミシンの駆動系統が概略図で表されている。
この図面に示されているミシンモーター１０の回転駆動
力は、その駆動プーリー１１とミシン主軸１４の第一プ
ーリー１５との間に掛けられたベルト等を通じてこのミ
シン主軸１４に伝達される。そしてこのミシン主軸１４
の回転は、それぞれの駆動変換機構１８，１９により針
棒３８の昇降動作及び天秤４２の往復動作に変換されて
個々に伝達される。さらにこのミシン主軸１４の回転
は、その第二プーリー１６と釜駆動軸２２のプーリー２
３との間に掛けられたベルト等を通じてこの釜駆動軸２
２に伝達される。なおこの釜駆動軸２２及びこの軸２２
により駆動される釜２０は、周知のように前記ミシン主
軸１４の一回転、つまり前記針棒３８の一昇降動作ある
いは前記天秤４２の一往復回動に対して二回転するよう
に設定されている。また図１に示されている刺繍枠２４
は、Ｘ軸用パルスモーター２５及びＹ軸用パルスモータ
ー２６によりＸ方向及びＹ方向へそれぞれ駆動される。
これらの各パルスモーター２５，２６の駆動回路２８に
対しては、刺繍縫いのための刺繍データに基づく信号が
入力される。

【０００７】図２に多針刺繍ミシンの一つのミシンヘッ
ドが断面図で示され、図３に同じくミシンヘッドが正面
図で示されている。これらの図面において複数本の針棒
３８が上下動作可能に設けられている針棒ケース３４
は、図２に示すようにミシンフレーム３０に固定されて
いるミシンアーム３２に対して図３の左右方向へスライ
ド可能に組付けられている。またこの針棒ケース３４に
は、各針棒３８と対応する数の前記天秤４２が図示外の
天秤軸を支点として往復回動可能に支持されている。前
記針棒ケース３４がスライド用ロッド３６に連動してス
ライド操作されることにより、複数本の針棒３８のうち
の一本とこれに対応する一つの天秤４２とが選択され
る。これらの選択された針棒３８と天秤４２とが、ミシ
ンアーム３２を貫通して配置されている前記ミシン主軸
１４の回転により前述したように駆動変換機構１８，１
９を通じてそれぞれ駆動される。

【０００８】図２で示すように前記ミシンフレーム３０
の上面には糸立て皿４４及び糸道枠４６が配置されてい
る。また前記針棒ケース３４の前面側の上部には調整台
４８が設けられている。そしてミシンの上糸Ｙ１は、前
記糸立て皿４４の上の糸立て４５にセットされている巻
糸Ｙ２から糸道枠４６の糸道孔を通って前記調整台４８
の第一糸道５０及び第二糸道５１へ導かれている。さら
にこの上糸Ｙ１は、前記針棒ケース３４の前面において
天秤４２の下方に配置されている第三糸道５２に掛けら
れて上方へ反転され、天秤４２の孔に通されている。こ
の天秤４２の孔に通された上糸Ｙ１は再び下方へ反転さ
れて針棒ケース３４の前面下部に設けられている第四糸
道５３に掛けられた後、前記針棒３８の下端に装着され
ている縫い針４０に通されている。前記の各糸道５０〜
５３は、図３で明らかなように前記針棒３８及び天秤４
２と対応する数だけそれぞれ設けられている。したがっ
て上糸Ｙ１も各糸道５０〜５３の数に対応してそれぞれ
通されているのであるが、図３では一本の上糸Ｙ１のみ
が示されている。

【０００９】前記糸道枠４６には針棒３８及び天秤４２
と対応する数第一テンション付与機構５４が設けられ、
また前記調整台４８の前面には各第一テンション付与機
構５４と前記の各第一糸道５０との間において第二テン
ション付与機構５６がそれぞれ設けられている。さらに
調整台４８の前面には各第一糸道５０と各第二糸道５１
との間において第三テンション付与機構７０がそれぞれ
設けられている。

【００１０】前記のテンション付与機構５４，５６，７
０のうち、各第三テンション付与機構７０は上糸Ｙ1 に
対するテンション付与力が、つぎに説明する駆動機構８
０の作動に基づいてステッチ毎に調整されるのであり、
まずこの第三テンション付与機構７０について説明す
る。図４に図３のＡ−Ａ線拡大断面図が示され、図５に
図４のＢ−Ｂ線断面図が示されている。これらの図面か
らも明らかなように、第三テンション付与機構７０は一
対の調子皿７２，７３、調子心棒７４、圧縮コイルスプ
リング７６及び調整つまみ７８を主体として構成されて
いる。各第三テンション付与機構７０の調子心棒７４
は、前記調整台４８に固定されたそれぞれの支持ブラケ
ット７１に一端が支持されている。この調子心棒７４の
軸上に前記一対の調子皿７２，７３が互いの平坦面を突
き合わせた状態で、かつ共に軸方向へスライドできるよ
うに組付けられている。

【００１１】図６に図５の一部が拡大断面図で示されて
いる。この図面でも明らかなように前記調子心棒７４の
外周に形成されているねじ部７４ａには、前記調整つま
み７８が、そのねじ込み量の調整可能に設けられてい
る。この調整つまみ７８と一方の調子皿７２との間には
調子心棒７４と同心状に前記圧縮コイルスプリング７６
が組込まれている。このスプリング７６の弾性力は、調
子皿７２を前記支持ブラケット７１に当たって位置規制
されている他方の調子皿７３に押し付ける方向に作用し
ている。また前記一対の調子皿７２，７３の間を前記上
糸Ｙ１が通っており、この上糸Ｙ１には前記スプリング
７６の弾力に基づいて所定の走行抵抗（テンション）が
与えられる。したがって上糸Ｙ１に対する第三テンショ
ン付与機構７０のテンション付与力は、前記調子心棒７
４のねじ部７４ａに対する調整つまみ７８のねじ込み量
を調整してスプリング７６の弾力を変えることで自由に
設定できる。

【００１２】つぎに上糸Ｙ1 に対する第三テンション付
与機構７０のテンション付与力をステッチ毎に調整する
ための前記駆動機構８０について説明すると、図２で示
すように前記調整台４８の背部におけるミシンアーム３
２の上面に固定されているリテーナ８２にはソレノイド
８４が取付けられている。このソレノイド８４は単一
で、図４〜図６からも明らかなように第三テンション付
与機構７０の一つと対向する位置に配置されている。そ
して各第三テンション付与機構７０は前記針棒ケース３
４に固定された調整台４８に設けられているため、前述
したように針棒ケース３４のスライドによって針棒３８
及び天秤４２が選択されると、これらに対応した一つの
第三テンション付与機構７０がソレノイド８４と対向す
るように選択される。

【００１３】前記ソレノイド８４はその通電によってプ
ランジャ８６を突出させ、非通電時には内蔵スプリング
によりプランジャ８６を復帰させるようになっている。
プランジャ８６の端部にはクサビ形状の割込み部材８８
が固定されている。ソレノイド８４の通電によってプラ
ンジャ８６が突出すると、前記のように選択された第三
テンション付与機構７０の調子皿７２，７３の間に前記
割込み部材８８が図７で示すように挿入される。この図
７の状態においては一方の調子皿７２が前記スプリング
７６の弾力に抗して他方の調子皿７３から離された状態
に保持され、これによって上糸Ｙ１に対する第三テンシ
ョン付与機構７０のテンション付与力はゼロとなる。

【００１４】前記ソレノイド８４の通電あるいは非通電
の切換えは、図１に示すソレノイド８４の駆動回路８５
に入力されるロータリーエンコーダ１２からの電気信号
に基づいて制御される。このエンコーダ１２は前記ミシ
ンモーター１０の主軸回転位置を検出可能であり、延い
てはこのミシンモーター１０を駆動源として回転駆動さ
れる前記釜２０の回転位置を検出可能である。前記エン
コーダ１２の検出信号は前記ソレノイド８４の駆動回路
８５に出力されるとともに、前記刺繍枠２４を駆動する
各パルスモーター２５，２６の駆動回路２８にも出力さ
れ、これに基づいて刺繍枠２４が前記ミシンモーター１
０の回転位相、つまり前記針棒３８や釜２０などの作動
位相に同期して駆動されることとなる。

【００１５】前記第一テンション付与機構５４及び第二
テンション付与機構５６については図２，３に示されて
いるそれぞれの調整つまみ５５，５７の操作により、上
糸Ｙ1 に対するテンション付与力をミシンの始動前に調
整したら、その後の縫い作業中は一定のテンション付与
力のまま保持される。ただし第二テンション付与機構５
６は、つぎに説明する上糸Ｙ１の装着作業が容易に行え
るように工夫されている。図８に一つの第二テンション
付与機構５６が拡大斜視図で示され、図９に拡大平面図
が示されている。これらの図面で明らかなように前記調
整台４８に固定されているベース５８にはボルト５９が
立てられ、かつこのベース５８の前面には押さえ片６２
がボルト５９を貫通させた状態で組付けられている。ま
たボルト５９には前記調整つまみ５７がねじ込み量の調
整可能に設けられていて、この調整つまみ５７と押さえ
片６２との間にはボルト５９と同芯状にスプリング６１
が組付けられている。したがってボルト５９に対する調
整つまみ５７のねじ込み量を調整してスプリング７６の
弾力を変えることにより、ベース５８と押さえ片６２と
の間に通された上糸Ｙ１に対する第二テンション付与機
構５６のテンション付与力が調整される。

【００１６】図１０に前記押さえ片６２のみが斜視図で
示されている。この図面からも明らかなように、押さえ
片６２の左右両端はベース５８の前面から浮き上がるよ
うに曲げられているとともに、押さえ片６２の上下縁に
はそれぞれの左右において計四個の爪部６３が形成され
ている。そこで第二テンション付与機構５６に上糸Ｙ１
を装着するには、この上糸Ｙ１をベース５８の前面に沿
わせて図８の矢印方向へ移動させてやることにより、上
糸Ｙ１は図９（Ａ）の仮想線で示すように押さえ片６２
の爪部６３を乗り越えて図９（Ｂ）で示すように前記ベ
ース５８と押さえ片６２との間に通される。なお前記上
糸Ｙ１の装着作業については、前記第二テンション付与
機構５６の他に図２，３で示す前記の第一糸道５０及び
前記の第三テンション付与機構７０についても容易で、
かつ迅速に行える。

【００１７】つづいて上糸Ｙに対するテンションの制御
について説明する。まず図１１に前記ミシン主軸１４の
回転角度に基づく前記針棒３８の昇降動作の位相と、天
秤４２の位相と、前記釜２０における剣先の回転位相
と、前記刺繍枠２４の駆動タイミングとが、前記上糸Ｙ
１に付与されるテンションの強弱制御タイミングと共に
示されている。上糸Ｙ１に対するテンションは、前記の
各テンション付与機構５４，５６，７０によるテンショ
ン付与力の合計である。ミシンの始動に伴い、前記針棒
ケース３４のスライドによって針棒３８や天秤４２が選
択されと同時に、これらに対応する一つの第三テンショ
ン付与機構７０が前記その駆動機構８０と対向する。図
１１において前記天秤４２がその上死点から下死点に達
するまでの間、つまり前記ミシン主軸１４の回転角度が
６０°〜２９０°までの間は前記ロータリーエンコーダ
１２から前記ソレノイド８４の駆動回路８５に出力され
る信号に基づいてこのソレノイド８４が通電状態に保持
されている。このため第三テンション付与機構７０は図
７の状態に保持され、前述したように上糸Ｙ１に対する
テンション付与力がゼロとなる。したがってこのときの
上糸Ｙ１に付与されるテンションは、第一テンション付
与機構５４及び第二テンション付与機構５６によるテン
ション付与力だけとなって図１１の「弱」の状態とな
る。

【００１８】これに対し天秤４２がその下死点を過ぎた
時点から上死点に達する直前までの間は、前記ロータリ
ーエンコーダ１２からソレノイド８４の駆動回路８５に
出力される信号に基づき、このソレノイド８４が非通電
状態に切換えられる。この結果、第三テンション付与機
構７０によっても上糸Ｙ１に対してテンションが付与さ
れ、このときの上糸Ｙ１に付与されるテンションは、各
テンション付与機構５４，５６，７０によるテンション
付与力の合計となって図１１の「強」の状態となる。

【００１９】このように天秤４２の動作により上糸Ｙ１
を引き上げれば釜２０から糸が外れる状態となった時点
以降は、この上糸Ｙ１に対するテンションが「強」に保
持され、上糸Ｙ１は天秤４２の動作により釜２０との接
触抵抗などに打ち勝って外される。仮にこの時点で上糸
Ｙ１に対するテンションが、この上糸Ｙ１に作用してい
る接触抵抗などの負荷よりも弱いと天秤４２の動作によ
って上糸Ｙ１が図２に示す巻糸Ｙ２の側から余分に引き
出されてしまう。この結果は、その後の上糸Ｙ１と下糸
との絡みによって形成されるステッチの糸締まり不足を
招くこととなるが、本実施例では上糸Ｙ1 に対するテン
ションの強弱及びそのタイミングがステッチ毎に変えら
れ、糸締まり不足などの不具合が回避される。なお図１
１において上糸Ｙ１に付与されるテンションの「弱」の
値は、前記第一テンション付与機構５４及び第二テンシ
ョン付与機構５６の調整つまみ５５，５７のねじ込み量
により「０」までの範囲Ｔで調整可能である。さらに前
記第三テンション付与機構７０によるテンション付与力
についても、その調整つまみ７８のねじ込み量により所
定の範囲Ｔｆで調整可能である。

【００２０】また本実施例では前記釜２０の位相を基準
とし、その位相に基づいて上糸Ｙ１に対するテンション
を制御する場合を例に挙げている。しかし釜２０の位相
に代えて前記針棒３８や天秤４２の位相、あるいは前記
刺繍枠２４の駆動タイミングを基準とし、これらの位相
や動きに応じて上糸Ｙ１に対するテンションを制御する
こともできる。また針棒３８、天秤４２、釜２０及び刺
繍枠２４のうちの二つ以上のものの位相や動きを考慮に
入れてテンション制御を行えば、より良好なステッチ形
成が可能となる。

【００２１】実施例２ 図１２に前記第三テンション付与機構７０における駆動
機構８０の変更例が図４と対応させた断面図で示されて
いる。この実施例の駆動機構８０はパルスモーター９４
が使用され、その出力軸９６に固定されたレバー９８の
先端部にクサビ形状の割込み部材８８が設けられてい
る。このパルスモーター９４の回転制御により割込み部
材８８を第三テンション付与機構７０の調子皿７２，７
３の間に挿入させれば、実施例１の場合と同様に上糸Ｙ
１に対する第三テンション付与機構７０のテンション付
与力はゼロとなる。なおその他の構成については、実施
例１と全く同様である。

【００２２】

【発明の効果】このように本発明は、針棒ケースのスラ
イドにより選択された針棒の縫い針に供給される上糸の
テンションの強弱及びそのタイミングをステッチ毎に変
えることができ、各ステッチ毎のステッチ長やステッチ
方向に応じてそれぞれ良好な糸締まり具合が得られると
ともに、針棒と同数のテンション付与機構に対してその
駆動機構は単一で済むため、装置のコストを低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】刺繍ミシンの駆動系統を表した概略図である。

【図２】多針刺繍ミシンの一つのミシンヘッドを表した
断面図である。

【図３】同じくミシンヘッドの一つを表した正面図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】一つの第三テンション付与機構とその駆動機構
を表した拡大断面図である。

【図７】同じく第三テンション付与機構とその駆動機構
の作動状態を表した拡大断面図である。

【図８】一つの第二テンション付与機構を表した拡大斜
視図である。

【図９】同じく第二テンション付与機構を表した拡大平
面図である。

【図１０】第二テンション付与機構の押さえ片のみを表
した斜視図である。

【図１１】針棒の昇降動作の位相と天秤の位相と釜にお
ける剣先の回転位相と刺繍枠の駆動タイミングとを、上
糸に付与されるテンションの強弱制御タイミングと共に
表した説明図である。

【図１２】第三テンション付与機構における駆動機構の
変更例を表した断面図である。

【符号の説明】

２０ 釜 ２４ 刺繍枠 ３４ 針棒ケース ３８ 針棒 ４０ 縫い針 ４２ 天秤 ７０ テンション付与機構 ８０ 駆動機構 Ｙ１ 上糸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の針棒が設けられている針棒ケー
   スをスライド操作することで一本の針棒とこれに対応す
   る天秤とが選択され、この選択された針棒のの昇降動
   作、天秤の往復動作、釜の回転及び被刺繍布を張った刺
   繍枠の作動が所定のタイミングで同期駆動され、前記の
   各針棒の下端に装着されている縫い針に前記天秤を経て
   供給される上糸と前記釜から繰り出される下糸とが、前
   記縫い針と前記釜との協同機能により絡まされて前記被
   刺繍布にステッチを形成する本縫い形式の多針刺繍ミシ
   ンであって、 前記の各針棒に対応するそれぞれの上糸にテンションを
   与えるように個別に配置されたテンション付与機構と、
   これらのテンション付与機構のうち前記針棒ケースのス
   ライドにより選択された針棒に対応するテンション付与
   機構に対し、そのテンション付与力を所定のタイミング
   信号に応じて調整可能な単一の駆動機構とを備えている
   ことを特徴とした多針刺繍ミシンの上糸制御装置。