JPWO2002053821A1 - 上糸カセット付きミシン及び上糸カセット - Google Patents
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Abstract
カセット装着部（３）を小型化した上糸カセット付きミシンが提供される。ミシンのアーム頭部に天秤移動領域を含むカセット装着部（３）を縦溝状に形成し、このカセット装着部（３）に、糸駒（６２）が縦向きに収容された上糸カセット（２）が鉛直上方から着脱可能に装着される。針上停止位置に対応する位置に天秤（２５）を停止させた状態で、上糸カセット（２）をカセット装着部（３）に装着することにより、天秤（２５）の糸掛け部と糸調子器（９）に糸掛けが行われる。
Description
技術分野
本発明は、アーム部のカセット装着部に着脱自在に装着される上糸カセットを備えた上糸カセット付きミシン及び上糸カセットに関するものである。
背景技術
通常のミシンにおいては、アーム部内に主軸で駆動される天秤機構や針棒駆動機構が配設され、天秤はアーム頭部の縦スリットから部分的に突出し上下に往復駆動される。アーム部の上端側に糸駒装着部が設けられ、アーム部の前面側に糸調子器と糸調子バネが配設され、この糸調子器の付近に糸調子器の調節ダイヤルが設けられている。針棒はアーム頭部の下方へ突出して、この針棒の下端部に針が取付けられ、縫製対象の生地を押える押え足とこの押え足を支持する押え棒は、押え上げレバーにより生地を押える下降位置と上方へ退避させた退避位置とに切換え可能である。
縫製を停止して上糸の糸駒を交換する場合、押え足は退避位置にあり、糸調子器が開放状態になっている。その状態で糸駒を交換し、この糸駒から繰り出した上糸を複数の糸案内部を経て糸調子器に導き、開放状態の１対の糸調子皿の間と糸調子バネとに糸掛けし、天秤の糸掛け部に糸掛けし、その後針の針穴に上糸の端部を糸通しする。このように、上糸の糸駒を交換する際には糸調子器、糸調子バネ、天秤の糸掛け部に糸掛けを行い、更に、針穴に糸通しを行なう。
米国特許第３，７４９，０３９号には、上糸カセットをアーム部に着脱可能に構成し、糸掛けを簡単に行えるようにした技術が記載されている。このミシンのアーム部の左右方向ほぼ中央部にはカセット装着部が設けられ、このカセット装着部に上方から上糸カセットを着脱可能になっている。前記カセット装着部は、天秤機構の天秤が上下に往復移動する天秤移動空間の右側に形成され、天秤の先端側部分はカセット装着部の左端部に突入して上下に往復移動する。
この米国特許第３，７４９，０３９号に記載の上糸カセットは、正面視ほぼ台形をなすカセットケースを有し、このカセットケースはケース本体と開閉蓋からなる。カセットケース内の上部の糸駒収容部には糸駒がその軸心を水平にして収容され、この糸駒の上糸は右方へ所定長さほぼ水平に繰り出される。カセットケースの中央部の下部には糸調子器を突入させる為の第１切欠き部が形成され、カセットケースの左端部の下部には天秤を導入する為の第２切欠き部が形成されている。
糸駒から繰り出された上糸を案内する５つの糸案内が設けられている。第１糸案内はカセットの右端部の上部に設けられ、第２，第３糸案内は第１切欠き部を挟む位置に設けられ、第４，第５糸案内は第２切欠き部を挟む位置に設けられている。第１糸案内には、上糸カセットをカセット装着部に装着しない状態で上糸に抵抗を付与し且つカセット装着後には開放する第１抵抗付与部が設けられている。第５糸案内には、カセット未装着の状態で上糸に抵抗を付与し且つカセット装着後には開放する第２抵抗付与部が設けられている。この第２抵抗付与部では第１抵抗付与部よりも強い抵抗を付与するようになっている。
アーム部に設けたカセット装着部の左端部分には、上糸カセットを装着する際に上糸を案内して天秤の糸掛け部に案内する糸案内部材が設けられている。この糸案内部材は左右１対のアーム板とウェブとを一体形成したもので、１対のアーム板の後端には上糸を案内する案内面が形成され、これらアーム板には天秤の糸掛け部に対応するノッチ（切欠き部）が形成されている。また、上糸カセットとカセット装着部には、上糸カセットの装着時に糸調子器の１対の糸調子皿を開いた状態にし、上糸カセットの装着完了後に１対の糸調子皿を閉じる機構が設けられている。
上糸カセットをカセット装着部に装着する場合には、最初に、手動操作で主軸を回転させて天秤を最下位置に移動させる。次に、上糸カセットを上方からカセット装着部に装着していくと、上糸が糸案内部材で案内されつつ下降し、第２，第３糸案内の間の上糸が糸調子器と糸調子バネに自動的に糸掛けされ、第４，第５糸案内の間の上糸が糸案内部材の案内面で案内されて天秤の糸掛け部に自動的に糸掛けされ、上糸カセットが装着完了状態になると、第１，第２抵抗付与部が開放状態になり、その後の縫製中には糸駒から上糸が繰り出される。
一方、特開昭５５−８１６９３号公報には、ミシンのカセット式通糸装置が提案されている。このカセット式通糸装置では、アーム部の天秤移動領域とその右側領域に設けたカセット装着部と、このカセット装着部を開閉するカバー体を設け、このカバー体に上糸カセットを着脱する。カセット装着部には糸調子器と糸取りバネとが突出し、カセット装着部の左端部には天秤移動空間がある。
上糸カセットは、糸巻体収容部と、１対の脚部などを有し、糸巻体の中心から繰り出した上糸を１対の脚部の間に延ばして自由スパンを形成する。カバー体を前方へ９０度回動させて開き、このカバー体に上糸カセットをセットしてから、カバー体を閉じる。天秤を最下位置にしてカバー体を閉じる閉動作の際、上糸カセットの自由スパンが糸調子器と糸取りバネに自動的に糸掛けされる。その後、天秤を上昇させると、天秤の糸掛け部に自動的に上糸が掛けられる。尚、前記カバー体を閉じた状態では、糸巻の軸心は水平方向且つ前後方向に向いている。
他方、特開平７−２４１７３号公報にはミシンのアーム頭部の左側面のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される上糸カートリッジが記載されている。この上糸カートリッジは、ケース内に糸巻（糸駒）を保持し、ケースの壁部に天秤の糸掛け部が突入するスリットが形成され、ケース内には天秤の糸掛け部に掛ける上糸を支持するカートリッジレバーを設け、天秤の糸掛け部の上下方向の位置に関係なくカートリッジをカートリッジ装着部に装着して天秤の糸掛け部に糸掛けすることができるようになっている。
発明の開示
前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載の上糸カセットは、ミシンのアーム部の左右方向ほぼ中央部の前面部に形成したカセット装着部に装着される。この上糸カセットにおいては、上糸カセット内に糸駒を横向き姿勢に収容し、その糸駒から右方へ上糸を所定長さ繰り出し、第１〜第５糸案内を経て外部へ導くため、上糸カセットの左右方向幅が非常に大きくなり、上糸カセットが大型のものになってしまう。同様に、ミシンのアーム部に形成するカセット装着部も大型化し、アーム部のデザイン上の制約も多くなる。
しかも、主軸を手動で回転させて天秤の糸掛け部を最下位置（糸緩め位置）に保持した状態で、上糸カセットをカセット装着部に装着するようになっており、上糸カセットをカセット装着部に装着した状態では、第１，第２抵抗付与部が開放されるため、縫製開始時に天秤が最上位置（糸締め位置）に移動する際に、糸駒から上糸が繰り出されるとは限らず、針穴の方の上糸が引っ張られて、上糸が針穴から外れてしまうおそれがある。
通常、ミシンを停止させる場合、針棒を最上位置にして停止するが、このとき天秤もその最上位置の付近の糸締め途中の位置にある。前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、上糸カセットを装着する際に、天秤を手動操作により最下位置に切換える必要があるため、その操作が煩わしいものとなる。
ミシンのアーム部の内部のうちアーム頭部に近い部分には、主軸に連結された針棒クランクや天秤クランクが配設され、その左側付近に天秤が往復移動する天秤運動空間がある。前記クランク類は回転半径が大きく、広いスペースを取る。
前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、天秤運動空間及びその右側の空間に前記クランク類と干渉しないようにカセット装着部を形成するため、カセット装着部が前方（手前側）へ張り出し、アーム部の前後方向幅が大きくなり大型化してしまう。
本発明は、上糸カセットとカセット装着部とを小型化可能にするとともに、操作性の優れた上糸カセット付きミシン及び上糸カセットを提供する。
本発明にかかる上糸カセット付きミシンは、例えば、糸駒を収納した上糸カセットがアーム部に着脱可能に装着される上糸カセット付きミシンにおいて、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域の近傍に設けられ、前記上糸カセットが着脱可能に装着されるカセット装着部を備え、前記上糸カセットは、カセットケースと、このカセットケース内に設けられた糸駒を保持する糸駒保持部とを有し、前記糸駒保持部に保持した糸駒の軸心方向とこの糸駒からの糸の繰り出し方向との少なくとも一方を天秤の糸掛け部の往復移動方向とほぼ平行にして、前記カセット装着部へ装着されるように構成することができる。
このように構成された上糸カセット付きミシンは、上糸カセットの左右方向、すなわち、天秤の糸掛け部の往復移動方向と交差する方向の幅を小さく構成して上糸カセットとカセット装着部の小型化を図ることが可能となる。一般に、ミシンにおいては、縫い針が被縫製物を貫通する方向にひろがるスペースよりも、縫い針の往復移動方向に交差する方向、すなわち、天秤の糸掛け部の往復移動方向に交差する方向にひろがるスペースの方がミシンの設置スペースに大きな影響を及ぼす。従って、天秤の糸掛け部の往復移動方向と交差する方向の幅を小さく構成した上糸カセットとカセット装着部は、ミシンの小型化に大きく貢献することができる。
また、カセット装着部は、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域の近傍に設けられるが、上糸カセットの左右方向の幅を小さくして小型化してあるため、アーム部における天秤移動領域から左側の部位、すなわち、アーム部の先端側に対応する部位にカセット装着部を形成することが可能となる。
また、例えば、上記構成に対して、更に、カセット装着部を上糸カセットを上方から着脱するように形成すると共に、上糸カセットの着脱の際上糸カセットを直線状に案内する溝状の案内部を形成することも可能である。
このような構成とすることにより、上糸カセットを装着する際には、上方からカセット装着部に挿入して直線的に下方へ移動させればよいことになるので、簡単な操作で上糸カセットを装着することできるようになる。
また、上糸カセットを取り外す際には、上糸カセットを上方へ直線的に移動させればよいので、やはり、簡単な操作で上糸カセットを取り外すことができる。
また、本発明にかかる上糸カセット付きミシンは、例えば、糸駒を収納した上糸カセットがアーム部に着脱可能に装着される上糸カセット付きミシンにおいて、前記アーム部の先端部分の前面部に設けられ、前記上糸カセットが着脱可能に装着されるカセット装着部と、前記アーム部において、前記カセット装着部の近傍でより基部側の部位に設けられ、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域と、前記カセット装着部の下端側部位で突出して設けられた糸調子器とを備え、前記上糸カセットは、カセットケースを備え、前記カセットケースには、前記糸駒をその軸心を鉛直にして保持する糸駒保持部と、前記糸駒から繰り出された糸を前記カセットケースの外へ供給する糸出口と、前記糸駒から繰り出された糸を前記糸出口へ導く糸経路と、天秤の糸掛け部をカセットケース内へ突入させる為のスリットと、糸調子器をカセットケース内へ突入させる為の切欠き部とが形成されるように構成することも可能である。
このように構成された上糸カセット付きミシンでは、上糸カセットは、そのカセットケース内に糸駒をその軸心を鉛直にして保持する糸駒保持部を有するため、上糸カセットの左右方向の幅を小さくして、上糸カセットとカセット装着部の小型化を図ることができる。
また、アーム部においてカセット装着部の右端側部分、すなわち、より基部側に天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域を設けるので、アーム部内部の回転半径の大きな針棒クランクや天秤クランクも、アーム部の先端部分よりも右側、すなわち、より基部側に配置されることになる。よって、カセット装着部を、前記アーム部の先端部分の前面部に設けることで、カセット装着部は、天秤移動領域から左側部分、すなわち、アーム部内部で針棒クランクや天秤クランクが配置されている位置よりもアーム部の先端側、すなわち、それらと干渉しない部位にカセット装着部を形成することが可能となる。
従って、アーム部において、カセット装着部とそこに装着される上糸カセットがアーム部の前側（手前側）、すなわち、ユーザーの操作側へ張り出さないように配置することができる。このため、上糸カセット付きであっても、大型化することなくミシンを構成することが可能になる。
また、天秤を糸締め側の位置に保持し、糸調子器の糸調子皿を開いた状態にして、上糸カセットを装着しながら天秤の糸掛け部と糸調子皿に上糸を糸掛けするように構成することも可能となる。このような構成にした場合は、上糸カセットの装着操作に伴って、天秤の糸掛け部と糸調子皿に上糸を容易に糸掛けすることができるため、操作性を向上させることが可能となる。
また、例えば、糸調子器は、糸調子皿と糸調子バネとを有し、前記上糸カセットをカセット装着部に装着する装着動作に連動して、上糸カセットの上糸を天秤の糸掛け部と糸調子皿と糸調子バネに糸掛けするように構成することも可能である。
このように構成した場合は、上糸カセットをカセット装着部に装着する装着動作に連動して、上糸カセットの上糸を天秤の糸掛け部と糸調子皿と糸調子バネに糸掛けするため、糸掛けの作業が非常に簡単化し、上糸カセットを交換することで上糸の交換を能率的に行えるようになる。
また、例えば、糸経路は、糸駒保持部の糸駒から上方へ上糸を繰り出してからカセットケースの糸出口へ導くように構成し、前記上糸カセットに、糸経路の上流部において上糸に通過抵抗を与える第１挟持部と、カセットケースの糸出口付近において上糸に通過抵抗を与える第２挟持部とを設け、前記第１挟持部は、上糸カセットをカセット装着部に未装着の状態でも装着した状態でも上糸に通過抵抗を付与してその上糸を糸調子器との間で緊張させるように構成することも可能である。
このような構成とした場合は、糸駒保持部の糸駒から上方へ上糸を繰り出してからカセットケースの糸出口へ導くように糸経路を構成したので、必要に応じてカセットケース内の側部や下端部に沿って上糸を導くことができる。第１，第２挟持部を設けて上糸に通過抵抗を付与するため、上糸カセットの取扱中に上糸が勝手に繰り出したりすることがなく、上糸カセットをカセット装着部に装着しながら、天秤の糸掛け部や糸調子器に糸掛けする際に、糸駒から上糸を確実に繰り出すように構成することができる。
但し、この場合、第２挟持部が第１挟持部よりも強い通過抵抗を付与するように設定することが望ましく、また、上糸カセットの装着完了後には第２挟持部が開放されることが望ましい。
しかも、第１挟持部は、上糸カセットをカセット装着部に未装着の状態でも装着した状態でも上糸に通過抵抗を付与して糸調子器との間で上糸を緊張状態にするので、上糸の糸よりによる糸の絡まりや糸切れ等が発生するのを防止することができる。
また、例えば、上糸カセットをカセット装着部に装着完了前の状態では、第２挟持部で与える通過抵抗が第１挟持部で与える通過抵抗よりも大きくなるように構成することも可能である。
このように構成すれば、上糸カセットをカセット装着部に装着する際に、糸駒から上糸を確実に繰り出すことができ、天秤の糸掛け部や糸調子器に糸掛けするのに好適である。
また、例えば、上糸カセットのカセットケースに、その内部に収容した糸駒の糸色を識別する為の色識別手段を設けるように構成することも可能である。
このように構成した場合は、上糸カセットを交換することで上糸を交換する際に、カセットケースに設けた色識別手段を介して糸駒の糸色を識別できるため、上糸の色を簡単に知ることができ、操作性が向上させることがきる。
また、例えば、糸駒を保持する糸駒保持部のうちの前記糸駒の下端部に当接する部分に、前記糸駒の外周面よりも半径方向内側に窪んだ凹部を形成することもできる。
このような構成とした場合は、上糸カセットの糸駒保持部から糸駒を取り外す際に、前記凹部に指を掛けて糸駒を簡単に取り外すことができため、操作性を向上させることが可能となる。
また、例えば、前記上糸カセットのカセットケースの外面部に、上糸カセットの外部へ延びた上糸の糸端側部分を仮止め可能な糸止め部を設けるようにすることも可能である。
このように構成することにより、上糸カセットをカセット装着部から取り外したとき、カセット外へ延びた上糸をカセットケースの外面に巻付け、その上糸の糸端側部分を糸止め部に仮止めすることができる。
また、本発明にかかる上糸カセットは、例えば、ミシンのアーム部に着脱可能に装着される上糸カセットにおいて、カセットケースと、糸駒と、このカセットケース内に設けられ、糸駒をカセットケース内で保持する糸駒保持部と、この糸駒から繰り出された糸を糸出口へ導く糸経路とを備え、ミシンに装着された際、前記糸駒保持部に保持した糸駒の軸心方向とこの糸駒からの糸の繰り出し方向との少なくとも一方が天秤の糸掛け部の往復移動方向とほぼ平行になるように、前記糸駒或いは前記糸経路を配置して構成することが可能である。
このように構成された上糸カセットも、左右方向、すなわち、天秤の糸掛け部の往復移動方向と交差する方向の幅を小さく構成することができるので、この上糸カセット自身の小型化のみならず、この上糸カセットが装着されるミシンの小型化にも大いに貢献することが可能となる。
更に、本発明にかかる上カセット付きミシンの例として前述したような特徴のうち、上糸カセットにかかわる特徴をも備えるように上糸カセットを構成することも可能である。
上糸カセットをこのような特徴を備えるように構成した場合は、上糸カセット自体の取り扱い易さや、この上糸カセットをミシンに装着する際の操作性を向上させることが可能となる。
発明の実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この電子制御式ミシンは、アーム頭部のカセット装置部に糸駒を収容した上糸カセットを装着可能に構成し、その上糸カセット２を装着する際の装着動作と連動して、天秤の糸掛け部と糸調子器に糸掛けを行なうと共に針の針穴に糸通しを行うように構成したものである。
最初に、ミシン１の基本構造、糸通し機構１０について順に説明し、その後上糸カセット２、カセット装着部３、天秤機構８、糸通しの為の伝達機構１１５、糸調子器９の為の連動機構１３４の順に説明する。尚、以下の説明は、ミシンを操作する者から視た前後左右を前後左右として説明する。
第１図〜第３図に示すように、この電子制御式ミシン１は、ベッド部４と、ベッド部４の右端部に立設された脚柱部５と、脚柱部５の上端から左方に延びるアーム部６を有する。アーム部６には、針棒上下動機構７、カセット装着部３、天秤機構８、糸調子器９、自動糸通し機構１０が設けられている。尚、カセット装着部３はアーム部６の頭部（アーム頭部）に設けられている。アーム部６内には、主軸１１が１対の軸受１２を介して回転可能に支持され、主軸１１は図示外のミシンモータの駆動力で回動駆動される。
次に、針棒上下動機構７について説明するが、この機構は一般的な構造ものであるので簡単に説明する。第１図、第３図〜第８図に示すように、アーム部６のアーム頭部には、針棒台フレーム１３が立向きに配設され、針棒台フレーム１３は後壁部１４と左壁部１５とを有し、後壁部１４の下端と上端には前方へ延びる下支持部１４ａと上支持部１４ｂが夫々一体形成されている。左壁部１５の上端部には、上支持部１４ｂよりも上方に延びる枢支腕部１５ａが形成され、針棒１８は上支持部１４ｂと下支持部１４ａを上下動可能に挿通している。
枢支腕部１５ａの上端部には、左右方向向きの軸部材１６ａが固着され、前面開放状の平面視略コ字形状の枢支金具１６が軸部材１６ａに固定的に連結され、枢支金具１６は前後方向向きの水平な支持軸１７を介してミシン機枠に揺動可能に支持され、針棒台フレーム１３は支持軸１７を揺動中心として左右方向（針振り方向）へ揺動可能である。尚、ステッピングモータにより針棒台フレーム１３を介して針を揺動駆動する機構は一般的なものであるのでその説明は省略する。
針棒１８は上支持部１４ｂと下支持部１４ａに上下動可能に支持され、針棒１８の下端には針１９が着脱可能に取付けられている。
第３図、第１１図〜第１３図に示すように、主軸１１の左端側部分には、天秤機構８の天秤クランク２０が設けられ、その天秤クランク２０にクランクピン２１を介して針棒クランク２２が回動自在に連結されている。針棒１８の略中段部には針棒抱き２３が固定され、針棒クランク２２が針棒抱き２３に連結されている。縫製の際、ミシンモータにより主軸１１が回転駆動され、針棒クランク２２により針棒１８が上下に往復駆動される。
第１１図〜第１５図、第１７図に示すように、アーム部６には、針１９の上下運動に調時して上糸２４を取り上げる天秤２５を備えた天秤機構８が設けられている。
天秤２５の先端部に上方から糸掛け可能な糸掛け部２６が形成され、カセット装着部３の右端側部分の全高に亙って、天秤２５の糸掛け部２６が上下に往復移動可能な天秤移動領域２７が設けられている。カセット装着部３の下部に突出するように、上糸に通過抵抗を付与する為の糸調子器９が設けられている。
この糸調子器９は、押え足２８を昇降させる押え上げレバー２９により開閉操作可能であり、後述するように、上糸カセット２の装着時にも、糸調子器９が開閉操作される。尚、脚柱部５内にはほぼ立て向きの縦軸が配設され、その縦軸はギヤ機構を介して主軸１１に連動連結され、この縦軸の駆動力がベッド部４内の糸捕捉用釜に伝達される。一般的な電子制御ミシンと同様に、針１９と糸捕捉用釜とステッピングモータで駆動される布送り機構との協働により加工布３０に縫製が施される。
次に、針１９の針穴１９ａに上糸２４を糸通しする自動糸通し機構１０について、第５図〜第１０図、第１４図、第１５図、第１７図、第１９図を参照して説明する。
針棒台フレーム１３の上支持部１４ｂと下支持部１４ａには、針棒１８の左側に位置する糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とが上下動可能に支持されている。糸通し軸３１の上端部は、ブラケット１６と軸部材１６ａの間の隙間に挿通しており、糸通し軸３１の略中段部には、水平方向に突出する摺動ピン３３が固着されている。
糸通し軸３１の下端部には、合成樹脂製のフック保持部材３４が固着され、フック保持部材３４の上側と下側に対応する糸通し軸３１に、側面視略コ字形状の第１糸案内部材３５（第１７図参照）の上支持部，下支持部が回動可能に支持されている。この第１糸案内部材３５のうち、上支持部と下支持部とを連結する鉛直状の連結壁３６には、上糸２４を係合して案内する糸ガイド３６ａが切欠き状に形成されている。
第９Ａ図〜第９Ｃ図に示すように、フック保持部材３４にはフック機構３７が固定され、このフック機構３７は、糸通しフック３７ａと、糸通しフック３７ａの両側に位置する２枚のガイド部材３７ｂと、これら糸通しフック３７ａとガイド部材３７ｂを水平に貫通する糸保持ワイヤ３７ｃなどから構成されている。糸通しフック３７ａの先端部にはフック部が形成され、糸通しの際針穴１９ａにこのフック部が挿通し、針１９が前記ガイド部材３７ｂにより案内されつつ針穴１９ａの直前に位置する上糸２４を引っ掛けるようになっている。
フック保持部材３４には、第２糸案内部材３８が一体的に固着され、この第２糸案内部材３８の略先端近傍部が下方に屈曲形成され、その屈曲部が糸案内部３８ａとして機能している。糸案内部３８ａは、糸通し軸３１に対しフック機構３７と略反対側に位置し且つ所定距離だけ離隔している。即ち、この第２糸案内部材３８とフック機構３７とが一定の位置関係を保持して糸通し軸３１に一体的に設けられている。
次に、糸通し軸３１を所定角度だけ回動させる回動機構について説明する。
第５図〜第８図、第１４図、第１５図、第１７図、第１９図に示すように、針棒台フレーム１３の背面側において糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２の上端部には、合成樹脂製の糸通しスライダ４０が上下動可能に外嵌されている。即ち、糸通しスライダ４０は、上枢支部４１及び下枢支部４２と、外周壁部４３と、糸通しスライダ爪４４とを有する。
上枢支部４１及び下枢支部４２は、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とにわたって設けられ、外周壁部４３は、これら上枢支部４１と下枢支部４２とを鉛直状に連結し且つ糸通し軸３１の前記上端部の外周の略半分を覆うように形成されている。この外周壁部４３には螺旋状の糸通しスライダカム部４３ａが形成されている。上枢支部４１と下枢支部４２の左端部には、糸通しスライダ爪４４が連結され、その左端略中段部分に爪部４４ａが形成されている。
糸通し軸３１の略中段部のうち、下枢支部４２の直ぐ上側に対応する位置には、所定長さの摺動ピン３３が貫通状に固定され、この摺動ピン３３の奥側端部が糸通しスライダカム部４３ａに係合している。糸通し軸３１のうち摺動ピン３３よりも一定長さ下側には、バネ受けピン４５が貫通状に固定され、糸通し軸３１のうち下枢支部４２とバネ受けピン４５との間には、圧縮コイルバネ４６が外装されている。スライダーガイド軸３２のうち下枢支部４２と、針棒台フレーム１３の下支持部１４ａとの間には、糸通しスライダ４０を上方へ付勢する為の圧縮コイルバネ４７が外装されている。
ここで、オフセット部材４８について説明すると、第４図〜第８図に示すように、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２には、糸通しスライダ４０の背面側で且つ針棒台フレーム１３の上支持部１４ｂ、下支持部１４ａ間の高さの約３／４長さ範囲において、オフセット部材４８が上下動可能に装着されている。このオフセット部材４８は、上支持部４９と、下支持部５０と、これら上支持部４９と下支持部５０とを連結する鉛直状の連結壁５１等から構成されている。上支持部４９は、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とに挿通され、下支持部５０は糸通し軸３１のみに挿通されている。
針棒１８の針棒抱き２３の直ぐ上方には、係合片としての糸通し位置決め部材５２が固定され、オフセット部材４８の上支持部４９の右端部分が、この糸通し位置決め部材５２に上方から当接可能に構成されている。この上支持部４９の右端部分が糸通し位置決め部材５２に当接した状態で、糸通しフックが針１９の針穴１９ａの高さ位置に合致するようになっている（第６図参照）。連結壁５１の左端下部には、オフセット部材カム部５３が形成され、このオフセット部材カム部５３は、下方に向かう程左側に突出する傾斜部５３ａと、この傾斜部５３ａの下端から鉛直下方に延びる平坦部５３ｂであって、糸通しスライダ爪４４の爪部４４ａよりもやや左方に突出する平坦部５３ｂとを有する。
後述する上糸カセット２により糸通しスライダ４０を、圧縮コイルバネ４７の付勢力に抗して第５図に示す上限位置から下方に押下げると、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とオフセット部材４８が追従して下降し、オフセット部材４８の上支持部４９が糸通し位置決め部材５２に当接した状態で停止する（第６図参照）。このとき、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２に対して糸通しスライダ４０が相対的に下降するので、摺動ピン３３が螺旋状の糸通しスライダカム部４３ａに沿って移動する。糸通し軸３１が平面視にて時計回り方向に所定角度だけ回動して糸通しされる（第９Ａ図〜第９Ｃ図参照）。
この糸通しのとき、フック機構３７が針１９に接近する方向に回動され、前記糸通しフックが針穴１９ａに挿通する。同時に、第２糸案内部材３８がフック機構３７と同期して時計回り方向（針１９から遠ざかる方向）に回動される。糸通しに際して、糸通し軸３１の下端部に回動可能に支持された第１糸案内部材３５を第２糸案内部材３８から離隔する方向に回動させるリンク機構５４も設けられている。即ち、糸通し軸３１が糸通しの為に回動する前の待機状態のときには、第２糸案内部材３５が前方向きの姿勢であり、第２糸案内部材３８の糸案内部３８ａは、連結壁３６の糸ガイド３６ａの直ぐ内側に位置している。
糸通し軸３１が下限位置まで下降した後に回動するときには、フック機構３７と第２糸案内部材３８とが平面視にて時計回り方向に一体的に回動すると共に、リンク機構５４を介して第１糸案内部材３５が反時計回り方向に回動する。つまり、第１糸案内部材３５は、第２糸案内部材３８から離隔移動し且つフック機構３７に接近移動するようになっている。尚、リンク機構５４付近部には、上糸２４を微圧挟持する支持板５５、糸案内皿５６も設けられている。
次に、上糸カセット２について説明する。
第１図、第１０図、第１４図〜第３６図に示すように、可動操作体としての上糸カセット２は、左右方向幅が小さな縦長の直方体に近い形状のカセットケース５７と、糸駒６２を収容する糸駒収容部５７ａと、糸駒収容部５７ａ内に糸駒６２を保持する糸駒保持部５８と、糸駒保持部５８に保持された糸駒６２と、糸駒６２から繰り出される上糸２４を糸出口６８まで案内する糸経路５９と、天秤機構８の天秤２５の糸掛け部２６が上下に往復移動する領域である天秤移動領域５７ｂと、糸調子器９を突入させる糸調子器収容部５７ｃ等を有する。尚、カセットケース５７の底壁のうちの右端近傍部に糸出口６８が形成されている。
カセットケース５７は、合成樹脂製のカセット本体６０と開閉蓋６１とを有し、カセット本体６０の右端部に開閉蓋６１が開閉可能に連結されている。但し、開閉蓋６１はカセット本体６０に対して上下にスライドさせて開閉するように構成してもよい。糸駒６２の上糸２４の糸色を識別する糸色識別手段として、開閉蓋６１は透明な材料で構成され、カセットケース５７内の糸駒６２の糸色を識別可能となっている。尚、別の糸色識別手段として、例えば、開閉蓋６１に糸駒６２を視る為の開口穴を形成してもよく、或いは、カセットケース５７の表面の一部に糸駒６２の上糸２４の色と同色のシールを貼ってもよい。
第１０図、第１６図、第２８図〜第３３図に示すように、天秤移動領域５７ｂはカセットケース５７内の右側の約１／３幅部分に形成され、糸駒収容部５７ａはカセットケース５７内の左側の約２／３幅部分のうちの上部約２／３部分に形成され、糸調子器収容部５７ｃはカセットケース５７内の左側の約２／３幅部分のうちの下部約１／３部分に形成され、カセット本体６０内の左端部には糸経路５９の為の領域が仕切壁６６，９９で仕切られている。
天秤移動領域５７ｂにおいてカセット本体６０の後壁には天秤２５の糸掛け部２６と後述の糸案内部材１０６Ａを突入させる為の縦長のスリット１０１が形成されている。糸調子器収容部５７ｃにおいてカセット本体６０の後壁と底壁には、糸調子器収容部５７ｃに糸調子器９を導入する為の切欠き部９６が形成されている。天秤移動領域５７ｂと糸駒収容部５７ａ及び糸調子器収容部５７ｃの間には鉛直の仕切壁６７，１００が形成され、糸駒収容部５７ｃと糸調子器収容部５７ａの間には開閉蓋６１側へ突出する水平な支持壁６３が形成されている。
糸駒保持部５８は、糸駒６２をその軸心を鉛直向きに保持するように構成されているため、カセットケース５７の左右方向の幅を小さくし、カセットケース５７及びカセット装着部３の小型化を図ることができる。糸駒保持部５８は、支持壁６３（収容部の壁部に相当する）と糸駒保持軸６４とで構成されている。この支持壁６３には糸駒保持軸６４が上方に突出するように設けられている。この糸駒保持軸６４は、周方向に３つ割りに形成されて拡径方向に弾性変形可能であり、種々のサイズの軸穴を有する糸駒６２を保持可能になっている。
支持壁６３のうち、糸駒６２の下端（軸心方向の一端）と当接する部分の前端部には、糸駒６２を下方から押して糸駒保持軸６４から上方へ取り外す為の凹部６５が形成されている。この凹部６５は、糸駒６２の外周面よりも半径方向内側に窪んだ切欠き状に形成され、上糸２４が弛んでも糸駒６２と支持壁６３の間に上糸２４が入り込まないようになっている。
次に、糸経路５９について説明する。第１４図、第１５図、第１７図〜第２１図に示すように、糸経路５９は、糸駒保持部５８に保持した糸駒６２からの繰り出し点７９を基点とし、糸駒６２から上方へ繰り出した上糸２４をカセットケース５７の糸出口６８に導く上糸案内経路である。糸経路５９は、第１案内部６９と、第１挟持部７０と、第２案内部７１と、第３案内部７２と、第２挟持部７３とを有する。糸駒６２を糸駒保持部５８に保持した状態で、糸駒６２から上方へ繰り出された上糸２４は、第１案内部６９、第１挟持部７０、第２案内部７１、第３案内部７２、第２挟持部７３を順に経由してカセットケース５７の右端近傍の下端部の糸出口６８に導かれる。
第１７図、第１９図、第２２図〜第２５図に示すように、第１案内部６９と第１挟持部７０は、糸経路５９の上流側部分に設けられている。第１案内部６９は、カセットケース５７の頂部に設けられている。第１案内部６９は、カセット本体６０に形成されたピン支持部材７４と、このピン支持部材７４から前方へ突出し更に右方へ曲折した平面視Ｌ字状の案内ピン７５と、開閉蓋６１に形成された糸抜け防止用のリブ７６等で構成されている。
案内ピン７５は、前後方向に所定長さのある糸案内部を有し、この糸案内部を外部に臨ませるように、カセット本体６０と開閉蓋６１の頂部壁には、矩形切欠き状の開口部７７，７８が夫々対向状に形成され、外部の糸駒から供給される上糸を開口部７７，７８から第１案内部６９へ導入可能になっている。糸駒６２から繰り出された上糸２４は、案内ピン７５の糸案内部に前後方向に移動自在に掛けられ、これにより糸駒６２と第１案内部６９間の距離があまり長くない場合でも、糸駒６２から上糸２４を円滑に引き出すことができる。
第１挟持部７０について説明すると、第２３図、第２４図に示すように、第１挟持部７０は、糸経路５９の上流側部分において上糸２４に通過抵抗を与えると共に上糸に糸よりによる糸の絡まり等が発生するのを防止する為のものであり、この第１挟持部７０は、カセットケース５７内の左端部の上端付近に設けられている。第１挟持部７０は、糸案内部８０ａを有する押え板８０と、この押え板８０に上糸２４を押圧する板バネ８１とを備えた糸より発生防止機構８２からなる。
押え板８０と板バネ８１はカセット本体６０の仕切壁６６に固定されている。
押え板８０の糸案内部８０ａは、上方開放の狭幅の切欠きであり、糸案内部８０ａがカセット本体６０よりも前方へ突出している。板バネ８１は糸案内部８０ａの左側面に当接して糸案内部８０ａとの間に上糸２４を挟持し、上糸２４に通過抵抗を付与することにより上糸２４に糸よりによる糸の絡まり等が発生するのを防止する。
次に、第１４図、第１５図、第１７図〜第２１図、第２６図、第２７図に示すように、第２，第３案内部７１，７２と第２挟持部７３は、糸経路５９の下流側部分に設けられている。第２案内部７１はカセットケース５７内の左端部の下端部にあり、第３案内部７２はカセットケース５７内のうちの糸調子器収容部５７ｃと天秤移動領域５７ｂの境界部の下端部にあり、第２挟持部７３はカセットケース５７内の右端近傍の下端付近にある。
上糸２４は、第１案内部６９から第１挟持部７０へ斜めに延び、この第１挟持部７０から第２案内部７１へ鉛直に延び、第２案内部７１から第３案内部７２へ水平に延び、第３案内部７２から第２挟持部７３へほぼ水平に或いは傾斜状に延びている。このように、上糸２４は、カセットケース５７の下端部に沿って横断する状態に導かれている。
第２案内部７１は、カセット本体６０の後壁部に設けたピン支持部８３と、このピン支持部８３に固定されて前方へ突出する案内ピン８４と、開閉蓋６１に形成された糸抜け防止用のリブ８５などからなる。ピン支持部８３とリブ８５とで上糸２４の前後方向位置が適切に設定される。第３案内部７２は、カセット本体６０の後壁部に設けたピン支持部８６と、このピン支持部８６に固定されて前方へ突出する案内ピン８７と、開閉蓋６１に形成された糸抜け防止用のリブ８８などからなる。ピン支持部８６とリブ８８とで上糸２４のの前後方向位置が適切に設定される。
次に、第２挟持部７３について説明する。第１４図、第１５図、第１７図〜第２１図、第３３図〜第３６図に示すように、第２挟持部７３は、糸出口６８の付近において上糸２４に通過抵抗を与えるものである。上糸カセット２をカセット装着部３に未装着の状態においても、装着完了しない状態においても、第２挟持部７３は上糸２４に第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を与えるように構成してある。そのため、上糸カセット２の装着時に上糸２４を天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９に糸掛けする際に、第２案内部７１と第２挟持部７３の間で、上糸２４が緊張状態を維持するため、天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９に確実に糸掛けすることができるうえ、その糸掛けに際して必要な上糸２４を糸駒６２から確実に上糸２４を繰り出すことができる。つまり、第３案内部７２と第２挟持部７３とが、天秤２５の糸掛け部２６に糸掛けする際にその上糸２４を操作する上糸操作部として機能とする。
第２挟持部７３は、軸心を左右方向に水平に向けた可動の可動軸部材９４と、上糸２４を案内する案内ピン８９と糸保持板９０と板バネ部材９１などで構成されている。可動軸部材９４は、小径の軸部と、カセット本体６０の下端部の右側面に対して出没自在の大径の操作用ボタン９４ａとからなる。この可動軸部材９４は、カセット本体６０の右端近傍かつ下端近傍部の縦壁部９２，９３に左右方向へ水平移動可能に装着され、板バネ部材９１で右方へ弾性付勢されている。
可動軸部材９４の左端部には、案内ピン８９の後端部が前後方向向きに貫通固着され、案内ピン８９と縦壁部９３の左側面の間には、案内ピン８９との間に上糸２４を保持する糸保持板９０が固着され、可動軸部材９４と共に右方へ付勢された案内ピン８９と糸保持板９０との間に上糸２４を挟持することで、上糸２４に通過抵抗を付与するようになっている。
第１４図、第１８図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３から取り外した状態においては、板バネ部材９１の付勢力により、操作用ボタン９４ａの先端部がカセット本体６０の右側面から突出している。そのため、上糸カセット２をカセット装着部３に装着しない状態において、糸駒６２から上糸２４を繰り出す場合には、操作用ボタン９４ａを指で押し込むことで、可動軸部材９４と案内ピン８９を左方へ移動させて第２挟持部７３を開放状態にし、第１挟持部７０の通過抵抗に抗して上糸２４を繰り出すことができる。そして、後述のように、上糸カセット６２をカセット装着部３に装着完了した状態では、上糸２４に通過抵抗を与えないように第２挟持部７３は開放状態となる。
第１９図、第２０図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着完了した状態においても第２挟持部７３を開放状態にする為に、カセット装着部３の右側壁に操作用ボタン９４ａを逃す為の縦溝部９５ａと、上糸カセット２の装着完了状態において操作用ボタン９４ａを退入状態にする上糸開放カム９５が形成されている。これらについてはカセット装着部３の説明において後述する。
上糸カセット２をカセット装着部３に装着完了した状態では、第２挟持部７３は開放状態となるが、上糸カセット５７内の糸調子器収容部５７ｃに突入する糸調子器９に上糸２４が挟持されて通過抵抗を付与されるため、第１挟持部７０と糸調子器９との間の上糸２４は緊張状態を維持する。そのため、糸経路５９の糸調子器９よりも上流側の上糸２４に糸よりによる糸の絡まり等が発生することはない。
尚、前記糸調子器９をアーム部６に装備する代わりに、上糸カセット２内に糸調子器９を装備することも可能であり、この場合も前記同様に、第１挟持部７０と糸調子器９間の上糸２４が緊張状態を維持するため、糸よりにいる糸の絡まり等が発生するのを防止できる。
前記のように、上糸２４を第１挟持部７０で挟持し、かつ糸調子器９の後記糸調子皿間で挟持して通過抵抗を与え、これらの間でその上糸を緊張状態とした場合、糸調子器９の糸調子皿の入口部分で上糸が挟持されて抵抗が加わると、この部分において、その糸本来の構造上のよりがさらに締まる方向に強化されるので、前記第１挟持部７０と糸調子器９の糸調子皿との間の上糸部分には、常に、糸本来の構造上のよりがさらに強化された糸よりが発生している。
この状態で、もしも、この間の上糸部分が弛んだ場合、この上糸部分のある所で折れ曲がって、この部分を中心として糸同士が直線状やだんご状に絡まる現象が生じる。このような絡まり部分が糸調子器９の糸調子皿に案内されると、その糸調子皿に引っ掛かって糸切れや糸の引きつり等が発生する。
しかしながら、前記のように、上糸２４を前記第１挟持部７０と糸調子器９の糸調子皿とでそれぞれ挟持してこの間の上糸部分を緊張状態としておくことにより、前記のような絡まり現象が発生しない。尚、糸調子器９の糸調子皿を通過した上糸部分は、前記のように強化された糸よりが戻される。
次に、上糸カセット２をカセット装着部３に装着する際に、糸調子器９をカセットケース５７内の糸調子器収容部５７ｃに突入させる為の構成について説明する。第１図、第１４図、第１５図、第２３図、第２６図、第３０図、第３１図に示すように、糸調子器収容部５７ｃの下方において、カセット本体６０と開閉蓋６１の底壁には、矩形切欠き状の開口部９７，９８が夫々対向状に形成され、カセット本体６０の後壁部には、開口部９７に連なる部分長円形状の切欠き部９６が形成されている。上糸カセット２の装着の際、切欠部９６と開口部９７，９８を通って糸調子器９が糸調子器収容部５７ｃに突入状に収容される。
第１図、第３図、第１１図〜第１５図、第２６図、第２７図、第３０図、第３１図に示すように、天秤移動領域５７ｂの下方において、カセット本体６０と開閉蓋６１の底壁には、矩形切欠き状の開口部１０２，１０３が夫々対向状に形成され、カセット本体６０の後壁には、開口部１０２に連なり且つ下端から上端近くまで延びる縦長のスリット１０１が形成され、上糸カセット２をカセット装着部３に装着する際に、これら開口部１０２，１０３とスリット１０１を通って天秤２５の糸掛け部２６と糸案内部材１０６Ａがカセットケース５７内へ突入状に導入される。
第２１図、第２２図、第２４図に示すように、カセット本体６０の後壁のうちの糸駒収容部５７ａに面する後壁は、糸駒６２の収容のために後方へ部分円筒状に膨出しており、その部分円筒部の下端に対応する部位には、カセット装着部３の後述の受止め部１０９に上方から係合して上糸カセット２の高さ位置を決定する係合部１１２が形成されている。カセット本体６０の後壁の左右両端部には、カセット装着部３の後述のガイド溝１１０，１１１に夫々係合可能な突条的な係合部１１３，１１４が形成されている。上糸カセット２をカセット装着部３に装着した状態で、開閉蓋６１の前面がアーム部６の前面と同一面となし、カセット本体６０と開閉蓋６１の上壁がアーム部６の上面と同一面をなすように形成されている（第１９図、第２２図参照）。
次に、上糸カセット２の糸止め部１０４について説明する。第２５図、第３０図、第３５図、第３６図に示すように、カセットケース５７の外面部のうち、開閉蓋６１の枢支部の面取り部１０５と、開閉蓋６１を閉じた状態でこの面取り部１０５に接するカセット本体６０との間に、上糸カセット２の外部へ延びた上糸２４の糸端側部分を仮止めするように構成され、これら面取り部１０５とカセット本体６０の一部とで糸止め部１０４が構成される。但し、糸止め部１０４Ａとして、第３５図、第３６図に示すように、カセットケース５７の外面部に、ケース側に付勢された板バネ片を設け、この板バネ片に上糸２４の糸端部分を仮止めするように構成してもよい。
次に、上糸カセット２を上方から着脱自在に装着する為のカセット装着部３について説明する。第１図、第２図、第４図、第２１図に示すように、操作体装着部としてのカセット装着部３は、ミシンのアーム部６の先端側部分（アーム頭部）の前面部に正面視にて縦長の長方形状に且つほぼ左右に細長の長方形断面溝状に形成されている。カセット装着部３の右端側部分には、天秤２５の糸掛け部２６が往復移動する上下に細長い天秤移動領域２７が設けられ、この天秤移動領域２７を除くカセット装着部３の大部分は天秤移動領域２７の左側に位置している。
糸駒保持部５８に保持した糸駒６２の軸心を天秤２５の糸掛け部２６の往復移動方向とほぼ平行にして、鉛直方向上方から上糸カセット２を装着したり、鉛直上方へ上糸カセット２を取り外したりできるようにカセット装着部３の上端と下端は開放状に形成されている。カセット装着部３の中央よりもやや左側部位の下端付近には、糸調子器９がその軸心を前後方向向きにして前方へ突出する状態に設けられている。カセット装着部３の後壁の下部には、上糸カセット２の係合部１１２を受け止めて、上糸カセット５７を所定の高さ位置に位置決めする段状の受止め部１０９が形成されている。カセット装着部３の左側壁と右側壁の後端付近には、上糸カセット２の係合部１１３，１１４を夫々摺動自在に導入して案内するガイド溝１１０，１１１が夫々形成されている。
次に、第２挟持部７３を開放状態に切換える為にカセット装着部３に設けた上糸開放カム９５について説明する。第１８図、第２０図に示すように、カセット装着部３の右側壁の後部には、前記の縦溝部９５ａとその終端側に位置する上糸開放カム９５が形成されている。縦溝部９５ａはカセット装着部３の上端から下端付近部まで連続しており、上糸開放カム９５は縦溝部９５ａの下端にテーパ部９５ｂを介して連続し縦溝部９５ａよりも左側へ突出している。
従って、第１７図、第１８図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着して装着完了直前まで、カセット本体６０の右側面から突出した操作用ボタン９４が溝部９５ａに沿って移動する。このとき、第２挟持部７３は上糸２４に通過抵抗を付与する。上糸カセット５７をカセット装着部３に完全に装着し上糸カセット５７の装着が完了した状態では、操作用ボタン９４が上糸開放カム９５に当接して左方へ押動された状態となる。このとき、第２挟持部７３は開放状態となり、上糸２４に通過抵抗が付与されなくなる。
次に、天秤機構８について詳しく説明する。
第１１図〜第１４図に示すように、この天秤機構８は、上糸カセット２をカセット装着部３に装着する動作に連動して糸掛け部２６に上糸２４を糸掛けできるように工夫した特有の構造のものである。この天秤機構８は、カム式天秤機構を例としているが、リンク式天秤機構にも同様に、以下の構成を適用可能である。
この天秤機構８は、主軸の駆動力で天秤クランク２０を介して駆動される天秤２５と、この天秤２５の糸掛け部２６の移動軌跡の全長に沿って湾曲状に延びる糸案内隙間１０８を形成する糸案内部材１０６Ａを有し、この糸案内隙間１０８に上方から上糸２４を導入して糸掛け部２６に糸掛け可能に構成してある。
糸案内部材１０６Ａは、天秤２５の先端部（糸掛け部２６）の移動軌跡の全長に沿って湾曲状に延び糸案内隙間１０８を空けて前後に離隔した１対の糸案内具１０６からなる。１対の糸案内具１０６は下端部で連続した１本の線状部材（金属製又は合成樹脂製）で構成され、後側の糸案内具１０６の上端部分が後方へ水平に延びてミシン機枠の頂部枠に枢支金具１０７を介して回動自在に支持され、糸案内部材１０６Ａの下端部は自由端をなしている。前側の糸案内具１０６の上端部は前側へ屈曲されて、糸案内隙間１０８へ上方から上糸２４を導入する為の導入口１０８ａが形成されている。尚、糸案内部材１０６Ａと天秤２５の糸掛け部２６は、カセット装着部３の後壁の開口からカセット装着部３内へ突出している。
天秤２５の先端側部分には、先端側所定長さ部分を後方へ折り返すことで形成された平面視にてＵ形の案内部２５ａが設けられている。１対の糸案内具１０６はＵ形案内部２５ａを相対摺動自在に挿通しており、Ｕ形案内部２５ａが上下に往復運動するとき、１対の糸案内具１０６は上端部において回動しながらＵ形案内部２５ａで案内されるため、Ｕ形案内部２５ａに対する摺動抵抗も小さく、騒音も殆ど発生しない。Ｕ形案内部２５ａのうちの１対の糸案内具１０６の間（つまり、糸案内隙間１０８）に対応する部位には、上方から上糸２４を掛ける糸掛け部２６であって上面に上糸を掛けるＵ形凹部を有する糸掛け部２６が形成されている。
従って、糸駒６２の軸心を天秤２５の糸掛け部２６の往復移動方向とほぼ平行にして、上糸カセット２を鉛直上方から装着するとき、その装着動作に連動して自動的に、上糸カセット５７の第３案内部７２と第２挟持部７３の間の上糸２４を導入口１０８ａから糸案内隙間１０８に導入して天秤２５の糸掛け部２６に簡単に掛けることができる。尚、糸案内部材１０６Ａは、線状部材ではなく、金属製又は合成樹脂製の板状部材で構成してもよい。
次に、上糸カセット２の作動を自動糸通し機構１０に伝達する伝達機構１１５について説明する。第５図〜第８図に示すように、この伝達機構１１５は、上糸カセット２の作動を糸通しスライダ作動機構１１６を介して自動糸通し機構１０に伝達すると共に、糸通し位置決め部材５２との係合により解除作動する係合機構１１７が設けられている。この糸通しスライダ作動機構１１６は、糸通しスライダ作動部材軸１１８（以下、軸１１８という）と、糸通しスライダ作動部材１１９と、糸通しスライダ作動部材レバー１２０（以下、レバー１２０という）と、糸通しスライダ作動爪１２１（以下、作動爪１２１という）と、糸通しスライダ作動爪バネ１２２（捩じリバネ１２２）と、糸通しスライダ作動部材ストッパー１２３（以下、ストッパー１２３という）等から構成されている。
第４図、第５図、第１０図に示すように、カセット装着部３の近傍においてアーム部６内には、軸１１８が鉛直方向に支持され、この軸１１８に側面視略コ字形状の糸通しスライダ作動部材１１９が上下動可能に支持されている。糸通しスライダ作動部材１１９には平面視コ字形状のレバー１２０が固着され、このレバー１２０の前板部のうち右端の略中段部に、板状のレバー部１２０ａが前方に突出するように設けられている。レバー部１２０ａの先端部は、アーム部６内からカセット装着部３の受止め部１０９を貫通して所定長さ突出するように形成されている。受止め部１０９の略中段部から下端にわたりスリット１２４が形成され、レバー部１２０ａがこのスリット１２４に沿って上下動可能に構成されている。
軸１１８の上端近傍の天板にはブラケット１２５が固着され、軸１１８の背面側で且つストッパー１２３とレバー１２０とにわたり引張コイルバネ１２６が介装され、レバー１２０（つまりレバー部１２０ａ）を上方に付勢するようになっている。尚、上糸カセット２の装着完了状態（縫製位置）を保持するため、引張コイルバネ１２６の付勢力よりも糸保持ボタン９４とカム９５間に作用する摩擦抵抗が大きくなるように構成されている。
係合機構１１７について説明すると、第４図〜第８図に示すように、レバー１２０の右端側上部には、作動爪１２１が枢支されている。この作動爪１２１は、その下端部が糸通しスライダ爪４４の爪部４４ａに係合可能なロック位置と、爪部４４ａとの係合状態が解除された解除位置とにわたって揺動可能に構成されている。但し、枢支軸１２７には、糸通しスライダ作動部材１１９、作動爪１２１間に作用する捩じりバネ１２２が外装され、作動爪１２１をロック位置側に付勢するようになっている。
作動爪１２１の下端部は、オフセット部材カム部５３に対して当接離隔可能に構成され、糸通しスライダ作動部材１１９をロック位置の状態で下方に押し下げると、作動爪１２１の下端部がオフセット部材カム部５３の傾斜部５３ａに当接し傾斜部５３ａに沿って左方に移動し、オフセット部材４８の上支持部４９の右端部分が、糸通し位置決め部材５２に上方から当接した状態で、第６図に示すように、解除位置に切り換わって係合機構１１７が解除作動されるように構成されている。作動爪１２１が解除位置に切換わると、糸通しスライダ４０及びオフセット部材４８は、第６図に示す下限位置から圧縮コイルバネ４６，４７の付勢力により上方復帰するようになっている。
ストッパー１２３について説明すると、第４図〜第８図に示すように、ブラケット１２５の左端部には、ストッパー軸１２８が前後方向向きに支持され、このストッパー軸１２８に側面視略逆Ｌ字形状のストッパー１２３が枢支されている。ストッパー１２３は、ストッパー軸１２８から略鉛直下方向きに延びる鉛直部１２９と、ストッパー軸１２８から略水平右向きで且つ針棒１８の上方位置まで延びる水平部１３０と、これら鉛直部１２９と水平部１３０を第８図において時計回り方向に付勢する前記引張コイルバネ１２６（第１０図参照）とを有する。鉛直部１２９の下端部には、下方に向かう程左斜め向きに傾斜する傾斜部１３１が形成されている。
傾斜部１３１と鉛直部１２９の交差する左端部分にストッパー部１３２（段部に相当する）が形成され、糸通しスライダ作動部材１１９の下端部には、このストッパー部１３２に上方から係合可能なストッパー係合部１１９ａが形成されている。針棒１８の上端つまりストッパー１２３が５００Ａから５００Ｂの適正範囲にある場合（第８図参照）には、上糸カセット２により糸通しスライダ作動部材１１９が第５図に示す上限位置から下方に移動するとき、ストッパー係合部１１９ａがストッパー１２３の傾斜部１３１に接触し、その後、傾斜部１３１の左端に対して糸通しスライダ作動部材１１９のガイド壁１１９ｂが摺動する。
糸通しスライダ作動部材１１９の下方移動に伴い、ストッパー１２３が引張コイルバネ１２６の付勢力に抗して反時計回り方向に揺動するから、糸通しスライダ作動部材１１９は上限位置から第６図に示す下限位置まで移動可能となる。針棒１８の上端が適正範囲外にある場合には、ストッパー１２３が５００Ｂの位置（第８図参照）から更に時計方向回りに揺動する。この状態で糸通しスライダ作動部材１１９を下方に移動させようとしても、ストッパー部１３２に対してストッパー係合部１１９ａが係合するから、糸通しスライダ作動部材１１９は移動不可能となり、糸通しが禁止される。
第７図に示すように、糸通しスライダ作動部材１１９のガイド壁１１９ｂが、ストッパー１２３の傾斜部１３１に摺動することで、ストッパー１２３の水平部１３０の高さ位置が規制されて、最上位置のときの針棒１８の上端と水平部１３０との間に微小隙間Ｓが形成され、針棒１８とストッパー１２３との打撃音の発生を防止している。
次に、糸調子器９と、糸調子器９の為の連動機構１３４について説明する。
連動機構１３４は、上糸カセット２のカセット装着部３への装着動作の途中において上糸カセット２により１対の糸調子皿１３３を開放させ且つ装着動作の完了時には糸調子皿１３３を閉じさせる機構である。
第４図、第１０図、第１６図、第３７図〜第４５図に示すように、糸調子器９は、上糸カセット２がカセット装着部３に装着された状態ではカセットケース５７内の糸調子器収容部５７ｃに突入する。糸調子器９は１対の糸調子皿１３３と、これら糸調子皿１３３を支持する軸部材と、後側の糸調子皿１３３の後側にある作動板１３９と、後側の糸調子皿１３３と作動板１３９を前方へ弾性付勢するバネ部材と、糸調子皿１３３の付近で上糸２４を弾性的に支える糸調子バネ１３５と、バネ力調節用の糸調子ダイヤル１３６などを備えた一般的な構造のものである。
第３７図〜第４５図に示すように、連動機構１３４は、上糸カセット５７の後側面に形成されたカム部１３７と、縦向きのレバー状のカム従動部材１３８と、回動アーム１５１とを有する。カセット本体６０の後壁のうち左端側部分の上半部には、後方にやや突出する突条のようなカム部１３７が形成されている。糸調子器９を支持するフレーム１４０の上部にはブラケット１４１が形成され、このブラケット１４１には、カム従動部材１３８の長さ方向途中部が左右方向向きの水平ピンにて回動自在に支持され、このカム従動部材１３８は捩じりバネ１４４により第４１図において時計回り方向へ付勢されている。
カム従動部材１３８の上端部にはローラ１４２が遊転可能に枢着されている。
カセット装着部３の後壁の左側部分には、上糸カセット５７のカム部１３７を後方へ突出させるスリット１４３（第１４図参照）が形成され、このスリット１４３から後方へ突出したカム部１３７にローラ１４２が当接可能になっている。回動アーム１５１の右端部は縦向きのピンにてベース板１５５の下板部にピン連結されて水平回動可能であり、カム従動部材１３８の下端部が回動アーム１５１の左端部分の後面に当接し、回動アーム１５１の突部１５１ａが作動板１３９に当接可能になっている。
カム部１３７の形状とローラ１４２の位置を適切に設定することで、上糸カセット５７の装着途中において糸調子皿１３３を開かせて１対の糸調子皿１３３と糸調子バネ１３５に糸掛けし、その後上糸カセット５７の装着完了時に糸調子皿１３３を閉じるように構成してある。即ち、上糸カセット５７がカセット装着部３に装着されて上糸カセット２が糸調子器９の上方所定距離まで達したときに、カム部１３７にローラ１４２が乗り上げてカム従動部材１３８が第４１図において反時計回りに回動し、回動アーム１５１と作動板１３９とで糸調子皿１３３を開かせる。
その状態で上糸カセット５７が下降して来ると、第２、第３案内部７１，７２間の上糸２４が１対の糸調子皿１３３の間に糸掛けされ、その後上糸カセット５７が装着完了状態になる頃カム部１３７は低くなりローラ１４２を後方へ押さなくなるので、回動アーム１５１が後方へ復帰回動し、作動板１３９が後方へ復帰移動し、１対の糸調子皿１３３が閉じた状態になる。尚、以上の上糸カセット５７の装着時の連動機構１３４の作動は、押え上げレバー２９の位置（下方回動位置または上方回動位置）に関係なく生じる。
次に、通常のミシンと同様に、押え上げレバー２９の操作で１対の糸調子皿１３３を開かせる機構は、周知の機構であるので簡単に説明する。第３７図〜第４５図に示すように、押え上げレバー２９の上端部は機枠に回動自在に枢支され、この押え上げレバー２９のカム部２９ａに係合した係合アーム１５２の上端部も機枠に回動自在に枢支されている。係合アーム１５２は連結ロッド１５３により水平な三角板１５４の後端部に連結されている。三角板１５４は機枠側のベース板１５５下板部の下側に配設され、この三角板１５４の前端部の左端部がベース板１５５の下板部に縦向きのピンにて回動自在に枢着され、三角板１５４の前端部の右端部が作動板１３９に当接している。
従って、押え上げレバー２９が下方回動位置にあるとき、連結ロッド１５３が右方へ引っ張られないので三角板１５４が回動せず、糸調子皿１３３が閉じた状態を保持する。押え上げレバー２９を上方回動位置に切換えると、連結ロッド１５３が右方へ引っ張られるため三角板１５４が回動して糸調子皿１３３が開いた状態となる。
次に、前記ミシン１の作用と上糸カセット２の作用について説明する。
第１４図、第２３図〜第２７図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着してない状態において、上糸カセット２の開閉蓋６１を開き糸駒６２を糸駒保持部５８に装着する。次に、糸駒６２から引き出した上糸２４を第１案内部６９に掛け、第１挟持部７０の糸案内部８０ａに掛けて板バネ８１で押圧する。次に、その上糸２４を第２，第３案内部７１，７２に順々に掛け、第２挟持部７３の案内ピン８９と糸保持板９０との間に挟持させる。
次に、板バネ部材９１の付勢力に抗して操作用ボタン９４ａを指で押圧し、案内ピン８９を糸保持板９０から離隔させてから、上糸２４を外部へ所定長さ引っ張り出し、その後操作用ボタン９４ａを押圧するのを解除して第２挟持部７３のにより上糸２４を挟持し、開閉蓋６１を閉じる。尚、上糸カセット２への糸掛け手順を判り易くするため、第１案内部６９、第１挟持部７０、第２，第３案内部７１，７２、第２挟持部７３の各近傍に糸掛け順指示マークを貼着し、そのマークの順番に従って糸掛けさせるように構成してもよい。
一方、ミシン１が縫製停止状態のときには、通常針棒１８は針上位置に停止しており、天秤２５の糸掛け部２６は第１３図に示す糸締め側の略中段位置に停止している。この状態において、カセット装着部３に上方から上糸カセット２を装着していく。カセット装着部３は上方と下方の両方に開放されているため、上糸カセット２の糸出口６８から約２０ｃｍ程度引出された上糸２４は、カセット装着部３の下方に鉛直向きに垂れ下がる。尚、縫製開始時には、天秤２５の糸掛け部２６は前記の糸締め側の略中段位置から上昇してから下降することになる。
第１５図、第１６図に示すように、上糸カセット２の装着途中において、上糸カセット２の係合部１１２がレバー部１２０ａに当接した状態で上糸カセット２を一旦停止させる。このとき、第１５図に示すように、第３案内部７２と第２挟持部７３との間の上糸２４が糸案内隙間１０８に導入されて天秤２５の糸掛け部２６に掛かった状態になっている。この場合、第２挟持部７３は第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を与えるから、上糸２４がカセット２内に引き戻されることなく糸駒６２から上糸２４が必要量繰出される。尚、この移動停止位置を確認する為の１対の合印１４６が上糸カセット２とミシン１に設けられている。
次に、上糸カセット２の糸出口６８から下方に垂れ下がった上糸２４を、針棒糸掛け１４７と糸ガイド３６ａに順に掛け、支持板５５と糸案内皿５６との間に微圧にて挟持させた後、糸端を図示外の糸切り刃で切る。次に、第１７図に示すように、上糸カセット２を引張コイルバネ１２６の付勢力に抗して下方に押下げると、上糸カセット２の作動が伝達機構１１５を介して自動糸通し機構１０に伝達され、針穴１９ａへ上糸２４を通す糸通しが実行される。上糸カセット２の糸通し作動部としての係合部１１２がレバー１２０の先端のレバー部１２０ａを下方へ移動させるため、上糸カセット２の移動が伝達機構１１５に伝達される。これと並行して、天秤２５に対して上糸カセット５７が相対的に下方移動するため、第３糸案内部７２と第２挟持部７３間の糸経路が長くなる関係上、糸駒６２からの上糸２４の繰り出しがなされる。
このとき、既述の如く、連動機構１３４により糸調子器９の糸調子皿１３３を開放させ、第２，第３案内部７１，７２間の上糸２４が糸調子皿１３３の間と糸調子バネ１３５に糸掛けされる。第１挟持部７０と第２挟持部７３とにより両部間の上糸２４に一定の張力を付与しているから、天秤２５、糸調子皿１３３、糸調子バネ１３５に確実に上糸２４が掛かることになる。第２挟持部７３は第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を上糸２４に与えるから、上糸２４が第２挟持部７３を逆流してカセット２内に引き戻されることはなく、前記のような糸掛けに必要な量の上糸２４は糸駒６２から確実に繰り出される。しかも、第１挟持部７０から第２挟持部７３間の上糸２４に弛みが生じないため、その上糸２４に糸よりにいる糸の絡まり等が生じることもない。
第１９図、第２０図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着完了した状態（即ち、受止め部１０９に係合部１１２が上方から係合した状態）においては、連動機構１３４により糸調子皿１３３が閉じ、糸通しスライダ作動部材１１９は上糸カセット２により最下位置に保持されたまま、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２が上方へ復帰して針穴１９ａに上糸２４が通される。また、第２０図に示すように、操作用ボタン９４ａが糸開放カム９５で左方へ押動され、案内ピン８９が糸保持板９０から離隔して第２挟持部７３が開放状態となり、上糸２４が開放されて縫製可能状態となる。
しかも、上糸カセット５７の装着が完了した状態において、１対の糸調子皿１３３が閉じ、第２挟持部７３が開放状態になった場合でも、第１挟持部７０で上糸２４を挟持し、上糸２４に通過抵抗を与えるようになっているため、上糸カセット５７内の上糸２４に糸よりによる糸の絡まり等が生じることはない。その結果、縫製中に糸の絡まりによる糸切れが生じにくくなる。このカセット装着部３に上糸カセット２を装着した状態において、糸案内部材１０６Ａと天秤２５の糸掛け部２６が上糸カセット５７内へ突出し、天秤２５の糸掛け部２６が上糸カセット２内をほぼ鉛直方向に往復移動可能となる。
ここで、第１９図に示すように、カセット本体６０の糸調子器収容部５７ｃにおいて、糸調子器の下流側に、下方に切欠き状に形成された糸案内部を含む上糸押え部材１８０（鎖線で図示）を設け、上糸カセット２のカセット装着部３への装着動作により糸調子器９からその下流側に延びた上糸２４を下方に押下げ配置するようにしてもよい。この場合、上糸２４の糸調子器９の軸部材への接触部分が増し上糸２４が不意に外れたりしなくなるし、糸調子バネ１３５による上糸２４の取り上げ量を多くすることができる。上糸カセット２を取り外す際には、上糸２４を上糸押え部材１８０から簡単に解離することができる。
以上のように、上糸カセット５７をカセット装着部３に装着した状態で、糸駒６２から上糸２４を供給しながら縫製を行うことができる。上糸２４の糸色を変更したり、上糸２４を補充したりする為に、上糸カセット２をカセット装着部３から取外す際には、上糸カセット２の下端を指で上方へ押すことにより簡単に取外すことができる。
その取り外し後、上糸カセット２内には、天秤２５と糸調子器９から外された弛み糸が残るので、操作用ボタン９４ａを指で押して第２挟持部７３を開放状態に切換え、その状態のまま上糸カセット２内の弛み糸を外部へ引き出し、カセット外周に巻き付けて上糸２４の糸端部分を糸止め部１０４又は糸止め部１０４Ａに仮止めする。その後、操作用ボタン９４を復帰させて第２挟持部７３を閉じた状態にする。
本実施形態に係るミシン１と上糸カセット２は次の効果を奏する。
１）上糸カセット２内に糸駒６２を収容し、上糸カセット２を交換することで糸駒６２を交換可能にしたので、上糸２４の交換が簡単になった。特に、上糸カセット２の装着動作に連動して、天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９の糸調子皿１３３と糸調子バネ１３５とに自動的に糸掛けするので、糸掛けの操作が非常に簡単になり能率的に行うことができる。上糸カセット２の装着動作に連動して、自動糸通し機構１０を作動させて針穴２９ａに自動的に糸通しするので、糸通しも非常に簡単になり、上糸２４の交換を迅速に能率的に行うことができる。
前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、主軸を手動で回転させて天秤の糸掛け部を最下位置（糸緩め位置）に保持した状態で、上糸カセットをカセット装着部に装着するようになっており、上糸カセットをカセット装着部に装着した状態では、第１，第２抵抗付与部が開放されるため、縫製開始時に天秤が最上位置（糸締め位置）に移動する際に、糸駒から上糸が繰り出されるとは限らず、針穴の方の上糸が引っ張られて、上糸が針穴から外れてしまうおそれがある。
また、通常、ミシンを停止させる場合、針棒を最上位置にして停止するが、このとき天秤もその最上位置の付近の糸締め途中の位置にある。前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、上糸カセットを装着する際に、天秤を手動操作により最下位置に切換える必要があるため、その操作が煩わしいものとなる。
これに対し、本実施形態に係るミシン１と上糸カセット２では、縫製を停止し、針棒１８を針上位置に停止させると共に天秤２５の糸掛け部２６を糸締め側の位置に停止させた状態で、天秤２５の位置を変えることなく、上糸カセット２を装着して天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９にに糸掛けできるため、上糸カセット２の装着と糸掛けの操作が非常に簡単で能率的に行うことができる。しかも、上糸カセット２を上方から直線的に移動させることでカセット装着部３に装着でき、また、装着状態の上糸カセット２を上方へ直線的に移動させて取り外すことができるため、上糸カセット２の着脱操作が簡単で、上糸カセット２を迅速に交換できる。
また、上糸カセット２のカセットケース５７が透明であり、内部の糸駒６２の糸色を容易に識別できるため、上糸２４の交換、或いは上糸カセット２の交換の際に便利である。上糸カセット２の内部の糸駒６２を支持する支持壁６３に凹部６５を形成したので、この凹部６５に指をかけて糸駒６２の下端を押し、糸駒６２を糸駒保持部５８から簡単に取り外すことができる。
２）上糸カセット２内に糸駒６２をその軸心を縦向きにして保持し、その糸駒６２から上方へ上糸２４を繰り出し、糸経路５９を通って糸出口６８に導くように構成したので、上糸カセット２の左右方向幅を小さくすることができる。或いは、糸駒６２の軸心と糸駒６２からの上糸２４の繰り出し方向を天秤２５の糸掛け部２６の往復移動方向とほぼ平行にして上糸カセット２をカセット装着部３に装着するように構成であるため、上糸カセット２の左右方向幅とカセット装着部３の左右方向幅を小さくすることができる。
このように、上糸カセット２は、左右方向幅の小さな縦長の直方体に近い小型のものであるので、天秤２５の糸掛け部２６の往復移動領域とその左側の部位に、つまりアーム頭部にカセット装着部３を配置することができた。その結果、天秤２５の糸掛け部２６の往復移動領域と重なる領域にカセット装着部３を形成することができスペース的に有利である。また、アーム部６の内部機構と干渉させずにカセット装着部３を極力後方に配置することができ、これにより上糸カセット２を装着した状態で上糸カセット２がアーム部６の前面から突出せず、アーム部６の外観も低下せず、アーム部６の前面のデザイン上の自由度も確保できる。
３）上糸カセット２内の糸経路５９の上流部に上糸２４に常時通過抵抗を与える第１挟持部７０を設け、上糸カセット２４を装着した状態で、第１挟持部７０と糸調子器９間の上糸２４を緊張状態に維持するため、糸よりによる糸の絡まりの発生を防止でき、縫製中に糸の絡まりに起因する糸切れや糸のひきつりを防止できる。
そして、糸出口６８の付近に第２挟持部７３を設け、上糸カセット２の装着前や装着完了前には上糸２４に通過抵抗を与えるようにし、第２挟持部７３は第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を与えるため、上糸カセット２の取扱中に上糸２４が勝手に繰り出されることもなく、また、上糸カセット２の装着時に天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９に糸掛けする際に、上糸を糸駒６２から確実に繰り出すことができる。
そして、上糸カセット２を装着しない状態では、操作用ボタン９４ａを指で操作して第２挟持部７３を開放させ、上糸２４を自由に繰り出すことができる。
上糸カセット２の装着完了後には操作用ボタン９４ａを上糸開放カム９５で押圧して第２挟持部７３を開放状態に切換えるため、縫製中には第２挟持部７３の通過抵抗が上糸２４に作用せず、上糸２４の繰り出しが円滑になる。
上糸カセット２をカセット装着部３から取り外した際にカセットケース５７外へ延びる上糸２４をカセットケース５７の外面に巻付けて、その糸端部分を糸止め部１０４，１０４Ａに止めることができるので、非常に便利である。
４）上糸カセット２の頂部に第１案内部６９と、前後に細長い開口部７７，７８と、これに平行に臨む案内ピン７５の糸案内部とを設けたため、上糸２４が案内ピン７５に沿って自由に移動でき、その上糸２４を糸駒６２から抵抗なく円弧を描くようにして円滑に繰り出すことができるうえ、上糸カセット２の外部に配置した糸駒からの上糸を開口部７７，７８から上糸カセット２内に導入し、その内部の糸経路５９により糸出口６８に導いて縫製に供することができる。そのため、針１９の代わりに２本針を装着して２本の上糸で縫製する際に、上糸カセット２内の糸駒６２と上糸カセット２外のアーム部６の頂部の糸駒保持部に保持した糸駒とから上糸を供給して縫製することができる。
５）上糸カセット２の装着動作に連動して糸調子器９を開放状態にし、上糸カセット２の装着後には糸調子皿１３３を閉じる連動機構１３４を設けたため、前記のように上糸カセット２の装着動作に連動して糸調子器９に糸掛けすることができる。尚、カセット装着部３の下端側部分に糸調子器９を配置したので、上糸カセット２をカセット装着部３に上方から装着する装着動作と連動して糸調子器９に糸掛けするのに特に有利である。
６）天秤機構８は特有の構造のものであり、上糸カセット２の装着動作に連動して糸掛け部２６に糸掛けするのに好適のものである。即ち、天秤２５の糸掛け部２６の移動軌跡の全長に沿って延びる湾曲状の糸案内隙間１０８を形成する糸案内部材１０６Ａを設け、糸案内隙間１０８の上端の導入口１０８ａから上糸２４を導入して糸掛け部２６に糸掛け可能に構成してある。そのため、糸導入口１０８ａは糸掛け部２６の移動軌跡から後方へ後退しない位置にあるから、天秤２５の糸掛け部２６を前記の糸締め側の位置（針棒１８の針上停止位置に対応する位置）に停止させたまま、上糸カセット２のカセット装着部３への装着動作と連動して糸掛け部２６に糸掛けすることができる。
しかも、糸案内隙間１０８は、糸掛け部２６の移動軌跡の全長にわたるものであり、糸案内部材１０６Ａをなす１対の糸案内具１０６を天秤２５のＵ形案内部２５ａに相対摺動自在に挿通させてあるので、縫製時に天秤２５が上下に往復移動しても、上糸２４は糸案内具１０６で案内され、糸掛け部２６から外れることはない。
また、後側の糸案内具１０６の上端部を回動自在に枢支してあるため、天秤２５のＵ形案内部２５ａで１対の糸案内具１０６を案内できるから、１対の糸案内具１０６を線状部材のような加工し易い材料で安価に構成できるうえ、Ｕ形案内部２５ａと１対の糸案内具１０６間に摺動抵抗が殆ど作用しなくなり、摺動音も殆ど生じない。
産業上の利用可能性
上糸カセット及びミシンのカセット装着部の小型化を可能とするとともに、小型で操作性の優れた上糸カセット付きミシンの提供を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施形態の電子制御式ミシンと上糸カセットの正面図である。
第２図は、上糸カセットを取外した状態のミシンの平面図である。
第３図は、カセット装着部付近の内部構造を示す縦断面図である。
第４図は、カセット装着部付近の内部構造等を示す平面断面図である。
第５図は、針棒上下動機構と自動糸通し機構などの正面図である。
第６図は、糸通し直前状態を示す第５図相当図である。
第７図は、針棒とストッパーとの関係を示す第５図相当図である。
第８図は、針棒の適正高さ範囲を説明する第５図相当図である。
第９Ａ図は糸通しフックによる糸通し直前状態を示す斜視図、第９Ｂ図は糸通し直後状態を示す斜視図、第９Ｃ図は糸通し後に糸通しフックが上昇した状態の要部断面図である。
第１０図は、糸通しスライダ作動機構と上糸カセットなどの縦断側面図である。
第１１図は、天秤機構とカセット装着部を示す要部縦断側面図である。
第１２図は、天秤の糸掛け部の移動範囲を示す要部縦断側面図である。
第１３図は、糸掛け部への糸掛け可能範囲を示す第１２図相当図である。
第１４図は、上糸カセット（装着直前状態）とカセット装着部の正面図である。
第１５図は、上糸カセット（装着途中状態）とカセット装着部の正面図である。
第１６図は、上糸カセット（装着途中状態）とカセット装着部などの縦断側面図である。
第１７図は、上糸カセット（装着完了直前状態）とアーム頭部の正面図である。
第１８図は、第２挟持部とカムの部分拡大断面図である。
第１９図は、上糸カセット（装着完了状態）とアーム頭部の正面図である。
第２０図は、第２挟持部（開放状態）とカムを示す第１８図相当図である。
第２１図は、カセット装着部に装着された上糸カセットの横断面図である。
第２２図は、上糸カセット（装着完了状態）とカセット装着部などの縦断側面図である。
第２３図は、上糸カセット（開閉蓋開状態）の正面図である。
第２４図は、上糸カセットの縦断側面図である。
第２５図は、上糸カセットの平面図である。
第２６図は、上糸カセットの底面図である。
第２７図は、糸経路の下流側部分を示す上糸カセットの部分切欠き横断平面図である。
第２８図は、カセット本体と糸駒（装着前状態）の縦断側面図である。
第２９図は、カセット本体と糸駒（装着後状態）の縦断側面図である。
第３０図は、上糸カセット（開閉蓋開状態）の正面図である。
第３１図は、上糸カセット（開閉蓋開状態）の底面図である。
第３２図は、第１案内部を示すカセット本体の平面図である。
第３３図は、第２，第３案内部と第２挟持部を示す上糸カセットの底面図である。
第３４図は、第２，第３案内部と第２挟持部を示すカセット本体の横断面図である。
第３５図は、糸止めの手順を説明する上糸カセットの正面図である。
第３６図は、糸止め部等を示す上糸カセットの側面図である。
第３７図は、押え上げレバーと糸調子器と連動機構などの正面図である。
第３８図は、押え上げレバーと糸調子器と連動機構などの側面図である。
第３９図は、押え上げレバーと糸調子器と連動機構などの平面図である。
第４０図は、上糸カセット装着時の状態を示す第３７図相当図である。
第４１図は、上糸カセット装着時の状態を示す第３８図相当図である。
第４２図は、上糸カセット装着途中の状態を示すの第３９図相当図である。
第４３図は、上糸カセット装着完了状態を示す第３９図相当図である。
第４４図は、上糸カセット装着完了状態を示す第３７図相当図である。
第４５図は、上糸カセット装着完了状態を示す第３８図相当図である。
本発明は、アーム部のカセット装着部に着脱自在に装着される上糸カセットを備えた上糸カセット付きミシン及び上糸カセットに関するものである。
背景技術
通常のミシンにおいては、アーム部内に主軸で駆動される天秤機構や針棒駆動機構が配設され、天秤はアーム頭部の縦スリットから部分的に突出し上下に往復駆動される。アーム部の上端側に糸駒装着部が設けられ、アーム部の前面側に糸調子器と糸調子バネが配設され、この糸調子器の付近に糸調子器の調節ダイヤルが設けられている。針棒はアーム頭部の下方へ突出して、この針棒の下端部に針が取付けられ、縫製対象の生地を押える押え足とこの押え足を支持する押え棒は、押え上げレバーにより生地を押える下降位置と上方へ退避させた退避位置とに切換え可能である。
縫製を停止して上糸の糸駒を交換する場合、押え足は退避位置にあり、糸調子器が開放状態になっている。その状態で糸駒を交換し、この糸駒から繰り出した上糸を複数の糸案内部を経て糸調子器に導き、開放状態の１対の糸調子皿の間と糸調子バネとに糸掛けし、天秤の糸掛け部に糸掛けし、その後針の針穴に上糸の端部を糸通しする。このように、上糸の糸駒を交換する際には糸調子器、糸調子バネ、天秤の糸掛け部に糸掛けを行い、更に、針穴に糸通しを行なう。
米国特許第３，７４９，０３９号には、上糸カセットをアーム部に着脱可能に構成し、糸掛けを簡単に行えるようにした技術が記載されている。このミシンのアーム部の左右方向ほぼ中央部にはカセット装着部が設けられ、このカセット装着部に上方から上糸カセットを着脱可能になっている。前記カセット装着部は、天秤機構の天秤が上下に往復移動する天秤移動空間の右側に形成され、天秤の先端側部分はカセット装着部の左端部に突入して上下に往復移動する。
この米国特許第３，７４９，０３９号に記載の上糸カセットは、正面視ほぼ台形をなすカセットケースを有し、このカセットケースはケース本体と開閉蓋からなる。カセットケース内の上部の糸駒収容部には糸駒がその軸心を水平にして収容され、この糸駒の上糸は右方へ所定長さほぼ水平に繰り出される。カセットケースの中央部の下部には糸調子器を突入させる為の第１切欠き部が形成され、カセットケースの左端部の下部には天秤を導入する為の第２切欠き部が形成されている。
糸駒から繰り出された上糸を案内する５つの糸案内が設けられている。第１糸案内はカセットの右端部の上部に設けられ、第２，第３糸案内は第１切欠き部を挟む位置に設けられ、第４，第５糸案内は第２切欠き部を挟む位置に設けられている。第１糸案内には、上糸カセットをカセット装着部に装着しない状態で上糸に抵抗を付与し且つカセット装着後には開放する第１抵抗付与部が設けられている。第５糸案内には、カセット未装着の状態で上糸に抵抗を付与し且つカセット装着後には開放する第２抵抗付与部が設けられている。この第２抵抗付与部では第１抵抗付与部よりも強い抵抗を付与するようになっている。
アーム部に設けたカセット装着部の左端部分には、上糸カセットを装着する際に上糸を案内して天秤の糸掛け部に案内する糸案内部材が設けられている。この糸案内部材は左右１対のアーム板とウェブとを一体形成したもので、１対のアーム板の後端には上糸を案内する案内面が形成され、これらアーム板には天秤の糸掛け部に対応するノッチ（切欠き部）が形成されている。また、上糸カセットとカセット装着部には、上糸カセットの装着時に糸調子器の１対の糸調子皿を開いた状態にし、上糸カセットの装着完了後に１対の糸調子皿を閉じる機構が設けられている。
上糸カセットをカセット装着部に装着する場合には、最初に、手動操作で主軸を回転させて天秤を最下位置に移動させる。次に、上糸カセットを上方からカセット装着部に装着していくと、上糸が糸案内部材で案内されつつ下降し、第２，第３糸案内の間の上糸が糸調子器と糸調子バネに自動的に糸掛けされ、第４，第５糸案内の間の上糸が糸案内部材の案内面で案内されて天秤の糸掛け部に自動的に糸掛けされ、上糸カセットが装着完了状態になると、第１，第２抵抗付与部が開放状態になり、その後の縫製中には糸駒から上糸が繰り出される。
一方、特開昭５５−８１６９３号公報には、ミシンのカセット式通糸装置が提案されている。このカセット式通糸装置では、アーム部の天秤移動領域とその右側領域に設けたカセット装着部と、このカセット装着部を開閉するカバー体を設け、このカバー体に上糸カセットを着脱する。カセット装着部には糸調子器と糸取りバネとが突出し、カセット装着部の左端部には天秤移動空間がある。
上糸カセットは、糸巻体収容部と、１対の脚部などを有し、糸巻体の中心から繰り出した上糸を１対の脚部の間に延ばして自由スパンを形成する。カバー体を前方へ９０度回動させて開き、このカバー体に上糸カセットをセットしてから、カバー体を閉じる。天秤を最下位置にしてカバー体を閉じる閉動作の際、上糸カセットの自由スパンが糸調子器と糸取りバネに自動的に糸掛けされる。その後、天秤を上昇させると、天秤の糸掛け部に自動的に上糸が掛けられる。尚、前記カバー体を閉じた状態では、糸巻の軸心は水平方向且つ前後方向に向いている。
他方、特開平７−２４１７３号公報にはミシンのアーム頭部の左側面のカートリッジ装着部に着脱可能に装着される上糸カートリッジが記載されている。この上糸カートリッジは、ケース内に糸巻（糸駒）を保持し、ケースの壁部に天秤の糸掛け部が突入するスリットが形成され、ケース内には天秤の糸掛け部に掛ける上糸を支持するカートリッジレバーを設け、天秤の糸掛け部の上下方向の位置に関係なくカートリッジをカートリッジ装着部に装着して天秤の糸掛け部に糸掛けすることができるようになっている。
発明の開示
前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載の上糸カセットは、ミシンのアーム部の左右方向ほぼ中央部の前面部に形成したカセット装着部に装着される。この上糸カセットにおいては、上糸カセット内に糸駒を横向き姿勢に収容し、その糸駒から右方へ上糸を所定長さ繰り出し、第１〜第５糸案内を経て外部へ導くため、上糸カセットの左右方向幅が非常に大きくなり、上糸カセットが大型のものになってしまう。同様に、ミシンのアーム部に形成するカセット装着部も大型化し、アーム部のデザイン上の制約も多くなる。
しかも、主軸を手動で回転させて天秤の糸掛け部を最下位置（糸緩め位置）に保持した状態で、上糸カセットをカセット装着部に装着するようになっており、上糸カセットをカセット装着部に装着した状態では、第１，第２抵抗付与部が開放されるため、縫製開始時に天秤が最上位置（糸締め位置）に移動する際に、糸駒から上糸が繰り出されるとは限らず、針穴の方の上糸が引っ張られて、上糸が針穴から外れてしまうおそれがある。
通常、ミシンを停止させる場合、針棒を最上位置にして停止するが、このとき天秤もその最上位置の付近の糸締め途中の位置にある。前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、上糸カセットを装着する際に、天秤を手動操作により最下位置に切換える必要があるため、その操作が煩わしいものとなる。
ミシンのアーム部の内部のうちアーム頭部に近い部分には、主軸に連結された針棒クランクや天秤クランクが配設され、その左側付近に天秤が往復移動する天秤運動空間がある。前記クランク類は回転半径が大きく、広いスペースを取る。
前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、天秤運動空間及びその右側の空間に前記クランク類と干渉しないようにカセット装着部を形成するため、カセット装着部が前方（手前側）へ張り出し、アーム部の前後方向幅が大きくなり大型化してしまう。
本発明は、上糸カセットとカセット装着部とを小型化可能にするとともに、操作性の優れた上糸カセット付きミシン及び上糸カセットを提供する。
本発明にかかる上糸カセット付きミシンは、例えば、糸駒を収納した上糸カセットがアーム部に着脱可能に装着される上糸カセット付きミシンにおいて、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域の近傍に設けられ、前記上糸カセットが着脱可能に装着されるカセット装着部を備え、前記上糸カセットは、カセットケースと、このカセットケース内に設けられた糸駒を保持する糸駒保持部とを有し、前記糸駒保持部に保持した糸駒の軸心方向とこの糸駒からの糸の繰り出し方向との少なくとも一方を天秤の糸掛け部の往復移動方向とほぼ平行にして、前記カセット装着部へ装着されるように構成することができる。
このように構成された上糸カセット付きミシンは、上糸カセットの左右方向、すなわち、天秤の糸掛け部の往復移動方向と交差する方向の幅を小さく構成して上糸カセットとカセット装着部の小型化を図ることが可能となる。一般に、ミシンにおいては、縫い針が被縫製物を貫通する方向にひろがるスペースよりも、縫い針の往復移動方向に交差する方向、すなわち、天秤の糸掛け部の往復移動方向に交差する方向にひろがるスペースの方がミシンの設置スペースに大きな影響を及ぼす。従って、天秤の糸掛け部の往復移動方向と交差する方向の幅を小さく構成した上糸カセットとカセット装着部は、ミシンの小型化に大きく貢献することができる。
また、カセット装着部は、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域の近傍に設けられるが、上糸カセットの左右方向の幅を小さくして小型化してあるため、アーム部における天秤移動領域から左側の部位、すなわち、アーム部の先端側に対応する部位にカセット装着部を形成することが可能となる。
また、例えば、上記構成に対して、更に、カセット装着部を上糸カセットを上方から着脱するように形成すると共に、上糸カセットの着脱の際上糸カセットを直線状に案内する溝状の案内部を形成することも可能である。
このような構成とすることにより、上糸カセットを装着する際には、上方からカセット装着部に挿入して直線的に下方へ移動させればよいことになるので、簡単な操作で上糸カセットを装着することできるようになる。
また、上糸カセットを取り外す際には、上糸カセットを上方へ直線的に移動させればよいので、やはり、簡単な操作で上糸カセットを取り外すことができる。
また、本発明にかかる上糸カセット付きミシンは、例えば、糸駒を収納した上糸カセットがアーム部に着脱可能に装着される上糸カセット付きミシンにおいて、前記アーム部の先端部分の前面部に設けられ、前記上糸カセットが着脱可能に装着されるカセット装着部と、前記アーム部において、前記カセット装着部の近傍でより基部側の部位に設けられ、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域と、前記カセット装着部の下端側部位で突出して設けられた糸調子器とを備え、前記上糸カセットは、カセットケースを備え、前記カセットケースには、前記糸駒をその軸心を鉛直にして保持する糸駒保持部と、前記糸駒から繰り出された糸を前記カセットケースの外へ供給する糸出口と、前記糸駒から繰り出された糸を前記糸出口へ導く糸経路と、天秤の糸掛け部をカセットケース内へ突入させる為のスリットと、糸調子器をカセットケース内へ突入させる為の切欠き部とが形成されるように構成することも可能である。
このように構成された上糸カセット付きミシンでは、上糸カセットは、そのカセットケース内に糸駒をその軸心を鉛直にして保持する糸駒保持部を有するため、上糸カセットの左右方向の幅を小さくして、上糸カセットとカセット装着部の小型化を図ることができる。
また、アーム部においてカセット装着部の右端側部分、すなわち、より基部側に天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域を設けるので、アーム部内部の回転半径の大きな針棒クランクや天秤クランクも、アーム部の先端部分よりも右側、すなわち、より基部側に配置されることになる。よって、カセット装着部を、前記アーム部の先端部分の前面部に設けることで、カセット装着部は、天秤移動領域から左側部分、すなわち、アーム部内部で針棒クランクや天秤クランクが配置されている位置よりもアーム部の先端側、すなわち、それらと干渉しない部位にカセット装着部を形成することが可能となる。
従って、アーム部において、カセット装着部とそこに装着される上糸カセットがアーム部の前側（手前側）、すなわち、ユーザーの操作側へ張り出さないように配置することができる。このため、上糸カセット付きであっても、大型化することなくミシンを構成することが可能になる。
また、天秤を糸締め側の位置に保持し、糸調子器の糸調子皿を開いた状態にして、上糸カセットを装着しながら天秤の糸掛け部と糸調子皿に上糸を糸掛けするように構成することも可能となる。このような構成にした場合は、上糸カセットの装着操作に伴って、天秤の糸掛け部と糸調子皿に上糸を容易に糸掛けすることができるため、操作性を向上させることが可能となる。
また、例えば、糸調子器は、糸調子皿と糸調子バネとを有し、前記上糸カセットをカセット装着部に装着する装着動作に連動して、上糸カセットの上糸を天秤の糸掛け部と糸調子皿と糸調子バネに糸掛けするように構成することも可能である。
このように構成した場合は、上糸カセットをカセット装着部に装着する装着動作に連動して、上糸カセットの上糸を天秤の糸掛け部と糸調子皿と糸調子バネに糸掛けするため、糸掛けの作業が非常に簡単化し、上糸カセットを交換することで上糸の交換を能率的に行えるようになる。
また、例えば、糸経路は、糸駒保持部の糸駒から上方へ上糸を繰り出してからカセットケースの糸出口へ導くように構成し、前記上糸カセットに、糸経路の上流部において上糸に通過抵抗を与える第１挟持部と、カセットケースの糸出口付近において上糸に通過抵抗を与える第２挟持部とを設け、前記第１挟持部は、上糸カセットをカセット装着部に未装着の状態でも装着した状態でも上糸に通過抵抗を付与してその上糸を糸調子器との間で緊張させるように構成することも可能である。
このような構成とした場合は、糸駒保持部の糸駒から上方へ上糸を繰り出してからカセットケースの糸出口へ導くように糸経路を構成したので、必要に応じてカセットケース内の側部や下端部に沿って上糸を導くことができる。第１，第２挟持部を設けて上糸に通過抵抗を付与するため、上糸カセットの取扱中に上糸が勝手に繰り出したりすることがなく、上糸カセットをカセット装着部に装着しながら、天秤の糸掛け部や糸調子器に糸掛けする際に、糸駒から上糸を確実に繰り出すように構成することができる。
但し、この場合、第２挟持部が第１挟持部よりも強い通過抵抗を付与するように設定することが望ましく、また、上糸カセットの装着完了後には第２挟持部が開放されることが望ましい。
しかも、第１挟持部は、上糸カセットをカセット装着部に未装着の状態でも装着した状態でも上糸に通過抵抗を付与して糸調子器との間で上糸を緊張状態にするので、上糸の糸よりによる糸の絡まりや糸切れ等が発生するのを防止することができる。
また、例えば、上糸カセットをカセット装着部に装着完了前の状態では、第２挟持部で与える通過抵抗が第１挟持部で与える通過抵抗よりも大きくなるように構成することも可能である。
このように構成すれば、上糸カセットをカセット装着部に装着する際に、糸駒から上糸を確実に繰り出すことができ、天秤の糸掛け部や糸調子器に糸掛けするのに好適である。
また、例えば、上糸カセットのカセットケースに、その内部に収容した糸駒の糸色を識別する為の色識別手段を設けるように構成することも可能である。
このように構成した場合は、上糸カセットを交換することで上糸を交換する際に、カセットケースに設けた色識別手段を介して糸駒の糸色を識別できるため、上糸の色を簡単に知ることができ、操作性が向上させることがきる。
また、例えば、糸駒を保持する糸駒保持部のうちの前記糸駒の下端部に当接する部分に、前記糸駒の外周面よりも半径方向内側に窪んだ凹部を形成することもできる。
このような構成とした場合は、上糸カセットの糸駒保持部から糸駒を取り外す際に、前記凹部に指を掛けて糸駒を簡単に取り外すことができため、操作性を向上させることが可能となる。
また、例えば、前記上糸カセットのカセットケースの外面部に、上糸カセットの外部へ延びた上糸の糸端側部分を仮止め可能な糸止め部を設けるようにすることも可能である。
このように構成することにより、上糸カセットをカセット装着部から取り外したとき、カセット外へ延びた上糸をカセットケースの外面に巻付け、その上糸の糸端側部分を糸止め部に仮止めすることができる。
また、本発明にかかる上糸カセットは、例えば、ミシンのアーム部に着脱可能に装着される上糸カセットにおいて、カセットケースと、糸駒と、このカセットケース内に設けられ、糸駒をカセットケース内で保持する糸駒保持部と、この糸駒から繰り出された糸を糸出口へ導く糸経路とを備え、ミシンに装着された際、前記糸駒保持部に保持した糸駒の軸心方向とこの糸駒からの糸の繰り出し方向との少なくとも一方が天秤の糸掛け部の往復移動方向とほぼ平行になるように、前記糸駒或いは前記糸経路を配置して構成することが可能である。
このように構成された上糸カセットも、左右方向、すなわち、天秤の糸掛け部の往復移動方向と交差する方向の幅を小さく構成することができるので、この上糸カセット自身の小型化のみならず、この上糸カセットが装着されるミシンの小型化にも大いに貢献することが可能となる。
更に、本発明にかかる上カセット付きミシンの例として前述したような特徴のうち、上糸カセットにかかわる特徴をも備えるように上糸カセットを構成することも可能である。
上糸カセットをこのような特徴を備えるように構成した場合は、上糸カセット自体の取り扱い易さや、この上糸カセットをミシンに装着する際の操作性を向上させることが可能となる。
発明の実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この電子制御式ミシンは、アーム頭部のカセット装置部に糸駒を収容した上糸カセットを装着可能に構成し、その上糸カセット２を装着する際の装着動作と連動して、天秤の糸掛け部と糸調子器に糸掛けを行なうと共に針の針穴に糸通しを行うように構成したものである。
最初に、ミシン１の基本構造、糸通し機構１０について順に説明し、その後上糸カセット２、カセット装着部３、天秤機構８、糸通しの為の伝達機構１１５、糸調子器９の為の連動機構１３４の順に説明する。尚、以下の説明は、ミシンを操作する者から視た前後左右を前後左右として説明する。
第１図〜第３図に示すように、この電子制御式ミシン１は、ベッド部４と、ベッド部４の右端部に立設された脚柱部５と、脚柱部５の上端から左方に延びるアーム部６を有する。アーム部６には、針棒上下動機構７、カセット装着部３、天秤機構８、糸調子器９、自動糸通し機構１０が設けられている。尚、カセット装着部３はアーム部６の頭部（アーム頭部）に設けられている。アーム部６内には、主軸１１が１対の軸受１２を介して回転可能に支持され、主軸１１は図示外のミシンモータの駆動力で回動駆動される。
次に、針棒上下動機構７について説明するが、この機構は一般的な構造ものであるので簡単に説明する。第１図、第３図〜第８図に示すように、アーム部６のアーム頭部には、針棒台フレーム１３が立向きに配設され、針棒台フレーム１３は後壁部１４と左壁部１５とを有し、後壁部１４の下端と上端には前方へ延びる下支持部１４ａと上支持部１４ｂが夫々一体形成されている。左壁部１５の上端部には、上支持部１４ｂよりも上方に延びる枢支腕部１５ａが形成され、針棒１８は上支持部１４ｂと下支持部１４ａを上下動可能に挿通している。
枢支腕部１５ａの上端部には、左右方向向きの軸部材１６ａが固着され、前面開放状の平面視略コ字形状の枢支金具１６が軸部材１６ａに固定的に連結され、枢支金具１６は前後方向向きの水平な支持軸１７を介してミシン機枠に揺動可能に支持され、針棒台フレーム１３は支持軸１７を揺動中心として左右方向（針振り方向）へ揺動可能である。尚、ステッピングモータにより針棒台フレーム１３を介して針を揺動駆動する機構は一般的なものであるのでその説明は省略する。
針棒１８は上支持部１４ｂと下支持部１４ａに上下動可能に支持され、針棒１８の下端には針１９が着脱可能に取付けられている。
第３図、第１１図〜第１３図に示すように、主軸１１の左端側部分には、天秤機構８の天秤クランク２０が設けられ、その天秤クランク２０にクランクピン２１を介して針棒クランク２２が回動自在に連結されている。針棒１８の略中段部には針棒抱き２３が固定され、針棒クランク２２が針棒抱き２３に連結されている。縫製の際、ミシンモータにより主軸１１が回転駆動され、針棒クランク２２により針棒１８が上下に往復駆動される。
第１１図〜第１５図、第１７図に示すように、アーム部６には、針１９の上下運動に調時して上糸２４を取り上げる天秤２５を備えた天秤機構８が設けられている。
天秤２５の先端部に上方から糸掛け可能な糸掛け部２６が形成され、カセット装着部３の右端側部分の全高に亙って、天秤２５の糸掛け部２６が上下に往復移動可能な天秤移動領域２７が設けられている。カセット装着部３の下部に突出するように、上糸に通過抵抗を付与する為の糸調子器９が設けられている。
この糸調子器９は、押え足２８を昇降させる押え上げレバー２９により開閉操作可能であり、後述するように、上糸カセット２の装着時にも、糸調子器９が開閉操作される。尚、脚柱部５内にはほぼ立て向きの縦軸が配設され、その縦軸はギヤ機構を介して主軸１１に連動連結され、この縦軸の駆動力がベッド部４内の糸捕捉用釜に伝達される。一般的な電子制御ミシンと同様に、針１９と糸捕捉用釜とステッピングモータで駆動される布送り機構との協働により加工布３０に縫製が施される。
次に、針１９の針穴１９ａに上糸２４を糸通しする自動糸通し機構１０について、第５図〜第１０図、第１４図、第１５図、第１７図、第１９図を参照して説明する。
針棒台フレーム１３の上支持部１４ｂと下支持部１４ａには、針棒１８の左側に位置する糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とが上下動可能に支持されている。糸通し軸３１の上端部は、ブラケット１６と軸部材１６ａの間の隙間に挿通しており、糸通し軸３１の略中段部には、水平方向に突出する摺動ピン３３が固着されている。
糸通し軸３１の下端部には、合成樹脂製のフック保持部材３４が固着され、フック保持部材３４の上側と下側に対応する糸通し軸３１に、側面視略コ字形状の第１糸案内部材３５（第１７図参照）の上支持部，下支持部が回動可能に支持されている。この第１糸案内部材３５のうち、上支持部と下支持部とを連結する鉛直状の連結壁３６には、上糸２４を係合して案内する糸ガイド３６ａが切欠き状に形成されている。
第９Ａ図〜第９Ｃ図に示すように、フック保持部材３４にはフック機構３７が固定され、このフック機構３７は、糸通しフック３７ａと、糸通しフック３７ａの両側に位置する２枚のガイド部材３７ｂと、これら糸通しフック３７ａとガイド部材３７ｂを水平に貫通する糸保持ワイヤ３７ｃなどから構成されている。糸通しフック３７ａの先端部にはフック部が形成され、糸通しの際針穴１９ａにこのフック部が挿通し、針１９が前記ガイド部材３７ｂにより案内されつつ針穴１９ａの直前に位置する上糸２４を引っ掛けるようになっている。
フック保持部材３４には、第２糸案内部材３８が一体的に固着され、この第２糸案内部材３８の略先端近傍部が下方に屈曲形成され、その屈曲部が糸案内部３８ａとして機能している。糸案内部３８ａは、糸通し軸３１に対しフック機構３７と略反対側に位置し且つ所定距離だけ離隔している。即ち、この第２糸案内部材３８とフック機構３７とが一定の位置関係を保持して糸通し軸３１に一体的に設けられている。
次に、糸通し軸３１を所定角度だけ回動させる回動機構について説明する。
第５図〜第８図、第１４図、第１５図、第１７図、第１９図に示すように、針棒台フレーム１３の背面側において糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２の上端部には、合成樹脂製の糸通しスライダ４０が上下動可能に外嵌されている。即ち、糸通しスライダ４０は、上枢支部４１及び下枢支部４２と、外周壁部４３と、糸通しスライダ爪４４とを有する。
上枢支部４１及び下枢支部４２は、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とにわたって設けられ、外周壁部４３は、これら上枢支部４１と下枢支部４２とを鉛直状に連結し且つ糸通し軸３１の前記上端部の外周の略半分を覆うように形成されている。この外周壁部４３には螺旋状の糸通しスライダカム部４３ａが形成されている。上枢支部４１と下枢支部４２の左端部には、糸通しスライダ爪４４が連結され、その左端略中段部分に爪部４４ａが形成されている。
糸通し軸３１の略中段部のうち、下枢支部４２の直ぐ上側に対応する位置には、所定長さの摺動ピン３３が貫通状に固定され、この摺動ピン３３の奥側端部が糸通しスライダカム部４３ａに係合している。糸通し軸３１のうち摺動ピン３３よりも一定長さ下側には、バネ受けピン４５が貫通状に固定され、糸通し軸３１のうち下枢支部４２とバネ受けピン４５との間には、圧縮コイルバネ４６が外装されている。スライダーガイド軸３２のうち下枢支部４２と、針棒台フレーム１３の下支持部１４ａとの間には、糸通しスライダ４０を上方へ付勢する為の圧縮コイルバネ４７が外装されている。
ここで、オフセット部材４８について説明すると、第４図〜第８図に示すように、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２には、糸通しスライダ４０の背面側で且つ針棒台フレーム１３の上支持部１４ｂ、下支持部１４ａ間の高さの約３／４長さ範囲において、オフセット部材４８が上下動可能に装着されている。このオフセット部材４８は、上支持部４９と、下支持部５０と、これら上支持部４９と下支持部５０とを連結する鉛直状の連結壁５１等から構成されている。上支持部４９は、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とに挿通され、下支持部５０は糸通し軸３１のみに挿通されている。
針棒１８の針棒抱き２３の直ぐ上方には、係合片としての糸通し位置決め部材５２が固定され、オフセット部材４８の上支持部４９の右端部分が、この糸通し位置決め部材５２に上方から当接可能に構成されている。この上支持部４９の右端部分が糸通し位置決め部材５２に当接した状態で、糸通しフックが針１９の針穴１９ａの高さ位置に合致するようになっている（第６図参照）。連結壁５１の左端下部には、オフセット部材カム部５３が形成され、このオフセット部材カム部５３は、下方に向かう程左側に突出する傾斜部５３ａと、この傾斜部５３ａの下端から鉛直下方に延びる平坦部５３ｂであって、糸通しスライダ爪４４の爪部４４ａよりもやや左方に突出する平坦部５３ｂとを有する。
後述する上糸カセット２により糸通しスライダ４０を、圧縮コイルバネ４７の付勢力に抗して第５図に示す上限位置から下方に押下げると、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２とオフセット部材４８が追従して下降し、オフセット部材４８の上支持部４９が糸通し位置決め部材５２に当接した状態で停止する（第６図参照）。このとき、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２に対して糸通しスライダ４０が相対的に下降するので、摺動ピン３３が螺旋状の糸通しスライダカム部４３ａに沿って移動する。糸通し軸３１が平面視にて時計回り方向に所定角度だけ回動して糸通しされる（第９Ａ図〜第９Ｃ図参照）。
この糸通しのとき、フック機構３７が針１９に接近する方向に回動され、前記糸通しフックが針穴１９ａに挿通する。同時に、第２糸案内部材３８がフック機構３７と同期して時計回り方向（針１９から遠ざかる方向）に回動される。糸通しに際して、糸通し軸３１の下端部に回動可能に支持された第１糸案内部材３５を第２糸案内部材３８から離隔する方向に回動させるリンク機構５４も設けられている。即ち、糸通し軸３１が糸通しの為に回動する前の待機状態のときには、第２糸案内部材３５が前方向きの姿勢であり、第２糸案内部材３８の糸案内部３８ａは、連結壁３６の糸ガイド３６ａの直ぐ内側に位置している。
糸通し軸３１が下限位置まで下降した後に回動するときには、フック機構３７と第２糸案内部材３８とが平面視にて時計回り方向に一体的に回動すると共に、リンク機構５４を介して第１糸案内部材３５が反時計回り方向に回動する。つまり、第１糸案内部材３５は、第２糸案内部材３８から離隔移動し且つフック機構３７に接近移動するようになっている。尚、リンク機構５４付近部には、上糸２４を微圧挟持する支持板５５、糸案内皿５６も設けられている。
次に、上糸カセット２について説明する。
第１図、第１０図、第１４図〜第３６図に示すように、可動操作体としての上糸カセット２は、左右方向幅が小さな縦長の直方体に近い形状のカセットケース５７と、糸駒６２を収容する糸駒収容部５７ａと、糸駒収容部５７ａ内に糸駒６２を保持する糸駒保持部５８と、糸駒保持部５８に保持された糸駒６２と、糸駒６２から繰り出される上糸２４を糸出口６８まで案内する糸経路５９と、天秤機構８の天秤２５の糸掛け部２６が上下に往復移動する領域である天秤移動領域５７ｂと、糸調子器９を突入させる糸調子器収容部５７ｃ等を有する。尚、カセットケース５７の底壁のうちの右端近傍部に糸出口６８が形成されている。
カセットケース５７は、合成樹脂製のカセット本体６０と開閉蓋６１とを有し、カセット本体６０の右端部に開閉蓋６１が開閉可能に連結されている。但し、開閉蓋６１はカセット本体６０に対して上下にスライドさせて開閉するように構成してもよい。糸駒６２の上糸２４の糸色を識別する糸色識別手段として、開閉蓋６１は透明な材料で構成され、カセットケース５７内の糸駒６２の糸色を識別可能となっている。尚、別の糸色識別手段として、例えば、開閉蓋６１に糸駒６２を視る為の開口穴を形成してもよく、或いは、カセットケース５７の表面の一部に糸駒６２の上糸２４の色と同色のシールを貼ってもよい。
第１０図、第１６図、第２８図〜第３３図に示すように、天秤移動領域５７ｂはカセットケース５７内の右側の約１／３幅部分に形成され、糸駒収容部５７ａはカセットケース５７内の左側の約２／３幅部分のうちの上部約２／３部分に形成され、糸調子器収容部５７ｃはカセットケース５７内の左側の約２／３幅部分のうちの下部約１／３部分に形成され、カセット本体６０内の左端部には糸経路５９の為の領域が仕切壁６６，９９で仕切られている。
天秤移動領域５７ｂにおいてカセット本体６０の後壁には天秤２５の糸掛け部２６と後述の糸案内部材１０６Ａを突入させる為の縦長のスリット１０１が形成されている。糸調子器収容部５７ｃにおいてカセット本体６０の後壁と底壁には、糸調子器収容部５７ｃに糸調子器９を導入する為の切欠き部９６が形成されている。天秤移動領域５７ｂと糸駒収容部５７ａ及び糸調子器収容部５７ｃの間には鉛直の仕切壁６７，１００が形成され、糸駒収容部５７ｃと糸調子器収容部５７ａの間には開閉蓋６１側へ突出する水平な支持壁６３が形成されている。
糸駒保持部５８は、糸駒６２をその軸心を鉛直向きに保持するように構成されているため、カセットケース５７の左右方向の幅を小さくし、カセットケース５７及びカセット装着部３の小型化を図ることができる。糸駒保持部５８は、支持壁６３（収容部の壁部に相当する）と糸駒保持軸６４とで構成されている。この支持壁６３には糸駒保持軸６４が上方に突出するように設けられている。この糸駒保持軸６４は、周方向に３つ割りに形成されて拡径方向に弾性変形可能であり、種々のサイズの軸穴を有する糸駒６２を保持可能になっている。
支持壁６３のうち、糸駒６２の下端（軸心方向の一端）と当接する部分の前端部には、糸駒６２を下方から押して糸駒保持軸６４から上方へ取り外す為の凹部６５が形成されている。この凹部６５は、糸駒６２の外周面よりも半径方向内側に窪んだ切欠き状に形成され、上糸２４が弛んでも糸駒６２と支持壁６３の間に上糸２４が入り込まないようになっている。
次に、糸経路５９について説明する。第１４図、第１５図、第１７図〜第２１図に示すように、糸経路５９は、糸駒保持部５８に保持した糸駒６２からの繰り出し点７９を基点とし、糸駒６２から上方へ繰り出した上糸２４をカセットケース５７の糸出口６８に導く上糸案内経路である。糸経路５９は、第１案内部６９と、第１挟持部７０と、第２案内部７１と、第３案内部７２と、第２挟持部７３とを有する。糸駒６２を糸駒保持部５８に保持した状態で、糸駒６２から上方へ繰り出された上糸２４は、第１案内部６９、第１挟持部７０、第２案内部７１、第３案内部７２、第２挟持部７３を順に経由してカセットケース５７の右端近傍の下端部の糸出口６８に導かれる。
第１７図、第１９図、第２２図〜第２５図に示すように、第１案内部６９と第１挟持部７０は、糸経路５９の上流側部分に設けられている。第１案内部６９は、カセットケース５７の頂部に設けられている。第１案内部６９は、カセット本体６０に形成されたピン支持部材７４と、このピン支持部材７４から前方へ突出し更に右方へ曲折した平面視Ｌ字状の案内ピン７５と、開閉蓋６１に形成された糸抜け防止用のリブ７６等で構成されている。
案内ピン７５は、前後方向に所定長さのある糸案内部を有し、この糸案内部を外部に臨ませるように、カセット本体６０と開閉蓋６１の頂部壁には、矩形切欠き状の開口部７７，７８が夫々対向状に形成され、外部の糸駒から供給される上糸を開口部７７，７８から第１案内部６９へ導入可能になっている。糸駒６２から繰り出された上糸２４は、案内ピン７５の糸案内部に前後方向に移動自在に掛けられ、これにより糸駒６２と第１案内部６９間の距離があまり長くない場合でも、糸駒６２から上糸２４を円滑に引き出すことができる。
第１挟持部７０について説明すると、第２３図、第２４図に示すように、第１挟持部７０は、糸経路５９の上流側部分において上糸２４に通過抵抗を与えると共に上糸に糸よりによる糸の絡まり等が発生するのを防止する為のものであり、この第１挟持部７０は、カセットケース５７内の左端部の上端付近に設けられている。第１挟持部７０は、糸案内部８０ａを有する押え板８０と、この押え板８０に上糸２４を押圧する板バネ８１とを備えた糸より発生防止機構８２からなる。
押え板８０と板バネ８１はカセット本体６０の仕切壁６６に固定されている。
押え板８０の糸案内部８０ａは、上方開放の狭幅の切欠きであり、糸案内部８０ａがカセット本体６０よりも前方へ突出している。板バネ８１は糸案内部８０ａの左側面に当接して糸案内部８０ａとの間に上糸２４を挟持し、上糸２４に通過抵抗を付与することにより上糸２４に糸よりによる糸の絡まり等が発生するのを防止する。
次に、第１４図、第１５図、第１７図〜第２１図、第２６図、第２７図に示すように、第２，第３案内部７１，７２と第２挟持部７３は、糸経路５９の下流側部分に設けられている。第２案内部７１はカセットケース５７内の左端部の下端部にあり、第３案内部７２はカセットケース５７内のうちの糸調子器収容部５７ｃと天秤移動領域５７ｂの境界部の下端部にあり、第２挟持部７３はカセットケース５７内の右端近傍の下端付近にある。
上糸２４は、第１案内部６９から第１挟持部７０へ斜めに延び、この第１挟持部７０から第２案内部７１へ鉛直に延び、第２案内部７１から第３案内部７２へ水平に延び、第３案内部７２から第２挟持部７３へほぼ水平に或いは傾斜状に延びている。このように、上糸２４は、カセットケース５７の下端部に沿って横断する状態に導かれている。
第２案内部７１は、カセット本体６０の後壁部に設けたピン支持部８３と、このピン支持部８３に固定されて前方へ突出する案内ピン８４と、開閉蓋６１に形成された糸抜け防止用のリブ８５などからなる。ピン支持部８３とリブ８５とで上糸２４の前後方向位置が適切に設定される。第３案内部７２は、カセット本体６０の後壁部に設けたピン支持部８６と、このピン支持部８６に固定されて前方へ突出する案内ピン８７と、開閉蓋６１に形成された糸抜け防止用のリブ８８などからなる。ピン支持部８６とリブ８８とで上糸２４のの前後方向位置が適切に設定される。
次に、第２挟持部７３について説明する。第１４図、第１５図、第１７図〜第２１図、第３３図〜第３６図に示すように、第２挟持部７３は、糸出口６８の付近において上糸２４に通過抵抗を与えるものである。上糸カセット２をカセット装着部３に未装着の状態においても、装着完了しない状態においても、第２挟持部７３は上糸２４に第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を与えるように構成してある。そのため、上糸カセット２の装着時に上糸２４を天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９に糸掛けする際に、第２案内部７１と第２挟持部７３の間で、上糸２４が緊張状態を維持するため、天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９に確実に糸掛けすることができるうえ、その糸掛けに際して必要な上糸２４を糸駒６２から確実に上糸２４を繰り出すことができる。つまり、第３案内部７２と第２挟持部７３とが、天秤２５の糸掛け部２６に糸掛けする際にその上糸２４を操作する上糸操作部として機能とする。
第２挟持部７３は、軸心を左右方向に水平に向けた可動の可動軸部材９４と、上糸２４を案内する案内ピン８９と糸保持板９０と板バネ部材９１などで構成されている。可動軸部材９４は、小径の軸部と、カセット本体６０の下端部の右側面に対して出没自在の大径の操作用ボタン９４ａとからなる。この可動軸部材９４は、カセット本体６０の右端近傍かつ下端近傍部の縦壁部９２，９３に左右方向へ水平移動可能に装着され、板バネ部材９１で右方へ弾性付勢されている。
可動軸部材９４の左端部には、案内ピン８９の後端部が前後方向向きに貫通固着され、案内ピン８９と縦壁部９３の左側面の間には、案内ピン８９との間に上糸２４を保持する糸保持板９０が固着され、可動軸部材９４と共に右方へ付勢された案内ピン８９と糸保持板９０との間に上糸２４を挟持することで、上糸２４に通過抵抗を付与するようになっている。
第１４図、第１８図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３から取り外した状態においては、板バネ部材９１の付勢力により、操作用ボタン９４ａの先端部がカセット本体６０の右側面から突出している。そのため、上糸カセット２をカセット装着部３に装着しない状態において、糸駒６２から上糸２４を繰り出す場合には、操作用ボタン９４ａを指で押し込むことで、可動軸部材９４と案内ピン８９を左方へ移動させて第２挟持部７３を開放状態にし、第１挟持部７０の通過抵抗に抗して上糸２４を繰り出すことができる。そして、後述のように、上糸カセット６２をカセット装着部３に装着完了した状態では、上糸２４に通過抵抗を与えないように第２挟持部７３は開放状態となる。
第１９図、第２０図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着完了した状態においても第２挟持部７３を開放状態にする為に、カセット装着部３の右側壁に操作用ボタン９４ａを逃す為の縦溝部９５ａと、上糸カセット２の装着完了状態において操作用ボタン９４ａを退入状態にする上糸開放カム９５が形成されている。これらについてはカセット装着部３の説明において後述する。
上糸カセット２をカセット装着部３に装着完了した状態では、第２挟持部７３は開放状態となるが、上糸カセット５７内の糸調子器収容部５７ｃに突入する糸調子器９に上糸２４が挟持されて通過抵抗を付与されるため、第１挟持部７０と糸調子器９との間の上糸２４は緊張状態を維持する。そのため、糸経路５９の糸調子器９よりも上流側の上糸２４に糸よりによる糸の絡まり等が発生することはない。
尚、前記糸調子器９をアーム部６に装備する代わりに、上糸カセット２内に糸調子器９を装備することも可能であり、この場合も前記同様に、第１挟持部７０と糸調子器９間の上糸２４が緊張状態を維持するため、糸よりにいる糸の絡まり等が発生するのを防止できる。
前記のように、上糸２４を第１挟持部７０で挟持し、かつ糸調子器９の後記糸調子皿間で挟持して通過抵抗を与え、これらの間でその上糸を緊張状態とした場合、糸調子器９の糸調子皿の入口部分で上糸が挟持されて抵抗が加わると、この部分において、その糸本来の構造上のよりがさらに締まる方向に強化されるので、前記第１挟持部７０と糸調子器９の糸調子皿との間の上糸部分には、常に、糸本来の構造上のよりがさらに強化された糸よりが発生している。
この状態で、もしも、この間の上糸部分が弛んだ場合、この上糸部分のある所で折れ曲がって、この部分を中心として糸同士が直線状やだんご状に絡まる現象が生じる。このような絡まり部分が糸調子器９の糸調子皿に案内されると、その糸調子皿に引っ掛かって糸切れや糸の引きつり等が発生する。
しかしながら、前記のように、上糸２４を前記第１挟持部７０と糸調子器９の糸調子皿とでそれぞれ挟持してこの間の上糸部分を緊張状態としておくことにより、前記のような絡まり現象が発生しない。尚、糸調子器９の糸調子皿を通過した上糸部分は、前記のように強化された糸よりが戻される。
次に、上糸カセット２をカセット装着部３に装着する際に、糸調子器９をカセットケース５７内の糸調子器収容部５７ｃに突入させる為の構成について説明する。第１図、第１４図、第１５図、第２３図、第２６図、第３０図、第３１図に示すように、糸調子器収容部５７ｃの下方において、カセット本体６０と開閉蓋６１の底壁には、矩形切欠き状の開口部９７，９８が夫々対向状に形成され、カセット本体６０の後壁部には、開口部９７に連なる部分長円形状の切欠き部９６が形成されている。上糸カセット２の装着の際、切欠部９６と開口部９７，９８を通って糸調子器９が糸調子器収容部５７ｃに突入状に収容される。
第１図、第３図、第１１図〜第１５図、第２６図、第２７図、第３０図、第３１図に示すように、天秤移動領域５７ｂの下方において、カセット本体６０と開閉蓋６１の底壁には、矩形切欠き状の開口部１０２，１０３が夫々対向状に形成され、カセット本体６０の後壁には、開口部１０２に連なり且つ下端から上端近くまで延びる縦長のスリット１０１が形成され、上糸カセット２をカセット装着部３に装着する際に、これら開口部１０２，１０３とスリット１０１を通って天秤２５の糸掛け部２６と糸案内部材１０６Ａがカセットケース５７内へ突入状に導入される。
第２１図、第２２図、第２４図に示すように、カセット本体６０の後壁のうちの糸駒収容部５７ａに面する後壁は、糸駒６２の収容のために後方へ部分円筒状に膨出しており、その部分円筒部の下端に対応する部位には、カセット装着部３の後述の受止め部１０９に上方から係合して上糸カセット２の高さ位置を決定する係合部１１２が形成されている。カセット本体６０の後壁の左右両端部には、カセット装着部３の後述のガイド溝１１０，１１１に夫々係合可能な突条的な係合部１１３，１１４が形成されている。上糸カセット２をカセット装着部３に装着した状態で、開閉蓋６１の前面がアーム部６の前面と同一面となし、カセット本体６０と開閉蓋６１の上壁がアーム部６の上面と同一面をなすように形成されている（第１９図、第２２図参照）。
次に、上糸カセット２の糸止め部１０４について説明する。第２５図、第３０図、第３５図、第３６図に示すように、カセットケース５７の外面部のうち、開閉蓋６１の枢支部の面取り部１０５と、開閉蓋６１を閉じた状態でこの面取り部１０５に接するカセット本体６０との間に、上糸カセット２の外部へ延びた上糸２４の糸端側部分を仮止めするように構成され、これら面取り部１０５とカセット本体６０の一部とで糸止め部１０４が構成される。但し、糸止め部１０４Ａとして、第３５図、第３６図に示すように、カセットケース５７の外面部に、ケース側に付勢された板バネ片を設け、この板バネ片に上糸２４の糸端部分を仮止めするように構成してもよい。
次に、上糸カセット２を上方から着脱自在に装着する為のカセット装着部３について説明する。第１図、第２図、第４図、第２１図に示すように、操作体装着部としてのカセット装着部３は、ミシンのアーム部６の先端側部分（アーム頭部）の前面部に正面視にて縦長の長方形状に且つほぼ左右に細長の長方形断面溝状に形成されている。カセット装着部３の右端側部分には、天秤２５の糸掛け部２６が往復移動する上下に細長い天秤移動領域２７が設けられ、この天秤移動領域２７を除くカセット装着部３の大部分は天秤移動領域２７の左側に位置している。
糸駒保持部５８に保持した糸駒６２の軸心を天秤２５の糸掛け部２６の往復移動方向とほぼ平行にして、鉛直方向上方から上糸カセット２を装着したり、鉛直上方へ上糸カセット２を取り外したりできるようにカセット装着部３の上端と下端は開放状に形成されている。カセット装着部３の中央よりもやや左側部位の下端付近には、糸調子器９がその軸心を前後方向向きにして前方へ突出する状態に設けられている。カセット装着部３の後壁の下部には、上糸カセット２の係合部１１２を受け止めて、上糸カセット５７を所定の高さ位置に位置決めする段状の受止め部１０９が形成されている。カセット装着部３の左側壁と右側壁の後端付近には、上糸カセット２の係合部１１３，１１４を夫々摺動自在に導入して案内するガイド溝１１０，１１１が夫々形成されている。
次に、第２挟持部７３を開放状態に切換える為にカセット装着部３に設けた上糸開放カム９５について説明する。第１８図、第２０図に示すように、カセット装着部３の右側壁の後部には、前記の縦溝部９５ａとその終端側に位置する上糸開放カム９５が形成されている。縦溝部９５ａはカセット装着部３の上端から下端付近部まで連続しており、上糸開放カム９５は縦溝部９５ａの下端にテーパ部９５ｂを介して連続し縦溝部９５ａよりも左側へ突出している。
従って、第１７図、第１８図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着して装着完了直前まで、カセット本体６０の右側面から突出した操作用ボタン９４が溝部９５ａに沿って移動する。このとき、第２挟持部７３は上糸２４に通過抵抗を付与する。上糸カセット５７をカセット装着部３に完全に装着し上糸カセット５７の装着が完了した状態では、操作用ボタン９４が上糸開放カム９５に当接して左方へ押動された状態となる。このとき、第２挟持部７３は開放状態となり、上糸２４に通過抵抗が付与されなくなる。
次に、天秤機構８について詳しく説明する。
第１１図〜第１４図に示すように、この天秤機構８は、上糸カセット２をカセット装着部３に装着する動作に連動して糸掛け部２６に上糸２４を糸掛けできるように工夫した特有の構造のものである。この天秤機構８は、カム式天秤機構を例としているが、リンク式天秤機構にも同様に、以下の構成を適用可能である。
この天秤機構８は、主軸の駆動力で天秤クランク２０を介して駆動される天秤２５と、この天秤２５の糸掛け部２６の移動軌跡の全長に沿って湾曲状に延びる糸案内隙間１０８を形成する糸案内部材１０６Ａを有し、この糸案内隙間１０８に上方から上糸２４を導入して糸掛け部２６に糸掛け可能に構成してある。
糸案内部材１０６Ａは、天秤２５の先端部（糸掛け部２６）の移動軌跡の全長に沿って湾曲状に延び糸案内隙間１０８を空けて前後に離隔した１対の糸案内具１０６からなる。１対の糸案内具１０６は下端部で連続した１本の線状部材（金属製又は合成樹脂製）で構成され、後側の糸案内具１０６の上端部分が後方へ水平に延びてミシン機枠の頂部枠に枢支金具１０７を介して回動自在に支持され、糸案内部材１０６Ａの下端部は自由端をなしている。前側の糸案内具１０６の上端部は前側へ屈曲されて、糸案内隙間１０８へ上方から上糸２４を導入する為の導入口１０８ａが形成されている。尚、糸案内部材１０６Ａと天秤２５の糸掛け部２６は、カセット装着部３の後壁の開口からカセット装着部３内へ突出している。
天秤２５の先端側部分には、先端側所定長さ部分を後方へ折り返すことで形成された平面視にてＵ形の案内部２５ａが設けられている。１対の糸案内具１０６はＵ形案内部２５ａを相対摺動自在に挿通しており、Ｕ形案内部２５ａが上下に往復運動するとき、１対の糸案内具１０６は上端部において回動しながらＵ形案内部２５ａで案内されるため、Ｕ形案内部２５ａに対する摺動抵抗も小さく、騒音も殆ど発生しない。Ｕ形案内部２５ａのうちの１対の糸案内具１０６の間（つまり、糸案内隙間１０８）に対応する部位には、上方から上糸２４を掛ける糸掛け部２６であって上面に上糸を掛けるＵ形凹部を有する糸掛け部２６が形成されている。
従って、糸駒６２の軸心を天秤２５の糸掛け部２６の往復移動方向とほぼ平行にして、上糸カセット２を鉛直上方から装着するとき、その装着動作に連動して自動的に、上糸カセット５７の第３案内部７２と第２挟持部７３の間の上糸２４を導入口１０８ａから糸案内隙間１０８に導入して天秤２５の糸掛け部２６に簡単に掛けることができる。尚、糸案内部材１０６Ａは、線状部材ではなく、金属製又は合成樹脂製の板状部材で構成してもよい。
次に、上糸カセット２の作動を自動糸通し機構１０に伝達する伝達機構１１５について説明する。第５図〜第８図に示すように、この伝達機構１１５は、上糸カセット２の作動を糸通しスライダ作動機構１１６を介して自動糸通し機構１０に伝達すると共に、糸通し位置決め部材５２との係合により解除作動する係合機構１１７が設けられている。この糸通しスライダ作動機構１１６は、糸通しスライダ作動部材軸１１８（以下、軸１１８という）と、糸通しスライダ作動部材１１９と、糸通しスライダ作動部材レバー１２０（以下、レバー１２０という）と、糸通しスライダ作動爪１２１（以下、作動爪１２１という）と、糸通しスライダ作動爪バネ１２２（捩じリバネ１２２）と、糸通しスライダ作動部材ストッパー１２３（以下、ストッパー１２３という）等から構成されている。
第４図、第５図、第１０図に示すように、カセット装着部３の近傍においてアーム部６内には、軸１１８が鉛直方向に支持され、この軸１１８に側面視略コ字形状の糸通しスライダ作動部材１１９が上下動可能に支持されている。糸通しスライダ作動部材１１９には平面視コ字形状のレバー１２０が固着され、このレバー１２０の前板部のうち右端の略中段部に、板状のレバー部１２０ａが前方に突出するように設けられている。レバー部１２０ａの先端部は、アーム部６内からカセット装着部３の受止め部１０９を貫通して所定長さ突出するように形成されている。受止め部１０９の略中段部から下端にわたりスリット１２４が形成され、レバー部１２０ａがこのスリット１２４に沿って上下動可能に構成されている。
軸１１８の上端近傍の天板にはブラケット１２５が固着され、軸１１８の背面側で且つストッパー１２３とレバー１２０とにわたり引張コイルバネ１２６が介装され、レバー１２０（つまりレバー部１２０ａ）を上方に付勢するようになっている。尚、上糸カセット２の装着完了状態（縫製位置）を保持するため、引張コイルバネ１２６の付勢力よりも糸保持ボタン９４とカム９５間に作用する摩擦抵抗が大きくなるように構成されている。
係合機構１１７について説明すると、第４図〜第８図に示すように、レバー１２０の右端側上部には、作動爪１２１が枢支されている。この作動爪１２１は、その下端部が糸通しスライダ爪４４の爪部４４ａに係合可能なロック位置と、爪部４４ａとの係合状態が解除された解除位置とにわたって揺動可能に構成されている。但し、枢支軸１２７には、糸通しスライダ作動部材１１９、作動爪１２１間に作用する捩じりバネ１２２が外装され、作動爪１２１をロック位置側に付勢するようになっている。
作動爪１２１の下端部は、オフセット部材カム部５３に対して当接離隔可能に構成され、糸通しスライダ作動部材１１９をロック位置の状態で下方に押し下げると、作動爪１２１の下端部がオフセット部材カム部５３の傾斜部５３ａに当接し傾斜部５３ａに沿って左方に移動し、オフセット部材４８の上支持部４９の右端部分が、糸通し位置決め部材５２に上方から当接した状態で、第６図に示すように、解除位置に切り換わって係合機構１１７が解除作動されるように構成されている。作動爪１２１が解除位置に切換わると、糸通しスライダ４０及びオフセット部材４８は、第６図に示す下限位置から圧縮コイルバネ４６，４７の付勢力により上方復帰するようになっている。
ストッパー１２３について説明すると、第４図〜第８図に示すように、ブラケット１２５の左端部には、ストッパー軸１２８が前後方向向きに支持され、このストッパー軸１２８に側面視略逆Ｌ字形状のストッパー１２３が枢支されている。ストッパー１２３は、ストッパー軸１２８から略鉛直下方向きに延びる鉛直部１２９と、ストッパー軸１２８から略水平右向きで且つ針棒１８の上方位置まで延びる水平部１３０と、これら鉛直部１２９と水平部１３０を第８図において時計回り方向に付勢する前記引張コイルバネ１２６（第１０図参照）とを有する。鉛直部１２９の下端部には、下方に向かう程左斜め向きに傾斜する傾斜部１３１が形成されている。
傾斜部１３１と鉛直部１２９の交差する左端部分にストッパー部１３２（段部に相当する）が形成され、糸通しスライダ作動部材１１９の下端部には、このストッパー部１３２に上方から係合可能なストッパー係合部１１９ａが形成されている。針棒１８の上端つまりストッパー１２３が５００Ａから５００Ｂの適正範囲にある場合（第８図参照）には、上糸カセット２により糸通しスライダ作動部材１１９が第５図に示す上限位置から下方に移動するとき、ストッパー係合部１１９ａがストッパー１２３の傾斜部１３１に接触し、その後、傾斜部１３１の左端に対して糸通しスライダ作動部材１１９のガイド壁１１９ｂが摺動する。
糸通しスライダ作動部材１１９の下方移動に伴い、ストッパー１２３が引張コイルバネ１２６の付勢力に抗して反時計回り方向に揺動するから、糸通しスライダ作動部材１１９は上限位置から第６図に示す下限位置まで移動可能となる。針棒１８の上端が適正範囲外にある場合には、ストッパー１２３が５００Ｂの位置（第８図参照）から更に時計方向回りに揺動する。この状態で糸通しスライダ作動部材１１９を下方に移動させようとしても、ストッパー部１３２に対してストッパー係合部１１９ａが係合するから、糸通しスライダ作動部材１１９は移動不可能となり、糸通しが禁止される。
第７図に示すように、糸通しスライダ作動部材１１９のガイド壁１１９ｂが、ストッパー１２３の傾斜部１３１に摺動することで、ストッパー１２３の水平部１３０の高さ位置が規制されて、最上位置のときの針棒１８の上端と水平部１３０との間に微小隙間Ｓが形成され、針棒１８とストッパー１２３との打撃音の発生を防止している。
次に、糸調子器９と、糸調子器９の為の連動機構１３４について説明する。
連動機構１３４は、上糸カセット２のカセット装着部３への装着動作の途中において上糸カセット２により１対の糸調子皿１３３を開放させ且つ装着動作の完了時には糸調子皿１３３を閉じさせる機構である。
第４図、第１０図、第１６図、第３７図〜第４５図に示すように、糸調子器９は、上糸カセット２がカセット装着部３に装着された状態ではカセットケース５７内の糸調子器収容部５７ｃに突入する。糸調子器９は１対の糸調子皿１３３と、これら糸調子皿１３３を支持する軸部材と、後側の糸調子皿１３３の後側にある作動板１３９と、後側の糸調子皿１３３と作動板１３９を前方へ弾性付勢するバネ部材と、糸調子皿１３３の付近で上糸２４を弾性的に支える糸調子バネ１３５と、バネ力調節用の糸調子ダイヤル１３６などを備えた一般的な構造のものである。
第３７図〜第４５図に示すように、連動機構１３４は、上糸カセット５７の後側面に形成されたカム部１３７と、縦向きのレバー状のカム従動部材１３８と、回動アーム１５１とを有する。カセット本体６０の後壁のうち左端側部分の上半部には、後方にやや突出する突条のようなカム部１３７が形成されている。糸調子器９を支持するフレーム１４０の上部にはブラケット１４１が形成され、このブラケット１４１には、カム従動部材１３８の長さ方向途中部が左右方向向きの水平ピンにて回動自在に支持され、このカム従動部材１３８は捩じりバネ１４４により第４１図において時計回り方向へ付勢されている。
カム従動部材１３８の上端部にはローラ１４２が遊転可能に枢着されている。
カセット装着部３の後壁の左側部分には、上糸カセット５７のカム部１３７を後方へ突出させるスリット１４３（第１４図参照）が形成され、このスリット１４３から後方へ突出したカム部１３７にローラ１４２が当接可能になっている。回動アーム１５１の右端部は縦向きのピンにてベース板１５５の下板部にピン連結されて水平回動可能であり、カム従動部材１３８の下端部が回動アーム１５１の左端部分の後面に当接し、回動アーム１５１の突部１５１ａが作動板１３９に当接可能になっている。
カム部１３７の形状とローラ１４２の位置を適切に設定することで、上糸カセット５７の装着途中において糸調子皿１３３を開かせて１対の糸調子皿１３３と糸調子バネ１３５に糸掛けし、その後上糸カセット５７の装着完了時に糸調子皿１３３を閉じるように構成してある。即ち、上糸カセット５７がカセット装着部３に装着されて上糸カセット２が糸調子器９の上方所定距離まで達したときに、カム部１３７にローラ１４２が乗り上げてカム従動部材１３８が第４１図において反時計回りに回動し、回動アーム１５１と作動板１３９とで糸調子皿１３３を開かせる。
その状態で上糸カセット５７が下降して来ると、第２、第３案内部７１，７２間の上糸２４が１対の糸調子皿１３３の間に糸掛けされ、その後上糸カセット５７が装着完了状態になる頃カム部１３７は低くなりローラ１４２を後方へ押さなくなるので、回動アーム１５１が後方へ復帰回動し、作動板１３９が後方へ復帰移動し、１対の糸調子皿１３３が閉じた状態になる。尚、以上の上糸カセット５７の装着時の連動機構１３４の作動は、押え上げレバー２９の位置（下方回動位置または上方回動位置）に関係なく生じる。
次に、通常のミシンと同様に、押え上げレバー２９の操作で１対の糸調子皿１３３を開かせる機構は、周知の機構であるので簡単に説明する。第３７図〜第４５図に示すように、押え上げレバー２９の上端部は機枠に回動自在に枢支され、この押え上げレバー２９のカム部２９ａに係合した係合アーム１５２の上端部も機枠に回動自在に枢支されている。係合アーム１５２は連結ロッド１５３により水平な三角板１５４の後端部に連結されている。三角板１５４は機枠側のベース板１５５下板部の下側に配設され、この三角板１５４の前端部の左端部がベース板１５５の下板部に縦向きのピンにて回動自在に枢着され、三角板１５４の前端部の右端部が作動板１３９に当接している。
従って、押え上げレバー２９が下方回動位置にあるとき、連結ロッド１５３が右方へ引っ張られないので三角板１５４が回動せず、糸調子皿１３３が閉じた状態を保持する。押え上げレバー２９を上方回動位置に切換えると、連結ロッド１５３が右方へ引っ張られるため三角板１５４が回動して糸調子皿１３３が開いた状態となる。
次に、前記ミシン１の作用と上糸カセット２の作用について説明する。
第１４図、第２３図〜第２７図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着してない状態において、上糸カセット２の開閉蓋６１を開き糸駒６２を糸駒保持部５８に装着する。次に、糸駒６２から引き出した上糸２４を第１案内部６９に掛け、第１挟持部７０の糸案内部８０ａに掛けて板バネ８１で押圧する。次に、その上糸２４を第２，第３案内部７１，７２に順々に掛け、第２挟持部７３の案内ピン８９と糸保持板９０との間に挟持させる。
次に、板バネ部材９１の付勢力に抗して操作用ボタン９４ａを指で押圧し、案内ピン８９を糸保持板９０から離隔させてから、上糸２４を外部へ所定長さ引っ張り出し、その後操作用ボタン９４ａを押圧するのを解除して第２挟持部７３のにより上糸２４を挟持し、開閉蓋６１を閉じる。尚、上糸カセット２への糸掛け手順を判り易くするため、第１案内部６９、第１挟持部７０、第２，第３案内部７１，７２、第２挟持部７３の各近傍に糸掛け順指示マークを貼着し、そのマークの順番に従って糸掛けさせるように構成してもよい。
一方、ミシン１が縫製停止状態のときには、通常針棒１８は針上位置に停止しており、天秤２５の糸掛け部２６は第１３図に示す糸締め側の略中段位置に停止している。この状態において、カセット装着部３に上方から上糸カセット２を装着していく。カセット装着部３は上方と下方の両方に開放されているため、上糸カセット２の糸出口６８から約２０ｃｍ程度引出された上糸２４は、カセット装着部３の下方に鉛直向きに垂れ下がる。尚、縫製開始時には、天秤２５の糸掛け部２６は前記の糸締め側の略中段位置から上昇してから下降することになる。
第１５図、第１６図に示すように、上糸カセット２の装着途中において、上糸カセット２の係合部１１２がレバー部１２０ａに当接した状態で上糸カセット２を一旦停止させる。このとき、第１５図に示すように、第３案内部７２と第２挟持部７３との間の上糸２４が糸案内隙間１０８に導入されて天秤２５の糸掛け部２６に掛かった状態になっている。この場合、第２挟持部７３は第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を与えるから、上糸２４がカセット２内に引き戻されることなく糸駒６２から上糸２４が必要量繰出される。尚、この移動停止位置を確認する為の１対の合印１４６が上糸カセット２とミシン１に設けられている。
次に、上糸カセット２の糸出口６８から下方に垂れ下がった上糸２４を、針棒糸掛け１４７と糸ガイド３６ａに順に掛け、支持板５５と糸案内皿５６との間に微圧にて挟持させた後、糸端を図示外の糸切り刃で切る。次に、第１７図に示すように、上糸カセット２を引張コイルバネ１２６の付勢力に抗して下方に押下げると、上糸カセット２の作動が伝達機構１１５を介して自動糸通し機構１０に伝達され、針穴１９ａへ上糸２４を通す糸通しが実行される。上糸カセット２の糸通し作動部としての係合部１１２がレバー１２０の先端のレバー部１２０ａを下方へ移動させるため、上糸カセット２の移動が伝達機構１１５に伝達される。これと並行して、天秤２５に対して上糸カセット５７が相対的に下方移動するため、第３糸案内部７２と第２挟持部７３間の糸経路が長くなる関係上、糸駒６２からの上糸２４の繰り出しがなされる。
このとき、既述の如く、連動機構１３４により糸調子器９の糸調子皿１３３を開放させ、第２，第３案内部７１，７２間の上糸２４が糸調子皿１３３の間と糸調子バネ１３５に糸掛けされる。第１挟持部７０と第２挟持部７３とにより両部間の上糸２４に一定の張力を付与しているから、天秤２５、糸調子皿１３３、糸調子バネ１３５に確実に上糸２４が掛かることになる。第２挟持部７３は第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を上糸２４に与えるから、上糸２４が第２挟持部７３を逆流してカセット２内に引き戻されることはなく、前記のような糸掛けに必要な量の上糸２４は糸駒６２から確実に繰り出される。しかも、第１挟持部７０から第２挟持部７３間の上糸２４に弛みが生じないため、その上糸２４に糸よりにいる糸の絡まり等が生じることもない。
第１９図、第２０図に示すように、上糸カセット２をカセット装着部３に装着完了した状態（即ち、受止め部１０９に係合部１１２が上方から係合した状態）においては、連動機構１３４により糸調子皿１３３が閉じ、糸通しスライダ作動部材１１９は上糸カセット２により最下位置に保持されたまま、糸通し軸３１とスライダーガイド軸３２が上方へ復帰して針穴１９ａに上糸２４が通される。また、第２０図に示すように、操作用ボタン９４ａが糸開放カム９５で左方へ押動され、案内ピン８９が糸保持板９０から離隔して第２挟持部７３が開放状態となり、上糸２４が開放されて縫製可能状態となる。
しかも、上糸カセット５７の装着が完了した状態において、１対の糸調子皿１３３が閉じ、第２挟持部７３が開放状態になった場合でも、第１挟持部７０で上糸２４を挟持し、上糸２４に通過抵抗を与えるようになっているため、上糸カセット５７内の上糸２４に糸よりによる糸の絡まり等が生じることはない。その結果、縫製中に糸の絡まりによる糸切れが生じにくくなる。このカセット装着部３に上糸カセット２を装着した状態において、糸案内部材１０６Ａと天秤２５の糸掛け部２６が上糸カセット５７内へ突出し、天秤２５の糸掛け部２６が上糸カセット２内をほぼ鉛直方向に往復移動可能となる。
ここで、第１９図に示すように、カセット本体６０の糸調子器収容部５７ｃにおいて、糸調子器の下流側に、下方に切欠き状に形成された糸案内部を含む上糸押え部材１８０（鎖線で図示）を設け、上糸カセット２のカセット装着部３への装着動作により糸調子器９からその下流側に延びた上糸２４を下方に押下げ配置するようにしてもよい。この場合、上糸２４の糸調子器９の軸部材への接触部分が増し上糸２４が不意に外れたりしなくなるし、糸調子バネ１３５による上糸２４の取り上げ量を多くすることができる。上糸カセット２を取り外す際には、上糸２４を上糸押え部材１８０から簡単に解離することができる。
以上のように、上糸カセット５７をカセット装着部３に装着した状態で、糸駒６２から上糸２４を供給しながら縫製を行うことができる。上糸２４の糸色を変更したり、上糸２４を補充したりする為に、上糸カセット２をカセット装着部３から取外す際には、上糸カセット２の下端を指で上方へ押すことにより簡単に取外すことができる。
その取り外し後、上糸カセット２内には、天秤２５と糸調子器９から外された弛み糸が残るので、操作用ボタン９４ａを指で押して第２挟持部７３を開放状態に切換え、その状態のまま上糸カセット２内の弛み糸を外部へ引き出し、カセット外周に巻き付けて上糸２４の糸端部分を糸止め部１０４又は糸止め部１０４Ａに仮止めする。その後、操作用ボタン９４を復帰させて第２挟持部７３を閉じた状態にする。
本実施形態に係るミシン１と上糸カセット２は次の効果を奏する。
１）上糸カセット２内に糸駒６２を収容し、上糸カセット２を交換することで糸駒６２を交換可能にしたので、上糸２４の交換が簡単になった。特に、上糸カセット２の装着動作に連動して、天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９の糸調子皿１３３と糸調子バネ１３５とに自動的に糸掛けするので、糸掛けの操作が非常に簡単になり能率的に行うことができる。上糸カセット２の装着動作に連動して、自動糸通し機構１０を作動させて針穴２９ａに自動的に糸通しするので、糸通しも非常に簡単になり、上糸２４の交換を迅速に能率的に行うことができる。
前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、主軸を手動で回転させて天秤の糸掛け部を最下位置（糸緩め位置）に保持した状態で、上糸カセットをカセット装着部に装着するようになっており、上糸カセットをカセット装着部に装着した状態では、第１，第２抵抗付与部が開放されるため、縫製開始時に天秤が最上位置（糸締め位置）に移動する際に、糸駒から上糸が繰り出されるとは限らず、針穴の方の上糸が引っ張られて、上糸が針穴から外れてしまうおそれがある。
また、通常、ミシンを停止させる場合、針棒を最上位置にして停止するが、このとき天秤もその最上位置の付近の糸締め途中の位置にある。前述の米国特許第３，７４９，０３９号に記載のミシンでは、上糸カセットを装着する際に、天秤を手動操作により最下位置に切換える必要があるため、その操作が煩わしいものとなる。
これに対し、本実施形態に係るミシン１と上糸カセット２では、縫製を停止し、針棒１８を針上位置に停止させると共に天秤２５の糸掛け部２６を糸締め側の位置に停止させた状態で、天秤２５の位置を変えることなく、上糸カセット２を装着して天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９にに糸掛けできるため、上糸カセット２の装着と糸掛けの操作が非常に簡単で能率的に行うことができる。しかも、上糸カセット２を上方から直線的に移動させることでカセット装着部３に装着でき、また、装着状態の上糸カセット２を上方へ直線的に移動させて取り外すことができるため、上糸カセット２の着脱操作が簡単で、上糸カセット２を迅速に交換できる。
また、上糸カセット２のカセットケース５７が透明であり、内部の糸駒６２の糸色を容易に識別できるため、上糸２４の交換、或いは上糸カセット２の交換の際に便利である。上糸カセット２の内部の糸駒６２を支持する支持壁６３に凹部６５を形成したので、この凹部６５に指をかけて糸駒６２の下端を押し、糸駒６２を糸駒保持部５８から簡単に取り外すことができる。
２）上糸カセット２内に糸駒６２をその軸心を縦向きにして保持し、その糸駒６２から上方へ上糸２４を繰り出し、糸経路５９を通って糸出口６８に導くように構成したので、上糸カセット２の左右方向幅を小さくすることができる。或いは、糸駒６２の軸心と糸駒６２からの上糸２４の繰り出し方向を天秤２５の糸掛け部２６の往復移動方向とほぼ平行にして上糸カセット２をカセット装着部３に装着するように構成であるため、上糸カセット２の左右方向幅とカセット装着部３の左右方向幅を小さくすることができる。
このように、上糸カセット２は、左右方向幅の小さな縦長の直方体に近い小型のものであるので、天秤２５の糸掛け部２６の往復移動領域とその左側の部位に、つまりアーム頭部にカセット装着部３を配置することができた。その結果、天秤２５の糸掛け部２６の往復移動領域と重なる領域にカセット装着部３を形成することができスペース的に有利である。また、アーム部６の内部機構と干渉させずにカセット装着部３を極力後方に配置することができ、これにより上糸カセット２を装着した状態で上糸カセット２がアーム部６の前面から突出せず、アーム部６の外観も低下せず、アーム部６の前面のデザイン上の自由度も確保できる。
３）上糸カセット２内の糸経路５９の上流部に上糸２４に常時通過抵抗を与える第１挟持部７０を設け、上糸カセット２４を装着した状態で、第１挟持部７０と糸調子器９間の上糸２４を緊張状態に維持するため、糸よりによる糸の絡まりの発生を防止でき、縫製中に糸の絡まりに起因する糸切れや糸のひきつりを防止できる。
そして、糸出口６８の付近に第２挟持部７３を設け、上糸カセット２の装着前や装着完了前には上糸２４に通過抵抗を与えるようにし、第２挟持部７３は第１挟持部７０よりも強い通過抵抗を与えるため、上糸カセット２の取扱中に上糸２４が勝手に繰り出されることもなく、また、上糸カセット２の装着時に天秤２５の糸掛け部２６と糸調子器９に糸掛けする際に、上糸を糸駒６２から確実に繰り出すことができる。
そして、上糸カセット２を装着しない状態では、操作用ボタン９４ａを指で操作して第２挟持部７３を開放させ、上糸２４を自由に繰り出すことができる。
上糸カセット２の装着完了後には操作用ボタン９４ａを上糸開放カム９５で押圧して第２挟持部７３を開放状態に切換えるため、縫製中には第２挟持部７３の通過抵抗が上糸２４に作用せず、上糸２４の繰り出しが円滑になる。
上糸カセット２をカセット装着部３から取り外した際にカセットケース５７外へ延びる上糸２４をカセットケース５７の外面に巻付けて、その糸端部分を糸止め部１０４，１０４Ａに止めることができるので、非常に便利である。
４）上糸カセット２の頂部に第１案内部６９と、前後に細長い開口部７７，７８と、これに平行に臨む案内ピン７５の糸案内部とを設けたため、上糸２４が案内ピン７５に沿って自由に移動でき、その上糸２４を糸駒６２から抵抗なく円弧を描くようにして円滑に繰り出すことができるうえ、上糸カセット２の外部に配置した糸駒からの上糸を開口部７７，７８から上糸カセット２内に導入し、その内部の糸経路５９により糸出口６８に導いて縫製に供することができる。そのため、針１９の代わりに２本針を装着して２本の上糸で縫製する際に、上糸カセット２内の糸駒６２と上糸カセット２外のアーム部６の頂部の糸駒保持部に保持した糸駒とから上糸を供給して縫製することができる。
５）上糸カセット２の装着動作に連動して糸調子器９を開放状態にし、上糸カセット２の装着後には糸調子皿１３３を閉じる連動機構１３４を設けたため、前記のように上糸カセット２の装着動作に連動して糸調子器９に糸掛けすることができる。尚、カセット装着部３の下端側部分に糸調子器９を配置したので、上糸カセット２をカセット装着部３に上方から装着する装着動作と連動して糸調子器９に糸掛けするのに特に有利である。
６）天秤機構８は特有の構造のものであり、上糸カセット２の装着動作に連動して糸掛け部２６に糸掛けするのに好適のものである。即ち、天秤２５の糸掛け部２６の移動軌跡の全長に沿って延びる湾曲状の糸案内隙間１０８を形成する糸案内部材１０６Ａを設け、糸案内隙間１０８の上端の導入口１０８ａから上糸２４を導入して糸掛け部２６に糸掛け可能に構成してある。そのため、糸導入口１０８ａは糸掛け部２６の移動軌跡から後方へ後退しない位置にあるから、天秤２５の糸掛け部２６を前記の糸締め側の位置（針棒１８の針上停止位置に対応する位置）に停止させたまま、上糸カセット２のカセット装着部３への装着動作と連動して糸掛け部２６に糸掛けすることができる。
しかも、糸案内隙間１０８は、糸掛け部２６の移動軌跡の全長にわたるものであり、糸案内部材１０６Ａをなす１対の糸案内具１０６を天秤２５のＵ形案内部２５ａに相対摺動自在に挿通させてあるので、縫製時に天秤２５が上下に往復移動しても、上糸２４は糸案内具１０６で案内され、糸掛け部２６から外れることはない。
また、後側の糸案内具１０６の上端部を回動自在に枢支してあるため、天秤２５のＵ形案内部２５ａで１対の糸案内具１０６を案内できるから、１対の糸案内具１０６を線状部材のような加工し易い材料で安価に構成できるうえ、Ｕ形案内部２５ａと１対の糸案内具１０６間に摺動抵抗が殆ど作用しなくなり、摺動音も殆ど生じない。
産業上の利用可能性
上糸カセット及びミシンのカセット装着部の小型化を可能とするとともに、小型で操作性の優れた上糸カセット付きミシンの提供を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施形態の電子制御式ミシンと上糸カセットの正面図である。
第２図は、上糸カセットを取外した状態のミシンの平面図である。
第３図は、カセット装着部付近の内部構造を示す縦断面図である。
第４図は、カセット装着部付近の内部構造等を示す平面断面図である。
第５図は、針棒上下動機構と自動糸通し機構などの正面図である。
第６図は、糸通し直前状態を示す第５図相当図である。
第７図は、針棒とストッパーとの関係を示す第５図相当図である。
第８図は、針棒の適正高さ範囲を説明する第５図相当図である。
第９Ａ図は糸通しフックによる糸通し直前状態を示す斜視図、第９Ｂ図は糸通し直後状態を示す斜視図、第９Ｃ図は糸通し後に糸通しフックが上昇した状態の要部断面図である。
第１０図は、糸通しスライダ作動機構と上糸カセットなどの縦断側面図である。
第１１図は、天秤機構とカセット装着部を示す要部縦断側面図である。
第１２図は、天秤の糸掛け部の移動範囲を示す要部縦断側面図である。
第１３図は、糸掛け部への糸掛け可能範囲を示す第１２図相当図である。
第１４図は、上糸カセット（装着直前状態）とカセット装着部の正面図である。
第１５図は、上糸カセット（装着途中状態）とカセット装着部の正面図である。
第１６図は、上糸カセット（装着途中状態）とカセット装着部などの縦断側面図である。
第１７図は、上糸カセット（装着完了直前状態）とアーム頭部の正面図である。
第１８図は、第２挟持部とカムの部分拡大断面図である。
第１９図は、上糸カセット（装着完了状態）とアーム頭部の正面図である。
第２０図は、第２挟持部（開放状態）とカムを示す第１８図相当図である。
第２１図は、カセット装着部に装着された上糸カセットの横断面図である。
第２２図は、上糸カセット（装着完了状態）とカセット装着部などの縦断側面図である。
第２３図は、上糸カセット（開閉蓋開状態）の正面図である。
第２４図は、上糸カセットの縦断側面図である。
第２５図は、上糸カセットの平面図である。
第２６図は、上糸カセットの底面図である。
第２７図は、糸経路の下流側部分を示す上糸カセットの部分切欠き横断平面図である。
第２８図は、カセット本体と糸駒（装着前状態）の縦断側面図である。
第２９図は、カセット本体と糸駒（装着後状態）の縦断側面図である。
第３０図は、上糸カセット（開閉蓋開状態）の正面図である。
第３１図は、上糸カセット（開閉蓋開状態）の底面図である。
第３２図は、第１案内部を示すカセット本体の平面図である。
第３３図は、第２，第３案内部と第２挟持部を示す上糸カセットの底面図である。
第３４図は、第２，第３案内部と第２挟持部を示すカセット本体の横断面図である。
第３５図は、糸止めの手順を説明する上糸カセットの正面図である。
第３６図は、糸止め部等を示す上糸カセットの側面図である。
第３７図は、押え上げレバーと糸調子器と連動機構などの正面図である。
第３８図は、押え上げレバーと糸調子器と連動機構などの側面図である。
第３９図は、押え上げレバーと糸調子器と連動機構などの平面図である。
第４０図は、上糸カセット装着時の状態を示す第３７図相当図である。
第４１図は、上糸カセット装着時の状態を示す第３８図相当図である。
第４２図は、上糸カセット装着途中の状態を示すの第３９図相当図である。
第４３図は、上糸カセット装着完了状態を示す第３９図相当図である。
第４４図は、上糸カセット装着完了状態を示す第３７図相当図である。
第４５図は、上糸カセット装着完了状態を示す第３８図相当図である。
Claims (18)
- 糸駒を収納した上糸カセットがアーム部に着脱可能に装着される上糸カセット付きミシンにおいて、
天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域の近傍に設けられ、前記上糸カセットが着脱可能に装着されるカセット装着部を備え、
前記上糸カセットは、カセットケースと、このカセットケース内に設けられた糸駒を保持する糸駒保持部とを有し、
前記糸駒保持部に保持した糸駒の軸心方向とこの糸駒からの糸の繰り出し方向との少なくとも一方を天秤の糸掛け部の往復移動方向とほぼ平行にして、前記カセット装着部へ装着されるように構成されたことを特徴とする上糸カセット付きミシン。 - 前記カセット装着部は前記アーム部の先端部分の前面部に設けられたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の上糸カセット付きミシン。
- 前記アーム部において前記カセット装着部より基部側部分に天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域が設けられたことを特徴とする請求の範囲第２項記載の上糸カセット付きミシン。
- 前記カセット装着部は、前記上糸カセットを上方から着脱するように形成されると共に、前記上糸カセットの着脱の際上糸カセットを直線状に案内する溝状の案内部が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の上糸カセット付きミシン。
- 糸駒を収納した上糸カセットがアーム部に着脱可能に装着される上糸カセット付きミシンにおいて、
前記アーム部の先端部分の前面部に設けられ、前記上糸カセットが着脱可能に装着されるカセット装着部と、
前記アーム部において、前記カセット装着部の近傍でより基部側の部位に設けられ、天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域と、
前記カセット装着部の下端側部位で突出して設けられた糸調子器とを備え、
前記上糸カセットはカセットケースを備え、
前記カセットケースには、
前記糸駒をその軸心を鉛直にして保持する糸駒保持部と、
前記糸駒から繰り出された糸を前記カセットケースの外へ供給する糸出口と、
前記糸駒から繰り出された糸を前記糸出口へ導く糸経路と、
天秤の糸掛け部をカセットケース内へ突入させる為のスリットと、
糸調子器をカセットケース内へ突入させる為の切欠き部とが形成されていることを特徴とする上糸カセット付きミシン。 - 前記糸調子器は、糸調子皿と糸調子バネとを有し、前記上糸カセットをカセット装着部に装着する装着動作に連動して、上糸カセットの上糸を天秤の糸掛け部と糸調子皿と糸調子バネに糸掛けするように構成したことを特徴とする請求の範囲第５項記載の上糸カセット付きミシン。
- 前記糸経路は、前記糸駒保持部の糸駒から上方へ上糸を繰り出してからカセットケースの糸出口へ導くように構成され、
前記上糸カセットに、糸経路の上流部において上糸に通過抵抗を与える第１挟持部と、カセットケースの糸出口付近において上糸に通過抵抗を与える第２挟持部とを設け、
前記第１挟持部は、上糸カセットをカセット装着部に未装着の状態でも装着した状態でも上糸に通過抵抗を付与してその上糸を糸調子器との間で緊張させることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の上糸カセット付きミシン。 - 前記上糸カセットをカセット装着部に装着完了前の状態では、第２挟持部で与える通過抵抗が第１挟持部で与える通過抵抗よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする請求の範囲第７項記載の上糸カセット付きミシン。
- 前記上糸カセットのカセットケースに、その内部に収容した糸駒の糸色を識別する為の色識別手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の上糸カセット付きミシン。
- 前記糸駒を保持する糸駒保持部のうちの前記糸駒の下端部に当接する部分に、前記糸駒の外周面よりも半径方向内側に窪んだ凹部を形成したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の上糸カセット付きミシン。
- 前記上糸カセットのカセットケースの外面部には、上糸カセットから上糸カセットの外部へ延びた糸の糸端側部分を係止可能な糸止め部を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の上糸カセット付きミシン。
- ミシンのアーム部に着脱可能に装着される上糸カセットにおいて、
カセットケースと、
糸駒と、
前記カセットケース内に設けられ、前記糸駒をカセットケース内で保持する糸駒保持部と、
前記カセットケース内に設けられ、前記糸駒から繰り出された糸を前記糸出口へ導く糸経路とを備え、
ミシンに装着された際、前記糸駒保持部に保持した糸駒の軸心方向とこの糸駒からの糸の繰り出し方向との少なくとも一方が天秤の糸掛け部の往復移動方向とほぼ平行になるように、前記糸駒或いは前記糸経路を配置したことを特徴とする上糸カセット。 - 更に、前記カセットケースには、
天秤の糸掛け部をカセットケース内へ突入させる為のスリットと、
糸調子器をカセットケース内へ突入させる為の切欠き部とが形成されており、
天秤の糸掛け部が往復移動する天秤移動領域の近傍に着脱可能に装着されることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の上糸カセット。 - 前記糸経路は、前記糸駒保持部の糸駒から上方へ糸を繰り出してから前記糸出口へ導くように構成され、更に、
前記カセットケース内に設けられ、前記糸経路の上流部において糸に通過抵抗を与える第１挟持部と、
前記カセットケース内に設けられ、前記糸出口付近において糸に通過抵抗を与える第２挟持部とを備え、
前記第１挟持部は、上糸カセットをカセット装着部に未装着の状態でも装着した状態でも上糸に通過抵抗を付与してその上糸を糸調子器との間で緊張させることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の上糸カセット。 - ミシンに装着完了前の状態では、第２挟持部で与える通過抵抗が第１挟持部で与える通過抵抗よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする請求の範囲第１４項記載の上糸カセット。
- 更に、内部に収容した糸駒の糸色を識別する為の色識別手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の上糸カセット。
- 更に、前記糸駒を保持する糸駒保持部のうちの前記糸駒の下端部に当接する部分に、前記糸駒の外周面よりも半径方向内側に窪んだ凹部を形成したことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の上糸カセット。
- 前記上糸カセットのカセットケースの外面部には、上糸カセットから上糸カセットの外部へ延びた糸の糸端側部分を係止可能な糸止め部を有することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の上糸カセット付きミシン。
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