ミシンの糸巻き装置
【課題】 ミシンの糸巻き装置における部品点数の低減を図り簡易な構成とする
【解決手段】 ミシンの糸巻き装置は、ミシンモータ３５により回転する駆動プーリ２７と、この駆動プーリ２７から動力を受けて回転する主軸１４と、駆動プーリ２７が正転する際にのみ主軸１４に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構Ｃと、下糸ボビンｂを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪７を固定して成り、該駆動車輪７が駆動プーリ２７に当接される糸巻き位置と駆動プーリ２７より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた糸巻き軸６と、この糸巻き軸６が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出するマイクロスイッチ２３と、糸巻き軸６が糸巻き位置にある際にミシン１を起動したときに、ミシンモータ３５を逆転させる正逆回転制御手段とを備えている。
【解決手段】 ミシンの糸巻き装置は、ミシンモータ３５により回転する駆動プーリ２７と、この駆動プーリ２７から動力を受けて回転する主軸１４と、駆動プーリ２７が正転する際にのみ主軸１４に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構Ｃと、下糸ボビンｂを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪７を固定して成り、該駆動車輪７が駆動プーリ２７に当接される糸巻き位置と駆動プーリ２７より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた糸巻き軸６と、この糸巻き軸６が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出するマイクロスイッチ２３と、糸巻き軸６が糸巻き位置にある際にミシン１を起動したときに、ミシンモータ３５を逆転させる正逆回転制御手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシン主軸を回転させるミシン駆動源の駆動力を用いてミシンの下糸ボビンに下糸を捲装させるミシンの糸巻き装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ミシン主軸の回転力を駆動源としてボビンに下糸を巻くミシンの下糸巻装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このミシンの下糸巻装置は、ミシンモータの駆動により回転する駆動プーリと、該駆動プーリを正転させたときはミシン主軸に回転を伝達し逆転させたときにはミシン主軸に回転を伝達しないワンウェイクラッチ機構と、ボビンを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪を固定して成り、前記駆動車輪が駆動プーリに当接する糸巻き位置と駆動プーリより離間する初期位置との間を移動可能に設けられた糸巻き軸と、この糸巻き軸が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出センサと、糸巻き軸が糸巻き位置から初期位置に達した時点で前記検出センサからの電気信号を受けてミシンモータを停止すると共に、このミシンモータの停止に同期してワンウェイクラッチ機構を作動させて駆動プーリとミシン主軸とを連結させる制御手段とを備えている。
上記ワンウェイクラッチ機構には、駆動プーリの一端面の中央部から突出する第一ボス部に一端が外挿され他端がミシン主軸の一端に固定されたはずみ車から前記第一ボス部に対向するように突出された第二ボス部に外挿されるコイルばねと、該コイルばねを内部に遊挿する筒状のばね受けとが設けられている。そして、コイルばねの一端は外側に折り返されてばね受けの内周側に設けられた係止部に係止され、コイルばねの他端は内側に折り返されて第二ボス部の外周に設けられた係止部に係止されている。
【０００３】
上記構成において、ミシンモータが駆動されると、タイミングベルトを介して駆動プーリが回転し、第一ボス部の外周に密接されたコイルばねが該第一ボス部との摩擦により捻られ、巻き方向に対してさらに緊縛されることとなる。これにより、駆動プーリと共にコイルばね及びばね受けが回転することとなり、コイルばねの他端側を介してはずみ車及びミシン主軸に回転が伝達される。
また、糸巻きを行う際は、糸巻き軸にボビンを装着した状態で該糸巻き軸を糸巻き位置に移動させる。これに伴い、検出センサのスイッチがＯＮとなり、ソレノイドが駆動されてばね受けの外周に設けられた爪部の回転軌道上に係止部材が係合される。この状態でミシンモータを駆動すると、タイミングベルト、駆動プーリ及びコイルばねを介してばね受けが回転することとなるが、上述した係止部材が爪部に係止される位置まで回転するとばね受けの回転が規制される。すると、一端が当該ばね受けによって係止されているコイルばねには捻り方向とは逆向きすなわち当該コイルばねの径が拡開する方向に力が作用する。これに伴い、コイルばねに対して駆動プーリの第一ボス部が空転し始め、ミシン主軸には回転が伝達されず駆動プーリのみが空転する。そして、該駆動プーリに当接する駆動車輪から糸巻き軸に回転が伝達され、ボビンに糸が巻きつけられるようになっている。
【特許文献１】特公平７−３２８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるミシンでは、糸巻きに際して上軸の回転を防止するための複雑なクラッチ機構が必要となり、部品点数の増加を招くと共にコスト高であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、ミシンの糸巻き装置における部品点数の低減を図り簡易な構成とすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ミシンの駆動源により回転する回転体と、前記回転体から動力を受けて回転し針を上下に移動する主軸と、前記回転体が所定方向に回転する際にのみ主軸に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構と、ボビンを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪を固定して成り、前記駆動車輪が前記回転体に当接される糸巻き位置と回転体より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた回転軸とを備えるミシンの糸巻き装置において、前記回転軸が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出手段と、前記回転軸が糸巻き位置にある際にミシンを起動したときに、前記駆動源を逆転させる正逆回転制御手段とを備えることを特徴とするミシンの糸巻き装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ワンウェイクラッチ機構は、一端が前記回転体の一端面から突出する第一ボス部に外挿され他端が前記主軸の一端に固定されたはずみ車から前記第一ボス部に対向するように突出された第二ボス部に外挿される伝達部材を備え、前記伝達部材は、前記回転体が前記所定方向に回転する際の回転力により小径となる方向に巻かれたコイルばねを備えることを特徴する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、ワンウェイクラッチ機構により、回転体が逆方向に回転する際には該回転体と主軸との連結が解除され、主軸には回転が伝達されない。また、正逆回転制御手段により、回転軸が糸巻き位置にある際にミシンが起動されたときには、ミシンの駆動源を逆転させるように切換える制御が行われる。そして、駆動源が逆転する際には回転体もまた逆方向に回転される。つまり、正逆回転制御手段を設けたことにより、回転体と主軸との連結を解除するために他の特別な部材を必要とすることが無く、ワンウェイクラッチ機構の部品点数を従来よりも減少させることができる。これにより、ミシンの糸巻き装置を従来よりも簡易な構成とすることができ、コストの低減が図られる。
さらに、回転軸が糸巻き位置に配置されると、逆回転する回転体に駆動車輪が当接されることでボビンが回転して糸巻きが行われるが、かかる糸巻きの際には回転体と主軸との連結が解除されているため、糸巻き開始の時点から主軸を一切回転することなく糸巻きを実行することができる。すなわち、ミシンの駆動源を用いて糸巻きのみを実行することが可能となる。これにより、ユーザが意図した動作のみを実現させることができるため、ミシンの操作性の向上が図られるという効果も得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、ワンウェイクラッチ機構は、所定方向に回転する回転体の回転力により小径となる方向に巻かれた伝達部材としてのコイルばねにより回転体から主軸に動力を伝達する。また、回転体が逆転した際には、コイルばねの径が拡大する方向に力が作用することにより回転体が空転するため、主軸に動力が伝達されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１から図７を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳しく説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、本実施形態においては、各図中に示したＸＹＺ軸を基準にしてミシン１の各部の方向を定めるものとする。ミシン１を水平面に設置した状態において、Ｚ軸方向は鉛直方向となる上下方向を示し、Ｙ軸方向はミシンアーム部１１の長手方向と一致する左右方向を示し、Ｘ軸方向は水平且つＹ軸方向に直交する前後方向を示す。
【００１１】
（全体構成）
図１〜図７に示すように、本実施形態におけるミシン１は、該ミシン１の駆動源たるミシンモータ３５（図３及び図６参照）により回転する回転体である駆動プーリ２７と、この駆動プーリ２７から動力を受けて回転する主軸１４と、前記駆動プーリ２７が所定方向に回転する際にのみ主軸１４に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構Ｃと、下糸ボビンｂ（ボビン）を回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪７を固定して成り、この駆動車輪７が駆動プーリ２７に当接される糸巻き位置と回転体より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた回転軸たる糸巻き軸６と、この糸巻き軸６が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出手段たるマイクロスイッチ２３と、糸巻き軸６が糸巻き位置にある際にミシン１を起動したときに、ミシンモータ３５を逆転させる正逆回転制御手段たる制御部３０（図６参照）とを備えている。以下、各部を詳しく説明する。
【００１２】
図１及び図２は本実施形態における各動作機構を示す図である。
図において、Ａは下糸ボビンｂを回転させる回転軸６を図７（ａ）に示す初期位置から図７（ｂ）に示す糸巻き位置まで移動させる回転軸移動機構を示す。
かかる回転軸移動機構Ａにおいて、１はミシンアームＭの上方にねじ２，３にて着脱可能に取り付けられる基台、４はこの基台１の下面に軸ねじ５にて回動可能に取り付けられた回動腕で、この回動腕４の一端部に形成された軸受部４ａには回転軸６が回動自在に嵌挿・保持されている。
【００１３】
回転軸６は前記基台１に形成された長孔１ａに遊挿されており、この長孔１ａより上方へ突出する部分には、図１に示す下糸ボビンｂを回転方向において係止し得るよう保持する保持部６ａが形成される一方、回動腕４より下方へ突出する部分には外周部を環状のゴムにて形成した駆動車輪７が固着されている。また、８は前記基台１の下面に前記軸ねじ５にて回動自在に支持された係止板であり、この係止板８はその先端部と基台１との間に介在させた圧縮ばね９により図７（底面図）中、時計方向に付勢されている。
【００１４】
また、１０は前記基台１に回動可能に嵌挿された軸１１の上端に固着した糸巻きレバー、１２は前記軸１１の下端に取り付けられ、前記糸巻きレバー１０と一体に回動する回動体である。この回動体１２には、その係合凸部１２ａが前記係止板８と常時当接しており、所定の回動位置において係止板８に形成された切欠溝８ａと嵌合するようになっている。なお、１３は前記回動腕４と係止板８との間に介在させた圧縮ばねであり、回動腕４のがたつきを防止し得るようになっている。
【００１５】
２０は軸１１を介して糸巻きレバー１０と一体に回転する回動体１２に、ねじ２１，２２により固着したスイッチ作動部材であり、外方へ突出する押圧部２０ａを有する。２３は基台１の下面に固着したマイクロスイッチであり、前記糸巻きレバー１０が所期位置にあるとき作動部２３ａが前記スイッチ作動部材２０の押圧部２０ａに押圧されてＯＮとなり、所定の電気信号を送出する一方、糸巻きレバー１０が糸巻き位置にあるときＯＦＦとなるものであり、このマイクロスイッチ２３とスイッチ作動部材２０とにより検出手段Ｂが構成されている。
【００１６】
２４は主軸１４にストップモーションねじ１６にて固着されるはずみ車である。このはずみ車２４には、ミシンフレームの内部側に面した端部のほぼ中央部から突出する円筒状の第二ボス部たるボス２４ａが設けられている。２５はボス２４ａの外周面に遊挿（外挿）される円筒状のばね受けである。このばね受け２５の内周面と前記ボス２４ａの外周面との間隙には本実施形態における伝達部材たるコイルばね２６が挿入されており、コイルばね２６の両端部は、それぞればね受け２５とボス２４ａとに係止されている（図４及び図５参照）。２７は主軸１４に回動自在に挿通した前記はずみ車２４とは別体の駆動プーリであり、タイミングベルト２８を介して駆動源としてのミシンモータ３５（図３及び図６参照）に連結されている。なお、縫製時には、ミシンモータ３５の正方向への駆動により図２に示す矢印Ｆ方向にタイミングベルト２８及び駆動プーリ２７が回転するようになっている。
【００１７】
また、駆動プーリ２７の中央には、前記ボス２４ａに対向するように突出した円筒状の第一ボス部たるボス２７ａが形成されている。このボス２７ａは、前記コイルばね２６内に挿入されており、常にはコイルばね２６と密接している。このため、ミシンモータ３５の駆動により駆動プーリ２７が正方向すなわち図４に示す矢印Ｆ方向に回転（正転）すると、常には、その回転力が、コイルばね２６を介してはずみ車２４に伝達され、はずみ車２４と共に主軸１４が回転するようになっている。つまり、上記コイルばね２６は、駆動プーリ２７が所定方向すなわち上記正方向（矢印Ｆ方向）に回転する際の回転力により小径となる方向に巻かれている。
【００１８】
また、駆動プーリ２７が逆方向すなわち図４に示す矢印Ｒ方向に回転（逆転）すると、ばね受け２５の内部に挿入されているコイルばね２６の径が拡大し、駆動プーリ２７のボス２７ａとの間に隙間が発生するため、主軸１４と駆動プーリ２７との連結状態は解除され、駆動プーリ２７が回転してもその回転力が主軸１４に伝達されないようになっている。上記２５，２６，２７，２８により駆動プーリ２７が所定方向すなわち正方向（矢印Ｆ方向）に回転する際にのみ主軸１４に回転力を伝達する本実施形態のワンウェイクラッチ機構Ｃが構成されている。
【００１９】
図６は本実施形態における制御系回路を示すブロック図である。図６中、３０は制御手段としてのＣＰＵ３１及びＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３等を備えた周知のマイクロコンピュータであって、前記ＣＰＵ３１にはキーボード３４からの種々のデーチに加え、前記マイクロスイッチ２３からの出力信号等が入力されている。また、ＣＰＵ３１の出力側にはミシン１の駆動源であるミシンモータ３５の駆動回路３６と、ミシンモータ５への電流を切換えることで該ミシンモータ３５の回転方向の正逆を切換える正逆回転切換回路３９が接続されている。そして、ＣＰＵ３１は、糸巻き軸６が糸巻き位置にある際にミシン１を起動したときに、ミシンモータ３５を逆転させる制御処理を行う。すなわち、ＣＰＵ３１は本実施形態の正逆回転制御手段として機能するようになっている。
【００２０】
（実施形態の動作説明）
以上の構成に基づき作用を説明する。
まず、糸巻き動作を行わない場合、糸巻きレバー１０を図７（ａ）に示すように糸巻き軸６から離れた位置（初期位置）に設定しておく。この時、回転体４の係合凸部４ａは係止板８の切欠溝８ａに係合しており（図２参照）、駆動車輪７は駆動プーリ２７から離間した位置に保持されている。また、この状態において、マイクロスイッチ２３はスイッチ作動部材２０の押圧部２０ａと非接触状態にあり、ＯＦＦとなっているため、ＣＰＵ３１は、正反転切換回路３９が正転となるように信号を出力する。従って、主軸１４と駆動プーリ２７とは連結状態にあり、ミシンモータ３５を駆動すれば主軸１４が回転し針が上下に昇降される。
【００２１】
次に、糸巻き動作を行う際には、糸巻き軸６に下糸ボビンｂを装着し、糸巻きレバー１０を図７（ｂ）に示すように糸巻き位置まで回転させる。これにより、回動体１２と共にスイッチ作動部材２０が回転し、その押圧部２０ａがマイクロスイッチ２３の作動部２３ａを押圧するため、同スイッチ２３はＯＮとなり、所定の電気信号を送出する。
この電気信号を受けてＣＰＵ３１は、正反転切換回路３９を反転とする信号を出力する。また、この時、糸巻きレバー１０の回転に伴って、回転体４の係合凸部４ａは係止板８の切欠溝８ａから脱するため、駆動車輪７は従来の装置と同様にして駆動プーリ２７の一側面に接合する。
【００２２】
この状態でミシンモータ３５を駆動させると、当該ミシンモータ３５が逆方向（矢印Ｒ方向）に回転するため駆動プーリ２７もまた逆方向に回転される。これに伴い、コイルばね２６の径が拡大するため主軸１４と駆動プーリ２７との連結が解除される。また、駆動プーリ２７の回転に伴い駆動車輪７が回転し、回転軸６と共に下糸ボビンｂが回転して、巻き付け部ｂ１に糸が捲装されてゆく。なお、この糸巻き動作において、主軸１４は駆動プーリ２７との連結を解除されているため回転せず、針は昇降しない。
【００２３】
その後、糸が下糸ボビンｂに一定量巻き付けられ、その糸により糸巻きレバー１０が所定の満量位置まで移動すると、糸巻きレバー１０は圧縮ばね９の付勢力によって所期位置へ復帰し、それに伴って駆動車輪７は駆動プーリ２７から離れ、糸巻き動作は自動的に停止する。また、糸巻きレバー１０が所期位置へ復帰することにより、スイッチ作動部材２０の作動部２０ａはマイクロスイッチ２３から離れ、マイクロスイッチ２３はＯＮからＯＦＦに切換る。これを受けてＣＰＵ３１は、ミシンモータ駆動回路３６にミシンモータ３５の停止信号を送出する。そして、ミシンモータ３５及び駆動プーリ２７が完全に停止した後、正反転切換回路３９に信号を送出し、該正反転切換回路３９を正転とする制御処理を行う。
なお、上記実施例において、ＣＰＵ３１が停止信号を送出した後、ミシンモータ３５及び駆動プーリ２７が完全に停止したか否かの判断は、これらが停止信号を受けてから完全に停止するまでの時間を予め測定しておき、その時間が経過したか否かによって行うようにしても良いし、あるいは、駆動プーリ２７等にその回転を検出するセンサ等を設け、その出力によって行うようにしても良い。
【００２４】
（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態たるミシン１によれば、正逆回転制御手段たる制御部３０（マイクロコンピュータ）により、駆動プーリ２７と主軸１４との連結を解除するために特別な部材を必要とすることが無く、ワンウェイクラッチ機構Ｃの部品点数を従来よりも減少させることができる。これにより、ミシン１の糸巻き装置を従来よりも簡易な構成とすることができ、コストの低減が図られる。また、糸巻き開始の時点から主軸１４を一切回転することなく糸巻きを実行することができる。すなわち、ミシンモータ３５を用いて糸巻きのみを実行することが可能となるため、ユーザが意図した動作のみを実現させることができ、ミシンの操作性の向上が図られるという効果も得ることができる。
【００２５】
（その他）
なお、ワンウェイクラッチ機構Ｃは、本実施形態ではコイルばね２６を用いた構成を例に説明したが、駆動プーリ２７が所定方向に回転（正転）する際にのみ主軸１４に動力を伝達することができればよく、例えば、周知のラッチ機構により構成されたワンウェイクラッチ機構を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態における糸巻き装置及びワンウェイクラッチ機構を示す斜視図である。
【図２】本実施形態における糸巻き装置及びワンウェイクラッチ機構を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態におけるワンウェイクラッチ機構の断面図である。
【図４】図３におけるＩ−Ｉ矢視から見た断面図である。
【図５】図３におけるII−II矢視から見た断面図である。
【図６】本実施形態における制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態における糸巻き装置を示す底面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 基台
６ 糸巻き軸（回転軸）
７ 駆動車輪
１０ 糸巻きレバー
１４ 主軸
２４ はずみ車
２６ コイルばね（伝達部材）
２７ 駆動プーリ（回転体）
２８ タイミングベルト
２３ マイクロスイッチ
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ キーボード
３５ ミシンモータ（駆動源）
３６ ミシンモータ駆動回路
３９ 正反転切換回路
Ａ 回転軸移動機構
Ｂ 検出手段
Ｃ ワンウェイクラッチ機構
Ｍ ミシン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシン主軸を回転させるミシン駆動源の駆動力を用いてミシンの下糸ボビンに下糸を捲装させるミシンの糸巻き装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ミシン主軸の回転力を駆動源としてボビンに下糸を巻くミシンの下糸巻装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このミシンの下糸巻装置は、ミシンモータの駆動により回転する駆動プーリと、該駆動プーリを正転させたときはミシン主軸に回転を伝達し逆転させたときにはミシン主軸に回転を伝達しないワンウェイクラッチ機構と、ボビンを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪を固定して成り、前記駆動車輪が駆動プーリに当接する糸巻き位置と駆動プーリより離間する初期位置との間を移動可能に設けられた糸巻き軸と、この糸巻き軸が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出センサと、糸巻き軸が糸巻き位置から初期位置に達した時点で前記検出センサからの電気信号を受けてミシンモータを停止すると共に、このミシンモータの停止に同期してワンウェイクラッチ機構を作動させて駆動プーリとミシン主軸とを連結させる制御手段とを備えている。
上記ワンウェイクラッチ機構には、駆動プーリの一端面の中央部から突出する第一ボス部に一端が外挿され他端がミシン主軸の一端に固定されたはずみ車から前記第一ボス部に対向するように突出された第二ボス部に外挿されるコイルばねと、該コイルばねを内部に遊挿する筒状のばね受けとが設けられている。そして、コイルばねの一端は外側に折り返されてばね受けの内周側に設けられた係止部に係止され、コイルばねの他端は内側に折り返されて第二ボス部の外周に設けられた係止部に係止されている。
【０００３】
上記構成において、ミシンモータが駆動されると、タイミングベルトを介して駆動プーリが回転し、第一ボス部の外周に密接されたコイルばねが該第一ボス部との摩擦により捻られ、巻き方向に対してさらに緊縛されることとなる。これにより、駆動プーリと共にコイルばね及びばね受けが回転することとなり、コイルばねの他端側を介してはずみ車及びミシン主軸に回転が伝達される。
また、糸巻きを行う際は、糸巻き軸にボビンを装着した状態で該糸巻き軸を糸巻き位置に移動させる。これに伴い、検出センサのスイッチがＯＮとなり、ソレノイドが駆動されてばね受けの外周に設けられた爪部の回転軌道上に係止部材が係合される。この状態でミシンモータを駆動すると、タイミングベルト、駆動プーリ及びコイルばねを介してばね受けが回転することとなるが、上述した係止部材が爪部に係止される位置まで回転するとばね受けの回転が規制される。すると、一端が当該ばね受けによって係止されているコイルばねには捻り方向とは逆向きすなわち当該コイルばねの径が拡開する方向に力が作用する。これに伴い、コイルばねに対して駆動プーリの第一ボス部が空転し始め、ミシン主軸には回転が伝達されず駆動プーリのみが空転する。そして、該駆動プーリに当接する駆動車輪から糸巻き軸に回転が伝達され、ボビンに糸が巻きつけられるようになっている。
【特許文献１】特公平７−３２８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されるミシンでは、糸巻きに際して上軸の回転を防止するための複雑なクラッチ機構が必要となり、部品点数の増加を招くと共にコスト高であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、ミシンの糸巻き装置における部品点数の低減を図り簡易な構成とすることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ミシンの駆動源により回転する回転体と、前記回転体から動力を受けて回転し針を上下に移動する主軸と、前記回転体が所定方向に回転する際にのみ主軸に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構と、ボビンを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪を固定して成り、前記駆動車輪が前記回転体に当接される糸巻き位置と回転体より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた回転軸とを備えるミシンの糸巻き装置において、前記回転軸が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出手段と、前記回転軸が糸巻き位置にある際にミシンを起動したときに、前記駆動源を逆転させる正逆回転制御手段とを備えることを特徴とするミシンの糸巻き装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ワンウェイクラッチ機構は、一端が前記回転体の一端面から突出する第一ボス部に外挿され他端が前記主軸の一端に固定されたはずみ車から前記第一ボス部に対向するように突出された第二ボス部に外挿される伝達部材を備え、前記伝達部材は、前記回転体が前記所定方向に回転する際の回転力により小径となる方向に巻かれたコイルばねを備えることを特徴する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、ワンウェイクラッチ機構により、回転体が逆方向に回転する際には該回転体と主軸との連結が解除され、主軸には回転が伝達されない。また、正逆回転制御手段により、回転軸が糸巻き位置にある際にミシンが起動されたときには、ミシンの駆動源を逆転させるように切換える制御が行われる。そして、駆動源が逆転する際には回転体もまた逆方向に回転される。つまり、正逆回転制御手段を設けたことにより、回転体と主軸との連結を解除するために他の特別な部材を必要とすることが無く、ワンウェイクラッチ機構の部品点数を従来よりも減少させることができる。これにより、ミシンの糸巻き装置を従来よりも簡易な構成とすることができ、コストの低減が図られる。
さらに、回転軸が糸巻き位置に配置されると、逆回転する回転体に駆動車輪が当接されることでボビンが回転して糸巻きが行われるが、かかる糸巻きの際には回転体と主軸との連結が解除されているため、糸巻き開始の時点から主軸を一切回転することなく糸巻きを実行することができる。すなわち、ミシンの駆動源を用いて糸巻きのみを実行することが可能となる。これにより、ユーザが意図した動作のみを実現させることができるため、ミシンの操作性の向上が図られるという効果も得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、ワンウェイクラッチ機構は、所定方向に回転する回転体の回転力により小径となる方向に巻かれた伝達部材としてのコイルばねにより回転体から主軸に動力を伝達する。また、回転体が逆転した際には、コイルばねの径が拡大する方向に力が作用することにより回転体が空転するため、主軸に動力が伝達されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１から図７を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳しく説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、本実施形態においては、各図中に示したＸＹＺ軸を基準にしてミシン１の各部の方向を定めるものとする。ミシン１を水平面に設置した状態において、Ｚ軸方向は鉛直方向となる上下方向を示し、Ｙ軸方向はミシンアーム部１１の長手方向と一致する左右方向を示し、Ｘ軸方向は水平且つＹ軸方向に直交する前後方向を示す。
【００１１】
（全体構成）
図１〜図７に示すように、本実施形態におけるミシン１は、該ミシン１の駆動源たるミシンモータ３５（図３及び図６参照）により回転する回転体である駆動プーリ２７と、この駆動プーリ２７から動力を受けて回転する主軸１４と、前記駆動プーリ２７が所定方向に回転する際にのみ主軸１４に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構Ｃと、下糸ボビンｂ（ボビン）を回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪７を固定して成り、この駆動車輪７が駆動プーリ２７に当接される糸巻き位置と回転体より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた回転軸たる糸巻き軸６と、この糸巻き軸６が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出手段たるマイクロスイッチ２３と、糸巻き軸６が糸巻き位置にある際にミシン１を起動したときに、ミシンモータ３５を逆転させる正逆回転制御手段たる制御部３０（図６参照）とを備えている。以下、各部を詳しく説明する。
【００１２】
図１及び図２は本実施形態における各動作機構を示す図である。
図において、Ａは下糸ボビンｂを回転させる回転軸６を図７（ａ）に示す初期位置から図７（ｂ）に示す糸巻き位置まで移動させる回転軸移動機構を示す。
かかる回転軸移動機構Ａにおいて、１はミシンアームＭの上方にねじ２，３にて着脱可能に取り付けられる基台、４はこの基台１の下面に軸ねじ５にて回動可能に取り付けられた回動腕で、この回動腕４の一端部に形成された軸受部４ａには回転軸６が回動自在に嵌挿・保持されている。
【００１３】
回転軸６は前記基台１に形成された長孔１ａに遊挿されており、この長孔１ａより上方へ突出する部分には、図１に示す下糸ボビンｂを回転方向において係止し得るよう保持する保持部６ａが形成される一方、回動腕４より下方へ突出する部分には外周部を環状のゴムにて形成した駆動車輪７が固着されている。また、８は前記基台１の下面に前記軸ねじ５にて回動自在に支持された係止板であり、この係止板８はその先端部と基台１との間に介在させた圧縮ばね９により図７（底面図）中、時計方向に付勢されている。
【００１４】
また、１０は前記基台１に回動可能に嵌挿された軸１１の上端に固着した糸巻きレバー、１２は前記軸１１の下端に取り付けられ、前記糸巻きレバー１０と一体に回動する回動体である。この回動体１２には、その係合凸部１２ａが前記係止板８と常時当接しており、所定の回動位置において係止板８に形成された切欠溝８ａと嵌合するようになっている。なお、１３は前記回動腕４と係止板８との間に介在させた圧縮ばねであり、回動腕４のがたつきを防止し得るようになっている。
【００１５】
２０は軸１１を介して糸巻きレバー１０と一体に回転する回動体１２に、ねじ２１，２２により固着したスイッチ作動部材であり、外方へ突出する押圧部２０ａを有する。２３は基台１の下面に固着したマイクロスイッチであり、前記糸巻きレバー１０が所期位置にあるとき作動部２３ａが前記スイッチ作動部材２０の押圧部２０ａに押圧されてＯＮとなり、所定の電気信号を送出する一方、糸巻きレバー１０が糸巻き位置にあるときＯＦＦとなるものであり、このマイクロスイッチ２３とスイッチ作動部材２０とにより検出手段Ｂが構成されている。
【００１６】
２４は主軸１４にストップモーションねじ１６にて固着されるはずみ車である。このはずみ車２４には、ミシンフレームの内部側に面した端部のほぼ中央部から突出する円筒状の第二ボス部たるボス２４ａが設けられている。２５はボス２４ａの外周面に遊挿（外挿）される円筒状のばね受けである。このばね受け２５の内周面と前記ボス２４ａの外周面との間隙には本実施形態における伝達部材たるコイルばね２６が挿入されており、コイルばね２６の両端部は、それぞればね受け２５とボス２４ａとに係止されている（図４及び図５参照）。２７は主軸１４に回動自在に挿通した前記はずみ車２４とは別体の駆動プーリであり、タイミングベルト２８を介して駆動源としてのミシンモータ３５（図３及び図６参照）に連結されている。なお、縫製時には、ミシンモータ３５の正方向への駆動により図２に示す矢印Ｆ方向にタイミングベルト２８及び駆動プーリ２７が回転するようになっている。
【００１７】
また、駆動プーリ２７の中央には、前記ボス２４ａに対向するように突出した円筒状の第一ボス部たるボス２７ａが形成されている。このボス２７ａは、前記コイルばね２６内に挿入されており、常にはコイルばね２６と密接している。このため、ミシンモータ３５の駆動により駆動プーリ２７が正方向すなわち図４に示す矢印Ｆ方向に回転（正転）すると、常には、その回転力が、コイルばね２６を介してはずみ車２４に伝達され、はずみ車２４と共に主軸１４が回転するようになっている。つまり、上記コイルばね２６は、駆動プーリ２７が所定方向すなわち上記正方向（矢印Ｆ方向）に回転する際の回転力により小径となる方向に巻かれている。
【００１８】
また、駆動プーリ２７が逆方向すなわち図４に示す矢印Ｒ方向に回転（逆転）すると、ばね受け２５の内部に挿入されているコイルばね２６の径が拡大し、駆動プーリ２７のボス２７ａとの間に隙間が発生するため、主軸１４と駆動プーリ２７との連結状態は解除され、駆動プーリ２７が回転してもその回転力が主軸１４に伝達されないようになっている。上記２５，２６，２７，２８により駆動プーリ２７が所定方向すなわち正方向（矢印Ｆ方向）に回転する際にのみ主軸１４に回転力を伝達する本実施形態のワンウェイクラッチ機構Ｃが構成されている。
【００１９】
図６は本実施形態における制御系回路を示すブロック図である。図６中、３０は制御手段としてのＣＰＵ３１及びＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３等を備えた周知のマイクロコンピュータであって、前記ＣＰＵ３１にはキーボード３４からの種々のデーチに加え、前記マイクロスイッチ２３からの出力信号等が入力されている。また、ＣＰＵ３１の出力側にはミシン１の駆動源であるミシンモータ３５の駆動回路３６と、ミシンモータ５への電流を切換えることで該ミシンモータ３５の回転方向の正逆を切換える正逆回転切換回路３９が接続されている。そして、ＣＰＵ３１は、糸巻き軸６が糸巻き位置にある際にミシン１を起動したときに、ミシンモータ３５を逆転させる制御処理を行う。すなわち、ＣＰＵ３１は本実施形態の正逆回転制御手段として機能するようになっている。
【００２０】
（実施形態の動作説明）
以上の構成に基づき作用を説明する。
まず、糸巻き動作を行わない場合、糸巻きレバー１０を図７（ａ）に示すように糸巻き軸６から離れた位置（初期位置）に設定しておく。この時、回転体４の係合凸部４ａは係止板８の切欠溝８ａに係合しており（図２参照）、駆動車輪７は駆動プーリ２７から離間した位置に保持されている。また、この状態において、マイクロスイッチ２３はスイッチ作動部材２０の押圧部２０ａと非接触状態にあり、ＯＦＦとなっているため、ＣＰＵ３１は、正反転切換回路３９が正転となるように信号を出力する。従って、主軸１４と駆動プーリ２７とは連結状態にあり、ミシンモータ３５を駆動すれば主軸１４が回転し針が上下に昇降される。
【００２１】
次に、糸巻き動作を行う際には、糸巻き軸６に下糸ボビンｂを装着し、糸巻きレバー１０を図７（ｂ）に示すように糸巻き位置まで回転させる。これにより、回動体１２と共にスイッチ作動部材２０が回転し、その押圧部２０ａがマイクロスイッチ２３の作動部２３ａを押圧するため、同スイッチ２３はＯＮとなり、所定の電気信号を送出する。
この電気信号を受けてＣＰＵ３１は、正反転切換回路３９を反転とする信号を出力する。また、この時、糸巻きレバー１０の回転に伴って、回転体４の係合凸部４ａは係止板８の切欠溝８ａから脱するため、駆動車輪７は従来の装置と同様にして駆動プーリ２７の一側面に接合する。
【００２２】
この状態でミシンモータ３５を駆動させると、当該ミシンモータ３５が逆方向（矢印Ｒ方向）に回転するため駆動プーリ２７もまた逆方向に回転される。これに伴い、コイルばね２６の径が拡大するため主軸１４と駆動プーリ２７との連結が解除される。また、駆動プーリ２７の回転に伴い駆動車輪７が回転し、回転軸６と共に下糸ボビンｂが回転して、巻き付け部ｂ１に糸が捲装されてゆく。なお、この糸巻き動作において、主軸１４は駆動プーリ２７との連結を解除されているため回転せず、針は昇降しない。
【００２３】
その後、糸が下糸ボビンｂに一定量巻き付けられ、その糸により糸巻きレバー１０が所定の満量位置まで移動すると、糸巻きレバー１０は圧縮ばね９の付勢力によって所期位置へ復帰し、それに伴って駆動車輪７は駆動プーリ２７から離れ、糸巻き動作は自動的に停止する。また、糸巻きレバー１０が所期位置へ復帰することにより、スイッチ作動部材２０の作動部２０ａはマイクロスイッチ２３から離れ、マイクロスイッチ２３はＯＮからＯＦＦに切換る。これを受けてＣＰＵ３１は、ミシンモータ駆動回路３６にミシンモータ３５の停止信号を送出する。そして、ミシンモータ３５及び駆動プーリ２７が完全に停止した後、正反転切換回路３９に信号を送出し、該正反転切換回路３９を正転とする制御処理を行う。
なお、上記実施例において、ＣＰＵ３１が停止信号を送出した後、ミシンモータ３５及び駆動プーリ２７が完全に停止したか否かの判断は、これらが停止信号を受けてから完全に停止するまでの時間を予め測定しておき、その時間が経過したか否かによって行うようにしても良いし、あるいは、駆動プーリ２７等にその回転を検出するセンサ等を設け、その出力によって行うようにしても良い。
【００２４】
（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態たるミシン１によれば、正逆回転制御手段たる制御部３０（マイクロコンピュータ）により、駆動プーリ２７と主軸１４との連結を解除するために特別な部材を必要とすることが無く、ワンウェイクラッチ機構Ｃの部品点数を従来よりも減少させることができる。これにより、ミシン１の糸巻き装置を従来よりも簡易な構成とすることができ、コストの低減が図られる。また、糸巻き開始の時点から主軸１４を一切回転することなく糸巻きを実行することができる。すなわち、ミシンモータ３５を用いて糸巻きのみを実行することが可能となるため、ユーザが意図した動作のみを実現させることができ、ミシンの操作性の向上が図られるという効果も得ることができる。
【００２５】
（その他）
なお、ワンウェイクラッチ機構Ｃは、本実施形態ではコイルばね２６を用いた構成を例に説明したが、駆動プーリ２７が所定方向に回転（正転）する際にのみ主軸１４に動力を伝達することができればよく、例えば、周知のラッチ機構により構成されたワンウェイクラッチ機構を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態における糸巻き装置及びワンウェイクラッチ機構を示す斜視図である。
【図２】本実施形態における糸巻き装置及びワンウェイクラッチ機構を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態におけるワンウェイクラッチ機構の断面図である。
【図４】図３におけるＩ−Ｉ矢視から見た断面図である。
【図５】図３におけるII−II矢視から見た断面図である。
【図６】本実施形態における制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態における糸巻き装置を示す底面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 基台
６ 糸巻き軸（回転軸）
７ 駆動車輪
１０ 糸巻きレバー
１４ 主軸
２４ はずみ車
２６ コイルばね（伝達部材）
２７ 駆動プーリ（回転体）
２８ タイミングベルト
２３ マイクロスイッチ
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＡＭ
３４ キーボード
３５ ミシンモータ（駆動源）
３６ ミシンモータ駆動回路
３９ 正反転切換回路
Ａ 回転軸移動機構
Ｂ 検出手段
Ｃ ワンウェイクラッチ機構
Ｍ ミシン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの駆動源により回転する回転体と、
前記回転体から動力を受けて回転し針を上下に移動する主軸と、
前記回転体が所定方向に回転する際にのみ主軸に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構と、
ボビンを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪を固定して成り、前記駆動車輪が前記回転体に当接される糸巻き位置と回転体より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた回転軸とを備えるミシンの糸巻き装置において、
前記回転軸が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出手段と、
前記回転軸が糸巻き位置にある際にミシンを起動したときに、前記駆動源を逆転させる正逆回転制御手段とを備えることを特徴とするミシンの糸巻き装置。
【請求項２】
前記ワンウェイクラッチ機構は、一端が前記回転体の一端面から突出する第一ボス部に外挿され他端が前記主軸の一端に固定されたはずみ車から前記第一ボス部に対向するように突出された第二ボス部に外挿される伝達部材を備え、
前記伝達部材は、前記回転体が前記所定方向に回転する際の回転力により小径となる方向に巻かれたコイルばねを備えることを特徴する請求項１記載のミシンの糸巻き装置。
【請求項１】
ミシンの駆動源により回転する回転体と、
前記回転体から動力を受けて回転し針を上下に移動する主軸と、
前記回転体が所定方向に回転する際にのみ主軸に回転力を伝達するワンウェイクラッチ機構と、
ボビンを回転方向において係止し得るように保持する保持部を上端部に備えると共に下端部に駆動車輪を固定して成り、前記駆動車輪が前記回転体に当接される糸巻き位置と回転体より離間する初期位置との間を移動可能に設けられた回転軸とを備えるミシンの糸巻き装置において、
前記回転軸が初期位置にあるか否かに応じて所定の電気信号を送出する検出手段と、
前記回転軸が糸巻き位置にある際にミシンを起動したときに、前記駆動源を逆転させる正逆回転制御手段とを備えることを特徴とするミシンの糸巻き装置。
【請求項２】
前記ワンウェイクラッチ機構は、一端が前記回転体の一端面から突出する第一ボス部に外挿され他端が前記主軸の一端に固定されたはずみ車から前記第一ボス部に対向するように突出された第二ボス部に外挿される伝達部材を備え、
前記伝達部材は、前記回転体が前記所定方向に回転する際の回転力により小径となる方向に巻かれたコイルばねを備えることを特徴する請求項１記載のミシンの糸巻き装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２９３８１（Ｐ２００８−２９３８１Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０３０９４（Ｐ２００６−２０３０９４）
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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