ミシン

【課題】ジャージ生地のような柔らかく伸縮性があり、厚みのあるたわみ易い布を縫製する際、ループが形成されて目とびの発生が抑制され、良好な縫製ができ、且つコストの安いミシンを提供すること。
【解決手段】機枠２と、機枠２に回転自在に支持されて針棒１２を駆動する上軸３と、機枠２に回転自在に支持されて釜４１を駆動する下軸１７と、上軸３と下軸１７を連結し上軸３の回転と下軸１７の回転を同期するタイミングベルト２２と、タイミングベルト２２に常時接触するプーリ１３、１４を備え、テンションプーリ１３、１４の振り幅により上軸３と下軸１７の位相を変える針釜タイミング調整機構２３と、を備えるミシン１００であって、針棒１２に固定した針３９が刺さった布のたわみを考慮して、針落ち位置に応じて針３９と釜４１との出会いのタイミングを調整する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針釜タイミング調整機構を備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
針釜タイミング調整機構を備えた従来技術のミシンとして、主軸の回転によって針棒揺動台を揺動することにより針棒を針振り運動して千鳥縫いを形成するミシンにおいて、主軸の回転とともに回転され、かつ内周にギアが形成された第1の太陽歯車と、釜に連結される回転軸に固定され、かつ第1の太陽歯車と、第２の太陽歯車の回転軸に一端が遊嵌されたギアホルダの他端に回動可能に装着され、かつ第1、第２の太陽歯車と掛合される遊星歯車と、針棒揺動台の針振り運動をギアホルダに伝達するレバー機構を有す釜速度調整装置を備えたミシンが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−２８９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によれば、釜速度調整装置（針釜タイミング調整機構）により、針棒の揺動量に比例して主軸（上軸）と回転軸（下軸）との位相が調整され、針と釜の剣先との出会いのタイミングは常に一定なる。従って、たわみ難い布を縫製する場合は、針の最大振り量を大きくしても目とびなく縫製でき、幅の広い針が通過する針穴を設けた布押さえを備えたミシンが提供できる。しかし、ジャージ生地のような柔らかく伸縮性があり、厚みのある生地を縫製する場合においては、針が布に刺さり最下点に達した後、上昇に転じて上糸がループを形成する際に、針の上昇と共に布も上昇してしまう。このため、針上り量にロスを生じ、しばしばループが形成されず目とびが発生する問題がある。特に、幅の広い針穴を設けた布押さえでは、針穴中央付近で布地がたわみ易くなり針上り量のロスが増大し、振り幅の小さい範囲において、針上り量が不足し、ループが形成されず目とびが頻繁に発生する問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ジャージ生地のような柔らかく伸縮性があり、厚みのあるたわみ易い布を縫製する際、ループが形成されて目とびの発生が抑制され、良好な縫製ができ、且つコストの安いミシンを提供することを目的とする。
【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に記載の発明は、機枠と、機枠に回転自在に支持されて針棒を駆動する上軸と、機枠に回転自在に支持されて釜を駆動する下軸と、上軸と下軸を連結し上軸の回転と下軸の回転を同期するタイミングベルトと、タイミングベルトに常時接触するプーリを備え、プーリの振り幅により上軸と下軸の位相を変える針釜タイミング調整機構と、を備えるミシンであって、針棒に固定した針の針落ち位置に応じて針と釜との出会いのタイミングを調整する。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、針と釜との出会いのタイミングの調整のうち、布のたわみに対する針上り調整量は、中央針落ち位置ほど大きく、両端針落ち位置側ほど小さい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の本発明によれば、針棒に固定した針が刺さった布のたわみ量を考慮して、針落ち位置に応じて針と釜との出会いのタイミングを調整する。これにより、針と釜の出会いのタイミングは、針落ち位置に対して布のたわみを考慮し、針落ち位置に応じて針釜タイミング調整機構によりプーリの振り幅を変更し、ループを形成し、目とびの発生を抑制するように調整される。従って、ジャージ生地のような柔らかく伸縮性がありたわみ易く、厚みがあり針が抜け難い布を縫製する際、布にたわみが発生しても、良好な縫製ができるミシンを提供できる。
【０００９】
また、たわみ易い布を縫製する際、布のたわみ量を考慮して、従来技術のミシンに備えている針釜タイミング調整機構により、針落ち位置に応じて針釜タイミング調整機構によりプーリの振り幅を変更し、ループを形成し、目とびの発生を抑制するように調整される。結果、良好な縫製ができるコストの安いミシンを提供できる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によれば、たわみ易い布を縫製する際、目とびの発生を阻止するための針上り調整量のうち、布のたわみに対する針上り調整量は、針が中央に落ちる中央針落ち位置ほど大きく、針振りの両端に落ちる両端針落ち位置側ほど小さい。従って、布がたわみ易い中央針落ち位置近傍における振り幅の小さい範囲でも、ループが形成され、目とびの発生が抑制されるので、目とび発生の抑制が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係るミシンの正面の構成を示す説明図である。
【図２】図１の右側面の構成を示す説明図である。
【図３】テンションプーリに係わる要部の分解斜視図である。
【図４】裁縫時のループの形成を示す説明図である。
【図５】針と釜の出会いのタイミングを示す説明図である。
【図６】本発明のミシンの針釜タイミング調整機構による上軸と下軸の位相をタイミングプーリにより調整する動作を模式的に示す右側面から見た説明図である。
【図７】たわみ難い布の場合における本発明のミシンの針と釜の出会いのタイミングの調整後を示す説明図である。
【図８】布の送り方向に垂直な布押えの針穴中央の略断面図である。
【図９】針穴幅の違い、及び針落ち位置の違いによる布のたわみ量を示す図である。
【図１０】従来技術の針上り量及び針上り量調整量を示す図である。
【図１１】従来技術のミシンと本発明のミシンの針上り量、及び針上り調整量を示す図である。
【図１２】ミシンの制御構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１、図２は、本発明のミシン１００で、図１は正面の構成を示す説明図で、図２は図１の右側面の構成を示す説明図である。ミシン１００は、外郭１と機枠２とを備える。上軸３は、機枠２に固着された一対の軸受４ａ、４ｂにより回動自在に支持されている。上軸３の一端には、ハンドホイール５と、プーリ６が固着されている。プーリ６には、大径部の従動プーリ６ａと第１のタイミングプーリ６ｂとが形成されている。機枠２に固着された上軸駆動用モータ９に固着したモータプーリ８と従動プーリ６ａとには駆動ベルト７が掛けられ、上軸駆動用モータ９の回転は減速されて上軸３に伝えられる。上軸３の他端には、針棒クランク１０が固定されていて、クランクロッド１１により針棒１２が上下動する。針棒１２の先端には、針留３８が取り付けられていて、針３９を針棒１２に固定している。下軸１７は、機枠２に固着した軸受１８、１９により回動自在に支持される。下軸１７の一端には第２のタイミングプーリ２０が止めねじ２１により固定される。第２のタイミングプーリ２０と第１のタイミングプーリ６ｂとは同一歯数に設定されている。一方、下軸１７の他端には図示しないねじ歯車が固着しており図示しない釜が２倍に増速されて回転する。第１のタイミングプーリ６ｂと第２のタイミングプーリ２０とには、タイミングベルト２２が巻き掛けられていて、上軸３と下軸１７とは通常は等速回転する。
【００１５】
第１のタイミングプーリ６ｂおよび第２のタイミングプーリ２０寄りには針釜タイミング調整機構２３が設けられ、針釜タイミング調整機構２３のテンションプーリ１３、１４（プーリ）がタイミングベルト２２に常時接触している。図３はテンションプーリ１３、１４に係わる要部の分解斜視図で、針釜タイミング調整機構２３と、下軸１７と、第１のタイミングプーリ６ｂ（図１）と、第２のタイミングプーリ２０とを示す。機枠２において、第１のタイミングプーリ６ｂと第２のタイミングプーリ２０との略中間でタイミングベルト２２が走行する付近には、軸１５が突設されている。テンションプーリブラケット５６は、略三角形を成しており、上部コーナには軸１５に篏合するブッシュ５７が突設されていて、下部コーナには軸２８が突設されている。軸２８には、テンションプーリ１３が回転自在に篏合されている。もう一つの角部は直角に折曲げられ、雌ねじ５６ａが穿設されていて虫ねじ２９がねじ込まれナット３０によりロックされている。
【００１６】
テンションプーリブラケット３１は、上部でコの字状に曲げられ穴３１ａ、３１ａが開けらていて、ブッシュ５７の外周に回転自在に篏合され、下端には軸３２が突設されている。軸３２には、テンションプーリ１４が回動自在に篏合されている。また、略中央部には、軸３２と反対側にピン３３が突設されている。テンションプーリブラケット５６とテンションプーリブラケット３１とは機枠２に同軸に支持されている。カム従動腕３４は、テンションプーリブラケット３１と同様に上部でコの字状に曲げられ穴３４ｂ、３４ｂが開かれ、ブッシュ５７の外周に回動自在に篏合している。さらに、カム従動腕３４は、テンションプーリブラケット３１におけるコの字曲げ部の間に挟持されている。スペーサ３６は、カム従動腕３４の動きをスムーズにするために設けられる。カム従動腕３４は、下端部にピン３５が突設すると共に突起部３４ａを備えている。これら、テンションプーリブラケット５６、テンションプーリブラケット３１、及びカム従動腕３４は、それぞれ機枠２の軸１５を中心として回転自在である。そして、止め輪３７により軸方向に係止される。針釜タイミング調整用モータ２４は、ねじ６１によりブラケット５９に螺着されている。さらに、ブラケット５９は、ねじ６２（図２）により機枠２に螺着される。
【００１７】
カム５８は、板カムであって、垂直軸に対し略対称を成した互いに独立した二つのカム面５８ａ、５８ｂを有しており、針釜タイミング調整用モータ２４の回転軸２４ａに圧入固定されている。カム面５８ａは、カム従動腕３４のピン３５に当接している。カム面５８ｂは、テンションプーリブラケット３１のピン３３に当接している。さらに、テンションプーリブラケット５６に取付けられた虫ねじ２９の先端は、カム従動腕３４の突起部３４ａに当接している。このことにより、針釜タイミング調整用モータ２４が回転すると、一対のテンションプーリ１３、１４は、図２に於いて軸１５を中心に左右に揺動する。針釜タイミング調整用モータ２４は、図示しないが上軸３の回転及び振り量や糸の種類、布の種類等の情報に応じコンピュータ制御により作動する。以上のようにして、針釜タイミング調整機構２３が構成される。そして、針釜タイミング調整機構２３は、上軸３と下軸１７の位相をテンションプーリ１３、１４の振り幅により変更する。
【００１８】
図１に示すように、機枠２の針棒１２の後方には、押え棒抱き２６を有するとともに下端に押えホルダ２７を有する押え棒２５が、ブッシュによって機枠２に上下動可能に取り付けられている。この押え棒２５は、機枠２と押え棒抱き２６との間に設けられた図示しないが押え棒バネにより下方に付勢される。押えホルダ２７には布押え４０が回動可能に取り付けられ、裁縫時に図示しない送り歯と協働して布を送り方向に搬送する。
【００１９】
図４は、裁縫時のループの形成を示す説明図である。針３９が最下点よりＨ上昇することにより上糸１６にループが形成される。縫い目は、針３９が布に刺さり最下点に達した後、上昇に転じた際にできる上糸１６のループを釜４１の剣先４１ａ（図５）が捉えることで形成される。この最下点から釜４１の剣先４１ａが針の位置にきてループを捉えるまでの針３９の上昇量Ｈ（図４）が小さいと、ループが形成されなかったり、ループが小さくなり、釜４１の剣先４１ａがループを捉えられずに目とびの原因になる。また、針３９が布に刺さり最下点に達した後、上昇に転じた際に布の押圧力が十分でないと、針３９の上昇と共に布も上昇してしまい針上り量Ｈにロスが生じ、ループが形成されなかったり、小さくなったりして剣先がループを捉えられずに縫い目が形成されず目とびの原因になる。ここで、針上り量のロスは、針３９を引上げる際、針上り量を針が刺さった箇所を基準とし、たわまない布の針上り量からたわんだ布の針上り量を引いた値で、布のたわみ量に等しい。
【００２０】
図５は、ミシン１００の針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングを示す説明図である。針上り量は、ジグザグ縫い時、振り幅量によって針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングにおいて、釜４１の回転が、右針落ちにおいて−θ早くなり、左針落ちにおいては＋θ遅くなる為、中央針落ち、右針落ち、左針落ちにおいて、ループ形成のための針上り量がそれぞれｈＭ、ｈＲ、ｈＬとなり、縫いに必要なループの大きさが一定にならない。
【００２１】
図６は、本発明のミシン１００の針釜タイミング調整機構２３（図１）による上軸３と下軸１７の位相をタイミングプーリ１３、１４により調整する動作を模式的に示す説明図である。針釜タイミング調整用モータ２４（図１）により軸１５を支点にテンションプーリ１３、１４を左右に振ることで、上軸３と下軸１７の位相が変わる。左針落ちの場合は、中央針落ちの場合に対し＋θ／２分、第１のタイミングプーリ６ｂに対し第２のタイミングプーリ２０を進角させる。右針落ちの場合は、中央針落ちの場合に対し−θ／２分、第１のタイミングプーリ６ｂに対し第２のタイミングプーリ２０を遅角させる。
【００２２】
図７は、たわみ難い布を縫製する場合で、本発明のミシン１００の針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングの調整後を示す説明図である。針釜タイミング調整機構２３により、タイミングプーリ１３、１４の振り幅を調整して、上軸３と下軸１７の位相を調整する。この調整により、中央針落ち、右針落ち、左針落ちにおいて針上り量ｈｏを一定に保つことができる。
【００２３】
ところで、「目とび」の原因には前述したようにような振り幅による針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングのずれによる針上り量の差異の他に、布の伸縮とたわみによる針上り量のロスとがある。たわみ難い布の場合には、針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングのずれに起因する目とびは、針釜タイミング調整機構２３により中央針落ち位置を原点に針落ち位置に対して針上り調整量を比例させ、調整することで解消される。しかし、ジャージ生地のような柔らかくて伸縮性がありたわみ易く、厚みがあり針３９が抜け難い布の縫製の場合では、上記の針上り調整量の比例調整だけでは、布の伸縮とたわみによる針上り量のロスにより目とびが頻繁に発生する。以下、たわみ易い布を縫製する場合の針上りの調整について説明する。
【００２４】
図８は、布の送り方向に垂直な布押え４０の針穴４０ａの中央の略断面図で、布の伸縮とたわみを示す。図８（ａ）は、たわみ難い布の場合を示し、針上り量のロスは生じない。図８（ｂ）〜（ｄ）は伸縮性があり、たわみ易い布（例えば、ジャージ生地）の場合を示す。図８（ｂ）は針３９が布に刺さる際、布の抵抗により布は針３９の先端に引っ張られて伸びた布のたわみ量はΔｈ１になる。図８（ｃ）は針３９が最下点に達してから上昇する際、Δｈ１伸びた布が縮み、たわみ量はΔｈ２になる。この間、針３９と布は一体となって上昇するためループは形成されない。また図８（ｄ）に示すように、布の下面が針板６０の上面６０ｂ位置まで戻った後も、針３９と糸の抵抗により布がたわみつつ針３９と糸とが一体となって上昇し、たわみ量がΔｈ３になる場合がある。この間も、針３９と布は一体となって上昇するためループは形成されない。
【００２５】
また、針釜タイミング調整機構２３を備えた本発明のミシン１００では、上述したようにたわみ難い布を縫製する場合、針３９の振り幅量によらず針上り量は一定になるので、針３９の最大振り幅を大きく出来る。これに伴い必然的に布押え４０も大きくなり、布押え４０の針穴４０ａ及び針板６０の針穴６０ａの幅（針３９の振れ方向の幅）も大きくなる（図９）。図９は、針穴幅の違い、及び針落ち位置の違いによる布のたわみ量を示す。図中（ａ）は、布針穴４０ａの幅と針穴６０ａの幅が小さい場合における中央針落ち位置の布のたわみ量Δｈ３を示す。（ｂ）と（ｃ）は、針穴４０ａの幅と針穴６０ａの幅が大きい場合で、（ｂ）は中央針落ちの布のたわみ量Δｈ４を示し、（ｃ）は右針落ちの布のたわみ量Δｈ５を示す。たわみ量Δｈ４は、たわみ量Δｈ５より大きく針上り量のロスも大きくなる。そして左右両端の針落ちでは、針穴の左右端が布を押えるため、たわみ量Δｈ５は少なくなる。また、針穴４０ａ、６０ａの幅の大きいたわみ量Δｈ４は、針穴４０ａ、６０ａの幅の小さいたわみ量Δｈ３より大きくなる。このように、針３９の振り幅によらず針釜タイミング調整機構２３により針上り量を一定にしても、実際の縫製時には布のたわみによって針上り量のロスが生じるため、左右針落ちと中央針落ちとでは針上り量が変化し、中央針落ちほど目とびが起り易くなる。このような原因による目とびは、ジャージ生地のような柔らかく伸縮性があり、厚みのある布の縫製において特に発生し易い。
【００２６】
図１０は、従来技術の針落ち位置と針上り量及び針上り調整量を示す。図１０に示すように、従来技術の針釜タイミング調整機構を備えていないミシンでは、針上り量は左針落ちほど大きく、右針落ちほど小さく、針落ち位置に対して四角印を結んだ右下がりの直線ｈｎになる。そして、特許文献１で示す従来技術の針釜タイミング調整機構を備えているミシンでは、針釜タイミング調整機構（釜速度調整装置）は歯車を組合せて構成しているため、針上り量は×印を結んだ一定値ｈｏになる。この場合の針上り調整量Ｃｏは三角印で示すように、中央針落ち位置を原点とし、針落ち位置に対して右上がりの比例関係にある。
【００２７】
図１１は、従来技術のミシンと本発明のミシン１００の針上り量、及び針上り量調整量を示し、図１２は本発明のミシン１００の制御構成を示すブロック図である。本発明のミシン１００は、布にたわみが生じる実縫製時における針上りロスを見越して、針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングの調整を行う。即ち、たわみ易い布を縫製する場合、針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングの調整における針上り調整量Ｃは、針落ち位置によらず針上り量を一定値ｈｏ（図７、図１０）する針上り調整量Ｃｏ（図１０）に、布のたわみ量を考慮して針が落ちる位置に応じた布のたわみによる針上り調整量Ｃｃを加算する（図１１）。従って、本発明による針上り調整量ＣはＣ＝Ｃｏ＋Ｃｃになり、針上り量は黒丸を結んだ曲線ｈｃになる。
【００２８】
図１１に示すように、中央針落ち位置を原点にして、従来技術のミシンの針上り量調整は、布がたわまない前提に右上がりの直線になるが、たわみ易い布を縫製する場合には、本発明のミシンの針上り量調整は布のたわみを考慮してなされるので、右上りの非線形な曲線に設定する。そして、布のたわみに対する針上り調整量Ｃは、中央針落ち位置ほど大きく、針３９が振られる左右両端側ほど小さく設定される。これにより、本発明のミシン１００の針上り量は、布がたわんだ場合でも、いずれの針落ち位置に対しもほぼ一定値になる。
【００２９】
具体的には、柔らかく伸縮性があり、厚みのある生地、例えばジャージ生地を縫製する場合の針落ち位置に対する調整量Ｃを設定し、この調整量Ｃを事前に中央演算装置４２（図１２）に入力し格納しておく。そして、例えばユーザがジャージ生地モードを選択すると、この指令が中央演算装置４２にインプットされ、中央演算装置４２は格納されている調整量Ｃの情報を針釜タイミング調整用モータ駆動回路４７へ伝達し、針釜タイミング調整用モータ２４を回動する。すると、テンションプーリ１３、１４の振り幅が変更され、目とびが発生を阻止するように針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングが調整される。
【００３０】
図１２に示すように、中央演算装置４２（ＣＰＵ）には、設定入力装置５２から模様の種類や振り幅、送り量等の情報が送られ、液晶タッチパネルである表示装置５１に表示される。また、中央演算装置４２にはたわみ易い布（例えば、ジャージ布）の針落ち位置に対する針上り調整量のデータが事前にインプットされ格納されている。そして中央演算装置４２には、ボタンホール切替検出手段５３、上軸回転速度センサ５４、押え金上下位置検出手段５５からの情報も送られる。中央演算装置４２は、送られてきた情報に基づいて幅出し用モータ駆動回路５０により幅出し用モータ４３を、送り量調整用モータ駆動回路４９により送り量調整用モータ４４を、上軸駆動用モータ駆動回路４８により上軸駆動用モータ９を、針釜タイミング調整用モータ駆動回路４７により針釜タイミング調整用モータ２４をそれぞれ制御する。
【００３１】
以上により、ジャージ生地のような柔らかく伸縮性がありたわみ易く、厚みがあり針３９が抜け難い布を縫製する際、布のたわみを考慮して、中央演算装置４２により針釜タイミング調整機構２３のテンションプーリ１３、１４の振れ幅を制御し、上軸３と下軸１７の位相が調整される。これにより、針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングは、布のたわみ量を考慮して針落ち位置に応じて調整される。従って、布にたわみが発生しても、ループが形成されて目とびの発生が抑制され、良好な縫製ができるミシン１００を提供できる。
【００３２】
また、たわみが発生しても、目とびの発生が抑制されるので、針３９の最大振り幅を増大できる。
【００３３】
また、たわみ易い布を縫製する際、従来技術のミシンで使用している中央演算装置４２により、布のたわみ量を考慮して従来技術の針釜タイミング調整機構２３のテンションプーリ１３、１４の振れ幅を制御する。従って、針３９と釜４１の剣先４１ａとの出会いのタイミングが適正に調整されるので、たわみ易い布を縫製する際、ループを形成し、目とびの発生が抑制され、良好な縫製ができるコストの安いミシン１００を提供できる。
【００３４】
さらには、針上り調整量Ｃのうち布のたわみによる針上り調整量Ｃｃは、中央針落ち位置ほど大きく、左右両端側ほど小さく設定される。従って、布がたわみ易い中央針落ち位置近傍における振り幅の小さい範囲でも、ループが形成され、目とび発生の抑制されるので、目とび発生の抑制が向上する。
【符号の説明】
【００３５】
２機枠
３上軸
１２針棒
１３、１４テンションプーリ（プーリ）
１７下軸
２２タイミングベルト
２３針釜タイミング調整機構
３９針
４１釜
１００ミシン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
機枠と、
前記機枠に回転自在に支持されて針棒を駆動する上軸と、
前記機枠に回転自在に支持されて釜を駆動する下軸と、
前記上軸と前記下軸を連結し前記上軸の回転と前記下軸の回転を同期するタイミングベルトと、
前記タイミングベルトに常時接触するプーリを備え、前記プーリの振り幅により前記上軸と前記下軸の位相を変える針釜タイミング調整機構と、を備えるミシンであって、
前記針棒に固定した針の針落ち位置に応じて前記針と前記釜との出会いのタイミングを調整する、ことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記針と前記釜との出会いのタイミングの前記調整のうち、前記布のたわみに対する針上り調整量は、中央針落ち位置ほど大きく、両端針落ち位置側ほど小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のミシン。

【図１】