(57)【要約】【課題】  段縫い時に段差部での目とびの発生を抑えた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に常時接触するテンションプーリ１３、１４（プーリ）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、段縫い時には針釜タイミング調整機構２３により、針３９と釜４１の出会いのタイミングを調整する。【選択図】  図１１
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【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、
段縫い時には前記針釜タイミング調整機構により、前記針と前記釜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】
前記針釜タイミング調整機構は、ボタンホール縫いに使用するボタンホール押えの位置を検知する検出スイッチからの信号で前記針と前記釜の出会いのタイミングを調整することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記針釜タイミング調整機構は、段差部を検出する段縫い押えにより自動で前記針と前記釜の出会いのタイミングを調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段縫い装置を備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンの段差部の裁縫（段縫い）は、押え棒バネにより布押えを下方に付勢しているため、段差が乗り越え難く送り量の減少などを生じ、また布厚の変化から、糸締り不良、上下糸のバランス不良、目とび等が生じやすく、段縫い部の縫い品質向上が求められていた。
【０００３】
これに対して従来技術として、通常縫いでの適正な糸張力、布送り量、押え圧力いずれか一つを設定可能なミシンにおいて、ミシンの操作面に配置された段縫いスイッチの操作にて、糸張力、布送り量、押え圧力いずれか一つを段縫いに適正な設定に連続変化させた段縫いモードに切り替えて段縫いができる構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、針落ち手前の布圧検出位置での布厚をセンサによって検出し、布厚検出位置と針落ちとの間の距離、布送り量より、検出した布厚データから一針毎に縫い目に必要な糸繰り出し量を算出する。その際、糸繰り出し量を決定する針落ちでの布厚を、何針か前の布厚検出位置で検出した布厚データを用いることにより段部の布厚に応じた糸繰り出し量を設定する構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、布押え部材との接触位置に布の前端部あるいは段部がさしかかった時点で布圧検出手段がこれを検出し、その布圧検出手段からの検出信号を受けて、布押え部材による押圧力を減少させると共に、送り歯の水平移動量を増大させるように制御する構成が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１６−２０８７３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２３５０５８号公報
【特許文献３】特開平５−１６１７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の従来のミシンでは、糸張力、布送り量、押え圧力設定により段差部の糸締り不良、送り不良、段差乗り上げには対応するが、段差部での目とびの発生を抑えることができない。
【０００８】
また、特許文献２の従来のミシンでは、押え圧力設定により段差部の送り不良、段差乗り上げには対応するが、段差部での目とびの発生を抑えることができない。
【０００９】
また、特許文献３の従来のミシンでは、布送り量、押え圧力設定により段差部の糸締り不良、送り不良、段差乗り上げには対応するが、段差部での目とびの発生を抑えることができない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、段縫い時に段差部での目とびの発生を抑えた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】
【００１１】
本発明の第１の課題解決手段は、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、段縫い時には前記針釜タイミング調整機構により、前記針と前記釜の出会いのタイミングを調整するミシンとして構成するものである。
【００１２】
また、第２の課題解決手段は、前記針釜タイミング調整機構は、ボタンホール縫いに使用するボタンホール押えの位置を検知する検出スイッチからの信号で前記針と前記釜の出会いのタイミングを調整する構成である。
【００１３】
また、第３の課題解決手段は、前記針釜タイミング調整機構は、段差部を検出する段縫い押えにより自動で前記針と前記釜の出会いのタイミングを調整する構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のミシンは、段縫い（段差上り、段差下り）の時に針釜タイミング調整機構により、針と釜の出会いのタイミングを調整する。縫い目の形成は、針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のループを釜の剣先が捉えることにより形成される。この最下点から釜の剣先が針の位置にきてループを捉えるまでの、針の上昇量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、釜の剣先がループを捉えられずに目とびの原因になる。段差部では、針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ため、針の上昇と共に布も上昇してしまい針上り量にロスが生じ、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が生じる。針釜タイミング調整機構により段差部で針上り量をロスする分、針上がり量をループの形成に好適となるように調整（針の上昇量をロス分増）することで、段縫い時に段差部での目とびの発生を抑えることができる。
【００１５】
また、針釜タイミング調整機構は、ボタンホール縫いに使用するボタンホール押えの位置を検知する検出スイッチからの信号で針と釜の出会いのタイミングを調整するため、段縫いを検出する装置を別途設ける必要がなくなり、ミシン本体及び段縫い押え周辺が煩雑にならず、また安価に段差検出機能を提供できる。
【００１６】
また、針釜タイミング調整機構は、段差部を検出する段縫い押えにより自動で針と釜の出会いのタイミングを調整するため、通常縫い部と段縫い部を連続して裁縫することが可能になり、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のミシンの正面の構成を示す説明図である。
【図２】本発明のミシンの右側面の構成を示す説明図である。
【図３】ミシンの左側面に設けたボタンホール検出スイッチとボタンホール押えの側面図である。
【図４】ミシンにおいて段縫い時に使用する段縫い押えの斜視図である。
【図５】裁縫時のループの形成を示す説明図である。
【図６】ミシンの針と釜の出会いのタイミングを示す説明図である。
【図７】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説明図である。
【図８】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９】段縫い時の布押えの状態を示す説明図である。
【図１０】ミシンの通常縫い、ボタンホール縫い、段縫いの状態を示す説明図である。
【図１１】ミシンに段縫い押えを取り付けて段縫いを行う場合の説明図である。
【図１２】ミシンの制御構成を示すブロック図である。
【図１３】ミシンの段縫いを行う場合の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
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、プーリ６が固着している。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が形成されている。機枠２に固着された駆動モータ９に固着したモータプーリ８と従動プーリ６ａには駆動ベルト７が掛けられ、駆動モータ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は同一歯数に設定している。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は通常は等速回転する。
【００２０】
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の間の第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が設けられている。針釜タイミング調整機構２３は、タイミングベルト２２に常時接触する２つのテンションプーリ１３、１４（プーリ）と、テンションプーリ１３、１４を軸１５を支点に回動するステッピングモータ２４を備え、ステッピングモータ２４は上軸３の回転及び振り幅量や糸の種類、布の種類等の情報に応じ図示しないコンピュータにより制御される。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。
【００２１】
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。
【００２２】
図３は、ミシン１００の図１の左側面に設けたボタンホール検出スイッチ３１とボタンホール押え３２の側面図である。機枠２の上部左端には、機枠２に固着された軸２８を支点に送り方向に回動可能に取り付けられたボタンホール切替腕２９が設けられ、そのボタンホール切替腕２９に対し上下動可能にボタンホール切替レバー３０が取り付けられている。ボタンホール切替腕２９の上端には対向配置された検出スイッチ３１ａ、３１ｂがあり、ボタンホール切替腕２９の角度によって検出スイッチの一方がＯＮ、或いはボタンホール切替腕２９の中立位置では両方がＯＦＦとなるように配置される。ボタンホール切替レバー３０は下端まで引き下げるとボタンホール押え３２の突起部３２ａと当接し、押えホルダ２７に軸着されたボタンホール押え３２の突起部３２ａ、３２ｂがボタンホール切替レバー３０を介して、ボタンホール切替腕２９の角度を変え、検出スイッチ３１ａ、３１ｂをＯＮ−ＯＦＦさせ、ボタンホールの前後位置を決定する。
【００２３】
図４は、ミシン１００において段縫い時に使用する段縫い押え３３の斜視図である。段縫い押え３３は、前後端が上方へ湾曲した布押え部３４ａと、布押え部３４ａと一体に形成され押えホルダ２７と回動自在に軸着可能な嵌合部３４ｂとからなる押え金３４と、押え金３４から送り方向に垂直に突出した軸３４ｃによって送り方向に回動可能に嵌合し、一端に布厚検出部３５ａを有し、他端にコの字型のボタンホール切替レバー３０との係合部３５ｂを有する略Ｌ字型の布厚検出レバー３５と、一端を押え金３４に固定し、他端を布厚検出レバー３５に固定して、布厚検出レバー３５が常に布を押えるように付勢するねじりコイルバネ３６と、軸３４ｃに布厚検出レバー３５を固定する為のＥリング３７から構成される。
【００２４】
図５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のループを釜の剣先４１（図６）が捉えることで形成される。この最下点から釜の剣先４１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６）が小さいとループが形成されなかったり、ループが小さくなったりして、釜の剣先４１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。
【００２５】
図６は、ミシン１００の針３９と釜４１の出会いのタイミングを示す説明図である。針上り量ｈは、ジグザグ縫い時において振り幅量によって針３９と釜４１の剣先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Ｈ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。
【００２６】
図７は、本発明のミシン１００の針釜タイミング調整機構２３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。ステッピングモータ２４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。
【００２７】
図８は、本発明のミシン１００の針３９と釜４１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上軸３と下軸１７の位相を振り幅によって調整することで中央針落ち、右針落ち、左針落ちにおいて針上り量ｈを一定に保つことができる。
【００２８】
図９は、段縫い時の布押え４０の状態を示す説明図である。段縫い時、特にデニム生地のような厚みのある布地の段縫いでは、段差部の上りにおいては、布押え４０の先端が段部にかかって前上がり状態になり、布押え４０と布の間に三角の隙間ができ、十分に布に押え圧力が伝わらず目とびを生じる場合がる。また段差部の下りにおいては、布押え４０の先端から針孔が段差部より突出しても、布押え４０と押えホルダ２７の嵌合部は針孔より後方にあるため、布押え４０後方に押え圧力がかかり布押え４０は水平に保たれる。このような状態では、針落ち部の布地に十分な押圧力がかからない為、布地がばたつき易く、ループを形成するのに有効な針上がり量はＨ−△ｈ１,Ｈ−△ｈ２となり、必要な針上がり量が得られず、目とびが発生する可能性がある。△ｈ１、△ｈ２は布のばたつきによる針上り量のロスである。
【００２９】
本発明のミシン１００では、針釜タイミング調整機構２３により段差部の裁縫において段縫いスイッチなどの操作を行うことにより、針釜タイミングを各針落ちでの針上り量が適正値に対して△Ｈ大きくなるように調整する。△Ｈを△ｈ１、△ｈ２と同等にとれば、段差部の上り及び下りでの裁縫において針上り量Ｈのロスはなくなりループが安定して形成されるため目とびの発生を抑えることができる。また、布厚や段差部の高さに応じて、△Ｈの設定値を段差小、段差中、段差大で予め設定しておけば、ミシン使用者の操作を軽減し、より適当な条件で目とびしない段縫いが可能である。
【００３０】
図１０は、ミシン１００の通常縫い、ボタンホール縫い、段縫いの状態を示す説明図である。通常縫いを行う場合は、布押え４０を使用し、ボタンホール切替レバー３０は図１０の上方に押し上げられた状態である。ボタンホール縫いを行う場合は、押えホルダ２７にボタンホール押え３２を取り付け、ボタンホール切替レバー３０を引き下ろす。段縫いを行う場合には、押えホルダ２７に段縫い押え３３を取り付け、ボタンホール切替レバー３０を引き下ろし、布厚検出レバー３５のコの字の係合部３５ｂと係合する。
【００３１】
図１１は、ミシン１００に段縫い押え３３を取り付けて段縫いを行う場合の説明図である。ミシン１００は布厚検出を段縫い用押え３３とボタンホール切替レバー３０により行う。段差部の段部上りにおいては、布厚検出レバー３５の布厚検出部３５ａが段差によって押し上げられ、ボタンホール切替レバー３０との係合部３５ｂが送り方向後方に回動する。よってボタンホール切替レバー３０を介してボタンホール切替腕２９が前方に回動し、検出スイッチ３１ａ（ＳＷ１）がＯＮになる。段部下りにおいては、段縫い押え３３の先端が段差部分より突出すると、布厚検出レバー３５の布厚検出部３５ａがねじりコイルバネ３６よって押し下げられ、ボタンホール切替レバー３０との係合部３５ｂが送り方向前方に回動する。よってボタンホール切替レバー３０を介してボタンホール切替腕２９が後方に回動し、検出スイッチ３１ｂ（ＳＷ２）がＯＮになる。平坦部で布厚検出部３５ａと布押え部３４ａが同一面にある場合は、検出スイッチ３１ａ（ＳＷ１）、３１ｂ（ＳＷ２）はどちらもＯＦＦになる。
【００３２】
図１２は、ミシン１００の制御構成を示すブロック図である。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。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、メインモータ駆動回路４８によりメインモータ４５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４６を制御する。
【００３３】
図１３は、ミシン１００の段縫いを行う場合の動作を示すフローチャートである。裁縫を開始するに先立ち、作業者は設定入力装置５２により形成すべき縫い目模様、送りピッチ、振り幅、回転数等を入力すると共に、裁縫条件に適した押えを選択し、押えホルダ２７に取り付けておく。
【００３４】
ミシンの動作開始と共に、中央演算装置４２は検出スイッチ３１ａ（ＳＷ１）、３１ｂ（ＳＷ２）のＯＮ−ＯＦＦ状態の読み込みを行う（Ｓ１０１,Ｓ１１４）。裁縫開始ともに、検出スイッチ３１ａがＯＮとなっていると、設定入力装置５２により設定された形成すべき縫い目模様がボタンホールであるかの確認を行い（Ｓ１０３）、ボタンホールが選択されている場合はボタンホール縫いモードとして一連のボタンホール縫い作業を行う（Ｓ１０４〜Ｓ１１１）。この際、検出スイッチ３１ａ（ＳＷ１）、３１ｂ（ＳＷ２）はボタンホールの前後の閂縫い位置の検出の役割を果たす。
【００３５】
検出スイッチ３１ａ（ＳＷ１）がＯＮとなっているが、設定入力装置５２により設定された形成すべき縫い目模様がボタンホールでない場合は、段縫いモード（上り）として（Ｓ１１２）、中央演算装置４２は振り幅、回転数等により、適切なタイミング調整量を算出し、針釜タイミング調整用モータ４６を駆動させる。
【００３６】
また検出スイッチ３１ｂ（ＳＷ２）がＯＮとなっている場合は、段縫いモード（下り）として（Ｓ１１５）、中央演算装置４２は適切なタイミング調整量を算出し、針釜タイミング調整用モータ４６を駆動させる。両段縫いモードにおいてそれぞれ検出スイッチ３１ａ、３１ｂがＯＮの間は段縫いモードを継続し、検出スイッチ３１ａ、３１ｂがＯＦＦとなると中央演算装置４２は段差部を乗り越えた、或いは段差を下ったと判断し（Ｓ１１３、Ｓ１１６）、針釜タイミング調整用モータ４６を駆動させて針上り量を調整し、通常縫いモードに切り替える（Ｓ１１７）。裁縫を続行する（Ｓ１１８）中で再度検出スイッチ３１ａ、３１ｂがＯＮになった場合は再び段縫いモードに切り替える。
【００３７】
上記のように、検出スイッチ３１ａ、３１ｂがＯＮになった場合に、選択模様がボタンホールであるかどうかによって、ボタンホール縫いであるか、段縫いであるかを判断することで検出スイッチ３１ａ、３１ｂを布厚検出装置として使用することが可能になる。
【００３８】
また、布厚検知装置をボタンホール切替レバー３０を利用して構成すれば、押え周辺に別途検出スイッチを設ける必要がなく、押え周辺が煩雑にならず、安価に布厚検知装置を提供できる。
【００３９】
また、段縫い押え３３により段差部の検出を行い、段差部が検出された場合に中央演算装置４２により、針釜タイミングを自動調節するようにすれば、使用者は平坦部とそれに続く段差部を連続して裁縫することが可能になる。
【符号の説明】
【００４０】
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
３１ａ、３１ｂ  検出スイッチ
３３  段縫い押え
４１  釜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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