(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫い針を保持し、垂直方向に沿って上下動を行う二本の針棒と、
各々の前記針棒を上下動させる針上下動機構と、
前記二本の針棒を上下動可能に支持すると共にミシンフレームにより垂直方向に沿った中心線回りに回動可能に支持された針棒回動台と、
前記針棒回動台を介して前記二本の針棒を回動させる針棒回動機構と、
前記二本の針棒を保持して前記針上下動機構による上下動の動作を伝達するラッチ機構とを備える二本針ミシンにおいて、
前記針棒回動台上で位置切り替え動作を行うことによって前記ラッチ機構による各々の前記針棒の保持状態を解除する作動部材と、
前記ミシンフレームに固定装備されると共に前記作動部材の位置切り替え動作の駆動源となるアクチュエータと、
前記アクチュエータから前記作動部材に前記位置切り替え動作を伝達する差動伝達機構とを備え、
前記差動伝達機構は、
前記針棒回動台によりその回動中心回りに前記針棒回動台とは分離して回動可能に支持されると共に前記アクチュエータにより回動動作が入力される入力部材と、
前記針棒回動台によりその回動中心回りに回動可能に支持されると共に当該回動動作により前記作動部材に位置切り替え動作を付与する出力部材と、
前記針棒回動台によりその回動中心回りに回動可能に支持されると共に前記伝達体を前記針棒回動台の回動中心線回りに周回移動を行うように支持する回動支持体と、
前記回動支持体を回転させない状態において前記入力部材に所定角度の回転が入力されると出力部材に逆回転方向へ同じ角度だけ回転を行うように回転力を反転して伝達する伝達体と、を備え、
前記針棒回動機構による前記針棒回動台の回動動作の駆動源となる回動モータを前記ミシンフレームに固定装備すると共に、
前記回動モータは、前記針棒回動台と前記回動支持体の両方に個別に回動動作を入力し、
当該回動モータは、前記針棒回動台への回動動作入力時に、前記針棒回動台への回動角度の半分の回動角度を前記回動支持体に入力することにより、前記出力部材を前記針棒回動台と同方向に当該針棒回動台と同じ回動角度で回動させることを特徴とする二本針ミシン。
【請求項２】
前記針棒の中心線に垂直な平面上において任意の方向に被縫製物を移動可能な移動機構を備えることを特徴とする請求項１記載の二本針ミシン。
【請求項３】
前記移動機構と前記回動モータを制御して、予め定められた縫製パターンの形状に沿って二本針縫い目の形成を行うことを特徴とする請求項２記載の二本針ミシン。
【請求項４】
前記差動伝達機構は、かさば歯車を用いた差動歯車機構であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の二本針ミシン。
【請求項５】
前記差動伝達機構の伝達体は、前記入力部材と出力部材との間の回転力をベルト又はベルトと歯車の組み合わせを用いて伝達することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の二本針ミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本針ミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
二本針ミシンは、二本並んだ針棒に取り付けられた縫い針により、平行な二本の縫い目を所定の形状に沿って形成するミシンである。
従来の二本針ミシンは、所定の形状に縫い目が形成されるように布地を手で押さえて縫い方向を変えていたが、近年は、予め定めた縫製パターンデータに従って、予定された形状に沿って二本の縫い目を形成するための二本針ミシンが開発されつつある。
例えば、二本の針棒を上下動可能に保持すると共にミシンフレームに対して垂直軸回りに旋回可能に支持された針棒回動台と、二つの釜を垂直軸回りに回動可能に支持する釜土台とを備え、布保持枠によって所定形状に沿って移動する布地に対して、二本針の並び方向が所定形状の輪郭線に常に直交する方向に並ぶように制御を行うことで予定された形状に沿って二本の縫い目を形成するミシンが考案されている（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】韓国特許第１０−２００８−００８９９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、二本針ミシンは、四角形などの角のある形状に沿って縫いを行う場合、角部において内側となる針棒の上下動を停止させ、外側の針棒のみを旋回させて縫い目を形成することが一般的に行われている。
従って、このような縫いを行うために、上記従来の二本針ミシンは、針棒回動台にそれぞれの針棒を上下動可能な状態と停止状態とを切り替えるためのラッチ機構が搭載されており、縫製中にラッチ機構を作動させて片針状態と二本針状態の切り替えを行っている。
【０００５】
しかしながら、上記従来のミシンでは、針棒回動台上にラッチ機構の切り替え動作を行うためのアクチュエータを搭載している。このため、旋回重量が増加し、高速の縫製の妨げとなっていた。また、針棒を旋回させるためのモータを大型のものに替えることも可能だが、その場合、ミシンの大型化、コストの上昇が生じてしまうという問題があった。
さらに、上記ミシンのように、旋回を行う針棒回動台にアクチュエータを搭載すると、当該アクチュエータへの通電を行うための配線が難しく、例えば、スリップリング等の特殊な部品が必要となり、この面からもコストの増加が生じていた。
【０００６】
本発明は、片針と二本針の縫いを自動的に切り替え可能としつつも軽快な二本針の旋回動作を可能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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、縫い針を保持し、垂直方向に沿って上下動を行う二本の針棒と、各々の前記針棒を上下動させる針上下動機構と、前記二本の針棒を上下動可能に支持すると共にミシンフレームにより垂直方向に沿った中心線回りに回動可能に支持された針棒回動台と、前記針棒回動台を介して前記二本の針棒を回動させる針棒回動機構と、前記二本の針棒を保持して前記針上下動機構による上下動の動作を伝達するラッチ機構とを備える二本針ミシンにおいて、前記針棒回動台上で位置切り替え動作を行うことによって前記ラッチ機構による各々の前記針棒の保持状態を解除する作動部材と、前記ミシンフレームに固定装備されると共に前記作動部材の位置切り替え動作の駆動源となるアクチュエータと、前記アクチュエータから前記作動部材に前記位置切り替え動作を伝達する差動伝達機構とを備え、前記差動伝達機構は、前記針棒回動台によりその回動中心回りに前記針棒回動台とは分離して回動可能に支持されると共に前記アクチュエータにより回動動作が入力される入力部材と、前記針棒回動台によりその回動中心回りに回動可能に支持されると共に当該回動動作により前記作動部材に位置切り替え動作を付与する出力部材と、前記針棒回動台によりその回動中心回りに回動可能に支持されると共に前記伝達体を前記針棒回動台の回動中心線回りに周回移動を行うように支持する回動支持体と、前記回動支持体を回転させない状態において前記入力部材に所定角度の回転が入力されると出力部材に逆回転方向へ同じ角度だけ回転を行うように回転力を反転して伝達する伝達体と、を備え、前記針棒回動機構による前記針棒回動台の回動動作の駆動源となる回動モータを前記ミシンフレームに固定装備すると共に、前記回動モータは、前記針棒回動台と前記回動支持体の両方に個別に回動動作を入力し、当該回動モータは、前記針棒回動台への回動動作入力時に、前記針棒回動台への回動角度の半分の回動角度を前記回動支持体に入力することにより、前記出力部材を前記針棒回動台と同方向に当該針棒回動台と同じ回動角度で回動させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒の中心線に垂直な平面上において任意の方向に被縫製物を移動可能な移動機構を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記移動機構と前記回動モータを制御して、予め定められた縫製パターンの形状に沿って二本針縫い目の形成を行うことを特徴とする請求項２記載のミシン。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記差動伝達機構は、かさば歯車を用いた差動歯車機構であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記差動伝達機構の伝達体は、前記入力部材と出力部材との間の回転力をベルト又はベルトと歯車の組み合わせを用いて伝達することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明は、入力部材と出力部材との間で回転力を反転して伝達する伝達体を支持する回動支持体が針棒回動台の回動時にその半分の角度で回動を行うので、アクチュエータ側に接続されている入力部材が針棒回動台と共に回動を行わずに、相互間で回動角度差が発生した場合でも、出力部材側では、伝達体により針棒回動台と同方向に同じ回動角度で回動させることができる。従って、針棒回動台に搭載された作動部材は、針棒回動台の回動により予定された位置からズレを生じることを回避することができる。
つまり、作動部材の位置切り替え動作の駆動源となるアクチュエータを針棒回動台に搭載しなくとも、作動部材を正しい位置に保持することが可能となる。
そして、これにより、針棒回動台の旋回重量の軽減を図ることができ、旋回動作を行うモータを大型化することなく、高速動作を行うことが可能となる。
また、針棒回動台上にアクチュエータを搭載しないで済むことから、当該アクチュエータへの通電を行うためのスリップリング等の特殊な部品が不要となり、ミシン製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、被縫製物の移動機構を備えるので、移動機構により被縫製物を移動させながら自動的な縫製を行うことができ、縫製の過程で針棒回動台の回動を実行する場合でも作動部材への位置切り換え動作に対する影響を回避することができ、被縫製物の移動を伴う縫いの実行の際にも、ラッチ機構による針棒の保持又は解除を適正に行うことが可能となる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、予め定められた縫製パターンの形状に沿って二本針縫い目の形成を行うために二本の針棒の旋回動作を伴う場合でも、作動部材への位置切り換え動作に対する影響を回避することができ、所定形状の二本針縫い目の形成の際にも、ラッチ機構の針棒の保持又は解除を適正に行うことが可能となる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、差動伝達機構にかさば歯車を用いるので、入力部材と出力部材との間の伝達体を一つのかさば歯車で実現することができ、構成の簡易化による部品コストの低減を図ることが可能となる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、入力部材と出力部材と伝達体を構成するベルトのスプロケットや歯車の回転中心線の方向を全て揃えることで、これらを重ねて配置することが容易となり、差動伝達機構を回動中心線方向について薄型化を図ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発明の実施形態の二本針ミシンの斜視図である。
【図２】ミシンアーム部内の構成について示した斜視図である。
【図３】針棒の周辺の構成を示した側面図である。
【図４】針棒の中心に沿った断面による針棒の周辺構造の断面図である。
【図５】図３におけるＴ−Ｔ線に沿った断面図ある。
【図６】位置切り替え機構及び作動部材の斜視図である
【図７】図３におけるＵ−Ｕ線に沿った断面図である。
【図８】図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図９】図３におけるＷ−Ｗ線に沿った断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は針棒回動台の回動動作時における針棒側差動伝達機構の小スプロケットの位置変化を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は連動歯車の位置変化を示す説明図であり、図１０（Ｃ）は差動部材の位置変化を示す説明図である。
【図１１】釜の動力伝達機構及び釜側差動伝達機構の機構構造を概略的に図示した構成図である。
【図１２】二本針縫い目の形成を行う縫製パターンの一例を示した図である。
【図１３】図１２に示す縫製パターンの二本針縫い目の形成を行うための縫製制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１４（Ａ）は針棒抱き支持構造の斜視図、図１４（Ｂ）は針棒抱き支持構造の他の例の斜視図、図１４（Ｃ）は針棒抱き支持構造の他の例の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［発明の実施形態の概要］
本発明の実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。
本実施形態として以下に記載する二本針ミシン１は、いわゆる電子サイクルミシンであり、縫製を行う被縫製物である布地を保持する布保持部としての保持枠を有し、その保持枠が二本の縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持される布地に所定の縫製データに基づく形状パターンに沿った二重縫い目を形成する。
図１は本発明にかかる二本針ミシン１の斜視図、図２は後述するミシンアーム部１０１ａ内の構成について示した斜視図、図３は後述する針棒１２，１２の周辺の構成を示した側面図である。
ここで、後述する二本の縫い針１１，１１が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。
【００１９】
上記二本針ミシン１は、各々が縫い針１１をその下端部に保持してＺ軸方向に沿って上下動を行う二本の針棒１２，１２と、ミシンモータ２１を駆動源として縫い針を上下動させる針上下動機構２０と、二本の針棒１２，１２を上下動可能に支持する針棒回動台１５と、針棒回動台１５を介して二本の針棒１２，１２をＺ軸方向に沿った中心線Ｃ回りに回動させる針棒回動機構３０と、二本の針棒１２，１２を保持して針上下動機構２０による上下動動作を伝達するラッチ機構５０と、ラッチ機構５０の保持状態が解除された針棒１２を保持するストッパ機構９０と、ラッチ機構５０による各々の針棒１２，１２の保持状態と解除状態を切り換える作動部材１６と、作動部材１６の位置切り替えを行う位置切り替え機構６０と、各縫い針１１，１１に通された上糸に下糸を絡める二つの釜１３，１３と、ミシンモータ２１から釜１３，１３に動力を伝達する入力軸４１及び出力軸４２を備えると共にこれら軸間の位相差を変更調節可能とする釜側差動伝達機構４０と、ミシンモータ２１から釜側差動伝達機構４０の入力軸４１にトルクを伝達する動力伝達機構７０と、布地を保持してＸ−Ｙ平面に沿って任意に移動位置決めを行う移動機構としての布移動機構８０と、二本針ミシン１の各構成を支持するミシンフレーム１０１とを主に備えている。
【００２０】
［ミシンフレーム］
図１に示すように、二本針ミシン１は、外形がＸ軸方向から見て略コ字状を呈するミシンフレーム１０１を備えている。このミシンフレーム１０１は、二本針ミシン１の上部をなしＹ軸方向に延びるミシンアーム部１０１ａと、二本針ミシン１の下部をなしＹ軸方向に延びるミシンベッド部１０１ｂと、上下に位置するミシンアーム部１０１ａ及びミシンベッド部１０１ｂとを連結する縦胴部１０１ｃとを有している。
【００２１】
［針上下動機構］
図１乃至図３に示すように、針上下動機構２０は、上記ミシンアーム部１０１ａ内においてＹ軸方向に沿った状態で回転可能に支持された上軸２２と、上軸２２の一端部から回転力を付与すミシンモータ２１と、上軸２２の他端部に設けられた針棒クランク２３と、針棒クランク２３の回転中心に対する偏心位置に一端部が連結されたクランクロッド２４と、ラッチ機構５０を介して針棒１２，１２に連結された針棒抱き２５と、針棒抱き２５をＺ軸回りに回動可能に保持する環状部材２６とを備えている。
【００２２】
上軸２２はミシンモータ２１の出力軸に直結されて回転駆動が行われ、上軸２２の回転は針棒クランク２３とクランクロッド２４とにより上下の往復動作に変換されて針棒抱き２５及び環状部材２６を介して針棒１２，１２に伝達される。
なお、針棒１２，１２を支持する針棒回動台１５は、ミシンフレーム１０１によってＺ軸回りに回動可能に支持されており、クランクロッド２４から針棒１２，１２に対してＺ軸回りの回動を許容しつつ、上下動動作を伝える必要がある。
このため、針棒抱き２５は、略リング状に形成され、その中央開口部に針棒１２，１２、ラッチ機構５０及び針棒回動台１５を挿通させると共に、その内側には、針棒１２，１２を保持するラッチ機構５０の両側に連結されるＹ軸方向に沿った二本の支軸２５１，２５１を擁している。この支軸２５１，２５１により、針棒抱き２５はラッチ機構５０を介して針棒１２，１２と一体となって上下動を行うことができる。
そして、針棒抱き２５は、その外周面上に凹溝２５２が全周に渡って形成されており、この凹溝２５２には、環状部材２６が嵌合し、当該凹溝２５２に沿って嵌合部材２６が滑動可能となっている。この環状部材２６は半円状である。環状部材２６の直径方向の一端部がクランクロッド２４の下端部に対してＹ軸回りに回動可能に連結され、他端部には矩形の角駒２６１がＹ軸回りに回動可能に装備されている。また、クランクロッド２４の下端部における環状部材２６の反対側にも角駒２４１がＹ軸回りに回動可能に装備されている。そして、これらの角駒２４１，２６１は、ミシンフレーム１０１内に形成されたＺ軸方向に沿った図示しないガイド溝に嵌合し、環状部材２６及び針棒抱き２５が水平の向きを維持したまま上下動動作がガイドされる。なお、環状部材２６は、針棒抱き２５の支持構造の概略斜視図である図１４（Ａ）に示すように、半分欠けた半円状であるが、環状部材２６を全周に渡るリング状に形成しても良い。
この構造により、クランクロッド２４の下端部おける上下動動作は、環状部材２６、針棒抱き２５、ラッチ機構５０を介して二本の針棒１２，１２に伝達されると共に、針棒回動台１５におけるＺ軸回りの回動動作を許容することが可能となっている。
【００２３】
［針棒回動台］
針棒回動台１５は、図２及び図３に示すように、その上部１５１と下部１５２とがブロック状に形成されると共に当該上部と下部とをＺ軸方向に沿った二つの側壁部１５３，１５４が連結している。
そして、上部１５１と下部１５２は、いずれも二本の針棒１２，１２を挿通する貫通穴がＺ軸方向に沿って貫通形成されると共に、これらがミシンフレーム１００により回動可能に支持されている。そして、この針棒回動台１５の回動中心線Ｃは、Ｚ軸方向に平行であり、また、上方から見て、二本の針棒１２，１２のほぼ中間を通過するように設計されている。
また、側壁部１５３には、Ｚ軸方向に沿った長穴１５５が形成されており、前述した針棒抱き２５とラッチ機構５０とを連結する一方の支軸２５１が挿通されている。
【００２４】
［ラッチ機構］
図４は一方の針棒１２の中心に沿った断面による針棒１２の周辺構造の断面図である。
図示のように、前述した針棒１２は、Ｚ軸方向に沿った溝部１２１が形成されており、当該溝部１２１の下部にはラッチ機構５０が針棒１２を保持するための係合穴１２２が形成され、溝部１２１の上部にはストッパ機構９０が針棒１２を保持するための係合穴１２３が形成されている。また、溝部１２１の内部には、ストッパ機構９０による針棒保持状態をラッチ機構５０による針棒保持状態に切り替えるための揺動板１２４が揺動可能に設けられている。
【００２５】
ラッチ機構５０は、二本の針棒１２，１２を挿通する二つの挿通穴がＺ軸方向に形成された保持体５１と、保持体５１の正面から各挿通穴まで貫通した円形の支持穴に挿入される二つのラッチ部材５２と、各ラッチ部材５２をそれぞれ個別に進退移動させる二つの従動リンク５３と、各従動リンク５３を介して各ラッチ部材５２に対して前進方向の移動力を個別に付与する二つの押圧バネ５４と、各ラッチ部材５２を後退した状態（退避位置）でそれぞれ係止する二つの係止爪５５と、各係止爪５５が係止を行う方向にそれぞれ押圧する二つの押圧バネ５６と、各係止爪５５による係止を解除する操作を外部から入力可能な解除ピン５７とを備えている。
【００２６】
保持体５１の二つの挿通穴はＸ軸方向に沿って形成され、略円柱状のラッチ部材５２をＸ軸方向に沿って滑動可能に支持している。
このラッチ部材５２の後端部は、従動リンク５３に連結されており、従動リンク５３は押圧バネ５４によりラッチ部材５２を針棒１２側に押圧している。ラッチ部材５２は、その先端部が針棒１２の係合穴１２２に挿入可能な形状に形成されており、押圧バネ５４の押圧力がラッチ部材５２と針棒１２の係合穴１２２との係合状態を維持し、ラッチ機構５０による針棒１２の保持力となっている。
【００２７】
また、従動リンク５３の上端部は下方に押圧されるとラッチ部材５２を後退させることができ、ラッチ機構５０による針棒１２の保持状態を解除することができる。
また、上記ラッチ部材５２の後退時には、押圧バネ５６により常時上方に押圧されている係止爪５５がラッチ部材５２の先端部を係止して、当該ラッチ部材５２の前進移動を規制する。なお、二つの係止爪５５はいずれも、解除ピン５７により下方に押圧されることでラッチ部材５２の係止状態を解除することが可能となっている。
【００２８】
従動リンク５３の上端部は、針棒１２の上下動において、その上死点に達する際に、針棒回動台１５の上部１５１においてＹ軸方向にスライド可能に支持されている、図２に示す作動部材１６の突起１６１（図４に示す）に衝突することで押圧することができる。即ち、作動部材１６は、3ポジションの位置切り替えが可能なソレノイド６１によりＹ軸方向への移動が可能となっており、一方の針棒１２の保持状態を解除する従動リンク５３に衝突する位置Ｐ１と他方の針棒１２の保持状態を解除する従動リンク５３に衝突する位置Ｐ３と解除ピン５７に衝突する位置Ｐ２とに位置を切り替える制御が行われる。作動部材１６は、針棒回動台１５上で位置切り替え動作を行うことによってラッチ機構５０による各々の針棒の保持状態を解除する。
これにより、ラッチ機構５０における二本の針棒１２，１２に対する保持と解除とを個別に行うことを可能としている。
【００２９】
［ストッパ機構］
ストッパ機構９０は、針棒回動台１５の上部１５１において当該針棒回動台１５の正面から針棒１２の挿通穴まで貫通した二つの円形の挿通穴に挿入される二つのストッパ部材９１と、各ストッパ部材９１をそれぞれ個別に針棒２０側へ押圧する二つの押圧バネ９２と、各押圧バネ９２を後方で支持すると共にストッパ部材９１の挿通穴を覆い塞ぐカバー体９３とを備えている。
【００３０】
各ストッパ部材９１の挿通穴はいずれもＸ軸方向に沿って形成され、略円柱状のストッパ部材９１をＸ軸方向に沿って滑動可能に支持している。
ストッパ部材９１の先端部は、針棒１２の係合穴１２３に挿入可能な形状に形成されており、押圧バネ９２の押圧力がストッパ部材９１と針棒１２の係合穴１２３との係合状態を維持し、ストッパ機構９０による針棒１２の保持力となっている。
但し、ストッパ部材９１の押圧バネ９２は、ラッチ部材５２の押圧バネ５４よりも十分に押圧力が小さく設定されており、ラッチ部材５２の解除状態にない限りは、揺動板１２４によってラッチ部材５２に押し負けてしまい、ストッパ機構９０による針棒１２の保持は行われない。つまり、ストッパ機構９０は、従動リンク５３が作動部材１６の突起１６１に衝突して、ラッチ機構５０が保持を解除した針棒１２についてのみ保持を行うようになっている。
【００３１】
［針棒回動機構］
図５は図３におけるＴ−Ｔ線に沿った断面図である。
針棒回動機構３０は、図２、図３及び図５に示すように、針棒１２の回動動作の駆動源となる回動モータ３１と、回動モータ３１の出力軸に装備された主動スプロケット３２と、針棒回動台１５の軸状部１５６の上端部に固定装備された従動スプロケット３３と、主動スプロケット３２と従動スプロケット３３との間に掛け渡されたタイミングベルト３４とを備えている。回動モータ３１は、そのモータ軸がＺ方向に沿って配置され、ミシンフレームに固定されている。
回動モータ３１が駆動を行うと、主動スプロケット３２、タイミングベルト３４及び従動スプロケット３３を通じて針棒回動台１５をその回動中心線Ｃ回りに回動させることが可能となっている。
【００３２】
［位置切り替え機構］
図６は位置切り替え機構６０及び作動部材１６の斜視図、図７は図３におけるＵ−Ｕ線に沿った断面図、図８は図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図、図９は図３におけるＷ−Ｗ線に沿った断面図である。
位置切り替え機構６０は、ミシンフレーム１０１内部に固定装備されたアクチュエータとしてのソレノイド６１から回動を行う、針棒回動台１５に搭載された作動部材１６に対して位置切り替え動作を伝達付与するための機構である。
この位置切り替え機構６０は、3ポジションで停止可能なソレノイド６１と、ソレノイド６１のプランジャに装備されたラック部材６２と、ソレノイド６１からラック部材６２を通じて作動部材１６に位置切り替え動作を伝達する針棒側差動伝達機構６３とを備えている。
【００３３】
ソレノイド６１は三位置で選択的に停止するよう制御可能であり、各停止位置は前述した作動部材１６の切り替え位置Ｐ１〜Ｐ３に対応している。
ラック部材６２は、ソレノイド６１によりＹ軸方向に沿って進退移動が可能であり、当該進退移動方向に沿ってラック歯が形成されている。
【００３４】
針棒側差動伝達機構（差動伝達機構）６３は、アクチュエータとしてのソレノイド６１からラック部材６２を介して回動動作が入力される入力部材としての入力歯車６３１と、回動動作により作動部材１６に位置切り替え動作を付与する出力部材としての出力歯車６３２と、入力歯車６３１と出力歯車６３２との間で回転力を反転して伝達する伝達体６４と、伝達体６４を針棒回動台１５の回動中心線Ｃ回りに周回移動を行うように支持する回動支持体６５（図３に示す）とを備えている。
そして、上記入力歯車６３１、出力歯車６３２及び回動支持体６５は、いずれも針棒回動台１５の上端部に形成された軸状部１５６により回動中心線Ｃ回りに回動可能に支持されている。なお、入力歯車６３１は、上側の第１歯車部６３１ａと下側の第２歯車部６３１ｂを有し、各歯車部は歯形が異なるが、一体化して形成されている。第１歯車部６３１ａにはラック部材６２が噛み合い、第２歯車部６３１ｂ（入力スプロケット）には、後述するベルト６４４が掛け渡される。
【００３５】
入力歯車６３１は、前述した従動スプロケット３３の下側に位置し、図７に示すように、その外周面に形成された上側の第１歯車部６３１ａが前述したラック部材６２に噛合している。なお、この入力歯車６３１は、針棒回動台１５とは分離して回動を行うことが可能である。
【００３６】
図３、図７に示す回動支持体６５は、伝達体６４をＺ軸回りに回転可能に支持する支持板６５１と、支持板６５１の上面に固定されると共に前述した回動モータ３１により回動が入力されるスプロケット６５２（図６では図示略）とを備えている。
【００３７】
支持板６５１は円形であって、入力歯車６３１の下側に位置しており、図７に示す針棒回動台１５の軸状部１５６に回転可能に支持されている。
また、前述した伝達体６４は、Ｚ軸方向に沿った回転軸６４１と、回転軸６４１の上端部に固定された小スプロケット６４２と、回転軸６４１の下端部に固定された連動歯車６４３とを備えている。
支持板６５１は、伝達体６４の回転軸６４１を回転可能に支持すると共に、その上面側に小スプロケット６４２を配置し、その下面側に連動歯車６４３を配置している。そして、支持板６５１の上面側において、小スプロケット６４２と、入力歯車６３１の第２歯車部６３１ｂとにベルト６４４が掛け渡されており、小スプロケット６４２と入力歯車６３１とは、同じ回転方向に連動回転を行うようになっている。そして、小スプロケット６４２が回転を行うと、回転軸６４１で連結された連動歯車６４３も同方向に同じ角度量で回転を行う。
【００３８】
スプロケット６５２はその中央部に開口部を備えて入力歯車６３１を遊挿している。
また、スプロケット６５２は、支持板６５１の上面に図示しないネジにより固定されている。なお、前述した小スプロケット６４２は、支持板６５１の上面に形成された凹部の内側に配置されており、スプロケット６５２の下側で入力歯車６３１の第２歯車部６３１ｂとベルト６４４で連結されている。
また、このスプロケット６５２は、針棒回動機構３０の回動モータ３１に設けられた主動スプロケット３２とタイミングベルト６５３で連結されている。
即ち、回動モータ３１は、その駆動時において、針棒回動台１５を回動させる従動スプロケット３３と回動支持体６５を回動させるスプロケット６５２とを同時に回動させる。なお、回動支持体６５が回動モータ３１から入力される回転角度量は、針棒回動台１５が入力される回転角度量のちょうど1/2となるように、従動スプロケット３３とスプロケット６５２の有効径が設定されている。また、これらの回動方向は、同じ方向に設定されている。すなわち、回動モータ３１は、針棒回動台１５への回動動作入力時に、針棒回動台１５への回動角度の半分の回動角度を回動支持体６５に入力する。
このように、スプロケット６５２が回動モータ３１から回動が付与されることにより、支持板６５１が支持する伝達体６４を回動中心線Ｃ回りに周回移動させることが可能となっている。
【００３９】
出力歯車６３２は、支持板６５１の下側に位置し、図９に示すように、伝達体６４の連動歯車６４３と噛合している。また、入力歯車６３１と小スプロケット６４２の有効径の比率と、出力歯車６３２と連動歯車６４３の有効径の比率とは一致するように設計されている。
これにより、回動支持体６５を回転させない状態において、入力歯車６３１に所定角度の回転が入力されると、出力歯車６３２は、逆回転方向に同じ角度だけ回転を行うようになっている。
【００４０】
また、図６に示すように、前述した作動部材１６は、その上部片面にラック歯が形成されており、出力歯車６３２と噛合している。また、作動部材１６は、針棒回動台１５の上部１５１の溝部１５１ａに支持され、出力歯車６３２の外接円の接線方向に沿って摺動可能である。
ソレノイド６１は3ポジションでラック部材６２を停止させることができ、ラック部材６２が各位置で停止した時に、作動部材１６の突起部１６１を前述したＰ１〜Ｐ３の各位置に停止させる必要がある。
一方、作動部材１６は、縫製時に回動動作が行われる針棒回動台１５に搭載されているが、当該作動部材１６の位置切り替えを行うための駆動源であるソレノイド６１は、ミシンフレームに固定されている。従って、針棒回動台１５の回動動作が行われると、ラック部材６２と噛合する入力歯車６３１は、針棒回動台１５と共に回動することができず、その結果、針棒回動台１５と入力歯車６３１との間で相対的に回動動作が行われることとなる。
針棒側差動伝達機構６３は、針棒回動台１５の回動動作によって当該針棒回動台１５と入力歯車６３１との間に相対的な回動角度差が生じても、針棒回動台１５に対する作動部材１６の位置を一定に維持することができる。
【００４１】
以下、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に基づいて針棒回動台１５の回動動作時における針棒側差動伝達機構６３の作動状態を説明する。
ここでは、ソレノイド６１が停止した状態で針棒回動台１５が時計方向に180°の回動を行った場合を例示する。
まず、図１０（Ａ）に示すように、針棒回動台１５が回動モータ３１により時計方向に180°回動を付与されると、回動支持体６５には同方向に90°回動が付与される。これにより、小スプロケット６４２は時計方向に90°周回移動を行う。この時、小スプロケット６４２は、停止状態の入力歯車６３１と、ベルト６４４により連結されているので、小スプロケット６４２自身が反時計方向に（入力歯車６３１の径／小スプロケットの径）×90°の回転が行われる。
【００４２】
これにより、図１０（Ｂ）に示すように、連動歯車６４３は小スプロケット６４２と同じ周回移動と回転を行う。その結果、連動歯車６４３に噛合する出力歯車６３２は、連動歯車６４３の周回移動分の時計方向の回転（＝90°）と、連動歯車６４３の回転による時計方向の回転（＝90°）とが付与され、出力歯車６３２は、時計方向に180°回動を行うこととなる。
つまり、針棒回動台１５を基準とした場合、入力歯車６３１は針棒回動台１５に対して相対的に反時計方向に180°回動した状態となるが、出力歯車６３２は針棒回動台１５に対して回動を生じていない状態となる。
【００４３】
その結果、図１０（Ｃ）に示すように、出力歯車６３２と作動部材１６との相対的な角度変化も生じないので、針棒回動台１５上において作動部材１６は移動を行わず、その突起部１６１は定位置を維持することができる。
なお、針棒回動台１５の回動動作中にソレノイド６１が動作して入力歯車６３１を回動させた場合も、上述と同様のことがいえるので、ソレノイド６１の作動位置に応じて適正な位置に作動部材１６の突起部１６１を位置決めすることが可能である。
【００４４】
［動力伝達機構］
図１１は釜の動力伝達機構７０及び釜側差動伝達機構４０の機構構造を概略的に図示した構成図である。
図１１に示すように、二つの釜１３，１３の動力伝達機構７０は、釜１３の回転駆動源である駆動モータ７１の出力軸に連結された主動スプロケット７５１と、釜側差動伝達機構４０の入力軸４１に装備された従動スプロケット７５２と、ミシンベッド部１０１ｂ内においてスプロケット７５１，７５２に掛け渡されたタイミングベルト７５３とを備えている。これにより、駆動モータ７１の回転が釜側差動伝達機構４０を介して各釜１３に伝達される。
【００４５】
［釜及び差動伝達機構］
二つの釜１３，１３は、いわゆる全回転の水平釜であり、針板１６の下方において、針棒回動台１５の回動中心線Ｃを中心として対角に配置される。また、各釜１３，１３は、それぞれ対応する縫い針１１，１１から上糸を捕捉可能となるように、相互間の距離を縫い針１１，１１の距離に合わせて配置されている。
各釜１３の下部には支軸１４が設けられ、当該各支軸１４は図示しない釜土台によりＺ軸回りに回転可能に支持される。釜土台は、釜側差動伝達機構４０の回動台４３の上部に固定装備され、回動台４３と共に中心線Ｃ回りに周回移動を行うことができ、これにより、二つの釜１３，１３が中心線Ｃ回りに回動して旋回移動を行い、針棒回動台１５による二つの針棒１２，１２の周回移動に追従することが可能となっている。
【００４６】
釜側差動伝達機構４０は、針棒１２の下方であってミシンベッド部１０１ｂの一端部に取り付けられてミシンフレーム１０１と一体をなす支持フレームに支持されている。
そして、釜側差動伝達機構４０は、動力伝達機構７０から伝わる駆動モータ７１からの回転力を各釜１３に伝達して支軸１４回りに回転させる機能と、中心線Ｃ回りに各釜１３の位置を回動させる機能と、当該各釜１３の位置の回動による支軸１４回りの位相の変動を補正する機能とを有するものである。
【００４７】
即ち、釜側差動伝達機構４０は、動力伝達機構７０を介してミシンモータ２１から回転力が入力される入力軸４１と、入力軸４１から伝達される回転力を釜１３側に出力する出力軸４２と、入力軸４１及び出力軸４２を支持する支持枠４４１を有すると共にこれらの軸間で回転力を伝達する軸間伝達部４４と、出力軸４２から各釜１３の支軸１４に回転力を伝達する釜伝達部４５と、釜土台を保持すると共にミシンフレームにより中心線Ｃ回りに回動可能に支持された回動台４３と、支持枠４４１と回動台４３とに回動動作を付与する回動付与機構４６とを備えている。
【００４８】
釜伝達部４５は、回動台４３の上端部から突出した出力軸４２の上端部に固定装備された主動スプロケット４５１と、当該主動スプロケット４５１に隣接すると共に一方の釜１３の支軸１４の下端部に固定装備された従動スプロケット４５２と、従動スプロケット４５２とは逆側で主動スプロケット４５１に隣接すると共にもう一方の釜１３の支軸１４の下端部に固定装備された従動スプロケット４５３と、天板部４３１の上面においてＺ軸回りに軸支されたテンションプーリ４５４と、これらスプロケット及びテンションプーリ４５４に掛け渡された両歯タイミングベルト４５５とを備えている。
かかる構成により、主動スプロケット４５１が出力軸４２と共に回転すると、両歯タイミングベルト４５５を介して、従動スプロケット４５２、４５３が主動スプロケット４５１とは逆方向に回転する。
【００４９】
軸間伝達部４４において支持枠４４１が回動台４３の内側において当該回動台４３により中心線Ｃ回りに回動可能に支持されると共に、当該支持枠４４１が入力軸４１及び出力軸４２を中心線Ｃ回りに回転可能に支持している。
そして、軸間伝達部４４は、入力軸４１の対向端部に固定装備された第一のかさば歯車４４２と、出力軸４２の対向端部に固定装備された第二のかさば歯車４４３と、互いに対向する第一と第二のかさば歯車４４２，４４３の双方に噛合する伝達かさば歯車４４４を軸支する伝達体４４５とを備えている。
かかる構造により、軸間伝達部４４はいわゆる差動歯車機構を構成している。
【００５０】
回動付与機構４６は、支持枠４４１の下端部に固定装備され、当該支持枠４４１への回動力が入力される第一の従動部材としての第一の従動スプロケット４６１と、回動台４３の下端部に固定装備され、当該回動台４３への回動力が入力される第二の従動部材としての第二の従動スプロケット４６２と、支持枠４４１及び回動台４３の回動駆動源となる回動モータ４６３と、回動モータ４６３から第一の従動スプロケット４６１に回動力を入力する第一の主動部材としての第一の主動スプロケット４６４と、回動モータ４６３から第二の従動スプロケット４６２に回動力を入力する第二の主動部材としての第二の主動スプロケット４６５と、第一の主動スプロケット４６４と第一の従動スプロケット４６１との間に掛け渡されたタイミングベルト４６６と、第二の主動スプロケット４６５と第二の従動スプロケット４６２との間に掛け渡されたタイミングベルト４６７とを備えている。
【００５１】
そして、第一の従動スプロケット４６１と第二の従動スプロケット４６２とは、その有効径の大きさが同一に設定されており、第一の主動スプロケット４６４と第二の主動スプロケット４６５とは、その有効径の大きさが１：２に設定されている。即ち、回動モータ４６３の駆動により、支持枠４４１に付与される回動角度は回動台４３の半分になる。
さらに、第一の主動スプロケット４６４と第二の主動スプロケット４６５とはいずれも回動モータ４６３の出力軸に固定装備されているため、これらのスプロケット４６４，４６５は常に連動して同時に回転を行うようになっている。
【００５２】
即ち、この軸間伝達部４４は、針棒側差動伝達機構６３と同様の作用を得ることが可能な構造となっている。
針棒側差動伝達機構６３の入力歯車６３１及び出力歯車６３２は、軸間伝達部４４の第一のかさば歯車４４２及び第二のかさば歯車４４３に対応し、針棒側差動伝達機構６３の伝達体６４は軸間伝達部４４の伝達かさば歯車４４４に対応する。また、針棒回動台１５は回動台４３に対応し、支持枠４４１は回動支持体６５に対応する。
これにより、各釜１３，１３の駆動時に、回動台４３で二つの釜１３，１３を中心線Ｃ回りに旋回すると、支持枠４４１はその半分の角度で回動を行い、伝達かさば歯車４４４が支持枠４４１と共に旋回することで、各釜１３，１３の旋回によるその位相のずれを出力軸４２側に対して補正することができる。
つまり、各釜１３が位相の変動を生じることなく各釜１３を旋回させることが可能である。
【００５３】
［布移動機構］
図１に示すように、布移動機構８０は、ミシンベッド部１０１ｂの上面において被縫製物を保持する保持枠８１と、保持枠８１を昇降可能に支持する支持アーム８２と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＸ軸方向に移動させるＸ軸モータ（図示略）と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＹ軸方向に移動させるＹ軸モータ（図示略）とを備えている。
布移動機構８０は、かかる構成により、保持枠８１を介して被縫製物をＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動位置決めすることができ、一針ごとに任意の位置に針落ちを行うことができ、自在な縫い目の形成が可能となっている。
【００５４】
［ミシンの縫製動作］
図１２の縫製パターンに従って二本針縫い目の形成を行う縫製動作について説明する。
まず、前提として、二本針ミシン１の図示しない制御部は、一方の縫い針１１の縫製パターンを示す位置座標のデータを保有しており、当該位置座標データから毎針の針落ち位置へ一方の縫い針１１を針落ちさせるためのＸ軸モータ及びＹ軸モータの駆動動作量を算出する（ステップＳ１）。
【００５５】
さらに、毎針のＸ軸モータ及びＹ軸モータの駆動動作量のデータから毎針の縫いの進行方向を求め、進行方向に直交する方向に針棒１２，１２及び釜１３，１３が並ぶようにそれぞれの旋回角度を演算する（ステップＳ３）。
【００５６】
そして、ミシンモータ２１を駆動して縫いを開始し、一針毎にＸ軸モータ及びＹ軸モータを駆動させて所定の縫い方向に縫いを進行させると共に、一針ごとに針棒１２，１２及び釜１３，１３が予定された向きに並ぶように各回動モータ３１，４６３を制御する（ステップＳ５）。
【００５７】
また、現在の縫い位置が縫製パターンの定められた頂点Ａ１〜Ａ４のいずれかである場合には（ステップＳ７）、内側の縫いを行う針棒１２のラッチ機構５０による保持を解除するようソレノイド６１のポジションを制御する（ステップＳ９）。
これにより外側となる針棒１２のみが縫製を行う（ステップＳ１１）。即ち、途中で各回動モータ３１，４６３を駆動して90°旋回し片針で角部の縫い目を形成し、その後、保持を解除していた針棒１２のラッチ機構５０による保持を再開するようソレノイド６１のポジションを制御する（ステップＳ１３）。
【００５８】
そして、縫製パターンにおける最終針に到達したか判定し（ステップＳ１５）、最終針まで縫製を行った場合には、全てのモータの駆動を停止させて縫いを終了させる。また、まだ最終針に達していない場合には、ステップＳ５に戻って、縫いを継続する。
【００５９】
［発明の実施の形態の効果］
上記二本針ミシン１は、上述のように、ソレノイド６１から作動部材１６に位置切り替え動作を伝達する差動伝達機構６３が、入力歯車６３１と出力歯車６３２との間で回転力を反転して伝達する伝達体６４を支持する回動支持体６５が針棒回動台１５の回動時に当該針棒回動台１５の半分の角度で回動を行うので、ラック部材６２に噛合する入力歯車６３１が針棒回動台１５と共に回動を行わずに、相互間で回動角度差が発生した場合でも、出力歯車６３２側では、伝達体６４により針棒回動台１５と同方向に同じ回動角度で回動させることができる。従って、針棒回動台１５に搭載された作動部材１６は、針棒回動台１５の回動により位置ズレを生じることがない。
このため、ソレノイド６１を針棒回動台１５に搭載しなくとも、作動部材１６を正しい位置にキープすることができ、針棒１２の保持と解除を正しく実行することが可能となる。
そして、これにより、針棒回動台１５の旋回重量の軽減を図ることができ、旋回動作を行う回動モータ３１を大型化することなく、高速動作が可能となり、縫製の高速化を実現することが可能となる。
また、針棒回動台１５上にソレノイドを搭載しないで済むことから、当該ソレノイドへの通電を行うためのスリップリング等の特殊な部品が不要となり、ミシン製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００６０】
また、二本針ミシン１は、布移動機構８０を備え、布移動機構８０と各回動モータ３１，４６３とを制御して所定の縫製パターンに沿って二本針縫い目の形成を行う。その際、縫いの進行方向に応じて針棒１２，１２の旋回も行われることとなるが、その場合でも、作動部材１６は、針棒回動台１５の回動により位置ズレを生じることがなく、作動部材１６による針棒１２の保持と解除を正しく実行することが可能となる。
【００６１】
また、上記二本針ミシン１の針棒側差動伝達機構６３では、伝達体６４を小スプロケット６４２と平歯車である連動歯車６４３とで構成し、入力歯車６３１と出力歯車６３２も平歯車で構成すると共に、これらスプロケットと歯車をいずれもその回転軸線をＺ軸方向に向けているため、当該Ｚ軸方向について、針棒側差動伝達機構６３の薄型化を図ることが容易である。このため、針棒１２の周囲の限られたスペース内でも針棒側差動伝達機構６３の設置を行うことが可能である。
【００６２】
［その他］
なお、針棒側差動伝達機構６３では、伝達体６４を小スプロケット６４２と平歯車である連動歯車６４３とで構成し、これらの回転軸線を入力歯車６３１及び出力歯車６３２の回転軸線と同じＺ軸方向に向けているが、この構造に限定するものではない。
例えば、針棒側の差動伝達機構６３でも、釜側差動伝達機構４０のように、入力歯車６３１及び出力歯車６３２を互いに同心で対向するかさば歯車とし、伝達体６４を入力歯車６３１及び出力歯車６３２に同時に噛合するかさば歯車としても良い。
かかる構造の場合、伝達体６４が入力歯車６３１と出力歯車６３２のそれぞれに対応する部材を備える必要がなく、単独のかさば歯車で動力伝達を行うので、部品点数低減の面で有利である。
【００６３】
また、逆に、釜側差動伝達機構４０の第一と第二のかさば歯車４４２，４４３及び伝達体４４５について、針棒側の差動伝達機構６３のように、入力歯車６３１，出力歯車６３２及び小スプロケット６４２と連動歯車６４３からなる伝達体６４と同じ部材で構成しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、図１４（Ａ）に示すように、針棒抱き２５の凹溝２５２に、半円状の環状部材２６が嵌合して、クランクロッド２４の上下動動作を針棒抱き２５に伝達していた。これに代えて、例えば、図１４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、針棒抱き２５の外周より大きい環状部材１０６と、半円状の環状部材１０６の両端部に設けられた支持軸１０７、１０７と、この支持軸１０７の外側に設けられた第１角駒２６１、２４１と、この支持軸１０７の内側に設けられた第２角駒１０８、１０８を用いることも容易に考えられる。この他の実施形態では、第２角駒１０８、１０８が針棒抱き２５を支持しているので、磨耗等が発生しても、第２角駒１０８を交換すればよいのでメンテナンスしやすい。
【符号の説明】
【００６５】
１  二本針ミシン
１１  縫い針
１２  針棒
１３  釜
１４  支軸
１５  針棒回動台
１６  作動部材
２０  針上下動機構
３０  針棒回動機構
３１  回動モータ
４０  釜側差動伝達機構
５０  ラッチ機構
６０  位置切り替え機構
６１  ソレノイド（アクチュエータ）
６３  針棒側差動伝達機構（差動伝達機構）
６３１  入力歯車（入力部材）
６３２  出力歯車（出力部材）
６４  伝達体
６４２  小スプロケット
６４３  連動歯車
６５  回動支持体
７０  動力伝達機構
８０  布移動機構（移動機構）
９０  ストッパ機構
１０１  ミシンフレーム
Ｃ  中心線
【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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【図１４】
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