(57)【要約】【課題】  多量の紐状部材を巻装可能な大型のボビンを使用する際に、被縫製物に形成する模様を制限することなく縫い制御することのできるミシンの提供。【解決手段】  紐状部材が巻装されたボビンを、針棒の軸心上を略中心として回転可能にかつ刺繍枠の動きを妨げないようにミシンテーブルの上方に配置される支持部材により支持する。これにより、ボビンをミシンヘッドから離れた位置に配置することができボビンの大型化が可能となる。そして、支持部材は駆動源によって回転体の回転制御に追従して方向制御される。回転体の回転に追従して支持部材が針棒の軸心上を略中心として回転すると、ボビン自体がミシンヘッドの周囲を公転して常に紐状部材を針元位置へ適正に案内することになり、紐状部材がミシンヘッドに巻きついて絡まる恐れがないので、被縫製物に形成する模様を制限することなく紐状部材を縫い着けることができるようになる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に駆動される針棒と、針棒の下端部に取付けられた縫い針と、針棒と同軸心上に組付けられ、その軸心回りの回転が自由な回転体と、紐状部材が巻装されたボビンと、前記回転体に取付けられて縫い針の針元位置へ前記ボビンから繰り出された紐状部材を案内するガイドとを少なくとも含んでなり、刺繍データに基づきミシンテーブル上を移動する刺繍枠に保持された被縫製物の移動方向に応じて前記回転体を回転制御し、針元への紐状部材の案内方向が適正となるように前記ガイドの向きを変更しつつ、この紐状部材を本縫いにより被縫製物に縫い着ける形式のミシンにおいて、
前記ボビンを支持し、前記針棒の軸心上を略中心とした回転が可能で、前記ボビンを前記針棒の軸心周りで公転させる支持部材と、
前記支持部材を前記回転体の回転制御に追従して回転させる駆動源と
を備えるミシン。
【請求項２】
前記支持部材は、前記刺繍枠の動きを妨げないように前記ミシンテーブルの上方に所定の間隔を空けて配置されるものであることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記支持部材は、回転中心を含む所定範囲において前記針棒の通過を許す開口部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
【請求項４】
前記ミシンテーブルの上方から前記刺繍枠の動きを妨げない所定の間隔を確保した位置に前記支持部材を位置づけて保持するアーム部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のミシン。
【請求項５】
前記支持部材は支持するボビンに相対する位置に抜き穴を有してなり、ボビンの下方部を前記抜き穴に沈み込ませてボビンを支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープやコードなどの紐状部材を本縫いによって布地などの被縫製物に縫い着ける形式のミシンに関する。特に、回転体の回転にあわせて紐状部材が多量に巻装されうる大型のボビンを方向制御することによって、常に紐状部材を針元位置へ適正に案内することのできるようにしたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上下に駆動される針棒と、針棒の下端部に取付けられた縫い針と、針棒と同軸心上に組付けられてその軸心回りの回転が自由な回転体と、紐状部材が巻装されたボビンと、前記回転体に取付けられて縫い針の針元位置へ紐状部材（例えばテープやコードなどの紐状の刺繍材）を案内するガイドとを備え、刺繍データに基づく布地の移動方向に応じて回転体を回転制御し、針元への紐状部材の案内方向が適正となるようにガイドの向きを変更しつつ、この紐状部材を本縫いにより布地に縫い着ける形式のミシンが知られている。このようなミシンにおいては、紐状部材を巻装したボビンを回転体に装着するようになっており、この回転体が刺繍データに基づく縫い制御に従って回転制御されることに伴い前記ガイドとともに前記装着されたボビンも回転し、これらの動きによって常に紐状部材が針元位置へ適正に案内されるようになっている。しかしながら、こうした従来のミシンではボビンを前記回転体に装着するようにしているため、その装着箇所ゆえに装着可能なボビンの大きさが制約されてしまうことになり、紐状部材を多量に巻装することが可能なまでにボビンを大型化することは困難であった。
【０００３】
そこで、上記不都合を解決するための一例として、下記に示す特許文献１に記載のミシンが従来知られている。下記の特許文献１には前記形式のミシンにおいて、紐状部材が巻装されたボビンを針棒の上方に配置（装着）できるようにすることによって、ボビンの大型化を実現したミシンが開示されている。このミシンについて簡単に説明すると、ミシンフレームに上方にのびるようにして固定された一対の支持部材に両端が支持されたボビン軸に、紐状部材が巻装されたボビンを配置（装着）できるようにしている。前記ボビン軸は、軸上に設けてある一対の保持部材によりボビンの両端部を支持する。このように紐状部材が巻装されたボビンを前記回転体とは別途独立に針棒や回転体等から離れた上方の高い位置に配置することによってボビンを大型化することが可能となって、ボビンに多量の紐状部材を巻装することができることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平3-286797号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、上記特許文献１に記載されているような従来知られたミシンにおいては、紐状部材が巻装されたボビンを針棒や回転体等から離れた上方の高い位置に配置することによってボビンの大型化を実現している。しかしながら、布地などの被縫製物に紐状部材を縫い付ける際には回転体を回転しうるが、前記ボビンは上方に固定配置されておりその向きを方向制御できるようになっていない。そのため、例えば刺繍データに基づく縫い制御に従って回転体が３６０°以上回転されるような場合には、ボビンから繰り出された紐状部材がミシンヘッドに巻きついて絡まる恐れがある。これを防止するには、回転体を３６０°以上回転させないように刺繍データを生成しておく必要があるが、このように回転体の回転を制限してしまうと被縫製物に形成することの可能な模様が制限されてしまう、という問題があった。
【０００６】
また、ボビンをミシンヘッドの上方高くに配置する構成であるがために、ボビンを取付ける際にボビンを高く持ち上げなければならないが、多量の紐状部材を巻装した大型のボビンはその重量が大幅に増加してしまい、このような従来に比較して重くなる大型のボビンをミシンヘッドの上方高くまで持ち上げて取付けるのは、非常に大きな力が必要とされる作業であって作業者の負担が大きく都合が悪い。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、多量の紐状部材を巻装可能な大型のボビンを使用する場合であっても、被縫製物に形成する模様を制限することなく縫い制御することができ、また多量の紐状部材を巻装することに伴い重量が増した大型のボビンを少ない力で容易に取付けることのできるミシンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るミシンは、上下に駆動される針棒と、針棒の下端部に取付けられた縫い針と、針棒と同軸心上に組付けられ、その軸心回りの回転が自由な回転体と、紐状部材が巻装されたボビンと、前記回転体に取付けられて縫い針の針元位置へ前記ボビンから繰り出された紐状部材を案内するガイドとを少なくとも含んでなり、刺繍データに基づきミシンテーブル上を移動する刺繍枠に保持された被縫製物の移動方向に応じて前記回転体を回転制御し、針元への紐状部材の案内方向が適正となるように前記ガイドの向きを変更しつつ、この紐状部材を本縫いにより被縫製物に縫い着ける形式のミシンにおいて、前記ボビンを支持し、前記針棒の軸心上を略中心とした回転が可能で、前記ボビンを前記針棒の軸心周りで公転させる支持部材と、前記支持部材を前記回転体の回転制御に追従して回転させる駆動源とを備える。
【０００９】
この発明によると、紐状部材が巻装されたボビンは針棒の軸心上を略中心として回転可能にミシンテーブルの上方に配置される支持部材に支持される。これにより、紐状部材が巻装されたボビンを針棒（及び縫い針）や回転体（及びガイド）等を含んでなるミシンヘッドから離れた位置に配置することができ、回転体にボビンを装着する従来のミシンに比べてボビンの大きさが制約されずにボビンの大型化が可能となる。そして、前記支持部材は駆動源によって回転体の回転制御に追従して方向制御されることから、例えば回転体を３６０°以上回転させると支持部材は針棒の軸心上を略中心として同様に回転する。支持部材が回転すると、該支持部材に支持されたボビンが前記ミシンヘッドの周りを回転（公転）することになる。こうしてボビン自体が前記ミシンヘッドの周囲を回転（公転）するので、回転体が回転されても常に紐状部材を針元位置へ適正に案内することができる。すなわち、回転体が刺繍データに基づきどのように回転したとしてもそれに追従してボビン自体がミシンヘッドの周囲を公転することから、従来のような紐状部材がミシンヘッドに巻きついて絡まり紐状部材が針元位置へ適正に案内されないといった恐れが生じない。したがって、被縫製物に形成する模様を制限することなく紐状部材を縫い着けることができるようになる。
【００１０】
本発明の好ましい実施例として、前記支持部材は前記刺繍枠の動きを妨げないように前記ミシンテーブルの上方に所定の間隔を空けて配置されるものであることを特徴とする。このように、支持部材は刺繍枠の動きを妨げないように前記ミシンテーブルの上方に所定の間隔を空けて配置されることから、ミシンヘッドの下端よりの従来に比較すると低い位置に配置されることとなり、ボビンを取付ける際にボビンを従来のように高く持ち上げる必要がなく、作業者の負担を軽減できることとなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、紐状部材が巻装されたボビンをミシンテーブルの上方に回転可能に配置した支持部材に支持させ、前記支持部材を回転体の回転制御に追従して回転制御することによりボビンをミシンヘッドの周りで公転させるようにしたことから、ボビンを大型化できるとともに、被縫製物に形成する模様を制限することなく紐状部材を縫い着けることができるようになる、という優れた効果を奏する。
また、前記支持部材はミシンヘッドの上方の高い位置ではなくミシンヘッドの下端よりの従来に比較して低い位置であるミシンテーブルの上方に配置されることから、ボビンを高く持ち上げて取付ける必要がなく作業者の負担を軽減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る刺繍ミシンの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１に示した刺繍ミシンの平面図である。
【図３】ボビン支持装置の構造について説明するための正面図である。
【図４】図３に示したボビン支持装置の右側面図である。
【図５】図３に示したボビン支持装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る刺繍ミシンの一実施例を示す正面図である。図２は、図１に示した刺繍ミシンの平面図である。まず、図１及び図２によって当該刺繍ミシンの全体構造について概要を説明する。ただし、これら図１及び図２において、本来であれば刺繍ミシンにおけるミシンフレーム１の前面（ここでは図１の手前側、図２の下側がそれぞれ前面に相当する）には複数個のミシンヘッド３が一定の間隔で配置されていてもよいが、この実施例では説明を理解し易くするために１つのミシンヘッド３のみを示している。
【００１５】
図１及び図２に示すように、ミシンフレーム１には前面に紐状部材の縫い付けが可能な周知のミシンヘッド３が配設されるとともに、前記ミシンヘッド３の下方において平板状のミシンテーブル２がミシンフレーム１に設けられている。このミシンテーブル２上には、布地などの被縫製物を保持する刺繍枠４が周知の駆動部（図示せず）によってＸ／Ｙ方向（図２において左右上下方向）へ適宜に移動可能に設けてある。さらに、紐状部材を巻装したボビン２０を支持し前記ミシンヘッド３に対して前記紐状部材を供給するボビン支持装置５がミシンテーブル２の上方に、より具体的には前記刺繍枠４の上面から所定の間隔を確保した状態で前記ミシンヘッド３に対応した所定の取付位置に取付けられている（詳しくは後述する）。
【００１６】
図３は、ボビン支持装置５について説明するための正面図である。図４は、図３に示したボビン支持装置の右側面図である。図５は、図３に示したボビン支持装置の平面図である。
【００１７】
ここで、ボビン支持装置５について説明する前に、図３及び図４を参照して前記ミシンヘッド３について簡単に説明しておく。前記ミシンヘッド３は周知のものであり、下端部に縫い針２７を備えて上下に駆動される針棒２３と、前記針棒２３と同軸心上に組付けられ、その軸心回りの回転が自由な回転体２４と、この回転体２４に取付けられて針棒２３の上下駆動に対し所定のタイミングで回動駆動されるガイドレバー２５と、前記ガイドレバー２５の下端に設けられて紐状部材Ａを縫い針２７の針元位置へ案内するガイド２６とを備えている。そして、刺繍データに基づく縫い制御に従って布地（図示せず）を保持した刺繍枠４の移動方向に応じて回転体２４を回転制御して紐状部材Ａの案内方向が適正となるようにガイド２６の向きを変更しつつ、ガイドレバー２５を針棒２３の一往復毎に針元位置の左右に回動駆動することによって、紐状部材Ａを所謂チドリ縫いによって順次布地に縫い付けるようになっている。
【００１８】
前記ボビン支持装置５の詳細について、図３〜図５を用いて説明する。図３〜図５に示した各図から理解できるように、ミシンヘッド３を挟む左右両側には、その基端部をボルト等によってミシンフレーム１の前面に固定された支持アーム６が配置されている。この両支持アーム６は刺繍ミシンの前面側（図３の手前側、図４の左側）へ水平に延びた状態でミシンフレーム１の前面にそれぞれ固定されており、各支持アーム６にはミシンテーブル２及び刺繍枠４に対して垂直にかつそれらに向かって延びる棒状の連結ロッド７がそれぞれ２本ずつ（合計で４本、勿論これに限られない）取付けられている。
【００１９】
前記連結ロッド７の下端部には、ベース部材８が固定的に取付けられている。図５に示すように、前記ベース部材８は中央に開口部８ａを有するドーナツ形状（リング若しくは座金形状）に形成された円板からなり、さらに該ベース部材８の底面には左右に２つずつ突出するようにして腕部９が設けられている。この腕部９の先端部には、前記連結ロッド７の下端部が固定されている。前記ベース部材８はその下方を刺繍枠４が通り抜け可能なようにミシンテーブル２の上面との間隔を確保した状態でかつミシンテーブル２の上面と平行となるように、前記腕部９を介して前記連結ロッド７の先端に固定されている。言い換えるならば、前記ベース部材８とミシンテーブル２（刺繍枠４）とが所定の間隔を確保した状態に配置されるよう、ミシンフレーム１の前面における支持アーム６の固定位置、前記連結ロッド７の長さ、ベース部材８の厚さの少なくともいずれかが予め調整されていることになる。
【００２０】
一方、前記ベース部材８の上面には支持部材１０が設けられている。支持部材１０は、ミシンヘッド３に設けられた周知の針棒２３の軸心上を中心として回転自在であるが上下動しないようにベース部材８上に設けてある。この支持部材１０は前記ベース部材８と同様に、中央に開口部１０ａを有するドーナツ形状（リング若しくは座金形状）に形成された円板からなるものである。ただし、支持部材１０の外周部には複数の歯（ギヤ１１）が全周にわたって形成された伝動部１２が設けてある。
【００２１】
前記ベース部材８に設けられた腕部９のうちいずれか１つには（図５では右側後方の腕部９）ブラケット１３が取付けられ、さらにこのブラケット１３を介して駆動モータ１４が固定されている。駆動モータ１４のモータ軸には、前記支持部材１０の外周部に設けられた伝動部１２のギヤ１１と噛合する駆動ギヤ１５が固定してある。上述した構成によると、駆動モータ１４の駆動に応じてモータ軸の回転が駆動ギヤ１５及びギヤ１１を介して前記支持部材１０へと伝達され、前記ベース部材８に対して相対的に前記支持部材１０のみを回転させることができることとなる。上記のように前記ベース部材８に対し相対的に回転しうる前記支持部材１０の上面には、一対の軸受部材１６が上方に向かって起立した状態で立設されている。これら軸受部材１６の軸受部は、ボビン軸１７の両端部を回転自在に支持する。
【００２２】
ボビン軸１７の両端部付近には、前記軸受部材１６の内側面と当接して当該ボビン軸１７の左右位置（図５において左右）を規制するカラー１８がそれぞれ固定してある。さらに、前記ボビン軸１７の前記カラー１８の内側には、一対の保持部材１９が回転可能でかつ軸方向に沿ってスライド可能に設けてある。両保持部材１９の外周面は、互いに対向する内側から外側に向けて径が大きくなるテーパ面（図示しない）を有している。両保持部材１９の間には、例えばテープやコードなどのような紐状部材Ａが巻装されたボビン２０を着脱可能に取付けることができる。ボビン２０を取付ける際には、ボビン２０の両端部を両保持部材１９のテーパ面にて支持させる。すなわち、各種ボビン２０の内径に対応させて両保持部材１９を互いに接近あるいは離反させることにより、内径の大きさが異なる各種ボビン２０をボビン軸１７に確実に固定した状態で取付けることができるようにしている。以上のことから、駆動モータ１４の駆動に応じて支持部材１０を回転することによって、ボビン２０がミシンヘッド３の周囲を針棒２３の軸心上を略中心として回転する（つまりは公転させる）ことのできるようにしている。
【００２３】
さらに、支持部材１０にはボビン２０を支持する軸受部材１６間に対応する所定位置に例えば長方形状の抜き穴２１が形成してあり、一対の保持部材１９に取付けられたボビン２０の一部が前記抜き穴２１を通って支持部材１０を貫通して下方に沈み込むことのできるようにしている。勿論、支持部材１０を貫通して下方に沈み込んだボビン２０の一部はベース部材８と接触することがないようにしている。これにより、特に直径の大きい大型のボビン２０を取付けた場合であって、支持部材１０が回転してボビン２０がミシンヘッド３の後方側に回されたとしても、ボビン２０がミシンフレーム１と干渉してボビン２０がミシンヘッド３の周囲を回転できなくなることを防止している。ただし、前記抜き穴２１は、支持部材１０の回転が妨げられない程度の大きさにボビン２０の直径（より具体的には紐状部材の巻量）が限られている場合には必ずしも形成されなくてよい。
【００２４】
ボビン２０を支持する位置とミシンヘッド３とが対向する支持部材１０における内径側の所定位置には一対のガイド棒２２が立設されており、ボビン２０から繰り出された紐状部材Ａは両ガイド棒２２の間を通されてミシンヘッド３に供給するようになっている。
【００２５】
次に、上述したような構成の刺繍ミシンにおいて、本縫いによりボビン２０に巻装された紐状部材Ａを刺繍枠４に保持された布地（図示しない）に縫い着ける作業について説明する。まず、作業者はボビン２０に巻装された紐状部材Ａを引き出し、支持部材１０の両ガイド棒２２の間に通した後にミシンヘッド３に供給し、ミシンヘッド３において前記供給された紐状部材Ａをガイド２６に通して縫い針２７の針元位置へと導く。この状態で図示しない布地をセットした刺繍枠４を所定の刺繍データに基づきＸＹ方向（図２参照）へ移動制御するとともに、針棒２３を上下に駆動して縫い針２７と図示しない釜との機能によって周知の本縫いを行う。
【００２６】
この際に、回転体２４は、ガイド２６が布地の移動に基づくミシンヘッド３の相対的な進行方向の前面に位置するように回転制御され、紐状部材Ａが縫い針２７の針元位置へ適正に案内される。ガイドレバー２５は、針棒２３の上下駆動に対し所定のタイミングで回動駆動され、ガイドレバー２５の下端に固定されたガイド２６により針元位置へ案内されている紐状部材Ａが、針棒２３の一往復毎（一縫い毎）に針元位置の左右に振られる。これにより、紐状部材Ａは所謂チドリ縫いによって順次布地に縫い着けられることとなる。
【００２７】
上記のようにして紐状部材Ａが布地に縫い着けられていくのに伴い、支持部材１０は回転体２４の回転制御に対応して制御される駆動モータ１４によって回動駆動され、これによりボビン２０が回転体２４の回転に追従するようにしてミシンヘッド３の周囲を支持部材１０の回転円周に沿って針棒２３の軸心上を略中心として回転（公転）する。こうした支持部材１０（つまりはボビン２０）の回転は駆動モータ１４を制御して、回転体２４の回転と同タイミングで同様なスピードで行うようにしてもよいし、回転体２４の回転から少し遅らせてかつスピードもゆっくりとして行うようにしてもよい。また、回転体２４の回転に常に追従させるのではなく、例えば回転体２４（あるはガイド２６）と支持部材１０（具体的にはボビン２０の中間位置など）との相違角度が例えば４５°以上になったときに支持部材１０を回動させるなど、その方式は如何なるものであってもよい。
【００２８】
以上のように、上記実施例に示した刺繍ミシンによれば、紐状部材Ａが巻装されたボビン１０をミシンテーブル２の上方に回転可能に設けた支持部材１０に支持することにより、ボビン２０の大きさが制約されることなくボビン２０の大型化が可能となる。そして、支持部材１０は回転体２４の回転制御に追従して方向制御され、例えば回転体２４を３６０°以上回転させてもボビン２０を同様に回転させることができ、これにより常に紐状部材Ａを針元位置へ適正に案内することができる。したがって、回転体２４が刺繍データに基づく縫い制御に従ってどのように回転されたとしても、紐状部材Ａがミシンヘッド３に巻きついて絡まり紐状部材Ａが針元位置へ適正に案内されないといった恐れが生じ得ず、もって被縫製物に形成する模様を制限することなく紐状部材Ａを縫い着けることができるようになる。
また、ボビン２０を支持する前記支持部材１０はミシンヘッド３の下端よりの従来に比較して低い位置に配置されるため、ボビン２０を取付ける際にボビン２０を従来のように高く持ち上げる必要がなく、作業者の負担を軽減できることとなる。
【００２９】
以上、図面に基づいて実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態が可能であることは言うまでもない。例えば、ミシンヘッド３を一つ備えた単頭刺繍ミシンを例に示したがこれに限らず、ミシンヘッド３を複数備えた多頭刺繍ミシンであってもよい。この場合、各ミシンヘッド３に対応させて、上述したボビン支持装置５をそれぞれ設けることは言うまでもない。この場合に、支持部材１０を回転させる駆動モータ１４を各ボビン支持装置５それぞれに設けてもよいが、複数のボビン支持装置５の各支持部材１０を同時に回転させる共通の駆動モータ１４を１個のみ設けておき、各ボビン支持装置５の支持部材１０に対して１個の駆動モータ１４の回転を伝達するように構成してもよい。
【００３０】
なお、ボビン２０からの紐状部材Ａの繰り出しがスムーズに行われるように、ボビン２０を積極的に回転させるための駆動源を別途に設けてもよい。
なお、伝動部１２はギヤ１１の替わりに摩擦ベルトを用い、また駆動ギヤ１５の替わりに摩擦ローラを用いるようにしてもよい。すなわち、駆動モータ１４の回転を支持部材１０に対して伝達できれば公知のどのようなものであってもよい。
なお、上述した実施例においては紐状部材Ａを所謂チドリ縫いによって被縫製物に縫い付ける刺繍ミシンを例示したが、勿論これに限定されるものではない。
なお、上述した実施例においてはボビン２０を支持部材１０の回転円周に沿って前記針棒２３の軸心周りで公転させるが、前記支持部材１０の回転円周は同心円に限らず、例えば楕円あるいは偏心円等であってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…ミシンフレーム、２…ミシンテーブル、３…ミシンヘッド、４…刺繍枠、５…ボビン支持装置、６…支持アーム、７…連結ロッド、８…ベース部材、８ａ（１０ａ）…開口部、９…腕部、１０…支持部材、１１…ギヤ、１２…伝動部、１３…ブラケット、１４…駆動モータ、１５…駆動ギヤ、１６…軸受部材、１７…ボビン軸、１８…カラー、１９…保持部材、２０…ボビン、２１…抜き穴、２２…ガイド棒、２３…針棒、２４…回転体、２５…ガイドレレバー、２６…ガイド、２７…縫い針、Ａ…紐状部材
【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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