(57)【要約】【課題】クラッチ機構の応答速度を高めることで、クラッチ機構によるＯＮ／ＯＦＦ時における上軸の回転数ＵＰを可能とする。【解決手段】このミシンには、下軸を回転駆動させる駆動源と、駆動源により回転駆動した下軸の動力を上軸に伝達する伝達機構とが備えられている。伝達機構は、動力の伝達状態を伝達可能状態若しくは非伝達状態に切り替えるクラッチ機構を有している。クラッチ機構の駆動源はソレノイドである。【選択図】図１
2008079914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下軸を回転駆動させる駆動源と、
前記駆動源により回転駆動した前記下軸の動力を上軸に伝達する伝達機構とを備え、
前記伝達機構は、前記動力の伝達状態を伝達可能状態若しくは非伝達状態に切り替えるクラッチ機構を有し、
前記伝達機構は、
前記下軸の回転駆動に伴って回転する下軸プーリと、
前記上軸に一体的に設けられた回転体と、
前記回転体と同軸的に相対回転自在に配置される上軸プーリと、
前記下軸プーリ及び前記上軸プーリに掛け渡されるベルトと、
前記回転体を連動させるように当該回転体に係合し、かつ前記上軸プーリに係合自在で、前記上軸プーリと係合状態にある場合には当該上軸プーリの回転駆動を前記回転体に伝達させて当該回転体を回転させるとともに、前記上軸プーリと非係合状態にある場合には前記上軸プーリを空転させる係合部とを備え、
前記クラッチ機構は、
前記ソレノイドの伸縮駆動を前記係合部に伝達し、当該係合部の係合状態／非係合状態を切り替える切替部と、
前記切替部により非係合状態に切り替えられた前記係合部の状態を維持する状態維持部とを備え、
前記クラッチ機構の駆動源はソレノイドであることを特徴とするミシン。
【請求項２】
請求項１記載のミシンにおいて、
前記係合部は、
前記回転体の外周面から出没自在となるように前記回転体内に配置される本体部と、
前記本体部の一端部表面から前記上軸の軸方向に沿って凸となる第１突起と、
前記本体部の他端部表面から前記上軸プーリの径方向に沿って凸となる第２突起と、
前記本体部が前記回転体の外周面から突出するように前記本体部を付勢する付勢バネとを備え、
前記上軸プーリは、
前記係合部の前記本体部が前記回転体の外周面から突出している場合に前記本体部の一端部が嵌合する嵌合凹部を備え、
前記クラッチ機構の前記切替部は、
前記回転体に対して接離自在で、前記回転体に近接する近接状態にある場合には前記第１突起の側面に当接して、前記本体部を前記上軸プーリの前記嵌合凹部から退出させるとともに、前記回転体から離間する離間状態にある場合には前記第１突起からも離間するクラッチ板と、
前記クラッチ板の一端部が前記回転体に対して接離自在となるように当該クラッチ板を回動自在に軸支する駆動軸と、
前記ソレノイドの伸縮駆動に基づいて、前記クラッチ板の他端部を押圧して当該クラッチ板を回動させる回動部とを備えることを特徴とするミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミシンには上軸と下軸とが共通の駆動源により駆動するようになっている。このため、上軸と下軸とが例えばベルトやプーリ等によって連動可能に連結されている。そして、ミシンには、上軸と下軸との連結状態を解除するためのクラッチ機構が設けられていて、ボビンの自動糸巻きや布の空送り等を実行する際にはクラッチ機構により連動が解除されるようになっている。
【０００３】
以下、具体的な構成について図６を参照にして説明する。図６は従来のミシンの上軸と下軸との連結構造を表す斜視図である。この図６に示すように、ミシン１００の下軸１０１には、ミシンモータ１０２が連結されているとともに、ミシンモータ１０２による下軸１０１の回転をベルト１０３に伝達する下軸プーリ１０４が設けられている。
【０００４】
上軸１０５には、当該上軸１０５に対して同軸的に相対回転自在に支持されて、ベルト１０３に係合する上軸プーリ１０６が設けられている。また、上軸１０５には、当該上軸１０５に一体的に固定されて、上軸プーリ１０６に係合自在な係合部１０７が設けられている。この係合部１０７と上軸プーリ１０６とが係合状態にあると、ミシンモータ１０２の回転がベルト１０３及び上軸プーリ１０６を伝達して、係合部１０７を回転させて、上軸１０５が下軸１０１とともに回転することになる。一方、係合部１０７と上軸プーリ１０６とが非係合状態であると、ミシンモータ１０２の回転が係合部１０７まで伝達されず、上軸１０５は回転せず、下軸１０１のみが回転することになる。
【０００５】
ミシン１００には係合部１０７の係合状態及び非係合状態を切り替えるクラッチ機構１０８が設けられている。クラッチ機構１０８には、駆動原としてのステッピングモータに連結されて当該ステッピングモータに連動して駆動するカム群１０９と、カム群１０９の駆動に基づいて係合部１０７を移動させ、係合状態及び非係合状態を切り替える切替部１１０とが設けられている。これにより、ステッピングモータがカム群１０９を介して切替部１１０を駆動させることにより、係合部１０７の係合状態が切り替えられることになっている。
【特許文献１】特開２００１−２９３２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、上記したミシンであると、クラッチ機構の駆動源がステッピングモータであるために、当該ステッピングモータの特性上応答速度に限界があった。これにより、クラッチ機構によるＯＮ／ＯＦＦ時に上軸の回転を上げられないという問題が生じていた。
本発明の課題は、クラッチ機構の応答速度を高めることで、クラッチ機構によるＯＮ／ＯＦＦ時における上軸の回転数ＵＰを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明におけるミシンは、
下軸を回転駆動させる駆動源と、
前記駆動源により回転駆動した前記下軸の動力を上軸に伝達する伝達機構とを備え、
前記伝達機構は、前記動力の伝達状態を伝達可能状態若しくは非伝達状態に切り替えるクラッチ機構を有し、
前記伝達機構は、
前記下軸の回転駆動に伴って回転する下軸プーリと、
前記上軸に一体的に設けられた回転体と、
前記回転体と同軸的に相対回転自在に配置される上軸プーリと、
前記下軸プーリ及び前記上軸プーリに掛け渡されるベルトと、
前記回転体を連動させるように当該回転体に係合し、かつ前記上軸プーリに係合自在で、前記上軸プーリと係合状態にある場合には当該上軸プーリの回転駆動を前記回転体に伝達させて当該回転体を回転させるとともに、前記上軸プーリと非係合状態にある場合には前記上軸プーリを空転させる係合部とを備え、
前記クラッチ機構は、
前記ソレノイドの伸縮駆動を前記係合部に伝達し、当該係合部の係合状態／非係合状態を切り替える切替部と、
前記切替部により非係合状態に切り替えられた前記係合部の状態を維持する状態維持部とを備え、
前記クラッチ機構の駆動源はソレノイドであることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、
前記係合部は、
前記回転体の外周面から出没自在となるように前記回転体内に配置される本体部と、
前記本体部の一端部表面から前記上軸の軸方向に沿って凸となる第１突起と、
前記本体部の他端部表面から前記上軸プーリの径方向に沿って凸となる第２突起と、
前記本体部が前記回転体の外周面から突出するように前記本体部を付勢する付勢バネとを備え、
前記上軸プーリは、
前記係合部の前記本体部が前記回転体の外周面から突出している場合に前記本体部の一端部が嵌合する嵌合凹部を備え、
前記クラッチ機構の前記切替部は、
前記回転体に対して接離自在で、前記回転体に近接する近接状態にある場合には前記第１突起の側面に当接して、前記本体部を前記上軸プーリの前記嵌合凹部から退出させるとともに、前記回転体から離間する離間状態にある場合には前記第１突起からも離間するクラッチ板と、
前記クラッチ板の一端部が前記回転体に対して接離自在となるように当該クラッチ板を回動自在に軸支する駆動軸と、
前記ソレノイドの伸縮駆動に基づいて、前記クラッチ板の他端部を押圧して当該クラッチ板を回動させる回動部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クラッチ機構の駆動源がステッピングモータよりも応答特性の高いソレノイドであるので、クラッチ機構自体の応答速度を高めることができる。これにより、クラッチ機構によるＯＮ／ＯＦＦ時における上軸の回転数ＵＰが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本実施形態に係るミシンについて図を参照に説明する。図１は本実施形態のミシン内部の要部構成を表す斜視図である。この図１に示すようにミシン１は、下軸２と、下軸２に平行な上軸３と、下軸２を回転駆動させる駆動源としての駆動モータ４と、駆動モータ４により回転駆動した下軸２の動力を上軸３に伝達する伝達機構５が設けられている。
【００１１】
下軸２の一端部には一体的にプーリ２１が固定されている。このプーリ２１には、駆動モータ４がベルト２２を介して連結されており、駆動モータ４による動力がベルト２２及びプーリ２１に伝達して下軸２を回転駆動させるようになっている。
【００１２】
伝達機構５には、下軸２の回転駆動に伴って回転する下軸プーリ５１と、上軸３に一体的に設けられた回転体５２と、回転体５２と同軸的に相対回転自在に配置される上軸プーリ５３と、下軸プーリ５１及び上軸プーリ５３に掛け渡されるベルト５４と、回転体５２を連動させるように当該回転体５２に係合し、かつ上軸プーリ５３に係合自在な係合部７と、駆動モータ４の動力の伝達状態を伝達可能状態若しくは非伝達状態に切り替えるクラッチ機構８とが設けられている。
【００１３】
下軸プーリ５１は下軸２の回転駆動に伴って回転するように下軸２に一体的に固定されている。
【００１４】
回転体５２は上軸３に一体的に固定されているため、当該回転体５２の回転駆動に伴って上軸３が回転する。回転体５２は、略円柱形状に形成されていて、その一端部には径方向に沿う凹部５６が設けられている。
【００１５】
上軸プーリ５３は、その一端面に筒状の壁部５７が形成されていて、壁部５７の内側に回転体５２が遊嵌されるように配置されている。また、壁部５７の一部には係合部７が嵌合する嵌合凹部５８が形成されている。
【００１６】
係合部７には、回転体５２の外周面から出没自在となるように回転体５２の凹部５６内に配置される本体部７１が設けられている。本体部７１には、その一端部表面から上軸３の軸方向に沿って凸となる第１突起７２が設けられている。この本体部７１の一端部が上軸プーリ５３の嵌合凹部５８内に嵌合することになっている。また、本体部７１には、その他端部表面から上軸プーリ５３の径方向に沿って凸となる第２突起７３とが設けられている。第２突起７３と上軸プーリ５３の壁部５７との間には、軸方向に僅かに隙間Ｓ（図４参照）が設けられている。また、本体部７１の略中央には、上軸３が貫通する貫通孔７４が回転体５２の径方向に沿うように設けられている。この貫通孔７４内の一端部側における本体部７１と上軸３との間には付勢バネ７５が配置されていて、これにより常に本体部７１に対しては回転体５２の外周面から突出する方向に付勢力が付与されることになっている。この付勢力により、本体部７１の一端部が上軸プーリ５３の嵌合凹部５８内に嵌合している状態（係合状態）を維持することになる。
【００１７】
係合部７が係合状態にある場合には、下軸２から下軸プーリ５１及びベルト５４を介して伝達された動力により上軸プーリ５３が回転駆動すると、当該回転駆動を係合部７が回転体５２に伝達するので回転体５２及び上軸３が回転駆動することになる。この状態が本発明に係る伝達可能状態である。
【００１８】
一方、本体部７１の一端部が上軸プーリ５３の嵌合凹部５８から退出している状態（非係合状態）であると、下軸２から下軸プーリ５１及びベルト５４を介して伝達された動力により上軸プーリ５３が回転駆動したとしても、係合部７と上軸プーリ５３とは係合していないので、上軸プーリ５３が空転することになる。この状態が本発明に係る非伝達状態である。この非伝達状態時には本体部７１が回転体５２の凹部５６内に収まるが、第２突起７３は凹部５６からは突出してしまう。この状態で上軸プーリ５３が空転したとしても、隙間Ｓが設けられているので、上軸プーリ５３と第２突起７３とが干渉することなく、スムーズな空転が実現されている。
【００１９】
クラッチ機構８には、駆動源としてのソレノイド８１と、ソレノイド８１の伸縮駆動を係合部７に伝達し、当該係合部７の係合状態／非係合状態を切り替える切替部９と、切替部９により非係合状態に切り替えられた係合部７の状態を維持する状態維持部１０とが設けられている。
【００２０】
切替部９には、回転体５２に対して接離自在で、回転体５２に近接する近接状態にある場合には第１突起７２の側面に当接して、本体部７１を上軸プーリ５３の嵌合凹部５８から退出させるとともに、回転体５２から離間する離間状態にある場合には第１突起７２からも離間するクラッチ板９１と、クラッチ板９１の一端部が回転体５２に対して接離自在となるように当該クラッチ板９１を回動自在に軸支する駆動軸９２と、ソレノイド８１の伸縮駆動に基づいて、クラッチ板９１の他端部を押圧して当該クラッチ板９１を回動させる回動部９３とが設けられている。
【００２１】
クラッチ板９１の上部及び下部には、それぞれ駆動軸９２により軸支される軸支部９１１が形成されている。クラッチ板９１の一端部側の先端は、近接状態となり本体部７１を上軸プーリ５３の嵌合凹部５８から退出させた際に、本体部７１自体が凹部５６内に収まる範囲の位置まで延在している。
【００２２】
駆動軸９２には、回転体５２から離間する方向へ付勢する付勢力をクラッチ板９１に付与するクラッチ板用バネ９２１が設けられている。
【００２３】
回動部９３には、ソレノイド８１の可動部８１１に固定されて可動部８１１の伸縮に伴って昇降するリンク部材９３１と、リンク部材９３１に連結されて、当該リンク部材９３１の昇降に連動して回動する押圧部材９３２と、押圧部材９３２を回動自在に軸支する軸９３３とが備えられている。
【００２４】
押圧部材９３２は、リンク部材９３１が下降するとクラッチ板９１の他端部を押圧し、リンク部材９３１が上昇するとクラッチ板９１への押圧を解除するように、軸９３３によって軸支されている。
【００２５】
状態維持部１０は、非係合状態にある係合部７の第２突起７３を係止するように、上軸３に対してクラッチ板９１の反対側に配置されている。状態維持部１０には、Ｌ字状の一対の規制部１１が上下方向に対照となるように配置されている。この一対の規制部１１の一端部１２は、非係合状態にある係合部７の第２突起７３を係止できる位置に配置されている。規制部１１の一端部１２には第２突起７３に係合する切欠１１１が形成されている。一対の規制部１１のそれぞれの角部は回動自在に軸支されていて、それぞれの他端部１３には付勢バネ１４が掛け渡されている。これにより、一対の規制部１１にはそれぞれの一端部が常に引き合うような付勢力が付与されることになる。この付勢力が切欠１１１と第２突起７３との係止を維持することになる。
【００２６】
また、規制部１１の他端部１３周辺内側には、規制部１１の他端部１３に当接して規制部１１の初期状態を安定させるための補助規制部材１５が配置されている。
【００２７】
そして、ミシン１には、入力部に入力された各種指示に基づいて、駆動モータ４やソレノイド８１を制御する制御部が設けられている（図示省略）。例えば、ユーザから操作部に上軸３と下軸２との連動を解除する旨の指示が入力されると、制御部はソレノイド８１を伸張させることで非伝達状態とする。一方、ユーザから操作部に上軸３と下軸２とを連動させる旨の指示が入力されると、制御部はソレノイド８１を収縮させることで伝達可能状態とする。
【００２８】
次に、本実施形態のミシンにおける作用について図２〜図５を参照して説明する。図２は係合状態にある係合部７を表す説明図である。図３は非係合状態にある係合部７を表す説明図である。図４は切替部９の動作を表す上面図である。図５は切替部９の動作を表す側面図である。
【００２９】
まず、待機状態には、ソレノイド８１の可動部８１１は伸張している（図５の二点鎖線部Ｔ１参照）。これにより、リンク部材９３１が上位位置で待機しているので、押圧部材９３２はクラッチ板９１の他端部から離間した状態、つまりクラッチ板９１を離間状態にしている（図４の二点鎖線部Ｔ２参照）。
【００３０】
離間状態にあると、クラッチ板９１の一端部は係合部７の第１突起７２から離間しているので、図２に示すように係合部７の本体部７１の一端部が上軸プーリ５３の嵌合凹部５８内に嵌合して係合状態となっている。この係合状態は付勢バネ７５の付勢力により維持されている。
【００３１】
係合状態であれば、上軸プーリ５３の回転駆動に連動して回転体５２も回転駆動するので、これにより下軸２の回転駆動が上軸３に伝達する伝達可能状態となるのである。
【００３２】
その後、操作部に回転駆動を開始する旨の指示が入力されると、制御部は駆動モータ４を駆動させる。この駆動モータ４の動力は、プーリ２１及びベルト２２を介して下軸２に伝達し、下軸２を回転駆動させる。このように下軸２が回転駆動されると、この動力が下軸プーリ５１、ベルト５４、上軸プーリ５３、係合部７及び回転体５２を介して上軸３を回転駆動させる。
【００３３】
そして、操作部に上軸３と下軸２との連動を解除する旨の指示が入力されると、制御部はソレノイド８１を収縮させる（図５の実線部Ｔ３参照）。このソレノイド８１の収縮によりリンク部材９３１が下降して、押圧部材９３２はクラッチ板９１の他端部を徐々に押圧していく。これに伴いクラッチ板９１は、その一端部が係合部７の第１突起７２に近接する方向に回動する（図４の実線部Ｔ４参照）。
【００３４】
その後、回転体５２の回転駆動に伴って、係合部７の第１突起７２がクラッチ板９１の先端部に接触すると、係合部７は第１突起７２により押されながら回動し、徐々に嵌合凹部５８から退避する方向にスライドする。そして、図３に示すように係合部７と上軸プーリ５３とが非係合状態までに至ると、係合部７の第２突起７３が、状態維持部１０の一対の規制部１１の切欠１１１に係止することになり、係合部７の回動が規制される。
非係合状態であれば、上軸プーリ５３と回転体５２との連動が解除されて非伝達状態となっているので、下軸２の回転駆動は上軸プーリ５３を空転させるだけで、上軸３までには伝達しない。
【００３５】
そして、操作部に上軸３と下軸２とを連動させる旨の指示が入力されると、制御部はソレノイド８１を伸張させる（図５の二点鎖線部Ｔ１参照）。このソレノイド８１の伸張によりリンク部材９３１が上昇して、押圧部材９３２はクラッチ板９１の他端部に対する押圧を徐々に解除していく。これに伴いクラッチ板９１は、その一端部が係合部７の第１突起７２から離間する方向に回動し、最終的には第１突起７２の側面から離間する（図４の二点鎖線部Ｔ２参照）。
【００３６】
クラッチ板９１の一端部が第１突起７２から離間すると、付勢バネ７５によって、クラッチ板９１の一端部が外側に向かうような付勢力が係合部７に付与される。この際、上軸プーリ５３が空転しているので、嵌合凹部５８がクラッチ板９１の一端部に対向すると、付勢力により当該一端部が嵌合凹部５８内に進入し、図２に示すように係合状態及び伝達可能状態となる。
【００３７】
伝達可能状態となれば、下軸２が回転駆動が下軸プーリ５１、ベルト５４、上軸プーリ５３、係合部７及び回転体５２を介して上軸３を回転駆動させる。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、クラッチ機構８の駆動源がステッピングモータよりも応答特性の高いソレノイド８１であるので、クラッチ機構８自体の応答速度を高めることができる。これにより、クラッチ機構８によるＯＮ／ＯＦＦ時における上軸３の回転数ＵＰが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態のミシン内部の要部構成を表す斜視図である。
【図２】図１のミシンに備わる係合部の係合状態を表す説明図である。
【図３】図２の係合部の非係合状態を表す説明図である。
【図４】図１のミシンに備わる切替部の動作を表す上面図である。
【図５】図４の切替部の動作を表す側面図である。
【図６】従来のミシン内部の要部構成を表す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      ミシン
２      下軸
３      上軸
４      駆動モータ
５      伝達機構
７      係合部
８      クラッチ機構
９      切替部
１０      状態維持部
１１      規制部
１２      一端部
１３      他端部
１４      付勢バネ
１５      補助規制部材
２１      プーリ
２２      ベルト
５１      下軸プーリ
５２      回転体
５３      上軸プーリ
５４      ベルト
５６      凹部
５７      壁部
５８      嵌合凹部
７１      本体部
７２      第１突起
７３      第２突起
７４      貫通孔
７５      付勢バネ
８１      ソレノイド
９１      クラッチ板
９２      駆動軸
８１１      可動部
９１１      軸支部
９２１      クラッチ板用バネ
９３１      リンク部材
９３２      押圧部材
９３３      軸
【図１】
2008079914.tif 000003
【図２】
2008079914.tif 000004
【図３】
2008079914.tif 000005
【図４】
2008079914.tif 000006
【図５】
2008079914.tif 000007
【図６】
2008079914.tif 000008