(57)【要約】【課題】  糸駒のセット方向に拘わらず、ミシンに糸掛けされている上糸を確実に糸駒に巻取ることのできる上糸巻取り機構を提供する。【解決手段】  伝達される駆動源１２の駆動力により正逆方向に回転可能とされ、糸駒１０の軸孔に挿通される糸立て棒１１と、糸駒１０を糸立て棒１１に対し該糸立て棒１１ととともに回転可能に取付ける取付手段（１１ａ）と、糸駒１０から繰り出された上糸Ｔをミシンの縫針７の針穴へ案内する上糸Ｔの糸道に配設され、上糸Ｔを係合させることにより上糸Ｔに必要な張力を付与する張力付与手段１５と、糸駒１０と張力付与手段間１５に繰り出された上糸Ｔの緊張状態を検出可能なセンサ２０と、センサ２０の検出結果に応じて糸立て棒１１の回転方向を制御する制御部１３とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンアームに掛け廻された上糸を糸駒に巻取るための上糸巻取り機構において、
伝達される駆動源の駆動力により正逆方向に回転可能とされ、上糸の後端が巻回された糸駒の軸孔に挿通される糸立て棒と、
前記糸駒を前記糸立て棒に対し該糸立て棒ととともに回転可能に取付ける取付手段と、
前記糸駒から繰り出された上糸をミシンの縫針の針穴へ案内する上糸の糸道に配設され、前記上糸を係合させることにより前記上糸に必要な張力を付与する張力付与手段と、
前記糸駒と張力付与手段間に繰り出された上糸の緊張状態を検出可能なセンサと、
前記センサの検出結果に応じて、前記糸立て棒の回転方向を制御する制御部と
を有することを特徴とする上糸巻取り機構。
【請求項２】
該上糸巻取り機構の少なくとも一部はミシン本体に着脱可能とされた装置を構成し、該装置を前記ミシン本体に装着することで、該上糸巻取り機構が前記ミシンの駆動に連動するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の上糸巻取り機構。
【請求項３】
該上糸巻取り機構は、ミシン本体を構成することを特徴とする請求項１に記載の上糸巻取り機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンアームに掛け廻された上糸を糸駒に巻取るための上糸巻取り機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
縫製作業時における上糸交換作業を簡略化するため、従来から様々な技術が用いられている。
【０００３】
例えば、ミシンに糸掛けされ先に縫製に供されていた上糸の後端と、上糸保治具に保持された糸駒から延出された次に縫製に供される上糸の先端とを接続させることにより、上糸交換作業における糸掛けの手間を省略する方法がある（特許文献１）。
【０００４】
また、上糸の巻取り用モータを用いて糸駒を回収方向に回転させて上糸を巻取ることで、上糸交換作業の時間を短縮し、効率化を図る方法もある（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９２１７２号公報
【特許文献２】特許２９０３５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の発明のように２本の上糸の糸端同士を接続させる場合、上糸を接続するための装置は大がかりなものとなり、家庭用ミシンにおいては、配置スペースとコストの両点において大きなデメリットとなる。
【０００７】
また、特許文献２の発明のように巻取り用モータを用いて糸駒を回転させ、その糸駒に上糸を巻取る方法では、巻取り用モータの回転方向が一方向に限られているため、巻取り用モータの糸立て棒に糸駒を逆向きにセットしてしまった場合には、上糸が巻取られずに繰り出されてしまうという問題が懸念される。よって、作業者は、糸駒のセット時に糸駒に対する上糸の巻き方向に注意を払わねばならず、作業性の面に問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、糸駒のセット方向に拘わらず、ミシンに糸掛けされている上糸を確実に糸駒に巻取ることのできる上糸巻取り機構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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る上糸巻取り機構は、ミシンに掛け廻された上糸を糸駒に巻取るための上糸巻取り機構において、伝達される駆動源の駆動力により正逆方向に回転可能とされ、上糸の後端が巻回された糸駒の軸孔に挿通される糸立て棒と、前記糸駒を前記糸立て棒に該糸立て棒ととともに回転可能に取付ける取付手段と、前記糸駒から繰り出された上糸をミシンの縫針の針穴へ案内する上糸の糸道に配設され、前記上糸を係合させることにより前記上糸に必要な張力を付与する張力付与手段と、前記糸駒と張力付与手段間に繰り出された上糸の緊張状態を検出可能なセンサと、前記センサの検出結果に応じて、前記糸立て棒の回転方向を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る上糸巻取り機構は、請求項１に記載の上糸巻取り機構の少なくとも一部でミシン本体に着脱可能とされた装置を構成し、該装置を前記ミシン本体に装着することで、該上糸巻取り機構が前記ミシンの駆動に連動するように構成することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の請求項３に係る上糸巻取り機構は、請求項１に記載の上糸巻取り機構がミシン本体を構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る上糸巻取り機構においては、まず、前記駆動源の駆動力を伝達させて糸立て棒および糸駒を一方向へ回転させる（仮駆動）。そして、前記センサで前記糸駒と張力付与手段間に繰り出された上糸の緊張状態を検出する。前記駆動源の駆動開始後所定時間が経過（仮駆動の終了）しても、前記センサが上糸の緊張状態を検出しない場合（ＯＦＦ状態）には、上糸は繰り出されたと判断できるので、制御部においては、上糸を巻取るべく、糸立て棒および糸駒を仮駆動とは逆方向へ回転させるように駆動力の伝達を制御して、糸道に繰り出されている上糸を糸駒に巻取る（本駆動）。テスト駆動後に、上糸の緊張が検出されれば、制御部においては、上糸を巻取るべく、そのまま糸立て棒および糸駒をテスト駆動時とは同方向へ回転させるように駆動源の伝達を制御して、糸道に繰り出されている上糸を糸駒に巻取る（本駆動）。
【００１３】
このように、請求項１に係る上糸巻取り機構によれば、糸駒の糸立て棒へのセット方向に拘わらず、ミシンに糸掛けされている上糸を確実に糸駒に巻取ることができる。
【００１４】
そして、作業者は、糸駒のセット時に糸駒に対する上糸の巻き方向に注意を払う必要がなくなるので、作業者の不快感や時間のロスも無くなり、作業性も向上する。また、誤操作がなくなることにより、巻取りミスした上糸が糸駒付近にだぶついてしまうような不具合がなくなり、上糸を痛めることなく、綺麗に巻取ることができる。
【００１５】
また、請求項２に係る上糸巻取り機構によれば、該上糸巻取り機構の少なくとも一部をミシン本体に着脱自在なオプションの装置とすることで、ミシン本体の基本形状をシンプルなものとすることができるとともに、該装置をミシン本体に装着した場合には、上述の効果を得ることができる。
【００１６】
さらに、請求項３に係る上糸巻取り機構によれば、該上糸巻取り機構をミシン本体に組み込むことでミシン全体としてコンパクトな構成となる。例えば、家庭用ミシンとしては使用感の良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の上糸巻取り機構の一実施形態について、図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態の上糸巻取り機構は、伝達される駆動源としてのモータの駆動力により正逆方向に回転可能とされ、上糸の後端が巻回された糸駒の軸孔に挿通される糸立て棒と、前記糸駒を前記糸立て棒に対し該糸立て棒ととともに回転可能に取付ける取付手段と、前記糸駒から繰り出された上糸をミシンの縫針の針穴へ案内する上糸の糸掛け経路である糸道に配設され、前記上糸を係合させることにより前記上糸に必要な張力を付与する張力付与手段と、前記糸駒と張力付与手段間に繰り出された上糸の緊張状態を検出可能なセンサと、前記センサの検出結果に応じて、前記モータの回転方向を制御する制御部とから構成されている。
【００１９】
図１に示すミシンは、前記上糸巻取り機構の構成を備えた上糸巻取り装置９を前記ミシン本体１ａのアーム部４の上面に装着することで、該上糸巻取り機構が前記ミシン１の駆動に連動するように構成された家庭用の刺繍モード付ミシンである。
【００２０】
ミシン本体１ａは、ベッド部２と、ベッド部２に立設する縦胴部３と、縦胴部３からベッド部２に平行するように延出するアーム部４とから構成されている。
【００２１】
ミシン１は、中央制御部の制御の下で、刺繍装置５が外れているときは、本縫いや所定のパターンの模様縫いが可能な本体モードとなり、刺繍装置５を取り付けられると、その旨が刺繍装置検出センサ（図示せず）によって検出され、刺繍モードに切り替わるようになっている。
【００２２】
アーム部４の上面に装着される上糸巻取り装置９は図２に示すように、板状のベース９ａ上に、駆動源としての巻取り用モータ１２を備えたモータケース９ｂが形成されている。前記モータケース９ｂには、上糸Ｔを巻回させた糸駒１０の軸孔に挿通可能な糸立て棒１１の基部が軸受により回転可能に支承されており、前記基部が公知の構成とされたクラッチ機構を以てモータケース９ｂ内に配設された巻取り用モータ１２の回転軸と連結可能とされ、連結時には巻取りモータ１２の駆動力によって正逆双方向へ回転可能とされ、非連結時には、自由回転可能とされている。そして、前記糸駒１０は取付手段によって前記糸立て棒１１に対し、該糸立て棒１１ととともに回転するように取付けられている。
【００２３】
また、糸立て棒１１の前記モータケース９ｂから延出する基部付近には、糸駒１０の下端部を受けるための鍔状の糸駒皿１１ａが上下にスライド可能に取り付けられており、前記糸駒皿１１ａとモータケース９ｂに形成されたばね受け面との間に配設された圧縮ばね１１ｃにより、先端側へ付勢されている。また、糸立て棒１１の先端には周方向に沿って不図示の係止溝が形成されている。
【００２４】
前記取付手段は、前記糸駒皿１１ａ、圧縮ばね１１ｃ、係止溝および前記係止溝に嵌着するキャップ１１ｂからなる。そして、糸駒１０を糸立て棒１１にセットする場合、糸駒１０の中央の軸孔に糸立て棒１１を、圧縮ばね１１ｃの付勢力に抗して糸駒皿１１ａごと押し込み、上からキャップ１１ｂを係止溝に嵌着させることで、糸駒１０は、圧縮ばね１１ｃによって常に先端側へ付勢される糸駒皿１１ａとキャップ１１ｂとの間に挟まれ、前記糸立て棒１１と共に回転するように固定されている。なお、前記糸駒皿１１ａとキャップの対向面には糸駒１０との摩擦係数を高めるゴムシート等を貼着することが好ましい。
【００２５】
また、前記モータケース１２内には、後述するミシンの中央制御部（図示せず）と接続される制御部１３を備えている。すなわち、本実施形態においては、前記モータケース１２には不図示の接続用のケーブルが接続されており、該ケーブルの先端部に配設されたコネクタをミシン本体１ａに形成された接続口（ポート）に嵌合させることで、ミシン１の中央制御部と前記制御部とを信号の送受信を可能に接続するとともに、ミシン１の駆動電力を巻取り用モータ１２や上糸状態検出センサ２０の駆動電力として供給するように構成されている。
【００２６】
そして、このように構成された上糸巻取り装置９は、ミシン本体１ａのアーム部４上面に前記ベース９ａの裏面を載置させるようにして図示しない固定手段により固定されている。
【００２７】
また、アーム部４の上面には糸駒１０から繰り出される上糸Ｔの掛け廻し経路（糸道）を案内する糸案内１４が固定されており、前記ベース９ａの上面における前記糸駒１０と前記糸案内１４間の糸道には、糸駒１０から繰り出される上糸Ｔに一定の張力を与える張力付与部材としてのプリテンション１５が固定されている。このプリテンション１５は、縫製時や自動糸切り時、自動糸掛け時、および、本実施形態の上糸巻取り機構における上糸Ｔの自動巻取り時には、上糸Ｔに適度な張力を与えるようになっている。
【００２８】
さらに、ベース９ａの上面には、上糸巻取り処理の際に前記糸駒１０とプリテンション１５に間に繰り出された上糸の緊張状態を検出可能なセンサが設けられている。
【００２９】
ここで、前記センサは、図３に示す原理のように、フォトインタラプタ２１と、遮蔽板２２と、遮蔽板作動部材２３と、コイルばね２４とから構成される上糸状態検出センサ２０とされている。フォトインタラプタ２１は、対向するように設けられた図示しない発光部と受光部とにより断面コ字状に形成され、これら発光部と受光部の間に、略カギ型に形成された遮蔽板２２の一端２２ａ側が進退可能に臨んでいる。遮蔽板２２の他端２２ｂには、先端を曲折させた遮蔽板作動部材２３が固定されており、この遮蔽板作動部材２３に前記プリテンション１５からの上糸Ｔが矢印のように係合される。遮蔽板２２の屈曲部分を中心にコイルばね２４が取り付けられ、コイルばね２４の一端は基部フレームに掛けられ、他端は遮蔽板２２に掛けられている。これにより、上糸Ｔが弛緩したり、あるいは上糸Ｔが通っていなければ、コイルばね２４の付勢力により遮蔽板２２の一端２２ａが発光部と受光部の間に臨み（図３の実線）、フォトインタラプタ２１はＯＦＦ信号を制御部１３に出力する。遮蔽板作動部材２３に通されている上糸Ｔが緊張しているときには、上糸Ｔによって遮蔽板作動部材２３が下方に押されて、これによりコイルばね２４の付勢力に抗して遮蔽板２２が時計方向に回転し、フォトインタラプタ２１はＯＮ信号を制御部１３に出力する（図３の仮想線）。
【００３０】
そして、糸立て棒１１に固定された糸駒１０から繰り出された上糸Ｔは、上糸巻取り装置９のベース９ａ上に形成された前記上糸状態検出センサ２０を経て前記プリテンション１５に通され、ミシンのアーム部４上に固定された糸案内１４を経た後、アーム部４の前面カバーに設けられた上糸ガイド１６に案内される。そして、上糸Ｔは、上糸ガイド１６を経て、アーム部４の前面カバーに設けられている糸取ばね１４および天秤１８に順に通される。また、アーム部４には、上下動可能に針棒（図示せず）が設けられ、その下端部にミシン針７が固定されており、上糸Ｔは天秤１５を経てミシン針７に導かれる。このようにして、上糸Ｔは前記糸駒１０からミシン針７の針穴までの糸道を掛け回されている。
【００３１】
以下、本実施形態の上糸巻取り装置９を用いて上糸の巻取りを行なう手順とその際の動作を説明する。
【００３２】
ミシンのアーム部４の上面に取付けられた上糸巻取り装置９の糸立て棒１１に取付けられた糸駒１０は、縫製作業時においては自由回転し、縫製作業の進行に併せて上糸Ｔを繰り出す。
【００３３】
そして、本縫い時の上糸Ｔの糸切り動作や刺繍縫い時の刺繍縫い等、所定の縫製作業が終了したことを契機として、前記中央制御部は、上糸巻取り装置９の駆動を制御部１３へ指令し、該制御部１３における制御によって、クラッチ機構を駆動させて糸立て棒１１と回転軸とを一体に連結させると共に、巻取り用モータ１２を一方向へ駆動させ、糸立て棒１１および糸駒１０を一方向へ回転させる（仮駆動）。
【００３４】
そして、前記上糸状態検出センサ２０で前記糸駒１０とプリテンション１５間に繰り出された上糸Ｔの緊張状態を検出する。
【００３５】
前記巻取り用モータ１２の駆動開始後所定時間の経過を待ち（仮駆動の終了）、その時点で前記上糸状態検出センサ２０が上糸Ｔの緊張状態を検出しない場合には、仮駆動によって上糸Ｔは繰り出されたと判断できる。すなわち、糸駒１０に対する上糸Ｔの巻回方向に対する巻取り用モータ１２の回転方向が誤りである場合、上糸Ｔが糸駒１０に巻取られないまま巻取り用モータ１２が回転するために、プリテンション１５と糸駒１０との間の上糸Ｔが張力を持つことなく弛むので、上糸状態検出センサ２０のコイルばね２４の付勢力により遮蔽板２２の一端２２ａが発光部と受光部の間に臨み、フォトインタラプタ２１はＯＦＦ信号を制御部へ送信する。そこで、制御部１３においては、上糸Ｔを巻取るべく、糸立て棒１１および糸駒１０を仮駆動とは逆方向へ回転させるように巻取りモータ１２の駆動を制御して、糸道に繰り出されている上糸Ｔを糸駒１０に巻取る（本駆動）。
【００３６】
また、仮駆動後に、上糸Ｔの緊張状態が検出された場合には、プリテンション１５と糸駒１０との間の上糸Ｔが適当な張力を持って緊張するので、上糸Ｔによって遮蔽板作動部材２３が下方に押されて、これによりコイルばね２４の付勢力に抗して遮蔽板２２が時計方向に回転し、上糸状態検出センサ２０のフォトインタラプタ２１はＯＮ信号を制御部１３へ送信する。そこで、制御部１３においては、上糸Ｔを巻取るべく、そのまま糸立て棒１１および糸駒１０を仮駆動時と同方向へ回転させるように巻取り用モータ１２の駆動を制御して、糸道に繰り出されている上糸Ｔを糸駒１０に巻取る（本駆動）。
【００３７】
そして、上糸状態検出センサ２０がＯＮ状態になったあと、再びＯＦＦ状態になったことを契機として、巻き取り用モータ１２は回転動作を終了するとともに、上糸Ｔの巻取りが終了した信号を前記中央制御部へ送出する。
【００３８】
すなわち、上糸状態検出センサ２０がＯＮ状態において糸駒１０に上糸Ｔが巻き取られていき、上糸Ｔの糸端がプリテンション１５を通過すると、糸駒１０とプリテンション１５間の上糸Ｔに付与されていた張力が弱まり、上糸状態検出センサ２０がＯＦＦ状態となる。この上糸状態検出センサ２０がＯＦＦ状態となったことを契機として、適度なタイミングで巻取り用モータ１２の駆動を停止すれば、巻取り用モータ１２を必要以上に回転させることなく、また、上糸Tの糸端を操作しやすい適当な長さだけ糸道上に残して上糸Ｔの巻取りを停止することも可能である。
【００３９】
このように、本実施形態の上糸巻取り装置９によれば、糸駒１０の糸立て棒１１へのセット方向に拘わらず、ミシン１に糸掛けされている上糸Ｔを確実に糸駒に巻取ることができる。
【００４０】
そして、作業者は、糸駒１０のセット時に糸駒１０に対する上糸Ｔの巻き方向に注意を払う必要がなくなるので、作業者の不快感や時間のロスも無くなり、作業性も向上する。また、誤操作がなくなることにより、巻取りミスした上糸Ｔが糸駒１０の付近にだぶついてしまうような不具合がなくなり、上糸Ｔを痛めることなく、綺麗に巻取ることができる。
【００４１】
また、ミシン１に、糸立て棒１１からの上糸Ｔをアーム部４上の所定の位置に掛けておけば所定のタイミングで上糸Ｔを後述する糸道を掛け廻し、自動的にミシン針７に糸通しされる自動糸掛け機構を設け、前記中央制御部の制御により、上糸の巻取りの終了を契機として自動糸掛け機構を駆動させることにより、上糸Ｔの巻取りのみならず、上糸Ｔの交換作業が簡単且つ迅速に行うことが可能となる。
【００４２】
すなわち、刺繍モード付ミシンに、例えば、異なる色の上糸Ｔの糸駒１０がセットされる上糸巻取り装置９を複数配設するとともに、自動糸掛け機構を配設しておき、ある色の上糸Ｔでの刺繍作業を終了した後、上糸巻取り装置９が駆動することにより自動的に上糸Ｔの巻き取りを行ない、さらには、準備しておいた次の上糸Ｔを自動糸掛け機構によって糸道を掛け廻すことで、自動的に次の異なる色の上糸Ｔを用いた刺繍を開始することができ、時間を要する刺繍作業の操作性を格段に向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４４】
例えば、上糸巻取り機構は、前述の実施形態のように、ミシン本体と別個の装置として形成される必要はなく、ミシン本体に一体的に配設されていてもよい。その場合においては、上糸巻取り機構の制御部として、ミシンの駆動を制御する中央制御部を用い、前記上糸状態検出センサのＯＮ／ＯＦＦを検出し、前記モータの駆動による糸立て棒の回転方向を正逆変更するように制御することができる。
【００４５】
また、上糸の巻取りに関しては、巻取り用の手動のスイッチを設けるなどして、作業者が所望のタイミングで上糸の巻取りを開始（ＯＮ）できるように構成することも可能である。さらに、上糸の巻取り終了の検知についても、前記手動のスイッチをＯＦＦ操作することで、作業者が所望のタイミングで上糸の巻き取りを終了できるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の上糸巻取り機構の一実施形態としての上糸巻取り装置のミシンに対する配置説明図
【図２】図１の上糸巻取り装置の要部拡大斜視図
【図３】上糸巻取り装置の上糸状態検出センサの具体的構成を示す説明図
【符号の説明】
【００４７】
１  ミシン
１ａ  ミシン本体
２  ベッド部
３  縦胴部
４  アーム部
５  刺繍装置
６  糸駒棒
７  ミシン針
９  上糸巻取り装置
９ａ  ベース
９ｂ  モータケース
１０  糸駒
１１  糸立て棒
１１ａ  糸駒皿
１２  巻取り用モータ
１３  制御部
１４  糸案内
１５  プリテンション
１６  上糸ガイド
１７  糸取ばね
１８  天秤  
２０  （上糸状態検出）センサ
２１  フォトインタラプタ
２２  遮蔽板
２３  遮蔽板作動部材
２４  コイルばね
Ｔ  上糸
【図１】
2008272287.tif 000003
【図２】
2008272287.tif 000004
【図３】
2008272287.tif 000005