(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシン機枠の上下方向に沿って形成された長孔と、
前記長孔の上端側に配置され、糸供給源からの糸が通される糸調子と、
前記長孔からミシン機枠外部に露出し、ミシン上軸に連結されると共に、下降時糸に作用し糸締めを行う天秤と、
前記長孔の上端側に配置され、一端側がミシン機枠に回動支持され、他端側が前記天秤から針孔に至る糸に係合可能な張力調整部材と、
前記張力調整部材を糸張力の作用方向に変位させるアクチュエータと、
前記天秤による糸締め時、前記張力調整部材の撓みまたは歪みを検出する検出手段と、
前記検出手段の出力値と予め設定された設定値を比較して、前記アクチュエータを駆動する制御手段と、を備え、
前記糸供給源からの糸が、順次、前記糸調子、前記天秤、前記張力調整部材を経て、前記針孔に至る糸経路を取ると共に、前記検出手段が前記天秤の針側の糸張力を検出し、前記天秤による糸張力付与状態に応じて前記張力調整部材を糸張力の作用方向に移動させて所定の縫目を形成することを特徴とするミシンの糸張力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のミシンの糸張力制御装置において、
前記検出手段を前記張力調整部材の下側に設けると共に、前記アクチュエータを前記張力調整部材の上側に設け、前記張力調整部材を上下方向に変位させることを特徴とするミシンの糸張力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はミシンの糸張力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から公知のミシンの糸張力制御装置として、特開平６−３４３７８４号公報に記載のものを図２に示す。この糸張力制御装置は、糸供給源８と天秤６との間に配置された張力検出装置１６、糸掛け１８、張力調整装置２０と制御手段２２とから構成されている。張力検出装置１６と張力調整装置２０は制御手段２２へ接続されている。なお、張力調整装置２０は上糸２４を挟持する２枚の調子皿と、その挟持圧を制御する電磁アクチュエータから構成されている。天秤６は、その上昇時に上糸２４に作用して糸締めを行なう。
【０００３】
糸供給源８からの上糸２４は張力調整装置２０、糸掛け１８、張力検出装置１６、天秤６を経て針１２の針孔へ至る。
【０００４】
図３は特開平７−６６２号公報に記載のミシンの糸張力制御装置を示し、糸供給源８と天秤６との間に配置された張力調整装置２０、糸掛け２６，２８，３０、張力検出装置１６および制御手段２２とから構成されている。図２の例と同様に、制御手段２２には張力検出装置１６と張力調整装置２０が接続されている。上糸２４は張力調整装置２０、糸掛け２６，２８、張力検出装置１６、糸掛け３０、天秤６を経て針１２の針孔へ至る。図２の場合と同様に、張力調整装置２０は上糸２４を挟持する２枚の調子皿と、その挟持圧を制御する電磁アクチュエータから構成されている。
【０００５】
図４は特公昭６０−１９２７６号公報に記載のミシンの糸張力制御装置を示し、糸供給源８と天秤６との間に配置された張力調整装置２０、張力検出装置１６を有する。この、張力調整装置２０も図２および図３の場合と同様に、上糸２４を挟持する２枚の調子皿と、その挟持圧を制御する電磁アクチュエータから構成されている。なおこのミシンの場合、糸供給源８と張力調整装置２０との間には更にベーステンション皿３２とエンコーダー３４が配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の張力制御装置は何れの例においても、天秤６の糸供給源８側（以下糸供給源８側を『一次側』、針１２側を『二次側』と称する。）に設置されている。このため、以下に述べるような問題点が生じる。
【０００７】
図５および図６は従来の張力制御装置の問題点を説明するための図で、図５は張力制御装置を含むミシン頭部の主要部を示した図、図６は天秤６の糸道６ａの詳細を示す断面図である。
【０００８】
図５において、張力制御装置３６が作用する状態の時、天秤６はＡ方向に上昇し、張力制御装置３６により、上糸一次側２４ａに張力Ｔ1を発生させる。このＴ1が天秤６を介し上糸二次側２４ｂに張力Ｔ2を発生せしめ、縫製物の縫い締めを行う。この時、従来の張力制御装置３６においては、張力検出装置１６によって上糸一次側２４ａの張力Ｔ1を検出し、その検出結果に応じて張力調整装置２０のアクチュエータを駆動することによって上糸二次側２４ｂの張力Ｔ2を調整している。
【０００９】
図６において、上糸２４は天秤糸道６ａを形成する天秤糸道面６ｂを介し屈曲しているため、天秤６がＡ方向に上昇する際、上糸２４と天秤糸道面６ｂの間で、摩擦抵抗Ｒが発生する。この摩擦抵抗Ｒのために上糸一次側２４ａの張力Ｔ1と上糸二次側２４ｂの張力Ｔ2とが一致しないのである。
【００１０】
従って従来の張力制御装置の場合、この摩擦抵抗Ｒを考慮した上で張力調整装置２０を駆動する必要がある。ところがこの摩擦抵抗Ｒは、天秤６の上昇速度や上糸２４の摩擦係数によって異なる。このため糸締め張力Ｔ2は、ミシンの回転数や上糸の太さや材質等の諸条件により変化するため、オペレータが頻繁に張力制御装置を調整する必要があった。
【００１１】
本発明の目的は、オペレータによる頻繁なデータ変更を不要とするために、天秤６の上昇速度や上糸２４の摩擦係数とは関わりなく適正な縫目結節のための張力を得ることが可能なミシンの糸張力制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、
請求項１記載の発明は、
ミシン機枠の上下方向に沿って形成された長孔と、
前記長孔の上端側に配置され、糸供給源からの糸が通される糸調子と、
前記長孔からミシン機枠外部に露出し、ミシン上軸に連結されると共に、下降時糸に作用し糸締めを行う天秤と、
前記長孔の上端側に配置され、一端側がミシン機枠に回動支持され、他端側が前記天秤から針孔に至る糸に係合可能な張力調整部材と、
前記張力調整部材を糸張力の作用方向に変位させるアクチュエータと、
前記天秤による糸締め時、前記張力調整部材の撓みまたは歪みを検出する検出手段と、
前記検出手段の出力値と予め設定された設定値を比較して、前記アクチュエータを駆動する制御手段と、を備え、
前記糸供給源からの糸が、順次、前記糸調子、前記天秤、前記張力調整部材を経て、前記針孔に至る糸経路を取ると共に、前記検出手段が前記天秤の針側の糸張力を検出し、前記天秤による糸張力付与状態に応じて前記張力調整部材を糸張力の作用方向に移動させて所定の縫目を形成する構成とした。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンの糸張力制御装置において、
前記検出手段を前記張力調整部材の下側に設けると共に、前記アクチュエータを前記張力調整部材の上側に設け、前記張力調整部材を上下方向に変位させる構成ととした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を説明する。
【００１６】
図１は本発明によるミシンの糸張力制御装置の実施の形態を示す斜視図である。図示のミシン２はミシン機枠４内に配置された天秤６と図示しない上軸を有し、上軸は図示しないモータによって回転可能とされている。ミシン機枠４は、その上方に図示しない糸供給源が配置され、下方には針棒１０が配置されている。針棒１０には針１２が固定されている。針棒１０は上軸に連結され、上軸の回転に伴い、上下動可能に構成されている。
【００１７】
ミシン機枠４には長穴１４が形成され、天秤６の先端部がこの長穴１４から外部へ露出している。この天秤６の先端部には糸道６ａが形成されている。針棒１０と同様に天秤６も上軸に連結され、上軸の回転に伴いその先端部が上下動可能とされている。天秤６の先端部は長穴１４に沿って上下動する。
【００１８】
ミシン機枠４には更に張力調整レバー（張力調整部材）１２０の一端が軸１２０ａを中心として回動可能なように装着されている。この張力調整レバー１２０の先端部（係合部）には上糸２４を通すための糸道孔１２０ｂが形成されている。張力調整レバー１２０はその糸道孔１２０ｂが天秤６から針１２の針孔１２ａに至る糸経路内に位置するように配置されている。
【００１９】
張力調整レバー１２０の下側には、上糸２４の張力を検出可能な張力検出センサ１１６が設けられている。また張力調整レバー１２０の中央部がアクチュエータ１２１の先端部に固定される。このようにして張力調整レバー１２０は、ミシン機枠４に装着されたアクチュエータ１２１によりその先端部（係合部）が上下方向に変位させられるように構成されている。張力検出センサ１１６としては例えば、ミシン機枠４に取付けられ、張力調整レバー１２０の撓みを検出するセンサを用いることができる。
【００２０】
コントローラ（制御手段）１２２には予め設定された糸調子データが記憶されており、入力として張力検出センサ１１６、出力としてアクチュエータ１２１が接続されている。このコントローラ１２２は、張力検出センサ１１６から入力されたデータを予め設定された糸調子データと比較して、その差分の信号をアクチュエータ１２１へ出力する。アクチュエータ１２１は、コントローラ１２２からの信号に応じて張力調整レバー１２０の先端部を上下方向に変位させることができるものであり、例えば圧電素子またはボイスコイルモータにより構成することができる。
【００２１】
図示しない糸供給源からの上糸２４は、ミシン機枠４に取付けられた糸調子１３２を介して天秤６の天秤糸道６ａ、張力調整レバー１２０の糸道孔１２０ｂ、針棒１０に固定された針１２を通って布３８上に上糸縫目４０を形成している。
【００２２】
天秤６がＢ方向へ下降すると、天秤６の糸道６ａの一次側の上糸２４ａにはＴ１、二次側の上糸２４ｂにはＴ２、張力調整レバー１２０の糸道孔１２０ｂの二次側の上糸２４ｂ’にはＴ２’の糸張力を発生せしめる。この時張力調整レバー１２０にはその先端の糸道孔１２０ｂを介して（Ｔ２＋Ｔ２’）／２の反力が加わり、撓みを発生する。張力検出センサ１１６がこの撓みを検出し、検出信号がコントローラ１２２へ入力される。この検出信号とコントローラ１２２へ予め設定された糸調子データとの差分の信号がアクチュエータ１２１へ出力される。
【００２３】
アクチュエータ１２１は、コントローラ１２２からの信号に応答して、張力調整レバー１２０を軸１２０ａを中心として回動させる。この回動の方向は、上記差分の信号が小さくなるような方向である。従って、張力調整レバー１２０の回動に伴い、コントローラ１２２からアクチュエータ１２１へ出力される信号は徐々に小さくなり検出される信号が、設定された糸調子データと同等となったとき０となり、張力調整レバー１２０はその位置で停止する。上記の説明から明らかなようにコントローラ１２２に予め記憶される糸調子データは（Ｔ2＋Ｔ2'）／２に対応するデータである。また、本実施の形態における天秤６は従来例のミシンとは異なり、下降時に上糸２４に作用して糸締めを行うように構成されている。
【００２４】
このように、張力調整レバー１２０を軸１２０ａを中心として回動可能とすることにより、張力調整レバー１２０の先端部が糸張力Ｔ2、Ｔ2'の作用する方向へ移動するよう制御することができる。この制御により、図６で示した天秤６の糸道６ａの抵抗Ｒの影響を受けることなく、糸の種類、天秤の上昇速度に関わりなく、適正な縫目結節の為の張力を得ることが可能となる。この結果、オペレータによる頻繁なデータ変更を必要とすることなく、奇麗な縫目が得られる。
【００２５】
以上、本発明によるミシンの糸張力制御装置を図面に示した実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれには限定されず、種々変更可能である。例えば、張力調整レバー１２０をその先端を上下動可能とすることにより、上糸２４の糸張力を制御しているが、天秤６の二次側の上糸２４ｂを、糸張力Ｔ2、Ｔ2'の作用する方向へ移動制御することができればよいのであるから、張力調整レバー１２０の先端を上下動ではなく例えば水平方向に回動可能とすることもできる。
【００２６】
また、張力検出装置１６として、ミシン機枠４へ取り付けて張力調整レバー１２０の撓みを検出するセンサの例を示したが、上糸２４の張力に対応する値を検出できればよいのであるから、張力調整レバー１２０へ貼り付けて張力調整レバー１２０の歪みを検出するセンサを用いることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、天秤の摩擦抵抗とは無関係に天秤の二次側（針側）の糸張力を制御することができる。従って、天秤の上昇速度や上糸の摩擦係数とは関わりなく適正な縫目結節のための張力を得ることが可能となり、この結果、オペレータによる頻繁なデータ変更を必要とすることなく、綺麗な縫目が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるミシンの糸張力制御装置の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】  ミシンの糸張力制御装置の従来例を示す正面図である。
【図３】  ミシンの糸張力制御装置の他の従来例を示す正面図である。
【図４】  ミシンの糸張力制御装置の更に他の従来例を示す正面図である。
【図５】  従来の張力制御装置の問題点を説明するための図で、張力制御装置を含むミシン頭部の主要部を示した正面図である。
【図６】  従来の張力制御装置の問題点を説明するための図で、天秤の糸道の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｔ１  天秤より糸供給側の糸張力                  Ｔ２  天秤より針側の糸張力
Ａ  糸締め時の天秤の移動方向（従来例）
Ｂ  糸締め時の天秤の移動方向（本発明）            Ｒ  摩擦抵抗
２  ミシン              ４  ミシン機枠            ６  天秤
６ａ  糸道              ６ｂ  天秤糸道面          ８  糸供給源
１０  針棒            １２  針                  １２ａ  針孔
１４  長穴            １６  張力検出装置        １８  糸掛け
２０  張力調整装置    ２２  制御手段            ２４  上糸
２４ａ  上糸一次側    ２４ｂ  上糸二次側        ２６，２８，３０  糸掛け
３２  ベーステンション皿                        ３４  エンコーダー
３６  張力制御装置    ３８  布                  ４０  上糸縫目
１１６  張力検出センサ
１２０  張力調整レバー（張力調整部材）      １２０ａ  軸
１２０ｂ  糸道孔                            １２１  アクチュエータ
１２２  コントローラ（制御手段）            １３２  糸調子
【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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