(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
針棒と平行に立設された案内軸と、案内軸に支持された昇降体と、昇降体に水平面内で回動可能に取り付けられた針棒駆動部材と、ミシンの上軸の動力を昇降体に伝達する動力伝達機構と、昇降体から針棒への動力伝達を遮断するジャンプ機構とを備え、
前記ジャンプ機構を、上軸に固定されたジャンプカムと、ジャンプカムにより垂直軸線の周りで回動される入力レバーと、入力レバーと同じ軸線の周りで回動可能に設けられた中間レバーと、ジャンプ信号に応答し中間レバーを入力レバーに連動可能に結合するクラッチ手段と、クラッチ手段の結合動作時に中間レバーにより水平面内で回動される出力レバーとから構成し、出力レバーに針棒駆動部材を針棒から退避した位置に回動する駆動部を設けたことを特徴とするミシンの針棒駆動装置。
【請求項２】
前記駆動部を昇降体のストロークに相当する長さで上下に長く形成した請求項１記載のミシンの針棒駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に工業用ミシンにおいて、運転中に針棒を上死点で停止させるジャンプ機構を備えた針棒駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許２７５２４８２号公報にジャンプ機構を備えた針棒駆動装置が提案されている。この従来装置は、図９及び図１０に示すように、針棒７１と平行な案内軸７２を備え、案内軸７２にコ字形の昇降体７３と針棒駆動部材７４とが支持されている。ミシンの上軸７５には針棒駆動カム７６が固定され、このカム７６によりクランク機構７７を介し昇降体７３及び針棒駆動部材７４が一体に昇降される。針棒駆動部材７４には針棒抱き７８のピン７９に係合する係合部８０が突設され、針棒駆動部材７４の昇降に伴い針棒７１及び針（図示略）が駆動される。
【０００３】
ジャンプ機構８２は、上軸７５に固定されたジャンプカム８３と、ジャンプカム８３に係合するカムフォロア８４を備えた入力レバー８５と、針棒駆動部材７４の押圧面８６に係合するローラ８７を備えた出力レバー８８と、出力レバー８８を入力レバー８５に連動可能に結合するクラッチ機能を備えたソレノイド８９とから構成されている。出力レバー８８はソレノイド８９のプランジャ９０と同心の水平軸９１に回動可能に支持され、入力レバー８５は水平ピン９２により出力レバー８８の中間部に回動可能に連結されている。
【０００４】
目飛び等に際しジャンプ信号が出力されたときには、ソレノイド８９が励磁され、プランジャ９０が入力レバー８５の突端部９３に係止され、出力レバー８８が入力レバー８５にプランジャ９０の水平軸線周りで連動可能に結合される。そして、針棒７１が上死点より下側に位置するタイミングで、針棒駆動部材７４がローラ８７により案内軸７２の周りで回動され、針棒７１が上死点で停止するタイミングで、係合部８０がピン７９から退避され、昇降体７３から針棒７１への動力伝達が遮断される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の針棒駆動装置によれば、ジャンプカム８３を用いて針棒駆動部材７４を制御するため、針棒７１の上下運動をその上死点で正確にキャンセルすることができる。しかし、出力レバー８８を水平軸線周りで回動して、ローラ８７を垂直面内で円運動させるので、針棒駆動部材７４の動力受入点が上下に変化する。このため、針棒駆動部材７４の押圧面８６を上下に長く形成する必要があり、針棒駆動部材７４及びこれを支持する昇降体７３が大型化する。従って、これらの昇降部材がミシンヘッドの内部に大きなスペースを占有するばかりでなく、昇降部材の慣性質量が増し、摺動面積も大きくなり、高速運転時の安定性が低下するという問題点があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、昇降体及び針棒駆動部材を小型軽量化して、ミシンヘッド内部の占有スペースを縮小でき、高速運転時の安定性を高めることができるミシンの針棒駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によるミシンの針棒駆動装置は、針棒と平行に立設された案内軸と、案内軸に支持された昇降体と、昇降体に水平面内で回動可能に取り付けられた針棒駆動部材と、ミシンの上軸の動力を昇降体に伝達する動力伝達機構と、昇降体から針棒への動力伝達を遮断するジャンプ機構とを備え、ジャンプ機構を、上軸に固定されたジャンプカムと、ジャンプカムにより垂直軸線の周りで回動される入力レバーと、入力レバーと同じ軸線の周りで回動可能に設けられた中間レバーと、ジャンプ信号に応答し中間レバーを入力レバーに連動可能に結合するクラッチ手段と、クラッチ手段の結合動作時に中間レバーにより水平面内で回動される出力レバーとから構成し、出力レバーに針棒駆動部材を針棒から退避した位置に回動する駆動部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、動力伝達機構は、特定の機構に限定されず、例えば、カム、クランク、リンク、ギヤ、ベルト、チェーン等、各種の動力伝達部材を適宜に組み合わせて構成することができる。クラッチ手段は、特定の手段に限定されず、例えば、ソレノイド、エアシリンダ、モータ等、ミシンの制御装置により電気的に制御可能なアクチュエータを用いて構成することができる。出力レバーの駆動部は、特定の形状に限定されないが、駆動部に針棒駆動部材を退避させる機能と、退避位置の針棒駆動部材を昇降案内する機能とを兼備させるために、駆動部を昇降体のストロークに相当する長さで上下に長く形成するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を工業用刺繍ミシンの針棒駆動装置に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に示すように、ミシンヘッドのフレーム１の下端には軸受メタル２を介して回転盤３が水平面内で回転可能に組み付けられ、回転盤３に複数本の針棒４と布押え棒５とが垂直に支持されている。針棒４の上端には針棒頭６が固定され、針棒４の下端には針７が止着され、布押え棒５の下端に布押え足８が固着されている。そして、回転盤３は周知の針棒切換機構によって駆動され、１本の針棒４がミシンベッドの針穴（図示略）と対応する縫製位置に割り出される。
【００１０】
針棒４の後側（図１の右側）において、軸受メタル２には案内軸１０が針棒４と平行に立設され、案内軸１０に昇降体１１が支持されている。昇降体１１の下端部には取付片１２が針棒４側へ突設され、取付片１２に針棒駆動部材１３が垂直ピン１４により水平面内で回動可能に取り付けられている。針棒駆動部材１３は硬質樹脂で薄く形成され、外周面に受動片１５と押圧片１６と当接片１７（図３参照）とが放射状に突設されている。受動片１５と昇降体１１との間には、針棒駆動部材１３を針棒４と係合する位置へ付勢するスプリング１８が介装され、この係合位置において、当接片１７が昇降体１１のストッパ１９に当接し、押圧片１６が針棒頭６の切欠２０に嵌入するようになっている。
【００１１】
案内軸１０の後側において、ヘッドフレーム１には刺繍ミシンの上軸２２が水平に貫通され、上軸２２に針棒駆動カム２３が固定されている。針棒駆動カム２３にクランクロッド２４のリング部２５が嵌着され、クランクロッド２４の下端は駆動レバー２６の中間部に枢着されている。駆動レバー２６の後端はフレーム１の固定軸２７に支持され、駆動レバー２６の前端はリンク２８を介し昇降体１１に連結されている。そして、針棒駆動カム２３、クランクロッド２４、駆動レバー２６及びリンク２８により、上軸２２の動力を昇降体１１に伝達する動力伝達機構２９が構成されている。
【００１２】
次に、昇降体１１から針棒４への動力伝達を遮断するジャンプ機構３１について説明する。図２〜図６に示すように、上軸２２にはジャンプカム３２が固定され、フレーム１には基板３３が水平に設けられている。基板３３の前端には針棒４を上死点に停止させるストッパ３４が取り付けられ、基板３３の後端には筒形の縦軸３５が垂直に固定されている。縦軸３５には入力レバー３６が水平に支持され、その先端にカムフォロア３７が取着され、基端のボス部３８に係止片３９が突設されている。カムフォロア３７はスプリング４０によりジャンプカム３２の端面に押し付けられ、そのカム形状に従い入力レバー３６が縦軸３５の垂直軸線周りで回動される。
【００１３】
入力レバー３６の上方において、基板３３にはブラケット４２を介し吸引型のソレノイド４３が設置され、そのプランジャ４４にカップリング４５を介しロッド４６が結合されている。ロッド４６は縦軸３５に貫通され、圧縮バネ４７により下方へ付勢されている。ロッド４６の下端にはアーム４８が固定され、アーム４８にピン４９が立設されている。アーム４８と入力レバー３６との間において、縦軸３５には中間レバー５０が入力レバー３６と同じ軸線の周りで回動可能に組み付けられている。中間レバー５０のボス部５１には縦穴５２が貫設され、この縦穴５２にピン４９が下側から挿入されている。
【００１４】
そして、ソレノイド４３によりクラッチ手段が構成され、ジャンプ信号に応答しソレノイド４３が励磁されたときには、プランジャ４４によりロッド４６、アーム４８及びピン４９が引き上げられ、ピン４９の上端が中間レバー５０のボス部５１より上方へ突出して入力レバー３６の係止片３９に係合し（図６参照）、中間レバー５０が入力レバー３６に連動可能に結合される。また、通常の縫製時には、ソレノイド４３が消磁され、圧縮バネ４７によりアーム４８が押し下げられ、ピン４９の上端が中間レバー５０の縦穴５２に没入して係止片３９から解離され（図４参照）、入力レバー３６から中間レバー５０への動力伝達が遮断される。
【００１５】
中間レバー５０は平面Ｌ字形に形成され、長辺部の先端に連結ローラ５４が取着され、短辺部の先端にバネ掛け５５が設けられている。基板３３の下面には中間レバー５０を挟む位置にストッパ５６とバネ受け５７とが固定され、バネ受け５７とバネ掛け５５との間に、中間レバー５０をストッパ５６側へ付勢する引張バネ５８が張設されている。従って、ソレノイド４３の励磁時には、引張りバネ５８の付勢力によりピン４９の上端部が係止片３９に当接した状態で、中間レバー５０が入力レバー３６と一体に往復回動される。
【００１６】
中間レバー５０と針棒駆動部材１３との間において、基板３３には垂直軸６０により出力レバー６１が中間部にて水平に支持されている。出力レバー６１の後端には切欠部６２が形成され、前端には駆動部６３が下方へ垂設されている。切欠部６２には中間レバー５０の連結ローラ５４が嵌合され、ソレノイド４３の励磁時に、中間レバー５０により出力レバー６１が水平面内で回動される。駆動部６３はピン状部材により昇降体１１のストロークに相当する長さで上下に長く形成され、出力レバー６１の一方向（図３及び図５の時計方向）への回動に伴って受動片１５に係合し、押圧片１６を針棒頭６の切欠２０から側方へ脱出させ、針棒駆動部材１３を針棒４から退避した位置に回動するように構成されている。
【００１７】
上記構成の針棒駆動装置において、回転盤３により１本の針棒４が縫製位置に割り出されると、その針棒頭６の切欠２０に針棒駆動部材１３の押圧片１６が嵌入される。そして、上軸２２により動力伝達機構２９を介して昇降体１１及び針棒駆動部材１３が駆動され、針棒駆動部材１３により針棒４及び布押え棒５が上下に駆動される。このとき、ジャンプカム３２により入力レバー３６は回動されるが、ソレノイド４３が消磁されているため、入力レバー３６から中間レバー５０への動力伝達が遮断され、中間レバー５０が引張バネ５８によりストッパ５６に保持され、出力レバー６１が停止し、駆動部６３が受動片１５から離間した位置に保持されている（図３参照）。
【００１８】
縫製途中の目飛び等に際して、ミシンの制御装置からジャンプ信号が出力されると、ソレノイド４３が励磁され、プランジャ４４によりピン４９が引き上げられ、ピン４９の上端が入力レバー３６の係止片３９に係合し、中間レバー５０が入力レバー３６に結合される。そして、ジャンプカム３２のカム形状に従い、入力レバー３６、中間レバー５０及び出力レバー６１が連動して回動され、針棒４の上死点において、駆動部６３によって針棒駆動部材１３が針棒４から退避される。これにより、昇降体１１から針棒４への動力伝達が遮断され、針棒４が上死点で停止した状態で、昇降体１１及び針棒駆動部材１３が下降される。
【００１９】
昇降体１１の下降から上昇端直前までの区間は、カムフォロア３７がジャンプカム３２の高所３２ａ（図５参照）に係合し、針棒駆動部材１３が駆動部６３により退避位置に保持され、かつ駆動部６３に沿って昇降案内される。そして、昇降体１１が上昇端の直前に達すると、カムフォロア３７がジャンプカム３２の低所３２ｂ（図３参照）に係合し、中間レバー５０及び出力レバー６１が引張バネ５８により復帰され、針棒駆動部材１３がスプリング１８により復帰され、昇降体１１の上昇端で針棒４に係合する。これ以降、ジャンプ信号が消滅すれば、針棒駆動部材１３が係合位置に保持され、ジャンプ信号が継続すれば、昇降体１１が下降する直前に針棒駆動部材１３が針棒４から再び退避される。
【００２０】
この実施形態の針棒駆動装置によれば、ジャンプカム３２を用いて針棒駆動部材１３を制御するため、針棒４の上下運動をその上死点で正確にキャンセルし、かつ復旧することができる。また、入力レバー３６、中間レバー５０及び出力レバー６１が共に垂直軸線の周りで回動して、駆動部６３を水平面内で円運動させるので、針棒駆動部材１３の動力受入点が上下方向に変化しない。このため、針棒駆動部材１３を薄く形成でき、これを支持する昇降体１１を小型軽量に形成できる。従って、これらの昇降部材がミシンヘッドの内部に占有するスペースを縮小できるとともに、昇降部材の慣性質量を軽減し、かつ摺動面積を小さくして、高速運転時の安定性を高めることができる。
【００２１】
図７及び図８はジャンプ機構の別の実施形態を示すものである。このジャンプ機構３１においては、クラッチ手段として押出型のソレノイド６４が用いられている。ソレノイド６４のプランジャ６５には、上限位置を決めるストッパ５９とＯリング５３とが設けられている。ロッド４６は圧縮バネ４７により上方へ付勢され、上端がプランジャ６５に押し付けられている。中間レバー５０のボス部５１には一対の支持片６６が突設され、支持片６６にアーム６７が水平ピン６８により揺動可能に支持されている。アーム６７はその前端がロッド４６の下端に当接するようにスプリング６９によって付勢され、入力レバー３６にアーム６７の後端を係止する係止片７０が下方へ突設されている。
【００２２】
そして、ジャンプ信号に応答しソレノイド６４が励磁されたときには、押圧ピン５９によりロッド４６が押し下げられ、ロッド４６の下端によりアーム６７が揺動され、アーム６７の後端が係止片７０に係合し、中間レバー５０が入力レバー３６に連動可能に結合される。また、通常の縫製時には、ソレノイド６４が消磁され、圧縮バネ４７によりロッド４６が引き上げられ、スプリング６９によってアーム６７の後端が係止片７０から解離され、入力レバー３６から中間レバー５０への動力伝達が遮断される。その他の構成及び作用効果は前記実施形態と同様である。
【００２３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）針棒駆動部材１３の押圧片１６が針棒頭６の切欠２０にルーズに嵌入するように、切欠２０の上下寸法又は押圧片１６の厚さを適宜に変更すること。
（２）前記実施形態とは逆に、針棒頭６に突起を設け、突起が嵌入する切欠を針棒駆動部材１３に形成すること。
（３）出力レバー６１の駆動部６３を短く形成し、退避位置の針棒駆動部材１３を駆動部６３とは別のガイド部材で昇降案内すること。
（４）本発明を本縫いミシンや環縫いミシン等、刺繍ミシン以外の各種ミシンに適用すること。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に係る針棒駆動装置によれば、昇降体及び針棒駆動部材を小型軽量化して、ミシンヘッド内部の占有スペースを縮小でき、高速運転時の安定性を高めることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る針棒駆動装置の一実施形態を示すミシンヘッドの断面図である。
【図２】同装置のジャンプ機構を示す立面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】ジャンプ機構の作用を示す断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】ジャンプ機構の別の実施形態を示す断面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】従来の針棒駆動装置を示す立面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
１    フレーム
４    針棒
６    針棒頭
１０    案内軸
１１    昇降体
１３    針棒駆動部材
１４    垂直ピン
２２    上軸
２３    針棒駆動カム
２９    動力伝達機構
３１    ジャンプ機構
３２    ジャンプカム
３５    縦軸
３６    入力レバー
３７    カムフォロア
３９    係止片
４３    ソレノイド
４９    ピン
５０    中間レバー
５４    連結ローラ
６０    垂直軸
６１    出力レバー
６３    駆動部
６４    ソレノイド
６７    アーム
７０    係止片
【図１】
0003749168.tif 000002
【図２】
0003749168.tif 000003
【図３】
0003749168.tif 000004
【図４】
0003749168.tif 000005
【図５】
0003749168.tif 000006
【図６】
0003749168.tif 000007
【図７】
0003749168.tif 000008
【図８】
0003749168.tif 000009
【図９】
0003749168.tif 000010
【図１０】
0003749168.tif 000011