JP4230330B2 - ミシン - Google Patents

Description

本発明は、回転天秤方式のミシンに関する。

図１０は従来の回転天秤方式のミシン１００の正面図、図１１は図１０のＸ−Ｘ−線に沿った断面図、図１２は側面図を示す。かかる従来のミシン１００は、縫い針１０１をその下端部で保持する針棒１０２と、針棒１０２を左右方向に揺動させると共に上下動可能に支持する針棒揺動腕１０３と、針棒１０２に上下動駆動力を付与する上軸１０４と、上軸１０４の先端部に設けられたトルク変動解消用の錘１０５と、錘１０５に偏心状態で設けられた針棒クランク１０６と、針棒クランク１０６と針棒１０２とを連結し上下駆動力を伝達する針棒クランクロッド１０７と、針棒クランク１０６の先端側に固定装備された天秤取付台板１０８と、天秤取付台板１０８に固定支持された回転天秤部材１０９とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

かかるミシン１００は、さらに、上糸Ｔの経路に沿って、上糸の供給源のすぐ下流に位置し上糸に所定の張力を付与する第一テンション１１０と、ロータリー式の第二テンション１１１と、第一の糸案内１１２と、第一の糸案内１１２に案内されている上糸Ｔを必要に応じてたぐり出す糸たぐり装置１１３と、第一の糸案内１１２の下流に位置する回転天秤部材１０９のさらに下流側であって針棒１０２の手前に配置された第二の糸案内１１４と、針棒１０２に設けられた針棒糸掛け１１５とを備えている。また、縫い針１０１のさらに下流側には、図示しない縫製物に連動する上糸Ｔを切断する糸切り装置（不図示）を備えている。

上記従来のミシン１００の回転天秤部材１０９の動作を説明する。図１３は適正に動作が行われた場合の動作説明図であり、図１３（Ａ）は上軸回転角度60°の場合を示し、図１３（Ｂ）は上軸回転角度80°の場合を示し、図１３（Ｃ）は上軸回転角度100°の場合を示す。また、図１４は上軸基準角度の変化に応じて回転天秤部材及び釜が縫い針側に供給する上糸Ｔの供給量を示す線図である。Ｃ１が回転天秤部材を示し、Ｃ２が釜を示す。また、供給量は下に行くほど多くなるように示している。
図１３に示すように、回転天秤部材１０９は、回転中心位置から半径方向外側に延びた腕部１０９ａに上糸Ｔが掛け渡され、当該腕部１０９ａの角度変化に応じてその長手方向に沿って上糸Ｔが移動し、回転中心に上糸Ｔが接離することで上糸供給量の調節が行われる。
上軸回転角度80°の位置において、回転天秤部材１０９による糸取り量が最も大きく（糸供給量が最も小さく）なり、かかる場合の回転天秤部材１０９の腕部１０９ａにおける適正な上糸Ｔの位置が天秤上死点位置となる（図１３（Ｂ）の上糸位置）。さらに、回転天秤部材１０９が回転し、上軸回転角度100°に至る前に、天秤上死点位置よりも回転中心側に設けられた凹部１０９ｂに上糸Ｔが落ち込み（図１３（Ｃ））、これにより、凹部１０９ｂにより生じた撓み分の糸供給が縫い針１０１側に行われ、かかるタイミングで、針棒１０２が下降動作を行う。
特開平８−１５５１７１号公報（第１図）

図１５は従来のミシン１００の問題点を示す動作説明図であって、図１５（Ａ）は上軸回転角度60°の場合を示し、図１５（Ｂ）は上軸回転角度80°の場合を示し、図１５（Ｃ）は上軸回転角度100°の場合を示す説明図である。
上述のミシン１００にあっては、縫製終了後は糸切り装置による上糸切断が行われ、上軸回転角度60°の位置で停止される。従って、次回の縫製に際しては、上軸回転角度60°から開始されることとなるが、縫い始めは縫い針１０１に挿通された上糸Ｔは布地に差し込まれていないために摩擦保持力がなく、フリーの状態となっている。このため、回転天秤部材１０９の回転による遠心力の影響を上糸Ｔは受けやすく、本来は腕部１０９ａに沿って回転中心側に移動するはずの上糸Ｔが移動を行わない場合があった（図１５（Ｂ））。
その場合、上糸は凹部１０９ｂに到達せず、所定の糸供給量を確保できない状態で針棒１０２が下降動作を開始すると、上糸Ｔは縫い針１０１から抜けてしまい、縫製が行えなくなる場合がある、という不都合があった。
本発明は、縫製開始時に縫い針からの上糸の抜けを抑制することをその目的とする。

請求項１記載の発明は、上糸経路上の縫い針よりも上流側に配置されると共に縫い針の上下動と同じ周期で周期的に変化する張力を上糸に付与する回転天秤部材を備えるミシンであって、回転天秤部材は、回転中心側となる基部と、上糸が掛け渡された状態で回転することでその長手方向に沿って上糸を往復移動させる腕部とを備え、上糸の天秤上死点位置から当該上糸が落ち込む凹部を腕部に設け、一針目形成前に上糸を凹部に移動させる上糸位置変更手段を有する、という構成を採っている。

上記「一針目形成前」とは、前回の縫製の終了時の前後期間、完全に終了してから縫製を開始するまでの期間、縫製を開始してから第一針目形成完了時（より望ましくは第一目の開始時点における針棒が最も最下位置となるまで）のいずれの期間も含まれるものとする。
上記構成において、針棒の上下動周期と同じ周期で回転天秤部材が回転することで、腕部の長手方向に沿って上糸が往復移動し、その際、上糸が腕部の縁に対して摺接する位置に応じて下流側への上糸供給量が変動を生じる。そして、腕部の向き及び形状により、上糸が最も高位置となる位置が腕部には決まっており、かかる部位にさしかかると上糸供給量が最小となる。かかる位置が天秤上死点となる。その後、腕部の回転によりすぐに凹部に上糸が落ち込むことで上糸が縫い針に近接し、糸供給量が増加する。

ところで、上記構成では、例えば前回縫製が行われ、さらに糸端部が切断され、縫い針の糸通し穴に幾分かの上糸が挿通された状態において、針棒の上下動が開始される前或いは最下位置に到達する前に、上糸位置変更手段により上糸が天秤上死点位置を通過して凹部に落ち込むように移動される。従って、糸供給量が大きく必要となる針棒が最下位置となる前に、強制的に天秤上死点位置を上糸は通過させられると共に、糸供給量に余裕を持たせる凹部に配置される。
従って、例え、縫い針の糸通し穴に既に挿通されている上糸量が少ないために上糸の逆流が生じやすい環境下であっても、既に上糸は天秤上死点を通過した状態にあることから、当該天秤上死点位置よりも遠心力により外側に上糸が移動することを抑制すると共に、上糸が凹部に位置することから上糸供給量に余裕があるため、上糸の縫い針からの脱落を回避する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、上糸経路変更手段は、上糸に係合して天秤上死点位置から凹部まで移動させる係合部材を有する、という構成を採っている。
上記構成にあっては、針棒の上下動が開始される前或いは最下位置に到達する前において、上糸位置変更手段の作動の際に、回転天秤部材の腕部と係合する上糸に係合部材が係合して掛かる係合状態で回転天秤部材の凹部に移動させる。即ち、係合部材が上糸を凹部まで運ぶこととなる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、腕部は、その表面から裏面にかけて上糸が掛け渡される平板状部を有すると共に、係合部材は、上糸の表面側に延在する部分と裏面側に延在する部分の双方に係合した状態で凹部まで移動させる、という構成を採っている。
上記構成では、係合部材が上糸の回転天秤部材の両面側にそれぞれ延在する部分と同時に係合して凹部まで運ぶこととなる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明と同様の構成を備えると共に、腕部の平板状部に、天秤上死点位置から凹部に向かう方向に沿った長穴が貫通して形成され、係合部材が、長穴内を移動して上糸を移動させる、という構成を採っている。
上記構成では、係合部材が、凹部に向かう方向に沿った長穴内を移動して上糸を移動させるため、上糸の回転天秤部材の両面側にそれぞれ延在する部分と同時に係合して凹部まで運ぶこととなる。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、係合部材は、可撓性を有すると共にその先端部が腕部の表面に摺接して上糸を凹部に移動させる、という構成を採っている。
上記構成では、係合部材が上糸に係合する際に、当該係合部材の先端部が回転天秤部材の腕部の表面に摺接した状態となる。従って、腕部の表面と係合部材との間には隙間がなく、掛け渡された状態の上糸は、より確実に係合部材と係合して移動することとなる。

請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、係合部材は、回転天秤部材よりも上流側に配置されると共に、その移動により上糸に対して天秤上死点位置から凹部側へ移動する方向に張力を付与する。
上記構成では、係合部材が上糸に係合し、当該係合状態で上糸に対して天秤上死点位置から凹部側へ移動する方向に張力を付与する。従って、かかる張力により上糸が凹部に移動される。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、上糸位置変更手段は、天秤上死点位置から凹部側へ送風する送風手段である、という構成を採っている。
上記構成では、針棒の上下動が開始される前或いは最下位置に到達する前に、上糸位置変更手段により、上糸に送風が行われ、これにより、上糸は天秤上死点位置を越えて凹部まで送られる。

請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、回転天秤部材は、その回転動作により回転半径外側端部が上下動するように配設されると共に、天秤上死点位置よりも凹部が基部に近い配置で設けられ、上糸位置変更手段は、縫製時よりも低速回転で回転天秤部材の回転半径外側端部を上方に移動させて逆回転で現位置に戻す制御手段である、という構成を採っている。

上記構成では、回転天秤部材の回転半径外側端部を上方に移動させることにより、上糸が天秤上死点位置を通過して凹部まで落下状態で移動することとなる。また、凹部を通過したとしても、次回の縫製開始時に上糸が縫い針下降により張力を付与されると、凹部側に移動して凹部に入り込ませることができる。
なお、回転天秤部材の回動を通常の補正時よりも遅い速度で行うのは、遠心力の影響を低減するためである。

請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、上糸経路上の縫い針よりも上流側であって回転天秤部材よりも下流側に配置され、上糸位置変更手段の作動時に上糸の戻り方向の移動を規制する上糸保持手段を備える。
上記構成では、上糸位置変更手段により上糸が天秤上死点位置から凹部側へ移動される際に縫い針側からの上糸の戻りが防止される。このため、縫い針からの上糸の脱落をより効果的に防止される。

請求項１記載の発明は、予め上糸位置変更手段により上糸が天秤上死点位置を通過して凹部に落ち込むように移動されるので、縫い針の糸通し穴に挿通されている上糸量が少ないために上糸の逆流が生じやすい環境下であっても、既に上糸は天秤上死点を通過した状態にあることから、当該天秤上死点位置よりも遠心力により外側に上糸が移動することを抑制すると共に、上糸が凹部に位置することから上糸供給量に余裕があるため、上糸の縫い針からの脱落を効果的に回避することができ、縫製不良を防止し、ミシンの信頼性を向上することが可能となる。

請求項２記載の発明は、上糸位置変更手段の係合部材が上糸と係合した状態で凹部まで移動させるので、物理的な接触状態で上糸が運ばれる状態となり、高い確実性で上糸が凹部に移動され、上糸の縫い針からの脱落をより効果的に回避し、ミシンの信頼性をさらに向上することが可能となる。

請求応３記載の発明は、上糸位置変更手段の係合部材が、上糸の回転天秤部材の両面側にそれぞれ延在する部分と同時に係合して係合部材が凹部まで運ぶ構成のため、表裏面のいずれか一方に延在する部分のみと係合する場合と比して、他方の面に延在する部分に引っかかり等が発生して上糸が充分に移動されないような不慮の不具合の影響をより抑制し、高い確実性で上糸が凹部に移動され、上糸の縫い針からの脱落をさらに効果的に回避し、ミシンの信頼性をさらに向上することが可能となる。

請求項４記載の発明は、係合部材が、凹部に向かう方向に沿った長穴内を移動して上糸を移動させるため、高い確実性で上糸を凹部に移動しミシンの信頼性をより向上させると共に、貫通穴を挿通されることから、係合部材を回転天秤部材の両面に回り込むような複雑な形状に形成する必要がなく、装置の生産性の向上を図ることが可能となる。

請求項５記載の発明は、係合部材の先端部が回転天秤部材の腕部の表面に摺接した状態で移動するため、腕部の表面と係合部材との間には隙間がなく、掛け渡された状態の上糸をより確実に捕捉して凹部に移動させることから、より高い確実性で上糸が凹部に移動され、上糸の縫い針からの脱落をより効果的に回避し、ミシンの信頼性をさらに向上することが可能となる。

請求項６記載の発明は、係合部材が上糸に対する張力付与を行い、上糸を凹部に誘導するため、係合部材自体は直接回転天秤部材の凹部の近傍に配置しなくとも良く、係合部材の配置を広く選択でき、設計の自由度を向上することが可能となる。

請求項７記載の発明は、送風により上糸を回転天秤部材における天秤上死点位置から凹部に移動させる構成のため、上糸と係合して凹部に誘導する部材を不要とし、また、凹部側への誘導のための送風方向には幅を持たせることが容易であるため、送風を行うための構成の配置の自由度が高く、設計の自由度を向上することが可能となる。

請求項８記載の発明は、回転天秤部材の回動端部を上方まで回動させる動作制御により上糸を凹部に移動させる構成のため、上糸位置変更手段として直接的に上糸を凹部に移動させる部材やその部材の移動を行う駆動手段を不要とし、装置の構成の簡略化を図ることで生産性の向上を図ることが可能となる。

請求項９記載の発明は、上糸保持手段によって、上糸位置変更手段の作動時に上糸の戻り方向の移動を規制されることから、縫い針からの上糸の脱落をより効果的に回避することが可能となる。

（第一の実施形態の全体構成）
以下、本発明の第一の実施形態たる回転天秤方式のミシン１０について図１及び図２に基づいて説明する。なお、実施形態たるミシン１０において前述した従来のミシン１００と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
図１は、ミシン１０を正面方向から見た動作説明図であり、図１（Ａ）は上軸回転角度60°の場合を示し、図１（Ｂ）は上軸回転角度80°の場合を示し、図１（Ｃ）は上軸回転角度100°の場合を示す。
かかるミシン１０は、縫い針１０１をその下端部で保持する針棒１０２と、針棒１０２を左右方向に揺動させると共に上下動可能に支持する針棒揺動腕１０３と、針棒１０２に上下動駆動力を付与する上軸１０４と、上軸１０４の先端部に設けられたトルク変動解消用の錘１０５と、錘１０５に偏心状態で設けられた針棒クランク１０６と、針棒クランク１０６と針棒１０２とを連結し上下駆動力を伝達する針棒クランクロッド１０７と、針棒クランク１０６の先端側に固定装備された天秤取付台板１１と、天秤取付台板１１に固定支持され、縫い針１０１の上下動と同じ周期で周期的に変化する張力を上糸Ｔに付与する回転天秤部材２０と、縫製開始の一針目形成前に上糸Ｔを回転天秤部材２０の天秤上死点位置２６から後述する凹部２３に移動させる上糸位置変更手段３０とを備えている（図１０参照）。

かかるミシン１０は、さらに、上糸Ｔの経路に沿って第一テンション１１０、第二テンション１１１、糸案内１１２、糸たぐり装置１１３、回転天秤部材２０、第二の糸案内１１４と、針棒１０２に設けられた針棒糸掛け１１５とを備え、縫い針１０１のさらに下流側には、図示しない糸切り装置１３を備えている（図４参照）。そして、回転天秤部材２０と第二の糸案内１１４との間には、上糸位置変更手段３０の作動時に上糸Ｔの戻り方向の移動を規制する上糸保持手段４０と上記各構成の動作制御手段５０とを備えている。

（天秤取付台板）
以下、各部を詳説する。上述の天秤取付台板１１は円板状に形成され、上軸１０４と同心で回転動作を行う。この天秤取付台板１１は、その中心位置近くにおいて回転天秤部材２０の基部２１を固定支持すると共に、後述する回転天秤部材２０に設けられる長穴２５に対応して同じ位置に同じ大きさで貫通した切り欠き１１ａが形成されている（図２及び図３参照）。

（回転天秤部材）
回転天秤部材２０は、回転中心側となる基部２１と、上糸Ｔが掛け渡された状態で回転することでその長手方向に沿って上糸Ｔを往復移動させる腕部２２とを備えている。そして、上糸Ｔの天秤上死点位置２６からさらなる回転により当該上糸Ｔが落ち込む凹部２３を腕部２２に有する点は前述した回転天秤部材１０９と同じである。

上糸Ｔは、その縫製時において、下方に位置する第一の糸案内１１２側から繰り出されて回転天秤部材２０の腕部２２に掛け渡された状態で折り返して下方に位置する第二の糸案内１１４側に導かれる経路を辿る。その際、回転天秤部材２０の腕部２２はそのほぼ全長に渡って平板状に形成されており、その表面（図１に現れている面）から裏面（天秤取付台板１１に対向する面）にかけて上糸Ｔが掛け渡される。
そして、上記回転天秤部材２０は、その基部２１において水平方向に設けられた上軸１０４を中心に回転運動を行うので、その腕部２２の回転半径方向外側端部（回転端部とする）は、一回転につき上下にその位置が入れ替わる動作を行うこととなる。

さらに、回転天秤部材２０の回転端部は回転円の円周方向に沿って両側に張り出された張り出し部２４が設けられており、回転天秤部材２０の回転動作に応じて、上糸Ｔは腕部２２に沿って張り出し部２４と凹部２３との間を往復移動することとなる。これを詳述すると、上軸回転角度が60°前後の区間では、回転天秤部材２０の腕部２２の長手方向が水平状態に近くなり、凹部２３は上側に向かって開口した状態となる。かかる状態では、上糸Ｔは張り出し部２４の近傍に位置し、腕部２２の回転がさらに進行すると、張り出し部２４が上方に移動し、上糸Ｔは低部となる凹部２３まで移動してゆく。かかる移動過程において、凹部２３の手前位置は凹部２３の深度方向逆側に幾分突出した形状に形成されており、ここを通過する際に、上糸Ｔの折り返し部分が最も高位置となり、その直後に上糸Ｔは凹部２３に落ち込んで最高位置状態から脱することとなる。即ち、凹部２３の手前の最高位置が天秤上死点位置２６となる。

また、回転天秤部材２０の腕部２２にはその長手方向に沿ってその平板面を貫通する長穴２５が形成されている。この長穴２５は、腕部２２の長手方向中間位置から基部２１近傍まで延びている。これは、上糸位置変更手段３０において、上糸Ｔを天秤上死点位置２６から凹部２３に導く際に使用されるものであり、詳細は後述する。

（上糸位置変更手段）
図２は上糸位置変更手段３０及びその周辺の構成を示す一部切り欠いた平面図、図３は回転天秤部材２０の図示を省略したミシン１０の正面図である。上糸位置変更手段３０は、上糸Ｔに係合して天秤上死点位置から回転天秤部材２０の凹部２３まで移動させる係合部材３１と、係合部材３１をその先端部で起伏回動自在に支持する支持体３２と、支持体３２を介して所定方向に沿って係合部材３１を往復移動させる駆動手段３４と、支持体３２の一方向の移動により係合部材３１と当接して起伏を促す当接体３３とを備えている。

上記支持体３２は、天秤取付台板１１よりもミシン筐体の内側に固定配置され、天秤取付台板１１の中心線よりも図１における左方であって幾分上方にされている。また、支持体３２は、例えば電磁ソレノイドからなる駆動手段３４によりその先端部が左右方向に沿って出退可能に支持されている。
支持体３２の先端部には、その回動先端部が上糸Ｔを引っ掛け易いように鉤状に形成され、基端部において図１における垂直上下方向に沿った中心線により起伏回動自在に係合部材３１が支持されている。かかる係合部材３１は、図示しないバネにより、当該係止部材３１の長手方向が支持体３２に沿って横たわった状態となる方向に弾性力が付勢されている。

一方、当接体３３は、上軸回転角度60°で上軸１０４が停止した状態においてその長手方向が支持体３２の往復駆動方向と平行となるように天秤取付台板１１に固定支持されている。かかる当接体３３は、片持ち状態で天秤取付台板１１に固定支持されている。一方、係合部材３１，支持体３２及び駆動手段３４は、ミシン１０のフレーム側の定位置に固定装備されている。そして、上軸回転角度60°の状態で、当接体３３の自由端側の先端部と支持体３２の先端部とが相対した状態で一致するように配置設定されている。そして、上軸回転角度60°の状態で、支持体３２が駆動手段により図２における右方に駆動されると、支持体３２の先端部に支持された係合部材３１の基端部側の角が当接部材３３の先端部に当接し、起伏回動が促される。かかる起伏回動時における係合部材３１の先端部の移動軌跡と、天秤取付台板１１の切り欠き１１ａ及び回転天秤部材２０の長穴２５との長手方向とが一致するように切り欠き１１ａ及び長穴２５は形成されているため、係合部材３１は、天秤取付台板１１や回転天秤部材２０にぶつかることなく円滑に起伏回動を行うことが可能である。これにより、係合部材３１はほぼ90°起伏回動して、天秤取付台板１１に対してほぼ垂直に且つ天秤取付台板１１の外側に突出した状態となる。そして、かかる係合部材３１の起伏動作により、回転天秤部材２０の腕部２２に掛け渡された状態にある上糸Ｔは、基部２１側に向かって凹部２３の位置まで移動させられることとなる。

なお、前述したように、天秤取付台板１１には切り欠き１１ａが設けられ、回転天秤部材２０には長穴２５が設けられている。これらはいずれも、上軸回転角度60°の状態で係合部材３１の起伏回動経路上となるような配置で形成されており、上軸回転角度60°の状態で係合部材３１の起伏回動を妨げないようになっている。なお、この上軸回転角度60°とは、後述する動作制御手段５０により、縫製終了時に上糸が切断され、ミシンモータ５１の駆動が停止される状態における規定の上軸停止角度である。上軸１０４は通常は必ずこの角度で停止され、また、縫製を開始する場合には、上軸１０４はこの角度から駆動が開始される。

（上糸保持手段）
上糸保持手段４０は、第二の糸案内１１４のすぐ手前に配置され、通過する上糸Ｔを挟持する挟持手段と、当該挟持動作を駆動するソレノイド等の駆動手段とを備えている。かかる駆動手段は後述する動作制御手段５０の動作制御に従って駆動し、上糸保持手段４０は、第二の糸案内１１４の手前位置において、所定のタイミングで通過する上糸Ｔの移動を規制することができる。
このため、例えば、縫い針１０１の糸通し穴に通された上糸Ｔが、回転天秤部材２０側に引き寄せられて縫い針１０１から脱落することを防止することができる。

（動作制御手段）
動作制御手段５０について図４により説明する。図４はミシン１０の制御系を示すブロック図である。
図４に示すように、動作制御手段５０は、ミシン１０の後述する各種機能，動作を実行させる制御プログラム，制御データ又は各種縫製データが書き込まれているＲＯＭ５２と、制御プログラムに従って各部の動作を集中制御するマイコンであるＭＰＵ５１と、ＭＰＵ５１の処理データや縫製処理に関する各種データをワークエリアに格納するＲＡＭ５３とを備えている。

さらに、動作制御手段５０は、ミシンモータ１２、上糸位置変更手段３０の駆動手段、糸切り装置１３、第一テンション１１０、第二テンション１１１、糸たぐり装置１１３、上糸保持手段４０に図示しないドライバを介して接続され、これらに対して動作制御を行うことが可能である。また、ミシンモータ１２はステッピングモータであり、その出力軸一回転ごとに基準位置信号を動作制御手段５０に出力する。一方、動作制御手段５０は、このミシンモータ１２に対する駆動制御を行うと共に、基準位置信号からの現在の変動角度を認識することができる。

また、動作制御手段５０には操作入力手段１４が接続されており、この操作入力手段１４により、縫製の開始や縫製終了時における糸切りの指示入力が行われると共に、第一テンション１１０、第二テンション１１１、糸たぐり装置１１３等のミシンモータ１２の回転角度に対する作動タイミング、テンション強さ、たぐり量等の設定が行われる。動作制御手段５０のＲＯＭ５２に記憶されたプログラムにより、ＭＰＵ５１は、縫製時において、上記各設定に基づく各部の動作制御を行う。

また、ＲＯＭ５２に記憶されたプログラムにより、ＭＰＵ５１は、糸切りの指示入力を受けて上軸１０４の上軸回転角度が60°で停止するようにミシンモータ１２の動作制御を行うと共に、糸切り装置１３の糸切り動作を行う。
さらに、ＭＰＵ５１は、ミシンモータ１２の駆動停止後、上糸保持手段４０の駆動手段を駆動させて上糸を挟持状態とする動作制御を行うと共に、上糸位置変動手段３０の駆動手段３４であるソレノイドを駆動して、係合部材３１を図２における左方である退避位置から右方である作動位置に移動させる動作制御を行う。これにより、上糸Ｔを回転天秤部材２０の腕部２２に沿って凹部２３まで移動させて当該凹部２３に上糸Ｔを落とし込む。次いで、ＭＰＵ５１は、上糸保持手段４０の駆動手段を駆動させて上糸の挟持状態を解除する動作制御を行うと共に、上糸位置変動手段３０の駆動手段３４であるソレノイドを再度駆動して、係合部材３１を図２における右方である駆動位置から左方である退避位置に退避移動させる動作制御を行う。

（ミシンの動作説明）
上記構成からなるミシン１０の動作説明を図１及び図２に基づいて行う。
即ち、操作入力手段１４から縫製の開始が入力されると、ＭＰＵ５１が設定された回転数でミシンモータ１２の駆動を開始する。また、この時、第一テンション１１０、第二テンション１１１、糸たぐり装置１１３は、所定の駆動タイミングと所定の駆動量で作動する。これにより、各部の駆動量に応じて縫製が行われる。

次いで、動作入力手段１４による糸切りの指示入力を受けると、上軸１０４の上軸回転角度が60°で停止され、糸切り装置１３による糸切り動作が行われる。これにより、縫い針１０１の糸通し穴から上糸Ｔが所定長さだけ挿通された状態でそれより先の上糸が切断される。
さらに、図１（Ａ）に示すように、上糸保持手段４０が駆動して上糸Ｔが上流側に戻されないように挟持される。かかる状態で、上糸位置変更手段３０の駆動手段３４により支持体３２が突出状態となり、これにより、当接体３３に係合部材３１の基端部の角部が当接し、図示しないバネに抗して係合部材３１が起伏回動する。かかる起伏回動に伴い、係合部材３１は、回転天秤部材２０の長穴２５に沿って移動し、上糸Ｔにおける腕部２２の表面側に位置する部分と裏面に位置する部分の双方が係合部材３１に係合しつつ、凹部２３側に移動されて、凹部２３に上糸Ｔが落とし込まれる。
その後、支持体３２は、再び突出状態から退避状態に戻るように後退し、当接体３３との当接状態が解除されて、係合部材３１はバネの弾性に従って支持体３２側に倒れ、退避位置に戻される。また、上糸保持手段４０の上糸保持状態は解除される。

これにより、次回の縫製において、上糸Ｔは回転天秤部材２０の凹部２３に落とし込まれた状態から縫製が開始され、回転天秤部材２０から下流側の上糸長が十分に確保されることから、縫い針１０１が下降動作を行っても、縫い針１０１よりも下流側からの上糸の戻り量を低減することが可能となり、縫い針１０１からの上糸Ｔの脱落を抑制することができるため、縫製不良を防止し、ミシンの信頼性を向上することが可能となる。
また、回転天秤部材２０に長穴２５を設け、係合部材３１が挿通された状態で上糸Ｔと係合するため、腕部２２の両面側にそれぞれ延在する上糸Ｔの両部分と同時に係合部材３１は係合することとなり、より高い確実性で上糸Ｔが凹部２３に移動され、上糸Ｔの縫い針１０１からの脱落をさらに効果的に回避し、ミシン１０の信頼性をさらに向上することが可能となる。
また、係合部材３１が、長穴２５内を移動して上糸Ｔを移動させるため、係合部材３１を回転天秤部材２０の腕部２２の両面に回り込むような複雑な形状に形成する必要がなく、図２の如く、真っ直ぐな単純形状を採ることができ、装置の生産性の向上を図ることが可能となる。

（その他）
上記ミシン１０の動作制御手段５０では、縫製の終了時における上糸切断作業の後に上糸Ｔを回転天秤部材２０の凹部２３に移動させる動作制御を行っているが、かかる上糸Ｔの凹部２３への移動動作は、それ以降の次の縫製を開始してから第一針目の針棒が最下点位置に到達するまでに行うことも可能である。かかるタイミングであれば、縫い針１０１から上糸Ｔの端部の脱落の抑制効果を得ることが可能である。
なお、後述する他の実施形態についても、同様である。

（第２実施形態）
上糸位置変更手段３０と異なる構成の新たな上糸位置変更手段３０Ａを図５に示す。本実施形態では、この上糸位置変更手段３０Ａ以外の構成についてはミシン１０と同一であることから重複する説明は省略するものとする。
この図５は上糸位置変更手段３０Ａの平面図であり、ミシンにおける配置は上糸位置変更手段３０と異なり、天秤取付台板１１よりも外側において図示しないフレームに支持されている。

即ち、上糸位置変更手段３０Ａは、上下垂直方向を中心に揺動可能にフレームに支持されたリンク体３２Ａと、リンク体３２Ａの基部に固定支持された係合部材３１Ａと、リンク体３２Ａの揺動動作を付与する駆動手段とを有している。
係合部材３１Ａは、リンク体３２Ａの揺動に伴って揺動し、その先端部は鍵状に形成されている。また、揺動により係合部材３１Ａの先端部は、上軸回転角度60°における回転天秤部材２０の長穴２５内に侵入すると共に当該長穴２５に沿って移動するように配置されている。

上記構成では、糸切り動作の後に、上糸保持手段４０が駆動して上糸Ｔが上流側に戻されないように挟持される。かかる状態で、上糸位置変更手段３０Ａの駆動手段によりリンク体３２Ａを所定方向に揺動させ、これにより、係合部材３１Ａが揺動動作を行う。即ち、係合部材３１Ａの先端部は、回転天秤部材２０の長穴２５に沿って移動し、上糸Ｔにおける腕部２２の表面側に位置する部分が係合部材３１Ａに係合しつつ、凹部２３側に移動されて、凹部２３に上糸Ｔが落とし込まれる。
その後、駆動手段はリンク体３２Ａを逆方向に揺動させ、係合部材３１Ａはその先端部が凹部２３から離間する方向に揺動し、上糸保持手段４０の上糸保持状態は解除される。
かかる構成の上糸位置変更手段３０Ａを適用した場合であっても、前述したミシン１０とほぼ同様な効果を得ることができる。

（第３実施形態）
上糸位置変更手段３０と異なる構成の新たな上糸位置変更手段３０Ｂを図６に示す。
本実施形態では、回転天秤部材２０に長穴２５を設ける必要がないという点と、この上糸位置変更手段３０Ｂ以外の構成についてはミシン１０と同一であることから重複する説明は省略するものとする。
この図６は上糸位置変更手段３０Ｂを有するミシン１０Ｂの正面図である。

上糸位置変更手段３０Ｂは、水平方向（上軸１０４と平行な方向）を中心に揺動可能にフレームに支持されたリンク体３２Ｂと、リンク体３２Ｂの基部に固定支持された係合部材３１Ｂと、リンク体３２Ｂの揺動動作を付与する駆動手段としてのモータ３３Ｂとを有している。
係合部材３１Ｂは、リンク体３２Ｂの揺動に伴って揺動し、その先端部は回転天秤部材２０の正面側の面部（図６に現れた面部）に摺接するように当該面部側に屈曲すると共に係合部材３１Ｂは可撓性或いは弾性を備える素材で形成されている。また、揺動により係合部材３１Ｂの先端部は、上軸回転角度60°において、天秤上死点位置２６よりも回転半径外側の位置から凹部２３までの範囲を摺接するように配置設定されている。

上記構成では、糸切り動作の後に、上糸保持手段４０が駆動して上糸Ｔが上流側に戻されないように挟持される。かかる状態で、上糸位置変更手段３０Ｂの駆動手段３３Ｂの所定方向への回転駆動によりリンク体３２Ｂを所定方向に揺動させ、これにより、係合部材３１Ｂが回転天秤部材２０の正面面上を天秤上死点位置よりも手前から凹部２３位置まで摺接し、当該先端部で上糸Ｔを引きずるようにして凹部２３側に移動させ、当該凹部２３に上糸Ｔを落とし込む。
その後、駆動手段３３Ｂは、リンク体３２Ｂを逆方向に揺動させ、係合部材３１Ｂはその先端部が凹部２３から離間する方向に揺動し、上糸保持手段４０の上糸保持状態は解除される。

かかる構成の上糸位置変更手段３０Ｂを適用した場合であっても、前述したミシン１０とほぼ同様な効果を得ることができ、さらには、腕部２２の表面と係合部材３１Ｂとの間には隙間がなく、腕部２２に掛け渡された状態の上糸Ｔをより確実に捕捉して凹部２３に移動させることが可能となり、より高い確実性で上糸Ｔが凹部２３に移動され、上糸Ｔの縫い針１０１からの脱落をより効果的に回避し、ミシン１０Ｂの信頼性をさらに向上することが可能となる。

（第４実施形態）
上糸位置変更手段３０と異なる構成の新たな上糸位置変更手段を図７に示す。
本実施形態では、回転天秤部材２０に長穴２５を設ける必要がないという点と、この上糸位置変更手段以外の構成についてはミシン１０と同一であることから重複する説明は省略するものとする。
この図７は上糸位置変更手段を有するミシン１０Ｃの正面図である。

上糸位置変更手段は、天秤取付台板１１とほぼ同一平面上であって、糸案内１１２から回転天秤部材２０までの間の配置において、フレームに設けられたスリットに沿って上下方向に移動可能に支持された係合部材３１Ｃと、この係合部材３１Ｃを上下二位置に切り替える図示しないソレノイド等の駆動手段とを有している。
係合部材３１Ｃは、糸案内１１２の近傍からほぼ垂直上方に移動を行い、これにより、上糸Ｔに対して上軸回転角度60°における天秤上死点位置２６から凹部２３側への移動を生じる方向に張力付与を行う。
なお、上糸Ｔに対して天秤上死点位置２６から凹部２３側への移動を生じる方向に張力付与することができれば、係合部材３１Ｃは上述の移動方向に限定されるものではない。

上記構成では、糸切り動作の後に、上糸保持手段４０が駆動して上糸Ｔが上流側に戻されないように挟持される。かかる状態で、上糸位置変更手段の駆動手段が係合部材３１Ｃを糸案内１１２の近傍位置から上方に移動させる。これにより、係合部材３１Ｃが上糸Ｔに対して天秤上死点位置２６から凹部２３側への移動を生じる方向に張力付与し、凹部２３に上糸Ｔを落とし込む。
その後、駆動手段は、係合部材３１Ｃを糸案内１１２に近傍位置まで下降させ、上糸Ｔへの張力付与状態が解除されると共に、上糸保持手段４０の上糸保持状態は解除される。

かかる構成の上糸位置変更手段３０Ｃを適用した場合であっても、前述したミシン１０とほぼ同様な効果を得ることができ、さらに、係合部材３１Ｃは直接的に上糸Ｔを凹部２３に移動させるのではなく、張力付与により誘導するので、係合部材３１Ｃが必ず目標位置に到達する配置する必要がなくなり、配置設計の面において自由度を向上させることが可能となる。

（第５実施形態）
上糸位置変更手段３０と異なる構成の新たな上糸位置変更手段３０Ｄを図８に示す。
本実施形態では、回転天秤部材２０に長穴２５を設ける必要がないという点と、この上糸位置変更手段３０Ｄ以外の構成についてはミシン１０と同一であることから重複する説明は省略するものとする。
この図８は上糸位置変更手段を有するミシン１０Ｄの正面図である。

上糸位置変更手段３０Ｄは、フレームにより支持され、上軸回転角度60°の状態における回転天秤部材２０の天秤上死点位置２６から凹部２３側に上糸Ｔを移動させることができる角度で送風を行う送風手段である。
送風手段は、例えば、周囲に外気を取り込んで吹き出しを行うファンであっても良いし、ボンベ等に封入された圧縮気体を吹き出すものであっても良い。

上記構成では、糸切り動作の後に、上糸保持手段４０が駆動して上糸Ｔが上流側に戻されないように挟持される。かかる状態で、上糸位置変更手段３０Ｄが送風を行う。これにより、上糸Ｔが吹き付けられる送風により天秤上死点位置２６から凹部２３側への移動を行い、凹部２３に到達する。
その後、上糸位置変更手段３０Ｄは、停止すると共に、上糸保持手段４０の上糸保持状態は解除される。

かかる構成の上糸位置変更手段３０Ｄを適用した場合であっても、前述したミシン１０とほぼ同様な効果を得ることができ、さらに、上糸位置変更手段３０Ｄは直接的に上糸Ｔを凹部２３に移動させるのではなく、送風により誘導するので、上糸Ｔと係合する部材やその移動を行う駆動手段を不要とし、なおかつ、上糸の誘導状態からの解除動作を不要とし、装置の構成の簡略化及び制御の簡略化を図ることで生産性の向上を図ることが可能となる。また、送風手段であれば、送風方向は厳密性を問われないので、配置設計の面において自由度を向上させることが可能となる。

（第６実施形態）
上糸位置変更手段３０と異なる構成の新たな上糸位置変更手段を図９に示す。
本実施形態では、回転天秤部材２０に長穴２５を設ける必要がないという点と、上糸位置変更手段が前述した動作制御手段５０における動作制御により実現する点以外の構成についてはミシン１０と同一であることから重複する説明は省略するものとする。
この図９（Ａ）はミシン１０Ｅの上糸切断後であって、上軸１０４の駆動を停止した状態における正面図であり、図９（Ｂ）は動作制御手段５０による上糸位置変更手段としての動作制御を実行している状態の正面図である。

回転天秤部材２０は、前述したように、天秤上死点位置２６よりも凹部２３が基部２１に近い配置で設けられている。即ち、天秤上死点位置２６は、凹部２３よりも回転半径外側に位置していることから、動作制御手段５０のＭＰＵ５１は、予めＲＯＭ５２に格納されたプログラムに従い、上軸１０４をその回転角度60°の位置で駆動停止し、上糸切断後において、腕部２２の先端部が基部２１の上方に位置する角度（例えばさらに90°回転駆動する、つまり上軸回転角度150°まで）まで通常の回転速度よりも遅い速度で上軸１０４を回転駆動し、逆回転により回転角度60°の位置に戻すようにミシンモータ１２の動作制御を行う。これにより、上糸位置変更手段としての機能を動作制御手段５０が実行する。

上記構成では、上軸１０４が上軸回転角度60°において停止され、上糸Ｔの切断が行われる。また、上糸保持手段４０の駆動手段を駆動させて上糸の挟持状態とされる（図９（Ａ））。かかる状態で、上糸Ｔは回転天秤部材２０の腕部２２において、天秤上死点位置２６よりも回転半径方向外側に位置しており、動作制御手段５０の動作制御により、さらに上軸１０４が時計方向に90°回転駆動される。このときの回転速度は、次の縫製作業に支障を来さない範囲で遅い速度とすることが望ましい。即ち、上糸Ｔに遠心力が付与されないようにするためである（図９（Ｂ））。
これにより、上糸Ｔは落下方向に移動して、天秤上死点位置２６を通過して凹部２３に入り込む。その後、上軸１０４が反時計方向に90°回転駆動され、回転天秤部材は図９（Ａ）と同じ姿勢に戻される。また、上糸保持手段４０の上糸保持状態は解除される。

かかる構成の上糸位置変更手段を動作制御手段５０により実行した場合であっても、前述したミシン１０とほぼ同様な効果を得ることができ、さらに、上糸位置変更手段は直接的に上糸Ｔを凹部２３に移動させる部材やその部材の移動を行う駆動手段を不要とし、装置の構成の簡略化を図ることで生産性の向上を図ることが可能となる。

発明に実施形態たるミシンを正面方向から見た動作説明図であり、図１（Ａ）は上軸回転角度60°の場合を示し、図１（Ｂ）は上軸回転角度80°の場合を示し、図１（Ｃ）は上軸回転角度100°の場合を示す。 上糸位置変更手段及びその周辺の構成を示す一部切り欠いた平面図である 回転天秤部材の図示を省略したミシンの正面図である。 ミシンの制御系を示すブロック図である。 第二の実施形態の平面図である。 第三の実施形態の正面図である。 第四の実施形態の正面図である。 第五の実施形態の正面図である。 図９（Ａ）は第六の実施形態たるミシンの上糸切断後であって、上軸の駆動を停止した状態における正面図であり、図９（Ｂ）は動作制御手段による上糸位置変更手段としての動作制御を実行している状態の正面図である。 従来の回転天秤方式のミシンの正面図である。 図１０のＸ−Ｘ−線に沿った断面図である。 従来の回転天秤方式のミシンの側面図である。 従来のミシンが適正に動作が行われた場合の動作説明図であり、図１３（Ａ）は上軸回転角度60°の場合を示し、図１３（Ｂ）は上軸回転角度80°の場合を示し、図１３（Ｃ）は上軸回転角度100°の場合を示す。 上軸基準角度の変化に応じて回転天秤部材及び釜が縫い針側に供給する上糸Ｔの供給量を示す線図である。 従来のミシンの問題点を示す動作説明図であって、図１５（Ａ）は上軸回転角度60°の場合を示し、図１５（Ｂ）は上軸回転角度80°の場合を示し、図１５（Ｃ）は上軸回転角度100°の場合を示す動作説明図である。

符号の説明

１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ ミシン
２０ 回転天秤部材
２１ 基部
２２ 腕部
２３ 凹部
２５ 長穴
２６ 天秤上死点位置
３０，３０Ａ，３０Ｂ 上糸位置変更手段
３０Ｄ 上糸位置変更手段（送風手段）
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 係合部材
４０ 上糸保持手段
５０ 動作制御手段
１０１ 縫い針
１０２ 針棒
Ｔ 上糸

Claims (9)

1. 上糸経路上の縫い針よりも上流側に配置されると共に前記縫い針の上下動と同じ周期で周期的に変化する張力を上糸に付与する回転天秤部材を備えるミシンであって、
   前記回転天秤部材は、回転中心側となる基部と、前記上糸が掛け渡された状態で回転することでその長手方向に沿って前記上糸を往復移動させる腕部とを備え、
   前記上糸の天秤上死点位置から当該上糸が落ち込む凹部を前記腕部に設け、
   一針目形成前に前記上糸を前記凹部に移動させる上糸位置変更手段を有することを特徴とするミシン。
2. 前記上糸経路変更手段は、前記上糸に係合して前記天秤上死点位置から前記凹部まで移動させる係合部材を有することを特徴とする請求項１記載のミシン。
3. 前記腕部は、その表面から裏面にかけて前記上糸が掛け渡される平板状部を有すると共に、
   前記係合部材は、前記上糸の前記表面側に延在する部分と前記裏面側に延在する部分の双方に係合した状態で前記凹部まで移動させることを特徴とする請求項２記載のミシン。
4. 前記腕部の平板状部に、前記天秤上死点位置から前記凹部に向かう方向に沿った長穴が貫通して形成され、
   前記係合部材が、前記長穴内を移動して前記上糸を移動させることを特徴とする請求項３記載のミシン。
5. 前記係合部材は、可撓性を有すると共にその先端部が前記腕部の表面に摺接して前記上糸を前記凹部に移動させることを特徴とする請求項２記載のミシン。
6. 前記係合部材は、前記回転天秤部材よりも上流側に配置されると共に、その移動により前記上糸に対して天秤上死点位置から凹部側へ移動する方向に張力を付与することを特徴とする請求項２記載のミシン。
7. 前記上糸位置変更手段は、前記天秤上死点位置から凹部側へ送風する送風手段であることを特徴とする請求項１記載のミシン。
8. 前記回転天秤部材は、その回転動作により回転半径外側端部が上下動するように配設されると共に、前記天秤上死点位置よりも前記凹部が前記基部に近い配置で設けられ、
   前記上糸位置変更手段は、縫製時よりも低速回転で前記回転天秤部材の回転半径外側端部を上方に移動させて逆回転で現位置に戻す制御手段であることを特徴とする請求項１記載のミシン。
9. 上糸経路上の縫い針よりも上流側であって前記回転天秤部材よりも下流側に配置され、前記上糸位置変更手段の作動時に前記上糸の戻り方向の移動を規制する上糸保持手段を備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか一に記載のミシン。

Images