JP7304201B2 - ミシンのための糸調子装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンのための糸調子装置（thread tensioning device）及びこのタイプの糸調子装置を備えた機械に関する。

ミシンのための糸調子装置が特許文献１から知られている。特許文献２が、糸加工機の糸調子用の装置を開示している。特許文献３が、２つの糸調子皿を有する上糸調子装置を開示している。特許文献４が、ミシンのための糸調子装置を開示している。特許文献５が、２針ミシンにおける針糸のための調子装置を開示している。特許文献６がミシン用の糸巻き装置（spool device）を開示している。

ＤＥ１９６３３２２３Ｃ２ ＤＥ２１５７０１６Ａ ＤＥ２０２０１２１００１１０Ｕ１ ＤＥ１０３４４９８２Ａ１ ＤＥ９６２５６８Ｃ ＤＥ２０２００９００４８４５Ｕ１

本発明の目的は、冒頭で挙げたタイプの糸調子装置を改良して、張るべき糸に対するその影響を改良することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１で規定される特徴を備えた糸調子装置によって達成される。

本発明によれば、糸調子装置の糸調子効果を２つの糸調子寄与（それらの間で糸経路（糸の延び）の偏向が糸経路偏向要素によって実行される）に分割することが糸調子装置により加えられる力を縫い糸に有利な態様で分配することを助力することが分かった。特に、縫い糸の捩れが回避され、それにより望ましくない捩れ力が縫い糸に加わること、特に糸調子装置の糸経路に沿って積み重なること（いわゆる、望ましくないもつれ（snarling））が防がれる。糸調子装置の効果を、同一の張力調整シャフト（tensioning shaft）の周りに複数のループを形成することでそれぞれ生成される２つの糸調子寄与に分割することで、糸調子装置のコンパクトな配置が得られる。特に異なって作動可能な多数の異なる糸調子寄与を生成することも考えられ、その結果、糸調子範囲全体が有利に増大する。縫い糸はミシンの上糸であってもよい。糸調子装置はまた、２より大きい糸調子寄与を生成することもできる。その際、対応する付加的な糸経路が、糸経路偏向要素によって又は張力調整シャフトの上に別な糸経路を与える別な糸経路偏向要素によって与えられてもよく、当該付加的な糸調子寄与が生成される。糸調子装置は正に１つの調子ユニット（tensioning unit）を有してもよい。それに代えて、糸調子装置は少なくとも２つの調子ユニットを有してもよい。調子ユニットはバイアスばねによって付勢されてもよい。バイアスばねは圧縮ばねであってもよい。圧縮ばねは螺旋ばねとして又は波形ばねとして構成されてもよい。

請求項２に記載された回転可能なピン又はコロ（roll）として構成された糸経路偏向要素は、縫い糸に加わる力に関して特にニュートラルである。回転可能なピン又は回転可能なローラは、その上に延びる縫い糸と共に回転できる。

単独で考えて、請求項１、３に記載された調子ユニットの実施形態は従来技術、例えば特許文献１から知られている。圧力調子皿は皿ばね（Belleville washers）として構成されてもよい。調子ユニットは２組の圧力調子皿又は３組以上の、例えば３，４，５の又は６以上の圧力調子皿を有してもよい。調子ユニットの引張力を調整するために、電動アクチュエーターに代えて、手動で操作可能な調整要素、例えば調整ねじもまた使用できる。圧力調子皿は、張力調整シャフトに対して回転しないように配置される。

請求項１、４に記載の調子ユニットは、有利に大きい引張力範囲（tension range）を有する糸引張力を生成するのに特に適しており、また所定の糸引張力を再現可能に生成するのに特に適していることが判明した。張るべき糸を収容するように構成されたそれぞれのホイール調子皿（wheel tension disk）の皿部分は、互いに固定接続されてもよく、例えば互いに溶接されてもよい。ホイール調子皿の保持効果が、特に舌形状の保持部分として構成される周囲保持部分によって生成される。これらの保持部分は互いに相互に係合でき、それにより再現可能な摩擦接続が保持部分と張るべき糸の間で得られる。ホイール調子皿は張力調整シャフトに回転可能にフィットされる。この場合、糸が張力調整シャフトの周りをガイドされるとき、ホイール調子皿は張るべき糸と共に回転できる。糸調子が、アクチュエーターにより作動されるブレーキ本体によってホイール調子皿に加えられる対応する圧力依存ブレーキ効果によってアクチュエーター圧力により生成される。

一組の調子皿に作用するアクチュエーターは、線ばね（wire spring）又は波形ばねを介して当該一組の調子皿に作用してもよい。

請求項５に記載のステッパーモーターは、特に微調整の再現可能な糸調子設定を可能にする。ステッパーモーターは、歯車ユニットを介して少なくとも１つの調子ユニットに作用してもよい。該歯車ユニットは、ステッパーモーターの生成される糸調子寄与への影響の感度又はそれぞれの調子ユニットの調整プロセス若しくは開きの速度を改良するのに役立つ。ステッパーモーターに代えて、リニアモーターも使用できる。アクチュエーターは歯車ユニットを有してもよい。多条ねじ（multiple-start screw thread）が、アクチュエーターと糸調子皿の間の力の伝達のために使用できる。ステッパーモーターはトルク制御されてもよい。

請求項６に記載の少なくとも２つの調子ユニットによって、異なる糸調子寄与が特に独立して設定され得る。

調子ユニットを一組の糸調子皿として設計する代わりに、調子ユニット自体が請求項７に記載のように少なくとも１つのステッパーモーターによって形成されてもよい。張力調整シャフトはステッパーモーターのモーターシャフトを形成してもよいし、又は歯車ユニットを介して当該モーターシャフトに接続してもよい。

請求項８に記載されたミシンの利点は、糸調子装置に関して既に上で説明した利点に一致する。主糸調子装置として使用される上で説明した糸調子装置に加えて、糸プリテンション装置が、主糸調子装置の上流において縫い糸の糸経路に配置されてもよい。

本発明の例示の実施形態を以下に図面に則してより詳細に説明する。

本縫いミシン（double lockstitch sewing machine）の幾つかの内側の詳細を示す概略正面図である。上糸経路は図１に示されていない糸調子構成部品の領域で中断されている、言い換えればそれは示されていない。 ミシンのハウジング部分の、付加的な詳細を示す正面図であり、糸調子装置の構成部品はセクションＩ／ＩＩに示されている。それは図１のセクションＩ／ＩＩに対応する。 図２における線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿う断面図である。 図２における目視方向ＩＶから見た、ハウジング部分のサイドを示す図である。 図２に示されるようにハウジング部分の斜視正面図を示す図である。 一組の圧力糸調子皿に代えて糸調子装置の主糸調子装置の調子ユニットを形成する、２つの皿部分を備えたホイール糸調子皿を示す図である。 糸経路偏向要素と共に二組の圧力調子皿を有する調子ユニットの実施形態の側面図である。当該図は糸調子装置の領域における糸経路を示す。

本縫いミシン１が、ベースプレート２を有するマシンフレーム１ａと、そこから上方に延在するスタンド３と、屈曲アーム４を有する。屈曲アームはヘッド５で終端している。アームシャフト６が回転のためにアーム４内に設置されている。ヘッド５では、アームシャフト６は糸レバー８を有するクランクドライブ７を駆動する。クランクドライブ７は、軸方向に変位可能なようにヘッド５内に設置された針棒９と駆動接続している。当該針棒９はその下側端部に針１０を有する。クランクドライブ７によって、針１０が垂直軸１１に沿って上下に移動可能である。

以下では、位置関係の図解を容易化するためにデカルトｘｙｚ座標系を使用する。垂直軸１１はこの座標系のｚ方向に沿って延びる。ｘ方向は図１の描画面と垂直であってその内部に延び、ミシン１の縫い方向と平行に延びる。ｙ方向は図１において左に延びる。

針１０は針糸１３をアイレットに案内する。当該針糸１３は、糸調子装置を介して糸巻き（リール）１２として構成された上糸供給部及び糸レバー８によって供給され、上糸とも称される。糸調子装置は図２以下に関連してより詳細に説明する。針糸１３は固定していない（自由な）上糸開始セグメント１３ａを有する。

ベースプレート２は、織物片１５が載る支持板１４を担持し、当該支持板１４はネジにより固定されている。ステッチ板１６として構成された支持板１４の部分は、ドロップフィードとも称される下側送り歯１７を通過させることができる凹所を具備している。送り歯１７は、針１０を通過させるステッチ穴１８を有する。送り歯１７は公知の態様で摺動・昇降歯車ユニットと駆動接続している。当該摺動・昇降歯車ユニットはベースプレート２の下に配置されている。

支持板１４の下には、ルーパー先端２１を有するルーパー本体２０を有するルーパー１９が配置されている。ルーパー本体２０には、カップ型ボビンケースが設置されており、糸巻き２２又は糸スプールの態様でルーパー糸供給部を収容する。糸巻き２２は下糸供給部である。ルーパー糸は下糸とも称される。

ルーパー１９は、針１０と共にステッチ形成工具を形成する。針１０は上糸を案内するために使用される。ルーパー１９は、上糸と下糸を織り交ぜる（絡み合わせる）ために使用される。

ルーパー１９は、ｚ方向に延びる垂直ルーパー軸２３の周りを回転可能である。ルーパー本体２０は、ルーパー軸２３と同軸に延びるシャフト２５に固定接続している。シャフト２５は、ベースプレート２にねじ留めされたベアリングブロック２６内に回転するように設置されている。このベアリングブロック２６には、ベアリングブロック２６内部に配置された歯車ユニット（toothed gear unit）に接続した駆動シャフト２７が設置されている。歯車ユニットは１：２の速度伝達比を有し、それは、シャフト２５に配置されたルーパー本体２０が駆動シャフト２７の一回転の間に二度回転することを意味する。駆動シャフト２７は、ベルト駆動部２８を介してアームシャフト６と駆動接続している。

図１及び２のセクションＩ／ＩＩにおいてアーム４のハウジング部分３０に配置された糸調子装置２９は、上糸１３の糸経路において前後に配置された多数の糸調子構成部品を有する。上糸１３の糸経路に沿って見ると、糸巻き１２はまず、より詳細には示していない糸プリテンション装置より前に位置する。当該糸プリテンション装置は次に、主糸調子装置３２より前に位置する。ミシン１の設計に依存して、糸プリテンション装置は省かれてもよい。

主糸調子装置３２は調子シャフト３３（図３参照）を有し、その周りに張るべき上糸１３が巻かれる。糸調子寄与を生成するようにそれぞれ構成された２つの調子ユニット３４，３５が調子シャフト３３と相互作用する。調子ユニット３４，３５のそれぞれは、調子シャフト３３に後続する上糸１３の経路において上糸１３の糸調子寄与又は糸調子を生成するよう機能する。主糸調子装置３２の設計に依存して、糸調子を生成するために使用される正に１つの調子ユニット、例えば調子ユニット３４を備えることも考えられる。

調子ユニット３４，３５のそれぞれは、一組の圧力調子皿３６とアクチュエーターにより形成されている。それぞれの組の調子皿の圧力調子皿３６は、テンションを掛けるべき上糸１３がこの組の調子皿３６の間を通るように配置される。それぞれの組の調子皿３６はアクチュエーター３７と相互作用し、調子皿３６の間で圧力を設定する。一組の圧力調子皿３６とアクチュエーター３７のこの効果は従来技術から知られており、例えば特許文献１に特に図４に関連して記載されている。

アクチュエーター３７は電磁石であってもよい。アクチュエーター３７はまたステッパーモーターであってもよい。

２つの調子ユニット３４，３５は同じアクチュエーター３７と相互作用する。２つの調子ユニット３４，３５は、互いに軸方向にすぐに隣接して調子シャフト３３に配置されている。２つの調子ユニット３４，３５の間には、軸受ディスク３７ａが配置され、この軸受ディスク３７ａに軸方向にすぐに隣接して配置された２つの調子ユニット３４，３５のそれら調子皿３６がそれに当接する。調子皿３６のように、軸受ディスク３７ａは調子シャフト３３にフィット（嵌合）され、軸受ディスク３７ａに面する調子皿３６を半径方向に支持する機能を有する。この目的のために、軸受ディスク３７ａは、それに面するそれぞれの調子皿３６の縁部分と係合する側面に周方向軸受溝（circumferential bearing groove）を有する。

２つの調子ユニット３４，３５に加えて、主糸調子装置は、上糸１３の糸経路を偏向するための糸経路偏向要素３８を有する。主糸調子装置３２における上糸１３のこの糸経路は、上糸１３が、まず２つの調子ユニット３４，３５の最初の領域において調子シャフト３３の周りに巻かれて調子シャフト３３の第１糸調子寄与を生成し、次に２つの調子ユニット３４，３５の第二の領域において再び調子シャフト３３の周りに巻かれる前に糸経路偏向要素３８の上に延びて、第２糸調子寄与を生成する、ものである。主糸調子装置３２におけるこの糸経路は、３以上の糸調子寄与が生成されるものであってもよい。この場合、次の糸調子寄与を生成するために、同じ糸経路偏向要素３８の上に又は別な糸経路偏向要素（図示せず）の上に、再び調子シャフト３３の周りに追加の糸経路があってもよい。この目的のために、調子シャフト３３は、図面には示されない、調子ユニット３４，３５のように構成された別な調子ユニットを担持してもよい。

糸経路偏向要素３８は偏向ピンとして構成される。このタイプの偏向ピンがハウジング部分３０にしっかり設置されてもよく、又はこれに代えてそのピン軸周りに回転可能なように構成されてもよい。この場合、ピンはラジアル軸受を介してコロ（roll）のようにハウジング部分３０に設置される。

それに代えて、ホイール調子皿の皿部分のそれぞれの組として調子ユニット３４，３５を設計することが考えられる。例えば調子ユニット３４又は３５のうちの１つを形成する、ホイール調子皿３９のこのタイプの一組の皿部分が図６に示される。

ホイール調子皿３９の２つの皿部分３９ａは、例えば溶接により互いに固く接続している。ホイール調子皿３９の皿部分３９ａの組の外周は、略Ｕ形又は略Ｖ形の溝プロフィールを有し、そこに上糸１３が、当該外周の角度範囲で、例えば３６０°の範囲で調子シャフト３３の周りにそれを巻き付けることで案内される。

ホイール調子皿３９の皿部分３９ａの組の外側プロフィールは２つのウェブリング４０によって形成され、ウェブリングはそれぞれ、±ｘ方向に軸方向外側に曲がった多数のウェブ４１を有する。周方向における２つのウェブリング４０のウェブ４１の配置は、ウェブ４１が交互に２つのウェブリング４０のうちの一方に関連し、次に２つのウェブリング４０のうちの他方に関連する、ものである。溝プロフィールのプロフィールベースが、ｘ方向に互いに重なる複数のウェブ４１の複数の保持部分４２によって形成される。これにより、調子皿３９の皿部分３９ａの組の周りに巻かれたときに、上糸１３が調子シャフト３３の軸中心線に対して正確に定められた半径を置いて延びることが保証される。

保持部分４２は舌部分として構成されてもよい。

調子ユニット３４，３５が圧力調子皿３６の組又はホイール調子皿３９の皿部分３９ａの組として構成されるかどうかにかかわらず、主糸調子装置３２の少なくとも１つの調子ユニットが、調子シャフト３３の回転を駆動する少なくとも１つのステッパーモーターによって形成されてもよい。調子シャフト３３はその際このタイプのステッパーモーターのモーターシャフトとして直接構成されてもよいし、又は調子シャフトは歯車ユニットを介してステッパーモーターのモーターシャフトに接続されてもよい。１又は複数の調子ユニットがステッパーモーターとして構成されるとき、上糸１３は特に二度以上調子シャフト３３の周りに全体的に巻かれてもよい。

図２～５から分かるように、ハウジング部分３０は、上で述べた主糸調子装置３２のように２つの主糸調子装置を対応的に上糸１３を案内することで形成することができる複数の構成部品を装備してもよい。言い換えれば、これらの図面に示されているように、ハウジング部分３０は、関連する調子シャフト、関連するアクチュエーター、関連する調子ユニット及び関連する糸経路偏向要素を備えた２つの主糸調子装置を担持してもよい。

アクチュエーター３７は、圧縮ばね３４を介して調子ユニット３４，３５の調子皿３６又は３９にそれぞれ作用する。圧縮ばね３４は螺旋ばね、特に螺旋線ばねであってもよい。トルク制御されたサーボモーター又はステッパーモーターとして構成されたアクチュエーター３７を使用するとき、このタイプの調子ばね（tensioning spring）は省略されてもよい。

圧力調子皿３６を備えた調子ユニット３４，３５の実施形態では、糸調子は、それぞれの調子皿３６の間のアクチュエーター３７によってその間に配置された糸に加えられる圧力により生成される。調子皿３６は調子シャフト３３に回転しないように配置できる。それぞれのホイール調子皿３９の皿部分３９ａを有する実施形態では、当該調子はブレーキ効果によって生成される。当該ブレーキ効果は、その糸経路内でそこに巻かれた糸と共に回転するそれぞれのホイール調子皿３９と、調子シャフト３３に対して回転しないように配置され得るブレーキ本体との間で、アクチュエーター３７の圧力によって生成される。ブレーキ本体は例えば軸受ディスク３７ａである。

主糸調子装置３２の下流の糸経路では、上糸１３が糸締付装置４４（図１も参照）を通過し、その後糸レバー８を介して針１０のアイレットに延びる。

図７は、糸調子装置３２の糸経路を示す。この図は、図１～５に示される実施形態の２つの糸調子装置３２のうちの１つを示す。よって、他の糸調子装置３２における糸経路もそれに相当する。

針糸１３はまず、図７に示していない糸プリテンション装置から、圧力調子皿３６（第１調子ユニット）の第１ペア４５の上に延びる。その際、針糸は１８０°以上調子シャフト３３の周りに巻かれるが、全体的に二度以上調子シャフト３３の周りに巻かれてもよい。図示の実施形態では、針糸は、圧力調子皿３６の第１ペア４５の領域で約２７０°の角度範囲で調子シャフト３３の周りに巻かれる。針糸が第１ペア４５の周りに巻かれると、第１糸調子寄与が縫い糸１３のために生成される。

針糸１３は、約１８０°の接触角で糸経路偏向要素３８の周りに巻かれ、次いで糸調子装置３２の圧力調子皿３６（第２調子ユニット）の第２ペア４６に延び、そこで第１ペア４５におけるのと同様に調子シャフト３３の周りに巻かれる。針糸が第２ペア４６の周りに巻かれると、第２糸調子寄与が縫い糸１３のために生成される。

次いで、針糸１３は、図７に示されない糸締付ばねに延びる。

圧力調子皿３６の第１ペア４５はハウジングに配置されるのに対し、第２ペア４６は調子シャフト３３の自由端に向かって配置される。

図７に示される実施形態では、圧縮ばね４３は波形ばねとして構成される。波形ばねブロックがここでも使用できる。

縫い糸１３は、同じ回転方向に又は逆回転方向に、それぞれの調子ユニット４５，４６の領域で調子シャフト３３の周りに巻かれてもよい。糸のタイプと操作条件に依存して、２つの向き「同じ回転方向」と「逆回転方向」のうちの１つが、もつれを避けるためにより望ましい。

１３ 縫い糸
３２ 糸調子装置
３３ 調子シャフト
３４，３５ 調子ユニット
３８ 糸経路偏向要素

Claims (8)

1. ミシンのための糸調子装置（３２）であって、
   －張るべき縫い糸（１３）が調子シャフト（３３）の周りに巻かれるように構成された少なくとも１つの調子シャフト（３３）と、
   －前記調子シャフト（３３）の下流の前記縫い糸（１３）の経路で糸調子を生成するために、前記調子シャフト（３３）と相互作用する少なくとも２つの調子ユニット（３４，３５）と、
   －前記縫い糸（１３）の糸経路を偏向するための糸経路偏向要素（３８）と、を備え、
   －前記糸調子装置（３２）の糸経路は以下のようである、すなわち、
   前記縫い糸（１３）が、
   －－まず、前記調子シャフト（３３）の周りに巻かれて、第１糸調子寄与を生成し、
   －－次いで、前記糸経路偏向要素（３８）上に延び、
   －－次いで、再び前記調子シャフト（３３）の周りに巻かれて、第２糸調子寄与を生成し、
   －それぞれの前記調子ユニット（３４，３５）が、
   －－少なくとも１組の圧力調子皿（３６）と少なくとも１つのアクチュエーター（３７）により形成され、張るべき前記縫い糸（１３）が前記圧力調子皿（３６）の間を通るように、前記圧力調子皿（３６）は２つ一組で配置されており、前記圧力調子皿（３６）は、前記圧力調子皿（３６）の間の圧力を設定するために前記アクチュエーター（３７）と相互作用し、又は
   －－ホイール調子皿（３９）、ブレーキ本体（３７ａ）及び少なくとも１つのアクチュエーター（３７）によって形成され、これらは、張るべき前記縫い糸（１３）が前記ホイール調子皿（３９）の皿部分の間を通るように配置され、前記ホイール調子皿（３９）は、前記ブレーキ本体によって前記ホイール調子皿（３９）に加えられる圧力を設定するために前記アクチュエーター（３７）と相互作用し、
   －前記少なくとも２つの調子ユニット（３４，３５）が前記調子シャフト（３３）に配置され、前記調子ユニット（３４，３５）はそれぞれの糸調子寄与を生成するように構成されている、糸調子装置。
2. 前記糸経路偏向要素（３８）がピン軸の周りに回転可能なピンとして構成され、当該ピンは、前記縫い糸（１３）が当該ピンの周りに巻かれるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の糸調子装置。
3. それぞれの前記調子ユニットが少なくとも２組の圧力調子皿を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の糸調子装置。
4. それぞれの前記調子皿が舌形状の保持部分として構成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の糸調子装置。
5. 前記アクチュエーター（３７）はステッパーモーターとして構成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の糸調子装置。
6. 異なる糸調子寄与が独立して設定されるように前記調子ユニットが構成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の糸調子装置。
7. 前記調子ユニットは少なくとも１つのステッパーモーターによって形成され、前記調子シャフト（３３）は当該ステッパーモーターにより駆動される、ことを特徴とする請求項１又は２及び６に記載の糸調子装置。
8. 請求項１又は２に記載の糸調子装置（３２）を有するミシン。

Images