縫紉機的製作方法

2023-10-05 05:02:09

本發明涉及一種對線張力(thread tension)進行調整的縫紉機。

背景技術：

縫紉機中，上線一邊由天平引導一邊插通到針中，下線被收容至梭中。針、梭及天平中，利用帶齒皮帶(toothed belt)將驅動針杆的上軸與驅動梭的下軸加以連結。即，當利用電動機的驅動力等驅動上軸時，下軸也旋轉，針、梭及天平相互動作。縫紉機利用梭的梭尖捕捉在針移動到針下止點後上升時上線所形成的線圈，並通過上線與下線交織而形成針腳。

上線與下線為了形成適當的針腳，而需要根據縫製條件來調整適當的線張力。在上線與下線的張力的平衡性方面，如果上線過強，則上線與下線的交絡點會露出在織物的表面，如果下線過強，則上線與下線的交絡點會露出在織物的背面，從而織物的內部不會形成交絡點。而且，也會存在產生布收縮或針腳變得不牢固的情況。上線與下線的張力是由上線與下線的供給量等而引起。

關於上線的供給量，由利用天平進行的上線的抽出、上線的鬆弛、上線的上拉或自動線張力器來應對。關於下線的供給量，通過使從下方鉤掛下線的下線供給體升降，而使下線產生暫時的張力並加以調整(參照專利文獻1)。根據該下線的供給調整方法，相應於縫製圖案、織物的傳送量、針振幅、布種類及線種類等縫製條件，來變更下線供給體的下降量，由此根據縫製條件來變更下線的供給量。

專利文獻1的下線供給體粘著於軸上，並以該軸為中心而擺動自如。叉經由銷而樞軸支撐(pivoting)在粘著於軸的臂上，叉利用縫紉機電動機並經由下軸而由三角凸輪以銷為中心進行擺動，所述三角凸輪粘著於該下軸，並且樞軸支撐於中間附近的銷的方片(square die)沿著調節體的槽滑動，從而使臂擺動。

即，使下線供給體移動的動力是從粘著於下軸的三角凸輪而獲取。於是，使下線供給體移動的時機(timing)取決於粘著於下軸的三角凸輪的相位，針對各種縫製條件僅可按照相同的相位進行下線的抽出。

例如，在交錯(zigzag)縫中，在天平到達上止點之前，需要比直線縫供給更多的下線。然而，專利文獻1的下線供給體中無法控制下線供給的相位，因而，無法在對於縫製條件而言適當的時機進行下線供給，所謂適當的時機是指在為交錯縫的情況下使下線供給的相位提前，而在直線縫的情況下使下線供給的相位延遲。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開昭62-2998號公報

技術實現要素：

[發明所要解決的問題]

本發明的目的在於提供一種根據縫製條件來自如設定下線的供給時機的縫紉機。

[解決問題的技術手段]

為了達成所述的目的，本發明的縫紉機使上線與下線交絡而形成針腳，所述縫紉機的特徵在於包括：第一電動機；上軸，利用所述第一電動機進行旋轉；下軸，與所述上軸連結，且與所述上軸聯動地旋轉；天平，經由所述上軸而從所述第一電動機接收驅動力；針杆，經由所述上軸而從所述第一電動機接收驅動力；梭，經由所述下軸而從所述第一電動機接收驅動力；第二電動機，與所述第一電動機分開；以及下線供給體，從所述第二電動機接收驅動力而進行驅動，根據所述第二電動機的驅動時機及驅動量來對所述下線賦予張力，並使張力緩和。

所述下線供給體可對所述下線賦予張力並使張力緩和，由此供給下線。

所述下線供給體可為將所述下線下壓的操作杆(lever)，從所述第二電動機接收驅動力而升降。

本發明的縫紉機可包括：機械軸(shaft)，與所述下線供給體連結； 以及凸輪皮帶輪，限制所述機械軸的位置，所述第二電動機使所述凸輪皮帶輪在規定時機旋轉規定量，所述機械軸根據所述第二電動機對所述凸輪皮帶輪的限制變化而使位置移動，將連結的所述下線供給體上推或下拉。

本發明的縫紉機可包括控制單元，所述控制單元對縫製條件進行檢測，並根據檢測到的縫製條件來控制所述下線供給體，所述下線供給體響應規定的縫製條件，在所述天平到達上止點前，對所述下線暫時地賦予張力而使所述下線的供給量增加。該規定的縫製條件例如為交錯縫。

本發明的縫紉機可包括控制單元，所述控制單元對縫製條件進行檢測，並根據檢測到的縫製條件來控制所述下線供給體，所述下線供給體響應規定的縫製條件，在所述天平到達上止點的時機將所述下線下拉。該規定的縫製條件例如為直線縫。

[發明的效果]

根據本發明，可利用與使針杆、梭及天平聯動動作的第一電動機分開的第二電動機來驅動下線供給體，因而可自如地設定下線供給體的驅動時機及驅動量，從而可對應於各種縫製條件來形成高品質的針腳。

附圖說明

圖1(a)、圖1(b)是表示縫紉機整體的構成的圖，圖1(a)表示外觀，圖1(b)表示內部構成的概要。

圖2(a)、圖2(b)是表示下線供給體的動作的圖，圖2(a)表示下線供給體處於最上點的狀態，圖2(b)表示下線供給體已下降的狀態。

圖3是表示下線供給體的詳細構成的圖。

圖4是表示下線供給體的局部放大圖。

圖5是表示凸輪面的旋轉角與機械軸的高度的關係的曲線圖。

圖6是表示下線供給體的第一控制例的時序圖。

圖7是表示下線供給體的第二控制例的時序圖。

圖8是表示下線供給體的第三控制例的時序圖。

圖9是表示下線供給體的第四控制例的時序圖。

圖10是表示下線供給體的第五控制例的時序圖。

圖11是表示下線供給體的第六控制例的時序圖。

圖12是表示縫紉機所包括的計算機的功能構成的框圖。

附圖標記：

1：縫紉機

2：針板

3：針

4：針杆

5：梭

6：縫紉機電動機

7：天平

8：下線供給體

9：計算機

61：上軸

62：曲柄機構

63：下軸

64：齒輪機構

65、66：皮帶輪

67：帶齒皮帶

81：臂部

82：支撐板

82a、83b、83c：銷

83：機械軸

83a：凸緣

84：軸承

85：壓縮彈簧

86：凸輪皮帶輪

86a：凸輪面

86b：皮帶輪部

87：帶齒皮帶

88：步進電動機

91：CPU

92：ROM

93：RAM

94：電動機驅動器

95：編碼器

96：傳感器

97：操作單元

100：織物

200：上線

300：下線

具體實施方式

(縫紉機的整體構成)

如圖1(a)、圖1(b)所示，縫紉機1為如下的家用、企業用或工業用的裝置，即，使針3落在載置於針板2的織物100上，使上線200與下線300交絡而形成針腳，由此對該織物100進行縫製。

該縫紉機1具有針杆4與梭5。針杆4相對於針板2垂直地延伸，且可沿垂直方向上下移動地安裝。該針杆4利用針板2側的前端對保持上線200的針3進行支撐。梭5具有一平面開口的內部中空的圓筒形狀，相對於針板2水平或垂直地安裝，且可在圓周方向上旋轉。該梭5內部收容卷繞下線300的梭心(bobbin)。

該縫紉機1中，利用針杆4的上下移動，針3伴隨上線200而貫通織物100，在針3上升時形成由織物100與上線200的摩擦而引起的上線圈。而且，利用旋轉的梭5捕捉上線圈，已抽出下線300的梭心伴隨梭5的旋轉而鑽過上線圈，由此上線200與下線300交絡，從而形成針腳。

針杆4與梭5以共用的縫紉機電動機6作為動力源，經由各自的傳遞機構而驅動。針杆4上經由曲柄機構62而連結著水平延伸的上軸61。曲柄機構62將上軸61的旋轉轉換為直線運動並傳遞至針杆4，由此針杆4進行上下移動。梭5上經由齒輪機構64而連結著水平延伸的下軸 63。在梭5水平設置的情況下，齒輪機構64為例如軸角設為90度的圓筒蝸杆齒輪。齒輪機構64將下軸63的旋轉轉換90度後傳遞給梭5，由此梭5進行水平旋轉。

上軸61上設置著具有規定齒數的皮帶輪65。而且，下軸63上設置著具有與上軸61的皮帶輪65相同數量的齒數的皮帶輪66。兩皮帶輪65、皮帶輪66利用帶齒皮帶67而連結。當上軸61伴隨縫紉機電動機6的旋轉而旋轉時，經由皮帶輪65與帶齒皮帶67而下軸63旋轉。由此，針杆4與梭5同步地工作。

進而，縫紉機1具有天平7與下線供給體8。天平7為插在從線軸(thread reel)到針3為止的線軌跡中途的柄，前端形成著供上線200通過的孔。該天平7的基端軸支撐於與上軸61並行的水平軸，而且，曲柄機構62與柄的中途連結，利用上軸61的旋轉而使前端繞水平軸升降。天平7利用上下移動來變更線軌跡的路徑長度，由此從線軸抽出上線200，並利用下降使上線200帶有餘裕地加以供給，通過進一步上升而將上線200上拉從而將針腳拉緊。

下線供給體8利用對下線300的任意的時機的張力賦予與張力緩和，而在任意的時機抽出下線300，且在任意的時機使下線300帶有餘裕地加以供給來用於形成針腳，並且在任意的時機將下線300下拉而將針腳拉緊。該下線供給體8為橫向截斷梭5的操作杆，在收容著梭心的梭5的上方水平延伸而橋接。下線供給體8如圖2(a)、圖2(b)所示，以高度可變更的方式設置。下線300一邊從下線供給體8的下方鉤掛，一邊朝向設置於下線供給體8的上方的針板2的開口。

因此，當下線供給體8下降時，下線300被從針腳側下拉(參照圖2的(b))。而且，當下線供給體8下降時，下線300被下壓，相對於從梭5直線地朝向針板2的下線300的路徑長度(參照圖2的(a))，因下線供給體8而彎曲的下線300的路徑長度(參照圖2的(b))更長，根據所述路徑長度之差來抽出下線300。然後，下線供給體8上升並復原，由此使抽出的下線300產生餘裕，供給與路徑長度之差相應的下線300以用於形成針腳。

(下線供給體的構成)

圖3表示下線供給體8的詳細構成，圖4表示下線供給體8的局部放大。如圖3及圖4所示，下線供給體8是由臂部81在操作杆兩端部延伸而成，下線供給體8整體上仰視呈U字狀且側視呈L字狀。即，下線供給體8是使橫向截斷梭5的操作杆的兩端在梭5的外方朝向下方彎曲，並使兩彎曲前端部進一步水平彎曲延伸而成。

下線供給體8的臂部81經由銷82a而軸支撐於成為支點的固定的支撐板82。在臂部81的中途，經由銷83c而連結著成為升降的力點的機械軸83。機械軸83從銷83c的連結部垂直地下降，且可沿著軸上下移動地嵌入到軸承84中。該下線供給體8、支撐板82及機械軸83具有第3種槓桿的關係，機械軸83沿著軸上升及下降，由此下線供給體8以使操作杆升降的方式以支撐板82的銷82a為中心而旋動。

在機械軸83的上下移動機構中，機械軸83上嵌入著固定於軸承84的下表面的壓縮彈簧85。在機械軸83的下部延伸設置著凸緣83a，壓縮彈簧85的一端以該凸緣83a為支承面而與機械軸83抵接。利用該壓縮彈簧85的延伸賦能力而在常態下對機械軸83賦予壓下力。

然而，機械軸83的位置由凸輪機構限制，且下降時機與可下降量由凸輪機構控制。即，沿與軸正交的方向延伸的銷83b貫通機械軸83的下部，並從機械軸83圓周面凸出。銷83b作為凸輪從動件，而與位於銷83b的正下方的凸輪面86a抵接。因此，機械軸83的利用壓縮彈簧85的下降由凸輪面86a限制。

圖5是表示凸輪面86a的旋轉角與機械軸83的高度的關係的曲線圖。凸輪面86a具有將最高部設為0度並連續下降到180度的傾斜。換句話說，凸輪面86a具有將180度設為最低部並連續上升到0度的傾斜。即，根據銷83b抵接的凸輪面86a的位置，來變更機械軸83的可下降量，從而控制下線供給體8的下降量。

回到圖3及圖4中，凸輪面86a形成於圓筒狀的凸輪皮帶輪86的上表面。在凸輪皮帶輪86的下部，貫穿設置著周面上排列有齒脊(tooth ridge)的皮帶輪部86b。齒脊沿著凸輪皮帶輪86的圓周方向排列。皮帶輪部86b上卷繞著帶齒皮帶87。而且，縫紉機1中，與縫紉機電動機6分開地設置步進電動機88，帶齒皮帶87將步進電動機88的旋轉軸與皮 帶輪部86b加以連結。

當步進電動機88驅動時，經由帶齒皮帶87與皮帶輪部86b而凸輪面86a進行旋轉。根據凸輪面86a的旋轉角，由銷83b從動的凸輪面86a的高度發生變化，根據變化量而壓縮彈簧85將機械軸83下壓。如果機械軸83下降，則連結於機械軸83的下線供給體8也以支撐板82的銷82a為中心而被下拉。而且，當步進電動機88進行逆轉驅動時，機械軸83被上推，下線供給體8以支撐板82的銷82a為中心而被上推。

根據該機構，下線供給體8配合步進電動機88的驅動時機，能夠不與縫紉機電動機6的驅動聯動地進行升降。而且，下線供給體8根據步進電動機88的旋轉量來控制下降量。而且，下線供給體8在下降過程中，會在下線300上產生暫時的張力變化，將下線300從針腳側下拉，或將下線300從梭心抽出。

(下線供給體的各種控制例)

表示所述利用縫紉機1的下線供給體8的控制例。圖6是將縱軸設為天平7的上下量與下線供給體8的上下量，將橫軸設為相位的曲線圖，且表示天平7的上下量與下線供給體8的上下量的關係。

如圖6所示，作為第一控制例，在天平7到達上止點前，下線供給體8以下降量A進行下降，使下線供給體8上升並回到最上點。根據該第一控制例，除利用織物100的傳送來進行下線300的供給外，還在天平7到達上止點前利用下線供給體8的升降來追加下線300的供給量，從而能夠在天平7到達上止點時增加下線300的供給量。

在天平7到達上止點時，通過將上線200上拉，來進行針腳的拉緊。在交錯縫中，有因該針腳的拉緊而產生布收縮的擔心。根據第一控制例，在針腳的拉緊階段大量供給下線300，因而可減小布收縮的可能性。

如圖7所示，作為第二控制例，在天平7到達上止點前，使下線供給體8以下降量B進行下降，使下線供給體8上升並回到最上點。另外，下降量A≠B。根據第二控制例，例如可根據與布的種類、厚度、柔軟性相應的布收縮容易度，來調整天平7到達上止點前的下線的供給量。

如圖8所示，作為第三控制例，在天平7到達上止點的時機，使下線供給體8下降。即，與天平7將上線200上拉同時地，下線供給體8 將下線300下拉。因上線200與下線300的雙方將針腳拉緊，所以例如在直線縫等情況下可形成牢固的針腳。

如圖9所示，作為第四控制例，在天平7的1周期的上下移動期間，下線供給體8多次升降。對應在形成一個針腳的期間產生的下線消耗的各階段，而能夠提供對於各階段而言所需的下線供給量。

如圖10所示，作為第五控制例，使下線供給體8連續地逐漸下降、連續地逐漸上升、或實施所述兩者。能夠使短期內下線供給體8下降時產生的下線300的下拉效果無效化，或能夠消除因短期內下線供給體8上升而可能產生的下線300的鬆弛等。

而且，如圖11所示，作為第六控制例，也可採用不使下線供給體8升降的控制形態。

(下線供給體的控制構成)

以上的各種控制例中，能夠使步進電動機88不與縫紉機電動機6聯動地進行驅動，因而可根據各種縫製條件而自如地進行變更。縫製條件例如為織物100的布厚、織物100的種類、織物100的傳送速度、線的纖維種類或粗細度、鎖縫(lock stitch)或鏈縫(chain stitch)等針腳的構成、直線縫或交錯縫等縫製圖案、倒縫(backstitch)或假縫(basting)等縫製方法、針腳形式的種類等。

圖12是表示縫紉機1所具備的計算機9的功能構成的框圖。縫紉機1包括計算機9，該計算機9包含中央處理器(Central Processing Unit，CPU)91、只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)92、隨機存取存儲器(Random Access Memory，RAM)93、成為下線供給體8的驅動源的步進電動機88的電動機驅動器94。該計算機9中被輸入縫紉機電動機6的編碼器95的值、如各種傳感器96之類的檢測結果、及各種按鈕或提鈕等操作單元97的操作結果。

計算機9根據如各種傳感器96之類的檢測結果或操作結果來檢測縫製形態，並根據縫製形態，對下線供給體8的上升下降時機、上升下降的速度、及下降量加以組合控制。換句話說，對作為下線供給體8的驅動源的步進電動機88的驅動時機、旋轉速度及旋轉角進行控制。

(效果)

如以上那樣，該縫紉機1中包括下線供給體8，該下線供給體8相對於天平7、針杆4及梭5，從與該縫紉機電動機6分開的步進電動機88接收驅動力，所述天平7、針杆4及梭5通過連結於包含上軸61及下軸63的傳遞機構而與縫紉機電動機6聯動動作。該下線供給體8接收步進電動機88的驅動力而進行驅動，並根據步進電動機88的驅動時機及驅動量來對下線300賦予張力。

由此，可自如地設定下線供給體8的驅動時機及驅動量，且可與各種縫製條件相對應地控制下線300的供給量及供給時機。而且，因可自如地設定下線供給體8的驅動時機及驅動量，從而也可在規定的時機將下線300從針腳側下拉。因此，可形成與各種縫製條件相應的高品質的針腳。

下線供給體8為將下線300下壓的操作杆，從步進電動機88接收驅動力而進行升降。然而，只要能夠在規定的時機對下線300賦予規定的張力，則不限定於此，例如，也可包括對下線300進行引導的輥並使該輥的位置發生變化，或利用鉤狀的棒材鉤掛並下拉。

而且，作為對下線供給體8的傳遞機構，包括與下線供給體8連結的機械軸83、及對機械軸83的位置進行限制的凸輪皮帶輪86。步進電動機88在規定的時機使凸輪皮帶輪86旋轉規定量，機械軸83根據步進電動機88對凸輪皮帶輪86的限制變化而使位置移動，並將所連結的下線供給體8上推或下拉。然而，只要能夠使下線供給體8位移，則不限定於此，而且在僅想要使下線300的供給時機可變的情況下，例如也可傳遞音圈電動機等2值的移動。

作為下線供給體8的控制形態，也可利用檢測縫製條件的計算機9，響應規定的縫製條件而使下線供給體8工作，在天平7到達上止點前，對下線300暫時地賦予張力以增加下線300的供給量。此處提及的規定的縫製條件例如為交錯縫。由此，可抑制布收縮。

而且，也可響應規定的縫製條件而使下線供給體8工作，在天平7到達上止點的時機，將下線300下拉。此處提及的規定的縫製條件例如為直線縫。由此，可形成牢固的針腳。

(其他實施方式)

如以上所述對本發明的實施方式進行了說明，但可在不脫離發明的主旨的範圍內進行各種省略、替換、變更。而且，該實施方式或其變形包含在發明的範圍或主旨中，並且包含在技術方案中所記載的發明及其均等的範圍內。