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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5982124
(24)【登録日】2016年8月5日
(45)【発行日】2016年8月31日
(54)【発明の名称】ミシン
(51)【国際特許分類】
D05B 19/12 20060101AFI20160818BHJP
D05B 57/14 20060101ALI20160818BHJP
【ＦＩ】
D05B19/12
D05B57/14
【請求項の数】11
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2012-1014(P2012-1014)
(22)【出願日】2012年1月6日
(65)【公開番号】特開2013-46730(P2013-46730A)
(43)【公開日】2013年3月7日
【審査請求日】2014年12月15日
(31)【優先権主張番号】特願2011-160422(P2011-160422)
(32)【優先日】2011年7月22日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003399
【氏名又は名称】ＪＵＫＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】皆川 忠義
(72)【発明者】
【氏名】奥井 裕和
【審査官】
新田 亮二
(56)【参考文献】
【文献】
実公昭３８−００５９３８（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】
特開昭６３−１３２６９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実公昭４３−００５３０９（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】
実開昭５６−０２３０７４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
特公昭３５−００９４８４（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｄ０５Ｂ １／００ − ９７／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
縫い針を保持して上下動を行う針棒と、
往復の回動動作により上糸を下糸に絡める半回転釜と、
前記針棒の上下動と前記半回転釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、
針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構とを備えるミシンにおいて、
前記半回転釜は、当該半回転釜の前進回動時に上糸を捕捉する剣先と、半回転釜の後退回動時にボビンから針板の針穴に渡る下糸に摺接して縫いにより消費される下糸の繰り出しを行う下糸繰り出し部とを備え、
前記下糸繰り出し部は、
前記ボビンの周囲に沿って形成され、前記半回転釜の前面側に向かって立設された凸条を備え、当該凸条の突出量の変位により下糸の繰り出し量を変化させる構造であって、
繰り出しの開始から最大繰り出し位置まで連続的な登り勾配で形成された繰り出し量増加傾斜部と、
前記最大繰り出し位置から最小繰り出し位置まで連続的な下り勾配で形成された繰り出し量減少傾斜部とを備え、
前記最大繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ開始以前に下糸が到達する配置とし、
前記最小繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ完了以前に下糸が到達する配置としたことを特徴とするミシン。
往復の回動動作により上糸を下糸に絡める半回転釜と、
前記針棒の上下動と前記半回転釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、
針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構とを備えるミシンにおいて、
前記半回転釜は、当該半回転釜の前進回動時に上糸を捕捉する剣先と、半回転釜の後退回動時にボビンから針板の針穴に渡る下糸に摺接して縫いにより消費される下糸の繰り出しを行う下糸繰り出し部とを備え、
前記下糸繰り出し部は、
前記ボビンの周囲に沿って形成され、前記半回転釜の前面側に向かって立設された凸条を備え、当該凸条の突出量の変位により下糸の繰り出し量を変化させる構造であって、
繰り出しの開始から最大繰り出し位置まで連続的な登り勾配で形成された繰り出し量増加傾斜部と、
前記最大繰り出し位置から最小繰り出し位置まで連続的な下り勾配で形成された繰り出し量減少傾斜部とを備え、
前記最大繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ開始以前に下糸が到達する配置とし、
前記最小繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ完了以前に下糸が到達する配置としたことを特徴とするミシン。
【請求項2】
前記最大繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ開始と同時に下糸が到達する配置としたことを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項3】
前記最小繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ完了と同時に下糸が到達する配置としたことを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【請求項4】
前記最大繰り出し位置における下糸繰り出し量と前記最小繰り出し位置における下糸繰り出し量の差が、前記糸寄せ部材による糸使用量と一致するように前記下糸繰り出し部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項5】
上軸に連動して上下動し、上昇時に上糸を引き上げる天秤を備え、
前記糸寄せ部材が、前進時に下糸の糸寄せを行い、後退時に下糸を緩ませると共に、
前記糸寄せ部材が後退を始めると前記天秤が上昇して上糸の引き上げを行うことを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載のミシン。
前記糸寄せ部材が、前進時に下糸の糸寄せを行い、後退時に下糸を緩ませると共に、
前記糸寄せ部材が後退を始めると前記天秤が上昇して上糸の引き上げを行うことを特徴とする請求項１から４いずれか一項に記載のミシン。
【請求項6】
前記半回転釜の内側にボビンケースを備え、当該ボビンケースの外周部と前面部との境界部を角のない曲面形状とし、
当該曲面形状の境界部であって、前記半回転釜の前進回動により前記剣先に捕捉された上糸が通過する部分については、他の部分よりも、前記曲面形状の曲率半径を大きくしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のミシン。
当該曲面形状の境界部であって、前記半回転釜の前進回動により前記剣先に捕捉された上糸が通過する部分については、他の部分よりも、前記曲面形状の曲率半径を大きくしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項7】
前記曲面形状の境界部であって、前記半回転釜の前進回動により前記剣先に捕捉された上糸が通過する部分部位については、前記ボビンケースの外周部に当該外周部よりも外径を大きくした拡径部を設けたことを特徴とする請求項６記載のミシン。
【請求項8】
前記半回転釜の内側にボビンケースを備え、
当該ボビンケースの外部には上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴を有する角部を有し、
前記ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの上下方向の距離を19[mm]以上22[mm]以下としたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のミシン。
当該ボビンケースの外部には上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴を有する角部を有し、
前記ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの上下方向の距離を19[mm]以上22[mm]以下としたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項9】
前記半回転釜の内側にボビンケースを備え、
当該ボビンケースの外部には上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴を有する角部を有し、
前記ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの水平方向の距離が5[mm]以上7[mm]以下となるように前記角部を保持する保持部を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のミシン。
当該ボビンケースの外部には上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴を有する角部を有し、
前記ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの水平方向の距離が5[mm]以上7[mm]以下となるように前記角部を保持する保持部を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項10】
前記糸寄せ部材と前記中釜との間に設けられ、上糸を捕捉する際の前記中釜の剣先に対向する方向に向かって延出されると共に前記剣先に捕捉された上糸を当該剣先を挟んで両側に押し広げる糸分け部を備え、
前記糸分け部は、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある前記糸寄せ部材の一端部の下面に対向する位置に、切り欠き部を形成したことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のミシン。
前記糸分け部は、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある前記糸寄せ部材の一端部の下面に対向する位置に、切り欠き部を形成したことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項11】
前記切り欠き部は、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある前記糸寄せ部材と重合を生じない形状で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、垂直半回転釜を用いてパーフェクトステッチを実現するミシンに関する。
【背景技術】
【0002】
ミシンにより形成される縫い目には、上糸と下糸とが互いに均整が採れた状態で絡められて形成されたパーフェクトステッチ（図２４（Ａ）参照）と、上糸のみが螺旋を描くように形成されたヒッチステッチ（図２４（Ｂ）参照）とがある。パーフェクトステッチは、上糸の張力と下糸の張力とが互いにバランス良く生地に作用して良好な仕上がりとなり、縫い品質の高い縫製物を提供することができる。一方、ヒッチステッチは、上糸の張力が弱くなりやすく、下糸の張力のバランスが悪く、縫い目が緩くなる等の悪影響が出やすくなり、縫い品質の低下を招きやすい問題がある。上記ヒッチステッチの発生原因の一つとして、針落ち位置と下糸の経路との関係が挙げられる。
【0003】
そこで、従来のミシンでは、エアシリンダを駆動源として糸寄せ部材を作動させて下糸の経路を針穴に対して左側と右側とに切り替え可能とし、必要に応じて針落ち位置に対する下糸の経路を左右いずれかに切り替えることでヒッチステッチの発生を回避することを可能としている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００８−２３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載の従来のミシンは、糸寄せ部材により下糸経路を矯正するので、糸寄せ部材が待機位置に戻されると、糸寄せ部材により引き寄せられた分の下糸が余り、たるみを生じて糸締まりが低下するという問題があった。
【0006】
本発明は、ヒッチステッチを回避する縫製を行いつつも糸締まりの低下の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項１記載の発明は、縫い針を保持して上下動を行う針棒と、往復の回動動作により上糸を下糸に絡める半回転釜と、前記針棒の上下動と前記半回転釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構とを備えるミシンにおいて、前記半回転釜は、当該半回転釜の前進回動時に上糸を捕捉する剣先と、半回転釜の後退回動時にボビンから針板の針穴に渡る下糸に摺接して縫いにより消費される下糸の繰り出しを行う下糸繰り出し部とを備え、前記下糸繰り出し部は、前記ボビンの周囲に沿って形成され、前記半回転釜の前面側に向かって立設された凸条を備え、当該凸条の突出量の変位により下糸の繰り出し量を変化させる構造であって、繰り出しの開始から最大繰り出し位置まで連続的な登り勾配で形成された繰り出し量増加傾斜部と、前記最大繰り出し位置から最小繰り出し位置まで連続的な下り勾配で形成された繰り出し量減少傾斜部とを備え、前記最大繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ開始以前に下糸が到達する配置とし、前記最小繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ完了以前に下糸が到達する配置としたことを特徴とする。
【0008】
なお、本発明では、半回転釜の剣先が上糸ループを捕捉する際の回動方向を「前進回動」とし、その逆方向であって捕捉した上糸ループを剣先から解放する際の回動方向を「後退回動」というものとする。また、「最大繰り出し位置」とは下糸繰り出し部において繰り出し量が最大となるように突出量を最も大きくした部分のことをいい、「最小繰り出し位置」とは下糸繰り出し部において繰り出し量が最小となるように突出量を最も小さくした部分のことをいう。
【0009】
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、前記最大繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ開始と同時に下糸が到達する配置としたことを特徴とする。
【0010】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記最小繰り出し位置を前記糸寄せ部材による糸寄せ完了と同時に下糸が到達する配置としたことを特徴とする。
【0011】
請求項４記載の発明は、請求項１から３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、前記最大繰り出し位置における下糸繰り出し量と前記最小繰り出し位置における下糸繰り出し量の差が、前記糸寄せ部材による糸使用量と一致するように前記下糸繰り出し部が形成されていることを特徴とする。
【0012】
請求項５記載の発明は、請求項１から４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、上軸に連動して上下動し、上昇時に上糸を引き上げる天秤を備え、前記糸寄せ部材が、前進時に下糸の糸寄せを行い、後退時に下糸を緩ませると共に、前記糸寄せ部材が後退を始めると前記天秤が上昇して上糸の引き上げを行うことを特徴とする。
【0013】
請求項６記載の発明は、請求項１から５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、前記半回転釜の内側にボビンケースを備え、当該ボビンケースの外周部と前面部との境界部を角のない曲面形状とし、当該曲面形状の境界部であって、前記半回転釜の前進回動により前記剣先に捕捉された上糸が通過する部分については、他の部分よりも、前記曲面形状の曲率半径を大きくしたことを特徴とする。なお、ここでいう「曲面形状」とは、境界となる角にアールを施した形状をいうものとする。
【0014】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記曲面形状の境界部であって、前記半回転釜の前進回動により前記剣先に捕捉された上糸が通過する部分については、前記ボビンケースの外周部に当該外周部よりも外径を大きくした拡径部を設けたことを特徴とする。
【0015】
請求項８記載の発明は、請求項１から７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、前記半回転釜の内側にボビンケースを備え、当該ボビンケースの外部には上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴を有する角部を有し、前記ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの上下方向の距離を19[mm]以上22[mm]以下としたことを特徴とする。
【0016】
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、前記半回転釜の内側にボビンケースを備え、当該ボビンケースの外部には上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴を有する角部を有し、前記ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの水平方向の距離が5[mm]以上7[mm]以下となるように前記角部を保持する保持部を備えることを特徴とする。
【0017】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９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、前記糸寄せ部材と前記中釜との間に設けられ、上糸を捕捉する際の前記中釜の剣先に対向する方向に向かって延出されると共に前記剣先に捕捉された上糸を当該剣先を挟んで両側に押し広げる糸分け部を備え、前記糸分け部は、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある前記糸寄せ部材の一端部の下面に対向する位置に、切り欠き部を形成したことを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、前記切り欠き部は、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある前記糸寄せ部材と重合を生じない形状で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
請求項１記載の発明は、半回転釜が下糸繰り出し部を備え、下糸繰り出し部は、半回転釜の後退回動中に下糸の繰り出しを開始する開始位置から最大繰り出し位置までの間に形成された繰り出し量増加傾斜部と、最大繰り出し位置から最小繰り出し位置までの間に形成された繰り出し量減少傾斜部とを備えている。そして、糸寄せ部材による糸寄せ開始以前に最大繰り出し位置に下糸が到達し、糸寄せ部材による糸寄せ完了以前に最小繰り出し位置に下糸が到達するように形成されている。このように、繰り出し量増加傾斜部が糸寄せ部材による糸寄せ開始以前に最大繰り出し量まで下糸の繰り出しを行い、その後、繰り出し量減少傾斜部が糸寄せ部材による糸寄せ完了以前に最小繰り出し量に達するので、糸寄せの完了までに一針の縫いによる下糸消費量［最大繰り出し量−最小繰り出し量］の下糸が繰り出されるため、その分、糸寄せによる下糸の繰り出し量が低減される。
例えば、一針の縫いによる下糸消費量が糸寄せによる下糸の繰り出し量よりも多ければ、糸寄せによる下糸繰り出しが全く行われないこととなり、一針の縫いによる下糸消費量よりも糸寄せによる下糸の繰り出し量の方が多い場合でも糸寄せによる下糸繰り出し量を低減することができる。
このため、糸寄せの下糸繰り出しによる糸締まりの悪化が効果的に改善され、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【0019】
請求項２記載の発明は、最大繰り出し位置への下糸の到達が糸寄せ部材による糸寄せ開始と一致するので、繰り出し量増加傾斜部から繰り出し量減少傾斜部に転じることにより確保される余剰の下糸は速やかに糸寄せで消費され、下糸が余る状態を回避して縫い目への影響を緩和し、縫い品質をさらに向上することが可能となる。
【0020】
請求項３記載の発明は、最小繰り出し位置への下糸の到達が糸寄せ部材による糸寄せ完了と一致するので、繰り出し量減少傾斜部による余剰の下糸の確保が完了してから糸寄せで消費され尽くすまでの時間にズレが生じないことから、下糸の弛みの発生を防止することができ、縫い品質をさらに向上することが可能となる。
【0021】
請求項４記載の発明は、下糸繰り出し部による下糸繰り出し量と糸寄せ部材による糸寄せ量とが一致するので、下糸繰り出し部により繰り出された下糸は残らず糸寄せで消費され、下糸繰り出しから糸寄せへの連続する動作において下糸の弛みによる縫い目への影響を緩和し、縫い品質をさらに向上することが可能となる。
【0022】
請求項５記載の発明は、糸寄せ部材が後退を始めると天秤が上昇して上糸の引き上げを行うので、糸寄せ後退時にも下糸の緩みが発生しない安定した縫製を行うことが可能となる。
【0023】
請求項６記載の発明は、下糸繰り出し部が、繰り出し量増加傾斜部から繰り出し量減少傾斜部に転じる形状であることから、繰り出し量減少傾斜部以降は凸条の突出量が小さくなることとなり、その分だけ相対的にボビンケースが下糸繰り出し部の凸条より前側となり、剣先に捕捉された上糸はボビンケースの外周面部に接触しやすくなる。従って、上糸が渡る部位については、円弧状部の外径を大きくすることで、ボビンケースの外周面部から前面部側へ上糸を誘導しやすくして、ボビンケースに上糸が引っかかる事故を防止している。これにより、安定した縫製を行うことが可能となる。
【0024】
請求項７記載の発明は、ボビンケースの外周部の少なくとも一部を拡径部により拡径することで、ボビンケースの内部スペースを削ることなく円弧状部の外径をより大きくしやすくなる。
【0025】
請求項８記載の発明は、ボビンケースの中心から角部のガイド穴までの上下方向の距離を19[mm]以上22[mm]以下と拡張したので、角部のガイド穴から針板の針穴に渡る下糸が全体的に高い位置を通過するので、中釜の剣先との干渉、糸捕捉などの事故をより確実に防止することが可能となる。
【0026】
請求項９記載の発明は、ボビンケースの中心から角部のガイド穴までの水平方向の距離が5[mm]以上7[mm]以下に拡張されるように角部が保持されているので、中釜の前面（釜軸がない方の面）から後方に向かって下糸に対する糸寄せが行われると、針穴から糸寄せ部材に渡る下糸と糸寄せ部材から角部に渡る下糸の交差角度を拡大することができ、その結果、糸寄せ部材から角部に渡る下糸を針落ち位置から離間させることができる。このため、下糸にたるみが発生した場合でも、針穴から糸寄せ部材に渡る下糸と糸寄せ部材から角部に渡る下糸との内側領域により確実に針落ちを行わせるうことができ、ヒッチステッチの発生を防止することが可能となる。
【0027】
請求項１０記載の発明は、前記糸寄せ部材の一端部の下面に対向する位置に、切り欠き部を形成したので、糸寄せ部材の先端部の引っかかりが生じにくくなり、目飛びなどの縫い不良を効果的に防止することが可能となる。請求項１１記載の発明は、剣先に捕捉された上糸を両側に押し広げる切り欠き部を、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある糸寄せ部材と重合を生じない形状で形成したので、糸分け部の外縁部に沿って下糸が移動して押し広げられる際に、より糸寄せ部材の先端部の引っかかりが生じにくくなり、目飛びなどの縫い不良を効果的に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】第一の実施形態のミシンの斜視図である。
【図2】糸寄せ機構の平面図である。
【図5】釜機構の中釜の周囲の構成を示す分解斜視図である。
【図11】実施形態である中釜による最大繰り出し位置での下糸繰り出し動作を示す動作説明図である。
【図12】実施形態である中釜による最小繰り出し位置付近での下糸繰り出し動作を示す動作説明図である。
【図18】第二の実施形態のボビンケースの角部の拡大側面図である。
【図20】第一の実施形態の釜機構の一部の構成を省略した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
［第一の実施形態］本発明の第一の実施の形態を図１〜図１４に基づいて説明する。
図１は本発明にかかるミシン１００の斜視図である。
ここで、後述する縫い針１１が上下動を行う方向をＺ軸方向又は上下方向とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向又は左右方向とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向又は前後方向と定義する。
また、Ｙ軸方向に平行であって後述する上軸２２に対する針棒１２側の方向を「前」とし、Ｙ軸方向に平行であって上軸２２に対するミシンモータ２１側の方向を「後」とする。さらに、Ｘ軸方向に平行であって「後」方向を向いた状態で左手側を「左」とし、Ｘ軸方向に平行であって「後」方向を向いた状態で右手側を「右」とする。
【0030】
上記ミシン１００は、縫い針１１をその下端部に保持してＺ軸方向に沿って上下動を行う針棒１２と、ミシンモータ２１を駆動源として縫い針を上下動させる針上下動機構２０と、縫い針１１に通された上糸に下糸を絡める釜機構３０と、下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構５０と、上糸の糸張力の可変調節を行う図示しない糸調子装置と、ミシン１００の各構成を支持するミシンフレーム１０１とを主に備えている。
【0031】
［ミシンフレーム］図１に示すように、ミシン１００は、外形がＸ軸方向から見て略コ字状を呈するミシンフレーム１０１を備えている。このミシンフレーム１０１は、ミシン１００の上部をなしてＹ軸方向に延びるミシンアーム部１０１ａと、ミシン１００の下部をなしてＹ軸方向に延びるミシンベッド部１０１ｂと、上下に位置するミシンアーム部１０１ａ及びミシンベッド部１０１ｂとを連結する縦胴部１０１ｃとを有している。
【0032】
［針上下動機構］針上下動機構２０は、上記ミシンアーム部１０１ａ内においてＹ軸方向に沿った状態で回転可能に支持された上軸２２と、上軸２２の一端部から回転力を付与するミシンモータ２１と、上軸２２の他端部に設けられた針棒クランク２３と、針棒クランク２３の回転中心に対する偏心位置に一端部が連結されたクランクロッド２４と、クランクロッド２４の他端部が回動可能に連結されると共に針棒１２を保持する針棒抱き２５とを備えている。
上軸２２はミシンモータ２１の出力軸に直結されて回転駆動が行われ、上軸２２の回転は針棒クランク２３とクランクロッド２４とにより上下の往復動作に変換されて針棒１２に伝達される。これにより、針棒１２には、ミシンモータ２１の回転に同期した上下方向の往復動作が付与される。
なお、ミシンモータ２１は、上軸２２に直結せず、ベルト機構等の動力伝達機構を介在させて上軸２２を回転させてもよい。
【0033】
［糸寄せ機構］図２は糸寄せ機構５０の平面図である。
糸寄せ機構５０は、ミシンベッド部１０１ｂにおける縦胴部１０１ｃとは逆側の端部上面に設けられた針板１４の下側において、下糸の供給源であるボビン３１から針板１４の中央に設けられた針穴１５に渡る下糸に対して所定のタイミングで糸寄せを行うためのものである。
この糸寄せ機構５０は、ボビンケース４０から針板１４の針穴１５に渡る下糸を寄せてその経路を変更する糸寄せ部材５１と、当該糸寄せ部材５１の糸寄せ動作の駆動源となる糸寄せ用モータ５２と、糸寄せ用モータ５２の回転を増速する主動歯車５３及び従動歯車５４と、従動歯車５４と同軸で連結された糸寄せカム部材５５と、糸寄せカム部材５５から動作付与が行われる従動体としてのコロ５６と、コロ５６及び糸寄せ部材５１を保持するベルクランク５７とを備えている。
【0034】
糸寄せ用モータ５２は、その出力軸に大径の主動歯車５３が接続され、主動歯車５３は、これより小径の従動歯車５４に噛合している。そして、従動歯車５４は、同一軸で糸寄せカム部材５５に連結されている。
糸寄せカム部材５５は、その回動中心からの半径が変動する外周カムであり、そのカム部にコロ５６を当接させている。
ベルクランク５７は二つの腕部を備え、一方の腕部でコロ５６を保持し、もう一方の腕部で糸寄せ部材５１の基端部を保持している。
これにより、糸寄せ用モータ５２が駆動すると、歯車５３から５４へと増速して回転が伝わり、糸寄せカム部材５５が高速で回動を行う。これにより、糸寄せカム部材５５のカム部に当接しているコロ５６は、カムの変位に応じて移動し、ベルクランク５７を通じて糸寄せ部材５１に回動動作が付与される。
【0035】
糸寄せ部材５１は、その先端部が針板１４の下側において針穴１５の方向に延出されている。また、この糸寄せ部材５１の先端部側が自由端となっており、また、先端部は尖鋭な形状に形成されている。そして、糸寄せ部材５１は、通常は、図３（Ａ）に示すように、その先端部が針穴１５に対して前方に離れて待機しており、糸寄せの際には、図３（Ｂ）に示すように、先端部が針穴１５の真下を通過するように回動してボビンケースから針穴１５に渡る下糸に当接し後方に寄せる動作を行う。
【0036】
糸寄せ機構５０はヒッチステッチの発生を防止するためのものである。ここで、図４に基づいてヒッチステッチの発生要因について説明する。図４（Ａ）は釜機構３０のボビンケース４０の角部４６から針板１４の針穴１５に下糸Ｄが渡っている状態を示す平面図であり、図４（Ｂ）はその正面図を示している。図示のように、下糸Ｄの経路に対し、縫い針１１が右側（Ｒ）に針落ちするとパーフェクトステッチとなり、左側（Ｌ）に針落ちするとヒッチステッチになる傾向にある。
【0037】
従って、糸寄せ機構５０では、図３（Ａ）に示す待機位置にある糸寄せ部材５１の先端部を後方に向かって回動させることで図３（Ｂ）の位置とし、これにより、下糸Ｄに対して縫い針１１が右側（Ｒ）に針落ちする状態（図４（Ａ）参照）を強制的に作り上げ、ヒッチステッチの発生を防止することを可能としている。
【0038】
なお、糸寄せ部材５１は、針棒１２の上下動に同期して待機位置と糸寄せ位置との間を往復回動する必要があるため、糸寄せ用モータ５２は、ミシンモータ２１の回転速度に同期して所定角度で正逆の往復回転を繰り返し実行する。また、糸寄せ部材５１の糸寄せ位置までの回動動作は、下降する縫い針１１が下糸Ｄに到達するまでに完了する必要があり、また、糸寄せ部材５１の待機位置までの回動動作は、図示しない天秤が上糸の引き上げを開始するまでに完了する必要がある。従って、糸寄せ用モータ５２の正回転の駆動と逆回転の駆動とは、これらの条件を満たすタイミングで開始されるよう制御が行われる。
【0039】
［釜機構］図５は釜機構３０の中釜６０の周囲の構成を示す分解斜視図である。図１及び図５に示すように、釜機構３０は、半回転釜としての中釜６０と、中釜６０の内側に収納されたボビン３１及びボビンケース４０と、中釜６０に往復回動を付与するドライバ３２と、上軸２２に形成されたクランク部３３に一端部が連結されたクランクロッド３４と、クランクロッド３４の他端部にその回動端部が連結されたアーム部３５と、アーム部３５の基端部において当該アーム部３５と一体的に往復回動を行う大歯車３６と、大歯車３６に噛合する小歯車３７と、小歯車３７を保持して一体的に往復回動を行う釜軸３８と、中釜６０を回動可能に格納する大釜３９とを備えている。
また、符号３９１は、大釜３９の前面に取り付けられて中釜６０が前方に脱落しないように押さえる中釜押さえであり、符号３９２は、大釜３９の上面に取り付けられ、縫い糸を挿通する開口が形成された上バネである。
【0040】
上記大釜３９は、その内部に中釜６０の外周面に摺接する内周面が形成されており、この内周面に沿って滑らせるようにして中釜６０の回動を許容する構造となっている。また、大釜３９は、中釜６０に往復回動を付与するドライバ３２を中釜６０と共に一体的に格納している。
【0041】
中釜６０は前から見ると円周の一部が欠けた円形であり、ドライバ３２は、欠けた円周の一部分に対応する略円弧状であって、釜軸３８の前端部に固定装備されている。ドライバ３２は、大釜３９の内部において、周方向における一端部と他端部の二つの接触点で往復回動方向に応じて交互に中釜６０に接触し、これら接触点が切り替わることを利用して、中釜６０とドライバ３２の間を上糸が通過することで上糸のループに中釜６０をくぐらせることを可能としている。
なお、ドライバ３２は釜軸３８から伝えられる往復回動動作を中釜６０に伝達する。
【0042】
クランクロッド３４は、その上端部が上軸２２のクランク部３３に回転可能に連結され、その下端部がアーム部３５の回動端部に回転可能に連結されている。これにより、全回転する上軸２２に対して、同一周期の往復回動をアーム部３５に伝達することができる。アーム部３５は、その回動中心に大歯車３６を固定装備しており、クランクロッド３４から伝達される往復回動をそのまま大歯車３６に伝達する。
小歯車３７は、大歯車３６よりも歯数が少なく（例えば、二分の一）、これにより、歯数に応じて大歯車３６からの往復回動を増速して釜軸３８に伝達することができる。
以上により、ミシンモータ２１の駆動により、上軸２２からクランク部３３を介してクランクロッド３４，アーム部３５，釜軸３８，ドライバ３２及び中釜６０を、針棒１２の上下動と同期させて往復回動させることができる。そして、針棒１２の上下動とこれに同期する中釜６０の往復回動動作とにより、上糸を下糸に絡める動作が行われる。
【0043】
［ボビンケース］ボビンケース４０は、図６（Ａ）の正面図及び図６（Ｂ）の底面図に示すように、前面部４１及び外周部４２から構成されるカバー４３と、中釜６０の内部中央に設けられた支軸６２に係合するラッチレバー４４と、外周部４２の一部について外径を拡径してなる拡径部４５と、前面部４１から上方に延出された角部４６とを備えている。
【0044】
ラッチレバー４４は、前面部４１に対して起伏回動操作することが可能となっており、臥伏状態で支軸６２を係合保持した状態となり、起立状態で係合を解除した状態となる。
【0045】
カバー４３は、前面部４１及び外周部４２が金属薄板から一体的に形成されており、その後部は開放されている。そして、開放された後部からボビン３１が内部に格納される。また、外周部４２の上部には、下糸の繰り出し口４７が設けられており、内部に格納されたボビン３１から繰り出し口４７を通じて下糸を繰り出す構造となっている。また、この繰り出し口４７には図示しない糸調子器が設けられており、調節操作により糸張力の調節が可能となっている。
【0046】
角部４６は、繰り出し口４７のほぼ上方まで延出されており、その先端部には下糸を通すガイド穴４６ａが形成されている。つまり、繰り出し口４７から引き出された下糸Ｄは上方に向かい、角部４６のガイド穴４６ａを通って針板１４の針穴１５に向かうように、下糸経路が形成される。また、拡径部４５については後述する。
上記の通り、中釜６０の内側にはボビンケース４０が備えられており、また、ボビンケース４０の角部４６は、ボビンケース４０の外部において上方に立設されると共にその上端部に下糸を挿通するガイド穴４６ａを有する。
【0047】
［中釜］図７（Ａ），（Ｂ）は中釜６０をそれぞれ異なる方向から見た斜視図、図８（Ａ）は正面図、図８（Ｂ）は底面図、図８（Ｃ）は釜曲線を示している。
また、図９（Ａ），（Ｂ）は比較例としての中釜６０Ａをそれぞれ異なる方向から見た斜視図、図１０（Ａ）は正面図、図１０（Ｂ）は底面図、図１０（Ｃ）は釜曲線を示している。
【0048】
中釜６０は、図示のように、ボビン３１及びボビンケース４０を格納保持する格納部６１と、ボビン３１及びボビンケース４０を支持するために格納部６１内に立設された支軸６２と、大釜３９の内部に摺接するレール状の摺動部６３と、摺動部６３の一端部に形成されると共に半回転釜の前進回動時に（釜正面側から見て時計方向）縫い針１１から上糸のループをすくい取る剣先６４と、ボビン３１から針穴１５に渡る下糸Ｄに、半回転釜の後退回動時に（釜正面側から見て反時計方向）摺接して縫いにより消費される下糸の繰り出しを行う下糸繰り出し部６５とを備えている。
【0049】
格納部６１の内部平坦面に垂直に立設されている支軸６２は、中釜６０の回動中心に位置しており、中釜６０が大釜３９に格納された状態において、支軸６２は、釜軸３８と同心となるように設けられている。摺動部６３は、中釜６０の回転半径方向外側に凸となるレール状であって、上記の支軸６２を中心とする円周に沿って、図８（Ａ）に示すように、おおよそ180°の範囲で形成されている。そして、摺動部６３の一端部において円周方向に沿って剣先６４が延出されている。
【0050】
下糸繰り出し部６５は、支軸６２に保持されたボビン３１及びボビンケース４０を取り囲むように、摺動部６３の内縁部からＹ軸方向前側及び回動中心側に向かって斜め方向に立設された凸条であり、当該凸条の突出量の変位により下糸の繰り出し量を変化させる構造である。当該下糸繰り出し部６５の凸条の先端部は、前述したボビンケース４０の繰り出し口４７から角部４６のガイド穴４６ａに渡る下糸Ｄに接触する配置となっている。つまり、下糸繰り出し部６５の凸条の突出量が大きくなると、繰り出し口４７から角部４６のガイド穴４６ａの間の糸経路が長くなり、より多くの下糸Ｄの繰り出しが行われる。
なお、この下糸繰り出し部６５は、摺動部６３における剣先６４とは逆側の端部から剣先６４の先端に至るまでの回動中心線周りの角度範囲について形成されている。
また、この下糸繰り出し部６５は、中釜６０の後退回動方向（前進回動方向と逆の方向）への回動開始以降に下糸Ｄの繰り出しを開始するものである。
【0051】
上記下糸繰り出し部６５の凸条の先端部の形状（突出量の変化）について図８（Ａ）及び（Ｃ）により説明する。図８（Ｃ）は、下糸繰り出し部６５の起点ａ（摺動部６３における剣先６４とは逆側の端部）から剣先６４の先端部までの角度範囲における下糸繰り出し部６５の先端部の突出量ｈの変化を示している。
【0052】
この下糸繰り出し部６５は、起点ａから連続的な上り勾配（凸条の前側への突出量が増加する）となって最大繰り出し位置ｚに到達し、最大繰り出し位置ｚからは連続的且つ急激な下降勾配となって最小繰り出し位置ｙに到達する。さらに、最小繰り出し位置ｙ以降は、最小繰り出し量を維持したままで終点ｄに到達する形状となっている。なお、図８（Ａ）及び（Ｃ）における点ｂ及び点ｃは、点ａを0°とした場合に90°となる点と180°となる点とを示している。
即ち、この下糸繰り出し部６５は、繰り出しの開始から最大繰り出し量ｈmaxとなる最大繰り出し位置ｚまで連続的な登り勾配で形成され、連続的な繰り出しを行う繰り出し量増加傾斜部６５１と、最大繰り出し位置ｚに達すると最小繰り出し量となる最小繰り出し位置ｙまで連続的な下り勾配で形成され、急激に繰り出し量を低減する繰り出し量減少傾斜部６５２と、最小繰り出し位置ｙに達すると繰り出し完了まで繰り出し量が変化しない無変化部６５３とから構成されている。
【0053】
また、この下糸繰り出し部６５では、常に一定の上軸角度で作動する糸寄せ機構５０の動作との同期が図られるようにその形状が設計されている。即ち、中釜６０の後退回動により、下糸Ｄが下糸繰り出し部６５における最大繰り出し位置ｚに到達するタイミングは、糸寄せ機構５０の糸寄せ部材５１が針板１４の下側で下糸Ｄに接触して糸寄せを開始するタイミングと一致している。
また、下糸Ｄが下糸繰り出し部６５における最小繰り出し位置ｙに到達するタイミングは、糸寄せ機構５０の糸寄せ部材５１が針板１４の下側で下糸Ｄを最大限に寄せて糸寄せを完了するタイミングと一致している。
糸寄せ機構５０は、ミシンモータ２１のエンコーダから上軸２２の角度を検出し、予め定められた上軸角度で正回転の駆動を開始して糸寄せ部材５１を前進回動させる。また、糸寄せ動作のタイミングに影響を及ぼす糸寄せカム部材５５のカム部の形状は既知である。従って、糸寄せ部材５１が下糸Ｄに接触して糸を寄せ始める上軸角度と糸を最大限に寄せて糸寄せを完了する上軸角度は計算により求めることが可能である。
そして、中釜６０は、ミシンモータ２１から往復回動の動力を得ているので、糸寄せ部材５１が下糸Ｄに接触して糸を寄せ始める上軸角度と糸を最大限に寄せて糸寄せを完了する上軸角度とが決まると、これらの上軸角度の時に、下糸繰り出し部６５のいずれの位置に下糸が摺接するかを求めることができる。従って、これら二つの摺接位置がそれぞれ最大繰り出し位置と最小繰り出し位置となるように下糸繰り出し部６５を設計することで、下糸繰り出し部６５の下糸繰り出しと糸寄せ動作との同期を図ることが可能である。
【0054】
また、この下糸繰り出し部６５では、［最大繰り出し位置ｚにおける下糸Ｄの繰り出し量］−［最小繰り出し位置ｙにおける下糸Ｄの繰り出し量］が、糸寄せ部材５１による糸使用量と一致するように下糸繰り出し部６５が形成されている。また、前述した糸寄せ機構５０の糸寄せ部材５１による糸寄せ動作により繰り出される下糸の繰り出し量（糸寄せ部材５１が最大限に下糸を寄せることにより増加する糸経路長）も縫製における一針分の下糸消費量に一致するように設計されてもよい。
【0055】
上記下糸繰り出し部６５は、縫製時に中釜６０が後退回動を開始すると、下糸Ｄがまず、下糸繰り出し部６５の繰り出し量増加傾斜部６５１に当接し、図１１に示すように、下糸Ｄが摺接しながら最大繰り出し位置ｚに到達するまでボビン３１からの繰り出しが行われる。そして、下糸Ｄが最大繰り出し位置ｚに到達すると、すぐに、繰り出し量減少傾斜部６５２に転じるため、ボビンケース４０の繰り出し口４７から角部４６のガイド穴４６ａまでの下糸経路において、下糸Ｄの余りを生じることとなる。
例えば、図１２に示すように、下糸Ｄが最小繰り出し位置ｙまで達すると、余りＡが生じることとなる。
しかし、実際には、下糸Ｄが最大繰り出し位置ｚに到達すると、糸寄せ部材５１が下糸に当接して糸寄せを開始するので、繰り出し量減少傾斜部６５２における下糸Ｄの余りは糸寄せ部材５１の糸寄せで同時に消費されるので、ボビンケース４０から針板１４の針穴１５までの下糸経路において、下糸Ｄの弛みは生じない。
また、下糸繰り出し部６５により予め繰り出された下糸Ｄが糸寄せ部材５１による糸寄せで消費されるので、糸寄せ部材５１そのものによるボビン３１からの下糸の繰り出しは、回避又は低減される。
さらに、糸寄せ部材５１が後退回動を行い、糸寄せ状態を解除すると、糸寄せにより生じた下糸の糸経路長の増加分の余りが発生することとなるが、糸寄せ部材５１が後退回動すると、すぐに図示しない天秤による上糸の引き上げが行われ、下糸は縫いによる消費が行われるので、実際には、下糸の余りは生じない。
従って、この中釜６０は、糸寄せを原因として下糸Ｄに余りを生じ、下糸が緩むことで縫い品質が低下することが回避され縫い品質の向上を図ることが可能となっている。
すなわち、上軸２２に連動して上下動し、上昇時に上糸を引き上げる天秤を備え、糸寄せ部材５１が、前進時に下糸の糸寄せを行い、後退時に下糸を緩ませると共に、糸寄せ部材５１が後退を始めると不図示の天秤が上昇して上糸の引き上げを行う。
【0056】
これに対して、比較例である従来形状の中釜６０Ａでは、図９及び図１０に示すように、その下糸繰り出し部６５Ａの形状が異なっている。なお、下糸繰り出し部６５Ａ以外の構成は、中釜６０と同一であるため同じ符号を付するものとする。
【0057】
この下糸繰り出し部６５Ａも、支軸６２に保持されたボビン３１及びボビンケース４０を取り囲むように、摺動部６３の内縁部からＹ軸方向前側及び回動中心側に向かって斜め方向に立設された凸条である。そして、この下糸繰り出し部６５Ａは、起点ａ(0°)から点ｂ(90°)に至るまでの間で最大繰り出し量ｈmaxに達して、その後、点ｃ付近まで最大繰り出し量ｈmaxを維持し続けると共に、点ｃ(180°)の付近から若干繰り出し量が低減する変化を示す形状となっている。
即ち、この下糸繰り出し部６５Ａは、繰り出しの開始から最大繰り出し量ｈmaxとなるまで連続的な繰り出しを行う繰り出し量増加傾斜部６５１Ａと、最大繰り出し量ｈmaxに達すると繰り出し完了までほとんど繰り出し量が変化しない無変化部６５３Ａとから構成され、繰り出し量減少傾斜部６５２に相当する部分が存在しない。
【0058】
従って、下糸繰り出し部６５Ａでは、縫製時に中釜６０Ａが後退回動を開始すると、下糸Ｄがまず、下糸繰り出し部６５Ａの繰り出し量増加傾斜部６５１Ａに当接し、下糸Ｄが摺接しながら最大繰り出し位置に到達するまでボビン３１からの繰り出しが行われる。その後は、無変化部６５３Ａに移行するので、下糸Ｄについては余りが生じることはなく、従って、糸寄せ部材５１が糸寄せを開始すると、糸寄せで増加する糸経路長の分だけ、新たにボビンから下糸Ｄの繰り出しが行われる。
即ち、この下糸繰り出し部６５Ａの場合には、当該下糸繰り出し部６５Ａによる下糸Ｄの繰り出し量に加えて、糸寄せによる繰り出し量が加算されて繰り出され、その後、縫いにより下糸が消費されたとしても、糸寄せによる繰り出し量分は下糸が余ったままの状態となるため、下糸に弛みを生じて締まりのない縫い目が形成され、縫い品質の低下は免れない。
【0059】
次に、前述したボビンケース４０の拡径部４５について図６，図１３及び図１４に基づいて説明する。図１３（Ａ），（Ｂ）は中釜６０の前進回動により上糸Ｕのループにボビンケース４０をくぐらせる動作の移り変わりを示す動作説明図であり、図１４は中釜の回転中心を通る平面上での上糸Ｕの位置変化を示しており、図１４（Ａ）はボビンケース４０に拡径部４５を設けない場合を示し、図１４（Ｂ）はボビンケース４０に拡径部４５を設けた場合を示している。
【0060】
上糸Ｕのループを捕捉した後に中釜６０が前進回動を行う場合、図１３に示すように、剣先６４が徐々にボビンケース４０の下側に移動することから、上糸Ｕにおける剣先６４よりも前面側の部位は、ボビンケース４０の前面を最終的に乗り越えて行くこととなる。その場合、下糸繰り出し部６５は、摺動部６３の内縁部から前側及び回動中心側に向かって斜め方向に延出されているため、その傾斜面は、上糸Ｕがボビンケース４０の前面を乗り越える際のガイドの役割も果たすこととなる。
しかしながら、下糸繰り出し部６５は、前述したように、繰り出し量増加傾斜部６５１、繰り出し量減少傾斜部６５２、無変化部６５３からなる構造のため、繰り出し量増加傾斜部６５１の頂上付近を除いて、全体的に高さが低く形成されている。
このため、ボビンケース４０に拡径部４５を設けていない構造の場合、図１４（Ａ）に示すように、上糸Ｕは、下糸繰り出し部６５を乗り越えた後に、前方に傾斜していないボビンケース４０の外周部４２に乗り上げて止まり、ボビンケース４０を乗り越えられない可能性が生じた。
【0061】
従って、ボビンケース４０は、図６に示すように、回動中心を基準とする全角度範囲について、ボビンケース４０の外周部４２と前面部４１との境界部を曲面形状（いわゆるアール）に形成して角のない形状とし、境界部における上糸が通過する一部の角度範囲ついては前方視による外径Ｒ１が他の部分より大きな拡径部４５を形成し、これにより、曲面形状の曲率半径Ｒ２を他の部分よりも大きくしている。なお、拡径部４５を形成する角度範囲としては、具体的には、垂直上方を0°とした場
合に、中釜６０の前進回動方向に0〜120°の範囲、より好ましくは45〜90°の範囲が含まれることが望ましい。
【0062】
上記拡径部４５を設けると、図１４（Ｂ）に示すように、中釜６０が前進回動を行う過程で、上糸Ｕは下糸繰り出し部６５を乗り越えると、拡径部４５における曲面形状の部位に乗る。拡径部４５の円弧状の部位は、いくらかでも前方に導くように傾斜しているため、上糸Ｕはボビンケース４０の前面側に導かれボビンケース４０を乗り越えることで、上糸Ｕのループにボビンケース４０をくぐらせることができ、縫い不良の発生を防止して，安定的な縫製を行うことが可能となる。
【0063】
［ミシンの動作説明］上記ミシン１００は、図示しない制御装置を備え、ミシンモータ２１及び糸寄せ用モータ５２のそれぞれの駆動を制御する。また、糸寄せ機構５０は、糸寄せの実行の有無について、事前に設定することが可能となっており、ここでは、糸寄せを実行する設定の場合について説明する。
ミシンモータ２１が駆動を行うと、針上下動機構２０により針棒１２が上下動を行うと共に、釜機構３０では、針棒１２の上下動に同期して中釜６０が往復回動を行う。これにより、上糸と下糸とが絡められ、縫製が実行される。
針棒１２の下降時には、上糸が中釜６０の剣先６４により捕捉されると共に前進回動により上糸ループが下方に引き込まれる。その過程で、上糸は、中釜６０の下糸繰り出し部６５によりボビンケース４０の拡径部４５に案内され、その傾斜に従って前面部４１を乗り越える。これにより上糸のループをボビンケース４０がくぐることとなり、上糸と下糸が適正に絡められる。
【0064】
その後、中釜６０は後退回動を開始し、これにより、下糸は繰り出し口４７と角部４６のガイド穴４６ａとの間で下糸繰り出し部６５の繰り出し量増加傾斜部６５１に摺接してボビンケース４０から繰り出される。そして、下糸は最大繰り出し位置ｚを通過すると、繰り出し量減少傾斜部６５２に移行し、既に繰り出された下糸に余りが生じる。一方、下糸が最大繰り出し位置ｚに到達する前に、糸寄せ用モータ５２が駆動を開始して、糸寄せ部材５１が前進回動を開始する。そして、下糸が最大繰り出し位置ｚに到達するタイミングで糸寄せ部材５１も角部４６のガイド穴４６ａと針穴１５の間を渡る下糸に到達し、糸寄せを開始する。このため、繰り出し量減少傾斜部６５２に移行したことで生じる下糸の余りは、糸寄せ部材５１の糸寄せにより消費され、糸経路上の下糸に弛みは発生しない。
さらに、下糸が下糸繰り出し部６５の最小繰り出し量に達すると、これと同時に糸寄せ部材５１も最大前進位置に到達し、下糸繰り出し部６５により繰り出された下糸が全て糸寄せにより消費される。
その後、糸寄せ部材５１は、後退回動に転じることとなり、糸寄せにより消費されていた下糸が余ることとなるが、すぐに天秤の上糸の引き上げが行われるため、縫いにより下糸は消費される。従って、糸寄せ部材５１の後退回動開始後も、下糸の弛みは生じない。
これ以降は、再び、針落ち、釜前進回動等、同じ動作が繰り返されて縫いが行われる。
【0065】
［実施形態の効果］以上のように、ミシン１００の中釜６０の下糸繰り出し部６５は、繰り出しの開始から最大繰り出し位置ｚまで連続的な繰り出しを行う繰り出し量増加傾斜部６５１と、最大繰り出し位置ｚから最小繰り出し位置ｙまで連続的且つ急激に繰り出し量を低減する繰り出し量減少傾斜部６５２と、繰り出し量が変化しない無変化部６５３とから構成されており、糸寄せ部材５１による糸寄せ開始と同時に、中釜６０の下糸繰り出し部６５の最大繰り出し位置ｚに下糸が到達し、糸寄せ部材５１による糸寄せ完了と同時に、最小繰り出し位置に下糸が到達するように形成されている。
このため、繰り出し量増加傾斜部６５１が糸寄せ部材５１による糸寄せ開始時に最大繰り出し量まで既に下糸の繰り出しを行い、その後、繰り出し量減少傾斜部６５２が糸寄せ部材５１による糸寄せ完了以前に最小繰り出し量に達するので、最大繰り出し量から最小繰り出し量を減じた分だけ下糸を繰り出すと共にこれを糸寄せに使用することが可能となる。このため、糸寄せを実行することにより新たな下糸の繰り出しが行われることを回避することができ、糸寄せ部材５１が待機位置に復帰後に下糸に余りを生じて弛みが発生し、締まりの悪い縫い目の形成を防止すると共に縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【0066】
また、下糸繰り出し部６５では、最大繰り出し位置ｚへの下糸の到達が糸寄せ部材５１による糸寄せ開始と一致するので、繰り出し量増加傾斜部６５１から繰り出し量減少傾斜部６５２に転じることにより確保される余剰の下糸は速やかに糸寄せで消費され、下糸が余る状態を回避して縫い目への影響を緩和し、縫い品質をさらに向上することが可能となる。また、下糸繰り出し部６５は、最小繰り出し位置ｙへの下糸の到達が糸寄せ部材５１による糸寄せ完了と一致するので、繰り出し量減少傾斜部６５２による余剰の下糸の確保が完了してから糸寄せで消費され尽くすまでの時間にズレが生じないことから、下糸の弛みの発生を防止することができ、縫い品質をさらに向上することが可能となる。
さらに、下糸繰り出し部６５による下糸繰り出し量と糸寄せ部材５１による糸使用量（糸寄せによる糸経路長の増加量）とが一致するので、下糸繰り出し部６５により繰り出された下糸は残らず糸寄せで消費され、下糸繰り出しから糸寄せへの連続する動作において下糸の弛みによる縫い目への影響を緩和し、縫い品質をさらに向上することが可能となる。
【0067】
また、糸寄せ部材５１は、糸寄せを行うと後退回動に転じることとなり、糸寄せにより消費されていた下糸が余ることとなるが、すぐに天秤の上糸の引き上げが行われるため、縫いにより下糸は消費される。従って、この点からも、下糸の弛みによる縫い目への影響が緩和され、縫い品質をさらに向上することが可能となる。
【0068】
また、ボビンケース４０に拡径部４５を設け、前面部４１と外周部４２との境界における拡径部４５に相当する範囲についてはアールの半径を他の部分より大きく設定したことから、下糸繰り出し部６５を超えて移動する上糸は、ボビンケース４０の外周部４２に引っかかることが回避され、安定した縫製を行うことが可能となる。また、ボビンケース４０は、前面部４１と外周部４２との境界の一部についてアールの半径を大きくするだけでなく、拡径部４５を設けた上でアールの半径を大きくしたので、ボビンケース４０の内部容積の低減を回避することができ、既存のボビン３１を使用することが可能となる。
【0069】
［その他］なお、上記ミシン１００における中釜６０の下糸繰り出し部６５における最大繰り出し位置ｚと最小繰り出し位置ｙの配置は、それぞれ、糸寄せ機構５０の糸寄せ部材５１が下糸Ｄに接触して糸寄せを開始するタイミングと糸寄せ部材５１が下糸Ｄを最大限に寄せて糸寄せを完了するタイミングとに一致させており、これらが下糸の弛みの発生を最も効果的に低減する最も望ましい配置である。
但し、下糸繰り出し部６５における最大繰り出し位置ｚは、糸寄せ部材５１が下糸Ｄに接触する以前となる配置であれば、糸寄せ部材５１による縫い消費量分を超えた過剰な下糸Ｄの繰り出しを低減する効果を得ることは可能である。
また、下糸繰り出し部６５における最小繰り出し位置ｙは、糸寄せ部材５１が下糸Ｄを最大限に寄せ終わる以前となる配置であれば、糸寄せ部材５１による縫い消費量分を超えた過剰な下糸Ｄの繰り出しを低減する効果を得ることは可能である。
【0070】
また、前述した糸寄せ機構５０は、糸寄せ用モータ５２により作動する構成だが、特にこれに限定するものではない。例えば、ミシンモータ２１から周知の動力伝達機構により糸寄せ部材５１に往復回動動作を付与することも可能である。この場合でも、糸寄せ部材５１は一定の上軸角度で動作を行うので、下糸繰り出し部６５における最大繰り出し位置ｚと最小繰り出し位置ｙへの下糸到達との同期を図ることが可能である。また、ミシンモータ２１により糸寄せ部材５１を作動させる場合には、動力伝達機構の途中に、動力の伝達と非伝達とを切り替え可能とするアクチュエータを設け、設定に応じて糸寄せの実行又は解除を切り替えることが可能となる。
【0071】
また、上記下糸繰り出し部６５は、半回転釜を使用するいかなるミシンにも適用可能である。さらに、上記実施形態では、半回転釜としてＤＢ釜（縫い針に対してその後側から上糸をすくい取るタイプの釜）に下糸繰り出し部６５を設けた場合を例示したが、例えば、ＤＰ釜（縫い針に対してその前側から上糸をすくい取るタイプの釜）に下糸繰り出し部６５を設けることも可能である。
また、上記実施形態では、ミシンベッド部１０１ｂ上に配置され、縫製物を保持して、縫製物を水平方向に沿って移動させる縫製物保持移動機構について言及していないが、この機構を搭載したいわゆる電子サイクル縫いミシンのようなミシンでも上記半回転釜（中釜６０）を適用することが可能である。この縫製物保持移動機構は、縫製物を保持可能な縫製物保持枠と、この縫製物保持枠をＸ方向に移動させるＸ軸駆動モータを有するＸ軸駆動機構と、この縫製物保持枠をＹ方向に移動させるＹ軸駆動モータを有するＹ軸駆動機構を備え、制御部が記憶する縫製パターンに沿った複数の針落ち位置を定めた縫製データに基づいて各駆動モータが制御され、縫製パターンに従った縫製を行うためのものである。
【0072】
［第二の実施形態］発明の第二の実施形態として、新たな釜機構３０Ａを備えるミシンについて説明を行う。なお、以下の説明では、第一の実施形態として説明したミシン１０と同一の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
この釜機構３０Ａは、糸寄せ機構５０を備えることにより生じる課題を解決するためのものである。
【0073】
まず、第一の実施形態における釜機構３０において糸寄せ機構５０による糸寄せ動作によって生じ得る問題を説明する。糸寄せ機構５０の糸寄せ部材５１は、前述した図３（Ａ）に示すように、その先端部が針穴１５に対して前方に離れて待機しており、糸寄せの際に、図３（Ｂ）に示すように、糸寄せ部材５１は回動を行い、その先端部が針穴１５の真下を通過するように後方に移動してボビンケースから針穴１５に渡る下糸Ｄを後方に寄せる動作を行う。
【0074】
図１５（Ａ）は一部構成を省略した釜機構３０に対する糸寄せ時の下糸Ｄの経路を右方から見た側面図、図１５（Ｂ）は平面図である。糸寄せが行われていない状態でボビンケース４０の角部４６から針穴１５に下糸Ｄが真っ直ぐ渡っている場合には、下糸と中釜６０の剣先６４の通過経路とは、所定距離だけ離れるよう設計され、相互に干渉は生じない。しかし、図１５（Ａ）に示すように、糸寄せ部材５１が下糸Ｄを寄せると、図示のように、下糸Ｄと剣先６４が接近し、下糸Ｄに弛みが生じた場合などに干渉する可能性があった。
また、図１５（Ｂ）の点線で示すように、糸寄せの実行時に下糸Ｄに弛みが生じると、下糸Ｄを寄せたにも拘わらず、下糸Ｄの左側に針落ちが行われ、ヒッチステッチの発生をうまく防止できない可能性があった。
【0075】
そこで、釜機構３０Ａでは、以下の二点について改良を行っている。まず、一点目の改良点を図１６に示す。図１６（Ａ）は釜機構３０の中釜押さえ３９１の正面図、図１６（Ｂ）は改良した釜機構３０Ａの中釜押さえ３９１Ａの正面図である。中釜押さえ３９１，３９１Ａは、いずれも内側に収容するボビンケース４０，４０Ａの角部４６，４６Ａの先端部を嵌合させる保持部としての嵌合凹部３９１ａ,３９１Ａａを備えており、当該角部４６，４６Ａが中釜６０の回転中心ｇ回りに回転が生じないように保持を行っている。
そして、中釜６０の中心ｇから嵌合凹部３９１ａに保持された角部４６のガイド穴４６ａの中心までのＸ軸方向における距離ｉよりも中釜６０の中心ｇから嵌合凹部３９１Ａａに保持された角部４６Ａのガイド穴４６Ａａの中心までのまでのＸ軸方向における距離Ｊを大きく設定している。具体的には、従来の中釜押さえ３９１の距離ｉは4[mm]であった。これに対して、改良された中釜押さえ３９１Ａの距離Ｊは、5[mm]以上7[mm]以下として、25〜75％程度拡張している。すなわち、ボビンケースの中心から前記角部のガイド穴までの水平方向の距離が5[mm]以上7[mm]以下となるように角部を保持する保持部を備える構成とした。
【0076】
二点目の改良点を図１７に示す。図１７（Ａ）は釜機構３０のボビンケース４０の正面図、図１７（Ｂ）は改良した釜機構３０Ａのボビンケース４０Ａの正面図である。また、図１８はボビンケース４０Ａの角部４６Ａの拡大側面図である。図示のように、ボビンケース４０の中心（中釜６０の中心ｇと同心）から角部４６のガイド穴４６ａまでのＺ軸方向における距離ｋよりもボビンケース４０Ａの中心（中釜６０の中心ｇと同心）から角部４６Ａのガイド穴４６ＡａまでのＺ軸方向における距離ｌを大きく設定している。具体的には、従来のボビンケース４０のガイド穴４６ａまでの距離ｋは、18[mm]であった。これに対して、改良されたボビンケース４０Ａのガイド穴４６Ａａまでの距離ｌは、19[mm]以上22[mm]以下として、5〜22％程度拡張している。
すなわち、ボビンケースの中心から角部のガイド穴までの上下方向の距離を19[mm]以上22[mm]以下とした。
【0077】
図１９（Ａ）は釜機構３０Ａの正面図、図１９（Ｂ）は側面図、図１９（Ｃ）は平面図である。なお、図１９において一部の構成については図を簡略化している。まず、ボビンケース４０Ａの中心ｇから角部４６Ａのガイド穴４６ＡａまでのＺ軸方向における距離ｌをより大きく設定したことにより、図１９（Ｂ）に示すように、糸寄せ実行時における下糸Ｄから上糸捕捉時の中釜６０の剣先６４までの距離ｅを拡張することが可能となり、糸寄せ実行時における下糸Ｄと中釜６０の剣先６４との干渉、糸捕捉などの事故をより確実に防止することが可能となる。
【0078】
また、中釜６０の中心ｇから嵌合凹部３９１ＡａまでのＸ軸方向における距離ｊを大きく設定したことにより、図１９（Ｃ）に示すように、糸寄せ実行時における角部４６のガイド穴４６Ａａから糸寄せ部材５１の先端部に渡る下糸Ｄと中釜６０の中心ｇとの平面視における交差角度ｆを拡大することができる。その結果、点線に示すように、下糸Ｄに弛みを生じた場合でも、針穴１５内において、下糸Ｄの左方の領域を縮小することができ、下糸Ｄの左側に対する針落ちの発生を低減することができ、ヒッチステッチをより効果的に防止することが可能となる。
【0079】
［第三の実施形態］発明の第三の実施形態として、新たな釜機構３０Ｂを備えるミシンについて説明を行う。なお、以下の説明では、第一の実施形態として説明したミシン１０と同一の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
この釜機構３０Ｂは、糸寄せ機構５０を備えることにより生じる課題を解決するためのものである。
【0080】
まず、第一の実施形態における釜機構３０において糸寄せ機構５０による糸寄せ動作によって生じ得る問題を説明する。図２０は釜機構３０の一部の構成を省略した斜視図である。ここで、釜機構３０の上バネ３９２の役割について説明する。
釜機構３０の中釜６０は、その剣先６４が前進回動を行うことにより下降した縫い針１１から上糸Ｕのループを捕捉し、さらに、下方まで引き込むことで上糸Ｕのループにボビンケース４０及びボビン３１をくぐらせ、その後、天秤により上糸Ｕが引き上げられることで上糸Ｕと下糸Ｄの縫い目を形成している。
上バネ３９２は、針板と中釜６０の間にあって、上糸Ｕを捕捉する時の剣先６４の移動方向に対向する方向に向かって、針落ち位置の右側から当該針落ち位置近傍まで延出された糸分け部３９３を備えており、中釜６０の剣先６４が捕捉した上糸Ｕのループの縫い針側Ｕ１と布側Ｕ２とをそれぞれ糸分け部３９３の前側と後側とに押し広げ、ボビンケース４０が上糸Ｕのループをくぐることを可能としている。
【0081】
糸寄せが行われる場合、糸寄せ部材５１は、針落ちが行われる前に、Ｙ軸方向後方に向かって回動し、針落ち位置を少し通過した位置で停止し、縫い針１１が針板上方に引き上げられるまで上糸を後側に寄せた状態を維持する。この状態で中釜６０が前進回動（図２１に示すように、釜正面側から見た場合時計方向の回転）を行い、剣先６４が上糸Ｕを捕捉して下方に引き込むと、上バネ３９２の糸分け部３９３の後側に移動する上糸Ｕの布側Ｕ２は、図２１に示すように、糸寄せ部材５１の先端部に引っかかりを生じる可能性があり、その結果、上糸Ｕのループが十分に拡張されず、ボビンケースをくぐらせることができなくなって目飛びなどの縫い不良が生じる可能性があった。
【0082】
そこで、釜機構３０Ｂでは、改良を施した上バネ３９２Ｂを装備している。図２２（Ａ）は、改良を施した釜機構３０Ｂの上バネ３９２Ｂの平面図である。また、図２２（Ｂ）は従来の釜機構３０の上バネ３９２の平面図である。図２２（Ｂ）に示すように、従来の釜機構３０の上バネ３９２は、上方から見て、糸分け部３９３の後側部分の端縁部が糸寄せ部材５１が前進停止位置（下糸Ｄを寄せて針落ちが行われるまで保持している時の位置）にある時の先端部と重合を生じており、この重合部おいて上糸Ｕの布側Ｕ２の移動が阻害される可能性を生じている。
これに対して、改良を施した釜機構３０Ｂ新たな上バネ３９２Ｂは、上方から見て、糸分け部３９３Ｂの後側部分の端縁部が前進停止位置の糸寄せ部材５１の先端部と重合を生じないように、糸寄せ部材５１の先端部の重合回避のための切り欠き部３９３Ｂａが形成されている。この切り欠き部３９３Ｂａにより、糸分け部３９３Ｂの先端部からＹ軸方向の後側部分の側縁部は、糸寄せ部材５１に対して離間し、且つ糸寄せ部材５１の先端部と略平行となり、当該側縁部に沿って上糸Ｕの布側Ｕ２が移動する際に糸寄せ部材５１の先端部に接触せず、また、仮に接触しても、引っかかりを生じない。
【0083】
かかる上バネ３９２Ｂを備えた釜機構３０Ｂでは、図２３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、糸寄せ部材５１は前進停止位置にある状態で、上糸Ｕのループが中釜６０の剣先６４により捕捉され引き込まれる際に、上糸Ｕの布側Ｕ２は、糸分け部３９３Ｂの先端部から切り欠き部３９３Ｂａによって形成された側縁部に沿って移動するので、糸寄せ部材５１に阻害されることなく、上糸Ｕのループは円滑に押し広げられる。従って、糸寄せ実行時にも目飛びなどの縫い不良をより効果的に防止することが可能となる。
上記の通り、糸寄せ部材と中釜との間に設けられ、上糸を捕捉する際の中釜の剣先に対向する方向に向かって延出されると共に剣先に捕捉された上糸を当該剣先を挟んで両側に押し広げる糸分け部３９３Ｂを備え、糸分け部３９３Ｂは、糸寄せ部材の一端部５１ａの下面に対向する位置に、切り欠き部３９３Ｂａを形成しても好ましく、糸分け部３９３Ｂは、上方から見て、下糸を寄せた時の位置にある糸寄せ部材と重合を生じない形状で形成されているとより好ましい。
【符号の説明】
【0084】
１１ 縫い針１２ 針棒
１４ 針板
１５ 針穴
１５ａ 一端部
２０ 針上下動機構
２１ ミシンモータ
２２ 上軸
３０，３０Ａ，３０Ｂ 釜機構
３１ ボビン
４０，４０Ａ ボビンケース
４１ 前面部
４２ 外周部
４５ 拡径部
４６，４６Ａ 角部
４６ａ，４６Ａａ ガイド穴
５０ 糸寄せ機構
５１ 糸寄せ部材
６０ 中釜
６３ 摺動部
６４ 剣先
６５ 下糸繰り出し部
１００ ミシン
１０１ ミシンフレーム
３９１，３９１Ａ 中釜押さえ
３９１ａ,３９１Ａａ 凹部（保持部）
３９２,３９２Ｂ 上バネ３９３,３９３Ｂ 糸分け部
３９３Ｂａ 切り欠き部
６５１ 繰り出し量増加傾斜部
６５２ 繰り出し量減少傾斜部
６５３ 無変化部
Ｄ 下糸
Ｕ 上糸
Ｕ１ 針側
Ｕ２ 布側
ｙ 最小繰り出し位置
ｚ 最大繰り出し位置