专利名称：缝纫机的换线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有卷绕向缝纫机缝合部供给缝线的线轴的缝纫机的换线装置。
另一方面，在用缝纫机缝制时，例如在形成刺绣花样、或拼接不同色调和花纹布料时，途中需要更换缝线。
用以往的家用缝纫机更换缝线时，全都用手工操作更换线轴。而工业用的刺绣缝纫机则是装有多个颜色的线轴，并一边依次自动地更换线轴，一边形成多色的花样。
但是，如以往的家用缝纫机，由于是用手工操作更换线轴，所以在使用多种颜色时就有操作效率差且非常麻烦的问题。另外，虽然众所周知美国专利5881660号中登载的工业用缝纫机的全自动换线装置，但由于是工作效率高而构造复杂的交换装置，所以需要非常高的成本，不能适用于家用的价格比较便宜的缝纫机。
本发明的目的在于可以在缝纫机上用比较简单的构造并以低成本实现高效率地交换缝线。
可转动地支承卷绕着向供给缝纫机机针缝线的线轴且安装于缝纫机机架上的安装部件(线轴立杆31、32)，以及于上述线轴连接并把从上述线轴向机针侧送出的缝线卷回上述线轴的卷线机构(卷线单元30)、配置于上述卷线机构与缝纫机针之间的缝线线路上、且能进行把上述线轴的线向机针侧送出动作和把机针侧的缝线向卷线机构送出动作的送出机构(送出辊11及送出电机12)、配置于送出机构与卷线机构之间且检测缝线张紧并产生信号的缝线检测机构(缝线状态检测传感器20)、在用上述卷线机构往上述线轴上卷回的线量达到规定量时发出检测信号的卷回量检测机构(卷绕量计数器)、每当发生检测机构的上述检测信号就使送出机构动作并把缝线向卷线机构送出规定量以后、把该规定量送出的缝线用卷线机构重复卷回动作、并在上述卷回量检测机构一发出检测信号就停止卷绕的控制机构(CPU81a)。
根据本发明1所述的缝纫机的换线装置，由于在控制机构的控制下能自动地卷绕缝线，所以卷线工序变得容易，其结果是提高了线轴的交换率。并且，由于把用于缝制时供给缝线的送出机构作为卷线用，利用了以往设置的结构，所以可以以比较低的成本实现卷绕机构。
在这里，用卷绕机构的绕线可以通过装线部使线轴旋转，也可以固定线轴把缝线卷绕在线轴上。并且，卷绕机构可以固定地设在缝纫机上，也可以是单独的装置。
并且，可以适当地选择检测规定量卷线的方法。例如，由于当即使在卷绕机构持续卷线时用检测机构也检测不出线的张紧度时，是线头从送出机构脱离，所以也可以通过由检测机构检测不出线的张紧度状态的持续并经过规定时间后作为大致的卷线结束，停止卷线。
或者，由例如从装线部经过规定的线路到达缝纫机机针的从线轴引出的缝线的长度来大致决定。根据该长度储存可卷绕缝线的卷绕量，另外对由卷绕机构的卷绕量计数，并在达到储存值时停止卷绕。
本发明之2所述的缝纫机的换线装置，是根据本发明之1所述的缝线的卷绕装置，其特征在于，上述的控制机构，把根据卷绕机构的卷绕量作为标准卷绕量求出，并作为其后的卷绕量的标准值。
根据本发明之2所述的缝纫机的换线装置，例如，若得知应卷绕的线长，则可知道卷绕几倍的标准卷绕量就可以结束卷绕，并求出送出机构的驱动次数，以此容易地进行定量控制。
本发明之3所述的缝纫机的换线装置，其特征在于，上述卷绕机构由用于使上述线轴向回绕方向旋转的电机、和把该电机的驱动传递给上述线轴的传递机构构成。
根据本发明之3所述的缝纫机的换线装置，若把缝线卷绕装置安装在缝纫机上，则可以自动且高效地卷绕缝线，结果使线轴的交换变得容易。
本发明之4所述的缝纫机的换线装置，是根据本发明之3所述的缝线卷绕装置，其特征在于，上述电机被设在缝纫机本体上，上述传递机构，由与电机的驱动轴可连接又可断开的连接部件、和把连接部件和线轴连接的连接机构构成，并将其设于上述装线部件上。
因此，可以从缝纫机本体装卸装线部件，并且可使装线部件小形轻量化。
本发明之5所述的缝纫机的换线装置，其特征在于，具有分别可旋转地支承卷绕了向缝纫机机针供给各种不同的缝线的多个线轴、且安装在缝纫机机架上的装线部件、用于使上述线轴向回绕方向旋转的电机、把该电机的驱动传递给上述线轴的传递机构、可以转换把上述任何一个线轴有选择地的与传递机构连接的转换机构(转换臂保持部件60)。
根据本发明之5所述的缝纫机的换线装置，可以用转换机构转换多个具备的线轴的任何一个线轴的缝线绕线。因此，在用一个线轴的缝线缝制期间，可以在其它的装线部装上别的线轴，并在缝制后把前者线轴的线用绕线装置自动地卷绕，并可把后者线轴的线立刻用于缝制，在如刺绣缝纫的必须多次更换缝线时特别有用。
在此，关于转换机构的动作，可以利用电机或螺线管等的电动驱动源，也可以是用手动操作的机械连接的转换机构。
本发明之6所述的缝纫机的换线装置，是根据本发明之5所述的缝纫机的换线装置，其特征在于，具有设于缝纫机本体上的电气动作的转换驱动源、和设在装线部件上且由转换驱动源的动作使传递机构与任何一个线轴连接的杆为特征(卷绕电机82)。
根据本发明之6所述的缝纫机的换线装置，由于用于卷绕动作的驱动源设于缝纫机本体上，所以可使装置小形轻量化。
图2(a)是安装在缝纫机本体的绕线单元的立体图，(b)是绕线单元向缝纫机本体的安装面与缝纫机本体侧构造的立体图。
图3是缝线状态检测传感器的详细俯视图。
图4是绕线单元的第1卷绕部和第2卷绕部的俯视图。
图5是第2卷绕部的侧视图。
图6是卷绕传递体和卷绕蜗杆的纵剖面图。
图7是线挡的弯曲部示意图。
图8是安装于缝纫机本体上的绕线单元的从前方看的立体图。
图9是缝纫机控制电路的方块图。
图10是显示于操作面板上的画面示意图。
图11是缝线卷绕处理流程图。
图12是接续图11的流程图。
图中1-缝纫机，1a-缝纫机本体，7-缝纫机机针，11-送出辊(送出机构)，12-送出电机(送出机构)，20-缝线状态检测传感器(缝线检测机构)，30-卷线单元(缝线卷绕装置)，31、32-缝线立杆(装线部)，50-第1绕线部，51-第2绕线部，60-转换臂保持部件，80-控制电路，81a-CPU(卷绕控制机构)，82-卷绕电机(卷绕驱动源)，83-转换电机(转换驱动源)，90-操作面板。
在图1中所示的是作为应用本发明的一例的缝纫机1。缝纫机1是带刺绣模式的家用缝纫机，在缝纫机本体1a上设有可以装卸的刺绣装置5和卷线单元30(参照图2)。缝纫机本体1a由底座部2、直立设于底座部2上的纵机体部3、从纵机体部3与底座部2平行延伸的机头部4构成。
缝纫机1在后述的控制部81(图9)的控制下，当卸下刺绣装置5时就成为可缝制平缝或规定图形花纹的本体模式，装上刺绣装置5就由刺绣装置检测传感器5a(图9)检测出该意图并转换为刺绣模式。
如图1、图2所示，在缝纫机本体1a的上面后方，设有可嵌入线轴的线轴杆10，在背面面板1b上安装了具有嵌入线轴的立杆31、32的卷线单元30。自这些线轴杆10和装在卷线单元30上的线轴供给缝线。并且，在缝纫机1上设有自动往缝纫机机针7穿入缝线的自动导线机构，只要把从卷线单元30和线轴杆10引出的缝线导向机头部4的规定位置就能在规定的时刻自动地往缝纫机针7上穿线。此外，关于线轴杆10并不是本发明的主要内容，故在以后的说明中只叙述从卷线单元30开始的缝线。
在机头部4上面的中央，固定着导线器17。在该导线器17的附近且在机头部4内固定着给予缝线t一定张力的基准张力部16。该基准张力部16在缝制时或自动断线、自动导线时关闭，对线施以张力，在用卷线单元30卷绕缝线时打开。
另外，在靠近该基准张力部16附近设有缝线状态检测传感器20。该缝线状态检测传感器20是在卷绕处理时检测缝线张紧度的本发明的缝线检测机构。如图3所详示。缝线状态检测传感器20，由光断路器21、遮挡板22、遮挡板动作部件23和受扭螺旋弹簧24构成。
光断路器21由相对向地设置的无图示的发光部和受光部形成并且截面呈字形，且略呈钥匙形的遮挡板22的一端22a可在该发光部和受光部之间出没。在遮挡板22的另一端22b上固定着前端弯曲成U字形的遮挡板动作部件23，并在该遮挡板动作部件23上，沿箭头穿过从上述基准张力部16引出的缝线。
以遮挡板22的弯曲部分为中心装有受扭螺旋弹簧24，把受扭螺旋弹簧24的一端挂在缝纫机机架上，把另一端挂在遮挡板22上。因此，若缝线松弛或没有缝线通过，则因受扭螺旋弹簧24的弹簧力使遮挡板22的一端22a身临发光部和受光部之间(图3的实线)，并且，光断路器向CPU81a输出断开信号。当通过遮挡板动作部件23的缝线张紧时，遮挡板动作部件23被缝线向下压，并以此克服受扭螺旋弹簧24的弹簧力使遮挡板22顺时针转动，并且光断路器输出接通信号(图3的虚线)。
在机头部4的内部设有把从卷线单元30供给的缝线向缝纫机机针7的方向送出的送出辊11。该送出辊11由用步进电机构成的送出电机12旋转驱动的驱动辊11a、和在与驱动辊11a连接的状态下随驱动辊11a连动的从动辊11b构成。从动辊11b与压脚杠杆8(图1)操作机械地连动并与驱动辊11a离合。当用压脚杠杆8把压脚9向下降方向操作时则与驱动辊11a连接，向反方向操作时则与驱动辊11a离开。
送出电机12在缝制过程中不连续而间断地动作，因此，送出辊11断续地每次送出规定量的缝线。并且，送出电机12在卷线处理过程中向缝制中的相反方向间断地动作，送出辊11断续地把缝线送往线轴侧。因此，在卷线处理中，每当送出辊11送出规定量的缝线、缝线就松弛，用后述的卷绕电机82重复卷绕缝线张紧动作，缝线状态检测传感器20则重复转换接通信号(缝线张紧状态)、和断开信号(缝线松弛状态)。
由送出辊11及送出电机12构成了本发明的送出机构。
从送出电机12到送出辊11的旋转传递机构，和压脚杠杆8与从动辊11b的连动机构是以前的众所周知的机构，故省略其详细说明。
从卷线单元30供给的缝线t穿过导线器17，并经过基准张力部16、缝线状态检测传感器20，被夹持在送出辊11上。
在机头部4内部且送出辊11的下方，设有把缝线导向规定方向的缝线导向器13。从送出辊11送出的缝线t经过缝线导向器13，穿过设于机头部4的外壳的外侧的挂线弹簧14、挑线杆15。
在机头部4上设有可上下运动的针杆(无图示)，其下端固定着缝纫机机针7，缝线经过挑线15被导向缝纫机机针7。
在缝纫机机针7的附近固定着压脚6。该压脚6由以往众所周知的构造、即由操作压脚杠杆8可使其上下运动。
在缝纫机本体1a的背面面板1b上，如图2所示，安装着可灵活装卸的作为本发明的缝线卷绕机构及缝线卷绕装置的卷线单元30。该卷线单元30具有可以装两支线轴的缝线立杆(装线部)31、32，并从该处供给缝线，并且从缝制后的缝纫机机针7卷取缝线。以后，把装在缝线立杆31上的线轴称为线轴A，把装在缝线立杆32上的线轴称为线轴B。
卷线单元30具有支持缝线立杆31、32的支承盒41。从支承盒41的安装面41a凸出形成了凹陷部42b的插接凸起42、形成前端向下方弯曲的辅助突起41b、41b。在支承盒41的外表面41c上设有与上述插接凸起42实质上为一体的操作杆42a，操作杆42a和插接凸起42可以以两者间无图示的支点为中心转动。并且，用图4所示的杆用弹簧43对操作杆42a和插接凸起42施以弹力，使插接凸起42的前端朝向上方。
卷线单元30如下述地安装在缝纫机本体1a上。把插接凸起42对准形成于背面面板1b的插入孔1d，一边克服杆用弹簧43的弹力向下方转动一边将其插入。然后，因杆用弹簧43的弹力使插接凸起42向上方转动，同时通过插入孔1d周围的缝纫机机架把凹陷部42b固定。同时，辅助突起41b、41b与左右并排地形成于插入孔1d上方的辅助孔1e、1e嵌合。
拆下时，把操作杆42a向上方抬起，边使插接凸起42向下方下降边把支承盒41向上拿起即可。
在缝纫机本体1a上设有单元检测传感器87(图9)，在背面面板1b上设有传感器用孔9a。在支承盒41的安装面41a上设有可与传感器用孔9a配合的传感器用凸起66，当把卷线单元30安装在背面面板1b上时，把传感器用凸起66插入传感器用孔9a，并把从单元检测传感器87检测的单元检测信号向控制部81输出。
在支承盒41内，如图4及图5所示，分别支承着缝线立杆31、32，并设有进行缝线卷绕动作的第1绕线部50和第2绕线部51。第1绕线部50和第2绕线部51构成基本相同，故相同的部件使用了相同的符号。并且，为了方便、在图4上出示了第1绕线部50的剖面图。第1绕线部50和第2绕线部51被固定在支承盒41内，并被支持在具有上台板52a和下台板52b的安装板52上。
在第1绕线部50(第2绕线部51)的下端部设有轴承54，并用螺钉53、53把该轴承54固定在下台板52b上。并且，在轴承54中嵌入并支承着中空的细杆状的缝线立杆31(32)。
在轴承54的上面设有缝线立杆31(32)通过其中央，且在周围形成齿轮55a的卷绕齿轮部件55。在卷绕齿轮部件55的上面，形成了由多个向上方凸出的多个齿构成的下连接部55b。卷绕齿轮部件55的内侧形成有环状的间隙，并在此安装着第1压缩弹簧58的下部。
在卷绕齿轮部件55的上方，设有围绕缝线立杆31(32)的圆筒形状的内旋转体56c。该内旋转体56c在途中其内径扩大，并在由此形成的与缝线立杆31(32)之间的间隙内，填装了第2压缩弹簧34。第2压缩弹簧34的下端部被内旋转体56c所支承。
在缝线立杆31(32)的上部，可上下滑动地安装着用于承受线轴下端部的线轴盘33，并且第2压缩弹簧34的上端部与线轴盘33的下面部靠接。以此、线轴盘33受到第2压缩弹簧34向上的力。
在缝线立杆31(32)的前端，为了安装如图2所示的盖子38，沿圆周方向开有定位槽31a(32a)。如图8所示，在把线轴A装在缝线立杆31上时，是把缝线立杆31插入在线轴A的中央纵孔中，并克服第2压缩弹簧34的力把线轴盘33压入，从上方装入盖子38。线轴B也是同样。
这样安装了线轴后，线轴总是受到第2压缩弹簧34向上的力，并与线轴上面的盖子38靠接。
内旋转体56c的上端部其内径更大，如图2及图4所示，并从支承盒41向上方凸出，并且，与两片相向对合围绕线轴的线轴壁56a、56b连接。线轴壁56a、56b如图2所示，分别各成三角形，且内侧有三角形的开口56aa、56bb。
在内旋转体56c的外侧嵌装着圆筒状的外旋转体57。外旋转体57被上台板52a所支承。并且，如图5所示，上述辅助突起41b也被设在上台板52a上。
在外旋转体57的下部，沿圆周方向形成有法兰盘57a，在该法兰盘57a的下面形成有与上述的下连接部55b相对应的由多个齿构成的上连接部57b。由下连接部55b和上连接部57b构成了噛合离合器。
并且，法兰盘57a的上连接部57b的更内侧与上述第1压缩弹簧58的上端部靠压。
在法兰盘57a的上面，常靠接着后述的第1转换臂61及第2转换臂62的转换销。用第1转换臂61、第2转换臂62克服第1压缩弹簧58的压力向下方驱动法兰盘57a，以此使下连接部55b和上连接部57b噛合。在此，为了方便把第1绕线部50侧作为离合器M、把第2绕线部51侧作为离合器N。并在图4上只表示第2转换臂62的转换销62a，但第2转换臂62的转换销也与它是一样的。
在外旋转体57的一部分上形成有螺钉孔57c，并在上述内旋转体56c的与螺钉孔57c相对应的位置上形成有上下的长槽(无图示)。在该槽内插入后述的绕线器动作部件35的脚部件35c，并用绕线器固定螺钉59将其固定。当用第1转换臂61(第2转换臂62)向下方驱动外旋转体57的法兰盘57a时，绕线器动作部件35、内旋转体56c及线轴壁56a、56b与外旋转体57一同下降。
此外，该绕线器固定螺钉59是在贯通外旋转体57的状态下，插入内旋转体56c的上述槽内，这样随外旋转体57的旋转使内旋转体56c、线轴壁56a、56b、绕线器动作部件35、及绕线器36同时旋转。
绕线器动作部件35如图2、图4所示，插在线轴壁56a的开口56aa内，并且再向外弯曲且形成超过线轴壁56a的高度。在绕线器动作部件35的前端形成了横向长的横孔35b。
形成为半圆形状的绕线器36被设在线轴壁56a、56b的上方，是在卷绕缝线时引导缝线的机构。
绕线器36的一端部36b被转动自如地直接安装在线轴壁56b的上边缘部。在端部36b上形成有在绕线器36大体直立的状态(图4)下、如图7所示的向下方弯曲成U字状的弯曲部36c。
另外，在绕线器36的另一端部36a的附近，用于安装该端部36a的绕线器安装部件37被转动自如地用螺钉37a安装在线轴壁56a的上边缘部。在离开该绕线器安装部件37的螺钉37a的规定距离的地方安装着端部36a。
在绕线器安装部件37的上部，设有向外凸出的凸出销37b，该凸出销37b与绕线器动作部件35的横孔35b配合。因此，绕线器动作部件35一旦上下运动，则绕线器安装部件37被凸出销37b所引导，以螺钉37a为中心转动，同时绕线器36一边绕螺钉37a的周围转动，一边如图5的假想线所示、向横向倾倒。如此改变了绕线器36的朝向时，则相反一侧的端部36b的弯曲部36c，如图7(b)所示，也朝向横向。
在成为如图7(b)所示的横向时，弯曲部36c便捕捉朝向后述的挂线体70的缝线t，并且，大体位于线轴A(B)的高度方向的中央部分。在卷绕时，弯曲部36c相对于线轴A向图7(b)的箭头方向旋转。即，由绕线器36的弯曲部36c一边限制缝线t对线轴A(B)的角度，一边可靠地往线轴A(B)上卷绕。
在支承盒41的上方，如图2、图8所示，设有被支持杆73支持的横长杆状的挂线体70。由于该挂线体70是要挂住从分别装在缝线立杆31、32上的线轴引来的线的机构，所以具有挂住线轴A的线的第1挂线部71、挂住线轴B的线的第2挂线部74。第1挂线部71如图8的放大图所示，由主部71c、和固定其上并具有凹部72a的板簧72构成。操作者把从线轴A引来的线用手挂入主部71c与板簧72之间，并挂在凹部72a上，再导向缝纫机机针7。第2挂线部74与其相同。
如图4所示，在安装板52的中央，以销子60a为中心转动自如地安装着左右具备第1转换臂61与第2转换臂62的转换臂保持部件(转换机构)60。在转换臂保持部件60上形成有从其中央部分向上方伸出的伸出部63，在该伸出部63上固定着从支承盒41凸出出来的转换动作销64(图2、图4)。
在把卷线单元30安装在缝纫机本体1a上时把该转换动作销64插入形成于背面面板1b上的略呈三角形的转换用开口9b中。在转换用开口9b内部，设有通过由步进电机构成的转换电机(转换驱动源)83(图9)左右摆动的摆动部件(无图示)。在该摆动部件上固定着转换动作销64的前端，由摆动部件的摆动使转换动作销64以规定的原点为中心按规定的角度左右摆动，并使转换臂保持部件60以销子60a为中心转动。
此外，作为摆动部件的摆动机构，例如可以利用中心齿轮和行星齿轮的结构。并且，在摆动机构上设有检测原点位置的转换原点位置检测传感器89。
一旦转换动作销64因转换电机83的规定方向的转动而向图4的右侧移动，则转换臂61的前端的转换销就把第1绕线部50的外旋转体57的法兰盘57a向下压，并与离合器M噛合。
并且，转换电机83一旦向反方向转动，则转换动作销64向图4的左侧移动，转换臂62的前端的转换销62a就把第2绕线部51的外旋转体的法兰盘57a向下压，并与离合器M噛合。
作为卷绕驱动源的卷绕电机82(图9)由步进电机构成，并内装于缝纫机本体1a的背面面板1b内侧。传递其输出轴旋转的中间齿轮18设在形成于背面面板1b上的齿轮孔1c内侧。
另外，在该装置上还设有以下的传动机构。即，从卷线单元30的支承盒41的安装面41a下凸出出来的、以与上述中间齿轮18的前端部吻合形成规定形状的卷绕传动体45。卷绕传动体45如图6所示，可滑动地穿在卷绕轴46上。但在卷绕轴46的端部固定着的E环46a并不能从卷绕轴46上脱出。
卷绕轴46被固定在安装板52上，在其另一端装入卷绕蜗杆44。卷绕蜗杆44的一端与安装板52相靠，在另一端嵌入E环44a，使其不能脱出。
在卷绕传动体45与卷绕蜗杆44之间设有卷绕弹簧47，该卷绕弹簧47分别挂在卷绕传动体45和卷绕蜗杆44上，并给予使两者相互远离的力。
如前所述，在把支承盒41安装于缝纫机本体1a上时，在齿轮孔1c内一装入卷绕传动体45，则卷绕传动体45就压在中间齿轮18的前端上，并向卷绕蜗杆44侧滑动，并一边被卷绕弹簧47推回去，一边与中间齿轮18前端的规定形状对正吻合。这样，在卷绕电机82动作时，中间齿轮18的旋转被传动至卷绕传动体45，并通过卷绕弹簧47使卷绕蜗杆44旋转。
卷绕蜗杆44与第2绕线部51的卷绕齿轮部件55的齿轮55a噛合。在第1绕线部50和第2绕线部51各个卷绕齿轮部件55的下端部挂着同步皮带65。因此，如上所述，当卷绕蜗杆44一转动，则第1绕线部50和第2绕线部51双方的卷绕齿轮部件55就一起旋转。但是，在卷绕动作中，把卷绕齿轮部件55的旋转传递到外旋转体57等的上部构造的，只是用上述转换臂60形成的离合器构造的一方的卷绕部。
在图9上所示的是缝纫机1的控制电路80。控制电路80具有控制部81，并具有与该控制部81连接的送出电机12、卷绕电机82、转换电机83等的驱动源，和缝线状态检测传感器20、刺绣装置检测传感器5a、单元检测传感器87、压脚下降检测传感器88、原点位置检测传感器89等的传感器和操作面板90等。并且，由于图9只出示了本发明的必要的结构，所以控制电路80还有其他的驱动源和传感器等。
控制部81由CPU(Centrai Processing Unit)81a、RAM(RandomAccess Memory)81b、ROM(Read Only Memory)81c，再加上输出输入接口等构成。
ROM81c存储用于控制缝纫机1的各种动作的控制程序和控制数据。RAM81b存储包含落针数据的缝制数据、各种检测数据、和计算结果等。
CPU81a按照ROM81c中的控制程序和控制数据，以RAM81b为工作区域，并根据各种传感器的信号驱动电机等的各驱动源，并控制包括缝线卷绕处理的一连串的缝制动作，同时也进行操作面板70的显示控制。
具体的是，从刺绣装置检测传感器5a一输出指示刺绣装置5被设定了的检测信号，就把缝纫机1整体设定为刺绣模式，除此以外设为本体模式。
此外，当安装上了卷线单元30、并从单元检测传感器87接受单元检测信号时，根据操作面板90的指示驱动送出电机12、转换电机83、卷绕电机82，并且，一边检测从缝线状态检测传感器20给出的信号一边进行卷线处理。即，CPU81a是本发明的卷绕控制机构。CPU81a在缝线卷绕处理中，用设于RAM81b上的计数器测量卷绕电机82的旋转量的方法控制缝线的卷绕量。以下，把该计数器称为卷绕量测量计数器。
在卷绕时，缝线被送出电机12断续地送出，另一方面，卷绕电机82连续地卷绕缝线，结果是反复地张紧和松弛、使传感器20反复地接通·断开。CPU81a一边掌握传感器20的接通·断开与由上述卷绕量测量计数器测量的计数值(卷绕量)的关系一边控制卷绕处理。
如图1所示，在缝纫机本体的正面设有操作面板90。操作面板90是由液晶显示板构成的触摸式面板，所以在显示画面上显示规定的信息的同时还显示必要的操作按钮。
如前所述，缝纫机1通常为本体模式，一旦装上刺绣装置5就由刺绣装置检测传感器5a的检测自动地变成刺绣模式。并且，在安装了卷线单元30时，由上述单元检测传感器87的检测可自动地处于卷绕缝线的状态。在操作面板90上对应于不同的模式和可能的动作、变换显示的内容。
图10是显示于操作面板90上的画面实例图。图10(a)是安装了卷线单元30时，在缝制后等显示的作业画面91的局部示意图。在该画面91的下部，设有用于用手控指定卷线单元30自动绕线的缝线转换钮91a。
一操作该缝线转换钮91a，则显示图10(b)的选择画面92。在选择画面92上设有换线支持按钮92a、A按钮92b及B按钮92c。A按钮92b是用于卷绕线轴A的缝线、B按钮92c是用于卷绕线轴B的缝线的按钮。
在进行换线时，比如在缝纫机机针7上穿着线轴A的缝线并想换为线轴B的缝线时，首先把线轴B的缝线挂在用于自动挂线的规定之处。然后，操作换线支持按钮92a，接着，按A按钮92b。这样，卷线单元30以后述的规定动作卷绕线轴A的缝线。卷绕结束以后，由自动挂线机构把线轴B的缝线穿过缝纫机机针7。
并且，在进行换线时，如上所述，由于送出辊11与压脚6连动，所以在压脚6没有下降的状态下操作换线支持按钮92a时，就显示「请将压脚降下」旨意的文字。
图10(a)、(b)的显示画面显示本体模式·刺绣模式的其中之一。
并且，在刺绣模式下安装了卷线单元30时，如图10(c)所示，可以在进行刺绣花样的各种编辑操作的编辑画面73上选择用于换线的预约功能。此时举例所示的编辑画面73，是按照「①茎」「②叶」「③花瓣」的顺序缝制形成的花的图样，并可在缝制前、缝制中都显示。
在编辑画面73上设有A预约按钮93a、B预约按钮93b、禁止预约按钮93c。例如当前，在使用来自线轴B的缝线缝制第一号的「茎」时按动A预约按钮93a。以此，在「茎」的缝制以后、不必进行图10(a)(b)的操作，在自动地卷绕了线轴B的缝线以后、线轴A自动挂线。另外，相反地如果操作B预约按钮93b，则在自动地卷绕了线轴A的缝线以后、线轴B自动挂线。
如果按了禁止预约按钮93c，就不进行自动的卷线或挂线。此时，也可以在缝制后显示图10(a)(b)的画面。
除了刺绣模式以外，不会显示A预约按钮93a、B预约按钮93b、禁止预约按钮93c。或者，也可以是不在刺绣模式时显示这些按钮，但在操作了A预约按钮93a、B预约按钮93b时显示错误的构造。
另外，不管本体模式·刺绣模式，在没安装卷线单元30时，根据单元检测传感器87的检测信号，即使操作了指示图10所示的与卷线单元30有关的动作的按钮，也显示错误或「卷线单元30没有安装」旨意。
下面，说明由上述构成的缝纫机1的卷线单元30的卷绕缝线处理时的动作。
若通过图10的A按钮92b、B按钮92c，或A预约按钮93a、B预约按钮93b指示自动卷线操作，则缝纫机1就在CPU81a的控制下进行如下的机械动作。
分别在第1绕线部50和第2绕线部51上装入线轴A、线轴B，并用线轴A的缝线缝制，然后，到线用完结束，压脚6后退，即，送出辊11关闭。线轴A的缝线被挂到挂线体70的第1挂线部71，并且，是穿过缝纫机机针7的状态，线轴B的缝线被挂到第2挂线部74，并且，挂在用于自动挂线的规定位置。以后，该状态为「卷绕初始状态」。
首先，向与缝制时相反的方向驱动送出电机12，并牵引缝纫机机针7侧的缝线。在卷绕期间间歇地进行该动作。
然后，使卷绕电机82开始旋转，并通过中间齿轮18、卷绕传动体45、卷绕蜗杆44，第2绕线部51的卷绕齿轮部件55转动，通过同步皮带65第1绕线部50的卷绕齿轮部件55也转动。卷绕电机82在卷绕期间连续运转。
然后，根据原点位置检测传感器89的信号，转换电机83转动规定角度并停止。因该动作，转换动作销64向图4的右侧移动，则在第1绕线部50侧驱动了转换臂61的转换销，外旋转体57的法兰盘57a的上连接部57b与卷绕齿轮部件55的下连接部55b、即、离合器M啮合。以此传递卷绕电机82的转动，第1绕线部50侧的外旋转体57、内旋转体56c、线轴壁56a、56b、绕线器动作部件35一起旋转。同时，因外旋转体57的下降、绕线器动作部件35也下降，绕线器36倾倒并且弯曲部36c朝向横向，如图7(b)所示，缝线被弯曲部36c扑捉并被卷绕到线轴A上。
最后，以在线轴A与传感器20之间线头垂下的状态下，停止卷绕电机82、送出电机12，再次驱动转换电机83返回原点位置并结束卷绕。接着，进行关于线轴B的自动挂线。
在卷绕线轴B的缝线时，由转换电机83的旋转驱动转换销62a，并在第2绕线部51侧同样地卷绕缝线。
如上所述，之所以先使卷绕电机82旋转，然后使转换电机83旋转，是因为比起停止状态来，旋转状态可更容易使由上连接部57b与下连接部55b构成的离合器构造的噛合。
下面，图11及图12是在CPU81a控制下进行的卷绕处理的流程图。
CPU81a根据缝线状态检测传感器20的信号，监视卷绕处理是否正常地进行，并且，一边计算由卷绕电机82等的旋转量所掌握的卷绕量与送出电机12的送出量的定量关系、一边卷绕、停止缝线。以下说明对线轴A的缝线的卷绕。
该流程从上述卷绕初始状态开始，从线轴A到送出辊11的缝线在张紧的状态下，上述缝线状态检测传感器20输出接通信号。首先，在步骤S1，确认转换电机83位于原点位置，即，转换动作销64位于中央。然后，在步骤S2驱动送出电机12后停止，并用送出辊11卷回规定量的缝线。由于以此使缝线接近于预先手绕向线轴A侧，所以在后述的由转换电机83的动作使绕线器36倾倒并扑捉缝线时，对缝线不施加负荷。
在步骤S3判断传感器是否是维持接通状态，即判断是否在步骤S2中因手抄松弛而缝线状态检测传感器20处于断开。若是维持接通状态，则是因线结等的异常不能向线轴A供给的状况，因此，在步骤S4显示错误。在步骤S3若判断为断开，则为正常并进入步骤S5。
在步骤S5开始卷绕电机82的转动。然后在步骤S6使转换电机83向规定方向转动规定的角度，并驱动转换臂61并与第1绕线部50的离合器M噛合，并且使外旋转体57、线轴壁56a、56b等旋转，同时，通过绕线器36的动作一边对缝线以卷绕于线轴A的高度方向的大致中央部分导向，一边开始卷绕。
接着，在步骤S7中，把上述卷绕量测量计数器(MKCOUNT)设定为「0」，并根据卷绕电机82的转动测量卷绕量。然后，在步骤S8判断在步骤S6开始卷线的缝线是否再被张拉而使传感器20成为接通。在不是接通时，则在步骤S9判断MKCOUNT值是否超过了规定的界限值(例如8000，数字是卷绕电机82的步进数)。没超过的话返回步骤S8，若超过的话，一定是因缝线松弛不能正常卷绕，所以在步骤S10进行错误显示。
在步骤S8，传感器若为接通，则进入步骤S11，在此再次把MKCOUNT值回0，并开始测量卷绕量。
接下来，在步骤S12中驱动送出电机12后停止，向线轴A侧供给规定量的缝线，以此使传感器断开。这是由于用送出电机12的供线速度比用卷绕电机82的卷绕速度快的缘故。
然后，在步骤S13判断以步骤S12的缝线的供给、传感器20是否接通。若在步骤S13判断为没接通，则在步骤S14判断MKCOUNT值是否超过规定的界限值(例如8000)。若没超过则返回步骤S13，若超过了，则因线已绕完等而不能正常地卷绕，故在步骤S15进行错误显示。
在步骤S13若判断为传感器20已经接通，则进入步骤S16，并在此，以从步骤S11测量的开始卷绕量作为「标准卷绕量」读入。
然后，在步骤S17进行规定次数、和步骤S16的标准卷绕量的读入，并判断是否求出了最终的决定值。在只进行了一次步骤S16的读入时，返回步骤S11。若进行规定次数(例如2次，)、和步骤S16的读入，以此求出标准卷绕量最终的决定值。作为求出方法，可以是平均值，或者也可以是实验得出的最佳值。之所以这样去掉第1次的从步骤S7测量的部分，并求出其后多次标准卷绕量(对应于一次送出的卷绕量)，是因为卷绕开始时的值与卷绕稳定时的值其数字不同，并且每次都有微妙的不同，所以用去掉第1次的数据，并从其后多次的测量结果计算的方法能够提高精度。
然后，在步骤S18求出并读入作为其后的卷绕量的「终端卷绕量」。该值为在步骤S17求出的标准卷绕量上乘以规定的值n的值。n值是由缝纫机1的构造所决定的，例如「6」。该终端卷绕量是在其后的步骤中应卷绕的缝线长度除去最后的卷绕部分(余线量)。
然后，在图12的步骤S19手捯由送出电机12卷回缝线，并进入步骤S20，判断接受步骤S19后传感器是否一直接通。若一直接通，就是缝线一直受张力张拉等的异常，故在步骤S21显示错误。
若在步骤S20判断为传感器断开，则进入步骤S22，并设定卷绕量测量计数器、把MKCOUNT设定为「0」，并在步骤S23判断因缝线的卷绕、传感器20是否已接通。若在步骤S23传感器20保持接通，则进入步骤S24，并判断MKCOUNT值是否比在步骤S18求出的对应于终端卷绕量的计数总数值小。如果小的话，则返回步骤S23，如果大的话，即判断为卷绕了终端卷绕量的量时，进入步骤S25。
若在步骤S23传感器接通，则返回步骤S19。即，一边重复从步骤S19到步骤S24，一边卷绕缝线直到超过终端卷绕量的长度部分。
在步骤S25再次把MKCOUNT值设定为「0」，并在步骤S26算出规定的余线量。用「标准卷绕量×m」求出该余线量，m值由构造所决定。然后，在步骤S27判断MKCOUNT值是否是不足余线量，若不足，则重复该判断，若超过了余线量的值，则进入步骤S28。在步骤S28停止卷绕电机82，并在传感器20与线轴A之间留有剩余的线而结束卷绕。
在下一个步骤S29驱动转换电机83转规定角度，使转换动作销64返回原点，结束该流程。
根据具备上述的卷线单元30的缝纫机1以及在该缝纫机1上的卷绕方法，能在CPU81a的控制下，利用由送出辊11及送出电机12构成的送出机构自动地卷绕缝线，所以提高了卷绕工序的效率，其结果是使线轴的更换变得容易。并且，由于把原来缝制时的缝线供给用的送出机构用于卷绕，利用了以往设置的构造，所以可比较简单地用低成本实现缝线卷绕机构。
另外，CPU81a以用卷线单元30卷绕时的缝线长度作为标准卷绕量求出每驱动一次送出机构所送出的缝线，并利用该值定量且可靠地控制缝线的卷绕量。
卷线单元30是相对于缝纫机本体1a可装卸自如的构造，根据需要装在缝纫机上即可，方便性高。
并且，卷线单元30具有31、32两根缝线立杆，可以用转换臂保持部件60转换卷绕任何一个线轴的缝线。
因此，在用一个线轴的缝线缝制的期间，装上另一个线轴，并只要在缝制后用缝线卷绕装置自动地卷绕前者线轴的缝线，就可以把后者线轴的缝线立刻用于缝制，所以在如刺绣缝纫的需要多次更换缝线时特别有用。
并且，卷绕电机82及转换电机83是被装于缝纫机本体1a之内，并且是在把卷线单元30安装于缝纫机本体1a上时与卷线单元30侧的部件连接的构造，所以在卷线单元30上没设置用于卷绕和转换的驱动源，故构造简单。
此外，本发明不局限于上述实施例，当然可以适当变更。例如，在上述实施例中例举的是家用刺绣缝纫机，但不限定于家庭用，也可以是工业用，并且，也可以不是刺绣缝纫机。其要点在于可适用于在一个缝制物上使用多种缝线缝制的所有的缝纫机。此外，所谓「多种」并不局限于缝线的颜色，也可以改换不同性质的颜色。
并且，卷线单元的缝线立杆不仅可以有两根，也可以有三根以上。此外，转换卷绕缝线的线轴的转换机构，也可以不用缝纫机本体的电机和单元的转换臂而灵活地变更。
另外，上述的是把用于卷绕缝线的电机设在了缝纫机本体上，但也可以设在卷线单元上。
(发明效果)根据本发明之1所述的缝纫机的换线装置，由于在控制机构的控制下可自动地卷绕缝线，所以容易进行卷线工序，其结果是提高了线轴的交换率。并由于把在缝制时供给缝线的送出机构用于缝线的卷绕，利用了以往设有的机构，所以可比较简单地用低成本实现缝线卷绕机构。
根据本发明之2所述的缝纫机的换线装置，例如若知道应卷饶的缝线的长度，就知道了卷绕几倍标准卷绕量即可结束卷绕，因此，可以用求出卷绕机构的驱动次数使定量控制变的容易。
根据本发明之3所述的缝纫机的换线装置，若把缝线卷绕机构安装在缝纫机上，则可以自动地卷饶缝线并高效地进行卷线，其结果是容易更换线轴。
根据本发明之4所述的缝纫机的换线装置，可以从缝纫机本体上装卸卷线部件，并且可把卷线部件小型轻量化。
根据本发明之5所述的缝纫机的换线装置，可以用转换机构转换所具备多个线轴的任何一个线轴的缝线的卷绕。因此，在用一个线轴的线进行缝制期间，可在另外的装线部装上另外的线轴，在缝制后由卷线装置自动地卷绕前者线轴的缝线以后，立刻把后者线轴的缝线用于缝制，在如刺绣缝纫的需要多次更换缝线时特别有用。
根据本发明之6所述的缝纫机的换线装置，由于用于卷绕动作的驱动源被设置在缝纫机本体上，故可使装置小型轻量化。
权利要求
1.一种缝纫机的换线装置，其特征在于，具有可灵活转动地支持卷绕着向缝纫机机针供给缝线的线轴，并被安装于缝纫机机架上的缝线安装部件、与所述线轴连接并把从所述线轴向机针侧送出的缝线卷回到所述线轴的卷绕机构、配置于所述卷绕机构与缝纫机机针之间的缝线线路上，并进行把所述线轴的缝线向机针侧送出的动作和把机针侧的缝线向卷绕机构侧送出的动作的送出机构、配置于送出机构和卷线机构之间，并检测缝线张紧度且发出信号的缝线检测机构、由所述卷绕机构向所述线轴卷回的缝线量一旦达到规定量时就发出检测信号的卷回量检测机构、每当发生缝线检测机构的所述检测信号时、重复使送出机构动作并向卷线机构侧送出定量缝线之后、把该定量送出的缝线用卷绕机构卷回的动作，并且，当发生由所述卷回量检测机构检测的信号时停止卷绕的控制机构。
2.根据权利要求1所述的缝纫机的换线装置，其特征在于所述控制机构可求出以由卷绕机构的卷绕量作为标准卷绕量，并作为以后的卷绕量的标准值使用。
3.根据权利要求1所述的缝纫机的换线装置，其特征在于所述卷线机构由用于把所述线轴向卷回方向旋转的电机，和把该电机的驱动传递给所述线轴的传递机构构成。
4.根据权利要求3所述的缝纫机的换线装置，其特征在于所述电机被设于缝纫机本体，所述传递机构由可与电机的驱动轴连接或断开的连接部件，和连接连接部件与线轴的连接机构构成并被设置在所述缝线安装部件上。
5.一种缝纫机的换线装置，其特征在于，具有可灵活转动地支持卷绕着能分别向缝纫机机针供给不同缝线的多个线轴，并被安装于缝纫机机架上的缝线安装部件、用于把所述线轴向卷回方向旋转的电机、把该电机的驱动传递给所述线轴的传递机构、可以转换有选择地使所述线轴的任何一个与传递机构连接的转换机构。
6.根据权利要求5所述的缝纫机的换线装置，其特征在于所述转换机构，具有设于缝纫机本体的电动的转换驱动源，和设于缝线安装部件且由转换驱动源的动作把传递机构与任何一个线轴连接的杆。
全文摘要
一种缝纫机的换线装置，把对缝线立杆(31)、(32)的线轴卷绕缝线的卷线单元(30)装卸自如地装在缝纫机本体(1a)上。缝纫机(1)具有用于在缝制时送出缝线的送出电机(12)、配置于送出电机(12)和卷线单元(30)之间的检测缝线张紧状态的缝线检测传感器(20)、根据该检测信号控制缝线卷绕动作的CPU81a。在缝纫机上，每当用传感器(20)检测出缝线张紧时，就向与缝制时相反的方向连续地驱动送出电机(12)并把缝线往卷线单元(30)送出，卷线单元(30)则把该送出的缝线卷绕在线轴上。当CPU81a得知卷绕了规定量的缝线则停止卷绕。这样在缝纫机上，用比较简单的构造并以低成本高效率地更换缝线。
文档编号D05B69/00GK1412373SQ0214581
公开日2003年4月23日 申请日期2002年10月14日 优先权日2001年10月12日
发明者和田文夫, 小滝浩志 申请人:重机公司