JP2007014674A - 刺繍方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 刺繍パターンのコーナ部において、主軸回転数を落とすことなく、刺繍素材を加工布に正しく縫い付ける。
【解決手段】 刺繍素材Ｍをボビン１１から供給し、ガイド１４で針落ち点に案内する。ボビン１１とガイド１４を針棒９の周りで一体に旋回し、主軸の回転に伴って刺繍素材Ｍを加工布に縫い付ける。ボビン１１の旋回角度を刺繍柄データに基づいて一針ごとに演算し、演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間Ｐ２−Ｐ３でボビン１１を二回又は三回に分けて旋回する。この針落ち区間に中間針落ち点Ａ１，Ａ２を設定し、中間針落ち点Ａ１，Ａ２で針棒９を下死点に落とす。中間針落ちを実施しない場合は、同じ針落ち区間に仮想針落ち点を設定し、仮想針落ち点で針棒９を上死点に停止させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、コードやテープ等の刺繍素材を加工布に縫い付ける刺繍方法に関する。

従来、図９（ａ）に示すように、刺繍素材Ｍをボビン６１から繰り出し、ガイド６２で針６３の落下点に案内し、上糸Ｔ１と下糸Ｔ２からなる本縫い縫目Ｓで加工布Ｗに縫い付ける方法が知られている。また、図９（ｂ）に示すように、ボビン６１とガイド６２を針６３の周りで旋回し、刺繍素材Ｍの供給方向を変えて、刺繍パターンのコーナ部Ｃを加工する方法も知られている。例えば、特許文献１には、コーナ部の加工にあたり、幅広の刺繍素材の左右両側に針を正確に落とす技術が記載されている。特許文献２には、ミシン主軸一回転あたりのボビンとガイドの旋回角度を刺繍柄データに基づいて演算により求める技術が記載されている。
特開平８−３１１７６１号公報 特公昭６２−２３１０１号公報

ところが、従来の刺繍方法によると、図１０（ａ）に示すように、コーナ部Ｃにおいて、刺繍素材Ｍの供給方向（方向出し角度）が大きく変化するときに、刺繍素材Ｍが針落ち点Ｐから外れることがあった。例えば、図１０（ｂ）に示す直角のコーナ部Ｃで、ボビン６１を４５°の演算値で旋回したにも係らず、実際には、ボビン６１が慣性によって演算位置（鎖線位置）を越えた位置（実線位置）まで旋回する場合がある。この場合、ガイド６２の向きが布送り方向に対し傾くため、素材Ｍがガイド６２を通過するときの抵抗で引っ張られ、針６３が素材Ｍから外れた位置に落ちる。いったん外れると、ガイド６２の向きが布送り方向と一致した後も、３〜１０針分に相当する区間で、針６３が素材Ｍから外れ続ける。この現象は、ミシン主軸の回転数が大きくなるほど発生しやすいため、従来は、コーナ部Ｃの加工にあたり、主軸回転数を落とし、ボビン６１の慣性回転によるオーバーランを抑える対策を採っていたが、当然、加工能率が低下する問題点があった。

本発明の目的は、上記課題を解決し、刺繍パターンのコーナ部において、ミシン主軸の回転数を落とすことなく、刺繍素材を加工布に正しく縫い付けることができる刺繍方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の刺繍方法は、刺繍素材をボビンから供給してガイドにより針落ち点に案内し、ボビンとガイドを針棒の軸線周りで旋回し、ミシン主軸の回転に伴い刺繍素材を加工布に縫い付ける刺繍方法において、ミシン主軸の一回転あたりのボビンとガイドの旋回角度を刺繍柄データに基づいて演算し、該演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間で、ボビンとガイドを上限値よりも小さな角度で少なくとも二回に分けて旋回することを特徴とする。

ここで、上限値とは、刺繍素材と針落ち点との相対位置を適正に保つことができる一針あたりのボビンおよびガイドの最大旋回角度である。上限値を超える針落ち区間とは、刺繍柄データ中の前後の針落ち点によって定義される区間であり、ミシン主軸の一回転あたりのボビンとガイドの旋回角度を演算により求めるときの区間に相当する。具体的には、上限値の設定にあたり、次の手段（１），（２）を採用できる。
（１）上限値を刺繍ミシンの機械仕様に従って、例えば、２０〜４０°、好ましくは３０°に固定的に設定すること。
（２）上限値をミシン主軸の回転数、刺繍素材の材質、太さ、厚さ等に応じて変更可能に設定すること。

ボビンとガイドを少なくとも二回に分けて旋回するにあたっては、次の手段（３），（４）を採用できる。
（３）旋回角度の演算値を予め設定した除数で分割すること。例えば、演算値が４５°である場合に、４５°を二分割又は三分割し、ボビンとガイドを２２．５°ずつ二回、又は１５°ずつ三回に分けて旋回する。この除数は、分割結果が上限値以下となる数値であり、固定的又は変更可能に設定することができる。
（４）旋回角度の演算値を予め設定した角度で分割すること。例えば、演算値が４５°である場合に、４５°を１５°で分割し、ボビンとガイドを１５°ずつ三回に分けて旋回する。この分割角度は、上限値以下の数値であり、固定的又は変更可能に設定することができる。

また、本発明の刺繍方法は、次の手段（５），（６）を備えたことを特徴とする。
（５）旋回角度の演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間に中間針落ち点を設定し、中間針落ち点で針棒を下死点に降ろし、中間針落ち点の前後でボビンとガイドを旋回すること。中間針落ち点は、刺繍柄データ中に定義された前後の針落ち点に基づいて演算により求めることができる。例えば、前後の針落ち点の二等分位置に一つの中間針落ち点を、又は三等分位置に二つの中間針落ち点を設定することができる。中間針落ち点で針棒を下死点に降ろすことにより、刺繍素材をコーナ部に形成した縫目で加工布にしっかりと保持できる利点がる。

（６）旋回角度の演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間に仮想針落ち点を設定し、仮想針落ち点で針棒を上死点に停止させ、仮想針落ち点の前後でボビンとガイドを旋回すること。仮想針落ち点は、中間針落ち点と同様の方法で求めることができる。針棒を上死点に停止させる手段としては、周知の針棒キャンセル機構を使用できる。仮想針落ち点で針棒を上死点に停止させることにより、コーナ部における縫目の集中を避け、刺繍パターン全体を見栄えよく加工できる利点がある。

本発明の刺繍方法によれば、刺繍素材の供給方向が大きく変化する針落ち区間で、ボビンとガイドを少なくとも二回に分けて旋回するので、刺繍パターンのコーナ部において、ミシン主軸の回転数を落とすことなく、刺繍素材を針落ち点にスムーズに供給し、加工布に正しくかつ能率よく縫い付けることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る刺繍方法では、図５に示すように、刺繍素材Ｍがボビン１１から供給され、ガイド１４により針落ち点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に案内される。ボビン１１とガイド１４は針棒９の軸線周りで一体に旋回され、ミシン主軸の回転に伴って刺繍素材Ｍが加工布に縫い付けられる。ボビン１１とガイド１４の旋回角度は、刺繍柄データ中のＸ−Ｙ座標情報に基づいて一針ごとに演算によって求められる。そして、刺繍パターンのコーナ部Ｃにおいて、演算値が予め設定した上限値を超えるときに、該当する針落ち区間Ｐ２−Ｐ３でボビン１１とガイド１４が上限値よりも小さな角度で少なくとも二回に分けて旋回される。

また、この実施形態の刺繍方法では、演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間Ｐ２−Ｐ３に中間針落ち点Ａ１，Ａ２が設定され、中間針落ち点Ａ１，Ａ２で針棒９が下死点に落ち、中間針落ち点Ａ１，Ａ２の前後でボビン１１とガイド１４が旋回される。この中間針落ちを実施しない場合には、同じ針落ち区間Ｐ２−Ｐ３に仮想針落ち点が設定され、仮想針落ち点で針棒９が上死点に停止し、仮想針落ち点の前後でボビン１１とガイド１４が旋回される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、この実施例の刺繍ミシン１は、ミシン機枠（図示略）から前方へ突出するアーム２を備え、アーム２の側壁３にミシン主軸４が支持されている。アーム２の底壁５にはスリーブ６が軸受７で回転可能に支持され、スリーブ６の内側にパイプ８がスリーブ６と一体回転可能でスリーブ６に対し昇降可能に挿通されている。パイプ８の内側には中空状の針棒９が挿通され、針棒９の下端に針１０が止着され、上糸Ｔ１が針棒９の内側を通って針１０に供給される。

スリーブ６の外周には、刺繍素材（テープを示す）Ｍを供給するボビン１１がスリーブ６と一体回転可能に取り付けられている。パイプ８の下端にはニップル１２が固定され、ニップル１２の下端に布押え足１３が取着されている。布押え足１３の下部外面には筒形のガイド１４が取り付けられ、ボビン１１から供給された刺繍素材Ｍがガイド１４の内側を通って針板１５の針穴１６（針落ち点）に案内される。そして、ミシン主軸４の回転に伴い、加工布Ｗに上糸Ｔ１と下糸Ｔ２（図９参照）からなる本縫い縫目Ｓが形成され、この縫目Ｓによって刺繍素材Ｍが加工布Ｗに縫い付けられる。

スリーブ６の上端には被動プーリ１９が設けられ、被動プーリ１９とそれより後側の駆動プーリ２０とにタイミングベルト２１が巻き掛けられている。駆動プーリ２０はプーリ軸２２によりアーム２の底壁５に支持され、プーリ軸２２上にギヤ２３が駆動プーリ２０と一体回転可能に設けられている。アーム２の後部にはボビン旋回モータ２４が設置され、そのモータ軸２５上にギヤ２３と噛み合うピニオン２６が設けられている。そして、ボビン旋回モータ２４がボビン１１とガイド１４を針棒９の軸線周りで旋回し、刺繍素材Ｍの供給方向を縫い進み方向に応じて変化させるようになっている。

パイプ８の上端にはリング２８が固定され、その周溝２９に昇降部材３０のフォーク部３１が挿入されている。アーム２の左側の側壁３にはニップル昇降モータ３２が設置され、そのモータ軸（図示略）が運動変換機構３３を介して昇降部材３０に連結されている。そして、ニップル昇降モータ３２が昇降部材３０を介してニップル１５を針棒１３と同期して上下に駆動し、ニップル１５の下死点で布押え足１３が刺繍素材Ｍと加工布Ｗを針板１５に押え付けるようになっている。なお、アーム２の右側の側壁３には、千鳥縫い用のアタッチメント（図示略）を駆動するための千鳥振りモータ３４が設置されている。

刺繍ミシン１の制御系には、図３に示すように、刺繍柄データを編集するデータ装置３６と、刺繍ミシン１の全体を制御するミシン制御装置４７とが設置されている。データ編集装置３６には、液晶表示部３７、キー操作部３８、ＦＤドライブ３９、内部記憶装置４０等が配設されている。キー操作部３８上の飾り縫いキー４１を操作すると、液晶表示部３７にボビン１１の旋回条件を設定する画面４２が表示される。この設定画面４２には、一針あたりの旋回角度の上限値を設定する領域４３と、旋回角度の演算値を分割するときの除数となる角度を設定する領域４４と、中間針落ちの有無を選択する領域４５とが設けられている。

ミシン制御装置４７は、データ編集装置３６で設定された刺繍柄データに基づき、主軸駆動モータ４８、Ｘ方向の刺繍枠駆動モータ４９、Ｙ方向の刺繍枠駆動モータ５０、キャンセル機構のジャンプソレノイド５１、ボビン旋回モータ２４およびニップル昇降モータ３２等を制御する。これにより、主軸４、針棒９、キャンセル機構、刺繍枠、ニップル１２およびボビン１１が図６、図７に示すようなタイミングで動作するようになっている。なお、図６は、設定画面４２の領域４５で中間針落ちを「する」と選択した場合のタイミングを示し、図７は中間針落ちを「しない」と選択した場合のタイミングを示す。

次に、上記構成の刺繍ミシン１による刺繍方法を図４〜図８に従って説明する。刺繍ミシン１の運転に先立ち、オペレータは、まず、データ編集装置３６において、ＦＤ又は内部記憶装置４０に登録されている複数の刺繍パターンのうちから所要の一つを選択する（図４のＳ１）。必要に応じ、その刺繍パターンを液晶表示部３７に図形で表示し、コーナ部の形状を含むパターン全体の構成を確認する。次に、設定画面４２を表示し、領域４３〜４５にボビン１１の旋回条件を設定する（Ｓ２）。ここでは、画面４２上のカーソル５２をマウスで操作し、例えば、領域４３の上限角度に「３０°」を設定し、領域４４の分割角度に「１５°」を設定し、領域４５で中間針落ちを「する」と選択する。

続いて、オペレータは、設定値を確定し、該当する刺繍柄データに組み合わせ、内部記憶装置４０に登録した後、刺繍ミシン１を起動する（Ｓ３）。刺繍ミシン１の運転中は、ミシン制御装置４７が一針ごとに刺繍柄データを読み出し（Ｓ４）、刺繍柄データ中の刺繍枠位置決め情報（Ｘ−Ｙ座標情報）に基づき、一針あたり（ミシン主軸４の一回転あたり）のボビン１１の旋回角度を演算によって求める（Ｓ５）。例えば、図５に示す刺繍パターンにおいて、コーナ部Ｃの手前に位置する針落ち区間Ｐ１−Ｐ２に０°を算出し、コーナ部Ｃに位置する針落ち区間Ｐ２−Ｐ３に４５°を算出する。

次に、演算値と予め設定された上限値とを比較し（Ｓ６）、演算値が上限値を超える場合は、その演算値を予め設定された角度で分割し（Ｓ７）、演算値が上限値を下回る場合に、角度分割を行わず、縫目形成処理を実行する（Ｓ１１）。例えば、図３に示す設定値の場合、針落ち点区間Ｐ１−Ｐ２では角度分割を行わず、針落ち区間Ｐ２−Ｐ３で演算値４５°を１５°で三分割する。分割後には、中間針落ちの有無を確認し（Ｓ８）、中間針落ちを「する」が選択されている場合は、前後の針落ち点の間に中間針落ち点を設定する（Ｓ９）。例えば、針落ち点Ｐ２とＰ３を結ぶ線分の三等分位置に二つの中間針落ち点Ａ１，Ａ２を求め、その座標値情報に針落ち信号を組み合わせる。

一方、中間針落ちを「しない」が選択されている場合は、前後の針落ち点の間に仮想針落ち点を設定する（Ｓ１０）。ここでは、針落ち点Ｐ２とＰ３を結ぶ線分の三等分位置に二つの仮想針落ち点Ｂ１，Ｂ２（図７参照）を求め、その座標値情報にジャンプ信号を組み合わせる。そして、縫目形成処理を実行し（Ｓ１１）、主軸駆動モータ４８、刺繍枠駆動モータ４９，５０、ジャンプソレノイド５１、ボビン旋回モータ２４、ニップル昇降モータ３２を制御し、加工布Ｗに縫目を形成し、その縫目で刺繍素材Ｍを加工布Ｗに縫い付け、刺繍柄データの終了を確認し（Ｓ１２）、その刺繍パターンを完成する。

縫目形成時には、図５に示すように、刺繍パターンのコーナ部Ｃにおいて、ボビン旋回モータ２４が演算値の分割情報に従って制御され、ボビン１１とガイド１４が針落ち区間Ｐ２−Ｐ３で１５°ずつ三回に分けて旋回される。このため、ミシン主軸４を高速で回転した状態で、刺繍素材Ｍの供給方向を大きく変える場合でも、ボビン１１の慣性によるオーバーランを抑制でき、刺繍素材Ｍをガイド１４により中間針落ち点Ａ１，Ａ２又は仮想針落ち点Ｂ１，Ｂ２にスムーズに案内し、針１０を刺繍素材Ｍの上に確実に落とし、正規の縫目で刺繍素材Ｍを加工布Ｗに縫い付けることができる。

また、コーナ部Ｃに中間針落ちが指定されている場合は、図６に示すように、キャンセル機構のジャンプソレノイド５１がＯＦＦし、中間針落ち点Ａ１，Ａ２で針棒９が下死点に落ち、コーナ部Ｃにおける加工布Ｗに縫目が追加される。このため、図８（ａ），（ｂ）に示すように、コーナ部Ｃの刺繍素材Ｍを複数の縫目Ｓで加工布Ｗにしっかりと保持することができる。一方、中間針落ちが選択されていない場合は、図７に示すように、針落ち区間Ｐ２−Ｐ３でキャンセル機構のジャンプソレノイド５１がＯＮし、ニップル昇降モータ３２が停止し、仮想針落ち点Ｂ１，Ｂ２で針棒９と布押え足１３が共に上死点に停止し、加工布Ｗに縫目が形成されない。このため、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、コーナ部Ｃにおける縫目Ｓの集中を避け、刺繍パターン全体を見栄えよく加工することができる。

本発明の一実施例を示す刺繍ミシンの正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１の刺繍ミシンの制御システムを示すブロック図である。 図１の刺繍ミシンによる刺繍方法を示すフローチャートである。 図４の刺繍方法の縫目形成工程を示す平面図である。 図４の刺繍方法の中間針落ち動作を示すタイムチャートである。 図４の刺繍方法の仮想針落ち動作を示すタイムチャートである。 図４の刺繍方法で加工した刺繍パターンの要部を示す平面図である。 従来の刺繍方法の説明図である。 従来の刺繍方法による問題点の説明図である。

符号の説明

１ 刺繍ミシン
４ ミシン主軸
９ 針棒
１１ ボビン
１４ ガイド
２４ ボビン旋回モータ
３６ データ編集装置
４２ 設定画面
４７ ミシン制御装置
Ｃ コーナ部
Ｍ 刺繍素材
Ｗ 加工布
Ｐ１〜Ｐ３ 針落ち点
Ａ１，Ａ２ 中間針落ち点
Ｂ１，Ｂ２ 仮想針落ち点

Claims (3)

1. 刺繍素材をボビンから供給してガイドにより針落ち点に案内し、ボビンとガイドを針棒の軸線周りで旋回し、ミシン主軸の回転に伴い刺繍素材を加工布に縫い付ける刺繍方法において、ミシン主軸の一回転あたりのボビンとガイドの旋回角度を刺繍柄データに基づいて演算により求め、該演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間で、ボビンとガイドを上限値よりも小さな角度で少なくとも二回に分けて旋回することを特徴とする刺繍方法。
2. 前記演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間に中間針落ち点を設定し、中間針落ち点で針棒を下死点に降ろし、中間針落ち点の前後でボビンとガイドを旋回することを特徴とする請求項１記載の刺繍方法。
3. 前記演算値が予め設定した上限値を超える針落ち区間に仮想針落ち点を設定し、仮想針落ち点で針棒を上死点に停止させ、仮想針落ち点の前後でボビンとガイドを旋回することを特徴とする請求項１記載の刺繍方法。

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