JP2008006088A - 多頭式刺繍機 - Google Patents

Abstract

【課題】 刺繍機の運転速度に応じて布押え足の高さを自動的に素早く補正して最適化する。
【解決手段】 多頭式刺繍機１の複数台のミシンヘッド３に下死点位置の布押え足１４の高さを調整する調整機構を設ける。各調整機構を連結軸４０で連結し、連結軸４０をアクチュエータ４５で駆動する。操作盤７に刺繍柄データ中の針数情報を画面表示する表示部６１と、オペレータが針数情報に関連付けて布厚を入力する入力部６０とを設ける。制御盤８は入力された布厚と主軸回転数とに応じてアクチュエータ４５を制御することにより下死点位置の布押え足１４の高さを補正する。アクチュエータ４５に布押え高さの現在値を機械的に表示する表示器４６を付設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、下死点位置の布押え足の高さ（布押え高さ）を調整する機能を備えた多頭式刺繍機に関する。

従来、複数台のミシンヘッドに、加工布の厚さ（布厚）に応じて布押え高さを調整する調整機構を設けた多頭式刺繍機が知られている。例えば、特許文献１には、各ミシンヘッドに布押え高さを調整するカムを設け、カムを連結軸で連結し、連結軸の一端にハンドルを設け、オペレータがハンドルを手で回して、布厚に応じて各ヘッドの布押え高さを調整する技術が記載されている。また、ハンドルに代えて、連結軸をパルスモータで駆動し、刺繍データに基づいて刺繍加工中や色替え時に布押え高さを自動的に調整することも記載されている。
特開２００４−２４８４３号公報

この従来技術によれば、複数台のミシンヘッドの布押え高さを刺繍機の一箇所で一斉に調整できる利点がある。しかし、手動調整による場合は、刺繍柄の加工条件が変化したときに、布押え高さの調整に手間がかかり、同調整が遅れる問題点があった。また、自動調整による場合であっても、刺繍データ中にプログラムされる布押え高さを調整するタイミングが布厚のみに基づくため、刺繍機の運転速度が変わったことによって、布押え高さに過不足が生じた場合に、加工布がばたついたり、加工布に押え跡が残ったりするなどの問題点があった。本発明者の検討によれば、布厚に応じて調整した布押え高さが、運転速度が低いときに適切である場合には、運転速度が高いときには不足気味になって、加工布の動きに影響を与えたり加工布に押え跡が残ることがある。逆に、布厚に応じて調整した布押え高さが、運転速度が高いときに適切である場合には、運転速度が低いときには過剰気味になって、加工布がばたつくことがある。

本発明の目的は、上記課題を解決し、刺繍機の運転速度に応じて布押え足の高さを自動的に素早く補正して最適化できる多頭式刺繍機を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の多頭式刺繍機は、複数台のミシンヘッドに下死点位置の布押え足の高さを加工布の厚さに応じて調整する調整機構を備えた多頭式刺繍機において、各ミシンヘッドの前記調整機構を連結する連結軸と、前記連結軸を駆動するアクチュエータと、ミシン主軸の回転数に応じて前記アクチュエータを制御することにより前記布押え足の高さを補正する制御手段とを設けたことを特徴とする。

ここで、調整機構としては、特定の機構に限定されないが、多頭式刺繍機の運転中に布押え高さを随時に調整できるように、ミシン主軸の動力伝達系から切り離された機構を採用するのが好ましい。調整機構を動作させるアクチュエータには、例えば、パルスモータやステッピングモータ等の電動機、又は、エアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧シリンダを使用できる。ミシン主軸の回転数（主軸回転数）としては、ミシン主軸や主軸駆動モータの回転数検出値、あるいは、刺繍柄データ中に予め設定された主軸回転数情報を利用できる。

制御手段による補正は、布厚に応じて調整された布押え高さを、主軸回転数が低いときには相対的に低くし、主軸回転数が高いときには相対的に高くするように補正することが原則であるが、布種によってはその逆とすることも可能である。同補正の際の主軸回転数に対する布押え高さの変化の仕方は、特に限定されず、例えば直線的増減、曲線的増減又は段階的増減のいずれでもよい。

また、本発明の多頭式刺繍機は、前記制御手段が、刺繍柄データ中の針数情報を画面に表示する表示部と、オペレータが針数情報に関連付けて加工布の厚さを入力する入力部と、入力された加工布の厚さとミシン主軸の回転数とに応じてアクチュエータを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。

ここで、表示部に画面表示する針数情報としては、例えば、縫い始めからの針数、加工布の厚さが変わる範囲の始めと終わりの針数、色替え停止時の針数等を挙げることができる。オペレータが入力する加工布の厚さは、加工する部位の全厚であって、加工布１枚の箇所ではその加工布１枚の厚さであるが、２枚以上の加工布が重なった箇所ではその重なり厚さとする。

制御部は、入力された布厚に応じてアクチュエータを制御し布押え高さを調整するとともに、主軸回転数に応じてアクチュエータを制御し前記布押え高さを補正する。後者の補正において、主軸回転数の増減に連れて布押え高さを連続的に増減させてもよいし、主軸回転数が所定回転数幅（例えば１００回転／分）増減する毎に布押え高さを段階的（例えば０．０３〜０．１５ｍｍ／１００回転）に増減させてもよい。

制御部による補正の具体的方法は、特に限定されず、例えば、主軸回転数の増減に応じた補正値を布厚入力値に加算することにより行うことができる。補正値の設定は、オペレータが表示部の画面上で主軸回転数に関連付けて入力してもよく、主軸回転数と補正値との相関テーブルをメモリに登録しておいてもよい。こうすれば、布厚に応じて調整された布押え高さを、刺繍機の低速運転時には相対的に低く補正して、加工布のばたつきを抑え、刺繍機の高速運転時には相対的に高く補正して、加工布の押え跡を防止することができる。

さらに、本発明の多頭式刺繍機は、アクチュエータに布押え足の現在の高さを表示する表示器を付設したことを特徴とする。表示器としては、アクチュエータの出力に連動する機械的な表示器を好ましく使用できる。例えば、アクチュエータのケーシングに表示板を固定し、表示板に布押え高さの現在値を示す目盛を設け、アクチュエータの出力軸に目盛を指示する指針を取り付けて実施することができる。

本発明の多頭式刺繍機によれば、複数台のミシンヘッドに設けられた調整機構をアクチュエータで一斉に駆動し、アクチュエータをミシン主軸の回転数に応じて制御するので、刺繍機の運転速度に応じて布押え足の高さを自動的に素早く補正して最適化できるという優れた効果を奏する。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の多頭式刺繍機１は、図１に示すように、複数台のミシンヘッド３において下死点位置の布押え足１４の高さを調整する調整機構と、各ミシンヘッド３の調整機構を連結する連結軸４０と、連結軸４０を駆動するアクチュエータ４５と、ミシン主軸２５の回転数に応じてアクチュエータ４５を制御することにより前記下死点位置の布押え足の高さを補正する制御手段と、アクチュエータ４５に連動して現在の布押え高さを機械的に表示する表示器４６とを備えている。制御手段は、刺繍柄データ中の針数情報を画面に表示する表示部６１と、オペレータが針数情報に関連付けて布厚を入力する入力部６０と、入力された布厚と主軸回転数とに基づいてアクチュエータ４５を制御する制御部としての制御盤８とで構成されている。制御盤８は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、接続用バス、入出力インターフェイス等からなるマイクロコンピュータにより構成される。

次に、多頭式刺繍機１の各部の構成を実施例に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、多頭式刺繍機１の機枠２には複数台のミシンヘッド３が並設され、各ヘッド３の下側にベッド４が設置され、ベッド４と同じ高さにテーブル５が設けられている。テーブル５の上には加工布Ｗを前後左右に送る縫製枠６が載置され、テーブル５の右端部に刺繍柄データの編集機能を備えた操作盤７が配置され、テーブル５の下側に刺繍機１全体の電動機器を制御する制御盤８が設けられている。

図２に示すように、ミシンヘッド３の下部には旋回体１０が設けられ、図示しない色替え機構によって水平面内で旋回される。旋回体１０には複数本の針棒１１と布押え棒１２とが上下動可能に支持され、針棒１１の下端に針１３が止着され、布押え棒１２の下端に布押え足１４が取着されている。ベッド４の上面には針板１５が設けられ、針棒１１の下降時に針１３が針板１５の針孔１６を貫通し、布押え棒１２の下降時に布押え足１４が針板１５上において加工布の浮き上がりを防止する。

針棒１１と布押え棒１２は、布押え棒１２側に固定された針棒抱き１８によって相対移動可能に組み合わされ、針棒１１が強力バネ１９により、布押え棒１２が弱力バネ２０によって、それぞれ上方へ付勢されている。針棒１１の背後には案内軸２１が立設され、案内軸２１上の昇降体２２にブラケット２３を介し針棒叩き２４が取り付けられている。案内軸２１の背後には各ミシンヘッド３に共通の主軸２５が配設され、主軸２５の回転に伴って昇降体２２が昇降し、針棒叩き２４が針棒１１を駆動するようになっている。なお、図１に示す９は主軸駆動モータ、図２に示す２６は針棒１１の上死ストッパである。

昇降体２２の下側において、案内軸２１上には摺動体２７が挿通され、その前面にアーム２８が針棒抱き１８に下側から係合するように固定されている。摺動体２７は二本のリンク２９を介して昇降体２２に連結され、アーム２８が針棒叩き２４に追従して上下動する。リンク２９の関節部にはローラ３０が設けられ、ローラ３０を案内する溝３１が案内部材３２に斜状に形成されている。そして、昇降体２２の下降時に、リンク２９が後方へ屈曲し、針棒叩き２４と針棒抱き１８との距離が縮小し、摺動体２７のストローク下端位置で、布押え足１４が針１３よりも高い下死点位置に到る（図７参照）。

案内部材３２は縦溝３４に嵌合する一対の回転体３５によりミシンヘッド３に昇降可能に支持され、案内部材３２の背後にレバー３６が軸３７で上下に揺動可能に設けられている。レバー３６の前端には案内部材３２上の駒３８に嵌合する切欠３９が形成され、レバー３６の後端に連結軸４０上のカム４１が嵌合する凹部４２が形成されている。そして、カム４１とレバー３６と案内部材３２とが調整機構４３を構成し、カム４１によりレバー３６を介して案内部材３２の高さを変更して、針板１５の上面から下死点位置の布押え足１４までの布押え高さＨ１，Ｈ２（図７、図８参照）を布厚に応じて調整できるようになっている。

図１に示すように、連結軸４０は機枠２に沿って左右に長く延びるように形成され、連結軸４０によって各ミシンヘッド３の調整機構４３が一斉動作可能に連結されている。操作盤７の近傍において、機枠２の右端部には連結軸４０を駆動するアクチュエータ４５が設置され、アクチュエータ４５に布押え高さの現在値を機械的に表示する表示器４６が付設されている。アクチュエータ４５はケーブル４７で制御盤８に接続され、制御盤８がケーブル４８で操作盤７に接続されていて、操作盤７の出力に基づいて制御盤８がアクチュエータ４５を制御するように構成されている。

図３、図４に示すように、アクチュエータ４５は機枠２に取り付けられるケーシング４９を備え、ケーシング４９の端面にステッピングモータ５０が装着され、ケーシング４９の内部に減速用のギヤ５１，５２が設けられている。小径ギヤ５１はステッピングモータ５０のモータ軸５３上に挿着され、大径ギヤ５２がアクチュエータ４５の出力軸５４上に挿着され、出力軸５４がカップリング５５を介して連結軸４０に結合されている。表示器４６は、ケーシング４９に固定された表示板５６と、出力軸５４に固定された指針５７とを備え、表示板５６に布押え高さを０．５ｍｍ間隔で示す目盛５８が付されている。

図５に示すように、操作盤７には、オペレータが刺繍柄データを刺繍機１上で編集できるように、入力部６０と表示部６１と記憶部６２とＦＤドライブ６３とが設けられている。入力部６０には複数のモード切替キー６４、カーソル移動キー６５、入力キー６６、確定キー６７等が配設され、所定のモード切替キー６４が押されたときに、表示部６１に布厚設定画面６８が表示される。この設定画面６８は刺繍柄データの登録番号（＃０１）を示す領域と、その刺繍柄データ中の針数情報を一覧表示する領域と、針数情報に対応する布厚を表示する領域とから構成されている。

そして、オペレータはカーソル移動キー６５を押し、設定画面６８上でカーソル６９を移動し、アップ又はダウンの入力キー６６を押し、布厚を針数情報に関連付けて入力し、確定キー６７を押し、針数と布厚の相関情報として記憶部６２に設定する。図６に示すように、別のモード切替キー６４が押されたときには、表示部６１に布厚補正画面７０が表示される。この画面７０には、主軸回転数を段階的に表示する領域と、主軸回転数に対応する布厚補正値を表示する領域とが設けられ、オペレータは、布厚入力時と同様のキー操作により、主軸回転数に関連付けて布厚補正値を入力し、これらの相関情報として記憶部６２に設定する。図示例は、主軸回転数０〜３００回転／分のときに布厚補正値０ｍｍとし、それから１００回転／分増す毎に布厚補正値を０．１ｍｍずつ段階的に増すようにして入力した例を示している。

そして、刺繍機１の運転中に制御盤８は、操作盤７の記憶部６２に設定された布厚入力値を読み出すとともに、ミシン主軸や主軸駆動モータの回転数検出値、あるいは、刺繍柄データ中に予め針数情報に関連付けて設定された主軸回転数情報に基づいて、操作盤７の記憶部６２に設定された布厚補正値を読み出し、布厚入力値に布厚補正値を加算してアクチュエータ４５を制御することにより下死点位置の布押え足の高さを調整及び補正するようになっている。

次に、上記のように構成された多頭式刺繍機１の動作について説明する。各種縫製品への刺繍加工にあたり、オペレータは、まず、前述したように、布厚設定画面６８上で布厚を針数に関連付けて設定し、布厚補正画面７０上で補正値を主軸回転数に関連付けて設定する。そして、これらの設定情報を含む更新後の刺繍柄データを記憶部６２に登録し、刺繍機１を起動して刺繍加工を開始する。刺繍機１の運転中は、前記のとおり制御盤８が設定情報に基づいてアクチュエータ４５を制御し、各ミシンヘッド３において、調整機構４３が図７、図８に示すように動作する。

図７、図８は加工布にアップリケを加工するときの調整機構４３の動作を示す。この加工例では、加工布Ｗ上にアップリケ片Ｗａが存在しない縫い始めの針数区間（図５：０〜１９９針）に、加工布Ｗのみの小さな布厚（１．０ｍｍ）が設定され、加工布Ｗ上にアップリケ片Ｗａが存在する縫製途中の針数区間（２００〜２９９針）に、加工布Ｗ上とアップリケ片Ｗａとの重なり厚さである大きな布厚（３．０ｍｍ）が設定されている。この設定状態で、刺繍機１が起動すると、図７に示すように、加工布Ｗの縫い始め区間では、アクチュエータ４５が連結軸４０を原点位置から小さな角度で回動し、カム４１がレバー３６を介して案内部材３２を低い位置に保持する。

この状態で、昇降体２２が下降すると、リンク２９が案内溝３１の高さに応じた角度で屈曲し、摺動体２７のストローク下端位置で、アーム２８が布押え棒１２上の針棒抱き１８を掛止し、布押え足１４をその下死点位置では加工布Ｗの厚さに相当する高さにまで下降させる。そして、この下死点位置の布押え高さＨ１の現在値が表示器４６の表示板５６に指針５７により指示される。ここで、この縫い始めの区間を低速運転区間（例えば主軸回転数が０〜３００回転／分である区間）とした場合には、布厚補正値が「０ｍｍ」に設定されているので（図６参照）、布押え高さＨ１は布厚入力値である１ｍｍとなる。このように、布押え高さＨ１が主軸回転数に応じた補正により適切になるため、（布押え高さが過剰なときに起きる）加工布Ｗのばたつきが起きない。なお、仮にこの布押え高さが不適切であった場合は、表示器４６の指示値を確認し、操作盤７で適正な布押え高さを容易に再設定することができる。

一方、アップリケ片Ｗａを縫い付ける針数区間では、図８に示すように、アクチュエータ４５が連結軸４０を大きな角度で回動し、カム４１がレバー３６を介して案内部材３２を高い位置に保持する。そして、昇降体２２の下降に伴い、リンク２９が大きな角度で屈曲し、摺動体２７のストロークが縮小し、布押え足１４がその下死点位置では加工布Ｗ上とアップリケ片Ｗａとの重なり厚さに相当する高さにまで下降し、この下死点位置の布押え高さＨ２が表示器４６に表示される。ここで、このアップリケ片Ｗａを縫い付ける区間を高速運転区間（例えば、主軸回転数が７０１〜８００回転／分である区間）とした場合には、同区間では布厚補正値が「０．５ｍｍ」に設定されているので（図６参照）、布押え高さＨ１は布厚入力値である３ｍｍに布厚補正値０．５ｍｍを加算した３．５ｍｍとなる。このように、布押え高さＨ１が主軸回転数に応じた補正により適切になるため、高速運転時であっても（布押え高さが不足するときに起きる）加工布Ｗの動きに影響を与えたり加工布に押え跡が残ったりすることがない。以上のようにして、低速から高速の全運転速度区間において、各運転速度に応じて布押え高さを過不足のない最適な高さに自動的に素早く補正することができる。

なお、全針数範囲のどの区間をどのような主軸回転数にするかは任意であり、例えば上記の例においてアップリケ片Ｗａを縫い付ける区間を低速運転区間としてもよい。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）操作盤７の表示部６１に、刺繍柄データ中の針数情報と主軸回転数情報とを関連付けて表示し、一つの画面で布厚の入力値と補正値とを設定できるように構成すること。
（２）表示器４６の表示板５６を機枠２に取り付け、指針５７を連結軸４０上に取り付けること。

本発明の一実施形態を示す多頭式刺繍機の部分正面図である。 該刺繍機の布押え高さ調整機構を示すミシンヘッドの側面図である。 調整機構を駆動するアクチュエータの断面図である。 布押え高さの現在値を表示する表示器の斜視図である。 針数に関連付けて布厚を設定する画面を示す操作盤の正面図である。 主軸回転数に関連付けて布厚補正値を設定する画面を示す操作盤の正面図である。 図２の調整機構の動作を示すミシンヘッドの側面図である。 調整機構の別の動作を示すミシンヘッドの側面図である。

符号の説明

１ 多頭式刺繍機
２ 機枠
３ ミシンヘッド
７ 操作盤
８ 制御盤
１４ 布押え足
２５ ミシン主軸
４３ 調整機構
４５ アクチュエータ
４６ 表示器
５６ 表示板
５７ 指針
６０ 入力部
６１ 表示部
Ｗ 加工布
Ｈ１ 布押え高さ
Ｈ２ 布押え高さ

Claims (3)

1. 複数台のミシンヘッドに下死点位置の布押え足の高さを加工布の厚さに応じて調整する調整機構を備えた多頭式刺繍機において、各ミシンヘッドの前記調整機構を連結する連結軸と、前記連結軸を駆動するアクチュエータと、ミシン主軸の回転数に応じて前記アクチュエータを制御することにより前記下死点位置の布押え足の高さを補正する制御手段とを設けたことを特徴とする多頭式刺繍機。
2. 前記制御手段が、刺繍柄データ中の針数情報を画面に表示する表示部と、オペレータが針数情報に関連付けて加工布の厚さを入力する入力部と、入力された加工布の厚さとミシン主軸の回転数とに応じて前記アクチュエータを制御する制御部とを備えた請求項１記載の多頭式刺繍機。
3. 前記アクチュエータに前記布押え足の現在の高さを表示する表示器を付設した請求項１又は２記載の多頭式刺繍機。

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