JP2018027158A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率を低下することなく、膨出部をつぶさないように布押さえの高さ位置を変化させることのできるミシンを提供すること。【解決手段】本発明によるミシンは、針駆動用モータで上下動され加工布に対して針（１８）を挿抜する針棒と、加工布に対して針を挿抜する際に加工布を押さえている布押え駆動用モータで上下動せしめられる布押え手段（１５）と、針が抜かれている間に加工布を移動せしめる布移動装置と、布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出する布高さ検出手段（２０，２１）とを備え、布移動装置は、１つ位置での針の挿抜の終了後に、新しい位置に加工布を移動せしめ、新しい位置で布押えを降下させ、布高さ検出手段によって、布押えが布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出し、検出した高さで布押え手段により加工布を押さえながら針を挿抜する。【選択図】図１

Description

本発明は、ミシン、特には刺繍用ミシンに関する。

ミシンには多くの種類があるが、その一つとして刺繍用ミシンがある。刺繍用ミシンは布にアップリケを縫い付けたり、糸で面領域を覆うために使用される。通常のミシンとの違いは布の表面に形成された他の部分よりも膨出した膨出部を縫い進むということである。この膨出部は刺繍製品独特の立体感を提供するものであり、刺繍の品質を維持するにはこの膨出部が押しつぶされないようにすることが望ましい。
ところが、刺繍用ミシンと言えども、作業時には、挿針・抜針をスムーズにおこなうために布押さえで布表面を押さえつける必要がある。そのために、この布押さえで膨出部がつぶされ刺繍の品質を低下させてしまうという問題がある。

引用文献１は上記問題を解決するべく針落ち位置が膨出部に重なる場合には、ミシン動作を停止し、布押さえの高さ位置を上方に変更することを提案している。しかし、この方法ではミシン動作を停止するために作業効率が低下してしまうという問題がある。
引用文献２は刺繍をおこなう領域について布押さえ高さを予め記憶しておき、そのデータにもとづいて布押さえの高さを変更しながら刺繍をおこなうという方法を提案している。しかし、この方法では布押さえ高さを記憶させるという工程が必要であり、やはり、全体の作業効率が低下するという問題がある。

特開２００７−２８９３４９号公報 特開２００８−００６０８８号公報

本発明は、上記問題に鑑みて、作業効率を低下することなく、膨出部をつぶさないように布押さえの高さ位置を変化させることのできるミシンを提供することを目的とする。

請求項１の発明によれば、
ミシンであって、
針を備えた針棒であって、針駆動用モータによって上下動され加工布に対して針を挿抜する針棒と、
加工布に対して針を挿抜する際に加工布を押さえている布押え手段であって、布押え駆動用モータによって上下動せしめられる布押え手段と、
針が抜かれている間に加工布を移動せしめる布移動装置と、
布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出する布高さ検出手段と、
を備え、
布移動装置は、１つ位置での針の挿抜の終了後に、新しい位置で針の挿抜がおこなわれるように加工布を移動せしめ、
新しい位置で布押えを降下させ、布高さ検出手段によって、布押えが布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出し、
布高さ検出手段が検出した高さで布押え手段により加工布を押さえた状態で、加工布に対して針を挿抜して刺繍をおこなう、
ことを特徴とするミシンが提供される。

請求項２の発明では、布高さ検出手段は、布押さえ手段の高さ位置の変化に対応して変位を表示する変位表示部材と、変位表示部材が表示した変位を検出するセンサ部材から成る。
請求項３の発明では、変位表示部材は布押さえ手段の高さ位置の変化に対応して変位する部材に取り付けられたスリットであり、
センサ部材は、前記スリットにより開閉される光路を通る光の発光部材と受光部材を含む光電式センサとされる。
請求項４の発明では、布高さ検出手段のスリットは布押え駆動用モータの軸に取り付けられた回転円板に形成されている。
請求項５の発明では、布高さ検出手段のスリットは上下動せしめられる布押さえ手段に固定されている。

請求項６の発明では、布押え駆動用モータの回転駆動力がリンク機構により直動駆動力に変換されて、該直動駆動力が布押え手段に伝えられて布押え手段が上下動せしめられる。
請求項７の発明では、前記直動駆動力はバネを介して布押え手段に伝えられる。

請求項８の発明では、布押さえが上方の待機位置に来たことを検出する待機検出手段を有し、待機検出手段が布押さえが上方の待機位置に来たことを検出してから、布移動装置が加工布を次の針の挿抜位置に移動せしめる。

本発明によるミシンは、針を備えた針棒であって、針駆動用モータによって上下動され加工布に対して針を挿抜する針棒と、加工布に対して針を挿抜する際に加工布を押さえている布押え手段であって、布押え駆動用モータによって上下動せしめられる布押え手段と、針が抜かれている間に加工布を移動せしめる布移動装置と、布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出する布高さ検出手段と、を備えていて、
布移動装置は、１つ位置での針の挿抜の終了後に、新しい位置で針の挿抜がおこなわれるように加工布を移動せしめ、新しい位置で布押えを降下させ、布高さ検出手段によって、布押えが布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出し、布高さ検出手段が検出した高さで布押え手段により加工布を押さえた状態で、加工布に対して針を挿抜して刺繍をおこなう、したがって、布押さえが布高さに応じて布を押さえるので、膨出部がつぶされることが防止される。

本発明の第１の実施形態の斜視図である。 本発明の第１の実施形態の別方向から見た斜視図である。 図１のＡ方向から見た側面図である。 図１のＢ方向から見た側面図である。 四角い布固定枠を示す図である。 丸い固定枠を示す図である。 （Ａ）布が薄い場合の布押さえの位置を示す図である。 （Ｂ）布が厚い場合の布押さえの位置を示す図である。 布押さえと針の時間変化に伴う動きを示す図である。 本発明によるミシンによる動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態を図３と同じ方向から見た図である。 本発明の第３の実施形態におけるレーザー式高さ検出装置を示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
参照符号１で示されるのは図示しない架台に取り付けられている刺繍機フレームである。刺繍機フレーム１は側壁１ａと底壁１ｂを有する。刺繍機フレーム１の側壁１ａ（図１においては切り欠いてある部分）にはモータ取り付け部材２が取り付けられている。モータ取り付け部材２にモータ３が取り付けられている。モータ３の軸４に第１リンク部材５が固定され、第１リンク部材５に第２リンク部材６が回転可能に連結されている。
一方、刺繍機フレーム１の底部１ｂには２本のガイド棒が立設されている。ガイド棒７にはスライダ８が摺動可能に取付けられている。スライダ８はスライダ支持部材９により支持され、スライダ支持部材９は第２リンク部材６に回動可能に取付けられている。

スライダ支持部材９には布押さえ取り付け部材１０を介して布押さえ１１が取り付けられている。布押さえ１１は上端が布押さえ取り付け部材１１に結合され上下方向に延伸するアッパーアーム１２と，横方向に短く伸びる中間部分１３を介して，アッパーアーム１２の下端に結合されたロワアーム１４と，ロワアーム１４の下端に取り付けられ下面が布を押圧する押圧部１５を有する。
布押さえ１１が上方の待機位置にあるかどうかを検出するためにスライダ支持部材９には高さ指示バー３０が取り付けられ、高さ指示バー３０の通過を検出するための待機位置センサ３１がモータ取り付け部材２に付設されている。

布押さえ取り付け部材１０と中間部分１３と押圧部１５には同心の穴１０ｄ，１３ｄ，１５ｄが形成されており、穴１０ｄ，１３ｄは同径にされ，穴１０ｄ，１３ｄ内を針棒１６が上下動する。針棒１６の下端には針取り付け部材１７を介して針１８が取り付けられている。穴１５ｄは穴１０ｄ，１３ｄよりも小さい径とされ、穴１５ｄの中を針１８が上下動する。

モータ３の軸４の反対側には細いスリットが放射状に多数形成された(図示せず）スリット付き円板が取り付けられている。このスリットを透過する光によりスリット付き円板の回転変位量を検出する光電式のセンサ２１がセンサ支持部材２２を介してモータ３に取り付けられている。スリット付き円板とセンサ２１により後述するようにして布押え１１が加工布１００の表面に当接したことを検出して、布押え１１を停止せしめ、布押え１１のさらなる降下を防止する。

図５は、刺繍加工される加工布１００を固定する長方形の布固定枠４０を示す。布固定枠４０も刺繍機フレームと同様に図示しない架台に配設され、Ｘ軸移動モータ４１、Ｙ軸移動モータ４２によりＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能である。布固定枠４０は外枠４０ａと内枠４０ｂを有し、詳細は述べない適宜な方法で、加工布を外枠４０ａと内枠４０ｂで挟持して刺繍できるように展張保持する。

図６は、刺繍加工される加工布１００を円形の布固定枠５０を示し、回転移動モータ５１、半径方向移動モータ５２により回転方向、及び、半径方向に移動可能である。布固定枠５０は、同様に、外枠５０ａと内枠５０ｂを有し、詳細は述べない適宜な方法で、加工布を外枠５０ａと内枠５０ｂで挟持して刺繍できるように展張保持する。

以下、上記のように構成されたミシンを使って加工布１００に刺繍を行う作動を説明する。
図７の（Ａ）は加工布１００の膨出部が無い領域の表面１００ａを布押さえ１１が押えている状態を示している。布押さえ１１の押圧部１５の下面１５ａは初期状態において加工布１００の膨出部が無い領域の表面１００ａから距離Ａだけ上方の位置にある。なお、針１８も上方待機位置にある。この状態から布押さえ１１が降下すると加工布１００の上面１００ａに到達してそこで布押さえ１１は停止する。すなわち、布押さえ１１は距離Ａの分だけ降下する。この加工布１００の上面１００ａに到達した時にモータ３に取り付けられたスリット付き円板がどこまで回転したかをセンサ２１が検出して記憶する。これは、モータ３の降下の指令を出しているのにセンサ２１の信号が停止を示すものになっているという、指令と結果の不一致をとらえ、その時のモータの回転角度をとらえることにより行われる。

一方、図７の（Ｂ）は加工布１００の表面の表面に形成された膨出部１０１の表面１０１ａを布押さえ１１の押圧部１５が押えている状態を示している。膨出部の高さをＢとすると距離Ａ−Ｂの分だけ降下しところで停止せしめられる。これは、モータ３の降下の指令を出しているのにセンサ２１の信号が停止を示すものになっているという、指令と結果の不一致の出現をとらえ、それに応じてモータ３のさらなる回転を停止することにより行われる。

図８は、時間経過にともなう布押さえ１１の押圧部１５と針棒１６の動きを示す図である。点線で示されるのが針１８の先端の位置を示している。実線で示されるのは布押さえ１１を第１のパターンで移動させた時の押圧部１５の下面の位置を示している。
ｔ_０では押圧部１５と針棒１６が上方の待機位置にあることを示している。
ｔ_１では押圧部１５と針棒１６がともに少しだけ降下した状態を示している。
ｔ_２では押圧部１５と針棒１６がともにさらに少しだけ降下した状態を示している。
ｔ_３では押圧部１５は布１００の表面に達して停止しているが、針棒１６は更に降下をする。
ｔ_４では押圧部１５は布１００の表面で停止しているが、針棒１６は最下点に到達している。
ｔ_５では押圧部１５は布１００の表面で停止しているが、針棒１６は最下点から少しだけ上昇している。
ｔ_６では押圧部１５も布１００の表面から離脱して上方に移動し、針棒１６はさらに上昇している。
ｔ_７では押圧部１５も布１００の表面から離脱して上方に移動し、針棒１６はさらに上昇している。
ｔ_８では元の待機位置に戻った状態を示している。

図８において、二点鎖線で示されるのは布押さえ１１を第２のパターンで移動させた時の押圧部１５の下面の位置を示している。第２のパターンでは第１のパターンよりも布押さえ１１が早く降下しており布押さえ１１により布１００を押さえている時間が長くなっており、より確実に布をおさえることができる。

図９は作動を説明するフローチャートである。
ステップＳ１では次の針降下の位置に合わせて加工布を移動する。
ステップＳ２では布押さえ及び針棒を降下せしめる。
ステップＳ３では布押さえ停止要求があるか否かを判定し、否定判定されればステップＳ２に戻り、肯定判定されればステップＳ４に進む。
ステップＳ４では布押さえを停止する（布押さえ駆動用モータ停止）。
ステップＳ５では針棒が最下点に到達したか否かを判定し、否定判定されたら繰り返し、肯定判定されたらステップＳ６に進む。
ステップＳ６では針棒を停止させる。
ステップＳ７では布押さえ、針棒を上昇せしめる。
ステップＳ８では布押さえ、針棒が初期位置に戻ったか、否かを判定し、否定判定されたらステップＳ７に戻り、肯定判定されたらステップＳ９に進む。
ステップＳ９では布押さえ、針棒を初期位置で停止せしめる。

本発明は上記のように、構成され作動するので、布上に膨出部があっても、その膨出部をつぶすことなく刺繍することができる。

図１０は第２の実施形態における布押え１１の高さ検出機構を説明する図である。
この第２の実施形態ではスライダ支持部材９は第２リンク部材５に連結された上部スライダ支持部材９ａと、布押さえ取り付け部材１０が連結された下部スライダ支持部材９ｂに分割され、上部スライダ支持部材９ａと下部スライダ支持部材９ｂは弱いバネ力のコイルばね９ｃを介して連結されている。下部スライダ支持部材９ｂには高さ方向に多数のスリットが並列形成されているスリット板９ｄが取り付けられている。

一方、刺繍機フレーム１の底壁１ｂに、例えば、光電式のセンサ４０が取り付けられており、光電式のセンサ４０はスリット板９ｄのスリットを挟むように配設された２つの部分を有し、一方には発光部が他方には受光部が設けられている。
布押え１１の下端部（図示しない）には、第１の実施形態と同じ押圧部１５が設けられている。押圧部１５がコイルばね９ｃの弱いバネ力で加工布２００の表面に当接する。加工布１００の表面の高さ位置が変わると、スリット板９ｄの高さ位置が変化する。その結果、スリット板９ｄの、何処を、すなわち、スリット板９ｄのどのスリットを光電式のセンサ４０の光が通過するかが変化する。それにより、加工布１００の変化した高さに応じて布押さえ１１の押圧部１５の高さが変化する。

本発明は、一般的なミシンをも対象としているが、刺繍用ミシンに適用すると、特に効果的である。

１ 刺繍機フレーム
２ モータ取り付け部材
３ モータ
３ａ モータ軸
４ 第１リンク部材
５ 第２リンク部材
６ 連結軸
７ ガイド棒
８ スライダ
９ スライダ支持部材
９ａ 上部スライダ支持部材
９ｂ 下部スライダ支持部材
９ｃ コイルばね
９ｄ スリット板９ｄ
１０ 布押さえ取り付け部材
１１ 布押さえ
１５ 押圧部
１６ 針棒
１８ 針
２０ スリット付き円板
２１ センサ
３０ 高さ指示バー
３１ 待機位置センサ
４０ 布固定枠
５０ 布固定枠

Claims (8)

1. ミシンであって、
   針を備えた針棒であって、針駆動用モータによって上下動され加工布に対して針を挿抜する針棒と、
   加工布に対して針を挿抜する際に加工布を押さえている布押え手段であって、布押え駆動用モータによって上下動せしめられる布押え手段と、
   針が抜かれている間に加工布を移動せしめる布移動装置と、
   布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出する布高さ検出手段と、
   を備え、
   布移動装置は、１つ位置での針の挿抜の終了後に、新しい位置で針の挿抜がおこなわれるように加工布を移動せしめ、
   新しい位置で布押えを降下させ、布高さ検出手段によって、布押えが布を押さえた時の布押え手段の高さ位置から布高さを検出し、
   布高さ検出手段が検出した高さで布押え手段により加工布を押さえた状態で、加工布に対して針を挿抜して刺繍をおこなう、
   ことを特徴とするミシン。
2. 布高さ検出手段は、布押さえ手段の高さ位置の変化に対応して変位を表示する変位表示部材と、変位表示部材が表示した変位を検出するセンサ部材から成る、ことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 変位表示部材は布押さえ手段の高さ位置の変化に対応して変位する部材に取り付けられたスリットであり、
   センサ部材は、前記スリットにより開閉される光路を通る光の発光部材と受光部材を含む光電式センサである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のミシン。
4. 布高さ検出手段のスリットは布押え駆動用モータの軸に取り付けられた回転円板に形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載のミシン。
5. 布高さ検出手段のスリットは上下動せしめられる布押さえ手段に固定されている、ことを特徴とする請求項３に記載のミシン。
6. 布押え駆動用モータの回転駆動力がリンク機構により直動駆動力に変換されて、該直動駆動力が布押え手段に伝えられて布押え手段が上下動せしめられる、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。
7. 前記直動駆動力はバネを介して布押え手段に伝えられる、ことを特徴とする請求項６に記載のミシン。
8. 布押さえが上方の待機位置に来たことを検出する待機検出手段を有し、待機検出手段が布押さえが上方の待機位置に来たことを検出してから、布移動装置が加工布を次の針の挿抜位置に移動せしめる、
   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。

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