JP2019025214A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】縫い針上昇時にも被縫製物の移動量を精度良く検出する。【解決手段】被縫製物Ｃの移動量を検出する移動量検出部２１，２２と、針棒１３に上下動を付与する上軸の回転駆動源となるミシンモーターと、移動量検出部の検出に基づいてミシンモーターを制御し、一定の縫いピッチを維持する制御を行う制御装置とを備えるミシン１００において、移動量検出部は、針落ち位置の周囲において昇降可能に支持されており、移動量検出部の検出面が針板の上面より突出した状態となるように上方への弾性力を付与する加圧部２４を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、ミシンに対する相対的な被縫製物の移動量を検出するミシンに関する。

従来より、ミシンのフレームに固定装備された光学式のセンサーにより針板上の被縫製物の移動量を求め、一定の移動量ごとに針落ちを行うようにミシンモーターの回転数を制御することにより、縫いピッチを一定に維持するミシンが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４７２４９３８号公報

しかしながら、上記従来のミシンは、図４に示すように、縫い針１１２が引き上げられる際に、被縫製物Ｃが縫い針１１２と一緒に引き上げられることから、センサー１２１及び針板１１６から被縫製物Ｃが離間し、被縫製物Ｃの移動量の検出精度が低下するという問題が生じていた。

本発明は、被縫製物に対する縫い針の上昇時の影響を低減して被縫製物の移動量の検出を行うことをその目的とする。

請求項１記載の発明は、
被縫製物の移動量を検出する移動量検出部と、
針棒に上下動を付与する上軸の回転駆動源となるミシンモーターと、
前記移動量検出部の検出に基づいて前記ミシンモーターを制御し、一定の縫いピッチを維持する制御を行う制御装置とを備えるミシンにおいて、
前記移動量検出部は、針落ち位置の周囲において昇降可能に支持されており、
前記移動量検出部の検出面が針板の上面より突出した状態となるように上方への弾性力を付与する加圧部を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、
前記ミシンの針落ち位置に対して前記被縫製物を手動にて移動させてフリーモーション縫いを行うことを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、
前記被縫製物に対して前記ミシンを手動にて移動させてフリーモーション縫いを行うことを特徴とする。

本発明は、移動量検出部が加圧部により上方に弾性力を付与されているので、縫い針の上昇時に被縫製物が持ち上げられた場合に、移動量検出部が被縫製物に追従して上昇し、移動量検出部と被縫製物との隙間が低減されるので、良好に被縫製物の移動量を検出することが可能となる。

発明の実施形態であるミシンの斜視図である。 針落ち位置周辺の縦断面図である。 定規使用時における針落ち位置周辺の縦断面図である。 従来のミシンにおける針落ち位置周辺の縦断面図である。

［発明の実施形態の概略］
以下、図面を参照して、本発明にかかるミシンについて説明する。図１はミシン１００の斜視図である。
なお、本実施形態のミシン１００は、専用の保持台に保持された被縫製物としての布地Ｃを作業者が手動操作により自由に移動させ、針落ち位置に対して布地Ｃを相対的に位置決めしながら縫製を行ういわゆるフリーモーション縫いを行うことが可能なミシンである。
なお、本実施形態では、保持台の図示及び構造の説明は周知の保持台と同じなので省略する。

ミシン１００は、縫い針１２を下端部に保持する針棒１３を上下動させる図示しない針棒上下動機構と、縫い針１２に通された上糸を捕捉して下糸に絡める釜機構と、上糸を引き上げて結節を形成する天秤機構と、上糸に所定の張力を付与する糸調子器と、これらを格納又は保持するミシンフレーム１１と、各部の動作制御を行う制御部としての制御装置とを備えている。
上記釜機構、天秤機構及び糸調子器は、ミシンにおける周知の構成と同一であることから詳細な説明は省略する。

ミシンフレーム１１は、ミシン本体下部に位置するミシンベッド部１１１と、ミシンベッド部１１１の一端部から立設された立胴部と、立胴部からミシンベッド部と同じ方向に延出されたミシンアーム部とからなる。
以下の説明では、水平方向であってミシンベッド部１１１の長手方向に沿った方向をＸ軸方向、水平方向であってＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する鉛直上下方向をＺ軸方向とする。

針棒上下動機構は、縫製動作の駆動源となるミシンモーターと、ミシンモーターにより回転駆動が行われる上軸と、上軸のトルクを上下の往復動作に変換して針棒１３に付与する図示しないクランク機構とを備えている。
ミシンモーターの出力軸には軸角度検出部としてのエンコーダーが装備されており、出力軸の軸角度変化量に応じてパルス出力を行う。
ミシンモーターの出力軸から上軸への伝達比は既知であり、制御装置は、エンコーダーのパルス出力からミシンモーターの出力軸の軸角度を算出し、さらに、伝達比から上軸の軸角度を算出することができる。
なお、上軸にエンコーダーを設け、直接的に上軸の軸角度を検出しても良い。

また、ミシン１００は、縫い針１２の上昇時に布地Ｃから円滑に縫い針１２が抜けるように布地Ｃを押さえる中押さえ１４を備えている。この中押さえ１４は中押さえ棒１４１の下端部に支持されている。そして、中押さえ１４は、縫い針１２を遊挿可能な小型の枠体であり、針棒１３を上下動させる駆動源であるミシンモーターから周知の伝達機構を介して動力を得て、針棒１３よりも小さい振幅で上下動を行う。なお、この中押さえ１４は、針棒１３とは位相がずれており、縫い針１２の上昇時に中押さえ１４が下降する。また、中押さえ１４は、布地Ｃの移動を妨げないようにその下死点高さが針板１６の上面によりも高く設定されている。

また、ミシンベッド部１１１には、針板１６の針落ち位置としての針穴１６２（図２参照）のＸ軸方向両側に、手動で送られる布地Ｃに対するミシン１００の針落ち位置の近傍であってその相対的な移動量を検出する移動量検出部としての第一と第二のセンサー２１，２２がそれぞれ設けられている。
これらの第一と第二のセンサー２１，２２は、針板１６の上面から上方に向けられた状態で固定装備された二次元のイメージセンサーである。

さらに、第一と第二のセンサー２１，２２は、何れも光軸がＺ軸方向に平行であって、針棒１３の中心線を含む平面を基準に対称となるように配置されている。
また、図２に示すように、第一と第二のセンサー２１，２２は、何れも、針板１６に対して上下方向に貫通形成された二箇所の貫通孔１６１内にそれぞれ挿入支持されており、各センサー２１，２２は貫通孔１６１内で摺動し、針板１６に対して上下方向に昇降可能に支持されている。

第一と第二のセンサー２１，２２の下側には加圧部としての圧縮コイルバネ２４が個別に配置されており、第一と第二のセンサー２１，２２は上方に押圧されている。
従って、下方へ押圧されない状態では、各センサー２１，２２は、検出面を有する上端部が針板１６の上面から突出した状態となっている。
なお、各センサー２１，２２には、図示しないストッパーが設けられており、貫通孔１６１から上方に抜けきらないように上限高さが設定されている。
そして、各センサー２１，２２の上限高さは、各センサー２１，２２の検出面が、下死点に位置するときの中押さえ１４の底面の高さよりも高くなるように設定されている。

上記第一及び第二のセンサー２１，２２には、図示しない処理装置が併設されており、各センサー２１，２２の検出信号に基づいて、布地Ｃの移動量について分解能単位の変化を生じる度にパルス信号を制御装置に入力する。
なお、処理装置は、第一及び第二のセンサー２１，２２のいずれか一方をメイン、他方をサブと予め決めており、メインのセンサーの検出に基づくパルス信号を制御装置に入力し、メインのセンサーにエラーが生じた場合にはサブのセンサーの検出に基づくパルス信号を制御装置に入力する。

［ミシンの縫製動作］
上記ミシン１００における縫製動作を説明する。
まず、保持台に布地Ｃが保持されると、布地Ｃはミシン１００の針板１６の上面に摺接した状態となる。この時、第一及び第二のセンサー２１，２２は、布地Ｃにより上から押圧され、その上端部の検出面が針板１６の上面とほぼ同じ高さまで押し下げられた状態となる。

そして、ミシン１００の図示しないペダルが踏み込まれると、ミシンモーターが駆動して縫製が開始される。作業者は、保持台に保持された布地Ｃを移動させて任意に縫い目の形成を行う。
縫製時には、縫い針１２の上下動に同期しつつ位相が半周期ずれた状態で中押さえ１４が上下動を行う。これにより、縫い針１２が引き上げられているときに中押さえ１４は下降する。
その際、図２に示すように、布地Ｃは縫い針１２に引き上げられて針板１６から浮き上がり、中押さえ１４の底部に当接した状態となる。そして、布地Ｃの浮き上がりに追従して第一及び第二のセンサー２１，２２は針板１６の上面から突出し、その検出面が布地Ｃの下面に当接する。このため、布地Ｃの浮き上がりの際にも、第一及び第二のセンサー２１，２２の検出面が布地Ｃから離間せず、布地Ｃの移動量の検出を良好に継続することができる。

また、布地Ｃの移動量が検出されると、制御装置は、布地Ｃの移動量に対応する速度となるようにミシンモーターの回転速度を制御し、目標とする縫いピッチとなるように針落ちが行われる。

ところで、フリーモーション縫いの際には、図３に示すように、保持台に定規１７を装備し、当該定規１７の端縁部を中押さえ１４に当接させながら布地Ｃの移動を行うことで、定規１７の端縁部の形状に沿わせて縫い目を形成する場合がある。
この定規１７を使用する場合でも、第一及び第二のセンサー２１，２２は、その検出面が針板１６の上面と面一となる高さまで容易に押し下げることができるので、定規１７がスライド移動する際に第一又は第二のセンサー２１，２２に対して引っ掛かりを生じることがなく、良好な縫製を行うことが可能である。
なお、定規１７に対してより確実かつ円滑に押し下げることができるように、第一及び第二のセンサー２１，２２の上端部の外周にテーパ又は丸みを形成しても良い。

［発明の実施形態の技術的効果］
上記ミシン１００は、第一及び第二のセンサー２１，２２が針板１６における針落ち位置の周囲において昇降可能に支持されており、第一及び第二のセンサー２１，２２の検出面が針板１６の上面より突出した状態となるように上方への弾性力を付与する圧縮コイルバネ２４が各センサー２１，２２の下側に設けられている。
このため、縫い針１２の上昇時に当該縫い針１２と共に布地Ｃが引き上げられた場合でも、布地Ｃの上昇に追従して各センサー２１，２２が上昇し、その検出面が布地Ｃから離間しないので、布地Ｃの移動量の検出を良好に行うことが可能となる。

また、上記ミシン１００は、針落ち位置に対して布地Ｃを手動にて移動させてフリーモーション縫いが行われるが、縫製時に生じる布地Ｃの上下動による影響を低減して移動量の検出を精度良く行うことができるので、目標とする縫いピッチを一定に維持して、高い縫い品質で縫製を行うことが可能となる。

［その他］
上記ミシン１００は、ミシン１００に対して布地Ｃを手動で移動させる場合を例示したが、布地Ｃに対してミシン１００を手動で移動させてフリーモーション縫いを行うミシンでもよいことは言うまでもない。

また、加圧部として圧縮コイルバネ２４を例示したが、上方への弾性力を付与することが可能なあらゆる弾性体を加圧部として利用することが可能である。例えば、板バネや空気バネを利用しても良い。
また、加圧部による弾性力は、調節可能とすることが望ましい。例えば、圧縮コイルバネ２４を利用している場合には、その圧縮長さをネジ等により調節可能とする等である。

また、第一と第二のセンサー２１，２２が針穴１６２のＸ軸方向両側に配置される場合を例示したが、光軸がＺ軸方向に平行であって、針棒の中心線を含む平面を基準に対称となるように配置されていれば、どのように配置されていてもよい。例えば、第一と第二のセンサー２１，２２が針穴１６２のＹ軸方向両側に配置されてもよい。

１２ 縫い針
１３ 針棒
１４ 中押さえ
１６ 針板
１６１ 貫通孔
１６２ 針穴（針落ち位置）
１７ 定規
２１ 第一のセンサー（移動量検出部）
２２ 第二のセンサー（移動量検出部）
２４ 圧縮コイルバネ（加圧部）
１００ ミシン
Ｃ 布地（被縫製物）

Claims (3)

1. 被縫製物の移動量を検出する移動量検出部と、
   針棒に上下動を付与する上軸の回転駆動源となるミシンモーターと、
   前記移動量検出部の検出に基づいて前記ミシンモーターを制御し、一定の縫いピッチを維持する制御を行う制御装置とを備えるミシンにおいて、
   前記移動量検出部は、針落ち位置の周囲において昇降可能に支持されており、
   前記移動量検出部の検出面が針板の上面より突出した状態となるように上方への弾性力を付与する加圧部を備えることを特徴とするミシン。
2. 前記ミシンの針落ち位置に対して前記被縫製物を手動にて移動させてフリーモーション縫いを行うことを特徴とする請求項１記載のミシン。
3. 前記被縫製物に対して前記ミシンを手動にて移動させてフリーモーション縫いを行うことを特徴とする請求項１記載のミシン。

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