JP2555672B2 - 布縁倣い縫ミシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は布縁倣い縫ミシンに関するものであり、特
に、布検出器の検出領域と縫針の落下点（以下、針落下
点という）とが加工布の送り方向にずれているミシンに
関するものである。

［従来の技術］ 布縁倣い縫ミシンは特開昭61−257675号公報で既に知
られている。これは、縫針の上下動に調時して加工布を
送り方向に予め定められた送り量で送る布送り装置と、
送り方向と直交する横方向における縫針と加工布との相
対位置を変化させるために駆動される制御モータと、ミ
シンベッドに検出領域を有し、その検出領域内に存在す
る加工布の側縁（以下、布縁という）との横方向におけ
る相対位置に応じた検出器信号を発生する布検出器と、
縫針の上下動に調時して、布検出器の検出器信号を受信
するとともに、その検出器信号に基づいて制御モータに
それを駆動する駆動信号を送信することにより、縫針と
布縁との横方向相対位置を制御する位置制御手段とを備
え、布縁に沿って連続した縫目を形成するものである。

この種のミシンにおいては、布検出器による布縁の検
出を縫針による縫目形成位置と一致させることが物理的
に困難であるために、布検出器の検出領域を針落下点よ
りも加工布の送り込み側に配置することが一般的に行わ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、加工布の布検出器によって検出された部分
（被検出部分）と、その検出時に得られた検出器信号に
基づいて位置決めされた縫針によって縫われる部分とに
はずれがある。送り方向に沿ってほぼ真っ直ぐに延びる
布縁に倣って縫目が形成される場合には支障はないが、
凹凸状に変化する布縁に倣って縫目が形成される場合に
は、布縁から縫目までの距離である縫代が不均一になる
という問題が生じる。

本発明は、この問題を解決するために為されたもの
で、その目的は、凹凸状に変化する布縁に倣って縫目を
形成する場合でも布縁から一定距離だけ隔てて縫目を形
成することのできる布縁倣い縫ミシンを提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために本発明は第１図に示すよ
うに縫針，布送り装置，制御モータ，布検出器及び位置
制御手段を含むミシンにおいて、縫針の上下動に調時し
て、布検出器の検出器信号を受信するとともに前回の縫
針の上下動時に受信した検出器信号を発生する信号遅延
手段と、信号遅延手段及び布検出器の発生する検出器信
号の差に応じる布縁の横方向における変化量と、予め定
められた送り量とに従って、縫針の落下点と布検出器の
検出領域との間の送り方向における距離差によって生じ
る針揺動量のずれを位置制御手段を介して補正する補正
手段とを備えている。

［作用］ 以上のように構成された布縁倣い縫ミシンにおいて
は、信号遅延手段は前回の縫針の上下動時に受信した検
出器信号を発生し、補正手段は、信号遅延手段の発生す
る検出器信号と布検出器の発生する検出器信号との差に
応じる布縁の横方向における変化量を演算し、その変化
量と予め定められた送り量とに従って、縫針の落下点と
布検出器の検出領域との間の送り方向における距離差に
よって生じる針揺動量のずれを演算して、位置制御手段
を介してそのずれを補正する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

本実施例のミシンは、第２図に示すように、上面が平
らなベッド10と、そのベッド10の右端から立ち上がった
脚柱部12と、その脚柱部12の上端から片持ち状にかつベ
ッド10にほぼ平行に延びるアーム14と、そのアーム14の
先端に設けられた頭部16とから成るミシン機枠18を備え
ている。頭部16にはミシンの起動，停止を制御するメイ
ンスイッチ20が設けられ、アーム14にはこのミシンによ
って形成可能な複数種類の縫目模様を表す形象が表示さ
れた表示板22と、縫目模様を選択するために操作される
模様選択スイッチ24とが設けられている。また、脚柱部
12には布縁から一定の距離を隔てて縫目線を形成する倣
い縫を行うための倣い縫スイッチ26と、布縁と縫目線と
の距離（以下、縫代という）を設定するために操作され
る縫代設定操作部材28,針揺動調節操作部30及び送り量
調節操作部材32とが設けられている。

第３図は頭部16のカバーを外した状態をしており、頭
部16に固定の突起34には、針棒台36が軸38によって垂直
面内において揺動可能に取り付けられている。この針棒
台36に針棒40が上下方向に摺動可能に取り付けられてお
り、その下端に縫針42が固定されている。針棒40は針棒
抱き44等を介して図示しないミシンモータに接続されて
おり、ミシンモータの駆動によって針棒40及び針棒42が
上下往復運動をさせられるようになっている。また、針
棒台36には連杆46等を介して図示しない針揺動制御モー
タが接続されており、この針揺動制御モータの駆動によ
って針棒台36が揺動させられることにより、縫針42の横
方向の位置が左端位置と右端位置との間の一定の範囲内
において変更されるようになっている。

上記針棒台36には布検出器54が固定され、針棒台36と
一体的に揺動するようになっている。布検出器54は、赤
外線を放射する発光部56と、その赤外線の反射して来た
ものを受光する受光部58とを備えている。また、受光部
58の近傍には、赤外線の通過は許容するが他の波長の光
は遮断する光学フィルタ60が設けられている。

前記ベッド10の上面には開口が形成されており、この
開口が針板66によって塞がれている。この針板66には複
数のスロットが形成され、このスロットから送り歯68が
上方へ突出可能とされている。この送り歯68は図示しな
い送り制御モータによって送り運動を与えられ、図示を
省略する布押え足と共同して加工布70を前後方向に送る
ものである。本実施例においては、送り歯68,送り制御
モータ及び布押え足等が布送り装置を構成しているので
ある。針板66には更に左右方向に長い針孔72が形成され
ているが、この針孔72に近接しかつこれと平行に反射面
74が形成されている。この反射面74は、前記布検出器54
の発光部56から放射された赤外線を受光部58に向かって
反射するものであり、布送り方向において針孔72と距離
Ｄだけ離れて配置されている。布検出器54は縫針42の中
心線と針板66の上面との交点（以下、針落下点という）
より一定小距離右斜め前方（作業者側）の点を中心とす
る検出領域（本実施例においては、反射面74に相当す
る。）からの反射光量の変動を検出する能力を有してい
る。検出領域の多くが加工布70によって覆われれば、受
光部58の受光量が減少するわけであり、受光部58は検出
領域の加工布70によって覆われない部分の面積の変動に
対応した検出器信号ZSを出力するようになっている。

第４図に本ミシンの制御装置を示す。前記模様選択ス
イッチ24が図の左上に示されている。この模様選択スイ
ッチ24には模様選択カウンタ80が接続されており、模様
選択スイッチ24の操作回数をカウントし、そのカウント
内容を縫目データ発生装置82に供給する。また、図示は
しないが、このカウント内容に応じて、前記表示板22に
配設されている複数の発光ダイオードが発光させられ、
選択された縫目模様が示されるようになっている。

縫目デーア発生装置82は形成可能な縫目模様の各々に
対応した縫目データを記憶しており、それらの縫目デー
タ中から模様選択カウンタ80のカウント内容に対応した
縫目データを選択して送り演算装置84と針揺動演算装置
86とに供給するようになっている。すなわち、縫目デー
タ発生装置82には前記針棒40が１往復上下運動する毎に
１個のパルス信号を発生するタイミングパルス発生器88
が接続されており、このタイミングパルスTPが供給され
る毎に縫目データ発生装置82は縫目データ中の送りデー
タFD及び針揺動データをそれぞれ送り演算装置84及び針
揺動演算装置86に供給するのである。

上記送り演算装置84には送り量調節装置89が、また、
針揺動演算装置86には針揺動調節装置90がそれぞれ接続
されている。送り量調節装置89は、前記送り量調節操作
部材32の操作に応じて変化する調節データを送り演算装
置84に供給する。送り演算装置84は、この送り調節デー
タと前記縫目データ発生装置82から供給される送りデー
タFDとの掛算を行って、縫目データ発生装置82から供給
された送りデータFDに送り量調節操作部材32の操作位置
に対応した変更を加えた上で、送り駆動制御回路92に供
給する。針揺動演算装置86も同様にして縫目データ発生
装置82から供給される針揺動データに針揺動調節操作部
材30の位置に対応した変更を加えた上、マルチプレクサ
94を経て針揺動制御回路96に供給する。その結果、送り
駆動制御回路92が送り制御モータ98を、又、針揺動制御
回路96が針揺動制御モータ100をそれぞれ制御し、縫針4
2の揺動及び送り歯68による布送り量が適宜制御され
て、模様選択スイッチ24の操作によって選択された縫目
模様が形成されることとなる。

前記倣い縫スイッチ26は模様選択カウンタ80及びマル
チプレクサ94に接続されており、このスイッチ26がオン
状態とされることにより模様選択カウンタ80がリセット
されて縫目データ発生装置82からは直線縫いの縫目デー
タが出力されるとともに、マルチプレクサ94は針揺動演
算装置86の出力信号ではなく位置制御装置110の出力信
号（以下、針位置制御信号TSという）を針揺動制御回路
96に供給する状態に切り換えられる。

位置制御装置110は、位置制御手段に相当し、布検出
器54がA/D変換器112を介して接続されると共に縫代設定
装置114が接続されている。尚、縫代設定装置114は前記
縫代設定操作部材28を含んで構成されており、その操作
部材28の移動位置に従う縫代設定信号LSを発生するよう
に構成されている。また、位置制御装置110は、検出器
信号ZS及び縫代設定信号LSの他に前記タイミングパルス
発生器88からのタイミングパルスTP,ミシンの停止状態
を表すミシン停止信号及び前記送り演算装置84からの送
りデータFDが供給され、第６図に示すフローチャートに
従って動作するように構成されている。

更に、位置制御装置110には、ROM（リードオンリメモ
リ）118とRAM（ランダムアクセスメモリ）120とが接続
されている。ROM118にはフローチャートで表される制御
プログラム等が記憶されており、RAM120には位置制御装
置110で演算された演算結果等が一時記憶されるように
構成されている。

ここで第５図を参照して位置制御装置110による針落
下点位置の補正の原理について説明する。

第５図は加工布70上において布縁から距離Ｌ（以下、
Ｌと略記する）だけ離れた番号１乃至５で示す位置に連
続して縫針42を落下させた状態を示すもので、各針落下
点に対応する布検出器54による各検出位置は布送り方向
（以下Ｙ方向と記す）に距離Ｄ（以下Ｄと略記する）だ
け離れた番号１′乃至５′で示す位置である。そして、
布縁の延びる方向がＹ方向と平行でない場合、例えば番
号５′の位置で検出した布縁に従って縫針42を布縁から
Ｌだけ離れた位置に落下させる場合、針落下点位置の補
正を行わないと、番号５′の位置から送り方向と直交す
る方向（以下Ｘ方向と記す）にＬだけ離れ、Ｙ方向にＤ
だけ離れた番号５″で示す位置に縫針42が落下してしま
うので、その番号５″の位置と布縁の延びる方向と直交
する方向にＬだけ離れた番号５の位置との間の距離Ｑ
（以下Ｑと略記する）だけ補正する必要がある。

そのＱを求める演算式を説明すると、まず検出器信号
KSから番号５′の位置で検出した布縁と前回番号４′の
位置で検出した布縁とを比較してその左の距離Ｚ（以下
Ｚと略記する）を求める。そして、送りデータFDから１
針分の送り量Ｆ（以下Ｆと略記する）を求め、布縁の延
びる線とＹ方向に延びる線との間の角度θ（以下Ｑと略
記する）を式によって求める。

次に、番号５の位置からＸ方向における布縁までの距
離Ｍ（以下Ｍと略記する）をＬ及びθから式によって
求める。

そして、番号５′の位置からＹ方向に延びる線と番号
５を含むＸ方向に延びる線とが交わる点と、その点から
Ｘ方向における布縁までの距離Ｕ（以下Ｕと略記する）
をＤ及びθから式によって求める。

Ｕ＝Dtanθ ……式 以上、求めたＭ及びＵとＬから式によってＱを求め
る。

Ｑ＝Ｌ＋Ｕ−Ｍ ……式 そして、位置制御装置110はＱだけ補正した距離に対
応する針位置制御信号TSを発生するのである。尚、式
に式乃至式を代入すると式にまとめることができ
る。

従って、以下Ｑを求める演算式は式を使用する。

上記のように構成されたミシンによって布縁からＬだ
け離れた位置に縫目を形成する場合には、作業者はまず
加工布70を縫目線形成希望位置が針孔72のほぼ中央とな
るようにセットする。そして、倣い縫スイッチ26を操作
すれば模様選択カウンタ80がリセットされ、それまでい
かなる縫目模様が選択されていた場合でも直線縫いが選
択された状態となる。また、マルチプレクサ94が位置制
御装置110の針位置制御信号TSを針揺動制御回路96に供
給する状態に切り換えられる。

上記のように加工布70がセットされた状態において、
布検出器54は検出領域の加工布70に覆われていない部分
の面積にに対応する検出器信号ZSを発生しA/D変換器112
を介して位置制御装置110に供給する。

また、布縁から縫目線までの距離を決定するために、
縫代設定操作部材28を操作すると、その操作に従ってＬ
に対応する縫代設定信号LSが位置制御装置110に供給さ
れる。

この状態ではまだミシンは駆動されていないので、位
置制御装置110は第６図のフローチャートのステップS1
（以下、単にS1で表す。他のステップについても同じと
する）において、ミシンが停止していることを判別して
S2において検出器信号ZS,縫代設定信号LSに従う針位置
制御信号TSを出力する。

針位置制御信号TSはマルチプレクサ94を介して針揺動
制御回路96に供給され、針揺動制御回路96は針位置制御
信号TSに従って針揺動制御モータ100を駆動して縫針42
を揺動させ、縫針42を布縁から距離Ｌだけ離れた番号で
示された位置に移動させる。

そして、位置制御装置110はS3において布縁の位置に
対応する検出器信号ZSをRAM120のZ₁レジスタに格納し、
S1に戻る。

そして、作業者がメインスイッチ20を操作してミシン
を駆動すると、位置制御装置110は、S₁においてミシン
が駆動していることを判別し、タイミングパルスTPが供
給されて、S4において針揺動タイミングであることを判
別すると、S5において距離Ｌに対応する縫代設定信号LS
と送り量Ｆに対応する送りデータFDとを読出してRAM120
のＡレジスタとＢレジスタとにそれぞれ格納する。

更に、位置制御装置110は、S6において検出器信号ZS
を読出してRAM120のZ₀のレジスタに格納し、S7において
Z₀レジスタの検出器信号ZSとZ₁レジスタの検出器信号ZS
とをRAM120から読出して、それら両信号ZSを比較して、
その差すなわち布縁の変化量Ｚに対応するデータをRAM1
20のＣレジスタに格納する。すなわち、位置制御装置11
0のこのステップとRAM120とが信号遅延手段を構成して
いる。

そして、位置制御装置110はS8において前記式に従
って補正値Ｑに対応する補正信号QSの演算し,S9におい
て、Z₀レジスタに格納された検出器信号ZSと補正信号QS
とによって決定される針位置制御信号TSをマルチプレク
サ94を介して針揺動制御回路96に供給する。すなわち、
位置制御装置110のステップS8とステップS9とが補正手
段を構成している。針揺動制御回路96はこの針位置制御
信号TSに基づく方向及び量だけ針揺動制御モータ100を
駆動する。その結果、針棒台36が揺動させられ、それに
取り付けられている縫針42の位置が換えられる。そし
て、縫針42の上下運動毎に所望の位置に縫目線が形成さ
れ、所望の縫代で縫製が行われることとなるが、この際
形成される縫目の大きさは縫目データ発生装置82から供
給される送りデータFDと送り量調節装置89から供給され
る送り調節データとによって決まることは通常の縫製作
業におけると同様である。

そして、位置制御装置110はS10においてZ₀レジスタの
検出信号ZSをZ₁レジスタに格納し、次回の縫目形成時に
前回の検出決信号ZSとして使用する。

次に、上記実施例とは異なる態様の実施例を示す。な
お、本実施例については、上記実施例と共通の部分を除
き、特に異なる部分についてのみ説明する。

この布縁倣い縫ミシンは第７図に示すように針棒台36
の下端部にその揺動方向にほぼ平行な鳩尾形断面図の案
内突部152を形成し、布検出器54に案内突部152と摺動可
能に嵌合する鳩尾形断面の溝154を形成し、布検出器54
を針棒台36に対してその揺動方向に位置を変更すること
ができるようにしている。そして、この布検出器54を移
動させることによって布検出器54の検出領域の中心の位
置を変更することによって布縁から形成される縫目線ま
での距離を変更することができる。

第８図には本ミシンの制御装置が示されており、位置
制御装置156に接続されたROM158には前の実施例とは異
なる模様のプログラムが記憶されている。また、この実
施例においては布縁から形成された縫目線までの距離を
機械的に変更するようになっているため前の実施例の縫
代設定装置114は存在せず、従って、位置制御装置156に
は距離Ｌに対応する縫代設定信号LSは供給されない。

ここで、前の実施例の式を引用してみる。

この式によって補正する距離Ｑを求めるためには距
離Ｌの値が必要であるがこの実施例においてはＬの値が
不明のため式の近似式を求める。

通常、布縁倣い縫に最も使用される送り量Ｆは2.5mm
であり、１針分の布縁の変化量Ｚは略1mm以内であるの
で、Ｆ＝2.5,Z＝１とする。そして、距離Ｌの値が3mmと
12mmと場合について式によるＱの値を求めると、Ｌ＝
3mmの場合は、Ｑ＝2.92となり、Ｌ＝12mmの場合はＱ＝
2.28mmとなる。尚、この実施例においては距離Ｄの値を
8mmとしてある。

ここで、式の近似式として式を以下のように設定
する。

そして、Ｌ＝3mmの時とＬ＝12mmの時のｋの値を求め
るとＬ＝3mmの時はｋ＝0.928となり、Ｌ＝12mmの時はｋ
＝0.711となる。従って、その略平均を採用しｋ＝0.8と
する。

このように、布縁から形成される縫目線までの距離Ｌ
を機械的に変更する布縁倣い縫ミシンにおいても、式
のような近似式を成立させることによって、布送り方向
と平行でない布縁を倣って縫目を形成する場合でも、布
縁から一定距離だけ隔てて縫目を形成することができ
る。

［発明の効果］ 以上、詳述したように本発明においては、縫針を落下
点と布検出器の検出領域との間の送り方向における距離
差によって生じる針揺動量のずれを、前回の縫針の上下
動時の検出器信号と今回の縫針の上下動時の検出器信号
との差に応じる布縁の横方向における変化量と、予め定
められた送り量とに従って、補正するようにしたため、
凹凸状に変化する布縁に倣って縫目線を形成する場合で
も布縁から一定距離だけ隔てて縫目を形成することがで
きる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を概念的に示すブロック図、第２
図は本発明の一実施例である布縁倣い縫ミシンの外観を
概略的に示す斜視図、第３図は同ミシンの頭部をそのカ
バーを外した状態で示す斜視図、第４図は同ミシンの制
御装置を示すブロック図、第５図は同ミシンによって加
工布上に形成された縫目を示す説明図、第６図は同ミシ
ンのROMに記憶された制御プログラムを示すフローチャ
ート、第７図は上記実施例とは異なる態様におけるミシ
ンの頭部をそのカバーを外した状態で示す斜視図、第８
図は同ミシンの制御回路を示すブロック図である。 図中、10はベッド、42は縫針、54は布検出器、68は送り
歯、110,156は位置制御装置、118,158はROM、120はRAM
である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縫針の上下動に調時して加工布を送り方向
   に予め定められた送り量で送る布送り装置と、 前記送り方向と直交する横方向における縫針と加工布と
   の相対位置を変化させるため駆動される制御モータと、 ミシンベッド上における縫針の落下点よりも布送り込み
   側に検出領域を有し、その検出領域内に存在する加工布
   の側縁との前記横方向における相対位置に応じた検出器
   信号を発生する布検出器と、 縫針の上下動に調時して、前記布検出器の検出器信号を
   受信するとともに、その検出器信号に基づいて前記制御
   モータにそれを駆動する駆動信号を送信することによ
   り、縫針を揺動させて縫針と加工布の側縁との相対位置
   を制御する位置制御手段と を備え、加工布の側縁に沿って連続した縫目を形成する
   ミシンであって、 前記縫針の上下動に調時して、前記布検出器の検出器信
   号を受信するとともに前回の縫針の上下動時に受信した
   検出器信号を発生する信号遅延手段と、 その信号遅延手段の発生する検出器信号と、前記布検出
   器の発生する検出器信号との差に応じる側縁の前記横方
   向における変化量と、前記予め定められた送り量に従っ
   て、前記縫針の落下点と前記布検出器の検出領域との間
   の送り方向における距離差によって生じる針揺動量のず
   れを前記位置制御手段を介して補正する補正手段とを備
   えていることを特徴とする布縁倣い縫ミシン。