JP2660235B2 - ミシンの押え金加圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、針板上の布を押圧し、送り歯の運転に伴
ってこの送り歯との間に挟持した布を送るために設けら
れるミシンの押え金を加圧するための加圧装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、上記の如き押え金は、通常ミシン本体のフレー
ム側に設けたねじにより上端を押えられたコイルばねに
より、押さえ方向に付勢されるようになっており、前記
ねじを操作することにより押え圧力を調整するようにし
ていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、押え金をコイルばねとねじにより押え
るようにした従来技術では、以下のような問題が発生し
ていた。

A.ねじによる圧力調整しかできず、またコイルばねは圧
縮される程ばね定数を大きくするため、布厚さが異なる
段部を縫製位置に迎えたときに布づまりや縫いずれが生
じることがある。

B.また、近時ミシンの高速回転化が顕著となっている
が、これによって送り歯が高速で運動するようになる
と、この送り歯が押え金を跳ね上げる、いわゆるジャン
ピング現象が発生し、正確な布送りがなされなくなる。

C.前記圧力調整を、作業者が経験に基づいて布の厚さや
種類に対応してねじを操作することにより行うため、作
業者によってあるいは同一作業者であってもその時々に
よって調整度にバラツキが生じる。しかも、適正な調整
を行うには相当の熟練を要する。

尚、上記Ｂの如き問題を解決するものとして、例えば
特公昭61−5748号公報に開示されるように、ミシン主軸
の回転速度に応答して作動する油圧ポンプにより押え金
の押え圧力を変化させるようにしたものがあるが、装置
が複雑となる上、油圧ポンプの性質上、前述のような段
部つまりを防ぐことができなかった。

上記のような事情に鑑みなされた発明の第１の目的
は、段部つまりを起こさないようにするミシンの押え金
加圧装置を提供することにある。

発明の第２の目的は、ミシンを高速運転しても押え金
が送り歯によって跳ね上げられないようにした簡単な構
成のミシンの押え金加圧装置を提供することにある。

発明をさらに他の目的は、縫製する布地の種類の厚さ
に対応して常に適正な押え圧力で布をおさえることがで
きるミシンの押え金加圧装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 針板上に送り歯に対向して配置される押え金を有する
ミシンにおいて、上記第１の目的を達成するために、請
求項１の発明に係るミシンの押え金加圧装置は、 空気圧源と、 作用端が前記押え金の支持部に係合されるエアシリン
ダと、 このエアシリンダと前記空気圧源の間に介在させた圧
力制御弁とを有する空気圧力装置と、 前記押え金を上昇方向に移動させるように付勢するば
ねと、 を具備することを特徴としている。

この請求項１の発明に係るミシンの押え金加圧装置に
おいて、請求項２の発明では、前記エアシリンダと圧力
制御弁を連結する配管中にエアチャンバを介設してお
り、請求項３の発明では、そのエアチャンバとエアシリ
ンダとの間に、一つの口を外部への排気口とした三方向
弁を介設している。

また、請求項４の発明は、前記圧力制御弁を電気式空
気圧制御弁とするとともに、外部信号の入力端子を有
し、且つこの入力端子に入力された信号に応じた圧力指
令信号を前記空気圧力装置に供給する制御装置を備えて
いることを特徴としている。

この請求項４の発明に係るミシンの押え金加圧装置に
おいて、前記制御装置の入力端子に入力される外部信号
として、請求項５の発明のように、ミシンの設けたミシ
ン速度検出器の出力信号、あるいは、請求項６の発明の
ように、前記押え金より布供給側に設けた布厚検出器の
出力信号のいずれを採用してもよい。

また、請求項７の発明は、前記エアチャンバを可変容
量エアチャンバとし、且つこの可変容量エアチャンバの
ピストンをパルスモータにより駆動させるように構成し
ていることを特徴としている。

さらに、請求項８の発明は、前記エアチャンバに連結
される減圧チャンバと、この減圧チャンバと前記エアチ
ャンバの間に一つの口を排気口として連結され、前記制
御装置の圧力指令信号により前記エアチャンバを遮蔽し
て減圧チャンバを外気と連通させた状態からエアチャン
バと減圧チャンバを連通させて外気と遮断する状態に切
り替わる三方向弁とを備えていることを特徴としてい
る。

この請求項８の発明に係るミシンの押え金加圧装置に
おいて、請求項９の発明のように、前記減圧チャンバを
可変容量型とし、そのピストンをパルスモータにより駆
動させるように構成していることが望ましい。

［作用］ 請求項１の発明に係るミシンの押え金加圧装置によれ
ば、空気圧力装置における圧力制御弁の出力空気圧であ
るシリンダ内の空気圧がシリンダの作用端を介して押え
金の支持部に作用して該押え金が加圧される。このよう
な金属ばねのばね定数よりも遥かに小さいばね定数の空
気圧によって押え金が加圧されているので、布厚さが異
なる段部が縫製位置にきた場合でも、加圧力が上昇する
ことがないだけでなく、押え金上昇方向に付勢している
ばねの付勢力によって押え金に対する加圧力が解除され
ると同時に押え金自体が自動的に上昇されることにな
る。

請求項２の発明によれば、押え金を押圧するためのば
ね定数をきわめて小さくすることができる。特に、請求
項３の発明のように、三方向弁の排気口からエアシリン
ダ内の空気を外部へ排出させることにより、押え金に対
する加圧力を即座に解除して押え金を迅速に上昇させる
ことができる。

また、請求項４〜６の発明によれば、ミシン速度検出
信号、あるいは、布厚検出信号により、電気式空気圧制
御弁の出力空気圧を電気的に制御して、押え金の押え圧
力をミシンの運転速度や布厚に応じて適正に自動調整す
ることが可能となる。

また、請求項７の発明のような、可変容量エアチャン
バを用い、そのピストンを駆動するパルスモータの駆動
を制御することにより、押え金に押え圧を与える空気圧
のばね定数を縫製物の種類によって容易に変更すること
ができる。

さらに、請求項８の発明によれば、三方向弁の制御に
よってエアチャンバの空気を減圧チャンバに排出するこ
とで、エアシリンダ内の空気圧、すなわち押え金の押え
圧力を短時間のうち迅速に低下させることができる。こ
こでも、特に請求項９の発明のように、パルスモータの
駆動の制御により減圧チャンバに排出される空気量を調
整することによって、段部の高さ等に容易に対応させる
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
第１図はミシンの押え金加圧装置を含む押え金加圧機構
の構成図である。

送り歯Ｄとの間に布地を挟む押え金Ａは、後端におい
て回転自在に支持された支持部Ｂの先端に取着されてい
る。この支持部Ｂには押え金Ａを上昇方向に移動させる
べくこの支持部Ｂを付勢するばねＣが装着されている。
但し、このばねＣの付勢力は、押え金Ａをその自重及び
後述するピストン201aの重さに抗して必要量だけ上昇さ
せるものであれば足りる。

押え金加圧装置は、空気圧源１、空気圧力装置２、段
検出器３、速度検出器４及び制御装置５を備えてなる。

空気圧源１は配管６を介して空気圧力装置２に空気を
供給するものである。図示しないが、配管６には供給す
る空気を清浄化するために、通過した空気を除湿，除塵
するセパレータ（不図示）を装備していることが望まし
い。

空気圧力装置２は、前記空気圧源１から供給された空
気により前記押え金Ａの支持部Ｂを下方に押圧するべく
構成されたものである。この空気圧力装置２は、エアシ
リンダ201、及びこのエアシリンダ201と前記空気圧源１
の間に介在させた電気式空気圧制御弁202を備えてい
る。

エアシリンダ201は前記支持部Ｂの上方に配設されて
おり、従来ミシンの押え金加圧用コイルばねとねじを取
り外して空気室としたもので、ピストン201aを所定スト
ローク押し下げることにより、シリンダ本体201bから突
出するピストン201aの先端に設けたピン201cが、前記支
持部Ｂの上辺に係合するようになっている。

電気式空気圧制御弁202は信号入力端子202aを備えて
おり、この信号入力端子202aから入力された信号が増大
すると、その増大量に対応して、配管６を介して空気圧
源１から供給された空気の一部を配管207に出力するも
のである。すなわち、この電気式空気圧制御弁202の二
次側である配管207内の空気圧は、常に入力信号に応じ
た空気圧Ｐとなるように制御されている。

前記配管207を直接エアシリンダ201に接続することに
よって、このエアシリンダ201のピストン201aにより前
記支持部Ｂを押圧することができる。その押圧力は、電
気式空気圧制御弁202によって制御された空気圧Ｐとピ
ストン201aの断面積Ｓの積として与えられる。この場合
でも、ピストン201aにかかる空気圧のばね定数は機械的
ばねに比べ遥かに小さい。また、後述の説明から明らか
であるが、空気圧Ｐを電気的に制御する必要がない場合
は、エアシリンダ201に接続する圧力制御弁はここに挙
げるような電気式空気圧制御弁202とする必要はなく、
何等かの手段で出力空気圧を設定できる圧力制御弁とす
れば足りる。

しかし、この第１図に示すミシンの押え金加圧装置で
は、空気圧装置２のエアシリンダ201と電気式空気圧制
御弁202の間に可変容量エアチャンバ203が設けられ、さ
らにこの可変容量エアチャンバ203と前記エアシリンダ2
01の間に三方向弁204が介設されている。また、可変容
量エアチャンバ203のピストン203aを操作するために、
ピストンロッド203bにパルスモータ205の駆動軸205aが
ジョイント206を介して接続されている。

上記の如き可変容量エアチャンバ203を設けると、前
記電気式空気圧制御弁202とエアシリンダ201間の空気体
積がこの可変容量エアチャンバ203の容量分だけ大きく
なる。このため、エアシリンダ201のピストン201aが空
気圧に抗して押し上げられた場合におけるこのピストン
201aの上昇による空気体積の減少率が著しく小さくな
り、それに応じてこのピストン201aを押圧している空気
のばね定数も小さくなる。すなわち、可変容量エアチャ
ンバ203を設けることにより、押え金Ａと送り歯Ｄの間
を布地の段部を通過しようとすることによりこの押え金
Ａが上昇した際の、押え金Ａの押え圧力の増加率がより
小さなものに抑えられる。この押え圧力の増加率は、前
記パルスモータ205を駆動させて可変容量エアチャンバ2
03のピストン203aを操作することにより調整することが
できる。すなわち、可変容量エアチャンバ203の容量を
大きくしてばね定数を小さくすれば前記増加率は小さく
なり、容量を小さくしてばね定数を大きくすれば増加率
は大きくなる。

三方向弁204は、可変容量エアチャンバ203とエアシリ
ンダ201間の配管208,209を連通させる通常状態と、エア
シリンダ201に接続された配管209を外部に連通させる押
え金上げ状態の間に切り換わるもので、後述する押え上
げ信号によりこの切換動作を実行する。

段検出器３は、ミシンの装備した光電センサあるいは
機械式センサ等の布厚検出用センサＥにより布厚の変化
が検出されたとき、段検出信号を出力するものである。

速度検出器４は、ミシンモータＦの回転数等を検出す
ることによって、ミシンの運転速度に応じた速度検出信
号を出力するものである。

制御装置５は、前記空気圧制御弁202の標準出力空気
圧等を設定する入力設定キーやその設定値等を表示する
表示部を備えており、外部信号入力端子5IN1,5IN2から
それぞれ前記段検出部３及び速度検出部４が出力する各
検出信号を入力する。また、この制御装置５は、出力端
子5OUT1から前記電気式空気圧制御弁202の出力空気圧を
指令する圧力指令信号を出力するとともに、出力端子5O
UT2から可変容量チャンバ203の容量の変更を指令するチ
ャンバ容量変更信号を出力する。また、この制御装置５
は、出力端子5OUT4から前記三方向弁204に対して押え上
げ信号を出力する。

前記出力端子5OUT1から出力される圧力指令信号は、
常時において、電気式空気圧制御弁202をその出力空気
圧がこの制御装置５の設定キー（不図示）により予め設
定された標準出力空気圧となるよう制御する。前記設定
キーにより設定される標準出力空気圧は、縫製物の通常
の厚さ部分を所定の速度で縫製する際の出力空気圧であ
る。また、前記圧力指令信号は、入力端子5IN1から段検
出信号に入力したときは出力空気を小さくするように制
御され、入力端子5IN2から速度検出信号を入力したとき
はその速度検出信号の大きさに応じて出力空気圧を大き
くするように制御される。すなわち、ミシンの運転速度
が大きくなるに伴って、押え金Ａの押え圧力は大きくな
り、段部がこの押え金Ａを通過するときには押え圧力が
小さくなる。

出力端子5OUT2から出力されるチャンバ容量変更信号
は縫製物毎に前記入力設定キーによりその種類を設定さ
れるもので、前記パルスモータ205に入力される。この
パルスモータ205は入力した信号に応じでその回転量を
制御し、もって可変容量エアチャンバ203の容量を変更
する。すなわち、前記チャンバ容量変更信号によって、
電気式空気圧制御弁202とエアシリンダ201間の空気のば
ね定数が制御される。

尚、前記制御装置５内にメモリを設け、縫製物毎の標
準出力空気圧及びばね定数を記憶させておくようし、入
力設定キーで縫製物の種類を指定することによりこれら
標準出力空気圧及びばね定数を呼び出せるようにしてお
けば、縫製物に応じた最適の圧力指令信号及びチャンバ
容量変更信号を確実且つ瞬時に設定することができる。

制御装置５から三方向弁204に出力される押え上げ信
号は、エアシリンダ201に接続された配管209が外部に連
通させる側に三方向弁204を切り替える。したがって、
三方向弁204がこの押え上げ信号を入力すると、エアシ
リンダ201のピストン201aに対する空気の圧力が解除さ
れ、押え金ＡはばねＣの付勢力で上昇する。前記押え上
げ信号は、制御装置５に設けた装置スイッチを操作する
ことによって発生するものであってもよいし、ミシンの
縫製のシーケンスの一部を構成する信号としてこの制御
装置５に入力された信号により発生するものであっても
よく、あるいはこれらが並立されていてもよい。この押
え上げ信号はまた、公知のミシンの足踏みスイッチやひ
ざスイッチを操作することにより発生するものであって
もよい。

以上のようにしてなる第１図に示すミシンの押え金加
圧装置は、制御装置５から出力される圧力指令信号によ
って電気式空気圧制御弁202の出力空気圧Ｐが定めら
れ、この出力空気圧Ｐとピストン201aの断面積Ｓの積と
して与えられる押圧力で、ピストン201aが押え金Ａと支
持部Ｂを押圧する。出力空気圧は段検出信号と速度検出
信号によって制御され、ミシンの運転速度が高速となる
程前記空気圧Ｐは大きくなり、段部が押え金Ａを通過す
るときには小さくなる。押え金Ａの押圧力は、制御装置
５から三方向弁204に押え上げ信号が出力されることに
より解除される。パルスモータ205を制御して可変容量
エアチャンバ203の容量を変化させることにより、エア
シリンダ201のピストン201aを押圧する空気圧のばね定
数を縫製物に応じたばね定数に制御することができる。

第２図は発明による他のミシンの押え金加圧装置の構
成図である。この第２図では、ミシンの押え金A,支持部
B,ばねC,送り歯Ｄ等は省略している。また、この第２図
において、前記第１図と同一部位には同一符号を付して
おり、ここではその詳細な説明は省略している。この第
２図のミシンの押え金加圧装置における空気圧力装置
２′は、第１図の可変容量エアチャンバ203に代えて固
定容量型のエアチャンバ203′を備えている。このエア
チャンバ203′には、配管210を介して減圧チャンバ211
が連結されており、且つ前記配管210には三方向弁212が
介設されている。

前記減圧チャンバ211はピストン211aを移動させるこ
とによって容量を変化させることができる可変容量型で
あって、ピストンロッド211bにはパルスモータ213の駆
動軸213aが連結されている。

前記三方向弁212は、常時は配管210を閉じて減圧チャ
ンバ211内のみを外部に連通させている。そして、後述
する減圧指令信号を入力することによって、配管210を
開いてエアチャンバ203′と減圧チャンバ211を連通させ
る位置に切り替わる。

この第２図に示すミシンの押え金加圧装置の制御装置
５′は、第１図の制御装置５における出力端子5OUT2に
代えて出力端子5OUT2′および5OUT3′を備えている。

出力端子5OUT2′は前記三方向弁212に対して減圧指令
信号を出力する端子である。この減圧指令信号は制御装
置５′が段検出器３から段検出信号を入力することによ
って出力される。このような減圧指令信号を受けた三方
向弁212が前述したようにエアチャンバ203′と減圧チャ
ンバ211を連通させる位置に切り替わると、エアチャン
バ203′内の空気圧が急激に低下する。すなわち、減圧
指令信号はエアシリンダ201のピストン201aに対する空
気圧を減圧するための圧力指令信号である。減圧された
空気圧は、タイムラグにおいて電気式空気圧制御弁202
の出力空気圧となるが、このタイムラグの間にこの出力
空気圧は段検出器３からの検出信号によって所定の段部
通過用の出力空気圧に低下する。したがって、縫製物の
段部は軽減された押え圧でこれを押えている押え金Ａの
下を通ることができ、縫い詰まりが生じない。すなわ
ち、この第２図に示したミシンの押え金加圧装置では、
電気式空気圧制御弁202のレスポンスでは高速運転に対
応できない場合に、エアチャンバ203′を減圧チャンバ2
11に連通させて短時間の間にエアシリンダ201のピスト
ン201aに対する空気圧を減圧することで、縫製物の段部
が押え金Ａを通過する際の縫い詰まりを防止するように
している。

制御装置５′の出力端子5OUT3′からは、前記パルス
モータ213に対して減圧量設定信号が出力されている。
すなわち、この減圧量設定信号を制御することによって
パルスモータ213の回転量が制御され、これによってピ
ストン211aが移動して減圧チャンバ211の容量が変化す
る。このようにして減圧チャンバ211の容量を変化させ
ることにより、前記三方向弁212を切り替えることによ
って低下した際のピストン201aに対する空気圧を調整す
ることができる。

以上のように、この第２図に示すミシンの押え金加圧
装置では、段部を検出したときにきわめて迅速に空気圧
を低減させることができるから、より確実の段部による
縫い詰まりや縫い外れを回避することができる。

尚、この第２図の場合においても、第１図の場合と同
様、エアチャンバ203′を可変容量エアチャンバとし、
パルスモータによってその容量を変化させることができ
るようにしてよいのは勿論である。

上記実施例装置の他、例えばこれら第１図及び第２図
の装置における速度検出器４で検出したミシンモータＦ
の回転数等を制御装置５または５′に入力し、縫製開始
時点からの運針数が所定値になった時点でこの制御装置
５または５′が出力する制御信号によって空気式圧力制
御弁202の出力圧を制御する装置も考えられる。このよ
うな装置は、所定運針数毎に縫製方向を変えるような縫
製を行う場合に好適である。

［発明の効果］ 以上のように、請求項１の発明によれば、ばね定数を
小さくできる空気圧により押え金を加圧しているので、
布厚さが異なる段部が縫製位置にきたときに押え金の上
昇によって押え圧力が上昇せず、段部づまりや縫いずれ
等の発生を確実に防止することができるとともに、該押
え金をばねにより上昇方向に付勢しているので、空気圧
による押え圧力が解除されると押え金が上昇方向に移動
し、迅速に縫製作業が行なえる。また、ミシンに対して
エアシリンダを装着するだけでよいから、ミシン周りの
構成も簡素でかつ軽量化することが可能であり、既存ミ
シンに対する改良が容易であるとともに、軽量化によっ
て高速運転時の慣性が小さくなり、送り歯に対して確実
に追随させることができるという効果を奏する。

請求項２および請求項３の発明によれば、上記請求項
１の発明の効果を奏するための動作を一層確実に達成す
ることができる。

また、請求項４〜６の発明によれば、押え金の押え圧
力をミシンの運転速度や布厚に応じて適正に自動調整す
ることが可能となり、送り歯によって押え金が跳ね上げ
られる、いわゆるジャンピング現象の発生や縫いづまり
の発生を防止することができる。

また、請求項７の発明によれば、押え金に押え圧を与
える空気圧のばね定数を縫製物の種類によって容易に変
更することがてき、縫製物の種類にかかわらず常に適正
な押え圧力で布を押えることができる。

さらに、請求項８の発明によれば、エアシリンダ内の
空気圧、すなわち押え金の押え圧力を短時間のうち迅速
に低下させることができ、特に高速運転時における縫い
づまりや縫いずれの発生をより確実に防止することがで
きる。

さらにまた、請求項９の発明によれば、押え金の押え
圧力を段部の高さ等に応じて容易に変更することがで
き、段部の高さ等にかかわらず、縫いづまりやジャンピ
ング現象の発生を確実に防止させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明によるミシンの押え金加圧装置を備えるミ
シンの押え金加圧機構の構成図、第２図は他のミシンの
押え金加圧装置の構成図である。 １……空気圧源 ２……空気圧力装置 201……エアシリンダ 202……電気式空気圧制御弁（圧力制御弁） 202a……外部信号用入力端子 203……可変容量エアチャンバ（エアチャンバ） 203′……エアチャンバ 204……三方向弁 205……パルスモータ 211……減圧チャンバ 212……三方向弁 213……パルスモータ ３……段検出器 ４……速度検出器 5,5′……制御装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−163690（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−115393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−158686（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−31790（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−103069（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−168070（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−91553（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−11991（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭48−1031（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】針板上に送り歯に対向して配置される押え
   金を有するミシンにおいて、 空気圧源と、 作用端が前記押え金の支持部に係合されるエアシリンダ
   と、 このエアシリンダと前記空気圧源の間に介在させた圧力
   制御弁とを有する空気圧力装置と、 前記押え金を上昇方向に移動させるように付勢するばね
   と、 を具備することを特徴とするミシンの押え金加圧装置。
2. 【請求項２】前記エアシリンダと圧力制御弁を連結する
   配管中にエアチャンバが介設されていることを特徴とす
   る請求項１のミシンの押え金加圧装置。
3. 【請求項３】前記エアシリンダとエアチャンバとの間
   に、一つの口を外部への排気口とした三方向弁を介設し
   たことを特徴とする請求項２のミシンの押え金加圧装
   置。
4. 【請求項４】前記圧力制御弁が電気式空気圧制御弁であ
   るとともに、 外部信号の入力端子を有し、且つこの入力端子に入力さ
   れた信号に応じた圧力指令信号を前記空気圧力装置に供
   給する制御装置を備えている ことを特徴とする請求項1,2又は３のミシンの押え金加
   圧装置。
5. 【請求項５】前記制御装置の入力端子に入力される外部
   信号が、ミシンに設けたミシン速度検出器の出力信号で
   あることを特徴とする請求項４のミシンの押え金加圧装
   置。
6. 【請求項６】前記制御装置の入力端子に入力される外部
   信号が、前記押え金より布供給側に設けた布厚検出器の
   出力信号であることを特徴とする請求項４のミシンの押
   え金加圧装置。
7. 【請求項７】前記エアチャンバが可変容量エアチャンバ
   であり、且つこの可変容量エアチャンバのピストンが、
   パルスモータにより駆動されるように構成していること
   を特徴とする請求項2,4,5又は６のミシンの押え金加圧
   装置。
8. 【請求項８】前記エアチャンバに連結される減圧チャン
   バと、 この減圧チャンバと前記エアチャンバの間に一つの口を
   排気口として連結され、前記制御装置の圧力指令信号に
   より前記エアチャンバを遮蔽して減圧チャンバを外気と
   連通させた状態からエアチャンバと減圧チャンバを連通
   させて外気と遮断する状態に切り替わる三方向弁と、 を備えていることを特徴とする請求項4,5又は６のミシ
   ンの押え金加圧装置。
9. 【請求項９】前記減圧チャンバを可変容量型であり、そ
   のピストンがパルスモータにより駆動されるように構成
   していることを特徴とする請求項８のミシンの押え金加
   圧装置。