JP2859266B2 - 刺繍装置付き電動ミシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、刺繍枠を備える刺繍装置を、電動ミシン
本体に着脱自在とした刺繍装置付き電動ミシンに関す
る。 （従来の技術） 従来の刺繍可能な電動ミシンには、例えば、実公昭62
−21268号公報に示されるものがある。 これは、通常縫い（直線縫い、ジグザグ縫い、ボタン
穴かがり縫い等の刺繍枠を用いない縫製動作を言う）が
可能な電動ミシン本体に、刺繍枠及び、この刺繍枠を移
動させる刺繍枠駆動用モータを備える刺繍装置を、アタ
ッチメントとして着脱可能にしたものである。 そして、通常縫いを行う場合には、前記刺繍装置を取
外して、電動ミシン本体のみを使用し、ミシンベッド上
に布を載置して、送り歯の駆動により布を送りつつ縫針
を上下動させることによって直線縫いやジグザグ縫いを
行う。 また、刺繍縫いを行う場合には、前記刺繍装置を電動
ミシン本体に装着して、前記刺繍枠を電動ミシン本体の
縫針下に配置し、刺繍枠を直交座標内で移動させつつ縫
針を上下動させることにより、刺繍枠に装着された布に
刺繍模様を縫製する。 同様に、刺繍装置を電動ミシン本体に着脱自在とした
ものが、特開昭55−52790号公報に示されている。 このように、刺繍装置を電動ミシン本体に着脱可能と
した理由は、特開昭55−6528号公報に示されるように、
刺繍装置をミシンテーブルに内装した場合には、ミシン
全体が大型化するため、家庭用ミシンとしては不適当で
あること、また、特開昭56−355号公報に示されるよう
に、刺繍縫い専用ミシンとすると、家庭用としては、通
常縫いを行うことも多いため、通常縫いのできるミシン
と合せて２台のミシンを所有しなければならず一般家庭
には不向きであることなどが挙げられる。 この点、刺繍装置を着脱可能とすれば、電動ミシン本
体は小形化できるし、刺繍縫いも必要に応じて行うこと
ができ、家庭用ミシンとして極めて重宝である。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来法にあっては、刺繍縫い動作
中は、刺繍装置に取付けられた刺繍枠を移動させること
により刺繍模様を縫製するため、ジグザグ縫いのための
縫針揺動動作や、送り歯による布送り動作は不要となる
にも拘らず、前記針揺動機構の駆動用モータや送り歯駆
動機構の駆動用モータへの通電が行われており、無駄な
電力消費が行われていることになる。 また、前記刺繍動作中に、針揺動機構の駆動用モータ
や送り歯駆動機構の駆動用モータへの通電を行っている
と、刺繍縫い動作中に、縫針が揺動して刺繍模様を乱し
たり、送り歯が駆動して刺繍枠に装着された布地に送り
歯が当たって布地を痛めることがある。 さらに、上記の問題を解消するために、刺繍縫い動作
中には、縫針の揺動方向の動きや、送り歯の動きを停止
させる構造とすることが考えられるが、この場合には、
対の問題が発生する。 すなわち、縫針の揺動機構について見てみると、縫針
の揺動方向の停止位置が任意の位置であると、刺繍枠の
原点位置が一定しないため、布地の上に縫製される刺繍
模様の位置ずれが生じることがある。 また、送り歯駆動機構について見てみると、送り歯駆
動機構は、通常、複雑なリンク機構を有し、かつ、送り
歯の往復運動範囲の中間位置が原位置になっており、こ
の位置を中心としてリンク機構が移動することにより、
送り歯を往復運動させる構成になっている。このため、
送り歯の往復運動範囲の折返し位置付近で停止させる
と、前記リンク機構の移動量が大きな状態で停止するこ
とになるため、送り歯駆動機構を停止させたときに、停
止後にその慣性により大きく動いて、駆動機構から「ギ
ギ」という不快な音が発生することがある。 さらに、送り歯の停止位置が、ミシンベッド面からの
突出量が大きな位置であると、刺繍枠に装着された布地
に送り歯が引掛かることがある。 （問題点を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本願発明の構成は、刺繍枠
及び該刺繍枠駆動用のモータを備える刺繍装置を電動ミ
シン本体に着脱可能とした刺繍装置付き電動ミシンにお
いて、前記電動ミシン本体には、前記電動ミシンの動作
を制御する制御回路及び電源回路が設けられ、前記刺繍
枠駆動用モータの駆動回路が前記刺繍装置内に設けら
れ、前記刺繍装置及び前記電動ミシン本体には、前記電
源回路からの電力を前記刺繍装置に供給する電源ライ
ン、前記制御回路から出力される制御信号を前記刺繍枠
駆動用モータの駆動回路に供給する制御信号ライン及び
前記刺繍装置と前記電動ミシン本体とが接続されたこと
を示す接続信号を前記制御回路に供給する接続検出用ラ
インを有するコネクタが設けられ、前記制御回路は、前
記接続信号が供給された場合には、刺繍モードになると
ともに、前記電動ミシン本体の送り歯位置又は縫針の揺
動位置の少なくとも一つを所定の停止位置に保持するこ
とを特徴とする刺繍装置付き電動ミシンである。 （作用） 上記構成により本発明は、電動ミシン本体に着脱自在
になっている刺繍装置が、電動ミシン本体内の電源回路
からコネクタの電源ラインを介して電力供給を受けるこ
とにより、刺繍装置内には電源回路を備える必要がなく
なる。 更に、同一のコネクタに設けられた前記電源ラインと
前記接続検出用ラインとが同時に接続されるので、「前
記電源ラインが電動ミシン本体と刺繍装置を接続するこ
とにより刺繍枠が駆動可能になり、布がずれる可能性が
あること」が「前記接続検出用ラインにより前記接続信
号が前記制御回路に供給されて制御回路が刺繍モードに
なるとともに、前記電動ミシン本体の送り歯位置又は縫
針の揺動位置の少なくとも一つを所定の停止位置に保持
すること」が同時になされるため、刺繍縫い動作中に縫
針が揺動して刺繍模様を乱したり、送り歯が布地に当た
って布地を傷めたりすることを確実に防止することがで
きる。 また、縫針の揺動方向の停止位置が一定しないために
刺繍枠の移動原点位置がずれたり、送り歯の停止位置が
原位置から遠いために停止時に不快音が発生すること等
を防ぐことができる。また、刺繍枠の位置ズレを防ぎ、
布地に刺繍する位置を正確に制御することができるの
で、正確に刺繍模様を形成することができる。 更に、刺繍装置のモータやミシン本体の各モータを全
て作動させて刺繍を行うと、電動ミシン本体とコンセン
トを接続する電源コードや電動ミシン本体内の電源回路
に多大な負荷が生じるおそれがあるが、刺繍時に必ずし
も作動させる必要がない送り歯や縫針の揺動の位置の少
なくとも一つを所定の停止位置に保持することにより、
そのような過大な負荷を防止することができる。 更に、刺繍装置内に刺繍枠駆動用モータの駆動回路を
設け、この駆動回路に電動ミシン本体の制御回路から制
御信号ラインを介して制御信号を供給し、電源ラインを
介して供給される電力を用いて前記制御信号に従ったモ
ータ駆動電流を形成してモータへ供給している。 その際、前記コネクタの電源ラインが電磁ノイズ発生
源にならず、電磁ノイズ発生源になる可能性がある前記
制御信号に従ったモータ駆動電流が流れる前記駆動回路
と前記刺繍枠駆動用モータとの間の配線が刺繍装置内に
あるので、刺繍装置付き電動ミシンの信号線（例えばコ
ネクタの接続検出用ライン）が受ける前記電磁ノイズが
実質的に無視できるほど小さくなる。 更に、刺繍装置内に刺繍枠駆動用モータの駆動回路を
設けているので、誘導性負荷となる刺繍枠駆動用モータ
が直接コネクタに接続されないため、コネクタに通電中
に何らかの原因でコネクタの接続が外れた場合にもコネ
クタが破損することがない。 （実施例） 第１図は、本発明の一実施例に係る刺繍装置付き電動
ミシンの斜視図である。 電動ミシン本体１は、通常縫いが可能な電動ミシンで
あり、ミシンベッド1aの後方に刺繍装置30がアタッチメ
ントを用いて着脱可能となっている。 電動ミシン本体１の前面パネルには、ジグザグ縫い模
様及び刺繍模様の選択スイッチ等が配置された操作パネ
ル12や選択された模様を図形表示する模様表示器13が設
けられている。また、電動ミシン本体１内には、縫針駆
動、送り歯駆動及び縫針揺動用のモータや、コンピュー
タを用いた制御回路、及び電源回路等が設けられてい
る。 刺繍装置30は、電動ミシン本体１に装着されたとき
に、ミシンベッド1a上に位置する刺繍枠40と、この刺繍
枠40をＸ−Ｙ直交座標内で移動させるためのＸパルスモ
ータ31及びＹパルスモータ32を備えている。Ｘパルスモ
ータ31は刺繍枠40をＸ軸方向へ移動させるものであり、
Ｙパルスモータ32は刺繍枠40をＹ軸方向へ移動させるも
のである。 そして、電動ミシン本体１の刺繍装置30に対向する側
面には、コネクタ20が設けられており、一方、刺繍装置
30には、前記電動ミシン本体１のコネクタ20に接続可能
なコネクタ38が設けられている。 第２図は、本実施例の電動ミシン本体１及び刺繍装置
30の電気的構成を示すブロック図である。 本実施例の電動ミシン本体１は、CPU3を用いて動作制
御を行うコンピュータミシンである。 Ｚパルスモータ10は、ジグザグ縫いを行うための縫針
1bの揺動用モータであり、駆動回路８からパルス電流が
供給されて駆動される。このＺパルスモータ10の回転力
は、所定のリンクを介して縫針揺動機構（図示略）を駆
動させる。 Ｆパルスモータ11は、送り歯（図示略）駆動用モータ
であり、駆動回路９からパルス電流が供給されて駆動さ
れる。このＦパルスモータ11の回転力は、所定のリンク
を介して送り歯駆動機構（図示略）を駆動させる。 前記駆動回路8,9には、CPU3から制御信号が供給され
て、前記パルス電流出力が制御される。 メインモータ７は、縫針1bを上下動させるための交流
若しくは直流モータであり、モータ駆動回路６からの駆
動電流により駆動され、スタート／ストップ５の操作に
従って、CPU3からの駆動信号により駆動されて、作動・
停止及び回転速度の調整が行われる。 上記の他、CPU3には、前記操作パネル12上に配列され
た模様選択スイッチ12bと、前記模様表示器13と、縫針1
bの上下動のタイミングを検出するタイミングセンサ４
と、RAM14と、ROM15等が接続されている。 また、電動ミシン本体１内には、電源回路２が内蔵さ
れており、この電源回路２は、前記CPU3やモータ7,10,1
1等へ作動用電力を供給するとともに、電源ライン61a,6
1bを介して刺繍装置30へも電力供給を行う。電源回路２
には、家庭用の電源コンセントに接続可能なプラグ2aを
有する電源コード2bが接続されている。 刺繍装置30は、前記Ｘパルスモータ31とＹパルスモー
タ32、前記刺繍枠40とその駆動機構（図示略）を備えて
いる。 そして、電動ミシン本体１と刺繍装置30に設けられた
コネクタ20,38は、前記電源回路２から前記Ｘパルスモ
ータ31及びＹパルスモータ32へ駆動電流を供給する電源
ライン61a,61bと、Ｘパルスモータ31とＹパルスモータ3
2の駆動回路33,34に、CPU3から出力される制御信号を供
給する制御信号ライン63a,63b,65a,65b、及び刺繍装置3
0が接続されたときに、電動ミシン本体１のCPU3の接続
検出用ポートPsをハイレベルからローレベルに切替える
ための接続検出用ライン64a,64bを備えている。 次に、本実施例の動作を説明する。 通常縫いを行う場合には、前記コネクタ20と38を外し
て刺繍装置30を電動ミシン本体１から離脱させておく。 この状態では、CPU3の接続検出用ポートPsがハイレベ
ルとなり、この場合には、CPU3は、通常縫いの制御モー
ドになる。すなわち、メインモータ７をスタート／スト
ップスイッチ５の操作に従って駆動して、縫針1bを上下
動させるとともに、タイミングセンサ４の出力に基づい
て、縫針1bの上下動のタイミングに同期してＺパルスモ
ータ10及びＦパルスモータ11を駆動させて、縫針１の揺
動及び布送りを行う（直線縫いの場合は、Ｆパルスモー
タ11のみを駆動させて布送りのみを行う）。 次に、刺繍縫いを行う場合には、刺繍装置30を電動ミ
シン本体１に装着して、コネクタ20,38を接合する。こ
れにより、CPU3の接続検出ポートPsがローレベルに替わ
り刺繍縫いの制御モードに切替わる。 すなわち、刺繍縫いの場合には、刺繍枠40の移動によ
り刺繍模様を縫製するため、縫針1bの揺動や布送りは不
要となることから、Ｚパルスモータ10及びＦパルスモー
タ11を所定の停止位置に設定してその位置に保持する制
御を行う。これは、Ｚパルスモータ10を駆動して縫針1b
の揺動方向の位置を原位置（通常は、揺動範囲の中間位
置である）に設定した後に、Ｚパルスモータ10への供給
電力を低減して、Ｚパルスモータ10が回転しない程度に
励磁する制御、及び、Ｆパルスモータ11を駆動して送り
歯の位置を原位置（通常は、送り歯の移動範囲の中間位
置で、かつミシンテーブル面よりも下がった状態の位置
である）に設定した後に、Ｆパルスモータ11への供給電
力を低減して、Ｆパルスモータ11が回転しない程度に励
磁する制御である。 メインモータ７は、通常縫いの場合と同様に駆動電力
の供給が行われる。 また、CPU3は、模様選択スイッチ12bで選択された刺
繍模様ROM14に予め模様パターンが記憶されている）を
模様表示器13に表示するとともに、選択された刺繍模様
パターンに従ってＸパルスモータ31とＹパルスモータ32
の回転量及び回転方向を制御して、刺繍枠40に装着され
た布地に刺繍模様を縫製させる。このとき、タイミング
センサ４の出力に基づいて縫針1bの上下動タイミングに
同期して、刺繍枠40の移動タイミングを制御する。 前記Ｘパルスモータ31とＹパルスモータ32の回転量及
び回転方向の制御は、駆動回路33,34へCPU3から制御信
号を供給し、電源ライン61a,61bを介して供給される電
力を用いて、前記制御信号に対応するパルス数のパルス
電流を形成して、Ｘパルスモータ31とＹパルスモータ32
へ供給することにより行う。また前記パルス電流の極性
を替えることにより、回転方向の切替を行う。 ところで、この刺繍縫い動作中は、前述したように、
電動ミシン本体１側のＺパルスモータ10及びＦパルスモ
ータ11を、所定の停止位置に保持する制御が行われる。
これは、以下の理由によるものである。 すなわち、刺繍縫い動作中も、Ｚパルスモータ10とＦ
パルスモータ11を励磁しておくと、この励磁のための電
力を無駄に消費することになる。また、本実施例は、電
源回路２が一つのみであるため、前記Ｚパルスモータ10
とＦパルスモータ11の励磁を刺繍縫い動作中も行ってい
ると、このための電力容量と刺繍装置30の駆動用の電力
容量との両者が必要となり、電源回路２の容量を大きく
する必要があり、装置が大形化し、重量も大きくなる。 このため本実施例は、刺繍縫い動作中は、前記Ｚパル
スモータ10及びＦパルスモータ11へ供給する電力を低減
して、必要最少源の電力のみを供給するように制御して
いる。これにより、刺繍縫い動作中の消費電力を必要最
少源に抑えることができ、電源回路２の容量の増大を防
止し、電源回路２の小形軽量化を図ることができる。 ここで、本実施例に使用しているＺパルスモータ10及
びＦパルスモータ11は、PM（永久磁石）タイプ若しくは
HB（ハイブリッド）タイプ等の磁石を使用したパルスモ
ータであり、このようなパルスモータは、完全に電流を
遮断すると、トルクが発生しなくなり、容易に外力によ
って回転する状態になる。このため、刺繍縫い動作中
に、Ｚパルスモータ10とＦパルスモータ11への通電を停
止させてしまうと、送り歯に外力が加わったり、縫針1b
に揺動方向に外力が加わると、Ｚパルスモータ10やＦパ
ルスモーが回転してしまい、送り歯駆動機構や縫針揺動
機構の位置ずれが発生することがある。 そこで、本実施例は、刺繍縫い動作中は、Ｚパルスモ
ータ10とＦパルスモータ11への通電を完全に停止するこ
とは避けて、外力が加わっても、これらのモータ10,11
が回転しないために必要な最少源の電力の供給を行うよ
うにしている。 また、パルスモータのトルク特性は、回転が停止して
いるときの発生トルクが最も大きいことから、前記必要
最少源の電力は、Ｚパルスモータ10とＦパルスモータ11
が、回転しない程度に励磁するために必要な電力に設定
されている。 さらに、前記パルスモータ10,11を停止状態に保持す
る場合に、縫針1bの揺動方向の停止位置や、送り歯の停
止位置が、前記原位置から離れた位置であると、縫針揺
動機構や送り歯駆動機構を構成するリンクの慣性や重力
に基づく自重等の要因により、パルスモータ10,11に加
わる負荷が大きくなる。このため、パルスモータ10,11
を停止状態で保持するために要する励磁電流が、原位置
に停止させた場合に比して大きくなり、無駄な電力消費
が行われることになる。しかも、励磁電流が一定値より
も多いと、パルス電流のために、パルスモータ10,11の
回転軸が振動して不快音を発生することがある。 そこで、本実施例では、縫針1bの揺動方向の停止位置
および送り歯の停止位置を、パルスモータ10,11に加わ
る負荷が最も小さくなる、原位置に設定することとした
ことにより、パルスモータ10,11を停止状態に保持する
ために要する電力を最少源に抑えることができる。 さらに、本発明は、縫針揺動用モータや送り歯駆動用
モータに、前記実施例のようなパルスモータ10,11を使
用したものに限定されることはなく、他のモータを使用
したものにも適用できることは言うまでもない。 なお、特開昭62−139694号公報に示されているよう
な、送り歯駆動機構が極めて簡単化され、Ｆパルスモー
タと送り歯の間の多くのリンクを排除して、Ｆパルスモ
ータにより送り歯を直接駆動する構成とした電動ミシン
（送り歯直接駆動タイプと呼ばれる）においては、送り
歯に少量の外力が加わってＦパルスモータが回転して
も、その後の縫製動作に支障が無いため、このような電
動ミシンの場合には、刺繍縫い動作中に、Ｆパルスモー
タ10への通電を完全に停止させる構成としても良い。 また、前記実施例では、刺繍縫い動作時における縫針
の揺動方向の停止位置および送り歯の停止位置を、それ
ぞれの原位置に設定した例を示したが、これは、原位置
以外であっても、パルスモータ10,11に加わる負荷が小
さくなる（最少であれば、なお良い）位置であれば良
い。 さらに、前記実施例においては、本発明をCPUを用い
て動作制御を行なうコンピュータミシンを電動ミシン本
体としている例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、コンピュータ制御によらず、単にモータ
動力により駆動される電動ミシンにも同様にして適用す
ることができる。但し、この場合には、刺繍装置30内に
専用の制御回路（CPUに限定されない）を有するものを
装着する構成とする必要がある。 （発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、刺繍縫い動作
中は、送り歯位置又は縫針の揺動位置を所定位置に保持
することにより、刺繍縫い動作に不要な駆動部への電力
供給を軽減して、無駄な電力消費を抑えることができ、
また、刺繍縫い動作中に縫針が揺動して刺繍模様を乱し
たり、送り歯が布地に当たって布地を痛めたりすること
を防止できる。 また、本発明は、刺繍縫い動作中における送り歯の停
止位置又は縫針の揺動方向の停止位置を、不具合の生じ
ないような所定位置に設定することにより、縫針の揺動
方向の停止位置が一定しないために刺繍枠の移動原点位
置がずれたり、送り歯の突出量が大きい位置に停止した
ために布地に送り歯が引掛かったり、送り歯の停止位置
が原位置から遠いために、停止時に不快音が発生するこ
と等を防止できる。更に、刺繍装置が電動ミシン本体内
の電源回路からコネクタを介して電力供給を受けること
により、刺繍装置内には電源回路を備える必要がなくな
り、これにより刺繍装置をコンパクトかつ軽量にするこ
とが可能になり、更に、部品点数削減によりコスト低減
を図ることができる。 また、電源コードが１本ですむようになるため、従来
例のように２本の電源コードをコンセントに差し込む必
要がなくなり、電源コードの抜き差しを使用の都度行う
家庭用ミシンにとって、取り扱い易さが極めて向上す
る。 更に、刺繍枠駆動用のモータの駆動回路を刺繍装置内
に設けているので、電動ミシンが電磁ノイズに強い構成
となる。 更に、刺繍装置内に刺繍枠駆動用モータの駆動回路を
設けているので、誘導性負荷となる刺繍枠駆動用モータ
が直接コネクタに接続されないため、コネクタに通電中
に何らかの原因でコネクタの接続が外れた場合にもコネ
クタが破損することがない。 また、コネクタに刺繍装置の電動ミシン本体とが接続
されたことを示す接続信号を制御回路に供給する接続検
出用ラインを設けているため、検知スイッチ等の部品が
不要である。

【図面の簡単な説明】 第１図本発明の一実施例の構成を示す外観斜視図、第２
図は同実施例における電気的構成を示すブロック図であ
る。 １……電動ミシン本体、２……電源回路 ３……CPU、20,38……コネクタ 30……刺繍装置、33……Ｘパルスモータ 34……Ｙパルスモータ 40……刺繍枠 61a,61b……電源ライン 63a,63b,65a,65b……制御信号ライン 64a,64b……接続検出用ライン

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．刺繍枠及び該刺繍枠駆動用のモータを備える刺繍装
   置を、電動ミシン本体に着脱可能とした刺繍装置付き電
   動ミシンにおいて、 前記電動ミシン本体には、前記電動ミシンの動作を制御
   する制御回路及び電源回路が設けられ、 前記刺繍枠駆動用モータの駆動回路が前記刺繍装置内に
   設けられ、 前記刺繍装置及び前記電動ミシン本体には、前記電源回
   路からの電力を前記刺繍装置に供給する電源ライン、前
   記制御回路から出力される制御信号を前記刺繍枠駆動用
   モータの駆動回路に供給する制御信号ライン及び前記刺
   繍装置と前記電動ミシン本体とが接続されたことを示す
   接続信号を前記制御回路に供給する接続検出用ラインを
   有するコネクタが設けられ、 前記制御回路は、前記接続信号が供給された場合には、
   刺繍モードになるとともに、前記電動ミシン本体の送り
   歯位置又は縫針の揺動位置の少なくとも一つを所定の停
   止位置に保持することを特徴とする刺繍装置付き電動ミ
   シン。