JP2905528B2 - 針搬送装置を備えたミシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の前提概念に記載のミシ
ンに関するものである。

針及び下部送り車及び／上部送り車により布の送りを
行なう公知のミシンでは、送り装置の駆動はミシンの上
軸により機械的な伝動装置を介して行なわれるが、針の
駆動装置をオフにすることはできない。“針同行”なる
作動態様を持ったタイプのミシンの伝動装置と、“針固
定”なる作動態様を持ったタイプのミシンの伝動装置と
の構成上の相違は、前者においては切り換えが不可能な
ことである。従って前記２つの作動態様に対しては単一
目的のミシンしか存在しない。ただ１つのミシンで２つ
の作動態様を交互に使用することはほとんどの縫製過程
で望まれるところであるが、従来では実現不可能であっ
た。ドイツ特許第3516713号公報から知られている針搬
送装置は備えたミシンでは、送り装置（針、爪車、ロー
ラ足）は互いに独立に作動するステッピングモータによ
って駆動される。

またドイツ特許第3516715号公報からは、針棒案内部
を位置固定したミシンが知られている。このミシンでは
もっぱら爪車とローラ足だけで送りが行なわれる。これ
ら２つの送り装置はそれぞれ固有のステッピングモータ
と連結されている。この場合送り装置の駆動は、上記の
針搬送装置を備えたミシンとは異なり、針が縫製物から
抜け出た段階でのみ行なわれる。

従って、送り量が完全に異なっているので、これら２
つのタイプのミシンを組み合わせることはほとんど不可
能である。

本発明の課題は、針駆動装置を備えたミシンにおい
て、針によって送り駆動装置をオン・オフできるように
することである。

本発明によれば、上記課題は、請求の範囲第１項の特
徴部分によって解決される。

本発明によれば、送り方向に針を同行させる場合には
針送りを切り換えによって一時的にオフにさせることが
でき、針棒案内部を位置固定している場合には下部送り
車及び／または上部送り車だけで送りを実施させること
ができる。この場合切り換えは、手動または入力された
プログラムによって行なうことができる。

次に、本発明の１実施例を図面を用いて説明する。

第１図は針送り装置を備えたミシン全体の部分断面
図、 第２図は第１図のミシンの一部を断面にて示した拡大
側面図、 第３図は第２図の線III−IIIによる断面図、 第４図は針棒を外側へ回動させるためのステッピング
モータ駆動部の部分断面背面図、 第５図は送り装置のための電子回路の配線図、 第６図はミシンの針板の拡大断面図、 第７図は送り運動を説明するための図、 である。

第１図に示すように、ミシンは基板１と柱体２とスタ
ンド３とアーム４とヘッド５から構成されている。アー
ム４ないには通常の態様で上軸６が支持されている。上
軸６は基板１の下方に固定される縫製モータ８によりＶ
ベルト７を介して駆動される。上軸６により歯付きベル
ト９を介して駆動されるルーパー軸10は、基板１のなか
に支持されている。ルーパー軸10は図示していないルー
パーと駆動結合されている。

上記６は、クランク11と連結棒12とを介して、針13を
備えた針棒14を駆動させる。連結棒12は枢着結合部15
（第２図）を介して針棒14に枢着されている。針棒14
は、揺動軸16（第１図）によって担持されている揺れ腕
17で支持されている。揺動軸16は上軸６に平行になるよ
うにアーム４内に支持されている。

揺動軸16の、スタンド３内へ突出している端部は、レ
バーアーム18を担持している。レバーアーム18は、枢着
ピン19を介して偏心棒20と連結されている。偏心棒20は
偏心輪21（第４図）を取り巻き、該偏心輪21はアーム４
内に固定されているステッピングモータ23の駆動軸22に
固定されている。偏心輪21はピン24によって、駆動軸22
に同軸に延びているケーシング穴25内で案内されてい
る。

柱体２の下部部分（第２図）内では、担持体30が偏心
ピン31で支持されている。偏心ピン31は、柱体２の穴32
と33の中へ突出している支持ピン34と35を有している。
支持ピン35はスリット36を備えている。偏心輪31はねじ
37によって担持体30にクランプされる。担持体30内には
支持軸38が支持されている。支持軸38は調整リング39と
連結部材40によって軸方向に案内されている。担持体30
は下端にフランジ板41を備え、該フラジン板41にはステ
ッピングモータ42が固定されている。ステッピングモー
タ42の駆動軸43は連結部材40によって支持軸38に固定さ
れている。支持軸38は上端にスピロイド伝動装置45のピ
ニオン44を担持している。スピロイド伝動装置45の傘歯
車46は爪車47に固定されている。爪車47は公知の態様で
球支持され、軸片48を備えた内側部分を有している。軸
片48は担持体30のアーム30aに設けた穴に収容されてお
り、軸方向に位置調整後ねじ49によって締め付け固定可
能である。

スリット36を用いて偏心ピン31を回動させることによ
り、担持体30を介して爪車47の高さを針板50に対して位
置調整することができる。針板50は柱体２の上側を閉塞
させており、針板50にはスリット50aが形成されてい
る。針板50は、スリット50aに平行になるように、針13
を貫通させるためのステッチスリット50b（第６図をも
参照）を備えている。

担持体30は、その上部部分にねじ込まれたねじ51（柱
体２のスリット52を貫通している）によって、柱体２に
締め付け固定される。その際、針板50のスリット50aに
対する爪車47の側方位置を整向することができる。

ミシンのヘッド５内には、鉛直に延びる軸53が緩く支
持されている。軸53には締め付け部材54がねじにより固
定されている。締め付け部材54は半径方向に延びる穴を
有し、この穴にピン55が圧入されている。さらに軸53に
は連結部材56が緩く支持されている。連結部材56から側
方へ突出しているウェブ部材57はヘッド５内に設けたス
リットを通って突出し、連結部材56の回動を防止してい
る。連結部材56は下部領域においてリング片として構成
され、締め付け部材54を取り囲んでいる。リング片はピ
ン55が突出している凹部59を有し、一端にて係止溝60へ
移行している。一方リング片の他端は壁61で終わってい
る。軸53に固定されている調整リング63で支持される圧
縮バネ62は連結部材56を付勢しており、従って連結部材
56のリング片の上壁を下方へピン55に対して軽く押して
いる。

ウェブ部材57（第３図）には板バネ64の自由端が載置
されている。板バネ64はアーム４内に固定され、連結部
材56を下方へ押している。ウェブ部材57の下方には、ヘ
ッド５内で支持されているアングルレバー66のレバーア
ーム65が突出している。アングルレバー66は、連結棒67
を介して、操作者によって操作可能なレバー棒（図示せ
ず）と連結されている。レバーアーム65の下方には、ヘ
ッド５内で支持される軸69にカム68が固定されている。
軸69（第２図）は、外側へ突出するその端部にハンドレ
バー70を担持している。

軸53の下端には、溝案内部72を備えたヒンジ軸（Klob
en）71が固定されている。溝案内部72には、長穴を有し
ている角形のヒンジ板（Lappen）73がねじにより固定さ
れている。ヒンジ板73はローラ足担持体74に固定されて
いる。ローラ足担持体74は管接続部材75（第３図をも参
照）を有している。管接続部材75は下方へ突出している
端部部材76へ移行している。端部部材76には、球支持さ
れるローラ足80の軸片78を固定するための穴が設けられ
ている。ローラ足80は走行リング81を有している。走行
リング81には、スピロイド伝動装置83の傘歯車82が固定
されている。スピロイド伝動装置83のピニオン84は傘歯
車82と偏心状態で噛み合っている。管接続部材75内には
管状の担持体85が収納されている。担持体85の位置は、
管接続部材75にねじ込まれているねじ86によって固定さ
れる。担持体85は管87と、該管87の上側に接続している
中空シリンダ88と、リング状の接続フランジ89から成っ
ている。管87の中には軸90が支持されている。軸90はそ
の下端にピニオン84を担持し、環状肩91に固定されてい
る。環状肩91は管87の下端に接触している。

軸90は、その上端の領域で、中空シリンダ88に圧入さ
れている玉軸受93の内レースによって取り囲まれてい
る。軸90の上端は、連結部材94によってステッピングモ
ータ96の駆動軸95と連結されている。ステッピングモー
タ96のケーシングは密閉フランジ89にねじで固定されて
いる。

ミシンの上軸６（第１図）にはパルス板100が固定さ
れている。パルス板100は２つのパルス軌道を有し、各
パルス軌道はパルス発生器101または102と協働する。１
つのパルス軌道はその周囲に等間隔で配置される多数の
パルスマーク部103（第５図）を有し、一方他のパルス
軌道はただ２つのパルスマーク部104を有しているにす
ぎない。これら２つのパルスマーク部104のうち１つは
針13が縫製物から出たときにパルス発生器101を通過
し、他のパルスマーク部104は針13が縫製物の中に侵入
したときにパルス発生器101を通過する。

パルス発生器101は制御ユニット105に接続されてい
る。制御ユニット105には制御導線106aを介して切り換
え装置106が、制御導線107a,108a,109aを介してアンド
素子107,108,109が、集合導線110を介して計数器111,11
2,113が接続されている。さらに集合導線114aを介して
キーボード114が、集合導線115aを介して表示ユニット1
15が、集合導線116aを介してデータメモリ116がそれぞ
れ制御ユニット105に接続されている。

計数器111,112,113の出力は付属のステッピングモー
タ23,42,96のための出力段117,118,119の入力に接続さ
れている。さらに計数器111,112,113の出力は導線111a,
112a,113aを介して制御ユニット105に接続されている。
導線117a,118a,119aは制御ユニット105から出力段117,1
18,119に案内されている。さらに制御ユニット105には
３つのスイッチ120,121,122が接続されている。そのう
ちスイッチ120は後退縫製過程を操作するために用い、
一方他の２つのスイッチ121と122とはミシンが停止した
ときに、特に針上げ位置にあるときにステッピングモー
タ42と96を前進方向または後退方向へゆっくりと駆動す
るために用いる。このため発信器123が分配器124とスイ
ッチ125とを介して両出力段118と119に接続されてい
る。スイッチ125は制御導線125aを介して制御ユニット1
05に接続されている。さらに発信器123は切り換え装置1
06の入力E1に接続され、該切り換え装置106の入力E2は
パルス発生器102に接続されている。切り換え装置106の
出力は３つのアンド素子107,108,109の入力E1に接続さ
れ、アンド素子107,108,109の出力はそれぞれ付属の計
数器111,112,113に接続されている。計数器111,112,113
がダウンカウンタとして構成され、集合導線110を介し
てそれぞれ別個に制御ユニット105によって予め調整可
能である。

キーボード114を用いて１ステッチごとのステッピン
グモータ23,42,96のステップ数を予め選定でき、従って
１つのステッチ形成と次のステッチ形成の間における個
々の搬送機構（針13,爪車47,ローラ足80）の送り長さを
予め調整することができる。この場合、ローラ足80に対
する爪車47の送り量を異なるように調整することができ
る。表示ユニット115には予め選定されたステッチ長さ
が表示される。

制御ユニット105には切り換えスイッチ126が接続され
ている。切り換えスイッチ126は“針同行”なる作動態
様から、“針固定”なる作動態様へ、またはその逆へ切
り換えるために用いる。さらに計数器127が設けられて
いる。計数器127は集合導線127aと導線127bとを介して
制御ニユット105に、そして導線127cを介してパルス発
生器101及び制御ユニット105に接続されている。

第６図は、ステッチ形成の際に針13が進む距離と、爪
車46とローラ足80とによって生じる、所定のステッチ長
さに対する縫製物の移動とを図示したものである。針13
は針送りの際穿刺点P1で縫製物に穿刺され、縫製物と一
緒に該縫製物の中心線Ｍを越えて縫製物からの抜け出し
点P2まで移動する。その時の距離はn1とn2である。同時
に爪車46とローラ足80とは縫製物を同じ量だけ移動させ
る（距離r1とr2）。針13が点P2で縫製物から離れた後、
針13は縫製物の外側で距離n3及びn4だけ穿刺点P1のほう
へ戻る。このとき爪車46とローラ足80とは縫製物を距離
r3とr4だけ移動させる。

次に本発明によるミシンの作動態様を説明する。

操作者はキーボード114により針13、爪車47、ローラ
足80の所望の送り量を設定する。その際制御ユニット10
5を介して対応するデジタル値がデータメモリ116から引
出され、それによって計数器111,112,113が予め設定さ
れる。同時に、送り量に相当する値が表示ユニット115
に表示される。

ミシンが作動すると、縫製モータ８はＶベルト７を介
して上軸６を駆動する。上軸６は駆動連結部（クランク
11と連結棒12）を介して針棒14を上下動させる。さらに
上軸６は歯付きベルト９とルーパー駆動軸10とを介し
て、図示していないルーパーを駆動する。針13が縫製物
に穿刺されたときと、縫製物から抜け出したときには常
にポルウ発生器101を介して縫製物の送りが生じる。そ
の際パルス発生器101はパルスを制御ユニット105に送
る。このとき制御ユニット105は制御導線107a,108a,109
aを介してアンド素子107,108,109の入力E2をＨに切り換
え、その結果、その後パルス発生器102から出るパルス
は、ミシンの駆動の際に入力E2に切り換えられる切り換
え装置106を介して、アンド素子107,108,109から計数器
111,112,113へ送られる。

計数器111,112,113の１つが計数結果“0"に達する
と、この計数器は製よパルスを付属の出力段117,118ま
たは119に送る。これにより、対応するステッピングモ
ータ23,42または96がワンステップだけ切り換えられ
る。同時に前記１つの計数器111,112または113は付属の
制御導線111a,112a,113aを介してパルスを制御ユニット
105に送る。制御ユニット105はこの計数器111,112また
は113を再び新しい値に設定する。その際制御ユニット1
05は対応する値をデータメモリ116から呼び出す。同時
に制御ユニット105は、出力段117,118,119に接続されて
いる制御導線117a,118a,119aを介して、それぞれのステ
ッピングモータ23,24,96が前進回転方向または後退回転
方向に回転するかどうかを決定する。計数器111,112,11
3に予め設定される値は次のように選定され、即ち針13
が縫製物から抜け出した段階においても縫製物に穿刺し
た段階においてもステッピングモータ23,42,96がその最
大ステップ数を実施できるように選定される。

ステッピングモータ23,42,96に作用するステップパル
スは揺れ腕17と爪車47とローラ足80を駆動して、縫製物
に同時に搬送作用を及ぼすようにする。その際ステッピ
ングモータ42は、その従動軸43に連結されている支持軸
38とスピロイド伝動装置45とを介して爪車47を回転さ
せ、一方これと同時にステッピングモータ96は、その従
動軸95に連結さている軸90とスピロイド伝動装置83とを
介してローラ足80を駆動する。同時にステッピングモー
タ23はその従動軸22を介して偏心輪21を段階的に１方向
に回転させ、その際偏心輪21の偏心率により偏回運動が
偏心棒20とレバーアーム18を介して揺れ腕17へ伝えられ
る。これによって揺れ腕17は対応する角度だけ外側へ揺
動する。この揺動は、針13が縫製物に穿刺された状態の
ときに、爪車47及びローラ足80の送りと同期して生じ、
針13が縫製物から抜け出した状態では偏心輪21の駆動に
よって逆方向に生じる。

針棒14は送り方向にて正弦曲線状の揺動運動を行な
う。針棒14は、針13が縫製物に穿刺されている間は送り
方向に揺動し、針13が縫製物から抜け出ている間は逆方
向に揺動する。従って針棒14を外側へ揺動させるための
ステッピングモータ23の制御は次のように設定されてお
り、即ち上軸６が１回転している間、即ち各送りの際の
１回のステッチ形成の間に、ステッピングモータ23に２
つの正弦曲線状に延びる部分ステップ列が与えられ、そ
のうち１つの部分ステップ列がステッピングモータ23を
送り方向へ駆動させ、もう１つの部分ステップ列がこれ
とは逆の方向へ駆動させるように設定されてる。この場
合爪車47とローラ足80のためのステッピングモータ42と
96の駆動も一定のステップ列ではなく、２つの正弦曲線
状に延びる部分ステップ列で行なうのが有利である。

個々のステッピングモータ23,42,96が、キーボード11
4によって設定されこれに対応してデータメモリ116から
呼び出されたデータに依存するステップ数を実施した
後、それぞれのアンド素子107,108または109の入力E2が
制御ユニット105により制御導線107a,108aまたは109aを
介してＬポテンシャルに切り換えられる。その結果対応
するアンド素子107,108または109により、パルス発生器
102からのパルスのその後の通過が中断される。

“針同行”なる作動態様から“針固定”なる作動態様
への切り換えは、切り換えスイッチ126を閉じ状態へ切
り換えることにより行なう。その際制御ニユット105
は、パルス発生器101から次のパルスが生じたときに且
つ針13が抜け出し点P2縫製物から抜け出したとき（第６
図及び第７図をも参照）に切り換え過程を制御する。切
り換え過程は針13が縫製物から抜け出した段階で終了す
る。その際針13は、送り方向Ｖとは逆の方向へ中心位置
Ｍへ戻る（距離n3）。針13は通常のごとく縫製物に穿刺
されている間はステッチ長さＳの半分だけ進むので（距
離n1とn2）、この運動はステッチ長さＳの四分の一であ
る。爪車47とローラ足80とは、その送りの第１の部分
（距離r1）で縫製物を中心線Ｍまで移動させ、その送り
の第２の部分（距離r2）では縫製物を中心線Ｍからステ
ッチ長さＳの四分の一だけしか離していないので、爪車
47とローラ足80とは、針13が縫製物から抜け出た段階で
残りの量を、即ちステッチ長さＳの四分の三を実施して
開始したステッチを完了させる。

針13、爪車47、ローラ足80の運動のためのデータ値
は、入力されたステッチ長さＳに基づき制御ユニット10
5によって演算され、ステッチの実施の際計数器111,11
2,113に入力される。針13が固定されていてステッチが
今行なわれているときには、計数器111にはデータ値が
入力されない。針13が縫製物に穿刺されている間は同様
に計数器112と113にはデータ値が入力されず、一方針13
が縫製物から抜け出ている間には、設定されたステッチ
長さＳを実施するために必要なすべてのデータ値が入力
される。これらのデータ値は、半分のステッチが実施さ
れている間の針の搬送時にそれぞれの計数器112または1
13に入力されるデータ値の２倍である。

従って作動態様“針固定”でステッチ形成が行なわれ
ている場合、爪車47とローラ足80とは針13が縫製物に穿
刺されているときには静止しており、一方針13が縫製物
から抜け出ているときにはステッチ長さに対して実施さ
れるべき全送り量を進まなければならない。

作動態様“針固定”から作動態様“針同行”へ切り換
えるために、切り換えスイッチ126を再びその開き位置
へ切り換える。針13が中心位置Ｍで縫製物から出てパス
ル発生器101から次のパルスが生じると、制御ユニット1
05は針の13をその中心位置Ｍからステッチ長さＳの四分
の一の量だけ縫製方向とは逆の方向へ穿刺点P1へ戻させ
る。同時に爪車47とローラ足80は縫製物を縫製方向へス
テッチ長さＳの四分の三だけ、即ち距離r2,r3,,r4だけ
搬送させ、その結果針13は次のステッチのときにその前
のステッチから正確にステッチ長さＳだけ離れて穿刺点
P1に穿刺される。その後制御ユニット105は、縫製物へ
の穿刺の際に発生するパルス発生器101のパルスが生じ
たときに、針13と爪車47とローラ足80に対する上記作動
態様“針同行”で説明した制御過程を制御する。

切り換えスイッチ126により手動で切り換える変わり
に、作動態様の切り換えを予め設定可能な計数器127を
用いて、例えば縫製過程が始まるときに制御してもよ
い。この場合計数器127は、キーボード114を介して一定
の量に予め設定することができる。この量はステッチの
数に対応しており、この間針案内部17を停止させ、且つ
爪車47とローラ足80は縫製物の送りだけを行う必要があ
る。前記量は、各縫い付け過程の前に制御ユニットによ
り集合導線127aを介して計数器127に設定することがで
きる。

次に、ステッチ形成を始める前に、作動態様“針同
行”から作動態様“針固定”への自動的な切り換えが行
なわれる。各ステッチを実施した後、針13が縫製物から
出たときに計数器127はパルス発生部101から送られるパ
ルスを介して“1"だけカウントダウされる。計数器127
が“0"になると、作動態様“針同行”へ切り換えられ、
この作動態様は前記した態様で経過する。

針13がほぼ上死点で停止するミシンの停止過程では、
制御ユニット105は切り換え装置106を入力E1へ切り換
え、その結果発信器123から送られるパルスがアンド素
子107,.108,109の入力E1に達する。従ってミシンが停止
すると、パルス発生器102からのパルスの代わりに発信
器123からのパルスがアンド素子107,108,109の入力E1に
与えられる。このようにして針13,爪車47,ローラ足80の
送りは、針13が最後に縫製物から出た後に終了し、従っ
て針13はすでに次の針穿刺位置の上にある。前記送り量
が終了すると、制御ユニット105は制御導線107a,108a,1
09aを介してアンド素子107,108,109をオフにする。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−255687（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−49889（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−275390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D05B 1/00 - 97/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】揺れ腕で支持され、針を送り方向へ外側へ
   揺動させるためのステッピングモータと連結されている
   針棒と、それぞれ別のステッピングモータによって針の
   送り運動に同期して駆動される下部送り車及び／または
   上部送り車と、それぞれのステッピングモータを作動さ
   せるための選択可能な情報を含んでいるメモリと、該メ
   モリとステッピングモータの間に接続され、前記情報を
   選択してステッピングモータのためのステップパルスに
   変換する制御ユニットと、ミシンの上軸に同期して作動
   し、前記ステップパルスをステッピングモータへ伝送さ
   せるパルス発生器とを有しているミシンにおいて、 制御ユニット（105）が、針同行の作動態様から針固定
   の作動態様へおよびその逆の送り駆動の切り換えを行う
   切り換えスイッチ（126）と接続される制御部を有し、
   この制御部が、切り換えスイッチ（126）の針固定の作
   動態様への切り換え時に、切り換え過程を次のように制
   御し、すなわち針（13）がその中心位置に戻り、下部送
   り車（47）及び／または上部送り車（80）がステッチ長
   さ（Ｓ）の四分の三を実施する制御過程の後、 ａ）針棒（14）を送り方向にて揺動させるためのステッ
   ピングモータ（23）を針棒（14）の中心位置で停止させ ｂ）針（13）の穿刺段階にて、下部送り車（47）及び／
   または上部送り車（80）の送り量の制御を行わず、 ｃ）針（13）が縫製物から抜け出た段階にて、調整され
   たステッチ長さ（Ｓ）の実施に必要な全送り量を制御す
   る ことを特徴とするミシン。
2. 【請求項２】前記制御部が、針固定の作動態様から針同
   行の作動態様への切り換えのとき、針（13）をその中心
   位置からステッチ長さ（Ｓ）の四分の一だけ送り方向と
   は逆に戻し移動させ、そして下部送り車（47）及び／ま
   たは上部送り車（80）がステッチ長さ（Ｓ）の四分の三
   だけ送り方向に動かされる第２の制御過程を行った後、
   送り駆動部をその元の制御状態に切り換えることを特徴
   とする、請求項１に記載のミシン。