JP3866964B2 - サイクル縫いミシン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、根巻き縫製を行うサイクル縫いミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、サイクル縫いミシンとして、布地上に自動的にボタン（以下、上ボタン）を縫い付け、さらに上ボタンと布地の間の縫い糸（以下、根糸という）の周りに糸を巻く根巻きボタン付けミシン（以下、単に「ミシン」という）が知られている。
図１８及び図１９に示すように、このミシン２００は、ミシン針２０１の昇降経路に対し、生地Ｃのボタン縫着箇所を図１９（ｂ）に示すように折曲させた状態で保持するタング２０２及びこれに対向して設けられた支持板２０３と、ボタンＢＵを水平または垂直に保持し得るボタン挟持部材２０４を備えたボタン保持ユニット２０５等を備えており、ミシン２００の駆動制御は図示しない制御手段により行われている。なお、ボタン保持ユニット２０５はミシン本体に回転可能に設けられた回転軸２０６に接続され、回転軸２０６は接続されたエアシリンダ２０７の進退動により回転する。そして、この回転軸２０６の回転に伴いボタン挟持部材２０４が９０度回転するようになっている。
【０００３】
そして、ボタンＢＵを生地Ｃに縫着するに際し、まずタング２０２及び支持板２０３に保持された生地Ｃの上方に水平な状態でボタンＢＵを位置させる（図１９（ａ）、（ｂ）参照）。そして、制御手段は図示しないミシンモータを駆動させることで縫針２０１を一方のボタン縫着孔Ｂａに落下させると共に、針の上下位置に基づき、縫針２０１がボタン縫着孔Ｂａから上方に位置する間にタング２０２、支持板２０３及びボタン挟持部材２０４を水平方向に所定距離移動させる。
【０００４】
次に、制御手段は縫針２０１を他のボタン縫着孔Ｂａに落下させて、縫針２０１がボタン縫着孔Ｂａから上方に位置する間に再びタング1、支持板２及びボタン挟持部材３を移動させる。このような制御を繰り返すことで、図２０（ａ）に示すように、縫針２０１が生地ＣとボタンＢとの間隔を設けるいわゆるすくい縫いを行いボタン縫製工程が終了する。
次に、制御手段は、図１９（ｃ）に示すようにボタン挟持部材２０４を駆動してボタンＢＵを垂直状態にする。そして、針の上下位置に基づいてタング２０２、支持板２０３及びボタン挟持部材２０４を一体に所定のタイミングで水平方向へ移動させつつ、図２０（ｂ）に示すように、縫針２０１をボタンＢＵと生地Ｃとの間に形成された根糸Ｔの両側に交互に落下させて、根糸に根巻き縫いを施すことで根巻き縫製工程が終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ミシン２００の駆動を制御する制御手段は、針の上下位置に基づいて縫針２０１とボタンＢＵとを相対的に移動させることでボタン縫製や根巻き縫製等の各種作業を行っている。そして、近年、作業の多様化、高速化、作業性の向上等の要求に対応可能なミシンが要求されている。
【０００６】
本発明の課題は、多様な縫製条件に対応可能であって、かつ、作業効率の向上を図ることができるサイクル縫いミシンを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のサイクル縫いミシンは、縫い針と当該縫い針に対向するように設けられたルーパとを備え、ボタンを水平状態にして縫製物に縫い付けるボタン縫製工程と、ボタンを垂直状態にすると共に前記ルーパとの干渉を防止するように当該ボタンを上方に移動してボタンと縫製物間に形成された根糸を根巻きする根巻き縫製工程とを行うサイクル縫いミシンであって、針の上下位置に基づいて判断されるボタンと針との相対移動の開始時期を、前記ボタン縫製工程では針先がボタン穴から抜け出る時点より後とし、前記根巻き縫製工程では針先が前記根糸から抜け出る時点より前とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項１記載のサイクル縫いミシンによれば、ボタン縫製工程では、針先がボタン穴から抜け出る時点より後を開始時期とするので、例えば、針がボタン穴から完全に抜け出る前にボタンの移動が開始されることで発生する針及びボタンの損傷等の不具合を未然に防止できる。また、根巻き縫製工程では、針先が根糸から抜け出る時点より前を開始時期とするので、開始時期を針先が根糸から抜け出る時点より後に設定する場合と比較して、ボタンの移動タイミングを早くすることができ、根巻き縫製工程の作業性を向上させることが可能となる。具体的には、ボタンや縫製物を所定位置まで速やかに移動させることができるので、針の上下動スピードを早くして根巻き縫製作業の作業スピードを向上させることが可能となる。また、針の上下動スピードを変更しない場合は、ボタンや縫製物を所定位置まで移動させる際の移動スピードを抑えることができ、位置決め精度の向上や、移動時に発生する騒音を抑えることができる。
【００１３】
請求項２記載のサイクル縫いミシンは、ボタンを水平状態にして縫製物に縫い付けるボタン縫製工程と、ボタンを垂直状態にしてボタンと縫製物間に形成された根糸を根巻きする根巻き縫製工程とを行うサイクル縫いミシンであって、針の上下位置に基づいて判断されるボタンと針との相対移動の終了時期を、前記ボタン縫製工程と根巻き縫製工程とで変更することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載のサイクル縫いミシンによれば、ボタンと針との相対移動の終了時期をボタン縫製工程と根巻き縫製工程とで適宜変更するので、ボタン縫製工程及び根巻き縫製工程に関して、布地やボタンの形状、種類等に応じた縫製作業を行うことが可能となり、また、縫製作業の作業性や精度を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明のサイクルミシンとしての根巻きボタン付けミシン１（以下、単に「ミシン」という）の概略構成を示すものである。図示はしないが、ミシン１はベッド部、ベッド部から立設する縦胴部、縦胴部からベッド部に対向するように延設するアーム部等から構成される。
【００１６】
ミシン１は、図２に示すように、アーム部の先端に設けられた針棒９の先端に固定され、糸が通された縫い針（針）５と、ベッド部内に縫い針５に対向するように設けられた図示しないルーパとの協働により自動的に布地（縫製物）にボタンを縫い付けるものである。ルーパの動作などの縫い目の形成については周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
ミシン１は、上ボタンや布地などを独立に自在に搬送することによって、多様なボタン付け縫いが可能となっている。以下では、ボタン等を搬送する各種機構について詳細に説明する。なお、以後の説明において、いわゆる表ボタンを上ボタンＢ、力ボタンのように表ボタンに対して布地の裏側に取り付けられるボタンを下ボタンとして説明している。
【００１７】
図２〜図４はミシン１に設けられる針上下動機構１０及び針振り機構１１を示す図である。
針上下動機構１０は、縫い針５を上下に駆動するもので、ミシン１内部に固定された主軸モータ（ミシンモータ）１４を駆動源としている。主軸モータ１４の出力軸には、軸受け７ａによって回転自在に支持された状態で水平方向に設けられている主軸７が接続されている。さらに該主軸７の先端には、釣合い錘１８が取り付けられている。この釣合い錘１８に隣接して天秤リンク１６及び天秤２５が設けられている。天秤リンク１６の一端部と天秤２５の基部は、それぞれ、釣合い錘１８に対して回動自在に軸支されており、釣合い錘１８の回転に従って、所定の軌跡に沿って上下動する。
天秤リンク１６の他端部は、釣合い錘１８の偏心位置に固定された針棒クランク１９の一端部に回動自在に取り付けられ、針棒クランク１９の他端部には針棒クランクロッド２６の上端部が回動自在に取り付けられている。針棒クランクロッド２６の下端部には、軸穴２６ａが形成されている。針棒クランクロッド２６の後方には上下方向にガイド溝２９ａが形成された案内部材２９が設けられており、ガイド溝２９ａに角駒２７が摺動可能にはめ込まれている。角駒２７には水平方向に軸穴２７ａが形成されている。
【００１８】
一方、針棒クランクロッド２６の前方には上下ロッド２８が設けられている。上下ロッド２８には上下に並ぶ２つの軸穴が形成され、上方の軸穴（図示せず）には針棒９を固定支持している針棒抱き８に固定された軸が回動自在に通されている。そして、上下ロッド２８の下方の軸穴２８ａと、針棒クランクロッド２６の軸穴２６ａと、角駒２７の軸穴２７ａには、図示しない軸が通されており、これにより、針棒クランクロッド２６の上下動が角駒２７と上下ロッド２８に伝達される。なお、図４では、説明の都合上、軸穴２７ａ、２６ａ、２８ａが見えるように便宜的に上下方向にずらした状態で示しているが、実際には水平方向に一直線上に並んでいる。
以上の構成の針上下動機構１０では、主軸モータ１４の回転により主軸７が回転すると、釣合い錘１８が回転し、針棒クランク１９の一端部が主軸７を中心に回転することで、針棒クランクロッド２６が上下する。この上下動が、上下ロッド２８、針棒抱き８を介して針棒９に伝達され、縫い針５が上下動するようになっている。
【００１９】
針振り機構１１は、縫い針５を左右（Ｘ方向）に往復揺動するもので、パルスモータである針振りモータ２０を駆動源とする。針振りモータ２０はミシン１の機枠に固定され、主軸モータ１４と同期して回転する。その出力軸に第１リンク２４が接続され、この第１リンク２４に第２リンク２３が、第２リンク２３に第３リンク２２が順に連結されている。第３リンク２２に、前後方向に長く設けられている針棒揺動桿１２の後端部が固定的に接続されている。針棒揺動桿１２の前端部には略Ｌ字形状を有する揺動腕１３が固定され、さらに揺動腕１３の先端には揺動角駒１５が取り付けられている。
一方、前記針棒９は、その中間部と上部において、針棒揺動台６に対して上下に摺動可能に支持されている。この針棒揺動台６は、支点ピン１７を中心にＸ方向に揺動自在に構成されている。針棒揺動台６の下端部には上下方向に溝６ａが形成され、この溝６ａに揺動角駒１５が上下に摺動自在にはめ込まれている。
【００２０】
上記構成を有する針振り機構１１においては、針振りモータ２０が作動すると、その回転が第１リンク２４、第２リンク２３、第３リンク２２を介して針棒揺動桿１２に伝わり、往復揺動する。この揺動が揺動角駒１５を介して針棒揺動台６に伝わり、針棒揺動台６は、支点ピン１７を中心に、針棒９ごとＸ方向に揺動し、これにより縫い針５が左右に針振りされる。
ところで、前記上下ロッド２８が、その上下の軸穴に通されている軸に対して回動自在であって、軸穴２８ａを中心に鉛直面内で針棒９の揺動に従って回転することができるので、針棒９は針棒抱き８によって上下に駆動されながら、針棒抱き８とともに針棒揺動台６によってＸ方向に揺動することができるようになっている。
また、針振りモータ２０は前述のように主軸モータ１４と同期して作動するが、具体的には、縫い針５がベッド部上面の針板（図示略）よりも上方に位置するときのみ針棒９が揺動するように制御される。
【００２１】
図５及び図６には、チャック部９０に把持された上ボタンＢを、Ｙ方向に搬送する上Ｙ送り機構３０とＸ方向に搬送するボタン差動機構７０を示した。
上Ｙ送り機構３０は、アーム部の中央部の内部に固定されている上Ｙ送りモータ３２を駆動源としている。上Ｙ送りモータ３２は、正逆両回転可能に構成され、その出力軸にはピニオン３２ａが固定されている。
【００２２】
アーム部の中央部には、いわゆる懐部分に突出するように上Ｙ送りベース３６が設けられている。この上Ｙ送りベース３６の上面３６ｂ上には、アーム部に固定されているアームガイド部３１、３１と係合するベースガイド部３６ａ、３６ａが設けれている。アームガイド部３１、３１とベースガイド部３６ａ、３６ａは、互いにＹ方向に直線的に摺動可能であるように係合している。
上Ｙ送りベース３６の縁部には、上面にラック３３を支持するラック支持台３６ｃが設けられ、このラック３３に対して前記ピニオン３２ａが噛みあっている。よって、上Ｙ送りモータ３２が一方向に回転動作しピニオン３２ａが回転すると、ラック３３を介して上Ｙ送りベース３６が前後いずれかの方向に移動するようになっている。
【００２３】
なお、アーム部内部であって、ラック支持台３６ｃ近傍には、フォトインタラプタからなる位置センサ４２が設けられている。一方、ラック３３の側面には被センサ板３３ａが固定されている。ラック３３が所定距離前方に移動してくると、被センサ板３３ａがフォトインタラプタである位置センサ４２の間を通り、これによりラック３３が前方における限界位置に達したことが検出され、さらに前進すると図示しないストッパに当接し、これ以上前方に移動できないようになっている。
【００２４】
上Ｙ送りベース３６には、後述のチャックユニット７１を上下させるボタン上下動機構４０が設けられている。ボタン上下動機構４０は、上Ｙ送りベース３６内部に取り付けられ、正逆両回転可能な上下駆動モータ３５と、該上下駆動モータ３５の出力軸に固定された上下ピニオン３５ａと、上Ｙ送りベース３６の側面に上下方向に沿って取り付けられた上下ラック４１とからなる。上下ラック４１は、チャックユニット７１を支持するチャック支持腕３４に対して、ラック支持板４１ａを介して固定されている。
よって、上下駆動モータ３５が一方向に回転動作し上下ピニオン３５ａが回転すると、上下ラック４１が上下のいずれかに移動し、これによりラック支持板４１ａを介してチャック支持腕３４が上下するようになっている。なお、上下ピニオン３５ａに近接して、ラック支持板４１ａの上下方向の移動をガイドする上下ガイド棒４３が設けられている。
【００２５】
ボタン上下動機構４０の近傍には、チャックユニット７１を９０度回転させるボタン回転機構（回転手段）４６が設けられ、チャック支持腕３４の上部側面に設けられた回転シリンダ３７を駆動源としている。この回転シリンダ３７は、２つのエア口３７ａ、３７ａを備えた複動型のエアシリンダで、出力ロッド３７ｂを前後に往復駆動可能となっている。
出力ロッド３７ｂの先端には、ほぼ三角形に形成されている三角リンク３８の１頂点が回動可能に接続されている。三角リンク３８の２つ目の頂点には、チャック支持腕３４に沿うように設けられている細長い主リンク３９の一端部が接続されている。また三角リンク３８の３つ目の頂点はチャック支持腕３４に接続されている。主リンク３９の他端部は、図７などに示すように、チャック支持腕３４の下端部との間に設けられている回転体４５に接続されている。この回転体４５に、チャックユニット７１全体を支持するユニット支持腕８１から延出するユニット軸８１ａが固定されている。なお、チャック支持腕３４の下端部には軸穴（図示略）が形成され、この軸穴にユニット軸８１ａが回動可能な状態で貫通している。
【００２６】
ボタン回転機構４６においては、三角リンク３８、主リンク３９、回転体４５、チャック支持腕３４により、チャック支持腕３４を固定リンクとする４節リンクが構成される。そして、出力ロッド３７ｂが前後に動くことで、回転体４５が９０度時計方向及び反時計方向のいずれかに回転し、これによりユニット軸８１ａを介してチャックユニット７１が９０度回転する。具体的には、出力ロッド３７ｂが押し出された状態で、チャックユニット７１は上ボタンＢを水平状態に把持し（図５、図６の状態）、出力ロッド３７ｂが引き込まれるとチャックユニット７１は図６で時計方向に回転し、上ボタンＢが垂直状態となるように把持する。後述する根巻き縫製はこの状態で行われる。
【００２７】
次に、図７〜図９に基づいてチャックユニット７１について説明する。図９は、モータユニット７７を外した状態で示している。チャックユニット７１は、上ボタンＢをチャックするチャック部９０と、チャック部９０をＸ方向に駆動するボタン差動機構７０とから構成される。
チャック部９０は、左右に対向するように設けられているチャック片９１ａ、９１ｂを備え、これらの間で上ボタンＢを挟んで把持するようになっている。チャック片９１ａは、Ｌ字型に形成されているチャック可動部材９２の下部に設けられたチャック取付部９２ａに固定されている。一方、チャック片９１ｂは、チャック可動部材９２よりも短いＬ字型に形成されているチャック可動部材９３の下部に設けられたチャック取付部９３ａに固定されている。
【００２８】
そして、チャック可動部材９２、９３は、図７、図８に示すように、それぞれ、チャック片９１ｂと前記支持腕８１の間に設けられた基台７４の下面に形成されたガイド溝７４ａ、７４ｂに対して摺動可能にはめ込まれている。基台７４の下面には、ネジ８３により、手で操作するための手動レバー８２（図８では破線で示す）がネジ８３を中心に回動可能に取り付けられている。チャック可動部材９２、９３の下面には、下方に突出するピン９２ｂ、９３ｂが固定され、これらは手動レバー８２に形成されている所定形状を有する穴（図示せず）を貫通している。
よって、手動レバー８２がネジ８３を中心に図８における時計方向に回動すると、チャック可動部材９２はピン９２ｂを介して左方に押され、チャック可動部材９３はピン９３ｂを介して右方に引っ張られ、これにより両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔が広げられ、上ボタンＢを外せる状態になる。また、手動レバー８２がネジ８３を中心に図８における反時計方向に回動すると、チャック可動部材９２はピン９２ｂを介して右方に引かれ、チャック可動部材９３はピン９３ｂを介して左方に押され、これにより両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔が近づき、上ボタンＢを把持できる。
なお、基台７４の前縁部にはネジ７４ｃで手動レバー８２のストッパー板７９が固定されている。長穴７９ａは両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔調節用の長穴である。
【００２９】
ボタン差動機構７０は、チャック部９０を左右に駆動するもので、主に、前記ユニット支持腕８１に固定された差動ベース８０と、差動モータ７２とストッパ部材７８とから構成される。差動ベース８０には、図９に示すように、中央に左右に長い長孔８０ａが形成され、該長孔８０ａのうちの２箇所がより細く形成された細孔８０ｂ、８０ｂになっている。細孔８０ｂ、８０ｂは、所定の幅をもって所定長さを有し、それぞれに基台７４に固定された段ネジ７５、７５がはめ込まれている。段ネジ７５、７５が細孔８０ｂ、８０ｂに沿って移動することで、差動ベース８０に対して基台７４が左右方向に往復移動可能になっている。
【００３０】
差動ベース８０上には、断面形状が略Ｕ字型に形成されたモータユニット７７がネジ止めされ、該モータユニット７７を構成する左右の壁部７７ａ、７７ｂの間にリニアモータである差動モータ７２が固定支持されている。差動モータ７２の出力軸７２ａは壁部７７ａ、７７ｂを貫通して、左右両側に突出している。この出力軸７２ａは、差動モータ７２が動作すると、左右いずれかの方向に直進するようになっている。
一方、基台７４の左部上面には、ストッパ部材７８がネジ止めにより立設されている。ストッパ部材７８と壁部７７ａとの間には、両者を近接する方向に付勢するバネ７３、７３が掛け渡されている。このバネ７３、７３によりストッパ部材７８が出力軸７２ａに対して常に当接するようになっている。
【００３１】
以上構成のボタン差動機構７０では、差動モータ７２が一方向に動作すると、出力軸７２ａが左方に直進する。この出力軸７２ａの直進により、ストッパ部材７８が左方に押され、ストッパ部材７８を固定支持する基台７４が、差動ベース８０に対して左方に摺動する。基台７４にはチャック可動部材９２、９３が係合していることから、基台７４ごとチャック部９０が左方に移動する。逆に、差動モータ７２の逆方向への動作により出力軸７２ａが右方に移動すると、バネ７３、７３の付勢力によりストッパ部材７８も右方に移動し、したがって、基台７４ごとチャック部９０も右方に移動するようになっている。
【００３２】
次に、図１０〜図１２に基づいて、ベッド部に設けられ、布地及び下ボタンをＹ方向に搬送する下Ｙ送り機構５０について説明する。
下Ｙ送り機構５０は、下Ｙ送りモータ５１を駆動源とし、該モータ５１の出力軸にスプロケットホイール５２が固定されている。さらにこのスプロケットホイール５２に、前後方向に張り渡されているタイミングベルト５３がかみ合うように掛けられている。また、タイミングベルト５３は、回転自在な従動ローラ５８にも掛けられ、下Ｙ送りモータ５１が回転すると、スプロケットホイール５２を介して回転移動するようになっている。
なお、タイミングベルト５３の近傍には、図示しないルーパを駆動する下軸６９が設けられている。前記主軸モータ１４の回転が、タイミングベルト６８ａ、６８ｂ等を介して、下軸６９に伝達され、前記ルーパが主軸７と同期して動作するようになっている。
【００３３】
タイミングベルト５３には、図１２に示すように、固定板６３ａ、６３ａを介してＹ送りベース５４、５４がネジ止めされている。そして、ベッド部内の図示しないフレームに対して、タイミングベルト５３に平行するように、ガイドシャフト５５ａ、５５ｂが固定されている。ガイドシャフト５５ａは、Ｙ送りベース５４、５４の基部５４ａ、５４ａを貫通し、ガイドシャフト５５ｂはＹ送りベース５４、５４の先端部５４ｂ、５４ｂを貫通し、これらガイドシャフト５５ａ、５５ｂによりＹ送りベース５４、５４が支持されている。
先端部５４ｂ、５４ｂの上面には、ネジ穴５４ｃ、５４ｃが形成されている。これらネジ穴５４ｃ、５４ｃに、下板５６に形成されているネジ穴（図示略）を合わせ、止めネジ５６ｃ、５６ｃで止めることにより、図１０に示すように、Ｙ送りベース５４に対して下板５６が固定されている。よって、下Ｙ送りモータ５１が作動し、タイミングベルト５３によりＹ送りベース５４が移動することに伴って、下板５６もＹ方向に移動するようになっている。
【００３４】
下板５６は、その上面に布地や下ボタンを載置するもので、本発明の下板５６は複数種類のボタン付け縫製に対応できるように、３つのボタン付けポジションＡ、Ｂ、Ｃを有する。
ポジションＡは、すくい縫製、根巻き縫製、あるいはその両方の縫製を行う箇所である。下板５６には、略Ｌ字型の大きな開口５６ａが形成されている。一方、下板５６の最前部には、左右に並んでいる２つのバネ挟持部６０ａ、６０ａからなり、布地をタング５７ごと挟持する布挟持部６０が設けられている。各バネ挟持部６０ａは、上下に対向する細い板バネから構成されている。布挟持部６０の後縁部には開口５６ａに臨むように針穴６０ｂが設けられている。
【００３５】
ここで、布地を布挟持部６０にセットするためのタング５７について説明する。前記Ｙ送りベース５４、５４の下部にタング５７を駆動するタングシリンダ６６を支持するシリンダベース６５が固定されている。タングシリンダ６６の出力ロッド６６ａは、タングリンク６７に接続されている。一方、タング５７は円弧状に形成されたタング支持部５９の先端にネジ止めされている。タング支持部５９の基端部と、タングリンク６７に対して、タング軸５９ａが挿通しており、タングリンク６７とタング支持部５９はタング軸５９ａとともに一体に回動可能となっている。
また、シリンダベース６５の下部には下板上下動用シリンダ１００（図１１を参照）が配設されている。詳しい説明は後述するが、下板上下動用シリンダ１００の可動部１００ａはシリンダベース６５の下面に当接しており、可動部１００ａを上昇させることでシリンダベース６５及びＹ送りベース５４を介して下板５６を上昇させることができる。なお、図１０及び図１２には、下板上下動用シリンダ１００の図示を省略している。
【００３６】
作業者は、タング５７先端部をくるむように布地をセットし、その状態で下板５６に近づけるように手動でタング５７の手押し部５７ａを押して動かす。下板５６の近傍には、図示しないタングセンサが設けられており、タング５７が近づいてくるとタング検出信号をＣＰＵ１０２に出力する。これを受けてＣＰＵ１０２の制御の下でタングシリンダ６６がＯＮ状態になり、出力ロッド６６ａが引き込み、これによりタング５７が布挟持部６０に前進し、終には、布地を折り曲げた状態のまま、左右のバネ挟持部６０ａ、６０ａに挟まれるようになっている。このとき、タング５７先端に形成された針穴５７ｂは、上下方向から見ると前記針穴６０ｂに対してほぼ一致するようになっている。このようにセットされた布地に対して、前記チャック部９０にチャックされた上ボタンＢは、図１０の点線で示すように、針穴６０ｂがそのほぼ中央に位置するように下板５６上方にセットされる。このように布地と上ボタンＢをセットすることで、図１７に示すようなすくい縫い（ボタン縫製）が可能となる。
【００３７】
ボタン縫製の後に、根巻き縫製を行う場合には、前述のように上ボタンＢを回転シリンダ３７により図１０における時計方向に９０度回転させる。このように回転させることで、上ボタンＢは開口５６ａ内に落ち込んだ垂直状態となり、上ボタンＢと布との間の根糸Ｔが前後方向に向いて、根巻き縫製が可能となる。なお、詳しい説明は後述するが、上ボタンＢが開口５６ａ内に落ち込んだ状態では、開口５６ａの下方に配設されているルーパー等の各種装置の駆動時に上ボタンＢが干渉してしまうことから、ボタン上下動機構４０及び下板上下動用シリンダ１００を駆動して、上ボタンＢを上方に移動させた状態で根巻き縫製が行われる。
なお、タングシリンダ６６は、縫製が終了すれば自動的にＯＦＦになり、タング５７は元の待機位置に戻る。
【００３８】
開口５６ａの後方には、ポジションＢ、Ｃを構成する針板６１がその基部において固定されている。針板６１の前縁部には凹部６１ａが形成され、中央部には針穴６１ｂが形成されている。下板５６において、凹部６１ａ及び針穴６１ｂに対応する箇所には、針穴となる長穴５６ｂが形成されている。
凹部６１ａがポジションＢであり、凹部６１ａと下板５６との間に下ボタンをセットし、その上に布地を載置し、さらにその上にチャック部９０によって把持された上ボタンＢをセットし、下ボタン付け縫いを行うことができる。
また、針穴６１ｂがポジションＣであり、この針穴６１ｂ上に布を載置し、その上方にチャック部９０に把持された上ボタンＢをセットし、下ボタンなしのべた付け縫いによりボタン付けを行うことができる。
なお、ポジションＢ、Ｃにおける縫いの場合、布地は図示しない布押えにより押えられるようになっており、該布押えは、布押えシリンダ１０７（図１を参照）により駆動されるようになっている。
このように、下板５６は３種類のボタン付け縫いのポジションを有し、下Ｙ送り機構５０によりポジションＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれが縫い針５の下方に位置するように下板５６が駆動される。ポジションＡ、Ｂ、Ｃそれぞれに基準位置（原点）や初期位置が設定されている。
【００３９】
次に、ミシン１の制御回路について図１に基づいて説明する。ミシン１には、本発明の制御手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２を備える電装ボックス１０１が設けられ、この電装ボックス１０１に各部が接続されている。
例えば、電装ボックス１０１には、操作パネル１０３、操作ペダル１０４等が接続されている。
操作パネル１０３は作業者が根巻き縫いなしのすくい縫い、すくい根巻き縫い、下ボタン付け縫い、べた付け縫いなどからボタン付けの種類を選択したり、選択したボタン付け縫製の縫製条件などを入力したり、あるいは設定されている縫製条件や縫製状況などを表示するものである。
【００４０】
ＣＰＵ１０２には、メモリ１０２ａとしてのＲＯＭ及びＲＡＭが設けられ、該メモリ１０２ａに各種プログラムが記憶されている。特に、メモリ１０２ａには、連続して異なる種類のボタン付けを行うサイクル縫いのプログラムが記憶され、該プログラムを呼び出すことで下板５６を下Ｙ送り機構５０で駆動しながら、縫い針５の下方にポジションＡ、Ｂ、Ｃを移動させるようになっている。
【００４１】
また、電装ボックス１０１には、主軸モータ１４の回転角度を検出するエンコーダ１４ａが接続され、また、モータ駆動回路１４ｂ、２０ａ、３２ａ、３５ａ、７２ａを介して主軸モータ１４、針振りモータ２０、上Ｙ送りモータ３２、上下駆動モータ３５、差動モータ７２、下Ｙ送りモータ５１が接続されている。また、電装ボックス１０１には電磁弁１０８が接続され、この電磁弁１０８を介して回転シリンダ３７、タングシリンダ６６、布押えシリンダ１０７が接続されている。さらに、ミシン１には、図示しない糸切り機構が設けられ、縫製途中や縫製後に所定のタイミングで糸が切断されるようになっており、その駆動源として糸切りモータや糸切りシリンダが設けられている。
【００４２】
以上の構成を有するミシン１は、上ボタンＢに関してはボタン差動機構７０及び上Ｙ送り機構３０により、Ｘ方向及びＹ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては下Ｙ送り機構５０によりＹ方向に移動させることができる。加えて、Ｘ方向に移動可能な針振り機構１１を利用することで、下ボタン及び布地を上ボタンＢに対して相対的にＸ方向に移動させることができる。さらに、上ボタンＢについては、ボタン上下動機構４０により上下動自在であり、回転シリンダ３７により９０度向きを変えることができる。
【００４３】
次に、布地へのボタンの縫い付け作業について図１３〜図１６を用いて説明する。
図１３（Ａ）に示すように、まず、ステップＳ１において、ボタン縫製（ボタン付け縫製処理）が行われる。なお、ボタン縫製を行う際には、上述のように上ボタンＢはチャックユニット７１により水平状態に把持され、下Ｙ送り機構５０のポジションAに対応する位置にセットされている。
ボタン縫製は、まずミシンの各駆動部を原点に復帰させ、ボタン縫製処理に必要な各種データ（縫製データ）が入力される。縫製データとしては、例えば、後述する上ボタンＢと針との相対移動の開始時期や、縫製スピード、根糸Ｔの長さ、上ボタンＢ穴の径、ボタン穴の芯間距離等である。
【００４４】
そして、図１３（Ｂ）に示すように、ステップＳ１０において、主軸モータ１４（ミシンモータ）を駆動させて針棒の駆動を開始する。
ステップＳ１１では、エンコーダ１４ａから出力されるミシンモータ１４の回転角度を検出することで針５の上下位置を検出し、上ボタンＢと針５との相対移動の開始時期になるまで待機状態となる。ここで、上ボタンＢと針５との相対移動の開始時期とは、針５に対する上ボタンＢの相対的な移動を開始する時期を指し、本実施の形態においては、一旦ボタン穴に落下した針５がこのボタン穴から抜け出る時点に設定している。つまり、図１４（Ａ）に示すように、針５が最上死点に位置する時のミシンモータ１４の回転角度（以下、単に「回転角度」という）を０度として、図１４（Ｂ）に示すように水平状態にある上ボタンＢのボタン穴に落下した針５が、上ボタンＢの上面から抜け出ることになる回転角度−８５度（２７５度）を開始時期に設定している。
【００４５】
また、本実施の形態においては、上ボタンＢと針５との相対移動の終了時期、つまり、針５に対する上ボタンＢの相対的な移動を終了する時期を、針５がボタン穴内に落下する時点である回転角度８５度に設定している。
つまり、針５がボタン穴内に位置することになる回転角度８５度から２７５度の間は、上ボタンＢの針５に対する相対的な移動を行わない。
そして、ステップＳ１１でＹＥＳ、即ち回転角度が−８５度になるとステップＳ１２に移行する。
【００４６】
ステップＳ１２〜ステップＳ１４では、上ボタンＢを針５に対して相対的に所定距離移動させ、また、必要に応じて針振り機構１１を駆動して針５を揺動させる。ここで、図１４（Ｃ）に示す略台形状のグラフは、針５がボタン穴の外部に位置することになる回転角度−８５度から８５度の間に実行される下板５６の移動の速度制御に用いられるグラフである。
グラフの縦軸は下板５６の速度、横軸は時間を示しており、回転角度が−８５度となった時点から下板５６は所定方向への移動を開始する。ステップＳ１３では下板５６の速度を検出しており、ステップＳ１４では、下板５６の速度をグラフに従って制御し、その後、回転角度が８５度となった時点で下板５６を停止させる。
ステップＳ１５では針数を測定しており、所定針数実行された時点でステップＳ１６に移行して針５の上下動を終了させる。
これで一連のボタン縫製工程が終了し、ステップＳ２に移行する。
【００４７】
ステップＳ２では、ボタン回転機構４６によりチャックユニット７１を９０度回転させて、上ボタンＢを垂直状態にする。
ここで、上述のようにチャックユニット７１はボタン回転機構４６の回転体４５に固定されており、回転体４５は主リンク３９の他端部に接続している。そして、チャックユニット７１はこの回転体４５と主リンク３９との接続部分を回転中心として９０度回転する。従って、チャックユニット７１に把持されている上ボタンＢは水平状態から９０度回転することで、下板５６の開口５６ａの下方に落ち込んだ状態となる。ここで、開口５６ａの下方には、例えば、図示しないルーパー等の各種装置が配設されているため、上ボタンＢを９０度回転させたままの状態では、これら各種装置の駆動時に上ボタンＢが干渉してしまうことから、ステップＳ３において、ボタン上下動機構４０及び下板上下動用シリンダ１００を駆動させて、上ボタンＢを上方に移動させる。
【００４８】
そして、ステップＳ４において根巻き縫製が実行される。図１３（Ｃ）に示すように、まず、ステップＳ４０においてミシンモータ１４を駆動させて針５の上下動を開始する。
そして、ステップＳ４１で回転角度を検出しながら上ボタンＢと針５との相対移動の開始時期になるまで待機状態となる。
図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、根巻き縫製工程における開始時期は、針５が上ボタンＢの中心点から水平方向に伸びる根糸Ｔから上方に抜け出る時点である回転角度−７０度に設定されており、終了時期は、上死点から下降する針５が根糸Ｔに至る時点である回転角度７０度に設定されている。そして、針５が根糸Ｔより下方に位置する回転角度７０度から２９０度（−７０度）の範囲では、針５に対する上ボタンＢの相対的な移動を行わず、針５が根糸Ｔより上方に位置することになる回転角度−７０度から７０度の間で上ボタンＢを針５に対して相対的に移動させる。なお、図１５（Ｂ）に点線で示す図形はボタン縫製工程において水平状態にあった上ボタンＢの位置を示している。
【００４９】
そして、ステップＳ４１でＹＥＳ、即ち回転角度が−７０度になるとステップＳ４２に移行する。
ステップＳ４２〜ステップＳ４４では、上ボタンＢを針５に対して相対的に所定距離移動させ、また、必要に応じて針振り機構１１を駆動して針５を揺動させる。ここで、図１５（Ｃ）に示す略台形状のグラフは、回転角度−７０度から７０度の間に実行される下板５６の移動の速度制御に用いられるグラフである。
グラフの縦軸は下板の速度、横軸は時間を示しており、回転角度が−７０度となった時点から下板５６は所定方向への移動を開始する。ステップＳ４３では下板５６の移動速度を検出しており、ステップＳ４４では下板５６の速度をグラフに従って制御し、その後、回転角度が７０度となった時点で下板５６を停止させる。
ステップＳ４５では針数を測定しており、所定針数実行された時点でステップＳ４６に移行して針５の上下動を終了させる。
これで一連の根巻き縫製工程が終了し、布地への上ボタンＢの縫い付け作業が終了する。
【００５０】
なお、根巻き縫製工程の開始時期を、針先が上ボタンＢの根糸Ｔから抜け出る前、即ち、針先が根糸Ｔより下方に位置する時点に設定しても良く、例えば、図１６（Ａ）及び（Ｂ）は、開始時期を回転角度２００度（−１６０度）に設定した場合を示している。なお、終了時期は上死点から下降する針が根糸Ｔに至る時点である回転角度７０度に設定されている。
このように、根巻き縫製工程における開始時期を針先が上ボタンＢの根糸Ｔから抜け出る前の２００度に設定することで、図１６（Ｃ）に示す下板５６の移動の速度制御に用いられるグラフからも分かるように、開始時期を２９０度（−７０度）に設定した場合と比較して、下板５６の移動時期をミシンモータ１４が２００度から２９０度まで回転するのに要する時間の分だけ早くすることができ、根巻き縫製工程の作業性を向上させることが可能となる。
なお、この場合、針先が根糸Ｔから抜け出る前に下板５６（布地）が移動することになるが、上ボタンＢと布地とに掛け渡される根糸Ｔはある程度の弾力性及び可撓性を有しており、針の移動による衝撃を吸収するため、根糸Ｔや針５が損傷することは無い。
【００５１】
本実施の形態に示したミシン１によれば、上ボタンＢと針５との相対移動の開始時期及び終了時期をボタン縫製工程と根巻き縫製工程とで適宜変更するので、ボタン縫製工程及び根巻き縫製工程に関して、布地や上ボタンＢの形状、種類等に応じた縫製作業を行うことが可能となり、縫製作業の作業性や精度を向上させることができる。
また、ボタン縫製工程では、針先がボタン穴から抜け出る時点を開始時期とするので、例えば、針５がボタン穴から完全に抜け出る前に上ボタンＢの移動が開始されることで発生する針５及び上ボタンＢの損傷等の不具合を防止できる。
【００５２】
また、根巻き縫製工程では、針先が根糸Ｔから抜け出る前の時点を開始時期とするので、開始時期を針先が根糸Ｔから抜け出る時点に設定する場合と比較して、上ボタンＢの移動タイミングを早くすることができ、根巻き縫製工程の作業性を向上させることが可能となる。具体的には、下板５６を所定位置まで速やかに移動させることができるので、針５の上下動スピードを早くして根巻き縫製作業の作業スピードを向上させることが可能となる。また、針５の上下動スピードを変更しない場合は、下板５６を所定位置まで移動させる際の移動スピードを抑えることができ、下板５６の位置決め精度の向上や、移動時に発生する騒音を抑えることが出来る。
【００５３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、具体的な形状・構造等について適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上ボタンＢと針５との相対移動の開始時期及び終了時期は適宜変更可能である。すなわち、ボタン縫製工程においては、針先が上ボタンＢのボタン穴から抜け出る時点より後で開始し、針先がボタン穴に入る時点より前で終了すればよく、根巻き縫製工程においては、針先が根糸から抜け出る時点より前で開始し、針先が根糸に入る時点より前で終了すればよい。
また、本発明では、針５と上ボタンＢとの相対位置の変更が、針振りモータ２０による針５のＸ方向への揺動、上Ｙ送りモータ３２による上ボタンＢのＹ方向への移動、差動モータ７２による上ボタンＢのＸ方向への移動及び下Ｙ送りモータ５１による縫製物のＹ方向への移動によって行われていたが、針５を定位置固定とし、上ボタンＢのみをＸ−Ｙ方向に移動して上ボタンＢを針５に対して相対移動するようにしてもよく、すなわち、針５と上ボタンＢの相対位置関係が変更できればよい。
【００５４】
また、本発明では、針５の上下位置を、ミシンモータ１４の回転角度をエンコーダ１４ａで検出することにより検出するようにしているが、主軸７にエンコーダを取り付け、主軸７の回転角度を検出することにより検出してもよい。
また、上ボタンＢと針５との相対移動の終了時期のみを前記ボタン縫製工程と根巻き縫製工程とで変更するものとしても良い。
また、ミシン１としては、ボタン回転機構４６のような上ボタンＢを９０度回転させる機構を備えた周知の根巻きボタン付けミシンであれば良い。
また、本実施の形態で示したミシン１が備える上Ｙ送り機構３０、ボタン差動機構７０、及び下Ｙ送り機構５０などの具体的な構造は上記実施例に限定されない。例えば、下Ｙ送り機構５０はベルト駆動を用いていたが、ラックとピニオンのようなギア機構で構成してもよい。逆に上Ｙ送り機構３０やボタン差動機構７０をベルト駆動で構成してもよいし、上記実施例とは異なるギア構造でもよい。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１記載のサイクル縫いミシンによれば、ボタン縫製工程では、針先がボタン穴から抜け出る時点より後を開始時期とするので、例えば、針がボタン穴から完全に抜け出る前にボタンの移動が開始されることで発生する針及びボタンの損傷等の不具合を未然に防止できる。また、根巻き縫製工程では、針先が根糸から抜け出る時点より前を開始時期とするので、開始時期を針先が根糸から抜け出る時点より後に設定する場合と比較して、ボタンの移動タイミングを早くすることができ、根巻き縫製工程の作業性を向上させることが可能となる。具体的には、ボタンや縫製物を所定位置まで速やかに移動させることができるので、針の上下動スピードを早くして根巻き縫製作業の作業スピードを向上させることが可能となる。また、針の上下動スピードを変更しない場合は、ボタンや縫製物を所定位置まで移動させる際の移動スピードを抑えることができ、位置決め精度の向上や、移動時に発生する騒音を抑えることができる。
【００５８】
請求項２記載のサイクル縫いミシンによれば、ボタンと針との相対移動の終了時期をボタン縫製工程と根巻き縫製工程とで適宜変更するので、ボタン縫製工程及び根巻き縫製工程に関して、布地やボタンの形状、種類等に応じた縫製作業を行うことが可能となり、また、縫製作業の作業性や精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサイクル縫いミシンの構成を示すブロック図でである。
【図２】針上下動機構と針振り機構とを示す斜視図である。
【図３】図２の針上下動機構と針振り機構それぞれの駆動モータを示す斜視図である。
【図４】図２の針上下動機構と針振り機構の要部を示す斜視図である。
【図５】上Ｙ送り機構とチャックユニットとを主に示す斜視図である。
【図６】上Ｙ送り機構とチャックユニットとを主に示す斜視図である。
【図７】チャックユニットを示す斜視図である。
【図８】チャックユニットの底面側を示す斜視図である。
【図９】チャックユニットをモータユニットが外れた状態で示す斜視図である。
【図１０】下板と下Ｙ送り機構を示す斜視図である。
【図１１】下Ｙ送り機構を下板を外した状態で示す斜視図である。
【図１２】下Ｙ送り機構の底面側を示す斜視図である。
【図１３】布地へのボタンの縫い付け作業を示すフローチャート（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図１４】ボタン縫製工程における制御方法を示す図面（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図１５】根巻き縫製工程における制御方法を示す図面（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図１６】根巻き縫製工程における制御方法を示す図面（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図１７】すくい縫いを示す図面である。
【図１８】一般的な根巻きボタン付けミシンの要部斜視図である。
【図１９】一般的な根巻きボタン付けミシンによるボタン縫いの方法を示す図であり、ボタン縫製時（根糸縫い付け時）の状態を示す平面図（ａ）、（ａ）の側面図（ｂ）、根巻き縫製時の状態を示す平面図（ｃ）である。
【図２０】一般的な根巻きボタン付けミシンによるボタンの縫い付け状態を示す図であり、ボタン縫製時の状態を示す側面図（ａ）及び根巻き縫製時の状態を示す側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
Ｂ ボタン
Ｔ 根糸
１ ミシン（サイクル縫いミシン）
５ 針
１４ ミシンモータ（主軸モータ）

Claims (2)

1. 縫い針と当該縫い針に対向するように設けられたルーパとを備え、
   ボタンを水平状態にして縫製物に縫い付けるボタン縫製工程と、ボタンを垂直状態にすると共に前記ルーパとの干渉を防止するように当該ボタンを上方に移動してボタンと縫製物間に形成された根糸を根巻きする根巻き縫製工程とを行うサイクル縫いミシンであって、
   針の上下位置に基づいて判断されるボタンと針との相対移動の開始時期を、前記ボタン縫製工程では針先がボタン穴から抜け出る時点より後とし、前記根巻き縫製工程では針先が前記根糸から抜け出る時点より前とすることを特徴とするサイクル縫いミシン。
2. 針の上下位置に基づいて判断されるボタンと針との相対移動の終了時期を、前記ボタン縫製工程と根巻き縫製工程とで変更することを特徴とする請求項１記載のサイクル縫いミシン。

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