JP3952340B2 - 伸縮テープ用フィーダー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴムテープ、レースゴム、レース地などの伸縮テープを、これに所定の張力を与えた状態でミシンへ送給するための伸縮テープ用フィーダーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のテープフィーダーとして、アタッチメント化されたテープ送り機構をミシンに対して一体的に組み込む形態（特開昭６２−２１３７８９号公報）と、ミシンとは別の独立した装置として、ミシンの背面上方等に設置して使用する形態（特開平９−５６９４５号公報）とがある。
【０００３】
前者形態のテープ送り機構には、水平軸回りに回転する送りローラユニットをミシンテーブルの前面下部、あるいはミシンアームの前面下部に配置する縦送り方式と、垂直軸回りに回転する送りローラユニットをミシンテーブルの前面右側に配置する横送り方式とがある。後者形態のテープフィーダーは基本的に縦送り方式を採るが、ミシンの右側に全体装置を配置したうえで、テープガイドでテープ姿勢を９０度変向することにより、横送り方式のフィーダーとして使用することもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アタッチメント型のテープ送り機構は、送りローラが生地送り動作と連動して作動するようにミシンと一体化してあるので、適用できるミシンの機種が特定メーカーの特定機種に限られ、汎用性および共用性に欠ける。そのため、アタッチメントと共にミシン本体をも同時に導入しなければならずコストが高く付く。また、テープ送り機構の配置位置が異なるごとに、各アタッチメントの駆動構造が違うので、個々のアタッチメントのコストが高く付く。
【０００５】
後者形態のフィーダーは、テープの張力制御を自己完結的に行うので、メーカーの別や機種の別を問わずあらゆるミシンに適用でき、その導入コストも少なくて済む。しかし、この種のフィーダーはアタッチメント型のテープ送り機構に比べて、装置全体が大型になるため、設置可能な場所がミシンの外辺部に限られ、送りローラ機構を縫着位置の近傍に設置できない不利がある。送りローラ機構と縫着位置とが遠く離れていると、その間にテープガイドや変向ガイドを設ける必要があり、これらの案内具の抵抗分だけテープ張力が変化する。さらに、案内具が邪魔になって、送りローラ機構による調整動作が縫着位置まで伝わりにくい不利もある。
【０００６】
因みに、後者形態のテープフィーダーにおいて、テープフィーダーを制御部と駆動部との二つのユニットに分けて構成したものがある（ＵＳＰ４５９０８７４）。このようなセパレート型のテープフィーダーによれば、駆動部を制御部から離して縫着位置の近傍に設置できるので、距離差によるテープ張力の変動やばらつきを抑止できる。しかし、そこではテープ張力の変動を検知ローラに外接する感圧センサー（ストレンゲージ）で検知している。そのため、駆動部ユニットをミシンのテーブルやボディに装着した場合に、感圧センサーがミシンの機械的振動に感応するのを避けられず、テープ張力を正確に制御することが難しい。
【０００７】
この発明の目的は、縫着部の近傍でテープ張力を正確に制御でき、しも縦送り方式と横送り方式のいずれの使用形態にも共通して適用できる、制御ユニットと駆動部ユニットとを備えたセパレート型の伸縮テープ用フィーダーを提供することにある。この発明の他の目的は、ミシンの機械的振動の影響を受けることなくテープ張力を検知でき、従って伸縮テープの張力制御が正確に行える伸縮テープ用フィーダーを提供することにある。
【０００８】
この発明の他の目的は、以下の各事項を満足できる伸縮テープ用フィーダーを得ることにある。試し縫いによって得られた目標張力値を予め入力するだけで、テープ張力を目標張力値と一致する状態に制御でき、従って多品種の少量生産時にも支障なく対応できるようにすること。複数の目標張力値を予め入力しておくことにより、加工対象の縫着部位が異なるごとに、テープ張力を適値に変更設定でき、同一製品に異なるテープ張力のテープを縫着するのに好適な伸縮テープ用フィーダーを得ること。テープ張力の小さな変化を確実に検出でき、従って張力が小さなテープでも、送給時のテープ張力を目標値に正しく一致させることができて、分解能が高くしかも再現性に優れたものを得ること。テープを無負荷状態（張力がゼロの状態）で送給でき、その分だけテープの縫着状態を多様に選択できるようにすること。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィーダーは、図１に示すごとく駆動部ユニットＤと、制御ユニットＣとでセパレート型に構成してある。駆動部ユニットＤは、ケース１の一側に、モータ７で正逆双方向へ回転駆動される駆動ローラ２と、駆動ローラ２に外接する押えローラ３とが設けられている。駆動ローラ２よりテープ送り方向下手側のテープ送給経路には、上下に揺動変位可能に支持した検知アーム５と、検知アーム５で遊転自在に支持した検知ローラ６にテープＴを巻き掛け案内するガイドローラ４とを配置する。ケース１の内部には、検知アーム５をテープ張り方向へ揺動付勢するばね２１と、検知アーム５の揺動角度を検出する角度検出機構とを設ける。角度検出機構は、検知アーム５と同行回動するアーム軸１５の角度変化を検知する回転角度センサー２５と、アーム軸１５と回転角度センサー２５との間に設けられて、アーム軸１５の角度変化を増幅して回転角度センサー２５へ伝えるギヤ機構２６とを含む。
【００１０】
テープＴを無負荷状態でミシンへ送給する場合には、検知アーム５および検知ローラ６の重力と、無負荷状態のテープＴの重みとを受けて検知アーム５が傾斜した状態を無負荷送給の基準とする。これにより、テープＴに張力が発生した場合と、テープＴにたるみを生じた場合とのいずれでも、検知アーム５が上下いずれかに揺動して、テープ送給状態の変動を角度検出機構で検出できる。
【００１１】
制御ユニットＣは、図２および図５に示すごとく、ケース２９と、ケース２９の正面に配置されてテープＴの目標張力値を入力するための複数個の入力器３１と、各入力器３１の出力信号を順に切り換える切換えスイッチ４５と、ケース２９の内部に収められた制御回路３０とを含む。制御回路３０は、入力器３１で設定された目標張力信号と、回転角度センサー２５で検出されたテープ張力信号とを受けて、モータ７の回転方向および回転量を制御するように構成する。さらにケース２９には、テープ張力を無負荷状態に維持するスイッチ４６と、テープＴを無負荷状態で供給するときの初期テープたるみ量を調整する操作つまみ３５とを設ける。スイッチ４６がオン状態に切り換えられている場合には、切換えスイッチ４５がオン操作されることで、テープ張力がゼロとなり、操作つまみ３５で設定した量だけテープＴが繰り出される。
【００１２】
【作用】
フィーダーが駆動部ユニットＤと制御ユニットＣとに分かれているので、駆動部ユニットＤを小さくでき、アタッチメント型のテープ送り機構と同様に、駆動部ユニットＤを縫着部の近傍に配置して、テープＴの張力制御をより正確に行うことができる。ケース１の設置姿勢を縦横に変更して、各ローラの回転中心軸を水平あるいは垂直にすることにより、テープ送り形態を縦送り方式と横送り方式のいずれにでも設置できる。
【００１３】
検知アーム５をばね２１でテープ張り方向へ揺動付勢しておき、テープ張力の変動に伴う検知アーム５の揺動角度の変化をギヤ機構２６で増幅した後、回転角度センサー２５に伝えてテープ張力を検知するので、ミシンの機械的振動を受けて検知アーム５が振動したとしても、その営農の度合を小さくして、検知信号のばらつきの幅を小さくでき、従ってより正確な張力制御を行える。
【００１４】
張力制御用のパラメータとしては、実際に使用する生地およびテープを試し縫いして得られた目標張力値を、入力器３１によって予め入力しておくだけでよく、従って準備作業の手間を軽減でき、多品種の製品を少量ずつ縫製する場合にも、速やかに対応できる。検知アーム５の角度変化をギヤ機構２６で増幅して回転角度センサー２５へ伝えるので、角度検出機構の分解能と再現性を十分に高めることができる。とくに、テープ張力が小さい場合にも、ミシンへ送給されるテープＴの張力変動を十分に抑止できる。ばね２１は、検知アーム５の角度変化をテープ張力の変化に比例させるために設けてある。
【００１５】
複数の入力器３１を設けてあると、複数種の目標張力値を入力設定できるので、切換えスイッチ４５を切り換え操作するだけでテープ張力を変更して送給できる。つまり、一台のフィーダーのみで張力が異なる状態のテープＴをミシンに送給できる。
【００１６】
無負荷位置における検知アーム５を斜め上向きの傾動姿勢にし、検知アーム５および検知ローラ６の重力によるモーメントと、ばね２１のばね力とを平衡させるようにしたフィーダーによれば、無負荷状態のテープＴの張力変動を増減いずれの側にも検出することができるので、テープＴを張力ゼロの状態でミシンへ送給でき、その分だけテープＴの縫着状態を多様化できる。
【００１７】
【実施例】
図１ないし図５はこの発明に係る伸縮テープ用フィーダーの実施例を示す。図２においてフィーダーは、駆動部ユニットＤと制御ユニットＣとで構成する。図３において駆動部ユニットＤは、角箱状のケース１の一側に、駆動ローラ２と押えローラ３とを配置し、両ローラ２・３よりテープ送り方向下手側のテープ送給経路に、ガイドローラ４と検知アーム５とを配置する。テープＴは図外の円筒状テープロールから繰り出されて、駆動ローラ２と押えローラ３との間に導入され、下方のガイドローラ４で斜め上向きに変向案内されたのち、検知アーム５の傾斜上端に設けた検知ローラ６に巻き掛けられる。検知ローラ６を通過したテープＴはミシンに送給されて、生地押えで加工生地と共に押圧保持される。
【００１８】
図３において駆動ローラ２は、プラスチック製のローラからなり、ケース１内に配置したモータ７の出力軸７ａに外嵌固定されて、正転方向（テープ送出方向）と逆転方向とに所定角度ずつ回転駆動できる。モータ７はステッピングモータからなる。押えローラ３は駆動ローラ２に上方から外接する状態で配置する。詳しくは、図３で左側に位置する軸９を中心にして上下揺動できるローラアーム１０の揺動先端にローラ軸１１を固定してあり、このローラ軸１１に押えローラ３をベアリング１２を介して遊転自在に軸支する。軸９は駆動ローラ２より後方に配置する。押えローラ３は、ローラアーム１０を下向きに揺動付勢するばね２０で、駆動ローラ２の上周面に圧接する。押えローラ３の幅方向両端には、テープＴの幅方向遊動を阻止するフランジが張り出し形成してある。
【００１９】
ガイドローラ４は、図３に示すごとく押えローラ３と同形同大のプラスチック製ローラからなり、ローラ軸１３でベアリング１４を介して遊転自在に軸支する。ガイドローラ４は、駆動ローラ２と検知ローラ６との間にあり、かつローラ２・６より低い位置にあって、テープＴを逆三角形状に移行案内する。
【００２０】
ガイドローラ４の近傍上方に配置したアーム軸１５に検知アーム５の一端を固定してあり、検知アーム５はアーム軸１５を中心にして斜め上向きの傾斜姿勢と、斜め下向きの傾斜姿勢との間を上下揺動できる。アーム軸１５の揺動先端にローラ軸１６を固定してあり、この軸１６で検知ローラ６がベアリング１７を介して遊転自在に軸支されている。図３においてアーム軸１５は、ケース１内に設けたフレーム１８にベアリングを介して回転自在に軸支する。
【００２１】
検知ローラ６に作用するテープ張力を検知するために、アーム軸１５を捻りコイル形のばね２１で反時計回り方向へ揺動付勢し、さらに検知アーム５の揺動角度を角度検出機構で検出する。ばね２１の一方のばね腕は、図４に示すように、フレーム１８に固定したビス２２で受け止め、他方のばね腕はアーム軸１５に固定したボス２３に掛け止めてある。テープ張力が検知ローラ６に作用していないとき、検知アーム５は斜め上向きに傾斜している。この状態のばね２１は、自由状態から僅かに巻き締められて、アーム軸１５に作用する傾動モーメントと平衡している。この傾動モーメントは、検知アーム５および検知ローラ６の重みによって発生する。
【００２２】
図４において角度検出機構は、フレーム１８に固定のブラケット２４で支持した回転角度センサー２５と、アーム軸１５の角度変化を回転角度センサー２５に増幅して伝えるギヤ機構２６とからなる。回転角度センサー２５としては、回転型のポテンショメータ、光電式回転角センサー、レゾルバ等を適用できるが、ここでは回転型のポテンショメータを回転角度センサー２５として用いた。ギヤ機構２６は、アーム軸１５に固定した大径の駆動ギヤ２７と、回転角度センサー２５の入力軸に固定した小径の従動ギヤ２８とで構成し、両ギヤ２７・２８のギヤ比は既ね４対１とした。回転角度センサー２５は、従動ギヤ２８の回転量に比例する電気信号をモータ７の制御回路３０へ出力する。
【００２３】
図１および図２において制御ユニットＣは、ケース２９と、ケース２９の正面に配置した４個の入力器３１と、ケース２９の内部に配置した制御回路３０などで構成する。入力器３１はミシンに送給されるテープＴの目標張力を入力するために設けてあり、各入力器３１の上下にパイロットランプ３２と、入力器３１の信号出力をオン・オフ操作するスイッチ３３とをそれぞれ配置する。符号３４は電源スイッチ、３５はテープＴを無負荷状態で供給するときの、初期テープたるみ量を調整する操作つまみである。
【００２４】
入力器３１は、０から９９までの２桁の数字を表示する表示部３６を備えていて、表示部３６で表示された数字に対応する信号を制御回路３０へ出力する。表示部３６とスイッチ３３との間には、増数ボタン３７と減数ボタン３８とが設けてあり、これらのボタン３７・３８を操作することによって、表示部３６の表示を０〜９９の任意の整数値に設定できる。符号４８はモード切換えスイッチであって、例えば左右対称の股ぐり部にテープＴを縫着するような場合に、左右の股ぐり部ごとにモードを切り換えて使用する。
【００２５】
図５において制御回路３０は、モータドライブ回路４０、入出力ポート４１、Ａ／Ｄ変換回路４２、ＣＰＵ４３、ＲＯＭユニット４４などで構成し、変圧器などの他の電気部品と共に器箱内に配置する。符号４５は各入力器３１の出力信号を順に切り換える切換えスイッチであり、例えばフットスイッチからなる。
【００２６】
以上のように構成したフィーダーは、図６に示すように駆動部ユニットＤをミシンテーブルの上面上方に配置して使用する。テープロール４７から繰り出したテープＴは、これに適当なテープ張力を与えた状態でミシンへ送給する。制御ユニットＣは使用者の邪魔にならないミシンテーブルの下面右側に吊り下げ支持してある。両ユニットＤ・Ｃはケーブルで接続する。場合によっては、無負荷状態でテープ送給を行うこともある。使用時には、試し縫いによって得られたテープＴの目標張力値を入力器３１で入力する。同じテープＴを複数の縫着個所に異なるテープ張力で縫着する場合には、同様にして他の入力器３１に目標張力値を入力しておく。
【００２７】
テープＴを所定のテープ経路に沿って通し、ミシンの生地押えで仮り止めした後、縫製に必要なスイッチ３３をオン操作した後、切換えスイッチ４５をオン操作すると、モータ７が逆転駆動されてテープＴに張力を発生させる。テープ張力の増加に伴って、検知アーム５は前記ばね２１の付勢力に抗しながら下方揺動する。この揺動変位はギヤ機構２６を介して回転角度センサー２５に伝わり、検知アーム５の揺動量に見合った信号が回転角度センサー２５から制御回路３０へと出力される。制御回路３０では、予め設定された目標張力値と、回転角度センサー２５から取り込んだ実際値との差を演算し、演算結果がゼロとなる側へ向かってモータ７を駆動する。
【００２８】
上記の状態でミシンを稼働すると、テープＴを所定のテープ張力状態で加工生地に縫着できる。テープ送給に伴ってテープ張力が変動した場合には、検知アーム５の傾斜角が変わるので、変動値は回転角度センサー２５を介して即座に制御回路３０に取り込まれ、変動を修正する側へモータ７が駆動される。従って、テープＴの張力値を一定に維持できる。異なる張力の縫製部位に達した場合は、切換えスイッチ４５をオン操作して決められた順番で張力を切り換える。
【００２９】
全ての縫製部位へのテープ縫着が終了した後、テープＴを切断すると、テープ張力が急激に減少するので、モータ７はテープ張力を増加する側へ逆転駆動される。その結果、テープＴはテープロール側へ逆送され、連続してテープ縫着を行えなくなる。こうした作業の中断を防ぐために、ケース前壁の右端に、テープ張力を無負荷状態に維持するスイッチ４６を設けている。このスイッチ４６をオン状態に切り換えておき、全てのテープ縫着が終了した後、切換えスイッチ４５をオン操作すると、操作つまみ３５で設定した量だけテープＴを繰り出して、テープ張力をゼロにできる。従って、縫着部側でテープを切断しても、テープＴがフィーダー側へ収縮し、あるいは逆送されることはない。
【００３０】
テープＴを無負荷状態でミシンへ送給する場合には、テープＴを所定の経路に沿って通した後、任意の入力器３１の目標張力値を０として、その切換えスイッチ３３をオン操作する。このときの検知アーム５は、アーム自身と検知ローラ６の重み、さらにテープＴの重みを受けて、斜め上向きに傾斜しており、この傾斜角に見合う分だけ回転角度センサー２５も回転変位して、正の値の信号を出力している。当然にテープＴの幅や厚みが異なると、検知アーム５の傾斜角が変動する。この状態を無負荷送給の基準とすることにより、テープＴに張力が発生した場合と、テープＴにたるみを生じた場合とのいずれでも、検知アーム５が上下いずれかに揺動して、テープ送給状態の変動を回転角度センサー２５で検出できる。従って、テープＴに伸び変形を与えずに縫着する際にも、支障なくテープ送給を行える。
【００３１】
フィーダーは、図７（ａ）に示すように各ローラ軸が垂直になる状態で駆動部ユニットＤを配置して、横送り方式のフィーダーとして使用することができる。また、図７（ｂ）に示すように、駆動部ユニットＤをミシンテーブルの下面前部に配置して縦送り方式のフィーダーしとて使用することができる。
【００３２】
上記の実施例では入力器３１として、いわゆるデジスイッチを用いたがその必要はなく、テンキー入力器と液晶ディスプレイとで入力器３１を構成することができる。ポテンショメータは、ギヤ機構２６のギヤ比に応じて単回転型と多回転型のいずれでも適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明の伸縮テープ用フィーダーによれば、制御ユニットＣと駆動部ユニットＤとの二つのユニットでフィーダーを構成するので、駆動部ユニットＤの大きさを小さくでき、従って駆動部ユニットＤをミシンの縫着部の近傍に配置して、テープ張力を正確に制御できる。縦送り方式と横送り方式のいずれの使用形態にも駆動部ユニットＤを共用できるので、従来のミシンと一体化されたフィーダーに比べて、導入コストが大幅に減少する。使用時には、試し縫いで得られた目標張力値を入力器３１で予め入力するだけでよく、準備作業に要する手間が軽減し、多品種の少量生産時にもテープ付け作業を能率良く行える。
【００３４】
複数個の入力器３１を設けておくことによって、同一テープＴを異なるテープ張力でミシンに送給できるので、例えば下着や水着等において縫着部位が異なるごとにテープ張力を変更して縫着する場合に、切換えスイッチ４５を切り換えるだけの簡単な操作で能率良く縫製処理を行える。
【００３５】
テープ張力の変化を上下方向の広い範囲にわたって揺動する検知アーム５の傾斜度合の変化に変換したうえで、これをギヤ機構２６を介して回転角度センサー２５に増幅して伝えるので、ミシンの機械的振動の影響を受けることなくテープ張力を的確に検知できるうえ、回転角度センサー２５によるテープ張力の検出分解能と応答度を十分に向上できる。テープ張力の小さな変動も確実に検出して、テープ送給時の張力を目標値に正しく一致させることができる。再現性も同時に向上できる。テープＴに付与する張力を広い範囲にわたって変更できるうえ、テープＴを無負荷状態でも適切に送給できるので、伸縮テープの縫着状態を多様に選択できる点で使い勝手がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィーダーの原理説明図である。
【図２】フィーダーの斜視図である。
【図３】駆動部ユニットの側面図である。
【図４】ケース内部の横断平面図である。
【図５】制御回路のブロック図である。
【図６】フィーダーの使用例を示す正面図である。
【図７】フィーダーの別の使用例をそれぞれ示す正面図である。
【符号の説明】
１ ケース
２ 駆動ローラ
３ 押えローラ
４ ガイドローラ
５ 検知アーム
６ 検知ローラ
７ モータ
１５ アーム軸
２５ 回転角度センサー
２６ ギヤ機構
３０ 制御回路
３１ 入力器
４５ 切換えスイッチ
Ｃ 制御ユニット
Ｄ 駆動部ユニット
Ｔ テープ

Claims (1)

1. 駆動部ユニット（Ｄ）と、制御ユニット（Ｃ）とで構成してあるセパレート型の伸縮テープ用フィーダーであって、
   駆動部ユニット（Ｄ）には、ケース（１）の一側に、モータ（７）で正逆双方向へ回転駆動される駆動ローラ（２）と、駆動ローラ（２）に外接する押えローラ（３）とが設けられており、
   駆動ローラ（２）よりテープ送り方向下手側のテープ送給経路に、上下に揺動変位可能に支持した検知アーム（５）と、検知アーム（５）で遊転自在に支持した検知ローラ（６）にテープ（Ｔ）を巻き掛け案内するガイドローラ（４）とがそれぞれ配置されており、
   ケース（１）の内部に、検知アーム（５）をテープ張り方向へ揺動付勢するばね（２１）と、検知アーム（５）の揺動角度を検出する角度検出機構とが設けられており、
   角度検出機構は、検知アーム（５）と同行回動するアーム軸（１５）の角度変化を検知する回転角度センサー（２５）と、アーム軸（１５）と回転角度センサー（２５）との間に設けられてアーム軸（１５）の角度変化を増幅して回転角度センサー（２５）へ伝えるギヤ機構（２６）とを含み、
   テープ（Ｔ）を無負荷状態でミシンへ送給する場合には、検知アーム（５）および検知ローラ（６）の重力と、無負荷状態のテープ（Ｔ）の重みとを受けて検知アーム（５）が傾斜した状態を無負荷送給の基準とすることにより、テープ（Ｔ）に張力が発生した場合と、テープ（Ｔ）にたるみを生じた場合とのいずれでも、検知アーム（５）が上下いずれかに揺動して、テープ送給状態の変動を角度検出機構で検出できるようになっており、
   制御ユニット（Ｃ）は、ケース（２９）と、ケース（２９）の正面に配置されてテープ（Ｔ）の目標張力値を入力するための複数個の入力器（３１）と、各入力器（３１）の出力信号を順に切り換える切換えスイッチ（４５）と、ケース（２９）の内部に収められた制御回路（３０）とを含み、
   制御回路（３０）は、入力器（３１）で設定された目標張力信号と、回転角度センサー（２５）で検出されたテープ張力信号とを受けて、モータ（７）の回転方向および回転量を制御するように構成されており、
   ケース（２９）には、テープ張力を無負荷状態に維持するスイッチ（４６）と、テープ（Ｔ）を無負荷状態で供給するときの初期テープたるみ量を調整する操作つまみ（３５）とを設けてあり、
   スイッチ（４６）がオン状態に切り換えられている場合には、切換えスイッチ（４５）がオン操作されることで、テープ張力がゼロとなり、操作つまみ（３５）で設定した量だけテープ（Ｔ）が繰り出されることを特徴とする伸縮テープ用フィーダー。

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