JP4599870B2 - ミシンの押さえ上げ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンの押さえ上げ装置に係り、特に、間欠押さえを上昇動作又は下降動作させる駆動源と、外押さえを上昇動作又は下降動作させる駆動源に関するものである。

図２８に示すように、一般に、ミシン１００は、縫針１０１の近傍において縫製布Ｈが間欠押さえ１０２によって押さえ付け可能に構成され、又、縫針１０１の周囲において縫製布Ｈが外押さえ１０３によって押さえ付け可能に構成されている。間欠押さえ１０２は、縫針１０１の上下動に同期して上下動することにより、縫製中における縫製布Ｈがミシンのベッド部１０４から浮き上がる現象を防止する押さえである。このように、ミシンのベッド部１０４上にセットされた縫製布Ｈを縫製中において間欠押さえ１０２及び外押さえ１０３で押さえることにより、縫製中において縫製布Ｈをベッド部１０４上に安定的にセットできるものである。

一方、縫製布Ｈをセットし直すような場合には、間欠押さえ１０２及び外押さえ１０３をベッド部１０４から離間するように上動することによって縫製布Ｈをベッド部１０４上から取外しできる構造になっている。前記間欠押さえ１０２は、間欠押さえ駆動機構（図示せず）によって駆動されて上下動できるものである。又、前記外押さえ１０３は、外押さえ移動機構（図示せず）によって駆動されて上下動できるものである。ここで、前記間欠押さえ１０２の上下動が前記針棒１０１の上下動に同期するように、前記間欠押さえ駆動機構は、前記針棒１０１を上下動させるミシンモータ（図示せず）を駆動源としている。又、前記外押さえ移動機構は、前記ミシンモータとは異なった専用の駆動源を有している。

一方、特許文献１に示すように、縫製布Ｈの厚さの変化に応じて前記間欠押さえ１０２を上下動できるようにして、縫製布Ｈの厚さに対応できる機構を備えたミシンも知られている。当該機構を備えたミシンにおいては、仮に、縫製布Ｈが厚い場合には、図２９中、イに示すように、間欠押さえ１０２の上下動の中心位置イを上昇させ、上昇した中心位置イを中心として、間欠押さえ１０２は針棒１０１の上下動に同期しつつ上下動して縫製布Ｈのベッド部１０４からの浮き上がりを防止する。一方、縫製布Ｈが薄い場合には、図２９中、ロで示すように、間欠押さえ１１の上下動の中心位置ロを下降させ、下降した中心位置ロを中心として、間欠押さえ１０２は針棒１０１の上下動に同期しつつ上下動して縫製布Ｈのベッド部１０４からの浮き上がりを防止する。
特公平７−４４９８３号公報

しかし、特許文献１に記載のミシンにおいては、縫製布Ｈの厚さに応じて間欠押さえ１１を上下動させるための駆動源を更に配置しているため、ミシンの部品数が増加して、ミシン内が混雑するものである。このように、ミシン内が部品数の増加によって混雑した場合には、ミシンの組み立てが煩雑になるだけでなく、ミシンの保守、点検や修理等を行う作業も煩雑なるという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、間欠押さえを上下動する駆動源と、外押さえを上下動する駆動源とを同一にすることにより、部品数を減少できるようにしたミシンの押さえ上げ装置を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、ミシンモータにより針棒に同期して上下動可能に設けられ、縫製布の針貫通部の近傍を間欠的に押さえる間欠押さえと、上下動可能に設けられて該間欠押さえの周囲において縫製布を押さえる外押さえと、前記ミシンモータとは異なる同一のパルスモータにより駆動される第１カム、及び第２カムと、該第１カムのカム面の変化に従い前記間欠押さえを前記上下動の範囲から上方の退避位置に退避可能に設けられた間欠押さえ移動機構と、第２カムのカム面の変化に従い外押さえを上下動させる外押さえ移動機構を備え、前記間欠押さえが退避位置にあり、且つ、前記外押さえが上方に位置する、布交換が可能な状態と、前記間欠押さえが退避位置にあり、且つ、前記外押さえが下方に位置する、布送りが可能な状態と、前記間欠押さえが退避位置より下方にあり、且つ、前記外押さえが下方に位置する、縫製が可能な状態とに切り換え可能であるミシンの押さえ上げ装置であって、
前記パルスモータは、制御部によって制御されると共に、該制御部に予め格納されている、前記縫製布の厚さに応じたパルス信号に基づく回転角を、前記第１カム、及び第２カムに与え、前記縫製が可能な状態は、前記外押さえが下降した状態において、前記制御部からの前記パルス信号に基づく前記パルスモータによる駆動により、前記間欠押さえ移動機構が、前記間欠押さえの上下動する中心位置を前記縫製布の厚さに応じて上下方向に変位させる状態を含むことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、パルスモータの駆動軸の回転位置を検出するためのエンコーダを備えたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、エンコーダは、前記パルスモータの原点位置を検出可能であることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、パルスモータは、ミシンのフレーム外に設けられたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、一のパルスモータを共有しているため、構成を簡素化できる。又、間欠押さえが退避位置にあり、且つ、外押さえが上方に位置する、布交換が可能な状態と、間欠押さえが退避位置にあり、且つ、外押さえが下方に位置する、布送りが可能な状態と、間欠押さえが退避位置より下方にあり、且つ、前記外押さえが下方に位置する、縫製が可能な状態とに切り換え可能である。

請求項２に記載の発明によれば、エンコーダによって、パルスモータの回転位置を正確に検出できる。

請求項３に記載の発明によれば、パルスモータの原点位置を検出することにより、パルスモータを正確に制御できる。

請求項４に記載の発明によれば、パルスモータをミシンフレームに外付けできるため、ミシンフレーム内が混雑しない。

図1乃至図２０は、工業用ミシンに、本発明に係るミシンの押さえ上げ装置を適用した状態を示す。図1は本発明に係るミシンの押さえ上げ装置の原理を説明する斜視図である。図２はミシンの一部正面図である。図３は、間欠押さえ１１が上方又は下方へ変位した状態を示す図である。図４は本発明に係るミシンの押さえ上げ装置の駆動源を示す図である。図５は間欠押さえ駆動機構１２の一部構成を示すミシンの左側面図である。図６は間欠押さえ駆動機構１２の一部構成を示すために図１中矢示Ａ方向から観た状態の図である。図７は、図１の一部拡大図である。図８はカムの外形を示す図である。図９はエンコーダの斜視図である。図１０乃至図２０は作用を示す図である。

図１に示すように、工業用ミシン１は、ベッド部２と、該ベッド部２の右端部分に立設された脚柱部３と、該脚柱部３の上部からベッド部２に対向するように左方へ延びるアーム部４と、該アーム部４の左端部分に設けられた頭部５とを備え、二点鎖線で示すミシンフレーム６によって囲まれて構成されている。

前記アーム部４の頭部５には、針棒移動機構（図示せず）によって針棒７が上下動可能に設けられている。針棒７の先端部には縫針８が設けられている。該針棒移動機構は、ミシンモータ９によって回転駆動される主軸１０の回転力が上下方向の直線状の運動に変換して前記針棒７に伝達することにより、針棒７を上下動させて縫製布Ｈに対して刺繍等の縫製する構造になっている。
前記針棒７に沿って間欠押さえ１１が上下動可能に設けられている。間欠押さえ１１は、間欠押さえ駆動機構１２によって駆動されることにより、前記針棒７の上下動に同期して上下動するように構成されている。又、前記間欠押さえ１１は、間欠押さえ移動機構１３に駆動されて当該針棒７の上下動に同期した当該上下動の中心位置を上方向又は下方向へ変移可能に構成されている。更に、該間欠押さえ移動機構１３は、間欠押さえ１１を上限としての退避位置まで上昇させる機能を有するものである。

即ち、間欠押さえ移動機構１３は、縫製すべき縫製布Ｈの厚さ等に応じて間欠押さえ１１の上下動の中心位置を上下方向へ変移させ、又、該間欠押さえ１１を上限である退避位置まで上昇させるものである。つまり、例えば、縫製すべき縫製布Ｈの厚さが厚い場合には、間欠押さえ１１の上下動の中心位置を図３中、二点鎖線で示すように上方向へ変移させ、その反面、縫製すべき縫製布Ｈの厚さが薄い場合には、間欠押さえ１１の上下動の中心位置を図３中、二点鎖線で示すように、下方向へ変移させ、更に、図３中、二点線で示すように、上限の退避位置まで上昇させるものである。そして、間欠押さえ１１は、図３中、二点鎖線で示す中心位置を中心として、針棒７に同期しつつ上下動するものである。このように、間欠押さえ１１は針棒７の上下動に同期して上下動する中心位置を、縫製すべき縫製布Ｈの厚さに応じて上下方向に変位できるため、縫製すべき縫製布Ｈの厚さに応じた適切な位置で縫製布Ｈを押さえることができるものである。

図１に示すように、前記アーム部４の下方には、外押さえ１４が設けられている。該外押さえ１４は上下動して、縫針８の周囲においてベッド部２上の縫製布Ｈを押さえることが可能になっている。該外押さえ１４は、外押さえ移動機構１５によってベッド部２上の縫製布Ｈを押さえ付け可能になっている。

前記間欠押さえ駆動機構１２は、前記針棒駆動機構の駆動源と同様にミシンモータ９を駆動源とすることにより、針棒７の上下動に同期して間欠押さえ１１を上下動させるものである。

本実施形態の特徴は、前記間欠押さえ移動機構１３および前記外押さえ移動機構１５が、図４に示すように、互いに同一のアクチュエータとしてのパルスモータＭ等を駆動源とするものである。又、本実施形態の特徴は、パルスモータＭの駆動軸の位相と、前記間欠押さえ移動機構１３および前記外押さえ移動機構１５との間の位相を調整できる位相決定手段Ｋを備えたものである。該パルスモータＭは、図１及び図２に示すように、ミシンの脚柱部３の外側に設けられたモータボックス１６内に設けられている。図４はモータボックス１６内の状態を示す斜視図である。

次に、前述のように、針棒７の上下動に同期して前記間欠押さえ１１を上下動させる間欠押さえ駆動機構１２の具体的構成について、図１、図５、図６に基づき説明する。該間欠押さえ駆動機構１２は、リンク機構によって構成することができる。このように、間欠押さえ駆動機構１２がリンク機構によって構成された場合、該間欠押さえ駆動機構１２は、略Ｌ字状に屈曲した揺動片１７と、該揺動片１７の両端にそれぞれ回転自在に連結された第一連結片１８と第二連結片１９とを備え、該揺動片１７は支持片２０によって揺動自在に支持されている。該支持片２０は、基端がミシンフレーム６のような固定部材に回転自在に連結され、先端が前記揺動片１７の屈曲部に回転自在に連結されている。揺動片１７は前記支持片２０によって支持されることにより、上下方向に揺動できる構成になっている。

前記第一連結片１８の一端は、前述のように、前記揺動片１７の一端に回転自在に連結され、又、第一連結片１８の他端は間欠押さえ１１に取付けられている。前記第二連結片１９は、前述のように、一端が前記揺動片１７の一端に回転自在に連結されている。前記第二連結片１９の他端側には前記ミシンモータ９から駆動力が伝達されて、前記揺動片１７を揺動させる構成になっている。前記揺動片１７の揺動は前記第一連結片１８の上下方向の往復動に変換されて、間欠押さえ１１に伝達されるものである。従って、前記揺動片１７が揺動することにより、間欠押さえ１１が上下動するものである。該間欠押さえ１１の上部には圧縮バネ２１が設けられている。該圧縮バネ２１は、該間欠押さえ１１の上部と、ミシンフレーム６のような固定部材との間に設けられて、該間欠押さえ１１を下方へ常時付勢しているものである。

次に、同図１に基づき、前記ミシンモータ９の駆動力を前記第二連結片１９に伝達するための構造について説明する。図１においては当該構造の分解斜視図を示す。同図１に示すように、前記ミシンモータ９の主軸１０の外周には偏心カム２２が嵌合され、該偏心カム２２の外周には内輪２３が嵌合され、該内輪２３の外周には軸受を介して外輪２４が嵌合され、該外輪２４には連結部２５が突設されている。又、該外輪２４の後段には、両端に揺動部２６，２７が設けられた回転軸２８が配置されている。そして、図７に示すように、前記外輪２４の連結部２５は、前記揺動部２６に設けられた長孔２９にネジ３０等によって固定されている。

このように構成された間欠押さえ駆動機構１２において、ミシンモータ９が回転すると、偏心カム２２および内輪２３が偏心した回転をするが、内輪２３と外輪２４との間には軸受が設けられているため、図７に示すように、外輪２４は矢示方向へ直線的に往復動をする。該外輪２４の往復動によって揺動部２６は回転軸２８を中心に図７中矢示方向へ揺動することにより、図１に示すように、第二連結片１９は矢示方向へ往復動をする。該第二連結片１９の矢示方向への往復動によって、揺動片１７は揺動し、該揺動片１７の揺動は第一連結片１８によって上下方向の直線的な運動に変換されて間欠押さえ１１に伝達されて、該間欠押さえ１１を前記針棒７の上下動に同期させて上下動させるものである。該間欠押さえ１１はこのように針棒７に同期して上下動することにより、縫製中において、縫製布Ｈがベッド部２から浮き上がる現象を防止するものである。

次に、前記間欠押さえ移動機構１３について説明する。間欠押さえ移動機構１３は、図２に示すように、略Ｌ字状の操作腕３１と、該操作腕３１の基端に回転自在に連結された連結軸３２と、該連結軸３２の基端に回転自在に連結された第一従動子３３（図４に示す）とを備えている。該操作腕３１は上下方向に回転自在に設けられている。図４に示すように、該第一従動子３３は第一カム３４の外周に接触する構成になっている。又、該第一カム３４は同図４に示すように、パルスモータＭの駆動軸３５に取付けられている。同図４に示すように、前記第一従動子３３、第一カム３４、及びパルスモータＭは脚柱部３の外側に取付けられたモータボックス１６内に設けられている。又、前記間欠押さえ移動機構１３は、アーム部４及び脚柱部３に亘って設けられている。

前記操作腕３１は、図２、図６に示すように、その先端は、前記間欠押さえ移動機構１３の支持片２０に設けられた爪３６に下側から当接している。従って、前記第一カム３４のカム面の形状に応じて第一従動子３４が揺動して、前記連結軸３２が図１，図２、図４中、矢示方向へ往復動することにより、図２に示すように、操作腕３１が揺動して、前記支持片２０を回転させるものである。該支持片２０の回転によって間欠押さえ駆動機構１２の揺動片１７の揺動中心Ｂ（図１，図５，図６に示す）が上方向へ変位することにより、間欠押さえ１１の上下動の中心位置が上方向へ変位するよう付勢される。一方、該間欠押さえ１１は圧縮バネ２１のバネ力によって下方へ付勢されているため、該支持片２０の回転角とバネ力とが釣り合った位置に、前記揺動片１７の揺動中心Ｂが決定して、間欠押さえ１１の上下動の中心位置が決定するものである。又、前述のように、該間欠押さえ１１は圧縮バネ２１のバネ力によって常時、下方へ付勢されているため、前記支持片２０は下向きに付勢され、支持片２０を下向きに付勢するこのような力は、間欠押さえ移動機構１３の操作腕３１、連結軸３２を介して第一従動子３３に伝達されて、該第一従動子３３を第一カム３４のカム面に常時当接させるように付勢しているものである。

次に、図１に基づき、外押さえ１４の具体的構成について説明する。該外押さえ１４は、送り台３７と、該送り台３７の上部に設けられた押さえ受部３８とを備えている。送り台３７は、縫製中において、ベッド部２上をＸＹ方向へ移動可能に設けられている。送り台３７には、送り板３９が取付けられている。押さえ受部３８は、上下方向へ傾動可能に該送り台３７に取付けられている。押さえ受部３８は、縫製中において、下方に傾いた状態で、送り板３９との間に縫製布Ｈを挟持して、送り台３７と共にベッド部２上をＸＹ方向へ移動することにより、縫製すべき縫製布Ｈの所定位置を縫針８の真下に位置させるものである。又、該押さえ受部３８が送り台３７に対して上方へ起き上がって送り板３９から離れた状態で、該外押さえ１４と送り板３９との間から縫製布Ｈを取外して、セットし直すことが行われるものである。

該送り台３７は、前方に延びるアーム部４０と該アーム部４０の先端に設けられたガイド部４１とを備え、該ガイド部４１には上下方向に二つのガイド溝４２，４２が形成されている。押さえ受部３８は、軸Ｚによって前記送り台３７の上部に傾動可能に設けられた第一，第二傾動部４３，４４と、これら第一，第二傾動部４３，４４の基端側を回転自在に連結する連結片４５と、第一傾動部４３の前部に設けられ当接部４６と、軸Ｚによって傾動可能に前記送り台３７に傾動可能に設けられた操作腕４７とを備えている。該操作腕４７の基端と前記連結片４５との間には引っ張りバネ４８が取付けられ、該操作腕４７の先端は前記ガイド部４１のガイド溝４２の底面に形成されたガイド孔（図示せず）を挿通して、押さえ板４９の押さえ脚５０に連結している。従って、前記当接部４６が上方から下方へ押圧されると、第一，第二傾動部４３，４４が矢示方向へ傾動し、これに伴って、操作腕４７の基端側が引っ張りバネ４８に引っ張られて上方向へ傾動することにとり、押さえ板４９が下方へ移動することにより、該押さえ板４９と送り板３９との間で縫製布Ｈを挟持するものである。

次に、図２に基づき、前記外押さえ移動機構１５について説明する。該外押さえ移動機構１５は、ミシンフレーム６の貫通孔に設けられたスラスト軸受によって上下方向へスライド自在に支持された押圧軸Ｙと、該押圧軸Ｙの下端に設けられた押圧部５１と、略Ｌ字状の操作腕５２と、該操作腕５２の基端に回転自在に連結された連結軸５３と、図４に示すように、該連結軸５３の基端に回転自在に連結された第二従動子５４と、該第二従動子５４が接触する第二カム５５とを備えた構成である。図１に示すように、該押圧部５１は、前記外押さえ１４の当接部４６の上方に位置し、ガイドピン５７に案内されて上下方向移動できるものである。又、前記第二カム５５は図４に示すように、パルスモータＭの駆動軸３５に取付けられている。又、前記連結軸５３の端部には引っ張りバネ５８が設けられている。該引っ張りバネ５８の一端は、ミシンフレーム６のような固定部材に取付けられ、該引っ張りバネ５８の他端は、前記連結軸５３の端部に取付けられている。従って、前記連結軸５３は、図４中、矢示方向の付勢力が付与されることにより、前記第二従動子５４は第二カムに常時、当接する向きの付勢力が付与されている。

前記操作腕５２は、ミシンフレーム６のような固定部材に回転自在に設けられ、その先端には長孔５８が形成され、該長孔５８に押圧軸Ｙに設けられたピン５９が挿通している。従って、前記第二カム５５の外形に応じて前記連結軸５３が図２中、矢示方向へ往復動することにより、操作腕５２が揺動し、前記押圧軸Ｙを上下方向へ移動させるものである。該押圧軸Ｙが上下方向へ移動することにより押圧部５１が上下動して、前記外押さえ１４に接離するようになっている。

次に図８に基づき、前記第一，第二カム３４，５５の構成について説明する。第一カム３４は、原点Ｇから１１０度の間においてカム径が徐々に拡径し、１１０度から２２０度の間においてカム径が一定になり、２２０度から３３０度の間においてカム径が徐々に縮径する外形である。

又、第二カム５５は、原点Ｇから１１０度の間においてカム径が一定で、１１０度から２２０度の間においてカム径が徐々に拡径し、２２０度から３３０度の間において拡径が一定である外形である。

そして、第一カム３４と第二カム５５は、互いに原点Ｇを一致させた状態で図４に示すように、パルスモータＭの駆動軸３５に取付けられている。これら第一カム３４、第二カム５５、第一従動子３３、第二従動子５４によって、前記位相決定手段Ｋが構成されるものである。即ち、第一カム３４と第二カム５４の原点を互いにずらせた状態で、パルスモータＭの駆動軸３５に取付けたり、互いにカム面の形状を変えることにより、第一カム３４、第二カム５５並びにパルスモータＭの間の位相を自在に変更できるものである。

又、パルスモータＭにはエンコーダ６０が設けられている。該エンコーダ６０は、該パルスモータＭの駆動軸３５の原点、及び回転角度を検出するものである。図９に示すように、該エンコーダ６０は、該駆動軸３５に取付けられ、透孔６１が設けられた遮光板６２と、光を発光する発光部６３と、発光部６３から発光された光を受光する受光部６４からなるフォトカプラとを備えることにより、該透孔６１の位置を検出して該駆動軸３５の原点及び回転角度を検出するものである。該エンコーダ６０は、パルスモータＭを挟んで、前記間欠押さえ移動機構１３、外押さえ移動機構１５並びに、第一、第二カム３４，５５および第一、第二従動子３３，５４とは反対側の位置に設けられている。このようにエンコーダ６０を用いることにより、パルスモータＭをフィードバック制御することができる。

次に、前述のように構成された第一カム３４、第二カム５５および第一従動子３３、第二従動子５４の動作と、間欠押さえ移動機構１３の作用、即ち、該間欠押さえ移動機構１３によって間欠押さえ１１を上下方向へ変位させる作用と、外押さえ移動機構１５によって制御される外押さえ１４の上下動について説明する。

図１０はミシンモータ９が非作動状態にあって、従って、縫製が開始されない状態において、パルスモータＭのみが作動する状態を示す。図１０は横軸がパルスモータＭの駆動軸の回転角度、即ち、第一，第二カム３４，５５の回転角度を示し、縦軸は、間欠押さえ１１と、外押さえ１４の位置の関係を示す。つまり、図１０はパルスモータＭの駆動軸３５が電源のオフ時の原点から1１０度、２２０度を経て３３０度にまで回転することにより第一，第二カム３４，５５が回転することに伴って、間欠押さえ１１が上方又は下方へ変位し、更に、外押さえ１４が上下動するタイミングについて示す。
図１１は、第一カム３４が原点から３３０度回転する間における第一カム３４と第一従動子３３との位置関係を示し、図１１（イ）は図１０（イ）の時点に該当し、図１１（ロ）は図１０（ロ）の時点に該当し、図１１（ハ）は図１０（ハ）の時点に該当し、図１１（ニ）は図１０（ニ）の時点にそれぞれ該当するものである。

図１２は、第二カム５５が原点から３３０度回転する間における第二カム５５と第二従動子５４との位置関係を示し、図１２（イ）は図１０（イ）の時点に該当し、図１２（ロ）は図１０（ロ）の時点に該当し、図１２（ハ）は図１０（ハ）の時点に該当し、図１２（ニ）は図１０（ニ）の時点にそれぞれ該当するものである。
図１３乃至図１９はパルスモータＭの駆動軸３５の回転に伴って、間欠押さえ１１の上方又は下方への変位、及び外押さえ１４の動作を示す図である。

先ず、図１０（イ）に示すように、電源のオフ時にあっては、図２に示すように、間欠押さえ１１は下方に位置し、外押さえ移動機構１５は上方に位置し、外押さえ１４は上方に位置している。この時点における間欠押さえ駆動機構１２の形態は図５に示す状態にある。同図５に示すように、この時点において、揺動片１７の揺動中心Ｂは最下位に位置する。この時点においては、図１１（イ）に示すように、第一従動子３３は第一カム３４の原点に接し、又、図１２（イ）に示すように、第二従動子５４は第二カム５５の原点に接している。

次に、図１０（イ）に示す状態において、パルスモータＭの電源がオンしたとする。そして、電源のオンによって、パルスモータＭの駆動軸３５が図１０（イ）から１１０度回転して、図１０（ロ）の状態に移行する。
この時、第一カム３４は図１１（イ）に示す０度から図１１（ロ）に示す１１０度までの間においてカム径が徐々に拡径するため、図２に示すように、間欠押さえ移動機構１３の連結軸３２は右方向（図中、矢示方向）へ徐々に移動することにより、同図２に示すように、操作腕３１が時計方向へ回転して操作腕３１の先端で支持片２０を上方へ押し上げて、揺動片１７の中心を上方へ変移させることにより、間欠押さえ１１が上限の退避位置まで上昇する。この時点における間欠押さえ駆動機構１２の形態は図１３，図１４に示す状態にある。同図１４に示すように、揺動片１７の揺動中心Ｂは上方へ変移している。次に、図１２（イ），（ロ）に示すように、第二カム５５は図１２（イ）に示す０度から図１２（ロ）に示す１１０度までの間においてカム径は一定のため、外押さえ移動機構１５の連結軸５３は移動しない。このため、図１３に示すように、外押さえ１４は上昇したままである。

次に、パルスモータＭの駆動軸３５が図１０（ロ）から１１０度回転して、図１０（ハ）の状態に移行する。第一カム３４は図１１（ロ）に示す１１０度から図１１（ハ）に示す２２０度までの間においてカム径は一定のため、図１４及び図１５に示すように、間欠押さえ１１は退避位置に位置しているままである。一方、図１２（ロ），（ハ）に示すように、第二カム５５のカム径は、この間において徐々に拡径するため、図１２（ハ），図１５に示すように、外押さえ移動機構１５の連結軸５３は右方向（図中、矢示方向）へ移動することにより、同図１５に示すように、操作腕５２が同図中、反時計方向へ回転する結果、操作腕５２が押圧軸Ｙを押し下げて押圧板５１によって外押さえ１４（図１に示す）を下方へ押圧する。これにより、外押さえ１４は縫製布Ｈを押さえることができる。
次に、パルスモータＭの駆動軸３５が図１０（ハ）から１１０度回転して、図１０（ニ）の状態に移行した場合には、第一カム３４は図１１（ハ）に示す２２０度から図１１（ニ）に示す３３０度までの間においてカム径が徐々に縮径するため、図１７に示すように、間欠押さえ移動機構１３の連結軸３２は左方向（図中矢示方向）へ移動することにより、同図１７に示すように、操作腕３１が同図中、反時計方向へ回転して支持片２０が下方へ下がり、揺動片１７の揺動中心Ｂが下方へ変移すると、間欠押さえ１１は圧縮バネ２１（図１に示す）によって下方へ押し下げられる。一方、図１２（ハ），（ニ）に示すように、第二カム５５は図１２（ハ）に示す２２０度から図１２（ニ）に示す３３０度までの間においてカム径は一定のため、外押さえ移動機構１５の連結軸は移動しない。このため、図１６に示すように、外押さえ移動機構１５の押圧部５１は下降したままであって、従って、外押さえ１４を下方へ押し下げたままである。

以上の説明にあっては、パルスモータＭの駆動軸３５が０度から３３０度まで回転した場合の第一，第二カム３４，５５、第一，第二従動子３３，５４、間欠押さえ駆動機構１２、間欠押さえ移動機構１３、外押さえ１４、外押さえ移動機構１５の動作について説明したものである。

ところで、実際の縫製においては、図１０（ハ）と図１０（ニ）の間に位置する図１０（ホ）の状態において、縫製布Ｈの厚さに応じて間欠押さえ１１の高さが調整されるものである。即ち、図１０（ホ）の状態において、縫製布Ｈの厚さに応じて間欠押さえ移動機構１３が、間欠押さえ１１の上下動の中心位置の高さを調整した後、針棒７が上下動して縫針８が縫製布Ｈを縫製すると共に、該針棒７の上下動に同期して間欠押さえ１１は前記中心位置を中心にして上下動するものである。この時点における間欠押さえ１１、及び、間欠押さえ駆動機構１２の状態は図１８及び図１９に示す。図１８は縫製布Ｈの厚さに応じて間欠押さえ１１が図中、一点鎖線で示すように変位した状態を示す。図１９は、図１８中、一点鎖線で示す位置を中心に、針棒７の上下動に同期して該間欠押さえ１１が上下動する状態を示すものである。前記パルスモータＭに入力するパルス数は、縫製布Ｈの厚さ等に応じて制御部Ｓ（図４に示す）から出力されるものである。該制御部Ｓは例えば、マイクロコンピュータによって構成され、ＲＯＭ等に予め格納されているプログラムソフトに基づき所定の制御を行うものである。

次に、図２０に基づき作用について説明する。ステップＳ１において、制御部Ｓは図１０の（ハ）に示す状態のパルスモータＭの回転角度、具体的には、２２０度を入力する。該パルスモータＭの回転角度等は予めＲＯＭ等に記憶されている。次に、ステップＳ２において、当該２２０度に対応する第一パルス数Ｐを求める。次ぎに、ステップＳ３において、間欠押さえ１１の中心位置を縫製布Ｈの厚さに応じた高さ、例えば、図１０（ホ）の状態を入力し、次に、ステップＳ４において、当該図１０（ホ）の状態になるようにパルスモータＭを更に回転するための角度に相当する第二パルス数ＰＦを求める。

次に、ステップＳ５において、第一パルス数Ｐの有無を検出し、第一パルス数Ｐが存在する場合には、ステップＳ５において、一個のパルスをパルスモータＭに出力する。そして、ステップＳ７おいて第一パルス数Ｐから一を減算し、ステップＳ８において第一パルス数Ｐが零にならない場合には、ステップＳ６からステップＳ８を繰り返し、ステップＳ８において第一パルス数Ｐが零になった場合には、ステップＳ９において外押さえ１４の高さが決定する。

次に、ステップＳ１０においてパルスモータＭに一個のパルスを出力して該パルスモータＭを回転する。そして、ステップＳ１１において第二パルス数ＰＦから一を減算し、ステップＳ１２において第二パルス数ＰＦが零にならない場合には、ステップＳ１０からステップＳ１２を繰り返し、ステップＳ１２において第二パルス数ＰＦが零になった場合には、ステップＳ１２において間欠押さえ１１の高さが決定する。そして、ステップＳ１３において、縫製を開始する。

以上説明したように、一つのパルスモータＭをアクチュエータとして、間欠押さえ１１の中心位置を調整し、且つ、外押さえ１４を上下動させるようにしたため、間欠押さえ１１の中心位置を調整するためのアクチュエータと外押さえ１４を上下動させるためのアクチュエータとを専用に設ける場合に比較して、部品点数が減少する。このため、ミシン１の組み立て作業が煩雑にならないだけでなく、ミシン１の保守点検等を容易に行うことができるものである。

又、図１において、間欠押さえ駆動機構１２の揺動部２６に設けられている長孔２９に対して、外輪２４の連結部２５の取付け位置を該長孔２９に沿って変位することにより、針棒７に同期して上下動する間欠押さえ１１の上下動のストロークを変更できるものである。即ち、図７において、仮に、前記外輪２４の突設部２５を長孔２９の下端に取付けた場合には、外輪２４の一定距離の往復動によって揺動部２６は小さく揺動して、第二連結片１９（図１に示す）も小さなストロークで往復動する。その結果、揺動片１７は小さく揺動することになって、間欠押さえ１１は上下方向へ向けて小さな距離を上下動することができる。
一方、図７において、前記外輪２４の突設部２５を長孔２９の上端に取付けた場合には、外輪２４の一定距離の往復動によって揺動部１７は大きく揺動して、第二連結片１９も大きなストロークで往復動する。その結果、揺動片１７は大きく揺動することになって、間欠押さえ１１は上下方向へ向けて大きな距離だけ上下動することができる。そして、前記外輪２４の突設部２５と前記長孔２９との取付け位置を調整することにより、間欠押さえ１１の上下動のストロークを任意に調整することができる。

この実施形態においては、図１０に示すように、間欠押さえ移動機構１３と外押さえ移動機構１５は両者が同時に作動する期間はない。このため、パルスモータＭは間欠押さえ移動機構１３と外押さえ移動機構１５の何れか一方のみを作動し得るだけの出力を有する程度のモータを備えれば本発明の目的を達成できるものである。又、第一カム１１と第二カム５５の位相を変えて取り付けることにより、間欠押さえ１１と外押さえ１４との動作の位相を調整できる。
尚、一つの外形カムの原点から１８０度までの区間を間欠押さえ移動機構１３の制御に割当て、又、該外形カムの１８０度から３６０度までの区間を外押さえ移動機構１５の制御に割当てるようにできる。つまり、一つの外形カムの原点から１８０度までの区間に、第一実施形態の第一カム３４のカム面と同様のカム面を形成し、又、１８０度から３６０度までの区間に、第一実施形態の第二カム５５のカム面と同様のカム面を形成することができる。このように構成した場合には、第一実施形態と比較して一つのカムで足りるため、より一層部品数の減少を図ることができる。
図２１は第二実施形態を示す。この第二実施形態の特徴は、間欠押さえ１１の上部と、ミシンフレーム６のような固定部材との間に引っ張りバネ７１を設けることにより、間欠押さえ１１を常時上方向へ付勢し、又、間欠押さえ移動機構１３の操作腕３１を支持片２０に設けられている爪３６に上側から当接するようにした点にある。
第一実施形態においては、図１に示すように、圧縮バネ２１のバネ力に抗して、間欠押さえ移動機構１３によって、間欠押さえ１１を上方に変位させるものであるが、この第二実施形態においては、引っ張りバネ７１のバネ力に抗して、間欠押さえ移動機構１３によって、間欠押さえ１１を下方に変位させるものである。

図２２及び図２３は第三実施形態を示す。図２２は図８と同様の図である。又、図２３は図６と同様の図である。この第三実施形態においては、図２２に示すように、第一カム３４の３３０度と原点Ｇとの間に、針棒７の上下動に同期して間欠押さえ１１を上下動させるためのカム面３４ａを形成したものである。又、この第三実施形態においては、図２３に示すように、間欠押さえ移動機構１３の操作腕３１を、支持片２０に形成された孔７２に挿通させる等して該操作腕３１と支持片２０とが連結されている。そして、針棒７の上下動に同期して間欠押さえ１１を上下動させる過程においては、針棒７を上下動させるミシンモータ９の動作に同期させながらパルスモータＭの駆動軸３５を当該同期用のカム面３４ａにおいて往復動させ、当該同期用のカム面３４ａに第一従動子３３を当接するように構成すれば、前記操作腕３１に連結されている支持片２０はミシンモータ９に同期して上下方向へ揺動するため、間欠押さえ１１を針棒７の上下動に同期させて上下動させることができるものである。
図２４及び図２５は第四実施形態を示す。この第四実施形態の特徴は、第一カム３４又は第二カム５５を溝カムで構成し、第一,又は第二従動子３３，５４が嵌合するように構成した点にある。図２４は溝カムの正面図を示し、図２５は図２４のＣ−Ｃ線断面図である。ところで、第一実施形態のように、第一、第二カム３４，５５を外形カムで構成した場合には、第一,第二従動子３３，５４を該第一、第二カム３４，５５のカム面に常時当接させるように付勢するバネのような付勢手段が必要になる。しかし、前述のように、第一カム３４,第二カム５５を溝カムで構成した場合には、第一,第二従動子３３，５４が溝カムの溝３４ａに嵌合するものであるため、構成上、バネのような付勢手段が必要なく、部品数を減少させることができる。

図２６は本発明の参考例を示す。この参考例の特徴は、一つのカム８１によって間欠押さえ移動機構１３と外押さえ移動機構１５とを駆動するものである。カム８１には従動子８２の一端が当接し、該従動子８２の他端には駆動軸８３が連結され、該駆動軸８３の他端には従動子８４の一端が連結され、該従動子８４の他端には間欠押さえ移動機構１３の連結軸３２が連結されている。又、前記従動子８４の動作は遅延伝達部を介して従動子８６に伝達されるようになっている。該遅延伝達部は、端部に長孔８７が形成された駆動軸８５によって構成することができる。該駆動軸８５の一端は、前記従動子３２の回転中心αとその一端との間に連結され、前記長孔８７には該長孔８７に沿って移動可能にピン８８が挿通し、該ピン８８には従動子８６の一端が連結されている。該従動子８６の他端は外押さえ移動機構１５の連結軸５３に連結されている。そして、前記従動子８２は引っ張りバネ８９によって常時カム８１に当接するように付勢されている。又、従動子８６は引っ張りバネ９１によって常時ストッパ９１側へ当接するように付勢されている。

このように構成された参考例においては、カム８１のカム面の形状に応じて従動子８２が揺動することにより、駆動軸８３が往復動して従動子８４が揺動する。該従動子８４の揺動によって間欠押さえ移動機構１３の連結軸３２が作動することにより、図２に示す操作腕３１が揺動して間欠押さえ１１を上下方向へ変位させる。しかし、この時、図２６に示すように、従動子８４の動作は遅延伝達部を介して従動子に伝達されるため、未だ、従動子８６は揺動せず、従って、外押さえ移動機構１５の連結軸５３は作動しない。そして、長孔８７の長さ分だけ、ピン８８が移動した時点で始めて従動子８６が作動して連結軸５３が作動する。つまり、この実施形態においては、一つのカム８１を用いることにより、外押さえ１４の動作を間欠押さえ１１の動作に遅延させて作動させることができる。又、長孔８７の長さを調節することにより、前記遅延の程度を容易に調節できるものである。

又、駆動軸８５は従動子８４の揺動中心と該揺動子８４の一端との間に連結されているため、駆動軸８３の移動量よりも駆動軸８５の移動量は少ない。このため、間欠押さえ移動機構１３（図２に示す）の連結軸３２よりも外押さえ移動機構１５（図２に示す）の連結軸５３の移動量を少なくすることができ、該外押さえ移動機構１５の連結軸５３の移動量を微妙に調整することができる。尚、以上の説明においては、前段側を間欠押さえ移動機構１３とし、後段側を外押さえ移動機構１５としたが、前段側を外押さえ移動機構１５とし、後段側を間欠押さえ移動機構１３としても良い。
又、図２７は第五実施形態を示す。図２７は図１０と同様の図である。この第五実施形態においては、間欠押さえ１１の動作と外押さえ１４の動作との間に、両者が停止状態の重複部Ｒを設けた点にある。このように、間欠押さえ１１と外押さえ１４の両者が停止状態の重複部Ｒを設けたため、この重複部Ｒにおいて、パルスモータＭの脱調の調整を行うことができる。

尚、以上の実施形態においては、間欠押さえ１１を下方へ変位するために圧縮バネ２１を用い、又、外押さえ１４を上方に移動させるために引っ張りバネを用いたが、別の駆動源やレバー等を用いて、間欠押さえ１１を下方へ変位させ、外押さえ１４を上方に移動させるようにしても良い。又、アクチュエータはパルスモータＭによって構成したが、他の種類のモータや、ソレノイド、エアシリンダであっても良い。又、第一カム３４，第二カム５５とパルスモータＭとの間に、減速や回転の方向を変更するギアやリンク等を介在させても良い。

更に、パルスモータＭの駆動力をワイヤやベルト等によって間欠押さえ移動機構１３および外押さえ移動機構１５に伝達するようにしても良い。又、エンコーダを用いたが、該エンコーダを用いることなくパルスモータＭをオープン制御するようにしても良い。更に又、第一カム３４と第二カム５５は、パルスモータＭの同一の駆動軸３５に取付けられているが、互いに別の駆動軸に取付けるようにしても良い。更に、アクチュエータとしてもパルスモータＭは脚柱部３に設けたが、アーム部４やベッド部２に設けても良い。又、パルスモータＭはミシンフレーム６の外部に設けたが、ミシンフレーム６の内部に設けても良い。更に、圧縮バネ２１によって、第一従動子３３を第一カム３４に押し付けるようにし、又、引っ張りバネ５８によって、第二従動子５４を第二カム５５に押し付けるようにしたが、互いに専用のバネ等の弾性体を用いても良い。又、間欠押さえ移動機構１３および外押さえ移動機構１５とアクチュエータとの間にクラッチを介在しても良い。

図１はミシンの押上げ装置の原理を示すミシンの斜視図である。 図２はミシンの正面図である。 図３は間欠押さえの上方への変位、並びに下方への変位を示す図である。 図４はミシンの押上げ装置のアクチュエータ近傍の斜視図である。 図５はミシンの押上げ装置を左側面から観た状態の図である。 図６は図１中矢示Ａ方向から観た状態の図である。 図７は図１の部分拡大図である。 図８はカムの形状を示すカムの正面図である。 図９はエンコーダの斜視図である。 図１０はアクチュエータの駆動軸の回転角度と間欠押さえと、外押さえとの位置関係を示す図である。 図１１は、第一カムと第一従動子との関係を示す図である。 図１２は第二カムと第二従動子との関係を示す図である。 図１３はミシンの正面図である。 図１４はミシンの押上げ装置を左側面から観た状態の図である。 図１５はミシンの正面図である。 図１６はミシンの正面図である。 図１７はミシンの正面図である。 図１８はミシンの押上げ装置を左側面から観た状態の図である。 図１９はミシンの押上げ装置を左側面から観た状態の図である。 図２０はフローチャートである。 図２１は図１中矢示Ａ方向から観た状態の図である。（第二実施形態） 図２２はカムの正面図である。（第三実施形態） 図２３はカムの正面図である。（第三実施形態） 図２４は溝カムの正面図である。（第四実施形態） 図２５は溝カムの断面図である。（第四実施形態） 図２６はアクチェータの駆動力を、間欠押さえ及び外押さえに伝達する機構を示す図である。（参考例） 図２７はアクチュエータの駆動軸の回転角度と間欠押さえと、外押さえとの位置関係を示す図である。（第五実施形態） 図２８はミシンの縫製の原理を示すミシンの斜視図である。 図２９は間欠押さえの上方又は下方への変位を示す図である。

１ 工業ミシン
３ 脚柱部
４ アーム部
１１ 間欠押さえ
１２ 間欠押さえ駆動機構
１３ 間欠押さえ移動機構
１４ 外押さえ
１５ 外押さえ移動機構
Ｍ パルスモータ
Ｋ 位相決定手段

Claims (4)

1. ミシンモータにより針棒に同期して上下動可能に設けられ、縫製布の針貫通部の近傍を間欠的に押さえる間欠押さえと、
   上下動可能に設けられて該間欠押さえの周囲において縫製布を押さえる外押さえと、
   前記ミシンモータとは異なる同一のパルスモータにより駆動される第１カム、及び第２カムと、
   該第１カムのカム面の変化に従い前記間欠押さえを前記上下動の範囲から上方の退避位置に退避可能に設けられた間欠押さえ移動機構と、
   第２カムのカム面の変化に従い外押さえを上下動させる外押さえ移動機構を備え、
   前記間欠押さえが退避位置にあり、且つ、前記外押さえが上方に位置する、布交換が可能な状態と、
   前記間欠押さえが退避位置にあり、且つ、前記外押さえが下方に位置する、布送りが可能な状態と、
   前記間欠押さえが退避位置より下方にあり、且つ、前記外押さえが下方に位置する、縫製が可能な状態とに切り換え可能であるミシンの押さえ上げ装置であって、
   前記パルスモータは、制御部によって制御されると共に、該制御部に予め格納されている、前記縫製布の厚さに応じたパルス信号に基づく回転角を、前記第１カム、及び第２カムに与え、
   前記縫製が可能な状態は、前記外押さえが下降した状態において、前記制御部からの前記パルス信号に基づく前記パルスモータによる駆動により、前記間欠押さえ移動機構が、前記間欠押さえの上下動する中心位置を前記縫製布の厚さに応じて上下方向に変位させる状態を含むことを特徴とするミシンの押さえ上げ装置。
2. 前記パルスモータの駆動軸の回転位置を検出するためのエンコーダを備えたことを特徴とする請求項１に記載のミシンの押さえ上げ装置。
3. 前記エンコーダは、前記パルスモータの原点位置を検出可能であることを特徴とする請求項２に記載のミシンの押さえ上げ装置。
4. 前記パルスモータは、ミシンのフレーム外に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のミシンの押さえ上げ装置。

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