JP7172692B2 - ミシン用ワーク送り制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシン用ワーク送り制御装置に関する。

特許文献１には、縫製中の布の縫い針に沿う端末位置を光センサで監視して、その位置が適切な位置となるように案内輪により布の送り方向を調整する送り装置が開示されている。案内輪は、縫製される布の上面に接している。一方、布の下面は、端末位置における布の本来の送り方向に沿って外周が配置され、その外周が本来の送り方向と一致するように回転される回転板により支持されている。

特公昭６０－１７５５７号公報

上記送り装置では、布は、その下面が回転板の回転の影響を受け、その上面が案内輪による調整の影響を受ける。そのため、回転板と案内輪とに挟まれた布には、上面と下面とが別の方向に移動される力を受け、上面と下面とを剥離する力が働く。従って、布が２枚重ねである場合、送りの途中で上下の布の相対位置が本来あるべき位置からずれてしまう恐れがある。

本発明の課題は、ミシン用ワーク送り制御装置において、被縫製物としての複数枚のワークを密着させるためのワーク押えが、ワークを押える以外の力を可及的にワークに与えないようにすることにより、複数枚のワークを重ねて縫製する際に重ねられたワークが縫製中に互いに位置ずれするのを抑制することにある。

本発明の第１発明のミシン用ワーク送り制御装置は、ミシンの縫い針を中心としてミシンテーブル上で回転自在に支持され、上面に被縫製物としてのワークを載置可能とする回転板と、該回転板を、その回転方向又は回転速度を調整可能に駆動する回転駆動機構と、前記回転板上に載置されたワークを上方から押えるワーク押えとを備え、該ワーク押えは、ワークの前記回転板による送りに対してワークの表面上で相対移動するように、ワークの表面上で転動する転動体を備える。

第１発明において、ワーク押えは、ミシン本体に固定されたものでもよいし、ミシン本体に移動自在に固定されたものでもよい。また、転動体は、ボールベアリング、ローラ等で構成することができる。

第１発明によれば、縫製時にワークがミシンの送り歯により送られ、且つ回転板により回転されるとき、ワークは、ワーク押えにより上方から押えられている。このとき、ワーク押えの転動体はワーク表面上で転動する。そのため、ワークがワーク押えにより上方から押えられた状態で各方向に送られても、ワークの上下面間にそれらを剥離する力が働くことは抑制される。従って、複数枚のワークを重ねて縫製する際に重ねられたワークが縫製中に互いに位置ずれするのを抑制することができる。

本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記ワーク押えは、転動体としてボールベアリングを含んで構成されている。

第２発明によれば、転動体をボールベアリングにより構成している。そのため、複数方向に転動可能なボールベアリングを簡単に構成することができる。

本発明の第３発明は、上記第２発明において、前記ワーク押えは、転動体として前記ワークを上方から押える複数個のボールベアリングを含んで構成されている。

第３発明によれば、転動体を複数個のボールベアリングにより構成している。そのため、ワーク押えによりワークを上方から押える力に対し、ボールベアリング一つ当たりの押圧力を小さくすることができ、各ボールベアリングの転動を容易にすることができる。従って、上記第１発明の効果をより顕著にすることができる。

本発明の第４発明は、上記第３発明において、前記ボールベアリングの少なくとも一部は、前記ワークの上面から選択的に離間可能に構成されている。

第４発明によれば、必要に応じてボールベアリングの一部はワーク上面から離間可能とされている。そのため、ワークの性状等に応じてワーク押えによるワークの押圧パターンを適正化することができる。

本発明の第５発明は、上記第４発明において、前記ワークの曲げ剛性の強さに応じて、前記ボールベアリングのうち、前記ワークの送り方向の下流側の一つ、若しくは複数個が、前記ワークの上面から離間されるように構成されている。

第５発明によれば、曲げ剛性が違う２種類のワークがあるとき、曲げ剛性が強いワークに対しては、複数個のボールベアリングの全てがワークの上面を押えるようにされ、曲げ剛性が弱いワークに対しては、複数個のボールベアリングのうち、ワークの送り方向の下流側のボールベアリングがワークの上面から離間可能とされている。曲げ剛性が弱いワークでは、曲げ剛性が強いワークに比べてボールベアリングの位置に押圧力が集中し易く、ワークの送りに対してワーク押えが追随して移動し難くなる。そのため、曲げ剛性が弱いワークでは、曲げ剛性が強いワークに比べてワーク押えのボールベアリングの数を減らすことによりワークの送りに対するワーク押えの移動の追随性を良くして、複数枚のワークを重ねて縫製する際に重ねられたワークが縫製中に互いに位置ずれするのを抑制することができる。しかも、ワークの送り方向の下流側のボールベアリングを離間させるので、送り方向が変化する際のワークの方向転換を容易にすることができる。

本発明の第６発明は、上記第１発明又は第２発明において、前記ワーク押えは、自在アームにより前記回転板上で支持され、前記自在アームは、変形して前記ワーク押えを前記回転板の表面に沿って移動自在としている。

第６発明によれば、ワーク押えは、自在アームにより回転板上で移動自在とされている。そのため、ワークの形状等に応じて、回転板上でワーク押えの位置を適宜変更することができる。

本発明の第７発明は、上記第６発明において、前記ワーク押えは、その重量を調整可能とされている。

第７発明によれば、ワーク押えの重量を調整することにより、ワークの性状等に応じてワークに対するワーク押えによる押圧力を適宜調整することができる。

本発明の第８発明は、上記第１発明～第７発明のいずれかにおいて、前記回転板を支持するミシンテーブル上には、前記回転板の下面に接触して回転し、前記回転板の回転を円滑にする回転体を備える。

第８発明において、回転体は、ボールベアリング、ローラ等により構成することができる。

第８発明によれば、回転板の回転時、回転板と支持基盤との間で回転体が回転することにより、回転板の回転時の支持基盤に対する摩擦抵抗が抑制される。そのため、回転板の回転をスムーズに行うことができる。

本発明の第１実施形態であるミシン用ワークの送り制御装置の斜視図である。 第１実施形態の回転板部分の拡大平面図である。 第１実施形態の駆動回路部分の機能ブロック図である。 第１実施形態のワーク押え部分の拡大平面図である。 本発明の第２実施形態であるミシン用ワークの送り制御装置の斜視図である。 第２実施形態の自在アームの先端部分の拡大斜視図である。

<第１実施形態の全体構成>
図１は、本発明の第１実施形態であるミシン用ワークの送り制御装置を示す。このミシン用ワークの送り制御装置は、ミシン１０のミシンテーブル１４の上に回転板２０を回転自在に設置し、この回転板２０の回転を制御することにより、回転板２０上に載せた被縫製物であるワーク（図示略）の送り方向及び送り速度を制御するものである。なお、以下の説明では、ミシンテーブル１４の上表面は水平とされ、その上面にミシン１０のミシン本体１１が配置されているものとして各方向を説明する。

<回転板２０の構成>
図２に詳細を示すように、回転板２０は、円環状の枠体２１の内周側に回転自在に支持されている。枠体２１の内周側には、内周面に沿って周方向に等間隔に複数個（ここでは６個）の摺動体２３が設けられている。摺動体２３の内周側端にはボールベアリングが備えられており、このボールベアリングにより回転板２０の外周面が案内されている。回転板２０の円の中心には、円形の開口２０ａが形成されている。

図１のように、枠体２１及び回転板２０の組合せは、ミシン１０のミシンテーブル１４上に枠体２１が固定されることによりミシン１０に設置されている。このとき、図１、２のように、ミシン本体１１の縫い針１２及び押え金１３が回転板２０の開口２０ａの中心に配置されている。従って、回転板２０は、縫い針１２を中心として回転される。

図１、２のように、ミシンテーブル１４上で、回転板２０の下側には、複数個（ここでは３個）のボールベアリング２４が回転板２０の周方向に等間隔に配置されている。従って、回転板２０は、上述のように外周面が摺動体２３のボールベアリングに案内されることによって、枠体２１に対する回転時の摩擦抵抗を小さくされており、且つ下面がボールベアリング２４に支持されることによって、ミシンテーブル１４に対する回転時の摩擦抵抗を小さくされている。ボールベアリング２４は、本発明の回転体に相当する。

<回転駆動機構３０の構成>
図１のように、回転駆動機構３０は、支持ブラケット３３の先端に駆動ローラ３２が回転自在に支持され、支持ブラケット３３の基端が、ヒンジ体３４により回転自在にミシンテーブル１４上に支持されて構成されている。板状の支持ブラケット３３を挟んで駆動ローラ３２の反対側には、モータ３１が設けられ、駆動ローラ３２は、モータ３１により回転駆動されるように結合されている。モータ３１には、モータ３１を制御する駆動回路４０が結合されている。

駆動ローラ３２の下側は、支持ブラケット３３の下端縁より下に食み出すように構成されており、駆動ローラ３２の外周面は、回転板２０の上面に接触されている。駆動ローラ３２の回転軸にはモータ３１が結合されてモータ３１の重量が加えられているため、駆動ローラ３２の外周面は、回転板２０の上面に圧接されている。図２のように、駆動ローラ３２は、回転板２０上で一つのボールベアリング２４の上に対応して配置されている。そのため、駆動ローラ３２がモータ３１により回転駆動されると、回転板２０は、駆動ローラ３２とボールベアリング２４に挟まれた状態で、駆動ローラ３２の回転力を効率的に受けてボールベアリング２４を転がしてスムーズに回転される。駆動ローラ３２の外周面、若しくは回転板２０の上表面は、両者間の摩擦力を確保するために適宜の表面処理が施されている。

駆動ローラ３２が回転板２０上の駆動位置にあって、回転板２０上でワークを取り扱う際などに駆動ローラ３２が邪魔になる場合は、支持ブラケット３３をヒンジ体３４を中心として回転して、駆動ローラ３２を回転板２０の外周側上面に当接する駆動位置から離間位置へ移動し、駆動ローラ３２を回転板２０上から退避させることができる。

<ワーク押え５０の構成>
図１、２、４のように、回転板２０の上で、開口２０ａの周りに対応する位置には、ワーク押え５０が設けられている。ワーク押え５０は、回転板２０の上からの平面視で概略コ字形状の支持体５１を有し、支持体５１がミシン本体１１の先端部を包むように配置されている。支持体５１は、固定板５１ｂによりミシン本体１１の先端面に固定されている。

支持体５１には、回転板２０の上表面に垂直に複数個（ここでは７個）の貫通孔５１ａが穿設されており、両端部に位置する貫通孔５１ａと中間部に位置する貫通孔５１ａの合計３個には、押え棒５２が垂直方向に摺動自在に挿入されている。押え棒５２の下端には、ボールベアリング５２ａが設けられており、回転板２０上に載せられたワークの上に各押え棒５２が載った状態でも、ワークは押え棒５２に対してボールベアリング５２ａにより水平方向に容易に摺動するようにされている。また、押え棒５２は、適度な圧力でワークを回転板２０上に押さえつけられる重量に設定されている。例えば、押え棒５２はステンレス製とされている。押え棒５２は、本発明の転動体に相当する。

各押え棒５２は、各貫通孔５１ａに対して抜き差し可能とされており、ワークの性状等に応じて複数の貫通孔５１ａのうち適宜の貫通孔５１ａに押え棒５２を挿入して機能するようにされている。例えば、曲げ剛性が強いワークに対しては、図１、２、４のように、３本の押え棒５２がセットされるのに対し、曲げ剛性が弱いワークに対しては、ワークの送り方向の下流側に位置する押え棒５２の一つ若しくは二つが貫通孔５１ａから抜かれて、残りの押え棒５２のみでワーク押え５０が構成される。ここでは、貫通孔５１ａに対して押え棒５２を抜き差ししてワークに接触する押え棒５２の数及び位置を制御するようにしたが、押え棒５２を持ち上げた位置で支持体５１に係合して保持し、ワークの上面から離間させるようにしてもよい。

このようにワークの性状等に応じてワークを押える押え棒５２の数及び位置を制御することにより、例えば、曲げ剛性が弱いワークでは、曲げ剛性が強いワークに比べてボールベアリング５２ａの位置に押圧力が集中し易く、ワークの送りに対してワーク押え５０が摺動して移動し難くなる。そのため、曲げ剛性が弱いワークでは、曲げ剛性が強いワークに比べてワーク押え５０のボールベアリング５２ａの数を減らすことにより、ワークの送りに対してワーク押え５０を摺動し易くして、複数枚のワークを重ねて縫製する際に重ねられたワークが縫製中に互いに位置ずれするのを抑制することができる。しかも、ワークの送り方向の下流側のボールベアリング５２ａを離間させるので、ワーク上でワーク押え５０により押えられる領域を狭くして送り方向が変化する際のワークの方向転換を容易にすることができる。

<駆動回路４０の構成>
図３には、駆動回路４０を示す。駆動回路４０には、コントローラ６３及びモータ３１が接続されており、駆動回路４０は、コントローラ６３の速度指令信号及び回転方向指令信号によりモータ３１の回転速度及び回転方向を任意に制御可能とされている。また、駆動回路４０には、コントローラ６３と並列にリモートコントローラ６１が接続可能とされており、コントローラ６３による制御と同様にリモートコントローラ６１によりモータ３１を制御可能とされている。

駆動回路４０には、メモリ６２が接続されており、メモリ６２は、コントローラ６３又はリモートコントローラ６１によるモータ３１の制御内容を時間経過とともに記憶可能とされている。また、メモリ６２は、記憶した内容に基づいてモータ３１の回転速度及び回転方向を制御可能とされている。なお、メモリ６２には、必要に応じてミシン本体１１によるワークの送り速度の情報も記憶して、その情報によりモータ３１の回転速度及び回転方向と共にワークの送り速度も制御可能とすることができる。

<第１実施形態の作用、効果>
ワークとしての被縫製物を縫製する場合、一般的な縫製作業の場合と同様、回転板２０の上に載せられたワークを押え金１３の下に挟んで作業を行う。このとき、ワークは、ワーク押え５０の押え棒５２により押えられた状態とする。この状態で、ミシン本体１１を作動させて縫製作業を開始し、必要に応じて駆動ローラ３２を回転させて、ワーク上の縫い目を任意の形状とする。

例えば、縫い目を直線とする場合は、駆動ローラ３２を回転させながらワークの直線方向から外れる方向へのズレを調整させて縫製を行う。その結果、ワークは図２の矢印Ａで示す方向に押え金１３の下にある送り歯（図示略）により送られて縫い目は直線となる。このとき、ワークは、ワーク押え５０の押え棒５２により押えられているため、作業者が手でワークを押えながら縫製作業を行う場合と同様にワークは安定して直進される。

縫い目を左側に湾曲した曲線とする場合は、駆動ローラ３２を回転させて回転板２０を図２で反時計方向に回転させる。その結果、ワークは、送り歯により送られながら回転板２０と共に反時計方向に回転されるため、ワークは図２の矢印Ｂで示す方向に送られる。そのため、ワークには左側に湾曲した縫い目が形成される。

縫い目を右側に湾曲した曲線とする場合は、駆動ローラ３２を回転させて回転板２０を図２で時計方向に回転させる。その結果、ワークは、送り歯により送られながら回転板２０と共に時計方向に回転されるため、ワークは図２の矢印Ｃで示す方向に送られる。そのため、ワークには右側に湾曲した縫い目が形成される。

駆動ローラ３２による回転板２０の回転と、送り歯によるワークの送りの速度との組合せを変えることにより任意の曲率の曲線の縫い目を形成することができる。また、縫製作業の途中で駆動ローラ３２による回転板２０の回転方向や回転速度を変えることにより湾曲方向や曲率を任意に変更した縫い目を形成することができる。

しかも、これらの縫製作業は、コントローラ６３の他に、リモートコントローラ６１によっても行うことができ、一つのリモートコントローラ６１により複数台のミシン１０の駆動回路４０を制御可能とすれば、一人の作業者が同時に複数台のミシン１０を使って複数のワークの縫製作業を一度に行うことができる。

また、メモリ６２によって駆動回路４０を制御すれば、縫製作業を自動化することができる。

<第２実施形態>
図５は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が第１実施形態に対して特徴とする点は、ワーク押え５０の構造を変更した点である。その他の構成は、第２実施形態においても第１実施形態と同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。

第２実施形態のワーク押え５０は、図６に拡大して示すように、シリンダ５７ａ内に挿入されたピストン（図示略）のピストンロッド５７ｂに押えスライダ５３が設けられて構成されている。押えスライダ５３は、回転板２０上に載せられたワークの上に接する部分に、複数個（ここでは４個）のボールベアリング５３ａが設けられており、ワークは、押えスライダ５３に対して容易に摺動可能とされている。押えスライダ５３は、本発明の転動体に相当する。

シリンダ５７ａには、エアパイプ５８及び排気口５７ｃが接続されている。エアパイプ５８を通じてシリンダ５７ａに圧縮空気が供給されると、ピストンロッド５７ｂがシリンダ５７ａ内に格納作動される。また、エアパイプ５８からの圧縮空気の供給が遮断された状態で排気口５７ｃに接続された排気弁５７ｄが開放操作されると、ピストンロッド５７ｂがシリンダ５７ａから突出作動される。

シリンダ５７ａは、支持体５７ｅにより自在アーム５６に結合されており、自在アーム５６は支持棒５５により支持されている。支持棒５５は、回転板２０の外周の枠体２１に垂直に立設されている。自在アーム５６は、複数本（ここでは３本）のロッド５６ａ～５６ｃが複数個（ここでは４個）の結接体５６ｅ～５６ｈにより結合されている。また、支持体５７ｅ対しては、ロッド５６ａが結接体５６ｄにより結合されている。更にまた、支持棒５５に対しても、ロッド５６ｃが結接体５６ｊにより結合されている。

結接体５６ｅ、５６ｆは、水平方向に相対回転自在に結合されており、結接体５６ｇ、５６ｈも、同様に、水平方向に相対回転自在に結合されている。また、結接体５６ｊは、支持棒５５に対して水平方向に回転自在に結合されている。そのため、自在アーム５６の各ロッド５６ａ～５６ｃは、水平方向に自在に相対角度を変更可能であり、回転板２０上でワーク押え５０の位置を自在に変更可能とされている。

図５、６のように、シリンダ５７ａの上には、錘５４が固定されている。錘５４は、複数枚の円板体が重ねられて成り、円板体の数を制御することにより重さが制御可能とされている。錘５４は、押えスライダ５３によるワークに対する押圧力が適度な大きさとなるようにしている。

第２実施形態によれば、回転板２０の上に載せられたワークの上にワーク押え５０を載せて、縫製作業時に作業者の手がワークを押えるのと同様に、適度にワークを押えることができる。縫製時にワークが回転板２０上で送られると、押えスライダ５３はワーク上を摺動することができる。ワークの着脱のために押えスライダ５３をワークから離すときは、エアパイプ５８からシリンダ５７ａに圧縮空気を供給することにより押えスライダ５３が持ち上げられ、ワークの着脱作業を容易にすることができる。また、ワークの形状等に応じて、自在アーム５６の角度を調整して回転板２０上でワーク押え５０の位置を適宜変更することができる。

<他の実施形態>
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、回転駆動機構３０により回転板２０の回転方向と回転速度の両方を制御可能としたが、回転方向と回転速度のいずれか一方のみ制御可能としてもよい。また、上記実施形態では、回転駆動機構３０は、駆動ローラ３２により回転板２０の回転板２０を摩擦力により回転駆動するようにしたが、モータ３１により回転されるギヤを回転板２０の外周に形成したギヤに噛合させて回転駆動するようにしてもよい。

１０ ミシン
１１ ミシン本体
１２ 縫い針
１３ 押え金
１４ ミシンテーブル
２０ 回転板
２０ａ 開口
２１ 枠体
２３ 摺動体
２４ ボールベアリング（回転体）
３０ 回転駆動機構
３１ モータ
３２ 駆動ローラ
３３ 支持ブラケット
３４ ヒンジ体
４０ 駆動回路
５０ ワーク押え
５１ 支持体
５１ａ 貫通孔
５１ｂ 固定板
５２ 押え棒（転動体）
５２ａ ボールベアリング
５３ 押えスライダ（転動体）
５３ａ ボールベアリング
５４ 錘
５５ 支持棒
５６ 自在アーム
５６ａ～５６ｃ ロッド
５６ｄ～５６ｊ 結接体
５７ａ シリンダ
５７ｂ ピストンロッド
５７ｃ 排気口
５７ｄ 排気弁
５７ｅ 支持体
５８ エアパイプ
６１ リモートコントローラ
６２ メモリ
６３ コントローラ

Claims (8)

1. 縫い針の縫製動作に応じてミシンテーブル上で被縫製物としてのワークを所定方向に直線的に移動させる送り歯と、
   前記縫い針による縫製動作時にミシンテーブル上に前記ワークを押圧すると共に、前記送り歯による前記ワーク移動時に前記送り歯との間に前記ワークを挟持する押え金とを備えたミシンにおいて、
   回転中心部に前記縫い針、前記押え金及び前記送り歯を配置可能とするための開口を備え、前記縫い針を中心として前記ミシンテーブル上で回転自在に支持され、上面に前記ワークを載置して回転される回転板と、
   該回転板上に前記ワークを載置した状態で、前記ミシンテーブルに対して前記ワークと共に前記回転板を、その回転方向又は回転速度を制御可能に駆動する回転駆動機構と、
   前記回転板上に載置された前記ワークを前記回転板との間に挟んで上方から押えるワーク押えとを備え、
   該ワーク押えは、前記ワークの前記回転板による送りに対して前記ワークの表面上で相対移動するように、前記ワーク表面上で転動する転動体を備えるミシン用ワーク送り制御装置。
2. 請求項１において、
   前記ワーク押えは、転動体としてボールベアリングを含んで構成されているミシン用ワーク送り制御装置。
3. 請求項２において、
   前記ワーク押えは、転動体として前記ワークを上方から押える複数個のボールベアリングを含んで構成されているミシン用ワーク送り制御装置。
4. 請求項３において、
   前記ボールベアリングの少なくとも一部は、前記ワークの上面から選択的に離間可能に構成されているミシン用ワーク送り制御装置。
5. 請求項４において、
   前記ワークの曲げ剛性の強さに応じて、前記ボールベアリングのうち、前記ワークの送り方向の下流側の一つ、若しくは複数個が、前記ワークの上面から離間されるように構成されているミシン用ワーク送り制御装置。
6. 請求項１又は２において、
   前記ワーク押えは、自在アームにより前記回転板上で支持され、前記自在アームは、変形して前記ワーク押えを前記回転板の表面に沿って移動自在としているミシン用ワーク送り制御装置。
7. 請求項６において、
   前記ワーク押えは、その重量を調整可能とされているミシン用ワーク送り制御装置。
8. 請求項１～７のいずれかにおいて、
   前記回転板を支持するミシンテーブル上には、前記回転板の下面に接触して回転し、前記回転板の回転を円滑にする回転体を備えるミシン用ワーク送り制御装置。

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