JPH0136398B2 - - Google Patents

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JPH0136398B2
JPH0136398B2 JP10018285A JP10018285A JPH0136398B2 JP H0136398 B2 JPH0136398 B2 JP H0136398B2 JP 10018285 A JP10018285 A JP 10018285A JP 10018285 A JP10018285 A JP 10018285A JP H0136398 B2 JPH0136398 B2 JP H0136398B2
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JP
Japan
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sewing machine
needle
cloth
sewing
detector
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JP10018285A
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Nobuyuki Naganuma
Yasuhiro Shimizu
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Brother Industries Ltd
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Brother Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はジグザグミシンに関するものであり、
特に、加工布の側縁(布縁と言う)から所定距離
だけ隔てて縫目線を形成する布縁倣い縫ミシンに
関するものである。
従来の技術 布縁倣い縫の可能なジグザグミシンは米国特許
第4248168号の明細書によつて既に知られている。
これは布縁の位置が布検出器によつて検出され、
その検出信号に基づいて縫針の揺動機構が制御さ
れることにより布縁から一定距離隔てて縫目線が
形成されるものである。
このように縫針の横方向位置、すなわち加工布
の送り方向に直角な方向の位置が変えられるとい
うジグザグミシンの特徴を利用すれば、布検出器
を始め、簡単な装置の付加によつて布縁倣い縫の
可能なミシンを得ることができる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記米国特許明細書に記載され
ている装置においては、布検出器が加工布によつ
て覆われる部分の大きさに対応した出力信号を発
する透過型フオトセンサとされており、このフオ
トセンサの出力信号に対応した量だけ縫針が横方
向に移動させられるようになつているため、フオ
トセンサは少なくとも布縁の位置が変動する可能
性のある領域においてリニアリテイを有すること
が必要であつて高価となることを避け得ない問題
があつた。
また、透過型フオトセンサが使用されているた
め、加工布に覆われた部分においてもある程度の
光がフオトセンサに入光することを避け得ず、こ
の入光量な加工布の厚さ、色、材質等の影響を顕
著に受ける。したがつて、これらの影響を除くた
めに常に加工布に覆われる位置に補正用のフオト
センサを設けることが必要であり、それだけコス
トが高くなるのみならず、チエツク等柄物の縫製
を行う場合には補正用フオトセンサが布縁検出用
フオトセンサとは色が異なる部分の下方に位置す
ることがあり、この場合には補正量が不適正とな
つて布縁から縫目線までの距離、すなわち縫代が
不均一となる問題があつた。
問題点を解決するための手段 本発明はこの問題点を解決するために、縫針が
下端に取り付けられる針棒を上下往復運動可能に
支持し、横方向揺動運動可能にミシン機枠に配設
された揺動支持枠と、縫針の落下点に移送される
加工布を支持するミシンヘツドと、針棒の横方向
揺動位置を制御するために揺動支持枠に作動的に
連結されたアクチユエータとを備え、そのアクチ
ユエータの駆動により加工布上の縫目形成位置を
変化させるジグザグミシンに適用される。このよ
うなジグザグミシンが(a)ミシンヘツド上の加工布
の側縁を検出するために互に近接配置された発光
部と受光部とを有し、その発光部の配置位置と受
光部の配置位置とのほぼ中央位置を支点として回
動位置調節可能にミシン機枠に設置された布検出
器と、(b)発光部からの放射光を受光部に向かつて
反射するためにミシンヘツドの上面に固設され、
布検出器の回動支点を中心とする円弧状に形成さ
れた反射面と、(c)受光部の受光量を揺動支持枠の
横方向揺動位置に関する位置指令信号に変換する
変換手段と、(d)位置指令信号に従つてアクチユエ
ータの駆動を制御する制御手段とを含むようにさ
れるのである。
作 用 上記のように構成されたミシンにおいては、反
射面上における布縁の位置が変動すれば受光部の
受光量が変動し、その受光量の変動に応じて変換
手段および制御装置により揺動支持枠の横方向位
置が制御され、縫針の位置が布縁の位置の変動に
追従して変えられて布縁から縫目線までの距離、
すなわち縫代が一定に保たれる。
また、布検出器の回動位置が変えられれば布縁
の位置が変化しなくても布検出器の出力信号が変
わり、それに伴つて縫代が変わることとなる。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る
ミシンにおいては布縁の位置を検出する布検出器
が反射型のフオトセンサとされているため、加工
布の厚さは勿論、材質や色も縫代の制御に殆ど影
響しない。反射面からの反射光と加工布からの反
射光との強さの差に比較して、加工布の材質や色
による反射光の強さの差は著しく小さなものであ
るため、加工布の材質や色が布縁位置の検出に影
響を与えることが殆どないのである。したがつ
て、従来のように補正用のフオトセンサを設ける
必要がなく、コスト低減が可能になるとともに、
チエツク等柄物の縫製に当たつても縫代が不均一
となることがない。
また、布検出器の回動位置の調節によつて容易
に縫代を変えることができ、そのうえ、布検出器
の回動位置を調節しても反射面がその検出器の回
動支点を中心とする円弧状に形成されているた
め、発光部からの放射光が常に正確に受光部に向
かつて反射され、縫代の調節に伴つて布検出器の
感度が変化することがなく、布検出器自体はリニ
アリテイの有る範囲の狭い安価なものを使用しな
がら縫代の設定可能範囲を広くすることができ
る。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
本実施例のミシンは、第1図に示すように、上
面が平らなベツド10と、そのベツド10の右端
から立ち上がつた脚柱部12と、その脚柱部12
の上端から片持ち状にかつベツド10にほぼ平行
に延びるアーム14と、そのアーム14の先端に
設けられた頭部16とから成るミシン機枠18を
備えている。頭部16にはミシンの起動、停止を
制御するメインスイツチ20と縫代を設定するた
めに操作される縫代設定操作部材21とが設けら
れ、アーム14にはこのミシンによつて形成可能
な複数種類の縫目模様を表す形象が表示された表
示板22と、縫目模様を選択するために操作され
る模様選択スイツチ24とが設けられている。ま
た、脚柱部12には布縁から一定の距離を隔てて
縫目線を形成する倣い縫を行うための倣い縫スイ
ツチ26と針揺動調節操作部材30および送り量
調節操作部材32とが設けられている。
第2図は頭部16のカバーを外した状態を示し
ており、ミシン機枠18に固定の突起34には、
揺動支持枠としての針棒台36が軸38によつて
垂直面内において揺動可能に取り付けられてい
る。この針棒台36に針棒40が上下方向に摺動
可能に取り付けられており、その下端に縫針42
が固定されている。針棒40は針棒抱き44等を
介して図示しないミシンモータに接続されてお
り、ミシンモータの駆動によつて針棒40および
縫針42が上下往復運動をさせられるようになつ
ている。また、針棒台36にはZ連杆46等を介
して図示しない針揺動制御モータ(一般的にはア
クチユエータ)が接続されており、この針揺動制
御モータの駆動によつて針棒台36が揺動させら
れることにより、縫針42の横方向の位置が一定
の範囲内において変更されるようになつている。
頭部16には第3図に示すようなブラケツト4
8によつて布検出器50が取り付けられている。
布検出器50はその本体から前後に延び出す軸5
2を備えており、この軸52がブラケツト48に
よつて回転可能に支承されることにより布検出器
50は針棒台36の揺動中心線と平行な中心線の
まわりに回動可能となつている。軸52は頭部1
6の壁を貫通してミシン機枠18の前面側へ突出
しており、その突出端部に前記縫代設定操作部材
21が固定されている。この縫代設定操作部材2
1からは指針54が半径方向外向きに延び出させ
られ、頭部16の外面に設けられた目盛55と共
同して設定縫代を示すようになつている。布検出
器50は、赤外線を放射する発光部56と、その
赤外線の反射して来たものを受光する受光部58
とを、軸52を間に挟んで対象の位置に備えてい
る。また、受光部58の近傍には、赤外線の通過
は許容するが他の波長の光は遮断する光学フイル
タ60が設けられている。
前記ベツド10の上面には開口が形成されてお
り、この開口が針板66によつて塞がれている。
この針板66には複数のスロツトが形成され、こ
のスロツトから送り歯68が上方へ突出可能とさ
れている。この送り歯68は図示しない送り制御
モータによつて送り運動を与えられ、図示を省略
する布押さえ足と共同して加工布70を前後方向
に送るものである。針板66には更に左右方向に
長い針孔72が形成されているが、この針孔72
に近接しかつこれと平行に反射面74が形成され
ている。反射面74は、第4図aに示すように、
布検出器50の回動中心線である軸52の軸心を
中心とする円弧凹面とされているとともに、発光
部56と受光部58との光軸が反射面74上で交
差するようにされており、発光部56から相当広
い角度に広がつて放射される放射光が有効に受光
部58に向かつて反射されるようになつている。
そのため、布検出器50は第4図bに示すような
広い範囲にわたつてリニアリテイを有することと
なる。布検出器50の実際の有効検出範囲はこの
リニアリテイの得られる範囲なのであるが、後述
の信号処理は便宜上第4図bに二点鎖線で示され
ている範囲を検出範囲と想定して行われる。
第5図に本ミシンの制御装置を示す。この制御
装置はデイスクリート回路として示されている
が、主要部をマイクロコンピユータで構成するこ
とも可能である。前記模様選択スイツチ24が第
5図の左端に示されている。この模様選択スイツ
チ24には模様選択カウンタ80が接続されてお
り、模様選択スイツチ24の操作回数をカウント
し、そのカウント内容を縫目データ発生装置82
に供給する。また、図示はしないが、このカウン
ト内容に応じて、前記表示板22に配設されてい
る複数の発光ダイオードが発光させられ、選択さ
れた縫目模様が示されるようになつている。
縫目データ発生装置82は形成可能な縫目模様
の各々に対応した縫目データを記憶しており、そ
れらの縫目データ中から模様選択カウンタ80の
カウント内容に対応した縫目データを選択して送
り演算装置84と針揺動演算装置86とに供給す
るようになつている。すなわち、縫目データ発生
装置82には前記針棒が1往復上下運動する毎に
1個のパルス信号を発生するタイミングパルス発
生器88が接続されており、このタイミングパル
スが供給される毎に縫目データ発生装置82は縫
目データ中の送りデータおよび針揺動データをそ
れぞれ送り演算装置84および針揺動演算装置8
6に供給するのである。
上記送り演算装置84には送り量調節装置89
が、また、針揺動演算装置86には針揺動調節装
置90がそれぞれ接続されている。送り量調装装
置89は、前記送り量調節操作部材32の操作に
応じて変化する送り調節データを送り演算装置8
4に供給する。送り演算装置84は、この送り調
節データと前記縫目データ発生装置82から供給
される送りデータとの掛算を行つて、縫目データ
発生装置82から供給された送りデータに送り量
調節操作部材32の操作位置に対応した変更を加
えた上で、送り駆動制御回路92に供給する。針
揺動演算装置86も同様にして縫目データ発生装
置82から供給される針揺動データに針揺動調節
操作部材30の位置に対応した変更を加えた上、
マルチプレクサ94を経て針揺動制御回路96に
供給する。その結果、送り駆動制御回路92が送
り制御モータ98を、また、針揺動制御回路96
が針揺動制御モータ100をそれぞれ制御し、縫
針42の揺動および送り歯68による布送り量が
適宜選択されて、模様選択スイツチ24の操作に
よつて選択された縫目模様が形成されることとな
る。
前記倣い縫スイツチ26は模様選択カウンタ8
0およびマルチプレクサ94に接続されており、
このスイツチ26がオン状態とされることにより
模様選択カウンタ80がリセツトされて縫目デー
タ発生装置82からは直線縫の縫目データが出力
されるとともに、マルチプレクサ94は針揺動演
算装置86の出力信号ではなく倣い縫制御装置1
10の出力信号である針位置指令信号を針揺動制
御回路96に供給する状態に切り換えられる。
倣い縫制御装置110や前記布検出器50の出
力信号Vdに対応した大きさの針位置制御信号Vp
を発生する針位置指令信号発生器114を備えて
おり、針位置指令信号発生器114は前記タイミ
ングパルス発生器88から発せられるタイミング
パルスがオア回路122を経て供給される毎に針
位置指令信号VpをA/D変換器124に供給し、
A/D変換器124はこれをデジタル化して前記
マルチプレクサ94を経て針揺動制御回路96に
供給するようになつている。針位置指令信号発生
器114の出力信号Vpは、布検出器50の出力
信号Vdと、その布検出器50の検出範囲が加工
布70により全く覆われていない時に検出器50
が出力する一定値の信号Vcとに基いて決定され、
次式 Vp=A(Vc−Vd)+B により表わされる。そして、布検出器50が左右
いずれにも傾くことなく真下を向いた状態で、第
6図aに示されているように加工布70の布縁が
布検出器50の検出範囲125の中央に位置する
とき、縫針42(正確には縫針42の落下点、す
なわち縫針42の中心線と針板66の上面との交
点)が針孔72の中央に位置し、この状態から布
縁の位置が左または右に変動すれば縫針42もそ
れと同方向に同距離だけ移動するようになつてい
る。本実施例においては針位置指令信号発生器1
14が受光部58の受光量を縫針42の位置指令
信号に変換する変換手段として機能し、A/D変
換器124、マルチプレクサ94および針揺動制
御回路96等がその位置指令信号に従つて針揺動
制御モータ100を制御する制御手段として機能
するのである。
なお、タイミングパルス発生器88がタイミン
グパルスを発するのは、ミシンモータが回転して
針棒40が上下往復運動している場合のみである
ため、ミシンが停止している状態においてもタイ
ミングパルスに類似のクロツクパルスが針位置指
令信号発生器114に供給されるように、クロツ
クパルス発生器126が設けられている。ただ
し、クロツクパルス発生器126から出力された
クロツクパルスは、針上信号およびミシン停止信
号が入力されている状態においてのみ針位置指令
信号発生器114に供給されるようになつてい
る。
上記のように構成されたミシンによつて倣い縫
を行う場合には、オペレータは縫代設定操作部材
21を操作して指針54が所望の縫代を指示する
ようにし、かつ、加工布70をその縫目形成希望
位置が針孔72のほぼ中央となるようにセツトす
る。そして、倣い縫スイツチ26を操作すれば模
様選択カウンタ80がリセツトされ、それまでい
かなる縫目模様が選択されていた場合でも直線縫
が選択された状態となる。また、マルチプレクサ
94が倣い縫制御装置110の針位置指令信号を
針揺動制御回路96に供給する状態に切り換えら
れる。
上記のように加工布70がセツトされた状態に
おいて、布検出器50は検出範囲の加工布70に
覆われていない部分の面積に対応する検出信号
Vdを針位置指令信号発生器114へ供給する。
この状態においてはミシンはまだ起動されておら
ず、縫針42は上昇位置にあるため、クロツクパ
ルス発生器126からのクロツクパルスがアンド
回路128およびオア回路122を経て針位置指
令信号発生器114に供給される。このクロツク
パルスを受けた針位置指令信号発生器114は布
検出器50からの検出信号Vdに対応した針位置
指令信号Vpを出力し、これがA/D変換器12
4によつてデジタル信号に変換され、マルチプレ
クサ94を経て針揺動制御回路96に供給され
る。針揺動制御回路96は、この針位置指令信号
に基づく方向および量だけ針揺動制御モータ10
0を駆動する。その結果、針棒台36が揺動させ
られ、それに針棒40を介して支持されている縫
針42の位置が変わる。
続いてオペレータがメインスイツチ20を操作
してミシンを起動させれば、縫代設定操作部材2
1によつて設定された縫代で縫製が行われる。こ
の際形成される縫目の大きさは、縫目データ発生
装置82から供給される送りデータと送り量調節
装置89から供給される送り調節データとによつ
て決まることは通常の縫製作業におけると同様で
ある。
縫製の進行に伴つて加工布70が送られ、この
過程においてオペレータは布縁の位置をほぼ一定
に保つのであるが、これがある程度は変動するこ
とを避け得ない。しかし、本ミシンにおいてはそ
れでも縫代は一定に保たれる。例えば、縫製開始
時に第6図aに示されているように縫針42の位
置(正確には針落下点)が針孔72の中央であつ
たと仮定し、縫製中に加工布70の布縁が第6図
bに示されているように距離sだけ左方へ移動し
たとすれば、縫針42もやはり左方へ距離sだけ
移動し、加工布70の布縁と縫針42の落下点と
の距離、すなわち縫代は一定に保たれるのであ
る。同様に布縁の位置が第6図cに示されている
ように右方へ距離sだけ変動したとすれば縫針4
2の位置も右方へ距離sだけ移動し、縫代は一定
に保たれる。
以上のように布縁の位置が変動しても縫代が一
定に保たれるのであるが、この縫代を変更する必
要が生じた場合にはオペレータは縫代設定操作部
材21を操作して布検出器50を右または左に傾
ける。今、布検出器50が第3図において反時計
方向に回動させられることにより第6図dに示さ
れているように検出範囲125が第6図aに示さ
れている状態から右方へ距離sだけ移動させられ
たとすれば、検出範囲125と布縁との関係は第
6図bに示されているように布縁の位置が左方へ
距離sだけ変動した場合と同じとなるため、縫針
42の位置は左方へ距離sだけ移動させられる。
したがつて、縫針42の位置は布縁から距離sだ
け遠ざかり、それだけ縫代が増大することとな
る。また、逆に布検出器50が第3図において時
計方向に回動させられ、第6図のeに示されてい
るように検出範囲125が距離sだけ左方へ移動
させられれば、検出範囲125と布縁との相対位
置は第6図cに示されている場合と同様となり、
縫針42の位置が右方へ距離sだけ移動させられ
る。すなわち、縫針42の位置が第6図aに示さ
れている状態より距離sだけ布縁に接近させられ
るのであり、それだけ縫代が減少することとな
る。
なお、以上の説明においては、縫代設定操作部
材21の操作に基づく検出範囲125の移動距離
を縫製作業時における布縁の変動距離と同じとし
たが、これは布縁位置の移動と検出範囲125の
移動との関係を理解し易くするためであつて、検
出範囲125の移動距離、すなわち縫代が任意に
選定し得るものであることは勿論である。
また、上記の説明においては縫製開始時におい
て縫針42が針孔72の中央位置にあるものとし
たが、これも理解を容易にするためであつて、実
際には加工布70のセツト位置が悪ければ縫製開
始時に縫針42が針孔72の端部近傍に位置する
こととなる。このような場合には縫製に伴う布縁
位置の変動許容範囲が狭くなるため、布縁の位置
をその縫針42が偏つている側とは反対側へ移動
させて、縫針42の位置をなるべく針孔72の中
央に近づけるようにすることが望ましい。
また、加工布70が無地のものである場合に
は、布縁の位置が一定に保たれる限り布検出器5
0からの検出信号が変動することがないことは明
らかであるが、加工布が例えばチエツクのように
各部において色が異なるものである場合には、布
縁位置が変動しないにもかかわらず加工布70か
らの反射光量の変動によつて布検出器50からの
受光量が変動し、検出信号が変動する可能性があ
る。そこで本発明者らは黒い紙と白い紙と紺色の
布(サージ)との3種類をそれらの縁が同一の条
件となるように本実施例のミシンにセツトして、
これらの種類の違いにより縫針42の位置が変わ
るか否かを調べたが、縫針42の位置は殆ど変動
せず、実用上全く問題がないことを確認できた。
さらに、本実施例において用いた布検出器50
の発光部56と受光部58とを反射型として使用
する場合と透過型として使用する場合との比較実
験を、消灯した室内で光学フイルタ60を使用す
ることなく行つた。その結果を第7図および第8
図に示す。第7図から明らかなように、反射型と
して使用する場合には、布縁が検出領域のどの位
置にある場合でも黒い紙と白い紙と紺色の布との
間で布検出器50の出力電圧に殆ど差がないのに
対して、透過型として使用する場合には、第8図
に示すように、受光部58の紙や布によつて覆わ
れる部分が多くなるほど受光部58の出力電圧に
顕著な差が生じ、布縁位置の検出に関する限りフ
オトセンサを透過型として用いるより反射型とし
て用いる方がはるかに有利であることが明らかで
ある。
以上詳記した実施例においては、ミシンが停止
している状態においても縫針42の位置が縫代設
定操作部材28の操作に応じて変えられるように
なつているため、縫製開始当初から縫代は一定に
保たれるようになつているが、このような必要が
ない場合にはクロツクパルス発生器126および
アンド回路128を省略することができる。
また、上記実施例においては布検出器50を回
動させるために縫代設定操作部材21が設けられ
ており、かつ、設定縫代が指針54によつて指示
されるようになつていたが、指針54および目盛
55を省略し、オペレータが縫代を目で確認しな
がら縫代設定操作部材21を操作するようにする
ことも可能であり、さらに、縫代設定操作部材2
1も省略して布検出器50を直接手で回動させる
ようにすることも可能である。
また、上記実施例においては倣い縫が行われる
場合には自動的に直線縫が選択されるようになつ
ているが、これは倣い縫には一般に直線縫が使用
されるためであつて、任意の縫目模様で倣い縫を
行い得るようにすることも可能である。
その他、布検出器50や倣い縫制御装置110
の構成を変更し、あるいは針棒台36をほぼ垂直
な軸線のまわりの揺動運動によつて縫針42の横
方向位置を変えるものとし、あるいはジグザグミ
シン全体の構成を変更するなど、当業者の知識に
基づいて種々の変形、改良を施した態様で本発明
を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である布縁倣い縫ミ
シンの外観を概略的に示す斜視図である。第2図
は同ミシンの頭部をそのカバーを外した状態で示
す斜視図である。第3図は同ミシンにおける布検
出器および縫代設定操作部材を取り出して示す正
面図である。第4図は同ミシンにおける布検出器
と反射面との関係を示す説明図である。第5図は
同ミシンの制御回路を示すブロツク図である。第
6図は同ミシンにおいて縫代が一定に保たれる状
態および縫代の設定が変更される状態を示す説明
図である。第7図および第8図は同一のフオトセ
ンサを反射型として使用することにより布縁位置
の検出を行う場合と透過型として使用する場合と
の比較試験の結果を示すグラフである。 10:ベツド、18:ミシン機枠、21:縫代
設定操作部材、36:針棒台(揺動支持枠)、4
0:針棒、42:縫針、50:布検出器、52:
軸、54:指針、55:目盛、56:発光部、5
8:受光部、70:加工布、74:反射面、9
4:マルチプレクサ(制御手段)、96:針揺動
制御回路(制御手段)、124:A/D変換器
(制御手段)、100:針揺動制御モータ(アクチ
ユエータ)、110:倣い縫制御装置、114:
針位置指令信号発生器(変換手段)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 縫針が下端に取り付けられる針棒を上下往復
    運動可能に支持し、横方向揺動運動可能にミシン
    機枠に配設された揺動支持枠と、前記縫針の落下
    点に移送される加工布を支持するミシンベツド
    と、前記針棒の横方向揺動位置を制御するために
    前記揺動支持枠に作動的に連結されたアクチユエ
    ータとを備え、そのアクチユエータの駆動により
    前記加工布上の縫目形成位置を変化させるジグザ
    グミシンにおいて、 前記ミシンベツド上の加工布の側縁を検出する
    ために互に近接配置された発光部と受光部とを有
    し、その発光部の配置位置と受光部の配置位置と
    のほぼ中央位置を支点として回動位置調節可能に
    ミシン機枠に設置された布検出器と、 前記発光部からの放射光を前記受光部に向かつ
    て反射するために前記ミシンベツドの上面に固設
    され、前記布検出器の回動支点を中心とする円弧
    状に形成された反射面と、 前記受光部の受光量を前記揺動支持枠の横方向
    揺動位置に関する位置指令信号に変換する変換手
    段と、 前記位置指令信号に従つて前記アクチユエータ
    の駆動を制御する制御手段とを含み、 前記加工布の側縁から所定距離の位置に縫目線
    を形成するとともに、その縫目形成線までの距離
    を前記布検出器の回動位置調節により変化させる
    ことを特徴とする布縁倣い縫ミシン。 2 前記布検出器の回動位置を調節するために手
    動操作可能な操作部材がミシン機枠に設けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の布縁倣い縫ミシン。
JP10018285A 1985-05-11 1985-05-11 布縁倣い縫ミシン Granted JPS61257680A (ja)

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