JPH03292995A - 上糸刺繍機能を備えたミシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、上糸だけを用いて加工布上に刺繍模様を形成
する刺繍機能を備えたミシンに関する。

〔従来技術〕

従来、電子制御式ジグザグミシンにおいては、針棒上下
動機構や天秤機構や布送り機構や糸輪捕捉機構などは、
ミシンモータで駆動される上軸や下軸を介して夫々駆動
されていた。最近では、多数の機械部品を削除すること
によるミシンの小型化やデザインの自由度の向上やコス
トの低減などを目的として、これらの機構を夫々専用の
ステンピングモータで個別に駆動する個別駆動方式を採
用したものが提案されている。

従って、この個別駆動方式のミシンでは、各機構を夫々
自由に制御できるので、直線縫いやジクザグ縫いなどの
実用縫いに加えて、文字や記号やマークなど種々の複雑
な模様縫いが可能になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した個別駆動方式の電子制御式ミシンに
、上糸（刺繍糸）のみを用いて加工布上に刺繍を施す簡
単な上糸刺繍機能を追加して設けようとする場合、刺繍
模様を形成する為に、嵜の複数の模様形成点において上
糸を加工布に刺してその下側に上糸が解けないようにル
ープを形成する必要がある。ところが、通常の縫製と同
様に、糸駒から天秤などを経由する通常の糸道経路で上
糸を縫針の目孔に供給するときには、加工布の下側に糸
輪捕捉器の剣先で上糸ループが拡大されるが、下糸を用
いないので針棒の最上位置への上昇と天秤による上糸引
上げにより上糸が加工布から抜けてしまって、加工布上
に刺繍を施すことができない。

そこで、上糸を糸駒から目孔に直接供給し、糸輪捕捉機
構の駆動を停止させて針棒上下動機構だけを駆動させる
ことが考えられる。しかし、縫針がその最下位置から所
定の最上位置まで上昇したときには、加工布の下側に一
時的に形成された上糸ループが縫針の最上位置への上昇
運動により加工布の上面側へ抜は出してしまうので、加
工布上に刺繍模様が形成できないという問題がある。

本発明の目的は、針棒の最上位置を右限に応じて変更し
て、上糸で加工布上に刺繍模様を容易に且つ確実に形成
し得るような上糸刺繍機能を備えたミシンを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る上糸刺繍機能を備えたミシンは、第１図の
機能ブロック図に示すように、上下往復動可能に支持さ
れ下端に縫針が取付けられる針棒と、針棒を上下に往復
駆動する第１のアクチュエータと、第１のアクチュエー
タを制御する第１の制御手段と、糸輪捕捉器と、糸輪捕
捉器を駆動する第２のアクチュエータと、第２のアクチ
ュエータを制御する第２の制御手段とを備えたミシンに
おいて、加工布の右限を検出し布厚信号を出力する布厚
信号出力手段と、上糸で加工布に刺繍模様を形成する上
糸刺繍モードと上糸と下糸とで加工布に縫目を形成する
縫製モードとを択一的に設定する為のモード設定手段と
、上糸刺繍モードのとき、布厚信号出力手段からの布厚
信号に基いて最上位置における縫針の先端が加工布上面
の近傍位置となるように第１の制御手段に針棒最上位置
の変更を指令する針棒最上位置制御手段と、上糸刺繍モ
ードのとき、糸輪捕捉器を停止させるように第２の制御
手段に指令する糸輪捕捉器停止制御手段とを備えたもの
である。

〔作用〕

本発明に係る上糸刺繍機能を備えたミシンにおいては、
モード設定手段で上糸刺繍モードが択一的に設定された
とき、針棒最上位置制御手段は布厚信号出力手段からの
布厚信号に基いて最上位置における縫針の先端が加工布
上面の近傍位置となるように第１の制御手段に針棒最上
位置の変更を指令し、糸輪捕捉器停止制御手段は糸輪捕
捉器を停止させるように第２の制御手段に指令する。従
って、第１の制御手段は針棒の最上位置を指令に基いて
変更して第１のアクチュエータを制御するので、縫針は
加工布を送るのに必要な高さ位置まで引き上げられ、針
棒（縫針）の上下動により加工布の下側に形成される上
糸ループは極力太き（維持されることになる。

即ち、実施例に係る第６図〜第９図及び第１１図〜第１
４図に示すように、針棒の下端に取付けられた縫針９が
その最下位置に降下したとき、上糸３６は糸輪捕捉器の
剣先に引っ掛けられない。

針棒が加工布Ｗの右限に応じた最上位置に上昇したとき
には、上糸３６と加工布Ｗとの摩擦抵抗により上糸部分
３６ｂで上糸ループが形成されて保持される。このとき
、第１４図においては上糸部分３６ａがなくなるように
上糸３６を例えば天秤で引き上げる場合には、加工布Ｗ
の下側には上糸部分３６ｂによる上糸ループが形成され
る。加工布Ｗの所望の位置に順次縫針９を落とすことに
よリ、加工布Ｗ上に上糸３６で刺繍模様が形成できる。

〔発明の効果〕

本発明に係る上糸刺繍機能を備えたミシンによれば、布
厚信号出力手段とモード設定手段と針棒最上位置制御手
段と糸捕捉器停止手段を設けたことにより、上糸刺繍モ
ードのとき、針棒の最上位置は、縫針の先端が常に加工
布上面の近傍位置となるように市原に応じて変更され、
しかも糸輪捕捉器の駆動が停止されるので、針棒が最上
位置に上昇したときに縫針の先端を加工布の上面の近傍
位置まで確実に引き上げて加工布の送りを可能にしなが
ら加工布の下側に極力大きな上糸ループを形成すること
が出来、上糸で加工布上に刺繍模様を容易に且つ確実に
形成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

本実施例は針棒上下駆動機構や針棒揺動駆動機構や水平
釜駆動機構などを専用のステッピングモータで夫々個別
駆動する電子制御式ジグザグミシンに本発明を適用した
場合のものである。

第２図に示すように、ミシン１のアーム部２内には、針
棒上下駆動機構と針棒揺動駆動機構と天秤駆動機構と加
工布押え機構とが組み込まれており、その概要を説明す
ると、頭部３に上下方向向きに配設された針棒台４はそ
の上端部で機枠６に固着された枢支ピン７により揺動可
能に支持され、この針棒台４には針棒８が上下往復動可
能に支持されており、針棒８の下端には縫針９が取付け
られている。

針棒８に固着されたピン１０は針棒台４のスリット５を
挿通して前方へ突出し、このピン１０の前端部は上下方
向移動自在に支持されたラック部材１１の切欠部１２に
嵌合され、このラック部材１１のラック１３は針棒駆動
用ステッピングモータ４５の駆動軸に固着した駆動ギヤ
１４に噛合している。従って、針棒駆動用ステッピング
モータ４５の正回転及び逆回転により針棒８と縫針９が
上下往復運動するようになっている。前記針棒台４の下
端部は連杆１５を介して針棒揺動用ステッピングモータ
４６（第４図参照）に連結され、ステッピングモータ４
６の駆動により針棒台４と針棒８を介して縫針９が揺動
するようになっている。

前記頭部３の機枠６に固着された枢支軸１６にはセクタ
ギヤ１７が回動自在に枢支され、このセクタギヤ１７の
上端部には天秤１８が形成され、このセクタギヤ１７の
ギヤ部１９は天秤駆動用ステッピングモータ４７の駆動
軸に固着した駆動ギヤ２０に噛合している。従って、天
秤駆動用ステッピングモータ４７の正回転及び逆回転に
よりセク°タギャ１７を介して天秤１８が上下往復運動
するようになっている。

第３図に示すように、前記針棒８の直ぐ後側には押え棒
２１が機枠６に上下動自在に支持され、この押え棒２１
は図示外のバネ部材により常に下方に弾性付勢され、そ
の下端部には押え足２２が取付けられている。尚、この
押え棒２１は操作部材２３の操作により第３図に示す下
降した縫製位置と上昇位置とに亙って位置切換えされる
。機枠６に回転可能に支持されたピン２４にはレバー２
５と可変抵抗器からなる右限ボリューム２９の駆動軸と
が固着され、このレバー２５の前端部はピン２６を介し
て押え棒２１に取付けたブロック２７に上方から当接し
、この後端部はバネ２８で上方に弾性付勢されている。

従って、右限ボリューム２９の駆動軸は押え棒２１の上
下方向への移動に伴って回動するとともに、この右限ボ
リューム２９は押え棒２１の針板４４上面からの位置つ
まり縫製時における加工布Ｗの市原に応じた布厚信号ｎ
ｓを出力する。

一方、第２図に示すようにベツド部３０内には、水平釜
駆動機構と布送り機構（図示略）とが組み込まれており
、その概要を説明すると、水平釜３１の外釜３２は軸３
３を介して機枠６に水平面内で回転可能に支持され、外
釜３２のギヤ部３４は釜駆動用ステッピングモータ４９
の駆動軸に固着した駆動ギヤ３５に噛合している。従っ
て、釜駆動用ステッピングモータ４９の所定方向の回転
により外釜３２が一定方向に回転駆動される。

また、図示しないが送り歯は、布送り用ステンピングモ
ータ４８（第４図参照）により一般的な構成の送り歯上
下駆動機構及び送り歯上下駆動機構を介して布送り運動
する。

前記頭部３の機枠６には、上糸３６で加工布Ｗに刺繍模
様を形成する上糸刺繍モードと上糸３６と下糸（図示略
）とで加工布Ｗに縫目を形成する縫製モードとを択一的
に設定するモード設定ツマミ３７と上糸刺繍モードを設
定したときに布送りを自動又は手動に設定するための自
動・手動設定ツマミ３８と縫製運転の開始・制止を指示
する起動・停止ボタン３９が夫々設けられ、脚柱部（図
示略）の機枠６には所望の縫製模様を選択するテンキー
からなる模様選択スイッチ４０（第４図参照）と縫製速
度を設定するスピード調節ツマミ４１（第４図参照）と
が夫々設けられている。

次に、ミシン１の制御系は第４図のブロックに示すよう
に構成されている。

各ステッピングモータ４５〜４９は各駆動回路５０〜５
４を介して、各スイッチ４０・５５〜５７、Ａ／Ｄ変換
器５９・６１及びタイミング信号発生器６０は、制御装
置Ｃの入出力インターフェイス６２に夫々接続されてい
る。

このタイミング信号発生器６０について簡単に説明する
と、前記布送り用ステッピングモータ４８により１縫製
サイクルで１回転される円板状のディスクの周縁部にス
リットが所定間隔毎に複数段けられ、例えば縫針９の最
上位置を基準位置としてセンサでこれらのスリットを検
出した検出信号（クロック信号）を出力するもので、こ
れらの検出信号をカウントすることにより各ステッピン
グモータ４５〜４９を制御するようになっている。

制御装置ＣはＣＰＵ６３と、ＣＰＵ６３にデータバスな
どのバス６４を介して接続された入出力インターフェイ
ス６２、ＲＯＭ７０及びＲＡＭ６５とから構成されてい
る。

ＲＯＭ７０のプログラムメモリ７１には、スピードボリ
ューム５８から出力される設定速度信号と起動・停止ス
イッチ５５から出力される起動信号や停止信号とタイミ
ング信号発生器６０からのタイミング信号と縫目模様デ
ータとに基いて各ステッピングモータ４５〜４９を夫々
制御する制御プログラム、刺繍モード時にＡ／Ｄ変換器
６１から出力される布厚信号ＮＳに基いて縫製の基準位
置（第５図の位相角Ｏ°の位置）に対する針棒８の下降
開始タイミング（第５図参照）を演算する演算プログラ
ム、何れの霜厚の加工布Ｗであっても縫針９の最上位置
はその先端が常に加工布Ｗ上面の近傍位置となるように
、霜厚が例えば霜厚「０」から０．５ｍｍずつ増加した
ときに布厚信号ＮＳＣ但し、霜厚”ＯＪのときＮ５＝０
に設定されている。）とこの布厚信号ＮＳに対応するス
テッピングモータ４５の駆動パルス数！とを対応させた
パルス数テーブル、後述の縫製制御プログラムなどが格
納されている。

縫目模様データメモリ７２には、文字や記号やマークな
どの多数の縫目模様の夫々について各縫動作毎の針位置
データを模様番号と対応させて記憶している。

針棒最上位置データメモリ７３には、通常の縫製モード
における針棒８の最下位置を基準とじて最上位置を決定
する最上位置データＬＯがパルス数で格納され、上糸刺
繍モードにおける針棒８の最下位置を基準として針板４
４上面までのパルス数データＩ、１が格納されている。

ＲＡＭ６５には、ＣＰＵ６３で演算処理した結果を一時
的に記憶する各種のメモリやカウンタなどが設けられて
いる。

ここで、針棒８の上下往復運動について、第５図に基い
て簡単に説明する。

通常の縫製モードのとき及び上糸刺繍モードのときに針
棒８は基本的に第５図に示す運動曲線で上下往復運動す
るように、前記制御プログラムに予め設定されている。

縫製モードのとき、ステッピングモータ４５は位相角０
’　　（基準位置）から位相角１８０°に亙る期間Ａに
おいてパルス数ＬＯだけ正回転で駆動され且つ位相角１
８０°から位相角３６０°に亙る期間Ｂにおいてパルス
数ＬＯだけ逆回転で駆動されるので、針棒８は通常の最
上位置から最下位置に亙って上下往復運動する。しかし
、上糸刺繍モードのとき、ステッピングモータ４５は下
降開始タイミングから位相角１８０°に亙る期間ａにお
いてパルス数（Ｌｌ−１１）だけ正回転で駆動され且つ
位相角１８０°から最上位置までの期間すにおいてパル
ス数（Ｌ１＋ｆ）だけ逆回転で駆動されるので、針棒８
は所定の期間に亙って１点鎖線や２点鎖線で示すように
、霜厚に応じて縫針９の先端が加工布Ｗ上面の近傍位置
である最上位置に保持されている。尚、パルス数２はパ
ルス数テーブルから霜厚に応じて求めたパルス数である 次に、上糸刺繍モードにおいて上糸３６で加工布Ｗ上に
刺繍模様が形成される作用について、第６図〜第９図に
基いて説明する。

前記縫針９の目孔４２の上糸供給側に目孔４２から上方
に所定長さに亙って上糸収容溝４３が形成されている。

従って、縫針９が第６図に示す最上位置から第７図に示
す最下位置まで下降したとき、加工布Ｗの裏側には目孔
４２により上糸３６のループが形成されている。第８図
に示す縫針９の上昇途中においては、上糸収容溝４３に
収容された目孔４２から加工布Ｗまでの上糸部分３６ａ
は上糸収容溝４３に収容されているため加工布Ｗから押
圧力が殆ど作用しないので、この上糸部分３６ａは縫針
９とともに上昇する。しかし、上糸収容溝４３が設けら
れていない目孔４２から加工布Ｗまでの上糸部分３６ｂ
の一端部は目孔４２により移動できず、しかも他端部は
縫針９と加工布Ｗとの押圧力により移動できないので、
この上糸部分３６ｂでループが形成される。目孔４２が
加工布Ｗを通過したときから第９図に示す最上位置まで
はこの上糸部分３６ｂの両端部には加工布Ｗから大きな
押圧力が作用するので、縫針９の上昇に必要な上糸量は
糸供給源（図示略）から繰り出される。しかも、縫針９
の上昇運動はその先端が加工布Ｗ上面の近傍位置に達し
たとき停止されるので、加工布Ｗの裏側には上糸部分３
６ｂによりループが形成された状態で保持される。従っ
て、加工布Ｗの所望の位置に順次縫針９を落とすことに
より加工布Ｗ上に刺繍模様が形成される。その後、この
刺繍模様を保持するために、加工布Ｗの裏面に粘着テー
プを貼付する。但し、このモードにおける上糸３６は、
糸駒（図示略）から縫針９の目孔４２に直接供給される
。

次に、ミシン１の制御装置で行なわれる縫製制御のルー
チンについて、第１０図のフローチャトに基いて説明す
る。尚、図中Ｓｉ　　（ｉ＝１．２．３・・・）は各ス
テップである。

電源が投入されるとこの制御が開始され、各ステッピン
グモータ４５〜４９を初期設定位置に設定するなどの初
期設定が実行され（Ｓｌ）、起動・停止スイッチ５５が
ＯＮされたときに（Ｓ２：Ｙｅｓ）、通常の縫製モード
のときには（Ｓ３：Ｎｏ）　、針棒最上位置データメモ
リ７３がら縫製モード時の最上位置データＬが読出され
（Ｓ４）、模様選択スイッチ４０の操作で選択された模
様番号に対応する縫目模様データが読出され（Ｓ５）、
この縫目模様データとタイミング信号発生器６０からの
タイミング信号とＡ／Ｄ変換器５９がらの設定速度信号
とに基いて、ステッピングモータ４５〜４９が夫々制御
されて所望の縫目模様が加工布Ｗ上に形成される（Ｓ６
）。この縫製モードでは、ステッピングモータ４５は最
上位置データＬのパルス数で駆動されるので、針棒８は
通常の運動曲線で上下動する（第９図参照）。そして、
起動・停止スイッチ５５がＯＦＦされたときには（３７
二Ｙｅｓ）、縫製動作が停止されてＳ２に戻る。

一方、縫製開始時にモード設定ツマミ３７により刺繍モ
ードが設定され（Ｓ２−　Ｓ３　：　Ｙｅ　ｓ）、しか
も自動・手動設定ツマミ３８により自動運転が設定され
ているときには（Ｓ８：Ｙｅｓ）、パルス数テーブルか
ら布厚信号ＮＳに応したパルス数ｌが求められ（Ｓ９）
、霜厚に応じた針棒８の最上位置を決定するパルス数Ｌ
Ｓが求められ（３１０）、模様選択スイッチ４０で選択
された模様番号に対応する縫目模様データが読出され（
Ｓ１１）、ステッピングモータ４７・４９の制御が停止
され、縫目模様データとタイミング信号と設定速度信号
とに基いてステッピングモータ４５・４６・４８が制御
されて所望の刺繍模様が加工布Ｗ上に形成される（Ｓ１
２）。このとき、ステッピングモータ４５は布厚に応じ
て演算で求めた下降開始タイミング毎に正回転制御され
る。この刺繍モードでは、ステッピングモータ４５は布
厚信号ＮＳに基いたパルス数ＬＳで駆動されるので、針
棒８の最上位置は、縫針９の先端が常に加工布Ｗ上面の
近傍位置となるように変更されて上下動する（第５図参
照）。そして、起動・停止スイッチ５５がＯＦＦされた
ときには（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、刺繍動作が停止されてＳ
２に戻る。

また、手動による刺繍モードが選択されたときには（Ｓ
２・Ｓ３：Ｙｅｓ、Ｓ８：Ｎｏ）、パルス数テーブルか
ら布厚信号ＮＳに応じたパルス数１が求められ（Ｓ　１
４．）　、布厚に応じた針棒８の最上位置を決定するパ
ルス数ＬＳが求められ（Ｓ１５）、ステッピングモータ
４６〜４９の制御が停止され、ステッピングモータ４５
だけが制御される（Ｓ１６）。但し、このときには、ス
テッピングモータ４５はパルス数ＬＳで正回転と逆回転
とが連続して制御される。即ち、加工布Ｗを所望の位置
に手動で移動させることにより、任意の刺ｗＡ模様が形
成できる。そして、起動・停止スイッチ５５がＯＦＦさ
れたときには（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、刺繍動作が停止され
てＳ２に戻る。尚、刺繍モードが設定されたときには、
加工布Ｗの下側に形成された上糸３６のループが壊れな
いように、Ｓ１２及び３１６における刺繍速度は強制的
に非常に遅い速度に設定される。

以上説明したように、上糸刺繍モードのとき、針棒８の
最上位置は、縫針９の先端が常に加工布Ｗ上面の近傍位
置となるように布厚に応じて変更され、しかも外釜３２
の駆動が停止されるので、針棒８が最上位置に上昇した
ときには、布送り実行のため縫針９の先端は何れの布厚
の加工布Ｗでもその上面の近傍位置まで確実に引き上げ
ることができ、加工布Ｗの下面側に極力大きな上糸ルー
プを形成でき、上糸で加工布Ｗ上に刺繍模様を容易に且
つ確実に形成することができる。

尚、第１１図〜第１４図に示すように、上糸収容溝４３
を設けない通常の縫針９Ａを用いたときには、第１４図
に示す針棒８の最上位置において、上糸３６を例えば天
秤１８で引き上げて上糸部分３６ａによるループをなく
すようにしてもよい。

尚、揺動釜など種々の釜駆動機構を備えたミシンやモー
タで駆動するようにした種々の針棒上下駆動機構を備え
た各種の電子制御式ミシンに本発明を適用し得ることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図〜
第１４図は本発明の実施例を示すもので、第２図はミシ
ンの内部機構を示す斜視図、第３図は布押え機構の斜視
図、第４図はミシンの制御系のブロック図、第５図は針
棒の上下運動を示すタイムチャート、第６図〜第９図は
夫々上糸で刺繍模様を形成するときの作用説明図、第１
０図は縫製制御のルーチンの概略フローチャート、第１
１図〜第１４図は夫々通常の縫針を用いたときに上糸で
刺繍模様を形成するときの作用説明図である。 １・・電子制御式ジグザグミシン、　８・・針棒、９・
・縫針、　　２９・・右限ボリューム、　　３１・・水
平釜、　３２・・外釜、　４５・・針棒駆動用ステッピ
ングモータ、　　４９・・釜駆動用ステッピングモータ
、　５６・・モード設定スイッチ、　　６３・・ＣＰＵ
、　　　６５・・ＲＡＭ、　　　７０・・ＲＯＭ、　　
　７１　・・プログラムメモリ、７３・・針棒最上位置
データメモリ、　Ｃ・・制御装置、Ｗ・・加工布。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下往復動可能に支持され下端に縫針が取付けら
   れる針棒と、前記針棒を上下に往復駆動する第１のアク
   チュエータと、前記第１のアクチュエータを制御する第
   １の制御手段と、糸輪捕捉器と、前記糸輪捕捉器を駆動
   する第２のアクチュエータと、第２のアクチュエータを
   制御する第２の制御手段とを備えたミシンにおいて、 加工布の布厚を検出し布厚信号を出力する布厚信号出力
   手段と、 上糸で加工布に刺繍模様を形成する上糸刺繍モードと上
   糸と下糸とで加工布に縫目を形成する縫製モードとを択
   一的に設定する為のモード設定手段と、 上糸刺繍モードのとき、布厚信号出力手段からの布厚信
   号に基いて最上位置における縫針の先端が加工布上面の
   近傍位置となるように第１の制御手段に針棒最上位置の
   変更を指令する針棒最上位置制御手段と、 上糸刺繍モードのとき、糸輪捕捉器を停止させるように
   第２の制御手段に指令する糸輪捕捉器停止制御手段とを
   備えたことを特徴とする上糸刺繍機能を備えたミシン。