JPS5912311B2 - 電子ミシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、模様縫い等を電子的に制御するのに最適な新
規構造の電子ミシンに関するものである。

従来のミシンの基本構成は、動力源と、針を上下に往復
動せしめる針駆動装置と、上糸を下糸に引っかける縫合
装置と、布送り装置とからなり、各装置はそれぞれリン
ク機構等を介して同期的に関連作動するように連結され
ている。

初期のミシンは、動力源が人力、つまり使用者の足踏み
動作によるものではあったが、つぎに動力源としてモー
タを使用した電動ミシンが現われた。

ついで模様縫いを行うことが可能な、いわゆるジグザグ
ミシンが現われた。

このジグザグミシンは、その基本構成は従来の機構を殆
んどそのまま踏襲し、新たに模様縫いパターンに対応す
る形状のカムやリンク機構からなる針揺動装置を付加し
、針を上下動させつ５左右１にも振らせるようにしたも
のであった。

しかし幾能的には進歩したが、機構的には部品点数が大
幅に増加して複雑化し、重量が増えて持ち運びが不便に
なり、また限られたスペースに配設する関係上、各部品
は高密度に近接配列され、このため製；造組立が難かし
くなり、製造コストの上昇を招く結果となっていた。

しかもカムの形状種類には限りがあり、比較的簡単で限
られた種類のパターンしか縫うことができなかった。

さらに最近では例えば特開昭５０−３７５５４号のよう
に模様縫いを電子回路によって制御する電子制御ミシン
が出現した。

この電子制御ミシンは、針駆動装置に同期するパルス発
生器の出力タイミングパルスを計数器で計数し、記憶回
路（リードオンリーメモリ）に予め決められた順序で記
憶されかつ模様縫いパターンに対応するコード化信号を
、前記計数器の出力制御信号によって読み出し、この読
み出し信号によって針駆動装置を制御するもので、言わ
ば従来のカムを電子回路に置き換えただけであった。

このため機構的には、やはり部品点数が多く、複雑であ
り、軽量化および製造組立が難しく、また機能的にも予
め決められた幾つかの模様しか形成できないという欠点
があった。

本発明は前記従来の欠点を除去するものであって、その
目的とするところは、機構を簡素化して部品点数を減少
し、製造組立が容易でかつ大幅な軽量化が可能であり、
しかも複雑な模様縫いの電子制御を自在に行うことが可
能な新規構造のミシンを提供することである。

以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。

第１図および第２図において、ヘッド１とこのヘッド上
に突き出た支柱２とこの支柱から伸びるアーム３とでミ
シンのフレームが構成されている。

゛ まずアーム３内に配設されている針駆動装置Δにつ
いて説明する。

４は針駆動用のサーボモータであり、このモーフの回転
は減速輪列５，６を介して、軸受７，８に回転自在に支
承されている回転軸９に伝達している。

回転軸９にはバランス円板１０が固着されていると共に
この回転軸の回転角を検出する検出器１１が装着されて
いる。

バランス円板１０の外周部には針駆動レバー１２の一端
部が回転自在に装着してあり、その他端部は針駆動軸１
３に固着したリンク１４に対して回転自在に連結されて
いる。

針駆動軸１３は軸受１５゜１６によって上下に摺動自在
に案内されており、その下端部には締付ネジ１７を介し
てミシン針１８が取付けられている。

サーボモータ４は縫製命令を受けて起動した後、検出器
１１によって回転軸９が１回転つまり針駆動軸１３が図
示の位置から上下に１往復動して再び図示の位置に来た
浜ころで自動的に停止するように制御される。

つぎにヘッド１内に配列されている縫合装置旦について
説明する。

第２図においてヘッド１の作業台部１ａ下面にホルダ１
９が取付けてあり、このホルダにカマ２０が回転自在に
配設されている。

さらにカマ２０内には下糸２１を巻回したボビン２２が
挿入されており、このボビンはカマ２０に着脱自在であ
る。

カマ２０はミシン針１８が降下したとき、布地を貫通し
た上糸を下糸に引っ掛ける周知構成のものである。

またホルダ１９の下面には取付板２３が固着してあり、
この取付板にカマ２０を回転駆動するサーボモータ２４
が取付けられている。

さらにこのサーボモータ２４の下部にはその回転角を検
出する検出器２５が取付けられており、この検出器を介
してサーボモータ２４は縫製酪令を受けて１回転して停
止するように制御される。

一つぎに布送り装置ｑについて第３図をも参照して説明
する。

２６はユニバーサルジヨイント２７を介して固定フレー
ム２８上に設置された布送りレバーであり、任意の方向
に揺動可能である。

布送りレバー２６の上端部には伝えレバー２９が第２図
下方にのみ揺動可能に支持されている。

すなわち伝えレバー２９Ｕ、布送りレバー２６の上端部
りこ一体に形成した成決め（図示せず）によって第２図
反時計回りの回転が規制されていると共にスプリング（
図示せず）によって反時計回りに付勢されている。

つまり伝えレバー２９は、布送りレバー２６の度決めに
対してスプリングによって押付けられて常時は布送りレ
バー２６と一体となって移動する。

また伝えレバー２９の上面には、硬質ゴム等で形成した
布送り歯３０が固着しである。

そして布送り歯３０は作業台１ａに設けたスライドカバ
ー３１の窓穴３１ａ（第３図参照）内に位置すると共に
その上面から所定量だけ突出している。

さらに布送りレバー２６の下端部にはアーム２５ａ 、
２６ｂが一体に延出形成してあり、両アームの先端にリ
ニアアクチュエータ３２．３２の作動軸３２ａ、３２ａ
がユニバーサルジヨイント３３を介して連結されている
。

リニアアクチュエータ３２．３２には位置検出器（リニ
アポテンショメータ）３４．３４が付設しである。

つまりリニアアクチュエータ３２．３２の作動軸３２ａ
。

３２ａはそれぞれ制御信号に応じた長さだけ突出し、あ
るいは引込み布送りレバー２６はユニバーサルジーヨイ
ント２７を中心として指定の方向に揺動し、伝えレバー
２９および布送り歯３０を介して布地を指定の方向に指
定量だけ送ることができるようになっている。

また伝えレバー２９の下面にはロープ３５の一端が固着
してあり、このロープはプーリ３６を回ってソレノイド
３７の作動軸３７ａに連結している。

ソレノイド３７は布送りレバー２６つまりリニアアクチ
ュエータ３２が元位置に戻るときに・作動させられるも
のであり、指令信号を受けるとその作動軸３７ａが内部
へ引込みロープ３５を介して伝えレバー２９つまり布送
り歯３０を下方・＼変位させ、送られた布地が元に戻ら
ないようにするための手段である。

また第１図および第２図において、３８は布送り歯３０
と対向する位置で、手動操作によって降下する布地押え
装置である。

また第１図示のようにヘッド１の内部右方には、各装置
Δ、旦２ｇを電子的に制御する後述の制御回路を構成す
る回路素子群（図示せず）を実装したプリント基板３９
゜３９がホルダ４０を介して配設され、さらに前記制御
回路およびサーボモータ４、リニアアクチュエータ３２
，３２、ソレノイド３７等ζこ電源を供給する電源装置
４１が内蔵されている。

なお本発明を理解する上であまり関係のない他の周知の
機構、例えば上糸ボビン掛けや天ビン等については図示
および説明を省略する。

つぎに上記機構の動作を制御する電子的な回路構成を第
４図に基づいて説明する。

同図において４２はクロックパルス発生器、４３は中央
処理装置であり、回路全体の入出力の制御命令とか後述
する縫製プログラムの演算などを行なうものである。

４４はリードオンリーメモリからなる記憶回路であり、
回路を動作せしめる制御プログラムを記憶させである。

４５はランダムアクセスメモリからなる記憶回路であり
、回路各部の動作状態を記憶するフラグフリップフロッ
プおよび縫製プログラムを実行する際のテンポラリレジ
スタとして機能するものであり、計算機等の分野では周
知であり、以下におけるその動作は省略する。

４６はランダムアクセスメモリからなる記憶回路であり
、縫製プログラムを記憶するものである。

４７はラッチおよびバッファ回路等からなる入出力制御
回路であり、布の送り方向および送り量に関するデータ
の制御を行なうとともに端子ａから縫製命令を端子すか
らソレノイド３７の駆動命令を生じるものである。

４８は１蛎動装置を構成するＤ −Ａ変換回路であり、
縫製プログラムに応じたデジタルデータをアナログ変換
して第１図のリニアアクチュエータ３２．３２を１駆動
するものである。

４９はＡ−Ｄ変換回路であり、第１図の位置検出器３４
．３４の出力を受けて布の送り量および送り方向をテ゛
ジタルデータに変換するものである。

５０．５１はバッファ回路、５２，５３．５４はアドレ
ス指定回路、５５は入出力選択回路、５６は記憶回路４
６の書込みおよび読出しを選択する選択回路であり、ア
ドレス指定回路５２とにより制御装置を構成するもので
ある。

５７は人力装置を構成するカードリーダであり、第５図
示のような磁気カード５８に予め書き込まれた縫製プロ
グラム等を読み出すものである。

本例では磁気カード５８の両面（・こそれぞれ８種類ず
つの縫製プログラムを書き込んであるとともに各縫製プ
ログラムの目次データおよびカード名を示すデータを書
き込んである。

５９は第１図（・こ示すキーボードであり、コントロー
ルキー６０．６１および縫製キー６２・・・・・・６９
を設けである。

コントロールキー６０．６１はそれぞれ初期伏態の設定
および第４図の記憶回路４６のクリア用のものである。

縫製キー６２・・・・・・６９は磁気カード５８に書き
込んだ８種類の縫製プログラムを選択するものである。

またキーボード５９Ｇこは第６図示のような縫製シート
（後述する）押こ蓋７０を設けである。

この押え蓋７０（こは切欠部７１を設けてあり、指先等
により開閉自在となっている。

ここで縫製シートとは各磁気カードに対応させたもので
、第７図のように磁気カードに書き込まれた各縫製プロ
グラムの模様を図化してあり、さらに磁気カードのカー
ド名と対応するコードをシートコーダ部７３に書いであ
る。

また第６図の縫製キー６２・・・・・・６９に対応する
位置に穴７４・・・・・・７４をあけてあり、押え蓋７
０によって収納されるようにしである。

つぎの動作について説明する。

まず電源スィッチ（図示せず）をオンにすると、第４図
の記憶回路４４に記憶された第８図の制御プログラムが
起動する。

この制御プログラムに基づいて中火処理装置４３からク
リア信号が生じ、記憶回路４５゜４６がクリアされ、初
期状態にセットされる。

そこで所望の縫製プログラムを書き込んだ磁気カードを
第１図のキーボード５９上の挿入ロア５に挿入する。

この磁気カード名、目次および縫製プログラムは第４図
のカードリーダ５７によって読み出され、アドレス指定
回路５３からの出力Ｏこよってバッファ回路５０のゲー
トが適宜開かれて、上記データが中央処理装置４３に供
給される。

これらのデータは中央処理装置４３から記憶回路４６に
供給され、これと同期してアドレス指定回路５２からア
ドレス指定が行なわれるとともに選択回路５６から書込
み命令が供給され、上記データが記憶回路４６に書き込
まれる。

なお誤まった磁気カードを挿入してしまった場合乏こは
コントロールキー ６１を押してそのキーコードをバッ
ファ回路５１を介して中央処理装置４３に供給する。

これにより中央処理装置４３からクリア信号が生じて記
憶回路４６の内容がクリアされる。

そこで所望の磁気カードを挿入し直すものである。

こうして磁気カードから８種類の縫製プログラムが書き
込まれたら、このうちから所望の縫製プログラムを以下
のようにして選択する。

例えば第７図示の縫製シート７２が上記磁気カードに対
応しているものとし、このうちから矢じり模様Ｐの縫製
プログラムを選択するものとする。

まず縫製シート７２を第６図の押え蓋７０内に収納し、
矢じり模様Ｐに対応した縫製キー６２を押圧する。

これによってまずシートエーダ部７３のコードが第４図
のバッファ回路５１を介して中央処理装置４３に供給さ
れ、上記磁気カード名と比較されてシートエラーのチェ
ックが行なわれるシートと磁気カードが対応していれば
縫製キー６２のキーコードが中央処理装置４３に供給さ
れ、このキーコードに対応［ッた目次の縫製プログラム
、すなわち矢じり模様Ｐの縫製プログラム（第９図示）
が記憶回路４６から読み出される。

上記縫製プログラムに基づいた演算が中火処理装置４３
で行なわれ、人出力選択回路５５の出力によってその演
算結果が人出力制御回路４７のラッチに記憶される。

このラッチ出力はＤ−Ａ変換回路４８によってアナログ
電圧に変換され、これＱこより第１図のリニアアクチュ
エータ３２．３２が駆動されて布が送られ、縫製が行な
われる。

そこでこの縫製が行なわれるまでの動作を第９図および
第１０図をも参照して説明する。

なく図中ｘ、ｙはそれぞれ左右および前後方向の布送り
量を示す。

まず、第９図の縫製プログラムに基づいてＸおよびｙ方
向の変位量をＯに設定した後、入出力制御回路４７の出
力端子ａから縫製（ＳＥＷ）命令を発生する。

この縫製命令りこよって第２図示の針１駆動装置Ａのサ
ーボモータ４および縫合装置Ｂのサーボモータ２４が作
動する。

サーボモータ４の回転によって針駆動軸１３つまりミシ
ン針１８は減速歯車５，６１回転軸９、バランス円板１
０、針駆動レバー１２を介して上下動し、またサーボモ
ータ２４の回転によってカマ２０が連続回転するっカマ
２０は、ミシン針１８が最も降下して布地（図示せず）
を貫通したときに丁度１／２回転するように設計してあ
り、サーボモータ４はミシン針１８が上下に１往復する
と検出器１１を介して停止し、サーボモータ２４はカマ
２０が１回転すると検出器２５を介して停止する。

こうして１回の縫製が行なわれる。

つきＯこ−Ｘ方向に変位量５なる演算結果が入出力回路
４７にラッチされ、このときのＤ −Ａ変換回路４８の
出力によって第１図のリニアアクチュエータ３２．３２
が駆動され、右側のリニアアクチュエータ３２の作動軸
３２ａが下方に、左側のリニアアクチュエータ３２の作
動軸３２ｂが上方にそれぞれ１ｏｌ−量だけ移動するよ
うに設定しである。

これによって布送りレバー２６が右方向に揺動し、布送
り歯３０．３０によって布が右方向Ｑこ送られる。

ところでリニアアクチュエータ３２．３２の作動軸３２
ａ、３２ｂはその突出および引込む量に限度がある。

すなわちリニアアクチュエータ３２゜３２の１回の駆動
による布の送り量には限度があり、本例ではこの１回の
駆動Ｊこよる布の最大限の送り量を変位量５に、最小限
の送り量を変位量ｌに設定しである。

したがって上記１回の駆動だけで、布を−Ｘ方向に変位
量５だけ送ることができる。

一方この変位方向および変位量は位置検出器３４．３４
によって検出され、この検出出力が第４図のＡ−Ｄ変換
器４９に供給される。

そこでＡ−Ｄ変換器４９においては、上記変位方向およ
び変位量がデジタルデータに変換され、このデータが入
出力制御回路４７のバッファ回路を介して中火処理装置
４３に供給され、先に述べた変位量５なる演算結果と比
較され、一致がとられる。

この一致出力によって入出力制御回路４７の端子すから
出力が生じ、第１図のソレノイド３７が駆動されるよう
に設定しである。

そのため作動軸３７ａが内部へ引込み、ロープ３５を介
して伝えレバー２９つまり布送り歯３０が下方へ変位し
、布押えを解除する。

一方上記一致出力によって、入出力制御回路４７ｃこラ
ッチされた演算結果がクリアされる。

そのためリニアアクチュエータ３２．３２の作動軸３２
ａ、３２ｂが初期位置に復帰し、送りレバー２６が初期
位置に復帰する。

こうして布を−Ｘ方向に変位量５だけ送った後、つぎに
以下のようシこしてＸ方向に送るものである。

すなわち第９図の縫製プログラムに基づいてＸ方向へ変
位量１ ｆｆ、る演算結果が得られ、これが入出力市］
淘回１烙４７にラッチされる。

このときのＤ−Ａ変換回路４８の出力（こよってリニア
アクチュエータ３２．３２の作動軸３２ａ、３２ｂがと
もに引込み、送りレバー２６が第１図後方Ｏこ揺動じ、
布がＸ方向；こ変位量１だけ送られる。

この変位は位置検出器３４，３４ｃこよって検出され、
第４図のＡ−Ｄ変換回路４９によってデジタルデータに
変換される。

データは上記と同様０こ中央処理装置４３に供給され、
演算結果との一致がとられて布がＸ方向に変立欧１だけ
送られたことが確認される。

一方この一致出力によって入出力制御回路４７の端子ａ
から縫製命令が生じ、先に述べたと全く同様にして縫製
が行なわれる。

また上記一致出力によ°つて上述したと同様（こして込
りレバー２６が初期位置に復帰する。

以下第９図の縫製プログラムに基づいた演算が中央処理
装置４３で順次行なわれ、その演算結果Ｏこよって上記
と同様に布送りおよび縫製が行なわれるものである。

ところで変位量が６以上の場合には、送りレバー２６を
複数回揺動させて布を送るものである。

例えば変位量９の場合には１．まず変位量５だけ送゛つ
た後変位量４だけ送るものである。

以上のようにして第９図の縫製プログラムを遂行するこ
とによって第１０図のような矢じり模様が縫製される。

ところで上記プログラムの実行中ρこミシンの誤動作な
どなんらかのエラーが生じた場合には、コントロールキ
ー６０を押すことによって第８図の制御プログラムに基
づいて最初から動作がやり直されるものである。

なお上記の実施例Ｏこおける斜め方向の布、送りは、ま
ずＸ方向に送った後、ｙ方向Ｑこ送って所望の位置まで
布を送るようにしたが、必ずしもこれに限るものではな
く、直接斜め方向に送るようにすれば、より高速化が図
れるものである。

この場合ζこはＸ方向の送り量を指定するデータとＸ方
向の送り量を指定するデータとを、一旦第４図の入出力
制御回路４７のラッチに記憶させ、上記両データを１つ
のデータと見なしてアナログ変換し、リニアアクチュエ
ータ３２．３２の作動軸３２ａ。

３２ｂを１駆動するものである。

例えば布を第３固在下方４５度方向に送る場合Ｏこは、
作動軸３２ａのみを引込ませれば、送りレバー２３は上
記方向に揺動し、この方向（こ布が送られる。

さらに上記の実施例では、布をＸ方向あるいはｙ方向Ｑ
こ送るごとに、リニアアクチュエータ３２゜３２の作動
軸３２ａ、３２ｂを初期位置ζこ復帰させ、再び布を送
るようにしたが、必すしもこれ１こ限るものではない。

例えば布を所望の位置・′こまで送ったら、布を抑えた
まま、作動軸３２ａ、３２ｂをそのままの位置に保持し
、つぎの演算結果に基ついてその位置から直接つぎの位
置Ｑこまで布を送るようにしてもよい。

こうずれば布送りの最大振幅内Ｏこおける縫製、つまり
上記の実施例でいえば変位量±５以内の布送りですむ模
様縫いは高速化できる。

以上詳述した本発明（こ係る電子ミシンによれば、人力
装置から任意の縫製プログラムを人力可能ρこし、この
プログラム（こ従って布送り方向および布送り量を中央
処理装置によって演算し、その演算結果に基づいて針、
駆動装置、縫合装置、布送り装置を同期的に作動せしめ
るようにしたから、単一模様の繰返しだけですく、多種
多様の模様縫いができ、しかも所望の縫製プログラムを
選択的に記憶回路に記憶させる方式であるから従来のよ
うＱこ各縫製データを予め総て記憶しておく方式Ｏこ比
べ、はるかｋこ少ない記憶容量で済む。

さらに機構的にも複雑な同期リンク機構等が不要で非常
に簡素であり、電子的に制御するのに非常に適し、電子
ミシンの軽量化、信頼性向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は縫製装置の一
部破断圧面図、第２図は第１図の一部破断左側面図、第
３図は第１固装部を摘出して示した平面図、第４図は電
子的な回路構成をブロックで示したブロック図、第５図
は磁気カードを示した正面図、第６図は第１図のキーボ
ードを摘出して示した平面図、第１図は縫製シートを示
した正面図、第８図は動作説明のためのフローチャート
、第９図は縫製プログラムを示したフロチャート、第１
０図は縫製模様を示した説明図である。 Δ・・・・・・針駆動装置、均・・・・・縫合装置、ｇ
・・・・・・布送り装置、４・・・・・・第１モータ、
２４・・・・・・第２モータ、２６・・・・・・布送り
レバー、２６ａ・・・・・・アーム、２８・・・・・・
ユニバーサルジヨイント、３０・・・・・・アーム、３
２・・・・・・リニアアクチュエータ、３２ａ・・・・
・・作動軸、３４・・・・・・位置検出器、４３・・・
・・・中央処理装置、４４，４５，４６・・・・・・記
憶回路、４７・・・・・・制御回路、４８・・・・・・
Ｉ）−Ａ変換回路、４９・・・・・・Ａ−Ｄ変換回路、
５０，５１・・・・・・バッファ回路、５２．５３，５
４・・・・・・アドレス指定回路、５６・・・１・・・
選択回路、５７・・・・・・キーボード、５８・・・・
・・磁気カード、５９・・・・・・キーボード、６２〜
６９・・・・・・縫製キー、７２・・・・・・縫製シー
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１モータによって駆動されるミシン針駆動装置と
   ； 第２モータによって駆動され、上糸を下糸に捕捉する縫
   合装置と； １対のリニアアクチュエータによって駆動される布送り
   装置と； 上記布送り装置が、下端部がユニバーサルジヨイントを
   介して任意の方向に揺動自在に支持され上端部に布送り
   歯を備えている布送りレバーと、上記布送りレバーから
   一体に互いに所定の開き角をもって実質的に水平方向に
   延伸し上記両リニアアクチュエータの作動軸が連結して
   いる１対のアームと、上記両リニアアクチュエータの各
   作動軸の突出量を検出する１対の位置検出器とで構成さ
   れていることと； 所望の模様縫いを実行させるための縫製プログラムを人
   力する入力装置と； この人力装置からの縫製プログラムを記憶する記憶装置
   と； 上記記憶装置への縫製プログラムの書込みおよび読出し
   を制御する制御装置と； 上記記憶装置から読み出された縫製プログラムに従って
   布の送り方向および送り量を算出する中央処理装置と；
   を有し、 上記中央処理装置からの出力によって上記両モータと上
   記両リニアアクチュエータとが同期的に作動するように
   した電子ミシン。