JPS61257679A - 布縁倣い縫ミシン - Google Patents

布縁倣い縫ミシン

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JPS61257679A
JPS61257679A JP10018185A JP10018185A JPS61257679A JP S61257679 A JPS61257679 A JP S61257679A JP 10018185 A JP10018185 A JP 10018185A JP 10018185 A JP10018185 A JP 10018185A JP S61257679 A JPS61257679 A JP S61257679A
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needle
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light
swing
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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(布線という)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4,2
48.188号の明細書によって既に知られている。こ
れは布縁の位置が布検出器によって検出され、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′よっ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、布検出器として透過型フォトセンサが使
用されているため、加工布に覆われた部分においてもあ
る程度の光がフォトセンサに入光することを避は得す、
この入光量は加工布の厚さ2色、材質等の影響を顕著に
受ける。したがって、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ォ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
、チェック等柄物の縫製を行う場合には補正用フォトセ
ンサが布縁検出用フォ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
となっ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った。
また、上記フォトセンサが直接加工布によって覆われる
ようになっており、覆われない部分の面積に対応した信
号を出力し、そ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っているため、フォトセン
サは広い範囲においてリニアリティを有するものである
ことが必要であって高価となることを避は得ない問題も
あった。
問題点を解決するための手段 本発明は上記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の上方アームに配設された
揺動支持枠と、縫針の落下点に移送される加工布を支持
するベッドと、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ュエータとを備
え、そのアクチュ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適用される。
すなわち、このようなジグザグミシンが、(aCミシン
ベッ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、上方アームに設置され
た布検出器と、(b)発光部からの放射光を受光部に向
かって反射するためにベッドの上面に固設され、発光部
の配置位置と受光部の配置位置とのほぼ中央の位置を中
心とする円弧状に形成された反射面と、(C1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、(d1位置指令信号に従っ
てアクチュ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対応して変換手段により位置指令
信号が発せられる。そして、この位置指令信号に従って
制御手段がアクチュエータを制御し、アクチュエータが
揺動支持枠の位置を変えることにより、その揺動支持枠
により針棒を介して支持されている縫針(正確には縫針
の落下点)の位置が布縁の変動に追従して変えられ、結
局、布縁位置の変動にもかかわらず縫代が自動的に一定
に保たれることとなる。
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ために反射型のフォト
センサが用いられているため、加工布の厚さ2色、材質
等が縫代の制御に影響を与えることがない。加工布の厚
さが影響を与えないことは当然であるが、加工布の材質
や色による反射光の強さの差は反射面からの反射光を加
工布からの反射光との強さの差に比較して著しく小さい
ため、加工布の材質や色も殆ど縫代の制御に影響を与え
ないのである。したがって、従来のように加工布の厚さ
1色、材質等に基づく布縁位置の検出誤差を補正するた
めのフォ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ェック等の柄物の縫製に当たっても
縫代が変動することがなくなる効果が得られる。
また、反射面は発光部の配置位置と受光部の配置位置と
のほぼ中央の位置を中心とする円弧状に形成されてい、
るため、発光部から相当広い角度範囲に広がって放射さ
れた光が有効に受光部に向かって反射されることとなり
、反射面が平面である場合に比較して布検出器の有′効
検出範囲、すなわち布縁の位置と布検出器の出力信号と
の間に比例関係が成立する範囲が広くなり、布縁の位置
が広い範囲にわたって変動する場合や縫代の設定が広い
範囲にわたって変えられる場合にも安価な布検出器によ
って十分対処し得ることとなる。
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
なベッド10と、そのベッド10の右端°から立ち上が
った脚注部12と、その脚注部12の上端から片持ち状
にかつベッド10にほぼ平行に延びる上方アーム14と
から成るミシン機枠16を備えている。上方アーム14
の自由端側の頭部18にはミシンの起動、停止を制御す
るメインスイッチ20が設けられ、上方アーム14には
更にこのミシンによっ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ッチ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
ッチ26と、布縁と縫目線との距離(以下、縫代と言う
)を設定するために操作される縫代設定操作部材28、
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18のカバーを外した状態を示しており、
ミシン機枠16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によっ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って
針棒4oおよび縫針42が上下往復運動をさせられるよ
うになっている。
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(一般的にはアクチュエータ)が接続
されており、この針揺動制御モータの駆動によって針棒
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って
いる。
頭部18の下面にはブラケット52を介して布検出器5
4が固定されている。布検出器54は赤外線を放射する
発光素子56を発光部として、また、その赤外線の反射
して来たものを受光する受光素子58を受光部として備
えるとともに、それら発光素子56および受光素子58
を保持するホルダ59と、図示を省略する信号処理回路
とを備えている。また、受光素子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ィ
ルタ60が設けられている。
前記ベッド10の上面には第1図から明らかなように開
口が形成されており、この開口が針板66によって塞が
れている。この針板66には複数のスロットが形成され
、このスロットから送り歯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
よっ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7
4が形成されている。この反射面74は、前記布検出器
54の発光素子56から放射された赤外線を受光素子5
8に向かって反射するものであり、第3図(a)に示す
ように発光素子56と受光素子5日との中央の点Pを中
心とする円弧凹面とされている。発光素子56と受光素
子58とは前記針棒台36の揺動平面に平行な平面内に
おいて水平方向に小距離層れて配設されているが、その
離間距離の中点Pを中心とする円弧凹面とされているの
である。したがって、この中点Pと反射面74上の任意
の1点Qとを結ぶ直線は反射面74と直交するとともに
、発光素子56と点Qとを結ぶ直線と受光素子58と点
Qとを結ぶ直線との成す角θを三等分することとなり、
発光素子56から点Qに向かって放射された光は正確に
受光素子58に向かって反射される。その結果、受光素
子58自体はリニアリティの有る範囲が極く狭い安価な
ものであるにもかかわらず、第3図(b)に示すように
加工布70の布縁位置と布検出器54の出力電圧との間
に直線関係が成立する有効検出範囲が広くなる(第3図
に記載されている「検出範囲」については後述する。)
この点、反射面が平面である場合には第4図(a)、 
(blに示すように極く狭い範囲においてリニアリティ
が得られるに過ぎないのと対照的である。なお、反射面
74は針孔72に極く近接して設けられているのに対し
て、布検出器54は針棒台36およびその針棒台36の
揺動を案内するガイド等との干渉を避けて針棒40から
一定距離前側(オペレータ側)に外れた位置に設けられ
ているため、反射面74は僅かにオペレータ側に傾いて
形成され、発光素子56がら放射された放射光を正確に
受光素子58に向がって反射するようにされている。
第5図に本ミシンの制御装置を示す。この制御装置はデ
ィスクリート回路として示されているが、主要部をマイ
クロコンピュータで構成することも可能である。前記模
様選択スイッチ24が第5図の左端に示されている。こ
の模様選択スイッチ24には模様選択カウンタ80が接
続されており、模様選択スイッチ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
るようになっている。
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8o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っている。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86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8・6には針揺動調節装置90がそれ
ぞれ接続されている。送り量調節装置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84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って、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制御されて
、模様選択スイッチ24の操作によって選択された縫目
模様が形成されることとなる。
前記倣い縫スイッチ26は模様選択カウンタ80および
マルチプレクサ94に接続されており、このスイ・7チ
26がオン状態とされることにより模様選択カウンタ8
0がリセッ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線制
御、装置110の出力信号(以下、針位置指令信号とい
う)を針揺動制御回路96に供給する状態に切り換えら
れる。
倣い線制御装置110には、前記縫代設定操作部材28
の操作によって抵抗値が変えられる可変抵抗器112と
前記布検出器54とが接続されている。可変抵抗器11
2の出力信号である縫代設定電圧Vivおよび布検出器
54の出力信号である検出電圧Vdが一定の電圧Vaお
よびVcと共に加算器114に供給されるようになって
いるのである。そして、加算器114′は、前記タイミ
ングパルス発生器88からのタイミングパルスがオア回
路116を経て供給される毎に次式によって表される出
力電圧Vpを出力する。
Vp =Vc −Vd −Va −Vwこの出力電圧V
pは第6図に示すように縫針42の最大振幅の左端から
縫目線形成位置までの距離に対応する電圧、すなわち針
位置指令電圧であり、一方、一定電圧Vaは同じ最大振
幅の左端位置から布検出器54の検出範囲の左端までの
距離であり、一定電圧Vcは検出範囲に対応する電圧、
すなわち検出範囲が加工布70により全く覆われていな
いときの受光量に対する検出電圧である。つまり、布検
出器54の有効検出範囲は実際には第3図(b)に示さ
れている範囲であるが、便宜上第3図(b)に二点鎖線
で示されている範囲が布検出器54の検出範囲と想定さ
れているのである。
加算器114からの針位置指令電圧VpはA/D変換器
11Bによってデジタル信号に変換され、前記マルチプ
レクサ94を経て針揺動制御回路96に供給される。本
実施例においては、加算器114が布検出器54の受光
部たる受光素子58の受光量を揺動支持枠たる針棒台3
6の横方向位置に関する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II8.マルチプレクサ
94、針揺動制御回路96が揺動支持枠のアクチュエー
タたる針揺動制御モータ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ッ
クパルスが加算器114に供給されるように、クロック
パルス発生器126が設けられている。ただし、クロッ
クパルス発生器126から出力されたクロックパルスは
、針上信号およびミシン停止信号が入力されている状態
においてのみアンド回路128およびオア回路116を
経て加算器114に供給されるようになっている。
上記のように構成されたミシンによって倣い縫を行う場
合には、オペレータはまず加工布70を縫目線形成希望
位置が針孔72のほぼ中央となるようにセットする。そ
して、倣い縫スイッチ26を操作すれば模様選択カウン
タ80がリセットされ、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が倣い線制御装置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がセットされた状態において、
布検出器54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電圧Vdを加算器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、クロックパルス
発生器126からのクロックパルスがアンド回路128
およびオア回路116を経て加算器114に供給される
。   ・このクロックパルスを受けた加算器114は
、検出範囲に対応する一定電圧Vcから検出電圧Vd。
可変抵抗器112からの縫代設定電圧■―および一定電
圧Vaを差し引いた針位置指令電圧Vpを出力し、A/
D変換器116がこれをデジタル信号に変換してマルチ
プレクサ94に供給する。
マルチプレクサ94はこの針位置指令信号を針揺動制御
回路96に供給し、針揺動制御回路96はこの針位置指
令信号に基いて針揺動制御モータ100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の位置が変えられる。こ
の縫針42の位置が希望通りであればオペレータはメイ
ンスイッチ20を操作してミシンを起動させるのである
が、そうでなければ縫代設定操作部材28を操作する。
この操作によって可変抵抗器112からの縫代設定電圧
Vwが変化し、この変化した縫代設定電圧Vwに基づい
て上記と同じ制御が行われて縫針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。そして、縫、
針42の位置が希望通りの位置になったならば、オペレ
ータはメインスイッチ20を操作してミシンを起動させ
る。
これによって所望の位置に縫目線が形成され、所望の縫
代で縫製が行われることとなるが、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N調節装置89から供給される送り調節
データとによって決まることは通常の縫製作業における
と同様である。
縫目線の形成に伴って加工布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は得ない。こ
のように布縁位置が変動した場合には布検出器54から
の検出電圧Vdが変動する。ミシンの作動中においては
タイミングパルス発生器88からのタイミングパルスが
オア回路116を経て加算器114に供給されるため、
このタイミングパルスの入力に応じて加算器114が針
位置指令電圧Vpを出力し、これがA/D変換器118
を経てマルチプレクサ94に供給される。以後はミシン
の停止伏態におけると同様にして縫針42の位置が変え
られる。加工布70の布縁の位置が変動した場合には縫
針42の位置がそれに追従するように自動的に変更され
るのであり、それによって縫代は常に一定に保たれる。
なお、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54からの検出電圧
Vdが変動することがないことは明らかであるが、加工
布が例えばチェッ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って受光素子5
8の受光量が変動し、検出電圧Vd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ットして、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54′  の
発光素子56と受光素子58とを反射型フォトセンサと
して使用する場合と透過型フォトセンサとして使用する
場合との比較実験を、消灯した室内で光学フィルタ60
を使用することなく行った。
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、縁が検出
範囲のどの位置にある場合でも黒い紙と白い紙と紺色の
布との間で受光素子58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、受光素子58の紙や布によって覆われる部分が
多くなるほど受光素子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可変抵抗器112から縫
代設定電圧■−が出力されるようになっており、縫代設
定操作部材28の操作に基づいてこの縫代設定電圧Vw
が変えられることによって縫代、すなわち布縁と縫目線
との距離が変更可能となっているが、この変更の必要が
ない場合には縫代設定操作部材28および可変抵抗器1
12を省略することが可能である。
また、上記実施例においては布検出器54の゛検出範囲
が縫針42の最大振幅より大きくされていたが、逆に布
検出器54の検出範囲の方が小さい場合には、布検出器
54からの検出電圧Vdと針位置指令電圧Vpと縫代設
定電圧Vwとの関係は第9図に示すようになり、針位置
指令電圧Vpは次式 %式% で表されることとなるため、加算器114に一定電圧V
aおよびVcを検出電圧Vdおよび縫代設定電圧Vwと
共に供給することが必要となる。
そして、布検出器54の検出範囲が縫針42の最大振幅
と等しい場合には各電圧間の関係は第10図に示すよう
になり、針位置指令電圧Vpは次式 %式% で表されることとなる。
また、上記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っているため、縫製開始
当初か′ら縫目線は所望の位置に形成されるようになっ
ているが、このような必要がない場合にはクロックパル
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。
上記実施例においては縫代設定操作部材28が縫針42
の位置を確認しつつ操作されるようになっているが、縫
代設定操作部材28の近傍に縫代を示す目盛を付け、こ
の目盛に基づいて縫代設定操作部材28を操作すること
により縫代の設定を行うようにすることも可能である。
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っているが、これは倣い
縫には一般に直線縫が使用されるためであって、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54や倣い線制御装置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
の揺動運動によって縫針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正面図である。第3
図は同ミシンにおける布検出器と反射面との相対位置関
係ならびに布検出器にリニアリティの得られる範囲を示
す説明図である。第4図は反射面が平面である場合にお
ける第3図に相当する図である。第5図は同ミシンの制
御回路を示すブロック図である。第6図は同ミシンにお
ける針位置の制御を示す説明図である。第7図および第
8図は同一の発光素子および受光素子を反射型フォトセ
ン号として使用することにより布縁位置の検出を行う場
合と透過型フォトセンサ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。第9図および第10図は
本発明の別の実施例における第6図に相当する図である
。 10:ベッド     10:上方アーム28:縫代設
定操作部材 36:針棒台(揺動支持枠) 40:針棒      42:!l!針54:布検出器
    56二発光素子58:受光素子    70:
加工布 74:反射面 100:針揺動制御モータ(アクチュエータ)110:
倣い線制御装置 112:可変抵抗器 114:加算器(変換手段) 第2図      16 第3図 第4図 詭r141%b距敵 第8因 祿r>わ勅距敞

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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の上方アーム
    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ベッドと、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
    れたアクチュエータとを備え、そのアクチュエータの駆
    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
    ザグミシンであって、 前記ミシンベッ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、前記上方ア
    ーム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って反射するために前記ベッドの上
    面に固設され、前記発光部の配置位置と前記受光部の配
    置位置とのほぼ中央の位置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って前記アクチュエータの駆動を
    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だけ隔てて縫目線を形成
    することを特徴とする布縁倣い縫ミシン。
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