JPS61257680A - 布縁倣い縫ミシン - 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４，２
４８．１６８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、布検出器が加工布によって覆われる部分
の大きさに対応した出力信号を発する透過型フォトセン
サとされており、このフォ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ってい
るため、フォ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ィを有すること
が必要であって高価となることを避は得ない問題があっ
た。

また、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１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
。

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、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
受光部に向かって反射するためにミシンベッドの上面に
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
っ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ォ
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。したがって、従来
のように補正用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、チェック等柄物の縫製
に当たっ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って容易に縫代を
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って反射され、縫代の調節に伴って
布検出器の感度が変化することがなく、布検出器自体は
リニアリティ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
なベッド１０と、そのベッドＩＯの右端から立ち上がっ
た脚柱部１２と、その脚柱部１２の上端から片持ち状に
かつベッド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ッチ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２Ｉとが設けられ、ア
ーム１４には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１６には第３図に示すようなブラケット４８によっ
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５２を備
えており、この軸５２がブラケット４８によって回転可
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って
いる。軸５２は頭部１６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
２１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っている。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
ィルタ６０が設けられている。

前記ベッド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って放射され
る放射光が有効に受光部５８に向かって反射されるよう
になっている。

そのため、布検出器５０は第４図（ｂｌに示すような広
い範囲にわたってリニアリティ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ィの
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（ｂｌ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
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８Ｏおよび
マルチプレクサ９４に接続されており、このスイッチ２
６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９
４は針揺動演算装置８Ｇの出力信号ではなく倣い縫制御
装置工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は前記布検出器５０の出力信号Ｖ
ｄ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
給するようになっている。針位置指令信号発生器１１４
の出力信号Ｖｐは、布検出器５ｏの出力信号Ｖｄと、そ
の布検出器５ｏ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 ％式％） 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って
いる。本実施例においては針位置指令信号発生器１１４
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
指令信号に従っ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８日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
クパルスが針位置指令信号発生器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針位置指令信号発生器１１
４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。このクロックパルスを
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１２４によっ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
変わる。

続いてオペレータがメインスイッチ２０を操作してミシ
ンを起動させれば、縫代設定操作部材２１″によって設
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。

縫製の進行に伴って加工布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。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
の中央であったと仮定し、縫製中に加工布７０の布縁が
第６図（ｂｌ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４２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（ａｌ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ｆｂｌ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。

したがって、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（Ｃ１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
るためであって、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４
２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って、実際には加工布７０のセ
ン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（なるため、布縁
の位置をその縫針４２が偏っ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５０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くサージ
）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、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の紙や布によっ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ォ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っているため、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
。

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によって指示されるようになってい
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２１も省略して布検出器５０を直接子で回動させる
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５０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ック図である。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図は同一のフォ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：ベッド　　　　　１８：ミシン機枠２１：縫代設
定操作部材 ３６：針棒台（揺動支持枠） ４０：針棒　　　　　　４２：縫針 ５０：布検出器　　　　５２：軸 ５４：指針　　　　　　５５：目盛 ５６：発光部　　　　　５８：受光部 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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
   ザグミシンにおいて、 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、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って反射す
   るために前記ミシンベッ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. （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。