WO2005040479A1

WO2005040479A1 - ミシンの針棒駆動装置

Info

Publication number: WO2005040479A1
Application number: PCT/JP2004/015915
Authority: WO
Inventors: Ikuo Tajima
Original assignee: Tokai Kogyo Mishin Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2005-05-06
Also published as: KR20060035735A; KR100750022B1; EP1679397A1; CN1836066A; US20070107470A1; US7322303B2; JP2007006912A

Abstract

　ミシンの針棒（３）を昇降駆動するための専用の駆動源（１６）が設けられる。制御部（１６０）は、縫い動作を行うときに前記針棒を所定のストローク範囲内で昇降運動させるよう該駆動源の作動を制御し、他方、縫い動作を行わないときには前記針棒を前記所定のストローク範囲における上死点よりも上方に設定された所定の退避位置まで移動させるよう該駆動源の作動を制御する。また、ストローク範囲内での針棒の昇降運動の時間的パターンを可変しうるものとする。これにより、縫製時の針棒のストロークを必要最小限としつつ、休止時の針棒の下端とミシンテーブル上面との空間をより大きく確保することができ、また、針棒の駆動タイミングが変更自在となる。

Description

明細書

ミシンの針棒駆動装置

技術分野

[0001] この発明はミシンの針棒駆動装置に関し、詳細には、簡易な機構にて針棒を駆動するとともに、針棒の駆動タイミングの変更が容易に行え、且つ、縫製時の針棒のストロークを必要最小限とし、縫製停止時には針棒を縫製時のストローク上死点よりも上方へ退避できるようにしたミシンの針棒駆動装置に関する。

背景技術

[0002] 従来力も知られるミシンの針棒駆動装置の一例として、下記特許文献 1には、リニアモータによる針棒駆動機構を具備した刺繍ミシンが開示されて、る。この従来技術では、多頭式刺繍ミシンの各頭 (ミシンヘッド)毎に針棒を駆動するためのリニアモータを個別に設けるとともに、各頭毎に備わる釜を回転する釜軸の回転角を検出する検出装置を設け、検出装置により検出された釜軸の回転角に同期して、該リニアモータの動作を制御する構成により、針棒を駆動するためのカム機構などの複雑な動力伝達機構が不要とされ、針棒駆動機構の構造を簡素化できるとともに、該リニアモータの動作を適切に制御することで、縫、調子の変更などに応じて針棒の駆動タイミングを自由に設定できるようになることが示された。

特許文献 1：特公平 3 - 37960

[0003] 前記特許文献 1の構成において、縫製時に針棒が昇降駆動されるストロークの幅は一定に固定されており、そのストロークの上死点はミシンテーブル上面との間隔を大きく空けた所定の位置に設定されていた。これは、該所定の位置に相当するスト口一クの上死点に位置した針棒の下端とミシンテーブル上面との間隔を十分に確保することで、例えばミシンテーブル上に配置された被縫製物 (布)を張り替える作業等に際して、針棒の下端が該布に接触する等の支障をきたさないようにする必要があった力である。すなわち、針棒の前記昇降駆動のストローク幅は、縫製に際して最低限必要のストローク幅よりも大きいストローク幅に設定されてなければならなかった。このように、前記特許文献 1の構成においては、大きいストローク幅にて針棒を駆動していたため、縫製時の騒音や振動が大きくなるという不都合があった。また、針棒のストローク幅が前記大きいストローク幅で一定に固定されていたので針棒の駆動タイミングの設定の自由度も制限されていた。また、一方では、刺繍作業の多様化に伴い、休止時 (被駆動時)の針棒下端とミシンテーブル上面との空間はできるだけ大きく確保しておきた、と!/、う要望もある。

発明の開示

[0004] この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、縫い動作時の針棒のストロークを必要最小限としつつ、休止時 (非駆動時)の針棒の下端とミシンテーブル上面との空間をより大きく確保できるようにすると共に、針棒の駆動タイミングの変更を自在且つ容易に行えるようにしたミシンの針棒駆動装置を提供することを目的とする。

[0005] この発明に係るミシンの針棒駆動装置は、ミシンの針棒を昇降駆動するための専用の駆動源と、縫い動作を行うときに前記針棒を所定のストローク範囲内で昇降運動させるよう該駆動源の作動を制御し、縫、動作を行わな、ときには前記針棒を前記所定のストローク範囲における上死点よりも上方に設定された所定の退避位置まで移動させるよう該駆動源の作動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

[0006] これによれば、駆動源は針棒のみを駆動するために設けられており、制御手段による該駆動源の制御によって、縫い動作を行うときには、針棒が所定のストローク範囲内で昇降駆動される。また、縫い動作を行わないときには、針棒を前記所定のスト口ーク範囲における上死点よりも上方に設定された所定の退避位置まで移動させることが可能となる。これにより、縫い動作を行わないときには、針棒を前記退避位置に退避させて、針棒の下端とミシンテーブル上面との空間を十分広くとることができるので、例えば布等の被縫製物の張り替えなどの作業のときに針棒の下端が被縫製物に接触することを防ぐことができる。また、このように、縫いストローク範囲とは別途に、その上方に退避位置を設定するようにしたことで、針棒の下端とミシンテーブル上面との空間を十分に確保しながらも、縫製時の針棒の前記所定のストローク範囲は縫製に必要な最小限の幅に留めることができるようになる。従って、縫製時の針棒のストローク幅が小さくて済むので、縫製時の騒音や振動が低減される。更に、前記所定のストローク範囲内での前記針棒の昇降運動の時間的パターンを可変しうるようにするとよい。これにより、縫い調子の調整を行うことができる。ここで、当該針棒駆動装置は縫製時のストローク幅が必要最小限にされて、るので、針棒の駆動タイミングの設定の自由度が増すこととなり、縫い調子を多様に調整することができることとなる。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]この発明の一実施例に係る多頭式ミシンを示す正面図。

[図 2]図 1に示すミシンヘッドの側面断面図。

[図 3]図 2のミシンヘッドにおいてネジ棒及びその周辺機構の要部を抽出して示す斜視図。

[図 4]図 3に示すネジ棒及びその周辺機構の要部を上から見た平面図であって、ァームに対する駆動モータの取り付け構造を示している。

[図 5]図 4をミシンヘッド前面側から見た正面断面図。

[図 6]同実施例に係るミシンヘッドの側面断面図であって、針棒がストローク上死点にある状態を示す。

[図 7]同実施例に係るミシンヘッドの側面断面図であって、針棒がストローク下死点にある状態を示す。

[図 8] (a)は針棒駆動用モータの制御系統図、 (b)は同実施例に係る針棒の作動タイミングを示すチャート図。

[図 9]ミシンヘッドの側面断面図であって、針棒駆動機構の別の構成例を示す。

[図 10]ミシンヘッドの側面断面図であって、針棒駆動機構の更に別の構成例を示す発明を実施するための最良の形態

[0008] 以下添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図 1は、この実施例に係る多頭式刺繍ミシンの正面図を示す。この多頭式刺繍ミシンの全体的な枠体を成すミシンフレーム Mには、複数（図において 6個）のミシンへッド Hが配設される。各ミシンヘッド Hはミシンフレーム Mに固定されたアーム 1と、該ァーム 1にお、て、左右方向にスライド可能に支持された針棒ケース 2から構成されており、この針棒ケース 2には複数（図において 9本)の針棒 3が上下動可能に設置される。各ミシンヘッド Ήの下方において、釜 4と該釜 4を支持する釜土台 5とが各ミシンへッド Hに夫々対応して設けられている。図示しないが、釜 4はミシン主軸の回転によつて回転駆動されるようになっており、ミシン主軸には釜 4の回転角を検出するェンコ一ダが設けられている。また、ミシンフレーム Mにはテーブル 6が支持されており、このテーブル 6の上面には被刺繍物を展張保持するための刺繍枠 7が設けられている。この刺繍枠 7は図示しない駆動機構によって、ミシンヘッド Ήに対して前後左右方向に駆動されるようになって、る。

[0009] 図 2は、 1つのミシンヘッド Hの側面断面図を示す。アーム 1はミシンフレーム Mからミシン前面側（図において左側）に向けて延びるよう配設されており、針棒ケース 2はアーム 1の前面側及び上面側を覆うように配置されている。この針棒ケース 2内には、針棒 3を駆動するための動力伝達機構、及びその他、刺繍動作を実現するために必要な各種機械要素が収納される。図 2から明らかなように、アーム 1の前端部は断面が概ねコ字型 (すなわち互いに略平行な上下端部と該上下端部に連なる側壁部を有する形状）に形成されており、このアーム 1に対して、針棒 3を駆動するための機構の主要な構成要素の 1つとなるネジ棒 8が回転可能に支持されている。このネジ棒 8 は、その周面において軸を中心に螺旋状に形成されたネジ山が設けられており、ァーム 1の前記上下端部に対して略垂直に配置されている。ネジ棒 8の下端は、アーム 1の下端部においてベアリング 9を介して支持されており、また、ネジ棒 8の上方部は、アーム 1の上端部に固定された軸受部材 10において、ベアリング 11を介して支持される。また、ネジ棒 8の上方部には拡径の規制部 8aが、ネジ棒 8と同軸に形成されており、これは前記軸受部材 10の下面側に配置される。また、ネジ棒 8の上方部であつて、該軸受部材 10の上面側には、 2つのナット部材 12が該ネジ棒 8に対して螺合される。この規制部 8aと 2つのナット部材 12とによって軸受部材 10 (ベアリング 11)を挟み込むことで、ネジ棒 8のアーム 1に対する相対的な上下位置が規制される。なお、ナット部材 12と軸受部材 10上面との間にはワッシャー 13が配設される。

[0010] ネジ棒 8の上端部には、ネジ棒 8の軸と同軸にプーリ 14が固定されており、プーリ 1 4とネジ棒 8は該軸を中心にして一体的に回転する。図 2から明らかなように、ネジ棒 8の上端側に設けられたプーリ 14とナット部材 12とはアーム 1の上面力も突出している。図 3は図 2のミシンヘッドから、針棒ケース 2及び該針棒ケース 2に装着された各種機械要素を除くことで、ネジ棒 8及びその周辺機構の要部のみを抽出して示す一部断面斜視図である。ネジ棒 8の上端部には、ネジ棒 8の軸と同軸にプーリ 14が固定されており、プーリ 14とネジ棒 8とは、前記軸を中心にして一体的に回転する。プーリ 14の側周面にはベルト 15が巻き掛けられており、このベルト 15は次に述べる針棒上下駆動専用のモータ 16の回転駆動をプーリ 14に伝達するのに用いる。図 4は図 3に示す要部を上面力見た平面図であり、前記モータ 16の装着構造を示す。また、図 5は、図 4をミシンの前面力もみた正面一部断面図である。図 4及び図 5に示すように、駆動モータ 16は、当該ネジ棒 8に対応して（つまり各ミシンヘッド Hにっき 1つずつ）それぞれ設けられており、ベース部材 16aを介してアーム 1に固定されている。駆動モータ 16は、その回転軸 16bがネジ棒 8の軸と平行になるよう配設され、該回転軸 16bの上端には駆動プーリ 17が固定される。ベルト 15がプーリ 14と駆動プーリ 17 に巻き掛けられることで、プーリ 14はベルト 15を介して駆動プーリ 17と連動可能に連結される。これにより、駆動モータ 16を駆動すると、その回転はベルト 15を介してプーリ 14に伝達される。従って、駆動モータ 16の駆動によりプーリ 14が回転されると、該プーリ 14の回転に連動してネジ棒 8が軸を中心に回転することになる。

ネジ棒 8には、針棒 3を駆動するための機構の主要な構成要素の 1つとなる移動子 18が、ネジ棒 8の軸方向に沿って上下移動可能に配設されている。移動子 18は、全体として概ね円筒形状を成し、その略中心に当該移動子 18の軸に沿ってネジ棒 8の貫通を許す通孔（図示しな、）を有する。移動子 18は該通孔にお、てネジ棒 8に螺合される。すなわち、移動子 18の該通孔は、その内周面の一部又は全部がネジ棒 8 外周に設けられたネジ山（雄ネジ)と係合するネジ穴 (雌ネジ)として形成される。これにより該ネジ棒 8の回転が移動子 18に対して伝達される。また、移動子 18の前周面上の所定箇所には、前方に突出する第 1係合突片 18aが形成されており、また、後周面上の所定箇所には、後方に延びる係合凹片 18bが形成されている。第 1係合突片 18aから所定間隔あけた下方箇所には、第 2係合突片 19が固定されており、これら第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19は、詳しくは後述するように、移動子 18の上下動に針棒 3を連動させるための機械的連結要素として機能する。係合凹片 18bは後端所定箇所において溝部 (切り込み)を有する。アーム 1には、前記係合凹片 18bの溝部と係合すべき係止棒 20がネジ棒 8の軸と平行に設置されて、る。係止棒 20が係合凹片 18bの該溝部に嵌合されることにより、移動子 18は軸 (ネジ棒 8)を中心に回転することが規制される。

[0012] モータ 16の駆動により、ネジ棒 8が軸を中心に回転すると、移動子 18にはその回転力が作用する。移動子 18は、係止棒 20と係合凹片 18bの嵌合により回転規制されているのでネジ棒 8の回転に追従して回転することがない。従って、ネジ棒 8に螺合された移動子 18は、ネジ棒 8が軸を中心に回転すると、ネジ棒 8周囲に設けられたネジ山のネジ作用によって、ネジ棒 8の軸にそって上下方向に移動することになる。モータ 16の回転方向を正逆切り替えることで、移動子 18を上下往復移動させること力 Sできる。図 5において、下方に変位した移動子 18を 2点鎖線で示している。

[0013] アーム 1の前面上部には、針棒ケース 2をミシン正面から見て左右方向（図 2において紙面に対して垂直向き）〖こスライド可能に支持するリニアレール 21が配置されている。針棒ケース 2の下端部背面には、該リニアレール 21と平行に延びるガイドレール 22が固定されるとともに、アーム 1側には、回転可能なローラ 23とガイド部材 24とが設けられており、ローラ 23とガイド部材 24が該ガイドレール 22を挟み込むことで、スライド時に、針棒ケース 2の下端側がガイドされるようになって、る。

[0014] 複数 (この例では 9本)の針棒 3は、針棒ケース 2において、各々上下動可能に支持されている。各針棒 3の下端部には、針抱き 25を介して縫針 26が、夫々具備される。また、各針棒 3の略中間部には、針棒抱き 27が夫々固定されており、これら各針棒抱き 27の背面には係合ピン 28が突設されている。この係合ピン 28は、移動子 18に設けられた第 1係合突片 18a及び第 2係合突片 19に係合することで、該移動子 18の上下動に針棒 3を連動させるための要素として機能する。図 2では、或る 1つの（図において手前に表れて、る)針棒 3に備わる係合ピン 28が、該第 1係合突片 18a及び第 2係合突片 19に係合した状態を示す。図示の通り、係合ピン 28は、第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19の間に位置することで、両部材により上下から挟み込まれる。よって、当該針棒 3は、係合ピン 28にて移動子 18と連結されるので、移動子 18が上下方向に移動すると、該移動子 18の上下移動に連動して上下往復駆動されることになる。図 5には、第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19の間に位置された係合ピン 28の断面が示されている。第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19の間隔は、係合ピン 28の上下幅と概ね同等とされ、少なくとも、係合ピン 28が第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19の間に対して左右方向から進入 Z脱出しうる間隔が確保されていればよぐ係合ピン 28が第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19の間に位置されたときの上下方向のガタを可及的少なくするのが望まし、。

[0015] 移動子 18と連結される（つまり駆動される)針棒 3の選択は図示しない色換え機構によって行われる。すなわち、該色替え機構により針棒ケース 2を左右方向に移動させると、針棒ケース 2のスライド位置に応じて、移動子 18と連結される針棒 3、つまり第 1係合突片 18aと第 2係合突片 19の間に位置する前記係合ピン 28が切り替わる。このように、針棒ケース 2のスライド位置に応じて、複数（9本)の針棒 3のうちから駆動すべき任意の 1本の針棒 3を選択的に切り替えることができる。ここで、非選択の針棒 3は、次に述べる所定の退避位置に留まり、色替え機構により選択されるまでは該退避位置に保持される。

[0016] 各針棒 3の針棒抱き 27の上側には上死点ストッパ 29が固定されており、この上死点ストッパ 29の上面にはクッション 32が配設されている。また、各針棒 3の上端部にはパネ受け 30が設けられており、このパネ受け 30と針棒ケース 2の横フレーム 2a上面との間には、当該針棒 3を常に上昇させる方向に付勢する針棒保持パネ 31が、針棒 3と同軸に設けられている。前記色替え機構によって選択されていない各針棒 3は、この針棒保持パネ 31の弾性力によって常に上方に付勢されており、図 2に示すように、当該針棒 3の上死点ストッパ 29が、クッション 32を介して前記横フレーム 2a下面に当接される位置 (針棒 3の非選択時の上死点）に位置される。このような非選択の針棒 3の保持位置 (非選択時の上死点)を本明細書中では「退避位置」 t 、う。この退避位置は、針棒 3の昇降ストローク範囲よりも上方に規定されるものである。

[0017] なお、各針棒 3の下端側には前記縫針 26と共に、布押え 33が夫々具備され、これは対応する針棒 3の上下運動に追従して上下往復移動される。また、図 2の符号 44 は釜土台 5の上面に固定された周知の針板である。布押え 33が対応する針棒 3の上下駆動に連動して上下することで、針棒 3が下方に降りたとき (縫針 26が被刺繍物に通るとき）、当該布押え 33は、被刺繍物を針板 44上で押さえる。 [0018] 針棒ケース 2の上方部において該針棒ケース 2の左右両側面間には、天秤支持軸 34がケースのスライド方向（左右方向）に沿って横架されている。この天秤支持軸 34 に対して、複数の針棒 3の各々に対応する複数 (この例では 9つ）の天秤 35が、夫々揺動可能に取り付けされる。各天秤 35は、図 2に示すようにその先端部が針棒ケース 2からミシンの前面側（図 2において左側）に突出されるよう配置される。天秤 35は、その基端部 (後端部）に設けられたボス部 36において、該天秤支持軸 34に取り付けられている。このボス部 36には、後方側の周面の所定箇所において嵌合溝 36aが形成され、この嵌合溝 36aには、後述する駆動レバー 41の先端部が嵌合される。また、ボス部 36の前方周面の所定箇所には係合凹部 36bが形成され、これは、後述する口ックレバー 38の係合爪 38aが係合可能である。

[0019] また、針棒ケース 2において天秤支持軸 34の略上方位置には、支持軸 37が該天秤支持軸 34と平行に支持されており、この支持軸 37には、各天秤 35に夫々対応して具備された 9個のロックレバー 38が揺動自在に支持される。ロックレバー 38は、その自由端部（揺動端）において係合爪 38aが設けられている。また、各ロックレバー 3 8の基端部には、支持軸 37の装着孔の外周に沿ってトーシヨンパネ 39が嵌装されている。トーシヨンパネ 39は、一方の端部がロックレバー 38の本体に係止され、また、他方の端部が支持軸 37と平行に設けられたバー 39aに引掛けられている。このトーシヨンパネ 39がロックレバー 38を図 2において反時計方向に揺動付勢することで、各ロックレバー 38の係合爪 38bは対応するボス部 36の係合凹部 36bに嵌合されうる。常態では (対応する針棒 3が非選択のときには）、当該ロックレバー 38の係合爪 38a がボス部 36の係合凹部 36bに嵌合して、天秤 35を所定姿勢 (上死点位置）にて、揺動しな、よう保持される（ロック状態)。

[0020] アーム 1の上方所定箇所には、天秤 35を駆動するための駆動モータ 40 (図 2において点線で示す）が設けられている。駆動モータ 40のモータ軸 40aには、駆動レバ一 41が連結されており、この駆動レバー 41は、駆動モータ 40の駆動に応じて揺動駆動される。天秤 35のボス部 36は対応する針棒 3が前記色替え機構によって選択された際、駆動レバー 41の前方に位置されるようになっており、駆動レバー 41の先端部力該選択された針棒 3に対応する天秤 35のボス部 36上の嵌合溝 36aと嵌合する。これにより駆動レバー 41の揺動駆動が当該天秤 35に伝達される状態となる。図 2 に示すように、この状態では、当該天秤 35においては、ロックレバー 38による天秤 3 5のロック状態が解除されているので、駆動レバー 41の揺動駆動に連動して当該天秤 35が上下揺動することになる。このロック解除のための機構については次に述べる。

[0021] 駆動モータ 40が固定されているベース 42の前端部の所定位置には、ローラ 43が回転自由に支持されており、このローラ 43は、色替え機構により選択された針棒 3に対応するロックレバー 38の後端に設けられた突起部 38bに当接するようになつている。選択された針棒 3に対応するロックレバー 38は、突起部 38bに対してローラ 43が当接されることで前方側に押動され、トーシヨンパネ 39の付勢力に抗して支持軸 37を支点として時計方向に回転変位する。ロックレバー 38が時計方向に回転変位されることで、図 2に示すように、ロックレバー 38の係合爪 38aがボス部 36の係合凹部 36b 力も脱出する。力べして、色替え機構で選択された天秤 35では、ロック (所定姿勢の保持)状態が解除される。これにより、駆動モータ 40を駆動すれば選択された針棒 3 に対応する天秤 35が揺動されることとなる。

[0022] 次に、本実施例における針棒 3の駆動動作について、図 6及び図 7に示すミシンへッド Ήの側面断面図並びに図 8 (a)に示す制御系統図を参照して説明する。前述の通り、図 2は、針棒 3が、縫製時の駆動ストローク範囲の上死点（縫いストローク上死点)よりも上方に規定された所定の退避位置にて保持されている状態を示す。このとき、駆動モータ 16は、針棒 3を当該退避位置に退避させるベぐ移動子 18が、針棒 3 の退避位置に相当する移動子 18の移動範囲の上死点（ネジ棒 8の上死点）に位置するよう作動制御される。すなわち、駆動モータ 16の回転駆動を制御するために、図 8 (a)に略示するように、モータ 16の回転位置又は回転量若しくは回転数を検出するための検出器 16sと、制御部 160とが設けられており、退避位置指示が与えられると、制御部 160により、移動子 18を上昇させる方向にモータ 16を回転駆動制御し、その後、検出器 16sの検出出力に基づき、該移動子 18が針棒退避位置に相当する最上死点でモータ回転を停止するように制御する。こうして、移動子 18を所定量上方移動させる向きに針棒退避位置に相当する最上死点まで回転駆動された後に、その位置で回転停止する。これにより、現在色替え機構によって選択されている針棒 3もまた、選択されていない針棒 3と同じぐ退避位置に位置される。このように現在選択された針棒 3を含む全ての針棒 3が退避位置にあるとき、全ての針棒 3の係合ピン 28の高さ位置と、移動子 18側の第 1係合突片 18a-第 2係合突片 19間の高さ位置とが揃つているので、色換え機構によって針棒ケース 2をスライドさせて、任意の針棒 3を選択することができる。例えば、被縫製物を張り替えるとき等は、針棒 3がこの退避位置に位置されるよう制御する。これにより、退避位置にある針棒 3の下端とテーブル 6の上面との間隔を大きくとることができるようになるので、該張替え作業が行!、やす!/、。

[0023] 図 6は、選択された針棒 3が、縫いの上下ストロークの上死点に位置された状態 (ストローク上死点位置)を示す。上記退避位置で任意の針棒 3を選択した後、刺繍開始の直前に、駆動モータ 16を駆動してネジ棒 8を所定量回転させることで、移動子 18 を図 6に示すような所定のストローク上死点位置まで下降させる。これにより、選択された針棒 3は、移動子 18の下降に追従して、上下ストロークの上死点まで下降する。すなわち、図 8 (a)において、制御部 160は、移動子 18を下降させる方向にモータ 1 6を回転駆動制御し、検出器 16sの検出出力に基づき、該移動子 18が所定のスト口ーク上死点位置まで達したことを検出すると、該ストローク上死点位置でモータ回転をー且停止するように制御することができる。なお、ここで示す針棒 3のストローク範囲における上死点位置 (ストローク上死点位置）は、被刺繍物の厚さ等に応じて任意に設定変更可能としてよい。例えば、縫いストローク上死点の位置をユーザが任意に設定できるようにし、検出器 16sの検出出力とストローク上死点位置設定値との比較により、設定されたストローク上死点に達したことが判定されるようにすればよ!、。

[0024] 図 7は、選択された針棒 3が、上下ストロークの下死点に位置された状態（下死点位置）を示す。刺繍開始に伴い、縫いストローク指示が与えられると、ミシン主軸回転角データに応じた主軸回転タイミングで、制御部 160により、駆動モータ 16を正回転に駆動制御することで、ネジ棒 8を正方向に所定量回転させ、移動子 18及び針棒 3を図 7に示す下死点まで下降させる。図 7の下死点において、布押え 33は針板 44上で係止され、縫針 26は、針板 44上の孔に挿入されており、図示しない被刺繍物を貫く。移動子 18及び針棒 3が下死点まで下降されると、制御部 160は、検出器 16sの検出出力に基づき、該移動子 18が所定のストローク下死点位置まで達したことを判定して、モータ回転をー且停止し、それから、駆動モータ 16を逆回転駆動制御することで、ネジ棒 8を逆方向に所定量回転させて、移動子 18及び針棒 3を図 6の上死点まで上昇させる。移動子 18及び針棒 3がストローク上死点まで上昇されると、制御部 16 0は、検出器 16sの検出出力に基づき、該移動子 18が所定のストローク上死点位置まで達したことを判定して、モータ回転をー且停止する。縫いストローク指示がなおも与えられているならば、それから、再び駆動モータ 16を正回転駆動制御することで、移動子 18及び針棒 3を図 7の下死点まで下降させる。このように駆動モータ 16が正逆 ·双方向に所定量ずつ回転駆動されることで、移動子 18及び針棒 3は、所定の上下ストローク範囲（図 6の上死点位置から図 7の下死点位置の間）において昇降する。これにより縫針 26が上下駆動され、刺繍を行うことができる。このように、刺繍作業時には、図 6及び図 7に示す上死点位置から下死点位置の間で針棒 3を昇降駆動させ、色替え機構による針棒 3の切り替え時や、刺繍終了後の被刺繍物の交換の際には、移動子 18及び針棒 3を図 2に示すような退避位置へと上昇させることができる。この実施例によれば、針棒 3を必要に応じて退避位置へ退避させることができるので、張替え作業の便宜等のために針棒 3の下端とテーブル 6の上面との間隔を広く取ることを考慮せずに針棒 3の昇降駆動ストローク範囲を設定することができるため、該ストローク範囲を縫製に必要な最小限に設定できる。

[0025] なお、この明細書中では、便宜上、移動子 18及び針棒 3を下降運動させるための回転向きを正方向、反対に移動子 18及び針棒 3を上昇運動させるための回転向きを逆方向とした力何れの回転向きを正方向または逆方向と称してもよい。

[0026] また、検出器 16sは、モータ 16の回転位置又は回転量若しくは回転数を直接検出するタイプのものに限らず、移動子 18又は針棒 3の実際の位置が上記の退避位置及びストローク上死点、ストローク下死点に達したことを非接触式又は接触式に検出するタイプのものなど、どのようなものを用いてもよい。

[0027] また、制御部 160は、専用のハードウェア装置で構成してもよいし、若しくは、 CPUあるいはマイクロコンピュータのような汎用の制御装置と上記のように制御するように構成されたソフトウェア ·プログラムとの組み合わせで構成してもよ!/、。 [0028] 図 8 (b)は針棒 3の作動タイミングを示すチャート図である。同図において、横軸にミシン主軸 (釜 4)の回転角を示し、縦軸に針棒 3のストローク位置を示す。針棒 3を昇降させる駆動モータ 16の駆動制御タイミングは、公知のように、ミシン主軸（釜 4)の回転角に応じて制御される。すなわち、各縫いストローク毎に駆動モータ 16を駆動制御するタイミングは、釜 4の回転角を検出するエンコーダからの出力信号 (ミシン主軸又は釜の回転角データ）に基づき、釜 4の回転運動に同期して行われる。図 8 (b)において、実線は針棒 3の基本的な作動タイミング (昇降駆動の時間的パターン)を示しており、この基本的作動タイミングと釜 4の回転角度との対応関係は、図から明らかなように、主軸回転角度が 180° のときに、針棒 3が下死点位置（図 7参照）に到らしめることを基準に駆動制御が行われており、主軸の回転角度が 180° になった時点から、駆動モータ 16の回転向きを反転させて、針棒 3を上死点位置（図 6参照）まで上昇させる。図 8 (b)において、ストローク下死点位置力も針棒退避位置までを、当該針棒 3 (及び移動子 18)の移動可能な全範囲とすれば、針棒 3の縫製時のストローク範囲 (ストローク上死点位置から下死点位置の幅）は、前記全範囲のうち必要最小限に留めてあることが判る。

[0029] 針棒 3の昇降駆動の時間的パターンの変更は、例えば図 8 (b)において二点鎖線で示すように、実線で示す基本作動タイミング力も針棒 3の下降タイミングを主軸回転角度に対して遅らせるとともに、その上昇タイミングを主軸回転角度に対して早めるよう、駆動モータ 16の作動を制御することで実現される。これにより、刺繍をゆるく縫つたり、或いは、きつく縫ったりするための「縫い調子」の変更に対応することが可能である。なお、図 8 (b)の二点鎖線で示す針棒 3の作動タイミングによれば、針棒 3すなわち縫針 26が針板 44 (図 8 (b)にお、て針板位置として示す)より上方に位置する時間 tlを実線で示す基本タイミングでのその時間 t2よりも長くすることができる。刺繍枠 7の前後左右方向への駆動（図 1参照）は、縫針 26が針板 44より上方に位置しているときに行われる（縫針 26が針板 44より下方に位置しているときは、当該縫針 26は被刺繍布に刺さっている）。従って、その時間 tlが長くとれることにより、刺繍枠を駆動しうる時間が長くなり、刺繍枠の移動量をできるだけ多く確保できるようになる。

[0030] また、駆動モータ 16の駆動を一定時間停止して、ネジ棒 8の回転を一時停止するよう制御することで、図 8 (b)に破線 pで示すように、針棒 3の駆動を 1ストローク分停止させて、 1針分目飛び (ジャンプ)させることができ、この間、刺繍枠をより多く動かすことができる。また、モータ 16の駆動量を可変制御することで、図 8 (b)において一点鎖線で示すように針棒 3の昇降ストロークの上死点位置をより上方に変更する（図 8 (b) では、増加させた上昇移動を Sl、通常の上死点を S2で示す)等、針棒 3のストローク上死点の位置を被刺繍物の厚さなどの縫製条件に応じて自在に設定 Z変更することちでさる。

[0031] 以上説明したように、この実施例によれば、ネジ棒 8及びネジ棒 8に螺合させた移動子 18とで針棒 3を駆動するようにしたため、針棒 3を駆動するために従来必要だったカム機構など複雑な動力伝達機構が不要となり、針棒駆動機構の構造を簡略ィ匕できる。また、この実施例によれば、刺繍時には図 6及び図 7に示す必要最小限のスト口一クで針棒 3を昇降駆動し、また、非選択時や、布の張り替えなどの作業のときには、図 2に示す退避位置へと針棒 3を退避させることができるため、刺繍時に騒音や振動が低減できるだけでなぐ昇降タイミングの設定、変更の自由度がより増すこととなる。更に、布の張り替えなどの作業のときに、刺繍時のストロークよりも更に上方の退避位置に針棒 3を位置させるため、縫針の下端とテーブル上面との空間をより大きく確保でさるよう〖こなる。

[0032] 上記実施例では、ネジ棒 8が駆動モータ 16により回転駆動されることで、移動子 18 が相対的に上下往復運動する例を示したが、これに限らず、移動子 18を駆動モータ 16にて回転駆動される雌ネジ体として構成し、該回転駆動される移動子 (雌ネジ体） 18に対してネジ棒 8を昇降させるよう構成することで、該ネジ棒 8の上下往復運動に連動して針棒 3が往復駆動されるようにしてもょヽ。

なお、ネジ棒 8を回転させる駆動モータ 16は、各ミシンヘッド Ή毎に個別に具備されるものとした力これに限らず全てのミシンヘッド Hのネジ棒 8を単一の駆動源によつて回転させるよう構成してもよい。また、移動子 18と針棒 3との駆動伝達を解除するジャンプ装置を設けてもょ、。

[0033] また、上記実施例では、針棒駆動機構をネジ棒 8及びネジ棒 8に螺合させた移動子 18とから構成し、ネジ棒 8がモータ 16で回転駆動されることにより、移動子 18をネジ作用によって昇降させる例を示したが、この発明に係る針棒駆動機構の構成はこれに限定されない。図 9はこの発明に係る針棒駆動機構の別の構成例である。図 9 において、アーム 50に具備された回転駆動モータの駆動シャフト 51は、該アーム 50 の側面に対して略垂直に立ち上がる軸を中心に回転する。駆動レバー 52は、その後端部にて、該駆動シャフト 51に対して上下方向に揺動可能に枢支される。駆動レバー 52の先端部には、連結レバー 53の一端が回動自在に枢支されている。そして、この連結レバー 53の他方の端部には、移動子 54が回動自在に連結される。移動子 54は、アーム 50の前面側（図において左側）において上下方向に沿って架設された支持棒 55に対して、上下方向に移動自在に取り付けられており、連結レバー 53を介して駆動レバー 52に連結される。この移動子 54の前面側には、上下一対の係合突片 56が形成されており、この係合突片 56により現在選択されている針棒の係合ピン 28が挟持される。これによれば、モータを正逆双方向的に回転駆動することで、駆動レバー 52が駆動シャフト 51を中心に上下方向に揺動駆動される。移動子 54は連結レバー 53を介して駆動レバー 52に連結されているので、該駆動レバー 52の揺動に追従して、支持棒 55の軸方向に沿って上下往復移動する。該移動子 54の上下動に連動して、現在選択されて、る針棒 3が昇降駆動されることとなる。

図 10には、針棒駆動機構の更に別の構成例を示す。図 10において、アーム 60の側面の上方に配置された回転駆動モータの回転軸 61は、該側面に対し略垂直に立ち上がる軸を中心に回転するもので、該回転軸 61には駆動プーリ 62が装着される。また、駆動プーリ 62から鉛直に下りた所定位置には、アーム 60の側面に回動自在に支持された従動プーリ 63が配置される。駆動プーリ 62と従動プーリ 63には、アーム 6 0において上下方向に延びるよう配設された伝達ベルト 64が巻き掛けられている。伝達ベルト 64の前面（図において左側）には、移動子 65が固定されている。移動子 65 は、アーム 60の前面側において上下方向に沿って架設された支持棒 66に対して、上下移動自在に取り付けられている。そして、移動子 65の前面側には、一対の係合突片 67が針棒の係合ピン 28を挟持すべく配設される。これによれば、モータを正逆双方向的に回転駆動することで、伝達ベルト 64上に固定された移動子 54を、支持棒 66の軸方向に沿って上下往復移動させることができる。よって、このような構成でも、該移動子 65の上下動に連動して、選択された針棒 3が昇降ストロークされる。上記図 9及び図 10に示す針棒駆動機構は、針棒 3がそれぞれ退避位置に位置されている状態にある。図 9及び図 10に示す構成においても、駆動モータの作動を適宜制御することで、針棒 3を刺繍時には必要最小限のストロークにて昇降させ、また、針棒の駆動タイミングを自由に設定変更可能であり、布の張り替えなどの作業のときには退避位置に退避させることができる。なお、針棒駆動専用の駆動モータとしては、回転モータに限らず、リニアモータを使用することも可能である。

Claims

請求の範囲

[1] ミシンの針棒を昇降駆動するための専用の駆動源と、

縫い動作を行うときに前記針棒を所定のストローク範囲内で昇降運動させるよう該駆動源の作動を制御し、縫、動作を行わな、ときには前記針棒を前記所定のスト口ーク範囲における上死点よりも上方に設定された所定の退避位置まで移動させるよう該駆動源の作動を制御する制御手段と

を備えることを特徴とするミシンの針棒駆動装置。

[2] 前記制御手段は、更に、前記所定のストローク範囲内での前記針棒の昇降運動の時間的パターンを可変しうることを特徴とする請求項 1に記載のミシンの針棒駆動装

[3] 前記所定のストローク範囲における前記上死点の位置を可変設定することにより、被縫製物の厚みに応じて該ストローク範囲を可変しうることを特徴とする請求項 1に記載のミシンの針棒駆動装置。

[4] 前記駆動源は回転型モータであり、該駆動源の回転運動を直線的な往復運動に変換する運動伝達機構を介して、前記針棒を昇降駆動することを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載のミシンの針棒駆動装置。

[5] 前記ミシンには複数の縫いヘッドが設けられており、前記駆動源は各ヘッド毎に設けられている請求項 1乃至 4のいずれかに記載のミシンの針棒駆動装置。