JP2009011554A - Sewing machine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow height of a needle bar to which a pen mechanism is fitted to be moved vertically by a sewing machine motor, to allow the vertical movement of the needle bar while writing with a pen by using the pen mechanism to be blocked, and to allow a mark or a line to be neatly written with the pen. <P>SOLUTION: A zipper part 17 is provided for a lower end part of the needle bar 7 and the pen tool (pen mechanism) 20 is movably attached to the zipper part 17. The pen tool 20 incorporates a pen member which faces downward and contains ink and a compression coil spring for energizing the pen member downward. When the sewing machine is controlled, the needle bar 7 can be driven vertically via rotation of a sewing machine main shaft 15, so that the height position of the needle bar can be switched between a lowering position that allows pen writing to processed fabric by the pen tool 20 and a rising position that does not allow pen writing. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ミシンモータによりミシン主軸を介して上下駆動される針棒の下端部に、加工布にマークや線を描くことが可能なペン機構を設け、針棒の上下動によりペン機構を上下移動させるようにしたミシンに関する。   In the present invention, a pen mechanism capable of drawing a mark or a line on a work cloth is provided at the lower end of a needle bar that is driven up and down by a sewing machine motor via a main spindle, and the pen mechanism is moved up and down by the vertical movement of the needle bar. The sewing machine is designed to be moved.

従来、本縫いミシン等の電子ミシンは、下端に縫針を着脱可能に装着した針棒と、この針棒をミシン主軸を介して上下駆動するミシンモータ等を有し、針棒の上下動により回転釜と協働して、縫針からの上糸と回転釜からの下糸とを交絡させて縫目が形成される。ところで、針棒の下端部に、縫針に代えて、加工布にマークや線を描くことが可能なペン機構を装着し、針棒を、例えば最上位置に保持した状態で、針棒を針振り動作することにより、布送りにより移動する加工布や白紙にペン部材で線を引いたり、文字を書いたりするようにしたペン機構が種々提案されている。   Conventionally, an electronic sewing machine such as a lockstitch sewing machine has a needle bar with a sewing needle detachably attached to the lower end and a sewing machine motor that drives the needle bar up and down via the main spindle of the sewing machine. In cooperation with the hook, the upper thread from the sewing needle and the lower thread from the rotary hook are entangled to form a seam. By the way, instead of the sewing needle, a pen mechanism capable of drawing marks and lines on the work cloth is attached to the lower end of the needle bar, and the needle bar is swung with the needle bar held at the uppermost position, for example. Various pen mechanisms have been proposed in which a line is drawn by a pen member or a character is written on a work cloth or white paper that is moved by cloth feeding.

例えば、特許文献１に記載のミシンのペン書き装置は、モード切換え用の操作部を操作して描写モードに切換えると、ミシン主軸が回転して最上位置に達したときにクラッチがＯＦＦされるので、針棒の下端部から縫針を取外してペン書き装置を取付けるようにしてある。この場合、ペン書き装置に有するペンには、板バネのバネ力により筆圧が作用しているので、このペン書き装置により針板の上側に載置した紙に文字や模様を描ける一方、ソレノイドを作動させて、このプランジャーによりペン書き装置を所定距離だけ持ち上げるようにして、文字や模様を描けないようにしてある。
特開昭６１−５８７６号公報（第２〜３頁、図１〜図３） For example, in the sewing machine pen writing device described in Patent Document 1, when the mode switching operation unit is operated to switch to the drawing mode, the clutch is turned off when the sewing machine main shaft rotates and reaches the uppermost position. The pen writing device is attached by removing the sewing needle from the lower end of the needle bar. In this case, since the pen pressure is applied to the pen of the pen writing device by the spring force of the leaf spring, the pen writing device can draw letters and patterns on the paper placed on the upper side of the needle plate, while the solenoid The pen writing device is lifted by a predetermined distance by this plunger so that characters and patterns cannot be drawn.
Japanese Patent Laid-Open No. 61-5876 (pages 2 and 3, FIGS. 1 to 3)

特許文献１に記載のミシンのペン書き装置においては、ソレノイドを作動させてペン書き装置を所定距離だけ持ち上げる、即ち、ペン書き装置の持ち上げ距離が、ソレノイドに通電したときのプランジャーの動作距離に制限されているため、例えば、２〜５mm等の厚い布厚を有する生地の場合には、この布厚はペン書き装置の上げ代以上であるため、線や模様を描くことが到底できないという問題がある。   In the pen writing device of the sewing machine described in Patent Document 1, the solenoid is operated to lift the pen writing device by a predetermined distance, that is, the lifting distance of the pen writing device is the operating distance of the plunger when the solenoid is energized. For example, in the case of a cloth having a thick cloth thickness of 2 to 5 mm, for example, in the case of a cloth having a thick cloth thickness of 2 to 5 mm or the like, the cloth thickness is more than the raising cost of the pen writing device, so that it is impossible to draw lines and patterns There is.

また、針棒の下端部に、縫針に代えて大きな箱状のペン書き装置を装着するので、針板上に布地や白紙を載置する準備作業の邪魔になるという問題がある。更に、描写モードに切換えると、ミシン主軸と駆動側とはクラッチにより切り離されて、針棒はフリー状態であるので、針棒の高さ位置が変動し易く、ペンと布地や白紙との接触度合い、つまり筆圧が変化し、ペン書きされた線や模様の線幅が均一にならないこと、等の問題がある。   In addition, since a large box-shaped pen writing device is attached to the lower end of the needle bar in place of the sewing needle, there is a problem in that it interferes with the preparation work for placing fabric or white paper on the needle plate. Further, when the mode is switched to the drawing mode, the sewing machine main shaft and the driving side are separated by the clutch, and the needle bar is in a free state, so the height position of the needle bar is likely to fluctuate, and the degree of contact between the pen and the cloth or white paper That is, there is a problem that the writing pressure changes, and the line width and the line width of the pattern written by the pen are not uniform.

本発明の目的は、ペン機構を装着した針棒の高さをミシンモータにより上下に移動できること、しかもペン機構の使用時における針棒の上下動を阻止でき、マークや線を綺麗に描くことができるようにすることである。   The object of the present invention is that the height of the needle bar equipped with the pen mechanism can be moved up and down by a sewing machine motor, and the needle bar can be prevented from moving up and down when the pen mechanism is used, and the marks and lines can be drawn clearly. Is to be able to do it.

請求項１のミシンは、ミシンモータによりミシン主軸を介して上下駆動される針棒を備えたミシンにおいて、ミシン主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、針棒の下端部に装着され、加工布にマークや線を描くペン機構と、針棒の高さ位置を、ペン機構による加工布へ描くことが可能な下降位置と、描くことが不可能な上昇位置とに切換えるように、ミシンモータを制御する制御手段と、針棒を下降位置と上昇位置とに位置決めした状態においてミシン主軸の回転を阻止する回転阻止手段とを備えたものである。   The sewing machine according to claim 1 is equipped with a rotational position detecting means for detecting a rotational position of the sewing machine main shaft and a lower end portion of the needle bar in a sewing machine including a needle bar that is driven up and down by a sewing machine motor through the sewing machine main shaft. The sewing machine is designed so that the pen mechanism that draws marks and lines on the work cloth and the height position of the needle bar can be switched between the lowered position where the pen mechanism can be drawn on the work cloth and the raised position where it cannot be drawn. Control means for controlling the motor and rotation preventing means for preventing rotation of the sewing machine main shaft in a state where the needle bar is positioned at the lowered position and the raised position.

ミシンモータの駆動によりミシン主軸が回転するので、ペン機構を下端部に有する針棒が上下駆動される。ミシン主軸が回転されると、ミシン主軸の回転位置が回転位置検出手段により検出される。制御手段はミシン主軸の回転位置に基づいてミシンモータを制御するので、針棒は、ペン機構を使用可能な下降位置に切換えられる一方、ペン機構の使用を中止するに際してペン機構の使用不可能な上昇位置に切換えられる。   Since the sewing machine spindle is rotated by driving the sewing machine motor, the needle bar having the pen mechanism at the lower end is driven up and down. When the sewing machine main shaft is rotated, the rotation position of the sewing machine main shaft is detected by the rotation position detecting means. Since the control means controls the sewing machine motor based on the rotational position of the sewing machine spindle, the needle bar can be switched to a lowered position where the pen mechanism can be used, while the pen mechanism cannot be used when the use of the pen mechanism is stopped. Switched to the raised position.

針棒が下降位置に切換えられたとき、ミシン主軸の回転は回転阻止手段により阻止される。それ故、ペン機構に有するペン部材によりマークや線は、均一な太さで安定して綺麗に描かれる。また、針棒が上昇位置に切換えられたときにも、ミシン主軸の回転は回転阻止手段により阻止される。それ故、針棒が上昇位置に保持され、不用意にマークや線が描かれることがない。   When the needle bar is switched to the lowered position, the rotation of the sewing machine main shaft is blocked by the rotation blocking means. Therefore, marks and lines are drawn stably and uniformly with a uniform thickness by the pen member included in the pen mechanism. Also, when the needle bar is switched to the raised position, the rotation of the sewing machine spindle is blocked by the rotation blocking means. Therefore, the needle bar is held in the raised position, so that marks and lines are not inadvertently drawn.

請求項２のミシンは、請求項１において、前記加工布の布厚を設定する布厚設定手段と、この布厚設定手段により設定された布厚を用いて針棒の下降位置を決定する第１決定手段を設けたものである。   A sewing machine according to a second aspect is the sewing machine according to the first aspect, wherein the cloth thickness setting means for setting the cloth thickness of the work cloth and the lowering position of the needle bar are determined using the cloth thickness set by the cloth thickness setting means. 1 determining means is provided.

請求項３のミシンは、請求項２において、前記ペン機構のペン部材のペン先を加工布の表面から上方へ離隔させる離隔距離を設定する離隔距離設定手段と、この離隔距離設定手段により設定された離隔距離を用いて加工布の表面から前記離隔距離だけ上昇させた空送り用上昇位置を決定する第２決定手段を設けたものである。   The sewing machine of claim 3 is set by the separation distance setting means for setting the separation distance for separating the pen tip of the pen member of the pen mechanism upward from the surface of the work cloth, and the separation distance setting means in claim 2. The second determining means is provided for determining the position for raising the idle feed that is raised from the surface of the work cloth by the separation distance using the separation distance.

請求項４のミシンは、請求項１において、前記回転阻止手段は、ミシン主軸に固定されテーパ状の係合穴を有するロック板と、電気式アクチュエータにより係合穴に係合するロックピンとを有するものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the sewing machine according to the first aspect, wherein the rotation preventing means includes a lock plate fixed to the main spindle of the sewing machine and having a tapered engagement hole, and a lock pin engaged with the engagement hole by an electric actuator. Is.

請求項５のミシンは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記ペン機構は、ペン部材を下方へ付勢するバネ部材を内部に設けたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the sewing machine according to any one of the first to fourth aspects, the pen mechanism includes a spring member that urges the pen member downward.

請求項１の発明によれば、ミシンモータによりミシン主軸を介して上下駆動される針棒を備えたミシンにおいて、回転位置検出手段と、ペン機構と、ミシンモータを制御する制御手段と、回転阻止手段とを備えたので、制御手段によるミシンモータの制御により、針棒の高さ位置を、ペン機構を使用可能な下降位置に切換えることができる一方、ペン機構の使用を中止するに際してペン機構の使用不可能な上昇位置に切換えることができる。   According to the first aspect of the present invention, in a sewing machine provided with a needle bar that is driven up and down by a sewing machine motor via a sewing machine main shaft, a rotational position detecting means, a pen mechanism, a control means for controlling the sewing machine motor, and rotation prevention The height position of the needle bar can be switched to a lowered position where the pen mechanism can be used by controlling the sewing machine motor by the control means. On the other hand, when the use of the pen mechanism is stopped, It is possible to switch to an unusable lift position.

針棒が下降位置に切換えられたとき、ミシン主軸の回転が阻止されるので、ペン機構によりマークや線を均一な太さで綺麗に描くことができる。針棒が上昇位置に切換えられたときにも、ミシン主軸の回転が阻止されるので、針棒が上昇位置に保持され、不用意に線等を描くことを確実に防止することができる。しかも、針棒の下端部に小型のペン機構を装着するだけなので、針板上に布地や白紙を載置する準備作業の障害とならない。   When the needle bar is switched to the lowered position, the rotation of the main spindle of the sewing machine is prevented, so that marks and lines can be drawn neatly with a uniform thickness by the pen mechanism. Even when the needle bar is switched to the raised position, the rotation of the main spindle of the sewing machine is prevented, so that the needle bar is held at the raised position, and it is possible to reliably prevent inadvertent drawing of a line or the like. In addition, since only a small pen mechanism is attached to the lower end of the needle bar, there is no obstacle to the preparation work for placing the fabric or white paper on the needle plate.

請求項２の発明によれば、前記加工布の布厚を設定する布厚設定手段と、この布厚設定手段により設定された布厚を用いて針棒の下降位置を決定する第１決定手段を設けたので、ペン機構の下降位置は、加工布の布厚を加味した、加工布に最適な高さ位置に決定されるため、加工布の布厚に関係なく、マークや線を綺麗に描くことができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。   According to invention of Claim 2, the cloth thickness setting means which sets the cloth thickness of the said work cloth, and the 1st determination means which determines the descent position of a needle bar using the cloth thickness set by this cloth thickness setting means Because the pen mechanism descends to the optimum height for the work cloth, taking into account the work cloth thickness, the marks and lines are clean regardless of the work cloth thickness. I can draw. Other effects similar to those of the first aspect are obtained.

請求項３の発明によれば、前記ペン機構のペン部材のペン先を加工布の表面から上方へ離隔させる離隔距離を設定する離隔距離設定手段と、この離隔距離設定手段により設定された離隔距離を用いて加工布の表面から前記離隔距離だけ上昇させた空送り用上昇位置を決定する第２決定手段を設けたので、ペン機構を空送りするに際して、針棒をこの決定された空送り用上昇位置まで上昇させることにより、ペン機構によりマークや線を描くことを確実に不可能にさせることができる。   According to the invention of claim 3, the separation distance setting means for setting the separation distance for separating the pen tip of the pen member of the pen mechanism upward from the surface of the work cloth, and the separation distance set by the separation distance setting means Since the second determining means for determining the ascending position for feeding that is raised from the surface of the work cloth by the separation distance is provided, the needle bar is used for the determined idling when the pen mechanism is fed. By raising to the raised position, it is possible to reliably make it impossible to draw marks and lines by the pen mechanism.

この場合、離隔距離は、加工布の表面から数ミリだけ上方へ離隔する短い距離が望ましい。この場合には、針棒の下降位置から空送り用上昇位置への上昇移動を、短時間に、つまり迅速に実現することができる。その他請求項２と同様の効果を奏する。   In this case, the separation distance is desirably a short distance that is separated upward by several millimeters from the surface of the work cloth. In this case, the ascending movement of the needle bar from the descending position to the ascending feed raising position can be realized in a short time, that is, quickly. Other effects similar to those of the second aspect are achieved.

請求項４の発明によれば、前記回転阻止手段は、ミシン主軸に固定されテーパ状の係合穴を有するロック板と、電気式アクチュエータにより係合穴に係合するロックピンとを有するので、電気式アクチュエータを作動させることにより、ロックピンをロック板の係合穴にテーパを介して確実に且つ容易に係合させることができ、ミシン主軸の回転阻止を確実なものにできる。その他請求項１と同様の効果を奏する。   According to the invention of claim 4, the rotation preventing means has a lock plate fixed to the main spindle of the sewing machine and having a tapered engagement hole, and a lock pin engaged with the engagement hole by the electric actuator. By operating the actuator, the lock pin can be reliably and easily engaged with the engagement hole of the lock plate via the taper, and the rotation prevention of the sewing machine main shaft can be ensured. Other effects similar to those of the first aspect are obtained.

請求項５の発明によれば、前記ペン機構は、ペン部材を下方へ付勢するバネ部材を内部に設けたので、マークや線を描く途中で加工布の布厚が微妙に変化する場合でも、バネ部材によりペン部材を布厚変化に確実に追従させることができ、マークや線を均一な太さで綺麗に描くことができる。その他請求項１〜４の何れかと同様の効果を奏する。   According to the invention of claim 5, since the pen mechanism is provided with a spring member for urging the pen member downward, even when the cloth thickness of the work cloth slightly changes while drawing a mark or a line. The pen member can reliably follow the change in the cloth thickness by the spring member, and the marks and lines can be drawn with a uniform thickness. Other effects similar to those of any one of claims 1 to 4 can be achieved.

本実施例の模様縫いミシンは、針棒の下端部のチャック部に、縫針工具に代えてペン工具を装着し、ミシンモータを駆動して針棒を介してペン工具を上下移動させる一方、ペン工具の高さ位置を加工布の布厚に応じて調節でき、布厚が変化しても、加工布にマークや線等を綺麗に描くことができるようにしてある。   In the pattern sewing machine of this embodiment, a pen tool is attached to the chuck portion at the lower end of the needle bar instead of the sewing needle tool, and the pen tool is moved up and down via the needle bar by driving the sewing machine motor. The height position of the tool can be adjusted according to the cloth thickness of the work cloth, so that even if the cloth thickness changes, marks, lines, etc. can be clearly drawn on the work cloth.

図１に示すように、模様縫いミシン１は、作業台として機能するミシンテーブル２と、このミシンテーブル２上に装備されたミシン本体３と、ミシンテーブル２上に立設された操作パネル９を有している。ミシン本体３は、ベッド部４と脚柱部５とアーム部６とを有している。   As shown in FIG. 1, a pattern sewing machine 1 includes a sewing machine table 2 that functions as a work table, a sewing machine body 3 that is mounted on the sewing machine table 2, and an operation panel 9 that is erected on the sewing machine table 2. Have. The sewing machine body 3 includes a bed portion 4, a pedestal column portion 5, and an arm portion 6.

ベッド部４には、加工布Ｗを保持しながら直交するＸ方向（左右方向）とＹ方向（前後方向）へ独立に布送りする布送り機構８に加えて、縫針と協働して縫目を形成する垂直全回転釜（図示略）とが設けられている。   In addition to the cloth feed mechanism 8 that feeds the work cloth W independently in the X direction (left-right direction) and the Y direction (front-back direction) while holding the work cloth W, the bed portion 4 has stitches in cooperation with the sewing needle. A vertical full rotary hook (not shown) is formed.

ミシンテーブル２の上側に操作パネル９が設置されている。この操作パネル９は、加工布の布厚を設定したり、後述するペン工具２０のペン部材２２のペン先を加工布の正面から上方へ離隔させる離隔距離を設定可能であり、液晶ディスプレイ９ａと、テンキー９ｂと、各種の操作スイッチを有するスイッチ類９ｃ等が設けられている。   An operation panel 9 is installed on the upper side of the sewing machine table 2. The operation panel 9 can set the cloth thickness of the work cloth, and can set a separation distance for separating the pen tip of the pen member 22 of the pen tool 20 described later upward from the front face of the work cloth. A numeric keypad 9b and switches 9c having various operation switches are provided.

布送り機構８は、図示しないＸ方向駆動機構及びＹ方向駆動機構と、これらの駆動機構により直交する２つ方向へ独立に移動駆動される布保持板１３と、布押え部材１４等を有している。布保持板１３はベッド部４の上面で加工布Ｗを載置する板部材であり、Ｘ方向駆動機構でＸ方向に移動され、Ｙ方向駆動機構でＹ方向に移動される。   The cloth feed mechanism 8 includes an X direction drive mechanism and a Y direction drive mechanism (not shown), a cloth holding plate 13 that is independently driven to move in two directions orthogonal by these drive mechanisms, a cloth presser member 14 and the like. ing. The cloth holding plate 13 is a plate member on which the work cloth W is placed on the upper surface of the bed portion 4, and is moved in the X direction by the X direction driving mechanism and moved in the Y direction by the Y direction driving mechanism.

Ｘ方向駆動機構は、Ｘ軸駆動モータ４７（図９参照）と、Ｘ軸駆動モータ４７の回転を、その出力軸に固定された円筒螺旋カム（図示略）を介して布保持板１３のＸ方向送りに変換する機構（図示略）とを有する。Ｙ方向駆動機構は、Ｙ軸駆動モータ４８（図９参照）と、Ｙ軸駆動モータ４８の回転を、その出力軸に固定された円筒螺旋カム（図示略）を介して布保持板１３のＹ方向送りに変換する機構（図示略）とを有する。   The X-direction drive mechanism is configured to rotate the X-axis drive motor 47 (see FIG. 9) and the rotation of the X-axis drive motor 47 through a cylindrical helical cam (not shown) fixed to the output shaft. And a mechanism (not shown) for converting to directional feed. The Y-direction drive mechanism is configured such that the Y-axis drive motor 48 (see FIG. 9) and the rotation of the Y-axis drive motor 48 are transmitted to the Y of the cloth holding plate 13 via a cylindrical spiral cam (not shown) fixed to the output shaft. And a mechanism (not shown) for converting to directional feed.

布押え部材１４は図示外のヒンジ機構により布保持板１３に上下揺動可能に支持されている。布保持板１３上にセットした加工布Ｗを布押え部材１４で上側から押圧保持した状態で、縫針工具（図示略）を針棒７と共に上下に往復駆動させている。同時に、両駆動モータ４７，４８により布保持板１３をＸ方向とＹ方向とに独立に移動駆動して、Ｘ方向とＹ方向の２方向の位置を制御することで、パターン縫製データに応じたパターン模様を加工布Ｗに自動的に縫製するようになっている。   The cloth presser member 14 is supported by the cloth holding plate 13 so as to be swingable up and down by a hinge mechanism (not shown). A sewing tool (not shown) is reciprocated up and down together with the needle bar 7 while the work cloth W set on the cloth holding plate 13 is pressed and held from above by the cloth holding member 14. At the same time, the cloth holding plate 13 is moved and driven independently in the X direction and the Y direction by the drive motors 47 and 48, and the position in the two directions of the X direction and the Y direction is controlled, so that it corresponds to the pattern sewing data. The pattern pattern is automatically sewn on the work cloth W.

アーム部６には、前後方向向きにミシン主軸１５が配設されるとともに、針棒７と天秤（図示略）が夫々設けられ、ミシン主軸１５の回転により針棒７を上下駆動する針棒上下駆動機構７Ａ（図６参照）と、天秤を上下駆動する天秤上下駆動機構（図示略）が設けられている。   The arm portion 6 is provided with a sewing machine main shaft 15 in the front-rear direction, and a needle bar 7 and a balance (not shown) are provided. The needle bar up and down for driving the needle bar 7 up and down by the rotation of the sewing machine main shaft 15. A drive mechanism 7A (see FIG. 6) and a balance vertical drive mechanism (not shown) for driving the balance up and down are provided.

図１に示すように、ミシンテーブル３の下側に、ミシンモータ４６が配設され、制御ボックス１０が設けられている。この制御ボックス１０には、後述する縫製制御装置４０が内蔵されている。ミシンテーブル２の下側には、縫製動作の開始／停止を指示するペダル型の起動スイッチ１１が配設されている。   As shown in FIG. 1, a sewing machine motor 46 is disposed below the sewing machine table 3, and a control box 10 is provided. The control box 10 incorporates a sewing control device 40 described later. A pedal-type start switch 11 for instructing start / stop of a sewing operation is disposed below the sewing machine table 2.

針棒７の下端部には、図２に示すチャック部１７が設けられており、このチャック部１７に、縫針を工具本体として装着した縫針工具が着脱可能に装着でき、この縫針工具に代えて後述するペン工具２０が装着可能になっている。そこで、先ず、チャック部１７に着脱可能なペン工具２０（ペン機構）について説明する。   A chuck portion 17 shown in FIG. 2 is provided at the lower end portion of the needle bar 7, and a sewing needle tool having a sewing needle as a tool body can be detachably attached to the chuck portion 17. A pen tool 20 to be described later can be mounted. First, the pen tool 20 (pen mechanism) that can be attached to and detached from the chuck portion 17 will be described.

図３，図４に示すように、ペン工具２０は、ペンホルダ２１と、このペンホルダ２１内に収容されたペン部材２２と、インク含浸体２３と、バネ部材２４と、ペン受けカラー２５と、キャップ２６等を有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the pen tool 20 includes a pen holder 21, a pen member 22 accommodated in the pen holder 21, an ink impregnated body 23, a spring member 24, a pen receiving collar 25, and a cap. 26 etc.

ペンホルダ２１はぼぼ円筒状であり、上端部分の係合軸部２１ａと、この係合軸部２１ａの下端から下方へ連なる第１環状テーパ面２１ｂと、この第１環状テーパ面２１ｂの下端から下方へ連なる第２環状テーパ面２１ｃと、この第２環状テーパ面２１ｃの下側の環状Ｖ溝２１ｄとを有し、内部に水平円筒穴２１ｅと鉛直円筒穴２１ｆとを有している。係合軸部２１ａの下部には、括れ状の環状凹溝２１ｇが形成され、チャック部１７に設けられた後述するボールロック機構１８の硬球１８ａに係合可能になっている。   The pen holder 21 has a substantially cylindrical shape, and includes an engagement shaft portion 21a at the upper end portion, a first annular tapered surface 21b that continues downward from the lower end of the engagement shaft portion 21a, and a lower portion from the lower end of the first annular tapered surface 21b. The second annular taper surface 21c is connected to the second annular taper surface 21c and an annular V-shaped groove 21d below the second annular taper surface 21c. A horizontal cylindrical hole 21e and a vertical cylindrical hole 21f are provided therein. A constricted annular groove 21g is formed in the lower portion of the engagement shaft portion 21a, and can be engaged with a hard ball 18a of a ball lock mechanism 18 described later provided in the chuck portion 17.

水平円筒穴２１ｅは、ペンホルダ２１の中段より高い位置に水平状に形成されている。鉛直円筒穴２１ｆは、ペンホルダ２１の中央部で鉛直向きに形成され、上端部で水平円筒穴２１ｅに連通している。水平円筒穴２１ｅには、「赤」や「黄色」等のカラーインクを含浸した円筒状の綿等からなるインク含浸体２３が封じ込められ、蓋螺子２７により外側から蓋されている。   The horizontal cylindrical hole 21e is formed horizontally at a position higher than the middle stage of the pen holder 21. The vertical cylindrical hole 21f is formed vertically at the center of the pen holder 21, and communicates with the horizontal cylindrical hole 21e at the upper end. An ink impregnated body 23 made of cylindrical cotton or the like impregnated with color ink such as “red” or “yellow” is enclosed in the horizontal cylindrical hole 21 e and is covered from the outside by a lid screw 27.

ペン部材２２はフェルトからなる軸状に形成され、このペン部材２２の高さ方向中段部に環状の段部２２ａが形成されている。ペン受けカラー２５は円筒状に形成され、上端部に環状の鍔部２５ａを有する。そこで、ペン受けカラー２５は、ペン部材２２に上側から圧入され、鍔部２５ａを段部２２ａに係合する位置関係で、ペン部材２２に一体化されている。鉛直円筒穴２１ｆにおいて、ペン受けカラー２５の上側に圧縮コイルバネ２８（バネ部材）が内装され、この圧縮コイルバネ２８のバネ力によりペン部材２２がペン受けカラー２５と共に下方に付勢されている。   The pen member 22 is formed in the shape of a shaft made of felt, and an annular step portion 22 a is formed in the middle step portion of the pen member 22 in the height direction. The pen receiving collar 25 is formed in a cylindrical shape, and has an annular flange 25a at the upper end. Therefore, the pen receiving collar 25 is press-fitted into the pen member 22 from the upper side, and is integrated with the pen member 22 in a positional relationship in which the flange portion 25a is engaged with the step portion 22a. In the vertical cylindrical hole 21 f, a compression coil spring 28 (spring member) is provided above the pen receiving collar 25, and the pen member 22 is urged downward together with the pen receiving collar 25 by the spring force of the compression coil spring 28.

ペンホルダ２１の下端部には、キャップ部材２６が螺着されている。このキャップ部材２６の中央部に挿通穴２６ａが形成され、ペン部材２２の先端部を挿通させているが、ペン受けカラー２５の下端部を受け止めている。それ故、通常においては、ペン受けカラー２５とペン部材２２とは図４に実線で示す下方限界位置に位置決めされている。しかし、ペン部材２２に上方への押し上げ力が作用すると、ペン受けカラー２５とペン部材２２とは一体的に、圧縮コイルバネ２８のバネ力に抗して、図４に２点鎖線で示す上動位置に移動する。   A cap member 26 is screwed to the lower end portion of the pen holder 21. An insertion hole 26a is formed at the center of the cap member 26, and the tip of the pen member 22 is inserted therethrough, but the lower end of the pen receiving collar 25 is received. Therefore, normally, the pen receiving collar 25 and the pen member 22 are positioned at a lower limit position indicated by a solid line in FIG. However, when an upward pushing force is applied to the pen member 22, the pen receiving collar 25 and the pen member 22 integrally move against the spring force of the compression coil spring 28 and move upward as indicated by a two-dot chain line in FIG. 4. Move to position.

ここで、環状Ｖ溝２１ｄは、ペン工具２０を自動で交換する際に、図示外の交換アームの先端部の二股状の把持部で把持するために形成されている。   Here, the annular V-shaped groove 21d is formed so as to be gripped by a bifurcated gripping portion at a distal end portion of a replacement arm (not shown) when the pen tool 20 is automatically replaced.

次に、針棒７の下端部に設けられたチャック部１７について説明する。
図２に示すように、チャック部１７は、針棒７の下端部に螺着されたブロック状のチャック本体１７ａと、このチャック本体１７ａに設けられた３組のボールロック機構１８等を有する。針棒７の下端部には針棒メタル７ｂが装着されている。 Next, the chuck portion 17 provided at the lower end portion of the needle bar 7 will be described.
As shown in FIG. 2, the chuck portion 17 includes a block-like chuck main body 17a screwed to the lower end portion of the needle bar 7, and three sets of ball lock mechanisms 18 provided on the chuck main body 17a. A needle bar metal 7 b is attached to the lower end of the needle bar 7.

チャック本体１７ａには、図６に示すように、水平面で１２０°おきに３つのロック機構形成部１７ｂが放射状に形成されるとともに、チャック本体１７ａの中央部から上方に延びる固定軸部１７ｃが一体的に形成されている。そこで、チャック本体１７ａは、この固定軸部１７ｃに形成した雄螺子を針棒７の下端部に形成した固定穴７ａの雌螺子に螺合させることで、針棒７の下端部に固定されている。３つのロック機構形成部１７ｂの各々には、後述するボールロック機構１８が夫々設けられている。   As shown in FIG. 6, the chuck body 17a is formed with three lock mechanism forming portions 17b radially every 120 ° on a horizontal plane, and a fixed shaft portion 17c extending upward from the central portion of the chuck body 17a. Is formed. Therefore, the chuck body 17a is fixed to the lower end portion of the needle bar 7 by screwing the male screw formed in the fixed shaft portion 17c with the female screw of the fixing hole 7a formed in the lower end portion of the needle bar 7. Yes. Each of the three lock mechanism forming portions 17b is provided with a ball lock mechanism 18 to be described later.

チャック本体１７ａの内部には、図２に示すように、ペン工具２０のペンホルダ２１の上端部を装着するために、ペンホルダ２１の係合軸部２１ａが内嵌する係合穴１７ｄと、この係合穴１７ｄの下端に連なり第１環状テーパ面２１ｂと係合可能な第１環状係合面１７ｅと、この第１環状係合面１７ｅの下端に連なり第２環状テーパ面２１ｃと係合可能な第２環状係合面１７ｆとが形成されている。   As shown in FIG. 2, the chuck body 17a has an engagement hole 17d into which the engagement shaft portion 21a of the pen holder 21 is fitted in order to mount the upper end portion of the pen holder 21 of the pen tool 20. A first annular engagement surface 17e that can be engaged with the lower end of the joint hole 17d and engageable with the first annular tapered surface 21b, and a lower end of the first annular engagement surface 17e that can be engaged with the second annular tapered surface 21c. A second annular engagement surface 17f is formed.

次に、３つのロック機構形成部１７ｂの各々に設けられたボールロック機構１８について説明する。但し、これら３組のボールロック機構１８は同様の構造なので、そのうちの１つのロック機構形成部１７ｂに設けられたボールロック機構１８について説明する。   Next, the ball lock mechanism 18 provided in each of the three lock mechanism forming portions 17b will be described. However, since these three sets of ball lock mechanisms 18 have the same structure, the ball lock mechanism 18 provided in one of the lock mechanism forming portions 17b will be described.

係合穴１７ｄの高さ方向中段部には、ロック機構形成部１７ｂに向かう横向きのテーパ状連通穴１７ｈが形成されている。このロック機構形成部１７ｂの内部には、このテーパ状連通穴１７ｈに連続する円筒穴１７ｉが横向きに形成されている。そこで、テーパ状連通穴１７ｈに金属製の硬球１８ａが嵌め込まれ、円筒穴１７ｉには奥側から円座１８ｂと、圧縮コイルバネ１８ｃが内装され、外側からバネ押え螺子１８ｄが螺着されている。   A laterally tapered communication hole 17h toward the lock mechanism forming portion 17b is formed in the middle step in the height direction of the engagement hole 17d. A cylindrical hole 17i continuous with the tapered communication hole 17h is formed in the lock mechanism forming portion 17b in a lateral direction. Therefore, a metal hard ball 18a is fitted into the tapered communication hole 17h, a circular seat 18b and a compression coil spring 18c are internally provided in the cylindrical hole 17i, and a spring holding screw 18d is screwed from the outside.

この場合、テーパ状連通穴１７ｈの硬球１８ａは圧縮コイルバネ１８ｃのバネ力により円座１８ｂを介して係合穴１７ｄの方に付勢されるので、硬球１８ａの一部が係合穴１７ｄの内部に臨んでいる。それ故、図４に示すペン工具２０のペンホルダ２１を図２に示すチャック部１７に下側から装着すると、硬球１８ａは、ペンホルダ２１の係合軸部２１ａが通過するときに、圧縮コイルバネ１８ｃのバネ力に抗して一時的に外側に移動するが、環状凹溝２１ｇに対応するとき、元の係合位置に復帰して環状凹溝２１ｇの上側を押圧する。   In this case, the hard ball 18a in the tapered communication hole 17h is biased toward the engagement hole 17d via the circular seat 18b by the spring force of the compression coil spring 18c, so that a part of the hard ball 18a is inside the engagement hole 17d. It faces. Therefore, when the pen holder 21 of the pen tool 20 shown in FIG. 4 is mounted on the chuck portion 17 shown in FIG. 2 from the lower side, the hard ball 18a moves to the compression coil spring 18c when the engagement shaft portion 21a of the pen holder 21 passes. It temporarily moves outward against the spring force, but when it corresponds to the annular groove 21g, it returns to the original engagement position and presses the upper side of the annular groove 21g.

このとき、図５に示すように、ペンホルダ２１の係合軸部２１ａが係合穴１７ｄに係合し、第１環状テーパ面２１ｂが第１環状係合面１７ｅに係合し、第２環状テーパ面２１ｃが第２環状係合面１７ｆに係合される。このようにして、ペン工具２０は、ペンホルダ２１を介してチャック部１７に容易に且つ確実に装着される。   At this time, as shown in FIG. 5, the engaging shaft portion 21a of the pen holder 21 is engaged with the engaging hole 17d, the first annular tapered surface 21b is engaged with the first annular engaging surface 17e, and the second annular annular surface is engaged. The tapered surface 21c is engaged with the second annular engagement surface 17f. In this way, the pen tool 20 is easily and reliably attached to the chuck portion 17 via the pen holder 21.

次に、針棒７を最上位置に保持する為にミシン主軸１５の回転をロックさせる機械式のロック機構３０について説明する。
図６に示すように、このロック機構３０は、ミシン主軸１５に設けられたロック板３１と、このロック板３１の係合穴３１ａにロックピン３２を係合させる駆動レバー３３と、案内軸３４と、ロックソレノイド３５等を有する。図６，図７に示すように、ロック板３１は円形であり、ミシン主軸１５の後端近傍部に固着されている。 Next, a mechanical lock mechanism 30 that locks the rotation of the sewing machine main shaft 15 in order to hold the needle bar 7 in the uppermost position will be described.
As shown in FIG. 6, the lock mechanism 30 includes a lock plate 31 provided on the sewing machine main shaft 15, a drive lever 33 that engages a lock pin 32 with an engagement hole 31 a of the lock plate 31, and a guide shaft 34. And a lock solenoid 35 and the like. As shown in FIGS. 6 and 7, the lock plate 31 is circular and is fixed to the vicinity of the rear end of the sewing machine main shaft 15.

ロック板３１の直ぐ前側に左右向きの駆動レバー３３が配設され、左端近傍部において、前後方向向きの案内軸３４に固着されている。この案内軸３４は図示しない支持部材で前後方向に往復移動可能に支持されている。駆動レバー３３の右端部にロックピン３２が後方向きに固着され、ロック板３１には、図８に示すように、このロックピン３２が嵌入可能なテーパ状の係合穴３１ａが形成されている。   A left and right drive lever 33 is disposed immediately in front of the lock plate 31 and is fixed to a front and rear direction guide shaft 34 in the vicinity of the left end. The guide shaft 34 is supported by a support member (not shown) so as to be reciprocally movable in the front-rear direction. A lock pin 32 is fixed to the right end portion of the drive lever 33 in the rearward direction, and the lock plate 31 is formed with a tapered engagement hole 31a into which the lock pin 32 can be inserted, as shown in FIG. .

駆動レバー３３は案内軸３４と共に、ロックピン３２が係合穴３１ａから外れる前側の非係合位置（図７に実線で図示）と、非係合位置から所定距離だけ後方であって、ロックピン３２が係合穴３１ａに係合する後側の係合位置（図６に実線で図示）とに亙ってスライド可能になっている。この駆動レバー３３は、案内軸３４に外装した圧縮コイルバネ３６のバネ力により、常には前側の非係合位置に位置している。   The drive lever 33, together with the guide shaft 34, is located at a front disengagement position (shown by a solid line in FIG. 7) where the lock pin 32 is disengaged from the engagement hole 31a, and a predetermined distance behind the disengagement position. 32 is slidable over a rear engagement position (shown by a solid line in FIG. 6) where the engagement hole 32 engages with the engagement hole 31a. The drive lever 33 is always located at the front non-engagement position by the spring force of the compression coil spring 36 that is externally mounted on the guide shaft 34.

駆動レバー３３の左端部の前側に、縦向きの支持螺子により水平面で回動可能な回動板３７が配設され、ロックソレノイド３５がこのプランジャーにより回動板３７を回動可能、つまり平面視にて反時計回りに回動可能になっている。ロックソレノイド３５に通電されない場合には、案内軸３４と駆動レバー３３は、圧縮コイルバネ３６のバネ力により前側の非係合位置（図７参照）に待機している。   On the front side of the left end portion of the drive lever 33, a rotating plate 37 that can be rotated in a horizontal plane by a vertical support screw is disposed, and the lock solenoid 35 can rotate the rotating plate 37 by this plunger, that is, a flat surface. It can be turned counterclockwise as viewed. When the lock solenoid 35 is not energized, the guide shaft 34 and the drive lever 33 stand by at the front disengaged position (see FIG. 7) by the spring force of the compression coil spring 36.

ペン工具２０の交換に際して、ロックソレノイド３５に通電された場合には、回動板３７が反時計回りに回動して駆動レバー３３を後方に押すので、駆動レバー３３は案内軸３４で案内されながら、圧縮コイルバネ３６のバネ力に抗して係合位置（図６参照）に移動する。このとき、係合穴３１ａはテーパ状なので、ロックピン３２がテーパを介して係合穴３１ａに容易に且つ確実に係合し、ミシン主軸１５の回転がその最上位置においてロックされる。   When the lock solenoid 35 is energized when the pen tool 20 is replaced, the rotation plate 37 rotates counterclockwise and pushes the drive lever 33 backward, so that the drive lever 33 is guided by the guide shaft 34. However, it moves to the engagement position (see FIG. 6) against the spring force of the compression coil spring 36. At this time, since the engagement hole 31a is tapered, the lock pin 32 is easily and reliably engaged with the engagement hole 31a via the taper, and the rotation of the sewing machine main shaft 15 is locked at its uppermost position.

次に、模様縫いミシン１の制御系について説明する。
図９に示すように、縫製制御装置４０は、ＣＰＵ４１とＲＯＭ４２とＲＡＭ４３等を含むコピュータから構成されている。この縫製制御装置４０には、起動停止スイッチ１１と、ミシン主軸１５の回転位置（回転角度）を検出する主軸回転位置検出センサ４５と、操作パネル９と、ミシンモータ４６の為の駆動回路５０と、Ｘ方向及びＹ方向駆動モータの４７，４８の為の駆動回路５１，５２と、ロックソレノイド３５の為の駆動回路５３とが夫々接続されている。 Next, a control system of the pattern sewing machine 1 will be described.
As shown in FIG. 9, the sewing control device 40 is composed of a computer including a CPU 41, a ROM 42, a RAM 43, and the like. The sewing control device 40 includes a start / stop switch 11, a spindle rotation position detection sensor 45 that detects the rotation position (rotation angle) of the sewing machine spindle 15, an operation panel 9, and a drive circuit 50 for the sewing machine motor 46. Drive circuits 51 and 52 for the X and Y direction drive motors 47 and 48 and a drive circuit 53 for the lock solenoid 35 are connected to each other.

ここで、ミシンモータ４６は、例えば、ＤＣサーボモータとして機能する。即ち、ミシンモータ４６のモータ軸にロータリーエンコーダが装備されており、このロータリーエンコーダから出力されるエンコーダ信号に基づいてフィードバック制御、つまり位置制御が可能である。そこで、ミシンモータ４６が駆動されない状態においては、駆動回路５０であるモータドライバにより、電機子コイルへ供給される駆動電流によるブレーキ作用、即ち、ロック作用が発生している。そこで、ミシンモータ４６によるロック作用が電機式ロック機構（サーボロック機構）であるとする。   Here, the sewing machine motor 46 functions as, for example, a DC servo motor. That is, a rotary encoder is provided on the motor shaft of the sewing machine motor 46, and feedback control, that is, position control is possible based on an encoder signal output from the rotary encoder. Therefore, in a state in which the sewing machine motor 46 is not driven, a braking action by the driving current supplied to the armature coil, that is, a locking action is generated by the motor driver which is the driving circuit 50. Therefore, it is assumed that the lock action by the sewing machine motor 46 is an electric type lock mechanism (servo lock mechanism).

ＲＯＭ４２には、縫製対象の複数のパターン模様を縫製する為の複数のパターン縫製データと、前述したペン工具２０を用いて加工布にマークや線を描く際に、ミシンモータ４６を駆動して針棒を上下動させる本願特有の、針棒上昇制御と針棒下降制御の制御プログラム、布厚設定制御や離隔距離設定制御の制御プログラム等が予め記憶されている。   The ROM 42 has a plurality of pattern sewing data for sewing a plurality of pattern patterns to be sewn, and a needle that drives the sewing machine motor 46 when drawing a mark or a line on the work cloth using the pen tool 20 described above. A control program for needle bar raising control and needle bar lowering control specific to the present application for moving the bar up and down, a control program for cloth thickness setting control and separation distance setting control, and the like are stored in advance.

ＲＡＭ４３には、設定された布厚を記憶する布厚メモリと、設定された離隔距離を記憶する離隔距離メモリと、各種の制御を実行するに際して必要なメモリ類（フラグやポインタやカウンタ等のメモリ、レジスタやバッファ等）が必要に応じて設けられている。ここで、加工布の布厚とは、作業者が予め測定して登録する加工布の厚みである。離隔距離とは、ペン工具２０を空送りする際に、ペン工具２０のペン部材２２のペン先を加工布Ｗの表面から上方へ離隔させる距離である。   The RAM 43 includes a cloth thickness memory for storing the set cloth thickness, a separation distance memory for storing the set separation distance, and memories (memory such as a flag, a pointer, and a counter required for executing various controls. , Registers, buffers, etc.) are provided as necessary. Here, the cloth thickness of the work cloth is the thickness of the work cloth that the operator measures and registers in advance. The separation distance is a distance that causes the pen tip of the pen member 22 of the pen tool 20 to be separated upward from the surface of the work cloth W when the pen tool 20 is fed forward.

次に、縫製制御装置４０で実行される布厚設定制御のルーチンについて、図１０のフローチャートに基づいて説明する。但し、図中、符号Ｓｉ（ｉ＝１１、１２、１３・・・）は各ステップを示すものである。   Next, a cloth thickness setting control routine executed by the sewing control device 40 will be described based on the flowchart of FIG. However, in the figure, reference sign Si (i = 11, 12, 13,...) Indicates each step.

操作パネル９のスイッチ類９ｃに設けられた布厚設定スイッチが操作されるとこの制御が開始され、先ず、液晶ディスプレイに９ａに布厚設定画面が表示されるので（Ｓ１１）、作業者はテンキー９ｂに有する数字キーを操作して布厚が数値で設定される（Ｓ１２）。数字キーによる布厚設定が完了し、スイッチ類９ｃに設けられた実行キーが操作された場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、設定された布厚が布厚メモリに記憶され（Ｓ１４）、この制御を終了する。   When the cloth thickness setting switch provided on the switches 9c of the operation panel 9 is operated, this control is started. First, the cloth thickness setting screen is displayed on the liquid crystal display 9a (S11). By operating the numeric keys 9b, the cloth thickness is set as a numerical value (S12). When the cloth thickness setting using the numeric keys is completed and the execution key provided on the switches 9c is operated (S13: Yes), the set cloth thickness is stored in the cloth thickness memory (S14), and this control is performed. Exit.

次に、縫製制御装置４０で実行される離隔距離設定制御のルーチンについて、図１１のフローチャートに基づいて説明する。
操作パネル９のスイッチ類９ｃに設けられた離隔距離設定スイッチが操作されるとこの制御が開始され、先ず、液晶ディスプレイに９ａに離隔距離設定画面が表示されるので（Ｓ１６）、作業者はテンキー９ｂに有する数字キーを操作して離隔距離が数値で設定される（Ｓ１７）。数字キーによる離隔距離設定が完了し、スイッチ類９ｃに設けられた実行キーが操作された場合には（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、設定された離隔距離が離隔距離メモリに記憶され（Ｓ１９）、この制御を終了する。 Next, the routine for setting the separation distance executed by the sewing control device 40 will be described based on the flowchart of FIG.
When the separation distance setting switch provided on the switches 9c of the operation panel 9 is operated, this control is started. First, the separation distance setting screen is displayed on the liquid crystal display 9a (S16). The separation distance is set as a numerical value by operating the numeric keys 9b (S17). When the setting of the separation distance using the numeric keys is completed and the execution key provided on the switches 9c is operated (S18: Yes), the set separation distance is stored in the separation distance memory (S19). Exit.

次に、縫製制御装置４０で実行される針棒上昇制御のルーチンについて、図１２のフローチャートに基づいて説明する。
布保持板１３（針板）上に載置して布押え部材１４で保持された加工布Ｗにマークや線を描くために、スイッチ類９ｃに設けられた「ペン使用指令キー」が操作されると、この針棒上昇制御が実行される。 Next, a needle bar raising control routine executed by the sewing control device 40 will be described based on the flowchart of FIG.
In order to draw a mark or a line on the work cloth W placed on the cloth holding plate 13 (needle plate) and held by the cloth pressing member 14, a “pen use command key” provided on the switches 9c is operated. Then, this needle bar raising control is executed.

この制御が開始されたときに、先ず、機械的なロック機構３０又は電機的なロック機構がオフ動作される（Ｓ２１）。次に、この場合の指令は、マークや線を描くために、縫針工具からペン工具２０に交換する交換指令であるため（Ｓ２２）、ミシンモータ４６の駆動により針棒７が最上位置に移動され（Ｓ２３）、この場合には、ロックソレノイド３５へ通電されてロック機構３０がオン動作され（Ｓ２４）、この制御を終了する。   When this control is started, first, the mechanical lock mechanism 30 or the electrical lock mechanism is turned off (S21). Next, since the command in this case is an exchange command for exchanging the needle tool with the pen tool 20 to draw a mark or a line (S22), the needle bar 7 is moved to the uppermost position by driving the sewing machine motor 46. (S23) In this case, the lock solenoid 35 is energized to turn on the lock mechanism 30 (S24), and this control is terminated.

この状態において、作業者は、チャック部１７に装着されている縫針工具を取外して、ペン工具２０に交換する。そして、加工布Ｗにマークや線を描くために、スイッチ類９ｃに設けられた「下降指令キー」が操作されると、図１３に示す針棒下降制御が実行される。尚、工具交換装置を備えたものでは、自動的にペン工具２０に交換することができる。
この針棒下降制御が開始されたときに、先ず、主軸回転位置検出センサ４５からのセンサ信号に基づいて、現在の針棒７の高さ位置が演算され、針棒７の高さ位置が判定される（Ｓ３１）。 In this state, the operator removes the sewing needle tool attached to the chuck portion 17 and replaces it with the pen tool 20. Then, in order to draw a mark or a line on the work cloth W, when a “down command key” provided on the switches 9c is operated, needle bar lowering control shown in FIG. 13 is executed. In addition, in the thing provided with the tool change apparatus, it can change to the pen tool 20 automatically.
When the needle bar lowering control is started, first, the current height position of the needle bar 7 is calculated based on the sensor signal from the spindle rotation position detection sensor 45, and the height position of the needle bar 7 is determined. (S31).

Ｓ３１における判定の結果、針棒７が「最上位置」の場合には、ロック機構３０がオフ動作され（Ｓ３２）、布厚メモリに記憶している布厚ｔが読み込まれる（Ｓ３３）。次に、加工布Ｗへマークや線を描くことが可能な下降位置ＬＰが演算式により演算される（Ｓ３４）。即ち、図１４に示すように、針棒７の針板上面における高さを「０」とし、針棒最上位置の時のペン先高さを「Ｎ」とし、マークや線を描くために、加工布Ｗの表面から微小距離だけ下降させて筆圧を作用させる下降微小距離を「Ｃ」として、ＬＰ＝Ｎ−（Ｎ−ｔ＋Ｃ）、により求められる。例えば、Ｎ＝50mm、ｔ＝10mm、Ｃ＝2mmであれば、ＬＰ＝８mmである。   If the result of determination in S31 is that the needle bar 7 is in the “uppermost position”, the lock mechanism 30 is turned off (S32), and the fabric thickness t stored in the fabric thickness memory is read (S33). Next, the lowered position LP where a mark or a line can be drawn on the work cloth W is calculated by an arithmetic expression (S34). That is, as shown in FIG. 14, in order to draw a mark or a line, the height of the needle bar 7 on the top surface of the needle plate is “0”, the pen tip height when the needle bar is at the uppermost position is “N”. LP = N− (N−t + C), where “C” is a descending minute distance that lowers the surface of the work cloth W by a minute distance and applies a writing pressure. For example, if N = 50 mm, t = 10 mm, and C = 2 mm, LP = 8 mm.

次に、針棒７が、Ｓ３４で求められた下降位置ＬＰに移動され（Ｓ３５）、電機式のロック機構がオン動作され（Ｓ３６）、この制御を終了する。このように、針棒７が下降位置ＬＰに固定された状態で、加工布Ｗ上に、ペン工具２０によりマークや線が描かれる。   Next, the needle bar 7 is moved to the lowered position LP obtained in S34 (S35), the electric lock mechanism is turned on (S36), and this control is finished. Thus, a mark or a line is drawn on the work cloth W by the pen tool 20 in a state where the needle bar 7 is fixed at the lowered position LP.

ところで、ペン工具２０によってマークや線を描くことを中断して加工布Ｗを空送りしたい場合には、作業者は、スイッチ類９ｃに設けられた「空送りキー」を操作する。この場合にも、図１２が実行される。   By the way, when drawing the mark or the line with the pen tool 20 is interrupted and the work cloth W is desired to be skipped, the operator operates the “pre-feed key” provided on the switches 9c. Also in this case, FIG. 12 is executed.

即ち、ロック機構がオフ動作され（２１）、この場合の指令は、針棒７を上昇させて空送りする空送り指令であるため（Ｓ２２）、離隔距離メモリに記憶している離隔距離Ｄが読み込まれる（Ｓ２５）。次に、加工布Ｗの空送りが可能な空送り用上昇位置ＨＰが演算式により演算される（Ｓ２６）。即ち、図１４に示すように、ペン部材２２のペン先を加工布Ｗの表面から上方へ離隔させる離隔距離を「Ｄ」として、ＨＰ＝ＬＰ＋Ｃ＋Ｄ、により求められる。例えば、ＬＰ＝８mm、Ｃ＝2mm、Ｄ＝2mmであれば、ＨＰ＝12mmである。また、単に、ＨＰ＝ｔ＋Ｄから求めてもよい。   In other words, the lock mechanism is turned off (21), and the command in this case is an idle feed command for raising the needle bar 7 to perform idle feed (S22), so the separation distance D stored in the separation distance memory is Read (S25). Next, the ascending feed position HP where the work cloth W can be fed is calculated by an arithmetic expression (S26). That is, as shown in FIG. 14, HP = LP + C + D, where “D” is a separation distance that separates the pen tip of the pen member 22 from the surface of the work cloth W upward. For example, if LP = 8 mm, C = 2 mm, and D = 2 mm, HP = 12 mm. Alternatively, it may be obtained simply from HP = t + D.

次に、針棒７が、Ｓ２６で求められた空送り用上昇位置ＨＰに移動され（Ｓ２７）、この制御を終了する。この状態において、加工布Ｗが布送り機構８により布送りされる。即ち、ペン工具２０を使用することなく、加工布Ｗが空送りされる。その後、加工布Ｗにマークや線を描くことを再開するために、「下降指令キー」が操作されると、図１３に示す針棒下降制御が実行される。  Next, the needle bar 7 is moved to the idle feed lifting position HP obtained in S26 (S27), and this control is finished. In this state, the work cloth W is fed by the cloth feed mechanism 8. That is, the work cloth W is fed in an idle manner without using the pen tool 20. Thereafter, in order to resume drawing marks and lines on the work cloth W, when the “down command key” is operated, needle bar lowering control shown in FIG. 13 is executed.

この針棒下降制御が開始されたときに、現在の針棒７の高さ位置が「空送り用上昇位置」の場合には（Ｓ３１）、加工布Ｗへのマークや線を描くことが可能な下降位置ＬＰが演算式により演算される（Ｓ３７）。即ち、図１４に示すように、ＬＰ＝ＨＰ−Ｄ−Ｃ、により求められる。例えば、ＨＰ＝12mm、Ｄ＝2mm、Ｃ＝2mm、であれば、ＬＰ＝８mmである。また、単に、ＬＰ＝ｔ−Ｃから求めてもよい。   When the needle bar lowering control is started and the current height position of the needle bar 7 is the “upward feed position” (S31), a mark or a line can be drawn on the work cloth W. The lowering position LP is calculated by an arithmetic expression (S37). That is, as shown in FIG. 14, it is obtained by LP = HP-D-C. For example, if HP = 12 mm, D = 2 mm, and C = 2 mm, LP = 8 mm. Alternatively, it may be obtained simply from LP = t−C.

その後、前述したように、針棒７が、Ｓ３７で求められた下降位置ＬＰに移動され（Ｓ３５）、ロック機構がオン動作され（Ｓ３６）、この制御を終了する。このように、針棒７が再び下降位置ＬＰに移動後に固定された状態で、加工布Ｗ上に、ペン工具２０によりマークや線が描かれる。   Thereafter, as described above, the needle bar 7 is moved to the lowered position LP obtained in S37 (S35), the lock mechanism is turned on (S36), and this control is finished. In this way, marks and lines are drawn on the work cloth W by the pen tool 20 in a state where the needle bar 7 is fixed after being moved again to the lowered position LP.

ここで、縫製制御装置４０が制御手段に相当する。主軸回転位置検出センサ４５が回転位置検出手段に相当する。機械式のロック機構３０と、ミシンモータ４６による電機式のロック機構（サーボロック機構）が回転阻止手段に相当する。図１０の布厚設定制御を実行する縫製制御装置４０が布厚設定手段に相当する。図１１の離隔距離設定制御を実行する縫製制御装置４０が離隔距離設定手段に相当する。図１３に示す針棒下降制御のＳ３４を実行する縫製制御手段４０が第１決定手段に相当する。図１２に示す針棒上昇制御のＳ２６を実行する縫製制御手段４０が第２決定手段に相当する。   Here, the sewing control device 40 corresponds to a control means. The spindle rotation position detection sensor 45 corresponds to the rotation position detection means. The mechanical lock mechanism 30 and the electric lock mechanism (servo lock mechanism) by the sewing machine motor 46 correspond to rotation preventing means. The sewing control device 40 that executes the cloth thickness setting control of FIG. 10 corresponds to the cloth thickness setting means. The sewing control device 40 that executes the separation distance setting control of FIG. 11 corresponds to the separation distance setting means. The sewing control means 40 that executes S34 of the needle bar lowering control shown in FIG. 13 corresponds to the first determination means. The sewing control means 40 that executes S26 of the needle bar raising control shown in FIG. 12 corresponds to the second determination means.

このように、針棒７の下端部のチャック部１７に、ペン工具２０を着脱可能に装着し、針棒７の高さ位置を、ペン工具２０による加工布Ｗへのマークや線を描くことが可能な下降位置と、マークや線を描くことが不可能な上昇位置とに切換えるように、ミシンモータ４６を制御するようにしたので、縫製制御装置４０によるミシンモータ４６の制御により、針棒７の高さ位置を、マークや線を描くことが可能な下降位置に切換えることができる一方、ペン工具２０を使用しないときにマークや線を描くことが不可能な上昇位置に切換えることができる。   In this way, the pen tool 20 is detachably attached to the chuck portion 17 at the lower end of the needle bar 7, and the height position of the needle bar 7 is drawn on the work cloth W by the pen tool 20. The sewing machine motor 46 is controlled so as to switch between a lowered position where the sewing can be performed and a raised position where it is impossible to draw a mark or a line. 7 can be switched to a lowered position where a mark or a line can be drawn, and can be switched to a raised position where a mark or a line cannot be drawn when the pen tool 20 is not used. .

針棒７が下降位置に切換えられたとき、ミシン主軸１５の回転がロック機構により阻止されるので、ペン工具２０によりマークや線を均一な太さで綺麗に描くことができる。針棒７が上昇位置に切換えられたときにも、ミシン主軸１５の回転が阻止されるので、針棒７が上昇位置に保持され、不用意にマークや線を描くことを確実に防止することができる。しかも、針棒７の下端部に小型のペン工具２０を装着するだけなので、針板上に加工布Ｗを載置する準備作業に何ら邪魔になることは一切ない。   When the needle bar 7 is switched to the lowered position, the rotation of the sewing machine main shaft 15 is blocked by the lock mechanism, so that the pen tool 20 can draw marks and lines with a uniform thickness. Even when the needle bar 7 is switched to the raised position, since the rotation of the sewing machine main shaft 15 is prevented, the needle bar 7 is held at the raised position, and it is possible to reliably prevent inadvertent drawing of marks and lines. Can do. In addition, since the small pen tool 20 is simply attached to the lower end portion of the needle bar 7, there is no hindrance to the preparation work for placing the work cloth W on the needle plate.

また、加工布Ｗの布厚を設定するようにし、この設定された布厚を用いて針棒７の下降位置ＬＰを決定するようにしたので、ペン工具２０の下降位置ＬＰは、加工布Ｗの布厚ｔを加味した、加工布Ｗに最適な高さ位置に決定され、加工布Ｗの布厚ｔに関係なく、マークや線を綺麗に描くことができる。   In addition, since the cloth thickness of the work cloth W is set and the lowering position LP of the needle bar 7 is determined using the set cloth thickness, the lowering position LP of the pen tool 20 is equal to the work cloth W. The optimum height position for the work cloth W is determined in consideration of the cloth thickness t, and marks and lines can be drawn cleanly regardless of the cloth thickness t of the work cloth W.

また、ペン工具２０のペン部材２２のペン先を加工布Ｗの表面から上方へ離隔させる離隔距離を設定するようにし、この設定された離隔距離を用いて加工布Ｗの表面から離隔距離だけ上昇させた空送り用上昇位置ＨＰを決定するようにしたので、ペン工具２０を空送りするに際して、針棒７をこの決定された空送り用上昇位置ＨＰまで上昇させることにより、ペン工具２０によるマークや線を描くことを確実に不可能にさせることができる。   Further, a separation distance is set for separating the pen tip of the pen member 22 of the pen tool 20 upward from the surface of the work cloth W, and the separation distance thus set is increased from the surface of the work cloth W by the separation distance. Since the determined ascending feed position HP is determined, when the pen tool 20 is fed, the needle bar 7 is moved up to the determined ascending position HP for feeding to thereby determine the mark by the pen tool 20. And making it impossible to draw lines.

また、機械式のロック機構３０（回転阻止手段）は、ミシン主軸１５に固定されテーパ状の係合穴３１ａを有するロック板３１と、ロックソレノイド３５により係合穴３１ａに係合するロックピン３２とを有するので、ロックソレノイド３５を作動させることにより、ロックピン３２をロック板３１の係合穴３１ａにテーパを介して確実に且つ容易に係合させることができ、ミシン主軸１５の回転阻止を確実なものにできる。   The mechanical lock mechanism 30 (rotation prevention means) includes a lock plate 31 that is fixed to the sewing machine main shaft 15 and has a tapered engagement hole 31a, and a lock pin 32 that engages the engagement hole 31a by a lock solenoid 35. Therefore, by operating the lock solenoid 35, the lock pin 32 can be reliably and easily engaged with the engagement hole 31a of the lock plate 31 through the taper, and the rotation of the sewing machine main shaft 15 is prevented. Can be certain.

更に、ペン工具２０は、ペン部材２２を下方へ付勢する圧縮コイルバネ２８を内部に設けたので、ペン書き途中で加工布Ｗの布厚ｔが微妙に変化する場合でも、圧縮コイルバネ２８によりペン部材２２を布厚変化に確実に追従させることができ、マークや線を均一な太さで綺麗に描くことができる。   Furthermore, since the pen tool 20 is provided with a compression coil spring 28 for biasing the pen member 22 downward, even if the cloth thickness t of the work cloth W slightly changes during the writing of the pen, the pen coil 20 is moved by the compression coil spring 28. The member 22 can surely follow the change in the cloth thickness, and the marks and lines can be drawn beautifully with a uniform thickness.

次に、前記実施例を部分的に変更した変更形態について説明する。
１）加工布Ｗの布厚を自動的に検出する布厚検出機構を設け、この布厚検出機構から出力される布厚信号に基づいて、布厚を設定するようにしてもよい。 Next, a modified embodiment in which the above embodiment is partially modified will be described.
1) A cloth thickness detection mechanism that automatically detects the cloth thickness of the work cloth W may be provided, and the cloth thickness may be set based on a cloth thickness signal output from the cloth thickness detection mechanism.

２）ミシン主軸１５の右端部には図示していないハンドプーリが設けられているので、ロックソレノイド３５に通電されたときに、このハンドプーリに設けた係合穴に、ロックソレノイド３５のプランジャーを差し込むようにして、ロック機構を構成するようにしてもよい。 2) Since a hand pulley (not shown) is provided at the right end portion of the sewing machine spindle 15, when the lock solenoid 35 is energized, the plunger of the lock solenoid 35 is inserted into the engagement hole provided in the hand pulley. In this way, a lock mechanism may be configured.

３）本実施例では、ペン工具２０の内部に圧縮コイルバネ２８を収納しているが、板バネ等を用いてペン工具２０の外側からペン部材２２を支持するようにしてもよい。 3) In this embodiment, the compression coil spring 28 is housed inside the pen tool 20, but the pen member 22 may be supported from the outside of the pen tool 20 using a leaf spring or the like.

４）本実施例では、下降位置でのロック機構は、サーボロック機構で構成しているが、布厚がほぼ一定である場合は、上昇位置でのロック機構３０と同様の構成を用いてもよい。この場合、ロック板３０に上昇位置に対応する係合穴３１と同様の係合穴を下降位置に対応する箇所に設けることになる。 4) In this embodiment, the lock mechanism at the lowered position is a servo lock mechanism. However, if the cloth thickness is substantially constant, the same structure as the lock mechanism 30 at the raised position may be used. Good. In this case, an engagement hole similar to the engagement hole 31 corresponding to the raised position is provided in the lock plate 30 at a position corresponding to the lowered position.

５）本実施例では、模様縫いミシンについて説明したが、本縫いミシン等の各種のミシンに、本発明を適用し得ることは勿論である。 5) Although the pattern sewing machine has been described in the present embodiment, the present invention can of course be applied to various sewing machines such as a main sewing machine.

本発明の実施例に係る模様縫いミシンの斜視図である。It is a perspective view of the pattern sewing machine which concerns on the Example of this invention. 針棒下端部とチャック部の要部縦断断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of a needle bar lower end part and a chuck | zipper part. ペン工具の斜視図である。It is a perspective view of a pen tool. ペン工具の要部縦断断面図である。It is principal part longitudinal cross-sectional view of a pen tool. 針棒下端部とチャック部とペン工具の要部縦断断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view of a needle bar lower end part, a chuck | zipper part, and a pen tool. 模様縫いミシンのアーム部及び頭部の内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the arm part of a pattern sewing machine, and a head. ロック機構の要部を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the principal part of a locking mechanism. ミシン主軸とロック板の要部縦断側面図であるIt is a principal part vertical side view of a sewing machine spindle and a lock plate. 模様縫いミシンの制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system of a pattern sewing machine. 布厚設定制御のフローチャートである。It is a flowchart of cloth thickness setting control. 離隔距離設定制御のフローチャートである。It is a flowchart of a separation distance setting control. 針棒上昇制御のフローチャートである。It is a flowchart of needle bar raising control. 針棒下降制御のフローチャートである。It is a flowchart of needle bar lowering control. 針棒の上昇位置と下降位置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the raising position and descending position of a needle bar.

符号の説明Explanation of symbols

１ 模様縫いミシン
７ 針棒
９ 操作パネル
１５ ミシン主軸
２０ ペン工具（ペン機構）
２２ ペン部材
２８ 圧縮コイルバネ
３０ ロック機構（回転阻止手段）
３１ ロック板
３１ａ 係合穴
３２ ロックピン
３５ ロックソレノイド
４０ 縫製制御装置
４５ 主軸回転位置検出センサ
４６ ミシンモータ
1 Pattern-sewing machine 7 Needle bar 9 Operation panel 15 Sewing machine spindle 20 Pen tool (pen mechanism)
22 Pen member 28 Compression coil spring 30 Lock mechanism (rotation prevention means)
31 lock plate 31a engagement hole 32 lock pin 35 lock solenoid 40 sewing control device 45 spindle rotation position detection sensor 46 sewing machine motor

Claims (5)

ミシンモータによりミシン主軸を介して上下駆動される針棒を備えたミシンにおいて、 前記ミシン主軸の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
前記針棒の下端部に装着され、加工布にマークや線を描くペン機構と、
前記針棒の高さ位置を、前記ペン機構による加工布へ描くことが可能な下降位置と、描くことが不可能な上昇位置とに切換えるように、前記ミシンモータを制御する制御手段と、
前記針棒を前記下降位置と上昇位置とに位置決めした状態において前記ミシン主軸の回転を阻止する回転阻止手段と、
を備えたことを特徴とするミシン。 In a sewing machine provided with a needle bar that is driven up and down by a sewing machine motor via a sewing machine main shaft, rotational position detecting means for detecting the rotational position of the sewing machine main shaft;
A pen mechanism that is attached to the lower end of the needle bar and draws a mark or line on the work cloth;
Control means for controlling the sewing machine motor so as to switch the height position of the needle bar between a lowered position where the pen mechanism can be drawn on a work cloth and a raised position where the needle bar cannot be drawn;
Rotation preventing means for preventing rotation of the sewing machine main shaft in a state where the needle bar is positioned at the lowered position and the raised position;
A sewing machine characterized by comprising: 前記加工布の布厚を設定する布厚設定手段と、この布厚設定手段により設定された布厚を用いて前記針棒の下降位置を決定する第１決定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のミシン。   Cloth thickness setting means for setting the cloth thickness of the work cloth, and first determination means for determining the lowering position of the needle bar using the cloth thickness set by the cloth thickness setting means are provided. The sewing machine according to claim 1. 前記ペン機構のペン部材のペン先を前記加工布の表面から上方へ離隔させる離隔距離を設定する離隔距離設定手段と、この離隔距離設定手段により設定された離隔距離を用いて前記加工布の表面から前記離隔距離だけ上昇させた空送り用上昇位置を決定する第２決定手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載のミシン。   Separation distance setting means for setting a separation distance for separating the pen tip of the pen member of the pen mechanism upward from the surface of the work cloth, and the surface of the work cloth using the separation distance set by the separation distance setting means The sewing machine according to claim 2, further comprising second determination means for determining an ascending position for pre-feeding that is lifted by the separation distance. 前記回転阻止手段は、前記ミシン主軸に固定されテーパ状の係合穴を有するロック板と、電気式アクチュエータにより前記係合穴に係合するロックピンとを有することを特徴とする請求項１に記載のミシン。   The said rotation prevention means has a lock board which is fixed to the said sewing machine main axis | shaft and has a taper-shaped engagement hole, and a lock pin engaged with the said engagement hole by an electric actuator. Sewing machine. 前記ペン機構は、前記ペン部材を下方へ付勢するバネ部材を内部に設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のミシン。
The sewing machine according to claim 1, wherein the pen mechanism includes a spring member that urges the pen member downward.

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