JPS61257675A - 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
４８，１．６８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す、また、制御
装置はフォトセンサの出力信号をハード的にあるいはソ
フト的に縫針の横方向移動量に変換する機能を有するも
のであることが必要であって、この点からも装置コスト
が高くなることを避は得ない問題があった。

さらに、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
線までの距離が変動してしまう問題があった。

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に所望形状の縫目線
を形成するジグザグミシンに通用される。すなわち、こ
のようなジグザグミシンが、（ａ）揺動支持枠と一体的
に揺動するように設けられ、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
部とを有する布検出器と、（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
おいて揺動支持枠の揺動方向に配設された反射面と、（
Ｃ）受光部の受光量が予め定められた値になるようにア
クチュエータの駆動を制御する制御装置とを含むように
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
て予め定められた値から外れるため、その外れ量を小さ
くするように制御装置がアクチュエータを制御すること
によって揺°動支持枠とそれに支持された縫針との横方
向の位置を変更する。すなわち、縫針は布縁の位置の変
動に追従して横方向の位置を変えるのであり、それによ
って常に布縁から所定距離だけ隔たった位置に縫目線が
形成されることとなる。

発明の効果 本発明に係るミシンにおいては、上記のように布縁位置
の変動に追従して縫針の横方向位置が変わるのであるが
、それと同時に布検出器の位置も変わり、布検出器の検
出領域の中心が布縁から大きく外れることがないため、
布検出器は広い領域にわたってリニアリティを有するも
のである必要がない。したがって、安価な布検出器の採
用が可能である。

また、制御装置は布検出器の受光部の受光量が常に予め
定められた値になるようにアクチュエータを制御するも
のであればよいため、従来のようにフォトセンサの出力
信号を縫針の移動量に変換する機能を有するものである
必要がない。したがって、それだけ制御装置が簡単とな
り、この点からもコスト低減が可能となる。

さらに、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、本発明に係るミ
シンにおいては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布縁から縫目線までの
距離に変動が生ずることがない。

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、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２
８、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、
頭部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４０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３
６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。

上記針棒台３６には布検出器５４が固定され、針棒台３
６と一体的に揺動するようになっている。

布検出器５４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。この反射面７４は、前記布検出器５４の発光
部５６から放射された赤外線を受光部５８に向かって反
射するものである。布検出器５４は縫針４２の中心線と
針板６６の上面との交点（以下、針落下点という）より
一定小距離右斜め前方（オペレータ側）の点を中心とす
る検出領域からの反射光量の変動を検出する能力を有し
ている。検出領域の多くが加工布７０によって覆われれ
ば、受光部５８の受光量が減少するわけであり、受光部
５８は検出領域の加工布７０によって覆われない部分の
面積の変動に対応した゛検出信号を出力するようになっ
ている。

第３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３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４０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８０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
い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縫制
御装置１１０の出力信号（以下、針位置制御信号という
）を針揺動制御回路９６に供給する状態に切り換えられ
る。

倣い縫制御装置１１０は前記布検出器５４および基準信
号を出力する可変抵抗器１１２を備えている。この可変
抵抗器１１２の摺動子は、前記縫代設定操作部材２８の
操作によって移動されるようになっている。布検出器５
４と可変抵抗器１１２との出力信号は比較器１１４に供
給され、比較器１１４はこれら両信号の差に対応した大
きさの信号をＡ／Ｄ変換器１１６を経て加算器１１８に
供給する。この加算器１１８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１
２２を経て供給される毎にＡ／Ｄ変換器１１６とラッチ
１２０とからのデジタル信号を加算するようになってい
る。また、同じタイミングパルスがモノマルチバイブレ
ーク１２４により遅延されてラッチ１２０に供給され、
ラッチ１２０′はこの遅延されたタイミングパルスに応
じて加算器１１８の内容を保持するようになっている。

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１１８およびラッチ１２０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１２２を経て加算器１１８およびラッチ１２
０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い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
針位置制御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は検出領域の加工布７０に覆われていない
部分の面積に対応する検出信号を比較器１１４へ供給す
る。比較器１１４はこの検出信号と可変抵抗器１１２か
らの基準信号とを比較し、両者の差に対応した大きさの
誤差信号をＡ／Ｄ変換器１１６へ出力し、Ａ／Ｄ変換器
１１６はこれをデジタル信号に変換して加算器１１８に
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１
２６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を経て加算器１１８に供給される。このク
ロックパルスを受けた加算器１１８は、Ａ／Ｄ変換器１
１６からのデジタル信号とラッチ１２０からのデジタル
信号との加算を行う。この加算結果が一定微小時間後に
ラッチ１２０に保持される。

ラッチ１２０に保持されたデジタル信号は針位置制御信
号としてマルチプレクサ９４を経て針揺動制御回路９６
に供給され、針揺動制御回路９６はこの針位置制御信号
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
取り付けられている布検出器５４の位置が、その布検出
器５４からの検出信号が可変抵抗器１１２からの基準信
号と等しくなるように変更される。１個のクロックパル
スが加算器１１８に供給されてから次のクロックパルス
が加算器１１８に加えられるまでの間に、検出信号が基
準信号と一致するまで針棒台３６が揺動させられ得るよ
うに、クロックパルスの周期が定められているのである
。

上記のように検出信号が基準信号と等しくなる結果、比
較器１１４からの誤差信号が零となり、Ａ／Ｄ変換器１
１６から加算器１１８に供給されるデジタル信号も零と
なる。そのため次のクロックパルスに応じて加算器１１
８が加算を行っても、その結果はラッチ１２０に保持さ
れているデジタル信号と変わらず、一定短時間後にそれ
までと同じデジタル信号がラッチ１２０に保持されるこ
ととなる。結局、マルチプレクサ９４を経て針揺動制御
回路９６に供給される針位置制御信号も変わらず、針揺
動制御モータ１００および針棒台３６が静止状態に保た
れる。

上記のようにして針棒台３６の位置が変えられれば当然
縫針４２の横方向位置も変えられ、その縫針４２の落下
点の位置は可変抵抗器１１２からの基準信号の大きさに
対応した位置となる。この位置が希望の位置でない場合
にはオペレータは縫代設定操作部材２８を操作し、可変
抵抗器１１２からの基準信号を変える。するとその変更
された基準信号に対して前述の場合と同様な作動が繰り
返され、針棒台３６の位置が変更されるため、それに伴
って縫針４２の落下点の位置が変わる。この位置が所望
の位置となったときオペレータが縫代設定操作部材２８
の操作を止め、メインスイッチ２０を操作してミシンを
起動させれば所望の位置に縫目線が形成されることとな
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
らの検出信号が可変抵抗器１１２からの基準信号と一致
しなくなるため比較器１１４からの誤差信号が零ではな
くなり、これがＡ／Ｄ変換器１１６においてデジタル信
号に変換されて加算器１１８に供給される。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１２２を経て加算器１１８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１１８がラッチ１２０からのデジタル信号とＡ／Ｄ
変換器１１６からのデジタル信号とを加算する。以後は
ミシンの停止状態において説明したのと同様の作動が行
われて、布検出器５４からの検出信号が可変抵抗器１１
２からの基準信号と一致するように針棒台３６および縫
針４２の位置が変えられる。このように加工布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ため、縫目線は常に布
縁からほぼ一定の距離の位置に形成されることとなる。

縫代がほぼ一定に保たれるのである。

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５４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（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４
２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４図および第５図に示す。第４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５４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５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５日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可変抵抗器１１２から基
準信号が発せられるようになっており、縫代段、定操作
部材２８の操作に基づいてこの基準信号が変えられるこ
とによって縫目線の形成位置、すなわち縫代が変更可能
となっているが、この変更の必要がない場合には比較器
１１４には常に一定の基準信号が供給されるようにすれ
ばよい。

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。

また、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。

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い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斜視図である。第３
図は同ミシンの制御回路を示すブロック図である。第４
図および第５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
して使用することにより布縁位置の検出を行う場合との
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２８：縫代設
定操作部材 ３６：針棒台（揺動支持枠） ４０：針棒　　　　　　４２：縫針 ５４：布検出器　　　　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 １１２：可変抵抗器

Claims (4)

【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に所望形状の縫目線を形成するジグ
   ザグミシンにおいて、 前記揺動支持枠と一体的に揺動するように設けられ、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する布検出器と、 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おいて前記揺動支持
   枠の揺動方向に配設された反射面と、 前記受光部の受光量が予め定められた値になるように前
   記アクチュエータの駆動を制御する制御装置とを含み、 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。
2. （２）前記布検出器は、前記揺動支持枠の下端に固定さ
   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。
3. （３）前記制御装置は、前記受光部の受光量に対応する
   検出信号と基準信号とを比較し、両者の差が零になるよ
   うに前記アクチュエータの駆動量および駆動方向を制御
   す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。
4. （４）前記制御装置は、前記基準信号の値を変化させる
   ために操作可能な操作部を有しており、その操作部の操
   作により、前記加工布の側縁から縫目線までの距離を変
   更設定することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の布縁倣い縫ミシン。