JPH0136396B2 - - Google Patents

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4248168号の明細書によつて既に知られている。
これは布縁の位置が布検出器によつて検出され、
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つて布縁倣い縫の
可能なミシンを得ることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記米国特許明細書に記載され
ている装置においては、布検出器として透過型フ
オ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オトセンサ
に入光することを避け得ず、この入光量は加工布
の厚さ、色、材質等の影響を顕著に受ける。した
がつて、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オ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、チエツク等柄物の縫製を行う場合には補
正用フオトセンサが布縁検出用フオトセンサとは
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つて布縁から縫目
線までの距離、すなわち縫代が不均一となる問題
があつた。

また、透過型フオトセンサをベツドに配設する
必要があり、この透過型フオトセンサは針孔の下
方に設けられているかま等の縫目形成機構と干渉
することを避けるために針孔から相当距離離れた
位置に配設せざるを得ず、布縁が検出される位置
と縫目線が形成される位置とが遠くなつて、それ
だけ縫代に誤差が生じ易くなる問題もあつた。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決するために、縫針
が下端に取り付けられる針棒を上下往復運動可能
に支持し、横方向揺動運動可能にミシン機枠の上
方アームに配設された揺動支持枠と、縫針の落下
点に移送される加工布を支持するベツドと、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ユエータとを備え、そ
のアクチユ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。すなわち、このようなジグザグミシンが、(a)
ミシンベツド上の加工布の側縁を検出すために互
に近接配置された発光部と受光部とを有し、上方
アームに設置された布検出器と、(b)発光部からの
放射光を受光部に向かつて反射するためにベツド
の上面に固設された反射面と、(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
つてアクチユエータの駆動を制御する制御手段と
を含むようにされるのである。

作 用 上記のように構成されたミシンにおいては、反
射面上における布縁の位置が変動すれば受光部の
受光量が変動し、その受光量の変動に対応して変
換手段により位置指令信号が発せられる。そし
て、この位置指令信号に従つて制御手段がアクチ
ユエータを制御し、アクチユエータが揺動支持枠
の位置を変えることにより、その揺動支持枠によ
り針棒を介して支持されている縫針（正確には縫
針の落下点）の位置が布縁の変動に追従して変え
られ、結局、布縁位置の変動にもかかわらず峰代
が自動的に一定に保たれることとなる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る
ミシンにおいては、布縁の位置を検出するために
反射型のフオトセンサが用いられているため、加
工布の厚さ、色、材質等が縫代の制御に影響を与
えることがない。加工布の厚さが影響を与えない
ことは当然であるが、加工布の材質や色による反
射光の強さの差は反射面からの反射光を加工布か
らの反射光との強さの差に比較して著しく小さい
ため、加工布の材質や色も殆んど縫代の制御に影
響を与えないのである。したがつて、従来のよう
に加工布の厚さ、色、材質等に基づく布縁位置の
検出誤差を補正するためのフオトセンサを設ける
必要がなく、コスト低減が可能になるとともにチ
エツク等の柄物の縫製に当たつても縫代が変動す
ることがなくなる効果が得られる。

また、ベツド側には反射面を設ければよく、こ
の反射面はベツド内の縫目形成機構と干渉するこ
とがないため針孔に極く近接した位置に設けるこ
とが可能であり、布縁の検出位置の極く近くにお
いて縫目線を形成することが可能となつて、それ
だけ縫代に誤差が生じ難くなる効果が得られる。

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
面が平らなベツド１０と、そのベツド１０の右端
から立ち上がつた脚柱部１２と、脚柱部１２の上
端から片持ち状にかつベツド１０にほぼ平行に延
びる上方アーム１４とから成るミシン機枠１６を
備えている。上方アーム１４の自由端側の頭部１
８にはミシンの起動、停止を制御するメインスイ
ツチ２０設けられ、上方アーム１４には更にこの
ミシンによつ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ツチ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ツチ２６と、布縁と縫目
線との距離（以下、縫代と言う）と設定するため
に操作される縫代設定操作部材２８、針揺動調節
操作部材３０および送り量調節操作部材３２とが
設けられている。

第２図は頭部１８のカバーを外した状態を示し
ており、ミシン機枠１６に固定の突起３４には、
揺動支持枠としての針棒台３６が軸３８によつて
垂直面内において謡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つて針棒４０および
縫針４２が上下往復運動をさせられるようになつ
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
クチユエータ）が接続されており、この針揺動制
御モータの駆動によつて針棒台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つている。

ミシン頭部１８の下面にはブラケツト５２を介
して布検出器５４が固定されている。布検出器５
４は赤外線を放射する発光素子５６を発光部とし
て、また、その赤外線の反射して来たものを受光
する受光素子５８を受光部として備えるととも
に、それら発光素子５６および受光素子５８を保
持するホルダ５９と、図示を省略する信号処理回
路とを備えている。また、受光素子５８の近傍に
は、赤外線の通過は許容するが他の波長の光は遮
断する光学フイルタ６０が設けられている。

前記ベツド１０の上面には開口が形成されてお
り、この開口が針板６６によつて塞がれている。
この針板６６には複数のスロツトが形成され、こ
のスロツトから送り歯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
モータによつ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
発光素子５６から放射された赤外線を受光素子５
８に向かつて反射するものである。反射面７４は
針孔７２に極く近接して設けられているのに対し
て、布検出器５４は針棒台３６およびその針棒台
３６の揺動を案内するガイド等との干渉を避けて
針棒４０から一定距離前側（オペレータ側）に外
れた位置に設けられているため、反射面７４は僅
かにオペレータ側に傾いて形成され、発光素子５
６から放射された放射光を正確に受光素子５８に
向かつて反射するようにされている。したがつ
て、布検出器５４は縫針４２の中心線と針板６６
の上面との交点、すなわち針落下点に近接した位
置において布縁の位置を検出することが可能であ
る。布検出器５４の検出範囲の多くが加工布７０
によつて覆われれば、受光素子５８の受光量が減
少するわけであり、布検出器５４はこの受光量の
変動に対応して変動する検出電圧Vdを出力する
のである。

第３図に本ミシンの制御装置を示す。この制御
装置はデイ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ユータで構成するこ
とも可能である。前記模様選択スイツチ２４が第
３図の左端に示されている。この模様選択スイツ
チ２４には模様選択カウンタ８０が接続されてお
り、模様選択スイツチ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つている。

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
るようになつている。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８
６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８
４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つて、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、模様選択スイツチ２４の操作に
よつて選択された縫目模様が形成されることとな
る。

前記倣い縫スイツチ２６は模様選択カウンタ８
０およびマルチプレクサ９４に接続されており、
このスイツチ２６がオン状態とされることにより
模様選択カウンタ８０がリセツトされて縫目デー
タ発生装置８２からは直接縫の縫目データが出力
されるとともに、マルチプレクサ９４は針揺動演
算装置８６の出力信号ではなく倣い縫制御装置１
１０の出力信号（以下、針位置指令信号という）
を針揺動制御回路９６に供給する状態に切り換え
られる。

倣い縫制御装置１１０には、前記縫代設定操作
部材２８の操作によつて抵抗値が変えられる可変
抵抗器１１２と前記布検出器５４とが接続されて
いる。可変抵抗器１１２の出力信号である縫代設
定電圧Vwおよび布検出器５４の出力信号である
検出電圧Vdが、一定の電圧VaおよびVcと共に
加算器１１４に供給されるようになつているので
ある。そして、加算器１１４は、前記タイミング
パルス発生器８８からのタイミングパルスがオア
回路１１６を経て供給される毎に次式によつて表
される出力電圧Vpを出力する。

Vp＝Vc−Vd＋Va−Vw ……(1) この出力電圧Vpは第４図に示すように縫針４２
の最大振幅の左端から縫目線形成位置までの距離
に対応する電圧、すなわち針位置指令電圧であ
り、一方、一定電圧Vaは同じ最大振幅の左端位
置から布検出器５４の左端までの距離に対応する
電圧であり、一定電圧Vcは検出範囲が加工布７
０により全く覆われないときの受光量に対応する
検出電圧である。加算器１１４からの針位置指令
電圧VpはＡ／Ｄ変換器１１８によつてデジタル
信号に変換され、前記マルチプレクサ９４を経て
針揺動制御回路９６に供給される。本実施例にお
いては、加算器１１４が布検出器５４の受光部た
る受光素子５８の受光量を揺動支持枠たる針棒台
３６の横方向位置に関する位置指令信号に変換す
る変換手段として機能し、Ａ／Ｄ変換器１１８、
マルチプレクサ９４、針揺動制御回路９６が揺動
支持枠のアクチユエータたる針揺動制御モータ１
００を制御する制御手段として機能するのであ
る。

なお、タイミングパルス発生器８８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ツクパルスが加算器１１
４に供給されるように、クロツクパルス発生器１
２６が設けられている。ただし、クロツクパルス
発生器１２６から出力されたクロツクパルスは、
針上信号およびミシン停止信号が入力されている
状態においてのみアンド回路１２８およびオア回
路１１６を経て加算器１１４に供給されるように
なつている。

上記のように構成されたミシンによつて倣い縫
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
ようにセツトする。そして、倣い縫スイツチ２６
を操作すれば模様選択カウンタ８０がリセツトさ
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が倣い縫制御装置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がセツトされた状態に
おいて、布検出器５４は検出範囲の加工布７０に
覆われていない部分の面積に対応する検出電圧
Vdを加算器１１４へ供給する。この状態におい
てはミシンはまだ起動されておらず、縫針４２は
上昇位置にあるため、クロツクパルス発生器１２
６からのクロツクパルスがアンド回路１２８およ
びオア回路１１６を経て加算器１１４に供給され
る。このクロツクパルスを受けた加算器１１４は
前記(1)式の演算を行なつて針位置指令電圧Vpを
出力し、Ａ／Ｄ変換器１１６がこれをデジタル信
号に変換してマルチプレクサ９４に供給する。

マルチプレクサ９４はこの針位置指令信号を針
揺動制御回路９６に供給し、針揺動制御回路９６
はこの針位置指令信号に基いて針揺動制御モータ
１００を駆動する。その結果、針棒台３６が揺動
させられ、それに針棒４０を介して支持されてい
る縫針４２の位置が変えられる。この縫針４２の
位置が希望通りであればオペレータはメインスイ
ツチ２０を操作してミシンを起動させるのである
が、そうでなければ縫代設定操作部材２８を操作
する。この操作によつて可変抵抗器１１２からの
縫代設定電圧Vwが変化し、この変化した縫代設
定電圧Vwに基づいて上記と同じ制御が行われて
縫針４２の位置が縫代設定操作部材２８の操作に
応じて変えられる。そして、縫針４２の位置が希
望通りの位置になつたならば、オペレータはメイ
ンスイツチ２０を操作してミシンを起動させる。
これによつて所望の位置に縫目線が形成され、所
望の縫代で縫製が行われることとなるが、この際
形成される縫目の大きさは縫目データ発生装置８
２から供給される送りデータと送り量調節装置８
９から供給される送り調節データとによつて決ま
ることは通常の縫製作業におけると同様である。

縫目線の形成に伴つて加工布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
ことを避け得ない。このように布縁位置が変動し
た場合には布検出器５４からの検出電圧Vdが変
動する。ミシンの作動中においてはタイミングパ
ルス発生器８８からのタイミングパルスがオア回
路１１６を経て加算器１１４に供給されるため、
このタイミングパルスの入力に応じて加算器１１
４が針位置指令電圧Vpを出力し、これがＡ／Ｄ
変換器１１８を経てマルチプレクサ９４に供給さ
れる。以後はミシンの停止状態におけると同様に
して縫針４２の位置が変えられる。加工布７０の
布縁の位置が変動した場合には縫針４２の位置が
それに追従するように自動的に変更されるのであ
り、それによつて縫代は常に一定に保たれる。

なお、加工布７０が無地のものである場合に
は、布縁の位置が一定に保たれる限り布検出器５
４からの検出電圧Vdが変動することがないこと
は明らかであるが、加工布が例えばチエツクのよ
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つて受光素子５８
の受光量が変動し、検出電圧Vdが変動する可能
性がある。そこで本発明者らは黒い紙と白い紙と
紺色の布（サージ）との３種類をそれらの縁が同
一の条件となるように本実施例のミシンにセツト
して、これらの種類の違いにより縫針４２の位置
が変わるか否かを調べたが、縫針４２の位置は殆
ど変動せず、実用上全く問題がないことを確認で
きた。

さらに、本実施例において用いた布検出器５４
の発光素子５６と受光素子５８とを反射型フオト
センサとして使用する場合と透過型フオトセンサ
として使用する場合との比較実験を、消灯した室
内で光学フイルタ６０を使用することなく行つ
た。その結果を第５図および第６図に示す。第５
図から明らかなように、反射型として使用する場
合には、縁が検出範囲のどの位置にある場合でも
黒い紙と白い紙と紺色の布との間で受光素子５８
の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６図に示すように、
受光素子５８の紙や布によつて覆われる部分が多
くなるほど受光素子５８の出力電圧に顕著な差が
生じ、布縁位置の検出に関する限り透過型として
用いるより反射型として用いる方がはるかに有利
であることが明らかである。

以上詳記した実施例においては可変抵抗器１１
２から縫代設定電圧Vwが出力されるようになつ
ており、縫代設定操作部材２８の操作に基づいて
この縫代設定電圧Vwが変えられることによつて
縫代、すなわち布縁と縫目線との距離が変更可能
となつているが、この変更の必要がない場合には
縫代設定操作部材２８および可変抵抗器１１２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５４の検
出範囲が縫針４２の最大振幅より小さくされてい
たが、布検出器５４の検出範囲が縫針４２の最大
振幅と等しい場合には、布検出器５４からの検出
電圧Vdと針位置指令電圧Vpと縫代設定電圧Vw
との関係は第７図に示すようになり、針位置指令
電圧Vpは次式 Vp＝Vc−Vd−Vw ……(2) で表されることとなるため、加算器１１４に一定
電圧Vaを入力する必要がなくなる。そして、布
検出器５４の検出範囲が縫針４２の最大振幅より
大きい場合には、各電圧間の関係は第８図に示す
ようになり、検出電圧Vpは次式 Vp＝Vc−Vd−Va−Vw ……(3) で表わされることとなる。

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つている
ため、縫製開始当初から縫目線は所望の位置に形
成されるようになつているが、このような必要が
ない場合にはクロツクパルス発生器１２６および
アンド回路１２８を省略することができる。

上記実施例においては縫代設定操作部材２８が
縫針４２の位置を確認しつつ操作されるようにな
つているが、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つ
ているが、これは倣い縫には一般に直線縫が使用
されるためであつて、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や倣い縫制御装置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つて縫針４２の横
方向位置を変えるものとし、あるいはジグザグミ
シン全体の構成を変更するなど、当業者の知識に
基づいて種々の変形、改良を施した態様で本発明
を実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である布縁倣い縫ミ
シンの外観を概略的に示す斜視図である。第２図
は同ミシンの頭部をそのカバーを外した状態で示
す正面図である。第３図は同ミシンの制御回路を
示すブロツク図である。第４図は同ミシンにおけ
る針位置の制御を示す説明図である。第５図およ
び第６図は同一の発光素子および受光素子を反射
型フオトセンサとして使用することにより布縁位
置の検出を行う場合と透過型フオトセンサとして
使用する場合との比較試験の結果を示すグラフで
ある。第７図および第８図は本発明の別の実施例
における第４図に相当する図である。 １０：ベツド、１４：上方アーム、２８：縫代
設定操作部材、３６：針棒台（揺動支持枠）、４
０：針棒、４２：縫針、５４：布検出器、５６：
発光素子、５８：受光素子、７０：加工布、７
４：反射面、９４：マルチプレクサ（制御手段）、
９６：針揺動制御回路（制御手段）、１１８：
Ａ／Ｄ変換器（制御手段）、１００：針揺動制御
モータ（アクチユエータ）、１１０：倣い縫制御
装置、１１２：可変抵抗器、１１４：加算器（変
換手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   機枠の上方アームに配設された揺動支持枠と、前
   記縫針の落下点に移送される加工布を支持するベ
   ツドと、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
   ユエータとを備え、そのアクチユエータの駆動に
   より前記加工布上の縫目形成位置を変化させるジ
   グザグミシンであつて、 前記ミシンベツド上の加工布の側縁を検出する
   ために互に近接配置された発光部と受光部とを有
   し、前記上方アームに設置された布検出器と、 前記発光部からの放射光を前記受光部に向かつ
   て反射するために前記ベツドの上面に固設された
   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つて前記アクチユエータ
   の駆動を制御する制御手段とを含み、 前記加工布の側縁から所定距離だけ隔てて縫目
   線を形成することを特徴とする布縁倣い縫ミシ
   ン。 ２ 前記布検出器は、前記上方アームの頭部の下
   部に固設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 前記変換手段は、前記加工布の側縁から縫目
   線までの距離を設定する設定手段を有し、その設
   定された距離に関する信号と前記受光部の受光量
   に関する信号とに基づいて前記位置指令信号を発
   生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 前記布検出器の受光部には、発光部からの放
   射光のみを透過させる光学フイルタが設けられて
   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。