JPH03292996A - 上糸刺繍機能を備えたミシン - 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、上糸だけを用いて加工布上に刺繍模様を形成
する刺繍機能を備えたミシンに関する。

〔従来技術〕

従来、電子制御式ジグザグミシンにおいては、針棒上下
動機構や天秤機構や布送り機構や糸輪捕捉機構などは、
ミシンモータで駆動される上軸や下軸を介して夫々駆動
されていた。最近では、多数の機械部品を削除すること
によるミシンの小型化やデザインの自由度の向上やコス
トの低減などを目的として、これらの機構を夫々専用の
ステンピングモータで個別に駆動する個別駆動方式を採
用したものが提案されている。

従って、この個別駆動方式のミシンでは、各機構を自由
に夫々制御できるので、直線縫いゃジクザグ縫いなどの
実用縫いに加えて、文字や記号やマークなど種々の複雑
な模様縫いが可能になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した個別駆動方式の電子制御式ミシンに
、上糸（刺繍糸）のみを用いて加工布上に刺繍を施す簡
単な上糸刺繍機能を追加して設けようとする場合、刺繍
模様を形成する為に、その複数の模様形成点において、
上糸を加工布に刺してその下側に上糸が解けないように
ループを形成する必要がある。ところが、通常の縫製と
同様に、糸駒から天秤などを経由する通常の糸道経路で
上糸を縫針の目孔に供給するときには、加工布の下側に
糸輪捕捉器の剣先で上糸ループが拡大されるが、下糸を
用いないので針棒の最上位置への上昇と天秤による上糸
引上げにより上糸が加工布から抜けてしまって、加工布
上に刺繍を施すことができない。

そこで、上糸を糸駒から目孔に直接供給し、糸輪捕捉機
構の駆動を停止させて針棒上下動機構だけを駆動させる
ことが考えられる。しかし、縫針がその最下位置から所
定の最上位置まで上昇したときには、加工布の下側に一
時的に形成された上糸ループが縫針の最上位置への上昇
運動により壊されるので、加工布上に刺繍模様が形成で
きないという問題がある。

本発明の目的は、針棒の最上位置を変更して上糸で加工
布上に刺繍模様を容易に且つ確実に形成し得るような上
糸刺繍機能を備えたミシンを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る上糸刺繍機能を備えたミシンは、第１図の
機能ブロック図に示すように、上下往復動可能に支持さ
れ下端に縫針が取付けられる針棒と、針棒を上下に往復
駆動する第１のアクチュエータと、第１のアクチュエー
タを制御する第１の制御手段と、糸輪捕捉器と、糸輪捕
捉器を駆動する第２のアクチュエータと、第２のアクチ
ュエータを制御する第２の制御手段とを備えたミシンに
おいて、上糸で加工布に刺繍模様を形成する上糸刺繍モ
ードと上糸と下糸とで加工布に縫目を形成する縫製モー
ドとを択一に設定する為のモード設定手段と、上糸刺繍
モードのとき、最上位置における縫針の先端が加工布上
面の近傍位置となるように第１の制御手段に針棒最上位
置の変更を指令する針棒最上位置制御手段と、上糸刺繍
モードのとき、糸輪捕捉器を停止させるように第２の制
御手段に指令する糸捕捉器停止制御手段とを備えたもの
である。

〔作用〕

本発明に係る上糸刺繍機能を備えたミシンにおいては、
モード設定手段で上糸刺繍モードが択一的に設定された
とき、針棒最上位置制御手段は最上位置における縫針の
先端が加工布上面の近傍位置となるように第１の制御手
段に針棒最上位置の変更を指令し、糸輪捕捉器停止手段
は糸輪捕捉器を停止させるように第２の制御手段に指令
する。

従って、第１の制御手段は針棒の最上位置を指令に基い
て変更して第１のアクチュエータを制御するので、加工
布の送りを可能としなから針棒（縫針）の上下動により
加工布の下側に形成された上糸ループが極力大きく維持
されて、加工布上に刺繍が施される。

即ち、実施例に係る第５図〜第８図及び第１０図〜第１
３図に示すように、針棒の下端に取付けられた縫針９が
その最下位置に降下したとき、上糸３６は糸輪捕捉器の
剣先に引っ掛けられない。

針棒が最上位置に上昇したときには、上糸３６と加工布
Ｗとの摩擦抵抗により上糸部分３６ｂで上糸ループが形
成されて保持される。このとき、第１３図において上糸
部分３６ａがなくなるように上糸３６を例えば天秤で引
き上げる場合には、加工布Ｗの下側には上糸部分３６ｂ
にょる上糸ループが形成される。そして、加工布Ｗの所
望の位置に順次縫針９を落とすことにより、加工布Ｗ上
に上糸３６で刺繍模様が形成できる。

〔発明の効果］ 本発明に係る上糸刺繍機能を備えたミシンによれば、モ
ード設定手段と針棒最上位置制御手段と糸捕捉器停止制
御手段とを設けたことにより、上糸刺繍モードのとき、
針棒が最上位置に上昇したとき、縫針の先端を加工布上
面の近傍位置まで確実に引き上げ、しかも糸輪捕捉器の
駆動が停止されるので、加工布の送りを可能にしながら
加工布の下側に極力大きな上糸ループを形成することが
出来、上糸で加工布上に刺繍模様を容易に且つ確実に形
成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

本実施例は針棒上下駆動機構や針棒揺動駆動機構や水平
釜駆動機構などを専用のステッピングモータで夫々個別
駆動する電子制御式ジグザグミシンに本発明を適用した
場合のものである。

第２図に示すように、ミシン１のアーム部２内には、針
棒上下駆動機構と針棒揺動駆動機構と天秤駆動機構とが
組み込まれており、その概要を説明すると、頭部３に上
下方向向きに配設された針棒台４はその上端部で機枠６
に固着された枢支ピン７により揺動可能に支持され、こ
の針棒台４には針棒８が上下往復動可能に支持されてお
り、針棒８の下端には縫針９が取付けられている。

針棒８に固着されたピン１０は針棒台４のスリット５を
挿通して前方へ突出し、このビン１０の前端部は上下方
向移動自在に支持されたラック部材１１の切欠部１２に
嵌合され、このラック部材１１のラック１３は針棒駆動
用ステッピングモータ４５の駆動軸に固着した駆動ギヤ
１４に噛合している。従って、針棒駆動用ステッピング
モータ４５の正回転及び逆回転により針棒８と縫針９が
上下往復運動するようになっている。前記針棒台４の下
端部は連杆１５を介して針棒揺動用ステッピングモータ
４６（第３図参照）に連結され、ステッピングモータ４
６の駆動により針棒台４と針棒８を介して縫針９が揺動
するようになっている。

前記頭部３の機枠６に固着された枢支軸１６にはセクタ
ギヤ１７が回動自在に枢支され、このセクタギヤ１７の
上端部には天秤１８が形成され、このセクタギヤ１７の
ギヤ部１９は天秤駆動用ステッピングモータ４７の駆動
軸に固着した駆動ギヤ２０に噛合している。従って、天
秤駆動用ステッピングモータ４７の正回転及び逆回転に
よりセクタギヤ１７を介して天秤１８が上下往復運動す
るようになっている。

一方、ベツド部３０内には、水平釜駆動機構と布送り機
構（図示路）とが組み込まれており、その概要を説明す
ると、水平釜３１の外釜３２は軸３３を介して機枠６に
水平面内で回転可能に支持され、外釜３２のギヤ部３４
は釜駆動用ステッピングモータ４９の駆動軸に固着した
駆動ギヤ３５に噛合している。従って、釜駆動用ステッ
ピングモータ４９の所定方向の回転により外釜３２が一
定方向に回転駆動される。

また、図示しないが送り歯は、布送り用ステッピングモ
ータ４８（第３図参照）により駆動される一般的な構成
の送り歯上下駆動機構及び送り歯上下駆動機構を介して
布送り運動する。

前記頭部３の機枠６には、上糸３６で加工布Ｗに刺繍模
様を形成する上糸刺繍モードと上糸３６と下糸（図示路
）とで加工布Ｗに縫目を形成する縫製モードとを択一的
に設定するモード設定ツマミ３７と上糸刺繍モードを設
定したときに布送りを自動又は手動に設定するための自
動・手動設定ツマミ３８を縫製運転の開始・制止を指示
する起動・停止ボタン３９が夫々設けられ、脚柱部（図
示路）の機枠６には所望の縫製模様を選択するテンキー
からなる模様選択スイッチ４０（第３図参照）と縫製速
度を設定するスピード調節ツマミ４１　（第３図参照）
とが夫々設けられている。

次に、ミシン１の制御系は第３図のブロックに示すよう
に構成されている。

各ステッピングモータ４５〜４９は各駆動回路５０〜５
４を介して、各スイッチ４０・５５〜５７、Ａ／Ｄ変換
器５９及びタイミング信号発生器６０は、制御装置Ｃの
入出力インターフェイス６２に夫々接続されている。

このタイミング信号発生器６０について簡単に説明する
と、前記布送り用ステッピングモータ４８により１縫製
サイクルで１回転される円板状のディスクの周縁部にス
リットが所定間隔毎に複数段けられ、例えば縫針９の最
上位置を基準位置としてセンサでこれらのスリットを検
出した検出信号（クロック信号）を出力するもので、こ
れらの検出信号をカウントすることにより各ステッピン
グモータ４５〜４９を制御するようになっている。

更に、タイミング信号発生器６０は上糸刺繍モードのと
きには、針棒８を第４図に示す運動曲線で上下動させる
ために、針棒８の加工開始タイミング信号を出力する。

制御装置ＣはＣＰＵ６３と、ＣＰＵ６３にデータバスな
どのバス６４を介して接続された入出力インターフェイ
ス６２、ＲＯＭ７０及びＲＡ’Ｍ　６５とから構成され
ている。

ＲＯＭ７０のプログラムメモリ７１には、スピードボリ
ューム５８から出力される設定速度信号と起動・停止ス
イッチ５５から出力される起動信号や停止信号とタイミ
ング信号発生器６０からのタイミング信号と縫目模様デ
ータとに基いて各ステッピングモータ４５〜４９を夫々
制御する制御プログラム、縫製制御プログラムなどが格
納されている。

縫目模様データメモリ７２には、文字や記号やマークな
どの多数の縫目模様の夫々について各縫動作毎の針位置
データを模様番号と対応させて記憶している。

針棒最上位置データメモリ７３には、通常の縫製モード
における針棒８の最下位置を基準として最上位置を決定
する最上位置データＬがパルス数で格納され、上糸刺繍
モードにおける針棒８の最下位置を基準として最上位置
を決定する最上位置データ！がパルス数で格納されてい
る。

ＲＡＭ６５には、ＣＰＵ６３で演算処理した結果を一時
的に記憶する各種のメモリやカウンタなどが設けられて
いる。

ここで、針棒８の上下往復運動について、第４図に基い
て説明する。

通常の縫製モードのとき及び上糸刺繍モードのときに針
棒８は基本的に第５図に示す運動曲線で上下往復運動す
るように、前記制御プログラムに予め設定されている。

縫製モードのとき、ステッピングモータ４５は位相角０
’　　（基準位置）から位相角１８０°に亙る期間Ａに
おいてパルス数したけ正回転で駆動され且つ位相角１８
０°から位相角３６０°に亙る期間Ｂにおいてパルス数
りだけ逆回転で駆動されるので、針棒８は通常の最上位
置から最下位置に亙って上下往復運動する。しかし、上
糸刺繍モードのとき、ステッピングモータ４５は下降開
始タイミングから位相角１８０°に亙る期間ａにおいて
パルス数！たけ正回転で駆動され且つ位相角１８０°か
ら期間すにおいてパルス数℃だけ逆回転で駆動されるの
で、針棒８は位相角約２８０６から位相角約８５°に亙
って１点鎖線で示すように、縫針９の先端が加工布Ｗ上
面の近傍位置である最上位置に保持されている。

次に、上糸刺繍モードにおいて上糸３６で加工布Ｗ上に
刺繍模様が形成できる作用について、第５図〜第８図に
基いて説明する。

前記縫針９の目孔４２の上糸供給側に目孔４２から上方
に所定長さに亙って上糸収容溝４３が形成されている。

従って、縫針９が第５図に示す最上位置から第６図に示
す最下位置まで下降したとき、加工布Ｗの裏側には目孔
４２により上糸３６のループが形成されている。第７図
に示すように縫針９の上昇途中においては、上糸収容溝
４３に収容された目孔４２から加工布Ｗまでの上糸部分
３６ａは上糸収容溝４３に収容されているため加工布Ｗ
から押圧力が殆ど作用しないので、この上糸部分３６ａ
は縫針９とともに上昇する。しかし、上糸収容溝４３が
設けられていない目孔４２から加工布Ｗまでの上糸部分
３６ｂの一端部は目孔４２により移動できず、しかも他
端部は縫針９と加工布Ｗとの押圧力により移動できない
ので、この上糸部分３６ｂでループが形成される。目孔
４２が加工布Ｗを通過したときから第８図に示す最上位
置まではこの上糸部分３６ｂの両端部には加工布Ｗから
大きな押圧力が作用するので、縫針９の上昇に必要な上
糸量は糸供給源（図示路）から繰り出される。しかも、
縫針９の上昇運動はその先端が加工布Ｗ上面の近傍位置
で停止されるので、加工布Ｗの裏側には上糸部分３６ｂ
によりループが形成された状態に保持される。従って、
加工布Ｗの所望の位置に順次縫針９を落とすことにより
加工布Ｗ上に刺繍模様が形成される。その後、この刺繍
模様を保持するために、加工布Ｗの裏面に粘着テープを
貼付する。但し、このモードにおける上糸３６は、糸駒
（図示路）から縫針９の目孔４２に直接供給される。

次に、ミシン１の制御装置で行なわれる縫製制御のルー
チンについて、第９図のフローチャートに基いて説明す
る。尚、図中５ｉ（ｉ＝１．２．３・・・）は各ステッ
プである。

電源が投入されるとこの制御が開始され、各ステッピン
グモータ４５〜４９を初期設定位置に設定するなどの初
期設定が実行され（Ｓ　１　）　、起動・停止スイッチ
５５がＯＮされたときに（Ｓ２：Ｙｅｓ）、通常の縫製
モードのときには（Ｓ３：ＮＯ）、針棒最上位置データ
メモリ７３から縫製モード時の最上位置データＬが読出
され（Ｓ４）、模様選択スイッチ４０の操作で選択され
た模様番号に対応する縫目模様データが読出され（Ｓ５
）、この縫目模様データとタイミング信号発生器６０か
らのタイミング信号とＡ／Ｄ変換器５９からの設定速度
信号とに基いて、ステッピングモータ４５〜４９が夫々
制御されて所望の縫目模様が加工布Ｗ上に形成される（
Ｓ６）。この縫製モードでは、ステッピングモータ４５
は最上位置データＬのパルス数で駆動されるので、針棒
８は通常の運動曲線で上下動する（第４図参照）。そし
て、起動・停止スイッチ５５がＯＦＦされたときには（
Ｓ７：Ｙｅｓ）、縫製動作が停止されてＳ２に戻る。

一方、縫製開始時にモード設定ツマミ３７により刺繍モ
ードが設定され（Ｓ２・Ｓ４：Ｙｅｓ）、しかも自動・
手動設定ツマミ３８により自動運転が設定されていると
きには（Ｓ８：Ｙｅｓ）、刺繍モード時の最上位置デー
タ！が読出され（Ｓ９）、模様選択スイッチ４０で選択
された模様番号に対応する縫目模様データが読出され（
ＳｌＯ）、ステッピングモータ４７・４９の制御が停止
され、縫目模様データとタイミング信号と所定速度信号
とに基いてステッピングモータ４５・４６・４８が制御
されて所望の刺繍模様が加工布Ｗ上に形成される（Ｓｌ
ｌ）。このとき、ステ、ピングモータ４５は下降開始タ
イミング毎に正回転制御される。この刺繍モードでは、
ステッピングモータ４５は最上位置データ！のパルス数
で駆動されるので、針棒８の最上位置は、縫針９の先端
が加工布Ｗ上面の近傍位置となるように変更されて上下
動する（第４図参照）。そして、起動・停止スイッチ５
５がＯＦＦされたときには（３１２：Ｙｅｓ）、刺繍動
作が停止されてＳ２に戻る。

また、手動による刺繍モードが選択されたときには（Ｓ
２・Ｓ３：Ｙｅｓ、Ｓ８：Ｎｏ）、刺繍モード時の最上
位置データｌが読出され（Ｓ１３）、ステッピングモー
タ４６〜４９の制御が停止され、ステッピングモータ４
５だけが制御される（Ｓ１４）。但し、このときには、
ステッピングモータ４５は最上位置データｌのパルス数
で正回転と逆回転とが連続して制御される。即ち、加工
布Ｗを所望の位置に手動で移動させることにより、任意
の刺繍模様が形成できる。そして、起動・停止スイッチ
５５がＯＦＦされたときには（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、刺繍
動作が停止されてＳ２に戻る。尚、刺繍モードが設定さ
れたときには、加工布Ｗの下側に形成された上糸３６の
ループが壊れないように、Ｓｌｌ及びＳ１４における刺
繍速度は強制的に非常に遅い所定速度に設定される。

以上説明したように、上糸刺繍モードのとき、針棒８の
最上位置は、縫針９の先端が加工布Ｗ上面の近傍位置と
なるように変更され、しかも外釜３２の駆動が停止され
るので、布送りを可能としながら加工布Ｗの下面側に極
力大きな上糸ループを形成でき、上糸３６で加工布Ｗ上
に刺繍模様を容易に且つ確実に形成することができる。

尚、第１０図〜第１３図に示すように、上糸収容溝４３
を設けない通常の縫針９Ａを用いたときには、第１３図
に示す針棒８の最上位置において、上糸３６を例えば天
秤１８で引き上げて上糸部分３６ａによるループをなく
すようにしてもよい。

尚、揺動釜なと種々の釜駆動機構を備えたミシンやモー
タで駆動するようにした種々の針棒上下駆動機構を備え
た各種の電子制御式ミシンに本発明を適用し得ることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図〜
第１３図は本発明の実施例を示すもので、第２図はミシ
ンの内部機構を示す斜視図、第３図はミシンの制御系の
ブロック図、第４図は針棒の上下運動を示すタイムチャ
ート、第５図〜第８図は夫々上糸で刺繍模様を形成する
ときの作用説明図、第９図は縫製制御のルーチンの概略
フローチャート、第１Ｏ図〜第１３図は夫々通常の縫針
を用いたときに上糸で刺繍模様を形成するときの作用説
明図である。 １・・電子制御式ジグザグミシン、　８・・針棒、９・
・縫針、　３１・・水平釜、　３２・・外釜、４５・・
針棒駆動用ステッピングモータ、　４９・・釜駆動用ス
テッピングモータ、　５６・・モード設定スイッチ、　
　６３・・ＣＰＵ、　　６５・・ＲＡＭ、　７０・・Ｒ
ＯＭ、　７１・・プログラムメモリ、　７３・・針棒最
上位置データメモ・制御装置、 Ｗ・・加工布。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下往復動可能に支持され下端に縫針が取付けら
   れる針棒と、前記針棒を上下に往復駆動する第１のアク
   チュエータと、前記第１のアクチュエータを制御する第
   １の制御手段と、糸輪捕捉器と、前記糸輪捕捉器を駆動
   する第２のアクチュエータと、第２のアクチュエータを
   制御する第２の制御手段とを備えたミシンにおいて、 上糸で加工布に刺繍模様を形成する上糸刺繍モードと上
   糸と下糸とで加工布に縫目を形成する縫製モードとを択
   一的に設定する為のモード設定手段と、 上糸刺繍モードのとき、最上位置における縫針の先端が
   加工布上面の近傍位置となるように第１の制御手段に針
   棒最上位置の変更を指令する針棒最上位置制御手段と、 上糸刺繍モードのとき、糸輪捕捉器を停止させるように
   第２の制御手段に指令する糸輪捕捉器停止制御手段とを
   備えたことを特徴とする上糸刺繍機能を備えたミシン。