JPH0451991A - 刺繍ミシン - 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〕 この発明は、主として工業用の刺繍ミシンに関する。

〔従来の技術〕

この種のミシンは針棒駆動機構、釜駆動機構及び天秤駆
動機構など、刺繍縫いに必要な各種の駆動機構を備えて
いる。そして例えば複数のヘッドを備えた多頭式ミシン
の場合、各ヘッドにわたって貫通させた一本のミシン主
軸の回転により、前記各駆動機構が機械的な連動機構を
通じて所定のタイミングで作動するように構成されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の刺繍ミシンにおいては駆動源が一つで済む反面、
各駆動機構について前記連動機構を必要とし、その構造
が複雑になるとともに、それぞれの連動機構の作動に伴
う振動や騒音も無視できない。なお振動、騒音に関して
は特に多頭式ミシンの場合において問題となる。

また刺繍縫いに必要な各駆動機構の作動タイミングは、
それぞれの連動機構によって機械的に決定される。した
がって縫製対象物の違いなどに応じて作動タイミングを
変更するといった自由度はない。

本発明の技術的課題は、刺繍縫いに必要な各駆動機構の
作動タイミングの自由度を大幅に高めるとともに、機械
的な連動機構を最小限にとどめ、もって振動や騒音の低
減を図り、また被刺繍物に応じた適正な刺繍が可能とな
り、さらには同一の被刺繍物に対する刺繍については所
望の風合いを出すことができる刺繍ミシンを提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本発明の刺繍ミシンは次の
ように構成されている。

すなわち刺繍縫いに必要な各駆動機構のうちの少なくと
も一つが、他の駆動機構から独立した駆動源をもってい
る。そしてこの駆動源と他の駆動機構の駆動源とを同期
駆動させるように制御する制御装置を備えている。

〔作　用〕

前記構成によれば、独立した駆動源をもっている駆動機
構については、機械的な連動機構を削減できてその構造
が簡素化され、これによって振動や騒音も低減される。

また前記制御装置からの制御信号により、独立した駆動
源をもつ駆動機構の作動タイミングを刺繍の態様に応じ
て自由に設定できる。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。な
お以下の実施例は、多頭多針式の刺繍ミシンに本発明を
適用したものである。

第１実施例 第４図に刺繍ミシンの概要が外観斜視図で示されている
。この図面から明らかなように、テーブル１上のミシン
フレーム１０の前面には複数個（図面では六個）のミシ
ンヘッドＨが一定の間隔で配置されている。そこでこれ
ら各ミシンヘッドＨの構成について説明する。

第１図に一つのミシンヘッドＨが縦断面図で示され、第
２図に同じくミシンヘッドＨの正面図が示されている。

これらの図面において、まずミシンヘッドＨはアーム１
２と針棒ケース１４とを備えている。この針棒ケース１
４は前記アーム１２の前面部（第１図の右側面部）に配
置され、リニアベアリング１６、ラジアルベアリング１
７及びアーム１２のガイド１３により第２図の左右方向
へスライド可能となっている。またアーム１２の背面部
（第１図の左側面部）は、前記ミシンフレーム１０に固
定されている。

前記針棒ケース１４には複数本（本実施例では六本）の
針棒１８が、第２図の左右方向に一定の間隔をもってそ
れぞれ上下動作可能に組付けられている。これら各針棒
１８のほぼ中間位置には針棒抱き２０がそれぞれ固定さ
れている。各針棒抱き２０は第１図の左側において突出
部２２をそれぞれ備えている。

前記各針棒１８の上端部のばね受け１９と針棒ケース１
４の上部横フレーム１４ａ上面との間には、各針棒１８
を常に上方向に付勢する針棒保持スプリング２４がそれ
ぞれ設けられている。このスプリング２４の弾性力によ
り、各針棒１８は後述する針棒駆動力を受けない限り、
第１図及び第２図の実線で示されている上死点位置に保
持されている。なお前記各針棒１８の下端部には縫い針
２６がそれぞれ装着されている。

前記アーム１２には第１図で示されているように、前記
各針棒１８と平行な一本の基針棒４０が配置されている
。この基針棒４０の軸上には、駆動部材４２が上下動可
能に組付けられている。この駆動部材４２には、上下一
対の係合突片４３が一体に形成されている。これら両係
合突片４３の間には、アーム１２に対する針棒ケース１
４の前述したスライドによって選択された一本の針棒１
８の突出部２２が係合することとなる。

前記針棒ケース１４には、各針棒１８と対応する箇所に
おいて天秤３０がそれぞれ配置されている。これらの天
秤３０は、針棒ケース１４に両端が支持された天秤軸３
４の軸上においてそれぞれ回動可能に支持されている。

そして各天秤３０は天秤軸３４の軸芯を中心とするギヤ
３２をそれぞれ備えている。

なお前述のように選択された針棒１８に対応する天秤以
外の各天秤については、それぞれのギヤ３２の一部が、
天秤軸３４の下方において前記アーム１２の上面に固定
された天秤レール３６に噛み合って第１図の実線で示さ
れた姿勢に保持されている。

さらに前記アーム１２には、前記基針棒４０の後方（第
１図の左方）においてこの基針棒４０と平行に布押え軸
５２が上下動可能に組付けられている。この布押え軸５
２の下端部には、アーム１２の下面において布押え５０
が固定されている。

また布押え軸５２の軸上にはピン５４が固定されている
。

一方、前記テーブルｌ上における針板２の下面には、通
常よく知られているように釜６０が配置されている。こ
の釜６０を回転させる釜軸６２は、テーブル１下面のフ
レーム１ａに対して回転可能に支持され、かつその端部
にはギヤ６４が固定されている。

次に刺繍ミシンの各種駆動機構、すなわち針棒駆動機構
７０、天秤・駆動機構８０、布押え駆動機構９０及び釜
駆動機構１００について説明する。まずこれらの各駆動
機構７０，８０，９０，１００は第１図から明らかなよ
うに、それぞれ駆動軸７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ、１００
Ａを有し、釜駆動機構ｌＯＯ以外の各駆動軸７０Ａ、８
０Ａ、９０Ａは第４図で示されているように各ミシンヘ
ッドＨに渡って貫通している。また釜駆動機構１００の
駆動軸１００Ａはテーブルｌの下面に挿通されている。

第３図に前記駆動機構７０，８０，９０．ｔｏ。

が第１図の右側からみた断面図で示されている。

この第３図からも明らかなように、前記各駆動軸７０Ａ
、８０Ａ、９０Ａ、１００Ａはサーボモータなどの駆動
源７０Ｂ、、８０Ｂ、９０Ｂ、１００Ｂから個々に動力
を受けるように構成されている。そして釜駆動機構１０
０の駆動軸１００Ａのみは、その駆動源１００Ｂから一
方向への回転を受け、その他の駆動軸７０Ａ、８０Ａ、
９０Ａについてはそれぞれの駆動源７０Ｂ、８０Ｂ、９
０Ｂから往復回動を受けるようになっている。

また各駆動機構７０，８０，９０，１００はそれぞれア
ブソリュートエンコーダ７０Ｃ，８０Ｃ。

９０Ｃ９１００Ｃを備えている。そして釜駆動機構１０
０のエンコーダ１００Ｃからの信号を、他の駆動機構７
０．８０．９０の作動基準としている。

さて各ミシンヘッドＨ内において、前記針棒駆動機構７
０の駆動軸７０Ａには、レバー７２がこの駆動軸７０Ａ
と共に回動するように取付けられている。このレバー７
２の先端部は前記駆動部材４２に対し、リンク７４及び
ピン７５．７６によって連結されている。したがってこ
の駆動部材４２は駆動軸７０Ａの往復回動により、基針
棒４０に沿って上下に往復駆動されることとなる。

また前記天秤駆動機構８０における駆動軸８０Ａの軸上
には駆動ギヤ８２が固定されている。この駆動ギヤ８２
の前方（第１図の右方）で対応する箇所においては前記
天秤レール３６のレール部が切り欠かれている。これに
より針棒１８の選択動作に伴って駆動ギヤ８２の前方に
位置した天秤３０のギヤ３２のみが駆動ギヤ８２に噛み
合うとともに、天秤レール３６との噛み合いは解除され
る。このため選択された天秤３０のみが、駆動軸８０Ａ
の往復回動に連動して天秤軸３４の軸芯回りに往復回動
することとなる。

前記布押え駆動機構９０の駆動軸９０Ａにはレバー９２
が、この駆動軸９０Ａと共に回動するように取付けられ
ている。このレバー９２の先端部には、前記布押え軸５
２のピン５４に係合した係合溝９４が形成されている。

この駆動軸９０Ａの往復回動により布押え軸５２と共に
前記布押え５０が上下動作する。

前記釜駆動機構１００における駆動軸１００Ａの軸上に
は駆動ギヤ１０２が固定されていて、このギヤ１０２は
前記釜軸６２のギヤ６４に噛み合っている。

したがってこの駆動軸１００Ａが一方向へ連続して回転
することにより、前記釜６０が回転することとなる。

第３図で示されている制御装置１１０は、マイクロコン
ピュータなどを用いて構成されている。この制御装置１
１０は、前記各駆動機構７０，８０゜９０．１００のア
ブソリュートエンコーダ７０Ｃ１８ＱＣ，９ＱＣ，１０
０Ｃからの信号に基づき、釜駆動機構１００の駆動軸１
００Ａを基準としてその他の駆動軸７０Ａ、８０Ａ、９
０Ａの作動位置を制御すべくそれぞれの駆動源７０Ｂ、
８０Ｂ、９０Ｂに信号を出力する。なおこの制御装置１
１０は、サーボ系の外部に設けられる場合と内部に設け
られる場合とがある。

第５図に前記制御装置１１０の制御に基づく各駆動機構
７０，８０．９０，１００の作動タイミングが、刺繍縫
いのための枠駆動のタイミングと併せて示されている。

この第５図に示されている作動タイミングにおいて、点
線は従来装置の場合を示し、実線は本実施例の場合を示
している。

前記構成の刺繍ミシンにおいて、ミシンヘッドＨのアー
ム１２に対し針棒ケース１４が第２図の左右方向にスラ
イド操作されると、これによって選定された一本の針棒
１８の突出部２２が、前記駆動部材４２の係合突片４３
，４４の間に係合する。これと同時に、選択された針棒
１８と対応する一つの天秤３０のギヤ３２が天秤駆動機
構８０の駆動ギヤ８２に噛み合う。

この状態で前記針棒駆動機構７０、天秤駆動機構８０及
び布押え駆動機構９０が釜駆動機構１００の駆動を基準
として、第５図に示されている所定のタイミングで駆動
される。まず針棒駆動機構７０については、駆動軸７０
Ａと共に回動するレバー７２の動作により前記駆動部材
４２が基針棒４０に沿って昇降動作を繰り返す。これに
より前述のようにして選択された一本の針棒１８が昇降
駆動される。

また天秤駆動機構８０の駆動軸８０Ａがその駆動ギヤ８
２と共に回動することにより、前記針棒１８と対応する
一つの天秤３０が天秤軸３４を支点として往復回動する
。さらに布押え駆動機構９０の駆動軸９０Ａの回動によ
り、これと共に回動を繰り返すレバー９２を通じて前記
布押え軸５２が布押え５０と共に昇降駆動される。

前記の各駆動機構７０，８０，９０．１００は、それぞ
れ独立して駆動されるため種々の利点が発揮される。

まず針棒駆動機構７０については第５図から明らかなよ
うに、針棒１８（縫い針２６）が布面から上がっている
時間を長く設定できる。これにより枠駆動のタイミング
に余裕ができる。さらには縫製の種類や縫製の対象に応
じて針棒１８の昇降のタイミングを自由に変更できる。

また針棒駆動機構７０における駆動軸７０Ａの回動角も
変更でき、これによって針棒１８の昇降ストロークが調
整される。すなわち縫製時には針棒１８の上死点位置を
下げて昇降ストロークを可能な範囲で小さくし、布の張
り替え作業時などにおいては針棒１８を大きく上昇させ
て作業性を高めることができる。

第６図に前記針棒ケース１４の各針棒Ｉ８のうちの一本
の下端にポーリングメス２８を取付けた実施例が断面図
で示されている。このポーリングメス２８は針棒１８の
駆動によって布地に穿孔（ポーリング）するためのもの
で、先端が尖ったテーパ状となっている。なおポーリン
グメス２８は、通常は第２図の最も右側に位置する第１
針目の針棒１８に取付けられる。

このポーリングメス２８が取付けられている針棒１８の
昇降ストロークを前述したように調整すれば、布地に対
するポーリングメス２８の突き刺し深さが変えられる。

このため針棒１８の一回の昇降動によって布地にあけら
れる孔の大きさが調整される。

天秤駆動機構８０については、これを単独で駆動させる
ことで天秤３０の上下死点の位置及びモーションを自由
に設定でき、前記針棒１８の昇降動作とのタイミングに
よって縫製の糸締まりを調整できる。

例えば１ステツチ毎に行われる枠駆動動作について見た
とき、天秤３０が上糸を完全に引き上げた後、っまり上
糸と下糸との絡みによるステッチの形成が完了した後に
枠移動を開始するのが好ましく、現に一般のミシンでは
そのように行われている。しかし刺繍縫いの場合は、■
ステッチのステッチ長が比較的大きくなることが多いの
で、枠移動の開始を早めに行うようにしている。このた
めステッチが完全に形成される前に枠移動が行われるこ
ととなり、縫い上がりに悪影響を及ぼすことがある。

これに対し、本実施例による場合は天秤の上死点への到
達を早めること、つまり早めに上糸の引き上げを完了さ
せることが可能となり、これによって前記の問題点を回
避できる。ただし、この場合には釜６０の回転を上げる
ことで（ｆｌｌえば従来は針棒１８の一回の昇降に対し
て釜６０を二回転させていたのに対して釜６０を三回転
させることで）、上糸捕捉タイミングを早める必要があ
る。

またｌステッチのステッチ長が大きい程、縫いによる被
刺繍物の縮み上がりが生じ易いのであるが、ステッチ長
に応じてステッチ毎の天秤ストロークを変えること、す
なわちステッチ長に比例して天秤ストロークを太き（す
ることにより、被刺繍物の縮み上がりも回避できること
となる。

布押え駆動機構９０については、布押え５０の昇降スト
ロークをできるだけ小さく設定して無駄の無い駆動が可
能・となる。また刺繍縫い時には布押え５０の昇降スト
ロークを必要最小限に設定するとともに、その上死点及
び下死点での加速度が小さくなるように設定することに
より、振動及び騒音の低減を実現できる。なおこれにつ
いては前記針棒１８についても同じことが言える。さら
に被刺繍物の張り替え時には布押え５０を上方へ大きく
退避させることもできるのも針棒１８の場合と同様であ
る。

被刺繍物が皮革や厚手の布地であるときのように、針棒
１８の上昇時に縫い針２６が被刺繍物から抜は出るとき
の抵抗が大きい場合は、この縫い針２６が被刺繍物から
完全に抜は出るまで充分に布地を押え付けておくよう、
布押え５０の上昇タイミングを遅らせることも可能であ
る。これにより糸切れの発生等が防止され、皮革や厚手
の布地に対する刺繍にも容易に対処できる。

第２実施例 第７図及び第８図に第２実施例の構成が、前記第１図及
び第３図と対応させた断面図で示されている。本実施例
では、特に第８図から明らかなように釜駆動機構１００
における駆動軸１００Ａの軸上に駆動プーリー１０４が
一体関係で回転するように設けられている。一方、針棒
駆動機構７０はサーボモータなどの駆動源を備えておら
ず、その駆動軸７０Ａの軸上には従動プーリー７８が設
けられている。そしてこれらの駆動プーリー１０４と従
動プーリー７８との間にはタイミングベルト１２０が掛
けられている。したがって本実施例では、釜駆動機構１
００の駆動軸１００Ａに連動して針棒駆動機構７０の駆
動軸７０Ａが一方向へ連続回転することとなる。

そこで針棒駆動機構７０のレバー７２は支持軸１２２を
支点として回動できるように配置され、かつ駆動軸７０
Ａの軸上にはカム１２４が設けられている。このカム１
２４の外周には連結ロッド１２６の一端のリング状部分
が結合され、このロッド１２６の他端は前記レバー７２
のほぼ中間部にピンで結合されている。これにより駆動
軸７０Ａの回転は、前記カム１２４及び連結ロッド１２
６の作動を通じて前記レバー７２を支持軸１２２回りに
回動させる。

このレバー７２の回動に連動して第１実施例の場合と同
様に駆動部材４２が基針棒４０に沿って昇降駆動される
。

このように本実施例では針棒駆動機構７０と釜駆動機構
１００とを連動させたことにより、独立して駆動される
のは天秤駆動機構８０と布押え駆動機構９０との両部動
機構のみである。

なおこの第２実施例において、前記第１実施例と同一も
しくは均等構成と考えられる部分には図面に同一符号を
記載して重複する説明は省略する。

また次の第３実施例以降についても同様の考えで重複す
る説明は省略する。

第３実施例 第９図及び第１０図に第３実施例が、第１図及び第３図
と対応させた断面図で示されている。この第３実施例は
前記第２実施例において、さらに布押え駆動機構９０を
廃止したものである。すなわちこの実施例の布押え５０
は、従来のミシンと同様に各針棒１８の軸上に対し相対
的な上下動可能に組付けられている。そしてこの布押え
５０と針棒１８の前記針棒抱き２０との間にはコイルス
プリング５６が設けられている。

そこで針棒１８が駆動部材４２の駆動に連動して下降し
始めると、前記スプリング５６を介して布押え５０も下
方へ移動する。そして布押え５０が針棒ケース１４の下
死点ストッパー５８に当たって布押え位置に規制された
後は、針棒１８のみが前記スプリング５６を圧縮しつつ
その下死点まで下降する。なお針棒１８の上昇時には、
その下端の針止め２９が布押え５０に当たり、その後は
針棒１８と共に布押え５０も上昇する。

このように本実施例では、針棒駆動機構７０と釜駆動機
構１００とを連動させ、かつ布押え５０を針棒１８に連
動させたことにより、独立して駆動されるのは天秤駆動
機構８０のみとなる。

第４実施例 第１１図及び第１２図に、前記第１実施例の構成をベー
スとしてジャンピング機構を採用した実施例が示されて
いる。なおジャンピングは、針棒駆動機構７０と布押え
駆動機構９０との駆動を一時的に解除すればよい。

そこで針棒駆動機構７０については、基針棒４０に対し
て昇降体４１及び前記駆動部材４２が一体関係で昇降動
可能に組付けられている。ただし駆動部材４２は、その
係合突片４３と前記針棒１８の突出部２２との係合を解
除すべく基針棒４０の軸芯回りに回動可能である。なお
レバー７２は前記昇降体４１に対しリンク７４及びピン
７５゜７６によって連結されている。

布押え駆動機構９０については、布押え軸５２に隣接し
てガイド棒４６が配置され、その軸上に昇降体４７及び
駆動部材４８が一体関係で昇降動可能に組付けられてい
る。この駆動部材４８には布押え軸５２のピン５４に係
合した一対の係合突片４９が形成されている。またこの
駆動部材４８についても、その係合突片４９と前記布押
え軸５２のピン５４との係合を解除すべくガイド棒４６
の軸芯回りに回動可能である。そして布押え駆動機構９
０の前記レバー９２は前記昇降体４７に対しリンク９６
及びピン９７．９８によって連結されている。

第１２図で示されているように、前記両部動部材４２．
４７の上死点の近くにはそれぞれソレノイド１３０が配
置されている。このソレノイド１３０の通電によってプ
ランジャ１３２が仮想線で示されている状態に突出する
。この突出したプランジャ１３２が、上昇してきた駆動
部材４２．４８のそれぞれの斜面４２ａ、４８ａに接触
する。これによって両部動部材４２．４８が前述したよ
うに回動して針棒１８及び布押え軸５２に対する駆動伝
達が遮断される。

なお刺繍縫いのためのジャンピングは、少なくとも針棒
駆動機構７０の駆動を一時的に解除すればよいのである
から、例えば第１実施例においても針棒駆動機構７０の
駆動源７０Ｃを一時的に停止させることによっても対応
できる。ただし、この場合は多頭ミシンの各ミシンヘッ
ドＨにおいて針棒１８の駆動が解除されるため、例えば
各ミシンヘッドＨのうちの幾つかを休止させる各頭制御
に対応するには前記のジャンピング機構が必要である。

以上本発明の各実施例を図面にしたがって説明したが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、種々の
実施態様が含まれている。

例えば第７図及び第８図で示されている第２実施例にお
いて独立して駆動される二つの駆動機構８０．９０、ま
た第９図及び第１０図で示されている第３実施例におい
て独立して駆動される一つの駆動機構８０をそれぞれ他
の駆動機構に代え得るのは当然可能である。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、独立した駆動源をもってい
る駆動機構は機械的な連動機構が不要となるため、その
構造が簡単となり、かつ振動や騒音も低減されるととも
に、作動タイミングの自由度が大幅に高められて縫製作
業の高速化及び縫い上がり調子、すなわち刺繍の風合い
の多様化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はミシンヘッドの
縦断面図、第２図はミシンヘッドの正面図、第３図はミ
シンの各駆動機構を第１図の右方向からみた断面図、第
４図は刺繍ミシン全体を表した外観斜視図、第５図は各
駆動機構の間の作動タイミングを枠駆動のタイミングと
共に表した説明図、第６図は一本の針棒をポーリング用
に使用した場合の断面図である。 第７図は第２実施例のミシンヘッドを第１図と対応させ
て表した縦断面図、第８図は第２実施例の各駆動機構を
第７図の右方向からみた断面図である。 第９図は第３実施例のミシンヘッドを第１図と対応させ
て表した縦断面図、第１０図は第３実施例の各駆動機構
を第９図の右方向からみた断面図である。 第１１図は第４実施例のミシンヘッドの主要部を表した
縦断面図、第１２図は第１１図の一部を右側からみた構
成図である。 ７０〜１００・・・駆動機構 ７０Ｂ−１００Ｂ・・・駆動源（サーボモータ）１１０
・・・制御装置 出願人　　　東海工業ミシン株式会社 代理人　　　弁理士　岡田英彦（外３名）第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　刺繍縫いに必要な各駆動機構のうちの少なくとも一つ
   が、他の駆動機構から独立した駆動源をもち、この駆動
   源と他の駆動機構の駆動源とを同期駆動させるように制
   御する制御装置を備えた刺繍ミシン。