JP5142568B2 - Sewing machine presser foot - Google Patents
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Description
本発明は、ミシンの布押え装置に関する。 The present invention relates to a cloth presser device for a sewing machine.
従来より、針板上の被縫製物に対して布押えが上方から押圧力を加えることで被縫製物を保持する布押え装置を備えるミシンにおいて、布押えを昇降させる駆動源としてステッピングモータ等の電気的アクチュエータを用いる方法が知られている(例えば特許文献1)。
図6は従来技術によるミシンの布押え装置の布押え機構の構成の一部を示した斜視図である。ミシンの布押え機構110は、その基端部を布移動機構に保持されると共にその先端部側をX−Y平面に沿った任意の位置に位置決めされる支持フレーム122と、布押え121の下側に位置して布押え121との間で被縫製物を保持する下板123と、布押え121の一端部に立設された押さえ保持部材124と、支持フレーム122の先端部に設けられると共に保持部材124を介して布押え121を昇降可能に支持するガイド枠125と、支持フレーム122に揺動可能に支持されると共に揺動により一端部で押さえ保持部材124に対して昇降の移動力を付与する一対の揺動棹126と、ミシン機枠により上下動可能に支持された押圧板127と、支持フレーム122の上部で揺動可能に支持されると共に一端部が押圧板127の下面と接する揺動部材128と、揺動部材128の他端部と各揺動棹126の他端部とを上下について同方向に連動させる第一、第二のリンク体129,130と、揺動棹26の他端部と第1のリンク体の一端部とを連結する引っ張りバネ131と、を備える。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a sewing machine including a presser device that holds a sewing product by applying a pressing force from above to the sewing material on the needle plate, a stepping motor or the like is used as a drive source for raising and lowering the presser foot. A method using an electric actuator is known (for example, Patent Document 1).
FIG. 6 is a perspective view showing a part of the configuration of a presser foot mechanism of a presser device for a sewing machine according to the prior art. The sewing
また、ミシンの布押え装置は、押圧板127に下方の押圧力を加える動力伝達機構150を備える。動力伝達機構150によりステッピングモータの駆動力が伝達され、押圧板127の支持軸27aが下方に押圧されると、揺動部材128の一端部が下降して他端部は上昇し、各リンク部材129,130及び引っ張りバネ131を介して揺動棹126の他端部も上方に引き上げる。これにより、揺動棹126の一端部は下方へと押し下げられ、ガイド枠125に沿って下方へと移動する保持部材124を介して布押え121は下方に押圧され、布押え121と下板123との間で被縫製物が保持された状態となる。
ところで、上述の従来技術によるミシンの布押え装置では、動力伝達機構150から加えられる下方への押圧力は被縫製物の布厚に関わらず常に一定である。一方、被縫製物の布厚は被縫製物ごとに異なるため、布押え121から被縫製物に対して加えられる上方からの押圧力を被縫製物の布厚に応じて調整する必要がある。このため従来技術では、リンク部材129の一端部と揺動棹126の他端部とを連結する引っ張りバネ131が被縫製物の布厚による布押え121の上下動の位置上昇に応じて伸張することで布押え121による被縫製物への押圧力調整が行われていた。このとき、引っ張りバネ131が伸張する度合いは被縫製物の布厚によって決定し、被縫製物が薄ければ引っ張りバネ131の伸張は小さくなり、被縫製物が厚ければ引っ張りバネ131の伸張は大きくなる。すなわち、被縫製物が薄いとき引っ張りバネによって発生する押圧力は弱くなり、被縫製物が厚いときバネによって発生する押圧力は強くなる。よって、被縫製物の布厚によって被縫製物に対する布押え121の押圧力は変化する。これによって、被縫製物が薄い場合に布押え121による押圧力が弱すぎて被縫製物を十分に保持できないといった問題点や、被縫製物が厚い場合に布押え121による押圧力が強すぎて被縫製物に歪みを発生させてしまうといった問題点があった。
従来技術において上述の問題点を解決するためには、被縫製物の布厚ごとに最適なばね定数を有する引っ張りバネ131を個別に用いる必要があった。このため、被縫製物が変わるたびに引っ張りバネ131を交換することとなり、非常に煩雑となることに加え、交換作業に多大な時間を要するため、オペレータにとって大きな負担となっていた問題点があった。
By the way, in the cloth presser device for a sewing machine according to the above-described prior art, the downward pressing force applied from the
In order to solve the above-described problems in the prior art, it is necessary to individually use the
本発明は、上述の問題点に鑑み、最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a presser foot device that applies an optimum pressing force to a sewing product.
請求項1記載の発明は、針板上に降下して被縫製物を保持する布押えを昇降可能に支持する布押え機構と、前記布押えの上昇又は降下の駆動源となる駆動手段と、前記駆動手段の駆動力を前記布押えの上昇又は降下の駆動力として伝達する動力伝達機構と、を備えるミシンの布押え装置であって、前記布押えが被縫製物に加える圧力の目標値を記憶する第一の記憶手段と、前記駆動手段を駆動する制御手段と、前記駆動手段の実動作量を検出する検出手段と、前記布押えを下降させるための圧力の基準値を記憶する第二の記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記駆動手段の予定動作量と前記検出手段によって検出された前記駆動手段の実動作量との偏差に基づく押圧力が前記基準値以下の場合、前記布押えを第1の速度で下降させるよう制御し、前記押圧力が前記基準値を越えた場合、前記布押えの下降速度を減少させて第2の速度で下降させるよう制御し、また、前記押圧力が前記目標値と一致した場合、前記布押えの下降を停止するよう制御することを特徴とする。
なお、上記「布押えが被縫製物に加える圧力の目標値」とは、圧力値そのものでも良いが、その圧力を生じさせる偏差の値等、圧力値と既知の関係のある他の数値であっても良いでも良い。
また、上記「布押えを下降させるための圧力の基準値」とは、圧力値そのものでも良いが、その圧力を生じさせる偏差の値等、圧力値と既知の関係のある他の数値であっても良いでも良い。
The invention described in claim 1 includes a presser foot mechanism that supports the presser foot that is lowered onto the needle plate and holds the workpiece to be raised and lowered, and a driving means that is a drive source for raising or lowering the presser foot, And a power transmission mechanism for transmitting a driving force of the driving means as a driving force for raising or lowering the presser foot, wherein the presser foot has a target value of pressure applied to the sewing product. A first storage means for storing; a control means for driving the drive means; a detection means for detecting an actual operation amount of the drive means; and a second reference value for storing a pressure reference value for lowering the presser foot comprising storage means, and wherein if the pressing force based on the deviation between the actual amount of operation of said driving means detected by the scheduled operation quantity and said detection means of said driving means is equal to or less than the reference value, Lowering the presser foot at the first speed If the pressing force exceeds the reference value, the cloth presser is controlled to decrease the lowering speed at the second speed, and when the pressing force matches the target value, Control is performed to stop the lowering of the presser foot .
The “target value of the pressure that the presser foot applies to the workpiece” may be the pressure value itself, but is another value that has a known relationship with the pressure value, such as a deviation value that causes the pressure. May be good.
Further, the above-mentioned “reference value of pressure for lowering the presser foot” may be the pressure value itself, but is another numerical value having a known relationship with the pressure value, such as a deviation value causing the pressure. May be good.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のミシンの布押え装置であって、前記制御手段は、前記押圧力が前記第一の記憶手段に記憶された圧力の目標値を超えた場合は、前記駆動手段による布押えの駆動方向を逆転した後に再度布押えを下降させることを特徴とする。 Invention of Claim 2 is the cloth presser device of the sewing machine of Claim 1 , Comprising: When the said control means exceeds the target value of the pressure memorize | stored in said 1st memory | storage means, Is characterized by lowering the presser foot again after reversing the driving direction of the presser foot by the driving means.
請求項1記載の発明によれば、制御手段が駆動手段の予定動作量と検出手段によって検出された駆動手段の実動作量との偏差と第一の記憶手段に記憶された圧力の目標値と第二の記憶手段に記憶された圧力の基準値に基づいて、布押えが被縫製物に加える圧力が目標値となるよう調整する。よって、被縫製物の布厚に関わらず、布押えが被縫製物に加える圧力は目標値となるよう制御手段によって調整される。これによって、従来技術における引っ張りバネの交換といった煩雑かつ時間を要する作業が不要となる。よって、布押えが被縫製物に最適な押圧力を加えるための作業が大幅に簡易かつ快適となることに加え、布押え装置による被縫製物の保持に要する時間が大幅に短縮されることとなり、オペレータの負担を大幅に軽減することが可能となる。
また、上述の効果によってミシンによる縫製作業の効率が大幅に上昇し、縫製作業のサイクルタイムを大幅に短縮可能となる。よって、生産性の高いミシンを提供可能となる。
さらに、引っ張りバネのように変形する機構を設ける必要がなく、また引っ張りバネの交換を行うための取りつけ及び取り外し作業も発生しないことから、耐久性の高い堅牢な構成のミシンの布押え装置を提供可能となると共に、部品交換の多発による部品の劣化や部品の紛失といった可能性を排除できる。よって、故障が少なく総じて安定性と信頼性の高いミシンの布押え装置を提供可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the control means detects the deviation between the scheduled operation amount of the drive means and the actual operation amount of the drive means detected by the detection means, and the target value of the pressure stored in the first storage means. Based on the pressure reference value stored in the second storage means, the pressure applied to the workpiece by the presser foot is adjusted to the target value. Therefore, regardless of the thickness of the material to be sewn, the pressure applied to the material to be sewn by the presser foot is adjusted by the control means so as to be a target value. This eliminates the need for complicated and time-consuming work such as replacement of the tension spring in the prior art. Therefore, the work required for the presser foot to apply the optimum pressing force to the sewing product is greatly simplified and comfortable, and the time required for holding the sewing product by the presser foot device is greatly reduced. Thus, the burden on the operator can be greatly reduced.
Moreover, the efficiency of the sewing work by the sewing machine is greatly increased by the above-described effect, and the cycle time of the sewing work can be greatly shortened. Therefore, a highly productive sewing machine can be provided.
Furthermore, since there is no need to provide a mechanism for deformation like a tension spring, and there is no need to install or remove the tension spring for replacement, a highly durable durable cloth presser device is provided. In addition, it is possible to eliminate the possibility of parts deterioration or parts loss due to frequent parts replacement. Therefore, it is possible to provide a sewing machine presser device that has few failures and is generally stable and reliable.
請求項2記載の発明によれば、駆動手段の予定動作量と検出手段によって検出された駆動手段の実動作量の偏差に基づく圧力が圧力の目標値を超えた場合は、制御手段は駆動手段の駆動方向を逆転させることで布押えを上昇させた後、再度布押えを下降させる。すなわち、布押えが被縫製物に加える圧力が強すぎる場合に一度布押えを上昇させることで当該圧力を低減させ、再度下降させることで当該圧力が目標値通りとなるよう再調整する。これによって、布押えが被縫製物に加える圧力はより最適に調整されるので、より最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, when the pressure based on the deviation between the scheduled operation amount of the drive means and the actual operation amount of the drive means detected by the detection means exceeds the target pressure value, the control means is the drive means. After raising the presser foot by reversing the driving direction, the presser foot is lowered again. That is, when the pressure that the presser foot applies to the workpiece is too strong, the presser foot is once raised to reduce the pressure, and then lowered again to readjust the pressure to the target value. As a result, the pressure applied by the presser foot to the sewing product is adjusted more optimally, so that it is possible to provide a presser foot device that applies a more optimal pressing force to the sewing product.
(発明の実施形態の全体構成)
以下、図1乃至図5に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施形態たるミシンの布押え装置の主要な構成の一部を図示した斜視図であり、図2はミシンの布押え装置の主要な構成の一部を図示した図1と異なる方向から見た斜視図である。
本発明のミシンの布押え装置を備えるミシンは、各構成を保持し或いは格納する図示しないミシン機枠を備えており、かかるミシン機枠はミシンの全体において下部に位置するベッド部と、ミシンベッド部の長手方向の一端部において上方に立設された縦胴部と、縦胴部の上端部からベッド部と同方向に延設されたアーム部とを備えている。以下の説明において、ミシンを水平面に置いた状態で、水平且つベッド部の長手方向に平行となる方向をY軸方向とし、水平且つY軸方向に直交する方向をX軸方向とし、X軸及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向とする。
(Overall configuration of the embodiment of the invention)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view illustrating a part of a main configuration of a sewing machine cloth presser according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating a part of a main configuration of a sewing machine cloth presser. It is the perspective view seen from a different direction.
A sewing machine including a cloth presser device for a sewing machine according to the present invention includes a sewing machine frame (not shown) that holds or stores each component, and the sewing machine frame includes a bed portion positioned at a lower portion of the entire sewing machine, and a sewing machine bed. A longitudinal body portion erected upward at one end portion in the longitudinal direction of the portion, and an arm portion extending in the same direction as the bed portion from the upper end portion of the longitudinal body portion. In the following description, with the sewing machine placed on a horizontal plane, the direction that is horizontal and parallel to the longitudinal direction of the bed portion is the Y-axis direction, the direction that is horizontal and orthogonal to the Y-axis direction is the X-axis direction, The direction orthogonal to the Y-axis direction is taken as the Z-axis direction.
ミシンの布押え装置10は、針板上に降下して被縫製物たる被縫製物を保持する布押え21を昇降可能に支持する布押え機構20と、布押え21の昇降の駆動源となる「駆動手段」としてのステッピングモータ13と、ステッピングモータ13の回転駆動力を布押え機構20に付与する動力伝達機構50と、ステッピングモータを制御する「制御手段」としての制御装置70とを備えている。
また、ミシンは、縫い針を保持して上下動を行わせる上下動機構、針板の下方において縫い針に挿通された上糸に下糸を絡げる釜機構、布押え機構20を介して布押え21を針板11上面に沿って移動させて針落ち位置を任意に行わせる布移動機構等のように縫製に必要となる各種の機構を備えているが、これらは周知のものなので図示及びその説明は省略する。
The
The sewing machine also has a vertical movement mechanism for holding the sewing needle to move up and down, a hook mechanism for binding the lower thread to the upper thread inserted through the sewing needle below the needle plate, and the
(布押え機構)
布押え機構20は、その基端部を布移動機構に保持されると共にその先端部側をX−Y平面に沿った任意の位置に位置決めされる支持フレーム22と、布押え21の下側に位置して布押え21との間で被縫製物を保持する下板23と、布押え21の一端部に立設された押さえ保持部材24と、支持フレーム22の先端部に設けられると共に保持部材24を介して布押え21を昇降可能に支持するガイド枠25と、支持フレーム22に揺動可能に支持されると共に揺動により一端部で押さえ保持部材24に対して昇降の移動力を付与する一対の揺動棹26と、ミシン機枠により上下動可能に支持された押圧板27と、支持フレーム22の上部で揺動可能に支持されると共に一端部が押圧板27の下面と接する揺動部材28と、揺動部材28の他端部と各揺動棹26の他端部とを上下について同方向に連動させる第一、第二及び第三のリンク体29,30,31とを備えている。
(Cloth presser mechanism)
The
図3は布押え機構の構成を示す側面図である。なお、図3(a)は布押え21が上昇している状態、図3(b)は布押え21が下降している状態を示す。
布押え21は長方形状の枠体であり、四辺の内側は大きく開口されている。かかる開
口部の内側で保持された被縫製物に対して針落ちが行われ、縫製が行われるようになっている。
これに対応して下板23も布押え21と程同一大の長方形状の枠部を有し、布押え21と同様に大きく開口されている。さらに、下板23は、その長辺の中間に相当する部位から短辺と平行に伸びる延設部を有し、当該延設部の先端部で布移動機構に保持されている。そして、支持フレーム22の先端部と共に、長方形状の枠部側がX−Y平面に沿った任意の位置に位置決めされるようになっている。
FIG. 3 is a side view showing the configuration of the presser foot mechanism. 3A shows a state where the
The
Correspondingly, the
支持フレーム22は、ミシンベッド部の上面に配設され、前述したようにその基端部が布移動機構に保持されて、その先端部は基端部に対して上方から徐々に前方に向かうように延設されている。なお、この支持フレーム22の長手方向(延設方向)はY軸方向に沿うようにミシンベッド部上に設けられている。
The
押さえ保持部材24は、略L字状に形成されており、その一端部が布押え21に固定連結され、その他端部はガイド枠25に支持されている。
ガイド枠25は、支持フレーム22の先端部に固定装備されており、押さえ保持部材24の他端部をスライド可能に支持するガイド溝を備えている。かかるガイド溝がZ軸方向(上下方向)に沿うようにガイド枠25は支持フレーム22に装備されている。これにより、支持フレーム22に対して布押え21は昇降動作を行うことが可能となっている。
The
The
各揺動棹26は、支持フレーム22を挟むようにして設けられており、それぞれほぼY軸方向に沿った状態で支持フレーム22に支持されている。また、各揺動棹26は、その長手方向中間部においてX軸方向に沿った軸を中心に支持フレーム22に揺動可能に支持されており、その揺動を行う一端部が、ガイド枠25に支持された押さえ保持部材24の他端部に設けられた貫通穴に挿入されている。従って、揺動棹26の揺動によりその一端部が上下動すると、押さえ保持部材24を介して布押え21も上下動を行うようになっている。また、各揺動棹26は、その軸支部分において、図示しないねじりコイルバネにより布押え21が上方に向かって移動する方向に常時付勢されている。
Each
押圧板27は、長方形状の平板であり、その上面中央に垂直に固定立設された支持軸27aを備えている。かかる支持軸27aは丸棒状であり、ミシン機枠に固定装備された円筒状のメタル軸受け32に挿通され、当該支持軸27aを介して押圧板27はZ軸方向に沿って昇降可能に支持されている。
また、支持軸27aは、その上端部がメタル軸受け32から上方に突出しており、当該支持軸27aの上端部には、その半径方向両側にピン27bが設けられている。各ピン27aは、動力伝達機構50に係合して下方への押圧力の入力を受けるためのものである。
The
Further, the upper end portion of the
揺動部材28は、Y軸方向に沿った状態で支持フレーム22上部に配設されている。揺動部材28は、その長手方向中間部においてX軸方向に沿った軸を中心に支持フレーム22に揺動可能に支持されており、その揺動により上下動する一端部は押圧板27の下面の中央部に当接する配置となっている。
一方、揺動部材28の他端部は三つのリンク体29,30,31を介して各揺動棹26の他端部(布押え21とは逆側の端部)に連結されている。各揺動棹26はねじりコイルバネによりその他端部が下方に付勢されているため、三つのリンク体29,30,31を介して揺動部材28の他端部も下方に付勢される。これにより、揺動部材28の一端部はねじりコイルバネの弾性をもって上方に向かって付勢されることとなり、その結果、押圧板27は常に上方に押し上げられた状態を維持することとなる。
なお、上述した第一のリンク体29は支持フレーム22により揺動可能に支持されており、第二のリンク体30は第一のリンク体29の揺動端部と揺動部材28の他端部と連結している。また、第一のリンク体29は、第3のリンク体31により揺動棹26の他端部と連結されている。よって、第一のリンク体29の揺動端部が上方に揺動する場合、揺動棹26の他端部も上方に引っ張り上げられる。
The
On the other hand, the other end of the
The
布押え機構20は、通常は、その揺動棹26がねじりコイルバネにより布押え21を上方に引き上げる方向に付勢されている。つまり、外力が付与されない限り、図3(a)に示すように布押え21と下板23とは離間した状態が維持される。
また、動力伝達機構50により、押圧板27の支持軸27aが下方に押圧されると、揺動部材28の一端部が下降して他端部は上昇し、各リンク部材29,30,31を介して揺動棹26の他端部も上方に引き上げる。これにより、図3(b)に示すように、布押え21は下方に押圧され、布押え21と下板23との間で被縫製物が保持された状態となる。
Normally, the
When the
(動力伝達機構)
動力伝達機構50は、図1及び図2に示すように、ステッピングモータ13により同時に回転駆動される回転カム52と、回転カム52に従ってステッピングモータ13の出力軸13aの周囲を周回移動するコロ部材56と、一端部でコロ部材56を支持して当該コロ部材56の周回移動に応じて揺動を行う梃子部材57と、梃子部材57に固定されて梃子部材57と共に揺動を行う従動リンク体59と、布押え機構20のピン27bを揺動動作により押下する一対のアーム部材60,61と、従動リンク体59の揺動端部とアーム部材60とを連結する長尺状の動力伝達板62とを備えている。
(Power transmission mechanism)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
二つのアーム部材60,61は、いずれもその基端部が布押え機構20の上方においてミシン機枠に回転可能に支持された支軸66に同時に固定連結され、二つのアーム部材60,61と支軸66とが一体となって揺動を行うようになっている。
また、各アーム部材60,61の揺動端部は、支軸66を中心とする円の半径方向であってY軸方向に沿って延設され、前述した布押え機構20の押圧板27を上下動させる各ピン27bの上方に位置している。つまり、各アーム部材60,61の揺動端部が揺動により下降すると各ピン27bに当接し、押圧板27を下降させることで布押え21により被縫製物の押さえを行わせるようになっている。
The two
The swing end of each
一方のアーム部材60は、ピン27bに当接する揺動端部とは別に、その揺動駆動力が入力される入力片60aが支軸66を中心とする半径方向であってZ軸方向に延設されている。かかる入力片60aには動力伝達板62の一端部が連結され、当該入力片60aをY軸方向に沿って揺動させる。これにより、各アーム部材60,61全体が揺動を行う。
One
上記動力伝達板62は長尺状であって、ミシンアーム部内においてY軸方向に沿って配設されている。前述したように、動力伝達板62はその他端部が従動リンク体59の揺動端部に連結されているため、従動リンク体59の揺動により動力伝達板62はその長手方向に沿って前進移動(移動方向f)と後退移動(移動方向b)を行い、各アーム部材60,61を揺動させるようになっている。つまり、後退移動時には、各アーム部材60,61が布押え機構20のピン27bを押下する方向に揺動し、布押え21を押下させる。また、前進移動時には、各アーム部材60,61が布押え機構20のピン27bから離間する方向に揺動し、布押え21を押下状態から上方に移動させる。
The
コロ部材56は、回転カム52の外周に当接状態で配置され、回転カム52の回転に応じてステッピングモータ13の出力軸13aの周囲の周回移動を行う。なお、このコロ部材56は、従動リンク体59に設けられた引っ張りバネ67により、常時回転カム52の外周に当接するように張力が付与されている。
梃子部材57は、略L字状に形成され、その屈曲部において支軸65によりミシン機枠に揺動可能に軸支されている。この梃子部材57はX軸方向に沿った軸により軸支されており、一端部に位置するコロ部材56が周回運動によりほぼZ軸方向に沿って移動を行うと、その他端部がおおむねY軸方向に沿って移動を行うように屈曲されている。
The
The
従動リンク体59は、その長手方向一端部において梃子部材57と共に支軸65により回動可能にミシン機枠に支持されている。さらに、従動リンク体59の長手方向他端部は動力伝達板62の他端部に連結されている。従動リンク体59は梃子部材57と一体となって揺動を行い、動力伝達板62のY軸方向に沿った前進(移動方向f)又は後退移
動(移動方向b)に応じて、各アーム部材60,61を揺動させ、布押え21の昇降状態を切り替える。
The driven
回転カム52は、その外周面にコロ部材56を当接させて外周形状に応じて移動させることで、外周面の各位置におけるステッピングモータ13の出力軸13aからの距離に応じた移動量で梃子部材57を揺動させる機能を備えている。
この回転カム52は、ステッピングモータ13の出力軸13a上に装備され、出力軸13aの回転に伴い布押え21が昇降するように回転カム52はその外周形状が設定されている。つまり、回転カム52は、いわゆる偏心カムである。
The rotating
The
かかる回転カム52の形状により、回転カム52の回転によって出力軸13aとコロ部材56との距離が小さくなると、上述のようにコロ部材56と連動する動力伝達板62はY軸方向に沿った前進(移動方向f)を行う。よって、布押え21は上昇する。また、回転カム52の回転によって出力軸13aとコロ部材56との距離が大きくなると、上述のようにコロ部材56と連動する動力伝達板62はY軸方向に沿った後退(移動方向b)を行う。よって、布押え21は下降する。
Due to the shape of the
(ステッピングモータ)
ステッピングモータ13は、制御装置70が出力するパルス信号に同期して回転動作を行う。また、ステッピングモータ13はその内部において、ステッピングモータ13の出力軸13aの回転角度を検出し、制御装置70に出力する「検出手段」としてのエンコーダを備える。
ステッピングモータ13は後述する制御装置70によって出力軸13aの回転運動における位相を制御される。具体的には、ステッピングモータ13の出力軸13aは制御装置70によって出力されるパルス信号によって所定の位相へ回転するよう制御される。一方、ステッピングモータ13の出力軸13aの回転運動には出力軸13aに連結された上述の動力伝達機構50及び布押え機構20によって機械的負荷が生じる。このため、当該機械的負荷が大きい場合、制御装置70によって出力されたパルス信号に基づくステッピングモータ13の出力軸13aの位相(以後「入力パルス位相」と記載)と、実際に行われたステッピングモータ13の出力軸13aの位相(以後「実際の位相」と記載)との間に偏差が生じる。当該偏差の度合いは上述の動力伝達機構50及び布押え機構20による機械的負荷によって決定する。このとき、動力伝達機構50及び布押え機構20の各部において発生する摩擦等による負荷はほぼ一定となるため、偏差の増減は主に布押え21が布を上方から押圧する押圧力Tによって決定することとなる。
つまり、エンコーダがステッピングモータ13の実際の位相を検出し、制御装置70に出力することで、制御装置70は入力パルス位相と実際の位相とに基づいて布押え21が布を上方から押圧する押圧力Tを算出可能となる。
(Stepping motor)
The stepping
The phase of the stepping
That is, the encoder detects the actual phase of the stepping
(制御装置)
図4は制御装置70の構成と、制御装置70と電気的に接続されている構成を示すブロック図である。
制御装置70は、布押え21が布を上方から押圧する押圧力について、「圧力の目標値」としての設定値T2を記憶すると共に上述の入力パルス位相とエンコーダの検出に基づく実際の位相との偏差が一定以下の場合に布押え21を高速で下降させるための基準値となる高速下降許容値T1を記憶する「第一の記憶手段」及び「第二の記憶手段」としての記憶部71と、ステッピングモータ13が駆動するためのパルス信号を出力するパルス信号出力部72と、パルス信号出力部72による入力パルス位相と入力パルスステッピングモータ13のエンコーダによる実際の位相とに基づいて布押え21が布を上方から押圧する押圧力Tを算出し、当該押圧力Tが記憶部71に記憶された高速下降許容値T1を超える場合は布押え21の下降速度を減少させる「第二の調整手段」として機能すると共に、押圧力Tと押圧力の設定値T2とを比較してステッピングモータ13の回転運動を停止あるいは逆転させる「第一の調整手段」として機能する演算部73と、を備える。
(Control device)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the
The
記憶部71は、布押え21が布を上方から押圧する押圧力の設定値T2を記憶する。当該設定値T2は入力インターフェイスを介してオペレータによって設定される。よって記憶部71は「第一の記憶手段」として機能する。
また、記憶部71は上述の入力パルス位相と実際の位相との偏差が一定以下の場合に布押え21を高速で下降させるための基準値となる高速下降許容値T1を記憶している。当該高速下降許容値T1は、当該偏差が当該高速下降許容値T1以下の場合には、布押え21がまた被縫製物に到達しておらず、布押さえ21が負荷を受けていないものと判断するための基準値である。制御装置70の演算部73は、当該偏差と当該高速下降許容値T1とによって布押え21が被縫製物に到達していないと判別した場合、布押え21の下降速度を高速にする。一方、偏差が当該高速下降許容値T1を超える場合には、布押え21が被縫製物に到達して布押さえ21が負荷を受けているものと判断し、布押え21の下降速度を低速にする。これによって、常に一定の速度で布押え21が上下動する場合に比べて、布押え21が被縫製物を保持するまでに要する時間を短縮させることができる。よって、記憶部71は「第二の記憶手段」として機能する。
さらに、記憶部71は上述の入力パルス位相と実際の位相との偏差の値から布押え21による被縫製物に対する上方からの押圧力Tの値を求めるための押圧力換算テーブルを記憶している。演算部73は、当該偏差と当該押圧力換算テーブルとから当該押圧力Tの値を算出し、当該押圧力Tの値と設定値T2とを比較することで、当該押圧力Tの値が適正か判別する。
The memory |
Further, the
Further, the
なお、設定値T2はあらかじめ記憶手段に記憶された複数の押圧力設定値から選択可能に設定してもよいし、オペレータによって直に数値入力を行うようにしてもよい。
また、高速下降許容値は固定値でもよいし、上述の設定値T2のように変更可能でもよい。
さらに、記憶部71は上述のほか、演算部73によって実行される各種のプログラム及びデータを記憶する。また、ミシンの電源が切られた後も設定値T2、高速下降許容値T1、押圧力換算テーブル及び各種のプログラム及びデータを保持できることが望ましいので、記憶部71は不揮発性の記憶装置(例えばEPROM)で構成されることが望ましい。
The set value T2 may be set so as to be selectable from a plurality of pressing force set values stored in advance in the storage means, or a numerical value may be directly input by an operator.
Further, the high-speed descent allowable value may be a fixed value, or may be changed like the above-described set value T2.
Further, in addition to the above, the
パルス信号出力部72は、ステッピングモータ13が駆動するためのパルス信号を出力する。
また、パルス信号出力部72は演算部73の命令に従い、当該パルス信号を増減させる。つまり、演算部73はパルス信号出力部72が行うパルス信号を増減させることでステッピングモータ13の駆動を調整する。演算部73は高速駆動を要する場合には規定のパルス出力を維持し、低速駆動を要する場合には直前の出力パルス数に1減算したパルス信号を出力する。
The pulse
Further, the pulse
演算部73は、パルス信号出力部72による入力パルス位相と入力パルスステッピングモータ13のエンコーダによる実際の位相とに基づいて布押え21が布を上方から押圧する押圧力Tを算出すると共に、当該押圧力Tと記憶部71に記憶された高速下降許容値T1及び押圧力の設定値T2に基づいてステッピングモータ13の回転速度及び回転方向を調整する。
The
演算部73によって布押え21の上下動が制御される仕組みについて、図5のフローを用いて詳細に説明する。
オペレータの操作によって布押え装置が動作すると、演算部73はステッピングモータ13へ高速下降するようパルス信号出力部72に命令する。これによって布押え21は高速で下降する(ステップS1)と共に、ステッピングモータ13のエンコーダから実際の位相が出力される。演算部73は上述のパルス信号出力部72に対する命令に基づく入力パルス位相と当該実際の位相との偏差を算出し、当該偏差の値と記憶部71に記憶された押圧力換算テーブルとに基づいて布押え21による被縫製物への押圧力Tの値を算出する(ステップS2)。このとき、演算部73は算出された押圧力Tと記憶部71の高速下降許容値T1とを比較する(ステップS3)。押圧力Tの値が高速下降許容値T1以下であった場合は、演算部73は引き続きステッピングモータ13へ高速下降するようパルス信号出力部72に命令する。押圧力Tの値が高速下降許容値T1を超えた場合は、演算部73はステッピングモータ13へ低速下降するようパルス信号出力部72に命令する。これによって布押え21の下降は低速となる(ステップS4)。ステップS1〜ステップS3の処理は、押圧力Tの値が高速下降許容値T1を超えることで、布押えの下降が低速となるまで行われる。
A mechanism in which the vertical movement of the
When the presser foot is operated by the operator's operation, the
布押え21が低速で下降する際も上述の処理と同様に、ステッピングモータ13のエンコーダから実際の位相が出力される。演算部73は上述と同様の処理によって布押え21による被縫製物への押圧力Tの値を算出する(ステップS5)。このとき、演算部73は算出された押圧力Tと記憶部71の設定値T2とを比較する(ステップS6)。押圧力Tの値が設定値T2未満であった場合は、演算部73は引き続きステッピングモータ13が低速下降するようパルス信号出力部72に命令する。ステップS6において押圧力Tが設定値T2未満ではない場合、演算部73は押圧力Tが設定値T2と同一であるかどうか判別する(ステップS7)押圧力Tの値が設定値T2と同一である場合は、演算部73はステッピングモータ13を停止させるため、ステッピングモータ13に対するパルス信号の出力を終了させる命令をパルス信号出力部72に対して行う。これによって布押え21は停止し(ステップS8)、布押え21の上下動における位置は設定値T2通りの押圧力Tを被縫製物に対して与える位置となる。
Even when the
一方、押圧力Tの値が設定値T2未満ではなく、かつ、Tと同一ではない場合、すなわち押圧力Tが設定値T2を超えた場合は、演算部73はステッピングモータ13へ上昇電力を出力するようパルス信号出力部72に命令する。これによって布押えは上昇し(ステップS9)、被縫製物に対して大きくなりすぎた布押え21による押圧力を低減させるために僅かに布押さえ21を上昇させる。その後、ステップS5へ戻り、下降を再開して、フローに従い演算部73はステッピングモータ13へ低速下降電力を出力するようパルス信号出力部72に命令する。これによって布押え21は再び低速で下降する。上述の処理は押圧力Tの値が設定値T2と同一となることで布押え21が停止するまで行われる。
On the other hand, when the value of the pressing force T is not less than the set value T2 and not the same as T, that is, when the pressing force T exceeds the set value T2, the
つまり、演算部73は押圧力Tが高速下降許容値T1以下である場合は、布押え21が被縫製物に接触していないと判別して布押え21を高速で下降させる。これによって、布押え21が被縫製物を保持するまでに要する時間を短縮可能となる。
また、演算部73は押圧力Tが高速下降許容値T1を超えた場合は、布押え21が被縫製物に対して押圧力を加え始めたと判断し、布押え21を低速下降させる。これによって、布押え21が被縫製物に加える押圧力を微調整する。よって、制御装置70の演算部73は「第二の調整手段」として機能する。
さらに、演算部73は押圧力Tが設定値T2と同一となった場合、布押え21が被縫製物に加える押圧力がオペレータの意図した押圧力となったと判別し、布押え21を停止させる。これによって、布押え21による被縫製物への上方からの押圧力は最適な押圧力となる。
さらに、演算部73は押圧力Tが設定値T2を超えた場合、布押え21が被縫製物に加える押圧力が強すぎると判別し、布押えを上昇させる。これによって、布押え21に加わりすぎていた押圧力を緩和し、再度低速下降を行うことで微調整を可能とする。よって、制御装置70の演算部73は「第一の調整手段」として機能する。
That is, when the pressing force T is equal to or less than the high-speed lowering allowable value T1, the
When the pressing force T exceeds the high speed lowering allowable value T1, the
Further, when the pressing force T becomes the same as the set value T2, the
Furthermore, when the pressing force T exceeds the set value T2, the
(作用効果)
上述の実施例によれば、制御装置70の演算部73がステッピングモータ13の入力パルス位相とエンコーダによって出力されたステッピングモータ13の実際の位相から押圧力Tを算出し、布押え21が被縫製物に加える押圧力が設定値T2となるよう調整する。よって、被縫製物の布厚に関わらず、布押え21が被縫製物に加える押圧力は設定値T2となるよう調整手段によって調整される。これによって、従来技術における引っ張りバネの交換といった煩雑かつ時間を要する作業が不要となる。よって、布押え21が被縫製物に最適な押圧力を加えるための作業が大幅に簡易かつ快適となることに加え、布押え装置による被縫製物の保持に要する時間が大幅に短縮されることとなり、オペレータの負担を大幅に軽減することが可能となる。
また、上述の効果によってミシンによる縫製作業の効率が大幅に上昇し、縫製作業のサイクルタイムを大幅に短縮可能となる。よって、生産性の高いミシンを提供可能となる。
さらに、引っ張りバネのように変形する機構を設ける必要がなく、また引っ張りバネの交換を行うための取りつけ及び取り外し作業も発生しないことから、耐久性の高い堅牢な構成のミシンの布押え装置を提供可能となると共に、部品交換の多発による部品の劣化や部品の紛失といった可能性を排除できる。よって、故障が少なく総じて安定性と信頼性の高いミシンの布押え装置を提供可能となる。
(Function and effect)
According to the above-described embodiment, the
Moreover, the efficiency of the sewing work by the sewing machine is greatly increased by the above-described effect, and the cycle time of the sewing work can be greatly shortened. Therefore, a highly productive sewing machine can be provided.
Furthermore, since there is no need to provide a mechanism for deformation like a tension spring, and there is no need to install or remove the tension spring for replacement, a highly durable durable cloth presser device is provided. In addition, it is possible to eliminate the possibility of parts deterioration or parts loss due to frequent parts replacement. Therefore, it is possible to provide a sewing machine presser device that has few failures and is generally stable and reliable.
また、押圧力Tが高速下降許容値T1を超えた場合は、制御装置70の演算部73はステッピングモータ13に対して低速下降電力を供給するようパルス信号出力部72に命令する。これによって、押圧力Tが一定以上となった場合、すなわち布押え21が被縫製物に到達した場合、布押え21は低速で下降することで被縫製物に対して加える押圧力の変化を緩やかにする。よって、布押え21が被縫製物に加える押圧力を最適に調整する作業を容易かつ迅速に実現でき、布押え21による被縫製物の保持に要する時間をさらに短縮可能となる。
When the pressing force T exceeds the high speed drop allowable value T1, the
さらに、押圧力Tが設定値T2を超えた場合は、制御装置70の演算部73はステッピングモータ13に対して低速下降電力を供給するようパルス信号出力部72に命令する。すなわち、布押え21が被縫製物に加える押圧力が強すぎる場合に一度布押え21を上昇させることで当該押圧力を低減させ、その後再度下降させることで当該押圧力が設定値T2と同一となるよう再調整する。これによって、布押え21が被縫製物に加える押圧力はより最適に調整されるので、より最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供することが可能となる。
Further, when the pressing force T exceeds the set value T2, the
(その他)
なお、上述の実施例においては駆動手段としてステッピングモータを用いているが、布押えを駆動可能な駆動源であって、かつ、その駆動量が調整可能な駆動手段であればなんでも良い。例えばソレノイドでもよい。
また、上述の実施例の布押え機構20、動力伝達機構50の構成は一例であり、駆動手段による駆動力を布押えの昇降として伝達可能な機構であればその構成は上述の実施例に限定されないことは言うまでもない。
また、上述の実施例においては制御装置70はソフトウェア処理によってその機能を実現しているが、各処理ごとに同様の機能を果たす専用部品やアナログ回路によって実現してもよい。
(Other)
In the above-described embodiment, the stepping motor is used as the driving means. However, any driving means that can drive the presser foot and that can adjust the driving amount thereof may be used. For example, a solenoid may be used.
In addition, the configurations of the
In the above-described embodiment, the function of the
また、特定の被縫製物と当該被縫製物に対する押圧力の設定値に基づく布押えの停止位置とを対応付けて記憶手段に記憶することで、その後同一の縫製物及び設定値を用いた場合に当該停止位置を再現するようにしてもよい。このときさらに、布押えが停止した位置に基づいて布厚を検出してもよい。 In addition, when the same sewing product and the set value are used by storing the cloth presser stop position based on the set value of the pressing force with respect to the sewing product in the storage means in association with each other. The stop position may be reproduced. At this time, the cloth thickness may be detected based on the position where the cloth presser is stopped.
10 ミシンの布押え装置
13 ステッピングモータ
20 布押え機構
21 布押え
23 下板
27 押圧板
50 動力伝達機構
52 回転カム
56 コロ部材
57 梃子部材
59 従動リンク体
60,61 アーム部材
62 動力伝達板
70 制御装置
71 記憶部
73 演算部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記布押えの上昇又は降下の駆動源となる駆動手段と、
前記駆動手段の駆動力を前記布押えの上昇又は降下の駆動力として伝達する動力伝達機構と、を備えるミシンの布押え装置であって、
前記布押えが被縫製物に加える圧力の目標値を記憶する第一の記憶手段と、
前記駆動手段を駆動する制御手段と、
前記駆動手段の実動作量を検出する検出手段と、
前記布押えを下降させるための圧力の基準値を記憶する第二の記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記駆動手段の予定動作量と前記検出手段によって検出された前記駆動手段の実動作量との偏差に基づく押圧力が前記基準値以下の場合、前記布押えを第1の速度で下降させるよう制御し、前記押圧力が前記基準値を越えた場合、前記布押えの下降速度を減少させて第2の速度で下降させるよう制御し、また、前記押圧力が前記目標値と一致した場合、前記布押えの下降を停止するよう制御することを特徴とするミシンの布押え装置。 A presser foot mechanism that descends onto the needle plate and supports the presser foot that holds the workpiece to be raised and lowered;
A driving means serving as a driving source for raising or lowering the presser foot;
A power transmission mechanism for transmitting a driving force of the driving means as a driving force for raising or lowering the presser foot, and a presser device for a sewing machine comprising:
First storage means for storing a target value of pressure applied to the sewing product by the presser foot;
Control means for driving the drive means;
Detecting means for detecting an actual operation amount of the driving means;
Second storage means for storing a reference value of pressure for lowering the presser foot ,
Wherein, the speed when pressing force based on the deviation between the actual operation amount is equal to or less than the reference value, the presser foot first the driving means detected by the scheduled operation quantity and said detection means of said driving means When the pressing force exceeds the reference value, the lowering speed of the presser foot is decreased to be lowered at a second speed, and the pressing force is set to the target value. A cloth presser device for a sewing machine, which controls to stop the lowering of the presser foot when they match .
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