(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工布が着脱可能に装着される刺繍枠と、
この刺繍枠と縫い針とを相対的に水平方向へ移動させることに伴い、加工布に刺繍模様を形成する駆動源と、
この駆動源を駆動制御する制御手段とを備え、
この制御手段は、原点設定時には前記駆動源を縫製時より低いトルクで駆動することを特徴とする縫製装置。
【請求項２】
駆動源はパルスモータからなり、
制御手段は、刺繍枠および縫い針のいずれか一方の移動を折返した後に原点まで引き戻す運転開始時に前記パルスモータを縫製時より低いトルクで動作させることを特徴とする請求項１記載の縫製装置。
【請求項３】
制御手段は、電源が投入されると自動的に駆動源を運転開始することを特徴とする請求項１記載の縫製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刺繍枠と縫い針とを相対的に水平方向へ移動させることに伴い、刺繍枠に装着された加工布に刺繍模様を形成する構成の縫製装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば家庭用刺繍ミシンは、運転開始に伴って刺繍枠を原点へ移動させ、この原点を基準に刺繍枠を水平方向へ移動させながら縫い針を上下動させることに伴い、刺繍枠に保持された加工布に刺繍模様を形成する構成になっている。この構成の場合、専用の刺繍枠検出用センサからの出力信号に基づいて、刺繍枠を原点に停止させていたため、部品点数が多く、構成が複雑であった。
【０００３】
そこで、刺繍枠を壁体に衝突させて刺繍枠の移動を折返した後に原点まで引き戻すことに伴い、専用のセンサを廃止することが考えられている。この構成の場合、一連の原点設定動作は、縫製時に刺繍枠を移動させるパルスモータが縫製時と同等の駆動力で行うことになる。しかしながら、縫製時には、加工布を貫通して下糸にからまる上糸の張力や加工布の自重が作用するため、刺繍枠の移動に強い駆動力が必要になる。このため、加工布の自重および上糸の張力が作用していない運転開始時に、縫製時と同じ力でパルスモータを駆動していたのでは、不要に電力消費量がかさんでしまうことになる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転開始時の不要な電力消費を防止することができる縫製装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の縫製装置は、加工布が着脱可能に装着される刺繍枠と、この刺繍枠と縫い針とを相対的に水平方向へ移動させることに伴い、加工布に刺繍模様を形成する駆動源と、この駆動源を駆動制御する制御手段とを備え、この制御手段が原点設定時に前記駆動源を縫製時より低いトルクで駆動するところに特徴を有する。
【０００６】
上記手段によれば、原点設定時に縫製時より低いトルクで駆動源が駆動される。このため、刺繍枠および縫い針間の相対移動が不要に高いトルクで開始されることがなくなるので、電力消費量が低減される。
請求項２記載の縫製装置は、駆動源がパルスモータからなり、制御手段が、刺繍枠および縫い針のいずれか一方の移動を折返した後に原点まで引き戻す運転開始時に前記パルスモータを縫製時より低いトルクで動作させるところに特徴を有する。
【０００７】
上記手段によれば、刺繍枠および縫い針のいずれか一方の移動を折返した後に原点まで引き戻す動作が縫製時より低いトルクで行われる。このため、折返し時の衝撃等が緩和される。これと共に、折返し時の衝撃によるパルスモータの逆転が防止されるので、原点設定が正確に行われる。
請求項３記載の縫製装置は、電源が投入されると制御手段が自動的に駆動源を運転開始するところに特徴を有する。
【０００８】
上記手段によれば、電源を投入すると、例えば上述の原点設定動作が低トルクで自動的に行われる。従って、刺繍枠または縫い針が準備中の加工布等に接触しても、高トルク時とは異なって刺繍枠または縫い針が停止する。このため、加工布が不用意に移動されたり、加工布にすれ，しわ、汚れ等が生じたりすることを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。尚、本実施例は、着脱可能な刺繍装置を有する電子制御式ジグザグミシンに本発明を適用したものである。まず、図３において、ミシン本体１は、ベッド部２，ベッド部２の右端部から上方へ延びる脚柱部３，脚柱部３から左方へ延びるアーム部４，アーム部４の左端部に位置するヘッド部５から構成されたものであり、ミシン本体１には、図２に示すように、模様選択キー６が設けられている。
【００１０】
この模様選択キー６は、縫い目模様（ジグザグ縫い，直線縫い，裁ち目かがり縫い等）や刺繍模様等を選択するためのものである。また、制御手段に相当する制御装置７はマイクロコンピュータを主体とするものであり、入力インターフェース７ａ，出力インターフェース７ｂ，ＣＰＵ７ｃ，ＲＯＭ７ｄ，ＲＡＭ７ｅをバスラインにより相互接続して構成されている。
【００１１】
そして、制御装置７は、模様選択キー６の操作内容に応じて模様データを選択し、選択した模様データに基づいて縫製データ（１ステッチ毎の針落点からなるデータ）を設定する。尚、ミシン本体１にはディスプレイ８が設けられており、制御装置７は、模様選択キー６の操作内容や各種のメッセージ等をディスプレイ８に表示する。
【００１２】
ヘッド部５には、図３に示すように、布押え棒９が設けられている。この布押え棒９は、圧縮コイルばね（図示せず）により下方へ付勢されたものであり、下端部に布押え足９ａを有している。そして、この布押え足９ａは、針板上の加工布を布押え棒９の付勢力により押える。
ベッド部２には、図２に示すように、送り歯１０が設けられており、ミシンモータ１１の回転力は、主軸１２から送り歯前後動機構１０ａおよび送り歯上下動機構１０ｂを介して送り歯１０に伝達される。これにより、主軸１２の回転に同期して送り歯１０が前後方向および上下方向へ移動し、布押え足９ａにより押えられた加工布が前方へ送られる。
【００１３】
送り歯前後動機構１０ａには送り量調整機構１０ｃが設けられており、制御装置７は、縫製データの中の縫い目の長さに応じて送り歯用パルスモータ１０ｄを駆動する。これにより、前後動機構１０ａによる送り歯１０の移動量が変化し、加工布の送り量が調整される。
ヘッド部５には針棒１３が設けられている。この針棒１３は縫い針１４を装着するためのものであり、主軸１２の回転力は、針棒上下動機構１３ａにより上下方向への運動力に変換されて針棒１３に伝達される。これにより、縫い針１４が主軸１２の回転（送り歯１０による布送り動作）に同期して上下動し、加工布に縫い目が形成される。
【００１４】
針振り機構１３ｂは、針振り用パルスモータ１３ｃの回転力を左右方向への運動力に変換して針棒１３に伝えるものであり、制御装置７は、縫製データの中の針振り量に応じてパルスモータ１３ｃを駆動する。これにより、縫い針１４が左右方向へ振られ、折れ曲がった縫い目（ジグザグ状の縫い目）が形成される。
タイミングセンサ１５は、主軸１２の特定の回転位相角においてタイミング信号を発生するものであり、制御装置７は、タイミングセンサ１５からの出力信号に基づいて送り歯用パルスモータ１０ｄ，針振り用パルスモータ１３ｃ，刺繍用パルスモータ２１および２６（後述する）の駆動タイミングを得ている。また、起動停止キー１６は縫製動作の起動および停止を制御装置７に指令するためのものである。
【００１５】
ベッド部１の左端部には、図３に示すように、刺繍装置１７が着脱可能に装着されている。以下、刺繍装置１７について説明する。刺繍装置１７の本体フレーム１７ａ内には、矢印Ｘ方向へ延びる２本の案内軸１８が設けられており、両案内軸１８にはキャリッジ１９が移動可能に係合されている。尚、符号１７ｂ，１７ｂは、キャリッジ１９の移動を許容すべく本体ケース１７ａに形成された溝部を示している。
【００１６】
本体フレーム１７ａ内には、各案内軸１８に対して平行なタイミングベルト２０，２０および駆動源に相当するＸ軸用パルスモータ２１が配設されており、パルスモータ２１が作動すると、パルスモータ２１の回転力が両タイミングベルト２０に伝達され、両タイミングベルト２０が回転する。そして、両タイミングベルト２０にはキャリッジ１９が連結されており、キャリッジ１９は、両タイミングベルト２０の回転に伴い、両案内軸１８により案内されながら矢印Ｘ方向へ移動する。
【００１７】
キャリッジ１９内には、矢印Ｙ方向へ延びる１本の案内軸２２が設けられており、この案内軸２２にはアーム部材２３が移動可能に係合されている。そして、このアーム部材２３には、加工布を支持するための刺繍枠２４が着脱可能に装着される。尚、Ｙ方向は、布送り方向および反布送り方向に対して平行な方向である。また、Ｘ方向は、Ｙ方向に対して直交する方向である。
【００１８】
キャリッジ１９内には、案内軸２２に対して平行なタイミングベルト２５および駆動源に相当するＹ軸用パルスモータ２６が配設されており、パルスモータ２６が作動すると、パルスモータ２６の回転力がタイミングベルト２５に伝達され、タイミングベルト２５が回転する。そして、タイミングベルト２５にはアーム部材２３が連結されており、アーム部材２３は、タイミングベルト２５の回転に伴い、案内軸２２により案内されながら矢印Ｙ方向へ移動する。尚、符号１９ａは、アーム部材２３の移動を許容すべくキャリッジ１９に形成された溝部を示している。
【００１９】
本体フレーム１７ａにはＸ軸用壁体２７，２７が設けられている。これら各壁体２７は溝部１７ｂの一端部に相当する壁面からなるものであり、キャリッジ１９を両壁体２７に衝突させた後、一定量だけ引き戻すことに伴い、Ｘ軸方向の原点が設定される。また、キャリッジ１９にはＹ軸用壁体２８が設けられている。この壁体２８は溝部１９ａの一端部に相当する壁面からなるものであり、アーム部材２３を壁体２８に衝突させた後、一定量だけ引き戻すことに伴い、Ｙ軸方向の原点が設定される。
【００２０】
刺繍装置１７の両パルスモータ２１および２６は、図２に示すように、駆動回路２１ａおよび２６ａを介してコネクタ２９に接続されている。そして、制御装置７は、コネクタ２９を介して駆動回路２１ａおよび２６ａに電流切換え信号を与えることに伴い、パルスモータ２１および２６に高電流および低電流を選択的に供給し、パルスモータ２１および２６を高トルクおよび低トルクで駆動させる。尚、高電流が供給されたときのパルスモータ２１および２６のトルクを「１００」とすると、低電流が供給されたときのトルクは「７０」程度になる。
【００２１】
次に上記構成の作用について説明する。制御装置７は、電源が投入されると、図１のステップＳ１へ移行し、刺繍装置１７の両パルスモータ２１および２６をイニシャル駆動する。そして、ステップＳ１ａにおいて、パルスモータ２１および２６の駆動パルス数をＮ1 およびＮ2 に設定する。
尚、パルス数Ｎ1 は、キャリッジ１９を最大量だけ移動させていずれの位置からでも壁体２７に衝突させた後、所定量だけ引き戻してＸ方向の原点を設定するためのものである。また、パルス数Ｎ2 は、アーム部材２３を最大量だけ移動させていずれの位置からでも壁体２８に衝突させた後、所定量だけ引き戻してＹ方向の原点を設定するためのものである。
【００２２】
制御装置７は、駆動パルス数をＮ1 およびＮ2 に設定すると、ステップＳ１ａからＳ１ｂへ移行し、モータ駆動電流を「弱」に設定する。そして、ステップＳ１ｂからＳ１ｃへ移行し、駆動回路２１ａおよび２６ａに電流切換え信号を与えることにより、パルスモータ２１および２６を低トルクで駆動させる。すると、キャリッジ１９が移動して壁体２７に衝突した後、所定量だけ引き戻される。これと共に、アーム部材２３が移動して壁体２８に衝突した後、所定量だけ引き戻される。これにより、刺繍枠２４の原点が設定される。
【００２３】
制御装置７は、ステップＳ１ｄでパルスモータ２１および２６に全パルスを与えると、イニシャル駆動を終了して図１のステップＳ２へ移行し、模様選択キー６により模様データが選択されるのを待つ。そして、模様データが選択されると、模様データに基づいて縫製データを作成した後、ステップＳ２からＳ３へ移行し、起動停止キー１６の操作を待つ。
【００２４】
制御装置７は、起動停止キー１６が操作されると、ステップＳ３からＳ４へ移行し、ミシンモータ１１の駆動を開始する。そして、ステップＳ４からＳ５へ移行し、全縫製データのうちの１針分をセットした後、ステップＳ５からＳ６へ移行し、刺繍用パルスモータ２１および２６を駆動するためのタイミング信号がタイミングセンサ１５から出力されるのを待つ。
【００２５】
制御装置７は、タイミングセンサ１５からタイミング信号が出力されると、ステップＳ６からＳ７へ移行し、パルスモータ２１および２６を通常駆動する。そして、ステップＳ７ａにおいて、１針分の縫製データに基づいてパルスモータ２１および２６の駆動パルス数を設定する。
制御装置７は、パルスモータ２１および２６の駆動パルス数を設定すると、ステップＳ７ａからＳ７ｂへ移行し、モータ駆動電流を「強」に設定する。そして、ステップＳ７ｂからＳ７ｃへ移行し、駆動回路２１ａおよび２６ａに電流切換え信号を与えることにより、パルスモータ２１および２６を高トルクで駆動する。すると、刺繍装置１７のキャリッジ１９およびアーム部材２３が移動することに伴い、針棒１３の上下動に合せて刺繍枠２４が移動し、刺繍模様が１針分だけ形成される。
【００２６】
制御装置７は、ステップＳ７ｄでパルスモータ２１および２６に全パルスを与えると、通常駆動を終了して図１のステップＳ８へ移行し、全縫製データに対して縫製作業が行われたことを判断する。そして、ステップＳ８からＳ５へ復帰し、ステップＳ５〜Ｓ８を繰り返した後、全縫製データに対して縫製動作を実行すると、ステップＳ８からＳ９へ移行し、ミシンモータ１１を停止する。
【００２７】
上記実施例によれば、刺繍枠２４の原点を設定するイニシャル時に、パルスモータ２１および２６を縫製時より低トルクで駆動した。このため、加工布の自重および上糸の張力が作用していないイニシャル時に刺繍枠２４が不要に高い力で駆動されることがなくなるので、電力消費量が低減される。
また、刺繍枠２４の移動を折返した後に原点まで引き戻すにあたって、刺繍用パルスモータ２１および２６を縫製時より低トルクで動作させた。このため、キャリッジ１９およびアーム部材２３が衝突する際の衝撃による衝突音の発生や衝突部分の寿命低下が防止される。これと共に、衝突時の衝撃によるパルスモータ２１および２６の逆転が防止されるので、原点設定が正確に行われる。
【００２８】
ところで、刺繍枠２４を高トルクで移動させて原点の設定を行う場合には、刺繍枠２４が何かに衝突すると、刺繍枠２４が停止しているにも拘らず継続して高トルクがかけられる。すると、刺繍枠２４や刺繍枠２４の着脱部分が破損したり、脱落したりする虞れがある。しかしながら、上述したように、刺繍枠２４を低トルクで移動させて原点の設定を行う場合には、刺繍枠２４が何かに衝突しても、刺繍枠２４に低負荷しか作用しないので、刺繍枠２４の破損，歪み，脱落，着脱部分の破損等を防止できる。
【００２９】
また、電源の投入に伴い、上述の原点設定動作を低トルクで自動的に行った。このため、刺繍枠２４が準備中の加工布等に接触しても、高トルク時とは異なって刺繍枠２４が停止する。このため、加工布が不用意に移動されたり、加工布にすれ，しわ、汚れ等が生じたりすることを防止できる。
尚、上記実施例においては、刺繍用パルスモータ２１および２６に与える電流値を下げることに伴い、パルスモータ２１および２６を弱トルクで駆動したが、これに限定されるものではなく、例えば、電流値を変えることなく周波数を高くすることに伴い、パルスモータ２１および２６を低トルクで高速回転させても良い。この構成の場合、低トルク時には周波数が高いので、衝突に伴うパルスモータ２１および２６の正逆転動作と位相の切換えとが追従しない。このため、衝突音が単発になり、不快な連続した衝突音の発生が防止される。
【００３０】
また、上記実施例においては、電源投入時に原点設定を行う構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば１回の縫製作業が終了する毎に原点設定を行う構成としても良く、この構成の場合、消費電力量が一層低減される。
また、上記実施例においては、原点を設定するにあたって刺繍枠２４を装着しないようにすれば、駆動トルクが一層低トルクで済むので、消費電力量が一層低減される。
【００３１】
また、上記実施例においては、キャリッジ１９およびアーム部材２３を溝部１７ｂの一端部に相当する壁面（壁体２７）および溝部１９ａの一端部に相当する壁面（壁体２８）に衝突させたが、これに限定されるものではなく、例えば専用の壁体に衝突させる構成としても良い。
また、上記実施例においては、キャリッジ１９およびアーム部材２３を壁体２７および２８に衝突させた後に原点まで引き戻したが、これに限定されるものではなく、例えば、パルスモータ２１，２６あるいはタイミングベルト２０，２５をストッパーにより回転停止させた後に原点まで引き戻しても良い。
【００３２】
また、上記実施例においては、刺繍枠２４を移動させる駆動源としてパルスモータ２１および２６を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばシリンダ等のアクチュエータ（流体をエネルギーとするもの）やサーボモータ等を用いても良い。この構成の場合、駆動源を移動量検出器からの出力信号に基づいてフィードバック制御することに伴い、原点を設定すると良い。特に、高速時に高トルク，低速時に低トルクを発生する駆動源を用いた場合には、電源投入に伴い刺繍枠２４が低トルクおよび低速度で移動するので、刺繍枠２４が高速度で移動して使用者を驚かせることが防止される。
【００３３】
また、上記実施例においては、刺繍枠２４を針棒１３に対して移動させるミシンに本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば針棒１３を刺繍枠２４に対して水平方向へ移動させる縫製装置に適用しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の縫製装置は次の効果を奏する。
請求項１記載の手段によれば、駆動源を原点設定時に縫製時より低トルクで駆動するので、刺繍枠および縫い針間が不要に高い駆動力で相対移動することが防止され、その結果、電力消費量が低減される。
【００３５】
請求項２記載の手段によれば、刺繍枠の原点設定動作を低トルクで行うので、折返し時の衝撃が緩和される。これと共に、折返し時の衝撃によるパルスモータの逆転が防止されるので、原点設定が正確に行われる。
請求項３記載の手段によれば、電源投入に伴う原点設定動作を低トルクで自動的に行うので、刺繍枠または縫い針が準備中の加工布等に接触しても、刺繍枠または縫い針が停止する。このため、加工布が不用意に移動されたり、加工布にすれ，しわ、汚れ等が生じたりすることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す図（制御装置の制御内容を示すフローチャート）
【図２】ミシンの構成を示すブロック図
【図３】ミシンの外観を示す斜視図
【符号の説明】
７は制御装置（制御手段）、１４は縫い針、２１はＸ軸用パルスモータ（駆動源）、２４は刺繍枠、２６はＹ軸用パルスモータ（駆動源）を示す。
【図１】
0003591092.tif 000002
【図２】
0003591092.tif 000003
【図３】
0003591092.tif 000004