(57)【要約】【課題】切れ味を向上させることができながらもメスの破損を防止すること。【解決手段】ミシンの布切り装置１００は、位置検出手段により検出された上メス１の位置が、下メス３から退避した位置である場合に上メスの切断刃と下メスの切断刃が離間するように上メス土台１０を移動させ、上メスの先端が下メスに摺動し始めた位置にある場合に上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するように上メス土台を移動させ、上メスの切断刃が下メスの切断刃に摺動し始めた位置にある場合に上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力よりも大きな第２の押圧力で押圧するように上メス土台を移動させ、上メスの切断刃が布の切断を終了した位置にある場合に上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するように上メス土台を移動させるように土台駆動手段１５の駆動を制御する移動制御手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの上下方向に動作する上メスと、針板に固定された下メスと、を備え、前記上メスが下降して前記下メスと摺動することにより針板上の布を切断するミシンの布切り装置において、
前記上メスを上下動させるとともに、その上下動速度を可変自在とする上メス駆動手段と、
前記上メスを上下動自在に保持する上メス土台と、
前記上メス土台を前記上メスが前記下メスに対して接離する方向に移動させる土台駆動手段と、
前記上メスの上下動方向における位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記上メスの位置が、前記下メスから退避した位置である場合に前記上メスの切断刃と前記下メスの切断刃が離間するように前記上メス土台を移動させ、前記上メスの先端が前記下メスに摺動し始めた位置にある場合に前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するように前記上メス土台を移動させ、前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃に摺動し始めた位置にある場合に前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃を前記第１の押圧力よりも大きな第２の押圧力で押圧するように前記上メス土台を移動させ、前記上メスの切断刃が布の切断を終了した位置にある場合に前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃を前記第１の押圧力で押圧するように前記上メス土台を移動させるように前記土台駆動手段の駆動を制御する移動制御手段と、
を備えることを特徴とするミシンの布切り装置。
【請求項２】
前記土台駆動手段にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段により検出されたトルクが所定値以上となった場合に、前記上メスの上下動速度を減速するように前記上メス駆動手段の駆動を制御する速度制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のミシンの布切り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの布切り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
針の上下動による縫製と同時に針板上の布を切断することができる布切り装置を備えたミシンが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
図８に示すように、ミシンの布切り装置は、主軸（図示略）に固定された偏心カムがロッド１０１に挿入されている。ピン１０２はフレーム（図示略）に固着されている。また、アーム１０３はフレーム対して回転可能に挿入された軸１０４に固定されていて、軸１０４の他端にはアーム１０５が固定されている。アーム１０５は、ばね１０６によって付勢されており、フレームに固着された土台１０７に挿入されたねじ１０８の先端に当った状態で、位置を規制される。フレームに固着された軸受け１０９に挿入された軸１１０の先端部には、上メス１１１を固定する為の土台ユニット１１２が取付けられており、上メス１１１は、針板１１３に溶着された下メス１１４と噛合うように調整されている。
【０００３】
布を切る時は、リンク１１５、１１６がほぼ上下方向に直線をなすような位置にあり、をロッド１０１からの偏心カムの動きを軸１１０に伝達し、上下作動させる事により、上メスと下メスとで布を切断する。切断の切れ味は、土台１１７の調整により、上メス１１１を下メス１１４に押し付ける力を加減して得る。
布切りを使用しない時は、レバー１１８を上方（Ａ方向）へ動かすと、アーム１０５がＢ方向へ回転し、軸１０４の他端のアーム１０３がＣ方向へ回転する。リンク１１９を経由してリンク１１５、１１６の支点Ｚを支点Ｙに一致させる。その調整は、ねじ１０８の調整により行う事ができる。支点ＺとＹが一致すると、まず軸１１０が上方位置へ引き上げられ、また、偏心カムから発生する動きは、支点Ｙの揺動運動としてのみ作用し、軸１１０の上下運動としては伝達されなくなる。このことにより、主軸の運動に関わらず、上メス１１１は上方所定位置で停止する。
【特許文献１】特公昭６３−５００３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、布切り装置による布の切断の切れ味を良くするには、下メスに対して上メスが押し付けられる圧力を高くする必要がある。従って、上メスの位置を下メス側に寄せる必要がある。しかし、切れ味はよくなるものの、上メスを上方の退避位置に移動させた場合に下メスとの噛合いから外れ、押し付けた力で上メスが移動してしまう。このため、再度上メスを降下させて下メスと噛合わせようとすると、上メスが下メス上面に突き当たり破損してしまうという問題があった。
逆に、上メスと下メスの干渉をおそれて上メスを下メス側に押し付けなければ、切れ味をよくすることができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、切れ味を向上させることができながらもメスの破損を防止することができるミシンの布切り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ミシンの上下方向に動作する上メスと、針板に固定された下メスと、を備え、前記上メスが下降して前記下メスと摺動することにより針板上の布を切断するミシンの布切り装置において、
前記上メスを上下動させるとともに、その上下動速度を可変自在とする上メス駆動手段と、
前記上メスを上下動自在に保持する上メス土台と、
前記上メス土台を前記上メスが前記下メスに対して接離する方向に移動させる土台駆動手段と、
前記上メスの上下動方向における位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記上メスの位置が、前記下メスから退避した位置である場合に前記上メスの切断刃と前記下メスの切断刃が離間するように前記上メス土台を移動させ、前記上メスの先端が前記下メスに摺動し始めた位置にある場合に前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するように前記上メス土台を移動させ、前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃に摺動し始めた位置にある場合に前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃を前記第１の押圧力よりも大きな第２の押圧力で押圧するように前記上メス土台を移動させ、前記上メスの切断刃が布の切断を終了した位置にある場合に前記上メスの切断刃が前記下メスの切断刃を前記第１の押圧力で押圧するように前記上メス土台を移動させるように前記土台駆動手段の駆動を制御する移動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、移動制御手段は土台駆動手段の駆動を制御することにより、上メスが下メスから退避した位置にある場合には、上メスを下メスから離間させるので、次に上メスが下降したときに下メスに接触することがない。また、上メスの先端が下メスに摺動し始めた位置にある場合には、上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するので、上メスの先端が布に容易に突き刺さりやすくなるとともに、上メスと下メスとの間に隙間をなくして異物の侵入を防止することができる。そして、上メスの切断刃が下メスの切断刃に摺動し始めた位置にある場合には、上メスの切断刃が下メスの切断刃を第２の押圧力で押圧するので、布の切断時にはさらに切れ味を向上させた状態で切断を行うことができる。布の切断後、上メスの切断刃が布の切断を終了した位置にある場合には、上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するので、布の切断後は押し付け力が下がることとなるので、メスの摩耗を抑えることができるとともに、上メスと下メスとの間に隙間をなくして異物の侵入を防止することができる。
よって、布の切れ味を向上させることができながらもメスの破損を防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミシンの布切り装置において、
前記土台駆動手段にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段により検出されたトルクが所定値以上となった場合に、前記上メスの上下動速度を減速するように前記上メス駆動手段の駆動を制御する速度制御手段と、
を備えることを特徴とする。
ここで、所定値とは、ユーザによって任意に設定される値であり、切断の対象となる布の厚さや種類によって異なる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、速度制御手段は、トルク検出手段により検出されたトルクが所定値以上となった場合に、前記上メスの上下動速度を減速するように前記上メス駆動手段の駆動を制御する。
すなわち、トルクが大きくなるということは、布をスムーズに切断できていないことを意味するので、こういう場合に上メスの上下動速度を減速することにより、布を切断できるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、上メスが下メスから退避した位置にある場合には、上メスを下メスから離間させるので、次に上メスが下降したときに下メスに接触することがない。また、上メスの先端が下メスに摺動し始めた位置にある場合には、上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するので、上メスの先端が布に容易に突き刺さりやすくなるとともに、上メスと下メスとの間に隙間をなくして異物の侵入を防止することができる。そして、上メスの切断刃が下メスの切断刃に摺動し始めた位置にある場合には、上メスの切断刃が下メスの切断刃を第２の押圧力で押圧するので、布の切断時にはさらに切れ味を向上させた状態で切断を行うことができる。布の切断後、上メスの切断刃が布の切断を終了した位置にある場合には、上メスの切断刃が下メスの切断刃を第１の押圧力で押圧するので、布の切断後は押し付け力が下がることとなるので、メスの摩耗を抑えることができるとともに、上メスと下メスとの間に隙間をなくして異物の侵入を防止することができる。
よって、布の切れ味を向上させることができながらもメスの破損を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、速度制御手段は、トルク検出手段により検出されたトルクが所定値以上となった場合に、前記上メスの上下動速度を減速するように前記上メス駆動手段の駆動を制御する。
すなわち、トルクが大きくなるということは、布をスムーズに切断できていないことを意味するので、こういう場合に上メスの上下動速度を減速することにより、布を切断できるようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの布切り装置の最良の実施形態について詳細に説明する。
＜ミシンの布切り装置の構成＞
図１に示すように、ミシンの布切り装置１００（以下、布切り装置１００という。）は、ミシンの上下方向に動作する上メス１と、針板２に固定された下メス３と、を備えている。そして、布切り装置１００は、上メス１が下降して下メス３に摺動することにより針板２上の布を切断するものである。
【００１３】
上メス１は、止めネジ４により上メス取付板５に取り付けられている。上メス取付板５は、上メス取付台６に上メス１の上下動方向に直交する方向に移動自在に設けられている。移動の機構としては、上メス取付板５に突起５ａが設けられ、この突起５ａが上メス取付台６に形成されたガイド溝６ａに嵌め込まれることにより、上メス取付板５の移動を案内する。上メス取付台６は、自身の回転により上メス１の位置が変化しないように回り止め７に一部が嵌合されて回転が規制されている。上メス取付台６には、二つの軸受け８、９が挿通されており、この軸受８，９に挟まれるように上メス土台１０が設けられている。
【００１４】
上メス土台１０の側面には、上メス１の上下動方向に直交する方向（上メス１が下メス３に対して接離する方向）に延びるように配置されたリンク１１の一端部が段ネジ１２により回転自在に連結されている。リンク１１の他端部には、リンク腕１３の一端部が段ネジ１４により回転自在に連結されている。リンク腕１３の他端部には、上メス土台１０を上メス１が下メス３に対して接離する方向に移動させる土台駆動手段としてのパルスモータ１５の出力軸１５ａが止めネジ１６，１６によって連結されている。パルスモータ１５には、パルスモータ１５にかかるトルクを検出するトルク検出手段としてのエンコーダ１７が設けられている。
【００１５】
上メス取付台６、軸受８，９、上メス土台１０には、上メス軸２０が挿通されている。上メス軸２０は、その軸線が上メス１の上下動方向に延びるように配置されている。上メス軸２０の上端部近傍には、上メス軸２０の軸線方向に沿って延びるラック２１が形成されている。このラック２１には、ピニオンギヤ２２が噛み合うように設けられている。
ピニオンギヤ２２には、上メス１を上下動させるとともに、その上下動速度を可変自在とする上メス駆動手段としてのパルスモータ２３の出力軸２３ａが止めネジ２４によって連結されている。
【００１６】
図２に示すように、布切り装置１００は、パルスモータ１５，２３の駆動を制御する制御装置３０を備えている。
制御装置２０は、公知のＣＰＵ、メモリを有して構成され、この制御装置３０には、パルスモータ１５，２３、エンコーダ１７、上メス１の上下動方向における位置を検出する位置検出手段としての位置センサ３１が接続されている。
制御装置３０は、位置センサ３１により検出された上メス１の位置が、下メス３から上方に退避した退避位置である場合に上メス１の切断刃と下メス３の切断刃が離間するように上メス土台１０を移動させ、上メス１の先端が下メス３に摺動し始めた位置にある場合に上メス１の切断刃が下メス３の切断刃を第１の押圧力で押圧するように上メス土台１０を移動させ、上メス１の切断刃が下メス３の切断刃に摺動し始めた位置にある場合に上メス１の切断刃が下メス３の切断刃を第１の押圧力よりも大きな第２の押圧力で押圧するように上メス土台１０を移動させ、上メス１の切断刃が布の切断を終了した位置にある場合に上メス１の切断刃が下メス３の切断刃を第１の押圧力で押圧するように上メス土台１０を移動させるようにパルスモータ１５の駆動を制御する移動制御手段として機能する。
【００１７】
ここで、第１の押圧力は、上メス１が下メス３に当接して比較的弱い力で下メス３を押圧する程度の力であり、その力の設定は任意である。
また、第２の押圧力は、上メス１が下メス３に当接するとともに比較的強い力で下メス３を押圧して布を十分に切断できる切れ味を発揮できる力であり、その力の設定は任意である。
なお、第２の押圧力は、第１の押圧力よりは大きな力であり、いずれの押圧力も上メス土台１０の移動量によって決まる。
【００１８】
制御装置３０は、エンコーダ１７により検出されたトルクが所定値以上となった場合に、上メス１の上下動速度を減速するようにパルスモータ２３の駆動を制御する速度制御手段として機能する。
図３に示すように、制御装置３０による上メス１の上下動速度の制御は、布の切断抵抗によりパルスモータ１５にかかる負荷が大きくなると、トルクが上昇し、トルク位相にずれが生じる。制御装置３０は、このトルク位相のずれを取得するとともに、このトルク位相のずれに応じてパルスモータ２３の駆動速度（回転速度）を制御する。
具体的には、パルスモータ１５にかかる負荷が大きくなれば、布が切断できていないということであるから、そのときのトルク位相のずれに応じてパルスモータ２３の駆動速度を減速させる。減速させるのは、上メス１が下メス３を押圧する力が変わらなくても、上メス１の上下動速度を減速させると切れ味が向上するからである。
【００１９】
＜上メスの移動制御＞
図４に示すように、制御装置３０は、位置センサ３１により検出された上メス１の位置に基づいて、上メス１の先端部１ａの位置が下メス３よりも上方であるか否かを判断する（ステップＳ１）。なお、本処理における上メス１の位置の判断においては、位置センサ３１により検出される上メス１の先端部１ａの位置が０の位置を下メス３の位置としている。
ここで、制御装置３０は、上メス１の先端部１ａの位置が下メス３よりも上方であると判断した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御装置３０は、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、上メス１が下降したときに上メス１と下メス３が当接しない位置に上メス１が位置するようにパルスモータ１５を駆動させて上メス土台１０を移動させる（ステップＳ２）。なお、既に上メス１と下メス３が当接しないような位置に上メス１が配置されているときは、その状態を維持する。
一方、制御装置３０は、上メス１の先端部１ａの位置が下メス３よりも上方でないと判断した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御装置３０は、上メス１の先端部１ａが下メス３に当接しているか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００２０】
ステップＳ３において、制御装置３０は、上メス１の先端部１ａが下メス３に当接していると判断した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、制御装置３０は、パルスモータ１５を駆動させて、上メス１が第１の押圧力で下メス３を押圧することができる位置に上メス土台１０を移動させる（ステップＳ４）。
次いで、制御装置３０は、上メス１における布を切断する切断刃１ｃが下メス３に当接しているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００２１】
ステップＳ５において、制御装置３０は、上メス１の切断刃１ｃが下メス３に当接していると判断した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、制御装置３０は、パルスモータ１５を駆動させて、上メス１が第２の押圧力で下メス３を押圧することができる位置に上メス土台１０を移動させる（ステップＳ６）。
次いで、制御装置３０は、上メス１の切断刃１ｃが布の切断を完了したときの位置にあるか否かを判断する（ステップＳ７）。
【００２２】
ステップＳ７において、制御装置３０は、上メス１の切断刃１ｃが布の切断を完了したときの位置にあると判断した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、図５（ｄ）及び図６（ｄ）に示すように、制御装置３０は、パルスモータ１５を駆動させて、上メス１が第１の押圧力で下メス３を押圧することができる位置に上メス土台１０を移動させる（ステップＳ８）。すなわち、第２の押圧力で押さえつけていた上メス１の押圧力を第２の押圧力よりも弱い第１の押圧力で押さえつけることができるように、上メス１の押圧力を弱める。
ステップＳ２又はステップＳ８の処理が終了すると、制御装置３０は、再度ステップＳ１に戻る。
【００２３】
＜上メスの上下動速度制御＞
図７に示すように、制御装置３０は、エンコーダ１７からパルスモータ１５にかかるトルク（トルク位相のずれ）を検出する（ステップＳ１１）。
次いで、制御装置３０は、そのトルク値（トルク位相のずれ量）が予め設定された所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
ここで、制御装置３０は、検出されたトルク値が所定値以上であると判断した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御装置３０は、検出されたトルク値に応じて上メス１を上下動させるパルスモータ２３の駆動速度を減速させる（ステップＳ１３）。
一方、制御装置３０は、検出されたトルク値が所定値未満であると判断した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御装置３０は、パルスモータ２３の駆動速度を維持、又は既に減速されていれば設定された駆動速度に戻す（ステップＳ１４）。
【００２４】
＜作用効果＞
このようにミシンの布切り装置１００によれば、制御装置３０によるパルスモータ１５の駆動制御により、上メス１が下メス３から退避した上方の退避位置にある場合には、上メス１を下メス３から離間させるので、次に上メス１が下降したときに下メス３に接触することがない。また、上メス１の先端が下メス３に摺動し始めた位置にある場合には、上メス１の切断刃が下メス３の切断刃を第１の押圧力で押圧するので、上メス１の先端が布に容易に突き刺さりやすくなるとともに、上メス１と下メス３との間に隙間をなくして異物の侵入を防止することができる。そして、上メス１の切断刃が下メス３の切断刃に摺動し始めた位置にある場合には、上メス１の切断刃が下メス３の切断刃を第２の押圧力で押圧するので、布の切断時にはさらに切れ味を向上させた状態で切断を行うことができる。布の切断後、上メス１の切断刃が布の切断を終了した位置にある場合には、上メス１の切断刃が下メス３の切断刃を第１の押圧力で押圧するので、布の切断後は押し付け力が下がることとなるので、両メス１，３の摩耗を抑えることができるとともに、上メス１と下メス３との間に隙間をなくして異物の侵入を防止することができる。
よって、布の切れ味を向上させることができながらも両メス１，３の破損や摩耗を防止することができる。
【００２５】
また、制御装置３０は、エンコーダ１７により検出されたトルクが所定値以上となった場合に、上メス１の上下動速度を減速するようにパルスモータ２３の駆動を制御する。
すなわち、トルクが大きくなるということは、布をスムーズに切断できていないことを意味するので、こういう場合に上メス１の上下動速度を減速することにより、布を切断できるようにすることができる。
【００２６】
＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。上記実施形態においては、上メスを下メスに対して押圧するように構成したが、上メスを上下動のみができる構成とし、パルスモータにより下メスを上メスに対して押圧する方向に移動調節可能にしてもよい。
また、上メスの下メスへの押圧力は二段階で調節するものに限らず、上メスの位置によってさらに細かく下メスへの押圧力を変化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ミシンの布切り装置を示す分解斜視図。
【図２】制御装置まわりの構成を示すブロック図。
【図３】制御装置によるパルスモータの速度制御の回路構成を示す図。
【図４】上メス土台の移動制御を示すフローチャート。
【図５】パルスモータによる上メス台の移動制御において、上メスの位置毎にその移動制御について説明するための上メスの正面からの図。
【図６】パルスモータによる上メス台の移動制御において、上メスの位置毎にその移動制御について説明するための上メスの側面からの図。
【図７】上メス軸の上下動速度の制御を示すフローチャート。
【図８】従来のミシンの布切り装置を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
１  上メス
１ａ  先端部
１ｃ  切断刃
２  針板
３  下メス
１０  上メス土台
１５  パルスモータ（土台駆動手段）
１７  エンコーダ（トルク検出手段）
２３  パルスモータ（上メス駆動手段）
３０  制御装置（移動制御手段、速度制御手段）
３１  位置センサ（位置検出手段）
１００  ミシンの布切り装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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