JP2007007391A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】生地の厚さに対するミシンの切り替えが自動的に行われるようにミシンを改良する。
【解決手段】ミシンは、ベースプレートを備えたハウジング、トップアーム、及びベースプレートとトップアームを一体化する支柱を有する。押え金はステッチ形成位置の近傍の生地を押える。可動ロッドで駆動する押え金は、生地の解放の上昇位置と押えるべき生地のための押え位置の間で移動できる。押え金がこの位置の間で動くと、ハウジングに固定された基準構造物から少なくとも１つの可動ロッド部分の距離が安定して変化する。位置センサは押え位置の押え金の位置を検出する。制御システムはそこに信号接続している。システムは位置センサの出力値に依存してミシンのために調整変数を設定する。結局、変化する生地厚さに対する切り替えが自動的に行われるミシンが得られる。
【選択図】図２

Description

本発明は請求項１のいわゆるプレアンブル部分に従うミシンに関する。

一般タイプのミシンが例えば特許文献１から知られている。この種のミシンで縫おうとする生地の変化が幾らかあるとすぐに、ミシンは手動で再調節されるか、ミシンのプログラミングを行わなければならず、時間がかかる。

ＤＥ３０４３１４１Ａ１

本発明の目的は、生地の厚さに対するミシンの切り替えが自動的に行われるように冒頭で述べたタイプのミシンを改良することである。

本発明によれば、この目的は請求項１の特徴部分の構成を有するミシンによって達成される。

本発明は、工作物の厚さに関連する決定的に重要なパラメータは縫い作業の際に圧縮される生地の厚さにあるという経験から出発している。その生地の圧縮された厚さは、位置センサで検出されている押え金（hold-down foot）の押え位置により測定される。それは、押え金のその位置を表すロッドアセンブリの位置に基づく。押え金は、ステッチ形成位置の付近に生地を保つ押え（presser foot）又は生地が供給される間それを押え位置に保つ送り装置（feeder foot）である。従って、ステッチ形成位置の付近の自動的に検出される圧縮生地厚さは、圧縮生地厚さに依存して制御システムにより所与の調整変数に変換される。ミシンはそれぞれに検出された圧縮生地厚さに自動的に適合する。手動の再調節や手動のプログラム変換の必要はない。これは、工作物切り替えの際の設定時間を減らす。さらには、誤った調節は避けられる。制御システムにより与えられる調整変数を用いて、押え金、すなわち押え及び／又は送り装置により生地に加えられる最小の圧力に伴って、安全な生地供給が得られる。

請求項２に従う位置センサは容易に行われる距離測定を提供する。それに代えて、相対的な距離測定の必要なく局所的に移動可能なロッドアセンブリのある部品の位置を決定することができる。

請求項３又は４に従うタイプのセンサは距離測定のためにセンサ自体を考慮に入れる。

請求項５に記載の位置センサはエレガントにロッドアセンブリに一体化する。このような位置センサの装置は、公知のミシンでは、押し部品がハウジング部品に作用する圧力が押え位置の押え金の高さに依存する、すなわち圧縮された生地厚さに依存することを考慮している。

請求項６に記載の光センサは、距離センサ又は部品の絶対位置を局所的に決定するセンサ、例えば光バリア又は光カーテンとして具体化される。

請求項７に記載の制御システムによって、ミシンの縫い速度は圧縮された生地厚さに適合できる。縫い速度は、全縫い時間を減少させるある生地厚さのために可能な最大限の縫い速度に比較的近く保たれる。

請求項８に記載の制御システムにより、糸張力をそれぞれの工作物厚さに最適に適合させることができ、材料の厚さが増したときでも適切なステッチ形成が保証される。

請求項９に記載の制御システムは、最小限のフィードリフトの際に同時に安全なフィードを保証する。特に、最小限に必要な持ち上げ高さはこのようにして常に保証され、例えばこの文脈で適用されるリフトシリンダの換気の際、ミシンの操作の際時間を節約し、工作物を容易に位置決めすることができる。

請求項１０に記載の制御システムにより、ステッチ長さを生地厚さに最適に適合させることができる。

本発明の詳細は図面に関連させた実施例の以下の説明から明らかになろう。

図１〜３は、制御部品は別にして、部分的に分解されたミシン１の現実的な再現性を示す。図４及び５はミシン１の概略図を示し、全体を２で示されたトップフィーダー装置の機械部品の連結を示す。ミシン１の基本的設計は似ており、それで本発明の実質的に重要な部品だけを以下に説明する。

ミシン１はＣの形状のハウジング３を有する。それはベースプレート４とトップアーム５を有する。Ｃ形状の完成のために、支柱（スタンダード）６はベースプレート４とトップアーム５を結合する。アームシャフト７はアーム５に収容され（図４参照）、モータ（図示せず）で駆動する。縫い針９を有する針棒８の上下運動とトップフィーダー装置２の運動は機械連結によりアームシャフト７の回転に起因する。トップフィーダー装置２の作動のために、その運動学的設計が図４及び５に明確に見られ、アームシャフト７は回転しないように偏心ディスク１０に結合している。連結ロッド１１が偏心ディスク１０に結合し、ロッド１１はリンク１２に連結している。リンク１２は、アームシャフト７と平行な軸の周りに、ハウジングに固定されたリンクジョイント１３により回転する。連結ロッド１１の反対側の端部により、リンク１２は別な連結ロッド１４に連結している。ロッド１４は永久磁石１５を具備し、磁石はベースプレート４にほぼ垂直に延びる磁力線を有する磁場を作る。

図４は、縫うべき厚い生地１６の片の押えの位置にあるトップフィーダー装置２を示す。以下では、第１押え位置と呼ぶ。第１押え位置では、ホールセンサ（Hall sensor）１７が永久磁石１５の近傍にある。センサ１７は、ハウジングに固定された延長アーム１８に設けられる。信号線１９を介して、ホールセンサ１７は中央制御システム２０に連結している。

リンク１２の反対側の端部により、磁石１５を具備した連結ロッド１４が三角形レバー２１の図４における上側コーナーに連結している。三角形レバー２１の左下コーナーは押え２２に連結している。押え２２は生地をステッチ形成位置の付近に押える働きをする。圧縮ばね２４が、図４において三角形レバー２１の左下ジョイントと上部ハウジングカバー２３の間に保持されており、その予負荷（pre-load）はばね負荷止めねじ２５によって調節される。ばね負荷止めねじ２５はモーター駆動する。この駆動機構は信号線２６を介して制御システム２０に連結している。持ち上げ高さはモーター駆動する調節部材としてのばね負荷止めねじ２５により調節される。図４における三角形レバー２１の右下コーナージョイントは連結ロッド２７を介して縫うべき生地のために送り装置２８に連結している。

トップフィーダー装置２は、押え２２と送り装置２８の作動による移動のための可動なロッドアセンブリである。作動の際、押え２２と送り装置２８は、押え位置から持ち上げ位置への交互の上昇により、そのトップフィードのために生地の解放に寄与する。ミシン１において、押え２２と送り装置２８の上昇位置はモーター駆動調節車輪２９により設定される。調節車輪２９は信号線３０を介して制御システム２０に連結している。

ミシン１では、第１縫い糸の糸張力はモーター駆動調節部材３１で調節される。これは信号線３２を介して制御システム２０に接続している。ミシン１では、第２縫い糸の糸張力はモーター駆動調節部材３３で調節される。これは信号線３４を介して制御システム２０に接続している。

ミシン１では、ステッチ長さはステッチ長さ調節車輪３５の形状のモーター駆動調節部材で調節される。これは信号線３６を介して制御システム２０に接続している。

制御システム２０は信号線３７を介してモーター制御システム３８に接続している。モーター制御システム３８はアームシャフト７のために駆動モーターと信号接続している（図示せず）。

ばね負荷止めねじ２５、リフト調節車輪２９、糸張力調節部材３１，３３、ステッチ長さ調節車輪３５及びモーター制御システム３８のための調整変数の設定は以下のように行われる。

トップフィードの間、トップフィーダー装置２により押え２２と送り装置２８は押え位置と上昇位置の間で交互に動く。押え位置では、押え２２と送り装置２８の位置は生地が圧縮される厚さに依存する。図１，２，４に従う第１押え位置は、例えばほとんど圧縮されない２層の比較的厚い生地１６を示す。

図３，５に見られる第２押え位置は、例えばほとんど圧縮されない１層の比較的薄い生地３９を有する。生地の品質に依存して、比較的厚い生地も押え位置で圧縮され、従って比較的薄いステッチ形成領域の厚さを有する。縫い作業にとって、押え２２と送り装置２８で押えられたときに生地がどのくらいの厚さであるかは決定的に重要である。

連結ロッド１４はトップフィーダー装置２の可動部品であり、その延長アーム１８からの距離は、押え２２と送り装置２８の移動の際、上昇位置と押え位置の間で連続的に変化する。例えば第１押え位置における圧縮されたときにも比較的厚い生地では、永久磁石１５がホールセンサ１７のすぐ近くにある。信号線１９を介して、ホールセンサ１７は永久磁石１５の極めて近くに対応する制御システム２０に信号を発する。次いで制御システム２０は、圧縮ばね２４のばね負荷、上昇したときの押え２２と送り装置２８の位置、糸張力、ステッチ長さ及び縫い速度のために設定値を計算するか、制御システム２０に記憶された設定値表からそれらを読む。次いで、これらの設定値は制御システム２０により信号線２６，３０，３２，３４，３６及び３７を介して、ばね負荷止めねじ２５、リフト調節車輪２９、糸張力調節部材３１、糸張力調節部材３３、ステッチ長さ調節車輪３５及びモーター制御システム３８に伝えられる。

押え位置において比較的容易に圧縮可能な生地又は本来薄い生地によって、永久磁石１５は薄い圧縮された生地厚に対応するセンサ信号を生じるホールセンサ１７から大きい距離を有する。

圧縮された工作物が厚く、永久磁石１５からホールセンサ１７へのアプローチが近ければ近いほど、例えば糸張力調節部材３１，３３により調節される糸張力が高くなる。

ホールセンサ１７で測定される生地が厚ければ厚いほど、設定される押え２２と送り装置２８の位置がより上昇し、トップフィーダー装置２の安全なフィードが保証される。

圧縮された生地の測定された厚さが大きければ大きいほど、モーター制御３８で設定されるアームシャフト７の速度が低く、安全なフィードと信頼できる縫いが保証される。

圧縮された生地が厚ければ厚いほど、縫っている間のステッチ長さのロスが大きくなる。対応して、厚い圧縮生地の場合のステッチ長さは、ステッチ長さ調節車輪で設定される対応値によって増大する。

さらに、持ち上げ高さは所定の生地厚さに適合する。生地を適宜挿入・除去できるように、押え２２の持ち上げ高さと送り装置２８の持ち上げ高さを選択することができる。従って、トップフィーダー装置２の部品としての持ち上げシリンダの換気の際、時間を節約する必要最小限の持ち上げ高さが選択される。さらには、生地は容易に位置決めされる。

延長アーム１８と連結ロッド１４の間の距離の変化の結果、トップフィーダー装置２の操作の際、ホールセンサ１７と永久磁石１５の距離も周期的に変化する。送り装置２８と共に押え２２が押え位置にあるときはいつでも、ホールセンサ１７と永久磁石の距離は極値に達する。この極値は、制御システム２０によりホールセンサ１７の対応する出力値の時間分解検出により決定される。極値は、押え２２と送り装置２８の押え位置に明らかに割り当てられる。それは、押え２２と送り装置２８により圧縮される生地１６又は３９の厚さのために寸法数字を形成する。

代わりに、図１〜５に記載の実施形態において永久磁石１５と共にホールセンサ１７で形成された位置センサは他のタイプのセンサにより具体化される。例えば、位置センサは静電容量型近接センサであり、延長アーム１８と連結ロッド１４はコンデンサの部分であり、その容量が測定される。位置センサは、押え２２とスラスト連結（押し連結）した部品（例えば、圧縮ばね２４）と、ハウジングに固定されたミシン１の部品（例えば、ハウジングカバー２３）の間に配置された圧電要素である。圧電要素は、圧縮ばね２４が押え位置にある押え２２又は送り装置２８に作用する圧力を測定する。この圧力は、どれだけ押え位置における押え２２又は送り装置２８が下に位置する対応する厚い生地によって持ち上げられるかに依存する。別な実施形態では、位置センサは光センサ、例えば光カーテンである。

調整変数のホールセンサ１７で測定された生地厚さへの適用は、特に縫い作業の際に連続的に変化する圧縮生地厚さのために遅れることなく行われる。

以上のように、圧縮生地の厚さ測定のための位置検出を生地を押える押え２２に関連して説明してきた。生地押え位置にある送り装置２８を用いてこの測定を行うことも可能である。

ミシン部品のモーター駆動機構が上で述べた限り、これは例えば空気圧ドライブ、油圧ドライブ又はステッパモータードライブである。

ハウジングの要素の一部が取り除かれ、概略的に示された制御システムを有するミシンの斜視図である。 前面カバーが取り除かれ、挿入された厚い生地上の押え位置にある押えを有するミシンの、部分的に開いた正面図である。 挿入された薄い生地上の押え位置にある押えを有するミシンの図２と同様の図である。 図２のそれに対応する位置のトップフィーダー装置の概略図である。 図３のそれに対応するトップフィーダー装置の位置にあるミシンの図４と同様の図である。

符号の説明

１ ミシン
２ トップフィーダー装置
３ ハウジング
４ ベースプレート
５ トップアーム
６ 支柱
７ アームシャフト
８ 針棒
９ 縫い針
１０ 偏心ディスク
１１ 連結ロッド
１２ リンク
１３ リンクジョイント
１４ 連結ロッド
１５ 永久磁石
１６ 生地
１７ ホールセンサ
１８ 延長アーム
１９ 信号線
２０ 制御システム
２１ 三角形レバー
２２ 押え
２３ 上部ハウジングカバー
２４ 圧縮ばね
２５ ばね負荷止めねじ
２６ 信号線
２７ 連結ロッド
２８ 送り装置
２９ 調節車輪
３０ 信号線
３１ モーター駆動調節部材
３２ 信号線
３３ モーター駆動調節部材
３４ 信号線
３５ ステッチ長さ調節車輪
３６ 信号線
３７ 信号線
３８ モーター制御システム

Claims (10)

1. ハウジング（３）、ベースプレート（４）、トップアーム（５）、ベースプレート（４）とトップアーム（５）を連結する支柱（６）、生地（１６，３９）を押えるための少なくとも１つの押え金（２２，２８）を有するミシン（１）であって、
   押え金（２２，２８）は、可動ロッドアセンブリ（２）によって、生地（１６，３９）の解放の上昇位置と生地（１６，３９）を押えるための押え位置の間で移動することができ、
   可動ロッドアセンブリ（２）の少なくとも１つの可動ロッド部分（１４）が設けられており、ハウジング（３）に固定された基準構造体（１８）から可動ロッド部分までの距離が上昇位置と押え位置の間で連続的に変化するミシンにおいて、
   押え位置の押え金（２２，２８）の位置検出のために位置センサ（１７）が設けられ、
   位置センサ（１７）の出力値に依存してミシン（１）のために調整変数を設定する、位置センサ（１７）と信号接続（１９）した制御システム（２０，３８）が設けられることを特徴とするミシン。
2. ハウジング（３）に固定された基準構造体（１８）から可動ロッド部分（１４）の距離を測定するために、位置センサ（１７）が具体化されることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 位置センサ（１７）がホールセンサであることを特徴とする請求項２に記載のミシン。
4. 位置センサ（１７）が静電容量型近接センサであることを特徴とする請求項２に記載のミシン。
5. 位置センサ（１７）が、押え金（２２）に押し連結した部品（２４）とハウジング（３）に固定されたミシン（１）の部品（２３）との間に配置された圧電要素であることを特徴とする請求項１に記載のミシン。
6. 位置センサ（１７）が光センサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
7. ミシン（１）の縫い部品又は送り部品（８，９，２２，２８）の作動のためにアームシャフト（７）の速度が調整変数として設定されるように具体化された制御システム（２０，３８）を特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のミシン。
8. 糸張り装置（３１，３３）の張力の設定値が調整変数として設定されるように具体化された制御システム（２０，３８）を特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のミシン。
9. 押え金（２２）の上昇位置が調整変数として設定されるように具体化された制御システム（２０，３８）を特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のミシン。
10. ミシン（１）の送り装置のステッチ長さ調節装置（３５）の個々の送り速度が調整変数として設定されるように具体化された制御システム（２０，３８）を特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のミシン。

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