JP2002143585A - ミシンの主軸検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一枚の遮蔽板とその光センサーにより針振り
信号と送り信号を得られ、しかも主軸の回転方向も判別
できるミシンの主軸検出装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 遮蔽板の両端エッジを針振り開始位置と
送り調整開始位置に対応したもとし、遮蔽板を検出する
センサーを遮蔽板の回転方向に沿って2個配置するよう
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はミシン主軸の回転
角度を検出する主軸検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に主軸検出装置の機構部分は、主
軸に装着された扇形の遮蔽板と、この遮蔽板を中心にし
て対向配置した投光部及び受光部よりなる光センサーと
から構成されている。この遮蔽板はその主軸の所定角度
に配置したエッジが形成されており、このエッジが投光
部及び受光部の間を通過すると、このエッジの通過に伴
って光センサーから出力される信号の切替りを判別する
ことにより、その主軸の所定角度を検出するものであ
る。

【０００３】本縫いミシンの主軸の一回転は、その回転
に同期して上下動する針が上死点に有る位置を基準にし
て零度とし、主軸が回転して下死点に移動すると１８０
度の回転となり、更に回転して再度上死点に移動した位
置を３６０度としている。これに従って、従来の上記遮
蔽板は主軸の長手方向に沿って2枚配置され、第一の遮
蔽板は、一端の第1エッジを針振り装置の針振りモータ
の針振り開始位置である２９７度とし、他端の第2エッ
ジを布送り装置の送り量調節用モータの作動開始位置で
ある１２０度に配置されている。この第１の遮蔽板に対
向配置した光センサから出力される信号は、第１エッジ
の通過により信号が反転して針振り信号となり、第２エ
ッジの通過により送り信号となる。

【０００４】また第2の遮蔽板は主モータによる針の上
下停止位置制御や針数をカウントするために、一端の第
1エッジを針上停止位置（２５度）とし他端の第2エッジ
を針下停止位置(１４０度)に配置されている。この第２
の遮蔽板に対向配置した光センサから出力される信号
は、第１エッジの通過により信号が反転して針上信号と
なり、第２エッジの通過により針下信号となる。

【０００５】図7は、主軸が下死点１８０度から上死点
０度を通過して再度下死点に一回転する間に、それぞれ
の光センサから出力される信号を示すタイミングチャー
トである。ジグザグ模様を縫製する場合には、主モータ
により主軸を回転させて針を上下に移動するとともに、
針が布上に移動している間に針振りモータを駆動して針
を一縫目分横方向に移動することで針振りし、針が布に
貫通している間の布送り停止中に送り量調節用モータを
駆動して次の送り量の設定が行われる。即ち、図7は針
振りモータと送り量調節用モータの駆動開始位置が、主
軸一回転中に交互に行われることを示している。

【０００６】主モータの起動時に針が基準位置として、
例えば上記第２遮蔽板の第２エッジを検出して針下位置
（１４０度）で停止していたときに、スタートスイッチ
が操作されて、主モータで主軸を回転して縫製開始する
場合には、主軸の回転により前記第１の遮蔽板の第１エ
ッジ(２９７度）が最初に光センサーを通過し、次に第
２エッジ(１２０度)が通過し、以降第１エッジと第２エ
ッジが交互に光センサを通過するから、光センサがエッ
ジを検出するたびに、自動的に針振りデータの読み出し
及び針振りモータの駆動と、送りデータの読み出し及び
送り量調節用モータの駆動を１縫目づつ交互に行なうよ
うにしていた。

【０００７】ところで、ジグザグ模様を縫製途中でミシ
ンを一時停止させて、ミシンに布を再セットしたり、布
を回転させて移動したときに、主軸に連結されたプーリ
ーを手回して布上に針を降下させて布に対する針の縫目
位置を確認し、さらにプーリーを１，２回転させて試し
に１，２縫目形成したい場合がある。このとき、主軸を
主モータの回転方向と同じ正方向に手回した場合には、
上記主軸を主モータで駆動した場合と同様に、第１の遮
蔽板のエッジを光センサが検出するたびに、針振り信号
と送り信号が交互に出力されているものとして針振りモ
ータ又は送り量調節用モータの駆動を交互に行なうよう
にしても差し支えない。

【０００８】しかしながら、作業者がプーリーを逆回転
させた場合は、第１の遮蔽板の第１エッジと第２エッジ
が光センサを通過する順番が正回転とは反対になる。即
ち、上記ミシンが針下位置(１４０度)で停止している時
に、プーリーを逆回転させた場合は、送り量調節位置で
ある上記第２エッジ(１２０度)が最初に光センサーを通
過することとなり、この場合も針振りモータを駆動する
と、まだ布から針が抜け上がっていない状態で針振り移
動するために針折れが発生する危険性がある。また、同
様に逆回転して主軸２９７度を検出ていながら送り調節
モータを作動させると主軸の布送り期間中であるために
送り調節機構を損傷する危険性がある。

【０００９】そのために、従来より、手動でプーリーが
回転されたときは、回転方向が正回転か逆回転かを判別
していた。回転方向が正回転の場合には、選択された模
様の針振りデータや送りデータを読み出して、針振りモ
ータや送り量調節用モータを駆動制御するのに対して、
回転方向が逆回転の場合にはこれらのデータの読み出し
を禁止するようにしている。

【発明が解決しようとする課題】

【００１０】この回転方向を検出する方法として、従来
は前記主軸検出装置の2枚の遮蔽板に配置されたそれぞ
れの光センサを使うことにより行なっていた。例えばミ
シンが前回の縫製終了時に針下停止位置(140度)で停止
していたとする。作業者がミシン停止中に手動でプーリ
ーを回転させると、第1遮蔽板の光センサから出力され
る信号が反転してエッジを検出したと判別される。その
時、図7に示すように第２遮蔽板の光センサが第２遮蔽
板を検出して０信号が出力されていれば、針振り開始位
置(297度)を検出したことになり主軸の回転方向が正回
転と判別することができ、またこの時１信号が出力され
ていれば送り調節開始位置(120度)を検出したことにな
り主軸の回転方向が逆回転と判別できる。

【００１１】しかしながら、従来の主軸検出装置は主軸
に二枚の遮蔽板と、それぞれの遮蔽板に検出器を備える
ものであったために、コストの増加と、二枚の遮蔽板を
配置できる広いスペースを確保する必要があるという問
題点があった。本願の目的は、一枚の遮蔽板とその光セ
ンサーにより上記機能を得られるミシンの主軸検出装置
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、針を上下動させる主軸と、
主軸を回転させる主モータと、前記主軸によって駆動さ
れる布送り歯の送り量を設定する送り調節用モータと、
前記針を送り方向と直交する方向に針振りする針振り装
置の針振りモータと、主モータの駆動による針の上下移
動に伴って、前記送り調節用モータにより設定される送
り量と針振りモータにより駆動される針振り量を含む縫
製データを記憶した記憶手段とを備えたミシンにおい
て、主軸とともに回転して、主軸の回転角度が前記針振
りモータの針振り開始位置に関連する位置を示す第1エ
ッジと、主軸の回転角度が送り調節用モータの作動開始
位置に関連する位置を示す第2エッジを備えた遮蔽板
と、前記遮蔽板のエッジの検出時期に差を持たせて対向
配置した第1検出部と第２検出部を備え、第1検出部では
前記遮蔽板の第1エッジ又は第２エッジが通過したとき
にこれを検出して針振り信号又は送り信号を出力するも
のであり、第２検出部では前記第1検出部が第1エッジ又
は第2エッジを検出した時に前記遮蔽板の有無を検出す
る検出手段と、前記第1検出部から針振り信号または送
り信号が出力された時に、第２検出部で遮蔽板の有無の
検出に関連して主軸の回転方向が正回転か逆回転かを判
別する制御手段とを備えた。

【００１３】また、請求項２記載の発明は、請求項1記
載の第1検出部と第２検出部は遮蔽板の回転方向に沿っ
て配置する。また、請求項３記載の発明は、請求項1記
載の遮蔽板の第1検出部と第２検出部が一体形成され
る。また、請求項４記載の発明は、請求項1記載の制御
手段は主モータが駆動していない場合に作動するもので
あり、主モータの駆動によって主軸が回転している場合
には第１検出部の検出により針振りモータまたは送り調
節用モータを作動するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態により説明する。図1は、本発明に係る一実施形態の
ミシンの外観を示した斜視図である。同図において、１
０はミシン本体であり、このミシン本体１０には、主軸
により駆動される布送り装置（図示しない）とこの布送
り装置により針板１１から上方に出没して布送りする布
送り歯１２を備えたミシンベット１３と、このミシンベ
ッド１３に立設され先端部に主軸の回転により上下動す
る針１４とこの針１４を前記布送り方向に直交する方向
に針振りする針振り装置（図示しない）を備えたミシン
ヘッド１５とを有している。１６は前記主軸を手回し可
能に連結したプーリーである。

【００１５】２１はミシンヘッド１５の作業者側に配置
した模様選択のためのタッチスイッチであり、複数の模
様表示位置に対応して複数配置され、所望の模様が表示
されたスイッチを押圧操作することにより模様選択する
ことができる。２２a〜２２ｆは、各模様選択スイッチ
の上方に配置した表示ランプであり、押圧された模様選
択スイッチ２１の上方に配置された一の表示ランプが点
灯して選択模様を表示するようになっている２４はスタ
ート信号又はストップ信号が出力されるミシンのスター
トストップスイッチ、２５は主軸に装着した遮蔽板、２
６はこの遮蔽板２５を検出するために遮蔽板２５を中間
に挟んで投光部と受光部が対向配置するように一体形成
された光センサー（検出手段）である。この遮蔽板２５
と光センサー２６により主軸検出装置２７の機構部分を
構成する。

【００１６】図2はこの主軸検出装置２７の平面図であ
り、主軸２８に対して遮蔽板２５は扇形をなし、その一
端の第1エッジ２５aを前記針振り装置の針振り開始位置
を示し主軸２８に対して２９７度とし、他端の第２エッ
ジ２５ｂを布送り装置の送り調整開始位置を示し主軸２
８に対して１２０度に設定されている。また光センサー
26は受光部がセンサＡ（第1検出部）２６ａとセンサＢ
（第２検出部）２６ｂの２個で形成され、それぞれ前記
遮蔽板２５の回転方向に沿って配列され、図３に示す投
光部２６ｃと遮蔽板２５を介して対向配置している。こ
れらセンサＡ２６ａとセンサＢ２６ｂを前記遮蔽板の回
転方向に沿って配列することにより、エッジの検出時期
に差を持たせ、後述するように、これによって回転方向
の検出及びエッジの識別ができるようにしている。セン
サＡ２６ａ及びセンサＢ２６ｂは、前記遮蔽板２５が矢
印で示す正方向に回転して第１エッジ２５aから第２エ
ッジ２５ｂが通過する間は遮蔽板２５により遮蔽される
ため、図３に示す光センサー２６の駆動回路により、Ｏ
ＵＴＰＵＴＡ、Ｂから１信号が出力され、また、第２エ
ッジ２５ｂから第１エッジ２５aが通過する間は遮蔽板
２５がなく投光部２６ｃからの検出光を受光してＯＵＴ
ＰＵＴＡ、Ｂから０信号が出力される。

【００１７】また図４に示すように、主軸２８が正回転
して２９７度を通過すると、遮蔽板２５の第1エッジ２
５aがセンサＡ２６ａを通過して遮蔽板２５により検出
光を遮蔽するためにＯＵＴＰＵＴＡの信号が反転して１
信号が出力されることで針振り装置の針振り開始位置を
示す針振り信号を判別するとともに、センサＢ２６ｂは
まだ遮蔽板２５がないため検出光を受光して０信号が出
力される。

【００１８】さらに主軸２８が正回転して１２０度を通
過すると、遮蔽板２５の第２エッジ２５ｂがセンサＡ２
６ａを通過して遮蔽板２５がなくなるため検出光を受光
してＯＵＴＰＵＴＡの信号が反転して０信号が出力され
ることで布送り装置の送り調整開始位置を示す送り信号
を判別するとともに、センサＢ２６ｂはまだ遮蔽板２５
により検出光を遮蔽するために０信号が出力される。

【００１９】なお、この遮蔽板２５の配置は両エッジに
対して第２図と反対に第２エッジ２５ｂから第１エッジ
２５aが通過する間で形成されていてもよく、また光セ
ンサーが遮蔽板のある無しを検出した時に出力する信号
が図４と逆の論理になっていてもよい。図５は本発明に
係るミシンの制御ブロック図であり、３０はＣＰＵ、３
１は前記模様選択のためのタッチスイッチ２１により選
択可能な模様の送り量とジグザグ縫いの針振り量を含む
模様データが記憶されている記憶手段としての模様デー
タＲＯＭであり、３２は前記主軸検出装置２７の作動プ
ログラム及びミシンの模様選択プログラム及び選択模様
の縫製制御プログラム等が格納されたプログラムＲＯＭ
であり、３３は上記プログラムの実行により発生するデ
ータを記憶するためのＲＡＭである。これら、ＣＰＵ３
０〜ＲＡＭ３３により、制御手段が構成されている。

【００２０】この制御手段に対する入力部としては上記
光センサー２６とミシンの操作スイッチのほかに、パル
スカウンター３９が入力インターフェースを介して接続
されている。また、制御手段からの出力部としては、表
示ランプ２２の他に、駆動回路を介して、主軸２８を駆
動する主モータ３４、布送り装置の送り量を設定するた
めの送り調節用モータ３５、針振り装置の針振りを行な
う針振りモータ３６が出力インターフェースを介して接
続されている。３７は前記主モータ３４の回転軸に装着
されたパルス発生器であり、主モータ１回転中所定のパ
ルス数を発生するものであり、前記パルスカウンター３
９によりカウントされる。

【００２１】以上の構成に対して、次に本発明の作用を
図６のフローチャートに基づいて説明する。ミシンを電
源オンして、作業者が布送りとともに針振り装置が駆動
されるジグザグ模様をタッチスイッチ２１で選択したと
する。スタートストップスイッチ２４を操作してジグザ
グ縫いを縫製して、再度、スタートストップスイッチ２
４を操作して、主軸２８が針下位置（１４０度）でミシ
ン停止されたものとする。このとき、センサＡ２６ａ及
びセンサＢ２６ｂの出力はともに０信号である（図
４）。

【００２２】Ｓ１でスタートスイッチ２４を監視し、オ
ンでなければＳ２に進む。Ｓ２で主軸検出装置２７のセ
ンサＡ２６ａの出力信号を監視する。作業者が手動でプ
ーリー１６を回してセンサＡ２６ａの出力信号が０から
１に変化した場合は針振り開始位置と仮定してＳ３に進
む。信号に変化がなければＳ１に戻る。Ｓ３ではセンサ
Ｂ２６ｂの信号を確認し、信号が０であるときは正方向
回転による針振り信号としてＳ４に進む。信号が１の場
合は送り信号であり手回しによる逆方向回転としてＳ１
に戻る。Ｓ４では模様データＲＯＭ３１から選択模様の
針振りデータが読み出され、駆動回路を通じて針振りモ
ータ３６を１針分駆動する。

【００２３】Ｓ５でスタートスイッチ２４を監視し、オ
ンでなければＳ６に進む。Ｓ６で主軸検出装置２７のセ
ンサＡ２６ａの出力信号を監視する。作業者が手動でプ
ーリー１６を回してセンサＡ２６ａの出力信号が１から
０に変化した場合は送り開始位置と仮定してＳ７に進
む。信号に変化がなければＳ５に戻る。Ｓ７ではセンサ
Ｂ２６ｂの信号を確認し、信号が１であるときは正方向
回転による送り信号としてＳ８に進む。信号が０の場合
は針振り信号であり手回しによる逆方向回転としてＳ５
に戻る。Ｓ８では模様データＲＯＭ３１から選択模様の
縫製データから布送り量が読み出され、駆動回路を通じ
て送り調節モータ３５により送り量が設定され、主軸２
８により布送りされる。

【００２４】また、スタート時にＳ１でミシンスタート
スイッチ２４のオン操作を検出するとＳ９に進む。Ｓ９
で主モータ３４に電力が供給され針下位置（１４０度）
で停止していた主軸２８を駆動する。Ｓ１１でミシンス
タートスイッチ２４の再オン（停止指令）を監視し、オ
ン操作を検出するとＳ１２に分岐し、針下位置で停止す
るために停止予約をセットする。Ｓ１１でミシンスター
トスイッチ２４のオン操作を検出しないときはＳ１３に
進み、Ｓ１３ではセンサＡ２６ａの０信号の変化を監視
する。信号が０から１に変化したとき、即ち遮蔽板２５
の第１エッジ２５ａを検出して主軸２８が２９７度とな
ったとき、針振り信号としてＳ１４に進み、そうでなけ
ればＳ１１に戻る。この場合は主軸２８が主モータ３４
に依って駆動されているためセンサＢ２６ｂにより回転
方向を確認する必要がない。Ｓ１４では模様データＲＯ
Ｍ３１から選択模様の針振りデータが読み出され、駆動
回路を通じて針振りモータ３６を１針分駆動する。

【００２５】Ｓ１５でミシンスタートスイッチ２４の再
オン（停止指令）を監視し、オン操作を検出するとＳ１
６に分岐し、針下位置で停止するために停止予約をセッ
トする。Ｓ１５でミシンスタートスイッチ２４のオン操
作を検出しないときはＳ１７に進み、Ｓ１７ではセンサ
Ａ２６ａの１信号の変化を監視する。信号が１から０に
変化したとき、即ち遮蔽板２５の第２エッジ２５ｂを検
出して主軸２８が１２０度となったとき、送り信号とし
てＳ１８に進み、そうでなければＳ１５に戻る。この場
合も主軸２８が主モータ３４に依って駆動されているた
めセンサＢ２６ｂにより回転方向を確認する必要がな
い。Ｓ１８では模様データＲＯＭ３１から選択模様の縫
製データから布送り量が読み出され、駆動回路を通じて
送り調節モータ３５により送り量が設定され、主軸２８
により布送り装置が駆動して布送りされる。

【００２６】Ｓ１９では停止予約の有無を確認する。停
止予約がなければＳ１１に戻り、停止予約が設定されて
いればＳ２０に進む。Ｓ２０では主モータを減速して低
速にしたところで、センサＡ２６ａによる遮蔽板２５の
第２エッジ２５ｂを監視する。信号が１から０に変化し
て主軸２８が１２０度となったら、パルス発生器３７の
出力パルスをカウントするパルスカウンタ３７を作動し
て、その計数値が主軸１４０度に相当する所定の値にな
った時点でＳ２１に進む。パルス発生器３７は、例えば
主モータ３４に連結され主軸１回転に１６０パルスを発
生させ、主モータ起動中の回転数制御に用いられる。Ｓ
２１では主モータ３４の電力を断ち主軸２８を下位置
（１４０度）で停止させ、Ｓ１に戻る。

【００２７】なお、上記実施例ではセンサＡ２６ａとセ
ンサＢ２６ｂの検出時期に差を生じさせるために、セン
サの配列方向を回転方向にしたが、これに限定されるも
のではなく、他の実施例として、例えば、センサの配列
を遮蔽板の回転中心からの経方向に沿って配列するとと
もに遮蔽板のエッジに段差を持たせる形状にしてもよ
く、またはセンサを回転方向と経方向の中間の斜めに配
置して遮蔽板をセンサの検出時期に差を生じさせる形状
にしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のミシンの
主軸検出装置は、従来用いられた２枚の遮蔽板の一方で
ある、針下位置と針上位置を示すとともに主軸の回転方
向を検出する遮蔽板を廃止して遮蔽板を一枚とし、検出
器を一個に統合したことにより、ミシンのコストを低減
することができた。また、遮蔽板を一枚とし、検出器を
一個に統合したことにより、配置スペースが少なくて済
み、ミシンをコンパクトにまとめることができるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すミシンの斜視図。

【図２】 本発明の一実施例を示す主軸検出装置の平面
図。

【図３】 本発明の一実施例を示す主軸検出装置の検出
回路図。

【図４】 本発明の一実施例を示す主軸検出装置のタイ
ミングチャート。

【図５】 本発明の一実施例を示す主軸検出装置の制御
ブロック図。

【図６】 本発明の一実施例を示すフローチャート。

【図７】 従来の主軸検出装置のタイミングチャート。

【符号の説明】

１０：ミシン本体 １１：針板 １２：布送り歯 １４：針 １６：プーリー ２１：模様選択タッチスイッチ ２２a〜２２ｆ：表示ランプ ２４：スタートストップスイッチ ２５：遮蔽板 ２５a：第1エッジ ２５ｂ：第２エッジ ２６：光センサー（検出手段） ２６ａ：センサＡ（第1検出部） ２６ｂ：センサＢ（第２検出部） ２６ｃ：投光部 ２７：主軸検出装置 ２８：主軸 ３０：模様データＲＯＭ（記憶手段） ３２：プログラムＲＯＭ ３３：ＲＡＭ ３４：主モータ ３５：送り調節用モータ ３６：針振りモータ ３７：パルス発生器 ３９：パルスカウンター

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B150 AA07 CB04 CE01 CE23 CE25 DB03 GD03 GD22 GF02 GF03 JA02 JA03 LA02 LA64 LA67 LA82 LA88 LB01 NA05 NA14 NA62 NA67 NA71 NB02 NB05 NC02 NC03 QA04 QA05 QA06 QA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】針を上下動させる主軸と、 主軸を回転させる主モータと、 前記主軸によって駆動される布送り歯の送り量を設定す
   る送り調節用モータと、 前記針を送り方向と直交する方向に針振りする針振り装
   置の針振りモータと、 主モータの駆動による針の上下移動に伴って、前記送り
   調節用モータにより設定される送り量と針振りモータに
   より駆動される針振り量を含む縫製データを記憶した記
   憶手段とを備えたミシンにおいて、 主軸とともに回転して、主軸の回転角度が前記針振りモ
   ータの針振り開始位置に関連する位置を示す第1エッジ
   と、主軸の回転角度が送り調節用モータの作動開始位置
   に関連する位置を示す第2エッジを備えた遮蔽板と、 前記遮蔽板のエッジの検出時期に差を持たせて対向配置
   した第1検出部と第２検出部を備え、第1検出部では前記
   遮蔽板の第1エッジ又は第２エッジが通過したときにこ
   れを検出して針振り信号又は送り信号を出力するもので
   あり、第２検出部では前記第1検出部が第1エッジ又は第
   2エッジを検出した時に前記遮蔽板の有無を検出する検
   出手段と、 前記第1検出部から針振り信号または送り信号が出力さ
   れた時に、第２検出部で遮蔽板の有無の検出に関連して
   主軸の回転方向が正回転か逆回転かを判別する制御手段
   とを備えたことを特徴とするミシンの主軸検出装置。
2. 【請求項２】請求項1記載の第1検出部と第２検出部は遮
   蔽板の回転方向に沿って配置してあることを特徴とする
   請求項1記載のミシンの主軸検出装置。
3. 【請求項３】請求項1記載の遮蔽板の第1検出部と第２検
   出部が一体形成されていることを特徴とする請求項1又
   は２記載のミシンの主軸検出装置。
4. 【請求項４】請求項1記載の制御手段は主モータが駆動
   していない場合に作動するものであり、主モータの駆動
   によって主軸が回転している場合には第１検出部の検出
   により針振りモータまたは送り調節用モータを作動する
   ことを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載のミ
   シンの主軸検出装置。