JP2002301284A - ミシンの布送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主モータの停止により送り歯が送り変換期間
における針板上に位置した時期に、送り変換モータに大
きな負荷がかかる送りピッチ等の変換を行っても、大電
流や大容量のモータドライバを用意することなく対処可
能としたミシンの布送り装置である。 【解決手段】 ミシンの布送り装置の構成要素である送
り変換手段の送り変換モータ（ステッピングモータ）
を、ミシンの主モータが停止中もしくは駆動開始時に駆
動するときは、送り歯が針板上に浮上し押さえ足により
押しつけられていて、送り変換モータにとって負荷が大
きい状態となっているので、送り変換モータに大きなト
ルクを得るために、主モータ駆動中のときの速度（最大
２ｍｓ、最小０．８ｍｓの間でパルスレートを変化して
３０パルスで駆動）よりも遅い速度（パルスレート２ｍ
ｓで３０パルス）で駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンの布送り装
置に関し、特に布送り量や送り方向の変換に使用するス
テッピングモータの制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭用ミシンにおいて、直線縫い
や模様縫い等における布の送り量（ピッチ）や送り方向
の送り変換は、ミシンの機枠に一定固定軸線を中心に回
動可能に支持した送り調節器をステッピングモータによ
り回動変位し、その回動位置に対応して送り歯の水平方
向上の位置や送り方向を変更することで行っている。

【０００３】ミシンは、機枠の水平アーム内に一定固定
軸線を中心に回動自在に支持した主軸を備え、主軸をミ
シンモータ（主モータ）により回転し、その主軸の回転
により上下動する針に連動して送り歯を四送り運動によ
り針板上に出没させて、押さえ足により針板との間で押
さえられた布を一定方向に送りながら、針と針板下の釜
との協同作用により針の上糸と釜内のボビンの下糸とで
結び目を形成させて、布を送り方向に沿って縫う。

【０００４】ミシンの布送り装置は、主軸の回転を変換
して送り歯の水平往復運動を得る送り伝達機構と、主軸
の回転を変換して送り歯の上下往復運動を得る送り上下
動機構とによって、送り歯の四送り運動を作り出してい
る。布送りピッチは、送り伝達機構の途中に配設した送
り変換手段のステッピングモータ（パルスモータ）で調
節器を回動して傾け、その傾き量により送り歯の位置を
変えて制御される。同様に、送り方向の変更は、調節器
の傾きの方向により送り歯の位置および移動方向を変え
ることで制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ミシンの主
軸には主軸の回転位置（回転位相）を検出する位相セン
サが設置されていて、針が針板下に入る主軸回転位相１
１０゜と針板上に十分に出る２８０゜を検出している。
この１１０゜〜２８０゜は、図６（ａ）に示すように、
針下位置で送り変換期間（Ａ）と定め、２８０゜〜３６
０゜（０゜）〜１１０゜は、針上位置で針振り期間
（Ｂ）と定めている。

【０００６】しかしながら、この位相センサの１１０
゜、２８０゜の信号と送り歯の沈下、浮上の位相とは、
図６（ｂ）に示すようにずれている。ミシンの制御部
（ＣＰＵ）は、ミシン運転中、基本的に、１１０゜〜２
８０゜を送り変換期間と認識し、２８０゜〜３６０゜
（０゜）〜１１０゜を針振り期間と認識して、１１０゜
の信号で送り変換ステッピングモータを駆動して、送り
歯が針板上に浮上する２６０゜までに送り歯の位置移動
を完了し、実際に２６０゜で送り歯が浮上して、変換後
の送り量で布を送り、２８０゜で針を振る針振りステッ
ピングモータを駆動する。

【０００７】したがって、上記の主軸回転位相２６０゜
〜２８０゜の間で主モータを停止したときは、制御ＣＰ
Ｕは送り変換期間と判断するので、たとえば布送り方向
を逆転するためにリバーススイッチをＯＮすると、次の
１針目（針落ちするまで）に逆送りの縫い目を形成させ
るために、主軸位相２６０゜〜２８０゜の間で直ぐに送
り変換ステッピングモータを駆動して、送り歯を逆送り
位置まで移動する。

【０００８】しかしながら、主軸位相２６０゜〜２８０
゜の間では送り歯が針板より浮上しているために、押さ
え足が送り歯を押しつけていて、送り変換ステッピング
モータにとっては重い負荷がかかる格好となっている。
これをなくすには、実際に送り歯が浮上する約２６０゜
を検出するセンサを別に使用して、２６０゜を送り変換
期間の終期とし、２６０゜〜２８０゜の間での送り変換
を禁止すればよいが、そのようにすると、２６０゜検出
センサの設置のために、コストアップやスペース的なデ
メリットが生じる。

【０００９】このようなことから、従来は、送り変換ス
テッピングモータに対し重い負荷がかかるような格好に
なっても大丈夫なように、ステッピングモータが脱調し
ないだけの大電流と大容量のモータドライバを用意する
ことにより対処していた。

【００１０】以上のような負荷の問題は、主軸回転位相
２６０゜〜２８０゜の間で主モータが停止している際
に、布送りピッチの変換を行う場合にも生じる。なお、
ミシン運転中の送り変換は、送り歯が針板下に沈下して
いる１１０゜〜２６０゜の期間に行うことから、押さえ
足による負荷の問題は発生しない。

【００１１】本発明の課題は、主モータの停止により送
り歯が送り変換期間における針板上に位置した時期に、
送り変換モータに大きな負荷がかかる送りピッチや送り
方向の変換を行っても、大電流や大容量のモータドライ
バを用意することなく対処することを可能としたミシン
の布送り装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、たとえば図１に示すように、主
モータ１２による主軸７の回転により上下動する針２６
に連動して針板上に四送り運動により出没して、押さえ
足により針板との間で押さえられた布を一定方向に送る
送り歯１０と、その布送り量および送り方向を変換する
送り変換モータ（ステッピングモータ２２）を有する送
り変換手段１９と、主軸７の回転位相の検知により送り
変換手段１９による送り変換期間を検出して、送り変換
を許可する送り変換期間信号を出力する主軸位相検知手
段（主軸回転位相センサ３０）とを備えたミシンの布送
り装置において、主モータが停止中もしくは駆動開始時
に送り変換モータを駆動するときは、送り変換モータを
主モータの駆動中よりも低速で駆動することを特徴とす
る。

【００１３】ここで、主モータが停止中もしくは駆動開
始時に送り変換モータを駆動するとは、主モータの停止
により主軸回転位相のたとえば２６０゜〜２８０゜の間
で停止した送り歯に対し、送りのピッチ変換や送り方向
の変換のために、主モータが停止している間または主モ
ータの駆動開始の間に、送り変換モータを駆動して送り
歯を変換位置に移動することである。主軸回転位相のた
とえば１１０゜〜２８０゜の間は、針下位置で送り変換
期間であるが、主軸回転位相と針板に対する実際の送り
歯の沈下、浮上の位相はずれており、送り変換を行うと
きは、１１０゜で送り変換モータを駆動して送り歯を移
動し、送り歯が浮上する２６０゜までに駆動を終える。
したがって、送り変換期間における２６０゜〜２８０゜
の間の時期は、送り歯が針板上に位置していて押さえ足
が送り歯を押しつけており、送り歯を移動すると、送り
変換モータに大きな負荷がかかる格好になっている。

【００１４】請求項１記載のミシンの布送り装置によれ
ば、主モータが停止中もしくは駆動開始時に送り変換モ
ータを駆動するときは、送り変換モータを主モータの駆
動中よりも低速で駆動するので、送り変換モータに大き
なトルクが得られる。したがって、押さえ足が送り歯を
押しつけて大きな負荷がかかる格好になっていても、送
り歯を変換位置に無理なく移動することができる。また
送り変換モータのドライバに印加する駆動パルスのパル
スレート（周波数）を小さくすることにより、送り変換
モータに容易に低速、大トルクを得ることができるの
で、送り変換モータに大電流や大容量のモータドライバ
を用意する必要がなく、大きな負荷下での送り変換をコ
ストアップを生じることなく容易に実行できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳細に説明する。本発明にかかる布送り装置
は、図１に示す送り歯１０、送り歯１０による布送り量
および送り方向を変換する送り変換ステッピングモータ
２２を備えた送り変換手段１９、および主軸回転位相セ
ンサ３０等を具備してなる。

【００１６】本発明にかかる布送り装置が設置されるミ
シン１は、水平アーム１ａ内に一定固定軸線を中心に回
動自在に支持した主軸７を有し、主軸７は、図１の左方
部に針棒８を上下動するための針棒駆動機構を連結し、
機枠から突出する右方部にハンド・プーリー９を固定
し、さらにこれらの中間に送り歯１０を水平移動させる
ための偏心カム１１を固定するとともに、ベッド１ｂ内
に設置したミシンモータ１２にベルト１３を介して連動
し、一方向に連続回転するように設ける。

【００１７】送り歯１０は、主軸７に連動し、針棒８の
上下動に同期して回転する上下送り軸１４の偏心部１５
に遊嵌する二又部と、水平送り軸１６の垂直腕部１７の
上端と連結する連結部を備えた送り台１８の中間に固定
し、偏心部１５の回動および垂直腕部１７の揺動との協
調作用により四送り運動して、図示しない針板上面に載
置した布を一方向に移動するように作動する。

【００１８】水平送り軸１６は、針棒８の上下動に同期
する揺動方向が送り変換手段１９により変更可能となっ
ている。すなわち、上端に偏心カム１１を包持する二又
部２０ａを形成し、かつ中間に案内ピン２０ｂを主軸７
と平行に植設した連動リンク２０の下端を、水平送り軸
１６の右端に固定した水平腕２１の後端と回動可能に連
結し、また胴部１ｃ内には、送り変換ステッピングモー
タ（パルスモータ）２２を出力軸２２ａが案内ピン２０
ｂと平行なるように支持し、出力軸２２ａの一端には案
内ピン２０ｂに回動可能に支持した角駒２３を嵌合案内
するための案内溝２４ａを形成した調節器２４を固定す
る。そして調節器２４と送り歯１０との関係は、図２に
示すように、右下りに傾斜した状態で布送り方向が
「正」となり、右上がりに傾斜した状態で「逆」とな
り、水平の状態では送り歯１０の水平移動が停止する。
なお、図２に表示した数字の「＋」は「正送り」を、
「−」は「逆送り」を表し、「０〜４」までの数字は送
りピッチの大きさを表したものである。

【００１９】このミシンは、布送り変換期間および針振
り期間を検出するための主軸回転位置検出器としての主
軸位相センサと、ステッピングモータ２２の原点として
調節器２４の傾きが図２の「０」に一致する状態（案内
溝２４ａの水平状態）を検出する原点検出器と、布送り
ピッチを変更するための送りダイヤル３７を備えてい
る。

【００２０】主軸位相センサ３０は、主軸７に固定しか
つ円周の略半分を大径部２５ａとし、その他の部分を大
径部２５ａよりも回動中心からの径が短い小径部２５ｂ
とした回動板２５と、回動板２５に対向して機枠に支持
した検出器２７とからなる。検出器２７は、小径部２５
ｂに対向している間（小径部の中心角は１７０゜で、主
軸７の回転位相１１０゜〜２８０゜に対応）は論理的に
高いレベルの信号（送り変換を許可する送り変換期間信
号）を発生し、大径部２５ａに対向している間（大径部
の中心角は１９０゜で、主軸の回転位相２８０゜〜３６
０゜（０゜）〜１１０゜に対応）は論理的に低いレベル
の信号（針振りを許可する針振り期間信号）を発生す
る。

【００２１】主軸回転位相１１０゜〜２８０゜は、先の
図６に示すように、針２６が針板上に位置している期間
で、針振り期間に定められ、ジクザク縫いをするとき
は、この間に針振りステッピングモータ（パルスモー
タ）３２（図３）により、布送り方向に対して直角方向
への針２６の移動（揺動）、すなわち針振りを行う。主
軸回転位相２８０゜〜３６０゜（０゜）〜１１０゜は針
２６が針板下に位置している期間で、送り変換期間に定
められ、送りピッチや送り方向を変更するときは、この
間に送り変換手段１９により送り歯１０の移動量や移動
方向の変換を行う。

【００２２】原点検出器は、ステッピングモータ２２の
出力軸２２ａに固定し放射状の切欠きを形成した図示し
ない円板と、調節器２４の溝２４ａの傾きが水平となっ
たときに上記切欠きに対向して原点信号を発生する検出
器とからなっている。

【００２３】図３に示すように、ミシンの制御部（ＣＰ
Ｕ）３５は、上記の主モータ１２、送り変換ステッピン
グモータ（送り変換ＳＴＭ）２２、針振りステッピング
モータ（針振りＳＴＭ）３２、主軸センサ３０、および
マトリクススイッチ（押しボタン３、６、３１等のスイ
ッチ類）の各部を制御する。

【００２４】ここで、押しボタン３を押圧して所定の針
振り模様を選択すると、針棒８が針振りステッピングモ
ータを介してその選択模様の初期位置にセットされると
ともに、調節器２４が送り変換ステッピングモータ２２
を介して図２における右下がりの初期位置にセットされ
る。この状態から実行・停止ボタン６を押圧してミシン
１を運転すれば、主軸７が回動し、針２６が針板上方に
位置している間に揺動されるとともに、送り歯１０が布
を正送りするように作動して、所定の模様を縫製する。

【００２５】押しボタン３により直線模様を選択する
と、針棒８の揺動が所定の位置に固定されるとともに、
調節器２４が送りダイヤル３７の設定位置に対応する右
下がりの状態に固定される。この状態から実行・停止ボ
タン６を押してミシン１を運転すれば、布は図１のミシ
ン後方に正送りされる。

【００２６】さて、従来技術の項で述べたように、主軸
位相センサ３０の１１０゜、２８０゜の信号と送り歯１
０の沈下、浮上の位相とはずれており、１１０゜の信号
で送り変換ステッピングモータを駆動し、送り歯が針板
上に浮上する２６０゜までに駆動を完了し、実際に２６
０゜で送り歯が浮上して、変換後の送り量で布を送る。
このため、主軸回転位相２６０゜〜２８０゜の間で主モ
ータを停止したときは、実際には送り歯が針板上に浮上
しているが、制御ＣＰＵ３５は送り変換期間と判断し、
たとえば布送り方向逆転のために逆送りボタン３１を押
すと（リバーススイッチＯＮ）、次の１針目（針落ちす
るまで）に逆送りの縫い目を形成させるために、主軸位
相２６０゜〜２８０゜の間で直ぐに送り変換ステッピン
グモータを駆動して、送り歯を逆送り位置まで移動す
る。このとき、図示しない押さえ足が送り歯を押しつけ
ており、送り変換ステッピングモータ２２にとっては重
い負荷がかかる格好となっている。

【００２７】そこで、本発明の布送り装置では、主軸回
転位相２６０゜〜２８０゜の間で主モータ１２が停止し
ているとき（停止していた主モータの駆動開始時を含
む）に、送り変換ステッピングモータ２２を駆動して送
り量もしくは送り方向を変換する際は、ステッピングモ
ータ２２の駆動を、主モータの駆動中のステッピングモ
ータの速度よりも遅い速度で行うようにした。

【００２８】本実施の形態では、具体的には、送り変換
ステッピングモータ２２を３０個のパルスで駆動する場
合、主モータ回転中の送り変換時は、図４（ａ）に示す
ように、ステッピングモータ２２のドライバに対し、パ
ルスレート（周波数）を５００ｐｐｓ〜１２５０ｐｐｓ
（パルス幅で最大２ｍｓから最小０．８ｍｓ）の間で変
化させて短時間で３０パルス印可し、ステッピングモー
タを速い速度で加減速しているのに対し、主モータ停止
中の送り変換時には、図４（ｂ）に示すように、ドライ
バに５００ｐｐｓ（パルス幅で２ｍｓ）のパルスレート
のまま変えずに長い時間で３０パルス印可して、ステッ
ピングモータを遅い速度で定速駆動する。

【００２９】ステッピングモータのパルスレートとモー
タトルクとの間には、図５に示すような関係があり、パ
ルスレートが大きいほど大きなモータトルクが得られ
る。したがって、本実施の形態のように、パルスレート
５００ｐｐｍ（パルス幅０．２ｍｓ）で３０パルス印可
して送り変換ステッピングモータ２２を遅い速度で駆動
するようにすれば、押さえ足が送り歯を押しつけて送り
変換ステッピングモータ２２に大きな負荷がかかるよう
な格好になっていても、ステッピングモータ２２に容易
に大きなトルクを得て、送り歯を送り変換位置に無理な
く移動することができる。この故に、従来のように、送
り変換モータに大電流や大容量のモータドライバを用意
する必要がなく、大きな負荷下での送り変換をコストア
ップを生じることなく容易に実行できる。

【００３０】また主モータ停止中もしくは駆動開始時荷
送り調整を開始するに当たって、主軸の回転位相が針降
り上昇する送り歯位置にある場合について説明したが、
送り調整開始後の送り調整期間中に主軸の回転位相がこ
の送り歯位置に達する場合にも、送り変換モータを低速
で駆動しても、上記実施例と同様の効果を奏する。

【００３１】以上の実施の形態では、ミシンの主軸回転
位相の１１０゜〜２８０゜を送り変換期間、２８０゜〜
３６０゜（０゜）〜１１０゜を針振り期間としたが、こ
れは絶対的な数値ではなく、ミシンの具体的構成によっ
て適宜変わり得る数値であり、本発明は、１個の主軸回
転位相センサによって送り変換期間および針振り期間を
検出するものならば、いずれにも適用することができ
る。また、主モータ停止中もしくは駆動開始時に送り量
調整を行う場合であって、送り調整期間中に送り歯が押
さえ足により圧力を受けることを判別して、送り変換モ
ータを低速で駆動するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、主モータ
が停止中もしくは駆動開始時に送り変換モータを駆動す
るときに、押さえ足が送り歯を押しつけて大きな負荷が
かかる格好になっていても、送り歯を変換位置に無理な
く移動することができる。また送り変換モータのドライ
バに印加するパルスのパルスレートを小さくしてパルス
幅を大きくすることにより、送り変換モータに容易に低
速、大トルクを得ることができるので、送り変換モータ
に大電流や大容量のモータドライバを用意する必要がな
く、大きな負荷下での送り変換をコストアップを生じる
ことなく容易に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の布送り装置が設置されたミシンの外観
および内部を示す斜視図である。

【図２】図１のミシンの調節器と送り歯との関係を示す
説明図である。

【図３】図１のミシンの制御系を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の一実施の形態における主モータ停止時
の送り変換ステッピングモータの駆動法を主モータ回転
中のステッピングモータ駆動法と対比して示す説明図で
ある。

【図５】ステッピングモータのパルスレートとモータト
ルクとの関係を示す説明図である。

【図６】ミシンの主軸回転位相と送り歯の沈下、浮上の
関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ミシン ７ 主軸 １０ 送り歯 １２ 主モータ １９ 送り変換手段 ２２ 送り変化ステッピングモータ ２４ 調節器 ２５ 主軸回転位相センサ ２６ 針

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B150 AA07 CB04 CE01 CE23 DE06 DE14 DE27 DE31 DE33 JA03 JA07 QA04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主モータによる主軸の回転により上下動
   する針に連動して針板上に四送り運動により出没して、
   押さえ足により針板との間で押さえられた布を一定方向
   に送る送り歯と、その送り歯の布送り量および送り方向
   を変換する送り変換モータを備えた送り変換手段と、前
   記主軸の回転位相の検知により前記送り変換手段による
   送り変換期間を検出して、送り変換を許可する送り変換
   期間信号を出力する主軸位相検知手段とを備えたミシン
   の布送り装置において、 前記主モータの停止中もしくは駆動開始時に前記送り変
   換モータを駆動するときは、前記送り変換モータを前記
   主モータの駆動中よりも低速で駆動することを特徴とす
   るミシンの布送り装置。