JP2012019976A - ミシン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送り歯22が針板29の上面29uよりも下方に退避する退避状態を開始する退避開始タイミングを報知するためのタイミング情報が設定されたタイミング設定部12bと、タイミング設定部12bの退避開始タイミングに関するタイミング情報を検知し、その検知信号を制御部に出力するセンサ14とが設けられている。タイミング設定部12bにおいては、送り歯22が針板29の上面29uよりも下方に退避する退避状態を開始する退避開始タイミングについて、退避開始タイミングを速く検知するように、タイミング情報は前倒しされて設定されている。
【選択図】図1
Description
タイミング設定部においては、送り歯が針板の上面よりも下方に退避する退避状態を開始する退避開始タイミングについて、退避開始タイミングを速く検知するように、タイミング情報は上軸回転角度0°側に向けて前倒しされて設定されている。
(1)この場合、ミシンの上軸の回転速度に関わらず必ず発生する応答遅れ時間(例えば、センサの信号出力の時刻からアクチュエータの動作信号の出力の時刻までの時間)を、遮蔽板(タイミング設定部)に設定角度(物理情報)として予め設定することができる。この場合、送り調整器の駆動源であるアクチュエータの実際の動作タイミングの遅れによる不具合を低減することができる。
(2)理論上、送り調整器およびアクチュエータが駆動可能な時間範囲は、送り歯が針板の上面よりも下方に退避しているときである。設計上で設定される送り調整器およびアクチュエータが駆動可能な範囲を設定する際に、従来、動作遅れ誤差として含まれていたセンサ信号伝達時間(センサからアクチュエータまでに信号が伝達される時間)の遅れによる弊害を排除することができる。この場合、送り調整器およびアクチュエータが駆動可能な時間範囲をより長く設定できる。
(3)上記した(2)により、アクチュエータの駆動時間が従来のミシンよりも長くできる。よって、アクチュエータの能力を抑え、応答性が高速ではないものの廉価なステッピングモータ等のアクチュエータを使用できる。ひいては廉価なミシンを提供できる。
(4)上記した(2)により、広がった設定範囲に相当する分の誤差を、ミシンの部品の部品精度や組付精度の緩和として反映させることができる。従って、部品の過剰に高精度な寸法精度、部品の過剰に高精度な組付精度が要請されることが軽減される。即ち、寸法精度がより粗い部品や組付けでも、従来と同じミシン動作を保障できるようになる。従って部品単価を低下させたり、組付作業性を向上させることができる。
図1〜図10は実施形態1の概念を示す。図1は本発明を実施したミシンの要部を示した斜視図である。ミシンは機枠1をもつ。上軸2はこれの軸線が横方向に延びる横軸形であり、図示されない機枠1に図示されない軸受けによって回転自在に支持されている。上軸2の一端2eには、ハンドホイール3、プーリ4が固着されている。プーリ4には、大径部の従動プーリ4aと図示しないが第1のタイミングプーリ4bが形成されている。機枠1にはメインモータ5が固着されている。メインモータ5に固着されたモータプーリ6と従動プーリ4aには、エンドレス状の駆動ベルト7が掛けられている。メインモータ5の回転は減速されて上軸2に伝えられる。上軸2の他端2fには、周知のように針棒クランク8更にはクランクロッド9が固定されている。クランクロッド9により針棒10が矢印Y1,Y2方向に上下動する。針棒10は図示しない針棒腕によって上下摺動可能に保持されている。針棒10には針留め10cを介して針10dが取り付けられている。
下軸15の他端15fには、下軸15の回転力を駆動力とする送り機構21(送り歯運動機構)が設けられている。送り機構21は図2〜図6に示されている。図2〜図6に示されているように、送り機構21は、針板29の上面29u上の布等の被裁縫物をミシンの前後方向(図2に示す矢印FR方向)に搬送する送り歯22と、送り歯22を支持する送り台23とを有する。図2から理解できるように、水平送り腕24の下端24dは機枠1に対し軸24kによって回転自在に保持されている。送り台23は、水平送り腕24の上端24uに回転自在に組みつけられている。送り歯22は、下軸15の他端15fに固定された偏心カム25の一側面に円筒端面をカム面とする上下送りカム25aと上下送りリンク26とを介して連動している。従って、送り歯22は、下軸15の回転に応じて変化するカムリフト量に対応して上下動(矢印Y1,Y2方向)を行う。
Δr=360°×(R/60)×ΔT……式(1)
図8を用いて説明を加えると、従来では、図8の特性線W10として示すように、従来の遮蔽板12bの端12b1,12b2のタイミング設定が149°〜281°(図8に示す範囲B)とされている。この場合、実際の動作タイミングについては、前述のセンサ14bが遮蔽板12bの端12b1の角度(物理情報)を検知してから、ステッピングモータ30を駆動させる指令がステッピングモータ30に出力されるまでの時間(ΔT)がかかるため、ΔTを考慮し、従来では、図8の特性線W11として示すように、162.5°(149°+13.5=162.5°)〜281°の範囲(図8に示す範囲C)となる。
図10は実施形態2を示す。本実施形態は前記した実施形態1と基本的には同様の構成、同様の作用効果を奏するため、図1〜図7、図9を準用できる。但し、上軸2が高速回転する場合と低速回転する場合とを使い分けている。図10は、本実施形態のミシンにおける針棒10の軌跡と送り歯22の軌跡とタイミング設定との関係を示すグラフである。具体的には、上軸2の回転数をR[rpm]とし、センサ14bが遮蔽板12の端12b1の角度(物理情報)を検知してから、制御部33がステッピングモータ30を駆動させる指令を出力されるまでに要する時間をΔT[秒]とする。ΔT[秒]の間に上軸2が回転する回転量をΔr[°]とすると、基本的には、前述したように式(1)が成立する。Δr[°]=360°×(R/60)×ΔT……式(1)
図10を用いて説明すると、上軸2が高速回転のとき、上軸回転数R=750[rpm]、ΔT=0.003[秒]=3[ミリ秒]と仮定した場合には、ΔT[秒]の間に回転する上軸2の回転量をΔr1とすると、上記した式(1)により、Δr1=13.5°となる。この場合、送り調整器13およびステッピングモータ30が実際に駆動するタイミングは149°(135.5°+13.5°=149°)〜281°の範囲(図10に示す範囲G)となる。
Δt=(Δr3/360°)×(60/R)……式(2)
この結果、上軸2が低速回転である場合には、センサ14bが遮蔽板12の端12b1の角度(物理情報)を検知してから、ステッピングモータ30はΔr2+Δr3(Δt+ΔT[秒])遅れて動作を開始するように補正する。ここで、Δt+ΔT[秒]は、上軸回転角度に直すと、Δr2+Δr3(=Δr1)である。このように補正された場合、図10における特性線W5lowに示す動作タイミングとなり、送り調整器13およびステッピングモータ30の実際の駆動範囲(図10に示す範囲K)となる。
(実施形態3)
図11は実施形態3を示す。本実施形態は前記した実施形態1,2と基本的には同様の構成、同様の作用効果を奏するため、図1〜図7、図9を準用できる。図11は、本実施形態のミシンにおける針棒10の軌跡と送り歯22の軌跡とタイミング設定との関係を示すグラフである。図11に示すように、上軸回転角度を示す軸において、0°側から上軸回転角度0°側から進行方向に向けて(矢印X2方向に向けて)、タイミングはrso、rs1,rf1,rfoの順ではなく、rs1、rso,rf1,rfoの順で配列されている。
Claims (5)
- ミシン本体と、
前記ミシン本体に取り付けられた回転可能な上軸と、
前記上軸の回転に伴い昇降すると共に針を取り付ける針棒と、
前記ミシン本体に取り付けられた針板と、
前記針板の上面よりも上方に突出すると共に前記針板の上面よりも下方に退避する運動を行うことにより前記針板上の被裁縫物を送り方向に送る送り歯と、
前記送り歯に対して上下方向に沿った運動および水平方向に沿った運動をさせることにより、前記送り歯を前記針板の上面よりも上方に突出させると共に前記針板の上面よりも下方に退避させる運動を送り歯に行わせる送り歯運動機構と、
前記送り歯の送り量を調整する送り調整器と、
前記送り調整器の送り量調整用の動力源となるアクチュエータと、
少なくとも前記アクチュエータを制御する制御部と、
前記上軸と共に回転するように前記上軸に装備され、前記送り歯が前記針板の上面よりも下方に退避する退避状態を開始する退避開始タイミングを報知するためのタイミング情報が設定されたタイミング設定部と、
前記タイミング設定部の前記退避開始タイミングに関する前記タイミング情報を検知し、その検知信号を前記制御部に出力するセンサとを具備しており、
前記タイミング設定部においては、前記送り歯が前記針板の上面よりも下方に退避する退避状態を開始する前記退避開始タイミングについて、前記退避開始タイミングを速く検知するように、前記タイミング情報は、上軸回転角度0°側に向けて前倒しされて設定されているミシン。 - 請求項1において、横軸を前記上軸回転角度を示す軸とし、縦軸を前記送り歯の上下動量を示す軸とするとき、前記上軸回転角度を示す軸において、前記送り歯が前記針板の上面よりも下方に退避する退避状態が開始される退避開始タイミングをrsoとし、前記送り歯の退避状態が終了する退避終了タイミングをrfoとし、更に、前記送り歯の退避状態が開始される前記退避開始タイミングを報知する前記タイミング設定部の前記タイミング情報をrs1とし、前記送り歯の退避状態が終了する退避終了タイミングを報知する前記タイミング設定部のタイミング情報をrf1とするとき、前記上軸回転角度を示す軸において、上軸回転角度0°側から進行方向に向けて、rso,rs1,rf1,rfoの順に配列されているミシン。
- 請求項2において、前記上軸回転角度を示す軸において、rsoとrs1との間の角度差をΔαとし、rf1とrfoとの間の角度差をΔβとするとき、ΔαはΔβ(Δα<Δβ)よりも小さくされているミシン。
- 請求項1〜3のうちの一項において、単位時間あたりの上軸回転数に関する物理情報を検知する上軸回転数検知手段が設けられており、前記センサが検知してから前記制御部が前記アクチュエータを動作させる信号を出力するまでの時間がΔT[秒]とされるとき、
前記上軸回転数検知手段が検知した前記上軸回転数が相対的に低速であるときにおけるΔTは、上軸回転数が相対的に高速であるときにおけるΔTよりも大きくすることを特徴とするミシン。 - 請求項1,3または4において、横軸を前記上軸回転角度を示す軸とし、縦軸を前記送り歯の上下動量を示す軸とするとき、前記上軸回転角度を示す軸において、前記送り歯が前記針板の上面よりも下方に退避する退避状態が開始される退避開始タイミングをrsoとし、前記送り歯の退避状態が終了する退避終了タイミングをrfoとし、更に、前記送り歯の退避状態が開始される前記退避開始タイミングを報知する前記タイミング設定部の前記タイミング情報をrs1とし、前記送り歯の退避状態が終了する退避終了タイミングを報知する前記タイミング設定部のタイミング情報をrf1とするとき、上軸回転角度を示す軸において、rs1はrsoよりも早く設定されており,上軸回転角度0°側から進行方向に向けて、rs1,rso,rf1,rfoの順に配列されているミシン。
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