JP2018029681A - ミシン - Google Patents
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Abstract
【課題】設定された送り量を維持する。【解決手段】縫い針を保持する針棒の上下動の駆動源となるミシンモーター16と、ミシンモーターの軸角度を検出する第一の検出手段161と、ミシンモーターのトルクを利用して送り歯31に被縫製物の送り方向に沿った往復動作を付与する送り機構40と、送り調節体55の位置又は姿勢に応じて送り歯の送り量調節する送り調節機構50とを備え、送り調節機構が、送り調節体の位置又は姿勢を変動させて送り量を調節する送り調節モーター57を有するミシン100において、予め設定された送り量となるように送り調節モーターの出力軸を目標位置まで駆動すると共に、送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、第一の検出手段の検出に基づくミシンモーターの回転速度に応じて送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、送り調節モーターを制御する制御装置90を備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、送り調節を行うミシンに関する。
従来より、ミシンは、送り歯の上下方向の往復動作及び水平方向(送り方向)の往復動作の駆動源としてミシンモーターのトルクを利用している。
そして、ミシンモーターから送り歯に水平方向の往復動作を伝達する伝達機構に設けられた送り調節体に対して動作伝達量の変更動作を付与する送り調節モーターを制御して、送り量を任意に変更調節することを可能としていた(例えば、特許文献1参照)。
そして、ミシンモーターから送り歯に水平方向の往復動作を伝達する伝達機構に設けられた送り調節体に対して動作伝達量の変更動作を付与する送り調節モーターを制御して、送り量を任意に変更調節することを可能としていた(例えば、特許文献1参照)。
上記送り調節モーターは、ステッピングモーターが使用されており、実行動作の種別や送り量の設定に応じて目標となる送り量となる様に目標位置への駆動制御が行われ、送り量の変動がない期間は、設置された送り量を維持するように停止制御が行われる。
しかしながら、上記従来のミシンは、ミシンモーターから送り歯に水平方向の往復動作を伝達する伝達機構に設けられた送り調節体に対して送り調節モーターが動作を付与するので、ミシンモーターの振動が、フレームや送り調節体を通じて送り調節モーターの出力軸にも伝達され、ミシンモーターが高速になると送り調節モーターの出力軸に伝わる振動も大きくなり、送り調節モーターが姿勢を維持させているにも拘わらず、送り調節体に姿勢の変動が生じて、送り量が変化してしまうおそれがあった。
しかしながら、上記従来のミシンは、ミシンモーターから送り歯に水平方向の往復動作を伝達する伝達機構に設けられた送り調節体に対して送り調節モーターが動作を付与するので、ミシンモーターの振動が、フレームや送り調節体を通じて送り調節モーターの出力軸にも伝達され、ミシンモーターが高速になると送り調節モーターの出力軸に伝わる振動も大きくなり、送り調節モーターが姿勢を維持させているにも拘わらず、送り調節体に姿勢の変動が生じて、送り量が変化してしまうおそれがあった。
本発明は、目標となる送り量を正しく維持して縫製を行うことをその目標とする。
請求項1記載の発明は、ミシンにおいて、
縫い針を保持する針棒の上下動の駆動源となるミシンモーターと、
前記ミシンモーターの軸角度を検出する第一の検出手段と、
前記ミシンモーターのトルクを利用して送り歯に被縫製物の送り方向に沿った往復動作を付与する送り機構と、
送り調節体の位置又は姿勢に応じて前記送り歯の送り量を調節する送り調節機構とを備え、
前記送り調節機構が、前記送り調節体の位置又は姿勢を変動させる送り調節モーターを有するミシンにおいて、
予め設定された送り量となるように前記送り調節モーターの出力軸を目標位置まで駆動すると共に、
前記送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、前記第一の検出手段の検出に基づく前記ミシンモーターの回転速度に応じて前記送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、前記送り調節モーターを制御する制御装置を備えることを特徴とする。
縫い針を保持する針棒の上下動の駆動源となるミシンモーターと、
前記ミシンモーターの軸角度を検出する第一の検出手段と、
前記ミシンモーターのトルクを利用して送り歯に被縫製物の送り方向に沿った往復動作を付与する送り機構と、
送り調節体の位置又は姿勢に応じて前記送り歯の送り量を調節する送り調節機構とを備え、
前記送り調節機構が、前記送り調節体の位置又は姿勢を変動させる送り調節モーターを有するミシンにおいて、
予め設定された送り量となるように前記送り調節モーターの出力軸を目標位置まで駆動すると共に、
前記送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、前記第一の検出手段の検出に基づく前記ミシンモーターの回転速度に応じて前記送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、前記送り調節モーターを制御する制御装置を備えることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のミシンにおいて、
前記制御装置は、前記ミシンモーターの回転速度が速くなる程、前記送り調節モーターの位置保持トルクが大きくなるように制御することを特徴とする。
前記制御装置は、前記ミシンモーターの回転速度が速くなる程、前記送り調節モーターの位置保持トルクが大きくなるように制御することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のミシンにおいて、
前記制御装置は、
前記送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、前記ミシンモーターの回転速度に加えて、前記設定された送り量に応じて前記送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、前記送り調節モーターを制御することを特徴とする。
前記制御装置は、
前記送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、前記ミシンモーターの回転速度に加えて、前記設定された送り量に応じて前記送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、前記送り調節モーターを制御することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3記載のミシンにおいて、
前記制御装置は、前記設定された送り量が大きくなる程、前記送り調節モーターの位置保持トルクが大きくなるように制御することを特徴とする。
前記制御装置は、前記設定された送り量が大きくなる程、前記送り調節モーターの位置保持トルクが大きくなるように制御することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載のミシンにおいて、
前記送り調節モーターは、ステッピングモーターであることを特徴とする。
前記送り調節モーターは、ステッピングモーターであることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載のミシンにおいて、
前記送り調節モーターの軸角度を検出する第二の検出手段を備え、
前記制御装置は、前記送り調節モーターが駆動している場合に、前記第二の検出手段により検出される前記送り調節モーターの出力軸角度に対してトルクが最大となる電気角に向けて励磁を行うように、前記送り調節モーターを制御することを特徴とする。
前記送り調節モーターの軸角度を検出する第二の検出手段を備え、
前記制御装置は、前記送り調節モーターが駆動している場合に、前記第二の検出手段により検出される前記送り調節モーターの出力軸角度に対してトルクが最大となる電気角に向けて励磁を行うように、前記送り調節モーターを制御することを特徴とする。
本発明は、ミシンモーターの回転数が大きくなり、送り調節モーターに抗して送り調節体の目標位置に変動を生じさせる振動が大きくなった場合でも、送り調節モーターはこれに対応して送り調節体を維持することができるので、送り量が設定値を維持することができ、高品質の縫いを行うことが可能となる。
[実施形態の概略構成]
以下、本発明の実施形態であるミシンについて詳細に説明する。
図1はミシン100のミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。
図1に示すように、ミシン100は、縫い針を上下動させる図示しない針上下動機構と、その駆動源となるミシンモーター16(図7参照)と、ミシンモーター16により回転動作が行われる図示しない上軸と、上糸を下糸に絡める釜12と、縫い針の上下動に合わせて針板11上の被縫製物たる布地を送る送り装置30と、上軸から送り装置30の下軸33に回転力を伝達するベルト機構20と、上糸及び下糸を切断する糸切り装置14(図7参照)と、上記各構成を支持するミシンフレーム(図示略)と、上記各構成を制御する制御装置90(図7参照)とを備えている。
なお、上記ミシン100はいわゆる本縫いミシンであり、一般的な本縫いミシンが備える天秤機構、糸調子、布押さえ等の各構成を備えているが、これらは周知のものなので説明は省略する。
以下、本発明の実施形態であるミシンについて詳細に説明する。
図1はミシン100のミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。
図1に示すように、ミシン100は、縫い針を上下動させる図示しない針上下動機構と、その駆動源となるミシンモーター16(図7参照)と、ミシンモーター16により回転動作が行われる図示しない上軸と、上糸を下糸に絡める釜12と、縫い針の上下動に合わせて針板11上の被縫製物たる布地を送る送り装置30と、上軸から送り装置30の下軸33に回転力を伝達するベルト機構20と、上糸及び下糸を切断する糸切り装置14(図7参照)と、上記各構成を支持するミシンフレーム(図示略)と、上記各構成を制御する制御装置90(図7参照)とを備えている。
なお、上記ミシン100はいわゆる本縫いミシンであり、一般的な本縫いミシンが備える天秤機構、糸調子、布押さえ等の各構成を備えているが、これらは周知のものなので説明は省略する。
上記ミシンフレームは、ミシンの全体において下部に位置するベッド部と、ミシンベッド部の長手方向の一端部において上方に立設された立胴部と、立胴部の上端部からベッド部と同方向に延設された図示しないアーム部とを備えている。
なお、以下の説明では、ミシンベッド部の長手方向に平行な水平方向をY軸方向とし、水平であってY軸方向に直交する方向をX軸方向とし、X軸及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向とする。
なお、以下の説明では、ミシンベッド部の長手方向に平行な水平方向をY軸方向とし、水平であってY軸方向に直交する方向をX軸方向とし、X軸及びY軸方向に直交する方向をZ軸方向とする。
[針上下動機構及びベルト機構]
針上下動機構は、アーム部の内側に配設され、ミシンモーター16に回転駆動されると共にY軸方向に沿って配設された上軸と、縫い針を下端部で保持する針棒と、上軸の回転力を上下動の往復駆動力に変換して針棒に伝達する図示しないクランク機構とを備えている。
そして、ベルト機構20は、上軸に固定装備された主動プーリと、送り装置30の下軸33に固定装備された従動プーリ21と、主動プーリと従動プーリ21とに掛け渡されたタイミングベルト22とを備えている。そして、ベルト機構20により、下軸33は上軸と同速度で回転を行う。
なお、ベルト機構に替えて縦軸と傘歯車からなる歯車伝達機構で上軸から下軸33に回転力を伝達しても良い。
針上下動機構は、アーム部の内側に配設され、ミシンモーター16に回転駆動されると共にY軸方向に沿って配設された上軸と、縫い針を下端部で保持する針棒と、上軸の回転力を上下動の往復駆動力に変換して針棒に伝達する図示しないクランク機構とを備えている。
そして、ベルト機構20は、上軸に固定装備された主動プーリと、送り装置30の下軸33に固定装備された従動プーリ21と、主動プーリと従動プーリ21とに掛け渡されたタイミングベルト22とを備えている。そして、ベルト機構20により、下軸33は上軸と同速度で回転を行う。
なお、ベルト機構に替えて縦軸と傘歯車からなる歯車伝達機構で上軸から下軸33に回転力を伝達しても良い。
[送り装置]
図1に示すように、送り装置30は、針板11の開口から出没して布地を所定方向に送る送り歯31と、送り歯31を保持する送り台32と、ミシンモーター16から動力を得て回転駆動を行う下軸33と、送り台32に対して布地の送り方向に沿ったX軸方向(水平方向)の往復動作を伝達する送り機構としての水平送り機構40と、送り台32に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構60Bとを備えている。
図1に示すように、送り装置30は、針板11の開口から出没して布地を所定方向に送る送り歯31と、送り歯31を保持する送り台32と、ミシンモーター16から動力を得て回転駆動を行う下軸33と、送り台32に対して布地の送り方向に沿ったX軸方向(水平方向)の往復動作を伝達する送り機構としての水平送り機構40と、送り台32に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構60Bとを備えている。
[水平送り機構]
水平送り機構40は、送り台32に対するX軸方向の往復動作のストロークである送り量を調節する送り調節機構50と、下軸33からX軸方向に沿った往復動作を取り出すクランクロッド41と、送り調節機構50を介してクランクロッド41から往復回動が付与される水平送り軸42と、水平送り軸42の往復回動駆動力を送り方向の往復駆動力に変換して送り台32に伝達する水平送りアーム43とを備えている。
水平送り機構40は、送り台32に対するX軸方向の往復動作のストロークである送り量を調節する送り調節機構50と、下軸33からX軸方向に沿った往復動作を取り出すクランクロッド41と、送り調節機構50を介してクランクロッド41から往復回動が付与される水平送り軸42と、水平送り軸42の往復回動駆動力を送り方向の往復駆動力に変換して送り台32に伝達する水平送りアーム43とを備えている。
クランクロッド41は、その一端部が下軸33に固定装備された偏心カム(図示略)を回転可能に保持しており、他端部が送り調節機構50に連結されている。かかるクランクロッド41は、その長手方向がおおむねX軸方向に沿うように配置されており、下軸33が全回転で駆動すると、クランクロッド41の他端部は偏心カムによりその偏心量の二倍のストロークでその長手方向に沿って往復動作を行う。かかるクランクロッド41の往復動作が送り調節機構50を介して水平送り軸42への往復回動力として伝達される。
送り調節機構50は、図2に示すように、水平送り軸42に固定装備されると共に水平送り軸42を中心とする半径方向外側に延出された揺動アーム51と、クランクロッド41の他端部と揺動アーム51とを連結する一対の第一のリンク体53と、クランクロッド41の他端部の往復運動方向をいずれかの方向に誘導する一対の第二のリンク体54と、第二のリンク体54による誘導方向を決定する送り調節体55と、送り調節体55と一体的に回動する支軸52と、支軸52に固定装備されると共に支軸52を中心とする半径方向外側に延出された入力アーム56と、送り調節体55を回動させて下軸33から送り台32に伝達されるX軸方向(水平方向)の往復動作量を調節する送り調節モーター57と、送り調節モーター57の出力軸から入力アーム56に回動力を伝達する二つの伝達リンク58,59とを備えている。
第一のリンク体53は、一端部がクランクロッド41の他端部に連結され、他端部が揺動アーム51の揺動端部に連結され、これら両端部はいずれもY軸回りに回動可能に連結されている。
第二のリンク体54は、一端部が第一のリンク体53の一端部と共にクランクロッド41の他端部に連結され、他端部が送り調節体55の回動端部に連結され、これら両端部はいずれもY軸回りに回動可能に連結されている。
送り調節体55は、その基端部にY軸方向に沿った支軸52が固定装備されており、当該支軸52はミシンフレーム内でY軸回りに回動可能に支持されている。
また、送り調節体55の回動端部は第二のリンク体54の他端部とY軸回りに回動可能に連結されている。
第二のリンク体54は、一端部が第一のリンク体53の一端部と共にクランクロッド41の他端部に連結され、他端部が送り調節体55の回動端部に連結され、これら両端部はいずれもY軸回りに回動可能に連結されている。
送り調節体55は、その基端部にY軸方向に沿った支軸52が固定装備されており、当該支軸52はミシンフレーム内でY軸回りに回動可能に支持されている。
また、送り調節体55の回動端部は第二のリンク体54の他端部とY軸回りに回動可能に連結されている。
送り調節機構50では、第一のリンク体53と第二のリンク体54のそれぞれの長手方向が一致する状態、つまり各リンク体53,54がY軸方向から見て丁度重なる状態となるように送り調節体55を回動させると、クランクロッド41の駆動力が揺動アーム51に伝わらない状態となる。このとき、水平送り軸42には往復回動動作が伝わらないので、送り台32のX軸方向の往復のストロークが0、即ち、送り量が0となる。このように、各リンク体53,54が重なる状態となる送り調節体55の回動角度を「送り調節体55の中立角度」とする。
そして、この送り調節体55を中立角度から一方に回動させると、その回動角度量に応じて揺動アーム51側に往復の揺動動作が付与され、これにより正送り方向の送り量を大きくすることができる。
また、この送り調節体55を中立角度から逆方向に回動させると、やはりその回動角度量に応じて揺動アーム51側に往復の揺動動作を付与することができるが、この場合には、位相が反転して伝達され、これにより逆送り方向の送り量を大きくすることができる。
また、この送り調節体55を中立角度から逆方向に回動させると、やはりその回動角度量に応じて揺動アーム51側に往復の揺動動作を付与することができるが、この場合には、位相が反転して伝達され、これにより逆送り方向の送り量を大きくすることができる。
送り調節モーター57は、ミシンベッド部内のY軸方向一端部側において、出力軸をY軸方向に向けて配置されている。前述した伝達リンク58は、その長手方向を概ねX軸方向に向けてその一端部が送り調節モーター57の出力軸に固定装備されている。従って、送り調節モーター57の駆動により伝達リンク58の他端部は上下に回動を行う。
伝達リンク59は、その長手方向が概ねZ軸方向に沿った状態で、その下端部が伝達リンク58の他端部にY軸回りに回動可能に連結されている。従って、送り調節モーター57の駆動により伝達リンク59は全体的に上下動を行う。
入力アーム56は、支軸52に固定装備されると共に支軸52から概ねX軸方向に沿って延出されており、その延出端部は伝達リンク59の上端部にY軸回りに回動可能に連結されている。
これらにより、送り調節モーター57が駆動すると、伝達リンク58,59及び入力アーム56を介して送り調節体55を回動させることができる。
伝達リンク59は、その長手方向が概ねZ軸方向に沿った状態で、その下端部が伝達リンク58の他端部にY軸回りに回動可能に連結されている。従って、送り調節モーター57の駆動により伝達リンク59は全体的に上下動を行う。
入力アーム56は、支軸52に固定装備されると共に支軸52から概ねX軸方向に沿って延出されており、その延出端部は伝達リンク59の上端部にY軸回りに回動可能に連結されている。
これらにより、送り調節モーター57が駆動すると、伝達リンク58,59及び入力アーム56を介して送り調節体55を回動させることができる。
水平送り軸42は、ミシンベッド部内においてY軸方向に沿って回転可能に支持されており、下軸33に対して布地の送り方向下流側(図1における左方)に配置されている。かかる水平送り軸42の立胴部側の一端部には前述した送り調節機構50を介して下軸33から往復回動力が付与され、水平送り軸42の他端部から水平送りアーム43を介して送り台32にX軸方向に沿った往復動作を伝達する。
水平送りアーム43は、その基端部が水平送り軸42の針板11側の端部に固定連結され、その揺動端部はほぼ上方に向けられた状態で送り台32に連結されている。
従って、水平送りアーム43は、ミシンモーター16の駆動により送り台32をX軸方向に沿って往復移動させることができる。また、送り台32のX軸方向に沿った往復動作のストロークは、送り調節機構50の送り調節モーター57を制御することにより、任意に調節することができる。
従って、水平送りアーム43は、ミシンモーター16の駆動により送り台32をX軸方向に沿って往復移動させることができる。また、送り台32のX軸方向に沿った往復動作のストロークは、送り調節機構50の送り調節モーター57を制御することにより、任意に調節することができる。
送り台32は、針板11の下方に配設され、布送り方向(X軸方向)における一端部が上下送り機構60Bに連結され、他端部が水平送りアーム43に連結されている。また、送り台32の長手方向中間位置の上部には送り歯31が固定装備されている。
これにより、送り台32はその一端部から上下方向に往復駆動力が付与され、他端部からは同じ周期で送り方向の往復駆動力が付与される。そして、これらの往復駆動力を合成することでX−Z平面に沿って長円運動を行うこととなる。この送り台32に伴って送り歯31も長円運動を行い、当該長円運動軌跡の上部領域を移動する際に送り歯31の先端部が針板11の開口部から上方に突出し、布地を送ることを可能としている。
これにより、送り台32はその一端部から上下方向に往復駆動力が付与され、他端部からは同じ周期で送り方向の往復駆動力が付与される。そして、これらの往復駆動力を合成することでX−Z平面に沿って長円運動を行うこととなる。この送り台32に伴って送り歯31も長円運動を行い、当該長円運動軌跡の上部領域を移動する際に送り歯31の先端部が針板11の開口部から上方に突出し、布地を送ることを可能としている。
[上下送り機構]
図3は上下送り機構60Bの斜視図、図4〜図6は上下送り機構60Bの動作説明図である。
この上下送り機構60Bは、送り台32に対する上下方向(Z軸方向)の往復動作の駆動源となる上下送りモーター66と、当該上下送りモーター66の出力軸に連結されて回動動作を行う第一リンク61Bと、第一リンク61Bの回動端部に一端部が連結された第二リンク62Bと、第二リンク62Bの他端部に一端部が連結された第三リンク63Bと、第三リンク63Bの他端部に連結されると共にミシンフレーム内で位置が固定された回動軸67と、当該回動軸67を介して第三リンク63Bと連結された第四リンク64と、当該第四リンク64の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台32の一端部に連結された第五リンク65とを備えている。
なお、上記の上下送り機構60Bに替えて、モーターと偏心カムとリンクを用いる構成や、モーターとラックとピニオンを用いる構成に変更することも容易に考えられる。
図3は上下送り機構60Bの斜視図、図4〜図6は上下送り機構60Bの動作説明図である。
この上下送り機構60Bは、送り台32に対する上下方向(Z軸方向)の往復動作の駆動源となる上下送りモーター66と、当該上下送りモーター66の出力軸に連結されて回動動作を行う第一リンク61Bと、第一リンク61Bの回動端部に一端部が連結された第二リンク62Bと、第二リンク62Bの他端部に一端部が連結された第三リンク63Bと、第三リンク63Bの他端部に連結されると共にミシンフレーム内で位置が固定された回動軸67と、当該回動軸67を介して第三リンク63Bと連結された第四リンク64と、当該第四リンク64の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台32の一端部に連結された第五リンク65とを備えている。
なお、上記の上下送り機構60Bに替えて、モーターと偏心カムとリンクを用いる構成や、モーターとラックとピニオンを用いる構成に変更することも容易に考えられる。
上下送りモーター66は、ミシンベッド部内でY軸方向における針板11側の端部に配置され、Y軸方向について、前述した送り調節機構50の送り調節モーター57と離隔して配置されている。これらのモーター57,66は、いずれも設置スペースを広く必要とするが、このようにミシンベッド部内でその長手方向について離隔して配置することにより、相互間のスペースをミシンの他の構成、例えば、モーターと同様に設置スペースを広く必要とする糸切り装置14の駆動源となるソレノイドの設置スペースを確保することができる。
また、上下送りモーター66はその出力軸をY軸方向に沿わせて配置されている。
また、上下送りモーター66はその出力軸をY軸方向に沿わせて配置されている。
さらに、上下送りモーター66は、前述した送り調節モーター57と同一仕様且つ同一性能であって機種及び種別が同一のステッピングモーターを使用している。
これにより、モーター及びその周辺の部材の共通化を図ることができ、コスト低減及びメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
これにより、モーター及びその周辺の部材の共通化を図ることができ、コスト低減及びメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
第一リンク61Bは、回動中心となる基端部が上下送りモーター66の出力軸に固定支持されている。
一方、第三リンク63Bは、その他端部がミシンベッド部のフレームにより回転可能に支持された回動軸67に固定支持されている。
そして、第一リンク61Bの回動端部と第三リンク63Bの回動端部は第二リンク62Bの一端部と他端部とにそれぞれY軸回りに回動可能に連結されている。
そして、これら第一〜第三リンク61B〜63Bは、図4に示すように、第一リンク61BがZ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が上方を向いた状態であって、第三リンク63BがZ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が下方を向いた状態である場合に、第二リンク62BはほぼX軸方向に平行な水平状態となるように、それぞれの長さが設定されている。
一方、第三リンク63Bは、その他端部がミシンベッド部のフレームにより回転可能に支持された回動軸67に固定支持されている。
そして、第一リンク61Bの回動端部と第三リンク63Bの回動端部は第二リンク62Bの一端部と他端部とにそれぞれY軸回りに回動可能に連結されている。
そして、これら第一〜第三リンク61B〜63Bは、図4に示すように、第一リンク61BがZ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が上方を向いた状態であって、第三リンク63BがZ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が下方を向いた状態である場合に、第二リンク62BはほぼX軸方向に平行な水平状態となるように、それぞれの長さが設定されている。
これにより、上下送りモーター66の出力軸を図4に示す軸角度(0°)とすると、第一リンク61Bと第二リンク62Bとが90度(直角)となる。この状態が第一〜第三リンク61B〜63Bからなるリンク列における「原点」である。
上記「原点」となる軸角度では、送り歯31の高さは針板11の上面の高さと一致する。
また、「原点」となる軸角度を基準として、図5に示すように逆方向(反時計方向)に上下送りモーター66を回転駆動させると送り歯31は針板11の上面より上昇し、図6に示すように正方向(時計方向)に上下送りモーター66を回転駆動させると送り歯31は針板11の上面より下降する。
なお、ミシン100では、その制御装置90が、送り歯31による一針分の送り動作につき、上下送りモーター66に対して、第一リンク61Bと第二リンク62Bとが同一直線上に並んだ最大伸長状態(死点)となる出力軸角度には到達しない角度範囲内(例えば原点±10°)で正逆方向の往復回動を一回行う動作制御を実行する。
上記「原点」となる軸角度では、送り歯31の高さは針板11の上面の高さと一致する。
また、「原点」となる軸角度を基準として、図5に示すように逆方向(反時計方向)に上下送りモーター66を回転駆動させると送り歯31は針板11の上面より上昇し、図6に示すように正方向(時計方向)に上下送りモーター66を回転駆動させると送り歯31は針板11の上面より下降する。
なお、ミシン100では、その制御装置90が、送り歯31による一針分の送り動作につき、上下送りモーター66に対して、第一リンク61Bと第二リンク62Bとが同一直線上に並んだ最大伸長状態(死点)となる出力軸角度には到達しない角度範囲内(例えば原点±10°)で正逆方向の往復回動を一回行う動作制御を実行する。
このように、第一〜第三リンク61B〜63Bからなるリンク列は、上下送りモーター66の回動動作と送り台32への上下動作の付与を等倍の頻度に維持するので、水平方向の送りの往復動作をミシンモーター16から独立したモーターによって付与する場合に比べると、往復のストロークが小さいことにより、高速回転の縫製への追従性が優れている。特に、上下送りモーター66が、第一リンク61Bと第二リンク62Bとが死点となる軸角度を避けて駆動を行うこと、さらには、第一リンク61Bと第二リンク62Bとが直角をなす軸角度を含む範囲で駆動を行うことにより、往復のストロークをより小さくすることができ、高速回転の縫製への追従性をさらに向上させることができる。
また、第四リンク64は、概ねX軸方向に沿った状態で基端部が回動軸67に固定されているので、第三リンク63Bと一体的に回動を行う。
そして、第五リンク65は、概ねZ軸方向に沿った状態で第四リンク64の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台32の一端部に連結されているので、第四リンク64の回動により第五リンク65を介して送り台32に上下動を伝達することができる。
そして、第五リンク65は、概ねZ軸方向に沿った状態で第四リンク64の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台32の一端部に連結されているので、第四リンク64の回動により第五リンク65を介して送り台32に上下動を伝達することができる。
[糸切り装置]
糸切り装置14は、送り歯31と釜12との間に配置された固定メス及び動メスと、下軸33に設けられたカムと、カムに係合して動メスに切断動作を付与するカムコロと、カムコロをカムに係合させるソレノイドとを備えている。ソレノイドは、制御装置90の制御によって作動し、ソレノイドの作動によりカムコロがカムに係合して、動メスに往復の切断動作を伝達し、動メスと固定メスとの協働により上糸及び下糸を切断する。
糸切り装置14は、送り歯31と釜12との間に配置された固定メス及び動メスと、下軸33に設けられたカムと、カムに係合して動メスに切断動作を付与するカムコロと、カムコロをカムに係合させるソレノイドとを備えている。ソレノイドは、制御装置90の制御によって作動し、ソレノイドの作動によりカムコロがカムに係合して、動メスに往復の切断動作を伝達し、動メスと固定メスとの協働により上糸及び下糸を切断する。
[ミシンの制御系]
上記ミシン100の制御系を図7のブロック図に示す。この図7に示すように、ミシン100は、各構成の動作制御を行う制御装置90を備えている。そして、この制御装置90には、ミシンモーター16、送り調節モーター57及び上下送りモーター66が各々のモーター駆動回路16a,57a,66aを介して接続されている。
また、ミシンモーター16と送り調節モーター57には、それぞれ、その軸角度を検出する第一及び第二の検出手段としてのエンコーダ161,571が併設されており、これらのエンコーダ161,571は、モーター角度検出回路161a,571aを介して制御装置90に接続されている。
また、制御装置90には、糸切り装置14が接続されており、糸切りの実行の際に駆動するソレノイドが制御装置90により制御される。
上記ミシン100の制御系を図7のブロック図に示す。この図7に示すように、ミシン100は、各構成の動作制御を行う制御装置90を備えている。そして、この制御装置90には、ミシンモーター16、送り調節モーター57及び上下送りモーター66が各々のモーター駆動回路16a,57a,66aを介して接続されている。
また、ミシンモーター16と送り調節モーター57には、それぞれ、その軸角度を検出する第一及び第二の検出手段としてのエンコーダ161,571が併設されており、これらのエンコーダ161,571は、モーター角度検出回路161a,571aを介して制御装置90に接続されている。
また、制御装置90には、糸切り装置14が接続されており、糸切りの実行の際に駆動するソレノイドが制御装置90により制御される。
制御装置90は、CPU91、ROM92、RAM93、EEPROM94(EEPROMは登録商標)を備え、後述する各種の動作制御を実行する。
また、制御装置90には、後述する送り装置30に対する各種の動作制御の選択、実行や設定を入力するための操作入力部96がインターフェイス96aを介して接続されており、踏み込み操作により縫製の開始及び踏み込み量に応じた縫い速度を入力するペダル95がインターフェイス95aを介して接続されている。
また、制御装置90には、後述する送り装置30に対する各種の動作制御の選択、実行や設定を入力するための操作入力部96がインターフェイス96aを介して接続されており、踏み込み操作により縫製の開始及び踏み込み量に応じた縫い速度を入力するペダル95がインターフェイス95aを介して接続されている。
[送り調節モーターに対するサーボ制御]
ここで、上記制御装置90が送り調節モーター57に対して実行するサーボ制御について説明する。このサーボ制御は、送り調節モーター57の出力軸が回転駆動を行い、送り量の調節動作中に行われる制御である。
ここで、上記制御装置90が送り調節モーター57に対して実行するサーボ制御について説明する。このサーボ制御は、送り調節モーター57の出力軸が回転駆動を行い、送り量の調節動作中に行われる制御である。
ここでは、送り調節モーター57が二相のステッピングモーターである場合を例示する。図8は送り調節モーター57の巻き線のA相とB相とに流す電流値の比率(縦軸)と軸角度(電気角:横軸)との関係を示した線図である。
図8における横軸の1マス(A−B間、B−AN間、AN−BN間、…)の電気角は1.8°の機械角(実際の出力軸角度)に対応している。
送り調節モーター57の巻き線のA相とB相とに流される電流値はいずれも軸角度の変化に応じてcosカーブ(又はsinカーブ)に従って周期的に変化しており、例えば、A相の場合にはA−A’間で一周期となる。この一周期は電気角における360°に相当する。また、B相に流される電流値は、A相と同じ周期であって位相が1/4周期分遅れている。
そして、これらの周期に従った比率でA相とB相とに電流を流すことにより、送り調節モーター57の出力軸を回転駆動させることができ、また、任意の軸角度に位置決めすることができる。
例えば、A相電流を100%とし、B相電流を0%とすると、出力軸はA’の位置となる。また、この状態からA相電流を0%とし、B相電流を100%とすると、軸角度は機械角1.8°分だけ回動してB’の位置に移動する。
また、A’の位置にいる状態から、A相電流を70%とし、B相電流を-70%とした場合には、逆回転してA’とBNの中間位置に出力軸を位置決めすることができる。
このように、送り調節モーター57は、A相とB相とに、その比率を周期的に変化させながら電流を流し、A相とB相の電流値の比率を適宜選択することにより、任意の軸位置に出力軸を位置決めすることができる。
前述したように、送り調節モーター57は、その軸角度に応じて被縫製物の送り量を任意に調節するので、A相とB相の電流値の比率に応じて被縫製物の送り量を任意に制御することができる。
図8における横軸の1マス(A−B間、B−AN間、AN−BN間、…)の電気角は1.8°の機械角(実際の出力軸角度)に対応している。
送り調節モーター57の巻き線のA相とB相とに流される電流値はいずれも軸角度の変化に応じてcosカーブ(又はsinカーブ)に従って周期的に変化しており、例えば、A相の場合にはA−A’間で一周期となる。この一周期は電気角における360°に相当する。また、B相に流される電流値は、A相と同じ周期であって位相が1/4周期分遅れている。
そして、これらの周期に従った比率でA相とB相とに電流を流すことにより、送り調節モーター57の出力軸を回転駆動させることができ、また、任意の軸角度に位置決めすることができる。
例えば、A相電流を100%とし、B相電流を0%とすると、出力軸はA’の位置となる。また、この状態からA相電流を0%とし、B相電流を100%とすると、軸角度は機械角1.8°分だけ回動してB’の位置に移動する。
また、A’の位置にいる状態から、A相電流を70%とし、B相電流を-70%とした場合には、逆回転してA’とBNの中間位置に出力軸を位置決めすることができる。
このように、送り調節モーター57は、A相とB相とに、その比率を周期的に変化させながら電流を流し、A相とB相の電流値の比率を適宜選択することにより、任意の軸位置に出力軸を位置決めすることができる。
前述したように、送り調節モーター57は、その軸角度に応じて被縫製物の送り量を任意に調節するので、A相とB相の電流値の比率に応じて被縫製物の送り量を任意に制御することができる。
次に、図9により、電気角とトルクの関係を説明する。
送り調節モーター57の出力軸の機械角がA’にある状態で電気角をずらすと、ズレ量に応じて電気角に従う方向にトルクが発生する。そして、発生するトルクはCW方向(時計回り方向)とCCW方向(反時計回り方向)のいずれの場合も電気角が1/4位相(電気角における90°)のズレ量となる場合に最大となり、その前後では漸減する。
従って、例えばCW方向に最大トルクで最速で送り調節モーター57を回転させるには、エンコーダ571によって検出される機械角に対して回したい方向に電気角が90°先行する比率でA相とB相に電流を流せばよい。即ち、現在の送り調節モーター57の出力軸の電気角度をθ、100%の電流値をIとした場合、次式で電流を流すと最大トルク、最速で送り調節モーター57を駆動させることができる。次式において、+90°はCW方向、-90°はCCW方向の場合である。
A相電流=cos(θ±90°)×I、B相電流=sin(θ±90°)×I …(1)
送り調節モーター57の出力軸の機械角がA’にある状態で電気角をずらすと、ズレ量に応じて電気角に従う方向にトルクが発生する。そして、発生するトルクはCW方向(時計回り方向)とCCW方向(反時計回り方向)のいずれの場合も電気角が1/4位相(電気角における90°)のズレ量となる場合に最大となり、その前後では漸減する。
従って、例えばCW方向に最大トルクで最速で送り調節モーター57を回転させるには、エンコーダ571によって検出される機械角に対して回したい方向に電気角が90°先行する比率でA相とB相に電流を流せばよい。即ち、現在の送り調節モーター57の出力軸の電気角度をθ、100%の電流値をIとした場合、次式で電流を流すと最大トルク、最速で送り調節モーター57を駆動させることができる。次式において、+90°はCW方向、-90°はCCW方向の場合である。
A相電流=cos(θ±90°)×I、B相電流=sin(θ±90°)×I …(1)
制御装置90は、上記特性に基づいて、サーボ制御において、エンコーダ571により送り調節モーター57の実際の機械角を検出し、当該機械角から対応する電気角を求め、回転させたい方向に従って式(1)に応じた比率の電流をA相とB相とに流すよう制御して、最大トルクで最速を維持するよう駆動制御を行う。
[送り調節モーターに対する固定相励磁制御]
次に、上記制御装置90が送り調節モーター57に対して実行する固定相励磁制御について説明する。この固定相励磁制御は、送り調節モーター57の出力軸が目標位置で停止して待機状態中に行われる制御である。
次に、上記制御装置90が送り調節モーター57に対して実行する固定相励磁制御について説明する。この固定相励磁制御は、送り調節モーター57の出力軸が目標位置で停止して待機状態中に行われる制御である。
送り調節モーター57は目標の出力軸角度で停止して一定の送り量を維持させたい場合には、当該出力軸角度に対応する電気角となる比率でA相及びB相に電流を流し続けることになる。この場合、目標の出力軸角度を維持する位置保持トルクを大きくするには最大電流値Iを大きくして流し続ければ良いが、A相及びB相は巻き線なので、大電流を流し続けると発熱し、焼損にいたるおそれもある。
送り調節モーター57の出力軸を一定の位置に維持する場合に、その妨げとなる要素としては、送り調節体55を介して送り歯に水平の揺動動作を付与するミシンモーター16の回転数(回転速度)と、送り調節モーター57が設定する送り量の大きさが挙げられる。これは送り調節機構50の機械的な構造に起因する。
即ち、ミシンモーター16の回転数が大きくなる程、送り調節モーター57の出力軸を動かそうとする外力が大きくなり、また、送り量を大きく設定する程、送り調節モーター57の出力軸を動かそうとする外力が大きくなる。
送り調節モーター57の出力軸を一定の位置に維持する場合に、その妨げとなる要素としては、送り調節体55を介して送り歯に水平の揺動動作を付与するミシンモーター16の回転数(回転速度)と、送り調節モーター57が設定する送り量の大きさが挙げられる。これは送り調節機構50の機械的な構造に起因する。
即ち、ミシンモーター16の回転数が大きくなる程、送り調節モーター57の出力軸を動かそうとする外力が大きくなり、また、送り量を大きく設定する程、送り調節モーター57の出力軸を動かそうとする外力が大きくなる。
従って、図10に示すように、制御装置90では、ミシンモーター16の回転数と送り量の設定値とからなる二つのパラメータに応じて、A相及びB相に流す最大電流値Iの絶対値を段階的に5区分で設定している。即ち、ミシンモーター16の回転数が大きくなる程(回転速度が速くなる程)、最大電流値Iの絶対値が大きくなる区分に属するように設定し、且つ、送り量の設定値が大きくなる程、最大電流値Iの絶対値が大きくなる区分に属するように設定している。そして、制御装置90は、EEPROM94内に図10の示す対応関係を示したテーブルデータを保有している。
なお、図10では、一例として最大電流値Iの絶対値を5段階に設定しているが、区分はより多くとも或いはより少なくともよい(但し二段階以上)。また、ミシンモーター16の回転数と送り量の設定値とから一定の数式で算出してもよい。
なお、図10では、一例として最大電流値Iの絶対値を5段階に設定しているが、区分はより多くとも或いはより少なくともよい(但し二段階以上)。また、ミシンモーター16の回転数と送り量の設定値とから一定の数式で算出してもよい。
[制御装置による送り調節モーターに対する制御]
図11は、縫製に際して制御装置90が縫製の動作が開始されると実行される送り調節モーターに対する制御を示すフローチャートである。
図示のように、制御装置90は、予め設定された送り量に応じた指令により送り調節モーター57の目標の出力軸角度(目標位置)を決定する(ステップS1)。なお、制御装置90は、EEPROM94内に送り量と出力軸角度の対応を示すテーブルデータを保有しており、これを参照して出力軸角度を決定する。
図11は、縫製に際して制御装置90が縫製の動作が開始されると実行される送り調節モーターに対する制御を示すフローチャートである。
図示のように、制御装置90は、予め設定された送り量に応じた指令により送り調節モーター57の目標の出力軸角度(目標位置)を決定する(ステップS1)。なお、制御装置90は、EEPROM94内に送り量と出力軸角度の対応を示すテーブルデータを保有しており、これを参照して出力軸角度を決定する。
ついで、制御装置90は、送り調節モーター57のエンコーダ571から現在の出力軸角度を検出し(ステップS3)、目標位置と現在の出力軸角度の偏差を算出する(ステップS5)。
そして、算出した偏差が予め定められた閾値以上の大きさか否かを判定する(ステップS7)。この場合の閾値は、送り調節モーター57の回転駆動を要するか否かを判定するため、十分小さい値である。つまり、偏差がこの閾値に満たない場合には、送り調節モーター57は停止状態を維持することになる。
そして、算出した偏差が予め定められた閾値以上の大きさか否かを判定する(ステップS7)。この場合の閾値は、送り調節モーター57の回転駆動を要するか否かを判定するため、十分小さい値である。つまり、偏差がこの閾値に満たない場合には、送り調節モーター57は停止状態を維持することになる。
偏差が閾値以上の場合には(ステップS7:YES)、制御装置90は前述したサーボ制御を実行する。
即ち、エンコーダ571により検出された送り調節モーター57の出力軸角度から、これに対応する電気角θを算出する(ステップS9)。
そして、算出された電気角θに対して目標位置はCW方向とCCW方向のいずれであるかを求め、これらに応じて電気角θ±90°となる電流値の比率(A相はcos(θ±90°)、B相はsin(θ±90°))を算出する(ステップS11)。
さらに、偏差に応じて最大電流値Iを決定する。例えば、偏差に所定の係数を乗じて最大電流値Iを算出する(ステップS13)。
そして、前述した式(1)によりA相とB相とに流す電流値を算出し、各相に通電する(ステップS15)。
その後は、短い周期でステップS7〜S15の処理を繰り返し実行する。
即ち、エンコーダ571により検出された送り調節モーター57の出力軸角度から、これに対応する電気角θを算出する(ステップS9)。
そして、算出された電気角θに対して目標位置はCW方向とCCW方向のいずれであるかを求め、これらに応じて電気角θ±90°となる電流値の比率(A相はcos(θ±90°)、B相はsin(θ±90°))を算出する(ステップS11)。
さらに、偏差に応じて最大電流値Iを決定する。例えば、偏差に所定の係数を乗じて最大電流値Iを算出する(ステップS13)。
そして、前述した式(1)によりA相とB相とに流す電流値を算出し、各相に通電する(ステップS15)。
その後は、短い周期でステップS7〜S15の処理を繰り返し実行する。
また、偏差が閾値に満たない場合には(ステップS7:NO)、制御装置90は前述した固定相励磁制御を実行する。
即ち、エンコーダ161によりミシンモーター16の回転数を検出する(ステップS17)。
さらに、設定されている送り量に対応する出力軸角度を求め、さらにこれに対応する電気角を求めて、当該電気角となるA相とB相の電流値の比率を決定する(ステップS19)。
そして、現在設定されている送り量とステップS17で検出されたミシンモーター16の回転数とにより、図10に示すテーブルデータから、A相及びB相に流す最大電流値Iの絶対値を決定する(ステップS21)。
A相電流=cosθ×I、B相電流=sinθ×I
そして、A相電流=cosθ×I、B相電流=sinθ×Iにより、A相とB相とに流す電流値を算出し、各相に通電する(ステップS15)。
その後は、短い周期でステップS7〜S15の処理を繰り返し実行する。
即ち、エンコーダ161によりミシンモーター16の回転数を検出する(ステップS17)。
さらに、設定されている送り量に対応する出力軸角度を求め、さらにこれに対応する電気角を求めて、当該電気角となるA相とB相の電流値の比率を決定する(ステップS19)。
そして、現在設定されている送り量とステップS17で検出されたミシンモーター16の回転数とにより、図10に示すテーブルデータから、A相及びB相に流す最大電流値Iの絶対値を決定する(ステップS21)。
A相電流=cosθ×I、B相電流=sinθ×I
そして、A相電流=cosθ×I、B相電流=sinθ×Iにより、A相とB相とに流す電流値を算出し、各相に通電する(ステップS15)。
その後は、短い周期でステップS7〜S15の処理を繰り返し実行する。
[制御装置による縫製動作の全体的な制御]
図12は、縫製動作を実行するためのミシン100の全体に対して制御装置90が実行する縫製制御を示すフローチャートである。
制御装置90は、ペダル95の踏み込みを監視しており(ステップS41)、ペダル95が踏み込まれると、始め返し縫いを行うために、送り調節モーター57に対して返し縫いのための送り量に設定するための動作が実行される(ステップS43)。返し縫いとは、縫製開始時に規定の針数だけ、通常の送り方向とは逆側に運針を行う縫いであり、通常の送り方向の縫いとは異なる送り量で逆送り方向の送り量が設定されている。
従って、制御装置90は、返し縫いのための送り量となるように送り調節モーター57を駆動させる。
この間、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS1〜S7の処理を経て、ステップS9〜S15のサーボ制御を繰り返し実行する。
図12は、縫製動作を実行するためのミシン100の全体に対して制御装置90が実行する縫製制御を示すフローチャートである。
制御装置90は、ペダル95の踏み込みを監視しており(ステップS41)、ペダル95が踏み込まれると、始め返し縫いを行うために、送り調節モーター57に対して返し縫いのための送り量に設定するための動作が実行される(ステップS43)。返し縫いとは、縫製開始時に規定の針数だけ、通常の送り方向とは逆側に運針を行う縫いであり、通常の送り方向の縫いとは異なる送り量で逆送り方向の送り量が設定されている。
従って、制御装置90は、返し縫いのための送り量となるように送り調節モーター57を駆動させる。
この間、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS1〜S7の処理を経て、ステップS9〜S15のサーボ制御を繰り返し実行する。
そして、送り調節モーター57の出力軸が目標位置まで駆動すると停止して待機状態とし(ステップS45)、ミシンモーター16の駆動が開始される(ステップS47)。返し縫いではミシンモーター16の回転数も固有値が設定されており、設定回転数となるようにミシンモーター16の駆動も制御される。
そして、返し縫いの設定針数の運針が完了するまで、制御装置90は、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する。
そして、返し縫いの設定針数の運針が完了するまで、制御装置90は、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する。
始め開始縫いの設定針数分の運針が完了すると、制御装置90は、通常の縫製を開始する。このため、送り調節モーター57に対して正送り方向で設定された送り量となる様に送り調節モーター57を駆動させる(ステップS49)。
この間、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、ステップS9〜S15のサーボ制御を繰り返し実行する。
この間、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、ステップS9〜S15のサーボ制御を繰り返し実行する。
そして、送り調節モーター57の出力軸が目標位置まで駆動すると停止して待機状態とする(ステップS51)。また、通常の縫製時には、ミシンモーター16の通常の縫製のために定められた回転数となる様に回転数が制御される(ステップS53)。送り調節モーター57が待機状態となってからは、制御装置90は、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する。
次いで、ペダル95の踏み込みが解除されると、終わり返し縫いを行うために、送り調節モーター57に対して返し縫いのための送り量に設定するための動作が実行される(ステップS55)。
従って、制御装置90は、返し縫いのための送り量となるように送り調節モーター57を駆動させる。
この間、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、ステップS9〜S15のサーボ制御を繰り返し実行する。
従って、制御装置90は、返し縫いのための送り量となるように送り調節モーター57を駆動させる。
この間、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、ステップS9〜S15のサーボ制御を繰り返し実行する。
そして、送り調節モーター57の出力軸が目標位置まで駆動すると停止して待機状態とする(ステップS57)。この間、ミシンモーター16は、再び、返し縫いの設定回転数となるように制御される(ステップS59)。
そして、返し縫いの設定針数の運針が完了するまで、制御装置90は、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する。
そして、返し縫いの設定針数の運針が完了するまで、制御装置90は、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する。
そして、返し縫いの設定針数の運針が完了すると、ミシンモーター16の駆動が停止に向けて減速を開始し、糸切り装置14を制御して糸切りが実行される(ステップS61)。
また、ミシンモーター16は徐々に減速して停止状態に移行する過程で、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する(ステップS63)。
そして、ミシンモーター16が完全に停止すると、制御装置90は図示しない布押さえを上昇させて布地を解放し、縫製が終了する。
また、ミシンモーター16は徐々に減速して停止状態に移行する過程で、制御装置90は、送り調節モーター57に対して、図11のフローチャートにおけるステップS7の処理を経て、送り調節モーター57の出力軸を目標位置に維持するためにステップS17〜S15の固定相励磁制御を繰り返し実行する(ステップS63)。
そして、ミシンモーター16が完全に停止すると、制御装置90は図示しない布押さえを上昇させて布地を解放し、縫製が終了する。
[実施形態の技術的効果]
上記ミシン100は、縫い針を保持する針棒の上下動の駆動源となるミシンモーター16と、ミシンモーター16の軸角度を検出する第一の検出手段としてのエンコーダ161と、ミシンモーター16のトルクを利用して送り歯31に被縫製物の送り方向に沿った往復動作を付与する送り機構としての水平送り機構40と、送り調節体55の位置又は姿勢に応じて送り歯31の送り量調節する送り調節機構50とを備え、送り調節機構50が送り調節体55の位置又は姿勢を変動させて送り量を調節する送り調節モーター57を有し、制御装置90が、送り調節モーター57が目標位置で停止して待機状態となっている場合に、エンコーダ161の検出に基づくミシンモーター16の回転速度に応じて送り調節モーター57の位置保持トルクを増減調節するように、送り調節モーター57を制御する固定相励磁制御を実行する。
特に、この場合、制御装置90は、ミシンモーターの回転速度が速くなる程、送り調節モーター57の位置保持トルクが大きくなるように制御している。
このため、ミシンモーター16の回転数が大きくなり、送り調節モーター57に抗して送り調節体55の目標位置に変動を生じさせる振動が大きくなった場合でも、送り調節モーター57はこれに対応して送り調節体55を維持することができ、送り量が設定値を維持することができ、高品質の縫いを行うことが可能となる。
上記ミシン100は、縫い針を保持する針棒の上下動の駆動源となるミシンモーター16と、ミシンモーター16の軸角度を検出する第一の検出手段としてのエンコーダ161と、ミシンモーター16のトルクを利用して送り歯31に被縫製物の送り方向に沿った往復動作を付与する送り機構としての水平送り機構40と、送り調節体55の位置又は姿勢に応じて送り歯31の送り量調節する送り調節機構50とを備え、送り調節機構50が送り調節体55の位置又は姿勢を変動させて送り量を調節する送り調節モーター57を有し、制御装置90が、送り調節モーター57が目標位置で停止して待機状態となっている場合に、エンコーダ161の検出に基づくミシンモーター16の回転速度に応じて送り調節モーター57の位置保持トルクを増減調節するように、送り調節モーター57を制御する固定相励磁制御を実行する。
特に、この場合、制御装置90は、ミシンモーターの回転速度が速くなる程、送り調節モーター57の位置保持トルクが大きくなるように制御している。
このため、ミシンモーター16の回転数が大きくなり、送り調節モーター57に抗して送り調節体55の目標位置に変動を生じさせる振動が大きくなった場合でも、送り調節モーター57はこれに対応して送り調節体55を維持することができ、送り量が設定値を維持することができ、高品質の縫いを行うことが可能となる。
また、制御装置90は、固定相励磁制御において、ミシンモーター16の回転速度に加えて、設定された送り量に応じて送り調節モーター57の位置保持トルクを増減調節するように、送り調節モーター57を制御している。
特に、この場合、制御装置90は、設定された送り量が大きくなる程、送り調節モーター57の位置保持トルクが大きくなるように制御している。
このため、送り台32の移動量が増えて、送り調節体55を通じて送り調節モーター57に伝わる振動も大きくなり、送り調節モーター57に抗して送り調節体55の目標位置に変動を生じさせるトルクが大きくなる場合でも、送り調節モーター57はこれに対応して送り調節体55を維持することができる。従って、送り量が大きい場合でも、設定値を維持することができ、さらに高品質の縫いを行うことが可能となる。
特に、この場合、制御装置90は、設定された送り量が大きくなる程、送り調節モーター57の位置保持トルクが大きくなるように制御している。
このため、送り台32の移動量が増えて、送り調節体55を通じて送り調節モーター57に伝わる振動も大きくなり、送り調節モーター57に抗して送り調節体55の目標位置に変動を生じさせるトルクが大きくなる場合でも、送り調節モーター57はこれに対応して送り調節体55を維持することができる。従って、送り量が大きい場合でも、設定値を維持することができ、さらに高品質の縫いを行うことが可能となる。
また、ミシン100では、送り調節モーター57としてステッピングモーターを使用しているが、ミシンモーター16の回転速度の増加や送り量を大きく設定した場合でも脱調等を効果的に抑制することができ、良好な縫製を行うことが可能となる。
また、ミシン100は、送り調節モーター57の軸角度を検出する第二の検出手段としてのエンコーダ571を備え、制御装置90は、送り調節モーター57が駆動している場合に、エンコーダ571により検出される送り調節モーター57の軸角度に対してトルクが最大となる電気角に向けて励磁を行うように、送り調節モーター57を制御するサーボ制御を行っている。
このため、送り量を変更する際に、送り調節モーター57の作動を迅速に行うことができ、縫製中であっても任意に送り量を変更調節することが可能である。
このため、送り量を変更する際に、送り調節モーター57の作動を迅速に行うことができ、縫製中であっても任意に送り量を変更調節することが可能である。
[その他]
上記実施形態では、送り調節モーター57が二相のステッピングモーターである場合を例示したが、これに限らず、三相、五相のステッピングモーターを使用してもよい。その場合も、二相の場合と同様に、サーボ制御及び固定相励磁制御を行うことが可能である。
上記実施形態では、送り調節モーター57が二相のステッピングモーターである場合を例示したが、これに限らず、三相、五相のステッピングモーターを使用してもよい。その場合も、二相の場合と同様に、サーボ制御及び固定相励磁制御を行うことが可能である。
また、上記ミシン100では、返し縫いを行う場合の縫製動作を例示したが、ミシンモーター16の駆動中に送り量の変更動作を伴ういかなる縫製の場合も、サーボ制御及び固定相励磁制御を行うことが可能である。
16 ミシンモーター
30 送り装置
31 送り歯
40 水平送り機構(送り機構)
50 送り調節機構
55 送り調節体
57 送り調節モーター
60B 上下送り機構
90 制御装置
100 ミシン
161 エンコーダ(第一の検出手段)
571 エンコーダ(第二の検出手段)
30 送り装置
31 送り歯
40 水平送り機構(送り機構)
50 送り調節機構
55 送り調節体
57 送り調節モーター
60B 上下送り機構
90 制御装置
100 ミシン
161 エンコーダ(第一の検出手段)
571 エンコーダ(第二の検出手段)
Claims (6)
- 縫い針を保持する針棒の上下動の駆動源となるミシンモーターと、
前記ミシンモーターの軸角度を検出する第一の検出手段と、
前記ミシンモーターのトルクを利用して送り歯に被縫製物の送り方向に沿った往復動作を付与する送り機構と、
送り調節体の位置又は姿勢に応じて前記送り歯の送り量を調節する送り調節機構とを備え、
前記送り調節機構が、前記送り調節体の位置又は姿勢を変動させる送り調節モーターを有するミシンにおいて、
予め設定された送り量となるように前記送り調節モーターの出力軸を目標位置まで駆動すると共に、
前記送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、前記第一の検出手段の検出に基づく前記ミシンモーターの回転速度に応じて前記送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、前記送り調節モーターを制御する制御装置を備えることを特徴とするミシン。 - 前記制御装置は、前記ミシンモーターの回転速度が速くなる程、前記送り調節モーターの位置保持トルクが大きくなるように制御することを特徴とする請求項1記載のミシン。
- 前記制御装置は、
前記送り調節モーターの出力軸が目標位置で待機している場合に、前記ミシンモーターの回転速度に加えて、前記設定された送り量に応じて前記送り調節モーターの位置保持トルクを増減調節するように、前記送り調節モーターを制御することを特徴とする請求項1又は2記載のミシン。 - 前記制御装置は、前記設定された送り量が大きくなる程、前記送り調節モーターの位置保持トルクが大きくなるように制御することを特徴とする請求項3記載のミシン。
- 前記送り調節モーターは、ステッピングモーターであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のミシン。
- 前記送り調節モーターの軸角度を検出する第二の検出手段を備え、
前記制御装置は、前記送り調節モーターが駆動している場合に、前記第二の検出手段により検出される前記送り調節モーターの出力軸角度に対してトルクが最大となる電気角に向けて励磁を行うように、前記送り調節モーターを制御することを特徴とする請求項5記載のミシン。
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