JP2871200B2

JP2871200B2 - 針棒・釜別駆動ミシンの制御装置

Info

Publication number: JP2871200B2
Application number: JP20241891A
Authority: JP
Inventors: 道弘中村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: JPH0523472A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、針棒と釜とがそれぞれ
別の駆動モータにより駆動される別駆動ミシンの制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】針棒・釜別駆動ミシンは、少なくとも縫
針を上下動させる針棒駆動モータと糸捕捉装置を駆動す
る釜駆動モータとを含むように構成される。針棒駆動モ
ータの駆動により針棒が下降させられることによって、
針棒の先端に保持され、上糸が挿通された縫針が下降さ
せられ、被加工布を貫通する。そして、針棒と共に縫針
が上昇させられることにより上糸の糸輪が形成される。
一方、釜駆動モータの駆動により剣先が形成された外釜
が回転させられ、糸捕捉装置としての剣先により上糸の
糸輪が捕捉される。外釜内には下糸ボビンを保持する内
釜が支承されており、糸輪捕捉後、外釜が１回転させら
れることにより、上糸と下糸とが絡まされて縫目が形成
される。

【０００３】この針棒・釜別駆動ミシンには、従来、針
棒の駆動速度と釜の駆動速度とを同期させる制御装置が
設けられていた。この制御装置は、（イ）針棒駆動モー
タと釜駆動モータとの一方の回転速度を検出する速度検
出手段と、（ロ）その検出された回転速度と同期するよ
うに、針棒駆動モータと釜駆動モータとの他方を制御す
るモータ駆動制御手段とを含むように構成され、両駆動
モータのうち一方の速度が変化したことが針棒速度検出
手段により検出されれば、その変化に対応して他方の速
度が制御されるようになっている。それによって、針棒
と釜とが常に一定の対応関係に保たれて縫製が行われ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、針棒・
釜別駆動ミシンにおいて、針棒駆動モータと釜駆動モー
タとの一方の回転速度に急激な変動が生じた場合には、
他方の駆動モータの回転速度をその変動に対応して迅速
に変更することが困難であるという問題があった。例え
ば、被加工布が極く厚い場合にはその負荷抵抗が大きく
なるため、縫針が貫通し難く、針棒駆動モータの回転速
度が急激に低下してしまうことがあるが、このような場
合には、釜駆動モータを針棒駆動モータに対応させて急
激に減速させることができなかったのである。そのた
め、針棒が、縫針と外釜の剣先とが出会う特定位置に達
する前に、外釜が回転し過ぎて剣先が特定位置を通過し
てしまい、剣先が上糸を捕捉し得ず、目飛びが生じるこ
とがあった。針棒，釜のそれぞれに使用される駆動モー
タの種類や特性，駆動方法が異なる場合には、特に両モ
ータの回転速度を同期させることが困難であった。

【０００５】上記のような不都合を解消するためには、
上記他方の駆動モータを、一方の回転速度の急激な変化
に十分に対応可能な大形かつ高精度のものとすればよい
のであるが、コストが高くなるとともに、装置全体が大
形となることを避け得ない。本発明はこの問題に鑑み、
小形で簡易なモータを使用して、しかも、針棒駆動モー
タと釜駆動モータとの一方の回転速度に急激な変動が生
じても、それにより目飛び等の不具合が発生せず、常に
良好な縫製を行い得るようにする制御装置を得ることを
課題として為されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明に係る針
棒・釜別駆動ミシンの制御装置は、図１に示すように、
（ａ）針棒と釜との一方の位置を検出する位置検出手段
と、（ｂ）その位置検出手段が前記一方の特定位置を検
出した際、針棒と釜との他方の起動を指令する起動指令
信号を発生する起動指令信号発生手段と、（ｃ）その起
動指令信号に応じて前記他方の駆動モータを起動し、予
め定められた速度で作動させるモータ駆動制御手段とを
含むように構成される。なお、位置検出手段は、ポテン
ショメータ等により直接針棒あるいは釜の位置を検出す
るものとしてもよく、針棒あるいは釜の移動に伴ってエ
ンコーダから出力されるパルス数を計数し、その計数値
から針棒あるいは釜の位置を演算するもの等としてもよ
い。

【０００７】

【作用】上記のように構成された針棒・釜別駆動ミシン
の制御装置において、位置検出手段が針棒の位置を検出
するものである場合には、その検出手段が針棒の特定位
置を検出したのに応じて、起動指令信号発生手段から釜
の起動を指令する起動指令信号が出力される。そして、
その指令信号に応じてモータ駆動制御手段により釜駆動
モータが起動され、予め定められた速度で作動させられ
る。また、位置検出手段が釜の位置が検出するものであ
る場合には、起動指令信号発生手段から出力される起動
指令信号に応じてモータ駆動制御手段により針棒駆動モ
ータが起動され、予め定められた速度で作動させられ
る。すなわち、本発明においては、針棒駆動モータと釜
駆動モータとは同期させられる必要がなく、通常は、針
棒と釜とがそれぞれ予め定められた速度で別々に作動あ
るいは停止させられるのであり、それらのうちの一方が
特定位置に達したときにそれに対応して他方の駆動モー
タが起動されることにより、両者が少なくとも特定の時
期には特定の対応関係に保たれるようになっているので
ある。

【０００８】

【発明の効果】したがって、針棒駆動モータと釜駆動モ
ータとの一方の回転速度が急激に変動した場合にも、他
方のモータはそれには関わりなく一定の速度で駆動され
ればよいのであって、モータを大形かつ高精度のものを
使用する必要がなく、コストの上昇および装置の大形化
を回避することでができる。しかも、針棒あるいは釜の
一方の駆動モータの回転速度が変動した場合にも、針棒
あるいは釜が特定の位置に達すればそれに対応して他方
の駆動モータが起動されるようになっているため、従来
のように両モータが同期させられる場合に比較して、縫
目を確実に形成することができる。例えば、針棒の下降
速度が急激に低下した場合にも、針棒が下降端に達して
から釜駆動モータが起動され、針棒が最下点から一定距
離上昇した位置で針棒駆動モータが一旦停止させられ、
糸捕捉装置が縫針との出会い位置を通過してから針棒駆
動モータが起動されるように両駆動モータを制御すれ
ば、糸捕捉装置が必ず上糸を捕捉することが保証され、
目飛びのない美しい縫目を形成することができるのであ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図２において、１０はミシンの機枠であ
り、上方のアーム部１２と下方のベッド部１４とを備え
ている。アーム部１２内には針棒台１６が設けられてい
る。針棒台１６は上下方向に延びた板部材であり、その
上下両端部には水平方向に延び出す一対のフランジ部が
形成されている。この上側のフランジ部はさらに上方に
延び出しており、この部分において、針棒台１６がピン
１８によりアーム部１２に揺動可能に取り付けられてい
る。両フランジ部にはそれぞれ貫通穴が形成されてお
り、この貫通穴に針棒２４が摺動可能に嵌合されてい
る。針棒２４は下端部に縫針２６を保持している。ま
た、針棒台１６の中央部には上下方向に延びるスロット
３０が形成されており、ピン３２がスロット３０の長手
方向にのみ移動可能に係合させられている。ピン３２の
軸部は針棒２４に固着されており、ピン３２と針棒２４
とが一体的に移動するようになっている。

【００１０】ピン３２の頭部は、ラック部材３６のフラ
ンジ３８に形成された切欠４０に左右方向にのみ移動可
能に係合させられている。また、ラック部材３６の近傍
には、針棒駆動用サーボモータ４２が配設されており、
ラック部材３６のラック部４４が、サーボモータ４２の
回転軸に相対回転不能に取り付けられたピニオン４６と
噛み合わされている。サーボモータ４２は正逆両方向に
回転するものであり、サーボモータ４２の正逆両回転に
より、ピニオン４６を介してラック部材３６が昇降させ
られ、ラック部材３６の切欠４０に係合されたピン３２
を介して針棒２４が針棒台１６に支持されつつ、上下方
向に往復運動させられる。

【００１１】ラック部材３６の近傍にはまた、ポテンシ
ョメータ５０が配設されており、その回転軸に相対回転
不能に取り付けられたピニオン５２がラック部４４と噛
み合わされている。ポテンショメータ５０は、図３に示
すように、Ａ／Ｄ変換器５４を介してコンピュータ５６
の入出力インタフェース５８に接続されており、その出
力信号がデジタル変換されてコンピュータ５６に入力さ
れるようになっている。また、サーボモータ４２の回転
軸にはエンコーダ６０が接続されており、エンコーダ６
０も入出力インタフェース５８に接続されている。エン
コーダ６０は、サーボモータ４２の１回転当たり１００
個のパルス信号を出力するものであり、そのパルス信号
がコンピュータ５６に入力されるようになっている。

【００１２】針棒台１６の下端部は連杆６４を介して針
棒揺動用パルスモータ６６（図３参照）に連結されてお
り、パルスモータ６６の駆動により針棒台１６がピン１
８まわりに回動させられ、針棒２４および縫針２６が左
右方向に揺動させられるようになっている。

【００１３】アーム部１２にはまた支持軸７０が配設さ
れており、セクタギヤ７２が回動可能に支持されてい
る。図２から明らかなように、セクタギヤ７２の一端部
には天秤７４が形成されている。また、セクタギヤ７２
の近傍には天秤駆動用パルスモータ７６が配設されてお
り、その回転軸に相対回転不能に取り付けられたピニオ
ン７８がセクタギヤ７２のギヤ部８０に噛み合わされて
いる。したがって、パルスモータ７６の正逆両回転によ
りセクタギヤ７２が支持軸７０まわりに回動させられ、
天秤７４が上下方向に往復運動させられる。

【００１４】縫針２６近傍には布押さえ８２が設けられ
ている。布押さえ８２は針棒２４と平行に延びる押さえ
棒８４の先端にねじ８６により取り付けられており、押
さえ棒８４の他端はアーム部１２内において、押さえ棒
抱き８８により支持されている。押さえ棒抱き８８は図
示しないばね部材により押し下げ方向に付勢されるとと
もに、押さえ上げレバー９０のカム面９４と係合するこ
とにより、その下降端位置を規定されている。押さえ上
げレバー９０はカム形状を成し、ピン９２により機枠１
０に回動可能に取り付けられている。したがって、押さ
え上げレバー９０を反時計方向に回動させることによ
り、ばね部材の付勢力に抗して押さえ棒８４が上昇させ
られ、布押さえ８２が非作用位置に位置させられる。一
方、押さえ上げレバー９０を時計方向に回動させること
により、布押さえ８２が下降して被加工布を押さえる作
用位置に位置させられる。

【００１５】ベッド部１４内には、水平釜１０６が配設
されている。水平釜１０６の外釜１０８は支持軸１１０
を介してベッド部１４に水平面内で回転可能に支持され
ている。外釜１０８の外周面にはギヤ部１１２が形成さ
れており、釜駆動用パルスモータ１１４の回転軸に相対
回転不能に取り付けられたピニオン１１６に噛み合わさ
れている。したがって、パルスモータ１１４の駆動によ
り外釜１０８が一定方向に回転させられる。また、外釜
１０８は、糸捕捉装置たる剣先１１８を一体的に備えて
おり、外釜１０８の回転に伴って剣先１１８が糸輪を捕
捉する。

【００１６】水平釜１０６の上方には送り歯１２０が設
けられている。送り歯１２０は、送り台１２２に固着さ
れており、送り台１２２は前後送りレバー１２４の一端
に連結されている。前後送りレバー１２４は支持軸１２
６を介してベッド部１４により回動可能に支持されてお
り、他端にはギヤ部１２８が形成されている。また、ベ
ッド部１４には前後送り用パルスモータ１３０が配設さ
れており、その回転軸に相対回転不能に取り付けられた
ピニオン１３２とギヤ部１２８とが噛み合わされてい
る。したがって、パルスモータ１３０の正逆両回転によ
り、前後送りレバー１２４が支持軸１２６を支点として
回動し、送り台１２２と共に送り歯１２０が前後に往復
運動させられる。

【００１７】前後送りレバー１２４の近傍には、上下送
りレバー１３６が支持軸１３８によりベッド部１４に揺
動可能に取り付けられている。上下送りレバー１３６の
一端には図示しないローラが回転可能に取り付けられて
おり、その外周面が送り台１２２の底面に当接させられ
ている。また、上下送りレバー１３６の他端にはギヤ部
１４０が形成されており、上下送り用パルスモータ１４
２の回転軸に相対回転不能に取り付けられたピニオン１
４４と噛み合わされている。したがって、パルスモータ
１４２の正逆両回転により上下送りレバー１３６が支持
軸１３８を中心として所定角度で揺動し、ローラにより
送り台１２２が所要のストロークで上下方向に往復運動
させられる。

【００１８】機枠１０にはさらに、起動・停止ボタン１
４８，テンキー式の模様選択ボタン１５０および速度調
節つまみ１５２（それぞれ図３参照）が設けられてい
る。模様選択ボタン１５０は、複数種類の縫目模様の中
から所望のものを選択するための操作部材であり、速度
調節つまみ１５２は縫製速度を所望の速度に調節するた
めの操作部材である。

【００１９】本実施例のミシンの制御系を図３に示す。
図から明らかなように、サーボモータ４２および各パル
スモータ６６，７６，１１４，１３０，１４２は、各駆
動回路１５４〜１６４を介してコンピュータ５６の入出
力インタフェース５８に接続されており、コンピュータ
５６から出力される指令信号により各駆動回路１５４〜
１６４が各モータ４２，６６等の起動・停止を制御する
ようにされている。また、各パルスモータを駆動する駆
動回路１５６〜１６４内には、駆動パルスの出力回数を
カウントする内部カウンタが設けられており、そのカウ
ント値が入出力インタフェース５８を経てコンピュータ
５６に入力されるようになっている。

【００２０】起動・停止ボタン１４８に対応して起動・
停止スイッチ１７０が設けられ、入出力インタフェース
５８に接続されている。起動・停止スイッチ１７０は作
業者が起動・停止ボタン１４８を１回操作する毎に交互
にＯＮ状態とＯＦＦ状態とになるものである。模様選択
ボタン１５０は１０個設けられており、各模様選択ボタ
ン１５０に対応して１個ずつの模様選択スイッチ１７２
が設けられ、入力インタフェース５８に接続されてい
る。また、速度調節つまみ１５２に対応してスピードボ
リューム１７４が設けられており、Ａ／Ｄ変換器１７５
を介して入出力インタフェース５８に接続されている。
作業者によって速度調節つまみ１５２が所定量回転させ
られることにより縫製速度が設定され、スピードボリュ
ーム１７４からその回転位置に対応した電気信号が出力
されるようになっているのである。

【００２１】コンピュータ５６は、入出力インタフェー
ス５８の他、ＣＰＵ１７６，ＲＯＭ１７８，ＲＡＭ１８
０を備えており、これらがバス１８２により接続されて
いる。ＲＯＭ１７８はプログラムメモリ１８６および縫
目模様データメモリ１８８を備えている。縫目模様デー
タメモリ１８８には、模様選択スイッチ１７２で選択可
能な縫目模様の各々に対応する縫目模様データが格納さ
れており、各模様番号とその模様を縫製するための縫針
２６の針位置データとが対応させられて記憶されてい
る。プログラムメモリ１８６には、それら縫目模様デー
タとスピードボリューム１７４から出力される設定速度
信号とに基づいて各モータをそれぞれ制御する図４〜１
１のフローチャートで表される制御プログラム，サーボ
モータ４２の設定速度に対応した駆動電流データテーブ
ル，各パルスモータ６６，７６等の設定速度に対応した
パルス数テーブル等が格納されている。また、ＲＡＭ１
８０には、ＣＰＵ１７６の演算処理結果を一時的に記憶
する各種のメモリの他、図１２に示すフラグ等が設けら
れている。

【００２２】以上のように構成されたミシンにおける縫
目形成制御を図４〜図１１のフローチャートに基づいて
説明する。縫目形成制御プログラムは、全体のタイミン
グ制御を行う図４および図５のタイミング制御ルーチ
ン，パルスモータ７６の駆動を制御する図６の天秤駆動
制御ルーチン，サーボモータ４２の駆動を制御する図７
の針棒駆動制御ルーチン，パルスモータ１１４の駆動を
制御する図８の釜駆動制御ルーチン，パルスモータ１４
２の駆動を制御する図９の送り歯上下駆動制御ルーチ
ン，パルスモータ１３０の駆動を制御する図１０の送り
歯送り駆動制御ルーチンおよびパルスモータ６６の駆動
を制御する図１１の針棒揺動駆動制御ルーチン等から成
っている。

【００２３】電源投入と同時に図４および図５に示すタ
イミング制御が開始される。まず、ステップＳ１（以
下、単にＳ１で表す。他のステップについても同様）に
おいて初期設定が行われ、各フラグＦ₁，Ｆ₂等がＯＦ
Ｆとされる。また、初期位置制御が行われ、針棒２４，
外釜１０８，天秤７４および送り歯１２０が各駆動回路
による駆動モータの駆動により初期位置に位置させられ
る。すなわち、針棒２４および天秤７４がそれぞれ最上
点（図１３のＡ点およびＦ点）に位置させられるととも
に、外釜１０８の剣先１１８が図１４に示すＫ点に、送
り歯１２０が図１５に示すＰ点に位置させられるのであ
る。縫製時以外には針棒２４等はこの初期位置に維持さ
れる。

【００２４】次に、Ｓ２において、作業者により起動・
停止ボタン１４８が押されて起動・停止スイッチ１７０
がＯＮされているか否かの判定が行われる。判定結果が
ＮＯであれば、Ｓ６_,Ｓ１０_,Ｓ１３_,Ｓ１６_,Ｓ１９
_,Ｓ２２_,Ｓ２６_,Ｓ２９およびＳ３２が繰り返し実行
され、縫製の開始が待たれる。また、天秤駆動制御ルー
チンにおいてはＳ１０１およびＳ１０６が、針棒駆動制
御ルーチンにおいてはＳ２０１およびＳ２１３が、釜駆
動制御ルーチンにおいてはＳ３０１が、送り歯上下駆動
制御ルーチンにおいてはＳ４０１およびＳ４０６が、送
り歯送り駆動制御ルーチンにおいてはＳ５０１およびＳ
５０７が、針棒揺動駆動制御ルーチンにおいてはＳ６０
１がそれぞれ繰り返し実行され、縫製の開始が待たれ
る。

【００２５】作業者により起動・停止ボタン１４８が押
されれば起動・停止スイッチ１７０がＯＮ状態となるた
め、Ｓ２の判定結果がＹＥＳとなって、Ｓ３において駆
動フラグＦ₁がＯＮとされているか否かの判定が行われ
る。プログラムの初回においては判定結果がＮＯである
ため、Ｓ４において駆動フラグＦ₁がＯＮとされ、Ｓ５
においてスタートフラグＦ₂がＯＮとされる。続いて、
Ｓ６においてスタートフラグＦ₂がＯＮであるか否かの
判定が行われ、判定結果がＹＥＳとなって、Ｓ７におい
て天秤下降開始フラグＦ₃が、Ｓ８において針棒下降開
始フラグＦ₄がそれぞれＯＮとされるとともに、Ｓ９に
おいてスタートフラグＦ₂がＯＦＦとされる。

【００２６】天秤下降開始フラグＦ₃がＯＮとされるこ
とにより、図６の天秤駆動制御ルーチンにおいてＳ１０
１の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ１０２において天秤下
降開始指令信号が出力される。それにより駆動回路１５
８から下降駆動パルスが出力され、パルスモータ７６が
起動させられて天秤７４の下降が開始される。天秤７４
がスピードボリューム１７４からの出力信号に基づいて
決まる図１３に示す天秤曲線に沿って下降させられ、駆
動回路１５８の内部カウンタによる駆動パルスのカウン
ト値が４８となったことが検出されれば、Ｓ１０３の判
定結果がＹＥＳとなって、Ｓ１０４において駆動回路１
５８に天秤下降停止指令信号が出力され、駆動パルスの
出力が停止される。したがって、パルスモータ７６が停
止させられ、天秤が下降点（図１３のＧ点）で停止させ
られるとともに、Ｓ１０５において天秤下降開始フラグ
Ｆ₃がＯＦＦとされる。

【００２７】この後、再びＳ１０１が実行されるが、天
秤下降開始フラグＦ₃がＯＦＦとされているため、判定
の結果がＮＯとなってＳ１０６において天秤上昇フラグ
Ｆ₁₂がＯＮとされているか否かの判定が行われる。タイ
ミング制御ルーチンのＳ１２において天秤上昇開始フラ
グＦ₁₂がＯＮとされるまではＳ１０６の判定の結果がＮ
Ｏとなり、プログラムの実行はＳ１０１に戻される。し
たがって、天秤上昇開始フラグＦ₁₂がＯＮとされるま
で、Ｓ１０１，Ｓ１０６が繰り返し実行され、天秤７４
が下降点で待機させられる。

【００２８】また、針棒下降開始フラグＦ₄がＯＮとさ
れることにより、図７の針棒駆動制御ルーチンにおいて
Ｓ２０１の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ２０２において
駆動回路１５４に針棒下降開始指令信号が出力される。
それにより、サーボモータ４２に駆動電流が供給されて
サーボモータ４２が起動されて針棒２４の下降が開始さ
れ、Ｓ２０３における針棒２４の速度制御と、Ｓ２０４
におけるポテンショメータ５０による針棒２４の位置検
出とが、針棒２４が最下点（図１３のＢ点）に達してＳ
２０５の判定結果がＹＥＳとなるまで繰り返し実行され
る。エンコーダ６０のパルス立ち下がり信号の時間間隔
が測定され、その時間間隔から針棒２４の現在速度が演
算されるとともに、スピードボリューム１７４からの出
力信号に基づいて決まる図１３に示す針棒曲線に沿って
予め設定されている針棒２４の目標速度と現在速度とが
比較され、現在速度が目標速度とほぼ等しくなるように
サーボモータ４２の駆動電流が制御されるのである。た
だし、針棒２４に供給される駆動電流は、サーボモータ
４２の起動直後には微量とされ、その後徐々に目標速度
まで増量されるため、針棒２４の下降が滑らかに開始さ
れる。また、針棒２４が最下点に近づけば、再び駆動電
流量が漸減させられ、針棒２４の停止が滑らかに行われ
る。

【００２９】縫針２６が被加工布を貫通する際、被加工
布が厚い場合等にはその負荷抵抗が大きくなるため縫針
２６が貫通し難くなり、サーボモータ４２の回転数が減
少して、針棒２４の下降状況が図１３の針棒曲線から逸
脱する可能性がある。しかしながら、縫針２６の被加工
布貫通時には釜駆動用パルスモータ１１４は未だ作動さ
せられていないため、針棒２４の下降速度減少が縫針２
６と外釜１０８との相対位置の不適合を招来することは
ない。なお、天秤７４の下降速度は予め定められた一定
速度とされているため、針棒速度の減速により縫針２６
への上糸の供給量が増大し、上糸のたるみが生じるが、
縫製には差し支えない。

【００３０】ポテンショメータ５０により針棒２４が最
下点に達したことが検出されればＳ２０５の判定結果が
ＹＥＳとなり、Ｓ２０６において針棒最下点フラグＦ₅
がＯＮとされる。その後、Ｓ２０７において、駆動回路
１５４に反転指令信号が出力され、サーボモータ４２の
回転方向が逆転させられる。Ｓ２０８において速度制御
が行われ、針棒２４が低速で上昇させられつつ、Ｓ２０
９において針棒２４の位置検出が行われ、針棒２４が針
出会い位置（図１３のＣ点）に達したことが検出されれ
ば、Ｓ２１０の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ２１１にお
いて駆動回路１５４に針棒下降停止指令信号が出力さ
れ、サーボモータ４２が停止させられて、針棒２４が針
出会い位置で停止させられる。その後、Ｓ２１２におい
て針棒下降開始フラグＦ₄がＯＦＦとされる。

【００３１】針棒下降開始フラグＦ₄がＯＦＦとされた
後はＳ２０１の判定結果がＮＯとなり、Ｓ２１３におい
て針棒上昇開始フラグＦ₈がＯＮとされているか否かの
判定が行われるが、タイミング制御ルーチンのＳ１４に
おいて針棒上昇開始フラグＦ₈がＯＮとされるまでは、
判定の結果がＮＯとなる。したがって、Ｓ２０１，Ｓ２
１３が繰り返し実行され、針棒２４は針出会い位置にお
いて、縫針２６に挿通された上糸の糸輪が形成された状
態で待機させられる。

【００３２】Ｓ２０６において針棒最下点フラグＦ₅が
ＯＮとされることにより、タイミング制御ルーチンのＳ
１０の判定結果がＹＥＳとなって、Ｓ１１において釜駆
動開始フラグＦ₆がＯＮとされるとともに、Ｓ１２にお
いて針棒最下点フラグＦ₅がＯＦＦとされる。

【００３３】釜駆動開始フラグＦ₆がＯＮとされること
により、図８に示す釜駆動制御ルーチンにおいて、Ｓ３
０１の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ３０２において駆動
回路１６０に外釜回転開始指令信号が発せられ、パルス
モータ１１４が起動される。外釜１０８はスピードボリ
ューム１７４の出力信号に基づいて決まる速度で反時計
方向に回転させられるのであるが、図１３に示すよう
に、パルスモータ１１４に供給される駆動パルスの出力
間隔は、モータ起動開始直後は長く、徐々に短くされる
とともに、モータ停止前には再び徐々に長くされてお
り、外釜１０８が滑らかに加速，停止させられるように
なっている。本実施例においては、針棒２４が最下点に
到達したとき外釜１０８が起動させられるようになって
いるため、針棒２４の下降速度減少等により針棒２４が
最下点に到達する時期が遅れても、外釜１０８が先に回
転を開始することがない。

【００３４】本実施例においては、針棒２４の最下点位
置（図１３のＢ点）が針棒２４の特定位置とされ、ポテ
ンショメータ５０とＣＰＵ１７６のＳ２０４およびＳ２
０５を実行する部分が針棒検出手段を構成している。ま
た、ＣＰＵ１７６の、針棒駆動制御ルーチンのＳ２０
６，タイミング制御ルーチンのＳ１０，Ｓ１１および釜
駆動制御ルーチンのＳ３０１，Ｓ３０２を実行する部分
が外釜１０８の起動を指令する起動指令信号発生手段を
構成しており、駆動回路１６０が釜駆動用パルスモータ
１１４の駆動制御手段を構成している。

【００３５】釜駆動制御ルーチンにおいて、駆動回路１
６０から出力される駆動パルスが内部カウンタによりカ
ウントされ、カウント値が７となったことが検出されれ
ば、Ｓ３０３の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ３０４にお
いて釜出会いフラグＦ₇がＯＮとされる。すなわち、７
パルス分の駆動により剣先１１８が初期位置から釜出会
い位置（図１３および図１５のＬ点）に達するまで外釜
１０８が回転させられるのであり、針出会い位置に待機
している縫針２６の近傍を剣先１１８が通過することに
より、上糸の糸輪が剣先１１８により捕捉される。

【００３６】タイミング制御ルーチンにおいては、Ｓ１
３の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ１４において針棒上昇
開始フラグＦ₈がＯＮとされるとともに、Ｓ１５におい
て釜出会いフラグＦ₇がＯＦＦとされる。

【００３７】針棒上昇開始フラグＦ₈がＯＮとされるこ
とにより、針棒駆動制御ルーチンにおいてＳ２１３の判
定結果がＹＥＳとなり、Ｓ２１４において針棒２４の上
昇が開始される。本実施例においては、針棒２４が最下
点に達した後、外釜１０８の回転が開始されるとともに
針棒２４が最下点から一定距離上昇した位置で停止させ
られ、外釜１０８が回転してその剣先１１８が釜出会い
位置に達した後、針棒２４が上昇させられるようになっ
ているため、縫針２６が針出会い位置に達する前に剣先
１１８が釜出会い位置を通過したり、剣先１１８が釜出
会い位置を通過する前に針棒２４が過大に上昇したりす
ることが回避され、上糸の糸輪が剣先１１８により確実
に捕捉されることが保証される。

【００３８】本実施例においては、駆動回路１６０の内
部カウンタおよびＣＰＵ１７６の釜駆動制御ルーチンの
Ｓ３０３を実行する部分が外釜１０８の位置検出手段を
構成しており、釜出会い位置（図１３のＬ点）が外釜１
０８の特定位置とされている。そして、釜駆動制御ルー
チンのＳ３０４，タイミング制御ルーチンのＳ１３，Ｓ
１４および針棒駆動制御ルーチンのＳ２１３，Ｓ２１４
を実行する部分が針棒２４の起動指令信号発生手段を構
成し、駆動回路１５４がサーボモータ４２の駆動制御手
段を構成しているのである。

【００３９】針棒駆動制御ルーチンにおいて、Ｓ２１３
の判定結果がＹＥＳとなった後、Ｓ２１４において駆動
回路１５４に針棒上昇開始指令信号が出力され、サーボ
モータ４２が起動されて、針棒２４の滑らかな上昇が開
始される（図１３のＤ点）。そして、針棒２４が再び最
上点（図１３のＥ点）に達するまで、Ｓ２１５において
針棒２４の速度制御が、Ｓ２１６において針棒２４の位
置検出が繰り返し実行される。針棒２４が最上点に達す
れば、Ｓ２１７の判定結果がＹＥＳとなって、Ｓ２１８
において駆動回路１５４に針棒上昇停止指令信号が出力
され、針棒２４が最上点で、下降開始時と同様に滑らか
に停止させられる。そして、Ｓ２１９において針棒上昇
開始フラグＦ₈がＯＦＦとされる。

【００４０】釜駆動制御ルーチンにおいて、内部カウン
タのカウント値が２０となったことが検出されれば、Ｓ
３０５の判定結果がＹＥＳとなってＳ３０６において送
り歯上昇フラグＦ₉がＯＮとされる。このときの外釜１
０８の剣先１１８は図１３，図１４に示すＭ点に位置す
る。

【００４１】送り歯上昇フラグＦ₉がＯＮとされること
により、タイミング制御ルーチンにおいてＳ１６の判定
結果がＹＥＳとなり、Ｓ１７において送り歯上昇開始フ
ラグＦ₁₀がＯＮとされるとともに、Ｓ１８においてＦ₉
がＯＦＦとされる。

【００４２】それにより、図９に示す送り歯上下駆動制
御ルーチンにおいてＳ４０１の判定結果がＹＥＳとな
り、Ｓ４０２において駆動回路１６４に送り歯上昇開始
指令信号が出力され、上昇駆動パルスによりパルスモー
タ１４２が起動されて送り歯１２０の滑らかな上昇が開
始される。Ｓ４０３において、駆動回路１６４の内部カ
ウンタによる駆動パルスのカウント値が設定値（本実施
例においては４パルス）となったことが検出されれば、
判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ４０４において送り歯上昇
停止指令信号が出力され、パルスモータ１４２が停止さ
せられて送り歯１２０が上昇位置（図１５のＱ点）に滑
らかに停止させられる。その後、Ｓ４０５において送り
歯上昇開始フラグＦ₁₀がＯＦＦとされるため、次にプロ
グラムが実行されれば、Ｓ４０１の判定結果がＮＯとな
り、Ｓ４０６において送り歯下降開始フラグＦ₁₆がＯＮ
されているか否かの判定が行われるが、この判定の結果
はＮＯとなり、送り歯１２０が上昇位置で待機させられ
る。

【００４３】釜駆動制御ルーチンにおいて、内部カウン
タのカウント値が４５となれば、Ｓ３０７の判定結果が
ＹＥＳとなってＳ３０８において釜抜け位置フラグＦ₁₁
がＯＮとされる。パルスモータ１１４の４５パルスの駆
動によって、外釜１０８の剣先１１８が釜抜け位置（図
１３および図１４のＮ点）に位置させられ、これによ
り、剣先１１８に捕捉されていた上糸の糸輪が剣先１１
８から抜け出し、上糸と下糸とが絡まされて縫目が形成
される。さらに、内部カウンタのカウント値が６０とな
れば、Ｓ３０９の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ３１０に
おいて駆動回路１６０に釜回転停止指令信号が出力され
る。それにより、パルスモータ１１４が停止させられ、
外釜１０８が１回転して初期位置で停止させられる。Ｓ
３１１において、釜駆動開始フラグＦ₆がＯＦＦとされ
る。このように、パルスモータ１１４は６０パルスで１
回転させられ、その後、駆動回路１６０に再び釜回転開
始指令信号が出力されるまで停止し続ける。

【００４４】図５に示すタイミング制御ルーチンにおい
て、釜抜け位置フラグＦ₁₁がＯＮとされることによりＳ
１９の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ２０において天秤上
昇開始フラグＦ₁₂がＯＮとされ、Ｓ２１において釜抜け
位置フラグＦ₁₁がＯＦＦとされる。

【００４５】天秤上昇開始フラグＦ₁₂がＯＮとされるこ
とにより、天秤駆動制御ルーチンにおいてＳ１０６の判
定結果がＹＥＳとなって、Ｓ１０７において天秤上昇指
令信号が出力され、駆動回路１５８から出力される上昇
駆動パルスによりパルスモータ７６が下降時とは逆向き
に起動させられて天秤７４の上昇が開始される（図１３
のＨ点）。天秤７４の上昇により上糸が引き締められ、
縫目が形成される。内部カウンタのカウント値が３６と
なれば（図１３のＩ点）Ｓ１０８の判定結果がＹＥＳと
なり、Ｓ１０９において送り歯送りフラグＦ₁₃がＯＮと
される。

【００４６】送り歯送りフラグＦ₁₃がＯＮとされること
により、タイミング制御ルーチンにおいてＳ２２の判定
結果がＹＥＳとなり、Ｓ２３において送り歯送り開始フ
ラグＦ₁₄がＯＮとされるとともに、Ｓ２４において針棒
揺動駆動開始フラグＦ₁₅がＯＮとされ、Ｓ２５において
送り歯送りフラグＦ₁₃がＯＦＦとされる。

【００４７】送り歯送り開始フラグＦ₁₄がＯＮとされる
ことにより、図１０に示す送り歯送り駆動制御ルーチン
においてＳ５０１の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ５０２
において送り歯送り開始指令信号が出力される。それに
より、駆動回路１６２から送り駆動パルスが出力され、
パルスモータ１３０が起動されて送り歯１２０による被
加工布の送りが開始される（図１３のＲ点）。この送り
量は、図１３に示すように１０段階に分けられており、
作業者により予め選択された縫目模様に応じて決まる。
模様の種類によって被加工布の送りが全く行われない場
合には、駆動パルスの出力数が０に設定されるため、駆
動パルスが出力される前にＳ５０３の判定結果がＹＥＳ
となってパルスモータ１３０は起動されないが、ここで
は送り量が１０パルスに設定されているとすれば、内部
カウンタのカウント値が１０となったとき、Ｓ５０３の
判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ５０４において送り歯送り
終了フラグＦ₁₆がＯＮとされる。そして、Ｓ５０５にお
いて駆動回路１６２へ送り歯送り停止指令信号が出力さ
れ、パルスモータ１３０が停止させられて、送り歯１２
０が送り終了位置（図１３および図１５のＳ点）で停止
させられる。Ｓ５０６において送り歯送り開始フラグＦ
₁₄がＯＦＦとされる。

【００４８】一方、針棒揺動駆動開始フラグＦ₁₅がＯＮ
とされることにより、図１１に示す針棒揺動駆動ルーチ
ンにおいて、Ｓ６０１の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ６
０２において、予め選択された縫目模様がジグザグ縫い
であるか否かの判定が行われる。判定結果がＮＯであれ
ば、Ｓ６０３〜Ｓ６０５がスキップされてＳ６０６にお
いて針棒揺動開始フラグＦ₁₅がＯＦＦとされ、針棒揺動
駆動ルーチンの１回の実行が終了するが、判定結果がＹ
ＥＳであれば、Ｓ６０３において駆動回路１５６に針棒
揺動開始指令信号が発せられ、パルスモータ６６が起動
されて、針棒２４の揺動が開始される。図１３に示すよ
うに針棒２４の揺動量は７段階に分けられており、縫製
すべき模様に応じて揺動量が決まる。ここでは針棒２４
が６パルス分揺動させられるように設定されているとす
れば、内部カウンタのカウント値が６となったときＳ６
０４の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ６０５において針棒
揺動停止指令信号が出力され、パルスモータ６６が停止
させられて、針棒２４が６パルス分揺動した位置で停止
させられる。Ｓ６０６において針棒揺動駆動開始フラグ
Ｆ₁₅がＯＦＦとされる。なお、針棒２４の揺動開始およ
び揺動停止も駆動パルスの出力間隔の制御により滑らか
に行われる。

【００４９】送り歯送り終了フラグＦ₁₆がＯＮとされる
ことにより、タイミング制御ルーチンにおいてＳ２６の
判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ２７において送り歯下降開
始フラグＦ₁₇がＯＮとされ、Ｓ２８において送り歯送り
終了フラグＦ₁₆がＯＦＦとされる。

【００５０】それにより、送り歯上下駆動制御ルーチン
においてＳ４０６の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ４０７
において駆動回路１６４に送り歯下降開始指令信号が出
力され、下降駆動パルスがパルスモータ１４２に出力さ
れる。パルスモータ１４２が上昇時とは逆方向に起動さ
れて送り歯１２０が下降を開始し、下降駆動パルスのカ
ウント値が設定値（ここでは４パルス）となれば、Ｓ４
０８の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ４０９において送り
歯下降終了フラグＦ₁₈がＯＮとされる。続いて、Ｓ４１
０において駆動回路１６４に送り歯下降停止指令信号が
出力され、パルスモータ１４２が停止させられ、送り歯
１２０が下降位置（図１５のＴ点）に停止させられる。
そして、Ｓ４１１において送り歯下降開始フラグＦ₁₇が
ＯＦＦとされる。

【００５１】送り歯下降終了フラグＦ₁₈がＯＮとされる
ことにより、タイミング制御ルーチンにおいてＳ２９の
判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ３０において送り歯準備開
始フラグＦ₁₉がＯＮとされるとともに、Ｓ３１において
送り歯下降終了フラグＦ₁₈がＯＦＦとされる。

【００５２】送り歯準備開始フラグＦ₁₉がＯＮとされる
ことにより、送り歯送り駆動制御ルーチンにおいて、Ｓ
５０７の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ５０８において駆
動回路１６２に送り歯準備開始指令信号が発せられる。
それにより、駆動回路１６２から準備駆動パルスが出力
され、パルスモータ１３０が送り方向とは逆方向に起動
させられ、送り歯１２０が準備位置（初期位置）に向か
って移動させられる。内部カウンタのカウンタ値が送り
駆動パルスと同数（ここでは１０パルス）となれば、Ｓ
５０９の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ５１０において駆
動回路１６２に送り歯準備停止指令信号が出力されてパ
ルスモータ１３０が停止させられ、送り歯１２０が準備
位置に停止させられる。Ｓ５１１において送り歯準備開
始フラグＦ₁₉がＯＦＦとされる。

【００５３】天秤駆動制御ルーチンにおいて、天秤７４
の上昇が続けられるうちに、内部カウンタのカウント値
が４８となれば、Ｓ１１０の判定結果がＹＥＳとなっ
て、Ｓ１１１において天秤最上点フラグＦ₂₀がＯＮとさ
れる。そして、Ｓ１１２において駆動回路１５８に天秤
上昇停止指令信号が出力され、パルスモータ７６が停止
させられ、天秤７４が最上点に停止させられる。Ｓ１１
３において天秤上昇開始フラグＦ₁₂がＯＦＦとされる。

【００５４】天秤最上点フラグＦ₂₀がＯＮとされること
により、タイミング制御ルーチンにおいてＳ３２の判定
結果がＹＥＳとなり、Ｓ３３において天秤最上点フラグ
Ｆ₂₀がＯＦＦとされ、Ｓ３４において起動・停止スイッ
チ１７０がＯＮされているか否かの判定が行われる。起
動・停止スイッチ１７０がＯＮ状態のままであれば判定
の結果がＹＥＳとなり、Ｓ３５においてスタートフラグ
Ｆ₂が再びＯＮとされ、プログラムの実行がＳ２に戻さ
れる。駆動フラグＦ₁はＯＮ状態のままであるため、Ｓ
２およびＳ３の判定結果がＹＥＳとなり、Ｓ４，Ｓ５が
スキップされた後、Ｓ６の判定結果がＹＥＳとなって、
再びＳ７以降が実行されるとともに、各モータ駆動制御
ルーチンが実行されて縫製が続けられる。

【００５５】一方、作業者により起動・停止ボタン１４
８が押されて起動・停止スイッチ１７０がＯＦＦとされ
ていれば、Ｓ３４の判定結果がＮＯとなり、Ｓ３６にお
いて駆動フラグＦ₁がＯＦＦとされ、１回のプログラム
の実行が終了する。２回目以降においては、Ｓ２の判定
結果がＮＯとなり、Ｓ３〜Ｓ５がスキップされてＳ６，
Ｓ１０，Ｓ１３，Ｓ１６，Ｓ１９，Ｓ２２，Ｓ２６，Ｓ
２９およびＳ３２が実行されるが、いずれの判定結果も
ＮＯとなるため、縫製は行われない。なお、送り歯１２
０による布送り量が大きい場合には、起動・停止スイッ
チ１７０がＯＦＦとされてＳ３４の判定結果がＮＯとな
った時点では、送り歯１２０が準備位置へ完全に復帰し
ていないことがあるが、タイミング制御ルーチンにおい
て上記のようなフラグスキャンが行われることにより、
その間に送り歯１２０が準備位置に戻される。

【００５６】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、針棒２４の位置が検出され、針棒２４が最
下点に達したとき外釜１０８の回転が開始される。ま
た、針棒２４が最下点から一定距離上昇した位置で停止
させられ、外釜１０８の回転位置が検出されて剣先１１
８が釜出会い位置に達したとき針棒２４の上昇が開始さ
れるようになっているため、針棒２４と外釜１０８とが
必要な位置（図１３のＢ点およびＬ点）において確実に
タイミングを合わされ、目飛びの発生等が良好に防止さ
れる。それ以外の位置では、針棒２４と外釜１０８とが
同期させられるわけではないため、従来のように両者を
常に同期させる場合に比較して駆動モータを簡易かつ小
形のものとすることができる。

【００５７】また、天秤７４，送り歯１２０等も常に同
期させられているわけではないが、外釜１０８が２０パ
ルス分の駆動により送り歯上昇開始位置まで回転させら
れたとき送り歯１２０の上昇が開始され、さらに剣先１
１８が釜抜け位置に達したとき天秤７４の上昇が開始さ
れ、天秤７４が３６パルス分上昇させられたとき送り歯
１２０の送りが開始される等、必要な位置ではタイミン
グが合わされるようになっている。

【００５８】なお、本実施例においては、送り歯１２０
が上昇位置に達した後、一定時間の経過後に布送り動作
が開始されるようになっているが、送り歯１２０の上昇
タイミングを変更して上昇と送りとを連続して行うよう
にすることも可能である。また、駆動回路１６２から空
パルスを出力させてパルスモータ１３０の励磁相が変化
しないようにすることにより、布送り量が変更されても
布送り駆動終了時期が一定となるようにすることも可能
である。

【００５９】また、本実施例においては、針棒２４の位
置がポテンショメータ５０により検出されるようになっ
ていたが、絶対位置の検出が可能なアブソリュートエン
コーダにより検出するようにすることも可能である。ま
た、エンコーダ６０と針棒２４の特定位置への到達を検
出する光電スイッチとにより針棒２４の位置を検出する
ことも可能である。

【００６０】また、外釜１０８の剣先１１８の位置が駆
動回路１６０から出力される駆動パルス数により検出さ
れるようになっていたが、針棒２４と同様にポテンショ
メータ，エンコーダ等により検出するようにしてもよ
い。天秤７４の高さ位置，針棒２４の揺動位置，送り歯
１２０の高さ位置および送り位置についても同様であ
る。

【００６１】さらに、本実施例においてはエンコーダ６
０のパルス立ち下がり信号の間隔により針棒２４の速度
が検出されるようになっていたが、立ち上がり信号の間
隔により検出することも可能である。また、エンコーダ
６０に代えて、タコジェネレータ等により直接針棒２４
の速度を検出することも可能であり、ポテンショメータ
５０の出力信号を微分して速度を検出することも可能で
ある。

【００６２】その他、当業者の知識に基づいて種々の変
形，改良を施した態様で、本発明を実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を概念的に示す図である。

【図２】本発明の一実施例である針棒・釜別駆動ミシン
の要部を示す斜視図である。

【図３】上記ミシンの構成を電子制御部を中心として示
すブロック図である。

【図４】上記ミシンのコンピュータのＲＯＭに格納され
たタイミング制御ルーチンの一部を示すフローチャート
である。

【図５】上記ミシンのコンピュータのＲＯＭに格納され
たタイミング制御ルーチンの残部を示すフローチャート
である。

【図６】上記コンピュータのＲＯＭに格納された天秤駆
動制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】上記コンピュータのＲＯＭに格納された針棒駆
動制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】上記コンピュータのＲＯＭに格納された釜駆動
制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図９】上記コンピュータのＲＯＭに格納された送り歯
上下駆動制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図１０】上記コンピュータのＲＯＭに格納された送り
歯送り駆動制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】上記コンピュータのＲＯＭに格納された針棒
揺動駆動制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図１２】上記コンピュータのＲＡＭの構成を示すブロ
ック図である。

【図１３】上記ミシンの各部の動作を互いに関連付けて
示すタイムチャートである。

【図１４】上記釜の回転角度位置を示す説明図である。

【図１５】上記送り歯の上下位置および送り位置を示す
説明図である。

【符号の説明】

２４針棒４２針棒駆動用サーボモータ５０ポテンショメータ５６コンピュータ６０エンコーダ１０８外釜１１４釜駆動用パルスモータ１１８剣先１５４駆動回路１６０駆動回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ミシンの縫針を上下動させる針棒駆動モ
ータと糸捕捉装置を駆動する釜駆動モータとを備えた針
棒・釜別駆動ミシンの制御装置であって、針棒と釜との一方の位置を検出する位置検出手段と、その位置検出手段が前記一方の特定位置を検出した際、
針棒と釜との他方の起動を指令する起動指令信号を発生
する起動指令信号発生手段と、その起動指令信号に応じて前記他方の駆動モータを起動
し、予め定められた速度で作動させるモータ駆動制御手
段とを含むことを特徴とする制御装置。