JP3149889B2 - ミシンの布送り制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステッピングモータで
直接駆動される布送り機構を備えたミシンの布送り制御
装置に関し、特にミシン主軸の加速度に基いて布送り開
始タイミングを補正するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、天秤が最上位置近傍に移動してい
るときに、加工布の布送りを実行させると、安定した糸
調子が得られるので、加工布を移送する送り歯を上下動
させる送り歯上下動機構をミシンモータで駆動する一
方、送り歯を前後動させる送り歯前後動機構を専用のス
テッピングモータで直接に駆動するようにして、最新の
布送り量を最適な時期に正確に布送り制御するようにし
た電子制御式ミシンが種々提案されている。

【０００３】例えば、本願出願人は特開昭６３─１２５
２８５号公報に記載のように、送り歯に代えて複数のロ
ーラをその上部が針板の上面に突出するように設け、こ
れらローラを布送り用ステッピングモータで直接回転さ
せることにより、加工布を布送り方向に正確に移送でき
るように構成する一方、縫製速度が低速のときには、低
速用の送り開始タイミングから、布送り量に基づく遅延
時間だけ遅らせて、しかも針布一致のタイミングまでに
送りを終了できるように布送り動作を開始するととも
に、縫製速度が高速のときには、高速用の送り開始タイ
ミングから、布送り量に基づく遅延時間だけ遅らせて、
しかも針布一致のタイミングまでに送りを終了できるよ
うに布送り動作を開始するようにしたミシンの布送り制
御装置を提案した。尚、布送り機構としては、ステッピ
ングモータにより送り歯を直接駆動する構成のものも実
用化されている（特開平２−２１３３８６号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、前記
公報の布送り制御装置においては、所定の送り開始タイ
ミングからミシンモータの回転速度と布送り量とに基づ
く遅延時間だけ遅らせて布送り動作を開始するので、縫
製開始時や縫製途中などにおいて、ミシンモータの回転
速度が加速されるようなときには、布送り動作中におい
ても回転速度が刻々加速されているので、布送り量に基
づいて決定された布送り動作の開始タイミングから布送
りを開始すると、布送り動作が完了するまでに針布一致
のタイミングとなり、縫針が折損するという問題があ
る。更に、ミシンモータの回転速度が減速されるような
ときには、布送り動作中においても回転速度が刻々減速
されているので、決定された布送り動作の開始タイミン
グから布送を開始すると、布送り動作と天秤の最上位置
との位相関係が崩れ、糸調子が不安定になるという問題
がある。

【０００５】本発明の目的は、縫製速度が加速或いは減
速される変動時においても、縫針を折損することなく常
に安定した糸調子が得られるようなミシンの布送り制御
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るミシンの布
送り制御装置は、下端に縫針を備えミシンモータで主軸
を介して上下に往復駆動される針棒と、針棒の上下動と
略調時して送り歯で加工布を移送する送り機構と、送り
機構を駆動する送り用ステッピングモータと、複数の縫
目模様の各々の縫目データを格納した記憶手段と、記憶
手段の縫目データのうち送り量データに基いて送り用ス
テッピングモータを制御する送り制御手段とを備えたミ
シンにおいて、主軸の回転速度を検出する速度検出手段
と、少なくとも、布送りタインミングに関する主軸の回
転位相を検出する位相検出手段と、速度検出手段からの
速度信号と位相検出手段からの位相信号と送り量データ
とに基いて加工布の移送を開始するタイミングを決定す
るタイミング決定手段と、速度検出手段からの速度信号
に基いて前記主軸の加速度を演算する演算手段と、演算
手段からの加速度に基いて加速度が大きくなる程移送開
始タイミングが早まるようにその開始タイミングを補正
する補正手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】本発明に係るミシンの布送り制御装置において
は、加工布の移送を開始するタイミングは、タイミング
決定手段により速度検出手段からの主軸に関する速度信
号と位相検出手段からの布送りタイミングに関する位相
信号と縫目データの送り量データとに基いて決定され
る。更に、この開始タイミングは、補正手段により演算
手段から受けた主軸の加速度に基いて、加速度が大きく
なる程移送開始タイミングが早まるように補正される。
そして、この補正された移送開始タイミングで送り用ス
テッピングモータが駆動されて布送りされる。その結
果、主軸の回転速度が加速或いは減速される変動時にお
いても、布送り動作が天秤の略最上位置付近で行なわ
れ、縫針を折損することなく常に安定した糸調子が得ら
れる。

【０００８】

【発明の効果】本発明に係るミシンの布送り制御装置に
よれば、〔作用〕の項で説明したように、速度検出手段
と、位相検出手段と、タイミング決定手段と、演算手段
と、補正手段とを設け、主軸の加速度に基いて、加速度
が大きくなる程移送開始タイミングが早まるように補正
されるので、主軸の回転速度が加速或いは減速される変
動時においても、布送り動作が天秤の略最上位置付近で
行なわれ、縫針を折損することなく常に安定した糸調子
が得られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、送り歯駆動用モータで送り歯を
直接前後動させる布送り機構を備えた電子制御式ジグザ
グミシンに本発明を適用した場合のものである。図１に
示すように、ミシンＭのベッド部１の右端部には脚柱部
２が立設され、この脚柱部２の上端から左方に延びるア
ーム部３はベッド部１の上側に対向するように配設さ
れ、このアーム部３の頭部４には、針棒５及び押え棒
（図示略）が上下方向に夫々配設されている。この針棒
５の下端には縫針６が取付けられ、針棒５は針棒支持体
７に上下動自在に装着され、針棒支持体７の上端部は機
枠８にピン９を介して枢着されている。これにより、針
棒５は針棒支持体７と共にピン９を回動中心として左右
に揺動可能になっている。

【００１０】前記アーム部３内には左右方向向きにミシ
ン主軸１０が配設され、この主軸１０はミシンモータ１
１によりタイミングベルト１２とプーリ１８とを介して
回転駆動される。この主軸１０の左端部には針棒クラン
ク１３が取付けられ、針棒５はこの針棒クランク１３に
連結され、主軸１０の回転により針棒５が上下に往復駆
動される。更に、針棒支持体７は、連杆１４とセクタギ
ヤ１５と駆動ギヤ１６とを介して針棒揺動用ステッピン
グモータ１７に連結され、針棒５はこの針棒揺動用ステ
ッピングモータ１７の駆動により針棒支持体７と共に揺
動するようになっている。

【００１１】次に、送り歯２２を上下動及び前後動させ
る布送り機構２０について、図１に基いて説明する。前
記ベッド部１内には送り台２１が前後方向向きに配設さ
れ、この送り台２１は送り歯２２を載置支持するととも
に、その前端の二股部は上下送り腕２３上の軸部と嵌合
し、その上下送り腕２３は左右方向向きの上下送り軸２
４に固着されている。その上下送り軸２４の二股部に嵌
合するカム２５は揺動体２６に固着され、この揺動体２
６と主軸１０のクランプ部１０ａとはクランクロッド２
７を介して連結されている。

【００１２】一方、送り台２１の後端部は、左右方向向
きに配設された水平送り軸２８に突設された１対の腕部
に回動可能に枢支され、水平送り軸２８はそれ自信の軸
周りに揺動し得るように機枠８に支持されている。この
水平送り軸２８の右端部にはセクダギヤ２９が固着さ
れ、そのギヤ部は送り歯駆動用ステッピングモータ３０
の出力軸に固着された駆動ギヤ３１と噛合している。従
って、主軸１０の回転によりクランクロッド２７を介し
て揺動体２６が上下に揺動するのに伴って、カム２５と
上下送り軸２４と上下送り腕２３とを介して送り歯２２
が上下駆動される。しかも、この送り歯２２の上下動と
同期して送り歯駆動用ステッピングモータ３０が駆動さ
れるので、送り歯２２はその上昇位置及び下降位置のと
きに前後方向に駆動される。

【００１３】前記主軸１０には、多数のスリットを所定
間隔毎に放射状に形成したディスクが固着され、このデ
ィスクとこれら多数のスリットを検出して速度信号（パ
ルス信号）を出力するフォトインタラプタとからなる速
度検出器３５が設けられている。更に、この主軸１０に
は、約１０°の開角を有するＶ字状の切欠きを設けたデ
ィスクが固着され、このディスクと、針棒５の最上位置
のときの主軸１０の位相角を０°としたときに、図４に
示すように切欠きにより位相角３２５°（タイミングＴ
１）のときに「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変わる第
１位相信号と位相角３３５°（タイミングＴ２）のとき
に「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変わる第２位相信号
とを出力するフォトインタラプタとからなる布送り位相
信号発生器３６とが設けられている。尚、このタイミン
グＴ２は、加工布の移送開始の為の基準タイミングであ
る。

【００１４】次に、電子制御式ミシンＭの制御系は、図
２のブロック図に示すように構成されている。縫製作業
の起動と停止を指示する起動・停止スイッチ３３と、テ
ンキーからなり模様番号を選択する模様選択スイッチ３
４と、速度検出器３５と、布送り位相信号発生器３６
と、縫製速度を設定する為のスピードボリューム３７に
接続されたＡ／Ｄ変換器３８とは制御装置Ｃの入出力イ
ンターフェース４７に夫々接続されている。また、この
入出力インターフェース４７には、ミシンモータ１１の
為の駆動回路４１、針棒揺動用ステッピングモータ１７
の為の駆動回路４２、送り歯駆動用ステッピングモータ
３０の為の駆動回路４３、選択された模様番号を２桁で
表示するＬＥＤ（７セグメント発行素子）４０を駆動す
る為のＬＥＤコントローラ（ＬＥＤＣ）４４が夫々接続
されている。

【００１５】制御装置Ｃは、ＣＰＵ４８と、このＣＰＵ
４８にデータバスなどのバス４６を介して接続された入
出力インターフェース４７と、ＲＯＭ４９及びＲＡＭ５
０とから構成されている。ＲＯＭ４９には、実用縫いや
模様縫いの各縫目模様の縫目データが模様の種類毎に分
類して模様コードと対応づけて格納され、このＲＯＭ４
９には、選択設定された各縫目模様の縫目データを順次
読出すプログラム、この縫目データの針揺動データに基
いて、針棒揺動用ステッピングモータ１７を駆動する針
揺動制御プログラムや本願特有の後述の布送り制御の制
御プログラムが格納されている。更に、揺動データや送
りデータ或いは起動・停止指令に基いて各モータ１１・
１７・３０を駆動する駆動制御プログラム、縫製開始時
にミシンモータ１１の回転速度を設定速度まで徐々に加
速させる加速制御プログラム、ＬＥＤ４０に選択された
模様番号を表示する表示制御プログラムなどが格納され
ている。

【００１６】前記ＲＯＭ４９には、次の表１に示すよう
に、主軸１０の回転速度Ｖの変動つまり加速度ａとこの
加速度ａに対応して布送りの開始タイミングを補正する
為の補正時間ｃｔとをパラメータとする補正テーブルが
格納されている。 （以下、余白）

【００１７】

【表１】 ここで、この加速度ａと補正時間ｃｔとの関係は、図３
に示すように、加速度ａが正の値のときには補正時間ｃ
ｔは負の値となり、また加速度ａが負の値のときには補
正時間ｃｔは正の値となる。

【００１８】ＲＡＭ５０のワークメモリ５１には、速度
データや種々のデータが格納される。また、このＲＡＭ
５０には、ＣＰＵ４８で演算した演算結果を格納するメ
モリやカウンタなどの各種メモリが設けられている。

【００１９】次に、電子制御式ミシンＭで行なわれる布
送り制御のルーチンについて、図４を参照しながら図５
のフローチャートに基いて説明する。尚、図中符号Ｓｉ
（ｉ＝１０、１１、１２・・・・）は各ステップであ
る。ここで、この布送り制御を説明する前に、図６に基
いて主軸１０の回転速度Ｖを検出する速度検出制御につ
いて簡単に説明するものとする。ミシンＭに電源が投入
されるとこの制御が開始され、先ず制御装置Ｃ内のソフ
トタイマーである第１タイマーが初期化され（Ｓ１
０）、速度速度検出器３５から入力される速度信号の立
上がりでこの第１タイマーのカウント動作が開始され
（Ｓ１１：Ｙｅｓ、Ｓ１２）、次の速度信号の立上がり
でこの第１タイマーのカウント動作が停止され（Ｓ１
３：Ｙｅｓ、Ｓ１４）、第１タイマーのカウント値に基
いて速度信号の１サイクルの所要時間Ｘ（ms) がＲＡＭ
５０のワークメモリに格納されるとともに、その１サイ
クルの所要時間から回転速度Ｖが演算され、この速度Ｖ
のデータがワークメモリに格納され（Ｓ１５）、Ｓ１０
に戻る。

【００２０】次に、布送り制御について説明すると、起
動・停止スイチ３３が操作されるとこの制御が開始さ
れ、先ずタイミングＴ１のときに布送り位相信号発生器
３６から第１位相信号が入力されたとき（Ｓ３０：Ｙｅ
ｓ）、ワークメモリ内の回転速度Ｖが読込まれて第１速
度Ｖ１として速度メモリ５１に格納される（Ｓ３１）。
次に、タイミングＴ２のときに第２位相信号が入力され
たとき（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、再度ワークメモリ内の回転
速度Ｖが読込まれて第２速度Ｖ１として速度メモリ５１
に格納される（Ｓ３３）。

【００２１】次に、これら両回転速度Ｖ１・Ｖ２に基い
て、加速度ａが演算され（Ｓ３４）、これら変数Ａ、
Ｂ、Ｄ、Ｘに基いて、加工布の移送開始の基準タイミン
グＴ２からの遅延時間Ｔ（ms）が演算される（Ｓ３
５）。ここで、変数Ａは、送り歯２２の作動可能な移送
の範囲であり、位相角３３５°〜７５°に亙る約１００
°である。変数Ｂは、主軸１０の回転数の分解能つまり
速度検出器３５のディスクに形成されたスリットの数で
ある。変数Ｄは、布送り量だけ加工布を移送するのに必
要な送り時間（ms）である。また、変数Ｘは、速度検出
器３５から出力される速度信号の１サイクルの時間
（「Ｈ」レベルと「Ｌ」レベルと加算した時間（ms））
である。

【００２２】次に、補正テーブルに基いて加速度ａに対
応する補正時間ｃｔが読込まれ（Ｓ３６）、これら遅延
時間Ｔと補正時間ｃｔとを加算した補正遅延時間Ｗが求
められ（Ｓ３７）、この補正遅延時間Ｗが制御装置Ｃ内
のソフトタイマーである第２タイマーにセットしてその
作動が開始される（Ｓ３８）。次に、この補正遅延時間
Ｗがタイムアップしたときには（Ｓ３９：Ｙｅｓ）、送
り歯駆動用ステッピングモータ３０が布送り量ｄに基づ
いて駆動され、布送りが実行される（Ｓ４０）。次に、
起動・停止スイッチ３３が操作されないで停止指令が入
力されないときには（Ｓ４１：Ｎｏ）、Ｓ３０以降が繰
り返して実行される。そして、停止指令が入力されたと
きには（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、この制御を終了してリター
ンする。

【００２３】従って、例えば、図４に示すように、布送
り量ｄが５．０mmのときには、この布送り量ｄや加速度
ａなどに基いて、加速度ａが大きくなる程移送開始タイ
ミングが早まるように補正された補正遅延時間Ｗ１だけ
加工布の移送開始の基準タイミングＴ２から遅れて布送
りが実行され、この布送り動作は針布一致タイミングま
でに終了する。これにより、主軸１０の回転速度Ｖが加
速或いは減速される変動時においても、布送り動作が天
秤１６の略最上位置付近で行なわれ、縫針５を折損する
ことなく常に安定した糸調子が得られる。同様に、布送
り量ｄが２．５mmのときには、この布送り量ｄや加速度
ａなどに基いて補正された補正遅延時間Ｗ２だけ基準タ
イミングＴ２から遅れて布送りが実行される。また、布
送り量ｄが１．５mmのときには、この布送り量ｄや加速
度ａなどに基いて補正された補正遅延時間Ｗ３だけ基準
タイミングＴ２から遅れて布送りが実行され、何れの場
合でも縫針５を折損することなく常に安定した糸調子が
得られる。

【００２４】尚、加速度ａに対応する補正時間ｃｔを、
所定の演算式により求めることも可能である。尚、送り
歯１７を前後方向に直接駆動する布送り機構は、本実施
例のものに限られるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子制御式ジグザグミシンに組み込まれた内部
機構の概略斜視図である。

【図２】電子制御式ジグザグミシン制御系のブロック図
である。

【図３】加速度と補正時間との補正特性を示す図であ
る。

【図４】ミシンの角機構の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図５】布送り制御のルーチンの概略フローチャートで
ある。

【図６】速度検出制御のルーチンの概略フローチャート
である。

【符号の説明】

Ｍ 電子制御式ジグザグミシン ５ 針棒 ６ 縫針 ２０ 布送り機構 ２２ 送り歯 ３０ 送り歯駆動用ステッピングモータ ３５ 速度検出器 ３６ 布送り位相信号発生器 ４８ ＣＰＵ ４９ ＲＯＭ ５０ ＲＡＭ Ｃ 制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端に縫針を備えミシンモータで主軸を
   介して上下に往復駆動される針棒と、前記針棒の上下動
   と略調時して送り歯で加工布を移送する送り機構と、前
   記送り機構を駆動する送り用ステッピングモータと、複
   数の縫目模様の各々の縫目データを格納した記憶手段
   と、前記記憶手段の縫目データのうち送り量データに基
   いて前記送り用ステッピングモータを制御する送り制御
   手段とを備えたミシンにおいて、 前記主軸の回転速度を検出する速度検出手段と、 少なくとも、布送りタインミングに関する前記主軸の回
   転位相を検出する位相検出手段と、 前記速度検出手段からの速度信号と位相検出手段からの
   位相信号と送り量データとに基いて加工布の移送を開始
   するタイミングを決定するタイミング決定手段と、 前記速度検出手段からの速度信号に基いて前記主軸の加
   速度を演算する演算手段と、 前記演算手段からの加速度に基いて加速度が大きくなる
   程前記移送開始タイミングが早まるようにその開始タイ
   ミングを補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とするミシンの布送り制御装置。