JPH0142709B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ミシンの信号発生装置に関し、詳
細には所定の範囲内において速度が可変制御され
るミシンモータにより回転駆動される主軸と、そ
の主軸の回転に伴つて上下往復運動を行い、横方
向に揺動運動可能な縫針と、その縫針の揺動位置
を制御する針揺動データを発生し得る針揺動デー
タ発生手段と、前記縫針をミシンベツト上の針上
位置にて停止させるために作動可能な針定位置停
止手段とを備えたミシンにおける信号発生装置に
関する。

［従来技術］ 従来のミシンにおいては、縫針の各上下往復運
動中において前記針揺動データが発生する時点を
決定するタイミング信号と、前記針上位置を指示
する針上位置信号とを発生させるために、主軸の
２つの所定回転位置をそれぞれ検出する２個の位
置検出器が主軸およびミシン機枠内に設けられて
いた。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般に、家庭用ミシンにおいては、小型化が要
求されており、ミシン機枠内のスペースはかなり
制限されている。この狭いスペース中において、
２個の位置検出器を主軸およびミシン機枠に配置
することは困難であり、それらの取付けにも手間
がかかつていた。更に、高価な検出器を２個使用
することは、コストを低減する上で不利であつ
た。

［発明の目的］ そこで、本発明は従来の問題点を解消するため
に為されたもので、その目的とするところは、単
一の位置検出器を用いて前記タイミング信号と前
記針上位置信号の両方を発生し、ミシン機枠内の
限られたスペースへの位置検出器の配置を容易に
し得る信号発生装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するために、本発明の信号発
生装置は、縫針の各上下往復運動中においてタイ
ミング信号と針上位置信号とのいずれか一方の信
号を発生するために主軸の所定回転位置を検出す
る位置検出器と、ミシンモータの速度が高い時に
は短い時間を設定しまた低い時には長い時間を設
定し、その設定時間に関係する時間データを発生
する時間データ発生手段と、位置検出器からの一
方の信号に応答して時間データをロードし、その
時間データに対応する時間だけ計時動作を行な
い、その計時動作終了時に他方の信号を発生する
計時手段とを特徴として構成されている。

［作用］ 単一の位置検出器が、縫針の各上下往復運動中
に、タイミング信号と針上位置信号とのいずれか
一方の信号を発生する。また、時間データ発生手
段は、ミシンモータの速度が高い時には短い時間
を設定しまた低い時には長い時間を設定し、その
設定時間に関係する時間データを発生する。そし
て、計時手段は、位置検出器からの一方の信号に
応答して、時間データに対応する時間だけ計時動
作を行なつた後に他方の信号を発生する。この単
一の位置検出器と計時手段との作動により、タイ
ミング信号と針上位置信号との両方が発生され
る。更に、ミシンモータの速度に応じて計時手段
にロードされる設定時間を変化させることから、
他方の信号の発生時における主軸の回転位相がほ
ぼ一定となり、縫針の揺動位置の位置決めまたは
縫針の定位置停止動作が安定化する。

［実施例］ 本発明の信号発生装置を具体化した一実施例を
示す図面を参照して以下に説明する。

第２図は、本実施例の信号発生装置が採用され
たミシンの正面外観を示しており、そのミシンの
機枠１０は下方アーム１２とその下方アーム１２
から立設された脚柱部１４とその脚柱部１４から
水平方向に延出した上方アーム１６とから構成さ
れている。上方アーム１６の前面には、多数の模
様の形象と各模様に対応する模様番号とが掲記さ
れた模様表示板２２が固設されている。模様表示
板２２に示された２桁の模様番号を個々に設定す
るために操作可能な４個の数字入力キー２６ａ乃
至２６ｄが脚柱部１４の前面に設けられ、キー２
６ａ，２６ｂは模様番号の下位桁の数字を設定す
るために作用し、キー２６ｃ，２６ｄはその上位
桁の数字を設定するために作用する。前記数字入
力キー２６ａ乃至２６ｄにより設定された２桁の
模様番号を表示するために数字表示器２４が脚柱
部１４の前面に設けられている。また、主軸の回
転に伴つて上下往復運動を行い、横方向に揺動運
動可能な縫針２０が、上方アーム１６の頭部に設
けられている。上方アーム１６の頭部前面には、
ミシンを起動および停止させるために操作可能な
起動停止スイツチ４６が配置されている。

次に、第１図を参照してミシンの電気的構成を
説明する。

多数の模様から所望の模様を選択するために、
模様選択装置３０が設けられており、その模様選
択装置３０は前記数字表示器２４と前記数字入力
キー２６ａ乃至２６ｄとを含んでおり、選択され
た模様の模様番号信号Ｐ１をデータ読出装置３２
に出力するように構成されている。位置検出器４
４は、主軸に取り付けられたスリツト付きの円盤
とそのスリツトを検出するフオトインタラプタと
により構成され、主軸の所定回転位置、即ち第３
図に示すベツド上面BSより上方の所定位置HA
に縫針２０が達した時にタイミング信号TPを発
生する構造である。データ読出装置３２は、アド
レス記憶装置とアドレス計数器とで構成され、ア
ドレス記憶装置は、模様番号信号Ｐ１に従つて所
望模様に対応する先頭アドレス信号を発生し、ア
ドレス計数器は、所望模様の選択時に先頭アドレ
ス信号をロードするとともにタイミング信号TP
に応答して、計数内容を累進させてその計数内容
をアドレス信号Ｐ２として縫目データメモリ３４
に出力する構造である。その縫目データメモリ３
４は、前記模様表示板２２に掲記された全ての模
様に関する針揺動データおよび送りデータを記憶
しており、データ読出装置３２からのアドレス信
号Ｐ２が入力されると、針揺動データを針揺動駆
動回路３６に出力するとともに送りデータを送り
駆動回路４０に出力するように構成されている。
尚、本実施例においては、針揺動データ発生手段
はデータ読出装置３２および縫目データメモリ３
４から構成されている。針揺動駆動回路３６は、
縫目データメモリ３４からの針揺動データに従つ
て針揺動アクチユエータ３８を駆動制御するよう
に構成されている。針揺動アクチユエータ３８
は、縫針２０の横方向揺動位置を設定するための
もので、例えば、ステツピングモータが使用され
る。また、送り駆動回路４０は、縫目データメモ
リ３４からの送りデータに従い、縫針２０の揺動
位置の設定と約180度の位相差をもつて、送りア
クチユエータ４２を駆動制御するように構成され
ている。送りアクチユエータ４２は、図示しない
送り調節器の調節位置を設定するためのものであ
る。

また、起動停止スイツチ４６は、押圧操作可能
な自動復帰型のスイツチより構成されており、そ
の押圧操作時に操作信号Ｐ３を運転停止指令発生
回路４８に出力する構造である。運転停止指令発
生回路４８は、起動停止スイツチ４６からの操作
信号Ｐ３に応答して、ハイレベルの運転信号とロ
ーレベルの停止信号とを交互に発生するように構
成されている。モータ制御装置５０は、本実施例
では針定位置停止手段を構成するもので、ミシン
モータ５４の速度を所定の範囲内において可変設
定するために操作可能な速度設定操作部を有し、
その操作部の設定速度にミシンモータ５４の速度
を制御する制御信号Ｐ５を出力し得るように構成
され、前記運転停止指令発生回路４８からハイレ
ベルの運転信号が供給されている間、前記操作部
に従う制御信号Ｐ５を出力し、ローレベルの停止
信号が供給された時に後述の低速設定器５６から
の停止用低速度信号Ｐ６に従う制御信号Ｐ５を出
力するものである。更に、モータ制御装置５０
は、後述のカウンタ７６から針上位置信号NPが
供給されると、制御信号Ｐ５の出力を停止する構
造である。ミシンモータ駆動回路５２は、モータ
制御装置５０からの制御信号Ｐ５に従いミシンモ
ータ５４の運転およびその速度制御を行い、また
制御信号Ｐ５の出力が停止されるとミシンモータ
５４への電力供給を遮断してミシンモータ５４を
停止させるように構成されている。

そして、ミシンモータ５４は、高速運転時に電
力供給が遮断されても瞬時に停止することはでき
ないので、瞬時に停止することのできる停止用低
速度を設定するために低速設定器５６が設けられ
ており、停止用低速度信号Ｐ６を前記モータ制御
装置５０および比較器５８に出力するように構成
されている。ミシンモータ速度検出器６６は、ミ
シンモータ５４の速度をアナログ量で検出し、速
度アナログ信号Ｐ７を比較器５８およびＡ／Ｄ変
換器６８に出力するように構成されている。比較
器５８は、低速設定器５６からの停止用低速度信
号Ｐ６とミシンモータ５４からの速度アナログ信
号Ｐ７とを比較し、速度アナログ信号Ｐ７の方が
小さい時にはハイレベルの信号を、速度アナログ
信号Ｐ７の方が大きい時にはローレベルの信号を
アンド回路６２に出力するように構成されてい
る。インバータ６０は、運転停止指令発生回路４
８からの信号を反転し、アンド回路６２に出力す
る構造である。アンド回路６２は、インバータ６
０からの信号と比較器５８からの信号がともにハ
イレベルの時に、位置検出器４４からのタイミン
グ信号TPを通過させて、フリツプフロツプ６４
のＪ端子に出力するように構成されている。フリ
ツプフロツプ６４は、Ｊ端子にアンド回路６２か
らの立ち上り信号が供給されると、セツトされて
Ｑ端子からハイレベルの信号を出力し、Ｋ端子に
後述のカウンタ７６のBR端子から立ち下り信号
が供給されると、リセツトされてＱ端子からロー
レベルの信号を出力するように構成されている。
発振器７２は、水晶発振器が用いられ、高周波数
のパルス信号をアンド回路７４に出力するように
構成されている。アンド回路７４は、フリツプフ
ロツプ６４のＱ端子からの信号がハイレベルの時
に、発振器７２からの高周波数のパルス信号を通
過させて、カウンタ７６のCK端子に出力する構
造である。また、Ａ／Ｄ変換器６８は、ミシンモ
ータ速度検出器６６からの速度アナログ信号Ｐ７
を速度デジタル信号Ｐ８に変換して、時間設定メ
モリ７０に出力するように構成されている。時間
設定メモリ７０は、本実施例において時間データ
発生手段を構成するもので、Ａ／Ｄ変換器６８か
らの速度デジタル信号Ｐ８の内容にそれぞれ対応
する多数の時間データ信号Ｐ９を記憶しており、
その時間データ信号Ｐ９が表わす時間はミシンモ
ータ５４の速度が高い時には短くまた低い時には
長くなるように設定されている。時間設定メモリ
７０は、前記速度デジタル信号Ｐ８が入力された
時にその内容に対応する時間データ信号Ｐ９をカ
ウンタ７６に出力するように構成されている。カ
ウンタ７６は、位置検出器４４からのタイミング
信号TPがLD端子に供給されると時間設定メモリ
７０からの時間データ信号Ｐ９をロードし、CK
端子に高周波数のパルス信号が供給される度に計
数内容を１つずつ減少させ、その計数内容が零に
なつた時にBR端子からモータ制御装置５０に第
３図に示すパルス状の針上位置信号NPを出力す
るとともにフリツプフロツプ６４のＫ端子に出力
するように構成されている。尚、本実施例におい
ては計時手段は、発振器７２、アンド回路７４お
よびカウンタ７６から構成されている。

以上の構成によりなるミシンの動作について説
明する。

最初に、所望模様を選択するために数字入力キ
ー２６ａ乃至２６ｄを押圧操作すると、模様選択
装置３０はその所望の模様に対する模様番号信号
Ｐ１をデータ読出装置３２に出力し、データ読出
装置３２はその模様番号信号Ｐ１に従つて所望の
模様に関する先頭アドレス信号をアドレス信号Ｐ
２として縫目データメモリ３４に出力する。これ
により、縫目データメモリ３４中の所望の模様に
関する一群の針揺動データおよび送りデータが選
択される。

次に、所望の模様を形成するために起動停止ス
イツチ４６を押圧操作すると、そのスイツチ４６
からの操作信号Ｐ３が運転停止指令発生回路４８
に供給されて、その発生回路４８はハイレベルの
運転信号をモータ制御装置５０に供給する。モー
タ制御装置５０は、その運転信号に従つて前記速
度設定操作部による設定速度にミシンモータ５４
の速度を制御する制御信号Ｐ５をミシンモータ駆
動回路５２に出力し、その駆動回路５２はその制
御信号Ｐ５に従つてミシンモータ５４への電力供
給量を制御する。このミシンモータ５４の駆動に
より位置検出器４４は縫針２０が第３図に示す所
定位置HAに達する毎にタイミング信号TPを発
生してデータ読出装置３２に供給し、データ読出
装置３２は前述の選択された一群の針揺動データ
および送りデータ中の各データを読み出すための
アドレス信号Ｐ２を各タイミング信号TPに応答
して縫目データメモリ３４に逐次供給する。縫目
データメモリ３４は、データ読出装置３２からの
アドレス信号Ｐ２が入力されると、所望模様に対
応する針揺動データを針揺動駆動回路３６に出力
し、送りデータを送り駆動回路４０に出力する。
その針揺動データに従い、針揺動駆動回路３６
が、針揺動アクチユエータ３８を駆動して縫針２
０の横方向揺動位置を設定する。また、送り駆動
回路４０は、送りデータに従い、かつ針揺動位置
の設定動作位置（第３図における所定位置HA）
と約180度の位相差をもつ第３図に示す位置HB
において、送りアクチユエータ４２を駆動制御し
て送り調節器の調節位置を設定する。この針の揺
動位置の設定動作と送り調節器の調節位置の設定
動作とを縫針２０の各上下往復運動毎に行い、こ
れを繰り返すことにより所望の模様が形成され
る。

所望の模様の形成を停止するために起動停止ス
イツチ４６を押圧操作すると、運転停止指令発生
回路４８は、起動停止スイツチ４６から操作信号
Ｐ３を受けてローレベルの停止信号を、モータ制
御装置５０に供給する。モータ制御装置５０は、
ローレベルの停止信号が入力すると、低速設定器
５６からの停止用低速度信号Ｐ６を入力してその
信号Ｐ６に対する低速度にミシンモータ５４の速
度を制御するための制御信号Ｐ５をミシンモータ
駆動回路５２に出力し、その駆動回路５２は制御
信号Ｐ５に従つてミシンモータ５４への電力供給
量を減少させる。

その後、ミシンモータ５４の速度が低速設定器
５６により設定された低速度まで降下した時に、
比較器５８は、ミシンモータ速度検出器６６から
の速度アナログ信号Ｐ７が低速設定器５６からの
停止用低速度信号Ｐ６以下になつたことを判別し
て、ハイレベルの信号をアンド回路６２に出力す
る。アンド回路６２は、比較器５８からのハイレ
ベルの信号と、運転停止指令発生回路４８からの
ローレベルの停止信号がインバータ６０により反
転されたハイレベルの信号とが入力され、前記位
置検出器４４からのタイミング信号TPの通過を
許容し得る状態になつている。そして、縫針２０
が第３図に示す所定位置HAに達した時に、位置
検出器４４はタイミング信号TPをアンド回路６
２を介してフリツプフロツプのＪ端子に供給す
る。アンド回路６２を通過したタイミング信号
TPが、フリツプフロツプ６４のＪ端子に入力す
ると、フリツプフロツプ６４はセツトされてＱ端
子からハイレベルの信号を出力する。アンド回路
７４は、そのハイレベルの信号により開放され
て、発振器７２からの高周波数のパルス信号をカ
ウンタ７６のCK端子に供給する。一方、ミシン
モータ５４の速度は、ミシンモータ速度検出器６
６によりアナログ量として検出され、Ａ／Ｄ変換
器６８によりデジタル量に変換され、時間設定メ
モリ７０に供給される。時間設定メモリ７０は、
Ａ／Ｄ変換器６８からの速度デジタル信号Ｐ８に
従つて時間データ信号Ｐ９をカウンタ７６に出力
する。カウンタ７６は、位置検出器４４からのタ
イミング信号TPが入力されると、時間設定メモ
リ７０からの時間データ信号Ｐ９をロードし、ア
ンド回路７４から高周波数のパルス信号が供給さ
れる度に計数内容を１ずつ減算し、その計数内容
が零になるまでの間（第３図に示す設定時間Ta）
減算動作を行い、カウンタ７６は計数内容が零に
なつた時に、ハイレベルの針上位置信号NPを、
モータ制御装置５０に出力するとともにフリツプ
フロツプ６４にリセツト信号として出力する。フ
リツプフロツプ６４は針上位置信号NPに応答し
てリセツトされてアンド回路７４を閉成させ、カ
ウンタ７６は計数動作を停止する。また、モータ
制御装置５０は針上位置信号NPに応答して前記
低速設定器５６からの停止用低速度信号Ｐ６に従
う制御信号Ｐ５の出力を停止し、これによりミシ
ンモータ駆動回路５２はミシンモータ５４への電
力供給を遮断する。この時、縫針２０は、第３図
に示す位置HCに達しており、この位置HCにお
いて停止する。

縫針２０を針上位置にて停止するためにミシン
モータ５４を停止用低速度で駆動する場合、加工
布の枚数等の相違によりミシンモータ５４に大き
な負荷が加わるため、ミシンモータ５４の速度が
停止用低速度より低くなることがあり、この現象
はミシンモータ５４を速度帰還制御にて駆動して
いない時に顕著に現れる。このため、縫針２０の
停止直前におけるタイミング信号TPの発生時点
において、ミシンモータ５４の速度が停止用低速
度よりも低い場合には、ミシンモータ速度検出器
６６はその低い速度を検出してＡ／Ｄ変換器６８
から低い速度に対応する速度デジタル信号Ｐ８を
発生させ、時間設定メモリ７０はその速度デジタ
ル信号Ｐ８に従つて長い設定時間に関する時間デ
ータ信号Ｐ９を出力し、カウンタ７６は第３図に
示す設定時間Taより長い第４図に示す設定時間
Tbの間減算動作を行い、その後は前述したよう
に縫針２０が位置HCに達した時にその縫針２０
を停止させる動作が実行される。

以上記述した本実施例の信号発生装置において
は、単一の位置検出器４４を使用して、針揺動デ
ータが発生する時点を決定するタイミング信号
TPを発生させ、そのタイミング信号TPから計時
手段により、針上位置を指示する針上位置信号
NPを発生させるように構成されている。したが
つて、タイミング信号TPによる針揺動データの
発生はミシンモータ５４の速度に関係なくミシン
主軸の所定回転位置において正確に行われるが、
針上位置信号NPの発生時点にはミシンモータ５
４の速度変化により多少の誤差が生じる。しか
し、針上位置信号NPの発生は、縫針の停止に関
係するのみで模様形成には直接影響を与えず、そ
の発生には多少の誤差が許されるので、本実施例
においては模様を正確に形成することができる。

［変形例］ 本発明は以上詳述した実施例に限定されるもの
ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において
種々の変更を加えることができる。

例えば、本実施例においては位置検出器４４を
使用してタイミング信号TPを発生させ、そのタ
イミング信号TPから針上位置信号NPを発生さ
せているが、位置検出器により針上位置信号を発
生させ、その針上位置信号からタイミング信号を
計時手段により発生させても良い。

本実施例においては縫針２０を停止する前にミ
シンモータ５４の速度を停止用低速度に一旦設定
しているが、種々設定された高速度からブレーキ
手段を使用してミシンモータの速度を減速させな
がら縫針を針上位置にて停止させても良い。この
場合、縫針の停止直前におけるタイミング信号の
発生時点において、ミシンモータの速度は本実施
例よりも広い範囲にわたつて変動するため、この
変動範囲に応じて時間設定メモリが記憶する時間
データ信号の数を増加させる必要がある。

第１図において一点鎖線にて囲まれた部分は、
部分的にまたは全体にマイクロコンピユータによ
り置換することができる。

本実施例においては時間データ発生手段として
時間設定メモリ７０を使用しているが、タイミン
グ信号の発生から針上位置信号の発生までの時間
をミシンモータの速度に従つて演算する演算手段
を用いても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように本発明
は、タイミング信号と針上位置信号とを発生させ
るために、単一の位置検出器と計時手段とを使用
することから、２個の位置検出器を使用するのに
比べ、ミシン機枠内の限られたスペースへの位置
検出器の配置を容易にし、また高価な検出器が１
個で良いのでコストを低減することができる。

また、ミシンモータの速度が高い時に短い時間
を設定しまた低い時に長い時間を設定する時間デ
ータ発生手段を設けていることから、縫針の停止
直前におけるミシンモータの速度が変動したとし
ても、縫針をほぼ一定の針上位置に正確に停止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は本実施例の信号発生装置を備えたミシンの電気
的構成を示すブロツク線図、第２図は上記ミシン
の外観を示す正面図、第３図はベツド上面BSに
対する縫針の運動軌跡とタイミング信号および針
上位置信号の発生時点とを示す図面、第４図は縫
針の停止直前においてミシンモータの速度が低下
した状態を示す第３図に相当する図面である。 ２０：縫針、３２：データ読出装置、３４：縫
目データメモリ、４４：位置検出器、５０：モー
タ制御装置、５４：ミシンモータ、７０：時間設
定メモリ、７２：発振器、７４：アンド回路、７
６：カウンタ、TP：タイミング信号、NP：針
上位置信号、Ｐ９：時間データ信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の範囲内において速度が可変制御される
   ミシンモータにより回転駆動される主軸と、その
   主軸の回転に伴つて上下往復運動を行い、横方向
   に揺動運動可能な縫針と、その縫針の揺動位置を
   制御する針揺動データを発生し得る針揺動データ
   発生手段と、前記縫針をミシンベツト上の針上位
   置にて停止させるために作動可能な針定位置停止
   手段とを備えたミシンにおいて、 前記縫針の各上下往復運動中において前記針揺
   動データが発生する時点を決定するタイミング信
   号と前記針上位置を指示する針上位置信号とのい
   ずれか一方の信号を発生するために前記主軸の所
   定回転位置を検出する位置検出器と、 前記ミシンモータの速度が高い時には短い時間
   を設定しまた低い時には長い時間を設定し、その
   設定時間に関係する時間データを発生する時間デ
   ータ発生手段と、 前記位置検出器からの一方の信号に応答して前
   記時間データをロードし、その時間データに対応
   する時間だけ計時動作を行つた後に他方の信号を
   発生する計時手段とを含むミシンの信号発生装
   置。 ２ 前記位置検出器は、前記針揺動データの発生
   時点に対応する主軸の回転位置を検出して前記タ
   イミング信号を発生することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のミシンの信号発生装置。