JPH08141260A - ミシンの糸調子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 糸切り時においても糸抜けが発生しないミシ
ンの糸調子制御装置を提供することである。 【構成】 糸切り信号発生回路７０が糸切り信号を出力
してから、ブレーキ信号発生回路７１が縫製開始信号を
出力するまでの間、圧電糸把持器１６を強制解放し、上
糸の繰出しを許容する。また、ブレーキ信号発生回路７
１が縫製開始信号を出力すると、上糸張力調整装置７４
による通常の糸調子制御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシンの糸調子制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上糸張力を常に良好な張力に保持
するために、天秤による布締めの際の上糸張力、所謂布
締め張力を希望する張力設定値に一致制御させるように
したミシンの上糸調子制御装置として、例えば、上糸張
力センサを用いて布締め張力を検出し、この検出張力と
設定張力とを比較し、高速応答性に優れた圧電素子によ
り上糸通過間隔を変化させて上糸張力を制御するミシン
の糸調子制御装置があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
糸調子制御装置によれば、布締め位相において糸が繰り
出される時以外は、外力により糸が引き出されないよう
圧電糸把持装置で上糸を把持するよう構成されているた
め、糸切り時に天秤が上昇する際に針から糸が抜けてし
まう問題点があった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、糸切り時においても糸抜けが発
生しないミシンの糸調子制御装置を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のミシンの糸調子制御装置は、ミシンの糸供
給源から縫い針に至る糸道中に配置され、上糸の張力を
検出する上糸張力検出手段と、圧電素子の伸縮作用に基
づいて前記上糸に張力を付与するための圧電張力付与手
段と、前記上糸張力検出手段が検出した上糸張力に応じ
て前記圧電張力付与手段による張力付与作用を制御して
前記上糸の張力を調整する上糸張力調整手段とを備えた
ミシンの糸調子制御装置において、少なくとも前記上糸
の糸切り動作中を示す糸切り信号を出力するための糸切
り信号出力手段と、少なくとも前記糸切り信号が出力さ
れている間は、前記圧電張力付与手段による張力付与作
用を強制的に解放する強制糸解放手段とを備えている。

【０００６】また、縫製開始時における縫製開始信号を
出力するための縫製開始信号出力手段と、前記縫製開始
信号に基づいて前記強制糸解放手段の前記解放作用を解
除して、前記圧電張力付与手段による張力付与作用を機
能させる張力付与再開制御手段とを備える構成としても
よい。

【０００７】

【作用】前記の構成を有する本発明のミシンの糸調子制
御装置によれば、糸切り信号出力手段が糸切り動作中を
示す糸切り信号を出力している間は、強制糸解放手段が
前記圧電張力付与手段による張力付与作用を強制的に解
放し、上糸の繰り出しを可能とする。

【０００８】また、縫製開始信号出力手段が縫製開始の
ための縫製開始信号を出力すると、その縫製開始信号に
基づいて前記強制糸解放手段の前記解放作用を解除し
て、前記圧電張力付与手段による張力付与作用を機能さ
せる。従って、この後、上糸には通常の張力付与作用が
与えられる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明を具体化した実施例を図面を
参照して説明する。

【００１０】先ず、図１〜図５に基づいて、本発明のミ
シンの糸調子制御装置の第一の実施例の概略構成を説明
する。

【００１１】図２に示すように、ミシンフレーム１は、
アーム部２とベッド部３及び糸調子制御装置４により構
成されている。

【００１２】前記アーム部２には、上糸１１を繰り出す
糸供給源としての糸巻き１２と、糸掛け１３、１４、１
５と、圧電張力付与手段としての圧電糸把持器１６と、
上糸張力検出手段としての上糸張力センサ１７と、ミシ
ン主軸１８に同期して上下動する天秤１９と、縫い針２
０と、前記縫い針２０の所謂針上死点を０度としたミシ
ン主軸１８の回転位相を検出するミシン主軸回転センサ
２１とが設置されている。

【００１３】糸巻き１２から供給された上糸１１は、糸
掛け１３、圧電糸把持器１６、糸掛け１４、上糸張力セ
ンサ１７、糸掛け１５、天秤１９を経て、縫い針２０に
供給される。

【００１４】前記ミシン主軸１８は、前記ベッド部３の
下方に設置されたミシンモータ２２によりベルト２３を
介して回動可能となるよう構成されている。

【００１５】前記ベッド部３の下部には、下糸３０が巻
かれたボビンを備え、ミシン主軸１８の回転に従い縫い
針２０と協同して縫い目を形成するための下軸３２と同
軸に連結された糸輪捕捉器３１が設置されている。さら
に、前記糸輪捕捉器３１とベッド部３との隙間には後述
の糸切りソレノイド７７により起動され、下軸３２によ
り駆動される糸切り歯３３が取り付けられている。

【００１６】前記下軸３２は図示しない機構によりミシ
ン主軸１８を介してミシンモータ２２により回動される
よう構成されている。

【００１７】前記圧電糸把持器１６は、図３に示すよう
に、積層圧電素子４０の伸縮方向と直交する面が、Ｌ型
金具４１と、そのＬ型金具４１と一体成形されたヒンジ
部４２とで挟まれて構成されている。ヒンジ部４２には
糸把持腕４３が取り付けられており、前記糸把持腕４３
の一部を構成する糸把持板４４は、糸把持対向板４５と
の間で上糸１１を把持可能となるように設置されてい
る。前記ヒンジ部４２は、てこの原理により、積層圧電
素子４０の伸び量を拡大して糸把持腕４３に伝達し、糸
把持板４４を移動させる。そして、その移動距離と関連
して、糸把持対向板４５の位置が決定されている。即
ち、糸把持腕４３と糸把持対向板４５の間隔は、積層圧
電素子４０に対する印可電圧が０ボルトの時には上糸１
１を完全に解放できるように上糸１１の太さより少し大
きくなるよう設定され、かつ印可電圧が１００ボルトの
時には上糸１１の太さより小さくなって上糸１１を完全
に把持できるように、予め設定されている。ここで、前
記積層圧電素子４０の伸縮時間は非常に短いため、圧電
糸把持器１６の把持解放の応答は非常に高速である。

【００１８】前記上糸張力センサ１７は、図４に示すよ
うに、張力センサ保持体５０で片持ち梁状に保持された
長方形の金属板５１の片端上面に張力センサ糸掛け５２
が取り付けられ構成されている。さらに、金属板５１の
下面には歪みゲージ５３が貼り付けられている。前記上
糸１１は、糸掛け１４、１５（図２に示す）の間で張力
センサ糸掛け５２に掛けられ、上糸１１の張力によって
生ずる金属板５１の歪みが歪みゲージ５３の抵抗値変化
として検出される。

【００１９】前記ミシン主軸回転センサ２１は、針上死
点を０度としたミシン主軸１８の回転角を出力するよう
構成されている。

【００２０】前記糸切り歯３３は、ベッド部３から糸切
り歯３３の上面を見た図５に示すように、先端に歯６０
を持つ固定された固定歯６１と、固定歯６１と相対する
位置に歯６２を持ち矢印Ａの方向に移動する移動歯６３
と、糸切り時に片方の下糸１１を移動するための糸さば
き６４とにより構成される。

【００２１】さて、前記糸調子制御装置４は、図１に示
すように、糸切り信号出力手段としての糸切り信号発生
回路７０と、縫製開始信号出力手段としてのブレーキ信
号発生回路７１と、Ｄフリップフロップ７２と、ＡＮＤ
回路７３と、上糸張力調整手段としての上糸張力調整装
置７４と、電圧増幅器７５とにより構成される。尚、強
制糸解放手段は、Ｄフリップフロップ７２とＡＮＤ回路
７３とにより構成される。

【００２２】前記糸切り信号発生回路７０は、図示しな
い踏み板の足踏み動作による糸切りリクエストに応じ
て、ミシン主軸回転センサ２１から入力される回転位相
信号の２４０度〜５０度の位相においてＬレベルの糸切
り動作を示す負論理の糸切り信号７６（図６に示す）を
発生するよう構成されている。そして、糸切り信号発生
回路７０の出力は、図示しない増幅器を経て糸切りソレ
ノイド７７に接続されており、前記糸切り信号７６のＬ
レベルに対してソレノイドがＯＮし、前記下軸３２と協
同して前記移動歯６３を図５の矢印Ａ方向に移動させる
よう構成されている。

【００２３】前記ブレーキ信号発生回路７１は、糸切り
終了時にミシン主軸回転センサ２１から入力される回転
位相信号の５０度以後の位相においてＬレベル、図示し
ない踏み板の足踏み動作による縫製開始リクエストに応
じてＨレベルとなる負論理のブレーキ信号７８（図６に
示す）を発生するよう構成されている。そして、ブレー
キ信号発生回路７１の出力は、図示しない増幅器を経
て、ミシンモータ２２に接続されており、前記ブレーキ
信号７８のＬレベルに対してミシンモータ２２の回転が
停止し、Ｈレベルに対してミシンモータ２２が回転する
よう構成されている。従って、糸切り信号７６がＬレベ
ルからＨレベルに遷移した後に、最初に発生するブレー
キ信号７８のＬレベルからＨレベルへの遷移は、縫製開
始を意味している。

【００２４】前記Ｄフリップフロップ７２は、Ｌレベル
のクリア入力端子と、立ち上がりエッジのトリガ入力端
子と、Ｈレベル信号が入力されたＤ入力端子とを有す
る。

【００２５】前記糸切り信号発生回路７０の出力は、前
記Ｄフリップフロップ７２のクリア入力端子に接続され
ている。前記ブレーキ信号発生回路７１の出力は、前記
Ｄフリップフロップ７２のトリガ入力端子に接続されて
いる。

【００２６】一方、前記上糸張力調整装置７４は、ミシ
ン主軸回転センサ２１の回転位相信号に同期して、上糸
張力センサ１７の歪みゲージ５３の抵抗変化を上糸張力
信号として検出するための抵抗ブリッジ７９及び差動増
幅器８０と、上下糸が結節されるいわゆる布締め位相
（約３０度〜６６度）において前記上糸張力信号が希望
する張力となったときから布締め終了位相（約６６度）
までの間、Ｌレベルの信号を出力する張力制御装置８１
とにより構成されている。

【００２７】前記Ｄフリップフロップ７２の出力と前記
上糸張力調整装置７４の出力とはＡＮＤ回路７３に接続
され、ＡＮＤ回路７３の出力は電圧増幅器７５を経て圧
電糸把持器１６に接続されている。ここで、前記電圧増
幅器７５は、ＡＮＤ回路７３の出力がＨレベルの時には
圧電糸把持器１６に１００Ｖを印加することにより上糸
１１が把持され、Ｌレベルの時には０Ｖを印加すること
により上糸１１が解放されるよう構成されている。

【００２８】第一の実施例は以上に説明した如く構成さ
れる。

【００２９】次に、第一の実施例のミシンの糸調子制御
装置の動作を説明する。

【００３０】図６は、糸切り動作時における天秤１９及
び縫い針２０の動作軌跡と、糸調子制御装置４の各部の
波形と、糸切りタイミングとを示したものである。図示
しない糸切りリクエスト信号の発生により、糸切り信号
７６は２４０度のミシン主軸回転位相においてＬレベ
ル、ブレーキ信号７８は継続してＨレベルがそれぞれ出
力される。糸切り信号７６のＬレベル信号により、Ｄフ
リップフロップ７２がクリアされ、Ｄフリップフロップ
７２の出力を示す負論理の強制糸解放信号８２はＬレベ
ルとなる。そして、ＡＮＤ回路７３の出力は上糸張力調
整装置７４の出力に拘わらずＬレベルとなり、電圧増幅
器７５を経て圧電糸把持器１６に０Ｖが加えられ、上糸
１１が解放される。

【００３１】一方、糸切りソレノイド７７は、糸切り信
号７６のＬレベル信号によりＯＮされ、図５に示すよう
に矢印Ａ方向に移動歯６３が移動し、糸切り歯３３の動
作図を示す図７のように、上糸１１が糸さばき６４によ
り徐々に広げられ、糸量が吸収される。即ち、縫製開始
時において上糸１１が縫い針２０から抜けない分量の糸
残り長さが、糸さばき６４の吸収糸量によって確保され
る。同時に、図６の天秤及び針上下動曲線に示すよう
に、天秤１９及び縫い針２０が上昇する。上述のよう
に、上糸１１が解放されているため、糸さばき６４及び
天秤１９による上糸１１の吸収量は糸巻き１２から供給
される。そして、ミシン主軸回転位相２５度付近にて上
下糸１１、３０が切断される。

【００３２】ミシン主軸回転位相が５０度になると、糸
切り信号７６はＨレベルとなり、糸切りソレノイド７７
はＯＦＦして糸切り動作は終了する。糸切り終了と同時
にブレーキ信号７８がＬレベルとなり、ミシンモータ２
２が停止し、縫製動作が終了する。

【００３３】次に、図示しない縫製開始リクエストによ
りブレーキ信号７８がＨレベルとなり、ミシンモータ２
２が起動され、ミシン主軸１８の回転と共に縫製が開始
される。ブレーキ信号７８がＨレベルとなると同時に、
Ｄフリップフロップ７２がトリガされ、強制糸解放信号
８２はＨレベルとなり、上糸張力調整装置７４が出力す
る糸把持解放信号がそのままＡＮＤ回路７３及び電圧増
幅器７５を経て出力され、圧電糸把持器１６のＯＮ、Ｏ
ＦＦが制御されて、布締め上糸張力が調整される。

【００３４】次に、本発明のミシンの糸調子制御装置を
具体化した第二の実施例の概略構成を説明する。

【００３５】第二の実施例は、第一の実施例の上糸張力
調整装置７４が圧電糸把持器１６に対して、把持、解放
のみの所謂２値のディジタル的制御を行うのに対して、
圧電糸把持器１６の糸把持間隔がアナログ的に変更され
る構成に対応する点が異なっている。

【００３６】即ち、図８に示すように、圧電糸把持器１
６に対する電圧をアナログ的に変更して上糸張力制御を
行う上糸張力調整装置８３の場合、ＡＮＤ回路７３の代
わりに周知の半導体アナログスイッチ８４を用いて、Ｄ
フリップフロップ７２の出力をアナログスイッチ８４の
スイッチ選択（Ｓ）入力、Ｌ１入力を０ボルト、前記上
糸張力調整装置８３の出力をＬ２入力、そしてアナログ
スイッチ８４の出力を前記電圧増幅器７５にそれぞれ接
続して構成すればよい。このような構成によって、Ｄフ
リップフロップ７２の出力である強制糸解放信号８２が
Ｌレベルの時にはＬ１入力の０ボルトが、強制糸解放信
号８２出力がＨレベルの時にはＬ２入力の上糸張力調整
装置８３の出力信号が、アナログスイッチ８４から選択
出力される。従って、糸切り時から縫製開始までのミシ
ン停止時において、圧電糸把持器１６により上糸１１は
完全に解放され、縫製開始と共に上糸張力調整装置８３
の出力信号により布締め上糸張力の調整が開始される。

【００３７】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ることなくその要旨を逸脱しない範囲において種々変形
して用いることができる。例えば、本実施例の上糸張力
検出手段は歪みゲージを用いているが、その代わりに圧
電素子を用いて構成してもよい。

【００３８】更に、本実施例では糸切り開始から縫製開
始までの間で上糸１１が解放されるよう構成されている
が、糸切り時の糸抜け防止の点からは、少なくとも糸切
りの開始から糸切り終了までの間で上糸１１が解放され
るよう構成することも可能である。即ち、例えば、ＡＮ
Ｄ回路７３の入力に対して、Ｄフリップフロップ７２の
出力を接続する代わりに、糸切り信号発生回路７０出力
の糸切り信号７６を直接接続して構成すれば、糸切り動
作の間にのみ上糸１１が強制的に解放される。この場合
は、ＡＮＤ回路７３により、強制糸解放手段が構成され
る。

【００３９】また、本実施例では、強制糸把持手段とし
ては主としてアナログスイッチ、ディジタルＩＣ等のハ
ードウエアのみにより構成されているが、その代わりに
周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器等を用い
て、ソフトウエアにより実現する構成とすることも可能
である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンの糸調子制御装置によれば、糸切り信号出
力手段が糸切り動作中を示す糸切り信号を出力している
間は、強制糸解放手段が前記圧電張力付与手段による張
力付与作用を強制的に解放し、上糸の繰り出しを可能と
するようにしたので、糸切り時の天秤上昇の際において
も糸巻き側から糸を供給できるため、縫い針からの糸抜
けを防止することができる。

【００４１】また、縫製開始信号出力手段が縫製開始の
ための縫製開始信号を出力すると、その縫製開始信号に
基づいて前記強制糸解放手段の前記解放作用を解除し
て、前記圧電張力付与手段による張力付与作用を機能さ
せるようにしたので、その後、上糸には通常の張力付与
作用を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一の実施例のミシンの糸
調子制御装置の構成図である。

【図２】糸調子制御装置を備えたミシンの全体の概略構
成図である。

【図３】圧電糸把持器の外観図である。

【図４】上糸張力センサの外観図である。

【図５】ベッド部から見た糸切り歯の上面図である。

【図６】糸切り動作時における天秤、縫い針の動作及び
糸調子制御装置の各部の信号波形及び糸切りタイミング
を示す図である。

【図７】糸切り動作時における糸切り歯各部の動作を示
す外観図である。

【図８】本発明を具体化した第二の実施例のミシンの糸
調子制御装置の部分的構成図である。

【符号の説明】

１１ 上糸 １２ 糸巻き １６ 圧電糸把持器 １７ 上糸張力センサ ２０ 縫い針 ７０ 糸切り信号発生回路 ７１ ブレーキ信号発生回路 ７２ Ｄフリップフロップ ７３ ＡＮＤ回路 ７４ 上糸張力調整装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミシンの糸供給源から縫い針に至る糸道
   中に配置され、上糸の張力を検出する上糸張力検出手段
   と、 圧電素子の伸縮作用に基づいて前記上糸に張力を付与す
   るための圧電張力付与手段と、 前記上糸張力検出手段が検出した上糸張力に応じて前記
   圧電張力付与手段による張力付与作用を制御して前記上
   糸の張力を調整する上糸張力調整手段とを備えたミシン
   の糸調子制御装置において、 少なくとも前記上糸の糸切り動作中を示す糸切り信号を
   出力するための糸切り信号出力手段と、 少なくとも前記糸切り信号が出力されている間は、前記
   圧電張力付与手段による張力付与作用を強制的に解放す
   る強制糸解放手段とを備えたことを特徴とするミシンの
   糸調子制御装置。
2. 【請求項２】 縫製開始時における縫製開始信号を出力
   するための縫製開始信号出力手段と、 前記縫製開始信号に基づいて前記強制糸解放手段の前記
   解放作用を解除して、前記圧電張力付与手段による張力
   付与作用を機能させる張力付与再開制御手段とを備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載のミシンの糸調子制御
   装置。