JPH08155170A - ミシンの自動上糸供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミシンの縫製作業停止時に、従動ローラと駆
動ローラとで挟持された上糸が切れないようにする。 【構成】 縫製作業の実行時、ミシン動作リクエスト信
号発生回路３３からリクエスト信号に基づいて、糸繰出
しモータ駆動回路３１が作動し、糸繰出しモータ１６も
回転して、従動ローラと駆動ローラとで挟んで連続回転
させて上糸を繰り出して、所定量の上糸を縫針方向に供
給すると共に、ミシンモータ駆動回路３２も作動してほ
ぼ同時にミシンモータ７が回転する。縫製終了のリクエ
スト信号が発生すると、ミシンモータ７が停止するとほ
ぼ同時に糸繰出しモータ１６も停止して、上糸を停止し
た従動ローラと駆動ローラとで挟んだ状態で保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１縫目毎に必要な上糸
量を天秤側に供給するようにした上糸自動供給装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のミシンでは、特開昭６３−２９４
８９５号公報等に開示されているように、ミシンの主軸
の回転数とは無関係に常時一定回転する上糸送りモータ
に固定した繰出しローラと、この繰出しローラに常時圧
接している従動ローラとの間に上糸を挟持させる一方、
ミシンの主軸に設けたエンコーダにより検出した上糸供
給開始タイミング信号に応じて、前記繰出しローラより
も上糸供給側に配置した上糸把持機構による上糸の把持
を開放して、天秤方向への上糸供給を開始すると共に、
パルス発生器によるパルスをカウンタにて計数して、上
糸の供給必要量に応じたパルス数の期間だけ前記上糸把
持機構を開放するように制御することを提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成では、上糸を供給しない期間においては、前記上糸把
持機構により糸供給側で上糸を強制的に把持している一
方、従動ローラと常時回転している繰出しローラとで上
糸が挟持されているので、当該上糸には常時テンション
が掛かっていると共に、従動ローラと繰出しローラとの
挟持箇所でその回転摩擦が上糸に作用するので、上糸が
摩耗して弱化した部分が発生したり、上糸の糸径が細い
場合には、糸切れが発生するという問題があった。

【０００４】また、上糸送りモータを常時回転させてい
るため、縫製作業に要する電力消費量が大きくなる。さ
らに、ミシンの主軸の回転と無関係に前記上糸送りモー
タを駆動させているから、主軸の回転を停止させた状態
での上糸送りモータの回転時の騒音や前記従動ローラと
繰出しローラとの摩擦回転作動の騒音が顕著になるとい
う問題があった。

【０００５】本発明は、これらの従来の技術的課題を解
決すべくなされたものであって、上糸の弱化や糸切れを
無くし、且つエネルギー消費の少ない静粛なミシンの上
糸自動供給装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明のミシンの自動上糸供給装置
は、上糸を連続回転する駆動ローラと従動ローラとで挟
んで繰り出す上糸繰出し手段と、上糸繰出し手段を駆動
する駆動回路と、糸道中にて前記上糸を把持して上糸繰
出しを停止させる糸把持アクチュエータと、ミシンの主
軸の回転角度に基づき上糸の繰出し開始タイミングを検
出する糸繰出し開始位相センサとを備え、縫製動作時に
必要量の上糸を繰出し供給するように構成してなるミシ
ンにおいて、該ミシンの主軸の回転、停止の動作リクエ
スト信号に基づき、前記上糸繰出し手段の駆動を回転・
停止すべく制御する制御手段を設けたものである。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の制御手段は、前記上糸繰出し手段の起動後にミシン
の主軸を回転起動させるように制御するものである。請
求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記
載のミシンの自動上糸供給装置における制御手段は、前
記ミシンの主軸の回転停止後に前記上糸繰出し手段の駆
動を停止すべく制御するものである。

【０００８】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明する。図１は上糸自動供給装置を備えたミシンの概略
構成図であり、ミシンフレーム１はアーム部２とベッド
部３とからなり、アーム部２内に配置した主軸４の一端
はミシンフレーム１の後端から突出し、該一端に取付く
プーリ５に巻掛けしたベルト６をベッド下方に設置され
たミシンモータ７の駆動プーリに巻掛けし、このミシン
モータ７の駆動により主軸４を一定方向に回転させる。
アーム部２内にて前記主軸４の他端に連結した天秤クラ
ンク、針棒クランクロッド等を介して天秤８や針棒９を
上下往復動させる。

【０００９】前記アーム部２の上部に設置された糸巻き
１０から出た上糸２０は、糸掛け１１、糸把持アクチュ
エータ１２、上糸繰出し量検出のためのエンコーダ１
３、従動ローラ１４と駆動ローラ１５と、該駆動ローラ
１５を一定方向に回転させるための上糸繰出しモータ１
６とからなる上糸繰出し手段と、糸掛け１７を介して前
記天秤８を通り、針棒９下端の縫針１８に供給される。

【００１０】植付機構得糸繰出し手段における従動ロー
ラ１４は、駆動ローラ１５との間で上糸２０を挟持する
ように図示しないバネにて駆動ローラ１５の円周面に押
圧されている。そして、駆動ローラ１５と従動ローラ１
４との挟持力は、糸把持アクチュエータ１２による上糸
２０の把持力より弱く、糸把持アクチュエータ１２で上
糸２０が把持されている状態では、前記両ローラ１４、
１５の連続状の回転にて上糸が繰り出されないように設
定されている。

【００１１】なお、上糸繰出し量検出用のエンコーダ１
３では、その回転軸に取付けられたプーリに上糸２０が
１回巻きつけられている。また、図１に示すように、ア
ーム部の一端部近傍には、主軸４と一体的に回転する円
盤に切欠き形成されたスリットの箇所を検出するための
フォトインタラプタ、オプトアイソレータ等の検出器に
て信号を検出するように構成された糸繰出し開始位相検
出センサ１９が配置されている。糸繰出し開始位相検出
センサ１９はアブソリュート形のロータリエンコーダに
て構成しても良い。また、ベッド部３の下面等には、後
述する制御手段としての制御装置２１が設置されてい
る。

【００１２】次に、図２を参照して、糸把持アクチュエ
ータ１２の構造を説明すると、ミシンのアーム部２に螺
子等にて固定したＬ型金具２３の一端と、その他端に一
体的に形成されたヒンジ部２４との間に積層圧電素子２
２を、その伸縮方向と直交する両面が挟まれるように固
定する。そして、ヒンジ部２４には糸把持アーム２５を
取付けし、該糸把持アーム２５の先端の平坦状の糸把持
部２５ａと適宜隙間を隔てて対峙する位置に糸把持対向
体２６を固定する。

【００１３】前記積層圧電素子２２に所定の電圧を印加
すると、当該積層圧電素子２２がその積層方向に伸長
し、ヒンジ部２４の梃の原理により、積層圧電素子２２
の伸長歪み量を拡大し、糸把持アーム２５の先端側の糸
把持部２５ａと糸把持対向体６との間で上糸２０を把持
するように構成されている。実施例では、積層圧電素子
２２に対する印加電圧が０Ｖのとき、糸把持部２５ａと
糸把持対向体２６との間隔が上糸２０の太さより大きく
なり、当該上糸２０が完全に把持から開放され、積層圧
電素子２２に１００Ｖの電圧を印加した状態では、上糸
２０をしっかりと把持するように設定されている。

【００１４】図３は、本実施例の制御装置２１の機能ブ
ロック図を示し、該制御装置２１は上糸繰出し量制御回
路３０と、糸繰出しモータ駆動回路３１と、ミシンモー
タ駆動回路３２とにより構成されており、糸繰出し量検
出用のエンコーダ１３からの信号と、糸繰出し開始位相
検出センサ１９からの信号にて上糸繰出し量制御回路３
０を作動させ、糸把持アクチュエータ１２を駆動する。
また、ミシン動作リクエスト信号発生回路３３からの出
力信号にて糸繰出しモータ駆動回路３１を作動させて上
糸繰出しモータ１６を駆動し、ミシン動作リクエスト信
号発生回路３３からの出力信号にてミシンモータ駆動回
路３２を作動させ、ミシンモータ７を駆動させる。

【００１５】前記糸繰出し開始位相検出センサ１９は、
図４に示すように、針上死点を０度とした主軸４の回転
角度において、天秤８による布締め及び上糸２０の繰出
しが開始される３０度の位相にて、ハイに立ち上がるパ
ルス信号（インパルス）を発生させ、糸繰出し開始信号
を出力するように構成されている。前記上糸繰出し量制
御回路３０は、図４に示すように、糸繰出し開始信号の
パルス立ち上がりにて糸把持アクチュエータ１２の積層
圧電素子２０への電圧印加（０Ｖ）とし、上糸２０の把
持を開放する。その時点から、上糸繰出し量検出用のエ
ンコーダ１３からのカウント信号にて、所定の上糸繰出
し量Ｃｅを検出した時点で糸把持アクチュエータ１２を
作動させて上糸２０を把持する。

【００１６】図５はミシン動作リクエスト信号発生回路
３３と、糸繰出しモータ駆動回路３１と、ミシンモータ
駆動回路３２との構成図であり、ミシン動作リクエスト
信号発生回路３３では、ミシンの踏み板スイッチ３４を
作業者が押せば、反転回路（インバータ）３５を通って
Ｈレベル信号が出力される。尚、端子３６には電源電圧
Ｖｃｃが印加される。

【００１７】糸繰出しモータ駆動回路３１では、前記ミ
シン動作リクエスト信号発生回路３３からの出力線３７
を分岐して一方をＯＲ論理機能を有するＯＲ回路３８の
一方の入力端子に接続し、出力線３７の他方を抵抗及び
コンデンサによるＲＣ回路とインバータとからなる遅延
回路３９を介して前記ＯＲ回路３８の他の入力端子に接
続し、該ＯＲ回路３８の出力端子から増幅回路４０を介
して上糸繰出しモータ１６に出力する。

【００１８】ミシンモータ駆動回路３２では、前記ミシ
ン動作リクエスト信号発生回路３３からの出力線３７を
分岐して一方をＡＮＤ論理機能を有するＡＮＤ回路４１
の一方の入力端子に接続し、出力線３７の他方を抵抗及
びコンデンサによるＲＣ回路とインバータとからなる遅
延回路４２を介して前記ＡＮＤ回路４１の他の入力端子
に接続し、該ＡＮＤ回路４１の出力端子から増幅回路４
２を介してミシンモータ７に出力する。

【００１９】なお、糸繰出しモータ駆動回路３１におけ
る増幅回路４０出力電圧は、上糸繰出しモータ１６の駆
動時において、当該モータ１６の回転によって少なくと
も必要最大上糸量を供給できるように設定されている。
即ち、上糸繰出しモータ１６の回転数は、ミシンの主軸
４の回転数、布送りピッチ及び布厚さによって決定され
る１針分（１縫い目分）の必要上糸量を主軸４の回転位
相の３０度から６６度までの間に充分繰出し可能となる
ように設定されている。

【００２０】この構成において、図６の動作タイミング
チャートを参照して理解できるように、ミシン起動要求
に応じて、ミシン動作リクエスト信号発生回路３３から
出力されるハイ（Ｈ）のミシン動作リクエスト信号ＳＡ
ＲＳが糸繰出しモータ駆動回路３１に入力される。その
ハイ（Ｈ）信号がＯＲ回路３８の一方の入力端子に入力
されると、それによって直ちに増幅回路４０を介して糸
繰出し駆動信号ＴＭＤＳが上糸繰出しモータ１６に出力
する。

【００２１】換言すると、時間の遅延なく上糸繰出しモ
ータ１６は回転し始める。他方、前記ハイ（Ｈ）のミシ
ン動作リクエスト信号ＳＡＲＳがミシンモータ駆動回路
３２のＡＮＤ回路４１に入力されるとき、遅延回路４２
箇所で遅延時間Ｔｆだけ遅れてＡＮＤ回路４１の一方の
入力端子に入力するので、この上糸繰出しモータ１６が
定常回転数になるまで等の時間Ｔｆだけ遅れて、ミシン
モータ駆動回路３２の出力信号であるミシンモータ駆動
信号ＳＭＤＳが立ち上がる。

【００２２】従って、上糸繰出しモータ１６が定常回転
区間に入ってから、ミシンモータ７は回転開始するの
で、上糸繰出しモータ１６の回転の立ち上がりが遅いも
のであっても、縫製開始時に上糸２０の供給量が不足す
ることがなく、縫い始めに上糸２０が切れたり、縫製不
良発生等の事故が防止される。ミシンを停止すべく、ミ
シン動作リクエスト信号発生回路３３から出力されるロ
ー（Ｌ）のミシン動作リクエスト信号ＳＡＲＳがミシン
モータ駆動回路３２に入力される。そのロー（Ｌ）信号
がＡＮＤ回路４１の一方の入力端子に入力されると、直
ちにＡＮＤ回路４１の出力信号はローとなり、ミシンモ
ータ駆動信号ＳＭＤＳはローとなって、ミシンモータ７
の回転数は低下し始める。糸繰出しモータ駆動回路３１
に、前記ロー（Ｌ）信号が入力されたとき、前記遅延回
路３９では遅延時間Ｔｍを経過するまではハイ（Ｈ）信
号を出すので、ＯＲ回路３８の出力端子ではハイ（Ｈ）
信号が出力されることになる。つまり、ミシンを停止す
るミシン動作リクエスト信号ＳＡＲＳが出て、ミシンモ
ータ７が停止した後、遅延時間Ｔｍだけ遅れて上糸繰出
しモータ１６の回転が停止し始めることになる。従っ
て、ミシンモータ７の回転停止遅れ時間が上糸繰出しモ
ータ１６の回転停止時間より遅い場合でも、上糸２０の
供給量不足が防止されるのであるから、縫い終わり箇所
で上糸２０が切れたり、縫製不良発生等の事故が防止で
きるのである。

【００２３】なお、上糸繰出しモータ１６は定速回転す
るサーボモータ或いはパルスモータにて構成すれば、こ
れらのモータの回転している時間をパルスモータのパル
ス数等による時間計測にて計測（カウント）すると、上
糸繰出しモータ１６にて回転する駆動ローラ１５の直径
から上糸接触部の単位時間当たりの線速度が演算できる
ので、上糸の把持開放した時点から必要とする上糸供給
量を、上糸の繰出し量として演算できるから、糸繰出し
量検出のためのエンコーダ１３を省略することができ
る。この場合、糸把持アクチュエータ１２にて上糸２０
の把持を開放するタイミングは、図４に示すと同様に、
主軸の回転位相で３０度である。

【００２４】糸把持アクチュエータ１２は、応答速度に
優れた積層圧電素子に代えて、応答速度は低いが廉価な
電磁ソレノイドのように電磁力を用いるものであっても
良い。また、ミシン作動リクエスト信号発生回路は、踏
み板スイッチに代えて、他の種々のタイミング信号等に
基づいて電子的にミシンの起動要求信号を発生させるよ
うにしても良い。また、ミシン動作終了時の信号とし
て、所定針数のカウントや周知の布端検出器により布端
を検出した信号にて、ミシン停止要求の信号を出力する
ようにしても良い。

【００２５】さらに、本実施例の制御手段としての上糸
繰出し量制御回路、糸繰出しモータ駆動回路、ミシンモ
ータ駆動回路は、電子部品のみの回路からなるハードウ
エアであるが、これら制御手段としての構成を、周知の
中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）、随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）等からなるマ
イクロコンピュータに記憶させた制御プログラムを実行
するソフト的な構成としても良い。

【００２６】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
に記載の発明のミシンの自動上糸供給装置は、上糸を連
続回転する駆動ローラと従動ローラとで挟んで繰り出す
上糸繰出し手段と、上糸繰出し手段を駆動する駆動回路
と、糸道中にて前記上糸を把持して上糸繰出しを停止さ
せる糸把持アクチュエータと、ミシンの主軸の回転角度
に基づき上糸の繰出し開始タイミングを検出する糸繰出
し開始位相センサとを備え、縫製動作時に必要量の上糸
を繰出し供給するように構成してなるミシンにおいて、
該ミシンの主軸の回転、停止の動作リクエスト信号に基
づき、前記上糸繰出し手段の駆動を回転・停止すべく制
御する制御手段を設けたものである。

【００２７】この構成によれば、縫製作業を実行するリ
クエスト信号に基づいてミシンの主軸を回転させると、
上糸繰出し手段も駆動して、上糸を従動ローラと駆動ロ
ーラとで挟んで連続回転させ繰り出して、所定量の上糸
を縫針方向に供給することができ、縫製作業を中断また
は終了するリクエスト信号があると、主軸の回転が停止
すると共に上糸繰出し手段も停止するので、上糸は停止
している従動ローラと駆動ローラとで挟まれたまま保持
される。従って、縫製作業を行っていない時には、従動
ローラと駆動ローラとが停止しているので、この両ロー
ラに上糸が挟持されていても、摩耗することがなく、上
糸切れ等の事故が発生しない。また、上糸繰出し手段が
停止しているので、それに要する電力エネルギーがな
く、エネルギーの節約を行えると共に、発熱、騒音が発
生しないとうい効果を奏する。

【００２８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の制御手段は、前記上糸繰出し手段の起動後にミシン
の主軸を回転起動させるように制御するものである。こ
れによれば、請求項１に記載の発明の作用・効果に加え
て、縫製開始時に、上糸繰出し手段が起動して上糸が針
方向に供給されてからミシンの主軸が起動するから、上
糸の供給量不足という事態を回避できる。また、上糸繰
出し手段の起動の立ち上がりが遅いものであっても、縫
製開始時に上糸の供給量が不足することがなく、縫い始
めに上糸が切れたり、縫製不良発生等の事故を防止する
ことができるという効果を奏する。

【００２９】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載のミシンの自動上糸供給装置における
制御手段は、前記ミシンの主軸の回転停止後に前記上糸
繰出し手段の駆動を停止すべく制御するものである。こ
の構成によれば、請求項１または２に記載の発明の作用
・効果に加えて、縫製終了時には、ミシンの主軸の回転
が停止してから、上糸繰出し手段が停止するので、縫製
が完全に終了するまで上糸の供給を確保できることにな
る。従って、縫い終わり箇所で上糸供給量不足で上糸が
切れたり、縫製不良発生等の事故が防止できるという効
果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】上糸自動供給装置を備えたミシンの概略構成図
である。

【図２】糸把持アクチュエータの斜視図である。

【図３】制御手段の機能ブロック図である。

【図４】ミシンの主軸回転角度に対する上糸繰出し量制
御回路の動作及びそのタイミングを示すタイミングチャ
ートである。

【図５】ミシン動作リクエスト信号発生回路、糸繰出し
モータ駆動回路及びミシンモータ駆動回路の回路図であ
る。

【図６】ミシン動作リクエスト信号に対する糸繰出しモ
ータ駆動回路及びミシンモータ駆動回路の動作タイミン
グを示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

４ 主軸 ７ ミシンモータ ８ 天秤 １２ 糸把持アクチュエータ １３ エンコーダ １４ 従動ローラ １５ 駆動ローラ １６ 上糸繰出しモータ １９ 糸繰出し開始位相検出センサ ２０ 上糸 ２１ 制御装置 ３０ 上糸繰出し量制御回路 ３１ 糸繰出しモータ駆動回路 ３２ ミシンモータ駆動回路 ３３ ミシン動作リクエスト信号発生回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上糸を連続回転する駆動ローラと従動ロ
   ーラとで挟んで繰り出す上糸繰出し手段と、上糸繰出し
   手段を駆動する駆動回路と、糸道中にて前記上糸を把持
   して上糸繰出しを停止させる糸把持アクチュエータと、
   ミシンの主軸の回転角度に基づき上糸の繰出し開始タイ
   ミングを検出する糸繰出し開始位相センサとを備え、縫
   製動作時に必要量の上糸を繰出し供給するように構成し
   てなるミシンにおいて、該ミシンの主軸の回転、停止の
   動作リクエスト信号に基づき、前記上糸繰出し手段の駆
   動を回転・停止すべく制御する制御手段を設けたことを
   特徴とするミシンの自動上糸供給装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記上糸繰出し手段の
   起動後にミシンの主軸を回転起動させるように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のミシンの自動上糸供
   給装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記ミシンの主軸の回
   転停止後に前記上糸繰出し手段の駆動を停止すべく制御
   することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   ミシンの自動上糸供給装置。