JPH0928966A - ミシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主軸とプーリとを分離し、そのプーリの回転
に関連してミシンモータを起動し主軸を回転させるよう
にして、プーリによる慣性やそのプーリの起動停止に係
わる電力損失が全くなく、しかも、制御装置を安価にす
ることができるミシンを提供することである。 【構成】 針棒等を駆動するための主軸５０にミシンモ
ータ５７のモータ軸５８を連結する。そして、そのモー
タ軸５８から離間させてミシン本体にプーリ６０を回転
可能に支持する。そのプーリ６０のプーリ軸６０Ａに関
連させてそのプーリ６０の回転方向及び回転量を検出す
る検出装置６１を設ける。前記プーリ６０を手動操作に
よって回転すると、その回転と同時に、前記主軸５０が
プーリ６０と同方向に同回転量回転するように、ミシン
モータ５７が制御装置６９によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、針棒等を駆動する
ための主軸をモータもしくはプーリによって回転させる
ことが可能なミシンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のミシンとして、例えば、
図７及び図９に示されるものが見受けられる。その図７
はミシン及びその制御装置の正面図であり、図９は電気
的制御回路構成を示している。

【０００３】即ち、テーブルの上面にはミシン１が配置
され、その頭部の一側部には下端に縫い針を有する針棒
２が設けられ、他側部には手動操作可能なプーリ３が設
けられる。前記プーリ３に関連して検出器４が設けら
れ、その検出器４は、針下位置と針上位置とを検出して
信号ＳＳを出力する。

【０００４】前記テーブルの下方の床面にはペダル１１
が設けられ、そのペダル１１を踏み込む位置が速度指令
装置９によって電気信号ＳＡに変換される。図８は前記
ペダルを横から見た踏み位置領域説明図であり、踏み込
み角度に応じて同図に記載の各機能が果たされるように
なっている。

【０００５】また、前記テーブルの直下にはミシンモー
タ７が設けられる。このミシンモータ７は、界磁用磁石
を備えた回転子と三相の相巻線を備えた固定子とからな
る周知のＤＣブラシレスモータによって構成され、その
モータ軸にモータプーリ６を備えている。前記ミシンモ
ータ７の回転速度を検出するモータ速度検出装置８は、
前記回転子の位置を検出する磁極センサーと、回転方向
及び回転速度を検出するエンコーダとからなり、ＳＭ信
号を出力する。前記モータプーリ６と前記プーリ３とは
ベルト５によって接続されている。

【０００６】前記ミシンモータ７の近傍には、制御装置
１０が設けられる。その制御装置１０は、各種信号を処
理するＣＰＵ１０Ａと、６個のスイッチ素子からなるイ
ンバータ回路１０Ｂと、糸切り装置等の作動部２１を駆
動するためのドライバ１０Ｃとを備えている。前記ＣＰ
Ｕ１０Ａは、速度指令装置９の出力信号ＳＡと、モータ
速度検出装置８の出力信号ＳＭと、検出器４の出力信号
ＳＳとを入力し、かつ前記インバータ回路１０Ｂに入力
するための信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭ６と、前記ドライバ１
０Ｃに入力するための信号ＳＤとを出力する。

【０００７】なお、前記テーブルの下面には前記各要素
に対する電源をオン、オフするための電源スイッチ１２
が設けられている。

【０００８】次に、図１０において、前記ペダル１１の
踏み込み位置領域と速度指令装置９の出力信号ＳＡとミ
シンの回転数との関係を示す。中立位置領域において、
速度指令装置９は、ＳＶ１及びＳＶ２を出力し、このと
き、ミシンを停止状態にするように、前記制御装置１０
がミシンモータ７を停止制御する。また、低速位置領域
において、速度指令装置９の出力は、ＳＶ２からＳＶ３
となり、ミシンモータ７の回転は、予め設定された低速
ＮＬｏｗで回転する。さらに、高速領域において、前記
速度指令装置９の出力は、ＳＶ３からＳＶ４となり、ミ
シンモータ７の回転は、ＳＶ３からＳＶ４の大きさに比
例した回転数Ｎｎにて回転する。一方、後踏み込み領域
において、前記速度指令装置９の出力がＳＶ１以下にな
ったとき、ミシンータ７は低速で回転すると同時に、糸
切り動作を行い、針上位置に停止する。

【０００９】次に、ミシンの基本的な動作を図１１のフ
ローチャートに基づいて詳細に説明する。

【００１０】即ち、先ず、ステップ１（以下Ｓ１と略称
する。他のステップも同様）において、速度指令の電気
信号ＳＡがＳＶ１と等しいかもしくは小さいか否かを調
べる。もし、ＳＡがＳＶ１以下であれば、糸切り動作が
完了してミシンが停止している状態であるか否かを調べ
る（Ｓ２）。停止状態であれば（Ｓ２、ＹＥＳ）、Ｓ１
に戻る。まだ糸切りが完了していない場合は（Ｓ２、Ｎ
Ｏ）、糸切り動作して針上停止し（Ｓ３）、Ｓ１に戻
る。一方、前記Ｓ１において、電気信号ＳＡがＳＶ１よ
りも大きい場合、次のＳ４に移行する。

【００１１】Ｓ４においては、電気信号ＳＡがＳＶ１よ
りも大きく、かつＳＶ２と等しいかもしくは小さいか否
かを調べる。もし、ＳＡが前記条件の範囲内であれば
（Ｓ４、ＹＥＳ）、ミシンが停止中であるか否かを調べ
る（Ｓ５）。停止中であれば（Ｓ５、ＹＥＳ）、Ｓ１に
戻るが、停止していない場合（Ｓ５、ＮＯ）、ミシンを
減速して針下位置に停止させる（Ｓ６）。一方、ＳＡが
前記条件の範囲から外れる場合、次のＳ７に移行する。

【００１２】Ｓ７においては、電気信号ＳＡがＳＶ２よ
りも大きく、かつＳＶ３と等しいかもしくは小さいか否
かを調べる。ＳＡが前記条件の範囲内であれば（Ｓ７、
ＹＥＳ）、ミシンモータ７を低速ＮＬｏｗにて駆動させ
（Ｓ８）、Ｓ１に戻る。一方、ＳＡが前記条件の範囲か
ら外れる場合、次のＳ９に移行する。

【００１３】Ｓ９においては、電気信号ＳＡがＳＶ３よ
りも大きく、かつＳＶ４と等しいかもしくは小さいか否
かを調べる。ＳＡが前記条件の範囲内であれば（Ｓ９、
ＹＥＳ）、ミシンモータ７をＳＶ３からＳＶ４の電圧に
比例した無断階の回転数Ｎｎにて駆動させ（Ｓ１０）、
Ｓ１に戻る。一方、ＳＡが前記条件の範囲から外れる場
合、次のＳ１１に移行する。

【００１４】Ｓ１１においては、電気信号ＳＡがＳＶ４
よりも大きいか否かを調べる。ＳＡがＳＶ４よりも大き
ければ（Ｓ１１、ＹＥＳ）、ミシンモータ７を高速ＮＭ
ａｘにて駆動させ（Ｓ１２）、Ｓ１に戻る。一方、ＳＡ
がＳＶ４よりも小さければ（Ｓ１１、ＮＯ）、Ｓ１に移
行する。

【００１５】以上の説明から明かなように、ミシンの針
棒２は常に針下または針上位置に自動的に停止するた
め、作業者はプーリ３を手で回しながら針棒位置を調整
位置決めすることはほとんどなかった。

【００１６】しかしながら、高級製品の縫製にあたって
は、縫い初めの位置を正確に合わせるために、プーリ３
を手で回して針落ち位置を設定したり、縫製作業者によ
っては以前からの自分の癖によってプーリ３を手回しし
て針棒を移動させ位置決めしている。このように、プー
リ３は、ミシンモータによって駆動するのみならず、前
記のように針棒の位置を手動にて位置調節する重要な役
割を果たしている。

【００１７】一方、近年、ミシンモータをミシン本体内
に内蔵して、前記ベルト５及びモータプーリ６を駆動す
るための電力損失を低減し、前記ペダル１１に対して応
答性がよく、かつ消費電力が少ないモータ内蔵型のミシ
ンが提案されている。このミシンの一例を図１２に示
す。同図において、ミシン１の頭部には針棒等を駆動す
るための主軸２０が軸受け２１によって水平に支持され
る。また、ベッド部には釜装置等を駆動するための下軸
２２が軸受け２３によって水平に支持される。前記主軸
２０の主軸ギヤ２４と下軸ギヤ２５とがタイミングベル
ト２６によって接続されている。

【００１８】前記主軸２０の一側には、その主軸２０を
駆動するためのミシンモータ２７が設けられる。そのミ
シンモータ２７のモータ軸２８の一側部が前記主軸２０
に一体的に連結され、そのモータ軸２８の他側部がプー
リ２９に連結される。前記ミシンモータ２７とプーリ２
９との間には、前記モータ軸２８に関連してモータ速度
検出装置３０が設けられる。このモータ速度検出装置３
０の機能は前記モータ速度検出装置８の機能と同様であ
る。

【００１９】なお、以上の構成に関する電気的制御回路
を図１３に示す。前記モータ速度検出装置３０の信号Ｓ
ＭｓをＣＰＵ１０Ａに出力する外は、先に説明した従来
技術の制御回路（図９参照）と同様である。また、ミシ
ンの基本的な動作についても先に説明した従来技術と同
様であるので、その詳細な説明は省略する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記前
者の従来技術のベルト駆動方式のミシンにおいては、プ
ーリはミシンモータの回転を主軸に伝達する重要な役目
がある反面、プーリの起動停止に係わる電力損失が大き
く、しかも、プーリによる慣性の割合が大きいので、針
棒位置に狂いが生じることがあった。

【００２１】また、前記後者の従来技術のミシンモータ
内蔵方式のミシンにおいては、プーリによる慣性が依然
として発生するので、針棒位置に狂いが生じることがあ
り、しかも、プーリの起動停止に係わる電力損失の割合
も大きいと共に、ミシンモータの発熱も大きく、さら
に、制御装置の構成も高価になっている。

【００２２】然るに、本発明は、主軸とプーリとを分離
し、そのプーリの回転に関連してミシンモータを起動し
主軸を回転させるようにして、プーリによる慣性やその
プーリの起動停止に係わる電力損失が全くなく、しか
も、制御装置を安価にすることができるミシンを提供す
ることを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のミシンは、針棒等を駆動
するための主軸と、手動操作によって前記主軸を回転さ
せることが可能なプーリと、前記主軸を回転駆動するた
めのミシンモータとを備えたものを対象として、特に、
前記主軸とプーリとを、それぞれ独立して回転可能にミ
シン本体に設置し、前記プーリの回転に基づいて、前記
主軸を前記プーリの回転方向と同方向に同回転量回転さ
せるように、前記ミシンモータの駆動を制御する制御手
段を備えている。従って、通常の縫製においては、ミシ
ンモータを起動させたとき、前記主軸は回転駆動される
が、前記プーリは全く回転しない。そして、針棒位置の
設定に関連してプーリを手動操作によって回転したと
き、前記制御手段は、ミシンモータを起動させて、前記
主軸をプーリの回転方向と同方向に同回転量回転させ、
針棒を所望位置に設定することができる。

【００２４】また、請求項２に記載のミシンは、前記プ
ーリの回転方向及び回転量を検出するための検出手段を
備え、前記制御手段は、前記検出手段が検出したプーリ
の回転方向及び回転量に基づいて前記ミシンモータの駆
動を制御するように構成される。従って、前記プーリを
手動操作によって回転したとき、前記検出手段がプーリ
の回転方向及び回転量を検出し、この検出信号を前記制
御手段に入力する。このとき、制御手段は、前記主軸を
プーリの回転方向と同方向に同回転量回転させる。依っ
て、針棒を所望位置に設定することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した一実
施形態を図１乃至図６に基づいて詳細に説明する。な
お、従来の技術と同一の部分は同一の名称及び符号を引
用する。

【００２６】図１において、ミシン１の頭部には針棒２
等を駆動するための主軸５０が軸受け５１によって水平
に支持される。また、ベッド部には釜装置等を駆動する
ための下軸５２が軸受け５３によって水平に支持され
る。前記主軸５０の主軸ギヤ５４と下軸ギヤ５５とがタ
イミングベルト５６によって接続されている。

【００２７】前記主軸５０の一側には、その主軸５０を
駆動するためのミシンモータ５７が設けられる。そのミ
シンモータ５７のモータ軸５８の一側部が前記主軸５０
に一体的に連結され、そのモータ軸５８の他側部に対応
して、前記ミシンモータ５７の回転速度を検出するモー
タ速度検出装置５９が設けられる。

【００２８】また、前記モータ軸５８の他端部から離間
させてミシン本体には、前記モータ軸５８と軸線を一致
させたプーリ軸６０Ａが回転可能に枢支される。そのプ
ーリ軸６０Ａの解放端部には手動操作可能なプーリ６０
が固定される。

【００２９】前記プーリ軸６０Ａに関連して前記プーリ
６０の回転方向及び回転量を検出するための検出装置６
１が設けられる。その検出装置６１の具体的構成につい
て図２及び図３を参照して説明する。前記プーリ軸６０
Ａにはそれぞれ同一の外径を有する一対の回転板６２，
６３が固定支持される。それ等の回転板６２，６３に
は、その両者に共通の同一ピッチで多数のスリット６４
が円形に配列されると共に、その両者のスリット６４が
回転方向に僅かずれた関係になっている。前記各回転板
６２，６３に対応してミシン本体には、それぞれ検出器
６５，６６が固定的に配置される。それ等の検出器６
５，６６は、図示のように、それぞれ回転板６２，６３
を挟むように一対の突起が立設され、それぞれその一方
の突起には前記スリット６４に対応させて発光ダイオー
ド６７が設けられると共に、他方の突起には前記発光ダ
イオード６７の光を受光して信号を出力するホトトラン
ジスタ６８が設けられる。

【００３０】前記回転板６２，６３が回転してそのスリ
ット６４が発光ダイオード６７に対応したとき、その発
光ダイオード６７の光がスリット６４を介してホトトラ
ンジスタ６８に受光され、オン信号を出力する。一方、
回転板６２，６３のスリット６４ではない部分が発光ダ
イオード６７に対応したとき、光が遮光されるので、ホ
トトランジスタ６８はオフ信号を出力する。

【００３１】これ等オン、オフ信号の出力の様子を図５
に示す。同図において、一方の回転板６２に対応する検
出器６５の出力信号をＳＰａで示し、他方の回転板６３
に対応する検出器６６の出力信号をＳＰｂで示す。そし
て、同図（ａ）はプーリ６０の正回転を示し、同図
（ｂ）はプーリ６０の逆回転を示している。従って、プ
ーリ６０の正回転の場合、信号ＳＰａ側では時間Ｔ１で
オンからオフに変化し、信号ＳＰｂ側ではさらに僅か進
んだ時間Ｔ２でオンからオフに変化する。一方、プーリ
６０の逆回転の場合、前記各信号ＳＰａ，ＳＰｂのオ
ン、オフが前記とは逆に変化する。また、各信号ＳＰ
ａ，ＳＰｂのオン、オフの数を後記ＵＰＵが取り込み、
その数によってプーリ６０の回転量を検出するようにな
っている。

【００３２】次に、本実施例の電気的制御構成を図４の
ブロック図に基づいて説明する。

【００３３】即ち、ミシン１を支持するテーブル（図示
せず）には制御装置６９が設けられる。その制御装置６
９は、各種信号を処理するＣＰＵ６９Ａと、６個のスイ
ッチ素子からなるインバータ回路６９Ｂと、糸切り装置
等の作動部７０を駆動するためのドライバ６９Ｃとを備
えている。前記ＣＰＵ６９Ａは、速度指令装置７１の出
力信号ＳＡと、モータ速度検出装置５９の出力信号ＳＭ
と、検出装置６１の出力信号ＳＰａ，ＳＰｂとを入力す
る一方、前記インバータ回路６９Ｂに入力するための信
号ＰＷＭ１〜ＰＷＭ６と、前記ドライバ６９Ｃに入力す
るための信号ＳＤとを出力する。

【００３４】以上のように構成された本実施例の作用を
図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、同フ
ローチャートの一部の工程は前記従来の技術で説明した
図１１のフローチャートと同様なのでその説明を引用す
る。

【００３５】即ち、先ず、ステップ２０（以下Ｓ２０と
略称する。他のステップも同様）において、検出装置６
１の出力信号ＳＰａ，ＳＰｂによりエッジを検出したか
否かを調べる。つまり、その信号のオンからオフ、もし
くはオフからオンに変化したか否かを調べて、プーリ６
０が回転されたか否かをみる。もしも、エッジが検出さ
れなかった場合（Ｓ２０、ＮＯ）、次のＳ２１の工程に
移行する。この場合、ミシンモータ５７を起動させる通
常の縫製を行うことになる。この工程を以下に説明す
る。

【００３６】つまり、Ｓ２１において、速度指令の電気
信号ＳＡがＳＶ１と等しいかもしくは小さいか否かを調
べる。もし、ＳＡがＳＶ１以下であれば、糸切り動作が
完了してミシンが停止している状態であるか否かを調べ
る（Ｓ２２）。停止状態であれば（Ｓ２２、ＹＥＳ）、
Ｓ２０に戻る。まだ糸切りが完了していない場合は（Ｓ
２２、ＮＯ）、糸切り動作して針上停止し（Ｓ２３）、
Ｓ２０に戻る。一方、前記Ｓ２１において、電気信号Ｓ
ＡがＳＶ１よりも大きい場合、次のＳ２４に移行する。

【００３７】Ｓ２４においては、電気信号ＳＡがＳＶ１
よりも大きく、かつＳＶ２と等しいかもしくは小さいか
否かを調べる。もし、ＳＡが前記条件の範囲内であれば
（Ｓ２４、ＹＥＳ）、ミシンが停止中であるか否かを調
べる（Ｓ２５）。停止中であれば（Ｓ２５、ＹＥＳ）、
Ｓ２０に戻るが、停止していない場合（Ｓ２５、Ｎ
Ｏ）、ミシンを減速して針下位置に停止させる（Ｓ２
６）。一方、ＳＡが前記条件の範囲から外れる場合、次
のＳ２７に移行する。

【００３８】Ｓ２７において、電気信号ＳＡがＳＶ２よ
りも大きく、かつＳＶ３と等しいかもしくは小さいか否
かを調べる。ＳＡが前記条件の範囲内であれば（Ｓ２
７、ＹＥＳ）、ミシンモータ５７を低速ＮＬｏｗにて駆
動させ（Ｓ２８）、Ｓ２１に戻る。一方、ＳＡが前記条
件の範囲から外れる場合、次のＳ２９に移行する。

【００３９】Ｓ２９においては、電気信号ＳＡがＳＶ３
よりも大きく、かつＳＶ４と等しいかもしくは小さいか
否かを調べる。ＳＡが前記条件の範囲内であれば（Ｓ２
９、ＹＥＳ）、ミシンモータ５７をＳＶ３からＳＶ４の
電圧に比例した無断階の回転数Ｎｎにて駆動させ（Ｓ３
０）、Ｓ２１に戻る。一方、ＳＡが前記条件の範囲から
外れる場合、次のＳ３１に移行する。

【００４０】Ｓ３１においては、電気信号ＳＡがＳＶ４
よりも大きいか否かを調べる。ＳＡがＳＶ４よりも大き
ければ（Ｓ３１、ＹＥＳ）、ミシンモータ５７を高速Ｎ
Ｍａｘにて駆動させ（Ｓ３２）、Ｓ２１に戻る。一方、
ＳＡがＳＶ４よりも小さければ（Ｓ３１、ＮＯ）、Ｓ２
０に移行する。

【００４１】一方、最初のＳ２０において、エッジが検
出された場合（Ｓ２０、ＹＥＳ）、検出装置６１の出力
信号ＳＰａ，ＳＰｂによってプーリ６０の回転方向及び
回転量を検出する（Ｓ３３）。その検出と同時に、ＣＰ
Ｕ６９Ａはプーリ６０の回転方向及び回転量に従ってミ
シンモータ５７を駆動させ、主軸５０をプーリ６０と同
方向及び同回転量回転させる（Ｓ３４）。次に、検出装
置６１の出力信号ＳＰａ，ＳＰｂの次のエッジが検出さ
れたか否かを調べる（Ｓ３５）。エッジが検出されれば
（Ｓ３５、ＹＥＳ）、Ｓ３３に戻って前記各工程を繰り
返す。そして、もしも、エッジが検出されなかった場合
（Ｓ３５、ＮＯ）、つまり、プーリ６０の回転が中止さ
れた場合、ミシンモータ５７が停止し（Ｓ３６）、Ｓ２
０に戻る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１に記載のミシンによれば、特に、前記主
軸とプーリとを、それぞれ独立して回転可能にミシン本
体に設置し、前記プーリの回転に基づいて、前記主軸を
前記プーリの回転方向と同方向に同回転量回転させるよ
うに、前記ミシンモータの駆動を制御手段によって制御
するようにしたので、通常の縫製においては、ミシンモ
ータを起動させたとき、前記主軸は回転駆動されるが、
前記プーリは全く回転されない。そして、針棒位置の設
定等に関連してプーリを手動操作によって回転したと
き、前記制御手段がミシンモータを起動させて、前記主
軸をプーリの回転方向と同方向に同回転量回転させ、針
棒を所望位置に設定することができる。このように、通
常の縫製においては、プーリによる慣性やそのプーリの
起動停止に係わる電力損失が全くなく、しかも、制御装
置を安価に構成することができる。

【００４３】また、請求項２に記載のミシンによれば、
検出手段が検出したプーリの回転方向及び回転量に基づ
いて、制御手段がミシンモータの駆動を制御するように
構成したので、前記プーリを手動操作によって回転した
とき、主軸をプーリの回転方向と同方向に同回転量正確
に回転させることができ、針棒を所望位置に正確に設定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化したミシンの要部断面図であ
る。

【図２】プーリ及び検出装置の拡大断面図である。

【図３】検出装置の斜視図である。

【図４】制御装置の電気的回路構成を示すブロック図で
ある。

【図５】検出装置の出力信号を示す図である。

【図６】本装置の制御動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】従来のミシン及び制御装置の正面図である。

【図８】従来のミシンのペダルの踏み込み位置の領域を
示す図である。

【図９】従来のミシンの制御装置の電気的回路構成を示
すブロック図である。

【図１０】従来のミシンのペダルの踏み込み位置に応じ
たミシンの回転速度の変化を示す図である。

【図１１】従来のミシンの制御動作を示すフローチャー
トである。

【図１２】従来の他のミシンの要部断面図である。

【図１３】従来の他のミシンの制御装置の電気的回路構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ミシン ５０ 主軸 ５７ ミシンモータ ６０ プーリ ６１ 検出装置 ６２ 回転板 ６３ 回転板 ６４ スリット ６５ 検出器 ６６ 検出器 ６７ 発光ダイオード ６８ ホトトランジスタ ６９ 制御装置 ６９Ａ ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 針棒等を駆動するための主軸と、手動操
   作によって前記主軸を回転させることが可能なプーリ
   と、前記主軸を回転駆動するためのミシンモータとを備
   えたミシンにおいて、 前記主軸とプーリとを、それぞれ独立して回転可能にミ
   シン本体に設置し、 前記プーリの回転に基づいて、前記主軸を前記プーリの
   回転方向と同方向に同回転量回転させるように、前記ミ
   シンモータの駆動を制御する制御手段を備えたことを特
   徴とするミシン。
2. 【請求項２】 前記プーリの回転方向及び回転量を検出
   するための検出手段を備え、 前記制御手段は、前記検出手段が検出したプーリの回転
   方向及び回転量に基づいて前記ミシンモータの駆動を制
   御することを特徴とする請求項１に記載のミシン。