JPS601033B2 - ミシンの模様形成制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は縫い針の横方向揺動位置を指令信号に基いて帰
還制御することにより所望の縫目模様を形成するミシン
において、特に電源供給の遮断時における縫い針の振れ
を防止するようにした模様形成制御装置に関する。

一般にミシンにより形成される縫目模様は縫い針の横方
向揺動位置の変化（横方向揺動運動とも云う）と加工布
の送り方向及びその量（送り運動とも云う）の変化との
組合わせにより種々形態のものが形成され得ることは周
知のとおりである。

最近、上記両運動を制御するために縫目模様信号を電子
的に記憶し、これをミシンの運転に関連して順次読出し
且つそれを直流電流に変換して指令信号となし、この指
令信号により前記両運動を制御するようにしたミシンが
袴開昭５０−３７５５５号等夕により公知となっている
。これについて、例えば縫い針の横方向揺動運動を例に
説明するに、縫い針は作動装置例えばリニアアクチュェ
ー外こより駆動されて横方向揺動運動されるようになっ
ており、そのリニアアクチュェータは具体的には直流０
リニアモータであって比較器と共に一種のサーボ機構を
構成している。上記比較器は前記指令信号と縫い針の実
際に存在する横方向揺動位置に関係する位置信号との差
をとり、その差信号によりリニアアクチュェータを上記
差信号が零となる方向５に駆動し以って縫い針の横方向
揺動運動が指令信号に塞いて行なわれるようにしている
。さて、以上のようなミシンにおいて、当然ながら制御
用電源として直流電源が備えられ、しかもこれを交流電
源電圧を整流回路により整流することにより得ているの
が一般的である。斯ような電源を用いている上記従釆の
ミシンによれば、電源スイッチのオフ操作に伴う交流電
圧供給の遮断時において縫い針が一瞬無用に横方向に揺
れる問題があった。このような縫い針の振れがもし針下
停止位置で起こると加工布が縫い針によって損傷され、
また針上停止位置で作業者が縫い針付近にて加工布を調
整している間に上記振れが起きた場合は手指が怪我する
等の問題を引き起す。発明者らが上記のような縫い針の
振れ原因を追究した結果、次のようなことが判明された
。即ち、交流電源を直流電源に変換する整流回路等の変
換装置内には一般に平滑用コンデンサが備えられており
、電源スイッチのオフ操作に伴う交流電圧供給の遮断時
に該平滑用コンデンサの充電電荷が回路中の抵抗要素に
原因されて比較的長い時定数をもって放電するので直流
電圧は瞬時には消滅せず漸減する。このような直流電圧
の或る時間をもった過度的変化が前記位置信号を出力し
ているポテンショメータの印加電圧に変化を与え、並び
に指令信号発生部分の印加電圧等にも変化を与え、従っ
て比較器に与えられる指令信号と位置信号との相対的関
係が電源スイッチのオフ操作に伴い変化され、この変化
にリニアアクチュェータが前記平滑用コンデンサの放電
期間中に応動してしまい縫い針が一瞬振れる。本発明は
上記の欠点を除去すべ〈なされたものであり、その目的
は上下往復運動可能な縫い針と加工布との相対位置をそ
の上下往復運動に調時して変化させ予め決められた縫目
模様をその加工布に形成するミシンにおいて、前記縫い
針の横方向揺動位置を変化させるためにその縫い針に連
結された作動装置と、前記縫い針の実際に存在する横方
向揺動位置に関係する位置信号を発生するための検出装
置と、前記縫目模様を形成するために前記縫い針の横方
向揺動位置を指令する指令信号を発生するための指令装
置と、前記指令信号と位置信号との差信号が減少するよ
うに前記作動装置を付勢するための帰還装置と、上記各
装置に直流電圧を供給するために交流電源からの交流電
圧を整４流平滑する変換装置と、前記交流電源から変換
装置への交流電圧供給の遮断と同時にその変換装置から
前記作動装置への直流電圧供給を完全に遮断するための
スイッチ手段とを設けることにより、電源スイッチの操
作による交流電圧供給の遮断時に、その直流電圧の過渡
的変化に作動装置が応動して縫い針を振れさせてしまう
と云う現象を確実に防止でき、従ってその縫い針の振れ
による加工５布の損傷並びに手指の怪我等を防止できる
ミシンの模様形成制御装置を提供するにある。以下、本
発明を電子的に記憶された情報群に塞いて多種類の縫目
模様を形成するようにしたミシンに適用した一実施例に
より詳述する。

この実施０例のミシンの概要を示す第１図において、ミ
シン機枠１は台２と、この台２から立ち上がっている支
柱部３及びこれより水平に蓬出するアーム部４から成り
、そして時間的に関連するように図示しない周知の駆動
機構を介して互いに連結された上タ軸５及び下軸６を備
え、上軸５は主プーリ７を介して図示しない駆動モー外
こより回転されるようになっている。８は縫い針９に横
方向揺動運動を与える針揺動装置で、その構成は公知の
手段で十分であるので詳細な図示を省略するが、揺動運
動０に直接寄与するのは揺動支持体１０であり、これに
上軸５に連動して上下往復運動するようにされた針棒１
１を設けており、この針棒１１に縫い針９を連結してい
る。

縫い針９に横方向揺動運動を与える前記揺動支持体１０
は駆動リンク１２によ夕り揺動されるようになっており
、このために駆動リンク１２の一端は前記揺動支持体１
０１こ軸１３により枢着され、他端は振幅制御アクチュ
ェータ１４に連結されており、この振幅制御ァクチュェ
ータ１４により縫い針９の横方向揺動振幅が制御される
ものである。１５は縫い針９の上下往復運動と調時して
加工布に送り運動を付与する送り装置で、この送り装置
１５も本発明においては公知の構成をもって十分である
ので、本発明の理解に役立つ部分のみを示した。

送り装置１５において、送り駆動軸１６は下軸６から歯
車機構１７を介して回転駆動されるようになっており、
その送り駆動軸１６の回転はカム１８、カム抱き杵１９
、及び軸２９を介してリンク２１に揺動運動として伝達
され、これが更に送りバー２２を介して送り歯２３に送
り運動を励起せしめるようになっている。前記軸２０は
周知の如く、送り歯２３の一回の送り運動による加工布
の送り量とその送り方向とを制御し得るように溝付部村
２４に設けた溝２５に摺動する角駒を備えている。前記
溝付部材２４はロック鏡２４ａに一体的に連結されると
共に、このロック軸２４ａにはロックアーム２４ｂが連
結され、更にこのロックアーム２４ｂには調節杵２６の
一端２７を連結しており、この調節杵２６がこれの長手
方向において機械的に変位されると、これによりロック
アーム２４ｂを介してロック軸２４ａが回動され、溝付
部材２４が回動されるため、溝２５の傾斜角が制御され
る。周知のように、溝２５の傾斜角及びその回動方向は
加工布の送り量とその送り方向を決定する。このような
送り量と方向とを制御するために調節好２６に機械的変
位を与える送り制御アクチュェータ２８を設けている。
ところで、前記両アクチュェータ１４及び２８は永久磁
石２９により形成された直流磁界中に可動コイル体３０
を備えた直流リニアモータの構成をなし、可動コイル体
３川こ直流電流が供給されると該可動コイル体３０がそ
の電流方向に依存した方向に移動され、その機械的変位
がレバー３１（一方のみ図示）を介して駆動リンク１２
及び調節村２６に伝達されるようになっている。更に、
前記両アクチュェータ１４及び２８は縫い針９の実際に
存在する横方向揺動位置及び溝付部材２４の実際に存在
する角度位置に夫々関係した位置信号を発生する位置検
出装置例えばポテンショメータ３３及び３４を夫々備え
、それらの各情勤子３５（ポテンショメータ３３の摺動
子３５のみを第３図に示した。）が前記可動コイル体３
０の移動に連動してその移動量に相当した角度だけ回動
（摺動）されるようになっている。第２図には上記ミシ
ンにおけるアクチュェータ１４，２８を制御して多種類
の縫目模様を選択的に形成するためのアクチュェータ用
電気制御装置が示されている。この第２図において、３
６は模様選択スイッチ群で八種類の各縫目模様に夫々対
応した選択スイッチＳｏ乃至Ｓ７の何れか一個を操作す
ると、これに対応した模様選択コード信号ＳＰ，がェン
コーダ３７から出力されて選択コード保持回路３８に他
の選択スイッチが操作されるまで保持される。３９は第
一の半導体記憶装置で縫い針９の落下位置則ち横方向揺
動位置を制御する縫い針の横方向揺動振幅情報群が各縫
目模様に対応して多数記憶されている。

４川ま第二の半導体記憶装置で加工布の送り量とその方
向を制御するための送り情報群が各縫目模様に対応して
多数記憶されている。

４１は上甑５の回転に同期したタイミングパルスを発生
するパルス発生器で、そのタイミングパルスはパルス分
配器４２により位相の異なる読出し信号ＳＰ２及びＳＰ
３に変換され、これらは第一及び第二のアドレスカウン
タ４３及び４４に計数入力として与えられるようになっ
ている。

尚、ライン４５はアドレスカウンタ４３，４４にェンコ
ーダ３７から縫目模様選択の都度リセット信号を供給す
るためのものである。前記選択コード保持回路３８に保
持された前記選択コード信号ＳＰ，は第一、第二の半導
体記憶装置４３，４４に供給され、これにより夫々に記
憶さされている情報群中、前記操作された選択スイッ升
こ対応する一つの揺動振幅情報群及び送り情報群が夫々
選択され、その選択された揺動振幅情報群び送り情報群
は夫々第一及び第二のアドレスカゥンタ４３及び４４か
ら前記議出し信号ＳＰ２，ＳＰ５によってディジタル信
号の状態で順次謙出され、夫々順にＤ−Ａ変換器４６及
び４７による指令信号としてアナログ信号に変換される
。その一方のＤ−Ａ変換器４６から出力された揺動振幅
制御指令信号ＳＰ６と他方のＤ−Ａ変換器４７から出力
された送り制御指令信号ＳＰ７とで、最終的に一個の縫
目に関する縫い針９の落下位置と加工布の送り量及びそ
の夕方向とを制御して前記操作された選択スイッチに対
応した縫目模様を形成するものである。ここで両Ｄ−Ａ
変換器４６，４７はこの発明の指令装置に相当する。第
３図（第２図も参照）には振幅制御アクチュェータ１４
に関する比較装置４８、差０信号応答回路４９及び振幅
制御アクチュェータ１４の可動コイル体３０を含む回路
が示されている。以下、この第３図に関して説明するに
、前述のようにしてＤ−Ａ変換器４６から出力された揺
動振幅制御指令信号ＳＰ６は比較装置４８のプラス５側
である一方の入力端子６川こ供給され、また、常には前
記ポテンショメー夕３３の出力信号である位置信号ＳＰ
８が比較器４８のマイナス側である他方の入力端子５１
に供給されているから、比較器４８は揺動振幅制御指令
信号ＳＰ６を受けた時点０で位置信号ＳＰ８に対する差
信号ＳＰｄを出力する。この差信号ＳＰｄがブラス電圧
であれば差信号応答回路４９の両トランジスタ５２及び
５３の内、トランジスタ５２がオンになり、これに伴い
トランジスタ５４及び６５のうちのトランジスタ５４の
みがオンになり、可動コイル体３０には矢印５６方向に
直流電流が流れる。また、差信号ＳＰｄがマイナス電圧
であればトランジスタ５３がオン、続いて他のトランジ
スタ５５がオンされ、可動コイル体３０１こは反矢印５
６方向に直流電流が流れる。この結果、振幅制御アクチ
ュェータ１４の可動コイル体３０はその通電方向に応じ
た方向に移動するが、この移動は何れの場合も差信号Ｓ
Ｐｄが零となる方向に行われ、ポテンショメータ３３に
より電気的信号に変換されて比較器４８の入力端子５１
に帰還される。この帰還を行なう帰環装置はポテンショ
メータ３３の摺動子３５と振幅制御ァクチュェータ１４
の可動コイル体３０との機械的連動機構に相当する。こ
のような帰環作用により差信号ＳＰｄが零になると、一
対のトランジスタ５２，５３の何れもがオフになり、従
って他のトランジスタ５４，５５もオフになるから可動
コイル体３０が断電され、以つて縫い針９の落下位置別
ち横方向揺動位置は揺動振幅制御指令信号ＳＰ６に応じ
た位置へ変化される。以上の動作は加工布の送り量及び
その方向制御に関しても同様である。即ち「第２図中の
加工布の送り制御に関する部分において、５７は比較器
、５８は差信号応答回路、ＳＰ９は溝付部材２４の角度
位置に関する位置信号である。尚、第２図において、比
較器４８（または５７）、差信号応答回路４９（または
５８）及び振幅制御アクチュェータ１４（または送り制
御アクチュェ−夕２８）からなる構成は本発明の作動装
置Ａ（またはＢ）に相当する。

第４図には第２図に示したアクチュェータ用電気制御装
置の各部に直流電圧を供給する電源装置が示されている
。この第４図において５９は交流電源、６川ま交換装置
、６１はスイッチ手段である。交流電源５９は電源スイ
ッチ６２の主スイッチ６３を介してトランス６４の一次
巻線６４ａの両端に接続され、その二次巻線６４ｂの両
端は全波整流回路６５を介して直流母線６６及び６７に
接続されト更に二次巻線６４ｂから中間タップ６４ｃが
導出され、これが接地されている。６８は接地された共
通母線で、この共通母線６８と直流母線６６及び６７と
の各間には夫々平滑用コンデンサ６９ａ及び６９ｂが夫
々接続されている。

７０は安定化電源回路で直流母線６６及び６７から入力
を受けるようになっていて、その出力端子ｔ２ａ，ｔ２
ｂに夫々（十Ｖ，），（一Ｖ，）なる直流電圧を出力し
、この電圧が第３図に示す如くポテンショメータ３３の
端子間に印加されるようになっている。

前記スイッチ手段６１は電源スイッチ６２の他に放電路
形成用のトランジスタ７１，７２及び制御用のトランジ
スタ７３を含み、トランジスタ７１乃至７３の各ェミツ
タは共通母線６８に共通接続されている。トランジスタ
７１及び７２の各コレクタは夫々抵抗７４及び７５を介
して直流母線６６及び６７に接続され、トランジスタ７
３のコレクタはトランジスタ７２のベースに接続されて
いると共にこの接続点が抵抗７６を介して直流母線６７
に接続されている。トランジスタ７３のベースは一端が
直流母線６７に接続された抵抗７７の一端と電源スイッ
チ６２における補助スイッチ７８の一方の固定懐片７８
ａとに接続されている。補助スイッチ７８は主スイッチ
６３と連動するものでその可動薮片７８ｃは接地され、
また、他方の固定懐片７８ｂはトランジスタ７１のベー
スに接続され、更にこのベースと直流母線６６との間に
抵抗７９が接続されている。小方、前記トランジスタ７
１のコレクタと共通母線６８との間には電圧を安定化さ
せるためにッェナーダィオード８０が、またトランジス
タ７２のコレクタと共通母線６８との間にはッェナーダ
イオード８１が夫々印加電圧に対して逆樋性となるよう
に接続されている。以上の電源装置において、直流母線
６６及び７７に接続された端子ｔが及びｔ３ｂに０出力
される（十Ｖ２）及び（一Ｖ２）なる直流電圧は第３図
に示す如くＬ夫々トランジスタ５４及び５５の各ェミツ
タに印加されるようになっている。またッェナーダィオ
ード８０及び８１の各カソード‘こ接続された端子ｔ４
ａ及びｔ４ｂに出力され夕ろく十Ｖ３）及び（一Ｖ３）
なる直流電圧は第３図に示す如く比較器４８１こ電源と
して供給されるようになっている。この実施例ではＶ，
＝７．５Ｖ（ボルト）、Ｖ２＝１７．５Ｖ、Ｖ３＝１５
Ｖに夫々定められている。０ 次に上記構成の電源装置
の作用につき第５図を併用して説明する。

今、電源スイッチ６２をオン操作すると、主スイッチ６
３が点線で示すように閉成すると共にこの主スイッチ６
３と連動する補助スイッチ７８ｃが点線で示す如く薮片
（７８ｂ−７８ｃ）間を閉成させる。この結果、交流電
源５９の交流電圧はトランス６４に印加され、そして全
波整流回路６５により全波整流されると共に平滑用コン
デンサ６９ａ，６９ｂにより平滑され、以つて、直流母
線６６及び６７と共通母線６８との各間に直流電圧（十
Ｖ２）及び（一Ｖ２）が発生する。この状態において、
トランジスタ７１はそのベースが穣片（７８ｂ−７８ｃ
）間を介して接地されてオフしており、またトランジス
タ７３が抵抗７７によりベースバイアスされてオンして
いるからトランジスタ７２はオフになっている。このよ
うな状態にあるときの各部の直流電圧Ｖ，，Ｖ２，Ｖ３
の状態を第５図の時間ｔ軸の「Ｔｏ期間」欄に示した。
斯ような各部に対する電源供給状態において、時刻Ｌ（
第５図参照）に電源スイッチ６２をオフ操作して主スイ
ッチ６３及び補助スイッチ７８を実線状態に変化させた
とする。この結果、トランス６４に対する交流電源５９
電圧の供給が時刻Ｔ，において完全に遮断されると同時
に、平滑用コンデンサ６９ａ，６９ｂの放電が開始され
る。この平滑用コンデンサ６９ａ，６９ｂの放電は後述
するトランジスタ７１，７２による作用と端子ｔ３ａ，
ｔ３ｂに接続された第３図に示す回路及びその他の負荷
回路を介して行なわれるから比較的時定数が大きく、電
圧Ｖ２は第５図中曲線８２で示すように比較的ゆるやか
に漸減し、時刻Ｔ４で消滅する。換言すれば、電源スイ
ッチ６２のオフ操作後、直流母線６６，６７には第５図
中曲線８２で示すような直流電圧が不可避的に一定時間
残存する。一方、補助スイッチ７８が実線位置に切換わ
った時刻Ｔ，において、トランジスタ７１‘まベースが
接地電位から解放され抵抗７９による自己バイアスが有
効となってオンすると共に、トランジスタ７３がオフす
るためトランジスタ７２はオンになる。このようなトラ
ンジスタ７１及び７２のオン動作は、時刻Ｔ，において
平滑用コンデンサ６８，６９から残留電荷電圧によって
確保され、その後、残留電荷の放電はトランジスタ７１
，７２によっても行なわれるようになる。さて上記両ト
ランジスタ７１，７２のオン動作は、補助スイッチ７８
が実線位置に切換わった瞬間に行なわれ、従って端子ｔ
４ａ，ｔ４ｂの直流電圧（十Ｖ３），（一Ｖ３）は該端
子ｔ４ａ及びｔ４ｂと共通母線との各間がトランジスタ
７１及び７２により短絡されるから第５図中、線８３で
示す如く時刻Ｔ，と略同時刻に瞬時に消滅する。このた
め、比較器４８に供給されていた電源としての直流電圧
Ｖ３も電源スイッチ６２のオフ操作と同時に消滅する。
一方、安定化電源回路７川まその出力電圧Ｖ，が予めＶ
，＜Ｖ２に定められ且つ定電圧維持作用があるため、該
電圧Ｖ，は時刻Ｔ．後電圧Ｖ２が曲線８２の如く漸減し
始めてもＶ２＝Ｖ，になる時刻Ｔ２まで定電圧７．５Ｖ
を保ち、その後に曲線８４で示すように漸減し、時刻Ｔ
３で消滅する。ところで、一般に電源スイッチ６２のオ
フ操作はミシンが針上または針下位層で停止している間
に行なわれるものであり、このような停止状態において
は、すでにポテンショメータ３３を介して帰残された位
置信号ＳＰ８とＤ一Ａ変換器４６から出力された指令信
号ＳＰ６と平衡して差信号ＳＰｄが零になっている。上
記のように電源スイッチ６２をオフ操作した時刻Ｔ，か
らＴまでの間に「電圧Ｖ，が第５図に示す如く過渡的に
変化して比較器４８に入力される位置信号ＳＰ９が変化
しても、比較器４８に供給される電源電圧Ｖ３がすでに
時刻Ｔ，において消滅しているから、その比較器４８の
出力信号ＳＰｄはその入力信号ＳＰ６，ＳＰ８の変化に
関係なくすでに零の状態になっている。従って差信号応
答回路４９、換言すれば振幅制御ァクチュェー夕１４の
動作状態に変化が起こらず、このため電源スイッチ６２
のオフ操作に伴う縫い針９の無用な一時的振れ現象を確
実に防止することができる。以上のことは送り制御アク
チュェータ２８に関してひも同様である。尚もし、送り
制御アクチュェータ２８が電源スイッチ６２のオフ操作
に伴い無用に振れ動作をすることがあると、溝付部村２
４が予定の角度範囲から逸脱した移動を行なうことがあ
り、送り機構を損壊させるおそれがあるが、本実タ施例
においては斯ような不都合も防止できる。尚、第５図に
二点鎖線で示した曲線８５はトランジスタ７１及び７２
の存在しない従来における電圧Ｖ３の漸減特性である。
以上説明したように、本発明は電源スイッチの０操作に
よる交流電圧供給の遮断時に、その直流電圧の過渡的変
化に作動装置が応動して縫い針を振れさせてしまうと云
う現象を確実に防止でき、従ってその縫い針の振れによ
る加工布の損傷並びに手指の怪我等を防止できるミシン
の模様形成制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に関するもので、第１図はミシ
ンの概要を説明するための斜視図、第２図はアクチュェ
ータ用制御装置を示すブロック図、第３図は第２図の一
部分の具体例を示す結線図、第４図は電源装置の結線図
、第５図は第４図の各部分の電圧波形を示す図である。 図中、９は縫い針、１４は振幅制御アクチュェータ、２
３は送り歯、２８は送り制御アクチュェータ、３３及び
３４はポテンショメータ（検出装置）、４６及び４７は
Ｄ−Ａ変換器（指令装置）、４８及び５７は比較器、５
９は交流電源「 ６川ま変換装置、６１はスイッチ手段
、６２は電源スイッチ、６９ａ及び６９ｂは平滑用コン
デンサ、７１及び７２は放電路形成用のトランジスタ「
Ａ及びＢは作動装置である。第１図 第２図 第５図 第４図 簾Ｓ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下往復運動可能な縫い針と加工布との相対位置を
   その上下往復運動に調時して変化させ了め決められた縫
   目模様をその加工布に形成するミシンにおいて、前記縫
   い針の横方向揺動位置を変化させるためにその縫い針に
   連結された作動装置と、前記縫い針の実際に存在する横
   方向揺動位置に関係する位置信号を発生するための検出
   装置と、前記縫目模様を形成するために前記縫い針の横
   方向揺動位置を指令する指令信号を発生するための指令
   装置と、前記指令信号と位置信号との差信号が減少する
   ように前記作動装置を付勢するための帰還装置と、上記
   各装置に直流電圧を供給するために交流電源からの交流
   電圧を整流平滑する変換装置と、前記交流電源か変換装
   置への交流電圧供給の遮断と同時にその変換装置から前
   記作動装置への直流電圧供給を完全に遮断するためのス
   イツチ手段とを設け、交流電圧供給の遮断時における前
   記縫い針の振れを防止することを特徴とする模様形成制
   御装置。 ２ 前記スイツチ手段は前記変換装置に含まれた平滑用
   コンデンサの放電路を形成するためのトランジスタを有
   し、そのトランジスタが前記交流電源に接続された電源
   スイツチの開閉に連動して導通遮断を行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の模様形成制御装置。