JPS6020029B2 - ミシンのテンシヨン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はミシンのテンション装置に関し、特に上糸の
テンションを自動的に決定するようなミシンのテンショ
ン装置に関する。

ミシンにおいては、従来より、テンション皿に上糸を通
し、上糸のテンションを調整することが行なわれている
。

このような上糸テンションは、その上糸をはさむテンシ
ョン皿の圧力を調整することによって調整する。そして
、従来では、このような上糸テンションに調整は縫製者
が、たとえばつまみ等によって、手動的に設定していた
。一方、このような上糸テンションは、たとえば布厚、
布の材質、縫い糸の種類ないし太さまたは縫製すべき模
様の種類（振幅）等によって、決定されるものである。
この中でも、特に、縫製すべき布の厚みは上糸テンショ
ンの重要な決定要因である。そこで、最近では、この布
厚によってテンション皿の圧力すなわち上糸テンション
を自動的に調製しようと試みられている。しかしながら
、従釆の自動テンション装置は、その何れも機械的ない
し機構的なものであり、その構成が複雑である。また、
このような機械式のものでは、たしかに、布厚に応じた
テンション皿の押圧圧力を設定するものではあるが、そ
れが適正に設定されているかどうか、すなわち確実にそ
の布厚に応じた圧力であるかどうかは、わからないもの
である。したがって、従来のこの種の試みは何れも実用
化されるには至っていない。それゆえに、この発明の主
たる目的は、上糸テンションを自動的に制御しうるミシ
ンのテンション装置を提供することである。

この発明の他の目的は、確実に布厚に応じた上糸テンシ
ョンが設定できるミシンのテンション装置を提供するこ
とである。

この発明は、要約すれば、２つのテンション皿の一方に
ソレノィドのプランジャを連結し、布厚センサからの布
厚に応じた電圧によってそのソレノィドを付勢し、たと
えば歪ゲージのような圧力センサによってテンション皿
の圧力を検知し、この圧力センサの出力でソレノィドの
付勢電圧を補正するようにしたミシンのテンション装置
である。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。

第１図はこの発明の原理を説明するための布厚と上糸テ
ンションとの関係を示すグラフである。

すなわち、布厚が厚くなればなるほどそれにほぼ比例的
に上糸テンションを強くしなければならない。そこで、
この発明では、このような布厚を検知することによって
、上糸テンションすなわちテンション皿の圧力を調整し
ようとするものである。第２図はこの発明の概略的なブ
ロック図である。

たとえばポテンショメータを含む布厚センサ１は、布厚
に応じた電気信号（電圧または電流）夕 を導出する。
この布厚センサ１からの布厚相関電気信号は、徴調手段
２を経て、切り替えスイッチ４の接し点Ａに与えられる
。このスイッチ４は、自動モードと手動モードとを切り
替えるためのものであり、その手動モードの接点Ｍは手
動テンショ０ン調節器３の出力を受ける。そして、切り
替えスイッチ４の可動接点０は加算器５に与えられる。
この加算器５の出力すなわち布厚センサ１からの電圧ま
たは手動テンション調節器３からの電圧は、駆動用のパ
ワーアンプ６を介してたとえばソタレノィドを含むアク
チュェータ７に与えられる。このアクチュェータ７は、
図示しないが２つのテンション皿の一方に連結されてい
て、この一方のテンション皿を押圧するようになってい
る。したがって、テンショソ皿の圧力は布厚センサ１か
ら０の電圧または手動テンション調節器３からの電圧に
よって調整される。また、テンション皿の圧力は、たと
えば歪ゲージのような半導体素子を含むセンサ８によっ
て検出される。

このセンサ８からは、テンション皿のタ圧力に相関する
電気信号（電圧または電流等）が導出される。この圧力
センサ８からの圧力相関電気信号はバッファアンプ９を
介して前記加算器５に与えられる。すなわち、圧力セン
サ８およびバッファアンプ９がフィードバックループを
機成す０る。以上がこの発明の原理的な説明であるが、
以下に、より詳細な実施例について説明する。第３図は
この発明に用いられる布厚感知奴俺の一例を示す構造図
である。構成において、ミシンアーム１０１の先端には
針棒１０２が図示しないタ上軸に連結されている。この
針棒１０２の下端には縫針１０３が挿着される。このミ
シンアーム１０１には、さらに、押え棒１０４が、その
先端が突出するように、変位自在に収納されている。

そして、この押え棒１０４の０中央部分にはブロック１
０７が固定的に取り付けられている。このブロック１０
７と係止部との間には押え圧力を付与するためのはね１
０６が設けられる。そして、このばね１０６の押え圧力
は、押え棒１０４の上端に設けられる押え圧力調整器１
０５によって調整される。押え榛１０４の下端には押え
金１０８が揺動自在に取り付けられている。したがって
、布１１１は針板１０９とこの押え金１０８との間には
さまれ、送り歯１１０によって送られる。フロック１０
７には、その側端縁に、ラック１１４が形成されている
。

そして、ミシンアーム１０１にはブラケツト１１２が前
記ブロックに近接して取り付けられている。このブラケ
ツト１１２の内部には前記ラック１１４に噛合するピニ
オン１１５とこのピニオン１１５に一体的に取り付けら
れる歯車１１６と、この歯車１１６に噛合する歯車１１
７とが収納される。また、歯車１１７はブラケットに支
持されたポテンションメータＰＭの回転軸に連結されて
いる。したがって、押え上げレバー１１３によってブロ
ック１０７かつしたがって押え榛１０４を上下方向に変
位させると、その変位がラック１１４、ピニオン１１５
、歯車１１６、歯車１１７を介してポテンショメータＰ
Ｍの回転として伝達される。換言すれば、押え棒１０４
かつしたがって押え金１０８の変位量がある比率でポテ
ンショメー夕ＰＭの回転量として与えられる。そのため
、このポテンショメータＰＭは、押え金１０８と針金１
０９との間にはさまれた布１１１の厚みに応じた抵抗値
を取りうろことが理解されよう。第４図はこの発明に用
いられるテンション機構を示し、第４図ａはその平面的
図解図であり、第４図ｂはその側断面的図解図である。

構成において、このテンション機構はソレノィドＳＯＬ
を含む。ソレノイドＳＯＬのプランジヤ２０１には、ね
じ２０２によって調節板２０３の一端が接続される。こ
の調節板２０３の上には、この調節板２０３と協働して
ソレノィドＳＯＬによるプランジャ２０１の移動長さを
調節する調節板２０４が設けられる。この１対の調節板
２０３と２０４とは２つのねじ２０５と２０６とでその
長さが調整可能なように連結される。調節板２０４の池
端は、ねじ２０７によって、連結板２０８の一端に回動
自在に連結される。この連結板２０８の池端は、ねじ２
０９によってブラケット２１０１こ連結される。このブ
ラケツト２１０はねじ２１１によってミシンアームに固
定的に取り付けられる。そして、ブラケット２１０の下
には押し板２１５がこのブラケツト２１０‘こ対してそ
の長さ方向に摺動自在に取り付けられる。この押し板２
１５には、ピン２１５ａが突出的に一体的に取り付けら
れる。このピン２１５ａは前記連結板２０８の池端に形
成された接触部２０８ａに当援する。さらに、押し板２
１５には長孔２１６および２１７が穿設されていて、こ
の長孔２１６および２１７には前記ブラケット２１０に
取り付けられたねじ２１３および２１４が挿通される。
そして、この押し板２１１５の端は折り曲げられ、押し
板２１８に接続される。この押し板２１８はテンション
皿２１９を対向して設けられるテンション皿２２０の方
向に押すためのものである。さらに、テンション皿２２
０の後方には、このテ−ンション皿２２０にかかるテン
ション皿２１９の圧力を検知するための圧力センサＰＳ
が設けられる。そして、これら圧力センサＰＳ、テンシ
ョン皿２２０，２ １９、押え板２１８、押し板２１５
はブラケット２２１に突出して取り付けられたピン２２
２に緩挿される。このような構成において、ソレノィド
ＳＯＬが付勢されて、プランジャ２０１が矢印Ａ方向に
吸引されると、調節板２０３かつしたがって２０４も同
様に矢印Ａ方向に変位する。

応じて、連結板２０８の接触部２０８ａはねじ２０９を
支点として、矢印Ｂ方向に回動する。したがって、この
接触部２０８ａに当援するピン２１５ａは矢印Ｂ方向に
押される。そのため、押し板２１５が矢印Ｂ方向に押さ
れ、その先端に連結された押え板２１８かつしたがって
テンション皿２１９が矢印Ｂ方向に押される。そのため
、テンション皿２１９と２２０とが強く接触し、その間
を通る糸（図示せず）のテンションは大きくなる。また
、このとき、テンション皿２１９の押圧力夕は、たとえ
ば半導体感圧素子から成る圧力センサＰＳによって検知
される。

圧力センサＰＳは、テンシヨン皿２１９かつしたがって
２１９と２２０との圧力に応じて、その抵抗値を変化さ
せる歪ゲ−ジが用いられる。０ 第５図はこの発明の一
実施例を示す電気回路図である。

この実施例は、第２図に示す原理ブロック図に従って構
成される。構成において、布厚センサ１は、第３図に示
すポテンショメータＰＭを含む。そして、抵抗ＲＩとＲ
２との間に薮競された徴調用可変抵抗器２の摺動子が、
抵抗Ｒ３を介して、演算アンプＯＡＩの一方入力に与え
られる。また、抵抗ＲＩは電源十Ｖに接続され、抵抗Ｒ
２は接地される。演算アンプＯＡＩは、その他方入力が
接地され、出力端と一方入力との間に前記ポテンショメ
ータＰＭが接続される。したがって、このポテンショメ
ータＰＭの抵抗値が第３図に示す布１１１の厚みによっ
てすなわち押え椿１０４の変位によって変わると、演算
アンプＯＡＩの出力電圧がそれに応じて変化する。この
布厚センサ１すなわち演算アンプＯＡＩの出力電圧は、
切り替えスイッチ４の自動モードの接点Ａに与えられる
。そして、この切り替えスイッチ４の手敷モードの接点
Ｍは手動テンション調節器すなわち可変抵抗器３に接続
される。さらに、この切り替えスイッチ４の可動接点０
は抵抗Ｒ４を介して加算器５としての演算アンプＯＡ２
の一方入力に与えられる。この演算アンプＯＡ２の他方
入力に接地され、その出力は、抵抗Ｒ５を介して、パワ
ーアンプ６を構成するトランジスタＴＩのベースに接続
される。このトランジスタＴＩのベースは抵抗Ｒ７を介
して接地されるとともに、抵抗Ｒ６を介して電源＋Ｖに
接続される。そして、このトランジスタＴＩのコレクタ
は第４図に示すようなソレノィドＳＯＬの一端に接続さ
れるとともに、トランジスタＴ２のコレクタに接続され
る。トランジスタＴＩのエミツタはトランジスタＴ２の
ベースに接続される。トランジスタＴ２のェミッタが接
地される。そして、ソレノィドＳＯＬの他端は前記電源
十Ｖに接続される。さらに、このソレノィドＳＯＬの両
端には、ダイオードＤが逆方向に並列接続される。した
がって、このソレノイドＳＯＬが第２図に示すアクチュ
ェータ７として作用することがわかる。圧力センサＰＳ
は、抵抗Ｒ８，Ｒ９，ＲＩＯとともにブリッジ回路を構
成し、センサ８に含まれる。

なおこのブリッジ回路に含まれる可変抵抗器ＶＲは徴調
用のものである。そして、この可変抵抗器ＶＲの摺動子
はバッファアンプ９を構成する演算アンプＯＡ３の一方
入力に接続される。ブリッジ回路の一端は固定電源Ｖｃ
に接続され、他端は接地される。そして、圧力センサＰ
Ｓと抵抗Ｒ９の鞍続点は前記演算アンプＯＡ３の他方入
力に接続されるとともにその出力に接続される。この演
算アンプＯＡ３の出力は抵抗ＲＩ Ｉを介して前記演算
アンプＯＡ２の一方入力に接続される。動作において、
まず、切り替えスイッチ４を自動モーＩド‘こ切り替え
た場合について説明する。自動モーＩＮこおいて、押え
上げレバー１ １３を操作して、押え金１０８と針板１
０９との間に布１１１を挟む。そして、この押え上げレ
バー１１３を押し下げて、押え金１０８が布１１１を押
える。この押え上げレバー１１３の操作に応じて、押え
棒１０４が変位し、ポテンショメ−夕ＰＭがその抵抗値
を変える。そして、ポテンショメータＰＭは、結果的に
、縫製すべき布１１１の厚さに応じた抵抗値となる。し
たがって、布厚センサ１すなわち演算アンプＯＡＩの出
力電圧もその抵抗値かつしたがって布１１１の厚さに応
じた電圧となる。この布厚センサ１の布厚相関電気信号
は、切り替えスイッチ４、抵抗Ｒ４を介して、演算アン
プＯＡ２に与えられる。したがって、この演算アンプＯ
ＡＬ２の出力すなわちトランジスタＴＩのベース入力は
布厚に応じた電圧となる。トランジスタＴＩのベースに
布厚に応じた電圧が与えられると、このトランジスタＴ
Ｉはその電圧に応じた深さで導適する。

したがって、このトランジスタＴＩにダーリントン接続
されたトランジスタＴ２も同様にその電圧かつしたがっ
て布厚に応じた深さで導適する。そのため、電源＋Ｖか
らソレノィドＳＯＬに電流が流れ、ソレノィドＳＯＬが
付勢される。なお、このときソレノイドＳＯＬの付勢強
さは、前記布厚に応じたものであることは容易に理解さ
れよう。ソレノィドＳＯＬが付勢されて、第５図に示す
プランジャ２０１が矢印Ａ方向に引かれると、上述の説
明のごとく、テンション皿２１９は２２０に対し‐１と
圧接される。

このとき、テンション皿２２０の後方に設けられた圧力
センサＰＳの抵抗値は、その圧援力に応じてその抵抗値
を変える。この圧力センサＰＳをその一辺に含むブＩＪ
ッジ回路のバランスが変わる。すなわち、このブリッジ
回路の抵抗Ｒ８、可変抵抗器ＶＲ、抵抗ＲＩＯで構成さ
れる側の出力電圧と圧力センサＰＳ、抵抗Ｒ９で構成さ
れる側の出力電圧との差がこの演算アンプＯＡ３によっ
て検出され、抵抗ＲＩＩを介して前記演算アンプＯＡ２
にフィードバックされる。したがって、ソレノィドＳＯ
Ｌが布厚に応じて付勢され、テンション皿２１９と２２
０との圧力が適性になるまで、このソレノィドＳＯＬが
付勢され、この状態を保持する。このようにして、テン
ション皿２１９と２２０との間を通過する糸のテンショ
ンが自動的に設定され得る。自動モードにおいては、切
り替えスイッチ４を接点Ｍに切り替える。

このとき、その動作は、単に圧力センサーからの布厚相
関電圧に変えて、手動テンション調節器３からの出力電
圧が与えられる点で、前述した自動モードの場合と異な
るだけである。したがって、その詳細な動作の説明は省
略する。以上のように、この発明によれとま、テンショ
ン皿を直接アクチュェータによって押圧するようにし、
その押圧圧力をァクチュェータの駆動系にフィードバッ
クするようにしているため、そのテンション設定が正確
に行なわれ得る。

なお徴調用可変抵抗器２は自動モードのときの徴調を行
なう。

すなわち、自動モードであれば、上述の説明から明らか
のように、自動的に、その上糸テンションが決まるが、
たとえば特殊な糸あるいは縫いの場合にその布厚に応じ
たテンションよりも少し変、えたい場合がある。したが
って、このような場合にこの可変抵抗器２を調整すれば
、より適正な上糸テンションが得られる。なお、上述の
実施例では、布厚センサは押え榛に連動するようにして
いるが、これは、たとえばミシンベッドの一部に別に設
けて、縫製を始める前に予め布厚だけを測定し、それに
よって布厚に応じた電気信号を出すようにしてもよい。

さらに、このような布厚センサは実施例で説明したポテ
ンショメータ方式以外にも、たとえば差動トランス方式
、磁遠変化方式（渦電流変化方式）、抵抗線歪方式（半
導体圧力センサ方式）、光電方式（通過光線東の面積変
化方式）、静電容量変化方式のようなものが採用されて
もよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の濠理を説明するための布圧とテンシ
ョンとの関係を示すグラフである。 第２図はこの発明の原理的なブロック図である。第３図
はこの発明に用いられる布圧感知機構を示す図解図であ
る。第４図はこの発明に用いられるテンション機構を示
す図解図である。第５図はこの発明の一実施例の電気回
路図である。図において、同一参照符号は同一ないし相
当部分を示し、１は布厚センサ、２は徴調手段、３は手
動テンション調節器、４は切り替えスイッチ、５は加算
器、６はパワーアンプ、７はアクチュェータ、８はセン
サ、９はバツフアアンプ、ＰＭはポテンショメータ、Ｓ
ＯＬはソレノイド、ＰＳは圧力センサである。 物図 孝之図 孝Ｊ図 滋図 封５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ すくなくとも２個以上のテンシヨン皿で糸をはさみ
   、その圧力によつてテンシヨンを調整するようなミシン
   において、縫製すべき布の厚みを検知してそれに応じた
   電気信号を発生する布厚センサ、前記布厚センサからの
   電気信号に応答して前記テンシヨン皿の少なくとも一方
   を動かすアクチユエータ、前記一方のテンシヨン皿によ
   る他方のテンシヨン皿への圧力を検知して電気信号を発
   生する圧力センサ、および前記圧力センサからの電気信
   号を前記アクチユエータにフイードバツクするフイード
   バツクループを備えることを特徴とするミシンのテンシ
   ヨン装置。 ２ 前記縫製すべき布は押え棒に連結された押え金と針
   板との間にはさまれて送られ、前記布厚センサは前記押
   え棒の変位を検知するようにした特許請求の範囲第１項
   記載のミシンのテンシヨン装置。 ３ 前記布厚センサはポテンシヨメータである特許請求
   の範囲第２項記載のミシンのテンシヨン装置。 ４ 前記圧力センサは感圧半導体素子を含む特許請求の
   範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のミシンのテ
   ンシヨン装置。 ５ 前記感圧半導体素子は圧力によつてその低抗値を変
   えるものである特許請求の範囲第４項記載のミシンのテ
   ンシヨン装置。 ６ 前記フイードバツクループは前記感圧半導体素子を
   含んだブリツジ回路を構成する特許請求の範囲第５項記
   載のミシンのテンシヨン装置。 ７ 前記アクチユエータはそのプランジヤが前記一方の
   テンシヨン皿に連結されたソレノイドを含む特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載のミシンのテ
   ンシヨン装置。 ８ さらに実動モードと手動モードとを切り替える切り
   替えスイツチを有する特許請求の範囲第１項ないし第７
   項のいずれかに記載のミシンのテンシヨン装置。 ９ 前記自動モードにおいて前記布厚センサの出力を微
   調する手段を備える特許請求の範囲第８項記載のミシン
   のテンシヨン装置。