JPH10146487A - 主軸釜分離駆動型ミシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸釜分離駆動型ミシンでは、糸輪捕捉用釜
のトルク変動により釜駆動軸に速度変動が生じるため同
期制御の精度が低下し、縫製品質が低下する。 【解決手段】 釜駆動軸のトルク変動による釜駆動軸の
回転速度変動を打ち消すような速度補正量を予め速度補
正値テーブルに設定しておき、その速度補正値テーブル
から読み出した速度補正値に基づいて速度補正量を設定
し、その速度補正量に相当する補正駆動信号を釜駆動モ
ータに出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主軸と糸輪捕捉用
釜とを夫々独立の駆動モータで同期制御しつつ駆動する
主軸釜分離駆動型ミシンに関し、特に糸輪捕捉用釜のト
ルク変動による釜駆動軸の回転速度変動を緩和する速度
補正手段を設けたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通常のミシンのミシン本体は、ベ
ッド部と脚柱部とアーム部及びヘッド部とを主体として
構成され、アーム部内にミシンモータで駆動される主軸
が配設され、ヘッド部の針棒と縫針と天秤とが主軸の駆
動力で昇降駆動される。また、ベッド部内には下軸で駆
動され縫針と協働して上糸の糸輪を形成する糸輪捕捉用
釜とが配設され、下軸も主軸からの駆動力で回転駆動さ
れる。縫針と糸輪捕捉用釜とを同期作動させる必要か
ら、従来のミシンでは下軸も主軸で駆動するように構成
してある。

【０００３】ところで、糸輪捕捉用釜を専用の釜駆動モ
ータで主軸とは独立に駆動することにより、糸輪捕捉用
釜を主軸に同期駆動させつつ、縫製条件に応じて糸輪捕
捉用釜の時々刻々の回転状態を精密に制御することがで
きる。この種の主軸釜分離駆動型ミシンとして、これま
で種々のものが提案されている。例えば、特開昭６０−
２１７５０号公報には、縫針を駆動する針駆動モータ
と、糸輪捕捉用釜を駆動する釜駆動モータとを設け、縫
針と糸輪捕捉用釜とが同期作動するように針駆動モータ
と釜駆動モータとを同期制御し、一連の縫目をパーフェ
クト・ステッチとするミシンが提案されている。

【０００４】実開昭６１−１５８８１６号公報には、針
駆動モータと釜駆動モータとを設けて同期制御すること
により、目飛びを防止し、縫目の糸締まりを改善するよ
うにしたミシンが提案されている。特開平３−２３４２
９１号公報や特開平３−２３４２９３号公報には、縫針
をミシンモータで主軸を介して駆動し、糸輪捕捉用釜を
ミシンモータと異なる釜駆動モータで独立に駆動し、主
軸の回転量を検出するローターリエンコーダを設け、手
動操作で主軸を回動操作した分だけ釜駆動モータを回動
させる連動制御手段を設けて、縫針と糸輪捕捉用釜との
連動関係がずれないようにしたミシンが提案されてい
る。

【０００５】前記主軸釜分離駆動型ミシンでは、主軸の
原点位置、ミシンモータの回転角度、釜の原点位置、釜
駆動モータの回転角度等を検出し、その検出信号を用い
て、ミシンモータと釜駆動モータとが同期して回転する
ように同期制御するようになっている。そして、同期制
御に狂いが生じた場合には、縫針と釜とが干渉して縫針
や釜が損傷したり、縫製品質が低下したりするが、布地
の厚さや縫目模様の種類等の縫製条件が変動すると、ミ
シンモータや釜駆動モータの負荷が変化し、主軸や釜駆
動軸のトルクが変化し、糸輪捕捉用釜の挙動からも釜駆
動軸のトルクが変化し、回転速度変動が発生して同期制
御に狂いが生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の主軸釜分離駆動
型ミシンでは、糸輪捕捉用釜や駆動力伝達系の負荷を軽
くして、トルク変動の抑制を図っているものの、特に糸
輪捕捉用釜が半回転釜の場合には、図１３に示すよう
に、往復回動する中釜の反転時や縫針から延びる上糸を
捕捉するときに、機械的な不連続点を通過するため、釜
駆動系のトルクが大きく変化し、釜駆動軸の回転速度変
動が大きくなり、同期ズレが発生する。しかし、これま
で、この釜駆動軸の回転速度変動を制御技術（ソフトウ
ェア）を介して緩和する技術は何ら提案されていない。
尚、図１３において主軸の回転速度を２点鎖線で示す。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の主軸釜分離駆
動型ミシンは、ミシンモータで主軸を介して駆動される
針棒及び縫針を装備したヘッド部と、縫針と協働して上
糸の糸輪を捕捉する糸輪捕捉釜を装備したベッド部と、
前記糸輪捕捉用釜を主軸とは独立に駆動する釜駆動モー
タとを備えた主軸釜分離駆動型ミシンにおいて、前記主
軸の原点位置とミシンモータの回転角度とを検出する第
１検出手段と、前記糸輪捕捉用釜の原点位置と釜駆動モ
ータの回転角度とを検出する第２検出手段と、前記第
１、第２検出手段からの検出信号を用いて、糸輪捕捉用
釜が主軸に同期して回転するようにミシンモータと釜駆
動モータの少なくとも一方を制御する同期制御手段と、
前記糸輪捕捉用釜から釜駆動軸に伝わるトルク変動によ
り釜駆動軸に発生する回転速度変動を緩和する補正駆動
信号を、釜駆動モータへ出力する補正手段を設けたもの
である。

【０００８】前記第１検出手段は、主軸の原点位置とミ
シンモータの回転角度を１つの検出手段で検出する構成
でもよく、２つの検出手段で検出する構成でもよい。第
２検出手段は、糸輪捕捉用釜の原点位置と釜駆動モータ
の回転角度を１つの検出手段で検出する構成でもよく、
２つの検出手段で検出する構成でもよい。前記主軸の原
点位置は例えば針上位置となる回転角（位相角）０°の
位置であり、糸輪捕捉用釜の原点位置は例えば針上位置
に対応する回転角（位相角）０°の位置である。

【０００９】前記同期制御手段は、糸輪捕捉用釜が主軸
に同期して回転するようにミシンモータと釜駆動モータ
の少なくとも一方を制御する。糸輪捕捉用釜が主軸に同
期している場合には、主軸が原点位置のとき糸輪捕捉用
釜も原点位置となり、所定の出会い角（例えば、位相角
204.5 °のとき）において、糸輪捕捉用釜の剣先が縫針
に出会い、糸輪捕捉用釜が縫針と協働して上糸の糸輪を
形成し上糸と下糸による縫製がなされる。つまり、主軸
の位相角が出会い角のときに、糸輪捕捉用釜の位相角が
前記出会い角に等しい場合には、主軸と糸輪捕捉用釜の
同期がとれていることになる。

【００１０】前記速度補正手段が、糸輪捕捉用釜から釜
駆動軸に伝わるトルク変動により釜駆動軸に発生する回
転速度変動を緩和する補正駆動信号を釜駆動モータへ出
力するので、釜駆動軸の回転速度変動を緩和したり解消
したりすることができ、同期制御の同期ズレが改善され
る。前記補正駆動信号は、予め設定した補正値テーブル
等を用いて設定してもよいし、また釜駆動軸の回転速度
変動の検出値を解析しつつ学習制御等により求めるよう
に構成してもよい。

【００１１】請求項２の主軸釜分離駆動型ミシンは、請
求項１の発明において、前記糸輪捕捉釜が半回転釜であ
ることを特徴とするものである。半回転釜の場合、往復
回動する中釜の反転時や縫針から延びる上糸を捕捉する
ときに、機械的な不連続点を通過するため、釜駆動系の
トルクが大きく変化し、釜駆動軸の回転速度変動が大き
くなるが、速度補正手段により、その釜駆動軸の回転速
度変動を緩和することができる。その他、請求項１と同
様の作用を奏する。

【００１２】請求項３の主軸釜分離駆動型ミシンは、請
求項１又は２の発明において、前記補正手段は、前記回
転速度変動を打ち消す為の補正駆動信号を出力すること
を特徴とするものである。それ故、釜駆動軸の回転速度
変動を打ち消すことができる。その他、請求項１又は２
と同様の作用を奏する。

【００１３】請求項４の主軸釜分離駆動型ミシンは、請
求項３の発明において、前記補正手段は正弦波をなす複
数の補正駆動信号を出力することを特徴とするものであ
る。糸輪捕捉用釜の挙動に起因して略パルス状に釜駆動
軸のトルクが増加するが、このとき、釜駆動モータを駆
動制御するサーボ系により、正弦波状の回転速度変動が
発生する。そこで、この正弦波状の回転速度変動を打ち
消す正弦波をなす複数の補正駆動信号を出力すること
で、釜駆動軸の回転速度変動を解消することができる。
その他、請求項３と同様の作用を奏する。

【００１４】請求項５の主軸釜分離駆動型ミシンは、請
求項４の発明において、前記補正手段は、前記正弦波の
振幅と周期と開始位置の初期値を、前記回転速度変動の
検出値に基づいて学習制御により自動修正し、それら修
正値を用いて、補正駆動信号を自動的に設定することを
特徴とするものである。前記正弦波の振幅と周期と開始
位置の初期値を、ほぼ適当な値として予め設定してお
き、ミシンの稼働中に、釜駆動軸の回転速度変動の検出
値に基づいてその速度変動が減少するように、学習制御
により正弦波の振幅と周期と開始位置の初期値を自動修
正していけば、釜駆動軸の回転速度変動を解消又は略解
消できるような振幅と周期と開始位置の修正値が得られ
るので、それら修正値により補正駆動信号を自動的に設
定することができる。その他、請求項４と同様の作用を
奏する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１を参照して、主軸
釜分離駆動型ミシン１について説明すると、ミシン本体
は、ベッド部２と脚柱部３とアーム部４とを有し、アー
ム部４の先端側のヘッド部には針棒抱きに昇降自在に支
持された針棒５が設けられ、針棒５の下端部には縫針６
が装着され、アーム部４内に配設された上軸８（主軸）
の先端が針棒クランク７を介して針棒５に連結され、上
軸８は軸受け９で回転自在に支持されている。尚、図示
省略したが、上軸８には天秤クランクを介して天秤も連
結されている。ミシン本体の外側にはミシンモータ１０
がミシン本体に固定して設けられ、ミシンモータ１０の
出力軸はカップリング１０ｂを介して上軸８に連結さ
れ、上軸８はミシンモータ１０で回転駆動される。前記
ミシンモータ１０はロータリエンコーダ１０ａを備えた
サーボモータであり、後述の制御ユニット２０で駆動制
御される。

【００１６】ベッド部２内の縫針６に対応する部位に
は、例えば半回転釜からなる糸輪捕捉用釜１１が設けら
れ、その糸輪捕捉用釜１１を駆動する下軸１２（釜駆動
軸）がベッド部２内に設けられ、下軸１２は軸受け１３
で回転自在に支持され、ミシン本体の外側又はベッド部
２内には釜駆動モータ１４が設けられ、釜駆動モータ１
４の出力軸はカップリング１４ｂを介して下軸１２に連
結され、下軸１２は釜駆動モータ１４で回転駆動され
る。釜駆動モータ１４はロータリーエンコーダ１４ａを
備えたサーボモータであり、後述の制御ユニット２０で
駆動制御される。

【００１７】前記上軸８の原点位置を検出する為、上軸
８には略半円形の検出用ディスク１７ａが固定され、そ
の検出用ディスク１７ａの回転軌跡を挟んで位置するフ
ォトインタラプタからなる上軸原点センサ１７が設けら
れており、上軸８の原点位置（本実施形態の場合、針上
位置である上軸８の回転角０°の位置）のとき、上軸原
点センサ１７がＯＮとなり、その後針下位置直前までＯ
Ｎを維持し、針下位置になるとＯＦＦとなり、その後針
上位置直前までＯＦＦを維持する。上軸原点センサ１７
の検出信号は制御ユニット２０へ供給される。

【００１８】前記下軸１２の原点位置を検出する為、下
軸１２には円周上に１つのスリットを有する検出用ディ
スク１８ａが固定され、その検出用ディスク１８ａの回
転軌跡を挟んで位置するフォトインタラプタからなる下
軸原点センサ１８が設けられており、下軸１２の原点位
置（本実施形態の場合、上軸８と下軸１２との回転位置
関係を正しく設定した状態において上軸８の原点位置に
対応する下軸１２の回転角０°の位置）のときに下軸原
点センサ１８がＯＮとなり、それ以外の位置ではＯＦＦ
となる。下軸原点センサ１８の検出信号は制御ユニット
２０へ供給される。

【００１９】次に、このミシン１の制御系について説明
する。図２に示すように、制御ユニット２０は、ＣＰＵ
２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、入出力インターフェー
ス２４、ロータリーエンコーダ１０ａからの検出信号を
カウントするカウンタ２６、ミシンモータ１０を駆動す
る駆動回路２７、釜駆動モータ１４を駆動する駆動回路
２８、ロータリーエンコーダ１４ａからの検出信号をカ
ウントするカウンタ２９、駆動回路３１，３２、ディス
プレイコントローラ２５（Ｄ／Ｃ）等を備えている。前
記カウンタ２６は上軸原点センサ１７の検出信号がＯＦ
ＦからＯＮになった時に０にリセットされ、また、前記
カウンタ２９は下軸原点センサ１８の検出信号がＯＮに
なった時に０にリセットされる。前記ロータリーエンコ
ーダ１０ａ，１４ａは、上軸８や下軸１２の角度にて少
なくとも0.1 °程度の分解能を有することが望ましい。

【００２０】ミシン１の起動スイッチ１５は入出力イン
ターフェース２４に接続され、ミシン１の操作パネル１
６の液晶ディスプレイ１６ａはディスプレイコントロー
ラ２５で駆動制御され、操作パネル１６の種々のスイッ
チ類からの信号も入出力インターフェース２４に供給さ
れる。尚、Ｒ軸駆動モータ３０とθ軸駆動モータ３２
は、縫製対象の加工布をＲ−θ座標系におけるＲ方向と
θ方向へ独立に布送りするモータである。

【００２１】前記ＲＯＭ２２には、後述の縫製制御（こ
れは同期制御と下軸回転速度補正処理を含む）、ミシン
モータ１０と釜駆動モータの回転速度をカウンタ２６，
２９のカウント値を用いて設定された回転速度となるよ
うにフィードバック制御するモータ駆動制御、等の制御
プログラムと、図３に示す速度補正値デーブルとが予め
格納されている。前記ＲＡＭ２３には、前記種々の制御
を実行する際に必要なワークメモリ類とが設けられてい
る。

【００２２】図３の速度補正値デーブルは、ミシン１の
１サイクル（１回転）分について下軸１２の回転角と、
ミシンモータ１０の回転速度とをパラメータとして、釜
駆動モータ１４の回転速度を補正する速度補正値を予め
設定したものであり、Ｃ〔ｉ〕〔ｊ〕（但し，ｉ＝１〜
２５、ｊ＝０〜３５９）における〔ｉ〕〔ｊ〕は添字で
ある。この速度補正値デーブルにおける速度補正値Ｃ
〔ｉ〕〔ｊ〕は、次に説明するように、糸輪捕捉用釜１
１のトルク変動に起因して下軸１２に発生する回転速度
変動を打ち消すような値に設定されている。

【００２３】即ち、図４に示すように、糸輪捕捉用釜１
１のトルク変動に起因して下軸１２には、位相角０°の
付近と位相角１８０°の付近とにほぼパルス状のトルク
変動が生じる。釜駆動モータ１４はサーボモータである
ことから、釜駆動モータ１４には、そのトルク変動の際
にトルク変動の微分波形的な回転速度変動が発生する。
そして、その振幅ａ１，ａ２の大きさは、設定速度Ｓｓ
とサーボ系のゲイン等によって変化する。そこで、本実
施形態の縫製制御においては、前記微分波形的な回転速
度変動を極力打ち消すように、前記速度補正値Ｃ〔ｉ〕
〔ｊ〕を予め設定しておき、その速度補正値を用いて釜
駆動モータ１４への速度補正量を求めて、釜駆動モータ
１４の回転速度を補正し、前記回転速度変動を大幅に緩
和するものとする。

【００２４】次に、縫製制御について図５〜図７のフロ
ーチャートを参照して説明する。尚、フローチャート中
の符号Ｓｋ（ｋ＝１，２，３・・・）は各ステップを示
す。図５に示すように、ミシン１への電源が投入される
と制御が開始され、起動スイッチ１５がＯＮか否か判定
しつつＯＮになるまで待機し、起動スイッチ１５がＯＮ
になると（Ｓ１：Yes ）、各縫目模様を縫製するときの
針数をカウントする針数カウンタＣＮがクリアされ（Ｓ
２）、次にミシンモータ１０と釜駆動モータ１４とが起
動され、これらモータ１０，１４は、操作パネル１６か
ら予め設定された設定速度Ｓｓとなるようにモータ駆動
制御により駆動制御される（Ｓ３）。次に同期制御のサ
ブルーチンが実行される（Ｓ４）。

【００２５】次に起動スイッチ１５がＯＦＦか否か判定
し（Ｓ５）、起動スイッチ１５がＯＮの間はＳ４とＳ５
とが繰り返されて縫製が実行され、各縫目模様の縫製が
終了した場合などミシン１を停止させたい場合に起動ス
イッチ１５がＯＦＦに切換えられると（Ｓ５：Yes ）、
ミシンモータ１０と釜駆動モータ１４とが停止され（Ｓ
６）、その後Ｓ１へリターンし、Ｓ１以降が繰り返され
る。尚、電源が切られるとこの制御が終了する。

【００２６】前記Ｓ４の同期制御のサブルーチンについ
て図６に基づいて説明する。最初に、上軸カウンタ２６
のカウント値が読込まれ（Ｓ１０）、次にそのカウント
値に基づいて上軸８の回転角Ｕｐが演算され、ＲＡＭ２
３のメモリに格納される（Ｓ１１）。例えば、現在の上
軸８の位置が針上位置のときには回転角Ｕｐ＝０°とな
り、現在の上軸８の位置が針下位置のときには回転角Ｕ
ｐ＝１８０°となる。次に、下軸カウンタ２９のカウン
ト値が読込まれ（Ｓ１２）、次にそのカウント値に基づ
いて下軸１２の回転角Ｄｐが演算され、ＲＡＭ２３のメ
モリに格納される（Ｓ１３）。

【００２７】次に上軸８の回転角Ｕｐに対する下軸１２
の回転角Ｄｐの相対的なズレ量ＺがＺ＝（Ｕｐ−Ｄｐ）
として演算され、ＲＡＭ２３のメモリに格納される（Ｓ
１４）。次にズレ量ＺがＺ≧０か否か判定し（Ｓ１
５）、その判定がYes のときは上軸８が下軸１２よりも
進んでいるため、ミシンモータ１０の回転速度がｋ×Ｚ
（但し、ｋは所定の定数）だけ減速される。この場合、
モータ駆動制御に対して減速を指令する信号又はデータ
が出力される。尚、Ｚ＝０の場合はｋ×Ｚ＝０であるた
め、前記減速は実質的には実行されないことになる。Ｓ
１５の判定が No のときは上軸８が下軸１２よりも遅れ
ているため、ミシンモータ１０の回転速度がｋ×Ｚだけ
増速される（Ｓ１７）。この場合もモータ駆動制御に対
して増速を指令する信号又はデータが出力される。この
ようにして、上軸８の回転角（位相角）と下軸１２の回
転角（位相角）とを一致させる、つまり上軸８と下軸１
２とを同期回転させる同期制御が実行される。

【００２８】Ｓ１６またはＳ１７の次に、下軸回転速度
補正処理のサブルーチンが実行され（Ｓ１８）、次に上
軸原点センサ１７の検出信号がＯＦＦからＯＮに切換え
られたか否か（つまり針上位置か否か）判定し（Ｓ１
９）、その判定がYes のときは針数カウンタＣＮが１だ
けインクリメントされて（Ｓ２０）Ｓ５へリターンし、
Ｓ１９の判定が No のときは針数カウンタＣＮをインク
リメントすることなくＳ５へリターンする。

【００２９】前記Ｓ１８の下軸回転速度補正処理のサブ
ルーチンについて図７を参照して説明する。最初に、Ｒ
ＡＭメモリに格納されている設定速度Ｓｓと、Ｓ１３で
演算した下軸１２の回転角Ｄｐを、図３の速度補正値テ
ーブルに適用し、必要に応じて補完を行って、速度補正
値Ａが、Ａ＝Ｃ〔Ｓｓ／１００〕〔Ｄｐ〕として演算さ
れ（Ｓ３０）、次に下軸１２の回転速度補正量ΔＳがΔ
Ｓ＝Ｓｓ×Ａ／１００として演算され（Ｓ３１）、次に
回転速度補正量ΔＳに相当する補正駆動信号がモータ駆
動制御へ出力され、そのように補正した駆動信号が釜駆
動モータ１４へ出力され（Ｓ３２）、その後Ｓ１９へリ
ターンする。

【００３０】以上説明した主軸釜分離駆動型ミシン１に
よれば、上軸８と下軸１２とが同期回転するように同期
制御するので、所期の品質の縫製を確実に行うことがで
きる。更に、予め速度補正値テーブルを予め設定してお
き、各同期制御のステップ実行毎に、現在の設定速度Ｓ
ｓと下軸１２の回転角Ｄｐとを速度補正値テーブルに適
用することで、回転速度補正量ΔＳを求めて、釜駆動モ
ータ１４の回転速度を補正するので、糸輪補足用釜１１
のトルク変動に起因する下軸１２の速度変動を解消ない
しほぼ解消することができ、上軸８と下軸１２の同期の
精度を高めて、縫製品質を確実に高めることができる。

【００３１】変更形態１・・・図８〜図１１参照 次に、前記Ｓ１８の下軸回転速度補正処理の変更形態１
について説明する。最初に、この下軸回転速度補正処理
の概要について説明すると、図８に示すように、糸輪補
足用釜１１のトルク変動に起因する下軸１２の回転速度
変動が正弦波的な波形で、上軸８と下軸１２の回転角で
ある位相角θ＝０°，１８０°付近に現れることに着目
し、その位相角θ＝０°，１８０°付近に、速度補正量
の波形としての正弦波であって、その正弦波をなす複数
の速度補正量により前記回転速度変動を解消できそうな
正弦波を予め設定し、この正弦波を規定するパラメータ
（振幅Ａ、周期Ｔ、位相角θｓ）の初期値を図９に示す
パラメータテーブルに予め設定しておく。尚、位相角θ
ｓが正弦波の開始位置に相当する。

【００３２】そして、０〜３６０°にわたって、下軸１
２の回転角Ｄｐから回転速度を求めて記憶していき、１
回転経過毎に、下軸１２の回転速度変動を求め、その速
度変動を正弦波Ｗｕ，Ｗｄ（図８参照）に近似し、それ
ら正弦波Ｗｕ，Ｗｄの速度変動を解消できるように、パ
ラメータテーブルのパラメータ（Ａ、Ｔ、θｓ）を学習
制御で修正していきながら、それらパラメータの修正値
に基づいて回転速度補正量を決定して下軸１２の回転速
度を補正していく。こうして、回転速度補正量を自動的
に設定可能にしてある。

【００３３】この下軸回転速度補正処理について図１０
のフローチャートにより説明する。図１０に示すよう
に、最初に下軸１２の回転速度を、過去の複数の回転角
Ｄｐの値を微分することで演算してメモリに記憶し（Ｓ
４０）、次に現在の下軸１２の回転角Ｄｐに対応する回
転速度補正量であって、図１１のルーチンにより求めて
メモリに格納してある回転速度補正量を読込み（Ｓ４
１）、次にその回転速度補正量に相当する補正駆動信号
又はデータをモータ駆動制御へ出力し、モータ駆動制御
を介して駆動信号を釜駆動モータ１４へ出力し（Ｓ４
２）、その後Ｓ１９へリターンする。

【００３４】次に、図１１に示すパラメータ修正・補正
量演算処理のルーチンは、上軸原点センサ１７の検出信
号がＯＦＦからＯＮに切換わる、つまり針上位置になる
毎に割り込み処理にて実行されるルーチンである。この
処理が開始されると、下軸１２の１回転分の回転速度デ
ータがメモリから読み込まれ（Ｓ５０）、次にθ＝０
°，１８０°付近の速度変動波形が正弦波Ｗｕ，Ｗｄに
近似される（Ｓ５１）。次に正弦波Ｗｕ，Ｗｄのパラメ
ータａ，θ１，θ２（図８参照）が夫々演算されてメモ
リに記憶される（Ｓ５２）。

【００３５】次に、Ｓ５３において、θ＝０°付近の前
回の速度変動と今回の速度変動とを比較することで、θ
＝０°付近の速度変動が前回よりも収束したか否か判定
され、その判定がNoのときは、パラメータテーブルの対
応するデータ（θｓ１，Ａ１，Ｔ１）が段階的に修正さ
れ、そのデータが更新される（Ｓ５４）。Ｓ５３の判定
がYes のときは、Ｓ５４をスキップしてＳ５５へ移行す
る。ここで、前記パラメータテーブルのパラメータ（θ
ｓ，Ａ，Ｔ）の初期値におけるθｓを小さ目に設定して
おいて、前記段階的な修正の際、θｓ１については例え
ば１０％ずつ増加させたり、また、Ａ１については正弦
波Ｗｕのパラメータａに近付け、Ｔ１については正弦波
Ｗｕのパラメータθ１，θ２によりＴ１を２×（θ２−
θ１）に近付けるような修正を行う。但し、θｓ１につ
いては、θｓの初期値を適当に設定しておき、前記段階
的な修正の際、θ＝０°付近の速度補正量の正弦波の開
始位置が、正弦波Ｗｕの開始位置に近づけるような修正
を行ってもよい。

【００３６】次に、Ｓ５５において、θ＝１８０°付近
の前回の速度変動と今回の速度変動とを比較すること
で、θ＝１８０°付近の速度変動が前回よりも収束した
か否か判定され、その判定がNoのときは、パラメータテ
ーブルの対応するデータ（θｓ２，Ａ２，Ｔ２）が段階
的に修正され、そのデータが更新される（Ｓ５６）。Ｓ
５５の判定がYes のときは、Ｓ５６をスキップしてＳ５
７へ移行する。ここで、前記パラメータテーブルのパラ
メータ（θｓ，Ａ，Ｔ）の初期値におけるθｓを小さ目
に設定しておくため、前記段階的な修正の際、θｓ２に
ついては例えば１０％ずつ増加させ、また、Ａ２につい
ては正弦波Ｗｄのパラメータａに近付け、Ｔ２について
は正弦波Ｗｄのパラメータθ１，θ２によりＴ２を２×
（θ２−θ１）に近付けるような修正を行う。但し、θ
ｓ２については、θｓの初期値を適当に設定しておき、
前記段階的な修正の際、θ＝１８０°付近の速度補正量
の正弦波の開始位置が、正弦波Ｗｄの開始位置に近づけ
るような修正を行ってもよい。

【００３７】次に、次の１回転分の多数の回転速度補正
量をパラメータテーブルのパラメータ（θｓ，Ａ，Ｔ）
を用いて演算し、メモリに記憶する（Ｓ５７）。この場
合、Ｓ５０において読み込んだ回転速度のデータと同数
の回転速度補正量を求めるものとする。そして、１回転
分のこれら回転速度補正量が図８に示す速度補正量の正
弦波をなす。

【００３８】以上の下軸回転速度補正処理とパラメータ
修正・補正量演算処理が繰り返し実行されると、パラメ
ータテーブルのパラメータ（θｓ，Ａ，Ｔ）が上記の学
習制御により修正されていって、下軸１２の回転速度変
動を解消できるような特性の正弦波のパラメータ（θ
ｓ，Ａ，Ｔ）に収束していく。そして、前記パラメータ
（θｓ，Ａ，Ｔ）の初期値を適切に設定しておけば、比
較的短時間の間にパラメータ（θｓ，Ａ，Ｔ）が収束す
るので、縫製開始後、その短時間経過後には、糸輪捕捉
用釜１１のトルク変動に起因する下軸１２の回転速度変
動を解消して、同期制御の精度を高め、縫製の品質を高
めることができる。しかも、パラメータテーブルのパラ
メータ（θｓ，Ａ，Ｔ）を初期値を予め設定しておけば
よいので、予め準備する情報量が少なく有利である。

【００３９】変更形態２・・・・・図１２参照 次に、前記図１１のパラメータ修正・補正量演算処理に
代わる補正量演算処理について説明する。この補正量演
算処理においては、下軸１２の１回転毎に０〜３６０°
にわたる回転速度のデータから、０〜３６０°にわたる
回転速度変動値を求めてそれを正負反転し、その回転速
度変動値を応答遅れ分だけ早めて、０〜３６０°にわた
る回転速度補正量を求めるものである。

【００４０】図１２のフローチャートを参照して説明す
ると、図１２のルーチンは、上軸原点センサ１７の検出
信号がＯＦＦからＯＮに切換わる、つまり針上位置にな
る毎に割り込み処理にて実行されるルーチンである。こ
の制御が開始されると、下軸１２の１回転分の回転速度
Ｖ（θ）のデータがメモリから読み込まれる（Ｓ６
０）。尚、θは下軸１２の回転角つまり位相角であり、
回転速度Ｖ（θ）は位相角θの関数であることを示す。

【００４１】次に、回転速度Ｖ（θ）のデータより回転
速度変動値ΔＶ（θ）が、設定回転速度Ｓｓを用いて、
ΔＶ（θ）＝Ｖ（θ）−Ｓｓとして演算され（Ｓ６
１）、次に回転速度変動値ΔＶ（θ）の正負を反転させ
たＨｏ（θ）が、Ｈｏ（θ）＝−ΔＶ（θ）として演算
される（Ｓ６２）。ここで、釜駆動モータ１４に駆動信
号が出力されてから、下軸１２の回転速度に現れるまで
の応答遅れ時間τは略一定であるが、その応答遅れ時間
τの間に下軸１２が回転する角度は設定速度Ｓｓに応じ
て変化するので、次のＳ６３では、所定の演算式と設定
速度Ｓｓとに基づいて、応答遅れ位相角Δθ（Ｓｓ）が
演算される。

【００４２】次に前記Ｈｏ（θ）のデータを、応答遅れ
位相角Δθ（Ｓｓ）だけ早めた０〜３６０°にわたる回
転速度補正量Ｈ（θ）が、Ｈ（θ）＝Ｈｏ（θ＋Δθ
（Ｓｓ））として演算され、メモリに記憶され（Ｓ６
４）、その後リターンする。尚、この回転速度補正量Ｈ
（θ）は、Ｓ６０で読み込んだデータと同数乃至ほぼ同
数のデータである。

【００４３】この補正量演算処理によれば、下軸１２に
どのような回転速度変動が発生しても、次のサイクル
（１回転）では、その回転速度変動を打ち消すような回
転速度補正量に相当する補正駆動信号が釜駆動モータ１
４に出力されるので、下軸１２の回転速度変動が解消す
ることになる。しかも、この補正量演算処理では、予め
何らテーブルを設定しておく必要がないので有利である
し、糸輪捕捉用釜１１が半回転釜であっても、全回転釜
であっても同様に適用できるし、全ての縫製条件（加工
布の布厚さ、縫目模様等）における下軸１２の回転速度
変動を解消できるので汎用性に優れる。

【００４４】尚、前記実施形態では説明を省略したが、
ミシン１の停止中に、上軸８や下軸１２を手動で回して
著しい同期ズレの状態になっていることもあるので、図
６の制御開始直後に、ミシンモータ１０を作動させて上
軸８を針上位置（回転角０°）に初期設定し、釜駆動モ
ータ１４を作動させて下軸１２を回転角０°に初期設定
することが望ましい。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、速度補正手段
を設けて、釜駆動軸に伝わるトルク変動により釜駆動軸
に発生する回転速度変動を緩和するようにしたので、主
軸と糸輪捕捉用釜とを同期させる同期制御の精度を高め
ることができる。その結果、縫製品質を高め、同期ズレ
に起因する縫針や糸輪捕捉用釜の損傷を解消することが
できる。

【００４６】請求項２の発明によれば、糸輪捕捉用釜が
半回転釜であるので、半回転釜に起因するトルク変動に
よる釜駆動軸の回転速度変動を確実に緩和できる。その
他、請求項１と同様の効果を奏する。

【００４７】請求項３の発明によれば、速度補正手段
が、釜駆動軸の回転速度変動を打ち消す補正駆動信号を
出力するので、前記回転速度変動を打ち消すことができ
る。その他、請求項１又は２と同様の効果を奏する。

【００４８】請求項４の発明によれば、速度補正手段
が、正弦波をなす複数の補正駆動信号を出力するため、
釜駆動軸に発生する略パルス的なトルク変動に起因する
回転速度変動を解消するのに有効であり、特に糸輪捕捉
用釜が半回転釜である場合に有効である。その他、請求
項３と同様の効果を奏する。

【００４９】請求項５の発明によれば、前記速度補正手
段は、前記正弦波の振幅と周期と開始位置の初期値を、
前記回転速度変動の検出値に基づいて学習制御により自
動修正し、それら修正値を用いて、補正駆動信号を自動
的に設定するため、補正駆動信号の設定の為に予め入力
設定する情報を少なくすることができ、縫製条件（加工
布の厚さ、縫目模様の種類、縫製速度等）に応じた補正
駆動信号を自動的に経済的に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の主軸釜分離駆動型ミシンの
概略正面図である。

【図２】前記ミシンの制御系のブロック図である。

【図３】速度補正値テーブルの図表である。

【図４】下軸のトルク変動、回転速度変動、速度補正量
等のタイムチャートである。

【図５】縫製制御のルーチンのフローチャートである。

【図６】同期制御のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図７】下軸回転速度補正処理のサブルーチンのフロー
チャートである。

【図８】変更形態１に係る下軸のトルク変動、回転速度
変動、速度補正量等のタイムチャートである。

【図９】パラメータテーブルを示す図表である。

【図１０】変更形態１に係る下軸回転速度補正処理のサ
ブルーチンのフローチャートである。

【図１１】変更形態１に係るパラメータ修正・補正量演
算処理のフローチャートである。

【図１２】変更形態１に係る補正量演算処理のフローチ
ャートである。

【図１３】従来技術の主軸と釜駆動軸の回転速度のタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１ 主軸釜分離駆動型ミシン ８ 上軸（主軸） １０ ミシンモータ １０ａ ロータリーエンコーダ １１ 糸輪捕捉用釜 １２ 下軸（釜駆動軸） １４ 釜駆動モータ １４ａ ロータリーエンコーダ １７ 上軸原点センサ １８ 下軸原点センサ ２０ 制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 元就 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号 ブラザー 工業株式会社内 (72)発明者 野崎 剛寿 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号 ブラザー 工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミシンモータで主軸を介して駆動される
   針棒及び縫針を装備したヘッド部と、縫針と協働して上
   糸の糸輪を捕捉する糸輪捕捉釜を装備したベッド部と、
   前記糸輪捕捉用釜を主軸とは独立に駆動する釜駆動モー
   タとを備えた主軸釜分離駆動型ミシンにおいて、 前記主軸の原点位置とミシンモータの回転角度とを検出
   する第１検出手段と、 前記糸輪捕捉用釜の原点位置と釜駆動モータの回転角度
   とを検出する第２検出手段と、 前記第１、第２検出手段からの検出信号を用いて、糸輪
   捕捉用釜が主軸に同期して回転するようにミシンモータ
   と釜駆動モータの少なくとも一方を制御する同期制御手
   段と、 前記糸輪捕捉用釜から釜駆動軸に伝わるトルク変動によ
   り釜駆動軸に発生する回転速度変動を緩和する補正駆動
   信号を、釜駆動モータへ出力する速度補正手段を設けた
   ことを特徴とする主軸釜分離駆動型ミシン。
2. 【請求項２】 前記糸輪捕捉釜が半回転釜であることを
   特徴とする請求項１に記載の主軸釜分離駆動型ミシン。
3. 【請求項３】 前記速度補正手段は、前記回転速度変動
   を打ち消す為の補正駆動信号を出力することを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の主軸釜分離駆動型ミシン。
4. 【請求項４】 前記速度補正手段は、正弦波をなす複数
   の補正駆動信号を出力することを特徴とする請求項３に
   記載の主軸釜分離駆動型ミシン。
5. 【請求項５】 前記速度補正手段は、前記正弦波の振幅
   と周期と開始位置の初期値を、前記回転速度変動の検出
   値に基づいて学習制御により自動修正し、それら修正値
   を用いて、補正駆動信号を自動的に設定することを特徴
   とする請求項４に記載の主軸釜分離駆動型ミシン。