JPS588222Y2 - ミシンのテンシヨン装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案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。

従来より、上糸のテンションは、裁縫者が、縫製のつど
縫い目のからみ具合や上糸と下糸のテンション量のバラ
ンス等を観察しながら手動操作によって設定していた。

一方、このような上糸テンションは、たとえば裁縫する
布の厚さ、布の織り方、縫い糸の材質、縫い糸の太さあ
るいは縫製する模様の種類または縫い速度等の諸要因に
よって決定される。

これらの諸要因の中でも、布の厚さ、縫い糸の材質およ
び布の織り方はこの上糸テンションの重要な決定要因と
なる。

すなわち、同し材質の布であっても、布の厚さが厚いは
ど糸線工程において糸を引き上げる際、布と糸との摩擦
力が大きくなる。

そして、この布と糸との摩擦係数が大きいはど上糸テン
ションを強くする必要がある。

また、布の織り方によっても最適のテンションは変わる
。

一般に使用される布を分類すれば、たとえば平織り。

あや織りあるいはメリヤス織りが考えられる。

メツヤス織りのように腰の弱い布地では、平織りやあや
織りのように比較的腰のしつかりした布地に比べて、パ
ッカリング（縫いしわ）を防止するためにテンションを
相対的に弱くしなければならない。

そこで、このような上糸のテンションを自動的に調整し
ようと試みられている。

しかしながら、従来の自動テンション装置は、そのいず
れもが機械的ないし機構的なものであり、上述のような
上糸のテンションを決定する多くの要因を全て組み込む
とすれば非常に複雑な構造となり、しかも機構部品のこ
せ、たわみまたは部品間のがたつき等により所望のテン
ションを得ることが難しく、また所望のテンション圧力
がテンション皿に与えられるかどうか検知することもで
きない。

したがって、その上糸テンションを適正にがつ確実に設
定し得るミシンの自動テンション装置が望まれる。

それゆえに、この考案の主たる目的は、確実にかつ適正
に所望の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。

この考案は、要約すれば、２つのテンション皿の一方に
ソレノイドのプランジャを連結し、テンションを決定す
る右岸、布の織り方、糸の材質等のそれぞれの要因に応
じた電圧を乗算ないし加算した電圧によってソレノイド
を付勢し、たとえば歪みゲージのような感圧素子によっ
てテンション皿の圧力を検知し、この感圧素子の出力を
前記ソレノイド付勢電圧にフィードバックして補正する
ようにしたミシンのテンション装置である。

この考案の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行う以下の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。

ロックステッチミシンにおいて、上糸と下糸によって形
成される結び目は上糸のテンションと下糸のテンション
が平衡した位置で形成されるもので、半ば固定的なボビ
ンテンションと結び目と布との間に発生する主として摩
擦力と、これらに相当する可変できる上糸テンションに
よって結び目の位置が決定される。

したがって、上糸のテンションを決定する主たる要因と
して布と糸との関係があげられ、そのうち、布の厚さ、
布と糸との間の摩擦力ならびに糸の消費量が大きな影響
を与えるものである。

第１図のグラフは布の厚さならびに布と糸との材質から
くる主として相互間の摩擦力と、上糸テンションとの関
係を実験から得られた資料に基いて作成したもので、縦
軸に上糸のテンション、横軸に布の厚さ、布と糸の摩擦
力の関係〔ｙ−ｆ（Ｘ）〕を表わしている。

このグラフにおいて布の厚さおよび布と糸との摩擦力が
大きくなれば上糸のテンションを強くする必要があり、
その線図は第１図において右上りの曲線になっている。

上述のように上糸のテンションを決定的要因として、ｙ
＝ｆ（Ｘ）の関係にあるものや、前述のようなパッカリ
ングの防止のために同じ材質の布と糸を使用しても布の
織り方によって上糸のテンションを変えなければならな
い場合のように他の上糸のテンションを決定する要因と
は比較的関係の薄い上糸テンション決定要因を総合して
最も好ましい上糸テンションを決めようとするものであ
る。

第２図はこの考案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右岸センサ１は、布厚
に応じた電気信号（電圧または電流）を導出する。

この右岸センサ１からの右岸相関電気信号は、乗算器２
に与えられる。

また、この乗算器２には、スイッチ３からの電圧が与え
られる。

このスイッチ３は布質−糸質相関電圧発生手段４のそれ
ぞれの半固定抵抗器４１〜４ｍの一端に接続される。

そして、これら半固定抵抗器４１〜４ｍの他端は基準電
圧源５に共通接続される。

したがって、このスイッチ３を切り換えることによって
、乗算器２には、選択された布質−糸質に相関する電圧
が与えられる。

そして、この乗算器２では前記関数ｙ＝ｆ （Ｘ）を、
重厚相関電圧および布質−糸質相関電圧によって、演算
する。

この乗算器２の出力は、加算器６の入力として与えられ
る。

この加算器６の入力には、さらに、スイッチ７からの電
圧が与えられる。

このスイッチ７は、布の織り方を設定する手段８に含ま
れる半固定抵抗器８１〜８ｎを選択的に切り換える。

半固定抵抗器８１〜８ｎの他端は基準電圧源９に共通接
続される。

したがって、このスイッチ７を切り換えることによって
、布の織り方に相関する電圧が選択的に加算器６に与え
られる。

そして、この加算器６では、乗算器２からの出力電圧Ｃ
’！＝ｆ（Ｘ））と布の織り方に相関する電圧とを加算
して、微調用抵抗１０を介して、切換スイッチ１３の接
点Ａに与える。

このスイッチ１３は、自動モードＡと手動モードＭとを
切り換えるためのものであり、その手動モードの接点Ｍ
は手動テンション調節器としての可変抵抗器１１の出力
を受ける。

この可変抵抗器１１は、基準電圧源１２に接続されてい
る。

そして、切り換えスイッチ１３の可動接点Ｏは加算器１
４に接続される。

この加算器１４の出力すなわち加算器６からの電圧また
は手動テンション調節器としての可変抵抗器１１がらの
電圧は、駆動用のパワーアンプ１５を介してたとえばソ
レノイドを含むアクチュエータ１６に与えられる。

このアクチュエータ１６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、テンション皿の圧力は加算器６からの電圧
または手動テンション調節器１１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１７によって検出される。

このセンサ１７からは、テンション皿の圧力に相関する
電気信号（電圧または電流等）が導出される。

このセンサ１７からの圧力相関電気信号はバッファアン
プ１８を介して前記加算器１４に与えられる。

すなわち、センサ１７およびバッファアンプ１８がフィ
ードバックループを構成する。

以上がこの考案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図はこの考案に用いられる右岸感知機構の一例を示
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１０
２が図示しない上軸に連結されている。

この針棒１０２の下端には縫針１０３が装着される。

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の中央部分にはブロック１０
７が固定的に取り付けられている。

このブロック１０７と係止部との間には押え圧力を付与
するためのばね１０６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１０５によって調整さ
れる。

押え棒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。

ブロック１０７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にはブラケット１１２が前
記ブロックに近接して取り付けられている。

このブラケット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１１７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
メータＰＭの回転軸に連結されている。

したかって、押え上げレバー１１３によってブロック１
０７かつしたがって押え棒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ＰＭ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タ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
と針板１０９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図はこの考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図すはその側断
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イドＳＱＬ
を含む。

ソレノイドＳＱＬのプランジャ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
てソレノイドＳＱＬ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の他端は、ねじ２０７によって、連結板２
０８の一端に回動自在に連結される。

この連結板２０８の他端は、ねじ２０９によってブラケ
ット２１０に連結される。

このブラケット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
ブラケット２１０に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２１５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の他端に形成され
た接触部２０８ａに当接する。

さらに、押し板２１５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
ラケツ）２１０に取り付けられたねじ２１３および２１
４が挿通される。

そして、この押し板２１５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２２０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が設けられている。

そして、これら圧カセンサＰＳ、テンション皿２２０．
２１９．押え板２１８．押し板２１５はブラケット２２
１に突出して取り付けられたピン２２２に緩挿される。

このような構成において、ソレノイドＳＯＬが付勢され
て、ニブランジャｊ２０１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に当接するピン２１５
ａ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の押圧力は、たと
えば半導体感圧素子から戊る圧力センサＰＳによって検
知される。

圧力センサＰＳは、テンション皿２１９かすしたがって
２１９と２２０との圧力に応じて、その抵抗値を変化さ
せる歪ゲージが用いられる。

第５図はこの考案の一実施例を示す電気回路図である。

この実施例は、第２図に示す原理的なブロック図に従っ
て構成される。

構成において、重厚センサ１は第３図に示すポテンショ
メータＰＭを含む、そして、このポテンショメータＰＭ
は抵抗Ｒ１とＲ２との間に接続され、その摺動子は抵抗
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Ｒ１は電源＋Ｖに接続され、抵抗Ｒ２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
と前記一方入力との間に抵抗Ｒ４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棒１０４
の変位によって変わると演算アンプＯＡ１の出力電圧が
それに応じて変化する。

この重厚センサ１すなわち演算アンプＯＡＩの出力電圧
は、抵抗Ｒ５を介して前記乗算器２に与えられる。

この乗算器２の入力には、さらに、第２図に示したよう
に、スイッチ３からの布質−糸質相関電圧が与えられる
。

そして、乗算器２の出力は、抵抗Ｒ６を介して加算器６
を構成する演算アンプＯＡ２の一方入力に与えられる。

この演算アンプＯＡ２の一方入力には、さらに抵抗Ｒ７
を介して、前記スイッチ７からの布の織り方に相関する
電圧が与えられる。

演算アンプＯＡ２の他方入力端は接地され、その出力端
と前記一方入力端との間には抵抗Ｒ８が接続される。

そして、この加算器６すなわち演算アンプＯＡ２の出力
は前記微調用の可変抵抗器１０の一方に接続される。

この演算アンプＯＡ２の出力電圧は、切り換えスイッチ
１３の自動モードの接点Ａに与えられる。

そして、この切り換えスイッチ１３の手動モードの接点
Ｍは手動テンション調節器すなわち可変抵抗器１１に接
続される。

さらに、この切り換えスイッチ１３の可動接点Ｏは抵抗
Ｒ９を介して加算器１４としての演算アンプＯＡ３の一
方入力に接続される。

この演算アンプＯＡ３の他方入力は接地され、その出力
は、抵抗ＲＩＯを介して前記一方入力に接続されるとと
もに、抵抗Ｒ１１を介してパワーアンプ１５を構成する
トランジスタＴ１のベースに接続される。

このトランジスタＴ１のベースは抵抗Ｒ１３を介して接
地されるとともに、抵抗Ｒ１２を介して電源＋■に接続
される。

そして、このトランジスタＴ１のコレクタは第４図に示
すようなソレノイド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Ｔ１のエミッタはトランジスタＴ２のベー
スに接続される。

トランジスタＴ２のエミッタが接続される。

そして、ソレノイドＳＱＬの他端は前記電源十Ｖに接続
される。

さらに、このソレノイドＳＱＬ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ＳＱＬが第２図に示すアク
チュエータ１６として作用することがわかる。

圧力センサＰＳは、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６ととも
にブリッジ回路を構成し、センサ１７に含まれる。

なおこのブリッジ回路７に含まれる可変抵抗器ＶＲは微
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
１８を構成する演算アンプＯＡ４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ＰＳと抵抗Ｒ１５の接続点は前記演
算アンプＯＡ４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ＯＡ４の出力は抵抗Ｒ１７を介して前記
演算アンプＯＡ３の一方入力に接続される。

動作において、まず、切り換えスイッチ１３を自動モー
ドに切り換えた場合について説明する。

自動モードにおいて、押え上げレバー１１３を操作して
、押え金１０８と針板１０９との間に布１１１を挾む。

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１０
４が変位し、ポテンショメータ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、市原センサ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。

また、布質−糸質設定手段としての半固定抵抗器４１〜
４ｍの内、その使用する縫い糸と布の材質たとえばポリ
エステル、綿、絹等のそれぞれの組合せに対応したスイ
ッチ端子を設け、この端子に接続する各々の半固定抵抗
器は実線によって得られた数値に相関する抵抗値とし、
このスイッチ３を縫製する布と糸の材質に応じて切換え
ることにより、このスイッチ３からは布質−糸質に応じ
た予め定める電圧が乗算器２に与えられる。

そして、乗算器２では、前記関数Ｙ＝ｆ（ｘ）を演算し
て加算器６すなわち演算アンプＯＡ２に与える。

さらに、たとえば平織り、あや織りあるいはメリヤス織
り等のような布の織り方に従ってスイッチ７を切り換え
る。

応じて、このスイッチ７からは、このような布の織り方
に相関する電圧が導出され、この演算アンプＯＡ２に与
えられる。

換言すれば、乗算器２では、上糸テンションを決定する
要因の内それぞれに相関関係を有する要因に基づく電気
信号を乗算して関数ｙに応じた電気信号を求め、この電
気信号をたとえば布の織り方のように独立してテンショ
ンを決定する要因と威り得る電気信号とを加算器６によ
って加算する。

したがって、この加算器６すなわち演算アンプＯＡ２の
出力は、この考案におけるテンションを決定するための
電気信号（電圧）となる。

そして、このテンション決定電気信号は、微調用の可変
抵抗１０および切換スイッチ１３ないし抵抗Ｒ９を介し
て、加算器１４としての演算アンプＯＡ３に与えられる
。

したがって、この演算アンプＯＡ３の出力すなわちトラ
ンジスタＴ１のベースには、テンションを調節すべき電
圧が与えられることになる。

トランジスタＴ１のベースにテンション調節！圧が与え
られると、このトランジスタＴ１はその電圧に応じた深
さで導通する。

したがって、このトランジスタＴ１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
て市原に応じた深さで導通する。

そのため、電源＋■からソレノイドＳＱＬに電流が流れ
、ソレノイドＳＱＬが付勢される。

なお、このときソレノイドＳＱＬの付勢強さは、前記市
原に応じたものであることは容易に理解されよう。

ソレノイドＳＱＬが付勢されて、第４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に対して圧接される。

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、その圧接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リッジ回路のバ
ランスが変わる。

すなわち、このブリッジ回路の抵抗Ｒ１４，可変抵抗器
ＶＲ，抵抗Ｒ１５で構成される側の出力電圧と圧カセン
サＰＳ、抵抗Ｒ１５で構成される側の出力電圧との差が
この演算アンプＯＡ４によって検出され、抵抗Ｒ１７を
介して前記演算アンプＯＡ３にフィードバックされる。

したがって、ソレノイドＳＱＬが市原に応じて付勢され
、テンション皿２１９と２２０との圧力が適正になるま
で、このソレノイドＳＱＬ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。

手動モードにおいては、切り替えスイッチ１３を接点Ｍ
に切り替える。

このとき、その動作は、単に加算器６からのテンション
調整電圧に代えて、手動テンション調節器１１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、この考案によれば、テンション皿を直接
ソレノイドアクチュエータ（作動機構）によって押圧す
るようにし、その押圧圧力をアクチュエータの駆動系に
フィードバックするようにしているため、そのテンショ
ン設定が正確にかつ所望の値に行われ得る。

なお微調用可変抵抗器１０は自動モードのときの微調を
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市原に応じた
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１０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、重厚センサは押え棒に連動す
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右岸だけを測
定し、それによって手動的に右岸に応じた電気信号を出
すようにしてもよい。

さらに、このような重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
、磁束変化方式（渦電流変化方式）、抵抗線歪方式（半
導体圧力センサ方式）、充電方式（通過光線束の面積変
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。

また、上述の実施例では、乗算器２における関数ｙ＝ｆ
（Ｘ）のための要因として右岸と糸質−布質だけについ
て説明したが、この乗算器には、さらに上糸とテンショ
ン皿の摩擦係数、１縫い目ごとあるいは１パターンサイ
クルごとの糸の消費量、下糸張力等をそれぞれ設定する
電圧源を設け、この電圧源からの信号を与えるようにし
ても良い。

すなわち、この乗算器２には、上糸テンションを決定す
るためにそれぞれ相関する要因の電気信号を与えればよ
い。

さらに、加算器６には、布の織り方だけを加算するよう
にしたが、さらに要すれば、たとえばそのミシン独特の
一定した補正値を加算するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の原理を説明するための関数とテンシ
ョンとの関係を示すグラフである。 第２図はこの考案の原理的なブロック図である。 第３図はこの考案に用いられろ右岸感知機構を示す図解
図である。 第４図はこの考案に用いられるテンショを機構を示す図
解図である。 第５図はこの考案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は重厚センサ、２は乗算器、３，７はスイッチ、４
は糸質相関電圧発生手段、８は布の織り方の相関電圧発
生手段、１０は微調手段、１１は手動テンション調節器
、１３は切り換えスイッチ、６．１４は加算器、１５は
パワーアンプ、１６はアクチュエータ、１７はセンサ、
１８はバッファアンプ、ＰＭはポテンショメータ、ＳＯ
Ｌはソレノイド、ＰＳは圧力センサである。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）少なくとも２個以上のテンション量で糸を挾み、
   その圧力によって該糸のテンションを調整するようなミ
   シンにおいて、 テンションに関連する諸要因に基づく関連電気信号を発
   生する手段、 前記関連電気信号を演算して前記テンションを調整する
   テンション決定電気信号を発生する手段、 前記テンション決定電気信号を増幅する駆動増幅器、 前記駆動増幅器出力の大きさでその電磁力が制御される
   ソレノイド、 前記ソレノイドの電磁力によって前記テンション量の少
   なくとも一方を動かす作動機構、前記テンション量の圧
   力を検知して圧力相関電気信号を発生する感圧素子、お
   よび 前記感圧素子からの圧力相関電気信号を前記テンション
   決定電気信号発生手段にフィードバックするフィードバ
   ックループを備えることを特徴とするミシンのテンショ
   ン装置。
2. （２）前記作動機構は前記ソレノイドの電磁力によって
   変位制御されるレバーである実用新案登録請求の範囲第
   （１）項記載のミシンのテンション装置。
3. （３）前記フィードバックループは 前記感圧素子を一辺に含むブリッジ回路と、前記ブリッ
   ジ回路出力を前記テンション決定電気信号発生手段に加
   えるバッファアンプとを含む実用新案登録請求の範囲第
   （１）項または第（２）項記載のミシンのテンション装
   置。