JPS5939156B2 - ミシンの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はペダルの前踏み操作によりミシンを高速駆動
している状態から、ペダルを解放または後踏み操作する
ことに関連して１次第に減速するミシン主軸の回転速度
の所定低速度を検知した後に、ミシン停止信号または糸
切り信号等の信号を発生してミシンを制御するミシンの
制御装置に関するものである。

従来においては、上記主軸の所定回転速度検出するのに
、針を停止する上位置また下位置の位置信号のパルス巾
を測定して検出していたが、これには次のような欠点が
あった。

即ちミシンを高速１駆動状態からペダルを後踏み操作す
るのに関連して、ミシンを所定の低速度まで次第に減速
し、針が下位置から上位置に上昇する間に糸切装置を作
動し針上位置に停止するミシンにおいては、第２図右端
に示すように、下位置信号検出時（Ｘ点）から糸切装置
が糸切りを完了する時（Ｙ点）までには、速度検知時間
△ｔ３（Ｘ−Ｚ間）と糸切装置を作動する電磁装置等の
作動時間△ｔ４（Ｚ−Ｙ間）とを加えた時間△ｔ５を必
要とし、また、糸切り信号は速度検知信号及び下位置信
号の発生に関連して発生するのであり、速度検知信号は
下位置信号のパルス巾の所定の長さを検知して発生する
のであるから、糸切りをするときの主軸は速度検知信号
が発生するパルスが６１３以上の閣下位置検知区間に位
置するような低速回転にする必要がある。

従ってミシンを極めて低速にしなければならず、作業能
率が著しく低下すると共に、作業者のペダル後踏み操作
時間が長くなって負担が大きくなり、疲労を増加する等
の欠点があった。

またミシンを主モーターに連動した状態からペダルを解
放または後踏み操作するのに関連して、ミシンを補助モ
ーターに連動して補助モータ−７駆動速度まで次第に減
速し、針の下位置信号または上位置信号発生時に補助モ
ーターブレーキを作動させて、ミシンの主軸を針位置検
知区間内に停止するミシンにおいては次のような欠点が
あった。

即ち補助モーターブレーキの制動力は通常一定であるに
も関らず、高速回転しているミシンを停止するとき、そ
の主軸は高速回転から次第に減速してミシン主軸の回転
慣性力も回転速度の二乗に比例して除々に減少する。

このため第３図に示すミシン主軸のＷｘ点でミシン停止
のためのブレーキ信号が発生した時、ミシン主軸の回転
慣性力が比較的大きい場合にはＷｙに近い角度位置で停
止し、回転慣性力がそれよりも小さい場合にはＷｘに近
い角度位置で停止し、ミシン停止時における針の上下方
向の高さにばらつきが生じる。

これにより、例えば、針を下位置に停止して針を中心に
布を回して角縫いを行なう場合、針糸ループを釜剣先が
捕捉した後の角度位置に主軸を停止する必要があるにも
関らず、針糸ループを釜剣先が捕捉する以前の角度位置
で主軸が停止すると、布を回した時に針糸ループが布に
よりねじられて、次にミシンを駆動した時、その角の部
分の針糸ループを釜剣先が捕捉できず目飛びを生じ、正
確な角縫目が形成できない等の欠点が生じ、或いは、針
上位置に停止してからワイパー等を作動する時に、針が
下降しすぎて針先とワイパーが交叉して破損する等の欠
点があった。

この発明は、上記欠点を除去することを目的とする。

この発明の実施例を図面によって説明すると、ＬＳＷは
ペダルの前踏み操作により開路してオンとなる常開スイ
ッチにして、開路時にトランジスタＴｒ□を導通して出
力を「論理上ＯＪ（以後「論理上」を省略し単に０，１
とする）となる。

ＴＳＷはペダルの後踏み操作により閉路してオンとなる
常開スイッチであり、閉路時に出力Ｏとなって糸切り準
備信号となる。

ＦＦは記憶機能を備えた公知のフリップフロップ回路で
ある。

回路１はその出力をＦＦ１のセット入力とし、各ＦＦの
初期動作を安定させる回路であり、電源スィッチ（図示
せず）オン時にミシン駆動モーターより変圧器を介して
整流し平滑したプラス電流を入力し、ツェナーダイオー
ドＺＤがツェナー電圧に達するまでトランジスタＴ、２
を導通して回路１の出力を０とし、ツェナーダイオード
ＺＤがツェナー電圧に達して導通した時にトランジスタ
Ｔｒ３が導通し、Ｔ、が不導通となって回路１の出力を
１にする。

ＬＳＷが閉路している時ナントゲート（以後Ｇ）３はＯ
，Ｇ４は１１Ｇ５は０、Ｇ６は１、Ｇ７は１であり、電
源スィッチがオンした直後にはＦＦ１にはセット入力に
０．リセット入力に１が入力してＱ出力はＯであり、こ
のＱ出力がＦＦ２ 、ＦＦ３ 、ＦＦ４ 、ＦＦ５のセ
ット入力となるが、Ｇ４の１によりＦＦ２のＱ出力が０
、Ｇ７の１によりＦＦ３のＱ出力は０．Ｇ２６の１によ
りＦＦ４Ｑ出力は０１ＦＦ５のＱは０である。

針位置検知装置２はミシン主軸の回転角に対し、針上位
置を検知区間△Ｗ１（第２図）において検知し、また針
下位置を検知区間△Ｗ２において検知して、検知時に出
力０となる。

Ｒ１は補助モーター作動用リレー装置、Ｍ−Ｂは補助モ
ーター制動電磁石、Ｍ−８は安全装置作動電磁石、Ｍ−
Ｔは糸切り装置作動電磁石であり、各電磁石は入力１と
なった時に励磁されて各装置を作動する。

糸切り装置（図示せず）はＭ−Ｔの付勢時に作動し、メ
スが主軸の回転角度Ｙ点（第２図）において針糸ループ
を捕捉し切断するものとする。

Ｗは速度検知機能を備えた単安定マルチバイブレータ−
（以後ワンショット）であり、前記検知装置２よりの信
号を０２５を介してトリガ端子（Ｂ端子）入力信号とし
、信号が１となった時にトリ力され所定の時間亜出力を
０にし、トリガ信号即ち針位置検知信号のパルス巾がセ
ット時間よりも長い時に０２６を１にし、パルス巾がセ
ット時間よりも短かい時にはクリアしてＧ２６を直ちに
０に戻す。

Ｔｒ４のエミッタ端子はＧ２４及び電源電圧端子ａとに
接続し、コレクタ端子ｔま抵抗Ｒ２の中間部に接続する
。

上位置信号０が０２１を１、Ｇ２４をＯにすると、Ｔｒ
４ベース−エミッタ間に電位差が生じてＴｒ４が導通し
、端子ａの電源電流はＴ、のエミッターコレクタ間に流
れてＲ２、Ｒ１に流れる。

また上位置信号が１の時Ｇ２４は１となり％Ｔｒ４のベ
ース−エミッタ間には電位査がなくなり、Ｔｒ４は不導
通となって端子ａの電流はＲ２，Ｒ１を流れる。

従って上位置信号によりワンショットＷがトリ力される
時のセット時間△ｔ１と、下位置信号によりトリガされ
る時のセット時間△ｔ２とは、その時定数により△ｔ１
く△ｔ２となり、△ｔ２はミシンが停止しているのを確
認できる時間とする。

この発明の構成は以上のようになり、その動作を説明す
ると、第２図１においてペダル前踏み操作によりＬＳＷ
が開路してＴｒｌを導通し、Ｇ３が１、Ｇ４が０、Ｇ５
が１、Ｇ６がＯ，Ｇ７が瞬時的に０となってＦＦ１ 、
ＦＦ２ 、ＦＦ３のリセット入力となり各Ｑ出力を１と
する。

Ｇ４の０によりＧｊ２が１．Ｇ１３が０．Ｇ１４が１と
なり、Ｇ１７をＯにしてＭ−Ｂが消勢すると共に、Ｇ１
５をｏ、Ｇ１６を１にしてＲ７が付勢し、補助モータを
駆動してミシンを低速駆動する。

ペダルをさらに前踏みすることによりクラッチが高速モ
ーターとミシンとを連動させ、ミシンは高速駆動する。

上位置検知時に上位置信号０はＧ２１を１．Ｇ２４を０
にし、Ｇ２５が１となってワンショットＷのＢ入力とな
ってトリガ七、また下位置検知時に下位置信号０はＧ２
２を１゜Ｇ２３を０にし、Ｇ２５が１となってワンショ
ットＷをトリガするが、ミシンが高速駆動する時にはこ
れらの位置信号のパルス巾は△ｔ１及び△ｔ２より短か
く直ちにクリアされる。

ミシンを高速１駆動している前踏み操作からペダルを解
放すると、ＬＳＷは閉路となってＧ４及びＧ７が１とな
るがＦＦ１ 、ＦＦ２．ＦＦ３のＱ出力は１のまま変化
しない。

ミシンが減速されて低速となり、上位置検知区間を通過
する時に検出される上位置信号Ｏのパルス巾はワンショ
ットＷのセット時間△ｔ１よりも長くなり、Ｇ２５を介
してワンショットＷのＢ端子入力となってワンショット
Ｗをトリ力し、△ｔ１経過後にＱ出力が１に戻った時に
０２５はまだ１であるからＧ２６は０となってＦＦ４を
リセットし、Ｑ出力を１とする。

主軸半回転後の下位置検知によりＧ１０は１となって０
１２を０とし、Ｇ１３ 、Ｇ１４を介してＧ１５が１，
０１６がＯ，Ｇ１７が１となってＲ７が消勢すると共に
Ｍ−Ｂが付勢して補助モーターを停止し、ミシンを針下
位置に停止する。

ミシン停止後のペダル後踏み操作によりＴＳＷが閉路し
てＧ１８が１．Ｇ１９がＯ，Ｇ２０が１となってＭ−８
が付勢し、またＧ１２を１にしてＧ１３，１４を介しＧ
１５が０．Ｇ１６が１゜Ｇ１７が０となってＭ−Ｂが消
勢すると共にＲ９が付勢し、複助モーターを駆動してミ
シンを低速駆動する。

また同時に０１８の１によってＧ２７が０となりＦＦ５
をリセットしてＱ出力を１とし、Ｇ２９．Ｇ３０を介し
Ｍ−Ｔが付勢して糸切り装置を作動し、主軸回転角がＹ
点に達した時にミシン主軸の溝に案内されて糸切りメス
が針糸ループを捕捉し糸を切断する。

針が下検知位置より上昇するとＧ２７は１となり、針が
上検知位置に達した時にＧ１１が１となってＧ２８がＯ
となり。

ＦＦ５のＱ出力をＯにしてＱ出力を１にする。

Ｑ出力によりＧ３０が０となってＭ−Ｔが消勢する。

また、ＦＦ５のＱ出力０によりＦＦ２をセットしてＦＦ
２のＱ出力を０とし、Ｇ１９及びＧ８が１となる。

これによりＧ１２は上位置検知時にＯとなり、Ｇ１３の
１及びＧ２９の１によりＧ１４が０となってＧ１６をＯ
，Ｇ１７を１にし、Ｍ−Ｂが付勢してＲ７が消勢し、補
助モーターを停止してミシンを針上位置に停止する。

次にペダルの前踏み操作時の踏み込み量をわずかにした
ミシン低速駆動状態において、針が上検知区間を通過し
てからペダルを解放しＬＳＷをオフした時（第２図１１
）には、ペダル解放直後の下位置検知信号によりＧＩＯ
は１となり、Ｇ１６を０、Ｇ１７を１にしてＲが消勢し
Ｍ−Ｂが付勢して補助モーターを停止し、ミシンを針下
位置に停止する。

このミシン停止時の下位置信号によりワンショットＷは
トリガされ、セット時間△ｔ２経過後にＱ出力を１にす
る。

その後のペダル後踏み操作によりＴＳＷがオンして０１
８を１にしてＧ１９．Ｇ２０を介しＭ−８が付勢すると
共に、Ｇ１２が１となってＲが付勢、Ｍ−Ｂが消勢して
補助モーターを駆動しミシンを低速駆動する。

また同時に０２７がＯとなってＦＦ５のＱ出力を１とし
、Ｍ−Ｔが付勢して糸切り装置を作動し、主軸回転角が
Ｙ点に達した時に糸切りメスが針糸ループを捕捉し糸を
切断する。

半回転後の上位置検知にＦＦ５のＱ出力をｏｔＱ出力を
１にし、Ｍ−８、Ｍ−Ｔが消勢すると共に、Ｒ９が消勢
しＭ−Ｂが付勢して補助モーターを停止し、ミシンを針
上位置に停止する。

次にペダルの前踏み操作時の踏み込み量を深くしたミシ
ン高速駆動状態において、急にペダルの解放、後踏み操
作を行なう時（第２図１１１）には、ＬＳＷのオフとＴ
ＳＷのオンとはほぼ同時に行なわれ、Ｍ−８が付勢する
と共にＧ１２を１に維持して引き続いてＲ７が付勢しＭ
−Ｂが消勢して補助モーターを駆動し、ミシンは補助モ
ーターの駆動速度まで減速される。

減速時に上位置検知区間において発生する検知信号のパ
ルス巾がワンショットＷのセット時間△ｔ□よりも長く
なった時、ワンショットＷをトリガしてから△ｔ１経過
後に０２６を１にしてＦＦ４をリセットし、Ｑ出力を１
にする。

主軸が半回転して下位置検知位置に達した時（Ｘ点）、
その検知信号によりＧ２７は０となってＦＦ５のＱ出力
を１にし、Ｇ３０は１となってＭ−Ｔが付勢して糸切り
装置を作動し、糸切り装置の作動時間△ｔ４経過後の主
軸回転角がＹに達した時、糸切りメスが針糸ループを捕
捉し糸を切断する。

主軸がさらに半回転して上位置検知した時にＦＦ５のＱ
出力を１．０出力を０にし、Ｍ−８゜Ｍ−Ｔが消勢し、
Ｍ−Ｂが付勢しＲ７が消勢して補助モーターを停止し、
ミシンを針上位置に停止する。

さらに、ペダルの踏み込み量をわずかにしたミシン低速
駆動状態において、ペダルを急に解放、後踏み操作する
と、針が上昇中にＬＳＷオフ。

ＴＳＷオンとなった場合にはミシンは前記（ｉｉｉ ）
と同様に作動停止し、また針が上検知位置通過後にＬＳ
Ｗオフ、ＴＳＷオンとなった場合には、ＴＳＷオンによ
り補助モーターが引き続き駆動するから主軸はさらに一
回転し、−回転後の上位置検知信号により、ワンショッ
トＷをトリガしてＦＦ４をリセットし、さらに半回転し
た時の下位置信号によりＧ２７をＯとしてＦＦ５のＱ出
力をＯにし、Ｍ−Ｔが付勢して糸切り装置を作動し、所
定位置において糸切りメスが針糸ループを捕捉して糸を
切断する。

主軸が半回転して上位置信号発生によりミシンを針上位
置に停止する。

以上のようにこの発明によれば、ミシンを高速駆動する
状態からペダルを後踏み操作するのに関連する糸切り時
に、ミシン主軸の回転位相における針下位置検知区間よ
りも先行した位相において速度検知して速度検知信号を
発生し、針下位置検知信号発生時に直ちに糸切り信号を
発生して電磁石等を作用し、糸切装置を作動して糸を切
ると共に、主軸が下位置検知区間に所定時間位置する必
要がなく、前記Ｘ点からＸ点まで回転する時間が△ｔ４
となる補助モーター速度にすることができ、従来に比し
て速度が速くなり、ペダルを後踏み操作する時間が短縮
して、作業能率を向上すると共に、作業者の負担を軽減
する等の効果がある。

第二の実施例として、ミシンを高速駆動状態からペダル
を後踏み操作するのに関連して、針上位置停止時に糸切
装置を作動するミシンにおいては。

従来はペダル操作に関連して針上位置信号により速度検
知をし、停止を確認してから糸切装置を作動させていた
が、本発明のものを利用するとワンショットＷの上位置
信号によるセット時間△ｔ１と下位置信号によるセット
時間△ｔ２との関係を△１１＞△ｔ２とし、下位置にお
いて所定低速を検知することにより、上位置信号発生時
に直ちにＭ−Ｔを付勢して糸切装置を作動し、ミシンを
停止することができるから、前記第一実施例と同様の効
果が得られる。

次に第３の実施例として主モーターに連動した状態から
ペダルを解放または後踏み操作するのに関連して、ミシ
ンを補助モーターに連動して補助モーター駆動速度まで
減速し、速度検知信号及び所定の針位置信号発生時に一
定の制動力をもつ補助モーターブレーキを作動させ、ミ
シンの主軸を針位置検知区間内に停止させるミシンにお
いて説明すると、第４図に示すように、ミシン主軸がペ
ダル操作後に補助モーターによる回転速度まで減速し、
主軸の回転角Ｐ１（針上位置）において速度検知信号を
発生し、回転角Ｐ２（針下位置）において針位置信号を
発生させるように構成すると、ＰｌからＲ２まで主軸の
回転角△Ｐ及び回転に要する時間は常に一定である。

補助モーターブレーキが速度検知信号及び針下位置信号
発生に関連して作動すると共に検知速度をほぼ補助モー
ター駆動速度とすれば、Ｒ２における主軸の回転速度は
常に補助モーター速度となり、Ｒ２においてブレーキが
始動してから主軸が停止するまでの主軸の回転角は常に
一定となる。

従って、ペダル操作に関連して針を定位置に停止する時
、針をより正確な位置で停止することができるので、た
とえば、角縫目を形成するときのように針を下位置で停
止して布を回すような工程においては、剣先が針糸ルー
プを捕捉した状態に確実に停止できるから、針を中心に
布を回した時に針糸ループがねじられても針糸ループは
必らず剣先にかかつており、従って縫目形成時に目飛び
を生じることがなく、角縫目を確実に形成でき縫製品の
品質を向上する効果があると共に、針を上位置に停止し
た後にワイパーを作動させる場合には、針が針板上面か
ら所定の高さに確実に停止して、ワイパーの作動時に針
と交叉するのを防ぐ等の効果がある。

また補助モーターブレーキが作用するのは、速度検知信
号及び針位置信号発生に関連した時のみであるから、ブ
レーキの摩耗を防ぎ耐久性を増す等の効果がある。

なお、上述した各実施例においては、いずれも針位置検
知装置の針位置検知信号により、主軸の速度を検出する
ものを示したが、他の実施例として、速度検知装置を針
位置検知装置とは別に且つ所定の作動信号を発生する針
位置検知区間より主軸の回転角位相に対し先行して配置
したり、またはその速度検知区間の一部が針位置検知区
間に主軸の回転角位相上で重なるように配置したり、さ
らに本実施例の速度検知回路に代えてセット時間の異な
る三筒のワンショットに上下信号を別々に入力しても同
様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の論理回路、第２図は針先運動曲線
に対応するタイムチャート、第３図はミシン主軸の位相
、第４図はミシン停止時の主軸回転速度曲線である。 ２は針位置検出装置、２６及びＷは速度検出装置である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ミシンを駆動する一方向操作及びミシンを停止また
   は糸切り等の作動をする他方向操作とを可能とするよう
   にモーターに関連配置した操作装置と、 ミシン主軸に関連配置しその所定回転角範囲において発
   生するパルス巾に関連して回転角速度を検知し所定の低
   速度を検出して信号を発生する速度検出装置と、 ミシン主軸に関連配置しその回転角位相を検知し針の上
   位置または下位置を検出して信号を発生する針位置検出
   装置と、操作装置の一方向操作からの他方向または中間
   操作時における速度検出装置及び針位置検出装置の信号
   の発生に関連して糸切りまたはミシン停止等の作動信号
   を発生するように関連した制御手段とを有するミシンに
   おいて。 ミシン主軸の回転角度位相において、速度検出装置の検
   知位相を針位置検出装置の検知位相に対して先行するよ
   うにしたことを特徴とするミシンの制御装置。