JPS6085787A - 自動縫いミシンの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は被加工物（布）を挾持した布押えを、ＦＲＯＭ
などの記憶素子によシ一定形状に移動せしめ、一定形状
の縫目を得る自動縫いミシンの駆動装置に係り、特に自
動縫いミシンの布押え位置決め装置の駆動における振動
・脱調を防止することができる自動縫いミシンの駆動装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来の自動縫いミシンの駆動装置の一例を第１図に示、
−し説明すると、図において、１は縫い目を形成するミ
シン、２はこのミシン１の頭部の上軸と共に回転し、特
定数のパルスと針上位置および針下位置信号を発生する
検出器である。３はミシンを回転させるミシンモータ、
４はこのミシンモータ３を駆動させるミシンドライバで
、これらはミシンを駆動する駆動装置を構成している。

５．６は被加工物を挾持する布押え装置（図示せず）を
直交するｘ、Ｙの各方向に駆動させるパルスモータで、
これらはＸ、Ｙ駆動機構部７を構成している。８，９は
このパルスモータ５，６をそれぞれ駆動させるパルスモ
ータドライバ、１０はこのパルスモータドライバ８，９
に縫目長さに相当する送シパルス列を供給する送シパル
ス列生成回路で、これらは上記パルスモータ５，６と共
に位置決め駆動装置を構成している。

１１はミシンスタートスイッチ（ミシンスイッチ）、１
２は布押えを上下させるスイッチ、１３は各部を制御す
る中央演算処理装置（以下、ＣＰＵと呼称する）、１４
．１５はデータの入出力ボート、１６はシステムコント
ロール用メモリ、１７はデータ一時メモリ、１８はパタ
ーンデータメモリ、１９はデータバス、２０はアドレス
バス、２１はパルス列生成回路１０の出力と入出力ポー
ト１５の出力を入力２１ｂ　＊　２１ａとしこれら両人
力の論理積をとシパルス列を通過させるアンドゲートソ
ある。

そして、縫目を形成するミシン１と、このミシンを駆動
する駆動装置と、被加工物を挾持する布押え装置を予め
プログラムされたデータによって位置決めする位置決め
装置と、これら各装置を制御する制御装置（ＣＰＵ）と
を備え、上♂布押え装置をミシン１の回転に同期して間
欠的に上記データ通シ駆動させるように構成されている
。

このように構成された自動縫いミシンの駆動装置におけ
る動作を説明する。

まず、布押えスイッチ１２が踏まれると、布押えが下が
り、被加工物である被縫製物はその布押えで挾持される
。そして、ミシンスイッチ（ミシンスタートスイッチ）
１１が投入されると、入出力ボートｌ黴を通してミシン
ドライバ４を駆動させ、これによってミシンモータ３は
回転を始め、ミシ／１は回シはじめる。これと同時に、
ＣＰＵ１３は縫いパターンデータの入力されているパタ
ーンデータメモリ１８からミシンの針下位置信号に同期
して１針分の布送シデータを読み取シ、そのデータを入
出力ボート１４を通して送シパルス列生成回路１０に出
力する。

つぎに、この送りパルス列生成回路１０からは検出器２
によって得られた針下位置信号に同期してミシンの縫目
長さに相当するパルスをアンドゲート２１の入力２１ｂ
に出力する。このとき、入出力ポート１５からはアンド
ゲート２１の入力２１ａに“ハイレベル”を出力し、上
記送シパルス列生成回路１０からのパルス列をパルスモ
ータドライバ８，９に出力してＸ−Ｙの各軸のパルスモ
ータ５．６をそれぞれ駆動させ、所定の送シ量分布押え
を移動させる。

第２図は従来の自動縫いミシンのパルスモータドライバ
の一例を示すブロック図である。図において、２２は布
押え装Ｋ（図示せず）を駆動させるパルスモータのコイ
ル、２３は相切換用のトランジスタ、２４はとの相切換
用のトランジスタ２３を制御する相切換回路、２５はパ
ルスモータのコイル２２に流れる電流を検出する電流検
出抵抗、２６はパルスモータのコイル２２に流れる電流
を電流検出抵抗２５の電圧として取シ出した電圧と基準
電圧２７とを比較する電圧比較回路、２８はパルス幅制
御回路（以下、ＰＷＭと略称する）、２９はとのＰＷＭ
　２　Ｂに基準発振周波数を出力する基準発振回路、３
０は上記ＰＷＭ２Ｂの出力によってオン・オンの動作が
制御されるトランジスタ、３１は直流電源、３２は帰還
用のダイオード、３３は縫目長さに相当する送シパルス
列である。

そして、相切換用のトランジスタ２３のコレクタはパル
スモータのコイル２２を介してトランジスタ３０のエミ
ッタに接続され、トランジスタ２３のエミッタは電流検
出抵抗２５を介して直流電源３１の負極側に接続され、
ペースは相切換回路２４の出力端に接続されている。ま
た、トランジスタ３０のコレクタは直流電源３１の正極
側に接続され、ベースはＰＶ／Ｍ２Ｂの出力端に接続さ
れている。

そして、パルスモータのコイル２２とトランジスタ２３
のコレクタとの接続点は帰還ダイオード３２を順方向に
介して直流電源３１の正極側に接続され、パルスモータ
のコイル２２の巻線のインダクタンスによる逆起電力を
処理し直流電源３１に回生ずるように構成され、また、
電圧比較回路２６の出力である誤差信号によってＰＷＭ
２８のパルス幅を制御するように構成されている。

第３図は第１図および第２図の動作説明に供する図で、
（ａ）はミシン運転速度が一定でｘＪ目是さくパルス数
）が異なる場合を示したものであシ、（ｂ）縫目長さく
パルス数）が一定でミシン運転速ルニが異なる場合を示
したものである。

そして、（イ）ミシン針棒モーション、←）はパルス数
は異なる場合の送ジノぐルス列（第２図の送り）くルス
列３３参照）、（）・）はミシン針棒モーション、（ニ
）はパルス数は同数の場合の送ジノくルス列（第２図の
送りパルス列３３参照）を示したものである。また、（
イ）における（ホ）はミシンの針棒、（へ）は針板面を
示し、（ロ）における（ト）は縫目長さが大きい場合、
（テ）は縫目長さが小さい場合を示す。

また、（）・）における（す）はミシンの針棒、（ヌ）
は針板面を示し、（ニ）における（ル）はミシン運転速
度の低い場合、（オ）はミシン運転速度の高い場合を示
す。

つぎに、第１図に示す自動縫いミシンおよび第２図に示
すパルスモータドライバの動作を第３図を参照して説明
する。

まず、自動縫いミシンの第１図に示すＣ０Ｕ１３がミシ
ンスイッチ１１が投入されたことを検出し運転開始信号
を読み取ると、第１図に示すミシン１は回転を始め、第
３図（、）の（イ）および（ｂ）の（ハ）に示すように
、ミシン針は上下運動を開始し、縫製が始まる。そして
、ミシン１の頭部に取り付けられた検出器２（第１図参
照）よシの針下位置信号に同期して、検出器２からミシ
ンの回転によって出力される縫目長さに相当するパルス
列（第３図（ａ）の（ロ）参照）を第２図に示すパルス
モータドライバに入力し、第１図に示すパルスモータ５
，６の回転によって布押え装置を所定の長さ分移動させ
る。

つぎに、パルスモータドライバの概略構成を示す第２図
において、縫目、−長さに相当するパルス列３３（第３
図（ａ）の（ロ）および（ｂ）の（ニ）参照）がパルス
モータドライバに入力されると、相切換回路２４は励磁
相の選択を行ない、相切換用のトランジスタ２３をオン
・オフする０そして、電圧比較回路２６はパルスモータ
のコイル２２に流れる電流値Ｉｌを電流検出抵抗２５の
電圧として取シ出し、この電圧と基準電圧２Ｔとを比較
してその誤差信号をＰＷＭ２Ｂに出力する。このＰＷＭ
２８は基準発振回路２９からの基準発振に基づき、上記
誤差信号によシ高周波パルスのパルス幅を制御してトラ
ンジスタ３０をスイッチングして定電流制御を行なう。

したがって、パルスモータのコイル２２にはノシルスモ
ータコイルに印加される電圧Ｅ１と流れる電流工１の関
係を示す説明図である第４図に示す電圧ＥＯ（直流電源
３１の電圧）が印加され、その幅に応じて印加される平
均電圧はＥｌ、このときの平均電流は１１となる。

しかしながら、このような自動縫いミシンの駆動装置に
おいては、パルスモータのコイル２２に流れる電流工１
は一定であるので、布押え位置決め装置の駆動力は負荷
に関係なく一定である。

このため、第３図（、）に示すようにミシン運転速度が
一定で縫目長さが大きいとき、あるいは第３図（ｂ）に
示すように縫目長さが一定でミシン運転速度が高いとき
、第２図に示すパルスモータドライバへの入力ハルスレ
ート（ｔ　秒間当、りの）くルス致が高くなり、パルス
モータは負荷に対しトルク不足となり、脱調を起こして
縫製パターンデータの縫製ができなくなシ、被縫製物の
品質低下、生産性の低下および自動縫いミシンの性能低
下を招くという欠点があった。また、上記と逆の条件の
ときには、上記入力パルスレートが低くなシ、ノ（ルス
モータは負荷に対しトルク過大となシ振動するため、布
押え駆動装置が不快音を発生するなどの欠点があ２丸。

〔発明の概要〕

本発明は以上の点に艦み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は布押え位置決め装置を駆動させるパルスモータにかか
る負荷が大きいときはパルスモータのトルクを増加させ
、負荷が小さいときには上記トルクを小さくして高負荷
時の駆動力不足および低負荷時の振動を解消し、自動縫
いミシンの性能向上および縫製の生産性向上が得られる
自動縫いミシンの駆動装置を提供することにある。

このような目的を達成するため、本発明は縫目長さおよ
び位置決め速度などの負荷情報に比例して被加工物を挾
持する布押え装置を予めブロクラムされたデータによっ
て位置決めする位置決め駆動装置の駆動力を変化させる
装置を備えるようにしたものである。

〔発明の実施例〕。

第５図は本発明による自動縫いミシンの駆動装置の一実
施例を示すブロック図で、自動縫いミシン駆動装置のパ
ルスモータドライバの一例を示すものである。

この第５図において第２図と同一符号のものは相当部分
を示し、３４は自動縫いミシンの制御装置（図示せず）
から出力されるディジタル量の縫目長さデータ（Ｄｏ、
Ｄ１〜Ｄ４）、３５はこのディジタル量の縫目長さデー
タ３４を電圧に変換し、その出力電圧３５ａを電圧比較
回路２Ｇの基準電圧入力端に供給するディジタル／アナ
ログ変換回路（以下、Ｄ／Ａ変換回路と略称する）、３
６は送シバルス列３３を入力としそのパルス列を積分回
路などによシ平均電圧として３６ａに出方する電圧平均
化回路、３７はこの電圧平均化回路３Ｇから出力される
平均電圧３６ａとＤ　／　Ａ変換回路３５よりの出力電
圧３５ａをそれぞれ任意の重みをかけて加算し、その加
算電圧３７ａを電圧比較回路２６の基準電圧として出力
する電圧加算回路で、これらは縫目長さおよび位置決め
速度などの負荷情軸に比例して位置決め駆動装置の駆動
力を変化させる装置を構成している。

第６図〜第９図は第５図の動作説明に供するものであシ
、第６図はミシン回転数による送少パルス列３３と電圧
平均化回路３６から出力される平均化電圧３６ａの関係
を示す説明図で、（ａ）は送シパルス列３３を示し、（
ｂ）は平均化電圧３６ｍを示す。

そして（ａ）におけるＴＯ、Ｔｔ　、Ｔ２　は送シパル
ス列３３の周期、（ｂ）における”Ｏ＊ｅｌｙ’２　は
平均化電圧を示し、（ワ）はミシン低速運転、＠はミシ
ン中速運転。

（ヨ）はミシン高速運転の各領域を示す。第７図は横軸
に縫目長さｔ１縦軸にパルスモータドライバ基準電圧Ｖ
ｓをとって表わした動作説明図で３５ａはＤ／Ａ変換回
路３５の出力電圧を示す。第８図はパルスモータコイル
２２に印加される電圧Ｅとパルスモータコイル２２に流
れる電流■の関係を示す説明図で、（ａ）は高負荷時の
場合を示したものであ！り、（ｂ）は低負荷時の場合を
示したものである。

第９図は針棒モーション（ａ）と送シパルス列（ｂ）と
布押え装置駆動状態（ｃ）を示す説明図で、（ａ）にお
ける（ホ）はミシン針棒を示し、（へ）は針板面を示す
。そして、ｔｏはミシン回転数をＮ（ｒｐｍ）とすると
１針分の縫目長さに相当するパルス数ｎ（第９図（ｂ）
参照）が送シパルス列３３として出力される期間を示し
、この肋間ｔｏはｔｏ＝　Ｖ　（ｓｅｅ）で表わされる
。（ｃ）は三角状駆動を示し、縦軸のωは角速度でこの
角速度ωは［ｒａｄ／ａｅｃ：］で表わされる。

つぎに第５図に示す実施例の動作を第６図乃至第９図を
参照して説明する。

マス、第５図において、パルスモータコイル２２〜電圧
比較回路２６およびＰＷＭ　２８〜帰還ダイオード３２
についての動作は第２図の場合と同様である。そして、
Ｄ／Ａ変換回路３５にはディジタル量の縫目長さデータ
３４が入力され、その量に比例した電圧が出力電圧３５
ａとして送出され、この出力電圧３５ａは電圧加算回路
３１に供給される。

下記表はディジタル量の縫目長さデータ３４（Ｄｏ　、
ＤＩ　％Ｄ４　）　と縫目長（ｎ→の関係を示したもの
である。

一方、電圧平均化回路３６には送シパルス列３３が入力
され、そのパルス周波数に比例した平均化電圧３６ａが
出力される。ここで、仁の送シパルス列３３は第６図（
ａ）に示すよりに、その過少パルス列３３の周期はミシ
ン回転数に比例してＴｏ→Ｔｌ−Ｔ　ｚ　と短くなシ、
これに伴いパルス周波数は高くなるため電圧平均化回路
３６から出方される平均化電圧３６ｍも第６図（ｂ）に
示すように、ｅｏ−＋ｅ１ｅ２　と高くなる。

また、ルへ変換回路３５には前述したように、縫目長さ
データ３４が入力され、その量に比例した＠ＪＥ　３５
　ａが出力される。そして、前述の表および第７図に示
すように、縫目長さはディジ２２．。

の縫目長さデータ３４　（Ｄｏ、Ｄ１〜Ｄ４）によって
決定され、縫目長さデータ３４が大きくなると縫目長さ
も大きくなるように設定されている。また、Ｄ／Ａ変換
回路３５に入力されるディジタル量が大きくなると、Ｄ
／Ａ変換回路３５の出力電圧３５ａもｅＱテＣ１と増加
する。

つぎに、上記Ｄ／Ａ変換回路３５の出力電圧３５ａと電
圧平均化回路３６から平均化電圧３６ａは電圧加算回路
３７に入力され、この各入力電圧に任意の重みをかけて
加えられた電圧がその出力端から出力され、この出力電
圧３７ａが電圧比較回路２６の基準電圧として出力され
る。

このように、縫目長さとミシンの回転数によって決めら
れる負荷が大きいときには、電圧加算回路３７の出力電
圧３７ｍは高くなシ、電圧比較回路２６の基準電圧が高
くなるため、電流検知抵抗２５の電圧を高くするように
、２ｗＭ２８はトランジスタ３０をスイッチングして第
８図（、）に示すように、パルスモータコイル２２に印
加される平均電圧Ｅ２およびそのコイルに流れる平均電
流Ｉ２は高くなる。また、縫目長さとミシン回転数によ
って決められる負荷が小さいときには、電圧比較回路２
６０基準電圧は低くなシ、第８図（ｂ）に示すように、
前述と同様の動作でパルスモータコイル２２に印加され
る平均電圧Ｅ３およびそのコイルに流れる電流は低くな
る。

したがって、布押え位置決め駆動装置の駆動力は縫目長
さとミシンの回転数によって決定される負荷が大きくな
ると増加し、小さくなると減少するようになる。

つぎに、パルスモータを駆動源とし、可能な限シの短時
間内に位置決めしたい場合には、スローアンプ・スロー
ダウン方式の駆動回路を用いる。

第９図（ａ）に示すように、ミシン回転数をＮ（ｒｐｍ
）とすると、１針分の縫目長さに相当するパルス数ｎ（
第９図（ｂ）参照）が送シパルス列３３とし０ て出力される期間は−Ｎ　（！１ｅｅ）となる。

いま、第９図（ｃ）に示すような三角状駆動で布押え装
置が移動位置決めされるものとすると、必要な加速トル
クＴａは一般に次のように表わされる。

Ｊ　４・θＧ Ｔａ　＝　、　・ｔｏ２　、　Ｃｋｒ−ｃｍ〕であるか
ら、 となり、ＪｌθＳを一定とすると、布押え位置決め駆動
装置を駆動させるパルスモータにかがる負荷トルク（加
速トルク）Ｔａはミシン回転数と縫目長さに相当するパ
ルス数によって変化する。

ただし、Ｔａ：加速トルク〔梅−輻〕 Ｊ　：負荷イナーシャ［１ｃ５ｙ−ｃｒｉ〕７　：動加
速度（９８０ｍｎメ５ｅｅ２〕θ０：パルスモータ回転
角度（ｒａｄ〕θｓ：１ステップ角度（ｒａｄ／ｐｕｌ
ｓｅ〕ｎ　：１針分パルス数 Ｎ　：ミシン回転数（ｒｐｒｎ　） なお、上記実施例においては、パルスモータコイルの電
流値をかえるために電流検出抵抗２５の電圧を比較する
基準電圧を変換する場合を例にとって説明したが、本発
明はこれに限定されるものではな、＜、電流検出抵抗２
５の抵抗値の切換え、基準発振回路２９の発振周波数の
切換え、あるいはＰＷＭ２８　の遅延時間の切換えであ
ってもよく、上記実施例と同様の利点を有するＯ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、負荷に応じて布
押え位置決め装置の駆動力を工゛々減できるように構成
されているため、高負荷時の駆動力不足および低負荷時
の振動を解消することができ、自動縫いεシンの性能向
上および縫製の生産性向上が得られるので、実用上の効
果拡極めて大である０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動縫いミシンの駆動装置の一例を示す
ブロック図、第２図はこの第１図におけるパルスモータ
ドライバの一例を示すブロック図、第３図はパルス列比
較を示す説明図、第４図は第２図の動作説明に供するパ
ルスモータコイルに印加される電圧と電流の関係を示す
説明図、第５図は本発明による自動縫いミシンの駆動装
置のパルスモータドライバに係る部分を抽出して示した
一実施例のブロック図、第６図および第７図は第５図の
動作説明に供するミシン回転数による送υパルス列と電
圧平均化回路の出力電圧の関係を示す説明図および縫目
長さとパルスモータドライバの基準電圧の関係を示す説
明図、第８図および第９図は第５図の動作説明に供する
パルスモータコイルに印加される電圧と電流の関係を示
す説明図および針棒モーションと送りパルス列と布押え
装置駆動状態を示す説明図である。 １・・・・ミシン、２・・・・検出器、３・・ｅ・ミシ
ンモータ、４１１Φ・書ミ７ンモータドライバ、５，６
・・・−パルスモータ　９　、９　＊　＊・・パルスモ
ータドライバ、１０１１１１＋１・送すハルス列生成回
路、１２・・・・布押えスイッチ、１３・・・・東央演
算処理装Ｒ（制御装置）、２２ｅ・・・パルスモータコ
イル、２５ｅ＠１１１１電流検出抵抗、２６拳・・・電
圧比較回路、３４拳・・・縫目長さデータ、３５−＠・
・Ｄ／Ａ変換回路、３６・・・・電圧平均化回路、３７
・・・・電圧加算回路。 代理人大岩増雄 第２図 ２６　２’／ 第３図 ［口） （ニ）ｍ 手続補正書（自発） ■３有】　５％　１１月２６日 特許庁長官殿 １、事件の表示　特願昭５８−１８６５２０号２、発明
の名称　自動縫いミシンＧ駆動装置３、補正をする者 代表者片山仁へ部 明細書の発明の詳細な説明の欄 （１）　ＦＪＩＪ細書第８頁第１０行の「ＣｏＵ」をｒ
ＣＰＵＪと補正する。 （２）同書第１２頁第６〜８行の「その出力電圧３５ａ
を・・・供給する」を「その電圧を３５ａに出力する」
と補正する。 （３）同書第１３頁第９〜１１行の「縦軸にパルスモー
タ・・・示す。」を「縦軸にＤ／Ａ変換回路３５の出力
電圧３５ａを表わした動作説明図である。」と補正する
。 （４）同書第１８頁第３行の「θｏ＝ｎθＢ　（ｒａｄ
）。 と補正する。 （５）同書同頁下から８行のｒ　［Ｋｙ−Ｃｍ：）Ｊを
「〔Ｋ７−　ｃｍ〕Ｊと補正する。 （６）同書同頁下から６行のｒ　［９８０−智２〕」を
ｒ［９８０ｃＷ／ｅｅ”　：］　Ｊと補正する。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）縫目を形成するミシンと、このミシンを駆動する
   駆動装置と、被加工物を挾持する布押え装置を予めプロ
   グラムされたデータによって位置決めする位置決め駆動
   装置と、これら各装置を制御する制御装置とを設け、前
   記布押え装置を前記ミシンの回転に同期して前記データ
   通り駆動する自動縫いミシンにおいて、縫目長さおよび
   位置決め速度などの負荷情報に比例して前記位置決め駆
   動装置の駆動力を変化させる手段を備えたことを特徴と
   する自動縫いミシンの駆動装置。
2. （２）縫目長さおよび位置決め速度などの負荷情報に比
   例して位置決め駆動装置の駆動力を変化させる手段は、
   ディジタル量の縫目長さデータを電圧に変換するディジ
   タル・アナログ変換回路と、縫目長さに相当する送シパ
   ルス列を平均電圧として出力する電圧平均化回路と、こ
   の電圧平均化回路からの平均電圧と前記ディジタル・ア
   ナログ変換回路よりの出力電圧をそれぞれ任意の重みを
   かけて加算しその加算電圧を、ノ＜ルスモータコイルに
   流れる電流を電圧として取抄出しだ電圧と基準電圧とを
   比較する電圧比較回路の基準電圧入力端に供給する電圧
   加算回路とによって構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の自動縫いミシンの駆動装置０