JPS6157796B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、電子制御ミシンの電源投入時にお
ける縫針の振れを防止する電子制御ミシンにおけ
る安全装置に関するものである。

従来技術 従来、電子記憶装置に記憶した種々の縫目模様
データに基づいて加工布送りサーボ装置及び針揺
動サーボ装置を駆動制御して所定の縫目模様を形
成する電子制御ミシンにおいては、電源投入時に
前記サーボ装置に電力が供給され、この電力供給
に基づいて縫針及び送り調節器が所定の位置に作
動設定されるようになつている。

従つて、電源投入時に縫針がミシンベツト面よ
り下方にある場合にはその振れにより縫針や加工
布が損傷したり、作業者が負傷したりして安全性
に問題があつた。

目 的 この発明の目的は前記問題点を解消すべく電源
投入時において縫針がミシンベツトより下方に位
置している場合、針揺動用アクチユエータを働か
ないようにすることにより、縫針及び加工布の損
傷を防止することができるとともに、安全に作業
者が作業することができる電子制御ミシンにおけ
る安全装置に提供するにある。

実施例 以下、この発明の電子制御ミシンにおける安全
装置を本縫ミシンにおいて具体化した一実施例を
図面に基づいて説明する。

第１図において、本縫ミシン（以下ミシンとい
う）１は基台２、脚部３及び頭部４とからなり、
その基台２の左側後端寄りにはミシンベツト面５
ａを有する下方アーム５が水平に突設されている
とともに、左側寄りには左方に延びる長い補助板
部６ａと後方に延びる補助板部６ｂとにより平面
形Ｌ形に形成された補助板６が着脱可能に取付け
られている。針板７は前記ミシンベツト面５ａに
嵌着されている。

また、同基台２の上面前寄りには保持型の電源
投入スイツチ８と、３個（左から低速、中速、高
速運転用）の保持型速度設定スイツチ９，１０，
１１が設けられている。

一方、前記頭部４の前面には長手方向に各種の
縫目模様の形象１２が多数表示され、その各形象
１２の上方にそれぞれ発光ダイオード１３が列設
された模様表示パネル１４が設けられている。
又、頭部４の右側にはミシンモータ（図示せず）
に連結されたプーリ４ａが配設されている。自動
復帰型の模様選択スイツチ１５は模様表示パネル
１４の右側に設けられ、これを押すことにより、
その選択する縫目模様の形象１２がその上方にあ
る発光ダイオード１３の点灯によつて指示され、
その縫目模様の縫製が可能となる。すなわち、模
様選択スイツチ１５を押すと、各発光ダイオード
１３の点灯が順次右側へ移行され、右端の発光ダ
イオードまで点灯が移行した後、左端の発光ダイ
オードが点灯されて模様表示パネル１４に表示さ
れたすべての縫目模様をそれぞれ選択することが
できるようになつている。

自動復帰型の起動スイツチ１６は前記模様表示
パネル１４の左側下方に設けられ、これを一回押
すとミシン頭部４の右側内部に設けられたミシン
駆動用のミシンモータ（図示せず）が駆動され、
再び押すと停止されるようになつている。そし
て、ミシンモータが駆動されると、縫針１７は上
下運動が開始されるとともに頭部４内に設けた後
記する揺動位置サーボモータ（第２図参照）１８
で制御される揺動機構（図示せず）により所要の
位置に位置決めされ、かつ送り歯（図示せず）も
下方アーム５内に設けた送りサーボモータ（第２
図参照）１９で制御される送り機構によりその送
り量及び送り方向について制御される。

次に上記のように構成したミシン１の揺動機構
及び送り機構を制御するための電気回路を第２図
〜第４図に従つて説明する。

第２図は縫針１７の揺動位置を調節する揺動位
置サーボモータ１８と、送り機構の送り調節器軸
（図示せず）の回動位置を調節する送りサーボモ
ータ１９とを駆動制御するための電気ブロツク回
路図であつて、予め定められた縫目模様を形成す
るためのデータに基づいて前記揺動位置及び送り
サーボモータ１８，１９に供給する電力供給量を
制御するための電力供給量制御信号SG１，SG２
をそれぞれ駆動回路２０，２１に向かつて出力す
る位置決め制御回路２２と前記電源投入スイツチ
８の操作に基づいてミシンに電力が投入された時
電力投入信号SG３を発生する電力投入検出回路
２３と、前記縫針１８がミシンベツト面５ａより
上方にある時針上信号SG４ａを発生し、下方に
ある時針下信号SG４ｂを発生する針位置検出回
路２４と、前記電力投入検出回路２３からの信号
SG３と針位置検出回路２４からの針上若しくは
針下信号SG４ａ，SG４ｂを入力し、同針下信号
SG４ｂの入力時における電力投入信号SG３に応
答して前記位置決め制御回路２２から出力される
電力供給量制御信号SG１，SG２をそれぞれ無効
化し、又針上信号SG４ａに応答してその無効化
状態を解除し、同制御信号SG１，SG２をそれぞ
れ前記駆動回路２０，２１に供給する揺動位置制
御無効化回路２５及び送り制御無効化回路２６と
から構成されている。

以下詳しい電気回路構成を第３図及び第４図に
従つて説明する。なお本実施例では揺動位置サー
ボモータ１８を駆動制御する回路構成と送りサー
ボモータ１９を駆動制御する回路構成は実質的に
同じであるため説明の便宜上揺動位置サーボモー
タ１８を駆動制御する回路構成についてのみ説明
する。

第３図において、模様選択装置３１は前記模様
選択スイツチ１５を含み同スイツチ１５の操作に
基づいて所望の縫目模様に対応するコード信号
SG５を模様データ発生器３２に供給するととも
に、前記発光ダイオード１３を点灯制御する。タ
イミングパルス発生器３３はミシンモータと駆動
連結されたミシン主軸が回転駆動している個所に
設けられ、同主軸の回動位置を検知して上下動す
る縫針１７が針板７を基準として下方へ若干沈下
した時立上り、上方へ若干抜け出た時立下がるタ
イミングパルス信号SG６を模様データ発生器３
２に出力する。

位置決め制御回路２２を構成する主たる模様デ
ータ発生器３２は各種の縫目模様を形成するため
の各縫目模様における各ステツチに関する縫針１
７の揺動位置及び送り調節器軸の回動位置を制御
するデータを記憶した記憶装置を有し、前記模様
選択装置３１からのコード信号SG５に基づいて
選択された縫目模様形成のためのデータを、前記
タイミングパルス発生器３３からのタイミングパ
ルス信号SG６の立上り及び立下りに応答して、
順次読み出し、揺動位置指令デジタル信号SG７
及び送り位置指令デジタル信号SG８として、そ
れぞれ出力する。そして、このデジタルデータの
揺動位置指令デジタル信号SG７はＤ−Ａ変換器
３４でアナログデータの指令信号SG９に変換さ
れ、次段のバツフア回路３５及び抵抗３６と分圧
回路を構成する抵抗３７を介してオペアンプ３８
の非反転入力端子に出力される。

揺動位置検出器３９はポテンシヨメータよりな
り、縫針１７の揺動位置を同ポテンシヨメータに
より検出する。そして、同検出器３９から出力さ
れるアナログ量の検出信号SG１０はバツフア回
路４０及び抵抗４１を介してオペアンプ３８の反
転入力端子に出力される。

前記オペアンプ３８は前記指令信号SG９と検
出信号SG１０とを差動増幅し、その出力を前記
電力供給量制御信号SG１として抵抗４２を介し
て揺動位置制御無効化回路２５のスイツチ手段と
してのアナログスイツチ４３の入力端子ａに出力
する。すなわち、オペアンプ３８は指令信号SG
９に基づく次の縫目形成のための縫針１７の揺動
位置と検出信号SG１０に基づく現時点での縫針
１７の揺動位置とを比較して、縫針１７が次の縫
目形成のための揺動位置に変化するようにサーボ
モータ１８を駆動制御する制御信号SG１を出力
する。

アナログスイツチ４３はそのもう一方の入力端
子口をアースし、同スイツチ４３に後記するＬレ
ベル（ゼロ電位）の制御信号SG１１が入力され
た時、次段の駆動回路２０を構成する２個のトラ
ンジスタ４４，４５のベース端子に又、帰還用の
抵抗４６を介して前記オペアンプ３８の反転入力
端子に、オペアンプ３８の電力供給量制御信号
SG１をそれぞれ印加させ、又Ｈレベル（プラス
電位）の制御信号SG１１が入力された時、同ト
ランジスタ４４，４５のベース端子をアースさせ
るようになつている。

正転駆動用のトランジスタ４４はNPN型のト
ランジスタであつて、コレクタ・エミツタ端子間
に補償用のダイオード４７が接続されている。そ
して、同トランジスタ４４がオンした時、プラス
の駆動電源＋Vpがサーボモータ１８の励磁コイ
ル１８ａに印加される。逆転駆動用のトランジス
タ４５はPNP型のトランジスタであつて、コレク
タ・エミツタ間に補償用のダイオード４８が接続
されている。そして同トランジスタ４５がオンし
た時、マイナスの駆動電源−Vpがサーボモータ
１８の励磁コイル１８ａに印加される。

すなわち、前記電力制御信号SG１がプラス電
位の時、トランジスタ４４がオンされてサーボモ
ータ１８は正回転され、マイナス電位の時トラン
ジスタ４５がオンされて、サーボモータ１８は逆
回転される。又、両トランジスタ４４，４５のベ
ース端子がアースされた時には共にオフされて、
サーボモータ１８は停止される。

針位置検出回路２４を構成するホトインタラプ
タ５１は、針棒の近傍に設けられ、後記するロツ
ジツク電源＋Vccが供給される同ホトインタラプ
タ５１の発光ダイオード５２及びホトトランジス
タ５３にはそれぞれ抵抗５４，５５が接続されて
いる。そして発光ダイオード５２とホトトランジ
スタ５３の間に、前記縫針１７が針板７より下方
すなわちミシンベツト面５ａより下方にある時の
み針棒に取着した被検出板（図示せず）が介在し
て、発光ダイオード５２の光が遮蔽されるように
なつている。従つて、縫針１７がミシンベツト面
５ａより上方にある時には、ホトトランジスタ５
３はオンされ、Ｈレベル（プラス電位）の針上信
号SG４ａが、又ミシンベツト面５ａより下方に
ある時にはホトトランジスタ５３はオフされ、Ｌ
レベル（ゼロ電位）の針下信号SG４ｂがノツト
回路５６を介してオア回路５７に出力される。

電力投入回路２３を構成する積分回路は抵抗５
８とコンデンサ５９とからなり、同抵抗５８には
放電用のダイオード６０が並列に接続されてい
る。そして、同積分回路に供給されるロジツク電
源＋Vccが印加と、抵抗５８とコンデンサ５９と
で決定される時定数に従つてコンデンサ５９の電
位は上昇するようになつていて、その電位を前記
電力投入信号SG３として、フリツプフロツプ回
路６１に出力するとともにノツト回路６２を介し
て前記オア回路５７に出力する。従つて、ロジツ
ク電源＋Vccの印加時においては電力投入信号
SG３が徐々に上昇するため、各回路６１，６２
のしきい値（スレシホールド電圧）に達するまで
Ｌレベルと各回路６１，６２に判断されるように
なつている。

揺動位置制御無効化回路２５の主たるフリツプ
フロツプ回路６１は、そのセツト側入力端子に前
記電力投入信号SG３を入力するとともにリセツ
ト側入力端子に前記オア回路５７からの出力信号
を入力するようになつていて、Ｌレベルの電力投
入信号SG３が入力されると反転してＨレベル
の、又オア回路５７からＬレベルの出力信号が入
力されると反転してＬレベルの出力信号SG１２
を出力する。そして、この出力信号SG１２はイ
ンバータ６３で反転され出力信号SG１３となつ
てコンパレータ６４の反転入力端子に入力され
る。この時、インバータ６３の出力端子には抵抗
６５を介してバイアス電源＋Vsが印加されてい
るので、コンパレータ６４の反転入力端子に入力
されるＨレベルの出力信号SG１３の電圧はバイ
アス電源＋Vsの電圧となる。又Ｌレベルの出力
信号SG１３の電圧はゼロ電圧となる。

抵抗６６，６７はバイアス電源＋Vdの電圧を
分圧回路を構成し、前記コンパレータ６４の非反
転端子に基準電圧Vkを出力する。そして、本実
施例ではこの基準電圧Vkは前記反転入力端子に
入力されるＨレベルの出力信号SG１３の電圧よ
り小さくなり、又Ｌレベルの出力信号SG１３の
電圧より大きくなるように設定されている。そし
て、コンパレータ６４は、Ｈレベルの出力信号
SG１３を入力した時、Ｌレベルの制御信号SG１
１を、又Ｌレベルの出力信号SG１３を入力した
時、Ｈレベルの制御信号SG１１を前記アナログ
スイツチ４３に出力する。この時、コンパレータ
６４には電源＋Vd，−Vdが供給されているとと
もに、出力端子に抵抗６８を介して前記バイアス
電源＋Vdの電圧が印加されているので、Ｈレベ
ルの制御信号SG１１の電圧は電源＋Vdの電圧
に、又Ｌレベルの制御信号SG１１の電圧は電源
−Vpの電圧となる。

次に上記のように構成した電気回路に駆動電源
±Vp、電源±Vs、±Vd及びロジツク電源±Vcc
を供給する電源回路を第４図に従つて説明する。

第４図において、駆動電源±Vpは前記電源投
入スイツチ８のオン操作に基づいて家庭用交流電
源６８がトランス６９を介して降圧され、整流回
路７０によつて直流電圧に整流された後、それぞ
れコンデンサ７１及び抵抗７２によつて平滑にさ
れたものであつて、又、バイアス電源±Vdはそ
の駆動電源±Vpをそれぞれダイオード７３、抵
抗７４及びツエナーダイオード７５とで構成され
る安定化回路からの電圧と後述の電源±Vsから
ダイオード８１を介して供給される電圧との合成
電圧によつて決定される。

一方、電源±Vsも同様に交流電源６８がトラ
ンス６９を介して降圧され、整流回路７６によつ
て直流電圧に整流された後、それぞれコンデンサ
７７及び抵抗７８によつて平滑されたものであつ
て、又ロジツク電源±Vccはその電源±Vsをレギ
ユレータ７９を介して降圧し、かつ安定化したも
のである。

そして、本実施例では、前記コンデンサ７１と
抵抗７２及びコンデンサ７７と抵抗７８の値が第
５図に示すように、駆動電源±Vpより電源±Vs
の方が電源投入スイツチ８をオン、オフした時か
ら定常時に達するまでの立上り若しくは立下り時
間が短かくなるように設定されている。

次に上記のように構成したミシンの作用につい
て説明する。

今、縫針１７がミシンベツト面５ａより上方位
置にある状態から電源投入スイツチ８をオンさせ
ると、電源回路から各電気回路に駆動電源±
Vp、電源±Vd、±Vs及びロジツク電源±Vccの
供給が開始される。この時点で電力投入検出回路
２３のコンデンサ５９は今まだ充分に充電されて
いないので、電力投入信号SG３はＬレベルとな
り直ちに次段のフリツプフロツプ回路６１に出力
する。一方、ホトインタラプタ５１のホトトラン
ジスタ５３のオン動作に基づいてＨレベルの針上
信号SG４ａがノツト回路５６及びオア回路５７
を介してフリツプフロツプ回路６１に出力されて
いる。

フリツプフロツプ回路６１はこのＬレベルの電
力投入信号SG３に応答してＨレベルの出力信号
SG１２を出力し、コンパレータ６４の反転入力
端子にはＬレベル（0V）の出力信号SG１３が入
力される。この時、コンパレータ６４はその非反
転入力端子にこのＬレベルの出力信号SG３より
高い基準電圧Vkが入力されているので、Ｈレベ
ルの制御信号SG１１をアナログスイツチ４３に
出力する。

アナログスイツチ４３はこのＨレベルの制御信
号SG１１に応答して、端子ｂ側に切換わるた
め、トランジスタ４４，４５のベースはオペアン
プ３８との接続が断たれてアースされるとにな
り、サーボモータ１８は駆動されない。従つて縫
針１７は電源投入スイツチ８の投入直後、直にオ
ペアンプ３８からの初期の所定の電力供給量制御
信号SG１に基づいて所定の初期位置に移動され
ることはない。

所定時間経過後、前記電力投入信号SG３がＬ
レベルからＨレベルになると、フリツプフロツプ
回路６１は反転してＬレベルの出力信号SG１２
を出力する。そして、コンパレータ６４の反転入
力端子には基準電圧より高いＨレベルの出力信号
SG１３が入力されることになり、同コンパレー
タ６４の制御信号SG１１はＬレベルとなる。従
つて、アナログスイツチ４３は端子ａ側に切換り
トランジスタ４４，４５のベースにはオペアンプ
３８から初期の所定の電力供給量制御信号SG１
が入力されることになり、サーボモータ１８は所
定の回動を行い、縫針１７を所定の初期位置にセ
ツトさせる。そして、次に作業者は模様選択スイ
ツチ１５を適宜に操作して所望の縫目模様を選択
するとともに運転速度を速度設定スイツチ９，１
０，１１で選択した後、起動スイツチ１７をオン
させることにより、所望の縫目模様の縫製を開始
させることができる。

また、電源投入スイツチ８のオン時に縫針１７
がミシンベツト面５ａより下方にある場合、ホト
インタラプタ５１のホトトランジスタ５３はオフ
状態であるため、常時Ｌレベルの針下信号SG４
ｂがノツト回路５６及びオア回路５７を介してフ
リツプフロツプ回路６１に出力されていることに
なる。従つて、前記電力投入信号SG３がＬレベ
ルからＨレベルになつても、フリツプフロツプ回
路６１は反転されず、同回路６１の出力信号SG
１２はＨレベルのままであるためサーボモータ１
８は駆動されない。

そして、作業者がミシンモータに連結したプー
リ４ａを回動させて縫針１７をミシンベツト面５
ａより上方に上げると、ホトインタラプタ５１の
ホトトランジスタ５３はオンし、Ｈレベルの針上
信号SG４ａがノツト回路５６及びオア回路５７
を介してフリツプ回路６１に出力される。フリツ
プフロツプ回路６１はこのＨレベルの針上信号
SG４ａに応答して反転し、Ｌレベルの出力信号
SG１２を出力する。そして、コンパレータ６４
の制御信号SG１１がＬレベルとなり、アナログ
スイツチ４３は端子ａ側に切換わるため、サーボ
モータ１８は所定の回動を行い縫針１７を所定の
初期位置にセツトさせる。

従つて、縫針１７がミシンベツト面５ａより下
方にある場合には電源スイツチ８をオンし所定時
間経過しても縫針１７は電力供給量制御信号SG
１に基づいて所定の初期位置に動かされることな
く静止されていることになり、同縫針１７が動く
ことによつて生ずる縫針１７及び加工布の損傷や
作業者が負傷したりすることを未然に防止でき
る。

次に、例えば縫製を終了して最後に電源投入ス
イツチ８をオフさせる場合について説明する。

今、縫針１７がミシンベツド面５ａより下方に
位置にあつて、コンパレータ６４の反転入力端子
にＨレベルの出力信号SG１３が入力されている
状態で電源投入スイツチ８をオフさせると、第５
図に示すように電源±Vs及びロジツク電源±Vcc
は駆動電源±Vp及び電源±Vdより速く降下す
る。

従つて、コンパレータ６４の反転入力端子に入
力されるＨレベルの出力信号SG１３は同コンパ
レータ６４の非反転入力端子に入力される基準電
圧Vkよりも速く降下し、ゼロ電圧に達するた
め、電源投入スイツチ８をオフしたわずかな時間
で出力電圧SG１３の電圧が基準電圧Vkよりも小
さくなる。そして、出力電圧SG１３の電圧が基
準電圧Vkより小さくなると、コンパレータ６４
の制御信号SG１１はＨレベルとなり、アナログ
スイツチ４３は端子ｂ側に切換わり、トランジス
タ４４，４５のベースはわずかな時間でアースさ
れる。

従つて、例えば電源投入スイツチ８をオフした
とき、前記オペアンプ３８に供給される駆動電源
±Vpが第５図に示すように減少すること及び揺
動位置検出器３９の駆動電源が減少することによ
つて生ずる電力供給量制御信号SG１の変動に基
づいてサーボモータ１８をあやまつて駆動させる
ことがない。

そして、時間経過とともに、駆動電源±Vp及
び電源±Vdはさらに降下し、アナログスイツチ
４３及びコンパレータ６４等が正確に作動しなく
なるが、この時たとえトランジスタ４４，４５の
ベースに電流が流れてもすでに駆動電源±Vpは
小さくなつているためサーボモータ１８は駆動さ
れない。

従つて、縫針１７がミシンベツト面５ａより下
方にある状態で電源スイツチ８をオフしても、縫
針１７は、駆動電源±Vp等の各電源電圧の変動
に基づいて動かされることはなく、同縫針１７が
動くことによつて生ずる縫針１７及び加工布の損
傷や作業者が負傷したりすることを防止できる。

なお、本実施例においては縫針１７の振れを防
止する電気制御回路について説明したが、送り歯
の振れ防止も同様な回路構成によつて同様な効果
を得ることができる。

効 果 以上詳述したようにこの発明によれば電源投入
時において、縫針がミシンベツトより下方に位置
している場合、針揺動用のアクチユエータを駆動
制御する制御信号を出力する針位置決め制御回路
を無効化して同針揺動機構を働かないようにした
ことにより、縫針及び加工布の損傷を防止するこ
とができるとともに安全に作業者が作業すること
ができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した本縫ミシンの全
体斜視図、第２図は同じく電気ブロツク回路図、
第３図は同じく電気回路図、第４図は同じく駆動
電源回路図、第５図は駆動電源回路から出力され
る各電源電圧の出力波形図である。 本縫ミシン１、ミシンベツド５ａ、針板６、電
源投入スイツチ８、起動スイツチ１６、縫針１
７、アクチユエータとしての揺動位置サーボモー
タ１８、励磁コイル１８ａ、送りサーボモータ１
９、駆動回路２０，２１、位置決め制御回路２
２、電力投入検出回路２３、針位置検出回路２
４、揺動位置制御無効化回路２５、模様選択装置
３１、模様データ発生器３２、Ｄ−Ａ変換器３
４、オペアンプ３８、揺動位置検出器３９、スイ
ツチ手段としてのアナログスイツチ４３、トラン
ジスタ４４，４５、ホトインタラプタ５１、フリ
ツプフロツプ回路６１、コンパレータ６４。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予め定められた模様を形成するために針１７
   の横方向揺動位置を指令する指令信号SG９とそ
   の針１７の実際の揺動位置に関係する検出信号
   SG１０とに従つて、針１７に揺動力を付与する
   ためのアクチユエータ１８への電力供給量を制御
   する針位置決め制御回路２２を備えた電子制御ミ
   シンにおいて、 そのミシンへの電力投入に関連して電力投入信
   号SG３を発生する電力投入検出回路２３と、 前記針１７がミシンベツト面５ａより上方にあ
   る時に針上信号SG４ａを発生し、そのベツト面
   ５ａより下方にある時に針下信号SG４ｂを発生
   する針位置検出回路２４と、 前記アクチユエータ１８への電力供給を遮断す
   るために前記針下信号SG４ｂの発生時における
   前記電力投入信号SG３に応答して前記針位置決
   め制御回路２２を無効化し、前記針上信号SG４
   ａに応答してその無効化状態を解除するための制
   御無効化回路２５と、を含む安定装置。 ２ 前記制御無効化回路２５は、前記針位置決め
   制御回路２２から前記アクチユエータ１８のため
   の駆動回路２０に供給される電力供給制御信号
   SG１を遮断するために開閉動作を行うスイツチ
   手段４３を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の電子制御ミシンにおける安全装
   置。