JPS62120887A - ミシンの自動糸張力付与装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はミシンの自動糸張力付与装置に関するもので
ある。

（従来の技術）。

従来の自動糸調子機構を完成させるポイントはいかにし
て素材（生地）情報を検出するかにあり、例えば、特開
昭５９−１５５２８５号はこの情報を針が布を貫通する
ときに受ける抵抗を針棒と針に挟み込んだセンサにて電
気的信号に変換することにより得るようにしている。又
、特開昭５９−１４１９８９号では針の布貫通ノコを針
棒内のセンサ若しくは駆動モー・ターの負荷電流の変動
により信号を得るようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記のような針棒内在型センサは電気信号を伝達するた
めのリード線等を針棒内若しくは針棒に沿って配置しな
ければならず、そのため構造が複雑になるばかりか、針
とともに高速でセンサ等が動くため耐久性に難点があり
、特に高速運転を必要とする工業ミシンへの採用はむず
かしかった。

又、特に高速縫製中に針が針板等に衝突することがまま
あるため、この衝突のとぎに生ずる針棒への衝撃力は数
ｋｑに達し、この負荷は数十から数百９の感度を有する
センサを破壊する足る充分な大きさである。

一方、駆動モーターの負荷電流の変動により信号を得る
タイプのものにおいては負荷電流の変動は通常のサーボ
モータでは生地の有無によって生じるサーボ電流値が通
常のものより極めて小さく、精密な情報伝達手段を行う
ことができないものであった。

（発明の目的） この発明は前記問題点を解消して、布地の厚み。

布質、織りの粗密等、縫製上の糸調子を左右する要素を
一括して情報として入手できる自動糸調子付与装置を提
供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解消するためにこの発明のミシンの自動糸
張力付与装置は、上糸張力を自動調節するミシンのベッ
ドに設けられ、前記針の落下点にｎ通孔が形成された針
板と、その針板の貫通孔において上下移動可能に支持さ
れており、その上端面が常には前記針板の上面と略同一
面に位置するとともに、前記針貫通用の針孔が形成され
た布支持体と、その布支持体の上下移動量を検出する移
動ｌ検出体とを有し、前記針の下降に伴なう加工布の下
方移動量を検出して上糸に適正な張力を不付与するよう
に構成されたことをその要旨とするものである。

（作用） 前記構成により、縫製時に下動してきた針が加工布を貫
通し・て布支持体の針孔を挿通するとき、生地を貫通し
たときに及ぼされる抵抗力は加工布を媒介として布支持
体に伝播され同布支持体は下方へ移動する。この布支−
持体の下方への移動により移ＩＦｌｆｆｉ検出体が検出
し、その検出信号に基づいて上糸に適正な張力を付与す
る。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第９図
に従って説明する。

ミシンフレーム１はアーム部２とベッド部３とを備え、
そのアーム部２の頭部内に上下動可能に装着された４棒
４に針５が取着されている。前記アーム部２の上部には
後記する自動糸調子器６が配謂されており、又、前記ア
ーム部２の＃Ｉ面には手動により上糸の張力を変更可能
な周知の主糸調子器７が取付けられるとともに、複数の
糸案内体８が取付られている。

ざらに、アーム部２内には周知の天秤機構により作動さ
れる天秤が設けられていて、その先端がアーム部２の前
面に突出するようになっている。

ぞして、前記上糸供給源から供給される上糸Ｕは自動光
調′ｆ器４．各糸案内体８．生糸ＨＰ器７゜天秤を介し
て針５に供給され、その針５とベッド部３内に設けられ
た糸輪捕捉器９との協働により、加工布Ｎに対して木！
ａ縫目が形成されるようになっている。

前記ベッド部３には滑板１０及び針板１１が配設されて
いて、その針板１１には貫通孔１２が形成されている。

同針板１１の下面には弾性を備えた片持ちはり１３の基
端が固着され、その先端部には前記貫通孔１２に上Ｆ動
可能に挿通される布支持体としての糸道１４が一体に固
設されている。

同系道１４は針５が加工布Ｎｅａｔ通するとき以外の影
響を受けにくくするため、その上端面が前記針板１１の
上面に対して同−而または若干下方に位置した状態で配
置されるとともに、上下両端部を貫通する透孔１４ａが
透設され、前記針５が貫通可能になっている。前記片持
ちはり１３の基端部５面には移動ｌ検出体、としての歪
みゲージ１５が固設されている。

館記片持ちはり１３．糸道１４及び歪みゲージ１５とか
ら圧力センサＳが構成されている。この圧力センサＳは
針５が加工布Ｎを貫通するときに抵抗力が生ずるが、針
５がさらに下動して糸道１４に貫通したときに前記抵抗
力は加工布Ｎを媒介として糸１ｉ１４に伝播され同系道
１４は下方へ移動する。このとき、糸道１４に伝播され
た力は片持ちはり１３には曲げモーメントとして、！！
ｌき、片持ちはり１３は自身の弾性力に抗して下動され
る。

すると、歪みゲージ１５がその片持ちはり１３の移動量
に基づいて電位変動が生じることにより検出信号を出力
するようになっている。

次に自動糸調子器６を第５図及び第６図に従って詳細に
説明すると、前記アーム部２の上部前面にはサブテンシ
ョンホルダー１６が固着され、同サブ１ンシヨンホルダ
ー１６の前部には大径の嵌合孔１６ａが前面から穿設さ
れるとともに、後部には小径の雌ねじ孔１６ｂが透設さ
れている。

同嵌合孔１６ａにはロータリー糸調子皿１７を構成する
筒状の回動軸１８が回動可能に嵌合されており、回動軸
１８の前端面には互いに相対する一対の円板１９が一体
に固設されている。両円板１９の周縁は互いに反対方向
に離間して上糸口を巻付可能になっている。そして、同
ロータリー糸調子皿１７は前記雌ねじ孔１６ｂに先端部
が進退調節可能に螺合される糸案内銅棒２０にて回動可
能に挿通されている。

同回動＠１８の後端部外周には周回する係合溝２１が凹
設されるとと６に、前記回動軸１８の曲端部外周には係
止段部２２が形成されている。そして、前記サブ１ンシ
ヨンホルダー１６の前面には回動軸１８を挿通する二叉
状の糸案内板２３が固定されている。

又、糸案内銅棒２０にはその頭部２０ａと前記円板１９
間において糸切り時に作用するバネ２４が巻装されてい
て、フェルト等のＪ！１！擦材料からなる摩擦板２５を
介してロータリー光調ｊ’［１１７をサブテンションホ
ルダー１６側へ付勢するようになっている。

前記アーム部２の上面にはホルダー２６が固着され、上
方に突出されたホルダー２６の一側上部にはサーボソレ
ノイド２７がヒスにより固着されている。又、前記ホル
ダー２６の両側壁中央部間には軸２８にて作動レバー２
９が回動可能に軸支されており、同作動レバー２９の一
端は前記サーボソレノイド２７のプランジャ２７ａの下
端部に対しリンク３０を介して連係されている。

そして、前記軸３３には一端がホルダー２６に係止され
るバネ３１が巻装され、同バネ３１は他端が作動レバー
２９の上部に形成された掛止片２９ａに掛止されること
により、作動レバー２９の前端部が常に下方回動するよ
う付勢されている。

前記サブテンションホルダー１６において前記ロータリ
ー光調？ｌＩｎ１７の係合溝２１に対応する上部及びホ
ルダー２６下壁には下端部が前記回動輪１８の係合溝２
１に当接する張力付加ビン３２が上下動可能に挿通配置
されており、同張力付加ビン３２の■端部は前記作動レ
バー２９の前端部にて駆動されるＪ：うに当接されてい
る。

従って、この自動糸調子器６はロータリー糸調子皿１７
の円板１９の周縁に上糸口を巻付した状態で上糸Ｕが供
給方向へ移動されると回動するとともに、ナーボソレノ
イド２７が励磁されてプランジャ２７ａが駆動されると
、リンク３５及び作動レバー２９を介しＬ張力付加ビン
３２の係合溝２１に対する押圧力が制御されるようにな
っている。

そして、前記張力付加ビン３２の係合溝２１に対する押
圧力の制御によりロータリー糸調子皿１７の回動に抵抗
が付与され、そのことによってロータリー糸調子皿１７
の円板１９間に巻付された上糸Ｕの張力を調整するよう
になっている。

又、第７図に示すようにこのミシンにおいてはア・−ム
部２内のミシン主軸（図示しない）に設けたプーリー、
又はモータ駆動軸等の回転駆動を行っている箇所には周
知の主軸回転角検出器３３が設けられ、常にミシン主軸
の回転角度を検出し、その検出信号を演算回路３５に出
力するようになっている。さらに、アーム部２内におい
て布送り機構に連係される箇所には周知の縫いピッチ検
出器３４が設けられ、布送り機構の縫いピッチを検出し
てその検出信号を演算回路３５に出力するようになって
いる。

演口回路３５は中央処理装置（以下ＣＰＬＪという）３
６と、読出し専用メモリ（以下、ＲＯＭという）３７と
、読出し及び書込み用メモリ３８（以下、ＲＡＭという
）とにより構成されている。

そして、ＣＰＵ３６の入力端子には前記各検出器３３．
３４及び圧力センサＳが接続されるとともに、出力端子
には前記サーボソレノイド２７が・接続されている。

前記ＲＯＭ３７にはＣＰＬＪ３６を制御する制御プログ
ラムが格納されるとともに、複数の関数ｆｐｎ（丁）が
記憶されている。すなわち、関数ｆｐｎ（Ｔ）は第８図
に示すように圧力センサＳが検出した検出信号に基づく
圧力データＤと上糸必要張力Ｔとの一定の関係を表わす
関数となっており、縫いピッチｐｎ　　（ｎ＝１．２．
３・・・）に対応して複数用意されている。

試し縫いスイッチ３９はアームｇ１２の脚柱部に設けら
れ、その出力端子が前記ＣＰＵ３６に接続されており、
同試し縫いスイッチ３９のオン・オフにより試し縫いモ
ード及び本綴いモードが選択されるようになっている。

次に、前記の、にうに構成されたミシンの作用を第７図
に示すブロック回路図及び第９図に示すフローチャート
を参照して説明する。

さて、試し縫いするときには試し縫いスイッチ３９をオ
ンさせ、試し縫いモードにする。そして、主糸調ｆ器７
を適宜調整しつつ、加工布Ｎを試し縫いする。すると、
加工布Ｎを貫通した針５が下動して糸道１４を貫通した
とき、加工布Ｎを貫通した時に生ずる抵抗力は加工布Ｎ
を媒介として糸道１４に伝播され、同系１１１４は下方
へ移動する。

この糸道１４の下方への移動により片持ちはり１３ち移
動され、歪みゲージ１５がその移動量を検出して検出信
号を出力する。なお、この試し縫いは加工布Ｎの薄い部
分又は織り方の粗い部分にて行うことが好ましい（ステ
ップ１）。

次にＣＰ（Ｊ３６は試し縫いスイッチ３９がオン操作さ
れている否かを判別しくステップ２）、試し縫いスイッ
チ３９がオン操作されているときはＣＰＬＪ３６は前記
圧力信号を初期データＤＯとしてＲＡＭ３８に記憶する
。ざらに、ＣＰＵ３６は縫いピッチ検出器３４からの検
出した検出信号を読み込み（ステップ３）、その検出信
号に基づいて現在の縫いピッチｐｎに対応した関数ｆｐ
ｎ（Ｔｉを選択してＲＡＭ３８に記憶する（ステップ４
）。

例えば、縫いピッチｐ１のときはＣＰＵ３６は第８図に
示す関数ｆｐ１（Ｔ）を選択するとともに縫いピッチｐ
２のときはＣＰｔＪ３６は関数ｆ’ｐ２（Ｔ）を選択す
る。

この時ＣＰｔＪ３６は初期データＤＯと選択された関数
ｆ　ｐｎ　（ｒ　）とに基づき上糸必要張力下０を演算
するが、サーボソレノイド２７に対して求めた必要張力
下０に対応する制御信号を出力しない。

すなわち、試し縫いモードにおいては、作業者は上糸Ｕ
に対して張力ＴＯが付与されるように手動にて生糸調子
器７を調節する。

この後試し縫いスイッチ３９をオフさせ本・縫いモード
にして縫製を開始すると、ＣＰＵ３６は圧力センサＳか
ら出力されてきたそのときどきの圧力信号に基づくデー
タを入力する（ステップ１）。

そして、次にＣＰＵ３６は圧力センサＳが加工布Ｎの右
岸等が変化したことを検知して圧力センサＳから出力さ
れる圧力信号に基づくデータＤ１をＣＰＵ３６が入力す
ると、例えば関数ｆｐ１（Ｔ）を選択しているときはＣ
ＰＵ３６は同データＤ１と関数ｒｆ）１（Ｔ）とから上
糸必要張力Ｔ１を算定し、さらに、ΔＴ＝７１−Ｔｏを
演のする（ステップ５）。又、例えば関数ｒ　ｐ２　（
Ｔ　）を選択しているときはＣＰＵ３６は同データＤ１
と関数ｆｌ）２゛（Ｔ）とから上糸必要張力Ｔ″１を算
定し、さらに、ΔＴ−＝Ｔｌ−Ｔ′Ｏを演算する。

そ・して、ＣＰＵ３６はその演算結果６丁等に基づいて
サーボソレノイド２７に印加すべき印加電流を演算しく
ステップ６）、その演算結果をＲＡＭ３８に記憶して待
機状態にする。

次にＣＰＵ３６は主軸回転角検出器３３からの検出信号
を入力し、その検出信号に基づいた主軸回動角度データ
が１００°〜３００°の範囲内にあるか否かを判断する
（ステップ７）。そして、ＣＰＵ３６は主軸回転角が１
００°〜３００°の範囲内にあるときは待機状態を解除
してＲＡＭ３８から印加電流データを読出し、自動光調
Ｔ器６のサーボソレノイド２７に印加電流を出力する。

一方、主軸回転角がその範囲内にないときは主軸回転角
が１００’〜３００°の範囲に達した・とき待機状態を
解除してＲＡＭ３８から印加電流データを読出し、印加
電流をサーボソレノイド２７に印加して上糸Ｕに対し必
要な上糸張力を付与する（ステツブ８）。

又、前記の状態から圧力センサＳが再び最初と同様の加
り布Ｎの薄い部分を検知したときは、同一経路をたどっ
てサーボソレノイド２７への印加電流を軽減し、自動糸
調子器６により基準状態の上糸張力にする。

前記のように構成された自動糸張力付与装置における圧
力センサＳの圧力測定を縫い速度が３００Ｏ３，Ｐ、Ｍ
、の条件下で行った結果を第１０図に示す。

なお、図中、αは検出すべぎ加工布Ｎがない場合、βは
検出すべき加１布が１枚の場合、γは加工布が２枚重の
場合、δは加工布が３枚重の場合を示す。このようにこ
の圧力センサＳは加工布Ｎ・の厚さに応じて良好に高い
精度で検出できる。

従って、前記のような圧力センサＳからの検出信号に基
づいて上糸に付与する張力は極めて精度よく行うことが
可能となる。

又、針５が加工布Ｎの貫通したときの抵抗力の変化を検
出しているので、加工布Ｎの織り方の相違による粗雷、
布原２段部等にも対応でき、前記のように高速化への対
応も可能である。また、万一高速縫製時に針５が糸道１
４に衝突した場合にはその衝撃が片持ちはり１３を介し
て歪みゲージ１５に伝わるため針棒に圧力センサを設け
たものに比べ圧力センサＳが破壊され難い。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
この発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更するこ
とも可能である。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明は従来の針棒内在型センサ
と異なり耐久性にら渇れるとともに、針溝近傍のトラブ
ルから回避することができ、又、センサの電気的接続も
容易であり、さらには高い精度で加工布の状況を識別で
きることから上糸に付加する糸張力も精度よく行うこと
ができる。そして、針板にセンサを設けるため、針板の
簡便な修正だけでよく、精度、製造コスト、装着性の各
面において優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したミシンの一部を破断して
示す正面図、第２図は針板の平面図、第３図は針板の断
面図、第４図は針板の底面図、第５図は自動糸調子器の
正面図、第６図は同じく側断面図、第７図は電気ブロッ
ク回路図、第８図は圧力データと上糸必要張力との関係
を示すグラフ、第９図はノロ−チャー１−１第１０図は
圧力センサによる測定結果を示す検出信号の電圧オシロ
グラフである。 針５、自動糸調子器６、生糸調子器７、ロータリー糸調
子皿１７、糸案内副棒２０、張力付加ビン３２、主軸回
転角検出器３３、縫いピッチ検出器３４、演算回路３５
、中央処理装置（ＣＰＬＪ）３６、ＲＯＭ３７、ＲＡＭ
３８、圧力センサＳ。 上糸Ｕ０ 特許出願人　　　　　ブラザー工業株式会社第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上下動される針（５）が加工布（Ｎ）に侵入する際
   に生じる抵抗を検出して上糸張力を自動調節するミシン
   において、 ミシンのベッド（３）に設けられ、前記針（５）の落下
   点に貫通孔（１２）が形成された針板（１１）と、 その針板（１１）の貫通孔（１２）において上下移動可
   能に支持されており、その上端面が常には前記針板（１
   １）の上面と略同一面に位置するとともに、前記針貫通
   用の針孔（１４ａ）が形成された布支持体（１４）と、 その布支持体（１４）の上下移動量を検出する移動量検
   出体（１５）とを有し、前記針（５）の下降に伴なう加
   工布（Ｎ）の下方移動量を検出して上糸（Ｕ）に適正な
   張力を付与するように構成されたこと を特徴とするミシンの自動糸張力付与装置。