JPS6232541Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はミシンに関するものであり、特に電力
を供給してそれぞれの電気機械的アクチユエータ
の位置決めを行なうことによつて動作制御の可能
なステツチ形成装置を備えたミシンに関するもの
である。

（従来の技術） 従来公知のミシンとしては、使用者による選択
が可能な複数個のパターンに対応するアドレス可
能なメモリ位置を持つメモリ内に連続する縫い目
の位置座標を記憶させたミシンがある。特に、
1977年４月12日付発行の米国特許第4016821号記
載のシステムにおいては、メモリ内に記憶された
ステツチパターン情報の選択および読取りをミシ
ン動作に同期して行なうために論理回路が用いら
れている。メモリから取り出されたデイジタル情
報は位置に関するアナログ信号に変換され、この
信号によつて、選択されたステツチ情報に対応す
るステツチのパターンを再現するためにミシンの
通常のステツチ形成装置の位置を直接制御する可
動コイル式直線アクチユエータを含む閉ループサ
ーボシステムを制御する。また、1974年11月12日
付発行の米国特許第3847100号に記載されたシス
テムでは、スキツプ縫い機構のアクチユエータと
して針の往復運動を止めるためソレノイドが用い
られている。これら従来のシステムにおいてはい
ずれも、アクチユエータはミシンの主駆動モータ
から独立した動作を行なう。したがつて、異常動
作状態が発生した場合には、主駆動モータが止つ
て縫い動作が行なわれていないにもかかわらずア
クチユエータに不必要な高電力が供給されること
があり得る。このような場合、かなり大きい連続
電流がアクチユエータを流れるため、アクチユエ
ータが過熱状態になると共に、アームベツド組の
内部温度も上昇する。

（考案の要約） したがつて、本考案はミシンの主駆動モータが
停止しているときミシンのアクチユエータの動作
温度および熱放散を低減することを目的とする。

この目的を達成する１つの方法として、主駆動
モータ停止時にアクチユエータの電源を切る、と
いう方法が考えられるが、これは好ましい方法で
はない。なぜなら、例えば、針交換あるいは糸通
し中に針が動かないように、針の横方向位置を制
御するアクチユエータはその現在位置を維持する
必要があるからである。

したがつて本考案は、ミシンの主駆動モータが
停止しているときに、アクチユエータの電源を完
全に切断することなくアクチユエータの動作温度
および熱放散を低減することを、もう１つの目的
とする。

本考案はさらに、ミシンが正常に動作している
ときに使用者が上記のような電気的な制約に注意
を払う必要がないようにすることを目的とする。

本考案の原理によれば、本考案の上記のおよび
その他の目的は、電力を供給して電気機械的アク
チユエータの位置を定めることによつて動作制御
の可能なステツチ形成装置を備えたミシンにおい
て、ミシン動作を検出し、その動作を表わす信号
を出力する検出装置と、所定時間内に前記信号が
現われない時に前記アクチユエータに対する供給
電力を一定の上限値に押さえるための電力制限装
置とを設けることによつて達成される。

本考案によれば、上記電力制限装置は、アクチ
ユエータに所定レベル以上の電力が供給された場
合にのみ作動するようになつている。

（考案の実施態様） 以下、付図を参照して本考案を詳細に説明す
る。

第１図の仮想線で示すように、アームベツド組
１０はベツド１１と、ベツド１１から上に伸びた
支柱１２と、ベツド１１の上に張り出したブラケ
ツトアーム１３とを含んでいる。ミシンの駆動機
構は、上軸１４と下軸１５を有し、これらは駆動
モータ１６を含む従来の駆動機構（詳細は示され
ていない）によつて相互に接続され互に時間的関
連を持つている。そして、ブラケツトアーム１３
の揺動部材１９の中で横振れ運動を行なうように
取り付けられた針棒１８に針１７が支持され、針
１７が上下に往復運動を行なうようになつてい
る。針に往復運動を与えるため、針棒１８は上軸
１４に接続されているが、この接続には参照番号
２０で示される分離可能接続個所が含まれる。分
離可能接続個所２０は従来技術ではスキツプ縫い
機構として知られており、その詳細は前記米国特
許第3847100号に記載されている。このスキツプ
縫い機構２０は針棒解放用ソレノイド２１に対し
て動作的に接続されている。スキツプ縫い動作は
複数の条件に基づいて実行されるが、その詳細は
後述する。

針１７に横振れ運動を与えるため、駆動リンク
２５が２６の位置で揺動部材１９にピボツト接続
されており、このリンク２５は、1977年４月５日
付発行の米国特許第4016441号に記載されている
可逆直線アクチユエータ２７に機械的に接続され
ている。したがつて、直線アクチユエータ２７を
制御することによつてミシン針１７の横方向位置
を決定することが可能である。

第１図にはまた、送り台３５に支持された送り
歯３４を有する生地送り機構の一部が示されてい
る。送り歯３４に生地送り運動を与えるための上
記機構は、下軸１５から歯車３７を介して駆動さ
れる送り駆動軸３６と、送り駆動軸３６に取り付
けられたカム３８と、カム３８を含むピツトマン
３９とを備えており、ピツトマン３９は、スロツ
ト付き送り調節案内４１上で滑り部材４０を往復
させるように接続されている。ピツトマン３９は
リンク４２を介して送り台３５にピボツト接続さ
れ、それにより、送り歯３４の送り行程の距離お
よび方向が案内４１の傾斜に従つて決定されるよ
うになつている。案内４１の傾斜は直線アクチユ
エータ２７と同種の可逆直線アクチユエータ４３
によつて制御することができる。直線アクチユエ
ータ４３は４７の位置でアーム４８にピボツト接
続され、アーム４８は案内４１に結合された軸４
９に固定されている。

第１図にはさらに、タイミングパルス発生器５
０が示されているが、これは米国特許第3939372
号記載の種類のものを利用することができる。こ
のパルス発生器５０は上軸１４の各回転ごとに１
個ずつの一連のタイミングパルスを発生する。こ
のパルスの動作については後述する。

第２図に示される回路構成は本考案を実施した
ものであり、ミシンが動作していないときに針棒
解放用ソレノイド２１、針横振り用直線アクチユ
エータ２７、送り用直線アクチユエータ４３への
供給電力を制限するために使用される回路を含ん
でいる。第２図の構成はさらに、選択されたパタ
ーンでのステツチ形成中に針横振り用直線アクチ
ユエータ２７と送り用直線アクチユエータ４３を
制御するための回路を含んでいる。第２図の回路
全体はアームベツド組１０の中のプリント回路板
５２（第１図）に組み込むことができる。針横振
り用直線アクチユエータ２７用の制御回路は針横
振り用論理回路１０１を備えており、この回路１
０１から加算接続点１０２に位置信号が入力され
る。加算接続点１０２は上記入力端のほかにもう
１つの入力端を備え、その入力端には、針横振り
用直線アクチユエータ２７の実際の位置を表わす
信号が入力される。したがつて、加算接続点１０
２の出力は誤差信号を表わし、その信号は前置増
幅器１０３の入力端に送られる。そして、前置増
幅器１０３の出力は前置増幅器１０４と電力増幅
器１０５を含む電力増幅段に供給され、そこで針
横振り用直線アクチユエータ２７の位置決め制御
が行なわれる。同様に、送り用直線アクチユエー
タ４３を制御するための制御回路は送り用論理回
路１０７を備えており、この回路１０７から加算
接続点１０８に位置信号が入力される。加算接続
点は上記入力端のほかにもう１つの入力端を備
え、その入力端には、送り用直線アクチユエータ
４３の実際の位置を表わす信号が入力される。し
たがつて、加算接続点１０８の出力は誤差信号を
表わし、その信号は前置増幅器１０９の入力端に
送られる。前置増幅器１０９からの出力は、前置
増幅器１１０と電力増幅器１１１を含む電力増幅
段に供給され、そこで送り用直線アクチユエータ
４３の位置決め制御が行なわれる。なお、針横振
り用論理回路１０１および送り用論理回路１０７
に対する入力信号は、使用者による選択が可能な
複数のパターンのステツチパターン座標を記憶し
ているリード・オンリ・メモリ（ROM）の出力
端から供給されるが、これについては、前記米国
特許第4016441号記載のような従来技術において
公知である。このROMは大規模集積回路（LSI）
１１３の一部として形成されている。また、LSI
１１３には論理回路が含まれており、使用者によ
るパターン選択及びタイミングパルス発生器５０
からのタイミングパルスに応答して、ステツチパ
ターン座標情報をROMから読み出すための信号
が、その論理回路から出力されるようになつてい
る。このLSIは種々の制御機能を有するが、ここ
では本考案に関連する機能についてのみ説明す
る。

スキツプ縫いは、例えば、パターンの開始時や
単一パターンを縫い終つた後、あるいはしつけ縫
いや倍送りなどの動作のような様々な時に行なわ
れる。このような動作のときには、針棒解放用ソ
レノイド２１はリード線１１５に低レベル信号を
与えて付勢される。リード線１１５は、並列接続
された１対のコレクタ解放回路１１７Ａ，１１７
Ｂの出力端に接続されている。この並列回路はソ
レノイド２１と論理回路の他の部分との間の緩衝
装置として働く。増幅器１１７Ａ，１１７Ｂへの
論理入力はNANDゲート１２１に接続されたイン
バータ１１９から供給される。NANDゲート１２
１の入力端１２３には通常低レベル信号が入力さ
れ、その入力信号によつて出力が通常高レベルに
なる。NANDゲート１２１のもう１つの入力端１
２５には、後で詳しく述べるが、通常高レベルの
信号が入力されている。したがつて、この入力条
件のとき、リード線１１５は回路状態となり、針
棒解放用ソレノイド２１は消勢状態に保たれる。
スキツプ縫いを行なうために針棒解放用ソレノイ
ド２１を付勢する際には、LSI１１３からリード
線１２３に高レベルの針棒解放用信号（NBR信
号）が供給される。それにより、NANDゲート１
２１の出力が低レベルになつて、インバータ１１
９の出力が高レベルになり、その結果、リード線
１１５に低レベル信号が現われて、針棒解放用ソ
レノイド２１が付勢される。

本考案の原理によれば、ミシンの主駆動モータ
１６が所定時間、例えば６秒間停止したことを検
出する回路が設けられる。そのような状態が検出
されたとき、もし針棒解放用ソレノイド２１が付
勢されていれば、上記検出回路はソレノイド２１
への電力を制限させる。また、ミシンが異常動作
状態にあるときにも、後に詳しく説明するよう
に、針横振り用直線アクチユエータ２７および送
り用直線アクチユエータ４３への電力が制限され
る。しかし、ミシンが正常に動作している場合に
は、針横振り用直線アクチユエータ２７および送
り用直線アクチユエータ４３への電力は制限され
ず、これらのアクチユエータはそれぞれの位置に
保たれる。

後に詳しく説明するが、主駆動モータ１６の６
秒間停止が検出されると、リード線１２７に高レ
ベル信号が現われる。NANDゲート１２９のもう
１つの入力端には、例えば周波数25KHz、デユー
テイサイクル（duty cycle）50％の高周波信号が
LSI１１３からリード線１３１を介して供給され
る。このようにリード線１２７が高レベル、そし
てリード線１２５が50％期間だけ高レベルになる
とき、リード線１２５の信号状態は50％期間だけ
高レベルになる。リード線１２３のNBR信号が
高レベルのとき、それは針棒解放用ソレノイド２
１が付勢されること、そしてリード線１２５の信
号状態が50％ずつの割合いで高レベル、低レベル
になることを意味し、リード線１１５の信号は50
％期間低レベルになる。この信号周波数は、針棒
解放用ソレノイド２１をチヤツタリングさせずに
付勢し続けるのに十分な高周波数である。針棒解
放用ソレノイド２１への平均供給電圧が50％減少
することにより、針棒解放用ソレノイド２１の消
費電力は、連続付勢時電力の25％に減少する。

主駆動モータ１６の６秒間停止が検出された時
にリード線１２７に現われた高レベル信号は、ト
ランジスタ１３３のベースにも供給される。トラ
ンジスタ１３３はトランジスタ１３５と共にダー
リントン回路を構成する。リード線１２７に高レ
ベル信号が現われた時、トランジスタ１３３，１
３５が導通し、電源１３７からリレーコイル１３
９への電流路が形成される。リレー１３９は２個
の常開接点１４１，１４３を備えている。前置増
幅器１０４は抵抗１４５を介して電力増幅器１０
５に接続されている。同様に、前置増幅器１１０
は抵抗１４７を介して電力増幅器１１１に接続さ
れている。リレー接点１４１は抵抗１４９を含む
線路に接続され、この線路は、抵抗１４５と電力
増幅器１０５の入力端との接続点を接地するため
のものである。同様に、リレー接点１４３は抵抗
１５１を含む線路に接続され、この線路は、抵抗
１４７と電力増幅器１１１の入力端との接続点を
接地するためのものである。リード線１２７に現
われた高レベル信号によつてリレー１３９が付勢
されると、リレー接点１４１，１４３が閉じ、そ
れぞれの抵抗１４９，１５１を含む各接地線路が
形成される。これらの接地線路は、それぞれの前
置増幅器１０４，１１０と電力増幅器１０５，１
１１との間における分圧器の効果を持つ。本実施
例では、抵抗１４５，１４７の値は430オーム、
抵抗１４９，１５１の値は160オームである。し
たがつて、リレー接点１４１，１４３が閉じてい
るとき、電力増幅器１０５，１１１への入力電圧
は前置増幅器１０４，１１０の出力電圧の約27.2
％に減少する。ミシンが正常に動作している場
合、アクチユエータ２７，４３は適切な位置をと
り、実質的にゼロ値の誤差信号が前置増幅器１０
４，１１０に入力される。このようなときには、
抵抗１４９，１５１を挿入した効果はほとんど現
われず、電力および熱放散は減少しない。そし
て、ミシンの使用者も全く変化を感知しない。し
かし、動作状態にある種の異常が生じると、大き
な誤差信号が発生し、アクチユエータが動かなく
なることがある。例えば、針が遠い横振り位置に
あつて生地を貫通している時にミシンに電力が供
給された場合に回路が針を中央に戻そうとする場
合、また、送り歯が針板より上に位置していて生
地押えが送り歯の位置まで下がつている時にミシ
ンに電力が供給された場合に回路が送り歯を動か
そうとする場合である。このような状況では、比
較的大きな誤差信号が発生する。電力増幅器１０
５，１１１の各出力端と前置増幅器１０４，１１
０の各入力端との間に形成される帰還路には、電
力増幅段の利得設定用抵抗１５３，１５５が含ま
れている。したがつて、抵抗１４９，１５１は、
アクチユエータ２７，４３に供給される最大電圧
の上限を設定する機能を持つ。この上限は電源電
圧の約27.2％であり、それに従つて最大熱放散が
減少する。

ミシン主駆動モータ１６の６秒間停止を検出す
るために、タイマが設けられている。このタイマ
はトグル型フリツプフロツプ１６１，１６３，１
６５，１６７，１６９，１７１を備えた６段カウ
ンタで構成される。フリツプフロツプ１６１〜１
７１は、LSI１１３からリード線１７３を介して
供給される８Hzのクロツク信号のパルスを計数す
る。リード線１７３のパルスはNANDゲート１７
５の一方の入力端に供給される。

NANDゲート１７５の他方の入力端には、リー
ド線１７７を介してインバータ１７９の出力が供
給される。なお、インバータ１７９の入力端は
NANDゲート１８１の出力端に接続されている。
NANDゲート１８１はリード線１８３，１８５，
１８７に接続された３つの入力端を備えている。
リード線１８３には、LSI１１３から電源投入信
号が出力される。この電源投入信号は通常高レベ
ルで、最初に電力がミシンに供給された時には低
レベルになる。リード線１８５に現われる信号は
LSI１１３からのパターン選択信号である。パタ
ーン選択信号は通常高レベルで、新しいパターン
が選択された時には低レベルになる。リード線１
８７の信号は、LSI１１３からリード線１９３を
介して入力信号を受けるインバータ１９１の出力
信号である。リード線１９３の信号はパルス発生
器５０（第１図）からの上軸タイミングパルスで
ある。リード線１９３のパルスは、ミシン主駆動
モータ１６の動作に従つて上軸１４が１回転する
ごとに高レベルとなる信号である。リード線１９
３のこの信号はリード線１８７に現われた時、反
転されている。したがつて、リード線１７７の信
号は通常高レベルであるが、下記の３つの場合に
は低レベルとなる。

１ ミシンに最初に電源が投入されて、リード線
１７７に低レベルパルスが現われた場合 ２ 新しいパターンが選択されて、リード線１７
７に低レベルパルスが現われた場合 ３ ミシン主駆動モータ１６の動作中、リード線
１７７に低レベルパルス列が現われた場合 リード線１７７の低レベルパルスはフリツプフ
ロツプ１６１〜１７１をクリアする働きを持ち、
それによつて６秒間タイマがリセツトされる。リ
ード線１７７の信号が高レベルになると、NAND
ゲート１７５が導通し、リード線１７３の８Hzク
ロツクがリード線１９５を介してNANDゲート１
９７の一方の入力端に供給される。NANDゲート
１９７の出力端からは、リード線１９９を介して
フリツプフロツプ１６１〜１７１に計数パルスが
供給される。NANDゲート１９７の他方の入力端
には、リード線２０３を介してNANDゲート２０
１の出力が供給される。リード線２０３の信号が
高レベルのとき、８Hzクロツクパルスの計数が行
なわれる。リード線２０３の信号状態が高レベル
になるのは、NANDゲート２０１の４つの入力の
いずれかが低レベルになつ時である。これら４つ
の入力のうちの２つは前述のリード線１７７，１
９９であり、残りの２つは、フリツプフロツプ１
６９，１７１の各出力端からのリード線２０５，
２０７である。リード線２０５，２０７の信号が
共に高レベルになつたとき、それは６段フリツプ
フロツプカウンタが48カウントに達したことを表
わしている。８Hzクロツクパルスの計数が行なわ
れているのであるから、48カウントは６秒間の時
間に相当する。したがつて、リード線１７７に低
レベル信号が現われないままの状態で６秒間が経
過した時には、リード線２０３の信号は低レベル
になる。この状態になると、NANDゲート１９７
が遮断されるため、計数動作は終了する。この時
デプリーシヨン形FET装置２０９，２１１のス
イツチ動作によつて、リード線１２７に高レベル
信号が現われる。そしてリード線１２７の高レベ
ル信号によつて前述のように針棒解放用ソレノイ
ド２１およびアクチユエータ２７，４３への電力
供給が制限される。

上記状態は、新しいパターンが選択されてリー
ド線１８５に低レベルパルスが現われる時、ある
いはミシン主駆動モータ１６が作動してリード線
１９３に上軸タイミングパルスが現われる時まで
維持される。上記いずれかのパルスが現われた場
合には、リード線１７７に低レベルパルスが現わ
れるから、リード線２０３に高レベル信号が現わ
れ、その結果、６段カウンタの動作が再開され、
針棒解放ソレノイド２１およびアクチユエータ２
７，４３に再び100％電力の供給が行なわれる。

以上、ミシンの停止期間中にミシンの電気機械
的アクチユエータへの電力供給を制限するための
構成について述べた。なお、上記構成は本考案原
理の適用に関する単なる説明手段であり、「実用
新案登録請求の範囲」の記載範囲内において多く
の異なる構成を考案することが可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理に基づく構成を適用し得
るミシンの透視図、第２図は本考案の原理に基づ
いて構成される回路の一例のブロツク図である。 参照符号の説明、１１３……LSI、１６１，１
６３，１６５，１６７，１６９，１７１……フリ
ツプフロツプ（カウンタ）、１４９，１５１……
分圧装置の抵抗、１３９……リレー、１４１，１
４３……リレー接点（スイツチ）、２１……針棒
解放ソレノイド、２７……針横振り用直線アクチ
ユエータ、４３……送り用直線アクチユエータ、
１８１……NANDゲート（検出装置）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電気機械的アクチユエータの位置を定めるよ
   うに電力を供給することによつて動作制御の可
   能なステツチ形成装置および主駆動モータを備
   えたミシンにおいて、 ミシンの前記主駆動モータの動作を検出し、
   その動作を表わす動作信号を出力する検出装置
   と、 所定時間の間前記動作信号が現われない時、
   前記アクチユエータに対して供給され得る電力
   を前記主駆動モータの動作中に供給され得る値
   より実質的に低い値に押えるための電力制限装
   置と、 を設けたミシン。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記検出装置は、ミシンの前記主駆動モータの回
   転を検出し、モータ回転に同期して前記動作信
   号を供給する装置を有することを特徴とするミ
   シン。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項において、複
   数のパターンを使用者の選択によつて縫うこと
   ができるようにしたミシンであつて、前記検出
   装置は、使用者によるパターンの選択にも応答
   して前記動作信号を供給する装置を有すること
   を特徴とする前記ミシン。 (4) 実用新案登録請求範囲第１項において、前記
   検出装置は、ミシンの前記主駆動モータに電力
   が供給されたことに応答して前記動作信号を出
   力する装置を有することを特徴とするミシン。 (5) 実用新案登録請求の範囲第２項、第３項又は
   第４項において、前記電力制限装置が 一定周波数のクロツクパルスを供給するクロ
   ツク装置と、 前記クロツクパルスを計数する計数装置と、 前記計数装置が所定計数値に達したことに応
   答して前記電力を減少する装置と、 前記動作信号に応答して前記計数装置をリセ
   ツトする装置とを含むことを特徴とするミシ
   ン。 (6) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記電力制限装置は前記アクチユエータへの供給
   電圧のデユーテイサイクルを変える装置を有す
   ることを特徴とするミシン。 (7) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記電力制限装置は前記アクチユエータへの電力
   供給路において選択的に接続可能な分圧装置を
   有することを特徴とするミシン。 (8) 実用新案登録請求の範囲第７項において、前
   記分圧装置が 前記電力供給路に直列接続された第１の抵抗
   と、 前記第１の抵抗の両端のうち電気的に前記ア
   クチユエータに近い方の一端と基準電圧との間
   に接続された第２の抵抗と、 前記第２の抵抗に直列に接続された常開スイ
   ツチ装置と、 前記所定時間の間に前記動作信号が現われな
   い時に前記スイツチ装置を閉成させるための装
   置とを含むことを特徴とするミシン。