JPS628785A - ミシンの信号発生装置 - 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、ミシンの信号発生装置に関し、詳細には所
定の範囲内において速度が可変制御されるミシンモータ
により回転駆動される主軸と、その主軸の回転に伴って
上下往復運動を行い、横方向に揺動運動可能な縫針と、
その縫針の揺動位置を制御する針揺動データを発生し得
る針揺動データ発生手段と、前記縫針をミシンベット上
の針上位置にて停止させるために作動可能な針定位置停
止手段とを備えたミシンにおける信号発生装置に関する
。

［従来技術１ 従来のミシンにおいては、［１の各上下往復運動中にお
いて前記針揺動データが発生する時点を決定するタイミ
ング信号と、前記針上位置を指示する針上位置信号とを
発生させるために、主軸の２つの所定回転位置をそれぞ
れ検出する２個の位置検出器が主軸およびミシン機枠内
に設けられていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般に、家庭用ミシンにおいては、小型化が要求されて
おり、ミシン機枠内のスペースはかなり制限されている
。この狭いスペース中において、２個の位置検出器を主
軸およびミシン機枠に配置することは困難であり、それ
らの取付けにも手間がかかつていた。更に、高価な検出
器を２個使用することは、コストを低減する上で不利で
あった。

［発明の目的］ そこで、本発明は従来の問題点を解決するために為され
たもので、その目的とするところは、単一の位置検出器
を用いて前記タイミング信号と前記針上位置信号の両方
を発生し、ミシン機枠内の限られたスペースへの位置検
出器の配置を容易にし得る信号発生装置を提供すること
にある。

［問題を解決するだめの手段］ 前述の目的を達成するために、本発明の信号発生装置は
、８１釘の各上下往復運動中においてタイミング信号と
針上位置信号とのいずれか一方の信号を発生するために
主軸の所定回転位置を検出する位置検出器と、ミシンモ
ータの速度が高い時には短い時間を設定しまた低い時に
は長い時間を設定し、その設定時間に関係する時間デー
タを発生する時間データ発生手段と、位置検出器からの
一方の信号に応答して時間データをロードし、その時間
データに対応する時間だけ計時動作を行ない、その計時
動作終了時に他方の信号を発生する計時手段とを特徴と
して構成されている。

［作用］ 単一の位置検出器が、縫針の各上下往復運動中に、タイ
ミング信号と針上位置信号とのいずれか一方の信号を発
生する。また、時間データ発生手段は、ミシンモータの
速度が高い時には短い時間を設定しまた低い時には長い
時間を設定し、その設定時間に関係する時間データを発
生する。そして、計時手段は、位置検出器からの一方の
信号に応答して、時間データに対応する時間だけ計時動
作を行なった後に他方の信号を発生する。この単一の位
置検出器と計時手段との動作により、タイミング信号と
針上位置信号との両方が発生される。

更に、ミシンモータの速度に応じて計時手段にロードさ
れる設定時間を変化させることから、他方の信号の発生
時における主軸の回転位相がほぼ一定となり、縫針の揺
動位置の位置決めまたは縫針の定位置停止動作が安定化
する。

［実施例］ 本発明の信号発生装置を具体化した一実施例を示す図面
を参照して以下に説明する。

第２図は、本実施例の信号発生装置が採用されたミシン
の正面外観を示しており、そのミシンの機枠１０は下方
アーム１２とその下方アーム１２から立設された脚柱部
１４とその脚柱部１４から水平方向に延出した上方アー
ム１６とから構成されている。上方アーム１６の前面に
は、多数の模様の形象と各模様に対応する模様番号とが
揚起された模様表示板２２が固設されている。模様表示
板２２に示、された２桁の模様番号を個々に設定するた
めに操作可能な４個の数字入力キー２６ａ乃至２６ｄが
脚柱部１４の前面に設けられ、キー２６ａ、２６ｂは模
様番号の下位桁の数字を設定するために作用し、キー２
６０，２６６はその上位桁の数字を設定するために作用
する。前記数字入力キー２６ａ乃至２６ｄにより設定さ
れた２桁の模様番号を表示するために数字表示器２４が
脚柱部１４の前面に設けられている。また、主軸の回転
に伴って上下往復運動を行い、横方向に揺動運動可能な
縫針２０が、上方アーム１６の頭部に設けられている。

上方アーム１６の頭部前面には、ミシンを起動および停
止させるために操作可能な起動停止スイッチ４６が配置
されている。

次に、第１図を参照してミシンの電気的構成を説明する
。

多数の模様から所望の模様を選択するために、模様選択
装置３０が設けられており、その模様選択装置３０は前
記数字表示器２４と前記数字入力キー２６ａ乃至２６ｄ
とを含んでおり、選択された模様の模様番号信号Ｐ１を
データ読出装置３２に出力するように構成されている。

位置検出器４４は、主軸に取り付けられＩＣスリット付
きの円盤とそのスリットを検出するフォトインタラプタ
とにより構成され、主軸の所定回転位置、即ち第３図に
示すベッド上面ＢＳより上方の所定位置ＨＡに縫針２０
が達した時にタイミング信号ＴＰを発生する構造である
。データ続出装置３２は、アドレス記憶装置とアドレス
計数器とで構成され、アドレス記憶装置は、模様番号信
号Ｐ１に従って所望模様に対応する先頭アドレス信号を
発生し、アドレス計数器は、所望模様の選択時に先頭ア
ドレス信号をロードするとともにタイミング信号ＴＰに
応答して、計数内容を累進させてその計数内容をアドレ
ス信号Ｐ２として縫目データメモリ３４に出力する構造
である。その縫目データメモリ３４は、前記模様表示板
２２に揚起された全ての模様に関する４１揺動データお
よび送りデータを記憶しており、データ読出装置３２か
らのアドレス信号Ｐ２が入力されると、針揺動データを
針揺動駆動回路３６に出力するとともに送りデータを送
り駆動回路４０に出力するように構成されている。

尚、本実施例においては、針揺動データ発生手段はデー
タ読出装置３２および縫目データメモリ３４から構成さ
れている。針揺動駆動回路３６は、縫目データメモリ３
４からの針揺動データに従って針揺動アクチュエータ３
８を駆動制御するように構成されている。針揺動アクチ
ュエータ３８は、縫針２ｏの横方向揺動位置を設定する
ためのもので、例えば、ステッピングモータが使用され
る。

また、送り駆動回路４０は、縫目データメモリ３４から
の送りデータに従い、縫針２０の揺動位置の設定と約１
８０度の位相差をもって、送りアクチュエータ４２を駆
動制御するように構成されている。送りアクチュエータ
４２は、図示しない送り調節器の調節位置を設定するた
めのものである。

また、起動停止スイッチ４６は、押圧操作可能な自動復
帰型のスイッチより構成されており、その押圧操作時に
操作部＠Ｐ３を運転停止指令発生回路４８に出力する構
造である。運転停止指令発生回路４８は、起動停止スイ
ッチ４６からの操作信号Ｐ３に応答して、ハイレベルの
運転信号とローレベルの停止信号とを交互に発生するよ
うに構成されている。モータ制御装置５０は、本実施例
では針定位置停止手段を構成するもので、ミシンモータ
５４の速度を所定の範囲内において可変設定するために
操作可能な速度設定操作部を有し、その操作部の設定速
度にミシンモータ５４の速度を制御する制御信＠Ｐ５を
出力し得るように構成され、前記運転停止指令発生回路
４８からハイレベルの運転信号が供給されている間、前
記操作部に従う制御信号Ｐ５を出力し、ローレベルの停
止信号が供給された時に後述の低速設定器５６からの停
止用低速型信号Ｐ６に従う制御信号Ｐ５を出力するもの
である。更に、モータ制ｒＩａ装置５０は、後述のカウ
ンタ７６から針上位置信号ＮＰが供給されると、制御信
号Ｐ５の出力を停止する構造である。ミシンモータ駆動
回路５２は、モータ制御装置５０からの制御信号Ｐ５に
従いミシンモータ５４の運転およびその速度制御を行い
、また制御信号Ｐ５の出力が停止されるとミシンモータ
５４への電力供給を遮断してミシンモータ５４を停止さ
せるように構成されている。

そして、ミシンモータ５４は、高速運転時に電力供給が
遮断されても瞬時に停止することはできないので、瞬時
に停止することのできる停止用低速度を設定するために
低速設定器５６が設けられており、停止用低速用信号Ｐ
６を前記モータ制御装置５０および比較器５８に出力す
るように構成されている。ミシンモータ速度検出器６６
は、ミシンモータ５４の速度をアナログ量で検出し、速
度アナログ信号Ｐ７を比較器５８および△／Ｄ変換器６
日に出力するように構成されている。比較器５８は、低
速設定器５６からの停止用低速型信号Ｐ６とミシンモー
タ５４からの速度アナログ信号Ｐ７とを比較し、速度ア
ナログ信号Ｐ７の方が小さい時にはハイレベルの信号を
、速度アナログ信号Ｐ７の方が大きい時にはローレベル
の信号をアンド回路６２に出力するように構成されてい
る。

インバータ６０は、運転停止指令発生回路４８からの信
号を反転し、アンド回路６２に出力する構造である。ア
ンド回路６２は、インバータ６０ｈ１らの信号と比較器
５８からの信号がともにハイレベルの時に、位置検出器
４４からのタイミング信号ＴＰを通過させて、フリップ
７０ツブ６４のＪ端子に出力するように構成されている
。フリップフロップ６４は、Ｊ端子にアンド回路６２か
らの立ち上り信号が供給されると、セットされてＱ端子
からハイレベルの信号を出力し、Ｋ端子に後述のカウン
タ７６のＢＲ端子から立ら下り信号が供給されると、リ
セットされてＱ端子からローレベルの信号を出力するよ
うに構成されている。発振器７２は、水晶発振器が用い
られ、高周波数のパルス信号をアンド回路７４に出力す
るように構成されている。アンド回路７４は、フリップ
フロップ６４のＱ端子からの信号がハイレベルの時に、
発振器７２からの高周波数のパルス信号を通過させて、
カウンタ７６のＣＫ端子に出力する構造である。また、
Ａ／Ｄ変換器６８は、ミシンモータ速度検出器６６から
の速度アナログ信号Ｐ７を速度デジタル信号Ｐ８に変換
して、時間設定メモリ７０に出力するように構成されで
いる。時間設定メモリ７０は、本実施例において時間デ
ータ発生手段を構成するもので、Ａ／Ｄ変換器６８から
の速度デジタル信号Ｐ８の内容にそれぞれ対応する多数
の時間データ信号Ｐ９を記憶しており、その時間データ
信号Ｐ９が表わす時間はミシンモータ５４の速度が高い
時には短くまた低い時には長くなるように設定されてい
る。時間設定メモリ７゜は、前記速度デジタル信号Ｐ８
が入力された時にその内容に対応する時間データ信号Ｐ
９をカウンタ７６に出力するように構成されている。カ
ウンタ７６は、位置検出器４４からのタイミング信号Ｔ
ＰがＬＤ端子に供給されると時間設定メモリ７０からの
時間データ信号Ｐ９をロードし、ＯＫ端子に高周波数の
パルス信号が供給される度に計数内容を１つずつ減少さ
せ、その計数内容が零になった時にＢＲ端子からモータ
制御装置１ｆ５０に第３図に示すパルス状の針上位置信
号ＮＰを出力するとともに７リツプフロツプ６４のに端
子に出力するように構成されている。尚、本実施例にお
いては計時手段は、発振器７２．アンド回路７４および
カウンタ７６から構成されている。

以上の構成によりなるミシンの動作について説明する。

最初に、所望模様を選択するために数字入力キー２６ａ
乃至２６ｄを押圧操作すると、模様選択装置３０はその
所望の模様に対する模様番号信号Ｐ１をデータ読出装置
３２に出力し、データ読出装置３２はその模様番号信号
Ｐ１に従って所望の模様に関する先頭アドレス信号をア
ドレス信号Ｐ２として縫目データメモリ３４に出力する
。これにより、縫目データメモリ３４中の所望の模様に
関する一群の針揺動データおよび送りデータが選択され
る。

次に、所望の模様を形成するために起動停止スイッチ４
６を押圧操作すると、そのスイッチ４６からの操作信号
Ｐ３が運転停止指令発生回路４８に供給されて、その発
生回路４８はハイレベルの運転信号をモータ制御装置５
０に供給する。モータ制御装置５５０は、その運転信号
に従って前記速度設定操作部による設定速度にミシンモ
ータ５４の速度を制御する制御信号Ｐ５をミシンモータ
駆動回路５２に出力し、その駆動回路５２はその制御信
号Ｐ５に従ってミシンモータ５４への電力供給量を制御
する。このミシンモータ５４の駆動により位置検出器４
４は縫針２０が第３図に示１°所定位置ＨＡに達する毎
にタイミング信号ＴＰを発生してデータ読出装置３２に
供給し、データ続出装置３２は前述の選択された一群の
釧揺動データおよび送りデータ中の各データを読み出す
ためのアドレス信号Ｐ２を各タイミング信号ＴＰに応答
して縫目データメモリ３４に逐次供給する。縫目データ
メモリ３４は、データ読出装置３２からのアドレス信号
Ｐ２が入力されると、所望模様に対応する針揺動データ
を針揺動駆動回路３６に出力し、送りデータを送り駆動
回路４０に出力する。

その針揺動データに従い、針揺動駆動回路３６が、針揺
動アクチュエータ３８を駆動して縫針２０の横方向揺動
位置を設定する。また、送り駆動回路４０は、送りデー
タに従い、かつ針揺動位置の設定動作位置（第３図にお
ける所定位置１−（Ａ）と約１８０度の位相差をもつ第
３図に示す位置ＨＢにおいて、送りアクチュエータ４２
を駆動制御して送り調節器の調節位置を設定する。この
針の揺動位置の設定動作と送り調節器の調節位置の設定
動作とを縫針２０の各上下往復運動毎に行い、これを繰
り返すことにより所望の模様が形成される。　゛所望の
模様の形成を停止するために起動停止スイッチ４６を押
圧操作すると、運転停止指令発生回路４８は、起動停止
スイッチ４６から操作信号Ｐ３を受けてローレベルの停
止信号を、モータ制御装置５０に供給する。モータ制御
装置５０は、ローレベルの停止信号が入力すると、低速
設定器５６からの停止用低速度信号Ｐ６を入力してその
信号Ｐ６に対する低速度にミシンモータ５４の速度を制
御するための制御信号Ｐ５をミシンモータ駆動回路５２
に出力し、その駆動回路５２は制御信号Ｐ５に従ってミ
シンモータ５４への電力供給量を減少させる。

その後、ミシンモータ５４の速度が低速設定器５６によ
り設定された低速度まで降下した時に、比較器５８は、
ミシンモータ速度検出器６６からの速度アナログ信号Ｐ
７が低速設定器５６からの停止用低速度信号Ｐ６以下に
なったことを判別して、ハイレベルの信号をアンド回路
６２に出力する。アンド回路６２は、比較器５８からの
ハイレベルの信号と、運転停止指令発生回路４８からの
ローレベルの停止信号がインバータ６０により反転され
たハイレベルの信号とが入力され、前記位置検出器４４
からのタイミング信号ＴＰの通過を許容し得る状態にな
っている。そして、縫針２０が第３図に示す所定位置Ｈ
Ａに達した時に、位置検出機４４はタイミング信号ＴＰ
をアンド回路６２を介してフリップ７０ツブのＪ端子に
供給する。

アンド回路６２を通過したタイミング信号ＴＰが、フリ
ップフロップ６４のＪ端子に入力すると、フリップ７０
ツブ６４はセットされてＱ端子からハイレベルの信号を
出力する。アンド回路７４は、そのハイレベルの信号に
より開放されて、発振器７２からの高周波数のパルス信
号をカウンタ７６のＧＫ端子に供給する。一方、ミシン
モータ５４の速度は、ミシンモータ速度検出器６６によ
りアナログ醋として検出され、Ａ／Ｄ変換器６８により
デジタル量に変換され、時間設定メモリ７０に供給され
る。時間設定メモリ７０は、Ａ／Ｄ変換器６８からの速
度デジタル信号Ｐ８に従って時間データ信号Ｐ９をカウ
ンタ７６に出力する。カウンタ７６は、位置検出器４４
からのタイミング信号ＴＰが入力されると、時間設定メ
モリ７０からの時間データ信号Ｐ９をロードし、アンド
回路７４から高周波数のパルス信号が供給される度に計
数内容を１つずつ減算し、その計数内容が零になるまで
の間（第３図に示ず設定部間Ｔａ　）減算動作を行い、
カウンタ７６は計数内容が零になった時に、ハイレベル
の針上位置信号ＮＰを、モータｔｉ制御装置１５０に出
力するとともに７リツプフロツプ６４にリセット信号と
して出力する。フリップ７０ツブ６４は針上位置信号Ｎ
Ｐに応答してリセットされてアンド回路７４を閉成させ
、カウンタ７６は計数動作を停止する。また、モータ制
御装置５０は針上位置信号ＮＰに応答して前記低速設定
器５６からの停止用低速度信号Ｐ６に従う制御信号Ｐ５
の出力を停止し、これによりミシンモータ駆動回路５２
はミシンモータ５４への電力供給を遮断する。この時、
縫針２０は、第３図に示す位置ＨＣに達しており、この
位置ＨＣにおいて停止する。

縫針２０を針上位置にて停止するためにミシン七−夕５
４を停止用低速度で駆動する場合、加工布の枚数等の相
違によりミシンモータ５４に大きな負荷が加わるため、
ミシンモータ５４の速度が停止用低速度より低くなるこ
とがあり、この現象はミシンモータ５４を速度９．７）
速制御にて駆動していない時に顕著に現れる。このため
、縫針２０の停止直前におけるタイミング信号ＴＰの発
生時点において、ミシンモータ５４の速度が停止用低速
度よりも低い場合には、ミシンモータ速度検出器６６は
その低い速度を検出してＡ／Ｄ変換器６８から低い速度
に対応する速度デジタル信号Ｐ８を発生させ、時間設定
メモリ７０はその速度デジタル信号Ｐ８に従って長い設
定時間に関する時間データ信号Ｐ９を出力し、カウンタ
７６は第３図に示す設定時間Ｔａより長い第４図に示ず
設定時間Ｔｌ）の間減算動作を行い、その後は前述した
ように縫針２０が位置ＨＣに達した時にその縫針２０を
停止させる動作が実行される。

以上記述した本実施例の信号発生装置においては、単一
の位置検出器４４を使用して、針揺動データが発生する
時点を決定するタイミング信号ＴＰを発生させ、そのタ
イミング信号ＴＰから計時手段により、針上位置を指示
する組上位置信号ＮＰを発生させるように構成されてい
る。したがって、タイミング信号ＴＰによる針揺動デー
タの発生はミシンモータ５４の速度に関係なくミシン主
軸の所定回転位置において正確に行われるが、針上位置
信号ＮＰの発生時点にはミシンモータ５４の速度変化に
より多少の誤差が生じる。しかし、針上位置信号ＮＰの
発生は、縫針の停止に関係するのみで模様形成には直接
影響を与えず、その発生には多少の誤差が許されるので
、本実施例においては模様を正確に形成することができ
る。

［変形例］ 本発明は以上詳述した実施例に限定されるものではなく
、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え
ることができる。

例えば、本実施例においては位置検出器４４を使用して
タイミング信号ＴＰを発生させ、そのタイミング信号Ｔ
Ｐから針上位置信号ＮＰを発生させているが、位置検出
器により針上位置信号を発生させ、その針上位置信号か
らタイミング信号を計時手段により発生させても良い。

本実施例においては縫針２０を停止する前にミシンモー
タ５４の速度を停止用低速度に一旦設定しているが、種
々設定された高速度からブレーキ手段を使用してミシン
モータの速度を減速させながら縫針を針上位置にて停止
させても良い。この場合、縫針の停止直前におけるタイ
ミング信号の発生時点において、ミシンモータの速度は
本実施例よりも広い範囲にわたって変動するため、この
変動範囲に応じて時間設定メモリが記憶する時間データ
信号の数を増加させる必要がある。

第１図において一点鎖線にて囲まれた部分は、部分的に
または全体的にマイクロコンピュータにより置換するこ
とができる。

本実施例においては時間データ発生手段として時間設定
メモリ７０を使用しているが、タイミング信号の発生か
ら針上位置信号の発生までの時間をミシンモータの速度
に従って演算する演算手段を用いても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように本発明は、タイミ
ング信号と針上位置信号とを発生させるために、単一の
位置検出器と計時手段とを使用することから、２個の位
置検出器を使用するのに比べ、ミシン機枠内の限られた
スペースへの位置検出器の配置を容易にし、また高価な
検出器が１個で良いのでコストを低減することができる
。

また、ミシンモータの速度が高い時に短い時間を設定し
また低い時に長い時間を設定する時間ｆ−タ発生手段を
設けていることから、縫針の停止直前におけるミシンモ
ータの速度が変動したとしても、縫針をほぼ一定の針上
位置に正確に停止することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本実施
例の信号発生装置を備えたミシンの電気的構成を示ずブ
ロック線図、第２図は上記ミシンの外観を示す正面図、
第３図はベッド上面ＢＳに対する縫針の運動軌跡とタイ
ミング信号および針上位置信号の発生時点とを示す図面
、第４図は縫針の停止直前においてミシンモータの速度
が低下した状態を示す第３図に相当する図面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の範囲内において速度が可変制御されるミシン
   モータにより回転駆動される主軸と、その主軸の回転に
   伴って上下往復運動を行い、横方向に揺動運動可能な縫
   針と、その縫針の揺動位置を制御する針揺動データを発
   生し得る針揺動データ発生手段と、前記縫針をミシンベ
   ット上の針上位置にて停止させるために作動可能な針定
   位置停止手段とを備えたミシンにおいて、 前記縫針の各上下往復運動中において前記針揺動データ
   が発生する時点を決定するタイミング信号と前記針上位
   置を指示する針上位置信号とのいずれか一方の信号を発
   生するために前記主軸の所定回転位置を検出する位置検
   出器と、 前記ミシンモータの速度が高い時には短い時間を設定し
   また低い時には長い時間を設定し、その設定時間に関係
   する時間データを発生する時間データ発生手段と、 前記位置検出器からの一方の信号に応答して前記時間デ
   ータをロードし、その時間データに対応する時間だけ計
   時動作を行つた後に他方の信号を発生する計時手段とを
   含むミシンの信号発生装置。 ２、前記位置検出器は、前記針揺動データの発生時点に
   対応する主軸の回転位置を検出して前記タイミング信号
   を発生することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のミシンの信号発生装置。