JPH0473091A - ミシンの上糸張力制御装置 - 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、ミシンの上糸の張力を制御することにより
、縫製速度や縫製条件の変化にかかわらず安定した縫製
を行うミシンの上糸張力制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のミシンにおいては、縫製時の上糸の張力は、あら
かじめ設定された糸調子皿の締め付はカによって調整さ
れ、縫製の動作に拘らず一定であったため、高速な縫製
は困難であった。

この問題に対して、特開昭６１−１５９９８７号公報に
示されるように、上糸繰り出し装置部分と天秤による布
締め装置部分とを別々に構成することにより、高速での
安定した縫製を可能にしようとする提案がなされている
。

また、第９図は上記特開昭６１−１５９９８７号公報に
示されたミシンの縫い調子自動制御装置の構成を示す構
成図であり、図において、１は縫合布、２は縫い針、３
は天秤、４は糸取りバネ、５．６はガイド、１７は前記
天秤３による布締め用電磁式上糸把持器、１３はエンコ
ーダ内蔵糸操り出しローラ、１４は押えローラ、１５は
上糸繰り出し制御用電磁式上糸把持器、１６はペーステ
ンション皿、１８は上糸、８は前記上糸１８の供給源と
しての上糸ボビンである。なお、符号Ａは前記天秤３に
よる布締め装置部分を示し、Ｂは上糸繰り出し装置部分
を示している。

次に動作について説明する。

上糸ボビン８よりの上糸１８は、ペーステンション皿１
６により糸が乱れない程度の張力が与えられ、不動作状
態にある上糸繰り出し制御用電磁式上糸把持器１５を経
て、エンコーダ内蔵糸繰り出しローラ１３と押えローラ
１４とに挟持されて天秤３側に繰り出される。その繰り
出し量制御は、前記上糸繰り出し制御用電磁式上糸把持
器１５による上糸把持により上糸１８の走行を停止させ
て、前記エンコーダ内蔵糸繰り出しローラ１３と上糸１
８との滑り作用を起こさせ、該エンコーダ内蔵糸繰り出
しローラ１３は回転し続けているが、上糸１８の供給は
停止するという上糸繰り出し制御装置により行われる。

このようにして天秤３側に繰り出された上糸１８は、不
動作状態にある布締め用電磁式上糸把持器１７、ガイド
６゜５、糸取りバネ４を経て、布締め用電磁式上糸把持
器１７による上糸把持が行われた時期での天秤３による
布締め作用により、縫い針２による縫合布１の１縫目の
形成に消費される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のミシンの縫い調子制御装置は以上のように構成さ
れており、上糸１８の繰り出しを能動的に行うことによ
り、上糸１８の供給時および布締め時に適した上糸１８
の張力を得ようとするものであるが、上糸１８の張力を
上糸繰り出し制御用電磁式上糸把持器１５と布締め用電
磁式上糸把持器１７のＯＮ１０　Ｆ　Ｆによって得てい
るため、上糸１８の張力は断続的な上糸１８の供給とミ
シンの他の機構の動きとによって決まっているにすぎず
、直接張力を正確かつ連続的に制御することは不可能で
ある。また、部品点数が多くなってミシンの構造が複雑
になるなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、上糸の張力を直接的かつ連続的に制御すること
ができ、かつ簡単な機構でこれを実現することのできる
ミシンの上糸張力制御装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るミシンの上糸張力制御装置は、天秤と上
糸供給源との間の糸道に上糸を把持する上糸把持装置を
設けると共に、上記上糸把持装置が上糸を把持する把持
力を制御する把持力制御装置と、上記天秤の位相を検出
する位相検出器と、上記位相検出器の位相検出信号に基
づいて上記把持力制御装置が制御する把持力を算出する
把持力算出装置とを設けたものである。

［作用］ この発明におけるミシンの上糸張力制御装置は、把持力
制御装置に与えられる把持力の指令値が天秤の動作に連
動して変化することにより、上糸の張力が機構の動きに
あわせて連続的に制御される。

〔実施例〕

以下、この発明の第１の実施例を図について説明する。

第１図において、１は縫合布、２は縫い針、３は天秤、
４は糸取りバネ、５．６はガイド、７は電磁石による上
糸把持装置、８は上糸ボビン、１８は上糸である。また
、９は天秤３の位相を検出する位相検出器で、この実施
例ではポテンショメータ９が用いられている。１０は前
記位相検出器９の位相検出信号により所望の上糸把持力
を算出する把持力算出装置、１１は前記把持力算出装置
１０からの指令値に従って、前記上糸把持装置７に所望
の把持力を発生させる把持力制御装置である。

また、第２図は上糸把持装置７の詳細な構造を示す図で
あり、２１はコイル、２２は前記コイル２１への通電に
より移動するアマチュア、２３は前記コイル２１への通
電により前記アマチュア２２との間に磁気回路を構成す
る固定側鉄心、２４ａ、２４ｂは前記アマチュア２２お
よび固定側鉄心２３におのおの取り付けられて上糸１８
を把持する１対の糸調子皿、２５は前記コイル２１に電
流を導（導線である。

また、第３図は前記把持力算出装置１０および把持力制
御装置１１をマイコン（マイクロコンピュータ）および
その他の電気回路により実現する構成を示したものであ
り、３１は前記ポテンショメータ９の位相検出信号をＡ
／Ｄ変換した信号が加えられるワンチップマイコン、３
２は前記ワンチップマイコン３１で算出されＤ／Ａ変換
された指令値に応じて前記上糸把持装置７を制御するサ
ーボアンプである。

また、第４図（Ａ）（Ｂ）は前記ワンチップマイコン３
１の内部で行われている処理の内容を示すフローチャー
ト及び処理に必要な特性データである。

次に動作について説明する。

従来のミシンと同様にこの発明に関するミシンにおいて
も上糸１８は上糸ボビン８から、上糸把持装置７、ガイ
ド６．５、糸取りバネ４、天秤３を通過して縫い針２に
供給される。従来のミシンでは、この発明の上糸把持装
置７に相当する部分は第９図の糸調子皿１６であり、予
め設定された上糸把持力を変えることはできなかった。

また、従来のミシンでは布締めと上糸１８の繰り出しと
の二つの動作を、天秤３と糸取りバネ４の動きによって
実現しており、この二つの動作が行われるバランスを糸
調子皿１６によって調整していた。

このバランスは縫製速度が高くなるにつれて変化してい
くので、従来のミシンでは低速時と高速時の両方の縫製
を品質良く行うことは困難であった。

これに対してこの発明においては、上記の二つの動作を
、能動的に把持力を天秤３の位相に同期させて変化する
ことができる上糸把持装置７により行うようにしている
ので、上述のバランスの変化に影響されることなく、安
定した縫製を実現することができる。

この第１の実施例では、天秤３の位相は、ポテンショメ
ータ９により電圧として検出され、その位相検出信号は
Ａ／Ｄ変換されて、ワンチップマイコン３１に入力され
る。第４図（Ｂ）に示すように、ワンチップマイコン３
１内のメモリには縫製動作に伴う天秤３の位相と最適な
上糸把持力との関係を示す把持カバターンの特性データ
が１サイクル分記憶されている。第４図（Ａ）において
、ワンチップマイコン３１は、ステップＳＴＩでポテン
ショメータ９から入力された電圧値から現在の天秤３の
位相を算出し、ステップＳＴ２でその位相に対応する上
糸把持力を上記把持カバターンより求める。次に、ステ
ップＳＴ３において上糸把持装置７を構成する電磁石に
所望の上糸把持力を発生させるのに必要な電流値を計算
により求め、その電流値に相当する電流指令をステップ
ＳＴ４でサーボアンプ３２に出力する。この入力された
電流指令に従って、サーボアンプ３２は前記上糸把持装
置７のコイル２１に所望の電流を作用させる。なおステ
ップＳＴＩ、ＳＴ２は把持力算出装置１０で行われ、ス
テップＳＴ３．ＳＴ４は把持力制御装置１１で行われる
。

この上糸把持装置７は、コイル２１に通電されることに
よりアマチュア２２と固定側鉄心２３に磁気回路が発生
する電磁石を構成している。通電による磁気回路の働き
により、アマチュア２２は固定側鉄心２３に吸引され、
これによりアマチュア２２および固定側鉄心２３におの
おの取り付けられた１対の糸調子皿２４ａ、２４ｂの間
に把持力が発生して、その間を通過している上糸１８に
摩擦による拘束力を発生する。電磁石が発生する吸引力
は、その磁気回路のギャップの幅により変化することが
知られているが、この上糸把持装置７では、前記アマチ
ュア２２と固定側鉄心２３との距離がほぼ一定で動作す
るため、吸引力は容易に算出することができる。

第５図に前記ワンチップマイコン３１のメモリに記憶さ
れている１サイクル分の上糸把持力の値と天秤３の動き
及び上糸張力の変化の様子との関係を示す。第５図にお
いて、区間Ａは上糸１８の繰り出しが行われない区間、
区間Ｂは天秤３による上糸１８の繰り出し動作と布締め
動作とが並行して行われている区間である。上糸把持装
置７は区間Ａでは上糸１８の繰り出しが行われないので
、弱い力で上糸１８を把持し、区間Ｂでは最初は上糸１
８の繰り出しが行いやすいように弱い力で把持しながら
徐々に把持力を大きくして、最後のほうでは把持力を大
きくして、天秤３の締め付は動作が行いやすい状態にし
ている。これにより、上糸１８の繰り出しと布締め動作
を安定して行うことができる。

第６図は第２の実施例の構成を示す図であり、図におい
て、１２は上糸１８の張力を検出する張力検出器であり
、この張力検出器１２の出力は把持力制御装置１１に入
力されている。

第６図における把持力算出装置１０および把持力制御装
置１１は、第１の実施例と同様に前記ワンチップマイコ
ン３１により構成されており、その内部処理の様子を第
７図（Ａ）ＣＢ）のフローチャート及び特性データで示
す。

第８図はこの第２の実施例に使用された張力検出器１２
の構造を示す図であり、図において、４１は上糸を導（
ガイド、４２はガイド４１に作用する上糸の張力により
変形する支持バネ、４３は支持バネ４２に張りつけられ
てその変形を検出する歪みゲージ、４４は歪みゲージ４
３からの微弱な信号を増幅して出力する歪みゲージ用増
幅器である。

次に動作について説明する。

この実施例においても、天秤３の位相はポテンショメー
タ９により電圧に変換されて、ワンチップマイコン３１
に入力される。またこの実施例では、ワンチップマイコ
ン３１のメモリには第７図（Ｂ）に示すように、縫製動
作に伴う天秤３の位相と最適な上糸張力との関係を示す
上糸張カバターンの特性データが１サイクル分記憶され
ている。第７図（Ａ）において、ステップＳＴＩでは、
ポテンショメータ９から入力された電圧値から現在の天
秤３の位相を算出し、ステップＳＴ２でその位相に対応
する上糸張力指令値を上記上糸張カバターンから求める
。次に、ステップＳＴ３で上記張力指令値に応じた電磁
石の電流を算出する。

次にステップＳＴ４で張力検出器１２から出力された信
号より、現在上糸１８に発生している張力を求めて、こ
れとさきにステップＳＴ２で求めた上糸張力指令値とを
ステップＳＴ５で比較する。

そして現在の張力が指令値より小さいときには、ステッ
プＳＴ６で電流指令を現在の値より大きくし、現在の張
力が指令値より大きいときには、ステップＳＴ７で電流
指令を現在の値より小さくして、その電流指令をステッ
プＳＴ８でサーボアンプ３２に出力する。これによって
実際の上糸１８の張力が所望の上糸張力指令値に追従す
るように電磁石が発生する把持力を制御する。

以上によれば、この第２の実施例は、第１の実施例より
、より正確に上糸張力を制御することができ、安定した
高速縫製が可能になる。なお、ステップＳＴＩ、ＳＴ２
は把持力算出装置１０で行われ、ステップＳＴＩ〜ＳＴ
８は把持力制御装置１１で行われる。

上記各実施例では、上糸把持装置７に電磁石を用いてい
るが、ボイスコイル形の駆動装置を用いても同様の効果
がある。

また、上記各実施例では、各種の信号処理をワンチップ
マイコン３１により行っているが、この部分をマイコン
を用いずに電気回路のみによって行ってもよい。

さらに、より正確な張力の制御を行うことにより、糸取
りバネ４を省略することも可能である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、天秤と上糸供給源と
の間の糸道に上糸な把持する上糸把持装置を設けて、こ
の上糸把持装置に与えられる把持力の指令値が天秤の動
作に連動して変化するように構成したので、上糸の張力
を、機構の動きにあわせて連続的に制御することができ
ると共に、従来の機構に比べて、布締め用電磁式上糸把
持器や糸繰り出しローラを必要としないので、より簡単
な機構で上記の機能を実現することができ、これによっ
て速度に拘らず品質の良い縫製を行うことができる等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例によるミシンの上糸張
力制御装置を示す構成図、第２図は第１の実施例におけ
る上糸把持装置の構造を示す構成図、第３図は第１の実
施例における把持力算出装置および把持力制御装置の具
体的な構成を示すブロック図、第４図は上記把持力制御
装置および把持力算出装置の内部処理を示すフローチャ
ート及び内部処理に用いられる特性図、第５図は第１の
実施例の動作における上糸及び天秤の挙動を示す図、第
６図は第２の実施例によるミシンの上糸張力制御装置を
示す構成図、第７図は第２図の実施例における把持力算
出装置および把持力制御装置の内部処理を示すフローチ
ャート、及び内部処理に用いられる特性図、第８図は第
２の実施例における張力検出器の具体的な構成を示す構
成図、第９図は従来の縫い調子自動制御装置を示す構成
図である。 ３は天秤、７は上糸把持装置、８は上糸ボビン、９はポ
テンショメータ、１０は把持力算出装置、１１は把持力
制御装置、１８は上糸。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 天秤と上糸供給源との間の糸道に設けられこの上糸を把
   持する上糸把持装置と、上記上糸把持装置が上糸を把持
   する把持力を制御する把持力制御装置と、上記天秤の位
   相を検出する位相検出器と、上記位相検出器の位相検出
   信号に基づいて上記把持力制御装置が制御する把持力を
   算出する把持力算出装置とを備えたミシンの上糸張力制
   御装置。