(57)【要約】【課題】  ミシンを提供する。【解決手段】  ソレノイド（３４）によって操作される糸締付器（３２）を備える糸締付機構（２９）を備えたミシン（１）を提供する。ソレノイド（３４）のコイル（３３）を流れる電流は、上糸と下糸の結び目が実質的に加工布間にくるように、速度にわたる糸締付力の決められた曲線に従ってアーム軸の速度に依存して修正される。糸締付器（３２）は、開ループ制御モードで又は閉ループ制御モードで任意に操作され、閉ループ制御モード及び開ループ制御モードのために、単一のつまみによる制御装置（５０）を提供する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上糸送り方向（４４）にて被加工物（２４、２５）に送られる上糸（２３）及び下糸（２６）により、少なくとも２枚の前記被加工物（２４、２５）を共に縫い付けるためのミシン（１）にして、結び目（２７）が前記上糸（２３）及び下糸（２６）によって形成されるようになったミシンであって、
−アーム軸（６）と、
−可変速度（ｎ）で前記アーム軸（６）を駆動する駆動モーター（１３）と、
−ミシン制御装置（１５）と、
−針（８）を備え、かつ前記アーム軸（６）によって駆動可能な針棒（７）と
−糸締付機構（２９）と
を備え、
前記糸締付機構は、前記上糸（２３）と接触している糸締付器（３２）を備えて成り、かつ電流が流れるソレノイド（３４）によって、前記上糸（２３）に糸締付力（Ｆ）を生成するものであり、
前記電流は、前記上糸（２３）と下糸（２６）の前記結び目（２７）が実質的に前記被加工物（２４、２５）間にくるように、前記アーム軸（６）の速度（ｎ）に依存して、当該速度（ｎ）にわたる前記糸締付力（Ｆ）の決められた曲線に従って修正されるようになっており、さらに
−前記糸締付器（３２）のための操作装置（４９）を備えるミシン（１）であって、
前記糸締付器（３２）が、開ループ制御モードで又は閉ループ制御モードで任意に操作されることを特徴とするミシン。
【請求項２】
速度（ｎ）にわたる前記糸締付力（Ｆ）の曲線が縫製操作に依存して格納可能で再呼出し可能であるようなメモリ（７７）を有するマイクロプロセッサ（５７）を設けることを特徴とする請求項１に記載のミシン（１）。
【請求項３】
前記閉ループ制御モード及び前記開ループ制御モードのために、単一のつまみによる制御装置（５０）を設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン（１）。
【請求項４】
前記単一のつまみによる制御装置（５０）が、運動量モーメント発信器を手動回転操作するための、かつ押しボタン（５８）を押圧操作するためのロックダウンボタン（５２）を備えることを特徴とする請求項３に記載のミシン（１）。
【請求項５】
前記操作装置（４９）が、プログラム識別（＃）と、操作モード（Ｍ）と、各速度（ｎ１、ｎ２）に割り当てられた少なくとも２つの糸締付力の値（Ｆ１、Ｆ２）とを表示するためのいくつかの表示領域（６１〜６５）を備えた表示装置（５１）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のミシン（１）。
【請求項６】
前記表示装置（５１）が、糸締付力上昇値（Ｆ＞）のために別の表示領域（６５）を備えることを特徴とする請求項５に記載のミシン（１）。
【請求項７】
前記糸締付器（３２）が、所定の締付力（Ｆ）を伝送するために前記マイクロプロセッサ（５７）に接続された糸締付力測定装置（６７）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のミシン（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文（所謂プレアンブル部分）に従って、上糸送り方向にて被加工物（加工布）に送られる上糸及び下糸により、少なくとも２つの被加工物を共に縫い付けるための、かつ結び目が上糸及び下糸によって形成されるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、速度に依存し、かつ経験的に決められた作業特性に従って、上糸締付力が与えられる汎用型のミシンについて教示している。作業特性の位置及び／又は形状は、それに応じて調節される３つの電位差計によって修正され得る。これには、実際に上糸内に生成される糸締付力が糸締付器に対して遡及効果を持たない制御作業が伴うだけである。欠点としては、操作者が、一定の縫製操作に対する電位差計の設定及びその配分を覚えておかなければならないことがある。３つの電位差計を設定しなければならないので、各調節作業に時間がかかる。このため、誤って入力する危険性が生じる。操作全体が、容易でなく、使い勝手も良くない。
【０００３】
特許文献２では、縫い付けられた所与の区間について、糸締付けの追跡が可能な限り正確なミシンについて教示している。このため、対応する糸が糸締付器に無関係な振動子の補正要素に直接作用するような振動子が設計される。縫い付けられた所与の区間内でミシンによって作られたそれぞれのひとかがりのために起き得る最大の糸張力を決めるため、かつこれを対応メモリ内に記録するための評価／制御ユニットが設計される。統計分析を使って、これらの糸張力の最大値から特性が決められ、所与の設定値と比較される。その特性の設定値からの偏差に対して、糸締付器を調整するための制御変数が決められ、それに応じて糸締付器の設定が修正される。したがって、それぞれ測定された糸張力と設定値との間でひとかがり毎の分散を比較するのではなく、まず最初に対応する糸張力を数かがりについて測定し、次いでそれから統計分析を使って特性を計算し、この特性を所与の設定値と比較する。閉ループ制御糸締付器を用いて作業するには、ほぼ一定の縫製条件が必要である。つまり、大きく変動する状況での縫製作業では調整器が多数の妨害変数にさらされることになり、したがって縫製品質の変動が予想される。糸締付器は、ミシンの速度、すなわち操作速度に無関係な糸締付力で動作するので、速度が大きく変化すると、ひとかがりを形成する品質の修正が必要となる場合がある。
【０００４】
特許文献３（特許文献４に対応）では、回転スイッチにより、変化する値に対して糸締付力が設定でき、それに応じて変化する糸締付力が糸の中で生成される制御装置形の糸締付器について教示している。欠点としては、操作者が、一定の縫製作業に対して調節された値及びその配分を覚えておかなければならないこと、かつ変化する機械速度でも糸締付力が依然一定であることがある。
【０００５】
【特許文献１】ＤＥ１０１１３９４５Ｃ２
【特許文献２】ＤＥ１９９２１５１６Ｃ２
【特許文献３】ＤＥ３５２９３２９Ｃ２
【特許文献４】米国特許第４６６２２９４号明細書
【特許文献５】ＤＥ４１４１９４５Ｃ１
【特許文献６】米国特許第５３６３７８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、作られた縫い目の品質が改善されるような方式の汎用型のミシンを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴部分の特徴によって達成される。糸締付器は、縫製条件によって、開ループ制御モード又は閉ループ制御モードで操作し得る。開ループ制御モードは、たとえば実際の縫製条件が、頻繁に、たとえば２、３かがり毎に変更する場合に選択される。このような縫製条件の場合には、調整器が多くの妨害変数にさらされ、糸締付力の好適な誘導ができない。閉ループ制御モードは、実際の縫製条件が、より長い縫い目についてほぼ修正せずに済む場合に常に選択される。
【０００８】
請求項２に記載の実施形態によれば、糸締付力パラメータは、プログラムとして格納可能であり、縫製作業によって再呼出し可能である。
【０００９】
請求項３に記載の実施形態によれば、操作者は使い勝手良く作業することが可能となる。単一のロックダウンボタン（lock-down button）は、右回り又は左回りに無限に回転でき、ばね荷重に対して軸方向に押圧される。回転により３つの値が与えられ、ボタンが押圧された時に格納され得る。たとえば、糸締付力プログラムの数、
操作モード、すなわち開ループ制御モード又は閉ループ制御モード、
より低い速度に割り当てられた糸締付力、
より高い速度に割り当てられた糸締付力、
糸締付力上昇値を、調節し、呼び出し得る。
【００１０】
さらなる従属請求項には、さらなる有効な実施形態が示されている。
【００１１】
図面と合わせ、以下の例示的実施形態の説明から、本発明の詳細が明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示された縫製作業場は、（大まかに輪郭を描いた）枠２上に配置された従来の設計によるミシン１を含む。ミシン１は、底部３、いわゆる台板と、上部４、いわゆるアームと、底部３と上部４とを結合する支柱５とを備え、したがってミシンは全体的にＣの形状を有する。アーム軸６が上部４内に回転自在に格納され、それにより、針８の付いた針棒７を上下往復運動で駆動させる。底部３内に格納され、かつ針８に定置されたフック９が、アーム軸６によって駆動される。押え１０が上部４に配置される。底部３の上面１１は、枠２に属する敷き金１２と一線上に揃えられる。
【００１３】
アーム軸６、したがってミシン１全体が、ベルト駆動装置１４を介して、枠２内に実装された駆動モーター１３によって駆動される。駆動モーター１３、したがってミシン１を制御するために、モーター制御装置１５が設けられ、これは駆動モーター１３上に実装され、それを作動させるために、操作者によって操作される（大まかに輪郭を描いた）操作スイッチ１６が設けられる。アーム軸６に連結された位置発信器１７がミシン１上に実装される。すなわち、やはりライン２０を介して制御装置１５に接合された操作ユニット１９にライン１８を介して接続される。操作ユニット１９及びモーター制御装置１５は組み合わされて、ミシン制御システムを形成する。
【００１４】
ライン１８を介して、位置発信器１７は、所与の角距で制御装置１５に信号を送信するが、これらの信号はアーム軸６の回転位置を表す。アーム軸６の回転毎に５１２の信号数が通常である。アーム軸６の速度及び針８の各位置は、とりわけこれらの信号から導出し得る。さらに、それぞれの旋回で、運動量モーメント発信器とも呼ばれる位置発信器１７は、ゼロ位置を表す基準信号を放出する。
【００１５】
これもアーム軸６によって駆動される糸レバー２２が、糸供給部（図示せず）から来て針棒７に定置された、上部４の縫製頭部２１上に設けられ、実際には針糸とも呼ばれる上糸２３が糸レバー２２を通って針８に導かれる。被加工物、具体的には図６に示された実施形態の第１の加工布２４と第２の加工布２５とが、ミシン１で共に縫い付けられ、ミシン１が２本の糸による本縫いミシンである場合には、上糸２３と（実際にはルーパー糸とも呼ばれる）下糸２６との間でフック９によって結び目２７が形成される。結び目２７が、加工布２４、２５間の接合箇所２８の領域内、すなわち縫い付けられた加工布２４、２５の真ん中に置かれて、図６に示されるように、どの側からも見えないことが望ましい。上述したミシン１は、市販されている工業用ミシンであり、実際に何百万台も使用されている。
【００１６】
結び目２７の所望の位置を得るために、糸締付機構２９が、図２及び３に示されるように縫製頭部２１上に実装され、ねじ３０によって縫製頭部２１上に実装された支持板３１を備える。この支持板３１上に糸締付器３２が設けられ、ワイヤ巻き線の形の磁気コイルが備えられ、かつ縫製頭部２１の、適合されたくぼみ３５内で支持板３１の背部に配置されたソレノイド３４を備える。ボルト３６は、コイル３３内で中心を軸に変位可能である。通常は鉄である強磁性材料の円板３７が、ボルト３６上に固定され、実質的にソレノイド３４を覆い、電機子として働く。電流がコイル３３を流れると、円板３７はソレノイド３４によって引き付けられる。円板３７が引き付けられる力は、コイル３３を流れる電流の強度に依存する。ボルト３６は支持板３１を通り、ひずみ座金３９が、戻り止めナット４０により支持板３１の正面側３８の方に向いた、その端部に固着される。ひずみ座金３９は、その上に固定されたボルト３６及び円板３７と共に、ボルト３６の長手方向に動くことができ、ピン４１により回転に対して固定される。変位可能なひずみ座金（strain washer）３９には、支持板３１の正面側３８に固定された静止ひずみ座金４２が当てられる。上糸２３を収容するための隙間４３が、ひずみ座金３９、４２間に配置される。ひずみ座金３９及び４２は、２つの協働圧力要素又は糸締付要素を構成する。
【００１７】
眼型の糸案内４５及びボルト形の糸案内４６が、上糸送り方向４４に関係して糸締付器３２の上流の支持板３１上に設けられる。送り方向４４に締付器３２の下流に、糸案内４６と同じ設計の別の糸案内４７が設けられる。図３に示されているように、上糸２３は、糸供給部（図示せず）から糸案内４５及び糸案内４６を通って締付器３２へ送られる。ここは、上糸２３がボルト３６上の隙間４３を通り、次いで糸案内４７に送られ、そこから隙間４３を通ってボルト３６の下の締付器３２に戻る所である。変位可能なひずみ座金３９は、静止ひずみ座金４２に対してボルト３６の両側で上糸２３を押圧するので、ボルト３６がひっかかることがない。締付器３２から、上糸２３は、従来の補正ばね４８を介して糸レバー２２に送られる。補正ばね４８は、糸レバー２２を介する上糸２３の送りむらを補正する働きをする。
【００１８】
糸締付器３２のための操作装置４９が、支持板３１上に設けられ、単一のつまみによる制御装置５０と表示装置５１とを備える。単一のつまみによる制御装置５０は、両回転方向に無限に回転し得るロックダウンボタン５２を有する。それは、光障壁５４内に配置されたスリット円板５５を備えた光障壁５４を通常備える運動量モーメント発信器５３と連結される。ボタン５２を回転することにより、パルスが放出され、スリット円板５５のそれぞれのスリットが、通常、光障壁５４を通る通路に信号を発射する。パルスは、ライン５６を介してマイクロプロセッサ５７に渡される。ボタン５２を回転方向に回転すると、マイクロプロセッサ５７内のパルスの数が増え、反対方向に回転するとパルスの数が減少する。ロックダウンボタン５２は、ボタン５２が支持板３１の方に押圧されると閉じる押しボタン５８にさらに接続され、ライン５９を介してマイクロプロセッサ５７に信号を送信する。ボタン５２の押圧は、圧縮ばね６０の作用に抗して起きる。
【００１９】
表示装置５１は、５つの表示領域６１〜６５を含む。＃の印が付けられた表示領域６１は、００〜９９の２桁の調節可能な縫製プログラム番号をディジタル方式で表示する。Ｍの印が付けられた表示領域６２は、１桁の操作モード、すなわち開ループ制御モード又は閉ループ制御モードを示す。Ｆ１の印が付けられた表示領域６３は、速度ｎ１に割り当てられた糸締付力を２桁で示す。Ｆ２の印が付けられた表示領域６４は、速度ｎ２に割り当てられた糸締付力を、これも２桁で示す。Ｆ＞の印が付けられた表示領域６５は、特性増加値、すなわち加工布２４、２５が厚くなるとＦ値が増加し得る値を示す。表示ユニット５１は、ライン６６を介してマイクロプロセッサ５７に接続される。
【００２０】
糸締付力測定装置６７が支持板３１上に設けられ、その構造が図２及び４に示されている。この測定装置６７は、支持板３１に固定され、かつその中で可撓曲げ線６９が片持ち梁として片面だけ固締されたつまみ６８を備える。ホールプローブ７１に作用する永久磁石７０が、この曲げ線６９上に実装される。上糸２３は、曲げ線６９の上流及び下流に配置された２つの糸案内７２、７３を通って送られる。上糸２３は、曲げ線６９の周囲を導かれ、図４に示されている糸案内７２、７３間の直線から明らかに外れる。したがって曲げ線６９に、糸の主方向の対角線状に力が働くので、曲げ線６９は、糸締付力に依存してホールプローブ７１に対して変位する。ホールプローブ７１は、この偏向に対応して信号を放出し、これらの信号は、ライン７４を介して、すなわちその下流に配置された増幅器７５及びアナログ／ディジタル変換器７６を介してマイクロプロセッサ５７に送られる。
【００２１】
図５に示されているように、等しい角距で放出された位置発信器１７の運動量モーメントは、メモリ７７を有するマイクロプロセッサ５７にライン１８を介して供給される。位置又は基準信号は、別の入力部７９を介して供給される。ミシン１が駆動モーター１３によって作動されるとすぐに、別の入力部８０を介してマイクロプロセッサ５７に変更命令文が送られる。変更命令文は、たとえば操作者によって作動されるひざ上げ装置８２を経由し、入力部８１を介してマイクロプロセッサ５７に送られる。糸切り操作信号が別の入力部８３を介して送られる。
【００２２】
パルス幅変調器８４がマイクロプロセッサ５７の下流に配置され、その変調器８４は、増幅器８５を介してソレノイド３４の磁気コイル３３にやはり接続される。磁気コイル３３は、精密抵抗器８６を介してアース８７に戻る。それは、やはり増幅器８５に戻る電流調整器８８にさらに接続される。
【００２３】
操作モードは以下の通りである。
ミシン１に電源が投入されると、ディジタル表示領域６１〜６５が点灯し、第１の表示領域６１、すなわちプログラム番号＃を示す２桁表示装置が、まず最初にカーソル８９として働く下線と共に見える。このカーソル８９は、影響を及ぼす桁を示す。カーソル８９の上の所望の桁は、ロックダウンボタン５２を右回り又は左回りに回転することによって増加又は減少する。所望の桁が現れると、ロックダウンボタン５２が押圧され、それにより押しボタン５８を介して、上述の桁を固定し、かつメモリ７７内に格納され、それによりカーソル８９が次に可能な桁に渡されるパルスが放出される。上述の例においては、ここで、１桁のプログラム番号を選択できる。ボタン５２を回転して、それに応じた選択をした後、この桁はボタン５２の押圧によって再び固定される。ここで、縫製プログラムが選択されかつ決定され、カーソル８９が第２の表示領域６２に移る。ここで、操作モードＭ表示領域６２が起動され、それに対応してボタン５２を回転することにより、閉ループ制御モードについては１、又は開ループ制御モードについては２のいずれかが選択される。
【００２４】
学習プロセスは以下の如く起きる。
学習プロセスが開ループ制御モードで起きる。たとえば１０を超えるかがり数などの充分な数のかがりを含まなければならない、いくつかの試験縫い目が縫い付けられる。上述したように、許容品質の縫い目を経験的に判断した後、ひとかがりを形成する周期で糸締付力測定装置６７によって測定された、必要な最大糸締付力の値が、以下に記載するように、さらに利用される。
【００２５】
糸締付器３２を調節するために、操作者はまず最初に、調整変数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ＞のための経験変数を設定する。それぞれのＦ変数は、コイル３３に作用する対応電流に対応する。第１の試験縫い目が、第１の学習段階で、アーム軸速度ｎ＜ｎ１、たとえばｎ１＝１０００分−１で縫い付けられる。縫製結果が満足のいくものでない場合には、操作者は、上述したようにＦ１値を修正し、別の試験縫い目を縫い付ける。結果が必要な品質に合うまで、これを繰り返す。試験縫い目が縫い付けられると、糸締付力測定装置６７によって形成される調整器、増幅器７５、アナログ／ディジタル変換器７６、マイクロプロセッサ５７、糸締付器３２のための設定値が、糸締付力測定装置６７によって放出された電圧曲線から決められる。ボタン５２を押圧すると、メモリ７７内に、調整器のための電圧曲線の最後に決められた設定値及び糸締付器３２のための設定電流が格納される。これで、糸締付力Ｆ１値を調節するための学習段階が終了する。
【００２６】
速度ｎ＞ｎ２、たとえば速度ｎ２＝２０００分−１で、糸締付力Ｆ２のための第２の学習段階が同様の方式で起き、再び経験値がＦ２のために設定され、次いでより速い速度でいくつかの試験縫い目を縫い付けることにより、その速度のためのＦ２が決められ、調整器のための設定値が、再び電圧曲線から決められる。ボタン５２を押圧することにより、調整器のために最後に決められた設定値、及び制御装置のために調節された電流が採用され、格納される。これで、Ｆ２値の調節も終了する。
【００２７】
Ｆ＞学習段階が、同じ方式で進む。加工布が厚くなると必要となる、このような特性増加値Ｆ＞は、たとえば図７に示されるように、２つの加工布２４、２５間に芯９０が入れられている場合に必要である。
【００２８】
図８の線図に示されているように、糸締付力の値Ｆは線形補外される。ｎ１とｎ２との間に、速度が増加した結果として直線が生じ、これは、下降、上昇、水平であり得る。ｎ１の下、かつｎ２の上で、糸締付力の値が一定に保たれる。
【００２９】
マイクロプロセッサ５７内で、これらの値が計算される。
【００３０】
その後の縫製操作が開ループ制御モードで起きると、ミシン１の速度のみが検出され、糸締付器３２の磁気コイル３３が、この速度のために決められ格納された電流によって作動される。フィードバック及び再調節はない。
【００３１】
しかし、操作が閉ループ制御モードで起きる場合は、糸締付力は糸締付力測定装置６７によって永久的に決められ、マイクロプロセッサ５７に信号が送られ、そこで格納されている値と比較され、必要であれば再調節される。操作モードとして閉ループ制御モードを選択することにより、さらなる調整変数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ＞が、あたかも凍結されたような修正不可能状態に移る。すなわち修正不可能となる。
【００３２】
２つのひずみ座金３９、４２を備えた糸締付器３２の実施形態の代わりに、ソレノイドを使って制動される紡ぎ車を介して上糸が送られる、特許文献５（特許文献６に対応）による糸締付器を利用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】縫製作業場を示す概略図である。
【図２】図１と比して、倍尺で糸締付器を示す平面図である。
【図３】図２のラインＩＩＩ−ＩＩＩ上の糸締付器を示す断面図である。
【図４】図２の矢印ＩＶによる糸締付力測定装置を示す図である。
【図５】糸締付器を示す定電流源駆動回路図である。
【図６】２本の糸による本縫いの縫い目によって共に縫い付けられた２つの加工布を示す図である。
【図７】間に芯を入れて、２本の糸による本縫いの縫い目によって共に縫い付けられた２つの加工布を示す図である。
【図８】速度にわたって糸締付力の推移をプロットした図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ミシン
２  枠
３  底部
４  上部
５  支柱
６  アーム軸
７  針棒
８  針
９  フック
１０  押え
１１  上面
１２  敷き金
１３  駆動モーター
１４  ベルト駆動装置
１５  モーター制御装置
１６  操作スイッチ
１７  位置発信器
１８  ライン
１９  操作ユニット
２０  ライン
２１  縫製頭部
２２  糸レバー
２３  上糸
２４  第１の加工布
２５  第２の加工布
２６  下糸
２７  結び目
２８  接合箇所
２９  糸締付機構
３０  ねじ
３１  支持板
３２  糸締付器
３３  コイル
３４  ソレノイド
３５  くぼみ
３６  ボルト
３７  円板
３８  正面側
３９  ひずみ座金
４０  戻り止めナット
４１  ピン
４２  ひずみ座金
４３  隙間
４４  上糸送り方向
４５  眼型の糸案内
４６  ボルト形の糸案内
４７  別の糸案内
４８  補正ばね
４９  操作装置
５０  単一のつまみによる制御装置
５１  表示装置
５２  ロックダウンボタン
５３  運動量モーメント発信器
５４  光障壁
５５  スリット円板
５６  ライン
５７  マイクロプロセッサ
５８  押しボタン
５９  ライン
６０  圧縮ばね
６１〜６５  表示領域
６６  ライン
６７  糸締付力測定装置
６８  つまみ
６９  可撓曲げ線
７０  永久磁石
７１  ホールプローブ
７２  糸案内
７３  糸案内
７４  ライン
７５  増幅器
７６  アナログ／ディジタル変換器
７７  メモリ
７９  別の入力部
８０  別の入力部
８１  入力部
８２  ひざ上げ装置
８３  別の入力部
８４  パルス幅変調器
８５  増幅器
８６  精密抵抗器
８７  アース
８８  電流調整器
８９  カーソル
９０  芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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