(57)【要約】【課題】安価な装置で糸張力を検出し、糸張力を制御する装置を提供することを目的とする。【解決手段】糸巻きから天秤に至る糸経路上に配置された支持部材（１２）と、その先端部に糸掛け部を有し、前記支持部材に回動可能に支持されている糸取りばね（１４）と、前記糸経路上に配置され、糸に対して張力を付与可能な糸張力調節部材（３）と、前記糸張力調節部材を駆動し、糸張力を可変する駆動手段（１１）と、糸張力を設定可能な設定手段と、前記設定手段の設定値に駆動手段を作動させて、糸張力を可変可能な糸張力制御装置において、前記糸取りばねの回動位置を検知する検知手段（１３，１５）と、前記検知手段のミシン主軸位相の釜締め区間の検知出力に基づき、前記設定値と比較して、糸張力を増減するように前記駆動手段を制御する制御手段（２２）を備える構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸巻きから天秤に至る糸経路上に配置された支持部材と、
その先端部に糸掛け部を有し、前記支持部材に回動可能に支持されている糸取りばねと、
前記糸経路上に配置され、糸に対して張力を付与可能な糸張力調節部材と、
前記糸張力調節部材を駆動し、糸張力を可変する駆動手段と、
糸張力を設定可能な設定手段と、
前記設定手段の設定値に駆動手段を作動させて、糸張力を可変可能な糸張力制御装置において、
前記糸取りばねの回動位置を検知する検知手段と、
前記検知手段のミシン主軸位相の釜締め区間の検知出力に基づき、前記設定値と比較して、張力を増減するように前記駆動手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする糸張力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の糸張力制御装置において、
前記糸取りばねは、前記支持部材の側面に設けた貫通部から突出するとともに、
前記検知手段は、糸取りばねの釜超え位相時の回動位置と、釜締め区間における初期変位位相とを検知し、
前記制御手段は、前記検知手段の出力値に基づき、前記設定値と比較して、張力を増減するうに前記駆動手段を制御することを特徴とする糸張力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミシンの糸張力制御装置に関するものであり、特に、ミシン主軸位相の特定区間での糸取りばねの回動位置を検知して、装置を制御するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ミシン上部に配置した糸巻きから、天秤を経て、針孔に至る糸経路上に張力付与部材を設けた糸張力制御装置が提案されている。この装置は、張力付与部材を電気的に制御することにより、上糸張力を可変させるものである。そして、糸張力制御装置の制御は、糸張力の測定が困難なため、ミシン回転数による縫製速度の検知等により行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、糸張力は、縫製速度だけでなく、布厚、布密度、段部、糸の太さ、糸の材質、湿度等、種々の条件により、縫目形成ごとに変化する。このため、縫製速度に基づき、糸張力制御装置を制御して縫目を形成しても、縫製部に均一な縫目が得られなかった。また、種々の条件を縫目形成ごとに検知して、糸張力制御装置を制御すれば均一な縫目を得られるが、そのためには、複数のセンサーが必要になり、装置が高価になるという問題が生じる。
【０００４】
この発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、安価な装置で糸張力を検出し、糸張力を制御することにより、縫製物に均一な縫目を形成する装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
糸巻きから天秤に至る糸経路上に配置された支持部材（１２）と、
その先端部に糸掛け部を有し、前記支持部材に回動可能に支持されている糸取りばね（１４）と、
前記糸経路上に配置され、糸に対して張力を付与可能な糸張力調節部材（３）と、
前記糸張力調節部材を駆動し、糸張力を可変する駆動手段（１１）と、
糸張力を設定可能な設定手段と、
前記設定手段の設定値に駆動手段を作動させて、糸張力を可変可能な糸張力制御装置において、
前記糸取りばねの回動位置を検知する検知手段（１３，１５）と、
前記検知手段のミシン主軸位相の釜締め区間の検知出力に基づき、前記設定値と比較して、糸張力を増減するうに前記駆動手段を制御する制御手段（２２）を備える構成とした。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、ミシン主軸位相の釜締め区間における、前記糸取りばねの回動位置を検知し、その検知出力に基づき糸張力調節部材を制御する。このため、安価な装置で糸張力を制御し、縫製物に均一な縫目を形成することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の糸張力制御装置において、
前記糸取りばねは、前記支持部材の側面に設けた貫通部から突出するとともに、
前記検知手段は、糸取りばねの釜超え位相時の回動位置と、釜締め区間における初期変位位相とを検知し、
前記制御手段は、前記検知手段の出力値に基づき、前記設定値と比較して、張力を増減するうに前記駆動手段を制御する構成とした。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、糸取りばねの釜超え位相時の回動位置と、糸取りばねの釜締め区間における初期変位位相と、により糸張力調整部材を制御するので、より確実に縫製物に均一な縫目を形成することができる。また、特定検出信号により装置を制御するので、制御が容易である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の第１実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１０】
上糸１は、ミシンアーム上部に配置した糸巻き２から糸張力調節部材３、糸取りばね機構４、糸案内具５、天秤６を介して縫い針７に至る。この経路を糸経路１６とする。
【００１１】
図２に示すように、糸張力調節部材３は、一対の糸調子皿８，９と、可動鉄心１０と、プランジャーマグネット１１から構成されている。
一対の糸調子皿８，９の中心には、嵌合孔８ａ、９ａが形成される。可動鉄心１０は、頭部１０ａとそれより径方向に細い軸部１０ｂとからなる。可動鉄心の軸部１０ｂは、糸調子皿の嵌合孔８ａ、９ａに通される。可動鉄心の頭部１０ａは糸調子皿８，９を支持し、軸部１０ｂは糸調子皿８，９を遊嵌する。また、糸調子皿の嵌合孔８ａ、９ａに通された後、可動鉄心の軸部１０ｂは、プランジャーマグネットの摺動孔１１ａに装着される。そして、このマグネット１１（駆動手段）が励磁されると、可動鉄心１０は吸引される。この吸引動作により、一対の糸調子皿８，９は糸張力調節部材カバー部３ａ側に移動する。また、この吸引力は、マグネットに付加される電流値に応じて増減する。このため、一対の糸調子皿８，９に挟持された上糸１は、プランジャーマグネットの吸引力に応じた圧力、すなわち、所定の糸張力を付与される。
【００１２】
糸取りばね機構４は、支持部材１２、検知板１３、糸取りばね１４、近接センサー１５とから構成されている。
【００１３】
支持部材１２は、ミシン機枠に固定され、糸経路１６に近接して配置されている。支持部材１２の側面には、円弧状の貫通溝（貫通部）１２ｂが形成されている。
【００１４】
糸取りばね１４は、棒状部材で形成され、支持部材の中心軸１２ａに回動可能に支持されている。また、糸取りばね１４の先端部には、半円弧状の糸掛け部１４ａを有している。糸取りばね１４は、支持体１２の貫通溝１２ｂから突出し、その糸掛け部１４ａが上糸に係合する。そして、図示省略の巻きばねにより、糸取りばね１４は、時計方向に付勢されるが、円弧状の貫通溝１２ｂの上端部に接触し、図３実線位置で停止する。また、糸張力が上昇すると、糸取りばねは反時計方向に回転するが、円弧状の貫通溝１２ｂの下端部に接触し、図３点線位置（水平位置）で停止する。
【００１５】
検知板（検知手段）１３は、支持部材１２の中心軸１２ａに回動可能に支持されている。また、検知板１３は糸取りばね１４の基部側に固定されており、糸取りばね１４と一体的に回動する。検知板１３は半円盤状で、円弧状の検知部１３ａが形成されている。この検知板１３の検知部１３ａに近接して、近接センサー１５（検知手段）が固定されている。このため、糸取りばね１４の回動位置が変化すると、近接センサー１５の出力信号が変化する。近接センサー１５は、糸取りばね１４が図３点線位置（水平位置）に位置するとき、糸取りばね位置信号１９が最大出力信号を発生するように設定されている。
【００１６】
次に、図４に基づき、上記ミシンを制御する制御装置の構成及び入出力を説明する。
この制御装置（制御手段）２２には、外部から各種信号（ミシン回転数１７、ミシン位相信号１８、糸取りばね位置信号１９）や設定条件（設定糸張力２０、縫製条件２１としての針、糸種、糸番手）が図示省略の入力インターフェースを介して入力される。そして、内部のＣＰＵによりＲＯＭやＲＡＭに設定されているデータと比較演算し、図示省略の出力インターフェースを介して、設定張力に応じて糸張力調節部材３のマグネット１１への電流を制御する。また、これらの制御情報は、表示装置２３により作業者に向けて表示する。さらに、ミシンモータ２４の駆動を制御する
図５に基づき、この装置のミシン主軸回転位相に対する、天秤、釜の糸引き変位と、糸取りばね１４のストローク（揺動角の変位）の関係について説明する。図５の横軸はミシン主軸回転位相であり、針棒が上死点位置にあるときθ０とする。
【００１７】
図示曲線▲１▼は天秤６の上糸供給量曲線であり、▲２▼は釜の上糸必要量曲線である。そして、▲３▼〜▲５▼は糸取りばね１４の変位量曲線であり、▲３▼は張力が弱い場合、▲４▼は張力が中程度の場合、▲５▼は張力が強い場合である。
天秤６の上糸供給量は、曲線▲１▼から明らかなように、天秤の上糸供給量はミシン主軸回転位相θ１で最小となり、位相θ２で最大となる。また、釜の上糸必要量は、曲線▲２▼から明らかなように、針が布に刺さる位相θ３から順次増加し、位相θ４で釜が上糸を解放する直前で最大となる。このミシン主軸回転位相θ４が釜超え位相である。この釜超え位相θ４を挟んだ区間Ｔが釜締め区間であり、釜締め区間Ｔは例えば２８０度〜３２０度である。
【００１８】
釜締め区間Ｔにおいて、糸取りばねの変位量曲線▲３▼〜▲５▼は、糸張力の強弱に応じてその波形が変化する。特に、釜超え位相θ４時の変位量に着目すると、張力が弱い場合ｈ１であり、張力が中程度の場合ｈ２であり、張力が強い場合ｈ３である。この際、糸張力と釜超え位相時（θ４）の変位量ｈ１、ｈ２、ｈ３とは比例関係にある。このため、の糸取りばね変位量から縫製時の糸張力を換算することができる。
【００１９】
また、釜超え位相時（θ４）、糸張力が大きく、糸取りばねの変位量がフルストロークｈ３の場合（図３点線に示す糸取りばね１４が水平位置の場合）でも、糸張力値は異なる。このため、糸取りばねの変位量がフルストロークｈ３の場合には、釜締め区間Ｔにおける糸取りばね１４の初期変位位相θ１０より糸張力を換算する。これは、図５の糸取りばね変位量曲線から明らかなように、糸張力が大きくなると、その初期変位位相がθ１２、θ１１、θ１０に示すように、変位位相の立ち上がりのタイミングが早くなっており、この現象を利用して、糸張力を換算するものである。
【００２０】
次に、この制御装置の処理の一例を、図６に基づいて説明する。
最初に、装置電源をオンする。
次に作業者が可変ダイヤルから設定糸張力（設定値）２０と縫製条件２１とを入力する（Ｓ１）。
【００２１】
次に、縫製が開始されるとミシン回転数の検出と演算処理、ミシン主軸位相の検出と演算処理、糸取りばね位置の検出と演算処理が行なわれる。そして、ミシン主軸位相が釜締め区間Ｔに到達したかどうかを判断する（Ｓ２）。
【００２２】
次に、釜締め区間Ｔに達したならば、釜超え位相時θ４の糸取りばね変位量がフルストロークｈ３であるかどうかを判断する（Ｓ３）。
フルストロークｈ３で無い場合は、釜超え位相時の糸取りばね変位量に基づいて、現在の糸張力を演算し、Ｓ６に進む（Ｓ４）。
【００２３】
フルストロークｈ３である場合は、釜締め区間Ｔにおける糸取りばね１４の初期変位位相に基づいて、現在の糸張力を演算し、Ｓ６に進む（Ｓ５）。この初期変位位相をもとめるには、前記Ｓ３でフルストロークｈ３であると判別した後の最初の近接サンサー１５の最初の立ち上がりタイミングをミシン位相信号１８から求めたり、判別した釜締め区間Ｔで既に生じた立ち上がりタイミングをミシン位相信号１８から得ることにより求められる。
【００２４】
なお、Ｓ４、Ｓ５での糸張力演算には、ＲＯＭやＲＡＭに設定されているデータと比較し演算を行う。
【００２５】
次に、Ｓ１で入力した設定糸張力と、Ｓ４、Ｓ５で得られた現在の糸張力とを比較する（Ｓ６）。設定糸張力と現在の糸張力が同一であれば処理を終了し、同一でなければ、糸張力の増減値を演算する。この増減値に基づいて、制御装置は糸張力調節部材３のマグネット１１への制御電流を供給する。
【００２６】
第１実施形態によれば、ミシン主軸位相の釜締め区間における、前記糸取りばねの回動位置を検知し、その検知出力に基づき糸張力調節部材を制御する。このため、安価な装置で糸張力を制御し、縫製物に均一な縫目を形成することができる。
【００２７】
この発明は、上記実施形態に限定されることなく種々変更可能である。
例えば、制御装置の入力側に布段部切り換えスイッチを接続させる。そして、布段部を有する縫製時、この布段部切り換えスイッチをオン操作する。布の段部縫製時には、糸張力が急激に上昇するので、天秤糸締めタイミングで張力を上げるように、糸張力調節部材を制御することにより、布段部に均一な縫目を形成することができる。
【００２８】
また、上記実施形態では、設定値は作業者が外部入力していたが、これに代えて、縫製条件２１から自動的に設定値が付与されることも容易に考えられる。また、上記実施形態では、設定値と検出した現在の糸張力とを比較演算したが、これに代えて、設定値との比較から自動的にデータテーブルからの値を呼び込み、糸張力調節部材３のマグネット１１への電流を制御することも容易に考えられる。
【００２９】
また、上記実施形態では、糸張力調節部材の駆動手段としてマグネットを用いたが、これに代えて、圧電素子等を用いることも容易に考えられる。さらに、上記実施形態では、糸経路に沿って、糸張力調節部材３と糸取りばね機構４とを個別に設けたが、糸張力調節部材３の上に糸取りばね機構を積層し、一体的に形成することも容易に考えられる。さらに、上記実施形態では、検知手段として、近接センサー１５と検知板１３を用いたが、これに代えて、光センサーとスリット状の検知板を用いることも容易に考えられる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ミシン主軸位相の釜締め区間における、前記糸取りばねの回動位置を検知し、その検知出力に基づき糸張力調節部材を制御する。このため、安価な装置で糸張力を制御し、縫製物に均一な縫目を形成することができる。
【００３１】
請求項２記載の発明によれば、糸取りばねの釜超え位相時の回動位置と、糸取りばねの釜締め区間における初期変位位相と、により糸張力調整部材を制御する。このため、より確実に縫製物に均一な縫目を形成することができる。また、特定検出信号により装置を制御するので、制御が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による糸張力制御装置の正面図である。
【図２】糸張力調節部材の断面図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】糸張力制御装置のブロック図である。
【図５】ミシン主軸回転位相に対する、糸張力強中弱時の糸取りばねの変位量曲線である。
【図６】糸張力制御装置のフローチャートである。
【符号の説明】
１２・・支持部材
１４・・糸取りばね
３・・・糸張力調節部材
１３・・検知板（検知手段）
１５・・近接センサー（検知手段）
１１・・マグネット（駆動手段）
２２・・制御装置（制御手段）
【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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