(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体に縫い糸を接触させて溶断するミシンの糸切り装置において、
糸切り時に前記発熱体に通電して電力を供給する電力供給手段と、
前回の糸切り時から次回の糸切り時において前記電力供給手段により前記発熱体に電力の供給が開始されるまでの時間を計時する計時手段と、
前記計時手段の計時時間に基づいて前記次回の糸切り時に前記電力供給手段により前記発熱体に供給される電力量を制御する制御手段と
を設けたことを特徴とするミシンの糸切り装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記計時手段による計時時間に基づいて、前記発熱体に通電される電流の通電時間、この通電時における通電時間のデューティサイクル、通電電圧の少なくとも１つを制御することにより、糸切り時に前記電流供給手段により前記発熱体に供給される電力量を制御することを特徴とする請求項１に記載のミシンの糸切り装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記計時手段による計時時間に基づいて、前記発熱体に供給される電力量を所定の基準量に補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のミシンの糸切り装置。
【請求項４】
前記所定の基準量を操作により設定する基準量設定手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載のミシンの糸切り装置。
【請求項５】
前記制御手段は、ミシンに対する電源投入後の最初の糸切り時に前記電力供給手段により前記発熱体に所定の電力量を供給し、次回以降の糸切りにおいて前記計時手段により計時される計時時間が所定の時間を越えた場合には、前記発熱体に供給する電力量を前記所定の基準量とするように制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のミシンの糸切り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱体に通電して縫い糸を切断するミシンの糸切り装置に係り、特に、発熱体への通電制御を改良したミシンの糸切り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ミシン、特に工業用ミシンなどには、縫製効率を向上するために自動的に縫い糸を切断するための糸切り装置が設けられ、縫製の終了時に、自動的に縫い糸である上糸および下糸を同時に切断することができるようになっている。
【０００３】
このような糸切り装置としては、例えば、針板の裏面に動メスと固定メスとを備え、動メスにより縫い糸を手繰るとともに手繰った縫い糸を動メスと固定メスとにより挟んで縫い糸を切断するものが知られている。
【０００４】
しかしながら、このような糸切り装置においては、例えば、複数の単糸からなる撚り糸を切断する場合、切断部からそれぞれの単糸がばらけてしまい、糸の切断部の見栄えが悪くなるといった不具合があった。また、特殊なコーティングがされた糸を切断すると、メスの切れ具合を鈍くさせ、糸切り不良を発生させてしまうという問題点もあった。
【０００５】
そこで、このような不具合を解消するために、通電により発熱される発熱体を縫い糸に接触させて熱により縫い糸を溶断する糸切り装置が提案されている。
【０００６】
図５ないし図７は、このようなミシンの糸切り装置の１例を示すものであり、図５に示すように、ミシン１の糸切り装置２は、針板３の裏面の針穴４近傍に配設され通電により発熱する発熱体５、および、この発熱体５の熱により溶断すべき縫い糸６（図６）を捕捉して発熱体５へ接触させるように付勢する捕捉部材７などを有している。そして、ミシン１による被縫製物の縫い終わりに、捕捉部材７を糸切りソレノイドなどの駆動手段（図示せず）によって回動させることにより、図６および図７に示すように、捕捉部材７により溶断すべき縫い糸６である上糸６ａおよび下糸６ｂを捕捉して発熱体５に接触させ、発熱体５の熱により上糸６ａおよび下糸６ｂを同時に溶断するようになっている。
【０００７】
また、このような糸切り装置２においては、糸切り時以外に縫い糸６が発熱体５に接触して縫製中の縫い糸６が溶断されるのを防止するため、発熱体５を糸切り時のみに発熱させるとともに、発熱体５の熱が発熱体５以外の周囲の部材に伝達される前に発熱体５の発熱を終了するため、発熱体５に瞬間的に大電流を流すように通電制御を行う制御手段１０が用いられている。すなわち、図８に示すように、制御手段１０は、コントロールパネル１１に接続されたＣＰＵ１２、メモリ１３および制御回路１４などを搭載したＣＰＵ基板１５によりリレーなどによって形成されたスイッチ部１６の動作を制御することにより、電源１７に接続されたヒータトランス１９により所定の電圧に設定したうえで発熱体５に供給する電流の通電制御を行うように形成されている。
【０００８】
【表１】
0004405634.tif 000002
【０００９】
さらに、具体的に説明すると、前記コントロールパネル１１においては、表１に示すように、６段階の加熱レベルを選択できるようになっており、選択した加熱レベルが前記ＣＰＵ１２に入力され、このＣＰＵ１２は、選択した加熱レベルにより設定されている通常加熱時間だけ加熱指令として前記スイッチ部１６に出力を行う。すると、このスイッチ部１６は、電源１７から供給されたヒータトランス１９の出力を制御し、発熱体５を所定時間加熱してミシン１の糸切り動作に合わせて縫い糸を溶断するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した糸切り装置２を電子サイクルミシンに搭載すると、この電子サイクルミシンは、縫製パターンを簡単に変更できることを特徴とするものであり、このような電子サイクルミシンにおいては、ある程度自由なタイミングで糸切りが行われるようになっている。そして、この２回の糸切りの間隔が１秒以下の場合もある。
【００１１】
この２回の糸切りが短時間の間隔で行われると、一度加熱された発熱体５が完全に冷却されず、ある程度の温度を保持した状態において発熱体５に次回の通電が行われることになる。この結果、先の通電による発熱体５の最高温度より後の通電による発熱体５の最高温度のほうが高くなってしまうことになる。
【００１２】
図９は、前述した短時間の間隔の糸切りが連続した場合の発熱体５の温度変化を示したグラフであり、最初の通電における発熱体５の最高温度が約３００℃であるのに対し、繰り返し短時間の通電が行われた場合には、最初の通電の際の最高温度より約１３０℃上昇してしまうことになる。
【００１３】
このことは、発熱体５が必要以上の温度にまで加熱されてしまうということであり、発熱体５による糸切り性能に悪影響を与えるばかりでなく、発熱体５の寿命を短くしてしまうということにもなっていた。
【００１４】
本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服し、発熱体を糸切りのための良好な温度にまでしか上昇させないようにして、良好な糸切りを行え、しかも発熱体の寿命を延ばせるようにしたミシンの糸切り装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明のミシンの糸切り装置の特徴は、糸切り時に発熱体に通電して電力を供給する電力供給手段と、前回の糸切り時から次回の糸切り時において電力供給手段により発熱体に電力の供給が開始されるまでの時間を計時する計時手段と、計時手段の計時時間に基づいて前記次回の糸切り時に電力供給手段により発熱体に供給される電力量を制御する制御手段とを設けた点にある。そして、このような構成を採用したことにより、計時手段が計時した前回の糸切りから次回の糸切りまでの時間により前記次回の糸切り時に電力供給手段により発熱体に供給される電力量を制御手段が制御するので、通電による発熱体の最高温度を良好な糸切りを行える温度にまでしか上昇させないようにすることができる。
【００１６】
請求項２に係る本発明のミシンの糸切り装置の特徴は、制御手段が、計時手段による計時時間に基づいて、発熱体に通電される電流の通電時間、この通電時における通電時間のデューティサイクル、通電電圧の少なくとも１つを制御することにより、糸切り時に電流供給手段により発熱体に供給される電力量を制御する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、電流の通電時間、通電時間のデューティサイクル、通電電圧という異なる要素のうちの好適な要素により発熱体に供給される電力量を安定的に制御することができる。
【００１７】
請求項３に係る本発明のミシンの糸切り装置の特徴は、制御手段が、計時手段による計時時間に基づいて、発熱体に供給される電力量を所定の基準量に補正する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、発熱体の最高温度が上昇しやすい短い通電間隔のときに例えば基準量より小さい値に補正した電力量を発熱体に供給して、発熱体の最高温度をさらに安定的に制御することができる。
【００１８】
請求項４に係る本発明のミシンの糸切り装置の特徴は、所定の基準量を操作により設定する基準量設定手段を設けた点にある。そして、このような構成を採用したことにより、所定の基準量を容易に設定することができる。
【００１９】
請求項５に係る本発明のミシンの糸切り装置の特徴は、制御手段が、ミシンに対する電源投入後の最初の糸切り時に電力供給手段により発熱体に所定の電力量を供給し、次回以降の糸切りにおいて計時手段により計時される計時時間が所定の時間を越えた場合には、発熱体に供給する電力量を所定の基準量とするように制御を行う点にある。そして、このような構成を採用したことにより、発熱体に対する供給電力量の制御を簡略化することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るミシンの糸切り装置の実施形態を示すブロック図であり、制御手段１０は、６段階の加熱レベルを選択できるようになっているコントロールパネル１１に接続されたＣＰＵ１２、メモリ１３および制御回路１４などを搭載したＣＰＵ基板１５によりリレーなどによって形成されたスイッチ部１６の動作を制御することにより、電力供給手段である電源１７に接続されたヒータトランス１９により所定の電圧に設定したうえで発熱体５に供給する電流の通電制御を行うように形成されている。なお、前記コントロールパネル１１は、所定の基準量である加熱レベルを操作により設定する基準量設定手段を構成している。
【００２１】
そして、本実施形態においては、特に、前記ＣＰＵ基板１５内に、前回の糸切り時から次回の糸切り時において電力供給手段により発熱体５に電力の供給が開始されるまでの時間を計時する計時手段としての糸切り間隔検出タイマ２０が配設されている。
【００２２】
一方、前記メモリ１３には、加熱時間制御テーブル１３Ａがあらかじめ記憶されている。この加熱時間制御テーブル１３Ａの具体例が表２に記載されている。なお、この表２においては、選択できる６段階の加熱レベルのうちレベル１，３，５の３つの加熱レベルのみを便宜上記載し、他の加熱レベル２，４，６の記載は省略した。
【００２３】
【表２】
0004405634.tif 000003
【００２４】
この表２によれば、発熱体５に通電する基準時間は、加熱レベル１において２３０ｍｓ、加熱レベル３において２５０ｍｓ、加熱レベル５において２７０ｍｓとなっているが、糸切り間隔が短くなるほど、前回の通電時の熱エネルギが発熱体に多く残されているので、糸切り間隔が短くなるほど発熱体５への実際の通電時間を短くする必要がある。そこで、前述した基準時間に糸切り間隔が短くなるほど小さな係数を乗して発熱体５に通電を行う通電時間を設定するようにしている。
【００２５】
すなわち、この係数は、糸切り間隔が８秒以上であれば１、７秒以上８秒未満であれば０．９８、６秒以上７秒未満であれば０．９６、５秒以上６秒未満であれば０．９３、４秒以上５秒未満であれば０．８９、３秒以上４秒未満であれば０．８４、２秒以上３秒未満であれば０．７８、１秒以上２秒未満であれば０．７、１秒未満であれば０．６と設定されている。
【００２６】
この結果、前記通電時間は、糸切り間隔が短いほど同じ加熱レベルでも短く設定されることになる。一例として加熱レベル１の通電時間についてみると、糸切り間隔が８秒以上であれば２３０ｍｓ、７秒以上８秒未満であれば２２５ｍｓ、６秒以上７秒未満であれば２２１ｍｓ、５秒以上６秒未満であれば２１４ｍｓ、４秒以上５秒未満であれば２０５ｍｓ、３秒以上４秒未満であれば１９３ｍｓ、２秒以上３秒未満であれば１７９ｍｓ、１秒以上２秒未満であれば１６１ｍｓ、１秒未満であれば１３８ｍｓとなる。
【００２７】
図３は、本実施形態における糸切り間隔に相当する計時時間と通電時間に相当する通電時間との相関関係を示すグラフであり、厳密に正比例するわけではないが、計時時間が長くなれば、通電時間も長くなることを示している。
【００２８】
なお、初回の糸切りの際には、前述した表１の加熱時間、すなわち、表２の糸切り間隔が８秒以上のときの加熱時間となる。
【００２９】
また、、本実施形態におけるミシンの糸切り装置の機械的構成は、前述した図５ないし図７と同様なので、その説明は省略する。
【００３０】
つぎに、前述した構成からなる本発明の実施形態の作用について説明する。
【００３１】
図２は、本実施形態の作用を示すフローチャートであり、ミシンによる縫製を開始するには、ステップＳＴ１に示すように電源を投入する。そして、図１のコントロールパネル１１を操作して、糸の材質および太さなどに適合した加熱レべルを６段階の加熱レベルから選択して設定すると、この設定した加熱レベルが図１のメモリ１３に記録され、図１のＣＰＵ１２がこの加熱レベルの読み込みを行う（ステップＳＴ２）。なお、前記ＣＰＵ１２がメモリ１３から読み込む加熱レベルは、ミシンの駆動開始時に１回のみ行ってもよいし、あるいは、各糸切りごとに行ってもよい。
【００３２】
そして、ＣＰＵ１２がこの加熱レベルの読み込みを行うと、ＣＰＵ１２が、発熱体に供給される電流の通電時間を加熱レベルに対応する基準時間に設定することにより、ステップＳＴ３における所定電力量Ｐが決定される。
【００３３】
その後、所定の縫製パターンの縫製が行われ、前記所定の縫製パターンに含まれる糸切り指令が読み出されると、ステップＳＴ４の糸切り指令が出されたか否かの選択がＹ（イエス）となり、図示しない針位置検出手段から出力される針位置信号に基づいて決定される所定のタイミングでＣＰＵ１２から加熱指令が発せられてスイッチ部１６が付勢され、発熱体５に所定電力量Ｐでの通電が開始され、糸切りが行われる（ステップＳＴ５）。なお、糸切り指令と発熱体５への通電とのタイミングは必ずしも一致しない。そして、ステップＳＴ６において発熱体５に対する所定電力量Ｐの供給が完了したか否かが判断される。なお、この判断は、本実施形態においてはステップＳＴ５で通電が開始されてからの通電時間がステップＳＴ２で読み込まれた加熱レベルに対応する基準時間に達したか否かを判断することにより行われる。そして、ステップＳＴ６において、所定電力量Ｐの供給が完了したと判断されると、ステップＳＴ７に移行して通電が停止され、さらに、ステップＳＴ８に進んで、糸切り間隔検出タイマ２０による計時が開始される。
【００３４】
前述した計時が開始されると、ステップＳＴ９の糸切り間隔に相当する計時時間が所定時間を越えたか否かの判断が行われる。この所定時間は、本実施形態においては、前述した係数が１の８秒以上の場合に対応する基準時間であり、この所定時間を越えると、ステップＳＴ１０に進んで計時が終了し、ステップＳＴ３に戻って発熱体５に加える電力量が、電源投入後の最初の糸切り時に決定された所定電力量Ｐに再度決定され、ステップＳＴ４に移行し糸切り指令を待機する。
【００３５】
一方、前記ステップＳＴ９において、計時時間が所定時間を越えないと、ステップＳＴ１１に進んで次回の糸切り指令が発せられることにより、ステップＳＴ１２に進んで計時が終了し、この計時時間と、表２に具体例で示される加熱時間制御テーブル１３Ａとにより次回の糸切りにおける通電時間が補正電力量Ｐｎとして決定される（ステップＳＴ１３）。そして、ステップＳＴ１４に進み、補正電力量Ｐｎでの通電が開始され発熱体５を加熱して次回の糸切りが行われる。そして、ステップＳＴ６に移行し、発熱体５に対する補正電力量Ｐｎの供給が完了したか否かが判断される。なお、この判断は、本実施形態においては、ステップＳＴ１４で通電が開始されてからの通電時間がステップＳＴ１３で決定された補正電力量Ｐｎに対応する通電時間に達したか否かを判断することにより行われる。そして、ステップＳＴ６において、発熱体５に対する所定電力量Ｐｎの供給が完了したと判断されると、ステップＳＴ７に移行して通電が停止され、ステップＳＴ８に進んで、糸切り間隔検出タイマ２０による再度の計時が開始される。
【００３６】
このように本実施形態によれば、計時手段である糸切り間隔検出タイマ２０が計時した前回の糸切りから次回の糸切りまでの時間すなわち糸切り間隔により次回の糸切り時に電源１７から発熱体５に供給される電力量をＣＰＵ１２が制御するので、通電による発熱体５の最高温度を良好な糸切りを行える温度にまでしか上昇させないようにすることができる。この結果、最高の品質の糸切りを確実に行うことができるし、また、発熱体５の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
さらに、確実な糸切りを行うことができるので、発熱体５の断面積を小さくでき、発熱体５の製造コストを安価にすることができるし、電源１７の電気容量を小さくすることができる。
【００３８】
図４は、前述した本実施形態による各糸切り時の発熱体５の温度変化を示すものであり、本実施形態によれば、前述した従来の最高温度差１３０℃の約半分の７０℃の最高温度差にすることができる。
【００３９】
なお、前述した実施形態においては、発熱体５に通電される電流の通電時間により発熱体５に供給される電力量を制御するように説明したが、発熱体５に通電される電流の電圧を制御したり、あるいは発熱体５への通電時における通電時間のデューティサイクルを調整すなわちＯＮデューティの比を調整することによっても電力量を制御することができる。したがって、本発明においては、発熱体５に供給される電力量の制御を、発熱体５に通電される電流の通電時間、その電圧および通電時間のＯＮデューティの比の少なくとも１つを制御することにより行うことができる。
【００４０】
前述した通電時間のＯＮデューティの比についての加熱時間制御テーブルの１例が表３に示されている。この表は、所定の通電時間（例えば２７０ｍｓ）内における通電時間のＯＮデューティの比を表している。したがって、前記メモリ１３にあらかじめ記憶されている表２の加熱時間制御テーブル１３Ａに代えて、この表３のものを使用すればよい。なお、この表３においても、表２と同様、選択できる６段階の加熱レベルのうちレベル１，３，５の３つの加熱レベルのみを便宜上記載し、他の加熱レベル２，４，６の記載は省略した。
【００４１】
【表３】
0004405634.tif 000004
【００４２】
このような表３のＯＮデューティの比を使用しても適正な発熱体５の通電時間を得ることができるので、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のミシンの糸切り装置によれば、発熱体を糸切りのための良好な温度にまでしか上昇させないようにして、良好な糸切りを行え、しかも発熱体の寿命を延ばすことができる。
【００４５】
すなわち、糸切り時に発熱体に通電して電力を供給する電力供給手段と、前回の糸切り時から次回の糸切り時において電力供給手段により発熱体に電力の供給が開始されるまでの時間を計時する計時手段と、計時手段の計時時間に基づいて次回の糸切り時に電力供給手段により発熱体に供給される電力量を制御する制御手段とを設けたので、計時手段が計時した前回の糸切りから次回の糸切りまでの時間により次回の糸切り時に電力供給手段により発熱体に供給される電力量を制御手段が制御するので、通電による発熱体の最高温度を良好な糸切りを行える温度にまでしか上昇させないようにすることができる。
【００４６】
また、制御手段が、計時手段による計時時間に基づいて、発熱体に通電される電流の通電時間、この通電時における通電時間のデューティサイクル、通電電圧の少なくとも１つを制御することにより、糸切り時に電流供給手段により発熱体に供給される電力量を制御するようにすれば、電流の通電時間、通電時間のデューティサイクル、通電電圧という異なる要素のうちの好適な要素により発熱体に供給される電力量を安定的に制御することができる。
【００４７】
さらに、制御手段が、計時手段による計時時間に基づいて、発熱体に供給される電力量を所定の基準量に補正するようにすれば、発熱体の最高温度が上昇しやすい短い通電間隔のときに例えば基準量より小さい値に補正した電力量を発熱体に供給して、発熱体の最高温度をさらに安定的に制御することができる。
【００４８】
さらにまた、所定の基準量を操作により設定する基準量設定手段を設ければ、所定の基準量を容易に設定することができる。
【００４９】
また、制御手段が、ミシンに対する電源投入後の最初の糸切り時に電力供給手段により発熱体に所定の電力量を供給し、次回以降の糸切りにおいて計時手段により計時される計時時間が所定の時間を越えた場合には、発熱体に供給する電力量を所定の基準量とするように制御を行うようにすれば、発熱体に対する供給電力量の制御を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るミシンの糸切り装置の実施形態を示す制御系のブロック図
【図２】  図１の実施形態の作用を示すフローチャート
【図３】  図１の実施形態における計時時間と通電時間との相関関係を示すグラフ
【図４】  図１の実施形態の発熱体の温度変化を示すグラフ
【図５】  従来のミシンの糸切り装置の一例を示す下面図
【図６】  図５のものにおける糸切り状態を説明する図５と同様の図
【図７】  図５のものにおける糸切り状態を説明する正面図
【図８】  図５のミシンの糸切り装置における制御系のブロック図
【図９】  図５のミシンの糸切り装置の発熱体の温度変化を示すグラフ
【符号の説明】
１  ミシン
２  糸切り装置
５  発熱体
６  縫い糸
７  捕捉部材
１０  制御手段
１１  コントロールパネル
１２  ＣＰＵ
１３  メモリ
１３Ａ  加熱時間制御テーブル
１４  制御回路
１５  ＣＰＵ基板
１６  スイッチ部
１７  電源
１９  ヒータトランス
２０  糸切り間隔検出タイマ
【図１】
0004405634.tif 000005
【図２】
0004405634.tif 000006
【図３】
0004405634.tif 000007
【図４】
0004405634.tif 000008
【図５】
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【図６】
0004405634.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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