JPH0249688A - ミシンの糸張力調節装置 - 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、ミシンの上糸の糸張力（以下、単に糸張力
）を縫製条件に応じて自動調節する糸張力調節装置に関
するものである。

［従来の技術］ 第１３図は従来の糸張力を調節のために用いられている
糸張力調節装置の構成説明図である。

第１３図において、（２２）は縫製用の上糸、（２３）
と（２４）は上糸（２２）を挟持する一対の張力調子皿
、（２８）は張力調子皿（２４）を押圧して上糸（２２
）に所望の張力を付与するための円錐ばね、（３８）、
（３９）は円錐ばね（２８）の底部および頂部のそれぞ
れに当接するワッシャー　（４０）は張力調整ねじ、（
３７）は張力調整ねじ（４０）に螺合して回転し、円錐
ばね（２８）のばね圧を変化させるナツト、（４１）は
図示していないアーム部に挿入して上記の組付部材を固
定するためのブツシュである。

上記のような構成の従来の糸張力調節装置において、上
糸の張力は布や糸の種類、縫厚が変化すると、これらの
変化に適応するように作業者による試し縫いとナツト（
４０）の手作業による調節の繰り返しが行なわれる。そ
して、所望の縫目、糸線が得られるまで糸（２２）とこ
の糸（２２）を挟持している張力調子皿（２３）と（２
４）との摩擦状態を手動で調節するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の糸張力調節装置は以上のように構成されているの
で、上糸と縫製布の種類が変わると、その都度ナツト（
４０）を回転して糸（２２）を挟持している張力調子皿
（２３）　、　（２４）と糸（２２）との摩擦力の程度
を手動で調節しながら、所望の縫目が得られるまで試し
縫いとナツト（４０）による調節を繰り返すことになる
。したがって、この繰り返しの手作業に多くの時間を消
費して、生産性の低下を招くことがある。また、加工中
の縫製布の厚さの変化等の複数の縫製条件における可変
的条件の変化に対応した張力の調整ができないために、
これらが変化する縫製作業においては適度な糸線めが得
られないために品質の低下を招くことになる。

特に、縫製の可変的な条件の中で縫製環境における温度
の変化は、ミシンに使われている金属部品、就中張力調
整装置のばね材を温度勾配に応じて伸縮してばね圧を変
化させる。また、湿度の変動は繊維内の含有水分量を変
え、縫製布は勿論のこと上糸そのものの張力に影響を与
えるという問題がある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、右岸の変化等の可変的な縫製条件の変化に対
応して糸張力を自動調整するように構成した。また、特
に温度や湿度等の縫製時の環境の変動に追随して適切な
糸張力に自動調節する糸張力調節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］ この発明の実施例に係る糸張力調節装置では、円錐ばね
の変位の基準位置を設定する位置検出器と右岸のような
可変的条件の情報を検出する情報検出手段が設けられて
いる。また、可変的条件の検出情報の変化に対応する上
糸の番手等の固定的な縫製条件について、理想的な糸張
力を得るための円錐ばねの変位量を求めることのできる
各種のデータのデータテーブルが記憶手段に格納されて
いる。特に、この発明の糸張力調整装置には、可変的な
縫製条件の中で、温度や湿度のような環境の変化につい
ての可変的条件の情報を検出する情報検出手段が設けら
れている。

［作用］ この発明実施例における糸張力調節装置で、ＣＰＵが一
定周期で割り込みを受は付は情報検出手段から可変的条
件の情報が検出されると、それに対応する各種のデータ
がデータテーブルから順次読み出される。読み出された
データに基づいて、円錐ばねの総変位量が算出される。

算出された変位量は前回の算出変位量と比較され、偏差
に対応してパルスモータが正逆回転して円錐ばねを変位
させ、理想的な糸張力に調整される。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の構成説明図である。

第１図において、（１）は縫目を形成するミシンの頭部
、（２）はミシンを駆動するモータ、（３）はミシンの
主軸に取り付けられて１回転当りに所定の信号を発生す
る検出器である。（４）はミシン頭部（１）に設けられ
た布押え、（４ａ）は布押え（４）と共に上下するラッ
ク、（５）はラック（４ａ）に噛み合って布押え（４）
の上下動によって回転するアブソリュート型のエンコー
ダ、（６）は縫製布である。

布押え（４）は加工中の縫製布（６）の厚さ（１）の変
化に応じて上下動して、エンコーダ（５）から（１）に
対応するパルスを発生する。

（７）は後述する糸張力調節機構の基準位置を検出する
位置検出器、（８）は操作パネル上の布の種類や糸の番
手を設定する操作スイッチ部である。

操作スイッチ部（８）の構成が、第８図に示されている
。第８図の（３４）と（３５）は上糸と縫製布の種類を
設定するスイッチ、（３５）は上糸の番手を２桁の数値
で設定する設定スイッチである。

また、第１図の（９）は上記各種のデータや情報の入力
ボートである。（１０）は糸切りソレノイド、（１１）
は糸切りソレノイド（１１）のドライバ、（１２）は上
糸の糸緩めソレノイド、（１３）はそのドライバ、（１
４）は押え上げソレノイド、（１５）はそのドライバで
ある。（１６）はパルスモータで、糸張力を自動調節す
るための駆動源である。パルスモータ（１６）の出力軸
には、ビニオン（ｌ［ｉａ）が取付けられている（第２
図参照）。（１７）はパルスモータ（１７）のドライバ
ー　（１８）はパルス発生回路である。

（１９）は出力ポート、（２０）はシステムプログラム
およびワーキングメモリを含むメモリ、（２１）は以上
の入出力および構成機器のコントロールを行うＣＰＵで
ある。

第２図の（ａ）　、　（ｂ）は第１図における糸張力調
節機構の構成を示す断面図、第３図は第２図における要
部の分解斜視図である。

第２図および第３図において、（７）と（１２）及び（
１６）は第１図における同じ符号を付した位置検出器と
糸緩めソレノイド及びパルスモータである。

（１２ａ）は糸緩めソレノイド（１２）に駆動されるプ
ランジャ、（２２）は縫製用の上糸、（２３）　、　（
２４）は上糸（２２）を挟持する張力調子皿である。（
２５）は張力調子皿（２３）　、（２４）の中心孔を通
り、アーム機枠（２６）にねじ（２７）により固定され
た固定軸、（２ｇ）は張力調子皿（２３）　、　（２４
）に軸方向の弾性力を加える円錐ばね、（２９）は円錐
ばね（２８）の一端を押圧する押え軸、（２９ａ）は押
え軸（２９）の先端部に形成したラックである。ラック
（２９ａ）は、上記したパルスモータ（１６）のピニオ
ン（Ｌｅａ）に噛合う。

（３０）はミシン機枠の孔に圧入された軸受で、押え軸
（２９）を軸方向に摺動可能に嵌合する。（３１）は固
定軸（２５）の軸端に圧入されたカラーで、円錐ばね（
２８）のばね圧を受けながら固定側の張力調子皿（２３
）を同一の位置に保持する。（３２）は位置検出器（７
）の検出板、（３３）は糸緩め棒である。上記検出板（
３２）は押え軸（２９）に固定され、この押え軸（２９
）と共に一体に変位する。また、糸緩め棒（３３）は固
定軸（２５）の中心孔に摺動可能に挿入され、一端に膨
大部が設けられ他端がプランジャ（１２ａ）に連結され
ている。そして、膨大部を介して糸緩めソレノイド（１
２）の吸引時に、円錐ばね（２８）に抗して張力調子皿
（２４）を移動させて糸（２２）の挟持状態を弛緩させ
る。

なお、第２図の（ａ）図は円錐ばね（２８）の変位量が
０で、上糸（２２）が張力調子皿（２３）　、（２４）
に接触しているが張力が付与されていない時の基準位置
を示す。また、（ｂ）図は押え軸（２９）を基準位置か
ら（δ）だけ変位させて、円錐ばね（２８）を圧縮して
糸張力を与えた状態を示す。

第４図（ａ）　、　（ｂ）は第２図（ａ）、（ｂ）にお
ける位置検出器（７）と検出板（３２）との関係を示す
正面図および側面図である。位置検出器（７）には、検
出板（３２）が挿入されるスリット（７ａ）が設けられ
、挿入された検出板（３２）の端部（３２ａ）を検出し
て相対位置が測定される。第２図（ａ）に示された基準
位置にあるときに、検出板（３２）の端部（３２ａ）が
スリット（７ａ）の中点と一致するようになっている。

第５図は円錐ばね（２８）の変位量（δ）と糸張力（Ｐ
）及び円錐ばね（２８）のばね圧（Ｔ）との関係を示し
、ばね圧（Ｔ）は円錐ばね（２８）の押圧力で、糸張力
（Ｐ）及びばね圧（Ｔ）は共に変位量（δ）に比例する
。

また、第６図は糸張力（Ｍ）と上糸（２２）の種類別の
番手、糸張力の変化と縫厚及び縫速度の関係を表すグラ
フで、最良の縫目形成時、即ち理想的な糸張力のときに
おいて実験的に得られた測定値である。

更に、第７図の（Ｉ）〜（ＴＶ）は上糸（２２）の張力
を調整する円錐ばね（２８）の変位量（制御量）を得る
ためのデータからなるデータテーブルで、予めメモリ（
２０）内に格納される。データテーブル（１）は上糸の
番手が８番、　２０番、・・・の５段階に対応する種類
別のデータである。また、データテーブル（ｎ）には、
霜厚が０．５＋ｎ以上（７）０．５ｍｍ間隔で７段階の
縫製布の種類別データである。同様に、テーブル（ＩＩ
Ｉ）及び（ＩＶ）には、縫速度について７段階及び３種
類の布について３段階のデー夕が示されている。これら
のデータテーブル内に格納されたデータは第６図のグラ
フから読み取られ、円錐ばね（２８）のばね圧（Ｔ）を
生じさせるための変位量（δ）が算出される。データは
数値で現され、パルスモータ（ＩＢ）を駆動する入力パ
ルス数を示す。

上記のような構成の本発明の糸張力調節装置の動作を、
第９図を参照しながら説明する。

縫製開始前にＣＰ　Ｕ　（２１）は位置検出器（７）の
信号、即ち第４図における検出板（３２）の端部（３２
ａ）の検知を行い、糸張力調節装置を第２図の（ａ）に
示すような基準位置に一致させる。次に、第８図の操作
スイッチ、部（８）を操作して、既知の固定的な縫製条
件データを設定する。即ち、操作スイッチ部（８）に設
けられたスイッチ（３４）〜（３Ｂ）を操作して、糸お
よび布の種類、糸の番手等が設定される。糸の番手等の
設定後、布押え（４）の下に縫製布（８）をセットする
。

ここで、図示されていない足踏みペダルを踏み込み、モ
ータ（２）を回転させて縫製作業を開始する。ＣＰ　Ｕ
　（２１）は一定周期の割り込みを受付けながら各種デ
ータを読込み、第９図のフローチャートに従って次のよ
うなステップにしたがってリアルタイムで、円錐ばね（
２８）の変位量（δ）を算出して糸張力の制御が行われ
る。

第９図に示すように、ＣＰ　Ｕ　（２１）が割り込みを
受付けると、先ずステップ１０１で操作スイッチ部（８
）で設定した糸の種類、番手、布の種類の設定情報を読
込む。次に、ミシンにセットされた縫製中の縫製布の霜
厚（１）を、エンコーダ（５）の検出情報により読取る
（ステップ１０２）。ステップ１０３では縫製布（８）
の布の種類による変位量データ（Ｓ）をメモリ（２０）
内のデータテーブルより読取る。続くステップ１０４　
、１０５　、１０６で、それぞれ上糸の番手、縫製布の
素材の厚さ及び縫速度に対応する変位量データ（１１）
　、（ｑ）　、　（ｒ）がメモリ（２ｏ）より読取られ
る。そして、ステップ１０７では、上記の読み取られた
（ｓ）　、　（ｍ）　、（ｑ）　、（ｒ）の変位量デー
タの総変位量（（ｓ）　十（ｍ）　＋（ｑ）　＋（ｒ）
　）　−（ρｎ）を算出する。

次に、ステップ１０８では総変位量（ρｎ）と前回の割
り込みで算出した総変位量〔ρ（ｎ−１’）　）との差
、 （ρｎ）−〔ρ（ｎ−１）　）　−（Δρｎ）を算出す
る。算出の結果、（Δρ　）の符号の正負が判定され（
８１０９）、符号が零の場合、即ち（Δρ　　）−〔ρ
　（）〕 ｎ　　　　　　　　　　　　ｎ−１ の時はこの割り込みプログラムを終了する。

（Δρｎ）く０のときは、パルスモータ（ＩＢ）が偏差
に対応して（ＣＣＶ）の方向に回転する。逆に、（Δρ
ｎ）〉０であればステップｉｌｌへ進み、糸張力を強く
するためにパルスモータ（１Ｂ）は時計方向（ＣＭ）へ
（Δρ　）分だけ回転する。この結果、押え軸（２９）
が第２図の左方に（δ）だけ変位して、円錐ばね（２８
）によるばね圧（Ｔ）を強めて糸張力を強くする（ステ
ップ１１０参照）。第２図の（ｂ）は、このときの状態
が示されている。このようにして、常時加工中の縫製布
（６）の霜厚（１）の変化がチエツクされて、最適な状
態になるように糸張力が制御される。

実施例の数値の一例を挙げれば、例えばパルスモータ（
１６）の出力軸に設けたビニオン（１６ａ）のピッチ円
の直径を１５ｍｍとして、ステップ角を（０，４５／パ
ルス〕とすると、押え軸（２９）の固定軸（２５）に対
する移動距離（円錐ばね（２８）の変位量）は約（０，
０８ｍ■／パルス〕となる。

ここで、固定的な縫製条件として縫製布（６）の種類を
ビニールレザー、糸の種類と番手がビニロン＃２０、縫
速度を２０００ｒｐｍとして、割り込み時に検出された
縫製布（６）の霜厚（１）が２．５ｍ＋ｓとすると、先
に述べたステップ１０９における総変位量（ρ　）の値
は次のようになる。

第６図に示した特性線図から求められた第７図の各変位
量データの中で、アンダーラインで示した数値を合計し
た値の１０６となり、これは基準位置からのパルスモー
タ（１６）に与えられるパルス数を示すことになる。よ
って、円錐ばね（２８）の変位量（δ）は、０　、０８
　ｍｍの１０６パルス分、即ち０．０８Ｘ１０Ｂ　　−
６，３６ 約６關となる。この場合の円錐ばね（２８）の変位量（
δ）−６＋ａｍのとき、糸張力は０．６５ｋｇで円錐ば
ね（２８）のばね圧は２．３　ｋｇであることが第５図
の線図から知ることができる。

その後、次の周期で再び割り込みが受は付けられてから
総変位量（ρ　）と〔ρ（）〕が算ｎ　　　　　　ｎ−
１ 出されると、再び２つの値が比較され、偏差があるとき
には前述と同様の動作が繰返されてパルスモータ（１Ｂ
）の正逆回転による糸張力の調整が行われる。

第１Ｏ図は本発明の別の実施例の構成説明図である。こ
の実施例では第１図の装置に、更に縫製を実施している
室内や工場内等の環境の変化に応じて糸張力を調整する
ように構成されている。

第１０図の（５０）は温度センサー　（５１）は湿度セ
ンサーで、両センサー（５０）と（５１）により縫製時
に検出された環境条件の検出情報が入力ボート（９）に
出力される。また、環境条件の変化に対応した理想的な
糸張力を得るために、メモリ（２０）内には第１１図に
示すような補正用のデータを持つデータテーブルがメモ
リ（２０）内に格納される。第１１図の（Ｉ）のテーブ
ルは温度に対する円錐ばね（２８）の変位量の９段階の
補正用のデータ、（ｎ）は湿度に対する円錐ばね（２８
）の変位量の８段階の補正用のデータである。これらの
データの数値も前述と同様に、温度と湿度の変化に対し
て理想的な糸張力に補正するに必要なパルスモータ（１
Ｂ）の入力パルス数で与えられている。

そして、第１Ｏ図の実施例でＣＰ　Ｕ　（２１）によっ
て割り込みが受は付けられてから第１２図のフローチャ
ートで示すステップ２０３に進むと、温度センサー　（
５０）と湿度センサー（５１）の検出情報が読み込まれ
て補正データ（ｇ）と（ｈ）が設定される。更に、ステ
ップ２０９に移ると、前のステップ２０８で加算して得
られた（δｎ）に上記の補正データ（ｇ）と（ｈ）が乗
算される。

例えば、温度センサー（５０）と湿度センサー（５１）
の検出値が２５℃と５０％の時は、第１１図の下線で示
すように補正量用のデータ（ｇ）と（ｈ）は共に１．０
である。したがって、前例と同じ縫製条件の場合、円錐
ばね（２８）の総変位量（ρｎ）は、次式により算出さ
れる。

（ρｎ）＝　（ｓ＋ｍ＋ｑ＋ｒ）ＸｇＸｈ−（５０＋３
２＋１４÷ｔｏ）ｘ　１．Ｏｘ　１．０１０Ｂ 即ち、この場合も総変位量（ρ　）は、同じ値の１０Ｂ
になる。

以上のように、第１０図の実施例によれば、糸張力が環
境の変化にも対応した適切な値に自動調節されることに
なる。

なお、上記実施例では押え軸（２９）を直線変位させる
ために、パルスモータ（１Ｂ）の出力軸に設けたピニオ
ンとラック（２９ａ）によって行なう例について説明し
たが、必ずしもパルスモータ（１６）の回転によらな（
でもよく、他の手段による押え軸（２９）の直線変位を
行うようにしても、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、第１図の実施例では、可変的な縫製条件の検出情
報として重厚の変化を対象にした場合で説明したが、ミ
シン主軸の回転数や縫製布の送り速度等を検出して回転
速度や送り速度の変化に対応して糸張力を調整するよう
にしても良い。更に、上糸と縫製布の種類及び上糸の番
手を縫製条件の固定データとして操作スイッチ部に設定
したが、直線縫い或いはジグザグ縫い等のような“縫い
方”を固定的な縫製条件の対象とすることもできる。こ
のように構成すれば、総べての縫製条件を網羅して糸張
力を自動調節できる糸張力の自動調節装置が実現される
。

また、例えば第７図の（Ｉｆ）では重厚が０．５ｍｍ間
隔で７段階の種類別データよりなるデータテーブルを用
いたが、霜厚間隔を狭くして段階を増やすと共に種類別
データの単位を下げて小数点以下の数値を利用するよう
にすれば、−層緻密な制御を行うことができる。更に、
可変的な縫製条件の情報検出手段で可変情報を連続的に
検出して第６図に示された曲線に追随させるようなプロ
グラム制御を構成すれば、縫製の加工精度の高い糸張力
調節装置が提供できる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は縫製条件のうちの固定的条件と
可変的条件を加味して理想的な糸張力を与えるような制
御量データを格納したデータテーブルを備え、このデー
タテーブルから検出された可変的条件の検出情報に対応
するデータを選択して糸張力を調節するように構成した
。この結果、常時縫製条件に対応した最適な糸張力で自
動的な縫製加工が行われるので、糸締め、縫目等の良好
な縫製加工を行うことができる。また、糸張力の調節に
要する作業者の手作業による調節時間が不必要になり、
生産性を著しく向上することができるという効果も生ず
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図の（ａ）　
、　（ｂ）は第１図における糸張力調節機構の構成を示
す断面図、第３図は第２図における要部の分解斜視図、
第４図（ａ）　、（ｂ）は第２図における位置検出器（
７）と検出板（３２）との関係を示す正面図および側面
図、第５図は円錐ばね（２８）の変位量（δ）と糸張力
（Ｐ）およびばね圧（Ｔ）との関係を示す線図、第６図
は各種の縫製条件と糸張力との関係を示す線図、第７図
は糸張力を調節する円錐ばね（２８）の変位量データテ
ーブル、第８図は操作スイッチ部（８）の詳細を示す正
面図、第９図は本発明の詳細な説明するためのフローチ
ャート、第１０図は本発明の別の実施例の構成説明図、
第１１図は第１０図の実施例による糸張力を調節する円
錐ばね（２８）の変位量データテーブル、第１２図は第
１０図の実施例の動作を説明するためのフローチャート
、第１３図は従来の糸張力調節装置の構成説明図である
。 図において、（４）は布押え、（５）はエンコーダ（情
報検出手段）　、（７）は位置検出器（基準値検出手段
）　、（８）は操作スイッチ部、（１６）はパルスモー
タ（駆動手段）　、（２０）はメモリ（記憶手段）、（
２２）は上糸、（２３）、（２４）は一対の張力調子皿
（挾持手段）　、（２ｇ）は円錐ばね（糸張力制御手段
）、（２９）は押え軸、（５１）は温度センサー（情報
検出手段）　、　（５２）は湿度センサー（情報検出手
段）である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。　　
　　　　代理人　弁理士　佐々木宗治第４図 （ｂ） 第５図 第７図 銚６図 鵬８図 慨 図 地９図 上ホ張力調節パ°ネ哀イ立量棉正体数チーフル０マルス
敏）（Ｖ）　ΔすＶ＋＝Ｍする褒ン立１シ階臼メホ妾丈
９（Ｗ）　　プ’Ｊｔ）＊＋＝文すするりＥ）立」」稍
正イ爪ｇｈ６、補正の内容 （１）明細書第１０頁第１６行の「５段階」という記載
を、「各糸番手」に訂正する。 （２）明細書第１０頁第１９行の「７段階の」という記
載を、「段階分けした」と訂正する。 （３）明細書第１０頁末行の「７段階及び３種類の布に
ついて３段階の」という記載を、ｒ　５００ｒｐｍ毎に
また布の種類については各素材別に」という記載に訂正
する。 （４）明細書添付図面の第２図（ａ）　、　（ｂ）を、
別紙のように訂正する。 手続補正書 （自発） １゜ ２゜ 事件の表示 特願昭６３−２４４４６６号 発明の名称 ミシンの糸張力調節装置 ３、補正をする者 事件との関係 住所 名称 ４、代理人 住所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上糸を挟持する挾持手段と、該挾持手段を押圧し
   て前記上糸に糸張力を与える糸張力制御手段と、該糸張
   力制御手段で出力する制御量の基準値を検出する基準値
   検出手段と、複数の縫製条件における固定的条件の各段
   階におけるデータを設定する操作スイッチ部と、複数の
   縫製条件における加工中の可変的条件の可変情報を検出
   する情報検出手段と、該情報検出手段で検出され前記固
   定的条件の各段階に対応し理想的な糸張力を与えるため
   のデータよりなるデータテーブルと、該データテーブル
   を記憶しシステムメモリ及びワーキングメモリを含む記
   憶手段と、これらを制御する制御装置とからなり、 該制御装置により前記情報検出手段で検出された可変情
   報に対応する前記データテーブルの各データに基づいて
   算出され前記基準値を基準にした制御量により糸張力制
   御手段を制御して挟持手段を介して前記糸張力を自動調
   整することを特徴とするミシンの糸張力調節装置。
2. （２）前記情報検出手段として温度及び湿度よりなる環
   境の変化を検出する情報検出手段を含むことを特徴とす
   る請求項１記載のミシンの糸張力調節装置。