JPS6214308B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はミシンに関すものであり、特に針棒支
持体、送り調節器のように一固定軸線の周りに往
復回動する揺動部材を駆動するための駆動装置に
特徴を有するミシンに関するものである。

従来技術 従来のミシンにおいては、針棒支持体、送り調
節器等の揺動部材は、ミシン主軸の回転を運動変
換機構によつて揺動運動に変換して駆動されてい
た。この運動変換機構は一般に多くの部品を必要
とするため装置コストが高くなり、またミシンを
コンパクトに製作することが困難となる欠点を有
している。また多くの部品を組合せれば、各部品
間に摩擦抵抗及び遊隙が生ずることを避け得ず、
これらがエネルギ効率の低下及び揺動部材の位置
決め精度悪化の原因となり、更に各部品の慣性に
よつて高速応答性能が制限されることとなつてし
まう。

本出願人は先にかかる不具合を解消するため、
ミシンにおける各種揺動部材の駆動装置を、これ
ら揺動部材を直接的に駆動し得るものとすること
によつて、ミシンの機構を簡単化し、エネルギ効
率及び縫製精度を向上させ、高速運転を可能に
し、設計の自由度を高め得るミシンを開発し、特
許出願した。特願昭54−135764号にて出願中のも
のがそれである。このミシンの揺動部材である針
棒支持体や送り調節器の駆動装置は、１つの固定
軸線の周りに揺動し得るようにミシン機枠に装着
された揺動体と、その揺動体と一体的に構成され
て前記固定軸線の周りに揺動可能な可動部と、そ
の可動部に対向してミシン機枠に装着された固定
部とを有し、その可動部と固定部との間に電磁力
発生させることにより固定部に対して可動部をス
テツプ的に移動させて複数の位置に位置決めし得
るステツプ駆動装置と、上記揺動体の揺動位置を
決定するために上記ステツプ駆動装置にステツプ
駆動指令を供給するための駆動指令装置とを含む
ものであり、上記可動部が一体的に構成された揺
動体が直接的に駆動されるものであつた。

そして、上記ステツプ駆動装置の可動部と固定
部との対向面である円弧状の曲面には、一般に、
夫々適数個の突極が電磁軟鋼等の磁性材料によつ
て形成され、その突極にワイヤが多数回巻かれた
励磁コイルとされるか、いずれか一方をその形状
の永久磁石とされるものであつた。このため、そ
のステツプ駆動装置を始動及び駆動するための原
理上定められる夫々の最高駆動周波数以上におい
ては不安定となり、それ以上の応答特性を得るこ
とが不可能であつた。また、前記適数個の突極が
前記可動部と前記固定部との対向面に精密に形成
されねばならないので、その加工のためにそれ等
の部品が高価となる欠点があつた。

さらに、各種揺動部材がその駆動装置により直
接的に揺動される、特開昭53−51045号公報に記
載されているようなミシンが考えられている。す
なわち、一端で針棒を遊嵌把持する略Ｌ字型を成
すレバーの他端に連結されたリニアモータなどの
駆動装置が針棒に装着された針の横方向の揺動位
置を位置決めし、また、駆動装置がその出力アー
ムをリンク等を介して送り調節器に連結させてそ
の送り調節器に回動力を付与することにより、送
り調節器にアーム等を介して連結された送り歯に
よる加工布の送り量を制御する形式のミシンであ
る。しかしながら、かかる形式のミシンにおいて
は、針棒と駆動装置との間にＬ字型のレバーが介
在して駆動装置が針棒から比較的離隔した位置か
ら駆動するため、駆動装置から付与される運動の
位置精度にある程度の誤差が生じる場合があつ
た。また、送り調節器と駆動装置との間にはその
回動力を供給するために出力アームとともにリン
ク等が介在しているため、装置が複雑となるとと
もに、駆動装置に可動部の揺動位置を検出するた
めの位置検出器を設けた場合には位置検出器の充
分な精度が得られなかつた。

目 的 本発明は以上の事情を背景として為されたもの
であり、その目的とするところはミシンにおける
各種揺動部材の直接的駆動装置を更に簡素で安価
なものとするとともに、応答特性を向上させて安
定かつ高度な高速駆動を可能ならしめることを目
的としてなされたものである。

解決手段 この目的を達成するために、本発明に係るミシ
ンは、 (1) 下端に針が固定される針棒と、 (2) その針棒を上下往復運動し得るように支持し
且つ前記針に横方向揺動運動を付与するために
１つの水平固定軸線の周りに揺動し得るように
ミシン機枠に装着された針棒支持体と、 (3) 前記針の固定位置に近接した前記針棒支持体
の下方部に載置保持された可動部と、その可動
部に対向して前記ミシン機枠に装着された固定
部と、その可動部と固定部との間に電磁力を発
生させるためにその可動部と固定部との少なく
とも一方に巻装されたコイルとを有し、その固
定部との間に電磁力を発生させることにより固
定部に対して可動部を連続的に移動させ得る駆
動装置と、 (4) 前記固定部に対する可動部の位置を検出して
その位置信号を出力するための位置検出器と、 (5) 縫製されるべき加工布に対する前記針の横方
向揺動位置を決定するための指令信号を出力す
る位置指令装置と、 (6) コイルの駆動電流の大きさ及びその方向を調
節して前記針の横方向揺動位置を制御する位置
制御回路とを含み、前記駆動装置の動作に従つ
て揺動運動が付与され且つ上下往復動する針と
その上下往復動と同期して送られる加工布とが
協動して所望の縫製作業を行うように構成され
る。

作用および発明の効果 このようにすれば、位置信号および指令信号に
従つてその大きさおよび方向を位置制御回路によ
り制御された駆動電流が駆動装置のコイルに供給
されてその可動部と固定部との間に電磁力を発生
させることにより可動部が固定部に対して連続的
に移動させられることから、可動部をその下方部
に載置保持した針棒支持体が水平固定軸線周りに
揺動させられて針に横方向揺動運動が付与され
る。したがつて、針棒支持体が駆動装置により直
接的に駆動されて、針棒支持体と駆動装置との間
の連結部材が不要となり、その針棒支持体の位置
決め精度を向上させることができ、ステツプ駆動
装置を使用する従来の場合と比較して、簡単且つ
安価であるとともに高い応答性を有する駆動装置
を備えたミシンを提供し得る効果を奏するもので
ある。

また、駆動装置の可動部は針棒支持体の下方部
に配置されているため、針棒と駆動装置との間の
距離が比較的短いものとなり、駆動装置から供給
される針棒に対する横方向の揺動運動の位置精度
が向上するという効果が得られる。

また、別の態様においては、 (1) 縫製されるべき加工布に送り運動を付与する
ための送り歯と、 (2) その送り歯による加工布の送り運動を制御す
るためにミシン機枠に揺動自在に支持された調
節軸に連結され、その調節軸の軸線の周りに揺
動可能な送り調節器と、 (3) 前記調節軸に固着された可動部と、その可動
部に対向して前記ミシン機枠に装着された固定
部と、その可動部と固定部との間に電磁力を発
生させるためにその可動部と固定部との少なく
とも一方に巻装されたコイルとを有し、その固
定部に対してその可動部を連続的に移動させ得
る駆動装置と、 (4) 前記固定部に対する前記可動部の位置を検出
するためにその可動部の前記調節軸から延出し
た部分に設けられ、その可動部の揺動位置に関
する位置信号を出力するための位置検出器と、 (5) 前記送り調節器の調節位置を決定するための
指令信号を出力する位置指令装置と、 (6) 前記位置信号及び指令信号に従つて前記コイ
ルの駆動電流の大きさ及びその方向を制御する
位置制御回路とを含み、 前記駆動装置の動作に従つて送り運動が付与さ
れる加工布に上下往復運動する針と協動して所望
の縫製作業を行なうよう構成される。

作用および発明の効果 このようにすれば、位置信号および指令信号に
従つて、位置制御回路によりその大きさおよび方
向を制御された駆動電流がコイルに供給されて駆
動装置の可動部と固定部との間に電磁力が発生す
ることにより可動部が固定部に対して連続的に移
動させられて、この可動部に固着された調節軸に
連結された送り調節器が調節軸の軸線周りに揺動
されることから、送り歯による加工布の送り運動
が制御される。したがつて、本態様においても、
前述の態様と同様に、送り調節器が駆動装置によ
つて直接的に駆動されるため、送り調節器と駆動
装置との間の連結部材が不要となり、その送り調
節器の位置決め精度を向上させることができるの
で、装置が簡単且つ安価となり高い応答性を得る
ことができるのである。

また、本態様においては、固定部に対する可動
部の位置を検出するための位置検出器が、送り調
節器を直接的に駆動する可動部の調節軸から延出
した部分に設けられているので、駆動装置と送り
調節器との間にリンク等の部材が介在している従
来のミシンと比較して、位置検出器の検出精度が
向上するという効果が得られる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係るミシンの特徴的な部分の
みを示す図であり、ミシン機枠１は内部の機構を
明瞭に示すために取り除かれて位置のみが二点鎖
線で示されている。ここに示された部分以外は公
知のミシンと同様であるため説明を省略する。

ミシン機枠１は、ベツド２とその上方に支柱３
及びアーム４に支持されて配置された頭部５とを
備えている。

頭部５の内部には揺動部材の一つである針棒支
持体６が、その上端部に形成されたボス部７を枢
軸８によつて図示しない固定フレームに枢着され
て設けられている。針棒支持体６はその上部と下
部とに針棒支持部９と針棒支持部１１（第２図に
示す）とを備え、これらによつて針棒１２を軸心
方向に摺動可能に支持している。針棒１２の下端
にはミシン針１３が針抱き１４によつて取付けら
れている。一方針棒１２の中間部には、針棒抱き
１５によつて針棒抱き軸１６が固定され、この針
棒抱き軸１６が摺嵌された針棒クランクロツド１
７が針棒クランク１８に連結されている。針棒ク
ランク１８は、アーム４内に水平に配設されて図
示しないミシンモータによつて回転駆動されるミ
シン主軸１９の一端に固定されているため、ミシ
ン主軸１９の回転に伴つて針棒１２が上下に往復
運動させられることになる。

直線縫い以外の縫製作業を行なうためには、針
棒１２に上記上下往復運動の他に横方向の揺動運
動を与えることが必要であるが、この揺動運動を
発生させる本実施例の駆動装置は振幅用モータ２
０である。この振幅用モータ２０は、第２図及び
第３図に示されるように、図示しない止めねじに
よつてミシン機枠１に固定されたブラケツト２１
に止めねじ２２によつて螺着された固定部２３
と、針１３の固定位置に近接した針棒支持体６の
下部において取付軸２４がナツト２５で固定され
た可動部２６とを備えている。

固定部２３は上面及び相対向する側面が開放面
である薄形直方体状の容器を両者で形成する珪素
鋼板製の板体２７及び容器体２８と、その板体２
７への吸着面及びそれに対向する面に磁極を形成
するように磁化された薄形直方体状である永久磁
石２９及び３０と、ポテンシヨメータ用抵抗体３
４とを備えている。これ等磁石２９及び３０は相
互に相異なる磁極が接するように両者が縦方向に
相隣接して上記板体２７に吸着させられるととも
に、その板体２７には前記取付軸２４を貫通させ
るための水平な長円形の貫通孔及び２ヶ所の固定
用ねじ穴を備えた容器体２８が組合されるので、
前記永久磁石２９及び３０と上記容器体２８との
間の隙間にはその永久磁石２９及び３０の磁極面
に垂直でありその永久磁石２９及び３０に対応し
て方向の異なる均一な磁界が形成されているので
ある。上記板体２７と上記容器体２８とは、上記
永久磁石２９及び３０による磁束がそれ等の内部
を通過して磁気回路が形成されるため、相互に働
く吸着力によつて固定されている。このため上記
板体２７が簡単に取外されるので保守点検が容易
となる。

一方、可動部２６は縦型の直方形板状を有し、
導線が平面的に巻装されたコイル３１と、その中
央部稍下方に一体的に凸設させた取付軸２４と、
その下部にブラシ３３とを備え、薄く一体的に形
成されている。この構造は可動部２６を一層軽量
にして慣性を減少せしめるとともに、この可動部
２６が収納される前記永久磁石２９及び３０と容
器体２８との隙間を狭くすることができるので更
に強力な磁界を形成し、可動部２６に発生させる
電磁力を強くする利点がある。

前記固定部２３内の隙間には前記可動部２６が
その周囲に僅かなギヤツプを隔てて揺動自在に収
納されている。その可動部２６の最大揺動範囲は
３゜12′であり、ミシン針１３の針先で±５mmに
相当する。

したがつて、コイル３１に駆動電流が加えられ
た状態になると、その上辺と下辺とは夫々が受け
る同一方向の磁界の強さが等しいので、夫々の辺
に発生する電磁力がいわゆるフレミングの法則に
従つてコイル３１の巻装面上であつて逆方向に発
生するので相殺されるが、左辺と右辺とが受ける
磁界の方向が逆であるので、夫々の辺に発生する
電磁力の方向はコイル３１の巻装面上同一であつ
て右又は左方向である。この結果、その左右両辺
に発生する電磁力の合計が可動部２６の駆動力と
なるのである。

尚、前記ポテンシヨメータ用抵抗体３４が前記
ブラシ３３が接するように前記板体２７に固着さ
れているので、前記可動部２６の揺動に関連して
ブラシ３３が抵抗体３４上を摺動する構成のポテ
ンシヨメータ３２が構成されている。これ等のブ
ラシ３３、抵抗体３４の両側端子及び前記コイル
３１は図示しない導線によつて針位置制御回路
BCに接続されている。

第１図に戻つて、３５は押え棒であり、スプリ
ング３６によつて常時下方へ付勢されているが、
図示しない公知の機構によつて上昇位置に保持す
ることも可能とされている。押え棒３５の下端に
はつまみねじ３７によつて押え３８が固定されて
いる。

押え３８の下方のベツド２には図示しない針板
が設けられ、その下方には送り歯４１が配置され
ている。送り歯４１は送り台４２にねじ止めされ
ており、送り台４２が図示しない公知の送り駆動
機構により作動させられることによつて、送り歯
４１が前述の押え３８及び針板と共同して加工布
に送りを与える。

本実施例のミシンにおいては、この送り歯４１
による加工布の送り方向及び送り量を調節するた
めの送り調節器４３も送り調節器用モータ５０に
よつて駆動されるようになつている。送り調節器
４３は端面に矩形断面の案内溝４４を備えてお
り、ベツド２に固定された軸受部４７（第４図参
照）に支持されて回転可能に配設された送り調節
器軸４５の一端に、止めねじ４８によつて固定さ
れている。送り調節器４３の案内溝４４には送り
角こま４６が摺動可能に嵌合されており、この送
り角こま４６は図示しない送り駆動機構によつて
案内溝４４内を上下動させられるのであるが、こ
の時案内溝４４が垂直ではなく傾斜させられてお
れば送り角こま４６に水平方向の運動成分が発生
し、この水平方向の運動成分が送り駆動機構を介
して送り台４２に伝達され、送り歯４１に送り運
動を与えることとなる。この送り運動の大きさ、
すなわち送り量は案内溝４４の傾斜が大きい程大
きく、案内溝４４の傾斜の向きを逆にすれば送り
方向が逆になるのであり、そのためには送り調節
器４３を送り調節器軸４５と共に正逆方向に所定
角度揺動させることが必要なのであつて、その駆
動機構として送り調節器用モータ５０が使用され
ているのである。

送り調節器用モータ５０は、第４図に示すよう
に、図示しないねじによつてミシン機枠１に固定
された固定部５１と、送り調節器軸４５に止めね
じ６２によつて固定された可動部５２とを備えて
いる。

固定部５１は上面が開放面である半円状の容器
を両者で形成する珪素鋼板製の板体５３及び容器
体５４と、その板体５３への吸着面及びそれに対
向する面に磁極を形成するように磁化された扇形
板状である永久磁石５５，５６，５７，５８と、
ポテンシヨメータ用抵抗体６０とを備えている。
これ等の磁石５５，５６，５７，５８は隣接した
磁石が相互に相異なる磁極となるように前記板体
５３の形状である半円の中心点を中心として放射
状にその板体５３へ吸着させられるとともに、そ
の板体５３には円周部に直角に帯状板が一体的に
形成された半円状の容器体５４が組合わせられる
ので、前記永久磁石５５，５６，５７，５８と、
上記容器体５４との間の隙間にはそれ等の永久磁
石５５，５６，５７，５８の磁極面に垂直であり
それ等の永久磁石５５，５６，５７，５８に対応
して方向の異なる均一な磁界が形成されているの
である。上記板体５３と上記容器体５４とは、上
記永久磁石５５，５６，５７，５８による磁束が
それ等の内部を通過して磁気回路が形成されるた
め、相互に働く吸着力によつて固定されている。
このため上記板体５３が簡単に取外されるので保
守点検が容易となる。

一方、可動部５２は、前記送り調節器軸４５へ
取付けるための止めねじ６２を有するボス部６１
と、導線が扇形で平面的に巻装された２個所のコ
イル６３，６４とブラシ５６とを一体的に備え、
薄く形成された扇形部６６とが固着されている。
この構造は可動部５２を一層軽量にして慣性を減
少せしめるとともに、この可動部５２が収納され
る前記永久磁石５５，５６，５７，５８と容器体
５４との隙間を狭く形成できるので、更に強い磁
界を形成し可動部５２に発生する電磁力を強くす
る利点がある。

前記固定部５１を構成する半円状の板体５３及
び容器体５４の半円の中心部付近はＵ字状の切欠
きが形成されているので、その中心と前記可動部
５２が取付けられた前記送り調節器軸４５の軸心
とが一致するように、前記固定部５１内の隙間に
前記可動部５２の扇形部６６がその周囲に僅かな
ギヤツプを隔てて揺動自在に収納されている。こ
の可動部５２の揺動範囲は約40゜である。

したがつてコイル６３及び６４に駆動電流が加
えられた状態になると、コイル６３及び６４のう
ち円弧状の部分に発生する電磁力はフレミングの
左手の法則に従つてコイル巻装面上であつて送り
調節器軸４５の半径方向に発生するので前記可動
部５２の回転方向の駆動には寄与しない。しか
し、コイル６３及び６４のうち扇形の半径方向で
ある直線部分には夫々逆向きの磁界が加えられて
いるので、夫々の部分に発生す電磁力はコイル巻
装面上であつてその部分に直角方向であり、送り
調節器軸４５と同一回転方向である。この結果、
夫々のコイルの直線部分に発生する電磁力の合計
が可動部５２の駆動力となるのである。

可動部５２に備えられるコイルを単一にしても
原理上差支えないが、必要な駆動力を得るため巻
装すると駆動力に寄与しないコイルの円弧状部分
が大きくなつて、送り調節器用モータ５０が半径
方向に大きくなると共に発熱量が多くなるので、
駆動力に寄与する半径方向の直線部分を増加させ
る上で複数に分割したコイルを備えた可動部５２
の方が望ましいのである。尚、前記ポテンシヨメ
ータ用抵抗体６０が前記ブラシ６５が接するよう
に前記板体５３に固着されているので、前記可動
部５２の揺動に関連してブラシ６５が抵抗体６０
上を摺動するポテンシヨメータ５９が構成されて
いる。これ等ブラシ６５、抵抗体６０の両側端子
及び前記コイル６３，６４は図示しない導線によ
つて送り調節器軸位置制御回路FCに接続されて
いる。

以上のように構成されたミシンは第５図のブロ
ツク線図に示されるように、位置指令装置PC、
針位置制御回路BC及び送り調節器軸位置制御回
路FCからなる制御回路によつて制御される。

タイミングパルス発生器７０はミシン主軸１９
が特定の回転位相となる度に１パルスずつのタイ
ミングパルスをアドレスカウンタ７１に供給する
ため、タイミングパルス発生器７０の出力端子が
アドレスカウンタ７１のクロツク端子CKに接続
されている。アドレスカウンタ７１は、電源投入
信号SNがそのリセツト端子RTに入力された時に
リセツトされ、前記端子CKに供給されるタイミ
ングパルスを計数し、その計数内容を表す計数信
号SCを出力する。計数信号SCがその内容に従つ
て縫目情報記憶装置７２のアドレスを指定するた
め、アドレスカウンタ７１の出力端子が縫目情報
記憶装置７２の入力端子に伝送路によつて接続さ
れている。

縫目情報記憶装置７２の各アドレスには所定の
縫目を形成するための針位置（振幅）情報と送り
情報とが記憶されており、ミシン主軸１９が１回
転してアドレスカウンタ７０の指定アドレスが変
化する度に１組ずつの針位置指令信号SBと送り
調節器軸位置指令信号SFとが、夫々対応する針
位置制御回路BCと送り調節器軸位置制御回路FC
とへミシン主軸１９の約半回転の位相差をもつて
出力される。

上述のタイミングパルス発生器７０、アドレス
カウンタ７１及び縫目情報記憶装置７２が位置指
令装置PCを構成するのである。

針位置制御回路BCは、デジタル信号である前
記針位置指令信号SBをアナログ信号へ変換して
比較器７４へ出力するためのD/A変換器７３と、
比較器７４、振幅用モータ駆動回路７５、振幅用
モータ２０の可動部２６及びポテンシヨメータ３
２によつて形成された負帰還制御を行うための閉
制御ループから構成されている。この可動部２６
とポテンシヨメータ３２との間の鎖線は機械的な
関連を示すものである。

上記針位置制御回路BCの回路構成は第６図に
おいて示される。ここで、前記D/A変換器７３の
出力端子は前記比較器７４を構成するオペアンプ
の＋入力端子に直列抵抗体Ｒ１を介して接続され
るとともに、その＋入力端子は抵抗体Ｒ２を介し
て接地されている。比較器７４の出力信号が前記
振幅用モータ駆動回路７５２駆動指令信号である
ので、前記オペアンプの出力端子が上記振幅用モ
ータ駆動回路７５の入力端子を構成する入力トラ
ンジスタ７６及び７７のベース端子に接続されて
いる。

振幅用モータ駆動回路７５は前記比較器７４か
らの駆運指令信号に従つて振幅用モータ２０を駆
動するための正又は負の電流を出力し得るよう
に、入力用としてNPNトランジスタ７６及び
PNPトランジスタ７７と、出力用としてPNPトラ
ンジスタ７８及びNPNトランジスタ７９とから
構成されている。NPNトランジスタ７６とPNP
トランジスタ７７とはそれ等のベース端子及びエ
ミツタ端子は相互に共通に接続されているととも
に、そのエミツタ端子は接地され、NPNトラン
ジスタ７６のコレクタ端子はPNPトランジスタ７
８のベース端子へ、PNPトランジスタ７７のコレ
クタ端子はNPNトランジスタ７９のベース端子
へ接続されている。PNPトランジスタ７８及び
NPNトランジスタ７９のエミツタ端子は夫々正
電源＋VS及び負電源―VSへ接続されているとと
もに、夫々のコレクタ端子が共通に接続され出力
端子を形成している。

可動部２６のコイル３１には、前記揺動部材で
ある針棒支持体６を駆動する電磁力を発生させる
ため、その一端が前記振幅用モータ駆動回路７５
の出力端子と接続され、その他端が駆動電流制限
用抵抗体Ｒ３を介して接地接続されるとともに、
安定動作のための帰還用抵抗体Ｒ４を介して前記
比較器７４であるオペアンプの―入力端子に接続
されている。

図中の点線は相互の機械的関連を示すものであ
つて、前記コイル３１に発生した電磁力が可動部
２６を移動せしめ、可動部２６に固着されている
ブラシ３３が移動することを意味する。

ポテンシヨメータ３２は揺動部材である針棒支
持体６の揺動位置を電気的に検出するための位置
検出器であつて、そのポテンシヨメータ３２の抵
抗体３４の両端子は夫々正電圧電源＋VCと負電
圧電源―VCとに接続され、ポテンシヨメータ３
２のブラシ３３は抵抗体Ｒ５を介してレベル設定
回路８０のオペアンプ８１の―入力端子に接続さ
れている。

レベル設定回路８０は装置を構成する部品のバ
ラツキを吸収し、実際の針位置を示す信号を電気
的に整合させるため、前記ポテンシヨメータ３２
と前記比較器７４との間に設けられたものであつ
て、オペアンプ８１及びレベル設定操作用ポテン
シヨメータ８２等から構成されている。ポテンシ
ヨメータ８２の抵抗体の両端子は夫々正電圧電源
＋VCと負電圧電源―VCに接続され、ポテンシヨ
メータ８２のブラシは抵抗体Ｒ６を介してオペア
ンプ８１の＋入力端子に接続されている。また、
オペアンプ８１の出力端子は抵抗体Ｒ７を介して
前記比較器７４であるオペアンプの―入力端子に
接続されるとともに、抵抗体Ｒ８を介して自己の
―入力端子に帰還接続されている。すなわち、オ
ペアンプ８１も比較機能を有するのであり、前記
ポテンシヨメータ８２によつて設定されたレベル
に比較してポテンシヨメータ３２による位置検出
レベルが低いか否かによつてその入力信号偏差に
対応した正又は負の出力電圧を発生するのであ
る。

送り調節器軸位置制御回路FCは、前述の針位
置制御回路BCにおける針位置指令信号SBが送り
調節器軸位置指令信号SFに、振幅用モータ駆動
回路７５が送り調節器用モータ駆動回路８３に、
可動部２６が可動部５２に、針位置検出器として
のポテンシヨメータ３２が送り調節器軸位置検出
器としてのポテンシヨメータ５９に名称が替る他
は全く同様な回路で構成されているのでその説明
を省略する。

実施例の作動 以下、針位置を駆動する振幅用モータ２０の作
動を説明する。直線縫い以外の縫製作業が行われ
るためには針棒１２を支持する針棒支持体６を駆
動して揺動運動を与える必要がある。このため所
定のタイミングで前記位置指令装置PCから針位
置指令信号SBがD/A変換器７３へ入力されて、
針の指令位置を電圧で表わすアナログ信号に変換
されるとともに、比較器７４の＋入力端子に入力
させられる。一方、針位置検出器であるポテンシ
ヨメータ３２から針位置を表わす電圧信号がレベ
ル設定回路８０を経て上記比較器７４の―入力端
子に入力される。比較器７４ではこれ等の入力信
号を比較し、相互の信号差に対応する符号及び電
圧値を持つ信号を振幅用モータ駆動回路７５に出
力する。すなわち、針位置指令信号SBが実際の
針位置を表わす信号を越える場合は正電圧、逆の
場合は負電圧の出力信号であり、その出力電圧値
は上記両信号の偏差に比例する偏差信号SEであ
る。

振幅用モータ駆動回路７５に上記正電圧の偏差
信号SEが入力された場合は、NPNトランジスタ
７６のエミツタ電位よりもベース電位が上昇する
のでベース電流が流れ、そのコレクタとエミツタ
間にはそのベース電流が増巾された電流が流れ
る。この増巾電流はPNPトランジスタ７８のベー
ス電流を形成し、そのエミツタ・コレクタ間には
更にそのベース電流が増巾された電流が流れるこ
とになるので、偏差信号SEに比例した増巾電流
が正電圧電源＋VSからPNPトランジスタ７８を
経てコイル３１を通過し、抵抗体Ｒ３を経て接地
端子へ流れるのである。

上記と逆に、振幅用モータ駆動回路７５に負電
位の偏差信号SEが入力された場合は、PNPトラ
ンジスタ７７のエミツタ電位よりもベース電位が
低下するのでベース電流が流れ、そのコレクタと
エミツタとの間にそのベース電流が増巾された電
流が流れる。この増巾電流はNPNトランジスタ
７９のベース電流を形成し、そのコレクタ・エミ
ツタ間には更にそのベース電流が増巾された電流
が流れることになるので、偏差信号SEに比例し
た増巾電流が接地端子から抵抗体Ｒ３を経て前記
とは逆方向にコイル３１を通過し、NPNトラン
ジスタ７９を経て負電圧電源―VSへ流れるので
ある。

コイル３１に駆動電流が流れたとき発生する電
磁力の方向は常に針位置指令信号SBで表わされ
た位置に近づく回動方向に発生するように、その
コイル３１の通電方向が決定され、振幅用モータ
駆動回路７５が接続されているので、前記駆動電
流が流れると、可動部２６が偏差信号SEを減少
させる方向であつて、かつ偏差信号SEに比例し
た駆動力で回動させられるのである。

可動部２６の回動位置はポテンシヨメータ３２
によつて電気信号に変換され、レベル設定回路８
０において予め設定されたレベル信号と比較され
調整された後、前記比較器７４に戻される。以上
の制御動作が偏差信号SEが消滅するまで連続的
に行なわれ、可動部２６が回動し、その後位置決
めされるのである。

上記と逆の回動位置を表す針位置指令信号SB
が入力された場合でも、可動部２６に流される駆
動電流が逆となり、回動方向が逆転するのみで全
く同様な説明が適用できる。

したがつて、縫目情報記憶装置７２からの針位
置指令信号SBが逐次伝送されると、針棒支持体
６の揺動運動が行われることになり、この揺動運
動と針棒１２の上下往復運動とが組合わされて、
種々の縫目模様を形成するために必要なミシン針
１３の運動が得られることになる。

次に、送り調節器４３の作動を説明する。縫製
作業が行われるためには、加工布の送り方向及び
送り量を調節する送り調節器軸４５を駆動して揺
動運動を与える必要がある。このため所定のタイ
ミングで位置指令装置PCから送り調節器軸位置
指令信号SFが送り調節器軸位置制御回路FCに入
力される。前述の如く、この送り調節器軸位置制
御回路FCは、針位置制御回路BCにおける針位置
指令信号SBが送り調節器軸位置指令信号に、振
幅用モータ駆動回路７５が送り調節器用モータ駆
動回路８３に、可動部２６が可動部５２に、針位
置検出器としてのポテンシヨメータ３２が送り調
節器軸位置検出器としてのポテンシヨメータ５９
に名称が替る他はその針位置制御回路BCと全く
同様な回路で構成され、作動も同様に行なわれる
ので以下簡単に説明する。

送り調節器軸位置指令信号SFはD/A変換器に
よつて電圧信号に変換された後、比較器に入力さ
せられる。比較器には送り調節器軸位置検出器で
あるポテンシヨメータ５９から送り調節器軸４５
の回動位置を表す電圧信号が入力されているの
で、この信号と送り調節器軸指令位置を表わす前
記D/A変換器の出力信号とが前記比較器によつて
比較され、相互の信号差に対応する付号及び電圧
値を備える偏差信号が送り調節器用モータ駆動回
路８３に伝送される。

送り調節器用モータ駆動回路８３は入力された
前記偏差信号を増幅し、可動部５２へ駆動電流を
供給する。

可動部５２は前述の可動部２６と同様に、その
コイル６３及び６４に駆動電流が流れたときに発
生する電磁力の方向は常に送り調節器軸位置指令
信号SFで表わされた位置に接近する回動方向に
発生するように、それ等のコイル６３及び６４の
通電方向が決定され、送り調節器用モータ駆動回
路８３に接続されている。したがつて、前記駆動
電流がコイル６３及び６４に流れると可動部５２
が前記偏差信号を減少させる方向であつて、かつ
その偏差信号に比例した駆動力で回動されるので
ある。

可動部５２の回動位置はポテンシヨメータ５９
によつて電気信号に変換され、レベル設定回路を
経て前記比較器へ戻される。以上の制御動作が前
記偏差が消滅するまで連続的に行われて可動部５
２が回動され、その後位置決めされるのである。

上記と逆の回動位置を表す送り調節器軸位置指
令信号SFが入力された場合でも、可動部５２に
流される電流が逆となり、回転方向が逆転するの
みで全く同様な説明が適用できる。

したがつて、ミシン主軸１９が１回転する毎に
縫目情報記憶装置７２からの送り調節器軸位置指
令信号SFが逐次伝送されると、送り歯４１に加
工布に必要なる送り量及び送り方向の送り運動が
与えられることになり、この送り運動と前述のミ
シン針１３の横方向揺動運動との組合せによつ
て、所定の縫製作業が自動的に遂行されることに
なる。

以上説明したように、本実施例においては、位
置指令装置PCおよびポテンシヨメータ３２，５
９から出力される針位置指令信号SB，SFと位置
信号である電圧信号との信号差に基づいて、振幅
用モータ駆動回路７５および送り調節器用モータ
駆動回路８３から振幅用モータ２０および送り調
節器用モータ５０に対して駆動電流が供給され、
可動部２６と固定部２３との間、および可動部５
２と固定部５１との間にそれぞれ電磁力が発生し
て可動部２６および可動部５２がそれぞれ回動さ
せられることにより、針棒支持体６および送り調
節器４３がそれぞれ揺動させられて針１３の揺動
運動位置、および送り歯４１の送り方向と送り運
動量が調節されるようになつている。

したがつて、本実施例によれば、針位置制御回
路BCおよび送り調節器軸位置制御回路FCの制御
に基づいて、振幅用モータ２０および送り調節器
用モータ５０が針棒支持体６および送り調節器４
３を直接的にそれぞれ駆動することから、針棒支
持体６および送り調節器４３と振幅用モータ２０
および送り調節器用モータ５０との間を連結する
部材が不要となつて、針棒支持体６および送り調
節器４３の位置決め精度が向上するとともに、装
置が簡単かつ安価となつて高い応答性を得られる
のである。

また、本実施例においては、振幅用モータ２０
の可動部２６は針棒支持体６の針１３の固定位置
に近接した下方部に固着されているので、針棒支
持体６が可動部２６の回動に伴つて揺動されるこ
とにより位置決めされる針１３の位置精度が向上
するとともに、送り調節器用モータ５０の固定部
５１に対する可動部５２の位置を検出するための
ポテンシヨメータ５９が、送り調節器４３を直接
的に駆動する可動部５２の送り調節器軸４５から
延出した部分に設けられているので、駆動装置と
送り調節器との間にリンク等の部材が介在してい
る従来のミシンと比較して、ポテンシヨメータ５
９の検出精度が向上するという効果が得られる。

以上本発明の一例について説明したが、本発明
は決してこれに限定して解釈されるべきではな
く、本発明の精神を逸脱しない範囲において種々
変更を加えて実施し得るのである。

本発明は磁界中の電流が受ける電磁力を揺動部
材の駆動力として利用するものであるから、磁界
を発生させるものは前記永久磁石２９，３０及び
５５乃至５８のみならず励磁コイルであつてもよ
く、磁気回路を構成する前記板体２７，５３や容
器体２８，５４は珪素鋼板のみならず他の磁性材
料であつても差支えない。

上述の実施例のモータ２０，５０において、固
定部２３，５１が磁界を形成し、可動部２６，５
２がその磁界中で電磁力を受けるコイルを備える
可動コイル型のものであるが、電磁力は相対的に
働くものであるので、逆に可動部が磁界を形成
し、固定部がコイルを備える可動磁石型の構成で
あつても差支えない。前記可動コイル型のモータ
は、可動部をコアレス型にすることができること
から、可動部のリアクタンスが小さくなり、コイ
ル電流の立上がり即ち磁化が速いとともに低慣性
であり、高応答性を得ることができる。このこと
は、狭い場所に収納される軽負荷の針棒支持部を
揺動させるのに適している。一方、可動磁石型の
モータは固定部に設けられたコイルからの発熱を
そのコア部とミシン機枠全体を利用して放熱させ
ることができることから、固定部のコイルに比較
的大きな電流を通して高トルクを得ることができ
る。それ故、この可動磁石型のモータは収納スペ
ースに余裕がある場所に配置される比較的大きな
負荷の揺動部材を駆動するのに適する。

また、針位置制御回路BC及び送り調節器軸位
置制御回路FCにおける制御方式は比例制御のみ
ならず、制御特性を改善する微分制御や所謂オフ
セツトを解消できる積分制御を加えることもでき
る。

更に、揺動部材も上述の実施例の針棒支持体６
や送り調節器４３に限定されるものではなく、例
えば、特公昭35−14086号で知られているよう
に、針棒を垂直な一軸線のまわりに揺動させるこ
とによつて、ミシン針の横方向の揺動運動を得る
形式の針棒支持体や、米国特許第3782311号で知
られているように、針棒を歳差的に運動させるこ
とによつてミシン針の横方向の運動を得る形式の
針棒支持体の駆動装置に本発明を適用することも
可能である。また、良く知られているように、ミ
シン主軸に設けられたカムに係合させられて揺動
運動させられる二又ロツドによつて作動させられ
る角こまを案内する案内溝を備えた前記送り調節
器４３に類似の送り調節器の駆動装置にも本発明
を適用することが可能であり、要するに一固定軸
線の周りに揺動し、複数位置に位置決めされる必
要のある部材を備えたミシンであれば同様に本発
明を適用し得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるミシンの要部
斜視図である。第２図は第１図のミシンにおける
振幅用モータの斜視図である。第３図は第２図の
振幅用モータの内部を表わす斜視図である。第４
図は第１図のミシンにおける送り調節器用モータ
の内部を表わす斜視図である。第５図は第１図の
ミシンの制御回路のブロツク線図である。第６図
は第５図の針位置制御回路の回路図である。 １：ミシン機枠、６：針棒支持体、１２：針
棒、１３：針、２０：振幅用モータ（駆動装
置）、２３，５１：固定部、２６，５２：可動
部、２９，３０，５５，５６，５７，５８：永久
磁石、３１，６３，６４：コイル、３２，５９：
ポテンシヨメータ（位置検出器）、４１：送り
歯、４３：送り調節器、４５：送り調節器軸（調
節軸）、５０：送り調節器用モータ（駆動装置）、
SB：針位置指令信号（指令信号）、SF：送り調
節器軸位置指令信号（指令信号）、BC：針位置制
御回路（位置制御回路）、FC：送り調節器軸位置
制御回路（位置制御回路）、PC：位置指令装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下端に針が固定される針棒と、 その針棒を上下往復運動し得るように支持し且
   つ前記針に横方向揺動運動を付与するために１つ
   の水平固定軸線の周りに揺動し得るようにミシン
   機枠に装着された針棒支持体と、 前記針の固定位置に近接した前記針棒支持体の
   下方部に載置保持された可動部と、その可動部に
   対向して前記ミシン機枠に装着された固定部と、
   該可動部と該固定部との間に電磁力を発生させる
   ために該可動部と該固定部との少なくとも一方に
   巻装されたコイルとを有し、該固定部に対して該
   可動部を連続的に移動させ得る駆動装置と、 前記固定部に対する可動部の位置を検出してそ
   の位置信号を出力するための位置検出器と、 縫製されるべき加工布に対する前記針の横方向
   揺動位置を決定するための指令信号を出力する位
   置指令装置と、 前記位置信号及び指令信号に従つて前記コイル
   の駆動電流の大きさ及びその方向を調節して前記
   針の横方向揺動位置を制御する位置制御回路とを
   含み、 前記駆動装置の動作に従つて揺動運動が付与さ
   れ且つ上下往復動する針と該上下往復動と同期し
   て送られる加工布とが協動して所望の縫製作業を
   行うミシン。 ２ 前記固定部と可動部との間に生ずる磁界の方
   向がその可動部の揺動平面に対して垂直になるよ
   うに、前記コイルが前記可動部の揺動平面に平行
   な平面内で巻装されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のミシン。 ３ 縫製されるべき加工布に送り運動を付与する
   ための送り歯と、 その送り歯による加工布の送り運動を制御する
   ためにミシン機枠に揺動自在に支持された調節軸
   に連結され、その調節軸の軸線の周りに揺動可能
   な送り調節器と、 前記調節軸に固着された可動部と、その可動部
   に対向して前記ミシン機枠に装着された固定部
   と、該可動部と該固定部との間に電磁力を発生さ
   せるために該可動部と該固定部との少なくとも一
   方に巻装されたコイルとを有し、該固定部に対し
   て該可動部を連続的に移動させ得る駆動装置と、 前記固定部に対する前記可動部の位置を検出す
   るために該可動部の前記調節軸から延出した部分
   に設けられ、該可動部の揺動位置に関する位置信
   号を出力するための位置検出器と、 前記送り調節器の調節位置を決定するための指
   令信号を出力する位置指令装置と、 前記位置信号及び指令信号に従つて前記コイル
   の駆動電流の大きさ及びその方向を制御する位置
   制御回路とを含み、 前記駆動装置の動作に従つて送り運動が付与さ
   れる加工布に上下往復動する針と協動して所望の
   縫製作業を行うミシン。 ４ 前記固定部と前記可動部との間に生ずる磁界
   の方向がその可動部の揺動平面に対して垂直にな
   るように、前記コイルが上記揺動平面に平行な平
   面内で巻装されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載のミシン。 ５ 前記可動部が前記コイルを含み前記固定部が
   そのコイルに対向して配置された永久磁石を含
   み、そのコイルは該可動部の揺動方向において複
   数相に分割されて巻装されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載のミシン。