JP2007244463A - ミシンの布保持枠移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 布保持枠の移動をアシストする適当なアシスト力を適当な方向に出力して、縫製作業者の意志に基づいて布保持枠を自由に且つ円滑に且つ適正に移送することができる、ミシンの布保持枠移送装置を提供する。
【解決手段】 縫製作業者が手動操作によりキャリッジ１９に装着された布保持枠６を移動させようとして、布保持枠６に外力を加えた場合に、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする適当なアシスト力を適当な方向に出力し、縫製作業者の意志に基づいて布保持枠６を自由に且つ円滑に且つ適正に移送する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、布保持枠に縫製作業者から外力が加えられた場合に、その外力による布保持枠の移動をアシストするミシンの布保持枠移送装置に関するものである。

従来、刺繍ミシンは、縫針を下端部に装着した針棒を昇降駆動する針棒昇降機構と、回転釜を有する糸捕捉機構と、加工布を縫製可能に保持する布保持枠と、布保持枠を水平に支持して移送する布保持枠移送装置を備え、これら針棒昇降機構と糸捕捉機構と布保持枠移送装置等の協動により、布保持枠に保持された加工布に刺繍模様が縫製される（例えば、特許文献１参照）。

布保持枠移送装置は、布保持枠が着脱自在に装着されるキャリッジと、このキャリッジを水平面内で交差する２方向に夫々移動駆動する送りモータを有するキャリッジ駆動機構を備え、送りモータとしてはステッピングモータやＤＣサーボモータが適用される。また、この送りモータの制御用に変位量を検出するロータリーエンコーダも備えているものもある。

刺繍ミシンでは、縫製作業者が制御装置に対して所望の刺繍模様を指定して、布保持枠をキャリッジに装着した状態で縫製開始スイッチをオンすると、制御装置により、針棒昇降機構と糸捕捉機構（ミシンモータ）が駆動制御されるとともに、キャリッジ駆動機構（送りモータ）が駆動制御されて、布保持枠移送装置により布保持枠が自動的に移送され、指定した刺繍模様が加工布に自動的に縫製される。

この場合、布保持枠移送装置では、制御装置が、指定した刺繍模様の複数の針落ち点を規定する刺繍データを読み込んで、その刺繍データに基づいて、縫針が加工布よりも上方にある針上区間において、縫針が加工布上の次の針落ち点へ針落ち可能な位置に加工布を移動させるように、キャリッジ駆動機構を駆動制御する。

一方、キャリッジとキャリッジ駆動機構を含む刺繍機をミシンベッド部に着脱可能に装着して、前記のように布保持枠を水平に支持して自動的に移送し、加工布に刺繍模様を縫製できる刺繍縫製モードと、刺繍機を取り外して、加工布自体を針板に沿って移送し、その加工布にサテン模様等の通常模様を縫製できる通常縫製モードとに切り換え可能なミシンが実用に供されている（例えば、特許文献２参照）。

この種のミシンでは、通常縫製モードに切り換えられた状態で、一般的なミシンのように、加工布が押え足により針板に押えられて送り歯により一定方向に送られ、その際に、縫製作業者が加工布に手を添えて加工布の向きを変えて、加工布に対する通常模様の縫目方向を変えることができる。送り歯による加工布の送り量（縫目ピッチ）については縫製前や縫製中に操作して設定することができ、縫製速度については縫製速度ツマミやフットコントローラ等を操作して調節することができる。

特開２００４−２５４９８７号公報 特開２００６−４３２３２号公報

特許文献１のような刺繍専用のミシンでは、刺繍模様の刺繍データにより縫製を行うように構成されているため、縫製作業者が加工布を針板に沿って移送し、その加工布に適当な縫目ピッチで縫目方向を自由に変えて縫製する、所謂フリーモーションキルトのような縫製を行うことはできない。

特許文献２のようなミシンでは、刺繍機を取り外して通常縫製モードに切り換えると、通常模様を適当な縫目ピッチで縫目方向を変えて縫製できるが、通常縫製モードと刺繍縫製モードとの切り換えのために、刺繍機を着脱する作業が必要になるため作業が繁雑で不便である。そこで、特許文献１，２のような刺繍縫製が可能なミシンにおいて、縫製の際に、キャリッジ駆動機構を非作動状態にして、縫製作業者が手動操作によりキャリッジに装着された布保持枠に外力を加えて、布保持枠を自由に移動させて縫製を行うことが考えられる。

しかし、キャリッジとキャリッジ駆動機構の送りモータとは連動連結されているため、送りモータへの通電を停止してキャリッジ駆動機構を非作動状態にしても、送りモータに働くディテントトルクやキャリッジ駆動機構の負荷に抗してキャリッジを移動させなければならない。このため、キャリッジに装着された布保持枠を移動させるためには、大きな外力が必要であり、布保持枠を所望の方向に円滑に移動させることは困難である。つまり、布保持枠に保持された加工布に適当な縫目ピッチで縫目方向を自由に変えて縫製することは困難であり、実用性が乏しい。

尚、一般的なミシンでは、加工布が押え足により針板に押えられて送り歯により送られるため、縫製中に加工布の向きを円滑に変えて、通常模様の縫目方向を望み通り変えることは初心者には難しいという問題があり、また、送り歯による加工布の送り量（縫目ピッチ）を縫製前や縫製中に操作して設定すること、縫製速度を縫製速度ツマミやフットコントローラ等を操作して調節すること、等も初心者には操作が多くなって不便な場合もある。

本発明の目的は、縫製作業者が手動操作によりキャリッジに装着された布保持枠を移動させようとして、布保持枠に外力を加えた場合に、その外力による布保持枠の移動をアシストする適当なアシスト力を適当な方向に出力して、縫製作業者の意志に基づいて布保持枠を自由に且つ円滑に且つ適正に移送し、布保持枠に保持された加工布に所望の通常模様を簡単確実に縫製可能にすること、刺繍縫製可能なミシンに適用して、不便な作業を要することなく、刺繍模様を縫製でき且つ上記のように通常模様も容易に縫製可能にすること、構成を簡単化すること、利便性を良くすること、等である。

請求項１のミシンの布保持枠移送装置は、加工布を保持する布保持枠が着脱自在に装着されるキャリッジと、このキャリッジを水平面内で交差する２方向に夫々移動駆動するアクチュエータを有するキャリッジ駆動機構とを備えたミシンの布保持枠移送装置において、前記キャリッジに装着された前記布保持枠に縫製作業者から加えられた外力を間接的又は直接的に検出する外力検出手段と、前記外力による布保持枠の移動をアシストする為のアシスト力を出力するアシスト力出力手段と、前記外力検出手段で検出された前記外力に基づいて前記アシスト力出力手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

この布保持枠移送装置は、加工布を保持する布保持枠が着脱自在に装着されるキャリッジと、このキャリッジを水平面内で交差する２方向に夫々移動駆動するアクチュエータを有するキャリッジ駆動機構とを備えたものである。従って、この布保持枠移送装置を備えたミシンでは、加工布に刺繍模様を縫製することが可能であり、言い換えれば、刺繍縫製が可能なミシンに、本発明の布保持枠移送装置を適用することができる。

この布保持枠移送装置では、外力検出手段により、キャリッジに装着された布保持枠に縫製作業者から加えられた外力が間接的又は直接的に検出される。例えば、外力検出手段は、キャリッジ駆動機構又はキャリッジ又は布保持枠又はこれら何れかの近傍に設けられ、前記外力の大きさと方向が検出され、制御手段によるアシスト力出力手段の制御に反映される。例えば、前記外力を間接的に検出する外力検出手段として、前記外力によるキャリッジ駆動機構の変位量を検出するもの（例えば、キャリッジ駆動機構の回転軸の変位角を検出するロータリーエンコーダ）を適用してもよいし、前記外力を直接的に検出する外力検出手段として、布保持枠に加えられた圧力を検出するもの（例えば、キャリッジと布保持枠との連結部に設けられた圧力センサ）を適用してもよい。

制御手段により、外力検出手段で間接的又は直接的に検出された外力に基づいてアシスト力出力手段が制御され、このアシスト力出力手段により、前記外力による布保持枠の移動をアシストする為のアシスト力が出力される。つまり、縫製作業者が手動操作によりキャリッジに装着された布保持枠を移動させようとして、布保持枠に外力を加えた場合に、その外力の大きさや方向に応じて、前記外力による布保持枠の移動をアシストとする適当なアシスト力が適当な方向に出力され、縫製作業者の意志に基づいて布保持枠を自由に且つ円滑に且つ適正に移送することが可能になる。

請求項１の発明には次の構成を採用可能である。
前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさが所定のしきい値以上の場合に、前記アシスト力出力手段を作動させる（請求項２）。前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の方向に前記アシスト力を出力させるように、前記アシスト力出力手段を作動させる（請求項３）。

前記外力検出手段は、前記キャリッジ駆動機構の第１方向移動用のアクチュエータと第２方向移動用のアクチュエータの変位量を夫々検出する第１方向変位センサと第２方向変位センサからなる（請求項４）。前記アシスト力出力手段が、前記キャリッジ駆動機構と兼用される前記第１方向移動用のアクチュエータと前記第２方向移動用のアクチュエータを有する（請求項５）。前記第１方向移動用のアクチュエータと前記第２方向移動用のアクチュエータが夫々ステッピングモータであり、前記第１方向変位センサと前記第２方向変位センサが夫々ロータリーエンコーダである（請求項６）。

前記アシスト力出力手段が前記キャリッジ駆動機構からなり、前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の方向に前記布保持枠を移動駆動するように前記キャリッジ駆動機構を制御する（請求項７）。縫針を装着した針棒の上下方向の位置を検出する針棒位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記針棒位置検出手段で検出された前記針棒の上下方向の位置に基づいて、前記縫針が前記加工布よりも上方にある針上区間でのみ前記アシスト力出力手段を作動させる（請求項８）。前記制御手段は、前記縫針が前記加工布に刺さっている針下区間のときに前記外力検出手段で検出された前記外力に基づいて、前記アシスト力出力手段を制御する（請求項９）。

前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさに応じて前記布保持枠の移動量を変化させるように、前記キャリッジ駆動機構を制御する（請求項１０）。前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさに関わらず前記布保持枠の移動量を一定とするように、前記キャリッジ駆動機構を制御する（請求項１１）。

前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさに応じて、縫針を装着した針棒を昇降駆動するミシンモータを制御する（請求項１２）。前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の方向を主方向とし、その主方向に予め設定された所定の縫い目を形成するように前記アシスト力を出力するように、前記アシスト力出力手段を作動させる（請求項１３）。

請求項１のミシンの発明によれば、キャリッジに装着された布保持枠に縫製作業者から加えられた外力を間接的又は直接的に検出する外力検出手段、前記外力による布保持枠の移動をアシストする為のアシスト力を出力するアシスト力出力手段、外力検出手段で検出された外力に基づいてアシスト力出力手段を制御する制御手段を備えた。従って、縫製作業者が手動操作によりキャリッジに装着された布保持枠を移動させようとして、布保持枠に外力を加えた場合に、前記外力による布保持枠の移動をアシストする適当なアシスト力を適当な方向に出力して、縫製作業者の意志に基づいて布保持枠を自由に且つ円滑に且つ適正に移送し、布保持枠に保持された加工布に所望の通常模様を簡単確実に縫製することが可能になり、所謂フリーモーションキルト縫製が可能になる。しかも、この布保持枠移送装置を備えたミシンでは、加工布に刺繍模様を縫製可能であり、故に、刺繍縫製が可能なミシンに本発明の布保持枠移送装置を適用して、不便な作業を要することなく、刺繍模様を縫製でき且つ上記のように通常模様も容易に縫製することが可能になる。

請求項２の発明によれば、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の大きさが所定のしきい値以上の場合に、アシスト力出力手段を作動させるので、縫製作業者が布保持枠を移動させようとした場合にのみ、アシスト力出力手段を作動させることができる。

請求項３の発明によれば、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の方向にアシスト力を出力させるように、アシスト力出力手段を作動させるので、縫製作業者が布保持枠を移動させようとする方向にアシスト力を確実に出力できる。

請求項４の発明によれば、外力検出手段は、キャリッジ駆動機構の第１方向移動用のアクチュエータと第２方向移動用のアクチュエータの変位量を夫々検出する第１方向変位センサと第２方向変位センサからなるので、縫製作業者が布保持枠に外力を加えると、その外力はキャリッジを介してキャリッジ駆動機構に伝達されるが、その外力によるキャリッジ駆動機構の第１方向移動用のアクチュエータと第２方向移動用のアクチュエータの変位量で以て前記外力を間接的に確実に検出することができる。

請求項５の発明によれば、アシスト力出力手段が、キャリッジ駆動機構と兼用される第１方向移動用のアクチュエータと第２方向移動用のアクチュエータを有するので、全体構成を簡単化でき低コスト化を図ることができる。

請求項６の発明によれば、第１方向移動用のアクチュエータと第２方向移動用のアクチュエータが夫々ステッピングモータであり、第１方向変位センサと第２方向変位センサが夫々ロータリーエンコーダであるので、前記外力によるステッピングモータの変位量（変位角）を確実に検出することができ、また、ステッピングモータの制御用のロータリーエンコーダを変位センサとして利用することで、全体構成を簡単化できる。

請求項７の発明によれば、アシスト力出力手段がキャリッジ駆動機構からなり、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の方向に布保持枠を移動駆動するようにキャリッジ駆動機構を制御するので、縫製作業者が布保持枠を移動させようとする方向に布保持枠を移動駆動し、つまり、縫製作業者が布保持枠を移動させようとする方向にアシスト力を確実に出力でき、しかも、全体構成を簡単化でき低コスト化を図ることができる。

請求項８の発明によれば、縫針を装着した針棒の上下方向の位置を検出する針棒位置検出手段を備え、制御手段は、針棒位置検出手段で検出された針棒の上下方向の位置に基づいて、縫針が加工布よりも上方にある針上区間でのみアシスト力出力手段を作動させるので、縫針が加工布に刺さっている針下区間で布保持枠を移動させないようにして、縫針の折損や加工布の損傷を防止することができる。

請求項９の発明によれば、制御手段は、縫針が加工布に刺さっている針下区間のときに外力検出手段で検出された外力に基づいて、アシスト力出力手段を制御するので、針上区間ではアシスト力の出力により前記外力を正確に検出することが難しい場合を想定して、針下区間で前記外力を正確に検出し、その検出された外力を制御手段によるアシスト力出力手段の制御に反映させることができる。

請求項１０の発明によれば、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の大きさに応じて布保持枠の移動量を変化させるように、キャリッジ駆動機構を制御するので、縫製の際に、縫製作業者が布保持枠に加える外力の大きさを変化させて、布保持枠の移動量、つまり加工布に形成される縫目ピッチを変化させることができ、利便性が良くなる。

請求項１１の発明によれば、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の大きさに関わらず布保持枠の移動量を一定とするように、キャリッジ駆動機構を制御するので、加工布に一定の縫目ピッチの縫目を確実に形成することができる。

請求項１２の発明によれば、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の大きさに応じて、縫針を装着した針棒を昇降駆動するミシンモータを制御するので、縫製の際に、縫製作業者が布保持枠に加える外力の大きさを変化させて、針棒の昇降速度、つまり縫製速度を変化させることができ、利便性が良くなる。

請求項１３の発明によれば、制御手段は、外力検出手段で検出された外力の方向を主方向とし、その主方向に予め設定された所定の縫い目を形成するようにアシスト力を出力するように、アシスト力出力手段を作動させるので、縫製作業者は、縫目を形成しようとする方向へ布保持枠を移動させるように外力を加えると、その方向（外力の方向）を主方向として、その主方向に所定の縫い目を容易に形成することが可能になる。

本発明のミシンの布保持枠移送装置は、加工布を保持する布保持枠が着脱自在に装着されるキャリッジと、このキャリッジを水平面内で交差する２方向に夫々移動駆動するアクチュエータを有するキャリッジ駆動機構と、キャリッジに装着された布保持枠に縫製作業者から加えられた外力を間接的又は直接的に検出する外力検出手段と、前記外力による布保持枠の移動をアシストする為のアシスト力を出力するアシスト力出力手段と、外力検出手段で検出された外力に基づいてアシスト力出力手段を制御する制御手段を備えている。

図１〜図３に示すように、多針ミシンＭは、左右二股状の支持脚１と、この支持脚１の後端部から立設された脚柱部２と、脚柱部２の上端部から前方に延びるアーム部３と、アーム部３の先端部に左右方向へ移動可能に装着された針棒ケース４と、脚柱部２の下端部から前方に延びるシリンダベッド部５と、加工布を着脱自在に保持する布保持枠６と、布保持枠６をシリンダベッド部５の上側において水平に支持して移送する布保持枠移送装置７と、縫製作業者が種々の操作を行う為のディスプレイ８ａとタッチパネル８ｂを有する操作パネル８と、多針ミシンＭの制御全般を司る制御装置９を備えている。

図１に示すように、針棒ケース４には、縫針１０を夫々下端部に装着した６本の針棒１１と、これら針棒１１と対応する６個の天秤１２とが夫々左右方向に並設状に装着され、針棒ケース４の上端部分には、アーム部３の前半部上側へ張り出す糸調子台１３が設けられ、この糸調子台１３に６個の糸調子器１４が装着されている。アーム部３の後半部に糸駒台１５が載置状に設けられ、その糸駒台１５の上側に糸案内バー１５ａが配設されている。糸駒台１５には６個の糸駒を立ててセット可能であり、セットされた各糸駒から延びる上糸が糸案内バー１５ａと糸調子器１４と天秤１２等を経由して縫針１０に供給される。

脚柱部２にはミシンモータ１６(図３参照)が配設され、アーム部３には、ミシンモータ１６により主軸を介して駆動される針棒昇降機構及び天秤揺動機構と、針棒ケース４を左右方向に移動させて、６本の針棒１１と６個の天秤１２のうちから対応する１本の針棒１１と１個の天秤１２を択一的に使用位置へ切り換える針棒ケースモータ１７（図３参照）を有する針棒天秤切換機構が設けられている。

この針棒天秤切換機構により使用位置に切り換えられた１本の針棒１１のみが針棒昇降機構により昇降駆動され、また、使用位置に切り換えられた１個の天秤１２のみが天秤揺動機構により上下に揺動駆動される。シリンダベッド部５にはミシンモータ１６により駆動される回転釜を有する糸捕捉機構が設けられ、この糸捕捉機構と昇降される縫針１０等の協動により、シリンダベッド部５上の加工布に縫目が形成される。

布保持枠移送装置７について説明する。
図１〜図３に示すように、布保持枠移送装置７は、布保持枠６が枠ホルダー１８を介して着脱自在に装着されるキャリッジ１９と、キャリッジ１９をＸ方向（第１方向である左右方向）に移動駆動するＸキャリッジ駆動機構２０と、キャリッジ１９をＹ方向（第２方向である前後方向）に移動駆動するＹキャリッジ駆動機構３０とを備えている。

Ｘキャリッジ駆動機構２０は、支持脚１の上側に配設された左右方向に細長い下端開放状に可動ケース２１の内部に収容されて、キャリッジ１９を直接支持してＸ方向へ移動駆動するように構成されている。このＸキャリッジ駆動機構２０は、キャリッジ１９をＸ方向へ移動自在にガイド支持するガイド部２２と、ステッピングモータからなるＸモータ２３（第１方向移動用のアクチュエータ２３）と、Ｘモータ２３の駆動力をキャリッジ１９に伝達する無端状のタイミングベルト２４を備えている。タイミングベルト２４は２個のピニオン２５，２６に掛装され且つキャリッジ１９に連結され、ピニオン２５がＸモータ２３により回転駆動される。

Ｙキャリッジ駆動機構３０は、支持脚１の内部に収容されて、キャリッジ１９と共にＸキャリッジ駆動機構２０及び可動ケース２１を支持してＹ方向へ移動駆動するように構成されている。このＹキャリッジ駆動機構３０は、Ｘキャリッジ駆動機構２０のフレームから下方へ延びる左右１対の脚部２０ａをガイド支持する１対のガイド部と、ステッピングモータからなるＹモータ３１（第２方向移動用のアクチュエータ３１）と、Ｙモータ３１の駆動力を１対の脚部２０ａに伝達する１対の無端状のタイミングベルト等を備えている。１対のタイミングベルトは夫々２個のピニオンに掛装され且つ１対の脚部２０ａに連結され、各対一方のピニオンがＹモータ３１により回転駆動される。

ここで、図３に示すように、ミシンモータ１６により回転駆動される主軸の位相角を検出する主軸位相角検出センサ４０が、主軸又はミシンモータ１６に付随して設けられ、この主軸位相角検出センサ４０は、例えば、主軸の基準位置を検出可能な第１のエンコーダと、主軸の変位角を所定角度（例えば、０．５度）毎に検出可能な第２のエンコーダとを有し、針棒１１の上下方向の位置を検出する針棒位置検出手段に相当する。

また、Ｘモータ２３の変位量（変位角）を所定角度（例えば、０．５度）毎に検出可能なＸロータリーエンコーダ４１（第１方向変位センサ）が、Ｘモータ２３に付随して設けられ、Ｙモータ３１の変位量（変位角）を所定角度（例えば、０．５度）毎に検出可能なＹロータリーエンコーダ４２（第２方向変位センサ）が、Ｙモータ３１に付随して設けられている。尚、ロータリーエンコーダ４１，４２は、夫々、Ｘ，Ｙモータ２３，３１の駆動軸に固定されて周方向微少間隔に複数本のスリットが放射状に形成されたディスクと、このディスクを挟んで発光部と受光部とを有する光学検出器を備えたものである。

更に、キャリッジ１９のＸ方向の原点位置を検出するＸキャリッジ原点位置検出センサ４３が、可動ケース２１の内部に設けられ、キャリッジ１９のＹ方向の原点位置を脚部２０ａの位置で以て検出するＹキャリッジ原点位置検出センサ４４が、支持脚１の内部に設けられ、例えば、これらＸ，Ｙキャリッジ原点位置検出センサ４４，４５は、夫々、キャリッジ１９と脚部２０ａに取り付けられた被検出部を検出する近接スイッチからなる。

布保持枠移送装置７を含む多針ミシンＭの制御系について説明する。
図３に示すように、先ず、この布保持枠移送装置７は、操作パネル８、制御装置９、Ｘモータ２３、Ｙモータ３１、主軸位相角検出センサ４０、Ｘロータリーエンコーダ４１、Ｙロータリーエンコーダ４２、Ｘキャリッジ原点位置検出センサ４３、Ｙキャリッジ原点位置検出センサ４４、フットコントローラ４５を備えている。

制御装置９は、ＣＰＵ９ａとＲＯＭ９ｂとＲＡＭ９ｃとバス９ｄを含むコンピュータと、このコンピュータに各種の信号を入出力する入出力インターフェース９ｅ（Ｉ／Ｏ９ｅ）とを有し、このＩ／Ｏ９ｅに、前記操作パネル８（ディスプレイ８ａとタッチパネル８ｂ）とフットコントローラ４５、前記モータ１６，１７，２３，３１を夫々駆動する駆動回路１６ａ，１７ａ，２３ａ，３１ａ、前記センサ類４０〜４４が電気的に接続され、制御装置９は、タッチパネル８ｂ、センサ類４０〜４４から受ける信号に基づいて、ディスプレイ８ａ、モータ１６，１７，２３，３１を制御する。

ＲＯＭ４２には、キャリッジ１９に装着された布保持枠６を自動的に移送して、布保持枠６に保持された加工布に刺繍模様を縫製する刺繍模様縫製制御、キャリッジ１９に装着された布保持枠６を縫製作業者が手動操作により移送して、布保持枠６に保持された加工布に通常模様を縫製する通常模様縫製制御、等を実行可能にする一連の制御プログラムが格納されている。

特に、制御装置９が実行する通常模様縫製制御では、縫製作業者が手動操作によりキャリッジ１９に装着された布保持枠６を移動させようとして布保持枠６に外力を加えた場合に、外力検出手段としてのＸ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２により、Ｘ，Ｙモータ２３，３１の変位量が検出されて、キャリッジ１９に装着された布保持枠６に縫製作業者から加えられた外力が間接的に検出され、その外力に基づいてアシスト力出力手段としてのＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０（Ｘ，Ｙモータ２３，３１）が制御され、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする為のアシスト力を出力する。

この場合、制御装置９は、縫針１０が布保持枠６に保持された加工布よりも上方にある針上区間で検出された外力の大きさが所定のしきい値以上の場合に、その針上区間でのみ、前記外力の方向にアシスト力を出力させ、前記外力の大きさに応じて布保持枠６の移動量を変化させるように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を制御して作動させる。

次に、制御装置９が実行する一連の制御について、図４〜図６のフローチャート（尚、図中のＳｉ（ｉ＝１，２，３・・・）は各ステップを示す）に基づいて説明する。
図４に示すように、この制御が開始されると、初期設定（Ｓ１）の後、縫製モードが刺繍模様縫製モードであるか通常模様縫製モードであるか判定され（Ｓ２、Ｓ３）、その何れのモードでもない場合（Ｓ２；No、Ｓ３；No）、リターンする。縫製モードについては、縫製作業者が操作パネル８を用いて設定することができる。

刺繍模様縫製モードである場合（Ｓ２；Yes ）、刺繍模様縫製前設定処理（Ｓ４）において、縫製作業者が操作パネル８を用いて制御装置９に対して所望の刺繍模様を設定し、必要に応じて、刺繍模様のサイズや各模様部の色の変更等の編集を行うことができ、縫製速度等の縫製条件を設定することができる。

その後、縫製作業者の操作により縫製開始が指示されると、刺繍模様縫製制御（Ｓ５）が実行されて、Ｓ４で設定された刺繍模様の複数の針落ち点と各模様部の色を規定する刺繍データが読み込まれ、この刺繍データに基づいて、モータ１６，１７，２３，３１が制御されて刺繍縫製が行われ、キャリッジ１９に装着された布保持枠６が自動的に移送され、縫製中に適宜針棒が切り換えられて糸色が変更され、布保持枠６に保持された加工布に設定された刺繍模様が自動的に縫製される。

一方、通常模様縫製モードである場合（Ｓ２；No、Ｓ３；Yes ）、通常模様縫製前設定処理（Ｓ６）において、縫製作業者が操作パネル８を用いて制御装置９に対して所望の通常模様の種類と縫目ピッチを設定することができる。但し、この実施例１では、通常模様の種類として直線模様が設定され、縫目ピッチについては設定されないものとする。その後、通常模様縫製制御（Ｓ７）が実行される。

図５に示すように、この通常模様縫製制御が開始されると、先ず、フットコントローラ４５の踏込量が検出されて、その踏込量が規定値以上の場合（Ｓ１０；Yes ）、その踏込量に応じた主軸回転速度が設定され（Ｓ１１）、その主軸回転速度となるようにミシンモータ１６が駆動制御される。

Ｓ１１の後、或いは、Ｓ１０；Noの場合、次に、主軸位相角検出センサ４０から受ける信号に基づいて、縫針１０が布保持枠６に保持された加工布よりも上方にある針上区間であると判定された場合（Ｓ１２；Yes ）、送り制御（Ｓ１３）が実行され、Ｓ１３の後、或いは、Ｓ１２；Noの場合、次に、縫製終了が指示された場合（Ｓ１４；Yes ）、リターンし、縫製終了が指示されない場合（Ｓ１４；No）、Ｓ１０へ再度移行する。

図６に示すように、Ｓ１３の送り制御が開始されると、先ず、Ｘモータ２３のＸモータ位相角「ＸＭ」と、Ｘエンコーダ角「ＸＥ」が読み込まれ（Ｓ２０）、これらＸＭとＸＥの差であるＸ変位量「ΔＸ←ＸＥ−ＸＭ」が算出され（Ｓ２１）、同様に、Ｙモータ３１のＹモータ位相角「ＹＭ」と、Ｙエンコーダ角「ＹＥ」が読み込まれ（Ｓ２２）、これらＹＭとＹＥの差であるＹ変位量「ΔＹ←ＹＥ−ＹＭ」が算出され（Ｓ２３）、その後、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ←（ΔＸ²＋ΔＹ²）^1/2」が算出される（Ｓ２４）。

ここで、ＸＭ，ＸＥは縫製開始の際にキャリッジ１９がＸ方向原点位置のときにリセットされ、ＹＭ，ＹＥは縫製開始の際にキャリッジ１９がＹ方向原点位置のときにリセットされる。ＸＭ，ＹＭはバッファ等に更新されつつ記憶され、ＸＥ，ＹＥはＸ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２により検出された最新のエンコーダ角である。縫製作業者が布保持枠６に外力を加えた場合、その外力が大きい程ΔＸＹが大きくなり、このΔＸＹが前記外力を間接的に検出した数値である。

次に、ΔＸＹが規定値「ＳＶ」（このＳＶが所定のしきい値である）以上か否か判定され（Ｓ２５）、ΔＸＹがＳＶ未満の場合（Ｓ２５；No）、リターンする。ΔＸＹがＳＶ以上の場合（Ｓ２５；Yes ）、Ｘモータ位相角「ＸＭ←ＸＭ＋ｋ・ΔＸ・（ΔＸＹ−ＳＶ）／ΔＸＹ」が算出されて、Ｘモータ２３が、ここで算出された位相角ＸＭになる必要位相角分駆動され（Ｓ２６）、同様に、Ｙモータ位相角「ＹＭ←ＹＭ＋ｋ・ΔＹ・（ΔＸＹ−ＳＶ）／ΔＸＹ」が算出されて、Ｙモータ３１が、ここで算出された位相角ＹＭになる必要位相角分駆動され（Ｓ２７）、リターンする。ここで、ｋは微少時間に対する移動量係数である。

以上のように、針上区間にある場合（Ｓ１２；Yes ）、Ｓ１３の送り制御のＳ２０〜Ｓ２５が繰り返し行われ、そこで、縫製作業者が布保持枠６に外力を加えることで、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が規定値「ＳＶ」以上になった場合（Ｓ２５；Yes ）、Ｓ２０〜Ｓ２７が繰り返し行われ、Ｘ，Ｙモータ２３，３１が駆動されて、キャリッジ１９に装着された布保持枠６が前記外力の方向へ移送され、加工布に直線縫目が形成され、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が大きくなると、Ｘ，Ｙモータ２３，３１の駆動量、つまり、布保持枠６の移送量が大きくなり、加工布に形成される縫目ピッチが大きくなる。

この布保持枠移送装置７によれば、以上のように、キャリッジ１９に装着された布保持枠６に縫製作業者から加えられた外力を間接的に検出する外力検出手段として、Ｘ変位量「ΔＸ」とＹ変位量「ΔＹ」を検出するＸ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２を設け、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする為のアシスト力を出力するアシスト力出力手段として、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を設け、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力（ΔＸ，ΔＹ）に基づいてＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を制御する制御装置９を設けた。

従って、縫製作業者が手動操作によりキャリッジ１９に装着された布保持枠６を移動させようとして、布保持枠６に外力を加えた場合に、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする適当なアシスト力を適当な方向に出力し、縫製作業者の意志に基づいて布保持枠６を自由に且つ円滑に且つ適正に移送し、布保持枠６に保持された加工布に所望の通常模様を簡単確実に縫製することが可能になり、所謂フリーモーションキルト縫製が可能になる。しかも、この布保持枠移送装置７を備えたミシンＭでは、加工布に刺繍模様を縫製可能であり、故に、刺繍縫製が可能なミシンに本発明の布保持枠移送装置７を適用して、不便な作業を要することなく、刺繍模様を縫製でき且つ上記のように通常模様も容易に縫製することが可能になる。

制御装置９は、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力（ΔＸ，ΔＹ）の大きさ（ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」）が所定のしきい値（規定値「ＳＶ」）以上の場合に、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力の方向にアシスト力を出力させるように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を作動させるので、縫製作業者が布保持枠６を移動させようとした場合にのみ、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を作動させ、縫製作業者が布保持枠６を移動させようとする方向にアシスト力を確実に出力できる。

縫製作業者が布保持枠６に外力を加えると、その外力はキャリッジ１９を介してＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０に伝達されるが、外力検出手段として、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０のＸ，Ｙモータ２３，３１の変位量を夫々検出するＸ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２を利用することで、Ｘ，Ｙモータ２３，３１の外力が無い場合の位置に対する変位量で以て前記外力を間接的に確実に検出することができる。

Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０により、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする為のアシスト力を出力するので、縫製作業者が布保持枠６を移動させようとする方向に布保持枠６を移動駆動し、つまり、縫製作業者が布保持枠６を移動させようとする方向にアシスト力を確実に出力することができ、別途アシスト力を出力する手段を設ける必要がないため、全体構成を簡単化でき低コスト化を図ることができる。

針棒１１の上下方向の位置を検出する針棒位置検出手段として主軸位相角検出センサ４０を設け、制御装置９は、主軸位相角検出センサ４０で検出された針棒の上下方向の位置に基づいて、縫針１０が加工布よりも上方にある針上区間でのみＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を作動させるので、縫針１０が加工布に刺さっている針下区間で布保持枠６を移動させないようにして、縫針１０の折損や加工布の損傷を防止することができる。

制御装置９は、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力（ΔＸ，ΔＹ）の大きさ（ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」）に応じて布保持枠６の移動量を変化させるように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を制御するので、縫製の際に、縫製作業者が布保持枠６に加える外力の大きさを変化させて、布保持枠６の移動量、つまり加工布に形成される縫目ピッチを変化させることができ、利便性が良くなる。

実施例２の布保持枠移送装置７は、実施例１の制御装置９が実行する通常模様縫製制御を変更したものであり、その他の構成は実施例１と同様である。

実施例２の制御装置９が実行する通常模様縫製制御では、実施例１と同様に、縫製作業者が手動操作によりキャリッジ１９に装着された布保持枠６を移動させようとして布保持枠６に外力を加えた場合に、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２により、Ｘ，Ｙモータ２３，３１の変位量が検出されて、キャリッジ１９に装着された布保持枠６に縫製作業者から加えられた外力が間接的に検出され、ロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力に基づいてＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０（Ｘ，Ｙモータ２３，３１）が制御され、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする為のアシスト力を出力する。

この場合、制御装置９は、縫針１０が布保持枠６に保持された加工布に刺さっている針下区間で検出された外力の大きさが所定のしきい値以上の場合に、縫針１０が布保持枠６に保持された加工布よりも上方にある針上区間でのみ、前記外力の方向にアシスト力を出力させると共に、前記外力の大きさに関わらず布保持枠６の移動量を一定とするように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を制御して作動させる。

次に、制御装置９が実行する通常模様縫製制御について、図７〜図９のフローチャート（図中のＳｉ（ｉ＝３０，３１，３２・・・）は各ステップを示す）に基づいて説明する。ここで、この通常模様縫製制御を含む一連の制御は、実施例１の図５と同様であるので説明を省略するが、Ｓ６の通常縫製前設定処理では、縫製作業者が操作パネル８を用いて制御装置９に対して縫目ピッチを予め設定しておくものとする。

図７に示すように、この通常模様縫製制御が開始されると、先ず、フットコントローラ４５の踏込量が検出されて、その踏込量が規定値以上の場合（Ｓ３０；Yes ）、その踏込量に応じた主軸回転速度が設定され（Ｓ３１）、その主軸回転速度となるようにミシンモータ１６が駆動制御され、Ｓ３１の後、或いは、Ｓ３０；Noの場合、次に、縫針１０が加工布の上方に位置する針上区間であるか否か判定される（Ｓ３２）。

針下区間の場合（Ｓ３２；No）、外力移動量算出処理（Ｓ３３）が実行され、針上区間の場合（Ｓ３２；Yes ）、送り制御（Ｓ３４）が実行され、Ｓ３３、Ｓ３４の後、縫製終了が指示された場合（Ｓ３５；Yes ）、リターンし、縫製終了が指示されない場合（Ｓ３５；No）、Ｓ３０へ再度移行する。

図８に示すように、外力移動量算出処理が開始されると、先ず、実施例１の図６のＳ２０〜Ｓ２５と同様のＳ４０〜Ｓ４５が実行され、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が規定値「ＳＶ」未満の場合（Ｓ４５；No）、リターンし、ΔＸＹがＳＶ以上の場合（Ｓ４５；Yes ）、Ｘ移動量「ΔＸＭ←Ｐ・ΔＸ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ４６）、Ｙ移動量「ΔＹＭ←Ｐ・ΔＹ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ４７）、リターンする。ここで、「Ｐ」はＳ６において予め設定された縫目ピッチに対応するモータ角である。

図９に示すように、送り制御が開始されると、先ず、Ｓ４６とＳ４７で算出されたΔＸＭとΔＹＭが共に０であるか否か判定され（Ｓ５０）、ΔＸＭ＝ΔＹＭ＝０の場合（Ｓ５０；Yes ）、リターンする。ΔＸＭ＝ΔＹＭ≠０の場合（Ｓ５０；Yes ）、Ｓ３１で設定された主軸回転速度に基づいて、縫針１０が針上区間に滞在する針上時間が算出され（Ｓ５１）、次に、Ｓ５１で算出された針上時間とＳ４６とＳ４７で算出されたΔＸＭとΔＹＭとに基づいて、Ｘ，Ｙパルスレートが算出される（Ｓ５２）。

Ｓ５２では、Ｓ５１で算出された針上時間内で、予め設定された縫目ピッチ分の布保持枠６の移送が完了するように、つまり、Ｓ４６で算出されたΔＸＭ分のＸモータ２３の駆動とＳ４７で算出されたΔＹＭ分のＹモータ３１の駆動が完了するように、Ｘ，Ｙパルスレートとして、Ｘモータ２３とＹモータ３１の駆動開始時期と、Ｘモータ２３とＹモータ３１へ出力するパルス周波数が算出される。ここで、針上時間内に針上時間に略比例するように移送時間（具体的には、針上時間の大部分を占める時間）を算出し、その移送時間で布保持枠６の移送を実行するようにＸ，Ｙパルスレートを算出してもよい。

その後、Ｘモータ２３が、Ｓ５２で算出されたＸパルスレートに従って、Ｓ４６で算出されたΔＸＭ分駆動されると共に、Ｙモータ３１が、Ｓ５２で算出されたＹパルスレートに従って、Ｓ４７で算出されたΔＹＭ分駆動される（Ｓ５３）。次に、Ｘモータ移送角「ＸＭ←ＸＭ＋ΔＸＭ」とＹモータ移送角「ＹＭ←ＹＭ＋ΔＹＭ」が更新記憶され（Ｓ５４）、最後に、Ｘ移動量「ΔＸＭ←０」とＹ移動量「ΔＹＭ←０」が０にクリアされ（Ｓ５５）、リターンする。

以上のように、縫製作業者が布保持枠６に外力を加えることで、針下区間において、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が規定値ＳＶ以上になった場合、Ｘ移動量「ΔＸＭ」とＹ移動量「ΔＹＭ」が算出されて、その後、針上区間において、Ｘ，Ｙモータ２３，３１が算出されたΔＸＭ，ΔＹＭ分駆動されて、キャリッジ１９に装着された布保持枠６が前記外力の方向へ予め設定された一定の移送量（縫目ピッチ）だけ移送され、加工布に直線縫目が形成される。

この布保持枠移送装置７によれば、制御装置９は、縫針１０が加工布に刺さっている針下区間のときにＸ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力に基づいて、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０（Ｘ，Ｙモータ２３，３１）を制御するので、針上区間ではアシスト力の出力により前記外力を正確に検出することが難しい場合を想定して、針下区間で前記外力を正確に検出し、その検出された外力を制御装置９によるＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０の制御に反映させることができる。

また、制御装置９は、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力の大きさに関わらず布保持枠６の移動量を一定とするように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を制御するので、加工布に一定の縫目ピッチの縫目を確実に形成することができる。その他の作用・効果は基本的に実施例１と同様である。

実施例３の布保持枠移送装置７は、実施例２の制御装置９が実行する図７のＳ３３の外力移動量算出処理を変更したものであり、その他の構成は実施例２と同様である。

実施例３の制御装置９が実行する外力移動量算出処理について、図１０のフローチャート（図中のＳｉ（ｉ＝６０，６１，６２・・・）は各ステップを示す）に基づいて説明する。但し、図４のＳ６の通常縫製前設定処理では、縫製作業者が操作パネル８を用いて制御装置９に対して所望の通常模様「サテン模様」と、そのサテン模様の縫目方向ピッチと幅方向ピッチ（縫目方向と直交する方向の幅）を予め設定しておくものとする。

図１０に示すように、外力移動量算出処理が開始されると、先ず、実施例２の図８のＳ４０〜Ｓ４７と同様のＳ６０〜Ｓ６７が実行される。但し、Ｓ６６とＳ６７で算出されたＸ移動量「ΔＸＭ」とＹ移動量「ΔＹＭ」は、Ｘモータ２３とＹモータ３１の最終的なＸ移動量とＹ移動量ではなく、Ｘ移動過程量とＹ移動過程量であり、その算出で使用される「Ｐ」はサテン模様の縫目方向ピッチに対応するモータ角である。

次に、図１１に示すように、極性フラグ「ＳＦ」が０か１か判定される（Ｓ６８）。尚、ＳＦは外力移動量算出処理の開始時に０（又は１）にリセットされる。ＳＦ＝０の場合（Ｓ６８；Yes ）、ＳＦ←１、ＳＳ←Ｓとされ（Ｓ６９）、ＳＦ＝１の場合（Ｓ６８；No）、ＳＦ←０、ＳＳ←−Ｓとされる（Ｓ７０）。ここで、「Ｓ」はサテン模様の幅方向ピッチに対応するモータ角である。

次に、図１２に示すように、Ｓ６６で算出されたＸ移動過程量「ΔＸＭ」にサテンピッチが合成されて、Ｘ移動「ΔＸＭ←ΔＸＭ−ＳＳ・ΔＹ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ７１）、Ｓ６７で算出されたＹ移動過程量「ΔＹＭ」にサテンピッチが合成されて、Ｙ移動「ΔＹＭ←ΔＹＭ＋ＳＳ・ΔＸ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ７２）、リターンし、図９のＳ５３において、針上区間で、Ｘモータ２３が、Ｓ７１で算出されたΔＸＭ分駆動され、Ｙモータ３１が、Ｓ７２で算出されたΔＹＭ分駆動される。

以上のように、針下区間において、縫製作業者が布保持枠６に外力を加えることで、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が規定値ＳＶ以上になった場合、Ｘ移動過程量「ΔＸＭ」とＹ移動過程量「ΔＹＭ」が算出されて、それにサテンピッチが合成されてＸ移動量「ΔＸＭ」とＹ移動量「ΔＹＭ」が算出され、その後、針上区間において、Ｘモータ２３、Ｙモータ３１が算出されたΔＸＭとΔＹＭ分駆動されて、キャリッジ１９に装着された布保持枠６が前記外力の方向へ予め設定された一定の移送量だけ移送され、その方向を主方向として予め設定された一定幅のサテン模様が加工布に形成される。

この布保持枠移送装置７によれば、制御装置９は、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力の方向を主方向とし、その主方向に予め設定された所定の縫い目を形成するようにアシスト力を出力するように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を作動させるので、縫製作業者は、縫目を形成しようとする方向へ布保持枠６を移動させるように外力を加えると、その方向（外力の方向）を主方向として、その主方向に所定の縫い目を容易に形成することが可能になる。その他の作用・効果は実施例２と同様である。

実施例４の布保持枠移送装置７は、実施例３の制御装置９が実行する図１１のＳ６８〜Ｓ７２を変更したものであり、その他の構成は実施例３と同様である。

実施例４の制御装置９が実行する外力移動量算出処理について、図１０のＳ６０〜Ｓ６７の後に、図１３のＳ８０〜Ｓ８５が実行される。尚、図１３のＳｉ（ｉ＝８０，８１，８２・・・）は各ステップを示す。但し、Ｓ６においてサテン模様を設定した場合、そのサテン模様の模様データとして、例えば、図１４に示すように、サテン模様のデータ数「Ｎ」分の幅データが準備されている。この例ではＮ＝７４となる。

図１３に示すように、データポンイタ「Ｐ」がＮか否か判定され（Ｓ８０）、Ｐ≠Ｎの場合（Ｓ８０；No）、Ｐがインクリメント（Ｐ←Ｐ＋１）され（Ｓ８１）、Ｐ＝Ｎの場合（Ｓ８０；Yes ）、Ｐがリセット（Ｐ←０）される（Ｓ８２）。

次に、データポンイタ「Ｐ」に対する模様データ（幅データ）が読み込まれ（Ｓ８３）、そのデータがＳＳとされて、Ｓ６６で算出されたＸ移動過程量「ΔＸＭ」に模様データが合成されて、Ｘ移動「ΔＸＭ←ΔＸＭ−ＳＳ・ΔＹ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ８４）、Ｓ６７で算出されたＹ移動過程量「ΔＹＭ」に模様データが合成されて、Ｙ移動「ΔＹＭ←ΔＹＭ＋ＳＳ・ΔＸ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ８５）、リターンし、図９のＳ５３において、針上区間で、Ｘモータ２３が、Ｓ８４で算出されたΔＸＭ分駆動され、Ｙモータ３１が、Ｓ８５で算出されたΔＹＭ分駆動される。

以上のように、針下区間において、縫製作業者が布保持枠６に外力を加えることで、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が規定値ＳＶ以上になった場合、Ｘ移動過程量「ΔＸＭ」とＹ移動過程量「ΔＹＭ」が算出されて、それに模様データが合成されてＸ移動量「ΔＸＭ」とＹ移動量「ΔＹＭ」が算出され、その後、針上区間において、Ｘモータ２３、Ｙモータ３１が算出されたΔＸＭとΔＹＭ分駆動されて、図１５に示すように、キャリッジ１９に装着された布保持枠６が前記外力の方向へ予め設定された一定の移送量だけ移送され、その方向を主方向として、加工布に幅が変化する通常模様が形成され、この縫製が連続して行われて、図１６に示すように、通常模様群が連続的に形成される。この布保持枠移送装置７によれば、実施例３と同様の作用・効果を奏する。

実施例５の布保持枠移送装置７は、実施例１の制御装置９が実行する通常模様縫製制御を変更したものであり、その他の構成は実施例１と同様である。

実施例５の制御装置９が実行する通常模様縫製制御では、実施例１と同様に、縫製作業者が手動操作によりキャリッジ１９に装着された布保持枠６を移動させようとして布保持枠６に外力を加えた場合に、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２により、Ｘ，Ｙモータ２３，３１の変位量が検出されて、キャリッジ１９に装着された布保持枠６に縫製作業者から加えられた外力が間接的に検出され、ロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力に基づいてＸ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０（Ｘ，Ｙモータ２３，３１）が制御され、前記外力による布保持枠６の移動をアシストする為のアシスト力を出力する。

この場合、制御装置９は、縫針１０が布保持枠６に保持された加工布に刺さっている針下区間で検出された外力の大きさが所定のしきい値以上の場合に、縫針１０が布保持枠６に保持された加工布よりも上方にある針上区間でのみ、前記外力の方向にアシスト力を出力させると共に、前記外力の大きさに関わらず布保持枠６の移動量を一定とするように、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０を制御して作動させると共に、検出された外力の大きさに応じてミシンモータ１６を作動させるように制御する。

次に、制御装置９が実行する通常模様縫製制御について、図１７〜図２０のフローチャート（図中のＳｉ（ｉ＝８０，８１，８２・・・）は各ステップを示す）に基づいて説明する。ここで、この通常模様縫製制御を含む一連の制御は、実施例１の図５と同様であるので説明を省略するが、Ｓ６の通常縫製前設定処理では、縫製作業者が操作パネル８を用いて制御装置９に対して縫目ピッチを予め設定しておくものとする。

図１７に示すように、この通常模様縫製制御が開始されると、縫製開始が指示された場合（Ｓ９０；Yes ）、縫針１０が加工布の上方に位置する針上区間であるか否か判定され（Ｓ９１）、針下区間の場合（Ｓ９１；No）、外力処理（Ｓ９２）と縫製速度制御（Ｓ９３）が実行され、針上区間の場合（Ｓ９１；Yes ）、送り制御（Ｓ９４）が実行され、Ｓ９３、Ｓ９４の後、縫製終了が指示された場合（Ｓ９５；Yes ）、リターンし、縫製終了が指示されない場合（Ｓ９５；No）、Ｓ９１へ再度移行する。

図１８に示すように、外力処理が開始されると、先ず、実施例１の図６のＳ２０〜Ｓ２５と同様のＳ１００〜Ｓ１０５が実行され、ＸＹ合成変位量「ΔＸＹ」が規定値「ＳＶ」未満の場合（Ｓ１０５；No）、リターンし、ΔＸＹがＳＶ以上の場合（Ｓ１０５；Yes ）、Ｘ移動量「ΔＸＭ←Ｐ・ΔＸ／ΔＸＹ」とＸ移動速度「ＶＸ←Ｋ・ΔＸ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ１０６）、Ｙ移動量「ΔＹＭ←Ｐ・ΔＹ／ΔＸＹ」とＹ移動速度「ＶＹ←Ｋ・ΔＹ／ΔＸＹ」が算出され（Ｓ１０７）、リターンする。ここで、「Ｐ」はＳ６において予め設定された縫目ピッチに対応するモータ角であり、「Ｋ」は所定の移送速度である。

図１９に示すように、縫製速度制御が開始されると、Ｓ１０６とＳ１０７で算出されたＸ移動速度「ＶＸ」とＹ移動速度「ＶＹ」とに基づいて、縫製速度「ＶＭ←６０・０．５・Ｐ／（ＶＸ²＋ＶＹ²）^1/2 ）が算出され（Ｓ１１０）、このＶＭが主軸回転速度（縫製速度）に設定され（Ｓ１１１）、即ち、この主軸回転速度となるようにミシンモータ１６が駆動制御され、リターンする。

図２０に示すように、送り制御が開始されると、先ず、Ｓ１０６とＳ１０７で算出されたΔＸＭとΔＹＭが共に０であるか否か判定され（Ｓ１２０）、ΔＸＭ＝ΔＹＭ＝０の場合（Ｓ１２０；Yes ）、リターンする。ΔＸＭ＝ΔＹＭ≠０の場合（Ｓ１２０；Yes ）、Ｘモータ２３が、Ｓ１０６で算出された速度ＶＸでΔＸＭ分駆動されると共に、Ｙモータ３１が、Ｓ１０７で算出された速度ＶＹでΔＹＭ分駆動される（Ｓ１２１）。次に、Ｘモータ移送角「ＸＭ←ＸＭ＋ΔＸＭ」とＹモータ移送角「ＹＭ←ＹＭ＋ΔＹＭ」が更新記憶され（Ｓ１２２）、最後に、Ｘ移動量「ΔＸＭ←０」とＹ移動量「ΔＹＭ←０」が０にクリアされ（Ｓ１２３）、リターンする。

この布保持枠移送装置７によれば、制御装置９は、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２で検出された外力の大きさに応じて、縫針１０を装着した針棒１１を昇降駆動するミシンモータ１６を制御するので、縫製の際に、フットコントローラ４５等の操作を必要とせずに、縫製作業者が布保持枠６に加える外力の大きさを変化させて、針棒１１の昇降速度、つまり縫製速度を変化させることができ、利便性が良くなる。その他の作用・効果は基本的に実施例１，２と同様である。

尚、実施例１〜５を次のように変更可能である。
１］キャリッジに装着された布保持枠６に縫製作業者から加えられた外力を間接的に検出する外力検出手段としては、Ｘ，Ｙロータリーエンコーダ４１，４２の代わりに、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０のＸ，Ｙモータ２３，３１以外の変位量（例えば、キャリッジ１９、ベルト等）を検出するものを適用してもよい。この場合、その変位量を機械的に検出するものや光学的に検出するものを適用してもよい。

２］キャリッジに装着された布保持枠６に縫製作業者から加えられた外力を直接的に検出する外力検出手段を採用してもよい。この外力検出手段として、例えば、布保持枠６に加えられた圧力を検出するために、キャリッジ１９（枠ホルダー１８）と布保持枠６との連結部に１又は複数の圧力センサを設けてもよい。

３］前記外力による布保持枠６の移動をアシストする為のアシスト力を出力するアシスト力出力手段として、Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０とは別に設けられたアクチュエータ（例えば、エアシリンダ等）を有する機構を適用してもよい。
４］Ｘ，Ｙキャリッジ駆動機構２０，３０の代わりに、キャリッジをＲ−θ方向へ移動駆動するキャリッジ駆動機構等の種々の機構を採用可能である。

５］Ｘ，Ｙモータ２３，３１として、ステッピングモータの代わりにＤＣサーボモータを適用してもよいし、その他、エアシリンダ等のアクチュエータの適用も考えられる。
６］針棒１１を揺動駆動可能として、布保持枠６の移動と同期して針振りできるようにした場合、縫針１０が加工布に刺さった針下区間でも布保持枠６を移動させることができるため、針下区間で前記アシスト力を出力するように構成してもよい。
７］外力の方向に対して模様データを合成する際に、外力の方向とは直交する方向への合成だけでなく、外力に沿った方向を含めた各方向成分を持った任意の模様を合成するように構成してもよい。
８］その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記開示事項以外の種々の変更を付加して実施可能であり、また、実施例で説明した多針ミシンＭ以外に、種々の刺繍ミシン（工業用の多針ミシンや家庭用の単針ミシン）に、本発明を適用可能である。

実施例１の多針ミシンの斜視図である。 布保持枠とキャリッジ駆動機構の平面図である。 多針ミシンの制御系のブロック図である。 制御装置が実行する一連の制御のフローチャートである。 通常模様縫製制御のフローチャートである。 送り制御のフローチャートである。 実施例２の通常模様縫製制御のフローチャート前半である。 外力移動量算出処理のフローチャートの後半である。 送り制御のフローチャートである。 実施例３の外力移動量算出処理のフローチャートである。 外力移動量算出処理のフローチャートである。 加工布に形成される通常模様を示す図である。 実施例４の外力移動量算出処理のフローチャートの後半である。 模様データを示す図である。 加工布に形成される通常模様を示す図である。 加工布に形成される通常模様を示す図である。 実施例５の通常模様縫製制御のフローチャートである。 外力処理のフローチャートである。 縫製速度制御のフローチャートである。 送り制御のフローチャートである。

符号の説明

Ｍ 多針ミシン
６ 布保持枠
９ 制御装置
１６ ミシンモータ
１９ キャリッジ
２０ Ｘキャリッジ駆動機構
２３ Ｘモータ
３０ Ｙキャリッジ駆動機構
３１ Ｙモータ
４０ 主軸位相角検出センサ
４１ Ｘロータリーエンコーダ
４２ Ｙロータリーエンコーダ

Claims (13)

1. 加工布を保持する布保持枠が着脱自在に装着されるキャリッジと、このキャリッジを水平面内で交差する２方向に夫々移動駆動するアクチュエータを有するキャリッジ駆動機構とを備えたミシンの布保持枠移送装置において、
   前記キャリッジに装着された前記布保持枠に縫製作業者から加えられた外力を間接的又は直接的に検出する外力検出手段と、
   前記外力による布保持枠の移動をアシストする為のアシスト力を出力するアシスト力出力手段と、
   前記外力検出手段で検出された前記外力に基づいて前記アシスト力出力手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするミシンの布保持枠移送装置。
2. 前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさが所定のしきい値以上の場合に、前記アシスト力出力手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載のミシンの布保持枠移送装置。
3. 前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の方向に前記アシスト力を出力させるように、前記アシスト力出力手段を作動させることを特徴とする請求項２に記載のミシンの布保持枠移送装置。
4. 前記外力検出手段は、前記キャリッジ駆動機構の第１方向移動用のアクチュエータと第２方向移動用のアクチュエータの変位量を夫々検出する第１方向変位センサと第２方向変位センサからなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のミシンの布保持枠移送装置。
5. 前記アシスト力出力手段が、前記キャリッジ駆動機構と兼用される前記第１方向移動用のアクチュエータと前記第２方向移動用のアクチュエータを有することを特徴とする請求項４に記載のミシンの布保持枠移送装置。
6. 前記第１方向移動用のアクチュエータと前記第２方向移動用のアクチュエータが夫々ステッピングモータであり、前記第１方向変位センサと前記第２方向変位センサが夫々ロータリーエンコーダであることを特徴とする請求項４又は５に記載のミシンの布保持枠移送装置。
7. 前記アシスト力出力手段が前記キャリッジ駆動機構からなり、
   前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の方向に前記布保持枠を移動駆動するように前記キャリッジ駆動機構を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの布保持枠移送装置。
8. 縫針を装着した針棒の上下方向の位置を検出する針棒位置検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記針棒位置検出手段で検出された前記針棒の上下方向の位置に基づいて、前記縫針が前記加工布よりも上方にある針上区間でのみ前記アシスト力出力手段を作動させることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のミシンの布保持枠移送装置。
9. 前記制御手段は、前記縫針が前記加工布に刺さっている針下区間のときに前記外力検出手段で検出された前記外力に基づいて、前記アシスト力出力手段を制御することを特徴とする請求項８に記載のミシンの布保持枠移送装置。
10. 前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさに応じて前記布保持枠の移動量を変化させるように、前記キャリッジ駆動機構を制御することを特徴とする請求項７に記載のミシンの布保持枠移送装置。
11. 前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさに関わらず前記布保持枠の移動量を一定とするように、前記キャリッジ駆動機構を制御することを特徴とする請求項７に記載のミシンの布保持枠移送装置。
12. 前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の大きさに応じて、縫針を装着した針棒を昇降駆動するミシンモータを制御することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のミシンの布保持枠移送装置。
13. 前記制御手段は、前記外力検出手段で検出された前記外力の方向を主方向とし、その主方向に予め設定された所定の縫い目を形成するように前記アシスト力を出力するように、前記アシスト力出力手段を作動させることを特徴とする請求項１〜９の何れに記載のミシンの布保持枠移送装置。