JP4660017B2 - 根巻きボタン付けミシン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、根巻きボタン付けミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動的に布地上にボタン（以下、上ボタン）を縫い付け、さらに上ボタンと布地の間の縫い糸（以下、根糸という）の周りに糸を巻く根巻きボタン付けミシンが知られている。従来の根巻きボタン付けミシンでは、ベッド部などにＸＹ送り装置を取り付け、該ＸＹ送り装置により布と上ボタンを一体に搬送しながら、針棒の上下運動とベッド部内のルーパとの協働により布に上ボタンを縫い付けていた。また、他の例としては、例えば針棒をＸ方向に針振り駆動し、布地と上ボタンをＹ送りにすることで、針棒に対して布地と上ボタンを相対的にＸＹ方向に搬送するように構成されているものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように上ボタンと布地を一体に搬送するタイプであると様々な制約が生じ、多様な縫製状況に十分に対応できなかった。例えば以下の（１）〜（３）で示す問題があった。
（１）コートなどでは、上ボタンとともに布地の裏側に補強用の力ボタンを縫い付けることが多い。力ボタンは上ボタンに比較して小さく形成され、よって一般的には上ボタンと力ボタンそれぞれのボタン穴の大きさも、穴間のピッチも異なる。しかし、上下ボタンも布地も一体に搬送する従来のミシンでは、布地を介した状態でピッチが異なる上ボタンと力ボタンを同時に縫い付けるのは不可能であった。そこで、わざわざ上ボタンと同じピッチの力ボタンを作製しそれを用いるといった方法もとられていたが、実際にはほとんど手縫いで縫い付けており、作業性が悪かった。
【０００４】
以上の問題点を解決すべく、特開平８−１１７４６５号公報には、上ボタンと力ボタンをそれぞれ独立に搬送するために、２台のＸＹテーブルを設けたミシンが記載されている。しかし、このように２台のＸＹテーブルを設けると、両者を駆動した際の振動や騒音が大きくなる上に、ミシン全体の重量が重くなり実用的ではなかった。さらに、ＸＹテーブルは縫い針が抜けているときにのみ、つまり間欠的に動作することになるので、高速化に限界がある。
【０００５】
（２）布地に上ボタンを付ける際には、見た目の良さから布地側の針落ち位置はほぼ一箇所であることが好ましい。つまり、手縫いの場合には図１９（ａ）に示すように、布地Ｓに対してはほぼ１箇所に針を落とし、この状態で根巻きすれば図１９（ｂ）のように布地から連なる糸は直線的になり見た目の風合いが良い。
しかし、従来のミシンで縫い付けると上ボタンと布地の相対的な位置関係は常に同じであることから、結局上ボタンの穴のピッチが、そのまま布の針落ち位置となっていた。つまり、図１９（ｃ）に示すように、ボタンＢと布地Ｓとに連なる糸は、ボタン穴のピッチ幅Ｗに対応して平行な状態になり、根巻きをすれば、図１９（ｄ）に示すように根巻き部分の上下において縫い糸が広がった状態になってしまい見た目が悪かった。
【０００６】
さらに、布地に対する針落ち位置を状況によっては少しずらしたいという場合がある。例えば、ボタン付け縫製の開始時や終了時には、同じ穴に複数回縫い針を落とす「止め縫い」を行うが、同じ穴の全く同じ位置に針を数回落とす場合と、布地の痛みを防ぐなどの理由により同じ穴の少し異なる位置に落とすこともある。前者の場合は従来のミシンでも問題はないが、後者の場合には不都合が生じる。例えば、ボタン穴の直径２ｍｍに対して縫い針の直径が１ｍｍであると、縫い針は計算上０．５ｍｍ、実際には０．３ｍｍ程度しかずらすことができない。よって、従来のミシンでは、１つのボタン穴の中で布地の位置をずらしながら止め縫いを行うことは困難であった。
【０００７】
（３）通常、手作業で上ボタンを根巻きボタン付けする場合には、上ボタンと布地に連なる根糸が布地の裏側に出ないように縫い付けるが、強度を保つため１針のみ布地裏側に通す。この裏側に通った糸を「力糸」と言い、これにより上ボタンは布地に十分な強度をもって縫い付けられる。そして、その後根巻きを行う。
一方、従来のミシンによる根巻きボタン付け縫製は、まず、図２０（ａ）に示すように、折り返した状態の布地Ｓの上方にボタンＢが半分かかるような状態で、穴ｈ１に針を落とすときには布地の中に針を落とし、穴ｈ２に針を落とすときには布地には針は落ちないように縫製する。前者を「すくい縫い」、後者を「空縫い」という。そして、すくい縫いと空縫いを繰り返すことでボタンＢと布地Ｓとの間に根糸Ｔを形成し、一旦糸を切る。
【０００８】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、ボタンＢの向きを９０度変え、この状態で根糸Ｔの周りに根巻き糸を巻きつける。このとき、根巻き糸のうちの１針分を力糸ｔとして布地Ｓの裏側に通す。よって、ここでの力糸ｔは、本来の手縫い時の力糸とは異なり、ボタンＢと布地Ｓを直接つなぐ根糸Ｔではなく、単に根糸に巻き付いているに過ぎないので、強度が弱い。図２０（ａ）の縫製時に布地Ｓを移動させることができれば、根糸を力糸とすることができるが、従来のミシンでは布とボタンの位置関係が固定であることから、それは不可能であった。
なお、特公平２−４５９１３号公報には、根糸縫製時にシリンダで布地を移動させ力糸を形成することが記載されているが、一定の距離しか移動できずボタンの大きさなどの縫製条件が変われば手作業で調節しなければならず不便なものであった。
【０００９】
（１）〜（３）に加えて、従来の根巻きボタン付けミシンでは次のような問題もあった。縫製工場のライン生産においてボタン付け縫製する場合、１つの服で数種類のボタン付け縫製が行われる。例えば、１つのスーツでも、図２０で示した「すくい根巻き縫製」、すくい縫いのみ行う「すくいべた縫製」、上ボタン、布地、力ボタン（下ボタン）を上下に配列して縫い付ける「下ボタン付け縫製」などが混在する。これまでは、それぞれの縫製ごとに専用の機種を並べていた。したがって、１着の服を縫製する場合に、ボタン付けの種類ごとに布地を外して専用の機種にセットするといった作業を繰り返すことになり、作業者による手扱いの工程が多くなり作業効率が悪かった。また、ボタン付けの種類ごとに専用機を揃えるため多額の設備投資が必要であった。
【００１０】
本発明の課題は、ボタンと布地を別々に搬送可能とし多様な縫製条件に対応可能であって、作業効率の向上を図ることができる根巻きボタン付けミシンを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図１７に示すように、
下端部に縫い針（５）を備えた針棒（９）を、略水平に設置された主軸（７）により上下に駆動する針上下駆動手段（針上下動機構１０）と、
主軸の長手方向に対して平行または直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段（針振り機構１１）と、
上面に下ボタン及び縫製物を載置する布送り板（下板５６）を、針振り駆動手段の針振り方向に直交する方向に駆動する布送り駆動手段（下Ｙ送り機構５０）と、
上ボタンを略水平に把持する上ボタン把持部（チャック部９０）を布送り駆動手段の布送り方向に平行する方向に駆動する第１ボタン送り駆動手段（上Ｙ送り機構３０）と、
上ボタン把持部を第１ボタン送り駆動手段の駆動方向に直交し、かつ、針振り方向に平行する方向に駆動する第２ボタン送り駆動手段（ボタン差動機構７０）と、
前記各駆動手段を制御する制御手段（ＣＰＵ１０２）とを備えることを特徴とする根巻きボタン付けミシン（ミシン１）である。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。また、上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段により布送り方向と同じ方向に、これに直交する第２ボタン送り駆動手段によりに針振り方向と同じ方向に移動させることができる。さらに、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。縫い針の揺動運動を利用すれば、結局下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的に布送り駆動手段に直交する方向に移動させることができる。すなわち、上ボタンと、布地（下ボタン）を、それぞれ、水平面内において互いに直行する２方向に駆動可能となっている。
よって、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係を自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【００１３】
そして、上記のように上ボタンと、布地（下ボタン）をそれぞれ互いに直行する２方向に自在に移動させることが可能でありながら、下ボタンについては針振り機構を利用しているので、従来の２台のＸＹテーブルを設けこれらを駆動する場合に比較して、全体重量を低減することができる。また、針棒の揺動もＸＹテーブルの移動も、針が針板より上方に位置するときのみ動作させるので、いずれにしても間欠的な運動ではあるが、実際の構成上、針棒の揺動運動の方がテーブルを駆動するよりも速く、高速運転が可能となり、作業効率が高い。
【００１４】
また請求項２に記載の発明は、例えば図１８に示すように、
下端部に縫い針を備えた針棒を、略水平に設置された主軸により上下に駆動する針上下駆動手段と、
主軸の長手方向に対して平行または直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段と、
上面に下ボタン及び縫製物を載置する布送り板を、針振り駆動手段の針振り方向に直交する方向に駆動する布送り駆動手段と、
上ボタンを略水平に把持する上ボタン把持部を布送り駆動手段の布送り方向に平行する方向に駆動する第１ボタン送り駆動手段と、上ボタン把持部を第１ボタン送り駆動手段の駆動方向に直交し、かつ、針振り方向に平行する方向に駆動する第２ボタン送り駆動手段とのいずれか一方と、
前記各駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする根巻きボタン付けミシンである。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段あるいは第２ボタン送り駆動手段により、布送り方向あるいは針振り方向と同じ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。
すなわち、上ボタン、布地（下ボタン）、縫い針をそれぞれ一方向に駆動可能となっているので、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係をある程度自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
布送り板は、
縫製物を折り曲げた状態で保持し、すくい縫いを可能とする布保持部（布挟持部６０、ポジションＡ）と、
縫製物の下方で下ボタンを保持し、下ボタン付け縫いを可能とする下ボタン保持部（ポジションＢ）と、
縫製物の上面に、前記上ボタンをべた付けするべた付け縫いを可能とする上ボタンべた付け部（ポジションＣ）とを備え、
布送り駆動手段は、布保持部と下ボタン保持部と上ボタンべた付け部のそれぞれが、ほぼ縫い針の下方に位置するように布送り板を駆動可能であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、布送り板に、各種ボタン付け縫いに対応したポジションとして布保持部、下ボタン保持部、上ボタンべた付け部を設け、布送り駆動手段により、布保持部と下ボタン保持部と上ボタンべた付け部のそれぞれが、ほぼ縫い針の下方に位置するように布送り板が駆動される。したがって、１つの服に、すくい縫い、下ボタン付け縫い、べた付け縫いの３種類のボタン付けを施す場合に、１台のミシンで対応でき、従来のようにボタン付けの種類ごとに作業者がミシンからミシンへ縫製物を移動させたりアタッチメントの交換などが不要になり、作業効率が向上する。また、ボタン付けの種類ごとにミシンを購入することに比べてコストを抑制することができる。
【００１８】
また、前述のように従来は、すくい縫いにおいては力糸を形成することができず根巻き時に布地裏側に通し力糸の代わりとしていた。しかし、請求項３のミシンでは、布保持部におけるすくい縫いで根糸を形成する工程中に、上ボタンに対して布地を相対的に移動させることで、すくい縫い中に布地裏側に縫い糸を通し力糸を形成することができるので、上ボタンに十分な引張り強度を持たせることができるようになる。
【００１９】
請求項３に記載の根巻きボタン付けミシンであれば、請求項４に記載の発明のようにプログラム縫製が可能となる。
すなわち、請求項４に記載の発明は、請求項３において、
すくい縫い、下ボタン付け縫い、及びべた付け縫いを含む異なる種類のボタン付け縫いの２種類以上を連続して縫製するサイクル縫いのプログラムを記憶する記憶手段（メモリ１０２ａ）を備え、
制御手段は、前記サイクル縫いのプログラムに従って、サイクル縫いを行うように前記各駆動手段を制御すること特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、制御手段の制御の下、記憶手段に記憶されたサイクル縫いのプログラムに従い各駆動手段が動作し、具体的には布送り駆動手段により布送り板を駆動し、縫い針下の所定位置に布保持部、下ボタン保持部、上ボタンべた付け部を適切な順に自動的に移動させるといったことが可能となる。したがって、より一層、種類の異なるボタン付け縫製を連続縫製する場合の時間間隔を少なくすることが可能となり作業効率の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項１または２の根巻きボタン付けミシンであれば、上ボタンと下ボタンとの相対的な位置関係を自由に設定することができ、請求項５のように上下のボタンの種類や穴ピッチには関係なく縫製することができる。
すなわち、請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
穴の個数と穴のピッチと穴の配置の少なくとも一つが異なる組み合わせの上ボタン及び下ボタンとによる下ボタン付け縫いが可能であることを特徴とする。
【００２２】
従来のミシンでは、上下ボタンをミシンで縫いつける場合には、穴ピッチが全く同じ上下のボタンを用いなければならないなどの制約があった。しかし、本発明のミシンでは、請求項５に記載の発明のように、上下のボタンについては制約なく、様々な組み合わせを選択でき、ボタン付け縫いの幅が広がる。
ここで、「穴の個数と穴のピッチと穴の配置の少なくとも一つが異なる」であるから、全てが違っていてもよい。
【００２３】
さらに、請求項１に記載のミシンであれば、上ボタンと布地を相対的に自由に移動させることができるので、すくい縫いであってもべた付け縫いであっても請求項６のミシンのように針落ち点をコントロールできる。
すなわち、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
上ボタンのボタン穴を通った縫い針の縫製物への針落ち位置が、１点に集中する縫目と、所定の２点に集中する縫目と、所定の３点以上とする縫目のそれぞれが形成可能であることを特徴とする。
ここで、より具体的に説明すると、針落ち点を１点に集中させると、ボタンと布地を側方から見た場合に両者に連なる縫い糸が「Ｖ字型」になる。この後に根巻き縫製をすれば風合いのよい縫目を形成できる。
また縫い糸が太く、布地の同一箇所に針落ちすることで縫いこぶが生じてしまうような場合には、所定の３点以上の点に針落ちさせればよい。あるいは、根糸によって上ボタンが布地に対して支持されるように安定させたい場合には、ボタン穴の穴ピッチよりも大きな間隔を有するように所定の２点に針落ちさせてもよい。もちろん、ボタン穴の穴ピッチと同じ間隔をもって所定の２点に針落ちさせてもよいし、穴ピッチよりも狭く所定の２点に針落ちさせてもよい。
【００２４】
さらに、請求項１または２に記載のミシンであれば、上ボタンに対して布地を移動させることができるので、請求項７のミシンのように止め縫いの際の針落ち点をコントロールできる。
請求項７に記載の発明は、請求項１または２記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
同一のボタン穴に連続して複数回縫い針を通す止め縫いにおいて、ボタン穴の大きさに制限されずに縫製物上の任意の複数の位置に対する針落ちを可能としたことを特徴とする。
【００２５】
従来のミシンでは、１つのボタン穴に複数回針落ちさせる場合、布地のほとんど同じ箇所に針を落とさざるを得なかった。しかし、請求項７に記載の発明によれば、上ボタンの位置とは無関係に、縫製物を動かすことにより１つのボタン穴を通りながら異なる箇所に針落ちさせることができるので、縫製の状況に応じて、例えば布地の織目に対して縫い糸がかなり太く同一箇所に針を落とすことが好ましくないような場合に好適である。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
上ボタンが鉛直に支持されるように上ボタン把持部を９０度回転させる回転手段（ボタン回転手段４６）を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、回転手段により上ボタン把持部を９０度回転させることができるので、根巻き縫製や、シャンクボタンの縫い付けの際に、上ボタンを立てた状態で固定することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の根巻きボタン付けミシンの一例としてのミシン１の外観の概略構成を、制御回路のブロック図とともに示すものである。ミシン１は、ベッド部２と、ベッド部２から立設する縦胴部３と、縦胴部３からベッド部２に対向するように延設するアーム部４とから構成される。以下の説明では、ミシン１の前後方向、上下方向は図１で示す通りであり、それぞれＹ方向、Ｚ方向とする。また図１の紙面に垂直な方向を左右方向（Ｘ方向、図２）としている。
【００２８】
ミシン１は、アーム部４の先端に設けられた針棒９の先端に固定され、糸が通された縫い針５と、ベッド部２内に縫い針５に対向するように設けられた図示しないルーパとの協働により自動的に布地（縫製物）にボタンを縫い付けるものである。ルーパの動作などの縫い目の形成については周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
ミシン１は、上ボタンや布地などを独立に自在に搬送することによって、多様なボタン付け縫いが可能となっている。以下では、ボタン等を搬送する各種機構について詳細に説明する。なお、以後の説明において、いわゆる表ボタンを上ボタン、力ボタンのように表ボタンに対して布地の裏側に取り付けられるボタンを下ボタンとして説明している。
【００２９】
図２〜図４はミシン１に設けられる針上下動機構１０及び鉢振り機構１１を示す図である。
針上下動機構（針上下駆動手段）１０は、縫い針５を上下に駆動するもので、ミシン１内部に固定された主軸モータ１４を駆動源としている。主軸モータ１４の出力軸には、軸受け７ａによって回転自在に支持された状態で水平方向に設けられている主軸７が接続されている。さらに該主軸７の先端には、釣合い錘１８が取り付けられている。この釣合い錘１８に隣接して天秤リンク１６及び天秤２５が設けられている。天秤リンク１６の一端部と天秤２５の基部は、それぞれ、釣合い錘１８に対して回動自在に軸支されており、釣合い錘１８の回転に従って、所定の軌跡に沿って上下動する。
天秤リンク１６の他端部は、釣合い錘１８の偏心位置に固定された針棒クランク１９の一端部に回動自在に取り付けられ、針棒クランク１９の他端部には針棒クランクロッド２６の上端部が回動自在に取り付けられている。針棒クランクロッド２６の下端部には、軸穴２６ａが形成されている。針棒クランクロッド２６の後方には上下方向にガイド溝２９ａが形成された案内部材２９が設けられており、ガイド溝２９ａに角駒２７が摺動可能にはめ込まれている。角駒２７には水平方向に軸穴２７ａが形成されている。
【００３０】
一方、針棒クランクロッド２６の前方には上下ロッド２８が設けられている。上下ロッド２８には上下に並ぶ２つの軸穴が形成され、上方の軸穴（図示せず）には針棒９を固定支持している針棒抱き８に固定された軸が回動自在に通されている。そして、上下ロッド２８の下方の軸穴２８ａと、針棒クランクロッド２６の軸穴２６ａと、角駒２７の軸穴２７ａには、図示しない軸が通されており、これにより、針棒クランクロッド２６の上下動が角駒２７と上下ロッド２８に伝達される。なお、図４では、説明の都合上、、軸穴２７ａ、２６ａ、２８ａが見えるように便宜的に上下方向にずらした状態で示しているが、実際には水平方向に一直線上に並んでいる。
以上の構成の針上下動機構１０では、主軸モータ１４の回転により主軸７が回転すると、釣合い錘１８が回転し、針棒クランク１９の一端部が主軸７が中心に回転することで、針棒クランクロッド２６が上下する。この上下動が、上下ロッド２８、針棒抱き８を介して針棒９に伝達され、縫い針５が上下動するようになっている。
【００３１】
針振り機構（針振り駆動手段）１１は、縫い針５を左右に往復揺動するもので、パルスモータである針振りモータ２０を駆動源とする。針振りモータ２０はミシン１の機枠に固定され、主軸モータ１４と同期して回転する。その出力軸に第１リンク２４が接続され、この第１リンク２４に第２リンク２３が、第２リンク２３に第３リンク２２が順に連結されている。第３リンク２２に、前後方向に長く設けられている針棒揺動桿１２の後端部が回動自在に接続されている。針棒揺動桿１２の前端部には略Ｌ字形状を有する揺動腕１３が固定され、さらに揺動腕１３の先端には揺動角駒１５が取り付けられている。
一方、前記針棒９は、その中間部と上部において、針棒揺動台６に対して上下に摺動可能に支持されている。この針棒揺動台６は、支点ピン１７を中心にＸ方向に揺動自在に構成されている。針棒揺動台６の下端部には上下方向に溝６ａが形成され、この溝６ａに揺動角駒１５が上下に摺動自在にはめ込まれている。
【００３２】
上記構成を有する針振り機構１１においては、針振りモータ２０が作動すると、その回転が第１リンク２４、第２リンク２３、第３リンク２２を介して針棒揺動桿１２に伝わり、往復揺動する。この揺動が揺動角駒１５を介して針棒揺動台６に伝わり、針棒揺動台６は、支点ピン１７を中心に、針棒９ごとＸ方向に揺動し、これにより縫い針５が針振りされる。
ところで、前記上下ロッド２８が、その上下の軸穴に通されている軸に対して回動自在であって、軸穴２８ａを中心に鉛直面内で針棒９の揺動に従って回転することができるので、針棒９は針棒抱き８によって上下に駆動されながら、針棒抱き８とともに針棒揺動台６によってＸ方向に揺動することができるようになっている。
また、針振りモータ２０は前述のように主軸モータ１４と同期して作動するが、具体的には、縫い針５がベッド部２上面の針板（図示略）よりも上方に位置するときのみ針棒９が揺動するように制御される。
【００３３】
ところで、前記針上下動機構１０の針棒クランクロッド２６には、針棒クランク１９のクランク運動による慣性力の横方向の分力が発生する。しかし、その横方向の力は、角駒２７に伝わりガイド溝２９ａにおいて吸収され、結果的に針棒９側には横方向へぶれる力が伝達されないようになっている。このように構成することで、針棒揺動桿１２には針上下動機構１０側で発生する負荷に抗する力はかからず、針棒９と針棒揺動台６と揺動腕１３の揺動の慣性による負荷のみかかり、針棒揺動桿１２にかかる負荷がそれほど大きくならず高速運転が可能となる。
【００３４】
図５及び図６には、チャック部９０に把持された上ボタンＢを、Ｙ方向に搬送する上Ｙ送り機構３０とＸ方向に搬送するボタン差動機構７０を示した。
上Ｙ送り機構（第１ボタン送り駆動手段）３０は、アーム部４の中央部の内部に固定されている上Ｙ送りモータ３２を駆動源としている。上Ｙ送りモータ３２は、正逆両回転可能に構成され、その出力軸にはピニオン３２ａが固定されている。
アーム部４の中央部には、いわゆる懐部分に突出するように上Ｙ送りベース３６が設けられている。この上Ｙ送りベース３６の上面３６ｂ上には、アーム部４に固定されているアームガイド部３１、３１と係合するベースガイド部３６ａ、３６ａが設けれている。アームガイド部３１、３１とベースガイド部３６ａ、３６ａは、互いにＹ方向に直線的に摺動可能であるように係合している。
上Ｙ送りベース３６の縁部には、上面にラック３３を支持するラック支持台３６ｃが設けられ、このラック３３に対して前記ピニオン３２ａが噛みあっている。よって、上Ｙ送りモータ３２が一方向に回転動作しピニオン３２ａが回転すると、ラック３３を介して上Ｙ送りベース３６が前後いずれかの方向に移動するようになっている。
【００３５】
なお、アーム部４内部であって、ラック支持台３６ｃ近傍には、フォトインタラプタからなる位置センサ４２が設けられている。一方、ラック３３の側面には被センサ板３３ａが固定されている。ラック３３が所定距離前方に移動してくると、被センサ板３３ａがフォトインタラプタである位置センサ４２の間を通り、これによりラック３３が前方における限界位置に達したことが検出され、さらに前進すると図示しないストッパに当接し、これ以上前方に移動できないようになっている。
【００３６】
上Ｙ送りベース３６には、後述のチャックユニット７１を上下させるボタン上下動機構４０が設けられている。ボタン上下動機構４０は、上Ｙ送りベース３６内部に取り付けられ、正逆両回転可能な上下駆動モータ３５と、該上下駆動モータ３５の出力軸に固定された上下ピニオン３５ａと、上Ｙ送りベース３６の側面に上下方向に沿って取り付けられた上下ラック４１とからなる。上下ラック４１は、チャックユニット７１を支持するチャック支持腕３４に対して、ラック支持板４１ａを介して固定されている。
よって、上下駆動モータ３５が一方向に回転動作し上下ピニオン３５ａが回転すると、上下ラック４１が上下のいずれかに移動し、これによりラック支持板４１ａを介してチャック支持腕３４が上下するようになっている。なお、上下ピニオン３５ａに近接して、ラック支持板４１ａの上下方向の移動をガイドする上下ガイド棒４３が設けられている。
【００３７】
ボタン上下動機構４０の近傍には、チャックユニット７１を９０度回転させるボタン回転機構（回転手段）４６が設けられ、チャック支持腕３４の上部側面に設けられた回転シリンダ３７を駆動源としている。この回転シリンダ３７は、２つのエア口３７ａ、３７ａを備えた複動型のエアシリンダで、出力ロッド３７ｂを前後に往復駆動可能となっている。
出力ロッド３７ｂの先端には、ほぼ三角形に形成されている三角リンク３８の１頂点が回動可能に接続されている。三角リンク３８の２つ目の頂点には、チャック支持腕３４に沿うように設けられている細長い主リンク３９の一端部が接続されている。また三角リンク３８の３つ目の頂点はチャック支持腕３４に接続されている。主リンク３９の他端部は、図７などに示すように、チャック支持腕３４の下端部との間に設けられている回転体４５に接続されている。この回転体４５に、チャックユニット７１全体を支持するユニット支持腕８１から延出するユニット軸８１ａが固定されている。なお、チャック支持腕３４の下端部には軸穴（図示略）が形成され、この軸穴にユニット軸８１ａが回動可能な状態で貫通している。
【００３８】
ボタン回転機構４６においては、三角リンク３８、主リンク３９、回転体４５、チャック支持腕３４により、チャック支持腕３４を固定リンクとする４節リンクが構成される。そして、出力ロッド３７ｂが前後に動くことで、回転体４５が９０度時計方向及び反時計方向のいずれかに回転し、これによりユニット軸８１ａを介してチャックユニット７１が９０度回転する。具体的には、出力ロッド３７ｂが押し出された状態で、チャックユニット７１は上ボタンＢを水平方向に把持し（図５、図６の状態）、出力ロッド３７ｂが引き込まれるとチャックユニット７１は図６で時計方向に回転し、上ボタンＢが立つように把持する。根巻き工程はこの状態で行われる。
【００３９】
次に、図７〜図９に基づいてチャックユニット７１について説明する。図９は、モータユニット７７を外した状態で示している。チャックユニット７１は、上ボタンＢをチャックするチャック部９０と、チャック部９０をＸ方向に駆動するボタン差動機構７０とから構成される。
チャック部９０は、左右に対向するように設けられているチャック片９１ａ、９１ｂを備え、これらの間で上ボタンＢを挟んで把持するようになっている。チャック片９１ａは、Ｌ字型に形成されているチャック可動部材９２の下部に設けられたチャック取付部９２ａに固定されている。一方、チャック片９１ｂは、チャック可動部材９２よりも短いＬ字型に形成されているチャック可動部材９３の下部に設けられたチャック取付部９３ａに固定されている。
【００４０】
そして、チャック可動部材９２、９３は、図７、図８に示すように、それぞれ、チャック片９１ｂと前記支持腕８１の間に設けられた基台７４の下面に形成されたガイド溝７４ａ、７４ｂに対して摺動可能にはめ込まれている。基台７４の下面には、ネジ８３により、手で操作するための手動レバー８２（図８では破線で示す）がネジ８３を中心に回動可能に取り付けられている。チャック可動部材９２、９３の下面には、下方に突出するピン９２ｂ、９３ｂが固定され、これらは手動レバー８２に形成されている所定形状を有する穴（図示せず）を貫通している。
よって、手動レバー８２がネジ８３を中心に図８における時計方向に回動すると、チャック可動部材９２はピン９２ｂを介して左方に押され、チャック可動部材９３はピン９３ｂを介して右方に引っ張られ、これにより両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔が広げられ、上ボタンＢを外せる状態になる。また、手動レバー８２がネジ８３を中心に図８における反時計方向に回動すると、チャック可動部材９２はピン９２ｂを介して右方に引かれ、チャック可動部材９３はピン９３ｂを介して左方に押され、これにより両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔が近づき、上ボタンＢを把持できる。
なお、基台７４の前縁部にはネジ７４ｃで手動レバー８２のストッパー板７９が固定されている。長穴７９ａは両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔調節用の長穴である。
【００４１】
ボタン差動機構（第２ボタン送り駆動手段）７０は、チャック部９０を左右に駆動するもので、主に、前記ユニット支持腕８１に固定された差動ベース８０と、差動モータ７２とストッパ部材７８とから構成される。差動ベース８０には、図９に示すように、中央に左右に長い長孔８０ａが形成され、該長孔８０ａのうちの２箇所がより細く形成された細孔８０ｂ、８０ｂになっている。細孔８０ｂ、８０ｂは、所定の幅をもって所定長さを有し、それぞれに基台７４に固定された段ネジ７５、７５がはめ込まれている。段ネジ７５、７５が細孔８０ｂ、８０ｂに沿って移動することで、差動ベース８０に対して基台７４が左右方向に往復移動可能になっている。
【００４２】
差動ベース８０上には、断面形状が略Ｕ字型に形成されたモータユニット７７がネジ止めされ、該モータユニット７７を構成する左右の壁部７７ａ、７７ｂの間にリニアモータである差動モータ７２が固定支持されている。差動モータ７２の出力軸７２ａは壁部７７ａ、７７ｂを貫通して、左右両側に突出している。この出力軸７２ａは、差動モータ７２が動作すると、左右いずれかの方向に直進するようになっている。
一方、基台７４の左部上面には、ストッパ部材７８がネジ止めにより立設されている。ストッパ部材７８と壁部７７ａとの間には、両者を近接する方向に付勢するバネ７３、７３が掛け渡されている。このバネ７３、７３によりストッパ部材７８が出力軸７２ａに対して常に当接するようになっている。
【００４３】
以上構成のボタン差動機構７０では、差動モータ７２が一方向に動作すると、出力軸７２ａが左方に直進する。この出力軸７２ａの直進により、ストッパ部材７８が左方に押され、ストッパ部材７８を固定支持する基台７４が、差動ベース８０に対して左方に摺動する。基台７４にはチャック可動部材９２、９３が係合していることから、基台７４ごとチャック部９０が左方に移動する。逆に、差動モータ７２の逆方向への動作により出力軸７２ａが右方に移動すると、バネ７３、７３の付勢力によりストッパ部材７８も右方に移動し、したがって、基台７４ごとチャック部９０も右方に移動するようになっている。
【００４４】
次に、図１０〜図１２に基づいて、ベッド部２に設けられ、布地及び下ボタンをＹ方向に搬送する下Ｙ送り機構５０について説明する。
下Ｙ送り機構（布送り駆動手段）５０は、下Ｙ送りモータ５１を駆動源とし、該モータ５１の出力軸にスプロケットホイール５２が固定されている。さらにこのスプロケットホイール５２に、前後方向に張り渡されているタイミングベルト５３がかみ合うように掛けられている。また、タイミングベルト５３は、回転自在な従動ローラ５８にも掛けられ、下Ｙ送りモータ５１が回転すると、スプロケットホイール５２を介して回転移動するようになっている。
なお、タイミングベルト５３の近傍には、図示しないルーパを駆動する下軸６９が設けられている。前記主軸モータ１４の回転が、タイミングベルト６８ａ、６８ｂ等を介して、下軸６９に伝達され、前記ルーパが主軸７と同期して動作するようになっている。
【００４５】
タイミングベルト５３には、図１２に示すように、固定板６３ａ、６３ａを介してＹ送りベース５４、５４がネジ止めされている。そして、ベッド部２内の図示しないフレームに対して、タイミングベルト５３に平行するように、ガイドシャフト５５ａ、５５ｂが固定されている。ガイドシャフト５５ａは、Ｙ送りベース５４、５４の基部５４ａ、５４ａを貫通し、ガイドシャフト５５ｂはＹ送りベース５４、５４の先端部５４ｂ、５４ｂを貫通し、これらガイドシャフト５５ａ、５５ｂによりＹ送りベース５４、５４が支持されている。
先端部５４ｂ、５４ｂの上面には、ネジ穴５４ｃ、５４ｃが形成されている。これらネジ穴５４ｃ、５４ｃに、下板５６に形成されているネジ穴（図示略）を合わせ、止めネジ５６ｃ、５６ｃで止めることにより、図１０に示すように、Ｙ送りベース５４に対して下板５６が固定されている。よって、下Ｙ送りモータ５１が作動し、タイミングベルト５３によりＹ送りベース５４が移動することに伴って、下板５６もＹ方向に移動するようになっている。
【００４６】
下板（布送り板）５６は、その上面に布地や下ボタンを載置するもので、本発明の下板５６は複数種類のボタン付け縫製に対応できるように、３つのボタン付けポジションＡ、Ｂ、Ｃを有する。
ポジションＡは、すくい縫製、根巻き縫製、あるいはその両方の縫製を行う箇所である。下板５６には、略Ｌ字型の大きな開口５６ａが形成されている。一方、下板５６の最前部には、左右に並んでいる２つのバネ挟持部６０ａ、６０ａからなり、布地をタング５７ごと挟持する布挟持部（布保持部）６０が設けられている。各バネ挟持部６０ａは、上下に対向する細い板バネから構成されている。布挟持部６０の後縁部には開口５６ａに臨むように針穴６０ｂが設けられている。
【００４７】
ここで、布地を布挟持部６０にセットするためのタング５７について説明する。前記Ｙ送りベース５４、５４の下部にタング５７を駆動するタングシリンダ６６を支持するシリンダベース６５が固定されている。タングシリンダ６６の出力ロッド６６ａは、タングリンク６７に接続されている。一方、タング５７は円弧状に形成されたタング支持部５９の先端にネジ止めされている。タング支持部５９の基端部と、タングリンク６７に対して、タング軸５９ａが挿通しており、タングリンク６７とタング支持部５９はタング軸５９ａとともに一体に回動可能となっている。
【００４８】
作業者は、タング５７先端部をくるむように布地をセットし、その状態で下板５６に近づけるように手動でタング５７の手押し部５７ａを押して動かす。下板５６の近傍には、タングセンサ６４（図１）が設けられており、タング５７が近づいてくるとタング検出信号をＣＰＵ１０２に出力する。これを受けてＣＰＵ１０２の制御の下でタングシリンダ６６がＯＮ状態になり、出力ロッド６６ａが引き込み、これによりタング５７が布挟持部６０に前進し、終には、布地を折り曲げた状態のまま、左右のバネ挟持部６０ａ、６０ａに挟まれるようになっている。このとき、タング５７先端に形成された針穴５７ｂは、上下方向から見ると前記針穴６０ｂに対してほぼ一致するようになっている。このようにセットされた布地に対して、前記チャック部９０にチャックされた上ボタンは、図１０の点線で示すように、針穴６０ｂがそのほぼ中央に位置するように下板５６上方にセットされる。このように布地と上ボタンをセットすることで、図２０（ａ）に示したようなすくい縫いが可能となる。
【００４９】
すくい縫いの後に、根巻き縫製を行う場合には、前述のように上ボタンを回転シリンダ３７により図１０における時計方向に９０度回転させる。このように回転させることで、上ボタンは開口５６ａに臨んだ状態で立てられ、上ボタンと布との間の根糸が前後方向に向くことになり、根巻き縫製が可能となる。
なお、タングシリンダ６６は、縫製が終了すれば自動的にＯＦＦになり、タング５７は元の待機位置に戻る。
【００５０】
開口５６ａの後方には、ポジションＢ、Ｃを構成する針板６１がその基部において固定されている。針板６１の前縁部には凹部６１ａが形成され、中央部には針穴６１ｂが形成されている。下板５６において、凹部６１ａ及び針穴６１ｂに対応する箇所には、針穴となる長穴５６ｂが形成されている。
凹部６１ａがポジションＢであり、凹部６１ａと下板５６との間に下ボタンをセットし、その上に布地を載置し、さらにその上にチャック部９０によって把持された上ボタンをセットし、下ボタン付け縫いを行うことができる。よって、ポジションＢが本発明の下ボタン保持部である。
また、針穴６１ｂがポジションＣであり、この針穴６１ｂ上に布を載置し、その上方にチャック部９０に把持された上ボタンをセットし、下ボタンなしのべた付け縫いによりボタン付けを行うことができる。よって、ポジションＣが本発明の上ボタンべた付け部である。
なお、ポジションＢ、Ｃにおける縫いの場合、布地は図示しない布押えにより押えられるようになっており、該布押えは、布押えシリンダ１０７（図１）により駆動されるようになっている。
このように、下板５６は３種類のボタン付け縫いのポジションを有し、下Ｙ送り機構５０によりポジションＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれが縫い針５の下方に位置するように下板５６が駆動される。ポジションＡ、Ｂ、Ｃそれぞれに基準位置（原点）や初期位置が設定されている。
【００５１】
次に、ミシン１の制御回路について図１に基づいて説明する。ミシン１には、本発明の制御手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２を備える電装ボックス１０１が設けられ、この電装ボックス１０１に各部が接続されている。
例えば、電装ボックス１０１には、操作パネル１０３、電源スイッチ１０４、スタートペダル１０５、一時停止スイッチ１０６が接続されている。
操作パネル１０３は作業者が根巻き縫いなしのすくい縫い、すくい根巻き縫い、下ボタン付け縫い、べた付け縫いなどからボタン付けの種類を選択したり、選択したボタン付け縫製の縫製条件などを入力したり、あるいは設定されている縫製条件や縫製状況などを表示するものである。操作パネル１０３には外部メモリ１０３ａが接続可能であり、外部メモリ１０３ａからの縫製データを読み込んで縫製条件を設定できるようにもなっている。
【００５２】
ＣＰＵ１０２には、メモリ（記憶手段）１０２ａが設けられ、該メモリ１０２ａに各種プログラムが記憶されている。特に、メモリ１０２ａには、連続して異なる種類のボタン付けを行うサイクル縫いのプログラムが記憶され、該プログラムを呼び出すことで下板５６を下Ｙ送り機構５０で駆動しながら、縫い針５の下方にポジションＡ、Ｂ、Ｃを移動させるようになっている。
【００５３】
電源スイッチ１０４は、ミシン１を通電状態にするためのＯＮ／ＯＦＦスイッチである。スタートペダル１０５は、縫製をスタートするときに操作するペダルであり、これを操作するとＣＰＵ１０２の制御により縫製を開始する。一時停止スイッチ１０６は、縫製開始後に、一時的に停止するためのスイッチである。
また、電装ボックス１０１内には、図示しないインターフェースが設けられ、ＣＰＵ１０２からの制御信号がこのインターフェースを介して、各駆動源に出力されるようになっている。
すなわち、前記インターフェースを介して、前述の主軸モータ１４、針振りモータ２０、上Ｙ送りモータ３２、上下駆動モータ３５、差動モータ７２、下Ｙ送りモータ５１が接続されている。また、前記インターフェースを介して電磁弁１０８が接続され、この電磁弁１０８を介して回転シリンダ３７、タングシリンダ６６、布押えシリンダ１０７が接続されている。さらに、ミシン１には、図示しない糸切り機構が設けられ、縫製途中や縫製後に所定のタイミングで糸が切断されるようになっており、その駆動源として糸切りモータ１０９や糸切りシリンダ１１０が設けられている。
【００５４】
以上の構成を有するミシン１は、上ボタンに関してはボタン差動機構７０及び上Ｙ送り機構３０により、Ｘ方向及びＹ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては下Ｙ送り機構５０によりＹ方向に移動させることができる。加えて、Ｘ方向に移動可能な針振り機構１１を利用することで、下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的にＸ方向に移動させることができる。さらに、上ボタンについては、ボタン上下動機構４０により上下動自在であり、回転シリンダ３７により９０度向きを変えることができる。これらの機構を組み合わせることで、従来困難であった各種ボタン付けに対応できるようになった。
以下では、図１３〜図１７に基づいて、ミシン１におけるボタン付けの際の動作を具体的に例を挙げて説明する。
【００５５】
（１）４つ穴上ボタン及び４つ穴下ボタンの場合
ミシン１におけるボタン付けの動作前にボタン及び布地をセットする。すなわち、手動あるいは周知のボタンフィーダー装置などによりチャック部９０に４つ穴を有する上ボタンＢ１を供給し、上ボタンをチャック部９０に把持させる。チャック部９０が上ボタンＢ１をチャックすると図示しないセンサにより検出されて、上ボタンＢ１はボタン上下動機構４０により所定の原点位置まで下降する。一方、所定の原点位置にある下板５６のポジションＢに４つ穴を有する下ボタンＣ１をセットしその上部に布地を載置した状態とする。
このように上ボタンＢ１、下ボタンＣ１をセッティングした初期状態を図１３（ａ）に示す。便宜的に布地は示していない。このとき、縫い針５は、図１３（ａ）のＰ１点の上方にあって、つまり、上ボタンＢ１及び下ボタンＣ１の中心と、縫い針５が一致する状態である。
【００５６】
Ａ．縦目
まず、Ｙ方向に糸を掛け渡す「縦目」縫製、例えば、上ボタンＢ１の穴ｂ１及び下ボタンＣ１の穴ｃ１に第１針を落とし、次いで穴ｂ２及び穴ｃ２に第２針を落とす場合について述べる。
図１３（ａ）のようにセットした状態で操作パネル１０３上に設けられた準備キー（図示せず）を操作することで、次のように各機構が動作する。
ア．針振り機構１１により、Ｐ１点の縫い針５が、下ボタンＣ１の左右に並ぶ穴の中心間の距離ｗ１（ｃ１−ｃ３、ｃ２−ｃ４）の半分の距離分動き、Ｐ２点に移動する。
イ．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１（布地）が、前後に並ぶ穴の中心間の距離ｗ２（ｃ１−ｃ２、ｃ３−ｃ４）の半分の距離分移動し、穴ｃ１がＰ２点に移動する（点線で示す）。
ウ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、前後に並ぶ穴の中心間の距離Ｗ２（ｂ１−ｂ２、ｂ３−ｂ４）の半分の距離分移動する。次いで、ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が、上下のボタンの中心間の距離ｍ１分移動し、穴ｂ１がＰ２点に移動する（点線で示す）。
以上のア〜ウの動作はほぼ同時に行われ、これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ１、穴ｃ１が集まる。
【００５７】
次いで、スタートペダル１０５を踏むことにより、主軸モータ１４が回転し始め、１針目の縫い針５が下降し、穴ｂ１、布地、穴ｃ１を貫通し、糸が前記ルーパに絡み、その後縫い針５が上昇する。針先が上ボタンＢ１よりも上方に移動すると、次のように各機構が動作する。
エ．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１（布地）が距離ｗ２分移動し、点線で示す穴ｃ２がＰ２点に移動する。
オ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が距離Ｗ２分移動し、点線で示す穴ｂ２がＰ２点に移動する。
以上のエ及びオの動作が同時に行われ、これによりＰ２点に、縫い針５、穴ｂ２、穴ｃ２が集まる。次いで、縫い針５が下降し、２針目が縫われる。２針目の針が上昇すると、再びＰ２点に穴ｂ１、穴ｃ１が集まるように各機構が動作し、３針目が縫われる。以上の動作を数回繰り返すことで、ｂ１−ｂ２間、ｃ１−ｃ２間に縦目の縫い目が形成される。この縫い目の最後に、縫い始め位置と同じ穴ｂ１、穴ｃ１に縫い針５が落ちて、ルーパに糸が絡むと、縫い針５は上昇する。ここで一旦主軸モータ１４は停止する。さらに、設定に応じて前記糸切り手段により縫い糸が切断される。
【００５８】
次に、ｂ３−ｂ４（ｃ３−ｃ４）間に縫い目を形成すべく各機構は次のように動作する。
カ．針振り機構１１により、Ｐ２点の縫い針５が、ｗ１分動き、Ｐ３点に移動する。これにより、点線で示す穴ｃ３上に縫い針５が位置する。
キ．ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が前記距離ｍ１の２倍長さ動き、点線で示す穴ｂ３の中心がＰ３点に移動する。
これによりＰ３点に縫い針５、穴ｂ３、穴ｃ３が集まり、ここで主軸モータ１４が回転し始める。この後は、ｂ１−ｂ２（ｃ１−ｃ２）間と全く同様に動作が続き、ｂ３−ｂ４（ｃ３−ｃ４）間に縦糸の縫い目が形成され、最後に縫い糸が前記糸切り手段により切断されて、縫製が終了する。
【００５９】
Ｂ．横目
横目の場合も、縦目同様に、図１３（ａ）で示す初期状態から、準備キーを操作することで、縦目の際の前記ア〜ウの動作が行われ、これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ１、穴ｃ１が集まる（図１３（ａ）の点線の状態）。
次にスタートペダル１０５を操作し、１針目がＰ２点に落ち、縫い針５が上昇し、針先が上ボタンＢ１の上方に達してから、各機構は次のように動作する。
ク．針振り機構１１により、Ｐ２点の縫い針５が、距離ｗ１分動き、Ｐ３点に移動する。下Ｙ送り機構５０、上Ｙ送り機構３０は動かない。
ケ．ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が、距離ｍ１の２倍長さ移動し、点線で示す穴ｂ３がＰ３点に移動する。
これによりＰ３点に縫い針５、穴ｂ３、穴ｃ３が集まり、縫い針５が下降し、２針目が縫われる。２針目の針が再び、上ボタンＢ１の上に上昇すると、再びＰ２点に穴ｂ１、穴ｃ１が集まるように各機構が動作し、３針目が縫われる。以上の動作を数回繰り返すことで、ｂ１−ｂ３間、ｃ１−ｃ３間に横目の縫い目が形成される。この縫い目の最後に、縫い始め位置と同じ穴ｂ１、穴ｃ１に縫い針５が落ちて、ルーパに糸が絡むと、縫い針５は上昇する。ここで一旦主軸モータ１４は停止する。さらに、設定に応じて前記糸切り手段により縫い糸が切断される。
【００６０】
次に、ｂ２−ｂ４（ｃ２−ｃ４）間に縫い目を形成すべく各機構は次のように動作する。
コ．針振り機構１１、ボタン差動機構７０は動かない。下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１が、距離ｗ２分動き、点線で示す穴ｃ２がＰ２点に移動する。
サ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、距離Ｗ２分動き、点線で示す穴ｂ２がＰ２点に移動する。
これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ２、穴ｃ２が集まり、ここで主軸モータ１４が回転し始める。この後は、ｂ１−ｂ３（ｃ１−ｃ３）間と全く同様に動作が続き、ｂ２−ｂ４（ｃ２−ｃ４）間に横糸の縫い目が形成され、最後に縫い糸が前記糸切り手段により切断されて、縫製が終了する。
【００６１】
Ｃ．クロス縫い
クロス縫いの場合も、縦目及び横目同様に、図１３（ａ）で示す初期状態から、準備キーを操作することで、縦目の際の前記ア〜ウの動作が行われ、次にスタートペダル１０５を操作すると、１針目がＰ２点に落ち、縫い針５が上昇し、針先が上ボタンＢ１の上方に達してから、各機構は次のように動作する。
シ．針振り機構１１により、Ｐ２点の縫い針５が、距離ｗ１分動き、Ｐ３点に移動する。
ス．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１が、距離ｗ２分移動し、点線で示す穴ｃ４がＰ３点に移動する。
セ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、距離Ｗ２分移動する。次いで、ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が、距離ｍ１の２倍長さ移動し、点線で示す穴ｂ４がＰ３点に移動する。
これによりＰ３点に縫い針５、穴ｂ４、穴ｃ４が集まり、縫い針５が下降し、２針目が縫われる。２針目の針が再び、上ボタンＢ１の上に上昇すると、再びＰ２点に穴ｂ１、穴ｃ１が集まるように各機構が動作し、３針目が縫われる。以上の動作を数回繰り返すことで、ｂ１−ｂ４間、ｃ１−ｃ４間に斜めの縫い目が形成される。この縫い目の最後に、縫い始め位置と同じ穴ｂ１、穴ｃ１に縫い針５が落ちて、ルーパに糸が絡むと、縫い針５は上昇する。ここで一旦主軸モータ１４は停止する。さらに、設定に応じて前記糸切り手段により縫い糸が切断される。
【００６２】
次に、ｂ２−ｂ３（ｃ２−ｃ３）間に縫い目を形成すべく各機構は次のように動作する。
ソ．針振り機構１１、ボタン差動機構７０は動かない。下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１が、距離ｗ２分動き、点線で示す穴ｃ２がＰ２点に移動する。
タ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、距離Ｗ２分動き、点線で示す穴ｂ２がＰ２点に移動する。
これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ２、穴ｃ２が集まり、ここで主軸モータ１４が回転し始める。この後は、ｂ１−ｂ４（ｃ１−ｃ４）間と同様に動作が続き、ｂ２−ｂ３（ｃ２−ｃ３）間に斜めの縫い目が形成され、最後に縫い糸が前記糸切り手段により切断されて、縫製が終了する。
【００６３】
ミシン１では、上記（１）の他に様々なボタン付け縫製に対応できる。以下では、主軸モータ１４のＯＮ／ＯＦＦも含めた縫い針５の上下動については省略し、上下のボタンのＸＹ方向の移動を中心に説明する。
【００６４】
（２）４つ穴上ボタン及び２つ穴下ボタンの場合
Ａ．縦目
この場合にも、（１）同様に上下のボタンをセットすると、図１３（ｂ）のように、上ボタンＢ２、下ボタンＣ２の中心位置及び縫い針５の軸心がＰ１点に一致した初期状態となる。この状態で準備キーを操作すると次のように動作する。図１３（ｂ）で、符号ｗ２、Ｗ１、Ｗ２は図１３（ａ）同様である。なお、この縫製では、針振り機構１１は全く動かない。
【００６５】
チ．下ボタンＣ２は、下Ｙ送り機構５０により、距離ｗ２の半分の距離移動し、穴ｃ１がＰ１点に移動する。
ツ．上ボタンＢ２は、上Ｙ送り機構３０により距離Ｗ２の半分の距離移動し、ボタン差動機構７０により、距離Ｗ１の半分移動し、穴ｂ１がＰ１点に移動する。
この状態（点線で示す状態）で１針目が落とされる。そして、２針目の前に次のように動作する。
テ．下ボタンＣ２は、下Ｙ送り機構５０により、距離ｗ２分移動し、点線で示す穴ｃ２がＰ１点に移動する。
ト．上ボタンＢ２は、上Ｙ送り機構３０により距離Ｗ２分の移動し、点線で示す穴ｂ２がＰ１点に移動する。
以上を数回繰り返し、ｂ１−ｂ２（ｃ１−ｃ２）間に縦目の縫い目を形成する。次いで、ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ２が距離Ｗ１分移動した後、テ〜トとほぼ同様にｂ３−ｂ４（ｃ１−ｃ２）間に縦目の縫い目を形成する。
【００６６】
Ｂ．横目
この場合、図１４に示すように上ボタンＢ３、下ボタンＣ３の中心と、縫い針５がＰ１点で一致した初期状態にセットされる。この縫製では下Ｙ送り機構５０は全く動かない。
図１４の初期状態で準備キーを操作すると次のように動作する。
ナ．針振り機構１１により、縫い針５は、穴ｃ１の中心と一致するＰ２点に移動する。
ニ．上ボタンＢ３は、上Ｙ送り機構３０により距離Ｗ２の半分の距離移動し、さらにボタン差動機構７０により、上下のボタンの距離ｍ１分移動し、穴ｂ１がＰ２点に移動する。
【００６７】
この状態（点線で示す状態）で１針目が落とされる。そして、２針目の前に次のように動作する。
ヌ．針振り機構１１により、縫い針５は、距離ｗ１分移動し、穴ｃ２の中心と一致するＰ３点に移動する。
ネ．上ボタンＢ３は、ボタン差動機構７０により距離ｍ１の２倍長さ移動し、穴ｂ３がＰ３点に移動する。
以上を数回繰り返し、ｂ１−ｂ３（ｃ１−ｃ２）間に横目の縫い目を形成する。次いで、上Ｙ送り機構３０により、距離Ｗ２分の移動した後、ヌ〜ネとほぼ同様にｂ２−ｂ４（ｃ１−ｃ２）間に横目の縫い目を形成する。
【００６８】
上記（１）、（２）の他にも、各種ボタン付け縫製が可能である。
例えば、図１５（ａ）に示す２つ穴（ｂ１、ｂ２）の上ボタンＢ４と２つ穴（ｃ１、ｃ２）の下ボタンＣ４の縦目あるいは横目の縫製や、図１５（ｂ）に示す２つ穴（ｂ１、ｂ２）の上ボタンＢ５と４つ穴（ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４）の下ボタンＣ５の縦目あるいは横目の縫製なども可能である。
【００６９】
（３）下ボタンなしのべた付け縫いの場合
下板５６のポジションＣで行われる下ボタンなしのべた付け縫いにおいても、各機構を自在に駆動することで多様なボタン付けが可能である。例えば、従来であれば、布地への針落ち位置は、ボタン穴の間隔分離れてしまい、図１９（ｃ）のようになってしまっていた。しかし、ミシン１では、Ｙ方向の縦目であれば下Ｙ送り機構５０により布地をＹ方向に移動させたり、あるいは、Ｘ方向の横目であればボタン差動機構７０によりボタンをＸ方向に移動させることで、異なるボタン穴を通った針の針落ち位置を布地の１箇所に落とすことが可能となり、図１９（ａ）に示す「Ｖ字」型の良好な縫い目が得られる。
【００７０】
（４）すくい縫いの場合
すくい縫いの場合、図１６（ａ）に示すように、下板５６のポジションＡに上ボタンＢをセットするとともに、布地Ｓをタング５７で折った状態で布挟持部６０にセットする。図１６（ａ）のようにセットされた状態で、例えば１針目にすくい縫いを行えば、次の２針目の針落ちの前に、上Ｙ送り機構３０及び下Ｙ送り機構５０を駆動して、１針目とは異なるボタン穴に針を通しかつ布地には針が刺さらない空縫いを行う。これを繰り返すことでＹ方向に縦目が形成できる。
加えて、４つ穴の上ボタンＢに縦方向に縫い目を形成する場合には、１列目Ｌ１の縫製時から２列目Ｌ２の縫製に移るときに、針振り機構１１により縫い針５を適切な角度Ｘ方向に振り、かつ、所定角度振られた縫い針５が目的とするボタン穴を通過できるようにボタン差動機構７０により上ボタンＢをＸ方向に移動させる。これにより、１列目Ｌ１及び２列目Ｌ２のすくい縫いのいずれにおいても、布地Ｓ上のほぼ同一の点Ｒに縫い針５を落とすことができる。したがって、図１９（ａ）に示すような「Ｖ字」型の縫い形状が形成され、この後に根巻き縫製すれば同図（ｂ）のような手縫いのような見た目の良好な縫い目が形成される。
なお、状況に応じて１列目Ｌ１から２列目Ｌ２に移る際に、ボタン差動機構７０のみにより駆動してもよい。
【００７１】
また、すくい縫いの場合、図２０（ａ）に示したように布地Ｓの中に針を落とすようにしているが、例えば１針分だけ、下Ｙ送り機構５０により布地ＳをわずかにＹ方向において後方に移動させることで、図１６（ｂ）に示すように根糸Ｔを布地Ｓの裏側に通し「力糸」を形成することができる。
【００７２】
（５）シャンクボタンの場合
シャンクボタンを縫い付ける場合、下板５６のポジションＢにおいて、回転シリンダ３７によりボタン頭部を９０度回転させ、垂直に立てた状態、すなわち根巻きと同じ状態で縫製する。図１７にセット時の初期状態の様子を模式的に示した。初期状態では、縫い針５の軸線とシャンクボタンＥのシャンク部ｅ及び下ボタンＣ６の中心がＰ１点で一致している。そして、シャンクボタンＥを４つ穴下ボタンＣ６とともに縫い付ける場合は次のように各機構が動作する。
ハ．針振り機構１１により、縫い針５は、Ｐ１点から距離ｗ１（ｃ１−ｃ３間、ｃ２−ｃ４間）の半分移動し、Ｐ２点に移動する。
ヒ．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ６は、距離ｗ２（ｃ１−ｃ２間、ｃ３−ｃ４間）の半分移動し、穴ｃ１をＰ２点に移動させる。
フ．上Ｙ送り機構３０により、シャンクボタンＥは、所定距離移動し、シャンク部ｅが、点線で示す穴ｃ１−ｃ２間に位置するように移動する。さらに、ボタン差動機構７０により、距離ｗ１の半分移動し、シャンク部ｅの中心が、穴ｃ１−ｃ２の間に位置する状態とする。
【００７３】
以上の状態で、穴ｃ１に針が落ち１針目が縫われ、次に、下Ｙ送り機構５０、上Ｙ送り機構３０が動作し、シャンク部ｅをまたぐように縫い糸が渡った状態でＰ２点において穴ｃ２に針が落ちる。これを繰り返しｃ１−ｃ２間に縦目の縫い目を形成する。
次に、縫い針５が、Ｐ２点から針振り機構１１により距離ｗ１分移動し、Ｐ３点に移動する。以後は、ｃ１−ｃ２間同様に上記ヒ以後の動作を繰り返し、穴ｃ３−ｃ４間に縦糸の縫い目を形成する。
その他、ミシン１では、シャンクボタンと２つ穴の下ボタンの縫製も自在に行うことができる。
【００７４】
（６）止め縫いの場合
すくい縫いやべた付け縫いといった縫い方の種類に関わらず、縫製の最後には数回同じボタン穴に針を落とす「止め縫い」を行う。その際、布地に対して異なる位置に針を落としたい場合には、下Ｙ送り機構５０により布地を動かすことで、同じボタン穴を通しながら、布地においては全く異なる箇所に針を落とすことができる。
【００７５】
以上のミシン１によれば、上ボタンに関しては上Ｙ送り機構３０及びボタン差動機構７０によりＹ方向及びＸ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては下Ｙ送り機構５０によりＹ方向に移動させることができる。加えて、Ｘ方向に移動可能な針振り機構１１を利用することで、下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的にＸ方向に移動させることができる。すなわち、上ボタンと下ボタン・布地とを、それぞれ、独立にＸＹ方向に駆動可能となっている。さらに、上ボタンについては、ボタン上下動機構４０により上下に移動自在であり、回転シリンダ３７により９０度向きを変えることができる。これらの機構を組み合わせることで、見た目に美しい各種ボタン付けが可能となった。
すなわち、上記で説明したように、上下のボタンの種類や穴の個数及びピッチには関係なく縫製することができる。
【００７６】
また、上ボタンに対する布地の針落ち位置を自由に設定することができるので、すくい縫いであってもべた付け縫いであっても、布地の針落ち位置をほぼ１箇所に設定することができ、上ボタンと布地との間にいわゆる「Ｖ字型」の縫目を形成することができ、この後に根巻き縫製をすれば風合いのよい縫目を形成できる。
逆に、縫い糸が太く、布地の同一箇所に針落ちすることで縫いこぶが生じてしまうような場合や、根糸によって上ボタンが布地に対して支持されるように安定させたい場合には、針落ち位置をわざとずらすこともできる。
またすくい根巻き縫製において、すくい縫い時においてボタン上下動機構４０を利用して根糸の長さを自在に設定し、次に根巻き縫製において下Ｙ送り機構５０によりわざと根糸を弛ませてから根巻き縫製をすることで、上ボタンの直下から布地まで糸が直線的に形成され見た目が良くなる。
【００７７】
また、前述のように従来は、すくい縫い工程では力糸を形成することができず根巻き時に布地を貫通させ力糸の代わりとしてしていたが、ミシン１ではすくい縫いの工程中に力糸を形成することができるので、上ボタンに十分な引張り強度を持たせることができるようになった。
【００７８】
さらに、下板５６に、ポジションＡ、Ｂ、Ｃを設けたことから、各種ボタン付けに対応できる。したがって、１つの服に複数の種類のボタン付けを施す場合に、１台のミシンで対応でき従来のようにボタン付けの種類ごとにミシンを購入することに比べてコストを抑制することができる。加えて、作業者もミシンからミシンへ縫製物を移動させたり、アタッチメントの交換などの手扱いの分が少なくなり、作業効率も向上する。
さらに、操作パネル１０３でサイクル縫いを選択すると、下Ｙ送り機構５０により下板５６を駆動し、縫い針５下の所定位置にポジションＡ、Ｂ、Ｃを適切な順に移動させることで、複数種類のボタン付け縫いを連続して行うことが可能となり、より一層作業効率が向上する。
【００７９】
そして、上記のように上ボタンと、下ボタン（布地）をそれぞれ独立にＸＹ方向に自在に移動させることが可能でありながら、下ボタンについては針振り機構を利用しているので、従来のＸＹテーブルを２台設ける場合に比較して、全体重量を低減することができる。また、針棒の揺動もＸＹテーブルの駆動も間欠的な運動ではあるが、実際の構成上、針棒の揺動は、例えば最高５０００ｒｐｍで駆動可能であるのに対し、ＸＹテーブルの方が負荷が大きく最高２７００ｒｐｍ程度でしか駆動できない。したがって、ＸＹテーブルを利用するよりも、高速運転が可能となり、作業効率が向上する。
さらに、下Ｙ送り機構５０については、ベルト駆動で構成したので長い距離移動可能となりポジションＡ、Ｂ、Ｃ間の移動を容易にしている。
【００８０】
なお、上記実施の形態では主軸の長手方向に対して直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段として説明したが、主軸の長手方向に対して平行な面内において針棒を振らせてもよい。
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、具体的な形状・構造等について適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記例では表ボタンを上ボタン、力ボタンのような裏側のボタンを下ボタンとしたが、上下逆に設置するように構成してもよい。
また、本発明に特徴的な上Ｙ送り機構、ボタン差動機構、及び下Ｙ送り機構などの具体的な構造は上記実施例に限定されない。例えば、下Ｙ送り機構は、ベルト駆動を用いていたが、ラックとピニオンのようなギア機構で構成してもよい。逆に上Ｙ送り機構やボタン差動機構をベルト駆動で構成してもよいし、上記実施例とは異なるギア構造でもよい。
チャック部９０は手動レバーにより開閉していたが、シリンダなどの駆動源を用いてボタンのチャック及び開放を行なうように構成してもよい。
【００８１】
また、ボタン穴の縫製順序について、図１３〜図１７で説明した順序に限定されず、適宜変更可能である。また、上ボタン、下ボタンの移動量についても、例えば上ボタン、下ボタンの穴ピッチが全く同じであるなどの上下ボタンの穴ピッチの関係が異なれば適宜変更すればよい。
【００８２】
さらに、本発明においては、ボタン差動機構は必ずしも設けなくてもよい。図１８には、ボタン差動機構が設けられていないチャックユニット２００を示した。図１８において、図７のチャックユニット７１と全く同じ部材については同符号を付す。例えば、上ボタンＢのＸ方向への駆動を必要としない場合には、図１８のように構成することで、アーム部４にかかる重量を軽減することができることから有用である。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。また、上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段により布送り方向と同じ方向に、これに直交する第２ボタン送り駆動手段によりに針振り方向と同じ方向に移動させることができる。さらに、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。縫い針の揺動運動を利用すれば、結局下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的に布送り駆動手段に直交する方向に移動させることができる。すなわち、上ボタンと、布地（下ボタン）を、それぞれ、水平面内において互いに直行する２方向に駆動可能となっている。
よって、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係を自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【００８４】
また、上記のように上ボタンと、布地（下ボタン）をそれぞれ互いに直行する２方向に自在に移動させることが可能でありながら、下ボタンについては針振り機構を利用しているので、従来の２台のＸＹテーブルを設けこれらを駆動する場合に比較して、全体重量を低減することができる。また、針棒の揺動もＸＹテーブルの移動も、針が針板より上方に位置するときのみ動作させるので、いずれにしても間欠的な運動ではあるが、実際の構成上、針棒の揺動運動の方がテーブルを駆動するよりも速く、高速運転が可能となり、作業効率が高い。
【００８５】
請求項２に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段あるいは第２ボタン送り駆動手段により、布送り方向あるいは針振り方向と同じ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。
すなわち、上ボタン、布地（下ボタン）、縫い針をそれぞれ一方向に駆動可能となっているので、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係をある程度自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の根巻きボタン付けミシンの一例であるミシンの外観の概略を制御ブロック図とともに示す図である。
【図２】針上下動機構と針振り機構とを示す斜視図である。
【図３】図２の針上下動機構と針振り機構それぞれの駆動モータを示す斜視図である。
【図４】図２の針上下動機構と針振り機構の要部を示す斜視図である。
【図５】上Ｙ送り機構とチャックユニットとを主に示す斜視図である。
【図６】上Ｙ送り機構とチャックユニットとを主に示す斜視図である。
【図７】チャックユニットを示す斜視図である。
【図８】チャックユニットの底面側を示す斜視図である。
【図９】チャックユニットをモータユニットが外れた状態で示す斜視図である。
【図１０】下板と下Ｙ送り機構を示す斜視図である。
【図１１】下Ｙ送り機構を下板を外した状態で示す斜視図である。
【図１２】下Ｙ送り機構の底面側を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は４つ穴上ボタンと４つ穴下ボタンの縫い付けを説明するための図であり、（ｂ）は４つ穴上ボタンと２つ穴下ボタンの縫い付け（縦目）を説明するための図である。
【図１４】４つ穴上ボタンと２つ穴下ボタンの縫い付け（横目）を説明するための図である。
【図１５】（ａ）は２つ穴上ボタンと２つ穴下ボタンを例示した図であり（ｂ）は２つ穴上ボタンと４つ穴下ボタンを例示した図である。
【図１６】（ａ）すくい縫いの様子を示す斜視図であり、（ｂ）は力糸を模式的に示す側面図である。
【図１７】シャンクボタンと４つ穴下ボタンの縫い付けを説明するための図である。
【図１８】チャックユニットの他の例を示す斜視図である。
【図１９】上ボタンを布地に縫い付ける様子を模式的に示す図である。
【図２０】根巻きボタン付け縫製の工程を説明するための図であり、（ａ）はすくい縫いを示し、（ｂ）は根巻き縫いを示す。
【符号の説明】
１ ミシン（根巻きボタン付けミシン）
５ 縫い針
７ 主軸
９ 針棒
１０ 針上下動機構（針上下駆動手段）
１１ 針振り機構（針振り駆動手段）
３０ 上Ｙ送り機構（第１ボタン送り駆動手段）
４０ ボタン上下動機構
４６ ボタン回転機構（回転手段）
５０ 下Ｙ送り機構（布送り駆動手段）
５３ タイミングベルト
５６ 下板(布送り板)
５７ タング
７０ ボタン差動機構（第２ボタン送り駆動手段）
７１、２００ チャックユニット
７２ 差動モータ
１０１ 電装ボックス
１０２ ＣＰＵ（制御手段）
１０２ａ メモリ
１０３ 操作パネル
Ｂ、Ｂ１〜Ｂ５ 上ボタン
Ｃ１〜Ｃ６ 下ボタン
Ｅ シャンクボタン
Ｓ 布地（縫製物）
【発明の属する技術分野】
本発明は、根巻きボタン付けミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動的に布地上にボタン（以下、上ボタン）を縫い付け、さらに上ボタンと布地の間の縫い糸（以下、根糸という）の周りに糸を巻く根巻きボタン付けミシンが知られている。従来の根巻きボタン付けミシンでは、ベッド部などにＸＹ送り装置を取り付け、該ＸＹ送り装置により布と上ボタンを一体に搬送しながら、針棒の上下運動とベッド部内のルーパとの協働により布に上ボタンを縫い付けていた。また、他の例としては、例えば針棒をＸ方向に針振り駆動し、布地と上ボタンをＹ送りにすることで、針棒に対して布地と上ボタンを相対的にＸＹ方向に搬送するように構成されているものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように上ボタンと布地を一体に搬送するタイプであると様々な制約が生じ、多様な縫製状況に十分に対応できなかった。例えば以下の（１）〜（３）で示す問題があった。
（１）コートなどでは、上ボタンとともに布地の裏側に補強用の力ボタンを縫い付けることが多い。力ボタンは上ボタンに比較して小さく形成され、よって一般的には上ボタンと力ボタンそれぞれのボタン穴の大きさも、穴間のピッチも異なる。しかし、上下ボタンも布地も一体に搬送する従来のミシンでは、布地を介した状態でピッチが異なる上ボタンと力ボタンを同時に縫い付けるのは不可能であった。そこで、わざわざ上ボタンと同じピッチの力ボタンを作製しそれを用いるといった方法もとられていたが、実際にはほとんど手縫いで縫い付けており、作業性が悪かった。
【０００４】
以上の問題点を解決すべく、特開平８−１１７４６５号公報には、上ボタンと力ボタンをそれぞれ独立に搬送するために、２台のＸＹテーブルを設けたミシンが記載されている。しかし、このように２台のＸＹテーブルを設けると、両者を駆動した際の振動や騒音が大きくなる上に、ミシン全体の重量が重くなり実用的ではなかった。さらに、ＸＹテーブルは縫い針が抜けているときにのみ、つまり間欠的に動作することになるので、高速化に限界がある。
【０００５】
（２）布地に上ボタンを付ける際には、見た目の良さから布地側の針落ち位置はほぼ一箇所であることが好ましい。つまり、手縫いの場合には図１９（ａ）に示すように、布地Ｓに対してはほぼ１箇所に針を落とし、この状態で根巻きすれば図１９（ｂ）のように布地から連なる糸は直線的になり見た目の風合いが良い。
しかし、従来のミシンで縫い付けると上ボタンと布地の相対的な位置関係は常に同じであることから、結局上ボタンの穴のピッチが、そのまま布の針落ち位置となっていた。つまり、図１９（ｃ）に示すように、ボタンＢと布地Ｓとに連なる糸は、ボタン穴のピッチ幅Ｗに対応して平行な状態になり、根巻きをすれば、図１９（ｄ）に示すように根巻き部分の上下において縫い糸が広がった状態になってしまい見た目が悪かった。
【０００６】
さらに、布地に対する針落ち位置を状況によっては少しずらしたいという場合がある。例えば、ボタン付け縫製の開始時や終了時には、同じ穴に複数回縫い針を落とす「止め縫い」を行うが、同じ穴の全く同じ位置に針を数回落とす場合と、布地の痛みを防ぐなどの理由により同じ穴の少し異なる位置に落とすこともある。前者の場合は従来のミシンでも問題はないが、後者の場合には不都合が生じる。例えば、ボタン穴の直径２ｍｍに対して縫い針の直径が１ｍｍであると、縫い針は計算上０．５ｍｍ、実際には０．３ｍｍ程度しかずらすことができない。よって、従来のミシンでは、１つのボタン穴の中で布地の位置をずらしながら止め縫いを行うことは困難であった。
【０００７】
（３）通常、手作業で上ボタンを根巻きボタン付けする場合には、上ボタンと布地に連なる根糸が布地の裏側に出ないように縫い付けるが、強度を保つため１針のみ布地裏側に通す。この裏側に通った糸を「力糸」と言い、これにより上ボタンは布地に十分な強度をもって縫い付けられる。そして、その後根巻きを行う。
一方、従来のミシンによる根巻きボタン付け縫製は、まず、図２０（ａ）に示すように、折り返した状態の布地Ｓの上方にボタンＢが半分かかるような状態で、穴ｈ１に針を落とすときには布地の中に針を落とし、穴ｈ２に針を落とすときには布地には針は落ちないように縫製する。前者を「すくい縫い」、後者を「空縫い」という。そして、すくい縫いと空縫いを繰り返すことでボタンＢと布地Ｓとの間に根糸Ｔを形成し、一旦糸を切る。
【０００８】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、ボタンＢの向きを９０度変え、この状態で根糸Ｔの周りに根巻き糸を巻きつける。このとき、根巻き糸のうちの１針分を力糸ｔとして布地Ｓの裏側に通す。よって、ここでの力糸ｔは、本来の手縫い時の力糸とは異なり、ボタンＢと布地Ｓを直接つなぐ根糸Ｔではなく、単に根糸に巻き付いているに過ぎないので、強度が弱い。図２０（ａ）の縫製時に布地Ｓを移動させることができれば、根糸を力糸とすることができるが、従来のミシンでは布とボタンの位置関係が固定であることから、それは不可能であった。
なお、特公平２−４５９１３号公報には、根糸縫製時にシリンダで布地を移動させ力糸を形成することが記載されているが、一定の距離しか移動できずボタンの大きさなどの縫製条件が変われば手作業で調節しなければならず不便なものであった。
【０００９】
（１）〜（３）に加えて、従来の根巻きボタン付けミシンでは次のような問題もあった。縫製工場のライン生産においてボタン付け縫製する場合、１つの服で数種類のボタン付け縫製が行われる。例えば、１つのスーツでも、図２０で示した「すくい根巻き縫製」、すくい縫いのみ行う「すくいべた縫製」、上ボタン、布地、力ボタン（下ボタン）を上下に配列して縫い付ける「下ボタン付け縫製」などが混在する。これまでは、それぞれの縫製ごとに専用の機種を並べていた。したがって、１着の服を縫製する場合に、ボタン付けの種類ごとに布地を外して専用の機種にセットするといった作業を繰り返すことになり、作業者による手扱いの工程が多くなり作業効率が悪かった。また、ボタン付けの種類ごとに専用機を揃えるため多額の設備投資が必要であった。
【００１０】
本発明の課題は、ボタンと布地を別々に搬送可能とし多様な縫製条件に対応可能であって、作業効率の向上を図ることができる根巻きボタン付けミシンを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図１７に示すように、
下端部に縫い針（５）を備えた針棒（９）を、略水平に設置された主軸（７）により上下に駆動する針上下駆動手段（針上下動機構１０）と、
主軸の長手方向に対して平行または直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段（針振り機構１１）と、
上面に下ボタン及び縫製物を載置する布送り板（下板５６）を、針振り駆動手段の針振り方向に直交する方向に駆動する布送り駆動手段（下Ｙ送り機構５０）と、
上ボタンを略水平に把持する上ボタン把持部（チャック部９０）を布送り駆動手段の布送り方向に平行する方向に駆動する第１ボタン送り駆動手段（上Ｙ送り機構３０）と、
上ボタン把持部を第１ボタン送り駆動手段の駆動方向に直交し、かつ、針振り方向に平行する方向に駆動する第２ボタン送り駆動手段（ボタン差動機構７０）と、
前記各駆動手段を制御する制御手段（ＣＰＵ１０２）とを備えることを特徴とする根巻きボタン付けミシン（ミシン１）である。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。また、上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段により布送り方向と同じ方向に、これに直交する第２ボタン送り駆動手段によりに針振り方向と同じ方向に移動させることができる。さらに、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。縫い針の揺動運動を利用すれば、結局下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的に布送り駆動手段に直交する方向に移動させることができる。すなわち、上ボタンと、布地（下ボタン）を、それぞれ、水平面内において互いに直行する２方向に駆動可能となっている。
よって、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係を自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【００１３】
そして、上記のように上ボタンと、布地（下ボタン）をそれぞれ互いに直行する２方向に自在に移動させることが可能でありながら、下ボタンについては針振り機構を利用しているので、従来の２台のＸＹテーブルを設けこれらを駆動する場合に比較して、全体重量を低減することができる。また、針棒の揺動もＸＹテーブルの移動も、針が針板より上方に位置するときのみ動作させるので、いずれにしても間欠的な運動ではあるが、実際の構成上、針棒の揺動運動の方がテーブルを駆動するよりも速く、高速運転が可能となり、作業効率が高い。
【００１４】
また請求項２に記載の発明は、例えば図１８に示すように、
下端部に縫い針を備えた針棒を、略水平に設置された主軸により上下に駆動する針上下駆動手段と、
主軸の長手方向に対して平行または直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段と、
上面に下ボタン及び縫製物を載置する布送り板を、針振り駆動手段の針振り方向に直交する方向に駆動する布送り駆動手段と、
上ボタンを略水平に把持する上ボタン把持部を布送り駆動手段の布送り方向に平行する方向に駆動する第１ボタン送り駆動手段と、上ボタン把持部を第１ボタン送り駆動手段の駆動方向に直交し、かつ、針振り方向に平行する方向に駆動する第２ボタン送り駆動手段とのいずれか一方と、
前記各駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする根巻きボタン付けミシンである。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段あるいは第２ボタン送り駆動手段により、布送り方向あるいは針振り方向と同じ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。
すなわち、上ボタン、布地（下ボタン）、縫い針をそれぞれ一方向に駆動可能となっているので、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係をある程度自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
布送り板は、
縫製物を折り曲げた状態で保持し、すくい縫いを可能とする布保持部（布挟持部６０、ポジションＡ）と、
縫製物の下方で下ボタンを保持し、下ボタン付け縫いを可能とする下ボタン保持部（ポジションＢ）と、
縫製物の上面に、前記上ボタンをべた付けするべた付け縫いを可能とする上ボタンべた付け部（ポジションＣ）とを備え、
布送り駆動手段は、布保持部と下ボタン保持部と上ボタンべた付け部のそれぞれが、ほぼ縫い針の下方に位置するように布送り板を駆動可能であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、布送り板に、各種ボタン付け縫いに対応したポジションとして布保持部、下ボタン保持部、上ボタンべた付け部を設け、布送り駆動手段により、布保持部と下ボタン保持部と上ボタンべた付け部のそれぞれが、ほぼ縫い針の下方に位置するように布送り板が駆動される。したがって、１つの服に、すくい縫い、下ボタン付け縫い、べた付け縫いの３種類のボタン付けを施す場合に、１台のミシンで対応でき、従来のようにボタン付けの種類ごとに作業者がミシンからミシンへ縫製物を移動させたりアタッチメントの交換などが不要になり、作業効率が向上する。また、ボタン付けの種類ごとにミシンを購入することに比べてコストを抑制することができる。
【００１８】
また、前述のように従来は、すくい縫いにおいては力糸を形成することができず根巻き時に布地裏側に通し力糸の代わりとしていた。しかし、請求項３のミシンでは、布保持部におけるすくい縫いで根糸を形成する工程中に、上ボタンに対して布地を相対的に移動させることで、すくい縫い中に布地裏側に縫い糸を通し力糸を形成することができるので、上ボタンに十分な引張り強度を持たせることができるようになる。
【００１９】
請求項３に記載の根巻きボタン付けミシンであれば、請求項４に記載の発明のようにプログラム縫製が可能となる。
すなわち、請求項４に記載の発明は、請求項３において、
すくい縫い、下ボタン付け縫い、及びべた付け縫いを含む異なる種類のボタン付け縫いの２種類以上を連続して縫製するサイクル縫いのプログラムを記憶する記憶手段（メモリ１０２ａ）を備え、
制御手段は、前記サイクル縫いのプログラムに従って、サイクル縫いを行うように前記各駆動手段を制御すること特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、制御手段の制御の下、記憶手段に記憶されたサイクル縫いのプログラムに従い各駆動手段が動作し、具体的には布送り駆動手段により布送り板を駆動し、縫い針下の所定位置に布保持部、下ボタン保持部、上ボタンべた付け部を適切な順に自動的に移動させるといったことが可能となる。したがって、より一層、種類の異なるボタン付け縫製を連続縫製する場合の時間間隔を少なくすることが可能となり作業効率の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項１または２の根巻きボタン付けミシンであれば、上ボタンと下ボタンとの相対的な位置関係を自由に設定することができ、請求項５のように上下のボタンの種類や穴ピッチには関係なく縫製することができる。
すなわち、請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
穴の個数と穴のピッチと穴の配置の少なくとも一つが異なる組み合わせの上ボタン及び下ボタンとによる下ボタン付け縫いが可能であることを特徴とする。
【００２２】
従来のミシンでは、上下ボタンをミシンで縫いつける場合には、穴ピッチが全く同じ上下のボタンを用いなければならないなどの制約があった。しかし、本発明のミシンでは、請求項５に記載の発明のように、上下のボタンについては制約なく、様々な組み合わせを選択でき、ボタン付け縫いの幅が広がる。
ここで、「穴の個数と穴のピッチと穴の配置の少なくとも一つが異なる」であるから、全てが違っていてもよい。
【００２３】
さらに、請求項１に記載のミシンであれば、上ボタンと布地を相対的に自由に移動させることができるので、すくい縫いであってもべた付け縫いであっても請求項６のミシンのように針落ち点をコントロールできる。
すなわち、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
上ボタンのボタン穴を通った縫い針の縫製物への針落ち位置が、１点に集中する縫目と、所定の２点に集中する縫目と、所定の３点以上とする縫目のそれぞれが形成可能であることを特徴とする。
ここで、より具体的に説明すると、針落ち点を１点に集中させると、ボタンと布地を側方から見た場合に両者に連なる縫い糸が「Ｖ字型」になる。この後に根巻き縫製をすれば風合いのよい縫目を形成できる。
また縫い糸が太く、布地の同一箇所に針落ちすることで縫いこぶが生じてしまうような場合には、所定の３点以上の点に針落ちさせればよい。あるいは、根糸によって上ボタンが布地に対して支持されるように安定させたい場合には、ボタン穴の穴ピッチよりも大きな間隔を有するように所定の２点に針落ちさせてもよい。もちろん、ボタン穴の穴ピッチと同じ間隔をもって所定の２点に針落ちさせてもよいし、穴ピッチよりも狭く所定の２点に針落ちさせてもよい。
【００２４】
さらに、請求項１または２に記載のミシンであれば、上ボタンに対して布地を移動させることができるので、請求項７のミシンのように止め縫いの際の針落ち点をコントロールできる。
請求項７に記載の発明は、請求項１または２記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
同一のボタン穴に連続して複数回縫い針を通す止め縫いにおいて、ボタン穴の大きさに制限されずに縫製物上の任意の複数の位置に対する針落ちを可能としたことを特徴とする。
【００２５】
従来のミシンでは、１つのボタン穴に複数回針落ちさせる場合、布地のほとんど同じ箇所に針を落とさざるを得なかった。しかし、請求項７に記載の発明によれば、上ボタンの位置とは無関係に、縫製物を動かすことにより１つのボタン穴を通りながら異なる箇所に針落ちさせることができるので、縫製の状況に応じて、例えば布地の織目に対して縫い糸がかなり太く同一箇所に針を落とすことが好ましくないような場合に好適である。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか記載の根巻きボタン付けミシンにおいて、
上ボタンが鉛直に支持されるように上ボタン把持部を９０度回転させる回転手段（ボタン回転手段４６）を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、回転手段により上ボタン把持部を９０度回転させることができるので、根巻き縫製や、シャンクボタンの縫い付けの際に、上ボタンを立てた状態で固定することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の根巻きボタン付けミシンの一例としてのミシン１の外観の概略構成を、制御回路のブロック図とともに示すものである。ミシン１は、ベッド部２と、ベッド部２から立設する縦胴部３と、縦胴部３からベッド部２に対向するように延設するアーム部４とから構成される。以下の説明では、ミシン１の前後方向、上下方向は図１で示す通りであり、それぞれＹ方向、Ｚ方向とする。また図１の紙面に垂直な方向を左右方向（Ｘ方向、図２）としている。
【００２８】
ミシン１は、アーム部４の先端に設けられた針棒９の先端に固定され、糸が通された縫い針５と、ベッド部２内に縫い針５に対向するように設けられた図示しないルーパとの協働により自動的に布地（縫製物）にボタンを縫い付けるものである。ルーパの動作などの縫い目の形成については周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
ミシン１は、上ボタンや布地などを独立に自在に搬送することによって、多様なボタン付け縫いが可能となっている。以下では、ボタン等を搬送する各種機構について詳細に説明する。なお、以後の説明において、いわゆる表ボタンを上ボタン、力ボタンのように表ボタンに対して布地の裏側に取り付けられるボタンを下ボタンとして説明している。
【００２９】
図２〜図４はミシン１に設けられる針上下動機構１０及び鉢振り機構１１を示す図である。
針上下動機構（針上下駆動手段）１０は、縫い針５を上下に駆動するもので、ミシン１内部に固定された主軸モータ１４を駆動源としている。主軸モータ１４の出力軸には、軸受け７ａによって回転自在に支持された状態で水平方向に設けられている主軸７が接続されている。さらに該主軸７の先端には、釣合い錘１８が取り付けられている。この釣合い錘１８に隣接して天秤リンク１６及び天秤２５が設けられている。天秤リンク１６の一端部と天秤２５の基部は、それぞれ、釣合い錘１８に対して回動自在に軸支されており、釣合い錘１８の回転に従って、所定の軌跡に沿って上下動する。
天秤リンク１６の他端部は、釣合い錘１８の偏心位置に固定された針棒クランク１９の一端部に回動自在に取り付けられ、針棒クランク１９の他端部には針棒クランクロッド２６の上端部が回動自在に取り付けられている。針棒クランクロッド２６の下端部には、軸穴２６ａが形成されている。針棒クランクロッド２６の後方には上下方向にガイド溝２９ａが形成された案内部材２９が設けられており、ガイド溝２９ａに角駒２７が摺動可能にはめ込まれている。角駒２７には水平方向に軸穴２７ａが形成されている。
【００３０】
一方、針棒クランクロッド２６の前方には上下ロッド２８が設けられている。上下ロッド２８には上下に並ぶ２つの軸穴が形成され、上方の軸穴（図示せず）には針棒９を固定支持している針棒抱き８に固定された軸が回動自在に通されている。そして、上下ロッド２８の下方の軸穴２８ａと、針棒クランクロッド２６の軸穴２６ａと、角駒２７の軸穴２７ａには、図示しない軸が通されており、これにより、針棒クランクロッド２６の上下動が角駒２７と上下ロッド２８に伝達される。なお、図４では、説明の都合上、、軸穴２７ａ、２６ａ、２８ａが見えるように便宜的に上下方向にずらした状態で示しているが、実際には水平方向に一直線上に並んでいる。
以上の構成の針上下動機構１０では、主軸モータ１４の回転により主軸７が回転すると、釣合い錘１８が回転し、針棒クランク１９の一端部が主軸７が中心に回転することで、針棒クランクロッド２６が上下する。この上下動が、上下ロッド２８、針棒抱き８を介して針棒９に伝達され、縫い針５が上下動するようになっている。
【００３１】
針振り機構（針振り駆動手段）１１は、縫い針５を左右に往復揺動するもので、パルスモータである針振りモータ２０を駆動源とする。針振りモータ２０はミシン１の機枠に固定され、主軸モータ１４と同期して回転する。その出力軸に第１リンク２４が接続され、この第１リンク２４に第２リンク２３が、第２リンク２３に第３リンク２２が順に連結されている。第３リンク２２に、前後方向に長く設けられている針棒揺動桿１２の後端部が回動自在に接続されている。針棒揺動桿１２の前端部には略Ｌ字形状を有する揺動腕１３が固定され、さらに揺動腕１３の先端には揺動角駒１５が取り付けられている。
一方、前記針棒９は、その中間部と上部において、針棒揺動台６に対して上下に摺動可能に支持されている。この針棒揺動台６は、支点ピン１７を中心にＸ方向に揺動自在に構成されている。針棒揺動台６の下端部には上下方向に溝６ａが形成され、この溝６ａに揺動角駒１５が上下に摺動自在にはめ込まれている。
【００３２】
上記構成を有する針振り機構１１においては、針振りモータ２０が作動すると、その回転が第１リンク２４、第２リンク２３、第３リンク２２を介して針棒揺動桿１２に伝わり、往復揺動する。この揺動が揺動角駒１５を介して針棒揺動台６に伝わり、針棒揺動台６は、支点ピン１７を中心に、針棒９ごとＸ方向に揺動し、これにより縫い針５が針振りされる。
ところで、前記上下ロッド２８が、その上下の軸穴に通されている軸に対して回動自在であって、軸穴２８ａを中心に鉛直面内で針棒９の揺動に従って回転することができるので、針棒９は針棒抱き８によって上下に駆動されながら、針棒抱き８とともに針棒揺動台６によってＸ方向に揺動することができるようになっている。
また、針振りモータ２０は前述のように主軸モータ１４と同期して作動するが、具体的には、縫い針５がベッド部２上面の針板（図示略）よりも上方に位置するときのみ針棒９が揺動するように制御される。
【００３３】
ところで、前記針上下動機構１０の針棒クランクロッド２６には、針棒クランク１９のクランク運動による慣性力の横方向の分力が発生する。しかし、その横方向の力は、角駒２７に伝わりガイド溝２９ａにおいて吸収され、結果的に針棒９側には横方向へぶれる力が伝達されないようになっている。このように構成することで、針棒揺動桿１２には針上下動機構１０側で発生する負荷に抗する力はかからず、針棒９と針棒揺動台６と揺動腕１３の揺動の慣性による負荷のみかかり、針棒揺動桿１２にかかる負荷がそれほど大きくならず高速運転が可能となる。
【００３４】
図５及び図６には、チャック部９０に把持された上ボタンＢを、Ｙ方向に搬送する上Ｙ送り機構３０とＸ方向に搬送するボタン差動機構７０を示した。
上Ｙ送り機構（第１ボタン送り駆動手段）３０は、アーム部４の中央部の内部に固定されている上Ｙ送りモータ３２を駆動源としている。上Ｙ送りモータ３２は、正逆両回転可能に構成され、その出力軸にはピニオン３２ａが固定されている。
アーム部４の中央部には、いわゆる懐部分に突出するように上Ｙ送りベース３６が設けられている。この上Ｙ送りベース３６の上面３６ｂ上には、アーム部４に固定されているアームガイド部３１、３１と係合するベースガイド部３６ａ、３６ａが設けれている。アームガイド部３１、３１とベースガイド部３６ａ、３６ａは、互いにＹ方向に直線的に摺動可能であるように係合している。
上Ｙ送りベース３６の縁部には、上面にラック３３を支持するラック支持台３６ｃが設けられ、このラック３３に対して前記ピニオン３２ａが噛みあっている。よって、上Ｙ送りモータ３２が一方向に回転動作しピニオン３２ａが回転すると、ラック３３を介して上Ｙ送りベース３６が前後いずれかの方向に移動するようになっている。
【００３５】
なお、アーム部４内部であって、ラック支持台３６ｃ近傍には、フォトインタラプタからなる位置センサ４２が設けられている。一方、ラック３３の側面には被センサ板３３ａが固定されている。ラック３３が所定距離前方に移動してくると、被センサ板３３ａがフォトインタラプタである位置センサ４２の間を通り、これによりラック３３が前方における限界位置に達したことが検出され、さらに前進すると図示しないストッパに当接し、これ以上前方に移動できないようになっている。
【００３６】
上Ｙ送りベース３６には、後述のチャックユニット７１を上下させるボタン上下動機構４０が設けられている。ボタン上下動機構４０は、上Ｙ送りベース３６内部に取り付けられ、正逆両回転可能な上下駆動モータ３５と、該上下駆動モータ３５の出力軸に固定された上下ピニオン３５ａと、上Ｙ送りベース３６の側面に上下方向に沿って取り付けられた上下ラック４１とからなる。上下ラック４１は、チャックユニット７１を支持するチャック支持腕３４に対して、ラック支持板４１ａを介して固定されている。
よって、上下駆動モータ３５が一方向に回転動作し上下ピニオン３５ａが回転すると、上下ラック４１が上下のいずれかに移動し、これによりラック支持板４１ａを介してチャック支持腕３４が上下するようになっている。なお、上下ピニオン３５ａに近接して、ラック支持板４１ａの上下方向の移動をガイドする上下ガイド棒４３が設けられている。
【００３７】
ボタン上下動機構４０の近傍には、チャックユニット７１を９０度回転させるボタン回転機構（回転手段）４６が設けられ、チャック支持腕３４の上部側面に設けられた回転シリンダ３７を駆動源としている。この回転シリンダ３７は、２つのエア口３７ａ、３７ａを備えた複動型のエアシリンダで、出力ロッド３７ｂを前後に往復駆動可能となっている。
出力ロッド３７ｂの先端には、ほぼ三角形に形成されている三角リンク３８の１頂点が回動可能に接続されている。三角リンク３８の２つ目の頂点には、チャック支持腕３４に沿うように設けられている細長い主リンク３９の一端部が接続されている。また三角リンク３８の３つ目の頂点はチャック支持腕３４に接続されている。主リンク３９の他端部は、図７などに示すように、チャック支持腕３４の下端部との間に設けられている回転体４５に接続されている。この回転体４５に、チャックユニット７１全体を支持するユニット支持腕８１から延出するユニット軸８１ａが固定されている。なお、チャック支持腕３４の下端部には軸穴（図示略）が形成され、この軸穴にユニット軸８１ａが回動可能な状態で貫通している。
【００３８】
ボタン回転機構４６においては、三角リンク３８、主リンク３９、回転体４５、チャック支持腕３４により、チャック支持腕３４を固定リンクとする４節リンクが構成される。そして、出力ロッド３７ｂが前後に動くことで、回転体４５が９０度時計方向及び反時計方向のいずれかに回転し、これによりユニット軸８１ａを介してチャックユニット７１が９０度回転する。具体的には、出力ロッド３７ｂが押し出された状態で、チャックユニット７１は上ボタンＢを水平方向に把持し（図５、図６の状態）、出力ロッド３７ｂが引き込まれるとチャックユニット７１は図６で時計方向に回転し、上ボタンＢが立つように把持する。根巻き工程はこの状態で行われる。
【００３９】
次に、図７〜図９に基づいてチャックユニット７１について説明する。図９は、モータユニット７７を外した状態で示している。チャックユニット７１は、上ボタンＢをチャックするチャック部９０と、チャック部９０をＸ方向に駆動するボタン差動機構７０とから構成される。
チャック部９０は、左右に対向するように設けられているチャック片９１ａ、９１ｂを備え、これらの間で上ボタンＢを挟んで把持するようになっている。チャック片９１ａは、Ｌ字型に形成されているチャック可動部材９２の下部に設けられたチャック取付部９２ａに固定されている。一方、チャック片９１ｂは、チャック可動部材９２よりも短いＬ字型に形成されているチャック可動部材９３の下部に設けられたチャック取付部９３ａに固定されている。
【００４０】
そして、チャック可動部材９２、９３は、図７、図８に示すように、それぞれ、チャック片９１ｂと前記支持腕８１の間に設けられた基台７４の下面に形成されたガイド溝７４ａ、７４ｂに対して摺動可能にはめ込まれている。基台７４の下面には、ネジ８３により、手で操作するための手動レバー８２（図８では破線で示す）がネジ８３を中心に回動可能に取り付けられている。チャック可動部材９２、９３の下面には、下方に突出するピン９２ｂ、９３ｂが固定され、これらは手動レバー８２に形成されている所定形状を有する穴（図示せず）を貫通している。
よって、手動レバー８２がネジ８３を中心に図８における時計方向に回動すると、チャック可動部材９２はピン９２ｂを介して左方に押され、チャック可動部材９３はピン９３ｂを介して右方に引っ張られ、これにより両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔が広げられ、上ボタンＢを外せる状態になる。また、手動レバー８２がネジ８３を中心に図８における反時計方向に回動すると、チャック可動部材９２はピン９２ｂを介して右方に引かれ、チャック可動部材９３はピン９３ｂを介して左方に押され、これにより両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔が近づき、上ボタンＢを把持できる。
なお、基台７４の前縁部にはネジ７４ｃで手動レバー８２のストッパー板７９が固定されている。長穴７９ａは両チャック片９１ａ、９１ｂの間隔調節用の長穴である。
【００４１】
ボタン差動機構（第２ボタン送り駆動手段）７０は、チャック部９０を左右に駆動するもので、主に、前記ユニット支持腕８１に固定された差動ベース８０と、差動モータ７２とストッパ部材７８とから構成される。差動ベース８０には、図９に示すように、中央に左右に長い長孔８０ａが形成され、該長孔８０ａのうちの２箇所がより細く形成された細孔８０ｂ、８０ｂになっている。細孔８０ｂ、８０ｂは、所定の幅をもって所定長さを有し、それぞれに基台７４に固定された段ネジ７５、７５がはめ込まれている。段ネジ７５、７５が細孔８０ｂ、８０ｂに沿って移動することで、差動ベース８０に対して基台７４が左右方向に往復移動可能になっている。
【００４２】
差動ベース８０上には、断面形状が略Ｕ字型に形成されたモータユニット７７がネジ止めされ、該モータユニット７７を構成する左右の壁部７７ａ、７７ｂの間にリニアモータである差動モータ７２が固定支持されている。差動モータ７２の出力軸７２ａは壁部７７ａ、７７ｂを貫通して、左右両側に突出している。この出力軸７２ａは、差動モータ７２が動作すると、左右いずれかの方向に直進するようになっている。
一方、基台７４の左部上面には、ストッパ部材７８がネジ止めにより立設されている。ストッパ部材７８と壁部７７ａとの間には、両者を近接する方向に付勢するバネ７３、７３が掛け渡されている。このバネ７３、７３によりストッパ部材７８が出力軸７２ａに対して常に当接するようになっている。
【００４３】
以上構成のボタン差動機構７０では、差動モータ７２が一方向に動作すると、出力軸７２ａが左方に直進する。この出力軸７２ａの直進により、ストッパ部材７８が左方に押され、ストッパ部材７８を固定支持する基台７４が、差動ベース８０に対して左方に摺動する。基台７４にはチャック可動部材９２、９３が係合していることから、基台７４ごとチャック部９０が左方に移動する。逆に、差動モータ７２の逆方向への動作により出力軸７２ａが右方に移動すると、バネ７３、７３の付勢力によりストッパ部材７８も右方に移動し、したがって、基台７４ごとチャック部９０も右方に移動するようになっている。
【００４４】
次に、図１０〜図１２に基づいて、ベッド部２に設けられ、布地及び下ボタンをＹ方向に搬送する下Ｙ送り機構５０について説明する。
下Ｙ送り機構（布送り駆動手段）５０は、下Ｙ送りモータ５１を駆動源とし、該モータ５１の出力軸にスプロケットホイール５２が固定されている。さらにこのスプロケットホイール５２に、前後方向に張り渡されているタイミングベルト５３がかみ合うように掛けられている。また、タイミングベルト５３は、回転自在な従動ローラ５８にも掛けられ、下Ｙ送りモータ５１が回転すると、スプロケットホイール５２を介して回転移動するようになっている。
なお、タイミングベルト５３の近傍には、図示しないルーパを駆動する下軸６９が設けられている。前記主軸モータ１４の回転が、タイミングベルト６８ａ、６８ｂ等を介して、下軸６９に伝達され、前記ルーパが主軸７と同期して動作するようになっている。
【００４５】
タイミングベルト５３には、図１２に示すように、固定板６３ａ、６３ａを介してＹ送りベース５４、５４がネジ止めされている。そして、ベッド部２内の図示しないフレームに対して、タイミングベルト５３に平行するように、ガイドシャフト５５ａ、５５ｂが固定されている。ガイドシャフト５５ａは、Ｙ送りベース５４、５４の基部５４ａ、５４ａを貫通し、ガイドシャフト５５ｂはＹ送りベース５４、５４の先端部５４ｂ、５４ｂを貫通し、これらガイドシャフト５５ａ、５５ｂによりＹ送りベース５４、５４が支持されている。
先端部５４ｂ、５４ｂの上面には、ネジ穴５４ｃ、５４ｃが形成されている。これらネジ穴５４ｃ、５４ｃに、下板５６に形成されているネジ穴（図示略）を合わせ、止めネジ５６ｃ、５６ｃで止めることにより、図１０に示すように、Ｙ送りベース５４に対して下板５６が固定されている。よって、下Ｙ送りモータ５１が作動し、タイミングベルト５３によりＹ送りベース５４が移動することに伴って、下板５６もＹ方向に移動するようになっている。
【００４６】
下板（布送り板）５６は、その上面に布地や下ボタンを載置するもので、本発明の下板５６は複数種類のボタン付け縫製に対応できるように、３つのボタン付けポジションＡ、Ｂ、Ｃを有する。
ポジションＡは、すくい縫製、根巻き縫製、あるいはその両方の縫製を行う箇所である。下板５６には、略Ｌ字型の大きな開口５６ａが形成されている。一方、下板５６の最前部には、左右に並んでいる２つのバネ挟持部６０ａ、６０ａからなり、布地をタング５７ごと挟持する布挟持部（布保持部）６０が設けられている。各バネ挟持部６０ａは、上下に対向する細い板バネから構成されている。布挟持部６０の後縁部には開口５６ａに臨むように針穴６０ｂが設けられている。
【００４７】
ここで、布地を布挟持部６０にセットするためのタング５７について説明する。前記Ｙ送りベース５４、５４の下部にタング５７を駆動するタングシリンダ６６を支持するシリンダベース６５が固定されている。タングシリンダ６６の出力ロッド６６ａは、タングリンク６７に接続されている。一方、タング５７は円弧状に形成されたタング支持部５９の先端にネジ止めされている。タング支持部５９の基端部と、タングリンク６７に対して、タング軸５９ａが挿通しており、タングリンク６７とタング支持部５９はタング軸５９ａとともに一体に回動可能となっている。
【００４８】
作業者は、タング５７先端部をくるむように布地をセットし、その状態で下板５６に近づけるように手動でタング５７の手押し部５７ａを押して動かす。下板５６の近傍には、タングセンサ６４（図１）が設けられており、タング５７が近づいてくるとタング検出信号をＣＰＵ１０２に出力する。これを受けてＣＰＵ１０２の制御の下でタングシリンダ６６がＯＮ状態になり、出力ロッド６６ａが引き込み、これによりタング５７が布挟持部６０に前進し、終には、布地を折り曲げた状態のまま、左右のバネ挟持部６０ａ、６０ａに挟まれるようになっている。このとき、タング５７先端に形成された針穴５７ｂは、上下方向から見ると前記針穴６０ｂに対してほぼ一致するようになっている。このようにセットされた布地に対して、前記チャック部９０にチャックされた上ボタンは、図１０の点線で示すように、針穴６０ｂがそのほぼ中央に位置するように下板５６上方にセットされる。このように布地と上ボタンをセットすることで、図２０（ａ）に示したようなすくい縫いが可能となる。
【００４９】
すくい縫いの後に、根巻き縫製を行う場合には、前述のように上ボタンを回転シリンダ３７により図１０における時計方向に９０度回転させる。このように回転させることで、上ボタンは開口５６ａに臨んだ状態で立てられ、上ボタンと布との間の根糸が前後方向に向くことになり、根巻き縫製が可能となる。
なお、タングシリンダ６６は、縫製が終了すれば自動的にＯＦＦになり、タング５７は元の待機位置に戻る。
【００５０】
開口５６ａの後方には、ポジションＢ、Ｃを構成する針板６１がその基部において固定されている。針板６１の前縁部には凹部６１ａが形成され、中央部には針穴６１ｂが形成されている。下板５６において、凹部６１ａ及び針穴６１ｂに対応する箇所には、針穴となる長穴５６ｂが形成されている。
凹部６１ａがポジションＢであり、凹部６１ａと下板５６との間に下ボタンをセットし、その上に布地を載置し、さらにその上にチャック部９０によって把持された上ボタンをセットし、下ボタン付け縫いを行うことができる。よって、ポジションＢが本発明の下ボタン保持部である。
また、針穴６１ｂがポジションＣであり、この針穴６１ｂ上に布を載置し、その上方にチャック部９０に把持された上ボタンをセットし、下ボタンなしのべた付け縫いによりボタン付けを行うことができる。よって、ポジションＣが本発明の上ボタンべた付け部である。
なお、ポジションＢ、Ｃにおける縫いの場合、布地は図示しない布押えにより押えられるようになっており、該布押えは、布押えシリンダ１０７（図１）により駆動されるようになっている。
このように、下板５６は３種類のボタン付け縫いのポジションを有し、下Ｙ送り機構５０によりポジションＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれが縫い針５の下方に位置するように下板５６が駆動される。ポジションＡ、Ｂ、Ｃそれぞれに基準位置（原点）や初期位置が設定されている。
【００５１】
次に、ミシン１の制御回路について図１に基づいて説明する。ミシン１には、本発明の制御手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２を備える電装ボックス１０１が設けられ、この電装ボックス１０１に各部が接続されている。
例えば、電装ボックス１０１には、操作パネル１０３、電源スイッチ１０４、スタートペダル１０５、一時停止スイッチ１０６が接続されている。
操作パネル１０３は作業者が根巻き縫いなしのすくい縫い、すくい根巻き縫い、下ボタン付け縫い、べた付け縫いなどからボタン付けの種類を選択したり、選択したボタン付け縫製の縫製条件などを入力したり、あるいは設定されている縫製条件や縫製状況などを表示するものである。操作パネル１０３には外部メモリ１０３ａが接続可能であり、外部メモリ１０３ａからの縫製データを読み込んで縫製条件を設定できるようにもなっている。
【００５２】
ＣＰＵ１０２には、メモリ（記憶手段）１０２ａが設けられ、該メモリ１０２ａに各種プログラムが記憶されている。特に、メモリ１０２ａには、連続して異なる種類のボタン付けを行うサイクル縫いのプログラムが記憶され、該プログラムを呼び出すことで下板５６を下Ｙ送り機構５０で駆動しながら、縫い針５の下方にポジションＡ、Ｂ、Ｃを移動させるようになっている。
【００５３】
電源スイッチ１０４は、ミシン１を通電状態にするためのＯＮ／ＯＦＦスイッチである。スタートペダル１０５は、縫製をスタートするときに操作するペダルであり、これを操作するとＣＰＵ１０２の制御により縫製を開始する。一時停止スイッチ１０６は、縫製開始後に、一時的に停止するためのスイッチである。
また、電装ボックス１０１内には、図示しないインターフェースが設けられ、ＣＰＵ１０２からの制御信号がこのインターフェースを介して、各駆動源に出力されるようになっている。
すなわち、前記インターフェースを介して、前述の主軸モータ１４、針振りモータ２０、上Ｙ送りモータ３２、上下駆動モータ３５、差動モータ７２、下Ｙ送りモータ５１が接続されている。また、前記インターフェースを介して電磁弁１０８が接続され、この電磁弁１０８を介して回転シリンダ３７、タングシリンダ６６、布押えシリンダ１０７が接続されている。さらに、ミシン１には、図示しない糸切り機構が設けられ、縫製途中や縫製後に所定のタイミングで糸が切断されるようになっており、その駆動源として糸切りモータ１０９や糸切りシリンダ１１０が設けられている。
【００５４】
以上の構成を有するミシン１は、上ボタンに関してはボタン差動機構７０及び上Ｙ送り機構３０により、Ｘ方向及びＹ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては下Ｙ送り機構５０によりＹ方向に移動させることができる。加えて、Ｘ方向に移動可能な針振り機構１１を利用することで、下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的にＸ方向に移動させることができる。さらに、上ボタンについては、ボタン上下動機構４０により上下動自在であり、回転シリンダ３７により９０度向きを変えることができる。これらの機構を組み合わせることで、従来困難であった各種ボタン付けに対応できるようになった。
以下では、図１３〜図１７に基づいて、ミシン１におけるボタン付けの際の動作を具体的に例を挙げて説明する。
【００５５】
（１）４つ穴上ボタン及び４つ穴下ボタンの場合
ミシン１におけるボタン付けの動作前にボタン及び布地をセットする。すなわち、手動あるいは周知のボタンフィーダー装置などによりチャック部９０に４つ穴を有する上ボタンＢ１を供給し、上ボタンをチャック部９０に把持させる。チャック部９０が上ボタンＢ１をチャックすると図示しないセンサにより検出されて、上ボタンＢ１はボタン上下動機構４０により所定の原点位置まで下降する。一方、所定の原点位置にある下板５６のポジションＢに４つ穴を有する下ボタンＣ１をセットしその上部に布地を載置した状態とする。
このように上ボタンＢ１、下ボタンＣ１をセッティングした初期状態を図１３（ａ）に示す。便宜的に布地は示していない。このとき、縫い針５は、図１３（ａ）のＰ１点の上方にあって、つまり、上ボタンＢ１及び下ボタンＣ１の中心と、縫い針５が一致する状態である。
【００５６】
Ａ．縦目
まず、Ｙ方向に糸を掛け渡す「縦目」縫製、例えば、上ボタンＢ１の穴ｂ１及び下ボタンＣ１の穴ｃ１に第１針を落とし、次いで穴ｂ２及び穴ｃ２に第２針を落とす場合について述べる。
図１３（ａ）のようにセットした状態で操作パネル１０３上に設けられた準備キー（図示せず）を操作することで、次のように各機構が動作する。
ア．針振り機構１１により、Ｐ１点の縫い針５が、下ボタンＣ１の左右に並ぶ穴の中心間の距離ｗ１（ｃ１−ｃ３、ｃ２−ｃ４）の半分の距離分動き、Ｐ２点に移動する。
イ．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１（布地）が、前後に並ぶ穴の中心間の距離ｗ２（ｃ１−ｃ２、ｃ３−ｃ４）の半分の距離分移動し、穴ｃ１がＰ２点に移動する（点線で示す）。
ウ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、前後に並ぶ穴の中心間の距離Ｗ２（ｂ１−ｂ２、ｂ３−ｂ４）の半分の距離分移動する。次いで、ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が、上下のボタンの中心間の距離ｍ１分移動し、穴ｂ１がＰ２点に移動する（点線で示す）。
以上のア〜ウの動作はほぼ同時に行われ、これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ１、穴ｃ１が集まる。
【００５７】
次いで、スタートペダル１０５を踏むことにより、主軸モータ１４が回転し始め、１針目の縫い針５が下降し、穴ｂ１、布地、穴ｃ１を貫通し、糸が前記ルーパに絡み、その後縫い針５が上昇する。針先が上ボタンＢ１よりも上方に移動すると、次のように各機構が動作する。
エ．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１（布地）が距離ｗ２分移動し、点線で示す穴ｃ２がＰ２点に移動する。
オ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が距離Ｗ２分移動し、点線で示す穴ｂ２がＰ２点に移動する。
以上のエ及びオの動作が同時に行われ、これによりＰ２点に、縫い針５、穴ｂ２、穴ｃ２が集まる。次いで、縫い針５が下降し、２針目が縫われる。２針目の針が上昇すると、再びＰ２点に穴ｂ１、穴ｃ１が集まるように各機構が動作し、３針目が縫われる。以上の動作を数回繰り返すことで、ｂ１−ｂ２間、ｃ１−ｃ２間に縦目の縫い目が形成される。この縫い目の最後に、縫い始め位置と同じ穴ｂ１、穴ｃ１に縫い針５が落ちて、ルーパに糸が絡むと、縫い針５は上昇する。ここで一旦主軸モータ１４は停止する。さらに、設定に応じて前記糸切り手段により縫い糸が切断される。
【００５８】
次に、ｂ３−ｂ４（ｃ３−ｃ４）間に縫い目を形成すべく各機構は次のように動作する。
カ．針振り機構１１により、Ｐ２点の縫い針５が、ｗ１分動き、Ｐ３点に移動する。これにより、点線で示す穴ｃ３上に縫い針５が位置する。
キ．ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が前記距離ｍ１の２倍長さ動き、点線で示す穴ｂ３の中心がＰ３点に移動する。
これによりＰ３点に縫い針５、穴ｂ３、穴ｃ３が集まり、ここで主軸モータ１４が回転し始める。この後は、ｂ１−ｂ２（ｃ１−ｃ２）間と全く同様に動作が続き、ｂ３−ｂ４（ｃ３−ｃ４）間に縦糸の縫い目が形成され、最後に縫い糸が前記糸切り手段により切断されて、縫製が終了する。
【００５９】
Ｂ．横目
横目の場合も、縦目同様に、図１３（ａ）で示す初期状態から、準備キーを操作することで、縦目の際の前記ア〜ウの動作が行われ、これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ１、穴ｃ１が集まる（図１３（ａ）の点線の状態）。
次にスタートペダル１０５を操作し、１針目がＰ２点に落ち、縫い針５が上昇し、針先が上ボタンＢ１の上方に達してから、各機構は次のように動作する。
ク．針振り機構１１により、Ｐ２点の縫い針５が、距離ｗ１分動き、Ｐ３点に移動する。下Ｙ送り機構５０、上Ｙ送り機構３０は動かない。
ケ．ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が、距離ｍ１の２倍長さ移動し、点線で示す穴ｂ３がＰ３点に移動する。
これによりＰ３点に縫い針５、穴ｂ３、穴ｃ３が集まり、縫い針５が下降し、２針目が縫われる。２針目の針が再び、上ボタンＢ１の上に上昇すると、再びＰ２点に穴ｂ１、穴ｃ１が集まるように各機構が動作し、３針目が縫われる。以上の動作を数回繰り返すことで、ｂ１−ｂ３間、ｃ１−ｃ３間に横目の縫い目が形成される。この縫い目の最後に、縫い始め位置と同じ穴ｂ１、穴ｃ１に縫い針５が落ちて、ルーパに糸が絡むと、縫い針５は上昇する。ここで一旦主軸モータ１４は停止する。さらに、設定に応じて前記糸切り手段により縫い糸が切断される。
【００６０】
次に、ｂ２−ｂ４（ｃ２−ｃ４）間に縫い目を形成すべく各機構は次のように動作する。
コ．針振り機構１１、ボタン差動機構７０は動かない。下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１が、距離ｗ２分動き、点線で示す穴ｃ２がＰ２点に移動する。
サ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、距離Ｗ２分動き、点線で示す穴ｂ２がＰ２点に移動する。
これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ２、穴ｃ２が集まり、ここで主軸モータ１４が回転し始める。この後は、ｂ１−ｂ３（ｃ１−ｃ３）間と全く同様に動作が続き、ｂ２−ｂ４（ｃ２−ｃ４）間に横糸の縫い目が形成され、最後に縫い糸が前記糸切り手段により切断されて、縫製が終了する。
【００６１】
Ｃ．クロス縫い
クロス縫いの場合も、縦目及び横目同様に、図１３（ａ）で示す初期状態から、準備キーを操作することで、縦目の際の前記ア〜ウの動作が行われ、次にスタートペダル１０５を操作すると、１針目がＰ２点に落ち、縫い針５が上昇し、針先が上ボタンＢ１の上方に達してから、各機構は次のように動作する。
シ．針振り機構１１により、Ｐ２点の縫い針５が、距離ｗ１分動き、Ｐ３点に移動する。
ス．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１が、距離ｗ２分移動し、点線で示す穴ｃ４がＰ３点に移動する。
セ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、距離Ｗ２分移動する。次いで、ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ１が、距離ｍ１の２倍長さ移動し、点線で示す穴ｂ４がＰ３点に移動する。
これによりＰ３点に縫い針５、穴ｂ４、穴ｃ４が集まり、縫い針５が下降し、２針目が縫われる。２針目の針が再び、上ボタンＢ１の上に上昇すると、再びＰ２点に穴ｂ１、穴ｃ１が集まるように各機構が動作し、３針目が縫われる。以上の動作を数回繰り返すことで、ｂ１−ｂ４間、ｃ１−ｃ４間に斜めの縫い目が形成される。この縫い目の最後に、縫い始め位置と同じ穴ｂ１、穴ｃ１に縫い針５が落ちて、ルーパに糸が絡むと、縫い針５は上昇する。ここで一旦主軸モータ１４は停止する。さらに、設定に応じて前記糸切り手段により縫い糸が切断される。
【００６２】
次に、ｂ２−ｂ３（ｃ２−ｃ３）間に縫い目を形成すべく各機構は次のように動作する。
ソ．針振り機構１１、ボタン差動機構７０は動かない。下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ１が、距離ｗ２分動き、点線で示す穴ｃ２がＰ２点に移動する。
タ．上Ｙ送り機構３０により、上ボタンＢ１が、距離Ｗ２分動き、点線で示す穴ｂ２がＰ２点に移動する。
これによりＰ２点に縫い針５、穴ｂ２、穴ｃ２が集まり、ここで主軸モータ１４が回転し始める。この後は、ｂ１−ｂ４（ｃ１−ｃ４）間と同様に動作が続き、ｂ２−ｂ３（ｃ２−ｃ３）間に斜めの縫い目が形成され、最後に縫い糸が前記糸切り手段により切断されて、縫製が終了する。
【００６３】
ミシン１では、上記（１）の他に様々なボタン付け縫製に対応できる。以下では、主軸モータ１４のＯＮ／ＯＦＦも含めた縫い針５の上下動については省略し、上下のボタンのＸＹ方向の移動を中心に説明する。
【００６４】
（２）４つ穴上ボタン及び２つ穴下ボタンの場合
Ａ．縦目
この場合にも、（１）同様に上下のボタンをセットすると、図１３（ｂ）のように、上ボタンＢ２、下ボタンＣ２の中心位置及び縫い針５の軸心がＰ１点に一致した初期状態となる。この状態で準備キーを操作すると次のように動作する。図１３（ｂ）で、符号ｗ２、Ｗ１、Ｗ２は図１３（ａ）同様である。なお、この縫製では、針振り機構１１は全く動かない。
【００６５】
チ．下ボタンＣ２は、下Ｙ送り機構５０により、距離ｗ２の半分の距離移動し、穴ｃ１がＰ１点に移動する。
ツ．上ボタンＢ２は、上Ｙ送り機構３０により距離Ｗ２の半分の距離移動し、ボタン差動機構７０により、距離Ｗ１の半分移動し、穴ｂ１がＰ１点に移動する。
この状態（点線で示す状態）で１針目が落とされる。そして、２針目の前に次のように動作する。
テ．下ボタンＣ２は、下Ｙ送り機構５０により、距離ｗ２分移動し、点線で示す穴ｃ２がＰ１点に移動する。
ト．上ボタンＢ２は、上Ｙ送り機構３０により距離Ｗ２分の移動し、点線で示す穴ｂ２がＰ１点に移動する。
以上を数回繰り返し、ｂ１−ｂ２（ｃ１−ｃ２）間に縦目の縫い目を形成する。次いで、ボタン差動機構７０により、上ボタンＢ２が距離Ｗ１分移動した後、テ〜トとほぼ同様にｂ３−ｂ４（ｃ１−ｃ２）間に縦目の縫い目を形成する。
【００６６】
Ｂ．横目
この場合、図１４に示すように上ボタンＢ３、下ボタンＣ３の中心と、縫い針５がＰ１点で一致した初期状態にセットされる。この縫製では下Ｙ送り機構５０は全く動かない。
図１４の初期状態で準備キーを操作すると次のように動作する。
ナ．針振り機構１１により、縫い針５は、穴ｃ１の中心と一致するＰ２点に移動する。
ニ．上ボタンＢ３は、上Ｙ送り機構３０により距離Ｗ２の半分の距離移動し、さらにボタン差動機構７０により、上下のボタンの距離ｍ１分移動し、穴ｂ１がＰ２点に移動する。
【００６７】
この状態（点線で示す状態）で１針目が落とされる。そして、２針目の前に次のように動作する。
ヌ．針振り機構１１により、縫い針５は、距離ｗ１分移動し、穴ｃ２の中心と一致するＰ３点に移動する。
ネ．上ボタンＢ３は、ボタン差動機構７０により距離ｍ１の２倍長さ移動し、穴ｂ３がＰ３点に移動する。
以上を数回繰り返し、ｂ１−ｂ３（ｃ１−ｃ２）間に横目の縫い目を形成する。次いで、上Ｙ送り機構３０により、距離Ｗ２分の移動した後、ヌ〜ネとほぼ同様にｂ２−ｂ４（ｃ１−ｃ２）間に横目の縫い目を形成する。
【００６８】
上記（１）、（２）の他にも、各種ボタン付け縫製が可能である。
例えば、図１５（ａ）に示す２つ穴（ｂ１、ｂ２）の上ボタンＢ４と２つ穴（ｃ１、ｃ２）の下ボタンＣ４の縦目あるいは横目の縫製や、図１５（ｂ）に示す２つ穴（ｂ１、ｂ２）の上ボタンＢ５と４つ穴（ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４）の下ボタンＣ５の縦目あるいは横目の縫製なども可能である。
【００６９】
（３）下ボタンなしのべた付け縫いの場合
下板５６のポジションＣで行われる下ボタンなしのべた付け縫いにおいても、各機構を自在に駆動することで多様なボタン付けが可能である。例えば、従来であれば、布地への針落ち位置は、ボタン穴の間隔分離れてしまい、図１９（ｃ）のようになってしまっていた。しかし、ミシン１では、Ｙ方向の縦目であれば下Ｙ送り機構５０により布地をＹ方向に移動させたり、あるいは、Ｘ方向の横目であればボタン差動機構７０によりボタンをＸ方向に移動させることで、異なるボタン穴を通った針の針落ち位置を布地の１箇所に落とすことが可能となり、図１９（ａ）に示す「Ｖ字」型の良好な縫い目が得られる。
【００７０】
（４）すくい縫いの場合
すくい縫いの場合、図１６（ａ）に示すように、下板５６のポジションＡに上ボタンＢをセットするとともに、布地Ｓをタング５７で折った状態で布挟持部６０にセットする。図１６（ａ）のようにセットされた状態で、例えば１針目にすくい縫いを行えば、次の２針目の針落ちの前に、上Ｙ送り機構３０及び下Ｙ送り機構５０を駆動して、１針目とは異なるボタン穴に針を通しかつ布地には針が刺さらない空縫いを行う。これを繰り返すことでＹ方向に縦目が形成できる。
加えて、４つ穴の上ボタンＢに縦方向に縫い目を形成する場合には、１列目Ｌ１の縫製時から２列目Ｌ２の縫製に移るときに、針振り機構１１により縫い針５を適切な角度Ｘ方向に振り、かつ、所定角度振られた縫い針５が目的とするボタン穴を通過できるようにボタン差動機構７０により上ボタンＢをＸ方向に移動させる。これにより、１列目Ｌ１及び２列目Ｌ２のすくい縫いのいずれにおいても、布地Ｓ上のほぼ同一の点Ｒに縫い針５を落とすことができる。したがって、図１９（ａ）に示すような「Ｖ字」型の縫い形状が形成され、この後に根巻き縫製すれば同図（ｂ）のような手縫いのような見た目の良好な縫い目が形成される。
なお、状況に応じて１列目Ｌ１から２列目Ｌ２に移る際に、ボタン差動機構７０のみにより駆動してもよい。
【００７１】
また、すくい縫いの場合、図２０（ａ）に示したように布地Ｓの中に針を落とすようにしているが、例えば１針分だけ、下Ｙ送り機構５０により布地ＳをわずかにＹ方向において後方に移動させることで、図１６（ｂ）に示すように根糸Ｔを布地Ｓの裏側に通し「力糸」を形成することができる。
【００７２】
（５）シャンクボタンの場合
シャンクボタンを縫い付ける場合、下板５６のポジションＢにおいて、回転シリンダ３７によりボタン頭部を９０度回転させ、垂直に立てた状態、すなわち根巻きと同じ状態で縫製する。図１７にセット時の初期状態の様子を模式的に示した。初期状態では、縫い針５の軸線とシャンクボタンＥのシャンク部ｅ及び下ボタンＣ６の中心がＰ１点で一致している。そして、シャンクボタンＥを４つ穴下ボタンＣ６とともに縫い付ける場合は次のように各機構が動作する。
ハ．針振り機構１１により、縫い針５は、Ｐ１点から距離ｗ１（ｃ１−ｃ３間、ｃ２−ｃ４間）の半分移動し、Ｐ２点に移動する。
ヒ．下Ｙ送り機構５０により、下ボタンＣ６は、距離ｗ２（ｃ１−ｃ２間、ｃ３−ｃ４間）の半分移動し、穴ｃ１をＰ２点に移動させる。
フ．上Ｙ送り機構３０により、シャンクボタンＥは、所定距離移動し、シャンク部ｅが、点線で示す穴ｃ１−ｃ２間に位置するように移動する。さらに、ボタン差動機構７０により、距離ｗ１の半分移動し、シャンク部ｅの中心が、穴ｃ１−ｃ２の間に位置する状態とする。
【００７３】
以上の状態で、穴ｃ１に針が落ち１針目が縫われ、次に、下Ｙ送り機構５０、上Ｙ送り機構３０が動作し、シャンク部ｅをまたぐように縫い糸が渡った状態でＰ２点において穴ｃ２に針が落ちる。これを繰り返しｃ１−ｃ２間に縦目の縫い目を形成する。
次に、縫い針５が、Ｐ２点から針振り機構１１により距離ｗ１分移動し、Ｐ３点に移動する。以後は、ｃ１−ｃ２間同様に上記ヒ以後の動作を繰り返し、穴ｃ３−ｃ４間に縦糸の縫い目を形成する。
その他、ミシン１では、シャンクボタンと２つ穴の下ボタンの縫製も自在に行うことができる。
【００７４】
（６）止め縫いの場合
すくい縫いやべた付け縫いといった縫い方の種類に関わらず、縫製の最後には数回同じボタン穴に針を落とす「止め縫い」を行う。その際、布地に対して異なる位置に針を落としたい場合には、下Ｙ送り機構５０により布地を動かすことで、同じボタン穴を通しながら、布地においては全く異なる箇所に針を落とすことができる。
【００７５】
以上のミシン１によれば、上ボタンに関しては上Ｙ送り機構３０及びボタン差動機構７０によりＹ方向及びＸ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては下Ｙ送り機構５０によりＹ方向に移動させることができる。加えて、Ｘ方向に移動可能な針振り機構１１を利用することで、下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的にＸ方向に移動させることができる。すなわち、上ボタンと下ボタン・布地とを、それぞれ、独立にＸＹ方向に駆動可能となっている。さらに、上ボタンについては、ボタン上下動機構４０により上下に移動自在であり、回転シリンダ３７により９０度向きを変えることができる。これらの機構を組み合わせることで、見た目に美しい各種ボタン付けが可能となった。
すなわち、上記で説明したように、上下のボタンの種類や穴の個数及びピッチには関係なく縫製することができる。
【００７６】
また、上ボタンに対する布地の針落ち位置を自由に設定することができるので、すくい縫いであってもべた付け縫いであっても、布地の針落ち位置をほぼ１箇所に設定することができ、上ボタンと布地との間にいわゆる「Ｖ字型」の縫目を形成することができ、この後に根巻き縫製をすれば風合いのよい縫目を形成できる。
逆に、縫い糸が太く、布地の同一箇所に針落ちすることで縫いこぶが生じてしまうような場合や、根糸によって上ボタンが布地に対して支持されるように安定させたい場合には、針落ち位置をわざとずらすこともできる。
またすくい根巻き縫製において、すくい縫い時においてボタン上下動機構４０を利用して根糸の長さを自在に設定し、次に根巻き縫製において下Ｙ送り機構５０によりわざと根糸を弛ませてから根巻き縫製をすることで、上ボタンの直下から布地まで糸が直線的に形成され見た目が良くなる。
【００７７】
また、前述のように従来は、すくい縫い工程では力糸を形成することができず根巻き時に布地を貫通させ力糸の代わりとしてしていたが、ミシン１ではすくい縫いの工程中に力糸を形成することができるので、上ボタンに十分な引張り強度を持たせることができるようになった。
【００７８】
さらに、下板５６に、ポジションＡ、Ｂ、Ｃを設けたことから、各種ボタン付けに対応できる。したがって、１つの服に複数の種類のボタン付けを施す場合に、１台のミシンで対応でき従来のようにボタン付けの種類ごとにミシンを購入することに比べてコストを抑制することができる。加えて、作業者もミシンからミシンへ縫製物を移動させたり、アタッチメントの交換などの手扱いの分が少なくなり、作業効率も向上する。
さらに、操作パネル１０３でサイクル縫いを選択すると、下Ｙ送り機構５０により下板５６を駆動し、縫い針５下の所定位置にポジションＡ、Ｂ、Ｃを適切な順に移動させることで、複数種類のボタン付け縫いを連続して行うことが可能となり、より一層作業効率が向上する。
【００７９】
そして、上記のように上ボタンと、下ボタン（布地）をそれぞれ独立にＸＹ方向に自在に移動させることが可能でありながら、下ボタンについては針振り機構を利用しているので、従来のＸＹテーブルを２台設ける場合に比較して、全体重量を低減することができる。また、針棒の揺動もＸＹテーブルの駆動も間欠的な運動ではあるが、実際の構成上、針棒の揺動は、例えば最高５０００ｒｐｍで駆動可能であるのに対し、ＸＹテーブルの方が負荷が大きく最高２７００ｒｐｍ程度でしか駆動できない。したがって、ＸＹテーブルを利用するよりも、高速運転が可能となり、作業効率が向上する。
さらに、下Ｙ送り機構５０については、ベルト駆動で構成したので長い距離移動可能となりポジションＡ、Ｂ、Ｃ間の移動を容易にしている。
【００８０】
なお、上記実施の形態では主軸の長手方向に対して直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段として説明したが、主軸の長手方向に対して平行な面内において針棒を振らせてもよい。
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、具体的な形状・構造等について適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記例では表ボタンを上ボタン、力ボタンのような裏側のボタンを下ボタンとしたが、上下逆に設置するように構成してもよい。
また、本発明に特徴的な上Ｙ送り機構、ボタン差動機構、及び下Ｙ送り機構などの具体的な構造は上記実施例に限定されない。例えば、下Ｙ送り機構は、ベルト駆動を用いていたが、ラックとピニオンのようなギア機構で構成してもよい。逆に上Ｙ送り機構やボタン差動機構をベルト駆動で構成してもよいし、上記実施例とは異なるギア構造でもよい。
チャック部９０は手動レバーにより開閉していたが、シリンダなどの駆動源を用いてボタンのチャック及び開放を行なうように構成してもよい。
【００８１】
また、ボタン穴の縫製順序について、図１３〜図１７で説明した順序に限定されず、適宜変更可能である。また、上ボタン、下ボタンの移動量についても、例えば上ボタン、下ボタンの穴ピッチが全く同じであるなどの上下ボタンの穴ピッチの関係が異なれば適宜変更すればよい。
【００８２】
さらに、本発明においては、ボタン差動機構は必ずしも設けなくてもよい。図１８には、ボタン差動機構が設けられていないチャックユニット２００を示した。図１８において、図７のチャックユニット７１と全く同じ部材については同符号を付す。例えば、上ボタンＢのＸ方向への駆動を必要としない場合には、図１８のように構成することで、アーム部４にかかる重量を軽減することができることから有用である。
【００８３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。また、上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段により布送り方向と同じ方向に、これに直交する第２ボタン送り駆動手段によりに針振り方向と同じ方向に移動させることができる。さらに、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。縫い針の揺動運動を利用すれば、結局下ボタン及び布地を上ボタンに対して相対的に布送り駆動手段に直交する方向に移動させることができる。すなわち、上ボタンと、布地（下ボタン）を、それぞれ、水平面内において互いに直行する２方向に駆動可能となっている。
よって、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係を自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【００８４】
また、上記のように上ボタンと、布地（下ボタン）をそれぞれ互いに直行する２方向に自在に移動させることが可能でありながら、下ボタンについては針振り機構を利用しているので、従来の２台のＸＹテーブルを設けこれらを駆動する場合に比較して、全体重量を低減することができる。また、針棒の揺動もＸＹテーブルの移動も、針が針板より上方に位置するときのみ動作させるので、いずれにしても間欠的な運動ではあるが、実際の構成上、針棒の揺動運動の方がテーブルを駆動するよりも速く、高速運転が可能となり、作業効率が高い。
【００８５】
請求項２に記載の発明によれば、縫い針は、針振り駆動手段により、主軸の長手方向に対して、平行または直交する面内において揺動運動する。上ボタンに関しては、第１ボタン送り駆動手段あるいは第２ボタン送り駆動手段により、布送り方向あるいは針振り方向と同じ方向に移動させることができる。また、下ボタン及び布地に関しては布送り駆動手段により針振り方向とは直交する方向に移動させることができる。
すなわち、上ボタン、布地（下ボタン）、縫い針をそれぞれ一方向に駆動可能となっているので、これらの駆動手段を組み合わせることで、上ボタンと、布地（下ボタン）の相対的な位置関係をある程度自由に変えることができ、従来は不可能であった各種ボタン付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の根巻きボタン付けミシンの一例であるミシンの外観の概略を制御ブロック図とともに示す図である。
【図２】針上下動機構と針振り機構とを示す斜視図である。
【図３】図２の針上下動機構と針振り機構それぞれの駆動モータを示す斜視図である。
【図４】図２の針上下動機構と針振り機構の要部を示す斜視図である。
【図５】上Ｙ送り機構とチャックユニットとを主に示す斜視図である。
【図６】上Ｙ送り機構とチャックユニットとを主に示す斜視図である。
【図７】チャックユニットを示す斜視図である。
【図８】チャックユニットの底面側を示す斜視図である。
【図９】チャックユニットをモータユニットが外れた状態で示す斜視図である。
【図１０】下板と下Ｙ送り機構を示す斜視図である。
【図１１】下Ｙ送り機構を下板を外した状態で示す斜視図である。
【図１２】下Ｙ送り機構の底面側を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は４つ穴上ボタンと４つ穴下ボタンの縫い付けを説明するための図であり、（ｂ）は４つ穴上ボタンと２つ穴下ボタンの縫い付け（縦目）を説明するための図である。
【図１４】４つ穴上ボタンと２つ穴下ボタンの縫い付け（横目）を説明するための図である。
【図１５】（ａ）は２つ穴上ボタンと２つ穴下ボタンを例示した図であり（ｂ）は２つ穴上ボタンと４つ穴下ボタンを例示した図である。
【図１６】（ａ）すくい縫いの様子を示す斜視図であり、（ｂ）は力糸を模式的に示す側面図である。
【図１７】シャンクボタンと４つ穴下ボタンの縫い付けを説明するための図である。
【図１８】チャックユニットの他の例を示す斜視図である。
【図１９】上ボタンを布地に縫い付ける様子を模式的に示す図である。
【図２０】根巻きボタン付け縫製の工程を説明するための図であり、（ａ）はすくい縫いを示し、（ｂ）は根巻き縫いを示す。
【符号の説明】
１ ミシン（根巻きボタン付けミシン）
５ 縫い針
７ 主軸
９ 針棒
１０ 針上下動機構（針上下駆動手段）
１１ 針振り機構（針振り駆動手段）
３０ 上Ｙ送り機構（第１ボタン送り駆動手段）
４０ ボタン上下動機構
４６ ボタン回転機構（回転手段）
５０ 下Ｙ送り機構（布送り駆動手段）
５３ タイミングベルト
５６ 下板(布送り板)
５７ タング
７０ ボタン差動機構（第２ボタン送り駆動手段）
７１、２００ チャックユニット
７２ 差動モータ
１０１ 電装ボックス
１０２ ＣＰＵ（制御手段）
１０２ａ メモリ
１０３ 操作パネル
Ｂ、Ｂ１〜Ｂ５ 上ボタン
Ｃ１〜Ｃ６ 下ボタン
Ｅ シャンクボタン
Ｓ 布地（縫製物）
Claims (8)
- 下端部に縫い針を備えた針棒を、略水平に設置された主軸により上下に駆動する針上下駆動手段と、
主軸の長手方向に対して平行または直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段と、
上面に下ボタン及び縫製物を載置する布送り板を、針振り駆動手段の針振り方向に直交する方向に駆動する布送り駆動手段と、
上ボタンを略水平に把持する上ボタン把持部を布送り駆動手段の布送り方向に平行する方向に駆動する第１ボタン送り駆動手段と、
上ボタン把持部を第１ボタン送り駆動手段の駆動方向に直交し、かつ、針振り方向に平行する方向に駆動する第２ボタン送り駆動手段と、
前記各駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする根巻きボタン付けミシン。 - 下端部に縫い針を備えた針棒を、略水平に設置された主軸により上下に駆動する針上下駆動手段と、
主軸の長手方向に対して平行または直交する面内において針棒を振らせる針振り駆動手段と、
上面に下ボタン及び縫製物を載置する布送り板を、針振り駆動手段の針振り方向に直交する方向に駆動する布送り駆動手段と、
上ボタンを略水平に把持する上ボタン把持部を布送り駆動手段の布送り方向に平行する方向に駆動する第１ボタン送り駆動手段と、上ボタン把持部を第１ボタン送り駆動手段の駆動方向に直交し、かつ、針振り方向に平行する方向に駆動する第２ボタン送り駆動手段とのいずれか一方と、
前記各駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする根巻きボタン付けミシン。 - 布送り板は、
縫製物を折り曲げた状態で保持し、すくい縫いを可能とする布保持部と、
縫製物の下方で下ボタンを保持し、下ボタン付け縫いを可能とする下ボタン保持部と、
縫製物の上面に、前記上ボタンをべた付けするべた付け縫いを可能とする上ボタンべた付け部とを備え、
布送り駆動手段は、布保持部と下ボタン保持部と上ボタンべた付け部のそれぞれが、ほぼ縫い針の下方に位置するように布送り板を駆動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の根巻きボタン付けミシン。 - すくい縫い、下ボタン付け縫い、及びべた付け縫いを含む異なる種類のボタン付け縫いの２種類以上を連続して縫製するサイクル縫いのプログラムを記憶する記憶手段を備え、
制御手段は、前記サイクル縫いのプログラムに従って、サイクル縫いを行うように前記各駆動手段を制御すること特徴とする請求項３に記載の根巻きボタン付けミシン。 - 穴の個数と穴のピッチと穴の配置の少なくとも一つが異なる組み合わせの上ボタン及び下ボタンとによる下ボタン付け縫いが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の根巻きボタン付けミシン。
- 上ボタンのボタン穴を通った縫い針の縫製物への針落ち位置が、１点に集中する縫目と、所定の２点に集中する縫目と、所定の３点以上とする縫目のそれぞれが形成可能であることを特徴とする請求項１に記載の根巻きボタン付けミシン。
- 同一のボタン穴に連続して複数回縫い針を通す止め縫いにおいて、ボタン穴の大きさに制限されずに縫製物上の任意の複数の位置に針落ちを可能としたことを特徴とする請求項１または２記載の根巻きボタン付けミシン。
- 上ボタンが鉛直に支持されるように上ボタン把持部を９０度回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の根巻きボタン付けミシン。
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