JP5142454B2

JP5142454B2 - ミシン

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Publication number: JP5142454B2
Application number: JP2004354326A
Authority: JP
Inventors: 正彦佐藤
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: CN1786315B; KR101252055B1; KR20060063740A; JP2006158650A; DE102005057848A1; CN1786315A

Description

本発明はミシンに関し、特に、縫製時に余剰の糸を引き出すことが可能なミシンに関する。

複数の被縫製物を重ねて縫い合わせるミシンの縫製時においては、均質な縫い目を形成するために、送り機構で搬送される被縫製物の縫製位置、即ち、針落ち位置近傍には略平板状の布押さえにより押圧力が印加される。このため、被縫製物の縫製位置は該押圧力を受けることにより圧縮される。そして、搬送に伴い布押さえ位置から搬送方向に移動された圧縮部分は、布押さえの押圧力から開放されて、反発力（復元力）により本来の厚さに復元されるものである。

また、前述した圧縮部分には上面側から上糸を通した針が貫通されるものであり、針板の下方側では針先に通した上糸に下糸が掛け渡され、該針先が被縫製物の下方側から上方側に引き抜かれる際に、上糸と下糸とが締め付けられることで縫製が行われる（縫い目が形成される）ようになっている。

ここで、例えば、スーツの袖と身頃とを縫製する場合等には、仕上がり品質上の要求から、肩パット上に形成される縫い目部分において縫製後も本来の肩パットの厚さが維持されていることが望ましい。一般に、ミシンにおいては布押さえによる圧縮部分に縫い目が形成されるため、肩パットのように、柔軟性を有し、且つ、本来の厚さと布押さえで押圧された時の厚さとが大きく異なる被縫製物を縫い合わせる場合は、縫製後の縫い目部分の厚さは被縫製物の本来の厚さに比べて大幅に薄くなり窪んでしまうという問題があった。

上記問題に鑑みて、針板の上方側において上下に駆動する針の針軌道を左右に揺動するレバーが横切ることにより、予め上糸を絡め取って縫製後の糸長に余裕を持たせることを可能にしたミシンが知られている（例えば、非特許文献１参照）。このような従来のミシンにおいては、レバーはリンク機構を介して布厚に応じて昇降可能な布厚検出手段を有する構成となっている。これにより、布の厚さの変化に応じて縫製時に一定量の余剰の上糸を確保することができ、縫製後の縫い目部分の厚さと被縫製物本来の厚さとの差を緩和することができるようになっている。
デュルコップ社製、Ｄ６９７パーツブック

しかしながら、上記非特許文献１に示す従来のミシンにおいては、本来の布の厚さを検出する布厚検出手段は、長穴と該長穴に係合されるピンとによって連結されるロッドを有する構成であるため、布の厚さの変化量に対するレバーの上下方向への昇降量は一定の比率に調節できるに過ぎない。即ち、布の厚さの変化量に対して線形（一次）的に変化できるに過ぎず、布の厚さ変化に対する応答が本来の布の厚さのみを基準とする近似的なものであった。また、比率調節は手動作業なので縫製中には行うことができず、一定の比率のままで縫製を行わねばならないという問題があった。

さらに、余剰の糸の長さは単に該布厚検出手段によって検出される布本来の厚さのみを基準に定められ、弾力性や復元力が異なる被縫製物を縫製する場合には、連結部である長穴とピンとを再度調整し直さなければならなかった。この長穴部に係合するピンの調整は作業者の手作業によるため、手間がかかる上に微調整が難しく、同じ素材の被縫製物を縫製する場合に再現性が低いという問題があった。

また、レバーの左右方向への揺動動作は、作動或は停止の切り換えができるに留まり、布の厚さや復元量に応じて左右方向の揺幅を調節することができない。即ち、布厚に応じた上糸の確保量を左右方向の動作によっては調節することができないという問題があった。

さらに、レバーの左右方向への揺動動作は、ミシン主軸の回転がギアを介して伝達される構成となっており、その回転数は半減されて伝達される。従って、ミシン主軸と同期して上下に駆動される針が、上下に２往復するごとにレバーが左右に１往復する構成となっている。このため、左右方向に対するレバーの駆動パターンは、針が上昇するたびにその下方側をレバーが横切るという動作ができるに留まり、動作パターンが変更できないという問題があった。

本発明は、糸の弛め方をより自由に行うことができるミシンを提供することをその目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ミシンモータと、前記ミシンモータの駆動により針を上下に駆動する針駆動機構と、前記針駆動機構に同期して針板上の被縫製物を搬送する送り機構と、前記針板上に前記被縫製物を押圧する押さえ機構と、前記針の上下動経路を送り方向と交差する方向に横切ることで前記針と前記被縫製物との間に渡された針糸を絡めて糸長を余分に引き出すように送り方向に沿って配置された糸弛め部材を有する糸弛め機構と、を備えるミシンにおいて、
前記糸弛め機構は、前記針の上下動経路を前記送り方向と交差する方向に横切るように前記糸弛め部材を駆動する交差方向駆動手段を有し、
前記交差方向駆動手段は、前記糸弛め部材の回動の駆動源となる左右駆動モータを有し、
前記交差方向駆動手段の駆動頻度又は駆動量を制御する機能を有する制御手段を備え、
前記糸弛め機構は、
前記糸弛め部材を上下方向に駆動可能な上下駆動手段と、
前記送り機構により搬送される前記被縫製物の厚さを検出する厚さ検出手段とを有し、
前記制御手段は、
前記厚さ検出手段の検出厚さに基づいて前記上下駆動手段を制御する機能を有することを特徴とするミシンである。

請求項１に記載の発明では、糸弛め機構の糸弛め部材は交差方向駆動手段により駆動され、該交差方向駆動手段は制御手段によってその駆動頻度、駆動量或いは駆動速度等が制御される。即ち、糸弛め機構の糸弛め部材は、制御手段において針の上下動に交差する方向への駆動頻度、駆動量或いは駆動速度等が自在に設定又は変更可能となり、該制御手段における設定に従い交差方向駆動手段により左右方向に駆動される。

また、送り機構により縫製位置に搬送される被縫製物の厚さが厚さ検出手段によって検出される。また、糸弛め機構の糸弛め部材は、上下駆動手段によって上下に昇降される。また、該上下駆動手段は、厚さ検出手段で検出された検出値、即ち、被縫製物の本来の厚さに基づいて制御手段により駆動制御される。即ち、厚さ検出手段によって検出された被縫製物の本来の厚さが制御手段に出力され、該制御手段に格納された、或いは、該制御手段における設定に従い糸弛め部材の昇降量が算出されて上下駆動手段にリアルタイムでフィードバックされることにより、一針ごとの余分に確保するべき糸の長さを正確に引き出す縫製が行われる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミシンにおいて、前記制御手段は、前記厚さ検出手段の検出値に基づいて前記交差方向駆動手段を制御する機能を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、糸弛め機構の交差方向駆動手段は、厚さ検出手段によって検出された被縫製物の本来の厚さに基づいて該交差方向駆動手段を制御する制御手段によってその駆動を制御される。即ち、送り機構によって搬送される被縫製物の本来の厚さが厚さ検出手段によって検出され、該検出値が制御手段に出力される。制御手段は、この検出値に基づき上下駆動手段のほか交差方向駆動手段の駆動もまた制御するものである。

請求項１に記載の発明によれば、糸弛め機構の糸弛め部材は交差方向駆動手段により駆動可能となり、該交差方向駆動手段は制御手段によって左右方向への駆動頻度、駆動量及び駆動速度等が自在に設定又は変更可能となる。従って、ミシンモータから分力された駆動力を得ることで駆動される糸弛め部材を有する従来のミシンと比較して、糸弛め部材の左右方向への駆動頻度又は駆動量を自由に設定することができ、さらには縫製中において駆動頻度や駆動量を変化させる制御も行うことができる。これにより、一針（１ピッチ）あたりの縫製動作において余分に引き出すことができる糸の長さを所望の値に設定し或いは所望の変化を生じさせることが可能となる。従って、様々な被縫製物の厚さや素材に応じて、多様な縫製が可能となる。

また、特に、糸弛め機構の糸弛め部材は、厚さ検出手段により検出された被縫製物の本来の厚さに基づき制御手段によってその駆動が制御可能となる。従って、長穴とピンとを介して連結された検出腕を有することにより昇降量を一定の比率で変更可能であった従来のミシンに比べて、上下方向への昇降量を自在に設定或いは変更することが可能となる。これにより、一針（１ピッチ）あたりの縫製動作において余分に確保する糸の長さをきめ細かく設定することができ、縫製後においても被縫製物の本来の厚さを維持する縫製を行うことが可能となる。さらに、上下駆動手段は、厚さ検出手段によって検出された検出厚さに基づいて該上下駆動手段の制御を行う制御手段によってその駆動が制御されるため、縫製位置に搬送される被縫製物の本来の厚さがリアルタイムでフィードバックされ、一針ごとに被縫製物の本来の厚さに正確に対応する余分な長さの糸を引き出すことができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、制御手段は、厚さ検出手段によって検出された被縫製物の厚さに基づいて交差方向駆動手段の駆動を制御する機能を備えていることにより、送り機構で搬送される被縫製物の本来の厚さをリアルタイムにフィードバックすることができ、一針ごとに余分に引き出すべき糸の長さを正確に確保することができる。また、上下駆動手段のほか交差方向駆動手段の動作もまた、厚さ検出手段によって検出された被縫製物の本来の厚さに基づいて制御することができるため、縫製位置に搬送される被縫製物の本来の厚さに正確に対応して、これら上下駆動手段と交差方向駆動手段との駆動頻度、駆動量及び駆動速度等を任意に組み合わせることができるとともに、多様な縫製条件や縫製パターンに応じて縫い目を形成することができる。

（実施の形態の全体構成）
本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１はミシン１０の要部構成を示す斜視図である。
ここで、後述する縫い針１１が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向（被縫製物の送り方向）をＸ軸方向（前後方向）とし、Ｘ軸方向とＺ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（左右方向）と定義する。また、ミシン１０において、ミシンベッド部２１の上側に設けられた針板１３はＸ−Ｙ平面に平行に配設されているものとする。

本実施形態たるミシン１０は、被縫製物たる布地に対して厚手の材料、例えばパット等を縫い付けるミシンであって、通常よりも厚物縫いに適した構成となっている。以下の説明において、単に「被縫製物」という場合には、布地とパットを重ねた状態の物を示すものとする。
ミシン１０は、テーブル１の上面に載置され、そのほぼ全体の構成を支持格納する本体フレーム２０と、縫い針１１を保持すると共に本体フレーム２０に上下動可能に支持された針棒と、ミシンモータ３の駆動により針棒を上下動させる針駆動機構としての上下動機構と、針板１３に載置された被縫製物をＸ軸方向に沿って送る送り機構と、針板１３上の被縫製物を上方から押圧して押さえる押さえ機構を構成する布押さえ１２と、針板１３上の被縫製物の厚さを検出する布厚検出手段３０と、布厚検出手段３０により検出された検出厚さに応じて縫い糸の糸弛めを行う作業手段としての糸弛め機構４０と、上記各構成に対して動作制御を行う動作制御手段８０とを備えている。

（本体フレーム）
本体フレーム２０は、その一端部の上面に針板１３を備えたミシンベッド部２１と、ミシンベッド部２１の他端部側から立設された縦胴部２２と、縦胴部２２の上端からミシンベッド部２１と同じ方向に延出されたミシンアーム部２３とを備え、全体的には略コ字状に形成されている。

（縫い針）
上記縫い針１１は、本体フレームに支持された図示しない針棒を介して上下動機構によりＺ軸方向に沿って往復駆動する。縫い針１１はその先端近傍に図示しない上糸が通されており、Ｚ軸方向の往復動作により針板１３の上面の被縫製物を貫通して針板１３の下側まで上糸を送り、図示しない釜の繰る下糸に絡げて縫製を行う。

（上下動機構）
図示しない上下動機構は、本体フレームに固定され、針棒の上下端部をそれぞれ滑動可能に支持する上下のメタル軸受けと、ミシンアーム部２３内でＹ軸方向に沿って回転可能に配設された上軸と、上軸を回転駆動するミシンモータ３と、この上軸の端部に固定装備された回転錘と、回転錘の回転中心から偏心した部位と針棒とを連結するクランクロッドとを備えている。
そして、上軸及び回転錘がミシンモータ３により回転駆動されると、クランクロッドは針棒に対して回転駆動力を上下動駆動力に変換して伝達し、上下方向に往復駆動させることが可能となっている。

（布押さえ）
図２は布押さえ１２の周囲の構成を示す拡大斜視図である。布押さえ１２は、四角い枠状で内側は上下に貫通している。そして、縫い針は布押さえ１２の内側で針落ちを行い、布押さえ１２の内側で縫製を行うようになっている。また、糸弛め部材４１も、布押さえ１２の枠内でＹ軸方向に移動を行う。
布押さえ１２は、ミシンアーム部２３の先端部の下部においてＺ軸方向に沿って移動可能に支持された布押さえ支持棒１４の下端部に保持されており、この布押さえ支持棒１４は図示しない押さえ用ステッピングモータにより上下動を行うようになっている。
つまり、動作制御手段８０が、縫製時において布厚検出手段３０により検出された布厚に応じて押さえ用ステッピングモータを制御して布押さえ１２の高さ調節を行い、適正な高さから布押さえが行われるようになっている。

（送り機構）
図示しない送り機構は、針板１３の下方にあって針板上面に出没する送り歯と、送り歯をＸ軸方向に沿った送り方向に移動させる伝達機構とを有している。かかる伝達機構は、ミシンモータの駆動により、送り歯を針板１３の上面に出現させながらＸ軸方向の一定方向（正送り方向）に縫いピッチ分移動させる。また、伝達機構の送り動作は、縫い針１１の上下動と同期して周期的に行われる。これにより、送り機構は、針板１３上の被縫製物を縫いピッチ単位で送るようになっている。

（布厚検出手段）
布厚検出手段３０は、布押さえ１２の近傍においてその先端部が針板１３上の被縫製物に上方から接する検出アーム３１と、検出アーム３１の揺動角度を検出する角度検出手段であるポテンショメータ３２とを備えている。当該ポテンショメータ３２は、ミシンアーム部２３の先端下部に配置されている。

ポテンショメータ３２は、回転可能な検出軸を備えており、当該検出軸が本体フレーム２０の内側で支持されている。かかるポテンショメータ３２は、検出軸に生じた回転角度に応じた信号を動作制御手段８０に出力する機能を備えると共に、当該検出軸により検出アーム３１の基端部を軸支している。
検出アーム３１は、その基端部がポテンショメータ３２の検出軸に支持され、その先端部が検出軸と直交する方向であって斜め下方に向かって垂下されている。かかる検出アーム３１の先端部は、針板１３上面における布押さえ１２のＹ軸方向に隣接した位置に着地しており、縫製時には針板１３の上面にセットされた被縫製物の上に当接する配置となっている。従って、縫製時には被縫製物の厚さに応じて検出アーム３１は回動せしめられ、基端部側のポテンショメータ３２の検出軸は厚さに応じた回転角度分だけ動作制御手段８０に信号出力を行う。そして、動作制御手段８０では、検出回転角度と既知である検出アーム３１の長さから被縫製物の厚さを算出するようになっている。

（糸弛め機構）
糸弛め機構４０は、縫い針１１の上下動経路を送り方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（Ｙ軸方向）に横切ることで被縫製物に縫い込まれる縫い糸に一時的に絡んで糸弛めを行う糸弛め部材４１と、布押さえ支持棒１４に対して回動と上下動とを可能に支持された糸弛め部材４１の保持体４２と、保持体４２を介してＺ軸方向を軸として糸弛め部材４１を回動させる交差方向駆動手段としての左右駆動機構４４と、保持体４２を介してＺ軸方向に沿って糸弛め部材４１を移動させる上下駆動手段としての上下駆動機構５１とを備えている。

上記保持体４２は、布押さえ支持棒１４の下端部近傍であって布押さえ１２よりも幾分上側に配置されている。この保持体４２は貫通穴が形成され、当該貫通穴に布押さえ支持棒１４を挿通させることで当該布押さえ支持棒１４に沿って移動が可能であり、布押さえ支持棒１４を中心とする回動が可能となっている。

糸弛め部材４１は、その基端部が保持体４２に固定装備されており、当該基端部から布押さえ支持棒１４と直交する方向に向かって（Ｘ軸方向に沿って）一旦延設されると共に途中からＵターンを全く逆方向に向かってその先端部が延設されている。さらに、糸弛め部材４１は、折り返し部分を境にその先端部側部分４１ｂと基端部側部分４１ａとが互いに平行ではあるが、互いにＹ軸方向とＺ軸方向についてずれるように配置されている。
前述したように、保持体４２は布押さえ支持棒１４を中心に回動可能に支持されているため、糸弛め部材４１も同様に支持棒１４を中心に回動を行う。そして、糸弛め部材４１はその回動により、縫い針１１の上下動経路を通過するように配置されている。
なお、糸弛め部材４１は、左右駆動機構４４により、縫い針１１の上下動経路を横切る一定の角度範囲で往復回動が行われるが、糸弛め部材４１がおおむねＸ軸方向に沿った状態（少なくともＹ軸方向よりもＸ軸方向に沿った状態となる範囲）を維持する角度範囲で往復回動が行われる。

左右動機構４４は、針糸を通して上下に駆動する縫い針１１の上下動経路を送り方向と交差する方向に横切るように糸弛め部材４１を駆動する交差方向駆動手段であって、糸弛め部材４１の回動の駆動源となる左右駆動モータ４５と、左右駆動モータ４５の出力軸の基端部が連結された駆動アーム４６と、図示しない支持部材により本体フレーム２に回動可能に支持された支軸４７と、支軸４７の上端部に固定装備された入力アーム４８と、支軸４７の下端部に固定装備された出力アーム４９と、入力アーム４８の回動端部と駆動アーム４６の回動端部とを連結する連結リンク体５０とを備えている。

上記左右駆動モータ４５は、後述する動作制御手段８０からのパルス信号に従って駆動頻度及び駆動量（回動量）が制御可能なパルスモータ（ステッピングモータ）であって、その出力軸がＺ軸方向に沿うように本体フレーム２０に固定装備されている。そして、駆動アーム４６は駆動モータ４５の出力軸に対して直交する方向に延設されている。
支軸４７は、Ｚ軸方向に平行となるように本体フレーム２０に支持されている。そして、入力アーム４８と出力アーム４９とは、支軸４７の上端部と下端部とにおいてそれぞれ支軸４７と直交する方向に延設されている。さらに、駆動アーム４６と入力アーム４８とは各々の回動端部が連結リンク体５０により連結されているため、左右駆動モータ４５の駆動により、各アーム４６，４８とリンク体５０を介して支軸４７及び出力アーム４９を回動させることができるようになっている。なお、左右駆動機構４０による糸弛め部材４１の左右方向への駆動は、上下動機構によって上下に往復駆動される縫い針１１が、該糸弛め部材４１よりも上方側に位置するときに行われるように制御されることは言うまでもない。

出力アーム４９は、その延設された回動端部が二叉に分離された形状に形成されており、保持体４２から上方に突出した係合突起４３が内側に入り込んだ状態で係合するようにになっている。この係合突起４３は、保持体４２の貫通穴に挿通された布押さえ支持棒１４と平行となるように保持体４２に突設されており、貫通穴を挟んで糸弛め部材４１とは逆側の端部に設けられている。かかる配置により、出力アーム４９が左右駆動モータ４５の駆動により揺動を行うと、係合突起４３を介して保持体４２及び糸弛め部材４１が布押さえ支持棒１４を軸として回動し、さらには、糸弛め部材４１の先端側部分４１ｂをＹ軸方向に沿って移動させることが可能となっている。

上下動機構５１は、糸弛め部材４１の上下動の駆動源となる上下駆動モータ５２と、上下駆動モータ５２の出力軸の基端部が連結された駆動アーム５３と、図示しない支持部材により本体フレーム２に一端部が回動可能に支持された作用リンク体５４と、作用リンク体５４の長手方向中間位置と駆動アーム５３の回動端部とを連結する連結リンク体５５とを備えている。

上記上下駆動モータ５２は、上述した左右駆動モータ４５と同様に、後述する動作制御手段８０からのパルス信号に従って駆動頻度及び駆動量（回動量）が制御可能なパルスモータ（ステッピングモータ）であって、その出力軸がＹ軸方向に沿うように本体フレーム２０に固定装備されている。そして、駆動アーム５３は駆動モータ５２の出力軸に対して直交する方向に延設されている。さらに、駆動アーム５３の回動端部には連結リンク体５５の一端部が連結されているので、上下駆動モータ５２の駆動により駆動アーム５３が回動を行うと、連結リンク体５５をその略長手方向に沿って往動させることができる。

作用リンク体５４は、前述したようにその一端部が図示しない支持部材により本体フレーム２０に軸支されている。そして、作用リンク体５４の他端部には、その長手方向に直交する方向に突出したボス状の突起５６が設けられている。前述した保持体４２の側面には糸弛め部材４１が延設されている方向（略Ｘ軸方向）と平行に溝部５７が形成されており、突起５６が溝部５７の内側に挿入された状態で作用リンク体５４と保持体４２との係合が図られている。さらに、作用リンク体５４の長手方向中間位置には連結リンク体５５が連結されているので、上下駆動モータ５２が駆動を行うと、駆動アーム５３及び連結リンク体５５を介して作用リンク体５４をその一端部を中心として回動させることができ、その結果、作用リンク体５５の他端部において突起５６を介して支持体４２及び糸弛め部材４１を布押さえ支持棒１４に沿わせて上下動させることができる。

（動作制御手段）
動作制御手段８０は、ミシン１０の動作全体の制御を行う制御手段であり、図３のブロック図に示すように、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、ＲＯＭ８３、ＥＥＰＲＯＭ８４等を備えている。なお、かかる動作制御手段８０には、操作パネル９０（入力手段）のほか、図示しない主軸駆動回路、ペダル装置、回転速度検出回路、頭部回転角検出回路、比較判断器等が接続されている。
具体的には、ＣＰＵ８１は、操作パネル９０（入力手段）や、図示しないペダル装置、回転速度検出回路、頭部回転角検出回路等から出力された信号に基づき、主軸駆動回路にミシンモータ３への駆動制御指令を行うことで、ミシンモータ３に流れる電流量を最適に制御して、ミシンモータ３の回転速度を制御するように構成されている。また、記憶手段であるＲＡＭ８２はＣＰＵ８１の処理において一時的なデータの記憶等作業領域となり、ＲＯＭ８３には、ＣＰＵ８１が各処理を行うための制御プログラムが格納されている。また、ＥＥＰＲＯＭ８４は、ミシン１０の電源がＯＦＦにされても記憶内容が消えることなく保存可能な不揮発性メモリであって、かかるＥＥＰＲＯＭ８４には各動作制御プログラムや縫製データ等が書換え可能に格納されている。
そして、本実施形態における動作制御手段８０には、操作パネル９０が接続されており、オペレータの入力操作によってミシン１０の動作パターン等を設定又は変更することが可能となっている。また、本実施形態においては、糸弛め機構４０の左右駆動モータ４５及び上下駆動モータ５２が接続されており、上述した操作パネル９０から該左右駆動モータ４５及び上下駆動モータ５２の駆動頻度や駆動量等を制御するための各設定値を入力可能に構成されている。

操作パネル９０は、図１では図示しないが本体フレーム２０の上部に配設されており、オペレータの操作により入力された各設定値を出力信号として動作制御手段８０に伝達する。

そして、本実施形態における動作制御手段８０は、前述した布厚検出手段３０の検出値に基づき左右駆動モータ４５及び上下駆動モータ５２の駆動頻度及び駆動量等を制御する機能を備えている。具体的に、動作制御手段８０は、上述した操作パネル９０からの入力操作に従って、布厚検出手段３０で検出された値（布厚）に対する左右駆動モータ４５或は上下駆動モータ５２の駆動量を決定する制御を行う機能を有している。即ち、例えば、布厚検出手段３０で検出された布の本来の厚さがｈであった場合、左右駆動モータ４５による左右方向への振幅をａ＊ｈ、上下駆動モータ５２による上下方向への移動量をｂ＊ｈ（ａ、ｂは操作パネル９０より設定入力可能）とする制御を行う機能を有している。なお、操作パネル９０から入力された各設定値（例えば、ａ、ｂ等）は、動作制御手段８０のＥＥＰＲＯＭ８４中に格納されることにより記憶されるようになっている。即ち、ａ、ｂの値を任意に変更することにより、任意の振幅で揺動させることができるようになっている。また、検出厚さに対して所定の設定数値を加算して左右方向への振幅或いは上下方向への移動量とする制御を行っても良い。
また、動作制御手段８０は、縫製動作中においても操作パネル９０からの入力（設定又は変更）を受け付ける機能を備えている。
また、動作制御手段８０は、上記操作パネル９０からの入力動作により糸弛め部材４１の左右振動数（駆動頻度）即ち、間引き率等を設定することができるようになっている。具体的には、例えば針落ち回数がｎ回となるごとに糸弛め部材４１を１回駆動する（振らせる）制御（間引き）を行う場合、設定値ｎを操作パネル９０から設定可能とするものである。より詳細には、ミシンモータ３の出力軸の回転数をカウントして概カウント値がｎとなったときに左右駆動モータ４５が駆動される制御を行う機能を有している。
また、動作制御手段８０は、布厚検出手段８０によって検出された布厚が一定値（例えば、ｄｓ）以上となった場合に糸弛め部材４１の駆動量を変更する制御を行う機能を備えている。具体的には、動作制御手段８０は、検出厚さｄｓ未満の時には前述した通り左右駆動モータ４５による左右方向への振幅をａ＊ｈ、上下駆動モータ５２による上下方向への移動量をｂ＊ｈとする制御を行い、検出厚さｄｓ以上の時には前述した通り左右駆動モータ４５による左右方向への振幅はａ＊ｈのままだが、上下駆動モータ５２による上下方向への移動量をｂ’＊ｈとする制御を行う。このとき、一定値ｄｓ及びｂ’は操作パネル９０から入力操作することによって設定可能となっており、設定があると、動作制御手段８０は、各設定値を前述したＥＥＰＲＯＭ８４に記憶する処理を行う。

次に、本実施形態に係るミシン１０の作用について、図面を参照して詳しく説明する。
まず、送り機構の送り動作によって被縫製物である布が針板１３と検出アーム３１の先端（下端）との間に搬送されると、布の厚さに応じて検出アーム３１の先端は上昇され、該検出アーム３１はポテンショメータ３２の検出軸を中心に回動される。そして、検出アーム３１の回動に伴って回動される検出軸の回動角度がポテンショメータ３２によって検出される。ここで検出された角度は、回動角度に応じた電気信号となって動作制御手段８０に出力される。
布厚検出手段３０からの検出信号は、ＣＰＵ８１によって認識される。ＣＰＵ８１は、該検出信号から算出される布厚に基づき、記憶手段であるＲＡＭ８２、ＲＯＭ８３、ＥＥＰＲＯＭ８４等に格納されている動作制御プログラムに従って、縫い針１１が上位置に上昇している間に該縫針１１の上下動経路と交差する方向（左右方向）に糸弛め部材４１を駆動するための駆動量を示す信号を左右駆動モータ４５及び上下駆動モータ５２に出力する。なお、左右駆動モータ４５に対しては、設定された駆動頻度に応じて間欠的に駆動量の信号が出力される。そして、該出力信号に基づき、左右駆動モータ４５及び上下駆動モータ５２が駆動され、糸弛め部材４１は上下方向及び左右方向に駆動されるものである。また、糸弛め部材４１の駆動に伴って、該糸弛め部材４１の先端部側部分４１ｂには一時的に針糸が絡められ、一針（１ピッチ）分の縫製動作ごとに布厚に応じた長さの縫い糸が確保される。

次に、上記糸弛め機構４０によって縫製時に余剰の糸を確保する動作について図４に示す動作説明図を参照して詳しく説明する。図４は、縫製が行われる針板１３付近を上方側（Ｚ軸方向）から見た場合の概略図である。
まず、図４におけるＸ−Ｙ平面に沿って下方側から布が搬送される。ａ１は針落ち位置であり、糸弛め部材４１の先端側部分４１ｂは当初、針落ち位置ａ１に対して図４における左側に寄せられた状態で待機している（図４（ａ）参照）。
次に、送り機構の送り動作に伴い、図４中の上方側（Ｘ軸方向）に布が搬送されると、一番目の針落ち位置ａ１において布から抜かれて上昇した縫い針１１の先端が先端側部分４１ｂよりも上位置側に位置する間に左右駆動モータ４５が駆動され、糸弛め部材４１は針落ち位置ａ１の右側に移動される。このとき、針落ち位置ａ１と縫い針１１の先端との間に掛け渡された上糸が先端側部分４１ｂによって針落ち位置の右側に寄せられる。上糸は縫い針１１の先端部にと共に次の針落ち位置ａ２に侵入することにより先端部側部分４１に上糸が掛け渡される（図４（ｂ）参照）。針落ち位置ａ２から縫い針１１が抜かれて上昇すると、先端側部分４１ｂが左側に移動される。そして、縫い針１１が第３の針落ち位置ａ３に侵入することにより先端部側部分４１ｂに上糸が掛け渡される（図４（ｃ））。このように、上下動機構により針が２回上下に往復動作する度に、糸弛め部材４１は左右（Ｙ軸）方向に一往復され、右へ左へと上糸を案内しながら先端部側部分４１ｂに糸が掛け渡されていく。該先端部側部分４１ｂに掛け渡された上糸は、送り動作にともなって搬送方向（Ｘ軸方向）、即ち、図４における上方側に移動され、針落ちが繰り返され（図４（ｄ）〜（ｆ））、先端部側部分４１ｂの開放端が途切れると該先端部側部分４１から外れて余剰分の糸が確保されるものである（図４（ｇ）参照）。この場合の余分となる糸の長さは、前述した布厚検出手段３０によって検出された布厚に基づいて１ピッチごとに決定され、左右駆動モータ４５の駆動量及び上下駆動モータ５１の駆動量を制御することにより最適な長さを確保する制御が行われる。

また、動作制御手段８０は、上述した操作パネル９０からの入力操作に従って、布厚検出手段３０で検出された値（布厚）に対する左右駆動モータ４５或は上下駆動モータ５２の駆動量を決定する制御を行う。即ち、例えば、布厚検出手段３０で検出された布の本来の厚さがｈであった場合、左右駆動モータ４５による左右方向への振幅をｈ＊ａ、上下駆動モータ５２による上下方向への移動量をｈ＊ｂ（ａ、ｂは操作パネル９０より設定入力可能）とする制御が行われる。なお、操作パネル９０から入力された値ａ、ｂ等は、ＥＥＰＲＯＭ８４中に格納されることにより記憶される。即ち、ａ、ｂの値を任意に変更することにより、任意の振幅で揺動させることができる。
また、動作制御手段８０は、縫製動作中においても操作パネル９０からの入力（設定又は変更）を受け付ける。
また、動作制御手段８０は、上記操作パネル９０からの入力動作により糸弛め部材４１の左右振動数（駆動頻度）、間引き率等の設定を可能とする。具体的には、例えば針落ち回数がｎ回となるごとに糸弛め部材４１を１回駆動する（振らせる）制御（間引き）を行う場合、設定値ｎを操作パネル９０から設定可能とするものである。より詳細には、ミシンモータ３の出力軸の回転数をカウントして概カウント値がｎとなったときに左右駆動モータ４５が駆動される制御を行う。
さらに、布厚値が一定の値ｄｓ以上である場合に、布厚値に基づいて決定される糸弛め糸弛め量の割合を変化させる制御を行っているので、一定の変化にとどまらず、自在且つ多彩な縫いを行うことができる。

次に、動作制御手段８０の制御動作について図５に示すフローチャートに基づいて詳しく説明する。
まず、スタートスイッチが入れられると主モータであるミシンモータ３が駆動される（ステップＳ１）。ミシンモータ３の駆動に伴い、ＣＰＵ８１ではミシンモータ３の出力軸が糸弛め開始角度であるか否かの判断が行われる（ステップＳ２）。即ち、ミシンモータ３の出力軸の回転により上下動機構によって上下に駆動される縫い針１１が、糸緩め部材４１よりも上方側となる範囲にあって、糸弛め部材４１が縫い針１１の上下動経路を横切ることができるタイミングであるか否かの判断がＣＰＵ８１において行われる。
そして、ミシンモータ３の出力軸が糸弛め動作開始角度にある場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、即ち、縫い針１１が上位置となる場合は、動作制御手段８０に設けられた間引きカウンタがこれを１カウントとして数えることにより、ミシンモータ３の回転数に応じて順次カウントが加算され（ステップＳ３）、その数が動作制御手段８０に記録されていく。そして、カウント数が記憶手段に記憶されている設定値Ｍ、即ち、縫い針１１が上下動する回数に対する左右方向の移動回数（間引き率）に達したことがＣＰＵ８１において認識された場合（ステップＳ４）、蓄積されたカウント数を再び０に戻し（ステップＳ５）、布厚検出手段３０で検出された布厚ｄが、記憶手段に記憶されている、或いは、操作パネル９０から入力又は変更された布厚ｄｓを超えたか否かの判断が行われる（ステップＳ６）。つまり、布厚検出手段３０により検出された布厚ｄが間引き動作を開始するしきい値ｄｓを超えたか否かの判断がＣＰＵ８１において行われる。布厚が前述したしきい値を超えない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、例えば、布厚ｄに対し、左右駆動モータ４５をｄ＊ａ、上下駆動モータ５２をｄ＊ｂ（ａ、ｂは変更可能な設定値）の駆動量で左右方向、上下方向のそれぞれに駆動する信号を出力する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ２の処理に戻される。
また、布厚が前述したしきい値を超えた場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、例えば、布厚ｄに対し、左右駆動モータ４５をｄ＊ａ、上下駆動モータ５２をｄ＊ｂ’（ｂ’は変更可能な設定値）の駆動量で左右方向、上下方向のそれぞれに駆動する信号を出力する（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ２の処理に戻される。
また、ステップＳ４においてカウント数が間引き設定値Ｍに達しない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、布厚検出手段３０によって検出される布厚ｄ（ステップＳ８）に応じて上下駆動モータ５２のみをｄ＊ｂの駆動量で駆動する制御が行われる（ステップＳ９）。即ち、カウント数、つまり、針落ち回数が、設定された間引き回数に満たない場合は左右方向への駆動（間引き）は行わず、布の厚さに追従する上下方向の昇降動作のみを行う制御が行われる。その後、再び、ミシンモータ３の出力軸が糸弛め開始角度か否かの判断が行われる（ステップＳ２）。
また、ステップＳ２においてミシンモータ３の出力軸が糸弛め開始角度でない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、縫製動作中において操作パネル９０から、布厚ｄに対応する左右方向の駆動量を決める係数ａ及び、布厚ｄに対応する上下方向への駆動量を決める係数ｂを変更する入力操作が行われたか否かを判断する制御が行われる（ステップＳ１０）。そして、設定値ａ、ｂを変更する入力操作が行われた場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、変更された値をそれぞれ左右方向及び上下方向に対する新たな駆動量として記憶する制御が行われた後（ステップＳ１１）、ミシンモータ３の出力軸が糸弛め開始角度か否かの判断が行われる（ステップＳ２）。また、設定値ａ、ｂを変更する入力操作が行われない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、再びステップＳ２に移行してミシンモータ３の出力軸が糸弛め開始角度か否かの判断が行われる（ステップＳ２）。

以上のように、本実施形態に係るミシン１によれば、糸弛め機構４０の糸弛め部材４１は左右駆動機構４４の駆動源をミシンモータ３と独立した回転量の制御が可能なモータとしたので、該左右駆動機構４４は動作制御手段８０によって左右方向への駆動頻度、駆動量及び駆動速度等が自在に設定又は変更可能となる。従って、ミシンモータ３から分力された駆動力を得ることで駆動される糸弛め部材４１を有する従来のミシンと比較して、糸弛め部材４１の左右方向への駆動頻度、駆動量及び駆動速度等を自由に設定又は変更して駆動する制御を行うことができる。これにより、一針（１ピッチ）あたりの縫製動作において余分に或いは少な目に糸を弛めることが可能となる。従って、様々な被縫製物の厚さや素材に応じて、縫製後にも被縫製物の本来の厚さを維持する縫製を行うことができ、被縫製物の本来の厚さを損なうことなく所望の仕上がり品質を得ることができる。

また、糸弛め機構４０の糸弛め部材４１は、布厚検出手段３０により検出された被縫製物の本来の厚さに基づき動作制御手段８０の制御プログラムによってその駆動が制御可能となる。従って、手動調節を行う場合に比べて、上下方向への昇降量を自在に設定或いは変更することが可能となる。これにより、一針（１ピッチ）あたりの縫製動作において余分に確保する（弛める）糸の長さをきめ細かく設定することができ、縫製後にも被縫製物の本来の厚さを維持する縫製を行うことができる。さらに、上下駆動機構５１は、布厚検出手段３０によって検出された検出厚さに基づいて該上下駆動機構５１の制御を行う動作制御手段８０によってその駆動が制御されるため、縫製位置に搬送される被縫製物の本来の厚さがリアルタイムでフィードバックされ、一針ごとに被縫製物の本来の厚さに正確に対応する長さの糸を確保することができる。

また、動作制御手段８０は、布厚検出手段３０によって検出された被縫製物の厚さに基づいて左右駆動機構４４の駆動を制御する機能を備えていることにより、送り機構で搬送される被縫製物の本来の厚さを左右方向の駆動に対してもリアルタイムにフィードバックすることができ、一針ごとに余分に確保するべき長さの糸を正確に確保することができる。また、上下駆動機構５１のほか左右駆動機構４４の動作もまた、布厚検出手段３０によって検出された被縫製物の本来の厚さに基づいて制御することができるため、縫製位置に搬送される被縫製物の本来の厚さに対応して、これら上下駆動機構４４と左右駆動機構５１との駆動頻度、駆動量及び駆動速度等を任意に組み合わせることにより多様な縫製条件や縫製パターンに応じて縫い目を形成することができる。
また、糸弛め部材４１を左右に駆動する左右駆動モータ４５及び上下に駆動する上下駆動モータ５２は、共にパルスモータを適用する構成としたため、動作制御手段８０に備えられる記憶手段（ＲＡＭ８２、ＲＯＭ８３、ＥＥＰＲＯＭ８４等）においてその駆動量や駆動頻度等の設定を記憶することができ、同様の被縫製物を縫製する場合の再現性を高めることができる。従って、縫製条件の設定に要する時間を大幅に短縮することができ、作業効率を大幅に向上させることができる。
また、糸弛め部材４１の駆動頻度及び駆動量は、動作制御手段８０に接続された操作パネルからの入力操作だけで設定及び変更が可能であるため、手作業で調節を行う場合に比べて煩雑な操作を必要としない。従って、設定、変更に要する時間を大幅に短縮することができる。
また、操作パネル９０から設定入力することによる数値制御を可能としたため、同じ縫製動作の再現性が高く、縫製品質の切り換えが円滑に行われ、生産性を向上することができる。
なお、左右駆動モータ４５及び上下駆動モータ５２は、動作制御手段８０においてその駆動頻度や駆動量が制御可能であればよく、例えば、パルスモータに限らずサーボモータ等であっても良い。

本実施形態に係るミシン１０の要部構成を示す斜視図である。本実施形態における布押さえ１２の周囲の構成を示す拡大斜視図である。本実施形態における動作制御手段８０の構成を示すブロック図である。本実施形態における縫製動作を説明する動作説明図である。本実施形態における動作制御手段８０による制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

３ミシンモータ
１０ミシン
１１縫い針
１２布押さえ
１３針板
２０本体フレーム
３０布厚検出手段
３１検出アーム
３２ポテンショメータ
４０糸弛め機構
４１糸弛め部材
４５左右駆動モータ（左右駆動手段）
５２上下駆動モータ（上下駆動手段）
８０動作制御手段（制御手段）
９０操作パネル（入力手段）

Claims

ミシンモータと、
前記ミシンモータの駆動により針を上下に駆動する針駆動機構と、
前記針駆動機構に同期して針板上の被縫製物を搬送する送り機構と、
前記針板上に前記被縫製物を押圧する押さえ機構と、
前記針の上下動経路を送り方向と交差する方向に横切ることで前記針と前記被縫製物との間に渡された針糸を絡めて糸長を余分に引き出すように送り方向に沿って配置された糸弛め部材を有する糸弛め機構と、を備えるミシンにおいて、
前記糸弛め機構は、前記針の上下動経路を前記送り方向と交差する方向に横切るように前記糸弛め部材を駆動する交差方向駆動手段を有し、
前記交差方向駆動手段は、前記糸弛め部材の回動の駆動源となる左右駆動モータを有し、
前記交差方向駆動手段の駆動頻度又は駆動量を制御する機能を有する制御手段を備え、
前記糸弛め機構は、
前記糸弛め部材を上下方向に駆動可能な上下駆動手段と、
前記送り機構により搬送される前記被縫製物の厚さを検出する厚さ検出手段とを有し、
前記制御手段は、
前記厚さ検出手段の検出厚さに基づいて前記上下駆動手段を制御する機能を有することを特徴とするミシン。
前記制御手段は、前記厚さ検出手段の検出値に基づいて前記交差方向駆動手段を制御する機能を有することを特徴とする請求項１に記載のミシン。