JP7156821B2

JP7156821B2 - ミシン

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Publication number: JP7156821B2
Application number: JP2018097330A
Authority: JP
Inventors: 充宏立川; ゴックカーンホー; 昌彦岡村
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: US11066767B2; DE102019113411A1; US20190352823A1; CN110512364A; JP2019201728A

Description

本発明は、中押さえを備えるミシンに関するものである。

各針落ちごとに針落ち位置が定められた一乃至複数の任意の縫製パターンからなる一連の縫製について各針落ち位置を記録した縫製データに従って縫製を行うミシンとして、いわゆる、電子サイクル縫いミシンが知られている。
この電子サイクル縫いミシンは、被縫製物を保持する保持枠を水平面に沿って任意に移動位置決めして縫製を行うため、いわゆる、本縫いミシンのような縫製中に被縫製物を押さえたままの状態となる布押さえの替わりに中押さえを備えている。
中押さえは、保持枠で移動する被縫製物の妨げとならないように、針板に届かない高さで、縫い針よりも小さいストロークで上下動を行い、被縫製物のばたつきを押さえて、上昇する縫い針を被縫製物から円滑に引き抜くことができるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０－３２７１２０号公報

ところで、例えば、エアバッグのように、複数の被縫製物を重ねて縫製を行う場合に、針落ち位置によって縫い合わせる被縫製物の枚数が異なる場合がある。
この場合、保持枠は、予め定められた配置で、複数の被縫製物を重ねた状態で保持させて縫製が行われるが、保持枠にセットする際の被縫製物の配置を誤ったり、一部の被縫製物を重ね忘れたりすると、不良品が発生してしまう。
このような不良品の発生の抑止、低減が縫製の現場で求められていた。

本発明は、適正な縫製を行うことをその目的とする。

請求項１記載の発明は、ミシンにおいて、
縫い針を上下動させる針上下動機構と、
被縫製物を保持枠で保持して移動させる移動機構と、
前記保持枠に保持された被縫製物の上側で中押さえを上下動させる中押さえ装置と、
一連の縫製における針落ち位置を順番に定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御装置とを備えるミシンにおいて、
前記中押さえの高さを検出する高さ検出部を備え、
前記制御装置は、前記縫製データに従う縫製開始前に、当該縫製データに定められた一又は複数の針落ち位置において、前記保持枠に保持された被縫製物の上面まで前記中押さえを下降させて、前記高さ検出部により、前記中押さえの高さを検出し、前記被縫製物の厚さの適否を判定することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のミシンにおいて、
前記高さ検出部は、磁気センサーを含むことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のミシンにおいて、
前記縫製データは、被縫製物の厚さの情報を有し、
前記制御装置は、前記高さ検出部により検出した前記中押さえの高さを前記縫製データの被縫製物の厚さの情報と照合して、前記検出した前記中押さえの高さが前記被縫製物の設定値に基づく適正範囲内であるか否かを判定することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のミシンにおいて、
前記縫製データに基づく一連の縫製は、複数の縫製パターンから構成され、
前記縫製データは、それぞれの前記縫製パターンごとに被縫製物の厚さの情報を有し、
前記制御装置は、それぞれの前記縫製パターンごとに、一箇所又は複数箇所について、前記保持枠に保持された被縫製物の上面まで前記中押さえを下降させて、前記高さ検出部により、前記中押さえの高さを検出し、前記被縫製物の厚さの適否を判定することを特徴とする。

本発明は、縫製データに従う縫製開始前に、保持枠に保持された被縫製物の上面まで中押さえを下降させて、高さ検出部により、中押さえの高さを検出し、被縫製物の厚さの適否を判定することで不良品の発生を抑止、低減し、適正な縫製を行うことが可能となる。

本発明に係るミシンを示す斜視図である。ミシンの保持枠や中押さえの近傍を示す拡大斜視図である。ミシンアーム部内の中押さえ装置の正面図である。ミシンアーム部内の中押さえ装置の正面図であって、図３よりも中押さえを高く調節した状態を示す。中押さえ装置の一部の構成を示す分解斜視図である。中押さえ装置の他の一部の構成を示す分解斜視図である。ミシンの制御系を示すブロック図である。被縫製物の構成及び複数の縫製パターンを示す平面図である。縫製データのデータ構成を示す説明図である。厚さ検出制御のフローチャートである。

［発明の実施形態の概要］
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの実施の形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、ミシンとして電子サイクルミシンを例に説明する。
図１はミシン１００の斜視図、図２は縫い針周辺の拡大斜視図である。
電子サイクルミシンは、複数枚重ねられた被縫製物を保持する保持枠を有し、その保持枠が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持された複数の被縫製物に所定の縫製データに基づく縫い目を形成するミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８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をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。

電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられミシン本体１０１を操作するためのペダルＲと、ミシンテーブルＴの上部に備えられ、ユーザによる入力操作を行うための操作パネル３００等を備えている。

［ミシンフレーム及び主軸］
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし、Ｙ軸方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、Ｙ軸方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する立胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配置され、回動自在でＹ軸方向に延びる主軸及び下軸（いずれも図示略）を有している。主軸はミシンアーム部１０２ａの内部において回転可能に支持され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部において回転可能に支持されている。

主軸は、ミシンモーター２ａ（図７参照）に接続され、このミシンモーター２ａにより回転力が付与される。また、下軸（図示省略）は、タイミングベルト及びギア（図示省略）を介して主軸と連結されており、主軸が回転すると、主軸の動力がタイミングベルト及びギアを介して下軸側へ伝達し、下軸が主軸の二倍速で回転するようになっている。

下軸（図示省略）の前端には、釜装置（図示省略）が設けられている。主軸とともに下軸が回転すると、縫い針１０８と釜装置の外釜（図示省略）との協働により縫い目が形成される。
釜装置は、下軸の前端部に固定装備された外釜と、外釜の内側でボビンを要する内釜と、を備えている。釜装置の構成は周知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

［針上下動機構］
ミシンアーム部１０２ａの前端部には、縫い針１０８を下端部に保持した針棒１０８ａが上下動可能に支持されている。ミシンアーム部１０２ａの前端部内側において、主軸の前端に固定装備された針棒クランクと、針棒１０８ａに固定装備された針棒抱きと、針棒クランクと針棒抱きと連結するクランクロッドとが設けられている。

針棒クランクは、主軸と共に回転を行う。クランクロッドは、その一端部がＹ軸回りに回転可能に針棒クランクの回転円周上に連結され、他端部がＹ軸回りに針棒抱きに連結されている。従って、主軸がミシンモーター２ａによって回転すると、クランクロッドの一端部が周回運動を行い、他端部には周回運動のＺ軸方向成分となる上下動のみが伝わって、針棒１０８ａに上下動を付与することができる。
即ち、上記ミシンモーター２ａ、主軸、針棒クランク、針棒抱き、クランクロッド、針棒１０８ａは、縫い針１０８を上下動させる針上下動機構を構成している。
なお、針上下動機構は、周知の構成と同様のものなので、各構成についてはいずれも図示を省略している。

［移動機構］
図１、図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、この針板１１０の上側に布保持部としての保持枠１１１が配置されている。
保持枠１１１は、ミシンアーム部１０２ａの下側に配置された取付部材１１３に取り付けられており、その取付部材１１３にはミシンベッド部１０２ｂ内に配置された図示しないベルト機構を介してＸ軸モーター７６ａ及びＹ軸モーター７７ａが連結されている（図７参照）。
保持枠１１１は、被縫製物を挟持し、Ｘ軸モーター７６ａ及びＹ軸モーター７７ａの駆動に伴い、保持した被縫製物を前後左右方向に移動させる。そして、保持枠１１１の移動と、縫い針１０８や釜（図示省略）の動作が連動することにより、被縫製物に所定の縫製データに記録された複数の針落ち位置に基づく縫い目が形成される。

上記保持枠１１１は、布押さえと下板とから構成されている。
また、取付部材１１３は、保持枠１１１の布押さえを昇降可能に支持しており、ミシンアーム部１０２ａ内に配置された布押さえモーター７９ａの駆動により、布押さえに昇降動作を付与する。布押さえは、下降移動により、下板との間で被縫製物を挟持して保持するようになっている。
そして、これら保持枠１１１、取付部材１１３、ベルト機構、Ｘ軸モーター７６ａ、Ｙ軸モーター７７ａ及び布押さえモーター７９ａ等が、被縫製物をＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って任意に移動位置決めする移動機構として機能する。

［ペダル］
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させ、針棒１０８ａ及び縫い針１０８を上下動させたり、保持枠１１１を動作させたりするための操作ペダルとして作動する。
ペダルＲには、ペダルＲが踏み込まれたその踏み込み操作位置を検出するためのセンサーが組み込まれており、センサーからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１２０に入力される。
制御装置１２０は、その操作位置に応じた操作信号によって、ミシン１００の駆動、その他の各動作を実行する制御を行う。

［操作パネル］
また、ミシン１００には、ユーザによる操作入力を行うための操作パネル３００が設けられており、操作パネル３００に入力された各種データや操作信号は、後述する制御装置１２０に入力される。
なお、操作パネル３００は、液晶表示パネルからなる表示部３００ｂと当該表示部３００ｂの表示画面上に設けられたタッチセンサー３００ｃとを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を後述する制御装置１２０に出力するようになっている。

［中押さえ装置］
図３及び図４はミシンアーム部１０２ａ内の中押さえ装置１の正面図、図５は中押さえ装置１の一部の構成を示す分解斜視図、図６は中押さえ装置１の残る一部の構成を示す分解斜視図である。
中押さえ装置１は、ミシンアーム部１０２ａの前端部において、縫い針１０８の上下動による被縫製物の浮き上がりを防止するために、針棒１０８ａの上下動と連動して上下動し、縫い針１０８の周囲の被縫製物の上方へのばたつきを押さえる中押さえ２９を有している。なお、中押さえ装置１の本体はミシンアーム部１０２ａの内部に配設され、中押さえ２９は、ミシンアーム部１０２ａの前端部の下方に配置されている。そして、中押さえ２９は、円形枠を有し、縫い針１０８がその内側に遊挿されている。

中押さえ装置１は、図３～図６に示すように、中押さえ２９と、主軸の回転により上下動する縫い針１０８に合わせて中押さえ２９を上下動させる中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえ２９の下降動作阻害時に中押さえ上下動機構Ｍ１に対する過剰負荷回避用の逃げ動作を可能とする過剰負荷回避機構Ｍ２と、中押さえ２９を退避位置に上昇させる中押さえ退避機構Ｍ３と、ミシンモーター２ａによる中押さえ２９の上下動の動作範囲全体の高さを調節する中押さえ高さ調節機構Ｍ４と、を備えている。

［中押さえ装置：中押さえ上下動機構］
中押さえ上下動機構Ｍ１は、針上下動機構の主軸の回転から中押さえ２９の上下動の動力を得ている。
即ち、中押さえ上下動機構Ｍ１は、主軸に設けられた偏心カムと、当該偏心カムを一端部で回転可能に保持するコンロッドと、往復回動を行うＹ軸方向に沿った揺動軸６と、揺動軸６からＺ軸方向に向かって延出された揺動アームとからなる往復動作機構を備えている。
上記コンロッドの他端部は、揺動アームの延出端部に対してＹ軸回りに回動可能に連結されている。これにより、主軸が全回転を行うと、偏心カムによってコンロッドの一端部がＹ軸回りに周回動作を行い、他端部はＸ軸方向に沿って往動する。そして、揺動アームの延出端部にもＸ軸方向に沿った往動が伝わり、当該揺動アームを軸支する揺動軸６は主軸の回転と同じ周期で往復回動を行う。
なお、偏心カムを用いた往復動作機構は、周知の機構なので、揺動軸６を除いた各構成については図示を省略している。

さらに、揺動軸６の他端部には、図６に示すように、中押さえ２９の上下方向Ｄ１の移動量を調節する中押さえ調節腕７の基端部が固定されている。中押さえ調節腕７にはカム溝７ａが形成されている。このカム溝７ａは弧状の長孔になっており、このカム溝７ａの所望の位置で第１リンク８の上端部が調節ナット９と段ねじ１０によりＹ軸回りに軸支されている。第１リンク８の上端部の固定位置は揺動軸６の中心に対して接離移動調節可能であり、中心からの距離に比例して第１リンク８に付与する往復動作量、即ち、中押さえ２９の上下動作量を増減調節することができる。

第１リンク８の下端部は、図６に示すように、第２リンク１１の長手方向略中間部に段ねじ１２よりＹ軸回りに回動自在に連結されている。ここで、調節ナット９が係合するカム溝７ａは、中押さえ２９が上下往復運動の下死点にあるときに、段ねじ１２の軸心を中心とした円弧の一部となるように形成されている。つまり、カム溝７ａにおける第１リンク８の位置調節を行うことで、中押さえ２９の下死点位置を不動状態のままストローク調節を行うことができる。

そして、第２リンク１１の左端部は、後述する位置決めリンク１３に対して段ネジ１８によりＹ軸回りに軸支されている。
また、第２リンク１１の右端部は、図６に示すように、第３リンク２０の上端部に段ねじ２１によりＹ軸回りに回動自在に連結されている。第３リンク２０の下端部には、第４リンク２２の上端部が段ねじ２３によりＹ軸回りに回動自在に連結されている。

第４リンク２２の下端部には、リンク中継板２５が段ねじ２６によりＹ軸回りに連結されている。リンク中継板２５には中押さえ棒抱き２７が固定されており、中押さえ棒抱き２７にはＺ軸方向に延びる中押さえ棒２８が保持されている。中押さえ棒２８の下端部には、縫製時に被縫製物の上昇を抑える中押さえ２９が取り付けられている。中押さえ棒２８には中押さえ棒抱き２７が固定装備されている。そして、中押さえ棒２８の上側には、ボルト３１、ナット３２及びばね支軸３０１に支持された押圧バネ３０が設けられ、当該押圧バネ３０により、中押さえ棒２８及び中押さえ２９が常時下方に押圧されている。

そして、本実施形態では、往復動作機構、揺動軸６、中押さえ調節腕７、第１リンク８、第２リンク１１、第３リンク２０、第４リンク２２、中押さえ棒抱き２７、中押さえ棒２８、押圧バネ３０、ボルト３１、ナット３２及び段ねじ３７等により、中押さえ上下動機構Ｍ１が構成されている。

［中押さえ装置：中押さえ高さ調節機構］
前述した段ねじ２３は、角駒３３及び案内部材３４と共に第３リンク２０と第４リンク２２とを連結している。すなわち、第４リンク２２の前側には案内部材３４が設けられ、角駒３３は案内部材３４の長手方向に沿って滑動可能に支持されている。

案内部材３４は、長手方向が概ねＺ軸方向に沿った状態で、その上端部３４ｔが段ねじ３５によりミシン筐体（ミシンフレーム１０２）にＹ軸回りに回動自在に支持されている。従って、案内部材３４は、その下端部が左右に揺動し、その長手方向を左右に傾けることができる。
案内部材３４の下端部近傍には、その長手方向に沿って長尺な長孔３４ａが形成されている。この長孔３４ａは、内側に角駒３３がスライド可能に嵌めこまれている。このため、案内部材３４は、角駒３３を介して、第３リンク２０と第４リンク２２の連結部を長孔３４ａに沿って移動可能としている。

また、図６に示すように、案内部材３４には、当該案内部材３４をそのＸ軸方向に揺動させる移動リンク３６の右端部が、段ねじ３７により長孔３４ａの上部近傍にＹ軸回りに回動自在に連結されている。移動リンク３６の左端部には偏心カム３８が連結されており、この偏心カム３８は可変軸３９の前端部に固定支持されている。
可変軸３９は、Ｙ軸方向に沿って配置され、ベアリング４０によってＹ軸回りに回転可能に支持されている。また、可変軸３９の途中部分にはかさ歯車４１、後端部には従動歯車３９１が固定装備されている。

一方、可変軸３９の後方には、出力軸を前方に向けた中押さえモーター４２が配置されており、その出力軸は主動歯車４２１が固定装備されている。この主動歯車４２１は、可変軸３９の従動歯車３９１に噛合しており、中押さえモーター４２の駆動により、可変軸３９を回転させることができる。

つまり、中押さえモーター４２の駆動が、可変軸３９、偏心カム３８、移動リンク３６の順に伝達され、移動リンク３６が案内部材３４を回動させるようになっている。
中押さえモーター４２は、正逆方向に回転駆動させることができ、その回動量及び駆動のタイミングが制御装置１２０により制御可能となっている。
また、中押さえモーター４２には、その出力軸の軸角度を検出するエンコーダ８１が併設されている。このエンコーダ８１は、いわゆる、アブソリュート型であり、出力軸の軸角度の絶対的な位置を検出可能とし、原点センサーを必要としない。なお、エンコーダ８１として、インクリメンタル型を使用して、原点センサー及びパルスカウンタを有する構成としてもよい。
そして、中押さえモーター４２、主動歯車４２１、従動歯車３９１、可変軸３９、偏心カム３８、移動リンク３６、案内部材３４及び角駒３３等が、ミシンモーター２ａによる中押さえ２９の上下動の動作範囲全体の高さを上下方向に推移させる中押さえ高さ調節機構Ｍ４として機能する。

［中押さえ装置：過剰負荷回避機構］
前述した位置決めリンク１３は、その中央部近傍で段ねじ１４によりミシン筐体としてのミシンフレーム１０２にＹ軸回りに回動自在に取り付けられている。そして、Ｙ軸方向から見た段ねじ１４の位置は、中押さえ２９が下死点にあるときの段ねじ１２の位置と一致する。

位置決めリンク１３の右端部にはばね掛け１３ａが形成されており、当該ばね掛け１３ａには引っ張りばね１６の上端部が連結され、引っ張りばね１６の下端部は、ミシンフレーム１０２に固定されているばね掛１５に連結されている。従って、位置決めリンク１３の右端部は下方に常に張力を受けている。

そして、位置決めリンク１３はその後面側に一体的にストッパ１７が重ねて装備されており、当該ストッパ１７の左端部の上方には規制部材１９が当接している。このため、位置決めリンク１３は、右端部に付与された引っ張りばね１６からの下方の張力によって、その左端部がストッパ１７を介して規制部材１９に圧接した状態となり、段ねじ１４を中心とする時計方向の回動が規制された状態にある。

これにより、中押さえ２９の高さを低く調節し過ぎたために、中押さえ２９の下降時に被縫製物に圧接した場合に、第２リンク１１を支持する位置決めリンク１３の右端部が引っ張りばね１６に抗して持ち上げられ、第１リンク８から第２リンク１１に付される下方の押圧力を逃がすことができる。
つまり、引っ張りばね１６、ばね掛け１５、ストッパ１７、位置決めリンク１３、規制部材１９が、中押さえ２９の下降動作阻害時に中押さえ上下動機構Ｍ１に対する過剰負荷回避用の逃げ動作を可能とする過剰負荷回避機構Ｍ２として機能する。

［中押さえ装置：中押さえ退避機構］
図５に示すように、かさ歯車４１には、かさ歯車４３が歯合されており、中押さえモーター４２の駆動を可変軸３９の軸方向と直交する方向Ｄ４を中心とする回転方向に出力することができるようになっている。かさ歯車４３の右方にはベアリング４４、中押さえ昇降カム４５等がＸ軸方向に沿った同軸上に連結されている。

中押さえ昇降カム４５は、外周カムである。中押さえ昇降カム４５の外周は、軸回り180°の範囲は外径が一定であり（以下、維持部という）、残りの一部の角度範囲は外径が漸増する形状（以下、変化部という）となっている。
この中押さえ昇降カム４５は、中押さえ２９を縫製終了後の退避位置に上昇させる中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａを上下に昇降させるものであり、当該中押さえ昇降カム４５の外周には、中押さえ上げ部材４６を回動させるＺ軸方向に沿った梃子部材４６１の上端部に設けられた円筒状のコロ４７が摺接する。

梃子部材４６１は、Ｚ軸方向の中間部において、ピン４６２によって軸支され、Ｘ軸回りに回動可能となっている。
そして、梃子部材４６１の下端部は、Ｙ軸方向に沿った伝達リンク４６３の後端部にＸ軸回りに回動可能に連結されている。
また、梃子部材４６１の下端部近傍には、前方に張力を付与する引っ張りばね４６４の後端部が連結されており、これによって、梃子部材４６１の上端部のコロ４７が中押さえ昇降カム４５の外周に圧接させられている。

中押さえ上げ部材４６はＸ軸方向から見て略Ｌ字状を呈しており、屈曲部においてピン４８によって軸支され、Ｘ軸回りに回動可能となっている。
リンク中継板２５を下から係止して中押さえ２９を上昇させる中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａは、屈曲部から前方に延出されている。また、屈曲部から上方に延出された中押さえ上げ部材４６の他端部４６ｂは、伝達リンク４６３の前端部にＸ軸回りに回動可能に連結されている。

上記構成により、中押さえモーター４２が駆動すると、中押さえ昇降カム４５が回動し、中押さえ昇降カム４５の維持部にコロ４７が摺接しているときに、中押さえ高さ調節機構Ｍ４において中押さえ２９の上下動の動作範囲全体の高さを上下方向に推移させる。そして、中押さえ昇降カム４５の変化部にコロ４７が摺接しているときに、梃子部材４６１の下端部が引っ張りばね４６４に抗して後方に回動し、伝達リンク４６３を介して中押さえ上げ部材４６に時計方向の回動を付勢し、その一端部４６ａにより中押さえ２９を上方の退避位置まで引き上げる。
つまり、かさ歯車４１，４３、中押さえ昇降カム４５、コロ４７、梃子部材４６１、伝達リンク４６３、引っ張りばね４６４及び中押さえ上げ部材４６等により、中押さえ退避機構Ｍ３が構成されている。

［高さ検出部］
ミシン１００は、中押さえ２９の高さを検出する高さ検出部４９を備えている。この高さ検出部４９は、図３及び図４に示すように、前述した中押さえ２９及び中押さえ棒２８と一体的に上下動を行うリンク中継板２５に固定装備された被検出体としての磁石４９１と、ミシンアーム部１０２ａの前端部におけるリンク中継板２５の左側近傍に装備された磁気センサー４９２とを備えている。
磁気センサー４９２は、Ｚ軸方向について磁気強度の大きさの変化を検出可能であり、これによって磁石４９１の高さを検出することができる。
磁気センサー４９２としては、コイル、ホール素子、磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス素子等を使用することができる。

［縫製時における中押さえの動作］
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ上下動機構Ｍ１の動作について説明する。
ミシンモーター２ａの駆動により主軸が回転すると、往復動作機構により、揺動軸６は往復回動を行う。これにより、中押さえ調節腕７が上下に揺動し、第１リンク８を介して、第２リンク１１の右端部は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に揺動し、第３リンク２０及び第４リンク２２は、その直列方向（上下方向）Ｄ２に揺動する。これに伴い、中押さえ棒２８は上下方向Ｄ１に沿って上下方向に移動するため、中押さえ２９は縫い針１０８の上下動に同期して上下方向に往動する。

［中押さえ装置による中押さえの高さの調節動作］
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ高さ調節機構Ｍ４による中押さえ２９の高さの調節動作について説明する。
中押さえモーター４２の駆動は、主動歯車４２１及び従動歯車３９１を介して可変軸３９に伝達され、可変軸３９及び偏心カム３８が回動し、案内部材３４は、概ねＸ軸方向に沿って揺動する。これにより、角駒３３を介して第３リンク２０と第４リンク２２は、連結部において屈曲角度が変化して中押さえ２９の高さが変動する。このとき、角駒３３は、案内部材３４の長孔３４ａに沿って上下動を行うので、中押さえ２９は上下動を行いつつ、中押さえ２９の上下動の動作範囲全体の高さが変動する。従って、中押さえ高さ調節機構Ｍ４により、中押さえ２９の上下動における下死点の高さを調節することができる。

［ミシンの制御系：制御装置］
図７はミシン１００の制御系を示すブロック図である。
ミシン１００は、上述した各部の動作を制御するための動作制御手段としての制御装置１２０を備えている。そして、制御装置１２０は、縫製プログラム７０ａ及び厚さ検出制御プログラム７０ｂが格納されたプログラムメモリ７０と、縫製データ７１ａ及び各種の設定情報（図示略）を記憶した記憶手段としてのデータメモリ７１と、プログラムメモリ７０内の各プログラム７０ａ，７０ｂを実行するＣＰＵ７３とを備えている。

また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス３００ａを介して操作パネル３００に接続されている。かかる操作パネル３００は、各種画面や入力ボタンを表示する表示部３００ｂと表示部３００ｂの表面に設けられその接触位置を検知するタッチセンサー３００ｃとを有しており、各種情報の入出力手段として機能する。操作パネル３００で用いられる入力ボタンや入力スイッチはいずれも、表示部３００ｂで表示され、タッチセンサー３００ｃで入力が検知されることで押下式のボタンやスイッチと同等に機能するものである。
また、操作パネル３００は、縫製データ７１ａの設定パラメータを任意に設定する機能や複数ある縫製データ７１ａの中から所望のデータを選択する機能も有している。

また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７５を介して、ミシンモーター２ａを駆動するミシンモーター駆動回路７５ｂに接続され、ミシンモーター２ａの回転を制御する。なお、ミシンモーター２ａはエンコーダ２ｂを備えている。
なお、ミシンモーター２ａには、例えば、サーボモーターを適用することができる。

また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７６及びインターフェイス７７を介して、縫製すべき被縫製物を保持する保持枠１１１に備えられるＸ軸モーター７６ａ及びＹ軸モーター７７ａをそれぞれ駆動するＸ軸モーター駆動回路７６ｂ及びＹ軸モーター駆動回路７７ｂが接続され、保持枠１１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の動作を制御する。

また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７８を介して、ミシンモーター２ａによる中押さえの上下動の上死点位置と下死点高さ位置を調節する中押さえモーター４２を駆動する中押さえモーター駆動回路７８ｂが接続され、中押さえ装置１の動作を制御する。なお、前述したように、中押さえモーター４２の出力軸にはモーター軸角度検出手段としてのエンコーダ８１が設けられている。

また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７９を介して、布押さえ（図示省略）を上下に移動する布押さえモーター７９ａを駆動する布押さえモーター駆動回路７９ｂが接続され、布押さえの動作を制御する。
なお、Ｘ軸モーター７６ａ及びＹ軸モーター７７ａ、中押さえモーター４２、布押さえモーター７９ａには、例えば、ステッピングモーターを適用することができる。

また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス４９２ａを介して、磁気センサー４９２が接続され、中押さえ２９の高さを検出することができる。

［縫製データ］
図８は縫製の一例を示す被縫製物の平面図である。
図８の例のように、一部の大きさや形状が異なる複数の被縫製物Ｃ１～Ｃ４を重ねて縫製を行う場合、縫製範囲の針落ち位置に応じて、被縫製物の枚数が異なる区間が存在する。
例えば、図９は上記のような被縫製物の枚数が異なる区間が存在する場合の縫製データ７１ａの一例を示している。
この縫製データ７１ａは、図８の第１～第３の縫製パターンＰ１～Ｐ３を含む一連の縫製を行うためのデータである。縫製パターンＰ１は二枚の被縫製物Ｃ１，Ｃ２に縫製を行い、縫製パターンＰ２は三枚の被縫製物Ｃ１～Ｃ３に縫製を行い、縫製パターンＰ３は四枚の被縫製物Ｃ１～Ｃ４に縫製を行う。

縫製データ７１ａは、縫製中に実行される各種の動作、例えば、「中押さえの高さ変更」、「針落ち位置への被縫製物の移動」、「糸切り」等の指令が実行順に記録されている。なお、糸切り装置の図示は省略している。
中押さえ２９は、上下動の下死点高さが重ねられた被縫製物の高さに略一致する高さとなるように高さ調節が行われる。
従って、縫製データ７１ａには、縫製パターンＰ１の縫製開始時に、中押さえ２９の下死点高さが被縫製物Ｃ１，Ｃ２からなる二枚分の高さとなるように、「中押さえの高さ変更」の指令が設定されている。そして、それ以降は、縫製パターンＰ１を縫うように順番に針落ち位置を示した被縫製物の移動指令が設定されている。
また、縫製パターンＰ２の縫製開始時には、中押さえ２９の下死点高さが被縫製物Ｃ１～Ｃ３からなる三枚分の高さとなるように、「中押さえの高さ変更」の指令が設定され、それ以降は、縫製パターンＰ２を縫うように順番に針落ち位置を示した被縫製物の移動指令が設定されている。
さらに、縫製パターンＰ３の縫製開始時には、中押さえ２９の下死点高さが被縫製物Ｃ１～Ｃ４からなる四枚分の高さとなるように、「中押さえの高さ変更」の指令が設定され、それ以降は、縫製パターンＰ３を縫うように順番に針落ち位置を示した被縫製物の移動指令が設定されている。

［縫製制御］
ミシン１００の制御装置１２０のＣＰＵ７３は、プログラムメモリ７０内の縫製プログラム７０ａに基づいて、縫製データ７１ａに定められた指令を順番に実行することにより、各縫製パターンＰ１～Ｐ３の縫製を行う縫製制御を実行する。
例えば、図９の縫製データ７１ａに基づいて縫製を行う場合、ＣＰＵ７３は、まず、縫製パターンＰ１で縫製を行うために、上下動を行う中押さえ２９の下死点の高さが設定値「6」（被縫製物二枚分の高さ）となるように中押さえモーター４２を制御する。
その後は、ＣＰＵ７３は、ミシンモーター２ａの駆動を開始すると共に、毎針の規定の主軸角度で縫製パターンＰ１を順番に辿るようにＸ軸モーター７６ａ及びＹ軸モーター７７ａを制御して各被縫製物を移動させる。そして、縫製パターンＰ１の最終針落ち位置に針落ちを終えると、糸切りを実行する。
そして、ＣＰＵ７３は、縫製パターンＰ２で縫製を行うために、中押さえ２９の下死点の高さを設定値「9」（被縫製物三枚分の高さ）に調節し、縫製パターンＰ２の全ての針落ち位置に針落ちを行い、糸切りを実行する。
同様に、ＣＰＵ７３は、縫製パターンＰ３で縫製を行うために、中押さえ２９の下死点の高さを設定値「12」（被縫製物四枚分の高さ）に調節し、縫製パターンＰ３の全ての針落ち位置に針落ちを行い、糸切りを実行する。
このように、縫製プログラム７０ａを実行するＣＰＵ７３は、縫製データ７１ａに定められた指令を読み込んで順番に実行することで、ミシン１００の各構成を制御して、縫製データに含まれた縫製パターンに従って縫製を実行する。

［厚さ検出制御］
ミシン１００の制御装置１２０のＣＰＵ７３は、プログラムメモリ７０内の厚さ検出制御プログラム７０ｂに基づいて、縫製プログラム７０ａによる縫製を実行する直前に縫製パターンＰ１～Ｐ３のそれぞれの一部の針落ち位置に対して被縫製物の枚数を確認する厚さ検出制御を実行する。

前述した縫製データ７１ａでは、縫製パターンＰ１～Ｐ３ごとに中押さえ２９の下死点高さが設定されている。この縫製データ７１ａに設定されている中押さえ２９の下死点高さは、重ねられた被縫製物の一番上の被縫製物の上面の高さに略一致する高さに設定される。従って、縫製データ７１ａに含まれる中押さえ２９の下死点高さを被縫製物の厚さの情報として被縫製物の上面高さ、即ち、被縫製物が何枚重ねられているかを認識することができる。

図９に示すように、縫製データ７１ａの中押さえ２９の下死点高さは、縫製パターンＰ１～Ｐ３ごとに設定されているので、各縫製パターンＰ１～Ｐ３のいずれかの針落ち位置において、保持枠１１１に保持された被縫製物に対して被縫製物の厚さを検出し、検出された厚さと前述した縫製データ中の中押さえ２９の下死点高さと比較することにより、被縫製物が適正な枚数で重ねられているか（被縫製物Ｃ１～Ｃ４のいずれかの入れ忘れ等が生じていないか）を判定することができる。

被縫製物の厚さは、中押さえ２９の高さを検出する磁気センサー４９２により検出することができる。
具体的には、制御装置１２０のＣＰＵ７３は、各縫製パターンＰ１～Ｐ３のいずれかの針落ち位置、例えば、各縫製パターンＰ１～Ｐ３における第一針目の針落ち位置に保持枠１１１を位置決めする。
そして、中押さえモーター４２を中押え２９が下方へ移動するように駆動させ、中押さえ２９は底部が被縫製物に接するまで下降する。従って、このときの中押さえ２９の高さを磁気センサー４９２により検出することにより、被縫製物の厚さを求めることができる。
被縫製物のバラつきを考慮して、縫製データ７１ａに定められた中押さえ２９の下死点高さに対して、所定の係数を加減算した数値範囲を適正範囲とし、この適正範囲に磁気センサー４９２により検出された中押さえ２９の高さが入らない場合には、被縫製物が適正な枚数ではない状態、つまり、一部の被縫製物の入れ忘れ或いは一部の被縫製物にズレが生じているものとして、操作パネル３００の表示部３００ｂに、被縫製物が適正にセットされていない旨の報知表示を行い、縫製動作を開始しないで中止状態とする。

［厚さ検出制御プログラムによる処理］
厚さ検出制御プログラム７０ｂによりＣＰＵ７３が行う制御について図１０のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
まず、保持枠１１１に被縫製物Ｃ１～Ｃ４がセットされた状態で、縫製開始の指示が入力されると（ステップＳ１）、制御装置１２０のＣＰＵ７３は、縫製データ７１ａの読み込みを開始する（ステップＳ３）。
即ち、ＣＰＵ７３は、縫製データ７１ａに記録されている各種の縫製動作の指令を順番に読み込み、「中押さえの高さ変更」の指令を探索する（ステップＳ５）。

そして、「中押さえの高さ変更」の指令が見つけられた場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ７３は、「中押さえの高さ変更」の指令の直近に設定されている「針落ち位置への被縫製物の移動」の指令に定められた針落ち位置を読み込み、当該針落ち位置に保持枠１１１が位置決めされるようにＸ軸モーター７６ａ及びＹ軸モーター７７ａを制御する（ステップＳ７）。

さらに、中押さえモーター４２を中押え２９が下方へ移動するよう駆動させ、中押さえ２９を被縫製物の上面に当接するまで下降させる（ステップＳ９）。
被縫製物に当接した時の中押さえ２９の高さを磁気センサー４９２により検出し（ステップＳ１１）、この検出高さが「中押さえの高さ変更」の指令に定められた中押さえ高さの設定値に基づく適正範囲内であるか否かを判定して、検出高さに基づく被縫製物の高さ（枚数）が適正か否かを判定する（ステップＳ１３）。

上記判定において、中押さえ２９の検出高さが中押さえ高さの適正範囲内である場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ５に処理を戻して、次の「中押さえの高さ変更」の指令を探索する。
また、中押さえ２９の検出高さが中押さえ高さの適正範囲内ではない場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、ＣＰＵ７３は、操作パネル３００の表示部３００ｂに、被縫製物が適正にセットされていない旨の報知表示を行い、縫製動作を開始しないで中止状態とする（ステップＳ１５）。

また、ステップＳ５において、縫製データ７１ａ中の全ての指令が探索完了した場合には、縫製プログラム７０ａに基づく縫製制御に処理が引き継がれて、縫製制御が実行される。

［実施形態の効果］
以上のように、ミシン１００では、中押さえ２９の高さを検出する高さ検出部４９を備え、制御装置１２０は、厚さ検出制御により、縫製データ７１ａに従う縫製開始前に、保持枠１１１に保持された一番上の被縫製物の上面まで中押さえ２９を下降させて、高さ検出部４９により、中押さえ２９の高さを検出し、被縫製物の厚さの適否を判定している。
このため、被縫製物Ｃ１～Ｃ４を複数重ねて縫製する場合等に、一部の被縫製物Ｃ１～Ｃ４のいずれかについて保持枠１１１にセットし忘れた場合やいずれかの被縫製物Ｃ１～Ｃ４についてズレを生じていた場合等に、高さ検出部４９によって検出することが可能である。
これにより、一部の被縫製物Ｃ１～Ｃ４のいずれかについての保持枠１１１へのセットし忘れや被縫製物Ｃ１～Ｃ４のズレを効果的に検出することが可能となり無駄な縫製を低減することが可能となる。

また、高さ検出部４９は、磁気センサー４９２を含む構成なので、光学的に検出する場合に比べて、ミシンフレーム１０２内の糸くず、埃や塵芥、潤滑油の汚れなどの影響を受けにくく、良好な被縫製物の厚さ検出を安定的に行うことが可能となる。

また、縫製データ７１ａは、被縫製物Ｃ１～Ｃ４の厚さの情報として「中押さえの高さ変更」の指令を含んでいる。
これにより、被縫製物Ｃ１～Ｃ４の厚さの情報を別途用意する必要がなく、処理の簡略化、情報記憶容量の低減を図ることが可能となる。

また、縫製データ７１ａに基づく一連の縫製は、複数の縫製パターンＰ１～Ｐ３から構成され、縫製データ７１ａは、それぞれの縫製パターンＰ１～Ｐ３ごとに被縫製物の厚さの情報として「中押さえの高さ変更」の設定情報を有し、制御装置１２０は、それぞれの縫製パターンＰ１～Ｐ３ごとに、一部の針落ち位置（各縫製パターンの第一針目の針落ち位置）について、保持枠１１１に保持された被縫製物の上面まで中押さえ２９を下降させて、高さ検出部４９により、中押さえ２９の高さを検出し、被縫製物の厚さの適否を判定している。
このため縫製に要する縫製データ７１ａを利用して、各被縫製物Ｃ１～Ｃ４の厚さ（枚数）の適否を判定することができ、既存のミシン１００を利用して被縫製物Ｃ１～Ｃ４のいずれかについての保持枠１１１へのセットし忘れや被縫製物Ｃ１～Ｃ４のズレを効果的に検出することが可能となる。また、適正な被縫製物の枚数や厚さのデータを別途記憶する記憶部を新たに設ける必要がない。

［その他］
前述した厚さ検出制御プログラム７０ｂに基づく厚さ検出制御では、適正な被縫製物の厚さの情報を縫製データ７１ａ中の中押さえ２９の高さの設定値から取得しているが、縫製データ７１ａとは別に、被縫製物の厚さの情報を用意してもよい。
また、それぞれの縫製パターンＰ１～Ｐ３に対して一箇所のみで被縫製物の厚さ検出を行っているが、それぞれの縫製パターンＰ１～Ｐ３に対して複数箇所で被縫製物の厚さ検出を行ってもよい。
さらに、縫製データ７１ａでは、各縫製パターンＰ１～Ｐ３ごとに被縫製物の厚さが個別に設定され、それぞれの縫製パターンＰ１～Ｐ３を構成する各針落ち位置では被縫製物の厚さが一定となる場合を例示したがこれに限定されない。
例えば、縫製パターンによる区分がなく、縫製データに定める一連の縫製が行われる過程の途中で一乃至複数回の「中押さえの高さ変更」が行われるような縫製データの場合には、「中押さえの高さ変更」が行われてから次の「中押さえの高さ変更」が行われるまでの間が被縫製物の厚さ（枚数）が一定となる区間となるので、そのような区間ごとに被縫製物の枚数を検出し、設定された被縫製物の枚数と照合して適否を判定しても良い。

また、高さ検出部４９において、被検出体である磁石４９１は、リンク中継板２５に装備されているが、中押さえ２９又は中押さえ２９と共に上下動を行う他の部材に設けてもよい。
また、高さ検出部４９の被検出体を検出するセンサーは、磁気センサー４９２に限らず、光学式の距離センサーや超音波式の距離センサー、リニアセンサー等、中押さえ２９の高さを検出可能な種々のセンサーを利用することが可能である。

１中押さえ装置
２ａミシンモーター
２ｂエンコーダ
２９中押さえ
３０押圧バネ
４９高さ検出部
４９１磁石
４９２磁気センサー
７０ａ縫製プログラム
７０ｂ厚さ検出制御プログラム
７１ａ縫製データ
１００ミシン
１０８縫い針
１０８ａ針棒
１１０針板
１１１保持枠
１２０制御装置
Ｃ１～Ｃ４被縫製物
Ｍ１中押さえ上下動機構
Ｍ２過剰負荷回避機構
Ｍ３中押さえ退避機構
Ｍ４中押さえ高さ調節機構
Ｐ１～Ｐ３縫製パターン

Claims

縫い針を上下動させる針上下動機構と、
被縫製物を保持枠で保持して移動させる移動機構と、
前記保持枠に保持された被縫製物の上側で中押さえを上下動させる中押さえ装置と、
一連の縫製における針落ち位置を順番に定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御装置とを備えるミシンにおいて、
前記中押さえの高さを検出する高さ検出部を備え、
前記制御装置は、前記縫製データに従う縫製開始前に、当該縫製データに定められた一又は複数の針落ち位置において、前記保持枠に保持された被縫製物の上面まで前記中押さえを下降させて、前記高さ検出部により、前記中押さえの高さを検出し、前記被縫製物の厚さの適否を判定することを特徴とするミシン。
前記高さ検出部は、磁気センサーを含むことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
前記縫製データは、被縫製物の厚さの情報を有し、
前記制御装置は、前記高さ検出部により検出した前記中押さえの高さを前記縫製データの被縫製物の厚さの情報と照合して、前記検出した前記中押さえの高さが前記被縫製物の設定値に基づく適正範囲内であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシン。
前記縫製データに基づく一連の縫製は、複数の縫製パターンから構成され、
前記縫製データは、それぞれの前記縫製パターンごとに被縫製物の厚さの情報を有し、
前記制御装置は、それぞれの前記縫製パターンごとに、一箇所又は複数箇所について、前記保持枠に保持された被縫製物の上面まで前記中押さえを下降させて、前記高さ検出部により、前記中押さえの高さを検出し、前記被縫製物の厚さの適否を判定することを特徴とする請求項３に記載のミシン。