JP2008237560A - ミシンの布押え装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供する。
【解決手段】ミシンの布押え装置１０は、被縫製物を押圧することで保持する布押え２１を備えた布押え機構２０と、内部にエンコーダを備えたステッピングモータ１３と、ステッピングモータの駆動力を布押え機構に伝達する動力伝達機構５０と、ステッピングモータ１３を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、布押えが被縫製物に加える押圧力の設定値を記憶する記憶部と、制御装置によって設定されたステッピングモータの予定パルス位相とエンコーダによって出力された実際の位相から押圧力を算出する演算部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンの布押え装置に関する。

従来より、針板上の被縫製物に対して布押えが上方から押圧力を加えることで被縫製物を保持する布押え装置を備えるミシンにおいて、布押えを昇降させる駆動源としてステッピングモータ等の電気的アクチュエータを用いる方法が知られている（例えば特許文献１）。
図６は従来技術によるミシンの布押え装置の布押え機構の構成の一部を示した斜視図である。ミシンの布押え機構１１０は、その基端部を布移動機構に保持されると共にその先端部側をＸ−Ｙ平面に沿った任意の位置に位置決めされる支持フレーム１２２と、布押え１２１の下側に位置して布押え１２１との間で被縫製物を保持する下板１２３と、布押え１２１の一端部に立設された押さえ保持部材１２４と、支持フレーム１２２の先端部に設けられると共に保持部材１２４を介して布押え１２１を昇降可能に支持するガイド枠１２５と、支持フレーム１２２に揺動可能に支持されると共に揺動により一端部で押さえ保持部材１２４に対して昇降の移動力を付与する一対の揺動棹１２６と、ミシン機枠により上下動可能に支持された押圧板１２７と、支持フレーム１２２の上部で揺動可能に支持されると共に一端部が押圧板１２７の下面と接する揺動部材１２８と、揺動部材１２８の他端部と各揺動棹１２６の他端部とを上下について同方向に連動させる第一、第二のリンク体１２９，１３０と、揺動棹２６の他端部と第１のリンク体の一端部とを連結する引っ張りバネ１３１と、を備える。

また、ミシンの布押え装置は、押圧板１２７に下方の押圧力を加える動力伝達機構１５０を備える。動力伝達機構１５０によりステッピングモータの駆動力が伝達され、押圧板１２７の支持軸２７ａが下方に押圧されると、揺動部材１２８の一端部が下降して他端部は上昇し、各リンク部材１２９，１３０及び引っ張りバネ１３１を介して揺動棹１２６の他端部も上方に引き上げる。これにより、揺動棹１２６の一端部は下方へと押し下げられ、ガイド枠１２５に沿って下方へと移動する保持部材１２４を介して布押え１２１は下方に押圧され、布押え１２１と下板１２３との間で被縫製物が保持された状態となる。
特開２００６−３０４９９２号広報

ところで、上述の従来技術によるミシンの布押え装置では、動力伝達機構１５０から加えられる下方への押圧力は被縫製物の布厚に関わらず常に一定である。一方、被縫製物の布厚は被縫製物ごとに異なるため、布押え１２１から被縫製物に対して加えられる上方からの押圧力を被縫製物の布厚に応じて調整する必要がある。このため従来技術では、リンク部材１２９の一端部と揺動棹１２６の他端部とを連結する引っ張りバネ１３１が被縫製物の布厚による布押え１２１の上下動の位置上昇に応じて伸張することで布押え１２１による被縫製物への押圧力調整が行われていた。このとき、引っ張りバネ１３１が伸張する度合いは被縫製物の布厚によって決定し、被縫製物が薄ければ引っ張りバネ１３１の伸張は小さくなり、被縫製物が厚ければ引っ張りバネ１３１の伸張は大きくなる。すなわち、被縫製物が薄いとき引っ張りバネによって発生する押圧力は弱くなり、被縫製物が厚いときバネによって発生する押圧力は強くなる。よって、被縫製物の布厚によって被縫製物に対する布押え１２１の押圧力は変化する。これによって、被縫製物が薄い場合に布押え１２１による押圧力が弱すぎて被縫製物を十分に保持できないといった問題点や、被縫製物が厚い場合に布押え１２１による押圧力が強すぎて被縫製物に歪みを発生させてしまうといった問題点があった。
従来技術において上述の問題点を解決するためには、被縫製物の布厚ごとに最適なばね定数を有する引っ張りバネ１３１を個別に用いる必要があった。このため、被縫製物が変わるたびに引っ張りバネ１３１を交換することとなり、非常に煩雑となることに加え、交換作業に多大な時間を要するため、オペレータにとって大きな負担となっていた問題点があった。

本発明は、上述の問題点に鑑み、最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、針板上に降下して被縫製物を保持する布押えを昇降可能に支持する布押え機構と、前記布押えの上昇又は降下の駆動源となる駆動手段と、前記駆動手段の駆動力を前記布押えの上昇又は降下の駆動力として伝達する動力伝達機構と、を備えるミシンの布押え装置であって、前記布押えが被縫製物に加える圧力の目標値を記憶する第一の記憶手段と、前記駆動手段を駆動する制御手段と、前記駆動手段の実動作量を検出する検出手段と、を備え、前記制御手段は、駆動手段の予定動作量と前記検出手段によって検出された前記駆動手段の実動作量との偏差と前記第一の記憶手段に記憶された圧力の目標値とに基づいて、前記布押えが被縫製物に加える圧力が目標値の圧力となるよう調整する第一の調整手段を備えることを特徴とする。
なお、上記「布押えが被縫製物に加える圧力の目標値」とは、圧力値そのものでも良いが、その圧力を生じさせる偏差の値等、圧力値と既知の関係のある他の数値であっても良いでも良い。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のミシンの布押え装置であって、前記偏差に基づく圧力の基準値としての高速下降許容値を記憶する第二の記憶手段と、前記偏差に基づく圧力が前記高速下降許容値を超えた場合は、前記駆動手段の速度を減少させる第二の調整手段とを備えることを特徴とする。
なお、上記「圧力の基準値としての高速下降許容値」とは、圧力値そのものでも良いが、その圧力を生じさせる偏差の値等、圧力値と既知の関係のある他の数値であっても良いでも良い。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のミシンの布押え装置であって、前記第一の調整手段は、前記偏差に基づく圧力が前記第一の憶手段に記憶された圧力の目標値を超えた場合は、前記駆動手段による布押えの駆動方向を逆転した後に再度布押えを下降させることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、第一の調整手段が駆動手段の予定動作量と検出手段によって検出された駆動手段の実動作量との偏差と第一の記憶手段に記憶された圧力の目標値とに基づいて、布押えが被縫製物に加える圧力が目標値となるよう調整する。よって、被縫製物の布厚に関わらず、布押えが被縫製物に加える圧力は目標値となるよう第一の調整手段によって調整される。これによって、従来技術における引っ張りバネの交換といった煩雑かつ時間を要する作業が不要となる。よって、布押えが被縫製物に最適な押圧力を加えるための作業が大幅に簡易かつ快適となることに加え、布押え装置による被縫製物の保持に要する時間が大幅に短縮されることとなり、オペレータの負担を大幅に軽減することが可能となる。
また、上述の効果によってミシンによる縫製作業の効率が大幅に上昇し、縫製作業のサイクルタイムを大幅に短縮可能となる。よって、生産性の高いミシンを提供可能となる。
さらに、引っ張りバネのように変形する機構を設ける必要がなく、また引っ張りバネの交換を行うための取りつけ及び取り外し作業も発生しないことから、耐久性の高い堅牢な構成のミシンの布押え装置を提供可能となると共に、部品交換の多発による部品の劣化や部品の紛失といった可能性を排除できる。よって、故障が少なく総じて安定性と信頼性の高いミシンの布押え装置を提供可能となる。

請求項２記載の発明によれば、駆動手段の予定動作量と検出手段によって検出された駆動手段の実動作量の偏差に基づく圧力が高速下降許容値を超えた場合は、第二の調整手段は駆動手段の駆動力を減少させる。これによって、当該偏差が示す布押えによる被縫製物への押圧力が一定以上となった場合、すなわち布押えが被縫製物に到達した場合、布押えは低速で下降することで被縫製物に対して加える圧力の変化を緩やかにする。よって、布押えが被縫製物に加える圧力を最適に調整する作業を容易かつ迅速に実現でき、布押えによる被縫製物の保持に要する時間をさらに短縮可能となる。

請求項３記載の発明によれば、駆動手段の予定動作量と検出手段によって検出された駆動手段の実動作量の偏差に基づく圧力が圧力の目標値を超えた場合は、第一の調整手段は駆動手段の駆動方向を逆転させることで布押えを上昇させた後、再度布押えを下降させる。すなわち、布押えが被縫製物に加える圧力が強すぎる場合に一度布押えを上昇させることで当該圧力を低減させ、再度下降させることで当該圧力が目標値通りとなるよう再調整する。これによって、布押えが被縫製物に加える圧力はより最適に調整されるので、より最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供することが可能となる。

（発明の実施形態の全体構成）
以下、図１乃至図５に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態たるミシンの布押え装置の主要な構成の一部を図示した斜視図であり、図２はミシンの布押え装置の主要な構成の一部を図示した図１と異なる方向から見た斜視図である。
本発明のミシンの布押え装置を備えるミシンは、各構成を保持し或いは格納する図示しないミシン機枠を備えており、かかるミシン機枠はミシンの全体において下部に位置するベッド部と、ミシンベッド部の長手方向の一端部において上方に立設された縦胴部と、縦胴部の上端部からベッド部と同方向に延設されたアーム部とを備えている。以下の説明において、ミシンを水平面に置いた状態で、水平且つベッド部の長手方向に平行となる方向をＹ軸方向とし、水平且つＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。

ミシンの布押え装置１０は、針板上に降下して被縫製物たる被縫製物を保持する布押え２１を昇降可能に支持する布押え機構２０と、布押え２１の昇降の駆動源となる「駆動手段」としてのステッピングモータ１３と、ステッピングモータ１３の回転駆動力を布押え機構２０に付与する動力伝達機構５０と、ステッピングモータを制御する「制御手段」としての制御装置７０とを備えている。
また、ミシンは、縫い針を保持して上下動を行わせる上下動機構、針板の下方において縫い針に挿通された上糸に下糸を絡げる釜機構、布押え機構２０を介して布押え２１を針板１１上面に沿って移動させて針落ち位置を任意に行わせる布移動機構等のように縫製に必要となる各種の機構を備えているが、これらは周知のものなので図示及びその説明は省略する。

（布押え機構）
布押え機構２０は、その基端部を布移動機構に保持されると共にその先端部側をＸ−Ｙ平面に沿った任意の位置に位置決めされる支持フレーム２２と、布押え２１の下側に位置して布押え２１との間で被縫製物を保持する下板２３と、布押え２１の一端部に立設された押さえ保持部材２４と、支持フレーム２２の先端部に設けられると共に保持部材２４を介して布押え２１を昇降可能に支持するガイド枠２５と、支持フレーム２２に揺動可能に支持されると共に揺動により一端部で押さえ保持部材２４に対して昇降の移動力を付与する一対の揺動棹２６と、ミシン機枠により上下動可能に支持された押圧板２７と、支持フレーム２２の上部で揺動可能に支持されると共に一端部が押圧板２７の下面と接する揺動部材２８と、揺動部材２８の他端部と各揺動棹２６の他端部とを上下について同方向に連動させる第一、第二及び第三のリンク体２９，３０，３１とを備えている。

図３は布押え機構の構成を示す側面図である。なお、図３（ａ）は布押え２１が上昇している状態、図３（ｂ）は布押え２１が下降している状態を示す。
布押え２１は長方形状の枠体であり、四辺の内側は大きく開口されている。かかる開
口部の内側で保持された被縫製物に対して針落ちが行われ、縫製が行われるようになっている。
これに対応して下板２３も布押え２１と程同一大の長方形状の枠部を有し、布押え２１と同様に大きく開口されている。さらに、下板２３は、その長辺の中間に相当する部位から短辺と平行に伸びる延設部を有し、当該延設部の先端部で布移動機構に保持されている。そして、支持フレーム２２の先端部と共に、長方形状の枠部側がＸ−Ｙ平面に沿った任意の位置に位置決めされるようになっている。

支持フレーム２２は、ミシンベッド部の上面に配設され、前述したようにその基端部が布移動機構に保持されて、その先端部は基端部に対して上方から徐々に前方に向かうように延設されている。なお、この支持フレーム２２の長手方向（延設方向）はＹ軸方向に沿うようにミシンベッド部上に設けられている。

押さえ保持部材２４は、略Ｌ字状に形成されており、その一端部が布押え２１に固定連結され、その他端部はガイド枠２５に支持されている。
ガイド枠２５は、支持フレーム２２の先端部に固定装備されており、押さえ保持部材２４の他端部をスライド可能に支持するガイド溝を備えている。かかるガイド溝がＺ軸方向（上下方向）に沿うようにガイド枠２５は支持フレーム２２に装備されている。これにより、支持フレーム２２に対して布押え２１は昇降動作を行うことが可能となっている。

各揺動棹２６は、支持フレーム２２を挟むようにして設けられており、それぞれほぼＹ軸方向に沿った状態で支持フレーム２２に支持されている。また、各揺動棹２６は、その長手方向中間部においてＸ軸方向に沿った軸を中心に支持フレーム２２に揺動可能に支持されており、その揺動を行う一端部が、ガイド枠２５に支持された押さえ保持部材２４の他端部に設けられた貫通穴に挿入されている。従って、揺動棹２６の揺動によりその一端部が上下動すると、押さえ保持部材２４を介して布押え２１も上下動を行うようになっている。また、各揺動棹２６は、その軸支部分において、図示しないねじりコイルバネにより布押え２１が上方に向かって移動する方向に常時付勢されている。

押圧板２７は、長方形状の平板であり、その上面中央に垂直に固定立設された支持軸２７ａを備えている。かかる支持軸２７ａは丸棒状であり、ミシン機枠に固定装備された円筒状のメタル軸受け３２に挿通され、当該支持軸２７ａを介して押圧板２７はＺ軸方向に沿って昇降可能に支持されている。
また、支持軸２７ａは、その上端部がメタル軸受け３２から上方に突出しており、当該支持軸２７ａの上端部には、その半径方向両側にピン２７ｂが設けられている。各ピン２７ａは、動力伝達機構５０に係合して下方への押圧力の入力を受けるためのものである。

揺動部材２８は、Ｙ軸方向に沿った状態で支持フレーム２２上部に配設されている。揺動部材２８は、その長手方向中間部においてＸ軸方向に沿った軸を中心に支持フレーム２２に揺動可能に支持されており、その揺動により上下動する一端部は押圧板２７の下面の中央部に当接する配置となっている。
一方、揺動部材２８の他端部は三つのリンク体２９，３０，３１を介して各揺動棹２６の他端部（布押え２１とは逆側の端部）に連結されている。各揺動棹２６はねじりコイルバネによりその他端部が下方に付勢されているため、三つのリンク体２９，３０，３１を介して揺動部材２８の他端部も下方に付勢される。これにより、揺動部材２８の一端部はねじりコイルバネの弾性をもって上方に向かって付勢されることとなり、その結果、押圧板２７は常に上方に押し上げられた状態を維持することとなる。
なお、上述した第一のリンク体２９は支持フレーム２２により揺動可能に支持されており、第二のリンク体３０は第一のリンク体２９の揺動端部と揺動部材２８の他端部と連結している。また、第一のリンク体２９は、第３のリンク体３１により揺動棹２６の他端部と連結されている。よって、第一のリンク体２９の揺動端部が上方に揺動する場合、揺動棹２６の他端部も上方に引っ張り上げられる。

布押え機構２０は、通常は、その揺動棹２６がねじりコイルバネにより布押え２１を上方に引き上げる方向に付勢されている。つまり、外力が付与されない限り、図３（ａ）に示すように布押え２１と下板２３とは離間した状態が維持される。
また、動力伝達機構５０により、押圧板２７の支持軸２７ａが下方に押圧されると、揺動部材２８の一端部が下降して他端部は上昇し、各リンク部材２９，３０，３１を介して揺動棹２６の他端部も上方に引き上げる。これにより、図３（ｂ）に示すように、布押え２１は下方に押圧され、布押え２１と下板２３との間で被縫製物が保持された状態となる。

（動力伝達機構）
動力伝達機構５０は、図１及び図２に示すように、ステッピングモータ１３により同時に回転駆動される回転カム５２と、回転カム５２に従ってステッピングモータ１３の出力軸１３ａの周囲を周回移動するコロ部材５６と、一端部でコロ部材５６を支持して当該コロ部材５６の周回移動に応じて揺動を行う梃子部材５７と、梃子部材５７に固定されて梃子部材５７と共に揺動を行う従動リンク体５９と、布押え機構２０のピン２７ｂを揺動動作により押下する一対のアーム部材６０，６１と、従動リンク体５９の揺動端部とアーム部材６０とを連結する長尺状の動力伝達板６２とを備えている。

二つのアーム部材６０，６１は、いずれもその基端部が布押え機構２０の上方においてミシン機枠に回転可能に支持された支軸６６に同時に固定連結され、二つのアーム部材６０，６１と支軸６６とが一体となって揺動を行うようになっている。
また、各アーム部材６０，６１の揺動端部は、支軸６６を中心とする円の半径方向であってＹ軸方向に沿って延設され、前述した布押え機構２０の押圧板２７を上下動させる各ピン２７ｂの上方に位置している。つまり、各アーム部材６０，６１の揺動端部が揺動により下降すると各ピン２７ｂに当接し、押圧板２７を下降させることで布押え２１により被縫製物の押さえを行わせるようになっている。

一方のアーム部材６０は、ピン２７ｂに当接する揺動端部とは別に、その揺動駆動力が入力される入力片６０ａが支軸６６を中心とする半径方向であってＺ軸方向に延設されている。かかる入力片６０ａには動力伝達板６２の一端部が連結され、当該入力片６０ａをＹ軸方向に沿って揺動させる。これにより、各アーム部材６０，６１全体が揺動を行う。

上記動力伝達板６２は長尺状であって、ミシンアーム部内においてＹ軸方向に沿って配設されている。前述したように、動力伝達板６２はその他端部が従動リンク体５９の揺動端部に連結されているため、従動リンク体５９の揺動により動力伝達板６２はその長手方向に沿って前進移動（移動方向ｆ）と後退移動（移動方向ｂ）を行い、各アーム部材６０，６１を揺動させるようになっている。つまり、後退移動時には、各アーム部材６０，６１が布押え機構２０のピン２７ｂを押下する方向に揺動し、布押え２１を押下させる。また、前進移動時には、各アーム部材６０，６１が布押え機構２０のピン２７ｂから離間する方向に揺動し、布押え２１を押下状態から上方に移動させる。

コロ部材５６は、回転カム５２の外周に当接状態で配置され、回転カム５２の回転に応じてステッピングモータ１３の出力軸１３ａの周囲の周回移動を行う。なお、このコロ部材５６は、従動リンク体５９に設けられた引っ張りバネ６７により、常時回転カム５２の外周に当接するように張力が付与されている。
梃子部材５７は、略Ｌ字状に形成され、その屈曲部において支軸６５によりミシン機枠に揺動可能に軸支されている。この梃子部材５７はＸ軸方向に沿った軸により軸支されており、一端部に位置するコロ部材５６が周回運動によりほぼＺ軸方向に沿って移動を行うと、その他端部がおおむねＹ軸方向に沿って移動を行うように屈曲されている。

従動リンク体５９は、その長手方向一端部において梃子部材５７と共に支軸６５により回動可能にミシン機枠に支持されている。さらに、従動リンク体５９の長手方向他端部は動力伝達板６２の他端部に連結されている。従動リンク体５９は梃子部材５７と一体となって揺動を行い、動力伝達板６２のＹ軸方向に沿った前進（移動方向ｆ）又は後退移
動（移動方向ｂ）に応じて、各アーム部材６０，６１を揺動させ、布押え２１の昇降状態を切り替える。

回転カム５２は、その外周面にコロ部材５６を当接させて外周形状に応じて移動させることで、外周面の各位置におけるステッピングモータ１３の出力軸１３ａからの距離に応じた移動量で梃子部材５７を揺動させる機能を備えている。
この回転カム５２は、ステッピングモータ１３の出力軸１３ａ上に装備され、出力軸１３ａの回転に伴い布押え２１が昇降するように回転カム５２はその外周形状が設定されている。つまり、回転カム５２は、いわゆる偏心カムである。

かかる回転カム５２の形状により、回転カム５２の回転によって出力軸１３ａとコロ部材５６との距離が小さくなると、上述のようにコロ部材５６と連動する動力伝達板６２はＹ軸方向に沿った前進（移動方向ｆ）を行う。よって、布押え２１は上昇する。また、回転カム５２の回転によって出力軸１３ａとコロ部材５６との距離が大きくなると、上述のようにコロ部材５６と連動する動力伝達板６２はＹ軸方向に沿った後退（移動方向ｂ）を行う。よって、布押え２１は下降する。

（ステッピングモータ）
ステッピングモータ１３は、制御装置７０が出力するパルス信号に同期して回転動作を行う。また、ステッピングモータ１３はその内部において、ステッピングモータ１３の出力軸１３ａの回転角度を検出し、制御装置７０に出力する「検出手段」としてのエンコーダを備える。
ステッピングモータ１３は後述する制御装置７０によって出力軸１３ａの回転運動における位相を制御される。具体的には、ステッピングモータ１３の出力軸１３ａは制御装置７０によって出力されるパルス信号によって所定の位相へ回転するよう制御される。一方、ステッピングモータ１３の出力軸１３ａの回転運動には出力軸１３ａに連結された上述の動力伝達機構５０及び布押え機構２０によって機械的負荷が生じる。このため、当該機械的負荷が大きい場合、制御装置７０によって出力されたパルス信号に基づくステッピングモータ１３の出力軸１３ａの位相（以後「入力パルス位相」と記載）と、実際に行われたステッピングモータ１３の出力軸１３ａの位相（以後「実際の位相」と記載）との間に偏差が生じる。当該偏差の度合いは上述の動力伝達機構５０及び布押え機構２０による機械的負荷によって決定する。このとき、動力伝達機構５０及び布押え機構２０の各部において発生する摩擦等による負荷はほぼ一定となるため、偏差の増減は主に布押え２１が布を上方から押圧する押圧力Ｔによって決定することとなる。
つまり、エンコーダがステッピングモータ１３の実際の位相を検出し、制御装置７０に出力することで、制御装置７０は入力パルス位相と実際の位相とに基づいて布押え２１が布を上方から押圧する押圧力Ｔを算出可能となる。

（制御装置）
図４は制御装置７０の構成と、制御装置７０と電気的に接続されている構成を示すブロック図である。
制御装置７０は、布押え２１が布を上方から押圧する押圧力について、「圧力の目標値」としての設定値Ｔ２を記憶すると共に上述の入力パルス位相とエンコーダの検出に基づく実際の位相との偏差が一定以下の場合に布押え２１を高速で下降させるための基準値となる高速下降許容値Ｔ１を記憶する「第一の記憶手段」及び「第二の記憶手段」としての記憶部７１と、ステッピングモータ１３が駆動するためのパルス信号を出力するパルス信号出力部７２と、パルス信号出力部７２による入力パルス位相と入力パルスステッピングモータ１３のエンコーダによる実際の位相とに基づいて布押え２１が布を上方から押圧する押圧力Ｔを算出し、当該押圧力Ｔが記憶部７１に記憶された高速下降許容値Ｔ１を超える場合は布押え２１の下降速度を減少させる「第二の調整手段」として機能すると共に、押圧力Ｔと押圧力の設定値Ｔ２とを比較してステッピングモータ１３の回転運動を停止あるいは逆転させる「第一の調整手段」として機能する演算部７３と、を備える。

記憶部７１は、布押え２１が布を上方から押圧する押圧力の設定値Ｔ２を記憶する。当該設定値Ｔ２は入力インターフェイスを介してオペレータによって設定される。よって記憶部７１は「第一の記憶手段」として機能する。
また、記憶部７１は上述の入力パルス位相と実際の位相との偏差が一定以下の場合に布押え２１を高速で下降させるための基準値となる高速下降許容値Ｔ１を記憶している。当該高速下降許容値Ｔ１は、当該偏差が当該高速下降許容値Ｔ１以下の場合には、布押え２１がまた被縫製物に到達しておらず、布押さえ２１が負荷を受けていないものと判断するための基準値である。制御装置７０の演算部７３は、当該偏差と当該高速下降許容値Ｔ１とによって布押え２１が被縫製物に到達していないと判別した場合、布押え２１の下降速度を高速にする。一方、偏差が当該高速下降許容値Ｔ１を超える場合には、布押え２１が被縫製物に到達して布押さえ２１が負荷を受けているものと判断し、布押え２１の下降速度を低速にする。これによって、常に一定の速度で布押え２１が上下動する場合に比べて、布押え２１が被縫製物を保持するまでに要する時間を短縮させることができる。よって、記憶部７１は「第二の記憶手段」として機能する。
さらに、記憶部７１は上述の入力パルス位相と実際の位相との偏差の値から布押え２１による被縫製物に対する上方からの押圧力Ｔの値を求めるための押圧力換算テーブルを記憶している。演算部７３は、当該偏差と当該押圧力換算テーブルとから当該押圧力Ｔの値を算出し、当該押圧力Ｔの値と設定値Ｔ２とを比較することで、当該押圧力Ｔの値が適正か判別する。

なお、設定値Ｔ２はあらかじめ記憶手段に記憶された複数の押圧力設定値から選択可能に設定してもよいし、オペレータによって直に数値入力を行うようにしてもよい。
また、高速下降許容値は固定値でもよいし、上述の設定値Ｔ２のように変更可能でもよい。
さらに、記憶部７１は上述のほか、演算部７３によって実行される各種のプログラム及びデータを記憶する。また、ミシンの電源が切られた後も設定値Ｔ２、高速下降許容値Ｔ１、押圧力換算テーブル及び各種のプログラム及びデータを保持できることが望ましいので、記憶部７１は不揮発性の記憶装置（例えばＥＰＲＯＭ）で構成されることが望ましい。

パルス信号出力部７２は、ステッピングモータ１３が駆動するためのパルス信号を出力する。
また、パルス信号出力部７２は演算部７３の命令に従い、当該パルス信号を増減させる。つまり、演算部７３はパルス信号出力部７２が行うパルス信号を増減させることでステッピングモータ１３の駆動を調整する。演算部７３は高速駆動を要する場合には規定のパルス出力を維持し、低速駆動を要する場合には直前の出力パルス数に１減算したパルス信号を出力する。

演算部７３は、パルス信号出力部７２による入力パルス位相と入力パルスステッピングモータ１３のエンコーダによる実際の位相とに基づいて布押え２１が布を上方から押圧する押圧力Ｔを算出すると共に、当該押圧力Ｔと記憶部７１に記憶された高速下降許容値Ｔ１及び押圧力の設定値Ｔ２に基づいてステッピングモータ１３の回転速度及び回転方向を調整する。

演算部７３によって布押え２１の上下動が制御される仕組みについて、図５のフローを用いて詳細に説明する。
オペレータの操作によって布押え装置が動作すると、演算部７３はステッピングモータ１３へ高速下降するようパルス信号出力部７２に命令する。これによって布押え２１は高速で下降する（ステップＳ１）と共に、ステッピングモータ１３のエンコーダから実際の位相が出力される。演算部７３は上述のパルス信号出力部７２に対する命令に基づく入力パルス位相と当該実際の位相との偏差を算出し、当該偏差の値と記憶部７１に記憶された押圧力換算テーブルとに基づいて布押え２１による被縫製物への押圧力Ｔの値を算出する（ステップＳ２）。このとき、演算部７３は算出された押圧力Ｔと記憶部７１の高速下降許容値Ｔ１とを比較する（ステップＳ３）。押圧力Ｔの値が高速下降許容値Ｔ１以下であった場合は、演算部７３は引き続きステッピングモータ１３へ高速下降するようパルス信号出力部７２に命令する。押圧力Ｔの値が高速下降許容値Ｔ１を超えた場合は、演算部７３はステッピングモータ１３へ低速下降するようパルス信号出力部７２に命令する。これによって布押え２１の下降は低速となる（ステップＳ４）。ステップＳ１〜ステップＳ３の処理は、押圧力Ｔの値が高速下降許容値Ｔ１を超えることで、布押えの下降が低速となるまで行われる。

布押え２１が低速で下降する際も上述の処理と同様に、ステッピングモータ１３のエンコーダから実際の位相が出力される。演算部７３は上述と同様の処理によって布押え２１による被縫製物への押圧力Ｔの値を算出する（ステップＳ５）。このとき、演算部７３は算出された押圧力Ｔと記憶部７１の設定値Ｔ２とを比較する（ステップＳ６）。押圧力Ｔの値が設定値Ｔ２未満であった場合は、演算部７３は引き続きステッピングモータ１３が低速下降するようパルス信号出力部７２に命令する。ステップＳ６において押圧力Ｔが設定値Ｔ２未満ではない場合、演算部７３は押圧力Ｔが設定値Ｔ２と同一であるかどうか判別する（ステップＳ７）押圧力Ｔの値が設定値Ｔ２と同一である場合は、演算部７３はステッピングモータ１３を停止させるため、ステッピングモータ１３に対するパルス信号の出力を終了させる命令をパルス信号出力部７２に対して行う。これによって布押え２１は停止し（ステップＳ８）、布押え２１の上下動における位置は設定値Ｔ２通りの押圧力Ｔを被縫製物に対して与える位置となる。

一方、押圧力Ｔの値が設定値Ｔ２未満ではなく、かつ、Ｔと同一ではない場合、すなわち押圧力Ｔが設定値Ｔ２を超えた場合は、演算部７３はステッピングモータ１３へ上昇電力を出力するようパルス信号出力部７２に命令する。これによって布押えは上昇し（ステップＳ９）、被縫製物に対して大きくなりすぎた布押え２１による押圧力を低減させるために僅かに布押さえ２１を上昇させる。その後、ステップＳ５へ戻り、下降を再開して、フローに従い演算部７３はステッピングモータ１３へ低速下降電力を出力するようパルス信号出力部７２に命令する。これによって布押え２１は再び低速で下降する。上述の処理は押圧力Ｔの値が設定値Ｔ２と同一となることで布押え２１が停止するまで行われる。

つまり、演算部７３は押圧力Ｔが高速下降許容値Ｔ１以下である場合は、布押え２１が被縫製物に接触していないと判別して布押え２１を高速で下降させる。これによって、布押え２１が被縫製物を保持するまでに要する時間を短縮可能となる。
また、演算部７３は押圧力Ｔが高速下降許容値Ｔ１を超えた場合は、布押え２１が被縫製物に対して押圧力を加え始めたと判断し、布押え２１を低速下降させる。これによって、布押え２１が被縫製物に加える押圧力を微調整する。よって、制御装置７０の演算部７３は「第二の調整手段」として機能する。
さらに、演算部７３は押圧力Ｔが設定値Ｔ２と同一となった場合、布押え２１が被縫製物に加える押圧力がオペレータの意図した押圧力となったと判別し、布押え２１を停止させる。これによって、布押え２１による被縫製物への上方からの押圧力は最適な押圧力となる。
さらに、演算部７３は押圧力Ｔが設定値Ｔ２を超えた場合、布押え２１が被縫製物に加える押圧力が強すぎると判別し、布押えを上昇させる。これによって、布押え２１に加わりすぎていた押圧力を緩和し、再度低速下降を行うことで微調整を可能とする。よって、制御装置７０の演算部７３は「第一の調整手段」として機能する。

（作用効果）
上述の実施例によれば、制御装置７０の演算部７３がステッピングモータ１３の入力パルス位相とエンコーダによって出力されたステッピングモータ１３の実際の位相から押圧力Ｔを算出し、布押え２１が被縫製物に加える押圧力が設定値Ｔ２となるよう調整する。よって、被縫製物の布厚に関わらず、布押え２１が被縫製物に加える押圧力は設定値Ｔ２となるよう調整手段によって調整される。これによって、従来技術における引っ張りバネの交換といった煩雑かつ時間を要する作業が不要となる。よって、布押え２１が被縫製物に最適な押圧力を加えるための作業が大幅に簡易かつ快適となることに加え、布押え装置による被縫製物の保持に要する時間が大幅に短縮されることとなり、オペレータの負担を大幅に軽減することが可能となる。
また、上述の効果によってミシンによる縫製作業の効率が大幅に上昇し、縫製作業のサイクルタイムを大幅に短縮可能となる。よって、生産性の高いミシンを提供可能となる。
さらに、引っ張りバネのように変形する機構を設ける必要がなく、また引っ張りバネの交換を行うための取りつけ及び取り外し作業も発生しないことから、耐久性の高い堅牢な構成のミシンの布押え装置を提供可能となると共に、部品交換の多発による部品の劣化や部品の紛失といった可能性を排除できる。よって、故障が少なく総じて安定性と信頼性の高いミシンの布押え装置を提供可能となる。

また、押圧力Ｔが高速下降許容値Ｔ１を超えた場合は、制御装置７０の演算部７３はステッピングモータ１３に対して低速下降電力を供給するようパルス信号出力部７２に命令する。これによって、押圧力Ｔが一定以上となった場合、すなわち布押え２１が被縫製物に到達した場合、布押え２１は低速で下降することで被縫製物に対して加える押圧力の変化を緩やかにする。よって、布押え２１が被縫製物に加える押圧力を最適に調整する作業を容易かつ迅速に実現でき、布押え２１による被縫製物の保持に要する時間をさらに短縮可能となる。

さらに、押圧力Ｔが設定値Ｔ２を超えた場合は、制御装置７０の演算部７３はステッピングモータ１３に対して低速下降電力を供給するようパルス信号出力部７２に命令する。すなわち、布押え２１が被縫製物に加える押圧力が強すぎる場合に一度布押え２１を上昇させることで当該押圧力を低減させ、その後再度下降させることで当該押圧力が設定値Ｔ２と同一となるよう再調整する。これによって、布押え２１が被縫製物に加える押圧力はより最適に調整されるので、より最適な押圧力を被縫製物に与える布押え装置を提供することが可能となる。

（その他）
なお、上述の実施例においては駆動手段としてステッピングモータを用いているが、布押えを駆動可能な駆動源であって、かつ、その駆動量が調整可能な駆動手段であればなんでも良い。例えばソレノイドでもよい。
また、上述の実施例の布押え機構２０、動力伝達機構５０の構成は一例であり、駆動手段による駆動力を布押えの昇降として伝達可能な機構であればその構成は上述の実施例に限定されないことは言うまでもない。
また、上述の実施例においては制御装置７０はソフトウェア処理によってその機能を実現しているが、各処理ごとに同様の機能を果たす専用部品やアナログ回路によって実現してもよい。

また、特定の被縫製物と当該被縫製物に対する押圧力の設定値に基づく布押えの停止位置とを対応付けて記憶手段に記憶することで、その後同一の縫製物及び設定値を用いた場合に当該停止位置を再現するようにしてもよい。このときさらに、布押えが停止した位置に基づいて布厚を検出してもよい。

本発明の実施形態たるミシンの布押え装置の主要な構成の一部を図示した斜視図である。 ミシンの布押え装置の主要な構成の一部を図示した図１と異なる方向から見た斜視図である。 布押え機構２０の構成を示す側面図である。なお、図３（ａ）は布押え２１が上昇している状態、図３（ｂ）は布押え２１が下降している状態を示す。 制御装置７０の構成と、制御装置７０と電気的に接続されている構成を示すブロック図である。 制御装置７０の演算部７３による布押え２１の昇降の仕組みを示すフローチャートである。 従来技術によるミシンの布押え装置の布押え機構の構成の一部を示した斜視図である。

符号の説明

１０ ミシンの布押え装置
１３ ステッピングモータ
２０ 布押え機構
２１ 布押え
２３ 下板
２７ 押圧板
５０ 動力伝達機構
５２ 回転カム
５６ コロ部材
５７ 梃子部材
５９ 従動リンク体
６０，６１ アーム部材
６２ 動力伝達板
７０ 制御装置
７１ 記憶部
７３ 演算部

Claims (3)

1. 針板上に降下して被縫製物を保持する布押えを昇降可能に支持する布押え機構と、
   前記布押えの上昇又は降下の駆動源となる駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動力を前記布押えの上昇又は降下の駆動力として伝達する動力伝達機構と、を備えるミシンの布押え装置であって、
   前記布押えが被縫製物に加える圧力の目標値を記憶する第一の記憶手段と、
   前記駆動手段を駆動する制御手段と、
   前記駆動手段の実動作量を検出する検出手段と、を備え、
   前記制御手段は、駆動手段の予定動作量と前記検出手段によって検出された前記駆動手段の実動作量との偏差と前記第一の記憶手段に記憶された圧力の目標値とに基づいて、前記布押えが被縫製物に加える圧力が目標値の圧力となるよう調整する第一の調整手段を備えることを特徴とするミシンの布押え装置。
2. 前記偏差に基づく圧力の基準値としての高速下降許容値を記憶する第二の記憶手段と、
   前記偏差に基づく圧力が前記高速下降許容値を超えた場合は、前記駆動手段の速度を減少させる第二の調整手段とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のミシンの布押え装置。
3. 前記第一の調整手段は、前記偏差に基づく圧力が前記第一の憶手段に記憶された圧力の目標値を超えた場合は、前記駆動手段による布押えの駆動方向を逆転した後に再度布押えを下降させることを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの布押え装置。

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