JP2017184980A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】被縫製物が厚くなる段部を検知した後の上下送り量、押さえ圧、糸張力等のパラメータを変更可能とする。【解決手段】被縫製物を上から押さえる布押さえ７１と、その布押さえ７１の高さを検出する押さえ高さ検出部７６と、布押さえ７１が被縫製物の厚くなる段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、縫製に関するパラメータを変更するように制御する制御装置９０と、を備えるミシン。例えば、制御装置９０は、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、送り歯３１の上下方向の往復動作を付与する上下送りモーター６６を制御して、送り区間における送り歯３１の高さを高くする。【選択図】図８

Description

本発明は、送り調節を行うミシンに関する。

押さえと送り歯で布を挟み込んで布送りを行うミシンにおいて、従来は、主軸とメカ的にリンクして動く送り歯を用いた送り機構を採用していた（特許文献１参照）。

また、ミシンは、布押さえを保持する押さえ棒と、押さえ棒を介して布押さえに下方の押さえ圧を付与する押さえバネと、押さえバネに抗して押さえ棒に上昇動作を付与するレバーと、複数のリンク体を介してレバーに上昇動作を付与するソレノイドとからなる押さえ上げ機構を備えている。
そして、布押さえを下降させる際には、ソレノイドを駆動しないか或いは推力を最小限として押さえバネのバネ圧により布押さえを行い、布押さえを上昇させる際には、ソレノイドを駆動して引き上げ動作を行っていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−１４６３２６号公報 特開２０１１−０９２５２３号公報

しかし、押さえと送り歯で布を挟み込んで布送りを行う従来のミシンでは、布が厚くなる段部で押さえが上がり、押さえ圧が下がってしまう問題があった。
この際、送り歯高さをより高くすれば、押さえとの隙間が小さくなるので、押さえ圧の低下分を補うことができるが、特許文献１のような主軸とメカ的にリンクして動く送り歯を用いた送り機構では、主軸回転中に送り歯高さを変更することが困難であった。

また、特許文献２のような押さえ上げ機構では、布押さえの上昇動作駆動源としてソレノイドを使用しているので、布押さえの押さえ圧を制御により任意に調整することが困難であった。

また、段部に押さえが乗り上げると、糸が緩む問題もあった。

本発明の課題は、被縫製物が厚くなる段部を検知した後の上下送り量、押さえ圧、糸張力等のパラメータを変更可能とすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
針棒を上下動させる針上下動機構と、
前記針上下動機構の駆動源となるミシンモーターと、
針板の上の被縫製物を送る送り歯を支持する送り台と、
前記ミシンモーターから動力を得て前記送り台に対して水平方向の往復動作を伝達する水平送り機構と、
前記送り台に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構と、
前記被縫製物を上から押さえる布押さえと、
前記布押さえの高さを検出する押さえ高さ検出部と、
を備え、
前記水平送り機構は、前記ミシンモーターによる前記送り台に対する水平方向の往復動作のピッチを変更調節する送り調節モーターを有し、
前記上下送り機構は、前記送り台に対する上下方向の往復動作の駆動源となる上下送りモーターを有し、
前記布押さえが前記被縫製物の厚くなる段差に乗り上げたことを前記押さえ高さ検出部が検出すると、送り区間における前記送り歯の高さを高くするように前記上下送りモーターを制御する制御装置を備えるミシンを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のミシンであって、
前記布押さえを下端部に保持する押さえ棒と、
前記押さえ棒を介して前記布押さえに前記被縫製物に対する押さえ圧を付与する押さえバネと、
前記布押さえの昇降動作を付与するとともに、前記押さえバネの伸縮量を調節して前記布押さえによる前記被縫製物に対する前記押さえ圧を調節する押さえモーターと、
を備え、
前記制御装置は、前記布押さえが前記段差に乗り上げたことを前記押さえ高さ検出部が検出すると、前記押さえモーターを制御して前記布押さえの前記被縫製物に対する前記押さえ圧を強くする制御を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２記載のミシンであって、
前記被縫製物を縫製する糸の張力をソレノイドのオンオフ動作により可変とする糸調子を備え、
前記制御装置は、前記布押さえが前記段差に乗り上げたことを前記押さえ高さ検出部が検出すると、前記ソレノイドをオンオフ動作して前記糸調子による前記糸の張力を強くする制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、被縫製物が厚くなる段部を検知した後に、上下送り量、押さえ圧、糸張力等のパラメータを変更することができる。
従って、布押さえが段部に乗り上がっても、布押さえと送り歯との間に被縫製物を保持して良好に縫製することができる。

ミシンのミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。 送り調節機構の斜視図である。 上下送り機構の斜視図である。 上下送りモーターの軸角度０°時の上下送り機構の動作説明図である。 上下送りモーターの軸角度−５°時の上下送り機構の動作説明図である。 上下送りモーターの軸角度＋５°時の上下送り機構の動作説明図である。 布押さえ機構の側面図である。 布押さえ機構の正面図である。 布押さえ機構の斜視図である。 布押さえ機構の布押さえを上方の退避位置とした状態の動作説明図である。 布押さえ機構の布押さえを針板まで下降させた状態の動作説明図である。 布押さえ機構の布押さえが針板上で押さえ圧を加えている状態の動作説明図である。 ミシンの制御系を示すブロック図である。 送りを行う場合の送り歯の軌跡を示す線図である。 時計方向の回動と反時計方向の回動で得る図１４の軌跡パターンデータの上下送りモーターの軸角度と上軸角度との関係を示す線図である。 制御装置が行う押さえバネ識別処理のフローチャートである。

［実施形態の概略構成］
以下、本発明の実施形態であるミシンについて詳細に説明する。
図１はミシン１００のミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。
図１に示すように、ミシン１００は、縫い針を上下動させる図示しない針上下動機構と、その駆動源となるミシンモーター１６（図１３参照）と、ミシンモーター１６により回転動作が行われる図示しない上軸と、上糸を下糸に絡める釜１２と、縫い針の上下動に合わせて針板１１上の被縫製物たる布地を送る送り装置３０と、上軸から送り装置３０の下軸３３に回転力を伝達するベルト機構２０と、上糸及び下糸を切断する糸切り装置１４（図１３参照）と、布押さえ７１の昇降動作を行う布押さえ機構７０と、上記各構成を支持するミシンフレーム１１０（図７参照）と、上記各構成を制御する制御装置９０（図１３参照）とを備えている。
なお、上記ミシン１００はいわゆる本縫いミシンであり、一般的な本縫いミシンが備える天秤機構、糸調子、布押さえ等の各構成を備えているが、これらは周知のものなので説明は省略する。

上記ミシンフレーム１１０は、ミシンの全体において下部に位置するミシンベッド部１０１と、ミシンベッド部１０１の長手方向の一端部において上方に立設された立胴部１０２と、立胴部１０２の上端部からミシンベッド部１０１と同方向に延設されたミシンアーム部１０３とを備えている（図７参照）。
ミシンベッド部１０１の前端部（面部側の端部）が針落ち位置となっており、その上面には針板１１が装備されている。
なお、以下の説明では、ミシンベッド部１０１の長手方向に平行な水平方向をＹ軸方向とし、水平であって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。

［針上下動機構及びベルト機構］
針上下動機構は、ミシンアーム部１０３の内側に配設され、ミシンモーター１６に回転駆動されると共にＹ軸方向に沿って配設された上軸と、縫い針を下端部で保持する針棒と、上軸の回転力を上下動の往復駆動力に変換して針棒に伝達する図示しないクランク機構とを備えている。
そして、ベルト機構２０は、上軸に固定装備された主動プーリと、送り装置３０の下軸３３に固定装備された従動プーリ２１と、主動プーリと従動プーリ２１とに掛け渡されたタイミングベルト２２とを備えている。そして、ベルト機構２０により、下軸３３は上軸と同速度で回転を行う。
なお、ベルト機構に替えて縦軸と傘歯車からなる歯車伝達機構で上軸から下軸３３に回転力を伝達しても良い。

［送り装置］
図１に示すように、送り装置３０は、針板１１の開口から出没して布地を所定方向に送る送り歯３１と、送り歯３１を保持する送り台３２と、ミシンモーター１６から動力を得て送り台３２に対してＸ軸方向（水平方向）の往復動作を伝達する水平送り機構４０と、送り台３２に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構６０Ｂとを備えている。

［水平送り機構］
水平送り機構４０は、送り台３２に対するＸ軸方向の往復動作のストロークを調節する送り調節機構５０と、下軸３３からＸ軸方向に沿った往復動作を取り出すクランクロッド４１と、送り調節機構５０を介してクランクロッド４１から往復回動が付与される水平送り軸４２と、水平送り軸４２の往復回動駆動力を送り方向の往復駆動力に変換して送り台３２に伝達する水平送りアーム４３とを備えている。

クランクロッド４１は、その一端部が下軸３３に固定装備された偏心カム（図示略）を回転可能に保持しており、他端部が送り調節機構５０に連結されている。かかるクランクロッド４１は、その長手方向がおおむねＸ軸方向に沿うように配置されており、下軸３３が全回転で駆動すると、クランクロッド４１の他端部は偏心カムによりその偏心量の二倍のストロークでその長手方向に沿って往復動作を行う。かかるクランクロッド４１の往復動作が送り調節機構５０を介して水平送り軸４２への往復回動力として伝達される。

送り調節機構５０は、図２に示すように、水平送り軸４２に固定装備されると共に水平送り軸４２を中心とする半径方向外側に延出された揺動アーム５１と、クランクロッド４１の他端部と揺動アーム５１とを連結する一対の第一のリンク体５３と、クランクロッド４１の他端部の往復運動方向をいずれかの方向に誘導する一対の第二のリンク体５４と、第二のリンク体５４による誘導方向を決定する送り調節体５５と、送り調節体５５と一体的に回動する支軸５２と、支軸５２に固定装備されると共に支軸５２を中心とする半径方向外側に延出された入力アーム５６と、送り調節体５５を回動させて下軸３３から送り台３２に伝達されるＸ軸方向（水平方向）の往復動作量を調節する送り調節モーター５７と、送り調節モーター５７の出力軸から入力アーム５６に回動力を伝達する二つの伝達リンク５８，５９とを備えている。

第一のリンク体５３は、一端部がクランクロッド４１の他端部に連結され、他端部が揺動アーム５１の揺動端部に連結され、これら両端部はいずれもＹ軸回りに回動可能に連結されている。
第二のリンク体５４は、一端部が第一のリンク体５３の一端部と共にクランクロッド４１の他端部に連結され、他端部が送り調節体５５の回動端部に連結され、これら両端部はいずれもＹ軸回りに回動可能に連結されている。
送り調節体５５は、その基端部にＹ軸方向に沿った支軸５２が固定装備されており、当該支軸５２はミシンフレーム内でＹ軸回りに回動可能に支持されている。
また、送り調節体５５の回動端部は第二のリンク体５４の他端部とＹ軸回りに回動可能に連結されている。

送り調節機構５０では、第一のリンク体５３と第二のリンク体５４のそれぞれの長手方向が一致する状態、つまり各リンク体５３，５４が丁度重なる状態となるように送り調節体５５を回動させると、クランクロッド４１の駆動力が揺動アーム５１に伝わらない状態となる。このとき、水平送り軸４２には往復回動動作が伝わらないので、送り台３２のＸ軸方向の往復のストロークが0、即ち、縫いピッチが0となる。このように、各リンク体５３，５４が重なる状態となる送り調節体５５の回動角度を「送り調節体５５の中立角度」とする。

そして、この送り調節体５５を中立角度から一方に回動させると、その回動角度量に応じて揺動アーム５１側に往復の揺動動作が付与され、これにより正送り方向の縫いピッチを大きくすることができる。
また、この送り調節体５５を中立角度から逆方向に回動させると、やはりその回動角度量に応じて揺動アーム５１側に往復の揺動動作を付与することができるが、この場合には、位相が反転して伝達され、これにより逆送り方向の縫いピッチを大きくすることができる。

送り調節モーター５７は、ミシンベッド部１０１内のＹ軸方向一端部側において、出力軸をＹ軸方向に向けて配置されている。前述した伝達リンク５８は、その長手方向を概ねＸ軸方向に向けてその一端部が送り調節モーター５７の出力軸に固定装備されている。従って、送り調節モーター５７の駆動により伝達リンク５８の他端部は上下に回動を行う。
伝達リンク５９は、その長手方向が概ねＺ軸方向に沿った状態で、その下端部が伝達リンク５８の他端部にＹ軸回りに回動可能に連結されている。従って、送り調節モーター５７の駆動により伝達リンク５９は全体的に上下動を行う。
入力アーム５６は、支軸５２に固定装備されると共に支軸５２から概ねＸ軸方向に沿って延出されており、その延出端部は伝達リンク５９の上端部にＹ軸回りに回動可能に連結されている。
これらにより、送り調節モーター５７が駆動すると、伝達リンク５８，５９及び入力アーム５６を介して送り調節体５５を回動させることができる。

水平送り軸４２は、ミシンベッド部１０１内においてＹ軸方向に沿って回転可能に支持されており、下軸３３に対して布地の送り方向下流側（図１における左方）に配置されている。かかる水平送り軸４２の立胴部１０２側の一端部には前述した送り調節機構５０を介して下軸３３から往復回動力が付与され、水平送り軸４２の他端部から水平送りアーム４３を介して送り台３２にＸ軸方向に沿った往復動作を伝達する。

水平送りアーム４３は、その基端部が水平送り軸４２の針板１１側の端部に固定連結され、その揺動端部はほぼ上方に向けられた状態で送り台３２に連結されている。
従って、水平送りアーム４３は、ミシンモーター１６の駆動により送り台３２をＸ軸方向に沿って往復移動させることができる。また、送り台３２のＸ軸方向に沿った往復動作のストロークは、送り調節機構５０の送り調節モーター５７を制御することにより、任意に調節することができる。

送り台３２は、針板１１の下方に配設され、布送り方向（Ｘ軸方向）における一端部が上下送り機構６０Ｂに連結され、他端部が水平送りアーム４３に連結されている。また、送り台３２の長手方向中間位置の上部には送り歯３１が固定装備されている。
これにより、送り台３２はその一端部から上下方向に往復駆動力が付与され、他端部からは同じ周期で送り方向の往復駆動力が付与される。そして、これらの往復駆動力を合成することでＸ−Ｚ平面に沿って長円運動を行うこととなる。この送り台３２に伴って送り歯３１も長円運動を行い、当該長円運動軌跡の上部領域を移動する際に送り歯３１の先端部が針板１１の開口部から上方に突出し、布地を送ることを可能としている。

［上下送り機構］
図３は上下送り機構６０Ｂの斜視図、図４〜図６は上下送り機構６０Ｂの動作説明図である。
この上下送り機構６０Ｂは、送り台３２に対する上下方向（Ｚ軸方向）の往復動作の駆動源となる上下送りモーター６６と、当該上下送りモーター６６の出力軸に連結されて回動動作を行う第一リンク６１Ｂと、第一リンク６１Ｂの回動端部に一端部が連結された第二リンク６２Ｂと、第二リンク６２Ｂの他端部に一端部が連結された第三リンク６３Ｂと、第三リンク６３Ｂの他端部に連結されると共にミシンフレーム内で位置が固定された回動軸６７と、当該回動軸６７を介して第三リンク６３Ｂと連結された第四リンク６４と、当該第四リンク６４の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台３２の一端部に連結された第五リンク６５とを備えている。
なお、上記の上下送り機構６０Ｂに替えて、モーターと偏心カムとリンクを用いる構成や、モーターとラックとピニオンを用いる構成に変更することも容易に考えられる。

上下送りモーター６６は、ミシンベッド部１０１内でＹ軸方向における針板１１側の端部に配置され、Ｙ軸方向について、前述した送り調節機構５０の送り調節モーター５７と離隔して配置されている。これらのモーター５７，６６は、いずれも設置スペースを広く必要とするが、このようにミシンベッド部１０１内でその長手方向について離隔して配置することにより、相互間のスペースをミシンの他の構成、例えば、モーターと同様に設置スペースを広く必要とする糸切り装置１４の駆動源となるソレノイドの設置スペースを確保することができる。
また、上下送りモーター６６はその出力軸をＹ軸方向に沿わせて配置されている。

さらに、上下送りモーター６６は、前述した送り調節モーター５７と同一仕様且つ同一性能であって機種及び種別が同一のモーターを使用している。
これにより、モーター及びその周辺の部材の共通化を図ることができ、コスト低減及びメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。

第一リンク６１Ｂは、回動中心となる基端部が上下送りモーター６６の出力軸に固定支持されている。
一方、第三リンク６３Ｂは、その他端部がミシンベッド部１０１のフレームにより回転可能に支持された回動軸６７に固定支持されている。
そして、第一リンク６１Ｂの回動端部と第三リンク６３Ｂの回動端部は第二リンク６２Ｂの一端部と他端部とにそれぞれＹ軸回りに回動可能に連結されている。
そして、これら第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂは、図４に示すように、第一リンク６１ＢがＺ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が上方を向いた状態であって、第三リンク６３ＢがＺ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が下方を向いた状態である場合に、第二リンク６２ＢはほぼＸ軸方向に平行な水平状態となるように、それぞれの長さが設定されている。

これにより、上下送りモーター６６の出力軸を図４に示す軸角度（０°）とすると、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが９０度（直角）となる。この状態が第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂからなるリンク列における「原点」である。
上記「原点」となる軸角度では、送り歯３１の高さは針板１１の上面の高さと一致する。
また、「原点」となる軸角度を基準として、図５に示すように逆方向（反時計方向）に上下送りモーター６６を回転駆動させると送り歯３１は針板１１の上面より上昇し、図６に示すように正方向（時計方向）に上下送りモーター６６を回転駆動させると送り歯３１は針板１１の上面より下降する。
なお、ミシン１００では、その制御装置９０が、送り歯３１による一針分の送り動作につき、上下送りモーター６６に対して、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが同一直線上に並んだ最大伸長状態となる出力軸角度には到達しない角度範囲内（例えば原点±１０°）で正逆方向の往復回動を一回行う動作制御を実行する。

このように、第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂからなるリンク列は、上下送りモーター６６の回動動作と送り台３２への上下動作の付与を等倍の頻度に維持するので、水平方向の送りの往復動作をミシンモーター１６から独立したモーターによって付与する場合に比べると、往復のストロークが小さいことにより、高速回転の縫製への追従性が優れている。特に、上下送りモーター６６が、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが直角をなす軸角度を含む範囲で駆動を行うことにより、往復のストロークをより小さくすることができ、高速回転の縫製への追従性をさらに向上させることができる。

また、第四リンク６４は、概ねＸ軸方向に沿った状態で基端部が回動軸６７に固定されているので、第三リンク６３Ｂと一体的に回動を行う。
そして、第五リンク６５は、概ねＺ軸方向に沿った状態で第四リンク６４の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台３２の一端部に連結されているので、第四リンク６４の回動により第五リンク６５を介して送り台３２に上下動を伝達することができる。

［糸切り装置］
糸切り装置１４は、送り歯３１と釜１２との間に配置された固定メス及び動メスと、下軸３３に設けられたカムと、カムに係合して動メスに切断動作を付与するカムコロと、カムコロをカムに係合させるソレノイドとを備えている。ソレノイドは、制御装置９０の制御によって作動し、ソレノイドの作動によりカムコロがカムに係合して、動メスに往復の切断動作を伝達し、動メスと固定メスとの協働により上糸及び下糸を切断する。

［布押さえ機構］
図７はミシンフレーム１１０の一部を二点鎖線で示し、ミシンフレーム１１０内での配置を分かるように示した布押さえ機構７０の側面図である。また、図８は布押さえ機構７０を面部側から見た正面図、図９は面部側の布押さえ機構７０の構成を示した斜視図である。
これらの図に示すように、布押さえ機構７０は、被縫製物を上から押さえる布押さえ７１と、布押さえ７１を下端部で保持する押さえ棒７２と、布押さえ７１の昇降駆動源となる押さえモーター７３と、押さえモーター７３から押さえ棒７２及び布押さえ７１に昇降動作を伝える伝達機構７４と、押さえ棒７２を介して布押さえ７１に被縫製物に対する押さえ圧を付与する押さえバネ７５と、布押さえ７１の高さを検出する押さえ高さ検出部７６とを備えている。

布押さえ７１は、底面が平滑であって布送り方向上流側（手前側）が上方に反り上がったいわゆる舟形の押さえである。
押さえ棒７２は、針棒の近傍においてＺ軸方向に沿った状態でミシンアーム部１０３の内部において上下二箇所に配置されメタル軸受け７２１，７２１により上下動可能に支持されている。
押さえ棒７２の上側のメタル軸受け７２１と下側のメタル軸受け７２１との間には、上下に上側棒抱き７２２と下側棒抱き７２３とがいずれも抱き締めにより固定装備されている。

そして、上側棒抱き７２２の下側には押さえ棒７２に対して上下に摺動可能なスリーブ７２５が装備され、当該スリーブ７２５と下側棒抱き７２３との間にはコイル状の押さえバネ７５が押さえ棒７２を挿入した状態で装備されている。
各棒抱き７２２，７２３及び布押さえ７１は、押さえ棒７２に対して止めネジの締結により固定装備されており、止めネジを緩めてこれらを全て外すことにより、押さえ棒７２は、ミシンフレーム１１０から上方に引き抜くことができる。そして、これにより、押さえバネ７５を交換することができる。

一方、押さえバネ７５は、その内径がほぼ等しく、バネ定数が異なる複数種類のものが用意されており、各種の被縫製物によって必要となる押さえ圧に応じて、適宜選択して交換することができる。
なお、当該押さえバネ７５とスリーブ７２５との合計長さよりも、側棒抱き７２２と下側棒抱き７２３の上下間隔は幾分広く設定されており、側棒抱き７２２と下側棒抱き７２３の間において、押さえバネ７５とスリーブ７２５とが幾分余裕をもって装備されるようになっている。

スリーブ７２５は、押さえ棒７２を挿入可能とする筒状体であり、伝達機構７４を介して押さえモーター７３により昇降動作が付与されて、任意の高さに位置決めされる。
例えば、押さえモーター７３によりスリーブ７２５が下降せしめられると、下側の押さえバネ７５が圧縮され、圧縮された押さえバネ７５の弾性力が下側棒抱き７２３を介して布押さえ７１に付与される。この時、スリーブ７２５の高さを任意に位置決めすることにより、押さえバネ７５を任意の圧縮量に圧縮することができ、任意の押さえ圧に調節することができる。
また、押さえモーター７３によりスリーブ７２５が上昇されると、スリーブ７２５は、上側棒抱き７２２に当接し、上側棒抱き７２２を介して押さえ棒７２が上昇されることにより布押さえ７１を針板１１の上方に離間した被縫製物の解放位置に退避させることができる。

また、押さえ棒７２は、布押さえ７１を針板１１の上面まで下降させた状態でも、ミシンアーム部１０３の上部からその上端部が突出した状態となる長さに設定されており、当該上端部には手で摘んで布押さえ７１を引き上げるための摘み部材７２４が装備されている。
布押さえ機構７０は、押さえモーター７３により布押さえ７１の昇降動作が行うことができることから、従来のミシンに装備されているような、手動でリンク機構を操作して布押さえ７１の昇降動作を行うための押さえ上げレバーを備えていない。
しかしながら、停電などによってミシンの電源の供給が断たれてしまうと、布押さえ７１が下降したままの状態になってしまうことから、押さえ棒７２の上端部に摘み部材７２４を装備して布押さえ７１の上方への退避移動を容易に行うことができるように構成されている。

押さえモーター７３は、立胴部１０２の内側上部において板状のブラケット７３１により、その出力軸をＸ軸方向に向けた状態で支持されている。
押さえモーター７３は、ステッピングモーターであり、所定の微小角度単位で任意の軸角度に位置決めすることができる。
また、図７〜図９では図示を省略しているが、押さえモーター７３の出力軸にはエンコーダ７３２が接続されており（図１３参照）、出力軸の軸角度が検出され、制御装置９０に入力されている。

伝達機構７４は、押さえモーター７３の出力軸に固定装備された主動歯車７４１と、略扇形の従動歯車７４２と、二又の回動腕７４６，７４７を備えたベルクランク状のリンク部材７４５と、従動歯車７４２とリンク部材７４５とを連結する連結棒７４９と、を備えている。

主動歯車７４１は、平歯車であり、従動歯車７４２と噛合している。
従動歯車７４２は、ミシンフレーム１１０内でＸ軸回りに回動可能に支持された扇型の歯車であり、その円弧状の部分のみに主動歯車７４１に噛合する歯が形成されている。従動歯車７４２の歯は、主動歯車７４１よりも有効径が大きく、主動歯車７４１から入力される回転が大きく減速されて伝達される。これにより、押さえモーター７３による押さえバネ７５の圧縮量調節の分解能を高くすることができる。
また、従動歯車７４２は、回動半径方向に延出された腕部７４３を備え、当該腕部７４３が連結棒７４９の一端部にＸ軸回りに回動可能に連結されている。従動歯車７４２は、主動歯車７４１からトルクを受けて回動すると、連結棒７４９の一端部に対して概ねＹ軸方向に沿った移動動作を付与する。
連結棒７４９は、概ねＹ軸方向に沿った状態でミシンアーム部１０３内に配置されており、その他端部はリンク部材７４５の一方の回動腕７４６にＸ軸回りに回動可能に連結されている。

リンク部材７４５は、一方の回動腕７４６が概ねＺ軸方向を向いており、他方の回動腕７４７は概ねＹ軸方向を向いており、ミシンフレーム１１０内でＸ軸回りに回動可能に支持されている。そして、他方の回動腕７４７は、角駒７４８を介してスリーブ７２５に連結されている。角駒７４８はＸ軸回りに回動可能に回動腕７４７に連結されており、直方体形状に形成されている。スリーブ７２５は、角駒７４８を上下から挟んだ状態で支持しており、角駒７４８のＹ軸方向に沿った移動動作を許容する。
これにより、リンク部材７４５が回動動作を行うと、回動腕７４７は上下方向に回動し、角駒７４８を介してスリーブ７２５に上下方向の移動動作を伝達する。角駒７４８は、回動腕７４７の回動により円弧の軌跡に従って移動を行うのでＹ軸方向にも変位を生じるが、角駒７４８はスリーブ７２５に対してＹ軸方向に移動可能なので、Ｚ軸方向の移動動作のみがスリーブ７２５に伝達される。

高さ検出部７６は、主に、下側棒抱き７２３に支持された被検出体７６１と、被検出体７６１の高さを光学的に検出するラインセンサ７６２とから構成されている。
被検出体７６１は、下側棒抱き７２３に支持されているので、布押さえ７１及び押さえ棒７２と共に上下に移動を行う。
ラインセンサ７６２はＺ軸方向に沿って受光素子が並んで形成されており、被検出体７６１に遮蔽されることにより、当該被検出体７６１の上端部のＺ軸方向の位置（高さ）を検出することができる。

［ミシンの制御系］
上記ミシン１００の制御系を図１３のブロック図に示す。この図１３に示すように、ミシン１００は、各構成の動作制御を行う制御装置９０を備えている。そして、この制御装置９０には、ミシンモーター１６、送り調節モーター５７、上下送りモーター６６及び押さえモーター７３が各々のモーター駆動回路１６ａ，５７ａ，６６ａ，７３ａを介して接続されている。
また、ミシンモーター１６及び押さえモーター７３には、その回転数を検出するエンコーダ１６１，７３２が併設されており、このエンコーダ１６１，７３２もモーター駆動回路１６ａ，７３ａを介して制御装置９０に接続されている。
また、制御装置９０には、糸切り装置１４が接続されており、糸切りの実行の際に駆動するソレノイドが制御装置９０により制御される。

制御装置９０は、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＥＥＰＲＯＭ９４（ＥＥＰＲＯＭは登録商標）を備え、後述する各種の動作制御を実行する。
ＲＯＭ９２には、後述する各種の制御を行うためのプログラムが格納されている。
また、ＥＥＰＲＯＭ９４には、バネ定数の異なる複数種類の押さえバネ７５ごとに個別に対応した、押さえモーター７３の動作量と布押さえ７１に生じる押さえ圧との関係を示すテーブルデータが記憶されている。即ち、ＥＥＰＲＯＭ９４は、「テーブル記憶部」として機能する。

また、制御装置９０には、後述する送り装置３０に対する各種の動作制御の選択、実行や布押さえ機構７０による布押さえ７１の押さえ圧等の設定を入力するための操作入力部９６がインターフェイス９６ａを介して接続されている。これにより、操作入力部９６は、押さえ圧の入力設定を行う「押さえ圧設定部」として機能する。
また、踏み込み操作により縫製の開始及び踏み込み量に応じた縫い速度を入力するペダル９５がインターフェイス９５ａを介して接続されている。
この操作入力部９６は、表示部９６１を備えており、各種設定を入力する際に必要な情報を表示する。例えば、布押さえ機構７０による布押さえ７１の押さえ圧の設定を行う場合には、押さえ圧の設定の上限値・下限値及び設定可能な押さえ圧の数値幅（分解能）を表示する。
また、制御装置９０には、布押さえ７１の高さを検出するラインセンサ７６２がインターフェイス９５ａを介して接続されている。
さらに、制御装置９０には、ソレノイドのオンオフ動作により糸張力を強と弱に切り替える糸調子１０１がインターフェイス１０１ａを介して接続されている。

［送り装置の動作制御］
ミシン１００では、送り歯３１の上下方向の往復動作をミシンモーター１６とは独立して上下送りモーター６６が行うので、上下送りモーター６６を制御することにより、送り歯３１の周回移動の軌跡を任意に変更することが可能である。
図１４は通常の送りを行う場合の軌跡である。図１４では横軸が送り歯３１のＸ軸方向の位置、縦軸がＺ軸方向の送り歯３１の位置を示している。横軸の左側が送り方向下流側であり、横軸の0となる位置は針落ち位置である。また、縦軸の0となる位置が針板１１の上面の高さである。
この軌跡では、針板１１の上面を基準として上下にほぼ対称な長円となる。なお、送り歯３１の歯先（上端部）が針板１１の上面以上の位置にある上軸角度の範囲を「送り区間」と定義する。

制御装置９０は、この長円の軌跡上に並んだドットの各位置に送り歯３１を位置決めするための上下送りモーター６６の軸角度を上軸角度と関連づけて記録した軌跡パターンデータをＥＥＰＲＯＭ９４内に保持している。
なお、送り調節モーター５７の軸角度は長円の軌跡の横軸の幅（縫いピッチ）を決定するので、操作入力部９６から縫いピッチが設定されると、送り歯が周回移動している間は縫いピッチが設定値となる軸角度を維持する。

そして、制御装置９０は、縫製の際には、軌跡パターンデータをＲＡＭ９３に読み込み、エンコーダ１６１の出力を監視して、所定の上軸角度となるたびに上下送りモーター６６を軌跡パターンデータに定める軸角度に位置決めすることにより送り歯３１を図１４の軌跡に従って周回移動させる。
図１５は図１４の軌跡で得る上下送りモーター６６の軸角度（縦軸）と上軸角度（横軸）との関係を示している。
図１４の軌跡パターンにおける上下送りモーター６６の軸角度の変化は、図１５に示すように、おおよそ2π分のサインカーブとなる。
なお、正方向と逆方向の一往復回動で送り歯が上下に一往復する関係のため、時計方向の回動で得る軌跡パターンデータと反時計方向の回動で得る軌跡パターンデータとの二種類を用意する必要はなく、一種類の軌跡パターンデータのみを保有している。

［布押さえ機構に関する処理］
ミシン１００の布押さえ機構７０は、前述したように押さえ圧を決定する押さえバネ７５をバネ定数が異なる複数種類の押さえバネ７５の中から選択して交換することが可能である。従って、制御装置９０は、ＲＯＭ９２内のプログラムに従って、ミシン１００の主電源投入時に、装備されている押さえバネ７５が、バネ定数が異なる複数種類の押さえバネ７５のいずれであるかを識別する処理を行う。

以下、上記押さえバネ識別処理について、図１０〜図１２の布押さえ機構の動作説明図と図１６のフローチャートとに基づいて説明する。
ミシン１００の主電源が投入されると、制御装置９０は、まず、針板１１の上方の退避位置にある布押さえ７１が下降する方向に押さえモーター７３を駆動させる（ステップＳ１：図１０）。

布押さえ７１を下降させながら、制御装置９０は、ラインセンサ７６２の検出する布押さえ７１の高さを監視する。そして、ラインセンサ７６２が示す布押さえ７１の検出高さから、布押さえ７１が針板１１の上面まで下降したか否かを判定する（ステップＳ３：図１１）。布押さえ７１が下降により針板１１の上面に到達すると、ラインセンサ７６２が示す布押さえ７１の検出高さが下降状態から停止状態となる。これにより、布押さえ７１が針板１１の上面まで下降したか否かを判定することができる。

これにより、布押さえ７１が針板１１の上面に到達してないと判定した場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、布押さえ７１の下降を継続し（ステップＳ１）、布押さえ７１が針板１１の上面に到達したと判定した場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、到達時のエンコーダ７３２が示すモーター位置を原点位置と記憶するとともに、当該原点位置から予め定められた規定量だけ押さえモーター７３を下降方向に駆動する（ステップＳ５：図１２）。

制御装置９０は、モーター駆動回路７３ａによる押さえモーター７３の駆動電流を検出し、原点位置からの駆動電流の増加量を検出する（ステップＳ７）。原点位置から規定量の下降動作を行うと、押さえバネ７５は一定の長さだけ収縮するので、駆動電流の増加量から押さえモーター７３のトルク上昇量を求めることにより押さえバネ７５のバネ定数を特定することができる。従って、制御装置９０は、駆動電流の増加量から、現在、押さえ棒７２に装着されている押さえバネ７５がバネ定数が異なる複数種類の押さえバネ７５のいずれであるかを識別することができる（ステップＳ９［バネ種識別機能］）。

さらに、制御装置９０は、ＥＥＰＲＯＭ９４内に記録されている押さえモーター７３の動作量と布押さえ７１に生じる押さえ圧との関係を示す複数のテーブルデータの中から現在の押さえバネ７５に対応するテーブルデータを選択する（ステップＳ１１）。
さらに、制御装置９０は、操作入力部９６における押さえ圧の設定の際に表示される押さえ圧の上限値・下限値と設定可能な押さえ圧の数値幅（分解能）について現在の押さえバネ７５に対応する値に設定する（ステップＳ１３）。
そして、制御装置９０は、押さえバネ７５の判定処理を終了する。

なお、上記の処理以降、操作入力部９６から押さえ圧の設定入力が行われる際には、表示部９６１において、ステップＳ１３で設定された押さえ圧の上限値・下限値と設定可能な押さえ圧の数値幅（分解能）を表示し、表示される下限値以上かつ上限値以下となる範囲で押さえ圧の入力を制限すると共に設定可能な押さえ圧の数値幅の単位で数値入力を受け付ける。
また、布押さえ７１の押さえ圧が設定されると、制御装置９０は、ステップＳ１１で選択されたテーブルデータを参照し、設定された押さえ圧となる軸角度に押さえモーター７３を駆動し、当該軸角度を保持するように制御する。

［布段差乗り上げによるパラメータ変更］
以上において、布押さえ７１が布の厚くなる段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、制御装置９０は、次に説明するように、縫製に関するパラメータを変更するように制御する。
制御装置９０は、縫製中において、布押さえ機構７０のラインセンサ７６２の検出により、布押さえ７１が針板１１から規定の高さより低い位置にあるか否かを監視し、布押さえ７１が規定の高さ以上となったことが検出された場合に「段差あり」と判定する。

［１．押さえ圧変更］
先ず、制御装置９０は、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、押さえモーター７３を制御して布押さえ７１の押さえ圧を強くなるように補正する。

このように、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを検出して、布押さえ７１の押さえ圧を強くすることで、段部に乗り上がる布押さえ７１に強い押さえ圧を付与して、送り歯３１との間に布を保持して良好に縫製することができる。

［２．送り歯高さ変更］
次に、制御装置９０は、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、上下送りモーター６６を制御して送り区間における送り歯３１の高さを高くなるように補正する。

このように、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを検出して、送り区間における送り歯３１の刃先の高さが高くなる軌跡にすることで、段部に乗り上がる布押さえ７１に追従して送り歯３１を高くして、布押さえ７１と送り歯３１の間隔を一定に維持した状態で布を保持して良好に縫製することができる。

［３．糸張力変更］
次に、制御装置９０は、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、ソレノイドをオン動作（またはオフ動作）して糸調子１０１による糸張力を強くするように補正する。

このように、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを検出して、糸調子１０１の糸張力を強くすることで、糸の緩みを防止して、良好に縫製することができる。

［実施形態による効果］
以上、実施形態のミシン１００によれば、水平送り機構４０は、ミシンモーター１６による送り台３２に対する水平方向の往復動作量（ピッチ）を変更調節する送り調節モーター５７を有し、上下送り機構６０Ｂは、送り台３２に対する上下方向の往復動作の駆動源となる上下送りモーター６６を有し、送り調節モーター５７と上下送りモーター６６を制御して送り歯３１による被縫製物の送り動作を行う制御装置９０を備えている。
このため、送り歯３１の上下の往復動作についてミシンモーター１６から制約を受けることなく任意に動作させることができるので、前述したように、多種多様の軌跡パターンで送り歯３１を周回移動させることが可能となる。

また、送り歯３１の水平方向の往復動作についてミシンモーター１６から独立した他のモーターを駆動源とすることでも、前述した各種の送り歯３１の軌跡パターンの内の一部については実行可能である。しかしながら、水平方向の往復ストロークは上下方向の往復ストロークよりも遙かに大きいので、より低イナーシャで出力が大きなモーターが必要となる。なお、モーターは出力が大きくなるとイナーシャも大きくなる傾向にあるので、実際にはそのようなモーターは入手困難であるため、縫製速度を低減して送りを行うことが余儀なくされる。
これに対して、実施形態のミシン１００は、送り歯３１の水平方向の往復動作の駆動源をミシンモーター１６とし、送り歯３１の上下方向の往復動作の駆動源を上下送りモーター６６としているので、送り歯３１の上下動については狭い往復ストロークの範囲で往復させれば良く、上下送りモーター６６として入手が容易な小型、低出力のものを使用することができる。そして、より多彩な送り歯３１の軌跡パターンで送りを行うことができる。
また、縫いピッチの調節は、従来から行われている送り調節体５５と送り調節モーター５７の構成を使用するので、信頼性及び安定性が高く、高精度である。

そして、ミシン１００の制御装置９０は、布押さえ７１が針板１１よりも上方に離間した状態から下降動作を行うように押さえモーター７３を制御し、布押さえ７１の下降する過程で、押さえバネ７５から受ける反力に基づいて押さえバネ７１がバネ定数の異なる複数種類の押さえバネ７５のいずれであるかを判定するバネ種識別機能を有するので、交換可能な押さえバネ７１のバネ種を特定することができる。
これにより、複数のバネ定数の押さえバネ７１のバネ種を誤ることなく識別して使用することができ、広範囲のバネ圧で押さえ圧を任意に設定することが可能となり、より多くの種類の被縫製物について縫製を行うことが可能となる。

また、制御装置９０のＥＥＰＲＯＭ９４が、バネ定数の異なる複数種類の押さえバネ７５ごとに個別に対応した、押さえモーター７３の動作量と布押さえ７１に生じる押さえ圧との関係を示すテーブルデータを記憶し、ＣＰＵ９１がバネ種識別機能により特定した押さえバネ７５に対応するテーブルデータに基づいて押さえ圧を設定する制御を行うので、押さえバネ７５の種類を設定入力することなく自動的に適切なテーブルデータを特定して適切な押さえ圧となるように調整することが可能となる。

また、制御装置９０は、バネ種識別機能により特定した押さえバネ７５に応じて、設定可能なバネ圧の上限値と設定可能なバネ圧の数値幅（分解能）とを変えて入力可能となるように操作入力部９６の表示部９６１を制御することから、押さえバネ７５の種類を設定入力することなく適切な押さえ圧の設定を行うことが可能となる。

特に、布押さえ７１が布の厚くなる段差に乗り上げたことを押さえ高さ検出部７６が検出すると、制御装置９０が縫製に関するパラメータを変更することで、布押さえ７１が段部に乗り上がっても、布押さえ７１と送り歯３１との間に布を保持して良好に縫製することができる。

即ち、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを検出して、布押さえ７１の押さえ圧を強くすることによって、段部に乗り上がる布押さえ７１に強い押さえ圧を付与して、送り歯３１との間に布を保持して良好に縫製することができる。

さらに、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを検出して、送り区間における送り歯３１の高さを高くすることによって、段部に乗り上がる布押さえ７１に追従して送り歯３１を高くして、布押さえ７１と送り歯３１の間隔を一定に維持した状態で布を保持してより良好に縫製することができる。

また、布押さえ７１が段差に乗り上げたことを検出して、糸調子１０１の糸張力を強くすることによって、糸の緩みを防止して、より一層良好に縫製することができる。

［その他］
また、上記の発明の実施形態では、布押さえ７１が段部に乗り上げたことを検出した際に、布押さえ７１の押さえ圧を強くしたが、布押え７１が段部に乗り上げ始めた直後は布押さえの押さえ圧を弱くし、所定時間経過後に布押え７１の押さえ圧を強くするように押さえモーター７３を制御しても良い。
また、布押さえ７１が段部に乗り上げたことを検出した際に、前述のパラメータ変更に加えて、主軸の回転速度を遅くするようにミシンモーター１６を制御するようにしても良い。
また、上記の発明の実施形態では、本縫いミシンを例示したが、送り装置３０は、送り歯で被縫製物を送るいずれのタイプのミシンにも適用可能である。
また、上記の発明の実施形態では、上下送りモーター６６の出力軸に直接的に第一リンク６１Ｂを取り付けて連結した場合を例示したが、上下送りモーター６６の出力軸と第一リンク６１Ｂとの間に伝達部材や伝達機構を介在させて間接的に連結しても良い。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１１ 針板
１４ 糸切り装置
１６ ミシンモーター
３０ 送り装置
３１ 送り歯
３２ 送り台
４０ 水平送り機構
５０ 送り調節機構
５５ 送り調節体
５７ 送り調節モーター
６０Ｂ 上下送り機構
６１Ｂ 第一リンク
６１Ｃ 溝カム
６２Ｂ，６２Ｃ 第二リンク
６３Ａ，６３Ｂ 第三リンク
６４ 第四リンク
６５ 第五リンク
６６ 上下送りモーター
６７ 回動軸
７１ 布押さえ
７２ 押さえ棒
７３ 押さえモーター
７５ 押さえバネ
７６ 押さえ高さ検出部
９０ 制御装置
９４ ＥＥＰＲＯＭ
９５ ペダル
９６ 操作入力部
１００ ミシン
１０１ 糸調子
１６１ エンコーダ

Claims (3)

1. 針棒を上下動させる針上下動機構と、
   前記針上下動機構の駆動源となるミシンモーターと、
   針板の上の被縫製物を送る送り歯を支持する送り台と、
   前記ミシンモーターから動力を得て前記送り台に対して水平方向の往復動作を伝達する水平送り機構と、
   前記送り台に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構と、
   前記被縫製物を上から押さえる布押さえと、
   前記布押さえの高さを検出する押さえ高さ検出部と、
   を備え、
   前記水平送り機構は、前記ミシンモーターによる前記送り台に対する水平方向の往復動作のピッチを変更調節する送り調節モーターを有し、
   前記上下送り機構は、前記送り台に対する上下方向の往復動作の駆動源となる上下送りモーターを有し、前記布押さえが前記被縫製物の厚くなる段差に乗り上げたことを前記押さえ高さ検出部が検出すると、送り区間における前記送り歯の高さを高くするように前記上下送りモーターを制御する制御装置を備えることを特徴とするミシン。
2. 前記布押さえを下端部に保持する押さえ棒と、
   前記押さえ棒を介して前記布押さえに前記被縫製物に対する押さえ圧を付与する押さえバネと、
   前記布押さえの昇降動作を付与するとともに、前記押さえバネの伸縮量を調節して前記布押さえによる前記被縫製物に対する前記押さえ圧を調節する押さえモーターと、
   を備え、
   前記制御装置は、前記布押さえが前記段差に乗り上げたことを前記押さえ高さ検出部が検出すると、前記押さえモーターを制御して前記布押さえの前記被縫製物に対する前記押さえ圧を強くする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記被縫製物を縫製する糸の張力をソレノイドのオンオフ動作により可変とする糸調子を備え、
   前記制御装置は、前記布押さえが前記段差に乗り上げたことを前記押さえ高さ検出部が検出すると、前記ソレノイドをオンオフ動作して前記糸調子による前記糸の張力を強くする制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。

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