JP2019166038A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】糸切装置で糸を切断した時の糸残量のばらつきを低減し、次の縫製開始時に縫製不良を引き起こすのを防止したミシンを提供すること。【解決手段】縫製部、糸調子皿、糸切装置、制御部を備えるミシンは、アクチュエータを有し、アクチュエータの動力で糸調子皿と縫目の間に糸を供給する供給部を備える。制御部は縫製部を駆動制御して布に縫目を形成する（Ｓ９）。制御部は縫製部の駆動制御を停止する前に、糸切装置の駆動制御を開始する（Ｓ１３）。制御部は糸切装置の駆動制御と同時期に供給部を駆動制御して、所定量の糸を糸調子皿と縫目の間に供給する（Ｓ１４）。制御部は供給部を駆動制御して糸調子皿と縫目の間に前記糸を供給した後、縫製部の駆動制御を停止する（Ｓ１５）。【選択図】図８

Description

本発明はミシンに関する。

縫製時における上糸の張力を制御するミシンが公知である。例えば特許文献１に開示のミシンは、糸車、ヒステリシスブレーキ、モータを備える。ヒステリシスブレーキは出力軸を有する。糸車はヒステリシスブレーキに固定する。糸車には上糸が巻きつけられる。作業者は上糸の張力をミシンに入力する。モータが駆動することで、ミシンは縫製動作を実行する。モータの駆動時、上糸は糸車を通過し、その移動量に応じて糸車は回転する。ヒステリシスブレーキに電流を供給することで、糸車が回転しようとするのに対して制動力が発生する。ヒステリシスブレーキの制動トルクが上糸の引き出し方向に対する張力を与える。ミシンはヒステリシスブレーキへの供給電流を制御することで制動トルクを制御し、上糸の張力を制御する。

特開平９−２２０３９１号公報

上記ミシンは縫製を終了する時に上糸を切断する。該時、切断後に縫針に残る上糸残量が比較的多い時、次の縫製開始時に鳥の巣が発生する可能性がある。切断後に縫針に残る上糸残量が比較的少ない時、次の縫製開始時に上糸が縫針から抜ける可能性がある。上記ミシンでは、上糸切断時にヒステリシスブレーキの制動トルクを下げるように制御することで上糸に加える張力を低くする。切断後に縫針に残る上糸残量はヒステリシスブレーキの制動トルクの制御に伴う張力、ミシンのプリテンション装置が付与する張力及び上糸切断時に上糸の供給経路上を含め糸切装置の動作により上糸に加わる抵抗に伴う張力で決まる。該張力は比較的低く、安定しない可能性がある。例えば、上糸切断時に張力が高すぎる場合、上糸は切断前に破断してしまったり、切断後に縫針から抜けてしまったりする。上糸切断時に張力が低すぎる場合、糸車が空転して上糸が必要以上に糸車に巻きつく。故にミシンは、切断後に縫針に残る上糸残量がばらつき、次の縫製開始時に縫製不良を引き起こす可能性がある。

本発明の目的は、糸切装置で糸を切断した時の糸残量のばらつきを低減し、次の縫製開始時に縫製不良を引き起こすのを防止したミシンを提供することにある。

本発明の一態様に係るミシンは、縫針を装着し上下動可能な針棒を有し、前記縫針で布に縫目を形成する縫製部と、糸を巻き付ける糸調子皿と、前記針棒の下方で前記糸を切断する糸切装置と、前記縫製部と前記糸切装置を駆動制御する制御部とを備えるミシンにおいて、アクチュエータを有し、前記アクチュエータの動力で前記糸調子皿と前記縫目の間に前記糸を供給する供給部を備え、前記制御部は、前記縫製部を駆動制御して前記布に前記縫目を形成する縫製制御部と、前記糸切装置の駆動制御を開始する糸切制御部と、前記糸切制御部による前記糸切装置の駆動制御と同時期に前記供給部を駆動制御して、所定量の前記糸を、前記糸調子皿と前記縫目の間に供給する供給制御部と、前記供給制御部が前記供給部を駆動制御して前記糸調子皿と前記縫目の間に前記糸を供給した後、前記縫製制御部による前記縫製部の駆動制御を停止する停止制御部として機能する。

本態様のミシンは糸切装置の駆動制御と同時期に供給部を駆動制御して、所定量の糸を糸調子皿と縫目の間に供給する。糸切装置が糸を切断する時の糸の張力は、供給した所定量の糸に依り安定する。故にミシンは糸切装置で上糸を切断した時の上糸残量のばらつきを低減でき、次の縫製開始時に縫製不良を引き起こすのを防止できる。

本態様のミシンにおいて、前記アクチュエータは、前記糸調子皿を回動可能に支持する出力軸を有し、前記出力軸を介して前記糸調子皿を回動することで前記糸に張力を付与するモータであり、前記供給制御部は、前記糸切制御部による前記糸切装置の駆動制御と前記同時期に前記モータを駆動制御して前記糸調子皿を前記糸の供給方向に回動し、前記所定量の前記糸を前記糸調子皿と前記縫目の間に供給してもよい。該ミシンはモータを駆動制御して糸調子皿を回動し、所定量の上糸を糸調子皿と縫目の間に供給できる。ミシンはアクチュエータがモータであるので、所定量の上糸を糸調子皿と縫目の間に比較的正確に供給できる。ミシンは供給部を糸調子皿とは別に上糸経路付近に設置する時に比べ、上糸経路付近の構成を簡単にできる。

本態様のミシンは、前記糸調子皿と前記縫目の間に供給する前記所定量を入力する入力部を更に備え、前記制御部は、前記入力部が入力する前記所定量を取得する糸量取得部と、前記糸量取得部が取得した前記所定量、前記糸調子皿と前記縫目の間に前記糸を供給する前記モータの前記出力軸の回転量を計算する計算部として更に機能し、前記供給制御部は、前記糸切装置の駆動制御と前記同時期に、前記モータを駆動制御して、前記計算部が計算した前記回転量、前記出力軸を回転することで、前記所定量の前記糸を、前記糸調子皿と前記縫目の間に供給してもよい。該ミシンは入力部が入力した所定量の上糸を、糸調子皿と縫目の間に供給できる。作業者は縫製条件を考慮し、所定量が最適値になるように調整できる。

本態様のミシンは、前記供給制御部は、前記糸切装置の駆動制御と前記同時期であって、前記糸を切断する迄の間に、前記所定量の前記糸を前記糸調子皿と前記縫目の間に供給してもよい。該ミシンは糸切装置の駆動制御と前記同時期であって、糸を切断する迄の間に、所定量の上糸を糸調子皿と縫目の間に供給できる。該ミシンは糸切装置の駆動制御と同時期且つ糸を切断した後に所定量の上糸を糸調子皿と縫目の間に供給する時に比べ、糸切装置が糸を切断する時の糸の張力を確実に、供給した所定量の糸に依り安定できる。

ミシン１の斜視図。 供給機構６０の断面図。 糸調子モータ１６の出力軸１８とコイル３３の概念図。 ミシン１の電気ブロック図。 第一関係式と第二関係式を示すグラフ。 回転釜３９が上糸６を捕捉する流れを示す説明図。 針棒１１の針棒運動曲線、天秤５１の天秤糸量曲線、回転釜３９の釜糸量曲線を示す説明図。 縫製処理の流れ図。 糸調子モータ駆動処理の流れ図。

以下、本発明の実施形態を説明する。以下説明は、図中に矢印で示す左右、前後、上下を使用する。図１に示すミシン１は、布９９に閂止縫目を形成する閂止ミシンである。

図１〜図６を参照し、ミシン１の概略構造を説明する。ミシン１はベッド部２、脚柱部３、アーム部４を備える。ベッド部２はミシン１の土台であり、水平に延びる作業台に設置する。ベッド部２は、ベッド本体部７とシリンダベッド部８を備える。ベッド本体部７は略箱状である。シリンダベッド部８はベッド本体部７から前方に延びる。ベッド本体部７内部とシリンダベッド部８の内部は互いに連通する。シリンダベッド部８は前端部の上面に針板２６を備える。作業者は針板２６に布９９を載置する。針板２６は針穴を備える。脚柱部３はベッド本体部７の後部から上方に延びる。アーム部４は脚柱部３の上部から前方に延び、ベッド部２と対向する。アーム部４の前端部は先端部５である。先端部５は右壁部５Ａと貫通孔５Ｂ（図２参照）を備える。右壁部５Ａは先端部５の右側の壁部である。貫通孔５Ｂは右壁部５Ａを左右方向に貫通する。

図４に示す如く、ミシン１は制御装置３０、操作部４６、ペダル３８を備える。制御装置３０は作業台下面に固定する。制御装置３０はミシン１の動作を制御する。操作部４６は作業台の上面に固定する。操作部４６は表示部４８と操作ボタン４７を備える。表示部４８は各種情報を表示する。操作ボタン４７は作業者が入力する各種情報を検出する。操作ボタン４７は電源ボタンを含む。

図１に示す如く、ミシン１は縫製機構１２を備える。図１、図６に示す如く、縫製機構１２は縫針１０を装着し上下動可能な針棒１１を有し、縫針１０で布９９に縫目９８を形成する。縫製機構１２は主モータ２７（図４参照）、上軸１５、連竿、天秤機構、針棒上下動機構、釜駆動機構、布送り装置２０を備える。主モータ２７はアーム部４後部にて支持する。上軸１５はアーム部４内部で前後方向に延びる。上軸１５の後端部は継手を介して主モータ２７の出力軸に連結する。上軸１５は主モータ２７の駆動で回転する。上軸１５の前端部と後端部は互いに同軸である。上軸１５は後端部近傍にクランク部を備える。クランク部は上軸１５の前端部と後端部の軸線からずれた位置で湾曲する湾曲部である。連竿は脚柱部３内部で上下方向に延びる。連桿の上端部はクランク部に対して回動可能に連結する。

天秤機構と針棒上下動機構は先端部５にて支持する。天秤機構は天秤クランクと天秤５１を備える。天秤クランクは上軸１５の前端部に連結する。天秤５１は天秤クランクに設ける。天秤クランクが上軸１５と共に回転することで、天秤５１は針棒１１の上下動と連動して上下動する。天秤５１は上糸挿通孔を有する。天秤５１は上糸挿通孔に挿通した上糸６を保持する。上糸６（図６参照）は糸供給源から繰り出して、後述の供給機構６０を経由して、天秤５１の上糸挿通孔に到る。

針棒上下動機構は針棒クランクロッド、針棒１１等を備える。針棒クランクロッドは天秤クランクに回動可能に連結し、上下方向に延びる。針棒１１は上下方向に延び、針棒クランクロッドに連結する。針棒１１の下端は縫針１０を装着する。縫針１０は下端に目孔を有する。縫針１０は天秤５１の上糸挿通孔を経由した上糸６を目孔に挿通して保持する。針棒クランクロッドが天秤クランクの回転により往復運動することで、針棒１１は縫針１０と共に上下動する。

釜駆動機構はベッド部２内部に設ける。釜駆動機構は回動軸、腕部、下軸、回転釜３９を備える。回動軸はベッド本体部７にて回動可能に支持し、ベッド本体部７の内部で前後方向に延びる。腕部は回動軸に固定し、回動軸から右方に突出する。腕部の先端部は連竿の下端部と回動可能に連結する。連竿が上軸１５の回動に伴って往復運動することで、腕部は回動軸を往復回動する。下軸はベッド本体部７とシリンダベッド部８の内部で前後方向に延び、回動できる。下軸は上軸１５の下方且つ回動軸の左方にある。下軸は連結部を介して回動軸と連結する。下軸は回動軸と連動して往復回動する。

図６に示す如く、回転釜３９は下軸の前端部に設け、針穴の下方にある。回転釜３９は下軸を中心に回動できる。回転釜３９は剣先３６を備える（図６参照）。剣先３６は回転釜３９の外周部分の一部であり、下軸を中心とした正面視時計回り側に向けて突出する。回転釜３９はボビンケース３２を装着できる。ボビンケース３２は下糸９を巻回したボビンを収容する。ボビンケース３２は引出部３４を備える。引出部３４はボビンから繰り出した下糸９を外側に引き出す。

図１、図４に示す如く、布送り装置２０は可動体３１、揺動軸、送り台３７、揺動モータ４１、送り板、ラック軸２２、移動モータ４２、押え腕２３、布押えモータ４３を備える。可動体３１はベッド本体部７の内部で前後動可能に設ける。揺動軸は可動体３１に固定した上下方向に延びる軸であり、ベッド本体部７から上方に突出する。送り台３７はベッド本体部７の内部で可動体３１と連結し、且つ揺動軸に揺動可能に設ける。故に、送り台３７は可動体３１と共に前後動でき、且つ揺動軸を中心に左右方向に揺動できる。揺動モータ４１は送り台３７に連結する。揺動モータ４１が駆動することで、送り台３７は揺動軸を中心に揺動する。送り板はベッド部２上面に配置する。送り板は布９９を支持する。送り板は送り台３７と一体的に前後動し且つ揺動する。送り板は前端部に孔を有する。上下動する縫針１０は送り板の孔を通過して針板２６の針穴に達する。

ラック軸２２はベッド本体部７上方で前後方向に延び、且つ前後動できる。ラック軸２２の前端部は揺動軸の上端部に連結する。ラック軸２２の後端部は脚柱部３の内部に配置する。移動モータ４２は脚柱部３内部に設ける。移動モータ４２はラック軸２２を前後動する。該時、送り台３７、送り板、揺動軸、可動体３１はラック軸２２と一体的に前後動する。

押え腕２３は送り台３７から上方に延び、且つベッド部２の上方で前方へ延びる。押え腕２３は送り台３７と一体的に、前後動可能且つ揺動できる。押え腕２３は押え足２４、軸部２９、レバー部２５を備える。押え足２４は押え腕２３の前端部に上下動可能に設ける。押え足２４は針板２６の上方に配置する。軸部２９は左右方向を軸方向とし、押え腕２３の前後方向略中央部に設ける。レバー部２５は押え腕２３の左面と右面の夫々に設け、軸部２９を中心に回動できる。レバー部２５の前端部は押え足２４に連結する。布押えモータ４３は脚柱部３の内部に設ける。布押えモータ４３はアーム部４の内部に設けたリンク機構を介して、レバー部２５の後端部に連結する。レバー部２５が、布押えモータ４３の駆動に伴い軸部２９を中心に回動することで、押え足２４は上下動する。押え足２４は送り板との間で布９９を押圧できる。

図１、図２に示す如く、ミシン１は先端部５の右壁部５Ａに供給機構６０を備える。供給機構６０は糸調子ケース６２、糸調子台６３、糸取ばね６５、糸調子モータ１６、糸調子皿６９、エンコーダ２１（図４参照）を備える。供給機構６０は糸調子モータ１６の動力で糸調子皿６９と縫目９８の間に糸を供給する。糸調子ケース６２は右壁部５Ａの貫通孔５Ｂの内側に締結部材で固定する環状部材である。糸調子台６３は糸調子ケース６２の内側に螺子１４で固定する環状部材である。糸取ばね６５は糸調子台６３の外側面に固定し、糸調子台６３と糸調子ケース６２の間に巻く。糸取ばね６５の一端部は右壁部５Ａから右方に露出する。糸調子モータ１６はアーム部４の内側にボルト１７で固定する。糸調子モータ１６は出力軸１８を有し、出力軸１８は糸調子台６３の中心孔を介して、右壁部５Ａの右方に突出する。糸調子皿６９は出力軸１８の右端部に螺子２８で固定する。上糸６は糸調子皿６９に１〜２回程巻きつける。

糸調子モータ１６は糸調子皿６９を回動可能に支持する出力軸１８を有し、出力軸１８を介して糸調子皿６９を回動することで上糸６に張力を付与する。糸調子モータ１６は二相のバイポーラ型パルスモータである。糸調子モータ１６は出力軸１８、複数のコイル３３（図３参照）を備える。出力軸１８は左右方向を軸方向として回動できる。出力軸１８右端部はアーム部４右方で糸調子皿６９を支持する。本実施形態では出力軸１８は糸調子皿６９に直接的に連結する。複数のコイル３３は出力軸１８の回動方向に沿って、複数配置する。本実施形態のコイル３３の個数は四個である。ミシン１は各コイル３３に、双方向に電流を供給できる。ミシン１は通電した複数のコイル３３で生じる電磁力によって、出力軸１８の位相差を制御する。エンコーダ２１は出力軸１８の回転角（回転位置）を検出する。出力軸１８左端部はアーム部４内部でエンコーダ２１のディスクを固定する。

図４に示す如く、ミシン１は針棒１１の下方で糸を切断する糸切装置５９を備える。糸切装置５９は釜駆動機構の上方且つ針板２６の針穴近くに位置する周知の装置である。糸切装置５９は切断刃５８、固定刃、ソレノイド５７を備える。糸切装置５９はソレノイド５７に接続する。ソレノイド５７は糸切り信号の入力を契機に駆動する。ソレノイド５７が駆動すると、切断刃５８に駆動力を伝達する。切断刃５８は待機位置から切断位置に移動し、切断刃５８は切断位置にて切断刃５８と固定刃の間に上糸６と下糸９を挟んで切断する。

図４を参照し、ミシン１の電気的構成を説明する。ミシン１の制御装置３０はＣＰＵ９１を備える。ＣＰＵ９１は縫製機構１２と糸切装置５９を含むミシン１の動作を制御する。ＣＰＵ９１はＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４、Ｉ／Ｏインターフェース（以下、Ｉ／Ｏと称す）４５と接続する。ＲＯＭ９２は後述の縫製処理（図８参照）等、各種処理を実行する為のプログラム等を記憶する。ＲＡＭ９３は各種値を一時的に記憶する。記憶装置９４は不揮発性である。記憶装置９４は布９９に縫目９８を形成する為の縫製データを記憶する。記憶装置９４は後述の第一、第二関係式を記憶する。

糸切りタイミングは縫製終了時に糸を切断する為にソレノイド５７を駆動するタイミングである。縫製期間はミシン１の一針分の縫製を行う期間、即ち上軸１５の一回転分の期間である。図７に示す針棒１１の針棒運動曲線、回転釜３９の釜糸量曲線、天秤５１の天秤糸量曲線の如く、本実施形態のミシン１では天秤５１が可動範囲上端である上死点から可動範囲下端である下死点を経由して上死点に戻る迄の間が、ミシン１の一針分の縫製期間である。即ち、本実施形態の縫製期間は上軸１５の回転角の６０度〜４２０度が一針の縫製期間に略一致する。ミシン１の縫製期間は釜捕捉期間Ｌ１、天秤引上期間Ｌ２を含む。釜捕捉期間Ｌ１は回転釜３９が剣先３６で上糸６を捕捉する期間である。釜捕捉期間Ｌ１は一回の縫製期間で一回ある。釜捕捉期間Ｌ１は剣先３６が上糸６を引掛ける「釜上糸掛け」から、回転釜３９から上糸６が抜ける「釜からの上糸抜け」迄の期間である。天秤引上期間Ｌ２は回転釜３９から上糸６が抜けた時点から天秤５１が上糸６を引き上げる期間である。上糸供給量は縫製期間の内、天秤引上期間Ｌ２に増加する。天秤引上期間Ｌ２は「釜からの上糸抜け」から、天秤５１の可動範囲の上端である「天秤上死点」迄の期間である。ＣＰＵ９１は糸切りタイミング、縫製期間、釜捕捉期間Ｌ１、天秤引上期間Ｌ２をエンコーダ２７Ａの検出結果に基づく上軸１５の回転角により判断する。

第一、第二関係式は糸調子モータ１６を駆動制御時に使用する。第一関係式は糸調子モータ１６の一方の相であるＡ相に流れるＡ相電流と電気角を関係付ける式である。第二関係式は他方の相であるＢ相に流れるＢ相電流と電気角を関係付ける式である。図５に示す如く、Ａ相電流とＢ相電流を表すグラフは位相が互いに９０度ずれた二つのサインカーブを示す。本実施形態の電気角３６０度は機械角７．２度に相当する。ＣＰＵ９１は出力軸１８の位相差が目標値となるように糸調子モータ１６を駆動制御する。

Ｉ／Ｏ４５は駆動回路８１〜８６、ソレノイド５７に接続する。駆動回路８１は主モータ２７に接続する。主モータ２７はＤＣブラシレスモータである。駆動回路８２は揺動モータ４１に接続する。駆動回路８３は移動モータ４２に接続する。駆動回路８４は布押えモータ４３に接続する。揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３はパルスモータである。主モータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３の出力軸は夫々、エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを設ける。エンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａは夫々、主モータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３の出力軸の回転位置を検出し、Ｉ／Ｏ４５を介しＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１はエンコーダ２７Ａ、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの検出結果を取得し、駆動回路８１〜８４に制御信号を送信する。故にＣＰＵ９１は主モータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２、布押えモータ４３を駆動制御する。以下、主モータ２７、揺動モータ４１、移動モータ４２を総称する時、駆動モータと称す。

駆動回路８５は糸調子モータ１６に接続する。エンコーダ２１は糸調子モータ１６の出力軸１８の回転位置を検出結果としてＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１は駆動回路８５に制御信号を送信することで、糸調子モータ１６を制御する。糸調子モータ１６に対してＣＰＵ９１が実行する制御方式は後述する。

駆動回路８６は操作部４６の表示部４８に接続する。ＣＰＵ９１は駆動回路８６に制御信号を送信することで、表示部４８に各種情報を表示する。操作部４６の操作ボタン４７は検出した各種情報をＩ／Ｏ４５を介しＣＰＵ９１に出力する。ペダル３８は検出結果をＩ／Ｏ４５を介しＣＰＵ９１に出力する。ＣＰＵ９１はペダル３８の検出結果が示す、ペダル３８の操作方向と操作量を取得する。

図６を参照し、ミシン１の動作概要を説明する。布９９は送り板と針板２６に載置する。布押えモータ４３が駆動することで、押え足２４は下降して送り板との間で布９９を押える。主モータ２７、移動モータ４２、揺動モータ４１は互いに同期して駆動する。押え腕２３と送り板は移動モータ４２の駆動に伴い前後動し、且つ、揺動モータ４１の駆動に伴い左右方向に往復揺動する。故に、布送り装置２０は布９９を前後動し、且つ左右方向に往復揺動する。主モータ２７が、移動モータ４２、揺動モータ４１と同期駆動することで、上軸１５は回転する。針棒上下動機構、天秤機構、回転釜３９は互いに連動して駆動する。針棒１１と共に下降する縫針１０は布９９を貫通して針穴を通過する。針穴の下方迄下降した目孔近傍の上糸６はループ状になる（図６（ａ）参照）。回転釜３９が正面視で時計回りに回動することで、剣先３６はループ状の上糸６を捕捉する（図６（ｂ）参照）。縫針１０が布９９上方に向けて上昇し、回転釜３９が正面視時計回りに更に回動する。剣先３６はループ状の上糸６を回動方向に引き込み、ループ状の上糸６は拡径する。ループ状になった上糸６が回転釜３９をくぐり抜けると（図６（ｃ）参照）、上糸６は下糸９に絡まる。回転釜３９の回動方向は正面視反時計回りに切り替わり、天秤５１は下糸９に絡んだ上糸６を引き上げる（図６（ｄ）参照）。ループ状の上糸６は縮径し、ミシン１は一針目の縫製を完了する。本実施形態では上軸１５が３６０度回転する度に、ミシン１は一針分の縫製を実行する。ミシン１は上記動作を繰り返すことによって、布９９に縫目９８を形成する。

図８を参照し、縫製処理を説明する。縫製処理はミシン１が布９９を縫製する処理である。例えば、作業者が操作ボタン４７を操作してミシン１の電源供給を開始すると、ＣＰＵ９１はＲＯＭ９２からＲＡＭ９３にプログラムを読み出して、縫製処理を実行する。

図８に示す如く、ＣＰＵ９１は初期化処理を実行する（Ｓ１）。例えば、ＣＰＵ９１は記憶装置９４からＲＡＭ９３に各種設定値を読み込む。Ｓ１でＣＰＵ９１は、エンコーダ２１の検出結果に基づき、糸調子モータ１６の出力軸１８の回転角を取得する。ＣＰＵ９１は操作ボタン４７が入力する上糸６に付与する所定張力を取得する（Ｓ２）。作業者は操作ボタン４７を操作して、上糸６に付与する張力を入力する。例えば作業者が操作ボタン４７を操作して具体的な数値を所定張力として入力時、ＣＰＵ９１は入力した所定張力を取得する。ＣＰＵ９１は初期値を所定張力として取得してもよい。ＣＰＵ９１は操作ボタン４７が入力する所定量を取得する（Ｓ３）。作業者は操作ボタン４７を操作して、糸切り時に糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する所定量を入力する。例えば作業者が操作ボタン４７を操作して具体的な数値を所定量として入力時、ＣＰＵ９１は入力した所定量を取得する。ＣＰＵ９１は初期値を所定量として取得してもよい。ＣＰＵ９１はＳ２で取得した所定張力に対応する目標値を計算する（Ｓ４）。糸調子モータ１６での発生トルクと上糸張力は、互いに相関関係にある。目標値は記憶装置９４が記憶する該相関関係に基づき計算した上糸張力の値が所定張力となる時の出力軸１８の位相差である。ＣＰＵ９１はＳ３で取得した所定量、糸調子皿６９と縫目９８の間に上糸６を供給するのに要する糸調子モータ１６の出力軸１８の回転量を計算する（Ｓ５）。ＣＰＵ９１は例えば記憶装置９４が記憶する所定量と出力軸１８の回転量との対応式と、Ｓ３で取得した所定量から出力軸１８の回転量を計算する。

ＣＰＵ９１は、ミシン１の縫製動作を開始する指示である縫製開始指示を検出したか否かを判断する（Ｓ６）。縫製開始指示は、作業者が操作ボタン４７又はペダル３８の操作によって入力する指示である。ＣＰＵ９１は、縫製開始指示を検出する迄待機する（Ｓ６：ＮＯ）。作業者はＣＰＵ９１の待機中に、針板２６と送り板に布９９を載置する。布９９の載置後、作業者が縫製開始指示を入力すると（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は布押えモータ４３を駆動制御して、押え足２４を下降する（Ｓ７）。押え足２４は送り板との間で布９９を挟む。ＣＰＵ９１は複数のコイル３３の夫々に対する通電パターンを特定する（Ｓ８）。ＣＰＵ９１はＳ１で取得した出力軸１８の回転角、第一関係式、第二関係式に基づき、Ａ相電流、Ｂ相電流を含む通電パターンを特定する。ＣＰＵ９１は、特定した通電パターンで、複数のコイル３３に対して通電を実行する（Ｓ８）。出力軸１８の位相差がＳ４で計算した目標値である時に応じた出力軸１８を保持する力が、糸調子モータ１６で発生する。

ＣＰＵ９１は駆動モータを駆動制御し、縫製機構１２を駆動制御して布９９に縫目９８を形成する（Ｓ９）。針棒１１、回転釜３９、送り台３７は互いに同期して動作する。ＣＰＵ９１は、糸調子モータ駆動処理を実行する（Ｓ１０）。糸調子モータ駆動処理はＣＰＵ９１が糸調子モータ１６を制御することで、上糸６に付与する張力を制御する処理である。図９に示す如く、ＣＰＵ９１はエンコーダ２１の検出結果に基づき糸調子モータ１６の出力軸１８の回転角を取得する（Ｓ２１）。ＣＰＵ９１は比較値が閾値よりも大きいかを判断する（Ｓ２２）。比較値は出力軸１８の位相差から目標値を差し引いた値の絶対値である。ＣＰＵ９１はＳ２１で取得した出力軸１８の回転角と現在の通電パターンに基づき計算した出力軸１８の位相差を用い比較値を計算する。閾値は目標値を考慮して決定される０よりも大きい数である。ミシン１による縫製動作の開始時、Ｓ８で特定した通電パターンの電流が複数のコイル３３に流れている。ミシン１による縫製動作の開始時、比較値は理論上０である（Ｓ２２：ＮＯ）。該時、ＣＰＵ９１は糸調子モータ駆動処理を終了する。

ＣＰＵ９１は操作ボタン４７の検出結果に基づき、ミシン１の縫製終了指示を検出したか否かを判断する（Ｓ１１）。縫製終了指示は作業者がペダル３８の操作を停止した又は縫製データに基づく縫製が終了したことを示す指示である。ＣＰＵ９１は縫製終了指示がない時（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をＳ１０に移行し、Ｓ１０、Ｓ１１を繰り返し実行する。

例えば、縫製処理開始から所定回数後の糸調子モータ駆動処理で（Ｓ１０）、比較値が閾値を超えたとする（Ｓ２２:ＹＥＳ）。ＣＰＵ９１は複数のコイル３３に対する通電パターンを特定する（Ｓ２３）。例えば、ＣＰＵ９１はＳ２２で取得の出力軸１８の位相差の、目標値に対する差分を解消する通電パターンをＳ２１で取得した出力軸１８の回転角、第一関係式、第二関係式に基づき特定する（Ｓ２３）。ＣＰＵ９１は、複数のコイル３３に対して実行中の通電パターンを、Ｓ２３で特定した通電パターンに切り替える（Ｓ２４）。上糸張力はＳ２で取得の所定張力に戻る。ＣＰＵ９１は、糸調子モータ駆動処理を終了する。ＣＰＵ９１はＳ２３を実行する度に、エンコーダ２１の検出結果に基づいた計算制御によって通電パターンを特定し（Ｓ２３）、複数のコイル３３に対する通電パターンを切り替える（Ｓ２４）。ＣＰＵ９１がＳ１０を繰り返し実行することで、ミシン１は上糸張力を、Ｓ２で取得の所定張力に維持する。

ＣＰＵ９１は縫製終了指示検出時（Ｓ１１：ＹＥＳ）、エンコーダ２７Ａの出力値に基づき、糸切りタイミングかを判断する（Ｓ１２）。本例のＣＰＵ９１はエンコーダ２７Ａに基づく上軸１５の回転角が所定値（例えば、２５０度）にある時に糸切りタイミングであると判断する。糸切りタイミングは例えば図７の釜捕捉期間Ｌ１内の所定のタイミングに設定する。糸切りタイミングでない時（Ｓ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ９１はＳ１０と同様の糸調子モータ駆処理を実行後（Ｓ１７）、処理をＳ１２に戻す。

糸切りタイミングである時（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１はソレノイド５７を駆動し、Ｓ９で開始した縫製機構１２の駆動制御を停止する前の、糸切装置５９の駆動制御を開始する（Ｓ１３）。ソレノイド５７が駆動すると、切断刃５８は切断位置に向けて移動を開始する。ＣＰＵ９１は駆動回路８６を制御し、糸調子モータ１６を駆動し、エンコーダ２１の出力値を監視してＳ５で計算した回転量、出力軸１８を回転する（Ｓ１４）。ＣＰＵ９１は糸切装置５９の駆動制御と同時期に供給機構６０を駆動制御して、所定量の上糸６を、糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する。糸切装置５９の駆動制御と同時期は従来ミシンにおいて糸調子皿６９を開放し上糸張力を緩めるタイミングと同時期でもよい。糸切装置５９の駆動制御と同時期は糸切装置５９の駆動中でもよいし、糸切装置５９の駆動終了後でもよい。ＣＰＵ９１は、例えば、針棒下死点となる時期から糸切装置５９が上糸６を切断する直前迄の期間Ｌ３に所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する。糸調子モータ１６が駆動すると、糸調子皿６９は上糸６の供給方向（右側面視時計回り）に回動し、糸切装置５９が上糸６を切断する迄の間に、所定量の上糸６を糸調子皿６９と天秤５１の間に繰り出す。

供給機構６０が上糸６を供給後、Ｓ１３で駆動制御を開始した糸切装置５９は、切断刃５８が切断位置迄達した時、切断刃５８と固定刃の間に上糸６と下糸９を挟んで切断する。該時、糸調子皿６９と天秤５１の間に所定量供給した上糸６により、上糸６には張力は供給機構６０が上糸６を供給する前に比べ十分小さい。ＣＰＵ９１は駆動モータを駆動停止する（Ｓ１５）。Ｓ１４で供給機構６０を駆動制御して糸調子皿６９と縫目９８の間に上糸６を供給した後、縫製機構１２の駆動制御が停止する。ＣＰＵ９１は布押えモータ４３を駆動制御して押え足２４を上昇後（Ｓ１６）、縫製処理を終了する。布９９はミシン１から取出し可能となる。

上記実施形態において、ミシン１、針棒１１、縫製機構１２、糸調子モータ１６、供給機構６０、糸調子皿６９、糸切装置５９、制御装置３０は本発明のミシン、針棒、縫製部、アクチュエータ（モータ）、供給部、糸調子皿、糸切装置、制御部の一例である。図８のＳ９を実行するＣＰＵ９１は本発明の縫製制御部の一例である。Ｓ１３を実行するＣＰＵ９１は糸切制御部の一例である。Ｓ１４を実行するＣＰＵ９１は本発明の供給制御部の一例である。Ｓ１５を実行するＣＰＵ９１は本発明の停止制御部の一例である。Ｓ３を実行するＣＰＵ９１は本発明の糸量取得部の一例である。Ｓ５を実行するＣＰＵ９１は本発明の計算部の一例である。

上記実施形態のミシン１は糸切装置５９の駆動制御と同時期に供給機構６０を駆動制御して、所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する。糸切装置５９が上糸６を切断する時の上糸６の張力は供給した所定量の上糸６に依り安定する。故にミシン１は糸切装置で上糸６を切断した時の上糸残量のばらつきを低減でき、次の縫製開始時に縫製不良を引き起こすのを防止できる。

上記実施形態のミシン１は糸調子皿を回動可能に支持する出力軸を有する糸調子モータ１６で、出力軸を介して糸調子皿を回動することで糸に張力を付与する。ミシン１はＳ１３で糸切装置５９の駆動制御と同時期にＳ１４で糸調子モータ１６を駆動制御して糸調子皿６９を上糸６の供給方向に回動し、Ｓ３で取得した所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する。ミシン１は糸調子モータ１６を駆動制御して糸調子皿６９を回動し、所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給できる。ミシン１は糸調子皿６９をモータで回動するので、所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に比較的短時間で、正確に供給できる。ミシン１は供給機構６０を糸調子皿６９とは別に上糸経路付近に設置する時に比べ、上糸経路付近の構成を簡単にできる。

ミシン１は糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する所定量を入力する操作ボタン４７を備える。ミシン１は操作ボタン４７が入力する所定量を取得する（Ｓ３）。ミシン１はＳ３で取得した所定量、糸調子皿６９と縫目の間に上糸６を供給するのに要する糸調子モータ１６の出力軸１８の回転量を計算する（Ｓ５）。ミシン１は糸切装置５９の駆動制御と同時期に、糸調子モータ１６を駆動制御して、Ｓ５で計算した回転量、出力軸１８を回転することで、所定量の上糸６を、糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する。ミシン１は操作ボタン４７が入力した所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給できる。作業者は縫製条件を考慮し所定量が最適値になるように調整できる。本例の糸調子モータ１６は二相のバイポーラ型パルスモータであるので、単相のパルスモータに比べ、所定量の上糸６を正確に供給できる。

ミシン１は糸切装置５９の駆動制御と同時期であって、上糸６を切断する迄の間に、所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する。ミシン１は糸切装置５９の駆動制御と同時期であって、上糸６を切断した後に、所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給する時に比べ、糸切装置５９が糸を切断する時の上糸６の張力をより確実に、供給した所定量の上糸６に依り安定できる。

本例のミシン１は期間Ｌ３に所定量の上糸６を糸調子皿６９と天秤５１の間に供給する。図７に示す如く、ミシン１は天秤５１が上糸６を引き上げる時（天秤引上期間Ｌ２）の上糸６の張力に比べ上糸６の張力が緩んだ時に、所定量の上糸６を糸調子皿６９と縫目９８の間に供給できる。ミシン１は所定量の上糸６を糸調子皿６９と天秤５１の間に供給後、天秤５１を引き上げる時の上糸６の張力がばらつくことを抑制できる。

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限らない。ミシンの種類は本縫いミシン、穴かがりミシン等、適宜変更してよい。ミシンは家庭用ミシン、刺繍ミシンであってもよい。ミシンは供給部を糸調子皿とは別に上糸経路付近に設置してよい。ミシンは天秤と糸調子皿の間に上糸を繰り出す繰り出し部を設けてもよい。供給部は糸を従動ローラと駆動ローラで挟んで連続回転させ、糸を糸調子皿と縫目の間に繰り出す機構であってもよい。供給部は糸と接触する棒状部材を移動させて上糸経路の長さを変更することで糸を糸調子皿と縫目の間に繰り出す機構であってもよい。供給部のアクチュエータは供給部の構成に応じ単相モータでもよいし、三相以上のモータでもよいし、ＤＣモータ、コアレスモータ等の各種電気モータ、ソレノイド、エアシリンダ等であってもよい。ミシンは入力部を省略してよいし、ダイヤル式入力部、タッチパネル等の他の構成の入力部を備えてもよい。供給部はアクチュエータの動力で糸調子皿と縫目の間に下糸を供給してもよく、糸切装置は下糸のみを切断してもよい。例えば、本発明は鳩目穴かがりミシン等下糸切断に適用されてもよい。糸切装置５９は下糸９を切断せず、上糸６のみを切断してもよい。糸切装置５９はソレノイド５７の代わりにモータ等を備えてもよい。

図８の縫製処理を実行する為のプログラムはミシンがプログラムを実行する迄にミシンが備える記憶機器が記憶すればよい。プログラムの取得方法、取得経路、プログラムを記憶する機器の各々は適宜変更してよい。ミシンはプロセッサが実行するプログラムをケーブル又は無線通信を介して他の装置から受信し、記憶機器に記憶してもよい。他の装置は例えばＰＣ、ネットワーク網を介して接続するサーバを含む。ミシンが備える記憶機器はＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶機器でもよい。

図８の縫製処理の各ステップはＣＰＵ９１が実行する例に限らず、他の電子機器（例えば、ＡＳＩＣ）が一部又は全部の処理を実行してもよい。上記処理の各ステップは複数の電子機器（例えば、複数のＣＰＵ）が分散処理してもよい。上記実施形態の縫製処理の各ステップは必要に応じて順序の変更、ステップの省略、追加ができる。本発明はミシンの制御部からの指令に依り位置特定装置上で稼動するＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、上記実施形態の機能を実現する態様も含む。

供給部による糸の供給は、糸切装置の駆動前でもよい。ミシンは供給部を駆動制御して、所定量の糸を天秤と縫目の間に供給してもよい。ミシンはＳ３、Ｓ５の処理を省略し、糸調子モータの出力軸をＳ１４で予め設定した回転量回転してよい。ミシンは布の厚み、縫目幅等に応じて自動的に所定量を設定してよい。ミシンはＳ２、Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１７を適宜省略してもよい。

１ ミシン
６ 上糸
１０ 縫針
１１ 針棒
１２ 縫製機構
１６ 糸調子モータ
１８ 出力軸
２１ エンコーダ
２６ 針板
２７ 主モータ
３０ 制御装置
３９ 回転釜
４７ 操作ボタン
５１ 天秤
５７ ソレノイド
５９ 糸切装置
６０ 供給機構
６９ 糸調子皿
９１ ＣＰＵ
９８ 縫目
９９ 布

Claims (4)

1. 縫針を装着し上下動可能な針棒を有し、前記縫針で布に縫目を形成する縫製部と、
   糸を巻き付ける糸調子皿と、
   前記針棒の下方で前記糸を切断する糸切装置と、
   前記縫製部と前記糸切装置を駆動制御する制御部と
   を備えるミシンにおいて、
   アクチュエータを有し、前記アクチュエータの動力で前記糸調子皿と前記縫目の間に前記糸を供給する供給部を備え、
   前記制御部は、
   前記縫製部を駆動制御して前記布に前記縫目を形成する縫製制御部と、
   前記糸切装置の駆動制御を開始する糸切制御部と、
   前記糸切制御部による前記糸切装置の駆動制御と同時期に前記供給部を駆動制御して、所定量の前記糸を、前記糸調子皿と前記縫目の間に供給する供給制御部と、
   前記供給制御部が前記供給部を駆動制御して前記糸調子皿と前記縫目の間に前記糸を供給した後、前記縫製制御部による前記縫製部の駆動制御を停止する停止制御部
   として機能することを特徴とするミシン。
2. 前記アクチュエータは、前記糸調子皿を回動可能に支持する出力軸を有し、前記出力軸を介して前記糸調子皿を回動することで前記糸に張力を付与するモータであり、
   前記供給制御部は、前記糸切制御部による前記糸切装置の駆動制御と前記同時期に前記モータを駆動制御して前記糸調子皿を前記糸の供給方向に回動し、前記所定量の前記糸を前記糸調子皿と前記縫目の間に供給することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
3. 前記糸調子皿と前記縫目の間に供給する前記所定量を入力する入力部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記入力部が入力する前記所定量を取得する糸量取得部と、
   前記糸量取得部が取得した前記所定量、前記糸調子皿と前記縫目の間に前記糸を供給する前記モータの前記出力軸の回転量を計算する計算部
   として更に機能し、
   前記供給制御部は、前記糸切装置の駆動制御と前記同時期に、前記モータを駆動制御して、前記計算部が計算した前記回転量、前記出力軸を回転することで、前記所定量の前記糸を、前記糸調子皿と前記縫目の間に供給することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
4. 前記供給制御部は、前記糸切装置の駆動制御と前記同時期であって、前記糸を切断する迄の間に、前記所定量の前記糸を前記糸調子皿と前記縫目の間に供給することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のミシン。

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