JP2020146331A - ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄される下糸の量を少なくする。【解決手段】縫い針１１に対して被縫製物を移動させる移動機構４０と、縫製パターンに従って縫製を行うための縫製パターンデータ１２３ａに基づいて移動機構を制御する制御装置１２０とを備えるミシン１００において、釜装置３０のボビン３４を交換するボビン交換装置５０を備え、制御装置は、縫製パターンに基づく一連の縫製動作を、糸切りの実行を区切りとして分割された複数の縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製が行われるごとに、ボビン３４に巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定し、その判定結果に応じて、ボビン交換装置によりボビンを交換する制御を行う。【選択図】図６

Description

本発明は、ミシンに関する。

所定の縫製パターンデータに従って一連の縫製パターンの縫製を自動的に行う電子サイクル縫いミシンに、ボビンを交換するボビン交換装置が搭載されている場合がある。
このようなミシンは、下糸の残量を監視して、ボビンに巻かれた下糸の残量が一回の縫製パターンに消費される長さに足りなくなると、ボビンを交換する制御が行われていた（例えば、特許文献１）。

特開２００１−１９０８８１号公報

下糸の残量が一回の縫製パターンに消費される長さに足りなくなって交換されたボビンの下糸は廃棄されていたが、例えば、一回の縫製パターンに消費される長さにわずかに足りない場合等には、交換により廃棄される下糸の長さも増えて、下糸の無駄な消費が増えてしまうという不都合が生じていた。

本発明は、廃棄される下糸を低減する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、
縫い針に対して被縫製物を移動させる移動機構と、
縫製パターンに従って縫製を行うための縫製パターン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、
釜装置のボビンを交換するボビン交換装置を備え、
前記制御装置は、
前記縫製パターンに基づく一連の縫製動作を、糸切りの実行を区切りとして分割された複数の縫い要素の一つの縫製が行われるごとに、前記ボビンに巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定し、その判定結果に応じて、前記ボビン交換装置により前記ボビンを交換する制御を行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、
前記制御装置は、前記縫製パターンデータに基づいて前記複数の縫い要素の一つの縫製が行われるごとに消費される下糸長さを算出することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のミシンにおいて、
前記ボビン交換装置により前記釜装置から取り出されたボビンの下糸の残糸の長さを検出する残糸検出手段を備え、
前記制御装置は、前記縫製パターンデータに基づいて算出した前記複数の縫い要素の一つごとに消費される下糸長さを、前記残糸検出手段により検出された前記ボビンの下糸の残糸の長さに基づいて補正することを特徴とする。

本発明は、縫い要素の縫製を行うごとに、ボビンに巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定するので、交換のために釜装置から取り出されたボビンの下糸の残糸の長さを、縫い要素で消費される下糸長さに応じて短くすることが可能となる。
従って、廃棄される下糸を低減することが可能となる。

ミシンの斜視図である。 針板周辺のミシンの拡大斜視図である。 釜装置、ボビン交換装置、下糸巻回装置、残糸除去装置の斜視図である。 ボビン交換装置によるボビンケース及びボビンの保持位置を示した説明図である。 ミシンの制御系を示すブロック図である。 ボビン交換制御の制御内容を示す説明図であり、図６（Ａ）は下糸巻回装置によってボビンに対して巻き付けが行われる目標巻き付け長さを示し、図６（Ｂ）は一回の縫製パターンの縫製により消費される下糸長さを示し、図６（Ｃ）はボビンの縫製可能長さに対する縫製パターンの複数の縫い要素の縫製可能な範囲を示し、図６（Ｄ）はボビンの目標巻き付け長さとボビンに残っていた残糸の長さと実際の下糸消費長さとの関係を示し、図６（Ｅ）は補正後の一回の縫製パターンの縫製により消費される下糸長さを示す。 ボビン交換制御の流れを示す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は電子サイクルミシン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１００は、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被縫製物に所定の縫製パターン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。
また、ミシン本体１０１は、ミシンフレーム２０、針上下動機構、移動機構４０、釜装置３０、ボビン交換装置５０、下糸巻回装置６０、残糸除去装置７０とを備えている。

［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２０を備えている。このミシンフレーム２０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２１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２２と、ミシンアーム部２１とミシンベッド部２２とを連結する立胴部２３とを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム２０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（図示略）及び下軸１４（図３参照）を有している。主軸はミシンアーム部２１の内部において回転可能に支持され、下軸１４はミシンベッド部２２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１５（図５参照）に接続され、このミシンモーター１５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スプロケット（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スプロケットを介して下軸１４側へ伝達し、下軸１４が主軸の二倍速で回転するようになっている。
下軸１４の前端部は、釜装置３０に接続されている。主軸とともに下軸１４が回転すると、縫い針１１と釜装置３０の外釜３１との協働により縫い目が形成される。

［針上下動機構］
ミシンアーム部２１の前端部には、縫い針１１を下端部に保持した針棒１２が上下動可能に支持されている。ミシンアーム部２１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１２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。
また、針棒１２の下方には、縫い針１１を遊挿可能な小さい枠状の中押さえ１３が配置されている。この中押さえ１３は、ミシンアーム部２１の前端部において、縫い針１１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１２の上下動と連動して上下動を行う。

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１５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１２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１５、主軸、針棒クランク、針棒抱き、クランクロッド、針棒１２は、縫い針１１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２２上にはＸ−Ｙ平面に沿った針板２４が配設されている。
そして、移動機構４０は、針板２４上で被縫製物を保持する布押さえと下板とからなる保持枠４１と、保持枠４１の布押さえを昇降可能に支持する支持土台４２と、布押さえの昇降動作の駆動源となる図示しないアクチュエーターとを備えている。
さらに、移動機構４０は、ミシンベッド部２２に内蔵された図示しないベルト機構を介して保持枠４１及び支持土台４２をＸ−Ｙ平面に沿って任意に移動位置決めするＸ軸モーター４３及びＹ軸モーター４４を備えている（図５参照）。
保持枠４１は、被縫製物を挟持し、Ｘ軸モーター４３及びＹ軸モーター４４の駆動により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４１の移動と、縫い針１１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パターンを構成する複数の針落ち位置に縫い目を形成することができる。

［ペダル］
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させて縫製動作を実行させ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。

［釜装置］
図３は釜装置３０、ボビン交換装置５０、下糸巻回装置６０、残糸除去装置７０の斜視図、図４はボビン交換装置５０によるボビンケース３３及びボビン３４の保持位置を示した説明図である。
図３に示すように、釜装置３０、ボビン交換装置５０、下糸巻回装置６０及び残糸除去装置７０は、ミシンベッド部２２の内部であって針板２４の下側に配設されている。

釜装置３０は、下軸１４の前端部に固定装備された外釜３１と、外釜の内側に配設された内釜３２と、内釜３２の内側に取り出し可能に格納されたボビンケース３３及びボビン３４とを備えている。
ボビン３４は、円筒状の軸部とその両端部に設けられた鍔部とからなり、鍔部と鍔部との間で軸部の外周に下糸を巻き付けて蓄えることが出来る。

ボビンケース３３は、一端が閉塞された円筒状であって、ボビン３４を回転可能な状態で格納することができる。
また、ボビンケース３３は、内釜３２の軸部に係合する図示しない係合部材が装備されている。図４に示すように、ボビンケース３３の閉塞端面には、係合部材を操作するロックレバー３３１が設けられている。このロックレバー３３１は、ボビンケース３３の閉塞端面から起伏回動可能に設けられており、ロックレバー３３１が起伏回動することにより、係合部材が内釜３２の軸部に係合した状態を解除することができる。これにより、ボビンケース３３及びボビン３４を内釜３２から取り外すことができる。

［ボビン交換装置］
ボビン交換装置５０は、図３に示すように、Ｙ軸方向に平行なガイド軸５１と、当該ガイド軸５１回りに回動可能な回動アーム５２とを備えている。
回動アーム５２はガイド軸５１を中心とする円周の直径方向両側に延出され、これらの両側の延出端部においてボビンケース３３及びボビン３４（「ボビンケース３３等」とする）の保持を行う。
そして、図４に示すように、ガイド軸５１を中心とする円周上において、釜着脱位置Ａ、残糸除去位置Ｂ及び下糸巻回位置Ｃが120°間隔に設定されている。即ち、釜着脱位置Ａには釜装置３０が配置され、残糸除去位置Ｂには残糸除去装置７０が配置され、下糸巻回位置Ｃには下糸巻回装置６０が配置されている。

上記ガイド軸５１は、ボビン着脱ソレノイド５３によりＹ軸方向に沿って往動可能に支持されている。また、ガイド軸５１は、回動アーム５２を支持すると共に当該回動アーム５２と一体的にＹ軸回りに回動可能に支持されている。
また、ガイド軸５１は、軸断面形状が平歯車形状となっており、釜搬送モーター５４（図５参照）の出力軸に設けられた歯車に噛合している。そして、この釜搬送モーター５４により、ガイド軸５１は60°単位で正逆双方向に回動され、回動アーム５２の両端部に保持するボビンケース３３をそれぞれ個別に釜着脱位置Ａ、残糸除去位置Ｂ及び下糸巻回位置Ｃの各位置に位置決めすることができる。

また、ボビン着脱ソレノイド５３により、ガイド軸５１と共に回動アーム５２は、Ｙ軸方向に沿って前後に位置が切り替えられる。これにより、釜着脱位置Ａ、残糸除去位置Ｂ及び下糸巻回位置Ｃの各位置において、回動アーム５２の前進移動時には保持しているボビンケース３３等を、釜装置３０、残糸除去装置７０又は下糸巻回装置６０に装着し、後退移動時には保持しているボビンケース３３等を、釜装置３０、残糸除去装置７０又は下糸巻回装置６０から離脱させる。

回動アーム５２の両側の回動端部には、それぞれ、図示しないボビンケース保持機構を備え、ボビンケース３３等を着脱可能としている。
このボビンケース保持機構は、例えば、特開平５−１９２４７６号公報に記載の下糸自動供給装置の電磁石（符号40A）や特開平６−３０４３６９号公報に記載のボビン把持手段（符号8）の回動式のレバー爪（符号8c）等のような周知の構成を採用することができる。

［下糸巻回装置］
下糸巻回装置６０は、回動アーム５２に保持されたボビンケース３３内のボビン３４に当接するカップリング６１と、当該カップリング６１を介してボビン３４を回転させる巻回モーター６２と、糸巻きから繰り出された下糸の端部の保持と切断を行う下糸切断装置６３等を備えている。
この下糸巻回装置６０は、エンコーダ６２１（図５参照）により巻回モーター６２の回転数が検出され、当該回転数によりボビン３４に巻回する糸長さが制御される。
下糸巻回装置６０は、例えば、特開平５−１９２４７６号公報に記載の下糸巻回機構（符号50）、糸挟持腕（符号62）及びその駆動部、糸保持台（符号70）、下糸切断機構（符号80）等のような周知の構成を採用することができる。

［残糸除去装置］
残糸除去装置７０は、ボビンケース３３等から垂下する下糸の端部を吸引する図示しない吸引ノズルと、吸引ノズルに引き寄せられた下糸の端部の近傍に設けられた下糸巻き取り軸７１と、その回転駆動源である巻き取りモーター７２（図５参照）と、下糸巻き取り軸７１及び巻き取りモーター７２を軸方向に進退移動させるアクチュエーターと、下糸巻き取り軸７１の外周に摺動してアクチュエーターにより後退移動する下糸巻き取り軸７１に巻き付けられた下糸を除去する図示しないせき止め板等を備えている。
この残糸除去装置７０は、エンコーダ７２１（図５参照）により巻き取りモーター７２の回転数が検出され、当該回転数によりボビン３４に残っていた残糸の長さが制御装置１２０に取得される。従って、エンコーダ７２１は、釜装置３０から取り出されたボビン３４の下糸の残糸の長さを検出する残糸検出手段として機能する。
この残糸除去装置７０は、例えば、特開平７−８０１７７号公報に記載の残糸除去装置（符号6）等のような周知の構成を採用することができる。

［ミシンの制御系：制御装置］
図５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１２２ａ、ボビン交換制御プログラム１２２ｂ及びその他の各種プログラムが格納されたプログラムメモリ１２２と、縫製パターンデータ１２３ａ、下糸消費量データ１２３ｂ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１２３と、プログラムメモリ１２２内の各プログラム１２２ａ，１２２ｂ等を実行するＣＰＵ１２１とを備えている。

また、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１３１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、縫製パターンデータ１２３ａ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パターンデータ１２３ａ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、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１２４を介して、ミシンモーター１５を駆動するミシンモーター駆動回路１５ｂに接続され、ミシンモーター１５の回転を制御する。なお、ミシンモーター１５にはその回転数を検出するエンコーダ１５１が併設されている。
上記ミシンモーター１５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、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１２５及びインターフェイス１２６を介して、被縫製物のＸ軸及びＹ軸方向への移動を行うＸ軸モーター４３及びＹ軸モーター４４をそれぞれ駆動するＸ軸モーター駆動回路４３ｂ及びＹ軸モーター駆動回路４４ｂが接続され、被縫製物の移動動作を制御する。

また、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１２７及びインターフェイス１２８を介して、ボビン交換装置５０のボビン着脱ソレノイド５３、釜搬送モーター５４をそれぞれ駆動するボビン着脱ソレノイド駆動回路５３ｂ及び釜搬送モーター駆動回路５４ｂが個別に接続され、ボビン交換装置５０の動作を制御する。

また、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１２９を介して、下糸巻回装置６０の巻回モーター６２を駆動する巻回モーター駆動回路６２ｂが接続され、下糸巻回装置６０の動作を制御する。なお、巻回モーター６２にはその回転数を検出するエンコーダ６２１が併設されている。

また、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１３０を介して、残糸除去装置７０の巻き取りモーター７２を駆動する巻き取りモーター駆動回路７２ｂが接続され、残糸除去装置７０の動作を制御する。なお、巻き取りモーター７２にはその回転数を検出するエンコーダ７２１が併設されている。

また、ＣＰＵ１２１は、インターフェイス１３１を介して、操作パネル３００が接続されている。

［縫製パターンデータ］
縫製パターンデータ１２３ａは、一つの縫製パターンに従う運針を行うために、当該縫製パターンを形成するための全ての針落ち位置の針落ちの順番とその位置座標を示すデータ及び各種の動作コマンドが含まれている。
具体的には、一つの縫製パターンは、複数（ここでは三つとする）のより小さなパターンの縫い要素ｐ１〜ｐ３から構成されており、各縫い要素ｐ１〜ｐ３の最終針ごとに図示しない糸切り装置により糸切りが実行される。なお、ここで言う「糸切り装置」とは、前述した下糸切断装置６３ではなく、縫製の区切りで上糸及び下糸を被縫製物から切断するための糸切り装置である。
なお、縫製パターンデータ１２３ａの縫い要素の数は例示であり、三つに限らず複数であれば良い。

［ミシンの全体的な動作制御の概略］
ミシン１００における動作制御について概略的に説明する。
縫製の際には、事前に、データメモリ１２３内に複数記憶されている縫製パターンデータ１２３ａの中から目的の縫製パターンデータ１２３ａが操作パネル３００により選択される。
そして、ペダルＲの操作により、縫製の開始が入力されると、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、ミシンモーター１５を起動させると共に、縫製パターンデータ１２３ａを読み込み、先頭の縫い要素ｐ１の一針目から順番に保持枠４１が位置決めされるように、Ｘ軸モーター４３及びＹ軸モーター４４を制御する。
そして、ＣＰＵ１２１は、縫い要素ｐ１の最終針まで順番に針落ちを行うと、糸切りを実行し、次の縫い要素ｐ２，ｐ３についても同様に縫製動作を実行させる。

また、ＣＰＵ１２１は、ボビン交換装置５０に対して、ボビン搬送動作制御を実行する。
即ち、ＣＰＵ１２１は、ボビン着脱ソレノイド５３により、ガイド軸５１を前方に移動させた状態で、ガイド軸５１の一端部を各位置Ａ〜Ｃのいずれかに位置決めするように釜搬送モーター５４を制御し、位置決め後、ボビン着脱ソレノイド５３により、ガイド軸５１を後方に移動させる。
そして、ボビンケース保持機構を作動させて、釜装置３０、下糸巻回装置６０又は残糸除去装置７０に対して、ボビンケース３３等の着脱を実行する。

また、ＣＰＵ１２１は、下糸巻回装置６０に対して、下糸巻回動作制御を実行する。
即ち、下糸巻回装置６０は、予め、下糸の糸巻きから繰り出された下糸をボビン３４の軸部に絡めるように張設した状態で待機しており、ボビン交換装置５０によりガイド軸５１が後方移動すると、カップリング６１がガイド軸５１に保持されたボビンケース３３内のボビン３４に当接する。
そして、ＣＰＵ１２１が巻回モーター６２を駆動させると、糸巻きから繰り出された下糸の端部がボビン３４の軸部に巻き付いて下糸の巻き付けが開始される。このとき、ＣＰＵ１２１は、エンコーダ６２１が検出する巻回モーター６２の回転数をカウントする。
制御装置１２０は、データメモリ１２３内に、巻回モーター６２の回転数と下糸の巻き付け長さとの関係を示すテーブルデータを保有している。そして、ＣＰＵ１２１は、予め設定された目標巻き付け長さの回転数に達するまで巻回モーター６２を回転させてから停止し、下糸切断装置６３により、下糸の切断を実行する。
これにより、ボビン３４に対して、目標巻き付け長さ分の下糸の巻き付けを行うことができる。

また、ＣＰＵ１２１は、残糸除去装置７０に対して、残糸除去動作制御を実行する。
即ち、ボビン交換装置５０によりガイド軸５１が後方移動すると、ＣＰＵ１２１は、吸引ノズルによる吸引動作を開始し、ボビンケース３３から垂れ下がれる下糸の残糸の端部の引き寄せを実行する。そして、ＣＰＵ１２１は、巻き取りモーター７２の駆動を開始して、下糸巻き取り軸７１による下糸の残糸の巻き取りを実行する。
このとき、ＣＰＵ１２１は、エンコーダ７２１が検出する巻き取りモーター７２の回転数をカウントする。
制御装置１２０は、データメモリ１２３内に、巻き取りモーター７２の回転数と下糸の巻き取り長さとの関係を示すテーブルデータを保有している。
そして、ＣＰＵ１２１は、下糸巻き取り軸７１の近傍に配置された下糸の残糸の通過を検出するセンサー或いは、巻き取りモーター７２への通電電流値の変化から、巻き取りの完了を検出すると、巻き取りの完了までの巻き取りモーター７２の回転数から、ボビン３４に残っていた残糸の長さを検出する。

［ボビン交換制御］
制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、ボビン交換制御プログラム１２２ｂに基づいてボビン交換制御を実行する。以下、このボビン交換制御の制御内容を図６に基づいて説明する。
図６（Ａ）に示すように、前述した下糸巻回装置６０によってボビン３４に対して巻き付けが行われる目標巻き付け長さｌ０は、実際に縫製で消費されることが予定された縫製可能長さｌ１と予備的に確保される残糸余裕長さｌ２の合計からなる。
一方、図６（Ｂ）に示すように、一回の縫製パターンの縫製により消費される下糸長さＹ０は、各縫い要素ｐ１〜ｐ３でそれぞれ消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３の合計長さとなる。なお、図中の符号ｉは糸切りの実行を示している。
ＣＰＵ１２１は、各縫い要素ｐ１〜ｐ３でそれぞれ消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３の値を、縫製パターンデータに記録された各縫い要素ｐ１〜ｐ３のそれぞれの針落ち位置の位置座標から個々の針落ちにおける保持枠の移動量を算出し、縫い要素ｐ１〜ｐ３ごとの移動量の合計値から算出する。
上記算出された下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３は、下糸消費量データ１２３ｂの一部としてデータメモリ１２３に記録される。

ここで、例えば、二回の縫製パターンの縫製により消費される下糸長さＹ０×２がボビン３４の縫製可能長さｌ１よりも短く、三回の縫製パターンの縫製により消費される下糸長さＹ０×３がボビン３４の縫製可能長さｌ１よりも長い場合を例にボビン交換制御を説明する。
ＣＰＵ１２１は、ボビン３４の使用開始からの下糸の消費長さを各縫製パターンの縫い要素ｐ１〜ｐ３の単位で順番に積算し、ボビン３４の縫製可能長さｌ１と比較を行う。
例えば、三回の縫製パターンの縫製により消費される下糸長さＹ０×３がボビン３４の縫製可能長さｌ１よりも長い場合であっても、三回目の縫製パターンの縫い要素ｐ１又は縫い要素ｐ２までの合計長さが縫製可能長さｌ１よりも短くなる場合には、最大限に縫製可能な縫い要素まで縫製を実行する。ここでは、三回目の縫製パターンの縫い要素ｐ２までの累積的な合計長さｌｃが縫製可能長さｌ１に最も近い値となる場合を例示する。
従って、ＣＰＵ１２１は、三回目の縫製パターンの縫い要素ｐ２まで縫製を実行し、糸切り後、ボビン３４の交換動作を行うよう制御を行う。

また、下糸の消費長さは、例えば、被縫製物の厚さや材質、設定された糸張力、使用する下糸の伸縮性の違い等により、縫製パターンデータから算出した計算値が実際の消費長さと完全に一致しない場合がある。
そこで、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、釜装置３０から取り出されて残糸除去装置７０に搬送されたボビン３４に対して、残糸の巻き取りの開始から完了までの巻き取りモーター７２の回転数からボビン３４に残っていた残糸の長さを検出する。
そして、図６（Ｄ）に示すように、ボビン３４の目標巻き付け長さｌ０からボビン３４に残っていた残糸の長さｌ２１を減じることで、実際の下糸消費長さｌ１１を算出する。
実際の下糸消費長さｌ１１は、三回目の縫製パターンの縫い要素ｐ２までの累積的な合計長さｌｃと理論上では一致するはずだが、これらが一致していない場合には、ＣＰＵ１２１は、下糸消費長さｌ１１と合計長さｌｃの誤差比（ｌ１１／ｌｃ）を算出する。上記算出された誤差比（ｌ１１／ｌｃ）は、下糸消費量データ１２３ｂの一部としてデータメモリ１２３に記録される。
そして、ＣＰＵ１２１は、図６（Ｅ）に示すように、次回の縫製の際に、各縫い要素ｐ１〜ｐ３でそれぞれ消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３及び下糸長さＹ０を算出する際には、上記誤差比（ｌ１１／ｌｃ）を乗じて補正した下糸長さＹ１１，Ｙ２１，Ｙ３１，Ｙ０１を算出し、これらの補正した下糸長さに基づいてボビン３４の交換のタイミングを決定する。

［ボビン交換制御の動作説明］
制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、ボビン交換制御プログラム１２２ｂに基づいてボビン交換制御の流れを図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
なお、前提として、目標巻き付け長さｌ０の下糸が巻かれたボビン３４（「新規のボビン３４」とする）が内釜３２内に装着された状態で縫製が開始されるものとする（図６（Ａ）参照）。

まず、操作パネル３００から縫製パターンデータ１２３ａが選択されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ１２１は、当該縫製パターンデータ１２３ａの読み込みを行い、そこから各縫い要素ｐ１〜ｐ３でそれぞれ消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３及び縫製パターンの縫製により消費される下糸長さＹ０を算出する（ステップＳ３：図６（Ｂ）参照）。

次いで、ＣＰＵ１２１は、ミシンモーター１５の起動により縫製を開始する（ステップＳ５）。
そして、ＣＰＵ１２１は、縫製パターンデータ１２３ａにおける一つの縫い要素ｐ１、ｐ２又はｐ３の縫製及び糸切りが行われる度に、前述した下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３（又はＹ１１，Ｙ２１，Ｙ３１）に基づいて新規のボビン３４の使用開始から現在までの累積的な合計長さｌｃを算出する（ステップＳ７：図６（Ｃ）参照）。
さらに、ＣＰＵ１２１は、新規のボビン３４の使用開始からの累積的な合計長さｌｃに次に縫製を行う予定の縫い要素ｐ１、ｐ２又はｐ３で消費される予定の下糸長さＹ１，Ｙ２又はＹ３を加算し、その算出した値がボビン３４の縫製可能長さｌ１を超えるか否かによって、次に縫製を行う予定の縫い要素ｐ１、ｐ２又はｐ３を縫製可能か否かの判定を行う（ステップＳ９）。

そして、算出した値がボビン３４の縫製可能長さｌ１を超えず、次に縫製を行う予定の縫い要素ｐ１、ｐ２又はｐ３が縫製可能と判定した場合には、ステップＳ１７に処理を進める。
また、算出した値がボビン３４の縫製可能長さｌ１を超えて、次に縫製を行う予定の縫い要素ｐ１、ｐ２又はｐ３を縫製出来ないと判定した場合には、ＣＰＵ１２１は、前述したボビン交換装置５０に対するボビン搬送動作制御に基づいて、釜装置３０の内釜３２からボビンケース３３等を取り出し、下糸巻回装置６０で目標巻き付け長さｌ０の下糸が巻かれたボビン３４を格納したボビンケース３３を供給する（ステップＳ１１）。

また、ＣＰＵ１２１は、釜装置３０の内釜３２から取り出されたボビンケース３３等を残糸除去装置７０に搬送し、残糸除去動作制御によって、ボビン３４に残った下糸を巻き取ると共に、エンコーダ７２１の検出回転数からボビン３４に残っていた残糸の長さｌ２１を取得する（ステップＳ１３）。
さらに、ＣＰＵ１２１は、残糸の長さｌ２１から実際の下糸消費長さｌ１１を算出し（図６（Ｄ）参照）、下糸消費長さｌ１１と合計長さｌｃの誤差比（ｌ１１／ｌｃ）を算出する（ステップＳ１５）。この誤差比（ｌ１１／ｌｃ）の値は、データメモリ１２３に登録される。
そして、ステップＳ１７に処理を進める。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ１２１は、次に縫製が行われる予定の縫い要素ｐ１、ｐ２又はｐ３が、縫製パターンデータ１２３ａにおける最後の縫い要素ｐ３であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
その結果、次に縫製が行われる予定の縫い要素が縫製パターンデータ１２３ａにおける最後の縫い要素ｐ３ではないと判定した場合には、ステップＳ７に処理を進めて、当該縫い要素について縫製を実行する。
このとき、既に、ステップＳ１５において、誤差比（ｌ１１／ｌｃ）の値がデータメモリ１２３に登録されている場合には、ステップＳ７において累積的な合計長さｌｃを算出する際の下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３の値に誤差比（ｌ１１／ｌｃ）が乗算されて補正される。

また、次に縫製が行われる予定の縫い要素が縫製パターンデータ１２３ａにおける最後の縫い要素ｐ３であると判定した場合には、ＣＰＵ１２１は、次に縫製が行われる予定の縫製パターンデータ１２３ａが別の縫製パターンデータ１２３ａに変更されたか否かを判定する（ステップＳ１９）。
その結果、縫製パターンデータ１２３ａに変更がないと判定した場合には、ステップＳ５に処理を戻して、再び、現在の縫製パターンデータ１２３ａに基づいて縫製の開始が可能な状態とする。
また、縫製パターンデータ１２３ａが変更されたと判定した場合には、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ３に処理を戻して、新しく選択された縫製パターンデータ１２３ａの読み込みを行い、そこから各縫い要素ｐ１〜ｐ３でそれぞれ消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３及び縫製パターンの縫製により消費される下糸長さＹ０を算出する。なお、縫製パターンデータ１２３ａが変更されると、データメモリ１２３内の誤差比（ｌ１１／ｌｃ）はリセットされる。

［発明の実施形態の技術的効果］
ミシン１００は、制御装置１２０のＣＰＵ１２１が、縫製パターンに基づく一連の縫製を複数に分割してなる縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製を行うごとに、ボビン３４に巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定し、その判定結果に応じて、ボビン交換装置５０によりボビン３４を交換する制御を行っている。
従来は、縫製パターンに基づく一連の縫製を行うごとに、ボビン３４に巻かれた下糸が次の縫製パターン全体の縫製に足りるか否かを判定するので、交換のために釜装置３０から取り出されたボビン３４の下糸の残糸の長さが、一つの縫製パターンで消費される下糸長さに僅かに足りなくとも下糸の残糸が廃棄されていた。
しかしながら、上記ミシン１００の場合には、縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製を行うごとに、ボビン３４に巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定するので、交換のために釜装置３０から取り出されたボビン３４の下糸の残糸の長さを、縫い要素ｐ１〜ｐ３で消費される下糸長さＹ１，Ｙ２又はＹ３よりも短くすることが可能となる。

また、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、縫製パターンデータ１２３ａに基づいて複数の縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製ごとに消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３を算出している。
このため、予め、縫製パターンデータ１２３ａ内に縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製ごとに消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３を示すデータを含ませる必要がなく、既存の縫製パターンデータを利用して、下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３を取得することが可能となる。

また、ミシン１００は、ボビン交換装置５０により釜装置３０から外されたボビン３４の下糸の残糸の長さｌ２１を検出するエンコーダ７２１を備え、制御装置１２０のＣＰＵ１２１は、縫製パターンデータ１２３ａに基づいて算出した複数の縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製ごとに消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３を、エンコーダ７２１により検出されたボビン３４の下糸の残糸の長さｌ２１に基づく誤差比（ｌ１１／ｌｃ）により補正している。
このため、ボビン３４に巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定する際の判定精度を高めることができ、より効果的に下糸の浪費低減を図ることが可能となる。

［その他］
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記各実施形態に限られない。各実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、釜装置３０、移動機構４０、ボビン交換装置５０、下糸巻回装置６０又は残糸除去装置７０の各構成は例示であって、同等の機能を異なる機構で構成しても良い。

また、上記制御装置１２０では、縫製パターンデータ１２３ａの設定内容から縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製ごとに消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３を算出しているが、縫製パターンデータ１２３ａに縫い要素ｐ１〜ｐ３の縫製ごとに消費される下糸長さＹ１，Ｙ２，Ｙ３のデータを予め用意しておく構成としても良い。

また、ボビン３４に巻き付ける下糸長さ又はボビン３４の下糸の残糸の長さｌ２１は、下糸を通過させるローラー等を設け、その回転数から検出しても良い。その場合、回転数に比例した下糸の長さを検出することができるので、より高い検出精度が得られる場合がある。

１１ 縫い針
１２ 針棒
１４ 下軸
１５ ミシンモーター
２４ 針板
３０ 釜装置
３３ ボビンケース
３４ ボビン
４０ 移動機構
５０ ボビン交換装置
６０ 下糸巻回装置
７０ 残糸除去装置
１００ 電子サイクルミシン（ミシン）
１２０ 制御装置
１２２ａ 縫製プログラム
１２２ｂ ボビン交換制御プログラム
１２３ データメモリ
１２３ａ 縫製パターンデータ
１２３ｂ 下糸消費量データ
７２１ エンコーダ（残糸検出手段）
ｐ１〜ｐ３ 要素

Claims (3)

1. 縫い針に対して被縫製物を移動させる移動機構と、
   縫製パターンに従って縫製を行うための縫製パターン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、
   釜装置のボビンを交換するボビン交換装置を備え、
   前記制御装置は、
   前記縫製パターンに基づく一連の縫製動作を、糸切りの実行を区切りとして分割された複数の縫い要素の一つの縫製が行われるごとに、前記ボビンに巻かれた下糸が次の縫い要素の縫製に足りるか否かを判定し、その判定結果に応じて、前記ボビン交換装置により前記ボビンを交換する制御を行うことを特徴とするミシン。
2. 前記制御装置は、前記縫製パターンデータに基づいて前記複数の縫い要素の一つの縫製が行われるごとに消費される下糸長さを算出することを特徴とする請求項１記載のミシン。
3. 前記ボビン交換装置により前記釜装置から取り出されたボビンの下糸の残糸の長さを検出する残糸検出手段を備え、
   前記制御装置は、前記縫製パターンデータに基づいて算出した前記複数の縫い要素の一つごとに消費される下糸長さを、前記残糸検出手段により検出された前記ボビンの下糸の残糸の長さに基づいて補正することを特徴とする請求項２記載のミシン。

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