JP4499953B2 - 千鳥縫いミシン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、千鳥縫いミシンに関し、詳細には、ペダル操作によりミシンの回転速度が変更されるとともに、針振り機構を駆動させるアクチュエータの動作を制御する千鳥縫いミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
針振り機構によってミシン針を布送り方向に対して直交する方向（針振り方向）に振ることで、布などの被縫製物に千鳥縫いを行う自動千鳥縫いミシンは公知の技術である。
その構成としては、例えば、実公平７−４４３０５号公報等で公知のように、主モータの駆動により回転するミシン主軸に連動する主カムの回転に基づいて、布送り装置、針振り機構等を各々動作するものがある。
また、上記構成の千鳥縫いミシンとは別に、上記針振り機構を、主モータの駆動によって回転するミシン主軸の駆動力により駆動させず、サーボモータにより電気的に駆動させる構成のものがある。
【０００３】
上記のように電気的に制御される針振り機構では、図８に示すように、ミシン針１０１を支持する針棒１０２は、針振りモータ（例えば、サーボモータ）１０３で駆動されるリンク機構１０４により、布送り装置の布送り方向に対して直交する方向（図８では矢印方向）に往復移動され、これにより所定の針振りパターンの千鳥縫い目を形成する。また、この針振り機構には、針振りモータ１０３の回転とともに回転する遮蔽板１０５を検知する原点センサ１０６が設けられ、針振り位置の原点が検出される。
そして、ミシンが備える制御部などから針振りモータに動作指示信号を出力することで、前記ミシン主軸の回転により上下動するミシン針が被縫製物の上方に位置している間、つまり被縫製物から上方に抜けて次に刺さるまでの間に針振りを行う。これは、ミシン針が被縫製物を貫通している時に針振りを行うと、針振りの運動が妨げられて千鳥縫い目が正確に形成されなかったり、針折れが発生したりするためである。
【０００４】
ところで、上記針振りモータの制御では、針振りモータ自体の機構やモータの特性などにより、動作指示から実際の動作まで遅延時間（以下、動作遅れ時間）が発生し、ミシン主軸の回転速度（ミシンの回転速度）によっては動作タイミング（被縫製物から上方に抜けて次に刺さるまでの間に針振り動作させるタイミング）が合わない場合が生じる。
このため、従来の自動の千鳥縫いミシンでは、針振りモータ動作指示から実際に動作するまでの動作遅れ時間を予め測定し、ミシンの各回転速度毎に対応した動作指示を動作遅れ時間分前倒しして行うことで対応している。例えば、千鳥縫いミシンに設けられる回転速度測定装置によりミシンの回転速度を、アクチュエータが駆動を開始する１針手前の位置で測定し、この測定された回転速度で動作指示タイミングを決定して、この動作指示によってアクチュエータを駆動制御する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
針振り機構を駆動させるアクチュエータの制御は、ミシン針の上下動が一定速で動作している場合、つまり、ミシン針に駆動力を伝達するミシン上軸回転が一定速で回転している場合や、指示された決まったパターン駆動に基づいてミシン上軸が回転している場合（台形指示動作）等においては、１針手前の回転速度でアクチュエータの動作指示タイミングを決定することができる。
しかし、上述したアクチュエータの制御では、１針手前の回転速度を測定した後では、アクチュエータの動作タイミングを変更できず、ミシン回転速度をペダルの踏み込みにより作業者が変更できる千鳥縫いミシンの場合、１針手前の回転速度が、実際にアクチュエータが動作するときの回転速度と異なる場合がある。
つまり、上記アクチュエータの制御をペダル動作で制御する千鳥縫いミシンに適用した場合、安定してアクチュエータを動作させることができない。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、その目的は、ペダル操作によってミシンが加減速中であってもアクチュエータの駆動開始時期をより正確に制御して針振り機構をより安定して駆動させることのできる千鳥縫いミシンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく請求項１記載の発明は、例えば、図１に示すように
前記主モータ（例えば、主軸モータ２）の駆動により回転する主軸に連動して上下動する針と、
前記主モータの回転速度を検出する速度検出手段（例えば、エンコーダ２１、回転速度検出回路３３等）と、
前記針の上下動の移動位置を検出する移動位置検出手段（例えば、エンコーダ２１、上下検知装置２２、頭部回転角検出回路３４等）と、
前記主モータの回転により駆動され布を送る布送り手段と、
踏み込み操作により前記主モータの回転速度を変更自在なペダル（例えばペダル装置４）と、
アクチュエータ（例えば、アクチュエータ６）に連結され、該アクチュエータの駆動により前記針を布送り方向と交差する方向に針振りさせる針振り機構とにより前記布に千鳥縫い目を形成する千鳥ミシン１において、
前記移動位置検出手段により出力される針の移動位置毎に、前記主モータの回転速度を前記速度検出手段により検出し、検出された速度に基づいて、所定の移動位置で針振り動作が開始されるように前記アクチュエータの駆動開始を決定する制御手段（例えば制御回路３２、比較判断器３５等）を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記所定の移動位置とは、駆動開始が決定されたアクチュエータにより実際に針振り機構により針振りが行われ始める針の上下動の移動位置である。具体的には、５０００ｒｐｍといった高速回転で駆動するミシンにおいては、針が布から抜けるときの位置とする。アクチュエータが前記所定の移動位置で前記針振り機構を介して実際に針振り動作を行うことで、針が布の上方で確実に振られることになる。
前記アクチュエータは、一般的に駆動指令を受けてから実際の駆動までに所定の動作遅れ時間（応答時間）を有し、駆動指令が入ってから所定の時間後に、実動作つまり針振り機構に動作して針振りを行う。
【０００９】
請求項１記載の千鳥縫いミシンにあっては、制御手段が、前記移動位置検出手段により出力される針の移動位置毎に、前記主モータの回転速度を前記速度検出手段により検出し、検出された速度に基づいて、所定の移動位置で針振り動作が開始されるように前記アクチュエータの駆動開始を決定するので、前記所定の移動位置にてアクチュエータを駆動させることができ、安定した針振りを行わせることができる。
つまり、前記アクチュエータの駆動によって針振り機構は、ペダル操作によってミシンが加減速中であっても、上下動する針に対応した所定のタイミング、つまり、針が布の上方に位置している間に動作して安定した針振りを行うことができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の千鳥縫いミシンにおいて、例えば、図１に示すように、
制御手段は、前記主モータの回転速度が検出された時点で前記アクチュエータの駆動が開始されて前記検出された回転速度が前記針振り機構により針振り動作が開始されるまで維持された場合に、前記所定の移動位置において、前記針振り機構による針振りが開始可能か否かを判断する判断手段（例えば制御回路３２、比較判断器３５等）を備え、
該判断手段の判断結果に基づいて前記アクチュエータの駆動開始を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の千鳥縫いミシンにあっては、前記判断手段が、前記主モータの回転速度が検出された時点で前記アクチュエータの駆動が開始されて、前記検出された回転速度が、前記針振り機構により針振り動作が開始されるまで維持された場合に、前記所定の移動位置における針振りが開始可能か否かを判断して前記アクチュエータの駆動開始を決定するので、前記所定の移動位置において針振りを開始し、安定した針振りを行うことができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の千鳥縫いミシンにおいて、例えば、図１に示すように、
前記アクチュエータはモータ（例えば、パルスモータ）であることを特徴とする。
【００１３】
ここでモータとは、電気的に駆動制御され、駆動することで前記針振り機構を動作させる、つまり、ミシン針を振らせるものであればどのようなモータでもよく、例えば、ステッピンモータ、サーボモータ等が挙げられ、またリニアモータであってもよい。
【００１４】
請求項３記載の千鳥縫いミシンにあっては、パルスモータの動作により駆動する前記針振り機構の針振りを好適なタイミングで行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る千鳥縫いミシンの実施の形態例を図１〜図７に基づいて説明する。まず、基本構成について説明する。
本発明に係る千鳥縫いミシンは、布（被縫製物）を布送り方向（布に縫い目が形成される方向）に送ると共にミシン針を布送り方向と直交する針振り方向に針振りしながら縫製を行なうことで、千鳥縫いを行なうミシンである。
その構成は図示しないが従来のものと同様にベッド部及びアーム部を備えたミシンフレームと、主モータ、主モータの駆動により回転するミシン主軸、ミシン主軸の回転により上下動する針棒、該針棒の先端に設けられたミシン針、縫製物である布がセットされる送り台、主モータの駆動力が伝達されてミシン針の駆動に同期して駆動され布（被縫製物）を布送り方向（縫製方向）に送る布送り装置、ミシン針を針振り方向に振る針振り機構等を備える。
【００１６】
この千鳥縫いミシンでは、従来のものと同様にミシン主軸及び針棒を介して主軸モータの駆動によりミシン針が上下動する。
このミシン針の上下動に関連して送り台の針板上に布送り装置の送り歯が出没し、それにより押さえ板に押さえられた布が送られる。なお、布送り装置は送り歯を有する構成としたが、ミシン針の上下動に関連する布送りの機能を有するものであるならば、これに限らず、ローラなどで縫製される布を送るようにしてもよい。
また、針振り機構は、アーム部に設けられ、アクチュエータの駆動によりミシン針の針落ち点を１針毎に左右に振る。これらミシン針の上下動、布送り装置、針振り機構の協働により布にジグザク状の縫い目を形成する。なお、ここでは主軸モータ及びミシン主軸が一回転すると布に１針分縫製が行われる。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本発明に係る千鳥縫いミシン１は、主軸モータ（主モータ）２、主軸モータ２に直結されたエンコーダ２１、上下検知装置２２、主軸モータ２を駆動させる主軸駆動回路３１、制御回路（制御手段）３２、ペダル装置４、設定器５、回転速度検出回路３３、頭部回転角検出回路３４、比較判断器３５、メモリー３６、アクチュエータ駆動回路３７、アクチュエータ６等を備える。
【００１８】
主軸モータ２は、ミシンを駆動するために用いられ、ＡＣサーボモータ、またはインダクションモータである。また、主軸モータ２の駆動力をミシン主軸に伝達する伝達手段として、図示しないが従来から用いられているプーリベルト結合駆動の他、ミシン上軸直結（例えば、カップリング結合）等の方式が用いられている。
【００１９】
エンコーダ２１は、主軸モータの回転速度及び回転角度を検出する周知のものであり、主モータに直結され、該主軸モータの出力軸の回転に応じてモータ１回転に対して複数のパルス信号（以下「回転角度信号」と称す）を出力する。そして、このエンコーダ２１からの信号は、回転速度検出回路３３、頭部回転角検出回路３４を介して制御回路３２及び比較判断器３５にフィードバック情報として出力される。
【００２０】
上下検知装置２２は、主モータの出力軸が一回転する間、つまりミシン針が布に刺さって抜けるまでの間において基準位置となるミシン針の上下位置を検出するセンサである。
上下検知装置２２は、ミシン主軸（図示省略）に結合し、針棒の所定の上下位置（例えば、上死点位置）にあるとき、基準となる針位置信号を制御部３の頭部回転角検出回路３４に出力する。なお、本千鳥縫いミシンでは、針棒が上死点にある時のミシン主軸の回転角度を０°とした場合、回転角度が略２６０°のときが布から針が抜ける位置となるように構成されている。
【００２１】
主軸駆動回路３１は制御回路３２の備えるＣＰＵの指示に基づいて主軸モータ２を駆動させる回路である。
【００２２】
制御回路３２はＣＰＵ、ＲＯＭ等を備え、主軸駆動回路３１、ペダル装置４、設定器５、回転速度検出回路３３、頭部回転角検出回路３４、比較判断器３５等に接続され、ミシン駆動を制御する。
詳細には、制御回路３２では、ＣＰＵがペダル装置４、設定器５、回転速度検出回路３３、頭部回転角検出回路３４等から出力された信号に基づいて、主軸駆動回路３１に主軸モータへの駆動制御指令を行うことで、主軸モータ２に流れる電流量を最適に制御して、主軸モータ２の回転速度を制御する。なお、ＲＯＭにはＣＰＵが各処理を行うためのプログラムが格納されている。
【００２３】
ペダル装置４は、縫製者が千鳥縫いミシン１を制御するために用いられるものであり、ペダルと、該ペダルの動きを電気信号に変換してＣＰＵに出力するセンサを備える。
ペダル装置４では、縫製者の操作、縫製者のペダルの踏み込み度合いによって、ミシン回転、停止、速度指示等の各種縫製指令をＣＰＵに出力する。縫製者がペダルを踏み込めばミシン回転速度が増加し、踏み込み量を減らせばミシン回転速度は減少する。踏み込み量が０で在る場合、ミシンは停止する。
【００２４】
設定器５は操作パネルを備え、該操作パネルの操作によりミシンの動作指示の設定（例えば、縫製速度や、各種縫製パターン、縫製パターンの針数、縫製条件等の各種縫製データ等の設定）や針振り機構を駆動させるアクチュエータ６の動作指示（例えば針振りの幅）を設定し、これら設定された内容を制御回路３２や比較判断器３５に出力する。
【００２５】
回転速度検出回路３３は、エンコーダ２１から出力されるパルス信号に基づいてミシンの回転速度を検出するものであり、検出した回転速度は主軸制御回路３２や比較判断器３５に出力される。
頭部回転角検出回路３４は、エンコーダ２１から入力されるパルス信号と、上下検知装置２２から入力される基準となる針位置信号とに基づきミシン頭部の回転角度（ミシン針の上下動の移動位置）を検出する。頭部回転角検出回路３４における頭部回転角度の検出は、エンコーダ２１及び上下検知装置２２から入力される針位置信号に基づいて回転角度１°刻みに行われ、その信号は制御回路３２のＣＰＵや比較判断器３５に出力される。
【００２６】
比較判断器３５は、制御回路３２のＣＰＵにより制御され、ＣＰＵによって、設定器５から入力されるミシン回転速度の指令や針振り幅などの指示等に基づいて、頭部回転角検出回路３４から頭部回転角度信号が入力される毎に、回転速度検出回路３３より入力される頭部回転速度信号（ミシンの回転速度）とメモリ３６から入力されるタイミングテーブル内のデータとを比較して、針振り機構による針振りの実際の動作が理想の頭部回転角度（所定の移動位置）において行われるか否かの比較判断を行い、比較判断の結果所定のタイミングでアクチュエータ駆動回路３７にアクチュエータ６の駆動指令を出力する。
メモリ３６は、千鳥縫いミシン１において所定のミシン頭部回転速度・頭部回転角度に対するアクチュエータ６のタイミングテーブルを格納している。
【００２７】
このタイミングテーブルの一例を図２に示す。
図２に示すタイミングテーブルは、アクチュエータ６が駆動開始されてから実際に針振り機構が針振り動作するまでの動作遅れ時間に基づいて、各頭部回転角度（図２にＲで示す）毎にその時点でアクチュエータ６の駆動を開始したときに所定の回転角度（ここでは布からミシン針が抜けるときの頭部回転角度、以下では理想動作開始角度という）で針振り機構が実際に動作を開始する回転速度（図２では、判断速度Ｘｉで示す）が格納されたテーブルであり、詳細は後述するが、制御回路３２は、各回転角度毎にこの判断速度とその時測定された頭部回転速度を比較することによりアクチュエータ６の駆動開始を決定している。なお、この判断速度Ｘｉは、アクチュエータ６の駆動を開始したときのミシンの回転速度（Ｘｉ）が理想動作開始角度まで維持されているものとして求められた値である。
そして、このタイミングテーブルには、頭部回転角度に定数Ｉを加えていくことで、該定数Ｉが加えられて生成される頭部回転角度に対応したミシン回転速度（判断速度）がそれぞれ関連づけられている。
【００２８】
例えば、この実施の形態の千鳥縫いミシンでは、最大回転速度が５０００ｒｐｍ、ミシン針が抜ける頭部回転角度（針振り機構が実際に針振り動作を開始する理想動作開始角度）は２６０°、針振り動作遅れ時間は３．７ｍｓｅｃとなっており、図２のデータテーブルには、この千鳥縫いミシンの理想動作開始角度２６０°で実際に針振り動作が開始できる回転速度が判断速度（Ｘｉ）として格納されている。
【００２９】
また、図２のデータテーブルには、例としてこの千鳥縫いミシンに対応した数値が括弧内に記載されており、このテーブルに格納されている数値は、例えば、頭部回転角度Ａ°（１４９°）の時はアクチュエータ６を駆動すべきか否かを判断する頭部回転速度（以下、判断速度とも呼称する）が５０００ｒｐｍであり、頭部回転角度Ａ＋１°（１５０°）の時の判断速度は、４９５０ｒｐｍであることを示しており、以後、同様に、頭部回転角度Ａ°が理想動作開始角度２６０°になるまで、各頭部回転角度に対応する判断速度が格納されている。なお、頭部回転角度１４９°は、最大回転速度５０００ｒｐｍ、針振り動作遅れ時間３．７ｍｓｅｃの本実施の形態の千鳥縫いミシンにおいて、針振り機構を理想動作開始角度２６０°で動作させるため、アクチュエータ６を駆動開始させるもっとも早い頭部回転角度である。
【００３０】
アクチュエータ駆動回路３７は比較判断器３５におけるＣＰＵの判断結果に基づいて比較判断器３５から出力された指示によりアクチュエータ６を駆動させる。
アクチュエータ６は、従来で示したものと針振り機構と同様に針振り機構を駆動させるためのものであり、アクチュエータ駆動回路３７を介して動作し、針振り機構を駆動させてミシン針を布送り方向と直交する方向に針振りさせる。
このアクチュエータ６は、電気的に制御されることで、針振り機構を動作させて、ミシン針を振らせるものであればどのように構成されていてもよく、サーボモータを用いても良い。またリニアモータ等を用いてもよく、ここではパルスモータを用いている。
【００３１】
このように構成された千鳥縫いミシン１では、ミシン回転速度に対応したアクチュエータ６の駆動開始タイミングをミシンの回転角度毎に判断する。
次にこの千鳥縫いミシンにおいて針振り機構を駆動させるアクチュエータを駆動制御するための処理を図３を用いて説明する。
図３に示すように、ステップＳ１にてペダル装置４のペダルが踏み込まれることでペダル装置４から駆動信号が制御回路３２のＣＰＵに出力され、ＣＰＵは主軸駆動回路３１を介して主軸モータを回転させてミシンを駆動する。
次いで、ステップＳ２で、このミシン駆動中、つまり上軸の回転中、上軸回転角度（以下、頭部回転角度）を測定し、測定された頭部回転角度が、メモリ３６のデータテーブルの先頭に格納されている頭部回転角度Ａ（ここでは１４９°）を読み出して測定された頭部回転角度がＡ（ここでは１４９°）になるまで待機する。
測定された頭部回転角度がＡ（例えば、１４９°）であればステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、メモリから読み出されたデータテーブルの頭部回転角度Ａ（例えば、１４９°）に加えられる定数Ｉを「０」にセットしてステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、頭部回転角度Ａ＋Ｉ（ここでは１４９°）のときの実際の頭部回転速度Ｓをエンコーダ２１からの信号に基づいて測定するとともに、メモリ３６から頭部回転角度Ａ＋Ｉ°（ここでは１４９°）の時の回転速度データＸｏ（Ａ＝１４９°の場合Ｘ０＝５０００）を読み出してステップＳ５に移行する。
【００３２】
ステップＳ５では、比較判断器３５において読み出した回転速度Ｓとメモリから読み出した回転速度Ｘｉとの値を比較し、Ｓ≧ＸｉであればステップＳ６に移行し、Ｓ＜Ｘｉであれば、つまり、測定した頭部回転速度でのアクチュエータ６の駆動開始角度が早すぎる場合はステップＳ７に移行する。
ステップＳ６では、測定した頭部角度においてアクチュエータの駆動を開始する。つまり、比較判断器３５からアクチュエータ駆動回路３７にアクチュエータ６の駆動開始の指示を出力して、アクチュエータ６は駆動を開始する。なお、アクチュエータ６による実際の針振り動作は、動作遅れ時間分（例えば３．７ｍｓｅｃ）遅れて始まる。
【００３３】
一方、ステップＳ７では、エンコーダ２１から頭部回転角度信号が入力されるまで待機し、エンコーダ２１から信号が入力されればステップＳ８に移行し、Ｉ＝Ｉ＋１における処理を行い、ステップＳ９に移行する。
ステップＳ９では、比較判断器３５にて、ミシンが最大回転速度で回転している時にアクチュエータの駆動を開始させる動作開始角度Ａに定数Ｉが加えれられることで算出される頭部回転角度Ｒ（Ａ＋Ｉ）が理想動作開始角度ｎ（ここでは２６０°）を超えた場合、詳細には、Ａ＋Ｉ＞ｎであるか否かを判断し、Ａ＋Ｉ＞ｎであれば、ステップＳ６に移行して回転速度に関わりなくアクチュエータの駆動開始制御を行い、Ａ＋Ｉ＞ｎでなければ、つまり頭部回転角度（Ｒ）がｎ以下である場合、ステップＳ４に戻って順次処理を繰り返す。
【００３４】
ステップＳ６でアクチュエータを駆動した後、ステップＳ１０に移行し、ミシン駆動停止か否かを判断し、ペダル装置４においてペダルが踏み込まれている状態であれば、ステップＳ２に戻り処理を繰り返し、ペダル装置４から停止指令が入力されていれば、つまり、ペダルが踏まれていなければ、ミシン駆動を停止してアクチュエータの駆動制御処理も終了する。
【００３５】
このように本千鳥縫いミシンにおけるアクチュエータ６の駆動制御処理では、まず各頭部回転角度、即ち針の上下動の各移動位置において、所定の頭部回転角度にて針振りが実際に開始されるようにアクチュエータ６に駆動開始を判断するための回転速度をメモリ３６に格納しておく。
そして、実際のミシンの頭部回転角度において回転速度を測定して、メモリ内の対応する頭部回転角度における回転速度（判断速度）と比較する。
つまり、測定した頭部回転速度とタイミングテーブル内の回転速度（判断速度）とを比較し、その時の回転速度が、タイミングテーブル内の頭部回転角度に対応する回転速度（判断速度）より上回っているか否かを判断し、同じかまたは上回った際にその時の頭部回転角度にてアクチュエータ６に駆動指令を出力することでアクチュエータ６を駆動させる。なお、上記処理では頭部回転角度１°毎に頭部回転速度を測定しタイミングテーブル内の判断速度と比較して判断している。
【００３６】
次に、上記処理における千鳥縫いミシン１のアクチュエータ６の動作タイミングを図４に示す。
図４では、縦軸の下端を針棒下死点、上端を針棒上死点、縦軸と直交する線を針板として上下動するミシン針の軌跡を表すとともに、アクチュエータ６に入力される駆動信号のタイミング、駆動信号が入力された際の針振り機構による針振りの実動作タイミング等が示されている。また、この図では、針が布に刺さる点をＣ、布から抜ける点をＢとしている。なお、ミシン針は、針棒上死点にて針位置最高点に達し、針振り動作は、ミシン針が針板上に位置する（Ｂ点からＣ点までの）間に行われる。
本千鳥縫いミシン１では、図４のＡで示す頭部回転角度（例えば１４９°）にて、回転速度測定処理を開始し、所定の回転角度（先に述べた駆動開始角度）Ｒにて駆動開始条件を満たし、駆動信号を有効とする。つまり、アクチュエータに駆動指令を出力する。この（Ｒ点）ときの駆動信号の出力と同時に針振りは開始されず、Ｂ点にて実動作が開始し、針刺さり点Ｃにて針振り動作が終了する。
つまり、ミシンの頭部回転速度が前記所定の回転角度における回転速度に対応した回転速度であるか否かをタイミングテーブル内の判断速度と比較して判定してアクチュエータ６を駆動制御している。
【００３７】
よって、従来と異なり、１針まえの回転速度を測定し、その測定された１針前の回転速度に合わせたタイミングでアクチュエータを駆動制御せず、ミシンの回転角度毎（ここでは１°毎）にアクチュエータの駆動タイミングを判断しているので、ペダルの可変速指令がある場合、つまり、１針前の回転速度が、１針後の回転速度より大きくなったり、また小さいものであった場合でも、針振り動作の開始タイミングのずれが発生せず、従来より安定した針振り動作を行うことができる。なお、上記した第１の実施の形態においては、頭部回転角度毎にアクチュエータ６を駆動すべきか否かを判断するための判断速度を格納したタイミングテーブルを設け、ミシン主軸の回転角度毎にミシン速度すなわち頭部回転速度を測定し、測定された当該回転速度とタイミングテーブルに格納された前記判断速度とを比較することによりアクチュエータ６の駆動開始を判断しているが、タイミングテーブルを設けずとも、各頭部回転角度毎にその時点でアクチュエータ６の駆動を開始したときに理想動作開始角度で針振り機構が実際に駆動される速度を計算し、その時測定された頭部回転角度が計算で求められた速度以上の時にアクチュエータ６の駆動を開始するように構成しても良いことは勿論である。
【００３８】
＜第２の実施の形態＞
図５〜図７を参照して本発明に係る千鳥縫いミシンの第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の千鳥縫いミシンは、上述した第１実施形態例の千鳥縫いミシン１の比較判断器３５に変えて、演算器３８を用いたものであり、その他の構成は略同様のものである。したがって、以下では同様の構成要素には同符号をふって説明は省略する。
図５に示す千鳥縫いミシン１Ａは、主軸モータ（主モータ）２、主軸モータ２に直結されたエンコーダ２１、上下検知装置２２、主軸モータ２を駆動させる主軸駆動回路３１、制御回路（制御手段）３２Ａ、ペダル装置４、設定器５、回転速度検出回路３３、頭部回転角検出回路３４、メモリー３６Ａ、アクチュエータ駆動回路３７、アクチュエータ６、演算器３８等を備える。
【００３９】
制御回路３２Ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ等を備え、主軸駆動回路３１、ペダル装置４、設定器５、回転速度検出回路３３、頭部回転角検出回路３４、演算器３８等に接続され、ミシンの駆動を制御する。
詳細には、制御回路３２Ａでは、ＣＰＵがペダル装置４、設定器５等から出力された信号に基づいて、主軸駆動回路３１に主軸モータ２への駆動制御指令を行うことで、主軸モータ２に流れる電流量を最適に制御して、主軸モータ２の回転速度を制御する。
また、制御回路３２Ａは演算器３８を制御して、実際におかれている頭部回転角度と該頭部回転角度を測定した時の回転速度と、メモリ３６Ａから読み出した針振り機構の動作遅れ時間、針振り機構による針振りの理想動作開始角度等のタイミングデータとで、実際のミシン駆動におけるアクチュエータ理想動作開始までの時間（Ｔ）を計算する。そしてその時間（Ｔ）と針振り機構の動作遅れ時間とを比較する処理などを行う。
なお、制御回路３２Ａにおける頭部回転角度の検出は、エンコーダ２１及び上下検知装置２２から入力される信号に基づいて頭部回転角検出回路３４により回転角度１°刻みに行われている。また、ＲＯＭにはＣＰＵが各処理を行うためのプログラムが格納されている。
【００４０】
メモリ３６Ａには、千鳥縫いミシンの所定の最大回転速度における、該千鳥縫いミシンの備える針振り動作の理想針振り動作開始角度（Ｂ）、針振り機構による針振り動作の動作遅れ時間（応答時間：Ｄ）、ミシンが最大回転速度（例えば５０００ｒｐｍ）で回転している時に理想針振り動作開始角度において実際に針振り機構が動作開始するようにアクチュエータの動作遅れ時間分前倒しにした動作開始角度（Ａ）等のデータが関連した状態で格納されている。
例えば、本千鳥縫いミシン１Ａの最大回転速度を５０００ｒｐｍとした場合、メモリ３６Ａには、頭部の理想針振り動作開始角度（例えば、針が布から抜ける頭部回転角度）として２６０°（Ｂ）、アクチュエータの遅れ動作時間を３．７ｍｓｅｃ（Ｄ）とした際の動作開始角度として１４９°（Ａ）が格納される。
【００４１】
演算器３８は、制御回路３２Ａにより制御され、メモリ３６Ａから読み出される各データ・回転速度検出回路３３から入力される頭部回転速度信号・頭部角度検出回路３４から入力される頭部回転角度信号により、アクチュエータの駆動を開始する頭部回転角度を演算し、算出された頭部回転角度でアクチュエータ駆動回路３７にアクチュエータ６の駆動指令を出力する。
上述したように、アクチュエータに駆動開始の信号を出力してから、実際に針振り機構が動作するまで遅れ時間が発生する。このため、演算器３８では、各頭部回転角度において測定された頭部回転速度が、理想針振り動作開始角度まで維持された場合に、頭部回転角度が回転速度を測定した時点から理想針振り動作開始角度まで到達する時間（Ｔ）を算出し、この時間が動作遅れ時間（Ｄ）以下であるかを判断し、動作遅れ時間（Ｄ）以下であれば、アクチュエータ駆動開始信号をアクチュエータ駆動回路３７に出力することで、針振り機構が実際に理想の回転角度で動作するように制御する。
【００４２】
次にこのように構成された千鳥縫いミシン１Ａにおけるアクチュエータの制御処理を図６を参照して説明する。
図６に示すように、ステップＳ２１にてペダル装置４のペダルが踏み込まれることでペダル装置４から駆動信号が制御回路３２に出力され、該制御回路３２Ａは主軸駆動回路３１を介して主軸モータを回転させることでミシンを駆動する。
【００４３】
次いで、ステップＳ２２で、ミシン駆動中に、主軸モータの回転角度、つまり頭部回転角度が、メモリ３６から予め設定された最大回転速度におけるアクチュエータの駆動指令角度Ａ（この実施の形態の千鳥縫いミシンの最大回転速度を５０００ｒｐｍとし、５０００ｒｐｍで千鳥縫いミシンが駆動している際のアクチュエータ６の駆動開始角度は１４９°としている。）になるまで待機し、頭部回転角度がＡであれば、ステップＳ２３に移行する。なお、ここで１４９°まで待機するのは、最大回転速度５０００ｒｐｍでミシンが回転していても１４９°でアクチュエータ６を駆動開始すれば良く、それ以前の角度ではアクチュエータ６を駆動開始する必要がないからである。
【００４４】
ステップＳ２３では、速度検出角度ＩにＡをセットして、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、制御回路３２Ａは、頭部回転角度Ｉ（＝Ａ）のときのミシン回転速度Ｓ（ｒｐｍ）を測定し、つまり、上下検知装置２２及びエンコーダ２１より出力された信号に基づいて頭部回転角度検出回路３４から頭部回転角度Ａ°が入力されるとともに、エンコーダ２１及び回転速度検出回路３３から入力される頭部回転角度Ａ°の際のミシン回転速度信号を測定する。
【００４５】
さらに、ステップＳ２４では、制御回路３２ＡのＣＰＵにより、演算器３８において、測定された回転速度Ｓと、メモリ３６Ａから読み出されたアクチュエータの理想駆動開始角度、つまり、実際に針振り機構が針振り動作を開始する頭部回転角度Ｂ（例えば２６０°）とを読み込んで回転速度Ｓが維持された場合に、頭部回転角度Ａからアクチュエータ理想針振り開始角度Ｂになるまでの時間Ｔを計算式Ｔ＝（６０／Ｓ）×（ＢーＩ）／３６０にて計算してステップＳ２５に移行する。
【００４６】
ステップＳ２５では、メモリ３６Ａから予め格納された針振り機構の動作遅れ時間Ｄを読み込み、先に算出した時間Ｔと比較し、Ｔ≦Ｄである場合、ステップＳ２６に移行し、アクチュエータ６の駆動指令をアクチュエータ駆動回路３７に出力、つまり、アクチュエータの駆動を開始して、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ２７では、ミシン駆動停止か否かを判断し、ペダル装置４においてペダルが踏み込まれている状態であれば、ステップＳ２２に戻り処理を繰り返し、ペダル装置４から停止指令が入力されていれば、つまり、ペダルが踏まれていなければミシン駆動を停止してアクチュエータの駆動制御処理も終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ２５において、Ｄ＜Ｔである場合、即ち測定された頭部回転角度でアクチュエータを駆動させると、針振り機構が理想針振り開始角度より前の角度で実際の針振り動作を行ってしまうような場合、ステップＳ２８に移行してエンコーダ２１からの入力を待機し、エンコーダ２１からの頭部回転角度の検出信号の入力があれば、ステップＳ２９に移行する。
ステップＳ２９では、エンコーダ２１から入力された信号に基づいて、Ｉ＝Ｉ＋１の処理を行い、ステップＳ２４に戻り、Ｉ＝Ｉ＋１の時の回転速度を測定して、以下の処理を繰り返す。
【００４８】
図７に上述した本千鳥縫いミシン１Ａでのアクチュエータの駆動制御処理におけるタイミングを示す。
図７では、縦軸の下端を針棒下死点、上端を針棒上死点、縦軸と直交する線を針板として上下動するミシン針の軌跡を表すとともに、アクチュエータに入力される駆動信号のタイミング、駆動信号が入力された際のアクチュエータの実動作タイミング等を示している。また、この図において、針が布に刺さる点をＣ、布から抜ける点をＢとしている。なお、ミシン針は針棒上死点にて針位置最高点に達し、針振り動作は、ミシン針が針板上に位置する（Ｂ点からＣ点までの）間に行われる。
上記処理においては、図７に示す頭部回転角度Ａの地点（例えば１４９°）にて、回転速度測定処理を開始する。そして、この測定した回転速度と、回転速度を検出した時の速度検出角度Ｉから理想動作開始角度Ｂまでの角度（Ｂ−Ｉ）とから、理想動作開始角度Ｂ（例えば２６０°）までの回転時間Ｔを計算し、アクチュエータ動作遅れ時間Ｄと同じか、またはアクチュエータ動作遅れ時間Ｄより小さくなった場合に、駆動開始条件となり、アクチュエータ駆動回路３７を介してアクチュエータ６に駆動信号を出力する。
【００４９】
針振り機構は、駆動信号が入力された時点での頭部回転角度では針振りせず、動作遅れ時間分後の頭部回転角度、つまり理想動作開始角度Ｂで実動作を開始し、針振り終了はミシン針が布に刺さるＣ点にて終了する。
つまり、ミシンの頭部回転角度が当該回転角度における回転速度に対応した駆動開始角度であるか否か各種データの基づいて算出して判定しアクチュエータを駆動制御している。
【００５０】
よって、従来と異なり、１針まえの回転速度を測定し、その測定された１針前の回転速度に合わせたタイミングでアクチュエータを駆動制御せず、ミシンの回転角度毎（ここでは１°毎）にアクチュエータの駆動タイミングを判断しているので、ペダルの可変速指令がある場合、つまり、１針前の回転速度が、１針後の回転速度より大きくなったり、また小さいものであった場合でも、針振り動作の開始タイミングのずれが発生せず、従来より安定して針振り動作を行うことができる。
また、上記第２の実施の形態においては、各頭部回転角度毎にその時の頭部回転速度を測定し、その速度が理想動作開始角度まで維持された場合に、頭部回転角度が理想動作開始角度まで到達する時間Ｔを計算して求めているが、逐一計算で求めなくても予め頭部回転角度毎に計算した時間（Ｔ）をテーブル化してメモリ３６Ａに格納しておき、制御回路３２Ａが前記テーブルに格納された時間（Ｔ）に基づいてアクチュエータ６の駆動を開始するように構成してもよいことは勿論である。
【００５１】
なお、本発明では、針振り機構を駆動させるアクチュエータとしてステッピングモータを用いて電気的制御を行う構成としたが、これに限らず、サーボモータやリニアモータなどを用いても良い。その他、実施の形態で具体的に示した細部構造および方法は、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第１及び第２の実施の形態においては、千鳥縫いミシンの最大回転速度、動作遅れ時間、理想動作開始角度などは固定値として扱っているが、これらの値はそれぞれ設定器５により設定可能としてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１及び２記載の発明に係る千鳥縫いミシンによれば、ペダルによりミシンの回転速度を加減速しているときでも針振り機構を安定して駆動させて好適に針振り動作を行うことができる。
請求項３記載の発明に係る千鳥縫いミシンによれば、請求項１または２記載の発明と同様の効果を得ることができるとともに、パルスモータの動作により駆動する前記針振り機構の針振りタイミングを好適なタイミングで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一例としての千鳥縫いミシンの要部構成を示す図である。
【図２】図１においてメモリに格納されるデータテーブルの一例を示す図である。
【図３】本発明に係る千鳥縫いミシンにおいてアクチュエータの駆動制御の処理を示すフローチャートである。
【図４】図３においてアクチュエータを駆動させるタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明を適用した千鳥縫いミシンの第２実施の形態の要部構成を示す図である。
【図６】図５に示す千鳥縫いミシンにおいてアクチュエータの駆動制御の処理を示すフローチャートである。
【図７】図６においてアクチュエータを駆動させるタイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】針振り機構の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１、１Ａ 千鳥縫いミシン
２ 主軸モータ（主モータ）
４ ペダル装置
６ アクチュエータ
２１ エンコーダ（速度検出手段：移動位置検出手段）
２２ 上下検知装置（移動位置検出手段）
３２ 制御回路（制御手段：判断手段）
３３ 回転速度検出回路（速度検出手段）
３４ 頭部回転角検出回路（移動位置検出手段）
３５ 比較判断器（制御手段：判断手段）
３８ 演算器（制御手段：判断手段）

Claims (3)

1. 主モータの駆動により回転する主軸に連動して上下動する針と、
   前記主モータの回転速度を検出する速度検出手段と、
   前記針の上下動の移動位置を検出する移動位置検出手段と、
   前記主モータの回転により駆動され布を送る布送り手段と、
   踏み込み操作により前記主モータの回転速度を変更自在なペダルと、
   アクチュエータに連結され、該アクチュエータの駆動により前記針を布送り方向と交差する方向に針振りさせる針振り機構とにより前記布に千鳥縫い目を形成する千鳥縫いミシンにおいて、
   前記移動位置検出手段により出力される針の移動位置毎に、前記主モータの回転速度を前記速度検出手段により検出し、検出された速度に基づいて、所定の移動位置で針振り動作が開始されるように前記アクチュエータの駆動開始を決定する制御手段を備えることを特徴とする千鳥縫いミシン。
2. 制御手段は、前記主モータの回転速度が検出された時点で前記アクチュエータの駆動が開始されて前記検出された回転速度が前記針振り機構により針振り動作が開始されるまで維持された場合に、前記所定の移動位置にて、前記針振り機構による針振りが開始可能か否かを判断する判断手段を備え、
   該判断手段の判断結果に基づいて前記アクチュエータの駆動開始を決定することを特徴とする請求項１記載の千鳥縫いミシン。
3. 前記アクチュエータはモータであることを特徴とする請求項１または２記載の千鳥縫いミシン。

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