JP4716170B2 - ミシンの布押え装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンの布押え装置に関し、特に加工布を押える布押え部材を、操作体の操作量に応じて加工布に対して接近・離隔させるものに関する。

従来、ミシンにより加工布に縫製を施す場合、布押え部材で加工布を押えた状態で、縫製を行うようにしている。特に、工業用ミシンにおいては、作業能率を高める為に、作業者は手を使うことなく、自分の膝や足により膝パッドや足踏み式のペダルを操作することで、電気的アクチュエータを駆動させて布押えを昇降動作でき、しかも縫製開始を指令できるようになっている。

例えば、特許文献１に記載のミシンの布押え昇降装置は、押え足を取付けた押え棒と、回動レバーと、連結杵や作動杵等からなる作動機構と、この作動機構を作動させて押え足を昇降させるサーボソレノイドと、操作体の操作量を検出するポテンショメータ及びサーボソレノイドの運動量を検出するポテンショメータ等を設け、作業者の膝による操作体の操作量に応じてサーボソレノイドを駆動し、押え足の高さ位置を任意の高さに移動でき、別途設けた足踏み式の操作ペダルの踏み込みで縫製開始を指令するようにしてある。

また、特許文献２に記載のミシンは、押えを押え上げモータで昇降駆動するようにし、押え高さ設定ペダルを踏まない状態では、押えは操作パネルにより予め設定した最高高さ位置に位置しており、押え高さ設定ペダルを１段階踏込むと、押えは最低高さ位置に下降し、押え高さ設定ペダルを２段階踏込むと、縫製が開始するようになっている。
特開平６２−１０１２８７号公報 （第２〜５頁、図１，図７） 特開２００３−３２６０１７号公報 （第２〜３頁、図２，図５）

特許文献１に記載されたミシンの布押え昇降装置においては、作業者による操作体の操作量に応じて、押え足の高さ位置を任意の高さに調節できるように構成されているが、縫製を開始する為には、別の操作ペダルを足で踏み込まなければならず、操作性に劣ること、操作体に加えて操作ペダルを別途設けるので、コスト高になること、押え昇降操作及び縫製開始操作が複雑化すること、操作体の操作速度を速めても押え足の上下移動速度が変わらず、作業性に劣ること、等の問題がある。

特許文献２に記載されたミシンにおいては、１つの押え高さ設定ペダルだけで、押えの高さ位置を変更できるように構成されているが、押えの最高高さ位置を変更する場合には、操作パネルからその都度設定しなければならず、操作性に欠けること、押えを、設定した最高高さ位置と最低高さ位置との間の任意の位置で止めることができないこと、押え高さ設定ペダルの操作速度を速めても押えの上下移動速度が変わらず、作業性に劣ること、等の問題がある。

請求項１に係るミシンの布押え装置は、加工布を押える布押え部材を加工布に対して接近・離隔させるステッピングモータと、ミシンモータの起動・停止を指令する操作体とを備えたミシンの布押え装置において、操作体の操作量を検出しこの操作量に応じた検出電圧を出力する操作量検出手段と、操作量検出手段から出力された今回の検出電圧に応じた位置に布押え部材を移動させるようにステッピングモータを制御すると共に、操作量検出手段から出力された前回の検出電圧と今回の検出電圧との差分に基づいて演算される速度で布押え部材を移動させるようにステッピングモータを制御するモータ制御手段とを備え、モータ制御手段は、ステッピングモータの回転角を検出するエンコーダを有し、このエンコーダから出力されるエンコード信号に基づいてステッピングモータをフィードバック制御し、操作量検出手段は、操作開始側の中立領域と、この中立領域に続く作動領域と、この作動領域に続く縫製領域とを検出可能に構成され、モータ制御手段は操作体の操作が作動領域に入ってから布押え部材を移動させるようにステッピングモータを制御するものである。

縫製開始に際して、作業者が操作体を操作すると、その操作量が操作量検出手段により検出され、この操作量に応じた検出電圧が出力される。そこで、今回の検出電圧に応じた位置に布押え部材を移動させるようにステッピングモータが制御されるとともに、前回の検出電圧と今回の検出電圧との差分に基づいて演算される速度で布押え部材が移動するようにステッピングモータが制御される。

請求項２に係るミシンの布押え装置は、請求項１において、前記操作量検出手段により縫製領域が検出された際にミシンモータを起動させる起動制御手段を有するものである。

請求項３に係るミシンの布押え装置は、請求項１又は２において、上下移動される布押え部材の上下動軌跡における任意の高さ位置を布押え部材の上昇位置として設定する設定手段を備え、モータ制御手段は上昇位置と布押え部材が加工布を押える下降位置との距離に応じてステッピングモータの駆動量を変更する駆動量変更手段を備えたものである。

請求項１の発明によれば、加工布を押える布押え部材を加工布に対して接近・離隔させるステッピングモータと、ミシンモータの起動・停止を指令する操作体とを備えたミシンの布押え装置において、操作量検出手段と、モータ制御手段とを設けたので、作業者が操作した操作体の操作量に応じた任意の高さ位置に布押え部材を移動させることができ、しかも布押え部材を操作量検出手段から出力された前回の検出電圧と今回の検出電圧との差分に基づいて演算される速度で一気に移動できるので、布押え部材の移動操作を簡単化させることができ、しかも縫製作業の作業性を高めることができる。

前記操作量検出手段は、操作開始側の中立領域と、この中立領域に続く作動領域と、この作動領域に続く縫製領域とを検出可能に構成され、モータ制御手段は操作体の操作が作動領域に入ってから布押え部材を移動させるようにステッピングモータを制御するので、操作体を操作開始側の中立領域において、操作体の振動等による微小量の操作量については無効化して、所謂誤作動を防止することができる。操作体が作動領域にまで十分に操作された場合に、その操作量が有効化され、布押え部材をその操作量に応じて実際に移動させることができる。
モータ制御手段はステッピングモータの回転角を検出するエンコーダを有し、このエンコーダから出力されるエンコード信号に基づいてステッピングモータをフィードバック制御するので、ステッピングモータの同期ズレや脱調の有無を確実に且つ正確に認識することができる。

請求項２の発明によれば、前記操作量検出手段により縫製領域が検出された際にミシンモータを起動させる起動制御手段を有するので、操作体を作動領域を越えて縫製領域まで操作するだけで、布押え部材による布押え動作に連動させて縫製開始を指令することができ、縫製開始操作の操作性を格段に高めることができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。

請求項３の発明によれば、上下移動される布押え部材の上下動軌跡における任意の高さ位置を布押え部材の上昇位置として設定する設定手段を備え、モータ制御手段は上昇位置と布押え部材が加工布を押える下降位置との距離に応じてステッピングモータの駆動量を変更する駆動量変更手段を備えたので、縫製に供する加工布の厚さに応じて、布押え部材の上昇位置を任意に設定することができるため、作業能率を大幅に向上させることができる。しかも、ステッピングモータの駆動量を変更することができるため、その設定した上昇位置を布押え昇降制御に反映させることができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。

一例としての本実施例における自動模様縫いミシン（サイクルミシン）は、足踏みペダルの踏み込み量に応じた任意の高さ位置に且つ踏込み速度に応じた移動速度で布押えを昇降でき、しかも足踏みペダルの踏込み操作に連動して縫製を開始できるようにしてある。

図１，図２に示すように、自動模様縫いミシン１は、作業テーブル８上に載置され、ベッド部２と、ベッド部２の後端部から上方に立設する脚柱部５と、脚柱部５の上端部からベッド部２と対向するように前方へ延びるアーム部６等から構成されている。

脚柱部５及びアーム部６には、針棒１０を介して縫針１１を上下駆動するためのミシンモータ９、ミシンモータ９の駆動力を主軸を介して縫針１１に伝達する駆動力伝達機構等が設けられているが、公知の技術であるため、ここではその詳細な説明を省略する。また、アーム部６の前端部である頭部７の内部に、針棒１０を上下動させる針棒上下動機構が設けられている。

ベッド部２は、脚柱部５が立設されるベッド本体部３と、ベッド本体部３から前方に延びるシリンダベッド部４からなる。ベッド部２には、図示を省略するが、後述する布押え装置２０と針板１２及び送り台１３と、その送り台１３に後端部が連結された布受け板１６とを前後方向（Ｙ方）及び左右方向（Ｘ方向）に移動させる布送り機構（図示略）と、縫針１１の上下動と調時して模様縫目を形成する垂直釜１４と、ミシンモータ９からの回転駆動力を垂直釜１４に伝達する下軸１５、縫製終了時に上糸と下糸を切断する糸切り機構（図示略）などが設けられている。

次に、布押え部材２４を上下動させる布押え装置２０について説明する。布押え装置２０は、ベッド部２の上面に配設された送り台１３上に設けられ、送り台１３と共に前後方向及び左右方向に移動される。

図１〜図３に示すように、側面視にて湾曲状で片持ち状に支持された押え腕２１の基端部（後端部）が送り台１３の上面に固定され、押え腕２１の先端部には、矩形枠状の布押え部材２４を支持するための押え取付け部２１ａが形成されている。押え腕２１の前後方向中央部には、左右方向向きの枢支軸２２が固定され、押え腕２１の左右両側に、前後方向に延びる押え腕レバー２３が夫々配設され、各押え腕レバー２３はその前後方向の略中央部において枢支軸２２に回動可能に枢支されている。

前記押え取付け部２１ａには布押え部材２４の連結部が上下動可能に支持されている。布押え部材２４の連結部には係合穴が形成され、その係合穴に前記押え腕レバー２３の先端部が後方から夫々挿通し、布押え部材２４と押え腕レバー２３は連結されている。押え腕レバー２３の後端部は、バネガイド軸２５の上端部に回動可能に連結されている。バネガイド軸２５の下端部は、押え腕２１のバネ受け部材２６に、上下方向に摺動可能に支持されている。圧縮コイルバネ（押え付勢手段）２７は、バネガイド軸２５のバネ受け部と、バネ受け部材２６のバネ受け部とに亙ってバネガイド軸２５に外装されている。

その為、１対の押え腕レバー２３は圧縮コイルバネ２７のバネ力により、図１，図３において、枢支軸２２を介して反時計回りに弾性付勢され、両布押え部材２４がその下降位置において布受け板１６を介して針板１２上面に押圧されている。一方、押え腕レバー２３の枢支軸２２よりも後側の左右両側に、押え作動板２８がボルト２９により夫々固定されている。尚、布受け板１６の使用は任意であり、使用しない場合には布押え部材２４は針板１２上面に付勢されることとなる。

そこで、後述するように、上下動部材４７の下降動作により押え作動板２８を下方に押圧することにより、左右１対の押え腕レバー２３は圧縮コイルバネ２７のバネ力に抗して、枢支軸２２を回動支点として時計回りに回動するので、布押え部材２４が針板１２よりも上側の上昇位置に上昇する。ここで、押え作動板２８は、圧縮コイルバネ２７のバネ力により、上下動部材４７の下端面に常に当接しており、上下動部材４７と押え作動板２８との間に隙間が発生することはない。

図２〜図３に示すように、脚柱部５の後側を覆うように設けられたカバー部材３０の内部において、略Ｕ字状の固定枠３１がフレームに取付けられており、その固定枠３１の右側壁部３１ａに布押えモータ３２が固定され、その布押えモータ３２の駆動軸に駆動ギヤ３３が固定されている。この場合、固定枠３１の連結壁部は下側であり、その後方側と上方側とは夫々開放されている。

固定枠３１の右側壁部３１ａと左側壁部３１ｂとに左右方向向きの１本のカム支持軸３４が回転可能に枢支され、そのカム支持軸３４には右側から、駆動ギヤ３３に噛合する従動ギヤ３５と、布押え動作させる布押えカム３６とがこの順序に配置され、夫々固定ビスで固定されている。

但し、従動ギヤ３５と布押えカム３６とは一体成形されており、固定ビスでカム支持軸３４に固定解除可能に固定されている。

図３に示すように、固定枠３１の右側壁部３１ａと左側壁部３１ｂとの上端部に左右方向向きの枢支軸４０が固定され、その枢支軸４０に側面視にてＬ字状の第１押えレバー４１が回動可能に枢支され、第１押えレバー４１の駆動側レバー部４１ａの下端に、布押えカム３６のカム面に前方から当接可能な押え用コロ４２が連結されている。第１押えレバー４１の従動側レバー部４１ｂに、前後方向向きの押え連竿４３の後端部が連結され、押え連竿４３の前端部はアーム部６のフレームに固定された枢支軸４４に回動可能に枢支されたＬ字状の第２押えレバー４５の駆動側レバー部４５ａに連結されている。

その第２押えレバー４５の従動側レバー部４５ｂにピン４６が固着され、アーム部６のフレームに上下動可能に枢支された上下動部材４７に前後方向に摺動可能な角コマ４８にピン４６が連結され、上下動部材４７の下端に、押え作動板２８を押し下げる水平状の板を備えている。ここで、第１押えレバー４１の従動側レバー部４１ｂとフレームとに引っ張りコイルバネ４９が介装され、押え用コロ４２が常に布押えカム３６のカム面に押圧付勢されている。

それ故、布押えモータ３２が正回転駆動されると、布押えカム３６の湾曲状作動カム部を押え用コロ４２が移動するため、カム支持軸３４は図３において時計回りに駆動され、第１押えレバー４１が反時計回りに回動し、押え連竿４３を介して第２押えレバー４５が時計回りに回動し、上下動部材４７が上昇して押え作動板２８の押し下げが解除されるため、押え腕レバー２３が反時計回りに回動し、押え腕レバー２３の先端部に係合している布押え部材２４が、上昇位置から所定距離だけ下降した下降位置に移動する。

次に、作業テーブル８の下方には、図１に示すように、ボックスＢが固定され、ボックスＢに固着した枢支軸５１に回動レバー５２が回動自在に枢支され、その回動レバー５２は引っ張りバネ５３のバネ力により、常には反時計回りに付勢されている。但し、回動レバー５２は直ぐ上側のストッパ５４に下側から当接し、反時計回り方向への回動位置が規制されている。更に、回動レバー５２の基端部に、ポテンショメータ５５の駆動軸が回動レバー５２と同期して回転可能に連結されている。

回動レバー５２の先端部に、連結ロッド５６を介して、床面に載置された足踏みペダル５７（これが操作体に相当する）の開閉板５７ａに連結されている。但し、この開閉板５７ａは図示外の圧縮バネにより、図１に示す開放位置に開いている。作業者が足でこの開閉板５７ａを踏込むと、連結ロッド５６を介して回動レバー５２が回動し、同時にポテンショメータ５５の駆動軸が回転するので、ポテンショメータ５５から駆動軸の回転角度に応じた検出電圧が後述する制御装置６０に出力されるようになっている。

次に、自動模様縫いミシンＭの制御系について、図４のブロック図に基づいて説明する。制御装置６０は、入出力インターフェース６１と、ＣＰＵ６２と、ＲＯＭ６３と、ＲＡＭ６４及びフラッシュメモリ６５等を含むコンピュータと、駆動回路６８〜７１等を有する。ここで、操作パネル６６について簡単に説明する。

図５に示すように、操作パネル６６には、リセットキー６６ａ、布押え部材２４の上昇位置を任意に設定する高さ位置設定キー６６ｂ、各種のファンクションキー６６ｃ〜６６ｆ、設定する数値を増大させるアップキー６６ｇ、設定する数値を減少させるダウンキー６６ｈ、その他表示ランプや小型ディスプレイ等が設けられている。

入出力インターフェース６１には、操作パネル６６と、ミシンモータ９の為の駆動回路６８と、布送り装置に設けられたＸ方向駆動機構を介して送り台１３をＸ方向に駆動するＸモータ７２の為の駆動回路６９と、布送り装置に設けられたＹ方向駆動機構を介して送り台１３をＹ方向に駆動するＹモータ７３の為の駆動回路７０と、布押えモータ３２の為の駆動回路７１と、Ｘ方向駆動機構に設けられた原点設定用のＸ方向原点センサ７４と、Ｙ方向駆動機構に設けられた原点設定用のＹ方向原点センサ７５等が接続されている。

ところで、布押えモータ３２の駆動軸に、ロータリエンコーダであるＮエンコーダ３２Ｅが付設されている。このＮエンコーダ３２Ｅは、布押えモータ３２の実際の回転量を検出する為のもので、駆動軸と共に回転可能に固定され周方向適当間隔にスリットが形成されたディスクと、発光部と受光部とを有する検出器とを備えている。

それ故、Ｎエンコーダ３２Ｅにおいて、発光部で発光された光をディスクのスリットを通過して受光部で検出されると、高さ方向への移動に関するエンコーダ信号が入出力インターフェース６１に出力され、布押えモータ３２の駆動軸の回転角度が検出される。Ｘモータ７２とＹモータ７３の駆動軸にもＮエンコーダ３２Ｅと同様に構成されたロータリエンコーダであるＸエンコーダ７２ＥとＹエンコーダ７３Ｅが夫々付設されている。

この場合、布押えモータ３２はステッピングモータからなり、その分解能は、例えば８００パルスである。また、Ｎエンコーダ３２Ｅからは、布押えモータ３２の１回転で８００個のエンコーダ信号が出力される。それ故、布押えモータ３２を駆動制御するに際して、Ｎエンコーダ３２Ｅから出力されるエンコーダ信号をフィードバック制御用として採用することで、布押えモータ３２の同期ズレや脱調の有無を確実に且つ正確に認識することができる。

ＲＯＭ６３には、各種の駆動機構を駆動制御するとともに、各種の模様の縫製制御プログラム、後述する本願特有の布押え部材昇降制御の制御プログラム等が予め格納されている。更に、ＲＯＭ６３には、図６に示す駆動速度テーブルＴ１の設定データと、図７に示す検出電圧パルス数テーブルＴ２とが格納されている。

駆動速度テーブルＴ１には、布押え部材２４を駆動させる駆動パルス数と、布押えモータ３２を駆動させる駆動周波数とを対応させた駆動速度（布押え部材２４の移動速度）を規定する情報が格納されている。

また、検出電圧パルス数テーブルＴ２には、足踏みペダル５７の踏込み開始側の中立領域と、この中立領域に続く作動領域と、この作動領域に続く縫製領域に対応させて、ポテンショメータ５５から出力される検出電圧値（Ｖ）と、その検出電圧値に基づく駆動用変換値（布押え部材２４の高さ位置情報）と、布押えモータ３２を駆動させる駆動パルス数とを対応させた駆動量情報が格納されている。

ここで、駆動用変換値は、検出電圧値に所定の係数Ｋを掛け算して求められた駆動パルス数を求める為の高さ位置情報である。それ故、駆動用変換値が「７５〜９９」の範囲内の場合には、布押え部材２４は中立領域に該当し、駆動用変換値が「１００〜１６５」の範囲内の場合には、布押え部材２４は作動領域に該当し、駆動用変換値が「１６６〜１７０」の範囲内の場合には、布押え部材２４は縫製領域に該当する。

フラッシュメモリ６５は、電気的に書換え可能な不揮発性のメモリであり、操作パネル６６の高さ位置設定キー６６ｂを用いて設定された布押え部材２４の上昇位置を複数記憶できるようになっている。ＲＡＭ６４には、縫製に供する縫製データを記憶する縫製データメモリだけでなく、ＣＰＵ６２で演算処理した演算結果を収容する各種メモリ、ポインタ、カウンタ等が必要に応じて設けられている。

次に、自動模様縫いミシンＭの制御装置で実行される布押え部材昇降制御のルーチンについて、図８のフローチャートに基づいて説明する。但し、図中の符号Ｓｉ（ｉ＝１１、１２、１３・・・）は各ステップである。

ところで、この制御の開始に先立って、作業者は必要に応じて、操作パネル６６により、布押え部材２４の上昇位置を予め任意に設定しておくことができる。そこで、先ずその上昇位置設定制御のルーチンについて、図９のフローチャートに基づいて説明する。尚、この布押え部材２４の上昇位置の任意設定は必須の処理ではないことに留意すべきである。即ち、装置の簡略化のために、上昇位置を任意指定するのではなく、予め位置を固定しておくことも可能である。

操作パネル６６の高さ位置設定キー６６ｂが操作されると、高さ位置設定モードが設定されてこの制御が開始される。先ず、フラッシュメモリ６５に、設定された布押え部材２４の上昇位置が記憶されている場合、その設定された設定上昇位置データが読み出され（Ｓ41）、その上昇位置データに基づいて布押えモータ３２が駆動され、布押え部材２４がその設定上昇位置に移動される（Ｓ42）。

次に、作業者は、その布押え部材２４の高さ位置が希望位置よりも低い場合には高くし、布押え部材２４の高さ位置が希望位置よりも高い場合には低く高さ位置調節する。即ち、アップキー６６ｇが操作された場合には（Ｓ43：Yes、Ｓ44：Yes ）、制御上の設定上昇位置が所定量（例えば、約１mmに相当する量制御）だけ増加され（Ｓ45）、その増加分に応じて布押え部材２４が上昇移動される（Ｓ46）。

一方、ダウンキー６６ｈが操作された場合には（Ｓ43：Yes、Ｓ47：Yes ）、制御上の設定上昇位置が所定量（例えば、約１mmに相当する量制御）だけ減少され（Ｓ48）、その減少分に応じて布押え部材２４が下降移動される（Ｓ49）。そして、最終的に高さ位置設定キーが操作された場合（Ｓ43：Yes、Ｓ50：Yes）、フラッシュメモリ６５に記憶していた設定上昇位置が更新され（Ｓ51）、しかも新規に設定された上昇位置と、加工布Ｗを押える下降位置との距離に応じて、布押えモータ３２の駆動量が、設定された上昇位置と下降位置の範囲に変更され（Ｓ52）、この制御を終了する。

例えば、検出電圧パルス数テーブルＴ２（図７参照）において、設定された上昇位置が「23.1mm」に設定された場合、この高さ位置は「３６」駆動パルス数に相当するので、その３６パルス分がシフトされ、布押えモータ３２の縫製開始までの駆動量は、３９６パルスに対して、３６０パルスに変更される。

次に、布押え部材昇降制御について説明する。但し、後述する境界電圧値Ｃは、中立領域の作動領域に接する電圧値（例えば、図１０に基づいて「2.00V 」 である。また、この制御が開始されるに際して、布押え部材２４は、上昇位置設定制御により設定された上昇位置に既に移動しているものとする。

この制御が開始されると、先ずポテンショメータ５５から出力される検出電圧が「検出電圧Ａ」として読み込まれる（Ｓ11）。その後、所定微小時間（例えば、数10msec) が経過したときに（Ｓ12：Yes ）、ポテンショメータ５５から出力される検出電圧が「検出電圧Ｂ」として、再度読み込まれる（Ｓ13）。

次に、検出電圧Ｂが中立領域に属する場合であって（Ｓ14：Yes ）、しかも検出電圧Ａも中立領域に属する場合には（Ｓ25：Yes ）、布押え部材２４の下降動作が行われることなく、Ｓ13以降が実行される。しかし、検出電圧Ｂが中立領域に属さない、つまり作動領域に属する場合であり（Ｓ14：Ｎｏ ）、検出電圧Ａが中立領域に属する場合には（Ｓ15：Yes ）、検出電圧Ａに境界電圧値Ｃが書き込まれ（Ｓ16）、Ｓ17に移行する。

一方、検出電圧Ｂが中立領域に属する場合であり（Ｓ14：Yes ）、検出電圧Ａが中立領域に属さない、つまり作動領域に属する場合には（Ｓ25：No）、検出電圧Ｂに境界電圧値Ｃが書き込まれ（Ｓ26）、Ｓ17に移行する。更に、検出電圧Ｂが中立領域に属さない（作動領域に属する）場合であり（Ｓ14：Yes ）、且つ検出電圧Ａも中立領域に属さない（作動領域に属する）場合には（Ｓ15：No）、Ｓ17に移行する。

そこで、検出電圧Ａに対する検出電圧Ｂの増加分、つまり検出電圧Ａに対応する駆動用変換値Ａに対する検出電圧Ｂに対応する駆動用変換値Ｂの増加分が、基準値（例えば、駆動用変換値「３」）よりも小さい場合、つまり足踏みペダル５７の振動により検出電圧Ｂが増加した可能性がある場合には（Ｓ17：No）、その駆動用変換値の増加を無効として、Ｓ13に戻り、Ｓ13以降が繰返して実行される。

ここで、作業者による足踏みペダル５７の踏込み量が少なくなった場合、つまり布押え部材２４を上昇させる場合には、検出電圧Ｂは検出電圧Ａよりも小さくなる。この場合には、検出電圧Ａに対する検出電圧Ｂの増加分ではない為、絶対値として求められる。

しかし、駆動用変換値Ａに対する駆動用変換値Ｂの増加分が基準値以上の場合であって、足踏みペダル５７が作業者により踏込まれた場合には（Ｓ17：Yes ）、これら検出電圧Ａ（駆動用変換値Ａ）と検出電圧Ｂ（駆動用変換値Ｂ）の電圧差に対応する布押えモータ３２の駆動速度（布押え部材２４の上昇もしくは下降の速度）と、布押え部材２４の目標高さ位置とが夫々演算される（Ｓ18）。

即ち、図７の検出電圧パルス数テーブルＴ２に基づいて、検出電圧Ａ（駆動用変換値Ａ）に対応する駆動パルス数Ａと、検出電圧Ｂ（駆動用変換値Ｂ）に対応する駆動パルス数Ｂとが求められ、駆動パルス数Ａに対する駆動パルス数Ｂの差分である実際の駆動パルス数Ｎが求められる。そこで、駆動速度テーブルＴ１に基づいて、その駆動パルス数Ｎに対応する駆動周波数、つまり下降速度と、目標高さ位置である駆動パルス数Ｂとが演算により求められる。

次に、布押えモータ３２が、Ｓ18で求められた速度Ｋと駆動パルス数Ｂとに基づいて駆動され、布押え部材２４がその速度Ｋで目標高さ位置まで一気に移動される（Ｓ19）。次に、検出電圧Ｂが縫製開始の値、つまり縫製領域に属する値でない場合には（Ｓ20：No）、検出電圧Ａに検出電圧値Ｂが書き込まれ（Ｓ27）、所定微小時間が経過したときに（Ｓ28：Yes ）、Ｓ13に戻り、Ｓ13以降が繰返して実行される。

ところで、検出電圧Ｂが縫製開始の値の場合には（Ｓ20：Yes ）、布押えモータ３２が所定量だけ更に駆動され、布押え装置２０により布押え部材２４が所定の押圧力で針板１２上に載置された加工布Ｗが押圧される（Ｓ21）。そして、ミシンモータ９を駆動させる起動指令が出力される（Ｓ22）。次に、縫製処理が終了した場合（Ｓ23：Yes ）、布押え部材２４が、操作パネル６６で設定された設定上昇位置に上昇移動され（Ｓ24）、Ｓ11に戻り、Ｓ11以降が繰返して実行される。

尚、Ｓ２４では縫製終了時に布押え部材２４が上昇するように制御していたが、Ｓ２４の処理を入れないようにすることも可能である。即ち、縫製終了時に布押え部材２４は下降位置のままとすることも可能である。この場合には縫製開始時にスイッチ操作を別途行うことにより布押え部材２４は上昇位置に移動されるように構成しておけばよい。

ここで、ポテンショメータ５５及び布押え部材昇降制御の特にＳ11〜13等が操作量検出手段に相当し、布押え部材昇降制御の特にＳ18，Ｓ19と上昇位置設定制御の特にＳ52等がモータ制御手段に相当し、上昇位置設定制御の特にＳ52等が駆動量変更手段に相当し、操作パネル６６及び上昇位置設定制御等が設定手段に相当し、布押え部材昇降制御の特にＳ20、Ｓ22等が起動制御手段に相当する。

次に、布押え部材昇降制御の作用について説明する。
図１０に示すように、足踏みペダル５７が中立領域であって、布押え部材２４が針板上面から25.0mmの高さの上昇位置に位置しているときに、作業者がｔ０の時点からｔ2 の時点に亙って、作動領域の途中位置まで踏込む。この場合、ポテンショメータ５５の検出電圧は、「1.5V」から「3.12V」に変化する。その為、布押え部材２４は、ポテンショメータ５５の検出電圧が作動領域の開始電圧「2.0V」に達したｔ1 の時点から「3.12V」に対応するｔ2 の時点に亙って、最上高さ位置「25.0mm」から下降途中の高さ位置「3.5mm」まで、足踏みペダル５７の踏込み速度に応じて、高速で一気に下降する。

このとき、図示を省略するが、作業者が足踏みペダル５７の踏込みを中止し、足踏みペダル５７を踏込み前の元の高さ位置まで上げた（戻した）場合、布押え部材２４は足踏みペダル５７の高さ位置とその戻し速度とに応じて、高速で一気に上昇する。

そこで、作業者が縫製に供する加工布Ｗを布受け板１６上で位置合わせし、その後ｔ３の時点で足踏みペダル５７を再度踏込み操作して、縫製領域まで一気に踏込んだ場合、検出電圧がｔ2 の時点の「3.12V」から「3.40V」以上に増加する為、布押え部材２４が下降途中の高さ位置「3.5mm」から下降して針板１２上面の加工布Ｗを押圧する。このとき、同時に縫製開始が指令され、縫製処理が実行される。ところで、縫製開始に際して、布押え部材２４には布押え部材２４に最適な押圧力が作用している。

但し、縫製処理が開始されると、作業者は足踏みペダル５７の踏込み操作を中止することができる。そして、縫製処理が終了したとき、布押え部材２４は自動的に予め設定された設定上昇位置に一気に上昇復帰する。ここで、縫製処理の終了に伴って、布押え部材２４を下降した状態に保持するように、操作パネル６６で設定してある場合には、縫製処理が終了した場合でも、布押え部材２４が上昇することはない。

このように、足踏みペダル５７の踏込み量をポテンショメータ５５で検出するようにし、その検出される足踏みペダル５７の有効な踏込み量に応じた位置に布押え部材２４を下降させるように布押えモータ３２が制御されると共に、足踏みペダル５７の操作速度に応じた速度で布押え部材２４を上昇もしくは下降させるように布押えモータ３２が制御されるので、作業者が踏込んだ踏込みペダル５７の踏込み量に応じた任意の高さ位置に布押え部材２４を移動させることができ、しかも布押え部材２４が足踏みペダル５７の操作速度に応じた速度で一気に移動できるので、布押え部材２４の昇降操作を簡単化させることができ、しかも縫製作業の作業性を高めることができる。

また、足踏みペダル５７の踏込み量に基づいて縫製領域が検出された際にミシンモータ９が起動されるので、足踏みペダル５７を、作動領域を越えて縫製領域まで踏込むだけで、布押え部材２４による布押え動作に連動させて縫製開始を指令することができ、縫製開始操作の操作性を格段に高めることができる。

次に、前記実施例の変更形態について説明する。
１〕布押え装置２０を駆動させる布押えモータ３２に代えて、ＤＣサーボモータ等、各種の電動モータを採用するようにしてもよい。

２〕足踏みペダル５７に割り振られた中立領域と作動領域と縫製領域の大きさは、適用するミシンの機種や種類に応じて、或いは作業者により変更可能に構成することができる。

３〕縫製終了後に布押え部材２４が上昇する速度が、布押えに際して下降した下降速度を記憶しておき、その下降速度と同じ速度で上昇させるようにしてもよい。

４〕本発明のミシンの布押え装置２０は、自動模様縫いミシンに限られるものではなく、各種の工業用ミシンや家庭用ミシンにも適用するようにしてもよく、また操作体として、足踏みペダル５７に限らず、作業者の膝で操作する膝パッド（膝ペダル）であっても良いことは勿論である。

５〕本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。

本発明の実施例に係る自動模様縫いミシンの側面図である。 自動模様縫いミシンの後方からの斜視図である。 自動模様縫いミシンの内部構造の側面図である。 自動模様縫いミシンの制御系のブロック図である。 操作パネルの正面図である。 駆動速度テーブルの設定データを示す図表である。 検出電圧パルス数テーブルの設定データを示す図表である。 布押え部材昇降制御のフローチャートである。 上昇位置設定制御のフローチャートである。 ポテンショメータの検出電圧と布押え部材の高さ位置とを対応させた説明図である。

Ｍ 自動模様縫いミシン
２０ 布押え装置
２４ 布押え部材
３２ 布押えモータ（ステッピングモータ）
３２Ｅ Ｎエンコーダ
５７ 足踏みペダル
Ｗ 加工布

Claims (3)

1. 加工布を押える布押え部材を加工布に対して接近・離隔させるステッピングモータと、ミシンモータの起動・停止を指令する操作体とを備えたミシンの布押え装置において、
   前記操作体の操作量を検出しこの操作量に応じた検出電圧を出力する操作量検出手段と、
   前記操作量検出手段から出力された今回の検出電圧に応じた位置に前記布押え部材を移動させるように前記ステッピングモータを制御すると共に、前記操作量検出手段から出力された前回の検出電圧と今回の検出電圧との差分に基づいて演算される速度で前記布押え部材を移動させるように前記ステッピングモータを制御するモータ制御手段とを備え、
   前記モータ制御手段は、前記ステッピングモータの回転角を検出するエンコーダを有し、このエンコーダから出力されるエンコード信号に基づいて前記ステッピングモータをフィードバック制御し、
   前記操作量検出手段は、操作開始側の中立領域と、この中立領域に続く作動領域と、この作動領域に続く縫製領域とを検出可能に構成され、前記モータ制御手段は前記操作体の操作が前記作動領域に入ってから前記布押え部材を移動させるように前記ステッピングモータを制御する、
   ことを特徴とするミシンの布押え装置。
2. 前記操作量検出手段により前記縫製領域が検出された際にミシンモータを起動させる起動制御手段を有す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. 上下移動される布押え部材の上下動軌跡における任意の高さ位置を布押え部材の上昇位置として設定する設定手段を備え、前記モータ制御手段は前記上昇位置と布押え部材が加工布を押える下降位置との距離に応じて前記ステッピングモータの駆動量を変更する駆動量変更手段を備えた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。