JP4903316B2 - ミシン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電気的な制御により糸張力を変更可能なミシンの糸調子装置として、１組の調子皿等からなる糸調子器と、この糸調子器を駆動するソレノイドとを備えたものがある。
ソレノイドは一般的には通電量が一定であっても可動部のストロークにより推力が変化し、糸の太さによって糸張力が変化してしまい、安定した糸張力が得られなかった。そこで、推力がストロークによらない特定のストローク区間を有するソレノイドで糸調子器の駆動を行って、この欠点を解消した糸調子装置が用いられていた。
また、上記したソレノイドの他に、パルスモータ、ボイスコイルモータ、ヒステリシスブレーキ等を駆動源として用いて糸張力を変更可能とした糸調子装置も知られている。さらに、糸調子装置が与える糸張力をミシン駆動中に種々変更し、縫製中に糸に適正な張力が付与されるように構成したミシンも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特定ストローク区間を有するソレノイドを糸調子器の駆動に利用したとしても、安定して糸張力を制御することができないことが分かった。この問題について、図１５（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１５（ａ）、（ｂ）は、糸調子器駆動用のソレノイドについて、前記特定ストローク区間における通電電流と糸張力との関係を示すグラフである。
図１５（ａ）から分かるように、同じ電流を印加しても、電流の上昇時より下降時の方が発揮される糸張力が高い。つまり、同じ糸張力を得るべく所定の電流をソレノイドに印加しても、上昇してその電流値としたか、あるいは下降したかにより差異が出てしまう。この差異は、ヒステリシス損等のソレノイド自身の本質的な特性によるものと考えられる。
【０００４】
このような現象が生じると作業者が意図する糸張力が得られない。具体的には図１５（ｂ）に示すように、作業者が設定した所定の糸張力を得るために電流値Ｘを印加した場合でも、上昇させたか下降させたかによって実際の糸張力がＹｇ分異なってしまっていた。
このような上昇時と下降時の差異により作業者が意図する糸張力が得られず期待した仕上がりにならないことがあり、しかもこの差異は一定ではなくばらつきがあることから、糸締りが一定しないなど縫いの品質について再現性がないという課題があった。
【０００５】
また、このような糸張力を変更可能とした糸調子装置を備えた従来のミシンは、非縫製中の張力に対しては考慮されていなかった。すなわち、糸切り後も糸の繰り出しを可能とする縫製中の糸張力が維持されており、作業者が縫製後の布を針下から取り出す際に、糸切り手段により布下で切断され布に貫通した上糸が布との摩擦抵抗によりミシン針の目穴から引き出されて、針先に残る上糸の長さ（糸残り長さ）が長くなってしまい、次の縫製の開始時に布下に上糸が絡まる鳥の巣が発生するという問題があった。
【０００６】
また、布のセット位置と縫製開始位置が異なっており、セット位置にて布押さえによって保持された布を布搬送手段によりミシン針に対して離れる方向に移動することによって縫製開始位置に搬送し、縫製開始位置において縫製を開始する構成のミシンにおいては、セット位置で布をセットするとき針先に連なる上糸の端部が布押さえと布の間に挟まれることがあり、上糸に付与されている張力が高い場合は、布搬送手段により縫製開始位置に布および上糸の端部を押さえた布押さえが移動される際に上糸が引っ張られて針折れや糸切れ等の不具合が発生するという問題があった。
【０００７】
また、この不具合は、針先からの糸残り長さが長いほど上糸の端部が布押さえに挟まれる可能性が高くなるため、糸切り後に布の取り出しによって上糸が引き出されることも要因となっていた。
【０００８】
本発明の課題は、糸に与える張力を電気的に変化させる上糸調子装置を備えたミシンにおいて、布の取り出し時に上糸が引き出されて糸残り長さが長くなるのを防止し、鳥の巣、糸切れ、針折れ等の不具合の発生を防いで、縫い品質及び縫製効率の向上を図ることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、例えば、図２、図３に示すように、
上下動されるミシン針（６）と、
糸切り手段と、
前記ミシン針に連なる上糸に与える張力を電気的に変化させる上糸調子装置（上糸調子装置１０）とを備えたミシンにおいて、
糸切り後、少なくとも、前記糸切り手段により切断された上糸の端部が、布の移動により布上に引き出されるまでは、縫製時よりも高い張力を上糸に与え前記布の移動によるミシン針からの上糸の引き出しを阻止可能にするように前記上糸調子装置を制御する制御手段（制御装置５０）を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、糸切り後、少なくとも、前記糸切り手段により切断された上糸の端部が、布の移動により布上に引き出されるまでは、縫製時よりも高い張力を上糸に与えることが可能となる。
したがって、縫製時に上糸に付与されていた張力が低い場合でも、糸切り後に作業者が布を引き出す際に、布に貫通した上糸の端部が布上に引き出されるまで針糸が針の目穴から引き出されないような張力を与えることができ、針先に残る糸残り長さが長くなることにより発生する鳥の巣、糸切れ、針折れ等の不具合の発生を防いで、縫い品質の向上及び縫製効率低下の防止を図ることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、該ミシンが下糸調子装置（下糸調子装置２０）を備え、糸切り後縫製時よりも高い張力を上糸に与える制御を、上糸調子装置に対してのみ行う制御手段（制御装置５０）を備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、上糸調子装置に加えて下糸調子装置を備えるミシンにおいても請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。
図１、図２において、ミシン１は、鳩目穴形状のボタン穴（図６参照）の周りにかがり縫いを施すサイクルミシン（鳩目穴かがりミシン）であり、ベッド部２と、ベッド部上に設けられた縦胴部３と、縦胴部３からベッド部２に平行するように延出するアーム部４とからなる。
【００２５】
ミシン１には、各種スイッチやボタン及び表示窓を有する表示・操作パネル５が設けられている。作業者は、この表示・操作パネル５を介して特定の縫製パターンを選んだり所定のパラメーターについて値を設定したりといた指示を行うとともに、表示された内容を見て設定内容や縫製状況を確認できる。
また、図２に示すように、ミシン１にはスタートスイッチ７が設けられており、このスタートスイッチ７を１回操作することで、ミシンモータ６０が作動しミシン針６の動作（縫製）が開始し、再度操作することでミシンモータ６０が停止するようになっている。
【００２６】
また、ミシン１には、図１、図２に示すように、制御手段として制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１と、該ＣＰＵ５１に接続されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３と、各種ドライバから構成される。
ＲＯＭ５２には、制御プログラムや制御データ、及び鳩目穴かがり縫いに関する縫製データ等が格納されている。
【００２７】
また、制御装置５０には、針上検知センサ５７、針下検知センサ５８及び針振り位置センサ５９が接続されている。これら針上検知センサ５７及び針下検知センサ５８は、ミシン針６の上下動における移動位置を検出し、位置に対応する信号をＣＰＵ５１に出力する。また、針振り位置センサ５９は、針振りモータ６１を駆動源として行われるミシン針６の左右方向の揺動運動における位置を検出し、揺動位置に対応する信号をＣＰＵ５１に対して出力する。
さらに、制御装置５０は、ミシンモータ６０を駆動するミシンモータドライバ５４、針振りモータ６１を駆動する針振りモータドライバ６２、上糸調子装置１０を駆動するＡＴドライバ５５、下糸調子装置２０を駆動するＡＴドライバ５６等の各種ドライバを備える。
【００２８】
また、ベッド部２には、Ｘ軸パルスモータ１１及びＹ軸パルスモータ１３が設けられ、この両パルスモータを駆動源としてベッド部２の上面に戴置された布をミシン針６の上下動と直交する方向に送る布搬送手段としての布送り装置（図示せず）と、同じくベッド部２に設けられ布押さえソレノイド１５を駆動源として上下動され下降位置に置いて戴置された布を押さえるとともに、布搬送手段に連結されて前記直交方向に移動される布押さえ手段としての布押さえ装置（図示せず）が設けられている。さらに、ベッド部２には、糸切りソレノイド１７を駆動源として、縫製終了後に上糸及び下糸を布下で切断する糸切り装置（図示せず）が設けられている。
【００２９】
また、制御装置５０には、Ｘ軸パルスモータ１１、Ｙ軸パルスモータ１３、布押さえソレノイド１５、糸切りソレノイド１７をそれぞれ駆動するためのＸ軸モータドライバ１２、Ｙ軸モータドライバ１４、布押さえドライバ１６、糸切りドライバ１８が設けられている。
【００３０】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶されている制御プログラムや制御データに基づいて、ＲＡＭ５３を作業領域として、表示・操作パネル５、スタートスイッチ７から入力する各種指示に対応する信号や、針上検知センサ５７、針下検知センサ５８、針振り位置センサ５９からの検出信号を受け、上記各種ドライバを介し、ミシンモータ６０、針振りモータ６１、上糸調子装置１０、下糸調子装置２０、布送り装置、布押さえ装置、糸切り装置などの駆動制御を行う。
【００３１】
ミシン１には、糸調子装置として、ミシン針６に連なる上糸用の上糸調子装置１０と下糸用の下糸調子装置２０が設けられ、上糸調子装置１０はアーム部４に設けられ、下糸調子装置２０は、ベッド部２内に設けられている（図１０）。
図３には、下糸調子装置２０の構成を示した。
下糸調子装置２０は、糸調子軸２１、可動皿２２ａと固定皿２２ｂとからなる調子皿（糸調子器）２２、ベース板２３、糸調子軸ナット２４、座金２５、２７とこれらの間に設けられた調子バネ２６、ソレノイド３０とから主に構成される。
下糸調子装置２０は、可動皿２２ａと固定皿２２ｂ間に下糸を挟んだ状態で、ソレノイド３０の推力により糸調子軸２１を駆動し、糸調子軸２１とベース板２３により、可動皿２２ａと固定皿２２ｂ間の下糸を挟む力を連続的に変化させて糸張力を変更する、動的な糸調子（アクティブテンション）である。
【００３２】
下糸調子装置２０は、図１あるいは図１０に示すようにベース部２内に取り付けられる。下糸調子装置２０においては、ベース部２の一部であるフレーム２ａに対して、ベース部材２３のネジ孔２３ａ、２３ａを介して、止めネジ２８、２９を通し、さらに止めネジ２８、２９の先端をソレノイド３０のネジ孔３０ａ、３０ａに回し入れることによって、前記フレーム２ａを挟むようにしてベース部材２３とソレノイド３０とを一体的に固定するようになっている。
【００３３】
糸調子軸２１は、ネジ部２１ａが、調子皿２２、ベース板２３、糸調子軸ナット２４、座金２５、調子バネ２６、座金２７を挿通した状態でソレノイド３０のプランジャ（可動部）３１のネジ孔３１ａに螺合することによって取り付けられている。糸調子軸２１とプランジャ３１の固定位置は、糸調子軸ナット２４の締め付けにより適宜調整できる。
調子バネ２６は、糸に所定の張力を掛けている状態から糸張力を下げる場合に、ソレノイド３０による推力が下がったにも関わらず糸調子軸２１の軸周りにかかる摩擦力により糸調子軸２１が戻らないという事態を防ぐために設けられている。よって、調子バネ２６は、座金２５、２７間を押し広げるような方向、つまり糸調子軸２１がソレノイド３０から離れる方向に付勢するものである。
【００３４】
図４、図５において、ソレノイド３０は、機枠３２、コイル用フレーム３３、コイル３４、プランジャ３１、および磁性部材３５等から構成される。プランジャ３１は、軸方向に移動可能でかつ回転不能に軸受け３２ａ、３２ｂに支持されている。プランジャ３１に固着された磁性部材３５は、円筒形状でその一部に軸心からの径を変える段部３５ａが形成されている。そして、この形状により、次ぎに述べるように、プランジャ３１の推力がストロークによらない特定ストローク区間が得られる。
【００３５】
このソレノイド３０は、通電電流が一定のとき、ストローク−推力で図５のヒステリシスカーブに示す特性が得られる。すなわち、推力がプランジャ３１のストロークによらない特定ストローク区間Ｗが得られる。この区間であれば、プランジャ３１のストロークをＳ、プランジャ３１の推力をＦ、ソレノイド３０に印加される電気量をＣ、ストロークと推力の微少変化量をそれぞれΔＳ、ΔＦとした場合、Ｃ＝一定のときにΔＦ／ΔＳ≒０である。
【００３６】
下糸調子装置２０では、この特定ストローク区間Ｗのみを利用して下糸に張力を与えるものである。つまり、調子皿２２に作用できる状態のプランジャ３１のストローク区間が、前記特定ストローク区間Ｗに含まれるように、ナット２４の締結位置が設定される。ここで、プランジャ３１が調子皿２２に作用する状態とは、可動皿２２ａと固定皿２２ｂが下糸のない状態で十分に当接した状態から、下糸が可動皿２２ａと固定皿２２ｂ間に挟まれた状態までのことを指す。
糸調子器２２に作用するプランジャのストロークを、特定ストローク区間Ｗに設定するには、例えば、ナット２４をゆるめた状態で、ソレノイド３０の後方に突出したプランジャ３１の先端３１ａの突出量Ｗ’（図４）を計測しながら、固定皿２２ｂがベース部材２３に当接する状態で糸調子軸２１をドライバ等で回転させ、その突出量Ｗ’が図５の「Ｚ」の値から範囲Ｗに対応する位置にもっていき、その位置でナット２４を締めて糸調子軸２１とプランジャ３１を固定することで達成される。
【００３７】
また、ソレノイド３０に出力される通電電流が大きくなるに連れて、推力が大きくなる。ソレノイド３０は、コイル３３に通電することで糸調子軸２１を引き込む（糸に張力を与える）方向に取り付けられ、通電電流の増大にしたがって糸調子軸２１により与えられる糸張力が大きくなる。すなわち、下糸調子装置２０では、通電電流を変えることによってのみ糸張力が変わるようになっており、制御装置５０の指示信号によりＡＴドライバ５６を介して電流値は制御される。
【００３８】
なお、図３〜図５に基づいて下糸調子装置２０について説明したが、上糸調子装置１０については、使用される部位が異なる他は下糸調子装置２０と全く同一の構成であるので、詳細の説明を省略する。
【００３９】
ミシン１によって縫製される鳩目穴かがり縫いは、例えば図６（ａ）に示す形状であり、その縫目は、流れ閂右、直線部右、鳩目部右下、鳩目部、鳩目部左下、直線部左、流れ閂左の各部からなり、流れ閂右、直線部右…の順で縫製していく。これら７カ所についてそれぞれ糸張力を設定することが可能であり、前記表示・操作パネル５を介して作業者が所望の糸張力を設定する。
ＲＯＭ５２内の縫製データには、図６（ｂ）に示すように、各部ごとに縫製時の針落ち回数と上糸及び下糸の張力を決めるパターンデータが含まれ、作業者が設定したデータはこのパターンデータに格納される。
制御装置５０は、このようなパターンデータにしたがってＡＴドライバ５５、５６を介してソレノイドに印加する電流を連続的に変えるように制御する。具体的には、流れ閂右の縫製時には上糸張力がａ１、下糸張力がｂ１となるように所定大きさの電流を印加し、Ｎ１回ミシン針６０を駆動し、次いで直線部右の縫製時には上糸張力がａ２、下糸張力がｂ２となるように電流値を変えＮ２回ミシン針６を駆動するようになっている。
【００４０】
ところで、前記ソレノイド３０の前記特定ストローク区間内において所定の電流値に設定する場合、その電流を上昇させることでその電流値に達したか、下降させることで達したかによって推力に差異が現れ、図１５（ａ）に示したような現象が生じる。このような現象により糸張力が不安定になることを防ぐために、制御装置５０は、ソレノイド３０について図７、図８に示すような制御を行うようになっている。
図８において、曲線ｕ２は電流を上昇しながら所定の電流値を印加した際の糸張力であり、曲線ｄ２は電流を下降させながら所定の電流値を印加した際の糸張力である。
ここでは制御装置５０は、糸張力と電流値の対応関係について、曲線ｕ２に従ってソレノイド３０を制御するものとし、糸張力を上げる場合には、変更前に印加している電流値から、目標とする糸張力に対応する電流値まで直接上昇させる。
【００４１】
一方、糸張力を下げる場合には、図７に示すように、変更前の電流値Ｐ１から目標とする糸張力よりも低い糸張力に対応する電流値（図８のＳ１よりも低い電流値）Ｒ１まで下げてしまい、そこから目標とする糸張力に対応する電流値Ｑ１まで上げるように制御する。
この制御を図８を用いて説明する。図８で目標とする糸張力をＭ１とする。糸張力を下げる際に図７のように制御することで、設定される糸張力は曲線ｄ２よりも曲線ｕ２に近い、曲線ｕ’２にしたがって決まる。このように一旦下げてから上げることで、目標とする糸張力Ｍ１にほとんど同じ糸張力Ｍ２が得られるようになる。
仮に、変更前の電流値Ｐ１から直接電流値Ｑ１まで下げたとすると、曲線ｄ２に従って糸張力が下がり、目標の糸張力Ｍ１よりもかなり大きな糸張力Ｍ３となってしまい、所望の糸張力が得られない。
【００４２】
さらに、制御装置５０は、図７、図８のように電流値Ｐ１から電流値Ｒ１まで下げるときのタイミングについて、縫製中は鳩目穴かがり縫いの特定のタイミングにおいてのみ行うようになっている。以下、このタイミングの制御について詳細に説明する。
図６（ａ）に示すように、鳩目穴かがり縫いの縫目は、流れ閂右から順に縫い進め最後は流れ閂左で終了する。ここで鳩目穴かがり縫いＪにおいて、鳩目穴Ｈ側を内側とし、鳩目穴かがり縫いＪの外回りを外側とする。
【００４３】
ミシン１では、ミシン針６と、図９に示すルーパー装置４０との協働により縫目が形成されるようになっている。
ルーパー装置４０は、ベット部２に設けられており、右ルーパー４１と右スプレッダー４２、左ルーパー４３と左スプレッダー４３とを備えている。右ルーパー４１には、例えば図１１（ｂ）に示すように、切り欠き４１ａが形成され、該切り欠き４１ａで上糸を引っ掛ける。右スプレッダー４２は右ルーパー４１に対して閉じた状態から開くことで、上糸のループを形成するものである。
左ルーパー４３には、例えば図１１（ｄ）に示すように、挿通孔４３ａが形成され、該挿通孔４３ａに下糸を通した状態で保持する。左スプレッダー４４は、左ルーパー４３に対して閉じた状態から開くことで、下糸のループを形成するものである。
【００４４】
ルーパー装置４０の下方には、図１０に示すルーパー駆動機構４０ａが設けられている。ルーパー駆動機構４０ａはスプレッダー駆動軸４５と、ルーパー駆動軸４６とを備え、ルーパー駆動軸４６はスプレッダー駆動軸４５に対して摺動自在である。スプレッダー駆動軸４５とルーパー駆動軸４６は、それぞれ図示しない機構により上下に駆動され、スプレッダー駆動軸４５が上方に移動することで右スプレッダー４２、左スプレッダー４３の一方が開くように構成されている。また、ルーパー駆動軸４６の上下動に連れて、ルーパー装置４０全体が左右に往復運動（図９中の矢印方向）するようになっている。
【００４５】
また、前述のように鳩目穴Ｈ周りを１回転するように縫製するために、ミシン１では、布送り装置（図示せず）により布を一定方向に送るとともに、ミシン針６及びルーパ装置４０を軸方向を中心に回転運動させる。
図１０に示すように、ルーパー駆動機構４０ａ上には、前記ルーパー駆動軸４６の同軸を中心とするようにギア４８が取り付けられており、このギア４８にタイミングベルト４７が掛けられている。タイミングベルト４７は、図示しないモータにより回転するように構成され、タイミングベルト４７が回転するとギア４８を介してルーパー駆動機構４０ａと共にルーパー装置４０が回転する。さらに、タイミングベルト４７の回転は、ミシン針６の図示しない回転機構に伝達するようになっており、ルーパー装置４０の回転と同期して同じ方向にミシン針６も回転するようになっている。
この回転機構により、ルーパー装置４０と共にミシン針６を回転させながら前記鳩目部部分を縫うようになっている。
【００４６】
なお、下糸調子装置２０は図１０に示す位置に設けられているが、図示しない糸供給源から導かれた下糸Ｔ２は、調子皿２２に挟持された状態で、前記スプレッダー駆動軸４５、ルーパー駆動軸４６、ギア４８等の内部を通って、図９の点線で示すようにルーパー装置４０の左方に引き出され、左ルーパー４３の前記挿通孔４３ａに通されている。
【００４７】
ミシン針６は、前述のように左右に針振り運動を行うことで、縫目の内側（鳩目穴Ｈ側）と外側に針落ちするようになっている。なお、ミシン針６が内側に位置するとき内針、外側に位置するときは外針とも言う。また、ミシン針６の上下動における最上点を上死点、最下点を下死点という。
ミシン針６は、縫目形成時、針振り運動及び上下運動により、内針上死点→内針下死点→外針上死点→外針下死点→内針上死点を１サイクルとする繰り返し運動を行う。
このミシン針６の動きは、３６０゜を１サイクルとする繰り返し波形を有する動きに模式化してとらえることもでき、その移動位置を、内針上死点０゜→内針下死点９０゜→外針上死点１８０゜→外針下死点２７０゜→内針上死点３６０゜と表現することができる。この移動位置は、前記センサ５７、５８、５９（図２）からの検出信号に基づいて検出することができる。
制御装置５０は、前述のソレノイド３０に印加する電流値を下げる処理を、ミシン針６が外針下死点から内針上死点の間で行うようになっている。
【００４８】
このタイミングで電流を下げるのは次ぎの理由による。図１１、図１２には、かがり縫い時のミシン針６、ルーパー４１、４３、スプレッダー４２、４４の動きを、縫目の形成の様子とともに示した。図１１、図１２では、ミシン針６の動きを前述のように１サイクルを３６０゜とし、ミシン針６が内針上死点（０゜）から動き始めて、６０゜、７５゜、１００゜、１３０゜、２４０゜、２６０゜、２９０゜、３２５゜の移動位置に達したときの様子を順に示している。なお、これら移動位置はおよその値である。
また図１１、図１２の各図において、左側が前記内側、右側が前記外側であり、Ｔ１が上糸、Ｔ２が下糸である。さらに、図１１、図１２では、各ルーパー４１、４３に対して、スプレッダー４２、４４は上方向に開くように示しているが、実際には、ほぼ水平方向（紙面に垂直な面）に開くようになっている。
【００４９】
まず、１サイクルの最後の時（図１２（ｃ）、（ｄ）参照）、右ルーパー４１は、外側においてミシン針６に通っている上糸Ｔ１を切り欠き４１ａによって引っ掛け、ルーパー装置４０の揺動により内側に向かって移動する。このとき右スプレッダー４２が大きく開く。これにより、図１１（ａ）に示すように、上糸Ｔ１は内側においてループＡを形成する。この状態のときに、ミシン針６は、内針上死点（０゜）から下降しており、移動位置６０゜で、右ルーパー４１と右スプレッダー４２によって形成された上糸Ｔ１のループＡの中に入りこんで、さらに下降する。
ミシン針６の移動位置７５゜の時、図１１（ｂ）に示すように、前記ループＡはミシン針６の周囲に巻き付くように掛かり、一方右ルーパー４１と右スプレッダー４２は外側に移動していく。
【００５０】
この右ルーパー４１等の移動とともに、左ルーパー４３と左スプレッダー４４も下糸Ｔ２を引っ張りながら外側に移動してくる。またミシン針６は内針下死点（９０゜）に達すると上昇に転じ、外針上死点に向かって斜め上方向に上昇し始めると、図１１（ｃ）（移動位置１００゜）に示すように、ミシン針６の針穴６ａに通されている上糸Ｔ１にたるみ部ｔａが形成される。このたるみ部ｔａ内に、外側方向へ移動中の左ルーパー４３と左スプレッダー４４が入り始める。
ミシン針６は上昇し続け、一方、左スプレッダー４４は移動しながら開いていき、たるみ部ｔａは、図１１（ｄ）のように、ループＢを形成する。
【００５１】
ミシン針６は外針上死点（１８０゜）に達したあと、下降し始め、移動位置２４０゜で図１２（ａ）に示すように、外側に達した左ルーパー４３と左スプレッダー４４との間で広げられている下糸Ｔ２のループＣ内に入り込む。
次いで、移動位置２６０゜において、図１２（ｂ）に示すように、左ルーパー４３等は内側に戻り始めるが、ミシン針６は下降途中であり、下糸Ｔ２のループＣはミシン針６に巻き付き、前記ループＢはループＣに掛けられた状態になる。
【００５２】
ミシン針６が外針下死点（２７０゜）に達した後、内針上死点に向かって斜め上方に移動し始めると、移動位置２９０゜において図１２（ｃ）に示すように、上糸Ｔ１のたるみ部ｔｂが形成される。左ルーパー４３等の内側への移動と共に右ルーパー４１と右スプレッダー４２も内側に移動し始め、たるみ部ｔｂを切り欠き４１ａで引っ掛け始める。
ミシン針６の移動位置３２５゜の時（図１２（ｄ））、右スプレッダー４２は、右ルーパー４１とともに内側に移動しながら開いていき、再び前述のループＡ同様のループＤを形成し始め、１サイクルが終了する。
【００５３】
上記１サイクル中、内針下死点（９０゜）から外針下死点（２７０゜）の間（図１１（ｃ）、（ｄ）、図１２（ａ）、（ｂ））は、左ルーパー４３と左スプレッダー４４により下糸Ｔ２が内側から外側に引き出され、ループを形成するので、下糸Ｔ２はかなり消費される。
一方、内針上死点（０゜）から内針下死点（９０゜）の間（図１１（ａ）、（ｂ））と、外針下死点（２７０゜）から内針上死点（３６０゜＝０゜）の間（図１２（ｃ）、（ｄ））は、あまり下糸Ｔ２は引き出されない。
【００５４】
さらに、内針上死点から内針下死点の間と、外針下死点から内針上死点の間とを比較すると、下糸Ｔ２が図９に示したようにルーパー装置４０の左側から左ルーパー４３に通されているので、ルーパー装置４０全体が左から右（内側から外側）に揺動する内針上死点から内針下死点間は下糸Ｔ２はルーパー装置４０の動きに連れてわずかながら引き出される。しかし、右から左（外側から内側）へ揺動する外針下死点から内針上死点間では、下糸Ｔ２を右側に引っ張る力はなくほとんど引き出されず消費されない。
下糸Ｔ２が多く消費されているときに、ソレノイド３０に印加する電流値を下げると、糸張力に影響し所定の糸張力に設定できない可能性がある。そこで、制御装置５０は、縫製中、下糸Ｔ２の消費量が最も少ないとき、つまりミシン針６が外側下死点から内針上死点の間にあるときに、電流値を下げるという制御処理を行うようになっている。
【００５５】
次ぎに下糸調子装置２０の制御を図１３により説明する。
ステップＳ１２において、スタートスイッチ７がＯＮになったか否かを判定し、
ステップＳ１２でＯＮであると判定するとステップＳ１３に移行し、ミシンモータ６０等の各駆動源が作動し始めミシン１が起動し、図６に示す鳩目穴かがり縫いが開始する。
ステップＳ１４に移行し、ミシン針６が外針の下死点に達したか否かを判定し、達したと判定すればステップＳ１５に移行し、達していないと判定すればステップＳ１４の判定を繰り返す。
ステップＳ１５においては、糸張力を変更するか否か、つまりソレノイド３０に印加する電流の変更命令があるか否か判定する。変更命令がなければ、ステップＳ２１に移行する。変更命令があれば、ステップＳ１６に移行する。
【００５６】
ステップＳ１６では、電流値を上げるのか下げるのか判定する。電流を上げる（糸張力を上げる）場合には、ステップＳ１８に移行し、目標とする糸張力に対応する電流値まで上げ、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ１６で下げると判定すれば、ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、目標値よりも低い糸張力に対応する電流値まで下げ、ステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９では、ミシン針６が内針上死点に達したか否か判定する。達していなければステップＳ１９の判定を繰り返し、達していればステップＳ２０に移行する。次いで、ステップＳ２０で、目標とする糸張力に対応する電流値まで上げる処理を行い、ステップＳ２１に移行する。
ステップＳ２１では、糸切り装置による糸切りを行うか否かを判定し、糸切りしないと判定すれば、ステップＳ１４に戻り以後のステップを繰り返す。糸切りすると判定すれば、ステップＳ２２に移行し糸切り装置を駆動して糸切りを行い、ステップＳ２３においてミシン１を停止させる。
【００５７】
以上の本発明のミシンの下糸調子装置２０によれば、糸張力を上げる場合には、ソレノイド３０に対して目標値に対応する電流値まで上げる。一方、下げる場合には、図７に示したように、目標値よりも低い糸張力に対応する電流値にまで下げて、その後目標値に対応する電流値にまで上げる。ソレノイド３０が本質的にヒステリシスによる電流上昇時と下降時の推力の差異を有していても、糸張力を上げるときも下げるときも、電流値を上げることで目標とする電流値に設定するので、このような「差異」の影響はほとんどなく、１つの電流値を印加することでほぼ一定の糸張力を得ることができる。
したがって、糸張力変更前の値に関係なく、表示・操作パネル５を介して設定した糸張力と、実際の糸張力がほぼ一致し、安定した糸張力制御が可能となり、縫い品質が安定し、再現性が向上する。
【００５８】
また、図１１、図１２で示したように、縫製中については電流値を一旦下げるという制御は、下糸Ｔ２が最も消費されない時、すなわちミシン針６の移動位置が外針下死点から内針上死点の間にあるときに行う。下糸Ｔ２が多く消費される時に電流値を下げると、糸張力に影響を及ぼし所定の糸張力に設定できない可能性もあるが、本実施の形態のように電流値を下げる区間を限定することでこのような悪影響を防ぎ、確実に所定の糸張力に設定できる。
【００５９】
加えて、糸調子に用いられるソレノイドは、一般に駆動力が大きいものほどヒステリシス損も大きくなる。従来であれば高い糸張力が得らえるソレノイドを用いると、電流の上昇時・下降時の差異が大きくなってしまい、実用的ではなかった。しかし、本発明によれば、このヒステリシスの影響を回避できるので、駆動力の高いソレノイドを使用でき、多様な縫製に対応できるようになる。
【００６０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、具体的な形状・構造その他について適宜変更可能である。
例えば、上記とは逆に、図１４に示すように逆の制御を行ってもよい。図１４（ｂ）において、曲線ｄ３が電流値を下げる場合、曲線ｕ３が電流値を上げる場合である。
図１４（ａ）に示すように、糸張力を上げる場合、変更前の電流値Ｒ２から、目標値よりも高い糸張力に対応する電流値（図１４（ｂ）のＳ２より高い電流値）Ｐ２に上げ、次いで目標値に対応する電流値Ｑ２に下げるように制御しても、上記と同様の効果が得られる。
つまり、制御装置５０は、糸張力と電流値との対応を図１４（ｂ）の曲線ｄ３に従うものとし、糸張力を下げるときは、目標値Ｍ４に対応する電流値Ｑ２まで直接下げる。そして、糸張力を上げるときは、目標とする糸張力よりも高い糸張力に対応する電流値Ｐ２まで上げてから、目標値に対応する電流値Ｑ２まで下げることで、糸張力は曲線ｄ３にほぼ近い曲線ｄ’３に従って下がり、糸張力を上げるときも下げるときも一定の電流値に対してほぼ一定の糸張力を得ることができる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図１６及び図１７に基づいて説明する。
ステップＳ１において、スタートスイッチ７がＯＮになったか否かを判定し、ステップＳ１でＯＮであると判定するとステップＳ２に移行し、縫製開始前の上糸張力の設定値（例えばａ８）を読み込む。この設定値ａ８は、上糸が引き出されるのに十分な低い値（張力０でも良い）が予め記憶手段（例えばＲＯＭ５２）に記憶されており、ステップＳ２の処理は、ＣＰＵ５１がこの設定値を読み込むことにより行われる。なお、この設定値ａ８を表示・操作パネル５により設定可能としても良い。
【００６２】
次いで、ステップＳ３に移行し、設定値（ａ８）の張力に対応する電流が上糸調子装置１０のソレノイド３０に印加され、上糸調子装置１０が上糸に与える糸張力が上糸が引き出されるのに十分低い値（ａ８）に保たれる。この制御は、設定値ａ８が十分に低い張力であるため、それまでソレノイド３０に印加されていた電流値より下げる必要がある。従って、ソレノイド３０のヒステリシスを補正する場合は、ステップＳ２で読み込まれた設定値（ａ８）よりも低い糸張力を上糸に与える電流を一旦ソレノイド３０に印加し、続いて、目標値、すなわち設定値（ａ８）の糸張力を上糸に与える目標の電流を上糸調子装置１０のソレノイド３０に印加することにより行われる。
【００６３】
そして、ステップＳ４に移行して、作業者によって布セット位置にセットされた布を押さえるために布押さえ装置が作動して、布押さえが下降する。続いて、ステップＳ５に移行して、セットされた布の縫製開始位置がミシン針下に来るように、ミシン針６の上下動を停止させたまま布送り装置が作動して布を押さえた布押さえをミシン針下より離れる方向に空送りさせて移動させる。このとき、ステップＳ４の布押さえの下降時にミシン針に連なる上糸の端部が布押さえと布に挟まれていれば、布および上糸の端部を押さえた布押さえの移動にともなってミシン針より上糸が引っ張られることになるが、本発明においては、ステップＳ３で上糸の張力が十分低くなっているため、引っ張られた分、上糸が針先より引き出され、従来発生していた針折れや糸切れを防ぐことができる。
【００６４】
さらに、ステップＳ６に移行して縫製中の上糸調子装置１０の制御が行われる。この制御は、縫製時の上糸の張力として設定されている図６（ｂ）の糸張力ａ１〜ａ７に基づいて、第１の実施の形態の図１３で示したステップＳ１３〜ステップＳ２１と同様な制御が上糸調子装置１０に対して行われる。次いで、ステップＳ７に移行し、糸切り装置が駆動され布下で上下糸が切断される。
【００６５】
糸切りが終了すると、ステップＳ８に移行して、ミシンモータ６０が停止され、ミシンが停止する。そして、ステップＳ９に移行して、糸切り後におけるミシン停止中にミシン針６に連なる上糸に付与される張力の設定値が読み込まれる。この設定値は、糸切り後、作業者による布の取り出しにともなって布に刺さっている上糸の端部が布上に引き出されるまでは、ミシン針６からの上糸の引き出しを阻止可能とするように縫製時よりも高い張力を上糸に与える設定値（例えばａ９）として予め記憶手段（例えばＲＯＭ５２）に記憶されており、ステップＳ９の処理は、ＣＰＵ５１がこの設定値を読み込むことにより行われる。なお、この設定値ａ９を表示・操作パネル５により設定可能としても良い。
【００６６】
次いで、ステップＳ１０に移行して、目標の糸張力、すなわちステップＳ９で読み込まれた設定値ａ９の張力に対応する目標の電流がソレノイド３０に印加されて、上糸に目標の糸張力が付与されて、処理が終了する。なお、このときのソレノイド３０に対する電流の印加は、設定値ａ９が縫製中の糸張力よりも高く設定されており、常に縫製時よりも高い電流を流すため、ヒステリシスによる誤差を考慮して上昇、下降の判断を行う必要はなく、即電流を目標の電流に上昇させている。
【００６７】
この後、作業者により、縫製が終了した布の取り出しが行われるが、既にステップＳ１０でミシン針６からの上糸の引き出しを阻止可能にする張力が上糸に与えられているため、ミシン針６からの上糸の引き出しを防止することができ、縫い始めの鳥の巣の発生を防ぐことができる。また、、針先に残る糸残り長さが長くなることに帰因して、布セットのため布押さえが下降したときに上糸の端部が布押さえに挟まれて発生する針折れや糸抜け発生するを防止できる。
【００６８】
なお、ステップＳ１０で与えた張力は、次の縫製のために、作業者により再度スタートスイッチ７が操作されるまで維持する構成としても良いが、布の取り出しが完了するであろう所定時間だけ維持するようにして、その後は、開放あるいは、縫製開始前の張力ａ８をスタートスイッチ７が操作される前に予め与えたおいても良い。あるいは、布の取り出しを検知するセンサを設けて、センサにより布の取り出しが検知されるまで、ステップＳ１０で与えた張力を維持する構成としても良い。
【００６９】
次に、図１７のタイムチャートに基づいて、図１６で示した制御を行った場合の上糸に与えられる張力の変化を説明する。
【００７０】
まず、時刻ｔ１でスタートスイッチ７がＯＮされると、上糸が引き出されるのに十分な低い張力ａ８が上糸に与えられる。なお、このａ８の値は、０でも良い。この張力ａ８は、布が縫製開始位置に移動されて縫製が開始されるｔ２の時刻まで維持される。そのため、ミシン針の針先に連なる上糸の端部が布押さえに挟まれて移動されても、上糸が引き出され、針折れや糸切れが防止できる。
【００７１】
そして、時刻ｔ２で縫製が開始されると、縫製時の上糸の張力として設定されている図６（ｂ）に示した糸張力ａ１〜ａ７の張力が与えられ、縫製が行われる。さらに、縫製が完了し、時刻ｔ３において糸切りが完了すると、糸切り後、作業者による布の取り出しにともなってミシン針６から上糸が引き出されるのを阻止するための縫製時よりも高い張力ａ９が上糸に与えられる。この場合、従来は一点差線で示すように、糸切り完了後も縫製終了時の張力が維持されたままであるので、上糸が針先から引き出されることがあるが、本発明の場合は、上糸の引き出しを阻止可能とする強い張力（ａ９）が与えられるので、上糸の引き出しが確実に防止される。
【００７２】
そして、時刻ｔ４において、再度スタートスイッチ７が操作されることにより、上糸にａ８の張力が与えられる。この場合も従来は、一点差線で示すように縫製終了時の張力が維持されたままであるので、針折れや糸切れが発生する場合があるが、本発明の場合はそのような不具合の発生を確実に防止することができる。
なお時刻ｔ１および時刻ｔ４では、ソレノイド３０のヒステリシスを補正する場合は、一旦糸張力をａ８より下げる制御を行っているが、図１７では、図の簡略化のためその変化は省略した。
【００７３】
また、図１６のフローチャートに示した上糸調子装置の制御は、上記第２の実施の形態では、糸調子装置の駆動源として糸に与える張力を変化させるソレノイドを用いた例を示しているが、上記ソレノイドに限らず、張力を電気的に変化させることが可能な駆動源であれば、パルスモータや、ボイスコイルモータ、ヒステリシスモータ等を使用しても良いことは勿論である。
【００７４】
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態は、本発明を鳩目穴かがりミシンに適用した例を示したが、鳩目穴かがりミシンに限らず、各種ミシンに適用可能である。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、糸切り後、少なくとも、糸切り手段により切断された上糸の端部が、布の移動により布上に引き出されるまでは、縫製時よりも高い張力を上糸に与え布の移動によるミシン針からの上糸の引き出しを阻止可能とするように上糸調子装置を制御する。
したがって、縫製時に糸に付与されていた張力が低い場合でも、糸切り後に作業者が布を引き出す際に針糸が針の目穴から引き出されないような張力を与えることができ、針先に残る糸残り長さが長くなることにより発生する鳥の巣、糸切れ、針折れ等の不具合の発生を防いで、縫い品質の向上及び縫製効率低下の防止を図ることができる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、上糸調子装置に加えて下糸調子装置を備えるミシンにおいても糸切り後縫製時よりも高い張力を糸に与える制御を、上糸調子装置に対してのみ行うので、請求項１記載の発明と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の糸調子装置が適用されるミシンを模式的に示す図である。
【図２】図１のミシンの概略構成を示すブロック図である。
【図３】下糸調子装置の構成を示す分解斜視図である。
【図４】下糸調子装置のソレノイドを示す断面図である。
【図５】図４のソレノイドのストローク対推力を示すグラフ図である。
【図６】（ａ）は鳩目穴かがり縫いの形状と各部の名称を示し、（ｂ）は（ａ）の縫目を形成するときに用いるパターンデータを示す図である。
【図７】制御装置によって行われる糸張力を下げるときの制御方法のイメージを示す図である。
【図８】ソレノイドに印加する電流値に対する糸張力の関係を示すグラフである。
【図９】ルーパー装置を示す平面図である。
【図１０】ルーパー駆動機構を示す斜視図である。
【図１１】縫製時のミシン針と左右のルーパーとスプレッダーの動きを順を追って説明する図である。
【図１２】縫製時のミシン針と左右のルーパーとスプレッダーの動きを順を追って説明する図である。
【図１３】本発明の下糸調子装置の制御を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の電流制御の他の例を説明する図であり、（ａ）は制御方法のイメージを示し、（ｂ）は電流値に対する糸張力の関係を示すグラフである。
【図１５】糸調子装置に用いられるソレノイド特有の性質を説明する図であり、（ａ）および（ｂ）は電流値に対する糸張力の関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の上糸調子装置の制御を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の上糸調子装置によって、上糸に与えられる張力の変化を示す示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ミシン
５ 表示・操作パネル
６ ミシン針
７ スタートスイッチ
１０ 上糸調子装置
２０ 下糸調子装置
２１ 糸調子軸
２２ 調子皿（糸調子器）
２３ ベース板
２４ 糸調子軸ナット
２６ 調子バネ
３０ ソレノイド
３１ プランジャ（可動部）
４０ ルーパー装置
４１ 右ルーパー
４２ 右スプレッダー
４３ 左ルーパー
４４ 左スプレッダー
５０ 制御装置（制御手段）
Ｔ１ 上糸
Ｔ２ 下糸

Claims (2)

1. 上下動されるミシン針と、
   前記ミシン針に連なる糸を布下で切断する糸切り手段と、
   前記ミシン針に連なる上糸に与える張力を電気的に変化させる上糸調子装置とを備えたミシンにおいて、
   糸切り後、少なくとも、前記糸切り手段により切断された上糸の端部が、布の移動により布上に引き出されるまでは、縫製時よりも高い張力を上糸に与え前記布の移動によるミシン針からの上糸の引き出しを阻止可能にするように前記糸調子装置を制御する制御手段を備えることを特徴とするミシン。
2. 前記ミシンが下糸調子装置を備え、前記糸切り後縫製時よりも高い張力を糸に与える制御を、上糸調子装置に対してのみ行う制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。

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