JP6552247B2 - ミシン - Google Patents

Description

本発明は、布送り方向に対して針棒を左右に振幅させてジグザグな縫い目を形成することが可能なミシンに関する。

布の送り方向に対して針棒を左右に振幅させることでジグザグ模様や文字模様の縫い目を形成するミシンが知られている。この様なミシンでは、針棒の上下動に合わせて針棒を左右に振幅させる。これにより、針棒を左右の針落ち位置に位置させる。

ミシンには、布を載せるステージに針落ち穴が設けられる。針棒を左右に振幅させるミシンでは、針落ち穴が布の送り方向に対して直交する方向に広がっている。針棒は針落ち穴の広がる方向に振幅可能である。針棒を振幅させることで、縫い針を針落ち穴の任意の位置に針落ちさせる。

ここで、針落ち穴に対する縫い針の位置を基線という。例えば、縫い針が針落ち穴の中央に針落ちする場合の縫い針の位置を中基線と言う。縫い針が針落ち穴の左側に針落ちする場合の縫い針の位置を左基線という。縫い針が針落ち穴の右側に針落ちする場合の縫い針の位置を右基線という。この場合の左右は、布の送り方向を基準とする。

ミシンは、針棒を布送り方向に対して左右に振幅させる振幅機構を有する。この振幅機構は縫い針の基線を変更する。この振幅機構により、縫い針の位置を左基線から右基線、右基線から左基線と変更する。このように基線の変更を行うことで、ジグザグ形状の縫い目を形成することができる。

また、振幅機構は、針棒を左右に振幅される幅を調整可能である。針棒の振幅幅を調整することで、ジグザグ縫いの幅の調整を行うことができる。また、このようなミシンにより縁かがり縫い、模様縫い、文字縫いなどの複雑な縫製が実現される。

特公平1-42229

しかしながら、大きなジグザグ縫いや大きな模様縫いを行う場合には、振幅機構による針棒の揺動が大きくなる。この場合には、中基線の針落ち位置と左右の基線の針落ち位置の間隔が広くなる。一般的なミシンでは、基線を変更した場合でも下糸を収容する釜の位置は変化しない。この場合、針の基線を変更すると針と釜の相対的な位置関係が変化してしまう。つまり、針と釜の相互動作がずれてしまう。

針と釜とは、一定の許容範囲を設けて縫い目を形成可能に調整されている。しかしながら、このずれが許容範囲を超えてしまうと、縫い目を形成することができなくなる。そのため、従来のミシンでは、針と釜の相互動作のずれが縫い目を形成できる範囲に収まるよう針棒の揺動量を制限している。

また、もしくは引用文献１のように、例えば針棒の揺動により生じる針棒の位置変化を利用し、回転運動が直線運動に変換される際の位相にずれを生じさせ、針棒の上下運動のタイミングを制御することで針棒の揺動量を増やしながらも針と釜の相互動作のずれを少なくするという方法が提案されている。

しかしながら引用文献１の方法では、ミシンを構成する各部品の位置関係が著しく制限されてしまうという大きな問題がある。したがって、引用文献１のように工業用ミシンにおいては適用が可能だが、通常家庭用ミシンの作業位置関係で考えた場合、作業者に対して針棒が前後に動くジグザグミシンとなってしまうため家庭用において実施するのは非現実的である。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、針棒を布送り方向に対して左右に振幅させる場合に生じる針と釜のタイミングのずれを、単純な構成で縫い目が形成可能な範囲に補正するミシンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のミシンは、回転運動する上軸の駆動力に基づいて、針棒に装着された針を布に対して上下運動させ縫目を形成するミシンであって、布送り方向に対して直交する方向に前記針棒を右基線と左基線との間で振幅させる針棒振幅手段と、前記針棒振幅手段による針の振幅動作に対応した揺動運動する出力軸に沿って第１の出力点を往復移動させる第１の出力発生手段と、前記第１の出力点と前記針棒とを連結する連結部と、前記針棒振幅手段の動きに合わせて、前記出力軸を布送り方向に移動させる出力軸移動手段と、を備え、前記針棒が右基線と左基線との間で振幅する際、前記出力軸移動手段は、前記出力軸の位置を移動させることにより前記針棒の軌跡を変更させ、前記連結部は、前記出力軸の移動に伴い前記出力軸と前記針棒の相対位置の変化に対応して、前記第１の出力点の水平方向の位置の変化に応じて傾きを変化させ、前記針棒の中基線の針棒位相に対して前記針棒の右基線と左基線の針棒位相を補正し、且つ前記連結部の傾きを保ったまま前記針棒を前記出力軸と略平行に上下運動させることを特徴とする。

前記第１の出力発生手段は、前記上軸に設けられるクランクと、前記クランクと接続するクランクロッドとを備え、前記クランクロッドの先端部を前記第１の出力点としても良い。

前記針棒振幅手段は、第２の出力点を布送り方向とは直交する方向に移動させる第２の出力発生手段と、前記第２の出力点の位置の変化を前記針棒に伝達する振幅ロッドと、を備えるものでも良い。

前記出力軸移動手段は、前記振幅ロッドと接続し鉛直方向に延びる案内軸を中心として回転移動する案内体を備え、前記クランクロッドの先端部は、案内体の移動に合わせて移動させても良い。

前記案内体は、それぞれの腕のなす角が一定の２本の腕を備え、前記腕の一方は、前記振幅ロッドに対して回動自由に接続し、前記腕の他方の先端部には前記案内軸と平行な垂直軸が配置され、前記垂直軸に対して前記クランクロッドの先端部が回動自由に接続しても良い。

水平もしくは垂直方向に回転しながら下糸の供給を行う釜を備え、前記針棒が前記釜の回転方向と逆方向に移動した場合には、前記垂直軸は、前記釜に近づくように移動するように振幅しても良い。

本発明によれば、針棒の揺動に対応するように縫い針の運動軌跡を変化させることで、針と釜の位置関係の変化により生じる縫い条件（針変位量）の変化を補正することができ、振幅の幅を広くした場合でも適正な縫目を形成することが可能となる。さらに従来のミシンの構造を大きく変更させることなく上記の効果を得ることができる。

本実施形態のミシンの内部構造を示す線図である。 本実施形態のミシンの制御手段の構成を示すブロック図である。 本実施形態のミシンにおける第２のモータ５ａのモータ軸クランクの接続部の移動位置を示す図である。 本実施形態のミシンにおいて針棒１が中基線に位置する場合の上軸、針棒クランク、針棒クランクロッドの位置関係を示した図である。 本実施形態のミシンにおいて針棒１が右基線に位置する場合の上軸、針棒クランク、針棒クランクロッドの位置関係を示した図である。 本実施形態のミシンの右基線時の内部構造を示す線図である。 本実施形態のミシンの左基線時の内部構造を示す線図である。 本実施形態のミシンにおいて出力軸がＯＡ_１に位置する場合における針１ｂの最下点付近の運動軌跡を示す図である。 本実施形態のミシンにおいて出力軸がＯＡ_２に位置する場合における針１ｂの最下点付近の運動軌跡を示す図である。 本実施形態のミシンにおいて、出力軸が変化することによる針棒ストロークＳの変化を示す図である。 本実施形態のミシンにおいて、出力軸が変化することによる補助ロッド１３の傾き変化による針棒ストロークＳの変化を示す図である。 従来のミシンにおける針釜交差位相と、針変位量δの関係を示した図である。 ミシンにおける適正な縫い目を形成するための必要最小針変位量及び許容最大針変位量を示した図である。 従来のミシンにおいて、針棒位置が変化した場合における針変位量の変化を示した図である。 本実施形態のミシンにおいて、案内体位置が変化した場合における針変位量の変化を示した図である。 本実施形態のミシンにおいて、針棒位置と案内体位置が同時に変化した場合における針変位量の変化を示した図である。

［１．第１の実施形態］
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、特に（３）〜（５）の点について重点的に説明する。
（１）概略構成
（２）制御手段Ｃ
（３）針棒１を上下に揺動させる針棒上下揺動部Ａ
（４）針棒１を左右に振幅させる針棒左右振幅部
（５）針棒１の上下動の位相を補正する針棒位相補正部
（１）〜（５）以外のミシンの詳細な構成についての説明は省略するが、本発明の実施形態は、ジグザグ縫いミシンなどの現在又は将来において利用可能なあらゆるミシンに適用することができる。

［１−１．構成］
（１）概略構成
図１は、本実施形態のミシンの内部構造を示す線図である。図１において、布送り方向をＹ方向、布送り方向に直交する方向をＸ方向、垂直方向をＺ方向とする。図１に示す様に、ミシンは、針棒１と釜２を有する。針棒１は、上糸を針穴１ａに通す針１ｂを支持する部材である。針１ｂには、糸供給源から上糸が、不図示の天秤を介して供給される。天秤は、針１ｂに供給される上糸の供給量を変化させる。釜２は、下糸が巻かれたボビンを収納する不図示の内釜と、上糸を捕捉する外釜２ａを有する。外釜２ａは、剣先２ｂで上糸を捕捉する。不図示の第１のモータ５による駆動力は、上軸３を回転運動させ、針棒１や図示しない天秤に伝達される。また、上軸３の回転運動は、歯付きプーリ３ａ、歯付きプーリ４ａ及び歯付きベルト６により下軸４にも伝達され、釜２や図示しない布送り機構に伝達される。

（２）制御手段Ｃ
図２は、本実施形態のミシンの制御手段Ｃの構成を示す図である。本実施形のミシンでは、ユーザが指定したジグザグ縫いの大きさに応じた縫い目を形成するために制御手段Ｃを備える。制御手段Ｃは、振幅幅決定部Ｃ１とモータ制御部Ｃ２とを備える。この制御手段Ｃには、振幅入力部Ｉ１と縫製指示入力部Ｉ２とが接続される。

振幅入力部Ｉ１は、ユーザが希望する振幅の大きさを受け付ける。振幅入力部Ｉ１は、受け付けた振幅の大きさに応じた信号を出力する。振幅入力部Ｉ１は、タッチパネルや機械式ダイヤルや調整つまみ等の入力インターフェースである。

縫製指示入力部Ｉ２は、ユーザからの縫製指示を受け付ける。縫製指示入力部Ｉ２は、受け付けた縫製指示に従い信号を出力する。縫製指示入力部Ｉ２は、フットコントローラーやミシンに設けられるスイッチなどの入力インターフェースである。

振幅幅決定部Ｃ１は、ユーザの希望に応じた針棒１の振幅量を決定する。振幅幅決定部Ｃ１は、振幅入力部Ｉ１からの信号を受け付ける。そして信号に応じた振幅量を決定する。決定した振幅量はモータ制御部Ｃ２に伝達される。

モータ制御部Ｃ２は、第１のモータ５及び第２のモータ５ａに対する駆動指示を出力する。駆動指示は、縫製指示入力部Ｉ２からの信号や振幅幅決定部Ｃ１からの振幅量に応じて出力される。

図３は第２のモータ５ａのモータ軸クランクの接続部の移動位置を示す図である。第２のモータ５ａは、出力点Ｐ２に対して駆動力を伝達し、その位置を移動させる。第２のモータ５ａでは、振幅幅決定部Ｃ１からの振幅量に応じて出力点Ｐ２を移動させる位置を変更する。

（３）針棒上下揺動部Ａ
針棒上下揺動部Ａは、第１のモータ５、上軸３、針棒クランク７、針棒クランクロッド８、補助ロッド１３、針棒抱き９、針棒１から構成される。上軸３と針棒１は、針棒クランク７、針棒クランクロッド８、補助ロッド１３及び針棒抱き９を介して連結される。上軸３からの駆動力は針棒１に伝達される。

上軸３は、ミシン内部に固定された不図示の軸受けにより、回動自在に支持されている。上軸３は、布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ方向）の回転軸を有する。上軸３には、第１のモータ５からの駆動力が伝達され、回転軸を中心に回転する。上軸３の先端部には、針棒クランク７が設けられる。

針棒クランク７は、上軸３の一端を略直角方向に折り曲げたものである。針棒クランク７は、上軸３と同期して回転する。針棒クランク７の先端部には、針棒クランクロッド８との接続部７ａが設けられる。接続部７ａは、針棒クランク７の先端部を略直角方向に折り曲げたものである。接続部７ａは、布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ方向）に延びる軸である。この接続部７ａを介して針棒クランク７と針棒クランクロッド８の上端とが接続される。針棒クランクロッド８は、接続部７ａを中心に回動自在に接続される。また、針棒クランクロッド８は、接続部７ａに沿って布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ軸方向）にスライド可能に接続される。

針棒クランクロッド８は、上下方向を逆さにした略Ｔ文字形状である。針棒クランクロッド８は、垂直部８ａと水平部８ｂとから構成される。

垂直部８ａは、垂直方向（図１中Ｚ方向）に延びる軸状の部材である。垂直部８ａの上端には、針棒クランクロッド８が接続される。また、垂直部８ａの下端には水平部８ｂが位置する。

水平部８ｂは、棒状の部材である。水平部８ｂは、上軸３と平行、つまり布送り方向に対して直交する方向（図１中Ｘ方向）に延びる。水平部８ｂの一方の端部は案内体１２の垂直軸１２ａと接続する。水平部８ｂは、この垂直軸１２ａに沿って、垂直方向にスライド可能である。また、水平部８ｂは垂直軸１２ａを中心に回動自在に接続される。

後述するように、垂直軸１２ａは案内軸１１を中心に回転移動する。この際、垂直軸１２ａに合わせて水平部８ｂも移動する。垂直軸１２ａの移動による水平部８ｂの移動方向は、布送り方向である。また、移動前の水平部８ｂと移動後の水平部８ｂとは平行になる。水平部８ｂの向きは、上記構成により水平部８ｂの位置が変化しても、布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ軸方向）に保たれる。

水平部８ｂの他方の端部は補助ロッド１３と接続する。補助ロッド１３は、棒状の部材である。補助ロッド１３の一端は水平部８ｂに沿ってスライド可能に接続される。また、補助ロッド１３は、水平部８ｂを中心に回動自在に接続される。この構成により、補助ロッド１３は、水平部８ｂの位置の水平方向の位置の変化に応じて、傾きを変化させる。一方、水平部８ｂが垂直方向に平行移動する際には、Ｙ視した場合、すなわち布送り方向（図１中Ｙ軸方向）から見た場合の傾きが一定になるように支持される。図１において、水平部８ｂは、補助ロッド１３が鉛直方向に傾く位置に配置される。この状態で、水平部８ｂが垂直軸１２ａに沿って垂直方向に往復する。この場合には、補助ロッド１３は、鉛直方向に傾いたまま、その傾きを保持しつつ、垂直方向に往復運動する。そのため、補助ロッド１３の上下方向の動力を、針棒抱き９を介して伝達されている針棒１は、水平部８ｂの垂直方向の往復運動に合わせて、垂直方向に往復運動する。

以上のように、第１のモータ５、上軸３、針棒クランク７、針棒クランクロッド８、補助ロッド１３、及び針棒１は、針棒上下揺動部Ａを構成する。第１のモータ５により発生した駆動力は、上軸３、針棒クランク７、針棒クランクロッド８、及び補助ロッド１３を介して、針棒１を垂直方向に揺動させる。針棒上下揺動部Ａのうち上軸３、針棒クランク７、及び針棒クランクロッド８は、スライダクランク機構と言い換えることもできる。

図４は、針棒１が中基線に位置する場合の上軸３、針棒クランク７、針棒クランクロッド８の位置関係を示した図である。図４の上下方向が図１の垂直方向（Ｚ軸方向）に方向に相当する。図４の左右方向が図１の布送り方向（Ｙ軸方向）に相当する。図４に示すように、上軸３は入力軸Ｉ、針棒クランク７は節ａ、針棒クランクロッド８は節ｂ、針棒クランク７の接続部７ａは間接ｃ、針棒クランクロッド８の水平部８ｂは出力点Ｐ１、また垂直軸１２ａは出力軸ＯＡとみなすこともできる。図４においては、図１においてＸ視した場合に、出力軸ＯＡが上軸３と同一平面上に位置する、すなわち交差している。この位置にある出力軸ＯＡを出力軸ＯＡ_１とし、水平部８ｂが出力軸ＯＡ_１上を往復運動する。

一方、スライダクランク機構は出力軸ＯＡを出力軸ＯＡ_１から平行移動させることで、偏りスライダクランク機構となる。図５は、針棒１が右基線に位置する場合の上軸３、針棒クランク７、針棒クランクロッド８の位置関係を示した図である。図５に示すような偏りスライダクランク機構では、図１においてＸ視した場合に出力軸ＯＡが上軸３と同一平面上に位置しない、すなわち交差しない。この位置にある出力軸ＯＡを出力軸ＯＡ_２とし、水平部８ｂが、出力軸ＯＡ_２上を往復運動する。

（４）針棒左右振幅部
針棒左右振幅部は、第２のモータ５ａ、振幅ロッド５ｂ、針棒支持体５ｃ、及び針棒１とから構成される。第２のモータ５ａと針棒１は、振幅ロッド５ｂ、及び針棒支持体５ｃを介して連結している。それらを介して第２のモータ５ａの駆動力は、針棒１に伝達される。

第２のモータ５ａは、制御手段Ｃの指示により駆動し回転軸５１ａを回転させる。第２のモータ５ａは、回転軸５１ａを時計まわり方向に回転させる正回転動作と、回転軸５１ａを反時計まわり方向に回転させる反回転動作との切り替えが可能である。

第２のモータ５ａの回転軸５１ａは、布送り方向（図１中Ｙ軸方向）に延びる軸である。回転軸５１ａの先端部にはモータ軸クランク５１ｂが設けられる。モータ軸クランク５１ｂは、回転軸５１ａの一端を略直角方向に折り曲げたものである。モータ軸クランク５１ｂは、回転軸５１ａと同期して回転する。モータ軸クランク５１ｂには、振幅ロッド５ｂとの接続部５１ｃが設けられる。接続部５１ｃは、モータ軸クランク５１ｂの先端部を略直角方向に折り曲げたものである。接続部５１ｃは、り、布送り方向（図１中Ｙ軸方向）に延びる軸である。第２のモータ５ａは、接続部５１ｃを出力点Ｐ２として駆動力を伝達させて、出力点Ｐ２を移動させる。

図３は、モータ軸クランク５１ｂの先端部の接続部５１ｃ、すなわち出力点Ｐ２の軌跡を示した図である。接続部５１ｃは、布送り方向（図１中Ｙ軸方向）から見た場合に、Ｚ−Ｘ平面上において回転軸５１ａを中心とした円周上を移動する。接続部５１ｃは、円周上に設けられる左基線ポイントＰ２_ｌｅｆｔ、中基線ポイントＰ２_{ｃｅｎｔｅｒ}、右基線ポイントＰ２_{ｒｉｇｈｔ}間を移動する。左基線ポイントＰ２_ｌｅｆｔとは、針１ｂが左基線となる接続部５１ｃの位置である。中基線ポイントＰ２_{ｃｅｎｔｅｒ}とは、針１ｂが中基線となる接続部５１ｃの位置である。右基線ポイントＰ２_{ｒｉｇｈｔ}とは、針１ｂが右基線となる接続部５１ｃの位置である。

このように移動する接続部５１ｃを介して、モータ軸クランク５１ｂと振幅ロッド５ｂとは接続する。振幅ロッド５ｂは、接続部５１に沿って、布送り方向（図中Ｙ軸方向）にスライド可能に接続される。また、振幅ロッド５ｂは接続部を中心に回動自在に接続される。したがって、接続部５１ｃが回転運動することにより布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ軸方向）において距離Ｌ動いた場合には、振幅ロッド５ｂも布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ軸方向）に距離Ｌ移動する。

また、振幅ロッド５ｂの中央部には、垂直方向（図１中Ｚ方向）に延びる腕５２ａが設けられる。腕５２ａは、後述する案内体１２の案内体腕１２ｂと接続する。案内体腕１２ｂは、案内軸１１を中心に回転移動する。

振幅ロッド５ｂは、針棒支持体抱き５３ａを介して針棒支持体５ｃと接続する。針棒支持体５ｃは、針棒支持体抱き５３ａ、針棒支持軸５３ｂ、下腕５３ｃ、上腕５３ｄとから構成される。針棒支持軸５３ｂは、垂直方向に延びる棒状の部材である。針棒支持軸５３ｂは、上端部をミシンの本体に固定された軸１０と接続する。この軸１０は、布送り方向（図１中Ｙ軸方向）に延びる軸である。針棒支持軸５３ｂは、軸１０を中心に自在に回動する。針棒支持軸５３ｂの下端は、略直角方向に折れ曲がっており、下腕５３ｃとなる。下腕５３ｃは、布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ方向）に延びる部材である。下腕５３ｃの先端部には、針棒１との接続部が設けられる。また、針棒支持軸５３ｂの中央部には上腕５３ｄが設けられる。上腕５３ｄは、布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ方向）に延びる部材である。上腕５３ｄの先端部には、針棒１との接続部が設けられる。下腕５３ｃと上腕５３ｄは、針棒１を垂直方向にスライド可能に支持する。

以上のように第２のモータ５ａ、振幅ロッド５ｂ、針棒支持体５ｃ、針棒１は、針棒左右振幅部を構成する。第２のモータ５ａにより発生した駆動力は、振幅ロッド５ｂ及び針棒支持体５ｃを介して、針棒１を布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ方向）に搖動させる。

（５）針棒位相補正部
針棒位相補正部は、第２のモータ５ａ、振幅ロッド５ｂ、案内体１２、針棒クランクロッド８から構成される。第２のモータ５ａと針棒クランクロッド８は、振幅ロッド５ｂ及び案内体１２を介して連結される。第２モータ５ａで発生した駆動力により、針棒クランクロッド８の水平部８ａの出力軸ＯＡである垂直軸１２ａを移動させる。

振幅ロッド５ｂは、案内体１２と接続される。案内体１２は、ミシン本体に固定された案内軸１１を中心に回動する部材である。案内体１２は、垂直軸１２ａ、案内体腕１２ｂ、上腕１２ｃ、下腕１２ｄから構成される。

垂直軸１２ａは、案内軸１１に沿って垂直方向（図１中Ｚ軸方向）に延びる軸である。垂直軸１２ａは、針棒クランクロッド８の水平部８ｂと接続する。垂直軸１２ａは、垂直軸１２ａに対してスライドする針棒クランクロッド８の水平部８ｂの動きを規制する部材である。垂直軸１２ａは、上腕１２ｃ及び下腕１２ｄを介して接続される。案内軸１１は、ミシン本体に固定され垂直方向（図１中Ｚ軸方向）に延びる棒状の部材である。上腕１２ｃ及び下腕１２ｄは、案内軸１１を中心に回動自在に接続する。

案内体腕１２ｂは、水平方向に延びる棒状の部材である。案内体腕１２ｂの一方の端部は腕５２ａと接続される。腕５２ａは、振幅ロッド５ｂの垂直方向に延びる軸である。案内体腕１２ｂは、腕５２ａを中心に回動自在に接続される。

また、案内体腕１２ｂの他方の端部は、上腕１２ｃと接続される。上腕１２ｃと案内体腕１２ｂは角度を固定し接続される。案内体腕１２ｂは、腕１２ｃと接続する部分で、案内軸１１と接続する。案内体腕１２ｂは、案内軸１１を中心に回動自在に接続する。

この案内体１２に振幅ロッド５ｂを介して、第２のモータ５ａの駆動力が伝達される。案内体１２はこの駆動力により案内軸１１を中心に回転する。すなわち、振幅ロッド５ｂが布送り方向とは直交する方向（図１中Ｘ軸方向）の距離Ｌ移動した場合は、案内体１２はその距離Ｌ分だけ回転運動を行う。

案内体腕１２ｂが案内軸１１を中心に回転移動すると、それに伴って、上腕１２ｃ、垂直軸１２ａ、下腕１２ｄも同期して移動する。つまり、案内体腕１２ｂと腕１２ｃは、角度を固定し接続されている。そのため、上腕１２ｃは案内体腕１２ｂと同期して案内軸１１を中心に回転する。また、上腕１２ｃと垂直軸１２ａも角度を固定して接続されている。そのため、上腕１２ｃと同期して、垂直軸１２ａも案内軸１１を中心に動く。

図１中Ｘ視した場合、垂直軸１２ａは、垂直方向に延びたまま平行移動する。すなわち、移動しても垂直軸１２ａの傾きは一定である。垂直軸１２ａが移動すると、それに伴い、水平部８ｂの出力軸ＯＡが移動する。

以上のように第２のモータ５ａ、振幅ロッド５ｂ、案内体１２、針棒クランクロッド８は、針棒位相補正部を構成する。第２のモータ５ａにより発生した駆動力は、振幅ロッド５ｂ、及び案内体１２を介して、水平部８ｂの出力軸ＯＡを平行移動させる。

［１−２．作用］
以上のような構成を要するミシンの各部の動作について説明する。

（１）第２のモータ５ａ駆動時の各部の動作
図６は、接続部５１ｃを右基線ポイントＰ２_{ｒｉｇｈｔ}に位置させた場合のミシンの構成を示す図である。図６において、接続部５１ｃは図１の位置から反時計周り方向（矢印Ｒ１）に移動している。接続部５１ｃの移動に伴い、振幅ロッド５ｂが布送り方向とは直交する方向図（矢印Ｒ２）に移動する。振幅ロッド５ｂが移動することにより、針棒支持体５ｃも、布送り方向とは直交する方向（図中Ｘ方向）で、布送り方向に対して右方向（矢印Ｒ３）に移動する。これにより、針棒１も、布送り方向に対して右方向（矢印Ｒ３）に移動する。

また、振幅ロッド５ｂと連結する案内体１２は、振幅ロッド５ｂが移動することにより、案内軸１１を中心に回転運動する。すなわち、案内体１２の案内体腕１２ｂが、案内軸１１を中心に時計回り方向（矢印Ｒ４）に回転移動する。これに伴い、案内体腕１２ｂと同期して動く垂直軸１２ａは、案内軸１１を中心に時計回り方向（矢印Ｒ５）に回転移動する。これにより、垂直軸１２ａは、Ｘ視した場合に、布送り方向の上流側に平行移動する。

図７は、接続部５１ｃを左基線ポイントＰ２_ｌｅｆｔに位置させた場合のミシンの構成を示す図である。図７において、接続部５１ｃは図１の位置から時計周り方向（矢印Ｌ１）に移動している。接続部５１ｃの移動に伴い、振幅ロッド５ｂが布送り方向とは直交する方向図（矢印Ｌ２）に移動する。振幅ロッド５ｂが移動することにより、針棒支持体５ｃも、布送り方向とは直交する方向（図中Ｘ方向）で、布送り方向に対して左方向（矢印Ｌ３）に移動する。これにより、針棒１も、布送り方向に対して左方向（矢印Ｌ３）に移動する。

また、振幅ロッド５ｂと連結する案内体１２は、振幅ロッド５ｂが移動することにより、案内軸１１を中心に反時計回りに回転運動する。すなわち、案内体１２の案内体腕１２ｂが、案内軸１１を中心に反時計回り方向（矢印Ｌ４）に回転移動する。これに伴い、案内体腕１２ｂと同期して動く垂直軸１２ａは、案内軸１１を中心に反時計回り方向（矢印Ｌ５）に回転移動する。これにより、垂直軸１２ａは、Ｘ視した場合に、布送り方向の下流側に平行移動する。

（２）出力軸ＯＡの移動
以下では、接続部５１ｃが中基線ポイントＰ２_{ｃｅｎｔｅｒ}に位置する場合の出力軸ＯＡ_１と、接続部５１ｃが右基線ポイントＰ２_{ｒｉｇｈｔ}に位置する場合の出力軸ＯＡ_２との違いについて説明する。

（２−１）中基線における出力軸ＯＡ_１
前述したように、図４の入力軸Ｉは上軸３、節ａは針棒クランク７、節ｂは針棒クランクロッド８である。また、間接ｃは接続部７ａであり、出力点Ｐ１は水平部８ｂである。この場合、モータ軸クランクの接続部５１ｃである出力点Ｐ２は、中基線ポイントＰ２_{ｃｅｎｔｅｒ}に位置する。

図４において、入力軸Ｉは１点に位置を固定して回転する。入力軸Ｉの回転角度をε［゜］とする。節ａの一端には、間接ｃが設けられる。節ａは、入力軸Ｉと同期して回転する。間接ｃは、入力軸Ｉを中心とし、半径を節ａとする円Ｏの円周上を移動する。円Ｏにおいて、間接ｃが垂直方向（Ｚ軸方向）において最も高い位置となる場合の入力軸Ｉの回転角度を基準角（ε＝０゜）とする。

入力軸Ｉの回転による駆動力は、節ａ及び節ｂを介して出力点Ｐ１に伝達される。出力点Ｐ１となる針棒クランクロッド８の水平部８ｂは、垂直軸１２ａにより垂直方向（Ｚ軸方向）に動きが規制される。つまり、垂直軸１２ａにより、出力点Ｐ１は、入力軸Ｉと円Ｏの最下点（ε＝１８０゜）との延長線上を往復運動する。出力点Ｐ１が往復運動する軸を出力軸ＯＡ_１とする。

入力軸Ｉの回転角度が０［゜］の場合には、間接ｃは最上位点に位置する。この際、出力点Ｐ１も出力軸ＯＡ_１の最上位点に位置する。また、入力軸Ｉの回転角度が１８０［゜］の場合には、間接ｃは最下位点に位置する。この際、出力点Ｐ１も出力軸ＯＡ_１の最下位点に位置する。

また、図４上出力軸ＯＡ_１と針棒１とは重なって配置される。出力点Ｐ１である針棒クランクロッド８の水平部８ｂと針棒１の針棒抱き９とは、補助ロッド１３により連結されている。このため、水平部８ｂと針棒抱き９とは同期して動く。つまり、出力点Ｐ１が出力軸ＯＡ_１の最上位点にある場合（ε＝０゜）には、針棒抱き９もその動作軸における最上位点に位置する。一方、出力点Ｐ１が出力軸ＯＡ_１の最下位点にある場合（ε＝１８０゜）には、針棒抱き９もその動作軸における最下位点に位置する。図８では、入力軸の回転角度ε＝１８０［゜］付近における針１ｂの軌跡（針変位量）を示す。図８に示す様に、入力軸の回転角度ε＝１８０゜において、針１ｂは最下位点に位置する。

（２−２）右基線における針棒クランクロッドの出力軸ＯＡ_２
図５は、図３において接続部５１ｃが右基線ポイントＰ２_{ｒｉｇｈｔ}に位置する場合にＸ視した、上軸３（入力軸I）、針棒クランク７（節ａ）、及び針棒クランクロッド８（節ｂ）の位置関係を示した図である。図５では、出力軸ＯＡが、出力軸ＯＡ_１の位置から布送り方向（Ｙ軸方向）において距離ｄ移動している。図５における出力点を出力点Ｐ１ｄとする。出力点Ｐ１ｄが往復運動する軸を出力軸ＯＡ_２とする。

図５においても、入力軸Ｉは１点に位置を固定して回転する。入力軸Ｉの回転による駆動力は、節ａ及び節ｂを介して出力点Ｐ１ｄに伝達される。出力点Ｐ１ｄとなる針棒クランクロッド８の水平部８ｂは、垂直軸１２ａにより垂直方向（Ｚ軸方向）に動きが規制される。垂直軸１２ａの位置が、中基線の場合の位置からＹ軸と平行に距離ｄ移動している。そのため、出力軸ＯＡ_２の位置も、出力軸ＯＡ_１に対して距離ｄ平行移動する。

出力点Ｐ１ｄは、出力軸ＯＡ_２上を往復運動する。出力軸ＯＡ_２の位置は、入力軸Ｉと円Ｏの最下点（ε＝１８０゜）との延長線上よりズレている。このため、図４の中基線の場合と異なり入力軸の回転角度ε＝０゜の場合でも、出力点Ｐ１ｄは出力軸ＯＡ_２の最上位点に位置しない。出力点Ｐ１ｄが出力軸ＯＡ_２における最上位点に位置する場合は、Ｙ−Ｚ平面において節ａと節ｂとが重なる場合である。その際の入力軸の回転角度をε_ｈ［゜］とする。同様に、入力軸の回転角度ε＝１８０゜の場合でも、出力点Ｐ１ｄは出力軸ＯＡ_２の最下位点に位置しない。出力点Ｐ１ｄが出力軸ＯＡ_２における最下位点に位置する場合は、Ｙ−Ｚ平面において節ａと節ｂとが重ならず一直線になる場合であり、その際の入力軸の回転角度をε_ｌ［゜］とする。

また、図５上、出力軸ＯＡ_２と針棒１とは、距離ｄ離れて配置される。すなわち、Ｙ−Ｚ平面上において、針棒１は入力軸Ｉと円Ｏの最下点（ε＝１８０゜）との延長線上に位置する。これに対して、出力軸ＯＡ_２は針棒１から平行に距離ｄ移動している。この場合にでも、補助ロッド１３により、水平部８ｂと針棒抱き９とは同期して動く。言い換えると水平部８ｂと針棒抱き９との垂直方向の移動量は等しくなる。つまり、出力点Ｐ１ｄが出力軸ＯＡ_２の最上位点にある場合（ε＝ε_ｈ゜）には、針棒１もその動作軸における最上位点に位置する。また、出力点Ｐ１ｄが出力軸ＯＡ_２の最下位点にある場合（入力軸の回転角度ε＝ε_ｌ゜）には、針棒１もその動作軸における最下位点に位置する。

図９は、入力軸の回転角度ε＝１８０゜付近における針１ｂの軌跡を示す図である。図９に示す様に、中基線の場合と比較して針１ｂの最下位点の高さはほぼ変わらず、最下位点となるタイミングが早くなる。つまり、入力軸の回転角度εを０゜から徐々に増やすと、それに伴い針１ｂは徐々に下がる。そして、入力軸の回転角度ε＝ε_ｌ゜＜１８０゜において針１ｂは最下位点に位置する。

また、入力軸の回転角度ε_ｌ゜における針１ｂの最下位点の高さは、補助ロッド１３により中基線における針１ｂの最下位点の高さとほぼ等しくなる。

（２−３．補助ロッドによる高さ補正）
針１ｂの運動軌跡は、出力点Ｐ１ｄの軌跡とほぼ連動しており、この出力点Ｐ１ｄの運動軌跡の最下位は、出力点Ｐ１の運動軌跡における最下位点より高い位置にある。そのため、右基線における針１ｂの最下位点は、中基線における針１ｂの最下位点より高くなるはずであるが、補助ロッド１３が針１ｂの位置を補正することで、右基線の針１ｂの最下位点の高さは、中基線における針１ｂの最下位点の高さとほぼ等しくなる。以下では、補助ロッド７による針１ｂの高さ補正について説明する。

図１０は、出力軸ＯＡ_１と出力軸ＯＡ_２における出力点のストローク範囲を示す図である。図１０では、入力軸Ｉに対して交差する出力軸ＯＡ_１における出力点Ｐ１（水平部８ｂ）の上下移動のストロークＳ１を太点線の矢印で示し、入力軸Ｉに対して交差しない出力軸ＯＡ_２における出力点Ｐ１（水平部８ｂ）の上下移動のストロークＳ２を太実線の矢印で示す。図１０に示すように出力軸ＯＡを変化させた場合、出力点Ｐ１（水平部８ｂ）の最上位位置および最下位位置は、それぞれ節ｂを半径とする円弧上に位置し、Ｓ２はＳ１に対しその矢高分（＝Δｈ１）上方にシフトする。

一方、図１１は、出力軸ＯＡ_１と出力軸ＯＡ_２の場合の補助ロッド１３の傾きと針棒抱き９のストローク範囲を示す図である。図１１では説明のために、出力点Ｐ１（水平部８ｂ）の位置は出力軸ＯＡが変化しても同じ高さにあると仮定している。図１１では、入力軸Ｉに対して交差する出力軸ＯＡ_１における針棒抱き９の上下移動のストロークＳ３を太点線の矢印で示し、入力軸Ｉに対して交差しない出力軸ＯＡ_２における針棒抱き９の上下移動のストロークＳ２を太実線の矢印で示す。本実施形態では図１上Ｘ視した場合、針棒１は出力軸ＯＡと同軸上に配置されている。したがって、出力軸ＯＡがＯＡ_１にある場合、出力軸ＯＡと針棒１ｂが同軸上に位置する。そのため、補助ロッド１３も同軸上に位置し出力点Ｐ１の上下運動を針棒１ｂに伝達する。一方、出力軸ＯＡをＯＡ_２に移動させた場合、出力軸ＯＡと針棒１ｂの相対位置が変化する。そして、補助ロッド１３がその傾きを変えることで、位置変化に対応する。これにより、図１１に示すように出力軸ＯＡを変化させ、補助ロッド１３がθ°傾いた場合、ストロークＳ４はストロークＳ３に対し補助ロッド１３の傾き分（Δｈ２＝補助ロッド１３の長さ×（１−ｓｉｎθ））下方にシフトする。

本実施形態では、図１０で示したスロトークＳ２の上方シフトと、図１１で示したストロークの下方シフトＳ４が同時に作用する。つまり、補助ロッド１３は出力軸ＯＡの変更に伴い傾きを変えることで出力軸ＯＡを変更することによって生じるストロークＳ２の上方シフトを補正する作用が得られる。この作用により、左の基線と中基線の場合の針１ｂの最下位点の高さが、ほぼ等しくなる。

以上のように出力軸ＯＡの位置を移動させることにより、針棒１の軌跡を変更させることができる。すなわち、図４の中基線の位置から、図５の右基線の位置に変更することで、右基線の針棒位相を中基線の針棒位相と比較して早める補正を行っている。一方、左基線の場合には、中基線の針棒位相と比較して遅くする補正を行っている。

（３）縫い目の形成
本実施形態のミシンでは、針１ｂの針穴１ａに上糸を通し、下糸が巻かれたボビンが内釜に収納された状態で、上軸３が駆動されることにより、縫い目が形成される。具体的には、第１のモータ５により上軸３が駆動されると、上軸３の回転運動をスライダクランク機構が往復運動に変換する。これにより、針棒１が上下動される。また、上軸３の回転は、上軸プーリ３ａ、歯付ベルト６、下軸プーリ４ａを介して下軸４に伝えられる。上軸３の回転により下軸４が回転されると、釜２が回転される。

このような動作において、針１ｂが布を貫通し針最下位点まで移動する。その後、針１ｂはある程度上昇するが、上糸は布との摩擦により布の上面に抜けることができないため、布の下面において糸輪が形成される。この糸輪内を外釜２ａの剣先２ｂが通過することで、糸輪を下糸が巻かれたボビンがくぐり、上糸と下糸が絡み合うことで縫い目が形成される。この時の針１ｂと釜２の剣先２ｂが交差し剣先２ｂが糸輪を捕捉する際の位相を針釜交差位相とする。図１２では、ミシンにおいて、針先軌跡と釜２の剣先軌跡と、針釜交差位相との相関を示す。図１２の横軸は上軸３および下軸４の位相を示し、縦軸は針１ｂの先端および外釜２ａの剣先２ｂの軌跡を擬似的に表したものである。図１２では、針釜交差位相は２０５［゜］付近であり、針釜交差位相における針１ｂが下死点から上昇する量を、針変位量δとして示す。

（３−１）糸輪の形成
図１３は、各針変位量δにおける糸輪の形状を示す図である。糸輪の大きさは、針１ｂが最下点から上昇する量に依存する。δ１は、針１ｂの過小変位量を示している。δ１のように針１ｂの変位量が小さすぎると糸輪を形成することができない、または形成できたとしても糸輪が小さく剣先２ｂが糸輪に入りこむことができない状態となる。一方、δ４は、針１ｂの過大変位量を示している。δ４のように針１ｂの変位量が大きすぎると糸輪が大きくなりすぎ、糸の自重やひねりにより潰れてしまい、剣先２ｂが糸輪に入り込むことができない。このように、針変位量が小さすぎたり大きすぎたりすると、縫い目を形成することができない。

従って、正常な縫い目を形成するためには、針変位量を糸輪が形成でき、外釜２ａの剣先２ｂが糸輪の内側に入り込むことができる量とすることが必要となる。図１３では、必要最小変位量をδ２とし、許容最大変位量をδ３として示す。正常な縫い目を形成するには、針変位量をδ２以上δ３以下とする必要がある。

（３−２）従来のミシンにおけるジグザグ縫い時における針１ｂの軌跡
針棒振幅機構が、第２のモータ５ａの駆動力で針棒１を布送り方向に対して交差するように揺動させることにより、ジグザグの縫い目が形成される。従来のミシンにおいて、ジグザグ縫いを行った場合の、針１ｂと外釜２ａの剣先２ｂの相対動作の変化を図１４に示す。図１４の横軸は上軸３および下軸４の位相を示し、縦軸は針１ｂの先端および外釜２ａの剣先２ｂの軌跡を擬似的に表したものである。なお、剣先２ｂの軌跡は、実際の軌跡とは多少異なるが、説明の便宜上連続した線で図示されている。図１４の例では、釜２は反時計回りに回転するものとする。

図１４において、実線で書かれた針１ｂの軌跡は、針棒左右振幅部が動作しておらず、針１ｂが中央である中基線にある状態を示している。また、太線で書かれた軌跡は、針棒左右振幅部により、針１ｂが左右に揺動している状態を示している。図中の針釜交差位相では、針１ｂと剣先２ｂは最も近接した状態にある。この針釜交差位相において、上糸の糸輪内に剣先２ｂが入り込む。

上述の通り、縫い目を形成するためには、針変位量を必要最小変位量δ２以上、許容最大変位量δ３以下に設定する必要がある。しかし、ジグザグ縫い時には、釜２の位置は一定であるが、針１ｂが中基線にある状態から左右に揺動するため、針１ｂと釜２の相対的な位置関係が変化する。この位置関係の変化は、針変位量にも影響を与える。

例えば、従来のミシンにおいて針１ｂを右に移動させた場合の針変位量をδＲ１とすると、中基線にある状態の針変位量δよりも小さくなる。また、針１ｂを左に移動させた場合の針変位量をδＬ１とすると、中基線にある状態の針変位量δよりも大きくなる。すなわち、中基線にある状態の針変位量δを適切な値に設定していたとしても、針１ｂが左右に揺動することにより、δＲ１が最小必要変位量δ２未満となる、またはδＬ１が許容最大変位量δ３を超え、正常な糸輪を形成することができなくなる場合がある。

このような針１ｂの位置変化による針変位量の変化は、針１ｂを左右に揺動させる振幅量Ｚに比例して増大する。従って、従来のミシンにおいては、針変位量がδ２＜δＲ１＜δ＜δＬ１＜δ３の関係を満たさなければ縫い目を形成できないことから、振幅量Ｚの最大値が自ずと決定されてしまい、たとえそれ以上の大きな振幅を必要とする模様を縫いたいというニーズがあったとしても技術的に困難であった。

（３−３）本実施形態ミシンの動作
以下では、ミシン全体がどのように動くのかの説明を行う。

本実施形態のミシンでジグザグ縫いを行う場合には、第２のモータ５ａの駆動力により接続部５１ｃの位置を変更させて、針棒１を左右に振幅させる。また、接続部５１ｃの位置が変化すると、それに伴い針１ｂの基線と、出力軸ＯＡの位置が変化する。

本実施形態のミシンにおいてもジグザグ縫いを行うと前述の通り針１ｂの基線に応じて針変位量が変化する。一方で、針変位量は出力軸ＯＡの位置に応じても変化する。本実施形態のミシンの針変位量は、基線に応じた針変位量と出力軸ＯＡの位置に応じた針変位量とを合成した針変位量となる。

（ａ）出力軸ＯＡの位置に応じた針変位量
図１５は、出力軸ＯＡの位置の変化に応じた針変位量に着目した場合の接続部５１ｃの位置、出力軸ＯＡの位置、及び針１ｂと剣先２ｂの位相を示す。図１５では、説明のために針１ｂの基線の変化による針変位量は無視している。

図１５の出力軸ＯＡの位置は、図１においてＸ視した場合の針棒１の位置を基準位置０とする。基準位置より布送り方向上流側をプラス、布送り方向下流側をマイナスとする。

図１５に示すように、接続部５１ｃは第２のモータ５ａの駆動タイミングに合わせてＰ２_ｌｅｆｔまたはＰ２_{ｒｉｇｈｔ}へ移動する。その際、出力軸ＯＡも接続部５１に合わせて移動する。接続部５１がＰ２_{ｒｉｇｈｔ}に移動する場合には、出力軸ＯＡは基準位置より布送り方向上流側にｄ離れた位置に移動する。接続部５１がＰ２_ｌｅｆｔに移動する場合には、出力軸ＯＡは基準位置より布送り方向下流側にｄ（−ｄとする）離れた位置に移動する。

図１５の針１ｂの運動軌跡における実線は、出力軸ＯＡが基準位置０にある場合の針１ｂの軌跡を示している。この場合、接続部５１ｃは常にＰ２_{ｃｅｔｅｒ}に位置している。つまり、図１５の実線では、出力軸の位置を変更していない。そのため、針上下運動を示す運動軌跡は、正弦波のような波形となる。

一方、図１５の太線は、出力軸ＯＡの偏り量を０からｄ、ｄから−ｄに変更した場合の針１ｂの軌跡を示している。すなわち接続部５１ｃを出力軸ＯＡの位置をＰ２_{ｃｅｎｔｅｒ}からＰ２_{ｒｉｇｈｔ}へ、Ｐ２_{ｒｉｇｈｔ}からＰ２_ｌｅｆｔへ変化させた場合の針１ｂの軌跡を示している。出力軸における偏り量をｄとすることで、針１ｂの運動軌跡は、出力軸ＯＡが基準位置にある場合と比較して最下点タイミングが早くなる。このため、針釜交差位相における針変位量をδＲ２は、針変位量をδＲ１よりも大きな値となる。一方、出力軸における偏り量を−ｄとすることで、針１ｂの運動軌跡は、出力軸ＯＡが基準位置にある場合と比較して最下点タイミングが遅くなる。このため、針釜交差位相における針変位量をδＬ２は、針変位量をδＬ１よりも小さい値となる。

（ｂ）針１ｂの基線に応じた針変位量と出力軸ＯＡの位置に応じた針変位量との合成
図１６の実線は、出力軸ＯＡが基準位置あり針１ｂが中基線にある場合の針１ｂの運動軌跡を示している。図１６の実線の針釜交差位相における針変位量はδである。図１６の破線は、図１４の太線と同様に、出力軸ＯＡの位置の変更をせずに針の基線を左右に変更した場合の針１ｂの運動軌跡を示している。図１６の破線の針釜交差位相における右基線の場合の針変位量はδＲ１であり、左基線の場合の針変位量はδＬ１である。図１６の太線は、針の基線に合わせて出力軸ＯＡの位置を変更した場合の針１ｂの軌跡を示している。

図１６の破線の様に中基線の場合と比較して針最下点タイミングが遅くなる。そのため、針変位量δＲ１は針変位量δより小さくなる。本実施形態では、針１ｂの基線を右基線とすると共に出力軸ＯＡの位置を変更し針最下点タイミングを早くする補正を行う。出力軸ＯＡの位置を変更による補正量は、針１ｂの基線の変更による針最下点タイミング変化量と近似する。その結果、図１６の太線に示すように本実施例においては針の位置が右基線にも関わらず、その運動軌跡および針変位量は、針が中基線にある場合に近似する。

つまり、右基線における針変位量の大小関係は、δＲ１＜δ≒δＲ３＜δＲ２となる。その結果例えば、針変位量δＲ１が最小必要変位量δ２未満となっていた振幅量においても、出力軸ＯＡの位置を変更することで針変位量δＲ３を最小必要変位量δ２以上とすることができる。

同様に、出力軸の位置が基準位置に固定した状態で、針１ｂの基線を左基線に変更すると、図１６の破線の様に中基線の場合と比較して針最下点タイミングが早くなる。そのため、針変位量δＬ１は針変位量δより大きくなる。本実施形態では、針１ｂを左基線とすると共に出力軸ＯＡの位置を変更し針最下点タイミングを遅くする補正を行う。その結果、図１６の太線に示すように本実施例においては針の位置が左基線にも関わらず、その運動軌跡および針変位量は、針が中基線にある場合に近似する。つまり、左基線における針変位量の大小関係は、δＬ２＜δ≒δＬ３＜δＬ１となる。その結果例えば、針変位量δＬ１が許容最大変位量δ３を超えていた振幅量においても、出力軸ＯＡの位置を変更することで針変位量を小さくすることができる。

［１−３．効果］
本実施形態のミシンでは、以下の様な効果を奏することができる。

前述した通り、ある振幅幅においてジグザグ縫いを行った場合、振幅量Ｚに応じてδＲ１は小さくなり、δＬ１は大きくなる。縫い目を形成するためには、針変位量がδ２＜δＲ１＜δ＜δＬ１＜δ３の関係を満たす必要がある。そのため、振幅量Ｚの最大値が自ずと決まっていた。一方、本実施形態においては、出力軸ＯＡの位置を変更することで針１ｂの針変位量の補正を行っている。このため、針変位量がδＲ１＜δ２＜δ＜δ３＜δＬ１となる振幅量のおいても、針変位量δＲ１を補正した針変位量δＲ３をδ２以上とし、針変位量δＬ１を補正した針変位量δＬ３をδ３以下とすることができる。

これにより、本実施形態のミシンでは、従来技術では縫い目を形成することができなかった振幅量においても、針変位量をδ２＜δＲ３＜δ＜δＬ３＜δ３とすることができる。これにより、従来より幅広い振幅のジグザグ縫いや模様縫いが可能となり、より多くの縫い模様の選択肢をミシン利用者に対して提供することが可能となった。

また、本実施形態では、出力軸ＯＡの位置の変更による針１ｂの高さを、補助ロッド１３により補正する。これにより、針の基線を変更した場合にでも、針１ｂの最下位点及び最上位点の位置がほぼ変化しない。したがって、針１ｂが振幅動作によりどのような位置にあっても針と釜の上下の位置関係が変化しない。つまり、中基線において最適に設定されている針変位量と針と釜の上下位置関係を、針の位置が変化したとしても良好に保つことができ、確実な縫い目を形成することが可能となる。

さらに、本実施形態のミシンでは、上軸３や針棒クランク７、針棒支持体５ｃの動作方向等の主要な部品の位置関係や動作方向は同じであるため、従来のミシンに大幅な設計変更をすることなく、上記の効果を得ることが可能となる。

［２．他の実施形態］
以上のように本発明の実施形態を説明したが、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

（ａ）図１に示す本実施形態は、概要図を用いている。したがって、特に本発明に直接関係のない部分、または一般的な設計事項に関しては一部省略して図示しており、それぞれ詳細な説明は省いている。例えば、第２のモータ５ａの接続部５１ｃは回転軸５ａを中心に円弧運動を行うが、一方、接続部５１ｃによって駆動される振幅ロッド５ｂは左右方向（Ｘ方向）の直線運動が行なわれるよう図示されている。厳密にいえば、振幅ロッド５ｂは、接続部５１ｃの円弧運動の矢高方向（Ｚ方向）の駆動力も伝達され上下方向（Ｚ方向）にも駆動される。しかし、例えば、振幅ロッド５ｂにおける接続部５１ｃとの接続部、図中は丸穴部となっているが、これをＺ方向に長手方向を持つ長穴にすることで矢高方向の駆動力を吸収することが可能である。

（ｂ）本実施形態では、案内体１２は案内軸１１に対し、平行関係を保ったまま回転している。しかしながら、設計上の都合で例えば案内軸１１と針棒支持体５ｃのような振り子機構としても良い。先述したように案内体１２の、針棒クランク７の回転略平面上における動作が確保できていれば、振り子機構であることに起因する本発明の効果への影響は少なく、ほぼ同様の効果を得ることは可能である。

（ｃ）また、本実施形態では、案内体１２は上軸３に対してそれぞれの延長した中心軸が交差する位置および交差しない位置へ移動させることで、針棒１の運動軌跡を変更していた。しかしながら、設計上の制約で、例えば支持体１２と上軸３の延長した中心軸が、常に交差しない位置関係にあったとしても、その偏り量ｄを増減させることができる機構であれば、本発明の効果を得ることは可能である。

（ｄ）本実施形態では、針棒１を上下方向に搖動させる第１のモータ５と、針棒１を左右に振幅させる第２のモータ５ａとの２つのモータを用いて、ジグザグの縫い目を形成したが、駆動用モータの数は、２つに限られない。例えば、モータの数を１つ、第１のモータ５のみとし、そのモータの駆動力を、針棒上下揺動部に伝達すると共に針棒左右振幅部とにも伝達させ、円盤カム等を介すことで針棒左右振幅部に対し一定の動作パターンを与えることも可能である。これにより、１つのモータで本実施形態と同様の効果を得ることができる。この場合の利点としては、モータが１つであるため、モータ同士の同期を取る必要が無いため、モータの制御を簡単にすることができる。

（ｅ）本実施形態では、振幅ロッド５ｂの動作を利用して案内体１２を動作させているが、他の方法を用いることもできる。例えば、モータ５ａのモータ軸に対してリンクや歯車、カム、プーリなどの機械要素を２個設け、それぞれを針棒支持体５ｃと支持体１２の駆動に用いても同様の効果を得ることができる。

（ｆ）本実施形態では、釜２ａが水平方向に回転する水平釜用いて説明を行ったが、特段水平釜である必要は無く、例えば釜が垂直方向に回転する垂直釜においても同様の効果を得ることができる。

１…針棒
１ａ…針穴
１ｂ…針
２…釜
２ａ…外釜
２ｂ…剣先
３…上軸
３ａ…上軸プーリ
４…下軸
４ａ…下軸プーリ
５…第１のモータ
５ａ…第２のモータ
５１ａ…回転軸
５１ｂ…モータ軸クランク
５１ｃ…接続部
５ｂ…振幅ロッド
５２ａ…腕
５ｃ…針棒支持体
５３ａ…針棒支持体抱き
５３ｂ…針棒支持軸
５３ｃ…下腕
５３ｄ…上腕
６…歯付ベルト
７…針棒クランク
７ａ…接続部
８…針棒クランクロッド
８ａ…垂直部
８ｂ…水平部
９…針棒抱き
１０…軸
１１…案内軸
１２…案内体
１２ａ…垂直軸
１２ｂ…案内体腕
１２ｃ…上腕
１２ｄ…下腕
１３…補助ロッド
Ａ…針棒上下揺動部
Ｃ…制御手段
Ｃ１…振幅幅決定部
Ｃ２…モータ制御部
Ｉ１…振幅入力部
Ｉ２…縫製指示入力部

Claims (5)

1. 回転運動する上軸の駆動力に基づいて、針棒に装着された針を布に対して上下運動させ縫目を形成するミシンであって、
   布送り方向に対して直交する方向に前記針棒を右基線と左基線との間で振幅させる針棒振幅手段と、
   前記針棒振幅手段による針の振幅動作に対応した揺動運動する出力軸に沿って第１の出力点を往復移動させる第１の出力発生手段と、
   前記第１の出力点と前記針棒とを連結する連結部と、
   前記針棒振幅手段の動きに合わせて、前記出力軸を布送り方向に移動させる出力軸移動手段と、
   を備え、
   前記針棒が右基線と左基線との間で振幅する際、前記出力軸移動手段は、前記出力軸の位置を移動させることにより前記針棒の軌跡を変更させ、前記連結部は、前記出力軸の移動に伴い前記出力軸と前記針棒の相対位置の変化に対応して、前記第１の出力点の水平方向の位置の変化に応じて傾きを変化させ、
   前記針棒の中基線の針棒位相に対して前記針棒の右基線と左基線の針棒位相を補正し、且つ前記連結部の傾きを保ったまま前記針棒を前記出力軸と略平行に上下運動させることを特徴とするミシン。
2. 前記第１の出力発生手段は、
   前記上軸に設けられるクランクと、
   前記クランクと接続するクランクロッドとを備え、
   前記クランクロッドの先端部を前記第１の出力点とすることを特徴する請求項１に記載のミシン。
3. 前記針棒振幅手段は、
   第２の出力点を布送り方向とは直交する方向に移動させる第２の出力発生手段と、
   前記第２の出力点の位置の変化を前記針棒に伝達する振幅ロッドと、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のミシン。
4. 前記出力軸移動手段は、
   前記振幅ロッドと接続し鉛直方向に延びる案内軸を中心として回転移動する案内体を備え、
   前記クランクロッドの先端部は、前記案内体の移動に合わせて移動することを特徴とする請求項３に記載のミシン。
5. 前記案内体は、それぞれの腕のなす角が一定の２本の腕を備え、
   前記腕の一方は、前記振幅ロッドに対して回動自由に接続し、
   前記腕の他方の先端部には前記案内軸と平行な垂直軸が配置され、
   前記垂直軸に対して前記クランクロッドの先端部が回動自由に接続されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のミシン。

Images