JP6679158B2 - 送り歯調節機構および該調節機構を備えたミシン - Google Patents

Description

本発明は、ミシンの送り歯の傾きを調節する送り歯調節機構および該調節機構を備えたミシンに関し、とくに縫製する布の種類や状態に応じて送り歯の傾きを制御する送り歯調節機構および該調節機構を備えたミシンに関するものである。

従来から、ミシンの縫製時に針の動きに連動して布を移送させる送り歯の傾きが、縫製物の仕上がりに影響を与えることが広く知られている。
一般的には、布の安定性を考えた場合、送り歯を水平にすることが望ましいが、ニット地などの伸縮性の高い布の場合には、下の生地が上の生地より多く送られることで生じる縫いズレ、いわゆるイサリが発生してシワになりやすく、このような場合は、送り歯を作業者の反対側に向かって下るように傾斜（以下「前下り」という。）させることでイサリを抑えることができることが知られている。

また、縫製時にパッカリング（縫い縮み）がでやすいジョーゼットやサテンなどの布種や伸縮性の比較的小さい布の場合には、送り歯を作業者の反対側に向かって上がるように傾斜（以下「前上り」という。）させる方が、先引き効果によりミシン目の縫い縮みやひきつれを抑制することができる。
あわせて、薄物の場合は針板の上面から出る送り歯の高さ（以下「送り歯の高さ」という。）を低くすることが、パッカリングを防ぐ上で効果があることが知られており、逆に厚物の場合は送り歯の高さを高くした方が縫製しやすいことが知られている。

ミシンの送り歯を、縫製条件に適した傾きに調整するための調節装置として、送り歯を固定し水平運動および上下運動する送り台を支持する軸を偏心軸とし、当該偏心軸を回動することで送り歯の傾きを調整するものが従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。

実願平４−５６９０９号（実開平６−４８５７９号）のＣＤ−ＲＯＭ

しかしながら、上記特許文献１記載のミシンの送り歯装置では、作業者が布の種類や伸縮性などの性質を判断し、手動で操作することにより送り歯の傾きを調節しなければならず、面倒な作業を強いられるという問題があった。
また、布の厚さによって送り歯の高さを調節することが好ましいが、上記特許文献１記載のミシンの送り歯装置では、送り歯の傾きを調節するだけであり、送り歯の傾きとともに送り歯の高さをも調節することはできなかった。

本発明は、上記問題を解決することを課題とし、作業者が面倒な手作業を強いられることなく、アクチュエータを介して送り歯の傾きを制御することによって、イサリやパッカリングなどによる縫いシワの発生を簡単に防止することができる送り歯調節機構および該調節機構を備えたミシンを提供することを目的とする。
また、送り歯の傾きとともに送り歯の高さをも調節して、より確実に縫いシワの発生を防止することができ、さらに、布の性質をセンサー等の情報により自動的に判断して操作をより簡便にした送り歯調節機構、および該調節機構を備えたミシンを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、送り歯調節機構として、中心から偏心した位置に設けられた偏心軸によってミシン機枠に回動可能に取り付けられた水平送り軸と、前記水平送り軸に回動可能に嵌合される水平送り軸受けと、前記水平送り軸受けに設けられ、水平送り軸の周りを回動して揺動する水平送り腕と、前記水平送り腕に回動可能に取り付けられ、水平送り軸受けの回動により水平方向に運動する送り台と、前記送り台上に設けられた送り歯と、前記偏心軸を回動させることにより、水平送り軸を上下に移動させる傾き調節用アクチュエータと、布の種類または伸縮性に関するデータに基づいて、前記傾き調節用アクチュエータを介して前記送り歯の傾きを制御する制御部とを備えることを特徴とする構成を採用する。

送り歯調節機構の具体的実施形態として、前記ミシン機枠に回動可能に取り付けられた下軸と、最大カム径が異なる複数のカム面からなり、前記下軸の軸方向にスライド可能に嵌合されるとともに、前記送り台を支持して上下に揺動させる上下動カムと、前記送り台に回動可能に取り付けられ、前記送り歯が固定された副送り台と、最大カム径が異なる複数のカム面からなり、前記下軸の軸方向にスライド可能に嵌合されるとともに、前記副送り台を支持して上下に揺動させる副上下動カムと、前記上下動カムおよび前記副上下動カムを下軸に対し軸方向にスライドさせる高さ調節用アクチュエータとを備え、前記上下動カムおよび前記副上下動カムのそれぞれ前記送り台、前記副送り台を支持するカム面を前記複数のカム面から選択可能としたことを特徴とする構成を採用する。

送り歯調節機構のさらなる具体的実施形態として、前記送り台を支持するように選択された前記上下動カムのカム面と、前記副送り台を支持するように選択された前記副上下動カムのカム面とは、前記送り台上における前記副送り台の回動中心の上下運動と、前記副上下動カムと前記副送り台の接点の上下運動とが、量的、位相的に一致するように形成されていることを特徴とする構成、また、前記ミシン機枠に上下摺動可能に装着された押さえ棒と、前記押さえ棒の下端部に取り付けられた布押さえと、前記押さえ棒の高さを検出することにより布の厚みに関するデータを取得する高さ検出センサーとを備え、前記制御部は、該布の厚みに関するデータに基づいて、前記高さ調節用アクチュエータを介して前記送り歯の高さを制御することを特徴とする構成を採用する。

送り歯調節機構のさらなる具体的実施形態として、ばねを介して前記押さえ棒を押圧する押さえレバーを備え、前記制御部は、前記押さえ棒が前記布押さえを介し布を圧縮する際の前記押さえレバーの降下量と、前記押さえ棒の下降量との差のデータを算出し、該差のデータに基づいて、前記傾き調節用アクチュエータを介して前記送り歯の傾きを制御することを特徴とする構成を採用する。
また、本発明のミシンは、上記課題を解決するため、上記のいずれかの送り歯調節機構を備えたことを特徴とする構成を採用する。

本発明の送り歯調節機構は、布の種類または伸縮性に関するデータに基づいて、水平送り軸の中心から偏心した位置に設けられた偏心軸を回動させる傾き調節用アクチュエータを介して、送り歯が設けられた送り台を支持するとともに、水平送り軸受けに設けられた水平送り腕を揺動し、水平送り軸受け内に嵌合する水平送り軸を上下に移動させることにより、送り歯の傾きを制御する制御部を備えているから、タッチパネル等の制御端末機器を操作することによって簡単に送り歯の傾きを調節することができ、面倒な手動操作を要することなくイサリやパッカリングなどによる縫いシワの発生を防止することができる。
また、最大カム径が異なる複数のカム面を有し、それぞれ送り台および副送り台を支持して上下に揺動させる上下動カムおよび副上下動カムを下軸に対し軸方向にスライドさせる高さ調節用アクチュエータを備え、前記複数のカム面からそれぞれ送り台、副送り台を支持するカム面を選択可能とした実施形態では、送り歯の傾きに加えて送り歯の高さをも調節することができるから、パッカリング等による縫いシワの発生をより確実に防止することができる。
さらに、押さえ棒の高さを検出することにより布の厚みに関するデータを取得する高さ検出センサーを備え、制御部は、該布の厚みに関するデータに基づいて、高さ調節用アクチュエータを介して送り歯の高さを制御する実施形態では、布の性質を自動的に判断してより簡便に送り歯を調節操作することができる。

本発明の実施例の送り歯調節機構を備えたミシンの全体斜視図である。 実施例ミシンの本体内部の送り歯運動機構の主要構成を説明する図である。 実施例ミシンの送り歯運動機構の要部（図２要部Ａ）上面図である。 （ａ）は図３のＸ−Ｘ線矢視断面図、（ｂ）は図３のＹ２−Ｙ２線矢視断面図である。 図３のＹ１−Ｙ１線矢視断面図であり、（ａ）は送り台板が上下動カム面の最大カム径部で接している図であり、（ｂ）は同最小カム径部で接している図である。 図３のＺ−Ｚ線矢視断面図であり、（ａ）は副送り台板が副上下動カムの最大カム径部で接している図であり、（ｂ）は同最小カム径部で接している図である。 送り歯の傾きを調節する際の図３Ｘ−Ｘ線矢視断面図であり、（ａ）は送り歯が前下がりとなった状態を示す図、（ｂ）は同前上がりとなった状態を示す図である。 送り歯の高さを調節する際の図３Ｙ１−Ｙ１線矢視断面図であり、（ａ）は送り歯の高さを高くした状態を示す図であり、（ｂ）は同低くした状態を示す図である。 （ａ）はカム体の斜視図、（ｂ）は図３のＷ−Ｗ線矢視断面図である。 （ａ）は図２の要部Ｂを示す正面図および側面図、（ｂ）は図（ａ）の要部Ｅ拡大図である。 実施例ミシンの布厚が異なる場合の押さえ棒と高さ検出センサーの状態を示す図であり、（ａ）は厚物の厚さ、（ｂ）は中程度の厚さ、（ｃ）は薄物の厚さを示す図である。 （ａ）は、実施例ミシンの押さえ棒が降下して布Ｎが押圧され、無負荷状態の布厚Ｌｏから布押さえの高さＤ（ｔ）まで圧縮された状態を示す図、（ｂ）は布押さえの高さＤ（ｔ）とばねの負荷Ｆ（ｔ）との関係を示すグラフである。 （ａ）は実施例ミシンのタッチパネルの画面例、（ｂ）は同制御系のブロック図である。 実施例の送り歯調節機構における送り歯の傾きを制御する操作手順を示すフローチャートである。 実施例の送り歯調節機構における送り歯の高さを制御する操作手順を示すフローチャートである。

次に、本発明の送り歯調節機構および該調節機構を備えたミシンについて、実施例を示した図面を参照して説明する。

図１において、１００はミシンの上部フレームで、脚柱部２００と、脚柱部２００から左方に延びるアーム部３００とからなる。
４００はベッド部であり、９はベッド部４００の上面に装着された針板である。脚柱部２００の前面には、タッチパネル７０が設けられている。
アーム部３００内に収容される上軸運動機構によって、針棒３２に固定されるミシン針３３が針板９の針穴に挿通駆動され、ベッド部４００内に収容される後述する下軸運動機構によって針板９から出没駆動される送り歯１６によって布Ｎ（図１０〜１２参照）が送られて縫製される。
２６は下端に布押さえ２５を備えた押さえ棒で、後述するばね２８によって布Ｎを押圧し、送り歯１６に密着させる。

ミシン本体内部の運動機構の主要構成を説明する図２において、１はアーム部３００内に収容され機枠に支持された上軸で、ミシンモータ２により駆動され、針棒３２などに駆動力を伝達する。３はベッド部４００内に収容され、上軸１に連動する下軸で、三角カム１０および下軸３に対し軸方向に一体にスライドする上下動カム１１、副上下動カム１２を備えて、機枠に支持されている。
４は水平送り軸で、中心から偏心した回動中心を有する偏心軸４ａを有する。
水平送り軸４は、水平送り軸受け６内に回動可能に嵌合しているとともに、水平送り軸４の両端に設けられた偏心軸４ａは、ミシン機枠に回動可能に支持されて送り歯傾き調節用ステッピングモータ５により回転駆動される。

水平送り軸受け６には、水平送り腕７および水平揺動腕８が一体に設けられており、水平送り腕７には送り台１３が回動可能に連結され、水平揺動腕８には二股リンク１４が回動可能に連結されている。
送り台１３には、送り歯１６が固定された副送り台１７が回動可能に取り付けられ、送り台１３は上下動カム１１のカム面に支持され、副送り台１７は副上下動カム１２のカム面に支持されている。
上下動カム１１および副上下動カム１２は、それぞれ最大カム径が異なる複数のカム面を有し、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８によって下軸３に対し軸方向に一体にスライド移動され、送り台１３および副送り台１７は、前記複数のカム面上を選択的に移動可能となっている。

二股リンク１４には、角駒２０が枢支され、角駒２０は水平送り調節器２１の溝２２に係合している。水平送り調節器２１はミシン機枠に回動可能に支持され、水平送り調節用ステッピングモータ２３により回転駆動される。
下端に布押さえ２５が装着された押さえ棒２６は、ミシン機枠に対して摺動可能に設けられ、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７によってばね２８を介して上下に駆動される。
押さえ棒２６にはスリット板３０ａが装着固定され、ミシン機枠に固定された透過型光センサー３０ｂとともに、押さえ棒２６の高さを検出する高さ検出センサー３０を構成する。

図３は図２の要部Ａを示し、送り歯１６を上下方向および水平方向に運動させて布Ｎを送るミシンの下送り機構を示している。
水平送り軸４に回動可能に嵌合する水平送り軸受け６には、一対の水平送り腕７（７ａ，７ｂ）が一体に設けられ、水平送り腕７ａ，７ｂの先端付近には、それぞれピン３５ａ，３５ｂを介して送り台１３の腕部１３ａ，１３ｂが回動可能に連結している。
また、水平送り軸受け６に一体に設けられるとともに一方の水平送り腕７ｂに連設された水平揺動腕８の先端付近には、ピン３６を介して二股リンク１４が回動可能に連結している。

図９（ｂ）に示すように、二股リンク１４は、その二股部１４ａに下軸３に固定された三角カム１０が係合している。
二股リンク１４の先端付近には、ピン３７を介して角駒２０が回動可能に取り付けられ、該角駒２０は水平送り調節器２１の溝２２に摺動可能に係合している。
水平送り調節器２１は、ミシン機枠に回動可能に支持された軸４０に固定されるとともに、水平送り調節用ステッピングモータ２３により回転駆動されるようになっている。

図３および図４〜８に示すように、送り台１３には、ピン３８を介して副送り台１７が回動可能に連結され、該副送り台１７に送り歯１６がねじ４１により固定されている。
送り台１３の一方の腕部１３ａには、下端が上下動カム１１のカム面に当接支持される送り台板４２がねじ４３により固定されている。
また、副送り台１７には、下端が副上下動カム１２のカム面に当接支持される副送り台板４４がねじ４５により固定されている。
上下動カム１１と副上下動カム１２は、カム体Ｄに一体に形成されている。

図９（ａ）に示すように、カム体Ｄは、軸孔４６に設けられたスプライン溝４７が下軸３に設けられたスプライン４８に嵌合し、下軸３に対し軸方向にスライド可能になっている。
上下動カム１１および副上下動カム１２には、各カムの回動中心（下軸３の中心）からカム面までの最も大きい径、すなわち最大カム径が異なるそれぞれ３個のカム面１１ａ，１１ｂ，１１ｃおよび１２ａ，１２ｂ，１２ｃが軸方向に列なって形成され、カム体Ｄの下軸３に対する軸方向へのスライド移動にともなって、上下動カム１１のカム面１１ａ，１１ｂ，１１ｃのいずれか一つのカム面と、該いずれか一つのカム面に対応する副上下動カム１２のカム面１２ａ，１２ｂ，１２ｃの一つのカム面に選択的に切り替え可能になっている。

カム体Ｄには、軸方向中央付近にフランジ部４９が設けられ、フランジ部４９は、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８によって駆動されるスライドレバー５０に係合している。
なお、本実施例では、上下動カム１１と副上下動カム１２はカム体Ｄに一体に形成されているが、必ずしもこのように一体に形成されている必要はなく、それぞれの複数のカム面を選択的に切り替えることができるように、両カムが連携して駆動されるようになっていればよい。
また、上下動カム１１と副上下動カム１２は、それぞれ１つのカム面からなるものでもよい。

図１０は図２の要部Ｂを示し、押さえ棒２６の高さを測定することによって縫製する布Ｎの厚さｈを測定する手段を示している。
ミシン機枠に対し上下方向に摺動可能に設けられた押さえ棒２６は、下端に布押さえ２５が取り付けられ、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７によって揺動される押さえレバー５３によって上下動する。
押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７の軸には駆動歯車５４が取り付けられ、該ステッピングモータ２７の駆動力は、二重歯車５５を経て、カムディスク５６に伝達される。
カムディスク５６には、半径方向に拡大する螺旋状のカム溝５７が設けられ、カム溝５７には、押さえレバー５３に設けられた従動突起５８が摺動可能に係合している。

押さえレバー５３は、一端をピン５９により軸支されて押さえ棒２６に略直交方向に延び、他端には押さえ棒２６に摺動可能に嵌合するリング部６０が形成されている。
リング部６０は、上方で押さえ棒２６に固定された上げフランジ６１に係合可能であり、押さえ棒２６に摺動可能で且つばね２８の上端に当接するワッシャ６２に係合可能に形成されている。
押さえ棒２６の中央付近には、ばね２８下端に当接する座面を有するとともにアーム状に外方に延び、先端にスリット板３０ａを有する押さえ棒抱き６５が固定されている。

図１０（ｂ）に示すように、スリット板３０ａには所定高さ範囲にわたって厚さ方向に貫通するスリット６６が形成され、スリット板３０ａを挟んで発光部と受光部を備えた透過型光センサー３０ｂがミシン機枠に取り付けられている。
透過型光センサー３０ｂは、スリット板３０ａのスリット６６を透過する光を検出することによって、押さえ棒２６の高さ位置を検出可能であり、通過したスリット数をカウントすることによって押さえ棒２６の上昇量、下降量を検出することができる。

ミシン本体の脚柱部２００に設けられたタッチパネル７０には、縫製作業に必要な各種の作業および機能、メッセージなどが表示され、図１３（ａ）に示されるようなメニューの「布の種類選択」画面を操作することにより、後述するように、縫製する布Ｎの種類、伸縮性に応じて送り歯１６の傾きを調節することができるようになっている。
また、図１３（ｂ）に示すように、ミシン本体内には制御装置８０が設けられ、制御装置８０は、ＣＰＵ８１およびＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３を含むマイクロコンピュータと、入力インターフェース８４と、出力インターフェース８５とを有している。
入力インターフェース８４には、タッチパネル７０および高さ検出センサー３０が電気的に接続され、出力インターフェース８５には、送り歯傾き調節用ステッピングモータ５、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７の各ステッピングモータが接続されている。

次に、本実施例の使用態様と作用効果について説明する。
送り台１３に回動中心を有する副送り台１７に固定された送り歯１６は、水平送り軸受け６が回動することによって水平方向に運動し、上下動カム１１および副上下動カム１２が回転することにより上下方向に運動する。
この水平運動および上下運動は、次に説明するように、ともに下軸３の回転に連動し、送り歯１６は針板９の上面に出没しながら略楕円状に運動して布Ｎを縫い方向に移動させる。

図９（ｂ）に示すように、下軸３に固定された三角カム１０が回転すると、二股リンク１４が上下に揺動するが、その際、二股リンク１４に連結した角駒２０が水平送り調節器２１の溝２２に係合しているので、角駒２０は溝２２の傾斜に沿って摺動し、二股リンク１４を水平方向にも揺動する。
その結果、ピン３６を介して水平揺動腕８が水平送り軸４回りに揺動され、水平送り軸受け６が回動する。
水平送り調節器２１は、水平送り調節用ステッピングモータ２３（図２参照）により回転駆動されると溝２２の傾斜が変化し、溝２２の傾斜に応じて水平送り軸受け６の回動範囲が決定されることにより、水平送り量を調節することができる。

図５に示すように、送り台１３は、送り台板４２によって上下動カム１１のカム面（図中では１１ｂ）に従動し、ピン３５を支点に上下に揺動する。
また、図６に示すように、送り台１３にピン３８で枢支された副送り台１７は、副送り台板４４によって副上下動カム１２のカム面（図中では１２ｂ）に従動して、ピン３８を支点に上下に揺動する。
送り歯１６は副送り台１７に固定されているから、上下動カム１１によって上下に揺動するピン３８を支点として副上下動カム１２により揺動する副送り台１７上で上下に運動する。
送り台１３および副送り台１７が両カムのそれぞれのカム面（１１ｂ，１２ｂ）の最大カム径部で支持されるとき、送り歯１６は針板９の上面からＨｂの高さに突出し［図５（ａ）参照］、同カム面（１１ｂ，１２ｂ）の最小カム径部で支持されるとき、針板９の上面より下方に没入する［図５（ｂ）参照］。

本実施例では、送り台板４２が上下動カム１１の最大カム径部付近で接するときに送り台１３は略水平になっている［図５（ａ）参照］ので、上下動カム１１が回転して最小カム径部付近で接するときは、送り台１３は前下がりに傾斜する［図５（ｂ）参照］。
一方、副送り台１７は、副送り台板４４が副上下動カム１２の最小カム径部付近で接するときにも、略水平を保ち傾斜が変化しないようにピン３８を中心に回動している［図６（ｂ）参照）］。
すなわち、カム体Ｄが回転して、送り台１３がピン３５を支点に上下に揺動して傾斜が変化しても、送り歯１６が設置された副送り台１７は傾斜が変化しない。

送り台１３の傾斜が変化しても、送り歯１６の傾斜が変化しない理由は、送り台１３上に設けられた副送り台１７の回動中心であるピン３８の上下運動と、副送り台１７の上下運動とが、量的かつ位相的に一致することによる。
すなわち、カム体Ｄが回転したとき、上下動カム１１のカム面１１ａ，１１ｂ，１１ｃによるピン３８の上下運動と、副上下動カム１２のカム面１２ａ，１２ｂ，１２ｃによる副送り台板４４下端との接点の上下運動とが、それぞれの量と位相が一致するように両カム面が形成されている。
このように、上下動カム１１と副上下動カム１２との連携により、送り台１３の傾斜が変化しても、送り歯１６が設置された副送り台１７は傾斜が変化しないため、送り歯１６は所定の傾きを維持することができる。

次に、本実施例の送り歯１６の傾きを調節する操作について図面を参照しながら説明する。
送り歯１６の傾きを調節するには、水平送り軸４の中心から偏心した回動中心を有する偏心軸４ａを回転させて、水平送り軸４を上下に移動させることにより行う。
図７（ａ）に示すように、図４（ａ）に示された水平な送り歯１６を前下がりに傾けるには、偏心軸４ａを時計回りと反対方向（図中矢印Ｌ方向）に回転させる。
ミシン機枠に支持された偏心軸４ａの回転によって水平送り軸４は上方に移動するので、水平送り軸受け６、水平送り腕７とともにピン３５が上方に移動して、送り台１３および副送り台１７が前下がりに傾斜し、副送り台１７上の送り歯１６も前下がりに傾斜する。
図では、偏心軸４ａを約６０°回転した状態を示すが、偏心軸４ａを回転する角度によって送り歯１６の傾斜度を調節することができる。

逆に、送り歯１６を前上がりに傾斜させるためには、図７（ｂ）に示すように、偏心軸４ａを時計回り方向（図中矢印Ｒ方向）に回転させ、水平送り軸４を下方に移動して、送り台１３および副送り台１７を前上がりに傾斜させることによって送り歯１６を前上がりに傾斜させる。
偏心軸４ａを回転させるには、前述したとおり、送り歯傾き調節用ステッピングモータ５を駆動させることにより行うが、図１３（ａ）に示すように、ミシン本体に設置されたタッチパネル７０等を操作することによって送り歯１６が必要な傾きとなるよう該ステッピングモータ５を駆動することができる。

図１３（ａ）に示されたタッチパネル７０の画面は一例であるが、メニュー画面で「布の種類選択」キーを選択すると、図のような画面が表示される。
図１４に示されるように、作業者がタッチパネル画面を操作して「おまかせ自動選択」キーを選択する（Ｓ１；ＹＥＳ）と、制御装置８０は所定のプログラムに基づいて、後述するように、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７により押さえ棒２６を降下させ、所定のタイミングで検出される押さえ棒２６の降下量、および押さえレバー５３の降下量から布Ｎのばね定数を算出し、当該ばね定数のデータを取得する（Ｓ２）。

作業者が、「布の種類を選択」キーを選択し（Ｓ３；ＹＥＳ）、縫製する布Ｎが伸縮性の大きい布やパッカリングのでやすい布種群に含まれると判断して「伸縮性大」キーを選択した場合（Ｓ４；ＹＥＳ）には、制御装置８０は、送り歯１６の傾斜を前下がりとするプログラムを始動し（Ｓ５）、通常は水平に設定されている送り歯１６が前下がりとなるよう送り歯傾き調節用ステッピングモータ５を駆動する。
作業者が、縫製する布Ｎが伸縮性の小さい布群に含まれると判断して「伸縮性小」キーを選択した場合（Ｓ６；ＹＥＳ）には、制御装置８０は、送り歯１６の傾斜を前上がりとするプログラムを始動し（Ｓ７）、送り歯１６が前上がりとなるよう送り歯傾き調節用ステッピングモータ５を駆動する。
「伸縮性大」キーも、「伸縮性小」キーも選択されなかった場合（Ｓ６；ＮＯ）は、送り歯１６の傾きは水平に維持ないしは調節される。

ステップ２（Ｓ２）で布Ｎのばね定数を取得した場合は、取得したばね定数が所定範囲の上限閾値を超える値であれば（Ｓ９；ＹＥＳ）、通常は水平に設定されている送り歯１６の傾斜を前下がりとするプログラムが始動し（Ｓ５）、送り歯１６が前下がりとなるよう送り歯傾き調節用ステッピングモータ５が駆動される。
同ばね定数が前記所定範囲の下限閾値未満であれば（Ｓ１０；ＹＥＳ）、送り歯１６の傾斜を前上がりとするプログラムが始動し（Ｓ７）、送り歯１６が前上がりとなるよう送り歯傾き調節用ステッピングモータ５が駆動される。
同ばね定数が前記所定範囲内であれば（Ｓ１０；ＮＯ）、送り歯１６の傾きは水平に維持ないしは調節される。

次に、図１２を参照しながら、布Ｎのばね定数を取得する方法について説明する。
制御装置８０は布Ｎのばね定数取得プログラムを始動させ、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７を駆動して押さえ棒２６を降下させていく。
無負荷時の布Ｎの厚さはＬｏであり、布押さえ２５が布Ｎの表面に到達するまでは、押さえ棒２６は押さえレバー５３と一緒に下降する。
図１２（ａ）に示すように、さらに押さえレバー５３が下降すると、布Ｎが圧縮されるようになり、押さえ棒２６に時間ｔにおける布Ｎの反発力Ｆ（ｔ）が働く。ばね２８には、この反発力Ｆ（ｔ）に等しい負荷Ｆ（ｔ）が働き、ばね２８をｄｓ（ｔ）だけ圧縮する。

このとき、押さえレバー５３の下降量ｄｏ（ｔ）と押さえ棒２６の下降量ｄｃ（ｔ）、ばね２８の圧縮量ｄｓ（ｔ）との間には、以下の関係式が成り立つ。
ｄｏ（ｔ）＝ｄｓ（ｔ）＋ｄｃ（ｔ） …（１）
また、圧縮された布Ｎの厚さ（布押さえ２５の高さ）Ｄ（ｔ）と布Ｎの反発力Ｆ（ｔ）との関係は、以下の関係式（２）で表すことができ、ばね２８のばね定数をｋｓとすると、さらに関係式（３）、（４）に変形することができる。Ａは定数である。
Ｄ（ｔ）＝Ｌｏ−Ａ×Ｆ（ｔ） …（２）
Ｄ（ｔ）＝Ｌｏ−Ａ×｛ｋｓ×ｄｓ（ｔ）｝ …（３）
Ｄ（ｔ）＝Ｌｏ−Ａ×［ｋｓ×｛ｄｏ（ｔ）−ｄｃ（ｔ）｝］ …（４）

圧縮された布Ｎの厚さ（布押さえ２５の高さ）Ｄ（ｔ）と布Ｎの反発力Ｆ（ｔ）との関係をグラフで示せば、図１２（ｂ）のようになる。
押さえレバー５３の下降量ｄｏ（ｔ）は、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７の回転量によって検出され、押さえ棒２６の下降量ｄｃ（ｔ）は高さ検出センサー３０によって検出される。
また、ばね２８のばね定数ｋｓは予め計測可能であるから、時間の異なる２つのタイミングｔ１，ｔ２における押さえレバー５３の下降量ｄｏ（ｔ１）、ｄｏ（ｔ２）と押さえ棒２６の下降量ｄｃ（ｔ１）、ｄｃ（ｔ２）を測定すれば、上記式（４）から連立方程式を生成して、未知数ＬｏおよびＡを算出することができる。

圧縮された布Ｎの反発力とばね２８への負荷は、前述のとおり等しくＦ（ｔ）であるから、布押さえ２５が布Ｎに接地したタイミングをｔｐとすれば、布Ｎのばね定数をｋｃとすると、次の関係式が成り立つ。
ｋｓ×｛ｄｏ（ｔｐ＋ｔ）−ｄｃ（ｔｐ＋ｔ）｝＝ｋｃ×｛ｄｃ（ｔｐ＋ｔ）−ｄｃ（ｔｐ）｝ …（５）
先に算出したＬｏからタイミングｔｐにおける押さえ棒２６の下降量ｄｃ（ｔｐ）を算出することができるから、所定のタイミング（ｔｐ＋ｔ）における押さえレバー５３の下降量ｄｏ（ｔｐ＋ｔ）と押さえ棒２６の下降量ｄｃ（ｔｐ＋ｔ）を測定すれば、布Ｎのばね定数ｋｃを算出することができる。
なお、以上は布Ｎのばね定数を取得する方法の一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。

次に、布Ｎの厚みに応じて送り歯１６の高さを変更する操作について図面を参照しながら説明する。
本実施例では、縫製する布Ｎの厚さに応じて送り歯１６の高さを変えることができるように、上下動カム１１および副上下動カム１２に最大カム径が異なる複数のカム面（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ），（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）をそれぞれ設け、カム体Ｄを下軸３に対し軸方向にスライドさせることによって、両カムの前記複数のカム面から、それぞれ送り台、副送り台を支持する対応する一対のカム面を選択可能にしている。

図８（ａ）に示すように、布Ｎの厚さが厚いときは、上下動カム１１の最大カム径が一番大きいカム面１１ａに送り台板４２が接するように、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８を駆動してカム体Ｄを下軸３に対し軸方向にスライドさせ、送り歯１６の針板９上面からの高さをＨａと高くする。
このとき、図示していないが、副送り台板４４は副上下動カム１２の同じく最大カム径が一番大きいカム面１２ａに接している。
また、図８（ｂ）に示すように、布Ｎの厚さが薄いときは、上下動カム１１の最大カム径が一番小さいカム面１１ｃに送り台板４２が接し、副上下動カム１２の同じく最大カム径が一番小さいカム面１２ｃに副送り台板４４が接するように、カム体Ｄを下軸３に対し軸方向にスライドさせて、送り歯１６の高さをＨｃに低く設定する。
なお、前述したように、上下動カム１１と副上下動カム１２は必ずしも一体に形成されている必要はなく、両カムが連携して駆動されるようになっていればよい。

布Ｎの厚さは、作業者がタッチパネル７０を操作して送り歯１６の高さを調節することもできるが、本実施例では制御装置８０が高さ検出センサー３０の測定結果に基づいて適切な送り歯高さを自動的に判断し、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８を駆動して送り歯１６の高さを調節することができる。
図１０（ａ）に示すように、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７を所定量回転し、ばね２８を所定の圧縮力で押圧したときの布Ｎの厚さｈは、高さ検出センサー３０によって押さえ棒２６のそれぞれの降下量を検出することによって算出することができる。

押さえ棒２６の降下量は、押さえ棒２６が降下して、図１０（ｂ）に示す透過型光センサー３０ｂが初めてスリット板３０ａのスリット６６を検知してからのスリット数を積分することによって計算する。
布Ｎの厚さｈは、布押さえ２５の初期高さから押さえ棒２６の降下量を差分すれば算出することができるから、結局、図１０（ｂ）に示すように、透過型光センサー３０ｂが検出するスリット６６の範囲Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は、布Ｎの厚さによって区分する図１１（ａ）における厚物の厚さｈ１の範囲、図１１（ｂ）における中程度の厚さｈ２の範囲、図１１（ｃ）における薄物の厚さｈ３の範囲にそれぞれ相当する。

図１５に示すように、送り歯１６の高さを調節するには、高さ検出センサー３０の測定結果から布Ｎの厚さデータを取得した（Ｓ２１）後、当該厚さデータが薄物となる閾値以下である場合（Ｓ２２；ＹＥＳ）には、図８（ｂ）に示すように、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８を駆動してカム体Ｄを下軸３に対し軸方向にスライドさせ、送り歯１６を高さＨｃに低く調節する（Ｓ２３）。
また、当該厚さデータが厚物となる閾値以上である場合（Ｓ２４；ＹＥＳ）には、図８（ａ）に示すように、送り歯高さ調節用ステッピングモータ１８を駆動して送り歯１６を高さＨａに高く調節する（Ｓ２５）。

当該厚さデータが、薄物となる閾値を超え、かつ厚物となる閾値未満である場合（Ｓ２４；ＮＯ）には、図５（ａ）に示すように、送り歯１６の高さをＨｂの中程度に維持ないしは調節する（Ｓ２６）。
なお、本実施例では、高さ検出センサー３０から検出したデータのみから、所定圧で圧縮された布Ｎの厚さを算出して布厚データとして使用したが、さらに、布Ｎのばね定数を取得する方法について前述した如く、押さえ棒駆動用ステッピングモータ２７の回転量データから押さえレバー５３の下降量を算出し、前述した関係式（４）によって、時間の異なる２つのタイミングｔ１，ｔ２における押さえレバー５３の下降量と押さえ棒２６の下降量とから、前記無負荷時の布厚Ｌｏを算出して布厚データとすれば、送り歯高さのより適切な調節が可能である。

上述した本実施例の送り歯１６の傾きを調節する操作および制御と、送り歯１６の高さを調節する操作および制御とは、送り台１３に回動中心を有する副送り台１７と、副送り台１７を上下に揺動する副上下動カム１２の前記構成から明らかなように、独立して操作および制御可能である。
すなわち、前述したように、上下動カム１１の複数のカム面（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と、副上下動カム１２の複数のカム面（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）とは、送り台１３がピン３５を支点に上下に揺動して傾斜が変化しても、送り歯１６が設置された副送り台１７の傾斜が変化しないように、それぞれ対応するカム面が形成されているから、図７に示すように送り歯１６の傾きを所定の傾きに調節した後、カム体Ｄを下軸３に対し軸方向にスライドさせて両カムのカム面を乗り換えて送り歯１６の高さを変更しても、調節した送り歯１６の傾きは変わらない。

また、図３に示すように、狭いベッド部４００内に設置された下軸３（上下動カム１１および副上下動カム１２）と送り歯１６とは、平面視でほぼ一致した位置にあるという通常の位置関係からすれば、送り歯１６の傾きを変更したことによる送り歯１６の高さへの影響はほとんど無視し得る程度であり、送り歯１６の高さを変更した後に送り歯１６の傾きを変更しても、送り歯１６の高さにはほとんど影響しない。
したがって、本実施例においては、送り歯１６の高さ調節と傾き調節とは、それぞれ独立に制御可能であり、その操作の順番等も制限されることはない。
そのため、例えば布の伸縮性が高く且つ薄物である場合には、送り歯１６の傾きを前下がりとするとともに、送り歯１６の高さを低く調節すれば、パッカリングを防ぐ上で相乗的に効果を発揮して、良好な仕上がりが期待できる。

しかも、本実施例では、作業者がタッチパネル７０上で操作するだけで、縫製する布の厚さや種類、伸縮性に関するデータを得て、送り歯１６の傾きおよび高さをそれぞれの調節用ステッピングモータ（５，１８）を駆動することによって自動的に調節することができるから、極めて使い勝手のよい送り歯調節機構を備えたミシンを提供することが可能となった。

本発明の送り歯調節機構および該調節機構を備えたミシンは、送り歯を布に適した状態に自動的に設定することができるから、家庭用ミシン、業務用ミシンともに広く利用可能であり、使い勝手のよいものである。

Ｄ カム体
Ｍ ステッピングモータ
Ｎ 布
ｈ（ｈ１，ｈ２，ｈ３） 布厚
Ｈ（Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ） 送り歯高さ
Ｌｏ 無負荷時の布厚
１ 上軸
２ ミシンモータ
３ 下軸
４ 水平送り軸
４ａ 偏心軸
５ 送り歯傾き調節用ステッピングモータ（傾き調節用アクチュエータ）
６ 水平送り軸受け
７（７ａ，７ｂ） 水平送り腕
８ 水平揺動腕
９ 針板
１０ 三角カム
１１ 上下動カム
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ カム面
１２ 副上下動カム
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ カム面
１３（１３ａ，１３ｂ） 送り台
１４ 二股リンク
１４ａ 二股部
１６ 送り歯
１７ 副送り台
１８ 送り歯高さ調節用ステッピングモータ（高さ調節用アクチュエータ）
２０ 角駒
２１ 水平送り調節器
２２ 溝
２３ 水平送り調節用ステッピングモータ
２５ 布押さえ
２６ 押さえ棒
２７ 押さえ棒駆動用ステッピングモータ
２８ ばね
３０ 高さ検出センサー
３０ａ スリット板
３０ｂ 透過型光センサー
３２ 針棒
３３ ミシン針
３５（３５ａ，３５ｂ），３６，３７，３８，５９ ピン
４０ 軸
４１，４３，４５ ねじ
４２ 送り台板
４４ 副送り台板
４６ 軸孔
４７ スプライン溝
４８ スプライン
４９ フランジ部
５０ スライドレバー
５３ 押さえレバー
５４ 駆動歯車
５５ 二重歯車
５６ カムディスク
５７ カム溝
５８ 従動突起
６０ リング部
６１ 上げフランジ
６２ ワッシャ
６５ 押さえ棒抱き
６６ スリット
７０ タッチパネル
８０ 制御装置（制御部）
８１ ＣＰＵ
８２ ＲＯＭ
８３ ＲＡＭ
８４ 入力インターフェース
８５ 出力インターフェース
１００ 上部フレーム
２００ 脚柱部
３００ アーム部
４００ ベッド部

Claims (6)

1. 中心から偏心した位置に設けられた偏心軸によってミシン機枠に回動可能に取り付けられた水平送り軸と、
   前記水平送り軸に回動可能に嵌合される水平送り軸受けと、
   前記水平送り軸受けに設けられ、水平送り軸の周りを回動して揺動する水平送り腕と、
   前記水平送り腕に回動可能に取り付けられ、水平送り軸受けの回動により水平方向に運動する送り台と、
   前記送り台上に設けられた送り歯と、
   前記偏心軸を回動させることにより、水平送り軸を上下に移動させる傾き調節用アクチュエータと、
   布の種類または伸縮性に関するデータに基づいて、前記傾き調節用アクチュエータを介して前記送り歯の傾きを制御する制御部とを備えることを特徴とする送り歯調節機構。
2. 前記ミシン機枠に回動可能に取り付けられた下軸と、
   最大カム径が異なる複数のカム面からなり、前記下軸の軸方向にスライド可能に嵌合されるとともに、前記送り台を支持して上下に揺動させる上下動カムと、
   前記送り台に回動可能に取り付けられ、前記送り歯が固定された副送り台と、
   最大カム径が異なる複数のカム面からなり、前記下軸の軸方向にスライド可能に嵌合されるとともに、前記副送り台を支持して上下に揺動させる副上下動カムと、
   前記上下動カムおよび前記副上下動カムを下軸に対し軸方向にスライドさせる高さ調節用アクチュエータとを備え、
   前記上下動カムおよび前記副上下動カムのそれぞれ前記送り台、前記副送り台を支持するカム面を前記複数のカム面から選択可能としたことを特徴とする請求項１に記載の送り歯調節機構。
3. 前記送り台を支持するように選択された前記上下動カムのカム面と、前記副送り台を支持するように選択された前記副上下動カムのカム面とは、前記送り台上における前記副送り台の回動中心の上下運動と、前記副上下動カムと前記副送り台の接点の上下運動とが、量的、位相的に一致するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の送り歯調節機構。
4. 前記ミシン機枠に上下摺動可能に装着された押さえ棒と、
   前記押さえ棒の下端部に取り付けられた布押さえと、
   前記押さえ棒の高さを検出することにより布の厚みに関するデータを取得する高さ検出センサーとを備え、
   前記制御部は、該布の厚みに関するデータに基づいて、前記高さ調節用アクチュエータを介して前記送り歯の高さを制御することを特徴とする請求項２または３に記載の送り歯調節機構。
5. ばねを介して前記押さえ棒を押圧する押さえレバーを備え、
   前記制御部は、前記押さえ棒が前記布押さえを介し布を圧縮する際の前記押さえレバーの降下量と、前記押さえ棒の下降量との差のデータを算出し、該差のデータに基づいて、前記傾き調節用アクチュエータを介して前記送り歯の傾きを制御することを特徴とする請求項４に記載の送り歯調節機構。
6. 請求項１〜５に記載の送り歯調節機構を備えたことを特徴とするミシン。

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