JP6761659B2

JP6761659B2 - ミシン

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Publication number: JP6761659B2
Application number: JP2016075644A
Authority: JP
Inventors: 啓伊久美; 元中山; 直樹杵淵
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-04-05
Also published as: CN107268191A; DE102017107280A1; CN107268191B; JP2017184983A; KR20170114978A

Description

本発明は、送り調節を行うミシンに関する。

押さえと送り歯で布を挟み込んで布送りを行うミシンにおいて、従来は、主軸とメカ的にリンクして動く送り歯を用いた送り機構を採用していた（特許文献１参照）。

特開２０１３−１４６３２６号公報

しかし、押さえと送り歯で布を挟み込んで布送りを行うミシンでは、縫製速度を高速にすると、送り歯の周回動作も高速となるので、送り歯が押さえに勢いよくぶつかることで、押さえが跳ね上がり（ジャンピング）、押さえ圧が下がってしまう問題があった。
この際、送り歯高さをより高くすれば、押さえとの隙間が小さくなるので、押さえ圧の低下分を補うことができるが、今度は低速時の押さえ圧が余計に上がってしまう。
従来のように、主軸とメカ的にリンクして動く送り歯を用いた送り機構では、主軸回転中に送り歯高さを変更することが困難であり、高速時と低速時で適切な押さえ圧を両立することができなかった。

本発明の課題は、主軸速度に応じて送り歯高さが高くなるように送り軌跡を変更することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
針棒を上下動させる針上下動機構と、
前記針上下動機構の駆動源となるミシンモーターと、
針板の上の被縫製物を送る送り歯を支持する送り台と、
前記ミシンモーターから動力を得て前記送り台に対して水平方向の往復動作を伝達する水平送り機構と、
前記送り台に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構とを備えるミシンにおいて、
前記水平送り機構は、前記ミシンモーターによる前記送り台に対する水平方向の往復動作のピッチを変更調節する送り調節モーターを有し、
前記上下送り機構は、前記送り台に対する上下方向の往復動作の駆動源となる上下送りモーターを有し、
前記送り調節モーターと前記上下送りモーターを制御して前記送り歯による前記被縫製物の送り動作を行う制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ミシンモーターにより回転駆動される主軸の回転角度に同期して所定の軌跡で前記送り歯を周回させるように前記上下送りモーターを制御するとともに、前記主軸の回転速度に応じて、送り区間における前記送り歯の軌跡を補正するように前記上下送りモーターを制御することを特徴とする。

さらに、請求項１に記載の発明は、
前記制御装置は、前記主軸の高速回転時には、送り区間における前記送り歯の軌跡を低速回転時よりも高い軌跡となるように前記上下送りモーターを制御することを特徴とする。

本発明によれば、主軸回転中であっても、送り歯高さ・送り軌跡をソフトウェアにて任意に変更可能になるため、主軸速度に応じて送り区間における送り歯高さが高くなるように送り軌跡を変更することができる。

ミシンのミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。送り調節機構の斜視図である。上下送り機構の斜視図である。上下送りモーターの軸角度０°時の上下送り機構の動作説明図である。上下送りモーターの軸角度−５°時の上下送り機構の動作説明図である。上下送りモーターの軸角度＋５°時の上下送り機構の動作説明図である。ミシンの制御系を示すブロック図である。通常の送りを行う場合の基準形の軌跡を示す線図である。時計方向の回動と反時計方向の回動で得る基準形の軌跡パターンデータの上下送りモーターの軸角度と主軸角度との関係を示す線図である。送り歯の周回軌跡を示すもので、主軸回転速度が３０００ｒｐｍ時の送り歯高さ変更例を示した線図である。時計方向の回動と反時計方向の回動で得る主軸回転速度が３０００ｒｐｍ時の軌跡パターンデータの上下送りモーターの軸角度と主軸角度との関係を示す線図である。送り歯の周回軌跡を示すもので、主軸回転速度が４０００ｒｐｍ時の送り歯高さ変更例を示した線図である。時計方向の回動と反時計方向の回動で得る主軸回転速度が４０００ｒｐｍ時の軌跡パターンデータの上下送りモーターの軸角度と主軸角度との関係を示す線図である。

［実施形態の概略構成］
以下、本発明の実施形態であるミシンについて詳細に説明する。
図１はミシン１００のミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。

図示のように、ミシン１００は、縫い針を上下動させる図示しない針上下動機構と、その駆動源となるミシンモーター１６（図７参照）と、ミシンモーター１６により回転動作が行われる図示しない主軸と、上糸を下糸に絡める釜１２と、縫い針の上下動に合わせて針板１１上の被縫製物たる布地を送る送り装置３０と、主軸から送り装置３０の下軸３３に回転力を伝達するベルト機構２０と、上糸及び下糸を切断する糸切り装置１４（図７参照）上記各構成を支持するミシンフレーム(図示略)と、上記各構成を制御する制御装置９０（図７参照）とを備えている。
なお、上記ミシン１００はいわゆる本縫いミシンであり、一般的な本縫いミシンが備える天秤機構、糸調子、布押さえ等の各構成を備えているが、これらは周知のものなので説明は省略する。

上記ミシンフレームは、ミシンの全体において下部に位置するベッド部と、ミシンベッド部の長手方向の一端部において上方に立設された立胴部と、立胴部の上端部からベッド部と同方向に延設された図示しないアーム部とを備えている。
なお、以下の説明では、ミシンベッド部の長手方向に平行な水平方向をＹ軸方向とし、水平であってＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。

［針上下動機構及びベルト機構］
針上下動機構は、アーム部の内側に配設され、ミシンモーター１６に回転駆動されると共にＹ軸方向に沿って配設された主軸と、縫い針を下端部で保持する針棒と、主軸の回転力を上下動の往復駆動力に変換して針棒に伝達する図示しないクランク機構とを備えている。
そして、ベルト機構２０は、主軸に固定装備された主動プーリと、送り装置３０の下軸３３に固定装備された従動プーリ２１と、主動プーリと従動プーリ２１とに掛け渡されたタイミングベルト２２とを備えている。そして、ベルト機構２０により、下軸３３は主軸と同速度で回転を行う。
なお、ベルト機構に替えて縦軸と傘歯車からなる歯車伝達機構で主軸から下軸３３に回転力を伝達しても良い。

［送り装置］
図１に示すように、送り装置３０は、針板１１の開口から出没して布地を所定方向に送る送り歯３１と、送り歯３１を保持する送り台３２と、ミシンモーター１６から動力を得て送り台３２に対してＸ軸方向（水平方向）の往復動作を伝達する水平送り機構４０と、送り台３２に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構６０Ｂとを備えている。

［水平送り機構］
水平送り機構４０は、送り台３２に対するＸ軸方向の往復動作のストロークを調節する送り調節機構５０と、下軸３３からＸ軸方向に沿った往復動作を取り出すクランクロッド４１と、送り調節機構５０を介してクランクロッド４１から往復回動が付与される水平送り軸４２と、水平送り軸４２の往復回動駆動力を送り方向の往復駆動力に変換して送り台３２に伝達する水平送りアーム４３とを備えている。

クランクロッド４１は、その一端部が下軸３３に固定装備された偏心カム（図示略）を回転可能に保持しており、他端部が送り調節機構５０に連結されている。かかるクランクロッド４１は、その長手方向がおおむねＸ軸方向に沿うように配置されており、下軸３３が全回転で駆動すると、クランクロッド４１の他端部は偏心カムによりその偏心量の二倍のストロークでその長手方向に沿って往復動作を行う。かかるクランクロッド４１の往復動作が送り調節機構５０を介して水平送り軸４２への往復回動力として伝達される。

送り調節機構５０は、図２に示すように、水平送り軸４２に固定装備されると共に水平送り軸４２を中心とする半径方向外側に延出された揺動アーム５１と、クランクロッド４１の他端部と揺動アーム５１とを連結する一対の第一のリンク体５３と、クランクロッド４１の他端部の往復運動方向をいずれかの方向に誘導する一対の第二のリンク体５４と、第二のリンク体５４による誘導方向を決定する送り調節体５５と、送り調節体５５と一体的に回動する支軸５２と、支軸５２に固定装備されると共に支軸５２を中心とする半径方向外側に延出された入力アーム５６と、送り調節体５５を回動させて下軸３３から送り台３２に伝達されるＸ軸方向（水平方向）の往復動作量を調節する送り調節モーター５７と、送り調節モーター５７の出力軸から入力アーム５６に回動力を伝達する二つの伝達リンク５８，５９とを備えている。

第一のリンク体５３は、一端部がクランクロッド４１の他端部に連結され、他端部が揺動アーム５１の揺動端部に連結され、これら両端部はいずれもＹ軸回りに回動可能に連結されている。
第二のリンク体５４は、一端部が第一のリンク体５３の一端部と共にクランクロッド４１の他端部に連結され、他端部が送り調節体５５の回動端部に連結され、これら両端部はいずれもＹ軸回りに回動可能に連結されている。
送り調節体５５は、その基端部にＹ軸方向に沿った支軸５２が固定装備されており、当該支軸５２はミシンフレーム内でＹ軸回りに回動可能に支持されている。
また、送り調節体５５の回動端部は第二のリンク体５４の他端部とＹ軸回りに回動可能に連結されている。

送り調節機構５０では、第一のリンク体５３と第二のリンク体５４のそれぞれの長手方向が一致する状態、つまり各リンク体５３，５４が丁度重なる状態となるように送り調節体５５を回動させると、クランクロッド４１の駆動力が揺動アーム５１に伝わらない状態となる。このとき、水平送り軸４２には往復回動動作が伝わらないので、送り台３２のＸ軸方向の往復のストロークが0、即ち、縫いピッチが0となる。このように、各リンク体５３，５４が重なる状態となる送り調節体５５の回動角度を「送り調節体５５の中立角度」とする。

そして、この送り調節体５５を中立角度から一方に回動させると、その回動角度量に応じて揺動アーム５１側に往復の揺動動作が付与され、これにより正送り方向の縫いピッチを大きくすることができる。
また、この送り調節体５５を中立角度から逆方向に回動させると、やはりその回動角度量に応じて揺動アーム５１側に往復の揺動動作を付与することができるが、この場合には、位相が反転して伝達され、これにより逆送り方向の縫いピッチを大きくすることができる。

送り調節モーター５７は、ミシンベッド部内のＹ軸方向一端部側において、出力軸をＹ軸方向に向けて配置されている。前述した伝達リンク５８は、その長手方向を概ねＸ軸方向に向けてその一端部が送り調節モーター５７の出力軸に固定装備されている。従って、送り調節モーター５７の駆動により伝達リンク５８の他端部は上下に回動を行う。
伝達リンク５９は、その長手方向が概ねＺ軸方向に沿った状態で、その下端部が伝達リンク５８の他端部にＹ軸回りに回動可能に連結されている。従って、送り調節モーター５７の駆動により伝達リンク５９は全体的に上下動を行う。
入力アーム５６は、支軸５２に固定装備されると共に支軸５２から概ねＸ軸方向に沿って延出されており、その延出端部は伝達リンク５９の上端部にＹ軸回りに回動可能に連結されている。
これらにより、送り調節モーター５７が駆動すると、伝達リンク５８，５９及び入力アーム５６を介して送り調節体５５を回動させることができる。

水平送り軸４２は、ミシンベッド部内においてＹ軸方向に沿って回転可能に支持されており、下軸３３に対して布地の送り方向下流側（図１における左方）に配置されている。かかる水平送り軸４２の立胴部側の一端部には前述した送り調節機構５０を介して下軸３３から往復回動力が付与され、水平送り軸４２の他端部から水平送りアーム４３を介して送り台３２にＸ軸方向に沿った往復動作を伝達する。

水平送りアーム４３は、その基端部が水平送り軸４２の針板１１側の端部に固定連結され、その揺動端部はほぼ上方に向けられた状態で送り台３２に連結されている。
従って、水平送りアーム４３は、ミシンモーター１６の駆動により送り台３２をＸ軸方向に沿って往復移動させることができる。また、送り台３２のＸ軸方向に沿った往復動作のストロークは、送り調節機構５０の送り調節モーター５７を制御することにより、任意に調節することができる。

送り台３２は、針板１１の下方に配設され、布送り方向（Ｘ軸方向）における一端部が上下送り機構６０Ｂに連結され、他端部が水平送りアーム４３に連結されている。また、送り台３２の長手方向中間位置の上部には送り歯３１が固定装備されている。
これにより、送り台３２はその一端部から上下方向に往復駆動力が付与され、他端部からは同じ周期で送り方向の往復駆動力が付与される。そして、これらの往復駆動力を合成することでＸ−Ｚ平面に沿って長円運動を行うこととなる。この送り台３２に伴って送り歯３１も長円運動を行い、当該長円運動軌跡の上部領域を移動する際に送り歯３１の先端部が針板１１の開口部から上方に突出し、布地を送ることを可能としている。

［上下送り機構］
図３は上下送り機構６０Ｂの斜視図、図４〜図６は上下送り機構６０Ｂの動作説明図である。
この上下送り機構６０Ｂは、送り台３２に対する上下方向（Ｚ軸方向）の往復動作の駆動源となる上下送りモーター６６と、当該上下送りモーター６６の出力軸に連結されて回動動作を行う第一リンク６１Ｂと、第一リンク６１Ｂの回動端部に一端部が連結された第二リンク６２Ｂと、第二リンク６２Ｂの他端部に一端部が連結された第三リンク６３Ｂと、第三リンク６３Ｂの他端部に連結されると共にミシンフレーム内で位置が固定された回動軸６７と、当該回動軸６７を介して第三リンク６３Ｂと連結された第四リンク６４と、当該第四リンク６４の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台３２の一端部に連結された第五リンク６５とを備えている。
なお、上記の上下送り機構６０Ｂに替えて、モーターと偏心カムとリンクを用いる構成や、モーターとラックとピニオンを用いる構成に変更することも容易に考えられる。

上下送りモーター６６は、ミシンベッド部内でＹ軸方向における針板１１側の端部に配置され、Ｙ軸方向について、前述した送り調節機構５０の送り調節モーター５７と離隔して配置されている。これらのモーター５７，６６は、いずれも設置スペースを広く必要とするが、このようにミシンベッド部内でその長手方向について離隔して配置することにより、相互間のスペースをミシンの他の構成、例えば、モーターと同様に設置スペースを広く必要とする糸切り装置１４の駆動源となるソレノイドの設置スペースを確保することができる。
また、上下送りモーター６６はその出力軸をＹ軸方向に沿わせて配置されている。

さらに、上下送りモーター６６は、前述した送り調節モーター５７と同一仕様且つ同一性能であって機種及び種別が同一のモーターを使用している。
これにより、モーター及びその周辺の部材の共通化を図ることができ、コスト低減及びメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。

第一リンク６１Ｂは、回動中心となる基端部が上下送りモーター６６の出力軸に固定支持されている。
一方、第三リンク６３Ｂは、その他端部がミシンベッド部のフレームにより回転可能に支持された回動軸６７に固定支持されている。
そして、第一リンク６１Ｂの回動端部と第三リンク６３Ｂの回動端部は第二リンク６２Ｂの一端部と他端部とにそれぞれＹ軸回りに回動可能に連結されている。
そして、これら第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂは、図４に示すように、第一リンク６１ＢがＺ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が上方を向いた状態であって、第三リンク６３ＢがＺ軸方向にほぼ並行且つその回動端部が下方を向いた状態である場合に、第二リンク６２ＢはほぼＸ軸方向に平行な水平状態となるように、それぞれの長さが設定されている。

これにより、上下送りモーター６６の出力軸を図４に示す軸角度（０°）とすると、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが９０度（直角）となる。この状態が第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂからなるリンク列における「原点」である。
上記「原点」となる軸角度では、送り歯３１の高さは針板１１の上面の高さと一致する。
また、「原点」となる軸角度を基準として、図５に示すように逆方向（反時計方向）に上下送りモーター６６を回転駆動させると送り歯３１は針板１１の上面より上昇し、図６に示すように正方向（時計方向）に上下送りモーター６６を回転駆動させると送り歯３１は針板１１の上面より下降する。
なお、ミシン１００では、その制御装置９０が、送り歯３１による一針分の送り動作につき、上下送りモーター６６に対して、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが同一直線上に並んだ最大伸長状態となる出力軸角度には到達しない角度範囲内（例えば原点±１０°）で正逆方向の往復回動を一回行う動作制御を実行する。

このように、第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂからなるリンク列は、上下送りモーター６６の回動動作と送り台３２への上下動作の付与を等倍の頻度に維持するので、水平方向の送りの往復動作をミシンモーター１６から独立したモーターによって付与する場合に比べると、往復のストロークが小さいことにより、高速回転の縫製への追従性が優れている。特に、上下送りモーター６６が、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが直角をなす軸角度を含む範囲で駆動を行うことにより、往復のストロークをより小さくすることができ、高速回転の縫製への追従性をさらに向上させることができる。

また、第四リンク６４は、概ねＸ軸方向に沿った状態で基端部が回動軸６７に固定されているので、第三リンク６３Ｂと一体的に回動を行う。
そして、第五リンク６５は、概ねＺ軸方向に沿った状態で第四リンク６４の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台３２の一端部に連結されているので、第四リンク６４の回動により第五リンク６５を介して送り台３２に上下動を伝達することができる。

［糸切り装置］
糸切り装置１４は、送り歯３１と釜１２との間に配置された固定メス及び動メスと、下軸３３に設けられたカムと、カムに係合して動メスに切断動作を付与するカムコロと、カムコロをカムに係合させるソレノイドとを備えている。ソレノイドは、制御装置９０の制御によって作動し、ソレノイドの作動によりカムコロがカムに係合して、動メスに往復の切断動作を伝達し、動メスと固定メスとの協働により上糸及び下糸を切断する。

［ミシンの制御系］
上記ミシン１００の制御系を図７のブロック図に示す。この図７に示すように、ミシン１００は、各構成の動作制御を行う制御装置９０を備えている。そして、この制御装置９０には、ミシンモーター１６、送り調節モーター５７及び上下送りモーター６６が各々のモーター駆動回路１６ａ，５７ａ，６６ａを介して接続されている。
また、ミシンモーター１６には、その回転数を検出するエンコーダ１６１が併設されており、このエンコーダ１６１もモーター駆動回路１６ａを介して制御装置９０に接続されている。
また、制御装置９０には、糸切り装置１４が接続されており、糸切りの実行の際に駆動するソレノイドが制御装置９０により制御される。

制御装置９０は、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＥＥＰＲＯＭ９４（ＥＥＰＲＯＭは登録商標）を備え、後述する各種の動作制御を実行する。
また、制御装置９０には、後述する送り装置３０に対する各種の動作制御の選択、実行や設定を入力するための操作入力部９６がインターフェイス９７を介して接続されている。

［送り装置の動作制御（基準形の軌跡パターン）］
ミシン１００では、送り歯３１の上下方向の往復動作をミシンモーター１６とは独立して上下送りモーター６６が行うので、上下送りモーター６６を制御することにより、送り歯３１の周回移動の軌跡を任意に変更することが可能である。
図８は通常の送りを行う場合の基準形の軌跡である。図８では横軸が送り歯３１のＸ軸方向の位置、縦軸がＺ軸方向の送り歯３１の位置を示している。横軸の左側が送り方向下流側であり、横軸の0となる位置は針落ち位置である。また、縦軸の0となる位置が針板１１の上面の高さである（後述する図１０、１２も同様とする）。
この基準形の軌跡では、針板１１の上面を基準として上下にほぼ対称な長円となる。なお、送り歯３１の歯先（上端部）が針板１１の上面以上の位置にある主軸角度の範囲を「送り区間」と定義する。

制御装置９０は、この長円の軌跡上に並んだドットの各位置に送り歯３１を位置決めするための上下送りモーター６６の軸角度を主軸角度と関連づけて記録した軌跡パターンデータをＥＥＰＲＯＭ９４内に保持している。
なお、送り調節モーター５７の軸角度は長円の軌跡の横軸の幅（縫いピッチ）を決定するので、操作入力部９６から縫いピッチが設定されると、送り歯が周回移動している間は縫いピッチが設定値となる送り調節モーター５７の軸角度を維持する。

そして、制御装置９０は、縫製の際には、軌跡パターンデータをＲＡＭ９３に読み込み、エンコーダ１６１の出力を監視して、所定の主軸角度となるたびに上下送りモーター６６を軌跡パターンデータに定める軸角度に位置決めすることにより送り歯３１を図８の軌跡に従って周回移動させる。

図９は基準形の軌跡で得る上下送りモーター６６の軸角度（縦軸）と主軸角度（横軸）との関係を示している。
図８の基準形の軌跡パターンにおける上下送りモーター６６の軸角度の変化は、図９に示すように、おおよそ2π分のサインカーブとなる。
なお、正方向と逆方向の一往復回動で送り歯が上下に一往復する関係のため、時計方向の回動で得る軌跡パターンデータと反時計方向の回動で得る軌跡パターンデータとの二種類を用意する必要はなく、一種類の軌跡パターンデータのみを保有している。

［送り歯高さ変更］
以上のように、ミシン１００の送り歯３１を上下させるための動力を、従来のように主軸とメカ的にリンクさせて得るのではなく、送り歯３１の上下動用に用意したアクチュエーター、実施形態ではパルスモーターによる上下送りモーター６６から得るようにする。
そして、主軸回転用のミシンモーター１６と上下送りモーター６６はＣＰＵ９１で一括に制御し、主軸回転速度の情報を送り歯上下用のアクチュエーター制御に利用できるようにする。
この構成であれば、主軸の回転中であっても、送り歯３１の高さを独立して変更できる。

ここで、縫い速度、即ち、主軸回転速度は、図７に示すように、ミシンペダル１０１の踏み込み量、または、エンコーダ１６１によるミシンモーター１６の回転数に基づいて検出する。

[送り装置の動作制御]
主軸回転速度が２０００ｒｐｍ時の送り歯の軌跡は、図８で示した通常の送りを行う場合の基準形の軌跡と同様の軌跡である。
低速時には送り歯が押さえに勢いよくぶつかることで、押さえが跳ね上がるジャンピングは発生しない。従って、基準形の軌跡に対して補正を加える必要がない。
制御装置９０は、この長円の軌跡上に並んだドットの各位置に送り歯３１を位置決めするための上下送りモーター６６の軸角度を主軸角度と関連づけて記録した軌跡パターンデータをＥＥＰＲＯＭ９４内に保持している。

そして、制御装置９０は、主軸回転が低速（例えば０〜２５００ｒｐｍ）と判断された場合、所定の主軸角度となるたびに上下送りモーター６６を軌跡パターンデータに定める軸角度に位置決めするように制御する。

また、上下送りモーター６６の軸角度（縦軸）と上軸角度（横軸）との関係は、基準形と同様である事から、図９に示したようになる。

図１０は主軸回転速度が３０００ｒｐｍ時の送り歯の変形軌跡である。この軌跡では基準形の軌跡に比べて、送り区間における送り歯３１刃先の高さが高くなる軌跡である。この軌跡で送り歯３１を周回させると、送り歯３１の刃先の高さが基準形の軌跡よりも高い位置を通過するので、例えば、主軸の回転数が上がるに連れて押さえのジャンピングが発生しても、押さえと送り歯の隙間を小さくすることができ、適切な押さえ圧を保って縫製作業を良好に行うことが可能となる。
制御装置９０は、この長円の軌跡上に並んだドットの各位置に送り歯３１を位置決めするための上下送りモーター６６の軸角度を主軸角度と関連づけて記録した軌跡パターンデータをＥＥＰＲＯＭ９４内に保持している。

そして、制御装置９０は、主軸回転速度が３０００ｒｐｍと判断された場合、所定の主軸角度となるたびに上下送りモーター６６を３０００ｒｐｍ用の軌跡パターンデータに定める軸角度に位置決めするように補正制御する。

図１１は図１０の変形軌跡の回動で得る軌跡パターンデータの上下送りモーター６６の軸角度（縦軸）と上軸角度（横軸）との関係を示している。基準形の軌跡パターンに対して、送り歯３１の刃先の高さが高くなるように駆動される。

図１２は主軸回転速度が４０００ｒｐｍ時の送り歯の変形軌跡である。この軌跡では図１０で示した３０００ｒｐｍ時の軌跡に比べて、送り区間における送り歯３１刃先の高さが更に高くなる軌跡である。この軌跡で送り歯３１を周回させると、送り歯３１の刃先の高さが３０００ｒｐｍ時よりも高い位置を通過するので、主軸の回転数が高速になり激しい押さえのジャンピングが発生しても、押さえと送り歯の隙間を小さくすることができ、適切な押さえ圧を保って縫製作業を良好に行うことが可能となる。
制御装置９０は、この長円の軌跡上に並んだドットの各位置に送り歯３１を位置決めするための上下送りモーター６６の軸角度を主軸角度と関連づけて記録した軌跡パターンデータをＥＥＰＲＯＭ９４内に保持している。

そして、制御装置９０は、主軸回転が４０００ｒｐｍと判断された場合、所定の主軸角度となるたびに上下送りモーター６６を４０００ｒｐｍ用の軌跡パターンデータに定める軸角度に位置決めするように制御する。

図１３は図１２の変形軌跡の回動で得る軌跡パターンデータの上下送りモーター６６の軸角度（縦軸）と上軸角度（横軸）との関係を示している。３０００ｒｐｍ時の軌跡パターンに対して、送り歯３１の刃先の高さがさらに高くなるように駆動される。

このように、制御装置９０は、主軸回転速度に応じて、送り歯３１を位置決めするための上下送りモーター６６の軸角度を主軸角度と関連づけて記録した軌跡パターンデータをＥＥＰＲＯＭ９４内に保持している。
そして、主軸が高速回転している場合は速度に応じて送り区間における送り歯３１の高さを高くなるように補正することで、主軸の回転速度が上昇した際に押さえのジャンピングが発生しても、最適な押さえ圧を保つことができる。
また、主軸速度低速時には送り区間における送り歯１３の高さ補正をせずに済むので、一度の縫製で主軸低速動作と高速動作が混じるような場合においても、押さえ圧を最適に保ち続けることができる。

［実施形態による効果］
以上、実施形態のミシン１００によれば、水平送り機構４０は、ミシンモーター１６による送り台３２に対する水平方向の往復動作のピッチを変更調節する送り調節モーター５７を有し、上下送り機構６０Ｂは、送り台３２に対する上下方向の往復動作の駆動源となる上下送りモーター６６を有し、送り調節モーター５７と上下送りモーター６６を制御して送り歯３１による被縫製物の送り動作を行う制御装置９０を備えている。
このため、送り歯３１の上下の往復動作についてミシンモーター１６から制約を受けることなく任意に動作させることができるので、前述したように、多種多様の軌跡パターンで送り歯３１を周回移動させることが可能となる。

また、送り歯３１の水平方向の往復動作についてミシンモーター１６から独立した他のモーターを駆動源とすることでも、前述した各種の軌跡パターンの内の一部については実行可能である。しかしながら、水平方向の往復ストロークは上下方向の往復ストロークよりも遙かに大きいので、より低イナーシャで出力が大きなモーターが必要となる。なお、モーターは出力が大きくなるとイナーシャも大きくなる傾向にあるので、実際にはそのようなモーターは入手困難であるため、縫製速度を低減して送りを行うことが余儀なくされる。
これに対して、実施形態のミシン１００は、送り歯３１の水平方向の往復動作の駆動源をミシンモーター１６とし、送り歯３１の上下方向の往復動作の駆動源を上下送りモーター６６としているので、送り歯３１の上下動については狭い往復ストロークの範囲で往復させれば良く、上下送りモーター６６として入手が容易な小型、低出力のものを使用することができる。そして、より多彩な軌跡パターンで送りを行うことができる。
また、縫いピッチの調節は、従来から行われている送り調節体５５と送り調節モーター５７の構成を使用するので、信頼性及び安定性が高く、高精度である。

特に、制御装置９０により、主軸の高速回転時には送り区間における送り歯３１の高さを低速回転時よりも高くするように上下送りモーター６６を制御するので、主軸回転中であっても、送り歯３１の高さ・送り軌跡をソフトウェアにて任意に変更して、主軸速度に応じて送り歯３１の高さが高くなるように送り軌跡を変更することができる。
従って、主軸の高速回転時に押さえのジャンピングが発生しても、最適な押さえ圧を保つことができる。
また、主軸の速度低速時には送り区間における送り歯１３の高さ変更をせずに済むので、一度の縫製で主軸低速動作と高速動作が混じるような場合においても、押さえ圧を最適に保ち続けることができる。

［その他］
また、上記の発明の実施形態では、本縫いミシンを例示したが、送り装置３０は、送り歯で被縫製物を送るいずれのタイプのミシンにも適用可能である。
また、上記の発明の実施形態では、上下送りモーター６６の出力軸に直接的に第一リンク６１Ｂを取り付けて連結した場合を例示したが、上下送りモーター６６の出力軸と第一リンク６１Ｂとの間に伝達部材や伝達機構を介在させて間接的に連結しても良い。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

なお、上述した高速回転時の送り歯の高さの変更制御は、送り旋回軌跡の上半部における送り歯の高さを段階的に増やした複数の軌跡パターンを予め用意しておき、検出される主軸回転速度に応じて予め用意された複数の軌跡パターンの中から適切なものを選択して、送り歯３１が選択された軌跡パターンを周回するように動作制御を行っても良い。
また或いは、図８のような基準形の軌跡パターンを予め用意し、これに対応する基準速度を定め、当該基準速度と検出される主軸回転速度との速度差から算出される補正値に基づいて、基準形の軌跡パターンにおける送り旋回軌跡の上半部における各点の送り歯の高さに対して補正を行い、送り歯３１が補正後の軌跡パターンを周回するように動作制御を行っても良い。

１１針板
１４糸切り装置
１６ミシンモーター
３０送り装置
３１送り歯
３２送り台
４０水平送り機構
５０送り調節機構
５５送り調節体
５７送り調節モーター
６０Ｂ上下送り機構
６１Ｂ第一リンク
６１Ｃ溝カム
６２Ｂ，６２Ｃ第二リンク
６３Ａ，６３Ｂ第三リンク
６４第四リンク
６５第五リンク
６６上下送りモーター
６７回動軸
９０制御装置
１００ミシン
１０１ミシンペダル
１６１エンコーダ

Claims

針棒を上下動させる針上下動機構と、
前記針上下動機構の駆動源となるミシンモーターと、
針板の上の被縫製物を送る送り歯を支持する送り台と、
前記ミシンモーターから動力を得て前記送り台に対して水平方向の往復動作を伝達する水平送り機構と、
前記送り台に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構とを備えるミシンにおいて、
前記水平送り機構は、前記ミシンモーターによる前記送り台に対する水平方向の往復動作のピッチを変更調節する送り調節モーターを有し、
前記上下送り機構は、前記送り台に対する上下方向の往復動作の駆動源となる上下送りモーターを有し、
前記送り調節モーターと前記上下送りモーターを制御して前記送り歯による前記被縫製物の送り動作を行う制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ミシンモーターにより回転駆動される主軸の回転角度に同期して所定の軌跡で前記送り歯を周回させるように前記上下送りモーターを制御するとともに、前記主軸の回転速度に応じて、送り区間における前記送り歯の軌跡を補正するように前記上下送りモーターを制御し、
前記制御装置は、前記主軸の高速回転時には、送り区間における前記送り歯の軌跡を低速回転時よりも高い軌跡となるように前記上下送りモーターを制御することを特徴とするミシン。