(57)【要約】      （修正有）【課題】フットコントローラを備える電動ミシンにおいて、フットコントローラの操作が使用者によるか、それ以外によるかを判定することができる電動ミシンを提供する。【解決手段】ミシン本体にフットコントローラが接続され、使用者の踏み込み量に応じた駆動指令信号をミシン本体に出力する発令部と、踏み込みの接触態様を検出する接触センサを備え、ミシン本体は、発令部からの駆動指令信号に基づき制御する駆動制御部と、接触センサで検出された接触態様に基づくデータを記憶するデータ記憶部と、接触センサで検出された接触態様に基づくデータである使用データと使用前に記憶された接触態様に基づくデータである登録データが類似か否かを判定するデータ判定部と、使用データが登録データと類似と判定された場合に駆動制御部の制御を有効にし、類似でないと判定された場合に駆動制御部の制御を無効にする駆動選択部とを備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシン本体にフットコントローラが接続される電動ミシンであって、
前記フットコントローラは、
使用者の踏み込み量に応じた駆動指令信号を前記ミシン本体に出力する発令部と、
踏み込みの接触態様を検出する接触センサと、を備え、
前記ミシン本体は、
前記発令部からの駆動指令信号に基づき駆動部を制御する駆動制御部と、
前記接触センサで検出された接触態様に基づくデータを記憶するデータ記憶部と、
使用者の使用により前記接触センサで検出された接触態様に基づくデータである使用データと使用前に前記データ記憶部に記憶された接触態様に基づくデータである登録データとが類似であるか否かを判定するデータ判定部と、
前記使用データが前記登録データと類似であると判定された場合に前記駆動制御部の制御を有効にし、類似でないと判定された場合に前記駆動制御部の制御を無効にする駆動選択部と、を備えることを特徴とする電動ミシン。
【請求項２】
前記データ判定部により、前記使用データが前記登録データと類似でないと判定された場合に、前記使用データを前記データ記憶部に追加するか否かを確認するデータ追加確認部と、
前記データ追加確認部で新たな使用データの追加が決定された場合に、前記使用データを新たな登録データとして前記データ記憶部に追加するデータ追加部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動ミシン。
【請求項３】
前記データ記憶部は、使用データと併せて使用者の情報を記憶し、
前記データ追加部は、前記新たな登録データの使用者の情報が前記データ記憶部に記憶されている場合に当該使用者の登録データとして記憶し、前記使用者の情報が前記データ記憶部に記憶されていない場合に新たな使用者の情報を記憶するとともに、当該新たな使用者の登録データとして記憶することを特徴とする請求項２に記載の電動ミシン。
【請求項４】
前記接触態様は、前記接触センサにより検出される接触領域、接触による加圧分布または、それらの時間的変化であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動ミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ミシンに関し、特に、ミシン本体にフットコントローラが接続された電動ミシンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から電動ミシンの始動、停止および駆動速度（縫い速度）の制御は、ミシン本体に備えられたレバーまたはミシン本体に接続された足踏み式のフットコントローラで行うのが通常であるが、前記フットコントローラをコードレス化して、無線接続でミシン本体の駆動制御を行うことが知られている。
しかし、無線接続のフットコントローラを使用する場合、外来ノイズや誤操作等により、ミシンが勝手に始動したり、使用者が意図しない動作を行うことが考えられる。
【０００３】
例えば、針へ糸を通す作業、布をベッド上にセットする作業などの作業中に、フットコントローラを誤って踏むと、使用者が意図しない状況でミシンが始動することになり、極めて危険である。さらに、無線接続のフットコントローラは、可搬性があるため、他の場所で物が乗せられて始動信号を出力してしまうことなども考えられる。
このため、フットコントローラからの指令信号を無効にすることが可能な無効／有効切り替え装置をミシン本体側に装着することにより、使用者が任意にフットコントローラからの指令を無効化し、ノイズや誤操作などによる誤動作を防止できる電動ミシンも従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の電動ミシンでは、ミシンが駆動可能な状態で使用者以外の幼児による踏み込み、またはフットコントローラ上に物体が倒れ込む等の不測の事態によりフットコントローラが踏み込まれた状態になった場合、低速ではあるがミシンが始動し、危険な状態になりかねないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決することを課題とし、ミシン本体にフットコントローラが接続される電動ミシンにおいて、フットコントローラの操作が本来の使用者によるものか、または、それ以外によるものかを判定することができる電動ミシンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、電動ミシンとして、ミシン本体にフットコントローラが接続される電動ミシンであって、前記フットコントローラは、使用者の踏み込み量に応じた駆動指令信号を前記ミシン本体に出力する発令部と、踏み込みの接触態様を検出する接触センサと、を備え、前記ミシン本体は、前記発令部からの駆動指令信号に基づき駆動部を制御する駆動制御部と、前記接触センサで検出された接触態様に基づくデータを記憶するデータ記憶部と、使用者の使用により前記接触センサで検出された接触態様に基づくデータである使用データと使用前に前記データ記憶部に記憶された接触態様に基づくデータである登録データとが類似であるか否かを判定するデータ判定部と、前記使用データが前記登録データと類似であると判定された場合に前記駆動制御部の制御を有効にし、類似でないと判定された場合に前記駆動制御部の制御を無効にする駆動選択部と、を備えることを特徴とする構成を採用する。
【０００８】
本発明の電動ミシンの実施形態として、前記データ判定部により、前記使用データが前記登録データと類似でないと判定された場合に、前記使用データを前記データ記憶部に追加するか否かを確認するデータ追加確認部と、前記データ追加確認部で新たな使用データの追加が決定された場合に、前記使用データを新たな登録データとして前記データ記憶部に追加するデータ追加部と、を備えることを特徴とする構成を採用し、また、前記データ記憶部は、使用データと併せて使用者の情報を記憶し、前記データ追加部は、前記新たな登録データの使用者の情報が前記データ記憶部に記憶されている場合に当該使用者の登録データとして記憶し、前記使用者の情報が前記データ記憶部に記憶されていない場合に新たな使用者の情報を記憶するとともに、当該新たな使用者の登録データとして記憶することを特徴とする構成を採用する。
さらに、本発明のフットコントローラの具体的実施形態として、前記接触態様は、前記接触センサにより検出される接触領域、接触による加圧分布または、それらの時間的変化であることを特徴とする構成を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電動ミシンは、前記構成を採用することにより、ミシン本体にフットコントローラが接続される電動ミシンにおいて、フットコントローラの操作が本来の使用者によるものか、または、それ以外によるものかを判定することにより、フットコントローラの踏み込みによるミシンの誤操作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る電動ミシンの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る電動ミシンの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係るフットコントローラの踏み込みパターンを示すイメージ図である。
【図４】本発明の実施例に係る電動ミシンにおける使用者による操作とそれ以外の操作とを判定する態様を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態に係る電動ミシンについて、実施例に示した図面を参照して説明する。
以下の説明では、図１の斜視図でみて、縦方向を「上下」、左下から右上方向を「左右」、右下から左上方向を「前後」とする。
【実施例】
【００１２】
図１において、Ａは、駆動部である電動モータ（図示せず）により駆動される電動ミシンであり、電動ミシンＡは、ミシン本体Ｂと、ミシン本体Ｂに接続される足踏み式のフットコントローラＣとを備えている。
本実施例の電動ミシンＡでは、ミシン本体ＢとフットコントローラＣとの間に接続ケーブルはなく、両者は、ワイヤレスで接続されている。
【００１３】
図１に示すように、ミシン本体Ｂは、下方のベッド部１と、該ベッド部１の右端部から立設される脚柱部２と、該脚柱部２の上端からベッド部１に対向するように左方へ延びるアーム部３と、アーム部３の左端部に設けられたヘッド部４とを備えている。
【００１４】
前記ヘッド部４は、下端部から下方のベッド部１に向けて針棒（図示せず）と針５とを備えている。
前記脚柱部２の前面には、選択された縫い模様や各種機能キーなどを表示する表示装置としてタッチパネルを兼ねるディスプレイ６が配置されている。
【００１５】
図１に示すように、フットコントローラＣは、足を載せて踏み込むための踏み板１０と、枢支軸１２により該踏み板１０を回動自在に支持する支持台１１とを備えている。
前記踏み板１０は、足を載せる上面に接触センサとしての圧力センサ１３が設置され、後述するように、足による接触領域や踏み込みによる加圧分布を検出し、これらの時間的変化を把握することができる。
さらに、フットコントローラＣの側面には、充電池等の内蔵電源をオン・オフする電源スイッチ１４が設けられている。
【００１６】
本実施例の電動ミシンＡは、図２のブロック図で示すように、制御系が構成されている。
ミシン本体Ｂ内には、制御装置２０が設けられ、制御装置２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、データ記憶部としてのＲＡＭ２３を含むマイクロコンピュータと、入力インターフェース２４と、出力インターフェース２５とを備えている。
入力インターフェース２４には、フットコントローラＣからの駆動指令信号および圧力センサ１３のデータを受信する受信モジュール２６と、タッチパネル７とが接続され、出力インターフェース２５には、ディスプレイ６と、電動モータ２８の起動・停止および速度調節を行う駆動制御部としての駆動制御装置２７とが接続されている。
【００１７】
フットコントローラＣ内には、制御装置３０が設けられ、制御装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３を含むマイクロコンピュータと、入力インターフェース３４と、出力インターフェース３５とを備えている。
入力インターフェース３４には、踏み込みの接触態様を検出する接触センサとしての圧力センサ１３と、踏み板１０の踏み込み量に応じて抵抗値を増減するボリューム３６とが接続され、出力インターフェース３５には、ミシン本体Ｂへ駆動指令信号および圧力センサ１３のデータを送信する送信モジュール３７が接続されている。
【００１８】
本実施例では、フットコントローラＣの踏み板１０上面に圧力センサ１３を設置し、圧力センサ１３によって、フットコントローラＣを踏み込んだ時の接触領域と加圧分布を検出し、それらの時間的変化を把握することができる。これらの結果に基づいて、設定された使用者がこれまでと同様の踏み方でフットコントローラＣを操作しているか否かを比較することにより、本来の使用者による操作か、それ以外の操作か否かを判別する。
このため、圧力センサ１３は、踏み板１０の上面全体を覆うように設置する必要があることから、圧力センサ１３として、微細な圧力検出ポイント（検出分解能は、１ミリ程度）が高密度でマトリクス状に配置された圧力センサシートと呼ばれるものが適している。
【００１９】
例えば、圧力センサシートとして、特開２０１２−５７９９２号公報に記載の如く、２枚の樹脂（ＰＥＴ）フィルムの間に、それぞれ行と列の線状銀電極を配置し、各電極の表面に感圧導電性インクをコーティングすることにより、行、列の電極の交点が圧力検出ポイントとなり、該交点に圧力がかかると電気抵抗値が変化し、該電気抵抗値の変化を電圧値として所定サンプリング時間毎に検出し、該電圧値をアナログ−デジタル変換して出力する形式の圧力センサシートを使用することができる。
【００２０】
前記ミシン本体Ｂの脚柱部２に設けられたディスプレイ６は、その前面に透明なタッチパネル７を積層して構成されている。
前記透明なタッチパネル７が積層されたディスプレイ６には、後述するように、フットコントローラＣの使用者を設定するための情報が表示され、その中から特定の使用者を選択するようになっている。
また、駆動制御部である駆動制御装置２７は、フットコントローラＣの踏み込み量に応じて増減するボリューム３６の抵抗値を電圧値に変換した駆動指令信号に基づき、駆動部である電動モータ２８の回転速度を制御するとともに、電動モータ２８を起動また停止する。
【００２１】
次に、本実施例の使用態様と作用効果について説明する。
本実施例の電動ミシンＡを使用するには、ミシン本体Ｂの電源スイッチ（図示せず）をオンにした後、図１に示すディスプレイ６に表示される作業メニューの「使用者の設定」画面を見て、ディスプレイ６上のタッチパネル７にタッチして、実際に使用する使用者を設定する。
その後、縫製する布をミシン本体Ｂのベッド部１に載置し、縫いの種類等を選択し、最後に、フットコントローラＣの電源スイッチ１４をオンにする。
【００２２】
次に、使用者が電動ミシンＡを起動するために、フットコントローラＣを踏み込むと、図２に示すボリューム３６により増減する抵抗値に基づく電圧値をアナログ−デジタル変換して制御装置３０に入力される。
制御装置３０は、入力された電圧値のデータを駆動指令信号に変換した後、送信モジュール３７へ出力する。
【００２３】
同時に、圧力センサ１３による圧力データは、制御装置３０に入力され、制御装置３０は、圧力データを接触態様に基づくデータに変換した後、送信モジュール３７に出力する。
送信モジュール３７に入力された駆動指令信号および接触態様に基づくデータは、ミシン本体Ｂの受信モジュール２６に向けて送信される。
【００２４】
ミシン本体Ｂの受信モジュール２６は、受信した駆動指令信号および接触態様に基づくデータを制御装置２０に入力する。
制御装置２０は、新たに入力された接触態様に基づくデータと、これまでデータ記憶部であるＲＡＭ２３に蓄積された使用者の登録データとを比較し、同じ使用者による踏み込みであるか否かを判定する。
【００２５】
ここで、フットコントローラＣの踏み込みによる接触態様に基づくデータについて、図３に示すように、使用者がフットコントローラＣを踏み込んだ時の加圧分布のイメージを説明する。
なお、図３のイメージでは、加圧の大きさを色の濃淡で表現し、色が濃いほど強く圧力が掛かっていることを意味し、ａ（弱圧力）＜ｂ（中圧力）＜ｃ（強圧力）の関係にある。
【００２６】
図３（ａ）のイメージは、踏み板１０の右寄りを足の裏全面で、特に、つま先で加圧された状態を維持し、時間的変化もなく踏み込まれた状態を示している。
図３（ｂ）のイメージは、踏み板１０の右寄りを足が踵からつま先に向けて、時間的変化を伴うもので、特に、重心は手前から先方の左側へ移動しながら踏み込まれた状態を示している。
図３（ｃ）のイメージは、踏み板１０の右寄りをやや足を開きながら踵右側から時間的変化を伴い踏み込まれ、最終的に加圧位置がつま先左側へ移動していった状態を示している。
図３（ｄ）のイメージは、踏み板１０の中央の先方寄りを急激に踏み込んだ状態を維持し、時間的変化もなく踏み込まれた状態を示している。
【００２７】
以上のイメージは、通常の使用者によるフットコントローラＣの踏み込みを想定したものであるが、以下のイメージは、予期せぬフットコントローラＣの押し込みを想定したものである。
図３（ｅ）のイメージは、板状の物体が踏み板１０の上に倒れ込み、踏み板１０の先方を押し込んだ状態を維持し、時間的変化もなく押し込まれた状態を示している。
図３（ｆ）のイメージは、幼児が手または足の裏全面で踏み板１０の中央の先方寄りを押し込んだ状態を維持し、時間的変化もなく押し込まれた状態を示している。
【００２８】
踏み込みによる接触態様に基づくデータの比較は、圧力センサ１３の圧力検出ポイントにおける圧力値を全検出ポイントにわたって比較し、例えば、一致率が７０％を超えると、新たに入力された接触態様に基づくデータと登録データとは、類似すると判定される。
【００２９】
判定の結果、使用者による接触態様に基づくデータは、登録データと類似する場合には、制御装置２０は、駆動制御装置２７に駆動指令信号を出力し、駆動制御装置２７は、前記駆動指令信号に基づき電動モータ２８を起動するとともに、駆動速度を制御する。
【００３０】
一方、判定の結果、使用者による接触態様に基づくデータは、登録データと類似しない場合には、制御装置２０は、駆動制御装置２７への駆動指令信号の出力を一旦中断するとともに、ディスプレイ６に使用者確認を促すメッセージを表示する。
これにより、フットコントローラＣを踏み込んだのが本来の使用者であれば、今回の接触態様に基づくデータを追加登録することによって通常処理（駆動制御装置２７への駆動指令信号の出力）に復帰する。
また、フットコントローラＣを踏み込んだのが新規の使用者であれば、新たに使用者の情報を登録するとともに、今回の接触態様に基づくデータを新規の使用者データとして登録することによって通常処理に復帰する。
【００３１】
さらに、フットコントローラＣを踏み込んだのが上記のいずれでもない場合には、制御装置２０は、これ以上入力を受け付けない旨を表示するとともに、駆動制御装置２７への駆動指令信号の出力を無効にして処理を終了する。
【００３２】
以上説明したように、フットコントローラＣが踏み込まれた際に、制御装置２０が適切な使用者による操作と、それ以外に起因する操作とを判定する態様について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
まず、使用者がミシン本体Ｂのディスプレイ６上に表示された作業メニューの「使用者の設定」画面を見て、登録されている使用者から実際に使用する使用者を設定するために、ステップＳ１で、ディスプレイ６の前面に積層された透明なタッチパネル７にタッチして、使用者を設定する。
【００３４】
次に、ステップＳ２で、「踏み込みがあるか」否かを判定すると、フットコントローラＣが踏み込まれるまでは「ＮＯ」と判定され、フットコントローラＣの踏み込みがあるまでステップＳ２の判定ループが繰り返えされる。
その後、ステップＳ２で、フットコントローラＣの踏み込みがあると、「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ３に進む。
なお、フットコントローラＣが踏み込まれたことを検知するために、圧力センサ１３からの圧力検出を利用しても、ボリューム３６からの抵抗値検出を利用しても構わないが、圧力センサ１３からの圧力検出の方が早く検出できるので、より好ましい。
【００３５】
次に、ステップＳ３で、図２に示すフットコントローラＣ内のボリューム３６の抵抗値に基づく電圧値をアナログ−デジタル変換し、制御装置３０により駆動指令信号に変換して送信モジュール３７からミシン本体Ｂの受信モジュール２６に送信（「発令部」として機能する）し、ステップＳ４に進む。
次に、ステップＳ４で、「使用データは登録データと類似か」否かを判定（「データ判定部」として機能する）し、使用データが登録データと類似している場合に「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ５に進む。
【００３６】
次に、ステップＳ５で、ミシン本体Ｂの制御装置２０は、入力インターフェース２４から受信モジュール２６で受信した駆動指令信号に基づき、出力インターフェース２５に接続された駆動制御装置２７（駆動制御部）に電動モータ２８（駆動部）の回転速度を調節する速度信号を出力（「駆動選択部」として機能する）した後、ステップＳ２に戻る。
また、ステップＳ４で、使用データが登録データと類似しない場合には「ＮＯ」と判定され、ステップＳ６に進む。この場合、駆動制御部である駆動制御装置２７の制御は無効となる（「駆動選択部」として機能する）。
【００３７】
次に、ステップＳ６で、ミシン本体Ｂのディスプレイ６に「使用データが今までと異なります。登録データとしますか？」とメッセージを表示して使用者確認（「データ追加確認部」として機能する）を促し、ステップＳ７に進む。
次に、ステップＳ７で「一定時間内に入力されたか」否かを判定し、一定時間内にタッチパネル７のタッチによる使用者確認の入力がない場合に「ＮＯ」と判定され、ステップＳ８に進む。
【００３８】
次に、ステップＳ８で、タイムアウト処理をして、電動モータ２８の回転速度を調節する駆動制御装置２７の制御を無効にし、フットコントローラＣの使用を終了する。
また、ステップＳ７で、一定時間内にタッチパネル７のタッチによる使用者確認の入力がある場合には「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ９に進む。
【００３９】
次に、ステップＳ９で、「使用者の情報が記憶されているか」否かを判定し、データ記憶部に使用者の情報が記憶されている場合に「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ１０に進む。
次に、ステップＳ１０で、使用データをその使用者の登録データとしてデータ記憶部に記憶（「データ追加部」として機能する）した後、ステップＳ２に戻る。
【００４０】
また、ステップＳ９で、使用者の情報が記憶されていない場合には「ＮＯ」と判定され、ステップＳ１１に進む。
次に、ステップＳ１１で、新規使用者の情報をデータ記憶部に記憶し、使用データを新規使用者の登録データとしてデータ記憶部に記憶（「データ追加部」として機能する）した後、ステップＳ２に戻る。
【００４１】
以上、説明したように、本実施例の電動ミシンＡは、フットコントローラＣの踏み板１０の上面に圧力センサ１３を設置し、フットコントローラＣが踏み込まれた際の接触態様に基づくデータを検出し、使用者がこれまでと同様の踏み込み方でフットコントローラＣを操作しているかを比較するために、これまでに踏み込まれた際の接触態様に基づくデータを使用者の情報とともにデータ記憶部に使用者毎に記憶しておき、フットコントローラＣが踏み込まれる度に、両者のデータを比較することにより、本来の使用者がフットコントローラＣを操作しているか否かを判定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、ミシン本体にフットコントローラが接続される電動ミシンにおいて、フットコントローラの操作が本来の使用者によるものか、または、それ以外によるものかを判定することにより、フットコントローラの踏み込みによるミシンの誤操作を防止でき、特に家庭用ミシンに適用して有利なものである。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ            電動ミシン
Ｂ            ミシン本体
Ｃ            フットコントローラ
ａ            弱圧力
ｂ            中圧力
ｃ            強圧力
１            ベッド部
２            脚柱部
３            アーム部
４            ヘッド部
５            針
６            ディスプレイ
７            タッチパネル
１０            踏み板
１１            支持台
１２            枢支軸
１３            圧力センサ
１４            電源スイッチ
２０、３０      制御装置
２１、３１      ＣＰＵ
２２、３２      ＲＯＭ
２３            ＲＡＭ（データ記憶部）
２４、３４      入力インターフェース
２５、３５      出力インターフェース
２６            受信モジュール
２７            駆動制御装置（駆動制御部）
２８            電動モータ（駆動部）
３３            ＲＡＭ
３６            ボリューム
３７            送信モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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