(57)【要約】【課題】ミシンモータにより中押さえの上下動ストロークを容易に検出する。【解決手段】ミシンモータ２ａから動力を得て、縫い針の上下動に同期して中押さえ２９に上下動させる中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえモータ４２を駆動源として、ミシンモータによる中押さえの上下動の上死点位置と下死点位置の高さを上下方向に推移させる中押さえ高さ調節機構Ｍ４とを備え、ミシンモータによる中押さえの上死点位置と下死点位置との各々において、中押さえモータによる中押さえの最上位置から針板に当接するまでの下降動作量を検出し、前記ミシンモータによる上死点位置と下死点位置とにおける各下降動作量に基づく中押さえ高さの差からミシンモータによる上下動のストロークを算出するストローク取得制御手段７３を備えている。【選択図】図９
2010148550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、
前記ミシンモータにより回転駆動される主軸の角度を検出する主軸角度検出手段と、
縫製時に被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、
前記ミシンモータから動力を得て、前記縫い針の上下動に同期して前記中押さえに上下動させる中押さえ上下動機構と、
中押さえモータを駆動源として、前記ミシンモータによる中押さえの上下動の上死点位置と下死点位置の高さを上下方向に推移させる中押さえ高さ調節機構とを備えるミシンにおいて、
前記ミシンモータによる前記中押さえの上死点位置と下死点位置との各々において、前記中押さえモータによる中押さえの最上位置から針板に当接するまでの下降動作量を検出し、前記ミシンモータによる上死点位置と下死点位置とにおける各下降動作量の差から前記ミシンモータによる上下動のストロークを算出するストローク取得制御手段を備えることを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記中押さえの縫製時における上下動ストロークを設定するストローク設定手段と、
縫製時において、前記ミシンモータによる中押さえの上下動に同期して当該中押さえに上下動を生じるように前記中押さえモータを駆動すると共に、当該中押さえモータの上下動ストロークを前記ストローク設定手段による設定ストロークと前記ストローク取得制御手段により算出された算出ストロークの差と等しくなるように中押さえモータを制御して前記設定ストロークで中押さえを上下動させるストローク可変制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記ストローク取得制御手段による前記中押さえの下降制御における針板への当接は、前記中押さえモータのフィードバック電流の変化から検出することを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【請求項４】
前記中押さえモータにその出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段を備え、
前記ストローク取得制御手段による前記中押さえの下降制御における針板への当接は、前記中押さえモータの出力軸の回転状態の変化から検出することを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中押さえを備えるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンは、上昇を行う縫い針に被縫製物が引っ張られてばたつきを生じることを防止するために、ミシンモータから動力を得て、縫い針よりも小さいストロークで上下動を行う中押さえを備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２８９３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記中押さえは、ミシンモータにより回転を行う主軸から偏心カムを介してクランクロッドにより連結された往復回動軸と、往復回動軸により往復回動を行う往復回動腕と、往復回動腕の回動端部と中押さえを支持する中押さえ棒とを連結する複数のリンク体とにより往復上下動が付与される構造となっている。
そして、中押さえの上下動ストロークは、被縫製物の厚さによっては干渉を生じる場合があるので縫製前に把握したいという要請がある。
しかしながら、このように複数の機械要素から上下動が付与される機構構造の場合、上下動ストロークを計算で求めるためには、各部品の設計寸法を全て把握しなければならないため、組み付け後に求めるのは困難である。
従って、主軸操作により中押さえを上死点位置と下死点位置とにそれぞれ固定し、それらの相互間距離を実測して中押さえの上下動ストロークを求めることが行われていた。このため、実測作業は全て作業者が手作業で行う必要があり、作業の繁雑さから負担となっていた。
【０００４】
また、ミシンによっては、中押さえの上下動機構の各部材の連結位置を調節可能とし、当該調節により中押さえの上下動ストロークを調節可能とするものが存在する。しかしながら、かかる調節機能により中押さえの上下動ストロークは調節可能となるが、調節後の上下動ストロークを数値として把握するためには、上述した測定作業が不可欠であり、ストローク調節作業ごとに実測作業の必要性を生じ、ストローク調節作業の負担が大きいものとなっていた。
本発明は、中押さえの上下動ストロークの把握を容易に行うことを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、前記ミシンモータにより回転駆動される主軸の角度を検出する主軸角度検出手段と、縫製時に被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、前記ミシンモータから動力を得て、前記縫い針の上下動に同期して前記中押さえに上下動させる中押さえ上下動機構と、中押さえモータを駆動源として、前記ミシンモータによる中押さえの上下動の上死点位置と下死点位置の高さを上下方向に推移させる中押さえ高さ調節機構とを備えるミシンにおいて、前記ミシンモータによる前記中押さえの上死点位置と下死点位置との各々において、前記中押さえモータによる中押さえの最上位置から針板に当接するまでの下降動作量を検出し、前記ミシンモータによる上死点位置と下死点位置とにおける各下降動作量の差から前記ミシンモータによる上下動のストロークを算出するストローク取得制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記中押さえの縫製時における上下動ストロークを設定するストローク設定手段と、縫製時において、前記ミシンモータによる中押さえの上下動に同期して当該中押さえに上下動を生じるように前記中押さえモータを駆動すると共に、当該中押さえモータの上下動ストロークを前記ストローク設定手段による設定ストロークと前記ストローク取得制御手段により算出された算出ストロークの差と等しくなるように中押さえモータを制御して前記設定ストロークで中押さえを上下動させるストローク可変制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記ストローク取得制御手段による前記中押さえの下降制御における針板への当接は、前記中押さえモータのフィードバック電流の変化から検出することを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記中押さえモータにその出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段を備え、前記ストローク取得制御手段による前記中押さえの下降制御における針板への当接は、前記中押さえモータの出力軸の回転状態の変化から検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明は、ミシンモータによる中押さえの上死点位置と下死点位置との各々において、中押さえモータによる中押さえの最上位置から針板に当接するまでの下降動作量を検出し、ミシンモータによる上死点位置と下死点位置とにおける各下降動作量の差からミシンモータによる上下動のストロークを算出するので、手作業による中押さえの高さ測定を不要とし、モータ制御によって中押さえの上下動ストロークを求めることが可能となるため、作業負担を飛躍的に軽減し、迅速にストロークを求めることが可能となる。また、ミシンの組み付け後のいつでもストロークを求めることが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、縫製時において、ミシンモータに同期して、設定ストロークと算出ストロークの差と等しくなるように中押さえモータを制御することで、ミシンモータと中押さえモータとの協働により設定ストロークで中押さえを上下動させるので、任意の設定ストロークを実現することが可能となり、手作業による部品の組み直しによるストロークの調節作業を不要とし、作業負担を飛躍的に軽減することが可能となる。また、モータ制御によってストローク調節を行うので、縫製中であってもストロークの調節を行うことができ、任意の針落ち位置でストロークを変更するなど多彩な縫製が可能となり、縫い品質の向上を図ることも可能となる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、ストローク取得制御手段による中押さえの下降制御における針板への当接は、中押さえモータのフィードバック電流の変化から検出するので、中押さえモータの制御に電流フィードバックを行っているミシンのような場合には、改めて針板への当接を検出するための手段を設ける必要がなく、ミシンの生産性の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、中押さえモータにその出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段を併設し、中押さえの下降制御における針板への当接時には、中押さえモータが回転を阻止され或いは減速するなどの何らかの回転状態の変化を生じるので、これらいずれかを検出することで中押さえの針板への当接を検出することができ、効果的な検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの実施の形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、ミシンとして電子サイクルミシンを例に説明する。
電子サイクルミシンは、縫製を行う被縫製物である布を保持する保持枠を有し、その保持枠が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持される布に所定の縫製データ（縫製パターン）に基づく縫い目を形成するミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。
【００１４】
電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられミシン本体１０１を操作するためのペダルＲや、ミシンテーブルＴの上部に備えられユーザによる入力操作を行うための操作パネル７４等を備えている。
【００１５】
（ミシンフレーム及び主軸）
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし前後方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、前後方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する縦胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配され、回動自在で前後方向に延びる主軸２（図４参照）及び図示しない下軸を有している。主軸２はミシンアーム部１０２ａの内部に配され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部に配されている。
【００１６】
主軸２は、ミシンモータ２ａ（図７参照）に接続され、このミシンモータ２ａにより回動力が付与される。また、下軸（図示省略）は、縦軸（図示省略）を介して主軸２と連結されており、主軸２が回動すると、主軸２の動力が縦軸を介して下軸側へ伝達し、下軸が回動するようになっている。
主軸２の前端には、主軸２の回動によりＺ軸方向に上下動する針棒１０８ａが接続されており、その針棒１０８ａの下端には、縫い針１０８が交換可能に設けられている。つまり、主軸２の回動により縫い針１０８はＺ軸方向に上下動する。
かかる主軸２とミシンモータ２ａと針棒１０８ａと主軸２から針棒１０８ａに上下動の駆動力を付与する図示しない伝達機構により針上下動機構が構成される。
【００１７】
なお、主軸２には、主軸角度検出手段としてのエンコーダ２ｂ（図７参照）が設けられている。エンコーダ２ｂはミシンモータ２ａの主軸２の回転角度を検知するものであり、例えば、ミシンモータ２ａにより主軸２が１°回転するごとにパルス信号を制御装置１０００に出力するようになっている。また、主軸２の１回転に伴い、針棒１０８ａは１往復の運動を行う。
【００１８】
また、下軸（図示省略）の前端には、釜（図示省略）が設けられている。主軸２とともに下軸が回動すると、縫い針１０８と釜（図示省略）との協働により縫い目が形成される。
なお、ミシンモータ２ａ、主軸２、針棒１０８ａ、縫い針１０８、下軸（図示省略）、釜（図示省略）等の接続構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００１９】
（位置決め手段）
図１、図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、この針板１１０の上方に布保持部としての保持枠１１１及び縫い針１０８が配置されるようになっている。
保持枠１１１は、ミシンアーム部１０２ａの前端部に配される取付部材１１３に取り付けられており、その取付部材１１３にはミシンベッド１０２ｂ内に配置されたＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが駆動手段として連結されている（図７参照）。
保持枠１１１は、被縫製物である布地を保持し、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの駆動に伴い、保持した布地を保持枠１１１ごと前後左右方向に移動するようになっている。そして、保持枠１１１の移動と、縫い針１０８や釜（図示省略）の動作が連動することにより、布地に所定の縫製パターンデータの縫い目データに基づく縫い目が形成される。
また、保持枠１１１は、布押さえ（図示省略）と下板（図示省略）とからなっており、取付部材１１３はミシンアーム１０２ａ内に配置された布押さえモータ７９ｂの駆動により上下駆動が可能であり、布押さえ下降時に下板との間で布地を挟持し保持するようになっている。
そして、これら保持枠１１１、取付部材１１３、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが、縫い針と布地をＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に位置決めする位置決め手段として機能する。
【００２０】
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させ、針棒１０８ａ（縫い針１０８）を上下動させたり、保持枠１１１を動作させたりするための操作ペダルとして作動する。すなわちペダルＲには、ペダルＲが踏み込まれたその踏み込み操作位置を検出するためのセンサが組み込まれており、センサからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１０００に出力され、制御装置１０００はその操作位置、操作信号に応じて、ミシン１００を駆動し、動作させるように構成されている。
【００２１】
また、ミシン１００には、ユーザによる操作入力を行うための操作パネル７４が設けられており、操作パネル７４に入力された各種データや操作信号は、後述する制御装置１０００に出力される。
なお、操作パネル７４は、液晶表示パネルとその液晶表示パネルの表示画面上に設けられたタッチパネルとを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を後述する制御装置１０００に出力するようになっている。
【００２２】
（中押さえ装置）
ミシンアーム１０２ａには、縫い針１０８の上下動による布の浮き上がりを防止するために、針棒１０８ａの上下動と連動して上下動し、縫い針１０８の周囲の布を下方に押圧する中押さえ２９を有する中押さえ装置１（図３参照）が設けられている。なお、中押さえ装置１の本体はミシンアーム部１０２ａの内部に配設されており、縫い針１０８は、中押さえ２９の先端側に形成されている貫通孔に挿入されている。
【００２３】
中押さえ装置１は、図３〜図５に示すように、縫製時に布を針板１１０側に押さえ付ける中押さえ２９と、主軸２の回転により上下動する縫い針１０８に合わせて中押さえ２９を上下動させる中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえ２９の下降動作阻害時に行われる逃げ動作を可能とすると共に逃げ動作の際に中押さえ２９を針板１１０側に付勢する付勢機構Ｍ２と、中押さえ２９を縫製終了後に退避高さ位置に上昇させる中押さえ退避機構Ｍ３と、ミシンモータ２による中押さえの上下動の上死点位置と下死点位置の高さを調節する中押さえ高さ調節機構Ｍ４と、を備えている。
【００２４】
中押さえ上下動機構Ｍ１は、先端に縫い針１０８を備える針棒１０８を上下方向に駆動させる主軸２（図４参照）の回動により、中押さえ２９を上下動させるようになっている。
図４に示すように、主軸２には偏心カム３が固定され、その偏心カム３には接続リンク４が連結されている。接続リンク４には揺動軸抱き５が連結され、揺動軸抱き５には揺動軸６の一端部が連結されている。
揺動軸６の他端部には、図５に示すように、中押さえの上下方向Ｄ１の移動量を調節する中押さえ調節腕７の基端部が固定されている。中押さえ調節腕７には溝カム７ａが形成されている。この溝カム７ａは弧状の長孔になっており、この溝カム７ａの所望の位置で第１リンク８の一端部が調節ナット９と段ねじ１０により軸支されている。第１リンク８の一端部の固定位置は揺動軸６の中心に対して接離移動調節可能であり、中心からの距離に比例して第１リンク８に付与する往復動作量を増減調節することができる。
【００２５】
第１リンク８の他端部は、図５に示すように、第２リンク１１の長手方向略中間に段ねじ１２より回動自在に連結されている。ここで、調節ナット９が係合する溝カム７ａは、中押さえ２９が上下往復運動の下死点にあるときに、段ねじ１２の軸心を中心とした円弧の一部となるように形成されている。つまり、上軸２の角度が中押さえ２９を下死点に移動させる位相のときにカム溝７ａにおける第１リンク８の位置調節を行うことで、中押さえ２９の下死点位置を不動状態のままストローク調節を行うことができる。
なお、かかる機械的なストローク調節機構は、ミシンの出荷前段階で予め規定のストロークに設定するためのものであり、縫製の使用時に任意のストロークに調節するためのものではない。
実使用時におけるストローク調節は、後述するソフトウェアに基づく処理・制御により実施される。
【００２６】
そして、第２リンク１１の一端部は、後述する位置決めリンク１３に軸支されている。第２リンク１１の一端部が、位置決めリンク１３に軸支されることで、通常の縫製時に中押さえ２９が上下動を行う際には、引っ張りばね１６の弾性力により第２リンク１１の一端部が規制部材１９に押し当てられた状態を維持する。そして、中押さえ２９が布地の踏みつけ或いは何かに引っかかって予定された下死点位置まで下降できないような場合に、引っ張りばね１６の弾性力に抗して位置決めリンク１３が回動を行い、第２リンク１１の一端部の支点が引っ張りばね１６に抗して下降することで中押さえ２９を上方に逃がすことが可能となっている。これにより、中押さえ上下動機構Ｍ１の破損が防止される。
【００２７】
第２リンク１１の他端部は、図５に示すように、第３リンク２０の一端部に段ねじ２１により回動自在に連結されている。第３リンク２０の他端部には、第４リンク２２の一端部が段ねじ２３により第３リンク２０の長手方向に対して直列となるように回動自在に連結されている。そして、本実施形態では、この第３リンク２０と第４リンク２２とで中押さえリンク部材２４が構成されている。
第４リンク２２の他端部には、リンク中継板２５が段ねじ２６により連結されている。リンク中継板２５には中押さえ棒抱き２７が固定されており、中押さえ棒抱き２７には上下方向に延びる中押さえ棒２８が保持されている。中押さえ棒２８の下端部には、縫製時に布地を針板１１０側に押さえ付ける中押さえ２９が取り付けられている。中押さえ棒２８の上端部には押圧バネ３０が設けられており、ボルト３１及びナット３２により中押さえ棒抱き２７に取り付けられている。押圧バネ３０は、中押さえ２９が縫製時に縫い針１０８と同期して上下動を行う際に、中押さえ２９を常時下方に押圧している。
そして、本実施形態では、第１リンク８、第２リンク１１、第３リンク２０、第４リンク２２等により、中押さえ上下動機構Ｍ１が構成されている。
【００２８】
段ねじ２３は、角駒３３及び案内部材３４と共に第３リンク２０と第４リンク２２とを連結している。すなわち、第４リンク２２の正面側には案内部材３４が設けられ、この案内部材３４の正面側には角駒３３が設けられており、第３リンク２０、第４リンク２２、角駒３３及び案内部材３４が一つの段ねじ２３で連結されている。
【００２９】
案内部材３４は、略Ｆ字状の板材であり、上端部３４ｔが段ねじ３５によりミシン筐体（ミシンフレーム１０２）に回動自在に取り付けられている。案内部材３４の下端部近傍には、上下方向に長尺な長孔３４ａが形成されている。この長孔３４ａは、内側に角駒３３がスライド可能に嵌めこまれており、案内部材３４は、第３リンク２０と第４リンク２２の連結部Ｐを中押さえ２９の上下方向Ｄ１に移動可能とし、かつ、第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２を横切る方向Ｄ３への移動を規制している。
【００３０】
また、図５に示すように、案内部材３４には、当該案内部材３４を第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２を横切る方向Ｄ３に移動させる移動リンク３６の一端部が、段ねじ３７により長孔３４ａの上部近傍に回動自在に連結されている。移動リンク３６の他端部には偏心カム３８が連結されており、この偏心カム３８には可変軸３９の一端部が連結されている。
可変軸３９の他端部は、図４に示すように、ベアリング４０、かさ歯車４１を介して中押さえモータ４２に連結されている。つまり、中押さえモータ４２の駆動が、可変軸３９、偏心カム３８、移動リンク３６の順に伝達され、移動リンク３６が案内部材３４を移動させるようになっている。
中押さえモータ４２は、正逆方向に回動自在であるとともに、その回動量及び駆動のタイミングが制御装置１０００により制御可能となっている。
そして、中押さえモータ４２、移動リンク３６と案内部材３４と角駒３３等が、ミシンモータ２ａによる中押さえ２９の上下動の上死点位置と下死点位置の高さを上下方向に推移させる中押さえ高さ調節機構Ｍ４として機能する。
【００３１】
位置決めリンク１３は、その中央部近傍で段ねじ１４によりミシン筐体としてのミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられ、段ねじ１４の位置は、中押さえ２９が下死点にあるときの段ねじ１２の位置と一致するようになっている。
位置決めリンク１３の一端部は、ミシン面部側に向かって略コ字状に折り返されており、折り返された先端部にはばね掛１３ａが形成されている。本実施形態における位置決めリンク１３は、その一端のばね掛け１３ａが、当該位置決めリンク１３の回動中心である段ねじ１４付近まで折り返されており、回動中心からばね掛け１３ａまでの距離が短くなるように形成されている。ばね掛け１３ａには引っ張りばね１６の一端（上端）が連結されており、引っ張りばね１６の他端（下端）は、ミシンフレームに固定されているばね掛１５に連結されている。
引っ張りばね１６は、ばね掛１３ａが形成されている位置決めリンク１３の一端部を下方に引き下げるように付勢する。すなわち、引っ張りばね１６は、第２リンク１１における第３リンク２０との接続部位が反力を受けた場合に、中押さえ２９による踏みつけの発生により上方への反力を受けた場合に、その接続部位を下方に引き下げるように付勢する。つまり、引っ張りばね１６と位置決めリンク１３とが、中押さえ２９の下降動作阻害時に中押さえ上下動機構Ｍ１に対する過剰負荷回避用の逃げ動作を可能とすると共に逃げ動作の際に中押さえ２９を針板１１０側に付勢する付勢機構Ｍ２として機能する。そして、引っ張りバネ１６は過剰負荷回避用の押さえバネとして機能する。
なお、付勢機構Ｍ２は、位置決めリンク１３が第２リンク１１に連結されることによって中押さえ上下動機構Ｍ１に接続されている。
【００３２】
位置決めリンク１３の他端部にはストッパ１７が連結されており、第２リンク１１の一端部と位置決めリンク１３の他端部とが一つの段ねじ１８によって連結されている。また、ストッパ１７は、段ねじ１４で位置決めリンク１３と共にミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられている。ストッパ１７の一端部１７ａの上方には、当該ストッパ１７の一端部の上方への移動を規制するように規制部材１９が設けられている。なお、この規制部材１９は、ミシンフレーム１０２の一部で代用してもよい。
【００３３】
図４に示すように、かさ歯車４１には、かさ歯車４３が歯合されており、中押さえモータ４２の駆動を可変軸３９の軸方向と直交する方向Ｄ４に出力することができるようになっている。かさ歯車４３の後端にはベアリング４４、中押さえ昇降カム４５等が同軸上に連結されている。
【００３４】
中押さえ昇降カム４５は、軸方向端面に図示しない溝を有する溝カムである。
中押さえ昇降カム４５は、その溝がカム部となっており、当該中押さえ昇降カム４５の回動範囲の半分は、回動中心から溝までの距離がほぼ同一の円弧状に形成され（以下、維持部という）、残る半分は、回動中心から溝までの距離が、その維持部における回動中心から溝までの距離よりも大きく、かつ、滑らかに変化する形状（以下、変化部という）となっている。
この中押さえ昇降カム４５は、中押さえ２９を縫製終了後の退避位置に上昇させる中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａを上下に昇降させるものであり、当該中押さえ昇降カム４５の溝の内部には、中押さえ上げ部材４６の他端部に設けられた円筒状のコロ４７が摺動自在に嵌合されている。そして、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の維持部に沿って移動する際には、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａは昇降しないが、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の変化部に沿って移動する際には、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａが昇降するようになっている。
このような溝カムである中押さえ昇降カム４５の図示しない溝の内側にはコロ４７を介して押さえ上げ部材４６の他端部が係合しているので、中押さえ昇降カム４５が回転を行わない限り中押さえ上げ部材４６は揺動を行うことがなく、一定の状態を維持することが可能となっている。そして、中押さえ昇降カム４５、中押さえ上げ部材４６及びコロ４７により、中押さえ退避機構Ｍ３が構成されている。
【００３５】
中押さえ上げ部材４６は、その中腹部で軸部材すなわちピン４８によりミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられて支持されている。かかる中押さえ上げ部材４６は、その一端部４６ａが中押さえ棒抱き２７の下方に位置するように設けられており、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の変化部に沿って移動し、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａが上昇することで中押さえ棒抱き２７を上昇させ、中押さえ２９を退避位置に上昇させることができるようになっている。
【００３６】
（縫製時における中押さえの動作）
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ上下動機構Ｍ１の動作について説明する。
ミシンモータ２ａの駆動により主軸２を回転させて偏心カム３を回動させると、接続リンク４の先端は主軸２の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動し、接続リンク４に連結された揺動軸抱き５も同方向に揺動する。その揺動軸抱き５が揺動することにより、揺動軸６も揺動するため、第１リンク８の一端部が揺動支点となって第１リンク８の他端部が揺動軸６の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動する。第１リンク８の他端部の揺動に伴い、第２リンク１１の他端部は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に揺動し、第２リンク１１の他端部に連結された第３リンク２０及び第４リンク２２は、その直列方向（上下方向）Ｄ２に揺動する。第３リンク２０及び第４リンク２２の揺動に伴い、第４リンク２２に連結された中押さえ棒２８は上下方向Ｄ１に沿って下方に移動するため、中押さえ２９が上下方向に移動する。また、主軸２の回転により縫い針１０８が上下動するので、その縫い針１０８の上下動と連動するように中押さえ２９は上下動する。
なお、以下の説明では主軸２の角度が０°のときに縫い針１０８及び中押さえ２９が上死点に位置し、主軸２の角度が１８０°のときに縫い針１０８及び中押さえ２９が下死点に位置するものとする。
【００３７】
（中押さえ装置による中押さえの高さの調節動作）
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ高さ調節機構Ｍ４による中押さえ２９の高さの調節動作について説明する。
中押さえモータ４２の駆動は、かさ歯車４１、ベアリング４０を介して可動軸３９に伝達され、可動軸３９は回動を始める。可動軸３９の回動により、偏心カム３８も回動し、移動リンク３６は、可動軸３９の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動する。移動リンク３６の揺動により、案内部材３４は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３に揺動する。
このとき、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、案内部材３４の長孔３４ａで連結された第３リンク２０と第４リンク２２の連結部Ｐの段ねじ２３（角駒３３）は、そのねじ部分が長孔３４ａによって、第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３への移動が規制されているため（図６（ａ）参照）、揺動により伝達される力を逃がす場所が無くなり、段ねじ２３（角駒３３）は長孔３４ａに沿って上方に移動し、段ねじ２３（角駒３３）の案内部材３４に追随した移動に伴って、直列に並んで連結されていた第３リンク２０と第４リンク２２同士がなす角度が変化し、中押さえリンク部材２４は、略く字状になる（図６（ｂ）参照）。中押さえリンク部材２４が略く字状になると、中押さえ２９は上下方向Ｄ１に沿って上方に移動する。これにより、中押さえ２９の針板１１０からの中押さえ２９の高さを調節することができる。
このように、中押さえ高さ調節機構Ｍ４は、中押さえモータ４２を駆動源として、ミシンモータ（中押さえ上下動機構Ｍ１）による中押さえ２９の上死点位置及び下死点位置を含む上下動ストローク全域について中押さえ上下動機構Ｍ１とは独立した動作により中押さえ２９を上下方向に推移させることが可能となっている。
ここで図１６は、中押さえ上下動機構Ｍ１の溝カム７ａに対する第１リンク８の固定位置を調整して中押さえ上下移動量Ｖを３段階に変更した場合と、中押さえ高さ調節機構Ｍ４の中押さえモータ４２を回転して、中押さえの下死点位置の高さｈ２を３段階に変更した場合を組合せて、９種類の中押さえ移動状態Ｎ１〜Ｎ９を説明する図である。
Ｎ１〜Ｎ３は前記中押さえ上下移動量ＶをＶ＝０とし、Ｎ４〜Ｎ６は同Ｖ＝０．５ｍａｘとし、Ｎ７〜Ｎ９は同Ｖ＝ｍａｘとした場合であり、Ｎ１、Ｎ４、Ｎ７は中押さえの下死点位置ｈ２をｈ２＝０とし、Ｎ２、Ｎ５、Ｎ８はｈ２＝０．５ｍａｘとし、Ｎ３、Ｎ６、Ｎ９はｈ２＝ｍａｘに変化した場合を示す。
このとき、本願中押さえ機構は、溝カム７ａに対する第１リンク８の位置（中押さえ上下移動量Ｖ）を固定した状態で、中押さえモータ４２の回転角度を変更して下死点位置の高さｈ２を移動しても、中押さえ上下移動量Ｖは変化することなく常に一定である。このため、中押さえモータ４２の回転角度を変更して下死点位置の高さｈ２を変更することは、上死点位置の高さｈ１も同時に同一高さ変更するように中押さえ機構が設計されている。
【００３８】
（ミシンの制御系：制御装置）
また、ミシン１００は、図７に示すように、上述した各部、各部材の動作を制御するための動作制御手段としての制御装置１０００を備えている。そして、制御装置１０００は、縫製プログラム７０ａ，ストローク算出制御プログラム７０ｂ及びストローク可変制御プログラム７０ｃが格納されたプログラムメモリ７０と、縫製パターンデータ７１ａ及び各種の設定情報（図示略）を記憶した記憶手段としてのデータメモリ７１と、プログラムメモリ７０内の各プログラム７０ａ，７０ｂ，７０ｃを実行するＣＰＵ７３とを備えている。
【００３９】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７４ａを介して操作パネル７４に接続されている。かかる操作パネル７４は、各種画面や入力ボタンを表示する表示部７４ｂと表示部７４ｂの表面に設けられその接触位置を検知するタッチセンサ７４ｃとを有しており、各種情報の入出力手段として機能する。操作パネル７４で用いられる入力ボタンや入力スイッチはいずれも、表示部７４ｂで表示され、タッチセンサ７４ｃで入力が検知されることで押下式のボタンやスイッチと同等に機能するものである。
また、操作パネル７４は、中押さえ２９の上下動ストロークの大きさを任意に設定する機能を有し、ストローク設定手段としても機能する。
【００４０】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７５を介して、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂに接続され、ミシンモータ２ａの回転を制御する。なお、ミシンモータ２ａはエンコーダ２ｂを備えており、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂにおいて、エンコーダ２ｂからミシンモータ２ａの一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３は主軸２の一回転における原点（０°位置）を認識できる。また、エンコーダ２ｂからは、ミシンモータ２ａの回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は主軸２の現在回転角度を認識できる。
なお、ミシンモータ２ａには、例えば、サーボモータを適用することができる。
【００４１】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７６及びインターフェイス７７を介して、縫製すべき布地を保持する保持枠１１１に備えられるＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａをそれぞれ駆動するＸ軸モータ駆動回路７６ｂ及びＹ軸モータ駆動回路７７ｂが接続され、保持枠１１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の動作を制御する。
【００４２】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７８を介して、ミシンモータ２ａによる中押さえの上下動の上死点位置と下死点高さ位置を調節する中押さえモータ４２を駆動する中押さえモータ駆動回路７８ｂが接続され、中押さえ機構１の動作を制御する。なお、中押さえモータ４２の出力軸にはモータ軸角度検出手段としてのエンコーダ８１が設けられており、中押さえモータ４２を駆動する中押さえモータ駆動回路７９ｂにおいて、エンコーダ８１から中押さえモータ４２の一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３は中押さえモータ４２の出力軸の一回転における原点（０°位置）を認識できる。また、エンコーダ８１からは、中押さえモータ４２の回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７８を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は中押さえモータの出力軸の現在回転角度を認識できる。
【００４３】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７９を介して、布押さえ（図示省略）を上下に移動する布押さえモータ７９ａを駆動する布押さえモータ駆動回路７９ｂが接続され、布押さえの動作を制御する。
なお、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａ、中押さえモータ４２、布押さえモータ７９ａには、例えば、ステッピングモータを適用することができる。
【００４４】
上記データメモリ７１に記憶された縫製パターンデータ７１ａは、図８に示すように、縫製を行う際の運針パターンを実行するために、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（針落ち位置を示す縫い目データ）を示す縫いコマンド、終了コマンド及び中押さえ２９の下死点高さを定める中押さえ高さコマンド、糸切りコマンド及び終了コマンドが組み合わされている。
そして、並び順に従って各種コマンドが実行されることで任意のパターン（模様）による縫いが実行される。
図８に示す縫製パターンデータにおいて、「縫い」のコマンドでは、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（パラメータ）が第一設定値と第二設定値とに記録され、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの回転駆動量がこれらにより決定される。
また、「中押さえ高さ」のコマンドでは、中押さえモータ４２により定められる中押さえ２９の下死点高さが第一設定値に記録され、縫製時における中押さえモータ４２の軸角度がこれにより決定される。
また、「糸切り」は糸切り装置（図示省略）を作動させるコマンド、「終了」はミシン１００の布押さえモータ７９ａを駆動させて布を解放させるコマンドである。
なお、図８のＸ移動量、Ｙ移動量、中押さえ高さの数値データにおける表記は１０倍表記であり、例えば、「１５」は、「１．５ｍｍ」を示している。
【００４５】
（縫製プログラムによる縫製処理）
プログラムメモリ７０に格納された縫製プログラム７０ａは、上記縫製パターンデータ７１ａの各コマンドを順番に読み出して、コマンドに応じて制御対象を特定し、コマンド内の設定数値に基づいてミシンモータ２ａ、Ｘ軸モータ７６ａ、Ｙ軸モータ７７ａ、中押さえモータ４２の動作制御を行い、縫製パターンデータ７１ａに基づく縫製を実行させるプログラムである。
例えば、上記図８の縫製パターンデータ７１ａの場合には、ペダルＲの入力により縫製パターンデータにおける第一針目に関するデータである「中押さえ高さ」、「縫い」のコマンド及びその設定値が読み込まれ、これらに基づいて、中押さえモータ４２、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが各々の設定値に応じた動作量で駆動が行われる。また、最初の「縫い」コマンドの読み込みによりミシンモータ２ａの駆動が開始される。
そして、ミシンモータ２ａの駆動開始以降は、エンコーダ２ｂのカウントにより主軸角度が監視され、所定の主軸角度で縫製パターンデータ７１ａにおける毎針のコマンドの読み込みが行われると共に、コマンド毎に定められた所定の主軸角度で制御対象の動作が実行される。
【００４６】
（ストローク取得制御プログラムによる処理）
プログラムメモリ７０に格納されたストローク取得制御プログラム７０ｂは、非縫製時において、中押さえ上下動機構Ｍ１による中押さえ２９の上下動ストローク（調節腕７の溝カム７ａに対する第１リンク８の一端部の取付位置を調節して得られた調節後の上下動ストローク）を計測して取得するためのプログラムである。
かかるストローク取得制御プログラム７０ｂによりＣＰＵ７３が行う制御について図９〜図１０に基づいて詳細に説明する。
図９（Ａ）は中押さえ上下動機構Ｍ１による上下動ストロークにおいて中押さえ２９を上死点位置とする主軸角度でミシンモータ２ａを固定して中押さえ高さ調節機構Ｍ４を作動させた場合の動作状態を示した模式図、図９（Ｂ）は下死点位置でミシンモータ２ａを固定して中押さえ高さ調節機構Ｍ４を作動させた場合の動作状態を示した模式図であり、図１０は中押さえ高さ調節機構Ｍ４の押圧バネ３０が中押さえモータ２９にもたらすトルク負荷を説明するための模式図である。なお、図９では各構成の重なりを避けるために便宜上、リンク２０，２２の屈曲方向と中押さえモータ４２の配置を左右逆にしているが、以下の原理説明には何ら影響はない。
【００４７】
ストローク取得制御プログラム７０ｂを実行すると、まず、ＣＰＵ７３は、ミシンモータ２ａを回転させて中押さえが上死点となる主軸角度（主軸角度0°つまり縫い針の上死点と同じ）に移動し停止する。また、中押さえモータ４２は予め定められた設定可動範囲内において最も中押さえ２９を上昇させる軸角度（最上位置角度）で停止させておく（図９（Ａ）実線参照）。
そして、ミシンモータ２ａの停止状態で中押さえモータ４２のみを駆動させて中押さえ９を下降移動させ、当該中押さえ２９が針板１１０の上面に当接した時の中押さえモータ４２の動作量からミシンモータ２ａによる中押さえ２９の上死点位置の高さｈ１を算出する（図９（Ａ）二点鎖線参照）。
【００４８】
なお、中押さえ２９の針板１１０への当接状態の検出は、以下のようにして行われる。まず、前提として、中押さえ高さ調節機構Ｍ４は、中押さえ上下動機構Ｍ１の二つのリンク２０，２２の連結位置に設けられた角駒３３を案内する案内部材３４の傾きを左右に変化させることで、リンク２０，２２の姿勢に変化を与えると共に上下動を伝達する際のリンク２０と２２との間の屈曲角度を可変調節し、連結されたリンク２０，２２の両端部間距離を伸縮させて中押さえ２９の下死点を上下に移動させている。そして、中押さえ高さ調節機構Ｍ４では、案内部材３４の回動動作を偏心カム３８を介して中押さえモータ４２により行っている。
かかる構造において、中押さえ２９は、図１０に示すように、押圧バネ３０により常に下方に矢印Ｙ１の押圧力で押圧されているため、屈曲状態にあるリンク２０，２２は真っ直ぐに伸びるようにバネ圧を受けることとなり、その結果、リンク部材２０は矢印Ｙ２のトルクを受け、角駒３３は矢印Ｙ３の方向に引っ張られ、案内部材３４は矢印Ｙ４の方向に回動力が付与され、移動リンク３６矢印Ｙ５の方向に引っ張られ、偏心カム３８を介して中押さえモータ４２の出力軸は矢印Ｙ６の方向に負荷トルクＴ１が付与される。
一方、中押さえモータ４２は、押圧バネ３０に基づくトルクＴ１と同じ回転方向にトルクＴ２で駆動を行い、その際のトルクの合計が極力小さくなるように、トルクＴ２が設定されている。即ち、トルクＴ１＋Ｔ２は、中押さえ２９の下降による被縫製物への当接時に、当接による反力に抗しない大きさとなるように設定する（当接時には第２リンク１１に連結された引っ張りばね１６が伸びを生じて、中押さえモータ４２のトルクＴ２と逆方向のトルクをモータ４２の出力軸に付与することとなるが、少なくとも、この張りばね１６に基づくトルクＴｒよりもトルクＴ１＋Ｔ２が小さくなるようにＴ２は設定される（Ｔｒ＞Ｔ１＋Ｔ２））。これにより、針板１１０に中押さえ２９が当接すると、中押さえ２９は針板１１０により下降移動を妨げられるので、それまで回転状態にあった中押さえモータ４２の出力軸の回転停止がエンコーダ８１に検出されることとなる。かかる回転状態の変化を監視することで中押さえ２９の針板１１０への当接を検出することを可能としている。
なお、上述のようなトルクを低く設定する制御を行わず、中押さえモータ４２のトルクフィードバックにおける電流の値を監視して、中押さえ２９が針板１１０に当接することでフィードバック制御によるトルク上昇の発生を前記電流値から検出し、これにより中押さえ２９による針板１１０への当接を検出しても良い。
【００４９】
上記制御により中押さえ２９の針板１１０への当接が検出されると、ＣＰＵ７３は、当接時の中押さえモータ４２の軸角度をエンコーダ８１から読み取り、中押さえモータ４２による最上位置角度から検出角度までの回転角度量を算出する。そして、当該回転角度量から中押さえ２９の下降移動距離を算出する。なお、中押さえモータ４２の軸角度変化と中押さえ２９の上下方向移動量との対応関係は、主軸角度（リンク１１の回動端部がいずれの高さに位置するか）によって変化する。このため、主軸角度が0°における中押さえモータ４２の軸角度と中押さえ２９の上下移動量との関係を示す第一の中押さえモータ特性テーブル７１ｂがデータメモリ７１内に予め用意されている。ＣＰＵ７３は、当接時の中押さえモータ４２の軸角度から第一の中押さえモータ特性テーブル７１ｂに基づいて中押さえ２９の下降移動距離を取得する。当該下降移動距離が、ミシンモータ２ａ（主軸角度）が中押さえの上死点位置であって中押さえモータ４２が最上位置角度である場合における中押さえ２９の高さｈ１となる。
【００５０】
上記処理により、ミシンモータ２ａによる主軸角度が中押さえ上死点位置にあるときの中押さえ２９の高さｈ１が求められると、ＣＰＵ７３は、ミシンモータ２ａを回転させて主軸角度が中押さえが下死点となる角度（主軸角度180°つまり縫い針の下死点と同じ）に移動し停止する。また、中押さえモータ４２は予め定められた可動範囲内において最も中押さえ２９を上昇させる軸角度（最下位置角度）で停止させておく（図９（Ｂ）実線参照）。
そして、ミシンモータ２ａの停止状態で中押さえモータ４２のみを駆動させて中押さえ９を下降移動させ、当該中押さえ２９が針板１１０の上面に当接した時の中押さえモータ４２の動作量からミシンモータ２ａによる中押さえ２９の下死点位置の高さｈ２を算出する（図９（Ａ）二点鎖線参照）。
即ち、前述した中押さえ２９の上死点位置の高さｈ１を求めた場合と同じようにして中押さえ２９下降による針板１１０への当接を検出すると、ＣＰＵ７３は、当接時の中押さえモータ４２の軸角度をエンコーダ８１から読み取り、中押さえモータ４２による最上位置角度から検出角度までの回転角度量を算出する。そして、かかる回転角度量から中押さえ２９の下降移動距離を算出する。当該下降移動距離が、ミシンモータ２ａ（主軸角度）が中押さえの下死点位置であって中押さえモータ４２が最上位置角度である場合における中押さえ２９の高さｈ２となる。
なお、前述したように、中押さえモータ４２の軸角度変化と中押さえ２９の上下方向移動量との対応関係は、主軸角度によって変化するため、この場合も、主軸角度が180°における中押さえモータ４２の軸角度と中押さえ２９の上下移動量との関係を示す第二の中押さえモータ特性テーブル７１ｃをデータメモリ７１内に予め用意する。ＣＰＵ７３は、当接時の中押さえモータ４２の軸角度から第二の中押さえモータ特性テーブル７１ｃに基づいて中押さえ２９の下降移動量を取得する。
【００５１】
そして、ＣＰＵ７３は、中押さえ２９の上死点における高さｈ１から下死点における高さｈ２を減算し、中押さえ２９のミシンモータ２ａによる上下動におけるストローク（中押さえ上下移動量）Ｖを算出する（図１６）。
以上のように、ストローク取得制御プログラム７０ｂを実行することにより、ＣＰＵ７３は「ストローク取得制御手段」として機能することとなる。
【００５２】
（ストローク取得制御プログラムに基づく動作制御）
ストローク取得制御プログラム７０ｂに基づいてＣＰＵ７３が実行する処理について図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。
ストローク取得制御は、例えば、操作パネル７４において実行ボタンが押下されることで開始される。まず、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２をその可動範囲内における最上位置となる軸角度まで駆動させる（ステップＳ１）。次いで、ミシンモータ２ａを針棒が上死点位置となる主軸角度（0°）まで駆動させる（ステップＳ２：図９（Ａ）実線状態）。
かかる状態から中押さえモータ４２を下降方向に駆動させ（ステップＳ３）、１ステップの駆動が行われるとエンコーダ８１の出力を読み、中押さえモータ４２の軸角度が停止したか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、停止を生じていない場合にはステップＳ３に処理を戻し、停止を生じた場合には（図９（Ａ）二点鎖線状態）、その時点での中押さえモータ４２の軸角度をエンコーダ８１により読み取り、当該軸角度から第一の中押さえモータ特性テーブル７１ｂを参照して中押さえ２９の高さｈ１を算出する（ステップＳ５）。
【００５３】
次に、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２を再び最上位置となる軸角度に戻し（ステップＳ６）、ミシンモータ２ａを針棒が下死点位置となる主軸角度（180°）まで駆動させる（ステップＳ７：図９（Ｂ）実線状態）。
そして、中押さえモータ４２を下降方向に駆動させ（ステップＳ８）、１ステップの駆動が行われると、中押さえモータ４２の軸角度が停止したか否かを判定し（ステップＳ９）、停止を生じていない場合にはステップＳ８に処理を戻し、停止を生じた場合には（図９（Ｂ）二点鎖線状態）、その時点での中押さえモータ４２の軸角度をエンコーダ８１により読み取り、当該軸角度から第二の中押さえモータ特性テーブル７１ｃを参照して中押さえ２９の高さｈ２を算出する（ステップＳ１０）。
そして、針棒上死点位置における中押さえ２９の高さｈ１から針棒下死点位置における中押さえ２９の高さｈ２を減じてミシンモータ２ａによる中押さえ２９の上下動のストロークＶの値を算出する（ステップＳ１１）。
かかるストロークＶの値はデータメモリ７１内に記憶され、処理が終了する。
【００５４】
（ストローク可変制御プログラムによる処理）
プログラムメモリ７０に格納されたストローク可変制御プログラム７０ｃは、縫製時において、縫い針と同期して行われる中押さえ２９の上下動のストロークを任意の設定値とする動作制御を行うためのプログラムである。
かかるストローク可変制御プログラム７０ｃによりＣＰＵ７３が行う制御について図１２及び図１３に基づいて詳細に説明する。
図１２はミシンモータ２ａによる中押さえ２９の算出ストローク（ストローク算出制御プログラム７０ｂで取得されたストローク）よりも大きなストロークで上下動させるための原理説明のための概念図であり、図１３は算出ストロークよりも小さなストロークで上下動させるための原理説明のための概念図である。各図において、Ｌ１はミシンモータ２ａによる中押さえ２９の算出ストローク、Ｌ２は中押さえモータ４２による上下動変位、Ｌ３はミシンモータ２ａと中押さえモータ４２との協働による合成された上下動ストロークであり、縫製時には中押さえ２９はこの合成された上下動ストロークで上下動を行う。
【００５５】
中押さえ２９の縫製時における合成された上下動ストロークの設定は、操作パネル７４からの数値入力により行われる。設定された上下動ストローク（以下、「設定ストローク」とする）は、データメモリ７１に記憶される。
算出ストロークに比して設定ストロークの方が大きい場合には図１２の線図Ｌ２の高さ変化を生じ、設定ストロークの方が小さい場合には、図１３の線図Ｌ２の高さ変化を生じるように中押さえモータ４２は制御される。
即ち、中押さえモータ４２に対して、
Ｙ＝（−（ｂ−ａ）／２）×sin（Ｘ−90°）＋offset    …（１）
となるように駆動制御が行われる。ここで、Ｙは中押さえモータ４２により中押さえ２９に付与される中押さえ２９の上下動変位（針板上面高さを0とする）であり、Ｘは主軸角度、ｂは設定ストローク、ａは算出ストローク、offsetは調整値である。
上式（１）では、sin（Ｘ−90°）に（−（ｂ−ａ）／２）が乗じられているので、算出ストロークに比して設定ストロークの方が大きい場合には図１２の線図Ｌ２の高さ変化を生じ、設定ストロークの方が小さい場合には、図１３の線図Ｌ２の高さ変化を生じることとなる。
また、中押さえ２９は、前述したように、縫製時には、主軸角度180°において、縫製パターンデータ７１ａに定める中押さえ高さコマンドに基づく下死点高さとなる軸角度に制御する必要がある。従って、設定下死点高さをｃとすると、offset＝（（ｂ−ａ）／２）＋ｃに設定される。
【００５６】
ＣＰＵ７３は、主軸角度Ｘに応じて式（１）に基づいて中押さえ２９の上下動変位Ｙを算出し、当該上下動変位が示す高さとなる軸角度を算出し、中押さえモータ４２の制御を実行する。
ここで、前述したように、中押さえ２９の高さと中押さえモータ４２の軸角度との対応関係は、主軸角度の変化に影響されるので、主軸角度が所定角度変化するごとに上式（１）により中押さえモータ４２の軸角度を算出する場合には、主軸角度の所定角度変化ごとの中押さえ２９の高さと中押さえモータ４２の軸角度との対応関係を示す中押さえモータ特性テーブルを用意して、それぞれのテーブルに基づいて中押さえモータ４２の軸角度を算出することが望ましいが、少なくとも、主軸角度の0°と180°とにおいて中押さえ２９が予定された高さとなれば足りるので、この制御装置１０００では、中押さえモータ４２の軸角度を算出する主軸角度間隔は微小角度としつつ、主軸角度270〜90°の範囲では前述した第一の中押さえモータ特性テーブル７１ｂを参照し、主軸角度90〜270°の範囲では前述した第二の中押さえモータ特性テーブル７１ｃを参照して中押さえモータ４２の軸角度を求めている。
以上のように、ストローク可変制御プログラム７０ｃを実行することにより、ＣＰＵ７３は「ストローク可変制御手段」として機能することとなる。
【００５７】
（ストローク可変制御プログラムに基づく動作制御）
ストローク可変制御プログラム７０ｂに基づいてＣＰＵ７３が実行する処理について図１４及び図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１４に示すように、縫製開始前に、操作パネル７４から入力された中押さえ２９のストローク値が設定ストロークｂとしてデータメモリ７１に記憶される（ステップＳ２１）。そして、ＣＰＵ７３は、既に求められた算出ストロークａを読み出して（ステップＳ２２）、設定ストロークｂから算出ストロークａを減算し、中押さえモータ４２による中押さえ２９のストロークであるｂ−ａの値がデータメモリ７１に記憶される（ステップＳ２３）。
【００５８】
そして、図１５に示すように、操作パネル７４において縫製画面が表示されている状態において、ペダルＲが押下されると（ステップＳ３１）、前述した縫製プログラム７０ａによる縫製制御と並行して、ミシンモータ２ａのエンコーダ２ｂの出力を読んで、予め定められた主軸角度間隔に基づいて動作角度か判定を行い（ステップＳ３２）、動作角度の場合には前述の式（１）に基づいて中押さえモータ４２による中押さえ２９の上下動変位を算出し（ステップＳ３３）、さらに、現在の主軸角度に対応する中押さえモータ特性テーブルから中押さえモータ４２の指令角度を算出し駆動させる（ステップＳ３４）。
次いで、縫製パターンデータ７１ａによる縫製の終了か否かを判定し（ステップＳ３５）、終了ではない場合にはステップＳ３２に処理を戻し、縫製の終了の場合には、ステップＳ３１に処理を戻して、次の縫製の開始のためのペダルＲの入力待ちとなる。
【００５９】
（実施形態の効果）
ミシン１００の制御装置１０００は、ストローク取得制御プログラム７０ｂにより、ミシンモータ２ａによる中押さえ２９の上死点位置と下死点位置との各々において、中押さえモータ４２によるその可動範囲における最上位置から中押さえ２９を針板１１０に当接するまでの下降動作量を検出し、ミシンモータ２ａによる上死点位置と下死点位置とにおける各下降動作量に基づく中押さえ高さの差からミシンモータ２ａによる上下動のストロークａを算出するので、手作業による中押さえ２９の高さ測定を不要とし、モータ制御によって中押さえ２９の上下動ストロークを求めることが可能となるため、作業負担を飛躍的に軽減し、迅速にストロークを求めることが可能となる。また、ミシンの組み付け後のいつでもストロークを求めることが可能となる。
【００６０】
さらに、ミシン１００の制御装置１０００は、ストローク可変制御プログラム７０ｂにより、縫製時において、ミシンモータ２ａに同期して、設定ストロークｂと算出ストロークａの差と等しくなるように中押さえモータ４２を制御することで、ミシンモータ２ａと中押さえモータ４２との協働により設定ストロークｂで中押さえ２９を上下動させるので、任意の設定ストロークを実現することが可能となり、手作業による部品の組み直しによるストロークの調節作業を不要とし、作業負担を飛躍的に軽減することが可能となる。また、モータ制御によってストローク調節を行うので、縫製中であってもストロークの調節を行うことができ、縫い品質の向上を図ることも可能となる。
【００６１】
（その他）
上記ミシン１００では、設定ストロークを縫製開始前に一つのみ設定して縫製中は当該単一のストロークのみで動作を中押さえ２９の上下動を行うこととしたが、設定ストロークは縫製パターンデータ７１ａに記憶させても良い。その場合、ストロークの変更を行う針数に対応させて記憶させ、さらには、複数の針数でそれぞれ個別にストローク設定を行うことにより、一連の縫製において、複数回のストロークの調節を行っても良い。
【００６２】
また、ストローク可変制御において、中押さえモータ４２の駆動は三角関数に従って振幅動作を行うように制御させているが、針棒下死点の主軸角度（180°）で設定中押さえ高さｃとなり、針棒上死点の主軸角度（0°）で設定中押さえ高さに設定ストロークと検出ストロークの差を加えた（ｂ−ａ＋ｃ）の高さとなり、その間は直線的な勾配により中押さえ高さを変化させるように中押さえモータ４２の制御を行っても良い。また、直線的に限らず、徐々なる変化或いは段階的な変化であっても良い。
【００６３】
また、前述したが、ストローク取得制御における中押さえ２９の針板１１０への当接を検出する際には、中押さえモータ４２のフィードバック電流の変化から検出しても良い。その場合には、前述した図１１のストローク取得制御の処理において、ステップＳ４とステップＳ９の処理について、偏差を判定するのではなく、フィードバック電流の上昇（トルク上昇）の発生の有無を判定し、発生している場合に中押さえ２９が針板１１０へ当接しているものと判定する。
【００６４】
また、上記ミシン１０では、中押さえモータ４２の軸角度から中押さえ２９の高さを求める或い中押さえ２９の高さから中押さえモータ４２の軸角度を求めるために、複数の主軸角度に対応した特性テーブル７１ｂ、７１ｃを参照しているが、主軸角度、主軸から中押さえ２９までの動作伝達を行う各部材の寸法や配置及び向きが分かれば、これらに加えて中押さえモータ４２の軸角度が分かれば、中押さえ２９の高さを算出することは可能であり、また、逆に、中押さえ２９の高さが分かれば、中押さえモータ４２の軸角度も算出することが可能である。つまり、主軸角度ごとのテーブルを使用せず、上記必要なパラメータから、中押さえ２９の高さ又は中押さえモータ４２の軸角度を算出しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係るミシンを示す斜視図である。
【図２】ミシンの保持枠や中押さえの近傍を示す拡大斜視図である。
【図３】ミシンの中押さえ装置を示す側面図である。
【図４】中押さえ装置の分解斜視図である。
【図５】中押さえ装置の分解斜視図である。
【図６】中押さえ装置の中押さえの高さ調節に関する説明図であって、図６（ａ）は下死点を下方に調節した場合を示し、図６（ｂ）は下死点を調節に当接した場合を示す。
【図７】本発明に係るミシンの制御装置を示すブロック図である。
【図８】縫製パターンデータのデータ構成を示す説明図である。
【図９】図９は（Ａ）は中押さえ上下動機構による上下動ストロークにおいて中押さえを上死点位置とする主軸角度でミシンモータを固定して中押さえ高さ調節機構を作動させた場合の動作状態を示した模式図、図９（Ｂ）は下死点位置でミシンモータを固定して中押さえ高さ調節機構を作動させた場合の動作状態を示した模式図である。
【図１０】図１０は中押さえ高さ調節機構の押圧バネが中押さえモータにもたらすトルク負荷を説明するための模式図である。
【図１１】ストローク取得制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】ミシンモータによる中押さえの算出ストロークよりも大きなストロークで上下動させるための原理説明のための概念図である。
【図１３】算出ストロークよりも小さなストロークで上下動させるための原理説明のための概念図である。
【図１４】ストローク可変制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行する処理の内で縫製開始前の処理を示すフローチャートである。
【図１５】ストローク可変制御プログラムに基づいてＣＰＵが実行する処理の内で縫製開始からの処理を示すフローチャートである。
【図１６】中押さえ上下移動量を３段階に変更しながら、それぞれの段階で中押さえ下死点位置の高さを３段階に変更したときの中押さえの移動ストロークを示す説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  中押さえ装置
２  主軸
２ａ  ミシンモータ
２ｂ  エンコーダ（主軸角度検出手段）
１６  引っ張りばね
２０  第３リンク
２２  第４リンク
２９  中押さえ
３０  押圧バネ
３３  角駒
３４  案内部材
４２  中押さえモータ
７０ａ  縫製プログラム
７０ｂ  ストローク取得制御プログラム
７０ｃ  ストローク可変制御プログラム
７３  ＣＰＵ（ストローク取得制御手段、ストローク可変制御手段）
７４  操作パネル（ストローク設定手段）
８１  エンコーダ（モータ軸角度検出手段）
１００  電子サイクルミシン
１１０  針板
１０００  制御装置（縫製パターン設定手段、中押さえ高さ切替手段）
ａ  検出ストローク
ｂ  算出ストローク
Ｍ１  中押さえ上下動機構
Ｍ２  付勢機構
Ｍ３  中押さえ退避機構
Ｍ４  中押さえ高さ調節機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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