(57)【要約】      （修正有）【課題】メスの摩耗や欠損が発生する前にメスの交換時期をユーザに報知し、布切り不良を防止すること。【解決手段】穴かがりミシンにおいて、ボタン穴形成時にメスにかかる応力を検出する応力検出手段２０と、応力検出手段により検出された応力をボタン穴の形成毎に積算する積算手段２０と、メスが摩耗又は欠損する限界応力値を記憶する記憶手段２４と、ユーザにメスの交換を促す旨を報知する報知手段６６と、を備え、制御手段は、積算手段で積算された積算応力値が限界応力値となった場合に、報知手段による報知を実行する。【選択図】図３
2010063570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンベッドに設けられ、上端に切れ刃が形成されたメスと、
ミシンベッドに設けられ、上面に被縫製物が載置される送り台と、
ミシンアームに設けられ、前記メスに対向配置され、前記メスとの間に被縫製物を挟み込んで被縫製物を切断するハンマーと、
前記ハンマーを前記メスに向けて接離させる動作機構と、
前記動作機構に連結され、通電により動作機構を動作させる駆動装置と、
前記駆動装置の駆動制御を行う制御手段と、を備え、
左右の側縫い部を含むボタン穴かがり縫い目を被縫製物に形成する前又は形成した後に、前記制御手段により前記駆動装置を駆動させて前記ハンマーを前記メスに向けて移動させて被縫製物の左右の側縫い部の間にボタン穴を形成する穴かがりミシンにおいて、
ボタン穴形成時に前記メスにかかる応力を検出する応力検出手段と、
前記応力検出手段により検出された応力をボタン穴の形成毎に積算する積算手段と、
前記メスが摩耗又は欠損する限界応力値を記憶する記憶手段と、
ユーザに前記メスの交換を促す旨を報知する報知手段と、を備え、
前記制御手段は、前記積算手段で積算された積算応力値が前記限界応力値となった場合に、前記報知手段による報知を実行することを特徴とする穴かがりミシン。
【請求項２】
前記応力検出手段が、
ボタン穴の形成時に前記駆動装置に通電する電流値に基づいて前記被縫製物の切断荷重を算出する荷重算出手段と、
前記荷重算出手段により算出された前記被縫製物の切断荷重から前記メスにかかる応力を算出する応力算出手段と、
により構成され、
前記積算手段が、前記応力算出手段により算出された応力を積算することを特徴とする請求項１に記載の穴かがりミシン。
【請求項３】
前記応力算出手段は、前記メスと前記ハンマーとの接触面積と前記切断荷重から算出することを特徴とする請求項２に記載の穴かがりミシン。
【請求項４】
前記記憶手段には、前記メスに疲労が蓄積される最小応力値が記憶され、
前記積算手段は、前記応力算出手段により算出された応力が前記最小応力値以下の応力を積算しないことを特徴とする請求項２又は３に記載の穴かがりミシン。
【請求項５】
前記記憶手段には、積算応力値が前記限界応力値に近づいたか否かを判断する判断値が記憶され、
前記積算応力値と前記限界応力値との差を算出する応力差算出手段を備え、
前記制御手段は、前記応力差算出手段により算出された応力差が前記判断値以下となった場合に前記報知手段による報知を実行することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の穴かがりミシン。
【請求項６】
前記荷重算出手段は、前記ハンマーの下降過程における特定領域の電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の穴かがりミシン。
【請求項７】
前記荷重算出手段は、前記ハンマーが前記メスに当接した後の電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする請求項６に記載の穴かがりミシン。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ハンマーが被縫製物に当接する前に前記ハンマーの下降速度を減速させるように前記駆動装置の駆動を制御し、
前記荷重算出手段は、前記ハンマーの下降速度が減速されてから前記ハンマーが前記メスに当接するまでの電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする請求項６に記載の穴かがりミシン。
【請求項９】
前記駆動装置の駆動量を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された駆動量から前記ハンマーの位置を算出し、
前記荷重算出手段は、前記制御手段により前記ハンマーが被縫製物に当接する位置にあると算出された場合に、前記ハンマーが被縫製物に当接してから前記メスに当接するまでの電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする請求項６に記載の穴かがりミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メスとハンマーにより被縫製物を挟み込んで、被縫製物にボタン穴を形成する穴かがりミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
左右の側縫い部を含む穴かがり縫い目を被縫製物としての布に形成する前又は形成した後に、左右の側縫い部の間にボタン穴を形成することができる穴かがりミシンが知られている。
例えば、図８に示すように、穴かがりミシン１００は、ミシンベッド１０１の上面に送り台１０２がその上面に沿って移動自在に設けられている。送り台１０２の上面には布を押さえる布押さえ１０３が設けられている。布押さえ１０３により送り台１０２上で押さえつけられた布は、送り台１０２が移動することで布にかがり縫いを形成することができる。
【０００３】
穴かがりミシン１００は、布にボタン穴を形成する布切り装置１１０を備えている。布切り装置１１０は、ミシンベッド１０１に固定されたメス１１１と、メス１１１に対向配置され、ミシンフレーム１０４に設けられたハンマー１１２と、を備えている。ハンマー１１２は、メス１１１に上方から接離するように設けられている。ハンマー１１２は、支持台１１３に固定されている。支持台１１３には、リンク機構１１４を介してエアシリンダ１１５の出力軸１１５ａに連結されている。エアシリンダ１１５を駆動させることにより、出力軸１１５ａは移動し、出力軸１１５ａの移動はリンク機構１１４を動作させる。リンク機構１１４の動作により支持台１１３はミシンの上下方向に移動し、支持台１１３に設けられたハンマー１１２もミシンの上下方向に移動する。ハンマー１１２は、メス１１１に当接する位置まで下降することができ、布をメス１１１とハンマー１１２で挟み込んで布にボタン穴を形成することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−８７８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、メスはボタン穴を形成する度にハンマーに当接するので、徐々に疲労が蓄積し、許容限界を超えると摩耗したり、欠損したりする。メスの摩耗や欠損は、布切り不良を引き起こすため、定期的にメスを交換する必要がある。
しかし、従来の穴かがりミシンにおいては、切断される布厚や布の種類によって疲労の蓄積度合いも異なるので、メスの交換時期を的確に把握することができなかった。そのため、メスは実際に摩耗や欠損していることをユーザに視認された時のみに交換されることになり、視認されないときにはボタン穴の形成において布切り不良が発生してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、メスの摩耗や欠損が発生する前にメスの交換時期をユーザに報知し、布切り不良を防止することができる穴かがり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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
ミシンベッド（２）に設けられ、上端に切れ刃が形成されたメス（１１）と、
ミシンベッドに設けられ、上面に被縫製物が載置される送り台（４）と、
ミシンアーム（３）に設けられ、前記メスに対向配置され、前記メスとの間に被縫製物を挟み込んで被縫製物を切断するハンマー（１２）と、
前記ハンマーを前記メスに向けて接離させる動作機構（４０）と、
前記動作機構に連結され、通電により動作機構を動作させる駆動装置（５０）と、
前記駆動装置の駆動制御を行う制御手段（２０）と、を備え、
左右の側縫い部を含むボタン穴かがり縫い目を被縫製物に形成する前又は形成した後に、前記制御手段により前記駆動装置を駆動させて前記ハンマーを前記メスに向けて移動させて被縫製物の左右の側縫い部の間にボタン穴を形成する穴かがりミシン（１）において、
ボタン穴形成時に前記メスにかかる応力を検出する応力検出手段（２０）と、
前記応力検出手段により検出された応力をボタン穴の形成毎に積算する積算手段（２０）と、
前記メスが摩耗又は欠損する限界応力値（σａ）を予め記憶する記憶手段（２４）と、
ユーザに前記メスの交換を促す旨を報知する報知手段（６６）と、を備え、
前記制御手段は、前記積算手段で積算された積算応力値（Σσｎ）が前記限界応力値となった場合に、前記報知手段による報知を実行することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記応力検出手段が、
ボタン穴の形成時に前記駆動装置に通電する電流値に基づいて前記被縫製物の切断荷重（Ｐｎ）を算出する荷重算出手段（２０）と、
前記荷重算出手段により算出された前記被縫製物の切断荷重から前記メスにかかる応力を算出する応力算出手段（２０）と、により構成され、
前記積算手段が、前記応力算出手段により算出された応力を積算することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記応力算出手段は、前記メスと前記ハンマーとの接触面積（Ａ）と前記切断荷重から算出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記記憶手段には、前記メスに疲労が蓄積される最小応力値（σｗ）が記憶され、
前記積算手段は、前記応力算出手段により算出された応力が前記最小応力値以下の応力を積算しないことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記記憶手段には、積算応力値が前記限界応力値に近づいたか否かを判断する判断値（Ｘ）が記憶され、
前記積算応力値と前記限界応力値との差を算出する応力差算出手段（２０）を備え、
前記制御手段は、前記応力差算出手段により算出された応力差が前記判断値以下となった場合に前記報知手段による報知を実行することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記荷重算出手段は、前記ハンマーの下降過程における特定領域の電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記荷重算出手段は、前記ハンマーが前記メスに当接した後の電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記制御手段は、前記ハンマーが被縫製物に当接する前に前記ハンマーの下降速度を減速させるように前記駆動装置の駆動を制御し、
前記荷重算出手段は、前記ハンマーの下降速度が減速されてから前記ハンマーが前記メスに当接するまでの電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の穴かがりミシンにおいて、
前記駆動装置の駆動量を検出する検出手段（６７）を備え、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された駆動量から前記ハンマーの位置を算出し、
前記荷重算出手段は、前記制御手段により前記ハンマーが被縫製物に当接する位置にあると算出された場合に、前記ハンマーが被縫製物に当接してから前記メスに当接するまでの電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、制御手段により駆動装置に通電すると、駆動装置は動作機構を動作させ、動作機構によりハンマーをメスに向けて接離させる。
ここで、応力検出手段は、ボタン穴の形成時に被縫製物の切断荷重からメスにかかる応力を検出する。
次に、積算手段は、応力検出手段により検出された応力をボタン穴の形成毎に積算する。
そして、ボタン穴の形成を繰り返すうち、積算手段で積算された積算応力値が限界応力値となった場合には、制御手段は、報知手段を駆動させることにより、ユーザにメスの交換を促す旨の報知を実行する。
これにより、メスに係る疲労を布切り作業毎に蓄積しているので、メスの摩耗や欠損が発生する前にメスの交換時期をユーザに報知し、布切り不良を防止することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、応力検出手段は、荷重算出手段が、ボタン穴の形成時に駆動装置に通電する電流値に基づいて被縫製物の切断荷重を算出する。
次に、応力算出手段が、荷重算出手段により算出された被縫製物の切断荷重からメスにかかる応力を算出する。
これにより、メスに係る疲労を布切り作業毎に算出して蓄積しているので、メスの摩耗や欠損時期の予測が確実に把握でき、発生する前にメスの交換時期を正確にユーザに報知し、布切り不良を防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、応力算出手段は、切断荷重をメスとハンマーとの接触面積で除算することにより、メスにかかる応力を算出することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、最小応力値以下の応力はメスの疲労にならないため、このような小さい応力を積算に用いないことで、実際のメスの疲労と積算応力値との誤差を極力小さくすることができる。
よって、メスの交換時期をより高精度で報知することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、積算応力値と限界応力値との差が予め記憶された判断値以下であるか否かによってメスの交換時期を判断することで、積算応力値が限界応力値に達する前にユーザにメス交換の報知をすることができる。
よって、余裕をもってユーザにメス交換時期を報知することができ、メスの摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、駆動装置に通電される電流にもむらがあり、ハンマーが被縫製物に当接しているときとそれ以外のときとでは負荷も異なるが、特定領域の電流値を用いて切断荷重を算出することにより、被縫製物の切断毎にユーザが所望する条件下での電流値を用いて切断荷重を算出することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、ハンマーがメスに当接した後は、ハンマーがメスを大きな力で押し付けることにより、被縫製物を切断するが、このときの駆動装置のトルクは非常に大きくなる。このときの電流値を用いて切断荷重を算出することにより、メスに最も応力が発生するときを捉えて積算応力を算出できるので、メスの摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、制御手段によりハンマーの下降が減速されると、ハンマーが被縫製物にかなり接近していることになる。このときからハンマーがメスに当接するまでの区間においては、駆動装置のトルクは非常に大きくなる。このときの電流値を用いて切断荷重を算出することにより、メスに最も応力が発生するときを捉えて積算応力を算出できるので、メスの摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、検出手段により駆動装置の駆動量が検出され、制御手段により検出された駆動量からハンマーの位置が算出されるので、ハンマーが被縫製物に当接したときも検出することが可能となる。ここで、制御手段によりハンマーが被縫製物に当接する位置にあると算出された場合に、ハンマーが被縫製物に当接してからメスに当接するまでの区間においては、駆動装置のトルクは非常に大きくなる。このときの電流値を用いて切断荷重を算出することにより、メスに最も応力が発生するときを捉えて積算応力を算出できるので、メスの摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る穴かがりミシンの最良の実施形態について詳細に説明する。
＜穴かがりミシンの構成＞
図１及び図２に示すように、穴かがりミシン１は、被縫製物である布に左右の側縫い部を含むボタン穴かがり縫い目を形成すると共に、布の左右の側縫い部の間にボタン穴を形成するミシンである。
【００２５】
穴かがりミシン１は、ベッド部（ミシンベッド）２、ベッド部２に立設されたアーム部（ミシンアーム）３、ベッド部２の上面に配置され、布を水平面内で移動させる送り台４、送り台４の上面に設けられ、送り台４上の布を上方から押さえる布押さえ５、ボタン穴を形成するための布切り装置１０、穴かがりミシン１の動作を制御する制御装置２０（図３参照）等を備えている。
【００２６】
送り台４は、その上面が水平面にほぼ沿うように配置され、その上面に布が載置される。
布押さえ５は、送り台４の上面に回動自在に設けられた押さえ腕５２と、押さえ腕５２の先端に回動自在に設けられ、上方から布を押さえつける押さえ板５４と、を備えている。押さえ腕５２、押さえ板５４ともに回動自在とされているのは、布厚の変化に柔軟に対応して布の押さえつけを上方から的確に行うためである。
【００２７】
（布切り装置）
図１、図２に示すように、布切り装置１０は、ベッド部２に設けられ、上端に切れ刃が形成されたメス１１と、このメス１１に対向配置するようにアーム部３に設けられ、メス１１との間に布を挟み込んでメス１１に布を切断させるハンマー１２と、を備えている。
【００２８】
メス１１は、ベッド部２に固定されたメス支持台１３に着脱自在に取り付けられている。メス１１は、布切りを行う上端部に切れ刃が形成されている。メス１１の切れ刃は、鳩目部を形成する鳩目メス部と、直線部を形成する直線メス部とが連続するように形成されている。
【００２９】
ハンマー１２は、支持台１４に着脱自在に取り付けられ、支持台１４は、その下端部でハンマー１２を支持する。ハンマー１２は、メス１１の切れ刃に対向する位置に設けられており、メス１１に当接してメス１１を押圧する位置まで下降することができる。
【００３０】
支持台１４には、支持台１４を上下動させることによりハンマー１２を上下動させる動作機構４０が連結されている。動作機構４０は、例えば、リンク機構を備えて構成され、支持体１４に回動自在に連結された第１リンク４１と、第１リンク４１に回動自在に連結された第２リンク４２と、第２リンク４２に回動自在に連結された第３リンク４３と、第３リンク４３に回動自在に連結された第４リンク４４と、を備えている。第１リンク４１及び第３リンク４３は、それぞれ中央部がアーム部３に回動自在に固定されている。第４リンク４４には、ボールねじ４５に噛み合わされた移動体４６に回動自在に連結されている。ボールねじ４５は、その軸線がミシンの上下方向に沿うように配置されている。移動体４６は、ボールねじ４５の軸回りの回転により、その軸線方向に沿って移動することができる。ボールねじ４５の端部には、歯車４７が設けられ、この歯車４７には、動作機構４０を作動させる駆動装置としての布切りモータ５０の出力軸５０ａに軸支された歯車４８が噛み合わされている。
【００３１】
（制御装置）
図３〜図５に示すように、制御装置２０は、ミシン１の駆動に関する演算処理を行って駆動源の制御を行うＣＰＵ２１と、縫製や布切りに関して必要なデータやパラメータ、ＣＰＵ２１がミシンモータ６１や布切りモータ５０の駆動制御をする際に必要なプログラムが記憶されるＲＯＭ２２と、ＣＰＵ２１の作業場となるＲＡＭ２３と、ユーザにより設定されるデータや演算されたデータを記憶する記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ２４と、を備えている。
【００３２】
（ＥＥＰＲＯＭ）
図４に示すように、ＥＥＰＲＯＭ２４には、メス１１が摩耗又は欠損する限界応力値σａが記憶されている。限界応力値σａとは、繰り返し布の切断を行うことにより、ハンマー１２に当接するメス１１の切れ刃が摩耗又は欠損する応力の限界をいう。ここで、応力は、布切り作業毎にメス１１にかかる応力の積算応力値Σσｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）であり、布切りを行った回数が増加するにつれてメス１１の積算応力値Σσｎも増加する。なお、ｎは、ボタン穴を形成した回数、すなわち、ハンマー１２がメス１１に当接した回数をいう。
ＥＥＰＲＯＭ２４には、メス１１に疲労が蓄積される最小応力値σｗが記憶されている。最小応力値σｗとは、所定回数（例えば、１０７回）布切りを行ったときでもメス１１に摩耗や欠損が生じない応力値とメス１１に疲労が蓄積する応力値との境界の応力値をいい、メス１１やハンマー１２の材質によって決まっている。
ＥＥＰＲＯＭ２４には、布切り作業の繰り返しにより積算されたメス１１への積算応力値Σσｎが限界応力値σａに近づいたか否かを判断するための判断値Ｘが記憶されている。判断値Ｘとは、積算応力値Σσｎと限界応力値σａとにあるべき差であり、両者の差が判断値Ｘ以下になるということは、積算応力値Σσｎが限界応力値σａに近く、まもなくメス１１が摩耗、欠損することを意味する。これは、判断値Ｘを設定して早めにユーザにメス１１の交換を促す旨を報知することにより、メス１１の摩耗、欠損をより確実に防止するためである。
ＥＥＰＲＯＭ２４には、図５に示すように、布切りモータ５０に通電される電流値とそのときの切断荷重Ｐはグラフに示す関係があることから、このグラフをみたすような数式又はテーブルが記憶されている。これにより、布切りモータ５０に通電された電流値がわかれば、切断荷重Ｐｎを算出することができる。ここで、ｎは、ボタン穴を形成した回数、すなわち、ハンマー１２がメス１１に当接した回数をいう。
【００３３】
（ＲＯＭ：荷重算出プログラム）
図６に示すように、ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１に実行されることにより、ボタン穴の形成時に布切りモータ５０に通電する電流値に基づいて布の切断荷重Ｐｎを算出する機能を実現する荷重算出プログラム２２ａが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ２１が荷重算出プログラム２２ａを実行することにより、制御装置２０は、荷重算出手段として機能する。
荷重算出プログラム２２ａは、布切りモータ５０に通電される電流値からの荷重の算出にあたり、ハンマー１２の下降過程における特定領域において布切りモータ５０に通電される電流値の最大値を用いる。なお、用いる電流値は、最大値に限らず、その領域における平均値であってもよい。
特定領域とは、例えば、ハンマー１２が布に当接した位置から布を切断してメス１１に当接するまでのハンマー１２の移動領域をいい、そのときの布切りモータ５０の電流値の最大値を用いて荷重を算出する。ここで、ハンマー１２が布の上面に当接した位置は、布切りモータ５０の出力軸５０ａの回転量をエンコーダ６７により検出し、制御装置２０が演算することにより求めることができる。
【００３４】
（ＲＯＭ：応力算出プログラム）
図６に示すように、ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１に実行されることにより、荷重算出プログラム２２ａの実行により算出された布の切断荷重Ｐｎからメス１１にかかる応力を算出する機能を実現する応力算出プログラム２２ｂが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ２１が応力算出プログラム２２ｂを実行することにより、制御装置２０は、応力算出手段として機能する。
ここで、応力算出プログラム２２ｂは、ＣＰＵ２１に実行されることにより、切断荷重Ｐｎをメス１１とハンマー１２との接触面積Ａで除算することにより、メス１１にかかる応力σｎを算出する機能を実現する。なお、ハンマー１２に当接するメス１１の切れ刃の幅は非常に小さいため、メス１１の幅を無視してメス１１の長さで除算することにより、応力とみなして算出してもよい。
荷重算出手段及び応力算出手段として機能する制御装置２０は、ボタン穴形成時にメス１１にかかる応力を検出する応力検出手段を構成する。
【００３５】
（ＲＯＭ：積算プログラム）
ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１に実行されることにより、応力算出プログラム２２ｂの実行により算出された応力σｎをボタン穴の形成毎に積算する機能を実現する積算プログラム２２ｃが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ２１が積算プログラム２２ｃを実行することにより、制御装置２０は、積算手段として機能し、応力検出手段（ＣＰＵ２１による荷重算出プログラムの実行、ＣＰＵ２１による応力算出プログラムの実行）により検出された応力をボタン穴の形成毎に積算する。
ここで、積算プログラム２２ｃは、ＣＰＵ２１に実行されることにより、算出された応力σｎがＥＥＰＲＯＭ２４に記憶された最小応力値σｗ以下の応力値である場合には、その応力値を０と見なして積算しない機能を実現する。最小応力値σｗ以下の応力値であれば、メス１１の摩耗や欠損は生じないからである。
【００３６】
（ＲＯＭ：応力差算出プログラム）
ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１に実行されることにより、積算された積算応力値ΣσｎとＥＥＰＲＯＭ２４に記憶された限界応力値σａとの差を算出する機能を実現する応力差算出プログラム２２ｄが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ２１が応力差算出プログラム２２ｄを実行することにより、制御装置２０は、応力差算出手段として機能する。
【００３７】
（ＲＯＭ：制御プログラム）
ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１に実行されることにより、応力差算出プログラム２２ｄの実行により算出された積算応力値Σσｎと限界応力値σａとの応力差が判断値Ｘ以下となった場合に、メス１１の交換を促す旨の表示を操作パネル６６（後述する報知手段）に行う機能を実現する制御プログラム２２ｅが記憶されている。すなわち、ＣＰＵ２１が制御プログラム２２ｅを実行することにより、制御装置２０は制御手段として機能する。
【００３８】
（制御装置まわり）
制御装置２０には、布切りの際の駆動源となる布切りモータ５０、針を上下動させるミシンモータ６１、送り台４をＸ方向に駆動させるＸ送りパルスモータ６２、送り台４をＹ方向に駆動させるＹ送りパルスモータ６３、針とルーパを回転させる旋回パルスモータ６４、縫製の開始・停止の入力を行うＳ／Ｓスイッチ６５、ユーザに報知する情報（例えば、ユーザにメス１１の交換を促す旨）を表示すると共に、ユーザからの指示入力がなされる報知手段としての操作パネル６６、支持体１４（ハンマー１２）の上死点からの下降距離を検知する検出手段としてのエンコーダ６７が接続されている。
【００３９】
操作パネル６６からは、限界応力値σａ、最小応力値σｗ、判断値Ｘを自由に入力することができるようになっており、布切りの条件に合わせてユーザが変更することができる。
エンコーダ６７は、パルスモータである布切りモータ５０に接続され、布切りモータ５０の回転位置に対応してそれぞれ９０度位相の異なるＡ相パルスとＢ相パルス（２つを合わせてＡＢ相パルスとも言う）とからなる２つの検出パルスを出力する。制御装置２０は、原点位置を基準としてエンコーダ６７から出力されるＡＢ相パルスの位相関係と各パルスの数とにより、支持台１４（ハンマー１２）の実際の移動位置としての下降位置をリアルタイムで検出することができる。これにより、支持台１４（ハンマー１２）の停止位置をリアルタイムで検出することができる。
【００４０】
＜メスの交換を促すための報知制御について＞
次に、ボタン穴の形成を行う際の布切りモータ５０の駆動制御について説明する。
図７に示すように、穴かがり縫いが開始され（ステップＳ１）、穴かがり縫いの終了後にボタン穴形成が開始されると、布切りモータ５０はハンマー１２を下降させ、メス１１とハンマー１２とで布を挟み込んで布を切断し、ボタン穴を形成する（ステップＳ２）。なお、先にボタン穴を形成した後に穴かがり縫いを行ってもよい。
ＣＰＵ２１は、ボタン穴の形成が終了した時点でＥＥＰＲＯＭ２４にボタン穴を形成した回数、言い換えると、ハンマー１２がメス１１に当接した回数ｎを記憶させる（ステップＳ３）。この回数は、縫製が変わっても、ミシンの電源がＯＦＦになっても記憶されており、ユーザが操作パネル６６から回数ｎをリセットする旨の入力がない限り、回数ｎは積算されていく。
【００４１】
次に、ＣＰＵ２１は、荷重算出プログラム２２ａを実行することにより、ハンマー１２が布に当接した位置から布を切断してメス１１に当接するまでのハンマー１２の移動領域において布切りモータ５０に通電された電流値の最大値から切断荷重Ｐｎ（ｎはメスの未使用からのボタン穴形成の回数）を算出する（ステップＳ４）。ここで、荷重の算出は、ボタン穴形成の回数がカウントされる毎に算出される。
次に、ＣＰＵ２１は、応力算出プログラム２２ｂを実行することにより、切断荷重Ｐｎをメス１１とハンマー１２との接触面積Ａで除算してメス１１にかかる応力σｎを算出する（ステップＳ５）。ここで、接触面積Ａは使用されるメス１１により予め算出されてＥＥＰＲＯＭ２４に記憶されている。
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ５で算出された応力σｎがＥＥＰＲＯＭ２４に記憶された最小応力値σｗよりも大きいかを判断する（ステップＳ６）。
【００４２】
ステップＳ６において、ＣＰＵ２１は、応力σｎが最小応力値σｗよりも大きいと判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、積算プログラム２２ｃを実行することにより、前回までの応力σｎに今回算出した応力σｎを積算する（ステップＳ７）。
一方、ステップＳ６において、ＣＰＵ２１は、応力σｎが最小応力値σｗ以下であると判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、今回算出した応力σｎを０とし（ステップＳ８）、前回までの応力σｎに積算する（ステップＳ７）。すなわち、応力σｎを０にするということは、応力σｎを積算しないことを意味している。
【００４３】
次に、ＣＰＵ２１は、応力差算出プログラム２２ｄを実行することにより、算出された積算応力値ΣσｎとＥＥＰＲＯＭ２４に記憶された限界応力値σａとの応力差σｄを算出する（ステップＳ９）。
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ９で算出された応力差σｄがＥＥＰＲＯＭ２４に記憶された判断値Ｘ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。
【００４４】
ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、応力差σｄが判断値Ｘ以下であると判断した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、制御プログラム２２ｅを実行することにより、操作パネル６６にメス１１の交換を促す旨の表示を行う（ステップＳ１１）。
一方、ステップＳ１０において、ＣＰＵ２１は、応力差σｄが判断値Ｘより大きいと判断した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１の処理に戻る。
【００４５】
ステップＳ１１において、メス１１の交換を促す旨の表示がなされることにより、ユーザはメス１１を交換する（ステップＳ１２）。このとき、メス１１は新品の状態になるので、ユーザは操作パネル６６の操作により、ボタン穴形成の回数ｎをリセットする（ステップＳ１３）。
【００４６】
＜作用効果＞
このように穴かがりミシン１によれば、制御装置２０により布切りモータ５０に通電すると、布切りモータ５０は動作機構４０を動作させ、動作機構４０によりハンマー１２をメス１１に向けて接離させる。
ここで、ＣＰＵ２１は荷重算出プログラム２２ａを実行することにより、ボタン穴の形成時に布切りモータ５０に通電する電流値に基づいて布の切断荷重Ｐｎを算出する。
次に、ＣＰＵ２１は応力算出プログラム２２ｂを実行することにより、布の切断荷重Ｐｎとメス１１とハンマー１２の接触面積Ａからメス１１にかかる応力を算出する。
次に、ＣＰＵ２１は積算プログラム２２ｃを実行することにより、応力をボタン穴の形成毎に積算する。ここで、最小応力値σｗ以下の応力はメス１１の疲労にならないため、このような小さい応力を積算に用いないことで、実際のメス１１の疲労と積算応力値Σσｎとの誤差を極力小さくすることができる。よって、メス１１の交換時期をより高精度で報知することができる。
【００４７】
そして、ボタン穴の形成を繰り返すうち、積算された積算応力値Σσｎが限界応力値σａとなった場合には、制御装置２０は、ユーザにメスの交換を促す旨の表示を操作パネル６６に行う。
これにより、メス１１に係る疲労を布切り作業毎に蓄積しているので、メス１１の摩耗や欠損が発生する前にメス１１の交換時期をユーザに報知し、布切り不良を防止することができる。
【００４８】
また、積算応力値Σσｎと限界応力値σａとの差が予め記憶された判断値Ｘ以下であるか否かによってメス１１の交換時期を判断することで、積算応力値Σσｎが限界応力値σａに達する前にユーザにメス１１交換の報知をすることができる。
よって、余裕をもってユーザにメス１１の交換時期を報知することができ、メス１１の摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００４９】
また、エンコーダ６７により布切りモータ５０の駆動量が検出され、制御装置２０により検出された駆動量からハンマー１２の位置が算出されるので、ハンマー１２が布に当接したときも検出することが可能となる。ここで、制御装置２０によりハンマー１２が布に当接する位置にあると算出された場合に、ハンマー１２が布に当接してからメス１１に当接するまでの区間においては、布切りモータ５０のトルクは非常に大きくなる。このときの電流値を用いて切断荷重を算出することにより、メス１１に最も応力σｎが発生するときを捉えて積算応力値Σσｎを算出できるので、メス１１の摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００５０】
＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、荷重算出プログラム２２ａによる荷重算出において、ハンマー１２がメス１１に当接した後の電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重を算出してもよい。これは、ハンマー１２がメス１１に当接した後は、ハンマー１２がメス１１を大きな力で押し付けることにより、布を切断するが、このときの布切りモータ５０のトルクは非常に大きくなる。このときの電流値を用いて切断荷重Ｐｎを算出することにより、メス１１に最も応力が発生するときを捉えて積算応力値Σσｎを算出できるので、メス１１の摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００５１】
また、エンコーダ６７を備えていない場合には、ハンマー１２が布に当接したときのハンマー１２の位置がわからないため、布の上面より少し上方でハンマー１２の下降速度を減速させることが多い。これを利用して、ハンマー１２の下降速度が減速されてからハンマー１２がメス１１に当接するまでの電流値の最大値又は平均値を用いて切断荷重Ｐｎを算出してもよい。これは、制御装置２０によりハンマー１２の下降が減速されると、ハンマー１２が布にかなり接近していることになる。このときからハンマー１２がメス１１に当接するまでの区間においては、布切りモータ５０のトルクは非常に大きくなる。このときの電流値を用いて切断荷重Ｐｎを算出することにより、メス１１に最も応力が発生するときを捉えて積算応力値Σσｎを算出できるので、メス１１の摩耗や欠損の防止効果を高めることができる。
【００５２】
また、報知手段は、操作パネル６６への表示に限らず、ブザーからの音による報知、ライトからの光による報知であってもよい。
また、判断値Ｘを用いてメス１１の限界応力値σａに達する前に操作パネル６６から報知するようにしているが、限界応力値σａとなった時点で報知するようにしてもよい。すなわち、判断値Ｘを０に設定しておくことも可能である。さらに、限界応力値σａと積算応力値Σσｎとの応力差を判断値Ｘと比較するだけでなく、積算応力値Σσｎが限界応力値σａの所定の比率（何％か）に到達した時点で報知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】穴かがりミシンの概略を示す側面図。
【図２】支持体の動作機構及び布切りモータの機構を示す側面図。
【図３】制御装置まわりの構成を示すブロック図。
【図４】ＥＥＰＲＯＭに記憶されているデータを示すブロック図。
【図５】電流値と切断荷重との関係を示すグラフ。
【図６】ＲＯＭに記憶されているプログラムを示すブロック図。
【図７】メスの交換を促すための報知制御の流れを示すフローチャート。
【図８】従来技術における穴かがりミシンの一部を断面視した側面図。
【符号の説明】
【００５４】
１  穴かがりミシン
２  ベッド部（ミシンベッド）
３  アーム部（ミシンアーム）
４  送り台
１１  メス
１２  ハンマー
１４  支持台
２０  制御装置（応力検出手段、荷重算出手段、応力算出手段、積算手段、応力差算出手段、制御手段）
２４  ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
４０  動作機構
５０  布切りモータ（駆動装置）
６６  操作パネル（報知手段）
６７  エンコーダ（検出手段）
ｎ  ボタン穴の形成を行った回数（ハンマーとメスが当接した回数）
σａ  限界応力値
σｄ  応力差
σｎ  応力
σｗ  最小応力値
Σσｎ  積算応力値
Ｘ  判断値
【図１】
2010063570.tif 000003
【図２】
2010063570.tif 000004
【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】
2010063570.tif 000009
【図８】
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