(57)【要約】【課題】サイクルタイムを損なうことなく、容易に適正な押圧力を設定する。【解決手段】メス３２とメス受け３１と、メス又はメス受けを移動させる移動機構３５と、メス又はメス受けの移動駆動源となるパルスモータ３４と、パルスモータの回転量を検出する回転量検出部５５と、パルスモータを制御する制御部５０とを備え、制御部は、メス又はメス受け部の移動を途中から低速に切り換える制御を行い、低速移動時に、パルスモータの偏差が設定値となったと偏差判断手段が判定するとパルスモータの駆動を停止する切断制御手段５０ｃと、低速移動時に、パルスモータへ通電する電流値を高速移動時よりも低く制限する電流制御手段５０ｃとを有している。【選択図】図１１
2010069205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃先を有するメスと、
前記メスと協働して挟むように布を押圧して切断するメス受けと、
前記メス又は前記メス受けのいずれか一方を他方に対し接離移動させる移動機構と、
前記移動機構による前記メス又は前記メス受けの接離移動の駆動源となるパルスモータと、
前記メス又は前記メス受けの一方が他方に向かって移動している際に、前記メスの刃先が前記メス受けに合致する合致手前位置から前記メス又は前記メス受けの一方を所定の低速で移動させて布を切断するように前記パルスモータを制御する制御部とを備える鳩目穴かがりミシンの布切り装置において、
前記パルスモータの回転量を検出する回転量検出部を備え、
前記制御部は、
前記低速移動時に、前記パルスモータへ通電する電流値を前記高速移動時よりも低く制限する電流制御手段と、
前記低速移動時に、前記回転量検出部による検出値と前記パルスモータへの指令値との偏差が予め定められた設定値以上か否かを判断する偏差判断手段と、
前記偏差判断手段により前記偏差が前記設定値以上であると判断された場合に、前記メス又は前記メス受けの一方の移動を停止させるように前記パルスモータを制御する切断制御手段と、
を有することを特徴とする鳩目穴かがりミシンの布切り装置。
【請求項２】
布切りの押圧力を設定する押圧力設定手段と、
前記設定押圧力を記憶する記憶手段とを備え、
前記電流制御手段は、前記設定押圧力に応じて電流値の制限値を決定することを特徴とする請求項１記載の鳩目穴かがりミシンの布切り装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記切断制御手段による停止後に、布切りの押圧力を所定時間維持するように前記パルスモータへの通電を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の鳩目穴かがりミシンの布切り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、布等の被縫製物にボタン穴等の穴を形成する鳩目穴かがりミシンの布切り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
布に滴状(鳩目)のボタン穴部分にかがり縫いを行うミシンとして電子鳩目穴かがりミシンが知られている。
該ミシンは、縫い針を備えた針棒上下機構と、針棒を左右に振る針振り機構と、針棒の下側に対向して配置されるルーパ機構等を有して、該針棒を上下させるとともに左右に振らせ、同時にルーパ機構を駆動するためのミシン駆動機構を備える。また、布を挟持し前後／左右方向に送る布送り機構、及び針棒とルーパ機構を旋回させるための旋回機構とを備え、ミシン駆動機構と布送り機構と旋回機構との協働により、任意形状のボタン穴のかがり縫いを行うことができる。
また、このミシンは、布にボタン穴を形成するための、メスとメス受けとで布を押圧して切断する布切り機構を備えており、かがり縫いを行う前、または後に、かがり縫い部分の内側にボタン穴を形成することができる。
布切り機構は、パルスモータを駆動源とする布切り制御機構を備えており、布切り制御機構は、メス、またはメス受けの一方を駆動するための、パルスモータへの駆動量（パルス出力数）と駆動速度（パルス出力周波数）とを制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、布切り時の押圧力を切り替えるための複数の補正データを記憶、変更するための布切り制御機構も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３４０８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２００３７７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、従来の上記布切り制御機構は、一般にオープンループ制御によるパルスモータ駆動を行っていたため、切断される布の種類やボタン穴のサイズ等に応じて布に適切な押圧力を付与できるパルス出力数を予め設定する必要があり、このため、布種類等に応じた適正なパルス出力数を試行錯誤して設定しなければならず、作業効率を著しく低下した。
また、パルス出力数の設定だけでは、実際にどの程度で押圧力がかかっているのか分からないことから、切断の確実性を重視して、一般に、適度な押圧力より高い押圧力となるようなパルス出力数の設定がなされていた。このため、過度の衝撃がメスに生じ、メスの欠損や、メスやメス受けの寿命を短くするという問題が生じていた。また、最悪の場合には、パルスモータの脱調を起こすという問題もあった。
【０００５】
布切りに係るサイクルタイムを損なうことなく、このようなパルスモータの脱調を防止するために、従来は、布切りメスとメス受けとの合致位置の近傍まで布切りメスモータを高速に駆動し、近傍から低速に駆動を切り替える動作制御を行っていた。かかる制御の場合、具体的には、低速区間のパルス数をメス調整値として記憶しておき、複数のメス受け毎、あるいは布の素材などにより、メス調整値を設定、あるいは複数個記憶していたものを選択するという方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、メス受けは布切り長さを変更する毎に交換する必要がある（図３参照）。また、メス受けは使用によりメス跡が付くために、切れ味が悪くなると、平になるようメス受け面を磨くことにより、メス受けの厚さが薄くなり、布切りメスとメス受け面との間の距離にばらつきが生じやすいという問題があり、上記メス調整量は、メス受けの厚さのばらつき分と、布の厚さや素材に応じた押圧力を得るための押し込み量とを加味した値を設定する必要があり、適切な値の設定は熟練を要求されるものであった。
【０００７】
本発明は、サイクルタイムを損なうことなく、容易に適正な押圧力を得ることができる布切り装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、刃先を有するメスと、前記メスと協働して挟むように布を押圧して切断するメス受けと、前記メス又は前記メス受けのいずれか一方を他方に対し接離移動させる移動機構と、前記移動機構による前記メス又は前記メス受けの接離移動の駆動源となるパルスモータと、前記メス又は前記メス受けの一方が他方に向かって移動している際に、前記メスの刃先が前記メス受けに合致する合致手前位置から前記メス又は前記メス受けの一方を所定の低速で移動させて布を切断するように前記パルスモータを制御する制御部とを備える鳩目穴かがりミシンの布切り装置において、前記パルスモータの回転量を検出する回転量検出部を備え、前記制御部は、前記低速移動時に、前記パルスモータへ通電する電流値を前記高速移動時よりも低く制限する電流制御手段と、前記低速移動時に、前記回転量検出部による検出値と前記パルスモータへの指令値との偏差が予め定められた設定値以上か否かを判断する偏差判断手段と、前記偏差判断手段により前記偏差が前記設定値以上であると判断された場合に、前記メス又は前記メス受けの一方の移動を停止させるように前記パルスモータを制御する切断制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
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、布切りの押圧力を設定する押圧力設定手段と、前記設定押圧力を記憶する記憶手段とを備え、前記電流制御手段は、前記設定押圧力に応じて最大電流値の制限値を決定することを特徴とする。
【００１０】
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、前記制御部は、前記切断制御手段による停止後に、布切りの押圧力を所定時間維持するように前記パルスモータへの通電を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明では、メス又はメス受けの一方の他方に向かう移動の際に、メスの刃先がメス受けに合致する合致手前位置からメス又はメス受けの一方を所定の低速で移動させ、その低速移動中に偏差判断手段が回転検出部の検出値とモータ指令値との偏差を監視して、一定値に至ると、切断制御手段がメスとメス受けの低速での移動を停止させるので、偏差に応じて一定の押圧力で布切りを行うことができ、適切なメス調整値の見極めに熟練を要する煩雑な設定作業を行うことなく、簡単に適切な押圧力を得ることが可能となる。また、かかる制御の場合、主にメスとメス受けが合致することで生じる偏差に基づいて移動制御が行われるので、個々のメス受けについてサイズや摩耗量などのバラツキがある場合でも、押圧力を一定とすることが可能となる。
さらに、電流制御手段は、低速時にパルスモータへ通電する電流値を低減させるので、パルスモータの出力トルクも低減され、メスとメス受けの合致時の接触圧を緩和し、相互の破損を防止すると共にモータの脱調を回避することが可能となる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、布切りの押圧力の設定値に応じて最大電流値の制限値を決定するので、パルスモータのトルクを任意に設定することができ、メス又はメス受けの押圧力をきめ細かに設定することが可能となり、より適正な押圧力を得ることが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、メスとメス受けの低速での移動が停止した後も布切りの押圧力、すなわち、メス受けのメスに対する押圧力が所定時間維持されるので、時間経過にともなう布の切断を待つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（鳩目穴かがりミシン全体構成）
本発明の実施の形態である布切り装置３０について図面を参照して説明する。
図１に示すように、布切り装置３０（図２に図示）を備える鳩目穴かがりミシン１は、鳩目穴かがり縫いを行うミシンとしての基本構成を備えているものである。鳩目穴かがりミシン１は、略矩形箱状をなすベッド部２と、ベッド部２の後部に設けられた縦胴部３と、縦胴部３の上部から前方に延出して設けられたアーム部４とを備えたミシンフレーム５と、ミシンフレーム５が載置されるミシンテーブルとを備えたものである。
【００１５】
そして、アーム部４の先端部には、下方に延出するように、下端部に縫い針６を備えた針棒１０が上下動及び左右への振れ移動が可能に設けられている。また、ベッド部２には、この針棒１０に対向してルーパ（図示略）と該ルーパを補助するスプレッダ（図示略）とを有するルーパ部１１ａを上部に備えたルーパ土台１１が設けられている。そして、ミシンフレーム５内には、それら針棒１０を上下動及び左右動させるとともに、それと同期してルーパ及びスプレッダを駆動させるための各駆動機構（図示略）が設けられている。
そして、ベッド部２の上面部には布がセットされる送り台１８（図１に断面で図示）が設けられているとともに、この送り台１８の上面部分には布を押えるための一対の布押え１９が設けられている。この送り台１８は、全体として下面が開放した薄形の矩形箱状をなし、その上面には、前記一対の布押え１９間に位置して前後方向に長い開口部が設けられている。そして、この送り台１８は、ベッド部２内に設けられた送り機構（図示略）により水平移動されるようになっている。
【００１６】
また、鳩目穴かがりミシン１には、布に鳩目穴をあける布切り装置３０が設けられている。この布切り装置３０については、後述する。そして、鳩目穴かがりミシン１においては、布切り装置３０が布に鳩目穴を形成するとともに、針棒１０の上下動及び針振れ動作に合わせて、ルーパが駆動され、縫い針６とルーパとの協働により鳩目穴の周りにかがり縫いを施すようになっている。
【００１７】
（布切り装置）
次に、布切り装置３０について説明する。図２に示すように、布切り装置３０は、主に、鳩目穴の形状に対応したメス受け３１（図１にも図示）と、メス受け３１に対向配置されるとともに、上端部に刃先が形成されたメス３２と、回転自在に設けられる駆動軸３３と、駆動軸３３を回転駆動するためのパルスモータ３４と、駆動軸３３の回転運動によりメス受け３１をメス３２に対して接離移動させる移動機構３５とを備えて構成されている。なお、図２においては、図面を簡略化するため、鳩目穴かがりミシン１の主要構成部の図示を省略している。
【００１８】
パルスモータ３４は、例えば分解能が４００分割のものであり、縦胴部３側のベッド部２内に固定的に設けられている。このパルスモータ３４には、当該パルスモータ３４の回転量を検出する例えば分解能が４００分割のエンコーダ（回転量検出部）５５が設けられている（図４参照）。そして、パルスモータ３４の出力軸は、上を向いている。そして、パルスモータ３４の出力軸には、該出力軸を回転軸とするモータギア３６が固定的に設けられている。また、縦胴部３内には、上下に延在するボールネジ部材３７が設けられており、このボールネジ部材３７の外周にはネジ溝が形成されている。ボールネジ部材３７は、ベッド部２やアーム部４に固定されたベアリング（図示略）によりその軸を中心に回転自在に支持されている。したがって、ボールネジ部材３７の左右動及び上下動が抑制され、回転のみをする。
【００１９】
そして、ボールネジ部材３７の下端部には、ボールネジ部材３７の回転軸を回転軸とするギア３８が固定的に設けられており、このギア３８がモータギア３６に対してかみ合っている。したがって、パルスモータ３４が回転駆動すると、ボールネジ部材３７が回転するようになっている。
【００２０】
そして、縦胴部３内にはハウジング３９が配置されており、このハウジング３９には、ナット（図示略）が固定的に設けられている。ナットはボールネジ部材３７にかみ合っている。これにより、ボールネジ部材３７が回転することで、ハウジング３９が上下動することになる。なお、上下に延在する軸（図示略）が縦胴部３内に固定的に設けられており、この軸がハウジング３９を貫通しており、この軸に対してハウジング３９が上下に摺動自在となっている。したがって、この軸がハウジング３９の回転を抑制するため、ハウジング３９が滑らかに上下動するようになっている。
【００２１】
また、ハウジング３９には、リンク４１，４１とレバー４２とからなるリンク機構４０が設けられている。レバー４２は、先端が二股に分かれており、略Ｙ字状をしている。そして、それぞれのリンク４１の一端部は、アーム部４の延在方向の回転軸周りに回動可能となるように、レバー４２のそれぞれの先端に連結している。そして、アーム部４の延在方向の回転軸周りに回動可能となるように、リンク４１の他端部がハウジング３９に連結されている。
【００２２】
そして、アーム部４の延在方向に延在する駆動軸３３が、延在方向の回転軸周りに回動可能となるようにアーム部４内に設けられている。この駆動軸３３の縦胴部３側端部には、レバー４２の基端部が固定的に設けられている。したがって、パルスモータ３４が回転駆動すると、ボールネジ部材３７が回転し、ボールネジ部材３７の回転によりハウジング３９が上下動する。そして、ハウジング３９の上下動によりリンク機構４０が作動して、これにより、駆動軸３３が回転する。
【００２３】
移動機構３５は、駆動軸３３のもう一方の端部に設けられる直動ギア４４と、直動ギア４４に噛み合う直動シャフト４５とを備えて構成されている。直動ギア４４は、駆動軸３３の回転軸を軸とするように、駆動軸３３に設けられている。また、直動シャフト４５は上下方向に延在しており、アーム部４に対して上下動自在に設けられている。そして、直動シャフト４５の外周にはラック部４５ａが形成されており、このラック部４５ａに直動ギア４４が噛み合っている。即ち、移動機構３５はピニオンラック機構であり、駆動軸３３とともに直動ギア４４が回転することにより、直動シャフト４５が上下動するようになっている。そして、直動シャフト４５は、アーム部４内からアーム部４の下方へと突出している。なお、直動シャフト４５は図示しない支持部材によりアーム部４に支持され、この支持部材が直動シャフト４５の左右動、前後動及び回転運動を抑止する。したがって、直動シャフト４５は安定して上下動することができる。
【００２４】
そして、直動シャフト４５の下端部には、メス受け３１が交換自在に取り付けられている。また、図２に示すように、ベッド部２には、メス受け３１と対向配置されるようにメス３２が着脱自在に取り付けられている。メス３２は、図３に示すように、一端部３２ａが環状に形成されるとともに他端部３２ｂが直線状に形成されている。
一方、メス受け３１は、メス３２の一端部３２ａと、他端部３２ｂの一部とが当接可能な形状に形成されている。ここで、メス受け３１には、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、メス３２の他端部３２ｂとの接触長さが異なるＳサイズ、Ｍサイズ、Ｌサイズのものが用いられるようになっていて、布切り長さに応じたサイズのメス受け３１がベッド部２に取り付けられることになる。
【００２５】
以上のような構成によると、パルスモータ３４により駆動軸３３が回転すると、直動シャフト４５とともにメス受け３１が上下動する。以下では、説明を簡単にするために、パルスモータ３４が正転方向に回転駆動すると、メス受け３１が下降して、メス受け３１がメス３２に向かって移動するものとし、モータが反転方向に回転駆動すると、メス受け３１が上昇して、メス受け３１がメス３２から離れる方向に移動するものとする。なお、パルスモータ３４の正・反転とメス受け３１の上下動は逆であってもよい。
【００２６】
布切り装置３０では、離れた状態のメス受け３１とメス３２との間に布が介在されたら、パルスモータ３４が正転することにより、メス受け３１がメス３２に向けて下降し、メス受け３１とメス３２とに挟まれた布に対して切断のための押圧力が付与される。その後、更にパルスモータ３４が正転方向に回転駆動することにより、メス受け３１がメス３２を押圧するようになる。したがって、メス受け３１は、メス３２と協働して挟むように布を押圧し、メス受け３１とメス３２とが合致することにより布が切断される。そして、布に鳩目穴が形成されたら、パルスモータ３４が反転方向に回転駆動し、メス受け３１が上昇する。上昇を続けるメス受け３１は、不図示の原点位置センサがＯＮになると、メス受け３１の最上昇位置である原点位置で停止する。
【００２７】
（ミシンの制御系）
図４は、鳩目穴かがりミシン１の主制御構成を示すブロック図である。この図４に示すように鳩目穴かがりミシン１には、鳩目穴かがりミシン１の動作とともに布切り装置３０の動作も制御する制御部５０が設けられている。制御部５０は、ミシンの主軸モータ５１ａを駆動させるための主軸モータ駆動回路５１ｂと、当該駆動回路５１ｂを制御部５０のＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ５１ｃと、送り機構に備えられたＸ軸モータ５２ａを駆動させるためのＸ軸モータ駆動回路５２ｂと、当該駆動回路５２ｂをＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ５２ｃと、送り機構に備えられたＹ軸モータ５３ａを駆動させるためのＹ軸モータ駆動回路５３ｂと、当該駆動回路５３ｂをＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ５３ｃと、針棒１０及びルーパ部１１ａを旋回させる旋回モータ５４ａを駆動させるための旋回モータ駆動回路５４ｂと、当該駆動回路５４ｂをＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ５４ｃと、パルスモータ３４を駆動させるためのパルスモータ駆動回路６０と、当該駆動回路６０にパルスモータ３４のＡ相及びＡ’相への電流指令値をアナログ変換して出力するためのＡ相Ｄ／Ａ変換器７０と、当該Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０をＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ８０と、当該駆動回路６０にパルスモータ３４のＢ相及びＢ’相への電流指令値をアナログ変換して出力するためのＢ相Ｄ／Ａ変換器７１と、当該Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１をＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ８１と、エンコーダ５５のカウント値をカウントするためのエンコーダ回路５５ｂと、当該エンコーダ回路５５ｂをＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ５５ｃと、各種の設定が入力される操作パネル５７と、当該操作パネル５７をＣＰＵ５０ｃに接続するためのＩ／Ｆ５７ｃとを備えている。
【００２８】
また、制御部５０は、各種制御プログラムや、プログラムで使用されるデータが記憶されたＲＯＭ５０ａと、ＲＯＭ５０ａから読み出したデータ、操作パネル５７から入力もしくは設定されたデータ、プログラムに基づいて後述するＣＰＵ５０ｃにより算出されたデータ等が記憶されるＲＡＭ５０ｂ及びＥＥＰＲＯＭ５０ｄと、プログラムに基づく各種処理を行うＣＰＵ５０ｃとを備えるものである。
【００２９】
図５は操作パネル５７の正面図である。操作パネル５７は、各種の穴かがり形状を選択するためのパターンナンバーの表示部５７ａ及びその選択を行う増減キー５７ｂと、各パターン毎に寸法等の設定値が個別に定められたパターンデータのいずれが選択されているかを表示する表示部５７ｃ及びその選択を行う増減キー５７ｄと、選択されたパターンデータについて選択された設定項目の項目番号の表示を行う表示部５７ｅ及び設定項目の項目番号の選択を行う増減キー５７ｆと、パルスモータ３４による布切り駆動時の押圧量の入力を行うためのメス調整キー５７ｇと、穴かがり動作の準備可能状態とする準備キー５７ｈとを備えている。
ここで、メス調整キー５７ｇによる布切り駆動時の押圧量の設定は、10〜100％の範囲で、例えば10段階でその割合(％)を設定することが可能となっている。
上記機能により、操作パネル５７は布切りの押圧力（布切り駆動時の押圧量）を設定する押圧力設定手段として機能する。また、操作パネル５７により設定入力された布切り駆動時の押圧量は、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ５０ｄに記憶される。
【００３０】
以上の構成により、操作パネル５７により、穴かがり形状のパターン及びパターンデータが選択され、設定項目の内容が確定され、準備キー５７ｈが押下されて縫製が開始されると、まず、Ｘ軸及びＹ軸モータ５２ａ，５３ａの駆動により、被縫製物である布地が縫製開始位置まで移動され、主軸モータ５１ａの駆動により穴かがり縫いが開始される。かかる穴かがり縫いでは、ボタン穴の直線形状部分の形成予定位置の片側に沿って針振りの縫いが行われると共に、鳩目が形成される場合には、鳩目形成予定位置において旋回モータ５４ａを駆動することにより鳩目の周囲に沿ってかがり縫いが行われる。そして、ボタン穴の直線形状部分の縫い開始とは反対側に沿って針振りの縫いが行われ、設定によっては、端部で閂止め縫いが行われて、縫いは終了する。さらに、布地は、布切り装置３０における切断位置まで搬送され、パルスモータ３４の駆動によりボタン穴の形成が行われ、一連の縫い動作が完了する。なお、切断動作は、設定によっては、縫いに先行して実行される。また、切断動作の制御内容については、より詳細に後述する。
【００３１】
（布切り装置に関する制御構成）
ここで、布切り装置３０に関する制御構成についてさらに詳細に説明する。
なお、前述したＣＰＵ５０ｃは、鳩目穴かがりミシン１の全体の動作制御を行うが、その一部として布切り装置３０の制御も実行する。つまり、布切り装置３０の制御部としても機能するものである。
【００３２】
（布切り装置：パルスモータ）
まず、パルスモータ３４は、２相バイファイラ巻であり、Ａ相及びＢ相のコイルと、これらと逆巻となるＡ’相及びＢ’相のコイルとを備えている。
なお、前述したＡ相Ｄ／Ａ変換器７０，そのＩ／Ｆ８０は、コイルＡ相及びＡ’相のコイルについて設けられ、また、Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１，そのＩ／Ｆ８１は、Ｂ相及びＢ’相のコイルについて、それぞれ設けられている。
【００３３】
そして、パルスモータ３４はＣＰＵ５０ｃからの400パルス分の分解能で、Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’相の電流切り替えで一回転の制御行う。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は1パルス毎に各コイルＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’に通電される電流値のパルスモータ３４の回転位置に対する変化を示した線図であり、図７は1パルス毎に各コイルＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’に通電される具体的な電流値Ａｉ，Ａ’ｉ，Ｂｉ，Ｂ’ｉと、その電流値を通電するためにＣＰＵ５０がＡ相Ｄ／Ａ変換器７０及びＢ相Ｄ／Ａ変換器７１にそれぞれ出力するコードＡｃ、Ｂｃ（デジタル値）とを、図６に示す(1)〜(8)におけるパルスモータ３４の各回転位置別に示した図表である。例えば、400パルスの分解能でパルスモータ３４を駆動する場合、(1)から(2)へ電流を切り換えれば、パルスモータ３４は正転方向へ0.9度回転する。
図示のように、各コイルへの通電電流値の変化は、８パルス毎に-5〜+5[A]の範囲で一周期の変化を示しており、また、各コイルＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’の通電電流値変化はそれぞれ順番に1/4位相ずつ遅れるように通電が行われる。なお、Ａ’，Ｂ’相は、実際にはＡ，Ｂ相をそれぞれ電流値の正負を反転して通電が行われる。
各コイルＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’に対して上記通電が行われることで、パルスモータ３４は、１−２相励磁（ハーフステップ駆動）で駆動が行われることとなる。
【００３４】
次に、パルスモータ３４のトルク特性について図８のトルク特性線図に基づいて説明する。ここで、電気角τはＡ／Ｂ相の1周期（8パルス）を表し、指令値に対してモータの回転子が２パルス（τ／４）分遅れているときに最大トルクmaxTを発生し、４パルス分遅れると脱調が発生することを示している。
なお、ここでの最大トルクmaxTは８パルス毎に電流値を-5〜+5[A]の範囲で周期的に通電した場合におけるトルクを示す。そして、パルスモータ３４から得られるトルクは、周期的な電流値の振幅に比例して決定される。
【００３５】
（布切り装置：エンコーダ及びエンコーダ回路）
パルスモータ３４のエンコーダ５５は、インクリメンタル型であり、一回転につき400パルスのＡ相信号とＢ相信号とが1/4位相ずれて出力される。図９はエンコーダ５５のＡ相信号とＢ相信号と示している。エンコーダ回路５５ｂは、図示のように、Ａ相信号とＢ相信号のパルスの立ち上がり／立ち下がりの両エッジをカウントすることにより、４逓倍でカウントする。よって、エンコーダ５５は、出力パルス数の４倍のカウント値（分解能）を得ることができ、パルスモータ３４が１パルス分駆動する毎に、エンコーダは4カウント分アップ（又はダウン）することになる。従って、ＣＰＵ５０ｃは、パルスモータ３４が一回転する毎に１６００カウントの分解能でパルスモータ３４の回転位置を検出することができる。そのため、パルスモータ３４に対する駆動電流を図６示す(1)から(2)へ切り換えれば、４パルス分の回転量として検出されることになる。
そして、ＣＰＵ５０ｃはエンコーダ回路５５ｂのカウント値を読み込むことにより、パルスモータ３４の位置を検出できる。
【００３６】
（布切り装置：Ｄ／Ａ変換器及びパルスモータ駆動回路）
Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０は、Ａ相コイルとＡ’相コイルとに共用で一基、また、Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１はＢ相コイルとＢ’相コイルと共用で一基設けられている。以下の説明では、Ａ相コイル及びＡ’相コイル側のものについて説明するが、Ｂ相コイルとＢ’相コイルのものも通電を行う位相が半位相遅れる点を除いて構成は同一である。
ＣＰＵ５０ｃは、現在の励磁状態（図７における(1)〜(8)のいずれかの位置）に応じて、励磁状態を進めた励磁状態のＤ／Ａ値を算出する。この布切り装置３０では、予め設定された布切り駆動時の設定押圧量に応じて通電電流値を0〜100％の範囲で制御可能とすることから、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０及びＢ相Ｄ／Ａ変換器７１には、前記算出されたＤ／Ａ値に対して、布切り時には、押圧量を乗じた値を出力する。
【００３７】
Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０は、Ｉ／Ｆ８０から0〜255のコードを受信すると、0〜5[V]の範囲を256段階に分けたアナログ信号（0,0.02,0.04,0.06,…,4.98,5.00[V]）をパルスモータ駆動回路６０に出力する。
これに対し、パルスモータ駆動回路６０は、-5〜+5[A]の範囲を256段階に分けた電流値であってアナログ信号に対応する電流値でパルスモータ３４のコイルに通電を行う。
図１０はＩ／Ｆ８０の0〜255の出力コードに対してＡ相Ｄ／Ａ変換器７０を経てパルスモータ駆動回路６０がパルスモータ３４のコイルに通電する電流値の対応関係を示す図表である。
なお、布切り駆動時の押圧量が100％の時には、Ａ相のコイルには、図７で示したように、+5.00,+3.54,0,-3.54,-5.00,-3.54,0,+3.54の電流値を順番に通電する必要があるため、これに対応するコードがＣＰＵ５０ｃから順番に出力され、布切り駆動時の押圧量が100％以外の値に設定されている時には、設定比率を乗じた値に対応するコードがＣＰＵ５０ｃから出力される。
また、前述したように、Ａ’相のコイルは、Ｉ／Ｆ８０，Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０及びパルスモータ駆動回路６０をＡ相のコイルと共用しているが、Ｉ／Ｆ８０からの出力コードに対してパルスモータ駆動回路６０は、Ａ’相のコイルに対してＡ相のコイルとは逆極性の電流を通電するように構成されている。Ｂ相及びＢ’相のコイルにおけるＩ／Ｆ８１，Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１及びパルスモータ駆動回路６０についても同様である。
【００３８】
パルスモータ駆動回路６０は、Ａ相コイルとＡ’相コイルのそれぞれに通電断電を行うスイッチング素子（トランジスタ、ＦＥＴ等）と、各コイルの通電電流値に比例する電圧を検出する検出回路と、各コイルの検出電圧とＡ相Ｄ／Ａ変換器７０からのアナログ信号とを比較するアンプと、アンプの出力に応じてスイッチング素子による通電のオンオフ制御比率を増減するＰＷＭ出力回路とを備えている。これにより、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０からのアナログ信号に対応するオンオフ比率でスイッチング素子が通電断電を行い、予定された実効電流値で各コイルへの通電が行われるようになっている。Ｂ相及びＢ’相のコイルにおけるＢ相Ｄ／Ａ変換器７１についても同様である。
【００３９】
（布切り装置：ＣＰＵによる布切り制御）
ＣＰＵ５０ｃは、ＲＯＭ５０ａに格納された布切り制御プログラムに従って、メス受け３１が布切り時の待機位置からメス３２に向かって移動している際に、メス３２の刃先がメス受け３１に合致する合致手前位置までメス受け３１の移動を高速で行い、合致手前位置からメス受け３１の移動をそれまでの高速よりも遅い所定の低速で行うように切り換えて布を切断するように、パルスモータ３４の動作制御を行う。ここで、「合致手前位置」とは、メス受け３１がメス３２に近接するが、メス３２やメス受け３１の個体差や取り付け誤差があってもこれらが衝突しないようにある程度余裕を持って設定された高さを示すものとする。
また、パルスモータ３４の速度制御は、パルスモータ３４への指令パルスの出力周期の変更により実行する。なお、高速移動区間では、布切り駆動時の押圧量の設定値にかかわらず、パルスモータ３４の各コイルへの通電電流値は100％となるように数値信号を出力する。
上記制御により、ＣＰＵ５０ｃは、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０、Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１及びパルスモータ駆動回路６０との協働により、「移動制御手段」（制御部）として機能することとなる。
【００４０】
また、ＣＰＵ５０ｃは、ＲＯＭ５０ａに布切り制御プログラムに従って、上述の合致手前位置からの低速区間において、励磁位置を進めるようにパルスモータ３４の位置制御を行いつつ、パルスモータ３４の指令パルスが示す励磁位置とエンコーダ５５が示す検出位置との偏差を算出し、この偏差がエンコーダ５５のカウント値として予め定められた8カウントを越えたか否かの判断を行う。すなわち、ＣＰＵ５０ｃは、偏差判断手段として機能する。なお、エンコーダ５５のカウント値で8カウントの偏差とは、パルスモータ３４における2パルス分の遅れに相当し、図８で説明したように、最大トルクmaxTが発生する偏差である。また、ＣＰＵ５０ｃは、パルスモータ３４の指令パルスとエンコーダ５５が示す検出位置との偏差を算出する場合、パルスモータ３４を一回転駆動させるパルス数とエンコーダ５５が一回転する際に検出されるパルス数とが、それぞれ４００パルスと１６００パルスとなってしまうので、双方のパルス数を対応させるために、パルスモータ３４を駆動するためのパルス数を４倍したパルス数を指令値として、偏差を算出している。
さらに、ＣＰＵ５０ｃは、上述の偏差の判断により、偏差が８カウントを越えたと判断した場合に、メス受け３１の低速移動を停止させるようにパルスモータ３４の駆動を制御する。この制御により、ＣＰＵ５０ｃは、切断制御手段として機能する。
上記制御により、ＣＰＵ５０ｃは、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０、Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１及びパルスモータ駆動回路６０との協働により、「切断制御手段」として機能することとなる。
【００４１】
さらに、ＣＰＵ５０ｃは、低速区間において、布切り駆動時の押圧量の設定値に応じてパルスモータ３４の駆動トルクを制限するトルク制御を実行する。即ち、ＣＰＵ５０ｃは、原則として、パルスモータ３４の指令パルスが示す励磁位置とエンコーダ５５が示す検出位置との偏差を算出し、ＰＩＤ演算に基づいて偏差から駆動トルクを決定し、駆動トルクに応じた電流値を各コイルに通電する制御を行う。しかしながら、低速区間では、-5〜+5[A]の範囲での振幅電流値に布切り駆動時の押圧量の設定比率を乗じた電流値（設定トルクに基づく電流値）を求め、ＰＩＤ演算に基づく電流値が布切り駆動時の押圧量に基づく電流値を超えてしまう場合には、布切り駆動時の押圧量に基づく電流値をコイルに通電する制御を行う。
上記制御により、ＣＰＵ５０ｃは、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０、Ｂ相Ｄ／Ａ変換器７１及びパルスモータ駆動回路６０との協働により、「電流制御手段」として機能することとなる。
【００４２】
図１１（Ａ）はメス受け３１が、メス３２の上に載置される布に対して切断のための押圧力の付与が可能となる押圧開始位置に到達してからのパルスモータ３４のトルク変化を示し、図１１（Ｂ）はメス受け３１が上記押圧位置に到達してからの偏差を示す線図である。各図において横軸は時間であり、図中の符号Tcはメス受け３１が上述の押圧開始位置に到達した時のタイミングを示し、Tsは布切り駆動時の設定押圧量に基づくトルク値を示す。
図示のように、メス受け３１が押圧開始位置に到達するまでは、無負荷なので偏差はほとんど生じない。このため、トルク値も低速駆動に必要な駆動トルクでパルスモータ３４の駆動が行われる。そして、メス受け３１が押圧開始位置に到達すると、パルスモータ３４に対して負荷がかかり回転速度が減速されるため、指令パルスに対する回転位置の遅れ（偏差Ｐ）、時間遅れ（Ｉ）及び偏差の変化量（Ｄ）がそれぞれ増加する。従って、ＣＰＵ５０ｃにより算出されるＰＩＤ演算の算出値が増加し、このＰＩＤ演算の算出値で求められる必要トルクが上昇する。その後、偏差が8カウントまで偏差が増加すると、パルスモータ３４が最大トルクを出力することとなるが、その過程でＰＩＤ演算に基づく駆動トルクが布切り駆動時の設定押圧量に基づくトルクを超えると、布切り駆動時の設定押圧量に基づくトルク以上の出力を行わないよう、パルスモータの制御が行われることとなる。これにより、布が切断された後、メス受け３１がメス３２に合致し、さらに押圧する場合にも、布切り駆動時の設定押圧量に基づく電流値を超える電流がコイルに通電されなくなり、メス受け３１とメス３２との合致時の接触圧力及び押圧力に制限を加えることが可能となる。
【００４３】
（布切り制御）
布切り装置３０の制御について説明する。
まず、布切りの実行の前提として布切り駆動時の押圧量の設定処理について図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、オペレータが操作パネル５７のメス調整キー５７ｇをオンすることによりメス調整設定処理が開始される。まず、ＣＰＵ５０ｃは、メス調整キー５７ｇの押下を受けて表示部５７ｃに現在の布切り駆動時の押圧量を百分率で表示する（ステップＳ１）。
次いで、増減キー５７ｄの入力があるか判定し（ステップＳ２）、入力がないときにはステップＳ４に処理を進め、入力があったときには、当該入力に応じて現在の押圧量の数値に対して増減を行い、増減後の数値を表示部５７ｃに表示した後に（ステップＳ３）、ステップＳ４に処理を進める。
ステップＳ４では、ＣＰＵ５０ｃは、メス調整キー５７ｇの入力があるか判定し、なければステップＳ２に処理を戻し、入力があった場合には増減後の布切り駆動時の押圧量を確定し、ＥＥＰＲＯＭ５０ｄ内の記憶データを更新して設定処理を終了する（ステップＳ５）。
【００４４】
次に、布切り装置３０による布切り制御について図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。
縫製の過程において布切り工程に到達すると、布切り制御が開始される。かかる布切り制御では、ＣＰＵ５０ｃは、まず、メス受け３１の待機位置（原点位置）から予め定められている高速度でメス３２の合致手前位置まで下降するように、高速に対応した周期でパルスモータ３４の各コイルへの指令パルスを出力する（ステップＳ１１）。なお、この時、ＣＰＵ５０ｃは、回転方向信号が正回転で出力し、押圧量は設定値にかかわらず100％で出力する。つまり、かかる移動開始の高速区間では、パルスモータ５０ｃの各コイルには-5〜+5[A]の振幅で通電が行われる。
【００４５】
次いで、メス受け３１がメス３２刃先に合致する合致手前位置に到達すると、ＣＰＵ５０ｃは、パルスモータ５０ｃの回転がそれまでの速度よりも低速となるように指令パルスの出力周期を切り換える（ステップＳ１２）。なお、このように、メス受け３１がメス３２刃先に合致する合致手前位置まで、メス受け３１を高速で移動させることにより、布が切断されるまでの全区間を低速で駆動させる場合と比べてサイクルタイムを向上させ琉ことができる。
次いで、ＣＰＵ５０ｃは、指令パルスとエンコーダ５５からの検出信号との偏差を算出する（ステップＳ１３）。
そして、偏差量がエンコーダ５５のＡ，Ｂ相信号のカウント値で8以上か判定を行う（ステップＳ１４）。
そして、偏差が8未満の場合には、ＣＰＵ５０ｃはＰＩＤ演算を行い、必要な駆動トルクを算出する（ステップＳ１５）。さらに、ＣＰＵ５０ｃは、押圧量の設定値に基づいて算出した設定トルク（-5〜+5[A]で各コイルへ通電したときのパルスモータ３４のトルクに押圧量の設定値を乗じた値）とＰＩＤ演算で求めた駆動トルクとを比較し（ステップＳ１６）、駆動トルクが設定トルクを上回るときには、パルスモータ３４のトルクが設定トルクを上回らないように、パルスモータ３４のトルクを、ＰＩＤ演算で求めた駆動トルクではなく、設定トルクとするようにトルク値をセットする（ステップＳ１７）。そして、ＣＰＵ５０ｃは、パルスモータ３４が設定トルクで駆動を行うよう、パルスモータ３４の指令パルスと駆動時の押圧量を示す数値信号とを出力し、これにより、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０及びＢ相Ｄ／Ａ変換器７１は制限された設定トルク値となるアナログ信号を出力し、パルスモータ駆動回路６０は、設定トルクに従って制限された電流値をパルスモータ３４の各コイルに通電する（ステップＳ１８）。
一方、ステップＳ１６において、駆動トルクが設定トルク以下のときには、そのままトルク駆動時の押圧量を示す数値信号が100％のままで指令パルスが出力され、パルスモータ駆動回路６０は、駆動トルクに従って100％の電流値をパルスモータ３４の各コイルに通電する（ステップＳ１８）
そして、ＣＰＵ５０ｃは、1[ms]の経過を待って、ステップＳ１３からの処理を繰り返す。つまり、ＣＰＵ５０ｃは、ステップＳ１３〜Ｓ１９の処理を1[ms]の周期で繰り返し実行する。
【００４６】
一方、ステップＳ１４の処理において、指令パルスとエンコーダ５５からの検出信号との偏差とが8となった場合には、メス受け３１がメス３２に到達し、それ以上下降できなくなっている状態であり、パルスモータ３４の励磁位置を維持したまま50[ms]の間で各コイルへの通電を維持する（ステップＳ２０）。これにより、布切りの押圧力、すなわち、メス受け３１のメス３２に対する設定押圧量での押圧力を50[ms]の間維持して時間経過にともなう布の切断を待つことができる。
その後、ＣＰＵ５０ｃは、布切り開始時と同じ高速となるよう指令パルスを出力し、回転方向信号を逆回転で出力し、押圧量は100％で出力する。これにより、メス受け３１は、高速で待機位置まで上昇する（ステップＳ２１）。
【００４７】
（発明の実施の形態の効果）
本実施形態における布切り装置３０では、ＣＰＵ５０ｃが偏差判断手段及び切断制御手段として機能して、エンコーダ５５の検出値とモータ指令値との偏差を監視して、その偏差量が8カウントに至ると、メス受け３１の押圧移動を停止させるので、偏差に基づく一定の押圧力で布切りを行うことができ、適切なメス調整値の見極めに熟練を要する煩雑な設定作業を行うことなく、簡単に適切な押圧力を得ることが可能となる。また、この制御の場合、主にメス３２とメス受け３１が合致することで生じる偏差に基づいて移動制御が行われるので、個々のメス受け３１にサイズや摩耗量などのバラツキがある場合でも、押圧力を一定とすることが可能となる。
さらに、ＣＰＵ５０ｃが電流制御手段として機能して、低速区間において、パルスモータ３４へ通電する電流値を低減させるので、パルスモータ３４の出力トルクも低減され、メスとメス受けの合致時の接触圧を緩和し、相互の破損を防止すると共にモータの脱調を回避することが可能となる。
また、操作パネル５７により、布切りの押圧力の設定値に応じてパルスモータ３４の電流値の制限値を決定するので、パルスモータ３４のトルクを任意に設定することができ、メス又はメス受けの押圧力をきめ細かに設定することが可能となり、より適正な押圧力を得ることが可能となる。
【００４８】
（その他）
上記布切り装置３０では、パルスモータ３４として２相パルスモータを使用したが、５相パルスモータ、３相パルスモータ等を用いて良い。また駆動方法を、ハーフステップ駆動としたが、フルステップ駆動、マイクロステップ駆動としても良い。
また、パルスモータ３４の回転量検出部としてエンコーダ５５を用いているが、回転量を検出できるレゾルバやタコジェネレータ等を用いても良い。
さらに、エンコーダ５５の分解能は400分割に限られるものではない。
また、Ａ相Ｄ／Ａ変換器７０及びＢ相Ｄ／Ａ変換器７１の出力は256階調に限られるものではない。
さらに、操作パネル５７からの押圧量の設定を最大押圧力に対する割合(％)としたが、電流値やトルク値を直接設定する等、便宜変えてもよい。
また、布切り装置３０では、メス受け３１が昇降を行う構造としたが、メス３２が昇降を行う構造でも良い。
また、上記発明の実施形態では、メス３２の刃先がメス受け３１に合致する合致手前位置まで、メス受け３１を高速で下降させ、その後低速で下降させて、全区間を低速で駆動させる場合と比べてサイクルタイムを向上させているが、全区間を低速で駆動しても良いことは勿論である。
また、上記発明の実施形態では、布切り装置３０を鳩目穴かがりミシン１に適用した場合を例示したが、メスとメス受けとを互いに押圧させて被縫製物の切断を行う用途であればミシンの形式や種類は鳩目穴かがりミシンに限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係るミシンの概略構成を示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る布切り装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２の布切り装置に備わるメスとメス受けとを示す上面図であり、図３（ａ）はＳサイズのメス受け、図３（ｂ）はＭサイズのメス受け、図３（ｃ）はＬサイズのメス受けを示している。
【図４】図１のミシンの主制御構成を示すブロック図である。
【図５】操作パネルの正面図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は1パルス毎に各コイルＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’に通電される電流値の変化を示した線図である。
【図７】パルスモータの1パルス毎に各コイルＡ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’に通電される具体的な電流値を示した図表である。
【図８】パルスモータのトルク特性を示す線図である。
【図９】エンコーダのＡ相信号とＢ相信号と示す線図である。
【図１０】0〜255の出力コードに対してＤ／Ａ変換器を経てパルスモータ駆動回路がパルスモータ３４のコイルに通電する電流値の対応関係を示す図表である。
【図１１】図１１（Ａ）はメス受けがメスに到達してからのパルスモータのトルク変化を示し、図１１（Ｂ）はメス受けがメスに到達してからの偏差を示す線図である。
【図１２】駆動時の押圧量の設定処理を示すフローチャートである。
【図１３】布切り装置による布切り制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１  鳩目穴かがりミシン
３０  布切り装置
３１  メス受け
３２  メス
３４  パルスモータ
３５  移動機構
５０  制御部
５０ｃ  ＣＰＵ（移動制御手段，切断制御手段，電流制御手段）
５０ｄ  ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
５５  エンコーダ（回転量検出部）
５７  操作パネル（押圧力設定手段）
６０  パルスモータ駆動回路
７０  Ａ相Ｄ／Ａ変換器
７１  Ｂ相Ｄ／Ａ変換器
【図１】
2010069205.tif 000003
【図２】
2010069205.tif 000004
【図３】
2010069205.tif 000005
【図４】
2010069205.tif 000006
【図５】
2010069205.tif 000007
【図６】
2010069205.tif 000008
【図７】
2010069205.tif 000009
【図８】
2010069205.tif 000010
【図９】
2010069205.tif 000011
【図１０】
2010069205.tif 000012
【図１１】
2010069205.tif 000013
【図１２】
2010069205.tif 000014
【図１３】
2010069205.tif 000015