(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの下糸張力制御装置であって、
円弧状の内周面における該内周面の軸線方向の一方の側である正面側にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、
外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、
中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、
レース部の内周縁の背面側の端部から連設された背面部（１６１）と、
背面部の正面側の面に形成され、背面部の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、を有し、少なくとも背面部と軸部とが非磁性体により形成された中釜（１５０）と、
外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、
中釜の軸部が挿通する穴部を有し、該穴部に該軸部を挿通することにより中釜内に軸支されるボビンで、軸部に軸支した際に中釜の背面部と対向する面である背面側の面に設けられた第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、
中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転軸を回転させる下糸張力制御用モータ（２０２、１２０２）と、下糸張力制御用モータにより回転され、中釜の背面部に近接して設けられた第２磁石部で、第１磁石部を回転させる第２磁石部（２１４、１２１４）と、を有する下糸張力制御機構部（２００、１２００）と、
を有することを特徴とするミシンの下糸張力制御装置。
【請求項２】
中釜の背面部におけるボビンの第１磁石部が設けられた面が対向する部分の外周側の部分に第３磁石部（１９０）が設けられ、
第３磁石部に近接して設けられた第４磁石部（２７０、１２７０）を有し、第４磁石部を中釜の回転中心となる軸線を中心に回転させる釜駆動用モータ（２５２、１２５２）を有する釜駆動部（２５０、１２５０）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項３】
中釜における背面部が、中釜の回転中心となる軸線に対して直角をなしレース部の内径よりも小さい外径を有する略円形平板状の背面本体部（１６２）と、背面本体部の周囲とレース部間に形成されレース部側から背面本体部側に向けて小径となるテーパ状に形成された背面側テーパ状部（１６４）と、を有し、第３磁石部が、背面側テーパ状部の正面側又は背面側の面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項４】
中釜が略半回転に往復回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）を有し、釜駆動部において、釜駆動用モータが下糸張力制御用モータの背面側に同軸に設けられ、釜駆動用モータの回転軸である第２回転軸には、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（２６０）が設けられ、第４磁石部は、該アームの先端に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項５】
中釜が全回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）を有し、釜駆動用モータは、下糸張力制御用モータと中釜との間の位置に設けられ、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能な挿通穴を有し、釜駆動用モータの回転軸である第２回転軸は、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能に筒状に形成され、該第２回転軸の軸線が下糸張力制御用モータの回転軸の軸線と同軸に設けられ、第２回転軸には、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（１２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（１２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（１２６０）が設けられ、第４磁石部は、該アームの先端に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項６】
中釜の背面部における正面側の面に設けられ、軸部に軸支されたボビンを収納するための円筒状部（１８２）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５に記載の下糸張力制御装置。
【請求項７】
下糸張力制御用モータの回転軸に中釜の背面部に近接して板状の回転板（２１２）が設けられ、該回転板の正面側に第２磁石部（２１４）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項８】
ミシンの下糸張力制御装置であって、
内周面にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、
外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、
中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、
レース部の内側の端部から連設された中釜本体部で、レース部の内周縁の軸線方向の一方の端部である背面側の端部から連設された背面部で、中釜の回転中心となる軸線に対して直角をなしレース部の内径よりも小さい外径を有する略円形平板状の背面本体部（１６２）と、背面本体部の周囲とレース部間に形成されレース部側から背面本体部側に向けて小径となるテーパ状に形成された背面側テーパ状部（１６４）と、を有する背面部（１６１）と、レース部の内周縁の他方である正面側の端部から連設され、正面側に向けて小径となるテーパ状に形成された正面側テーパ状部（１６６）と、を有する中釜本体部（１６０）と、
背面本体部の正面側の面に形成されたボビン収納部で、背面本体部の中央から中釜の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、背面本体部の正面側の面に設けられた円筒状部（１８２）と、を有するボビン収納部（１８０）と、
背面側テーパ状部の正面側又は背面側の面に設けられた第３磁石部（１９０）と、を有し、中釜における第３磁石部以外の構成が非磁性体により形成された中釜（１５０）と、
外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、
中釜のボビン収納部に収納されるボビンで、回転中心となる軸線と直角の面に設けられた第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、
中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転軸を回転させる下糸張力制御用モータ（２０２）と、下糸張力制御用モータの回転軸に取り付けられ、中釜の背面部に近接して設けられた回転盤で、回転盤が回転することにより第１磁石部を回転させる第２磁石部（２１４）を有する回転盤（２１０）と、を有する下糸張力制御機構部（２００）と、
下糸張力制御用モータの背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸である第２回転軸を有する釜駆動用モータ（２５２）と、第２回転軸に設けられたアームで、該第２回転軸に取り付けられ、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（２６０）と、アームの先端に設けられ、第３磁石部に近接して設けられた第４磁石部（２７０）を有する釜駆動部（２５０）と、
中釜が略半回転に往復回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）と、
を有することを特徴とするミシンの下糸張力制御装置。
【請求項９】
ミシンの下糸張力制御装置であって、
内周面にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、
外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、
中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、
レース部の内側の端部から連設された中釜本体部で、レース部の内周縁の軸線方向の一方の端部である背面側の端部から連設された背面部で、中釜の回転中心となる軸線に対して直角をなしレース部の内径よりも小さい外径を有する略円形平板状の背面本体部（１６２）と、背面本体部の周囲とレース部間に形成されレース部側から背面本体部側に向けて小径となるテーパ状に形成された背面側テーパ状部（１６４）と、を有する背面部（１６１）と、レース部の内周縁の他方である正面側の端部から連設され、正面側に向けて小径となるテーパ状に形成された正面側テーパ状部（１６６）と、を有する中釜本体部（１６０）と、
背面本体部の正面側の面に形成されたボビン収納部で、背面本体部の中央から中釜の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、背面本体部の正面側の面に設けられた円筒状部（１８２）と、を有するボビン収納部（１８０）と、
背面側テーパ状部の正面側又は背面側の面に設けられた第３磁石部（１９０）と、を有し、中釜における第３磁石部以外の構成が非磁性体により形成された中釜（１５０）と、
外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、
中釜のボビン収納部に収納されるボビンで、回転中心となる軸線と直角の面に設けられた第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、
中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転軸を回転させる下糸張力制御用モータ（１２０２）と、下糸張力制御用モータの回転軸に取り付けられ、中釜の背面部に近接して設けられた回転盤で、回転盤が回転することにより第１磁石部を回転させる第２磁石部（１２１４）を有する回転盤（１２１０）と、を有する下糸張力制御機構部（１２００）と、
下糸張力制御用モータと中釜との間の位置に設けられ、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能な挿通穴を有する釜駆動用モータで、釜駆動用モータの回転軸である第２回転軸は、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能に筒状に形成され、該第２回転軸の軸線が下糸張力制御用モータの回転軸の軸線と同軸に設けられた釜駆動用モータ（１２５２）と、第２回転軸に設けられたアームで、該第２回転軸に取り付けられ、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（１２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（１２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（１２６０）と、アームの先端に設けられ、第３磁石部に近接して設けられた第４磁石部（１２７０）を有する釜駆動部（１２５０）と、
中釜が全回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）と、
を有することを特徴とするミシンの下糸張力制御装置。
【請求項１０】
第１磁石部がリング状を呈し、径方向とは略直角方向の面方向に磁化された永久磁石であり、第２磁石部がリング状又は円柱状を呈し、面方向に磁化された永久磁石であることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項１１】
中釜の背面部が、レース部の内周縁の背面側の端部から連設され、中央に開口部を有する円形の背面部板状部（１６２ａ）と、該背面部板状部の開口部に形成された背面部凹部（１６２ｂ）とを有し、
ボビンに設けられた第１磁石部が、リング状を呈し、径方向とは略直角の方向である面方向に磁化された永久磁石であり、
下糸張力制御機構部における第２磁石部が、第１磁石部の内径よりも小さい外径を有し径方向に磁化された永久磁石であり、該背面部凹部内に、第２磁石部の正面側の端部が中釜の背面部の背面部板状部の正面側の面よりも正面側となり、該背面部凹部と間隔を介して設けられていることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項１２】
背面部凹部が、背面部板状部の開口部から連設され、正面側に向けて徐々に径が小さくなるテーパ状の筒状を呈する凹部周設部（１６２ｂ−１）と、凹部周設部の背面部板状部側とは反対側の端部を閉じる凹部奥設部（１６２ｂ−２）とを有し、
下糸張力制御用モータの回転軸に、略円錐台形状の周面で凹部周設部の周面と略平行な周面を有し、正面側に第２磁石部を取り付ける凹部を有する回転体（２１２）が設けられ、該回転体の凹部に第２磁石部が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項１３】
中釜に設けられた軸部が凹部の正面側に設けられ、
第１磁石部の厚みが、第１磁石部の磁力と第２磁石部の磁力とが釣り合って、第１磁石部の背面側の面が第２磁石部の正面側の面と前後方向において略一致する状態において、ボビンにおける第１磁石部を除く部分（３０２）の背面側の端部が軸部の背面側の端部位置よりも正面側となるような厚みに形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のミシンの下糸張力制御装置。
【請求項１４】
請求項４又は５又は８又は９に記載のミシンの下糸張力制御装置を有するミシンであって、
上記制御部（４０）が、縫い糸が加工布から抜けた状態から天秤の上死点までの期間又は該期間の少なくとも一部の期間である特定期間において、ボビンを下糸を引き出す場合の回転方向に対して逆方向に第２磁石部が回転するように下糸張力制御用モータを回転制御することにより、ボビンに該逆方向に回転力を付与することを特徴とするミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの下糸張力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミシンの下糸の張力を制御する方法として、ボビンケースに付加した板バネの押さえ力をネジにより調整する方法がよく知られている。【０００３】
また、特許文献１には、ミシンの下糸制御装置として、ボビンケースに永久磁石を配設するとともに、この永久磁石を選択的に吸引あるいは排斥するようにその極性ならびに磁力を変更可能とした電磁石をボビンケースに対し接離可能に配設し、電磁石のコイルに電流を流して電磁石を付勢することにより、電磁石が永久磁石を排斥するように作用して、永久磁石が押圧されてボビンを圧迫し、この結果、縫製速度に対応する制動力がボビンに作用し、これにより、下糸に所定の張力を与えるようにしたものが存在する。【０００４】
また、特許文献２には、ミシンの下糸張力制御装置として、下糸が巻き付けられたボビンを保持する中釜に形成されて下糸を案内する下糸案内部に対して進退可能に設けられ、当該下糸案内部に案内された下糸への張力の付与又は解放が可能な磁性体６、下糸案内部を挟んで磁性体に対向する位置に設けられ、通電により周囲に磁界を発生させて磁性体を下糸案内部に進退させる電磁石と、下糸に付与すべき張力に応じて電磁石に通電する電流の流れる方向及び電流の大きさを変える通電制御手段とを備えたものが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６８７６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１１９０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１のミシンの下糸制御装置においては、永久磁石がボビンを圧迫して、ボビンの端部を支軸の大径部に圧接させることにより下糸の張力を発生させるので、下糸の張力はボビンと支軸の摩擦力に依存することになり、下糸張力をきめ細かく制御することができず、また、精度よく制御することができない。【０００７】
また、上記特許文献２のミシンの下糸張力制御装置においては、電磁石により磁性体を下糸案内部に進退させることにより下糸張力を制御するので、下糸の張力は、下糸と磁性体との摩擦力に依存することになり、下糸張力をきめ細かく制御することができず、また、精度よく制御することができない。【０００８】
特に、刺繍用ミシンにおいては、下糸の張力は、作成される刺繍のでき具合に大きく影響するので、下糸の張力をきめ細かく、かつ、精度よく制御することが望まれる。【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする問題点は、ミシン、特に、刺繍用ミシンにおける下糸張力の制御装置において、下糸張力を摩擦力に依存することなく、きめ細かく、かつ、精度よく制御することができるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第１には、ミシンの下糸張力制御装置であって、円弧状の内周面における該内周面の軸線方向の一方の側である正面側にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、レース部の内周縁の背面側の端部から連設された背面部（１６１）と、背面部の正面側の面に形成され、背面部の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、を有し、少なくとも背面部と軸部とが非磁性体により形成された中釜（１５０）と、外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、中釜の軸部が挿通する穴部を有し、該穴部に該軸部を挿通することにより中釜内に軸支されるボビンで、軸部に軸支した際に中釜の背面部と対向する面である背面側の面に設けられた第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転軸を回転させる下糸張力制御用モータ（２０２、１２０２）と、下糸張力制御用モータにより回転され、中釜の背面部に近接して設けられた第２磁石部で、第１磁石部を回転させる第２磁石部（２１４、１２１４）と、を有する下糸張力制御機構部（２００、１２００）と、を有することを特徴とする。【００１１】
上記第１の構成のミシンの下糸張力制御装置においては、下糸張力制御用モータを駆動することにより第２磁石部が回転し、これにより、ボビンに設けられた第１磁石部が回転してボビンが回転する。つまり、ボビンには、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転力を付与する。
【００１２】
よって、下糸張力制御用モータによって回転される第２磁石部とボビンに設けられた第１磁石部により下糸の張力を制御するので、下糸張力を摩擦力に依存することなく制御でき、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。また、下糸に付与される張力は下糸張力制御用モータに印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かく制御することができる。また、下糸の張力を下糸張力制御用モータによりミシンの動作中に自由に制御できる。また、ミシンが刺繍用ミシンの場合に、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合でも、下糸張力制御用モータを制御するためのデータである下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【００１３】
また、中釜には軸部が設けられていて、軸部に軸支されたボビンは、第１磁石部が第２磁石部によって吸引されることにより、中釜内に安定して収納されるので、中釜にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。また、第１磁石部と第２磁石部の吸引力によりボビンを軸部に軸支させて容易に取り付けることができ、また、該吸引力に抗するか又はボビンを約１８０度回転することにより第１磁石部と第２磁石部を反発させて容易にボビンを軸部から取り出すことができ、結果として、ボビンを中釜に容易に着脱することができる。【００１４】
また、第２には、上記第１の構成において、中釜の背面部におけるボビンの第１磁石部が設けられた面が対向する部分の外周側の部分に第３磁石部（１９０）が設けられ、第３磁石部に近接して設けられた第４磁石部（２７０、１２７０）を有し、第４磁石部を中釜の回転中心となる軸線を中心に回転させる釜駆動用モータ（２５２、１２５２）を有する釜駆動部（２５０、１２５０）が設けられていることを特徴とする。よって、釜駆動用モータを駆動することにより第４磁石部が中釜の回転中心となる軸線を中心に回転し、これにより、第４磁石部に近接した第３磁石部が回転して中釜が回転する。これにより、中釜も磁石の吸引力により回転させることができる。【００１５】
また、第３には、上記第２の構成において、中釜における背面部が、中釜の回転中心となる軸線に対して直角をなしレース部の内径よりも小さい外径を有する略円形平板状の背面本体部（１６２）と、背面本体部の周囲とレース部間に形成されレース部側から背面本体部側に向けて小径となるテーパ状に形成された背面側テーパ状部（１６４）と、を有し、第３磁石部が、背面側テーパ状部の正面側又は背面側の面に設けられていることを特徴とする。これにより、下糸張力制御機構部の邪魔となることなく、第３磁石部に対して第４磁石部を近接させることができる。【００１６】
また、第４には、上記第２又は第３の構成において、中釜が略半回転に往復回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）を有し、釜駆動部において、釜駆動用モータが下糸張力制御用モータの背面側に同軸に設けられ、釜駆動用モータの回転軸である第２回転軸には、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（２６０）が設けられ、第４磁石部は、該アームの先端に設けられていることを特徴とする。【００１７】
よって、中釜を半回転釜として使用でき、中釜が釜駆動部により駆動され、第４磁石部と第３磁石部とが吸引して、第４磁石部が周方向に回転するのに伴い中釜が回転するので、中釜を駆動する際の駆動音を低下させることができる。つまり、従来の半回転式の中釜のように、中釜の両側に接するドライバーが設けられていないので、ドライバーと中釜とが接する音を発生させないようにできる。【００１８】
また、第５には、上記第２又は第３の構成において、中釜が全回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）を有し、釜駆動用モータは、下糸張力制御用モータと中釜との間の位置に設けられ、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能な挿通穴を有し、釜駆動用モータの回転軸である第２回転軸は、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能に筒状に形成され、該第２回転軸の軸線が下糸張力制御用モータの回転軸の軸線と同軸に設けられ、第２回転軸には、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（１２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（１２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（１２６０）が設けられ、第４磁石部は、該アームの先端に設けられていることを特徴とする。【００１９】
よって、中釜を全回転釜として使用することができる。特に、下糸張力制御用モータは、釜駆動用モータの中釜とは反対側に設けられていて、第３磁石部の周囲が開放した構成とできるので、アームを全回転することが可能であり、中釜を全回転釜として使用することができる。【００２０】
また、第６には、前記第１から第５までのいずれかの構成において、中釜の背面部における正面側の面に設けられ、軸部に軸支されたボビンを収納するための円筒状部（１８２）が設けられていることを特徴とする。よって、中釜に軸支されたボビンにおいて、ボビンに巻回された下糸が脱落するのを防止することができる。【００２１】
また、第７には、前記第１から第６までのいずれかの構成において、下糸張力制御用モータの回転軸に中釜の背面部に近接して板状の回転板（２１２）が設けられ、該回転板の正面側に第２磁石部（２１４）が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
また、第８には、ミシンの下糸張力制御装置であって、内周面にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、レース部の内側の端部から連設された中釜本体部で、レース部の内周縁の軸線方向の一方の端部である背面側の端部から連設された背面部で、中釜の回転中心となる軸線に対して直角をなしレース部の内径よりも小さい外径を有する略円形平板状の背面本体部（１６２）と、背面本体部の周囲とレース部間に形成されレース部側から背面本体部側に向けて小径となるテーパ状に形成された背面側テーパ状部（１６４）と、を有する背面部（１６１）と、レース部の内周縁の他方である正面側の端部から連設され、正面側に向けて小径となるテーパ状に形成された正面側テーパ状部（１６６）と、を有する中釜本体部（１６０）と、背面本体部の正面側の面に形成されたボビン収納部で、背面本体部の中央から中釜の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、背面本体部の正面側の面に設けられた円筒状部（１８２）と、を有するボビン収納部（１８０）と、背面側テーパ状部の正面側又は背面側の面に設けられた第３磁石部（１９０）と、を有し、中釜における第３磁石部以外の構成が非磁性体により形成された中釜（１５０）と、外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、中釜のボビン収納部に収納されるボビンで、回転中心となる軸線と直角の面に設けられた第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転軸を回転させる下糸張力制御用モータ（２０２）と、下糸張力制御用モータの回転軸に取り付けられ、中釜の背面部に近接して設けられた回転盤で、回転盤が回転することにより第１磁石部を回転させる第２磁石部（２１４）を有する回転盤（２１０）と、を有する下糸張力制御機構部（２００）と、下糸張力制御用モータの背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸である第２回転軸を有する釜駆動用モータ（２５２）と、第２回転軸に設けられたアームで、該第２回転軸に取り付けられ、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（２６０）と、アームの先端に設けられ、第３磁石部に近接して設けられた第４磁石部（２７０）を有する釜駆動部（２５０）と、中釜が略半回転に往復回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）と、を有することを特徴とする。
【００２３】
この第８の構成のミシンの下糸張力制御装置においては、釜駆動用モータを駆動することによりアームが回転し、第４磁石部が中釜の回転中心となる軸線を中心に回転して、これにより、第４磁石部に近接した第３磁石部が回転して中釜が回転する。また、下糸張力制御用モータを駆動することにより回転盤が回転して第２磁石部が回転し、これにより、ボビンに設けられた第１磁石部が回転してボビンが回転する。つまり、ボビンに、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転力を付与する。
【００２４】
よって、下糸張力制御用モータによって回転される第２磁石部とボビンに設けられた第１磁石部により下糸の張力を制御するので、下糸張力を摩擦力に依存することなく制御でき、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。また、下糸に付与される張力は下糸張力制御用モータに印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かく制御することができる。また、下糸の張力を下糸張力制御用モータによりミシンの動作中に自由に制御できる。【００２５】
また、ミシンが刺繍用ミシンの場合に、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合でも、下糸張力制御用モータを制御するためのデータである下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【００２６】
また、中釜にはボビン収納部が設けられていて、ボビン収納部に収納されたボビンは、第１磁石部が第２磁石部によって吸引されることにより、ボビン収納部内に安定して収納されるので、中釜にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。また、第１磁石部と第２磁石部の吸引力によりボビンを容易にボビン収納部内に収納でき、また、該吸引力に抗するか又はボビンを約１８０度回転することにより第１磁石部と第２磁石部を反発させて容易にボビンをボビン収納部から取り出すことができ、結果として、ボビンをボビン収納部に容易に着脱することができる。【００２７】
また、中釜を半回転釜として使用でき、中釜が釜駆動部により駆動され、第４磁石部と第３磁石部とが吸引して、第４磁石部が周方向に回転するのに伴い中釜が回転するので、中釜を駆動する際の駆動音を低下させることができる。つまり、従来の半回転式の中釜のように、中釜の両側に接するドライバーが設けられていないので、ドライバーと中釜とが接する音を発生させないようにできる。【００２８】
また、第９には、ミシンの下糸張力制御装置であって、内周面にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、レース部の内側の端部から連設された中釜本体部で、レース部の内周縁の軸線方向の一方の端部である背面側の端部から連設された背面部で、中釜の回転中心となる軸線に対して直角をなしレース部の内径よりも小さい外径を有する略円形平板状の背面本体部（１６２）と、背面本体部の周囲とレース部間に形成されレース部側から背面本体部側に向けて小径となるテーパ状に形成された背面側テーパ状部（１６４）と、を有する背面部（１６１）と、レース部の内周縁の他方である正面側の端部から連設され、正面側に向けて小径となるテーパ状に形成された正面側テーパ状部（１６６）と、を有する中釜本体部（１６０）と、背面本体部の正面側の面に形成されたボビン収納部で、背面本体部の中央から中釜の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、背面本体部の正面側の面に設けられた円筒状部（１８２）と、を有するボビン収納部（１８０）と、背面側テーパ状部の正面側又は背面側の面に設けられた第３磁石部（１９０）と、を有し、中釜における第３磁石部以外の構成が非磁性体により形成された中釜（１５０）と、外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、中釜のボビン収納部に収納されるボビンで、回転中心となる軸線と直角の面に設けられた第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転軸を回転させる下糸張力制御用モータ（１２０２）と、下糸張力制御用モータの回転軸に取り付けられ、中釜の背面部に近接して設けられた回転盤で、回転盤が回転することにより第１磁石部を回転させる第２磁石部（１２１４）を有する回転盤（１２１０）と、を有する下糸張力制御機構部（１２００）と、下糸張力制御用モータと中釜との間の位置に設けられ、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能な挿通穴を有する釜駆動用モータで、釜駆動用モータの回転軸である第２回転軸は、下糸張力制御用モータの回転軸を挿通可能に筒状に形成され、該第２回転軸の軸線が下糸張力制御用モータの回転軸の軸線と同軸に設けられた釜駆動用モータ（１２５２）と、第２回転軸に設けられたアームで、該第２回転軸に取り付けられ、該第２回転軸の軸芯と直角な基端部（１２６２）と、基端部から連設され該第２回転軸の軸芯と平行に設けられた先端部（１２６４）とを有した略Ｌ字状のアーム（１２６０）と、アームの先端に設けられ、第３磁石部に近接して設けられた第４磁石部（１２７０）を有する釜駆動部（１２５０）と、中釜が全回転するように釜駆動用モータを回転制御する制御部（４０）と、を有することを特徴とする。
【００２９】
この第９の構成のミシンの下糸張力制御装置においては、釜駆動用モータを駆動することによりアームが回転し、第４磁石部が中釜の回転中心となる軸線を中心に回転して、これにより、第４磁石部に近接した第３磁石部が回転して中釜が回転する。また、下糸張力制御用モータを駆動することにより回転盤が回転して第２磁石部が回転し、これにより、ボビンに設けられた第１磁石部が回転してボビンが回転する。つまり、ボビンに、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転力を付与する。
【００３０】
よって、下糸張力制御用モータによって回転される第２磁石部とボビンに設けられた第１磁石部により下糸の張力を制御するので、下糸張力を摩擦力に依存することなく制御でき、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。また、下糸に付与される張力は下糸張力制御用モータに印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かく制御することができる。また、下糸の張力を下糸張力制御用モータによりミシンの動作中に自由に制御できる。【００３１】
また、ミシンが刺繍用ミシンの場合に、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合でも、下糸張力制御用モータを制御するためのデータである下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【００３２】
また、中釜にはボビン収納部が設けられていて、ボビン収納部に収納されたボビンは、第１磁石部が第２磁石部によって吸引されることにより、ボビン収納部内に安定して収納されるので、中釜にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。また、第１磁石部と第２磁石部の吸引力によりボビンを容易にボビン収納部内に収納でき、また、該吸引力に抗するか又はボビンを約１８０度回転することにより第１磁石部と第２磁石部を反発させて容易にボビンをボビン収納部から取り出すことができ、結果として、ボビンをボビン収納部に容易に着脱することができる。【００３３】
また、中釜を全回転釜として使用することができ、特に、下糸張力制御用モータは、釜駆動用モータの中釜とは反対側に設けられていて、第２磁石部の周囲が開放した構成とできるので、アームを全回転することが可能であり、中釜を全回転釜として使用することができる。【００３４】
また、第１０には、前記第１から第９までのいずれかの構成において、第１磁石部がリング状を呈し、径方向とは略直角方向の面方向に磁化された永久磁石であり、第２磁石部がリング状又は円柱状を呈し、面方向に磁化された永久磁石であることを特徴とする。【００３５】
なお、上記第１０の構成において、第１磁石部の片面の極数及び第２磁石部の片面の極数がｍ（ｍは２のｎ乗（ｎは１以上の整数））であるものとしてもよい。【００３６】
また、第１１には、前記第１から第９までのいずれかの構成において、中釜の背面部が、レース部の内周縁の背面側の端部から連設され、中央に開口部を有する円形の背面部板状部（１６２ａ）と、該背面部板状部の開口部に形成された背面部凹部（１６２ｂ）とを有し、ボビンに設けられた第１磁石部が、リング状を呈し、径方向とは略直角の方向である面方向に磁化された永久磁石であり、下糸張力制御機構部における第２磁石部が、第１磁石部の内径よりも小さい外径を有し径方向に磁化された永久磁石であり、該背面部凹部内に、第２磁石部の正面側の端部が中釜の背面部の背面部板状部の正面側の面よりも正面側となり、該背面部凹部と間隔を介して設けられていることを特徴とする。
【００３７】
よって、第１磁石部の磁化方向が面方向であるとともに、第２磁石部の磁化方向が径方向であり、かつ、第１磁石部の内径は、第２磁石部の外径よりも大きく形成されていて、第２磁石部の正面側の面が、中釜における背面部の背面部板状部の正面側の面よりも正面側となるように設定されているので、第１磁石部の背面側の面と第２磁石部の正面側の面とが前後方向において略一致する状態で両磁石の磁力が釣り合い、ボビンにおける第１磁石部は、中釜の背面部の背面部板状部の正面側の面に接することがなく、第１磁石部と中釜の背面部板状部が接することによる摩擦を防止することができる。よって、ボビンの回転を円滑にすることができ、下糸の張力をよりきめ細かく制御することが可能となる。【００３８】
なお、第１１の構成を以下のようにしてもよい。すなわち、「ミシンの下糸張力制御装置であって、円弧状の内周面における該内周面の軸線方向の一方の側である正面側にガイド溝が形成された外釜（１１０）と、外釜のガイド溝に沿って回転し、上糸を掛止する中釜で、中釜の周縁に沿って円弧状に形成され、ガイド溝に摺動可能に支持されるレース部（１５２）と、レース部の内周縁の背面側の端部から連設された背面部で、レース部の内周縁の背面側の端部から連設され、中央に開口部を有する円形の背面部板状部（１６２ａ）と、該背面部板状部の開口部に形成された背面部凹部（１６２ｂ）とを有する背面部（１６１）と、背面部の正面側の面に形成され、背面部の回転中心に沿って形成された軸部（１８４）と、を有し、少なくとも背面部と軸部とが非磁性体により形成された中釜（１５０）と、外釜の正面側に設けられ、外釜に収納された中釜が外釜から脱落するのを防ぐための中釜押さえ（１３０）と、中釜の軸部が挿通する穴部を有し、該穴部に該軸部を挿通することにより中釜内に軸支されるボビンで、軸部に軸支した際に中釜の背面部と対向する面である背面側の面に設けられた第１磁石部でリング状を呈し径方向とは略直角の方向である面方向に磁化された永久磁石により構成された第１磁石部（３１０）を有するボビン（３００）と、中釜の背面側に設けられ、中釜の回転中心と同軸の回転軸を有し、ボビンに巻回された下糸を引き出す際のボビンの回転方向に対して反対方向に回転する下糸張力制御用モータ（２０２）と、下糸張力制御用モータにより回転され、中釜の背面部に近接して設けられた第２磁石部で、第１磁石部を回転させる第２磁石部で第１磁石部の内径よりも小さい外径を有し径方向に磁化された永久磁石により構成された第２磁石部（２１４）と、を有し、第２磁石部が、背面部凹部内に、第２磁石部の正面側の端部が中釜の背面部の背面部板部の正面側の面よりも正面側となり、該背面部凹部と間隔を介して設けられている下糸張力制御機構部（２００）と、を有することを特徴とするミシンの下糸張力制御装置。」としてもよい。【００３９】
なお、上記第１１の構成において、第１磁石部の片面の極数がｍ（ｍは２のｎ乗（ｎは１以上の整数））であり、第２磁石部の極数がｍ（ｍは２のｎ乗（ｎは１以上の整数））であるものとしてもよい。【００４０】
また、第１２には、上記第１１の構成において、背面部凹部が、背面部板状部の開口部から連設され、正面側に向けて徐々に径が小さくなるテーパ状の筒状を呈する凹部周設部（１６２ｂ−１）と、凹部周設部の背面部板状部側とは反対側の端部を閉じる凹部奥設部（１６２ｂ−２）とを有し、下糸張力制御用モータの回転軸に、略円錐台形状の周面で凹部周設部の周面と略平行な周面を有し、正面側に第２磁石部を取り付ける凹部を有する回転体（２１２）が設けられ、該回転体の凹部に第２磁石部が設けられていることを特徴とする。よって、上糸が中釜の背面側を通過する際に円滑に通過することができる。【００４１】
また、第１３には、上記第１１又は第１２の構成において、中釜に設けられた軸部が凹部の正面側に設けられ、第１磁石部の厚みが、第１磁石部の磁力と第２磁石部の磁力とが釣り合って、第１磁石部の背面側の面が第２磁石部の正面側の面と前後方向において略一致する状態において、ボビンにおける第１磁石部を除く部分（３０２）の背面側の端部が軸部の背面側の端部位置よりも正面側となるような厚みに形成されていることを特徴とする。【００４２】
よって、ボビンにおける第１磁石部を除く部分の背面側の端部が背面部凹部の内側に接することがなく、背面部凹部との間に摩擦が発生せず、ボビンの回転を円滑にすることができ、下糸の張力をよりきめ細かく制御することが可能となる。【００４３】
また、第１４には、上記第４又は第５又は第８又は第９の構成のミシンの下糸張力制御装置を有するミシンであって、上記制御部（４０）が、天秤上死点から針棒下死点までの期間又は該期間の少なくとも一部の期間で天秤が下降中の状態から縫い針が加工布に挿針するまでの期間を含む期間である特定期間において、ボビンを下糸を引き出す場合の回転方向に対して逆方向に第２磁石部が回転するように下糸張力制御用モータを回転制御することにより、ボビンに該逆方向に回転力を付与することを特徴とする。これにより、上糸と下糸の締付け具合をきめ細かく、かつ、精度よく制御することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明に基づくミシンの下糸張力制御装置によれば、下糸張力制御用モータによって回転される第２磁石部とボビンに設けられた第１磁石部により下糸の張力を制御するので、下糸張力を摩擦力に依存することなく制御でき、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。また、下糸に付与される張力は下糸張力制御用モータに印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かい制御することができる。また、下糸の張力を下糸張力制御用モータによりミシンの動作中に自由に制御できる。【００４５】
また、ミシンが刺繍用ミシンの場合に、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合でも、下糸張力制御用モータを制御するためのデータである下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【００４６】
また、中釜にはボビン収納部が設けられていて、ボビン収納部に収納されたボビンは、第１磁石部が第２磁石部によって吸引されることにより、ボビン収納部内に安定して収納されるので、中釜にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。また、第１磁石部と第２磁石部の吸引力によりボビンを容易にボビン収納部内に収納できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１及び実施例２の刺繍用ミシンの構成を示す説明図である。
【図２】実施例１及び実施例２の刺繍用ミシンの要部説明図である。
【図３】実施例１及び実施例２の刺繍用ミシンの要部斜視図である。
【図４】実施例１における刺繍用ミシンの縦断面図である。
【図５】実施例１における刺繍用ミシンの横断面図であり、図４におけるＧ−Ｇ断面図である。
【図６】実施例１の刺繍用ミシンにおける釜と下糸張力制御機構部と釜駆動部とボビンの前方分解斜視図である。
【図７】実施例１の刺繍用ミシンにおける釜と下糸張力制御機構部と釜駆動部とボビンの後方分解斜視図である。
【図８】中釜の正面図である。
【図９】磁石部２１４と磁石部３１０の構成を示す説明図である。
【図１０】仮想主軸データを示す説明図である。
【図１１】針棒用データを示す説明図である。
【図１２】釜駆動用データを示す説明図である。
【図１３】下糸張力制御用データを示す説明図である。
【図１４】実施例１における中釜の動作を示す説明図である。
【図１５】実施例１における中釜の動作を示す縦断面図である。
【図１６】実施例１における刺繍用ミシンの動作を示す説明図である。
【図１７】実施例２の刺繍用ミシンにおける釜と下糸張力制御機構部と釜駆動部とボビンの前方分解斜視図である。
【図１８】実施例２における刺繍用ミシンの動作を示す説明図である。
【図１９】磁石部の例を示す説明図である。
【図２０】実施例３における刺繍用ミシンの縦断面図である。
【図２１】図１９の要部拡大図である。
【図２２】実施例３における刺繍用ミシンの横断面図であり、図２０におけるＨ−Ｈ断面図である。
【図２３】実施例３の刺繍用ミシンにおける釜と下糸張力制御機構部と釜駆動部とボビンの前方分解斜視図である。
【図２４】実施例３の刺繍用ミシンにおける釜と下糸張力制御機構部と釜駆動部とボビンの後方分解斜視図である。
【図２５】実施例３の刺繍用ミシンにおける要部分解斜視図であり、特に、下糸張力制御機構部の要部とボビンの構成を示す要部分解斜視図である。
【図２６】実施例３の刺繍用ミシンにおける磁石部２１４と磁石部３１０の作用を説明するための説明図である。
【図２７】磁石部の例を示す説明図である。
【図２８】磁石部の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明においては、ミシンにおける下糸張力の制御装置において、下糸張力を摩擦力に依存することなく、きめ細かく、かつ、精度よく制御することができるものを提供するという目的を以下のようにして実現した。
【実施例１】
【００４９】
本発明に基づくミシンとしての刺繍用ミシン１は、図１〜図１３に示すように構成され、ミシンテーブル３と、刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎと、縫製枠（保持枠、刺繍枠としてもよい）２２ｄと、枠駆動用モータ３２ｄと、釜１００と、下糸張力制御機構部２００と、釜駆動部２５０と、ボビン３００と、演算装置４００と、記憶装置５００とを有している。【００５０】
ここで、ミシンテーブル３は、略平板状を呈し、図４に示すように、板状のテーブル本体４と、テーブル本体４に形成された開口部に設けられた針板５とを有している。【００５１】
また、刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎは、ミシンテーブル３の上方に設けられ、刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎにおける各刺繍ヘッドは、所定の間隔を介して略直線状に配列されている。つまり、ミシンテーブルの上面からはフレーム（図示せず）が立設して設けられ、このフレームの正面側に各刺繍ヘッドが設けられている。【００５２】
刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎにおける各刺繍ヘッドは同様の構成であるので、刺繍ヘッド１０−１を例にとって説明すると、刺繍ヘッド１０−１は、図２に示すように構成され、機械要素群２０と、制御装置３０と、ケース部（図示せず）と、を有している。【００５３】
この機械要素群２０は、刺繍ヘッドにおいて駆動される各機械要素であり、機械要素としては、天秤２２ａと、針棒２２ｂと、布押え２２ｃとが設けられている。【００５４】
ここで、天秤２２ａは、ケース部に対して左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の軸線を中心に揺動可能に形成されている。つまり、天秤２２ａにおいては、図３に示すように、その基端部分に天秤用モータ３２ａの回転軸（モータ軸）３２ａ−１が挿通され、この回転軸３２ａ−１を中心に回動する。【００５５】
つまり、天秤２２ａは、上糸９０を引っ張る機能を有するものであり、図３に示すように、天秤用モータ３２ａの回転軸３２ａ−１に取り付けられた天秤アーム部２４と、複数の針棒における各針棒に対応して設けられた天秤先端部２６とを有し、これら複数の天秤先端部２６は、針棒ケース（図示せず）の支持板部５０に配設され、針棒ケースが左右方向にスライドすることにより天秤アーム部２４と係合した天秤先端部２６が、天秤アーム部２４に支持されて回転することになる。【００５６】
すなわち、天秤アーム部２４は、弓状の板状を呈し、先端に行くほど下方に湾曲した板状を呈している。この天秤アーム部２４の基端部分には、左右方向に穴部が形成され、回転軸３２ａ−１が挿通されて回転軸３２ａ−１に固定されている。つまり、天秤アーム部２４の基端部分に設けられた穴部と回転軸３２ａ−１の軸線Ｊ１は、左右方向を向いている。また、天秤アーム部２４の先端側は、天秤先端部２６と係合可能に形成され、図３の例では、側面視において凸状に形成されている。【００５７】
なお、天秤用モータ３２ａは、ケース部におけるアーム側に設けられている。つまり、天秤用モータ３２ａや天秤アーム部２４は、針棒ケースが左右方向にスライドしてもスライドすることはない。【００５８】
また、複数の天秤先端部２６における各天秤先端部２６は同一の構成であり、天秤先端部２６は、糸通し部２６ａと、糸通し部２６ａと一体に形成された接続部２６ｂとを有している。【００５９】
複数の天秤先端部２６は、天秤アーム部２４に係合されて駆動されない状態では、針棒ケースにおける左右方向に設けられた支持板部５０に配設され、針棒ケースが左右方向にスライドすることにより天秤アーム部２４と係合した天秤先端部２６が天秤アーム部２４に支持された状態で回転する。【００６０】
また、針棒２２ｂは、上下動可能に設けられ、針棒２２ｂには、下端に縫い針２２ｂ−１（この縫い針２２ｂ−１の針穴２２ｂ−２に上糸を挿通される）が固定して設けられ、上端には針棒抱き（図示せず）が固定して設けられている。針棒２２ｂについては、実際には、針棒２２ｂが１つの刺繍ヘッドにおいて複数設けられていて、該複数の針棒２２ｂは、針棒ケースに支持され、針棒ケースを左右方向にスライドすることにより選択された針棒が上下動駆動される。【００６１】
また、布押え２２ｃは、昇降ロッド（図示せず）の下端に固定され、この昇降ロッドが上下動することにより布押えが上下動するようになっている。なお、布押え２２ｃは、刺繍ヘッドごとに１つ設けられている。【００６２】
また、制御装置３０は、図２に示すように、天秤用モータ３２ａと、針棒用モータ３２ｂと、布押え用モータ３２ｃと、制御回路（制御部）４０とを有している。【００６３】
ここで、天秤用モータ３２ａは、天秤２２ａを揺動させるためのモータであり、その回転軸は正逆回転し、回転軸の軸線は左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）を向いている。また、針棒用モータ３２ｂは、針棒２２ｂを上下動させるためのモータである。また、布押え用モータ３２ｃは、布押え２２ｃを上下動させるためのモータである。【００６４】
また、制御回路４０は、天秤用モータ３２ａと針棒用モータ３２ｂと布押え用モータ３２ｃと枠駆動用モータ３２ｄと下糸張力制御用モータ２０２と釜駆動用モータ２５２の各モータの動作を制御する回路で、演算装置４００からのデータに従い、各モータの動作を制御する。すなわち、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと各機械要素用データ（針棒の場合のデータとして図１１参照）とに基づき、各機械要素についてのモータ（例えば、天秤用モータ３２ａ、針棒用モータ３２ｂ、布押え用モータ３２ｃ、枠駆動用モータ３２ｄ、下糸張力制御用モータ２０２、釜駆動用モータ２５２）の動作を制御する。【００６５】
例えば、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと釜駆動用データ（図１２参照）のデータに従い、釜駆動用モータ２５２の動作を制御し、また、演算
装置４００から送信された仮想主軸データと下糸張力制御用データ（図１３参照）とに基づき、下糸張力制御用モータ２０２の動作を制御する。【００６６】
また、ケース部（図示せず）は、刺繍ヘッド１０−１の筐体を構成し、フレームに固定されたアームと、アームの正面側に設けられアームに対して左右方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に摺動する針棒ケースとを有している。天秤用モータ３２ａ、針棒用モータ３２ｂ、布押え用モータ３２ｃ、制御回路４０は、アーム内に設けられている。【００６７】
また、縫製枠２２ｄは、加工布を張設保持するための枠状部材であり、ミシンテーブル３の上方（上面としてもよい）に設けられている。また、枠駆動用モータ３２ｄは、縫製枠２２ｄを駆動するためのモータである。【００６８】
また、釜１００は、刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎの下方でミシンテーブル３の上面よりも下側の位置に各刺繍ヘッドごとに設けられている。具体的には、ミシンテーブル３の下側に設けられた釜土台７に支持されている。なお、本実施例において、釜土台７は、テーブル本体４の下面に取り付けられた側面部７ｂ、７ｃと、側面部７ｂの下端と側面部７ｃの下端間に設けられた底面部７ａとを有した構成となっている。【００６９】
ここで、釜１００は、図４〜図８に示すように、外釜１１０と、中釜押さえ１３０と、中釜１５０とを有している。【００７０】
外釜１１０は、上部が開口した略リング状の部材であり、外釜本体部１１２と、外釜本体部１１２の両側から突出した取付部１１６とを有している。【００７１】
外釜本体部１１２は、内側に略円柱状の切欠き１１４が形成され、該切欠部１１４の横断面形状は、円形の上端を水平に欠切した形状を呈している。切欠部１１４は、円弧状の内周面を形成する。該切欠部１１４には、周状に段差が形成され、中釜押さえ１３０側がその反対側よりも径が大きく形成されていて、中釜押さえ１３０側（正面側）の大径部（ガイド溝）１１４ａと、その反対側の小径部１１４ｂとから構成されている。この大径部１１４ａには、中釜１５０のレース部１５２が配置されて、レース部１５２が大径部１１４ａに沿って摺動することになる。すなわち、この大径部１１４ａの内径は、レース部１５２の外径と略同一又は若干大きく形成されている。また、小径部１１４ｂは、中釜１５０のレース部１５２の外径よりも小さく形成され、これにより、外釜１１０内に配置された中釜１５０が中釜押さえ１３０とは反対側に脱落することがない。【００７２】
また、外釜１１０の両側には、中釜押さえ１３０を外釜１１０に固定するためのレバー１２２を取り付けるとともに、釜土台７に外釜１１０を取り付けるための取付部１１６が突出して形成されている。つまり、取付部１１６には、レバー１２２を回転可能に軸支するための支持穴１１８が設けられ、該支持穴１１８の外側には、釜土台７に外釜１１０を取り付けるためのネジ部１２４を挿通するための穴部１２０が設けられている。【００７３】
また、中釜押さえ１３０は、上部が開口した略リング状の板状部材であり、内側に略円柱状の切欠部１３２が形成され、該切欠部１３２の正面視の形状は、円形の上端を水平に欠切した形状を呈している。中釜押さえ１３０に設けられた切欠部１３２の内径は、中釜１５０のレース部１５２の外径よりも小さく形成され、外釜１１０の小径部１１４ｂと略同一の内径となっている。これにより、外釜１１０内に配置された中釜１５０が中釜押さえ１３０側がカバーされ、中釜１５０が中釜押さえ１３０側に脱落することがない。【００７４】
中釜押さえ１３０は、外釜１１０の下糸張力制御用モータ２０２とは反対側の面に当接させて、レバー１２２を中釜押さえ１３０に係止させることにより、外釜１１０と中釜押さえ１３０とが一体に構成される。【００７５】
また、中釜１５０は、中釜押さえ１３０が取り付けられた外釜１１０内に回転可能に配置され、レース部１５２と、中釜本体部１６０と、先端部１７０と、ボビン収納部１８０と、磁石部（第３磁石部）１９０とを有している。中釜１５０における磁石部１９０以外の構成、すなわち、レース部１５２と、中釜本体部１６０と、先端部１７０と、ボビン収納部１８０とが、本体構成部を構成する。
【００７６】
ここで、レース部１５２は、略円弧状の板状、すなわち、棒状の板状部を円弧状に形成した形状を呈していて、その外側の面が外釜１１０の大径部１１４ａ内に沿って摺動可能に形成されている。【００７７】
また、中釜本体部１６０は、全体に板状部材により形成され、レース部１５２の内側の背面側の端部から背面側に連設された背面部１６１と、レース部１５２の内側の正面側の端部から正面側に連設された正面側テーパ状部１６６とを有している。【００７８】
背面部１６１は、円形板状の背面本体部１６２と、背面本体部１６２の辺部から連設されるとともに、レース部１５２の内側の背面側の端部から連設された背面側テーパ状部１６４とを有している。【００７９】
すなわち、背面本体部１６２は、レース部１５２の内径よりも小さい外径を有し、中釜１５０の回転中心に対して直角の面をなしている。この背面本体部１６２は、レース部１５２の背面側の端部よりも背面側に位置している。【００８０】
また、背面側テーパ状部１６４は、レース部１５２の内側の背面側の端部と背面本体部１６２の辺部の間に略テーパ状の板状に形成され、レース部１５２の内側の背面側の端部と背面本体部１６２の辺部間に形成された円錐（厳密には、円錐の側面部）の一部を欠切した形状をなしている。すなわち、背面側テーパ状部１６４は、正面視の下端位置Ｐから正面視における糸掛け部１７４の位置よりも左周方向の位置Ｑ（この位置Ｑは、周方向において、先端部１７０の尖鋭部１７６と正面側テーパ状部１６６間の切欠部１９２の基端位置と略一致する）までの範囲である第１領域１６４ａと、該第１領域１６４ａ以外の領域である第２領域１６４ｂとから構成され、第１領域１６４ａは、背面本体部１６２の周端からレース部１５２の内側の端部にまで形成されていて、正面視における背面本体部１６２の中心を通る直線の方向の幅はαに形成されているが、第２領域１６４ｂは、第１領域１６４ａに比べて幅狭に形成されていて、正面視における背面本体部１６２の中心を通る直線の方向の幅はβに形成され、α＞βとなっている。この幅βは、上糸が糸掛け部１７４に掛止された上糸が糸掛け部１７４から離脱して上方に引き上げられる際に支障となることがなく、かつ、磁石部１９０を取付け可能な幅に形成されている。なお、幅βは、幅αの約１／２以下に形成されているが、位置Ｐから正面視左回りに９０度と１８０度の間の位置Ｓの間は、略同一幅に形成され、位置Ｓから正面視左回りに第１領域１６４ａの端部までは、左回りに徐々に幅狭となる形状となっている。なお、図８の例では、正面視における位置Ｐと位置Ｑ間の角度は、１４０〜１５０度であり、位置Ｐと位置Ｓ間の角度は、１２０〜１３０度となっている。背面側テーパ状部１６４における各所には、略楕円形状の開口部Ｋが形成されている。【００８１】
また、正面側テーパ状部１６６は、レース部１５２の内側の正面側の端部から正面側に形成され、内側（回転中心側）に傾斜した傾斜面を呈した板状に形成されている。つまり、背面側テーパ状部１６４がなす円錐形状と対称の円錐形状の一部により形成され、正面視において、位置Ｑの位置から右回りの方向に幅狭に形成され、位置Ｑから左回りにもレース部１５２の尾端部１５２ａに向けて幅狭に形成されている。なお、正面側テーパ状部
１６６の正面視の右回り方向の端部は、剣先１７２よりも周方向に突出して形成され、なお、正面側テーパ状部１６６の正面視の左回り方向の端部は、周方向に尾端部１５２ａの位置まで形成されている。なお、正面側テーパ状部１６６の正面側の端部は、図８に示すように、円筒状の筒状部１８２の外周よりも外側に形成され、ボビン収納部１８０にボビン３００を収納する際に正面側テーパ状部１６６が邪魔にならないように形成されている。【００８２】
また、先端部１７０は、レース部１５２の端部（尾端部１５２ａとは反対側の端部）から周方向に形成され、外側面は、レース部１５２の外周面に沿って形成され、その先端に尖鋭な剣先１７２が形成され、また、剣先１７２の基端の内側には、周方向に対して直角の平面を呈する糸掛け部１７４が形成されている。糸掛け部１７４の内側には、糸掛け部１７４から周方向に突出した尖鋭な形状の尖鋭部１７６が形成されている。また、該尖鋭部１７６と正面側テーパ状部１６６との間には、尖鋭な形状の切欠部１９２が形成されていて、尖鋭部１７６と正面側テーパ状部１６６の先端とで二股状に形成されている。また、先端部１７０の背面側（尖鋭部１７６の背面側と背面側テーパ状部１６４との間の領域）は、背面側テーパ状部１６４の端部に向けてなだらかな凹状に形成されている。【００８３】
また、ボビン収納部１８０は、円筒状の筒状部１８２と、軸部１８４とを有し、筒状部１８２は、背面本体部１６２の正面側の面に固着されている。つまり、筒状部１８２の外径は、背面本体部１６２の径と略同一であり、背面本体部１６２の正面側の面に筒状部１８２が固着されている。筒状部１８２は、当然ボビン３００が収納可能な大きさに形成され、筒状部１８２の前後方向（Ｙ１−Ｙ２方向）の長さは、ボビン３００の前後方向の長さ以上に形成されている。また、軸部１８４は、ボビン３００に挿通可能な軸状に形成され、背面本体部１６２の正面側の面に固着されている。つまり、軸部１８４の軸芯と筒状部１８２の軸芯とが一致するように形成されている。筒状部１８２が設けられていることにより、ボビン３００に巻回された下糸３２０がボビン３００から脱落することを防止することができる。特に、下糸の材質によっては、例えば、ポリエステルの場合には、巻回された下糸が膨出することがあるため、筒状部１８２を設けることにより下糸３２０のボビン３００からの脱落を防止することができる。【００８４】
また、磁石部１９０は、永久磁石であり、背面側テーパ状部１６４における第２領域１６４ｂの正面側の面に固着して設けられている。具体的には、磁石部１９０は、背面側テーパ状部１６４における第２領域１６４ｂ（具体的には、第２領域１６４ｂにおける同一幅の領域）の正面側の面における筒状部１８２よりも外側の領域における正面視右端から下端にかけて設けられ、扇状の板状を呈し、背面側テーパ状部１６４の正面側の面の形状に合わせて湾曲して形成されている。なお、磁石部１９０を背面側テーパ状部１６４における第２領域１６４ｂの背面側の面に固着して設けてもよい。すなわち、磁石部１９０は、中釜１５０の背面部１６１におけるボビン３００の磁石部３１０が設けられた面が対向する部分（つまり、背面本体部１６２）の外周側の部分（つまり、背面側テーパ状部１６４）における正面側又は背面側に設けられる。これにより、下糸張力制御機構部２００の邪魔となることなく、磁石部１９０に磁石部２７０を近接させることができる。【００８５】
なお、中釜１５０における磁石部１９０以外の構成（少なくとも背面部１６１とボビン収納部１８０）は、非磁性体（例えば、アルミニウム、ステンレス）により形成されている。すなわち、ボビン３００には、磁石部３１０が設けられているので、磁石部３１０が背面本体部１６２に接着してしまわないように、中釜１５０における磁石部１９０以外の構成は、非磁性体により形成されている。【００８６】
また、下糸張力制御機構部２００は、外釜１１０の背面側に設けられ、下糸張力制御用モータ２０２と、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３に取り付けられた回転盤２１０と、下糸張力制御用モータ２０２を外釜１１０に支持するための支持部２２０とを有している。【００８７】
ここで、下糸張力制御用モータ２０２は、正逆回転可能に構成され、その回転軸２０３の軸芯は中釜１５０における軸部１８４の軸芯と一致するように形成されている。下糸張力制御用モータ２０２の上端の正面側の端部と背面側の端部には、支持部２２０に取り付けるための取付部２０４、２０６が設けられている。【００８８】
また、回転盤２１０は、円形板状の回転盤本体（回転板）（「回転体」としてもよい）２１２と、回転盤本体２１２の正面側の面に取り付けられたリング状の磁石部（第２磁石部）２１４と、回転盤本体２１２の背面側の面に設けられた筒状部２１６とを有し、筒状部２１６が下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３に軸支して固定されている。これにより、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３が回転することにより、回転盤本体２１２が回転し、回転盤本体２１２が回転することにより、磁石部２１４も回転する。この磁石部２１４は、永久磁石であり、図９に示すように、回転中心に沿った平面で区画した一方がＮ極で他方がＳ極となるように構成され、磁石部２１４の磁化方向は、面方向（厚み方向としてもよい）となっている。ここで、磁化方向が面方向であるとは、磁力線が主として磁石部２１４から磁石部２１４の厚み方向に出る（つまり、磁石部２１４の厚み方向の面（磁石部２１４の平面部分）から厚み方向に出る）ことを意味し、磁石部２１４が回転盤本体２１２に取り付けられた状態では、磁力線が主として磁石部２１４から下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３の軸線と略平行に出ることを意味している。つまり、この磁石部２１４は、具体的には、図１９（ａ）に示すような両面４極の磁石であり、図１９（ｂ）に示すような片面２極の磁石であってもよい。なお、磁石部２１４は、面方向に磁化されたものであればリング状でなくてもよく、例えば、円柱状であってもよい。つまり、磁石部２１４は、図１９（ｃ）に示す両面４極の磁石でもよく、また、図１９（ｄ）に示す片面２極の磁石であってもよい。つまり、磁石部２１４における少なくとも一方の面が２極に形成されている。
【００８９】
また、支持部２２０は、板状のプレート部２２１と、プレート部２２１の下面から下方に突出した取付部２２６、２２８とを有している。すなわち、プレート部２２１は、略コ字状のコ字状部２２２と、コ字状部２２２の背面側の端部から背面側に伸びた板状部２２４とを有し、コ字状部２２２の正面側の一対の先端の一方が外釜１１０の一対の上端の一方に固着され、コ字状部２２２の他方の先端が、外釜１１０の他方の上端に固着される。また、取付部２２６は、取付部２０４と固着され、取付部２２８は、取付部２０６に取り付けられて、下糸張力制御用モータ２０２が支持部２２０に支持される。【００９０】
下糸張力制御機構部２００における支持部２２０が外釜１１０に取り付けられた状態では、回転盤２１０の磁石部２１４は、外釜１１０内に配置された中釜１５０の背面本体部１６２の背面側の面に間隔を介して近接した状態となっている。【００９１】
また、釜駆動部２５０は、釜駆動用モータ２５２と、釜駆動用モータ２５２の回転軸（第２回転軸）２５３に軸支されたアーム２６０と、アーム２６０の先端に設けられた磁石部（第４磁石部）２７０とを有している。【００９２】
釜駆動用モータ２５２は、下糸張力制御用モータ２０２の背面側に設けられ、釜駆動用モータ２５２の回転軸２５３の軸線は、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３の軸芯と一致するように設けられている。この釜駆動用モータ２５２は、釜土台７の底面部７ａに取り付けられている。【００９３】
また、アーム２６０は、全体に略Ｌ字状を呈し、略棒状の基端部２６２と、基端部２６２の先端から連設された先端部２６４とを有し、基端部２６２は、釜駆動用モータ２５２の回転軸２５３の軸線に対して直角方向に設けられ、先端部２６４は、釜駆動用モータ２５２の回転軸２５３の軸線と平行に設けられている。なお、基端部２６２の長さは、先端部２６４が釜駆動用モータ２５２に接触しないとともに、先端部２６４の先端に取り付けられた磁石部２７０が磁石部１９０の背面側に位置するような長さに設定されている。同様に、先端部２６４の長さも、磁石部２７０が背面側テーパ状部１６４の背面側に近接するような長さに設定されている。【００９４】
また、磁石部２７０は、永久磁石であり、扇状の板状を呈し、中釜１５０の背面側テーパ状部１６４の背面側の面になるべく近接するように、背面側テーパ状部１６４の背面側の面の形状に合わせて湾曲して形成されている。【００９５】
なお、磁石部２７０と磁石部１９０とは互いに吸引するように構成され、磁石部２７０の中釜１５０の背面側テーパ状部１６４側の面がＮ極とＳ極の一方とした場合に、磁石部１９０の背面側テーパ状部１６４側の面がＮ極とＳ極の他方となるように設定されている。これにより、釜駆動用モータ２５２を駆動することにより、釜駆動用モータ２５２の回転軸２５３が回転し、該回転軸２５３が回転することによりアーム２６０が回転し、磁石部２７０が周方向に回転する。そして、磁石部２７０と磁石部１９０とが吸引しているので、磁石部２７０の回転に伴い中釜１５０が回転することになる。【００９６】
また、ボビン３００は、ボビン本体３０２と、ボビン本体３０２の背面側の面（軸部１８４に軸支した際に中釜１５０の背面部１６１と対向する面）に設けられた磁石部（第１磁石部）３１０とを有している。【００９７】
ボビン本体３０２は、通常のボビンと同様の構成であり、円形の開口部が中心に設けられた円形の板状部３０２ａと、板状部３０２ａと同大同形状の板状部３０２ｂと、板状部３０２ａの開口部と板状部３０２ｂの開口部間に設けられた円筒状の円筒状部３０２ｃとを有していて、板状部３０２ａと板状部３０２ｂ間の空間に下糸を巻回できるようになっている。円筒状部３０２ｃ内の穴部３０４が中釜１５０の軸部１８４が挿通する穴部となる。【００９８】
また、磁石部３１０は、永久磁石であり、下糸張力制御機構部２００の磁石部２１４と同様の構成であり、回転中心に沿った平面で区画した一方がＮ極で他方がＳ極となるように構成されている。すなわち、磁石部３１０の磁化方向は面方向となっている。ここで、磁化方向が面方向であるとは、磁力線が主として磁石部３１０から磁石部３１０の厚み方向に出る（つまり、磁石部３１０の厚み方向の面（磁石部３１０の平面部分）から厚み方向に出る）ことを意味し、磁石部３１０がボビン本体３０２に取り付けられた状態では、磁力線が主として磁石部３１０からボビン３００の軸線（回転中心を通る軸線）と略平行に出ることを意味している。つまり、磁石部３１０は、具体的には、図１９（ａ）に示すような両面４極の磁石であり、図１９（ｂ）に示すような片面２極の磁石であってもよい。つまり、磁石部３１０は、リング状で、磁石部３１０における少なくとも一方の面が２極に形成されている。なお、磁石部３１０は、磁石部２１４と略同大同形状に形成されていて、磁石部３１０と磁石部２１４の外径も略同一となっている。これにより、下糸張力制御用モータ２０２を駆動することにより、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３が回転し、回転盤２１０が回転し、磁石部２１４が回転する。磁石部２１４が回転することにより、磁石部２１４と磁石部３１０におけるＮ極とＳ極とが互いに吸引して、ボビン３００も回転する。【００９９】
なお、縫製枠２２ｄと中釜１５０とボビン３００についても、上記機械要素（天秤２２ａ、針棒２２ｂ、布押え２２ｃ）と同様に、機械要素となる。【０１００】
なお、釜１００と下糸張力制御機構部２００と釜駆動部２５０とボビン３００とで、釜関連機構部を構成する。【０１０１】
また、釜１００と、下糸張力制御機構部２００と、釜駆動部２５０と、ボビン３００と、下糸張力制御用モータ２０２と釜駆動用モータ２５２の動作を制御する制御回路４０とによって、「ミシンの下糸張力制御装置」を構成する。【０１０２】
また、演算装置４００は、主として、記憶装置５００に記憶されている刺繍データに従い、各モータを制御するためのデータを制御回路４０に送信する。すなわち、演算装置４００は、仮想主軸データを作成する。この仮想主軸データは、図１０に示すように、時間と主軸角度との対応を示すデータである。本実施例の刺繍用ミシン１においては、従来の刺繍用ミシンとは異なり、各刺繍ヘッドにおける機械要素と機械的に連結した１本の主軸は設けられていないが、各機械要素の動作を同期させるために仮想の主軸としての主軸データを用意し、この仮想主軸データと機械要素に対応した対応データ（例えば、天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ、下糸張力制御用データ、釜駆動用データ）に従い各機械要素の動作を制御するのである。ここで、主軸角度とは、仮想主軸の角度、すなわち、回転方向の位置を示すものである。【０１０３】
また、記憶装置５００には、刺繍を行なうための刺繍データが記憶されている。この刺繍データは、例えば、ステッチ幅、ステッチ方向、糸種類についてのデータが各ステッチごとに設けられたものである。また、この記憶装置５００には、各機械要素ごとに、主軸角度と該機械要素の角度との対応を規定する角度対応データ（位置パターンデータとしてもよい）（例えば、天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ、下糸張力制御用データ、釜駆動用データ）が記憶されている。【０１０４】
例えば、針棒用データ（針棒用角度対応データ）（図１１参照）においては、主軸角度と、主軸角度に対応した針棒角度とが規定されている。ここでいう針棒角度とは、針棒用モータ３２ｂの回転方向の位置を示すものである。【０１０５】
また、釜駆動用データにおいては、主軸角度と中釜の角度との対応を規定する角度対応データが記憶され（図１２参照）、下糸張力制御用データにおいては、主軸角度とトルクの値との対応を規定する角度・トルク対応データが記憶されている（図１３参照）。なお、中釜の角度とは、釜駆動用モータ２５２の回転方向の位置を示すものであり、下糸張力制御用データにおけるトルクとは、下糸張力制御用モータ２０２のトルクを示すものである。
【０１０６】
次に、上記構成の刺繍用ミシン１の動作、特に、下糸張力制御装置の動作について、図１４〜図１６を使用して説明する。【０１０７】
まず、演算装置４００は、記憶装置５００に記憶されている刺繍データに従い、仮想主軸データを作成する。記憶装置５００には、作成する刺繍についてステッチごとにステッチ幅、ステッチ方向、糸種類等の情報が記憶されているので、各ステッチのステッチ幅、ステッチ方向、糸種類に応じて仮想主軸データを作成する。この仮想主軸データは、時間ごとの仮想主軸角度のデータであり、例えば、ステッチ幅が大きい場合には、仮想主軸の角度変化を小さくし、ステッチ幅が小さい場合には、仮想主軸の角度変化を大きくする。また、ステッチの方向が前回のステッチの方向と逆の方向となる場合には、仮想主軸の角度変化を小さくする。【０１０８】
この演算装置４００による仮想主軸データの作成は、実際に各機械要素（針棒、天秤、釜、布押え等）により刺繍縫いを行なうステッチよりも数ステッチ前の仮想主軸データを作成することにより、仮想主軸データを作成しながら実際の刺繍縫いを行なう。なお、予め演算装置４００により、ある刺繍データの全体について仮想主軸データを作成しておいてもよい。【０１０９】
演算装置４００は、作成した仮想主軸データを制御回路４０に送信するとともに、記憶装置５００に記憶されている、各機械要素ごとの主軸角度と該機械要素の角度との対応を規定する角度対応データ（機械用要素用データ）（例えば、天秤用データ、針棒用データ、布押え用データ、下糸張力制御用データ、釜駆動用データ）を制御回路４０に送信する。【０１１０】
すると、制御回路４０は、演算装置４００からのデータに従い、各モータの動作を制御する。すなわち、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと各機械要素用データとに基づき、各機械要素についてのモータ（例えば、天秤用モータ３２ａ、針棒用モータ３２ｂ、布押え用モータ３２ｃ、枠駆動用モータ３２ｄ、下糸張力制御用モータ２０２、釜駆動用モータ２５２）の動作を制御する。【０１１１】
例えば、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと釜駆動用データ（図１２参照）のデータに従い、釜駆動用モータ２５２の動作を制御し、また、演算装置４００から送信された仮想主軸データと下糸張力制御用データ（図１３参照）とに基づき、下糸張力制御用モータ２０２の動作を制御する。【０１１２】
釜駆動用モータ２５２の動作制御に従い、釜駆動用モータ２５２の回転軸２５３が回転すると、該回転軸２５３が回転することによりアーム２６０が回転し、磁石部２７０が周方向に回転する。そして、磁石部２７０と磁石部１９０とが吸引しているので、磁石部２７０の回転に伴い中釜１５０が回転することになる。具体的には、本実施例における中釜１５０は半回転釜であるので、半回転の回転範囲を往復動するように制御される。【０１１３】
中釜１５０の具体的な動作について図１４を使用して説明すると、中釜１５０は、図１４（ａ）に示す回転範囲の一方の端部にある状態から図１４（ｅ）に示す回転範囲の他方の端部にある状態との間を往復回転し、図１４（ａ）の状態から正面視において右回転すると、図１４（ｂ）に示すように、剣先１７２が上糸９０に挿通される。図１４（ｂ）は、糸掛け部１７４の位置が上死点（回転中心に対して最も上方の位置）にある場合を示す。中釜１５０が正面視においてさらに右回転すると、図１４（ｃ）に示すように、糸掛け部１７４に掛止された上糸９０が引っ張られ、図１４（ｄ）の状態を経て図１４（ｅ）の状態となる。図１４（ｄ）は、糸掛け部１７４の位置が下死点（回転中心に対して最も下方の位置）にある場合を示す。図１４（ｅ）の状態になると、糸掛け部１７４に掛止されていた上糸９０は、縫製枠が移動するとともに天秤２２ａが上昇することにより、上方に引き上げられて下糸３２０ととともに縫製される。【０１１４】
なお、上記の動作において、ループ状の上糸９０の一方は背面本体部１６２の背面側を通るが（図１４（ｄ）参照）、回転盤２１０と中釜１５０の背面本体部１６２との間には、間隔が設けられているので、上糸が背面本体部１６２の背面側を通る際の支障となることがない。【０１１５】
中釜と針棒と天秤の１ステッチ分の期間のモーションダイヤグラムを示すと図１６に示すようになり、図１６における（ａ）の位置が、図１４（ａ）の状態に対応し、図１６における（ｂ）の位置が、図１４（ｂ）の状態に対応し、図１６における（ｄ）の位置が、図１４（ｄ）の状態に対応し、図１６における（ｅ）の位置が、図１４（ｅ）の状態に対応する。なお、縫製枠２２ｄは、少なくとも針棒が針板位置よりも上方にある場合に移動する。【０１１６】
また、下糸張力制御用モータ２０２の動作制御に従い、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３が回転すると、回転盤２１０が回転し、磁石部２１４が回転する。磁石部２１４が回転することにより、磁石部２１４と磁石部３１０におけるＮ極とＳ極とが互いに吸引して、ボビン３００も回転する。【０１１７】
なお、下糸張力制御用モータ２０２の動作制御の方法としては、ボビン３００の下糸３２０を引き出す場合の回転方向（順方向）に対して逆方向に回転盤２１０を回転させることにより、上糸９０と下糸３２０の係止部分を強く締めることができる。該係止部分を強く締めてより固い仕上げの刺繍にする場合には、下糸張力制御用モータ２０２に流れる電流値を高くすることにより、下糸張力制御用モータ２０２のトルクを大きくする。つまり、下糸を強く締める場合には、下糸張力制御用データにおけるトルク値を大きくしておく。すなわち、下糸に対して張力を付与するタイミングで下糸張力制御用モータ２０２をトルク制御して、ボビン３００に順方向に対して逆方向に回転力を付与する。
【０１１８】
具体的に下糸張力制御用モータ２０２をトルク制御するタイミングとしては、例えば、縫い針が加工布から抜けた状態から天秤２２ａの上死点を過ぎた位置までの期間Ｔ（図１６参照）とし、少なくとも、天秤２２ａの下死点から上死点までの中間位置から天秤２２ａの上死点までの期間とする。つまり、縫い針が加工布から抜けて天秤２２ａが上昇していく期間においては、天秤２２ａが上糸９０を引き上げて上糸９０と下糸３２０の係止部分を締めるので、上記の期間において、下糸張力制御用モータ２０２をトルク制御することにより、係止部分の締付け具合を制御でき、上糸と下糸の締付け具合を制御することができる。つまり、該期間における下糸張力制御用モータ２０２のトルク制御のトルク値を大きくすることにより固い仕上げの刺繍にすることができ、一方、該期間における下糸張力制御用モータ２０２のトルク制御のトルク値を小さくすることにより柔らかい仕上げの刺繍にすることができる。【０１１９】
また、本実施例においては、刺繍用ミシン１は、刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎを有するいわゆる多頭式であるが、各刺繍ヘッドにおいて、同じように下糸張力制御を行なうことにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。つまり、適用する下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。また、各刺繍ヘッドごとに、適用する下糸張力制御用データを異なるものとすることにより、各刺繍ヘッドごとに異なる下糸張力制御を行なうことができる。【０１２０】
なお、刺繍用ミシン１の使用に際して、ボビン３００を交換する場合には、ボビン３００はボビン収納部１８０内に磁石部３１０と磁石部２１４の吸引力により保持されているので、中釜押さえ１３０の側から該吸引力に抗してボビン３００を引き出すようにする。また、新たなボビン３００をボビン収納部１８０内に収納するには、ボビン３００を中釜押さえ１３０側からボビン収納部１８０内に収納することにより、磁石部３１０と磁石部２１４とが吸引するので、容易にボビン３００をボビン収納部１８０内に収納することができる。【０１２１】
以上のように、本実施例の刺繍用ミシン１によれば、下糸３２０の張力を下糸張力制御用モータ２０２により刺繍用ミシン１の動作中に自由に制御できる。【０１２２】
また、下糸張力制御用モータ２０２により回転制御される回転盤２１０に設けられた磁石部２１４とボビン３００に設けられた磁石部３１０とによって下糸３２０の張力を制御するので、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。特に、従来のように、下糸張力を下糸と他の部材との摩擦により付与する場合には、湿度等により摩擦力は変化するので精度よく制御することができないが、本実施例の場合には、精度のよい制御が可能となる。【０１２３】
また、下糸３２０に付与される張力は下糸張力制御用モータ２０２に印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かく制御することができる。【０１２４】
また、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合には、従来では、下糸を他の部材との摩擦により下糸張力を制御するので、各刺繍ヘッドにおいて等しく下糸張力制御を行なうことができなかったが、本実施例の場合には、適用する下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【０１２５】
また、中釜１５０にはボビン収納部１８０が設けられていて、ボビン収納部１８０に収納されたボビン３００は、磁石部３１０が回転盤２１０の磁石部２１４によって吸引されることにより、ボビン収納部１８０内に安定して収納されるので、中釜１５０にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。すなわち、従来では、ボビンをボビンケースに収納し、ボビンを収納したボビンケースを中釜に取り付ける構成であるが、本実施例の場合には、ボビンケースを必要としない。また、本実施例においては、ボビン３００は、ボビン収納部１８０に容易に着脱することができる。つまり、磁石部３１０と磁石部２１４の吸引力によりボビン３００を容易にボビン収納部１８０内に収納できる。【０１２６】
また、本実施例の刺繍用ミシン１においては、中釜１５０が釜駆動部２５０により駆動され、磁石部２７０と磁石部１９０とが吸引して、磁石部２７０が周方向に回転するのに伴い中釜１５０が回転するので、中釜を駆動する際の駆動音を低下させることができる。すなわち、従来では、半回転式の中釜は中釜の両側に接するドライバーにより回転駆動され、中釜が正回転と逆回転を繰り返す際に、ドライバーと中釜とが接する音が発生するが、本実施例の場合には、ドライバーは設けられておらず、２つの磁石の吸引力を利用して回転制御するので、そのような音が発生することがない。
【実施例２】
【０１２７】
実施例２における刺繍用ミシンは、上記実施例１と略同様の構成であるが、中釜が全回転する構成である点が異なる。すなわち、上記実施例１における中釜は半回転式であるのに対して、実施例２における中釜は全回転式であり、実施例１と比べて、下糸張力制御機構部と釜駆動部の構成が異なる。【０１２８】
本実施例における釜１００と、下糸張力制御機構部１２００と、釜駆動部１２５０の構成は、図１７に示すように構成され、釜１００の構成は、実施例１における釜１００と同様の構成である。【０１２９】
下糸張力制御機構部１２００は、下糸張力制御用モータ１２０２と、下糸張力制御用モータ１２０２の回転軸１２０３に取り付けられた回転盤１２１０とを有している。【０１３０】
下糸張力制御用モータ１２０２は、正逆回転可能に構成され、その回転軸１２０３の軸芯は中釜１５０における軸部１８４の軸芯と一致するように形成されている。なお、下糸張力制御用モータ１２０２は、実施例１とは異なり、釜駆動用モータ１２５２の背面側に設けられている。また、下糸張力制御用モータ１２０２の回転軸１２０３は、実施例１の回転軸２０３と比べて長く形成されていて、釜駆動用モータ１２５２内の挿通穴と釜駆動用モータ１２５２の筒状の回転軸を挿通して、釜駆動用モータ１２５２の正面側に突出している。なお、下糸張力制御用モータ１２０２は、釜土台に固定されている。【０１３１】
回転盤１２１０は、実施例１の回転盤２１０と同様の構成であり、円形板状の回転盤本体１２１２と、回転盤本体１２１２の正面側の面に取り付けられたリング状の磁石部（第２磁石部）１２１４とを有している。回転盤本体１２１２は、実施例１の回転盤本体２１２と同様の構成であり、磁石部１２１４は、実施例１の磁石部２１４と同様の構成であるので、詳しい説明を省略する。また、回転盤本体１２１２の背面側の面には、実施例１の筒状部２１６と同様の構成の筒状部が設けられ、該筒状部が下糸張力制御用モータ１２０２の回転軸１２０３に軸支して固定されている。なお、釜１００と下糸張力制御機構部１２００とを釜土台に固定した状態では、回転盤１２１０の磁石部１２１４は、外釜１１０内に配置された中釜１５０の背面本体部１６２の背面側の面に間隔を介して近接した状態となっている。【０１３２】
また、釜駆動部１２５０は、釜駆動用モータ１２５２と、釜駆動用モータ１２５２の回転軸に軸支されたアーム１２６０と、アーム１２６０の先端に設けられた磁石部（第４磁石部）１２７０とを有している。【０１３３】
釜駆動用モータ１２５２は、筒状に形成され、軸線に沿って円柱状の挿通穴が形成されている。また、釜駆動用モータ１２５２の回転軸も筒状に形成され、釜駆動用モータ１２５２の回転軸の軸線は、下糸張力制御用モータ１２０２の回転軸１２０３の軸芯と一致するように設けられている。この釜駆動用モータ１２５２も、下糸張力制御用モータ１２０２と同様に、釜土台に取り付けられている。なお、釜駆動用モータ１２５２は、中釜１５０が全回転式となるので、一方向のみに回転すれば足りる。なお、正逆回転する構成であってもよい。【０１３４】
また、アーム１２６０は、全体に略Ｌ字状を呈し、略棒状の基端部１２６２と、基端部１２６２の先端から連設された先端部１２６４とを有し、基端部１２６２は、釜駆動用モータ１２５２の回転軸の軸線に対して直角方向に設けられ、先端部１２６４は、釜駆動用モータ１２５２の回転軸の軸線と平行に設けられている。なお、基端部１２６２の長さは、先端部１２６４が回転盤１２１０に接触しないとともに、先端部１２６４の先端に取り付けられた磁石部１２７０が磁石部１９０の背面側に位置するような長さに設定されている。同様に、先端部１２６４の長さも、磁石部１２７０が背面側テーパ状部１６４の背面側に近接するような長さに設定されている。【０１３５】
また、磁石部１２７０は、実施例１の磁石部２７０と同様の構成であり、扇状の板状を呈し、中釜１５０の背面側テーパ状部１６４の背面側の面になるべく近接するように、背面側テーパ状部１６４の背面側の面の形状に合わせて湾曲して形成されている。【０１３６】
なお、磁石部１２７０と磁石部１９０とは互いに吸引するように構成され、磁石部１２７０の中釜１５０の背面側テーパ状部１６４側の面がＮ極とＳ極の一方とした場合に、磁石部１９０の背面側テーパ状部１６４側の面がＮ極とＳ極の他方となるように設定されている。これにより、釜駆動用モータ１２５２を駆動することにより、釜駆動用モータ１２５２の回転軸が回転し、該回転軸が回転することによりアーム１２６０が回転し、磁石部１２７０が周方向に回転する。そして、磁石部１２７０と磁石部１９０とが吸引しているので、磁石部１２７０の回転に伴い中釜１５０が回転することになる。【０１３７】
なお、下糸張力制御機構部１２００と釜駆動部１２５０とは上記のように構成されていて、特に、釜駆動用モータ１２５２の背面側に下糸張力制御用モータ１２０２が設けられていて、回転盤１２１０の周囲が開放されているので、アーム１２６０は全回転することが可能である。【０１３８】
本実施例の下糸張力制御機構部１２００と釜駆動部１２５０以外の構成は、上記実施例１と同様である（例えば、釜１００やボビン３００の構成は実施例１と同様である）ので詳しい説明を省略する。【０１３９】
本実施例の刺繍用ミシンの動作は、上記実施例１の刺繍用ミシン１の動作と同様であり、制御回路４０は、演算装置４００からのデータに従い、各モータの動作を制御する。すなわち、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと各機械要素用データとに基づき、各機械要素についてのモータ（例えば、天秤用モータ３２ａ、針棒用モータ３２ｂ、布押え用モータ３２ｃ、枠駆動用モータ３２ｄ、下糸張力制御用モータ１２０２、釜駆動用モータ１２５２）の動作を制御する。【０１４０】
例えば、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと釜駆動用データ（図１２参照）のデータに従い、釜駆動用モータ１２５２の動作を制御し、また、演算装置４００から送信された仮想主軸データと下糸張力制御用データ（図１３参照）とに基づき、下糸張力制御用モータ１２０２の動作を制御する。【０１４１】
釜駆動用モータ１２５２の動作制御に従い、釜駆動用モータ１２５２の回転軸が回転すると、該回転軸が回転することによりアーム１２６０が回転し、磁石部１２７０が周方向に回転する。そして、磁石部１２７０と磁石部１９０とが吸引しているので、磁石部１２７０の回転に伴い中釜１５０が回転することになる。具体的には、本実施例における中釜１５０は全回転釜であるので、釜駆動用モータ１２５２は、一方向に回転する。【０１４２】
中釜１５０の具体的な動作については、図１４（ａ）〜（ｅ）に示すように動作し、その後、中釜１５０は同一方向に回転して、図１４（ａ）に示す状態となり、その後、さらに、上糸９０を掛止することなく一回転して、図１４（ａ）に示す状態となって、１ステッチ分の動作となる。【０１４３】
中釜と針棒と天秤の１ステッチ分の期間のモーションダイヤグラムを示すと図１８に示すようになり、中釜１５０は１ステッチの期間で２回転する。また、図１８における（ａ）の位置が、図１４（ａ）の状態に対応し、図１８における（ｂ）の位置が、図１４（ｂ）の状態に対応し、図１８における（ｄ）の位置が、図１４（ｄ）の状態に対応し、図１８における（ｅ）の位置が、図１４（ｅ）の状態に対応する。なお、縫製枠２２ｄは、少なくとも針棒が針板位置よりも上方にある場合に移動する。【０１４４】
また、下糸張力制御用モータ１２０２の動作制御に従い、下糸張力制御用モータ１２０２の回転軸１２０３が回転すると、回転盤１２１０が回転し、磁石部１２１４が回転する。磁石部１２１４が回転することにより、磁石部１２１４と磁石部３１０におけるＮ極とＳ極とが互いに吸引して、ボビン３００も回転する。【０１４５】
なお、下糸張力制御用モータ１２０２の動作制御の方法としては、実施例１の場合と同様に、ボビン３００を下糸３２０を引き出す場合の回転方向（順方向）に対して逆方向に回転盤１２１０を回転させることにより、上糸９０と下糸３２０の係止部分を強く締めることができる。【０１４６】
すなわち、具体的に下糸張力制御用モータ１２０２をトルク制御するタイミングとしては、実施例１の場合と同様に、例えば、縫い針が加工布から抜けた状態から天秤２２ａの上死点を過ぎた位置（又は上死点の位置）までの期間Ｔ（図１８参照）とし、少なくとも、天秤２２ａの下死点から上死点までの略中間位置から天秤２２ａの上死点までの期間とする。つまり、該期間における下糸張力制御用モータ１２０２のトルク制御のトルク値を大きくすることにより固い仕上げの刺繍にすることができ、一方、該期間における下糸張
力制御用モータ１２０２のトルク制御のトルク値を小さくすることにより柔らかい仕上げの刺繍にすることができる。【０１４７】
以上のように、本実施例の刺繍用ミシンによれば、実施例１の刺繍用ミシン１と同様の効果を得ることができる。【０１４８】
つまり、下糸３２０の張力を下糸張力制御用モータ１２０２により刺繍用ミシン１の動作中に自由に制御できる。【０１４９】
また、下糸張力制御用モータ１２０２により回転制御される回転盤１２１０に設けられた磁石部１２１４とボビン３００に設けられた磁石部３１０とによって下糸３２０の張力を制御するので、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。特に、従来のように、下糸張力を下糸と他の部材との摩擦により付与する場合には、湿度等により摩擦力は変化するので精度よく制御することができないが、本実施例の場合には、精度のよい制御が可能となる。【０１５０】
また、下糸３２０に付与される張力は下糸張力制御用モータ１２０２に印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かい制御することができる。【０１５１】
また、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合には、従来では、下糸を他の部材との摩擦により下糸張力を制御するので、各刺繍ヘッドにおいて等しく下糸張力制御を行なうことができなかったが、本実施例の場合には、適用する下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【０１５２】
また、中釜１５０にはボビン収納部１８０が設けられていて、ボビン収納部１８０に収納されたボビン３００は、磁石部３１０が回転盤１２１０の磁石部１２１４によって吸引されることにより、ボビン収納部１８０内に安定して収納されるので、中釜１５０にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。また、本実施例においては、ボビン３００は、ボビン収納部１８０に容易に着脱することができる。【０１５３】
なお、上記の説明、すなわち、実施例１及び実施例２の説明においては、ミシンとして刺繍用ミシンを例にとって説明したが、他のミシン、すなわち、刺繍用ミシン以外のミシンであってもよい。
【実施例３】
【０１５４】
次に、実施例３の刺繍用ミシンを主として図２０〜図２８を使用して説明する。実施例３における刺繍用ミシンは、上記実施例１と略同様の構成であるが、中釜１５０と下糸張力制御機構部２００における回転盤２１０の構成が異なる。【０１５５】
すなわち、図２０〜図２５に示すように、中釜１５０における中釜本体部１６０の背面部１６１は、背面本体部１６２と、背面側テーパ状部１６４とが構成されるが、背面本体部１６２の構成が実施例１の場合とは異なる。【０１５６】
すなわち、背面本体部１６２は、図２０〜図２２、図２４に示すように、リング状の板状の平板状部（背面部板状部）１６２ａと、平板状部１６２ａの中央に形成された凹部（背面部凹部）１６２ｂとを有している。【０１５７】
つまり、平板状部１６２ａは、中央に円形の開口部を有する円形板状を呈し、背面側テーパ状部１６４の内側の辺部から連設されている。この平板状部１６２ａは、中釜１５０の回転中心に対して直角の面をなしていて、レース部１５２の内径よりも小さい外径を有し、レース部１５２の背面側の端部よりも背面側に位置している。【０１５８】
また、凹部１６２ｂは、平板状部１６２ａの円形の開口部に正面側（図２０〜図２２におけるＹ１側）に向けて凹状に形成され、平板状部１６２ａの内側の辺部から正面側に連設された凹部周設部（「凹部筒状部」としてもよい）１６２ｂ−１と、凹部周設部（「凹部板状部」としてもよい）１６２ｂ−１の正面側の端部に設けられた凹部奥設部１６２ｂ−２とを有している。【０１５９】
この凹部周設部１６２ｂ−１は、正面側に向けて径が小さくなるテーパ状の筒状を呈している。また、凹部奥設部１６２ｂ−２は、凹部周設部１６２ｂ−１の正面側の開口部を塞ぐように形成され、円形板状を呈している。なお、凹部奥設部１６２ｂ−２の背面側の面は、平板状部１６２ａの正面側の面よりも正面側にあり、これにより、平板状部１６２ａの正面側の面と凹部奥設部１６２ｂ−２の背面側の面の間には、回転中心を通る前後方向（軸線方向）（Ｙ１−Ｙ２方向）に間隔が設けられ、下糸張力制御機構部２００の回転盤２１０に設けられた磁石部２１４の正面側の面が平板状部１６２ａの正面側の面よりも正面側に位置することができるようになっている。【０１６０】
なお、ボビン収納部１８０における軸部１８４は、凹部奥設部１６２ｂ−２の正面側の面に設けられている。【０１６１】
中釜１５０における上記背面本体部１６２以外の構成は、実施例１と同様であるので、詳しい説明を省略する。また、釜１００における中釜１５０以外の構成は、実施例１と同様であるので、詳しい説明を省略する。【０１６２】
次に、下糸張力制御機構部２００における回転盤（「磁石ユニット」としてもよい）２１０は、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３に取り付けられ、回転軸２０３に固定して取り付けられた回転盤本体（回転体）（「ユニット本体」としてもよい）２１２と、回転盤本体２１２の正面側に設けられた凹部に固定して設けられた磁石部２１４とを有している。【０１６３】
ここで、回転盤本体２１２は、全体に略円錐台形状を呈し、正面側（先端側）に円柱状の穴部を有している。回転盤本体２１２の周面はテーパ状を呈するが、回転盤本体２１２の周面は、中釜１５０における背面本体部１６２の凹部１６２ｂの凹部周設部１６２ｂ−１の内周面と平行に形成されている。つまり、回転盤本体２１２の周面がその回転中心を通る軸線となす角度γ１は、凹部周設部１６２ｂ−１の内周面が中釜１５０の回転中心を通る軸線となす角度γ２と略同一となっている。これにより、回転盤本体２１２の周面と凹部周設部１６２ｂ−１の内周面間の隙間の幅Ｕ１は、略均等に形成されている。これにより、回転盤本体２１２の正面側の端部の径（直径）（磁石部２１４の径とも略一致する）は、凹部奥設部１６２ｂ−２の径（直径）よりも小さく形成されている。また、回転盤本体２１２の周面と凹部周設部１６２ｂ−１の内周面間の隙間の幅Ｕ１と、磁石部２１４と凹部奥設部１６２ｂ−２間の隙間の幅Ｕ２とは、略同一に形成されている。【０１６４】
また、磁石部２１４は、回転盤本体２１２の正面側の穴部内に固定して設けられ、略円柱状を呈している。磁石部２１４の前後方向の長さは、回転盤本体２１２の穴部の前後方向の長さと略同一であり、磁石部２１４は、正面側の円形の面のみが露出した状態となっている。これにより、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３が回転することにより、回転盤本体２１２が回転し、回転盤本体２１２が回転することにより、磁石部２１４も回転する。【０１６５】
この磁石部２１４は、永久磁石であり、回転中心（つまり、回転中心を通る軸線）に沿った平面で区画した一方がＮ極で他方がＳ極となるように構成され、磁石部２１４の磁化方向は、径方向となっている。ここで、磁化方向が径方向であるとは、磁力線が主として磁石部２１４から磁石部２１４の径方向に出る（つまり、磁石部２１４の周面から径方向（磁石部２１４の軸線から該軸線に対して直角の方向に出る）ことを意味し、磁石部２１４が回転盤本体２１２に取り付けられた状態では、磁力線が主として磁石部２１４から下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３の軸線に対して略直角に出ることを意味している。つまり、実施例３における磁石部２１４は、具体的には、図２８（ａ）に示すような径方向２極の磁石である。磁石部２１４は、径方向に磁化されたものであれば略円柱状でなくてもよく、例えば、リング状であってもよい。つまり、磁石部２１４は、図２８（ｂ）に示す外周２極の磁石でもよい。すなわち、少なくとも、磁石部２１４の周面が２極に形成されている。【０１６６】
なお、回転盤２１０と中釜１５０との前後方向の位置関係は、磁石部２１４の正面側の面が、中釜１５０における背面本体部１６２の平板状部１６２ａの正面側の面よりも正面側（つまり、凹部１６２ｂの奥側）となるように設定されている。また、磁石部２１４の正面側の面は、凹部奥設部１６２ｂ−２の背面側の面とは、間隔が設けられている。これにより、中釜１５０における背面本体部１６２においては、平板状部１６２ａと凹部１６２ｂはともに回転盤２１０と間隔を介して設けられている。【０１６７】
なお、実施例１と同様に、中釜１５０における磁石部１９０以外の構成（少なくとも背面部１６１とボビン収納部１８０）は、非磁性体（例えば、アルミニウム、ステンレス）により形成されている。すなわち、ボビン３００には、磁石部３１０が設けられているので、磁石部３１０が背面本体部１６２を吸引して、下糸張力制御用モータ２０２の回転によるボビン３００の回転制御に支障がないように、中釜１５０における磁石部１９０以外の構成は、非磁性体により形成されている。【０１６８】
下糸張力制御機構部２００における回転盤２１０以外の構成は、実施例１と同様であるので、詳しい説明を省略する。【０１６９】
また、ボビン３００は、実施例１におけるボビン３００と同様の構成であるが、磁石部３１０の厚み（前後方向の厚み）は、磁石部３１０の背面側の面が磁石部２１４の正面側の面と前後方向に略一致するように、実施例１のボビン３００における磁石部３１０の厚みよりも厚く形成されている。すなわち、磁石部３１０の厚みは、磁石部３１０と磁石部２１４の磁力が釣り合って、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向に略一致する状態の場合に、ボビン本体３０２の背面側の端部が、凹部奥設部１６２ｂ−２の正面側の面と前後方向において一致するか、又は、ボビン本体３０２の背面側の端部が、凹部奥設部１６２ｂ−２の正面側の面よりも正面側に位置するような厚みとなっている。なお、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向に略一致する状態の場合に、ボビン本体３０２の背面側の端部が軸部１８４の背面側の端部位置に位置し、ボビン本体３０２の背面側の端部が凹部１６２ｂに接してしまうと、ボビン本体３０２と凹部１６２ｂとの間に摩擦が発生してしまうので、磁石部３１０と磁石部２１４の磁力が釣り合って、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向に略一致する状態の場合に、ボビン本体３０２の背面側の端部は、凹部１６２ｂの正面側の端部にまで達しないように、磁石部の厚みを設定するのが好ましい（図２０〜図２２参照）。【０１７０】
なお、実施例３における磁石部３１０は、上記実施例１と同様に、永久磁石であり、リング状を呈し、回転中心（つまり、回転中心を通る軸線）に沿った平面で区画した一方がＮ極で他方がＳ極となるように構成され、磁石部３１０の磁化方向は、面方向（厚み方向としてもよい）となっている。ここで、磁化方向が面方向であるとは、磁力線が主として磁石部３１０から磁石部３１０の厚み方向に出る（つまり、磁石部３１０の厚み方向の面（磁石部３１０の平面部分）から厚み方向に出る）ことを意味し、磁石部３１０がボビン本体３０２に取り付けられた状態では、磁力線が主として磁石部３１０からボビン３００の軸線（回転中心を通る軸線）と略平行に出ることを意味していており、この面方向は、径方向とは略直角の方向である。つまり、この磁石部３１０は、具体的には、図２７（ａ）に示すような両面４極の磁石であり、図２７（ｂ）に示すような片面２極の磁石であってもよい。つまり、磁石部３１０における少なくとも一方の面が２極に形成されている。【０１７１】
また、磁石部３１０の内径は、磁石部２１４の外径よりも大きく形成されていて、特に、図２０、図２１に示すように、磁石部３１０と磁石部２１４の間に中釜１５０の背面本体部１６２が存在しても、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向において略一致し、かつ、中釜１５０の背面本体部１６２と回転盤２１０の間に隙間が形成されるように、磁石部３１０の内径と磁石部２１４の外径が設定される。【０１７２】
ボビン３００における上記以外の構成は、実施例１と同様であるので詳しい説明を省略する。【０１７３】
また、実施例３における上記以外の構成、例えば、ミシンテーブル３と、刺繍ヘッド１０−１〜１０−ｎと、縫製枠２２ｄと、枠駆動用モータ３２ｄと、釜駆動部２５０と、演算装置４００と、記憶装置５００の構成は、上記実施例１と同様であるので、詳しい説明を省略する。【０１７４】
次に、実施例３の刺繍用ミシンの動作、特に、下糸張力制御装置の動作について説明する。【０１７５】
実施例３の刺繍用ミシンにおける下糸張力制御装置の動作は、実施例１と同様であり、制御回路４０は、演算装置４００から送信された仮想主軸データと釜駆動用データのデータに従い、釜駆動用モータ２５２の動作を制御し、また、演算装置４００から送信された仮想主軸データと下糸張力制御用データとに基づき、下糸張力制御用モータ２０２の動作を制御する。【０１７６】
そして、下糸張力制御用モータ２０２の動作制御に従い、下糸張力制御用モータ２０２の回転軸２０３が回転すると、回転盤２１０が回転し、磁石部２１４が回転する。磁石部２１４が回転することにより、磁石部２１４と磁石部３１０におけるＮ極とＳ極とが互いに吸引して、ボビン３００も回転する。【０１７７】
なお、下糸張力制御用モータ２０２の動作制御の方法としては、ボビン３００の下糸３２０を引き出す場合の回転方向（順方向）に対して逆方向に回転軸２０３を回転し、回転盤２１０を回転させることにより、上糸９０と下糸３２０の係止部分を強く締めることができる。該係止部分を強く締めてより固い仕上げの刺繍にする場合には、下糸張力制御用モータ２０２に流れる電流値を高くすることにより、下糸張力制御用モータ２０２のトルクを大きくする。つまり、下糸を強く締める場合には、下糸張力制御用データにおけるトルク値を大きくしておく。すなわち、下糸に対して張力を付与するタイミングで下糸張力制御用モータ２０２をトルク制御して、ボビン３００に順方向に対して逆方向に回転力を付与する。
【０１７８】
また、具体的に下糸張力制御用モータ２０２をトルク制御するタイミングとしては、実施例１の場合と同様に、例えば、縫い針が加工布から抜けた状態から天秤２２ａの上死点を過ぎた位置（又は上死点の位置）までの期間Ｔ（図１６参照）とし、少なくとも、天秤２２ａの下死点から上死点までの略中間位置から天秤２２ａの上死点までの期間とする。つまり、該期間における下糸張力制御用モータ２０２のトルク制御のトルク値を大きくすることにより固い仕上げの刺繍にすることができ、一方、該期間における下糸張力制御用モータ２０２のトルク制御のトルク値を小さくすることにより柔らかい仕上げの刺繍にすることができる。【０１７９】
その際、磁石部３１０の磁化方向が面方向であるとともに、磁石部２１４の磁化方向が径方向であり、かつ、磁石部３１０の内径は、磁石部２１４の外径よりも大きく形成されていることから、図２６に示すように、磁石部３１０のＮ極と磁石部２１４のＳ極が対向するとともに、磁石部３１０のＳ極と磁石部２１４のＮ極が対向し、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向において一致する（つまり、同一平面上にある）（少なくとも略一致する）状態で両磁石の磁力が釣り合うことになる。すなわち、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが、前後方向において、図２１、図２６における点Ｌの位置で一致する。そして、その状態で、磁石部２１４が回転することにより、磁石部３１０と磁石部２１４の前後方向の位置関係を保ったまま、互いのＮ極とＳ極とが対向するように互いに吸引しながらボビン３００が回転することになる。よって、磁石部２１４の正面側の面が、中釜１５０における背面本体部１６２の平板状部１６２ａの正面側の面よりも正面側となるように設定されているので、ボビン３００の磁石部３１０と中釜１５０の平板状部１６２ａとは間には隙間Ｖが形成され、ボビン３００における磁石部３１０は、中釜１５０の平板状部１６２ａの正面側の面に接することがなく、磁石部３１０と中釜１５０の平板状部１６２ａが接することによる摩擦を防止することができる。【０１８０】
また、釜駆動用モータ２５２の動作制御に従い、釜駆動用モータ２５２の回転軸２５３が回転すると、該回転軸２５３が回転することによりアーム２６０が回転し、磁石部２７０が周方向に回転する。そして、磁石部２７０と磁石部１９０とが吸引しているので、磁石部２７０の回転に伴い中釜１５０が回転することになる。実施例３における中釜１５０は半回転釜であるので、半回転の回転範囲を往復動するように制御される。【０１８１】
中釜１５０の具体的な動作は、実施例１と同様に図１４に示すようになり、ループ状の上糸９０の一方は背面本体部１６２の背面側を通るが（図１４（ｄ）参照）、回転盤２１０と中釜１５０の背面本体部１６２との間には、間隔が設けられているので、上糸が背面本体部１６２の背面側を通過する際の支障となることがない。また、特に、回転盤２１０の周面と凹部１６２ｂの凹部周設部１６２ｂ−１の周面はテーパ状に形成されているので、上糸が背面本体部１６２の背面側を通過する際に円滑に通過することができる。【０１８２】
以上のように、実施例３の刺繍用ミシンによれば、実施例１の場合と同様に、下糸３２０の張力を下糸張力制御用モータ２０２により刺繍用ミシン１の動作中に自由に制御できる。【０１８３】
また、実施例１の場合と同様に、下糸張力制御用モータ２０２により回転制御される回転盤２１０に設けられた磁石部２１４とボビン３００に設けられた磁石部３１０とによって下糸３２０の張力を制御するので、下糸と他の部材との摩擦により張力を制御する場合に比べて精度よく張力制御を行なうことができる。【０１８４】
また、実施例１の場合と同様に、下糸３２０に付与される張力は下糸張力制御用モータ２０２に印加される電流値により制御され、下糸張力は電流値に比例するので、電流値を細かく制御することにより、下糸の張力をきめ細かく制御することができる。【０１８５】
また、特に、実施例３の場合には、磁石部３１０の磁化方向が面方向であるとともに、磁石部２１４の磁化方向が径方向であり、かつ、磁石部３１０の内径は、磁石部２１４の外径よりも大きく形成されていて、磁石部２１４の正面側の面が、中釜１５０における背面本体部１６２の平板状部１６２ａの正面側の面よりも正面側となるように設定されているので、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向において略一致する状態で両磁石の磁力が釣り合い、ボビン３００における磁石部３１０は、中釜１５０の平板状部１６２ａの正面側の面に接することがなく、磁石部３１０と中釜１５０の平板状部１６２ａが接することによる摩擦を防止することができる。よって、ボビン３００の回転を円滑にすることができ、下糸の張力をよりきめ細かく制御することが可能となる。【０１８６】
また、実施例１の場合と同様に、複数の刺繍ヘッドを有する多頭式の場合には、従来では、下糸を他の部材との摩擦により下糸張力を制御するので、各刺繍ヘッドにおいて等しく下糸張力制御を行なうことができなかったが、本実施例の場合には、適用する下糸張力制御用データを同じデータとすることにより、各刺繍ヘッドにおいて下糸張力を等しく制御することができる。【０１８７】
また、実施例１の場合と同様に、中釜１５０にはボビン収納部１８０が設けられていて、ボビン収納部１８０に収納されたボビン３００は、磁石部３１０が回転盤２１０の磁石部２１４によって吸引されることにより、ボビン収納部１８０内に安定して収納されるので、中釜１５０にボビンを取り付ける機構を別途設ける必要がない。すなわち、従来では、ボビンをボビンケースに収納し、ボビンを収納したボビンケースを中釜に取り付ける構成であるが、本実施例の場合には、ボビンケースを必要としない。また、本実施例においては、ボビン３００は、ボビン収納部１８０に容易に着脱することができる。つまり、磁石部３１０と磁石部２１４の吸引力によりボビン３００を容易にボビン収納部１８０内に収納できる。【０１８８】
また、実施例１の場合と同様に、本実施例の刺繍用ミシンにおいては、中釜１５０が釜駆動部２５０により駆動され、磁石部２７０と磁石部１９０とが吸引して、磁石部２７０が周方向に回転するのに伴い中釜１５０が回転するので、中釜を駆動する際の駆動音を低下させることができる。すなわち、従来では、半回転式の中釜は中釜の両側に接するドライバーにより回転駆動され、中釜が正回転と逆回転を繰り返す際に、ドライバーと中釜とが接する音が発生するが、本実施例の場合には、ドライバーは設けられておらず、２つの磁石の吸引力を利用して回転制御するので、そのような音が発生することがない。【０１８９】
なお、実施例３における中釜１５０と回転盤２１０とボビン３００の構成は、上記実施例２の構成に適用してもよい。すなわち、実施例２における中釜１５０の代わりに実施例３の中釜を適用し、実施例２における回転盤１２１０の代わりに実施例３の回転盤２１０を適用し、実施例２におけるボビン３００の代わりに実施例３のボビンを適用するのである。【０１９０】
そのように構成することにより、磁石部３１０の磁化方向が面方向であるとともに、磁石部２１４の磁化方向が径方向であり、磁石部３１０の内径は、磁石部２１４の外径よりも大きく形成されていて、磁石部２１４の正面側の面が、中釜１５０における背面本体部１６２の平板状部１６２ａの正面側の面よりも正面側となるように設定されているので、磁石部３１０の背面側の面と磁石部２１４の正面側の面とが前後方向において略一致する状態で両磁石の磁力が釣り合い、ボビン３００における磁石部３１０は、中釜１５０の平板状部１６２ａの正面側の面に接することがなく、磁石部３１０と中釜１５０の平板状部１６２ａが接することによる摩擦を防止することができる。よって、下糸の張力をよりきめ細かく制御することが可能となる。【０１９１】
なお、上記実施例３の説明においては、磁石部３１０の少なくとも一方の面が２極に形成され、磁石部２１４の周面が２極に形成されているとしたが、磁石部３１０が面方向に
磁化されていれば、少なくとも一方の面を多極に形成してもよく、磁石部２１４の周面を多極に形成してもよい。すなわち、磁石部３１０の片面の極数をｍ（ｍは２のｎ乗（ｎは１以上の整数））とし、磁石部２１４の極数をｍ（ｍは２のｎ乗（ｎは１以上の整数））とする。例えば、磁石部３１０を図２７（ｃ）の両面多極又は図２７（ｄ）の片面多極に形成してもよく、また、磁石部２１４を図２８（ｃ）の径方向多極又は図２８（ｄ）の外周多極に形成してもよい。図２７（ｃ）は具体的には両面８極であり、図２７（ｄ）は片面４極であり、図２８（ｃ）は具体的には径方向４極であり、図２８（ｄ）は外周４極となる。【０１９２】
なお、そのように多極に形成する場合には、磁石部３１０の片面の極数と磁石部２１４の極数は同一にする必要があり、例えば、磁石部３１０を片面４極にする場合には、磁石部２１４を径方向４極又は外周４極とする。【０１９３】
また、上記実施例１及び実施例２においても、磁石部３１０の少なくとも一方の面が２極に形成され、また、磁石部２１４の少なくとも一方の面が２極に形成されているとしたが、磁石部３１０及び磁石部２１４が面方向に磁化されていれば、少なくとも一方の面を多極に形成してもよい。すなわち、磁石部３１０と磁石部２１４の片面の極数をｍ（ｍは２のｎ乗（ｎは１以上の整数））とする。例えば、磁石部３１０及び磁石部２１４を図２７（ｃ）の両面多極又は図２７（ｄ）の片面多極に形成してもよい。なお、磁石部２１４については、図２７（ｃ）、図２７（ｄ）のようにリング状でなくても、円柱状の両面多極や片面多極としてもよい。なお、そのように多極に形成する場合には、磁石部３１０の片面の極数と磁石部２１４の極数は同一にする必要がある。【０１９４】
なお、上記の説明、すなわち、実施例１〜３の説明においては、刺繍データに従い仮想主軸データを作成し、仮想主軸データと各機械要素データのデータに従い、各機械要素についてのモータを制御するとしたが、刺繍データに基づき直接各機械要素についてのモータを制御するようにしてもよい。【０１９５】
なお、上記の説明、すなわち、実施例３の説明においては、ミシンとして刺繍用ミシンを例にとって説明したが、他のミシン、すなわち、刺繍用ミシン以外のミシンであってもよい。
【符号の説明】
【０１９６】
１  刺繍用ミシン
１０−１〜１０−ｎ  刺繍ヘッド
２０  機械要素群
２２ａ  天秤
２２ｂ  針棒
２２ｃ  布押え
３０  制御装置
３２ａ  天秤用モータ
３２ｂ  針棒用モータ
３２ｃ  布押え用モータ
４０  制御回路
１００  釜
１１０  外釜
１３０  中釜押さえ
１５０  中釜
１５２  レース部
１６０  中釜本体部
１６１  背面部
１６２  背面本体部
１６２ａ  平板状部
１６２ｂ  凹部
１６２ｂ−１  凹部周設部
１６２ｂ−２  凹部奥設部
１６４  背面側テーパ状部
１６４ａ  第１領域
１６４ｂ  第２領域
１６６  正面側テーパ状部
１７０  先端部
１７２  剣先
１７４  糸掛け部
１８０  ボビン収納部
１８２  筒状部
１８４  軸部
１９０、２１４、２７０、３１０、１２１４、１２７０  磁石部
２００、１２００  下糸張力制御機構部
２０２、１２０２  下糸張力制御用モータ
２１０、１２１０  回転盤
２１２、１２１２  回転盤本体
２２０  支持部
２５０、１２５０  釜駆動部
２５２、１２５２  釜駆動用モータ
２６０、１２６０  アーム
３００  ボビン
３０２  ボビン本体
４００  演算装置
５００  記憶装置
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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