(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫い針を保持する針棒と、
前記針棒を上下動可能に支持すると共に、前記針棒と共に当該針棒の中心線回りに回動可能に支持された針棒回動台と、
前記針棒に連結され、当該針棒に上下動動作を付与する針上下動機構と、
前記針棒の回動動作の駆動源となる針回動モーターと、
上糸の引き上げを行う天秤と、
を備えるミシンにおいて、
前記針棒回動台は、前記針棒の上部を上下動可能に支持すると共に、
前記針上下動機構は、前記針棒回動台の下方で前記針棒に回動可能に連結されており、
前記針棒は、当該針棒を中心とする直径方向の両外側に向かって突出した一対の凸部を有し、
前記一対の凸部は前記針棒に固定されて当該針棒と共に回動し、
前記針棒回動台は、それぞれの前記凸部が嵌合し滑動する上下方向に沿った二つのガイド穴又はガイド溝を備えることを特徴とするミシン。
【請求項２】
上糸を捕捉し、回転動作により上糸を下糸に絡める釜と、
前記釜を搭載し、ミシンフレームに対して前記針棒と同じ中心線回りに回動可能に支持された釜回動台と、
前記釜回動台の回動動作の駆動源となる釜回動モーターとを備え、
前記針棒回動台と前記釜回動台のそれぞれの回動角度が一致するように前記針回動モーターと釜回動モーターとを制御する同期制御部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】
水平一平面上において任意の方向に被縫製物を移動可能な移動機構を備え、
前記移動機構による被縫製物の移動を行う場合に、前記針棒が前記被縫製物の移動方向に対応する向きで追従的に回動を行うように前記針回動モーターを制御する追従制御部を備え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】
前記針棒の回動角度について一定の基準位置を定め、
前記針棒の回動を行う際に、その目標位置が現在位置からの回動角度が少なくなるように正逆何れかの回動方向を選択する選択制御部と、
複数回の回動動作を行う際に、その回動角度の累計が前記基準位置から予め定めた最大回動角度を超える場合には前記選択制御部による選択に拘わらず、最大回動角度を超えない正逆何れかの回動方向を選択する規制制御部とを備えることを特徴とする請求項３記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針棒の回動動作を行うミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ−Ｙ送りミシンのように、布保持枠で布地を保持し、針棒の上下動に同期して水平面上の任意の位置に位置決めして任意の縫い目を形成するミシンの場合、縫い針の目穴は一定方向を向いたままの状態であるため、布地の移動方向によって、縫いの状態の良否に差異を生じる。
このため、従来のミシンでは、針棒を上下動可能に支持する針棒台に針棒回りに回動動作を付与する駆動装置を併設し、布地の移動方向に応じて針棒を回動させて縫いの状態の改善を図っていた（例えば、特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１８４５７１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来のミシンは、針棒台の重量が大きく、これにより針棒の回動の高速化が困難であり、これに伴い、縫い速度も高速化を図ることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、針棒回動の高速化を図ることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、縫い針を保持する針棒と、前記針棒を上下動可能に支持すると共に、前記針棒と共に当該針棒の中心線回りに回動可能に支持された針棒回動台と、前記針棒に連結され、当該針棒に上下動動作を付与する針上下動機構と、前記針棒の回動動作の駆動源となる針回動モーターと、上糸の引き上げを行う天秤と、を備えるミシンにおいて、前記針棒回動台は、前記針棒の上部を上下動可能に支持すると共に、前記針上下動機構は、前記針棒回動台の下方で前記針棒に回動可能に連結されており、前記針棒は、当該針棒を中心とする直径方向の両外側に向かって突出した一対の凸部を有し、前記一対の凸部は前記針棒に固定されて当該針棒と共に回動し、前記針棒回動台は、それぞれの前記凸部が嵌合し滑動する上下方向に沿った二つのガイド穴又はガイド溝を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は請求項１と同様の構成を備えると共に、上糸を捕捉し、回転動作により上糸を下糸に絡める釜と、前記釜を搭載し、ミシンフレームに対して前記針棒と同じ中心線回りに回動可能に支持された釜回動台と、前記釜回動台の回動動作の駆動源となる釜回動モーターとを備え、前記針棒回動台と前記釜回動台のそれぞれの回動角度が一致するように前記針回動モーターと釜回動モーターとを制御する同期制御部を備え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と同様の構成を備えると共に、水平一平面上において任意の方向に被縫製物を移動可能な移動機構を備え、
前記移動機構による被縫製物の移動を行う場合に、前記針棒が前記被縫製物の移動方向に対応する向きで追従的に回動を行うように前記針回動モーターを制御する追従制御部を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は請求項３と同様の構成を備えると共に、前記針棒の回動角度について一定の基準位置を定め、前記針棒の回動を行う際に、その目標位置が現在位置からの回動角度が少なくなるように正逆何れかの回動方向を選択する選択制御部と、複数回の回動動作を行う際に、その回動角度の累計が前記基準位置から予め定めた最大回動角度を超える場合には前記選択制御部による選択に拘わらず、最大回動角度を超えない正逆何れかの回動方向を選択する規制制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明は、針棒回動台が針棒の上部を支持し、針上下動機構が針棒回動台の下方で針棒に連結されているので、例えば、針棒回動台が針棒の上端部と下端部を回動可動に支持し、針棒回動台による支持位置の間で針棒と針上下動機構とが連結されている構造に比べて、針棒回動台を上下方向に小型化することができ、これによる軽量化を図ることができるので、高速回動動作が容易となり、縫製の高速化も可能となる。
さらに、針棒回動台が針棒の上部を支持し、針上下動機構が針棒回動台の下方で針棒に連結されているので、針棒回動台の上下方向の小型化に有利であり、軽量化及び回動の高速化を効果的に実現することができる。
【００１３】
さらに、請求項１記載の発明は、針棒が一対の凸部を有し、針棒回動台が二つのガイド穴又はガイド溝でそれぞれの凸部を支持する構造としているので、針棒回動台に対する針棒の回動動作の追従性を高めることができ、良好な回動動作を行うことが可能となる。
さらに、上記構造により、針棒回動台に対する針棒の上下動動作も良好に行うことが可能となり、高速な縫製を安定的に行うことが可能となる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、釜の回動を可能とする構成とした場合には、針棒の回動時に釜も回動させることにより、釜が向きの変わった縫い針から円滑に上糸を捕捉することができ、縫製動作を確実且つ円滑に行うことが可能となる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、針棒が被縫製物の移動方向に対応する向きで追従的に回動を行うように針回動モーターを制御するので、天秤による上糸の引き上げの際に、縫い針の目穴から引き出される上糸の撚り戻しの発生を低減することでき、糸のほつれ状態やほどけ状態を防止し、より良好な縫いを行うことが可能となる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、選択制御部により少ない回動角度が選択されるので、回動動作の高速化を図ることができる。
その一方で、針棒の回動動作が繰り返された結果、基準位置からの針棒の回動角度が増加すると、供給される上糸が針棒に絡みつく可能性を生じるが、規制制御部が最大回動角度超えないよう制御するので、針棒に対する上糸の絡みつきの問題を解消し、良好な縫製動作を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一の実施形態のミシンの斜視図である。
【図２】ミシンの機構構造を概略的に図示した構成図である。
【図３】ミシンアーム部の一部を切り欠いた断面図である。
【図４】針棒の周囲の構成の斜視図である。
【図５】針棒の周囲の構成の縦断面図である。
【図６】図５のＷ−Ｗ線に沿った断面図である。
【図７】釜機構及び差動伝達機構の斜視図である。
【図８】釜機構及び差動伝達機構の針棒の中心線及びＹ−Ｚ平面に沿った断面図である。
【図９】釜回動台及び支持枠の回動により釜伝達部が釜を回動させる状態説明図であり、図９（Ａ）は釜回動台及び支持枠の回動前の状態を示し、図９（Ｂ）は釜回動台及び支持枠の回動後の状態を示す。
【図１０】釜機構の平面図である。
【図１１】主に釜機構のオープナー作動部を示した斜視図である。
【図１２】主に釜機構のメス機構を示した斜視図である。
【図１３】図１３（Ａ）は給油機構の水平方向の断面図、図１３（Ｂ）は給油機構の垂直方向の断面図である。
【図１４】ミシンの制御系を示すブロック図である。
【図１５】Ｘ−Ｙ平面上において、針棒の中心線から釜に向かう方向を基準とした場合にヒッチステッチが発生する縫い方向を示した説明図である。
【図１６】ヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。
【図１７】ミシンにおける上糸経路を示す説明図である。
【図１８】上糸の縫い針の目穴に対する接触位置と撚り戻りの発生との関係を示す説明図であり、図１８（Ａ）は撚り戻りの発生する例を示し、図１８（Ｂ）は撚り戻りの発生しない例を示す。
【図１９】縫い針に対する撚り戻りが発生する縫い方向の関係を示す説明図である。
【図２０】針棒回動制御を実行する場合の動作例の説明図である。
【図２１】針棒回動制御のフローチャートである。
【図２２】第二の実施形態のミシンにおける上糸経路を示す説明図である。
【図２３】縫い針周辺の斜視図である。
【図２４】図２３と視線を変えて見た縫い針周辺の斜視図である。
【図２５】図２５（Ａ）は基準位置にあるメス針の正面図、図２５（Ｂ）は基準位置にあるメス針１１Ａの側面図である。
【図２６】基準位置にあるメス針の平面図を示している。
【図２７】長方形の被縫製物の外縁部に沿って長方形状の縫製パターンの説明図である。
【図２８】メス針を装着した針棒回動機構を有するミシンによるサドルステッチ風縫製による縫い目を示す説明図である。
【図２９】メス針回動を行わない、従来ミシンの布移動機構による縫い目を示す説明図である。
【図３０】ミシンによる不適正なサドルステッチ風縫製による縫い目を示す説明図である。
【図３１】縫製データに定められた具体的にサドルステッチ風縫いの縫製動作を示す説明図である。
【図３２】平メス型のメス針の他の例を示す正面図である。
【図３３】平メス型のメス針の他の例を示す平面図である。
【図３４】平メス型のメス針の他の例を示す正面図である。
【図３５】平メス型のメス針の他の例を示す平面図である。
【図３６】平メス型のメス針の他の例を示す正面図である。
【図３７】平メス型のメス針の他の例を示す平面図である。
【図３８】縫製パターンの他の例である。
【図３９】縫製パターンのさらに他の例である。
【図４０】釜駆動モータを釜回動台に搭載した例の釜回動機構及び釜機構の中心線及びＹ−Ｚ平面に沿った断面図である。
【図４１】図４０のミシンにスリップリングを装備した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第一の実施形態の概要］
本発明の第一の実施の形態を図１〜図２１に基づいて説明する。
本実施形態として以下に記載するミシン１００は、いわゆる電子サイクルミシンであり、縫製を行う被縫製物である布地を保持する布保持部としての保持枠を有し、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地に所定の縫製データに基づく縫製パターンを形成する。
図１は本発明にかかるミシン１００の斜視図、図２はミシン１００の機構構造を概略的に図示した構成図である。
ここで、後述する縫い針１１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。
【００１９】
上記ミシン１００は、縫い針１１をその下端部に保持してＺ軸方向に沿って上下動を行う針棒１２と、ミシンモーター２１を駆動源として縫い針を上下動させる針上下動機構２０と、針棒１２をＺ軸方向に沿ったその中心線回りに回動させる針棒回動機構３０と、縫い針１１に通された上糸に下糸を絡める釜８０１を備える釜機構８００と、駆動手段としての釜駆動モーター４０１から釜機構８００に釜回転の動力を伝達する入力軸４１１及び出力軸４１２を備えると共にこれら軸間の位相差を変更調節可能とする差動伝達機構４００と、布地を保持してＸ−Ｙ平面に沿って任意に移動位置決めを行う移動機構としての布移動機構１０２と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段としての制御装置１１０と、ミシン１００の各構成を支持するミシンフレーム１０１と、中押さえ１３と、天秤機構１４とを主に備えている。
【００２０】
［ミシンフレーム］
図１に示すように、ミシン１００は、外形がＸ軸方向から見て略コ字状を呈するミシンフレーム１０１を備えている。このミシンフレーム１０１は、ミシン１００の上部をなしＹ軸方向に延びるミシンアーム部１０１ａと、ミシン１００の下部をなしＹ軸方向に延びるミシンベッド部１０１ｂと、ミシンアーム部１０１ａ及びミシンベッド部１０１ｂとを連結する縦胴部１０１ｃとを有している。
【００２１】
［布移動機構］
図１に示すように、布移動機構１０２は、ミシンベッド部１０１ｂの上面において被縫製物を保持する保持枠１０２ａと、保持枠１０２ａを昇降可能に支持する支持アーム１０２ｂと、支持アーム１０２ｂを介して保持枠１０２ａをＸ軸方向に移動させるＸ軸モーター１０２ｃ（図１４参照）と、支持アーム１０２ｂを介して保持枠１０２ａをＹ軸方向に移動させるＹ軸モーター１０２ｄ（図１４参照）とを備えている。
布移動機構１０２は、かかる構成により、保持枠１０２ａを介して被縫製物をＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動位置決めすることができ、一針ごとに任意の位置に針落ちを行うことができ、自在な縫い目の形成が可能となっている。
【００２２】
［針上下動機構］
図３はミシンアーム部１０１ａの一部を切り欠いた断面図、図４は針棒１２の周囲の構成の斜視図、図５は針棒１２の周囲の構成の縦断面図である。
図１乃至図５に示すように、針上下動機構２０は、上記ミシンアーム部１０１ａ内においてＹ軸方向に沿った状態で回転可能に支持された上軸２２と、上軸２２の一端部から回転力を付与すミシンモーター２１と、上軸２２の他端部に設けられた針棒クランク２３と、針棒クランク２３の回転中心に対する偏心位置に一端部が連結されたクランクロッド２４と、針棒１２の周囲に係合し不図示のネジにより抱き締め固定された針棒抱き２５と、針棒抱き２５を介してクランクロッド２４から針棒１２に上下動を伝達する伝達部材２６とを備えている。
上軸２２はミシンモーター２１の出力軸に直結されて回転駆動が行われ、上軸２２の回転は針棒クランク２３とクランクロッド２４とにより上下の往復動作に変換されて伝達部材２６及び針棒抱き２５を介して針棒１２に伝達される。
【００２３】
上記伝達部材２６は、針棒抱き２５を間に介在せしめる天板部２６１及び底板部２６２と、組付けの際に天板部２６１及び底板部２６２の間に針棒抱き２５を介挿するための開口部２６３とを備えている。
天板部２６１及び底板部２６２は、いずれも平面視の中央部に針棒１２を挿入可能な貫通穴が形成されており、当該各貫通穴に針棒１２を挿通し、天板部２６１及び底板部２６２の間で針棒抱き２５を抱き締め固定することで、伝達部材２６と針棒１２とを上下方向について連動し、なお且つ、針棒１２の中心線Ｃ（図２参照）回りの回動を可能とする。
【００２４】
さらに、伝達部材２６は、Ｙ軸方向に沿った支軸２６４を備え、クランクロッド２４の下端部は、メタル軸受けを介して支軸２６４を回動可能に支持する。また、この支軸２６４は、クランクロッド２４を貫通しその背後において、角駒２６５に連結されている。
この角駒２６５は、長方形状であって、Ｘ軸方向の両側には、角駒２６５が回動せずに上下動を行うためのガイド溝１０１ｄがミシンアーム部１０１ａの内壁に形成されている。
従って、クランクロッド２４の下端部が上下動を行う際には、伝達部材２６は、支軸２６４回りの揺動及びＸ軸方のぶれが防止され、針棒１２に安定した上下動動作を伝達することを可能とする。
【００２５】
［針棒回動機構］
針棒１２は、その下端部側が下針棒メタル（メタル軸受け）１２２により上下動及び中心線Ｃ回りの回動を可能な状態で支持され、上端部側は針棒回動機構３０の針棒回動台３１の下端部に設けられた上針棒メタル（メタル軸受け）１２１により上下動可能に支持されている。
さらに、針棒１２の下端部は縫い針１１を保持し、上端部には針棒回動台３１に対する回り止めとなる矩形板１２３が装備されている。矩形板１２３は、針棒１２の上部に形成された貫通溝１２ａに挿通されて、不図示のネジにより固定されている。このため、矩形板１２３は、針棒１２に対して、当該針棒１２を中心とする円の直径方向両側に突出しており、これら突出部が一対の凸部１２３ａ，１２３ｂを構成している。
なお、針棒１２と矩形板１２３は別部品で構成したが、これに代えて、針棒に一対の凸部を一体的に形成することも容易に考えられる。
【００２６】
針棒回動機構３０は、針棒１２を内側で上下動可能に支持する円筒状の針棒回動台３１と、針棒回動台３１の中心線Ｃ回りの回動動作の駆動源となる針回動モーター３２と、針回動モーター３２から針棒回動台３１に回動動作を伝達する伝達機構３３とを備えている。
【００２７】
針棒回動台３１は、その上端部及び下端部がメタル軸受け３１１、３１２により中心線Ｃ回りに回動可能に支持されている。上側のメタル軸受け３１１は、ミシンアーム部１０１ａの上面近傍に固定装備されている。
また、下側のメタル軸受け３１２は、半径方向外側に延出された支持腕部３１２ａ（図４）を介してミシンアーム部１０１ａの壁面に取り付けられた支持部材３１３により保持されている。
針棒回動台３１は、これらにより上下二箇所が支持されているので、鉛直上下方向を向いた状態を強固に維持することができ、針棒１２の円滑な上下動動作を可能とする。
また、針棒１２も上下の針棒メタル１２１，１２２により支持されているので、針棒回動台３１と共に鉛直上下方向を向いた状態を強固に維持することができる。
【００２８】
また、針棒回動台３１は、Ｚ軸方向に沿った長穴状の開口部が図５におけるＹ軸方向の両側面部に形成されており、当該開口部にはそれぞれ長尺なるガイド板３１４，３１４が上下２箇所でネジ止め固定されている。各ガイド板３１４，３１４は、Ｚ軸方向に沿って長穴３１４ａが貫通形成されており、それぞれの長穴３１４ａ，３１４ａにはその内側から針棒１２の凸部１２３ａ，１２３ｂが挿入されている。長穴３１４ａの幅は凸部１２３ａ，１２３ｂの幅よりに僅かに広く形成されており、これにより、凸部１２３ａ，１２３ｂが長穴３１４ａに沿って滑動することを可能としている。つまり、これらガイド板３１４，３１４と針棒１２の凸部１２３ａ，１２３ｂの協働により、針棒１２が上下動動作を妨げられることなく、針棒回動台３１と共に中心線Ｃ回りに回動を行うことを可能としている。
【００２９】
伝達機構３３は、針回動モーター３２をその出力軸が下方に向いた状態で支持するモーターブラケット３３１と、針棒回動台３１のミシンアーム部１０１ａの上面からの突出端部を軸受け３３４により回動可能に支持する支持ブラケット３３３と、針回動モーター３２の出力軸に固定装備された主動スプロケット３３２と、針棒回動台３１の突出端部近傍に固定装備された従動スプロケット３３５と、主動スプロケット３３２及び従動スプロケット３３５に掛け渡されたタイミングベルト３３６とを備えている。
これにより、針回動モーター３２が駆動すると、針棒回動台３１に回動が付与され、針棒回動台３１と共に針棒１２を回動させることが可能となっている。
なお、針棒１２の中心線と針棒回動台３１の回動中心線と後述する釜回動台１３０の回動中心線はいずれも同一直線上にあり、これらを統一して中心線Ｃというものとする。
【００３０】
［中押さえ］
中押さえ１３は、針棒１２と同じくミシンモーター２１を駆動源として図示しない周知の動作伝達機構により針棒１２と同期して上下動を行う。
中押さえ１３は、縫い針１１を遊挿する円筒状の枠を布地のすぐ上側で針棒１２よりも小さな振幅で上下動を行い、縫い針１１の上方移動の際に、布地が引き上げられないように、当該布地を押さえるものである。
【００３１】
［天秤機構］
天秤機構１４は、針棒クランク２３に設けられたクランク軸２４の上端部を支持する偏心軸により一端部が軸支されたリンク部材１４１と、天秤１４２を有するベルクランク部材１４３とから構成されている。
ベルクランク部材１４３は、ミシンアーム部１０１ａの内部で軸支された基部と当該基部から延出された二本の腕部とを有し、一方の腕部がミシンアーム部１０１ａの外部まで延出された天秤１４２となっている。また、もう一方の腕部１４３ａは、リンク部材１４１の他端部に連結され、ベルクランク部材１４３に回動動作が入力される。
天秤１４２は、その先端部に上糸Ｕを挿通する貫通穴が形成されている。
かかる構成により、天秤機構１４は、針棒１２と同周期で天秤１４２が上下動を行う。但し、天秤１４２は針棒１２よりも上軸角度で約60°程度遅れて上死点に到達するよう設計されている。
【００３２】
［釜回動台］
図７は釜回動台１３０、釜機構８００及び差動伝達機構４００の斜視図、図８は中心線Ｃ及びＹ−Ｚ平面に沿った断面図である。図２、図７及び図８に基づいて釜回動台１３０について説明する。
釜回動台１３０は、Ｘ−Ｙ平面に沿った上面に釜機構８００を搭載する搭載板１３１と、搭載板１３１の下面に取り付けられた上部フレーム１３２と、上部フレーム１３２の下部に取り付けられた下部フレーム１３３とから構成され、これら搭載板１３１、上部フレーム１３２及び下部フレーム１３３がネジ止めにより一体化されている。
そして、釜回動台１３０は、その上部と下部とにおいて、ミシンフレーム１０１の一部をなす支持フレーム１０５により、軸受け１３４，１３５を介して中心線Ｃ回りに回動可能に支持されている。
【００３３】
［差動伝達機構］
差動伝達機構４００は、釜回動台１３０の上面に搭載された釜機構８００の釜８０１に対して釜駆動モーター４０１から回転力を付与する機能と、釜回動台１３０に対して釜回動モーター４０２から回動力を付与する機能と、当該釜８０１の回動による釜軸８１１回りの位相の変動を補正する機能を有している。
なお、上記釜８０１は、いわゆる全回転の水平釜であり、布載置板１０３の下側において中心線Ｃに平行な釜軸８１１に固定装備され、後述する釜土台８０４により釜軸８１１と共にＺ軸回りに回転可能に支持されている。
【００３４】
差動伝達機構４００は、釜機構８００に対して回転力を伝達する回転力伝達部４１０と、釜回動台１３０を回動させて釜８０１を中心線Ｃ回りに旋回移動させる回動力伝達部４２０と、回動により釜８０１に生じる釜軸８１１回りの位相の変動を補正する差動機構部４３０と、従動スプロケット４２２から入力される回動力により、釜回動台１３０と後述する支持枠４３１とをミシンフレーム１０１の支持フレーム１０５から見て同方向に回動させると共に釜回動台１３０を支持枠４３１の二倍の回動量で回動させる回動連動機構としての回動連動部４４０とを備えている。
【００３５】
［差動伝達機構：回転力伝達部］
回転力伝達部４１０は、釜８０１の回転駆動源となる釜駆動モーター４０１と、釜駆動モーター４０１からのトルクが入力される入力軸４１１と、入力軸４１１から差動機構部４３０を介してトルクが伝達されると共に釜機構８００に出力する出力軸４１２と、釜駆動モーター４０１の出力軸に装備された主動スプロケット４１３と、入力軸４１１の下端部に固定装備された従動スプロケット４１４と、これらのスプロケット４１３，４１４に掛け渡された内歯のタイミングベルト４１５と、出力軸４１２の上端部に固定装備された出力スプロケット４１６と、当該出力スプロケット４１６と釜機構８００の入力スプロケット８２２との間に掛け渡された内歯のタイミングベルト４１７とを備えている。
【００３６】
釜駆動モーター４０１は、出力軸を下方に向けた状態で支持フレーム１０５に固定されており、当該出力軸には主動スプロケット４１３が装備されている。
【００３７】
上記入力軸４１１と出力軸４１２は、後述する差動機構部４３０の支持枠４３１の下部と上部とに回転可能に支持されており、これら入出力軸４１１，４１２は、いずれも中心線Ｃと同一線上に配置されている。
そして、入力軸４１１の下端部には従動スプロケット４１４が装備され、主動スプロケット４１３及びタイミングベルト４１５を介して釜駆動モーター４０１からトルクが入力される。
また、出力軸４１２の上端部には出力スプロケット４１６が装備され、タイミングベルト４１７を介して入力スプロケット８２２から釜機構８００にトルクを入力する。
【００３８】
［差動伝達機構：回動力伝達部］
回動力伝達部４２０は、釜８０１の回動駆動源となる釜回動モーター４０２と、釜回動モーター４０２の出力軸に装備された主動スプロケット４２１と、釜回動台１３０の上部フレーム１３２の上部外周に固定装備された従動部材としての従動スプロケット４２２と、これらのスプロケット４２１，４２２に掛け渡された内歯のタイミングベルト４２３とを備えている。
これらの構成により、釜回動モーター４０２から各スプロケット４２１，４２２及びタイミングベルト４２３を介して、釜回動台１３０にトルクが入力され、釜回動台１３０の搭載板１３１の上面において、中心線Ｃから偏心した位置に設けられた釜８０１に対して、中心線Ｃ回りの回動動作が付与されるようになっている。
【００３９】
［差動伝達機構：差動機構部］
差動機構部４３０は、入力軸４１１の上端部と出力軸４１２の下端部とを対向させた状態でこれらを回転可能に支持する支持枠４３１と、入力軸４１１の上端部に固定装備された第一のかさ歯車４３２と、出力軸４１２の下端部に固定装備された第二のかさ歯車４３３と、互いに対向する第一と第二のかさ歯車４３２，４３３の双方に噛合する伝達かさ歯車４３５を備えた伝達体４３４とを備えている。
【００４０】
支持枠４３１は、釜回動台１３０により当該釜回動台１３０に対して中心線Ｃ回りに回動可能に支持されており、当該支持枠４３１と釜回動台１３０とは個々に中心線Ｃ回りに回動することを可能としている。
また、支持枠４３１の下部の中心には同心で入力軸４１１が軸受けを介して軸支されており、上部の中心には同心で出力軸４１２が軸受けを介して軸支されている。
【００４１】
さらに、支持枠４３１の上下方向における中間部が略四角形の枠状構造となっており、当該枠状部において伝達体４３４が回転可能に支持されている。
伝達体４３４は、入力軸４１１と出力軸４１２の対向端部の間を通って中心線Ｃに直交する線上に設けられた軸部４３６と、当該軸部４３６に固定装備された伝達かさ歯車４３５とからなり、軸部４３６は支持枠４３１に軸受けを介して回転可能に支持されている。
また、伝達かさ歯車４３５は、第一と第二のかさ歯車４３２，４３３の双方に噛合して、第一と第二のかさ歯車４３２，４３３を介して入力軸４１１と出力軸４１２との間で互いに逆回りの回転を伝達可能としている。
かかる構造により、差動機構部４３０はいわゆる差動歯車機構を構成している。
【００４２】
図９は差動機構部４３０の支持枠４３１の回動により入力軸４１１−出力軸４１２間の伝達回転量への影響を示す説明図である。
第一のかさ歯車４３２と第二のかさ歯車４３３とは、歯数が等しく、相互の回転方向は逆に伝達されるが、伝達速度比は１：１となっている。
例えば、入力軸４１１から出力軸４１２に回転が伝達されている時に、支持枠４３１が入力軸４１１及び出力軸４１２を中心に角度αだけ回動を行うと、伝達かさ歯車４３５は第一のかさ歯車４３２の角度αの歯数分の回転を生じ、さらに、伝達かさ歯車４３５は第二のかさ歯車４３３を角度α分だけ回転させる。さらに、支持枠４３１が角度αだけ回動を行っているので、第二のかさ歯車４３３には伝達かさ歯車４３５の回転分と支持枠４３１の回動分の合計である角度２α分の回転を生じることとなる。つまり、支持枠４３１の一定方向の回動により、入力軸４１１に対して出力軸４１２は支持枠４３１の回動方向に二倍の回動角度分の角度差が発生することとなる。
【００４３】
［差動伝達機構：回動連動部］
回動連動部（回動連動機構）４４０は、釜回動台１３０の回動時に支持枠４３１を同方向（作業者基準で見た場合における同方向、つまり、釜回動台１３０から見ると支持枠４３１は逆回転しているように見えるが、作業者の視点で見た場合には、支持枠４３１は釜回動台１３０の半分の動作量で同方向に回転する）に所定の比率で連動的に回動させるものである。
この回動連動部４４０は、支持フレーム１０５に回転不能状態で固定された固定歯車４４１と、釜回動台１３０に回動可能に支持された支軸４４２と、支軸４４２に固定され、固定歯車４４１に噛合う大歯車４４３（第１歯車）と、支軸４４２に固定され、従動歯車４４５に噛合う小歯車４４４（第２歯車）と、支持枠４３１に固定装備され、当該支持枠４３１と共に中心線Ｃ回りに回動を行う従動歯車４４５とを備えている。
固定歯車４４１は、中心線Ｃを中心とする配置で平歯車であり、大歯車４４３は、釜回動台１３０の回動時に、固定歯車４４１に噛合して回転しつつ当該固定歯車４４１の周囲を周回移動するようになっている。つまり、この回動連動部４４０では、固定歯車４４１が太陽歯車、大歯車４４３が遊星歯車となる遊星歯車機構を構成している。
ここで、固定歯車４４１と大歯車４４３とは、歯数が同一であり、伝達比が１：１に設定されている。また、小歯車４４４と従動歯車４４５とは、歯数が１：２であり、小歯車４４４の回転に対して従動歯車４４５には逆方向に半分の回転が伝達される。
【００４４】
上記大歯車４４３は、釜回動台１３０が一定方向に回動を行うと、釜回動台１３０と共に中心線Ｃを中心に周回移動することで釜回動台１３０の回動角度と等しい角度変化を生じ、さらに、固定歯車４４１との噛合により釜回動台１３０に対して支軸４４２回りに釜回動台１３０の回動角度と等しい角度変化を生じるので、合計で、釜回動台１３０と同じ方向に二倍の角度変化を生じる。
一方、小歯車４４４は、釜回動台１３０が一定方向に回動を行うと、釜回動台１３０と共に中心線Ｃを中心に周回移動することで釜回動台１３０の回動角度と等しい角度変化を生じ、さらに、大歯車４４３に連動して釜回動台１３０に対して支軸４４２回りに釜回動台１３０の回動角度と等しい角度変化を生じるので、小歯車４４４も、釜回動台１３０と同じ方向に二倍の角度変化を生じる。
【００４５】
これに対して、従動歯車４４５は、小歯車４４４が釜回動台１３０の回動により周回移動を行うと、釜回動台１３０と同じ方向にその回動角度と等しい角度変化を生じる。しかし、大歯車４４３が固定歯車４４１に噛合することで生じる回転に伴い、小歯車４４４が支軸４４２回りに回転するので、釜回動台１３０と逆方向に伝達比に応じて釜回動台１３０の回動角度の半分の回転を生じる。その結果、従動歯車４４５には、合計で、釜回動台１３０と同じ方向に釜回動台１３０の回動角度の半分の回転を生じることとなる。
つまり、この回動連動部４４０により、釜回動台１３０が回動を行うと、支持枠４３１に対して、釜回動台１３０と同じ方向に釜回動台１３０の回動角度の半分の回動動作が連動して行われるようになっている。
【００４６】
差動伝達機構４００は、上記の構成により、釜駆動モーター４０１の駆動により、入力軸４１１に対して一定の方向に一定の回転速度で回転が入力されると、差動機構部４３０を介して、出力軸４１２には逆方向に同じ回転速度で回転が伝達される。
さらに、釜回動モーター４０２により釜回動台１３０に対して、一定の方向に一定の回動角度で回動が入力されると、回動連動部４４０により、支持枠４３１は、釜回動台１３０と同じ方向に釜回動台１３０の半分の回動角度で回動動作が伝達される。
支持枠４３１が釜回動台１３０の半分の回動角度で回動を行うと、差動機構部４３０により、入力軸４１１に対して出力軸４１２には、支持枠４３１と同じ方向にその回動角度の二倍の回転角度変化を生じることとなる。
つまり、入力軸４１１に対して出力軸４１２には、釜回動台１３０と同じ方向に釜回動台１３０の回動角度と同じ回転角度変化を付与することができる。従って、釜回動台１３０の回動時に、出力軸４１２は釜回動台１３０に対して角度変化を生じないこととなる。
このため、釜回動台１３０の上で、釜機構８００の釜８０１が回転駆動している状態において、釜回動台１３０の回動を行っても、出力軸４１２には釜機構８００の回動と同じ角度変化が付与されるので、回動動作を行う釜回動台１３０上の釜機構８００に対して、回動動作を行わない場所に釜駆動モーター４０１を設置しても、釜回動台１３０の回動時に釜回動台１３０上の釜機構８００に入力される回転動作に位相差が発生しない構造となっている。
【００４７】
上記回動連動部４４０の動作を回動角度を具体的に定めた簡単な例によりに説明する。
釜回動台１３０が反時計方向に１８０度回転すると、支軸４４２に固定された大歯車４４３と小歯車４４４は、釜回動台１３０と共に中心線Ｃを中心に反時計方向に１８０度回転する。さらに、固定歯車４４１により、大歯車４４３と小歯車４４４は、支軸４４２回りに反時計方向に１８０度回転する。
そして、小歯車４４４が釜回動台１３０と共に中心線Ｃを中心に反時計方向に１８０度回転すると、小歯車４４４と噛み合っている従動歯車４４５は、中心線Ｃを中心に反時計方向に１８０度回転する。
また、小歯車４４４が支軸４４２回りに反時計方向に１８０度回転すると、小歯車４４４と従動歯車４４５とは歯数が１：２のため、従動歯車４４５は、中心線Ｃを中心に時計方向に９０度回転する。
この結果、従動歯車４４５には、反時計方向に１８０度の回転と、時計方向に９０度の回転を合計した、反時計方向に９０度の回転が生じる。
従動歯車４４５は支持枠４３１に固定されており、支持枠４３１も反時計方向に９０度回転する。支持枠４３１が反時計方向に９０度回転すると、第二のかさ歯車４３３は、伝達かさ歯車４３５の回転分（自身の時計方向に９０度）と支持枠４３１の回転分（反時計方向に９０度）の合計である、反時計方向に１８０度回転する。第二のかさ歯車４３３は出力軸４１２に固定されているため、出力軸４１２も反時計方向に１８０度回転する。
図２に示すように、出力軸４１２に固定された出力スプロケット４１６と、釜機構８００の入力スプロケット８２２とは、タイミングルト４１７で掛け渡されている。
しかし、釜回動台１３０が反時計方向に１８０度回転すると、出力軸４１２も反時計方向に１８０度回転する。このため、釜回動台１３０の回転に伴い、入力スプロケット８２２に回転が生じないので、釜機構に位相差が発生しない。
【００４８】
［釜機構］
図１０は釜機構８００の平面図、図１１、図１２はそれぞれ釜機構８００の一部の構成を省略した図７と異なる方向から見た斜視図である。
図２、図７、図８、図１０〜図１２に示すように、釜機構８００は、釜回動台１３０の搭載板１３１の上面に搭載されている。この釜機構８００は、一定方向に連続的に回転を行う外釜８０２とボビンを格納する内釜８０３とからなる水平釜としての釜８０１と、差動伝達機構４００からのトルクを外釜８０２に伝達するトルク伝達機構８１０と、釜軸８１１を介して外釜８０２を回転可能に支持する釜土台８０４と、当該釜土台８０４に設けられ、内釜８０３に設けられた凸部８０３ａが嵌合して内釜８０３の回転を規制する回り止め８０５と、針棒１２の上下動と同じ周期で内釜８０３に当接して回り止め８０５と内釜の凸部８０３ａとに上糸の抜ける隙間を形成するオープナー８０６と、オープナー８０６を作動させるオープナー作動部８２０と、釜土台８０４に搭載され、下糸の切断を行うメス機構８３０と、釜土台８０４の内部に潤滑油を供給する給油機構８４０とを備えている。
【００４９】
［釜機構：釜］
釜８０１の内釜８０３は、上部が開放された有底の略筒状体であり、内底面の中心にはボビンをはめ込む軸部が立設されており、当該ボビンを格納する機能を有している。
外釜８０２も上部が開放された有底の略筒状体であり、その内部に内釜８０３を格納保持する。この外釜８０２は、内釜８０３を同心の状態を保持すると共に、当該内釜８０３に対して回転可能に結合されている。また、外釜８０２の底面の中心には、後述する釜軸８１１が垂下した状態で固定装備されている。そして、釜軸８１１は、Ｚ軸方向に沿った状態で回転可能に釜土台８０４に支持され、釜土台８０４はネジ止めにより釜回動台１３０の搭載板１３１の上面に固定装備されている。
外釜８０２は、釜軸８１１から一定方向にトルクが入力され、針上下動の二倍の速度で回転が行われるようになっている。そして、外釜８０２に設けられた剣先が二回転に一回の割合で縫い針１１から上糸を捕捉するようになっている。
【００５０】
外釜８０２は、内釜８０３の外周に取り付けられ、内釜８０３に摺接しつつ垂直な中心線回りに一定方向の連続的な全回転を行う。
一方、内釜８０３は、外釜８０２と供に回転を生じないように、外周上部に上方に突出した凸部８０３ａを備え、当該凸部８０３ａが回転方向の両側に迫る回り止め８０５に嵌合している。なお、嵌合部としては凸部８０３ａのように突出する形状に限らず、例えば凹状とし、回り止め８０５を凸状にして嵌合させても良い。
【００５１】
［釜機構：オープナー作動部］
オープナー作動部８２０は、釜土台８０４を上下に貫通し、Ｚ軸方向に並行な状態で回転可能に支持されたオープナー軸８２１と、オープナー軸８２１の下端部に固定装備された入力スプロケット８２２と、オープナー軸８２１の上端部において当該オープナー軸８２１の回転中心線から偏心した位置に設けられた偏心軸８２３と、偏心軸８２３に一端部が連結されたクランクロッド８２４と、オープナー８０６を保持すると共にクランクロッド８２４の他端部に連結された回動腕８２５とを備えている。
【００５２】
入力スプロケット８２２は、前述したように、差動伝達機構４００の出力スプロケット４１６からタイミングベルト４１７を介してトルクが入力される。この入力スプロケット８２２は、出力スプロケット４１６よりも径が小さく、針棒１２の上下動と同じ回転速度で入力スプロケット８２２が回転を行うように回転が増速されてトルクが入力される。
また、入力スプロケット８２２の近傍には図示しないテンションローラが併設されている。釜土台８０４は長穴を介してネジ止めにより釜回動台１３０の搭載板１３１の上面に固定装備されており、ネジを緩めることで位置調節を行い、釜８０１の位置調節を可能としている。この釜８０１の位置調節により、入力スプロケット８２２と出力スプロケット４１６との間に掛け渡されたタイミングベルト４１７が緩まぬよう、テンションローラがタイミングベルト４１７に常時押しつけられて、ベルトに張力を付与している。
【００５３】
回動腕８２５は、釜土台８０４の上部において、Ｚ軸回りに回動可能に支持されており、その回動腕８２５の一端部がクランクロッド８２４の他端部に連結されている。クランクロッド８２４は前述したように、その一端部が偏心軸８２３に連結され、周回運動が付与されるので、その他端部では回動腕８２５をオープナー軸８２１の回転と同じ周期で回動させることができる。
従って、回動腕８２５に固定装備されたオープナー８０６もその先端部が回動腕８２５と共に往復回動を行うこととなる。オープナー８０６はその回動動作により、内釜８０３の外周上部からその半径方向外側に延出された係止突起８０３ｂに接触し、外釜８０２の回転時に内釜８０３の凸部８０３ａと回り止め８０５とが密着する部位を引き離し、上糸の通過を可能としている。
【００５４】
［釜機構：トルク伝達機構］
トルク伝達機構８１０は、外釜８０２の底面中心に固定装備された釜回転軸としての釜軸８１１と、オープナー軸８２１の中間に固定装備された主動歯車８１２と、釜軸８１１に固定装備された従動歯車８１３とから構成されている。
主動歯車８１２と従動歯車８１３の歯数の比率は２：１であり、オープナー軸８２１から釜軸８１１には二倍速で回転が伝達される。つまり、釜８０１の外釜８０２は、縫い針の上下動の回数に対して二倍の速度で回転が行われる。
【００５５】
なお、このトルク伝達機構８１０では歯車機構を採用しているが、トルク伝達可能なあらゆる種類の伝達機構を用いることが可能である。例えば、ベルト機構を用いても良い。その場合、釜駆動モーター４０１を逆回転で駆動させるか、出力スプロケット４１６と入力スプロケット８２２との間のトルク伝達をタイミングベルト４１７に替えて歯車機構を用いることが望ましい。
【００５６】
［釜機構：給油機構］
図１３（Ａ）は給油機構８４０の水平方向の断面図、図１３（Ｂ）は給油機構８４０の垂直方向の断面図である。
給油機構８４０は、釜土台８０４に設けられた潤滑油を貯留する図示しないオイルタンクと、オープナー軸８２１の中間位置に形成された回転部８４１と、釜土台８０４内周と回転部８４１の切り欠け部８４１ａとにより形成された油供給空間としてのポンプ室８４４と、ポンプ室８４４の上部と下部に装着されるオイルシール８４５、８４６と、ポンプ室８４４に連通する潤滑油の導入口８４３と、ポンプ室８４４に連通する潤滑油の排出口８４２と、回転部８４１の外周に当接して往復運動を行うプランジャ８４７とを備えており、これらによりプランジャポンプ型の給油ポンプが構成されている。
【００５７】
回転部８４１の切り欠け部８４１ａは、回転部８４１の片側が切り欠かれて楕円状に形成されている。また、導入口８４３はチューブを介してオイルタンクに接続されている。また、排出口８４２は、チューブを介して釜軸８１１や釜レース面に接続されている。
オープナー軸８２１は、上方から見ると反時計方向に回転し、導入口８４３に負圧が発生し、その負圧によって吸引力が発生し、オイルタンク内から潤滑油が吸引される。ポンプ室内に吸引された潤滑油は、オープナー軸８２１の回転とプランジャ８４７の作用によって、釜軸や釜レース面に潤滑油を供給する。
なお、この給油機構８４０では、プランジャポンプを例示したが、回転駆動源を用いることができるいずれの形式のポンプを使用しても良い。
【００５８】
［釜機構：メス機構］
メス機構８３０は、固定メス８３１を固定保持するメス土台８３２と、固定メス８３１との協働により上糸及び下糸を切断する動メス８３３と、動メス８３３を保持するメス保持腕８３４と、メス保持腕８３４をＺ軸回りに回動可能とするメス支軸８３５と、メス保持腕８３４に回動の動力を付与するカムとしての外周カム８３６と、メス支軸８３５の下端部に設けられ、外周カム８３６から回動の動力が入力されるメス駆動腕８３７と、外周カム８３６からメス駆動腕８３７への動力の入力の接続と切断とを切り替えるメス駆動用のエアシリンダ８３８と、エアシリンダ８３８の切り替え動作を伝達する伝達腕８３９とを備えている。
【００５９】
メス保持腕８３４は、釜８０１の上方で往復の回動を行い、動メス８３３と固定メス８３１とで上糸及び下糸の切断を行う。
このメス保持腕８３４の往復回動の動力は、メス支軸８３５を介してメス駆動腕８３７から入力される。
メス駆動腕８３７は、その回動端部にコロ８３７ａを保持しており、当該コロ８３７ａを外周カム８３６の外周に当接させることで、外周カム８３６の外周形状に応じて回動動作が入力される。
外周カム８３６は、オープナー軸８２１の下部に固定装備され、オープナー軸８２１と共に回転を行う。そして、その外周の一部は、回転中心からの距離が大きくなっており、当該部位からコロ８３７ａを介してメス駆動腕８３７に回動動作が付与される。
このように、メス機構８３０は、糸切り動作の動力をオープナー軸８２１から得ている。
【００６０】
一方、オープナー軸８２１は、縫製中は連続して一定方向に回転を行っているので、外周カム８３６も同様に連続的に回転を行う。従って、メス機構８３０では、縫製中は、メス駆動用のエアシリンダ８３８を制御して、伝達腕８３９を介してコロ８３７ａが外周カム８３６に接触しない位置まで退避させておき、縫製終了時などの糸切り実行時にエアシリンダ８３８を作動させてコロ８３７ａを外周カム８３６に当接させて、糸切りを実行している。
【００６１】
［ミシンの制御系：制御装置］
図１４はミシン１００の制御系を示したブロック図である。ミシン１００は、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１１０を備えている。そして、制御装置１１０は、縫製における動作制御を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ１１２と、演算処理の作業領域地となるＲＡＭ１１３と、縫製データを記憶する記憶手段としての不揮発性のデータメモリ１１４と、ＲＯＭ１１２内のプログラムを実行するＣＰＵ１１１とを備えている。
【００６２】
また、ＣＰＵ１１１は、図示しないインターフェイスを介してミシンモーター駆動回路２１ａ、Ｘ軸モーター駆動回路１０２ｅ、Ｙ軸モーター駆動回路１０２ｆ、釜駆動モーター駆動回路４０１ａ、釜回動モーター駆動回路４０２ａ、針回動モーター駆動回路３２ａと接続され、これらを介して、さらに、ミシンモーター２１、Ｘ軸モーター１０２ｃ、Ｙ軸モーター１０２ｄ、釜駆動モーター４０１、釜回動モーター４０２、針回動モーター３２のそれぞれに接続され、各モーター２１，１０２ｃ，１０２ｄ，４０１，４０２，３２の駆動を制御する。
また、ミシンモーター２１は、図示しないエンコーダを備えており、その検出角度がＣＰＵ１１１に出力される。
また、上記各モーター１０２ｃ，１０２ｄ，４０１，４０２，３２はステッピングモーターまたはサーボモータであり、これらの図示しない原点検索手段がＣＰＵ１１１に接続され、その出力からＣＰＵ１１１は各モーターの原点位置を認識することができる。
さらに、ＣＰＵ１１１は、インターフェイスを介して、釜機構８００のメス駆動用エアシリンダ８３８を作動させる電磁弁８３８ａの開閉を切り替える駆動回路８３８ｂと接続され、当該駆動回路８３８ｂを介して電磁弁８３８ａの制御を行う。
【００６３】
データメモリ１１４に格納されている縫製データには、所定の縫製パターンを縫製するための一針ごとのＸ軸モーター１０２ｃ及びＹ軸モーター１０２ｄの動作量が順番に記憶されており、ＣＰＵ１１１は、縫製の際には、一針ごとにＸ軸モーター１０２ｃ及びＹ軸モーター１０２ｄを駆動する動作制御を行う。
また、制御装置１１０は、縫製時には、ミシンモーター２１と釜駆動モーター４０１とが、針棒１２の上下動周期と釜８０１の回転周期とが一致するよう同期制御を実施する。このため、ミシンモーター２１と釜駆動モーター４０１とには、それぞれ図示を省略したエンコーダが併設されている。
【００６４】
［ヒッチステッチ回避制御］
また、ＣＰＵ１１１は、上記縫製データに基づく縫製制御の実行に伴い、ヒッチステッチ回避制御を実行する。図１５は、Ｘ−Ｙ平面上において、針棒の中心線Ｃの位置から釜８０１の回転中心線の位置に向かう基準線Ｐ（図２参照）の方向を基準（270°）とした
場合に、ヒッチステッチが発生する縫い方向を斜線のエリアＨで示した説明図である。即ち、図示のように、針棒中心線Ｃの位置から釜８０１に向かう方向に対してθ１からθ２の角度範囲内に向かって運針を行うと、ヒッチステッチが発生する。かかるヒッチステッチの発生する方向は、釜の種類やその他の諸条件により変動するので、ミシンごとに試し縫い等を行って得られた角度θ１、θ２の数値を特定しても良い。これらθ１、θ２の値は予めデータメモリ１１４内に登録されている。
そして、ＣＰＵ１１１は、縫製時に縫製データの一針ごとのＸ軸モーター１０２ｃ及びＹ軸モーター１０２ｄの動作量を読み込むと、当該各動作量から次の運針の縫い方向を算出し、現在の釜８０１の位置を基準に算出した縫い方向がθ１からθ２の角度範囲内か否かを判定する。そして、範囲内の時には、針落ちが行われる前に、θ１からθ２の角度範囲から外れる角度まで針回動モーター３２及び釜回動モーター４０２を同期的に駆動し、針棒１２及び釜土台８０４を中心線Ｃ回りに回動させる。また、縫い方向がθ１からθ２の角度範囲外の場合には、現在の針棒１２及び釜土台８０４の回動位置を維持する。
上記ヒッチステッチ回避制御を縫製データの全針について実施することにより、縫製パターン全体においてヒッチステッチの発生を回避することが可能である。
即ち、この制御装置１１０は縫い制御手段として機能するものである。
【００６５】
図１６は上記ヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。これに基づいてヒッチステッチ回避制御を具体的に説明する。
まず、縫製時において、ＣＰＵ１１１は、縫製データからＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量の読み込みと現在の釜８０１の中心線Ｃを中心とする角度の記憶の読み込みを行う（ステップＳ１）。
そして、中心線Ｃの位置と釜８０１の中心位置とを結ぶ基準線Ｐに対する縫い方向の角度θ０を算出する（ステップＳ３）。
さらに、ＣＰＵ１１１は、算出した縫い方向の角度θ０がθ１からθ２の角度範囲内か否かを判定する（ステップＳ５）。
【００６６】
そして、角度範囲外の場合にはそのまま処理を終了して針落ちを行い、角度範囲内の時には、正逆いずれの方向に釜８０１を回動させるべきかを判定する（ステップＳ７）。
即ち、θ１−θ０の絶対値がθ２−θ０の絶対値よりも小さいか否かを判定し、θ１−θ０の絶対値が小さい場合には、当該値にマージンとなる角度αを加算した角度で釜８０１及び針棒１２の逆方向の回動を行う（ステップＳ９）。
また、θ２−θ０の絶対値が小さい場合には、当該値にマージンとなる角度αを加算した角度で釜８０１及び針棒１２の正方向の回動を行う（ステップＳ１１）。
なお、マージンとなる角度αは任意に設定可能とすることが望ましく、その設定値はデータメモリ１１４内に記憶される。なお、このαも絶対値である。
さらに、ＣＰＵ１１１は、次回のヒッチステッチ角度領域判定のために、回動を行った後の釜８０１の中心線回りの角度を記憶する。
そして、ヒッチステッチ回避制御を終了する。なお、かかる制御は、毎針の針落ちの前に実施される。
なお、上記制御にあっては、釜回動モーター４０２の原点検索を行った後、制御動作量を逐次記憶することにより中心線Ｃ回りの釜８０１の角度を常に把握することが可能であるが、釜回動台１３０或いは針棒回動台３１に角度センサを設け、その検出により釜８０１の角度を取得しても良い。
【００６７】
［針棒回動制御］
また、ＣＰＵ１１１は、上記縫製データに基づく縫製制御の実行に伴い、針棒回動制御を実行する。なお、この針棒回動制御は、上記ヒッチステッチ回避制御と同時には行われず、予めいずれか一方を指定することにより選択的に実行されるものである。
図１７は、ミシン１００における上糸経路を示す説明図である。ミシン１００は、糸調子器１５１から天秤１４２、第一糸案内１５２、第二糸案内１５３、針棒糸案内１５４を介して縫い針１１の目穴１１１に挿通されている。
上糸ＵはＺ撚り（糸の一端から他端側に向かって時計回りに螺旋を描くように撚られている糸）のものが広く普及しており、このＺ撚りの上糸Ｕの場合、図１８（Ａ）に示すように、縫い針１１の目穴１１１の右内壁に接した状態の場合には天秤１４２の上下動による撚り戻しが生じて縫い目に悪影響を与える。一方、図１８（Ｂ）に示すように、縫い針１１の目穴１１１の左内壁に接した状態の場合には天秤１４２の上下動による撚りの変化が小さく、撚り戻しが生じにくい。
【００６８】
従って、運針の際には、図１８（Ｂ）の状態を維持することが望ましい。この状態変化は、布送りが行われる方向により決まるので、針棒回動制御では、次の運針の縫製データの一針ごとのＸ軸モーター１０２ｃ及びＹ軸モーター１０２ｄの動作量を読み込んで、布地の移動方向を算出し、当該布地の移動方向に対応して図１８（Ｂ）の状態となる向きに針棒を回動させる制御を行うものである。
図１９に示すように、縫い針１１に対して針棒糸案内１５４が右側に位置する場合に、針棒糸案内１５４から供給される上糸Ｕは目穴１１１の正面を向く方の端部側から挿入され、布地に至る。従って、この状態において、縫い方向が左側（布地の移動方向が右側）の場合には図１８(Ａ)の状態が発生し、縫い方向が右側（布地の移動方向が左側）の場合には図１８(Ｂ)の状態とすることが可能である。なお、図１９の矢印は布移動方向を示している。
つまり、制御装置１１０は、縫い針１１に対して針棒糸案内１５４が、次の運針における縫い方向下流側（布移動方向上流側）に位置する向きとなるように針回動モーター３２の制御を行う。換言すると、求められた次の針落ちの布移動方向の180°反対側に針棒糸
案内１５４が位置する向きに針棒１２を回動させる。なお、針棒１２は、天秤１４２の上死点である針棒角度約６０°（針棒上死点を0°とする）よりも前に回動が完了するタイ
ミングで回動が行われる。
これにより、制御装置１１０は、「追従制御部」としての制御を実行する。
【００６９】
針棒回動動作は、正方向と逆方向（図１５参照）のいずれでも行うことができるが、直前の針棒１２の向きに対して次の針棒１２の向きが少なくなる方向を選択して回動が行われる。つまり、制御装置１１０は、「選択制御部」としての制御を実行する。
また、釜８０１についても針棒１２と同じ向きに回動させる必要があるので、針棒１２の回動量と等しくなるように針回動モーター３２と同じタイミングで釜回動モーター４０２を制御する。つまり、制御装置１１０は「同期制御部」としての制御を実行する。
【００７０】
なお、上糸Ｕは、図１７に示すように、糸調子器１５１から第二糸案内１５３までは経路が一定であるため、針棒１２の回動量が大きくなると、針棒１２に巻付きを生じ、摩擦により糸張力が変化して縫い目の形成状態も変化してしまう。
従って、上記針棒回動制御を行う際に、繰り返される回動角度の累計が予め定められた基準位置から予め定めた最大回動角度を超える場合には、前述した選択制御部による正逆の回動方向の選択に拘わらず、最大回動角度を超えないように正逆何れかの回動方向を選択する制御を実行する。つまり、制御装置１１０は「規制制御部」としての制御を実行する。
ここで、基準位置は前述した図１８における0°の方向に縫い目が形成される方向（180°の方向に針棒糸案内１５４が位置する向き）とする。
また、最大回動角度は例えば、270°の方向に縫い目が形成される方向（90°の方向に針棒糸案内１５４が位置する向き）とするが、上糸Ｕと針棒１２との摩擦の関係によっては増減させても良い。
【００７１】
上記の例により、針棒回動制御を実行する場合の動作例を図２０に示す。この図では、四角模様縫いを行う場合を例示しており、0°、90°、180°、270°の方向の順番で縫い目の形成が行われる。なお、この図において、実線矢印は縫い方向（縫い目の形成される方向）、破線矢印は布送り方向（布地の移動方向）を示しており、布地の送り方向は、縫い方向とは逆の方向となる。
制御装置１１０は、この四角模様縫いの縫製データを読み込んで、最初の縫い方向が0°と算出されると、布送り方向は180°となるので、針棒１２に対して針棒糸案内１５４が180°の方向に位置する向き（基準位置）として縫製を開始する。なお、各辺について縫い方向は一定であるが、制御装置１１０は、毎針ごとに縫いの方向の算出を行い、針棒１２の向きを決定している。
そして、角部にさしかかり、次の運針方向が90°である場合には、布送り方向は270°となるので、針棒１２に対して針棒糸案内１５４が270°の方向に位置する向きとなるように回動が行われる。この時の回動方向は、正方向であれば90°、逆方向であれば270°なので、正方向が選択される。
そして、次の角部にさしかかり、次の運針方向が180°である場合には、布送り方向は0°となるので、針棒１２に対して針棒糸案内１５４が0°の方向に位置する向きとなるように回動が行われる。この時の回動方向も、正方向であれば90°、逆方向であれば270°なので、正方向が選択される。
そして、次の角部にさしかかり、次の運針方向が270°である場合には、布送り方向は90°となるので、針棒１２に対して針棒糸案内１５４が90°の方向に位置する向きとなるように回動が行われる。
この時の回動方向は、正方向であれば90°、逆方向であれば270°となるが、正方向に回動を行うと、基準位置からの累計の最大回動角度が270°に達するので、選択制御部としての制御に拘わらず、逆方向の回動が行われる。つまり、基準位置から逆方向に90°の位置目で回動が行われるので、上糸Ｕの針棒１２に対する絡みの発生を防止することができる。
【００７２】
図２１は上記針棒回動制御のフローチャートである。これに基づいて針棒回動制御を具体的に説明する。なお、以下の説明において、針棒１２の向きとは、針棒１２を中心とする針棒糸案内１５４の位置する方向を示すものとする。前述したように、この針棒の向きと縫い方向とが一致するように制御することを目的とする。
【００７３】
まず、縫製時において、ＣＰＵ１１１は、縫製データからＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量の読み込みと現在の針棒の向きである現在位置θｎ、これまでの針棒１２の回動角度の合計である累計角度θａの読み込みを行う（ステップＳ２１）。
そして、中心線Ｃの位置と釜８０１の中心位置とを結ぶ基準線Ｐに対する縫い方向θ０（目的位置）を算出する（ステップＳ２３）。
さらに、ＣＰＵ１１１は、回動直前の針棒１２の向きである現在位置θｎから縫い方向θ０への回動は逆方向の回動よりも正方向の回動の方が回動角度量が小さいか判定する（ステップＳ２５）。
【００７４】
正方向の方が回動角度量が小さい場合には、これまでの累積角度θａに現在位置θｎから縫い方向θ０へ正方向の回動角度を加えた場合に、最大値である270°以上となるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
超えない場合には、現在位置θｎから縫い方向θ０に正方向の回動動作を行う（ステップＳ２９）。
超える場合には、現在位置θｎから縫い方向θ０に逆方向の回動動作を行う（ステップＳ３１）。
【００７５】
また、ステップＳ２５において、現在位置θｎから縫い方向θ０への回動は逆方向の回動の方が正方向の回動よりも回動角度量が小さいと判定した場合には、ＣＰＵ１１１は、さらに、これまでの累積角度θａに現在位置θｎから縫い方向θ０への逆方向の回動角度を加えた場合に、最大値である-270°よりさらに逆方向側の角度となるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
-270°よりさらに逆方向側の角度とならない場合には、現在位置θｎから縫い方向θ０に逆方向の回動動作を行う（ステップＳ３５）。
-270°よりさらに逆方向側の角度となる場合には、現在位置θｎから縫い方向θ０に正方向の回動動作を行う（ステップＳ３７）。
【００７６】
上記それぞれの針棒１２の回動動作が行われた後には、その動作量に加えて累積角度θａを更新する。また、現在位置θｎを縫い方向θ０の角度に更新する（ステップＳ３９）。
そして、一針分の処理を終了する。
【００７７】
［実施形態の作用効果］
ミシン１００は、縫い針１１を保持する針棒１２と、針棒１２を上下動可能に支持すると共にミシンフレーム１０１により針棒１２と共に当該針棒１２に平行な所定の中心線Ｃ回りに回動可能に支持され針棒回動台３１と、針棒１２に連結され、当該針棒１２に上下動動作を付与する針上下動機構２０と、針棒１２の回動動作の駆動源となる針回動モーター３２と、上糸Ｕの引き上げを行う天秤１４２と、を備え、針棒回動台３１は、針棒１２の上端部側の一部分を上下動可能に支持し、針上下動機構２０は、針棒回動台３１による針棒１２の支持する一部分とは重合しないより下側の他の位置で回動可能に連結されている。
より具体的には、針棒回動台３１は、針棒１２の上部を上下動可能に支持すると共に、針上下動機構２０は、針棒回動台３１の下方で針棒１２に回動可能に連結されている。
【００７８】
このように、針棒回動台３１が針棒１２の上端部側の一部分を支持し、針上下動機構２０は針棒回動台３１とは重合しない他の位置で針棒１２に連結されているので、例えば、針棒回動台が針棒の上端部と下端部を回動可動に支持し、針棒回動台による支持位置の間で針棒と針上下動機構とが連結されている構造に比べて、針棒回動台を上下方向に小型化することができ、これによる軽量化を図ることができるので、高速回動動作が容易となり、縫製の高速化も可能となる。
これにより、ヒッチステッチ回避制御における針棒回動動作も高速で行うことができ、高速でヒッチステッチのない縫い品質の高い縫製を行うことが可能となる。
また、針棒回動制御における針棒回動動作も高速で行うことができ、高速で糸の撚り戻りの生じない縫い品質の高い縫製を行うことが可能となる。
また、針棒回動台３１を上下方向に小型化した場合でも、その上端部と下端部の両方がミシンアーム部１０１ａに固定装備されたメタル軸受け３１１，３１２により支持され、針棒１２は針棒メタル軸受け１２１，１２２で上下二箇所が支持されているので、針棒１２がＺ軸方向に平行な状態を強固に維持することができ、良好な針上下動を行うことが可能である。
【００７９】
また、ミシン１００は、針棒１２が当該針棒１２を中心とする直径方向の両外側に向かって突出した一対の凸部１２３ａ，１２３ｂを有し、針棒回動台３１がそれぞれの凸部１２３ａ，１２３ｂが嵌合し滑動する上下方向に沿った二つのガイド穴３１４ａ，３１４ａを備えている。
これにより、針棒回動台３１に対する針棒１２の回動動作の追従性を高めることができ、良好な回動動作を行うことが可能となる。さらに、上記構造により、針棒回動台３１に対する針棒１２の上下動動作も良好に行うことが可能となり、高速な縫製を安定的に行うことが可能となる。
【００８０】
また、ミシン１００は、上糸Ｕを捕捉し、回転動作により上糸Ｕを下糸に絡める釜８０１と、釜８０１を搭載し、ミシンフレーム１０１に対して針棒１２と同じ中心線Ｃ回りに回動可能に支持された釜回動台１３０と、釜回動台１３０の回動動作の駆動源となる釜回動モーター４０２とを備え、針棒回動台３１と釜回動台１３０のそれぞれの回動角度が一致するように針回動モーター３２と釜回動モーター４０２とを制御する同期制御部としての制御装置１１０を備えている。
このように、釜８０１の回動を可能とする構成とした場合には、針棒１２の回動時に釜８０１も回動させることにより、釜８０１が向きの変わった縫い針１２から円滑に上糸を捕捉することができ、縫製動作を確実且つ円滑に行うことが可能となる。
【００８１】
また、ミシン１００は、回動中心線Ｃに垂直な平面上（Ｘ方向、Ｙ方向に沿った水平一平面上）において任意の方向に被縫製物を移動可能な移動機構としての布移動機構１２０を備え、布移動機構１２０による被縫製物の移動を行う場合に、針棒１２が被縫製物の移動方向に対応する向きで追従的に回動を行うように針回動モーター３２を制御する追従制御部としての制御装置１１０を備えている。
このような針棒１２の追従回動制御を行うことで、天秤１４２による上糸Ｕの引き上げの際に、縫い針１１の目穴１１１から引き出される上糸Ｕの摺動による撚り戻しの発生を低減することでき、糸のほつれ状態やほどけ状態を防止し、より良好な縫いを行うことが可能となる。
【００８２】
また、ミシン１００は、制御装置１１０が、針棒１２の回動角度について一定の基準位置（例えば0°）を定め、針棒１２の回動を行う際に、布移動方向に対応する目標位置となる回動角度が現在位置となる回動角度からの回動角度量が少なくなるように正逆何れかの回動方向を選択する選択制御部としての制御と、複数回の回動動作を行う際に、その回動角度の累計が基準位置から予め定めた最大回動角度（例えば±270°）を超える場合には選択制御部としての制御に基づく正逆の回動方向の選択に拘わらず、最大回動角度を超えない正逆何れかの回動方向を選択する規制制御部としての制御とを行う構成としている。
なお、上記実施形態では最大回動角度を±270°としたが、±330°±200°等、±180°〜±360°の範囲等、上糸Ｕが針棒１２に絡みつかない範囲で種々設定可能である。
【００８３】
上記選択制御部としての制御により、少ない回動角度が選択されるので、回動動作の高速化を図ることができる。
その一方で、針棒１２の回動動作が繰り返された結果、基準位置からの針棒１２の回動角度が増加すると、供給される上糸Ｕが針棒１２に絡みつく可能性を生じるが、規制制御部としての制御により、最大回動角度超えないよう制御するので、絡みつきの問題を解消し、良好な縫製動作を行うことが可能となる。
【００８４】
また、制御装置１１０が、布移動機構１０２による被縫製物の移動を行う前に、当該被縫製物の移動方向が予め定められたヒッチステッチの発生する範囲に含まれる場合に当該範囲から外れるように、釜回動モーター４０２を駆動して、中心線Ｃ回りに釜土台８０４及び針棒１２を回動させるヒッチステッチ回避制御を行うことにより、ヒッチステッチの発生を効果的に回避することができ、縫い全体に渡ってパーフェクトステッチを実現することで縫い品質を飛躍的に向上することが可能となる。
【００８５】
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施の形態として、固有形状の針落ち穴を形成するメス針を縫い針として使用するミシン１００Ａについて図２２〜図３１に基づいて説明する。
図２２は、ミシン１００Ａにおける上糸経路を示す説明図である。このミシン１００Ａは、先端が扁平に形成されたメス針１１Ａとメス針用の針棒糸案内１５４Ａとを針棒１２の下端部に備える点が前述したミシン１００と異なっている。また、ミシン１００Ａの制御装置１１０（図１４参照）は後述するメス針１１Ａに固有の縫製動作制御を行うことを特徴としている。
そして、このミシン１００Ａの上記以外の構成についてはミシン１００と同一である。以下の説明では、主にミシン１００Ａがミシン１００と異なる点について説明するものとする。
【００８６】
上記ミシン１００Ａは、皮革等からなる被縫製物に対して、メス針１１Ａにより、いわゆるサドル（セリエ）ステッチ風縫いを行うことに好適なミシンである。
なお、サドルステッチは、メスで事前にメス穴を空けて、手縫いで２本の糸を交互に逆方向に縫う縫い方であり、上記ミシン１００Ａにより形成されるサドルステッチ風の縫いは、外観が本来のサドルステッチに近似した本縫いミシンの縫い目である。
このミシン１００Ａは、糸調子器１５１から天秤１４２、第一糸案内１５２、第二糸案内１５３、針棒糸案内１５４Ａを介してメス針１１Ａの目穴１１１Ａに至る上糸Ｕの糸経路を有している。
さらに、図２３及び図２４に示すように、針棒１２の下端部には、針棒糸案内１５４Ａが固定装備されており、針棒１２の回動時には、メス針１１Ａと針棒糸案内１５４Ａとが共に中心線Ｃ回りに回動を行う。
さらに、針棒糸案内１５４Ａは中心線Ｃを中心とする半円弧状の上糸案内孔を備えており、針棒１２の回動時にも針棒糸案内１５４Ａからメス針１１Ａに渡る上糸Ｕを好適に案内することが出来るようになっている。
なお、針棒糸案内１５４Ａの上糸案内孔が中心線Ｃに対して天秤１４側に位置する場合のメス針１１Ａの向き（中心線Ｃ回りの回動角度）をメス針１１Ａの基準位置とする。即ち、上記図２３及び図２４はメス針１１Ａが基準位置にある状態を示している。
【００８７】
［メス針の構造］
図２５（Ａ）は基準位置にあるメス針１１Ａの正面図、図２５（Ｂ）は基準位置にあるメス針１１Ａの側面図、図２６は基準位置にあるメス針１１Ａの平面図を示している。
メス針１１Ａはその先端部１１２Ａが扁平且つ尖鋭に形成された平メス型のメス針である。そして、図２６に示すように、メス針１１Ａが基準位置にある状態で目穴１１１ＡがＹ軸方向に沿った状態となり、扁平な先端部１１２ＡはＸ軸方向に沿った状態となる。
このように先端部１１２Ａが目穴１１１Ａに直交するメス針１１Ａを横メスという。
また、メス針１１Ａは、基準位置にある状態で、目穴１１１Ａの一端部が作業者側を向いており（作業者はミシン面部の正面に位置する）、目穴１１１Ａの他端部は平坦にえぐられている。当該目穴１１１Ａの一端部側を正面側１１３Ａ、目穴１１１Ａの他端部側をえぐり側１１４Ａとすると、針棒糸案内１５４Ａの上糸案内孔を通された上糸Ｕは、メス針１１Ａの目穴１１１Ａの正面側１１３Ａからえぐり側１１４Ａに向かって挿入される。
なお、メス針１１Ａに対してえぐり側１１４Ａに釜８０１が配置されており、メス針１１Ａのえぐり側１１４Ａから釜８０１が上糸ループの捕捉を行う。
【００８８】
［サドルステッチ風縫いの縫製制御］
次に、図２７に示す長方形の被縫製物の外縁部に沿って長方形状の縫製パターンに従ってサドルステッチ風縫いを行う場合に制御装置１１０が実施する縫製制御について説明する。
図２７に示す被縫製物に対して、メス針１１Ａから天秤１４２側に向かう方向を0°とする場合、0°、90°、180°、270°、360°の方向の順番で縫い目の形成が行われる。なお、この図２７において、実線矢印は縫い方向（縫い目の形成される方向）、破線矢印は布送り方向（布地の移動方向）を示しており、布地の送り方向は、縫い方向とは逆の方向となる。
【００８９】
［縫製パターン］
即ち、制御装置１１０のデータメモリ１１４内の縫製データには、布移動機構１０２が、被縫製物を次の(1)〜(5)の順番で移動させる為の一針ごとの移動量データが定められている。
(1)縫い開始位置Ｓから長方形状の縫製パターンの長辺の1/2の距離だけ180°の方向に被縫製物を移動
(2)長方形状の縫製パターンの短辺の距離だけ270°の方向に被縫製物を移動
(3)長方形状の縫製パターンの長辺の距離だけ0°の方向に被縫製物を移動
(4)長方形状の縫製パターンの短辺の距離だけ90°の方向に被縫製物を移動
(5)長方形状の縫製パターンの長辺の1/2の距離だけ180°の方向に被縫製物を移動
【００９０】
ここで、針棒回動機構と釜回動台等を有するミシン１００Ａに、メス針１１Ａを装着し、サドルステッチ風縫製による縫い目を形成した場合を図２８、図３１に示す。また、針棒回動機構と釜回動台等を備えない、従来のミシンにメス針１１Ａを装着して、同様な縫い目を形成したものを図２９に、サドルステッチ風縫製による不適切な縫い目の例を図３０に示す。
図２８に示すサドルステッチ風縫製による縫い目は、縫い目形成方向Ｆに対するメス針１１Ａが形成する略長穴状の針落ち穴ｈの傾斜角度が一定状態を維持して形成され、上糸Ｕの結節Ｕｋは、その縫い始め端部Ｕｋ１が針落ち穴ｈの前端部ｈ１に、その縫い終わり端部Ｕｋ２が次の針落ち穴ｈの後端部ｈ２に渡るように形成される。
また、図３１に示すサドルステッチ風縫製による縫い目は、左側上部から縫製を開始し、縫い方向が直角に曲がる右側上部の最初の針落ち点で、メス針１１Aを９０°回動して、サドルステッチ風縫い目が形成される。
なお、図２９に示すように、針棒回動機構と釜回動台等を備えない、従来ミシンの布移動機構によれば、メス針１１Ａが形成する針落ち穴ｈは、一定方向にのみ形成されるだけである。このため、針棒回動機構を備えない従来ミシンは、図３１に示す、サドルステッチ風縫製による縫い目を形成することができない。
【００９１】
また、図３０に示すように、サドルステッチ風縫製では、針落ち穴ｈに対して想定された縫い目が形成されない場合がある。この縫いにおける不適正な縫製時には、縫い目形成方向Ｆに対するメス針１１Ａが形成する略長穴状の針落ち穴ｈの傾斜角度が一定状態を維持して形成されるが、上糸Ｕの結節Ｕｋは、その縫い始め端部Ｕｋ１が針落ち穴ｈの後端部ｈ２に、その縫い終わり端部Ｕｋ２が次の針落ち穴ｈの前端部ｈ１に渡るように形成される。
上記不適正な縫製の発生要因は、メス針１１Ａの回動角度、第二糸案内１５３から針棒糸案内１５４Ａを介してメス針１１Ａの目穴１１１Ａを抜けるまでの上糸Ｕの経路状態、縫い目形成方向などが関連しているものと考えられる。
これに対して、図３１に示すように、メス針１１Ａの針落ち穴ｈは、中心線ｃ１を中心に対称となる形状である。このため、縫い目形成方向Ｆに対する針落ち穴ｈの傾斜角度をα°とすると、中心線Ｃ回りの針棒回動角度はα°とα±180°の二通りを選択することができる（＋：時計方向、−：反時計方向とする）。
従って、縫製データ中に定められた複数の縫い目形成方向について、当該各縫い目形成方向に対して針落ち穴ｈが一定の傾斜角度となる針棒回動角度α°とα±180°とについて試し縫い等を行うことにより、適正な縫製が行われるいずれか一方の針棒回動角度を事前に選択し、当該針棒回動角度を縫製データ中に記録する。
【００９２】
なお、α°とα±180°のいずれも適正な縫製が可能である場合には、いずれを縫製データ中に設定しても良いが、メス針１１Ａの基準位置から±180°の範囲内となる方を選択することが望ましい。
また、α±180°において適正な縫製が可能である場合には、α+180°とα-180°の内のメス針１１Ａの基準位置から±180°の範囲内となる方を選択することが望ましい。
また、縫製データに中心線Ｃ回りの針棒回動角を設定する場合には、一針ごとに中心線Ｃ回りの針棒回動角を定めても良いが、図３１に示した縫製パターンのように(1)〜(5)の区間ごとに縫い目形成方向Ｆが一定となる場合には、(1)〜(5)の区間ごとに中心線Ｃ回りの針棒回動角を設定しても良い。
【００９３】
サドルステッチ縫いを行うための縫製データの具体的な設定について図３１の例により説明する。
この縫製データでは、縫い目形成方向に対する針落ち穴ｈの傾斜角度を+45°とするサドルステッチ縫いを行うことを前提としている。
なお、メス針１１Ａに対する天秤１４側の方向を0°とし、メス針１１Ａが基準位置にある場合（針棒糸案内１５４が天秤１４側にある状態）を回動角度0°とする。
【００９４】
(1)及び(5)の区間では縫い目形成方向が0°、メス針１１Ａの回動角度は+45°(=α°)が選択されている。
(2)の区間では縫い目形成方向が+90°、メス針１１Ａの回動角度は-45°(=α-180°)が選択されている。
(3)の区間では縫い目形成方向が+180°、メス針１１Ａの回動角度は+45°(=α-180°)に設定されている。
(4)の区間では縫い目形成方向が+270°、メス針１１Ａの回動角度は-45°(=α°)に設定されている。
【００９５】
制御装置１１０は、上記縫製データにより、区間(1)では、針棒回動モーター３２及び釜回動モーター４０２を制御してメス針１１Ａを+45°の回動角度とし、布移動機構１０２を制御して縫い開始位置Ｓから0°の方向に向かって縫い目形成を行わせる。
区間(2)では、針棒回動モーター３２及び釜回動モーター４０２を制御してメス針１１Ａを-45°の回動角度とし、布移動機構１０２を制御して区間(1)の終端から+90°の方向に向かって縫い目形成を行わせる。
区間(3)では、針棒回動モーター３２及び釜回動モーター４０２を制御してメス針１１Ａを+45°の回動角度とし、布移動機構１０２を制御して区間(2)の終端から+180°の方向に向かって縫い目形成を行わせる。
区間(4)では、針棒回動モーター３２及び釜回動モーター４０２を制御してメス針１１Ａを-45°の回動角度とし、布移動機構１０２を制御して区間(3)の終端から+270°の方向に向かって縫い目形成を行わせる。
区間(5)では、針棒回動モーター３２及び釜回動モーター４０２を制御してメス針１１Ａを+45°の回動角度とし、布移動機構１０２を制御して区間(4)の終端から縫い開始位置Ｓまで0°の方向に向かって縫い目形成を行わせる。
これにより、長方形状の縫製パターンの各辺に対して傾斜角+45°となる針落ち穴が一定のピッチで形成されると共に、図２８と図３１に示したサドルステッチ風縫いの適正な縫製が行われる。
【００９６】
［平メス型のメス針の他の例］
平メス型のメス針は、目穴１１１Ａと先端部１１２Ａとが直交する上記のメス針１１Ａに限られない。例えば、図３２及び図３３に示すメス針１１Ａａは、その目穴１１１Ａａとえぐり部１１４Ａａと針棒糸案内１５４Ａの位置関係はメス針１１Ａと同一だが、扁平な先端部１１２Ａａが目穴１１１Ａａと平行に形成されている（いわゆる縦メス）。
また、図３４及び図３５に示すメス針１１Ａｂは、その目穴１１１Ａｂとえぐり部１１４Ａｂと針棒糸案内１５４Ａの位置関係はメス針１１Ａと同一だが、扁平な先端部１１２Ａｂが目穴１１１Ａｂに対して+45°傾斜した方向に形成されている（いわゆる斜めメス）。
また、図３６及び図３７に示すメス針１１Ａｃは、その目穴１１１Ａｃとえぐり部１１４Ａｃと針棒糸案内１５４Ａの位置関係はメス針１１Ａと同一だが、扁平な先端部１１２Ａｃが目穴１１１Ａｃに対して-45°傾斜した方向に形成されている（いわゆる斜めメス）。
【００９７】
これらのメス針１１Ａａ〜１１Ａｃにより前述したサドルステッチ風縫いを行う場合も、メス針１１Ａと同様である。
例えば、図３１の縫製パターンについてメス針１１Ａａでサドルステッチ風縫いを行う場合には、針棒糸案内１５４Ａが天秤１４側を向いた状態を基準位置とした場合、区間(1)及び(5)ではメス針１１Ａａの回動角度は-45°又は-45±180°が適宜選択され、区間(2)ではメス針１１Ａａの回動角度は+45°又は+45±180°が適宜選択され、区間(3)ではメス針１１Ａａの回動角度は-45°又は-45±180°が適宜選択され、区間(4)ではメス針１１Ａａの回動角度は+45°又は+45±180°が適宜選択される。
【００９８】
また、図３１の縫製パターンについてメス針１１Ａｂでサドルステッチ風縫いを行う場合には、区間(1)及び(5)ではメス針１１Ａｂの回動角度は+90°又は+90±180°が適宜選択され、区間(2)ではメス針１１Ａｂの回動角度は0°又は±180°が適宜選択され、区間(3)ではメス針１１Ａｂの回動角度は+90°又は+90±180°が適宜選択され、区間(4)ではメス針１１Ａｂの回動角度は0°又は±180°が適宜選択される。
【００９９】
また、図３１の縫製パターンについてメス針１１Ａｃでサドルステッチ風縫いを行う場合には、区間(1)及び(5)ではメス針１１Ａｃの回動角度は0°又は±180°が適宜選択され、区間(2)ではメス針１１Ａｃの回動角度は+90°又は+90±180°が適宜選択され、区間(3)ではメス針１１Ａｃの回動角度は0°又は±180°が適宜選択され、区間(4)ではメス針１１Ａｃの回動角度は+90°又は+90±180°が適宜選択される。
【０１００】
［平メス型以外のメス針の他の例］
メス針は先端部の形状が三角錐、四角錐などの他角錐型のものがあり、これらのメス針もミシン１００Ａと同様に使用することが可能である。
メス針の先端部の形状が正ｎ角錐である場合、縫い方向に対して一定の傾斜角度となる針落ち穴を形成することが可能な針棒回動角度は、α°、(α+1×(n/360))°、(α+2×(n/360))°、…、(α+(n-1)×(n/360))°のｎ通りの中から最も適正な縫製を行うことが可能な角度を選択して縫製データに設定することが出来る。
【０１０１】
［縫製パターンの他の例］
また、縫製パターンは図３１に示すように、縫い目形成方向Ｆに対する針落ち穴の傾斜角度が異なるものであってもよいことは勿論である。
例えば、図３８に示すように、針落ち穴ｈが縫い目形成方向Ｆに対して直交し、上糸Ｕの結節Ｕｋは縫い目形成方向Ｆに平行に形成されるものや、図３９に示すように、針落ち穴ｈが縫い目形成方向Ｆに対して平行に形成され、上糸Ｕの結節Ｕｋも縫い目形成方向Ｆに平行に形成されるものであっても良い。
【０１０２】
［第二の実施形態の技術的効果］
以上のように、ミシン１００Ａでは、ミシン１００におけるヒッチステッチ回避制御及び針棒回動制御を除いてミシン１００と同一の技術的効果を得ることが可能である。
さらに、ミシン１００Ａは、縫い針としてメス針を装備することにより、縫い方向が変化する縫製パターンにおいて、それぞれの縫い方向に対応した向きで針落ち穴を形成することができ、メス穴形成作業と縫い目形成作業とを分離せずに同時進行による効率的なサドルステッチ縫い作業を行うことが可能である。また、ミシン１００Ａは、メス針を少なくとも360°の範囲で回動させることが出来、メス針の交換を行うことなく、縫い目形成方向に対する針落ち穴の傾斜角度を任意の角度で形成することが可能である。
さらに、平メス型のメス針１１Ａ（又はメス針１１Ａａ〜１１Ａｃ）を使用する場合には、ある針棒回動角度による針落ち穴の傾斜角度と±180°回動させたときの針落ち穴の傾斜角度とが等しくなるので、所定の縫い方向に対する針棒回動角度の設定を角度α°とα±180°とで選択することが出来、より適正な縫製を実現させることが可能となる。
【０１０３】
［動力伝達機構の他の例］
なお、前述したミシン１００では、動力伝達機構４００の釜駆動モーター４０１を釜回動台１３０に搭載せずに支持フレーム１０５に固定装備した場合を例示したが、上記の例に限らず、釜駆動モーター４０１を釜回動台１３０に搭載しても良い。
このようなミシン１００Ｃについて図４０及び図４１に基づいて説明する。この図４０はミシン１００Ｃの動力伝達機構４００Ｃ及び釜機構８００の中心線Ｃ及びＹ−Ｚ平面に沿った断面図である。
以下の説明では、ミシン１００Ｃについてミシン１００と異なる点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
このミシン１００Ｃはいわゆる一本針ミシンである。そして、ミシン１００Ｃの動力伝達機構４００Ｃは、前述した差動伝達機構４００と異なり、支持枠４３１を含む差動機構部４３０と回動連動部４４０を有しておらず、釜駆動モーター４０１を釜回動台１３０に直接搭載している。即ち、この伝達機構４００Ｃは、差動機構を有しておらず、単なる動力伝達機構である。
【０１０４】
上記釜駆動モーター４０１は、その出力軸が中心線Ｃ上に配置されると共に上方に向けられた状態で釜回動台１３０に固定保持されている。
一方、動力伝達機構４００Ｃの回転力伝達部４１０Ｃは、釜回動台１３０において中心線Ｃ上となる位置に回転可能に支持された出力軸４１２Ｃと、当該出力軸４１２Ｃに固定装備された出力スプロケット４１６と、当該出力スプロケット４１６と釜機構８００の入力スプロケット８２２との間に掛け渡されたタイミングベルト４１７とから構成されており、回転力伝達部４１０Ｃの出力軸４１２Ｃと釜駆動モーター４０１の出力軸とはカップリング４１９Ｃで連結されている。
また、動力伝達機構４００Ｃは差動伝達機構４００と同じ回動力伝達部４２０を備えており、釜駆動モーター４０１と共に釜回動台１３０を中心線Ｃ回りに回動させる。
かかる回動時に、釜駆動モーター４０１はその出力軸回りに回動を行うので、釜駆動モーター４０１の回転駆動時において、出力スプロケット４１６から釜機構８００の入力スプロケット８２２に伝達される回転の位相の変動は生じない。従って、釜８０１の回動時に、位相のズレが発生せず、安定的に上糸の捕捉を行うことができる。
【０１０５】
また、釜回動台１３０の中心線Ｃ上に釜駆動モーター４０１を配置し、搭載板１３１上の釜機構８００にトルクを入力する構成としたので、釜機構８００の回動時に釜８０１に位相のずれが生じないことから、差動機構部４３０を不要とすることが可能となり、部品点数の低減、構造の簡易化を図ることが可能となる。
一方、釜回動台１３０に釜駆動モーター４０１を搭載するので、釜駆動台１３０全体の重量の増加を生じる可能性があるが、この動力伝達機構４００Ｃでは、釜駆動台１３０の回動の中心線Ｃ上に釜駆動モーター４０１の出力軸が位置すると共に当該出力軸が中心線Ｃに沿うように配置しているので、モーターを横向きとする場合や中心線から外れて配置する場合に比べて、釜駆動台１３０の慣性モーメントを最小限とすることができ、釜回動モーター４０２に必要となる出力を低減し、モーターの小型化を図ることが可能となる。
また、慣性モーメントの低減により、回動動作の高速化、高精度化を図ることが可能となる。
【０１０６】
なお、釜回動台１３０に釜駆動モーター４０１を搭載する場合、釜駆動モーター４０１の配線を釜回動台１３０の外部に引き出さねばならないが、配線の捻れなどが発生しないように、釜駆動台１３０の回動角度の範囲に制限を設ける必要がある。この場合、およそ360°の範囲以下とすることで大きな捻れの発生を回避できるが、当該範囲で回動可能で
あれば、いずれの方向にも縫いを進めることができ、多様な縫製が可能である。
【０１０７】
また、釜駆動台１３０の回動角度の範囲に制限を設けないで、図４０に示すように、スリップリング１０６Ｃを搭載しても良い。
スリップリング１０６Ｃは、内部に摺動接点を備え、回転運動を行う対象物と非回転の外部との電気的接続を維持するものであり、釜回動台１３０に搭載された釜駆動モータ４０１をこのスリップリング１０６Ｃを介して外部の電源と接続することにより、釜回動台１３０の回動範囲を無制限とすることができる。
なお、この図４０では、回動力伝達部４２０の従動スプロケット４２２を釜回動台１３０の下部に取り付けて、釜回動台１３０の下部から回動力を付与しているが、図２２の例と同様に、従動スプロケット４２２を釜回動台１３０の上部に取り付けても良い。
【０１０８】
［その他］
なお、上記針棒回動機構３０の針回動モーター３２と差動伝達機構４００の釜回動モーター４０２とは一つのモーターにより共通化を図っても良い。例えば、釜回動モーター４０２の動力を、ミシンフレーム１０１内に配設した軸、歯車機構、ベルト機構又はこれらの組み合わせからなる周知の動力伝達機構で針棒回動台３１に伝達し、回動させる構成としても良い。また、逆に、針回動モーター３２の動力で差動伝達機構４００の釜回動台１３０側に周知の動力伝達機構で伝達する構成としても良い。具体的には、ミシンフレーム１０１に、ミシンアーム部１０１ａからミシンベッド部１０１ｂに至るＺ軸方向に沿った回転軸を設け、当該回転軸に単独のモーター（針回動モーター３２又は釜回動モーター４０２）で回動動力を付与すると共に、当該回転軸に主動スプロケット３３，４２１を装備する構成としても良いし、当該回転軸から主動スプロケット３３，４２１にベルト機構や歯車機構を介して回動動作を伝達しても良い。
【０１０９】
また、ミシンモーター２１から周知の動力伝達機構を介して入力軸４１１にトルク伝達を行い、ミシンモーター２１と釜駆動モーター４０１とを一つのモーターで共用する構成としても良い。
【０１１０】
また、針棒回動台３１では、外部に貫通するガイド穴３１４ａ，３１４ａにより針棒１２の凸部１２３，１２３をガイドする構成としてるが、外部に貫通しないガイド溝により針棒１２の凸部１２３，１２３をガイドする構成としても良い。
【０１１１】
また、上記のミシン１００では、針棒の回動について、規制制御部としての制御を行い、釜８０１の回動角度は針棒１２と等しくなるように制御しているが、釜８０１の回動動作については、釜８０１と縫い針１２とが同じ位置になれば良く、累積の回動角度量について制限を設けず、選択制御部としての制御により、正逆の街道方向について、回動角度量が少なくなる方を選択するのみとしても良い。下糸は上糸のように絡みつきの問題を生じないからである。
【０１１２】
また、追従制御部としての制御では、布移動方向に対して相対的な針棒１２の向きが一定となるように維持する制御を行っているが、相互の対応関係は１：１出なくとも良い。
例えば、布移動方向0〜360°を複数の範囲に分けて、それぞれの範囲ごとに針棒１２の向きを一定の角度とするようにしても良い。例えば、布移動方向を60°ごとの六つの範囲とし、次の運針の布移動方向が何れかの範囲に属する場合には、その範囲について定められた一定の向きに針棒１２を回動させるように制御しても良い。
即ち、布移動方向に対して相対的にある程度の角度範囲内に針棒１２が向いていれば、上糸Ｕの撚り戻りの発生を十分に防止することは可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１１  縫い針
１１Ａ，１１Ａａ，１１Ａｂ，１１Ａｃ  メス針（縫い針）
１１１  目穴
１２  針棒
１２３  凸部
２０  針上下動機構
２１  ミシンモーター
３０  針棒回動機構
３１  針棒回動台
３１４  ガイド板
３１４ａ  ガイド穴
３２  針回動モーター
１００，１００Ａ，１００Ｃ  ミシン
１０１  ミシンフレーム
１０１ａ  ミシンアーム部
１０２  布移動機構（移動機構）
１０２ａ  保持枠
１０２ｃ  Ｘ軸モーター
１０２ｄ  Ｙ軸モーター
１０３  布載置板（針板）
１１０  制御装置（同期制御部、追従制御部、選択制御部、規制制御部）
１３０  釜回動台
１４２  天秤
４０１  釜駆動モーター
４０２  釜回動モーター
８００，８００Ｂ  釜機構
８０１  釜
Ｃ  中心線
【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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