(57)【要約】【課題】  上糸供給源から縫針までの糸供給経路に設けた糸張力調節装置により内側針位置と外側針位置とに針落ちさせるときの上糸張力を微妙に異ならせ、しかも上糸張力の微調節動作の即応性を高めるようにすること。【解決手段】  針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構とルーパー等を有する鳩目穴かがりミシンにおいて、上糸供給源である糸駒から縫針までの糸供給経路において、上糸に付与する張力を調節可能な糸張力調節装置２０をアーム部３の上面に設け、糸張力調節装置２０に有する積層型ピエゾアクチュエータ３４に供給する駆動電圧を瞬時に変更し、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きくなるように糸張力調節装置２０を制御する。【選択図】  図４
2006230465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫針が取付けられる針棒と、前記縫針に上糸を供給する上糸供給源と、前記針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構と、前記針棒の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する穴かがりミシンにおいて、
前記上糸供給源から前記縫針までの糸供給経路において上糸に付与する張力を調節可能な糸張力調節装置と、
前記内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力と前記外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力とが異なるように前記糸張力調節装置を制御する糸張力制御手段と、
を備えたことを特徴とする穴かがりミシン。
【請求項２】
縫針が取付けられる針棒と、前記縫針に上糸を供給する上糸供給源と、前記針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構と、前記針棒の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する穴かがりミシンにおいて、
前記上糸供給源から前記縫針までの糸供給経路において上糸に付与する張力を調節可能な糸張力調節装置と、
前記内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が前記外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きくなるように前記糸張力調節装置を制御する糸張力制御手段と、
を備えたことを特徴とする穴かがりミシン。
【請求項３】
前記糸張力制御手段は、各縫製サイクルにおいて、前記内側針位置へ針落ちさせる内側縫目形成期間における上糸張力を、前記外側針位置へ針落ちさせる外側縫目形成期間における上糸張力よりも大きくするように前記糸張力調節装置を制御することを特徴とする請求項２に記載の穴かがりミシン。
【請求項４】
前記糸張力調節装置は、上糸張力を調節する為のピエゾアクチュエータを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の穴かがりミシン。
【請求項５】
前記糸張力調節装置は前記上糸に係合する回転体とこの回転体に回転負荷を発生させる張力調節機構とを有し、その張力調節機構は積層型ピエゾアクチュエータで前記回転体に回転制動力を作用させて上糸に糸張力を付与することを特徴とする請求項４に記載の穴かがりミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穴かがりミシンに関し、特にボタン穴の周りに穴かがり縫目を形成するに際して、上糸の目飛びや糸切れを解消できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボタン穴の周りに各種の穴かがり縫目を縫製する穴かがりミシンにおいては、針棒とこの針棒に対向するルーパーとを同期させて駆動する縫製機構と、ルーパーを設けたルーパー土台と針棒とを鉛直軸心回りに回転させる回転機構が設けられるとともに、加工布を載置する送り台をＸ方向とＹ方向とに移動させる送り機構が設けられ、穴かがり縫目等の各種の縫目データに基づいて、これら縫製機構と送り機構と回転機構とを駆動制御することにより、各種の穴かがり縫目が形成される。
【０００３】
ところで、この種の穴かがりミシンには、糸駒からの上糸が所定の糸供給経路を経て針棒の縫針に供給されるようになっており、その糸供給経路において、上糸に上糸張力を付与させる各種の糸張力調節装置が設けられている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載のボタン穴かがり縫いミシンは、糸供給源から針棒へ導入される針糸の経路に、ボイスコイルモータや電磁ブレーキ（ヒステリシスブレーキ）が設けられ、針糸をこれらボイスコイルモータや電磁ブレーキの出力軸に取付けた１対の糸調子皿で押圧するようにし、ボイスコイルモータに組み込まれた可動コイルや電磁ブレーキに組み込まれた励磁コイルに制御電流を供給することにより、縫目の糸締まりを調節するようにしてある。
【０００５】
この種のボタン穴かがりミシンにおいては、このように糸供給経路に設けられたボイスコイルモータや電磁ブレーキ等の糸張力調節装置においては、穴かがり縫目を形成するときの上糸の種類や太さに応じて、或いは縫製に供する布地の種類に応じて、上糸張力の大きさが必要に応じて適宜調節できるようにしてある。
【０００６】
ところで、一般的に、ボタン穴かがり縫目や鳩目穴かがり縫目を縫製するに際して、上糸張力を下糸張力よりも若干大きく設定する方が、糸締まりが良くなり、縫目の風合いが良い場合が多い。しかし、特に品質の悪い上糸を用いて高速で縫製する場合には、目飛びや糸切れが多く発生するという問題がある。
【０００７】
そこで、本願の発明者らは、このような目飛びや糸切れが解消するように、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力と、外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力とが異なるように上糸張力を変更しながら鳩目穴かがり縫目を縫製する実験を行った。
【０００８】
即ち、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力（小さい値:0.7Ｎ) よりも徐々に大きく設定（大きい値) した場合と、その逆に、外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力（小さい値:0.7Ｎ) よりも徐々に大きく設定（大きい値) した場合とについて夫々実験を行った。その結果、目飛びが発生する確率は図１２に示すような目飛び率が得られ、糸切れが発生する確率は図１３に示すような糸切れ率が得られた。
【０００９】
一方、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力（小さい値:0.5Ｎ) よりも徐々に大きく設定（大きい値) した場合と、その逆に、外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力（小さい値:0.5Ｎ) よりも徐々に大きく設定（大きい値) した場合とについて夫々実験を行った。その結果、目飛びが発生する確率は図１４に示すような目飛び率が得られ、糸切れが発生する確率は図１５に示すような糸切れ率が得られた。
【００１０】
これらの結果を総合的に推理すると、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力(0.5Ｎ，0.7 Ｎ) よりも大きく設定した方が、外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力(0.5Ｎ，0.7 Ｎ) よりも大きく設定する場合よりも、目飛び率が低い。しかし、糸切れ率については、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を、 0.8Ｎ〜 1.0Ｎの範囲内に設定した方が低くなる。
【特許文献１】特開２００１−１７０３８５号公報  （第６〜８頁、図４，図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力と外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を瞬時に切換え、しかも内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力を外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きく設定した方が、目飛び率や糸切れ率を低くできることが判明した。
【００１２】
この場合、縫製速度が、例えば２２００ｒｐｍで高速の場合には、内側針位置による内側縫目形成期間や外側針位置による外側縫目形成期間は、夫々約２８ｍｓであり、非常に短時間である。しかし、前述したように、特許文献１に記載のボタン穴かがり縫いミシンにおいては、糸張力調節装置として、ボイスコイルモータや電磁ブレーキをソレノイドアクチュエータ的に使用するようにし、可動コイルや励磁コイルに制御電流を供給することで、電流に比例した出力軸の吸引力（推力）により上糸張力を調節するため、制御電流の大きさを瞬時に変更した場合であっても、吸引力の変化により上糸張力の大きさに反映される応答性に劣るため、上糸張力の微小時間毎の切換えが不可能である。
【００１３】
更に、制御電流を微調節した場合であっても、可動コイルや励磁コイルで発生する磁界の変化による出力軸の応答性が悪いため、上糸張力の微調節が不可能であること、仮に上糸張力の微調節ができたとしても、上糸張力が不安定になること、等の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の穴かがりミシンは、縫針が取付けられる針棒と、縫針に上糸を供給する上糸供給源と、針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構と、針棒の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する穴かがりミシンにおいて、上糸供給源から縫針までの糸供給経路において上糸に付与する張力を調節可能な糸張力調節装置と、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力と外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力とが異なるように糸張力調節装置を制御する糸張力制御手段とを備えたものである。
【００１５】
上糸供給源から縫針までの糸供給経路において、上糸に付与する張力が糸張力調節装置により調節される。そこで、糸張力制御手段により、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力と外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力とが異なるように糸張力調節装置が制御される。
【００１６】
内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きい場合には、詳細については解明されていないが、縫針の目孔の向きとスプレダーのルーパーに対する移動方向や縫針が布地から抜ける以前からの布送り方向等に関連して、内側針位置における目飛びや糸切れ対策ができるだけでなく、ループ径が同じになり、しかも縫い硬さがより柔らかくなる。
【００１７】
一方、外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きい場合には、詳細については解明されていないが、縫針の目孔の向きとスプレダーのルーパーに対する移動方向や縫針が布地から抜ける以前からの布送り方向等に関連して、外側針位置における目飛びや糸切れ対策ができるだけでなく、ループ径が同じになり、しかも縫い幅が大きくなる。
【００１８】
請求項２の穴かがりミシンは、縫針が取付けられる針棒と、縫針に上糸を供給する上糸供給源と、針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構と、針棒の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する穴かがりミシンにおいて、上糸供給源から縫針までの糸供給経路において上糸に付与する張力を調節可能な糸張力調節装置と、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が前記外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きくなるように糸張力調節装置を制御する糸張力制御手段とを備えたものである。
【００１９】
上糸供給源から縫針までの糸供給経路において、上糸に付与する張力が糸張力調節装置により調節される。そこで、糸張力制御手段により、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が前記外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きくなるように糸張力調節装置が制御される。
【００２０】
内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きい場合には、詳細については解明されていないが、縫針の目孔の向きとスプレダーのルーパーに対する移動方向や縫針が布地から抜ける以前からの布送り方向等に関連して、内側針位置における目飛びや糸切れ対策ができるだけでなく、ループ径が同じになり、しかも縫い硬さがより柔らかくなる。
【００２１】
請求項３の穴かがりミシンは、請求項２において、前記糸張力制御手段は、各縫製サイクルにおいて、内側針位置へ針落ちさせる内側縫目形成期間における上糸張力を、外側針位置へ針落ちさせる外側縫目形成期間における上糸張力よりも大きくするように糸張力調節装置を制御するものである。
【００２２】
請求項４の穴かがりミシンは、請求項２又は３において、前記糸張力調節装置は、上糸張力を調節する為のピエゾアクチュエータを有するものである。
【００２３】
請求項５の穴かがりミシンは、請求項４において、前記糸張力調節装置は上糸に係合する回転体とこの回転体に回転負荷を発生させる張力調節機構とを有し、その張力調節機構は積層型ピエゾアクチュエータで回転体に回転制動力を作用させて上糸に糸張力を付与するものである。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、縫針が取付けられる針棒と、縫針に上糸を供給する上糸供給源と、針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構と、針棒の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する穴かがりミシンにおいて、糸張力調節装置と、糸張力制御手段とを備え、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力と外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力とが異なるようにしたので、内側針位置や外側針位置における目飛びや糸切れの発生率を抑制できるとともに、縫目の風合いを様々に表現することができる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、縫針が取付けられる針棒と、縫針に上糸を供給する上糸供給源と、針棒をボタン穴における内側針位置と外側針位置とに亙って揺動させる針棒揺動機構と、針棒の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する穴かがりミシンにおいて、糸張力調節装置と、糸張力制御手段とを備え、内側針位置に針落ちさせるときの上糸張力が外側針位置に針落ちさせるときの上糸張力よりも大きくなるようにしたので、内側針位置における目飛びや糸切れの発生率を抑制できるとともに、縫目の風合いを表現することができる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、前記糸張力制御手段は、各縫製サイクルにおいて、内側針位置へ針落ちさせる内側縫目形成期間における上糸張力を、外側針位置へ針落ちさせる外側縫目形成期間における上糸張力よりも大きくするように糸張力調節装置を制御するので、内側縫目形成期間において継続的に大きな上糸張力が保持されるようになり、安定した大きな上糸張力を上糸に付与することができる。その他請求２と同様の効果を奏することができる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、前記糸張力調節装置は、上糸張力を調節する為のピエゾアクチュエータを有するので、ピエゾアクチュエータの特性である小型且つ軽量、早い応答性、伸長変化の微小性等を活かし、上糸張力の迅速な切換えや即応性を実現することができる。その他請求項２又は３と同様の効果を奏する。
【００２８】
請求項５の発明によれば、前記糸張力調節装置は上糸に係合する回転体とこの回転体に回転負荷を発生させる張力調節機構とを有し、その張力調節機構は積層型ピエゾアクチュエータで回転体に回転制動力を作用させて上糸に糸張力を付与するので、ピエゾ素子の積層枚数を任意に設定できることから、積層型ピエゾアクチュエータの製作の自由度を格段に高めることができ、しかも回転制動力の大きさを必要に応じて適宜設定することができる。その他請求項４と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本実施例の電子鳩目穴かがりミシンは、積層型ピエゾアクチュエータを採用した糸張力調節装置を上糸供給経路に設け、縫針が内側針位置へ針落ちさせる内側縫目形成期間における上糸張力を、外側針位置へ針落ちさせる外側縫目形成期間における上糸張力よりも大きくし、目飛びや糸切れを防止するようにしてある。
【実施例】
【００３０】
図１，図２に示すように、電子鳩目穴かがりミシン１は、略矩形箱状をなすベッド部２に、その後方部の上部から前方に連続して延びるアーム部３を一体的に有して構成され、ミシンテーブル４上に載置されている。
【００３１】
このミシンテーブル４には、複数の糸駒７を同時に装着可能な糸駒台８と、複数種類の鳩目穴かがり縫目のうちから択一的に選択する操作パネル９に加えて、針棒６の上下動及び揺動やルーパー機構（図示略）等を同期駆動させる縫製機構の駆動源となるミシンモータ５５及び足踏み式の起動・停止スイッチ５０（図８参照）と、各機構の作動を制御するマイクロコンピュータからなる制御装置４０が設けられている。
【００３２】
アーム部３の先端部には、縫針５を下端に取付けた針棒６が針棒上下動機構（図示略）により上下動可能に設けられ、更に、針棒６は針揺動機構（図示略）により所定幅分だけ左側揺動位置（内側針位置）と右側揺動位置（外側針位置）とに左右に揺動可能になっている。この場合、主軸１０の１回転により針棒６は内側針位置と外側針位置とに２回上下動するようになっている。
【００３３】
図２に示すように、ベッド部２には、針棒６に対向するように左右１対のルーパー（図示略）を有するルーパー機構を備えたルーパー土台１１が設けられ、このルーパー土台１１は図示外の回転機構により鉛直軸周りに回動可能になっている。これら２個のルーパーはルーパー土台１１に設けられたリンク機構やカム機構を介して主軸１０の回転により、針棒６の上下動と調時して揺動駆動されるようになっている。
【００３４】
ここで、縫針５には糸供給源である糸駒７から供給される上糸７ａが挿通されるとともに、左ルーパーの先端部には下糸（図示略）が挿通され、右ルーパーは上糸ループを編み込みながら下糸を交絡させて、ループ結合部を形成する。更に、針棒６及びルーパー土台１１はベッド部２内に設けられたθ方向駆動モータ５７（図８参照）及びギヤ機構からなる回転機構により、夫々水平面において、鉛直軸周りに一体的に回転するようになっている。
【００３５】
ベッド部２には、図２に示すように、更に、ルーパー土台１１の後方側に位置して固定配置されて鳩目穴部を形成する為のメス１２が取付け台（図示略）にボルトにより着脱可能に取付けられるとともに、このメス１２に対して上方より接離する打ち抜き用ハンマー１３がアーム部３内において上下揺動可能に設けられている。
【００３６】
この打ち抜き用ハンマー１３の先端部には、ハンマー本体１４が着脱可能に取付けられ、ベッド部２内に設けられたエアシリンダ６１（図８参照）などからなるハンマー駆動機構（図示略）により駆動され、ハンマー本体１４とメス１２の協働により、略円形状の鳩目部とこれに連なる直線状の足部とからなる鳩目穴部を加工布に穿孔するようになっている。
【００３７】
ベッド部２の上面部には、図２，図３に示すように、鳩目穴かがり縫いに供する加工布がセットされる送り台１５が設けられている。この送り台１５は、全体として薄形の矩形箱状をなし、ルーパー土台１１及びメス１２に対向する部位が開放されている。また、この送り台１５の上面には、図示を省略するが、金属製からなる左右１対のクロスプレート（図示略）が夫々設けられている。
【００３８】
ベッド部２内には、この送り台１５を、ステッピングからなるＸ方向駆動モータ６２（図８参照）の駆動によりＸ方向（左右方向）に送り移動させるＸ方向移動機構（図示略）と、ステッピングモータからなるＹ方向駆動モータ６４（図８参照）の駆動によりＹ方向（前後方向）に送り移動させるＹ方向移動機構（図示略）とが設けられている。
【００３９】
次に、糸駒７から縫針５までの糸供給経路において、上糸７ａに付与する張力を調節可能な糸張力調節装置２０について、図３，図４に基づいて説明する。
【００４０】
アーム部３の上面の鉛直向きの取付け壁部３ａに、副糸調子器１９と、糸張力調節装置２０が設けられている。副糸調子器１９は微小な糸張力を予備的に上糸７ａに作用させ、糸張力調節装置２０は上糸７ａに大きな糸張力を付与するものである。
【００４１】
この糸張力調節装置２０は、図４に示すように、上糸７ａを１回巻きさせて係合させる左右１対の回転皿２１（これが回転体に相当する）と、これら１対の回転皿２１に回転負荷である回転制動力を作用させて上糸７ａに張力を付与する張力調節機構２２とを有している。
【００４２】
１対の回転皿２１は相互に押圧状に付勢された状態で回転軸２３の左端部に固着され、糸駒７からの上糸７ａが、先ず副糸調子器１９を経た後、張力調節機構２２の回転皿２１の間に１回だけ巻かれ、その後天秤１６を経て針棒６の中空状内部を経て縫針５に供給される。
【００４３】
張力調節機構２２は、左右１対の筒状ケース２３，２４を複数本の固定ボルト２６で取付け壁部３ａに一体的にアッセンブリとして固着され、右側の筒状ケース２４の後端部（右端部）において調節ネジ２５が螺着されている。回転軸２３の右端部は、取付け壁部３ａの枢支穴３ｂを貫通して筒状ケース２３の内部に位置し、円形状の内側軸受けディスク２７が固着されている。但し、回転軸２３はベアリグ２８で取付け壁部３ａに回転可能に枢支され、内側軸受けディスク２７の左右両面にスラストベアリング２９，３０が夫々介在されている。
【００４４】
右側のスラストベアリング３０の右側に、円形状の外側軸受けディスク３２が筒状ケース２３の内部において左右方向移動可能に組み込まれている。その外側軸受けディスク３２の右側に、押圧球３３が当接するように配設されるとともに、複数のピエゾ素子を一列状に積層した積層型ピエゾアクチュエータ３４が、押圧球３３と調節ネジ２５との間に配設され、その積層型ピエゾアクチュエータ３４には、後述する制御装置４０から駆動電圧が供給されるようになっている。更に、外側軸受けディスク３２と調節ネジ２５との間に圧縮バネ３５が装着されている。
【００４５】
ピエゾアクチュエータ３４に駆動電圧が供給されない場合でも、圧縮バネ３５のバネ力により外側軸受けディスク３２が常に左方に押圧されているため、内側軸受けディスク２７は、その両側にスラストベアリング２９，３０を介在させてはいるものの、取付け壁部３ａとの間で押圧されるため、内側軸受けディスク２７に回転負荷が作用し、回転皿２１に若干の回転制動力が作用し、上糸７ａに弱い張力が付与されている。
【００４６】
ところで、ピエゾアクチュエータ３４に、例えば１００Ｖの駆動電圧が供給された場合、その伸び量が約１０〜１２μに達する。その結果、図５に示すように、内側軸受けディスク２７はピエゾアクチュエータ３４の伸び量に応じた押圧力を受けるため、内側軸受けディスク２７と一体的な回転皿２１に大きな回転制動力が作用し、上糸７ａに大きな上糸張力が付与される。但し、この場合の上糸張力は、直線で示す駆動電圧Ｖの増加状態と、一点鎖線で示す駆動電圧Ｖの減少状態とが異なるヒステリシス曲線となる。
【００４７】
ところで、発明者らは、図１１に示す鳩目穴かがり縫目ＤＮを縫製するに際して、図６に示すように、外側針位置ＯＮに針落ちさせるときの上糸張力及び下糸の糸張力を夫々0.5 Ｎ( ニュートン) に設定し、内側針位置ＩＮに針落ちさせるときの上糸張力を、0.6 Ｎ、0.8 Ｎ、1.0 Ｎ、1.2 Ｎ、1.5 Ｎ、2.0 Ｎに変更したときの目飛び率を夫々実験的に求めた。
【００４８】
更に、発明者らは、図７に示すように、外側針位置ＯＮに針落ちさせるときの上糸張力及び下糸の糸張力を夫々0.5 Ｎ( ニュートン) に設定し、内側針位置ＩＮに針落ちさせるときの上糸張力を、0.6 Ｎ、0.8 Ｎ、1.0 Ｎ、1.2 Ｎ、1.5 Ｎ、2.0 Ｎに変更したときの糸切れ率を夫々実験的に求めた。
【００４９】
その結果、発明者らは、目飛び率及び糸切れ率が共に比較的小さくなる外側針位置ＯＮに針落ちさせるときの上糸張力及び下糸の糸張力として「0.5 Ｎ」を設定し、内側針位置ＩＮに針落ちさせるときの上糸張力として「0.8 Ｎ」を設定することにした。
【００５０】
次に、電子鳩目穴かがりミシン１の制御系の概要について、図８のブロック図に基づいて説明する。
【００５１】
電子鳩目穴かがりミシン１の制御装置４０は、ＣＰＵ４１とＲＯＭ４２とＲＡＭ４３及び不揮発性メモリ４４等を含むマイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータにデータバスなどのコモンバス４５を介して接続された入力インターフェース４６及び出力インターフェース４７等から構成されている。
【００５２】
入力インターフェース４６には、起動・停止スイッチ５０と、布押えに連結された布押えスイッチ５１と、針棒６が針上のときに針上信号を出力する針上センサ５２と、針棒６が針下のときに針下信号を出力する針下センサ５３と、タイミング信号発生器５４と、操作パネル９からの信号が供給される。
【００５３】
出力インターフェース４７からは、ミシンモータ５５の為の駆動回路５６と、θ方向駆動モータ５７の為の駆動回路５８と、打ち抜き用ハンマー１３を駆動するエアシリンダ６１に連結された電磁切換え弁５９の為の駆動回路６０と、送り台１５を移動駆動するＸ方向駆動モータ６２の為の駆動回路６３とＹ方向駆動モータ６４の為の駆動回路６５に加えて、操作パネル９の各々に駆動信号や制御信号が供給される。
【００５４】
ここで、針上センサ５２や針下センサ５３、更にタイミング信号発生器５４は、電子鳩目穴かがりミシン１の主軸１０に連係させて夫々設けられている。タイミング信号発生器５４は、主軸１０に設けられたエンコーダにより主軸１０の回転位相を検出して、鳩目穴かがり縫いに際して、各種の位相信号を出力するものである。
【００５５】
ＲＯＭ４２には、複数種類の閂止め縫目を有する穴かがり縫目や鳩目穴かがり縫目ＤＮの縫目データと、外側針位置ＯＮに針落ちさせるときに上糸張力「0.5 Ｎ」を発生させる為のピエゾアクチュエータ駆動電圧Ｖｏと、内側針位置ＩＮに針落ちさせるときに上糸張力「0.8 Ｎ」を発生させる為のピエゾアクチュエータ駆動電圧Ｖｉと、これら縫目データに基づいてモータ５５，５７，６２，６４及び電磁切換え弁５９を駆動制御して送り台１５や回転機構等の縫製機構を駆動するための駆動制御プログラム、操作パネル９に各種の画像を表示させる表示制御プログラムに加えて、後述する本願特有の糸張力調節制御のための制御プログラムなどが格納されている。
【００５６】
また、ＲＡＭ４３には、各種のワークメモリ、バッファやポインタなどが必要に応じて設けられている。  
【００５７】
次に、電子鳩目穴かがりミシン１の制御装置４０により実行される糸張力調節制御のルーチンについて、図９のフローチャートに基づいて説明する。但し、図中符号Ｓｉ（ｉ＝１１、１２、１３・・・）は各ステップである。ここで、穴かがり縫目ＤＮの縫製の為に、針棒６は１縫製サイクルにおいて、必ず内側針位置ＩＮに針落ちされ、その後外側針位置ＯＮに針落ちされる。
【００５８】
この場合、内側針位置ＩＮへの針落ちタイミング（内側縫目形成開始時期）や外側針位置ＯＮへの針落ちタイミング（外側縫目形成開始時期）は、針上センサ５２からの針上信号や針下センサ５３からの針下信号、タイミング信号発生器５４からのエンコーダ信号等に基づいて演算により決定するようにしてある。
【００５９】
ところで、内側縫目形成期間とは、縫針５が内側針位置ＩＮに針落ちする内側縫目形成開始時期から外側針位置ＯＮに針落ちする外側縫目形成開始時期までの期間であり、外側縫目形成期間とは、縫針５が外側針位置ＯＮに針落ちする外側縫目形成開始時期から内側針位置ＩＮに針落ちする内側縫目形成開始時期までの期間である。
【００６０】
電子鳩目穴かがりミシン１に電源が投入されるとこの制御が開始され、先ず起動・停止スイッチ５０が操作されたか否か、つまり穴かがり縫目ＤＮの縫製が開始されたか否かが判定され、縫製が開始された場合でも（Ｓ11：Yes ）、内側縫目形成開始時期でない場合には、内側縫目形成開始時期になるまで待機する（Ｓ12：No）。
【００６１】
内側縫目形成開始時期になった場合には（Ｓ12：Yes ）、内側縫目形成期間が終了するまで（Ｓ14：No）、内側針位置ＩＮ用駆動電圧Ｖｉが積層型ピエゾアクチュエータ３４に印加される（Ｓ13）。そして、内側縫目形成期間が終了する時期に達した場合（Ｓ14：Yes ）、外側縫目形成開始時期になるまで待機する（Ｓ15：No）。そして、外側縫目形成開始時期になった場合には（Ｓ15：Yes ）、外側縫目形成期間が終了するまで（Ｓ17：No）、外側針位置ＯＮ用駆動電圧Ｖｏが積層型ピエゾアクチュエータ３４に印加される（Ｓ16）。
【００６２】
外側縫目形成期間が終了する時期に達した場合に（Ｓ17：Yes ）、鳩目穴かがり縫目ＤＮの縫製処理が終了していない場合には（Ｓ18：No）、Ｓ12以降が繰り返して実行される。一方、鳩目穴かがり縫目ＤＮの縫製処理が終了した場合には（Ｓ18：Yes ）、糸押えの為に、ピエゾアクチュエータ３４に設定可能な最高の駆動電圧Ｖmax が印加され（Ｓ19) 、糸切り動作が終了した場合（Ｓ20：Yes ）、ピエゾアクチュエータ３４に印加する駆動電圧Ｖが「０」に設定され（Ｓ21）、この制御を終了する。但し、内側針位置ＩＮ用駆動電圧Ｖｉは外側針位置ＯＮ用駆動電圧Ｖｏよりも所定電圧だけ高く設定されている。ここで、制御装置４０により糸張力制御手段が構成されている。
【００６３】
次に、このように構成された電子鳩目穴かがりミシン１に作用について、図１０に基づいて説明する。
【００６４】
縫製処理が開始されると、針棒６の上下動と左ルーパー及び右ルーパーの協働により、上糸７ａと下糸とが交洛して縫目が形成されるとともに、針揺動機構や回動機構により、図１１に示す鳩目穴かがり縫目ＤＮが形成される。ところで、図１０に示すように、各縫製サイクルにおいて、前半部分に対応する内側縫目形成期間においては、ピエゾアクチュエータ３４に比較的大きな内側針位置ＩＮ用の駆動電圧Ｖｉ（例えば、図５に示すように約３０Ｖ）が印加されるため、糸張力調節装置２０による上糸張力は約 0.8Ｎに設定される。
【００６５】
一方、各縫製サイクルにおいて、後半部分に対応する外側縫目形成期間においては、ピエゾアクチュエータ３４に比較的小さな内側針位置ＩＮ用の駆動電圧Ｖｏ（例えば、図５に示すように約１８Ｖ）が印加されるため、糸張力調節装置２０による上糸張力は約 0.5Ｎに設定される。
【００６６】
ここで、図１０において、内側縫目形成期間の開始は、符号「１」で示す左ルーパーに対応する左スプレダーが開くときであって、上糸張力の変化が小さい切換えに最適な時期であり、外側縫目形成期間の開始は、符号「４」で示す右ルーパーに対応する右スプレダーが開くときであって、上糸張力の変化が小さい切換えに最適な時期である。
【００６７】
図１０において、その他に、上糸張力が符号「１」，「４」で示す変化以上に大きく変化する時期として、符号「２」は縫針５の内側針位置ＩＮにおける針落ち時期であり、符号「３」は右ルーパーの呑み込み時期であり、符号「５」は縫針５の外側針位置ＯＮにおける針落ち時期であり、符号「６」は左ルーパーの呑み込み時期である。
【００６８】
このように、縫針５が取付けられる針棒６と、縫針５に上糸７ａを供給する糸駒７と、針棒６をボタン穴における内側針位置ＩＮと外側針位置ＯＮとに亙って揺動させる針棒揺動機構と、針棒６の上下動に同期して駆動されるルーパーと、このルーパーに下糸を供給する下糸供給源とを有する電子鳩目穴かがりミシン１において、糸張力調節装置２０を設け、この糸張力調節装置２０に有する積層型ピエゾアクチュエータ３４を制御装置４０で制御するに際して、各縫製サイクルにおいて、内側針位置ＩＮへ針落ちさせる内側縫目形成期間における上糸張力を、外側針位置ＯＮへ針落ちさせる外側縫目形成期間における上糸張力よりも大きくするようにしたので、内側針位置ＩＮにおける目飛びや糸切れの発生率を抑制できるとともに、縫目の風合いを様々に表現することができるとともに、内側縫目形成期間において安定した上糸張力を上糸７ａに付与することができる。
【００６９】
また、糸張力調節装置２０は、上糸張力を調節する為のピエゾアクチュエータ３４を有するので、ピエゾアクチュエータ３４の特性である小型且つ軽量、早い応答性、伸長変化の微小性等を活かし、上糸張力の迅速な切換えや即応性を実現することができる。
【００７０】
更に、糸張力調節装置２０は上糸７ａに係合する回転皿２１とこの回転皿２１に回転負荷を発生させる張力調節機構２２とを有し、その張力調節機構２２は積層型ピエゾアクチュエータ３４で回転皿２１に回転制動力を作用させて上糸７ａに糸張力を付与するので、ピエゾ素子の積層枚数を任意に設定できることから、積層型ピエゾアクチュエータ３４の製作の自由度を格段に高めることができ、しかも回転制動力の大きさを必要に応じて適宜設定することができる。
【００７１】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更形態について説明する。
【００７２】
１〕ピエゾアクチュエータ３４として積層型を採用したが、バイモルフ型のピエゾアクチュエータを使用するようにしてもよい。
【００７３】
２〕図１０において、内側縫目形成開始時期は、「１」で示す時期よりも早い時期又は遅い時期であってもよく、また外側縫目形成開始時期についても、「４」で示す時期よりも早い時期又は遅い時期であってもよい。
【００７４】
３〕上糸張力を基本的に、基準値である約0.5 Ｎに設定しておき、内側針位置ＩＮに針落ちさせる内側縫目形成開始時期にだけ上糸張力が一時的に大きく設定されるようにし、外側針位置ＯＮに針落ちさせる外側縫目形成開始時期にだけ上糸張力が一時的に小さく設定されるようにしてもよい。
【００７５】
４〕図９に示す糸張力調節制御において、積層型ピエゾアクチュエータ３４に印加する駆動電圧として、外側縫目形成期間における上糸張力を内側縫目形成期間における上糸張力よりも大きく設定するようにしてもよい。
【００７６】
５〕本発明を電子鳩目穴かがりミシンに適用した場合について説明したが、針棒上下動機構や針揺動機構を備えた各種の穴かがりミシンに本発明を適用することができる。
【００７７】
６〕本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者でれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る電子鳩目穴かがりミシンの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電子鳩目穴かがりミシンの側面図である。
【図３】電子鳩目穴かがりミシンの拡大斜視図である。
【図４】糸張力調節装置の要部縦断正面図である。
【図５】ピエゾアクチュエータの駆動電圧と上糸張力との関係を示す線図である。
【図６】内側針位置における上糸張力を変更したときの目飛び率を示す図である。
【図７】内側針位置における上糸張力を変更したときの糸切れ率を示す図である。
【図８】電子鳩目穴かがりミシンの制御系のブロック図である。
【図９】糸張力調節制御のフローチャートである。
【図１０】縫製サイクルにおける糸張力及び各種信号のタイムチャートである。
【図１１】鳩目穴かがり縫目の平面図である。
【図１２】従来の技術に係り、外側針位置における上糸張力を 0.7Ｎに設定したときの図６相当図である。
【図１３】従来の技術に係り、外側針位置における上糸張力を 0.7Ｎに設定したときの図７相当図である。
【図１４】従来の技術に係り、外側針位置における上糸張力を 0.5Ｎに設定したときの図６相当図である。
【図１５】従来の技術に係り、外側針位置における上糸張力を 0.5Ｎに設定したときの図７相当図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    電子鳩目穴かがりミシン
５    縫針
６    針棒
７    糸駒
２０  糸張力調節装置
２１  回転皿
２２  張力調節機構
３４  積層型ピエゾアクチュエータ
ＩＮ  内側針位置
ＯＮ  外側針位置
【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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