(57)【要約】【課題】送り歯の上下の往復動作を適正に行う。【解決手段】被縫製物を送る送り歯３１に送り方向成分の往復動作と上下方向成分の往復動作とを合成して送り動作を付与するミシン１００において、送り方向成分の往復動作の駆動源となるミシンモーター１６と、上下方向成分の往復動作の駆動源となる上下送りモーター６６と、針板１１上で被縫製物を押さえる布押さえ１３と、送り歯の高さを検出する高さ検出部１６１と、送り歯が目標高さで送りを行うよう上下送りモーターを制御するモーター制御装置９０とを備え、モーター制御装置は、上下送りモーターの応答性に関する制御パラメータを複数記憶すると共に、高さ検出部による送り歯の検出高さに応じて、制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行う。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被縫製物を送る送り歯に送り方向成分の往復動作と上下方向成分の往復動作とを合成して送り動作を付与するミシンにおいて、
前記送り方向成分の往復動作の駆動源となるモーターと、
前記上下方向成分の往復動作の駆動源となる上下送りモーターと、
針板上で被縫製物を押さえる布押さえと、
前記送り歯の高さを検出する高さ検出部と、
前記送り歯が目標高さで送りを行うよう前記上下送りモーターを制御するモーター制御装置とを備え、
前記モーター制御装置は、前記上下送りモーターの応答性に関する制御パラメータを複数記憶すると共に、前記高さ検出部による前記送り歯の検出高さに応じて、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記モーター制御装置は、前記送り歯の目標高さを超える閾値を記憶し、前記高さ検出部による前記送り歯の検出高さが前記閾値を超えた場合に、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記高さ検出部は、前記上下送りモーターの出力軸の軸角度の変化を出力するエンコーダであることを特徴とする請求項１叉は２に記載のミシン。
【請求項４】
被縫製物を送る送り歯に送り方向成分の往復動作と上下方向成分の往復動作とを合成して送り動作を付与するミシンにおいて、
前記送り方向成分の往復動作の駆動源となるモーターと、
前記上下方向成分の往復動作の駆動源となる上下送りモーターと、
針板上で被縫製物を押さえる布押さえと、
前記送り歯の高さを検出する高さ検出部と、
前記上下送りモーターに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記送り歯が目標高さで送りを行うよう前記上下送りモーターを制御するモーター制御装置とを備え、
前記モーター制御装置は、前記上下送りモーターの応答性に関する制御パラメータを複数記憶すると共に、前記上下送りモーターに流れる電流値に応じて、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とするミシン。
【請求項５】
前記モーター制御装置は、前記上下送りモーターに流れる電流の閾値を記憶し、
前記送り歯が針板から突出する上軸の角度区間において、前記電流検出部による前記上下送りモーターに流れる検出電流値が前記閾値以下となる場合に、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のミシン。
【請求項６】
前記モーター制御装置は、非縫製時に前記上下送りモーターに流れる電流値に応じて前記制御パラメータを切り替えることを特徴とする請求項４又は５記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送り調節を行うミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミシンは、送り歯の上下方向の往復動作及び水平方向（送り方向）の往復動作の駆動源としてミシンモーターのトルクを利用している。
そして、ミシンモーターから送り歯に水平方向の往復動作を伝達する伝達機構に設けられた送り調節体に対して動作伝達量の変更動作を付与する送り調節モーターを制御して、送り量を任意に変更調節することを可能としていた（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】特開２０１０−２４６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の様に、送り歯の上下方向の往復動作と水平方向の往復動作を単一の駆動源により駆動するミシンは、送りピッチを変更することはできるが、送り歯を周回する軌跡の形状を任意に変えることは困難であり、例えば、厚さや柔軟性が異なる生地について良好な送りを行うことができなかった。
このため、近年は、送り歯の上下方向の往復動作について、水平方向の往復動作とは別個独立の上下送りモーターを搭載することが検討されている。
【０００５】
上下送りモーターは、ミシンモーターの駆動に同期して送り歯に上下の往復動作を付与する必要があることから、ミシンモーターの出力軸や上軸の回転を検出し、これに追従する様にフィードバック制御が行われる。
従って、上下送りモーターは、ミシンモーターの駆動に追従して駆動を行っている状態で布押さえによって送り歯が上から押圧されると、上下送りモーターには負荷が加わるので、当該負荷が加わった状態でミシンモーターに追従することができる様に、フィードバック制御の制御パラメータが設定されている。
【０００６】
一方、送り歯の動作の調整等のような各種の調整作業の際には、送り歯を上方に退避した状態でミシンモーター及び上下送りモーターを駆動させて空送り等の調整動作を行う場合がある。
このような布押さえの上方退避状態では、上下送りモーターに対する負荷が小さくなるので、送り歯の上方移動の加速が大きくなり、いわゆるオーバーシュートが発生し、これが大きくなると、送り歯の土台部が針板の下面側に衝突するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、送り歯の上下の往復動作を適正に行うようにすることをその目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、ミシンにおいて、
被縫製物を送る送り歯に送り方向成分の往復動作と上下方向成分の往復動作とを合成して送り動作を付与するミシンにおいて、
前記送り方向成分の往復動作の駆動源となるモーターと、
前記上下方向成分の往復動作の駆動源となる上下送りモーターと、
針板上で被縫製物を押さえる布押さえと、
前記送り歯の高さを検出する高さ検出部と、
前記送り歯が目標高さで送りを行うよう前記上下送りモーターを制御するモーター制御装置とを備え、
前記モーター制御装置は、前記上下送りモーターの応答性に関する制御パラメータを複数記憶すると共に、前記高さ検出部による前記送り歯の検出高さに応じて、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、
前記モーター制御装置は、前記送り歯の目標高さを超える閾値を記憶し、前記高さ検出部による前記送り歯の検出高さが前記閾値を超えた場合に、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のミシンにおいて、
前記高さ検出部は、前記上下送りモーターの出力軸の軸角度の変化を出力するエンコーダであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、ミシンにおいて、
被縫製物を送る送り歯に送り方向成分の往復動作と上下方向成分の往復動作とを合成して送り動作を付与するミシンにおいて、
前記送り方向成分の往復動作の駆動源となるモーターと、
前記上下方向成分の往復動作の駆動源となる上下送りモーターと、
針板上で被縫製物を押さえる布押さえと、
前記送り歯の高さを検出する高さ検出部と、
前記上下送りモーターに流れる電流値を検出する電流検出部と、
前記送り歯が目標高さで送りを行うよう前記上下送りモーターを制御するモーター制御装置とを備え、
前記モーター制御装置は、前記上下送りモーターの応答性に関する制御パラメータを複数記憶すると共に、前記上下送りモーターに流れる電流値に応じて、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のミシンにおいて、
前記モーター制御装置は、前記上下送りモーターに流れる電流の閾値を記憶し、
前記送り歯が針板から突出する上軸の角度区間において、前記電流検出部による前記上下送りモーターに流れる検出電流値が前記閾値以下となる場合に、前記制御パラメータを切り替えて前記上下送りモーターの制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のミシンにおいて、
前記モーター制御装置は、非縫製時に前記上下送りモーターに流れる電流値に応じて前記制御パラメータを切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、布押さえの押さえ圧の変動に拘わらず、送り歯の上下動を適正に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一の実施形態であるミシンのミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。
【図２】送り調節機構の斜視図である。
【図３】上下送り機構の斜視図である。
【図４】上下送りモーターの軸角度0°時の上下送り機構の動作説明図である。
【図５】上下送りモーターの軸角度-10°時の上下送り機構の動作説明図である。
【図６】上下送りモーターの軸角度+10°時の上下送り機構の動作説明図である。
【図７】モーター制御装置とその周囲の構成を示すブロック図である。
【図８】布押さえを下降させて上下送りモーターを駆動した場合の各種の信号を示す線図である。
【図９】布押さえを上方に退避させて上下送りモーターを駆動した場合の各種の信号を示す線図である。
【図１０】モーター制御装置による上下送りモーターの動作制御を示すフローチャートである。
【図１１】第二の実施形態のミシンのモーター制御装置のブロック図である。
【図１２】第二の実施形態のモーター制御装置による上下送りモーターの動作制御を示すフローチャートである。
【図１３】押さえ圧検出モードの処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第一の実施形態］
以下、本発明の第一の実施形態であるミシンについて詳細に説明する。
図１はミシン１００のミシンベッド部内の主要な構成を示す斜視図である。
図１に示すように、ミシン１００は、縫い針を上下動させる図示しない針上下動機構と、その駆動源となるミシンモーター１６（図７参照）と、ミシンモーター１６により回転動作が行われる図示しない上軸と、上糸を下糸に絡める釜１２と、針板１１と、針板１１の上面で被縫製物を上方から押さえる布押さえ１３と、縫い針の上下動に合わせて針板１１上の被縫製物たる布地を送る送り装置３０と、上軸から送り装置３０の下軸３３に回転力を伝達するベルト機構２０と、上記各構成を支持するミシンフレーム(図示略)と、ミシンモーター１６を含む複数のモーターを制御するモーター制御装置９０（図７参照）とを備えている。
なお、上記ミシン１００はいわゆる本縫いミシンであり、一般的な本縫いミシンが備える天秤機構、糸調子等の各構成を備えているが、これらは周知のものなので説明は省略する。
【００１７】
上記ミシンフレームは、ミシンの全体において下部に位置するベッド部と、ミシンベッド部の長手方向の一端部において上方に立設された立胴部と、立胴部の上端部からベッド部と同方向に延設された図示しないアーム部とを備えている。
なお、以下の説明では、ミシンベッド部の長手方向に平行な水平方向をＹ軸方向とし、水平であってＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。
なお、上記ミシン１００は、Ｘ軸方向に沿って被縫製物の送りを行う。
【００１８】
［針上下動機構及びベルト機構］
針上下動機構は、アーム部の内側に配設され、ミシンモーター１６に回転駆動されると共にＹ軸方向に沿って配設された上軸と、縫い針を下端部で保持する針棒と、上軸の回転力を上下動の往復駆動力に変換して針棒に伝達する図示しないクランク機構とを備えている。
そして、ベルト機構２０は、上軸に固定装備された主動プーリと、送り装置３０の下軸３３に固定装備された従動プーリ２１と、主動プーリと従動プーリ２１とに掛け渡されたタイミングベルト２２とを備えている。そして、ベルト機構２０により、下軸３３は上軸と同速度で回転を行う。
なお、ベルト機構に替えて縦軸と傘歯車からなる歯車伝達機構で上軸から下軸３３に回転力を伝達しても良い。
【００１９】
［送り装置］
図１に示すように、送り装置３０は、針板１１の開口から出没して布地を所定方向に送る送り歯３１と、送り歯３１を保持する送り台３２と、ミシンモーター１６から動力を得て回転駆動を行う下軸３３と、送り台３２に対して布地の送り方向に沿ったＸ軸方向（水平方向）の往復動作を伝達する送り機構としての水平送り機構４０と、送り台３２に対して上下方向の往復動作を付与する上下送り機構６０Ｂとを備えている。
【００２０】
［水平送り機構］
水平送り機構４０は、送り台３２に対するＸ軸方向の往復動作のストロークである送り量を調節する送り調節機構５０と、下軸３３からＸ軸方向に沿った往復動作を取り出すクランクロッド４１と、送り調節機構５０を介してクランクロッド４１から往復回動が付与される水平送り軸４２と、水平送り軸４２の往復回動駆動力を送り方向の往復駆動力に変換して送り台３２に伝達する水平送りアーム４３とを備えている。
【００２１】
クランクロッド４１は、その一端部が下軸３３に固定装備された偏心カム（図示略）を回転可能に保持しており、他端部が送り調節機構５０に連結されている。かかるクランクロッド４１は、その長手方向がおおむねＸ軸方向に沿うように配置されており、下軸３３が全回転で駆動すると、クランクロッド４１の他端部は偏心カムによりその偏心量の二倍のストロークでその長手方向に沿って往復動作を行う。かかるクランクロッド４１の往復動作が送り調節機構５０を介して水平送り軸４２への往復回動力として伝達される。
【００２２】
送り調節機構５０は、図２に示すように、水平送り軸４２に固定装備されると共に水平送り軸４２を中心とする半径方向外側に延出された揺動アーム５１と、クランクロッド４１の他端部と揺動アーム５１とを連結する一対の第一のリンク体５３と、クランクロッド４１の他端部の往復運動方向をいずれかの方向に誘導する一対の第二のリンク体５４と、第二のリンク体５４による誘導方向を決定する送り調節体５５と、送り調節体５５と一体的に回動する支軸５２と、支軸５２に固定装備されると共に支軸５２を中心とする半径方向外側に延出された入力アーム５６と、送り調節体５５を回動させて下軸３３から送り台３２に伝達されるＸ軸方向（水平方向）の往復動作量を調節する送り調節モーター５７と、送り調節モーター５７の出力軸から入力アーム５６に回動力を伝達する二つの伝達リンク５８，５９とを備えている。
【００２３】
第一のリンク体５３は、一端部がクランクロッド４１の他端部に連結され、他端部が揺動アーム５１の揺動端部に連結され、これら両端部はいずれもＹ軸回りに回動可能に連結されている。
第二のリンク体５４は、一端部が第一のリンク体５３の一端部と共にクランクロッド４１の他端部に連結され、他端部が送り調節体５５の回動端部に連結され、これら両端部はいずれもＹ軸回りに回動可能に連結されている。
送り調節体５５は、その基端部にＹ軸方向に沿った支軸５２が固定装備されており、当該支軸５２はミシンフレーム内でＹ軸回りに回動可能に支持されている。
また、送り調節体５５の回動端部は第二のリンク体５４の他端部とＹ軸回りに回動可能に連結されている。
【００２４】
送り調節機構５０では、第一のリンク体５３と第二のリンク体５４のそれぞれの長手方向が一致する状態、つまり各リンク体５３，５４がＹ軸方向から見て丁度重なる状態となるように送り調節体５５を回動させると、クランクロッド４１の駆動力が揺動アーム５１に伝わらない状態となる。このとき、水平送り軸４２には往復回動動作が伝わらないので、送り台３２のＸ軸方向の往復のストロークが0、即ち、送り量が0となる。このように、各リンク体５３，５４が重なる状態となる送り調節体５５の回動角度を「送り調節体５５の中立角度」とする。
【００２５】
そして、この送り調節体５５を中立角度から一方に回動させると、その回動角度量に応じて揺動アーム５１側に往復の揺動動作が付与され、これにより正送り方向の送り量を大きくすることができる。
また、この送り調節体５５を中立角度から逆方向に回動させると、やはりその回動角度量に応じて揺動アーム５１側に往復の揺動動作を付与することができるが、この場合には、位相が反転して伝達され、これにより逆送り方向の送り量を大きくすることができる。
【００２６】
送り調節モーター５７は、ミシンベッド部内のＹ軸方向一端部側において、出力軸をＹ軸方向に向けて配置されている。前述した伝達リンク５８は、その長手方向を概ねＸ軸方向に向けてその一端部が送り調節モーター５７の出力軸に固定装備されている。従って、送り調節モーター５７の駆動により伝達リンク５８の他端部は上下に回動を行う。
伝達リンク５９は、その長手方向が概ねＺ軸方向に沿った状態で、その下端部が伝達リンク５８の他端部にＹ軸回りに回動可能に連結されている。従って、送り調節モーター５７の駆動により伝達リンク５９は全体的に上下動を行う。
入力アーム５６は、支軸５２に固定装備されると共に支軸５２から概ねＸ軸方向に沿って延出されており、その延出端部は伝達リンク５９の上端部にＹ軸回りに回動可能に連結されている。
これらにより、送り調節モーター５７が駆動すると、伝達リンク５８，５９及び入力アーム５６を介して送り調節体５５を回動させることができる。
【００２７】
水平送り軸４２は、ミシンベッド部内においてＹ軸方向に沿って回転可能に支持されており、下軸３３に対して布地の送り方向下流側（図１における左方）に配置されている。かかる水平送り軸４２の立胴部側の一端部には前述した送り調節機構５０を介して下軸３３から往復回動力が付与され、水平送り軸４２の他端部から水平送りアーム４３を介して送り台３２にＸ軸方向に沿った往復動作を伝達する。
【００２８】
水平送りアーム４３は、その基端部が水平送り軸４２の針板１１側の端部に固定連結され、その揺動端部はほぼ上方に向けられた状態で送り台３２に連結されている。
従って、水平送りアーム４３は、ミシンモーター１６の駆動により送り台３２をＸ軸方向に沿って往復移動させることができる。また、送り台３２のＸ軸方向に沿った往復動作のストロークは、送り調節機構５０の送り調節モーター５７を制御することにより、任意に調節することができる。
【００２９】
送り台３２は、針板１１の下方に配設され、布送り方向（Ｘ軸方向）における一端部が上下送り機構６０Ｂに連結され、他端部が水平送りアーム４３に連結されている。また、送り台３２の長手方向中間位置の上部には送り歯３１が固定装備されている。
これにより、送り台３２はその一端部から上下方向に往復駆動力が付与され、他端部からは同じ周期で送り方向の往復駆動力が付与される。そして、これらの往復駆動力を合成することでＸ−Ｚ平面に沿って長円運動を行うこととなる。この送り台３２に伴って送り歯３１も長円運動を行い、当該長円運動軌跡の上部領域を移動する際に送り歯３１の先端部が針板１１の開口部から上方に突出し、布地を送ることを可能としている。
【００３０】
［上下送り機構］
図３は上下送り機構６０Ｂの斜視図、図４〜図６は上下送り機構６０Ｂの動作説明図である。
この上下送り機構６０Ｂは、送り台３２に対する上下方向（Ｚ軸方向）の往復動作の駆動源となる上下送りモーター６６と、当該上下送りモーター６６の出力軸に連結されて回動動作を行う第一リンク６１Ｂと、第一リンク６１Ｂの回動端部に一端部が連結された第二リンク６２Ｂと、第二リンク６２Ｂの他端部に一端部が連結された第三リンク６３Ｂと、第三リンク６３Ｂの他端部に連結されると共にミシンフレーム内で位置が固定された回動軸６７と、当該回動軸６７を介して第三リンク６３Ｂと連結された第四リンク６４と、当該第四リンク６４の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台３２の一端部に連結された第五リンク６５とを備えている。
なお、上記の上下送り機構６０Ｂに替えて、モーターと偏心カムとリンクを用いる構成や、モーターとラックとピニオンを用いる構成に変更することも容易に考えられる。
【００３１】
上下送りモーター６６は、ミシンベッド部内でＹ軸方向における針板１１側の端部に配置され、Ｙ軸方向について、前述した送り調節機構５０の送り調節モーター５７と離隔して配置されている。これらのモーター５７，６６は、いずれも設置スペースを広く必要とするが、このようにミシンベッド部内でその長手方向について離隔して配置することにより、相互間のスペースをミシンの他の構成の設置スペースを確保することができる。
また、上下送りモーター６６はその出力軸をＹ軸方向に沿わせて配置されている。
【００３２】
さらに、上下送りモーター６６は、前述した送り調節モーター５７と同一仕様且つ同一性能であって機種及び種別が同一のステッピングモーターを使用している。
これにより、モーター及びその周辺の部材の共通化を図ることができ、コスト低減及びメンテナンス性の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
第一リンク６１Ｂは、回動中心となる基端部が上下送りモーター６６の出力軸に固定支持されている。
一方、第三リンク６３Ｂは、その他端部がミシンベッド部のフレームにより回転可能に支持された回動軸６７に固定支持されている。
そして、第一リンク６１Ｂの回動端部と第三リンク６３Ｂの回動端部は第二リンク６２Ｂの一端部と他端部とにそれぞれＹ軸回りに回動可能に連結されている。
そして、これら第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂは、図４に示すように、第一リンク６１ＢがＺ軸方向にほぼ平行且つその回動端部が上方を向いた状態であって、第三リンク６３ＢがＺ軸方向にほぼ平行且つその回動端部が下方を向いた状態である場合に、第二リンク６２ＢはほぼＸ軸方向に平行な水平状態となるように、それぞれの長さが設定されている。
【００３４】
これにより、上下送りモーター６６の出力軸を図４に示す軸角度（0°）とすると、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが90°（直角）となる。この状態が第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂからなるリンク列における「原点」である。
上記「原点」となる軸角度では、送り歯３１の高さは針板１１の上面の高さと一致する。
また、「原点」となる軸角度を基準として、図５に示すように逆方向（反時計方向）に上下送りモーター６６を回転駆動させると送り歯３１は針板１１の上面より上昇し、図６に示すように正方向（時計方向）に上下送りモーター６６を回転駆動させると送り歯３１は針板１１の上面より下降する。
なお、ミシン１００では、そのモーター制御装置９０が、送り歯３１による一針分の送り動作につき、上下送りモーター６６に対して、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが同一直線上に並んだ最大伸長状態（死点）となる出力軸角度には到達しない角度範囲内（例えば原点±１０°）で正逆方向の往復回動を一回行う動作制御を実行する。
【００３５】
このように、第一〜第三リンク６１Ｂ〜６３Ｂからなるリンク列は、上下送りモーター６６の回動動作と送り台３２への上下動作の付与を等倍の頻度に維持するので、水平方向の送りの往復動作をミシンモーター１６から独立したモーターによって付与する場合に比べると、往復のストロークが小さいことにより、高速回転の縫製への追従性が優れている。特に、上下送りモーター６６が、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが死点となる軸角度を避けて駆動を行うこと、さらには、第一リンク６１Ｂと第二リンク６２Ｂとが直角をなす軸角度を含む範囲で駆動を行うことにより、往復のストロークをより小さくすることができ、高速回転の縫製への追従性をさらに向上させることができる。
【００３６】
また、第四リンク６４は、概ねＸ軸方向に沿った状態で基端部が回動軸６７に固定されているので、第三リンク６３Ｂと一体的に回動を行う。
そして、第五リンク６５は、概ねＺ軸方向に沿った状態で第四リンク６４の回動端部に一端部が連結されると共に他端部が送り台３２の一端部に連結されているので、第四リンク６４の回動により第五リンク６５を介して送り台３２に上下動を伝達することができる。
【００３７】
［布押さえ］
布押さえ１３は、図４（図５，図６では図示略）に示すように、針板１１の上面において、送り歯３１の出没位置の真上に配置されており、押さえ棒１４の下端部に支持されている。
押さえ棒１４は、ミシンアーム部によって上下動可能に支持されており、図示しない押圧バネによって下方に押圧されている。押圧バネは、押さえ棒１４の上部に設けられた調節ネジにより圧縮長さが調節することができ、布押さえ１３の押さえ圧は、この調節ネジによって調節可能である。
また、ミシンアーム部には、回動操作によって押さえ棒１４を介して布押さえ１３を上方の退避位置に引き上げて保持することができる図示しない押さえ上げレバーが装備されている。
【００３８】
［モーター制御装置］
モーター制御装置９０とその周囲の構成を図７のブロック図に示す。
この図７に示すように、モーター制御装置９０は、マイコン９１及びメモリ９２を備え、メモリ９２内に格納された各種のプログラム及び各種の設定データに従ってマイコン９１が後述する各種の動作制御を実行する。
また、マイコン９１には、後述する送り装置３０に対する各種の動作制御の選択、実行や設定を入力するための操作入力部９３がインターフェイス９３ａを介して接続されている。
【００３９】
また、マイコン９１には、ミシンモーター１６、送り調節モーター５７及び上下送りモーター６６が各々のモータードライバ１６ａ，５７ａ，６６ａを介して接続されている。
また、ミシンモーター１６、送り調節モーター５７及び上下送りモーター６６には、それぞれ、その軸角度を検出する検出手段としてのエンコーダ１６１，５７１，６６１が併設されており、これらのエンコーダ１６１，５７１，６６１は、モーター角度検出回路１６１ａ，５７１ａ，６６１ａを介してマイコン９１に接続されている。
各エンコーダ１６１，５７１，６６１は、それぞれのモーター１６，５７，６６の出力軸について一定の微小な角度間隔でパルス出力を行い、各モーター角度検出回路１６１ａ，５７１ａ，６６１ａは、各エンコーダ１６１，５７１，６６１からのパルスをカウントする。そして、マイコン９１は、そのカウント値から各モーター１６，５７，６６の出力軸角度を算出する。
なお、ミシンモーター１６の出力軸角度は、上軸角度と一致している。上軸角度は一回転（0〜360°）で縫い針の一往復の上下動に対応している。そして、以下の説明では、上軸角度0°が縫い針の上死点に対応し、180°が下死点に対応するものとする。
【００４０】
［上下送りモーターの動作制御］
送り歯３１は、縫い針の上下動に同期して上下動を行う必要があることから、モーター制御装置９０は、ミシンモーター１６のエンコーダ１６１の出力から上軸角度を求め、上下送りモーター６６がミシンモーター１６に同期するように、ミシンモーター１６の一回転につき、上下送りモーター６６が図５の振り角と図６の振り角との間で一往復の回動動作を行うよう動作制御を実行する。
即ち、上軸角度の微小角度ごとに、上下送りモーター６６の目標振り角が定められており、エンコーダ６６１によって検出される上下送りモーター６６の現在の振り角と目標振り角との偏差に基づいて、上下送りモーター６６はフィードバック制御が行われる。
【００４１】
ところで、前述したように、針板１１の上面における送り歯３１の出没位置には、所定の押さえ圧が付与された布押さえ１３が配置されている。そして、送り歯３１に上下の往復動作を付与する上下送りモーター６６は、布押さえ１３からの押さえ圧による負荷に抗して、ミシンモーター１６に追従してフィードバック制御が行われる。
ミシンモーター１６に対する追従性を確保して上下送りモーター６６のフィードバック制御を行うには、制御パラメータとして、上下送りモーター６６の現在の振り角と目標振り角との偏差或いは速度偏差に対する係数となる位置ゲイン及び速度ゲイン（以下、単に「ゲイン」という）を大きく設定する必要がある。
メモリ９２には、布押さえ１３の押さえ圧に対して適正な追従性で往復回動動作を行うことが可能な数値に定められた第一のゲインを記憶している。布押さえ１３の押さえ圧は調節可能であり、一定の範囲で変動するが、第一のゲインは、変動する押さえ圧の全範囲に対して最も適正な値に設定されている。
このため、下降した布押さえ１３による押さえ圧が付与された状態で縫製を行う場合に、上記第一のゲインに基づいて上下送りモーター６６のフィードバック制御を行うことにより、ミシンモーター１６に良好に追従し、被縫製物を適切に送ることが可能である。
【００４２】
一方、ミシン１００の縫い針周辺の調整作業を行う際には、押さえ上げレバーにより布押さえ１３を上方に退避させた状態でミシンモーターを駆動する場合がある。
この場合、送り歯３１が布押さえ１３に押圧されないので、上下送りモーター６６は、布押さえ１３による負荷のない状態でミシンモーター１６に追従してフィードバック制御が行われる。
但し、前述した第一のゲインに基づいて上下送りモーター６６のフィードバック制御を行うと、位置ゲイン及び速度ゲインの値が大きすぎる状態となり、送り歯３１は上昇時においてオーバーシュートが大きくなり、場合によっては、送り歯３１の歯先以外の土台部が針板１１に衝突する可能性がある。
従って、メモリ９２には、布押さえ１３の押さえ圧がない場合に適正な追従性で往復回動動作を行うことが可能な数値に定められた第二のゲインを記憶している。この第二のゲインの位置ゲイン及び速度ゲインは、前述した第一のゲインの位置ゲイン及び速度ゲインに比べて数値が小さく設定されている。
【００４３】
図８は、布押さえ１３を下降させて上下送りモーター６６を駆動した場合の動作を示す線図である。図８の「ミシン回転基準信号」は、ミシンモーター１６のエンコーダ１６１が出力する縫い針下降区間（上軸角度0〜180°）と縫い針上昇区間（上軸角度180〜360°）とを二値で示す信号であり、「上下送りモーター軸角度」は、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１が出力する出力軸の軸角度の変化を示す信号である。
また、「制御パラメータ切替信号」は、マイコン９１がミシンモーター１６のモータードライバ１６ａに対して第一のゲインと第二のゲインの切り替えを指令する信号である。
【００４４】
この図８の状態では、布押さえ１３が下降しているので、布押さえ１３の負荷に適した第一のゲインが維持される。符号Ｌ１は縫製時における送り歯３１の適正な最上位置での上下送りモーター軸角度を示す目標軸角度であり、ミシンモーター１６の回転が初期の状態から上下送りモーター軸角度が目標軸角度Ｌ１以下を維持していることが分かる。
【００４５】
図９は、布押さえ１３を上方に退避させて上下送りモーター６６を駆動した場合の動作を示す線図である。
布押さえ１３による負荷がないので、第一のゲインで上下送りモーター６６を駆動すると、送り歯３１は上昇時にオーバーシュートが生じ易くなり、上下送りモーター軸角度が、前述した目標軸角度Ｌ１よりも高い上限閾値Ｌ２を超える。
上限閾値Ｌ２の値は、メモリ９２に記憶されており、マイコン９１は、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１の出力信号である「上下送りモーター軸角度」を監視しており、この信号が示す上下送りモーター軸角度が、上限閾値Ｌ２（前述した目標軸角度Ｌ１よりも高い値）を超えた場合に、制御パラメータ切替信号によって第一のゲインから第二のゲインへの切り替えを指令する。
即ち、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１は、出力する軸角度によって「送り歯の高さを検出する高さ検出部」として機能している。
なお、上限閾値Ｌ２は、送り歯３１の歯先以外の土台部が針板１１の下面に衝突しない高さとなる上下送りモーター軸角度に設定されている。
【００４６】
上述したモーター制御装置９０による上下送りモーター６６の動作制御を図１０のフローチャートに基づいて説明する。
まず、モーター制御装置９０のマイコン９１は、ミシンモーター１６と上下送りモーター６６の駆動開始を指令し、上下送りモーター６６の制御を開始する（ステップＳ１）。
このとき、モーター駆動開始時における制御パラメータとして、第一のゲインを選択する（ステップＳ３）。
【００４７】
次に、モーター制御装置９０は、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１の出力を検出し、上下送りモーター軸角度を監視する（ステップＳ５）。
そして、上下送りモーター軸角度が前述した上限閾値Ｌ２を超えているかを判定する（ステップＳ７）。
この時、上下送りモーター軸角度が前述した上限閾値Ｌ２を超えていない場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、ミシンモーター１６の駆動が停止となったか判定が行われる（ステップＳ９）。
そして、ミシンモーター１６が停止した場合には縫製終了となり（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ミシンモーター１６の駆動が継続している場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ５に処理が戻される。
【００４８】
一方、ステップＳ７において、上下送りモーター軸角度が前述した上限閾値Ｌ２以上である場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、布押さえ１３が退避して押さえ圧による負荷がない状態とみなして、マイコン９１は制御パラメータ切替信号を出力する（ステップＳ１１）。
これにより、上下送りモーターの制御パラメータが第一のゲインから第二のゲインへ切り替えられる。従って、上下送りモーターの移動量が小さくなるため、送り歯３１のオーバーシュートが抑えられ、送り歯３１の高さが低下する（ステップＳ１３）。
【００４９】
次に、モーター制御装置９０は、ミシンモーター１６の駆動が停止となったかを判定し（ステップＳ１５）、ミシンモーター１６の駆動が継続している場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１１に処理が戻される。
また、ミシンモーター１６が停止した場合には縫製終了となる（ステップＳ１５：ＹＥＳ）。
【００５０】
［第一の実施形態の技術的効果］
上記ミシン１００は、モーター制御装置９０が、上下送りモーター６６の応答性に関する制御パラメータとして第一のゲインと第二のゲインとを記憶すると共に、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１による上下送りモーター軸角度に応じて、第一のゲインと第二のゲインとを切り替えてモーターの制御を行っている。
このため、布押さえ１３の押さえ状態の有無により上下送りモーター６６の負荷に変動が生じる場合であっても、送り歯３１のオーバーシュートの発生を抑制し、送り歯３１の歯先以外の土台部と針板１１の衝突の発生を低減し、送り歯３１の上下の往復動作を適正に行うことが可能となる。
【００５１】
また、モーター制御装置９０は、目標軸角度Ｌ１を超える上限閾値Ｌ２を記憶し、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１による上下送りモーター軸角度が上限閾値Ｌ２を超えた場合に、制御パラメータを第一のゲインから第二のゲインに切り替えて上下送りモーター６６の制御を行っている。
このため、上下送りモーター軸角度が上限閾値Ｌ２を超えると、すぐに送り歯３１のオーバーシュートの抑制機能が働き、送り歯３１の歯先以外の土台部と針板１１の衝突の発生を抑えた迅速な上下の往復動作の適正化を実現することが可能となる。
【００５２】
［その他］
なお、上記第一の実施形態では、布押さえ１３の押さえ状態の有無に応じてモーター制御装置９０が第一のゲインと第二のゲインの二つの制御パラメータを切り替える場合を例示したが、パラメータの数はこれに限定されない。
例えば、布押さえ１３の押さえ圧は調節可能であるため、当該調節可能な範囲で押さえ圧が変動するので、段階的な押さえ圧の大きさ対応する、三種類以上の値からなるゲインを用意し、上下送りモーター軸角度の閾値を段階的に三種類以上設定して、対応するゲインを選択するように構成してもよい。
【００５３】
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態について説明する。
図１１は第二の実施形態のミシンのモーター制御装置９０Ａのブロック図である。
この第二の実施形態たるミシンは、前述したミシン１００のモーター制御装置９０に電流検出部６６２Ａを加えたモーター制御装置９０Ａを搭載している。ミシンの機械構成についてはミシン１００と同一である。
【００５４】
上記電流検出部６６２Ａは、モータードライバ６６ａを通じて上下送りモーター６６に通電される電流値を検出する。
このモーター制御装置９０Ａのマイコン９１は、電流検出部６６２Ａによって上下送りモーター６６に通電される電流値を検出することで、上下送りモーター６６に加わる負荷の変動を検出することができる。これにより、上下送りモーター６６のエンコーダ６６１の出力ではなく、電流検出部６６２Ａから布押さえ１３の押さえ状態の有無を検出することができる。
【００５５】
フィードバック制御において、上下送りモーター６６に通電される電流は、布押さえ１３等による負荷により偏差が大きくなると、電流値を大きくしてトルク出力を高め、偏差を低減させる。
このため、布押さえ１３が下りている押さえ圧による負荷がある状態では、送り歯３１の歯先が針板１１上面よりも高くなるときには、電流検出部６６２Ａによる検出電流値は大きくなる。
これに対して、布押さえ１３が退避して押さえ圧による負荷がない状態では、送り歯３１の歯先が針板１１上面よりも高くなるときでも、電流検出部６６２Ａによる検出電流値は大きくならない。
【００５６】
従って、マイコン９１は、ミシンモーター１６のエンコーダ１６１から送り歯３１の歯先が針板１１上面よりも高くなる上軸角度となる時に、上下送りモーター６６に通電される電流値を電流検出部６６２Ａから検出し、予め定められた電流の閾値と比較する。そして、検出電流値が閾値よりも大きい場合には布押さえ１３の押さえ圧による負荷がある状態とみなして第一のゲインを選択し、検出電流値が閾値以下の場合には布押さえ１３の押さえ圧による負荷がない状態とみなして第二のゲインを選択して、上下送りモーター６６の制御を実行する。
なお、上記電流の閾値は、送り歯３１の歯先が針板１１上面よりも高くなる上軸角度の一定の区間における布押さえ１３の押さえ圧による負荷がある状態での上下送りモーター６６の電流値と上軸角度の同区間における布押さえ１３の押さえ圧による負荷がない状態での上下送りモーター６６の電流値との間の値とすべきである。
また、この電流の閾値も、メモリ９２内に記憶されている。
【００５７】
上述したモーター制御装置９０Ａによる上下送りモーター６６の動作制御を図１２のフローチャートに基づいて説明する。
まず、モーター制御装置９０Ａのマイコン９１は、ミシンモーター１６と上下送りモーター６６の駆動開始を指令し、上下送りモーター６６の制御を開始する（ステップＳ２１）。
このとき、モーター駆動開始時における制御パラメータとして、第一のゲインを選択する（ステップＳ２３）。
【００５８】
次に、モーター制御装置９０Ａは、ミシンモーター１６のエンコーダ１６１の出力から、現在の上軸角度が送り歯３１の歯先が針板１１上面よりも高くなる区間（送り歯突出区間とする）であるか判定する（ステップＳ２５）。
そして、現在の上軸角度が送り歯突出区間ではない場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、ミシンモーター１６の駆動が停止となったか判定が行われる（ステップＳ３１）。
そして、ミシンモーター１６が停止した場合には縫製終了となり（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ミシンモーター１６の駆動が継続している場合には（ステップＳ３１：ＮＯ）、ステップＳ２５に処理が戻される。
【００５９】
また、現在の上軸角度が送り歯突出区間である場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、モーター制御装置９０Ａは、電流検出部６６２Ａにより上下送りモーター６６の通電電流を検出する（ステップＳ２７）。
そして、上下送りモーター６６の通電電流値が規定の閾値を超えているかを判定する（ステップＳ２９）。
この時、上下送りモーター６６の通電電流値が規定の閾値より大きい場合には（ステップＳ２９：ＮＯ）、前述したミシンモーター１６の駆動停止判定が行われる（ステップＳ３１）。
一方、上下送りモーター６６の通電電流値が規定の閾値以下の場合には（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、布押さえ１３が退避して押さえ圧による負荷がない状態とみなしてマイコン９１は制御パラメータ切替信号を出力する（ステップＳ３３）。
これにより、上下送りモーターの制御パラメータが第一のゲインから第二のゲインへ切り替えられる。従って、送り歯３１のオーバーシュートが抑えられ、送り歯３１の高さが低下する（ステップＳ３５）。
【００６０】
次に、モーター制御装置９０Ａは、ミシンモーター１６の駆動が停止となったかを判定し（ステップＳ３７）、ミシンモーター１６の駆動が継続している場合には（ステップＳ３７：ＮＯ）、ステップＳ３３に処理が戻される。
また、ミシンモーター１６が停止した場合には縫製終了となる（ステップＳ３７：ＹＥＳ）。
【００６１】
［第二の実施形態の技術的効果］
上記ミシンは、モーター制御装置９０Ａが、上下送りモーター６６の通電電流値に応じて、第一のゲインと第二のゲインとを切り替えてモーターの制御を行っている。
このため、前述したモーター制御装置９０の場合と同様に、布押さえ１３の押さえ状態の有無により上下送りモーター６６の負荷に変動が生じる場合であっても、送り歯３１のオーバーシュートの発生を抑制し、送り歯３１の歯先以外の土台部と針板１１の衝突の発生を低減し、送り歯３１の上下の往復動作を適正に行うことが可能となる。
【００６２】
また、モーター制御装置９０Ａは、電流の閾値を記憶し、送り歯３１が針板１１から突出する上軸の角度区間において、電流検出部６６２Ａによる上下送りモーター６６に流れる検出電流値が閾値以下となる場合に、制御パラメータを第一のゲインから第二のゲインに切り替えて上下送りモーター６６の制御を行っている。
この場合も、上下送りモーター６６に流れる検出電流値が閾値以下になると、すぐに送り歯３１のオーバーシュートの抑制機能が働き、送り歯３１の歯先以外の土台部と針板１１の衝突の発生を抑えた迅速な上下の往復動作の適正化を実現することが可能となる。
【００６３】
［その他］
なお、上記第二の実施形態では、布押さえ１３の押さえ状態の有無に応じてモーター制御装置９０Ａが第一のゲインと第二のゲインの二つの制御パラメータを切り替える場合を例示したが、これに限定されない。
例えば、布押さえ１３の押さえ圧は調節可能であるため、当該調節可能な範囲で押さえ圧が変動し、押さえ圧に応じて送り歯突出区間における上下送りモーター６６の通電電流値も変動する。
従って、段階的な押さえ圧の大きさに対応する、三種類以上の値からなるゲインを用意し、上下送りモーター６６の検出電流値の閾値を段階的に三種類以上設定して、対応するゲインを選択するように構成してもよい。
【００６４】
また、上記モーター制御装置９０Ａを備えるミシンの場合には、ミシンモーター１６が駆動していない非縫製時に、電流検出部６６２Ａにより被縫製物の押さえ圧を検出し、現在の布押さえ１３の押さえ圧が三種類以上の段階的な押さえ圧のいずれに属するかを判定し、これに適した制御パラメータとしてのゲインを選択可能としても良い。
【００６５】
具体的には、布押さえ１３の押さえ圧を調節ネジによって任意に調節し、下降した状態とする。
そして、ミシンモーター１６は停止した状態で、上下送りモーター６６を、送り歯突出区間内の規定の突出高さ（例えば、縫製時における最高の突出高さ）まで駆動し、停止すると共に、上下送りモーター６６の出力軸が現在位置を保持するように上下送りモーター６６への通電を継続する。
この時、布押さえ１３の押さえ圧に応じたトルク出力で現在位置を保持するように上下送りモーター６６への通電が行われるので、電流検出部６６２Ａから現在の布押さえ１３の押さえ圧に対応する電流値が検出される。
従って、モーター制御装置９０Ａのメモリ９２に上記電流値と押さえ圧の他覆う関係を示すテーブルを記憶させておくことにより、電流検出部６６２Ａの検出電流値により、現在の布押さえ１３の押さえ圧を特定することができる。
そして、特定された現在の布押さえ１３の押さえ圧から、段階的に定められた制御パラメータとしての複数のゲインの中から対応するものを選択することで、適切な制御パラメータとしてのゲインを決定することができる。
上記制御パラメータとしてのゲインを決定するための処理（「押さえ圧検出モード」とする）は、例えば、操作入力部９３により、被縫製時にその実行を入力することにより行われる。
【００６６】
図１３は、上押さえ圧検出モードの処理を示すフローチャートである。これにより、上記処理を順番に説明する。
まず、操作入力部９３から押さえ圧検出モードの処理の実行が入力されると、モーター制御装置９０Ａは、上下送りモーター６６を、送り歯３１が縫製時における最高の突出高さとなる送り歯上死点まで駆動させると共に停止してその位置を保持するように制御する（ステップＳ４１）。
【００６７】
そして、モーター制御装置９０Ａは、電流検出部６６２Ａにより上下送りモーター６６の通電電流値を検出し、現在の布押さえ１３の押さえ圧を特定する（ステップＳ４３）。
ついで、モーター制御装置９０Ａは、特定された現在の布押さえ１３の押さえ圧から、段階的に定められた制御パラメータとしての複数のゲインの中から対応するものを選出し、ゲインを決定する。
【００６８】
なお、モーター制御装置９０Ａは、上記押さえ圧検出モードの処理と図１２のフローチャートに示した制御パラメータの選択処理とをそれぞれ個別に行う構成としても良い。
また、上記上押さえ圧検出モードの処理において、電流検出部６６２Ａによる上下送りモーター６６の検出電流値から、布押さえ１３による押さえ圧の値だけでなく、布押さえ１３の押さえ圧による負荷がある状態か負荷がない状態であるかまでをも判定し、布押さえ１３の押さえ圧に負荷が無い状態である場合には、これに対応する制御パラメータとしてのゲインを選択する構成としても良い。
【００６９】
モーター制御装置９０Ａが、押さえ圧検出モードの処理を実行可能とすることにより、布押さえ１３による押さえ圧の値（さらには、押さえ圧による負荷がある状態か負荷がない状態であるか）を得るために、ミシンモーター１６を一針分駆動させる必要がなく、縫い開始時には最初の一針目から、適切な制御パラメータとしてのゲインを選択することが可能である。
【００７０】
なお、前述した第一及び第二の実施形態におけるミシンは、布押さえ１３の押さえ圧を、調節ネジにより手動で調節可能とする構成を例示したがこれに限定されない。
例えば、押さえ圧を操作入力部９３から数値入力傍は増減入力可能とし、当該入力された値に対応する押さえ圧となるように操作調節ネジをモーターで回転させる構成としても良い。
この場合、メモリ９２内には変動する各種の押さえ圧に対応する上下送りモーター６６の複数の制御パラメータとしてのゲインを用意しておき、操作入力部９３から入力された押さえ圧に対応するゲインを予め選択することが望ましい。
【符号の説明】
【００７１】
１１  針板
１３  布押さえ
１６  ミシンモーター（送り方向成分の往復動作の駆動源）
３０  送り装置
３１  送り歯
４０  水平送り機構
５０  送り調節機構
６０Ｂ  上下送り機構
６６  上下送りモーター
６６ａ  モータードライバ
９０，９０Ａ  モーター制御装置
９１  マイコン
９２  メモリ
９３  操作入力部
１００  ミシン
１６１  エンコーダ（高さ検出部）
６６１  エンコーダ
６６２Ａ  電流検出部
【図１】
2018187056.tif 000003
【図２】
2018187056.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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