(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫い針を保持して上下動を行う針棒と、
回動動作により上糸を下糸に絡める釜と、
前記針棒の上下動の駆動源となるミシンモーターと、
前記針棒をその長手方向に沿った中心線回りに回動させる針棒回動機構と、
布保持部により被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる移動機構と、
所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は一針ごとの前記被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御部と、
前記縫い針に併設され、前記布保持部に保持された被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、
前記中押さえを前記針棒に同期して上下動させると共に、中押さえの下死点高さを変更調節するアクチュエーターを備える中押さえ上下動機構とを備え、
前記制御部が、前記縫製データに定められた前記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生じる角度範囲に属する場合に、前記針棒回動機構により前記針棒が往路と復路からなる往復回動動作を行うよう制御するミシンにおいて、
前記制御部は、前記中押さえの下死点高さが予め設定された設定値となるように前記中押さえ上下動機構のアクチュエーターを制御すると共に、前記中押さえの下死点高さの設定値から、前記中押さえの下死点高さが前記被縫製物の厚さと一致することを利用して、前記針棒回動機構の駆動開始タイミングを算出し、前記縫い針の先端部が布地に到達するまでに前記針棒の往路の回動が終了するように前記針棒回動機構を制御することを特徴とするミシン。
【請求項２】
針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構を備え、
前記制御部は、
前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には前記糸寄せ機構による糸寄せを実行し、
前記移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には前記針棒回動機構による針棒の回動を実行することを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記中押さえの下死点高さの設定値を設定する設定入力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】
前記縫製データ中に一針ごとの前記中押さえの下死点高さの設定値が設定され、
前記制御部は、一針ごとに前記中押さえ上下動機構のアクチュエーター及び前記針棒回動機構を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中押さえを備えるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミシンにより形成される縫い目には、上糸と下糸とが互いに均整が採れた状態で絡められて形成されたパーフェクトステッチ（図２７（Ａ）参照）と、上糸のみが螺旋を描くように形成されたヒッチステッチ（図２７（Ｂ）参照）とがある。パーフェクトステッチは、上糸の張力と下糸の張力とが互いにバランス良く生地に作用して良好な仕上がりとなり、縫い品質の高い縫製物を提供することができる。一方、ヒッチステッチは、上糸の張力が弱くなりやすく、下糸の張力のバランスが悪く、縫い目が緩くなる等の悪影響が出やすくなり、縫い品質の低下を招きやすい問題がある。
上記ヒッチステッチの発生原因の一つとして、針落ちの際に縫い針から布地に渡る上糸が縫い針に対して右回りとなるか左回りとなるかが挙げられる。
【０００３】
布押さえで布地の保持を行い、縫製パターンデータに従って任意の方向に布地を移動することにより所望の縫製パターンで縫製を行う電子サイクルミシンでは、縫い針を中心として360°の全方位に対して布地の移動を行うことから、布地の移動方向によってはヒッチステッチが発生し得るものであった。
そこで、従来の電子サイクルミシンは、針棒回動機構を備え、ヒッチステッチが発生し得る方向の角度範囲を予め記憶し、毎回の針落ちごとに、布地の移動方向がヒッチステッチの発生し得る角度範囲に属するかを判定し、当該角度範囲に属する場合には縫い針が布地に突き刺さる前に針棒を回動させることで、ヒッチステッチが生じ得る角度範囲から脱するように動作制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１３６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の電子サイクルミシンは、針棒回動を行う場合に、縫い針の先端部が布地に到達する直前に針棒の回動が完了することが望ましく、その回動が早すぎれば布地の上糸との位置関係に崩れを生じ、遅すぎれば回動完了前に縫い針が布地に突き刺さってしまうためにヒッチステッチの発生を抑制する効果が低減するという性質があった。
しかしながら、針棒の回動は一定の動作タイミングで行われることから、布地の厚さが変わると、針棒の回動が適正なタイミングで行われなくなるという問題が生じていた。従って、ヒッチステッチの抑制を十分に行うことができないおそれがあった。
【０００６】
本発明は、ヒッチステッチの発生を効果的に抑制することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、
縫い針を保持して上下動を行う針棒と、
回動動作により上糸を下糸に絡める釜と、
前記針棒の上下動の駆動源となるミシンモーターと、
前記針棒をその長手方向に沿った中心線回りに回動させる針棒回動機構と、
布保持部により被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる移動機構と、
所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は一針ごとの前記被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御部と、
前記縫い針に併設され、前記布保持部に保持された被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、
前記中押さえを前記針棒に同期して上下動させると共に、中押さえの下死点高さを変更調節するアクチュエーターを備える中押さえ上下動機構とを備え、
前記制御部が、前記縫製データに定められた前記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生じる角度範囲に属する場合に、前記針棒回動機構により前記針棒が往路と復路からなる往復回動動作を行うよう制御するミシンにおいて、
前記制御部は、前記中押さえの下死点高さが予め設定された設定値となるように前記中押さえ上下動機構のアクチュエーターを制御すると共に、前記中押さえの下死点高さの設定値から、前記中押さえの下死点高さが前記被縫製物の厚さと一致することを利用して、前記針棒回動機構の駆動開始タイミングを算出し、前記縫い針の先端部が布地に到達するまでに前記針棒の往路の回動が終了するように前記針棒回動機構を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンにおいて、
針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構を備え、
前記制御部は、
前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には前記糸寄せ機構による糸寄せを実行し、
前記移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には前記針棒回動機構による針棒の回動を実行することを特徴とする。
【０００９】
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、
前記中押さえの下死点高さの設定値を設定する設定入力部を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のミシンにおいて、
前記縫製データ中に一針ごとの前記中押さえの下死点高さの設定値が設定され、
前記制御部は、一針ごとに前記中押さえ上下動機構のアクチュエーター及び前記針棒回動機構を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、被縫製物の挙動を上から押さえる中押さえの下死点高さの設定値に縫い針の先端部が到達するタイミングで往路の回動が終了するように針棒回動機構が制御されるので、押さえられた被縫製物の上面に縫い針の下端部が到達するタイミングに合わせて針棒の往路の回動を終了させることができる。このため、縫い針が被縫製物の上方で離れた位置で往路の回動が終了したり、縫い針が被縫製物に突き刺さってから往路の回動が終了するなどの状況の発生を抑えることができ、適正なタイミングで針棒回動が行われることから、より効果的にヒッチステッチを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】発明の実施形態のミシンの斜視図である。
【図２】ミシンアーム部の前端部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図３】針棒台の斜視図である。
【図４】針棒台の上端部の斜視図である。
【図５】針棒台の下端部の斜視図である。
【図６】クランクロッドと針棒との連結部の構造を示す斜視図である。
【図７】クランクロッドと針棒との連結部の構造を示す図６と方向の異なる斜視図である。
【図８】針棒回動機構の動作系統の斜視図である。
【図９】針棒回動機構の動作系統の平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は針棒回動機構の針棒台上端部の拡大斜視図、図１０（Ｂ）は分解斜視図である。
【図１１】針棒回動機構の針棒カム部材の平面図である。
【図１２】糸寄せ機構の平面図である。
【図１３】糸寄せ機構の斜視図である。
【図１４】糸調子装置の断面図である。
【図１５】中押さえ上下動機構の概略構成図であり、図１５（Ａ）は中押さえを低位置とし、図１５（Ｂ）は中押さえを高位置としている状態を示している。
【図１６】ミシンの制御系を示したブロック図である。
【図１７】図１７（Ａ）は縫い針が布に刺さるときに目孔を通った上糸が左巻き方向に絡んだ状態を示す断面図、図１７（Ｂ）は上糸が右巻き方向に絡んだ状態を示す断面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は釜のボビンケースの角の部分から針板の針穴に下糸が渡っている状態を示す平面図、図１８（Ｂ）はその正面図を示す。
【図１９】半回転釜を用いるミシンにおいて布の移動方向とヒッチステッチの発生要因との関係を示す説明図である。
【図２０】布送り方向の角度区分に応じて糸寄せと針棒回動のいずれを実行すべきかを記憶したテーブルデータを示す説明図である。
【図２１】上軸角度と縫い針の高さとの関係を示す線図である。
【図２２】ミシンにおける縫い針、釜、天秤のモーションダイヤグラムである。
【図２３】糸寄せを実行していない状態における糸寄せ部材と針穴との位置関係を示す平面図である。
【図２４】糸寄せを実行している状態における糸寄せ部材と針穴との位置関係を示す平面図である。
【図２５】糸寄せの実行時の下糸の引き出し状況を示す説明図である。
【図２６】ヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。
【図２７】図２７（Ａ）はパーフェクトステッチを示し、図２７（Ｂ）はヒッチステッチを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［発明の実施形態の概要］
本発明の実施の形態を図１〜図２６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により布地を移動させて任意の位置に針落ちを行う移動機構を有し、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ことを可能とする。
また、このミシン１００では、保持枠による布地の移動方向に応じて適宜、下糸の糸寄せ又は針棒の回動を選択的に実施し、ヒッチステッチの発生を防止することを可能としている。
【００１４】
図１は本発明にかかるミシン１００の斜視図である。
ここで、後述する縫い針１１が上下動を行う方向をＺ軸方向又は上下方向とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向又は左右方向とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向又は前後方向と定義する。なお、以下の説明における「前」とはミシン１００に対して縫製を行う作業者が位置する方向、「左」はミシン１００の前側にいる作業者がミシン１００と向き合った状態における左手側、「右」はミシン１００の前側にいる作業者がミシン１００と向き合った状態における右手側を示すものとする。
【００１５】
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、下降動作により縫い針１１に通された上糸に下糸を絡める釜１３と、下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構５０と、上糸の糸張力の可変調節を行う糸調子装置７０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８０と、上記各構成の動作制御を行う制御部としての制御装置９０と、布移動機構８０の布保持部としての保持枠８１に保持された布地の上方へのばたつきを押さえる中押さえ１１０と（図１５参照）、中押さえ１１０を上下動させる中押さえ上下動機構１２０と（図１５参照）、ミシン１００の各構成を支持するミシンフレーム１０１とを主に備えている。
【００１６】
［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とミシンベッド部１０１ｂとを連結する立胴部１０１ｃとを有している。
【００１７】
［針上下動機構］
図２はミシンアーム部１０１ａの前端部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
図１及び図２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る図１６に示すミシンモーター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、クランクロッド２４の針棒１２側の端部を上下方向に沿って往復するよう案内するガイド２５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針棒１２に伝達される。
【００１８】
クランクロッド２４の針棒１２側の端部にはＹ軸方向に沿った支軸２６が貫通装備され、当該支軸２６はその両端部でクランクロッド２４を挟むようにして二つの角コマ２７，２８を回転可能に軸支している。
そして、クランクロッド２４に対して針棒１２側の面に設けられた角コマ２７は、後述する針棒抱き３３１，３３２（図６参照）を介して針棒１２と係合し、針棒１２に上下動を伝達する。また、クランクロッド２４に対して針棒１２とは逆側の面に設けられた角コマ２８はミシンアーム部１０１ａの壁面にＺ軸方向に沿って形成された溝状のガイド２５に嵌合している。即ち、角コマ２８は、溝状のガイド２５に滑動可能な状態で嵌合しているため、クランクロッド２４の針棒１２側の端部をＸ軸方向の移動を規制しつつもＺ軸方向に沿ってのみ往復可能としている。
これにより、針棒１２には、ミシンモーター２１の回転に同期した上下方向の往復動作が付与される。
【００１９】
［釜］
本実施形態たるミシン１００では、釜として半回転釜を採用する場合を例示する。半回転釜は、大釜の内側で針棒１２の上下動と同期して往復回動を行う中釜と、中釜の内側に収納されたボビン及びボビンケースと、中釜に往復回動を付与するドライバと、上軸２２に形成されたクランク部に一端部が連結されたクランクロッドと、クランクロッドの他端部に連結されたアーム部を有する往復回動軸と、往復回動軸により増速されて往復回動を行う下軸とを備え、当該下軸はドライバを介して中釜を往復回動させるようになっている。また、前述したミシンモーター２１は針棒１２の上下動と釜１３の回動動作の駆動源となり、中釜は上軸２２の１/２の周期で往復回動を行い、縫い針１１の上下動と釜１３の回動により上糸を下糸に絡める。なお、半回転釜の構造・構成は周知であるため、詳細な説明は省略する。
【００２０】
［針棒回動機構］
針棒回動機構３０は、ミシンアーム部１０１ａの前端部においてＺ軸周り（上下軸心周りとも称する）に回動可能に支持されると共に針棒１２を上下動可能に支持する針棒台３１と、針棒台３１を通じて針棒１２に対してＺ軸周りの回動動作を付与する動作系統とを主な構成とする。
図３は針棒台３１の斜視図であり、図４はその上端部、図５は下端部を示す斜視図である。
【００２１】
針棒台３１は、その上端部３１１と下端部３１２とが同心となる円筒状に形成されており、それらの間は矩形状の枠部３１３により一体的に連結されている。そして、下端部３１２と枠部３１３の内側には筒状のメタル軸受け３２１，３２２が保持されており、これら二つのメタル軸受け３２１，３２２の内側に丸棒状の針棒１２が挿入される。これにより、針棒１２は、Ｚ軸方向に沿った状態で上下動可能に支持された状態となる。
【００２２】
また、針棒台３１の上端部３１１と下端部３１２の外周には、それぞれ軸受け３２３，３２４が装備され、当該各軸受け３２３，３２４の外周はミシンアーム部１０１ａの壁面に保持される。これにより、針棒台３１及び針棒台３１に支持された針棒１２は、ミシンアーム部１０１ａに対してＺ軸回りに回動可能となっている。
なお、符号３２５と３２６は、それぞれ座金であり、軸受け３２３，３２４の外輪と針棒台３１側との滑動性を保持するためのものである。
【００２３】
また、針棒台３１の枠部３１３は、Ｚ軸方向に沿った矩形の平面部を備え、当該平面部の上部には、検出体３２８が固定装備されている。この検出体３２８は、ミシンアーム部１０１ａの壁面に装備された近接センサである針棒角度センサ３２９により、その近接状態が検出される。つまり、針棒角度センサ３２９は、検出体３２８との距離に応じた検出信号を出力し、これにより、針棒角度センサ３２９に対する検出体３２８の近接状態或いは離間状態を識別することができ、例えば、上記最近接状態を針棒１２の回動方向における原点位置と定めた場合に、針棒１２が原点にいるか、原点より離れて回動を生じているかを識別することが可能となる。
【００２４】
また、針棒台３１の枠部３１３の平面部には、長尺のガイド板３３０がネジ止めにより装備されている。かかるガイド板３３０は、Ｚ軸方向に沿って表裏に貫通した状態でスリット３３０ａが形成されている。枠部３１３の平面部は、図示されていないが、ガイド板３３０の背面側がガイド板３３０のスリット３３０ａより大きく開口が形成されている。
そして、針棒１２には後述する図６及び図７に示す針棒抱き３３１が固定装備されており、当該針棒抱き３３１には、針棒１２を中心とする半径方向外側に向かって延出した矩形の突起部３３１ａが形成されている。かかる突起部３３１ａは、ガイド板３３０の背面側から外側に向かってスリット３３０ａに挿入され、針棒１２の上下動の際には、スリット３３０ａ内を突起部３３１ａも上下動を行う。そして、突起部３３１ａの横幅はスリット３３０ａの幅とほぼ等しく設定されており、これにより、針棒台３１がＺ軸回りに回動動作を行うと、針棒１２も供回りを行うようになっている。
【００２５】
図６はクランクロッド２４と針棒１２との連結部の構造を示す斜視図、図７はクランクロッド２４と針棒１２との連結部の構造を示す図６と方向の異なる斜視図である。
前述したように、クランクロッド２４の下端部であって針棒１２側の面には角コマ２７がＹ軸回りに軸支されている。
そして、針棒１２には、二つの針棒抱き３３１，３３２が上下に並んで所定の隙間をもって抱き締め固定されている。そして、上下に並んだ針棒抱き３３１と針棒抱き３３２との間には、座金３３３，３３４を介して角コマ２７を介在させている。
各座金３３３，３３４は摺動性の良好な素材から形成されており、角コマ２７の摺動面は滑動性に優れている。また、各座金３３３，３３４は、それぞれの針棒抱き３３１，３３２に突出装備されたピンが嵌合しており、針棒１２の回動時には各針棒抱き３３１，３３２と共に回動動作を行うようになっている。
また、前述したように、上側の針棒抱き３３１には、Ｙ軸方向前側に突起部３３１ａが突設されており、ガイド板３３０に沿って針棒台３１と共にＺ軸回りに針棒１２を回動させる。その際、針棒１２と共に各針棒抱き３３１，３３２は回動を行うが、クランクロッド２４に支持された角コマ２７は、座金３３３，３３４を介して針棒抱き３３１，３３２の間に位置した状態を維持することができ、針棒回動時であっても、ミシンモーター２１からの上下動の動力を針棒１２に伝達することが可能となっている。
【００２６】
図８は針棒回動機構３０の動作系統の斜視図、図９は平面図、図１０は拡大斜視図である。
針棒回動機構３０の動作系統は、駆動源となる針棒回動モーター３４（図１６参照）と、針棒回動モーター３４により作動する針棒カム部材３５と、針棒カム部材３５から動作付与が行われる従動体としてのボス状部３６と、ボス状部３６から針棒１２に回動動作を伝達する伝達部材とを主に備えている。この伝達部材は、カム腕３６１とアーム部材３２７から主に構成される。
【００２７】
上記針棒回動モーター３４は、図８〜図１０に示すように、ミシンアーム部１０１ａの左側面に取り付けられたモーター取り付け台３４１により出力軸を垂直上方に向けた状態で支持されており、当該出力軸には主動スプロケット３４２が装備されている。モーター取り付け台３４１の上面には、主動スプロケット３４２に隣接して小径の従動スプロケット３４３が設けられており、相互のスプロケット３４２，３４３にはタイミングベルト３４４が掛け渡され、主動スプロケット３４２から従動スプロケット３４３へ増速回転が伝わるようになっている。
従動スプロケット３４３は、その回動軸３４５を介して針棒カム部材３５と連結されており、従動スプロケット３４３の回動は針棒カム部材３５に伝達される。
【００２８】
図１１は針棒カム部材３５の平面図である。針棒カム部材３５は円板状の溝カムであり、その下面において、上下方向を深さ方向とする溝からなるカム溝３５１が形成されている。
このカム溝３５１は、針棒台３１に一往復の回動動作を付与する動作区間３５２が五つ連なって無端環状に形成されている。つまり、この針棒カム部材３５は、一つの動作区間３５２は角度72°の範囲に形成されている。
そして、一つの動作区間３５２は、その回転中心から距離が最も小さい最小変位位置を起点３５２ａとして徐々に変位が大きくなり、当該区間の中間点３５２ｂで最大変位となり、そこから、次の動作区間３５２の起点３５２ａに至るまで徐々に変位が小さくなる形状に形成されている。
【００２９】
また、上記起点３５２ａの前後には、半径方向について距離が不変となる助走区間が設けられている。針棒回動モーター３４は、駆動開始直後は低速で立ち上がり徐々に高速に達して再び速度を低速に落として停止するという動作特性がある。このため、高速性が要求される針棒回動動作を適正に行うために、針棒カム部材３５のカム溝３５１には、針棒回動モーター３４の低速となる立ち上がり（起点３５２ａの直後）と停止直前（起点３５２ａの直前）の区間に助走区間（半径方向に変位を生じない区間）を設け、針棒回動動作に寄与しないようになっている。なお、針棒回動動作のタイミングは厳格性を要するので、この助走区間分だけ針棒回動モーター３４の駆動開始を早く開始させる必要がある。
【００３０】
この針棒カム部材３５では、針棒１２の非回動時には、カム腕３６１のボス状部３６が起点３５２ａに位置しており、そこから次の動作区間３５２の起点３５２ａまでボス状部３６が移動するように針棒カム部材３５が回転駆動される事により、カム腕３６１を通じて針棒台３１が往復回動を行う。
この時に、針棒カム部材３５は、溝カムであることから、高速回転を行った場合でも、ボス状部３６は遠心力で針棒カム部材３５から逸脱を生じることが防止され、安定的な動作が維持される。
【００３１】
また、針棒カム部材３５では、そのカム溝３５１が無端環状となる全周カムであるため、針棒台３１が往復回動を行うために針棒回動モーター３４は一定方向に回転駆動を行えば良く、例えば、針棒台３１の往復回動の往路と復路とで針棒回動モーター３４を正逆回転の切り替えを行う場合に比べて慣性力の影響を受けずに円滑な動作が可能となり、針棒台３１をより高速に往復回動させることが可能である。
さらに、針棒カム部材３５は、複数の動作区間３５２が切れ目なく連続形成されているので、連続する複数針について針棒回動動作を行う必要がある場合には、針棒カム部材３５を動作区間３５２毎に間欠駆動させる必要がなく、連続的に回転させることで複数回の針棒回動を行うことが可能となっている。従って、連続回動時に、回転の停止が繰り返される間欠的な回転とは異なり、停止状態から高速状態まで急加速する必要がなく、安定的な連続回動が可能である。
【００３２】
また、このように、針棒カム部材３５のカム溝３５１を全周カムとしたので、針棒回動モーター３４から針棒カム部材３５に回転動作を伝達するタイミングベルト３４４の耐久性を向上させることが可能である。
なお、タイミングベルトに限らず、ギヤにより針棒カム部材３５を作動させることも可能である。その場合でも、同様にギヤの耐久性を向上させることが可能である。
【００３３】
また、この針棒回動機構３０では、原点センサ３５５が針棒回動モーター３４に併設されている。即ち、針棒回動モーター３４の出力軸に検出子３４６が装備され、この検出子３４６の有無を原点センサ３５５が検出することにより針棒回動モーター３４の原点位置が検出される。そして、制御装置９０では、針棒回動モーター３４の原点位置からのパルス数をカウントすることにより、針棒カム部材３５の各動作区間３５２の起点３５２ａを認識することが可能となっている。
従って、原点センサ３５５が、検出子３４６を検知して、ボス状部３６を針棒カム部材３５のカム溝３５１における基準の待機位置（ボス状部３６は起点３５２ａに位置する状態）に位置決めすることができる。つまり、この基準の待機位置にボス状部３６が位置する状態から針棒カム部材３５を回動させることにより、針棒回動モーター３４が高速に達した状態で、最大変位となる中間点３５２ｂへ到達させることができ、針回動を高速で行うことが可能となっている。
【００３４】
上記ボス状部３６は、ベルクランクである伝達部材としてのカム腕３６１の一方の腕部３６１ａの回動端部の上面において上方に向かって突接されており、カム腕３６１のもう一方の腕部３６１ｂは、角コマ３６２を介してアーム部材３２７の回動端部に連結されている。
また、このカム腕３６１は、二本の腕部３６１ａ，３６１ｂの基端部側がミシンアーム部１０１ａの壁面に固定されたモーター取付台３４１にＺ軸方向に沿った支軸を介して回動可能に支持されている。
【００３５】
図１０に示すように、カム腕３６１の針棒台３１側の腕部３６１ｂは、支軸３６２ａが角コマ３６２をＺ軸回りに軸支している。この角コマ３６２は、平面視正方形の直方体であり、アーム部材３２７に形成された角コマ３６２の一辺の幅と等しい溝部としてのガイド溝３２７ａに嵌合する。
なお、ボス状部３６（従動体）から針棒台３１を介して針棒１２に回動動作を伝達するリンク機構は、カム腕（リンク体）３６１、支軸３６２ａ、角コマ（滑動部材）３６２、アーム部材３２７から構成される。
【００３６】
角コマ３６２（滑動部材）は、ガイド溝３２７ａに沿って滑動可能であって、当該ガイド溝３２７ａに対して上下方向に拘束されないように連結されている。また、角コマ３６２は、上下方向に沿った支軸３６２ａに回動可能に軸支されているが、腕部３６１ｂ下面に接触しないように、所定量の隙間が形成されている。
また、このガイド溝３２７ａは、アーム部材３２７の回動端部側の水平平面に形成されている。なお、ガイド溝３２７ａの中心線が、針棒台３１の回動中心を通過するように、ガイド溝を形成すると、針棒台３１の回転が円滑になる。即ち、ガイド溝３２７ａは針棒１２を中心とする半径方向に沿って形成されている。
アーム部材３２７は針棒台３１の上端部３１１に抱き締め固定されており、これにより、カム腕３６１が回動動作を行うと、アーム部材３２７を通じて針棒台３１に回動が伝達される。
その際、角コマ３６２はアーム部材３２７のガイド溝３２７ａに沿って滑動することで、カム腕３６１とアーム部材３２７との連結状態を維持する。
また、これらの回動動作が高速で行われる場合、カム腕３６１とアーム部材３２７との間を上下方向について拘束すると、部材間の摺動により振動、異音、騒音等が生じ得るが、角コマ３６２がガイド溝３２７ａに対して上下方向に拘束されていないので、その原因が解消され、静音化を図ることが可能となる。
【００３７】
また、アーム部材３２７のすぐ上側には、針棒台３１の上端部３１１にスラスト受け３３５が固定装備されている。このスラスト受け３３５は、座金３２５を介して軸受け３２３に当接させて針棒台３１の上端部３１１に抱き締め固定することで、座金３２５に対する針棒台３１の上下動方向のガタつきを防止するものである。
このように、スラスト受け３３５とアーム部材３２７とを別部材としたので、これらが一体化している場合に比べて、アーム部材３２７をカム腕３６１に対して適正な高さに位置調節することができ、このことからも、異音の発生を防止している。
【００３８】
［糸寄せ機構］
図１２は糸寄せ機構５０の平面図、図１３は斜視図である。
糸寄せ機構５０は、ミシンベッド部１０１ｂの内部であって針板１４よりも下側に設けられ、糸寄せ部材５１により下糸の糸寄せを行う。この糸寄せ機構５０は、ボビンケースから針板１４の針穴１５に渡る下糸を寄せてその経路を変更する糸寄せ部材５１と、当該糸寄せ部材５１の糸寄せ動作の駆動源となる糸寄せ用モーター５２と、糸寄せ用モーター５２により作動する糸寄せカム部材５３と、糸寄せカム部材５３から動作付与が行われる従動体としてのボス状部５４と、ボス状部５４から糸寄せ部材５１に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構５５とを主に備えている。リンク機構５５は、主に、ボス腕５４１と支軸５４２から構成される。
【００３９】
上記糸寄せ用モーター５２は、ミシンベッド部１０１ｂの内部に取り付けられたモーター取り付け台５２１により出力軸を垂直上方に向けた状態で支持されており、当該出力軸には主動歯車５２２が装備されている。モーター取り付け台５２１の上面には、主動歯車５２２に隣接して小径の従動歯車（図示略）が設けられており、これらは相互に噛合しており、主動歯車５２２から従動歯車へ増速回転が伝わるようになっている。
従動歯車は、その回動軸５２４を介して糸寄せカム部材５３と連結されており、従動歯車の回動は糸寄せカム部材５３に伝達される。
【００４０】
糸寄せカム部材５３は、前述した針棒回動機構３０の針棒カム部材３５と同様に、円板状の溝カムであり、その下面において、上下方向を深さ方向とする溝からなるカム溝５３１が形成されている。
このカム溝５３１は、糸寄せ部材５１に一往復の回動動作を付与する動作区間が五つ連なって無端環状に形成されている。個々の動作区間は、その回転中心から距離が最も小さい最小変位位置を起点としてから距離が最も大きい中間点（最大変位位置）を経て、次の動作区間の起点（最小変位位置）に至る形状であって、全体的に徐々に変位する形状に形成されている。
起点（最小変位位置）にボス状部５４が位置する状態では糸寄せ部材５１の先端部は針穴１５の前方の待機位置にあり、中間点（最大変位位置）までボス状部５４が移動すると糸寄せ部材５１は針穴１５の直下を通過して針穴１５の後方の所定の停止位置まで移動する。そして、次の起点までボス状部５４が移動すると糸寄せ部材５１の先端部は針穴１５の直下を通過して針穴１５の前方の待機位置に復帰する。
【００４１】
また、糸寄せカム部材５３のカム溝５３１には、起点に隣接してその中間点側に、半径方向について距離が不変となる助走区間が設けられている。また、中間点に隣接してその起点側にも半径方向について距離が不変となる助走区間が設けられている。
糸寄せ部材５１は、下糸の糸寄せを行う場合、前述した待機位置から針穴直下を通過して停止位置まで移動し、一旦停止してから、待機位置に復帰する。
従って、起点から中間点までボス状部５４が移動する場合と、中間点から起点までボス状部５４が移動する場合のそれぞれついて助走区間を有するので、糸寄せ用モーター５２の往路の回動と復路の回動の際に、いずれも糸寄せ用モーター５２の高速域のみを利用することができる。
また、糸寄せカム部材５３も、そのカム溝５３１が無端環状となる全周カムであるため、慣性力の影響を受けずに円滑且つ高速で糸寄せ部材５１を回動させることができる。
【００４２】
なお、この糸寄せカム部材５３については、前述した針棒カム部材３５のように、原点センサを図示していないが、この糸寄せ機構５０にも、ボス状部５４がカム溝５３１の起点に位置する状態を検出する原点センサを設け、糸寄せカム部材５３が待機位置にある状態から回動を開始させることにより糸寄せ用モーター５２が丁度高速状態になる時に糸寄せカム部材５３が回動動作を行うように構成しても良い。
【００４３】
糸寄せカム部材５３のカム溝５３１に挿入されるボス状部５４は、ベルクランクであるボス腕５４１の一方の腕部５４１ａに軸支されており、ボス腕５４１のもう一方の腕部５４１ｂには糸寄せ部材５１が保持されている。
また、このボス腕５４１は、二本の腕部５４１ａ，５４１ｂの基端部側がモーター取り付け台５２１に設けられた支軸５４２により回動可能に支持されている。
【００４４】
糸寄せ部材５１は、その基端部がボス腕５４１の腕部５４１ｂの回動端部に保持されており、当該糸寄せ部材５１の先端部は針板１４の下側において針穴１５の方向に延出されている。また、この糸寄せ部材５１の先端部側が自由端となっており、また、先端部は尖鋭な形状に形成されている。そして、糸寄せ部材５１は、通常は、その先端部が針穴１５に対して前方に離れて待機位置に待避しており、糸寄せの際には、先端部が針穴１５の真下を通過して規定の停止位置まで移動し、ボビンケースから針穴１５に渡る下糸を引っ掛けて後方に寄せる動作を行う。
【００４５】
また、針板１４の左側部には、上下二枚の板状体の隙間に板状の糸寄せ部材５１を回動動作の前後に渡って介挿するように支えるガイド５１１が設けられており、糸寄せ部材５１の回動動作時における上下方向の震えを抑止している。
【００４６】
上記の構成により、糸寄せ機構５０では、ボス状部５４が糸寄せカム部材５３のカム溝５３１の起点に位置する状態から、糸寄せ用モーター５２が一定方向（例えば、時計回り）に駆動を開始すると、助走区間を経て高速域で糸寄せカム部材５３が停止位置まで回動する。これにより、糸寄せ部材５１の先端部が針穴１５の真下を通過して下糸を後方に寄せる動作を行う。
そして、糸寄せ部材５１は停止位置で一旦停止した後に糸寄せ用モーター５２が一定方向（例えば、時計回り）に駆動を再開すると、ボス状部５４が糸寄せカム部材５３のカム溝５３１の最大変位となる位置から、助走区間を経て高速域で次の動作区間の起点（最小変位位置）へ移動し、糸寄せ部材５１が待機位置側へ回動する。これにより、糸寄せ部材５１の先端部が針穴１５の真下を通過して下糸から離れ、待機位置に退避する。
【００４７】
［布移動機構］
図１に示すように、布移動機構（移動機構）８０は、ミシンベッド部１０１ｂの上面において布地を保持する保持枠（布保持部）８１と、保持枠８１を昇降可能に支持する支持アーム８２と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＸ軸方向に移動させる図１６に示すＸ軸モーター８３と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＹ軸方向に移動させる図１６に示すＹ軸モーター８４とを備えている。布保持部とも称する保持枠８１は、長方形状の枠体である図示省略の下板と布押え外枠から構成される。布地は位置決めして下板上に載置された後、上方より布押え外枠が下降して布地を保持する。
布移動機構８０は、かかる構成により、保持枠８１を介して布地を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。すなわち、移動機構とも称する布移動機構８０は、布地を水平面に沿って任意の位置に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる。
【００４８】
［糸調子装置］
図１４は糸調子装置７０の断面図である。糸調子装置７０は、上糸に糸張力を付与する糸調子器７９と、糸調子器７９による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエーターとしての糸調子ソレノイド７１とから主に構成される。
上記糸調子器７９は、ミシンアーム部１０１ａの右側面に設けられ、糸供給源から天秤に至る経路の上糸を挟持して糸張力の付与を行うものである。この糸調子器７９は、上糸を挟む二枚の糸調子皿７２，７２と、これらの糸調子皿７２，７２が互いに接離するＸ軸方向に沿って移動可能に支持する中空支軸７３と、中空支軸７３の内部を貫通して一方の糸調子皿７２を他方の糸調子皿７２に押圧することが可能な押圧軸７４と、糸取りバネ７５と、これらを格納保持する本体ケース７６とを備えている。
【００４９】
一方、糸調子ソレノイド７１は、糸調子器７９の左方において、通電される電流値に応じて突出する方向に推力を生じる出力軸７１ａを備え、当該出力軸７１ａは、前述した押圧軸７４と同一線上に並ぶように配置されている。
そして、出力軸７１ａは、コイルバネ７７に挿通された伝達軸７８と結合されており、この伝達軸７８は、出力軸７１ａを押し戻す方向に押圧するコイルバネ７７に挿通されている。
従って、糸調子ソレノイド７１の非通電時には、出力軸７１ａはコイルバネ７７に押し戻され、押圧軸７４を糸調子皿７２の方向に押圧する押圧力が得られないので、二枚の糸調子皿７２，７２はフリーとなり、糸張力の付与が行われない。
また、糸調子ソレノイド７１に通電を行うと、その電流値に応じた推力で出力軸７１ａが突出し、コイルバネ７７に抗して伝達軸７８が押圧軸７４を介して一方の糸調子皿７２を押圧し、当該押圧力に応じて二枚の糸調子皿７２，７２の間に介挿された上糸に張力を付与することができる。
なお、糸調子ソレノイド７１の通電量は制御装置９０により制御され、糸調子装置７０において、任意の糸張力を上糸に付与することが可能となっている。
また、制御部としての制御装置９０は、糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、算出した縫い方向が、後述するＡ又はＢの区分（図１９参照）に属する場合、糸張力を低減調節するように糸張力調節用アクチュエーターとしての糸調子ソレノイド７１を制御する。
【００５０】
［中押さえ上下動機構］
図１５は中押さえ上下動機構１２０の概略構成図である。図示のように、中押さえ上下動機構１２０は、中押さえ１１０を下端部で保持すると共にミシンアーム部１０１ａ内において上下動可能に支持された中押さえ棒１２１と、中押さえ棒１２１を通じて中押さえ１１０を下方に押圧して挙動を安定させる押圧バネ１３４と、ミシンモーター２１から動力を得て上軸２２と同じ周期でＹ軸回りに往復回動を行う駆動軸１２２と、駆動軸１２２に軸支されてＹ軸回りに往復回動を行う駆動腕１２３と、駆動腕１２３の回動半径方向に延出された腕部１２３ａに一端部が連結された駆動リンク１２４と、一端部がミシンアーム部１０１ａ内においてＹ軸回りに回動可能に支持されると共に長手方向中間部が駆動リンク１２４の他端部に連結された回動腕１２５と、回動腕１２５の他端部と中押さえ棒１２１に固定装備された棒抱き１２６とを連結する第一と第二の伝達リンク１２７，１２８と、第一の伝達リンク１２７の一端部と第二の伝達リンク１２８の一端部とがＹ軸回りに回動可能に連結されると共にこれらの連結部においてＹ軸回りに回動可能に装備された角コマ１２９と、角コマ１２９を滑動可能にガイドする直線状のガイド溝１３０ａを有するガイド板１３０と、ガイド板１３０に回動動作を付与する高さ調節モーター１３１と、Ｙ軸方向に沿った高さ調節モーター１３１の出力軸に軸支されると共に当該出力軸を中心とする回動半径方向外側に向かって延出された出力腕１３２と、出力腕１３２とガイド板１３０とを連結する連結リンク１３３とを主に備えている。
【００５１】
中押さえ１１０は、その上端部が中押さえ棒１２１の下端部に保持され、中押さえ１１０の下端部にはＺ軸方向を中心とする円筒状の枠部を有しその中心に縫い針１１が遊挿されている。また、中押さえ１１０の上下動の振幅は針棒１２の上下動の振幅に比べて小さく、縫い針１１が上死点に達した状態で当該縫い針１１の下端部が中押さえ１１０の下端部よりも上方に配置される。これにより、縫い針１１の上昇時に、当該縫い針１１によって上方に引っ張られる布地を中押さえ１１０が押さえ、布地の端付きを押さえると共に、布地から縫い針１１を完全に引き抜くことができるようになっている。
【００５２】
上記駆動軸１２２は、ミシンモーター２１により回転駆動が行われる上軸２２から例えばクランク機構を介して往復回動動作が付与されている。上軸２２の回転周期と駆動軸１２２の往復回動周期は一致しており、これによって、縫い針１１の上下動と中押さえ１１０の上下動とは同期が図られている。
駆動腕１２３は、その腕部１２３ａに沿って長穴１２３ｂが形成されており、駆動リンク１２４の一端部は締結ボルト１２４ａにより当該長穴１２３ｂ内の任意の位置に連結可能となっている。長穴１２３ｂは、駆動腕１２３の回動半径に沿って形成されているので、その連結位置を変えることで駆動軸１２２からの距離に比例して駆動リンク１２４に付与する往復動作量を調節することができる。そして、駆動リンク１２４の往復動作量は、中押さえ１１０に伝達される上下動の振幅にほぼ比例するので、長穴１２３ｂに対する駆動リンク１２４の一端部の連結位置を変えることで中押さえ１１０に伝達される上下動の振幅を調節することが可能となっている。
つまり、長穴１２３ｂが形成された駆動腕１２３の腕部１２３ａと長穴１２３ｂの任意の位置に駆動リンク１２４の一端部を連結可能とする締結ボルト１２４ａとにより、中押さえ１１０の上下動の振幅を調節する振幅調節部を構成している。
【００５３】
なお、長穴１２３ｂは、駆動リンク１２４とほぼ同じ長さを半径とする円弧状に湾曲形成されており、駆動軸１２２が所定の軸角度であるときに長穴１２３ｂに対する駆動リンク１２４の一端部の連結位置を変えることにより、回動腕１２５から中押さえ１１０までに姿勢の変化を生じさせることなく中押さえ１１０の上下動振幅の調節を行うことが可能となっている。
また、長穴１２３ｂは、駆動軸１２２の中心と駆動リンク１２４の一端部の回動中心とが同心となる位置まで形成されており、駆動軸１２２の中心と駆動リンク１２４の一端部の回動中心とが同心となるように駆動リンク１２４の一端部の位置調節を行うことにより、駆動リンク１２４から中押さえ１１０までの各部材に全く動作を付与しない停止状態とすることができる。つまり、これにより、中押さえ１１０を上下動させないで縫製を行うことが可能である。
【００５４】
回動腕１２５は、駆動リンク１２４によりその他端部が往復回動動作を行う。
前述したように、第一の伝達リンク１２７と第二の伝達リンク１２８とは互いの一端部がＹ軸回りに回動可能に連結されており、第一の伝達リンク１２７の他端部がＹ軸回りに回動可能な状態で回動腕１２５の他端部に連結されている。また、第二の伝達リンク１２８の他端部はＹ軸回りに回動可能に棒抱き１２６に連結されている。
第一の伝達リンク１２７と第二の伝達リンク１２８とは、相互の連結部において中折れを生じ得る構造となっているので、そのままの状態では回動腕１２５から棒抱き１２６に対して往復上下動を伝達することができないが、各リンク１２７と１２８の連結部には角コマ１２９が装備され、当該角コマ１２９はその挙動がガイド板１３０に形成されたガイド溝１３０ａにより一定の直進方向に動作が規制されている。このため、ガイド板１３０が回動しないで定位置を維持している状態では、第一の伝達リンク１２７と第二の伝達リンク１２８はほぼ一定の屈曲角度を維持することができ、回動腕１２５から棒抱き１２６に対して往復上下動を伝達可能となっている。
また、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、ガイド板１３０が回動すると、ガイド溝１３０ａの傾斜角度が変動し、これにより、第一の伝達リンク１２７と第二の伝達リンク１２８の屈曲角度を変化させることが可能である。これにより、回動腕１２５の他端部と棒抱き１２６との距離を変えることができ、中押さえ棒１２１を通じて中押さえ１１０の高さを変えることが可能となっている。この高さ調節により、中押さえ１１０は、その上下動を行う範囲全体の高さを任意に変えることができる。
【００５５】
また、ガイド板１３０と出力腕１３２と連結リンク１３３とは、いわゆる四節リンク機構を構成しており、その一節である出力腕１３２に出力軸が連結された高さ調節モーター１３１の駆動により、ガイド板１３０の回動角度を任意に変更可能となっている。つまり、高さ調節モーター１３１の動作量を制御することで、中押さえ１１０の上下動における下死点の高さを自在に制御可能となっている。
つまり、第一の伝達リンク１２７、第二の伝達リンク１２８、角コマ１２９、ガイド板１３０、出力腕１３２及び高さ調節モーター１３１は、中押さえ１１０の高さを調節する高さ調節部を構成している。また、高さ調節モーター１３１は、中押さえ１１０の下死点高さを変更調節するアクチュエーターとして機能する。
【００５６】
［ミシンの制御系：制御装置］
図１６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制御部としての制御装置９０を備えている。そして、制御装置９０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ＲＯＭ９２と、演算処理の作業領域地となるＲＡＭ９３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９４と、ＲＯＭ９２内のプログラムを実行するＣＰＵ９１とを備えている。
【００５７】
また、ＣＰＵ９１は、ミシンモーター駆動回路２１ａ、Ｘ軸モーター駆動回路８３ａ、Ｙ軸モーター駆動回路８４ａ、糸寄せ用モーター駆動回路５２ａ、針棒回動モーター駆動回路３４ａ、高さ調節モーター駆動回路１３１ａ、糸調子ソレノイド駆動回路７１ｂを介して、ミシンモーター２１、Ｘ軸モーター８３、Ｙ軸モーター８４、糸寄せ用モーター５２、針棒回動モーター３４、高さ調節モーター１３１及び糸調子ソレノイド７１のそれぞれに接続され、各モーター２１，８３，８４，５２，３４，１３１及び糸調子ソレノイド７１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ＣＰＵ９１に出力される。また、上記各モーター８３，８４，５２，３４はステッピングモーターであり、これらの図示しない原点検索手段がＣＰＵ９１に接続され、その出力からＣＰＵ９１は各モーターの原点位置を認識することができる。
また、針棒回動機構３０には針棒１２の回動角度範囲における原点位置を検出するための針棒角度センサ３２９を備えており、ＣＰＵ９１はその出力から針棒１２の原点となる角度を検出することができる。
【００５８】
データメモリ９４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８３及びＹ軸モーター８４の動作量が順番に記憶されており、ＣＰＵ９１は、縫製の際には、一針ごとにＸ軸モーター８３及びＹ軸モーター８４の動作量を読み込むと共に当該各動作量に応じてＸ軸モーター８３及びＹ軸モーター８４を駆動する動作制御を行う。すなわち、制御装置（制御部）９０は、所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は布地の移動量を定めた縫製データに基づいて布移動機構８０を制御する。
また、縫製データには一針ごとの中押さえ１１０の下死点高さが順番に記憶されており、これに基づいて制御装置９０は、高さ調節モーター１３１を制御して一針ごとに中押さえ１１０の下死点高さを変更調節している。
【００５９】
また、制御装置９０には、各種の設定入力を行うための設定入力部としての入力装置９５が併設されている。かかる入力装置９５により、上記縫製パターンの設定入力や、中押さえ上下動機構１２０による中押さえ１１０の下死点の高さの設定入力を行うことも可能となっている。
【００６０】
［ヒッチステッチの発生要因］
上記ＣＰＵ９１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。
布移動機構８０により布を縫製データに応じて毎針ごとに任意の方向に移動する場合、その布送り方向、つまり縫目形成方向に応じて、縫い針１１が布に刺さるときに縫い針１１の目孔１１ａを通った上糸Ｕが縫い針１１に絡む絡み方向が、図１７（Ａ）に示す左巻き方向となる場合と図１７（Ｂ）に示す右巻き方向になる場合とがあり、これらの内のいずれになるかによって、パーフェクトステッチとなるかヒッチステッチとなるかが決定する。
また、図１８（Ａ）は釜１３のボビンケースの角の部分から針板１４の針穴１５に下糸Ｄが渡っている状態を示す平面図であり、図１８（Ｂ）はその正面図を示しているが、図示のように、下糸Ｄの経路に対し、縫い針１１がＬ側とＲ側の何れに針落ちするかによっても、パーフェクトステッチになるかヒッチステッチになるかが決定する。
【００６１】
次に、本実施形態のミシン１００のような半回転釜を用いる場合において、布の移動方向とヒッチステッチの発生要因との関係を図１９により説明する。図１９では針穴１５を中心として布移動機構８０が布を送る方向又は角度に応じていずれの範囲について、ヒッチステッチが生じるか、また、その要因は前述したいずれに該当するのかを示している。
まず、Ａの送り方向の角度範囲は、その送り方向により、縫い針１１に対する上糸の絡み方向は右方向で一定となっている。また、Ａの送り方向の角度範囲は、下糸Ｄがボビンから針穴１５に向かう方向にほぼ一致するため、針穴１５を通る下糸に対し、縫い針１１がＲ側に落ちるかＬ側に落ちるかが不確定となっている、従って、この領域は、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれも発生し得る領域である。
【００６２】
次に、Ｂの送り方向の角度範囲は、送りの方向が下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実にＬ側となり、且つ、この領域はその送り方向により縫い針１１に対する上糸の絡み方向は右側になるため、確実にヒッチステッチになる領域である。
【００６３】
次に、Ｃの送り方向の範囲は、送りの方向が下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実にＬ側となるが、縫い針１１に対する上糸の絡み方向が不確定なため、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれも発生し得る領域である。
【００６４】
残りのＤの送り方向の範囲は、送りの方向が下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実にＲ側となり、縫い針１１に対する上糸の絡み方向は左側になるため、確実にパーフェクトになる領域である。
【００６５】
［制御装置：ヒッチステッチ回避制御］
このように、ミシン１００では、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれになるかは、釜（ボビンケース）から針穴１５に連なる下糸経路に対して縫い針１１が落ちる位置と、縫い針１１に対する上糸の絡み方向との二つの要因が絡んで決定され、また、それぞれの要因が不確定となる領域については縫い目の種類も不確定となる傾向を示す。
従って、ミシン１００では、布移動機構８０による送り方向の範囲を前述したＡ〜Ｄの四つに区分し、各区分の角度範囲をデータメモリ９４に登録する。さらに、図２０に示すように、Ａ〜Ｄの各区分に応じて、糸寄せ機構５０による糸寄せと針棒回動機構３０による針棒回動のいずれを実行すべきかを記憶したテーブルデータをデータメモリに登録している。
【００６６】
そして、制御装置９０は、縫製実行時において、以下のヒッチステッチ回避制御を実行する。即ち、所定の縫製パターンの縫製を行うために一針分のＸ軸モーター８３及びＹ軸モーター８４の動作量を縫製データから読み込むと、Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動量から布の移動方向がＡ〜Ｄのいずれの区分に属するかを判定する。そして、判定した区分に応じてテーブルデータから、糸寄せと針棒回動のいずれを実行すべきかを特定し、それぞれの実行タイミングに応じた上軸角度で各々の動作を実行するように糸寄せ機構５０の糸寄せ用モーター５２又は針棒回動機構３０の針棒回動モーター３４を制御する。
制御部としての制御装置９０は、縫製データに定められた針落ち位置又は布地の移動量から、布移動機構８０による各針落の際の布地の移動方向を算出して、布の移動方向がＡ〜Ｄのいずれの区分に属するかを判定する。
そして、移動方向が予め定められた第一の角度範囲であるＡ又はＢの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せを実行し、第二の角度範囲であるＣの場合には針棒回動機構３０による針棒の回動を実行し、第三の角度範囲であるＤの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せと針棒回動機構３０による針棒の回動を実行しない。  なお、制御部としての制御装置９０は、縫製データに定められた針落ち位置又は布地の移動量から、布移動機構８０による各針落の際の布地の移動方向を算出している。これに代えて、予め縫製データに第一の角度範囲Ａ又はＢ、第二の角度範囲Ｃ、第三の角度範囲Ｄであるとの角度範囲データを設定し、それらのデータに基づいて、制御装置９０が針棒の回動や糸寄せの実行の有無を制御することも容易に考えられる。
すなわち、制御部としての制御装置９０は、布移動機構８０による各針落ちごとの布地の移動方向が予め定められた第一の角度範囲であるＡ又はＢの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲であるＣの場合には針棒回動機構３０による針棒の回動を実行する。
【００６７】
［制御装置：針棒回動の実行タイミングについて］
次に、ヒッチステッチ回避制御における針棒回動を実行する場合の適正なタイミングについて説明する。図２１は上軸角度と縫い針１１の高さとの関係を示す線図である。
針棒１２が往復回動を行う場合、針棒１２の往路の回動は、縫い針１１の下端部が針板１４上の布地に到達するまでに完了していることが要求される。即ち、この縫い針１１の下端部が針板１４上の布地に到達する上軸角度を針刺さり角度αとする。なお、図２１に示す針刺さり角度αは、布地の厚さを考慮しておらず、厚さが0の場合、即ち、針板１４の上面に縫い針１１の下端部が到達する上軸角度を示している。以下、この針刺さり角度αを基準針刺さり角度αとする。
布地の厚さを考慮した場合、縫い針１１の到達は厚さ分だけ早くなるので、基準針刺さり角度αよりも早期に往路の針棒回動を完了させる必要がある。
また、布地の厚さは、上下動を行う中押さえ１１０の下死点高さと概ね一致する。
従って、針板１４の上面高さｈ0からの中押さえ１１０の下死点高さの設定値をΔｚとした場合、針棒１２の往路の回動を完了すべき上軸角度は、以下の計算により求めることができる。
【００６８】
図２１において縦軸は縫い針１１の下端部の高さを示しており、縫い針１１の上下動の中心を高さ0としている。縫い針１１の下端部の高さＺは、針棒１２の振幅をＨ、上軸角度をθ、針棒の上死点の上軸角度を0°とした場合、次式(1)となる。
Ｚ＝(Ｈ/2)・cosθ    …(1)
【００６９】
また、針板の上面高さｈ0は、次式(2)となる。
ｈ0＝(Ｈ/2)・cosα    …(2)
【００７０】
中押さえ１１０の下死点高さの設定値をΔｚとし、これを布地の厚さとみなす場合、針棒１２の往路の回動を完了すべき上軸角度βは次式（3),(4)で表すことができる。
(Ｈ/2)・cosβ＝(Ｈ/2)・cosα＋Δｚ          …(3)
β＝cos-1(cosα＋(2/Ｈ)・Δｚ)    …(4)
【００７１】
従って、基準針刺さり角度αと布地の厚さを考慮した針棒１２の往路の回動を完了すべき上軸角度βとの上軸角度差Δθは次式(5)となる。
Δθ＝α−β
＝α−cos-1(cosα＋(２/Ｈ)・Δｚ)    …(5)
【００７２】
制御装置９０は、入力装置９５から中押さえ１１０の下死点高さΔｚが設定されると、当該設定値Δｚから上式(4)により針棒１２の往路の回動を完了すべき上軸角度βを算出する。次に、制御装置９０は、算出した上軸角度βから針棒回動モーター３４の駆動を開始する駆動開始上軸角度θsを算出する。
針棒回動モーター３４が針棒カム部材３５の起点３５２ａにボス状部３６が位置する状態から駆動を開始して中間点３５２ｂ(図１１参照)に到達するまでの所要時間をｔm[s]とし、ミシンモーター２１の設定回転数をｍo[rpm]とした場合、駆動開始上軸角度θs［deg］は次式(6)により算出される。
θs＝β−360・ｍo・(1/60)・ｔm
＝cos-1(cosα＋(2/Ｈ)・Δｚ)−(360/60)・ｍo・ｔm    …(6)
【００７３】
制御装置９０は、縫製時において、針棒回動を行う際には、駆動開始上軸角度θsを算出し、ミシンモーター２１に設けられたエンコーダで検出される上軸角度が駆動開始上軸角度θsに達すると、針棒回動モーター３４の駆動開始を実行する。また、縫製データにおいて、一針ごとに中押さえ１１０の下死点高さΔｚ又はミシンモーター２１の回転数が設定されている場合には、毎針ごとにそれらの設定値から駆動開始上軸角度θsを算出して針棒回動モーター３４の駆動開始を制御する。
そして、これにより、針棒１２と共に縫い針１１は、布地に到達する時に往路の回動が完了し、早過ぎず遅過ぎず適正なタイミングで針棒回動が行われ、効果的にヒッチステッチの発生を抑制することが可能となる。なお、針棒回動モーター３４は、往路の回動が終わるとそのまま回動を続け、針棒１２の復路の回動を終えてから駆動を停止する。その際、針棒１２の復路の回動は、釜の剣先が上糸のループを捕捉する上軸角度に到達するまでに十分な余裕をもって完了する。
【００７４】
［制御装置：糸寄せの実行タイミングについて］
次に、ヒッチステッチ回避制御における糸寄せを実行する場合の適正なタイミングについて説明する。図２２はミシン１００における縫い針１１、釜１３、天秤１６（図２参照）のモーションダイヤグラムである。図２２における▲印の線は針棒曲線を示し、■印の線は釜曲線を示し、◆印の線は天秤曲線を示している。また、図２３、図２４は糸寄せ部材５１と針穴１５との位置関係を示す平面図であり、図２３は糸寄せを実行していない状態を示し、図２４は糸寄せを実行している状態を示す。
【００７５】
図２３及び図２４に示すように、糸寄せ部材５１は、針落ち位置となる針穴１５を横切ることから、糸寄せの実行において、糸寄せ部材５１の往路の回動は、基準針刺さり角度αまでに糸寄せ部材５１の往路の回動が完了していることが望ましい。なお、糸寄せは針板１４の下側で行われるので、針回動のように布地の厚さを考慮する必要はない。
従って、糸寄せ機構５０の糸寄せ用モーター５２は、少なくとも、基準針刺さり角度α（113°）に到達するタイミングよりも、ボス状部５４が糸寄せカム部材５３の起点に位置する状態から中間点に到達するまでの所要時間分だけ前から駆動を開始するよう制御される。
また、糸寄せ部材５１の復路の回動は、上糸が釜により縫い針１１から最も遠ざかる上軸角度270°となる上糸開き角度で糸寄せ部材５１の復路の回動が行われることが望ましい。従って、糸寄せ機構５０の糸寄せ用モーター５２は、上開き角度よりもボス状部５４が糸寄せカム部材５３の中間点に位置する状態から起点に到達するまでの所要時間分だけ前から駆動を再開するよう制御される。
糸寄せ部材５１の回動動作は、往路復路共に高速な動作が要求されるが、糸寄せ用モーター５２は、助走区間で助走してから高速状態で糸寄せの回動に寄与する区間に至るため、糸寄せ部材５１を高速で回動させることができ、短いタイミングでの動作の要求に十分に対応することが可能である。
【００７６】
［糸寄せの実行時における糸張力調節制御］
図２５に示すように、糸寄せを実行すると、下糸は糸寄せ部材５１に寄せられて経路長が長くなり、ボビン側から引き出されることとなる。
従って、上糸張力は通常時より小さく設定しても、上下の糸の結節を布の上側に引き上げることができ、低張力で締りのよい縫い目を形成することができる。
従って、縫製時に糸寄せの実行と判定された針落ちの際には、糸張力を低減するよう糸調子ソレノイド７１の制御が実行される。
この時、糸調子ソレノイド７１の糸張力は、縫製データに設定されている糸張力の設定値を自動的に演算により所定量だけ減じたり、所定の比率で低減して自動的に求めても良いし、或いは、糸寄せの実行に適した糸張力値を事前に設定し、糸寄せの実行時に一律で糸寄せの実行に適した糸張力値となるように糸調子ソレノイド７１の制御を行っても良い。
このように、糸寄せの際に糸張力を低減する制御を行うことにより、糸寄せを実行する縫い目と実行しない縫い目との糸締まりの均一化を図ることができる。
【００７７】
［ヒッチステッチ回避制御の動作説明］
図２６はヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。なお、ここでは、ミシンモーター２１の回転数は一定であり、中押さえ１１０の下死点高さは一針ごとに縫製データ中に設定されている場合を例示する。
図示のように、ミシン１００の制御装置９０は、縫製データに基づく縫製の実行時において、上軸角度が予め定められたデータ読み込み角度になると、縫製データから次の運針のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量並びに中押さえ１１０の下死点高さの読み込みを実行する（ステップＳ１）。
【００７８】
そして、読み込んだ布押さえ１００の下死点高さの設定値に基づいて高さ調節モーター１３１を制御して中押さえ１１０の下死点を設定値に変更する（ステップＳ３）。
さらに、制御装置９０は、読み込んだＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量から布移動方向、即ち、縫い方向を算出する（ステップＳ５）。
【００７９】
次いで、制御装置９０は、前述した図２６のテーブルを参照し、算出した縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属するか否かを判定する（ステップＳ７）。
その結果、縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属する場合には、糸調子ソレノイド７１を制御して糸寄せに適した糸張力となるように低減する（ステップＳ９）。さらに、上軸角度を監視して、適正なタイミングで糸寄せ用モーター５２の駆動を開始して糸寄せを実行する（ステップＳ１１）。これにより、縫い方向がＡ又はＢの区分に属する場合でも、下糸に対して右側に針落ちが行われ、パーフェクトステッチの縫いが実行される。
【００８０】
また、ステップＳ７において、縫い方向がＡ又はＢのいずれの区分にも属さない場合には、Ｃの区分に属するかを判定する（ステップＳ１３）。
これにより、縫い方向がＣの区分である場合には、制御装置９０は、前述した駆動開始上軸角度θsを算出する（ステップＳ１５）。そして、上軸角度を監視して、駆動開始上軸角度θsに達すると、針棒回動モーター３４の駆動を開始して針棒１２の回動を実行する（ステップＳ１７）。
これにより、縫い針１１に対する上糸の回り込みを左側とすることができ、パーフェクトステッチの縫いが実行される。
また、ステップＳ１３において、縫い方向がＣの区分にも属さない場合には、縫い方向はＤの区分となるので、糸寄せも針棒回動も行うことなく、通常の運針が実行される。
【００８１】
［実施形態の効果］
以上のように、ミシン１００では、毎針の縫い方向を求め、縫い方向に応じて選択的に糸寄せ或いは針棒回動動作を実行する。このため、ヒッチステッチの発生原因が、下糸に対する針落ち位置を要因として発生するヒッチステッチのみならず、縫い針１１に対する上糸の絡み方向によるヒッチステッチをも防止することができ、ヒッチステッチの発生をより効果的に低減することが可能となる。また、複数の要因に対処することから、垂直釜、水平釜、全回転釜、半回転釜など多種多様の釜を使用する場合でもヒッチステッチの発生防止することが可能となる。
【００８２】
また、制御装置９０は、中押さえ１１０の下死点高さが予め設定された設定値となるように中押さえ上下動機構１２０の高さ調節モーター１３１を制御すると共に、中押さえ１１０の下死点高さの設定値に縫い針１１の先端部が到達するタイミングで往路の回動が終了するように針棒回動機構３０を制御する。このため、布地の上面に縫い針１１の下端部が到達するタイミングで針棒１２が往路の回動を終えることができ、回動を終了する前に縫い針１１が布地に突き刺さることもなく、布地に到達タイミングに対して針棒回動の完了が早すぎることもなく、適正なタイミングで針棒回動を行うことが可能となる。これにより、ヒッチステッチの発生をより効果的に低減することが可能となる。
【００８３】
［その他］
針棒回動機構３０及び糸寄せ機構５０では、往復動作の発生のために溝カムを利用しているが、これに限定されない。例えば、端面カムや外周カム等往復動作を得られる他のカムを使用しても良い。
また、針棒回動機構３０及び糸寄せ機構５０のカム溝を無端環状として、溝カムを一定方向にのみ回転させているが、針棒１２又は糸寄せ部材５１の往復回動に対応して、カムも往復回動を行う構成としても良い。
また、針棒回動機構３０及び糸寄せ機構５０は、カムに限らず、クランク機構や四節カム機構等により往復回動を行っても良い。また、糸寄せ部材５１による糸寄せの動作では、針穴１５の下方から後方に下糸を寄せることができれば良く、糸寄せ部材５１の先端部が往路と復路とで同じ軌跡を辿らなくともよい。例えば、糸寄せ部材５１の先端部は楕円、長円、その他の円運動を行って糸寄せを実行してもよい。
【００８４】
上記実施形態では、縫製データに一針ごとに中押さえの下死点高さが設定されているので、一針ごとに駆動開始上軸角度θsの算出を行っているが、例えば、入力装置９５から、中押さえの下死点高さとミシンモーター２１の回転数とについて、縫製全体を通じて一定の値が設定された場合には、駆動開始上軸角度θsは一針ごとに算出せず、縫製開始前に算出した駆動開始上軸角度θsの固定値により毎回の針棒回動モーター３４の駆動を開始させてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１１  縫い針
１２  針棒
１３  釜
２０  針上下動機構
２１  ミシンモーター
２２  上軸
３０  針棒回動機構
３４  針棒回動モーター
８０  布移動機構（移動機構）
８１  保持枠（布保持部）
９０  制御装置（制御部）
９５  入力装置（設定入力部）
１００  ミシン
１１０  中押さえ
１２０  中押さえ上下動機構
１３１  中押さえ調節モーター（アクチュエーター）
Ｄ  下糸
Ｕ  上糸
【図１】
0006502699.tif 000002
【図２】
0006502699.tif 000003
【図３】
0006502699.tif 000004
【図４】
0006502699.tif 000005
【図５】
0006502699.tif 000006
【図６】
0006502699.tif 000007
【図７】
0006502699.tif 000008
【図８】
0006502699.tif 000009
【図９】
0006502699.tif 000010
【図１０】
0006502699.tif 000011
【図１１】
0006502699.tif 000012
【図１２】
0006502699.tif 000013
【図１３】
0006502699.tif 000014
【図１４】
0006502699.tif 000015
【図１５】
0006502699.tif 000016
【図１６】
0006502699.tif 000017
【図１７】
0006502699.tif 000018
【図１８】
0006502699.tif 000019
【図１９】
0006502699.tif 000020
【図２０】
0006502699.tif 000021
【図２１】
0006502699.tif 000022
【図２２】
0006502699.tif 000023
【図２３】
0006502699.tif 000024
【図２４】
0006502699.tif 000025
【図２５】
0006502699.tif 000026
【図２６】
0006502699.tif 000027
【図２７】
0006502699.tif 000028