(57)【要約】【課題】最適な力による針の上下動を可能とするミシンの手動回転装置を提供することを目的とする。【解決手段】ミシンの手動回転装置は、図示しない針を上下動させる図示しない上下動機構と、上軸１と、プーリ２と、上軸１の回転方向及び回転量を検出する検出部１０と、上軸１に駆動力を付加する図示しないミシンモータと、を備える。【選択図】図１
2008220476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針を上下動させる上下動機構と前記上下動機構に動力を伝える上軸と前記上軸を手動で任意の方向に回転可能な手動回転手段とを備えるミシンの手動回転装置であって、
前記手動回転手段からの入力時に前記上軸の正逆それぞれの回転方向について所定の時間ごとの回転量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記上軸の回転量に基づき、前記上軸を回転させる駆動力を付加するモータと、を備え、
前記検出手段によって検出された回転量が所定の値の範囲外の場合は前記モータの駆動力を低減し、
前記検出手段によって検出された回転量が前記所定の値の範囲内の場合は前記モータの駆動力を増加させる制御手段を備えることを特徴とするミシンの手動回転装置。
【請求項２】
前記手動回転手段は、当該手動回転手段に対する接触圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記圧力検出手段が前記圧力を検知すると、制御手段が前記回転量に基づく駆動力の増減制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のミシンの手動回転装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記上軸に設けられて当該上軸の回転により外部に移動力を付与するカムと、
前記カムに係合する従節体と、
前記従節体に押圧されることで前記上軸の回転方向を検出する検出部材と、
前記圧力検出手段が前記接触圧力を検出しない場合は前記上軸の前記カムと係合しない所定の位置へ当該従節体を移動させ、前記圧力検出手段が前記接触圧力を検出する場合は前記所定の位置から前記上軸の前記カムと係合する位置へ前記従節体を移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のミシンの手動回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの針位置を手動で調節可能とするミシンの手動回転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ミシンによる縫製において縫い始めの針落ち位置を確認するために針を縫製物に近づける作業を行うため、プーリを手回しすることで針を上下動させるミシンが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−３１２８４号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ミシンは一般的にオペレータによってプーリが手回しされると、針の上下動のみならずミシンの縫製において連動する各部、例えば布送り装置や釜も連動する構成となっている。つまり、上軸に固定されたプーリを回転させると、上軸に連結された針の上下動機構や、上軸と連動して回転する下軸及び下軸への動力伝達機構、さらに下軸に連結された釜及び布送り装置等の各部が連動することとなり、プーリを回して針の上下動を行うために、上述の各部すべてを連動させるだけの力を必要とした。このため、従来技術によるミシンでは、力の弱い人や手の不自由な人ではプーリを回すための力が足りず、針を上下動させるのが困難であるといった問題があった。
また、上述の針の上下動は縫製物に対して針の位置を確認するための作業であるため、針の位置を微調整するために針の上下動はゆっくりと精密に行うことが望ましく、無闇に大きな力を加えて大きく針を上下動させることは行われない。このため、縫製物に対して針の位置を微調整する際に、プーリを回す力が弱すぎると針が動かず、プーリを回す力が強すぎると大きく針が上下動してしまうといったように、プーリに加える力の調整が難しいといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述の問題点に鑑み、最適な力による針の上下動を可能とするミシンの手動回転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、針を上下動させる上下動機構と、前記上下動機構に動力を伝える上軸と、前記上軸を手動で任意の方向に回転可能な手動回転手段と、を備えるミシンの手動回転装置であって、前記手動回転手段からの入力時に前記上軸の正逆それぞれの回転方向について所定の時間ごとの回転量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記上軸の回転方向へ、前記上軸を回転させる駆動力を付加するモータと、を備え、前記検出手段によって検出された回転量が所定の値の範囲外の場合は前記モータの駆動力を低減し、前記検出手段によって検出された回転量が前記所定の値の範囲内の場合は前記モータの駆動力を増加させる制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のミシンの手動回転装置であって、前記手動回転手段は、当該手動回転手段に対する接触圧力を検出する圧力検出手段を備え、前記圧力検出手段が前記圧力を検知すると、制御手段が前記回転量に基づく駆動力の増減制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載のミシンの手動回転装置であって、前記検出手段は、前記上軸に設けられて当該上軸の回転により外部に移動力を付与するカムと、前記カムに係合する従節体と、前記従節体に押圧されることで前記上軸の回転方向を検出する検出部材と、前記圧力検出手段が前記接触圧力を検出しない場合は前記上軸の前記カムと係合しない所定の位置へ当該従節体を移動させ、前記圧力検出手段が前記接触圧力を検出する場合は前記所定の位置から前記上軸の前記カムと係合する位置へ前記従節体を移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、検出手段が手動回転手段による上軸の回転方向及び回転量を検出し、前述の回転量に基づいてモータが上軸の回転の駆動力を付加するので、力の弱い人であってもモータによって付加された駆動力により容易に上軸を回転させることができ、縫製物に対して針を近づける作業を容易に行うことが可能となる。
また、モータによる駆動力の付加は所定の時間ごとの上軸の回転量に基づき、前記上軸の回転量が所定の値の範囲外である場合は上軸の回転量は十分なのでモータの駆動力を低減することでモータの駆動力によって上軸の回転量が増加しすぎないよう抑制する。一方、前記上軸の回転量が所定の値の範囲内である場合は上軸の回転量は不十分なのでモータの駆動力を増加することで上軸の回転量をモータの駆動力によって補う。これによって、手動回転装置による上軸の回転量が大きくなりすぎたり、あるいは小さくなりすぎたりすることを防止する。これによって、手動回転手段による回転力とモータによって付加される駆動力とによって上軸を回転させる力が強すぎて上軸が必要以上に回転してしまい針が大きく上下動する、あるいは前記上軸を回転させる力が弱すぎて針が動かないといった従来技術による問題点を解決することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、圧力検出手段が手動回転手段に対する接触圧力を検出した場合に前記制御手段が前記回転量に基づくモータの駆動力の増減制御を行うので、圧力検出手段が接触圧力を検出しない場合、つまりオペレータによる手動回転装置の操作がない場合には前記制御手段によるモータの駆動制御を行わない。これによって、ミシンによる通常の縫製時等、手動回転装置の動力補助としてのモータ駆動が必要ない場合において無為にモータが手動回転装置の動力補助として駆動してしまうことを防止でき、より効率的なミシンの手動回転装置を実現可能となる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明において、圧力検出手段による接触圧力の検出時には上軸に設けられたカムに従節体を係合させ、上軸の回転によってカムが作用して移動した従節体から押圧力を受けた検出部材が当該押圧力を検出することで手動回転装置による上軸の回転を検出し、制御手段がモータによる駆動力の付加を行う。このとき、上軸の回転量を前記検出部材の変形量によって検出することができるので、上軸の回転量に最適なモータの駆動力の付加を行うことが可能となり、より利便性の高いミシンの手動回転装置を実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（発明の全体構成）
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明によるミシンの手動回転装置を備えるミシンは、プーリを手回しすることで針を上下動させることが可能なミシンである。
図１は、本発明によるミシンの手動回転装置の一実施形態を示す側面図である。
図２はプーリと上軸の一部の構成を示す斜視図である。
ミシンの手動回転装置は、図示しないミシンのアーム部に配接され図示しないミシンモータと連結した上軸１と、上軸１の一端に固定されて上軸を手動で回転可能とする「手動回転手段」としてのプーリ２と、プーリ２の外周部に設けられてプーリ２に対する接触圧力を検出する「圧力検出手段」としてのＳＷピエゾフィルム３と、プーリ２の内周部に設けられてＳＷピエゾフィルム３と接続された電極４と、電極４と摺動可能に接触するよう図示しないミシンフレームに設置されたブラシ５と、上軸１の回転方向及び回転量を検出する「検出手段」としての検出部１０と、手動回転装置による各種の制御を行う「制御手段」としての制御装置２０とを備える。
【００１２】
また、上述の構成を備えたミシンは、上軸１に連結された図示しない縫い針の上下動機構と、図示しないミシンのベッド部において上軸１と平行に配接された下軸と、上軸１の回転運動を下軸へと伝達する図示しない動力伝達機構と、下軸と連結して設けられ下軸の回転によって所定の回転運動を行う図示しない釜部と、下軸と連結して設けられ下軸の回転によって所定の布送り運動を行う図示しない布送り機構と、を備える。
上軸１は、図示しないミシンモータに連結し、ミシンモータの駆動力によって回転する。上軸１に連結された図示しない上下動機構は上軸１から伝達された回転運動を上下動運動に変換し、上下動運動を図示しない針に伝達することで周知のようにミシンの針の上下動が行われる。また、上軸１の回転は図示しない動力伝達機構（例えば上軸１及び下軸に設けられたスプロケットと、それぞれのスプロケットを連動させるタイミングベルト）によって下軸に伝達される。下軸が回転すると、下軸に連結された図示しない釜部は針の上下動に連動して回転運動を行い、下軸に連結された布送り機構は周知のように縫製物を移動させる布送り運動を行う。上述のように、周知のミシンによる縫製作業が行われる。つまり、上軸１の回転によって上述の上下動機構、針、下軸、釜部及び布送り機構が連動して動作する。
なお、図示しないミシンモータが図示しない下軸に連結されることで、図示しない動力伝達機構によって上軸１に回転が伝達されるようにしてもよい。
【００１３】
プーリ２は上軸１の一端に固定され、オペレータによって操作されることで上軸１を回転させる「手動回転手段」として機能する。つまり、上軸１は、縫製時にはミシンモータにより回転駆動を行うが、非縫製時には手動により回転させることも可能となっている。
なお、上軸１の一端にプーリ２が固定されている面と逆の方向からプーリを見た場合にプーリ２を左回転させる向きを「正回転」とし、右回転させる向きを「逆回転」とする。
【００１４】
ＳＷピエゾフィルム３はプーリ２の外周部に設けられている。ＳＷピエゾフィルム３は圧力を受けると圧力に応じた所定の電圧を生じる圧電体によって構成された部材であり、ＳＷピエゾフィルム３はオペレータによるプーリ２の操作時に、プーリ２に加わる接触圧力によって電圧を生じる。ＳＷピエゾフィルム３に生じた電圧は、プーリ２の内週部に設けられてＳＷピエゾフィルム３と接続された電極４に電流を発生させ、電極４に発生した電流は電極４と摺動可能に接触するよう図示しないミシンフレームに設置されたブラシ５に流れる。
なお、電極４及びブラシ５は電気伝導率の高い材質（例えば銅やグラファイト等）によって構成された部材である。
【００１５】
（検出部）
図３は検出部１０の構成を示す斜視図である。
検出部１０は、上軸１の上方の所定位置に設置された「従節体」としての加圧板１１と、上軸１の上方において上軸の配接方向に配接され加圧板１１を上軸１に沿った方向に移動可能に支持する加圧板支え軸１２と、加圧板支え軸１２の一端に固定された留めピン１３と、一端が留めピン１３に固定され、他端がミシンフレームに固定されることで留めピン１３を下方へ引っ張る引っ張りバネ１４と、加圧板支え軸１２を内側に通し、加圧板１１を間に挟むことで加圧板１１を加圧板支え軸１２の中間位置に保持する加圧板バネ１５ａ、１５ｂと、加圧板支え軸１２の他端と接続されたプランジャ１６ａを所定の方向へ移動可能に駆動する「移動手段」としてのソレノイド１６と、上軸１に設けられ、上軸の配接方向に螺旋状のカム溝を有する「カム」としてのカム１７
と、一端が図示しないミシンフレームに固定されて他端が加圧板１１の下部と接触することで加圧板１１を挟み込むように設けられた弾性板１８ａ、１８ｂと、弾性板１８ａ、１８ｂにおいて加圧板１１と接触する面に設けられ、加圧板１１による押圧力によって生じた弾性板１８ａ、１８ｂの変形により電圧を生じる「検出部材」としての変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂと、を備える。
【００１６】
加圧板１１は上軸の配接方向に直交する平面を有する板状の部材であり、上部に加圧板支え軸１２が貫通し、加圧板支え軸１２の配接方向に摺動可能なクリアランスを加圧板支え軸１２の直径に対して有する穴が設けられている。
加圧板支え軸１２は上軸１の上方において加圧板１１の上部に設けられた穴を貫通して上軸の配接方向に配接されている。つまり、加圧板１１は加圧板支え軸１２によって上軸の配接方向に沿って移動可能に支持されている。
【００１７】
加圧板支え軸１２はその一端を留めピン１３に固定されている。留めピン１３は引っ張りバネ１４の一端と接続されている。引っ張りバネ１４の他端は留めピン１３の下方に位置し、留めピン１３と上軸１との間に設けられたミシンフレームの突起部に固定されている。これにより、留めピン１３は引っ張りバネ１４によって下方向の張力を受ける。
一方、加圧板支え軸１２の他端は加圧板支え軸１２の配接位置の上方に設置されたソレノイド１６のプランジャ１６ａの先端部に接続されている。プランジャ１６ａはソレノイド１６の駆動によってその先端部が上下に移動可能に設置されており、加圧板支え軸１２が配接される位置を上下方向に調節可能に保持する。
つまり、加圧板支え軸１２はその一端が留めピン１３に固定されることで、引っ張りバネ１４による下方向の張力を受けると共に、他方がソレノイド１６のプランジャ１６ａに接続されることで、上軸１の上方に保持されている。
なお、図１に示す位置にソレノイド１６のプランジャ１６ａが加圧板支え軸１２の一端を上軸１の上方に支持する位置を、ソレノイド１６のプランジャ１６ａの「待機位置」とする。
【００１８】
また、加圧板１１を挟み込むと共に加圧板支え軸１２を芯とするように加圧板バネ１５ａ、１５ｂが設けられている。加圧板バネ１５ａは留めピン１３と加圧板１１の平面の一方とによって係止され、加圧板バネ１５ｂはソレノイド１６のプランジャ１６ａと加圧板１１の平面の他方とによって係止されることで、上軸の配接方向における加圧板１１の位置を保持している。
【００１９】
図４はソレノイド１６のプランジャ１６ａが待機位置から下方へ移動した場合のミシンの手動回転装置の構成を示す側面図である。
ソレノイド１６は上下方向に可動するプランジャ１６ａと、プランジャ１６ａを上下方向に駆動させる駆動部とを備える。ソレノイド１６の駆動部に電力が供給されると、駆動部に磁界が生じ、プランジャ１６を所定の位置へと移動させると共に、プランジャ１６ａを所定の位置に保持する。
なお、上述の待機位置においてソレノイド１６の駆動部は常に動作しており、駆動部が動作することでプランジャ１６は待機位置に維持される。つまり、待機位置にある場合にはソレノイド１６の駆動部には動作のための電力供給がなされている。
【００２０】
ソレノイド１６の駆動部に対する電力供給がなくなり、駆動部が動作しなくなると、プランジャ１６ａを待機位置に維持する力である磁界の発生がなくなり、プランジャ１６ａの先端に接続されている加圧板支え軸１２を保持する力がなくなる。一方、加圧板支え軸１２の一端は上述のように引っ張りバネ１４によって下方向の張力を受けているので、加圧板支え軸１２は引っ張りバネ１４の張力によって下方へと移動する。これに伴い、加圧板支え軸１２によって保持されている加圧板１１も下方へと移動し、カム１７のカム溝と係合する。図４に示すようにプランジャ１６ａの先端部に接続されている加圧板支え軸１２の他端も下方に移動する。
また、上述のように下方へと移動したソレノイド１６のプランジャ１６ａはソレノイド１６の駆動部に再び電力が供給されると、プランジャ１６ａが再び上方へと移動し、プランジャ１６ａの先端部に接続された加圧板支え軸１２は移動前の位置に戻る。これに伴い、加圧板１１も図１に示す移動前の位置に戻り、カム１７との係合は解消される。
【００２１】
図５は上軸１がそれぞれの方向に回転した場合におけるミシンの手動回転装置の構成を示す平面図である。図５（ａ）は上軸１が正回転した場合、図５（ｂ）は上軸１が逆回転した場合を示す。
カム１７は上軸１に設けられ、上軸の配接方向に螺旋状のカム溝を有する。上軸１が回転するとカム１７も回転する。その際、カム１７はその螺旋状のカム溝によって、カム溝に係合した加圧板１１をカム１７の回転方向に応じた方向へと移動させる。本実施例では、上軸が正回転した場合は加圧板１１が上軸の配接方向においてプーリ２に近づく方向へと移動し、上軸が逆回転した場合は加圧板１１が上軸の配接方向においてプーリ２から遠ざかる方向へと移動する。
【００２２】
図６は上軸１がそれぞれの方向に回転した場合におけるミシンの手動回転装置の構成を示す上面図である。図６（ａ）は上軸１が正回転した場合、図６（ｂ）は上軸１が逆回転した場合を示す。
弾性板１８ａ、１８ｂは上軸の配接方向と直交する平面部を有する板状の部材であり、弾性体（例えばゴム）からなる。弾性板１８ａ、１８ｂはともにその一端が図示しないミシンフレームに固定され、他端の一面が加圧板の平面の下部と接触している。このとき、弾性板１８ａは加圧板１１に対して上軸の配接方向におけるプーリ２がある方向に設置され、弾性板１８ａの上軸の配接方向におけるプーリ２がある方向と逆の平面が加圧板１１の上軸の配接方向におけるプーリ２がある方向の面と接触している。また、弾性板１８ｂは加圧板１１に対して上軸の配接方向におけるプーリ２がある方向とは逆の方向に設置され、弾性板１８Ｂの上軸の配接方向におけるプーリ２がある方向の平面が加圧板１１の上軸の配接方向におけるプーリがある方向と逆の面と接触している。これによって、弾性板１８ａ、１８ｂは加圧板１１を挟み込むように設置されている。
【００２３】
また、上述のように上軸１に設けられたカム１７の回転によって加圧板１１が上軸の配接方向に移動すると、加圧板１１が移動した方向に設けられた弾性板１８ａ、１８ｂのいずれかが押圧され、押圧された面を外周側として反るように変形する。このとき上軸１が正回転すると、図６（ａ）に示すように上軸の配接方向においてプーリ２に近づくように移動した加圧板１１によって弾性板１８ａが押圧され、変形する。上軸１が逆回転すると、図６（ｂ）に示すように上軸の配接方向においてプーリ２から遠ざかるように移動した加圧板１１によって弾性板１８ｂが押圧され、変形する。このときの弾性板１８ａ、１８ｂの変形量は、加圧板１１の移動量が大きいほど大きくなる。つまり、上軸１の回転角度が大きいほど弾性板１８ａ、１８ｂの変形量も大きくなる。
【００２４】
変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂは弾性板１８ａ、１８ｂにおいて加圧板１１と接触している面に設けられており、変形検知ピエゾフィルム１９ａは弾性板１８ａと加圧板１１との接触面に、変形検知ピエゾフィルム１９ｂは弾性板１８ｂと加圧板１１との接触面に設けられている。変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂは圧力を受けると圧力に応じた電圧値を有する電圧を生じる圧電体によって構成された部材であり、上述のように加圧板１１によって押圧されることで弾性板１８ａ、１８ｂに変形が生じると、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂは弾性板１８ａ、１８ｂの変形量に応じた電圧を生じる。このとき、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに生じる電圧の電圧値は、弾性板１８ａ、１８ｂの変形量が大きいほど上がる。
【００２５】
図７は上軸１の回転角度と変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂから生じる電圧値との関係を示した検出電圧値テーブルの一例を示す表である。
図７における上軸回転角度は、オペレータによるプーリの操作開始から終了までに、上軸１がいずれかの回転方向に回転した回転角度を示す。図７におけるピエゾフィルム出力電圧は上軸１の回転によってカム１７が回転し、加圧板１１が移動することで弾性板１８ａ、１８ｂ及び変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに押圧力が加わることで変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに生じる電圧の電圧値を示す。なお、上軸１とプーリ２とは固定されているので、プーリ２の回転角度と上軸１の回転角度とは等しくなる。
なお、プーリ２が操作されていない場合は弾性板１８ａ、１８ｂと加圧板１１との間に押圧力は生じておらず、弾性板１８ａ、１８ｂに変形は生じておらず、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに電圧は生じていないものとする。
【００２６】
（制御装置）
図８は制御装置２０の構成を示すブロック図である。
制御装置２０は少なくとも各種の演算を行う演算部２１（例えばＣＰＵ）と、演算部２１の処理において一時的に発生する値を格納する一次記憶部２２（ＲＡＭ）と、不揮発性の記憶装置である二次記憶部２３（例えばＥＰＲＯＭ）と、ブラシ５に接続されブラシ５に流れた電流を検出する電流検出部２４と、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂと接続されに接続され変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに生じた電圧を検出する電圧検出部２５と、電流検出部２４の検出に応じてソレノイドに命令を出すソレノイド制御部２６と、電圧検出部２５が検出した電圧に基づいて演算部２１が行った判定に基づいて図示しないミシンモータを駆動させるモータ制御部２７と、を備え、ミシンの手動回転装置に関する各種制御を行う。
なお、演算部２１と、一次記憶部２２と、二次記憶部２３と、電流検出部２４と、電圧検出部２５と、ソレノイド制御部２６と、モータ制御部２７とは、バスによって相互に電気的に接続されている。
【００２７】
電流検出部２４は、ブラシ５と電気的に接続され、ブラシ５に流れる電流を検出する。電流検出部２４が当該電流を検出したとき、演算部２１はオペレータによってプーリ２が操作されているとみなす。
つまり、上述のようにオペレータによってプーリ２が操作されると、プーリ２に設けられたＳＷピエゾフィルム３がプーリ２に対する接触圧力によって電圧を生じ、ＳＷピエゾフィルムに生じた電圧は電極４に電流を生じさせ、ブラシ５を介して電流検出部２４に検出される。
よって、電流検出部２４によって検出される電流をブラシ５に生じさせるＳＷピエゾフィルム３は「圧力検出手段」として機能する。
【００２８】
ソレノイド制御部２６は、ソレノイド１６と電気的に接続され、ソレノイド１６の駆動部を動作させるための電力をソレノイド１６へ供給する。ソレノイド１６の駆動部は、ソレノイド制御部２６から供給された電力によってプランジャ１６ａの先端部を待機位置に保持する。これによって、加圧板支え軸１２に支持された加圧板１１はカム１７と係合しない位置に保持される。
電流検出部２４がブラシ５の電流を検出したとき、ソレノイド制御部２６はソレノイド１６の駆動部に対する電力供給を止める。それによって、ソレノイド１６の駆動部に生じていた磁界がなくなることで、上述のように加圧板支え軸１２が下方へと移動する。これに伴い加圧板１１は下方へと移動し、上軸１に設けられたカム１７と係合する。
電流検出部２４においてブラシ５の電流が検出されなくなると、ソレノイド制御部２６はソレノイド１６の駆動部に再び電力供給を行う。これによってソレノイド１６の駆動部は再び磁界を生じさせ、ソレノイド１６のプランジャ１６ａの先端部は上方へと移動する。これに伴いプランジャ１６ａの先端部に接続された加圧板支え軸１２は移動前の位置に戻り、加圧板１１も移動前の位置に戻るので、加圧板１１とカム１７との係合は解消される。
よって、電流検出部２４による電流の検出がある場合には加圧板１１と、カム１７とを係合させるよう加圧板１１を移動させ、電流検出部２４による電流の検出がない場合には加圧板１１と、カム１７とを係合させないよう加圧板１１を移動させるソレノイド１６は「移動手段」として機能する。
【００２９】
電圧検出部２５は、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂと接続され、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂのいずれかに生じた電圧の電圧値を検出する。このとき、電圧検出部２５は所定の時間（500ms）ごとに検出した電圧値及び変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂのいずれから検出された電圧であるのかを示すパラメータを出力値として演算部２１へ出力する。
なお、上述の所定の時間については、実施例の値に限定されず、同様の機能を果たせるものであればどのような値でも良い。また、変形検知ピエゾフィルム１９ａと変形検知ピエゾフィルム１９ｂとに個別の電圧検出部を設けても良い。
【００３０】
演算部２１は、上述の電圧検出部２５によって所定の時間ごとに出力された出力値と、二次記憶部２３に記憶された設定値テーブル及び設定値Ｔに基づき、モータ制御部２７によって駆動されるミシンモータの駆動方向及び駆動量を決定する。なお、設定値テーブル及び設定値Ｔについては後述する。
演算部２１は、ミシンの電源が投入されることで制御装置２０に電力が供給されると、一次記憶部２２に基準値Ｘを定義し、基準値Ｘの初期値を０として格納する。
その後、電圧検出部２５から出力値が出力されると、演算部２１は当該出力値とその直前の出力値とにおいて電圧値が検出された変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂが同一であるどうか判定する。同一である場合、当該出力値の電圧値から基準値Ｘを減算した値を差分電圧値Ｚとして算出する。同一でない場合、当該出力値の電圧値と基準値Ｘとを加算した値を差分電圧値Ｚとして算出する。
【００３１】
なお、「直前の出力値」とは、制御装置２０の電圧検出部２５から所定の時間ごとに出力される出力値において、最新の出力値に対してその直前に出力された出力値をさす。直前の出力値は、電流検出部２４が電流を検出している間は最新の出力値があるたびにその直前の出力値に置き換えられるが、電流検出部２４が電流を検出しなくなると、直前の出力値はクリアされる。その後、直前の出力値がクリアされた状態で電圧検出部２５から出力値が出力された場合、最新の出力値と直前の出力値との比較における変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂが同一であるどうかの判定結果は「同一でない」と判定される。
【００３２】
つまり、オペレータによってプーリ２が操作され始めることにより電流検出部２４に電流が生じてから、最初に電圧検出部２５が出力値を出力した際は、差分電圧値Ｚは最新の出力値の電圧値と基準値Ｘとの加算となるが、このとき基準値Ｘは０なので、差分電圧値Ｚは最新の出力値の電圧値と等しい正の値となる。この場合、演算部２１は上軸１が最新の出力値の電圧値を生じた変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂに対応した方向に回転しているものと判定し、ミシンモータの回転方向を決定する。つまり、変形検知ピエゾフィルム１９ａから電圧が検出されたならば弾性板１８ａが変形しているので正回転、変形検知ピエゾフィルム１９ｂから電圧が検出されたならば弾性板１８ｂが変形しているので逆回転となる。
また、差分電圧値Ｚを算出すると、演算部２１は上述の電圧値Ａの値を一次記憶部２２に格納された基準値Ｘの値として上書きする。つまり、基準値Ｘは電圧検出部２５による出力値の出力が続く限り置き換えられる。
なお、電流検出部２４が電流を検出しなくなると、基準値Ｘは０に再設定される。これによって、オペレータによるプーリ２の操作が終了あるいは中断した際に手動回転装置の状態を初期状態に戻すことができる。
【００３３】
次に、演算部２１は二次記憶部２３に記憶されている設定値テーブルを呼び出して、差分電圧値Ｚに対応したモータ回転数を算出する。
ここで設定値テーブルについて説明する。
図９は上述の設定値テーブルの一例を示す表である。
図９の設定値テーブルにおけるモータ回転数は、差分電圧値Ｚの絶対値によって示される所定の時間ごとの上軸１の回転角度と、当該上軸の回転角度がミシンモータにもたらす回転数との対応関係を示す指標となる値である。図示しないミシンモータと、上軸１とは連結されているので、オペレータによってプーリ２が操作される場合や、ミシンモータの駆動力によって上軸１が回転すると、上軸１の回転に連動してミシンモータの主軸も回転する。
たとえば、差分電圧値Ｚの絶対値が１０である場合、その際のモータ回転数は20[rpm]である。
なお、差分電圧値Ｚの絶対値をとるのは、差分電圧値Ｚが負の値を取る場合があるためである。差分電圧値Ｚが負の値を取る場合については後述する。
また、設定値テーブルは二次記憶部２３に記憶されている。
【００３４】
差分電圧値Ｚの絶対値に基づいたモータ回転数を算出した後、演算部２１は二次記憶部２３から設定値Ｔを呼び出し、当該モータ回転数と比較し、ミシンモータによる上軸１への駆動力の付加の増減を判定する。
ここで設定値Ｔについて説明する。
設定値Ｔは、設定値テーブルが示すモータ回転数が、手動回転装置による所定の時間ごとの上軸１の回転角度として適正かどうかを判定する基準値である。
モータ回転数が０より大きく、かつ設定値Ｔ未満である場合は、所定の時間ごとの上軸１の回転角度は手動回転装置に必要とされる上軸１の回転角度に対して不足していると演算部２１は判定し、モータ回転数が設定値Ｔと等しくなるよう上軸１に対するミシンモータによる駆動力の付加を増加させるよう命令する。一方、モータ回転数が設定値Ｔ以上である場合は、所定の時間ごとの上軸１の回転角度は手動回転装置に必要とされる上軸１の回転角度として十分であると演算部２１は判定し、上軸１に対するミシンモータによる駆動力の付加を減少させるよう命令する。
なお、モータ回転数が０である場合、上軸１はまったく回転していないこととなるので、この場合はミシンモータによる駆動力の付加を行わないよう演算部は判定する。
【００３５】
つまり、演算部は変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂのいずれに電圧が生じたのかを示す出力値及び差分電圧値Ｚの値の正負に基づいてミシンモータの回転方向を決定する。また、差分電圧値Ｚの絶対値と設定値テーブルとによってモータ回転数を算出し、モータ回転数と設定値Ｔとを比較することで上軸１に対するミシンモータの駆動力の付加の増減を決定する。
なお、実施例においては、設定値Ｔは40[rpm]であるが、設定値Ｔはミシンの手動回転装置における所定の時間ごとの上軸１の回転角度の基準値として機能すればよく、設定値Ｔが前述の値に限定されないことは言うまでもない。
【００３６】
ここで、差分電圧値Ｚが負の値になる場合について説明する。
上述の処理の後、所定の時間が経過した後に電圧検出部２５から出力された出力値について、演算部２１は上述の処理と同様に処理を行う。しかしながら、電圧が検出された変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂが最新の出力値とその直前の出力値とにおいて同一で、かつ上述の処理において最新の出力値の電圧値が基準値Ｘの値（直是の出力値の電圧値）よりも小さかった場合、差分電圧値Ｚは負の値を示す。この場合、直前の出力値が出力された際の変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂの変形量よりも最新の出力値が出力された際の変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂの変形量が小さくなったこととなる。つまり、加圧板１１が変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに押圧力を加えるのとは逆の方向に上軸１が回転したことによって、加圧板１１による変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂへの押圧力が小さくなったことを示す。この場合、演算部２１はミシンモータの回転方向を最新の出力値の電圧値を生じた変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂに対応した方向とは逆方向に設定し、モータ制御部２７に出力する。つまり、変形検知ピエゾフィルム１９ａから電圧が検出されたならば逆回転、変形検知ピエゾフィルム１９ｂから電圧が検出されたならば正回転となる。
なお、電圧が検出された変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂが最新の出力値とその直前の出力値とにおいて同一で、かつ最新の出力値の電圧値が基準値Ｘよりも大きかった場合は、電圧を生じた変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂは同一のままであり、かつ変形量が大きくなっていることとなるので、差分電圧値Ｚは正の値となり、上軸１の回転方向は上述のように最新の出力値の電圧値を生じた変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂに対応した方向となる。
【００３７】
一方、電圧が検出された変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂが最新の出力値とその直前の出力値とにおいて異なる場合は、加圧板１１によって押圧されている変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂは入れ替わったこととなる。
この場合、上述のように差分電圧値Ｚは最近の出力値の電圧値と基準値Ｘとの加算によって行われるので負の値となることはない。
【００３８】
上述の演算部２１による処理は、電圧検出部２５が出力を続ける限り行われる。
なお、実施例においては記憶部の設定値及び演算部２１が算出する差分電圧値Ｚは、最近の出力値が示す電圧値とその直前の出力値が示す電圧値との差異に基づいているが、最近の出力値が示す電圧値と最近の電圧値から前記所定の時間とは異なる所定の時間だけ前に出力された出力値が示す電圧値との差異でも良い。
【００３９】
モータ制御部２７は、演算部２１の出力に基づき、図示しないミシンモータを駆動させるための電圧をミシンモータに印加する。
演算部２１からの出力がミシンモータによる上軸１への駆動力の付加を増加させる命令であった場合、モータ制御部２７はミシンモータに印加する電圧の電圧値を上げることでミシンモータの駆動力を増加させる。一方、演算部２１からの出力がミシンモータによる上軸１への駆動力の付加を減少させる命令であった場合、モータ制御部２７はミシンモータに印加する電圧の電圧値を下げることでミシンモータの駆動力を減少させる。また、ミシンモータによる上軸１への駆動力の負荷を行わない命令であった場合、モータ制御部２７はミシンモータに対する電圧の印加を行わない。
よって、演算部２１と、一次記憶部２２と、二次記憶部２３と、電圧検出部２５と、モータ制御部２７とを備えることで上軸１の回転方向及び所定の時間ごとの回転量に基づきミシンモータによる上軸１への駆動力の付加を制御する制御装置２０は「制御手段」として機能する。
【００４０】
次に、本発明のミシンの手動回転装置によって上軸１に対してミシンモータによる駆動力が付加される仕組みについて、図１０のフローに基づいて説明する。
ミシンの電源が投入されると（ステップＳ１）、制御装置２０の演算部２１は一次記憶部２２に基準値Ｘを初期値０で格納し（ステップＳ２）、制御装置２０のソレノイド制御部２６がソレノイド１６の駆動部に電力を供給する。ソレノイド１６の駆動部に電力が供給されると、ソレノイド１６の駆動部が動作し（ステップＳ３）、プランジャ１６ａを待機位置へと移動させる。これによって、加圧板１１とウォームギヤ１７とが係合していない状態とする。この後、ミシンの電源が切られず（ステップＳ４）、オペレータがプーリ２を操作することによってプーリ２のＳＷピエゾフィルム３が接触圧力を検出し、ＳＷピエゾフィルム３に電圧が生じると（ステップＳ５）、電極４及びブラシ５を介して制御装置２０の電流検出部２４に電流が検出される。このとき、制御装置２０のソレノイド制御部２６はソレノイド１６の駆動部に対する電力供給を行わなくなる。これによってソレノイド１６の駆動部は動作しなくなり（ステップＳ６）、プランジャ１６ａに支持されていた加圧板支え軸１２が引っ張りバネ１４の張力によって下方へと移動する。これに伴い加圧板支え軸１２に支持された加圧板１１は下方へと移動し、ウォームギヤ１７と係合する。
【００４１】
オペレータによって上軸１の回転に連動する針位置を調整される過程において、オペレータによってプーリ２が回転されることで上軸１が回転すると、上軸１に設けられたウォームギヤ１７も回転する。これに伴ってウォームギヤ１７と係合した加圧板１１はウォームギヤ１７の回転方向に応じた方向へと移動し、加圧板１１の移動した方向に設けられた弾性板１８ａあるいは弾性板１８ｂのいずれかひとつを変形させる。弾性板１８ａあるいは弾性板１８ｂの変形に伴い、変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂのいずれかひとつが変形し（ステップＳ７）、電圧を生じる。制御装置２０の電圧検出部２５が変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂのいずれかひとつに生じた電圧を検出すると、電圧検出部２５は所定の時間ごとに出力値を演算部２１へと出力する（ステップＳ８）。
【００４２】
電圧検出部２５によって演算部２１に出力値が出力されると、演算部２１は最新の出力値とその直前の出力値とに基づき、差分電圧値Ｚを算出する（ステップＳ９）。このとき、差分電圧値Ｚが０以上であるかどうか判別し（ステップＳ１０）、０以上の場合は最新の出力値の電圧値を生じた変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂに対応した方向を上軸１の回転方向をミシンモータの回転方向としてモータ制御部２７に出力する（ステップＳ１１）。差分電圧値Ｚ０未満の場合は最新の出力値の電圧値を生じた変形検知ピエゾフィルム１９ａあるいは変形検知ピエゾフィルム１９ｂに対応した方向と逆の方向をミシンモータの回転方向としてモータ制御部２７に出力する（ステップＳ１２）。
さらに演算部２１は、差分電圧値Ｚが０である場合（ステップＳ１３）、ミシンモータの回転を停止する命令をモータ制御部に出力する（ステップＳ１４）。差分電圧値Ｚが０でない場合、差分電圧値Ｚの絶対値が設定値Ｔ未満であるかどうか判別する（ステップ１５）。差分電圧値Ｚの絶対値が設定値Ｔ未満だった場合はミシンモータの駆動力を増加させる命令を制御装置２０のモータ制御部２７へ出力し（ステップ１６）、差分電圧値Ｚの絶対値が設定値以上だった場合はミシンモータの駆動力を減少させる命令を制御装置２０のモータ制御部２７へ出力する（ステップ１７）。制御装置２０のモータ制御部２７は演算部２１の出力に従い、ミシンモータを駆動する（ステップ１８）。その後、ステップ３へ戻る。
【００４３】
なお、オペレータによる針位置の調整が終わる等の理由により、ステップＳ５においてＳＷピエゾフィルム３が接触圧力を検出しなくなると、図１１のフローにおけるステップＳ２からの処理に戻る。これによって、制御装置２０の演算部２１は基準値Ｘの値を０に再設定する。
また、ステップＳ３においてミシンの電源が切られた場合、制御装置２０のソレノイド制御部２６からソレノイド１６の駆動部に対する電力の供給がなくなり、ソレノイド１６の駆動部が動作しなくなることで、加圧板支え軸１２及び加圧板１１が下方へと移動し、加圧板１１とウォームギヤとが係合する（ステップ１９）。以上で処理は終了する。
【００４４】
（作用効果）
上述の実施例によれば、変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂに生じる電圧値に基づいて制御装置２０の演算部２１が手動回転手段による上軸１の回転方向及び回転量を検出し、前述の回転量に基づいてミシンモータが上軸１の回転の駆動力を付加するので、力の弱い人であってもミシンモータによって付加された駆動力により容易に上軸１を回転させることができ、縫製物に対して針を近づける作業を容易に行うことが可能となる。
また、ミシンモータによる駆動力の付加は差分電圧値Ｚによって算出される所定の時間ごとの上軸１の回転角度に基づき、差分電圧値Ｚの絶対値が設定値Ｔ以上である場合は上軸１の回転角度は十分なのでミシンモータの駆動力を低減することでミシンモータの駆動力によって上軸１の回転量が増加しすぎないよう抑制する。一方、差分電圧値Ｚが０以上、かつ、設定値Ｔ未満である場合は上軸１の回転角度は不十分なのでミシンモータの駆動力を増加することで上軸１の回転量をミシンモータの駆動力によって補う。また、差分電圧値が０である場合にはミシンモータを駆動しない。これによって、上軸１の回転量が大きくなりすぎたり、あるいは小さくなりすぎたりすることを防止すると共に、上軸１が回転していない場合に誤ってミシンモータによって上軸１が回転してしまうことを防止する。これによって、オペレータによるプーリ２の操作による回転力とミシンモータによって付加される駆動力とによって上軸１を回転させる力が強すぎて上軸１が必要以上に回転してしまい針が大きく上下動する、あるいは上軸１を回転させる力が弱すぎて針が動かないといった従来技術による問題点を解決することができる。
【００４５】
また、ＳＷピエゾフィルム３がプーリ２に対する接触圧力を検出した場合に制御装置２０が上軸１の回転量に基づくミシンモータの駆動力の増減制御を行うので、ＳＷピエゾフィルム３が接触圧力を検出しない場合、つまりオペレータによるプーリ２の操作がない場合には制御装置２０によるミシンモータの駆動制御を行わない。これによって、ミシンによる通常の縫製時等、手動回転装置の動力補助としてのモータ駆動が必要ない場合において無為にミシンモータが手動回転装置の動力補助として駆動してしまうことを防止でき、より効率的なミシンの手動回転装置を実現可能となる。
【００４６】
さらに、ＳＷピエゾフィルム３による接触圧力の検出時には上軸１の配接方向に設けられたカム１７に加圧板１１を係合させ、カム１７の回転に伴って移動する加圧板１１から押圧力を受け、変形した変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂが変形量を検出することで手動回転装置による上軸１の回転を検出し、制御装置２０がミシンモータによる駆動力の付加を行う。このとき、上軸１の回転量を変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂの変形量によって検出することができるので、上軸１の回転量に最適なミシンモータの駆動力の付加を行うことが可能となり、より利便性の高いミシンの手動回転装置を実現可能となる。
【００４７】
（その他）
なお、上述の実施例においては、ＳＷピエゾフィルム３をプーリ２の外周部に設けることでオペレータによるプーリ２の操作を検出しているが、別途ソレノイド１６への電力供給を停止するためのスイッチを設けることで加圧板１１をカム１７に係合させ、検出部１０による上軸１の回転方向及び所定の時間ごとの回転量を検出できるようにしてもよい。
【００４８】
また、通常の縫製において上軸を回転させるミシンモータと、手動回転装置において上軸を回転させる駆動力を付加するミシンモータとは同一であるが、それぞれ専用のモータを設けても構わない。
また、制御手段の各種処理はソフトウェア処理によって行われているが、専用部品によって行っても良い。
【００４９】
また、従節体はカムに係合し、移動することで検出部材を押圧することができれば形状は上述の実施例に限定されない。例えば従節体はカムに係合可能な棒状の部材でもよい。
また、カムとしてカム１７を例示したが、上軸の回転に応じて従節体に対して上軸と異なる方向に変位を付与する如何なるカムを使用しても良い。
さらに、カムとピエゾ素子との組み合わせにより上軸の回転量の検出を行う構成に限らず、エンコーダやポテンショメータ等の回転センサを使用して角度変化を監視しても良い。
また、検出部材は、従節体に押圧されたことを検出可能な部材であれば形状は上述の実施例に限定されない。例えば棒状の弾性体に設けられた圧電体でもよい。或いは、弾性板を使用せず、プーリの回転量に応じてピエゾ素子への加圧力が変化する如何なる構成を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明によるミシンの手動回転装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】プーリと上軸の一部の構成を示す斜視図である。
【図３】検出部１０の構成を示す斜視図である。
【図４】ソレノイド１６のプランジャ１６ａが待機位置から移動した場合のミシンの手動回転装置の構成を示す側面図である。
【図５】上軸１がそれぞれの方向に回転した場合におけるミシンの手動回転装置の構成を示す平面図である。図５（ａ）は上軸１が正回転した場合、図５（ｂ）は上軸１が逆回転した場合を示す。
【図６】上軸１がそれぞれの方向に回転した場合におけるミシンの手動回転装置の構成を示す上面図である。図６（ａ）は上軸１が正回転した場合、図６（ｂ）は上軸１が逆回転した場合を示す。
【図７】上軸１の回転角度と変形検知ピエゾフィルム１９ａ、１９ｂから生じる電圧値との関係を示した検出電圧値テーブルの一例を示す表である。
【図８】制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【図９】制御装置２０の二次記憶部２３に記憶されている設定値テーブルの一例を示す表である。
【図１０】本発明のミシンの手動回転装置によって上軸１に対してミシンモータによる駆動力が付加される仕組みを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  上軸
２  プーリ
３  ＳＷピエゾフィルム
１０  検出部
１１  加圧板
１２  加圧板支え軸
１４  引っ張りバネ
１６  ソレノイド
１６ａ  プランジャ
１７  カム
１８ａ、１８ｂ  弾性板
１９ａ、１９ｂ  変形検知ピエゾフィルム
２０  制御装置
【図１】
2008220476.tif 000003
【図２】
2008220476.tif 000004
【図３】
2008220476.tif 000005
【図４】
2008220476.tif 000006
【図５】
2008220476.tif 000007
【図６】
2008220476.tif 000008
【図７】
2008220476.tif 000009
【図８】
2008220476.tif 000010
【図９】
2008220476.tif 000011
【図１０】
2008220476.tif 000012