(57)【要約】【課題】  縫製速度に関係なく、しかも縫目形成方向が何れであっても、ヒッチステッチの発生を確実に防止でき、見栄えの良い綺麗な縫目を形成できるようにすること。【解決手段】  パターン縫い制御が開始され（Ｓ１１）、縫目データが読み込まれ（Ｓ１５）、第（Ｉ−１）縫目の針落ち位置から第Ｉ縫目の針落ち位置に向かう縫目形成方向が演算される（Ｓ１７）。この演算された縫目形成方向が縫目形成方向範囲に属する場合であって、ルート切換え機構を切換える場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ，Ｓ２０：Ｙｅｓ）、ミシンモータの回転速度を強制的に減速させて縫製速度が遅くなり（Ｓ２２）、縫針が加工布に刺さるまでの時間が延長されるので、縫針が加工布に刺さるまでに、下糸供給経路を左側ルートと右側ルートとに択一的に確実に切換えることができる。【選択図】  図１４
2008023261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンモータで駆動される主軸の回転により上下駆動される縫針と、前記主軸の回転に連動して回転される回転釜と、縫製データに基づいて加工布を異なる２方向へ独立に布送りする布送り手段とを備えたミシンにおいて、
前記回転釜から出て針板の針穴に至る下糸供給経路を、前記縫針の上下動軌跡に対して左側に偏らせる左側ルートと右側に偏らせる右側ルートとに択一的に切換え可能な切換え手段と、
前記切換え手段により切換えられる左側ルートと右側ルートの各々について、ヒッチステッチになる縫針に対する縫目形成方向範囲を予め設定して記憶した縫目方向設定手段と、
前記縫製データのうちの各針落ち位置毎の縫目データに基づいて、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向を演算する縫目方向演算手段と、
前記縫目方向演算手段で演算された縫目形成方向が、前記縫目方向設定手段で設定されたヒッチステッチの縫目形成方向範囲に属するか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果を受け、縫目形成方向が前記縫目方向設定手段に設定された縫目方向範囲に属する場合、前記ミシンモータの回転速度を減速させた後、縫目が前記ヒッチステッチでなくパーフェクトステッチになるように前記切換え手段を切換え制御する切換え制御手段と、
を備えたことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記切換え手段は、下糸供給経路の下糸が係合する係合部材と、この係合部材を左側位置と右側位置と択一的に切換えるアクチュエータとを有することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記切換え制御手段は、前記アクチュエータによる前記係合部材の切換え完了を検出する切換え検出手段を有し、下糸供給経路の切換え指令を出力した後、前記切換え検出手段によって前記係合部材の切換えの完了を検出しない場合、前記縫針が主軸の所定角度である切換え限界角度以上の場合、前記ミシンモータの駆動を停止することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
【請求項４】
前記切換え制御手段は、前記ミシンモータの回転速度が速くなる程、前記切換え限界角度を小さくするように変更することを特徴とする請求項３に記載のミシン。
【請求項５】
前記切換え制御手段は、前記切換え検出手段により前記係合部材の切換え完了が検出されない場合、前記切換え限界角度に達するまで前記切換え指令を繰返して出力することを特徴とする請求項３又は４に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工布に縫目を形成する縫目形成方向が何れの方向であっても、縫針に対する下糸の絡み方向を適宜切換えることで、ヒッチステッチの発生を回避するようにしたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、縫製に供する加工布の布送り方向、つまり縫目形成方向に応じて、縫針が加工布に刺さるときに縫針の目孔を通った上糸が縫針に絡む絡み方向（右巻き方向又は左巻き方向）が異なることと、下糸が縫針に対して左側と右側の何れに針落ちするかによって、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まる。ヒッチステッチになった場合には、糸締まりが弱い為に、見栄えのよくない縫目に仕上がることは周知である。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のミシンの送り制御装置は、送り方向演算手段と、送り方向判別手段とを設け、各針落ち位置から次の針落ち位置へ布送りされる送り方向が、予め設定されたヒッチステッチ方向に属する場合には、パーフェクトステッチに属する場合よりも送り終了時期が遅延されるようにし、上糸を強く引き締めるようにして、縫目の見栄えを綺麗にするようにしてある。
【特許文献１】特開２０００−１５３０８５号公報（第５〜６頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のミシンの送り制御装置においては、ヒッチステッチ時の糸引き締めを強化することで、ヒッチステッチになった縫目を綺麗に見せるようにしてある。即ち、ヒッチステッチが発生しないように、つまり、ヒッチステッチを積極的に解消するものではない。そこで、縫目がヒッチステッチになる条件であって、縫針が加工布に刺さるときの縫針と下糸との位置関係に着目し、縫針の上下動軌跡に対して下糸を左側又は右側に切換えることが考えられる。
【０００５】
しかし、ミシンモータが高速で回転している場合、つまり縫製速度が速い場合には、縫製サイクルが短いので、下糸出口の右側と左側の切換えが間に合わず、ヒッチステッチを確実に防止することができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ボビンケースから針板の針穴に下糸を供給する下糸供給経路を、縫製速度に関係なく、縫目形成方向に応じて左側ルートと右側ルートとに適宜切換えて、ヒッチステッチの発生を確実に防止でき、見栄えの良い綺麗な縫目を形成できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１のミシンは、ミシンモータで駆動される主軸の回転により上下駆動される縫針と、主軸の回転に連動して回転される回転釜と、縫製データに基づいて加工布を異なる２方向へ独立に布送りする布送り手段とを備え、更に、回転釜から出て針板の針穴に至る下糸供給経路を、縫針の上下動軌跡に対して左側に偏らせる左側ルートと右側に偏らせる右側ルートとに択一的に切換え可能な切換え手段と、切換え手段により切換えられる左側ルートと右側ルートの各々について、ヒッチステッチになる縫針に対する縫目形成方向範囲を予め設定して記憶した縫目方向設定手段と、縫製データのうちの各針落ち位置毎の縫目データに基づいて、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向を演算する縫目方向演算手段と、縫目方向演算手段で演算された縫目形成方向が、縫目方向設定手段で設定されたヒッチステッチの縫目形成方向範囲に属するか否かを判別する判別手段と、判別手段の判別結果を受け、縫目形成方向が縫目方向設定手段に設定された縫目方向範囲に属する場合、ミシンモータの回転速度を減速させた後、縫目が前記ヒッチステッチでなくパーフェクトステッチになるように切換え手段を切換え制御する切換え制御手段とを備えたものである。
【０００８】
回転釜から出て針板の針穴に至る下糸供給経路が左側に偏る左側ルートと右側に偏る右側ルートの各々について、ヒッチステッチになる縫針に対する縫目形成方向範囲が縫目方向設定手段に予め設定して記憶しているので、縫製データのうちの各針落ち位置毎の縫目データに基づいて、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向が演算され、この縫目形成方向がヒッチステッチの縫目形成方向範囲に属するか否かが判別される。
【０００９】
そこで、この判別結果により、縫目形成方向が現在切換えられている下糸供給経路に基づく縫目方向範囲に属する場合、ミシンモータの回転速度が減速され、縫針が加工布に刺さるまでの時間が延長された状態で、縫目がヒッチステッチでなくパーフェクトステッチになるように切換え手段が切換え制御される。その為、縫針が加工布に刺さるまでに、ヒッチステッチにならないように、下糸供給経路を左ルートと右ルートとに択一的に確実に切換えできる。
【００１０】
請求項２のミシンは、請求項１において、前記切換え手段は、下糸供給経路の下糸が係合する係合部材と、この係合部材を左側位置と右側位置と択一的に切換えるアクチュエータとを有するものである。
【００１１】
請求項３のミシンは、請求項２において、前記切換え制御手段は、アクチュエータによる係合部材の切換え完了を検出する切換え検出手段を有し、下糸供給経路の切換え指令を出力した後、切換え検出手段によって係合部材の切換えの完了を検出しない場合、縫針が主軸の所定角度である切換え限界角度以上の場合、ミシンモータの駆動を停止するものである。  
【００１２】
請求項４のミシンは、請求項３において、前記切換え制御手段は、ミシンモータの回転速度が速くなる程、切換え限界角度を小さくするように変更するものである。
【００１３】
請求項５ミシンは、請求項３又は４において、前記切換え制御手段は、切換え検出手段により係合部材の切換え完了が検出されない場合、切換え限界角度に達するまで切換え指令を繰返して出力するものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、ミシンモータで駆動される主軸の回転により上下駆動される縫針と、主軸の回転に連動して回転される回転釜と、縫製データに基づいて加工布を異なる２方向へ独立に布送りする布送り手段とを備えたミシンにおいて、切換え手段と、縫目方向設定手段と、縫目方向演算手段と、判別手段と、切換え制御手段とを備えたので、切換え手段を切換える場合、縫製速度が高速であっても、ミシンモータの回転速度を強制的に減速させて、縫針が加工布に刺さるまでの時間が延長されるので、縫針が加工布に刺さるまでに、下糸供給経路を左ルートと右ルートとに択一的に確実に切換えることができる。その為、縫製速度に関係なく、ヒッチステッチの発生を確実に防止して、パーフェクトステッチだけの綺麗な縫目で縫製することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、前記切換え手段は、下糸供給経路の下糸が係合する係合部材と、この係合部材を左側位置と右側位置と択一的に切換えるアクチュエータとを有するので、切換え手段を簡単な構成にでき、しかもアクチュエータの駆動を切換えるだけで係合部材の位置切換えを介して、下糸供給経路を左ルートと右ルートとに迅速に切換えることができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。
【００１６】
請求項３の発明によれば、前記切換え制御手段は、アクチュエータによる係合部材の切換え完了を検出する切換え検出手段を有し、下糸供給経路の切換え指令を出力した後、切換え検出手段によって係合部材の切換えの完了を検出しない場合、縫針が主軸の所定角度である切換え限界角度以上の場合、ミシンモータの駆動を停止するので、ミシンの駆動停止により、下糸供給経路の切換えが間に合わず、ヒッチステッチが発生したことを確実に認識することができる。その他請求項２と同様の効果を奏する。
【００１７】
請求項４の発明によれば、前記切換え制御手段は、ミシンモータの回転速度が速くなる程、切換え限界角度を小さくするように変更するので、縫製速度が高速であっても低速であっても、下糸供給経路の切換え遅れによるヒッチステッチの発生を確実に防止することができる。その他請求項３と同様の効果を奏する。
【００１８】
請求項５の発明によれば、前記切換え制御手段は、切換え検出手段により係合部材の切換え完了が検出されない場合、切換え限界角度に達するまで切換え指令を繰返して出力するので、下糸供給経路の切換え失敗を極力防止することができる。その他請求項３又は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】
【００１９】
本実施例のミシンは、ボビンケースから繰り出されて針板の針穴に供給される下糸を、縫針の上下動軌跡に対して左側ルートと右側ルートとに切換え可能に構成し、縫目形成方向に応じて下糸を左側ルートと右側ルートの何れかに切換えることで、ヒッチステッチを防止して、パーフェクトステッチになるようにしてある。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、パターン縫いミシン１は、ミシンテーブル２と、このミシンテーブル２上に装備されたミシン本体３と、加工布を直交するＸ方向（左右方向）とＹ方向（前後方向）へ独立に布送りする布送り機構４と、操作パネル５とからなっている。ミシン本体３は、ベッド部６と、脚柱部７と、アーム部８とを有する。
【００２１】
布送り機構４は、針板９の下側にある送り台（図示略）と、この送り台に固定されて針板９上面に配置された送り板１２と、送り台から上方且つ前方へ湾曲状に延び送り板１２の上面に加工布を押える押え腕１３と、送り台と送り板１２と押え腕１３をＸ方向とＹ方向へ独立に移動駆動するＸ方向駆動機構とＹ方向駆動機構とを有する。
【００２２】
Ｘ方向駆動機構は、Ｘ軸駆動モータ１４（図１１参照）と、Ｘ軸駆動モータ１４の回転を、その出力軸に固定された円筒螺旋カム（図示略）を介して送り台のＸ方向送りに変換する機構（図示略）とを有し、Ｙ方向駆動機構は、Ｙ軸駆動モータ１５（図１１参照）と、Ｙ軸駆動モータ１５の回転を、その出力軸に固定された円筒螺旋カム（図示略）を介して送り台のＹ方向送りに変換する機構（図示略）とを有する。
【００２３】
このパターン縫いミシン１では、送り板１２上の加工布を押え腕１３で押圧保持した状態で、縫針１０を上下に往復駆動させつつ、両駆動モータ１４，１５により送り台をＸ方向とＹ方向とに独立に移動駆動して、Ｘ方向とＹ方向の２方向の位置を制御することで、縫製データに応じた模様を加工布Ｗに自動的に縫製するようになっている。操作パネル５には、液晶ディスプレイ５ａと、テンキー５ｂと、各種のスイッチを有するスイッチ類５ｃ等が設けられている。
【００２４】
次に、ベッド部６に設けられた垂直全回転釜２０について説明する。
図２，図３，図６に示すように、垂直全回転釜２０は、高速千鳥縫い用の全回転釜であり、水平な回転軸回りに回転可能に設けられる外釜２１と、外釜２１に嵌まり込んで外釜２１に対して回転可能に支持される中釜２２と、この中釜２２に装着されるボビンケース２３とを含んで構成される。
【００２５】
外釜２１は外釜本体２５と、この外釜本体２５に連なる回転軸２６とを有し、主軸（図示略）と同期して回転する下軸１１からカップリング２７を介して回転軸２６に回転力が伝達されることによって、縫針１０の上下動に同期して回転軸２６の軸心回りに正面視にて時計回りに回転駆動される。ここで、外釜本体２５には、時計回りの回転方向に向けた剣先２５ａが形成されている。
【００２６】
中釜２２は中釜本体２８と、スタッド２９とを有し、外釜本体２５に同軸に嵌まり込んで、相互に回転可能に支持される。スタッド２９は、中釜本体２８の底部から中釜本体２８の開放端側に延びるように突出して設けられる。
【００２７】
ボビンケース２３は、図６に示すように、前面が塞がれた筒体であり、中釜２２に相対的な回転が阻止された状態で装着され、下糸ＤＴが巻装された下糸ボビン（図示略）を収納している。下軸１１の回転による回転力が垂直全回転釜２０に伝達されると、外釜２１が縫針１０の上下動に同期して、中釜２２とボビンケース２３を回り止めした状態で、正面視にて時計回りに回転駆動される。
【００２８】
外釜２１が回転されることによって、加工布Ｗを挿通した縫針１０の目孔１０ａから延びる上糸ＵＴが剣先２５ａによって捕捉され、中釜２２の周囲を周回し、これによって縫針１０の目孔１０ａから延びる上糸ＵＴと下糸ボビンから延びる下糸ＤＴとが交絡され、図示しない天秤によって上糸ループが引き締められることにより、縫目が形成される。
【００２９】
図３に示すように、ボビンケース２３の外周壁２３ａのうちの右肩の部位に、内部の下糸ボビンから外部に引き出される下糸ＤＴに付与する糸張力を調節可能な糸調子バネ３０が付設されている。下糸ボビンから出る下糸ＤＴは、糸調子バネ３０と外周壁２３ａとの間を通り、糸調子バネ３０の先端部から外周壁２３ａの内部に入り込み、ボビンケース２３の上端から外部に引き出される。即ち、下糸出口２３ｂは、縫針１０の上下動軌跡Ｎ（以下、単に針上下動軌跡Ｎという）の略延長線上に形成されている。
【００３０】
次に、針板９と垂直全回転釜２０との間に設けられ、ボビンケース２３の下糸出口２３ｂから針板９の針穴９ａに至る下糸供給経路ＴＲを左側ルートＬＲと右側ルートＲＲとに択一的に切換えるルート切換え機構３５について説明する。
【００３１】
図２，図３に示すように、ルート切換え機構３５（これが切換え手段に相当する）は、下糸供給経路ＴＲの下糸ＤＴが係合する係合切換え板３６（これが係合部材に相当する）と、この係合切換え板３６を左側位置と右側位置とに択一的に切換える切換えシリンダ３７（これがアクチュエータに相当する）等で構成されている。
【００３２】
係合切換え板３６は、針板９と垂直全回転釜２０との間において、左右向きに配設され、図２，図３に示す左側位置と、図４，図５に示す右側位置とに水平姿勢で移動可能にガイドされている。この係合切換え板３６の右端近傍部に、小さな係合穴３６ａが上下向きに形成されている。そこで、ボビンケース２３の下糸出口２３ｂから出る下糸ＤＴは、係合穴３６ａを下側から挿通して針板９の針穴９ａを介して針板９の上側に延びている。
【００３３】
切換えシリンダ３７は、複動型のエアシリンダであり、係合切換え板３６の左端部に連結されている。それ故、切換えシリンダ３７が電磁バルブにより退入駆動されると、係合切換え板３６が図２，図３に示す左側位置に切換えられ、下糸供給経路ＴＲは針上下動軌跡Ｎに対して左側に偏らせる左側ルートＬＲに切換えられる。切換えシリンダ３７が電磁バルブ５８により進出駆動されると、係合切換え板３６が図４，図５に示す右側位置に切換えられ、下糸供給経路ＴＲは針上下動軌跡Ｎに対して右側に偏らせる右側ルートＲＲに切換えられる。
【００３４】
パターン縫いにより形成されるステッチとして、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向によって、下糸ＤＴに対して上糸ＵＴが素直に絡むパーフェクトステッチ（図７参照）と、下糸ＤＴに対して上糸ＵＴが巻き付くように絡むヒッチステッチ（図８参照）の何れかになることが知られている。
【００３５】
このパターン縫いミシン１では、下糸供給経路ＴＲが針上下動軌跡Ｎに対して左側に偏らせる左側ルートＬＲ（図２，図３参照）に切換えられると、ヒッチステッチ（図８参照）になる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＨＳＬは、図９に示すように、ＸＹ座標の＋Ｙ方向を０°とした場合、１８０°≦ＨＳＬ≦２００°となる。但し、この縫目形成方向範囲ＨＳＬ以外、つまり０°≦ＰＳＬ＜１８０°と、２００°＜ＰＳＬ＜３６０°がパーフェクトステッチになる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＰＳＬである。
【００３６】
下糸供給経路ＴＲが針上下動軌跡Ｎに対して右側に偏らせる右側ルートＲＲ（図４，図５参照）に切換えられると、ヒッチステッチになる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＨＳＲは、図１０に示すように、ＸＹ座標の＋Ｙ方向を０°とした場合、１６０°≦ＨＳＲ≦１８０°となる。但し、この縫目形成方向範囲ＨＳＲ以外、つまり０°≦ＰＳＲ＜１６０°と、１８０°＜ＰＳＲ＜３６０°がパーフェクトステッチになる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＰＳＲである。
【００３７】
図３に示すように、係合切換え板３６の左端部の下部に、略Ｌ字状の金属板からなる被検出板４０が固着されている。係合切換え板３６が左側位置に切換えられたときの被検出板４０を検出する左切換え検出スイッチ４１が設けられ、係合切換え板３６が右側位置に切換えられたときの被検出板４０を検出する右切換え検出スイッチ４２が設けられている。これら左右の切換え検出スイッチ４１，４２（これらが切換え検出手段に相当する）は、夫々近接スイッチからなっている。
【００３８】
次に、パターン縫いミシン１の制御系について説明する。
図１１に示すように、制御装置４５は、ＣＰＵ４６とＲＯＭ４７とＲＡＭ４８等を含むコンピュータから構成されている。この制御装置４５には、起動停止スイッチ４９と、押え腕１３を押え位置と押え解除位置とに切換える為の押えスイッチ５０と、ミシン主軸の回転角を検出する主軸回転角検出センサ５１と、操作パネル５と、ミシンモータ５２の為の駆動回路５３と、押え腕１３を押え位置に切換え可能な押えソレノイド５４を駆動する為の駆動回路５５と、Ｘ軸駆動モータ１４の為の駆動回路５６と、Ｙ軸駆動モータ１５の為の駆動回路５７と、切換えシリンダ３７の為の電磁バルブ５８と、左切換え検出スイッチ４１と、右切換え検出スイッチ４２とが夫々接続されている。
【００３９】
ＲＯＭ４７には、縫製対象の複数のパターン模様を縫製する為の複数の縫製データと、これら複数のパターン模様を縫製する本願特有のパターン縫い制御の制御プログラム等が予め格納されている。更に、ＲＯＭ４７には、図１２に示すように、パターン縫い制御において、切換えシリンダ３７により下糸供給経路ＴＲが切り換わらずにミシンモータ５２の駆動を停止させる切換え限界角度α°が、ミシンモータ５２の回転速度（ｒｐｍ）をパラメータとして設定されている。切換え限界角α°は、現在のミシンモータ５２の回転速度で、緊急停止したときに縫針が加工布に刺さる直前の主軸の回転角度を示している。尚、主軸の回転角度は、針上位置が０°であり、針下位置が１８０°となっている。
【００４０】
これは、ミシンモータ５２の回転速度が速い場合には、切換えシリンダ３７の切換え完了か否かを判定する切換え限界角度α°が小さく、つまり縫針がより高い位置側に変更される。例えば、ミシンモータ５２の回転速度（縫製速度）が「２０００ｒｐｍ」の場合には、切換え限界角α°として、「１０６°」に設定されている。
【００４１】
更に、ＲＯＭ４７には、図１３に示すように、切換え制御開始の限界である切換え開始限界角度β°が、ミシンモータ５２の回転速度（ｒｐｍ）をパラメータとして設定されている。これは、切換えシリンダ３７が作動開始から終了する間に、縫針が加工布に刺さることを防ぐため、ミシンモータ５２の回転速度が速い場合には、切換え開始限界角度β°が小さく、つまり、縫針がより高い位置側、もしくは、針上位置を越える前においては、縫針がより低い位置側に変更される。
【００４２】
例えば、ミシンモータ５２の回転速度（縫製速度）が「５００ｒｐｍ」の場合には、切換え限界角度β°として、「４０°」に設定されている。ＲＡＭ４８には、各種の制御を実行するに際して必要なメモリ類（フラグやポインタやカウンタ等のメモリ、レジスタやバッファ等）が必要に応じて設けられている。
【００４３】
各パターン模様の縫製データは、図示を省略するが、縫製開始位置である第１縫目から最終縫目までの多数の針落ち位置の各々について、Ｘ座標値とＹ座標値とからなる縫目データと、縫製終了コード等から構成されている。但し、各縫目データは、相対座標データであっても、絶対座標データであってもよい。
【００４４】
次に、制御装置４５で実行されるパターン縫い制御のルーチンについて、図１４，図１５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・・・）は各ステップを示すものである。
【００４５】
パターン縫いミシン１に電源が投入されるとこの制御が開始され、先ず、縫製開始に際して、起動停止スイッチ４９の操作により、ミシンモータ５２が駆動されると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、下糸供給経路ＴＲが左側ルートＬＲになるように、切換えシリンダ３７が切換え制御される（Ｓ１２）。次に、縫目カウンタに初期「１」がセット（縫目カウント値Ｉ＝１）され（Ｓ１３）、ミシンモータ５２が所定の設定速度となるように駆動制御されるＳ１４）。
【００４６】
次に、縫目カウンタの縫目カウント値Ｉで指示する第Ｉ番目の縫目データが読み込まれ（Ｓ１５）、Ｘ座標値，Ｙ座標値からなる縫目データの場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、第（Ｉ−１）番目の針落ち位置から第Ｉ番目の縫目データに基づく針落ち位置に向かう縫目形成方向θが演算される（Ｓ１７）。但し、縫目カウント値Ｉ＝１であって、第１番目の縫目を形成する場合には、縫製開始位置からこの第１番目の縫目に向かう縫目形成方向θが演算される。
【００４７】
次に、このように演算により求められた縫目形成方向θが左側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬに属する場合には（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、供給経路フラグＮＤＦがセット（データ＝１）され（Ｓ１９）、Ｓ２２に移行する。しかし、演算により求められた縫目形成方向θが右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＲに属する場合には（Ｓ１８：Ｎｏ，Ｓ２０：Ｙｅｓ）、供給経路フラグＮＤＦがリセット（データ＝０）され（Ｓ２１）、Ｓ２２に移行する。
【００４８】
但し、演算により求められた縫目形成方向θが左側及び右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬ，ＨＳＲの何れにも属さない場合には（Ｓ２０：Ｎｏ）、Ｘ軸駆動モータ１４が駆動されてからＹ軸駆動モータ１５が駆動され（Ｓ２４）、Ｓ３０に移行する。次に、ミシンモータ５２の回転速度が所定の低速になるように減速制御され（Ｓ２２）、Ｘ軸駆動モータ１４が駆動されてからＹ軸駆動モータ１５が駆動される（Ｓ２３）。それ故、次の針落ち位置に縫目が形成されるように、加工布が移動される。
【００４９】
そして、主軸の回転角度が１５０°以上で３６０°未満、または０°以上でβ°未満になったとき、つまり下糸ＤＴと縫針１０とが交差して縫針１０に対する下糸ＤＴの位置関係が決定し、かつ、切換え制御を開始しても、縫針が加工布に刺さるまでに切換えが終了するときに（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、供給経路フラグＮＤＦがセットされている場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、下糸供給経路ＴＲが右側ルートＲＲになるように切換えシリンダ３７が切換え制御される（Ｓ２７）。しかし、供給経路フラグＮＤＦがリセットされている場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、下糸供給経路ＴＲが左側ルートＬＲになるように切換えシリンダ３７が切換え制御される（Ｓ３１）。Ｓ２５において、主軸の回転角度がβ°以上１５０°未満の場合（Ｓ２５：Ｎｏ）、これから、切換え制御を開始しても、縫針が加工布に刺さるまでに切換えが終了しないため、ミシンモータ５２の駆動を緊急停止させる（Ｓ３３）。
【００５０】
次に、下糸供給経路ＴＲが右側ルートＲＲになるように切換えシリンダ３７が切換えられた場合には右切換え検出スイッチ４２からのスイッチ信号に基づいて、或いは下糸供給経路ＴＲが左側ルートＬＲになるように切換えシリンダ３７が切換えられた場合には左切換え検出スイッチ４１からのスイッチ信号に基づいて、下糸供給経路ＴＲが右側ルートＲＲ又は左側ルートＬＲに夫々切り換わったか否か判定される（Ｓ２８）。
【００５１】
切換えが完了しない場合であって（Ｓ２８：Ｎｏ）、主軸回転角が、ミシンモータ５２の回転速度に応じた切換え限界角α°に達していない場合には（Ｓ３２：Ｎｏ）、Ｓ２６〜Ｓ２８，Ｓ３２が繰返して実行され、切換えシリンダ３７に対する切換え指令出力が繰返される。
【００５２】
そして、下糸供給経路ＴＲが異なるルートに切換えられた場合には（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、ミシンモータ５２が設定速度となるように駆動制御され（Ｓ２９）、縫目カウント値Ｉが１つインクリメントされ（Ｓ３０）、Ｓ１５以降が繰返して実行される。パターン模様の最終縫目まで縫製されたときに、読み込まれたデータが、Ｘ座標値，Ｙ座標値からなる縫目データではなく、縫製終了コードの場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、ミシンモータ５２の駆動が停止され、この制御を終了する。
【００５３】
ところで、主軸が切換え限界角α°になっても、下糸供給経路ＴＲの切換えが完了しない場合には（Ｓ２８：Ｎｏ、Ｓ３２：Ｙｅｓ）、ミシンモータ５２の駆動が緊急停止され（Ｓ３３）、この制御を終了する。
【００５４】
制御装置４５のＲＯＭ４７が縫目方向決定手段に相当し、パターン縫い制御のＳ１７を実行する制御装置４５が縫目方向演算手段に相当する。パターン縫い制御のＳ１８とＳ２０を実行する制御装置４５が判別手段に相当し、パターン縫い制御のＳ２７とＳ３１を実行する制御装置４５が切換え制御手段に相当する。
【００５５】
次に、縫目形成方向に応じて、各縫目がヒッチステッチにならないように、下糸供給経路ＴＲを切換える切換え作動について説明する。
例えば、図１６に示すように、加工布Ｗに重ねて、五角形のアップリケ布片Ｐの外周部をパターン縫いする場合、作業者は、先ず針板９の上側に加工布Ｗを置き、アップリケ布片Ｐを所定の縫製位置に重ねて置く。そして、起動停止スイッチ４９を操作してミシンモータ５２を駆動させ、約３００回転／分の縫製速度でパターン縫いを開始する。このとき、初期状態として、係合切換え板３６は図２，図３に示す左側位置に切換えられるので、下糸供給経路ＴＲは左側ルートＬＲに切換えられている。
【００５６】
この場合、先ず、第１縫製線Ｌ１に縫目を形成するに際して、各縫目Ｓ０〜Ｓ９の縫目形成方向は、左側及び右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬ，ＨＳＲの何れにも属さないので、所定の縫製速度（約２０００回転／分）で各縫目Ｓ０〜Ｓ９がパーフェクトステッチで順次縫製される。
【００５７】
しかし、次の第２縫製線Ｌ２に縫目を形成するに際して、各縫目Ｓ１０〜Ｓ１８の縫目形成方向は、左側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬに属する。この場合、ミシンモータ５２の回転速度が低速（例えば、約１００回転／分）に減速された状態で、係合切換え板３６が、主軸回転角度が主軸の回転角度が１５０°以上で３６０°未満、または０°以上でβ°未満になったとき、図４，図５に示す右側位置に切換えられるので、下糸供給経路ＴＲは右側ルートＲＲに切換えられる。それ故、各縫目Ｓ１０〜Ｓ１８の縫目形成方向は左側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬに属さなくなり、各縫目Ｓ１０〜Ｓ１８がパーフェクトステッチで順次縫製される。
【００５８】
第３縫製線Ｌ３の各縫目Ｓ１９〜Ｓ２７、第４縫製線Ｌ４の各縫目Ｓ２８〜Ｓ３６、更に、第５縫製線Ｌ５の各縫目Ｓ３７〜Ｓ４５を形成するに際して、何れの場合でも、縫目形成方向は、左側及び右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬ，ＨＳＲの何れにも属さない。従って、第１縫製線Ｌ１を縫製する場合と同様、所定の縫製速度（約２０００回転／分）で各縫目Ｓ１９〜Ｓ４５がパーフェクトステッチで順次縫製される。
【００５９】
このように、ルート切換え機構３５を切換える場合、縫製速度が高速であっても、ミシンモータ５２の回転速度を強制的に減速させて、縫針１０が加工布Ｗに刺さるまでの時間が延長される。従って、縫針１０が加工布Ｗに刺さるまでに、下糸供給経路ＴＲを左側ルートＬＲと右側ルートＲＲとに択一的に確実に切換えることができる。その為、縫製速度に関係なく、ヒッチステッチの発生を確実に防止して、パーフェクトステッチだけの綺麗な縫目で縫製することができる。
【００６０】
ルート切換え機構３５は、下糸供給経路ＴＲの下糸ＤＴが係合する係合切換え板３６と、この係合切換え板３６を左側位置と右側位置と択一的に切換える切換えシリンダ３７とを有するので、ルート切換え機構３５を簡単な構成にできる。更に、切換えシリンダ３７の駆動を切換えるだけで係合切換え板３６の位置切換えを介して、下糸供給経路ＴＲを左側ルートＬＲと右側ルートＲＲとに迅速に切換えることができる。
【００６１】
下糸供給経路ＴＲの切換え指令を出力した後、左右の切換え検出スイッチ４１，４２からの検出信号に基づいて、縫針１０が切換え限界角α°に達するまでに係合切換え板３６の切換えが完了しない場合、制御装置４５は、ミシンモータ５２の駆動を停止させる。従って、作業者はパターン縫いミシン１の駆動停止により、下糸供給経路ＴＲの切換えが間に合わず、ヒッチステッチが発生したことを確実に認識することができる。
【００６２】
切換え制御において、ミシンモータ５２の回転速度が速くなる程、切換え限界角α°を小さくするように、つまり縫針１０が高い状態側に変更するので、縫製速度が高速であっても低速であっても、下糸供給経路ＴＲの切換え遅れによるヒッチステッチの発生を確実に防止することができる。
【００６３】
更に、切換え制御において、切換え検出スイッチ４１，４２により係合切換え板３６の切換え完了が検出されない場合、切換え限界角α°に達するまで切換え指令を繰返して出力するので、下糸供給経路ＴＲの切換え失敗を極力防止することができる。
【００６４】
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。
１）係合切換え板３６の先端近傍部に係合穴３６ａを設け、この係合穴３６ａに下糸ＤＴを係合させたが、係合切換え板３６の先端近傍部に係合用切欠きを形成し、この係合用切欠きに下糸ＤＴを係合させるようにしてもよい。この場合にも、前記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
２）切換えシリンダ３７による下糸供給経路ＴＲの切換えタイミングは、ミシンモータ５２の回転速度をパラメータとして、演算により求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例に係るパターン縫いミシンの斜視図である。
【図２】下糸供給経路が左側ルートのときのベッド部の部分平面図である。
【図３】下糸供給経路が左側ルートのときのベッド部の正面図である。
【図４】下糸供給経路が右側ルートのときの図２相当図である。
【図５】下糸供給経路が右側ルートのときの図３相当図である。
【図６】垂直全回転釜の斜視図である。
【図７】パーフェクトステッチの説明図である。
【図８】ヒッチステッチの説明図である。
【図９】左側縫目形成方向範囲を説明する説明図である。
【図１０】右側縫目形成方向範囲を説明する説明図である。
【図１１】パターン縫いミシンの制御系のブロック図である。
【図１２】回転速度と切換え限界角度の関係を示す線図である。
【図１３】回転速度と切換え開始限界角度の関係を示す線図である。
【図１４】パターン縫い制御のフローチャートの一部である。
【図１５】パターン縫い制御のフローチャートの残部である。
【図１６】加工布に重ねてアップリケ布片を縫製する説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      パターン縫いミシン
４      布送り機構
１０    縫針
２０    垂直全回転釜
３５    ルート切換え機構
３６    係合切換え板
３７    切換えシリンダ
４１    左切換え検出スイッチ
４２    右切換え検出スイッチ
４５    制御装置
４７    ＲＯＭ
５２    ミシンモータ
ＬＲ    左側ルート
ＲＲ    右側ルート
ＴＲ    下糸供給経路
【図１】
2008023261.tif 000003
【図２】
2008023261.tif 000004
【図３】
2008023261.tif 000005
【図４】
2008023261.tif 000006
【図５】
2008023261.tif 000007
【図６】
2008023261.tif 000008
【図７】
2008023261.tif 000009
【図８】
2008023261.tif 000010
【図９】
2008023261.tif 000011
【図１０】
2008023261.tif 000012
【図１１】
2008023261.tif 000013
【図１２】
2008023261.tif 000014
【図１３】
2008023261.tif 000015
【図１４】
2008023261.tif 000016
【図１５】
2008023261.tif 000017
【図１６】
2008023261.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月8日(2006.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンモータで駆動される主軸の回転により上下駆動される縫針と、前記主軸の回転に連動して回転される回転釜と、縫製データに基づいて加工布を異なる２方向へ独立に布送りする布送り手段とを備えたミシンにおいて、
前記回転釜から出て針板の針穴に至る下糸供給経路を、前記縫針の上下動軌跡に対して左側に偏らせる左側ルートと右側に偏らせる右側ルートとに択一的に切換え可能な切換え手段と、
前記切換え手段により切換えられる左側ルートと右側ルートの各々について、ヒッチステッチになる縫針に対する縫目形成方向範囲を予め設定して記憶した縫目方向設定手段と、
前記縫製データのうちの各針落ち位置毎の縫目データに基づいて、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向を演算する縫目方向演算手段と、
前記縫目方向演算手段で演算された縫目形成方向が、前記縫目方向設定手段で設定されたヒッチステッチの縫目形成方向範囲に属するか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果を受け、縫目形成方向が前記縫目方向設定手段に設定された縫目方向範囲に属する場合、前記ミシンモータの回転速度を減速させた後、縫目が前記ヒッチステッチでなくパーフェクトステッチになるように前記切換え手段を切換え制御する切換え制御手段と、
を備えたことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記切換え手段は、下糸供給経路の下糸が係合する係合部材と、この係合部材を左側位置と右側位置と択一的に切換えるアクチュエータとを有することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【請求項３】
前記切換え制御手段は、前記アクチュエータによる前記係合部材の切換え完了を検出する切換え検出手段を有し、下糸供給経路の切換え指令を出力した後、前記切換え検出手段によって前記係合部材の切換えの完了を検出しない場合、前記縫針が主軸の所定角度である切換え限界角度以上であれば、前記ミシンモータの駆動を停止することを特徴とする請求項２に記載のミシン。
【請求項４】
前記切換え制御手段は、前記ミシンモータの回転速度が速くなる程、前記切換え限界角度を小さくするように変更することを特徴とする請求項３に記載のミシン。
【請求項５】
前記切換え制御手段は、前記切換え検出手段により前記係合部材の切換え完了が検出されない場合、前記切換え限界角度に達するまで前記切換え指令を繰返して出力することを特徴とする請求項３又は４に記載のミシン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工布に縫目を形成する縫目形成方向が何れの方向であっても、縫針に対する下糸の絡み方向を適宜切換えることで、ヒッチステッチの発生を回避するようにしたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、縫製に供する加工布の布送り方向、つまり縫目形成方向に応じて、縫針が加工布に刺さるときに縫針の目孔を通った上糸が縫針に絡む絡み方向（右巻き方向又は左巻き方向）が異なることと、下糸が縫針に対して左側と右側の何れに針落ちするかによって、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まる。ヒッチステッチになった場合には、糸締まりが弱い為に、見栄えのよくない縫目に仕上がることは周知である。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のミシンの送り制御装置は、送り方向演算手段と、送り方向判別手段とを設け、各針落ち位置から次の針落ち位置へ布送りされる送り方向が、予め設定されたヒッチステッチ方向に属する場合には、パーフェクトステッチに属する場合よりも送り終了時期が遅延されるようにし、上糸を強く引き締めるようにして、縫目の見栄えを綺麗にするようにしてある。
【特許文献１】特開２０００−１５３０８５号公報（第５〜６頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のミシンの送り制御装置においては、ヒッチステッチ時の糸引き締めを強化することで、ヒッチステッチになった縫目を綺麗に見せるようにしてある。即ち、ヒッチステッチが発生しないように、つまり、ヒッチステッチを積極的に解消するものではない。そこで、縫目がヒッチステッチになる条件であって、縫針が加工布に刺さるときの縫針と下糸との位置関係に着目し、縫針の上下動軌跡に対して下糸を左側又は右側に切換えることが考えられる。
【０００５】
しかし、ミシンモータが高速で回転している場合、つまり縫製速度が速い場合には、縫製サイクルが短いので、下糸出口の右側と左側の切換えが間に合わず、ヒッチステッチを確実に防止することができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ボビンケースから針板の針穴に下糸を供給する下糸供給経路を、縫製速度に関係なく、縫目形成方向に応じて左側ルートと右側ルートとに適宜切換えて、ヒッチステッチの発生を確実に防止でき、見栄えの良い綺麗な縫目を形成できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１のミシンは、ミシンモータで駆動される主軸の回転により上下駆動される縫針と、主軸の回転に連動して回転される回転釜と、縫製データに基づいて加工布を異なる２方向へ独立に布送りする布送り手段とを備え、更に、回転釜から出て針板の針穴に至る下糸供給経路を、縫針の上下動軌跡に対して左側に偏らせる左側ルートと右側に偏らせる右側ルートとに択一的に切換え可能な切換え手段と、切換え手段により切換えられる左側ルートと右側ルートの各々について、ヒッチステッチになる縫針に対する縫目形成方向範囲を予め設定して記憶した縫目方向設定手段と、縫製データのうちの各針落ち位置毎の縫目データに基づいて、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向を演算する縫目方向演算手段と、縫目方向演算手段で演算された縫目形成方向が、縫目方向設定手段で設定されたヒッチステッチの縫目形成方向範囲に属するか否かを判別する判別手段と、判別手段の判別結果を受け、縫目形成方向が縫目方向設定手段に設定された縫目方向範囲に属する場合、ミシンモータの回転速度を減速させた後、縫目が前記ヒッチステッチでなくパーフェクトステッチになるように切換え手段を切換え制御する切換え制御手段とを備えたものである。
【０００８】
回転釜から出て針板の針穴に至る下糸供給経路が左側に偏る左側ルートと右側に偏る右側ルートの各々について、ヒッチステッチになる縫針に対する縫目形成方向範囲が縫目方向設定手段に予め設定して記憶しているので、縫製データのうちの各針落ち位置毎の縫目データに基づいて、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向が演算され、この縫目形成方向がヒッチステッチの縫目形成方向範囲に属するか否かが判別される。
【０００９】
そこで、この判別結果により、縫目形成方向が現在切換えられている下糸供給経路に基づく縫目方向範囲に属する場合、ミシンモータの回転速度が減速され、縫針が加工布に刺さるまでの時間が延長された状態で、縫目がヒッチステッチでなくパーフェクトステッチになるように切換え手段が切換え制御される。その為、縫針が加工布に刺さるまでに、ヒッチステッチにならないように、下糸供給経路を左ルートと右ルートとに択一的に確実に切換えできる。
【００１０】
請求項２のミシンは、請求項１において、前記切換え手段は、下糸供給経路の下糸が係合する係合部材と、この係合部材を左側位置と右側位置と択一的に切換えるアクチュエータとを有するものである。
【００１１】
請求項３のミシンは、請求項２において、前記切換え制御手段は、アクチュエータによる係合部材の切換え完了を検出する切換え検出手段を有し、下糸供給経路の切換え指令を出力した後、切換え検出手段によって係合部材の切換えの完了を検出しない場合、縫針が主軸の所定角度である切換え限界角度以上であれば、ミシンモータの駆動を停止するものである。  
【００１２】
請求項４のミシンは、請求項３において、前記切換え制御手段は、ミシンモータの回転速度が速くなる程、切換え限界角度を小さくするように変更するものである。
【００１３】
請求項５ミシンは、請求項３又は４において、前記切換え制御手段は、切換え検出手段により係合部材の切換え完了が検出されない場合、切換え限界角度に達するまで切換え指令を繰返して出力するものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、ミシンモータで駆動される主軸の回転により上下駆動される縫針と、主軸の回転に連動して回転される回転釜と、縫製データに基づいて加工布を異なる２方向へ独立に布送りする布送り手段とを備えたミシンにおいて、切換え手段と、縫目方向設定手段と、縫目方向演算手段と、判別手段と、切換え制御手段とを備えたので、切換え手段を切換える場合、縫製速度が高速であっても、ミシンモータの回転速度を強制的に減速させて、縫針が加工布に刺さるまでの時間が延長されるので、縫針が加工布に刺さるまでに、下糸供給経路を左ルートと右ルートとに択一的に確実に切換えることができる。その為、縫製速度に関係なく、ヒッチステッチの発生を確実に防止して、パーフェクトステッチだけの綺麗な縫目で縫製することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、前記切換え手段は、下糸供給経路の下糸が係合する係合部材と、この係合部材を左側位置と右側位置と択一的に切換えるアクチュエータとを有するので、切換え手段を簡単な構成にでき、しかもアクチュエータの駆動を切換えるだけで係合部材の位置切換えを介して、下糸供給経路を左ルートと右ルートとに迅速に切換えることができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。
【００１６】
請求項３の発明によれば、前記切換え制御手段は、アクチュエータによる係合部材の切換え完了を検出する切換え検出手段を有し、下糸供給経路の切換え指令を出力した後、切換え検出手段によって係合部材の切換えの完了を検出しない場合、縫針が主軸の所定角度である切換え限界角度以上であれば、ミシンモータの駆動を停止するので、ミシンの駆動停止により、下糸供給経路の切換えが間に合わず、ヒッチステッチが発生したことを確実に認識することができる。その他請求項２と同様の効果を奏する。
【００１７】
請求項４の発明によれば、前記切換え制御手段は、ミシンモータの回転速度が速くなる程、切換え限界角度を小さくするように変更するので、縫製速度が高速であっても低速であっても、下糸供給経路の切換え遅れによるヒッチステッチの発生を確実に防止することができる。その他請求項３と同様の効果を奏する。
【００１８】
請求項５の発明によれば、前記切換え制御手段は、切換え検出手段により係合部材の切換え完了が検出されない場合、切換え限界角度に達するまで切換え指令を繰返して出力するので、下糸供給経路の切換え失敗を極力防止することができる。その他請求項３又は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】
【００１９】
本実施例のミシンは、ボビンケースから繰り出されて針板の針穴に供給される下糸を、縫針の上下動軌跡に対して左側ルートと右側ルートとに切換え可能に構成し、縫目形成方向に応じて下糸を左側ルートと右側ルートの何れかに切換えることで、ヒッチステッチを防止して、パーフェクトステッチになるようにしてある。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、パターン縫いミシン１は、ミシンテーブル２と、このミシンテーブル２上に装備されたミシン本体３と、加工布を直交するＸ方向（左右方向）とＹ方向（前後方向）へ独立に布送りする布送り機構４と、操作パネル５とからなっている。ミシン本体３は、ベッド部６と、脚柱部７と、アーム部８とを有する。
【００２１】
布送り機構４は、針板９の下側にある送り台（図示略）と、この送り台に固定されて針板９上面に配置された送り板１２と、送り台から上方且つ前方へ湾曲状に延び送り板１２の上面に加工布を押える押え腕１３と、送り台と送り板１２と押え腕１３をＸ方向とＹ方向へ独立に移動駆動するＸ方向駆動機構とＹ方向駆動機構とを有する。
【００２２】
Ｘ方向駆動機構は、Ｘ軸駆動モータ１４（図１１参照）と、Ｘ軸駆動モータ１４の回転を、その出力軸に固定された円筒螺旋カム（図示略）を介して送り台のＸ方向送りに変換する機構（図示略）とを有し、Ｙ方向駆動機構は、Ｙ軸駆動モータ１５（図１１参照）と、Ｙ軸駆動モータ１５の回転を、その出力軸に固定された円筒螺旋カム（図示略）を介して送り台のＹ方向送りに変換する機構（図示略）とを有する。
【００２３】
このパターン縫いミシン１では、送り板１２上の加工布を押え腕１３で押圧保持した状態で、縫針１０を上下に往復駆動させつつ、両駆動モータ１４，１５により送り台をＸ方向とＹ方向とに独立に移動駆動して、Ｘ方向とＹ方向の２方向の位置を制御することで、縫製データに応じた模様を加工布Ｗに自動的に縫製するようになっている。操作パネル５には、液晶ディスプレイ５ａと、テンキー５ｂと、各種のスイッチを有するスイッチ類５ｃ等が設けられている。
【００２４】
次に、ベッド部６に設けられた垂直全回転釜２０について説明する。
図２，図３，図６に示すように、垂直全回転釜２０は、高速千鳥縫い用の全回転釜であり、水平な回転軸回りに回転可能に設けられる外釜２１と、外釜２１に嵌まり込んで外釜２１に対して回転可能に支持される中釜２２と、この中釜２２に装着されるボビンケース２３とを含んで構成される。
【００２５】
外釜２１は外釜本体２５と、この外釜本体２５に連なる回転軸２６とを有し、主軸（図示略）と同期して回転する下軸１１からカップリング２７を介して回転軸２６に回転力が伝達されることによって、縫針１０の上下動に同期して回転軸２６の軸心回りに正面視にて時計回りに回転駆動される。ここで、外釜本体２５には、時計回りの回転方向に向けた剣先２５ａが形成されている。
【００２６】
中釜２２は中釜本体２８と、スタッド２９とを有し、外釜本体２５に同軸に嵌まり込んで、相互に回転可能に支持される。スタッド２９は、中釜本体２８の底部から中釜本体２８の開放端側に延びるように突出して設けられる。
【００２７】
ボビンケース２３は、図６に示すように、前面が塞がれた筒体であり、中釜２２に相対的な回転が阻止された状態で装着され、下糸ＤＴが巻装された下糸ボビン（図示略）を収納している。下軸１１の回転による回転力が垂直全回転釜２０に伝達されると、外釜２１が縫針１０の上下動に同期して、中釜２２とボビンケース２３を回り止めした状態で、正面視にて時計回りに回転駆動される。
【００２８】
外釜２１が回転されることによって、加工布Ｗを挿通した縫針１０の目孔１０ａから延びる上糸ＵＴが剣先２５ａによって捕捉され、中釜２２の周囲を周回し、これによって縫針１０の目孔１０ａから延びる上糸ＵＴと下糸ボビンから延びる下糸ＤＴとが交絡され、図示しない天秤によって上糸ループが引き締められることにより、縫目が形成される。
【００２９】
図３に示すように、ボビンケース２３の外周壁２３ａの右肩部位に、ボビンケース２３内部の下糸ボビンから外部に引き出される下糸ＤＴに付与する糸張力を調節可能な糸調子バネ３０が付設されている。下糸ボビンから出る下糸ＤＴは、糸調子バネ３０と外周壁２３ａとの間を通り、糸調子バネ３０の先端部から外周壁２３ａの内部に入り込み、ボビンケース２３の上端から外部に引き出される。即ち、下糸出口２３ｂは、縫針１０の上下動軌跡Ｎ（以下、単に針上下動軌跡Ｎという）の略延長線上に形成されている。
【００３０】
次に、針板９と垂直全回転釜２０との間に設けられ、ボビンケース２３の下糸出口２３ｂから針板９の針穴９ａに至る下糸供給経路ＴＲを左側ルートＬＲと右側ルートＲＲとに択一的に切換えるルート切換え機構３５について説明する。
【００３１】
図２，図３に示すように、ルート切換え機構３５（これが切換え手段に相当する）は、下糸供給経路ＴＲの下糸ＤＴが係合する係合切換え板３６（これが係合部材に相当する）と、この係合切換え板３６を左側位置と右側位置とに択一的に切換える切換えシリンダ３７（これがアクチュエータに相当する）等で構成されている。
【００３２】
係合切換え板３６は、針板９と垂直全回転釜２０との間において、左右向きに配設され、図２，図３に示す左側位置と、図４，図５に示す右側位置とに水平姿勢で移動可能にガイドされている。この係合切換え板３６の右端近傍部に、小さな係合穴３６ａが上下向きに形成されている。そこで、ボビンケース２３の下糸出口２３ｂから出る下糸ＤＴは、係合穴３６ａを下側から挿通して針板９の針穴９ａを介して針板９の上側に延びている。
【００３３】
切換えシリンダ３７は、複動型のエアシリンダであり、係合切換え板３６の左端部に連結されている。それ故、切換えシリンダ３７が電磁バルブにより退入駆動されると、係合切換え板３６が図２，図３に示す左側位置に切換えられ、下糸供給経路ＴＲは針上下動軌跡Ｎに対して左側に偏らせる左側ルートＬＲに切換えられる。切換えシリンダ３７が電磁バルブ５８により進出駆動されると、係合切換え板３６が図４，図５に示す右側位置に切換えられ、下糸供給経路ＴＲは針上下動軌跡Ｎに対して右側に偏らせる右側ルートＲＲに切換えられる。
【００３４】
パターン縫いにより形成されるステッチとして、各針落ち位置から次の針落ち位置に向かう縫目形成方向によって、下糸ＤＴに対して上糸ＵＴが素直に絡むパーフェクトステッチ（図７参照）と、下糸ＤＴに対して上糸ＵＴが巻き付くように絡むヒッチステッチ（図８参照）の何れかになることが知られている。
【００３５】
このパターン縫いミシン１では、下糸供給経路ＴＲが針上下動軌跡Ｎに対して左側に偏らせる左側ルートＬＲ（図２，図３参照）に切換えられると、ヒッチステッチ（図８参照）になる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＨＳＬは、図９に示すように、ＸＹ座標の＋Ｙ方向を０°とした場合、１８０°≦ＨＳＬ≦２００°となる。但し、この縫目形成方向範囲ＨＳＬ以外、つまり０°≦ＰＳＬ＜１８０°と、２００°＜ＰＳＬ＜３６０°がパーフェクトステッチになる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＰＳＬである。
【００３６】
下糸供給経路ＴＲが針上下動軌跡Ｎに対して右側に偏らせる右側ルートＲＲ（図４，図５参照）に切換えられると、ヒッチステッチになる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＨＳＲは、図１０に示すように、ＸＹ座標の＋Ｙ方向を０°とした場合、１６０°≦ＨＳＲ≦１８０°となる。但し、この縫目形成方向範囲ＨＳＲ以外、つまり０°≦ＰＳＲ＜１６０°と、１８０°＜ＰＳＲ＜３６０°がパーフェクトステッチになる縫針１０に対する縫目形成方向範囲ＰＳＲである。
【００３７】
図３に示すように、係合切換え板３６の左端部の下部に、略Ｌ字状の金属板からなる被検出板４０が固着されている。係合切換え板３６が左側位置に切換えられたときの被検出板４０を検出する左切換え検出スイッチ４１が設けられ、係合切換え板３６が右側位置に切換えられたときの被検出板４０を検出する右切換え検出スイッチ４２が設けられている。これら左右の切換え検出スイッチ４１，４２（これらが切換え検出手段に相当する）は、夫々近接スイッチからなっている。
【００３８】
次に、パターン縫いミシン１の制御系について説明する。
図１１に示すように、制御装置４５は、ＣＰＵ４６とＲＯＭ４７とＲＡＭ４８等を含むコンピュータから構成されている。この制御装置４５には、起動停止スイッチ４９と、押え腕１３を押え位置と押え解除位置とに切換える為の押えスイッチ５０と、ミシン主軸の回転角度を検出する主軸回転角度検出センサ５１と、操作パネル５と、ミシンモータ５２の為の駆動回路５３と、押え腕１３を押え位置に切換え可能な押えソレノイド５４を駆動する為の駆動回路５５と、Ｘ軸駆動モータ１４の為の駆動回路５６と、Ｙ軸駆動モータ１５の為の駆動回路５７と、切換えシリンダ３７の為の電磁バルブ５８と、左切換え検出スイッチ４１と、右切換え検出スイッチ４２とが夫々接続されている。
【００３９】
ＲＯＭ４７には、縫製対象の複数のパターン模様を縫製する為の複数の縫製データと、これら複数のパターン模様を縫製する本願特有のパターン縫い制御の制御プログラム等が予め格納されている。更に、ＲＯＭ４７には、図１２に示すように、パターン縫い制御において、切換えシリンダ３７により下糸供給経路ＴＲが切り換わらずにミシンモータ５２の駆動を停止させる切換え限界角度α°が、ミシンモータ５２の回転速度（ｒｐｍ）をパラメータとして設定されている。切換え限界角度α°は、現在のミシンモータ５２の回転速度で、緊急停止したときに縫針が加工布に刺さる直前の主軸の回転角度を示している。尚、主軸の回転角度は、針上位置が０°であり、針下位置が１８０°となっている。
【００４０】
これは、ミシンモータ５２の回転速度が速い場合には、切換えシリンダ３７の切換え完了か否かを判定する切換え限界角度α°が小さく、つまり縫針がより高い位置側に変更される。例えば、ミシンモータ５２の回転速度（縫製速度）が「２０００ｒｐｍ」の場合には、切換え限界角度α°として、「１０６°」に設定されている。
【００４１】
更に、ＲＯＭ４７には、図１３に示すように、切換え制御開始の限界である切換え開始限界角度β°が、ミシンモータ５２の回転速度（ｒｐｍ）をパラメータとして設定されている。これは、切換えシリンダ３７が作動開始から終了する間に、縫針が加工布に刺さることを防ぐため、ミシンモータ５２の回転速度が速い場合には、切換え開始限界角度β°が小さく、つまり、縫針がより高い位置側、もしくは、針上位置を越える前においては、縫針がより低い位置側に変更される。
【００４２】
例えば、ミシンモータ５２の回転速度（縫製速度）が「５００ｒｐｍ」の場合には、切換え限界角度β°として、「４０°」に設定されている。ＲＡＭ４８には、各種の制御を実行するに際して必要なメモリ類（フラグやポインタやカウンタ等のメモリ、レジスタやバッファ等）が必要に応じて設けられている。
【００４３】
各パターン模様の縫製データは、図示を省略するが、縫製開始位置である第１縫目から最終縫目までの多数の針落ち位置の各々について、Ｘ座標値とＹ座標値とからなる縫目データと、縫製終了コード等から構成されている。但し、各縫目データは、相対座標データであっても、絶対座標データであってもよい。
【００４４】
次に、制御装置４５で実行されるパターン縫い制御のルーチンについて、図１４，図１５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・・・）は各ステップを示すものである。
【００４５】
パターン縫いミシン１に電源が投入されるとこの制御が開始され、先ず、縫製開始に際して、起動停止スイッチ４９の操作により、ミシンモータ５２が駆動されると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、下糸供給経路ＴＲが左側ルートＬＲになるように、切換えシリンダ３７が切換え制御される（Ｓ１２）。次に、縫目カウンタに初期「１」がセット（縫目カウント値Ｉ＝１）され（Ｓ１３）、ミシンモータ５２が所定の設定速度となるように駆動制御されるＳ１４）。
【００４６】
次に、縫目カウンタの縫目カウント値Ｉで指示する第Ｉ番目の縫目データが読み込まれ（Ｓ１５）、Ｘ座標値，Ｙ座標値からなる縫目データの場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、第（Ｉ−１）番目の針落ち位置から第Ｉ番目の縫目データに基づく針落ち位置に向かう縫目形成方向θが演算される（Ｓ１７）。但し、縫目カウント値Ｉ＝１であって、第１番目の縫目を形成する場合には、縫製開始位置からこの第１番目の縫目に向かう縫目形成方向θが演算される。
【００４７】
次に、このように演算により求められた縫目形成方向θが左側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬに属する場合には（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、供給経路フラグＮＤＦがセット（データ＝１）され（Ｓ１９）、Ｓ２２に移行する。しかし、演算により求められた縫目形成方向θが右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＲに属する場合には（Ｓ１８：Ｎｏ，Ｓ２０：Ｙｅｓ）、供給経路フラグＮＤＦがリセット（データ＝０）され（Ｓ２１）、Ｓ２２に移行する。
【００４８】
但し、演算により求められた縫目形成方向θが左側及び右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬ，ＨＳＲの何れにも属さない場合には（Ｓ２０：Ｎｏ）、Ｘ軸駆動モータ１４が駆動されてからＹ軸駆動モータ１５が駆動され（Ｓ２４）、Ｓ３０に移行する。次に、ミシンモータ５２の回転速度が所定の低速になるように減速制御され（Ｓ２２）、Ｘ軸駆動モータ１４が駆動されてからＹ軸駆動モータ１５が駆動される（Ｓ２３）。それ故、次の針落ち位置に縫目が形成されるように、加工布が移動される。
【００４９】
そして、主軸の回転角度が１５０°以上で３６０°未満、または０°以上でβ°未満になったとき、つまり下糸ＤＴと縫針１０とが交差して縫針１０に対する下糸ＤＴの位置関係が決定し、かつ、切換え制御を開始しても、縫針が加工布に刺さるまでに切換えが終了するときに（Ｓ２５：Ｎｏ）、供給経路フラグＮＤＦがセットされている場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、下糸供給経路ＴＲが右側ルートＲＲになるように切換えシリンダ３７が切換え制御される（Ｓ２７）。しかし、供給経路フラグＮＤＦがリセットされている場合には（Ｓ２６：Ｎｏ）、下糸供給経路ＴＲが左側ルートＬＲになるように切換えシリンダ３７が切換え制御される（Ｓ３１）。Ｓ２５において、主軸の回転角度がβ°以上１５０°未満の場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、これから、切換え制御を開始しても、縫針が加工布に刺さるまでに切換えが終了しないため、ミシンモータ５２の駆動を緊急停止させる（Ｓ３３）。
【００５０】
次に、下糸供給経路ＴＲが右側ルートＲＲになるように切換えシリンダ３７が切換えられた場合には右切換え検出スイッチ４２からのスイッチ信号に基づいて、或いは下糸供給経路ＴＲが左側ルートＬＲになるように切換えシリンダ３７が切換えられた場合には左切換え検出スイッチ４１からのスイッチ信号に基づいて、下糸供給経路ＴＲが右側ルートＲＲ又は左側ルートＬＲに夫々切り換わったか否か判定される（Ｓ２８）。
【００５１】
切換えが完了しない場合であって（Ｓ２８：Ｎｏ）、主軸回転角が、ミシンモータ５２の回転速度に応じた切換え限界角度α°に達していない場合には（Ｓ３２：Ｎｏ）、Ｓ２６〜Ｓ２８，Ｓ３２が繰返して実行され、切換えシリンダ３７に対する切換え指令出力が繰返される。
【００５２】
そして、下糸供給経路ＴＲが異なるルートに切換えられた場合には（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、ミシンモータ５２が設定速度となるように駆動制御され（Ｓ２９）、縫目カウント値Ｉが１つインクリメントされ（Ｓ３０）、Ｓ１５以降が繰返して実行される。パターン模様の最終縫目まで縫製されたときに、読み込まれたデータが、Ｘ座標値，Ｙ座標値からなる縫目データではなく、縫製終了コードの場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、ミシンモータ５２の駆動が停止され、この制御を終了する。
【００５３】
主軸が切換え限界角度α°になっても、下糸供給経路ＴＲの切換えが完了しない場合には（Ｓ２８：Ｎｏ、Ｓ３２：Ｙｅｓ）、ミシンモータ５２の駆動が緊急停止され（Ｓ３３）、この制御を終了する。
【００５４】
制御装置４５のＲＯＭ４７が縫目方向決定手段に相当し、パターン縫い制御のＳ１７を実行する制御装置４５が縫目方向演算手段に相当する。パターン縫い制御のＳ１８とＳ２０を実行する制御装置４５が判別手段に相当し、パターン縫い制御のＳ２７とＳ３１を実行する制御装置４５が切換え制御手段に相当する。
【００５５】
次に、縫目形成方向に応じて、各縫目がヒッチステッチにならないように、下糸供給経路ＴＲを切換える切換え作動について説明する。
例えば、図１６に示すように、加工布Ｗに重ねて、五角形のアップリケ布片Ｐの外周部をパターン縫いする場合、作業者は、先ず針板９の上側に加工布Ｗを置き、アップリケ布片Ｐを所定の縫製位置に重ねて置く。そして、起動停止スイッチ４９を操作してミシンモータ５２を駆動させ、約３００回転／分の縫製速度でパターン縫いを開始する。このとき、初期状態として、係合切換え板３６は図２，図３に示す左側位置に切換えられるので、下糸供給経路ＴＲは左側ルートＬＲに切換えられている。
【００５６】
この場合、先ず、第１縫製線Ｌ１に縫目を形成するに際して、各縫目Ｓ０〜Ｓ９の縫目形成方向は、左側及び右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬ，ＨＳＲの何れにも属さないので、所定の縫製速度（約２０００回転／分）で各縫目Ｓ０〜Ｓ９がパーフェクトステッチで順次縫製される。
【００５７】
しかし、次の第２縫製線Ｌ２に縫目を形成するに際して、各縫目Ｓ１０〜Ｓ１８の縫目形成方向は、左側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬに属する。この場合、ミシンモータ５２の回転速度が低速（例えば、約１００回転／分）に減速された状態で、係合切換え板３６が、主軸の回転角度が１５０°以上で３６０°未満、または０°以上でβ°未満になったとき、図４，図５に示す右側位置に切換えられるので、下糸供給経路ＴＲは右側ルートＲＲに切換えられる。それ故、各縫目Ｓ１０〜Ｓ１８の縫目形成方向は左側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬに属さなくなり、各縫目Ｓ１０〜Ｓ１８がパーフェクトステッチで順次縫製される。
【００５８】
第３縫製線Ｌ３の各縫目Ｓ１９〜Ｓ２７、第４縫製線Ｌ４の各縫目Ｓ２８〜Ｓ３６、更に、第５縫製線Ｌ５の各縫目Ｓ３７〜Ｓ４５を形成するに際して、何れの場合でも、縫目形成方向は、左側及び右側のヒッチステッチになる縫目形成方向範囲ＨＳＬ，ＨＳＲの何れにも属さない。従って、第１縫製線Ｌ１を縫製する場合と同様、所定の縫製速度（約２０００回転／分）で各縫目Ｓ１９〜Ｓ４５がパーフェクトステッチで順次縫製される。
【００５９】
このように、ルート切換え機構３５を切換える場合、縫製速度が高速であっても、ミシンモータ５２の回転速度を強制的に減速させて、縫針１０が加工布Ｗに刺さるまでの時間が延長される。従って、縫針１０が加工布Ｗに刺さるまでに、下糸供給経路ＴＲを左側ルートＬＲと右側ルートＲＲとに択一的に確実に切換えることができる。その為、縫製速度に関係なく、ヒッチステッチの発生を確実に防止して、パーフェクトステッチだけの綺麗な縫目で縫製することができる。
【００６０】
ルート切換え機構３５は、下糸供給経路ＴＲの下糸ＤＴが係合する係合切換え板３６と、この係合切換え板３６を左側位置と右側位置と択一的に切換える切換えシリンダ３７とを有するので、ルート切換え機構３５を簡単な構成にできる。更に、切換えシリンダ３７の駆動を切換えるだけで係合切換え板３６の位置切換えを介して、下糸供給経路ＴＲを左側ルートＬＲと右側ルートＲＲとに迅速に切換えることができる。
【００６１】
下糸供給経路ＴＲの切換え指令を出力した後、左右の切換え検出スイッチ４１，４２からの検出信号に基づいて、縫針１０が切換え限界角度α°に達するまでに係合切換え板３６の切換えが完了しない場合、制御装置４５は、ミシンモータ５２の駆動を停止させる。従って、作業者はパターン縫いミシン１の駆動停止により、下糸供給経路ＴＲの切換えが間に合わず、ヒッチステッチが発生したことを確実に認識することができる。
【００６２】
切換え制御において、ミシンモータ５２の回転速度が速くなる程、切換え限界角度α°を小さくするように、つまり縫針１０が高い状態側に変更するので、縫製速度が高速であっても低速であっても、下糸供給経路ＴＲの切換え遅れによるヒッチステッチの発生を確実に防止することができる。
【００６３】
更に、切換え制御において、切換え検出スイッチ４１，４２により係合切換え板３６の切換え完了が検出されない場合、切換え限界角度α°に達するまで切換え指令を繰返して出力するので、下糸供給経路ＴＲの切換え失敗を極力防止することができる。
【００６４】
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。
１）係合切換え板３６の先端近傍部に係合穴３６ａを設け、この係合穴３６ａに下糸ＤＴを係合させたが、係合切換え板３６の先端近傍部に係合用切欠きを形成し、この係合用切欠きに下糸ＤＴを係合させるようにしてもよい。この場合にも、前記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
２）切換えシリンダ３７による下糸供給経路ＴＲの切換えタイミングは、ミシンモータ５２の回転速度をパラメータとして、演算により求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例に係るパターン縫いミシンの斜視図である。
【図２】下糸供給経路が左側ルートのときのベッド部の部分平面図である。
【図３】下糸供給経路が左側ルートのときのベッド部の正面図である。
【図４】下糸供給経路が右側ルートのときの図２相当図である。
【図５】下糸供給経路が右側ルートのときの図３相当図である。
【図６】垂直全回転釜の斜視図である。
【図７】パーフェクトステッチの説明図である。
【図８】ヒッチステッチの説明図である。
【図９】左側縫目形成方向範囲を説明する説明図である。
【図１０】右側縫目形成方向範囲を説明する説明図である。
【図１１】パターン縫いミシンの制御系のブロック図である。
【図１２】回転速度と切換え限界角度の関係を示す線図である。
【図１３】回転速度と切換え開始限界角度の関係を示す線図である。
【図１４】パターン縫い制御のフローチャートの一部である。
【図１５】パターン縫い制御のフローチャートの残部である。
【図１６】加工布に重ねてアップリケ布片を縫製する説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      パターン縫いミシン
４      布送り機構
１０    縫針
２０    垂直全回転釜
３５    ルート切換え機構
３６    係合切換え板
３７    切換えシリンダ
４１    左切換え検出スイッチ
４２    右切換え検出スイッチ
４５    制御装置
４７    ＲＯＭ
５２    ミシンモータ
ＬＲ    左側ルート
ＲＲ    右側ルート
ＴＲ    下糸供給経路