(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動枠が駆動機構のモータにより駆動され、該モータは停止時に位置保持トルクを発生させるミシンにおいて、
駆動枠に対して縫製枠が着脱されようとしていることを検出する検出部と、
該検出後所定時間、前記駆動枠の移動を防止する移動防止部とを備えたミシン。
【請求項２】
前記検出部は、前記縫製枠が着脱されようとしているときにおける前記駆動枠を駆動するモータの負荷の変化を検出する負荷検出部である請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記検出部は、前記縫製枠を着脱しようとすることを示す所定操作を作業者が行ったことを検出する操作検出部である請求項１記載のミシン。
【請求項４】
前記移動防止部は、前記駆動枠を駆動するモータの位置保持トルクを増大させるトルク制御部である請求項１記載のミシン。
【請求項５】
前記移動防止部は、前記駆動枠を駆動するモータの回転軸の回転を防止するブレーキを作動させるブレーキ制御部である請求項１記載のミシン。
【請求項６】
前記移動防止部は、前記駆動枠の移動を防止するブレーキを作動させるブレーキ制御部である請求項１記載のミシン。
【請求項７】
駆動枠が駆動機構のモータにより駆動され、該モータは停止時に位置保持トルクを発生させるミシンの制御方法において、
駆動枠に対して縫製枠が着脱されようとしていることを検出する段階と、
該検出後所定時間、前記駆動枠の移動を防止する段階とを含むミシンの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動枠に対して縫製枠が着脱されるミシン及びその制御方法に関するものである。なお、ミシンにおいては慣行的に左右方向をＸ方向（又はＶ方向）といい、前後方向をＹ方向（又はＨ方向）というので、本明細書でもそれに従う。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、駆動枠に対して縫製枠が着脱可能に構成された従来の刺繍ミシンの一例を示している。この刺繍ミシン５０は、ベース部５１に支持されたテーブル５２と、該テーブル５２上に載置されたミシンヘッド５３と、該テーブル５２から前方に突設された筒状ベッド５４と、ベース部５１のＹ方向に延びる両側部にそれぞれ内蔵された一対のＹ方向駆動機構５５と、該Ｙ方向駆動機構５５によってＹ方向へ移動可能に支持されたＸ方向駆動機構５６と、該Ｘ方向駆動機構５６によってＸ方向へ移動可能に支持された駆動枠５７とを備えている。駆動枠５７は、左右に間隔を置いて前方に突設された一対の枠保持片５７ａを備えており、該枠保持片５７ａの先端部には縫製枠としての刺繍枠５８がワンタッチで着脱可能に装着されるようになっている。
【０００３】
従来の刺繍ミシン５０では、刺繍加工の停止時にＹ方向駆動機構５５及びＸ方向駆動機構５６を駆動するモータ５５ａ，５６ａの発熱防止や省電力化等のために、該モータ５５ａ，５６ａのパワーを低下させるように制御されている。そして、この刺繍加工の停止時に刺繍枠５８は駆動枠５７に対して着脱される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示す刺繍ミシン５０を始め特に１〜数頭程度のミシンヘッドを備えた小型刺繍ミシンでは、Ｙ方向駆動機構５５及びＸ方向駆動機構５６を駆動するモータ５５ａ，５６ａとして比較的小型のモータが採用されているため、もともと停止時の位置保持トルクが弱く、しかも刺繍加工の停止時にはパワーを低下させるように制御されている。このため、駆動枠５７に対する刺繍枠５８の着脱時に衝撃や強めの振動が駆動枠５７を介して加わると、モータ５５ａ，５６ａの回転軸が回転してしまい、駆動枠５７が移動して、縫製の開始点がずれることがあるという問題がある。これを防止するためには駆動枠５７に衝撃や強めの振動を加えないように、刺繍枠５８の着脱作業を慎重に行わなければならず、作業性が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決し、駆動枠に対する縫製枠の着脱の作業性を向上することができるミシン及びその制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のミシンは、駆動枠が駆動機構のモータにより駆動され、該モータは停止時に位置保持トルクを発生させるミシンにおいて、駆動枠に対して縫製枠が着脱されようとしていることを検出する検出部と、該検出後所定時間、前記駆動枠の移動を防止する移動防止部とを備えている。
【０００７】
前記検出部としては、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
（１）前記縫製枠が着脱されようとしているときにおける前記駆動枠を駆動するモータの負荷の変化を検出する負荷検出部である態様。
（２）前記縫製枠を着脱しようとすることを示す所定操作を作業者が行ったことを検出する操作検出部である態様。
【０００８】
前記操作検出部としては、特に限定されないが、ミシンへの操作指示を入力するための操作パネルで所定の操作がされたことを検出する態様や、所定のスイッチが押されたことを検出する態様を例示する。
【０００９】
前記移動防止部としては、特に限定されないが、次の態様を例示できる。
（１）前記駆動枠を駆動するモータの位置保持トルクを増大させるトルク制御部である態様。
（２）前記駆動枠を駆動するモータの回転軸の回転を防止するブレーキを作動させるブレーキ制御部である態様。
（３）前記駆動枠の移動を防止するブレーキを作動させるブレーキ制御部である態様。
【００１０】
また、本発明のミシンの制御方法は、駆動枠が駆動機構のモータにより駆動され、該モータは停止時に位置保持トルクを発生させるミシンの制御方法において、駆動枠に対して縫製枠が着脱されようとしていることを検出する段階と、該検出後所定時間、前記駆動枠の移動を防止する段階とを含んでいる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を刺繍ミシンに具体化した実施形態について、同ミシンで実施する制御方法とともに、図面を参照して説明する。図１〜図４は、第一実施形態の刺繍ミシン１を示しており、この刺繍ミシン１は、ベース部２と、該ベース部２に支持されたテーブル３と、該テーブル３上に載置されたミシンヘッド４と、該テーブル３から前方に突設された筒状ベッド５と、ベース部２のＹ方向に延びる両側部にそれぞれ内蔵されたＹ方向駆動機構６と、該両Ｙ方向駆動機構６によってＹ方向へ移動可能に支持されたＸ方向駆動機構７と、該Ｘ方向駆動機構７によってＸ方向へ移動可能に支持された駆動枠８と、該駆動枠８に着脱可能に装着される縫製枠としての刺繍枠９とを備えている。そして、Ｙ方向駆動機構６により刺繍枠９をＹ方向に駆動するとともに、Ｘ方向駆動機構７により刺繍枠９をＸ方向に駆動するようになっている。周知の通り、ミシンヘッド４で上下往復駆動される針１０と、筒状ベッド５内で回転駆動される釜（図示略）との協働により、刺繍枠９に展張保持された筒状加工布Ｗに刺繍が行なわれる。
【００１２】
各Ｙ方向駆動機構６は、Ｙ方向にスライド可能にベース部２に支持されたＹ方向可動部１３と、該Ｙ方向可動部１３の前後に間隔を置いて回転可能に軸支された一対のプーリ１４と、該プーリ１４に巻き掛けられるとともにＹ方向可動部１３に連結された駆動ベルト１５とを備えている。各Ｙ方向駆動機構６のＹ方向可動部１３はそれぞれ連結部材１６を介してＸ方向駆動機構７のフレーム部２０の端部に連結されている。また、各Ｙ方向駆動機構６の後側のプーリ１４の軸は、それぞれパルスモータであるＹ方向駆動モータ１７の回転軸に連結されている。
【００１３】
Ｘ方向駆動機構７は、Ｘ方向にスライド可能にフレーム部２０に支持されたＸ方向可動部２３と、該Ｘ方向可動部２３の左右に間隔を置いて回転可能に軸支された一対のプーリ２４と、該プーリ２４に巻き掛けられるとともにＸ方向可動部２３に連結された駆動ベルト２５とを備えている。Ｘ方向可動部２３は駆動枠８に連結されている。また、Ｘ方向駆動機構７の右側のプーリ２４の軸は、パルスモータであるＸ方向駆動モータ２７の回転軸に連結されている。
【００１４】
駆動枠８は、左右に間隔を置いて前方に突設された一対の枠保持片２８を備えている。各枠保持片２８の先端部には、刺繍枠９の両側に取り付けられた結合部材２９をそれぞれ枠保持片２８上に位置決め保持するための押さえバネ２８ａが取り付けられている。そして、刺繍ミシン１の前方から刺繍枠９を押し込むことにより、枠保持片２８と押さえバネ２８ａとの間に結合部材２９を滑り込ませると、刺繍枠９が駆動枠８に保持されるようになっている。
【００１５】
図３は、刺繍ミシン１の駆動枠の制御に関連する部分の構成を示すブロック図である。この刺繍ミシン１は、同図に示すようにマイクロプロセッサ（図示略）を内蔵した制御部３０を備えている。制御部３０には、Ｙ方向駆動モータ１７を制御するＹ方向ドライバ部３１と、Ｘ方向駆動モータ２７を制御するＸ方向ドライバ部３２とが接続されている。Ｙ方向ドライバ部３１及びＸ方向ドライバ部３２は、同様の構成であるため、以下Ｙ方向ドライバ部３１についてのみ説明する。
【００１６】
Ｙ方向ドライバ部３１は、モータ制御部３３と、出力アンプ３４と、供給電力可変部３５と、トルク変化検出部３６と、トルク制御部３７と、設定値記憶部３８とを備えている。
【００１７】
モータ制御部３３は、次のように動作するように構成されている。
（１）制御部３０からＹ方向駆動モータ１７の停止時用、定回転時用、加速時用、枠交換時用の電力設定値をそれぞれ入力し、設定値記憶部３８に記憶する。なお、停止時用の電力設定値は、発熱防止や省電力化等のために、他の設定値よりも小さい値にされる。また、加速時用の電力設定値は、定回転時よりもトルクを発生させるように定回転用の電力設定値よりも大きい値にされる。また、枠交換時用の電力設定値は、枠交換時に加わる衝撃や振動による駆動枠の移動を防止するための位置保持トルクを発生させる値にされる。
【００１８】
（２）制御部３０からＹ方向駆動モータ１７の回転量及び回転速度を示すパルス信号と、Ｙ方向駆動モータ１７の回転方向を示す逆転信号を入力し、それに応じて出力アンプ３４へＹ方向駆動モータ１７のモータコイルの励磁信号を出力する。これと同時にモータ制御部３３は、設定値記憶部３８の内容を参照することにより、（ａ）パルス信号の発振停止時には停止時用の電力となり、（ｂ）パルス信号の周波数の一定時には定回転時用の電力となり、（ｃ）パルス信号の周波数の増大時には加速時用の電力となるように供給電力可変部３５へ電力制御信号を出力する。また、モータ制御部３３は、前記（ａ）のときに、トルク制御部３７からトルク制御信号を入力すると、該トルク制御信号の入力中は枠交換時用の電力となるように供給電力可変部３５へ電力制御信号を出力する。
【００１９】
供給電力可変部３５は、モータ制御部３３からの電力制御信号に応じて、出力アンプ３４への供給電力を制御する。
【００２０】
出力アンプ３４は、供給電力可変部３５を介して供給される電力により、モータ制御部３３から入力した励磁信号を増幅し、Ｙ方向駆動モータ１７へ出力する。
【００２１】
トルク変化検出部３６は、出力アンプ３４からの出力電流の変化を検出する電流センサー（図示略）を備えており、図４に示すように停止電流値が減少し、所定の検出電流値になったことを検出すると、その検出信号をトルク制御部３７へ出力する。このトルク変化検出部３６が、刺繍枠９が着脱されようとしているときにおける駆動枠８を駆動するＹ方向駆動モータ１７の負荷の変化を検出する負荷検出部である。
【００２２】
トルク制御部３７は、該検出信号を入力すると枠交換用トルクを発生させるためのトルク制御信号をモータ制御部３３へ出力し始め、該検出信号を入力してから所定時間Ｔが経過するとトルク制御信号の出力を停止する。このトルク制御部３７が、刺繍枠９が着脱されようとしていることを検出後所定時間、駆動枠の移動を防止するために、駆動枠８を駆動するＹ方向駆動モータ１７の位置保持トルクを増大させる移動防止部である。
【００２３】
次に、刺繍枠９の着脱時における刺繍ミシン１の一連の動作例について説明する。なお、刺繍ミシン１のＹ方向ドライバ部３１及びＸ方向ドライバ部３２は、同様の構成であるため、以下Ｙ方向ドライバ部３１に関する動作についてのみ説明する。また、設定値記憶部３８への各電力設定値は既に設定済みであるものとする。刺繍枠９の着脱時には枠駆動は停止した状態になっており、制御部３０によるパルス信号の発振は停止されて、供給電力可変部３５は停止時用の電力となるように制御されている。この状態で、刺繍枠９が着脱されようとすると、駆動枠８に振動が加わり、Ｘ方向駆動機構７及びＹ方向駆動機構６を介して停止中のＹ方向駆動モータ１７に負荷がかかると、図４に示すようにそのモータ電流が低下する。そして同図に示すようにモータ電流が検出電流値まで低下したことをトルク変化検出部３６が検出すると、検出信号をトルク制御部３７へ出力する。検出信号を入力するとトルク制御部３７は、トルク制御信号をモータ制御部３３に出力し始める。トルク制御信号を入力するとモータ制御部３３は、設定値記憶部３８の枠交換用の電力設定値を読み出し、その設定値に応じて供給電力可変部３５を制御する（Ｙ方向駆動モータ１７のトルクを枠交換用トルクにする。）。図４に示すように所定時間Ｔが経過すると、トルク制御部３７は、トルク制御信号の出力を停止する。するとモータ制御部３３は、設定値記憶部３８の停止時用の電力設定値を読み出し、その設定値に応じて供給電力可変部３５を制御する（Ｙ方向駆動モータ１７のトルクを停止トルクにする。）。
【００２４】
このように本発明の刺繍ミシン１によれば、駆動枠８に対して刺繍枠９が着脱されようとしていることを検出するトルク変化検出部３６と、該検出後所定時間、駆動枠８の移動を防止するトルク制御部３７とを備えているので、駆動枠８に刺繍枠９が着脱されようとしていることを自動的に検出し、刺繍枠９の着脱中における駆動枠８の移動を防止することができ、もって刺繍の開始点がずれることを防止することができる。従って、従来の刺繍ミシンとは異なり、駆動枠８が移動しないように慎重に作業する必要がないので、駆動枠８に対する刺繍枠９の着脱の作業性を向上することができる。
【００２５】
また、本発明の刺繍ミシン１の制御方法によれば、駆動枠８に対して刺繍枠９が着脱されようとしていることをトルク変化検出部３６により検出する段階と、該検出後所定時間、駆動枠８の移動をトルク制御部３７により防止する段階とを含んでおり、本発明の刺繍ミシン１による前記効果と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
次に、図５は第二実施形態の刺繍ミシン４０の駆動枠の制御に関連する部分の構成を示すブロック図である。本実施形態では、第一実施形態のＹ方向ドライバ部３１及びＸ方向ドライバ部３２におけるトルク変化検出部３６を省き、駆動枠に縫製枠を着脱しようとすることを示す所定操作を作業者が行ったことを検出する操作検出部４３を設けた点においてのみ第一実施形態と相違している。本実施形態の操作検出部４３は枠交換スイッチ（図示略）を備えており、該枠交換スイッチが押されたことを検出し、その検出信号をＹ方向ドライバ部４１及びＸ方向ドライバ部４２のトルク制御部３７へ出力するように構成されている。本実施形態によっても第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）Ｙ方向駆動機構６及び／又はＸ方向駆動機構７を、例えばラック及びピニオンによる構造等の別構造のものにすること。
（２）Ｙ方向駆動モータ１７及び／又はＸ方向駆動モータ２７にその回転軸の回転を防止するブレーキを設け（又は、Ｙ方向駆動モータ１７及び／又はＸ方向駆動モータ２７をブレーキ付きのものにし）、トルク制御部３７に代えてブレーキ制御部を設け、該ブレーキ制御部は、前記検出信号を入力すると前記ブレーキを作動させるブレーキ信号を前記ブレーキに出力するように構成すること。また、前記ブレーキに代えて、駆動枠８の移動を防止するブレーキを設けることもできる。
（３）駆動枠に対して帽子枠等の他の縫製枠が着脱されるミシンに本発明を使用すること。
（４）Ｙ方向駆動モータ１７及び／又はＸ方向駆動モータ２７を、位置保持トルクを変化させることができる他の構成のモータに変更すること。
（５）所定時間Ｔの長さを調節可能に構成すること。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１〜６の発明に係るミシン、及び請求項７の発明に係るミシンの制御方法によれば、駆動枠に対する縫製枠の着脱の作業性を向上することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る刺繍ミシンの斜視図である。
【図２】同刺繍ミシンの平面図である。
【図３】同刺繍ミシンの駆動枠の制御に関連する部分の構成を示すブロック図である。
【図４】同刺繍ミシンの駆動枠の制御のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態に係る刺繍ミシンの駆動枠の制御に関連する部分の構成を示すブロック図である。
【図６】従来のミシンを示す平面図である。
【符号の説明】
１    刺繍ミシン
８    駆動枠
９    刺繍枠
１７    Ｙ方向駆動モータ
２７    Ｘ方向駆動モータ
３６    トルク変化検出部
３７    トルク制御部
４３    操作検出部
Ｔ    所定時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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