(57)【要約】【課題】  調節動作駆動手段の原点検出精度の向上を図る。【解決手段】  縫い針を上下動させる針駆動機構に同期して送り歯３１を針板１３上面に出没させる送り機構３０と、送り歯３１の出没位置にて針板上面を押圧して、縫製時の布押さえを行う布押さえ手段１４と、送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構４０と、送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段４３と、調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段５０と、を備え、動作制御手段が、送り歯の出没周期の位相に基づいて、針板の上面に前記送り歯が出現しないときに、調節動作駆動手段の原点検出を行う。【選択図】    図６
2005137694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫い針を上下動させる針駆動機構と、
前記針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、
前記送り歯の出没位置にて前記針板上面を押圧して、縫製時の布押さえを行う布押さえ手段と、
前記送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、
前記送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段と、
前記調節動作駆動手段の動作原点を検出する原点位置検出手段と、
前記調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段と、を備え、
前記動作制御手段が、前記送り歯の出没周期の位相に基づいて、前記針板の上面に前記送り歯が出現しないときに、前記原点位置検出手段により前記調節動作駆動手段の原点検出を行うことを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記動作制御手段は、前記原点検出から、当該原点検出により検出された原点に基づいて前記調節動作駆動手段による送り量の設定動作が完了するまでの期間について、前記送り機構の駆動速度を所定速度以下に規制することを特徴とする請求項1記載のミシン。
【請求項３】
前記動作制御手段は、前記送り歯が前記針板の上面から出現しない期間となることを待つことなく、前記調節動作駆動手段の予備原点検出を行う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】
縫い針を上下動させる針駆動機構と、
前記針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、
前記送り歯の出没位置にて前記針板上面を押圧する布保持状態とその解除状態を切り替え可能に設けられた布押さえ手段と、
少なくとも前記布押さえ手段の布保持状態又は解除状態を検出する布押さえ検出手段と、
前記送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、
前記送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段と、
前記調節動作駆動手段の動作原点を検出する原点位置検出手段と、
前記調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段と、
前記布押さえ手段の布保持状態の解除指示を報知する報知手段と、を備え、
前記動作制御手段は、前記調節動作駆動手段の原点検出時に、前記布押さえ検出手段により布保持状態が検出された時には前記報知手段により布保持状態の解除指示を報知し、布押さえ検出手段により解除状態が検出された時には前記原点位置検出手段による原点検出を行うことを特徴とするミシン。
【請求項５】
縫い針を上下動させる針駆動機構と、
前記針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、
前記送り歯の出没位置にて前記針板上面を押圧する布保持状態とその解除状態を切り替え可能に設けられた布押さえ手段と、
少なくとも前記布押さえ手段の布保持状態又は解除状態を検出する布押さえ検出手段と、
前記送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、
前記送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段と、
前記調節動作駆動手段の動作原点を検出する原点位置検出手段と、
前記調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段とを備え、
前記布押さえ手段は、前記布保持状態と解除状態の切り替え駆動動作を付与する切り替え駆動手段を備えると共に、
前記動作制御手段は、前記調節動作駆動手段の原点検出時に、前記布押さえ検出手段により布保持状態を検出した場合に、前記切り替え駆動手段により前記布押さえ手段の布保持状態を解除させて調節動作駆動手段の原点検出を行うことを特徴とするミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送り量調節動作の駆動源を備えるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンは、縫い針を上下動させる針駆動機構と、針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行うステッピングモータと、ステッピングモータの駆動量を制御する動作制御手段とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
上記構成の従来のミシンは、設定された布送り量に応じてステッピングモータが駆動して送り量調節機構の調節駆動を行うと共にその駆動量に応じて布送り量が設定されていた。
【特許文献１】特開２０００−５１５５７号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来のミシンにおいて、ステッピングモータのように、駆動量を制御可能な駆動手段を用いて送り量の調節制御を行う場合には、その駆動量の変化量を規定するために、予め原点検出を行うことが不可欠となる。この原点検出は、ステッピングモータから送り量調節機構に駆動を働きかける部材が、予め決められた原点位置にあるか否かを検出する原点センサを設け、当該原点センサにより検出された位置を原点として、それを基準とする駆動変化量に応じて送り量を設定する。
【０００４】
ところで、上記従来のミシンにあっては、針板の下に送り歯が内蔵され、当該送り歯の出没時に送り歯が布送り方向に移動することで布送りが行われる。そして、その際には、送り歯による布地の搬送力が十分に付与されるように、上方から針板上面に布地を押圧する布押さえ手段が設けられているのが一般的である。
しかしながら、送り歯が布押さえ手段により押圧されている状態でステッピングモータが駆動されると、送り歯を介して布押さえ手段に押圧力による負荷がステッピングモータにかかり、ステッピングモータが脱調して高精度の原点位置が検出できないという不都合があった。すなわち、一般にステッピングモータは停止時のトルクは、回転時のトルクより大きいため送り量が一定に保たれる通常の縫製中は、布押さえ手段の押圧力に対して十分なトルクで回転位置を保持することができ脱調は発生しないが、原点検出や送り量調節などを行うステッピングモータ駆動時には、トルクが不足し布押さえ手段の押圧力による負荷により制御手段の指令する正確なパルス数送りができず脱調が発生する場合があった。これは、よりトルクの大きいステッピングモータを使用することにより解消可能であるが、その場合にはステッピングモータの大型化、高コスト化を招くため、設計上、好ましくないという問題があった。
【０００５】
本発明は、装置の大型化、高コスト化を必要とせず、送り量調節機構の送り量調節動作を行う調節動作駆動手段の原点位置検出の精度の向上を図ることを、その目的とする。
また、前記原点検出精度の向上のため、送り歯や送り量調節機構等を介して原点検出時に調節動作駆動手段にかかる布押さえ手段の押圧力による負荷や悪影響を取り除くことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、縫い針を上下動させる針駆動機構と、針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、送り歯の出没位置にて針板上面を押圧して、縫製時の布押さえを行う布押さえ手段と、送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段と、調節動作駆動手段の動作原点を検出する原点位置検出手段と、調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段と、を備え、動作制御手段が、送り歯の出没周期の位相に基づいて、針板の上面に前記送り歯が出現しないときに、原点位置検出手段により調節動作駆動手段の原点検出を行う、という構成を採っている。
【０００７】
上記構成では、縫製時において、針の上下動周期と同じ周期で送り歯が針板上面に出没を行い、針板上面に出現時に送り歯が所定の送り方向に移動することで、針板上の布地の布送りが行われる。かかる送り歯の送り量は、調節動作駆動手段が送り量調節機構を駆動させ、当該駆動量に応じて設定される。
【０００８】
動作制御手段は、調節動作駆動手段の原点位置からの駆動量に基づいて布送りの送り量を認識するため、予め調節動作駆動手段の原点を検出する必要がある。
一方、送り歯は、針板上面に出現時は、布押さえ手段により押圧されるが、送り歯の先端部が針板上面よりも低位置にあるときには、布押さえ手段と非接触であることから、当該布押さえ手段の影響は受けない。そして、送り歯は、送り機構によって針駆動機構に同期して針板上面に出没されていることから、いつも、当該出没周期の一定の位相区間において送り歯の先端部が針板上面よりも低位置となり、当該位相の変化は、送り機構や針駆動機構の駆動源から認識することが可能である。
従って、動作制御手段は、送り歯の先端部が針板上面よりも低位置となる出没周期の一定の位相区間において、原点位置検出手段により原点検出を行うことで、布押さえ手段の影響を受けることがない。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、動作制御手段は、原点検出から、当該原点検出により検出された原点に基づいて調節動作駆動手段による送り量の設定動作が完了するまでの期間について、送り機構の駆動速度を所定速度以下に規制する、という構成を採っている。
上記「送り機構の駆動速度を所定速度以下に規制する」とは、周期的に行われる送り動作の当該周期を所定周期以下に規制することを示すものとする。
【００１０】
かかる構成では、送り速度規制を行った状態で、原点検出及び送り量の設定を完了させることで、原点検出が精度良く行われるまでの送り回数を低減し、送り量精度の低い縫い目の形成を低減する。
特に、縫製開始から第一針目までに原点検出とその送り量設定動作を完了可能な駆動速度以下に規制することで、第一針目から送り量精度の高い縫い目が形成される。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明と同様の構成を備えると共に、動作制御手段は、主電源の入力時に、調節動作駆動手段の予備原点検出を行う、という構成を採っている。
上述の「予備原点検出」とは、その原点検出を主電源入力時に行うという点を除けば、針板の上面に送り歯が出現しないときに行う原点検出と同じ方法で行われる。つまり、針板の上面に送り歯が出現しないときに行う原点検出と区別するため、「予備原点検出」と称している。
【００１２】
主電源が入力されると、動作制御手段は、送り歯が針板の上面から出現しない期間であるか否かを判断することなく、原点検出を行う。仮に、当該予備原点検出が布押さえ手段が送り歯を押圧している状態であって、検出精度の低下を生じたとしても、原点検出のための調節動作駆動手段の原点位置合わせがおおよそ行われた状態となるので、針板の上面に送り歯が出現しないときに行われる精密な原点検出の際に、原点検出のための調節動作駆動手段の原点位置合わせを迅速に行うことができ、高精度の原点検出が迅速に行われる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、縫い針を上下動させる針駆動機構と、針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、送り歯の出没位置にて針板上面を押圧する布保持状態とその解除状態を切り替え可能に設けられた布押さえ手段と、少なくとも布押さえ手段の布保持状態又は解除状態を検出する布押さえ検出手段と、送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段と、調節動作駆動手段の動作原点を検出する原点位置検出手段と、調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段と、布押さえ手段の布保持状態の解除指示を報知する報知手段と、を備え、動作制御手段は、調節動作駆動手段の原点検出時に、布押さえ検出手段により布保持状態が検出された時には報知手段により布保持状態の解除指示を報知し、布押さえ検出手段により解除状態が検出された時には原点位置検出手段による原点検出を行う布押さえ検出手段、という構成を採っている。
なお、上記布押さえ検出手段は、布押さえ手段の布保持状態と解除状態とをそれぞれ検出可能であっても良いし、どちらか一方のみを検出可能としても良い。どちらか一方のみを検出可能であれば、一方の状態が検出されない場合には他方の状態であることを動作制御手段は認識することができるからである。
【００１４】
上記構成では、縫製時において、針の上下動周期と同じ周期で送り歯が針板上面に出没を行い、針板上面に出現時に送り歯が所定の送り方向に移動することで、針板上の布地の布送りが行われる。かかる送り歯の送り量は、調節動作駆動手段が送り量調節機構を駆動させ、当該駆動量に応じて設定される。
上記調節動作駆動手段の原点検出に際して、布保持状態が検出されると、動作制御手段は、布押さえ手段の布押さえの解除を報知手段により報知させ、その後、ミシンの使用者により布押さえ手段の解除が行われたことが布押さえ検出手段により検出されてから原点検出を行う。
これにより、布押さえ手段による送り歯の押圧状態下での原点検出が回避される。
【００１５】
請求項５記載の発明は、縫い針を上下動させる針駆動機構と、針駆動機構に同期して送り歯を針板上面に出没させる送り機構と、送り歯の出没位置にて針板上面を押圧する布保持状態とその解除状態を切り替え可能に設けられた布押さえ手段と、少なくとも布押さえ手段の布保持状態又は解除状態を検出する布押さえ検出手段と、送り機構に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構と、送り量調節機構による送り量調節動作の駆動を行う調節動作駆動手段と、調節動作駆動手段の動作原点を検出する原点位置検出手段と、調節動作駆動手段の駆動量を制御する動作制御手段とを備え、布押さえ手段は、布保持状態と解除状態の切り替え駆動動作を付与する切り替え駆動手段を備えると共に、動作制御手段は、調節動作駆動手段の原点検出時に布押さえ検出手段により布保持状態を検出した場合に、切り替え駆動手段により布押さえ手段の布保持状態を解除させて調節動作駆動手段の原点検出を行う、という構成を採っている。
なお、布押さえ検出手段については、請求項４記載の発明と同様である。
【００１６】
上記構成では、縫製時において、針の上下動周期と同じ周期で送り歯が針板上面に出没を行い、針板上面に出現時に送り歯が所定の送り方向に移動することで、針板上の布地の布送りが行われる。かかる送り歯の送り量は、調節動作駆動手段が送り量調節機構を駆動させ、当該駆動量に応じて設定される。
上記調節動作駆動手段の原点検出に際して、動作制御手段は、布押さえ手段が布保持状態にあるかその解除状態にあるかを布押さえ検出手段により検出し、解除状態の時には原点検出を行い、布保持状態の時には切り替え駆動手段により布押さえ手段を解除状態に切り替えてから原点検出を行う。
これにより、布押さえ手段による送り歯の押圧状態下での原点検出が回避される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明は、送り歯の出没周期において、送り歯の先端部が針板上面よりも低位置となる一定の位相区間を認識し、当該区間において、調節動作駆動手段の原点検出を行うことから、布押さえ手段が送り歯と非接触状態において原点検出が行われることとなり、布押さえ手段による原点位置誤差の発生を回避し、精度良く原点検出を行うことが可能となる。また、トルクの大きなステッピングモータを不要とすることができ、装置の大型又はコスト上昇を回避することが可能となる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、送り速度規制を行った状態で原点検出及び送り量の設定を完了させるので、原点検出が精度良く行われるまでの送り回数を低減し、送り量精度の低い縫い目の形成を低減することが可能となる。つまり、縫い品質の向上を図る事が可能となる。
また、縫製開始から第一針目までに原点検出とその送り量設定動作を完了可能な駆動速度まで規制することで、第一針目から送り量精度の高い縫い目を形成することが可能となり、さらなる縫い品質の向上を図ることができる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、主電源入力時に、送り歯が針板の上面から出現しない期間であるか否かを判断することなく、原点検出が行われ、原点検出のための調節動作駆動手段の原点位置合わせがおおよそ行われた状態となるので、針板の上面に送り歯が出現しないときに行われる精密な原点検出の際に、原点検出のための調節動作駆動手段の原点位置合わせを迅速に行うことが可能となり、高精度の原点検出の迅速化によりに、縫製開始時早期段階から送り量精度の高い縫い目を形成することが可能となり、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、布押さえ手段の布押さえの解除の報知を行い、布押さえ手段の解除が行われたことが布押さえ検出手段により検出されてから原点検出を行うので、布押さえ手段が送り歯と非接触状態において原点検出が行われることとなり、布押さえ手段による原点位置誤差の発生を回避し、精度良く原点検出を行うことが可能となる。また、トルクの大きなステッピングモータを不要とすることができ、装置の大型又はコスト上昇を回避することが可能となる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、布押さえ手段の布押さえ状態の検出を行い、押さえ状態なら切り替え駆動手段により解除に切り替えてから原点検出を行うので、布押さえ手段が送り歯と非接触状態において原点検出が行われることとなり、布押さえ手段による原点位置誤差の発生を回避し、精度良く原点検出を行うことが可能となる。また、トルクの大きなステッピングモータを不要とすることができ、装置の大型又はコスト上昇を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（ミシンの全体構成）
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態に係るミシン１は、図１に示すように、ミシン脚卓Ｔ上に載置され、上面に針板が設けられたベッド部２ａ（破線）と、ベッド部２ａの上方においてベッド部２ａと略平行に延在するアーム部２ｂと、ベッド部２ａの一端部側に立設されてアーム部２ｂの一端部を支持する胴部と、アーム部２ｂの一端部から下方に延出して上下動自在な針棒１１と、図示していない上軸を回転駆動する駆動手段としてのミシンモータ１２と、上軸の回転駆動に連動して針棒１１及び縫い針を上下動させる図示しない針駆動機構と、縫い針の上下動に同期して布地の送り方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）に針振り行う図示を省略した針振り機構と、ベッド部２ａ上に載置された布地を送る送り機構３０と、送り歯３１の出没位置にて針板１３（図２参照）の上面を押圧して、縫製時の布押さえを行う布押さえ手段１４と、送り機構３０に作用して一針当りの布送り量を調節可能な送り量調節機構４０と、ミシン１全体の動作を統合制御する動作制御手段としての制御装置５０と、送り機構３０を操作して送り量を変更する手動操作可能な返し縫い用（止め縫い用）の操作レバー１５と、踏込み量によってミシンモータ１２の回転速度を調節する操作ペダル１６と、送り機構３０の送り量の上限値や下限値等の設定を行うための各種スイッチを有する操作パネル５４とを備えている。このミシン１は、針棒１１の先端に装着された縫い針をミシンモータ１２で上下動させながら送り機構３０により布地を所定の方向に送ることで、布地に縫い目を施すものである。
なお、ベッド部２ａの上部にはその上面が水平面に沿った針板１３が配設され、当該針板１３の上面に平行であって上記ミシン１のアーム部２ｂ及びベッド部２ａの長手方向に沿った方向をＹ軸方向とし、針板１３の上面に平行であってＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とし、垂直上下方向をＺ軸方向として以下の説明を行うものとする。
【００２３】
（送り機構）
まず、図２及び図３を用いて、送り機構３０の機械的構成について説明する。図２は図１のII−II部分の断面におけるベッド部２ａの下方から見た断面図であり、図３は、図２のIII−III部分の断面図である。
ベッド部２ａ内には、図２に示すように、Ｙ軸方向に沿った状態で下軸１７が回転自在に支持されている。この下軸１０は、図示されていないリンク機構やベルト機構のような伝達機構を介してミシンモータ１２に連結されており、針棒１１に上下動駆動力を付与する図示しない上軸と連動して回転駆動を行う。そして、送り機構３０は、下軸１７から布送りのための駆動力が付与される。
【００２４】
送り機構３０は、針板１３の上面上の布地をＸ軸方向に沿って搬送する送り歯３１と、下軸１７の一端部（図２下方）に固定された偏心カム３２ａを介して下軸１７と送り歯３１とを連結する上下動リンク体３２と、偏心カム３３ａを介して下軸１７にその一端部が連結された左右動リンク体３３と、左右動リンク体３３の他端部がその中間部に連結された送り量調節リンク体３４と、送り量調節リンク体３４の一端部と送り歯３１とを連結する伝達支軸３５とを備えている。
【００２５】
上記上下動リンク体３２は、その一端部が送り歯３１に対して回転可能に連結され、他端部が偏心カム３２ａによりその偏心量に応じた円周運動を行う。この上下動リンク体３２の円周運動の内、上下方向の往復駆動力のみが送り歯３１に伝達される。つまり、送り歯３１は下軸１７の回転駆動時には常に偏心カム３２ａの偏心量に等しい変位で上下動を行うこととなる。
【００２６】
左右動リンク体３３は、その一端部が送り量調節リンク体３４に対して回転可能に連結され、他端部が偏心カム３３ａによりその偏心量に応じた円周運動を行う。この左右動リンク体３３の円周運動の内、上下方向の往復駆動力のみが送り量調節リンク体３４に伝達される。
【００２７】
送り量調節リンク体３４は、その長手方向中間部において左右動リンク体３３から上下方向の往復駆動力を付与され、その一端部が伝達支軸３５の一端部に設けられた後述するアーム部３５ｂの先端部を揺動可能に連結されている。従って、送り量調節リンク体３４は、その一端部を揺動支点として他端部が上下方向に揺動運動を行うこととなる。そして、送り量調節リンク体３４の他端部には、後述する送り量調節機構４０の角駒４１が連結されている。
【００２８】
かかる角駒４１は、その往復移動方向が、Ｚ軸方向と平行な状態を基準としてＸ軸方向両側に傾斜させて調節可能な状態で支持されている。そして、角駒４１がＺ軸方向と平行に往動可能に支持されている状態にあっては、送り量調節リンク体３４にＸ軸方向の変位は生じない。一方、角駒４１の往復移動方向がＸ軸方向に傾斜を生じた場合には、送り量調節リンク体３４は、Ｘ軸方向に変位を生じることとなる。また、Ｚ軸方向に平行な状態からＸ軸方向の一方と他方のいずれに傾斜したかによって、送り量調節リンク体３４のＸ軸方向における揺動動作はその位相が逆転することとなる。
【００２９】
伝達支軸３５は、Ｙ軸方向に沿って配設された軸部３５ａと、軸部３５ａの一端部と他端部とにそれぞれ設けられたアーム部３５ｂ，３５ｃとを備えている。そして、軸部３５ａが中心軸となって双方のアーム部３５ｂ，３５ｃの先端部がいずれも連動して揺動を行うようになっている。
一方のアーム部３５ｂの先端部が送り量調節リンク体３４の一端部と連結され、他方のアーム部３５ｃの先端部が送り歯３１に連結されている。従って、前述したように、角駒４１の往復移動方向の調節に応じて、送り量調節リンク体３４にＸ軸方向に沿った揺動運動が生じる場合には、送り歯３１に逆位相でＸ軸方向の揺動駆動力を付与することとなる。そして、送り量調節リンク体３４と伝達支軸３５を介して、角駒４１の往復移動方向に応じた位相でＸ軸方向に沿った往復移動動作を行うこととなる。
【００３０】
送り機構３０は、上記構成により下軸１７の回転駆動力を利用して送り歯３１にＸ軸方向とＺ軸方向の往復運動を組み合わせて付与することで長円運動を行わせる。このとき、送り歯３１は、針板１３の下方に配設されると共に、長円運動により描かれる軌跡の一部を移動する際に当該送り歯３１の先端部が針板１３に設けられた貫通口からその上面に突出し、その際のＸ軸方向運動の位相に応じて布地を正方向（図３における左方向）、逆方向（図３における右方向）に送ることができる。また、角駒４１の往復移動方向に応じて、その送り量も調節可能であると共に送り量を０とすることも可能である。
【００３１】
そして、送り歯３１の長円運動の回転数は下軸１７の回転数と一致しており、下軸１７は上軸と回転数が一致することから、送り歯３１が針板１３の上面に出現する周期は針棒１１の上下動周期及び上軸の回転周期と一致する。また、上軸の位相（ある角度を0°とした場合において、0°からの回転角度）において常に同じ区間において送り歯３１は針板１３の上面に出現し、それ以外の区間では送り歯３１の先端部は針板１３の上面より下方に位置することとなる。本実施形態たるミシン１では、上軸の位相の150〜270°の範囲で送り歯３１の先端部は針板１３の上面より下方に位置するように設定されている。
【００３２】
（送り量調節機構）
図２乃至図４に基づいて、送り量調節機構４０について詳説する。図４は送り量調節機構４０の駆動源たる後述するステッピングモータ４３の周辺構成を示す構成図である。
送り量調節機構４０は、前述した送り量調節リンク体３４の他端部に連結された角駒４１と、この角駒４１を往復移動可能に支持すると共にその往復移動方向をＸ−Ｚ平面に沿ったいずれかの方向に可変調節可能な角駒支持体４２と、角駒支持体４２による角駒４１の往復移動方向を可変調節するための駆動源となる調節動作駆動手段としてステッピングモータ４３と、ステッピングモータ４３の出力軸により揺動される主動リンク体４４と、角駒支持体４２に固定支持された従動リンク体４５と、主動リンク体４４と従動リンク体４５とを連結する伝達リンク体４６と、原点位置検出手段４７を備えている。
【００３３】
角駒支持体４２は、円柱状に形成されると共にその中心線を基準に回転可能に図示しないミシンフレームに支持されている。そして、円柱形状の直径方向に沿って角駒４１を支持するガイド溝４２ａが形成されている。つまり、角駒支持体４２は、回転操作を加えられることで角駒４１の往復移動方向を可変調節することができる。
従動リンク体４５は角駒支持体４２の中心線方向一端部において、当該角駒支持体４２の直径方向に沿って固定装備されている。
【００３４】
一方、主動リンク体４４は、ステッピングモータ４３の回転駆動半径方向に沿った状態でその出力軸に一端部が固定支持されており、その他端部が伝達リンク体４６を介して従動リンク体４５の一端部と連結されている。これにより、ステッピングモータ４３の回転駆動力が従動リンク体４５を介して角駒支持体４２を回転させる。つまり、ステッピングモータの駆動量（回転角度変化量）に応じて、角駒４１が送り歯３１の送り量を規定することとなる。
【００３５】
前述したように、角駒４１はＺ軸方向に沿って往復移動を行うときには送り歯３１の送り量を0に設定する。そして、本件では角駒４１がＺ軸方向に沿って往復移動を行うように、角駒支持体４２の回転角度を規定するステッピングモータ４３の出力軸の角度をステッピングモータ４３の原点（動作原点）とする。かかるステッピングモータ４３の原点位置は、主動リンク体４４の揺動端部が所定位置にあるか否かにより検出することが可能である。従って、原点位置検出手段４７は、主動リンク体４３の先端部に固定装備された被検出部材４７ａと、ステッピングモータ４３が前述した原点位置にある場合に被検出部材４７ａの存在を認識する近接センサ４７ｂとから構成されている。この近接センサ４７ｂの出力は、制御回路５０に出力される。
【００３６】
（布押さえ手段）
布押さえ手段１４は、針棒１１に隣接して、その長手方向がＺ軸方向に沿った状態で当該長手方向に移動可能にミシンフレームに支持された支持棒１４ａと、支持棒１４ａの下端部に固定支持された押さえ部材１４ｂと、支持棒１４ａを介して押さえ部材１４ｂを上下（Ｚ軸方向）に移動操作する図示しない昇降レバーとを備えている。この布押さえ手段１４は、押さえ部材１４ｂを上位置と下位置とに切り替え可能であり、下位置に切り替えた状態において、押さえ部材１４ｂが送り歯３１の真上となる配置に設定されている。また、支持棒１４ａを介して下位置にある押さえ部材１４ｂが下側に向かって押圧するように図示しない押圧バネが設けられている。
【００３７】
従って、押さえ部材１４ｂを下位置を切り替えた状態において、針板１３上にある布地を上方から押圧保持することとなる。以下、押さえ部材１４ｂが下位置にある状態を布保持状態といい、上位置にある状態を解除状態という。
布押さえ手段１４が布保持状態にあるときに、送り歯３１の先端部が針板１３の上面より上位置に来ると、布地を介して送り歯３１が押さえ部材１４ｂに押圧されることとなり、送り歯３１が布地に効果的に接触して、布送りを有効に行うことができる。
【００３８】
（縫い針、針駆動機構及び針振り機構）
縫い針は、針棒１１の下端部に装備され、針棒１１は針駆動機構に支持される。そして、縫い針は、針棒１１を介して上下方向の往復駆動が行われる。針駆動機構は、ミシンモータ１２による上軸の回転駆動力を図示しないクランク機構やカム機構等を用いて往復上下方向の駆動力に変換すると共に、針棒１１を支持する上下移動体（図示略）に往復上下の移動力の付与を行っている。
かかる移動体は、針棒１１を、Ｘ軸方向を中心として揺動可能に支持されており、これにより、針棒１１の先端に位置する縫い針をＹ軸方向に沿って揺動させる。針振り機構は、針振り用ステッピングモータ６１を備え、リンク体を介して移動体に支持された針棒１１に揺動力の付与を行い、上下動を行う針棒１１に対して所定のタイミングで針振りを実行させている。なお、針振り方向はＹ軸方向に沿っており、布送り方向はＸ軸方向に沿っており、互いに直交していることから、布送りと針振りとを組み合わせることで縫い方向及び針落ち位置を任意に設定することを可能としている。
【００３９】
（ミシンの制御系）
次いで、ミシン１の制御系について、図５を用いて説明する。図５は、ミシン１の制御系を示すブロック図である。
制御装置５０は、図５に示すように、ミシン１の後述する各処理を実行するための処理プログラム又は処理データが書き込まれているＲＯＭ５２と、処理プログラムに従って上記各処理を実行するＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１の各種処理データを記憶するＲＡＭ５３と、上軸の回転角度（位相）を検出する上軸位相検出装置６９とを備えている。また、上記ＲＡＭ５３には、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられており、処理におけるワークエリアとしても使用される。
【００４０】
制御装置５０は、図示していない入力インターフェースを介してミシンモータ１２、その回転数を検出する回転数検出手段としてのエンコーダ６２、操作レバー１５の操作量を検出するポテンショメータ６３、送り機構３０の送り量の設定動作を行うステッピングモータ４３、針振りを行う針振り用ステッピングモータ６１、ミシンモータ１２の回転数を調節する操作ペダル１６、各種設定の入力と各種情報の表示を行う操作パネル５４、ステッピングモータ４３の原点検出を行う近接センサ４７ｂとが接続されている。
【００４１】
上記操作ペダル１６は、その踏量に応じた信号を出力し、制御装置５０のＣＰＵ５１はその信号出力に応じた回転数でミシンモータ１２を回転駆動する。なお、ミシンモータ１２はその電源出力回路を介して制御装置５０と接続され、駆動電流値の制御により回転数制御が行われる。
針振り用ステッピングモータ６１は、ＣＰＵ５１により、エンコーダ６２の出力から認識される針落ちタイミングに対する所定のタイミングで同期を図って駆動制御され、針振りにより縫い針を所定の針落ち位置に位置決めする。
【００４２】
操作パネル５４は、送り量の設定ボタンをはじめ各種の入力ボタンが切り替え表示されたり、必要に応じて縫製状態や各種設定情報、ミシンの使用者に対する操作指示の表示を行う。
ポテンショメータ６３は、手動により布送り量の設定入力を行う操作レバー１５の操作量を検出するためのものである。かかるポテンショメータ６３の検出操作量に応じて、ＣＰＵ５１は、ステッピングモータ４３を駆動して、所定の送り量となるように角駒支持体４２の回転角度を設定する。
ここで、通常、このミシンでは、前記操作パネル５４により設定された針振り量や送り量に基づき縫製が行なわれ、縫製開始時ないし縫製中において、ＣＰＵ５１はステッピングモータ４３を駆動して角駒支持体４２を所定角度だけ回転して送り量を設定された送り量とする。また、操作レバー１５が作業者により操作されると、縫製中の送り量に関わらず該操作レバー１５の操作量に応じてＣＰＵ５１がステッピングモータ４３を駆動して送り量を変更する。
【００４３】
（制御装置におけるステッピングモータの原点位置検出制御）
制御装置５０におけるステッピングモータ４３の原点位置検出制御について説明する。
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に格納された各種のプログラムを実行することで以下の各機能を実現する。
（１）ミシン１の主電源入力時に、送り歯３１が針板１３の上面から出現しない期間となることを待つことなくステッピングモータ４３の原点検出を行う予備原点検出機能
（２）縫製開始時（ミシンモータ１２の起動時）に、送り歯３１の出没周期の位相に基づいて、針板１３の上面に送り歯３１が出現しないときに、ステッピングモータ４３の原点検出を行う適正時原点検出機能
（３）適正時原点検出機能による原点検出動作から予め設定された送り量となるようにステッピングモータ４３の動作制御が完了するまでミシンモータ１２の回転速度規制を行うミシンモータ回転速度規制機能
【００４４】
（１）の予備原点検出機能について説明する。原点検出は、ＣＰＵ５１が所定の制御プログラムを実行することで、ステッピングモータ４３を所定の角度範囲で回転駆動させ、その途中で被検出部材４７ａが近接センサ４７ｂに検出されると、そのときのステッピングモータ４３の回転角度位置を原点と認識し、ＲＡＭ５３に記憶する処理を行う。
このとき、仮に、布押さえ手段１４が送り歯３１を押圧した状態ではステッピングモータ４３の原点検出精度の低下を生じるが、少なくとも、主動リンク体４４に設けられた被検出部材４７ａを近接センサ４７ｂの近傍まで移動させておくことができるため、ミシンモータ１２の駆動後のステッピングモータ４３の原点検出に際して、被検出部材４７ａを正しい位置に短時間で導くことができ、ミシンモータ１２駆動後の原点検出動作を迅速に行うことができる。
【００４５】
（２）の適正時原点検出機能について説明する。ここで、「出没周期の位相」とは、送り歯３１の一回送りを行う周期における位相を示すが、送り歯３１の周期は、下軸１７、上軸、ミシンモータ１２の回転周期と同期しているので、これらから求めても良い。ミシン１では、上軸位相検出装置６９により検出される上軸の回転角度の位相から求めている。
布押さえ手段１４が送り歯３１を押圧しているとステッピングモータ４３の原点が精度良く検出されないことから、（１）の予備原点検出よりも精度良く原点検出を行うためには、送り歯３１の先端部が針板１３の上面よりも低位置となる時に行うように各部が制御される。
【００４６】
上軸がいずれの回転角度位相区間にある場合に送り歯３１の先端部が針板１３の上面よりも低位置となるかは、各部材の設計段階で求めることが可能であることから、初期データとしてＲＯＭ５２に、上軸の角度区間について記憶するか、或いは後から同区間角度が求められた場合には使用者の入力によりＲＡＭ５３或いは図示しない不揮発性メモリ等に記憶される。ミシン１の場合には、送り歯３１の先端部が針板１３の上面よりも低位置となる上軸の角度区間は、前述したように150〜270°の角度区間である。
【００４７】
ミシンモータ１２の起動が開始されると、ＣＰＵ５１は、予め記憶された送り歯３１の先端部が針板１３の上面よりも低位置となる上軸の回転角度区間を参照しつつ上軸位相検出装置６９により上軸回転角度と比較する処理を行う。そして、検出上軸角度が送り歯３１の先端部が針板１３の上面よりも低位置となる上軸の角度区間になると、ステッピングモータ４３の駆動により被検出部材４７ａを近接センサ４７ｂにより検索し、検出されたミシンモータ４３の角度を原点として再度更新記録する。
【００４８】
（３）ミシンモータ回転速度規制機能について説明する。
ＣＰＵ５１は、ミシンモータ１２の起動が開始され、（２）の処理による原点検出及び予め設定された送り量となるように、ステッピングモータ４３により送り機構３０に対する送り量設定動作が完了するまで、予め設定された規制回転速度にミシンモータ１２の回転速度を規制する制御を行う。
ここで、ミシンモータ１２の規制回転速度は、例えば、試験的な測定データに基づいて、起動開始して最初に上軸角度が150°を検出してから270°を検出するまでに原点検出及び送り量設定を完了させることが可能な回転速度とすることが望ましい。
【００４９】
（制御装置における主要な制御に基づくミシンの動作説明）
上述した制御装置における主要な制御に基づくミシン１の動作説明を図６のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ミシン１の主電源の入力をＣＰＵ５１が認識すると（ステップＳ１）、上軸位相検出装置６９により針棒１１の上位置検出が行われる（ステップＳ２）。上位置とは縫い針先端が針板１３の上面よりも高位置にある場合をいい、その状態は上軸の回転角度が一定範囲の状態と一致するので、上軸位相検出装置６９の出力からＣＰＵ５１は検出する。そして、針棒１１が上位置にない場合には、操作パネル５４に針棒１１を上位置とするように報知表示を行う処理を実行する。そして、上位置となる状態が検出されるまで待ち状態となる。これに対してミシン１の使用者は、フレーム外部にある上軸のプーリ（図示略）を手動を回転させて針棒１１を上位置にする操作を行う。
【００５０】
次いで、ＣＰＵ５１は、予備原点検出処理を実行する。即ち、布押さえ手段１４が送り歯３１を押圧しているか否かにかかわらず、ステッピングモータ４３の原点検出を実行する（ステップＳ３）。これにより、送り量調節機構４０のステッピングモータ４３の駆動により主動リンク体４４の先端部にある被検出部材４７ａが近接センサ４７ｂの検出位置に位置決めされる。
【００５１】
次いで、ＣＰＵ５１は、操作ペダル１６の入力待ちを行う（ステップＳ４）。
そして、操作ペダル１６の入力を検出すると、ＣＰＵ５１は、ミシンモータ回転速度規制機能を実行し、その操作ペダル１６による入力の示す回転数にかかわらずによる所定速度以下に規制された規制速度でミシンモータ１２を駆動させる制御を行う（ステップＳ５）。
【００５２】
さらに、ミシンモータ１２が起動させると、ＣＰＵ５１は、適正時原点検出機能を実行し、上軸角度検出を行う（ステップＳ６）。即ち、上軸位相検出装置６９の検出出力から求まる上軸角度が150°以上になったか判定する。
そして、上軸角度が150°を越えると、原点検出を実行する処理を行う。即ち、ＣＰＵ５１は、ミシンモータ４３を駆動して再度、被検出部材４７ａが近接センサ４７ｂの検出位置となるように位置決めする（ステップＳ７）。これにより、布押さえ手段１４による送り歯３１に対する押圧の影響がない状態で高精度の原点検出が行われる。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ５１は、操作パネルにより設定送り量若しくは操作レバー１５の操作によりポテンショメータ６３からの検出により求まる設定送り量となるようにステッピングモータ４３を駆動する動作制御を行う（ステップＳ８）。
そして、送り量設定が終わると、再び上軸角度検出を行い、検出角度が270°以上となったか否かを判定する（ステップＳ９）。そして、検出角度が270°以上となったら、ミシンモータ１２の回転速度規制を解除して、操作ペダル１６により入力される回転数となるようにミシンモータ１２の回動速度制御を行う（ステップＳ１０）。
そして、ステッピングモータ４３の原点検出制御は終了し、通常の縫製制御に移行する。
【００５４】
（実施形態の効果）
以上のように、本実施形態たるミシン１では、適正時原点検出機能により、送り歯３１の先端部が針板１３上面よりも低位置となる一定の位相区間であるか否かを上軸位相検出装置６９により検出し、当該区間において、ステッピングモータ４３の原点検出を行うことから、布押さえ手段１４が送り歯３１と非接触状態において原点検出が行われることとなり、布押さえ手段１４による原点位置誤差の発生を回避し、精度良く原点検出を行うことが可能となる。
【００５５】
また、ミシンモータ回転速度規制機能により、ミシンモータ１２の回転速度規制を行った状態で、なお且つ、上軸角度が270°に至るまでに、ステッピングモータ４３の原点検出及び送り量の設定を完了させるので、縫製開始の第一針目から、布押さえ手段１４の影響を排除して精度良く求められたステッピングモータ４３の原点を基準に送り量が設定されるので、送り量精度の高い縫い目形成が可能となり、縫い品質の向上を図る事が可能となる。
【００５６】
また、予備原点検出機能により、主電源入力時に、送り歯３１が針板１３の上面から出現しない期間であるか否かを判断することなく、予備原点検出が行われ、原点検出のためのステッピングモータ４３の主動リンク体４４に設けられた被検出部材４７ａの近接センサ４７ｂに対する原点位置合わせがおおよそ行われた状態となるので、針板１３の上面に送り歯３１が出現しないときに行われる適正時原点検出機能における原点検出の際に、被検出部材４７ａが既に近接センサ４７ｂに近接していることから、当該原点位置合わせを迅速に行うことが可能となり、高精度の原点検出を迅速に行うことができ、縫製開始時早期段階から送り量精度の高い縫い目を形成することが可能となり、さらなる縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００５７】
（その他）
上記実施形態にあっては、布押さえ手段１４が送り歯３１が加圧しない状態のときに原点検出を行う構成としたが、布押さえ手段１４にマイクロスイッチ，近接スイッチ，光学素子により物体の有無を検出する光学センサ等を併設して、該布押さえ手段１４の下位置にある状態（布保持状態）および上位置にある状態（解除状態）との少なくとも一方を検出する布押さえ検出手段を設けてもよい。
【００５８】
即ち、制御装置５０のＣＰＵ５１は所定のプログラムにより、原点検出時、例えば、主電源入力時、縫製開始時などにおいて、まず、前記布押さえ検出手段により布押さえ手段が上位置にあるか下位置にあるかを検出し、布押さえ手段１４が上位置（解除状態）にあることを検出したら、原点位置検出手段４７によるステッピングモータ４３の原点検出を行う。一方、布押さえ手段１４が下位置（布保持状態）にあることを検出したら、ＣＰＵ５１を介して操作パネル５４（報知手段）により作業者に対して布押さえ手段１４の上位置への移動指示を行い、布押さえ検出手段により布押さえ手段１４の上位置が検出されるまで待ち状態とし、上位置が検出されてからステッピングモータ４３の原点検出を行う動作制御を行う。ここでは、布押さえ検出手段は布押さえ手段１４の上位置・下位置とも検出可能な構成とした。また、報知手段として操作パネル５４を用いたが、布押さえ手段１４の上位置への移動指示は、ダイオードの点滅やアラーム音など、直接的な指示でなくても、該移動を促す意図のあるものであればよい。
尚、布押さえ検出手段が布押さえ手段１４の上位置ないし下位置のどちらか一方しか検出できない構成とした場合は、例えば、下位置にある状態（布保持状態）しか検出できない構成では、下位置が検出されない時には上位置（解除状態）であると判断するようにすればよい。
また、上述のような布押さえ検出手段を備えた構成の場合においては、動作制御手段により、布押さえ検出手段が布押さえ手段１４の解除状態を検出した場合にはそのまま調整動作駆動手段の原点検出を行い、布押さえ検出手段は布押さえ手段１４の布保持状態を検出した場合には前述の実施例に従い送り歯が針板上面に出現しない位相で調節動作駆動手段の原点検出を行う、ような制御を行うようにしても良い。
【００５９】
また、布押さえ手段１４の上位置と下位置を切り替えるソレノイド、アクチュエータ等の切り替え駆動手段を設け、上記と同様の布押さえ検出手段を布押さえ手段１４に併設する構成としても良い。
この場合、制御装置５０のＣＰＵ５１は所定のプログラムにより、原点検出時、例えば、主電源入力時、縫製開始時等において、布押さえ手段１４が下位置にある状態を検出した場合に、切り替え駆動手段を駆動させて布押さえ手段１４を上位置へ切り替えてからステッピングモータ４３の原点検出を行う動作制御を行う。
【００６０】
上記各構成にあっても、送り歯３１が布押さえ手段１４による押圧状態を回避して原点検出を行うことができ、布押さえ手段１４によるステッピングモータ４３の原点位置誤差の発生を回避し、精度良く原点検出を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、上述の実施例では調節動作駆動手段としてステッピングモータによる説明に終始したが、ステッピングモータのみに限られるものではなく、サーボモータを始め任意の位置（駆動量）で停止が可能なアクチュエータであれば何を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施の形態に係る送り機構を備えたミシンの全体構成を説明するための概略図である。
【図２】図１のII−II部分の断面図である。
【図３】図２のIII−III部分の断面図である。
【図４】図２に開示された送り機構のステッピングモータ近傍の構成を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施形態たるミシンの制御系を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態たるミシンの制御装置における主要な制御に基づくフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  ミシン
１１  針棒
１２  ミシンモータ
１３  針板
１４  布押さえ手段
１７  下軸
３０  送り機構
３１  送り歯
４０  送り量調節機構
４３  ステッピングモータ（調節動作駆動手段）
４４  主動リンク体
４７  原点位置検出手段
４７ａ  被検出部材
４７ｂ  近接センサ
５０  制御装置（動作制御手段）
５４  操作パネル（報知手段）
６２  エンコーダ
【図１】
2005137694.tif 000003
【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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