(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上布を送る上送り手段と下布を送り下送り手段とを備え、上送り手段による上送り量を下送り手段による下送り量より大きくして上布にいせを形成しながら縫製する上下送りミシンにおいて、
目標上送り量、目標いせ込み量及び目標差動比の中のいずれか１つを入力する入力手段と、
目標縫い目ピッチを設定するピッチ設定手段と、
入力された目標上送り量、目標いせ込み量又は目標差動比と目標縫い目ピッチとに基づいて、縫製後の縫い目ピッチが該目標縫い目ピッチになるように目標下送り量を決定する下送り量決定手段と、
入力された目標上送り量、目標いせ込み量又は目標差動比に基づいて前記上送り手段を駆動制御し、前記目標下送り量に基づいて前記下送り手段を駆動制御する制御手段とを備えていることを特徴とする上下送りミシン。
【請求項２】
前記入力手段が、縫製中にオペレータが操作する操作手段であり、前記下送り量決定手段が、該操作手段の操作量として入力される目標上送り量に基づいて、縫製中に前記目標下送り量を決定することを特徴とする請求項１に記載の上下送りミシン。
【請求項３】
前記入力手段が、前記操作手段に加えて、縫製前に目標上送り量、目標いせ込み量又は目標差動比を入力して初期設定する初期設定手段を備え、
前記初期設定手段からの入力に基づいて決定される目標下送り量と前記操作手段からの入力に基づいて決定される目標下送り量とを切り換える切換手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の上下送りミシン。
【請求項４】
初期設定手段からの入力に基づいて決定された目標下送り量を用いて縫製する縫製中に、前記操作手段が操作されると、前記切換手段が目標下送り量を操作手段からの入力に基づいて決定されたものに切り換えることを特徴とする請求項３に記載の上下送りミシン。
【請求項５】
前記目標上送り量が、前記入力手段により、目標いせ込み量及び目標差動比のいずれか一方として入力され、該目標上送り量に変換されることを特徴とする請求項１に記載の上下送りミシン。
【請求項６】
縫製中に縫い目ピッチを検出する縫い目ピッチ検出手段を備え、
検出された縫い目ピッチと目標縫い目ピッチとの間に偏差が発生すると、前記下送り量決定手段が該偏差を解消する新たな目標下送り量を決定し、修正することを特徴とする請求項１に記載の上下送りミシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、上下送りミシン、特に上下の布送りを適切に制御していせ込み縫製を行う際に適用して好適な工業用の上下送りミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一版に、上布と下布とを縫い合わせる場合、下布の１針当りの送り量（以下、下送り量ともいう）より上布の１針当りの送り量（以下、上送り量ともいう）の方を大きくして、いわゆる“いせ”を形成しながら縫製するいせ込み縫製が行われている。
【０００３】
このようないせ込み縫製が可能な上下送りミシンとしては、例えば特開平６−２９６７８８、特開平６−２９６７８３に開示されているものが知られている。
従来、このようなミシンで縫製する場合、図６に目標とするいせ込み縫製後の上布ＣＵと下布ＴＬの関係のイメージを示すように、下送り量と上送り量の差であるいせ込み量を、縫製途中Ｔで変えることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示されているミシン等の従来の上下送りミシンでは、縫製中にいせ込み量を変化させる場合でも、目標とする１針当りの下布の送り量（下送り量）に相当するピッチＰは一定であるにも拘らず、縫い上がり後の縫い目ピッチが不均一になるという問題があった。
【０００５】
その理由は、布の種類や厚さ等によっても異なるが、いせ込み量が大きい、即ち上布が長い程、１つの縫い目の中に上布が圧縮される程度が大きくなるため、それが板ばねのように元の伸びた状態に戻ろうとする復元力も大きくなることから、この上布の復元力に差が生じることになり、その結果、前記図６に相当する実際の縫製後のイメージを図７に示すように、Ｔより前の縫い目ピッチが同じくＰであったとすると、Ｔより後のいせ込み量が大きい方がピッチがΔＰだけ伸びることにあると考えられる。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、縫製途中にいみ込み量が変化する場合でも、縫い上がり後の縫い目ピッチを均一にすることができる上下送りミシンを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上布を送る上送り手段と下布を送り下送り手段とを備え、上送り手段による上送り量を下送り手段による下送り量より大きくして上布にいせを形成しながら縫製する上下送りミシンにおいて、目標上送り量、目標いせ込み量及び目標差動比の中のいずれか１つを入力する入力手段と、目標縫い目ピッチを設定するピッチ設定手段と、入力された目標上送り量、目標いせ込み量又は目標差動比と目標縫い目ピッチとに基づいて、縫製後の縫い目ピッチが該目標縫い目ピッチになるように目標下送り量を決定する下送り量決定手段と、入力された目標上送り量、目標いせ込み量又は目標差動比に基づいて前記上送り手段を駆動制御し、前記目標下送り量に基づいて前記下送り手段を駆動制御する制御手段とを備えた構成とすることにより、前記課題を解決したものである。
【０００８】
即ち、本発明においては、目標いせ込み量の増減に合わせて目標下送り量を適切に制御するようにしたので、途中でいみ込み量が変化する場合でも、常に均一な縫いピッチでいせ込み縫製することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る一実施形態の上下送りミシンの要部構成を示すブロック図、図２は、該上下送りミシンの外観を示す概略斜視図である。
【００１１】
本実施形態の上下送りミシンは、図２に示されるように、ミシンテーブル１０の上側にミシンヘッドを有するミシン本体１２と操作パネル１４が設置され、該テーブル１０の下側には電源スイッチ１６と制御ボックス１８が設置され、その下方には第１ペダル２０と第２ペダル２２が設置されている。
【００１２】
前記ミシン本体１２の針落ち位置近傍には、図３に拡大して示すように、上送りローラ２４、下送りローラ２６が配設され、これらは各々独立したパルスモータ（図示せず）により回転され、上布ＣＵ、下布ＣＬを異なる送り量で送ることが可能になっている。又、前記操作パネル１４では、目標とする縫い目ピッチの設定、上送り量の入力等が可能であり、電源スイッチ１６によりミシン全体への通電状態をオン・オフする切換えが可能になっている。又、前記第１ペダル２０は、縫製の開始・停止及び縫製速度の変更の操作をするために設けられ、その踏込み度合いがポテンショメータ（図示せず）により検出され、その信号が前記制御ボックス１８に入力されるようになっている。
【００１３】
前記第２ペダル２２は、縫製中にオペレータが上送りローラ２４による送り動作を変更し、目標上送り量を任意に増減するために使用される操作手段であり、その操作量、即ちペダルの踏込み度合いが同じくポテンショメータ等の後述する入力度合検出手段３８により検出され、その検出値が上送り量として前記制御ボックス１８に入力されるようになっている。
【００１４】
本実施形態の上下送りミシンは、その要部が図１に示されるように、ミシン本体１２に対して、前記制御ボックス１８に内蔵されているコンピュータにより構成される制御手段としてのミシン制御手段２８から、通常の制御信号と共に後述する各種の制御信号が入力され、前記上送りローラ２４による上送り量と下送りローラ２６による下送り量とを異ならせて上下布をそれぞれ送りながら縫製することにより、いせ込み量が異なる場合でも、常に縫製後の縫い目が一定のピッチにできるようになっている。
【００１５】
この図１に示されるように、上記ミシン本体１２には、パルスモータで回転駆動される前記上送りローラ２４等からなる上送り手段２４Ａと、同様にパルスモータで回転駆動される前記下送りローラ２６等からなる下送り手段２６Ａが設置されていると共に、実際に送られる下布の縫いピッチを実測する縫いピッチ検出手段３０が設置されている。この縫いピッチ検出手段３０は、下布ＣＬに接触してその送りに伴って回転する接触ローラ（図示せず）を有しており、該ローラに連結されているエンコーダのパルス出力から、実際の下布の送り量が測定されると共に、そのときの針数から１針当りの送り量、即ち縫い目ピッチが実測されるようになっている。
【００１６】
又、本実施形態では、目標上送り量を縫製前に入力する初期設定手段３２と、第２ペダル２２の踏み込み度合い（入力度合い）を目標上送り量として検出する入力度合検出手段３８と、目標縫い目ピッチを設定する縫い目ピッチ設定手段３４とが備えられている。なお、初期設定手段３２と入力度合検出手段３８とで入力手段３１が構成され、又、初期設定手段３２と縫い目ピッチ設定手段３４が操作パネル１４に設置されている。
【００１７】
又、前記ミシン制御手段２８には、下送り量決定手段３６と記憶手段３７と切換手段４０が設置されている。下送り量決定手段３６は、縫い目ピッチ設定手段３４からの目標縫い目ピッチと目標上送り量とを入力しており、目標上送り量と目標縫い目ピッチとの差に基づいて、縫製後の縫い目ピッチを該目標縫い目ピッチに一致させるように目標下送り量を決定する。なお、目標上送り量には、切換手段４０を介して初期設定手段３２から入力されるものと、入力度合検出手段３８から入力されるものとの２種類がある。
【００１８】
前記記憶手段３７は、下送り量決定手段３６によって、初期設定手段３２により入力される目標上送り量と縫い目ピッチ設定手段３４により入力される縫い目ピッチとの差に基づいて決定される目標下送り量を記憶している。
【００１９】
前記切換手段４０は、上送り手段２４Ａ及び下送り手段２６Ａを駆動制御するための目標上送り量及び目標下送り量を、初期設定手段３２に基づくものか又は入力度合検出手段３８に基づくものに切り換える手段である。即ち、切換手段４０は、通常、初期設定手段３２で設定された目標上送り量と記憶手段３７に記憶された目標下送り量とを出力しているが、第２ペダル２２が踏み込まれたことを検知すると、自動的にモードを切り換えて、初期設定手段３２で設定された目標上送り量の出力を止め、第２ペダル２２の踏み込み度合い、即ち入力度合検出手段３８により検出される目標上送り量を出力する。又、この目標上送り量は、下送り量決定手段３６に入力され、この目標上送り量と目標縫い目ピッチとの差に基づいて縫製後の縫い目ピッチを該目標縫い目ピッチに一致させるように目標下送り量が決定されて、再び切換手段４０へと戻される。そして、切換手段４０は、記憶手段３７に記憶されている目標下送り量の出力を止め、入力度合検出手段３８からの目標上送り量に基づいて新たに決定された目標下送り量を出力する。
【００２０】
ここで、前記下送り量決定手段３６で実行する前記目標下送り量の算出（決定）方法について説明する。オペレータが設定した１針当りの縫い目長さ（目標縫い目ピッチ）をＰ、同じくオペレータが設定した縫い目始めから任意の針数ｎにおける１針当りの目標上送り量をＵｎ、針数ｎにおける１針当りの目標下送り量をＬｎとした場合、１針当りの伸び量（Ｐ−Ｌｎ）と目標いせ込み量にあたる差分量（Ｕｎ−Ｐ）との比を一定と考えると、次式
（Ｐ−Ｌｎ）／（Ｕｎ−Ｐ）＝ａ      …（１）
（ここでａは布の種類や厚さ等により決定される定数）
が成り立つ。そして、この（１）式をＬｎについて解くと、次式
Ｌｎ＝−（Ｕｎ−Ｐ）ａ＋Ｐ          …（２）
となる。この（２）式により、オペレータが任意の針数位置に対して目標縫い目ピッチＰ及び目標上送り量Ｕを設定することにより、これらの値に応じて目標下送り量Ｌを決定することができる。
【００２１】
本実施形態では、更に、前記縫いピッチ検出手段３０により縫製後の縫い目ピッチが実測されると、その実測縫い目ピッチが前記下送り量決定手段３６に入力され、目標縫い目ピッチとの間に偏差が生じている場合には、その偏差を解消することができる下送り量が算出され、そのとき設定されている前記下送り手段２６Ａによる目標下送り量を修正するフィードバック制御が行われるようになっている。
【００２２】
この場合の下送り量の修正方法について以下に説明する。今、実測した縫い目ピッチをＭとした場合、針数ｎの目標下送り量Ｌｎとの比を一定と考えると、次式
Ｍ／Ｌｎ＝一定                    …（３）
となる。そして、補正（修正）することによって、針数ｎ＋１には実測値Ｍが目標値Ｐとなるようにすると考えると、新たな目標下送り量Ｌn+1との関係は、次式
Ｍ／Ｌｎ＝Ｐ／Ｌn+1              …（４）
となる。この（４）式をＬn+1について解くと、次式
Ｌn+1＝（Ｐ／Ｍ）Ｌｎ            …（５）
となる。これによって、実際の縫い目ピッチを設定した目標縫い目ピッチＰに修正することができる。
【００２３】
以下、本実施形態の作用を、図４に示すフローチャートに従って説明する。但し、この図では、便宜上、上送り量等の目標値には“目標”を付けずに記す。
【００２４】
まず、前記電源スイッチ１６をオンにしてミシンに通電し（ステップ１）、次いで初期設定のために、前記操作パネル１４上の前記上送り量入力手段３２を使用して、目標とする上送り量と縫い目ピッチを入力する（ステップ２）。このように入力された目標上送り量と目標縫い目ピッチは、前記制御ボックス１８の内部に形成されている演算回路からなる前記下送り量決定手段３６に入力され、前記（２）式により下送り量を決定して記憶手段３７に記憶する（ステップ３）。
【００２５】
図５は、このように初期設定された目標縫い目ピッチ（実線）、横軸の針数に従って変化する１針当りの目標上送り量（図中、破線で示す上送りピッチ）、これら両者から算出された１針当りの目標下送り量（図中、二点鎖線で示す下送りピッチ）の一例をグラフで示したものである。
【００２６】
この図で、０−ａ区間は上送り・下送り共に同ピッチである普通縫いであるため、上下送りピッチは設定した目標縫い目ピッチと同じである。ａ−ｂ区間は目標縫い目ピッチに対して上送りピッチが増加する、いせ込み縫製区間である。この区間において下送りピッチは上送りピッチの増加に応じて目標縫い目ピッチより減少する。ｂ−ｃ区間では目標縫い目ピッチと上送りピッチの差が一定であるため、目標縫い目ピッチと下送りピッチの差も一定になっている。ｃ以降の各縫製区間でも、同様の原理に従って目標下送り量が決定される。
【００２７】
以上のように、初期設定が終了した後、オペレータはミシンに縫製物をセットし（ステップ４）、前記第１ペダル２０を踏み込むことにより、ミシン起動信号が前記制御ボックス１８に入力され（ステップ５）、ミシンが起動して縫製が開始される（ステップ６）。
【００２８】
このようにミシンを起動し、初期設定されている前記図５に示した目標値になるように前記上送り手段２４Ａ、下送り手段２６Ａを自動制御することにより、いせ込み量が途中で変化するにも拘らず、縫製後の縫い目ピッチが初期設定した目標縫い目ピッチと同じ均一な縫い目を形成することが可能となる。
【００２９】
又、本実施形態では、目標上送り量をオペレータによるマニュアル入力することもできる。即ち、ミシン起動後、オペレータが前記第２ペダル２２を踏み込むことにより（ステップ７）、前記切換手段４０によりマニュアル入力のモードに切り替わり、前記入力度合検出手段（ポテンショメータ）３８が踏込み度合いを検出し、それが目標上送り量として前記制御ボックス１８に入力され、入力（踏込み）度合いに応じて目標上送り量が増減され、いせ込み量を増減することができる。このように、ステップ７で第２ペダル２２が踏み込まれ、目標上送り量（入力）が変化した場合、前記下送り量決定手段３６では新たな目標値を使って再度前記（２）式による計算を実行し、新目標下送り量を決定する（ステップ８）。そして、このように縫製中に決定した新たな目標下送り量になるように前記下送り手段２６Ａによる送り量を変更する（ステップ９）。
【００３０】
又、前記第２ペダル２２による入力変化がないときには、前記縫いピッチ検出手段３０により縫製物の縫いピッチを検出し（ステップ１０）、設定されている目標縫いピッチと、検出した実測縫いピッチに差があるか否かを判定し（ステップ１１）、両者に差がある場合、制御ボックス１８内部の前記下送り量決定手段３６において前記（５）式により該ピッチ差が実質的に零になるような目標下送り量を決定し（ステップ１２）、縫製中に該目標位置に下送り量を変更し、前記ステップ２０に戻る。その後、前記第１ペダル２０の踏込みが停止され、制御ボックス１８へのミシン起動信号の入力が停止されると、ミシンが停止し、縫製が終了する（ステップ１４、１５）。
【００３１】
以上詳述した本実施形態によれば、目標の上送り量と縫い目ピッチに基づいて適切な目標下送り量を決定して、下送り量を制御しながら縫製することができるようにしたので、いせ込み量が大小変化するにも拘らず、縫製終了後の縫い目を均一なピッチで形成することが可能となる。
【００３２】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３３】
例えば、本発明の上下送りミシンの具体的な構成は、前記実施形態に示したものに限定されない。又、前記操作手段は第２ペダル２２に限られるものではなく、スライドバー等のように手動操作するものであってもよい。
【００３４】
又、前記上下送り手段は、上下送りローラ２４、２６に限られるものでなく、送り歯で送るものであってもよい。
【００３５】
又、下送り量決定手段は、目標下送り量を前記（２）式による演算により決定しているが、予め記憶されているテーブルから決定するようにしてもよい。
【００３６】
又、初期設定手段や入力度合検出手段から入力される値は、目標上送り量に限られるものでなく、目標いせ込み量や目標差動比であってもよい。
【００３７】
目標いせ込み量を入力する場合、目標いせ込み量には、
目標いせ込み量＝目標上送り量（Ｕｎ）−目標縫い目ピッチ（Ｐ）…（６）
の関係が成り立つ。そして、この（６）式を目標上送り量（Ｕｎ）について解くと、
目標上送り量（Ｕｎ）＝目標いせ込み量＋目標縫い目ピッチ（Ｐ）…（７）
となる。この（７）式を前記（２）式に代入することにより、目標下送り量を決定することができる。
【００３８】
又、目標差動比を入力する場合、目標差動比には、
目標差動比＝目標上送り量（Ｕｎ）／目標縫い目ピッチ（Ｐ）  …（８）
の関係が成り立つ。そして、この（８）式を目標上送り量（Ｕｎ）について解くと、
目標上送り量（Ｕｎ）＝目標差動比×目標縫い目ピッチ（Ｐ）  …（９）
となる。この（９）式を前記（２）式に代入することにより、目標下送り量を決定することができる。
【００３９】
又、入力度合検出手段の動作をきっかけに切換手段を機能させるものに限られるものでなく、専用の切換スイッチを設け、このスイッチの操作をきっかけに切換手段を機能させるようにしてもよい。
【００４０】
又、初期設定手段の設定に基づく目標下送り量を決定は、縫製前に行うことに限られず、縫製中に即時に決定するようにしてもよい。但し、縫製中に即時に決定しない構成にすれば、縫製中に演算処理する必要がないので演算処理速度が遅い装置を使用することができるのでコストを安くすることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、縫製途中にいせ込み量が変化する場合でも、縫い上がり後の縫い目ピッチを均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の上下送りミシンの要部構成を示すブロック図
【図２】本実施形態の上下送りミシンの外観を示す概略斜視図
【図３】ミシン本体に設置されている上・下送りローラと上・下布の関係を示す説明図
【図４】実施例の作用を示すフローチャート
【図５】目標縫い目ピッチ、目標上送り量及び目標下送り量の関係を示す線図
【図６】目標とするいせ込み縫製後の上・下布の関係を示す説明図
【図７】従来の問題点を示す図６に相当する説明図
【符号の説明】
１０…ミシンテーブル
１２…ミシン本体
１４…操作パネル
１６…電源スイッチ
１８…制御ボックス
２０…第１ペダル
２２…第２ペダル
２４…上送りローラ
２６…下送りローラ
２８…ミシン制御手段
３０…縫いピッチ検出手段
３２…初期設定手段
３４…縫い目ピッチ設定手段
３６…下送り量決定手段
３８…入力度合検出手段
４０…切換手段
【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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【図７】
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