(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動可能であり、復動することによって縫い目から針までに至る上糸ループを引く天秤と、
前記天秤を往復駆動する天秤駆動手段と、
固定された固定メスと、
往動することによって、前記上糸ループを切断すべき部分と切断すべきでない部分に分け、復動することによって、前記切断すべき部分を前記固定メスに向けて手繰ってから前記切断すべき部分を前記固定メスとにより鋏み切る可動メスと、
前記天秤駆動手段とは別個であり、前記可動メスを駆動するメス駆動手段と、
前記天秤が復動して停止するまでに、前記可動メスが原点位置から往動して最後位置に移動したら復動して前記切断すべき部分を前記固定メスに向けて手繰って、糸手繰り部に下糸が進入し、上糸が釜から開放され、前記可動メスに上糸が絡みつきだした後に前記可動メスが停止するように、且つ、可動メスの停止後に上糸の挟持が開放された後であって前記天秤の復動が停止した後に前記可動メスが再度作動して前記可動メスが前記切断すべき部分を前記固定メスとにより鋏み切るように、前記天秤駆動手段及び前記メス駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記天秤が最後に往動し始めてから前記メス駆動手段を作動させ、前記可動メスが前記切断すべき部分を前記固定メスに手繰ってから前記メス駆動手段を停止し、その後前記天秤が復動してから前記天秤駆動手段を停止し、その後再び前記メス駆動手段を作動させることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記天秤駆動手段が停止してから前記メス駆動手段が再び作動するまでの時間を設定する時間設定手段を更に備え、
前記天秤駆動手段が停止してから、前記時間設定手段により設定された時間が経過したら、前記制御手段がメス駆動手段を再び作動させることを特徴とする請求項２記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上糸を切断するための可動メス及び固定メスと、可動メスを駆動するメス駆動手段とを具備するミシンであって、特に、メス駆動手段が縫製に係る駆動源とは別個であるミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のミシンでは、アーム部の先端部に設けられた針及び天秤に主軸モータの動力が主軸を介して伝動することで針及び天秤が昇降運動し、針の直下のベッド部内に設けられた釜に主軸モータの動力が下軸を介して伝動することで、釜が駆動される。下降した針から釜が上糸を捕捉することで下糸に上糸が絡み、これにより、被縫製物に縫い目が形成される。
【０００３】
また、従来のミシンは、上糸を切断するための上糸切断装置を具備しており、上糸切断装置は、釜の近くに固定された固定メスと、釜の近くにおいて固定刃に対して接離移動する可動メスとを備え、可動メスが固定刃から離れるように往動してその後固定刃に近づく過程で可動メスが釜に捕捉された上糸を引っかけて、可動メスが固定メスと出会うことで、上糸が可動メス及び固定メスによって鋏み切られる。
【０００４】
従来のミシンでは、針が縫いの最後に下降する際に糸切りカムによって主軸又は下軸の動力が可動メスに伝動するようにして、可動メスが針、釜及び天秤に連動して駆動されるような機械駆動型のものが採用されている。一方、主軸モータとは別のモータを採用して、針が縫いの最後に下降する際にモータが作動することで、モータの動力が可動メスに伝動することで可動メスが動作して上糸を切断するようなミシンも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機械駆動型のミシンであっても、主軸モータとは別のモータを採用したミシンであっても、釜に捕捉された上糸を可動メスが捕捉しなければならないため、可動メスが針、釜及び天秤に同期しなければならない。可動メスが動作している際には天秤が高速に動作しているから、可動メスによる切断の際には上糸が天秤によって勢いよく引っ張られている。そのため、切断後の所謂上糸の残り長さ、つまり、針の糸通し孔から切断端までの上糸の長さが一定に安定しない。所謂残り長さが長いと、次の縫製の縫い始めから延び出た上糸の長さが長くなってしまい、次の縫製の縫い目の見栄えが悪い。一方、所謂上糸の残り長さが短いと、次の縫製の縫い始めの際に上糸が針の糸通し孔から抜けてしまうことがある。
【０００６】
一方、上糸の引っ張られる勢いを抑えるために天秤の動作を低速にしたものとしても、天秤の動作に可動メスを連動するため、上糸の切断にかかる時間が長引いてしまい、縫製効率が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上糸の切断にかかる時間を長引かせずに、所謂上糸の残り長さを安定することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載のミシンは、例えば図１〜図５に示すように、
往復移動可能であり、復動することによって縫い目から針（例えば、針６）までに至る上糸ループを引く天秤（例えば、天秤１４）と、
前記天秤を往復駆動する天秤駆動手段（例えば、主軸モータ７）と、
固定された固定メスと、
往動することによって、前記上糸ループを切断すべき部分と切断すべきでない部分に分け、復動することによって、前記切断すべき部分を前記固定メスに向けて手繰ってから前記切断すべき部分を前記固定メスとにより鋏み切る可動メス（例えば、可動メス２８）と、
前記天秤駆動手段とは別個であり、前記可動メスを駆動するメス駆動手段（例えば、パルスモータ２１）と、
前記天秤が復動して停止するまでに、前記可動メスが原点位置から往動して最後位置に移動したら復動して前記切断すべき部分を前記固定メスに向けて手繰って、糸手繰り部に下糸が進入し、上糸が釜から開放され、前記可動メスに上糸が絡みつきだして後に前記可動メスが停止するように、且つ、可動メスの停止後に上糸の挟持が開放された後であって前記天秤の復動が停止した後に前記可動メスが再度作動して前記可動メスが前記切断すべき部分を前記固定メスとにより鋏み切るように、前記天秤駆動手段及び前記メス駆動手段を制御する制御手段（例えば、制御装置８）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明では、制御手段によって天秤駆動手段及びメス駆動手段が制御されることで、天秤の動作中に可動メスが上糸ループを固定メスに向けて手繰って、天秤が停止した後に可動メスが固定メスとにより上糸を切断する。天秤が停止すると上糸ループが引っ張られないため、一定の箇所で上糸が切断されるため、所謂上糸の残り長さが安定する。また、天秤が停止してから可動メスが上糸を切断しているため、可動メスが上糸を固定メスに向かって手繰るまでの動作を低速にする必要がない。そのため、上糸の切断にかかる時間を長引かせずとも、所謂上糸の残り長さを安定することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンであって、
前記制御手段は、
前記天秤が最後に往動し始めてから前記メス駆動手段を作動させ、前記可動メスが前記切断すべき部分を前記固定メスに手繰ってから前記メス駆動手段を停止し、その後前記天秤が復動してから前記天秤駆動手段を停止し、その後再び前記メス駆動手段を再び作動させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明では、可動メスが上糸を固定メスに手繰ってからメス駆動手段が停止するためにこの時点では上糸が切断されないが、その後天秤が復動しているために上糸ループが可動メスに絡みつき、その後メス駆動手段が作動することで可動メスと固定メスとにより上糸が切断される。
もし、可動メスに上糸ループが絡みつかないで、天秤が停止した後に可動メスと固定メスとにより上糸が切断されるとしたら所謂残り長さが安定しない。更に、上糸ループが可動メスに絡みついてないことは上糸がゆるんでいることに等しく、可動メスが固定メスに出会っても上糸が切断されない。請求項２記載の発明では、このようなことが防止される。
また、天秤が最後に往動し始めてからメス駆動手段が作動し、その後天秤駆動手段の駆動中、つまり、天秤が往動して停止するまでの間に、可動メスが上糸を固定メスに手繰っているため、請求項１記載の発明と同様に、上糸の切断にかかる時間を長引かせずとも、所謂上糸の残り長さを安定することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、例えば図５に示すように、請求項２記載のミシンであって、
前記天秤駆動手段が停止してから前記メス駆動手段が再び作動するまでの時間を設定する時間設定手段（例えば、操作パネル４８）を更に備え、
前記天秤駆動手段が停止してから、前記時間設定手段により設定された時間が経過したら、前記制御手段がメス駆動手段を再び作動させることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明と同様に、可動メスに上糸ループが絡みついてから、可動メスと固定メスとにより上糸が切断されるため、所謂上糸の残り長さが安定する。
ところで、天秤が停止してから可動メスに上糸が完全に絡むまでの時間は、上糸の太さ、或いは、糸調子器から上糸に作用する張力に依る。請求項３記載の発明では、天秤駆動手段が停止してからメス駆動手段が再び作動するまでの時間、つまり、天秤が停止してから可動メスと固定メスとにより上糸が切断されるまでの時間を設定することができる。従って、上糸の太さ或いは張力に応じてメス駆動手段が再び作動するまでの時間を調整することができ、どのような太さの上糸であっても、或いは、どのような大きさの張力が上糸に作用しても、所謂上糸の残り長さを安定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて本発明の具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
図１に示されるミシン１は、被縫製物に本縫いを施すミシンとしての基本構成を具備しているものである。即ち、ミシン１は、略水平なベッド面２ａを有するベッド部２と、ベッド部２の後端部に立設された縦胴部３と、縦胴部３の上部からベッド部２と略平行になるように前方に延出するアーム部４と、アーム部４の前端部から下方に向けて延出する針棒５と、針棒５の下端部に取り付けられた針６と、ベッド部２の内部空間に設けられた半回転釜（図示略）と、縫製動作の駆動源となる主軸モータ７と、種々のデータ入力を行うために用いる操作パネル４８（図５に図示）と、ミシン１全体を制御する制御装置８（図５に図示）と、を備えている。
【００１５】
ベッド部２のベッド面２ａには被縫製物１００（図７等に図示）が載置され、この被縫製物１００は送り機構（図示略）によって前後方向及び左右方向に送られる。なお、この送り機構は制御装置８によって制御される。
【００１６】
針棒５は上下動自在に設けられている。針棒５は主軸モータ７によって駆動される。つまり、主軸モータ７の駆動取出軸には回転自在な主軸（図示略）が直結しており、主軸の回転運動を針棒５の上下の往復運動に変換するクランク機構が主軸と針棒５との間に介在している。従い、主軸モータ７が作動すると、主軸モータ７の運動が主軸及びクランク機構によって針棒５に伝動して、針棒５が上下に往復移動する。なお、主軸モータ７の駆動取出軸又は主軸にエンコーダ４７（図５に図示）が設けられている。エンコーダ４７は主軸モータ７の駆動取出軸及び主軸の回転角度を検知するものであり、例えば、主軸モータ７の駆動取出軸が１°回転するごとにパルス信号を制御装置８に出力するようになっている。
【００１７】
針棒５に針６が固定されている。針６の下端部分に糸通し孔が形成されており、上糸供給源から導き出された上糸は針６に至って糸通し孔を通っている。一方、針６の直下に半回転釜が配置されており、半回転釜は、下降した針６から上糸を捕捉する剣先を具備している。半回転釜には、下糸が巻回されているボビンが収納されている。半回転釜は、半回転の往復運動するように構成されており、主軸モータ７によって駆動される。つまり、半回転釜には下軸が連結しており、下軸は伝動機構に連結しており、伝動機構は主軸に連結している。従い、主軸モータ７が作動すると、主軸モータ７の運動が主軸、伝動機構及び下軸によって半回転釜に伝動して、半回転釜が半回転の往復運動をする。なお、図３の平面図に示すように、ベッド部２のベッド面２ａには針板１８が固定されており、針板１８には針穴１９が形成されている。針６は、この針穴１９を通ってベッド部２内に挿入される。
【００１８】
針６が上下に一回往復運動する間に半回転釜が往復運動を一回行う。そして、針６が下降した際に半回転釜が剣先で上糸を捕捉することによって縫い目から針６の糸通し孔に至る上糸ループが形成され、半回転釜が往動することによって上糸ループが広がり、半回転釜が復動し始めたときに剣先から上糸が開放されて、上糸が下糸に絡む。このような針６と半回転釜との協働によって上糸に下糸が絡み、被縫製物１００に本縫いの縫い目が形成される。
【００１９】
更に、図１に示すように、ミシン１は、上糸を上糸供給源から針６へ案内する上糸案内機構９を具備している。上糸案内機構９は、糸案内部材１０，１１，１３と、糸取りバネ１２と、天秤１４と、糸調子装置１５と、を備える。糸案内部材１０は、アーム部４の側面に固定されており、アーム部４の後端部に配置されている。糸案内部材１０には糸通し孔が形成されており、上糸供給源から導き出された上糸は糸案内部材１０の糸通し孔を通って前に向かって曲がっている。糸案内部材１１は、糸案内部材１０の前方に配置されており、アーム部４の側面の前端部に固定されている。糸案内部材１０から導かれた上糸は、糸案内部材１１に掛かって下に向かって曲がっている。
【００２０】
糸調子装置１５は、固定皿及び可動皿からなる調子皿組１６と、ソレノイド１７（図５に図示）等とを備える。調子皿組１６はアーム部４の先端部に設けられており、糸案内部材１１の下方に配置されている。調子皿組１６は、固定皿に対して可動皿が対向配置されている構成となっている。糸案内部材１１から導かれた上糸は、調子皿組１６の可動皿と固定皿の間に挟まれている。この調子皿組１６は、可動皿及び固定皿で上糸を挟むことで上糸に対して押圧力を与えるものである。これにより、上糸に張力が作用する。
【００２１】
ソレノイド１７は調子皿組１６に推力（つまり、可動皿を固定皿に近づける力）を与えるものであり、ソレノイド１７の推力によって調子皿組１６から上糸に押圧力が作用する。ソレノイド１７の推力の大きさは、つまり、調子皿組１６から上糸に作用する押圧力の大きさは、ソレノイド１７に流れる電流のレベルに比例する。制御装置８がソレノイド１７に流れる電流のレベルを制御することによって、上糸に作用する押圧力の大きさが制御される。なお、ソレノイド１７としては、例えば、特開２０００−２０２１８３号公報に記載されている糸調子装置のソレノイドを用いることができる。このソレノイドは、可動部（つまり、プランジャ）から糸調子皿（つまり、調子皿組）に作用する推力が可動部のストロークに依らない特定ストローク間を有し、ソレノイドに流れる電流が一定であれば糸調子皿から糸に作用する糸張力（つまり、抵抗力、又は、押圧力）が糸の太さってによって異ならない。また、この特定ストローク区間においては、ソレノイドに流れる電流を制御すれば糸調子皿から糸に作用する糸張力を制御することができる。
【００２２】
調子皿組１６のすぐ前方に糸案内部材１３が固定されている。糸案内部材１３と調子皿組１６との間に糸取りバネ１２が配されている。調子皿組１６から導かれた上糸は、糸取りバネ１２に掛けられて、更に、糸案内部材１３に導かれて上に向かっており、糸案内部材１３において曲がっている。上糸に張力が全く又はほとんど作用していない場合には、糸取りバネ１２は調子皿組１６を中心に時計回り側（図１の方向から見た場合。）の原点位置にある。このとき、糸取りバネ１２と糸案内部材１３と調子皿組１６とを結ぶ線は直線状になっておらず、調子皿組１６から糸案内部材１３までの間の上糸の経路は最も長くなっている。そして、上糸に作用する張力が大きくなるにつれて、糸取りバネ１２は調子皿組１６を中心に反時計回り（図１の方向から見た場合。）寄りに位置し、上糸の張力が所定以上になった場合には糸取りバネ１２と糸案内部材１３と調子皿組１６とを結ぶ線は直線状になり、調子皿組１６から糸案内部材１３までの間の上糸の経路は最も短くなる。
【００２３】
天秤１４は、糸案内部材１３のすぐ前方に配されている。天秤１４には糸通し孔が形成されている。糸案内部材１３から導かれた上糸は、天秤１４の糸通し孔を通って下方に向かって曲がっており、針６の糸通し孔に至っている。
【００２４】
天秤１４は、上下に往復移動可能に設けられており、主軸モータ７によって上下に駆動される。つまり、主軸の回転運動を天秤１４の上下の往復運動に変換する伝動機構が主軸と天秤１４との間に介在している。従い、主軸モータ７が作動すると、主軸モータ７の運動が主軸及び伝動機構によって天秤１４に伝動して、天秤１４が上下に往復移動する。なお、天秤１４が上下に往復移動する周期は針棒５が上下に往復移動する周期と同じであるが、天秤１４の位相と針棒５の位相はずれている。つまり、針棒５が上死点に位置するタイミングと天秤１４が上死点に位置するタイミングはずれており、針棒５が下死点に位置するタイミングと天秤１４が下死点に位置するタイミングはずれている（詳細は図６を参照）。
【００２５】
天秤１４が下死点に位置した場合には天秤１４は糸案内部材１３に最も近づくため、糸案内部材１３から天秤１４までの上糸の経路は最も短くなる。また、天秤１４が上死点に位置した場合には、天秤１４は糸案内部材１３から最も離れるため、糸案内部材１３から天秤１４までの上糸の経路は最も長くなる。天秤１４は、このような上下動によって、上糸供給源から針６へ上糸を供給したり、半回転釜によって上糸ループが広がる際に上糸を弛ませたり、半回転釜の剣先から上糸が開放された後に広がった上糸ループを引いたりする。
【００２６】
更に、図２及び図３に示すように、このミシン１は、ボビンから縫い目に至る下糸及び上糸供給源から縫い目に連なる上糸をベッド部２内で切断する糸切り装置２０を備える。糸切り装置２０は、第一リンク２３、連結棒２４、第二リンク２５及び第三リンク２６等から構成されるリンク機構と、主軸モータ７とは別個であり且つ駆動源となるパルスモータ２１と、パルスモータ２１の動力を前記リンク機構に伝動する二段カム部材２２と、針板１８に固定された固定メス２７と、固定メス２７に対して接離可能に設けられた可動メス２８等とを備える。
【００２７】
パルスモータ２１は、モータ土台２９に固定されおり、縦胴部３内に配置されている。モータ土台２９は縦胴部３に固定されている。パルスモータ２１の駆動取出軸２１ａ（図４に図示）は、モータ土台２９を左から右へ突出しており、モータ土台２９に対して回転自在となっている。パルスモータ２１の駆動取出軸２１ａには、二段カム部材２２の中心部（詳細には、後述の糸切りカム体３０の中心部）が固定されている。二段カム部材２２は、パルスモータ２１によってその駆動取出軸２１ａ回りに回転駆動されるようになっている。
【００２８】
図２及び図４に示すように、二段カム部材２２は、糸切りカム体３０と、この糸切りカム体３０に一体となって設けられた押え上げカム体３１とを備える。押え上げカム体３１はその外周面をカムとしている。押え上げカム体３１の外周面には、押え上げ伝動機構３２の一端側に設けられた従動子３４が常に当接するようになっている。パルスモータ２１によって糸切りカム体３０が一回転する間に、押え上げ伝動機構３２を介して押え上げ駆動脚３５が一往復の昇降をするとともに、押え上げ伝動機構３２及びワイパ伝動機構３３を介してワイパ３６が左右方向に往復揺動するようになっている。押え上げ駆動脚３５が下降すると、押え上げ駆動脚３５が押え上げ駆動部材に当接して、更に押え上げ駆動脚３５及び押え上げ駆動部材が下降することで、図示しない布押えが上昇するようになっている。なお、下降した布押えは、ベッド面２ａに載置された被縫製物をベッド面２ａに押さえつけている。また、ワイパ３６は、左右に往復揺動することによって、糸切り装置２０で切断された上糸を針穴１９から引き出すようになっている。
【００２９】
図４に示すように、糸切りカム体３０は、パルスモータ２１に向き合っており、パルスモータ２１の駆動取出軸２１ａに固定されている。糸切りカム体３０にカム溝３７が形成されている。カム溝３７は、駆動取出軸２１ａを中心に一周して連なっている。一方、第一リンク２３の上端部には、従動子としてのコロ３８が取り付けられており、このコロ３８はカム溝３７に対して摺動自在に嵌められている。糸切りカム体３０が駆動取出軸２１ａを中心に回転するとコロ３８がカム溝３７に沿って摺動し、糸切りカム体３０が一回転する間にコロ３８は前後に一往復する。なお、図４では、パルスモータ２１の図示を省略している。
【００３０】
図２に示すように、第一リンク２３は、縦胴部３内において上下に延在した部材であり、その上下中間部において僅かに屈曲している。第一リンク２３は、その中間部において支持ピン３９によって縦胴部３に取り付けられており、支持ピン３９を中心にして左右方向の軸回りに回転自在となっている。従って、糸切りカム体３０が一回転する間に、第一リンク２３は支持ピン３９を中心にして前後に一往復の揺動を行う。なお、第一リンク２３は前後に一往復揺動した後に停止し、第一リンク２３が前後に一往復揺動している最中は押え上げ伝動機構３２及びワイパ伝動機構３３が作動せず、第一リンク２３が停止している最中は押え上げ伝動機構３２及びワイパ伝動機構３３が作動するように、押え上げカム体３１の外周面及びカム溝３７の形状が形成されている。
【００３１】
第一リンク２３の下端部には遮光部材４０が取り付けられている。また、第一リンク２３の下端部の近傍において、発光素子と受光素子とから構成されるフォトインタラプタ４１がベッド部２に固定されている。このフォトインタラプタ４１は、糸切り装置２０の原点位置を検知するものであって、遮光部材４０がフォトインタラプタ４１の発光素子と受光素子の間に位置している状態のとき、第一リンク２３の上端部が前後の往復軌道の前端に位置しており、原点位置にある旨の信号がフォトインタラプタ４１から制御装置８へ入力される。
【００３２】
第一リンク２３の下端部は、連結棒２４の後端部に連結しており、連結棒２４の後端部に対して回転自在となっている。連結棒２４はベッド部２の内部空間で前後に延在しており、連結棒２４の前端部は針板１８の下方にまで達している。図３に示すように、連結棒２４の前端部はピン４２によって第二リンク２５の一端部に連結しており、連結棒２４に対して第二リンク２５はピン４２を中心にして上下方向の軸回りに回転自在となっている。第二リンク２５の中間部は針穴１９の前方において段ネジ４３によって針板１８に取り付けられており、第二リンク２５は針板１８に対して段ネジ４３を中心にして上下方向の軸回りに回転自在となっている。
【００３３】
第二リンク２５の他端部はピン４４によって第三リンク２６の一端部に連結しており、第二リンク２５に対して第三リンク２６はピン４４を中心にして上下方向の軸回りに回転自在となっている。第三リンク２６の他端部はピン４５によって可動メス２８の略中央部分に連結しており、第三リンク２６に対して可動メス２８はピン４５を中心にして上下方向の軸回りに回転自在となっている。
【００３４】
可動メス２８の基端部は段ネジ４６によって針板１８に取り付けられており、針板１８に対して可動メス２８は段ネジ４６を中心にして上下方向の軸回りに回転自在となっている。可動メス２８の先端部分と基端部の間にピン４５が配されており、その先端部分には、段ネジ４６を中心にした周方向に向かって尖った突先２８ａ及び突先２８ｂが形成されている。図３の方向から見て、突先２８ａは時計回りに向かって尖っており、突先２８ｂは反時計回りに向かって尖っている。また、平面視して、可動メス２８の時計回り側の側縁２８ｃは突先２８ａから凹むように湾曲して形成されており、可動メス２８の反時計回り側の側縁２８ｄも凹むように湾曲して形成されており、可動メス２８の半径方向の先端縁２８ｆは円弧状に形成されている。可動メス２８の先端部分の上面には、刃状の刃部２８ｅが形成されている。以下、突先２８ａを糸捕捉部２８ａと称し、側縁２８ｄの凹んだ部分を糸手繰り部２８ｄと称する。
【００３５】
そして、パルスモータ２１の動力が第一リンク２３、連結棒２４、第二リンク２５及び第三リンク２６によって可動メス２８に伝動するようになっている。即ち、パルスモータ２１及び糸切りカム体３０によって第一リンク２３の上端部が前後に一往復すると、可動メス２８が段ネジ４６を中心にして前後に一往復の揺動をするようになっている。平面視して、可動メス２８の先端部分の前後の軌道上に針穴１９が配されており、可動メス２８の先端部分は針穴１９を跨って移動するようになっている。糸切り装置２０の原点位置とは、可動メス２８が前後の軌道の最前端に位置している（つまり、軌道で最も反時計回り側に位置している）箇所をいい、可動メス２８が原点位置に位置している場合には糸捕捉部２８ａは針穴１９より前方に位置している。なお、図３において、二点鎖線の円弧は突先２８ｂの軌道を示す。
【００３６】
固定メス２７は針穴１９の前方に配置されており、可動メス２８が原点位置に位置している場合には可動メス２８は固定メス２７に下に重なっている。固定メス２７には刃状の刃部２７ａが形成されており、刃部２７ａは針穴１９のすぐ前で後方に向いている。そして、平面視して、刃部２７ａは可動メス２８の刃部２８ｅの軌道上に配されている。なお、連結棒２４、第二リンク２５、第三リンク２６、固定メス２７及び可動メス２８は針板１８の下方に配されているが、図３ではこれらを実線で示す。
【００３７】
次に、ミシン１の制御系について説明する。
図５に示すように、制御装置８は、ＣＰＵ５１と、ＲＡＭ５２と、ＲＯＭ５３と、インターフェース５４と、これらを接続するシステムバスとを具備する演算処理装置を基本構成としており、更に、システムバスに接続される駆動回路５５を具備している。そして、ＣＰＵ５１には、システムバス及び駆動回路５５等を介して主軸モータ７、パルスモータ２１及びソレノイド１７が接続されている。また、インターフェース５４を介して操作パネル４８、エンコーダ４７及びフォトインタラプタ４１がＣＰＵ５１に接続されている。
【００３８】
ＲＯＭ５３には、主軸モータ７、ソレノイド１７及びパルスモータ２１等を制御して縫製動作及び縫製に付随する動作をミシン１に行わせるための制御プログラム及びこの制御プログラムで使用される制御データ等が格納されている。ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２を作業領域としてＲＯＭ５３に格納された制御プログラムに従った演算を行える。ＣＰＵ５１は演算結果に応じた信号を主軸モータ７、ソレノイド１７及びパルスモータ２１等に出力することができる。つまり、制御装置８は、ＣＰＵ５１の演算によりミシン１を制御でき、これによりミシン１は本縫いを行い、本縫いに付随する動作も行う。
【００３９】
また、制御装置８は、パルスモータ２１からＣＰＵ５１に入力されるパルス信号によって、ＣＰＵ５１にてパルスモータ２１の回転角度を認識することができる。更に、制御装置８は、フォトインタラプタ４１からＣＰＵ５１に入力される信号によって可動メス２８が初期位置にあることを認識することができる。更に、制御装置８は、エンコーダ２７からＣＰＵ５１に入力されるパルス信号によって、ＣＰＵ５１にて主軸モータ７の回転角度を認識することができる。
【００４０】
操作パネル４８は、作業者の操作内容に応じた信号をするものである。これにより、作業者は種々のデータを入力することができる。なお、詳細には後述するが、最終針の際にパルスモータ２１が停止した後に主軸モータ７が停止し、その後またパルスモータ２１が再び作動するが、主軸モータ７が停止してからパルスモータ２１が再び作動するまでの時間を設定するために、操作パネル４８が主に用いられる。
【００４１】
次に、制御装置８の処理の流れ、その処理によるミシン１の動作を、図６〜図８を用いて説明する。なお、図６は、主に針棒５の動きに対する可動メス２８及び半回転釜の動きのタイミングを示すタイミングチャートであり、図７〜図８は、（ａ）〜（ｈ）の順に可動メス２８の動作の過程を示した斜視図である。図６において、横軸は主軸の回転角度を示しており、針棒５が上死点に位置した際の主軸の回転角度を０°としている。また、縦軸は、針棒５の上下位置（針棒運動曲線Ａ）、可動メス２８の軌道上での位置（糸取り曲線Ｂ）、天秤の上下位置（天秤運動曲線Ｃ）、半回転釜の糸引き量（釜糸取り曲線Ｄ）を示す。
【００４２】
まず、作業者が操作パネル４８を操作して設定時間を入力すると、制御装置８はその設定時間をＲＡＭ５２に記憶する。次いで、制御装置８は、フォトインタラプタ４１からの信号によって、可動メス２８が原点位置にあるか否かを判断する。そして、可動メス２８が原点位置にない場合には、制御装置８がパルスモータ２１を制御することによって、コロ３８が最前端に位置するまで糸切りカム体３０が回転し、これにより、可動メス２８が軌道の最前端である原点位置まで移動する。可動メス２８が原点位置に位置したら（原点位置にある旨の信号が制御装置８に入力されたら）、制御装置８はパルスモータ２１を停止する。
【００４３】
可動メス２８が原点位置にある場合、制御装置８が主軸モータ７に縫製開始指令を出力すると、主軸モータ７が作動する。これにより、針棒５及び天秤１４が上下の往復運動を所定回数繰り返すとともに、半回転釜が半回転の往復運動を所定回数繰り返す。これにより、針６と天秤１４の協働により、被縫製物１００に本縫いの縫い目が形成される。なお、縫製中は、制御装置８によってソレノイド１７に所与のレベルの電流が流れることで、調子皿組１６から上糸に押圧力が作用して、上糸に所与の大きさの張力が作用するが、制御装置８が電流のレベルを変更することで上糸に作用する張力を変更するようにしても良い。
【００４４】
最終の針落ち、つまり、本縫いの最後の縫い目が形成される際のミシン１の動作について詳細に説明する。
針棒５が上死点に位置した時点（つまり、主軸が回転角度０°である時点（以下、主軸の回転角度を単に角度という。））では、天秤１４は上死点に位置しておらず、針棒５が下降し始めた直後は天秤１４が上昇している。そして、角度約７１°で天秤１４が下降し始めて、角度１８０°で針棒５が下死点に至って上昇し始める。そして、針棒５が上昇し始めた後の角度約２０５°で、半回転釜が剣先で針６から上糸を捕捉する（図７（ａ）に図示）。その後も、天秤１４が下降している最中であり、半回転釜が上糸を引っ張っているため、上糸のループ１０１が広がる。
【００４５】
引き続き天秤１４が下降し、針棒５が上昇し、半回転釜が上糸ループ１０１を引き、そして、角度約２６０°で制御装置８はパルスモータ２１の作動を開始する。これにより、糸切りカム体３０が回転し始めて、コロ３８が後へ移動し始めて、可動メス２８が原点位置から後ろへ（平面視して時計回りに）移動し始める（図７（ｂ）に図示）。更に、可動メス２８が後ろへ移動すると、糸捕捉部２８ａが上糸ループ１０１の中に進入して、上糸ループ１０１の針側部分（切断すべきでない部分）１０１ａが側縁２８ｃへ進入するとともに、下糸が可動メス２８の先端縁２８ｆによって払われる（図７（ｃ）に図示）。更に、可動メス２８が後ろへ移動すると、上糸ループ１０１の縫い目側部分（切断すべき部分）１０１ｂが先端縁２８ｆによって払われる（図７（ｄ）に図示）。
【００４６】
そして、可動メス２８は、角度約３２０°から３３０°の間で軌道の最後位置（最も時計回り側の位置）に位置してから、最後位置から前へ（反時計回り）へ移動し始める（つまり、復動し始める）が、縫い目側部分１０１ｂが突先２８ｂを越えて、糸手繰り部２８ｄへ進入して捕捉される（図８（ｅ）に図示）。以上のように、可動メス２８が原点位置から最後位置へ往動した後に復動し始めることによって、上糸ループ１０１が針側部分１０１ａと縫い目側部分１０１ｂに分けられる。なお、可動メス２８が復動し始める時点では天秤１４及び針棒５は上昇しており、天秤１４は角度約３１０°で下死点に至って上昇し始めている。
【００４７】
引き続き可動メス２８が前へ移動すると、糸手繰り部２８ｄに下糸が進入して、下糸が可動メス２８によって捕捉され、角度約３４５°で半回転釜の剣先から上糸が開放される（図８（ｆ））。引き続き可動メス２８が前へ移動すると、下糸及び縫い目側部分１０１ｂが糸手繰り部２８ｄによって固定メス２７の刃部２７ａへ誘導されるように引っ張られ、更に、天秤１４が上昇することによって上糸ループ１０１が引っ張られる。これにより、上糸ループ１０１が小さくなり、可動メス２８に上糸が絡みつきだし、可動メス２８が固定メス２７の下に進入しているために縫い目側部分１０１ｂは可動メス２８の刃部２８ｅへと誘導され始める（図８（ｇ））。なお、天秤１４の復動の際に、下糸の引きだし速度が速すぎてボビンが空転しないように、制御装置８は往動の時より復動の時のパルスモータ２１の回転速度を遅くして、可動メス２８の動きを遅くしている。
【００４８】
更に、可動メス２８が前へ移動し、可動メス２８の刃部２８ｅが固定メス２７の刃部２７ａに出会う直前で（主軸が一回転して次の角度約１５°から約２５°の間であって、好ましくは角度２０°で）、制御装置８はパルスモータ２１に停止指令を出力して、パルスモータ２１が停止する。これにより、可動メス２８の往動も停止する（図８（ｈ））。この時点で、可動メス２８に上糸ループ１０１が絡みついている。また、この時点で、針棒５は下降中であり、天秤１４は上昇中である。
【００４９】
そして、角度２０°で、制御装置８がソレノイド１７に流す電流を下げるか、或いは、ソレノイド１７の電流を止めることで、調子皿組１６から上糸に作用する押圧力が縫製中より下がったり、或いは、調子皿組１６による上糸の挟持が開放される。そして、天秤１４が上死点に至る少し前で、つまり、角度４５°で、制御装置８は主軸モータ７に停止指令を出力することで、主軸モータ７が停止し、天秤１４の上昇が停止し、針棒５の下降が停止する。ここで、角度２０°から角度４５°の間では、上糸ループ１０１が可動メス２８に絡みついているため、天秤１４の上昇によって上糸が引っ張られると上糸が予期せぬタイミングで切断されてしまう恐れがある。しかしながら、角度２０°から角度４５°の間では、調子皿組１６から上糸に押圧力がほとんど作用していないため、天秤１４が上昇することで上糸は上糸供給源から引き出される。そのため、不意に上糸が切断されることが防止される。
【００５０】
また、角度２０°から角度４５°の間では、調子皿組１６から上糸に押圧力がほとんど作用していない上、天秤１４が上昇することで上糸が引き出されるため、上糸の張力が安定しない。そのため、糸取りバネ１２が調子皿組１６を中心にして図１の矢印αで示すように揺動してしまい、上糸供給源から可動メス２８へ至る上糸の長さが安定しない。従って、角度２０°から角度４５°の間で上糸が切断されると、所謂上糸の残り長さ、つまり、針６の糸通し孔から切断端までの上糸の長さが安定しない恐れがある。しかしながら、可動メス２８の刃部２８ｅが固定メス２７の刃部２７ａに出会う前、つまり、上糸が切断される直前で、可動メス２８が停止しているため、所謂上糸の残り長さが安定しないということが防止される。
【００５１】
さて、主軸モータ７が停止したら、制御装置８は経時を行い、最初に操作パネル４８によって設定された設定時間が経過するまで待機する。そして、設定時間が経過したら（図６では、約１０ｍｓｅｃ）、制御装置８が再びパルスモータ２１を作動させることで、可動メス２８が原点位置へと移動し出す。そして、可動メス２８が原点位置へ戻るまでの間に、可動メス２８の刃部２８ｅが固定メス２７の刃部２７ａに出会って、可動メス２８が原点位置で停止し、刃部２７ａと刃部２８ｅとによって上糸が縫い目側部分１０１ｂで鋏み切られるとともに下糸も鋏み切られる。その後、押えが上昇して、ワイパ３６によって上糸が引き出されて、制御装置８はパルスモータ２１を停止する。なお、図６において、主軸モータ７の停止後においては、横軸は、主軸モータ７が停止してからの時間を示す。
【００５２】
以上のように本実施形態では、制御装置８によって主軸モータ７及びパルスモータ２１が制御されることによって、針棒５、天秤１４及び可動メス２８は図６〜図８を参照してきて説明したようなタイミングで動作する。つまり、最後の縫い目の針６の上下動の際には、天秤１４が上昇して上糸ループ１０１を引っ張っている最中に、可動メス２８が上糸ループ１０１を針側部分１０１ａと縫い目側部分１０１ｂに分けて、縫い目側部分１０１ｂを固定メス２７へと手繰っている。その後、可動メス２８が固定メス２７に出会う直前で、可動メス２８が停止している。その後、天秤１４によって上糸ループ１０１が可動メス２８に絡んで上糸の張力が安定するまで、天秤１４が上昇し、その後天秤１４及び針棒５が停止した後に、可動メス２８が固定メス２７と出会って、上糸及び下糸が切断される。天秤１４が停止すると上糸が引っ張られないから、その後の可動メス２８と固定メス２７とで上糸が切断されると、常に一定の箇所で上糸が切断される。従って、所謂上糸の残り長さ、つまり、切断後に針６の糸通し孔から延び出た上糸の長さが安定する。
【００５３】
また、可動メス２８が縫い目側部分１０１ｂを固定メス２７へと手繰るまでの動作は、ミシン１の最後の一針の最中、つまり、最後に針棒５及び天秤１４が下降して上昇する動作の間に行われている。従って、縫製終了後、上糸が切断されるまでの時間が長くならずに、所謂上糸の残り長さを安定することができる。
【００５４】
また、可動メス２８が停止後に天秤１４が上昇することで、可動メス２８に上糸ループ１０１が完全に絡みついて、その後に可動メス２８が再び動作している。従い、上糸ループ１０１のゆるみによる、上糸の切断不良が抑えられる。
【００５５】
また、天秤１４の上昇が停止してから可動メス２８が再び作動するまでの時間を操作パネル４８で設定することができる。従って、上糸の太さ、或いは、調子皿組１６から上糸に作用する押圧力に依り天秤１４が停止してから上糸の張力が安定するまでの時間が異なっても、張力が安定するまでの時間に操作パネル４８で設定することができる。従って、所謂上糸の残り長さを安定することが可能となる。
【００５６】
また、ソレノイド１７に流れる電流を適宜調整することで、主軸モータ７の停止直前の角度２０°から角度４５°までの間に調子皿組１６から上糸に作用する押圧力を調整することができる。この間に調子皿組１６から上糸に作用する押圧力を大きくするにしたがって針６から引き抜かれる上糸量が多くなり、逆に押圧力を小さくするにしたがって上糸供給源から引き抜かれる上糸量が多くなる。従って、針６から引き抜かれる上糸量が多くなるにつれて所謂上糸の残り長さが短くなり、上糸供給源から引き抜かれる上糸量が多くなるにつれて所謂上糸の残り長さが長くなる。従って、ソレノイド１７に流れる電流を調整することで、所謂上糸の残り長さを調整することができる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更を行っても良い。
例えば、主軸モータ７の停止直前の角度約２０°から主軸モータ７停止後約１０ｍｓｅｃまでの間、制御装置８がパルスモータ２１の停止を維持することによって可動メス２８が停止していたが、この期間中に可動メス２８が停止していればパルスモータ２１が停止せずに動作し続けても良い。例えば、糸切りカム体３０のカム溝３７の形状の一部に停止区間を設けて、角度約２０°でコロ３８が停止区間に突入し、パルスモータ２１が動作を続けて主軸モータ７の停止後にコロ３８が停止区間から脱するようにしても良い。なお、停止区間にあるコロ３８は、糸切りカム体３０が回転していても前後に移動せず、例えば、停止区間ではパルスモータ２１の駆動取出軸２１ａからカム溝３７までの径が常に一様である。また、上記実施の形態では、本縫いを施すミシンに本発明を適用したが、環縫いを行うミシンにも本発明を適用できる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、制御手段によって天秤駆動手段及びメス駆動手段が制御されることで、天秤の動作中に可動メスが上糸ループを固定メスに向けて手繰って、天秤が停止した後に可動メスが固定メスとにより上糸を切断する。天秤が停止すると上糸ループが引っ張られないため、一定の箇所で上糸が切断されるから、所謂上糸の残り長さが安定する。また、天秤が停止してから可動メスが上糸を切断しているため、可動メスが上糸を固定メスに向かって手繰るまでの動作を低速にする必要がない。従って、上糸の切断にかかる時間を長引かせずとも、所謂上糸の残り長さを安定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用されたミシンを示した側面図である。
【図２】前記ミシンに具備される糸切り装置を主に示した斜視図である。
【図３】前記ミシンのベッド部の前端部分を主に示した平面図である。
【図４】前記糸切り装置に具備される二段カム部材２２を裏面側から示した斜視図である。
【図５】前記ミシンの制御系が示されたブロック図である。
【図６】上記ミシンの針棒の動きに対する可動メス及び半回転釜の動きのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】（ａ）〜（ｄ）の各図は被縫製物の下方に配される可動メスを主に示す斜視図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に可動メス、上糸及び下糸の状態の過程が示されている。
【図８】（ｅ）〜（ｈ）の各図は被縫製物の下方に配される可動メスを主に示す斜視図であり、（ｅ）〜（ｈ）の順に可動メス、上糸及び下糸の状態の過程が示されている。
【符号の説明】
１      ミシン
５      針棒
６      針
７      主軸モータ（天秤駆動手段）
８      制御装置（制御手段）
９      上糸案内機構
１４      天秤
２０      糸切り装置
２１      パルスモータ（メス駆動手段）
２７      固定メス
２８      可動メス
４８      操作パネル（設定手段）
１０１      上糸ループ
１０１ａ      針側部分（切断すべきでない部分）
１０１ｂ      縫い目側部分（切断すべき部分）
【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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【図８】
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