(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段により、ミシン主軸１回転につき送り時間一定の下で被縫製物を一定長さ送りながら縫製動作を行う電子式送りミシンにおいて、
ミシン速度が、予め設定してある基準速度以上か否かを判別する判別手段と、
ミシン速度が基準速度以上と判別されたときは、被縫製物の送り始めと送り終わりを第１タイミングとする高速時制御を行ない、ミシン速度が基準速度未満と判別されたときは、被縫製物の送り始めと送り終わりを、前記第１タイミングより早い第２タイミングとする低速時制御を行なう制御手段とを備えていることを特徴とする電子式送りミシン。
【請求項２】
請求項１において、
被縫製物の送り始めと送り終わりタイミングを変更するための前記基準速度を設定する設定手段を備えていることを特徴とする電子式送りミシン。
【請求項３】
請求項１において、
被縫製物の厚さを検出するセンサが付設され、前記制御手段が該センサにより検出された被縫製物の厚さに応じて、その送り始めと送り終わりタイミングを変更するための前記基準速度を自動的に変更する機能を有していることを特徴とする電子式送りミシン。
【請求項４】
請求項１において、
被縫製物の送り始めと送り終わりタイミングを変更するための前記基準速度を、主軸１回転における被縫製物を送っている角度に当たる送り区間又は同角度の割合に当たる送り比率で設定することを特徴とする電子式送りミシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子式送りミシン、特に保持部に保持された被縫製物をＸＹ方向に送りながら縫製する電子式送りミシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
保持部に保持された布（被縫製物）を送りながら縫製する電子式送りミシンでは、図示は省略するが、原則として針の先端が針板より上方にある（以下、「針が上位置にある」という）間に保持部をＸ方向、Ｙ方向に移動させることにより、布を一定長さずつ送っている。
【０００３】
このような電子式送りミシンで布送りする方法には、送り終わり時のミシン主軸の回転角は、いずれも一定であるが、送り時間一定方式を採用する第１の方法と、送り区間一定方式を採用する第２の方法がある。
【０００４】
上記第１の方法は、ミシン速度（主軸回転速度）に関係なく、布を一定の長さ（例えば、１ｍｍ）送るのに一定時間（例えば、１０ｍsec）かけ、常に一定速度で布送りする方法である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、この第１の方法における高速時と低速時におけるミシン主軸の回転角と、布の送り区間（後述する送り占有角度に当る）との関係の一例をそれぞれ示したものである。今、円の最上点を回転角０°として、９０°と２７０°の点を結ぶ水平線を針板と想定し、又、回転角と針の先端の位置（以下、針位置という）とが対応し、回転方向が右回りであるとすると、原則的には布送りが可能な区間（回転角の範囲）はちょうど針板より上にあたる２７０°〜９０°ということになる。
【０００５】
そこで、この第１の方法では、１回転毎に一定長さ布送りするために、針が上位置にある時間が最短になる最大速度を予め設定しておき、この最大速度では、図６（Ａ）に斜線を付して示したように、２７０°〜９０°の角度範囲を全て送り区間として布を送る。そして、それよりミシン速度が遅くなるに従い、針が上位置にある時間が長くなるので、あるミシン速度の場合について同図（Ｂ）に、同じく送り区間を斜線を付して示したように、送り終わり角度を一定（ここでは９０°）にするために布を送り始めるタイミングを、この例では０°に遅らせることにより、１回転当たりの送り長さが同じになるようにしている。即ち、ミシン速度が最大のときに最大の送り区間とし、それより遅くなるに従って布送りの開始タイミングを遅らせることにより、常に送り時間を一定にし、且つ送り終わり角度を一定にする布送り制御を行っている。
【０００６】
一方、前記第２の方法は、同じく高速時と低速時の一例を図７（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ送り区間を斜線を付して示したように、ミシン速度に関係なく、原則として常に針が上位置にある回転角の範囲全部を使い、送り区間が一定で且つ送り終わり角度が一定になるようにして、一定長さの布送りを行う制御方法である。この方法は、送り区間（角度）が一定であるため、その設定は容易であるが、逆に布送りの所要時間はミシン速度が大きいほど短く、小さいほど長くなることから、ミシン速度に比例して布送り速度を変更する制御を行う必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第１の方法では、布を常に一定速度で送っているため、送り制御は容易であるが、図８に高速時及び低速時それぞれの針Ｎの軌跡Ａ及びＢと布厚との関係を示したように、ミシン速度が遅くなるほど、布の送り終わりまでに針Ｎがその布に刺さっている時間Δｔが長くなる（Δｔ1＞Δｔ2）ことから、矢印方向に一定速度で移動する布Ｃに針が強制的に引張られる、いわゆる針流れが大きくなり、場合によっては針折れが生じたりする問題がある。
【０００８】
その対策として、図９（Ａ）、（Ｂ）に、前記図６（Ａ）、（Ｂ）に対応する高速時と低速時の状態を示したように、布厚（縦縞で示した）を考慮し、送り開始タイミングも送り終わりタイミングも共に布厚分に相当する角度だけ早める送り制御をすることが考えられる。
【０００９】
ところが、このように全体の送りタイミングを早める制御には、針刺し時（９０°側）は物理的に針流れは生じないものの、最高速度では送り始めタイミングを２７０°より布厚分だけ早めることになるので、針が抜けきらないうちに布送りを始めるために、逆に針抜け時の針流れが生じ易くなり、その上、いわゆる糸締りが悪くなるという別な問題がある。
【００１０】
この糸締りについて、実際のミシンにおける針棒曲線（針の軌跡に相当）と天秤曲線（上糸の引上げ量に相当）との対応関係を相対的に示した図１０のモーションダイヤグラムを用いて説明する。このモーションダイヤグラムの針棒曲線から布送り可能な区間は、実質的に布の上方に針がある２４７°から１１３°の間であり、又、天秤曲線から縫い目毎の上糸の引上げ動作は、３３０°から始まって６９°で終わる。この両者の関係から送りタイミングを送らせて、天秤の糸引き締めが最大になる約７０°まではできるだけ布を送らないようにすることにより、布の下方に残っている上糸の輪が天秤で引き上げられた後に送り終わるようにする。このようにすることにより、図１１（Ａ）、（Ｂ）に、布Ｃから針Ｎが抜けた２５０°付近から、天秤により引き締めが最大になる７０°付近までの上糸の変化を示したように、天秤での上糸引上げ時に針板Ｐと生地Ｃとの間に上糸Ｕが挟まれないため、挟まれた場合に発生する抵抗が少なくなり、良い糸締まりが得られることになる。
【００１１】
これに対して、送りタイミングが速い場合には、図１２（Ａ）、（Ｂ）に同様に上糸の動きを示したように、上糸Ｕが布Ｃと針板Ｐとの間に挟まれた状態（矢印部分）が生じることになるため、該上糸Ｕに布Ｃと針板Ｐによる抵抗が加わるために糸締まりが悪くなる。
【００１２】
以上のように、第１の方法では、低速時の針流れを防止するためには、布厚を考慮しない場合には良好であった高速時の糸締まりを犠牲にすることになる（通常、高速時には布厚を考慮しなくとも針の動きが速いため針流れが問題にならないことが多い）。
【００１３】
一方、前記第２の方法では、上記第１の方法に比べて低速時の糸締まりが悪い上に、ミシン速度に応じて布送り速度を変化させなければならないために、制御自体が複雑であるという問題があった。
【００１４】
本発明は、送り時間一定方式の布送りを基本としながら、高速時の糸締まりを犠牲にすることなく、低速時の針流れをも防止できる電子式送りミシンを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送手段により、ミシン主軸１回転につき送り時間一定の下で被縫製物を一定長さ送りながら縫製動作を行う電子式送りミシンにおいて、ミシン速度が、予め設定してある基準速度以上か否かを判別する判別手段と、ミシン速度が基準速度以上と判別されたときは、被縫製物の送り始めと送り終わりを第１タイミングとする高速時制御を行ない、ミシン速度が基準速度未満と判別されたときは、被縫製物の送り始めと送り終わりを、前記第１タイミングより早い第２タイミングとする低速時制御を行なう制御手段とを備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１６】
即ち、本発明においては、制御が容易な送り時間一定方式の布送りを採用しながら、最大速度から実質上針流れが問題にならない基準速度までのミシン速度（縫い速度）では、被縫製物の送り始めと送り終わりを極力遅い第１タイミングに一致させる高速時制御を行って糸締まりの悪化を防止する。一方、上記基準速度より遅く、送り始めと送り終わりを上記第１タイミングにすると針流れが問題になるミシン速度では、それが問題にならない早目の第２タイミングに送り始めと送り終わりを一致させる低速時制御を行うようにする。このようにすることにより、ミシン速度が基準速度より大きな高速時制御では糸締まりの悪化を防止できると共に、基準速度以下の低速時制御では大きな問題となる針流れの発生を防止することができる。
なお、前記の通り、本発明は送り時間一定方式の布送りを採用していることから、以下には原則として「送り終わりのタイミング」の概念に、それより一定時間前の「送り始めのタイミング」も含まれているものとして説明する。
【００１７】
【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。
【００１８】
図１は、本発明に係る一実施形態の電子式送りミシンの要部構成を示すブロック図である。
【００１９】
本実施形態の電子式送りミシンは、ミシンヘッド１０と、該ヘッド１０のミシン主軸を回転させる主軸モータ１２と、該モータ１２の回転数（角度）を検出するエンコーダ１４と、該エンコーダ１４から出力されるパルス信号を元に上記主軸モータ１２を駆動制御する主軸モータコントローラ１６と、ミシン全体の動作を制御するミシンコントローラ１８を備えている。
【００２０】
このミシンコントローラ１８は、ミシン制御のための各種の演算を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）２０と、制御用のプログラムが格納されているシステムＲＯＭ２２、パターン等の縫製データが格納されているデータＲＯＭ２４、種々の制御情報を記憶するＲＡＭ２６と、書き込み可能なＥ2ＰＲＯＭ２８とを含み、このコントローラ１８に対しては、操作パネル３０によりデータ入力等の各種操作が実行されるようになっている。
【００２１】
又、上記ミシンコントローラ１８には、センサ３１によりから検出された上軸、Ｘ軸原点、Ｙ軸原点がそれぞれ基準データとして入力されるようになっており、該コントローラ１８はこれら検出データと各メモリ２２〜２８に格納されている制御データを基に、前記主軸モータコントローラ１６に対して制御信号を出力してミシン速度を制御したり、布を保持する布枠（保持部，図示せず）をＸＹそれぞれの方向に移動させるＸ軸、Ｙ軸の各パルスモータ３２Ａ、３２Ｂを駆動制御して、該布をＸ又はＹ方向に移動させる制御をしたりするようになっている。又、上記ミシンコントローラ１８は、布枠を押さえるための押えソレノイド３４や、糸切り装置（図示せず）を駆動するための糸切りソレノイド３６も制御するようになっている。
【００２２】
本実施形態の電子式送りミシンは、前記Ｘ軸パルスモータ３２Ａ、Ｙ軸パルスモータ３２Ｂにより、ミシン主軸１回転につき送り時間一定の下で布を送る送り制御をしながら、縫製動作を行う。その際、ミシン速度は、予め設定してある基準速度を超えているか否かを、前記主軸モータコントローラ１６を介して入力されるエンコーダパルスを基に前記ＣＰＵ２０により判別する。
【００２３】
このＣＰＵ２０により、ミシン速度が基準速度以上と判別された時は、布の送り終わりを第１タイミングとし、ミシン速度が基準速度未満と判別された時は、布の送り終わりを、前記第１タイミングより速い第２タイミングとする制御を、同じく前記ＣＰＵ２０により前記Ｘ軸パルスモータ３２Ａ、Ｙ軸パルスモータ３２Ｂを駆動して行うようになっている。即ち、前記ＣＰＵ２０は、制御手段と判別手段の両方の機能を有している。
【００２４】
本実施形態において、布の送りタイミングを変更するための前記基準速度は、予め実験的に決定しておき、これを操作パネル３０により前記Ｅ2ＰＲＯＭ（設定手段）２８に設定しておく。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を、図２、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２６】
まず、前記ＣＰＵ２０では上軸センサから基準信号が入力されると、エンコーダ１４から入力されるエンコーダパルス間隔を基にミシン速度（ｓｐｍ）に相当する主軸１回転の所要時間Ｔを算出し（ステップ１）、次いでシステムＲＯＭ２２から、所要時間Ｔ毎に予め格納されている送りパルスの出力占有時間（布送り時間に当たる）ｔを読み出す（ステップ２）。その後、（ｔ／Ｔ）×３６０より、送り占有角度（送り区間）ａを算出し（ステップ３）、該角度ａと低速時制御に切換える判定基準速度に当る判定基準占有角度Ａｌとを比較する（ステップ４）。このステップ４でａ≧Ａｌであれば、送り開始待ちパルスＷｐを次の（１）式で算出する（ステップ５）。逆に、ａ＜Ａｌであれば、同じく送り開始待ちパルスＷｐを次の（２）式で算出する（ステップ６）。
【００２７】
Ｗｐ＝（Ａ−ａ）／Ａｐ                …（１）
Ｗｐ＝（Ａ−Ａwl−ａ）／Ａｐ          …（２）
ここで、Ａ：上軸センサのパルス出力から送り完了までの送り有効角度
Ａｐ：エンコーダパルス間隔角度
Ａwl：低速時の送り完了を速める角度
【００２８】
次いで、エンコーダパルスカウンタＣｐを初期化し、Ｃｐ＝０とする（ステップ７）。その後、ＣＰＵ２０では、図３のフローチャートに従い、エンコーダ１４から入力されるエンコーダパルスを、前記ステップ５又はステップ６で算出した送り開始待ちパルスＷｐに一致する（送り開始タイミングになる）まで１パルスずつカウントし（ステップ８、９）、一致した時点で送りパルスをＸ軸パルスモータ３２Ａ又はＹ軸パルスモータ３２Ｂに出力し、布送りの制御を開始する（ステップ１０）。
【００２９】
本実施形態においては、例えばミシン速度が最大の時の送り占有角度が１８０°になるように、出力される送りパルスが決められ、基準占有角度Ａｌが９０°になっているとした場合、ミシン速度が低速になり、前記ステップ３で算出される送り占有角度ａが９０°（＝Ａｌ）未満になった時には、送り終わりを通常の高速時制御より、例えば２０°（＝Ａwl）早めるように制御する。即ち、実測したミシン速度より送り占有角度ａを求め、第１タイミングの送り終わり角度９０°より２０°差し引きした角度７０°を第２タイミングとして算出し、現角度ａと基準占有角度Ａｌを比較し、ａがＡｌに達した場合に、送り終りを第２タイミング（７０°）とする低速時の送り制御を開始する。
【００３０】
本実施形態による送り制御の特徴を、ミシン主軸からのエンコーダパルスとＸ方向又はＹ方向への布送りのために、パルスモータ３２Ａ又はＹ軸パルスモータ３２Ｂを駆動するためのパルス信号との対応関係を図４に示した。図４（Ａ）は、高速時の対応関係を、同図（Ｃ）は低速時の対応関係をそれぞれ示し、同図（Ｂ）は比較のために示した従来の低速時の対応関係である。
【００３１】
上記図４に示されるように、エンコーダパルスの間隔は、高速時（Ａ）に比べて低速時（Ｂ）、（Ｃ）の方が長くなっているが、送り時間一定方式であるため、パルスモータを駆動するパルス信号の出力間隔は同一であり、時間としての送りパルス発生（出力）占有角度はミシン速度に関係なく一定で、送り終りは第１タイミングＥ１である。又、同図（Ｃ）に示したように、本実施形態による低速時制御では、送り終り（完了）を同図（Ｂ）に示した第１タイミングＥ１より、エンコーダパルスで２パルス分早い第２タイミングＥ２に設定している。
【００３２】
本実施形態の特徴を、前記図６（Ａ）、（Ｂ）に相当する主軸回転角に対応させて示すと図５（Ａ）、（Ｂ）のようになる。即ち、高速時制御では、ミシン速度が最大の時には、送り開始タイミングを２７０°とし、送り終わり角度を第１タイミングの９０°に設定する。一方、低速時の布送り制御は、布厚（縦縞範囲）を考慮して同図（Ｂ）のように送り終わりを早目の第２タイミング（９０°−Ａwl）に設定し、送り始めのタイミングもＡwl分早める。
【００３３】
以上詳述した本実施形態によれば、送り時間一定方式で布送りしながら縫製する際、高速時の糸締まりを犠牲にすることなく、低速時の針流れ（針刺し時）を防止することができ、ひいては針折れを防止することができる。又、図５（Ａ）に示されるように、最大速度でも針が針板を抜けた（角度で２７０°）後に布送りを開始するようにしているので、高速時の針流れ（針抜け時）も同時に減少させることができる。
【００３４】
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。
【００３５】
例えば、前記実施形態では、送り終わりタイミングを変更するための基準速度を、主軸１回転における布を送っている角度に当たる送り区間（送り占有角度）を用いて設定する場合を示したが、これに限定されず、速度そのもので設定しても、又は、主軸１回転における布を送っている角度の割合に当たる送り比率で設定するようにしてもよい。
【００３６】
又、第２タイミングは、第１タイミングより布厚に相当する分だけ早目に設定する場合に限定されず、許容される範囲で変更可能である。但し、第２タイミングを布厚分だけ早目に設定する場合等のようにそれを考慮する場合であれば、布の厚さを検出するセンサを付設し、前記ＣＰＵ２０により該センサにより検出された布の厚さに応じて基準速度を自動変更するようにしてもよい。
【００３７】
又、ミシン速度が最大の時の送り開始タイミングは２７０°に、又、送り終りの第１タイミングは９０°に限定されず、実用的な範囲で変更可能であることは言うまでもない。又、送り時間一定には送り速度一定も含んでいる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、送り時間一定方式の布送りを基本としながら、高速時の糸締まりを犠牲にすることなく、低速時の針流れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の電子式送りミシンの要部構成を示すブロック図
【図２】上記実施形態の作用を示すフローチャート
【図３】上記実施形態の作用を示す他のフローチャート
【図４】上記実施形態による制御の特徴を示すタイミングチャート
【図５】上記実施形態の特徴である主軸回転角と送り区間の関係を示す説明図
【図６】従来の送り時間一定方式における主軸回転角と送り区間の関係を示す説明図
【図７】従来の送り区間一定方式における主軸回転角と送り区間の関係を示す説明図
【図８】ミシン速度と針流れの関係を示す説明図
【図９】送り時間一定方式で布厚を考慮した場合の主軸回転角と送り区間の関係を示す説明図
【図１０】針棒曲線と天秤曲線との対応関係を示す線図
【図１１】送りタイミングと糸締まりの関係を示す説明図
【図１２】送りタイミングと糸締まりの関係を示す他の説明図
【符号の説明】
１０…ミシンヘッド
１２…主軸モータ
１４…エンコーダ
１６…主軸モータコントローラ
１８…ミシンコントローラ
２０…ＣＰＵ
２２…システムＲＯＭ
２４…データＲＯＭ
２６…ＲＡＭ
２８…Ｅ2ＰＲＯＭ
３０…操作パネル
３１…センサ
３２Ａ…Ｘ軸パルスモータ
３２Ｂ…Ｙ軸パルスモータ
３４…押えソレノイド
３６…糸切りソレノイド
【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】
0004261674.tif 000009
【図９】
0004261674.tif 000010
【図１０】
0004261674.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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