ミシン
【課題】薄い被縫製物の厚さを検出する。
【解決手段】主軸角度検出手段２ｂと、中押さえ２９と、中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえモータ４２により中押さえ上下動機構とは別に中押さえを上下移動させる中押さえ高さ調節機構Ｍ４と、中押さえモータの軸角度検出手段８１と、中押さえの下降時に被縫製物への当接により中押さえモータの出力軸に外部トルクが加わると中押さえを上方移動させるように中押さえモータに対して高さ可変制御を行う中押さえ高さ制御手段７２と、中押さえの下死点における中押さえモータの検出軸角度から被縫製物の厚さを求める厚さ取得処理手段７２とを備え、中押さえ高さ制御手段は、高さ可変制御の前に、中押さえが下死点となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように前記中押さえモータを制御する。
【解決手段】主軸角度検出手段２ｂと、中押さえ２９と、中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえモータ４２により中押さえ上下動機構とは別に中押さえを上下移動させる中押さえ高さ調節機構Ｍ４と、中押さえモータの軸角度検出手段８１と、中押さえの下降時に被縫製物への当接により中押さえモータの出力軸に外部トルクが加わると中押さえを上方移動させるように中押さえモータに対して高さ可変制御を行う中押さえ高さ制御手段７２と、中押さえの下死点における中押さえモータの検出軸角度から被縫製物の厚さを求める厚さ取得処理手段７２とを備え、中押さえ高さ制御手段は、高さ可変制御の前に、中押さえが下死点となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように前記中押さえモータを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中押さえを備えるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンは、上昇を行う縫い針に被縫製物が引っ張られないように縫い針よりも小さいストロークで上下動を行う中押さえによって被縫製物を押さえているが、中押さえは針板の上面近傍で上下動を行っているので、厚みがある被縫製物の場合には中押さえの下降時に被縫製物を踏みつけて傷つけてしまうという問題があった。
そこで、従来のミシンは、ミシンモータとは別に中押さえを上下動させることで中押さえの上下位置を調節するステッピングモータと、光学素子からなる布厚検出器とを設け、検出された布厚に基づいてステッピングモータにより中押さえの下死点高さを調整する制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−４４９８３号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１における従来のミシンにあっては、光学素子からなる布厚検出器では被縫製物のふかつきを含めた自然状態の厚さを検出してしまい、縫い糸で圧縮された状態の布厚を検出することができないため、検出した厚さの値が大きくなり、その結果調整した中押さえの設定位置が高すぎてしまい、縫い針が上昇時に被縫製物が浮き上がらないように適正に押圧することができない問題がある。また専用の布厚検出器が必須であり部品点数の増加による生産性の低下を招くという問題があった。また、布厚検出器は被縫製物が位置する針棒の周囲に配置しなければならないが、当該中押さえやその上下動機構が設けられ、針棒の周囲に布厚検出器を配置するスペースの確保が困難であるという問題もあった。
本発明は、部品点数を低減し、針棒周囲のスペースを広く確保可能としつつ、ミシンを駆動しながら縫い目で圧縮された被縫製物の厚さを正確に検出することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の発明は、ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、位置決めモータにより縫い針と被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、毎針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータを記憶した記憶手段と、前記ミシンモータにより回転駆動される主軸の角度を検出する主軸角度検出手段と、縫製時に被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、前記ミシンモータから動力を得て、前記縫い針の上下動に同期して前記中押さえを上下動させる中押さえ上下動機構と、中押さえモータにより前記中押さえ上下動機構の動作伝達部材の姿勢に変化を付与すると共に変化後の姿勢を支承することで前記ミシンモータとは別に前記中押さえを上下移動させる中押さえ高さ調節機構と、前記ミシンモータの駆動により前記中押さえ上下機構が行う前記中押さえの上昇と下降に同期させながら、前記縫製パターンデータに従って一針毎に位置決め機構を駆動させる縫製制御手段とを備えるミシンにおいて、前記中押さえモータの出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段と、前記中押さえの前記下降開始又は下降途中から下死点までの間、前記中押さえ高さ調節機構による上下の位置変化を生じないように前記動作伝達部材の姿勢を維持し、前記中押さえの被縫製物への当接により前記中押さえモータの出力軸に外部からのトルクが加わると、前記中押さえを上方移動させる方向に回転を生じるように前記中押さえモータの出力を制御する高さ可変制御を行う中押さえ高さ制御手段と、前記中押さえの前記下死点における前記中押さえモータの出力軸角度の検出角度から前記被縫製物の厚さを求める厚さ取得処理を行う厚さ取得処理手段とを備え、前記中押さえ高さ制御手段は、前記高さ可変制御の前に、前記中押さえが下死点となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように前記中押さえモータを制御することを特徴とするミシン。
【０００５】
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、毎針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータに基づいて前記位置決めモータの動作制御を行う縫製制御手段と、前記縫製パターンデータに対して、針数の順番に対応づけて、取得された前記被縫製物の厚さを記録する厚さ記録手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
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、前記中押さえ上下動機構の他の動作伝達部材を弾性力で支持すると共に前記中押さえの下降が阻害されることにより前記弾性力以上の負荷が前記他の動作伝達部材に生じたときに当該他の動作伝達部材の逃げ動作を許容する、前記中押さえ上下動機構に対する過剰負荷回避用の押さえバネを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明は、中押さえの下降による被縫製物への接触時に、中押さえ高さ制御手段が、中押さえモータが中押さえを上方移動させる方向に出力軸を回転させるので、被縫製物の押圧が回避される。
【０００８】
さらに、請求項１記載の発明は、ミシンモータを駆動して縫い針及び中押さえが上下動させながら位置決め機構を縫製パターンデータに従って作動しているときであって、中押さえ高さ制御手段が、高さ可変制御の前に、中押さえが下死点（中押さえ上下動機構による上下動における下死点）となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように中押さえモータを制御している。
例えば、中押さえの上下動において、中押さえの下死点における高さが針板の上面と一致するように設定されていると、被縫製物が薄い素材である場合には、被縫製物に中押さえが当接して中押さえモータの出力軸の回転が開始される前に、中押さえ上下動機構による中押さえの上昇に転じて、中押さえモータの出力軸の角度変化を良好に得ることができず、その結果、被縫製物の厚さ検出を良好に行うことができないという問題を生じる。
しかしながら、請求項１記載の発明は、中押さえの目標下降高さを針板よりも下方としているので（中押さえの底部が針板上面よりも下方となる）、下降する中押さえが被縫製物に当接した後も中押さえモータ上下動機構により下降動作が付与され続け、その結果、中押さえモータの出力軸は十分に回転を行うこととなる。つまり、中押さえモータの出力軸の回転が行われる前に中押さえが上方に引き返すという事態を回避することができ、その結果、被縫製物が薄い素材の場合であっても、良好に厚さ検出を行うことが可能となる。
【０００９】
また、上記発明により、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いることなく被縫製物の厚さを求めることができ、部品点数の低減による生産性の向上を図ることが可能となる。また、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いずに、中押さえを被縫製物に接触させて布厚を検出するので、ふかつきを含めた自然状態の厚さではなく、縫い糸で圧縮された状態の布厚を検出することができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
さらに、中押さえによる被縫製物への接触時の押圧を中押さえモータにより抑制するので、被縫製物を押圧して傷つけることを回避でき、被縫製物の保護により縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
なお、高さ可変制御の実行区間は、中押さえの下降動作の開始からに限らず、被縫製物に接し得る高さまで下降してから開始しても良い。つまり、被縫製物に接し得ない高さ（例えば、縫製対象としている被縫製物の厚さでは接し得ない高さ）にいる時点では、押さえバネに抗して中押さえモータを中押さえの下死点を維持することが可能な通常のトルクとなるように制御し、被縫製物に接し得る高さまで下降してから高さ可変制御を開始しても良い。
また、高さ可変制御における中押さえモータのトルクは、下降時において中押さえ高さ調節機構による上方への移動が行われない程度に低くすることが求められる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、縫製パターンデータに従って実行される毎針の被縫製物の相対的位置決め動作に同期して高さ可変制御が実行され、各針の厚さ取得処理が実行されて、針数の順番に対応づけて縫製パターンデータに被縫製物の厚さが記録されるので、中押さえの高さを被縫製物に対して逐一調節しながら適正な中押さえの下死点高さを設定して縫製パターンデータの設定作業を行う場合と比べて、煩雑な設定作業を不要とし且つ作業負担を軽減し、被縫製物の厚さを考慮した縫製パターンデータを容易に取得することが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、過剰負荷回避用の押さえバネを備え、下降する中押さえが被縫製物に当接すると、押さえバネが伸張又は収縮し、他の動作伝達部材の逃げ動作を許容することで中押さえ上下動機構の各部材の破損を防ぐことを可能とする。
かかる押さえバネにより、下降する中押さえが被縫製物に当接した場合に、その弾性力により中押さえモータの出力軸に対する回転を促すことが可能となる。
そして、このような押さえバネが存在する場合、特に、中押さえの下死点における高さが針板の上面と一致するように設定され且つ被縫製物が薄い素材である場合に、中押さえの当接による中押さえモータの出力軸への回転力の付与が押さえバネの伸縮により吸収され、特に、厚さの良好な検出を阻害する傾向を生じるが、そのような場合であっても、前述したように、中押さえモータの出力軸を効果的に回転させることができ、被縫製物が薄い素材の場合であっても、良好に厚さ検出を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの実施の形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、ミシンとして電子サイクルミシンを例に説明する。
電子サイクルミシンは、縫製を行う被縫製物である布を保持する保持枠を有し、その保持枠が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持される布に所定の縫製パターンデータ（縫製パターン）に基づく縫い目を形成するミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。
【００１４】
電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という。）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられ縫製の開始と停止を操作するためのペダルＲや、ミシンテーブルＴの上部に備えられユーザによる入力操作を行うための操作パネル７４等を備えている。
【００１５】
（ミシンフレーム及び主軸）
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし前後方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、前後方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する縦胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配され、回動自在で前後方向に延びる主軸２（図４参照）及び図示しない下軸を有している。主軸２はミシンアーム部１０２ａの内部に配され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部に配されている。
【００１６】
主軸２は、ミシンモータ２ａ（図８参照）に接続され、このミシンモータ２ａにより回動力が付与される。また、下軸（図示省略）は、縦軸（図示省略）を介して主軸２と連結されており、主軸２が回動すると、主軸２の動力が縦軸を介して下軸側へ伝達し、下軸が回動するようになっている。
主軸２の前端には、主軸２の回動によりＺ軸方向に上下動する針棒１０８ａが接続されており、その針棒１０８ａの下端には、縫い針１０８が交換可能に設けられている。つまり、主軸２の回動により縫い針１０８はＺ軸方向に上下動する。
かかる主軸２とミシンモータ２ａと針棒１０８ａと主軸２から針棒１０８ａに上下動の駆動力を付与する図示しない伝達機構により針上下動機構が構成される。
【００１７】
なお、主軸２には、主軸角度検出手段としてのエンコーダ２ｂ（図７参照）が設けられている。エンコーダ２ｂはミシンモータ２ａの主軸２の回転角度を検知するものであり、例えば、ミシンモータ２ａにより主軸２が１°回転するごとにパルス信号を制御装置１０００に出力するようになっている。また、主軸２の１回転に伴い、針棒１０８ａは１往復の運動を行う。
【００１８】
また、下軸（図示省略）の前端には、釜（図示省略）が設けられている。主軸２とともに下軸が回動すると、縫い針１０８と釜（図示省略）との協働により縫い目が形成される。
なお、ミシンモータ２ａ、主軸２、針棒１０８ａ、縫い針１０８、下軸（図示省略）、釜（図示省略）等の接続構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００１９】
（位置決め手段）
図１、図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、この針板１１０の上方に布保持部としての保持枠１１１及び縫い針１０８が配置されるようになっている。
保持枠１１１は、ミシンアーム部１０２ａの前端部に配される取付部材１１３に取り付けられており、その取付部材１１３にはミシンベッド１０２ｂ内に配置された位置決めモータとしてのＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが駆動手段として連結されている（図７参照）。
保持枠１１１は、被縫製物である布地を保持し、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの駆動に伴い、保持した布地を保持枠１１１ごと前後左右方向に移動するようになっている。そして、保持枠１１１の移動と、縫い針１０８や釜（図示省略）の動作が連動することにより、布地に所定の縫製パターンデータの縫い目データに基づく縫い目が形成される。
また、保持枠１１１は、布押さえ（図示省略）と下板（図示省略）とからなっており、取付部材１１３はミシンアーム１０２ａ内に配置された布押さえモータ７９ｂの駆動により上下駆動が可能であり、布押さえ下降時に下板との間で布地を挟持し保持するようになっている。
そして、これら保持枠１１１、取付部材１１３、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが、縫い針と布地をＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に位置決めする位置決め機構として機能する。
【００２０】
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させ、針棒１０８ａ（縫い針１０８）を上下動させたり、保持枠１１１を動作させたりするための操作ペダルとして作動する。すなわちペダルＲには、ペダルＲが踏み込まれたその踏み込み操作位置を検出するためのセンサが組み込まれており、センサからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１０００に出力され、制御装置１０００はその操作位置、操作信号に応じて、ミシン１００を駆動し、動作させるように構成されている。
【００２１】
また、ミシン１００には、ユーザによる操作入力を行うための操作パネル７４が設けられており、操作パネル７４に入力された各種データや操作信号は、後述する制御装置１０００に出力される。
なお、操作パネル７４は、液晶表示パネルとその液晶表示パネルの表示画面上に設けられたタッチパネルとを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を後述する制御装置１０００に出力するようになっている。
【００２２】
（中押さえ装置）
ミシンアーム１０２ａには、縫い針１０８の上下動による布の浮き上がりを防止するために、針棒１０８ａの上下動と連動して上下動し、縫い針１０８の周囲の布を下方に押圧する中押さえ２９を有する中押さえ装置１（図３参照）が設けられている。なお、中押さえ装置１の本体はミシンアーム部１０２ａの内部に配設されており、縫い針１０８は、中押さえ２９の先端側に形成されている貫通孔に挿入されている。
中押さえ装置１は、図３〜図５に示すように、縫製時に布を針板１１０側に押さえ付ける中押さえ２９と、主軸２の回転により上下動する縫い針１０８に合わせて中押さえ２９を上下動させる中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえ２９の下降動作阻害時に行われる逃げ動作を可能とすると共に逃げ動作の際に中押さえ２９を針板１１０側に付勢する付勢機構Ｍ２と、中押さえ２９を縫製終了後に退避高さ位置に上昇させる中押さえ退避機構Ｍ３と、中押さえ２９の高さを調節する中押さえ高さ調節機構Ｍ４とを備えている。
【００２３】
中押さえ上下動機構Ｍ１は、先端に縫い針１０８を備える針棒１０８を上下方向に駆動させる主軸２（図４参照）の回動により、中押さえ２９を上下動させるようになっている。
図４に示すように、主軸２には偏心カム３が固定され、その偏心カム３には接続リンク４が連結されている。接続リンク４には揺動軸抱き５が連結され、揺動軸抱き５には揺動軸６の一端部が連結されている。
揺動軸６の他端部には、図５に示すように、中押さえの上下方向Ｄ１の移動量を調節する中押さえ調節腕７の基端部が固定されている。中押さえ調節腕７には溝カム７ａが形成されている。この溝カム７ａは弧状の長孔になっており、この溝カム７ａの所望の位置で第１リンク８の一端部が調節ナット９と段ねじ１０により軸支されている。第１リンク８の一端部の固定位置は揺動軸６の中心に対して接離移動調節可能であり、中心からの距離に比例して第１リンク８に付与する往復動作量を増減調節することができる。
【００２４】
第１リンク８の他端部は、図５に示すように、第２リンク１１の長手方向略中間に段ねじ１２より回動自在に連結されている。ここで、調節ナット９が係合する溝カム７ａは、中押さえ２９が上下往復運動の下死点にあるときに、段ねじ１２の軸心を中心とした円弧の一部となるように形成されている。つまり、上軸２の角度が中押さえ２９を下死点に移動させる位相のときにカム溝７ａにおける第１リンク８の位置調節を行うことで、中押さえ２９の下死点位置を不動状態のままストローク調節を行うことができる。
但し、ミシン１０は、後述するように、被縫製物の厚さを算出する処理を行うが、その際には、中押さえ上下動機構Ｍ１の上下動ストロークが関係することから調節はみだりに行わない。また、調節する際には被縫製物の厚さを算出するためのパラメータとしての上記ストローク値を制御装置１０００に設定入力して更新する必要がある。
【００２５】
そして、第２リンク１１の一端部は、後述する位置決めリンク１３に軸支されている。第２リンク１１の一端部が、位置決めリンク１３に軸支されることで、通常の縫製時に中押さえ２９が上下動を行う際には、引っ張りばね１６の弾性力により第２リンク１１の一端部が規制部材１９に押し当てられた状態を維持する。そして、中押さえ２９が布地の踏みつけ或いは何かに引っかかって予定された下死点位置まで下降できないような場合に、引っ張りばね１６の弾性力に抗して位置決めリンク１３が回動を行い、第２リンク１１の一端部の支点が引っ張りばね１６に抗して下降することで中押さえ２９を上方に逃がすことが可能となっている。これにより、中押さえ上下動機構Ｍ１の破損が防止される。
【００２６】
第２リンク１１の他端部は、図５に示すように、第３リンク２０の一端部に段ねじ２１により回動自在に連結されている。第３リンク２０の他端部には、第４リンク２２の一端部が段ねじ２３により第３リンク２０の長手方向に対して直列となるように回動自在に連結されている。そして、本実施形態では、この第３リンク２０と第４リンク２２とで中押さえリンク部材２４が構成されている。
第４リンク２２の他端部には、リンク中継板２５が段ねじ２６により連結されている。リンク中継板２５には中押さえ棒抱き２７が固定されており、中押さえ棒抱き２７には上下方向に延びる中押さえ棒２８が保持されている。中押さえ棒２８の下端部には、縫製時に布地を針板１１０側に押さえ付ける中押さえ２９が取り付けられている。中押さえ棒２８の上端部には押圧バネ３０が設けられており、ボルト３１及びナット３２により中押さえ棒抱き２７に取り付けられている。押圧バネ３０は、中押さえ２９が縫製時に縫い針１０８と同期して上下動を行う際に、中押さえ２９を常時下方に押圧している。
そして、本実施形態では、第１リンク８、第２リンク１１、第３リンク２０、第４リンク２２等により、中押さえ上下動機構Ｍ１が構成されている。
【００２７】
段ねじ２３は、角駒３３及び案内部材３４と共に第３リンク２０と第４リンク２２とを連結している。すなわち、第４リンク２２の正面側には案内部材３４が設けられ、この案内部材３４の正面側には角駒３３が設けられており、第３リンク２０、第４リンク２２、角駒３３及び案内部材３４が一つの段ねじ２３で連結されている。
【００２８】
案内部材３４は、略Ｆ字状の板材であり、上端部３４ｔが段ねじ３５によりミシン筐体（ミシンフレーム１０２）に回動自在に取り付けられている。案内部材３４の下端部近傍には、上下方向に長尺な長孔３４ａが形成されている。この長孔３４ａは、内側に角駒３３がスライド可能に嵌めこまれており、案内部材３４は、第３リンク２０と第４リンク２２の連結部Ｐを中押さえ２９の上下方向Ｄ１に移動可能とし、かつ、第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２を横切る方向Ｄ３への移動を規制している。
【００２９】
また、図５に示すように、案内部材３４には、当該案内部材３４を第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２を横切る方向Ｄ３に移動させる移動リンク３６の一端部が、段ねじ３７により長孔３４ａの上部近傍に回動自在に連結されている。移動リンク３６の他端部には偏心カム３８が連結されており、この偏心カム３８には可変軸３９の一端部が連結されている。
可変軸３９の他端部は、図４に示すように、ベアリング４０、かさ歯車４１を介して中押さえモータ４２に連結されている。つまり、中押さえモータ４２の駆動が、可変軸３９、偏心カム３８、移動リンク３６の順に伝達され、移動リンク３６が案内部材３４を移動させるようになっている。
中押さえモータ４２は、正逆方向に回動自在であるとともに、その回動量及び駆動のタイミングが制御装置１０００により制御可能となっている。
そして、移動リンク３６と案内部材３４と角駒３３等が、中押さえ２９の高さを調節する中押さえ高さ調節機構Ｍ４として機能する。
【００３０】
位置決めリンク１３は、その中央部近傍で段ねじ１４によりミシン筐体としてのミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられ、段ねじ１４の位置は、中押さえ２９が下死点にあるときの段ねじ１２の位置と一致するようになっている。
位置決めリンク１３の一端部は、ミシン面部側に向かって略コ字状に折り返されており、折り返された先端部にはばね掛１３ａが形成されている。本実施形態における位置決めリンク１３は、その一端のばね掛け１３ａが、当該位置決めリンク１３の回動中心である段ねじ１４付近まで折り返されており、回動中心からばね掛け１３ａまでの距離が短くなるように形成されている。ばね掛け１３ａには引っ張りばね１６の一端（上端）が連結されており、引っ張りばね１６の他端（下端）は、ミシンフレームに固定されているばね掛１５に連結されている。
引っ張りばね１６は、ばね掛１３ａが形成されている位置決めリンク１３の一端部を下方に引き下げるように付勢する。すなわち、引っ張りばね１６は、第２リンク１１における第３リンク２０との接続部位が反力を受けた場合に、中押さえ２９による踏みつけの発生により上方への反力を受けた場合に、その接続部位を下方に引き下げるように付勢する。つまり、引っ張りばね１６と位置決めリンク１３とが、中押さえ２９の下降動作阻害時に中押さえ上下動機構Ｍ１に対する過剰負荷回避用の逃げ動作を可能とすると共に逃げ動作の際に中押さえ２９を針板１１０側に付勢する付勢機構Ｍ２として機能する。そして、引っ張りバネ１６は過剰負荷回避用の押さえバネとして機能する。また、第２リンク１１は、逃げ動作を行う「他の動作伝達部材」として機能する。
なお、付勢機構Ｍ２は、位置決めリンク１３が第２リンク１１に連結されることによって中押さえ上下動機構Ｍ１に接続されている。
【００３１】
位置決めリンク１３の他端部にはストッパ１７が連結されており、第２リンク１１の一端部と位置決めリンク１３の他端部とが一つの段ねじ１８によって連結されている。また、ストッパ１７は、段ねじ１４で位置決めリンク１３と共にミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられている。ストッパ１７の一端部１７ａの上方には、当該ストッパ１７の一端部の上方への移動を規制するように規制部材１９が設けられている。なお、この規制部材１９は、ミシンフレーム１０２の一部で代用してもよい。
【００３２】
図４に示すように、かさ歯車４１には、かさ歯車４３が歯合されており、中押さえモータ４２の駆動を可変軸３９の軸方向と直交する方向Ｄ４に出力することができるようになっている。かさ歯車４３の後端にはベアリング４４、中押さえ昇降カム４５等が同軸上に連結されている。
【００３３】
中押さえ昇降カム４５は、軸方向端面に図示しない溝を有する溝カムである。
中押さえ昇降カム４５は、その溝がカム部となっており、当該中押さえ昇降カム４５の回動範囲の半分は、回動中心から溝までの距離がほぼ同一の円弧状に形成され（以下、維持部という）、残る半分は、回動中心から溝までの距離が、その維持部における回動中心から溝までの距離よりも大きく、かつ、滑らかに変化する形状（以下、変化部という）となっている。
この中押さえ昇降カム４５は、中押さえ２９を縫製終了後の退避位置に上昇させる中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａを上下に昇降させるものであり、当該中押さえ昇降カム４５の溝の内部には、中押さえ上げ部材４６の他端部に設けられた円筒状のコロ４７が摺動自在に嵌合されている。そして、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の維持部に沿って移動する際には、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａは昇降しないが、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の変化部に沿って移動する際には、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａが昇降するようになっている。
このような溝カムである中押さえ昇降カム４５の図示しない溝の内側にはコロ４７を介して押さえ上げ部材４６の他端部が係合しているので、中押さえ昇降カム４５が回転を行わない限り中押さえ上げ部材４６は揺動を行うことがなく、一定の状態を維持することが可能となっている。そして、中押さえ昇降カム４５、中押さえ上げ部材４６及びコロ４７により、中押さえ退避機構Ｍ３が構成されている。
【００３４】
中押さえ上げ部材４６は、その中腹部で軸部材すなわちピン４８によりミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられて支持されている。かかる中押さえ上げ部材４６は、その一端部４６ａが中押さえ棒抱き２７の下方に位置するように設けられており、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の変化部に沿って移動し、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａが上昇することで中押さえ棒抱き２７を上昇させ、中押さえ２９を退避位置に上昇させることができるようになっている。
【００３５】
（縫製時における中押さえの動作）
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ上下動機構Ｍ１の動作について説明する。
ミシンモータ２ａの駆動により主軸２を回転させて偏心カム３を回動させると、接続リンク４の先端は主軸２の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動し、接続リンク４に連結された揺動軸抱き５も同方向に揺動する。その揺動軸抱き５が揺動することにより、揺動軸６も揺動するため、第１リンク８の一端部が揺動支点となって第１リンク８の他端部が揺動軸６の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動する。第１リンク８の他端部の揺動に伴い、第２リンク１１の他端部は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に揺動し、第２リンク１１の他端部に連結された第３リンク２０及び第４リンク２２は、その直列方向（上下方向）Ｄ２に揺動する。第３リンク２０及び第４リンク２２の揺動に伴い、第４リンク２２に連結された中押さえ棒２８は上下方向Ｄ１に沿って下方に移動するため、中押さえ２９が上下方向に移動する。また、主軸２の回転により縫い針１０８が上下動するので、その縫い針１０８の上下動と連動するように中押さえ２９は上下動する。
なお、以下の説明では主軸２の角度が０°のときに縫い針１０８及び中押さえ２９が上死点に位置し、主軸２の角度が１８０°のときに縫い針１０８及び中押さえ２９が下死点に位置するものとする。
【００３６】
（中押さえ装置による中押さえの高さの調節動作）
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ高さ調節機構Ｍ４による中押さえ２９の高さの調節動作について説明する。
中押さえモータ４２の駆動は、かさ歯車４１、ベアリング４０を介して可動軸３９に伝達され、可動軸３９は回動を始める。可動軸３９の回動により、偏心カム３８も回動し、移動リンク３６は、可動軸３９の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動する。移動リンク３６の揺動により、案内部材３４は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３に揺動する。
このとき、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、案内部材３４の長孔３４ａで連結された第３リンク２０と第４リンク２２の連結部Ｐの段ねじ２３（角駒３３）は、そのねじ部分が長孔３４ａによって、第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３への移動が規制されているため（図６（ａ）参照）、揺動により伝達される力を逃がす場所が無くなり、段ねじ２３（角駒３３）は長孔３４ａに沿って上方に移動し、段ねじ２３（角駒３３）の案内部材３４に追随した移動に伴って、直列に並んで連結されていた第３リンク２０と第４リンク２２同士がなす角度が変化し、中押さえリンク部材２４は、略く字状になる（図６（ｂ）参照）。中押さえリンク部材２４が略く字状になると、中押さえ２９は上下方向Ｄ１に沿って上方に移動する。これにより、中押さえ２９の針板１１０からの中押さえ２９の高さを調節することができる。
【００３７】
（ミシンの制御系：制御装置）
また、ミシン１００は、図７に示すように、上述した各部、各部材の動作を制御するための動作制御手段としての制御装置１０００を備えている。そして、制御装置１０００は、縫製プログラム７０ａ，枠位置ティーチングプログラム７０ｂ，中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃが格納されたプログラムメモリ７０と、縫製パターンデータ７１ａ及び各種の設定情報（図示略）を記憶した記憶手段としてのデータメモリ７１と、プログラムメモリ７０内の各プログラム７０ａ，７０ｂ，７０ｃを実行するＣＰＵ７３とを備えている。
【００３８】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７４ａを介して操作パネル７４に接続されている。かかる操作パネル７４は、各種画面や入力ボタンを表示する表示部７４ｂと表示部７４ｂの表面に設けられその接触位置を検知するタッチセンサ７４ｃとを有しており、各種情報の入出力手段として機能する。操作パネル７４で用いられる入力ボタンや入力スイッチはいずれも、表示部７４ｂで表示され、タッチセンサ７４ｃで入力が検知されることで押下式のボタンやスイッチと同等に機能するものである。
【００３９】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７５を介して、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂに接続され、ミシンモータ２ａの回転を制御する。また、ミシンモータ駆動回路７５ｂを通じてミシンモータ２ａの通電電流を制御してトルクの増減を調節することが可能となっている。
なお、ミシンモータ２ａはエンコーダ２ｂを備えており、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂにおいて、エンコーダ２ｂからミシンモータ２ａの一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３は主軸２の一回転における原点（０°位置）を認識できる。また、エンコーダ２ｂからは、ミシンモータ２ａの回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は主軸２の現在回転角度を認識することができる。
なお、ミシンモータ２ａには、例えば、サーボモータを適用することができる。
【００４０】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７６及びインターフェイス７７を介して、縫製すべき布地を保持する保持枠１１１に備えられるＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａをそれぞれ駆動するＸ軸モータ駆動回路７６ｂ及びＹ軸モータ駆動回路７７ｂが接続され、保持枠１１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の動作を制御する。
【００４１】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７８を介して、ミシンモータ２ａによる上下動とは別に中押さえ２９を上下動可能な中押さえモータ４２を駆動する中押さえモータ駆動回路７８ｂが接続され、中押さえ機構１の動作を制御する。また、中押さえモータ駆動回路７８ｂを通じて中押さえモータ４２の通電電流を制御してトルクの増減を調節することが可能となっている。
なお、中押さえモータ４２の出力軸にはモータ軸角度検出手段としてのエンコーダ８１が設けられており、中押さえモータ４２を駆動する中押さえモータ駆動回路７９ｂにおいて、エンコーダ８１から中押さえモータ４２の一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３は中押さえモータ４２の出力軸の一回転における原点（０°位置）を認識できる。また、エンコーダ８１からは、中押さえモータ４２の回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７８を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は中押さえモータの出力軸の現在回転角度を認識できる。
【００４２】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７９を介して、布押さえ（図示省略）を上下に移動する布押さえモータ７９ａを駆動する布押さえモータ駆動回路７９ｂが接続され、布押さえの上下動動作を制御する。
布押さえモータ７９ａは、カム機構を介して布押さえの上下動機構と図示しない糸切り装置とに接続されており、その１周360°の回転範囲の一部の区間を布押さえの上下動動作の駆動に割り当てられ、他の区間を糸切り装置の糸切り動作の駆動に割り当てられている。従って、布押さえモータ７９ａを制御することにより、布押さえの上下動動作のみならず、糸切り動作の制御も可能となっている。
なお、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａ、中押さえモータ４２、布押さえモータ７９ａには、例えば、ステッピングモータを適用することができる。
【００４３】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス８２を介して、縫い糸に糸張力を付与する糸張子装置（図示略）の駆動源となる糸張子ソレノイド８２ａを駆動するソレノイド駆動回路８２ｂが接続され、糸張力の増減を制御する。
【００４４】
上記データメモリ７１に記憶された縫製パターンデータ７１ａは、図８に示すように、縫製を行う際の運針パターンを実行するために、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（針落ち位置を示す縫い目データ）を示す縫いコマンド、終了コマンド及び中押さえ２９の下死点高さを定める中押さえ高さコマンド、糸張力コマンド、糸切りコマンド及び終了コマンドが組み合わされている。
そして、並び順に従って各種コマンドが実行されることで任意のパターン（模様）による縫いが実行される。
図８に示す縫製パターンデータにおいて、「縫い」のコマンドでは、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（パラメータ）が第一設定値と第二設定値とに記録され、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの回転駆動量がこれらにより決定される。
また、「中押さえ高さ」のコマンドは、中押さえ２９が被縫製物の各針落ち位置における布厚に対応した下死点高さとなるように中押さえモータ４２の出力軸角度を制御するためのコマンドであり、中押さえモータ４２により定められる中押さえ２９の下死点高さが第一設定値に記録され、中押さえモータ４２の回転駆動量がこれにより決定される。
また、「糸張力」のコマンドでは、糸調子装置が縫い糸に付与すべき糸張力が第一設定値に記録され、糸張子ソレノイド８２ａの出力がこれにより決定される。
また、「糸切り」は糸切り装置（図示省略）を作動させるコマンド、「終了」はミシン１００の布押さえモータ７９ａを駆動させて布を解放させるコマンドである。
なお、図８のＸ移動量、Ｙ移動量、中押さえ高さの数値データにおける表記は10倍表記であり、例えば、「１５」は、「１．５ｍｍ」を示している。
また、縫製パターンデータ７１ａには、図示しないが、後述する中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃの実行により取得される被縫製物の硬さも記録することが可能となっている。
【００４５】
（縫製プログラムによる縫製処理）
プログラムメモリ７０に格納された縫製プログラム７０ａは、上記縫製パターンデータ７１ａの各コマンドを順番に読み出して、コマンドに応じて制御対象を特定し、コマンド内の設定数値に基づいてミシンモータ２ａ、Ｘ軸モータ７６ａ、Ｙ軸モータ７７ａ、中押さえモータ４２、糸張子ソレノイド８２ａの動作制御を行い、縫製パターンデータ７１ａに基づく縫製を実行させるプログラムである。
例えば、上記図８の縫製パターンデータ７１ａの場合には、ペダルＲの入力により縫製パターンデータにおける第一針目に関するデータである「中押さえ高さ」、「糸張力」、「縫い」のコマンド及びその設定値が読み込まれ、これらに基づいて、中押さえモータ４２、糸張子ソレノイド８２ａ、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが各々の設定値に応じた動作量で駆動が行われる。また、最初の「縫い」コマンドの読み込みによりミシンモータ２ａの駆動が開始される。
そして、ミシンモータ２ａの駆動開始以降は、エンコーダ２ｂのカウントにより主軸角度が監視され、所定の主軸角度で縫製パターンデータ７１ａにおける毎針のコマンドの読み込みが行われると共に、コマンド毎に定められた所定の主軸角度で制御対象の動作が実行される。
【００４６】
また、上記ミシンモータ２ａの縫製時における回転速度及び回転駆動時のトルク値は、操作パネル７４から設定された指令速度がデータメモリ７１内に記録されており、これに従ってミシンモータ２ａの駆動制御が行われるようになっている。
さらに、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの保持枠１１１の位置決め制御については、枠移動開始から停止までの動作期間が主軸角度によって定められている。かかる動作期間は、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの各々について、動作量と動作期間との対応関係を示すテーブルが予めデータメモリ７１内に記録されており、縫製時には、ＣＰＵ７３は、縫製パターンデータ７１ａから「縫い」コマンドの移動量を読み込むと、上記対応デーブルを参照して動作期間を読み出し、エンコーダ２ｂにより動作開始と終了のタイミングを計って各モータ７６ａ，７７ａの制御を実行する。
【００４７】
（枠位置ティーチングプログラムによる処理）
枠位置ティーチングプログラム７０ｂは、縫製パターンデータ７１ａにおける各針の「縫い」及び「中押さえ高さ」のコマンドに基づく動作の確認及びその設定値の修正を行うためのものである。この枠位置ティーチングプログラム７０ｂに基づくティーチングの際には、ミシンモータ２ａの駆動を行わずに縫製パターンデータ７１ａの各針毎のコマンドを、操作パネル７４に設けられた図示しない前進キーと後退キーの入力に従って縫製順又は逆順に一針ずつ実行して再現する。このとき、一針毎の再現動作により設定値に修正の必要がある場合には、オペレータは、操作パネル７４を通じてコマンドの種類を選択し、その設定値を増減キーにより修正する。かかる入力があると、ＣＰＵ７３は、修正が行われたコマンドについて新たな設定値で再現動作を行う動作制御を実行する。そして、確定が入力されると、修正内容に従って縫製パターンデータ７１ａの更新を行う。
なお、縫製パターンデータ７１ａに「縫い」、「中押さえ高さ」以外のコマンドが含まれている場合にはそれらについても同様に再現し、また修正することが可能である。
【００４８】
（中押さえ高さティーチングプログラムによる処理）
中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃは、縫製パターンデータ７１ａに対して「中押さえ高さ」のコマンド及び設定値の設定と被縫製物の硬さの記録を行うためのものである。前述した枠位置ティーチングプログラム７０ｂの実行時にも中押さえ高さの設定を行うことは可能であるが、枠位置ティーチングプログラム７０ｂの場合はオペレータが決定した中押さえ高さを数値入力することで設定が行われることとなる。
一方、中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃの実行時には、予めオペレータにより針棒１０８ａから縫い針１０８が取り外された状態で対象となる被縫製物をセットし、ミシンモータ２ａを実際の縫製時よりも低速で駆動しながら、縫製時と同じように、縫製パターンデータ７１ａに従って仮想的に縫い動作を行う。そして、縫製パターンデータ７１ａに定められた各針落ち位置での中押さえ２９の上下動により、後述する測定処理により、各針落ち位置における被縫製物の布厚が実測され、実測値に基づく「布押さえ高さ」コマンドが自動的にＣＰＵ７３により縫製パターンデータ７１ａ中に設定される。
【００４９】
かかる中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃによりＣＰＵ７３が行う制御について図９〜図１４に基づいて詳細に説明する。
図９は、中押さえ高さティーチング動作時の中押さえ２９の高さ変化を示した線図（上図）及びその際の中押さえモータ４２の軸角度変化を示した線図（下図）である。図９の上図及び下図における0位置はいずれも針板１１０の上面高さを示し、上図における高さＰはこの中押さえ高さティーチングおいて設定される中押さえ２９の目標下死点高さを示す。また、下図における上方向は中押さえモータ４２が中押さえ２９を上方に移動させる方向への回転角度を示す。
また、図１０（Ａ）は図９の点ａ、図１０（Ｂ）は図９の点ｂ−ｃ区間、図１０（Ｃ）は図９の点ｃ−ｄ区間、図１０（Ｄ）は図９の点ｄ−ｅ区間、図１０（Ｅ）は図９の点ｅ−ｆ区間の各中押さえ高さにおける中押さえ高さ調節機構Ｍ４の動作状態を示した模式図である。なお、図１０では各構成の重なる図示を避けるために便宜上、リンク２０，２２の屈曲方向と中押さえモータ４２の配置を左右逆にしており、さらに、図の簡略化のために、位置決めリンク１３を介して第２リンク１１の一端部に連結された引っ張りバネである押さえバネ１６を位置決めリンク１３の図示を省略して直接第２リンク１１の一端部に押圧バネとして直接連結された状態で図示しているが、その機能は同じであり、以下の原理説明には何ら影響はない。
【００５０】
中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃに基づく中押さえ高さティーチングの際には、ミシンモータ２ａを通常の縫製の場合よりも低速で駆動を行いながら、縫製パターンデータ７１ａに基づいてＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａを駆動させて一針ごとの被縫製物の相対的な位置決め動作を再現する確認動作制御と、各位置において中押さえ２９の上下動を行うと共に中押さえ２９による被縫製物の押圧を抑制する高さ可変制御と、中押さえ２９の下降時に被縫製物の厚さを検出する厚さ検出処理とが行われる。
さらに、上記厚さ検出処理において被縫製物の厚さが求められると、縫製パターンデータ７１ａに対して、針数の順番に対応づけて、取得された被縫製物の厚さを記録する厚さ記録処理が行われる。
このように、中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃを実行することにより、ＣＰＵ７３は、縫製制御手段、中押さえ高さ制御手段、厚さ取得処理手段、厚さ記録手段として機能することとなる。
【００５１】
（中押さえ高さティーチングプログラム：確認動作制御）
上記各制御及び各処理についてさらに詳細に説明する。
上記縫製パターンデータ７１ａに基づく再現動作の際には、ＣＰＵ７３は、保持枠１１１に被縫製物をセットした状態で、ミシンモータ２ａを低速駆動させて、ミシンモータ２ａに同期して縫製パターンデータ７１ａに従って一針ずつ保持枠１１１の位置決め動作を行う。
【００５２】
（中押さえ高さティーチングプログラム：高さ可変制御）
中押さえ２９は、前述したように、中押さえ上下動機構Ｍ１により、主軸角度0°において上死点、主軸角度180°において下死点となるように縫い針１０８に同期して上下動を行う。但し、中押さえ２９は縫い針１０８よりも下方に配置され、その上下往復のストロークも縫い針１０８よりも短く設定されている。
また、中押さえ高さ調節機構Ｍ４は、中押さえ上下動機構Ｍ１とは別に中押さえ２９の高さを調節することが可能となっている。かかる中押さえ高さ調節機構Ｍ４の中押さえモータ４２については、主軸角度180°（下死点）の時に中押さえ２９の底部が針板上面と同じ高さとなる時の出力軸の角度を0°（原点）とするものとして以下の説明を行うものとする。
高さ可変制御においては、ＣＰＵ７３は、後述する厚さ取得処理のために、毎針ごとに主軸角度0°の時に中押さえモータ４２を所定の目標下降位置Ｍ（図１２参照）となるように高さ調節制御を行う。この目標下降位置Ｍは、主軸角度0°（上死点）において中押さえ２９の底部が針板１１０の上面よりも高くなり、主軸角度180°（下死点）において中押さえ２９の底部が針棒１１０よりも低くなる位置であればよいが、この条件を満たす範囲でなるべく低位置となることが望ましい。例えば、主軸角度が上死点である場合に中押さえ２９の底部が針板１１０の上面よりも高くなるのであれば、中押さえ高さ調節機構Ｍ４による調節可能範囲内における最低高さとしても良い。このように、毎針ごとに、中押さえ２９を低位置に調節することの意義については、厚さ取得処理を説明する際に説明することとする。
【００５３】
図１１は、主軸角度とＣＰＵ７３が行う中押さえモータの制御の種別との関係を示す説明図である。ＣＰＵ７３は、図９及び図１１に示すように、中押さえ２９の上下動の１ストローク（主軸２の１回転）を、中押さえ２９が被縫製物の踏みつけにより反力を受けると中押さえモータ４２の出力軸を上方移動方向に回転させる高さ可変制御を行う区間（高さ可変制御区間）Ｋ１と、外力にかかわらず中押さえモータ４２の軸角度を一定に維持させる維持制御を行う区間（維持制御区間）とに大別して制御を行っている。
また、維持制御区間は、主軸角度0°から高さ可変制御区間Ｋ１の開始主軸角度までの間で中押さえモータ４２の軸角度を原点に維持する第一維持制御区間Ｋ２と、高さ可変制御区間Ｋ１の終了主軸角度（180°）から主軸角度0°までの間で中押さえモータ４２の軸角度を高さ可変制御により最終的に修正された中押さえモータ４２の軸角度を維持する第二維持制御区間Ｋ３とに分けられ、第一維持制御区間Ｋ２と第二維持制御区間Ｋ３との間となる主軸角度（0°）で中押さえモータ４２の軸角度を前述した所定の下降目標位置に戻す制御が行われる。なお、かかる中押さえモータ４２の軸角度を所定の下降目標位置に戻す制御は、縫い針が被縫製物から抜けてから高さ可変制御が開始されるまでのいずれのタイミングで行っても良い。
なお、高さ可変制御区間、第一維持制御区間及び第二制御区間は、それぞれの区間の開始、終了となる主軸角度が予め設定によりデータメモリ７７に記録されており、ＣＰＵ７３はエンコーダ２ｂによりそれぞれの開始角度となる主軸角度を監視して各区間毎の制御を開始する。
【００５４】
高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえモータ４２のトルク設定を説明するために、中押さえ上下動機構Ｍ１及び中押さえ高さ調節機構Ｍ４の各部材により中押さえモータ４２の出力軸に加わる外部トルクについて説明する。
まず、図１０（Ａ）及び図９のｂ−ｃ区間に示すように、中押さえ２９が針板１１０よりも上方に位置するときには、中押さえ棒２８には押圧バネ３０により下方の押圧力ｆが付与されており、中押さえ棒２８に連結された第４リンク２２は当該連結端部を中心とする反時計方向のトルクＴ１を受けることとなる。その結果、第４リンク２２の他端部から角駒３３を介して案内部材３４は時計方向のトルクＴ２を付与され、さらに、案内部材３４から移動リンク３６及び偏心カム３８を介して中押さえモータ４２の出力軸は、押圧バネ３０に起因する時計方向のトルクＴｆが付与されることとなる。かかる外部トルクＴｆは、中押さえモータ４２の出力軸を中押さえ２９の下降移動方向に回転させる。
このように、中押さえ２９が針板１１０よりも上方に位置するときには、押さえモータ４２の出力軸には外部からのトルクＴｆが付与された状態となるので、高さ可変制御区間Ｋ１では、中押さえモータ４２の出力軸に外部トルクＴｆと逆回転方向（中押さえ２９の上方移動方向）にほぼ等しい大きさの駆動トルクＴｍの出力で駆動制御されている。
これにより、中押さえモータ４２は、外部トルクと出力トルクのバランスがとれた状態となり、高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえ２９の下降中には、中押さえ高さ調節機構Ｍ４による中押さえ２９の高さ変化は生じない。
【００５５】
さらに、図１０（Ｂ）及び図９の点ｃに示すように、高さ可変制御区間Ｋ１において、中押さえ２９が被縫製物の踏みつけを生じた場合には、第２リンク１１の第３リンク２０との連結端部側は時計方向の回動が制止され、その一方で、第２リンク１１の中間位置をミシンモータ２の駆動によって第１リンク８が下方に押圧しているので、第２リンク１１の回動支点となっている端部が引っ張りばね１６に抗して下降することとなる。これにより、第２リンク１１には、第１リンク８との連結部を中心に時計方向のトルクＴ３が付与され、第２リンク１１に連結された第３リンク２０は角駒３３側の端部を中心とする反時計方向のトルクＴ４を受けることとなる。その結果、第３リンク２０の端部から角駒３３を介して案内部材３４は反時計方向のトルクＴ５を付与され、さらに、案内部材３４から移動リンク３６及び偏心カム３８を介して中押さえモータ４２の出力軸は、引っ張りバネ１６に起因する反時計方向のトルクＴＦが付与されることとなる。
一方、前述した押圧バネ３０に起因する外部トルクＴｆは、中押さえ２９が被縫製物に当接することで消滅し、中押さえモータ４２の駆動トルクＴｍと同じ方向で外部トルクＴＦが付与されるので、中押さえモータ４２の出力軸は回転を開始し、図１０（Ｃ）及び図９のｃ−ｄ区間に示すように、案内部材３４を反時計方向に回動させる。これにより、連結された第３リンク２０と第４リンク２２の両端部の間隔が縮まり、中押さえ２９による被縫製物への押圧が回避される。また、第３リンク２０と第４リンク２２の両端部の間隔が縮まることにより、第２リンク１１はすぐに時計方向に回動してその支点側端部が規制部材１９に当接した状態に戻るため、引っ張りバネ１６に起因する外部トルクＴＦは消滅するが、中押さえモータ４２の出力軸には回転を阻害する押圧バネ３０に起因する外部トルクＴｆも付与されてないので、中押さえモータ４２はその駆動トルクＴｍに従って回転駆動を継続する。
中押さえモータ４２の出力軸の回転駆動は、主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１の終了角度である180°（下死点）まで継続するので、ミシンモータ２による下降移動力が付与されている間ずっと中押さえ２９による被縫製物の押圧が抑止される。
【００５６】
なお、高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえモータ４２の出力トルクＴｍは、押圧バネ３０に起因する外部トルクＴｆと逆方向であって同じ大きさに設定しているが、例えば、押圧バネ３０が存在しないようなミシンの場合には、中押さえ２９が被縫製物に当接するまでは（例えば、各部材の重量や各部の摺動摩擦に負けて）勝手に上昇方向に回転を開始しない程度であって、尚かつ、中押さえ上下動機構Ｍ１の上下動動作を中押さえ２９に伝達することが可能な程度の低トルクで上昇方向に駆動することが望ましい。
なお、トルク設定手段としての操作パネル７４により高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえモータ４２の出力トルクＴｍについて任意に調節可能としても良い。
【００５７】
また、前述した高さ可変制御における維持制御区間は、図１１に示すように、主軸角度0°から高さ可変制御区間Ｋ１の開始主軸角度（図９のａ−ｂ区間）までの間で中押さえモータ４２の軸角度を目標下降位置Ｍに維持する第一維持制御区間Ｋ２と、高さ可変制御区間Ｋ１の終了主軸角度（原則180°）から主軸角度0°（図９のｄ−ｅ区間）までの間で中押さえモータ４２の軸角度を高さ可変制御により最終的に修正された中押さえモータ４２の軸角度に維持する第二維持制御区間Ｋ３とに分けられ、第二維持制御区間Ｋ３から第一維持制御区間Ｋ２に移行する際に、主軸角度（0°）において中押さえモータ４２の軸角度を目標下降位置Ｍに戻す制御が行われる。
なお、高さ可変制御区間Ｋ１、第一維持制御区間Ｋ２及び第二制御区間Ｋ３は、それぞれの区間の開始、終了となる主軸角度が予め設定により定められており、ＣＰＵ７３はエンコーダ２ｂによりそれぞれの開始角度となる主軸角度を監視して各区間毎の制御を開始する。
【００５８】
第一維持制御区間Ｋ２では、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２の指令角度を目標下降位置Ｍの角度（中押さえ２９が下死点において針板の上面よりも十分に下方となる高さにする中押さえモータ４２の軸角度）に維持する制御を行う。また、ＣＰＵ７３は、その際の中押さえモータ４２の出力軸の維持トルクが引っ張りバネ１６による外部トルクＴＦよりも大きくなるように電流制御を行う（なお、Ｆ＞ｆ、ＴＦ＞Ｔｆ）。これにより、第一維持制御区間において、中押さえ２９が不慮に何らかの物体の挟み込み等により下降阻止状態を生じたとしても、中押さえモータ４２の出力軸は目標下降位置Ｍの角度を維持すると共に引っ張りばね１６が伸びて中押さえ２９の下降動作阻害時に行われる逃げ動作が行われる。
【００５９】
また、第二維持制御区間Ｋ３では、図１０（Ｄ）及び図９ｄ−ｅ区間に示すように、ＣＰＵ７３は、上死点到達まで、中押さえモータ４２が高さ可変制御区間Ｋ１で最終的に到達した角度を維持する制御を行う。この場合も、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２の出力軸の維持トルクが第一維持制御区間と同じ値となるように電流制御を行う。
これにより、下死点を通過した縫い針１０８が被縫製物に突き刺さった状態で上昇を開始した場合に、被縫製物が縫い針１０８に引っ張られて中押さえ２９に押圧接触するが、中押さえ２９は当該押圧力に抗して一定の高さを維持するため、被縫製物の浮き上がりを防止することができる。
【００６０】
さらに、第二維持制御区間Ｋ３において、中押さえ２９が上死点に到達すると（図９の点ｅ）、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２を目標下降位置Ｍの角度に戻す制御を行う（図１０（Ｅ）及び図９の点ｆ）。つまり、高さ可変制御区間Ｋ１において、中押さえ２９が被縫製物に接して中押さえモータ４２の軸角度が変化していた場合に目標下降位置Ｍの角度に戻されることとなる。これにより、次の高さ可変制御時に被縫製物の厚さが薄くなった場合にも、中押さえ２９が被縫製物に届かなくなる事態を回避し、適正な下死点高さにすることが可能となるので、その後の第二維持制御区間Ｋ３において、被縫製物の浮き上がりを防止することができる。
【００６１】
なお、高さ可変制御区間Ｋ１の開始となる主軸角度（図９の点ｂ）と終了となる主軸角度（図９の点ｄ）は、いずれも操作パネル７４から入力設定することができる。
高さ可変制御の開始角度は0°以上180°以下の範囲で設定可能であり、少なくとも、被縫製物が採り得る厚さ以上の高さから中押さえ２９が高さ可変制御を開始する角度に設定されるものとする。
また、終了角度は、ミシンモータ２による上下動の下死点（主軸角度180°）まで行うことを原則とするが、180°以降であっても例えば190°程度までの範囲について微調整が可能である。
なお、これにより、操作パネル７４は、「高さ可変制御を行う区間の開始と終了の主軸角度を設定する区間設定手段」として機能することとなる。
【００６２】
（中押さえ高さティーチングプログラム：厚さ取得処理及び厚さ記録処理）
図１２は厚さ取得処理における原理説明図である。
厚さ取得処理は、中押さえ２９の上下動の際に行われる。前述したように、高さ可変制御では、毎針ごとに主軸角度0°において、所定の目標下降位置Ｍとなるように中押さえモータ４２を制御する。
図１２（Ａ）の二点鎖線で示した中押さえ２９は、目標下降位置Ｍにある状態を示している（なお、針板１１０が存在するので中押さえ２９がここまで下降することは現実には不可能であり、目標下降位置Ｍはあくまで設定上の位置である）。
予め、主軸角度が上死点にあるときに、目標下降位置Ｍまで到達するように中押さえモータ４２により中押さえ２９の高さが下げられた状態で、ミシンモータ２の駆動により、主軸角度が下死点まで回転すると、下降する途中で中押さえ２９が針板１１０に当接することで、高さ可変制御により、中押さえモータ４２の出力軸が、目標下降位置Ｍと針板１１０との高低差に応じた角度α°だけ回転を生じることとなる。
一方、図１２（Ｂ）に示すように、針板１１０の上面に被縫製物が存在する場合に中押さえ２９の下降動作が行われると、高さ可変制御により、中押さえモータ４２の出力軸が、（目標下降位置Ｍと針板１１０の上面との高低差）＋（被縫製物の厚さ）に応じた角度β°だけ回転を生じることとなる。
従って、目標下降位置Ｍをデータメモリに登録することにより、ＣＰＵ７２は、中押さえモータ４２の角度αを予め算出し、毎針ごとに中押さえモータ４２のエンコーダ８１から回転角度βを検出して、その差β−αを求めることで、縫製パターンデータ７１ａの毎針ごとの被縫製物の厚さを検出することが可能である。なお、角度差β−αと被縫製物の厚さとの関係を示すテーブルをデータメモリ７１内に用意して、参照する処理を行っても良い。
また、厚さ取得処理は、予め全ての針落ち位置について先に回転角度βの記録を行い、その後、全針落ち位置についての被縫製物の厚さを求めても良い。
【００６３】
また、厚さ記録処理では、ＣＰＵ７２は、厚さ取得処理で求めた毎針ごとの被縫製物の厚さを該当する縫製パターンデータ７１ａに記録する処理を行う。その際には、針数と被縫製物の厚さとを対応させて記録する。
なお、厚さ記録処理は、予め厚さ取得処理で全ての針落ち位置について先に被縫製物の厚さを求め、その後、全針落ち位置についての被縫製物の厚さを縫製パラメータ７１ａに記録しても良い。
【００６４】
また、上記厚さ記録処理では縫製パターンデータ７１ａに対して実測された被縫製物の厚さが記録されるので、中押さえ高さティーチングの開始時には、縫製パターンデータ７１ａ中に既に記録されていた中押さえ高さコマンド及びその設定値のデータは予め全て削除される。
また、厚さ取得処理により求められた毎針ごとの被縫製物の厚さを一つ前の針落ち位置での被縫製物の厚さと比較を行い、所定厚さの以上の変化を生じた場合に限り、縫製パターンデータ７１ａに対して記録しても良い。
また、検出された被縫製物の厚さを縫製パターンデータ７１ａの記録する際には、任意に設定可能な補正値の加算による補正を可能としても良い。
【００６５】
（ミシンの中押さえ高さティーチングにおける動作説明）
図１３は中押さえ高さティーチング前の基本動作の制御を示すフローチャートであり、図１４は基本動作から中押さえ高さティーチングモードが選択されて実行する場合のフローチャートを示す。
これら図１３及び図１４に基づいて、中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃの実行によりＣＰＵ７３が行う制御及び処理について説明する。
【００６６】
まず、図１３に示すように、操作パネル７４に表示される縫製や各ティーチング等の動作制御の実行を促す準備キーの押下が行われると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ７２は、これを検出し、データメモリ７１内の縫製パターンデータ７１ａの読み込みを実行する（ステップＳ１２）。
次に、操作パネル７４に実行動作の選択画面を表示し、縫製、枠位置ティーチング、中押さえ高さティーチングのいずれかのモードの実行をオペレータに選択させる。
そして、オペレータにより中押さえ高さティーチングモードの選択を受けると（ステップＳ１３）、ＣＰＵ７２は、布押さえモータ７９ａを制御して保持枠１１１を上昇させた状態で待機し、オペレータによる被縫製物のセット待ちの状態とする。そして、操作パネル７４に布押さえ下降の実行キーを表示し、当該下降の実行キーが押下されると（ステップＳ１４）、ＣＰＵ７２は、中押さえ高さティーチングモードの処理を開始する（ステップＳ１５）。
【００６７】
中押さえ高さティーチングモードの処理を図１４に示す。この処理は、中押さえ高さティーチングの実行中において、短い周期（例えば、主軸角度が1°変化するごとに繰り返される）で繰り返し行われる。
ＣＰＵ７２は、まず、ミシンモータ２ａの駆動を開始すると共に、エンコーダ２ｂの出力から現在の主軸角度を検出する（ステップＳ２１）。
そして、現在の主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１であるか判定を行い（ステップＳ２２）、区間内である場合には、高さ可変制御を実行する（ステップＳ２３）。
【００６８】
即ち、ＣＰＵ７２は、中押さえモータ４２を、中押さえ２９の上昇側回転方向に駆動トルクＴｍの出力となるように制御する。その結果、中押さえモータ４２の出力軸は、押圧バネ３０に基づく下降側への外部トルクＴｆと駆動トルクＴｍとがバランスを採り、中押さえ高さ調節機構Ｍ４により上下動は行われることなく、中押さえ上下動機構Ｍ１に付与される下降動作に従って中押さえ２９が下降を行う（図１０（Ａ）参照）。
そして、下降する中押さえ２９が被縫製物に当接すると、瞬間的に引っ張りバネ１６に基づく上昇側の外部トルクＴＦが中押さえモータ４２の出力軸に付与されて中押さえモータ４２の出力軸は上昇側に回転を生じる（図１０（Ｂ），図１０（Ｃ）参照）。この間、中押さえ上下動機構Ｍ１は中押さえ２９に下降動作の付与を行い、その一方で中押さえ高さ調節機構Ｍ４が上昇動作を付与或いは許容することとなり、中押さえ２９の上下動が相殺されて、ほとんど被縫製物を押圧することはない。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ７２は、エンコーダ２ｂを参照して、主軸角度が針最下点（下死点：180°）か否かを判定し（ステップＳ２４）、針最下点ではない場合にはステップＳ２６に処理を進める。
また、主軸角度が針最下点である場合には、中押さえモータ４２のエンコーダ８１の出力から中押さえ２９が被縫製物に当接してからの回転角度βの検出を実行する（ステップＳ２５）。さらに、ＣＰＵ７２は、β−αから被縫製物の布厚の算出を行い、当該布厚からその時の針数における中押さえ高さコマンドを生成し、縫製パターンデータ７１ａに記憶し、ステップＳ２６に処理を進める。
ステップＳ２６では、ＣＰＵ７２は、縫製パターンデータ７１ａに記憶された全ての針数について縫い針上下動が完了したか否かの判定を行い、完了した場合には、処理を終了し、完了していない場合には、処理をステップＳ２１に戻す。
【００７０】
また、ステップＳ２２の判定において、主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１内ではないと判定した場合には、ＣＰＵ７２は、さらに、主軸角度が0°（上死点）か否かを判定し（ステップＳ２７）、0°の場合には、中押さえモータ４２を目標下降位置Ｍとなるように制御し（ステップＳ２８）、処理をステップＳ２６に進める。
また、主軸角度が0°ではない場合には、中押さえモータ４２の出力軸が現在の角度を維持するように制御して（ステップＳ２９）、処理をステップＳ２６に進める。
【００７１】
かかる処理により、主軸１回転において、主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１内の場合には、ステップＳ２１，２２，２３，２４，２５，２６の処理が繰り替えされることで高さ可変制御が実行されることとなり、主軸角度が第一又は第二維持制御区間Ｋ２，Ｋ３（0°の場合を除く）内の場合には、ステップＳ２１，２２，２７，２９，２６の処理が繰り替えされることで維持制御が実行されることとなり、主軸角度0°の場合にはステップＳ２１，２２，２７，２８，２６の処理が実行されることで中押さえモータ４２の主軸角度を目標下降位置Ｍとする制御が実行されることとなる。
【００７２】
（実施形態の効果）
電子サイクルミシン１００では、制御装置１０００により、中押さえ２９の下降による被縫製物への接触時に、高さ可変制御により、中押さえモータ４２が中押さえ２９を上方移動させる方向に出力軸を回転させるので、被縫製物の押圧が回避される。
【００７３】
また、制御装置１０００は、高さ可変制御の開始前となる主軸角度0°において、中押さえ２９が下死点（主軸角度180°）となる時の中押さえ高さが針板１１０の上面よりも下方となるように中押さえモータ４２を制御している。
これにより、中押さえ２９の上下動において、中押さえ２９の下死点（主軸角度180°）における高さが針板１１０の上面と一致するように設定されていると、被縫製物が薄い素材である場合には、被縫製物に中押さえ２９が当接するのが主軸角度180°直前のタイミングとなり、高さ可変制御により中押さえモータ４２の出力軸の回転が開始される前に、中押さえ上下動機構Ｍ１による中押さえ２９の上昇に転じて、中押さえモータ４２の出力軸の高さ可変制御による角度変化を良好に得ることができず、その結果、被縫製物の厚さ検出を良好に行うことができないという問題を生じる。
特に、付勢機構Ｍ２の引っ張りバネ１６のような、過剰負荷回避用の押さえバネを有する構成の場合には、薄い被縫製物の場合に、当接時に瞬間的に生じる引っ張りバネ１６の伸びにより被縫製物の厚さ分の中押さえモータの駆動が吸収されて、中押さえモータ４２による厚さ検出がうまく行うことが困難となり得る。
しかしながら、上記電子サイクルミシン１００では、中押さえ２９の目標下降高さＭを針板１１０から離れたより下方の高さとしているので、下降する中押さえ２９を主軸角度180°よりもかなり早いタイミングで被縫製物に当接させることができ、当接後も中押さえモータ上下動機構Ｍ１により下降動作が付与され続け、その結果、中押さえモータ４２の出力軸は十分に回転を行うこととなる。つまり、中押さえモータ４２の出力軸の回転が行われる前に中押さえ２９が上方に引き返すという事態を回避することができ、その結果、被縫製物が薄い素材の場合であっても、また、過剰負荷回避用の押さえバネが存在する場合であっても、良好に厚さ検出を行うことが可能となる。
【００７４】
また、電子サイクルミシン１００では、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いることなく被縫製物の厚さを求めることができ、部品点数の低減による生産性の向上を図ることが可能となる。また、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いずに、中押さえを被縫製物に接触させて布厚を検出するので、ふかつきを含めた自然状態の厚さではなく、縫い糸で圧縮された状態の布厚を検出することができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
さらに、中押さえによる被縫製物への接触時の押圧を中押さえモータ４２により抑制するので、被縫製物を押圧して傷つけることを回避でき、被縫製物の保護により縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００７５】
また、電子サイクルミシン１００では、縫製パターンデータ７１ａに従って実行される毎針の被縫製物の相対的位置決め動作に同期して高さ可変制御が実行され、各針の厚さ取得処理が実行されて、針数の順番に対応づけて縫製パターンデータ７１ａに被縫製物の厚さが記録されるので、中押さえ２９の高さを被縫製物に対して逐一調節しながら適正な中押さえ２９の下死点高さを設定して縫製パターンデータ７１ａの設定作業を行う場合と比べて、煩雑な設定作業を不要とし且つ作業負担を軽減し、被縫製物の厚さを考慮した縫製パターンデータ７１ａを容易に取得することが可能となる。
【００７６】
（その他）
なお、上記電子サイクルミシン１００では、高さ可変制御及び被縫製物の厚さの検出を、中押さえ高さティーチングの際に実行したが、通常の縫製において高さ可変制御及び被縫製物の厚さの検出を実行しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係るミシンを示す斜視図である。
【図２】ミシンの保持枠や中押さえの近傍を示す拡大斜視図である。
【図３】ミシンの中押さえ装置を示す側面図である。
【図４】中押さえ装置の分解斜視図である。
【図５】中押さえ装置の分解斜視図である。
【図６】中押さえ装置の中押さえの高さ調節に関する説明図であって、図６（ａ）は下死点を下方に調節した場合を示し、図６（ｂ）は下死点を調節に当接した場合を示す。
【図７】本発明に係るミシンの制御装置を示すブロック図である。
【図８】縫製パターンデータのデータ構成を示す説明図である。
【図９】中押さえ高さティーチング動作時の中押さえの高さ変化を示した線図及びその際の中押さえモータ４２の軸角度変化を示した線図である。
【図１０】図１０（Ａ）は図９の点ａ、図１０（Ｂ）は図９の点ｂ−ｃ区間、図１０（Ｃ）は図９の点ｃ−ｄ区間、図１０（Ｄ）は図９の点ｄ−ｅ区間、図１０（Ｅ）は図９の点ｅ−ｆ区間の各中押さえ高さにおける中押さえ高さ調節機構の動作状態を示した模式図である。
【図１１】中押さえ高さ調節機構の押圧バネが中押さえモータにもたらすトルク負荷を説明するための模式図である。
【図１２】厚さ取得処理における原理説明図であり、図１２（Ａ）は針板上に被縫製物がない場合を示し、図１２（Ｂ）は針板上に被縫製物がある場合を示している。
【図１３】中押さえ高さティーチング前の基本動作の制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の基本動作から中押さえ高さティーチングモードが選択されて実行する場合のフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００７８】
１ 中押さえ装置
２ 主軸
２ａ ミシンモータ
２ｂ エンコーダ（主軸角度検出手段）
１１ 第２リンク（他の動作伝達部材）
１６ 引っ張りばね
２０ 第３リンク（動作伝達部材）
２２ 第４リンク（動作伝達部材）
２９ 中押さえ
３０ 押圧バネ
４２ 中押さえモータ
７０ａ 縫製プログラム
７０ｃ 中押さえ高さティーチングプログラム
７１ａ 縫製パターンデータ
７３ ＣＰＵ（縫製制御手段、中押さえ高さ制御手段、厚さ取得処理手段、厚さ記録手段）
７６ａ Ｘ軸モータ（位置決めモータ）
７７ａ Ｙ軸モータ（位置決めモータ）
８１ エンコーダ（モータ軸角度検出手段）
１００ 電子サイクルミシン
１１０ 針板
１０００ 制御装置
Ｍ１ 中押さえ上下動機構
Ｍ２ 付勢機構
Ｍ３ 中押さえ退避機構
Ｍ４ 中押さえ高さ調節機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中押さえを備えるミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンは、上昇を行う縫い針に被縫製物が引っ張られないように縫い針よりも小さいストロークで上下動を行う中押さえによって被縫製物を押さえているが、中押さえは針板の上面近傍で上下動を行っているので、厚みがある被縫製物の場合には中押さえの下降時に被縫製物を踏みつけて傷つけてしまうという問題があった。
そこで、従来のミシンは、ミシンモータとは別に中押さえを上下動させることで中押さえの上下位置を調節するステッピングモータと、光学素子からなる布厚検出器とを設け、検出された布厚に基づいてステッピングモータにより中押さえの下死点高さを調整する制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−４４９８３号公報（第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１における従来のミシンにあっては、光学素子からなる布厚検出器では被縫製物のふかつきを含めた自然状態の厚さを検出してしまい、縫い糸で圧縮された状態の布厚を検出することができないため、検出した厚さの値が大きくなり、その結果調整した中押さえの設定位置が高すぎてしまい、縫い針が上昇時に被縫製物が浮き上がらないように適正に押圧することができない問題がある。また専用の布厚検出器が必須であり部品点数の増加による生産性の低下を招くという問題があった。また、布厚検出器は被縫製物が位置する針棒の周囲に配置しなければならないが、当該中押さえやその上下動機構が設けられ、針棒の周囲に布厚検出器を配置するスペースの確保が困難であるという問題もあった。
本発明は、部品点数を低減し、針棒周囲のスペースを広く確保可能としつつ、ミシンを駆動しながら縫い目で圧縮された被縫製物の厚さを正確に検出することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１記載の発明は、ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、位置決めモータにより縫い針と被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、毎針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータを記憶した記憶手段と、前記ミシンモータにより回転駆動される主軸の角度を検出する主軸角度検出手段と、縫製時に被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、前記ミシンモータから動力を得て、前記縫い針の上下動に同期して前記中押さえを上下動させる中押さえ上下動機構と、中押さえモータにより前記中押さえ上下動機構の動作伝達部材の姿勢に変化を付与すると共に変化後の姿勢を支承することで前記ミシンモータとは別に前記中押さえを上下移動させる中押さえ高さ調節機構と、前記ミシンモータの駆動により前記中押さえ上下機構が行う前記中押さえの上昇と下降に同期させながら、前記縫製パターンデータに従って一針毎に位置決め機構を駆動させる縫製制御手段とを備えるミシンにおいて、前記中押さえモータの出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段と、前記中押さえの前記下降開始又は下降途中から下死点までの間、前記中押さえ高さ調節機構による上下の位置変化を生じないように前記動作伝達部材の姿勢を維持し、前記中押さえの被縫製物への当接により前記中押さえモータの出力軸に外部からのトルクが加わると、前記中押さえを上方移動させる方向に回転を生じるように前記中押さえモータの出力を制御する高さ可変制御を行う中押さえ高さ制御手段と、前記中押さえの前記下死点における前記中押さえモータの出力軸角度の検出角度から前記被縫製物の厚さを求める厚さ取得処理を行う厚さ取得処理手段とを備え、前記中押さえ高さ制御手段は、前記高さ可変制御の前に、前記中押さえが下死点となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように前記中押さえモータを制御することを特徴とするミシン。
【０００５】
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、毎針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータに基づいて前記位置決めモータの動作制御を行う縫製制御手段と、前記縫製パターンデータに対して、針数の順番に対応づけて、取得された前記被縫製物の厚さを記録する厚さ記録手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
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、前記中押さえ上下動機構の他の動作伝達部材を弾性力で支持すると共に前記中押さえの下降が阻害されることにより前記弾性力以上の負荷が前記他の動作伝達部材に生じたときに当該他の動作伝達部材の逃げ動作を許容する、前記中押さえ上下動機構に対する過剰負荷回避用の押さえバネを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明は、中押さえの下降による被縫製物への接触時に、中押さえ高さ制御手段が、中押さえモータが中押さえを上方移動させる方向に出力軸を回転させるので、被縫製物の押圧が回避される。
【０００８】
さらに、請求項１記載の発明は、ミシンモータを駆動して縫い針及び中押さえが上下動させながら位置決め機構を縫製パターンデータに従って作動しているときであって、中押さえ高さ制御手段が、高さ可変制御の前に、中押さえが下死点（中押さえ上下動機構による上下動における下死点）となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように中押さえモータを制御している。
例えば、中押さえの上下動において、中押さえの下死点における高さが針板の上面と一致するように設定されていると、被縫製物が薄い素材である場合には、被縫製物に中押さえが当接して中押さえモータの出力軸の回転が開始される前に、中押さえ上下動機構による中押さえの上昇に転じて、中押さえモータの出力軸の角度変化を良好に得ることができず、その結果、被縫製物の厚さ検出を良好に行うことができないという問題を生じる。
しかしながら、請求項１記載の発明は、中押さえの目標下降高さを針板よりも下方としているので（中押さえの底部が針板上面よりも下方となる）、下降する中押さえが被縫製物に当接した後も中押さえモータ上下動機構により下降動作が付与され続け、その結果、中押さえモータの出力軸は十分に回転を行うこととなる。つまり、中押さえモータの出力軸の回転が行われる前に中押さえが上方に引き返すという事態を回避することができ、その結果、被縫製物が薄い素材の場合であっても、良好に厚さ検出を行うことが可能となる。
【０００９】
また、上記発明により、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いることなく被縫製物の厚さを求めることができ、部品点数の低減による生産性の向上を図ることが可能となる。また、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いずに、中押さえを被縫製物に接触させて布厚を検出するので、ふかつきを含めた自然状態の厚さではなく、縫い糸で圧縮された状態の布厚を検出することができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
さらに、中押さえによる被縫製物への接触時の押圧を中押さえモータにより抑制するので、被縫製物を押圧して傷つけることを回避でき、被縫製物の保護により縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００１０】
なお、高さ可変制御の実行区間は、中押さえの下降動作の開始からに限らず、被縫製物に接し得る高さまで下降してから開始しても良い。つまり、被縫製物に接し得ない高さ（例えば、縫製対象としている被縫製物の厚さでは接し得ない高さ）にいる時点では、押さえバネに抗して中押さえモータを中押さえの下死点を維持することが可能な通常のトルクとなるように制御し、被縫製物に接し得る高さまで下降してから高さ可変制御を開始しても良い。
また、高さ可変制御における中押さえモータのトルクは、下降時において中押さえ高さ調節機構による上方への移動が行われない程度に低くすることが求められる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、縫製パターンデータに従って実行される毎針の被縫製物の相対的位置決め動作に同期して高さ可変制御が実行され、各針の厚さ取得処理が実行されて、針数の順番に対応づけて縫製パターンデータに被縫製物の厚さが記録されるので、中押さえの高さを被縫製物に対して逐一調節しながら適正な中押さえの下死点高さを設定して縫製パターンデータの設定作業を行う場合と比べて、煩雑な設定作業を不要とし且つ作業負担を軽減し、被縫製物の厚さを考慮した縫製パターンデータを容易に取得することが可能となる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、過剰負荷回避用の押さえバネを備え、下降する中押さえが被縫製物に当接すると、押さえバネが伸張又は収縮し、他の動作伝達部材の逃げ動作を許容することで中押さえ上下動機構の各部材の破損を防ぐことを可能とする。
かかる押さえバネにより、下降する中押さえが被縫製物に当接した場合に、その弾性力により中押さえモータの出力軸に対する回転を促すことが可能となる。
そして、このような押さえバネが存在する場合、特に、中押さえの下死点における高さが針板の上面と一致するように設定され且つ被縫製物が薄い素材である場合に、中押さえの当接による中押さえモータの出力軸への回転力の付与が押さえバネの伸縮により吸収され、特に、厚さの良好な検出を阻害する傾向を生じるが、そのような場合であっても、前述したように、中押さえモータの出力軸を効果的に回転させることができ、被縫製物が薄い素材の場合であっても、良好に厚さ検出を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの実施の形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、ミシンとして電子サイクルミシンを例に説明する。
電子サイクルミシンは、縫製を行う被縫製物である布を保持する保持枠を有し、その保持枠が縫い針に対し相対的に移動することにより、保持枠に保持される布に所定の縫製パターンデータ（縫製パターン）に基づく縫い目を形成するミシンである。
ここで、後述する縫い針１０８が上下動を行う方向をＺ軸方向（上下方向）とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向（左右方向）とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向（前後方向）と定義する。
【００１４】
電子サイクルミシン１００（以下、ミシン１００という。）は、図１に示すように、ミシンテーブルＴの上面に備えられるミシン本体１０１と、ミシンテーブルＴの下部に備えられ縫製の開始と停止を操作するためのペダルＲや、ミシンテーブルＴの上部に備えられユーザによる入力操作を行うための操作パネル７４等を備えている。
【００１５】
（ミシンフレーム及び主軸）
図１、図２に示すように、ミシン本体１０１は、外形が側面視にて略コ字状を呈するミシンフレーム１０２を備えている。このミシンフレーム１０２は、ミシン本体１０１の上部をなし前後方向に延びるミシンアーム部１０２ａと、ミシン本体１０１の下部をなし、前後方向に延びるミシンベッド部１０２ｂと、ミシンアーム部１０２ａとミシンベッド部１０２ｂとを連結する縦胴部１０２ｃとを有している。
このミシン本体１０１は、ミシンフレーム１０２内に動力伝達機構が配され、回動自在で前後方向に延びる主軸２（図４参照）及び図示しない下軸を有している。主軸２はミシンアーム部１０２ａの内部に配され、下軸（図示省略）はミシンベッド部１０２ｂの内部に配されている。
【００１６】
主軸２は、ミシンモータ２ａ（図８参照）に接続され、このミシンモータ２ａにより回動力が付与される。また、下軸（図示省略）は、縦軸（図示省略）を介して主軸２と連結されており、主軸２が回動すると、主軸２の動力が縦軸を介して下軸側へ伝達し、下軸が回動するようになっている。
主軸２の前端には、主軸２の回動によりＺ軸方向に上下動する針棒１０８ａが接続されており、その針棒１０８ａの下端には、縫い針１０８が交換可能に設けられている。つまり、主軸２の回動により縫い針１０８はＺ軸方向に上下動する。
かかる主軸２とミシンモータ２ａと針棒１０８ａと主軸２から針棒１０８ａに上下動の駆動力を付与する図示しない伝達機構により針上下動機構が構成される。
【００１７】
なお、主軸２には、主軸角度検出手段としてのエンコーダ２ｂ（図７参照）が設けられている。エンコーダ２ｂはミシンモータ２ａの主軸２の回転角度を検知するものであり、例えば、ミシンモータ２ａにより主軸２が１°回転するごとにパルス信号を制御装置１０００に出力するようになっている。また、主軸２の１回転に伴い、針棒１０８ａは１往復の運動を行う。
【００１８】
また、下軸（図示省略）の前端には、釜（図示省略）が設けられている。主軸２とともに下軸が回動すると、縫い針１０８と釜（図示省略）との協働により縫い目が形成される。
なお、ミシンモータ２ａ、主軸２、針棒１０８ａ、縫い針１０８、下軸（図示省略）、釜（図示省略）等の接続構成は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００１９】
（位置決め手段）
図１、図２に示すように、ミシンベッド部１０２ｂ上には、針板１１０が配設されており、この針板１１０の上方に布保持部としての保持枠１１１及び縫い針１０８が配置されるようになっている。
保持枠１１１は、ミシンアーム部１０２ａの前端部に配される取付部材１１３に取り付けられており、その取付部材１１３にはミシンベッド１０２ｂ内に配置された位置決めモータとしてのＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが駆動手段として連結されている（図７参照）。
保持枠１１１は、被縫製物である布地を保持し、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの駆動に伴い、保持した布地を保持枠１１１ごと前後左右方向に移動するようになっている。そして、保持枠１１１の移動と、縫い針１０８や釜（図示省略）の動作が連動することにより、布地に所定の縫製パターンデータの縫い目データに基づく縫い目が形成される。
また、保持枠１１１は、布押さえ（図示省略）と下板（図示省略）とからなっており、取付部材１１３はミシンアーム１０２ａ内に配置された布押さえモータ７９ｂの駆動により上下駆動が可能であり、布押さえ下降時に下板との間で布地を挟持し保持するようになっている。
そして、これら保持枠１１１、取付部材１１３、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが、縫い針と布地をＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に位置決めする位置決め機構として機能する。
【００２０】
ペダルＲは、ミシン１００を駆動させ、針棒１０８ａ（縫い針１０８）を上下動させたり、保持枠１１１を動作させたりするための操作ペダルとして作動する。すなわちペダルＲには、ペダルＲが踏み込まれたその踏み込み操作位置を検出するためのセンサが組み込まれており、センサからの出力信号がペダルＲの操作信号として後述する制御装置１０００に出力され、制御装置１０００はその操作位置、操作信号に応じて、ミシン１００を駆動し、動作させるように構成されている。
【００２１】
また、ミシン１００には、ユーザによる操作入力を行うための操作パネル７４が設けられており、操作パネル７４に入力された各種データや操作信号は、後述する制御装置１０００に出力される。
なお、操作パネル７４は、液晶表示パネルとその液晶表示パネルの表示画面上に設けられたタッチパネルとを備えて構成されており、液晶表示パネルに表示される各種操作キー等をタッチ操作することにより、タッチパネルがタッチ指示された位置を検出し、検出した位置に応じた操作信号を後述する制御装置１０００に出力するようになっている。
【００２２】
（中押さえ装置）
ミシンアーム１０２ａには、縫い針１０８の上下動による布の浮き上がりを防止するために、針棒１０８ａの上下動と連動して上下動し、縫い針１０８の周囲の布を下方に押圧する中押さえ２９を有する中押さえ装置１（図３参照）が設けられている。なお、中押さえ装置１の本体はミシンアーム部１０２ａの内部に配設されており、縫い針１０８は、中押さえ２９の先端側に形成されている貫通孔に挿入されている。
中押さえ装置１は、図３〜図５に示すように、縫製時に布を針板１１０側に押さえ付ける中押さえ２９と、主軸２の回転により上下動する縫い針１０８に合わせて中押さえ２９を上下動させる中押さえ上下動機構Ｍ１と、中押さえ２９の下降動作阻害時に行われる逃げ動作を可能とすると共に逃げ動作の際に中押さえ２９を針板１１０側に付勢する付勢機構Ｍ２と、中押さえ２９を縫製終了後に退避高さ位置に上昇させる中押さえ退避機構Ｍ３と、中押さえ２９の高さを調節する中押さえ高さ調節機構Ｍ４とを備えている。
【００２３】
中押さえ上下動機構Ｍ１は、先端に縫い針１０８を備える針棒１０８を上下方向に駆動させる主軸２（図４参照）の回動により、中押さえ２９を上下動させるようになっている。
図４に示すように、主軸２には偏心カム３が固定され、その偏心カム３には接続リンク４が連結されている。接続リンク４には揺動軸抱き５が連結され、揺動軸抱き５には揺動軸６の一端部が連結されている。
揺動軸６の他端部には、図５に示すように、中押さえの上下方向Ｄ１の移動量を調節する中押さえ調節腕７の基端部が固定されている。中押さえ調節腕７には溝カム７ａが形成されている。この溝カム７ａは弧状の長孔になっており、この溝カム７ａの所望の位置で第１リンク８の一端部が調節ナット９と段ねじ１０により軸支されている。第１リンク８の一端部の固定位置は揺動軸６の中心に対して接離移動調節可能であり、中心からの距離に比例して第１リンク８に付与する往復動作量を増減調節することができる。
【００２４】
第１リンク８の他端部は、図５に示すように、第２リンク１１の長手方向略中間に段ねじ１２より回動自在に連結されている。ここで、調節ナット９が係合する溝カム７ａは、中押さえ２９が上下往復運動の下死点にあるときに、段ねじ１２の軸心を中心とした円弧の一部となるように形成されている。つまり、上軸２の角度が中押さえ２９を下死点に移動させる位相のときにカム溝７ａにおける第１リンク８の位置調節を行うことで、中押さえ２９の下死点位置を不動状態のままストローク調節を行うことができる。
但し、ミシン１０は、後述するように、被縫製物の厚さを算出する処理を行うが、その際には、中押さえ上下動機構Ｍ１の上下動ストロークが関係することから調節はみだりに行わない。また、調節する際には被縫製物の厚さを算出するためのパラメータとしての上記ストローク値を制御装置１０００に設定入力して更新する必要がある。
【００２５】
そして、第２リンク１１の一端部は、後述する位置決めリンク１３に軸支されている。第２リンク１１の一端部が、位置決めリンク１３に軸支されることで、通常の縫製時に中押さえ２９が上下動を行う際には、引っ張りばね１６の弾性力により第２リンク１１の一端部が規制部材１９に押し当てられた状態を維持する。そして、中押さえ２９が布地の踏みつけ或いは何かに引っかかって予定された下死点位置まで下降できないような場合に、引っ張りばね１６の弾性力に抗して位置決めリンク１３が回動を行い、第２リンク１１の一端部の支点が引っ張りばね１６に抗して下降することで中押さえ２９を上方に逃がすことが可能となっている。これにより、中押さえ上下動機構Ｍ１の破損が防止される。
【００２６】
第２リンク１１の他端部は、図５に示すように、第３リンク２０の一端部に段ねじ２１により回動自在に連結されている。第３リンク２０の他端部には、第４リンク２２の一端部が段ねじ２３により第３リンク２０の長手方向に対して直列となるように回動自在に連結されている。そして、本実施形態では、この第３リンク２０と第４リンク２２とで中押さえリンク部材２４が構成されている。
第４リンク２２の他端部には、リンク中継板２５が段ねじ２６により連結されている。リンク中継板２５には中押さえ棒抱き２７が固定されており、中押さえ棒抱き２７には上下方向に延びる中押さえ棒２８が保持されている。中押さえ棒２８の下端部には、縫製時に布地を針板１１０側に押さえ付ける中押さえ２９が取り付けられている。中押さえ棒２８の上端部には押圧バネ３０が設けられており、ボルト３１及びナット３２により中押さえ棒抱き２７に取り付けられている。押圧バネ３０は、中押さえ２９が縫製時に縫い針１０８と同期して上下動を行う際に、中押さえ２９を常時下方に押圧している。
そして、本実施形態では、第１リンク８、第２リンク１１、第３リンク２０、第４リンク２２等により、中押さえ上下動機構Ｍ１が構成されている。
【００２７】
段ねじ２３は、角駒３３及び案内部材３４と共に第３リンク２０と第４リンク２２とを連結している。すなわち、第４リンク２２の正面側には案内部材３４が設けられ、この案内部材３４の正面側には角駒３３が設けられており、第３リンク２０、第４リンク２２、角駒３３及び案内部材３４が一つの段ねじ２３で連結されている。
【００２８】
案内部材３４は、略Ｆ字状の板材であり、上端部３４ｔが段ねじ３５によりミシン筐体（ミシンフレーム１０２）に回動自在に取り付けられている。案内部材３４の下端部近傍には、上下方向に長尺な長孔３４ａが形成されている。この長孔３４ａは、内側に角駒３３がスライド可能に嵌めこまれており、案内部材３４は、第３リンク２０と第４リンク２２の連結部Ｐを中押さえ２９の上下方向Ｄ１に移動可能とし、かつ、第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２を横切る方向Ｄ３への移動を規制している。
【００２９】
また、図５に示すように、案内部材３４には、当該案内部材３４を第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２を横切る方向Ｄ３に移動させる移動リンク３６の一端部が、段ねじ３７により長孔３４ａの上部近傍に回動自在に連結されている。移動リンク３６の他端部には偏心カム３８が連結されており、この偏心カム３８には可変軸３９の一端部が連結されている。
可変軸３９の他端部は、図４に示すように、ベアリング４０、かさ歯車４１を介して中押さえモータ４２に連結されている。つまり、中押さえモータ４２の駆動が、可変軸３９、偏心カム３８、移動リンク３６の順に伝達され、移動リンク３６が案内部材３４を移動させるようになっている。
中押さえモータ４２は、正逆方向に回動自在であるとともに、その回動量及び駆動のタイミングが制御装置１０００により制御可能となっている。
そして、移動リンク３６と案内部材３４と角駒３３等が、中押さえ２９の高さを調節する中押さえ高さ調節機構Ｍ４として機能する。
【００３０】
位置決めリンク１３は、その中央部近傍で段ねじ１４によりミシン筐体としてのミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられ、段ねじ１４の位置は、中押さえ２９が下死点にあるときの段ねじ１２の位置と一致するようになっている。
位置決めリンク１３の一端部は、ミシン面部側に向かって略コ字状に折り返されており、折り返された先端部にはばね掛１３ａが形成されている。本実施形態における位置決めリンク１３は、その一端のばね掛け１３ａが、当該位置決めリンク１３の回動中心である段ねじ１４付近まで折り返されており、回動中心からばね掛け１３ａまでの距離が短くなるように形成されている。ばね掛け１３ａには引っ張りばね１６の一端（上端）が連結されており、引っ張りばね１６の他端（下端）は、ミシンフレームに固定されているばね掛１５に連結されている。
引っ張りばね１６は、ばね掛１３ａが形成されている位置決めリンク１３の一端部を下方に引き下げるように付勢する。すなわち、引っ張りばね１６は、第２リンク１１における第３リンク２０との接続部位が反力を受けた場合に、中押さえ２９による踏みつけの発生により上方への反力を受けた場合に、その接続部位を下方に引き下げるように付勢する。つまり、引っ張りばね１６と位置決めリンク１３とが、中押さえ２９の下降動作阻害時に中押さえ上下動機構Ｍ１に対する過剰負荷回避用の逃げ動作を可能とすると共に逃げ動作の際に中押さえ２９を針板１１０側に付勢する付勢機構Ｍ２として機能する。そして、引っ張りバネ１６は過剰負荷回避用の押さえバネとして機能する。また、第２リンク１１は、逃げ動作を行う「他の動作伝達部材」として機能する。
なお、付勢機構Ｍ２は、位置決めリンク１３が第２リンク１１に連結されることによって中押さえ上下動機構Ｍ１に接続されている。
【００３１】
位置決めリンク１３の他端部にはストッパ１７が連結されており、第２リンク１１の一端部と位置決めリンク１３の他端部とが一つの段ねじ１８によって連結されている。また、ストッパ１７は、段ねじ１４で位置決めリンク１３と共にミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられている。ストッパ１７の一端部１７ａの上方には、当該ストッパ１７の一端部の上方への移動を規制するように規制部材１９が設けられている。なお、この規制部材１９は、ミシンフレーム１０２の一部で代用してもよい。
【００３２】
図４に示すように、かさ歯車４１には、かさ歯車４３が歯合されており、中押さえモータ４２の駆動を可変軸３９の軸方向と直交する方向Ｄ４に出力することができるようになっている。かさ歯車４３の後端にはベアリング４４、中押さえ昇降カム４５等が同軸上に連結されている。
【００３３】
中押さえ昇降カム４５は、軸方向端面に図示しない溝を有する溝カムである。
中押さえ昇降カム４５は、その溝がカム部となっており、当該中押さえ昇降カム４５の回動範囲の半分は、回動中心から溝までの距離がほぼ同一の円弧状に形成され（以下、維持部という）、残る半分は、回動中心から溝までの距離が、その維持部における回動中心から溝までの距離よりも大きく、かつ、滑らかに変化する形状（以下、変化部という）となっている。
この中押さえ昇降カム４５は、中押さえ２９を縫製終了後の退避位置に上昇させる中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａを上下に昇降させるものであり、当該中押さえ昇降カム４５の溝の内部には、中押さえ上げ部材４６の他端部に設けられた円筒状のコロ４７が摺動自在に嵌合されている。そして、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の維持部に沿って移動する際には、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａは昇降しないが、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の変化部に沿って移動する際には、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａが昇降するようになっている。
このような溝カムである中押さえ昇降カム４５の図示しない溝の内側にはコロ４７を介して押さえ上げ部材４６の他端部が係合しているので、中押さえ昇降カム４５が回転を行わない限り中押さえ上げ部材４６は揺動を行うことがなく、一定の状態を維持することが可能となっている。そして、中押さえ昇降カム４５、中押さえ上げ部材４６及びコロ４７により、中押さえ退避機構Ｍ３が構成されている。
【００３４】
中押さえ上げ部材４６は、その中腹部で軸部材すなわちピン４８によりミシンフレーム１０２に回動自在に取り付けられて支持されている。かかる中押さえ上げ部材４６は、その一端部４６ａが中押さえ棒抱き２７の下方に位置するように設けられており、コロ４７が中押さえ昇降カム４５の変化部に沿って移動し、中押さえ上げ部材４６の一端部４６ａが上昇することで中押さえ棒抱き２７を上昇させ、中押さえ２９を退避位置に上昇させることができるようになっている。
【００３５】
（縫製時における中押さえの動作）
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ上下動機構Ｍ１の動作について説明する。
ミシンモータ２ａの駆動により主軸２を回転させて偏心カム３を回動させると、接続リンク４の先端は主軸２の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動し、接続リンク４に連結された揺動軸抱き５も同方向に揺動する。その揺動軸抱き５が揺動することにより、揺動軸６も揺動するため、第１リンク８の一端部が揺動支点となって第１リンク８の他端部が揺動軸６の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動する。第１リンク８の他端部の揺動に伴い、第２リンク１１の他端部は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に揺動し、第２リンク１１の他端部に連結された第３リンク２０及び第４リンク２２は、その直列方向（上下方向）Ｄ２に揺動する。第３リンク２０及び第４リンク２２の揺動に伴い、第４リンク２２に連結された中押さえ棒２８は上下方向Ｄ１に沿って下方に移動するため、中押さえ２９が上下方向に移動する。また、主軸２の回転により縫い針１０８が上下動するので、その縫い針１０８の上下動と連動するように中押さえ２９は上下動する。
なお、以下の説明では主軸２の角度が０°のときに縫い針１０８及び中押さえ２９が上死点に位置し、主軸２の角度が１８０°のときに縫い針１０８及び中押さえ２９が下死点に位置するものとする。
【００３６】
（中押さえ装置による中押さえの高さの調節動作）
次に、上記構成を有する中押さえ装置１の中押さえ高さ調節機構Ｍ４による中押さえ２９の高さの調節動作について説明する。
中押さえモータ４２の駆動は、かさ歯車４１、ベアリング４０を介して可動軸３９に伝達され、可動軸３９は回動を始める。可動軸３９の回動により、偏心カム３８も回動し、移動リンク３６は、可動軸３９の軸線に略直交する方向（第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３）に揺動する。移動リンク３６の揺動により、案内部材３４は第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３に揺動する。
このとき、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、案内部材３４の長孔３４ａで連結された第３リンク２０と第４リンク２２の連結部Ｐの段ねじ２３（角駒３３）は、そのねじ部分が長孔３４ａによって、第３リンク２０と第４リンク２２の直列方向Ｄ２に対して横切る方向Ｄ３への移動が規制されているため（図６（ａ）参照）、揺動により伝達される力を逃がす場所が無くなり、段ねじ２３（角駒３３）は長孔３４ａに沿って上方に移動し、段ねじ２３（角駒３３）の案内部材３４に追随した移動に伴って、直列に並んで連結されていた第３リンク２０と第４リンク２２同士がなす角度が変化し、中押さえリンク部材２４は、略く字状になる（図６（ｂ）参照）。中押さえリンク部材２４が略く字状になると、中押さえ２９は上下方向Ｄ１に沿って上方に移動する。これにより、中押さえ２９の針板１１０からの中押さえ２９の高さを調節することができる。
【００３７】
（ミシンの制御系：制御装置）
また、ミシン１００は、図７に示すように、上述した各部、各部材の動作を制御するための動作制御手段としての制御装置１０００を備えている。そして、制御装置１０００は、縫製プログラム７０ａ，枠位置ティーチングプログラム７０ｂ，中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃが格納されたプログラムメモリ７０と、縫製パターンデータ７１ａ及び各種の設定情報（図示略）を記憶した記憶手段としてのデータメモリ７１と、プログラムメモリ７０内の各プログラム７０ａ，７０ｂ，７０ｃを実行するＣＰＵ７３とを備えている。
【００３８】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７４ａを介して操作パネル７４に接続されている。かかる操作パネル７４は、各種画面や入力ボタンを表示する表示部７４ｂと表示部７４ｂの表面に設けられその接触位置を検知するタッチセンサ７４ｃとを有しており、各種情報の入出力手段として機能する。操作パネル７４で用いられる入力ボタンや入力スイッチはいずれも、表示部７４ｂで表示され、タッチセンサ７４ｃで入力が検知されることで押下式のボタンやスイッチと同等に機能するものである。
【００３９】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７５を介して、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂに接続され、ミシンモータ２ａの回転を制御する。また、ミシンモータ駆動回路７５ｂを通じてミシンモータ２ａの通電電流を制御してトルクの増減を調節することが可能となっている。
なお、ミシンモータ２ａはエンコーダ２ｂを備えており、ミシンモータ２ａを駆動するミシンモータ駆動回路７５ｂにおいて、エンコーダ２ｂからミシンモータ２ａの一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３は主軸２の一回転における原点（０°位置）を認識できる。また、エンコーダ２ｂからは、ミシンモータ２ａの回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は主軸２の現在回転角度を認識することができる。
なお、ミシンモータ２ａには、例えば、サーボモータを適用することができる。
【００４０】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７６及びインターフェイス７７を介して、縫製すべき布地を保持する保持枠１１１に備えられるＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａをそれぞれ駆動するＸ軸モータ駆動回路７６ｂ及びＹ軸モータ駆動回路７７ｂが接続され、保持枠１１１のＸ軸方向及びＹ軸方向の動作を制御する。
【００４１】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７８を介して、ミシンモータ２ａによる上下動とは別に中押さえ２９を上下動可能な中押さえモータ４２を駆動する中押さえモータ駆動回路７８ｂが接続され、中押さえ機構１の動作を制御する。また、中押さえモータ駆動回路７８ｂを通じて中押さえモータ４２の通電電流を制御してトルクの増減を調節することが可能となっている。
なお、中押さえモータ４２の出力軸にはモータ軸角度検出手段としてのエンコーダ８１が設けられており、中押さえモータ４２を駆動する中押さえモータ駆動回路７９ｂにおいて、エンコーダ８１から中押さえモータ４２の一回転ごとに出力されるＺ相信号が、インターフェイス７５を介してＣＰＵ７３に入力され、この信号によって、ＣＰＵ７３は中押さえモータ４２の出力軸の一回転における原点（０°位置）を認識できる。また、エンコーダ８１からは、中押さえモータ４２の回転角度における１°ごとに出力されるＡ相信号が、インターフェイス７８を介してＣＰＵ７３に入力され、前述したＺ相信号を基準にＡ相信号のパルス数をカウントして、ＣＰＵ７３は中押さえモータの出力軸の現在回転角度を認識できる。
【００４２】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス７９を介して、布押さえ（図示省略）を上下に移動する布押さえモータ７９ａを駆動する布押さえモータ駆動回路７９ｂが接続され、布押さえの上下動動作を制御する。
布押さえモータ７９ａは、カム機構を介して布押さえの上下動機構と図示しない糸切り装置とに接続されており、その１周360°の回転範囲の一部の区間を布押さえの上下動動作の駆動に割り当てられ、他の区間を糸切り装置の糸切り動作の駆動に割り当てられている。従って、布押さえモータ７９ａを制御することにより、布押さえの上下動動作のみならず、糸切り動作の制御も可能となっている。
なお、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａ、中押さえモータ４２、布押さえモータ７９ａには、例えば、ステッピングモータを適用することができる。
【００４３】
また、ＣＰＵ７３は、インターフェイス８２を介して、縫い糸に糸張力を付与する糸張子装置（図示略）の駆動源となる糸張子ソレノイド８２ａを駆動するソレノイド駆動回路８２ｂが接続され、糸張力の増減を制御する。
【００４４】
上記データメモリ７１に記憶された縫製パターンデータ７１ａは、図８に示すように、縫製を行う際の運針パターンを実行するために、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（針落ち位置を示す縫い目データ）を示す縫いコマンド、終了コマンド及び中押さえ２９の下死点高さを定める中押さえ高さコマンド、糸張力コマンド、糸切りコマンド及び終了コマンドが組み合わされている。
そして、並び順に従って各種コマンドが実行されることで任意のパターン（模様）による縫いが実行される。
図８に示す縫製パターンデータにおいて、「縫い」のコマンドでは、保持枠１１１を移動させる際のＸ方向移動量、Ｙ方向移動量のデータ（パラメータ）が第一設定値と第二設定値とに記録され、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの回転駆動量がこれらにより決定される。
また、「中押さえ高さ」のコマンドは、中押さえ２９が被縫製物の各針落ち位置における布厚に対応した下死点高さとなるように中押さえモータ４２の出力軸角度を制御するためのコマンドであり、中押さえモータ４２により定められる中押さえ２９の下死点高さが第一設定値に記録され、中押さえモータ４２の回転駆動量がこれにより決定される。
また、「糸張力」のコマンドでは、糸調子装置が縫い糸に付与すべき糸張力が第一設定値に記録され、糸張子ソレノイド８２ａの出力がこれにより決定される。
また、「糸切り」は糸切り装置（図示省略）を作動させるコマンド、「終了」はミシン１００の布押さえモータ７９ａを駆動させて布を解放させるコマンドである。
なお、図８のＸ移動量、Ｙ移動量、中押さえ高さの数値データにおける表記は10倍表記であり、例えば、「１５」は、「１．５ｍｍ」を示している。
また、縫製パターンデータ７１ａには、図示しないが、後述する中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃの実行により取得される被縫製物の硬さも記録することが可能となっている。
【００４５】
（縫製プログラムによる縫製処理）
プログラムメモリ７０に格納された縫製プログラム７０ａは、上記縫製パターンデータ７１ａの各コマンドを順番に読み出して、コマンドに応じて制御対象を特定し、コマンド内の設定数値に基づいてミシンモータ２ａ、Ｘ軸モータ７６ａ、Ｙ軸モータ７７ａ、中押さえモータ４２、糸張子ソレノイド８２ａの動作制御を行い、縫製パターンデータ７１ａに基づく縫製を実行させるプログラムである。
例えば、上記図８の縫製パターンデータ７１ａの場合には、ペダルＲの入力により縫製パターンデータにおける第一針目に関するデータである「中押さえ高さ」、「糸張力」、「縫い」のコマンド及びその設定値が読み込まれ、これらに基づいて、中押さえモータ４２、糸張子ソレノイド８２ａ、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａが各々の設定値に応じた動作量で駆動が行われる。また、最初の「縫い」コマンドの読み込みによりミシンモータ２ａの駆動が開始される。
そして、ミシンモータ２ａの駆動開始以降は、エンコーダ２ｂのカウントにより主軸角度が監視され、所定の主軸角度で縫製パターンデータ７１ａにおける毎針のコマンドの読み込みが行われると共に、コマンド毎に定められた所定の主軸角度で制御対象の動作が実行される。
【００４６】
また、上記ミシンモータ２ａの縫製時における回転速度及び回転駆動時のトルク値は、操作パネル７４から設定された指令速度がデータメモリ７１内に記録されており、これに従ってミシンモータ２ａの駆動制御が行われるようになっている。
さらに、Ｘ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａの保持枠１１１の位置決め制御については、枠移動開始から停止までの動作期間が主軸角度によって定められている。かかる動作期間は、Ｘ軸モータ７６ａとＹ軸モータ７７ａの各々について、動作量と動作期間との対応関係を示すテーブルが予めデータメモリ７１内に記録されており、縫製時には、ＣＰＵ７３は、縫製パターンデータ７１ａから「縫い」コマンドの移動量を読み込むと、上記対応デーブルを参照して動作期間を読み出し、エンコーダ２ｂにより動作開始と終了のタイミングを計って各モータ７６ａ，７７ａの制御を実行する。
【００４７】
（枠位置ティーチングプログラムによる処理）
枠位置ティーチングプログラム７０ｂは、縫製パターンデータ７１ａにおける各針の「縫い」及び「中押さえ高さ」のコマンドに基づく動作の確認及びその設定値の修正を行うためのものである。この枠位置ティーチングプログラム７０ｂに基づくティーチングの際には、ミシンモータ２ａの駆動を行わずに縫製パターンデータ７１ａの各針毎のコマンドを、操作パネル７４に設けられた図示しない前進キーと後退キーの入力に従って縫製順又は逆順に一針ずつ実行して再現する。このとき、一針毎の再現動作により設定値に修正の必要がある場合には、オペレータは、操作パネル７４を通じてコマンドの種類を選択し、その設定値を増減キーにより修正する。かかる入力があると、ＣＰＵ７３は、修正が行われたコマンドについて新たな設定値で再現動作を行う動作制御を実行する。そして、確定が入力されると、修正内容に従って縫製パターンデータ７１ａの更新を行う。
なお、縫製パターンデータ７１ａに「縫い」、「中押さえ高さ」以外のコマンドが含まれている場合にはそれらについても同様に再現し、また修正することが可能である。
【００４８】
（中押さえ高さティーチングプログラムによる処理）
中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃは、縫製パターンデータ７１ａに対して「中押さえ高さ」のコマンド及び設定値の設定と被縫製物の硬さの記録を行うためのものである。前述した枠位置ティーチングプログラム７０ｂの実行時にも中押さえ高さの設定を行うことは可能であるが、枠位置ティーチングプログラム７０ｂの場合はオペレータが決定した中押さえ高さを数値入力することで設定が行われることとなる。
一方、中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃの実行時には、予めオペレータにより針棒１０８ａから縫い針１０８が取り外された状態で対象となる被縫製物をセットし、ミシンモータ２ａを実際の縫製時よりも低速で駆動しながら、縫製時と同じように、縫製パターンデータ７１ａに従って仮想的に縫い動作を行う。そして、縫製パターンデータ７１ａに定められた各針落ち位置での中押さえ２９の上下動により、後述する測定処理により、各針落ち位置における被縫製物の布厚が実測され、実測値に基づく「布押さえ高さ」コマンドが自動的にＣＰＵ７３により縫製パターンデータ７１ａ中に設定される。
【００４９】
かかる中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃによりＣＰＵ７３が行う制御について図９〜図１４に基づいて詳細に説明する。
図９は、中押さえ高さティーチング動作時の中押さえ２９の高さ変化を示した線図（上図）及びその際の中押さえモータ４２の軸角度変化を示した線図（下図）である。図９の上図及び下図における0位置はいずれも針板１１０の上面高さを示し、上図における高さＰはこの中押さえ高さティーチングおいて設定される中押さえ２９の目標下死点高さを示す。また、下図における上方向は中押さえモータ４２が中押さえ２９を上方に移動させる方向への回転角度を示す。
また、図１０（Ａ）は図９の点ａ、図１０（Ｂ）は図９の点ｂ−ｃ区間、図１０（Ｃ）は図９の点ｃ−ｄ区間、図１０（Ｄ）は図９の点ｄ−ｅ区間、図１０（Ｅ）は図９の点ｅ−ｆ区間の各中押さえ高さにおける中押さえ高さ調節機構Ｍ４の動作状態を示した模式図である。なお、図１０では各構成の重なる図示を避けるために便宜上、リンク２０，２２の屈曲方向と中押さえモータ４２の配置を左右逆にしており、さらに、図の簡略化のために、位置決めリンク１３を介して第２リンク１１の一端部に連結された引っ張りバネである押さえバネ１６を位置決めリンク１３の図示を省略して直接第２リンク１１の一端部に押圧バネとして直接連結された状態で図示しているが、その機能は同じであり、以下の原理説明には何ら影響はない。
【００５０】
中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃに基づく中押さえ高さティーチングの際には、ミシンモータ２ａを通常の縫製の場合よりも低速で駆動を行いながら、縫製パターンデータ７１ａに基づいてＸ軸モータ７６ａ及びＹ軸モータ７７ａを駆動させて一針ごとの被縫製物の相対的な位置決め動作を再現する確認動作制御と、各位置において中押さえ２９の上下動を行うと共に中押さえ２９による被縫製物の押圧を抑制する高さ可変制御と、中押さえ２９の下降時に被縫製物の厚さを検出する厚さ検出処理とが行われる。
さらに、上記厚さ検出処理において被縫製物の厚さが求められると、縫製パターンデータ７１ａに対して、針数の順番に対応づけて、取得された被縫製物の厚さを記録する厚さ記録処理が行われる。
このように、中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃを実行することにより、ＣＰＵ７３は、縫製制御手段、中押さえ高さ制御手段、厚さ取得処理手段、厚さ記録手段として機能することとなる。
【００５１】
（中押さえ高さティーチングプログラム：確認動作制御）
上記各制御及び各処理についてさらに詳細に説明する。
上記縫製パターンデータ７１ａに基づく再現動作の際には、ＣＰＵ７３は、保持枠１１１に被縫製物をセットした状態で、ミシンモータ２ａを低速駆動させて、ミシンモータ２ａに同期して縫製パターンデータ７１ａに従って一針ずつ保持枠１１１の位置決め動作を行う。
【００５２】
（中押さえ高さティーチングプログラム：高さ可変制御）
中押さえ２９は、前述したように、中押さえ上下動機構Ｍ１により、主軸角度0°において上死点、主軸角度180°において下死点となるように縫い針１０８に同期して上下動を行う。但し、中押さえ２９は縫い針１０８よりも下方に配置され、その上下往復のストロークも縫い針１０８よりも短く設定されている。
また、中押さえ高さ調節機構Ｍ４は、中押さえ上下動機構Ｍ１とは別に中押さえ２９の高さを調節することが可能となっている。かかる中押さえ高さ調節機構Ｍ４の中押さえモータ４２については、主軸角度180°（下死点）の時に中押さえ２９の底部が針板上面と同じ高さとなる時の出力軸の角度を0°（原点）とするものとして以下の説明を行うものとする。
高さ可変制御においては、ＣＰＵ７３は、後述する厚さ取得処理のために、毎針ごとに主軸角度0°の時に中押さえモータ４２を所定の目標下降位置Ｍ（図１２参照）となるように高さ調節制御を行う。この目標下降位置Ｍは、主軸角度0°（上死点）において中押さえ２９の底部が針板１１０の上面よりも高くなり、主軸角度180°（下死点）において中押さえ２９の底部が針棒１１０よりも低くなる位置であればよいが、この条件を満たす範囲でなるべく低位置となることが望ましい。例えば、主軸角度が上死点である場合に中押さえ２９の底部が針板１１０の上面よりも高くなるのであれば、中押さえ高さ調節機構Ｍ４による調節可能範囲内における最低高さとしても良い。このように、毎針ごとに、中押さえ２９を低位置に調節することの意義については、厚さ取得処理を説明する際に説明することとする。
【００５３】
図１１は、主軸角度とＣＰＵ７３が行う中押さえモータの制御の種別との関係を示す説明図である。ＣＰＵ７３は、図９及び図１１に示すように、中押さえ２９の上下動の１ストローク（主軸２の１回転）を、中押さえ２９が被縫製物の踏みつけにより反力を受けると中押さえモータ４２の出力軸を上方移動方向に回転させる高さ可変制御を行う区間（高さ可変制御区間）Ｋ１と、外力にかかわらず中押さえモータ４２の軸角度を一定に維持させる維持制御を行う区間（維持制御区間）とに大別して制御を行っている。
また、維持制御区間は、主軸角度0°から高さ可変制御区間Ｋ１の開始主軸角度までの間で中押さえモータ４２の軸角度を原点に維持する第一維持制御区間Ｋ２と、高さ可変制御区間Ｋ１の終了主軸角度（180°）から主軸角度0°までの間で中押さえモータ４２の軸角度を高さ可変制御により最終的に修正された中押さえモータ４２の軸角度を維持する第二維持制御区間Ｋ３とに分けられ、第一維持制御区間Ｋ２と第二維持制御区間Ｋ３との間となる主軸角度（0°）で中押さえモータ４２の軸角度を前述した所定の下降目標位置に戻す制御が行われる。なお、かかる中押さえモータ４２の軸角度を所定の下降目標位置に戻す制御は、縫い針が被縫製物から抜けてから高さ可変制御が開始されるまでのいずれのタイミングで行っても良い。
なお、高さ可変制御区間、第一維持制御区間及び第二制御区間は、それぞれの区間の開始、終了となる主軸角度が予め設定によりデータメモリ７７に記録されており、ＣＰＵ７３はエンコーダ２ｂによりそれぞれの開始角度となる主軸角度を監視して各区間毎の制御を開始する。
【００５４】
高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえモータ４２のトルク設定を説明するために、中押さえ上下動機構Ｍ１及び中押さえ高さ調節機構Ｍ４の各部材により中押さえモータ４２の出力軸に加わる外部トルクについて説明する。
まず、図１０（Ａ）及び図９のｂ−ｃ区間に示すように、中押さえ２９が針板１１０よりも上方に位置するときには、中押さえ棒２８には押圧バネ３０により下方の押圧力ｆが付与されており、中押さえ棒２８に連結された第４リンク２２は当該連結端部を中心とする反時計方向のトルクＴ１を受けることとなる。その結果、第４リンク２２の他端部から角駒３３を介して案内部材３４は時計方向のトルクＴ２を付与され、さらに、案内部材３４から移動リンク３６及び偏心カム３８を介して中押さえモータ４２の出力軸は、押圧バネ３０に起因する時計方向のトルクＴｆが付与されることとなる。かかる外部トルクＴｆは、中押さえモータ４２の出力軸を中押さえ２９の下降移動方向に回転させる。
このように、中押さえ２９が針板１１０よりも上方に位置するときには、押さえモータ４２の出力軸には外部からのトルクＴｆが付与された状態となるので、高さ可変制御区間Ｋ１では、中押さえモータ４２の出力軸に外部トルクＴｆと逆回転方向（中押さえ２９の上方移動方向）にほぼ等しい大きさの駆動トルクＴｍの出力で駆動制御されている。
これにより、中押さえモータ４２は、外部トルクと出力トルクのバランスがとれた状態となり、高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえ２９の下降中には、中押さえ高さ調節機構Ｍ４による中押さえ２９の高さ変化は生じない。
【００５５】
さらに、図１０（Ｂ）及び図９の点ｃに示すように、高さ可変制御区間Ｋ１において、中押さえ２９が被縫製物の踏みつけを生じた場合には、第２リンク１１の第３リンク２０との連結端部側は時計方向の回動が制止され、その一方で、第２リンク１１の中間位置をミシンモータ２の駆動によって第１リンク８が下方に押圧しているので、第２リンク１１の回動支点となっている端部が引っ張りばね１６に抗して下降することとなる。これにより、第２リンク１１には、第１リンク８との連結部を中心に時計方向のトルクＴ３が付与され、第２リンク１１に連結された第３リンク２０は角駒３３側の端部を中心とする反時計方向のトルクＴ４を受けることとなる。その結果、第３リンク２０の端部から角駒３３を介して案内部材３４は反時計方向のトルクＴ５を付与され、さらに、案内部材３４から移動リンク３６及び偏心カム３８を介して中押さえモータ４２の出力軸は、引っ張りバネ１６に起因する反時計方向のトルクＴＦが付与されることとなる。
一方、前述した押圧バネ３０に起因する外部トルクＴｆは、中押さえ２９が被縫製物に当接することで消滅し、中押さえモータ４２の駆動トルクＴｍと同じ方向で外部トルクＴＦが付与されるので、中押さえモータ４２の出力軸は回転を開始し、図１０（Ｃ）及び図９のｃ−ｄ区間に示すように、案内部材３４を反時計方向に回動させる。これにより、連結された第３リンク２０と第４リンク２２の両端部の間隔が縮まり、中押さえ２９による被縫製物への押圧が回避される。また、第３リンク２０と第４リンク２２の両端部の間隔が縮まることにより、第２リンク１１はすぐに時計方向に回動してその支点側端部が規制部材１９に当接した状態に戻るため、引っ張りバネ１６に起因する外部トルクＴＦは消滅するが、中押さえモータ４２の出力軸には回転を阻害する押圧バネ３０に起因する外部トルクＴｆも付与されてないので、中押さえモータ４２はその駆動トルクＴｍに従って回転駆動を継続する。
中押さえモータ４２の出力軸の回転駆動は、主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１の終了角度である180°（下死点）まで継続するので、ミシンモータ２による下降移動力が付与されている間ずっと中押さえ２９による被縫製物の押圧が抑止される。
【００５６】
なお、高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえモータ４２の出力トルクＴｍは、押圧バネ３０に起因する外部トルクＴｆと逆方向であって同じ大きさに設定しているが、例えば、押圧バネ３０が存在しないようなミシンの場合には、中押さえ２９が被縫製物に当接するまでは（例えば、各部材の重量や各部の摺動摩擦に負けて）勝手に上昇方向に回転を開始しない程度であって、尚かつ、中押さえ上下動機構Ｍ１の上下動動作を中押さえ２９に伝達することが可能な程度の低トルクで上昇方向に駆動することが望ましい。
なお、トルク設定手段としての操作パネル７４により高さ可変制御区間Ｋ１における中押さえモータ４２の出力トルクＴｍについて任意に調節可能としても良い。
【００５７】
また、前述した高さ可変制御における維持制御区間は、図１１に示すように、主軸角度0°から高さ可変制御区間Ｋ１の開始主軸角度（図９のａ−ｂ区間）までの間で中押さえモータ４２の軸角度を目標下降位置Ｍに維持する第一維持制御区間Ｋ２と、高さ可変制御区間Ｋ１の終了主軸角度（原則180°）から主軸角度0°（図９のｄ−ｅ区間）までの間で中押さえモータ４２の軸角度を高さ可変制御により最終的に修正された中押さえモータ４２の軸角度に維持する第二維持制御区間Ｋ３とに分けられ、第二維持制御区間Ｋ３から第一維持制御区間Ｋ２に移行する際に、主軸角度（0°）において中押さえモータ４２の軸角度を目標下降位置Ｍに戻す制御が行われる。
なお、高さ可変制御区間Ｋ１、第一維持制御区間Ｋ２及び第二制御区間Ｋ３は、それぞれの区間の開始、終了となる主軸角度が予め設定により定められており、ＣＰＵ７３はエンコーダ２ｂによりそれぞれの開始角度となる主軸角度を監視して各区間毎の制御を開始する。
【００５８】
第一維持制御区間Ｋ２では、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２の指令角度を目標下降位置Ｍの角度（中押さえ２９が下死点において針板の上面よりも十分に下方となる高さにする中押さえモータ４２の軸角度）に維持する制御を行う。また、ＣＰＵ７３は、その際の中押さえモータ４２の出力軸の維持トルクが引っ張りバネ１６による外部トルクＴＦよりも大きくなるように電流制御を行う（なお、Ｆ＞ｆ、ＴＦ＞Ｔｆ）。これにより、第一維持制御区間において、中押さえ２９が不慮に何らかの物体の挟み込み等により下降阻止状態を生じたとしても、中押さえモータ４２の出力軸は目標下降位置Ｍの角度を維持すると共に引っ張りばね１６が伸びて中押さえ２９の下降動作阻害時に行われる逃げ動作が行われる。
【００５９】
また、第二維持制御区間Ｋ３では、図１０（Ｄ）及び図９ｄ−ｅ区間に示すように、ＣＰＵ７３は、上死点到達まで、中押さえモータ４２が高さ可変制御区間Ｋ１で最終的に到達した角度を維持する制御を行う。この場合も、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２の出力軸の維持トルクが第一維持制御区間と同じ値となるように電流制御を行う。
これにより、下死点を通過した縫い針１０８が被縫製物に突き刺さった状態で上昇を開始した場合に、被縫製物が縫い針１０８に引っ張られて中押さえ２９に押圧接触するが、中押さえ２９は当該押圧力に抗して一定の高さを維持するため、被縫製物の浮き上がりを防止することができる。
【００６０】
さらに、第二維持制御区間Ｋ３において、中押さえ２９が上死点に到達すると（図９の点ｅ）、ＣＰＵ７３は、中押さえモータ４２を目標下降位置Ｍの角度に戻す制御を行う（図１０（Ｅ）及び図９の点ｆ）。つまり、高さ可変制御区間Ｋ１において、中押さえ２９が被縫製物に接して中押さえモータ４２の軸角度が変化していた場合に目標下降位置Ｍの角度に戻されることとなる。これにより、次の高さ可変制御時に被縫製物の厚さが薄くなった場合にも、中押さえ２９が被縫製物に届かなくなる事態を回避し、適正な下死点高さにすることが可能となるので、その後の第二維持制御区間Ｋ３において、被縫製物の浮き上がりを防止することができる。
【００６１】
なお、高さ可変制御区間Ｋ１の開始となる主軸角度（図９の点ｂ）と終了となる主軸角度（図９の点ｄ）は、いずれも操作パネル７４から入力設定することができる。
高さ可変制御の開始角度は0°以上180°以下の範囲で設定可能であり、少なくとも、被縫製物が採り得る厚さ以上の高さから中押さえ２９が高さ可変制御を開始する角度に設定されるものとする。
また、終了角度は、ミシンモータ２による上下動の下死点（主軸角度180°）まで行うことを原則とするが、180°以降であっても例えば190°程度までの範囲について微調整が可能である。
なお、これにより、操作パネル７４は、「高さ可変制御を行う区間の開始と終了の主軸角度を設定する区間設定手段」として機能することとなる。
【００６２】
（中押さえ高さティーチングプログラム：厚さ取得処理及び厚さ記録処理）
図１２は厚さ取得処理における原理説明図である。
厚さ取得処理は、中押さえ２９の上下動の際に行われる。前述したように、高さ可変制御では、毎針ごとに主軸角度0°において、所定の目標下降位置Ｍとなるように中押さえモータ４２を制御する。
図１２（Ａ）の二点鎖線で示した中押さえ２９は、目標下降位置Ｍにある状態を示している（なお、針板１１０が存在するので中押さえ２９がここまで下降することは現実には不可能であり、目標下降位置Ｍはあくまで設定上の位置である）。
予め、主軸角度が上死点にあるときに、目標下降位置Ｍまで到達するように中押さえモータ４２により中押さえ２９の高さが下げられた状態で、ミシンモータ２の駆動により、主軸角度が下死点まで回転すると、下降する途中で中押さえ２９が針板１１０に当接することで、高さ可変制御により、中押さえモータ４２の出力軸が、目標下降位置Ｍと針板１１０との高低差に応じた角度α°だけ回転を生じることとなる。
一方、図１２（Ｂ）に示すように、針板１１０の上面に被縫製物が存在する場合に中押さえ２９の下降動作が行われると、高さ可変制御により、中押さえモータ４２の出力軸が、（目標下降位置Ｍと針板１１０の上面との高低差）＋（被縫製物の厚さ）に応じた角度β°だけ回転を生じることとなる。
従って、目標下降位置Ｍをデータメモリに登録することにより、ＣＰＵ７２は、中押さえモータ４２の角度αを予め算出し、毎針ごとに中押さえモータ４２のエンコーダ８１から回転角度βを検出して、その差β−αを求めることで、縫製パターンデータ７１ａの毎針ごとの被縫製物の厚さを検出することが可能である。なお、角度差β−αと被縫製物の厚さとの関係を示すテーブルをデータメモリ７１内に用意して、参照する処理を行っても良い。
また、厚さ取得処理は、予め全ての針落ち位置について先に回転角度βの記録を行い、その後、全針落ち位置についての被縫製物の厚さを求めても良い。
【００６３】
また、厚さ記録処理では、ＣＰＵ７２は、厚さ取得処理で求めた毎針ごとの被縫製物の厚さを該当する縫製パターンデータ７１ａに記録する処理を行う。その際には、針数と被縫製物の厚さとを対応させて記録する。
なお、厚さ記録処理は、予め厚さ取得処理で全ての針落ち位置について先に被縫製物の厚さを求め、その後、全針落ち位置についての被縫製物の厚さを縫製パラメータ７１ａに記録しても良い。
【００６４】
また、上記厚さ記録処理では縫製パターンデータ７１ａに対して実測された被縫製物の厚さが記録されるので、中押さえ高さティーチングの開始時には、縫製パターンデータ７１ａ中に既に記録されていた中押さえ高さコマンド及びその設定値のデータは予め全て削除される。
また、厚さ取得処理により求められた毎針ごとの被縫製物の厚さを一つ前の針落ち位置での被縫製物の厚さと比較を行い、所定厚さの以上の変化を生じた場合に限り、縫製パターンデータ７１ａに対して記録しても良い。
また、検出された被縫製物の厚さを縫製パターンデータ７１ａの記録する際には、任意に設定可能な補正値の加算による補正を可能としても良い。
【００６５】
（ミシンの中押さえ高さティーチングにおける動作説明）
図１３は中押さえ高さティーチング前の基本動作の制御を示すフローチャートであり、図１４は基本動作から中押さえ高さティーチングモードが選択されて実行する場合のフローチャートを示す。
これら図１３及び図１４に基づいて、中押さえ高さティーチングプログラム７０ｃの実行によりＣＰＵ７３が行う制御及び処理について説明する。
【００６６】
まず、図１３に示すように、操作パネル７４に表示される縫製や各ティーチング等の動作制御の実行を促す準備キーの押下が行われると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ７２は、これを検出し、データメモリ７１内の縫製パターンデータ７１ａの読み込みを実行する（ステップＳ１２）。
次に、操作パネル７４に実行動作の選択画面を表示し、縫製、枠位置ティーチング、中押さえ高さティーチングのいずれかのモードの実行をオペレータに選択させる。
そして、オペレータにより中押さえ高さティーチングモードの選択を受けると（ステップＳ１３）、ＣＰＵ７２は、布押さえモータ７９ａを制御して保持枠１１１を上昇させた状態で待機し、オペレータによる被縫製物のセット待ちの状態とする。そして、操作パネル７４に布押さえ下降の実行キーを表示し、当該下降の実行キーが押下されると（ステップＳ１４）、ＣＰＵ７２は、中押さえ高さティーチングモードの処理を開始する（ステップＳ１５）。
【００６７】
中押さえ高さティーチングモードの処理を図１４に示す。この処理は、中押さえ高さティーチングの実行中において、短い周期（例えば、主軸角度が1°変化するごとに繰り返される）で繰り返し行われる。
ＣＰＵ７２は、まず、ミシンモータ２ａの駆動を開始すると共に、エンコーダ２ｂの出力から現在の主軸角度を検出する（ステップＳ２１）。
そして、現在の主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１であるか判定を行い（ステップＳ２２）、区間内である場合には、高さ可変制御を実行する（ステップＳ２３）。
【００６８】
即ち、ＣＰＵ７２は、中押さえモータ４２を、中押さえ２９の上昇側回転方向に駆動トルクＴｍの出力となるように制御する。その結果、中押さえモータ４２の出力軸は、押圧バネ３０に基づく下降側への外部トルクＴｆと駆動トルクＴｍとがバランスを採り、中押さえ高さ調節機構Ｍ４により上下動は行われることなく、中押さえ上下動機構Ｍ１に付与される下降動作に従って中押さえ２９が下降を行う（図１０（Ａ）参照）。
そして、下降する中押さえ２９が被縫製物に当接すると、瞬間的に引っ張りバネ１６に基づく上昇側の外部トルクＴＦが中押さえモータ４２の出力軸に付与されて中押さえモータ４２の出力軸は上昇側に回転を生じる（図１０（Ｂ），図１０（Ｃ）参照）。この間、中押さえ上下動機構Ｍ１は中押さえ２９に下降動作の付与を行い、その一方で中押さえ高さ調節機構Ｍ４が上昇動作を付与或いは許容することとなり、中押さえ２９の上下動が相殺されて、ほとんど被縫製物を押圧することはない。
【００６９】
次いで、ＣＰＵ７２は、エンコーダ２ｂを参照して、主軸角度が針最下点（下死点：180°）か否かを判定し（ステップＳ２４）、針最下点ではない場合にはステップＳ２６に処理を進める。
また、主軸角度が針最下点である場合には、中押さえモータ４２のエンコーダ８１の出力から中押さえ２９が被縫製物に当接してからの回転角度βの検出を実行する（ステップＳ２５）。さらに、ＣＰＵ７２は、β−αから被縫製物の布厚の算出を行い、当該布厚からその時の針数における中押さえ高さコマンドを生成し、縫製パターンデータ７１ａに記憶し、ステップＳ２６に処理を進める。
ステップＳ２６では、ＣＰＵ７２は、縫製パターンデータ７１ａに記憶された全ての針数について縫い針上下動が完了したか否かの判定を行い、完了した場合には、処理を終了し、完了していない場合には、処理をステップＳ２１に戻す。
【００７０】
また、ステップＳ２２の判定において、主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１内ではないと判定した場合には、ＣＰＵ７２は、さらに、主軸角度が0°（上死点）か否かを判定し（ステップＳ２７）、0°の場合には、中押さえモータ４２を目標下降位置Ｍとなるように制御し（ステップＳ２８）、処理をステップＳ２６に進める。
また、主軸角度が0°ではない場合には、中押さえモータ４２の出力軸が現在の角度を維持するように制御して（ステップＳ２９）、処理をステップＳ２６に進める。
【００７１】
かかる処理により、主軸１回転において、主軸角度が高さ可変制御区間Ｋ１内の場合には、ステップＳ２１，２２，２３，２４，２５，２６の処理が繰り替えされることで高さ可変制御が実行されることとなり、主軸角度が第一又は第二維持制御区間Ｋ２，Ｋ３（0°の場合を除く）内の場合には、ステップＳ２１，２２，２７，２９，２６の処理が繰り替えされることで維持制御が実行されることとなり、主軸角度0°の場合にはステップＳ２１，２２，２７，２８，２６の処理が実行されることで中押さえモータ４２の主軸角度を目標下降位置Ｍとする制御が実行されることとなる。
【００７２】
（実施形態の効果）
電子サイクルミシン１００では、制御装置１０００により、中押さえ２９の下降による被縫製物への接触時に、高さ可変制御により、中押さえモータ４２が中押さえ２９を上方移動させる方向に出力軸を回転させるので、被縫製物の押圧が回避される。
【００７３】
また、制御装置１０００は、高さ可変制御の開始前となる主軸角度0°において、中押さえ２９が下死点（主軸角度180°）となる時の中押さえ高さが針板１１０の上面よりも下方となるように中押さえモータ４２を制御している。
これにより、中押さえ２９の上下動において、中押さえ２９の下死点（主軸角度180°）における高さが針板１１０の上面と一致するように設定されていると、被縫製物が薄い素材である場合には、被縫製物に中押さえ２９が当接するのが主軸角度180°直前のタイミングとなり、高さ可変制御により中押さえモータ４２の出力軸の回転が開始される前に、中押さえ上下動機構Ｍ１による中押さえ２９の上昇に転じて、中押さえモータ４２の出力軸の高さ可変制御による角度変化を良好に得ることができず、その結果、被縫製物の厚さ検出を良好に行うことができないという問題を生じる。
特に、付勢機構Ｍ２の引っ張りバネ１６のような、過剰負荷回避用の押さえバネを有する構成の場合には、薄い被縫製物の場合に、当接時に瞬間的に生じる引っ張りバネ１６の伸びにより被縫製物の厚さ分の中押さえモータの駆動が吸収されて、中押さえモータ４２による厚さ検出がうまく行うことが困難となり得る。
しかしながら、上記電子サイクルミシン１００では、中押さえ２９の目標下降高さＭを針板１１０から離れたより下方の高さとしているので、下降する中押さえ２９を主軸角度180°よりもかなり早いタイミングで被縫製物に当接させることができ、当接後も中押さえモータ上下動機構Ｍ１により下降動作が付与され続け、その結果、中押さえモータ４２の出力軸は十分に回転を行うこととなる。つまり、中押さえモータ４２の出力軸の回転が行われる前に中押さえ２９が上方に引き返すという事態を回避することができ、その結果、被縫製物が薄い素材の場合であっても、また、過剰負荷回避用の押さえバネが存在する場合であっても、良好に厚さ検出を行うことが可能となる。
【００７４】
また、電子サイクルミシン１００では、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いることなく被縫製物の厚さを求めることができ、部品点数の低減による生産性の向上を図ることが可能となる。また、接触位置検出や距離検出などを行う布厚検出器を用いずに、中押さえを被縫製物に接触させて布厚を検出するので、ふかつきを含めた自然状態の厚さではなく、縫い糸で圧縮された状態の布厚を検出することができ、縫い品質の向上を図ることが可能となる。
さらに、中押さえによる被縫製物への接触時の押圧を中押さえモータ４２により抑制するので、被縫製物を押圧して傷つけることを回避でき、被縫製物の保護により縫い品質の向上を図ることが可能となる。
【００７５】
また、電子サイクルミシン１００では、縫製パターンデータ７１ａに従って実行される毎針の被縫製物の相対的位置決め動作に同期して高さ可変制御が実行され、各針の厚さ取得処理が実行されて、針数の順番に対応づけて縫製パターンデータ７１ａに被縫製物の厚さが記録されるので、中押さえ２９の高さを被縫製物に対して逐一調節しながら適正な中押さえ２９の下死点高さを設定して縫製パターンデータ７１ａの設定作業を行う場合と比べて、煩雑な設定作業を不要とし且つ作業負担を軽減し、被縫製物の厚さを考慮した縫製パターンデータ７１ａを容易に取得することが可能となる。
【００７６】
（その他）
なお、上記電子サイクルミシン１００では、高さ可変制御及び被縫製物の厚さの検出を、中押さえ高さティーチングの際に実行したが、通常の縫製において高さ可変制御及び被縫製物の厚さの検出を実行しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係るミシンを示す斜視図である。
【図２】ミシンの保持枠や中押さえの近傍を示す拡大斜視図である。
【図３】ミシンの中押さえ装置を示す側面図である。
【図４】中押さえ装置の分解斜視図である。
【図５】中押さえ装置の分解斜視図である。
【図６】中押さえ装置の中押さえの高さ調節に関する説明図であって、図６（ａ）は下死点を下方に調節した場合を示し、図６（ｂ）は下死点を調節に当接した場合を示す。
【図７】本発明に係るミシンの制御装置を示すブロック図である。
【図８】縫製パターンデータのデータ構成を示す説明図である。
【図９】中押さえ高さティーチング動作時の中押さえの高さ変化を示した線図及びその際の中押さえモータ４２の軸角度変化を示した線図である。
【図１０】図１０（Ａ）は図９の点ａ、図１０（Ｂ）は図９の点ｂ−ｃ区間、図１０（Ｃ）は図９の点ｃ−ｄ区間、図１０（Ｄ）は図９の点ｄ−ｅ区間、図１０（Ｅ）は図９の点ｅ−ｆ区間の各中押さえ高さにおける中押さえ高さ調節機構の動作状態を示した模式図である。
【図１１】中押さえ高さ調節機構の押圧バネが中押さえモータにもたらすトルク負荷を説明するための模式図である。
【図１２】厚さ取得処理における原理説明図であり、図１２（Ａ）は針板上に被縫製物がない場合を示し、図１２（Ｂ）は針板上に被縫製物がある場合を示している。
【図１３】中押さえ高さティーチング前の基本動作の制御を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の基本動作から中押さえ高さティーチングモードが選択されて実行する場合のフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００７８】
１ 中押さえ装置
２ 主軸
２ａ ミシンモータ
２ｂ エンコーダ（主軸角度検出手段）
１１ 第２リンク（他の動作伝達部材）
１６ 引っ張りばね
２０ 第３リンク（動作伝達部材）
２２ 第４リンク（動作伝達部材）
２９ 中押さえ
３０ 押圧バネ
４２ 中押さえモータ
７０ａ 縫製プログラム
７０ｃ 中押さえ高さティーチングプログラム
７１ａ 縫製パターンデータ
７３ ＣＰＵ（縫製制御手段、中押さえ高さ制御手段、厚さ取得処理手段、厚さ記録手段）
７６ａ Ｘ軸モータ（位置決めモータ）
７７ａ Ｙ軸モータ（位置決めモータ）
８１ エンコーダ（モータ軸角度検出手段）
１００ 電子サイクルミシン
１１０ 針板
１０００ 制御装置
Ｍ１ 中押さえ上下動機構
Ｍ２ 付勢機構
Ｍ３ 中押さえ退避機構
Ｍ４ 中押さえ高さ調節機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、
位置決めモータにより縫い針と被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、
毎針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータを記憶した記憶手段と、
前記ミシンモータにより回転駆動される主軸の角度を検出する主軸角度検出手段と、
縫製時に被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、
前記ミシンモータから動力を得て、前記縫い針の上下動に同期して前記中押さえを上下動させる中押さえ上下動機構と、
中押さえモータにより前記中押さえ上下動機構の動作伝達部材の姿勢に変化を付与すると共に変化後の姿勢を支承することで前記ミシンモータとは別に前記中押さえを上下移動させる中押さえ高さ調節機構と、
前記ミシンモータの駆動により前記中押さえ上下機構が行う前記中押さえの上昇と下降に同期させながら、前記縫製パターンデータに従って一針毎に位置決め機構を駆動させる縫製制御手段とを備えるミシンにおいて、
前記中押さえモータの出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段と、
前記中押さえの前記下降開始又は下降途中から下死点までの間、前記中押さえ高さ調節機構による上下の位置変化を生じないように前記動作伝達部材の姿勢を維持し、前記中押さえの被縫製物への当接により前記中押さえモータの出力軸に外部からのトルクが加わると、前記中押さえを上方移動させる方向に回転を生じるように前記中押さえモータの出力を制御する高さ可変制御を行う中押さえ高さ制御手段と、
前記中押さえの前記下死点における前記中押さえモータの出力軸角度の検出角度から前記被縫製物の厚さを求める厚さ取得処理を行う厚さ取得処理手段とを備え、
前記中押さえ高さ制御手段は、前記高さ可変制御の前に、前記中押さえが下死点となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように前記中押さえモータを制御することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記縫製パターンデータに対して、針数の順番に対応づけて、取得された前記被縫製物の厚さを記録する厚さ記録手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記中押さえ上下動機構の他の動作伝達部材を弾性力で支持すると共に前記中押さえの下降が阻害されることにより前記弾性力以上の負荷が前記他の動作伝達部材に生じたときに当該他の動作伝達部材の逃げ動作を許容する、前記中押さえ上下動機構に対する過剰負荷回避用の押さえバネを備えることを特徴とする請求項１又は２項に記載のミシン。
【請求項１】
ミシンモータにより縫い針を上下動させる針上下動機構と、
位置決めモータにより縫い針と被縫製物を相対的に位置決めする位置決め機構と、
毎針ごとの前記縫い針に対する被縫製物の相対的位置を定める位置情報を含む縫製パターンデータを記憶した記憶手段と、
前記ミシンモータにより回転駆動される主軸の角度を検出する主軸角度検出手段と、
縫製時に被縫製物の浮き上がりを防止する中押さえと、
前記ミシンモータから動力を得て、前記縫い針の上下動に同期して前記中押さえを上下動させる中押さえ上下動機構と、
中押さえモータにより前記中押さえ上下動機構の動作伝達部材の姿勢に変化を付与すると共に変化後の姿勢を支承することで前記ミシンモータとは別に前記中押さえを上下移動させる中押さえ高さ調節機構と、
前記ミシンモータの駆動により前記中押さえ上下機構が行う前記中押さえの上昇と下降に同期させながら、前記縫製パターンデータに従って一針毎に位置決め機構を駆動させる縫製制御手段とを備えるミシンにおいて、
前記中押さえモータの出力軸の角度を検出するモータ軸角度検出手段と、
前記中押さえの前記下降開始又は下降途中から下死点までの間、前記中押さえ高さ調節機構による上下の位置変化を生じないように前記動作伝達部材の姿勢を維持し、前記中押さえの被縫製物への当接により前記中押さえモータの出力軸に外部からのトルクが加わると、前記中押さえを上方移動させる方向に回転を生じるように前記中押さえモータの出力を制御する高さ可変制御を行う中押さえ高さ制御手段と、
前記中押さえの前記下死点における前記中押さえモータの出力軸角度の検出角度から前記被縫製物の厚さを求める厚さ取得処理を行う厚さ取得処理手段とを備え、
前記中押さえ高さ制御手段は、前記高さ可変制御の前に、前記中押さえが下死点となる時の中押さえ高さが針板上面よりも下方となるように前記中押さえモータを制御することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記縫製パターンデータに対して、針数の順番に対応づけて、取得された前記被縫製物の厚さを記録する厚さ記録手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記中押さえ上下動機構の他の動作伝達部材を弾性力で支持すると共に前記中押さえの下降が阻害されることにより前記弾性力以上の負荷が前記他の動作伝達部材に生じたときに当該他の動作伝達部材の逃げ動作を許容する、前記中押さえ上下動機構に対する過剰負荷回避用の押さえバネを備えることを特徴とする請求項１又は２項に記載のミシン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１４８５５１（Ｐ２０１０−１４８５５１Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２７１２３（Ｐ２００８−３２７１２３）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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