ミシン
【課題】ヒッチステッチを防止する。
【解決手段】針棒１２を上下動軸心周りに回動させる針棒回動機構３０と、針板の下側で糸寄せ部材５１により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構５０と、被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる布移動機構８０と、縫製データに基づいて布移動機構を制御する制御部９０とを備え、当該制御部は、前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には糸寄せ機構による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には針棒回動機構による針棒の回動を実行する。
【解決手段】針棒１２を上下動軸心周りに回動させる針棒回動機構３０と、針板の下側で糸寄せ部材５１により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構５０と、被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる布移動機構８０と、縫製データに基づいて布移動機構を制御する制御部９０とを備え、当該制御部は、前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には糸寄せ機構による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には針棒回動機構による針棒の回動を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーフェクトステッチを実現するためのミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミシンにより形成される縫い目には、上糸と下糸とが互いに均整が採れた状態で絡められて形成されたパーフェクトステッチ（図４４（Ａ）参照）と、上糸のみが螺旋を描くように形成されたヒッチステッチ（図４４（Ｂ）参照）とがある。パーフェクトステッチは、上糸の張力と下糸の張力とが互いにバランス良く生地に作用して良好な仕上がりとなり、縫い品質の高い縫製物を提供することができる。一方、ヒッチステッチは、上糸の張力が弱くなりやすく、下糸の張力のバランスが悪く、縫い目が緩くなる等の悪影響が出やすくなり、縫い品質の低下を招きやすい問題がある。
上記ヒッチステッチの発生原因の一つとして、縫い針と釜の相対的な位置関係と布送りによる進行方向との関係が挙げられる。
【０００３】
そこで、従来のミシンでは、ヒステリシスブレーキを用いたロータリー式の糸調子器を搭載し、制動トルクを制御して糸締まりを強くすることにより、ヒッチステッチの際に生じる糸締まりの低下を防止し、見た目に引き締まった縫い目の形成を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、縫製データに従って水平面上の任意の位置に布地を移動させて任意の縫製パターンを形成することが可能な他の従来のミシンでは、エアシリンダを制御して下糸の経路を針穴に対して左側と右側とに切り替え可能とし、毎針の布送り方向に応じて下糸の経路を左側又は右側に切り替えることでヒッチステッチの発生を回避することを可能としている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２２０３９１号公報
【特許文献２】特開２００８−２３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来のミシンは、ヒッチステッチによる糸締まりの低下を回避することを可能とするに過ぎず、縫いの見た目の仕上がりを改善させることはできるが、ヒッチステッチそのものを防止することはできなかった。また、被縫製物や糸によって適正な糸張力が異なるので、その都度、適正な糸張力を特定し、調節する必要があった。
【０００７】
また、ヒッチステッチは、下糸経路に対する針落ち位置の相対的な位置関係が要因となる場合に限らず、運針の際に、縫い針から布地に向かう上糸が縫い針に対して左側と右側のいずれに絡まるかということも要因となる。しかしながら、特許文献２に記載の従来のミシンは、縫い針に対する上糸の絡み方向に応じて発生するヒッチステッチに対処することはできないという問題があった。
また、特許文献２の先行技術では、糸寄せにより下糸が左右いずれかに経路を矯正された状態にあるため、下糸の張力が常に大きい状態になり、糸締まりが低下するという問題があった。
さらに、下糸の経路を切り替える際には、ミシンの回転速度を減速しなければならないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、ヒッチステッチをより効果的に防止することをその目的とする。
また、ヒッチステッチを回避する縫製を行いつつも糸締まりの低下の発生を防止することを他の目的とする。
さらに、ヒッチステッチを回避しつつも高速な縫製を実現することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、縫い針を保持して上下動を行う針棒と、回動動作により上糸を下糸に絡める釜と、前記針棒の上下動と前記釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、前記針棒を上下動軸心周りに回動させる針棒回動機構と、針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構と、被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる移動機構と、所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は前記被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御部とを備えるミシンにおいて、前記制御部は、前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には前記糸寄せ機構による糸寄せを実行し、前記移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には前記針棒回動機構による針棒の回動を実行することを特徴とする。
【００１０】
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、前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、前記糸寄せカム部材は、前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与しない不動区間と前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、前記制御部は、前記糸寄せカム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与するように前記糸寄せ用モータを制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せカム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４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、前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータから前記糸寄せ部材の先端部が周回動作を行うように動作伝達を行うリンク機構とを備え、前記糸寄せ部材は、その先端部が周回動作軌跡の一部となる動作区間で前記下糸に当接して糸寄せを行うように設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記制御部は、糸寄せを行う際に、前記糸寄せ用モータが、前記周回動作軌跡の前記動作区間以外の位置から駆動を開始すると共に、前記動作区間に至るまでに加速するように制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６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、前記糸寄せ機構は、前記ミシンモータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記糸寄せ部材への動作が不伝達状態となる構造を有し、前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記糸寄せを実行することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１，２，３及び６記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、前記糸寄せカム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１，２，３，６及び７記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、前記糸寄せカム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せカム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、駆動源となる針棒回動モータと、前記針棒回動モータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記針棒カム部材は、前記針棒に回動動作を付与しない不動区間と前記針棒に回動動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、前記制御部は、前記針棒カム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記針棒に回動動作を付与するように前記針棒回動モータを制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒カム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記ミシンモータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記針棒への動作が不伝達状態となる構造を有し、前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記針棒の回動を実行することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３記載の発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記針棒カム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記針棒カム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒カム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１６記載の発明は、請求項１から１５のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記針棒を上下動可能に支持すると共に回動可能に支持された針棒台と、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒台を介して前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記リンク機構は、前記針棒台からその回動半径外側に向かって延出されたアーム部材と、当該アーム部材の回動端部に回動動作を伝達するリンク体とを備え、前記アーム部材とリンク体の相互間を上下方向に拘束しないで連結したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記アーム部材の回動端部には水平一平面に沿った溝部が形成され、前記リンク体の一端部には前記溝部に沿って滑動可能な滑動部材が上下方向に沿った軸回りに回動可能に支持されており、前記溝部と前記滑動部材とにより、前記アーム部材と前記リンク体とが連結されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１８記載の発明は、請求項１から１７のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、上糸に糸張力を付与する糸調子器と、前記糸調子器による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエータとを備え、前記制御部は、前記糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、前記糸張力を低減調節するように前記糸張力調節用アクチュエータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明は、移動機構による被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には糸寄せ機構による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には針棒回動機構による針棒の回動を実行するので、ヒッチステッチの発生原因が、下糸に対する針落ち位置を要因として発生するヒッチステッチのみならず、縫い針に対する上糸の絡み方向によるヒッチステッチをも防止することができ、ヒッチステッチの発生をより効果的に低減することが可能となる。また、複数の要因に対処することから、垂直釜、水平釜、全回転釜、半回転釜など多種多様の釜を使用する場合でもヒッチステッチの発生防止することが可能となる。
【００２８】
また、糸寄せ機構の糸寄せカム部材が、糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与しない不動区間と糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与する動作区間とを有するカム部を有する構成とした場合には、糸寄せカム部材の不動区間で糸寄せ用モータを十分に加速してから糸寄せ動作を行うことができ、高速縫製時でも糸寄せを実現することが可能となる。
【００２９】
また、糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材を溝カムとした場合、糸寄せのための回動動作を高速で行う場合でも、糸寄せカム部材と従動体との分離を生じないため、糸寄せ部材を高速且つ正確に回動させることが可能となる。
【００３０】
また、糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材を全周カムとした場合、糸寄せカム部材を一定方向に回転させればよく、往復動作させる必要がなくなるので、高速且つ円滑な糸寄せ動作を実現可能となる。
また、糸寄せカム部材に回転動作を伝達するベルトやギア等の部材は、往復回動を行う場合と異なり、噛み合う部分やベルトの接触部分が一部のみではなく、全体が使用されることとなり、部分的な劣化などを防止することができ、耐久性を向上することが可能である。
糸寄せカム部材を、動作区間と不動区間とが交互に繰り返される全周カムとすると、糸寄せが複数針で連続して行われる場合に、一針毎に糸寄せカム部材の回転を停止させる必要がなく連続的に回転させて糸寄せを行うことができる。
【００３１】
また、針棒回動機構の針棒カム部材が、針棒に回動動作を付与しない不動区間と付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有する構成とした場合には、針棒カム部材の不動区間で針棒回動モータを十分に加速してから針棒の回動動作を行うことができ、高速縫製時でも針棒の回動を実現することが可能となる。
【００３２】
また、針棒の回動動作を行うための針棒カム部材を溝カムとした場合、針棒の回動動作を高速で行う場合でも、従動体が針棒カム部材から離脱することがないので、針棒を高速且つ正確に回動させることが可能となる。
【００３３】
また、針棒の回動動作を行うための針棒カム部材を全周カムとした場合、針棒カム部材を一定方向に回転させればよく、往復動作させる必要がなくなるので、高速且つ円滑な回動動作を実現可能となる。
また、針棒カム部材に回転動作を伝達するベルトやギア等の部材は、往復回動を行う場合と異なり、噛み合う部分やベルトの接触部分が一部のみではなく、全体が使用されることとなり、部分的な劣化などを防止することができ、耐久性を向上することが可能である。
また、針棒カム部材を、動作区間と不動区間とが交互に繰り返される全周カムとすると、針棒の回動が複数針で連続して行われる場合に、一針毎に針棒カム部材の回転を停止させる必要がなく連続的に回転させて針棒回動を行うことができる。
【００３４】
また、針棒カム部材から針棒台に回動動作を伝達するリンク体とアーム部材との間を上下方向に拘束しないで連結した場合、高速回動時に部材間に生じる上下振動等に起因する異音、騒音の発生を低減することが可能となる。
特に、リンク体とアーム部材との間を溝部と滑動部材とで連結した場合には、滑動部材は溝部に沿った方向に摺動されるので、連結された部材間の自由度が増してより異音、騒音の発生を低減させることができる。
【００３５】
また、制御部が、糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、糸張力を低減調節するように糸張力調節用アクチュエータを制御する構成とした場合には、糸寄せにより引き出された下糸と上糸の張力とのバランスをとることができ、結節を布に引き込むことができ、糸締まりを良好とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第一の実施形態のミシンの斜視図である。
【図２】ミシンアーム部の前端部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図３】針棒台の斜視図である。
【図４】針棒台の上端部の斜視図である。
【図５】針棒台の下端部の斜視図である。
【図６】クランクロッドと針棒との連結部の構造を示す斜視図である。
【図７】クランクロッドと針棒との連結部の構造を示す図６と方向の異なる斜視図である。
【図８】針棒回動機構の動作系統の平面図である。
【図９】針棒回動機構の動作説明図である。
【図１０】針棒回動機構の動作説明図である。
【図１１】針棒カム部材の平面図である。
【図１２】モータの速度特性を示す線図である。
【図１３】針棒カム部材のカム部におけるコロの基準の待機位置と停止位置との関係を示す説明図である。
【図１４】糸寄せ機構の平面図である。
【図１５】糸寄せ機構の斜視図である。
【図１６】糸寄せカム部材の平面図である。
【図１７】糸寄せカム部材のカム部におけるコロの基準の待機位置と停止位置との関係を示す説明図である。
【図１８】糸調子装置の断面図である。
【図１９】ミシンの制御系を示したブロック図である。
【図２０】図２０（Ａ）は縫い針が布に刺さるときに目孔を通った上糸が左巻き方向に絡んだ状態を示す断面図、図２０（Ｂ）は上糸が右巻き方向に絡んだ状態を示す断面図である。
【図２１】図２１（Ａ）は釜のボビンケースの角の部分から針板の針穴に下糸が渡っている状態を示す平面図、図２１（Ｂ）はその正面図を示す。
【図２２】半回転釜を用いるミシンにおいて布の移動方向とヒッチステッチの発生要因との関係を示す説明図である。
【図２３】布送り方向の角度区分に応じて糸寄せと針棒回動のいずれを実行すべきかを記憶したテーブルデータを示す説明図である。
【図２４】上軸角度と縫い針の高さとの関係を示す線図である。
【図２５】ミシンにおける縫い針、釜、天秤のモーションダイヤグラムである。
【図２６】糸寄せを実行していない状態における糸寄せ部材と針穴との位置関係を示す平面図である。
【図２７】糸寄せを実行している状態における糸寄せ部材と針穴との位置関係を示す平面図である。
【図２８】糸寄せの実行時の下糸の引き出し状況を示す説明図である。
【図２９】ヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。
【図３０】針棒回動機構の第二の例の平面図であって、針棒に回動動作を付与しない状態を示す。
【図３１】針棒回動機構の第二の例の平面図であって、針棒に回動動作を付与することが可能な状態を示している。
【図３２】針棒回動機構のコロ腕の斜視図である。
【図３３】糸寄せ機構の第二の例の平面図であって、糸寄せ動作を実行していない退避状態を示す。
【図３４】糸寄せ機構の第二の例の平面図であって、糸寄せ部材が糸寄せを実行している作動状態を示す。
【図３５】ミシンにおける縫い針、釜、天秤のモーションダイヤグラムと糸寄せカム変位との関係を同時に示す図である。
【図３６】糸寄せ機構の第三の例の平面図である。
【図３７】針棒回動機構の第三の例の斜視図である。
【図３８】針棒回動機構の第三の例の平面図である。
【図３９】針棒回動機構の第三の例の針棒カム部材の平面図である。
【図４０】図４０（Ａ）は針棒回動機構の針棒台上端部の拡大斜視図、図４０（Ｂ）は分解斜視図である。
【図４１】糸寄せ機構の第四の例の平面図である。
【図４２】糸寄せ機構の第四の例の斜視図である。
【図４３】糸寄せ機構の第四の例の糸寄せカム部材の平面図である。
【図４４】図４４（Ａ）はパーフェクトステッチを示し、図４４（Ｂ）はヒッチステッチを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施の形態を図１〜図２９に基づいて説明する。
本実施形態として以下に記載するミシン１００は、いわゆる電子サイクルミシンであり、縫製を行う被縫製物である布地を保持する布保持部としての保持枠を有し、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地に所定の縫製データに基づく縫製パターンを形成する。
そして、このミシン１００では、保持枠による布地の移動方向に応じて適宜、下糸の糸寄せ又は針棒の回動を選択的に実施し、ヒッチステッチの発生を防止することを特徴としている。
【００３８】
図１は本発明にかかるミシン１００の斜視図である。
ここで、後述する縫い針１１が上下動を行う方向をＺ軸方向又は上下方向とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向又は左右方向とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向又は前後方向と定義する。なお、以下の説明における「前」とはミシン１００に対して縫製を行う作業者が位置する方向、「左」はミシン１００の前側にいる作業者がミシン１００と向き合った状態における左手側、「右」はミシン１００の前側にいる作業者がミシン１００と向き合った状態における右手側を示すものとする。
【００３９】
上記ミシン１００は、縫い針１１をその下端部に保持してＺ軸方向に沿って上下動を行う針棒１２と、ミシンモータ２１を駆動源として縫い針を上下動させる針上下動機構２０と、針棒１２をＺ軸方向に沿ったその中心線回りに回動させる針棒回動機構３０と、縫い針１１に通された上糸に下糸を絡める釜１３と、下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構５０と、上糸の糸張力の可変調節を行う糸調子装置７０と、布地を保持してＸ−Ｙ平面に沿って任意に移動位置決めを行う移動機構としての布移動機構８０と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段としての制御装置９０と、ミシン１００の各構成を支持するミシンフレーム１０１とを主に備えている。
【００４０】
［ミシンフレーム］
図１に示すように、ミシン１００は、外形がＸ軸方向から見て略コ字状を呈するミシンフレーム１０１を備えている。このミシンフレーム１０１は、ミシン１００の上部をなしＹ軸方向に延びるミシンアーム部１０１ａと、ミシン１００の下部をなしＹ軸方向に延びるミシンベッド部１０１ｂと、上下に位置するミシンアーム部１０１ａ及びミシンベッド部１０１ｂとを連結する縦胴部１０１ｃとを有している。
【００４１】
［針上下動機構］
図２はミシンアーム部１０１ａの前端部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
図１及び図２に示すように、針上下動機構２０は、上記ミシンアーム部１０１ａ内においてＹ軸方向に沿った状態で回転可能に支持された上軸２２と、上軸２２の一端部から回転力を付与する図１９に示すミシンモータ２１と、上軸２２の他端部に設けられた針棒クランク２３と、針棒クランク２３の回転中心に対する偏心位置に一端部が連結されたクランクロッド２４と、クランクロッド２４の針棒１２側の端部を上下方向に沿って往復するよう案内するガイド２５とを備えている。
上軸２２はミシンモータ２１の出力軸に直結されて回転駆動が行われ、上軸２２の回転は針棒クランク２３とクランクロッド２４とにより上下の往復動作に変換されて針棒１２に伝達される。
【００４２】
クランクロッド２４の針棒１２側の端部にはＹ軸方向に沿った支軸２６が貫通装備され、当該支軸２６はその両端部でクランクロッド２４を挟むようにして二つの角コマ２７，２８を回転可能に軸支している。
そして、クランクロッド２４に対して針棒１２側の面に設けられた角コマ２７は、後述する針棒抱き３３１，３３２を介して針棒１２と係合し、針棒１２に上下動を伝達する。また、クランクロッド２４に対して針棒１２とは逆側の面に設けられた角コマ２８はミシンアーム部１０１ａの壁面にＺ軸方向に沿って形成された溝状のガイド２５に嵌合している。即ち、角コマ２８は、溝状のガイド２５に滑動可能な状態で嵌合しているため、クランクロッド２４の針棒１２側の端部をＸ軸方向の移動を規制しつつもＺ軸方向に沿ってのみ往復可能としている。
これにより、針棒１２には、ミシンモータ２１の回転に同期した上下方向の往復動作が付与される。
【００４３】
［釜］
本実施形態たるミシン１００では、釜として半回転釜を採用する場合を例示する。半回転釜は、大釜の内側で針棒１２の上下動と同期して往復回動を行う中釜と、中釜の内側に収納されたボビン及びボビンケースと、中釜に往復回動を付与するドライバと、上軸２２に形成されたクランク部に一端部が連結されたクランクロッドと、クランクロッドの他端部に連結されたアーム部を有する往復回動軸と、往復回動軸により増速されて往復回動を行う下軸とを備え、当該下軸はドライバを保持して当該ドライバを介して中釜を往復回動させるようになっている。また、前述したミシンモータ２１は針棒１２の上下動と釜１３の回動動作の駆動源となり、縫い針１１の上下動と釜１３の回動により上糸を下糸に絡め
る。なお、半回転釜の構造・構成は周知であるため、詳細な説明は省略する。
【００４４】
［針棒回動機構］
針棒回動機構３０は、ミシンアーム部１０１ａの前端部においてＺ軸周り（上下動軸心周りとも称する）に回動可能に支持されると共に針棒１２を上下動可能に支持する針棒台３１と、針棒台３１を通じて針棒１２に対してＺ軸周りの回動動作を付与する動作系統とを主な構成とする。
図３は針棒台３１の斜視図であり、図４はその上端部、図５は下端部を示す斜視図である。
【００４５】
針棒台３１は、その上端部３１１と下端部３１２とが同心となる円筒状に形成されており、それらの間は矩形状の枠部３１３により一体的に連結されている。そして、下端部３１２と枠部３１３の内側には筒状のメタル軸受け３２１，３２２が保持されており、これら二つのメタル軸受け３２１，３２２の内側に丸棒状の針棒１２が挿入される。これにより、針棒１２は、Ｚ軸方向に沿った状態で上下動可能に支持された状態となる。
【００４６】
また、針棒台３１の上端部３１１と下端部３１２の外周には、それぞれ軸受け３２３，３２４が装備され、当該各軸受け３２３，３２４の外周はミシンアーム部１０１ａの壁面に保持される。これにより、針棒台３１及び針棒台３１に支持された針棒１２は、ミシンアーム部１０１ａに対してＺ軸回りに回動可能となっている。
なお、符号３２５と３２６は、それぞれ座金であり、軸受け３２３，３２４の外輪と針棒台３１側との滑動性を保持するためのものである。
【００４７】
また、針棒台３１の上端部３１１であって、軸受け３２３の下側には、前述した動作系統から回動トルクが入力されるアーム部材３２７がネジ止めにより固定装備されている。このアーム部材３２７は、針棒１２を中心とする半径方向外側に向かって延出された腕部が形成されており、当該腕部の先端部が動作系統を構成するリンク体の一つと段ネジで連結され、腕部を通じて回動動作が入力されるようになっている。
【００４８】
また、針棒台３１の枠部３１３は、Ｚ軸方向に沿った矩形の平面部を備え、当該平面部の上部には、検出体３２８が固定装備されている。この検出体３２８は、ミシンアーム部１０１ａの壁面に装備された近接センサである針棒角度センサ３２９により、その近接状態が検出される。つまり、針棒角度センサ３２９は、検出体３２８との距離に応じた検出信号を出力し、これにより、針棒角度センサ３２９に対する検出体３２８の近接状態或いは離間状態を識別することができ、例えば、上記最近接状態を針棒１２の回動方向における原点位置と定めた場合に、針棒１２が原点にいるか、原点より離れて回動を生じているかを識別することが可能となる。
【００４９】
また、針棒台３１の枠部３１３の平面部には、長尺のガイド板３３０がネジ止めにより装備されている。かかるガイド板３３０は、Ｚ軸方向に沿って表裏に貫通した状態でスリット３３０ａが形成されている。枠部３１３の平面部は、図示されていないが、ガイド板３３０の背面側がガイド板３３０のスリット３３０ａより大きく開口が形成されている。
そして、針棒１２には後述する図６及び図７に示す針棒抱き３３１が固定装備されており、当該針棒抱き３３１には、針棒１２を中心とする半径方向外側に向かって延出した矩形の突起部３３１ａが形成されている。かかる突起部３３１ａは、ガイド板３３０の背面側から外側に向かってスリット３３０ａに挿入され、針棒１２の上下動の際には、スリット３３０ａ内を突起部３３１ａも上下動を行う。そして、突起部３３１ａの横幅はスリット３３０ａの幅とほぼ等しく設定されており、これにより、針棒台３１がＺ軸回りに回動動作を行うと、針棒１２も供回りを行うようになっている。
【００５０】
図６はクランクロッド２４と針棒１２との連結部の構造を示す斜視図、図７はクランクロッド２４と針棒１２との連結部の構造を示す図６と方向の異なる斜視図である。
前述したように、クランクロッド２４の下端部であって針棒１２側の面には角コマ２７がＹ軸回りで回動可能に軸支されている。
そして、針棒１２には、二つの針棒抱き３３１，３３２が上下に並んで所定の隙間をもって抱き締め固定されている。そして、上下に並んだ針棒抱き３３１と針棒抱き３３２との間には、座金３３３，３３４を介して角コマ２７を介在させている。
各座金３３３，３３４は摺動性の良好な素材から形成されており、角コマ２７の摺動面は滑動性に優れている。また、各座金３３３，３３４は、それぞれの針棒抱き３３１，３３２に突出装備されたピンが嵌合しており、針棒１２の回動時には各針棒抱き３３１，３３２と共に回動動作を行うようになっている。
また、前述したように、上側の針棒抱き３３１には、Ｙ軸方向前側に突起部３３１ａが突設されており、ガイド板３３０により針棒台３１と共にＺ軸回りに針棒１２を回動させる。その際、針棒１２と共に各針棒抱き３３１，３３２は回動を行うが、クランクロッド２４に支持された角コマ２７は、座金３３３，３３４を介して針棒抱き３３１，３３２の間に位置した状態を維持することができ、針棒回動時であっても、ミシンモータ２１からの上下動の動力を針棒１２に伝達することが可能となっている。
【００５１】
図８は針棒回動機構３０の動作系統の平面図、図９及び図１０は針棒回動機構３０の動作説明図である。
針棒回動機構３０の動作系統は、駆動源となる針棒回動モータ３４と、針棒回動モータ３４により作動する針棒カム部材３５と、針棒カム部材３５から動作付与が行われる従動体としてのコロ３６と、コロ３６から針棒１２に回動動作を伝達する伝達部材とを主に備えている。この伝達部材（リンク機構）は、コロ腕３６１とリンク体３６２とアーム部材３２７から構成される。
【００５２】
上記針棒回動モータ３４は、ミシンアーム部１０１ａの左側面に取り付けられたモータ取り付け台３４１により出力軸を垂直上方に向けた状態で支持されており、当該出力軸には主動スプロケット３４２が装備されている。モータ取り付け台３４１の上面には、主動スプロケット３４２に隣接して小径の従動スプロケット３４３が設けられており、相互のスプロケット３４２，３４３にはタイミングベルト３４４が掛け渡され、主動スプロケット３４２から従動スプロケット３４３へ増速回転が伝わるようになっている。
従動スプロケット３４３は、その回動軸３４５を介して針棒カム部材３５と連結されており、従動スプロケット３４３の回動は針棒カム部材３５に伝達される。
【００５３】
図１１は針棒カム部材３５の平面図である。針棒カム部材３５は略扇形であり、略円弧状の外縁部がコロ３６に当接して変位を付与するカム部３５１となっている。そして、このカム部３５１は、回動中心位置から一定の距離を維持する円弧のカム形状の二つの不動区間３５２，３５３を有し、二つの不動区間３５２，３５３の間には、これらに連なる動作区間３５４が形成されている。この動作区間３５４は、一方の不動区間３５２との境界位置から徐々に縮径し、その後再び徐々に拡径して他方の不動区間３５３との境界位置で当該不動区間３５３と同じ径に戻るカム形状となっている。また、この動作区間３５４は、左右対称のカム形状となっている。
すなわち、針棒カム部材３５は、針棒１２に回動動作を付与しない不動区間３５２，３５３と針棒１２に回動動作を付与する動作区間３５４とが連続して形成されたカム部を有している。
【００５４】
詳細は後述するが、針棒回動機構３０は、上軸一回転中の一定の回転角度範囲内のタイミングで針棒１２を所定の角度範囲で往復回動させるためのものである。従って、縫製速度が高速となればなるほど、針棒１２の往復回動動作も高速で行わなければならない。
しかしながら、モータは一般に、図１２に示すように、駆動開始直後は加速度が小さく、低速状態Ｖ１が一定期間継続し、その後、加速して高速状態Ｖ２に至るという速度特性を有している。従って、針棒回動モータ３４によって針棒カム部材３５に回動動作を付与すると、針棒回動モータ３４の駆動開始時には低速で針棒カム部材３５が回動を行うこととなり、針棒１２の回動動作が間に合わなくなる場合がある。
従って、針棒カム部材３５のカム部３５１に不動区間３５２又は３５３を設け、当該不動区間３５２又は３５３をコロ３６の待機位置とし、針棒回動モータ３４の駆動開始から高速状態に至るまでの間は、コロ３６が不動区間３５２又は３５３に沿って相対移動し、針棒回動モータ３４が十分に加速した時に、コロ３６が動作区間３５４に沿って相対移動するように、針棒カム部材３５は設計されている。これにより、針棒回動モータ３４の高速域のみを利用して針棒１２の回動動作を行うことが可能となり、高速で針棒１２の回動動作を行うことが可能となっている。
そして、制御部としての制御装置９０は、針棒カム部材３５の不動区間３５２又は３５３で駆動を開始すると共に十分に加速してから動作区間３５４で針棒に回動動作を付与するように針棒回動モータ３４を制御する。
【００５５】
また、針棒カム部材３５は、動作区間３５４を挟んで両側に不動区間３５２，３５３が形成されているので、針棒１２の往復回動動作を一回行う場合に、針棒カム部材３５を往復回動させる必要がなく、一方の不動区間３５２からもう一方の不動区間３５３にコロ３６が相対移動するように、針棒カム部材３５を片側回動させるだけで足りる。次回の針棒１２の往復回動動作を行う場合には、コロ３６はもう一方の不動区間３５３に当接しているため、当該不動区間３５３でモータ３４が高速に至るまでの助走動作を行うことができる。
なお、針棒カム部材３５には、原点センサ３５５が併設されている。原点サンサ３５５が、回転軸３４５に固定された検出子３４６を検知して、コロ３６を針棒カム部材３５のカム部３５１における基準の待機位置に位置決めすることができる。つまり、この基準の待機位置にコロ３６が位置する状態から針棒カム部材３５を回動させることにより、針棒回動モータ３４が高速に達した時に丁度、コロ３６を動作区間３５４に到達させることができ、針回動を高速で行うことが可能となっている。
【００５６】
上記コロ３６は、ベルクランクである伝達部材としてのコロ腕３６１の一方の腕部３６１ａに回転可能に保持されており、コロ腕３６１のもう一方の腕部３６１ｂは、伝達部材としてのリンク体３６２を介してアーム部材３２７の回動端部に連結されている。
また、このコロ腕３６１は、二本の腕部３６１ａ，３６１ｂの基端部側がミシンアーム部１０１ａの壁面に固定されたコロ腕台３６６に段ネジ３６３を支軸として回動可能に支持されている。
また、コロ腕３６１は、コロ３６が常時、針棒カム部材３５のカム部３５１に当接するようにねじりコイルバネ３６４により付勢されている。
また、コロ腕３６１には、針棒カム部材３５が余分に回動してコロ３６がカム部３５１から脱落した場合に、ねじりコイルバネ３６４により過剰に回動しないように、ストッパ３６５が併設されている。
【００５７】
上記の構成により、針棒回動機構３０では、原点センサ３５５によりコロ３６が針棒カム部材３５のカム部３５１における基準の待機位置に位置する図９の状態から、針棒回動モータ３４が駆動を開始すると、主動スプロケット３４２，タイミングベルト３４４，従動スプロケット３４３を介して針棒カム部材３５が回動を開始する。
そして、針棒回動モータ３４の駆動開始時の低速状態では、コロ３６は針棒カム部材３５の不動区間３５２に沿って相対的に移動しているため、針棒１２及び針棒台３１には回動動作が付与されず、針棒回動モータ３４が徐々に加速して高速に達すると、図１０に示すように、コロ３６は針棒カム部材３５の動作区間３５４に到達して相対移動を行う。これにより、コロ腕３６１が回動し、リンク体３６２を介して針棒台３１を回動させる。これにより、針棒１２も回動を行う。
【００５８】
また、針棒回動モータ３４の駆動は、コロ３６が動作区間３５４を脱してもう一方の不動区間３５３内の所定の停止位置に到達するまで継続する。なお、図１３に示すように、この停止位置Ｓ２は、前述した原点センサ３５５によるカム部３５１の不動区間３５２における基準の待機位置Ｓ１から当該不動区間３５２と動作区間３５４の境界位置Ｋ１までの回動角度θ１とした場合に、動作区間３５４と不動区間３５３との境界位置Ｋ２から停止位置Ｓ２までの回動角度θ２も角度θ１と等しくなるように制御することが望ましい。
即ち、次回の針棒１２の回動動作を行う際には、この停止位置Ｓ２が回動の開始位置としての待機位置なって逆方向に針棒カム部材３５を回動させるため、動作区間３５４と不動区間３５３との境界位置Ｋ２から停止位置Ｓ２までの回動角度θ２をθ１と同じ角度とすることにより、コロ３６が不動区間３５３から動作区間３５４に進入する時点で針棒回動モータ３４が高速に達した状態とすることできる。
【００５９】
なお、上記針棒カム部材３５を使用する場合、コロ３６が不動区間３５２又は３５３を相対移動している間の助走期間は、針棒１２は停止状態であって動作させることができないことから、針棒１２の回動をより正確なタイミングである上軸角度で開始させる必要がある場合には、回動開始タイミングに対して当該助走期間の分だけ先行して針棒回動モータ３４の駆動を開始させるよう制御が行われる。
【００６０】
［糸寄せ機構］
図１４は糸寄せ機構５０の平面図、図１５は斜視図である。
糸寄せ機構５０は、ミシンベッド部１０１ｂの内部であって針板１４よりも下側に設けられ、糸寄せ部材５１により下糸の糸寄せを行う。この糸寄せ機構５０は、ボビンケースから針板１４の針穴１５に渡る下糸を寄せてその経路を変更する糸寄せ部材５１と、当該糸寄せ部材５１の糸寄せ動作の駆動源となる糸寄せ用モータ５２と、糸寄せ用モータ５２により作動する糸寄せカム部材５３と、糸寄せカム部材５３から動作付与が行われる従動体としてのコロ５４と、コロ５４から糸寄せ部材５１に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構５５とを主に備えている。リンク機構５５は、コロ腕５４１と支軸５４２から構成される。
【００６１】
上記糸寄せ用モータ５２は、ミシンベッド部１０１ｂの内部に取り付けられたモータ取り付け台５２１により出力軸を垂直上方に向けた状態で支持されており、当該出力軸には主動歯車５２２が装備されている。モータ取り付け台５２１の上面には、主動歯車５２２に隣接して小径の従動歯車５２３が設けられており、これらは相互に噛合しており、主動歯車５２２から従動歯車５２３へ増速回転が伝わるようになっている。
従動歯車５２３は、その回動軸５２４を介して糸寄せカム部材５３と連結されており、従動歯車５２３の回動は糸寄せカム部材５３に伝達される。
【００６２】
図１６は糸寄せカム部材５３の平面図である。糸寄せカム部材５３は略扇形であり、略円弧状の外縁部がコロ５４に当接して変位を付与するカム部５３１となっている。そして、このカム部５３１は、回動中心位置から一定の距離を維持する円弧のカム形状の不動区間５３２，５３３を有し、二つの不動区間５３２，５３３の間には、これらに連なる動作区間５３４が形成されている。二つの不動区間５３２，５３３は、いずれも回動中心から一定の距離を維持するカム形状であるが、不動区間５３３は不動区間５３２よりも径が大きく設定されている。
動作区間５３４は、一方の不動区間５３２との境界位置から徐々に拡径して他方の不動区間５３３との境界位置で当該不動区間５３３と同じ径に至るカム形状となっている。
すなわち、糸寄せカム部材５３は、糸寄せ部材５１に糸寄せ動作を付与しない不動区間５３２、５３３と、糸寄せ部材５１に糸寄せ動作を付与する動作区間５３４とが連続して形成されたカム部５３１を有する。
【００６３】
詳細は後述するが、糸寄せ機構５０は、縫製中に一定の上軸角度の範囲内となるタイミングで糸寄せ部材５１を所定の角度範囲で一定方向に回動させると共に、また別の上軸角度の範囲内となるタイミングで糸寄せ部材５１を前回と同じ角度範囲で逆方向に回動させるためのものである。従って、縫製速度が高速となればなるほど、糸寄せ部材５１の各方向への回動動作も高速で行わなければならない。
従って、前述した針棒回動機構３０と同様にして、糸寄せカム部材５３のカム部５３１に不動区間５３２又は５３３を設け、当該不動区間５３２又は５３３をコロ５４の待機位置とし、糸寄せ用モータ５２が不動区間５３２又は５３３をコロ５４が相対移動する期間を助走期間として十分に加速した後に、コロ５４が動作区間５３４に沿って相対移動するように、糸寄せカム部材５３は設計されている。これにより、糸寄せ用モータ５２の高速域のみを利用して糸寄せ部材５１の高速回動動作を行うことが可能となっている。
【００６４】
なお、糸寄せ部材５１は、往復回動を行うが、針棒１２の場合と異なり、往路の回動と復路の回動との間で一旦停止が行われる。さらに、糸寄せカム部材５３は、前述した針棒カム部材３５のように片側への回動により針棒１２が往復回動するように設計されてはおらず、糸寄せ部材５１の往復回動を行う場合には、糸寄せカム部材５３も往復回動を行う必要がある。
従って、一方の不動区間５３２は糸寄せ部材５１の往路の回動時における助走期間のために使用され、もう一方の不動区間５３３は糸寄せ部材５１の復路の回動時における助走期間のために使用される。
これにより、糸寄せ部材５１の往路の回動と復路の回動のそれぞれを高速を行うことが可能となっている。
なお、この糸寄せカム部材５３については、前述した針棒カム部材３５のように、原点センサを図示していないが、この糸寄せ機構５０にも、糸寄せカム部材５３の基準の待機位置を検出する原点センサを設け、当該待機位置から糸寄せカム部材５３の回動を開始させることにより糸寄せ用モータ５２が丁度高速状態になる時に糸寄せ部材５１が回動動作を行うように構成しても良い。
【００６５】
糸寄せカム部材５３のカム部５３１に当接するコロ５４は、ベルクランクであるコロ腕５４１の一方の腕部５４１ａに回転可能に保持されており、コロ腕５４１のもう一方の腕部５４１ｂには糸寄せ部材５１が保持されている。
また、このコロ腕５４１は、二本の腕部５４１ａ，５４１ｂの基端部側がモータ取り付け台５２１に設けられた支軸５４２により回動可能に支持されている。
また、コロ腕５４１は、コロ５４が常時、糸寄せカム部材５３のカム部５３１に当接するようにねじりコイルバネ５４３により付勢されている。
また、コロ腕５４１には、糸寄せカム部材５３が余分に回動してコロ５４がカム部５３１から脱落した場合に、ねじりコイルバネ５４３により過剰に回動しないように、ストッパ５４４が併設されている。
【００６６】
糸寄せ部材５１は、その基端部がコロ腕５４１の腕部５４１ｂの回動端部に保持されており、当該糸寄せ部材５１の先端部は針板１４の下側において針穴１５の方向に延出されている。また、この糸寄せ部材５１の先端部側が自由端となっており、また、先端部は尖鋭な形状に形成されている。そして、糸寄せ部材５１は、通常は、その先端部が針穴１５に対して前方に離れて待避しており、糸寄せの際には、先端部が針穴１５の真下を通過するように移動してボビンケースから針穴１５に渡る下糸に係合して後方に寄せる動作を行う。
【００６７】
また、針板１４の左側部には、上下二枚の板状体の隙間に板状の糸寄せ部材５１を回動動作の前後に渡って介挿するように支えるガイド５１１が設けられており、糸寄せ部材５１の回動動作時における上下方向の震えを抑止している。
【００６８】
上記の構成により、糸寄せ機構５０では、コロ５４が糸寄せカム部材５３のカム部５３１の不動区間５３２における所定の待機位置に位置する状態から、糸寄せ用モータ５２が駆動を開始すると、主動歯車５２２，従動歯車５２３を介して糸寄せカム部材５３が回動を開始する。
そして、糸寄せ用モータ５２の駆動開始時の低速状態では、コロ５４は糸寄せカム部材５３の不動区間５３２に沿って相対的に移動しているため、糸寄せ部材５１には回動動作が付与されず、糸寄せ用モータ５２が徐々に加速して高速に達すると、コロ５４は糸寄せカム部材５３の動作区間５３４に到達して相対移動を行う。これにより、コロ腕５４１が回動し、糸寄せ部材５１を回動させる。これにより、糸寄せ部材５１往路の回動動作を行い、その先端部が針穴１５の真下を通過して下糸を後方に寄せる動作を行う。
さらに、糸寄せ用モータ５２は、コロ５４が動作区間５３４を脱してもう一方の不動区間５３３内の所定の停止位置に到達するまで駆動を継続する。
【００６９】
また、糸寄せ部材５１は、復路の回動動作を行って元の位置に戻す必要があるため、糸寄せ機構５０は、コロ５４が不動区間５３３における停止位置である待機位置に位置する状態から、糸寄せ用モータ５２が逆回転で駆動を開始すると、糸寄せ用モータ５２の駆動開始時の低速状態では、コロ５４は不動区間５３３に沿って相対的に移動し、糸寄せ用モータ５２が高速に達すると、コロ５４は動作区間５３４に到達して相対移動を行う。これにより、コロ腕５４１が逆方向に回動し、糸寄せ部材５１の復路の回動動作を行う。
さらに、糸寄せ用モータ５２は、コロ５４が動作区間５３４を脱して不動区間５３２内の当初の待避位置に到達するまで駆動を継続する。
すなわち、糸寄せカム部材５３の不動区間５３２と５３３は、動作区間５３４を挟んでその両側にそれぞれ形成されている。そして、制御部としての制御装置９０は、糸寄せカム部材５３の不動区間５３２又は５３３で駆動を開始すると共に十分に加速してから動作区間５３４で糸寄せ部材５１に糸寄せ動作を付与するように糸寄せ用モータ５２を制御す
る。
【００７０】
なお、図１７に示すように、コロ５４の所定の待機位置をＳ３とし、当該待機位置Ｓ３から糸寄せ用モータ５２の駆動を開始した場合に、不動区間５３２と動作区間５３４との境界Ｋ３において糸寄せ用モータ５２が高速状態に達するように待機位置Ｓ３から境界位置Ｋ３までの回動角度θ３を設定することが望ましい。
また、糸寄せ部材５１の往路の回動時の不動区間５３３におけるコロの停止位置Ｓ４は、糸寄せ部材５１の復路の回動時の開始位置としての待機位置となるので、待機位置Ｓ４から不動区間５３３と動作区間５３４の境界位置Ｋ４までの回動角度θ４は上記回動角度θ３と同じ角度に設定することが望ましい。
【００７１】
また、糸寄せ機構５０の場合も、コロ５４が不動区間５３２又は５３３を相対移動している間の助走期間を考慮して、予定された駆動開始タイミングよりも助走期間の分だけ糸寄せ用モータ５２の駆動を早く開始する必要がある。
【００７２】
［布移動機構］
図１に示すように、布移動機構８０は、ミシンベッド部１０１ｂの上面において被縫製物を保持する保持枠８１と、保持枠８１を昇降可能に支持する支持アーム８２と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＸ軸方向に移動させる図１９に示すＸ軸モータ８３と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＹ軸方向に移動させる図１９に示すＹ軸モータ８４とを備えている。
布移動機構８０は、かかる構成により、保持枠８１を介して被縫製物をＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動位置決めすることができ、一針ごとに任意の位置に針落ちを行うことができ、自在な縫い目の形成が可能となっている。すなわち、移動機構とも称する布移動機構８０は、被縫製物を水平面に沿って任意の位置に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる。
【００７３】
［糸調子装置］
図１８は糸調子装置７０の断面図である。糸調子装置７０は、上糸に糸張力を付与する糸調子器７９と、糸調子器７９による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエータとしての糸調子ソレノイド７１とから主に構成される。
上記糸調子器７９は、ミシンアーム部１０１ａの右側面に設けられ、糸供給源から天秤に至る経路の上糸を挟持して糸張力の付与を行うものである。この糸調子器７９は、上糸を挟む二枚の糸調子皿７２，７２と、これらの糸調子皿７２，７２が互いに接離するＸ軸方向にそって移動可能に支持する中空支軸７３と、中空支軸７３の内部を貫通して一方の糸調子皿７２を他方の糸調子皿７２に押圧することが可能な押圧軸７４と、糸取りバネ７５と、これらを格納保持する本体ケース７６とを備えている。
【００７４】
一方、糸調子ソレノイド７１は糸調子器の左方において、通電される電流値に応じて突出する方向に推力を生じる出力軸７１ａが、前述した押圧軸７４と同一線上に並ぶように配置されている。
そして、出力軸７１ａは、コイルバネ７７に挿通された伝達軸７８と結合されており、この伝達軸７８は、出力軸７１ａを押し戻す方向に押圧するコイルバネ７７に挿通されている。
従って、糸調子ソレノイド７１の非通電時には、出力軸７１ａはコイルバネ７７に押し戻され、押圧軸７４を糸調子皿７２の方向に押圧する押圧力が得られないので、二枚の糸調子皿７２，７２はフリーとなり、糸張力の付与が行われない。
また、糸調子ソレノイド７１に通電を行うと、その電流値に応じた推力で出力軸７１ａが突出し、コイルバネ７７に抗して伝達軸７８が押圧軸７４を介して一方の糸調子皿７２を押圧し、当該押圧力に応じて二枚の糸調子皿７２，７２の間に介挿された上糸に張力を付与することができる。
なお、糸調子ソレノイド７１の通電量は制御装置９０により制御され、糸調子装置７０において、任意の糸張力を上糸に付与することが可能となっている。
また、制御部としての制御装置９０は、糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、算出した縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属する場合、糸張力を低減調節するように糸張力調節用アクチュエータとしての糸調子ソレノイド７１を制御する。
【００７５】
［ミシンの制御系：制御装置］
図１９はミシン１００の制御系を示したブロック図である。ミシン１００は、上述した各部、各部材の動作を制御するための制御部としての制御装置９０を備えている。そして、制御装置９０は、縫製における動作制御を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ９２と、演算処理の作業領域地となるＲＡＭ９３と、縫製データを記憶する記憶手段としての不揮発性のデータメモリ９４と、ＲＯＭ９２内のプログラムを実行するＣＰＵ９１とを備えている。
【００７６】
また、ＣＰＵ９１は、ミシンモータ駆動回路２１ａ、Ｘ軸モータ駆動回路８３ａ、Ｙ軸モータ駆動回路８４ａ、糸寄せ用モータ駆動回路５２ａ、針棒回動モータ駆動回路３４ａ、糸調子ソレノイド駆動回路７１ｂを介して、ミシンモータ２１、Ｘ軸モータ８３、Ｙ軸モータ８４、糸寄せ用モータ５２、針棒回動モータ３４及び糸調子ソレノイド７１のそれぞれに接続され、各モータ２１，８３，８４，５２，３４及び糸調子ソレノイド７１の駆動を制御する。
また、ミシンモータ２１は、図示しないエンコーダを備えており、その検出角度がＣＰＵ９１に出力される。また、上記各モータ８３，８４，５２，３４はステッピングモータであり、これらの図示しない原点検索手段がＣＰＵ９１に接続され、その出力からＣＰＵ９１は各モータの原点位置を認識することができる。
【００７７】
データメモリ９４に格納されている縫製データには、所定の縫製パターンを縫製するための一針ごとのＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４の動作量が順番に記憶されており、ＣＰＵ９１は、縫製の際には、一針ごとにＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４の動作量を読み込むと共に当該各動作量に応じてＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４を駆動する動作制御を行う。すなわち、制御装置９０は、所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて布移動機構８０を制御する。
【００７８】
［ヒッチステッチの発生要因］
上記ＣＰＵ９１は、上記縫製データに基づく縫製制御の実行に伴い、ヒッチステッチ回避制御を実行する。ここで、図２０、図２１に基づいてヒッチステッチの発生要因について説明する。
布移動機構８０により布を縫製データに応じて毎針ごとに任意の方向に移動する場合、その布送り方向、つまり縫目形成方向に応じて、縫い針１１が布に刺さるときに縫い針１１の目孔１１ａを通った上糸Ｕが縫い針１１に絡む絡み方向が、図２０（Ａ）に示す左巻き方向となる場合と図２０（Ｂ）に示す右巻き方向になる場合とがあり、これらの内のいずれになるかによって、パーフェクトステッチとなるかヒッチステッチとなるかが決定する。
また、図２１（Ａ）は釜１３のボビンケースの角の部分から針板１４の針穴１５に下糸Ｄが渡っている状態を示す平面図であり、図２１（Ｂ）はその正面図を示しているが、図示のように、下糸Ｄの経路に対し、縫い針１１が左側Ｌと右側Ｒの何れに針落ちするかによっても、パーフェクトステッチになるかヒッチステッチになるかが決定する。
【００７９】
次に、本実施形態のミシン１００のような半回転釜を用いる場合において、布の移動方向とヒッチステッチの発生要因との関係を図２２により説明する。図２２では針穴１５を中心として布移動機構８０が布を送る方向又は角度に応じていずれの範囲について、ヒッチステッチが生じるか、また、その要因は前述したいずれに該当するのかを示している。
まず、Ａの送り方向の角度範囲は、この角度範囲の方向に布が送られるとき、下糸がボビンケースから針穴１５に向かう方向にほぼ一致するため、針穴１５を通る下糸に対し、縫い針１１が右側に落ちるか左側に落ちるかが不確定な領域で、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれも発生し得る領域である。一方、この領域は、その送り方向により、縫い針１１に対する上糸の絡み方向は一定なため、この要因には影響されない。
【００８０】
次に、Ｂの送り方向の角度範囲は、この角度範囲の方向に布が送られると、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実に左側となり、且つ、この領域はその送り方向により縫い針１１に対する上糸の絡み方向は右側になるため、確実にヒッチステッチになる領域である。
【００８１】
次に、Ｃの送り方向の範囲は、この角度範囲の方向に布が送られると、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実に左側となるが、縫い針１１に対する上糸の絡み方向が不確定なため、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれも発生し得る領域である。
【００８２】
残りのＤの送り方向の範囲は、この角度範囲の方向に布が送られると、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実に右側となり、縫い針１１に対する上糸の絡み方向は左側になるため、確実にパーフェクトになる領域である。
【００８３】
［制御装置：ヒッチステッチ回避制御］
このように、ミシン１００では、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれになるかは、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対して縫い針１１が落ちる側と、縫い針１１に対する上糸の絡み方向との二つの要因が絡んで決定され、また、それぞれの要因が不確定となる領域については縫い目の種類も不確定となる傾向を示す。
従って、ミシン１００では、布移動機構８０による送り方向の範囲を前述したＡ〜Ｄの四つに区分し、各区分の角度範囲をデータメモリ９４に登録する。さらに、図２３に示すように、Ａ〜Ｄの各区分に応じて、糸寄せ機構５０による糸寄せと針棒回動機構３０による針棒回動のいずれを実行すべきかを記憶したテーブルデータをデータメモリに登録している。
【００８４】
そして、制御装置９０は、縫製実行時において、以下のヒッチステッチ回避制御を実行する。即ち、所定の縫製パターンの縫製を行うために一針分のＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４の動作量を縫製データから読み込むと、Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動量から布の移動方向がＡ〜Ｄのいずれの区分に属するかを判定する。そして、判定した区分に応じてテーブルデータから、糸寄せと針棒回動のいずれを実行すべきかを特定し、それぞれの実行タイミングに応じた上軸角度で各々の動作を実行するように糸寄せ機構５０の糸寄せ用モータ５２又は針棒回動機構３０の針棒回動モータ３４を制御する。
制御部としての制御装置９０は、縫製データに定められた針落ち位置又は被縫製物の移動量から、布移動機構８０による各針落の際の被縫製物の移動方向を算出して、布の移動方向がＡ〜Ｄのいずれの区分に属するかを判定する。
そして、移動方向が予め定められた第一の角度範囲であるＡ又はＢの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せを実行し、第二の角度範囲であるＣの場合には針棒回動機構３０による針棒の回動を実行し、第三の角度範囲であるＤの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せと針棒回動機構３０による針棒の回動を実行しない。
なお、制御部としての制御装置９０は、縫製データに定められた針落ち位置又は被縫製物の移動量から、布移動機構８０による各針落の際の被縫製物の移動方向を算出している。これに代えて、予め縫製データに第一の角度範囲、第二の角度範囲、第三の角度範囲であるとの角度範囲データを設定し、それらのデータに基づいて、制御装置９０が針棒の回動や糸寄せの実行の有無を制御することも容易に考えられる。
すなわち、制御部としての制御装置９０は、布移動機構８０による各針落ちごとの被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲であるA又はBの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲であるCの場合には針棒回動機構３０による針棒の回動を実行する。
【００８５】
［制御装置：針棒回動の実行タイミングについて］
次に、ヒッチステッチ回避制御における針棒回動を実行する場合の適正なタイミングについて説明する。図２４は上軸角度と縫い針１１の高さとの関係を示す線図である。
図２４において、
ａ区間：針先が縫製物から抜けてから針棒上死点へ到達するまでの上昇区間、
ｂ区間：針棒上死点より針先が縫製物に到達するまでの下降区間、
ｃ区間：針先が縫製物に到達してから針棒下死点に到達するまでの下降区間、
ｄ区間：針棒下死点から釜剣先と針が一致するまでの上昇区間、
ｅ区間：針と釜剣先一致してから針が縫製物を抜けるまでの上昇区間、
を示している。
針棒の回動は、図２４における針刺さり角度に達するまでに縫い針１１の向きが必要な角度だけ回動していることが要求される。従って、針棒回動機構３０の針棒回動モータ３４は、少なくとも、針刺さり角度に到達するタイミングよりも、針棒カム部材３５の不動区間３５２又は３５３の基準の待機位置から動作区間３５４の丁度中間位置に到達するまでの所要時間分だけ前から駆動を開始するよう制御される。
なお、上軸角度は、ミシンモータ２１に設けられたエンコーダの出力により監視される。
【００８６】
また、縫い針１１の向きは、少なくとも針釜一致の上軸角度に到達する前、望ましくは、針棒下死点の上軸角度に到達する前に元の向きに戻す必要があるが、針棒回動モータ３４は針棒カム部材３５の不動区間３５２又は３５３により助走しているため、高速で針棒１２の往復回動を実現することから、針刺さり角度に達するまでに縫い針１１の向きが必要な角度だけ回動するように駆動開始タイミングが設定されていれば、縫い針１１の向きを元に戻すタイミングの遅れは回避することが可能である。
【００８７】
［制御装置：糸寄せの実行タイミングについて］
次に、ヒッチステッチ回避制御における糸寄せを実行する場合の適正なタイミングについて説明する。図２５はミシン１００における縫い針１１、釜１３、天秤１６（図２参照）のモーションダイヤグラムである。図２５における▲印の線は針棒曲線を示し、■印の線は釜曲線を示し、◆印の線は天秤曲線を示している。また、図２６、図２７は糸寄せ部材５１と針穴１５との位置関係を示す平面図であり、図２６は糸寄せを実行していない状態を示し、図２７は糸寄せを実行している状態を示す。
【００８８】
図２６及び図２７に示すように、糸寄せ部材５１は、針落ち位置となる針穴１５を横切ることから、糸寄せの実行において、糸寄せ部材５１の往路の回動は、上軸角度113°と
なる針刺さり角度までに糸寄せ部材５１の往路の回動が完了していることが望ましい。従って、糸寄せ機構５０の糸寄せ用モータ５２は、少なくとも、針刺さり角度に到達するタイミングよりも、糸寄せカム部材５３の不動区間５３２の待機位置から不動区間５３３の停止位置に到達するまでの所要時間分だけ前から駆動を開始するよう制御される。
また、糸寄せ部材５１の復路の回動は、上糸が釜により針心から最も遠ざかる上軸角度270°となる上糸開き角度で糸寄せ部材５１の往路の回動が行われることが望ましい。従って、糸寄せ機構５０の糸寄せ用モータ５２は、糸寄せカム部材５３の不動区間５３３から動作区間５３４に移行するタイミングと上糸開き角度（上軸角度270°）とが一致するように駆動を開始するよう制御される。
糸寄せ部材５１の回動動作は、往路復路共に短いタイミングでの動作が要求されるが、糸寄せ用モータ５２は、不動区間５３２又は５３３で助走してから高速状態で動作区間５３４に至るため、糸寄せ部材５１を高速で回動させることができ、短いタイミングでの動作の要求に十分に対応することが可能である。
【００８９】
［糸寄せの実行時における糸張力調節制御］
図２８に示すように、糸寄せを実行すると、下糸は糸寄せ部材５１に寄せられて経路長が長くなり、ボビン側から引き出されることとなる。
従って、上糸張力は通常時より小さく設定しても、上下の糸の結節を布の上側に引き上げることができ、低張力で締りのよい縫い目を形成することができる。
従って、縫製時に糸寄せの実行と判定された針落ちの際には、糸張力を低減するよう糸調子ソレノイド７１の制御が実行される。
この時、糸調子ソレノイド７１の糸張力は、縫製データに設定されている糸張力の設定値を自動的に演算により所定量を減じたり、所定の比率で低減して自動的に求めても良いし、或いは、糸寄せの実行に適した糸張力値を事前に設定し、糸寄せの実行時に一律で糸寄せの実行に適した糸張力値となるように糸調子ソレノイド７１の制御を行っても良い。
このように、糸寄せの際に糸張力を低減する制御を行うことにより、糸寄せを実行する縫い目と実行しない縫い目との糸締まりの均一化を図ることができ、
【００９０】
［ヒッチステッチ回避制御の動作説明］
図２９はヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。図示のように、ミシン１００の制御装置９０は、縫製データに基づく縫製の実行時において、上軸の一回転ごとの回転角度(位相)が所定の読み込み角度の場合に、縫製データから次の運針のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量の読み込みを実行する（ステップＳ１）。
そして、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動量から布移動方向、即ち、縫い方向を算出する（ステップＳ３）。
【００９１】
次いで、制御装置９０は、前述した図２３のテーブルを参照し、算出した縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属するか否かを判定する（ステップＳ５）。
その結果、縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属する場合には、糸調子ソレノイド７１を制御して糸張力を設定値よりも低減するか或いは所定の低張力の値となるように制御する（ステップＳ７）。さらに、上軸角度を監視して、適正なタイミングで糸寄せ用モータ５２の駆動を開始して糸寄せを実行する（ステップＳ９）。これにより、縫い方向がＡ又はＢの区分に属する場合でも、下糸に対して右側に針落ちが行われ、パーフェクトステッチの縫いが実行される。
【００９２】
また、ステップＳ５において、縫い方向がＡ又はＢのいずれの区分にも属さない場合には、Ｃの区分に属するかを判定する（ステップＳ１１）。
これにより、縫い方向がＣの区分である場合には、上軸角度を監視して、適正なタイミングで針棒回動モータ３４の駆動を開始して針棒１２の回動を実行する（ステップＳ１３）。
これにより、縫い針１１に対する上糸の回り込みを左側とすることができ、パーフェクトステッチの縫いが実行される。
また、ステップＳ１１において、縫い方向がＣの区分にも属さない場合には、縫い方向はＤの区分となるので、糸寄せも針棒回動も行うことなく、通常の運針が実行される。
【００９３】
［実施形態の効果］
以上のように、ミシン１００では、毎針の縫い方向を求め、縫い方向に応じて選択的に糸寄せ或いは針棒回動動作を実行する。このため、ヒッチステッチの発生原因が、下糸に対する針落ち位置を要因として発生するヒッチステッチのみならず、縫い針１１に対する上糸の絡み方向によるヒッチステッチをも防止することができ、ヒッチステッチの発生をより効果的に低減することが可能となる。また、複数の要因に対処することから、垂直釜、水平釜、全回転釜、半回転釜など多種多様の釜を使用する場合でもヒッチステッチの発生防止することが可能となる。
【００９４】
また、上記ミシン１００では、糸寄せの実行に伴い、糸張力を低減する制御を行うため、糸寄せにより引き出された下糸と上糸の張力とのバランスをとることができ、結節を布に引き込むことができ、糸締まりを良好とすることが可能となる。
また、ミシン１００では、糸寄せ部材５１に回動動作を付与する糸寄せカム部材５３や針棒１２に回動動作を付与する針棒カム部材３５が不動区間を有し、動作区間に到達する前にモータの助走を行うことができることから、糸寄せや針棒回動の動作を高速で行うことができ、ミシンモータ２１を減速させることなくこれらの動作を実行することが可能である。
【００９５】
［針棒回動機構の第二の例］
針棒回動機構の第二の例について図３０〜図３２に基づいて説明する。図３０及び図３１は第二の例である針棒回動機構３０Ａの平面図であって、図３０は針棒１２に回動動作を付与することが可能な状態であり、図３１は針棒１２に回動動作を付与しない状態を示している。
なお、この針棒回動機構３０Ａについては、前述した針棒回動機構３０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この針棒回動機構３０Ａでは、ミシンモータ２１により回転動作を行う端面カムとしての針棒カム部材３５Ａと、この針棒カム部材３５Ａから動作付与が行われる従動体としてのコロ３６Ａと、コロ３６Ａから針棒１２及び針棒台３１に回動動作を伝達するリンク機構と、コロ３６Ａから針棒１２側への動作の伝達状態と切断状態とを切り換えるためのエアシリンダ又はソレノイドのような直動式のアクチュエータ３４Ａとを主に備えている。
なお、リンク機構は、コロ腕３７Ａと第一のリンク体３８２Ａと第二のリンク体３８３Ａと腕部３８４Ａと腕部３８６Ａと伝達リンク体３８７Ａから構成される。
【００９６】
上記針棒カム部材３５Ａは、上軸２２に設けられ、当該上軸２２を中心に回転動作を行うと共に、その端面にコロ３６Ａが当接して、端面形状に応じた変位の入力を行うようになっている。
コロ３６Ａは、ミシンアーム部１０１ａの壁面に固定された土台３９Ａに対して段ネジ３７４Ａを支軸として回動可能であるコロ腕３７Ａの第一の腕部３７１Ａに保持されている。
このコロ腕３７Ａは、図３２に示すように、段ネジ３７４Ａを中心として第一〜第三の腕部３７１Ａ〜３７３Ａが三方に延出されている。そして、第一の腕部３７１Ａは、コロ３６Ａが針棒カム部材３５Ａのカム面に常に当接するように、引っ張りバネ３６１Ａが連結されている。
コロ腕３７Ａの第二の腕部３７２Ａの端部は、第一のリンク体３８２Ａの一端部が連結され、コロ３６Ａによる回動動作を針棒１２側に伝達する。
第一のリンク体３８２Ａの他端部は、アクチュエータ３４Ａのプランジャに連結された動作切り換え用のリンク体３８１Ａと連結されると共に、第二のリンク体３８３Ａの一端部とも連結されている。
第二のリンク体３８３Ａは、土台３９Ａに対して段ネジ３８５Ａにより軸支されたベルクランクの一方の腕部３８４Ａと連結され、当該ベルクランクのもう一方の腕部３８６Ａは、伝達リンク体３８７Ａを介して針棒台３１に連結されている。
【００９７】
図３０ではアクチュエータ３４Ａはプランジャを後退させた状態にある。そして、この状態で、上軸２２の回転により針棒カム部材３５Ａが回転動作を行うと、コロ３６Ａは、カム面の変位に従ってＹ軸方向に沿って位置変化を生じ、コロ腕３７Ａ全体が段ネジ３７４Ａを中心に回動動作を行う。そして、コロ腕３７Ａが回動動作を行うと、第一及び第二のリンク体３８２Ａ及び３８３Ａがベルクランクに回動動作を伝達する。これにより、伝達リンク体３８７Ａを介して針棒台３１及び針棒１２を回動させることが可能となる。
【００９８】
一方、コロ腕３７Ａの第二の腕部３７２Ａと第一のリンク体３８２Ａとは、長さが等しく設定されており、アクチュエータ３４Ａの直動軸を前方に突出させると、図３１に示すように、第一のリンク体３８２Ａと第二のリンク体３８３Ａの回動連結部は、コロ腕３７Ａの回動中心（回動連結部とも称する）である段ネジ３７４Ａと重合した状態となる。その場合、針棒カム部材３５Ａに当接するコロ３６Ａによりコロ腕３７Ａが段ネジ３７４Ａを中心として回動動作を行っても、第一のリンク体３８２Ａよりも先には動作が伝わらず、針棒１２は静止した状態となる。
すなわち、リンク機構は、リンク機構を構成する第一のリンク体３８２Ａが第二のリンク体３８３Ａと回動可能に連結された回動連結部を、コロ腕３７Ａの回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、従動体から針棒への動作が不伝達状態となる構造を有している。
【００９９】
アクチュエータ３４Ａは、制御装置９０によりその直動軸の前進動作と後退動作を制御することが可能であり、アクチュエータ３４Ａを制御することにより、針棒１２の回動と静止とを任意に実行することが可能である。
すなわち、制御装置９０は、一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータ３４Ａを制御して、針棒の回動又は静止を実行する。
そして、この針棒回動機構３０Ａは、針棒１２の回動の駆動源を上軸２２としていることから、針棒１２の回動動作がミシン１００の全体の動作から遅れを生じることなく、完全に同期させることが可能となっている。
【０１００】
［糸寄せ機構の第二の例］
糸寄せ機構の第二の例について図３３及び図３４に基づいて説明する。図３３及び図３４は第二の例である糸寄せ機構５０Ａの平面図であって、図３３は糸寄せ動作を実行していない退避状態であり、図３４は糸寄せ部材５１が糸寄せを実行している作動状態を示している。
なお、この糸寄せ機構５０Ａについて、前述した糸寄せ機構５０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この糸寄せ機構５０Ａでは、ミシンモータ２１により回転動作（作動する）を行う回転軸５３１Ａに設けられた端面カムとしての糸寄せカム部材５３Ａと、この糸寄せカム部材５３Ａから動作付与が行われる従動体としてのコロ５４Ａと、コロ５４Ａから糸寄せ部材５１に回動動作を伝達するリンク機構と、コロ５４Ａから糸寄せ部材５１側への動作の伝達状態と切断状態とを切り換えるためのエアシリンダ又はソレノイドのような直動式のアクチュエータ５２Ａとを主に備えている。
【０１０１】
上記糸寄せカム部材５３Ａは、回転軸５３１Ａに設けられ、当該回転軸５３１Ａを中心に回転動作を行うと共に、その端面にコロ５４Ａが当接して、端面形状に応じた変位の入力を行うようになっている。
コロ５４Ａは、ミシンベッド部１０１ｂの壁面に対して支軸を中心に回動可能であるベルクランクとしてのコロ腕５５１Ａの第一の腕部に保持されている。
このコロ腕５５１Ａは、図３４に示すように、支軸を中心として第一の腕部と第二の腕部とを有している。そして、コロ腕５５１Ａの第一の腕部は、コロ５４Ａが糸寄せカム部材５３Ａのカム面に常に当接するように、図示しない引っ張りバネが連結されている。
コロ腕５５１Ａの第二の腕部の端部は、第一のリンク体５５２Ａの一端部が連結され、コロ５４Ａによる回動動作を糸寄せ部材５１側に伝達する。
第一のリンク体５５２Ａの他端部は、アクチュエータ５２Ａのプランジャに連結された動作切り換え用のリンク体５５３Ａと連結されると共に、第二のリンク体５５４Ａの一端部とも連結されている。
第二のリンク体５５４Ａは、ミシンベッド部１０１ｂの壁面に軸支されたベルクランク５５５Ａの一方の腕部と連結され、当該ベルクランク５５５Ａのもう一方の腕部は、糸寄せ部材５１を保持している。
【０１０２】
図３４ではアクチュエータ５２Ａはプランジャを後退させた状態にある。そして、この状態で、回転軸５３１Ａの回転により糸寄せカム５３Ａが回転動作を行うと、コロ５４Ａは、カム面の変位に従ってＹ軸方向に沿って位置変化を生じ、コロ腕５５１Ａ全体が支軸を中心に回動動作を行う。そして、コロ腕５５１Ａが回動動作を行うと、第一及び第二のリンク体５５２Ａ及び５５４Ａがベルクランク５５５Ａに回動動作を伝達する。これにより、糸寄せ部材５１が針穴１５側に向かって回動を行い、糸寄せを行うことが可能となる。
【０１０３】
一方、コロ腕５５１Ａの第二の腕部５５１Ａａと第一のリンク体５５２Ａとは、長さが等しく設定されており、アクチュエータ５２Ａの直動軸を前方に突出させると、図３３に示すように、第一のリンク体５５２Ａと第二のリンク体５５４Ａの回動連結部５５６Ａは、コロ腕５５１Ａの回動中心５５１Ａｂと重合した状態となる。その場合、糸寄せカム５３Ａに当接するコロ５４Ａによりコロ腕５５１Ａが支軸を中心として回動動作を行っても、第一のリンク体５５２Ａよりも先には動作が伝わらず、糸寄せ部材５１は図３３の位置を維持した状態となる。
すなわち、リンク機構は、コロ腕５５１Ａと第一のリンク体５５２Ａと第二のリンク体５５４Ａとベルクランク５５５Ａから構成される。
また、リンク機構は、第一のリンク体５５２Ａと第二のリンク体５５４Ａの回動連結部５５６Ａを、コロ腕５５１Ａの回動中心５５１Ａｂ（他のリンク体の回動連結部とも称する）と同心となる配置に切り替えることで、従動体５４Ａから糸寄せ部材５１への動作が不伝達状態となる構造を有する。
そして、制御装置９０は、いずれか一方の回動連結部５５６Ａを他方の回動連結部５５１Ａｂの同心位置へ切り替えるアクチュエータ５２Ａを制御して、糸寄せを実行する。
【０１０４】
図３５はミシン１００における縫い針１１、釜１３、天秤１６のモーションダイヤグラムであり、糸寄せカム５３Ａの変位Ｈとの関係を同時に示す図である。図示のように、変位Ｈは針刺さり角度113°より手前で最大変位となり、これにより糸寄せ部材５１の往路の回動を付与する。そして、糸寄せカム５３Ａが最大変位である状態は、上糸開き角度270°まで続き、それ以降減じるようになっている。つまり、上糸開き角度270°で糸寄せ部材５１は復路の回動を行い、0°で元の待機位置まで戻されるようになっている。即ち、このように糸寄せカム５３Ａの変位が設定されていることにより、前述した適正なタイミングで縫い針１１や上糸との干渉を生じることなく下糸の糸寄せを行うことが可能となっている。
【０１０５】
この糸寄せ機構５０Ａの場合も、アクチュエータ５２Ａは、制御装置９０によりその直動軸の前進動作と後退動作を制御することが可能であり、アクチュエータ５２Ａを制御することにより、糸寄せ部材５１の回動と静止とを任意に実行することが可能である。
そして、この針棒回動機構５０Ａは、糸寄せ部材５１の回動の駆動源をミシンモータ２１としていることから、糸寄せ部材５１の回動動作がミシン１００の全体の動作から遅れを生じることなく、完全に同期させることが可能となっている。
【０１０６】
［糸寄せ機構の第三の例］
糸寄せ機構の第三の例について図３６に基づいて説明する。図３６は第三の例である糸寄せ機構５０Ｂの平面図である。
なお、この糸寄せ機構５０Ｂについて、前述した糸寄せ機構５０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この糸寄せ機構５０Ｂは、糸寄せの駆動源となる糸寄せ用モータ５２Ｂと、糸寄せ用モータ５２Ｂにより回動動作を行う第一のリンク体５３１Ｂと、第一のリンク体５３１Ｂの回動端部に一端部が連結された第二のリンク体５３２Ｂと、モータ取り付け台５２１Ｂに段ネジ５３４Ｂにより一端部が連結された第三のリンク体５３３Ｂとを備え、第二のリンク体５３５Ｂの他端部と第三のリンク体５３３Ｂの他端部とが連結されている。
また、第二のリンク体５３２Ｂの他端部には糸寄せ部材５１が固定保持されている。
かかる構造の場合、第二のリンク体５３２Ｂの一端部側は第一にリンク体５３１Ｂにより円に沿って周回運動を行うが、第二のリンク体５３２Ｂの他端部は、第三のリンク体５３３Ｂを半径とする円弧運動を行う。これにより、糸寄せ部材５１の先端部は図示した符号Ｍに示すように、変形した楕円状に周回運動を行うこととなる。
すなわち、第三例の糸寄せ機構５０Ｂは、糸寄せ用モータ５２Ｂから糸寄せ部材５１の先端部が周回動作を行うように動作伝達を行うリンク機構として、第一のリンク体５３１Ｂと第二のリンク体５３２Ｂと第三のリンク体５３３Ｂを備えている。
そして、糸寄せ部材５１は、上記周回運動の範囲内に針穴１５が含まれるように位置設定がされ、糸寄せ部材５１の先端部が周回動作軌跡の一部となる動作区間で下糸に当接して糸寄せを行う。
このように、糸寄せ部材５１の先端部が周回運動を行う場合、糸寄せ部材５１の先端部が針穴１５に接近したときにのみ下糸に係合し糸寄せを実行する。また、糸寄せ部材５１が針穴１５から遠ざかると、下糸は糸寄せ部材５１から自動的に外れるようになっている。つまり、この糸寄せ機構５０Ｂでは、糸寄せ部材５１の周回移動軌跡の一部の範囲のみを利用して糸寄せを行うものである。これにより、この糸寄せ機構５０Ｂは、往復の回動動作で糸寄せを行う場合のように、往路と復路の両方について針穴１５の下側を通過する必要がなく、それぞれ周囲との干渉をさけるタイミングで動作させる必要が低減し、他の例と比較して、動作タイミングや動作速度について制限の少ない制御で糸寄せを実現することが可能である。
【０１０７】
なお、糸寄せ部材５１の周回動作の軌跡が予め定まると、上軸角度について、いずれのタイミングで下糸と接触して糸寄せが開始されるかが確定する。従って、この糸寄せ開始の上軸角度が既知の場合には、当該糸寄せの開始となる上軸角度よりも所定角度手前から糸寄せ用モータ５２Ｂの駆動を開始するように制御を行い、当該駆動の開始から糸寄せが開始されるまでの間の期間を助走期間として、糸寄せ用モータ５２Ｂを十分に加速することで、前述した不動区間を有する糸寄せカム部材５３を使用することなく、糸寄せの動作そのものを高速で行うことが可能となる。これにより、高速の縫いに対応した糸寄せを容易に実現することが可能となる。
すなわち、制御装置９０は、糸寄せを行う際に、糸寄せ用モータ５２Ｂが、周回動作軌跡の動作区間以外の位置から駆動を開始すると共に、動作区間に至るまでに加速するように制御する。
【０１０８】
［針棒回動機構の第三の例］
針棒回動機構の第三の例について図３７〜図４０に基づいて説明する。図３７は第三の例である針棒回動機構３０Ｂの斜視図、図３８は平面図である。
なお、この針棒回動機構３０Ｂについては、前述した針棒回動機構３０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この針棒回動機構３０Ｂは、主に針棒カム部材３５Ｂの構造と、針棒カム部材３５Ｂから針棒台３１への回動動作を伝達するリンク機構としてのカム腕３６１Ｂ及び針棒台３１の連結構造とが、針棒回動機構３０と異なっている。
【０１０９】
即ち、この針棒回動機構３０Ｂは、針棒回動モータ３４からベルト駆動により回転動作が付与される円形の針棒カム部材３５Ｂと、カム部材３５Ｂの下面に形成されたカム溝３５１Ｂに嵌合する円柱状のボス状部３６Ｂ（従動体）と、一方の腕部３６１Ｂａに従動体としてのボス状部３６Ｂを備え、もう一方の腕部３６１Ｂｂに滑動部材としての角コマ３６２Ｂを備えるカム腕３６１Ｂと、針棒台３１の上端部３１１の近傍に固定装備されたアーム部材３２７Ｂと、アーム部材３２７Ｂより上側で針棒台３１の上端部３１１に固定装備されたスラスト受け３３５Ｂとを備えている。
【０１１０】
カム腕３６１Ｂは、いわゆるベルクランク構造を呈しており、針棒カム部材３５Ｂからボス状部３６Ｂを通じて回動動作が入力される。そして、カム腕３６１Ｂは、その回動により、針棒台３１に回動動作を伝達する。
なお、このカム腕３６１Ｂは、前述したコロ腕３６１のように、常に一定回動方向に付勢するねじりコイルバネは併設されていない。
【０１１１】
上記針棒カム部材３５Ｂは、図３９の平面図に示すように、その下面において、上下方向を深さ方向とする溝からなるカム溝３５１Ｂが形成されている。
このカム溝３５１Ｂは、針棒台３１に一往復の回動動作を付与する動作区間３５２Ｂが五つ連なって無端環状に形成されている。つまり、この針棒カム部材３５Ｂは、一つの動作区間３５２Ｂは角度72°の範囲に形成されている。
そして、一つの動作区間３５２Ｂは、その回転中心から距離が最も小さい最小変位位置を起点３５２Ｂａとして徐々に変位が大きくなり、当該区間の中間点３５２Ｂｂで最大変位となり、そこから、次の動作区間３５２Ｂの起点３５２Ｂａに至るまで徐々に変位が小さくなる形状に形成されている。
【０１１２】
この針棒カム部材３５Ｂでは、針棒１２の非回動時には、カム腕３６１Ｂのボス状部３６Ｂが起点３５２Ｂａに位置しており、そこから次の動作区間３５２Ｂの起点３５２Ｂａまでボス状部３６Ｂが移動するように針棒カム部材３５Ｂが回転駆動される事により、カム腕３６１Ｂを通じて針棒台３１が往復回動を行う。
この時に、針棒カム部材３５Ｂは、溝カムであることから、高速回転を行った場合でも、ボス状部３６Ｂは遠心力で針棒カム部材３５Ｂから逸脱を生じることが防止され、安定的な動作が維持される。
【０１１３】
また、針棒カム部材３５Ｂでは、そのカム溝３５１Ｂが無端環状となる全周カムであり、複数の動作区間３５２Ｂが切れ目なく連続形成されているので、連続する複数針について針棒回動動作を行う必要がある場合には、針棒カム部材３５Ｂを動作区間３５２Ｂ毎に間欠駆動させる必要がなく、連続的に回転させることで複数回の針棒回動を行うことが可能となっている。従って、連続回動時に、回転の停止が繰り返される間欠的な回転とは異なり、停止状態から高速状態まで急加速する必要がなく、安定的な連続回動が可能である。
【０１１４】
また、このように、針棒カム部材３５Ｂのカム溝３５１Ｂを全周カムとしたので、針棒回動モータ３４から針棒カム部材３５Ｂに回転動作を伝達するタイミングベルト３４４の耐久性を向上させることが可能である。
即ち、針棒回動機構３０では、針棒カム部材３５が限られた角度範囲を往復回動するのみなので、タイミングベルト３４４が各スプロケット３４２，３４３に対して一部分でしか噛合せず、当該一部分のみが摩耗して劣化が生じやすかった。これ対して、針棒カム部材３５Ｂは針棒カム部材３５Ｂが全周に形成されているので、一定方向に回転が行われ、タイミングベルト３４４も全体が均等に噛合し摩耗するので、長期間の耐久性が維持される。
なお、タイミングベルトに限らず、ギヤにより針棒カム部材３５Ｂを作動させる場合でも、同様にギヤの耐久性を向上させることが可能である。
【０１１５】
また、この針棒回動機構３０Ｂでは、原点センサ３５５Ｂが針棒回動モータ３４に併設されている。即ち、針棒回動モータ３４の出力軸に検出子３４６Ｂが装備され、この検出子３４６Ｂの有無を原点センサ３５５Ｂが検出することにより針棒回動モータ３４の原点位置が検出される。そして、制御装置９０では、針棒回動モータ３４の原点位置からのパルス数をカウントすることにより、針棒カム部材３５Ｂの各動作区間３５２Ｂの起点３５２Ｂａを認識することが可能となっている。
【０１１６】
また、図４０に示すように、針棒カム部材３５Ｂにより回動が付与されるリンク体としてのカム腕３６１Ｂの針棒台３１側の腕部３６１Ｂｂには、支軸３６２Ｂａにより角コマ３６２ＢをＺ軸回りに回動可能に支持している。この角コマ３６２Ｂは、平面視正方形の直方体であり、その一辺の幅と等しい溝部としてのガイド溝３２７Ｂａが形成されたアーム部材３２７Ｂに嵌合する。
なお、ボス状部３６Ｂ（従動体）から針棒台３１を介して針棒に回動動作を伝達するリンク機構は、カム腕（リンク体）３６１Ｂ、支軸３６２Ｂａ、角コマ（滑動部材）３６２Ｂ、アーム部材３２７Ｂから構成される。
角コマ３６２Ｂ（滑動部材）は、ガイド溝３２７Ｂａに沿って滑動可能であって、当該ガイド溝３２７Ｂａに対して上下方向に拘束されないように連結されている。すなわち、角コマ３６２Ｂは、上方方向に沿った支軸３６２Ｂａに回動可能に支持されているが、腕部３６１Ｂｂ下面に接触しないように、所定量の隙間が形成されている。
また、このガイド溝３２７Ｂａは、アーム部材３２７Ｂの回動端部側の水平一平面に形成されている。なお、ガイド溝３２７Ｂａの中心線が、針棒台３１の回動中心を通過するように、ガイド溝を形成すると、針棒台３１の回転が円滑になる。
アーム部材３２７Ｂは針棒台３１の上端部３１１に抱き締め固定されており、これにより、カム腕３６１Ｂが回動動作を行うと、アーム部材３２７Ｂを通じて針棒台３１に回動が伝達される。
その際、角コマ３６２Ｂはアーム部材３２７Ｂのガイド溝３２７Ｂａに沿って滑動することで、カム腕３６１Ｂとアーム部材３２７Ｂとの連結状態を維持する。
また、これらの回動動作が高速で行われる場合、カム腕３６１Ｂとアーム部材３２７Ｂとの間を上下方向について拘束すると、部材間の摺動により振動、異音、騒音等が生じ得るが、角コマ３６２Ｂがガイド溝３２７Ｂａに対して上下方向に拘束されていないので、その原因が解消され、静音化を図ることが可能となる。
【０１１７】
また、アーム部材３２７Ｂのすぐ上側には、針棒台３１の上端部３１１にスラスト受け３３５Ｂが固定装備されている。このスラスト受け３３５Ｂは、座金３２５を介して軸受け３２３に当接させて針棒台３１の上端部３１１に抱き締め固定することで、座金３２５に対する針棒台３１の上下動方向のガタつきを防止するものである。
前述した針棒回動機構３０では、アーム部材３２７がこのスラスト受け３３５Ｂの機能も兼ねていたため、アーム部材３２７とリンク体３６２との上下方向に位置調節を行うことができず、摺動を生じてこれも異音の原因となっていたが、針棒回動機構３０Ｂでは、スラスト受け３３５Ｂとアーム部材３２７Ｂとを別部材としたので、アーム部材３２７Ｂをカム腕３６１Ｂに対して適正な高さに位置調節することができ、このことからも、異音の発生を防止している。
【０１１８】
なお、上述した針棒カム部材３５Ｂのカム溝３５１Ｂは、前述した針棒カム部材３５と同様に、回転中心からの距離が一定である不動区間を動作区間と動作区間との間に形成する構成としてもよい。その場合、針棒カム部材３５と同様に、不動区間を針棒回動モータ３４の回転開始時における助走区間として利用することができる。
また、不動区間と動作区間の比率を適宜調節することにより、針棒カム部材３５Ｂを一定速度で連続回転させることで、縫い針１１の上下動に同期して連続的な針棒回動を行うことが可能となる。
なお、この場合、制御装置９０は、予め、データメモリ９４内の縫製データから複数針分の針落ち位置又は被縫製物の移動量のデータを読み込んで、針棒の回動が複数針連続するか否かを判定した上で、針棒カム部材３５Ｂを連続的に回転させるよう制御することが望ましい。
【０１１９】
また、針棒カム部材３５Ｂのカム溝の深さ方向は、当該針棒カム部材３５Ｂが従動体であるボス状部３６Ｂに対して変位を付与する方向（針棒カム部材３５Ｂはその半径方向に沿って変位を与える）に直交する方向であればよく、例えば、針棒カム部材３５Ｂの上面において下方を深さ方向とするカム溝を形成してもよい。
また、前述した針棒カム部材３５Ａ（図３０）のように、上軸２２を中心として回転する構造のカムを溝カムとする場合には、針棒カム部材３５Ａの外周面上に回転半径方向を深さ方向とするカム溝を形成することが望ましい。
【０１２０】
また、カム腕３６１Ｂの一方の腕部３６１Ｂａに設けられている従動体としてのボス状部３６Ｂに替えて、腕部３６１Ｂａに対してＺ軸回りに回転可能に支持されるコロ部材を装備してもよい。
【０１２１】
［糸寄せ機構の第四の例］
糸寄せ機構の第四の例について図４１〜図４３に基づいて説明する。図４１は第四の例である糸寄せ機構５０Ｃの平面図、図４２は斜視図である。
なお、この糸寄せ機構５０Ｃについては、前述した糸寄せ機構５０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この糸寄せ機構５０Ｃは、主に糸寄せカム部材５３Ｃの構造が糸寄せ機構５０と異なっている。
【０１２２】
図４３は糸寄せカム部材５３Ｃの平面図である。糸寄せカム部材５３Ｃは回動軸５２４を中心とした略扇形であり、略円弧状の外縁部に沿って上面にカム溝５３１Ｃが形成されている。このカム溝５３１Ｃは、回動中心位置から一定の距離を維持する円弧のカム形状の不動区間５３２Ｃ，５３３Ｃを有し、二つの不動区間５３２Ｃ，５３３Ｃの間には、これらに連なる動作区間５３４Ｃが形成されている。そして、一方の不動区間５３２Ｃに比して他方の不動区間５３３Ｃは径が大きく設定されている。
また、動作区間５３４Ｃは、一方の不動区間５３２Ｃとの境界位置から徐々に拡径して他方の不動区間５３３Ｃとの境界位置で当該不動区間５３３Ｃと同じ径に至るカム形状となっている。
このカム溝５３１Ｃは、コロ腕５４１ＣがＺ軸回りに回転可能に支持するコロ５４Ｃが嵌合し、当該コロ腕５４１Ｃに対してその形状に応じた変位を付与するものである。カム溝５３１Ｃがコロ５４Ｃに変位を付与する方向は糸寄せカム部材５３Ｃの回動軸５２４を中心とする半径方向である。そして、カム溝５３１Ｃはコロ５４Ｃに付与される変位方向に直交する方向である上下方向を深さ方向としている。
【０１２３】
コロ腕５４１Ｃは、支軸５４２により軸支されており、これらによりリンク機構５５Ｃを構成している。そして、コロ腕５４１Ｃは、上方に開口したカム溝５３１Ｃに対応すべく、その一方の腕部５４１ａの下側でコロ５４Ｃを支持する点を除き、前述したコロ腕５４１と同じ構造となっている。そして、糸寄せカム部材５３Ｃのカム溝５３１Ｃは、糸寄せカム部材５３のカム部５３１がコロ腕５４１に付与する回動動作と全く同じ回動動作をコロ腕５４１Ｃに付与する形状となっている。
なお、この糸寄せ機構５０Ｃでは、コロ腕５４１Ｃの動作がカム溝に拘束されるので、ねじりコイルバネ５４３及びストッパ５４４は不要である。
【０１２４】
上記の構成により、糸寄せ機構５０Ｃでは、糸寄せ用モータ５２が駆動を開始すると、糸寄せカム部材５３Ｃが回動を開始して、コロ５４Ｃがカム溝５３１Ｃの不動区間５３２Ｃで加速し、高速状態で動作区間５３４Ｃを通過して不動区間５３３Ｃの所定位置で停止する。これにより、糸寄せ部材５１の先端部が針穴１５の下方を通過して停止する。
次に、糸寄せカム部材５３Ｃが逆方向に回動し、コロ５４Ｃは不動区間５３３Ｃで加速し、高速状態で動作区間５３４Ｃを通過して、再び不動区間５３２Ｃで停止する。これにより、糸寄せ部材５１は当初の位置に戻される。
なお、この糸寄せ部材５１の前進回動は、縫い針１１の針落ち前、後退回動は針落ち後となるタイミングで実施される。
【０１２５】
このように、糸寄せカム部材５３Ｃを溝カムとしたので、高速回動を行ってもコロ５４Ｃ（従動体）は遠心力で糸寄せカム部材５３Ｃから逸脱を生じることが防止され、安定的な動作が維持される。
【０１２６】
なお、糸寄せカム部材５３Ｃは、前述した針棒カム部材３５Ｂのように、糸寄せ部材５１の一回の往復回動動作を行うためのカム溝が複数連ねて無端環状に形成された円形のカム部材としてもよい。その場合、糸寄せカム部材５３Ｃは、一定方向に回転駆動される。
また、上記のようにカム溝を連ねる構造とする場合には、半径の小さな不動区間５３２Ｃから徐々に拡径する動作区間５３４Ｃを経て半径が大きな不動区間５３３Ｃに到達し、さらに、徐々に縮径する動作区間を経て再び半径の小さな不動区間５３２Ｃに戻るカム溝を一回の糸寄せの動作単位とし、これを複数連ねて無端環状に形成してもよい。
【０１２７】
上記のように、糸寄せカム部材に無端環状のカム溝を形成した全周カムとした場合には、一回の糸寄せの動作単位となるカム溝が複数切れ目なく連続形成されているので、連続する複数針について糸寄せ動作を行う必要がある場合には、糸寄せカム部材５３Ｃを間欠的に往復回動させる必要がなく、連続的に回転させることで複数回の糸寄せ動作を行うことが可能となる。従って、連続する糸寄せの実行時に、毎回の急加速の必要がなく、安定的な連続動作が可能となる。
また、糸寄せカム部材５３Ｃを全周カムとした場合には、カムを扇状としている場合のように、主動歯車５２２と従動歯車５２３の一部の歯しか使用されない問題が解消され、各歯車５２２，５２３の全ての歯が均等に噛合し摩耗するので、長期間の耐久性が維持される。
なお、糸寄せカム部材５３Ｃをタイミングベルトで作動させる場合でも、同様にベルトの耐久性を向上させることが可能である。
なお、複数針で連続的に糸寄せ動作を行う場合には、制御装置９０は、予め、データメモリ９４内の縫製データから複数針分の針落ち位置又は被縫製物の移動量のデータを読み込んで、糸寄せが複数針連続するか否かを判定した上で、糸寄せカム部材５３Ｃを連続的に回転させるよう制御することが望ましい。
【０１２８】
なお、前述した糸寄せカム部材５３Ａのように、水平方向に沿って配設され、全回転を行う回転軸５３１Ａに溝カムである糸寄せカム部材を設ける場合には、当該糸寄せカム部材５３Ａの外周面上に回転半径方向を深さ方向とするカム溝を形成することが望ましい。
【符号の説明】
【０１２９】
１１ 縫い針
１２ 針棒
１３ 釜
１６ 天秤
２０ 針上下動機構
２１ ミシンモータ
２２ 上軸
３０，３０Ａ，３０Ｂ 針棒回動機構
３１ 針棒台
３２７ アーム部材
３２７，３２７Ｂ アーム腕
３２７Ｂａ ガイド溝（溝部）
３４ 針棒回動モータ
３４Ａ アクチュエータ
３５，３５Ａ，３５Ｂ 針棒カム部材
３５１ カム部
３５１Ｂ カム溝
３５２，３５３ 不動区間
３５２Ｂ 動作区間
３５４ 動作区間
３６，３６Ａ コロ（従動体）
３６Ｂ ボス状部（従動体）
３６１ コロ腕（伝達部材）
３６１Ｂ カム腕（リンク体）
３６２ リンク体（伝達部材）
３６２Ｂ 角コマ
３７Ａ コロ腕
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 糸寄せ機構
５１ 糸寄せ部材
５２，５２Ｂ 糸寄せ用モータ
５２Ａ アクチュエータ
５３，５３Ａ，５３Ｃ 糸寄せカム部材
５３１ カム部
５３１Ｃ カム溝
５３２，５３２Ｃ 不動区間
５３２，５３３，５３２Ｃ，５３３Ｃ 不動区間
５３４，５３４Ｃ 動作区間
５４，５４Ａ，５４Ｃ コロ（従動体）
５５，５５Ｃ リンク機構
７０ 糸調子装置
７１ 糸調子ソレノイド（糸張力調節用アクチュエータ）
７９ 糸調子器
８０ 布移動機構（移動機構）
９０ 制御装置（制御部）
１００ ミシン
１０１ シンフレーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーフェクトステッチを実現するためのミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミシンにより形成される縫い目には、上糸と下糸とが互いに均整が採れた状態で絡められて形成されたパーフェクトステッチ（図４４（Ａ）参照）と、上糸のみが螺旋を描くように形成されたヒッチステッチ（図４４（Ｂ）参照）とがある。パーフェクトステッチは、上糸の張力と下糸の張力とが互いにバランス良く生地に作用して良好な仕上がりとなり、縫い品質の高い縫製物を提供することができる。一方、ヒッチステッチは、上糸の張力が弱くなりやすく、下糸の張力のバランスが悪く、縫い目が緩くなる等の悪影響が出やすくなり、縫い品質の低下を招きやすい問題がある。
上記ヒッチステッチの発生原因の一つとして、縫い針と釜の相対的な位置関係と布送りによる進行方向との関係が挙げられる。
【０００３】
そこで、従来のミシンでは、ヒステリシスブレーキを用いたロータリー式の糸調子器を搭載し、制動トルクを制御して糸締まりを強くすることにより、ヒッチステッチの際に生じる糸締まりの低下を防止し、見た目に引き締まった縫い目の形成を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、縫製データに従って水平面上の任意の位置に布地を移動させて任意の縫製パターンを形成することが可能な他の従来のミシンでは、エアシリンダを制御して下糸の経路を針穴に対して左側と右側とに切り替え可能とし、毎針の布送り方向に応じて下糸の経路を左側又は右側に切り替えることでヒッチステッチの発生を回避することを可能としている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２２０３９１号公報
【特許文献２】特開２００８−２３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来のミシンは、ヒッチステッチによる糸締まりの低下を回避することを可能とするに過ぎず、縫いの見た目の仕上がりを改善させることはできるが、ヒッチステッチそのものを防止することはできなかった。また、被縫製物や糸によって適正な糸張力が異なるので、その都度、適正な糸張力を特定し、調節する必要があった。
【０００７】
また、ヒッチステッチは、下糸経路に対する針落ち位置の相対的な位置関係が要因となる場合に限らず、運針の際に、縫い針から布地に向かう上糸が縫い針に対して左側と右側のいずれに絡まるかということも要因となる。しかしながら、特許文献２に記載の従来のミシンは、縫い針に対する上糸の絡み方向に応じて発生するヒッチステッチに対処することはできないという問題があった。
また、特許文献２の先行技術では、糸寄せにより下糸が左右いずれかに経路を矯正された状態にあるため、下糸の張力が常に大きい状態になり、糸締まりが低下するという問題があった。
さらに、下糸の経路を切り替える際には、ミシンの回転速度を減速しなければならないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、ヒッチステッチをより効果的に防止することをその目的とする。
また、ヒッチステッチを回避する縫製を行いつつも糸締まりの低下の発生を防止することを他の目的とする。
さらに、ヒッチステッチを回避しつつも高速な縫製を実現することをさらに他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、縫い針を保持して上下動を行う針棒と、回動動作により上糸を下糸に絡める釜と、前記針棒の上下動と前記釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、前記針棒を上下動軸心周りに回動させる針棒回動機構と、針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構と、被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる移動機構と、所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は前記被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御部とを備えるミシンにおいて、前記制御部は、前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には前記糸寄せ機構による糸寄せを実行し、前記移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には前記針棒回動機構による針棒の回動を実行することを特徴とする。
【００１０】
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、前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、前記糸寄せカム部材は、前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与しない不動区間と前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、前記制御部は、前記糸寄せカム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与するように前記糸寄せ用モータを制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せカム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４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、前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータから前記糸寄せ部材の先端部が周回動作を行うように動作伝達を行うリンク機構とを備え、前記糸寄せ部材は、その先端部が周回動作軌跡の一部となる動作区間で前記下糸に当接して糸寄せを行うように設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記制御部は、糸寄せを行う際に、前記糸寄せ用モータが、前記周回動作軌跡の前記動作区間以外の位置から駆動を開始すると共に、前記動作区間に至るまでに加速するように制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６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、前記糸寄せ機構は、前記ミシンモータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記糸寄せ部材への動作が不伝達状態となる構造を有し、前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記糸寄せを実行することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１，２，３及び６記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、前記糸寄せカム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項１，２，３，６及び７記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、前記糸寄せカム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記糸寄せカム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、駆動源となる針棒回動モータと、前記針棒回動モータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記針棒カム部材は、前記針棒に回動動作を付与しない不動区間と前記針棒に回動動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、前記制御部は、前記針棒カム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記針棒に回動動作を付与するように前記針棒回動モータを制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒カム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記ミシンモータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記針棒への動作が不伝達状態となる構造を有し、前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記針棒の回動を実行することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３記載の発明は、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記針棒カム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、請求項１から１３のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記針棒カム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒カム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１６記載の発明は、請求項１から１５のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記針棒回動機構は、前記針棒を上下動可能に支持すると共に回動可能に支持された針棒台と、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒台を介して前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、前記リンク機構は、前記針棒台からその回動半径外側に向かって延出されたアーム部材と、当該アーム部材の回動端部に回動動作を伝達するリンク体とを備え、前記アーム部材とリンク体の相互間を上下方向に拘束しないで連結したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記アーム部材の回動端部には水平一平面に沿った溝部が形成され、前記リンク体の一端部には前記溝部に沿って滑動可能な滑動部材が上下方向に沿った軸回りに回動可能に支持されており、前記溝部と前記滑動部材とにより、前記アーム部材と前記リンク体とが連結されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１８記載の発明は、請求項１から１７のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、上糸に糸張力を付与する糸調子器と、前記糸調子器による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエータとを備え、前記制御部は、前記糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、前記糸張力を低減調節するように前記糸張力調節用アクチュエータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明は、移動機構による被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には糸寄せ機構による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には針棒回動機構による針棒の回動を実行するので、ヒッチステッチの発生原因が、下糸に対する針落ち位置を要因として発生するヒッチステッチのみならず、縫い針に対する上糸の絡み方向によるヒッチステッチをも防止することができ、ヒッチステッチの発生をより効果的に低減することが可能となる。また、複数の要因に対処することから、垂直釜、水平釜、全回転釜、半回転釜など多種多様の釜を使用する場合でもヒッチステッチの発生防止することが可能となる。
【００２８】
また、糸寄せ機構の糸寄せカム部材が、糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与しない不動区間と糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与する動作区間とを有するカム部を有する構成とした場合には、糸寄せカム部材の不動区間で糸寄せ用モータを十分に加速してから糸寄せ動作を行うことができ、高速縫製時でも糸寄せを実現することが可能となる。
【００２９】
また、糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材を溝カムとした場合、糸寄せのための回動動作を高速で行う場合でも、糸寄せカム部材と従動体との分離を生じないため、糸寄せ部材を高速且つ正確に回動させることが可能となる。
【００３０】
また、糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材を全周カムとした場合、糸寄せカム部材を一定方向に回転させればよく、往復動作させる必要がなくなるので、高速且つ円滑な糸寄せ動作を実現可能となる。
また、糸寄せカム部材に回転動作を伝達するベルトやギア等の部材は、往復回動を行う場合と異なり、噛み合う部分やベルトの接触部分が一部のみではなく、全体が使用されることとなり、部分的な劣化などを防止することができ、耐久性を向上することが可能である。
糸寄せカム部材を、動作区間と不動区間とが交互に繰り返される全周カムとすると、糸寄せが複数針で連続して行われる場合に、一針毎に糸寄せカム部材の回転を停止させる必要がなく連続的に回転させて糸寄せを行うことができる。
【００３１】
また、針棒回動機構の針棒カム部材が、針棒に回動動作を付与しない不動区間と付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有する構成とした場合には、針棒カム部材の不動区間で針棒回動モータを十分に加速してから針棒の回動動作を行うことができ、高速縫製時でも針棒の回動を実現することが可能となる。
【００３２】
また、針棒の回動動作を行うための針棒カム部材を溝カムとした場合、針棒の回動動作を高速で行う場合でも、従動体が針棒カム部材から離脱することがないので、針棒を高速且つ正確に回動させることが可能となる。
【００３３】
また、針棒の回動動作を行うための針棒カム部材を全周カムとした場合、針棒カム部材を一定方向に回転させればよく、往復動作させる必要がなくなるので、高速且つ円滑な回動動作を実現可能となる。
また、針棒カム部材に回転動作を伝達するベルトやギア等の部材は、往復回動を行う場合と異なり、噛み合う部分やベルトの接触部分が一部のみではなく、全体が使用されることとなり、部分的な劣化などを防止することができ、耐久性を向上することが可能である。
また、針棒カム部材を、動作区間と不動区間とが交互に繰り返される全周カムとすると、針棒の回動が複数針で連続して行われる場合に、一針毎に針棒カム部材の回転を停止させる必要がなく連続的に回転させて針棒回動を行うことができる。
【００３４】
また、針棒カム部材から針棒台に回動動作を伝達するリンク体とアーム部材との間を上下方向に拘束しないで連結した場合、高速回動時に部材間に生じる上下振動等に起因する異音、騒音の発生を低減することが可能となる。
特に、リンク体とアーム部材との間を溝部と滑動部材とで連結した場合には、滑動部材は溝部に沿った方向に摺動されるので、連結された部材間の自由度が増してより異音、騒音の発生を低減させることができる。
【００３５】
また、制御部が、糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、糸張力を低減調節するように糸張力調節用アクチュエータを制御する構成とした場合には、糸寄せにより引き出された下糸と上糸の張力とのバランスをとることができ、結節を布に引き込むことができ、糸締まりを良好とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第一の実施形態のミシンの斜視図である。
【図２】ミシンアーム部の前端部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
【図３】針棒台の斜視図である。
【図４】針棒台の上端部の斜視図である。
【図５】針棒台の下端部の斜視図である。
【図６】クランクロッドと針棒との連結部の構造を示す斜視図である。
【図７】クランクロッドと針棒との連結部の構造を示す図６と方向の異なる斜視図である。
【図８】針棒回動機構の動作系統の平面図である。
【図９】針棒回動機構の動作説明図である。
【図１０】針棒回動機構の動作説明図である。
【図１１】針棒カム部材の平面図である。
【図１２】モータの速度特性を示す線図である。
【図１３】針棒カム部材のカム部におけるコロの基準の待機位置と停止位置との関係を示す説明図である。
【図１４】糸寄せ機構の平面図である。
【図１５】糸寄せ機構の斜視図である。
【図１６】糸寄せカム部材の平面図である。
【図１７】糸寄せカム部材のカム部におけるコロの基準の待機位置と停止位置との関係を示す説明図である。
【図１８】糸調子装置の断面図である。
【図１９】ミシンの制御系を示したブロック図である。
【図２０】図２０（Ａ）は縫い針が布に刺さるときに目孔を通った上糸が左巻き方向に絡んだ状態を示す断面図、図２０（Ｂ）は上糸が右巻き方向に絡んだ状態を示す断面図である。
【図２１】図２１（Ａ）は釜のボビンケースの角の部分から針板の針穴に下糸が渡っている状態を示す平面図、図２１（Ｂ）はその正面図を示す。
【図２２】半回転釜を用いるミシンにおいて布の移動方向とヒッチステッチの発生要因との関係を示す説明図である。
【図２３】布送り方向の角度区分に応じて糸寄せと針棒回動のいずれを実行すべきかを記憶したテーブルデータを示す説明図である。
【図２４】上軸角度と縫い針の高さとの関係を示す線図である。
【図２５】ミシンにおける縫い針、釜、天秤のモーションダイヤグラムである。
【図２６】糸寄せを実行していない状態における糸寄せ部材と針穴との位置関係を示す平面図である。
【図２７】糸寄せを実行している状態における糸寄せ部材と針穴との位置関係を示す平面図である。
【図２８】糸寄せの実行時の下糸の引き出し状況を示す説明図である。
【図２９】ヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。
【図３０】針棒回動機構の第二の例の平面図であって、針棒に回動動作を付与しない状態を示す。
【図３１】針棒回動機構の第二の例の平面図であって、針棒に回動動作を付与することが可能な状態を示している。
【図３２】針棒回動機構のコロ腕の斜視図である。
【図３３】糸寄せ機構の第二の例の平面図であって、糸寄せ動作を実行していない退避状態を示す。
【図３４】糸寄せ機構の第二の例の平面図であって、糸寄せ部材が糸寄せを実行している作動状態を示す。
【図３５】ミシンにおける縫い針、釜、天秤のモーションダイヤグラムと糸寄せカム変位との関係を同時に示す図である。
【図３６】糸寄せ機構の第三の例の平面図である。
【図３７】針棒回動機構の第三の例の斜視図である。
【図３８】針棒回動機構の第三の例の平面図である。
【図３９】針棒回動機構の第三の例の針棒カム部材の平面図である。
【図４０】図４０（Ａ）は針棒回動機構の針棒台上端部の拡大斜視図、図４０（Ｂ）は分解斜視図である。
【図４１】糸寄せ機構の第四の例の平面図である。
【図４２】糸寄せ機構の第四の例の斜視図である。
【図４３】糸寄せ機構の第四の例の糸寄せカム部材の平面図である。
【図４４】図４４（Ａ）はパーフェクトステッチを示し、図４４（Ｂ）はヒッチステッチを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施の形態を図１〜図２９に基づいて説明する。
本実施形態として以下に記載するミシン１００は、いわゆる電子サイクルミシンであり、縫製を行う被縫製物である布地を保持する布保持部としての保持枠を有し、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地に所定の縫製データに基づく縫製パターンを形成する。
そして、このミシン１００では、保持枠による布地の移動方向に応じて適宜、下糸の糸寄せ又は針棒の回動を選択的に実施し、ヒッチステッチの発生を防止することを特徴としている。
【００３８】
図１は本発明にかかるミシン１００の斜視図である。
ここで、後述する縫い針１１が上下動を行う方向をＺ軸方向又は上下方向とし、これと直交する一の方向をＸ軸方向又は左右方向とし、Ｚ軸方向とＸ軸方向の両方に直交する方向をＹ軸方向又は前後方向と定義する。なお、以下の説明における「前」とはミシン１００に対して縫製を行う作業者が位置する方向、「左」はミシン１００の前側にいる作業者がミシン１００と向き合った状態における左手側、「右」はミシン１００の前側にいる作業者がミシン１００と向き合った状態における右手側を示すものとする。
【００３９】
上記ミシン１００は、縫い針１１をその下端部に保持してＺ軸方向に沿って上下動を行う針棒１２と、ミシンモータ２１を駆動源として縫い針を上下動させる針上下動機構２０と、針棒１２をＺ軸方向に沿ったその中心線回りに回動させる針棒回動機構３０と、縫い針１１に通された上糸に下糸を絡める釜１３と、下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構５０と、上糸の糸張力の可変調節を行う糸調子装置７０と、布地を保持してＸ−Ｙ平面に沿って任意に移動位置決めを行う移動機構としての布移動機構８０と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段としての制御装置９０と、ミシン１００の各構成を支持するミシンフレーム１０１とを主に備えている。
【００４０】
［ミシンフレーム］
図１に示すように、ミシン１００は、外形がＸ軸方向から見て略コ字状を呈するミシンフレーム１０１を備えている。このミシンフレーム１０１は、ミシン１００の上部をなしＹ軸方向に延びるミシンアーム部１０１ａと、ミシン１００の下部をなしＹ軸方向に延びるミシンベッド部１０１ｂと、上下に位置するミシンアーム部１０１ａ及びミシンベッド部１０１ｂとを連結する縦胴部１０１ｃとを有している。
【００４１】
［針上下動機構］
図２はミシンアーム部１０１ａの前端部の一部を切り欠いた状態を示す斜視図である。
図１及び図２に示すように、針上下動機構２０は、上記ミシンアーム部１０１ａ内においてＹ軸方向に沿った状態で回転可能に支持された上軸２２と、上軸２２の一端部から回転力を付与する図１９に示すミシンモータ２１と、上軸２２の他端部に設けられた針棒クランク２３と、針棒クランク２３の回転中心に対する偏心位置に一端部が連結されたクランクロッド２４と、クランクロッド２４の針棒１２側の端部を上下方向に沿って往復するよう案内するガイド２５とを備えている。
上軸２２はミシンモータ２１の出力軸に直結されて回転駆動が行われ、上軸２２の回転は針棒クランク２３とクランクロッド２４とにより上下の往復動作に変換されて針棒１２に伝達される。
【００４２】
クランクロッド２４の針棒１２側の端部にはＹ軸方向に沿った支軸２６が貫通装備され、当該支軸２６はその両端部でクランクロッド２４を挟むようにして二つの角コマ２７，２８を回転可能に軸支している。
そして、クランクロッド２４に対して針棒１２側の面に設けられた角コマ２７は、後述する針棒抱き３３１，３３２を介して針棒１２と係合し、針棒１２に上下動を伝達する。また、クランクロッド２４に対して針棒１２とは逆側の面に設けられた角コマ２８はミシンアーム部１０１ａの壁面にＺ軸方向に沿って形成された溝状のガイド２５に嵌合している。即ち、角コマ２８は、溝状のガイド２５に滑動可能な状態で嵌合しているため、クランクロッド２４の針棒１２側の端部をＸ軸方向の移動を規制しつつもＺ軸方向に沿ってのみ往復可能としている。
これにより、針棒１２には、ミシンモータ２１の回転に同期した上下方向の往復動作が付与される。
【００４３】
［釜］
本実施形態たるミシン１００では、釜として半回転釜を採用する場合を例示する。半回転釜は、大釜の内側で針棒１２の上下動と同期して往復回動を行う中釜と、中釜の内側に収納されたボビン及びボビンケースと、中釜に往復回動を付与するドライバと、上軸２２に形成されたクランク部に一端部が連結されたクランクロッドと、クランクロッドの他端部に連結されたアーム部を有する往復回動軸と、往復回動軸により増速されて往復回動を行う下軸とを備え、当該下軸はドライバを保持して当該ドライバを介して中釜を往復回動させるようになっている。また、前述したミシンモータ２１は針棒１２の上下動と釜１３の回動動作の駆動源となり、縫い針１１の上下動と釜１３の回動により上糸を下糸に絡め
る。なお、半回転釜の構造・構成は周知であるため、詳細な説明は省略する。
【００４４】
［針棒回動機構］
針棒回動機構３０は、ミシンアーム部１０１ａの前端部においてＺ軸周り（上下動軸心周りとも称する）に回動可能に支持されると共に針棒１２を上下動可能に支持する針棒台３１と、針棒台３１を通じて針棒１２に対してＺ軸周りの回動動作を付与する動作系統とを主な構成とする。
図３は針棒台３１の斜視図であり、図４はその上端部、図５は下端部を示す斜視図である。
【００４５】
針棒台３１は、その上端部３１１と下端部３１２とが同心となる円筒状に形成されており、それらの間は矩形状の枠部３１３により一体的に連結されている。そして、下端部３１２と枠部３１３の内側には筒状のメタル軸受け３２１，３２２が保持されており、これら二つのメタル軸受け３２１，３２２の内側に丸棒状の針棒１２が挿入される。これにより、針棒１２は、Ｚ軸方向に沿った状態で上下動可能に支持された状態となる。
【００４６】
また、針棒台３１の上端部３１１と下端部３１２の外周には、それぞれ軸受け３２３，３２４が装備され、当該各軸受け３２３，３２４の外周はミシンアーム部１０１ａの壁面に保持される。これにより、針棒台３１及び針棒台３１に支持された針棒１２は、ミシンアーム部１０１ａに対してＺ軸回りに回動可能となっている。
なお、符号３２５と３２６は、それぞれ座金であり、軸受け３２３，３２４の外輪と針棒台３１側との滑動性を保持するためのものである。
【００４７】
また、針棒台３１の上端部３１１であって、軸受け３２３の下側には、前述した動作系統から回動トルクが入力されるアーム部材３２７がネジ止めにより固定装備されている。このアーム部材３２７は、針棒１２を中心とする半径方向外側に向かって延出された腕部が形成されており、当該腕部の先端部が動作系統を構成するリンク体の一つと段ネジで連結され、腕部を通じて回動動作が入力されるようになっている。
【００４８】
また、針棒台３１の枠部３１３は、Ｚ軸方向に沿った矩形の平面部を備え、当該平面部の上部には、検出体３２８が固定装備されている。この検出体３２８は、ミシンアーム部１０１ａの壁面に装備された近接センサである針棒角度センサ３２９により、その近接状態が検出される。つまり、針棒角度センサ３２９は、検出体３２８との距離に応じた検出信号を出力し、これにより、針棒角度センサ３２９に対する検出体３２８の近接状態或いは離間状態を識別することができ、例えば、上記最近接状態を針棒１２の回動方向における原点位置と定めた場合に、針棒１２が原点にいるか、原点より離れて回動を生じているかを識別することが可能となる。
【００４９】
また、針棒台３１の枠部３１３の平面部には、長尺のガイド板３３０がネジ止めにより装備されている。かかるガイド板３３０は、Ｚ軸方向に沿って表裏に貫通した状態でスリット３３０ａが形成されている。枠部３１３の平面部は、図示されていないが、ガイド板３３０の背面側がガイド板３３０のスリット３３０ａより大きく開口が形成されている。
そして、針棒１２には後述する図６及び図７に示す針棒抱き３３１が固定装備されており、当該針棒抱き３３１には、針棒１２を中心とする半径方向外側に向かって延出した矩形の突起部３３１ａが形成されている。かかる突起部３３１ａは、ガイド板３３０の背面側から外側に向かってスリット３３０ａに挿入され、針棒１２の上下動の際には、スリット３３０ａ内を突起部３３１ａも上下動を行う。そして、突起部３３１ａの横幅はスリット３３０ａの幅とほぼ等しく設定されており、これにより、針棒台３１がＺ軸回りに回動動作を行うと、針棒１２も供回りを行うようになっている。
【００５０】
図６はクランクロッド２４と針棒１２との連結部の構造を示す斜視図、図７はクランクロッド２４と針棒１２との連結部の構造を示す図６と方向の異なる斜視図である。
前述したように、クランクロッド２４の下端部であって針棒１２側の面には角コマ２７がＹ軸回りで回動可能に軸支されている。
そして、針棒１２には、二つの針棒抱き３３１，３３２が上下に並んで所定の隙間をもって抱き締め固定されている。そして、上下に並んだ針棒抱き３３１と針棒抱き３３２との間には、座金３３３，３３４を介して角コマ２７を介在させている。
各座金３３３，３３４は摺動性の良好な素材から形成されており、角コマ２７の摺動面は滑動性に優れている。また、各座金３３３，３３４は、それぞれの針棒抱き３３１，３３２に突出装備されたピンが嵌合しており、針棒１２の回動時には各針棒抱き３３１，３３２と共に回動動作を行うようになっている。
また、前述したように、上側の針棒抱き３３１には、Ｙ軸方向前側に突起部３３１ａが突設されており、ガイド板３３０により針棒台３１と共にＺ軸回りに針棒１２を回動させる。その際、針棒１２と共に各針棒抱き３３１，３３２は回動を行うが、クランクロッド２４に支持された角コマ２７は、座金３３３，３３４を介して針棒抱き３３１，３３２の間に位置した状態を維持することができ、針棒回動時であっても、ミシンモータ２１からの上下動の動力を針棒１２に伝達することが可能となっている。
【００５１】
図８は針棒回動機構３０の動作系統の平面図、図９及び図１０は針棒回動機構３０の動作説明図である。
針棒回動機構３０の動作系統は、駆動源となる針棒回動モータ３４と、針棒回動モータ３４により作動する針棒カム部材３５と、針棒カム部材３５から動作付与が行われる従動体としてのコロ３６と、コロ３６から針棒１２に回動動作を伝達する伝達部材とを主に備えている。この伝達部材（リンク機構）は、コロ腕３６１とリンク体３６２とアーム部材３２７から構成される。
【００５２】
上記針棒回動モータ３４は、ミシンアーム部１０１ａの左側面に取り付けられたモータ取り付け台３４１により出力軸を垂直上方に向けた状態で支持されており、当該出力軸には主動スプロケット３４２が装備されている。モータ取り付け台３４１の上面には、主動スプロケット３４２に隣接して小径の従動スプロケット３４３が設けられており、相互のスプロケット３４２，３４３にはタイミングベルト３４４が掛け渡され、主動スプロケット３４２から従動スプロケット３４３へ増速回転が伝わるようになっている。
従動スプロケット３４３は、その回動軸３４５を介して針棒カム部材３５と連結されており、従動スプロケット３４３の回動は針棒カム部材３５に伝達される。
【００５３】
図１１は針棒カム部材３５の平面図である。針棒カム部材３５は略扇形であり、略円弧状の外縁部がコロ３６に当接して変位を付与するカム部３５１となっている。そして、このカム部３５１は、回動中心位置から一定の距離を維持する円弧のカム形状の二つの不動区間３５２，３５３を有し、二つの不動区間３５２，３５３の間には、これらに連なる動作区間３５４が形成されている。この動作区間３５４は、一方の不動区間３５２との境界位置から徐々に縮径し、その後再び徐々に拡径して他方の不動区間３５３との境界位置で当該不動区間３５３と同じ径に戻るカム形状となっている。また、この動作区間３５４は、左右対称のカム形状となっている。
すなわち、針棒カム部材３５は、針棒１２に回動動作を付与しない不動区間３５２，３５３と針棒１２に回動動作を付与する動作区間３５４とが連続して形成されたカム部を有している。
【００５４】
詳細は後述するが、針棒回動機構３０は、上軸一回転中の一定の回転角度範囲内のタイミングで針棒１２を所定の角度範囲で往復回動させるためのものである。従って、縫製速度が高速となればなるほど、針棒１２の往復回動動作も高速で行わなければならない。
しかしながら、モータは一般に、図１２に示すように、駆動開始直後は加速度が小さく、低速状態Ｖ１が一定期間継続し、その後、加速して高速状態Ｖ２に至るという速度特性を有している。従って、針棒回動モータ３４によって針棒カム部材３５に回動動作を付与すると、針棒回動モータ３４の駆動開始時には低速で針棒カム部材３５が回動を行うこととなり、針棒１２の回動動作が間に合わなくなる場合がある。
従って、針棒カム部材３５のカム部３５１に不動区間３５２又は３５３を設け、当該不動区間３５２又は３５３をコロ３６の待機位置とし、針棒回動モータ３４の駆動開始から高速状態に至るまでの間は、コロ３６が不動区間３５２又は３５３に沿って相対移動し、針棒回動モータ３４が十分に加速した時に、コロ３６が動作区間３５４に沿って相対移動するように、針棒カム部材３５は設計されている。これにより、針棒回動モータ３４の高速域のみを利用して針棒１２の回動動作を行うことが可能となり、高速で針棒１２の回動動作を行うことが可能となっている。
そして、制御部としての制御装置９０は、針棒カム部材３５の不動区間３５２又は３５３で駆動を開始すると共に十分に加速してから動作区間３５４で針棒に回動動作を付与するように針棒回動モータ３４を制御する。
【００５５】
また、針棒カム部材３５は、動作区間３５４を挟んで両側に不動区間３５２，３５３が形成されているので、針棒１２の往復回動動作を一回行う場合に、針棒カム部材３５を往復回動させる必要がなく、一方の不動区間３５２からもう一方の不動区間３５３にコロ３６が相対移動するように、針棒カム部材３５を片側回動させるだけで足りる。次回の針棒１２の往復回動動作を行う場合には、コロ３６はもう一方の不動区間３５３に当接しているため、当該不動区間３５３でモータ３４が高速に至るまでの助走動作を行うことができる。
なお、針棒カム部材３５には、原点センサ３５５が併設されている。原点サンサ３５５が、回転軸３４５に固定された検出子３４６を検知して、コロ３６を針棒カム部材３５のカム部３５１における基準の待機位置に位置決めすることができる。つまり、この基準の待機位置にコロ３６が位置する状態から針棒カム部材３５を回動させることにより、針棒回動モータ３４が高速に達した時に丁度、コロ３６を動作区間３５４に到達させることができ、針回動を高速で行うことが可能となっている。
【００５６】
上記コロ３６は、ベルクランクである伝達部材としてのコロ腕３６１の一方の腕部３６１ａに回転可能に保持されており、コロ腕３６１のもう一方の腕部３６１ｂは、伝達部材としてのリンク体３６２を介してアーム部材３２７の回動端部に連結されている。
また、このコロ腕３６１は、二本の腕部３６１ａ，３６１ｂの基端部側がミシンアーム部１０１ａの壁面に固定されたコロ腕台３６６に段ネジ３６３を支軸として回動可能に支持されている。
また、コロ腕３６１は、コロ３６が常時、針棒カム部材３５のカム部３５１に当接するようにねじりコイルバネ３６４により付勢されている。
また、コロ腕３６１には、針棒カム部材３５が余分に回動してコロ３６がカム部３５１から脱落した場合に、ねじりコイルバネ３６４により過剰に回動しないように、ストッパ３６５が併設されている。
【００５７】
上記の構成により、針棒回動機構３０では、原点センサ３５５によりコロ３６が針棒カム部材３５のカム部３５１における基準の待機位置に位置する図９の状態から、針棒回動モータ３４が駆動を開始すると、主動スプロケット３４２，タイミングベルト３４４，従動スプロケット３４３を介して針棒カム部材３５が回動を開始する。
そして、針棒回動モータ３４の駆動開始時の低速状態では、コロ３６は針棒カム部材３５の不動区間３５２に沿って相対的に移動しているため、針棒１２及び針棒台３１には回動動作が付与されず、針棒回動モータ３４が徐々に加速して高速に達すると、図１０に示すように、コロ３６は針棒カム部材３５の動作区間３５４に到達して相対移動を行う。これにより、コロ腕３６１が回動し、リンク体３６２を介して針棒台３１を回動させる。これにより、針棒１２も回動を行う。
【００５８】
また、針棒回動モータ３４の駆動は、コロ３６が動作区間３５４を脱してもう一方の不動区間３５３内の所定の停止位置に到達するまで継続する。なお、図１３に示すように、この停止位置Ｓ２は、前述した原点センサ３５５によるカム部３５１の不動区間３５２における基準の待機位置Ｓ１から当該不動区間３５２と動作区間３５４の境界位置Ｋ１までの回動角度θ１とした場合に、動作区間３５４と不動区間３５３との境界位置Ｋ２から停止位置Ｓ２までの回動角度θ２も角度θ１と等しくなるように制御することが望ましい。
即ち、次回の針棒１２の回動動作を行う際には、この停止位置Ｓ２が回動の開始位置としての待機位置なって逆方向に針棒カム部材３５を回動させるため、動作区間３５４と不動区間３５３との境界位置Ｋ２から停止位置Ｓ２までの回動角度θ２をθ１と同じ角度とすることにより、コロ３６が不動区間３５３から動作区間３５４に進入する時点で針棒回動モータ３４が高速に達した状態とすることできる。
【００５９】
なお、上記針棒カム部材３５を使用する場合、コロ３６が不動区間３５２又は３５３を相対移動している間の助走期間は、針棒１２は停止状態であって動作させることができないことから、針棒１２の回動をより正確なタイミングである上軸角度で開始させる必要がある場合には、回動開始タイミングに対して当該助走期間の分だけ先行して針棒回動モータ３４の駆動を開始させるよう制御が行われる。
【００６０】
［糸寄せ機構］
図１４は糸寄せ機構５０の平面図、図１５は斜視図である。
糸寄せ機構５０は、ミシンベッド部１０１ｂの内部であって針板１４よりも下側に設けられ、糸寄せ部材５１により下糸の糸寄せを行う。この糸寄せ機構５０は、ボビンケースから針板１４の針穴１５に渡る下糸を寄せてその経路を変更する糸寄せ部材５１と、当該糸寄せ部材５１の糸寄せ動作の駆動源となる糸寄せ用モータ５２と、糸寄せ用モータ５２により作動する糸寄せカム部材５３と、糸寄せカム部材５３から動作付与が行われる従動体としてのコロ５４と、コロ５４から糸寄せ部材５１に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構５５とを主に備えている。リンク機構５５は、コロ腕５４１と支軸５４２から構成される。
【００６１】
上記糸寄せ用モータ５２は、ミシンベッド部１０１ｂの内部に取り付けられたモータ取り付け台５２１により出力軸を垂直上方に向けた状態で支持されており、当該出力軸には主動歯車５２２が装備されている。モータ取り付け台５２１の上面には、主動歯車５２２に隣接して小径の従動歯車５２３が設けられており、これらは相互に噛合しており、主動歯車５２２から従動歯車５２３へ増速回転が伝わるようになっている。
従動歯車５２３は、その回動軸５２４を介して糸寄せカム部材５３と連結されており、従動歯車５２３の回動は糸寄せカム部材５３に伝達される。
【００６２】
図１６は糸寄せカム部材５３の平面図である。糸寄せカム部材５３は略扇形であり、略円弧状の外縁部がコロ５４に当接して変位を付与するカム部５３１となっている。そして、このカム部５３１は、回動中心位置から一定の距離を維持する円弧のカム形状の不動区間５３２，５３３を有し、二つの不動区間５３２，５３３の間には、これらに連なる動作区間５３４が形成されている。二つの不動区間５３２，５３３は、いずれも回動中心から一定の距離を維持するカム形状であるが、不動区間５３３は不動区間５３２よりも径が大きく設定されている。
動作区間５３４は、一方の不動区間５３２との境界位置から徐々に拡径して他方の不動区間５３３との境界位置で当該不動区間５３３と同じ径に至るカム形状となっている。
すなわち、糸寄せカム部材５３は、糸寄せ部材５１に糸寄せ動作を付与しない不動区間５３２、５３３と、糸寄せ部材５１に糸寄せ動作を付与する動作区間５３４とが連続して形成されたカム部５３１を有する。
【００６３】
詳細は後述するが、糸寄せ機構５０は、縫製中に一定の上軸角度の範囲内となるタイミングで糸寄せ部材５１を所定の角度範囲で一定方向に回動させると共に、また別の上軸角度の範囲内となるタイミングで糸寄せ部材５１を前回と同じ角度範囲で逆方向に回動させるためのものである。従って、縫製速度が高速となればなるほど、糸寄せ部材５１の各方向への回動動作も高速で行わなければならない。
従って、前述した針棒回動機構３０と同様にして、糸寄せカム部材５３のカム部５３１に不動区間５３２又は５３３を設け、当該不動区間５３２又は５３３をコロ５４の待機位置とし、糸寄せ用モータ５２が不動区間５３２又は５３３をコロ５４が相対移動する期間を助走期間として十分に加速した後に、コロ５４が動作区間５３４に沿って相対移動するように、糸寄せカム部材５３は設計されている。これにより、糸寄せ用モータ５２の高速域のみを利用して糸寄せ部材５１の高速回動動作を行うことが可能となっている。
【００６４】
なお、糸寄せ部材５１は、往復回動を行うが、針棒１２の場合と異なり、往路の回動と復路の回動との間で一旦停止が行われる。さらに、糸寄せカム部材５３は、前述した針棒カム部材３５のように片側への回動により針棒１２が往復回動するように設計されてはおらず、糸寄せ部材５１の往復回動を行う場合には、糸寄せカム部材５３も往復回動を行う必要がある。
従って、一方の不動区間５３２は糸寄せ部材５１の往路の回動時における助走期間のために使用され、もう一方の不動区間５３３は糸寄せ部材５１の復路の回動時における助走期間のために使用される。
これにより、糸寄せ部材５１の往路の回動と復路の回動のそれぞれを高速を行うことが可能となっている。
なお、この糸寄せカム部材５３については、前述した針棒カム部材３５のように、原点センサを図示していないが、この糸寄せ機構５０にも、糸寄せカム部材５３の基準の待機位置を検出する原点センサを設け、当該待機位置から糸寄せカム部材５３の回動を開始させることにより糸寄せ用モータ５２が丁度高速状態になる時に糸寄せ部材５１が回動動作を行うように構成しても良い。
【００６５】
糸寄せカム部材５３のカム部５３１に当接するコロ５４は、ベルクランクであるコロ腕５４１の一方の腕部５４１ａに回転可能に保持されており、コロ腕５４１のもう一方の腕部５４１ｂには糸寄せ部材５１が保持されている。
また、このコロ腕５４１は、二本の腕部５４１ａ，５４１ｂの基端部側がモータ取り付け台５２１に設けられた支軸５４２により回動可能に支持されている。
また、コロ腕５４１は、コロ５４が常時、糸寄せカム部材５３のカム部５３１に当接するようにねじりコイルバネ５４３により付勢されている。
また、コロ腕５４１には、糸寄せカム部材５３が余分に回動してコロ５４がカム部５３１から脱落した場合に、ねじりコイルバネ５４３により過剰に回動しないように、ストッパ５４４が併設されている。
【００６６】
糸寄せ部材５１は、その基端部がコロ腕５４１の腕部５４１ｂの回動端部に保持されており、当該糸寄せ部材５１の先端部は針板１４の下側において針穴１５の方向に延出されている。また、この糸寄せ部材５１の先端部側が自由端となっており、また、先端部は尖鋭な形状に形成されている。そして、糸寄せ部材５１は、通常は、その先端部が針穴１５に対して前方に離れて待避しており、糸寄せの際には、先端部が針穴１５の真下を通過するように移動してボビンケースから針穴１５に渡る下糸に係合して後方に寄せる動作を行う。
【００６７】
また、針板１４の左側部には、上下二枚の板状体の隙間に板状の糸寄せ部材５１を回動動作の前後に渡って介挿するように支えるガイド５１１が設けられており、糸寄せ部材５１の回動動作時における上下方向の震えを抑止している。
【００６８】
上記の構成により、糸寄せ機構５０では、コロ５４が糸寄せカム部材５３のカム部５３１の不動区間５３２における所定の待機位置に位置する状態から、糸寄せ用モータ５２が駆動を開始すると、主動歯車５２２，従動歯車５２３を介して糸寄せカム部材５３が回動を開始する。
そして、糸寄せ用モータ５２の駆動開始時の低速状態では、コロ５４は糸寄せカム部材５３の不動区間５３２に沿って相対的に移動しているため、糸寄せ部材５１には回動動作が付与されず、糸寄せ用モータ５２が徐々に加速して高速に達すると、コロ５４は糸寄せカム部材５３の動作区間５３４に到達して相対移動を行う。これにより、コロ腕５４１が回動し、糸寄せ部材５１を回動させる。これにより、糸寄せ部材５１往路の回動動作を行い、その先端部が針穴１５の真下を通過して下糸を後方に寄せる動作を行う。
さらに、糸寄せ用モータ５２は、コロ５４が動作区間５３４を脱してもう一方の不動区間５３３内の所定の停止位置に到達するまで駆動を継続する。
【００６９】
また、糸寄せ部材５１は、復路の回動動作を行って元の位置に戻す必要があるため、糸寄せ機構５０は、コロ５４が不動区間５３３における停止位置である待機位置に位置する状態から、糸寄せ用モータ５２が逆回転で駆動を開始すると、糸寄せ用モータ５２の駆動開始時の低速状態では、コロ５４は不動区間５３３に沿って相対的に移動し、糸寄せ用モータ５２が高速に達すると、コロ５４は動作区間５３４に到達して相対移動を行う。これにより、コロ腕５４１が逆方向に回動し、糸寄せ部材５１の復路の回動動作を行う。
さらに、糸寄せ用モータ５２は、コロ５４が動作区間５３４を脱して不動区間５３２内の当初の待避位置に到達するまで駆動を継続する。
すなわち、糸寄せカム部材５３の不動区間５３２と５３３は、動作区間５３４を挟んでその両側にそれぞれ形成されている。そして、制御部としての制御装置９０は、糸寄せカム部材５３の不動区間５３２又は５３３で駆動を開始すると共に十分に加速してから動作区間５３４で糸寄せ部材５１に糸寄せ動作を付与するように糸寄せ用モータ５２を制御す
る。
【００７０】
なお、図１７に示すように、コロ５４の所定の待機位置をＳ３とし、当該待機位置Ｓ３から糸寄せ用モータ５２の駆動を開始した場合に、不動区間５３２と動作区間５３４との境界Ｋ３において糸寄せ用モータ５２が高速状態に達するように待機位置Ｓ３から境界位置Ｋ３までの回動角度θ３を設定することが望ましい。
また、糸寄せ部材５１の往路の回動時の不動区間５３３におけるコロの停止位置Ｓ４は、糸寄せ部材５１の復路の回動時の開始位置としての待機位置となるので、待機位置Ｓ４から不動区間５３３と動作区間５３４の境界位置Ｋ４までの回動角度θ４は上記回動角度θ３と同じ角度に設定することが望ましい。
【００７１】
また、糸寄せ機構５０の場合も、コロ５４が不動区間５３２又は５３３を相対移動している間の助走期間を考慮して、予定された駆動開始タイミングよりも助走期間の分だけ糸寄せ用モータ５２の駆動を早く開始する必要がある。
【００７２】
［布移動機構］
図１に示すように、布移動機構８０は、ミシンベッド部１０１ｂの上面において被縫製物を保持する保持枠８１と、保持枠８１を昇降可能に支持する支持アーム８２と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＸ軸方向に移動させる図１９に示すＸ軸モータ８３と、支持アーム８２を介して保持枠８１をＹ軸方向に移動させる図１９に示すＹ軸モータ８４とを備えている。
布移動機構８０は、かかる構成により、保持枠８１を介して被縫製物をＸ−Ｙ平面の任意の位置に移動位置決めすることができ、一針ごとに任意の位置に針落ちを行うことができ、自在な縫い目の形成が可能となっている。すなわち、移動機構とも称する布移動機構８０は、被縫製物を水平面に沿って任意の位置に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる。
【００７３】
［糸調子装置］
図１８は糸調子装置７０の断面図である。糸調子装置７０は、上糸に糸張力を付与する糸調子器７９と、糸調子器７９による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエータとしての糸調子ソレノイド７１とから主に構成される。
上記糸調子器７９は、ミシンアーム部１０１ａの右側面に設けられ、糸供給源から天秤に至る経路の上糸を挟持して糸張力の付与を行うものである。この糸調子器７９は、上糸を挟む二枚の糸調子皿７２，７２と、これらの糸調子皿７２，７２が互いに接離するＸ軸方向にそって移動可能に支持する中空支軸７３と、中空支軸７３の内部を貫通して一方の糸調子皿７２を他方の糸調子皿７２に押圧することが可能な押圧軸７４と、糸取りバネ７５と、これらを格納保持する本体ケース７６とを備えている。
【００７４】
一方、糸調子ソレノイド７１は糸調子器の左方において、通電される電流値に応じて突出する方向に推力を生じる出力軸７１ａが、前述した押圧軸７４と同一線上に並ぶように配置されている。
そして、出力軸７１ａは、コイルバネ７７に挿通された伝達軸７８と結合されており、この伝達軸７８は、出力軸７１ａを押し戻す方向に押圧するコイルバネ７７に挿通されている。
従って、糸調子ソレノイド７１の非通電時には、出力軸７１ａはコイルバネ７７に押し戻され、押圧軸７４を糸調子皿７２の方向に押圧する押圧力が得られないので、二枚の糸調子皿７２，７２はフリーとなり、糸張力の付与が行われない。
また、糸調子ソレノイド７１に通電を行うと、その電流値に応じた推力で出力軸７１ａが突出し、コイルバネ７７に抗して伝達軸７８が押圧軸７４を介して一方の糸調子皿７２を押圧し、当該押圧力に応じて二枚の糸調子皿７２，７２の間に介挿された上糸に張力を付与することができる。
なお、糸調子ソレノイド７１の通電量は制御装置９０により制御され、糸調子装置７０において、任意の糸張力を上糸に付与することが可能となっている。
また、制御部としての制御装置９０は、糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、算出した縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属する場合、糸張力を低減調節するように糸張力調節用アクチュエータとしての糸調子ソレノイド７１を制御する。
【００７５】
［ミシンの制御系：制御装置］
図１９はミシン１００の制御系を示したブロック図である。ミシン１００は、上述した各部、各部材の動作を制御するための制御部としての制御装置９０を備えている。そして、制御装置９０は、縫製における動作制御を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭ９２と、演算処理の作業領域地となるＲＡＭ９３と、縫製データを記憶する記憶手段としての不揮発性のデータメモリ９４と、ＲＯＭ９２内のプログラムを実行するＣＰＵ９１とを備えている。
【００７６】
また、ＣＰＵ９１は、ミシンモータ駆動回路２１ａ、Ｘ軸モータ駆動回路８３ａ、Ｙ軸モータ駆動回路８４ａ、糸寄せ用モータ駆動回路５２ａ、針棒回動モータ駆動回路３４ａ、糸調子ソレノイド駆動回路７１ｂを介して、ミシンモータ２１、Ｘ軸モータ８３、Ｙ軸モータ８４、糸寄せ用モータ５２、針棒回動モータ３４及び糸調子ソレノイド７１のそれぞれに接続され、各モータ２１，８３，８４，５２，３４及び糸調子ソレノイド７１の駆動を制御する。
また、ミシンモータ２１は、図示しないエンコーダを備えており、その検出角度がＣＰＵ９１に出力される。また、上記各モータ８３，８４，５２，３４はステッピングモータであり、これらの図示しない原点検索手段がＣＰＵ９１に接続され、その出力からＣＰＵ９１は各モータの原点位置を認識することができる。
【００７７】
データメモリ９４に格納されている縫製データには、所定の縫製パターンを縫製するための一針ごとのＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４の動作量が順番に記憶されており、ＣＰＵ９１は、縫製の際には、一針ごとにＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４の動作量を読み込むと共に当該各動作量に応じてＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４を駆動する動作制御を行う。すなわち、制御装置９０は、所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて布移動機構８０を制御する。
【００７８】
［ヒッチステッチの発生要因］
上記ＣＰＵ９１は、上記縫製データに基づく縫製制御の実行に伴い、ヒッチステッチ回避制御を実行する。ここで、図２０、図２１に基づいてヒッチステッチの発生要因について説明する。
布移動機構８０により布を縫製データに応じて毎針ごとに任意の方向に移動する場合、その布送り方向、つまり縫目形成方向に応じて、縫い針１１が布に刺さるときに縫い針１１の目孔１１ａを通った上糸Ｕが縫い針１１に絡む絡み方向が、図２０（Ａ）に示す左巻き方向となる場合と図２０（Ｂ）に示す右巻き方向になる場合とがあり、これらの内のいずれになるかによって、パーフェクトステッチとなるかヒッチステッチとなるかが決定する。
また、図２１（Ａ）は釜１３のボビンケースの角の部分から針板１４の針穴１５に下糸Ｄが渡っている状態を示す平面図であり、図２１（Ｂ）はその正面図を示しているが、図示のように、下糸Ｄの経路に対し、縫い針１１が左側Ｌと右側Ｒの何れに針落ちするかによっても、パーフェクトステッチになるかヒッチステッチになるかが決定する。
【００７９】
次に、本実施形態のミシン１００のような半回転釜を用いる場合において、布の移動方向とヒッチステッチの発生要因との関係を図２２により説明する。図２２では針穴１５を中心として布移動機構８０が布を送る方向又は角度に応じていずれの範囲について、ヒッチステッチが生じるか、また、その要因は前述したいずれに該当するのかを示している。
まず、Ａの送り方向の角度範囲は、この角度範囲の方向に布が送られるとき、下糸がボビンケースから針穴１５に向かう方向にほぼ一致するため、針穴１５を通る下糸に対し、縫い針１１が右側に落ちるか左側に落ちるかが不確定な領域で、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれも発生し得る領域である。一方、この領域は、その送り方向により、縫い針１１に対する上糸の絡み方向は一定なため、この要因には影響されない。
【００８０】
次に、Ｂの送り方向の角度範囲は、この角度範囲の方向に布が送られると、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実に左側となり、且つ、この領域はその送り方向により縫い針１１に対する上糸の絡み方向は右側になるため、確実にヒッチステッチになる領域である。
【００８１】
次に、Ｃの送り方向の範囲は、この角度範囲の方向に布が送られると、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実に左側となるが、縫い針１１に対する上糸の絡み方向が不確定なため、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれも発生し得る領域である。
【００８２】
残りのＤの送り方向の範囲は、この角度範囲の方向に布が送られると、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対し、縫い針１１が落ちる側が確実に右側となり、縫い針１１に対する上糸の絡み方向は左側になるため、確実にパーフェクトになる領域である。
【００８３】
［制御装置：ヒッチステッチ回避制御］
このように、ミシン１００では、パーフェクトステッチとヒッチステッチのいずれになるかは、釜（ボビンケース）から針孔１５に連なる下糸経路に対して縫い針１１が落ちる側と、縫い針１１に対する上糸の絡み方向との二つの要因が絡んで決定され、また、それぞれの要因が不確定となる領域については縫い目の種類も不確定となる傾向を示す。
従って、ミシン１００では、布移動機構８０による送り方向の範囲を前述したＡ〜Ｄの四つに区分し、各区分の角度範囲をデータメモリ９４に登録する。さらに、図２３に示すように、Ａ〜Ｄの各区分に応じて、糸寄せ機構５０による糸寄せと針棒回動機構３０による針棒回動のいずれを実行すべきかを記憶したテーブルデータをデータメモリに登録している。
【００８４】
そして、制御装置９０は、縫製実行時において、以下のヒッチステッチ回避制御を実行する。即ち、所定の縫製パターンの縫製を行うために一針分のＸ軸モータ８３及びＹ軸モータ８４の動作量を縫製データから読み込むと、Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動量から布の移動方向がＡ〜Ｄのいずれの区分に属するかを判定する。そして、判定した区分に応じてテーブルデータから、糸寄せと針棒回動のいずれを実行すべきかを特定し、それぞれの実行タイミングに応じた上軸角度で各々の動作を実行するように糸寄せ機構５０の糸寄せ用モータ５２又は針棒回動機構３０の針棒回動モータ３４を制御する。
制御部としての制御装置９０は、縫製データに定められた針落ち位置又は被縫製物の移動量から、布移動機構８０による各針落の際の被縫製物の移動方向を算出して、布の移動方向がＡ〜Ｄのいずれの区分に属するかを判定する。
そして、移動方向が予め定められた第一の角度範囲であるＡ又はＢの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せを実行し、第二の角度範囲であるＣの場合には針棒回動機構３０による針棒の回動を実行し、第三の角度範囲であるＤの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せと針棒回動機構３０による針棒の回動を実行しない。
なお、制御部としての制御装置９０は、縫製データに定められた針落ち位置又は被縫製物の移動量から、布移動機構８０による各針落の際の被縫製物の移動方向を算出している。これに代えて、予め縫製データに第一の角度範囲、第二の角度範囲、第三の角度範囲であるとの角度範囲データを設定し、それらのデータに基づいて、制御装置９０が針棒の回動や糸寄せの実行の有無を制御することも容易に考えられる。
すなわち、制御部としての制御装置９０は、布移動機構８０による各針落ちごとの被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲であるA又はBの場合には糸寄せ機構５０による糸寄せを実行し、移動方向が予め定められた第二の角度範囲であるCの場合には針棒回動機構３０による針棒の回動を実行する。
【００８５】
［制御装置：針棒回動の実行タイミングについて］
次に、ヒッチステッチ回避制御における針棒回動を実行する場合の適正なタイミングについて説明する。図２４は上軸角度と縫い針１１の高さとの関係を示す線図である。
図２４において、
ａ区間：針先が縫製物から抜けてから針棒上死点へ到達するまでの上昇区間、
ｂ区間：針棒上死点より針先が縫製物に到達するまでの下降区間、
ｃ区間：針先が縫製物に到達してから針棒下死点に到達するまでの下降区間、
ｄ区間：針棒下死点から釜剣先と針が一致するまでの上昇区間、
ｅ区間：針と釜剣先一致してから針が縫製物を抜けるまでの上昇区間、
を示している。
針棒の回動は、図２４における針刺さり角度に達するまでに縫い針１１の向きが必要な角度だけ回動していることが要求される。従って、針棒回動機構３０の針棒回動モータ３４は、少なくとも、針刺さり角度に到達するタイミングよりも、針棒カム部材３５の不動区間３５２又は３５３の基準の待機位置から動作区間３５４の丁度中間位置に到達するまでの所要時間分だけ前から駆動を開始するよう制御される。
なお、上軸角度は、ミシンモータ２１に設けられたエンコーダの出力により監視される。
【００８６】
また、縫い針１１の向きは、少なくとも針釜一致の上軸角度に到達する前、望ましくは、針棒下死点の上軸角度に到達する前に元の向きに戻す必要があるが、針棒回動モータ３４は針棒カム部材３５の不動区間３５２又は３５３により助走しているため、高速で針棒１２の往復回動を実現することから、針刺さり角度に達するまでに縫い針１１の向きが必要な角度だけ回動するように駆動開始タイミングが設定されていれば、縫い針１１の向きを元に戻すタイミングの遅れは回避することが可能である。
【００８７】
［制御装置：糸寄せの実行タイミングについて］
次に、ヒッチステッチ回避制御における糸寄せを実行する場合の適正なタイミングについて説明する。図２５はミシン１００における縫い針１１、釜１３、天秤１６（図２参照）のモーションダイヤグラムである。図２５における▲印の線は針棒曲線を示し、■印の線は釜曲線を示し、◆印の線は天秤曲線を示している。また、図２６、図２７は糸寄せ部材５１と針穴１５との位置関係を示す平面図であり、図２６は糸寄せを実行していない状態を示し、図２７は糸寄せを実行している状態を示す。
【００８８】
図２６及び図２７に示すように、糸寄せ部材５１は、針落ち位置となる針穴１５を横切ることから、糸寄せの実行において、糸寄せ部材５１の往路の回動は、上軸角度113°と
なる針刺さり角度までに糸寄せ部材５１の往路の回動が完了していることが望ましい。従って、糸寄せ機構５０の糸寄せ用モータ５２は、少なくとも、針刺さり角度に到達するタイミングよりも、糸寄せカム部材５３の不動区間５３２の待機位置から不動区間５３３の停止位置に到達するまでの所要時間分だけ前から駆動を開始するよう制御される。
また、糸寄せ部材５１の復路の回動は、上糸が釜により針心から最も遠ざかる上軸角度270°となる上糸開き角度で糸寄せ部材５１の往路の回動が行われることが望ましい。従って、糸寄せ機構５０の糸寄せ用モータ５２は、糸寄せカム部材５３の不動区間５３３から動作区間５３４に移行するタイミングと上糸開き角度（上軸角度270°）とが一致するように駆動を開始するよう制御される。
糸寄せ部材５１の回動動作は、往路復路共に短いタイミングでの動作が要求されるが、糸寄せ用モータ５２は、不動区間５３２又は５３３で助走してから高速状態で動作区間５３４に至るため、糸寄せ部材５１を高速で回動させることができ、短いタイミングでの動作の要求に十分に対応することが可能である。
【００８９】
［糸寄せの実行時における糸張力調節制御］
図２８に示すように、糸寄せを実行すると、下糸は糸寄せ部材５１に寄せられて経路長が長くなり、ボビン側から引き出されることとなる。
従って、上糸張力は通常時より小さく設定しても、上下の糸の結節を布の上側に引き上げることができ、低張力で締りのよい縫い目を形成することができる。
従って、縫製時に糸寄せの実行と判定された針落ちの際には、糸張力を低減するよう糸調子ソレノイド７１の制御が実行される。
この時、糸調子ソレノイド７１の糸張力は、縫製データに設定されている糸張力の設定値を自動的に演算により所定量を減じたり、所定の比率で低減して自動的に求めても良いし、或いは、糸寄せの実行に適した糸張力値を事前に設定し、糸寄せの実行時に一律で糸寄せの実行に適した糸張力値となるように糸調子ソレノイド７１の制御を行っても良い。
このように、糸寄せの際に糸張力を低減する制御を行うことにより、糸寄せを実行する縫い目と実行しない縫い目との糸締まりの均一化を図ることができ、
【００９０】
［ヒッチステッチ回避制御の動作説明］
図２９はヒッチステッチ回避制御のフローチャートである。図示のように、ミシン１００の制御装置９０は、縫製データに基づく縫製の実行時において、上軸の一回転ごとの回転角度(位相)が所定の読み込み角度の場合に、縫製データから次の運針のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量の読み込みを実行する（ステップＳ１）。
そして、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動量から布移動方向、即ち、縫い方向を算出する（ステップＳ３）。
【００９１】
次いで、制御装置９０は、前述した図２３のテーブルを参照し、算出した縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属するか否かを判定する（ステップＳ５）。
その結果、縫い方向が、Ａ又はＢの区分に属する場合には、糸調子ソレノイド７１を制御して糸張力を設定値よりも低減するか或いは所定の低張力の値となるように制御する（ステップＳ７）。さらに、上軸角度を監視して、適正なタイミングで糸寄せ用モータ５２の駆動を開始して糸寄せを実行する（ステップＳ９）。これにより、縫い方向がＡ又はＢの区分に属する場合でも、下糸に対して右側に針落ちが行われ、パーフェクトステッチの縫いが実行される。
【００９２】
また、ステップＳ５において、縫い方向がＡ又はＢのいずれの区分にも属さない場合には、Ｃの区分に属するかを判定する（ステップＳ１１）。
これにより、縫い方向がＣの区分である場合には、上軸角度を監視して、適正なタイミングで針棒回動モータ３４の駆動を開始して針棒１２の回動を実行する（ステップＳ１３）。
これにより、縫い針１１に対する上糸の回り込みを左側とすることができ、パーフェクトステッチの縫いが実行される。
また、ステップＳ１１において、縫い方向がＣの区分にも属さない場合には、縫い方向はＤの区分となるので、糸寄せも針棒回動も行うことなく、通常の運針が実行される。
【００９３】
［実施形態の効果］
以上のように、ミシン１００では、毎針の縫い方向を求め、縫い方向に応じて選択的に糸寄せ或いは針棒回動動作を実行する。このため、ヒッチステッチの発生原因が、下糸に対する針落ち位置を要因として発生するヒッチステッチのみならず、縫い針１１に対する上糸の絡み方向によるヒッチステッチをも防止することができ、ヒッチステッチの発生をより効果的に低減することが可能となる。また、複数の要因に対処することから、垂直釜、水平釜、全回転釜、半回転釜など多種多様の釜を使用する場合でもヒッチステッチの発生防止することが可能となる。
【００９４】
また、上記ミシン１００では、糸寄せの実行に伴い、糸張力を低減する制御を行うため、糸寄せにより引き出された下糸と上糸の張力とのバランスをとることができ、結節を布に引き込むことができ、糸締まりを良好とすることが可能となる。
また、ミシン１００では、糸寄せ部材５１に回動動作を付与する糸寄せカム部材５３や針棒１２に回動動作を付与する針棒カム部材３５が不動区間を有し、動作区間に到達する前にモータの助走を行うことができることから、糸寄せや針棒回動の動作を高速で行うことができ、ミシンモータ２１を減速させることなくこれらの動作を実行することが可能である。
【００９５】
［針棒回動機構の第二の例］
針棒回動機構の第二の例について図３０〜図３２に基づいて説明する。図３０及び図３１は第二の例である針棒回動機構３０Ａの平面図であって、図３０は針棒１２に回動動作を付与することが可能な状態であり、図３１は針棒１２に回動動作を付与しない状態を示している。
なお、この針棒回動機構３０Ａについては、前述した針棒回動機構３０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この針棒回動機構３０Ａでは、ミシンモータ２１により回転動作を行う端面カムとしての針棒カム部材３５Ａと、この針棒カム部材３５Ａから動作付与が行われる従動体としてのコロ３６Ａと、コロ３６Ａから針棒１２及び針棒台３１に回動動作を伝達するリンク機構と、コロ３６Ａから針棒１２側への動作の伝達状態と切断状態とを切り換えるためのエアシリンダ又はソレノイドのような直動式のアクチュエータ３４Ａとを主に備えている。
なお、リンク機構は、コロ腕３７Ａと第一のリンク体３８２Ａと第二のリンク体３８３Ａと腕部３８４Ａと腕部３８６Ａと伝達リンク体３８７Ａから構成される。
【００９６】
上記針棒カム部材３５Ａは、上軸２２に設けられ、当該上軸２２を中心に回転動作を行うと共に、その端面にコロ３６Ａが当接して、端面形状に応じた変位の入力を行うようになっている。
コロ３６Ａは、ミシンアーム部１０１ａの壁面に固定された土台３９Ａに対して段ネジ３７４Ａを支軸として回動可能であるコロ腕３７Ａの第一の腕部３７１Ａに保持されている。
このコロ腕３７Ａは、図３２に示すように、段ネジ３７４Ａを中心として第一〜第三の腕部３７１Ａ〜３７３Ａが三方に延出されている。そして、第一の腕部３７１Ａは、コロ３６Ａが針棒カム部材３５Ａのカム面に常に当接するように、引っ張りバネ３６１Ａが連結されている。
コロ腕３７Ａの第二の腕部３７２Ａの端部は、第一のリンク体３８２Ａの一端部が連結され、コロ３６Ａによる回動動作を針棒１２側に伝達する。
第一のリンク体３８２Ａの他端部は、アクチュエータ３４Ａのプランジャに連結された動作切り換え用のリンク体３８１Ａと連結されると共に、第二のリンク体３８３Ａの一端部とも連結されている。
第二のリンク体３８３Ａは、土台３９Ａに対して段ネジ３８５Ａにより軸支されたベルクランクの一方の腕部３８４Ａと連結され、当該ベルクランクのもう一方の腕部３８６Ａは、伝達リンク体３８７Ａを介して針棒台３１に連結されている。
【００９７】
図３０ではアクチュエータ３４Ａはプランジャを後退させた状態にある。そして、この状態で、上軸２２の回転により針棒カム部材３５Ａが回転動作を行うと、コロ３６Ａは、カム面の変位に従ってＹ軸方向に沿って位置変化を生じ、コロ腕３７Ａ全体が段ネジ３７４Ａを中心に回動動作を行う。そして、コロ腕３７Ａが回動動作を行うと、第一及び第二のリンク体３８２Ａ及び３８３Ａがベルクランクに回動動作を伝達する。これにより、伝達リンク体３８７Ａを介して針棒台３１及び針棒１２を回動させることが可能となる。
【００９８】
一方、コロ腕３７Ａの第二の腕部３７２Ａと第一のリンク体３８２Ａとは、長さが等しく設定されており、アクチュエータ３４Ａの直動軸を前方に突出させると、図３１に示すように、第一のリンク体３８２Ａと第二のリンク体３８３Ａの回動連結部は、コロ腕３７Ａの回動中心（回動連結部とも称する）である段ネジ３７４Ａと重合した状態となる。その場合、針棒カム部材３５Ａに当接するコロ３６Ａによりコロ腕３７Ａが段ネジ３７４Ａを中心として回動動作を行っても、第一のリンク体３８２Ａよりも先には動作が伝わらず、針棒１２は静止した状態となる。
すなわち、リンク機構は、リンク機構を構成する第一のリンク体３８２Ａが第二のリンク体３８３Ａと回動可能に連結された回動連結部を、コロ腕３７Ａの回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、従動体から針棒への動作が不伝達状態となる構造を有している。
【００９９】
アクチュエータ３４Ａは、制御装置９０によりその直動軸の前進動作と後退動作を制御することが可能であり、アクチュエータ３４Ａを制御することにより、針棒１２の回動と静止とを任意に実行することが可能である。
すなわち、制御装置９０は、一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータ３４Ａを制御して、針棒の回動又は静止を実行する。
そして、この針棒回動機構３０Ａは、針棒１２の回動の駆動源を上軸２２としていることから、針棒１２の回動動作がミシン１００の全体の動作から遅れを生じることなく、完全に同期させることが可能となっている。
【０１００】
［糸寄せ機構の第二の例］
糸寄せ機構の第二の例について図３３及び図３４に基づいて説明する。図３３及び図３４は第二の例である糸寄せ機構５０Ａの平面図であって、図３３は糸寄せ動作を実行していない退避状態であり、図３４は糸寄せ部材５１が糸寄せを実行している作動状態を示している。
なお、この糸寄せ機構５０Ａについて、前述した糸寄せ機構５０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この糸寄せ機構５０Ａでは、ミシンモータ２１により回転動作（作動する）を行う回転軸５３１Ａに設けられた端面カムとしての糸寄せカム部材５３Ａと、この糸寄せカム部材５３Ａから動作付与が行われる従動体としてのコロ５４Ａと、コロ５４Ａから糸寄せ部材５１に回動動作を伝達するリンク機構と、コロ５４Ａから糸寄せ部材５１側への動作の伝達状態と切断状態とを切り換えるためのエアシリンダ又はソレノイドのような直動式のアクチュエータ５２Ａとを主に備えている。
【０１０１】
上記糸寄せカム部材５３Ａは、回転軸５３１Ａに設けられ、当該回転軸５３１Ａを中心に回転動作を行うと共に、その端面にコロ５４Ａが当接して、端面形状に応じた変位の入力を行うようになっている。
コロ５４Ａは、ミシンベッド部１０１ｂの壁面に対して支軸を中心に回動可能であるベルクランクとしてのコロ腕５５１Ａの第一の腕部に保持されている。
このコロ腕５５１Ａは、図３４に示すように、支軸を中心として第一の腕部と第二の腕部とを有している。そして、コロ腕５５１Ａの第一の腕部は、コロ５４Ａが糸寄せカム部材５３Ａのカム面に常に当接するように、図示しない引っ張りバネが連結されている。
コロ腕５５１Ａの第二の腕部の端部は、第一のリンク体５５２Ａの一端部が連結され、コロ５４Ａによる回動動作を糸寄せ部材５１側に伝達する。
第一のリンク体５５２Ａの他端部は、アクチュエータ５２Ａのプランジャに連結された動作切り換え用のリンク体５５３Ａと連結されると共に、第二のリンク体５５４Ａの一端部とも連結されている。
第二のリンク体５５４Ａは、ミシンベッド部１０１ｂの壁面に軸支されたベルクランク５５５Ａの一方の腕部と連結され、当該ベルクランク５５５Ａのもう一方の腕部は、糸寄せ部材５１を保持している。
【０１０２】
図３４ではアクチュエータ５２Ａはプランジャを後退させた状態にある。そして、この状態で、回転軸５３１Ａの回転により糸寄せカム５３Ａが回転動作を行うと、コロ５４Ａは、カム面の変位に従ってＹ軸方向に沿って位置変化を生じ、コロ腕５５１Ａ全体が支軸を中心に回動動作を行う。そして、コロ腕５５１Ａが回動動作を行うと、第一及び第二のリンク体５５２Ａ及び５５４Ａがベルクランク５５５Ａに回動動作を伝達する。これにより、糸寄せ部材５１が針穴１５側に向かって回動を行い、糸寄せを行うことが可能となる。
【０１０３】
一方、コロ腕５５１Ａの第二の腕部５５１Ａａと第一のリンク体５５２Ａとは、長さが等しく設定されており、アクチュエータ５２Ａの直動軸を前方に突出させると、図３３に示すように、第一のリンク体５５２Ａと第二のリンク体５５４Ａの回動連結部５５６Ａは、コロ腕５５１Ａの回動中心５５１Ａｂと重合した状態となる。その場合、糸寄せカム５３Ａに当接するコロ５４Ａによりコロ腕５５１Ａが支軸を中心として回動動作を行っても、第一のリンク体５５２Ａよりも先には動作が伝わらず、糸寄せ部材５１は図３３の位置を維持した状態となる。
すなわち、リンク機構は、コロ腕５５１Ａと第一のリンク体５５２Ａと第二のリンク体５５４Ａとベルクランク５５５Ａから構成される。
また、リンク機構は、第一のリンク体５５２Ａと第二のリンク体５５４Ａの回動連結部５５６Ａを、コロ腕５５１Ａの回動中心５５１Ａｂ（他のリンク体の回動連結部とも称する）と同心となる配置に切り替えることで、従動体５４Ａから糸寄せ部材５１への動作が不伝達状態となる構造を有する。
そして、制御装置９０は、いずれか一方の回動連結部５５６Ａを他方の回動連結部５５１Ａｂの同心位置へ切り替えるアクチュエータ５２Ａを制御して、糸寄せを実行する。
【０１０４】
図３５はミシン１００における縫い針１１、釜１３、天秤１６のモーションダイヤグラムであり、糸寄せカム５３Ａの変位Ｈとの関係を同時に示す図である。図示のように、変位Ｈは針刺さり角度113°より手前で最大変位となり、これにより糸寄せ部材５１の往路の回動を付与する。そして、糸寄せカム５３Ａが最大変位である状態は、上糸開き角度270°まで続き、それ以降減じるようになっている。つまり、上糸開き角度270°で糸寄せ部材５１は復路の回動を行い、0°で元の待機位置まで戻されるようになっている。即ち、このように糸寄せカム５３Ａの変位が設定されていることにより、前述した適正なタイミングで縫い針１１や上糸との干渉を生じることなく下糸の糸寄せを行うことが可能となっている。
【０１０５】
この糸寄せ機構５０Ａの場合も、アクチュエータ５２Ａは、制御装置９０によりその直動軸の前進動作と後退動作を制御することが可能であり、アクチュエータ５２Ａを制御することにより、糸寄せ部材５１の回動と静止とを任意に実行することが可能である。
そして、この針棒回動機構５０Ａは、糸寄せ部材５１の回動の駆動源をミシンモータ２１としていることから、糸寄せ部材５１の回動動作がミシン１００の全体の動作から遅れを生じることなく、完全に同期させることが可能となっている。
【０１０６】
［糸寄せ機構の第三の例］
糸寄せ機構の第三の例について図３６に基づいて説明する。図３６は第三の例である糸寄せ機構５０Ｂの平面図である。
なお、この糸寄せ機構５０Ｂについて、前述した糸寄せ機構５０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この糸寄せ機構５０Ｂは、糸寄せの駆動源となる糸寄せ用モータ５２Ｂと、糸寄せ用モータ５２Ｂにより回動動作を行う第一のリンク体５３１Ｂと、第一のリンク体５３１Ｂの回動端部に一端部が連結された第二のリンク体５３２Ｂと、モータ取り付け台５２１Ｂに段ネジ５３４Ｂにより一端部が連結された第三のリンク体５３３Ｂとを備え、第二のリンク体５３５Ｂの他端部と第三のリンク体５３３Ｂの他端部とが連結されている。
また、第二のリンク体５３２Ｂの他端部には糸寄せ部材５１が固定保持されている。
かかる構造の場合、第二のリンク体５３２Ｂの一端部側は第一にリンク体５３１Ｂにより円に沿って周回運動を行うが、第二のリンク体５３２Ｂの他端部は、第三のリンク体５３３Ｂを半径とする円弧運動を行う。これにより、糸寄せ部材５１の先端部は図示した符号Ｍに示すように、変形した楕円状に周回運動を行うこととなる。
すなわち、第三例の糸寄せ機構５０Ｂは、糸寄せ用モータ５２Ｂから糸寄せ部材５１の先端部が周回動作を行うように動作伝達を行うリンク機構として、第一のリンク体５３１Ｂと第二のリンク体５３２Ｂと第三のリンク体５３３Ｂを備えている。
そして、糸寄せ部材５１は、上記周回運動の範囲内に針穴１５が含まれるように位置設定がされ、糸寄せ部材５１の先端部が周回動作軌跡の一部となる動作区間で下糸に当接して糸寄せを行う。
このように、糸寄せ部材５１の先端部が周回運動を行う場合、糸寄せ部材５１の先端部が針穴１５に接近したときにのみ下糸に係合し糸寄せを実行する。また、糸寄せ部材５１が針穴１５から遠ざかると、下糸は糸寄せ部材５１から自動的に外れるようになっている。つまり、この糸寄せ機構５０Ｂでは、糸寄せ部材５１の周回移動軌跡の一部の範囲のみを利用して糸寄せを行うものである。これにより、この糸寄せ機構５０Ｂは、往復の回動動作で糸寄せを行う場合のように、往路と復路の両方について針穴１５の下側を通過する必要がなく、それぞれ周囲との干渉をさけるタイミングで動作させる必要が低減し、他の例と比較して、動作タイミングや動作速度について制限の少ない制御で糸寄せを実現することが可能である。
【０１０７】
なお、糸寄せ部材５１の周回動作の軌跡が予め定まると、上軸角度について、いずれのタイミングで下糸と接触して糸寄せが開始されるかが確定する。従って、この糸寄せ開始の上軸角度が既知の場合には、当該糸寄せの開始となる上軸角度よりも所定角度手前から糸寄せ用モータ５２Ｂの駆動を開始するように制御を行い、当該駆動の開始から糸寄せが開始されるまでの間の期間を助走期間として、糸寄せ用モータ５２Ｂを十分に加速することで、前述した不動区間を有する糸寄せカム部材５３を使用することなく、糸寄せの動作そのものを高速で行うことが可能となる。これにより、高速の縫いに対応した糸寄せを容易に実現することが可能となる。
すなわち、制御装置９０は、糸寄せを行う際に、糸寄せ用モータ５２Ｂが、周回動作軌跡の動作区間以外の位置から駆動を開始すると共に、動作区間に至るまでに加速するように制御する。
【０１０８】
［針棒回動機構の第三の例］
針棒回動機構の第三の例について図３７〜図４０に基づいて説明する。図３７は第三の例である針棒回動機構３０Ｂの斜視図、図３８は平面図である。
なお、この針棒回動機構３０Ｂについては、前述した針棒回動機構３０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この針棒回動機構３０Ｂは、主に針棒カム部材３５Ｂの構造と、針棒カム部材３５Ｂから針棒台３１への回動動作を伝達するリンク機構としてのカム腕３６１Ｂ及び針棒台３１の連結構造とが、針棒回動機構３０と異なっている。
【０１０９】
即ち、この針棒回動機構３０Ｂは、針棒回動モータ３４からベルト駆動により回転動作が付与される円形の針棒カム部材３５Ｂと、カム部材３５Ｂの下面に形成されたカム溝３５１Ｂに嵌合する円柱状のボス状部３６Ｂ（従動体）と、一方の腕部３６１Ｂａに従動体としてのボス状部３６Ｂを備え、もう一方の腕部３６１Ｂｂに滑動部材としての角コマ３６２Ｂを備えるカム腕３６１Ｂと、針棒台３１の上端部３１１の近傍に固定装備されたアーム部材３２７Ｂと、アーム部材３２７Ｂより上側で針棒台３１の上端部３１１に固定装備されたスラスト受け３３５Ｂとを備えている。
【０１１０】
カム腕３６１Ｂは、いわゆるベルクランク構造を呈しており、針棒カム部材３５Ｂからボス状部３６Ｂを通じて回動動作が入力される。そして、カム腕３６１Ｂは、その回動により、針棒台３１に回動動作を伝達する。
なお、このカム腕３６１Ｂは、前述したコロ腕３６１のように、常に一定回動方向に付勢するねじりコイルバネは併設されていない。
【０１１１】
上記針棒カム部材３５Ｂは、図３９の平面図に示すように、その下面において、上下方向を深さ方向とする溝からなるカム溝３５１Ｂが形成されている。
このカム溝３５１Ｂは、針棒台３１に一往復の回動動作を付与する動作区間３５２Ｂが五つ連なって無端環状に形成されている。つまり、この針棒カム部材３５Ｂは、一つの動作区間３５２Ｂは角度72°の範囲に形成されている。
そして、一つの動作区間３５２Ｂは、その回転中心から距離が最も小さい最小変位位置を起点３５２Ｂａとして徐々に変位が大きくなり、当該区間の中間点３５２Ｂｂで最大変位となり、そこから、次の動作区間３５２Ｂの起点３５２Ｂａに至るまで徐々に変位が小さくなる形状に形成されている。
【０１１２】
この針棒カム部材３５Ｂでは、針棒１２の非回動時には、カム腕３６１Ｂのボス状部３６Ｂが起点３５２Ｂａに位置しており、そこから次の動作区間３５２Ｂの起点３５２Ｂａまでボス状部３６Ｂが移動するように針棒カム部材３５Ｂが回転駆動される事により、カム腕３６１Ｂを通じて針棒台３１が往復回動を行う。
この時に、針棒カム部材３５Ｂは、溝カムであることから、高速回転を行った場合でも、ボス状部３６Ｂは遠心力で針棒カム部材３５Ｂから逸脱を生じることが防止され、安定的な動作が維持される。
【０１１３】
また、針棒カム部材３５Ｂでは、そのカム溝３５１Ｂが無端環状となる全周カムであり、複数の動作区間３５２Ｂが切れ目なく連続形成されているので、連続する複数針について針棒回動動作を行う必要がある場合には、針棒カム部材３５Ｂを動作区間３５２Ｂ毎に間欠駆動させる必要がなく、連続的に回転させることで複数回の針棒回動を行うことが可能となっている。従って、連続回動時に、回転の停止が繰り返される間欠的な回転とは異なり、停止状態から高速状態まで急加速する必要がなく、安定的な連続回動が可能である。
【０１１４】
また、このように、針棒カム部材３５Ｂのカム溝３５１Ｂを全周カムとしたので、針棒回動モータ３４から針棒カム部材３５Ｂに回転動作を伝達するタイミングベルト３４４の耐久性を向上させることが可能である。
即ち、針棒回動機構３０では、針棒カム部材３５が限られた角度範囲を往復回動するのみなので、タイミングベルト３４４が各スプロケット３４２，３４３に対して一部分でしか噛合せず、当該一部分のみが摩耗して劣化が生じやすかった。これ対して、針棒カム部材３５Ｂは針棒カム部材３５Ｂが全周に形成されているので、一定方向に回転が行われ、タイミングベルト３４４も全体が均等に噛合し摩耗するので、長期間の耐久性が維持される。
なお、タイミングベルトに限らず、ギヤにより針棒カム部材３５Ｂを作動させる場合でも、同様にギヤの耐久性を向上させることが可能である。
【０１１５】
また、この針棒回動機構３０Ｂでは、原点センサ３５５Ｂが針棒回動モータ３４に併設されている。即ち、針棒回動モータ３４の出力軸に検出子３４６Ｂが装備され、この検出子３４６Ｂの有無を原点センサ３５５Ｂが検出することにより針棒回動モータ３４の原点位置が検出される。そして、制御装置９０では、針棒回動モータ３４の原点位置からのパルス数をカウントすることにより、針棒カム部材３５Ｂの各動作区間３５２Ｂの起点３５２Ｂａを認識することが可能となっている。
【０１１６】
また、図４０に示すように、針棒カム部材３５Ｂにより回動が付与されるリンク体としてのカム腕３６１Ｂの針棒台３１側の腕部３６１Ｂｂには、支軸３６２Ｂａにより角コマ３６２ＢをＺ軸回りに回動可能に支持している。この角コマ３６２Ｂは、平面視正方形の直方体であり、その一辺の幅と等しい溝部としてのガイド溝３２７Ｂａが形成されたアーム部材３２７Ｂに嵌合する。
なお、ボス状部３６Ｂ（従動体）から針棒台３１を介して針棒に回動動作を伝達するリンク機構は、カム腕（リンク体）３６１Ｂ、支軸３６２Ｂａ、角コマ（滑動部材）３６２Ｂ、アーム部材３２７Ｂから構成される。
角コマ３６２Ｂ（滑動部材）は、ガイド溝３２７Ｂａに沿って滑動可能であって、当該ガイド溝３２７Ｂａに対して上下方向に拘束されないように連結されている。すなわち、角コマ３６２Ｂは、上方方向に沿った支軸３６２Ｂａに回動可能に支持されているが、腕部３６１Ｂｂ下面に接触しないように、所定量の隙間が形成されている。
また、このガイド溝３２７Ｂａは、アーム部材３２７Ｂの回動端部側の水平一平面に形成されている。なお、ガイド溝３２７Ｂａの中心線が、針棒台３１の回動中心を通過するように、ガイド溝を形成すると、針棒台３１の回転が円滑になる。
アーム部材３２７Ｂは針棒台３１の上端部３１１に抱き締め固定されており、これにより、カム腕３６１Ｂが回動動作を行うと、アーム部材３２７Ｂを通じて針棒台３１に回動が伝達される。
その際、角コマ３６２Ｂはアーム部材３２７Ｂのガイド溝３２７Ｂａに沿って滑動することで、カム腕３６１Ｂとアーム部材３２７Ｂとの連結状態を維持する。
また、これらの回動動作が高速で行われる場合、カム腕３６１Ｂとアーム部材３２７Ｂとの間を上下方向について拘束すると、部材間の摺動により振動、異音、騒音等が生じ得るが、角コマ３６２Ｂがガイド溝３２７Ｂａに対して上下方向に拘束されていないので、その原因が解消され、静音化を図ることが可能となる。
【０１１７】
また、アーム部材３２７Ｂのすぐ上側には、針棒台３１の上端部３１１にスラスト受け３３５Ｂが固定装備されている。このスラスト受け３３５Ｂは、座金３２５を介して軸受け３２３に当接させて針棒台３１の上端部３１１に抱き締め固定することで、座金３２５に対する針棒台３１の上下動方向のガタつきを防止するものである。
前述した針棒回動機構３０では、アーム部材３２７がこのスラスト受け３３５Ｂの機能も兼ねていたため、アーム部材３２７とリンク体３６２との上下方向に位置調節を行うことができず、摺動を生じてこれも異音の原因となっていたが、針棒回動機構３０Ｂでは、スラスト受け３３５Ｂとアーム部材３２７Ｂとを別部材としたので、アーム部材３２７Ｂをカム腕３６１Ｂに対して適正な高さに位置調節することができ、このことからも、異音の発生を防止している。
【０１１８】
なお、上述した針棒カム部材３５Ｂのカム溝３５１Ｂは、前述した針棒カム部材３５と同様に、回転中心からの距離が一定である不動区間を動作区間と動作区間との間に形成する構成としてもよい。その場合、針棒カム部材３５と同様に、不動区間を針棒回動モータ３４の回転開始時における助走区間として利用することができる。
また、不動区間と動作区間の比率を適宜調節することにより、針棒カム部材３５Ｂを一定速度で連続回転させることで、縫い針１１の上下動に同期して連続的な針棒回動を行うことが可能となる。
なお、この場合、制御装置９０は、予め、データメモリ９４内の縫製データから複数針分の針落ち位置又は被縫製物の移動量のデータを読み込んで、針棒の回動が複数針連続するか否かを判定した上で、針棒カム部材３５Ｂを連続的に回転させるよう制御することが望ましい。
【０１１９】
また、針棒カム部材３５Ｂのカム溝の深さ方向は、当該針棒カム部材３５Ｂが従動体であるボス状部３６Ｂに対して変位を付与する方向（針棒カム部材３５Ｂはその半径方向に沿って変位を与える）に直交する方向であればよく、例えば、針棒カム部材３５Ｂの上面において下方を深さ方向とするカム溝を形成してもよい。
また、前述した針棒カム部材３５Ａ（図３０）のように、上軸２２を中心として回転する構造のカムを溝カムとする場合には、針棒カム部材３５Ａの外周面上に回転半径方向を深さ方向とするカム溝を形成することが望ましい。
【０１２０】
また、カム腕３６１Ｂの一方の腕部３６１Ｂａに設けられている従動体としてのボス状部３６Ｂに替えて、腕部３６１Ｂａに対してＺ軸回りに回転可能に支持されるコロ部材を装備してもよい。
【０１２１】
［糸寄せ機構の第四の例］
糸寄せ機構の第四の例について図４１〜図４３に基づいて説明する。図４１は第四の例である糸寄せ機構５０Ｃの平面図、図４２は斜視図である。
なお、この糸寄せ機構５０Ｃについては、前述した糸寄せ機構５０と同様の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略するものとする。
この糸寄せ機構５０Ｃは、主に糸寄せカム部材５３Ｃの構造が糸寄せ機構５０と異なっている。
【０１２２】
図４３は糸寄せカム部材５３Ｃの平面図である。糸寄せカム部材５３Ｃは回動軸５２４を中心とした略扇形であり、略円弧状の外縁部に沿って上面にカム溝５３１Ｃが形成されている。このカム溝５３１Ｃは、回動中心位置から一定の距離を維持する円弧のカム形状の不動区間５３２Ｃ，５３３Ｃを有し、二つの不動区間５３２Ｃ，５３３Ｃの間には、これらに連なる動作区間５３４Ｃが形成されている。そして、一方の不動区間５３２Ｃに比して他方の不動区間５３３Ｃは径が大きく設定されている。
また、動作区間５３４Ｃは、一方の不動区間５３２Ｃとの境界位置から徐々に拡径して他方の不動区間５３３Ｃとの境界位置で当該不動区間５３３Ｃと同じ径に至るカム形状となっている。
このカム溝５３１Ｃは、コロ腕５４１ＣがＺ軸回りに回転可能に支持するコロ５４Ｃが嵌合し、当該コロ腕５４１Ｃに対してその形状に応じた変位を付与するものである。カム溝５３１Ｃがコロ５４Ｃに変位を付与する方向は糸寄せカム部材５３Ｃの回動軸５２４を中心とする半径方向である。そして、カム溝５３１Ｃはコロ５４Ｃに付与される変位方向に直交する方向である上下方向を深さ方向としている。
【０１２３】
コロ腕５４１Ｃは、支軸５４２により軸支されており、これらによりリンク機構５５Ｃを構成している。そして、コロ腕５４１Ｃは、上方に開口したカム溝５３１Ｃに対応すべく、その一方の腕部５４１ａの下側でコロ５４Ｃを支持する点を除き、前述したコロ腕５４１と同じ構造となっている。そして、糸寄せカム部材５３Ｃのカム溝５３１Ｃは、糸寄せカム部材５３のカム部５３１がコロ腕５４１に付与する回動動作と全く同じ回動動作をコロ腕５４１Ｃに付与する形状となっている。
なお、この糸寄せ機構５０Ｃでは、コロ腕５４１Ｃの動作がカム溝に拘束されるので、ねじりコイルバネ５４３及びストッパ５４４は不要である。
【０１２４】
上記の構成により、糸寄せ機構５０Ｃでは、糸寄せ用モータ５２が駆動を開始すると、糸寄せカム部材５３Ｃが回動を開始して、コロ５４Ｃがカム溝５３１Ｃの不動区間５３２Ｃで加速し、高速状態で動作区間５３４Ｃを通過して不動区間５３３Ｃの所定位置で停止する。これにより、糸寄せ部材５１の先端部が針穴１５の下方を通過して停止する。
次に、糸寄せカム部材５３Ｃが逆方向に回動し、コロ５４Ｃは不動区間５３３Ｃで加速し、高速状態で動作区間５３４Ｃを通過して、再び不動区間５３２Ｃで停止する。これにより、糸寄せ部材５１は当初の位置に戻される。
なお、この糸寄せ部材５１の前進回動は、縫い針１１の針落ち前、後退回動は針落ち後となるタイミングで実施される。
【０１２５】
このように、糸寄せカム部材５３Ｃを溝カムとしたので、高速回動を行ってもコロ５４Ｃ（従動体）は遠心力で糸寄せカム部材５３Ｃから逸脱を生じることが防止され、安定的な動作が維持される。
【０１２６】
なお、糸寄せカム部材５３Ｃは、前述した針棒カム部材３５Ｂのように、糸寄せ部材５１の一回の往復回動動作を行うためのカム溝が複数連ねて無端環状に形成された円形のカム部材としてもよい。その場合、糸寄せカム部材５３Ｃは、一定方向に回転駆動される。
また、上記のようにカム溝を連ねる構造とする場合には、半径の小さな不動区間５３２Ｃから徐々に拡径する動作区間５３４Ｃを経て半径が大きな不動区間５３３Ｃに到達し、さらに、徐々に縮径する動作区間を経て再び半径の小さな不動区間５３２Ｃに戻るカム溝を一回の糸寄せの動作単位とし、これを複数連ねて無端環状に形成してもよい。
【０１２７】
上記のように、糸寄せカム部材に無端環状のカム溝を形成した全周カムとした場合には、一回の糸寄せの動作単位となるカム溝が複数切れ目なく連続形成されているので、連続する複数針について糸寄せ動作を行う必要がある場合には、糸寄せカム部材５３Ｃを間欠的に往復回動させる必要がなく、連続的に回転させることで複数回の糸寄せ動作を行うことが可能となる。従って、連続する糸寄せの実行時に、毎回の急加速の必要がなく、安定的な連続動作が可能となる。
また、糸寄せカム部材５３Ｃを全周カムとした場合には、カムを扇状としている場合のように、主動歯車５２２と従動歯車５２３の一部の歯しか使用されない問題が解消され、各歯車５２２，５２３の全ての歯が均等に噛合し摩耗するので、長期間の耐久性が維持される。
なお、糸寄せカム部材５３Ｃをタイミングベルトで作動させる場合でも、同様にベルトの耐久性を向上させることが可能である。
なお、複数針で連続的に糸寄せ動作を行う場合には、制御装置９０は、予め、データメモリ９４内の縫製データから複数針分の針落ち位置又は被縫製物の移動量のデータを読み込んで、糸寄せが複数針連続するか否かを判定した上で、糸寄せカム部材５３Ｃを連続的に回転させるよう制御することが望ましい。
【０１２８】
なお、前述した糸寄せカム部材５３Ａのように、水平方向に沿って配設され、全回転を行う回転軸５３１Ａに溝カムである糸寄せカム部材を設ける場合には、当該糸寄せカム部材５３Ａの外周面上に回転半径方向を深さ方向とするカム溝を形成することが望ましい。
【符号の説明】
【０１２９】
１１ 縫い針
１２ 針棒
１３ 釜
１６ 天秤
２０ 針上下動機構
２１ ミシンモータ
２２ 上軸
３０，３０Ａ，３０Ｂ 針棒回動機構
３１ 針棒台
３２７ アーム部材
３２７，３２７Ｂ アーム腕
３２７Ｂａ ガイド溝（溝部）
３４ 針棒回動モータ
３４Ａ アクチュエータ
３５，３５Ａ，３５Ｂ 針棒カム部材
３５１ カム部
３５１Ｂ カム溝
３５２，３５３ 不動区間
３５２Ｂ 動作区間
３５４ 動作区間
３６，３６Ａ コロ（従動体）
３６Ｂ ボス状部（従動体）
３６１ コロ腕（伝達部材）
３６１Ｂ カム腕（リンク体）
３６２ リンク体（伝達部材）
３６２Ｂ 角コマ
３７Ａ コロ腕
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 糸寄せ機構
５１ 糸寄せ部材
５２，５２Ｂ 糸寄せ用モータ
５２Ａ アクチュエータ
５３，５３Ａ，５３Ｃ 糸寄せカム部材
５３１ カム部
５３１Ｃ カム溝
５３２，５３２Ｃ 不動区間
５３２，５３３，５３２Ｃ，５３３Ｃ 不動区間
５３４，５３４Ｃ 動作区間
５４，５４Ａ，５４Ｃ コロ（従動体）
５５，５５Ｃ リンク機構
７０ 糸調子装置
７１ 糸調子ソレノイド（糸張力調節用アクチュエータ）
７９ 糸調子器
８０ 布移動機構（移動機構）
９０ 制御装置（制御部）
１００ ミシン
１０１ シンフレーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫い針を保持して上下動を行う針棒と、
回動動作により上糸を下糸に絡める釜と、
前記針棒の上下動と前記釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、
前記針棒を上下動軸心周りに回動させる針棒回動機構と、
針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構と、
被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる移動機構と、
所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は前記被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御部とを備えるミシンにおいて、
前記制御部は、
前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には前記糸寄せ機構による糸寄せを実行し、
前記移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には前記針棒回動機構による針棒の回動を実行することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記糸寄せカム部材は、前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与しない不動区間と前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、
前記制御部は、前記糸寄せカム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与するように前記糸寄せ用モータを制御することを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記糸寄せカム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２記載のミシン。
【請求項４】
前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータから前記糸寄せ部材の先端部が周回動作を行うように動作伝達を行うリンク機構とを備え、
前記糸寄せ部材は、その先端部が周回動作軌跡の一部となる動作区間で前記下糸に当接して糸寄せを行うように設けられていることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項５】
前記制御部は、糸寄せを行う際に、前記糸寄せ用モータが、前記周回動作軌跡の前記動作区間以外の位置から駆動を開始すると共に、前記動作区間に至るまでに加速するように制御することを特徴とする請求項４記載のミシン。
【請求項６】
前記糸寄せ機構は、前記ミシンモータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、
前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記糸寄せ部材への動作が不伝達状態となる構造を有し、
前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記糸寄せを実行することを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項７】
前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記糸寄せカム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする請求項１，２，３及び６記載のミシン。
【請求項８】
前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記糸寄せカム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする請求項１，２，３，６及び７記載のミシン。
【請求項９】
前記糸寄せカム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする請求項８記載のミシン。
【請求項１０】
前記針棒回動機構は、駆動源となる針棒回動モータと、前記針棒回動モータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記針棒カム部材は、前記針棒に回動動作を付与しない不動区間と前記針棒に回動動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、
前記制御部は、前記針棒カム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記針棒に回動動作を付与するように前記針棒回動モータを制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１１】
前記針棒カム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１０記載のミシン。
【請求項１２】
前記針棒回動機構は、前記ミシンモータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、
前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記針棒への動作が不伝達状態となる構造を有し、
前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記針棒の回動を実行することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１３】
前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記針棒カム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１４】
前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記針棒カム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１５】
前記針棒カム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする請求項１４記載のミシン。
【請求項１６】
前記針棒回動機構は、前記針棒を上下動可能に支持すると共に回動可能に支持された針棒台と、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒台を介して前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記リンク機構は、前記針棒台からその回動半径外側に向かって延出されたアーム部材と、当該アーム部材の回動端部に回動動作を伝達するリンク体とを備え、
前記アーム部材とリンク体の相互間を上下方向に拘束しないで連結したことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１７】
前記アーム部材の回動端部には水平一平面に沿った溝部が形成され、
前記リンク体の一端部には前記溝部に沿って滑動可能な滑動部材が上下方向に沿った軸回りに回動可能に支持されており、
前記溝部と前記滑動部材とにより、前記アーム部材と前記リンク体とが連結されていることを特徴とする請求項１６記載のミシン。
【請求項１８】
上糸に糸張力を付与する糸調子器と、前記糸調子器による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエータとを備え、
前記制御部は、前記糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、前記糸張力を低減調節するように前記糸張力調節用アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１】
縫い針を保持して上下動を行う針棒と、
回動動作により上糸を下糸に絡める釜と、
前記針棒の上下動と前記釜の回動動作の駆動源となるミシンモータと、
前記針棒を上下動軸心周りに回動させる針棒回動機構と、
針板の下側で糸寄せ部材により下糸の糸寄せを行う糸寄せ機構と、
被縫製物を水平面に沿って任意の移動方向に移動させて任意の位置に針落ちを行わせる移動機構と、
所定の縫製パターンを形成するための一針ごとの針落ち位置又は前記被縫製物の移動量を定めた縫製データに基づいて前記移動機構を制御する制御部とを備えるミシンにおいて、
前記制御部は、
前記移動機構による各針落ちごとの前記被縫製物の移動方向が予め定められた第一の角度範囲である場合には前記糸寄せ機構による糸寄せを実行し、
前記移動方向が予め定められた第二の角度範囲である場合には前記針棒回動機構による針棒の回動を実行することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記糸寄せカム部材は、前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与しない不動区間と前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、
前記制御部は、前記糸寄せカム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記糸寄せ部材に糸寄せ動作を付与するように前記糸寄せ用モータを制御することを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記糸寄せカム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２記載のミシン。
【請求項４】
前記糸寄せ機構は、駆動源となる糸寄せ用モータと、前記糸寄せ用モータから前記糸寄せ部材の先端部が周回動作を行うように動作伝達を行うリンク機構とを備え、
前記糸寄せ部材は、その先端部が周回動作軌跡の一部となる動作区間で前記下糸に当接して糸寄せを行うように設けられていることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項５】
前記制御部は、糸寄せを行う際に、前記糸寄せ用モータが、前記周回動作軌跡の前記動作区間以外の位置から駆動を開始すると共に、前記動作区間に至るまでに加速するように制御することを特徴とする請求項４記載のミシン。
【請求項６】
前記糸寄せ機構は、前記ミシンモータにより作動する糸寄せカム部材と、前記糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、
前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記糸寄せ部材への動作が不伝達状態となる構造を有し、
前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記糸寄せを実行することを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項７】
前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記糸寄せカム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする請求項１，２，３及び６記載のミシン。
【請求項８】
前記糸寄せ機構は、前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作としての回動動作を行わせるための糸寄せカム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記糸寄せ部材に下糸の糸寄せ動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記糸寄せカム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする請求項１，２，３，６及び７記載のミシン。
【請求項９】
前記糸寄せカム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする請求項８記載のミシン。
【請求項１０】
前記針棒回動機構は、駆動源となる針棒回動モータと、前記針棒回動モータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記針棒カム部材は、前記針棒に回動動作を付与しない不動区間と前記針棒に回動動作を付与する動作区間とが連続して形成されたカム部を有し、
前記制御部は、前記針棒カム部材の不動区間で加速してから前記動作区間で前記針棒に回動動作を付与するように前記針棒回動モータを制御することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１１】
前記針棒カム部材の不動区間は、前記動作区間を挟んでその両側にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１０記載のミシン。
【請求項１２】
前記針棒回動機構は、前記ミシンモータにより作動する針棒カム部材と、前記針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達する複数のリンク体からなるリンク機構とを備え、
前記リンク機構は、当該リンク機構を構成するリンク体の一つが他の部材と回動可能に連結された回動連結部を、他のリンク体の回動連結部と同心となる配置に切り替えることで、前記従動体から前記針棒への動作が不伝達状態となる構造を有し、
前記制御部は、いずれか一方の前記回動連結部を他方の前記回動連結部の同心位置へ切り替えるアクチュエータを制御して、前記針棒の回動を実行することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１３】
前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記針棒カム部材を、前記従動体が嵌合する溝カムとしたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１４】
前記針棒回動機構は、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記針棒カム部材を回転可能とし、全周に渡って前記従動体に変位を付与する全周カムとしたことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１５】
前記針棒カム部材は、そのカム部に前記従動体に変位を付与する動作区間と変位を付与しない不動区間とが交互に繰り返し形成されていることを特徴とする請求項１４記載のミシン。
【請求項１６】
前記針棒回動機構は、前記針棒を上下動可能に支持すると共に回動可能に支持された針棒台と、前記針棒に回動動作を行わせるための針棒カム部材から動作付与が行われる従動体と、前記従動体から前記針棒台を介して前記針棒に回動動作を伝達するリンク機構とを備え、
前記リンク機構は、前記針棒台からその回動半径外側に向かって延出されたアーム部材と、当該アーム部材の回動端部に回動動作を伝達するリンク体とを備え、
前記アーム部材とリンク体の相互間を上下方向に拘束しないで連結したことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のミシン。
【請求項１７】
前記アーム部材の回動端部には水平一平面に沿った溝部が形成され、
前記リンク体の一端部には前記溝部に沿って滑動可能な滑動部材が上下方向に沿った軸回りに回動可能に支持されており、
前記溝部と前記滑動部材とにより、前記アーム部材と前記リンク体とが連結されていることを特徴とする請求項１６記載のミシン。
【請求項１８】
上糸に糸張力を付与する糸調子器と、前記糸調子器による糸張力を可変調節する糸張力調節用アクチュエータとを備え、
前記制御部は、前記糸寄せを実行する運針又は当該運針を含む複数針数の運針の際に、前記糸張力を低減調節するように前記糸張力調節用アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のミシン。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【公開番号】特開２０１２−２１３６０３（Ｐ２０１２−２１３６０３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３３５４９（Ｐ２０１２−３３５４９）
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２０日（２０１２．２．２０）
【出願人】（０００００３３９９）ＪＵＫＩ株式会社 (1,557)
【Ｆターム（参考）】
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