(57)【要約】【課題】摩擦が小さく、縫製枠駆動装置により高速に駆動される縫製枠に追従できるので、縫製枠案内装置を安価に提供する。【解決手段】縫製枠１０の枠辺の駆動点１４に縫製枠駆動装置の移動体１６を係合して縫製枠１０を枠辺の辺長直角方向に駆動するに当たり、枠辺の駆動点１４から離れた案内点又は枠辺と対向する枠辺の案内点２３に前記方向にのみ動きうる可動体を係合して縫製枠１０の歪みを防ぐミシンの縫製枠案内装置において、縫製枠案内装置に、可動体としての移動子２１を固定子２２から浮上はさせるが方向に駆動する制御はしないように構成したリニアモータ２０を用いる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫製枠の枠辺の駆動点に縫製枠駆動装置の移動体を係合して該縫製枠を該枠辺の辺長直角方向に駆動するに当たり、該枠辺の前記駆動点から離れた案内点又は該枠辺と対向する枠辺の案内点に前記方向にのみ動きうる可動体を係合して該縫製枠の歪みを防ぐミシンの縫製枠案内装置において、前記縫製枠案内装置に、前記可動体としての移動子を固定子から浮上はさせるが前記方向に駆動する制御はしないように構成したリニアモータを用いたことを特徴とするミシンの縫製枠案内装置。
【請求項２】
前記縫製枠駆動装置に、前記移動体としての移動子を固定子から浮上させて前記方向に駆動する制御をするリニアモータを用いた請求項１記載のミシンの縫製枠案内装置。
【請求項３】
前記移動子を前記縫製枠駆動装置の移動体に剛体で連結し、該移動体の駆動力を該剛体により該移動子に伝えるようにした請求項１又は２記載のミシンの縫製枠案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工布を張設する縫製枠を縫製枠駆動装置で駆動するに当たり、該縫製枠を案内する縫製枠案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ミシンの縫製枠は、縫製枠の枠辺の駆動点に縫製枠駆動装置の移動体が係合され、枠辺の辺長直角方向に駆動されている。しかし、枠辺の駆動点を駆動すると縫製枠の他の部分に歪みが生じやすい。この歪みを防ぐためには、縫製枠に駆動点を増やせばよいが、コストが高くなる。そこで、縫製枠の歪みを防ぐために、縫製枠駆動装置の設置により縫製枠の駆動点を増やす代わりに、縫製枠の案内のみを行う縫製枠案内装置を設置して、縫製枠案内装置の可動体が縫製枠に係合し、枠辺の案内点を増やすことで対応してきた。
この縫製枠案内装置は、例えば図８に示すように、機枠に支持されたガイドレール４０にスライダ４１をスライド可能に係合させ、スライダ４１の上面に設けられた係合部材４３を縫製枠４２の枠辺の案内点に係合して案内するというものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
近年、縫製枠の駆動においては、高速化及び高精度化が検討されており、その一つに、図９に示すように、駆動装置としてリニアモータ４５を用いる駆動が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この縫製枠駆動装置は、前後方向及び左右方向のそれぞれ１辺について、リニアモータ４５の直線状の固定子４６をテーブルより下方に配し、固定子４６に沿って直線的に移動する移動子４７から軸体４８をテーブル上に突出させ、軸体４８の上端に取着したローラ４９を縫製枠５０に係合して駆動するというものである。この縫製枠駆動装置は、従来のギヤを利用してベルトで駆動している駆動装置の問題点であったベルトの伸びと無関係であり、また伝動用のギヤを無くせるため、高速化及び高精度化に有利である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１０２５７１公報
【特許文献２】
特開２０００−２７１３６３公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のガイドレール４０とスライダ４１を用いる縫製枠案内装置は、ガイドレール４０とスライダ４１との間で発生する摩擦が大きいので、縫製枠４２の駆動の制動になり、縫製枠４２を高速に駆動することを困難にする一因になっていた。また、ガイドレール４０とスライダ４１との間のがたつきによって、縫製の精度が悪くなるという問題もあった。
【０００６】
特に、縫製枠５０を高速で駆動することができるリニアモータ４５で駆動しようとしている縫製枠５０の案内に、従来のガイドレール４０とスライダ４１を用いる縫製枠案内装置を用いようとすると、縫製枠５０の高速化した駆動に縫製枠案内装置が追従できないという問題が顕著になり、リニアモータ４５の駆動により享受できるはずの、縫製枠の駆動の高速化ができなくなる。
【０００７】
本発明の目的は、摩擦が小さく、縫製枠駆動装置により高速に駆動される縫製枠に追従できるので、縫製枠案内装置を安価に提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のミシンの縫製枠案内装置は、縫製枠の枠辺の駆動点に縫製枠駆動装置の移動体を係合して縫製枠を枠辺の辺長直角方向に駆動するに当たり、枠辺の駆動点から離れた案内点又は枠辺と対向する枠辺の案内点に前記方向にのみ動きうる可動体を係合して縫製枠の歪みを防ぐミシンの縫製枠案内装置において、縫製枠案内装置に、可動体としての移動子を固定子から浮上はさせるが前記方向に駆動する制御はしないように構成したリニアモータを用いたことを特徴とする。
【０００９】
縫製枠の形状は、特に限定されない。枠辺の駆動点は、特に限定されず、縫製枠のどの位置にあってもよい。縫製枠駆動装置としては、特に限定されないが、ベルト駆動機構、ボールネジ駆動機構、リニアモータ等を例示できる。特に、縫製枠駆動装置に、移動体としての移動子を固定子から浮上させて前記方向に駆動する制御をするリニアモータを用いることが好ましい。
【００１０】
本明細書において、リニアモータとは、直線状に延びた固定子と、固定子上を移動する移動子とからなるリニア１軸モータのことをいう。リニアモータの種類は、特に限定されないが、パルス型、サーボ型等を例示できる。
【００１１】
移動子を縫製枠駆動装置の移動体に剛体で連結し、移動体の駆動力を剛体により移動子に伝えるようにすることが好ましい。剛体での連結の態様は、移動体が係合している駆動点のある枠辺に対して、移動子が係合している案内点がどこにあるかによって以下の▲１▼▲２▼を例示できる。
▲１▼  駆動点が存在する枠辺の駆動点から離れた位置に案内点がある場合は、枠辺の辺長に沿った形状の剛体により移動子と移動体とを連結する態様。
▲２▼  駆動点が存在する枠辺と対向する枠辺に案内点がある場合は、対向する２つの枠辺に横架した形状の剛体により移動子と移動体とを連結する態様。この際、縫製枠の駆動により剛体が刺繍の邪魔にならないために、連結する案内点は駆動点が存在する枠辺の辺長直角方向に存在することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明を具体化した第一実施形態のミシンとその縫製枠駆動装置とを示している。
このミシンは、床面に立つ支柱１と、該支柱１の下部間及び上部間に支持されてそれぞれ左右方向に延びる下フレーム２及び上フレーム３とからなる機枠を有し、下フレーム２にはテーブル４が略水平に支持されている。上フレーム３の前面には複数のミシンヘッド５が左右方向に所定間隔をおいて列設され、下フレーム２には複数のベッド６が各ミシンヘッド５の直下位置にテーブル４と略同一高さで列設されている。周知の通り、ミシンヘッド５で上下往復駆動する針と、ベッド６で回転駆動される釜との協働により、後述する加工布に縫製が行なわれる。なお、ミシンにおいては慣行的に左右方向をＸ方向といい、前後方向をＹ方向というので、以下の実施形態においてもそれに従う。
【００１３】
テーブル４の直上には、加工布を張設するＸ方向に延びる一対の長辺１１と、Ｙ方向に延びる一対の短辺１２とを持つ平面四角枠状の縫製枠１０が設けられる。長辺１１は後辺１１ａと前辺１１ｂとを備え、短辺１２は右辺１２ａと左辺１２ｂとを備えている。なお、各辺の断面形状・構造は、様々なものがあり、特定の断面形状・構造に限定されるものではない。
【００１４】
長辺１１の後辺１１ａ及び短辺１２の右辺１２ａは、後辺１１ａ及び右辺１２ａを略３等分する２位置において、縫製枠駆動装置としての縫製枠１０を駆動する制御をする駆動用のリニアモータ１５により後辺１１ａ及び右辺１２ａの辺長直角方向に駆動されている。この駆動用のリニアモータ１５は、制御用の固定子１７と、それぞれの枠辺に係合部材を介して係合している移動体としての移動子１６とで、固定子１７から移動子１６を浮上させて固定子１７の長さ方向に駆動する制御をしている。
【００１５】
Ｙ方向に縫製枠１０を駆動する縫製枠駆動装置の制御用の固定子１７は、後辺１１ａの辺長直角方向であるＹ方向に延び、縫製枠１０のＹ方向の駆動範囲に対応するＹ方向の長さを備え、テーブル４側にテーブル４の略中央位置に縫製枠１０がある縫製枠１０の初期設定位置での後辺１１ａを略３等分するそれぞれ２位置の直下に嵌入し取付けられている。同様に、Ｘ方向に縫製枠１０を駆動する縫製枠駆動装置の制御用の固定子１７は、右辺１２ａの辺長直角方向であるＸ方向に延び、縫製枠１０のＸ方向の駆動範囲に対応するＸ方向の長さを備え、テーブル４側にテーブル４の略中央位置に縫製枠１０がある縫製枠１０の初期設定位置での右辺１２ａを略３等分するそれぞれ２位置の直下に嵌入し取付けられている。制御用の固定子１７は、制御用の固定子１７の幅方向の略中央部に永久磁石１８ａが設けられており、永久磁石１８ａの両脇に制御用の固定子１７の長さ方向に沿ってリニアガイド１９が設けられている。この永久磁石１８ａの上表面の磁性は、制御用の固定子１７の長さ方向にＮ極とＳ極が交互になるように構成され配列されている。
【００１６】
移動子１６（枠体のみ図示し、内部構造は図示を略している）は、制御用の固定子１７の上表面と移動子１６の下表面とが常に上下に対峙するように、４つの制御用の固定子１７の直上に設けられている。移動子１６には、可動コイルが組み込まれており、移動子１６と制御用の固定子１７との相互作用により移動子１６は、縫製枠１０を持ち上げて浮上し、駆動点１４で縫製枠１０を枠辺の辺長直角方向に駆動する制御をしている。また、移動子１６の左右両側にはリニアガイド１９に摺動可能に係合するスライダ部１６ａが設けられている。また、移動子１６にはケーブルサポート１６ｂ（内部構造は図示を略している）に内装されているモーターケーブル（図示略）を経由して電気が供給されている。
この移動子１６の上部には、縫製枠１０と係合する係合部材としてのローラ１３が取り付けられ、このローラ１３が係合している縫製枠１０の位置を、縫製枠１０を駆動する制御をする駆動点１４としている。
【００１７】
また、駆動用のリニアモータ１５によって駆動される後辺１１ａに対向する前辺１１ｂは、前辺１１ｂを略３等分する２位置において、縫製枠案内装置としての縫製枠１０を駆動する制御はしない案内用のリニアモータ２０により前辺１１ｂの辺長直角方向に案内されている。この案内用のリニアモータ２０は、非制御用の固定子２２と、前辺１１ｂに係合部材を介して係合している可動体としての移動子２１とで構成されている。
【００１８】
非制御用の固定子２２は、Ｙ方向に延び、縫製枠のＹ方向の駆動範囲に対応するＹ方向の長さを備え、テーブル４側に前辺１１ｂの辺長直角方向に延びるように、縫製枠１０の初期設定位置で前辺１１ｂを略３等分する２位置の直下に嵌入し取付けられている。非制御用の固定子２２は、制御用の固定子１７と同様に幅方向の略中央部に永久磁石１８ｂが設けられており、リニアガイド１９が設けられている。この永久磁石１８ｂの上表面の磁性は、制御用の固定子１７とは異なり、一方の極のみで構成されている。この一方の極は、Ｓ極であってもＮ極であってもよい。
【００１９】
可動体としての移動子２１（枠体のみ図示し、内部構造は図示を略している）は、非制御用の固定子２２の上表面と移動子２１の下表面とが常に上下に対峙するように２つの非制御用の固定子２２の直上に設けられている。移動子２１は、常に非制御用の固定子２２の上表面の極と同じ一方の極であるＳ極又はＮ極が発生するように可動コイルが組み込まれていることが移動子１６と相違している。この移動子２１は、非制御用の固定子２２との相互作用により縫製枠１０を持ち上げて浮上はさせるが前辺１１ｂの辺長直角方向に駆動する制御はしておらず、前辺１１ｂの辺長直角方向にのみ動きうる。また、縫製枠駆動装置により駆動される縫製枠１０によって受動的に動くことになる移動子２１には制動はほとんどかからない。
また、移動子２１の上部には、移動子１６と同様に縫製枠１０と係合する係合部材としてのローラ１３が取り付けられ、このローラ１３が係合している縫製枠１０の位置を、縫製枠１０を案内する案内点２３としている。
【００２０】
このような制御用の固定子１７と移動子１６とからなるＸ方向及びＹ方向の駆動用のリニアモータ１５により、縫製枠１０がＸ方向及びＹ方向に駆動され制御される。また、非制御用の固定子２２と移動子２１とからなる案内用のリニアモータ２０により、移動子２１が縫製枠１０の変位と共に変位して縫製枠１０を非制御用の固定子２２の長さ方向に案内する。
本実施形態において、駆動用のリニアモータ１５には、メガスラストモータ（パルス型：ＰＭシリーズ）（日本精工株式会社の商品名、モータ本体名番：ＭＬ−ＰＤ３１１２０−ＡＥＢ）を用い、案内用のリニアモータ２０には、前記メガスラストモータを改造したものを用いた。
【００２１】
以上のように構成されたミシンの縫製枠案内装置によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）縫製枠１０の後辺１１ａを駆動する制御をするリニアモータ１５を用い、前辺１１ｂを駆動する制御はしない案内用のリニアモータ２０を設けることで、縫製枠１０の後辺１１ａがリニアモータ１５によって駆動されると、案内用のリニアモータ２０は摩擦が小さいため、前辺１１ｂは受動的に駆動される。その際、前辺１１ｂに係合している移動子２１も受動的に駆動され、案内用のリニアモータ２０により案内される。よって、前辺１１ｂは縫製枠１０の高速の駆動に追従できるので、縫製枠１０の前辺１１ｂの歪みを防止でき、精度よい駆動を実現することができ、高精度の縫目を形成することができる。
（２）縫製枠１０の歪みを防止するために、駆動用のリニアモータ１５を増やす代わりに、縫製枠１０を駆動する制御はしない安価な案内用のリニアモータ２０を設置することができるので、安価な縫製枠案内装置とすることができる。
（３）案内用のリニアモータ２０は高速化して駆動できる駆動用のリニアモータ１５の高速に追従することができるので、縫製枠１０の駆動を高速化して生産性を高めることができる。
【００２２】
次に、図５は本発明を具体化した第二実施形態のミシンとその縫製枠案内装置とを示している。
このミシンの縫製枠案内装置は、駆動用のリニアモータ１５の移動子１６と、移動子１６が係合している枠辺１１ａの駆動点１４の辺長直角方向に対応している案内点に係合している案内用のリニアモータ２０の移動子２１とが、テーブル面より下方で、対向する２つの枠辺１１ａ、１１ｂを略横架する細長い形状の剛体としての連結バー３０で互いに連結されていることのみが、第一実施形態と異なっている。この連結しあっている移動子１６、２１の位置関係は互いに移動子１６、２１が係合している枠辺の辺長直角方向に対応しているので、連結バー３０は枠辺の辺長直角方向に配設されている。
【００２３】
上記第二実施形態のミシンの縫製枠案内装置によれば、第一実施形態と同様な効果に加え、移動子１６のＹ方向の駆動力が、連結バー３０によって駆動点１４を経由して案内点２３にも伝えられるため、後辺１１ａと同期して前辺１１ｂも２位置で駆動する制御がされる。そのため、前辺１１ｂの歪みを防止でき、精度よい駆動を実現することができ、高精度の縫目を形成することができる。
【００２４】
次に、図６は本発明を具体化した第三実施形態のミシンとその縫製枠案内装置とを示している。
このミシンの縫製枠案内装置は、非制御用の固定子２２と移動子２１とからなる案内用のリニアモータ２０と、制御用の固定子１７と移動子１６とからなる駆動用のリニアモータ１５とが、後辺１１ａを６等分する５位置に右端側から交互で平行に並設されていることが、第一実施形態と異なっている。この案内用のリニアモータ２０は、縫製枠１０の後辺１１ａの駆動点１４に駆動用のリニアモータ１５の移動子１６を係合して縫製枠１０の後辺１１ａの辺長直角方向に駆動するに当たり、後辺１１ａの駆動点１４から離れた案内点２３に後辺１１ａの辺長直角方向にのみ動きうる移動子２１を係合している。そして、第一実施形態の案内用のリニアモータ２０と同様に、移動子２１を非制御用の固定子２２から浮上はさせるが後辺１１ａの辺長直角方向に駆動する制御はしないように構成されている。
また、前辺１１ｂには、縫製枠案内装置としての案内用のリニアモータ２０が設けられていても、設けられていなくてもよい。
【００２５】
上記第三実施形態のミシンの縫製枠案内装置によれば、第一実施形態と同様な効果に加え、さらに、後辺１１ａの歪みを防止でき、精度よい駆動を実現することができ、高精度の縫目を形成することができる。
【００２６】
上記第二実施形態のミシンの縫製枠案内装置によれば、第一実施形態と同様な効果に加え、移動子１６のＹ方向の駆動力が、連結バー３０によって駆動点１４を経由して案内点２３にも伝えられるため、後辺１１ａと同期して前辺１１ｂも２位置で駆動する制御がされる。そのため、前辺１１ｂの歪みを防止でき、精度よい駆動を実現することができ、高精度の縫目を形成することができる。
【００２７】
次に、図７は本発明を具体化した第四実施形態のミシンとその縫製枠案内装置とを示している。
このミシンの縫製枠案内装置は、駆動用のリニアモータ１５の移動子１６と、移動子１６の両隣又は片隣に設けられている案内用のリニアモータ２０の移動子２１とが、テーブルの上方で後辺１１ａに係合し、後辺１１ａに辺長に沿った形状の剛体としての２本の連結バー３１で互いに連結されていることのみが、第三実施形態と異なっている。この連結バー３１は、テーブルの上方に設けられていても、下方に設けられていてもよい。
【００２８】
上記第四実施形態のミシンの縫製枠案内装置によれば、第三実施形態と同様な効果に加え、移動子１６のＹ方向の駆動力が、連結バー３１によって駆動点１４を経由して案内点２３にも伝えられるため、駆動点１４と案内点２３の変位が同期して、後辺１１ａが５位置で駆動されるので、後辺１１ａの歪みを防止できる。さらに、後辺１１ａの歪みを防止できるので、縫製枠１０とミシンの縫い位置との間隔を一定にすることができる。これらにより、精度よい駆動を実現することができ、高精度の縫目を形成することができる。また、縫製枠案内装置に係合している案内点２３も駆動点１４として、考えることができるので、縫製枠駆動装置の数を減らすことができる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されず、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）縫製枠駆動装置を、ボールネジにナットを螺合し、ナットに縫製枠と係合する係合部材を設けてなるボールネジ駆動機構にすること。
（２）第一実施形態においては、Ｙ方向の縫製枠駆動装置に対して、Ｙ方向の縫製枠案内装置を設けているが、Ｘ方向の縫製枠駆動装置に対して、Ｘ方向の縫製枠案内装置を設けて縫製枠１０を案内すること。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るミシンの縫製枠案内装置によれば、摩擦が小さく、縫製枠駆動装置により高速に駆動される縫製枠に追従できるので、縫製枠案内装置を安価に提供するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るミシンの縫製枠駆動装置及び縫製枠案内装置の平面図である。
【図２】同実施形態に係るミシンの縫製枠駆動装置及び縫製枠案内装置の斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るミシンの縫製枠駆動装置及び縫製枠案内装置の平面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係るミシンの縫製枠駆動装置及び縫製枠案内装置の平面図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係るミシンの縫製枠駆動装置及び縫製枠案内装置の平面図である。
【図８】従来のミシンの縫製枠案内装置の斜視図である。
【図９】従来のミシンの縫製枠駆動装置に用いられるリニアモータの分解斜視図である。
【符号の説明】
４    テーブル
１０    縫製枠
１１    長辺
１２    短辺
１４    駆動点
１５    リニアモータ
１６    移動子
１７    制御用の固定子
２０    案内用のリニアモータ
２１    可動体としての移動子
２２    非制御用の固定子
２３    案内点
３０    剛体としての連結バー
３１    剛体としての連結バー
【図１】
2004159721.tif 000003
【図２】
2004159721.tif 000004
【図３】
2004159721.tif 000005
【図４】
2004159721.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004159721.tif 000008
【図７】
2004159721.tif 000009
【図８】
2004159721.tif 000010
【図９】
2004159721.tif 000011