(57)【要約】【課題】  モータの動力伝達系から伸びやバックラッシュを排除して、縫製枠を高精度に位置決めする。【解決手段】  刺繍ミシンのテーブルの下側に、縫製枠１を左右方向へ駆動するＸ駆動機構２と、前後方向へ駆動するＹ駆動機構３とを設置する。Ｘ駆動機構２及びＹ駆動機構３に、それぞれ、一台の両軸サーボモータ４と複数本のボールネジ５とを設ける。ボールネジ５のナットをスライダ８に固定し、スライダ８のローラ１０を縫製枠１に連結する。ボールネジ５のシャフトを伝動軸１３に接続し、伝動軸１３を両軸サーボモータ４の両方の出力軸４ａに直列に結合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工布を保持する縫製枠を左右方向へ駆動するＸ駆動機構と、該縫製枠を前後方向へ駆動するＹ駆動機構とを備え、Ｘ駆動機構及びＹ駆動機構に、それぞれ、一台の両軸サーボモータと、該モータの両方の出力軸に結合された伝動軸と、縫製枠の駆動方向へ往復移動可能な複数の移動体と、伝動軸の回転を移動体の直線運動に変換する運動変換部材と、移動体を縫製枠に連結する連結部材とを設けたことを特徴とするミシンの縫製枠駆動装置。
【請求項２】
前記両軸サーボモータの両方の出力軸を伝動軸に直列に結合した請求項１に記載のミシンの縫製枠駆動装置。
【請求項３】
前記運動変換部材がボールネジを含み、ボールネジのシャフトを伝動軸に連結し、ボールネジのナットを移動体に固定した請求項１又は２に記載のミシンの縫製枠駆動装置。
【請求項４】
前記運動変換部材が、伝動軸に連結された駆動プーリと、駆動プーリに組み合わされた従動プーリと、両プーリに巻き掛けられたベルトとを含む請求項１又は２に記載のミシンの縫製枠駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工布を保持する縫製枠を左右及び前後方向へ駆動するミシンの縫製枠駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、従来、特許文献１に記載された技術が知られている。この縫製枠駆動装置は、図８に示すように、縫製枠５１を左右方向（Ｘ方向）へ駆動するＸ駆動機構５２と、縫製枠５１を前後方向（Ｙ方向）へ駆動するＹ駆動機構５３とを備えている。各駆動機構５２，５３には、それぞれ、一台の片軸モータ５４と複数本のボールネジ５５とが設けられている。ボールネジ５５のシャフト５５ａはタイミングベルト５８を介して片軸モータ５４の１本の出力軸５４ａに連結され、ボールネジ５５のナット５５ｂはローラ６０を介して縫製枠５１に連結されている。そして、モータ５４によりシャフト５５ａを回転し、ナット５５ｂの直線移動により縫製枠５１を駆動するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の縫製枠駆動装置によると、次のような問題点があった。
（１）縫製枠５１の駆動源に片軸モータ５４を使用しているので、モータ５４の動力を複数本のボールネジ５５に伝えるためには、動力伝達系に複数本のタイミングベルト５８を張設する必要がある。
（２）このため、タイミングベルト５８の伸びやバックラッシュにより縫製枠５１の位置決めに誤差が発生しやすい。
（３）ベルト伝動によると、プーリ、張力調整部材、安全カバー等の多数の部品を必要とし、駆動機構５２，５３の構成が複雑化し、組み立てに際し部品の位置調整に時間がかかり、メンテナンスに際しベルトの張力調整に手間がかかる。
（４）モータ５４とタイミングベルト５８がミシンの外側へ張り出すため、ミシン全体の平面積が大きくなる。
【０００４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、簡単かつ小型の構成で縫製枠を高精度に位置決めできるミシンの縫製枠駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明によるミシンの縫製枠駆動装置は、加工布を保持する縫製枠を左右方向へ駆動するＸ駆動機構と、該縫製枠を前後方向へ駆動するＹ駆動機構とを備え、Ｘ駆動機構及びＹ駆動機構に、それぞれ、一台の両軸サーボモータと、該モータの両方の出力軸に結合された伝動軸と、縫製枠の駆動方向へ往復移動可能な複数の移動体と、伝動軸の回転を移動体の直線運動に変換する運動変換部材と、移動体を縫製枠に連結する連結部材とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
本発明は、特定のミシンに限定されず、直線縫いミシン、環縫いミシン、刺繍ミシン等に適用でき、特に、大型の縫製枠を使用する多頭刺繍ミシンに好ましく適用できる。縫製枠としては、反物等の大形加工布が直接的に保持される縫製枠のほか、ハンカチ等の小形加工布が複数の刺繍枠を介して間接的に保持される縫製枠も使用可能である。
【０００７】
両軸サーボモータとしては、例えば、モータハウジングの両側に出力軸を備え、フィードバック制御用の回転検出器を内蔵したリバーシブルモータを使用できる。両軸サーボモータと伝動軸との結合形態としては、駆動機構を少数の部品でコンパクトに構成できる点で、両軸サーボモータの両方の出力軸を伝動軸に直列に結合するのが好ましい。ただし、出力軸と伝動軸との間に歯車を介在させることで、両軸サーボモータを伝動軸より上方、下方、前方又は後方に設置することも可能である。
【０００８】
運動変換部材としては、例えば、移動体の送り量を高精度に制御できる点でボールネジを好ましく使用でき、ボールネジのシャフトを伝動軸に連結し、ボールネジのナットを移動体に固定するとよい。また、部品コストが安くつく点で、運動変換部材として、伝動軸に連結された駆動プーリと、駆動プーリに組み合わされた従動プーリと、両プーリに巻き掛けられたベルトとを用いてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るミシンの縫製枠駆動装置によれば、両軸サーボモータの両方の出力軸を伝動軸に結合したので、モータの動力伝達系から伸びやバックラッシュを排除して、縫製枠を高精度に位置決めすることができる。また、動力伝達系に調整用の部品や安全対策用の部品が不要になり、装置全体を少ない部品で簡単に構成でき、組み立て及びメンテナンスが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の多頭刺繍ミシンは左右に長いテーブルを装備し、テーブルの上側に加工布を保持する横長四角形の縫製枠が配置され、テーブルの下側に縫製枠を駆動する装置が設置されている。この縫製枠駆動装置は、図１に示すように、縫製枠１を左右方向（Ｘ方向）へ駆動するＸ駆動機構２と、縫製枠１を前後方向（Ｙ方向）へ駆動するＹ駆動機構３とを備えている。各駆動機構２，３はそれぞれ同一部材（図面に同一符号を付した）を用いて構成され、Ｘ駆動機構２に一台の両軸サーボモータ４と２本のボールネジ５とが設けられ、Ｙ駆動機構３に一台の両軸サーボモータ４と４本のボールネジ５とが設けられている。
【００１１】
図２〜図４に示すように、各ボールネジ５は、縫製枠１の駆動方向に長いシャフト５ａと、シャフト５ａに螺合するナット５ｂとから構成されている。シャフト５ａは支持枠６の軸受７に支持され、ナット５ｂはスライダ８の内部に固定され、シャフト５ａの回転に伴い、移動体としてのスライダ８が縫製枠１の駆動方向へ往復移動される。支持枠６の底部には１本のガイドレール９がシャフト５ａと平行に敷設され、スライダ８の下面にガイドレール９に嵌合する溝８ａが形成され、ガイドレール９によってスライダ８が回り止めされかつ直進案内される。スライダ８の上面には縫製枠１の溝１ａに嵌合するローラ１０が設けられ、連結部材としてのローラ１０によりスライダ８が縫製枠１に連結されている。
【００１２】
両軸サーボモータ４は、ハウジング４ｂの両側に２本の出力軸４ａを備え、出力軸４ａがボールネジ５のシャフト５ａと直交する向きでミシン機枠（図示略）に取り付けられている。両方の出力軸４ａはカップリング１２で伝動軸１３に直列に結合され、伝動軸１３がカップリング１４で駆動傘歯車１５の歯車軸１５ａに結合されている。駆動傘歯車１５には従動傘歯車１６が噛み合わされ、従動傘歯車１６の歯車軸１６ａはカップリング１７でボールネジ５のシャフト５ａに連結されている。そして、ボールネジ５が伝動軸１３の回転をスライダ８の直線運動に変換する運動変換部材として機能するようになっている。
【００１３】
なお、傘歯車１５，１６はＬ字形又はＴ字形の歯車ケース１８に内蔵されている。駆動機構２，３の末端に位置するＴ字形歯車ケース１８には、ボールネジ５を増設できるように、予備の傘歯車１９が内蔵されている。また、両軸サーボモータ４は、ハウジング４ｂに給電線配線口４ｃを備え、検出器カバー４ｄに信号線配線口４ｅを備えている。
【００１４】
上記構成の縫製枠駆動装置によれば、次のような効果を期待できる。
（ａ）両軸サーボモータ４の両方の出力軸４ａを伝動軸１３に結合したので、モータ４の動力伝達系から伸びやバックラッシュを排除して、縫製枠１を高精度に位置決めすることができる。
（ｂ）タイミングベルトとは異なり、動力伝達系に調整用の部品や安全対策用の部品が不要になるため、駆動装置全体を少ない部品で簡単に構成でき、組み立て及びメンテナンスが容易である。
（ｃ）両軸サーボモータ４の出力軸４ａをボールネジ５と直交する向きの伝動軸１３に直列に結合したので、Ｘ駆動機構２及びＹ駆動機構３を小型に構成でき、ミシン全体の平面積を縮小できる。
（ｄ）ボールネジ５を用いて伝動軸１３の回転をスライダ８の直線運動に変換するので、スライダ８の送り量を高精度に制御することができる。
【００１５】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、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可能である。
（１）図５，図６に示すように、Ｘ駆動機構２及びＹ駆動機構３において、縫製枠１をボールネジ５により駆動枠２１，２２を介し間接的に駆動する。この場合は、スライダ８に連結部材としての連結片２３を設け、Ｘ駆動機構２の連結片２３を前後方向に長い駆動枠２１に結合し、Ｙ駆動機構３の連結片２３を左右方向に長い駆動枠２２に結合する。縫製枠１にローラ２４を設け、駆動枠２１，２２にローラ２４を案内するガイド２５を形成する。
【００１６】
（２）図７に示すように、伝動軸１３の回転をベルト２７によりスライダ８の直線運動に変換する。この場合は、支持枠６の両端に駆動プーリ２８と従動プーリ２９とを組み合わせて配置し、駆動プーリ２８のプーリ軸２８ａをカップリング１４で伝動軸１３に連結し、従動プーリ２９のプーリ軸２９ａを支持枠６に支持する。両プーリ２８，２９にベルト２７を巻き掛け、ベルト２７上にスライダ８を固定し、スライダ８を案内するガイドレール３０を支持枠６に設ける。こうすれば、比較的安価な部品を用いて、伝動軸１３の回転をスライダ８の直線運動に変換することができる。
【００１７】
（３）図７において、ベルト２７にかえチェーンを使用し、プーリ２８，２９にかえスプロケットを使用する。
（４）Ｘ駆動機構２又はＹ駆動機構３のどちらか一方をミシンテーブルの上側に設置し、他方をミシンテーブルの下側に設置する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示す縫製枠駆動装置の平面図である。
【図２】図１の縫製枠駆動装置の一部拡大平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の変更例を示す縫製枠駆動装置の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の別の変更例を示す縫製枠駆動装置の平面図である。
【図８】従来の縫製枠駆動装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    縫製枠
２    Ｘ駆動機構
３    Ｙ駆動機構
４    両軸サーボモータ
４ａ    出力軸
５    ボールネジ
５ａ    シャフト
５ｂ    ナット
８    スライダ
１０    ローラ
１３    伝動軸
２３    連結片
２７    ベルト
２８    駆動プーリ
２９    従動プーリ
【図１】
2005065959.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005065959.tif 000008
【図７】
2005065959.tif 000009
【図８】
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