(57)【要約】【課題】  モータとボールネジとの間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のシャフトを歯車を介して伝動軸１３に接続し、伝動軸１３をモータ４の出力軸４ａに直列に結合する。【選択図】        図１
2005065960.tif 000002
【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モータと複数本のボールネジとを設け、ボールネジのナットを縫製枠に連結し、ボールネジのシャフトを歯車を介して伝動軸に接続し、伝動軸をモータの出力軸に結合したことを特徴とするミシンの縫製枠駆動装置。
【請求項２】
伝動軸とモータの出力軸とをボールネジのシャフトに直交する水平軸線上で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】
ボールネジのシャフトを支持枠に支持し、ボールネジのナットをスライダに固定し、スライダにモータの動力を縫製枠に出力する出力部材を設け、支持枠の底部にスライダを回り止めして直進案内する１本のガイドレールを設けた請求項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】
特許文献１には、縫製枠をボールネジを用いて駆動する装置が記載されている。この縫製枠駆動装置は、図７，図８に示すように、多頭刺繍ミシンのテーブル（図示略）の下側に、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、それぞれ一台のモータ５４と複数本のボールネジ５５とが設けられ、モータ５４によりボールネジ５５のシャフト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。
【０００３】
各駆動機構５２，５３において、ボールネジ５５のシャフト５５ａは支持枠５７に支持されるとともに、タイミングベルト５８を介してモータ５４の出力軸５４ａに連結されている。支持枠５７の内側面には、ボールネジ５５のナット５５ｂを回り止めして直進案内する左右２本のガイドレール５９が設けられている。ナット５５ｂの上面にはローラ６０が設けられ、ローラ６０によりモータ５４の動力を縫製枠５１に出力するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−７６８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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）モータ５４からボールネジ５５までの動力伝達系にタイミングベルト５８を用いているため、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。
（２）タイミングベルト５８はプーリ、張力調整部材、安全カバー等の多数の部品を必要とするため、駆動機構５２，５３の構成が複雑化し、組み立てに際し各部品の位置調整に時間がかかり、メンテナンスに際しタイミングベルト５８の張力調整に手間がかかる。
【０００５】
（３）モータ５４とタイミングベルト５８が刺繍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。
（４）ボールネジ５５のナット５５ｂの回り止めに２本のガイドレール５９が必要で、駆動機構５２，５３の部品点数が増える。
【０００６】
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】
【０００７】
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、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モータと複数基のボールネジとを設け、ボールネジのナットを縫製枠に連結し、ボールネジのシャフトを歯車を介して伝動軸に接続し、伝動軸をモータの出力軸に結合したことを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
モータとしては、モータハウジングの片側に出力軸を備えた片軸モータ、モータハウジングの両側に出力軸を備えた両軸モータ、フィードバック制御可能な片軸又は両軸のサーボモータを例示できる。モータの設置場所は、伝動軸より上方でも下方でもよく、前方でも後方でもよく、伝動軸と同軸でもよい。歯車には、平歯車、傘歯車、ねじ歯車、ウオームギヤ等、伝動軸及びボールネジシャフトの２軸間で回転伝達可能な各種の歯車列を使用できる。
【００１０】
ただし、伝動軸とモータの出力軸とをボールネジのシャフトに直交する水平軸線上で直列に結合するのが好ましい。こうすれば、Ｘ駆動機構及びＹ駆動機構を小型化でき、ミシン全体の平面積が縮小し、歯車の数も少なくなる。この場合、歯車としては、傘歯車やウオームギヤ等、直交２軸間の回転伝達可能な歯車対を使用できる。
【００１１】
また、ボールネジのシャフトを支持枠に支持し、ボールネジのナットをスライダに固定し、スライダにモータの動力を縫製枠に出力する出力部材を設け、支持枠の底部にスライダを回り止めして直進案内する１本のガイドレールを設けるとよい。こうすれば、１本のガイドレールでボールネジのナットを回り止めし、かつスライダを直進案内できて、ボールネジ周辺の機構を少数の部品で簡単に構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るミシンの縫製枠駆動装置によれば、モータの動力が伝動軸及び歯車を介してボールネジのシャフトに伝達されるので、モータとボールネジとの間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、該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て、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】
【００１３】
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に一台のモータ４と４本のボールネジ５とが設けられている。
【００１４】
図２〜図４に示すように、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の内部に固定されている。支持枠６は断面コ字形に形成され、その底部に１本のガイドレール９がシャフト５ａと平行に敷設されている。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、スライダ８の下面にガイドレール９に嵌合する溝８ａが形成されている。そして、ガイドレール９がスライダ８を回り止めして直進案内し、スライダ８がローラ１０を介してナット５ｂを縫製枠１に連結し、出力部材としてのローラ１０がモータ４の動力を縫製枠１に出力するようになっている。
【００１５】
モータ４は一対の出力軸４ａを備えた両軸サーボモータであって、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に結合され、伝動軸１３はカップリング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に接続されている。これにより、シャフト５ａが傘歯車１６，１５を介して伝動軸１３に接続され、伝動軸１３がシャフト５ａに直交する水平軸線上でモータ４の出力軸４ａに直列に結合されている。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、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。
【００１６】
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）モータ４の動力が伝動軸１３及び傘歯車１５，１６を介してボールネジ５のシャフト５ａに伝達されるので、この間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、モータ４からボールネジ５までの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。
【００１７】
（ｃ）モータ４の出力軸４ａと伝動軸１３とがボールネジ５のシャフト５ａと直交する水平軸線上で直列に結合されているので、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、歯車の数も少なくなる。
（ｄ）ボールネジ５のナット５ｂをスライダ８に固定し、スライダ８の溝８ａに嵌合するガイドレール９を支持枠６の底部に設けたので、１本のガイドレール９でボールネジナット５ｂを回り止めし、かつスライダ８を直進案内でき、ボールネジ５周辺の機構を少数の部品で簡単に構成することができる。
【００１８】
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に出力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。
【００１９】
（２）モータに片軸サーボモータを使用し、このモータをＸ駆動機構の前端又は後端、Ｙ駆動機構の左端又は右端に設置し、出力軸をボールネジのシャフトに直交する向きの伝動軸に直列に結合する。
（３）ミシンテーブルの下側に片軸モータを縦向きに設置し、出力軸を歯車を介して伝動軸に直角に結合する。
（４）Ｘ駆動機構又はＹ駆動機構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】
【００２０】
【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】従来の縫製枠駆動装置を示す平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    縫製枠
２    Ｘ駆動機構
３    Ｙ駆動機構
４    モータ
４ａ  出力軸
５    ボールネジ
５ａ  シャフト
５ｂ  ナット
６    支持枠
８    スライダ
９    ガイドレール
１０    ローラ
１３    伝動軸
１５    駆動傘歯車
１６    従動傘歯車
２３    連結片
【図１】
2005065960.tif 000003
【図２】
2005065960.tif 000004
【図３】
2005065960.tif 000005
【図４】
2005065960.tif 000006
【図５】
2005065960.tif 000007
【図６】
2005065960.tif 000008
【図７】
2005065960.tif 000009
【図８】
2005065960.tif 000010