(57)【要約】  【課題】  平枠を用いた場合の刺繍データと、円筒枠を用いた場合の刺繍データとを共通化できるようにすること。  【解決手段】  平枠が装着可能に装着される平枠装着部を備え且つＸ方向へ移動可能にＹ方向キャリッジ２１に装備されたＸ方向キャリッジ３０と、Ｙ方向キャリッジ２１に回動可能に支持され且つ円筒枠１６が着脱可能に装着される円筒枠装着部６５ａを備えた円筒枠駆動体６５と、Ｘ方向キャリッジ３０に設けたラック部材７６と円筒枠駆動体６５の外周部に形成したピニオン６７を介してＸ方向キャリッジ３０と円筒枠駆動体６５を連動連結するラック・ピニオン機構７５と、Ｘ方向キャリッジ３０を駆動可能なキャリッジ駆動モータ４２とを備え、ピニオン６７の基準ピッチ円直径を円筒枠の布張り面１６ｆの外径と略等しい大きさに構成した。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダベッド部と、シリンダベッド部の長さ方向へ第１キャリッジを移動駆動する為の第１駆動手段と、刺繍対象の加工布を保持する平枠と円筒枠を択一的に装着して刺繍可能にした刺繍ミシンにおいて、
前記平枠が着脱可能に装着される平枠装着部を備え且つ前記シリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向へ移動可能に第１キャリッジに装備された第２キャリッジと、
前記第１キャリッジに回動可能に支持され且つ前記円筒枠が着脱可能に装着される円筒枠装着部を備えた円筒枠駆動体と、
前記第２キャリッジに設けたラック部材と円筒枠駆動体の外周部に形成したピニオンを介して第２キャリッジと円筒枠駆動体を連動連結するラック・ピニオン機構と、
前記第２キャリッジと円筒枠駆動体の何れか一方を駆動可能な第２駆動手段とを備え、  前記ピニオンの基準ピッチ円直径を前記円筒枠の布張り面の外径と略等しい大きさに構成したことを特徴とする刺繍ミシン。
【請求項２】
前記第２駆動手段が前記第２キャリッジを前記シリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向へ移動駆動することを特徴とする請求項１に記載の刺繍ミシン。
【請求項３】
前記第２駆動手段が前記円筒枠駆動体を回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の刺繍ミシン。
【請求項４】
前記円筒枠が前記円筒枠駆動体の円筒枠装着部に着脱可能に外嵌して連結される筒状連結部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の刺繍ミシン。
【請求項５】
前記筒状連結部を含む円筒枠を合成樹脂材料で一体的に構成すると共に前記円筒枠駆動体を合成樹脂材料で構成したことを特徴とする請求項４に記載の刺繍ミシン。
【請求項６】
前記円筒枠装着部と筒状連結部に、これら両者の回転方向の相対位置を決める位置決め嵌合部を形成したことを特徴とする請求項４又は５に記載の刺繍ミシン。
【請求項７】
前記ピニオンの基準ピッチ円直径は、前記円筒枠の布張り面の外径よりも僅かに小さく構成したことを特徴とする請求項１に記載の刺繍ミシン。
【請求項８】
前記ピニオンは転位歯車により構成され、この転位歯車の噛み合いピッチ円直径は、前記円筒枠の布張り面の外径よりも僅かに小さく構成したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の刺繍ミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工布を保持するための平枠又は円筒枠を択一的に装着して、それらを駆動することにより、加工布に刺繍を施す刺繍ミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、矩形枠状の平枠を装着することで、平枠に保持した平布に各種の刺繍模様を形成できるとともに、平枠に代えて円筒状の円筒枠や帽子枠を装着することで、円筒枠に保持したＴシャツの背中部分や袖部等の筒状の布地、鍔付き帽子に刺繍縫いを施せるようにした刺繍ミシンが各種提案されるととともに、実用化されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−２００２２８号公報（特許文献１）に記載の帽子枠装置は、作業用テーブル上に載置された矩形枠状の布搬送枠がＸ方向駆動機構とＹ方向駆動機構とで、Ｘ，Ｙ方向に夫々移動可能であり、しかも、本体フレームのベッド本体部に後端を固着した支軸に、帽子枠装置のベースフレームと回動フレームが支持され、連結機構を介して布搬送枠と共に前後方向（Ｙ方向）に移動されるとともに、回動フレームに巻き付けたワイヤを介して、布搬送枠の左右方向へ移動に同期して回動駆動されるようにしてある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２００２２８号公報  （第４〜５頁、図２〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に記載の帽子枠装置においては、回動フレームの回動駆動伝達部材としてワイヤを採用している。しかしながら、ワイヤ駆動方式においては、布搬送枠を装着係合する枠移送体の搬送停止位置制度を保証するために、所定の高張力をワイヤに付与して緊張保持させておく必要があった。また、回動フレームの製作においても、真円度公差や円周振れ公差の工作精度が高制度であることが要求されるとともに、相当の長時間の耐久性能が要求されていた。そのため、回動フレームは、剛性のある金属製の筐体で製作されていた。しかしながら、回動フレームが金属製であるため、その重量が重く、イナーシャが大きくなり、そのため、駆動モータも高トルクの大型の駆動モータが必要であった。それ故、刺繍ミシンのコストが高価になるとともに、その大型の駆動モータを収納する大きな収納スペースも必要であった。
【０００６】
しかしながら、家庭用の刺繍ミシンにおいては、コストが安価であることが要求さることと、前述したような高精度の工作精度や高耐久性能は必要ではないため、金属製の回動フレームやワイヤを用いた駆動方式を採用せずに、回転駆動される回動フレームや円筒枠を合成樹脂製による成形品で構成し、しかも布搬送枠側に取付けたラックに、円筒枠に一体成形したピニオンを噛合させ、これらラックとピニオンによる駆動方式を採用することが考えられる。
【０００７】
しかし、ラックとピニオンの駆動方式を採用した場合、平枠の水平方向の移動距離と、円筒枠の回動距離を一致させるような駆動伝達構成にする必要がある。前記平枠の水平方向の移動距離と、円筒枠の回動距離が一致していない場合は、平枠専用の刺繍データと、円筒枠専用の刺繍データとが夫々個別に必要となり、平枠と円筒枠とで刺繍データを共用できないこと、その為に同じ刺繍模様であっても、複数種類の刺繍データを準備する必要が有り、経済的にも不都合が生じる等の問題がある。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、平枠を用いた場合の刺繍データと、円筒枠を用いた場合の刺繍データを共通化できるようにして、刺繍データの有効化を図ることができるようにしたことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る刺繍ミシンは、シリンダベッド部と、シリンダベッド部の長さ方向へ第１キャリッジを移動駆動する為の第１駆動手段と、刺繍対象の加工布を保持する平枠と円筒枠を択一的に装着して刺繍可能にした刺繍ミシンにおいて、平枠が着脱可能に装着される平枠装着部を備え且つシリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向へ移動可能に第１キャリッジに装備された第２キャリッジと、１キャリッジに回動可能に支持され且つ円筒枠が着脱可能に装着される円筒枠装着部を備えた円筒枠駆動体と、第２キャリッジに設けたラック部材と円筒枠駆動体の外周部に形成したピニオンを介して第２キャリッジと円筒枠駆動体を連動連結するラック・ピニオン機構と、第２キャリッジと円筒枠駆動体の何れか一方を駆動可能な第２駆動手段とを備え、ピニオンの基準ピッチ円直径を円筒枠の布張り面の外径と略等しい大きさに構成したものである。
【０００９】
請求項２に係る刺繍ミシンは、請求項１の発明において、前記第２駆動手段が第２キャリッジをシリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向へ移動駆動するものである。
【００１０】
請求項３に係る刺繍ミシンは、請求項１の発明において、前記第２駆動手段が円筒枠駆動体を回転駆動するものである。
【００１１】
請求項４に係る刺繍ミシンは、請求項１〜３の何れかの発明において、前記円筒枠が円筒枠駆動体の円筒枠装着部に着脱可能に外嵌して連結される筒状連結部を有するものである。
【００１２】
請求項５に係る刺繍ミシンは、請求項４の発明において、前記筒状連結部を含む円筒枠を合成樹脂材料で一体的に構成すると共に円筒枠駆動体を合成樹脂材料で構成したものである。
【００１３】
請求項６に係る刺繍ミシンは、請求項４又は５の発明において、前記円筒枠装着部と筒状連結部に、これら両者の回転方向の相対位置を決める位置決め嵌合部を形成したものである。
【００１４】
請求項７に係る刺繍ミシンは、請求項１の発明において、前記ピニオンの基準ピッチ円直径は、円筒枠の布張り面の外径よりも僅かに小さく構成したものである。
【００１５】
請求項８に係る刺繍ミシンは、請求項１〜６の何れかの発明において、前記ピニオンは転位歯車により構成され、この転位歯車の噛み合いピッチ円直径は、円筒枠の布張り面の外径よりも僅かに小さく構成したものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、シリンダベッド部と、シリンダベッド部の長さ方向へ第１キャリッジを移動駆動する為の第１駆動手段と、刺繍対象の加工布を保持する平枠と円筒枠を択一的に装着して刺繍可能にした刺繍ミシンにおいて、第２キャリッジと、円筒枠駆動体と、ラック・ピニオン機構と、第２駆動手段とを備え、ピニオンの基準ピッチ円直径を円筒枠の布張り面の外径と略等しい大きさに構成したので、第１キャリッジに装備された第２キャリッジに平枠装着部を介して平枠が装着され、第１キャリッジに回動可能に支持された円筒枠駆動体に円筒枠装着部を介して円筒枠が装着されているため、第１キャリッジを第１駆動手段でシリンダベッド部の長さ方向に移動させた場合、第１キャリッジに択一的に装着される平枠と円筒枠とは、同じ移動距離だけ移動する。
【００１７】
ところで、ラック・ピニオン機構を介して第２キャリッジと円筒枠駆動体とが連動連結され、しかも、ピニオンの基準ピッチ円直径が円筒枠の布張り面の外径と略等しい大きさに構成されているため、第２駆動手段により第２キャリッジと円筒枠駆動体の何れか一方が駆動された場合、第２キャリッジに装着された平枠のシリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向への移動距離と、円筒枠駆動体に装着された円筒枠の軸心回りの回動距離とが一致するので、平枠を用いた場合の刺繍データと円筒枠を用いた場合の刺繍データとを共通化でき、刺繍データの有効化を図ることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、前記第２駆動手段が第２キャリッジをシリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向へ移動駆動するので、重量が大きいために大きなイナーシャ（慣性力）が作用する平枠を、比較的重量が軽い円筒枠よりも前段において先に駆動でき、そのイナーシャの円筒枠への悪影響を防止することができる。その他請求項１と様の効果が得られる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、前記第２駆動手段が円筒枠駆動体を回転駆動するので、第２駆動手段には複数のギヤを組み合わせたギヤ駆動機構を有する場合が多く、ギヤの回転により円筒状の円筒枠駆動体を回転駆動するようになり、第２駆動手段の構成を簡単化することができる。その他請求項１又は２と同様の効果を奏する。
【００２０】
請求項４の発明によれば、前記円筒枠が円筒枠駆動体の円筒枠装着部に着脱可能に外嵌して連結される筒状連結部を有するので、円筒枠駆動体の内部に位置するシリンダベッド部の大きさ（直径）をその内部に有する糸捕捉器の大きさに応じて大きくでき、しかも筒状連結部の円筒枠装着部に対する外嵌連結を介して、円筒枠の直径を小さくでき、細い筒状布地にも刺繍縫いが可能になる。その他請求項３と同様の効果を奏する。
【００２１】
請求項５の発明によれば、前記筒状連結部を含む円筒枠を合成樹脂材料で一体的に構成すると共に円筒枠駆動体を合成樹脂材料で構成したので、円筒枠を合成樹脂材料で一体成形できるとともに、円筒枠駆動体を合成樹脂材料で一体成形でき、しかもこれら円筒枠や円筒枠駆動体の軽量化や低コスト化を図ることができる。その他請求項２〜４の何れかと同様の効果を奏する。
【００２２】
請求項６の発明によれば、前記円筒枠装着部と筒状連結部に、これら両者の回転方向の相対位置を決める位置決め嵌合部を形成したので、これら位置決め嵌合部を介して、円筒枠を円筒枠駆動体に装着したときの両者の回転方向の相対位置を容易に決めることができるとともに、円筒枠の回動中における円筒枠駆動体に対する位置ズレを確実に防止でき、円筒枠の軸心回りの回動位置精度を高めることができる。その他請求項１〜５の何れかと同様の効果を奏する。
【００２３】
請求項７の発明によれば、前記ピニオンの基準ピッチ円直径は、円筒枠の布張り面の外径よりも僅かに小さく構成したので、円筒枠の布張り面の回動距離は、平枠の水平方向の移動距離より僅かに大きくなる。これは、刺繍縫製において、一般的な刺繍枠に緊張保持された加工布は、刺繍模様が縫製されていくのに伴って、形成された縫目の糸緊張によって布縮みが発生する場合がある。この布縮みにより刺繍模様の大きさは、所定の大きさよりも僅かに縮小する。これは、平枠よりも加工布を緊張保持しておくことがより困難な円筒枠の方がより顕著である。つまり、円筒枠の刺繍縫製においては、平枠の水平移動距離よりも円筒枠の回動距離を予め僅かに大きくしておくことが望ましく、前述したような構成にすることで、平枠と円筒枠の何れの刺繍枠を使用しても同一の大きさの刺繍模様が縫製できる効果を奏する。その他請求項６と同様の効果を奏する。
【００２４】
請求項８の発明によれば、前記ピニオンは転位歯車により構成され、この転位歯車の噛み合いピッチ円直径は、円筒枠の布張り面の外径よりも僅かに小さく構成したので、請求項と同様の効果を奏するとともに、ラックとピニオンの相対配置位置を変更することなく、ギヤのバックラッシュ量を減少させることが可能になり、円筒枠の回動位置精度をより高めることができる。その他請求項６と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本実施形態における刺繍ミシンは、Ｙ方向キャリッジに装備されたＸ方向キャリッジに平枠装着機構を介して平枠を装着し、Ｙ方向キャリッジに回動可能に支持された円筒枠駆動体に円筒枠装着部を介して円筒枠を装着し、ラック・ピニオン機構を介してＸ方向キャリッジと円筒枠駆動体とを連動連結し、しかも、ピニオンの基準ピッチ円直径を円筒枠の布張り面の外径と略等しい大きさに構成して、平枠のＸ方向への移動距離と、円筒枠の軸心回りの回動距離とが一致するようにしてある。
【実施例】
【００２６】
図１に示すように、刺繍ミシン１は、作業テーブル９等に載置され、水平なベース部２と、このベース部２の後端部分に上下方向に立設された脚柱部３と、この脚柱部３から前方へ水平に延びるシリンダベッド４と、脚柱部３の上端部から前方へ延びるアーム部５とを備えている。ここで、シリンダベッド部の長さ方向と直交する水平方向をＸ方向（左右方向）とし、シリンダベッド部の長さ方向をＹ方向（前後方向）とする。
【００２７】
アーム部５には、図示しないが、ミシンモータで駆動される主軸、針棒６を介して縫針７を上下動させる針棒上下駆動機構、天秤駆動機構等が設けられている。シリンダベッド部４内には、図示を省略するが、縫針７との協働により縫目を形成する糸輪捕捉器、縫製終了時に上糸と下糸を切断する糸切り機構等が設けられている。また、脚柱部３には、作業者の手動操作により主軸を回転させて縫針７を上下動させるためのハンドプーリ８が設けられている。
【００２８】
次に、平布を保持する平枠１１を装着するとともに、袖等の筒状の布地を保持する円筒枠１６を回動可能に備えたＹ方向キャリッジ２１（これが第１キャリッジに相当する）について、図２〜図４に基づいて説明する。但し、これら平枠１１や円筒枠１６を装着するＹ方向キャリッジ２１をＹ方向に移動させるＹ方向駆動機構（これが第１駆動手段に相当する）は、脚柱部３からベース部２に亙って配設されているが、そのＹ方向駆動機構については、本発明に直接関係しないため、その説明を省略する。
【００２９】
図２〜図４に示すように、Ｙ方向キャリッジ２１は、左右方向に幅広で鉛直向きのベース板２２と、そのベース板２２の上端部に固着した側面視略Ｌ字状のキャリッジ支持板２３等を有し、Ｙ方向駆動機構によりＹ方向に移動駆動される。先ず、Ｙ方向キャリッジ２１のベース板２２に装備されたＸ方向キャリッジ３０について説明する。
【００３０】
ベース板２２の上端部に、キャリッジ支持板２３の縦壁部２３ａが固着され、キャリッジ支持板２３の水平壁部２３ｂの左右端部が部分的に下方に曲げ形成され、左右方向に延びるガイド軸３１の両端部が夫々支持される。縦壁部２３ａには、縦壁部１２ａの一部を前方に切り起こした左右方向に延びるガイドレール部２３ｃが前方突出状に形成されている。一方、Ｘ方向キャリッジ３０は、水平な平板状のキャリッジベース板３２と、キャリッジベース板３２の上面に固着された正面視略Ｕ字状の支持部材３３等を有している。
【００３１】
キャリッジベース板３２の左右方向中央部の後端部に、側面視クランク状に一段高いガイド支持部３２ａが一体形成され、Ｘ方向キャリッジ３０は、支持部材３３にガイド軸３１を挿通させて、しかも、ガイド支持部３２ａの上面に固着したガイドブロック３４に形成されたレール溝を、ガイドレール部２３ｃに前方から係合させることにより、左右方向に移動可能に支持されている。
【００３２】
キャリッジ支持板２３の左右両端部にプーリ３５，３７が枢支軸３６，３８により夫々回転可能に枢支され、これらプーリ３５，３７に亙ってタイミングベルト３９が掛け渡されている。ここで、タイミングベルト３９の一部にガイドブロック３４の前端部が連結されている。ここで、右側のプーリ３５には大径の第２従動ギヤ４０が一体形成されており、その第２従動ギヤ４０に噛合する第１従動ギヤ４１がベース板２２に回転可能に枢支されている。ベース板２２の後面に、ステッピングモータからなるキャリッジ駆動モータ４２が前向きに取付けられ、その駆動軸に固着された駆動ギヤ４３が第１従動ギヤ４１に噛合されている。
【００３３】
それ故、キャリッジ駆動モータ４２が回転駆動された場合、Ｘ方向キャリッジ３０は、第１及び第２従動ギヤ４０，４１とタイミングベルト３９を介して、ガイド軸３１及びガイドレール部２３ｃに支持されながら左右方向に移動するようになっている。ここで、第１及び第２従動ギヤ４０，４１、タイミングベルト３９、キャリッジ駆動モータ４２等から第２駆動手段が構成されている。
【００３４】
次に、Ｘ方向キャリッジ３０に設けられ、平枠１１を装着可能な平枠装着機構４５，５５について、図２に基づいて説明する。但し、平枠装着機構４５，５５は左右に設けられているが、右側平枠装着機構４５と左側平枠装着機構とは同様の構成であるため、右側平枠装着機構４５について説明するものとする。ここで、これら平枠装着機構４５，５５から平枠装着部が構成されている。
【００３５】
キャリッジベース板３２の上面の右端部に、平枠１１の右側の装着金具１５が挿入可能な所定幅及び高さを有する門型の枠保持部材４６が固着され、その枠保持部材４６の上面に矩形状の装着孔４６ａが形成されている。キャリッジベース板３２の上面に固着された側面視Ｌ字状の枢支金具４７に枠保持レバー４８が枢支ピン４９を介して回動自在に枢支されている。その枠保持レバー４８の先端部（左端部）に下方に突出した係合部４８ａが一体形成され、装着孔４６ａ内に嵌入している。
【００３６】
枠保持レバー４８は、直ぐ後側に配置されたバネ受けピン４９に巻装されたコイルバネ５０のバネ力により、係合部４８ａが下方に付勢されている。また、係合部４８ａの前部の下端部に、装着金具１５が挿入を容易にする傾斜状の案内面が形成されている。枠保持レバー４８の後端部（右端部）には、ユーザーが操作可能な操作部４８ｂが一体形成されている。
【００３７】
左側平枠装着機構５５についても同様に、装着孔５６ａを有する枠保持部材５６と、枢支金具５７に枢支ピン５９を介して回動自在に枢支され、係合部５８ａと操作部５８ｂとが一体形成され且つコイルバネ６０で弾性付勢された枠保持レバー５８等を有している。ここで、平枠１１は、図５に示すように、外枠１２と、内枠１３と、外枠１２に固着された左右１対の装着金具１４，１５等を有している。
【００３８】
各装着金具１４，１５には、枠保持レバー４８の係合部４８ａが嵌入可能な矩形状の係合穴１４ａ，１５ａが形成されている。それ故、各装着金具１４，１５を対応する平枠装着機構４５，５５の枠保持部材４６，５６内に挿入させることで、枠保持レバー４８，５８の係合部４８ａ，５８ａがその案内面で案内されて浮き上がった後、装着金具１４，１５の係合穴１４ａ，１５ａに夫々嵌まり込むことで、平枠１１がＸ方向キャリッジ３０に装着される。枠保持レバー４８の操作部４８ｂを下方に操作することで、係合部４８ａと係合穴１４ａ，１５ａの係合が解除され、平枠１１を手前に引き抜いて取外すことができる。
【００３９】
次に、Ｙ方向キャリッジ２１に回動可能に支持された円筒枠駆動体６５について説明する。
【００４０】
図２，図３に示すように、円筒枠駆動体６５は合成樹脂材料で構成された円筒状であり、後端部に断面略Ｖ字状の環状ガイド溝６６が形成され、その環状ガイド溝６６の直ぐ前側の外周部の略上半部分には、約２００°に亙るピニオン６７が一体形成されている。円筒枠駆動体６５の略前半部分には、円筒枠１６が着脱可能に装着される円筒枠装着部６５ａが形成され、その下端部に下方に突出状の位置決め嵌合部の為の位置決め凸部６５ｂが形成されている。
【００４１】
ベース板２２の３箇所に球状の枢支ローラ６８が枢支ボルト６９により回転可能に枢支され、これら枢支ローラ６８が環状ガイド溝６６に外側から係合することにより、円筒枠駆動体６５がＹ方向キャリッジ２１に回動可能に支持されている。ここで、図２，図３に示すように、円筒枠装着部６５ａの２カ所に、保持ローラ７０が弾性部材７１により固定され、後述する円筒枠１６の係合凹部１６ｇに係合して、円筒枠１６のＹ方向の位置決めが行われる。
【００４２】
ここで、円筒枠１６について簡単に説明する。図６に示すように、円筒枠１６は合成樹脂材料で構成された円筒状の布保持枠であり、筒状連結部１６ａと、その筒状連結部１６ａに連続する布保持部１６ｂとを有し、布保持部１６ｂの略上面には、刺繍縫いの為の所定範囲の開口部１６ｃが形成されている。筒状連結部１６ａと布保持部１６ｂの接合部に環状の鍔部１６ｄが形成され、その鍔部１６ｄに布押え枠１７の後端部が上下揺動可能に枢支されている。
【００４３】
前述した布保持部１６ｂの外周面に、筒状の布地を布押え枠１７により保持する布張り面１６ｆが形成されている。筒状連結部１６ａには、前述した保持ローラ７０が係合する係合凹部１６ｇが形成されるとともに、筒状連結部１６ａの下端部に、突出状の位置決め嵌合部の為の位置決め凹部１６ｈが形成されている。ここで、これら位置決め凸部６５ｂと、位置決め凹部１６ｈ等で位置決め嵌合部が構成されている。ところで、筒状連結部１６ａは、円筒枠１６が円筒枠駆動体６５の円筒枠装着部６５ａに着脱可能に外嵌により連結するものである。
【００４４】
次に、Ｘ方向キャリッジ３０と円筒枠駆動体６５を連動連結するラック・ピニオン機構７５について説明する。
【００４５】
図３，図４に示すように、キャリッジベース板３２の下面にラック部材７６が下向きに固定され、そのラック部材７６のギヤと、円筒枠駆動体６５の外周部に形成されたピニオン６７とが噛合している。即ち、ラック・ピニオン６７機構により、Ｘ方向キャリッジ３０に設けたラック部材７６と円筒枠駆動体６５の外周部に形成したピニオン６７の噛合を介してＸ方向キャリッジ３０と円筒枠駆動体６５が連動連結されている。それ故、Ｘ方向キャリッジ３０がキャリッジ駆動モータ４２によりＸ方向に移動駆動されると、ラック・ピニオン機構７５を介して円筒枠駆動体６５が前後方向の軸心に対して同期しながら回動する。
【００４６】
ところで、図９に示すように、ピニオン６７の基準ピッチ円直径Ｄ０は、円筒枠１６の布張り面１６ｆの外径Ｄ１と略等しい大きさ、つまり布張り面１６ｆの外径Ｄ１よりも僅かに小さく構成されている。
【００４７】
次に、このように構成された刺繍ミシン１により、平枠１１にセットした平布又は円筒枠１６にセットした筒状布地に択一的に刺繍縫いするときの作用及び効果について説明する。
【００４８】
前述したように、平布をセットした平枠１１は、その装着金具１４，１５を対応する平枠装着機構４５，５５の枠保持部材４６，５６内で後方に押し込むことで、枠保持レバー４８，５８の係合部４８ａ，５８ａが装着金具１４，１５の係合穴４６ａ，５８ａに嵌まり込んでＸ方向キャリッジ３０に装着される。一方、円筒枠１６は、その筒状連結部１６ａを円筒枠駆動体６５の円筒枠装着部６５ａに、位置決め凸部６５ｂと位置決め凹部１６ｈを嵌合させる相対位置で、外嵌させながら後方に押し込むことにより、１対の保持ローラ７０が係合凹部１６ｇに夫々嵌合して、円筒枠駆動体６５に着脱可能に装着される。
【００４９】
このように、平枠１１又は円筒枠１６をＸ方向キャリッジ３０に装着して刺繍縫いの準備をしておき、選択した刺繍模様の刺繍データに基づいて刺繍縫製を開始すると、刺繍データに基づいてＹ方向駆動機構が駆動されるため、Ｙ方向キャリッジ２１がＹ方向に移動駆動される。この場合、Ｘ方向キャリッジ３０に装着された平枠１１と円筒枠１６とは、同じ移動距離だけＹ方向に移動する。
【００５０】
更に、刺繍データに基づいてキャリッジ駆動モータ４２が駆動されるため、Ｘ方向キャリッジ３０が第１及び第２従動ギヤ４０，４１とタイミングベルト３９によりガイド軸３１及びガイドレール部２３ｃを介してＸ方向に移動される。
【００５１】
このとき、ラック・ピニオン機構７５を介して、円筒枠１６を装着した円筒枠駆動体６５が前後方向の軸心に対して、Ｘ方向キャリッジ３０のＸ方向への移動に同期しながら回動する。このようにして、円筒枠１６にセットした筒状布地に、緻密な刺繍模様が縫製されるにつれて、円筒枠１６にセットされた筒状布地に布縮みが発生した場合でも、ピニオン６７の基準ピッチ円直径Ｄ０が、円筒枠１６の布張り面１６ｆの外径Ｄ１よりも僅かに小さく構成されているため、所望の大きさの刺繍模様が縫製できる。
【００５２】
しかも、キャリッジ駆動モータ４２によりＸ方向キャリッジ３０がＸ方向に駆動された場合、Ｘ方向キャリッジ３０に装着された平枠１１のＸ方向への移動距離と、円筒枠駆動体６５に装着された円筒枠１６の軸心回りの回動距離とが一致するので、平枠１１を用いた場合の刺繍データと円筒枠１６を用いた場合の刺繍データとを共通化でき、刺繍データの有効化を図ることができる。
【００５３】
また、キャリッジ駆動モータ４２がＸ方向キャリッジ３０をＸ方向へ移動駆動するので、重量が大きいために大きなイナーシャ（慣性力）が作用する平枠１１を、比較的重量が軽い円筒枠１６よりも前段において先に駆動でき、そのイナーシャの円筒枠１６への悪影響を防止することができる。
【００５４】
また、円筒枠１６が円筒枠駆動体６５の円筒枠装着部６５ａに装着可能に外嵌して連結される筒状連結部１６ａを有するので、円筒枠駆動体６５の内部に位置するシリンダベッド部４の大きさ（直径）をその内部に有する糸捕捉器の大きさに応じて大きくでき、しかも筒状連結部１６ａの円筒枠装着部６５ａに対する外嵌連結を介して、円筒枠１６の直径を小さくでき、細い筒状布地にも刺繍縫いが可能になる。
【００５５】
また、筒状連結部１６ａを含む円筒枠１６を合成樹脂材料で一体的に構成すると共に円筒枠駆動体６５を合成樹脂材料で構成したので、円筒枠１６を合成樹脂材料で一体成形できるとともに、円筒枠駆動体６５を合成樹脂材料で一体成形でき、しかもこれら円筒枠１６や円筒枠駆動体６５の軽量化や低コスト化を図ることができる。
【００５６】
また、円筒枠装着部６５ａと筒状連結部１６ａに、これら両者の回転方向の相対位置を決める位置決め嵌合部を構成する位置決め凸部６５ｂと、位置決め凹部１６ｈを夫々形成したので、これら位置決め嵌合部を介して、円筒枠１６を円筒枠駆動体６５に装着したときの両者の回転方向の相対位置を容易に決めることができるとともに、円筒枠１６の回動中における円筒枠駆動体６５に対する位置ズレを確実に防止でき、円筒枠１６の軸心回りの回動位置精度を高めることができる。
【００５７】
次に、前記実施の形態の変更形態について説明する。
【００５８】
１〕キャリッジ駆動モータ４２により円筒枠駆動体６５を最初に回転駆動させるようにしてもよい。即ち、キャリッジ駆動モータ４２により円筒枠駆動体６５を駆動する駆動機構には、複数のギヤを組み合わせたギヤ駆動機構を採用する場合が多く、ギヤの回転により円筒状の円筒枠駆動体６５を回転駆動するようになり、キャリッジ駆動モータ４２の構成を簡単化することができる。
【００５９】
２〕ラック・ピニオン機構７５に用いるピニオン６７として、歯切りピッチ線と基準ピッチ線とを一致させた標準的な歯車に代えて、転位歯車を採用するようにしてもよい。歯切り工具の基準ピッチ線Ｐｓを、図１０に示すように、標準ピニオンの基準ピッチ円Ｓｐから半径方向にｘｍだけ外側にズラせた正転位ピニオン６７Ａを採用すれば、歯厚が大きくなるので、ラックのバックラッシュをより減少させることが可能となるため、円筒枠の回動位置精度をより高めることができる。
【００６０】
３〕本発明は以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例に係る刺繍ミシンの側面図である。
【図２】Ｘ方向キャリッジの斜視図である。
【図３】Ｘ方向キャリッジ及び円筒枠駆動体の側面図である。
【図４】図３のＤ−Ｄ線縦断正面図である。
【図５】平枠の平面図である。
【図６】円筒枠の斜視図である。
【図７】平枠を装着したＸ方向キャリッジの平面図である。
【図８】円筒枠を装着したＸ方向キャリッジの平面図である。
【図９】円筒枠を装着したＸ方向キャリッジの側面図である。
【図１０】正転位ピニオンの正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      刺繍ミシン
４      シリンダベッド部
１１    平枠
１６    円筒枠
１６ａ  筒状連結部
１６ｆ  布張り面
１６ｈ  位置決め凹部
２１    Ｙ方向キャリッジ
３０    Ｘ方向キャリッジ
４２    キャリッジ駆動モータ
４５    右側平枠装着機構
４６    左側平枠装着機構
６５ａ  円筒枠装着部
６５ｂ  位置決め凸部
６５    円筒枠駆動体
６７    ピニオン
６７Ａ  正転位ピニオン
７５    ラック・ピニオン機構
７６    ラック部材
Ｄ０    基準ピッチ円直径
Ｄ１    布張り面の外径
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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