(57)【要約】【課題】レーザ加工装置が水平面内で直交する直交２軸方向に移動自在に構成されたミシンを提供する。【解決手段】ミシン１は、縫製対象物を縫製する縫製機構１５ａを具備したヘッド１５と、縫製機構１５ａを駆動する第１駆動機構と、ヘッド１５の下方位置に水平に配設されたテーブル１６と、縫製対象物を保持する枠体であって、水平面内で直交する直交２軸方向に移動自在にテーブル１６上に配設された縫製枠１７と、縫製枠１７を移動させる第２駆動機構と、直交２軸方向に移動自在にテーブル１６の上方に配設され、縫製対象物にレーザ光を照射するとともに縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査してこれを加工するレーザ加工装置２０と、レーザ加工装置２０を移動させる第３駆動機構３０とを備える。尚、ヘッド１５，テーブル１６及びレーザ加工装置２０は支持フレーム１０によって支持されている。【選択図】図１
2005185504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫製対象物を縫製する縫製機構を具備したヘッドと、
前記縫製機構を駆動する第１駆動機構と、
前記ヘッドの下方位置に水平に配設されたテーブルと、
前記縫製対象物を保持する枠体であって、水平面内で直交する直交２軸方向に移動自在に前記テーブル上に配設された縫製枠と、
前記縫製枠を前記直交２軸方向に移動させる第２駆動機構と、
前記直交２軸方向に移動自在に前記テーブルの上方に配設され、前記縫製対象物にレーザ光を照射して該縫製対象物を加工するレーザ加工装置と、
前記レーザ加工装置を前記直交２軸方向に移動させる第３駆動機構とを備えてなることを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記レーザ加工装置は、前記縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査可能に構成されてなることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縫製対象物を縫製するヘッドと、縫製対象物を保持する縫製枠と、縫製後の縫製対象物にレーザ光を照射してこれを加工するレーザ加工装置とを備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミシンの一例として、特開平８−１９１９７３号公報に開示されたものが知られている。このミシンは、所定間隔を隔てて配設される２つの支柱と、各支柱間に水平に掛け渡されたクロスビームと、クロスビームの下方位置に水平に配置され、両端部が各支柱によってそれぞれ支持された支持ビームとからなる支持フレームと、クロスビームにその長手方向に沿って所定間隔で配設され、布などの縫製対象物を縫製する複数のミシンヘッドと、ミシンヘッドの下方に配置され、下面が支持ビームによって支持されるテーブルと、縫製対象物を保持する矩形の枠体であって、クロスビームの長手方向及びこれと水平面内で直交する方向の直交２軸方向に移動自在にテーブル上に配設された縫製枠と、各ミシンヘッドに対応して設けられ、レーザ光を縫製枠内の縫製対象物に照射して当該縫製対象物を加工する複数のレーザ加工装置などから構成される。
【０００３】
尚、前記各レーザ加工装置は、クロスビームに支持されて、レーザ光を照射するレーザ発振器と、ミシンヘッドの側面に付設されて、レーザ発振器から照射されたレーザ光を縫製対象物上に案内するレーザヘッドとを備える。
【０００４】
斯くして、このように構成されたミシンでは、縫製対象物を直交２軸方向に移動させながら各ミシンヘッドを動作させることにより当該縫製対象物に対して所定の縫製が施され、この後、縫製対象物を再度直交２軸方向に移動させながら各レーザ加工装置からレーザ光を照射することにより、縫製対象物に対して所定の加工が行われる。
【０００５】
しかしながら、このミシンでは、各ミシンヘッドに対応して複数のレーザ加工装置が設けられていることから、その製造コストが高くなるという問題があり、また、ミシンヘッドに加えて複数のレーザ加工装置を備えているため、クロスビームに相当の重量が作用して当該クロスビームが撓み易く、この結果、縫製対象物を精度良く縫製したり、レーザ加工することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、これらの問題を解消すべく、近年、１つのレーザ加工装置を備え、当該レーザ加工装置がクロスビームの長手方向と平行な方向に移動自在に構成されたミシンが提案されている。
【０００７】
このミシンでは、前記レーザ加工装置は、ミシンを挟むようにその各支柱の外側にそれぞれ配設された２つの支柱と、ミシンのクロスビームより高い位置でこれと平行に各支柱間に掛け渡されたクロスビームとからなる、ミシンとは別体に設けられた支持フレームの当該クロスビームによりその長手方向に移動自在に支持され、テーブルの上方に配置される。
【０００８】
或いは、前記レーザ加工装置は、ミシンヘッド用のクロスビームよりも上方位置でこれと平行に各支柱間に掛け渡されたレーザ加工装置用のクロスビームによりその長手方向に移動自在に支持され、テーブルの上方に配置される。
【０００９】
そして、これらの場合、レーザ加工装置は、レーザ光を照射するレーザ発振器と、レーザ発振器から照射されたレーザ光を縫製対象物上に導くとともに、縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査する走査機構とを備える。
【００１０】
斯くして、このミシンでは、上記と同様にして縫製対象物に対し縫製を施し、縫製後の縫製対象物がレーザ加工装置の下方に位置するように縫製枠を位置決めした後、レーザ加工装置をクロスビームの長手方向に沿って移動させて、前記ミシンヘッドに対応して予め設定された複数の加工位置に順次位置決めし、各加工位置において、レーザ発振器からレーザ光を照射するとともに、照射されたレーザ光を、走査機構により、縫製対象物上に導き、且つ縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査することにより、縫製対象物に対して所定の加工を行う。
【００１１】
【特許文献１】特開平８−１９１９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、走査機構によって走査されるレーザ光の照射範囲は、レーザ加工装置の大きさなどによって自ずと決まり、レーザ光は所定の範囲内でのみ走査されるようになっている。このため、加工対象領域が縫製対象物の広範囲に渡り、レーザ光の照射範囲よりも広い場合には、所定範囲内の加工が完了すると、新たな所定範囲内において加工を行うべく、縫製枠を直交２軸方向に移動させたり、或いは、レーザ加工装置をクロスビームの長手方向に沿って移動させる必要があった。
【００１３】
ところが、縫製枠を移動させる場合、縫製枠とレーザ加工装置との２つの制御対象を駆動，制御しなければならないため、即ち、レーザ加工装置の駆動と縫製枠の駆動とを交互に繰り返して実行しなければならないため、これを制御するための制御プログラムが複雑になって当該制御プログラムを作成するのに手間がかかるという問題がある。
【００１４】
一方、レーザ加工装置を移動させる場合、レーザ加工装置のみを駆動，制御すれば良いので効率的であるが、当該レーザ加工装置はクロスビームの長手方向にしか移動させることができないという問題がある。
【００１５】
そこで、レーザ加工装置が一方向だけでなく、直交する２方向に移動可能に構成されていれば、上記のような問題を解消することができて好都合である。
【００１６】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、レーザ加工装置が水平面内で直交する直交２軸方向に移動自在に構成されたミシンの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明は、縫製対象物を縫製する縫製機構を具備したヘッドと、
前記縫製機構を駆動する第１駆動機構と、
前記ヘッドの下方位置に水平に配設されたテーブルと、
前記縫製対象物を保持する枠体であって、水平面内で直交する直交２軸方向に移動自在に前記テーブル上に配設された縫製枠と、
前記縫製枠を前記直交２軸方向に移動させる第２駆動機構と、
前記直交２軸方向に移動自在に前記テーブルの上方に配設され、前記縫製対象物にレーザ光を照射して該縫製対象物を加工するレーザ加工装置と、
前記レーザ加工装置を前記直交２軸方向に移動させる第３駆動機構とを備えてなることを特徴とするミシンに係る。
【００１８】
この発明によれば、まず、ヘッドと対向するように布などの縫製対象物が縫製枠に保持された後、第２駆動機構により縫製枠が駆動されて直交２軸方向に移動せしめられるとともに、第１駆動機構によりヘッドの縫製機構が駆動され、これにより、当該縫製対象物に所定の縫製が施される。
【００１９】
ついで、第３駆動機構によりレーザ加工装置が駆動されて直交２軸方向に移動せしめられるとともに、当該レーザ加工装置から縫製対象物に向けてレーザ光が照射され、これにより、当該縫製対象物に対して所定の加工が行われる。
【００２０】
尚、前記レーザ加工としては、例えば、縫製対象物を所定形状に裁断したり、縫製対象物を脱色させたり、縫製対象物に文字や模様を形成したり、複数枚の縫製対象物を相互に溶着させたりする加工を挙げることができる。
【００２１】
また、前記レーザ加工装置は、前記縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置を走査可能に構成されていても良い。
【００２２】
この場合、縫製対象物の加工対象領域がレーザ加工装置によるレーザ光の照射（走査）範囲よりも狭いときには、レーザ加工装置は第３駆動機構によって移動せしめられることなく、照射位置を走査しつつ縫製対象物にレーザ光を照射してこれを加工する。
【００２３】
一方、加工対象領域がレーザ光の照射範囲よりも広いときには、この加工対象領域をレーザ光の照射範囲に相当する大きさ（若しくはこれより小さい大きさ）で細分化し、区分けした各領域にレーザ加工装置を順次移動させてレーザ加工を実施することで、加工対象領域の全域を加工する。
【発明の効果】
【００２４】
斯くして、本発明に係るミシンによれば、レーザ加工装置を直交２軸方向に移動させつつレーザ光を照射して縫製対象物をレーザ加工したり、レーザ加工装置を直交２軸方向に移動させてその位置を調整しつつ加工対象領域の所定範囲を順次レーザ加工することができるので、即ち、レーザ加工装置のみを駆動してレーザ加工を完了させることができるので、当該レーザ加工を実行するための制御プログラムを簡素なものとすることができる。また、制御プログラムが簡素化されることで、これを効率的に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係るミシンの概略構成を示した正面図である。また、図２は、図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図であり、図３は、図１における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図であり、図４は、図１における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。
【００２６】
図１乃至図４に示すように、本例のミシン１は、支持フレーム１０と、支持フレーム１０に支持された複数のヘッド１５と、支持フレーム１０に支持されてヘッド１５の下方に設けられるテーブル１６と、テーブル１６上に配設され、布などの縫製対象物を保持する矩形の縫製枠１７と、支持フレーム１０に支持されてテーブル１６の上方に設けられ、縫製枠１７によって保持される縫製対象物にレーザ光を照射して当該縫製対象物を加工するレーザ加工装置２０などを備える。
【００２７】
前記支持フレーム１０は、所定間隔を隔てて配設される２つの支柱１１と、支柱１１の上端部間に水平に掛け渡された第１クロスビーム１２と、第１クロスビーム１２の下方で当該第１クロスビーム１２と平行に支柱１１間に掛け渡された第２クロスビーム１３と、第２クロスビーム１３の下方位置に水平に配置され、両端部が各支柱１１によってそれぞれ支持された支持ビーム１４などから構成されており、第１クロスビーム１２によってその長手方向に移動自在にレーザ加工装置２０を支持し、第２クロスビーム１３によって各ヘッド１５を支持し、支持ビーム１４によってテーブル１６下面を支持している。尚、前記第１クロスビーム１２の前面には、その長手方向に沿ってガイドレール１２ａが配設される。
【００２８】
前記各ヘッド１５は、第２クロスビーム１３の前面にその長手方向に沿って所定間隔で一列に配設されている。このヘッド１５は、下端部に縫い針が装着された複数の針棒と、各針棒に対応して設けられた複数の天秤と、これら複数組の針棒及び天秤の内、その一組を縫製位置に割り出す割出機構などから構成される縫製機構１５ａを備えており、割出機構によって縫製位置に割り出された針棒及び天秤が、図示しない適宜第１駆動機構により駆動されることで縫製対象物を縫製する。
【００２９】
前記縫製枠１７は、第２クロスビーム１３の長手方向と平行な方向であるＸ軸方向及びこれと水平面内で直交する方向であるＹ軸方向の直交２軸方向に移動自在にテーブル１６上に設けられ、図示しない第２駆動機構により駆動されて前記直交２軸方向に移動せしめられる。
【００３０】
前記レーザ加工装置２０は、前記ガイドレール１２ａと係合し、これに沿ってＸ軸方向に移動自在となった案内部材２１と、案内部材２１の前面に立設された支持部材２２と、支持部材２２によってＹ軸方向に移動自在に支持され、レーザ光を照射する加工装置本体２３などから構成される。
【００３１】
前記加工装置本体２３は、レーザ光を照射するレーザ発振器（図示せず）と、照射されたレーザ光を下方に導くとともに、水平な二次元平面内でレーザ光を走査する走査機構（図示せず）とをケース２３ａ内に収納した構成を備え、ケース２３ａの下面開口部２３ｂから下方に向けてレーザ光を照射して、当該開口部２３ｂの下方に位置する縫製対象物を加工する。
【００３２】
尚、このレーザ加工としては、例えば、縫製対象物を所定形状に裁断したり、縫製対象物を脱色させたり、縫製対象物に文字や模様を形成したり、複数枚の縫製対象物を相互に溶着させたりする加工を挙げることができる。
【００３３】
前記案内部材２１は、Ｘ軸駆動機構３０（第３駆動機構）により駆動され、ガイドレール１２ａに沿ってＸ軸方向に移動するように構成されており、当該案内部材２１が移動せしめられることで、加工装置本体２３がＸ軸方向に移動する。加工装置本体２３は、各ヘッド１５に対応して予め設定された複数の加工位置に位置決めされるようになっており、かかる加工位置において、加工装置本体２３からレーザ光が照射されて縫製対象物が加工される。
【００３４】
前記支持部材２２の下面には、Ｙ軸方向に沿ってガイドレール２２ａが配設され、前記加工装置本体２３（ケース２３ａ）の上面には、ガイドレール２２ａと係合し、これに沿って移動自在となったスライダ２３ｃが配設されており、当該加工装置本体２３は、Ｙ軸駆動機構４０（第３駆動機構）により駆動され、このスライダ２３ｃ及びガイドレール２２ａにより案内されてＹ軸方向に移動する。
【００３５】
前記Ｘ軸駆動機構３０は、ガイドレール１２ａに付設され、Ｘ軸方向に沿って配設されたラック３１と、案内部材２１の前面に固設され、内部が中空となった保持部材３２と、保持部材３２内に軸受３３を介して回転自在に支持され、先端部が案内部材２１に形成された貫通穴２１ａ内に挿通されるウォーム３４と、ウォーム３４の前記先端部に固設され、ラック３１と噛合する歯車３５と、保持部材３２の上面に配設された駆動モータ３６と、駆動モータ３６の出力軸に固設され、ウォーム３４と噛合するウォームホイール３７などからなる。
【００３６】
斯くして、駆動モータ３６が駆動されてその出力軸が回転すると、その回転動力がウォームホイール３７及びウォーム３４を介して歯車３５に伝達され、当該歯車３５が回転する。これにより、案内部材２１がＸ軸方向に移動する。
【００３７】
前記Ｙ軸駆動機構４０は、加工装置本体２３に形成された貫通穴２３ｄ内に挿通されるとともに、軸線がＹ軸方向に沿って配置され、一方端部が案内部材２１によって軸中心に回転自在に支持されたボールねじ４１と、加工装置本体２３の貫通穴２３ｄ内に固設され、ボールねじ４１と螺合するナット４２と、ボールねじ４１の一方端側に固設された第１プーリ４３と、支持部材２２の下面に形成された収容穴２２ｂ内に配設された駆動モータ４４と、駆動モータ４４の出力軸に固設された第２プーリ４５と、各プーリ４３，４５間に掛け渡された駆動ベルト４６などからなる。
【００３８】
斯くして、駆動モータ４４が駆動されてその出力軸が回転すると、その回転動力が第２プーリ４５，駆動ベルト４６及び第１プーリ４３を介してボールねじ４１に伝達され、当該ボールねじ４１が回転する。これにより、ナット４２、即ち、加工装置本体２３がＹ軸方向に移動する。
【００３９】
以上のように構成された本例のミシン１によれば、各ヘッド１５と対向するように縫製対象物が縫製枠１７に保持された後、第２駆動機構（図示せず）により縫製枠１７が駆動されて直交２軸方向に移動せしめられるとともに、第１駆動機構（図示せず）により各ヘッド１５の縫製機構１５ａが駆動され、これにより、縫製対象物に所定の縫製が施される。
【００４０】
ついで、縫製枠１７が第２駆動機構（図示せず）により駆動されて、縫製対象物が加工装置本体２３の下方に位置するように位置決めされた後、Ｘ軸駆動機構３０により加工装置本体２３が駆動されてＸ軸方向に移動し、各ヘッド１５に対応した所定の各加工位置に順次移動，位置決めされる。
【００４１】
そして、各加工位置では、加工装置本体２３から縫製対象物に向けてレーザ光が照射されるとともに、当該縫製対象物上におけるレーザ光の照射位置が走査され、これにより、当該縫製対象物に対して所定の加工が行われる。
【００４２】
尚、このとき、縫製対象物の加工対象領域が加工装置本体２３によるレーザ光の照射（走査）範囲よりも広い場合には、この加工対象領域をレーザ光の照射範囲に相当する大きさ（若しくはこれより小さい大きさ）で細分化し、区分けした各領域に加工装置本体２３を順次移動させてレーザ加工を実施することで、加工対象領域の全域を加工する。
【００４３】
斯くして、本例のミシン１によれば、縫製対象物の加工対象領域がレーザ光の照射範囲より広い場合であっても、加工装置本体２３を直交２軸方向に移動させてその位置を調整しつつ、すべての加工対象領域をレーザ加工することができるので、即ち、加工装置本体２３（レーザ加工装置２０）のみを駆動してレーザ加工を完了させることができるので、当該レーザ加工を実行するための制御プログラムを簡素なものとすることができる。また、制御プログラムが簡素化されることで、これを効率的に作成することができる。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、前記ミシン１は、図５乃至図７に示すようなミシン５０として構成されていても良い。尚、図５は、本発明の他の実施形態に係るミシンの概略構成を示した正面図である。また、図６は、図５における矢示Ｄ方向の側面図であり、図７は、図５における矢示Ｅ−Ｅ方向の断面図である。また、上記ミシン１の構成と同じ構成部分については、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４６】
このミシン５０は、同図５乃至図７に示すように、前記支柱１１と、長手方向がＸ軸方向に沿って配置され、その前面にガイドレール５１ａが長手方向に沿って配設された第１クロスビーム５１と、前記第２クロスビーム１３と、前記支持ビーム１４と、前記ヘッド１５と、前記テーブル１６と、前記縫製枠１７と、第１クロスビーム５１に支持されてテーブル１６の上方に設けられ、縫製枠１７によって保持される縫製対象物にレーザ光を照射して当該縫製対象物を加工するレーザ加工装置６０などを備える。
【００４７】
支柱１１の上部前面側には、第１クロスビーム５１をＹ軸方向に移動自在に支持する支持部材５２が固設されている。この支持部材５２の上面には、Ｙ軸方向に沿ってガイドレール５２ａが配設され、第１クロスビーム５１の下面には、ガイドレール５２ａと係合し、これに沿って移動自在となったスライダ５１ｂが配設されており、当該第１クロスビーム５１は、Ｙ軸駆動機構７０により駆動され、このスライダ５１ｂ及びガイドレール５２ａにより案内されてＹ軸方向に移動するようになっている。
【００４８】
前記レーザ加工装置６０は、前記ガイドレール５１ａと係合する前記案内部材２１と、案内部材２１の前面に固設された前記加工装置本体２３などから構成される。
【００４９】
前記Ｙ軸駆動機構７０は、第１クロスビーム５１に形成された貫通穴５１ｃ内に挿通されるとともに、軸線がＹ軸方向に沿って配置されたボールねじ７１と、第１クロスビーム５１の貫通穴５１ｃ内に固設され、ボールねじ７１と螺合するナット７２と、支柱１１に形成された収容穴１１ａ内に配設され、ボールねじ７１を軸中心に回転自在に支持する保持部材７３と、ボールねじ７１の一方端側に固設された第１プーリ７４と、支柱１１の後面に取付部材７５を介して取り付けられた駆動モータ７６と、駆動モータ７６の出力軸に固設され、収容穴１１ａ内に配置される第２プーリ７７と、各プーリ７４，７７間に掛け渡された駆動ベルト７８などからなる。
【００５０】
斯くして、駆動モータ７６が駆動されてその出力軸が回転すると、その回転動力が第２プーリ７７，駆動ベルト７８及び第１プーリ７４を介してボールねじ７１に伝達され、当該ボールねじ７１が回転する。これにより、ナット７２、即ち、第１クロスビーム５１、更に言い換えれば、加工装置本体２３がＹ軸方向に移動する。
【００５１】
このように構成されたミシン５０によっても、Ｘ軸駆動機構３０により案内部材２１がＸ軸方向に移動せしめられ、Ｙ軸駆動機構７０により第１クロスビーム５１がＹ軸方向に移動せしめられることから、加工装置本体２３がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっており、したがって、上記ミシン１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上例では、加工装置本体２３に走査機構（図示せず）を設けて構成したが、これに限られるものではなく、当該走査機構（図示せず）を設けずに構成しても良い。この場合、Ｘ軸駆動機構３０及びＹ軸駆動機構４０，７０により加工装置本体２３が駆動されて直交２軸方向に移動せしめられるとともに、加工装置本体２３のレーザ発振器（図示せず）からレーザ光が照射されることで、縫製対象物に対して所定のレーザ加工が行われる。
【００５３】
したがって、この場合においても、加工装置本体２３（レーザ加工装置２０）のみを駆動してレーザ加工を完了させることができるので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、上例のミシン１，５０では、複数のヘッド１５を、第２クロスビーム１３の前面に所定間隔で配設したが、これに限られるものではなく、１つのヘッド１５のみを設けてミシンを構成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係るミシンの概略構成を示した正面図である。
【図２】図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。
【図３】図１における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。
【図４】図１における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るミシンの概略構成を示した正面図である。
【図６】図５における矢示Ｄ方向の側面図である。
【図７】図５における矢示Ｅ−Ｅ方向の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    ミシン
１０  支持フレーム
１５  ヘッド
１６  テーブル
１７  縫製枠
２０  レーザ加工装置
２１  案内部材
２２  支持部材
２３  加工装置本体
３０  Ｘ軸駆動機構
３１  ラック
３２  保持部材
３３  軸受
３４  ウォーム
３５  歯車
３６  駆動モータ
３７  ウォームホイール
４０  Ｙ軸駆動機構
４１  ボールねじ
４２  ナット
４３  第１プーリ
４４  駆動モータ
４５  第２プーリ
４６  駆動ベルト
【図１】
2005185504.tif 000003
【図２】
2005185504.tif 000004
【図３】
2005185504.tif 000005
【図４】
2005185504.tif 000006
【図５】
2005185504.tif 000007
【図６】
2005185504.tif 000008
【図７】
2005185504.tif 000009