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技術 ミシンの縫製枠駆動装置

出願人 株式会社バルダン
発明者 尾関幸広
出願日 2002年10月10日 (18年4ヶ月経過) 出願番号 2002-297535
公開日 2004年4月30日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2004-131872
状態 拒絶査定
技術分野 ミシン・縫製 自動刺繍;刺繍製品;タフト製品
主要キーワード スライドガイド機構 案内枠 ケーブルサポート 歪み変形 係合ローラ 長方形枠 被動プーリ 四角枠
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年4月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

縫製枠の短辺と長辺とにそれぞれ最適な駆動体を用いることで、縫製枠駆動を高精度化して高精度の縫目を形成することができるとともに、縫製枠駆動を高速化して生産性を高めることができ、経済的なミシン縫製枠駆動装置を提供する。

解決手段

加工布張設する一対の長辺10a、10bと一対の短辺10c、10dとを持つ四角枠状の縫製枠10の縫製枠駆動装置であって、長辺10aの複数点リニアモータ40により長辺10aの長さ方向に対して直交方向に駆動し、短辺10cをボールネジ駆動機構20により短辺10cの長さ方向に対して直交方向に駆動する。

概要

背景

従来の縫製枠駆動装置は、X方向でもY方向でも同じく、回転式モータでテーブルより下方のベルトを駆動し、該ベルトに固定した移動体に取着したローラ縫製枠係合して駆動するタイプがほとんどである。(例えば、特許文献1参照)

概要

縫製枠の短辺と長辺とにそれぞれ最適な駆動体を用いることで、縫製枠駆動を高精度化して高精度の縫目を形成することができるとともに、縫製枠駆動を高速化して生産性を高めることができ、経済的なミシンの縫製枠駆動装置を提供する。加工布張設する一対の長辺10a、10bと一対の短辺10c、10dとを持つ四角枠状の縫製枠10の縫製枠駆動装置であって、長辺10aの複数点リニアモータ40により長辺10aの長さ方向に対して直交方向に駆動し、短辺10cをボールネジ駆動機構20により短辺10cの長さ方向に対して直交方向に駆動する。   

目的

本発明の目的は、縫製枠の長辺と短辺とにそれぞれ最適な駆動体を用いることで、縫製枠駆動を高精度化して高精度の縫目を形成することができるとともに、縫製枠駆動を高速化して生産性を高めることができ、経済的な縫製枠駆動装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

加工布張設する一対の長辺と一対の短辺とを持つ四角枠状の縫製枠縫製枠駆動装置であって、前記長辺の複数点リニアモータにより前記長辺の長さ方向に対して直交方向に駆動し、前記短辺をボールネジ駆動機構により前記短辺の長さ方向に対して直交方向に駆動するミシンの縫製枠駆動装置。

請求項2

一対の前記長辺の双方を固定子が異なるリニアモータによりそれぞれ駆動する請求項1記載のミシンの縫製枠駆動装置。

請求項3

一対の前記長辺の双方を固定子を同じくするリニアモータにより駆動する請求項1記載のミシンの縫製枠駆動装置。

請求項4

一対の前記長辺の一方の長辺のみを前記リニアモータにより駆動し、他方の前記長辺をスライドガイド機構により案内する請求項1記載のミシンの縫製枠駆動装置。

請求項5

一対の前記短辺の一方の短辺のみを前記ボールネジ駆動機構により駆動し、他方の前記短辺をスライドガイド機構により案内する請求項1記載のミシンの縫製枠駆動装置。

技術分野

0001

本発明は、加工布張設する縫製枠ミシンの前後方向又は左右方向に移動する駆動装置に関するものである。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、本明細書でもそれに従う。

0002

従来の縫製枠駆動装置は、X方向でもY方向でも同じく、回転式モータでテーブルより下方のベルトを駆動し、該ベルトに固定した移動体に取着したローラを縫製枠に係合して駆動するタイプがほとんどである。(例えば、特許文献1参照)

0003

そこで、近年、高精度化及び高速化が可能な縫製枠駆動装置が検討されており、その一つに、リニアモータ50を用いた駆動装置(例えば、特許文献2参照)がある。この縫製枠駆動装置は、図7及び図8に示すように、X方向及びY方向のそれぞれ1辺について、リニアモータ50の直線状の固定子52をテーブルより下方に配し、該固定子52に沿って直線的に移動する移動子53から軸体54をテーブル上に突出させ、該軸体54の上端に取着したローラ55を縫製枠51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、ベルトの伸びと無関係であり、また伝動用ギヤを無くせるため、高精度化及び高速化に有利である。

背景技術

0004

【特許文献1】
特開2001−768公報
【特許文献2】
特開2000−271363公報

0005

ところが、本発明者がリニアモータを用いた駆動装置の実用化を検討したところ、現時点では次のような問題があることが判明した。
すなわち、四角枠状の縫製枠が長辺と短辺とからなる長方形枠状の縫製枠である場合、長辺は駆動時に比較的歪みやすいためその複数点を駆動することが好ましく、短辺は駆動時に比較的歪みにくいため1点又は少ない複数点を駆動すれば足りる。
しかるところ、長辺と短辺との両方をリニアモータにより駆動しようとすると、長辺については、その複数点をリニアモータにより駆動することに格別の問題はなく、リニアモータによる高精度化及び高速化の利点を十分に享受できる。リニアモータは現時点ではまだ高価であるが、従来も複数点を駆動すべく複数台ベルト駆動装置を用いていたのであるから、同じく複数台のリニアモータを用いてもコストアップ容認できる範囲である。
しかしながら、短辺については、その1点をリニアモータにより駆動しようとすると、縫製枠全体を短辺直交方向には1台のリニアモータにより駆動することになるから、大きな駆動力を有するリニアモータを用いなければならないところ、そのようなリニアモータは現時点では種類が少なく、また非常に高価である。また、短辺の少ない複数点(例えば2,3点)を、程々の駆動力のリニアモータにより駆動しようとしても、従来は1台のベルト駆動装置で足りていたところに現時点ではまだ高価なリニアモータを複数用いるのであるから、かなりのコストアップとなる。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、縫製枠の長辺と短辺とにそれぞれ最適な駆動体を用いることで、縫製枠駆動を高精度化して高精度の縫目を形成することができるとともに、縫製枠駆動を高速化して生産性を高めることができ、経済的な縫製枠駆動装置を提供することにある。

0007

上記目的を達成するために、本発明のミシンの縫製枠駆動装置は、加工布を張設する一対の長辺と一対の短辺とを持つ四角枠状の縫製枠の縫製枠駆動装置であって、長辺の複数点をリニアモータにより長辺の長さ方向に対して直交方向に駆動し、短辺をボールネジ駆動機構により短辺の長さ方向に対して直交方向に駆動する。

0008

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軸モータのことをいう。
「複数点」の個数と位置は、特に限定されず、互いに間隔を置いて設定した少なくとも2点であることが好ましく、特に好ましくは、安定して縫製枠を駆動するには各辺を略等分する位置に配置された点である。

0009

縫製枠のリニアモータを用いたY方向駆動としては、一対の長辺の双方を駆動する場合と一対の長辺の一方の長辺のみを駆動する場合とがある。
(1)一対の長辺の双方を駆動する場合
▲1▼ 一対の長辺の双方を固定子が異なるリニアモータによりそれぞれ駆動する態様。
▲2▼ 一対の長辺の双方を固定子を同じくするリニアモータにより駆動する態様。(2)一対の長辺の一方の長辺のみを駆動する場合
▲1▼ 他方の長辺をスライドガイド機構により案内する態様。
▲2▼ 他方の長辺を駆動も案内もしない態様。

課題を解決するための手段

0010

縫製枠のボールネジ駆動機構を用いたX方向駆動としては、一対の短辺の双方を駆動する場合と一対の短辺の一方の短辺のみを駆動する場合とがある。
(1)一対の短辺の双方を駆動する場合
▲1▼ 一対の短辺の双方をボールネジが異なるボールネジ駆動機構によりそれぞれ駆動する態様。
▲2▼ 一対の短辺の双方をボールネジを同じくするボールネジ駆動機構により駆動する態様。
(2)一対の短辺の一方の短辺のみを駆動する場合
▲1▼ 他方の短辺をスライドガイド機構で案内する態様。
▲2▼ 他方の短辺を駆動も案内もしない態様。

0011

図1図6は本発明を具体化した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で回転駆動されるとの協働により、後述する加工布に縫製が行なわれる。

0012

加工布を張設する一対の長辺と一対の短辺とを持つ四角枠状の縫製枠10(刺繍ミシンにおいては刺繍枠)がテーブル4に対して非接触で配される。この各辺を後側X長辺10a、前側X長辺10b、右側Y短辺10c、左側Y短辺10dとする。

0013

右側Y短辺10cの右縁部には、縫製枠10をX方向に駆動するためのX方向駆動枠11が、右側Y短辺10cよりも充分に長く、X方向には相対移動不能に且つY方向には相対移動可能に結合されている。具体的には、図3(a)に示すように、X方向駆動枠11の左縁部に平面壁からY方向に延びる縦壁12が垂下した形状部分が形成され、右側Y短辺10cの右縁部に前記形状部分の下方に潜り込む水平壁が形成され、該水平壁に立設された一対の支軸に回転可能に軸着された一対の係合ローラ13が前記縦壁12の一つにそれを挟むように係合している。右側Y短辺10cとX方向駆動枠11とがX方向に相対移動不能なのは係合ローラ13が前記縦壁12に当接しているからであり、Y方向に相対移動可能なのは係合ローラ13が回転して相対移動を許容するからである。この係合ローラ13は右側Y短辺10cのY方向に複数対設けられている。

0014

また、左側Y短辺10dの左縁部には、X方向駆動枠11と同様な形状のX方向案内枠14が設けられている。

0015

縫製枠10の短辺を短辺の長さ方向に対して直交方向に(X方向)に駆動する駆動装置は、次のボールネジ駆動機構20がX方向駆動枠11を略三等分する2位置を駆動し、縫製枠10をX方向に駆動を案内するスライドガイド機構30が、X方向案内枠14を略三等分する2位置を案内するように構成されている。

0016

ボールネジ駆動機構20は、図3(a)(b)に示すように、テーブル4より下方において下フレーム2のレール土台21に取り付けられたブラケット22と、該ブラケット22に回転可能に支持されたボールネジ23と、該ボールネジ23の一端に結合されてボールネジ23と共回転する被動プーリ27と、該ボールネジ23に螺動可能に螺合したナット25と、該ナット25に立設されて前記スリット板7のスリットを遊通してテーブル4上に突出するナット上部26とからなる。2つのボールネジ23の駆動は、2つの被動プーリ27に巻きつけられたベルト28を同期回転駆動するモータ24により行われる。

0017

スライドガイド機構30は、図4(a)(b)に示すように、テーブル4より下方において下フレーム2のレール土台21に取り付けられたガイドレール31と、該ガイドレール31にスライド可能に係合されたスライダ32と、該スライダ32に立設されて前記スリット板7のスリットを遊通してテーブル4上に突出するスライダ上部33とからなる。ガイドレール31及びスライダ32としては、一般に市販されている例えばLMガイドを利用するのが簡便である。

0018

縫製枠10の長辺を長辺の長さ方向に対して直交方向(Y方向)に駆動する駆動装置は、図5及び図6に示すように、次の直線状固定子41と移動子42とからなるリニアモータ40及びその制御装置により構成されている。
テーブル4側には、縫製枠10のY方向に延び、縫製枠のY方向の駆動範囲に対応するY寸法を備えた4つの直線状固定子41が、後側X長辺10aを略五等分する4位置で、縫製枠10の後側X長辺10aに対して直下に嵌入し設けられている。
直線状固定子41は、直線状固定子41の長さ方向の略中央部に永久磁石43が貼り付けられており、永久磁石43の両脇にリニアガイド44が設けられている。

0019

また、縫製枠10側には、直線状固定子41の直上であって、縫製枠10の後側X長辺10aを略五等分する4位置に、縫製枠10の後側X長辺10aと係合する係合部材としてのローラ45を介して移動子42(枠体のみ図示し、内部構造は図示を略している)が取り付けられている。
移動子42は、直線状固定子41との相互作用により、直線状固定子41の長さ方向の駆動力を発生させるように、可動コイルが組み込まれており、リニアガイド44によって支持されている。また、移動子42にはケーブルサポート46(一部のみ図示している)に内装されているモーターケーブル(図示略)を経由して電気が移動子42に供給されている。

0020

本実施形態において、リニアモータ40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)を用いた。

0021

以上のように構成されたミシンの縫製枠駆動装置によれば、以下の効果が得られる。
(1)縫製枠のX方向の駆動に、駆動力のあるボールネジ駆動機構20を短辺に用いることで、少ない数(本実施形態では2台)の駆動装置に、駆動の力が集中しても、縫製枠のX方向の駆動を高速化して行うことができる。
(2)縫製枠のY方向の駆動に、リニアモータ40の複数(本実施形態では4台)台を長辺に用いることで、縫製枠の長辺の歪みを防止でき、駆動の力を分散させて、縫製枠の駆動を高速化して生産性を高めることができる。また、リニアモータによる駆動は、磁気による直接的な駆動のため、ベルト及び軸体が介在しないので、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。
(3)縫製枠のX方向の駆動の案内であるスライドガイド機構30が、X方向案内枠を案内することで、対応する左側Y短辺10dの歪み変形が防止され、精度よく駆動することができる。
(4)長辺をリニアモータ40により駆動することで、従来の短辺と長辺の両方をベルト駆動する場合と比較して、組み立ての際に機械的な精密さを必要とする係合・摺動部分が少なくなり、構造が簡単になったため、組み立てが容易になり、組み立て時間の短縮ができる。
(5)短辺をボールネジ駆動機構20により駆動し、長辺をリニアモータ40により駆動するというそれぞれの辺に最適な駆動体を使用することで、縫製枠駆動を高速化して生産性を高めることができ、経済的な縫製枠駆動装置となる。

発明を実施するための最良の形態

0022

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。
(a)縫製枠10の左側Y短辺10d側のX方向案内枠を設けず、スライドガイド機構30により案内しないこと。
(b)縫製枠10の前側X長辺10b側を、スライドガイド機構30により案内すること。
(c)縫製枠10の後側X長辺10aを駆動するリニアモータに、連結バーで連結されたスライドガイド機構により前側X長辺10b側に案内すること。
(d)前側X長辺10bに移動子が1つ追加されて、縫製枠10の後側X長辺10aと前側X長辺10bとを、固定子を同じくするリニアモータにより駆動すること。
(e)縫製枠10の前側X長辺10b側を、後側X長辺10aを駆動するリニアモータとは別体のリニアモータにより駆動すること。
(f)駆動体(リニアモータ又はボールネジ駆動機構)が設けられている辺と同一の辺に、駆動体と平行にスライドガイド機構が設けられること。

図面の簡単な説明

0023

以上詳述したように、本発明に係るミシンの縫製枠駆動装置によれば、縫製枠の短辺と長辺とにそれぞれ最適な駆動体を用いることで、縫製枠駆動を高精度化して高精度の縫目を形成することができるとともに、縫製枠駆動を高速化して生産性を高めることができ、経済的であるという優れた効果を奏する。

図1
本発明の実施形態に係るミシンの縫製枠駆動装置の平面図である。
図2
同縫製枠駆動装置の斜視図である。
図3
同縫製枠駆動装置に係る(a)は図1のIII−III線断面図、(b)は(a)のb−b線断面図である。
図4
同縫製枠駆動装置に係る(a)は図1のIV−IV線断面図、(b)は(a)のb−b線断面図である。
図5
同縫製枠駆動装置に係る図1のV−V線断面図である。
図6
同縫製枠駆動装置に係る図1のVI−VI線断面図である。
図7
従来のミシンの縫製枠駆動装置の平面図である。
図8
同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
10a 後側X長辺
10b 前側X長辺
10c 右側Y短辺
10d 左側Y短辺
11  X方向駆動枠
14  X方向案内枠
20  ボールネジ駆動機構
30  スライドガイド機構
40  リニアモータ
41  直線状固定子
42  移動子

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