JP2004024877A - 刺繍フレーム駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、１つの駆動ドライバーと１つのリニアスケールによって多数のリニアモーターを安定的に同時に制御しうる多頭式刺繍機の刺繍フレーム駆動装置を提供することである。
【解決手段】本発明の課題は、Ｘ軸駆動部またはＹ軸駆動部並びに駆動制御部が、複数のリニアモーターが外部で結線されるリニアモーター部と、リニアモーターの駆動信号を出力するコントローラーと、コントローラーから出力されるリニアモーターの駆動信号により、リニアモーター部の所定のリニアモーターに駆動電流を供給して、複数のリニアモーターを同時に駆動させる駆動ドライバーと、駆動ドライバーにより動作するリニアモーターの動作を制御するために、リニアモーターの動作に応じた出力信号を前記駆動ドライバーにフィードバックするリニアスケールとを備えることを特徴とする多頭式刺繍機の刺繍フレーム駆動装置によって、解決される。
【選択図】　図８ａ

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刺繍フレーム駆動装置、特に、多数のヘッドを備える多頭式刺繍機の刺繍フレーム駆動装置に関する。本発明の刺繍フレーム駆動装置によれば、刺繍フレームのたわみを防止するため、刺繍フレームをＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動させるリニアモーターを、総動力の細分化を経て外部で結線させることができ、また、１つの駆動ドライバーと１つのリニアスケールを用いることによって、複数のリニアモーターを同時に制御することができる。
【０００２】
【従来の技術】
以下、添付図面を参照しながら従来技術の刺繍機の構成および作動について説明する。
【０００３】
図１および図２に示すように、長方形テーブル２上に刺繍フレーム４が位置する。また、テーブル２の右手領域において、刺繍フレーム４をＸ軸方向に移動しうるように案内するＸ軸スロット６が、所定のＸ軸方向長さで形成されている。テーブル２の後部域には、前記刺繍フレーム４をＹ軸方向に移動しうるように案内するＹ軸スロット８が、所定のＹ軸方向長さで形成される。
【０００４】
刺繍フレーム４は、ビーム１０を備え、ビーム１０は、テーブル２の中央領域に位置して、テーブル２の両側端部域まで延在している。ビーム１０には、多数の針を備えたヘッド１２が、刺繍をしようとする数だけ等間隔で設置され、ヘッド１２には、テーブル２下方の他方の端部に位置して動力を伝達する主軸駆動部１６が連結されている。
【０００５】
また、刺繍フレーム４の右手端部には、刺繍フレーム４をＸ軸方向に移動（前進および後進）しうるように動力を提供するＸ軸駆動部１７が設置され、このＸ軸駆動部１７を、図３および図４を参照しながら具体的に説明する。
【０００６】
まず、Ｘ軸駆動部１７は、刺繍フレーム４の右手端部において回転ローラー１８を備える。ローラー１８は、刺繍フレーム４をＸ軸方向に移動させるコネクターフレーム２０の前面に結合されている。また、コネクターフレーム２０の前面には、ローラー１８をＹ軸方向にスライドして移動しうるように案内の役割をするガイド溝２２がＹ軸方向に形成されている。
【０００７】
コネクターフレーム２０の下部は、Ｘ軸スロット６の内部でスライド移動するサポーター２４の上端部に結合され、サポーター２４の下端部には、刺繍フレーム４をＸ軸方向に移動しうるように動力を提供するリニアモーター２６が設置され、リニアモーター２６には、当該リニアモーター２６動作制御用のコントロール部２８が連結され、このコントロール部２８はテーブル２の下方に設置される。
【０００８】
コントロール部２８は、作業者がメニューの選択により様々な模様と色相の刺繍ができるように設けた操作部３０に連結される。
【０００９】
リニアモーター２６には、様々なタイプがあり、本発明の実施形態に最も適切なタイプのリニアモーター２６のうち、１つの構造について説明する。
【００１０】
まず、前記リニアモーター２６は、磁石３２を長手方向に備えているラックベース３４を備え、ラックベース３４の上部両側には案内の役割をするレール３６が各々設置され、レール３６上において、前進および後進するスライダー３８が設置される。また、スライダー３８の底面には、供給される電流により磁場を発生させるコイル（図示せず）が、磁石３２に対向するように設置される。
【００１１】
一方、刺繍フレーム４の後方端部には、図５および図６に示すように、Ｙ軸方向に前進および後進するＹ軸駆動部３９が設置されており、その構造について説明すると、次の通りである。
【００１２】
刺繍フレーム４の後方端部に設置したＹ軸駆動部３９のコネクターフレーム４０の背面には、スライドリーブ４２がＹ軸長手方向に対し垂直に形成される。
【００１３】
コネクターフレーム４０の下端部の下方に、Ｙ軸スロット８に沿って前進および後進するサポーター４４が位置する。このサポーター４４の上端部の両側には、スライドリーブ４２の両側面上をスライドしかつ当該両側面に接触しながら案内の役割をするガイドローラー４６が回転自在に設置される。２つのガイドローラー４６の間には、スライドリーブ４２の下端部を支えながら案内の役割をするサポーターローラー４８が回転自在に設置される。
【００１４】
また、サポーター４４の下端部には、刺繍フレーム４をＹ軸方向に移動しうるように動力を提供するリニアモーター５０が設置され、このリニアモーター５０の構造は前記したリニアモーター２６と同一である。
【００１５】
なお、以上のような構成を有するＹ軸駆動部３９は、要すれば、刺繍フレーム４の前方端部に設置することもできる。
【００１６】
次に、前記したような刺繍機において、刺繍フレーム４をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させるＸ軸駆動部１７およびＹ軸駆動部３９の動作を制御する駆動制御部について、図７を参照しながら説明する。
【００１７】
従来技術の刺繍機によれば、裁縫機針台の上下運動によって針作業を実施する間、裁縫物（織物）固定用の刺繍フレーム４をＸ軸方向およびＹ軸方向に水平運動させる２軸位置決定制御機器を用い、リニアＡＣサーブモーターを刺繍機の駆動装置に用いていた。
【００１８】
しかしながら、多数のヘッドを備えた多頭式刺繍機の刺繍フレーム４は、リニアモーター２１０の可動子ブロックの上部に位置して当該ブロックと連動して運動し、また刺繍フレーム４は、通常アルミニウムで構成されている。多頭式刺繍機は、多数のヘッドを備えているため、Ｘ軸方向の長さが長くなり、刺繍フレーム４作動用のリニアモーター２１０を１しか使用しなければ、刺繍フレーム４は、水平方向かつＸ軸およびＹ軸方向に移動しなければならないため、両側にたわむ現象が現われる。
【００１９】
このため、多頭式刺繍機の場合に、Ｙ軸駆動装置として、１つの駆動装置ではなく複数の駆動装置を使用することが、一般化されている。
【００２０】
かかる駆動制御部について説明すると次の通りである。
図７ａは、従来技術の刺繍フレームの駆動部および駆動制御部の構成を示すブロック図、図７ｂは、リニアモーターの可動子ブロックの斜視図、図７ｃはコイルの結線図を示す。
【００２１】
図７ａに示すように、Ｙ軸駆動部は、複数（４個）のリニアモーター２１０と、複数（４個）の駆動ドライバー２２０と、複数（４個）のリニアスケール２３０とを備え、１つのコントローラー２４０から出力される同期信号により制御されている。
【００２２】
図７ｂに示すように、可動子ブロックは、ｕ相、ｖ相およびｗ相と呼ばれる三相巻線が各々一本ずつで合計３つの線と、アース線（Ｇ）の一本が外部に引出されて、この以外の線は可動子ブロックの内部にモールディングされている。
【００２３】
図７ｃは、可動子ブロック内部のコイルが結線されている状態を示す結線図であって、Ｙ結線のリニアモーターの場合は、ｕ相、ｖ相、ｗ相の一端側巻線は、可動子ブロック内で連結されてモールディングされており、ｕ相、ｖ相、ｗ相の他端側巻線は可動子ブロックの外部に引出されて利用される。
【００２４】
多頭式刺繍機の場合のように、総動力の細分化を経て、複数のリニアモーター２１０を同時に制御する場合でさえ、リニアモーター２１０の各１台に対し駆動ドライバー２２０およびリニアスケール２３０を別々に備えなければならない。
【００２５】
すなわち、駆動ドライバー２２０およびリニアスケール２３０は、リニアモーター２１０の数と同じ数だけ必要になる。
【００２６】
この理由は、現在までリニアモーターを刺繍機の駆動装置に適用する場合に完製品であるリニアモーターを購入し使用してきたためであり、それによってリニアモーターを、付属機器が高価であるため製造原価が上昇する問題があった。
【００２７】
また、従来技術では、各リニアスケールによって制御部を構成しているため、それによるエラーもかなり多く発生する。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、前記したような問題点を解決することである。すなわち本発明の課題は、可動子ブロックの６本の線を外部に引出して利用することによって、複数のリニアモーターを外部で結線しうる刺繍フレームの駆動装置を提供することである。
【００２９】
また、本発明の他の課題は、外部で結線されているリニアモーターを１つの駆動ドライバーと１つのコントローラーにより同時制御しうる刺繍フレームの駆動装置を提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、本発明によって解決される。すなわち、本発明（請求項１）は、織物を固定する刺繍フレームと、多数の針を備えた多数のヘッドと、前記刺繍フレームをＸ軸方向に移動させるように動力を提供するＸ軸駆動部と、前記刺繍フレームをＹ軸方向に移動させるように動力を提供するＹ軸駆動部と、前記Ｘ軸駆動部および前記Ｙ軸駆動部を制御するために各々Ｘ軸駆動制御信号およびＹ軸駆動制御信号を出力する駆動制御部を含んでなる、多頭式刺繍機の刺繍フレーム駆動装置を提供する。本発明によれば、前記Ｘ軸駆動部または前記Ｙ軸駆動部並びに前記駆動制御部は、複数のリニアモーターが外部で結線されるリニアモーター部と、リニアモーターの駆動信号を出力するコントローラーと、前記コントローラーから出力される前記リニアモーターの駆動信号により、前記リニアモーター部の所定のリニアモーターに駆動電流を供給して、複数のリニアモーターを同時に駆動させる駆動ドライバーと、前記駆動ドライバーにより動作するリニアモーターの動作（例えば、移動量）を制御するために、前記リニアモーターの動作に応じた出力信号を前記駆動ドライバーにフィードバックするリニアスケールとを備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明の好適な態様によれば、前記リニアモーター部の各リニアモーターは、可動子ブロックを備え、前記可動子ブロックの内部巻線の両側端部を、外部に引出している（請求項２）。
【００３２】
また本発明の好適な態様によれば、前記リニアモーター部の複数のリニアモーターは、Ｙ結線で直列または並列に連結させる（請求項３）。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の目的、特徴および長所について詳細に説明する。
【００３４】
特に、前記した従来技術の駆動部および駆動制御部とは異なった構成を有する、本発明の駆動部および駆動制御部の一実施形態を、添付の図８および図９を参照しながら説明する。
【００３５】
図８ａは、特に、複数のリニアモーターをＹ結線に直列に連結させた実施形態による刺繍フレームの駆動部および駆動制御部の構成を示すブロック図、図８ｂは可動子ブロックの斜視図、図８ｃはコイル結線の一実施形態を示す結線図である。
【００３６】
図８ａを参照すると、本発明の駆動部および駆動制御部は、複数のリニアモーターを直列に連結したリニアモーター部３１０と、リニアモーターの駆動信号を出力するコントローラー３４０と、コントローラー３４０から出力されるリニアモーターの駆動信号によってリニアモーター部３１０うち所定のリニアモーター３１０に駆動電流を供給して複数のリニアモーターを駆動する駆動ドライバー３２０と、駆動ドライバー３２０によって動作するリニアモーターの動作（移動量）を制御するためリニアモーター動作に応じた出力信号を駆動ドライバー３２０にフィードバックするリニアスケール３３０とを含んで構成される。
【００３７】
前記した駆動部および駆動制御部は、Ｘ軸駆動用のＸ軸駆動部にだけ適用するかまたはＹ軸駆動用のＹ軸駆動部にだけ適用することができ、かつ、Ｘ軸駆動部およびＹ軸駆動部の両者に適用することもできる。例えば、Ｘ軸駆動部には１つのリニアモーターを使用し、Ｙ軸駆動部には複数のリニアモーターを使用することもでき、かつＸ軸およびＹ軸駆動部の両者に複数のリニアモータを使用することも可能である。
【００３８】
リニアモーター部３１０の各リニアモーターには、線型（一直線）に移動するモーターとしての可動子ブロックが包含される。
【００３９】
前記したように、従来技術のリニアモーター可動子ブロックは、ｕ、ｖ、ｗの３本の巻線が外部に引出されており、

の３本の巻線は可動子ブロックの内部にモールディングされていた。これに対し、本発明では、図８ｂに示すように、可動子ブロックのｕ、ｖ、ｗ、

の６本を全て外部に引出すように製造することによって、６本の巻線を利用して隣接のリニアモーターに外部においてＹ結線として結線して使用することができる。
【００４０】
図８ｂの‘Ｇ’はアース線である。
【００４１】
図８ａに示すように、４個のリニアモーター（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）を直列に連結しているため、駆動ドライバー３２０およびリニアスケール３３０は、１個しか必要ではない。
【００４２】
すなわち、直列連結の４個のリニアモーター（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）は、コントローラー３４０によって、１個の駆動ドライバー３２０によって同時制御が可能であり、この時、リニアスケール３３０も駆動ドライバーの個数と同じ個数だけ備える。
【００４３】
前記コントローラー３４０は、リニアモーター（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）を動作しようとする時には、前記駆動ドライバー３２０から駆動電流が供給されるようにする信号を出力し、リニアモーター（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）の動作を中止しようとする時には、前記駆動ドライバー３２０からの駆動電流の供給が中断されるようにする信号を出力する。
【００４４】
図８ｃは可動子ブロックのコイルが結線されていることを示しており、図８ｃに示した６本の各巻線が、図８ｂのように可動子ブロックの外部に引出されている。
【００４５】
前記したように、可動子ブロックの外部に引出される各巻線がリニアモーター（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）と直列に連結された時の等価回路が図９である。
【００４６】

【００４７】
したがって、４個のリニアモーターをＹ結線で直列に連結した場合、刺繍フレーム３００を駆動する総動力（ｐｏｗｅｒ）は、４個のリニアモーター３１０の各動力の和になり、このとき、１個の駆動ドライバー３２０と１個のリニアスケール３３０とを介して、４個のリニアモーター３１０を同時に制御することができる。
【００４８】
以上の本発明は、前記された実施形態に限定されず、当業者によって多様な変形および変更が可能であり、それは添付された特許請求範囲で定義する本発明の趣旨と範囲に含まれる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明は、リニアモーター可動子ブロックの三相巻線の６本の線を外部に引出して、複数のリニアモーターを外部で連結することによって、１つの駆動ドライバーと１つのリニアスケールとによって制御される駆動制御部を構成できるため、複数のリニアモーターを安定的に同時制御することができる。
【００５０】
また、本発明は、複数のリニアモーターを外部で連結することによって、駆動制御部の構造が簡単になるだけではなく、製造原価が低廉な刺繍フレームの駆動装置を提供することができる。
【００５１】
尚、本発明は、駆動制御部の駆動ドライバーとリニアスケールなどの部品を減少させることによって、モーターを装着する空間を節約して機械的構造を簡単にするだけではなく、Ａ／Ｓなどの技術支援時は操作が容易な構造を提供することができる。
【００５２】
また、本発明は、外部で結線することができるリニアモーターを適用することによって、刺繍機の大きさに応じてこの容積の増減が容易な刺繍フレームの駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術を説明するための刺繍機の平面図。
【図２】従来技術を説明するための刺繍機の正面図。
【図３】従来技術を説明するためのＸ軸駆動部を示す分解斜視図。
【図４】従来技術を説明するためのＸ軸駆動部を示す断面図。
【図５】従来技術を説明するためのＹ軸駆動部を示す分解斜視図。
【図６】従来技術を説明するためのＹ軸駆動部を示す断面図。
【図７ａ】従来技術の刺繍フレームの駆動部および駆動制御部を示す断面図。
【図７ｂ】従来技術のリニアモーターの可動子ブロックを示す斜視図。
【図７ｃ】従来技術のコイル結線の状態を示す結線図。
【図８ａ】本発明の刺繍フレームの駆動部および駆動制御部の構成を示すブロック図。
【図８ｂ】本発明のリニアモーターの可動子ブロックを示す斜視図。
【図８ｃ】本発明のコイル結線の状態を示す結線図。
【図９】本発明の一実施形態であるＹ結線による等価回路を示す回路図。
【符号の説明】
３００：刺繍フレーム
３１０：リニアモーター部
３２０：駆動ドライバー
３３０：リニアスケール
３４０：コントローラー

Claims (3)

1. 織物を固定する刺繍フレームと、多数の針を備えた多数のヘッドと、前記刺繍フレームをＸ軸方向に移動させるように動力を提供するＸ軸駆動部と、前記刺繍フレームをＹ軸方向に移動させるように動力を提供するＹ軸駆動部と、前記Ｘ軸駆動部および前記Ｙ軸駆動部を制御するために各々Ｘ軸駆動制御信号およびＹ軸駆動制御信号を出力する駆動制御部を含んでなる、多頭式刺繍機の刺繍フレーム駆動装置において、
   前記Ｘ軸駆動部または前記Ｙ軸駆動部並びに前記駆動制御部は、
   複数のリニアモーターが外部で結線されるリニアモーター部と、
   リニアモーターの駆動信号を出力するコントローラーと、
   前記コントローラーから出力される前記リニアモーターの駆動信号により、前記リニアモーター部の所定のリニアモーターに駆動電流を供給して、複数のリニアモーターを同時に駆動させる駆動ドライバーと、
   前記駆動ドライバーにより動作するリニアモーターの動作を制御するために、前記リニアモーターの動作に応じた出力信号を前記駆動ドライバーにフィードバックするリニアスケールと
   を備えることを特徴とする刺繍フレーム駆動装置。
2. 前記リニアモーター部の各リニアモーターは、可動子ブロックを備え、前記可動子ブロックの内部巻線の両側端部を、外部に引出している請求項１記載の刺繍フレーム駆動装置。
3. 前記リニアモーター部の複数のリニアモーターは、Ｙ結線で直列または並列に連結させる請求項１記載の刺繍フレーム駆動装置。

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