JP2014105412A - 刺繍枠移送装置及びミシン - Google Patents

Abstract

【課題】刺繍枠の停止位置の精度を向上することが可能な刺繍枠移送装置及びミシンを提供する。
【解決手段】刺繍枠移送装置３０はミシンに着脱可能である。刺繍枠移送装置３０は、キャリッジ５０と第一駆動機構４５とを備えている。キャリッジ５０は刺繍枠９を回転可能に支持する。キャリッジ５０は、Ｙ方向に移動可能に支持されている。第一駆動機構４５は、キャリッジ５０とは別に設けられている。第一駆動機構４５は、リード軸４６５とスプライン軸４７５とを含む。第一駆動機構４５は、リード軸４６５を回転させ、キャリッジ５０をＹ方向に移送する。第一駆動機構４５は、スプライン軸４７５を回転させ、キャリッジ５０に支持された刺繍枠９を回転させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、刺繍枠を移送する刺繍枠移送装置、及び刺繍枠移送装置を装着可能なミシンに関する。

従来、刺繍枠を移送する刺繍枠移送装置及び刺繍枠移送装置を装着可能なミシンが知られている。例えば、特許文献１に記載の自動ミシンは、保持手段を備えている。保持手段は、円形状の外側枠と、外側枠の内側に嵌まる内側枠と、外側枠及び内側枠を支持する支持枠とからなっている。保持手段は外側枠と内側枠との間に被縫製物を挟み込み、縫針の下方で被縫製物を水平に張った状態とすることができる。自動ミシンは、３つのモータを備えている。１つのモータは、保持手段をＸ方向に移動させる。他の１つのモータは、保持手段をＹ方向に移動させる。さらに他の１つのモータは、保持手段の支持枠上に設けられている。支持枠上のモータが回転すると、保持手段が水平方向に回動する。

特開平５−１２３４６４号公報

しかしながら、前記従来の自動ミシンでは、保持手段の支持枠上に、保持手段を回転させるためのモータが設けられている。このため、保持手段の重量が大きくなる。よって、保持手段をＸ方向及びＹ方向に移動させて停止させる場合に、停止し難くなる。よって、保持手段の停止位置の精度が低下する場合がある。

本発明の目的は、刺繍枠の停止位置の精度を向上することが可能な刺繍枠移送装置及びミシンを提供することである。

本発明の第１の態様に係る刺繍枠移送装置は、刺繍枠を回転可能に支持するキャリッジであって、第一方向に移動可能に支持されたキャリッジと、前記キャリッジとは別に設けられ、前記キャリッジを前記第一方向に移送し、前記キャリッジに支持される前記刺繍枠を回転させる第一駆動手段とを備えている。この場合、第一駆動手段によって、刺繍枠の第一方向への移送、及び刺繍枠の回転を行うことができる。また、第一駆動手段は、キャリッジに設けられていない。このため、キャリッジの重量を小さくできる。よって、第一駆動手段が、キャリッジを第一方向に移送する場合に、キャリッジが停止し易くなる。よって、刺繍枠及びキャリッジの停止位置の精度を向上することができる。

本発明の第２の態様に係るミシンは、前記刺繍枠移送装置を装着可能である。この場合、ミシンは、刺繍枠及びキャリッジの停止位置の精度を向上することができる。

刺繍枠移送装置３０を装着した状態のミシン１の斜視図である。 カットワーク針８が装着された針棒６の近傍をミシン１の左側から見た図である。 刺繍枠９を装着した状態の刺繍枠移送装置３０の斜視図である。 刺繍枠移送装置３０の内部構造を示す図である。 キャリッジ５０と刺繍枠９の分解斜視図である。 ミシン１の電気的構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。ミシン１の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図１の右下側、左上側、左下側、及び右上側をそれぞれ、ミシン１の前側、後側、左側、右側とする。また、ミシン１の左右方向をＸ方向とし、前後方向をＹ方向とする（図４参照）。

図１に示すように、ミシン１は、ベッド部１１、脚柱部１２、アーム部１３、及び頭部１４を備える。ベッド部１１は、ミシン１の土台であって左右方向に延びるように設けられる。脚柱部１２は、ベッド部１１の右端部から上方へ立設されている。アーム部１３は、脚柱部１２の上端から左方へ延びる。頭部１４は、アーム部１３の左先端部に設けられている。ベッド部１１の上面には、針板（図示せず）が配設されている。針板の下のベッド部１１内には、送り歯（図示せず）、布送り機構（図示せず）、送り量調整用パルスモータ７８（図６参照）、及び釜機構（図示せず）が設けられている。送り歯は、縫製される加工布を所定の送り量で移動させる。布送り機構は、送り歯を駆動する。送り量調整用パルスモータ７８は、送り量を調整する。

ミシン１で刺繍縫製やカットワーク（後述）が行われる場合、ベッド部１１の上側には、加工布を保持する刺繍枠（例えば、刺繍枠９）が配置される。ミシン１では、刺繍枠移送装置３０に装着された刺繍枠の種類に応じて、刺繍枠の内側に縫製可能領域が設定される。刺繍枠９を移動させる刺繍枠移送装置３０は、ベッド部１１に着脱可能である。

刺繍枠９が、刺繍枠移送装置３０によってＸ方向及びＹ方向に移動され、回転が行われながら、針棒６（図２参照）や釜機構（図示せず）が駆動される。このようにして、刺繍枠９に保持された加工布１００に対して所定の刺繍模様を縫製する模様縫製動作や、加工布１００を所定の形状に切断するカットワークが実行される。刺繍模様ではない通常模様が縫製される場合には、刺繍枠移送装置３０はベッド部１１から取り外される。そして、加工布１００が送り歯により移動されながら、通常縫製が行われる。刺繍枠移送装置３０の詳細については後述する。

図１に示すように、脚柱部１２の前面には、縦長長方形状の液晶ディスプレイ１５が設けられている。液晶ディスプレイ１５には、複数種類の模様、各種の機能を実行させるコマンド名、各種のメッセージ等、様々な項目の画像が表示される。液晶ディスプレイ１５の前面には、透明のタッチパネル２６が設けられている。液晶ディスプレイ１５に表示された項目に対応するタッチパネル２６の部位を、ユーザが指や専用のタッチペンを用いて触れることにより、縫製したい模様や実行すべきコマンドを選択することができる。

アーム部１３の構成について説明する。アーム部１３の前面下部には、縫製開始・停止スイッチ等を含むスイッチ群２５が設けられている。アーム部１３の上部には開閉カバー１６が設けられている。開閉カバー１６は、アーム部１３の上後端部に左右方向の軸回りに開閉可能に軸支されている。開閉カバー１６の下方、つまりアーム部１３の内部には、上糸を供給する糸駒（図示せず）を収納する糸収容部（図示せず）が設けられている。糸駒から延びる上糸は、図示しない糸調子器及び糸取バネ、天秤等を含む糸掛部を経由して、図示しない縫針に供給される。糸調子器は、頭部１４に設けられ、糸張力を調整する。天秤は、上下方向に往復移動するよう駆動されて上糸を引き上げる。頭部１４の下部に設けられている針棒６（図２参照）の下端部には、縫針（図示外）又はカットワーク針８（図２参照）が装着可能である。針棒６は、頭部１４内に設けられた針棒上下動機構（図示せず）により、上下動するように駆動される。針棒上下動機構は、ミシンモータ７９（図６参照）により回転駆動される主軸（図示せず）により駆動される。つまり、針棒６はミシンモータ７９によって駆動される。

図２に示すように、カットワーク針８は、所定の方向（図２では、前後方向）に所定の幅を有する刃８９を備えている。カットワーク針８が用いられてカットワークが実行されると、加工布１００に所定の幅の切れ目が形成される。針棒６の下端部にカットワーク針８が固定されている場合、カットワークを実行可能であり、針棒６の下端部に縫針（図示外）が固定されている場合、刺繍縫製を実行可能である。針棒６の後側には、押え棒１７が設けられている。押え棒１７の下端部には、押えホルダ１８が取り付けられている。押えホルダ１８には、加工布１００を押える押え足１９が着脱可能に固定されている。

図１及び図３に示すように、刺繍枠移送装置３０は、平滑な上面を有するケース２１と、このケース２１の上側に配設されて前後方向に細長く且つ前後両端部分がケース２１の前後両側へ張出す可動ケース４１を有する。ケース２１の上面の前後方向中央部には、左右方向に延びるスリット１０１が設けられている。ケース２１の前面の上部には、左右方向に延びるスリット１０２が設けられている。キャリッジ５０は、可動ケース４１内に設けられた第一駆動機構４５（図４参照、後述）から右方向に延びる。キャリッジ５０は、ケース２１の上側に位置している。ケース２１がベッド部１１に装着されると、ケース２１の上面がベッド部１１の上面と同じ高さになる。詳細は後述するが、キャリッジ５０には、刺繍枠９が装着される。

図４を参照して、可動ケース４１の内部構造及びキャリッジ５０について詳細に説明する。可動ケース４１の内部には、Ｙ方向フレーム４４、第一駆動機構４５、キャリッジ５０の一部、及び回転量検出部４０が配置されている。Ｙ方向フレーム４４は、Ｙ方向に延び、第一駆動機構４５及び回転量検出部４０を支持する。第一駆動機構４５は、キャリッジ５０とは別に設けられている。第一駆動機構４５は、キャリッジ５０をＹ方向に移送し、キャリッジ５０に支持される刺繍枠９（後述）を回転させる機構である。

第一駆動機構４５は、第一移送機構４６、回転機構４７、及び第一モータ４９を備えている。第一移送機構４６は、キャリッジ５０をＹ方向に移送する機構である。回転機構４７は、刺繍枠９を回転させる機構である。第一モータ４９は、第一移送機構４６と回転機構４７とを駆動する。

第一モータ４９は、Ｙ方向フレーム４４の前部に配置されている。第一モータ４９は、その駆動軸４９１を後方に向けて、Ｙ方向フレーム４４の前部から上方に延びる壁部４４１にネジ止めされている。第一モータ４９は、配線４９３を介して、基板２９の駆動回路２９１（図６参照）に電気的に接続されている。駆動軸４９１の後端には、駆動ギア４９２が固着されている。駆動ギア４９２には、第一移送機構４６と回転機構４７とが連結されている。

第一移送機構４６について詳述する。第一移送機構４６は、第一電磁クラッチ４６２、及びリード軸４６５を含む。第一電磁クラッチ４６２は、詳しく図示しないが、Ｙ方向フレーム４４に固定されている。第一電磁クラッチ４６２は、周知構成のクラッチであり、第一駆動ギア４６１を有している。第一駆動ギア４６１は、駆動ギア４９２の左側に設けられ、駆動ギア４９２に噛合している。第一駆動ギア４６１は駆動ギア４９２より径が大きい。第一電磁クラッチ４６２は、配線４６３を介して、基板２９（後述）上の駆動回路２９３（図６参照）と電気的に接続されている。

リード軸４６５の前方には、径小の軸部４６４が一体的に形成されて前方に延びる。軸部４６４の後方は、第一電磁クラッチ４６２の内側に設けられている中空軸（図示略）の貫通孔（図示略）に嵌合して、一体的に回転するように固定されている。軸部４６４の前端部は、第一エンコーダ４０１（後述）の回転軸（図示略）に連結している。

リード軸４６５は、第一電磁クラッチ４６２の後方に配置されている。リード軸４６５は、前後方向に延びる。第一電磁クラッチ４６２の後方には、Ｙ方向フレーム４４から上方に立設された壁部４４２が設けられている。壁部４４２は、左右方向に延びる。Ｙ方向フレーム４４の後端は、上方に折り曲げられ、壁部４４３を形成している。壁部４４３は左右方向に延びる。

壁部４４２における第一電磁クラッチ４６２の後側の部位には、軸受４６７が固定され、リード軸４６５の前端を回転可能に支持している。壁部４４３には、軸受４６８が固定され、リード軸４６５の後端を回転可能に支持している。また、詳しくは図示しないが、リード軸４６５は、軸受４６７によって軸方向には移動不能に支持されている。リード軸４６５の表面には、螺旋状の溝部４６６が形成されている。リード軸４６５は、キャリッジ５０を支持し、第一モータ４９の駆動によって回転した場合に、キャリッジ５０をＹ方向に移送するが、詳細は後述する。

第一電磁クラッチ４６２は、内部にコイル（図示略）を有する。配線４６３を介してコイルに通電されると、第一駆動ギア４６１と中空軸とが連結される。中空軸は、軸部４６４と一体的に回転するように固定されているので、これにより、第一駆動ギア４６１とリード軸４６５とが一体的に回転する状態となる。また、コイルへの通電が停止されると、第一駆動ギア４６１と中空軸との連結が遮断される。これにより、第一駆動ギア４６１のみが回転し、リード軸４６５は回転しない状態となる。すなわち、第一電磁クラッチ４６２は、第一モータ４９の駆動による回転力の伝達及び遮断を切り替えて、リード軸４６５の回転及び停止を制御する。

回転機構４７について詳述する。回転機構４７は、第二電磁クラッチ４７２、スプライン軸４７５、ブシュ８３、及びウォーム８１を含む。第二電磁クラッチ４７２は、詳しく図示しないが、Ｙ方向フレーム４４に固定されている。第二電磁クラッチ４７２は、第一電磁クラッチ４６２と同一構成のクラッチであり、第二駆動ギア４７１を有している。第二駆動ギア４７１は、駆動ギア４９２の右側に設けられ、駆動ギア４９２に噛合している。第二駆動ギア４７１の径は、第一駆動ギア４６１と同じである。第二電磁クラッチ４７２は、配線４７３を介して、基板２９（後述）上の駆動回路２９４（図６参照）と電気的に接続されている。

スプライン軸４７５の前方には、径小の軸部４７４が一体的に形成されて前方に延びる。軸部４７４の後方は、第二電磁クラッチ４７２の内側に設けられている中空軸（図示略）の貫通孔（図示略）に嵌合して、一体的に回転するように固定されている。軸部４７４の前端部は、第二エンコーダ４０２（後述）の回転軸（図示略）に連結している。

第二電磁クラッチ４７２は、上記第一電磁クラッチ４６２と同様に動作し、第一モータ４９の駆動による回転力の伝達及び遮断を切り替えて、スプライン軸４７５の回転及び停止を制御する。

スプライン軸４７５は、第二電磁クラッチ４７２の後方に設けられている。スプライン軸４７５は、リード軸４６５と平行に配置されている。スプライン軸４７５は、丸棒の外周面に４つの平面部が９０°間隔で形成されている。スプライン軸４７５の軸方向に垂直な断面は、正方形の４つの角部をＲ面取り（曲面で面取り）したような形状である（図５参照）。スプライン軸４７５の断面形状を、以降、略正方形と称す。

壁部４４２における第二電磁クラッチ４７２の後側の部位には、軸受４７７が固定され、スプライン軸４７５の前端を回転可能に支持している。壁部４４３には、軸受４７８が固定され、スプライン軸４７５を回転可能に支持している。また、詳しくは図示しないが、スプライン軸４７５は、軸受４７７によって軸方向には移動不能に支持されている。スプライン軸４７５は、キャリッジ５０（後述）を前後方向に移動可能に支持する。

スプライン軸４７５には、ウォーム８１と２つのブシュ８３が、軸方向には移動可能で、且つスプライン軸の回転と共に回転するように係合している。ウォーム８１は、前後方向に延びる円筒形状をなし、外周面に螺旋状のギアを有する。ウォーム８１は、キャリッジ５０に回転可能に支持されたウォームホイール８２（後述）と噛合する。ウォーム８１とウォームホイール８２で、ウォームギア８０を形成している。ウォーム８１に形成された内側の孔８１１（図５参照）の形状は、スプライン軸４７５が挿通して摺動可能なように略正方形に形成されている。ブシュ８３は、ウォーム８１を前後方向から挟むように配置される。ブシュ８３の内側の孔８３３（図５参照）の形状は、スプライン軸４７５が挿通して摺動可能なように略正方形に形成されている。

ブシュ８３は、径小部８３１と、径小部８３１よりも径大な径大部８３２とからなる。ウォーム８１と２つのブシュ８３の径大部８３２は、キャリッジ５０に設けられた矩形形状の開口部５１５の内側に配置されている（図５参照）。ブシュ８３の径小部８３１は、開口部５１５の前後の壁部の夫々に形成された孔部５１７に回転可能に嵌合するよう配置されている。キャリッジ５０の形状の詳細は、後述する。

ウォーム８１とブシュ８３は、リード軸４６５の回転によって移送されるキャリッジ５０と連動してＹ方向に移動する。また。ウォーム８１とブシュ８３は、スプライン軸４７５の回転によって回転する。スプライン軸４７５の回転によってウォーム８１が回転し、それによって刺繍枠９が回転するが、詳細については後述する。

回転量検出部４０について説明する。回転量検出部４０は、リード軸４６５とスプライン軸４７５とのそれぞれの回転量を検出する。回転量検出部４０は、第一エンコーダ４０１と第二エンコーダ４０２とを含む。第一エンコーダ４０１、第二エンコーダ４０２は、周知のロータリエンコーダである。Ｙ方向フレーム４４の前端部は上方に折り曲げられ、壁部４４５を形成している。第一エンコーダ４０１、第二エンコーダ４０２は、壁部４４５に固定されている。第一エンコーダ４０１は、配線４０３を介して基板２９の図示略の配線に電気的に接続されている。第二エンコーダ４０２は、配線４０４を介して基板２９の図示外の配線に電気的に接続されている。

第一エンコーダ４０１は、リード軸４６５と一体的に形成された軸部４６４の回転量を検出することで、リード軸４６５の回転量を検出する。第二エンコーダ４０２は、スプライン軸４７５と一体的に形成された軸部４７４の回転量を検出することで、スプライン軸４７５の回転量を検出する。第一エンコーダ４０１、第二エンコーダ４０２によって検出された回転量は、配線４０３，４０４、及び基板２９等を介して、ミシンが備えるＣＰＵ６１（図６参照）に伝達される。ＣＰＵ６１は、第一エンコーダ４０１、第二エンコーダ４０２によって検出された回転量の検出結果に基づいて、第一モータ４９の回転量を制御し、リード軸４６５及びスプライン軸４７５の回転量を制御する。これによって、第一モータ４９は、キャリッジ５０のＹ方向への移動及び停止、刺繍枠９の回転及び回転停止を制御する。

図４及び図５を参照して、キャリッジ５０について説明する。図５の左下側、右上側、右下側、左上側をそれぞれキャリッジ５０の左側、右側、前側、後側とする。キャリッジ５０は、取付部５１と外枠部５４とを備えている。外枠部５４は、円形であり、後述する刺繍枠９を回転可能に支持する。外枠部５４の下端の内周側面には、外枠部５４の全周に亘って径方向内側に向けて突出する支持部５４１が設けられている（図５参照）。支持部５４１が刺繍枠９の中枠９２（後述）を支持することによって、外枠部５４が刺繍枠９を支持する。

外枠部５４の左側には、取付部５１が設けられている。取付部５１の左端部の前後の端部のそれぞれには、左方に突出する突出部５１１が設けられている。各突出部５１１には、突出部５１１を前後方向に貫通する円形の孔部５１２が設けられている（図５参照）。各孔部５１２には、リード軸４６５が挿通される。これによって、キャリッジ５０がリード軸４６５に支持された状態となる（図４参照）。孔部５１２は、リード軸４６５に対して前後方向に摺動可能である。２つの突出部５１１の間の壁面５１３の中央部には、ピン５１４が左方に突出して設けられている。ピン５１４の左端（先端）は、リード軸４６５の溝部４６６に係合する（図４参照）。

取付部５１の前後左右方向の中央部には、上下方向に矩形状に貫通する開口部５１５が設けられている。開口部５１５を形成する壁部５１６のうち、前後の壁面には、左右方向に長い孔部５１７が設けられている（図５参照）。孔部５１７の内壁の上下には、左右方向に延びる平行な面が形成されている。なお、図５では後側の孔部５１７のみを図示し、前側の孔部５１７の図示は省略している。取付部５１の前後方向の側壁５１８のうち、孔部５１７の前方及び後方に位置する部位には、孔部５１７と同一形状の孔部５１９が設けられている（図５参照）。なお、図５では、前側の孔部５１９のみを図示し、後側の孔部５１９の図示は省略している。２つの孔部５１７の中心と、２つの孔部５１９の中心は、夫々同一直線上に位置している。その直線である中心線は、２つの孔部５１２の中心を通る直線である中心線と平行になっている。

開口部５１５には、スプライン軸４７５に摺動可能に支持されるウォーム８１とブシュ８３が配置されている。ブシュ８３の径小部８３１の外周面は、孔部５１７の内壁の上下の平行面に接触している。このように、キャリッジ５０は、ブシュ８３を介してスプライン軸４７５に支持されている。また、スプライン軸４７５と孔部５１９とは隙間があるように設けられる。このため、スプライン軸４７５が回転しても、スプライン軸４７５は孔部５１９には接触しない。キャリッジ５０がＹ方向に移動されると、開口部５１５を形成する壁部５１６が、ブシュ８３の径大部８３２の側面を押し、ブシュ８３とウォーム８１とが移動する。

取付部５１の内側、且つ、開口部５１５の右側には、ウォームホイール８２が回転可能に支持されている（図４参照）。開口部５１５を形成する壁部５１６のうち、右側の側壁には、前後方向に長い矩形状の孔部５２０が設けられている（図５参照）。ウォームホイール８２の左端部は、孔部５２０から開口部５１５の内側に露出している。前述したように、ウォームホイール８２は、開口部５１５に配置されたウォーム８１と噛合され、ウォームギア８０を形成している。

取付部５１と外枠部５４の接続部位における前後方向中央部には、左右方向に貫通する孔部（図示外）が設けられている。ウォームホイール８２の右端部は、該孔部から外枠部５４の内側に露出している。ウォームホイール８２の右端部は、刺繍枠９（より詳細には中枠９２）の外周面に形成された枠ギア９３４（後述）と噛合する（図４参照）。

刺繍枠９について説明する。以下の説明では、図５の紙面上下方向が刺繍枠９の上下方向であるとする。図４及び図５に示すように、刺繍枠９は、それぞれ円形の枠形状の内枠９１と中枠９２とが組み合わされて形成されている。刺繍枠９において、内枠９１の径方向外側に中枠９２が配置される（図４参照）。刺繍枠９は、内枠９１と中枠９２との間で加工布１００を狭持する（図１及び図３参照）。刺繍枠９は、キャリッジ５０の外枠部５４の径方向内側に配置され、外枠部５４に対して刺繍枠９が回転可能な構成を有する。

内枠９１は、円形の枠部９１１を備えている。枠部９１１は、軸方向及び径方向に厚みを有する。内枠９１は、その直径を調整可能な調整部９１５を備えている。内枠９１の直径は、内枠９１と中枠９２との間で挟持する加工布１００の布厚に応じて調整される。調整部９１５は、分断部９１６、一対のネジ装着部９１７、及び調整ネジ９１８を備えている。分断部９１６は、内枠９１の枠部９１１の周方向の一部が、軸方向に亘って分断された部位である。一対のネジ装着部９１７は、枠部９１１において分断部９１６の両側の上部に設けられ、径方向外側に突出して相対向している。一対のネジ装着部９１７には、ネジ装着部９１７が対向する面に直交する方向に貫通する孔部９１７１，９１７２が設けられている。２つの孔部９１７１，９１７２のうち、一方の孔部９１７２（図５の右下側の孔部）には、ネジ穴が形成されたナット（図示せず）が埋設されている。

調整ネジ９１８は、ユーザが指で摘んで回転させる径大な頭部９１８１と、頭部９１８１から一体的に延びる径小の軸部９１８３とを有するネジ部材である。軸部９１８３の先端寄りの部位には、雄ネジ部９１８２が形成されている。また、軸部９１８３の頭部９１８１側寄りの部位には、止め輪９１８５が嵌入される細溝９１８４が形成されている。調整ネジ９１８は、軸部９１８３が孔部９１７１を貫通し、孔部９１７２に埋設されたナットのネジ穴と雄ネジ部９１８２が螺合するように装着される。調整ネジ９１８は、この状態で、軸部９１８３の細溝９１８４に止め輪９１８５が嵌入されることで、孔部９１７１がある側のネジ装着部９１７に回転可能且つ軸方向には移動不能に保持される。ここで、ユーザが、調整ネジ９１８の頭部９１８１を指で摘んで回転操作すると、ナットを介して孔部９１７２がある側のネジ装着部９１７が軸部９１８３の軸方向に移動する。また、その移動方向は、調整ネジ９１８の回転方向によって決定される。このように、調整ネジ９１８は、一対のネジ装着部９１７を連結すると共に、一対のネジ装着部９１７の間隔を拡大又は縮小するように調整する。そして、一対のネジ装着部９１７の間隔が調整されることで、加工布１００の布厚に応じて内枠９１の直径が調整される。例えば、一対のネジ装着部９１７の間隔が狭くなるほど、内枠９１の直径がより小さくなるので、布厚がより厚い加工布１００を中枠９２と内枠９１との間で狭持することができる。なお、止め輪９１８５は、図５以外は図示を省略している。

中枠９２は、内枠９１の枠部９１１の外径よりも大きい内径を有する円形の枠部９２１を備えている。中枠９２の枠部９２１が内枠９１の枠部９１１の径方向外側に着脱されることで、中枠９２が内枠９１に着脱される。中枠９２の枠部９２１の下端部には、外周面の全周に亘って形成された歯車である枠ギア９３４が形成されている。枠ギア９３４は、キャリッジ５０に設けられたウォームホイール８２に噛合される。

枠部９２１の外周側面における軸方向の中央部、且つ枠ギア９３４の上側には、枠部９２１の全周に亘って径方向外側に向けて突出するフランジ部９２９が設けられている。枠部９２１の下端の内周側面には、枠部９２１の全周に亘って径方向内側に向けて突出する支持部９３６が設けられている。支持部９３６は、内枠９１の下端面を支持する部位である。

図４を参照して、ケース２１の内部構造について説明する。ケース２１の内部には、Ｘ方向フレーム２２、第二駆動機構２３、及び基板２９等が配置されている。Ｘ方向フレーム２２は、ケース２１内の前後方向中央部から前側に所定幅を有し、左右方向（Ｘ方向）に延びる。Ｘ方向フレーム２２は、第二駆動機構２３及び基板２９を支持する。

第二駆動機構２３は、Ｙ方向フレーム４４をＸ方向に移送することで、第一駆動機構４５をＸ方向へ移送する機構である。より詳細には、第二駆動機構２３は、第二移送機構２４と第二モータ２７とを備えている。第二移送機構２４は、第一移送機構４６をＸ方向に移送するための機構である。第二モータ２７は、第二移送機構２４を駆動する。

第二移送機構２４は、案内軸２４１、案内部材２４２、補助フレーム２４３、大径ギア２４４、プーリ２４５、及びタイミングベルト２４６を含む。案内軸２４１は、左右方向に長く、Ｘ方向フレーム２２の後部に設けられている。案内軸２４１の両端部は、Ｘ方向フレーム２２の左右両側壁部に固着されている。案内部材２４２は、Ｘ方向フレーム２２の前端の壁部に接続されている。案内部材２４２は、前後方向に所定幅を有し、左右方向に延びる。

案内軸２４１と案内部材２４２との上側には補助フレーム２４３が配置されている。補助フレーム２４３は、案内軸２４１に沿って左右方向に延びる部位と、該部位の右端部から左斜め前方向に延びる部位とを有する略三角形状である。補助フレーム２４３は、案内軸２４１と案内部材２４２によって、左右方向に摺動可能に支持されている。補助フレーム２４３の後端部は、上方に立ち上がるように形成されており、スリット１０１（図１参照）から上方に突出し、Ｙ方向フレーム４４に接続されている。補助フレーム２４３の前端部は、スリット１０２（図１参照）から前方に突出した後、上方に立ち上がるように形成されており、Ｙ方向フレーム４４に接続されている。

第二モータ２７は、Ｘ方向フレーム２２の右前部における底部の下側に上向きにして固定されている。第二モータ２７は、Ｘ方向フレーム２２の底部の上側へ挿通する駆動軸（図示外）を有する。駆動軸の上端には、駆動ギア２７１が固着されている。Ｘ方向フレーム２２の右部には、一体的に形成された大径ギア２４４とプーリ２４５が回転可能に枢支されている。大径ギア２４４は、駆動ギア２７１に噛合している。Ｘ方向フレーム２２の左部には、図示外のプーリが回転可能に枢支され、該プーリとプーリ２４５とに、無端状のタイミングベルト２４６が架設されている。タイミングベルト２４６は、案内軸２４１と案内部材２４２の間に配設され、その一部が補助フレーム２４３に連結されている。タイミングベルト２４６が移動すると、補助フレーム２４３がＸ方向に移送され、Ｙ方向フレーム４４がＸ方向に移送される。

基板２９は、Ｘ方向フレーム２２の右前部に接続されている。基板２９上には、駆動回路２９１〜２９４（図６参照）、図示略のコネクタ等が実装されている。配線４０３，４０４，４６３，４７３を含む配線群２９８は、スリット１０１（図１参照）を挿通して基板２９に接続されている。

図６を参照して、ミシン１の電気的構成について説明する。図６に示すように、ミシン１の制御部６０は、ＣＰＵ６１，ＲＯＭ６２，ＲＡＭ６３，フラッシュメモリ６４、入出力インターフェイス６５を備え、これらはバス６７により相互に接続されている。ＲＯＭ６２には、ＣＰＵ６１が処理を実行するためのプログラムデータ等が記憶されている。フラッシュメモリ６４には、ミシン１が刺繍縫製を実行するための複数の刺繍データ及び
後述するカットワークデータ等、種々のデータが記憶されている。

入出力インターフェイス６５には、スイッチ群２５、タッチパネル２６、駆動回路７１〜７３，２９１〜２９４、第一エンコーダ４０１、及び第二エンコーダ４０２が電気的に接続されている。駆動回路７１は、送り量調整用パルスモータ７８を駆動する。駆動回路７２は、ミシンモータ７９を駆動する。駆動回路７３は、液晶ディスプレイ１５を駆動する。駆動回路２９１〜２９４は、刺繍枠移送装置３０の基板２９に実装されている。刺繍枠移送装置３０がミシン１本体に接続された場合に、駆動回路２９１〜２９４、第一エンコーダ４０１、及び第二エンコーダ４０２は、図示外のコネクタを介して入出力インターフェイス６５に接続される。駆動回路２９１は、第一モータ４９を駆動する。駆動回路２９２は、第二モータ２７を駆動する。駆動回路２９３は、第一電磁クラッチ４６２を駆動する。駆動回路２９４は、第二電磁クラッチ４７２を駆動する。

図４及び図５を参照して、刺繍枠９で加工布１００を狭持して、キャリッジ５０の移送と刺繍枠９の回転とを行う動作について説明する。まず、ユーザは、中枠９２を、枠ギア９３４が下側になるように作業机（図示せず）の上に載置する。そして、内枠９１の下端で加工布１００を下方に押圧し、内枠９１を中枠９２の内側に挿入し、内枠９１と中枠９２との間で加工布１００を狭持する（図１、図３参照）。このとき、調整ネジ９１８を適宜回転させて、加工布１００の布厚に応じて内枠９１の直径を調整する。加工布１００が狭持された状態では、加工布１００の縫製がなされる面は、内枠９１の下端で内枠９１の内側に張られた状態となる。これによって、内枠９１及び中枠９２が組み合わせられ、刺繍枠９の完成体が得られる。

次いで、ユーザは、キャリッジ５０の外枠部５４の上側から刺繍枠９を外枠部５４に設置する。このとき、ユーザは、枠ギア９３４とキャリッジ５０のウォームホイール８２とを噛み合わせるようにしながら、刺繍枠９を外枠部５４に載置する。これによって、枠ギア９３４とウォームホイール８２とが噛合され、外枠部５４に対する刺繍枠９の回転が係止される。

カットワーク針８の刃８９は、前後方向に所定幅を有する（図２参照）。このため、カットワーク針８によって加工布１００に形成される切れ目の方向は前後方向である。このため、加工布１００を所定の模様形状の輪郭に沿って切り抜くためには、刺繍枠９をＸ方向及びＹ方向に移動させると共に、刺繍枠９を回転させて加工布１００に形成する切れ目の方向を変更する必要がある。ミシン１のフラッシュメモリ６４には、加工布１００を切り抜いて所定の模様等を作成するためのカットワークデータが記憶されている。カットワークデータでは、変数Ｎ、枠回転データ、Ｘ座標、及びＹ座標についてのデータが対応付けられている。変数Ｎは、加工布１００を切断する順序を示す変数である。枠回転データは、予め設定された外枠部５４に対する刺繍枠９の回転角度のデータである。Ｘ座標及びＹ座標は、予め設定されたミシン１に固有の刺繍座標系における針落点（カットワーク針８が加工布１００に刺さる点）の座標である。ミシン１のＣＰＵ６１は、刺繍枠移送装置３０を制御して、カットワークデータの変数Ｎの順に、針落点の座標（Ｘ座標、Ｙ座標）に刺繍枠９を移動させ、枠回転データが示す回転角度に刺繍枠９を回転させる。そして、ＣＰＵ６１は、ミシンモータ７９を駆動して針棒６（図２参照）を駆動し、加工布１００にカットワーク針８（図２参照）による切れ目を形成する。

ＲＡＭ６３には、現在の針落点のＸ座標、Ｙ座標と、現在の刺繍枠９の回転角度とが記憶されている。ＣＰＵ６１は、現在の針落点のＸ座標と次回の針落点のＸ座標との差分だけ、キャリッジ５０を支持するＹ方向フレーム４４を移送するように、第二モータ２７の回転量を決定する。ＣＰＵ６１は、現在の針落点のＹ座標と次回の針落点のＹ座標との差分だけ、キャリッジ５０を移送するようにリード軸４６５の回転量、即ち第一モータ４９の回転量を決定する。また、刺繍枠９の現在の回転角度と、次回の回転角度との差分だけ、刺繍枠９を回転するように、スプライン軸４７５の回転量、即ち第一モータ４９の回転量を決定する。ＣＰＵ６１は、決定した回転量分、第二モータ２７及び第一モータ４９を回転させ、刺繍枠９をＸ方向及びＹ方向に移送する。また、ＣＰＵ６１は、決定した回転量分、第一モータ４９を回転させ、刺繍枠９を回転させる。以下、ＣＰＵ６１が決定した第二モータ２７及び第一モータ４９の回転量を総称して、「決定回転量」という。

キャリッジ５０及び刺繍枠９がＹ方向に移送される場合の刺繍枠移送装置３０の動作について説明する。キャリッジ５０及び刺繍枠９のＹ方向への移送は、ＣＰＵ６１による制御によって行われる。

まず、第一電磁クラッチ４６２のコイルに通電が行われ、第一駆動ギア４６１とリード軸４６５とが一体的に回転する状態にされる。このとき、第二電磁クラッチ４７２のコイルには通電が行われない。よって、第二駆動ギア４７１とスプライン軸４７５とは連結されず、第二駆動ギア４７１のみが回転するだけで、スプライン軸４７５及び刺繍枠９が回転しない回転停止状態になる。

そして、第一モータ４９が駆動され、駆動ギア４９２が回転される。駆動ギア４９２の回転に伴って第一駆動ギア４６１が回転し、それによってリード軸４６５が回転する。故に、リード軸４６５の外周面に形成された螺旋状の溝部４６６が回転する。溝部４６６の回転に伴って、溝部４６６に係合するキャリッジ５０のピン５１４が溝部４６６に沿ってＹ方向に移送される。ピン５１４は、キャリッジ５０に固定されているので、キャリッジ５０全体がＹ方向に移送される。故に、刺繍枠９がＹ方向（前後方向）に移送される。リード軸４６５が正面視時計回り（図４の矢印１０３の方向）に回転されると、キャリッジ５０及び刺繍枠９は、前方に移送される。リード軸４６５が正面視反時計回り（図４の矢印１０４の方向）に回転されると、キャリッジ５０及び刺繍枠９は後方に移送される。

前述したように、ＣＰＵ６１は、決定回転量分、リード軸４６５を回転させ、刺繍枠９をＹ方向に移送する。リード軸４６５が回転されると、リード軸４６５の回転量が第一エンコーダ４０１によって検出される。第一エンコーダ４０１によって検出された回転量の検出結果に基づいてＣＰＵ６１が回転量を制御することによって、第一モータ４９は回転又は停止する。より詳細には、ＣＰＵ６１は、第一エンコーダ４０１によって検出されたリード軸４６５の回転量（以下、「検出回転量」という。）と決定回転量とを比較する。ＣＰＵ６１は、検出回転量が決定回転量より少なければ、第一モータ４９の回転を継続する。ＣＰＵ６１は、検出回転量と決定回転量とが同じになれば、第一モータ４９の回転を停止する。これによって、正確なＹ座標にキャリッジ５０及び刺繍枠９が移送され、停止される。なお、キャリッジ５０がＹ方向に移送されると、ブシュ８３が開口部５１５を形成する壁部５１６によって押され、ウォーム８１がキャリッジ５０と連動してＹ方向に移送される。

刺繍枠９が回転される場合の刺繍枠移送装置３０の動作について説明する。刺繍枠９の回転は、ＣＰＵ６１による制御によって行われる。まず、第二電磁クラッチ４７２のコイルに通電が行われ、第二駆動ギア４７１とスプライン軸４７５とが一体的に回転する状態にされる。このとき、第一電磁クラッチ４６２のコイルには通電が行われない。よって、第一駆動ギア４６１とリード軸４６５とは連結されない。即ち、第一駆動ギア４６１のみが回転するだけでリード軸４６５は回転せず、キャリッジ５０及び刺繍枠９がＹ方向に移送されない移動停止状態になる。

第一モータ４９が駆動され、駆動ギア４９２が回転される。駆動ギア４９２の回転に伴って第二駆動ギア４７１が回転し、それによってスプライン軸４７５が回転する。スプライン軸４７５が回転することで、ウォーム８１及びウォームホイール８２を介して枠ギア９３４が回転し、刺繍枠９が回転する。スプライン軸４７５及びウォーム８１が正面視時計回り（図４の矢印１０５の方向）に回転されると、刺繍枠９は、平面視時計回り（図４の矢印１０７の方向）に回転される。スプライン軸４７５及びウォーム８１が正面視反時計回り（図４の矢印１０６の方向）に回転されると、刺繍枠９は、平面視反時計回り（図４の矢印１０８の方向）に回転される。

前述したように、ＣＰＵ６１は、決定回転量分、スプライン軸４７５を回転させ、刺繍枠９を回転させる。スプライン軸４７５が回転されると、スプライン軸４７５の回転量が第二エンコーダ４０２によって検出される。第二エンコーダ４０２によって検出された回転量の検出結果に基づいてＣＰＵ６１が回転量を制御することによって、第一モータ４９は回転又は停止する。より詳細には、ＣＰＵ６１は、第二エンコーダ４０２によって検出されたスプライン軸４７５の回転量（検出回転量）と決定回転量とを比較する。ＣＰＵ６１は、検出回転量が決定回転量より少なければ、第一モータ４９の回転を継続する。ＣＰＵ６１は、検出回転量と決定回転量とが同じになれば、第一モータ４９の回転を停止する。これによって、正確な回転角度に刺繍枠９が回転され、停止される。

刺繍枠９がＸ方向に移送される場合の刺繍枠移送装置３０の動作について説明する。キャリッジ５０及び刺繍枠９のＸ方向への移送は、ＣＰＵ６１による制御によって行われる。

まず、第二モータ２７が駆動され、駆動ギア２７１が駆動される。駆動ギア２７１の回転に伴って、大径ギア２４４及びプーリ２４５が回転する。プーリ２４５の回転に伴って、タイミングベルト２４６が移動する。タイミングベルト２４６の移動に伴って、補助フレーム２４３が案内軸２４１及び案内部材２４２に沿ってＸ方向に移送される。これによって、補助フレーム２４３に接続されているＹ方向フレーム４４がＸ方向に移送され、刺繍枠９がＸ方向に移送される。ＣＰＵ６１は、決定回転量分、第二モータ２７を回転させ、停止させる。

以上のように本実施形態における、刺繍枠９の移動及び回転が行われる。本実施形態では、第一駆動機構４５によって、刺繍枠９のＹ方向への移送、及び刺繍枠９の回転を行うことができる。また、第一駆動機構４５は、キャリッジ５０に設けられていない。このため、キャリッジ５０の重量を小さくできる。よって、第一駆動機構４５が、キャリッジ５０をＹ方向に移送する場合に、キャリッジ５０が停止し易くなる。よって、刺繍枠９及びキャリッジ５０の停止位置の精度を向上することができる。

また、第一移送機構４６によるキャリッジ５０の移送と、回転機構４７による刺繍枠９の回転とを１つの第一モータ４９によって行うことができる。よって、２つのモータを使用して、第一移送機構４６と回転機構４７とを駆動する場合に比べて、モータの数を少なくすることができ、コストを低減することができる。また、重量の重い第一モータ４９がキャリッジ５０とは別に設けられているので、キャリッジ５０が停止し易くなる。よって、刺繍枠９及びキャリッジ５０の停止位置の精度を向上することができる。

また、キャリッジ５０に第一モータ４９が設けられている場合に比べて、キャリッジ５０の重量を小さくできると共に、キャリッジ５０を小型化できる。よって、キャリッジ５０が撓み難くなる。よって、キャリッジ５０が撓むことによって縫製及びカットワークに影響を及ぼすことを防止できる。また、第一モータ４９が刺繍枠９に設けられていないので、刺繍枠９自体のコストを低減することができる。

また、リード軸４６５によって、キャリッジ５０のＹ方向への移送とキャリッジ５０の支持とを行うことができる。よって、キャリッジ５０のＹ方向への移送とキャリッジ５０の支持とを別々の部材で行う場合に比べて部品数が少なくなり、コストを低減することができる。

スプライン軸４７５は、キャリッジ５０を移動可能に支持する。また、スプライン軸４７５が回転することによって刺繍枠９が回転する。よって、キャリッジ５０の支持と刺繍枠９の回転とを別々の部材で行う場合に比べて部品数が少なくなり、コストを低減することができる。

また、第一電磁クラッチ４６２は、第一モータ４９の駆動による回転力の伝達及び遮断を切り替えて、リード軸４６５の回転及び停止を制御する。第二電磁クラッチ４７２は、第一モータ４９の駆動による回転力の伝達及び遮断を切り替えて、スプライン軸４７５の回転及び停止を制御する。このため、第一電磁クラッチ４６２及び第二電磁クラッチ４７２を使用せず、他の複雑な機構によって第一モータ４９の駆動による回転力の伝達及び遮断を切り替える場合に比べて、第一駆動機構４５を小型化できる。

また、第一エンコーダ４０１、第二エンコーダ４０２による検出結果に基づいて、リード軸４６５及びスプライン軸４７５の回転量を制御することができる。このため、正確なＹ座標に刺繍枠９を移送すると共に、正確な回転角度に刺繍枠９を回転することができる。

また、第二駆動機構２３が第一駆動機構４５をＸ方向に移送することで、刺繍枠９をＸ方向に移送することができる。より詳細には、第二モータ２７が第二移送機構２４を駆動することによって、第一駆動機構４５をＸ方向に移送し、刺繍枠９をＸ方向に移送することができる。

上記実施形態において、第一駆動機構４５が本発明の「第一駆動手段」に相当する。Ｙ方向が本発明の「第一方向」に相当する。Ｘ方向が本発明の「第二方向」に相当する。リード軸４６５が本発明の「第一軸」に相当する。スプライン軸４７５が本発明の「第二軸」に相当する。ウォーム８１が本発明の「第一ギア」に相当する。枠ギア９３４が本発明の「第二ギア」に相当する。ウォームホイール８２が本発明の「第三ギア」に相当する。回転量検出部４０が本発明の「検出手段」に相当する。ＣＰＵ６１が本発明の「制御手段」に相当する。第二駆動機構２３が本発明の「第二駆動手段」に相当する。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、回転量検出部４０が備える第一エンコーダ４０１、第二エンコーダ４０２の検出結果に基づいて、リード軸４６５とスプライン軸４７５の回転が制御されていたが、これに限定されない。例えば、回転量検出部４０を設けず、決定回転量分、リード軸４６５とスプライン軸４７５とを駆動するように、第一モータ４９を駆動することで、リード軸４６５とスプライン軸４７５との回転が制御されてもよい。

また、第一電磁クラッチ４６２及び第二電磁クラッチ４７２によってリード軸４６５及びスプライン軸４７５の回転及び停止が制御されていたが、これに限定されない。例えば、リード軸４６５に連結されたギアとスプライン軸４７５に連結されたギアとを設け、駆動ギア４９２への接触及び非接触を切り替えて、リード軸４６５及びスプライン軸４７５の回転及び停止の制御を行ってもよい。

上記の実施形態においては、刺繍枠９のＹ方向の移動と回転を、別々に行うように動作したが、第一電磁クラッチ４６２と第二電磁クラッチ４７２の両方を同時に通電して、刺繍枠９のＹ方向の移動と回転を同時に行うようにしてもよい。

また、第一駆動機構４５の構成は限定されない。キャリッジ５０をＹ方向に移送し、キャリッジ５０に支持される刺繍枠９を回転させる機構であれば、他の構成でもよい。

１ ミシン
９ 刺繍枠
２３ 第二駆動機構
２４ 第二移送機構
２７ 第二モータ
３０ 刺繍枠移送装置
４０ 回転量検出部
４５ 第一駆動機構
４６ 第一移送機構
４７ 回転機構
４９ 第一モータ
５０ キャリッジ
６１ ＣＰＵ
８０ ウォームギア
８１ ウォーム
８２ ウォームホイール
４０１ 第一エンコーダ
４０２ 第二エンコーダ
４６２ 第一電磁クラッチ
４７２ 第二電磁クラッチ
４６５ リード軸
４７５ スプライン軸
４９２ 駆動ギア
９３４ 枠ギア

Claims (9)

1. 刺繍枠を回転可能に支持するキャリッジであって、第一方向に移動可能に支持されたキャリッジと、
   前記キャリッジとは別に設けられ、前記キャリッジを前記第一方向に移送し、前記キャリッジに支持される前記刺繍枠を回転させる第一駆動手段と
   を備えたことを特徴とする刺繍枠移送装置。
2. 前記第一駆動手段は、
   前記キャリッジを前記第一方向に移送する第一移送機構と、
   前記刺繍枠を回転させる回転機構と、
   前記第一移送機構と前記回転機構とを駆動する第一モータと
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の刺繍枠移送装置。
3. 前記第一移送機構は、前記第一方向に延びて前記キャリッジを支持し、前記第一モータの駆動によって回転した場合に前記キャリッジを前記第一方向に移送する第一軸を備えたことを特徴とする請求項２に記載の刺繍枠移送装置。
4. 前記回転機構は、
   前記第一軸と平行に配置されて前記キャリッジを移動可能に支持し、前記第一モータの駆動によって回転する第二軸と、
   前記第二軸の周囲に配置され、前記第二軸の回転によって回転する第一ギアであって、前記第一軸によって移送される前記キャリッジと連動して前記第一方向に移動する第一ギアと
   を備え、
   前記キャリッジは、前記刺繍枠の外周面に形成された第二ギアと前記第一ギアとに噛合する第三ギアを備え、
   前記第一モータの回転により前記第二軸が回転した場合に、前記第一ギアと前記第三ギアとを介して前記第二ギアが回転することで、前記刺繍枠が回転することを特徴とする請求項３に記載の刺繍枠移送装置。
5. 前記第一駆動機構は、前記第一モータの駆動による回転力の伝達及び遮断を切り替えて前記第一軸と前記第二軸との少なくとも一方の回転及び停止を制御可能な電磁クラッチを備えたことを特徴とする請求項４に記載の刺繍枠移送装置。
6. 前記第一軸と前記第二軸とのそれぞれの回転量を検出する検出手段を備え、
   前記第一モータは、前記検出手段によって検出された前記回転量の検出結果に基づいてミシンが備える制御手段が回転量を制御することによって回転又は停止することを特徴とする請求項４又は５に記載の刺繍枠移送装置。
7. 前記第一駆動手段を前記第一方向とは異なる第二方向に移送する第二駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の刺繍枠移送装置。
8. 前記第二駆動手段は、
   前記第一駆動手段を前記第二方向に移送する第二移送機構と、
   前記第二移送機構を駆動する第二モータと
   を備えたことを特徴とする請求項７に記載の刺繍枠移送装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の刺繍枠移送装置を装着可能であることを特徴とするミシン。

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