JP2014105416A - 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のキャリッジ５０は、回転可能な刺繍枠９を着脱可能である。第一駆動機構４５は、キャリッジ５０をＹ方向に移送する第一移送機構４６と、第一移送機構４６を駆動する第一モータ４９とを備えている。第一モータ４９と第一移送機構４６との間には、駆動切換機構４８が設けられている。駆動切換機構４８は、第一駆動機構４５がＹ方向における所定位置にキャリッジ５０を移送した場合に、第一モータ４９から第一移送機構４６への駆動力の伝達を遮断するように切り換える。回転駆動機構４７は、駆動切換機構４８が第一モータ４９から第一移送機構４６への駆動力の伝達を遮断した状態で、第一モータ４９の駆動力によって刺繍枠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、回転可能な刺繍枠を着脱可能なキャリッジと、前記キャリッジを第一方向に移送する第一移送機構と、前記キャリッジとは別に設けられ、前記第一移送機構を駆動する第一駆動源とを有する第一駆動手段と、前記第一駆動手段が前記第一方向における所定位置に前記キャリッジを移送した場合に、前記第一駆動源から前記第一移送機構への駆動力の伝達を遮断するように切り換える駆動切換手段と、前記駆動切換手段が前記第一駆動源から前記第一移送機構への駆動力の伝達を遮断した状態で、前記第一駆動源の駆動力によって前記刺繍枠を回転させる回転駆動手段とを備えている。この場合、第一駆動源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。故に、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、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。 可動ケース４１の内部構造を示した刺繍枠移送装置３０の平面図である。 キャリッジ５０及び刺繍枠９が所定位置に移動した場合における可動ケース４１の内部構造を示した刺繍枠移送装置３０の平面図である。 刺繍枠移送装置３０の内部構造を示す図である。 駆動ギア４８３が第一位置にある場合における可動ケース４１の内部構造等を示す前方からの要部拡大図である。 駆動ギア４８３が第二位置にある場合における可動ケース４１の内部構造等を示す前方からの要部拡大図である。 キャリッジ５０の支持部５１の右側面図である。 キャリッジ５０の支持部５１の正面図である。 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。 刺繍枠９が装着された状態の右側面図である。 刺繍枠９が装着された状態の支持部５１の断面図である。

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３参照）。

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１１参照）、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

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１１参照）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を着脱可能である。

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とを有する。刺繍枠移送装置３０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。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から右方向に延びる。キャリッジ５０には、刺繍枠９が装着される。キャリッジ５０及び刺繍枠９は、ケース２１の上側に位置している。

図３から図９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。図３から図７に示すように、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、回転駆動機構４７、及び駆動切換機構４８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、キャリッジ５０、及び回転駆動機構４７を支持する。キャリッジ５０には、回転可能な刺繍枠９を着脱可能である。第一駆動機構４５は、第一移送機構４６と第一モータ４９とを備えている。第一移送機構４６は、キャリッジ５０とは別に設けられ、キャリッジ５０をＹ方向に移送する機構である。第一モータ４９は、キャリッジ５０とは別に設けられ、第一移送機構４６を駆動する。駆動切換機構４８は、第一駆動機構４５がＹ方向における所定位置にキャリッジ５０を移送した場合に、第一モータ４９から第一移送機構４６への駆動力の伝達を遮断するように切り換える機構である。本実施形態における所定位置は、キャリッジ５０がその駆動範囲の前端部に移動した位置である（図４参照）。以下の説明では、キャリッジ５０がその駆動範囲の前端部に移動した位置を、単に「所定位置」という。

駆動切換機構４８は、切換部４８１及びソレノイド４８７を備えている。切換部４８１は、スプライン軸４８２（図６及び図７参照）と駆動ギア４８３とを備える。回転駆動機構４７は、駆動切換機構４８が第一モータ４９から第一移送機構４６（後述）への駆動力の伝達を遮断した状態で、第一モータ４９の駆動力によって刺繍枠９を回転させる機構である。

図６及び図７に示すように、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（図６及び図７参照）を上方に向けて、Ｙ方向フレーム４４に支持された板部４４３にネジ止めされている。駆動軸４９１は、板部４４３を貫通して上方に延びる。第一モータ４９は、図示外の配線を介して、基板２９の駆動回路２９１（図１１参照）に電気的に接続されている。

スプライン軸４８２は、平面視、つまり軸方向と垂直方向の断面形状が略四角形状であり、板部４４３の上側から駆動軸４９１の上端に延びる。スプライン軸４８２の中心には、駆動軸４９１に嵌合する貫通孔（図示せず）が形成されている。スプライン軸４８２は、前記貫通孔に駆動軸４９１が圧入されることで、駆動軸４９１に固定される。スプライン軸４８２は、第一モータ４９の駆動による駆動軸４９１の回転に伴って回転する。スプライン軸４８２の周囲には、スプライン軸４８２の回転に伴って回転する駆動ギア４８３が設けられている。駆動ギア４８３は、ソレノイド４８７の動作によってスプライン軸４８２の軸方向（図６及び図７の矢印７８０参照）に移動可能である（図６及び図７参照）。駆動ギア４８３は、第一駆動ギア４８４と第二駆動ギア４８５と円筒部４８６とを有する。円筒部４８６は、スプライン軸４８２に沿って上下に延びる。円筒部４８６の内側の孔の形状は、平面視で、スプライン軸４８２に係合する略四角形状である。円筒部４８６の外周面の上下方向中央部には、外周面が内側に凹んだ溝部４８６１が設けられている。

第一駆動ギア４８４は、円筒部４８６の下端に設けられている。第二駆動ギア４８５は、円筒部４８６の上端に設けられている。第一駆動ギア４８４の径は、第二駆動ギア４８５の径より小さい。第一駆動ギア４８４の左後方には、円柱状のソレノイド４８７が、その駆動軸４８８を上側に向けて設けられている。駆動軸４８８の上端には、接続部材４８９が固定されている。接続部材４８９は、駆動ギア４８３の円筒部４８６に向かって延び、溝部４８６１と係合している。ソレノイド４８７の駆動によって駆動軸４８８が上下に移動すると、接続部材４８９を介して駆動ギア４８３が上下に移動する。

図３〜図５に示すように、第一駆動ギア４８４は、第一移送機構４６に連結可能である。第一移送機構４６は、第一従動ギア４６１、第一プーリ４６２、第二プーリ４６３、及びベルト４６４を備えている。第一従動ギア４６１は、第一駆動ギア４８４の後側において、第一駆動ギア４８４と噛合可能に配置されている。駆動ギア４８３が下方に移動した場合（図６参照）、第一従動ギア４６１と第一駆動ギア４８４とが噛合する。駆動ギア４８３が上方に移動した場合（図７参照）、第一従動ギア４６１と第一駆動ギア４８４とが離間し、噛合が解除される。以下の説明では、ソレノイド４８７によって駆動ギア４８３が下方に移動され、駆動ギア４８３が第一従動ギア４６１に噛合する場合の駆動ギア４８３の位置を「第一位置」という。また、駆動ギア４８３が上方に移動され、駆動ギア４８３が第一従動ギア４６１から離間した場合の駆動ギア４８３の位置を「第二位置」という。

第一プーリ４６２は、第一従動ギア４６１の中央部の上側に一体的に設けられている。第一プーリ４６２は、第一従動ギア４６１の回転に伴って回転する。第二プーリ４６３は、Ｙ方向において第一従動ギア４６１と離間して設けられている。第二プーリ４６３は、Ｙ方向フレーム４４の後端部に回転可能に支持されている。ベルト４６４は、第一プーリ４６２と第二プーリ４６３とに掛架されている。ベルト４６４における右側の部位の一部は、キャリッジ５０と接続されている。

図３〜図５に示すように、キャリッジ５０は、刺繍枠９を支持する。Ｙ方向フレーム４４の右端部には、前後方向に延びる軸４４１が設けられている。Ｙ方向フレーム４４の左端部には、Ｙ方向フレーム４４の前後方向に亘って前方にやや突出する板部４４２が形成されている。キャリッジ５０は、軸４４１と板部４４２の夫々に支持されて前後方向に移動可能である。

キャリッジ５０の右端部には、刺繍枠９を支持する支持部５１が設けられている。図８及び図９に示すように、支持部５１は、上板部５１１、下板部５１２、板バネ５１３、板バネ５１６、及びレバー部５１９を備える。上板部５１１は、支持部５１の上側の壁部を形成する板部であり、前後方向に延びる。上板部５１１の後端は、下方に折れ曲がっている。下板部５１２は、支持部５１の下側の壁部を形成する板部であり、前後方向に延びる。下板部５１２の後端は上方に折れ曲がっている。

板バネ５１３は、上板部５１１の底面に固定されている。板バネ５１３は、下方に向かって刺繍枠９の取付部９４２を押圧する２つの押圧部５１４，５１５を備えている。押圧部５１４，５１５は、前後方向に離間して設けられている。板バネ５１６は、上板部５１１の後端部から下方に向かって延びる。板バネ５１６は、下端部に、前方に向かって刺繍枠９の取付部９４２を押圧する押圧部５１７を備えている。

下板部５１２の右端部には、前後方向に亘って下方に凹んだ凹部５１８が設けられている（図９参照）。支持部５１の前端部には、レバー部５１９が設けられている。レバー部５１９の基端は軸支部５２０に支持され、先端が上方に向いた姿勢と前方に向いた姿勢との間で揺動可能である（図８の矢印７８１参照）。レバー部５１９の先端が上方に向いた姿勢のとき、レバー部５１９と下板部５１２との間に開口部５２２が開いた状態となる。レバー部５１９の先端が前方に向いた姿勢のとき、レバー部５１９によって開口部５２２が閉じた状態となる。支持部５１への刺繍枠９の取り付け方法については後述する。

図３〜図７に示すように、回転駆動機構４７は、第二従動ギア４７１を備えている。第二従動ギア４７１は、キャリッジ５０に設けられている。第二従動ギア４７１は、上側ギア４７２と、上側ギア４７２の下側に設けられた下側ギア４７３とを有する。キャリッジ５０が所定位置に移動した場合、且つ、駆動ギア４８３が第二位置（図７参照）に移動した場合、上側ギア４７２と駆動ギア４８３の第二駆動ギア４８５とが噛合される。キャリッジ５０が、所定位置よりも後方に移動した場合、又は、駆動ギア４８３が第一位置に移動した場合、上側ギア４７２と駆動ギア４８３の第二駆動ギア４８５との噛合が解除される。下側ギア４７３は、刺繍枠９がキャリッジ５０に装着された場合に、刺繍枠９に設けられたギア９４７と噛合する。第二従動ギア４７１が回転すると刺繍枠９が回転するが、詳細は後述する。

規制部４３について説明する。規制部４３は、回転駆動機構４７によって刺繍枠９が回転される場合に、キャリッジ５０のＹ方向への移動を規制し、第一移送機構４６によってキャリッジがＹ方向に移送される場合に、刺繍枠９の回転を規制する。規制部４３は、板バネ４３１，４３６を含む。板バネ４３１は、Ｙ方向フレーム４４の右側の壁部４４５の前端部に前方に向けて設けられている。板バネ４３１の基端部は壁部４４５の前端部に固定されている。板バネ４３１の自由端部の先端には、右方に向かって突出するように略Ｖ字状に形成された突出部４３２が設けられている。キャリッジ５０の支持部５１の左側における前端部には、係合板５２が前方に向けて設けられている。係合板５２は、係合板５２の下端から上方に向かって切欠かれた切欠部５２１が設けられている（図８参照）。キャリッジ５０が、前端位置（所定位置）に移動すると、突出部４３２が切欠部５２１に係合される。このとき、板バネ４３１の弾性力によってキャリッジ５０が係止され、キャリッジ５０のＹ方向への移動が規制される。一方、キャリッジ５０が前端位置（所定位置）から後方に移動する場合は、板バネ４３１の弾性力に抗して移動することで、突出部４３２と切欠部５２１の係合が外れる。また、板バネ４３６は、刺繍枠９に設けられているが、詳細は後述する。

刺繍枠９について説明する。以下の説明では、図１０の紙面上下方向が刺繍枠９の上下方向であるとする。図３及び図１０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、中枠９２、及び外枠９４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。中枠９２の径方向外側に、外枠９４が配置される。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１参照）。刺繍枠９は、外枠９４に対して中枠９２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１０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１０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に設けられたギア９４９と噛合される。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。

外枠９４は円形の枠部９４１を備えている。枠部９４１の下端の内周側面には、枠部９４１の全周に亘って径方向内側に向けて突出する支持部９４６が設けられている。支持部９４６が中枠９２の下端面を支持することによって、枠部９４１が中枠９２を保持する。

枠部９４１の径方向外側には、取付部９４２が設けられている。取付部９４２は、キャリッジ５０に着脱可能に構成されている。取付部９４２の底面には、下側に突出する凸部９５１が設けられている（図１３参照）。凸部９５１は、刺繍枠９がキャリッジ５０に装着される姿勢において前後方向に延びる。凸部９５１は、刺繍枠９がキャリッジ５０に装着される場合に、キャリッジ５０の凹部５１８に係合する。

枠部９４１と取付部９４２との間には、枠部９４１と取付部９４２とを連結する箱状の収納部９４３が設けられている。図３及び図１０に示すように、収納部９４３の上側には、ギア９４７が設けられている。ギア９４７は、ギア９４７の下側に設けられたギア９４８と一体形成されている。ギア９４８はギア９４７より径が小さい。ギア９４８は、収納部９４３の上面に設けられた図示外の孔を介して収納部９４３の内部に延びる。刺繍枠９がキャリッジ５０に装着された場合、ギア９４７は、第二従動ギア４７１の下側ギア４７３と噛合される。ギア９４８は、収納部９４３の内部に収納されたギア９４９に噛合されている。ギア９４９の枠部９４１側の端部は、枠部９４１に設けられた図示外の孔から枠部９４１の内側に露出している。ギア９４９は、枠ギア９３４に噛合可能である。

刺繍枠９がキャリッジ５０に装着される姿勢における収納部９４３の右後部には、規制部４３としての板バネ４３６が設けられている。図１０に示すように、板バネ４３６の基端部は円柱状のネジ取付部９５０に、ネジによって固定されている。板バネ４３６の基端部から延びる自由端部の先端には、中枠９２に向かって突出するように略Ｖ字形状に形成された突出部４３７が設けられている。突出部４３７の先端は、詳しくは図示しないが、枠ギア９３４の歯部のうち、隣り合う歯同士に係合可能である。このとき、板バネ４３６の弾性力によって、枠ギア９３４は回転しないように係止される。

しかしながら、枠ギア９３４が回転する場合は、枠ギア９３４は、板バネ４３６の弾性力に抗して回転する。従って、板バネ４３６の弾性力は、ギア９４９から伝達される回転駆動力により枠ギア９３４が回転可能で、且つギア９４９からの回転駆動力が伝達されない場合には枠ギア９３４の回転が係止される程度の弾性力に設定されている。

図５を参照して、ケース２１の内部構造について詳細に説明する。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に支持され、左右方向に摺動可能である。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が掛架されている。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２９１〜２９３（図１１参照）、図示略のコネクタ等が実装されている。基板２９から延びる配線群２９８は、スリット１０１を挿通してＹ方向フレーム４４に向けて配置されている。配線群２９８は、駆動回路２９１及び第一モータ４９を電気的に接続する配線と、駆動回路２９３及びソレノイド４８７を電気的に接続する配線を含む。

図１１を参照して、ミシン１の電気的構成について説明する。図１１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、及び駆動回路７１〜７３，２９１〜２９３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２９１〜２９３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２９１〜２９３は、図示略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、ソレノイド４８７を駆動する。

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。以下の説明では、内枠９１と中枠９２とが組み合わされた状態の枠を組付体９５という（図１及び図３参照）。なお、図１以外は加工布１００の図示を省略している。

次いで、ユーザは、外枠９４の上側から組付体９５を外枠９４に設置する。このとき、ユーザは、枠ギア９３４とギア９４９とを噛み合わせるように組付体９５を枠部９４１に載置する。このとき、板バネ４３６の突出部４３７が枠ギア９３４の歯部と係合され、外枠９４に対する中枠９２（組付体９５）の回転が規制される。以上のようにして、内枠９１、中枠９２、及び外枠９４が組み合わせられ、刺繍枠９の完成体が得られる。

次いで、刺繍枠９がキャリッジ５０に装着される。図８に示すように、ユーザは、レバー部５１９を上方に向ける。そして、支持部５１の前端の開口部５２２（図８参照）から後方に向けて、刺繍枠９の取付部９４２をスライドさせるように、取付部９４２を支持部５１に挿入する。この時、図１３に示すように、ユーザは、取付部９４２の凸部９５１が凹部５１８に沿うようにスライドさせる。図１２に示すように、ユーザは、取付部９４２を支持部５１に挿入した後、レバー部５１９を回し、レバー部５１９を前方に向ける。取付部９４２は、板バネ５１３の押圧部５１４，５１５によって下方に押圧され、押圧部５１４，５１５と下板部５１２との間で狭持される。また、取付部９４２は、板バネ５１６の押圧部５１７によって、前方に押圧され、押圧部５１７とレバー部５１９との間で狭持される。これによって、刺繍枠９がキャリッジ５０に固定される。

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。よって、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、枠回転データが示す回転角度に刺繍枠９を回転し、針落点の座標（Ｘ座標、Ｙ座標）に刺繍枠９を移動する。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、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を回転するための第一モータ４９の回転量を決定する。ＣＰＵ６１は、現在の針落点のＹ座標から所定位置（図４参照）に刺繍枠９を移送するための第一モータ４９の回転量を決定する。ＣＰＵ６１は、所定位置から次回の針落点のＹ座標に刺繍枠９を移送するための第一モータ４９の回転量を決定する。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。以下の説明では、ＣＰＵ６１が決定した、第一モータ４９と第二モータ２７と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、図３に示すように、刺繍枠９が所定位置より後方にある場合に、刺繍枠９が所定位置（図４参照）に移送される場合について説明する。ソレノイド４８７が駆動され、駆動ギア４８３が第一位置に移動される（図６参照）。これによって、第一駆動ギア４８４が第一従動ギア４６１と噛合した状態となる。この時、第二駆動ギア４８５は第二従動ギア４７１とは噛合されない。よって、駆動ギア４８３が回転しても、刺繍枠９が回転しない回転停止状態になる。

第一モータ４９が駆動され、駆動ギア４８３が回転される。駆動ギア４８３の回転に伴って、第一従動ギア４６１及び第一プーリ４６２が回転する。第一プーリ４６２と第二プーリ４６３とが回転しながらベルト４６４が移送される。これによって、ベルト４６４に接続されているキャリッジ５０が前方に移送され、刺繍枠９が前方に移送される。ＣＰＵ６１は、決定回転量分、第一モータ４９を回転させ、停止させる。これによって、刺繍枠９が所定位置に移送される（図４参照）。なお、刺繍枠９の枠ギア９３４は、板バネ４３６によってその回転が規制されている。このため、キャリッジ５０及び刺繍枠９がＹ方向に移送される場合に勝手に刺繍枠９が回転することが防止される。また、刺繍枠９が所定位置に移動された場合、板バネ４３１が切欠部５２１（図８参照）に係合され、キャリッジ５０及び刺繍枠９のＹ方向への移動が規制された状態となる。

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。ソレノイド４８７が駆動され、駆動ギア４８３が第二位置に移動される（図７参照）これによって、第二駆動ギア４８５が第二従動ギア４７１の上側ギア４７２と噛合した状態となる。このとき、第一駆動ギア４８４は第一従動ギア４６１と噛合されない。すなわち、駆動切換機構４８は第一駆動機構４５が所定位置にキャリッジ５０を移送した場合に、第一モータ４９から第一移送機構４６への駆動力の伝達を遮断するように切り換える。よって、駆動ギア４８３が回転してもキャリッジ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４８３が回転される。駆動ギア４８３の回転に伴って上側ギア４７２、下側ギア４７３、ギア９４７、ギア９４８、及びギア９４９を介して枠ギア９３４が回転する。これによって、刺繍枠９（より詳細には組付体９５）が回転する（図４の矢印１０７参照）。すなわち、回転駆動機構４７は、駆動切換機構４８が第一モータ４９から第一移送機構４６への駆動力の伝達を遮断した状態で、第一モータ４９の駆動力によって刺繍枠９を回転させる。ＣＰＵ６１は、決定回転量分、第一モータ４９を回転させ、停止させる。これによって、刺繍枠９が次回の回転角度に設定される。

また、板バネ４３１によってキャリッジ５０及び刺繍枠９のＹ方向への移動が規制されている。このため、駆動ギア４８３が第二従動ギア４７１を回転させるときに、第二従動ギア４７１が所定位置からずれてしまうこと、つまり第二従動ギア４７１が駆動ギア４８３から勝手に離れてしまうことが防止される。よって、確実に刺繍枠９を回転させることができる。

所定位置において刺繍枠９が回転された後、次回の針落点のＹ座標に刺繍枠９が移送される。移動方法は、前述した刺繍枠９が所定位置（図４参照）に移送される場合と同様である。なお、第一モータ４９は、刺繍枠９が前方に移送される場合の逆方向に回転する。

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。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、決定した回転量分、第二モータ２７を回転させ、停止させる。なお、刺繍枠９の枠ギア９３４は、板バネ４３６によってその回転が規制されている。このため、キャリッジ５０及び刺繍枠９がＸ方向に移送される場合に勝手に刺繍枠９が回転することが防止される。

以上のように、本実施形態における刺繍枠９の移送及び回転が行われる。本実施形態では、第一モータ４９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にモータ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。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。故に、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、第一モータ４９によってキャリッジ５０のＹ方向への移送と刺繍枠９の回転とを行うことができる。よって、２つのモータを使用して第一移送機構４６と回転駆動機構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、キャリッジ５０にモータ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、モータが刺繍枠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、ソレノイド４８７は、スプライン軸４８２の軸方向に駆動ギア４８３を移動することで、第一位置と第二位置とを切り換えることができる。また、刺繍枠移送装置３０は、第一モータ４９、スプライン軸４８２、駆動ギア４８３、第一従動ギア４６１、第一プーリ４６２、第二プーリ４６３、及びベルト４６４を駆動させることで、キャリッジ５０及び刺繍枠９をＹ方向に移送することができる。

また、本実施形態では、ソレノイド４８７によって切換部４８１を駆動し、第一移送機構４６への駆動力の伝達の遮断と、回転駆動機構への駆動力の伝達とを行うことができる。また、１つのソレノイド４８７で１つの駆動ギア４８３を第一位置と第二位置との間で移動させることで、キャリッジ５０及び刺繍枠９のＹ方向への移送と刺繍枠９の回転とを切り換えることができる。よって、ソレノイド等のアクチュエータを複数設け、駆動ギアを複数設けて、キャリッジ５０及び刺繍枠９のＹ方向への移送と刺繍枠９の回転とを切り換える場合に比べて、コストを低減することができる。

また、刺繍枠移送装置３０は、第一駆動機構４５をＸ方向に移送する第二移送機構２４と、第二移送機構２４を駆動する第二モータ２７とを有し、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。

上記実施形態において、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。第一モータ４９が本発明の「第一駆動源」及び「モータ」に相当する。駆動切換機構４８が本発明の「駆動切換手段」に相当する。回転駆動機構４７が本発明の「回転駆動手段」に相当する。ソレノイド４８７が本発明の「アクチュエータ」に相当する。駆動ギア４８３が本発明の「駆動ギア」に相当する。ベルト４６４が本発明の「ベルト」に相当する。規制部４３に含まれる板バネ４３１，４３６が本発明の「規制部」に相当する。第二モータ２７が本発明の「第二駆動源」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、所定位置は、キャリッジ５０がその駆動範囲の前端部に移動した位置（図４参照）であったが、Ｙ方向の他の位置であってもよい。

また、第一モータ４９が本発明の第一駆動源であり、第二モータ２７が本発明の第二駆動源であったが、これに限定されない。例えば、第一モータ４９及び第二モータ２７ではなく、第一移送機構４６及び第二移送機構２４を駆動可能なベルトなどの他の構成であってもよい。

また、ソレノイド４８７によって、駆動ギア４８３を第一位置と第二位置との間で切り換えていたが、これに限定されない。例えば、モータや他のアクチュエータによって駆動ギア４８３を第一位置と第二位置との間で切り換えてもよい。

また、規制部４３は板バネ４３１及び板バネ４３６によって構成されていたが、これに限定されない。回転駆動機構４７によって刺繍枠９が回転される場合に、キャリッジ５０のＹ方向への移動を規制し、第一移送機構４６によってキャリッジ５０がＹ方向に移送される場合に、刺繍枠９の回転を規制することができれば、他の構成でもよい。例えば、板バネ４３６を設けず、第二従動ギア４７２の回転を規制する板バネをキャリッジ５０に設けてもよい。また、回転駆動機構４７によって刺繍枠９が回転される場合に、ソレノイドの動作によって第一プーリ４６２の回転を係止する機構を設け、第一移送機構４６によってキャリッジ５０がＹ方向に移送される場合に、ソレノイドの動作によって第二従動ギア４７２又は枠ギア９３４を係止する機構を設けてもよい。また、規制部４３を設けなくてもよい。

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
４３ 規制部
４５ 第一駆動機構
４６ 第一移送機構
４７ 回転駆動機構
４８ 駆動切換機構
４９ 第一モータ
５０ キャリッジ
４６１ 第一従動ギア
４６２ 第一プーリ
４６３ 第二プーリ
４６４ ベルト
４７１ 第二従動ギア
４８１ 切換部
４８２ スプライン軸
４８３ 駆動ギア
４８７ ソレノイド
９３４ 枠ギア

Claims (7)

1. 回転可能な刺繍枠を着脱可能なキャリッジと、
   前記キャリッジを第一方向に移送する第一移送機構と、前記キャリッジとは別に設けられ、前記第一移送機構を駆動する第一駆動源とを有する第一駆動手段と、
   前記第一駆動手段が前記第一方向における所定位置に前記キャリッジを移送した場合に、前記第一駆動源から前記第一移送機構への駆動力の伝達を遮断するように切り換える駆動切換手段と、
   前記駆動切換手段が前記第一駆動源から前記第一移送機構への駆動力の伝達を遮断した状態で、前記第一駆動源の駆動力によって前記刺繍枠を回転させる回転駆動手段と
   を備えたことを特徴とする刺繍枠移送装置。
2. 前記駆動切換手段は、
   前記第一駆動源から前記第一移送機構への駆動力の伝達を遮断し、且つ前記第一駆動源から前記回転駆動機構への駆動力の伝達を接続させる切換部と、
   前記切換部を駆動するアクチュエータと
   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. 前記第一駆動源はモータであり、
   前記切換部は、
   前記モータの駆動によって回転するスプライン軸と、
   前記スプライン軸の周囲に設けられ、前記アクチュエータの動作によって前記スプライン軸の軸方向に移動可能であり、前記スプライン軸の回転に伴って回転する駆動ギアと
   を備え、
   前記第一移送機構は、
   前記駆動ギアに噛合可能な第一従動ギアと、
   前記第一従動ギアの回転に伴って回転する第一プーリと、
   前記第一方向において前記第一従動ギアと離間して設けられた第二プーリと、
   前記第一プーリと前記第二プーリとに掛架され、前記キャリッジに接続されたベルトと
   を備え、
   前記アクチュエータは、前記駆動ギアを前記軸方向に移動させ、前記駆動ギアが前記第一従動ギアに噛合する第一位置と、前記駆動ギアが前記第一従動ギアから離間した第二位置との間で、前記駆動ギアの位置を切り換えることを特徴とする請求項２に記載の刺繍枠移送装置。
4. 前記回転駆動機構は、前記刺繍枠に設けられた枠ギアを回転可能であり、前記キャリッジに設けられた第二従動ギアを有し、
   前記第二従動ギアは、前記駆動ギアが前記第二位置にある場合に前記駆動ギアに噛合され、前記駆動ギアの駆動力を前記枠ギアに伝達し、前記刺繍枠を回転させ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. 前記回転駆動手段によって前記刺繍枠が回転される場合に、前記キャリッジの前記第一方向への移動を規制し、前記第一移送機構によって前記キャリッジが前記第一方向に移送される場合に、前記刺繍枠の回転を規制する規制部を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の刺繍枠移送装置。
6. 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移送機構と、前記第二移送機構を駆動する第二駆動源とを有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５のいずれかに記載の刺繍枠移送装置。
7. 請求項１から６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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