JP5574140B2

JP5574140B2 - ミシンの縫製枠駆動装置

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Publication number: JP5574140B2
Application number: JP2008258094A
Authority: JP
Inventors: スパーク，チャン
Original assignee: サンスタープレシジョンカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2027-05-31
Also published as: CN101173431A; CN101173431B; TWI346162B; KR20070038475A; JP2009046799A; TW200825237A; KR100718303B1

Description

本発明は、ラック・ピニオン（rack・pinion）駆動方式を用いた動力伝達装置を備えたミシンの縫製枠駆動装置に関し、特にラック・ピニオン駆動方式を用いた動力伝達装置を用いて、一つの固定フレームに設置された縫製枠の移送フレームを移送させることによって、縫製枠の全体に均等な移送駆動力を伝達することができるため、移送作業時に、縫製枠の揺れにより刺繍の品質が低下する現象を解決することができ、その結果、高速運転が可能なミシンの縫製枠駆動装置に関する。

一般的に、ミシン（mishin）は、針仕事をする機械であって、刺繍機と裁縫機とがある。刺繍機は、針仕事をすることができる針台が上下運動をする間に、原緞を固定した繍枠が左右方向（または「Ｘ軸方向」ともいう）及び前後方向（または「Ｙ軸方向」ともいう）に移動しながら使用者の望む繍を取る機械装置をいい、裁縫機は、家庭でよく使われる裁縫機をいう。

上記裁縫機は、歯形状の移送台で原緞を移送させながら裁縫をするような構成である一方、上記刺繍機は、原緞を固定したフレームが左右方向、前後方向に移送されながら刺繍するように構成される点に差異がある。

かかる刺繍機は、原緞を固定した縫製枠が左右方向と前後方向に移送されながら刺繍するように構成されているので、縫製枠の移動における正確性及び定速性が刺繍の品質と密接に関連する。

したがって、刺繍機の針台の上下運動を駆動する動力源には、サーボモータや速度が制御できる誘導モータなどが使われ、また、縫製枠を左右方向と前後方向に移動させる動力源には、一般的に、位置決定め能力に優れ、かつ制御が容易なステッピングモータが使われる。

上記刺繍機には、ヘッドが一つある単頭式自動刺繍機や、ヘッドが二つ以上ある多頭式自動刺繍機、コンピュータキルティング機（computer quilting machine ）のような特殊刺繍機などがある。

以下、添付した図面を参照しつつ、従来技術に係る刺繍機の構成とその動作に関して説明する。

図１は、従来の一般的な多頭式自動刺繍機の全体外形図であり、図２は、図１に図示された刺繍機のヘッド及びボビンケース駆動部を示す構成図である。

上記多頭式自動刺繍機は、図１及び図２に示すように、刺繍機を支持する機械ボディ１（本体）と、機械ボディ１に設けられた（設置された）テーブル２と、テーブル２の上部に設けられ、刺繍する布を固定させる縫製枠３（または「刺繍枠３」ともいう）と、縫製枠３の上部の上軸１１に設けられ、刺繍作業をする複数のヘッド４と、テーブル２の下部の下軸１２に設けられ、ヘッド４と対向するように位置して下糸を供給するボビンケース１５（または「フック（Hook）１５」ともいう）と、テーブル２の下部に設けられた主コントローラボックス５と、テーブル２の一方側の端部に設置された操作パネル６とを備える。そして、テーブル２の一方側の下段には主軸駆動モータ１３が設けられている。主軸駆動モータ１３の回転軸と下軸１２との間は、第１ベルト１４ａにより連結（接続）されており、下軸１２と上軸１１との間は、第２ベルト１４ｂにより連結（接続）されている。

したがって、主軸駆動モータ１３の回転により、下軸１２と上軸１１とが回転することになり、また、下軸１２の回転により、ボビンケース１５が駆動して刺繍のための下糸を供給すると共に、上軸１１の回転により、ヘッド４に設置された針台４ａが駆動して布に刺繍することになる。

上記刺繍機には、生産性を高めるために、通常複数（例えば１０個〜２４個程度）のヘッド４，…が設けられている。そして、複数のヘッド４，…は、一つの回転軸（上軸）に連結（接続）されており、各々のヘッド４は、複数（例えば６個〜１５個程度）の針を備え、各針毎に異なる色の糸が連結（通）されている。したがって、ヘッド４は、刺繍デザインによって種々の色の糸を使用して刺繍する。

図３及び図４は、従来技術にかかる多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置を示す斜視図及び平面図である。

従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置は、図３及び図４に示すように、被縫製物が載置されるテーブル２と、テーブル２の上部に設けられ、刺繍される被縫製物を固定する縫製枠３とを備える。かかる場合、縫製枠３は、テーブル２の上部に被縫製物を支持する一対の長い横枠３ａと一対の縦枠３ｂとを備えて略四角枠形状に構成される。テーブル２の下部には、縫製枠３を左右−前後方向に各々駆動させるための左右方向移送機構２０（または「Ｘ方向移送機構２０」ともいう）及び前後方向移送機構３０（または「Ｙ方向移送機構３０」ともいう）が各々設けられている。

かかる場合、前後方向移送機構３０は、図５に示すように、前後方向（縦方向）に配置された長尺なタイミングベルト５２上に設けられる。前後方向移送機構３０を駆動するＹ軸駆動モータ５０によりタイミングベルト５２が回転すれば、タイミングベルト５２に噛合して設けられたベアリングブロック（図示していない）が前後方向フレーム３０ａ，３０ｂ（または「Ｙ軸フレーム３０ａ，３０ｂ」ともいう）上に内設されたガイドレール３１に沿って前後方向に移動することになる。かかる場合、縫製枠３は、ベアリングブロックが内部に設けられたベアリングブロック連結カバー４０上に設けられているので、ベアリングブロックの動きにより前後方向に移動する。

そして、左右方向移送機構２０は、左右方向（横方向）に配置された長尺なタイミングベルト（図示していない）上に設けられる。左右方向移送機構２０を駆動させる左右方向駆動モータ（または「Ｘ軸駆動モータ」ともいい、図示していない）によりタイミングベルトが回転すれば、タイミングベルトに噛合して設けられたベアリングブロック（図示していない）は、左右方向フレーム（または「Ｘ軸フレーム」ともいい、図示していない）上に内設されたガイドレールに沿って左右方向に移動することになる。かかる場合、縫製枠３は、ベアリングブロックが内部に設けられたベアリングブロック連結カバー（図示しておらず図５の４０参照）上に設けられているので、ベアリングブロックの動きにより左右方向に移動する。

刺繍される被縫製物、又は、その他の対象物を作業者が縫製枠３に固定させた後、作業者が希望する刺繍デザインデータを外部、即ち、フロッピーディスクなどから操作パネル６を通じて読取（read）させて、刺繍運転を実行することになる。すると、左右方向移送機構２０及び前後方向移送機構３０は、刺繍デザインデータに基づいて縫製枠３を左右方向、前後方向に移動することになる。

具体的には、左右方向移送機構２０は、左右方向移動データ（または「Ｘ軸移動データ」ともいう）によって左右方向駆動モータ（図示していない）が正／逆方向に駆動することにより、左右方向駆動モータの正／逆駆動力がタイミングベルトを介して、縫製枠３に伝達して左右方向に移動させる。即ち、タイミングベルトの所定位置に縫製枠３を連結した左右方向ベアリングブロック（または「Ｘ軸ベアリングブロック」ともいう）が設けられ、左右方向ベアリングブロックの上側には縫製枠３が載置されて左右方向フレーム（または「Ｘ軸フレーム」ともいう）上に内設されたガイドレールに沿って左右方向に移動可能に構成される。

一方、前後方向移送機構３０は、図５に示すように、前後方向移動データ（または「Ｙ軸移動データ」ともいう）によって前後方向駆動モータ５０（または「Ｙ軸駆動モータ５０」ともいう）が正／逆駆動することにより、前後方向駆動モータ５０の正／逆駆動力がタイミングベルト５１，５２を介して、縫製枠３に伝達して前後方向に移動させる。即ち、タイミングベルト５２の所定位置に縫製枠３を連結した前後方向ベアリングブロック（または「Ｙ軸ベアリングブロック」ともいう）が設けられ、前後方向ベアリングブロックの上側には縫製枠３が載置されて前後方向フレーム３０ａ、３０ｂ上に内設されたガイドレール３１に沿って前後方向に移動可能に構成される。

そして、縫製枠３の前後方向の移動範囲を拡大させるために、縫製枠３の前方部及び後方部を固定する前後方向フレーム３０ａ，３０ｂは、前方の前後方向フレーム３０ａと後方の前後方向フレーム３０ｂとに各々分かれて設けられる。両前後方向フレーム３０ａ、３０ｂは、各前後方向ベアリングブロック（図示していない）が内設されたガイドレールに沿って前後方向に移動可能にそれぞれ構成される。かかる場合、両前後方向ベアリングブロックは、ベアリングブロック連結カバー４０と連結され、ベアリングブロック連結カバー４０の上側に縫製枠３が載置されて構成される。そして、タイミングベルト５２は、図５に示すように、縫製枠３の後方部に位置した（後方の）前後方向フレーム３０ｂ上のみに設けられており、ベアリングブロック連結カバー４０内に設けられた前後方向ベアリングブロックがタイミングベルト５２と結合して移送されるように構成されている。

しかしながら、上記の構成を有する従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置は、縫製枠３の移動範囲を拡大させる場合、タイミングベルト５２の長さも前後方向に長くしなければならないが、かかる場合、タイミングベルト５２の長さが前後方向に長くなるため、前後方向ベアリングブロックの移送時に振動が発生するという問題点がある。

また、従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置は、タイミングベルト５２が設けられた（後方の）前後方向フレーム３０ｂと、ガイドレール３１が形成された（前方の）前後方向フレーム３０ａとの二つのフレームで構成されており、しかも、両前後方向フレーム３０ａ，３０ｂ上に一つのベアリングブロック連結カバー４０が、長尺に構成されている。かかる場合、ベアリングブロック連結カバー４０の強度が弱い場合、タイミングベルト５２から直接動力を伝達される（後方の）前後方向フレーム３０ｂ側に比べて、（前方の）前後方向フレーム３０ａ側に位置したベアリングブロック連結カバー４０の支持力が相対的に弱くなるため、縫製枠３の前方移動時に揺れが発生して、縫製の品質を低下させる問題点がある。

また、従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置は、タイミングベルト５２により縫製枠３を移送するように構成されるため、タイミングベルト５２の動力伝達時に、スリップ（slip）が発生したり、ベルトが緩んだりするという問題点がある。かかる場合、正確な動力伝達がなされないため、移送機構を全て分解した後、タイミングベルト５２を入れ替えなければならないという面倒さや、不要な時間及び費用がかかるという問題点がある。

したがって、本発明は、上記の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の第１の目的は、ラック・ピニオン駆動方式を用いた動力伝達装置を備えたミシンの縫製枠駆動装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、縫製枠の前／後方部に均等な移送駆動力を伝達して、縫製枠の移送時の駆動信頼性を向上させることのできるミシンの縫製枠駆動装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、ラック・ピニオン駆動方式を用いた動力伝達装置を用いて一つの固定フレームに設けられた縫製枠の移送フレームを移送させることによって、縫製枠全体に均等な移送駆動力を伝達し、移送作業時の縫製枠の揺れにより刺繍の品質が低下する現象を解決し、高速運転を可能にしたミシンの縫製枠駆動装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置は、被縫製物を支持する縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）に移送させる一つ以上の左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）と、前記縫製枠を前後方向（Ｙ軸方向）に移送させる一つ以上の前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）とを備えるミシンの縫製枠駆動装置であって、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）及び前記前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）の少なくとも何れか一方は、前記ミシンの本体に設けられる固定フレームと、前記固定フレーム上で移動可能に設けられ、ギア歯が形成される移送フレームと、前記移送フレームに形成される前記ギア歯と噛合され、前記移送フレームを往復移送させる移送フレーム駆動手段とを備え、前記移送フレーム駆動手段は、前記移送フレームの下部に形成されるギア歯と噛合される噛合部材と、前記噛合部材を回転支持する複数の回転部材と、前記噛合部材に回転力を与える駆動体とを備えることを特徴とする。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記移送フレームは、上側に、前記移送フレームと直交方向に前記縫製枠を移送案内するレールガイド部材とを備えてもよい。

なお、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、固定フレームは、両側に、一定間隔で設けられる複数のトラックローラを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記固定フレームは、前記移送フレーム駆動手段を挿入して前記移送フレームと噛合されるような挿入ホールを更に備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記移送フレームは、前記固定フレームのトラックローラにより支持及び移動されるように、両側に、長軸に沿って長尺に形成されるガイドレールと、上側に、前記移送フレームと直交方向に前記縫製枠を移送案内するレールガイド部材とを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記レールガイド部材は、ローラで構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記固定フレームは、前記移送フレームのトラックローラにより支持及び移動されるように、両側に長軸に沿って長尺に形成されるガイドレールと、前記移送フレーム駆動手段を挿入して前記移送フレームと噛合されるような挿入ホールとを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記複数の回転部材は、前記噛合部材を支持し、前記駆動体は、前記複数の回転部材の中で、下段に構成される回転部材の回転軸より高い位置に構成されると共に、前記下段に構成される回転部材の間に位置し、前記噛合部材は、前記回転部材の間に構成される前記駆動体により、形態が略∩形状を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記噛合部材は、ベルト型部材で構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記ベルト型部材は、前記移送フレームに形成されるギア歯と噛合されるギア歯を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記複数の回転部材は、アイドラ（idler ）で構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記駆動体は、前記噛合部材と噛合されるギア歯を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記噛合部材は、チェーン型部材で構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記噛合部材は、ピニオンギアで構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記移送フレームの一方側に前記縫製枠の前後の横枠が結合される構成を採用してもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）の移送フレームの一方側に設けられ、前記縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる左右方向枠駆動体（Ｘ方向枠駆動体）と、前記前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）の移送フレームの一方側に設けられ、前記縫製枠を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）とのうち何れか一方を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）の移送フレームの一方側に設けられ、前記縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる左右方向枠駆動体（Ｘ方向枠駆動体）と、前記前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）の移送フレームの一方側に設けられ、前記縫製枠を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）とを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）の移送フレームにより前記縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる左右方向枠駆動体（Ｘ方向枠駆動体）と、前記前後方向移送機構（Ｙ軸方向移送機構）の移送フレームにより前記縫製枠を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）と、前記左右方向枠駆動体（Ｘ方向枠駆動体）及び前記前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）と連結され、前記縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）又は前後方向（Ｙ軸方向）に移送させる左右／前後方向枠駆動体（Ｘ／Ｙ方向枠駆動体）と、前記左右／前後方向枠駆動体（Ｘ／Ｙ方向枠駆動体）に連結されて前記縫製枠を着脱可能に固定させる連結体とを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）の移送フレームの一方側に設けられ、前記縫製枠を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）と、前記前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）の一方側に設けられて前後方向（Ｙ軸方向）に移送され、前記縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）と、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）の移送フレームに連結されて前記縫製枠を着脱可能に固定させる連結体とを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）の中間部におけるミシンテーブルの上部に、前記移送フレーム駆動手段を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）の移送フレームは、上方向にギア歯を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）の移送フレームの一方側に設けられる固定フレームと、前記固定フレームの一方側に設けられて前後方向（Ｙ軸方向）に移送され、前記縫製枠を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させる左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）と、前記左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）の移送フレームに連結されて前記縫製枠を着脱可能に固定させる連結体とを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記固定フレームの中間部におけるミシンテーブルの上部に、前記移送フレーム駆動手段を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記移送フレーム駆動手段毎に各々個別の駆動源を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記移送フレーム駆動手段は、一つの駆動源で駆動されるような構成を採用してもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記固定フレームの長手方向の中間部に前記移送フレーム駆動手段を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置においては、前記ミシンの本体は、テーブルを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置は、ギア歯が形成されるラック（rack）と、前記ラックのギア歯と噛合される噛合部材と、前記噛合部材を回転可能に支持する複数の回転部材と、前記噛合部材に回転力を与える駆動体とを備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置においては、前記複数の回転部材は、前記噛合部材を支持し、前記駆動体は、前記複数の回転部材の中で、下段に構成される回転部材の回転軸より高い位置に構成されると共に、前記下段に構成される回転部材の間に位置し、前記噛合部材は、前記回転部材の間に構成される前記駆動体により形態が略∩形状を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置においては、前記噛合部材は、ベルト型部材で構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置においては、前記ベルト型部材は、前記ラックに形成されるギア歯と噛合されるギア歯を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置においては、前記複数の回転部材は、アイドラ（idler ）で構成されてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置においては、前記駆動体は、前記噛合部材と噛合されるギア歯を備えてもよい。

また、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置の動力伝達装置においては、前記噛合部材は、チェーン型部材で構成されてもよい。

したがって、ラック・ピニオン駆動方式を用いた動力伝達装置を用いて一つの固定フレームに設けられた縫製枠の移送フレームを移送させることによって、縫製枠全体に均等な移送駆動力を伝達することができるため、移送作業時に、縫製枠の揺れにより刺繍の品質が低下する現象を解決することができ、その結果、高速運転可能であるという長所がある。

前述したように、本発明にかかるミシンの縫製枠駆動装置によれば、縫製枠が各々固定支持された一つの移送フレームの下部に駆動源に連結された噛合部材と噛合されるギア歯を形成して直接移送フレームを移送させることによって、縫製枠の左右方向（Ｘ軸方向）又は前後方向（Ｙ軸方向）の移送時に、縫製枠の前／後方部に均等な移送力を伝達することができるため、信頼性の高い安定した移送作業を行うことができる。

即ち、従来のように二つの移送フレームの間を連結する連結部材に載置されて移送される縫製枠は、移送長さが長くなったり、連結部材の強度が弱くなったりすれば、移送作業時に揺れが発生して刺繍の品質が低下する問題点を引き起こしたが、本発明は、単一の固定フレームに、一つの移送フレーム上に縫製枠の前後に長尺な横枠を一体固定して移送させることによって、縫製枠の全体に均一な移送駆動力を伝達することができるため、移送作業時に、縫製枠の揺れが発生して刺繍の品質が低下する問題点を未然に防止することができる。

しかも、左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）全てについても、前述したような同一な効果を奏することができる。

また、縫製枠の精度と高速運転性及び耐久性の向上とを図ると共に、大型の縫製枠を駆動する場合でも、部品数、費用（コスト）、駆動騒音などを最小限に抑制しつつも、縫製枠の撓み変形防止と精度の高い駆動とができるという優れた効果がある。

そして、従来の縫製枠駆動機構は、縫製枠を移動させるための駆動源（駆動モータ）が機械ボディ（本体）の端部に位置しているので、機械の運搬時に、機械サイズを縮小させる方法として、前方に位置したテーブルを分離させる方法以外なかったが、本発明では、縫製枠を移動させるための駆動源（駆動モータ）が機械ボディ（本体）の中間部に設けられているので、機械の運搬時に、前後方テーブルを全て分離させることができ（図１５参照）、コンテナに容易に積載可能である（包装空間が最小化される）。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図６は、本発明の第１実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置を示す構成図である。

本発明の第１実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置は、移送フレーム２２０の上部に縫製枠１２０が各々載置される構成であって、図６に示すように、被縫製物を支持する縫製枠１２０を左右方向（または「Ｘ軸方向」ともいう）に移送させる一つ以上の左右方向移送機構１３０Ｘ（または「Ｘ方向移送機構１３０Ｘ」といもいう）と、縫製枠１２０を前後方向（または「Ｙ軸方向」ともいう）に移送させる一つ以上の前後方向移送機構１３０Ｙ（または「Ｙ方向移送機構１３０Ｙ」ともいう）とを備える。左右方向移送機構１３０Ｘ及び前後方向移送機構１３０Ｙについては、後述する図１１〜図１４で詳細に説明することにする。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置を示す構成図である。

本発明の第２実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置は、図７に示すように、被縫製物を支持する縫製枠を左右方向に移送させる一つ以上の左右方向移送機構１３０Ｘと、縫製枠を前後方向に移送させる一つ以上の前後方向移送機構１３０Ｙとがミシンテーブル１１０の下側に設けられる。そして、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームの上側に設けられ（構成され）、縫製枠を左右方向に移動させる左右方向枠駆動体１２０Ｘ（または「Ｘ方向枠駆動体１２０Ｘ」ともいう）と、左右方向枠駆動体１２０Ｘと連結されると共に、前後方向移送機構１３０Ｙの移送フレームの上側に設けられ（構成され）、縫製枠を前後方向に移動させる前後方向枠駆動体１２０Ｙ（または「Ｙ方向枠駆動体１２０Ｙ」ともいう）とを備える。かかる場合、縫製枠は、一つの左右方向枠駆動体１２０Ｘと複数の前後方向枠駆動体１２０Ｙとが結合して構成される。

なお、本実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置は、図７に示すように、左右方向枠駆動体１２０Ｘ及び前後方向枠駆動体１２０Ｙを双方使用して構成されてもよく、また、左右方向枠駆動体１２０Ｘ及び前後方向枠駆動体１２０Ｙのうち何れか一方のみを使用して構成されてもよい。

＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置を示す構成図である。

本発明の第３実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置は、図８に示すように、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームにより縫製枠１２０を左右方向に移動させる左右方向枠駆動体１２０Ｘと、前後方向移送機構１３０Ｙの移送フレームにより縫製枠を前後方向に移動させる前後方向枠駆動体１２０Ｙと、左右方向枠駆動体１２０Ｘ及び前後方向枠駆動体１２０Ｙと連結されて縫製枠１２０を左右方向又は前後方向に移送させる左右／前後方向枠駆動体１２０ＸＹ（または「Ｘ／Ｙ方向枠駆動体１２０ＸＹ」ともいう）と、左右／前後方向枠駆動体１２０ＸＹに連結されて縫製枠１２０を着脱可能に固定させる連結体１６０とを備える。

かかる場合、左右方向枠駆動体１２０Ｘは、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームの上側に設けられ（構成され）、縫製枠１２０を左右方向に移動させ、また、前後方向枠駆動体１２０Ｙは、前後方向移送機構１３０Ｙの移送フレームの上側に設けられ（構成され）、縫製枠１２０を前後方向に移動させる。そして、左右／前後方向枠駆動体１２０ＸＹは、左右方向枠駆動体１２０Ｘ及び前後方向枠駆動体１２０Ｙと連結されて縫製枠１２０を左右方向又は前後方向に移送させる。かかる場合、縫製枠１２０は、左右／前後方向枠駆動体１２０ＸＹに設けられた連結体１６０で着脱可能に設置（固定）され、ミシンテーブルの上方に一つ又は複数設置（固定）される。

＜第４実施形態＞
図９は、本発明の第４実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置を示す構成図である。

本発明の第４実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置は、図９に示すように、前後方向移送機構１３０Ｙの移送フレームの一方側に設けられ（構成され）、縫製枠１２０を前後方向に移動させる前後方向枠駆動体１２０Ｙと、前後方向枠駆動体１２０Ｙの一方側に設けられて前後方向に移送されて縫製枠１２０を左右方向に移動させる左右方向移送機構１３０Ｘと、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームに連結されて縫製枠１２０を着脱可能に固定させる連結体１６０とを備える。かかる場合、左右方向移送機構１３０Ｘは、前後方向枠駆動体１２０Ｙの一方側に、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームが設けられると共に、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームにおける中間部のミシンテーブルの上部に、移送フレーム駆動手段１５０が設けられる。そして、縫製枠１２０は、ミシンテーブルの上方に設けられて脱着可能に連結する連結体１６０により、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームに連結されて設置（固定）される。

＜第５実施形態＞
図１０は、本発明の第５実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置を示す構成図であって、単頭刺繍機、又は裁縫機の構造を例として示すものである。

本発明の第５実施形態にかかるミシン１００の縫製枠駆動装置は、図１０に示すように、前後方向移送機構１３０Ｙの移送フレームの一方側に設けられる（構成される）固定フレーム（図示していない）と、固定フレームの一方側に設けられて前後方向に移送されて縫製枠１２０を左右方向に移動させる左右方向移送機構１３０Ｘと、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームに連結されて縫製枠１２０を着脱可能に固定する連結体１６０とを備える。かかる場合、縫製枠１２０は、ミシンテーブルの上方に設けられて脱着可能に連結する連結体１６０により、左右方向移送機構１３０Ｘの移送フレームに連結され、左右方向移送機構１３０Ｘ及び前後方向移送機構１３０Ｙにより、左右及び／又は前後方向に自由に移動することができる。

＜ミシンの縫製枠駆動装置＞
図１１〜図１４は、本発明の上記実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置を示す図であって、図１１は、左右方向移送機構１３０Ｘ及び前後方向移送機構１３０Ｙの固定フレーム２１０、移送フレーム２２０、及び移送フレーム駆動手段１５０を示す構成図であり、図１２は、縫製枠駆動装置の分解斜視図であり、図１３ａ及び図１３ｂは、移送フレームの構成を各々示す図であり、図１４は、ラック（Rack）形状のギア歯及び移送フレーム駆動手段１５０を示す構成図である。

左右方向移送機構１３０Ｘ及び前後方向移送機構１３０Ｙは、図１１〜図１４に示すように、ミシンの本体に固定（設置）される一つの固定フレーム２１０と、固定フレーム２１０上に移動可能に構成（形成）されて下部にギア歯２２５が形成された移送フレーム２２０と、移送フレーム２２０の下部に形成されたギア歯２２５と噛合されて移送フレーム２２０を往復移送させる移送フレーム駆動手段１５０と、移送フレーム駆動手段１５０に駆動力を提供する駆動モータ１４０とを備える。

ここで、固定フレーム２１０は、図示したように、上面側に、長軸に沿って長尺に形成されたガイドレール２１１（guide rail）と、ガイドレール２１１の両側に、一定間隔で設けられた複数のトラックローラ２１２（track roller）とを備える。

そして、移送フレーム２２０は、固定フレーム２１０のトラックローラ２１２により支持及び移動されるように、両側に長軸に沿って長尺に形成されたガイドレール２２１を備え、さらに、移送フレーム２２０と直交方向に縫製枠を移送案内するように、上側にレールガイド部材２２２（rail guide pin）とを備える。

また、移送フレーム駆動手段１５０は、図１４に示すように、移送フレーム２２０の下部に形成されたギア歯２２５と噛合される噛合部材１５２と、噛合部材１５２を回転支持する複数のアイドラ（idler ）で構成された回転部材１５３，１５４，１５５，…と、駆動モータ１４０の駆動力により噛合部材１５２に回転力を与える駆動体１５１とを備える。かかる場合、駆動体１５１は、駆動プーリとして噛合部材１５２のギア歯２２５と噛合されるギア歯が設けられる駆動ギアで構成される。

噛合部材１５２は、ベルト型の伝動部材で構成され、駆動体１５１は、駆動プーリで構成されるのが好ましい。かかる場合、上記ベルト型の伝動部材は、移送フレーム２２０の下部に形成されたギア歯２２５と噛合されるギア歯１５２ａを備えたタイミングベルトで構成される。上記タイミングベルトからなる噛合部材１５２は、一方の側面に、移送フレーム２２０の下部に形成されたギア歯２２５と噛合されるギア歯１５２ａが設けられるが、回転部材１５３，１５４，１５５と接触する他方の側面に、回転摩擦力を増加させる摩擦部材を一体化して構成（形成）させることができる。

移送フレーム駆動手段１５０は、複数のアイドラ（idler ）で構成された回転部材１５３，１５４，１５５により噛合部材１５２が回転支持（回転可能に支持）するように構成されている。かかる場合、二つの回転部材１５３，１５４の間に構成された駆動体１５１は、図１４に示すように、二つの回転部材１５３，１５４より上側に位置しており、噛合部材１５２のギア歯１５２ａと噛合されるギア歯を形成している。したがって、噛合部材１５２は、駆動体１５１のギア歯により噛合されて回転するため、回転時にスリップ（slip）が発生せず、正確な回転力を伝達できるのみならず、高速回転を可能にする。

一方、噛合部材１５２は、ベルト型の伝動部材の以外として、他の伝動部材を使用してもよい。例えば、ラック（rack）とピニオン（pinion）ギアを使用したり、または、チェーン型の伝動部材を使用したりしてもよい。

また、移送フレーム駆動手段１５０は、他の実施形態として、移送フレーム２２０の下部に形成されたギア歯２２５と噛合される噛合部材（図示していない）と、駆動モータ１４０の駆動力により噛合部材に回転力を与える駆動体とを備えてもよい。かかる場合、噛合部材は、ピニオンギアを使用してもよく、駆動体は、駆動プーリを使用することが好ましい。

本発明によるミシンの縫製枠の前後方向移送機構１３０Ｙは、ミシンの本体（機械ボディ）に固定される固定フレーム２１０の上側に、移送フレーム２２０を前後方向に案内するガイドレールがベアリングと共に結合装着され、移送フレーム２２０の両端部に、ガイドレール及びベアリングに締結されてガイドレールに沿って前後方向に摺動可能に装着され、移送フレーム２２０の長手方向の前後の上段に、縫製枠１２０の前後方向前後の横枠１２０ａ，１２０ｂが各々載置されて構成される。

かかる場合、固定フレーム２１０の下側の略中間部には、縫製枠１２０を前後方向に移動させる移送駆動力を提供する駆動モータ１４０と連結された移送フレーム駆動手段１５０が設けられ（形成され）、移送フレーム駆動手段１５０の内部には、駆動モータ１４０の駆動軸１４１の外周部に嵌合される駆動体１５１（または、駆動ギア１５１）が装着され、さらに、駆動体１５１の外周部には、駆動モータ１４０の回転駆動力を直線駆動力に変換させるための噛合部材１５２が、複数の回転部材１５３の外周部に嵌合されて、移送フレーム２２０の下面部に形成されるギア歯２２１と結合するように設けられる。

複数の回転部材１５３として、プーリやギアのような回転部材を備える。

具体的には、前述した縫製枠移送構造の作動原理を説明すると、前後方向移送機構１３０Ｙは、前後移動データ（または「Ｙ軸移動データ」ともいう）によって駆動モータ１４０が正／逆方向に回転駆動すると、駆動モータ１４０の正／逆回転駆動力が、駆動ギア１５１、複数の回転部材１５３，１５４，１５５、及び噛合部材１５２を介して、前後方向の直線駆動力に変換されて移送フレーム２２０に伝達することで、移送フレーム２２０に載置されて固定された縫製枠１２０を前後方向に移動させる。

即ち、移送フレーム２２０の下面部に形成されたギア歯２２１と噛合部材１５２のギア歯１５２ａとが結合されて、縫製枠１２０は、固定フレーム２１０上に内設されたガイドレールに沿って前後方向に移動することになる。

なお、前後方向移送機構１３０Ｙは、縫製枠のサイズによって複数設置されてもよい。

上記で開示された縫製枠移送構造の各実施形態は、前後方向移送機構１３０Ｙを基準として説明したが、本発明の適用は、上記に言及された実施形態に限定されないのは勿論であり、左右方向移送機構１３０Ｘにも同一の構成を採用することができる。

即ち、本発明によるミシンの縫製枠の左右方向移送機構１３０Ｘは、ミシンの本体（機械ボディ）に固定される固定フレーム２１０の上側に、移送フレーム２２０を左右方向に案内するガイドレールがベアリングと共に結合装着され、また、移送フレーム２２０の両端部に、ガイドレール及びベアリングに締結されてガイドレールに沿って左右軸方向に摺動可能に装着され、さらに、移送フレーム２２０の長手方向前後や上段に、縫製枠１２０の左右方向前後や縦枠が、各々載置されて構成される。

かかる場合、固定フレーム２１０の下側の略中間部に、縫製枠１２０を左右方向に移動させる移送駆動力を提供する駆動モータ１４０と連結された移送フレーム駆動手段１５０が設けられる（形成される）が、移送フレーム駆動手段１５０の内部に、駆動モータ１４０の駆動軸１４１の外周部に嵌合される駆動体１５１（または、駆動ギア１５１）が装着され、さらに、駆動体１５１の外周部に、駆動モータ１４０の回転駆動力を直線駆動力に変換させるための噛合部材１５２が、複数の回転部材１５３の外周部に嵌合されて、移送フレーム２２０の下面部に形成されるギア歯２２１と結合されるように設けられる。

また、複数の回転部材１５３として、プーリ及びギアのような回転部材を備える。

具体的には、前述した縫製枠移送構造の作動原理を説明すると、左右方向移送機構１３０Ｘは、左右軸移動データによって駆動モータ１４０が正／逆方向に回転駆動すると、駆動モータ１４０の正／逆回転駆動力が、駆動ギア１５１、複数の回転部材１５３，１５４，１５５、及び噛合部材１５２を介して、左右方向の直線駆動力に変換されて移送フレーム２２０に伝達することで、移送フレーム２２０に載置されて固定された縫製枠１２０を左右方向に移動させる。

即ち、移送フレーム２２０の下面部に形成されたギア歯２２１と噛合部材１５２のギア歯１５２ａとが結合されて、縫製枠１２０は、固定フレーム２１０上に内設されたガイドレールに沿って左右方向に移動することになる。

なお、左右方向移送機構１３０Ｘは、縫製枠のサイズによって複数設置されてもよい。

＜動力伝達装置＞
本発明の各実施形態にかかるラック・ピニオン駆動方式を用いた動力伝達装置は、図１４を参照して説明すれば、ギア歯が形成されたラック（rack）と、ラックのギア歯と噛合される噛合部材と、噛合部材を回転支持する複数個の回転部材と、噛合部材に回転力を与える駆動体とを備える。

ここで、上記複数の回転部材は、噛合部材が梯形を有するように回転支持し、駆動体は、梯形を有する複数の回転部材の中で、下段に構成された回転部材の回転軸より高い位置に構成（配置）され、下段に構成（配置）された二つの回転部材の間に位置し（配置され）、上記噛合部材は、二つの回転部材の間に構成（配置）された駆動体により梯形の一辺の形態が略∩形状（略逆Ｕ字形状）を有する。

ここで、噛合部材は、ベルト型の伝動部材であり、駆動体は、駆動プーリであることが好ましい。そして、ベルト型の伝動部材は、移送フレームの下部に形成されたギア歯と噛合されるギア歯を一方側に備える。かかる場合、ベルト型の伝動部材は、回転部材との回転摩擦力を増加させる摩擦部材を他方側に備えることができる。

そして、複数の回転部材は、アイドラ（idler ）で構成され、駆動体は、噛合部材と噛合されるギア歯を備える。

また、噛合部材は、チェーン型の伝動部材を使用することができ、駆動体は、駆動プーリを使用することができる。

なお、上記各実施形態にかかる縫製枠移送構造に駆動力を提供する駆動源は、移送フレーム駆動手段毎に個別に設けられることもでき、共通の一つの駆動モータを使用して一つの出力軸を複数の駆動ボックスに同時に連結（接続）して駆動させることもできる。

ここで、移送フレーム駆動手段の内部に設けられる噛合部材は、タイミングベルトのようなベルト形態の伝動部材で構成することもでき、チェーン（chain ）のような伝動部材で構成することもでき、駆動体と（直接）当接する電動ギアで構成することもできる。

そして、移送フレーム駆動手段の内部に設けられて駆動源に連結される駆動体は、タイミングプーリ、スプロケットギア、駆動ギア、駆動プーリなどでもよく、要するに、駆動源の動力を伝達することができる装置及び手段であればよい。

また、前述したようなミシンの縫製枠駆動装置は、前後方向移送機構、または左右方向移送機構が採用可能な全てのミシンに適用できる。

また、本発明で使われた移送フレーム２２０は、両側に一定間隔で設けられた複数のトラックローラ２１２と、移送フレーム２２０と直交方向に縫製枠１２０を移送案内するように、上側に設けられたレールガイド部材２２２とを備えてもよい。そして、固定フレーム２１０は、移送フレーム２２０のトラックローラ２１２により支持及び移動するように、両側に長軸に沿って長尺に形成されたガイドレール２２２と、移送フレーム駆動手段を挿入して移送フレーム２２０と噛合するような挿入ホール２１３とを備えてもよい。かかる場合、レールガイド部材２２２は、ローラで構成するのが好ましい。

以上、本発明は前述した実施形態に限定されるのでなく、当業者により多様な変形及び変更をもたらすことができ、これらは、特許請求範囲で定義される本発明の趣旨と権利範囲に含まれることと解されるべきである。

従来の多頭式自動刺繍機の全体図であって、正面図を示す。従来の多頭式自動刺繍機のヘッド及びボビンケース駆動部における要部概略図であって、正面図を示す従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置における全体図であって、斜視図を示す。従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置における全体図であって、平面図を示す。従来の多頭式自動刺繍機の縫製枠駆動装置における前後方向移送機構の要部概略図であって、斜視図を示す。本発明の第１実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の全体図であって、斜視図を示す。本発明の第２実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の全体図であって、斜視図を示す。本発明の第３実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の全体図であって、斜視図を示す。本発明の第４実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の全体図であって、平面図を示す。本発明の第５実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の全体図であって、斜視図を示す。上記各実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の要部概略図であって、斜視図を示す。同実施形態にかかるミシンの縫製枠駆動装置の要部概略図であって、分解斜視図を示す。同実施形態にかかる移送フレームの要部概略図であって、上方側の斜視図を示す。同実施形態にかかる移送フレームの要部概略図であって、下方側の斜視図を示す。同実施形態にかかる移送フレーム駆動手段の全体図であって、側面内視図を示す。本発明にかかる縫製枠駆動装置の要部概略図であって、斜視図を示す。

符号の説明

１００ミシン
１１０テーブル（ミシンテーブル）
１２０縫製枠（刺繍枠、繍枠）
１２０ａ縫製枠の横枠
１２０Ｘ左右方向枠駆動体（Ｘ方向枠駆動体）
１２０Ｙ前後方向枠駆動体（Ｙ方向枠駆動体）
１２０ＸＹ左右／前後方向枠駆動体（Ｘ／Ｙ方向枠駆動体）
１３０移送機構（左右方向移送機構、前後方向移送機構）
１３０Ｘ左右方向移送機構（Ｘ方向移送機構）
１３０Ｙ前後方向移送機構（Ｙ方向移送機構）
１４０駆動源（駆動モータ）
１４１（駆動モータの）回転軸
１４０Ｘ左右方向駆動モータ（Ｘ軸駆動モータ）
１４０Ｙ前後方向駆動モータ（Ｙ軸駆動モータ）
１５０移送フレーム駆動手段
１５０Ｘ左右方向移送クレーム駆動手段（Ｘ軸移送フレーム駆動手段）
１５０Ｙ前後方向移送フレーム駆動手段（Ｙ軸移送フレーム駆動手段）
１５１駆動体（駆動プーリ）
１５２噛合部材
１５２ａギア歯
１５３回転部材（アイドラ）
１５４回転部材（アイドラ）
１５５回転部材（アイドラ）
１６０連結体
２１０固定フレーム
２１１ガイドレール
２１２トラックローラ
２１３挿入ホール
２２０移送フレーム
２２１ガイドレール
２２２レールガイド部材
２２３ローラ軸
２２４ローラ
２２５ギア歯

Claims

被縫製物を支持する縫製枠を左右方向に移送させる一つ以上の左右方向移送機構と、前記縫製枠を前後方向に移送させる一つ以上の前後方向移送機構とを備えるミシンの縫製枠駆動装置であって、
前記左右方向移送機構及び前記前後方向移送機構の少なくとも何れか一方は、前記ミシンの本体に設けられる固定フレームと、前記固定フレーム上で移動可能に設けられ、ギア歯が形成される移送フレームと、前記移送フレームに形成される前記ギア歯と噛合され、前記移送フレームを往復移送させる移送フレーム駆動手段とを備え、
前記移送フレーム駆動手段は、前記移送フレームの下部に形成されるギア歯と噛合される噛合部材と、前記噛合部材を多角形軌道に沿って回転するように回転支持する複数の回転部材と、前記噛合部材に回転力を与える駆動体とを備え、
ガイドレールの底面に挿入ホールが形成され、前記移送フレームの下部に形成されたギア歯と前記噛合部材は前記挿入ホールを介して互いに噛合されることを特徴とするミシンの縫製枠駆動装置。
前記移送フレームは、上側に、前記移送フレームと直交方向に前記縫製枠を移送案内するレールガイド部材とを備えることを特徴とする請求項１記載のミシンの縫製枠駆動装置。