JP5615981B2 - ミシン用縫い方向定位装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動化ミシンに関し、特に、ミシン用縫い方向定位装置に関するものである。

プログラム制御を有するミシンは、複雑な模様を自動的に刺繍することが可能であり、人工的に刺繍する作業を取り替え可能である。また、刺繍された模様の品質を向上することができ、又は裁縫製品にボタンや装飾品などを自動的に付けることが可能であり、これにより、加工の速度及び裁縫の精密度を増加することが可能である。
市販しているプログラム制御を有するミシンは、工作テーブルに治具が設けられており、前記治具により、加工したい裁縫製品を固定し、移動装置により、前記治具を、工作テーブルの上で、ミシンの縫いヘッド（ｓｅｗｉｎｇ ｈｅａｄ）に対して二次元的に移動することが可能である。
このように、前記裁縫製品は前記治具と共に移動することが可能であり、模様を刺繍し、又は裁縫製品を縫うことができる。

しかし、市販しているプログラム制御を有するミシンは、実際に使用する際に、縫いヘッドが単一の方向に沿って裁縫製品を縫うことしかできないため、裁縫製品を特定の方向に沿って前記縫いヘッドに入れないと、ロックステッチシーム（ｌｏｃｋ ｓｔｉｔｃｈ ｓｅａｍ）を形成することができない。
また、市販しているミシンは、裁縫製品が工作テーブルの上で二次元的に移動しているときに、前記裁縫製品が、二次元の平面の何れかの方向からミシンの縫い針に接近する可能性があるため、裁縫の過程中に、裁縫作業を確実に完成できず、又は縫合糸がずれることがある。このため、裁縫の質が低下する。

上記の問題を解決するために、例えば特許文献１の米国特許第ＵＳ４４９８４０４号が提案された。ここでは、二次元的に移動する装置の代りにマニピュレータを採用し、前記マニピュレータが三つの旋回接点を有するため、裁縫製品は、前記マニピュレータに制御されて、縫い針と工作テーブルの間に回動する（ｒｏｔａｔｉｎｇ）ことが可能であり、これにより、裁縫製品を特定の方向に沿って縫いヘッドに入れて裁縫することが可能である。
また、特許文献２のイタリア特許第Ｂ０９３Ａ ０００１１３号が提案された。ここでは、縫いヘッドの針板の上方に、縫い針を有する針ロッドを設けて、縫いヘッドの針板の下方に、糸フックを有する糸駒を設けて、前記針ロッドと前記糸駒を同時に回転することにより、前記縫い針と前記糸フックの相対位置が変わらない。このため、裁縫製品がどのように移動しても、特定の方向に沿って縫いヘッドに入れて裁縫することが可能である。

しかしながら、これらには次のような問題がある。
（１）自動化ミシンは、裁縫製品を極めて小さい距離で間欠的に移動させて裁縫作業を行うことが必要であるため、前記裁縫製品を移動するマニピュレータは、快速に加速するときに、前記裁縫製品の移動距離を精確に制御することが必要である。このため、マニピュレータの生産コスト及び保全コストが高くなる。

（２）市販している自動化ミシンは仕様が多く、針ロッドと糸駒を同時に回転することにより、縫い針と糸フックの相対位置が変わらない定位装置は、円筒台式のミシン（ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂｅｄ ｈｅａｄ）などに適用できない。

米国特許第ＵＳ４４９８４０４号公報 イタリア特許第Ｂ０９３Ａ ０００１１３号公報

本発明の主な目的は、生産コストが低く、裁縫の精確度が高く、各種類の自動化ミシンに適用することが可能なミシン用縫い方向定位装置を提供することにある。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、ミシンに縫い針が配されているミシン用縫い方向定位装置において、基板と、環状を呈し、基板に設けられており、中央に窪みが設けられており、裁縫製品が窪みの底面に固定されて縫い針に対応する伝動具と、駆動軸と連接しているサーボモータを有し、駆動軸の末端には、円盤を呈する駆動具が設けられており、駆動具の円心は、駆動軸の末端と連結しており、伝動具の側面に設けられている駆動ユニットと、を含み、駆動具が伝動具と連結しており、サーボモータは、駆動具を駆動して回転させて、伝動具及び裁縫製品が連動され、縫い針の縫い方向と裁縫製品の回動方向は正接状態にあることを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、基板は、矩形のプレート状を呈し、その中央に開口が設けられており、開口の周縁に押付縁が設けられており、伝動具の窪みは、その開口から環状係止部が延びており、環状係止部には、伝動具の周縁に沿う環状溝が設けられており、環状溝の開口の方向は窪みの開口の逆方向であり、伝動具の環状係止部の外周面に伝動歯面が設けられており、伝動具の環状溝は基板の押付縁に対応するように設けられており、押付縁は環状溝に収容されており、押付縁と環状溝の間に環状軸受が設けられており、伝動具は、環状軸受を介して押付縁に対して相対的に回転可能であることを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、伝動具の窪みの底面に収容口が設けられており、複数の定位ピンは、窪みの底面に設けられており、収容口の周囲に位置しており、プレートは、収容口に収容されており、その周面に枢着ラグが複数設けられており、プレートの複数の枢着ラグは、伝動具の複数の定位ピンにそれぞれ挿入されていることを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、伝動具の外周面に伝動歯面が形成されており、駆動ユニットが摺動ブラケットに設けられており、摺動ブラケットは、その上面の中央に板が設けられており、基板に隣接する側面には、押付ピンと、板に対応する貫通開口と、が設けられており、サーボモータは板の上に設けられており、駆動軸は板を挿通して駆動具と連結しており、駆動具は、その外周面が爪車構造を有し、摺動ブラケットの貫通開口から外部に露呈し、その爪車が伝動具の伝動歯面と噛合って伝動することを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、基板の摺動ブラケットに対応する箇所では、二つのピンと、制御ユニットと、が設けられており、制御ユニットは、制御具と、弾性具と、を有し、制御具は、操作段と、連接段と、係止段と、を有し、制御具の操作段と連接段の連接箇所は、伝動具に近接するピンに枢着されているため、操作段と係止段が伝動具の方向へ延びており、係止段の末端が歯状を呈し、弾性具は、ワイヤを折り曲げて構成され、ほぼＬ字形を呈し、固定段と、止め段と、を有し、固定段と止め段の連接箇所では、枢着穴が形成されており、弾性具の枢着穴は、伝動具に近接するピンに枢着されているため、弾性具の固定段の末端は、伝動具から遠ざかったピンに押付けており、止め段の末端は制御具の連接段の側辺に押付けており、基板が摺動ブラケットから離れているときには、制御具の連接段が弾性具の止め段に付勢されて、制御具の係止段の末端が伝動具の伝動歯面と噛合って、伝動具が制御具に係止されて定位し、基板が摺動ブラケットに接近しているときには、制御具の操作段が摺動ブラケットの押付ピンに押さえられて、制御具の係止段の末端が伝動具の伝動歯面から離脱することを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、リニアガイドウェイにより、摺動ブラケットが制御されて基板に近接し、又は離れることを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、基板には、更に、後押し板が設けられており、伝動具の外周面に受動ベルトが配されており、駆動ユニットのサーボモータが後押し板に固定されており、駆動具の外周面が伝動具の受動ベルトの周面に対応し、伝動ベルトが伝動具と駆動具に巻付けられており、サーボモータが駆動具を駆動すると、連動される伝動ベルトにより、伝動具が基板の上で回転することを特徴とする。

本発明のミシン用縫い方向定位装置は、生産コストが低く、裁縫の精確度が高く、各種類の自動化ミシンに適用することが可能であるという効果を有する。

本発明の実施例１の組合せ済み状態を示す斜視図である。 本発明の実施例１の組合せ済み状態を示す断面図である。 本発明の摺動ブラケットが基板から離れる構造を示す模式図である。 本発明の摺動ブラケットが基板を駆動する構造を示す模式図である。 本発明の実施例２の組合せ済み状態を示す斜視図である。 本発明の実施例２の組合せ済み状態を示す断面図である。 本発明の使用状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２を参照する。図１は本発明の実施例１の組合済み状態を示す斜視図であり、図２は本発明の実施例１の組合済み状態を示す断面図である。
本実施例のミシン用縫い方向定位装置は、基板１０に伝動具２０が設けられており、プレート３０は、伝動具２０に収容されており、裁縫製品Ａを固定することが可能であり、基板１０の一側には、摺動ブラケット４０と、駆動ユニット５０と、が設けられている。

基板１０は、矩形のプレート状を呈し、その中央に開口１１が設けられている。開口１１の周縁に押付縁１２が設けられている。基板１０をＸ−Ｙ平面とする場合には、基板１０は、Ｘ方向と、Ｙ方向と、を有する。本実施例では、図１に示すように、基板１０は、開口１１の一側でコーナーに近接する箇所で二つのピン１３が設けられている。

伝動具２０は、一定の厚さを有し、環状を呈し、基板１０の開口１１に設けられている。図２に示すように、伝動具２０の中央には、円形の窪み２１と、窪み２１の底面に形成される収容口２１１と、が設けられている。複数の定位ピン２１２は、窪み２１の底面に設けられており、収容口２１１の周囲に位置している。窪み２１は、その開口から環状係止部２２が延びている。
環状係止部２２には、伝動具２０の周縁に沿う環状溝２２１が設けられている。環状溝２２１の開口の方向は窪み２１の開口の逆方向である。伝動具２０の環状係止部２２の外周面には、爪車状を呈する伝動歯面２３が設けられている。伝動具２０の環状溝２２１は基板１０の押付縁１２に対応するように設けられている。押付縁１２は環状溝２２１に収容されている。押付縁１２と環状溝２２１の間に環状軸受２４が設けられている。伝動具２０は、環状軸受２４を介して押付縁１２に対して相対に回転可能である。
本実施例では、伝動具２０が四つの定位ピン２１２を有し、四つの定位ピン２１２が互いに間隔している。

プレート３０は、円盤状を呈し、伝動具２０の窪み２１に収容されており、その周面に枢着ラグ３１が複数設けられている。各枢着ラグ３１に枢着穴３１１が設けられている。プレート３０の複数の枢着ラグ３１を伝動具２０の複数の定位ピン２１２にそれぞれ対応することにより、プレート３０の複数の枢着穴３１３は、伝動具２０の複数の定位ピン２１２にそれぞれ挿入されている。
このように、プレート３０は、伝動具２０の収容口２１１に収容されている。本実施例では、プレート３０が四つの枢着ラグ３１を有し、四つの枢着ラグ３１がそれぞれ四つの定位ピン２１２に対応する。

摺動ブラケット４０は、図１に示すように、前記Ｘ−Ｙ平面に設けられており、基板１０のＹ方向に垂直する側に固定されている。摺動ブラケット４０は、中央が膨らむ矩形構造を呈し、その上面の中央に板４１が設けられており、板４１が前記Ｘ−Ｙ平面よりも高い。
摺動ブラケット４０の基板１０に隣接する側面には、押付ピン４３と、板４１に対応する貫通開口４２と、が設けられている。押付ピン４３は、基板１０のピン１３に対応し、摺動ブラケット４０の基板１０に隣接する側面からＹ方向に沿って延びている。リニアガイドウェイ（図示せず）により、摺動ブラケット４０が制御されて、前記Ｘ−Ｙ平面の上でＹ方向に沿って基板に近接し、又は離れる。

駆動ユニット５０は、図１に示すように、摺動ブラケット４０に設けられている。駆動ユニット５０は、板４１の上で設けられているサーボモータ５１と、サーボモータ５１の下に設けられていて板４１を挿通する駆動軸５１１と、を有する。駆動軸５１１の末端には、円盤を呈する駆動具５２が設けられている。
本実施例では、駆動具５２の外周面に爪車構造が設けられている。駆動軸５１１の末端は、駆動具５２の円心と連結している。駆動具５２は、前記Ｘ−Ｙ平面に位置し、摺動ブラケット４０の貫通開口４２から外部に露呈する。駆動具５２の前記爪車構造は伝動具２０の伝動歯面２３に対応している。

制御ユニット６０は、図１、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、基板１０の二つのピン１３に枢着されている。制御ユニット６０は、制御具６１と、弾性具６２と、を有する。
制御具６１は、ほぼコ字形を呈し、操作段６１１と、連接段６１２と、係止段６１３と、を有する。制御具６１の操作段６１１と連接段６１２の連接箇所は、伝動具２０に近接するピン１３に枢着されているため、操作段６１１と係止段６１３がほぼＸ方向に沿って伝動具２０の方向へ延びている。係止段６１３の末端が歯状を呈する。弾性具６２は、ワイヤを折り曲げて構成され、ほぼＬ字形を呈し、固定段６２１と、止め段６２２と、を有する。
固定段６２１と止め段６２２の連接箇所では、枢着穴６２３が形成されている。弾性具６２の枢着穴６２３は、伝動具２０に近接するピン１３に枢着されているため、弾性具６２の固定段６２１の末端は、伝動具２０から遠ざかったピン１３に押付けている。止め段６２２の末端は、制御具６１の連接段６１２の側辺に押付けている。

図３Ａ及び図３Ｂを参照する。図３Ａは本発明の摺動ブラケットが基板から離れる構造を示す模式図であり、図３Ｂは本発明の摺動ブラケットが基板を駆動する構造を示す模式図である。
図３Ａに示すように、基板１０が摺動ブラケット４０から離れているときには、制御具５１の連接段５１２が弾性具５２の止め段６２２に付勢されて、制御具５１の係止段６１３の末端が伝動具２０の伝動歯面２４と噛合って、駆動ユニット５０の駆動具５２が伝動具２０から分離し、これにより、伝動具２０が制御具６１に係止されて定位する。
図３Ｂに示すように、基板１０が摺動ブラケット４０に接近しているときには、制御具５１の操作段５１１が摺動ブラケット４０の押付ピン４３に押さえられて、制御具５１の係止段６１３の末端が伝動具２０の伝動歯面２４から離脱して、駆動ユニット５０の駆動具５２の爪車が伝動具２０の伝動歯面２３と噛合い、これにより、伝動具２０が駆動具５２に駆動されて回転する。

図４及び図５を参照する。図４は本発明の実施例２の組合済み状態を示す斜視図であり、図５は本発明の実施例２の組合済み状態を示す断面図である。
本実施例では、伝動具２０の環状係止部２２の外周面に受動ベルト２５が配されており、伝動ベルト５３が受動ベルト２５の周面と駆動ユニット５０の駆動具５２に巻付けられており、これにより、伝動具２０を回転する目的を達成することが可能である。
基板１０のコーナーのうちの一つには、前記Ｘ−Ｙ平面よりも高い後押し板１４が設けられている。駆動ユニット５０のサーボモータ５１は、後押し板１４を挿通して後押し板１４に固定されている。サーボモータ５１の下に設けられている駆動軸５１１は駆動具５２を連動する。駆動具５２の外周面が伝動具２０の受動ベルト２５の周面に対応し、伝動具２０と駆動具５２に伝動ベルト５３を巻き付ける。
このように、サーボモータ５１により駆動具５２を駆動して回転するときには、駆動具５２が伝動ベルト５３を介して伝動具２０を回転させる。本実施例では、受動ベルト２５と伝動ベルト５２がタイミングベルトであり、これにより、上記両者が互いに噛合って伝動可能である。

図６を参照する。図６は本発明の使用状態を示す模式図である。
図６に示すように、摺動ブラケット４０は基板１０に近接している状態にあり、裁縫製品Ａがプレート３０に固定されて縫いヘッド７０の縫い針７１に対応しており、縫い針７１の予定の縫い方向がＹ方向に沿っており、伝動具２０の爪車構造の噛合いにより、伝動具２０が駆動ユニット５０に伝動されて回転し、このとき、裁縫製品Ａも駆動されて時計方向に回転する。裁縫の過程中に、縫い針７１の縫い方向と裁縫製品Ａの回動方向は正接状態にある。
このように、ミシンの縫い方向を保持可能であり、裁縫製品Ａを快速で高品質に縫うことが可能である。また、本発明の定位装置は、爪車構造を採用するため、高精確度で間欠的な快速移動が可能である。これにより、本発明の定位装置によれば、生産コストが低く、裁縫の精確度が高く、各種類の自動化ミシンに適用することが可能である。

１０ 基板
１１ 開口
１２ 押付縁
１３ ピン
１４ 後押し板
２０ 伝動具
２１ 窪み
２２ 環状係止部
２３ 伝動歯面
２４ 環状軸受
２５ 受動ベルト
３０ プレート
３１ 枢着ラグ
４０ 摺動ブラケット
４１ 板
４２ 貫通開口
４３ 押付ピン
５０ 駆動ユニット
５１ サーボモータ
５２ 駆動具
５３ 伝動ベルト
６０ 制御ユニット
６１ 制御具
６２ 弾性具
２１１ 収容口
２１２ 定位ピン
２２１ 環状溝
３１１ 枢着穴
５１１ 駆動軸
６１１ 操作段
６１２ 連接段
６１３ 係止段
６２１ 固定段
６２２ 止め段
６２３ 枢着穴
Ａ 裁縫製品
Ｘ 方向
Ｙ 方向

Claims (6)

1. ミシンに縫い針が配されているミシン用縫い方向定位装置であって、
   基板と、
   環状を呈し、前記基板に設けられており、中央に窪みが設けられており、裁縫製品が前記窪みの底面に固定されて前記縫い針に対応する伝動具と、
   駆動軸と連接しているサーボモータを有し、前記駆動軸の末端には、円盤を呈する駆動具が設けられており、前記駆動具の円心は、前記駆動軸の末端と連結しており、前記伝動具の側面に設けられている駆動ユニットと、を含み、
   前記駆動具が前記伝動具と連結しており、前記サーボモータは、前記駆動具を駆動して回転させて、前記伝動具及び前記裁縫製品が連動され、前記縫い針の縫い方向と前記裁縫製品の回動方向は正接状態にあり、
   前記伝動具の外周面に伝動歯面が形成されており、
   前記駆動ユニットが摺動ブラケットに設けられており、前記摺動ブラケットは、その上面の中央に板が設けられており、
   前記基板に隣接する側面には、押付ピンと、前記板に対応する貫通開口と、が設けられており、
   前記サーボモータは前記板の上に設けられており、前記駆動軸は前記板を挿通して前記駆動具と連結しており、
   前記駆動具は、その外周面が爪車構造を有し、前記摺動ブラケットの前記貫通開口から外部に露呈し、その爪車が前記伝動具の前記伝動歯面と噛合って伝動することを特徴とする、
   ミシン用縫い方向定位装置。
2. ミシンに縫い針が配されているミシン用縫い方向定位装置であって、
   基板と、
   環状を呈し、前記基板に設けられており、中央に窪みが設けられており、裁縫製品が前記窪みの底面に固定されて前記縫い針に対応する伝動具と、
   駆動軸と連接しているサーボモータを有し、前記駆動軸の末端には、円盤を呈する駆動具が設けられており、前記駆動具の円心は、前記駆動軸の末端と連結しており、前記伝動具の側面に設けられている駆動ユニットと、を含み、
   前記駆動具が前記伝動具と連結しており、前記サーボモータは、前記駆動具を駆動して回転させて、前記伝動具及び前記裁縫製品が連動され、前記縫い針の縫い方向と前記裁縫製品の回動方向は正接状態にあり、
   前記基板は、矩形のプレート状を呈し、その中央に開口が設けられており、前記開口の周縁に押付縁が設けられており、
   前記伝動具の前記窪みは、その開口から環状係止部が延びており、
   前記環状係止部には、前記伝動具の周縁に沿う環状溝が設けられており、
   前記環状溝の開口の方向は前記窪みの開口の逆方向であり、
   前記伝動具の前記環状係止部の外周面に伝動歯面が設けられており、
   前記伝動具の前記環状溝は前記基板の前記押付縁に対応するように設けられており、
   前記押付縁は前記環状溝に収容されており、前記押付縁と前記環状溝の間に環状軸受が設けられており、
   前記伝動具は、前記環状軸受を介して前記押付縁に対して相対に回転可能であることを特徴とする、
   ミシン用縫い方向定位装置。
3. 前記伝動具の前記窪みの底面に収容口が設けられており、複数の定位ピンは、前記窪みの前記底面に設けられており、前記収容口の周囲に位置しており、プレートは、前記収容口に収容されており、その周面に枢着ラグが複数設けられており、前記プレートの前記複数の枢着ラグは、前記伝動具の前記複数の前記定位ピンにそれぞれ挿入されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のミシン用縫い方向定位装置。
4. 前記基板の前記摺動ブラケットに対応する箇所では、二つのピンと、制御ユニットと、が設けられており、前記制御ユニットは、制御具と、弾性具と、を有し、前記制御具は、操作段と、連接段と、係止段と、を有し、前記制御具の前記操作段と前記連接段の連接箇所は、前記伝動具に近接する前記ピンに枢着されているため、前記操作段と前記係止段が前記伝動具の方向へ延びており、前記係止段の末端が歯状を呈し、前記弾性具は、ワイヤを折り曲げて構成され、ほぼＬ字形を呈し、固定段と、止め段と、を有し、前記固定段と前記止め段の連接箇所では、枢着穴が形成されており、前記弾性具の前記枢着穴は、前記伝動具に近接する前記ピンに枢着されているため、前記弾性具の前記固定段の末端は、前記伝動具から遠ざかった前記ピンに押付けており、前記止め段の末端は前記制御具の前記連接段の側辺に押付けており、前記基板が前記摺動ブラケットから離れているときには、前記制御具の前記連接段が前記弾性具の前記止め段に付勢されて、前記制御具の前記係止段の末端が前記伝動具の前記伝動歯面と噛合って、前記伝動具が前記制御具に係止されて定位し、前記基板が前記摺動ブラケットに接近しているときには、前記制御具の前記操作段が前記摺動ブラケットの押付ピンに押さえられて、前記制御具の前記係止段の末端が前記伝動具の前記伝動歯面から離脱することを特徴とする、請求項１に記載のミシン用縫い方向定位装置。
5. リニアガイドウェイにより、前記摺動ブラケットが制御されて前記基板に近接し、又は離れることを特徴とする、請求項１に記載のミシン用縫い方向定位装置。
6. 前記基板には、更に、後押し板が設けられており、前記伝動具の外周面に受動ベルトが配されており、前記駆動ユニットの前記サーボモータが前記後押し板に固定されており、前記駆動具の外周面が前記伝動具の前記受動ベルトの周面に対応し、伝動ベルトが前記伝動具と前記駆動具に巻付けられており、前記サーボモータが前記駆動具を駆動すると、連動される前記伝動ベルトにより、前記伝動具が前記基板の上で回転することを特徴とする、請求項１に記載のミシン用縫い方向定位装置。

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