JP6151979B2

JP6151979B2 - 刺繍機

Info

Publication number: JP6151979B2
Application number: JP2013124254A
Authority: JP
Inventors: 安央松田
Original assignee: CANDART
Current assignee: CANDART
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-06-13
Also published as: HK1202903A1; JP2015000082A; KR20140145546A; CN104233662A

Description

本発明は、布押え板の下限位置を変化させる動作と切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納する動作とを行う刺繍機に関する。

従来、多頭機又は単頭機を備えた刺繍機が知られている。刺繍機にはアーム部とヘッド部が一体のもの又は別体のものを着脱自在に合体させているものなどがある。いずれにしても、アーム部の駆動系で生成される上下駆動力により、ヘッド部の針棒、布押え板、天秤などの動作を規制している。

ところで、布押え板の上下移動の基本動作は主軸カムからの駆動伝達で行われるが、布押え板の下限位置（下死点位置）を刺繍対象の加工布の厚さに応じて変化させる微細調整の動作はアクチュエータを用いて行われる。（例えば、特許文献１、２参照。）

特許文献１は、多頭式刺繍機の複数台のミシンヘッドに布押え足（布押え板）の下死点位置の高さを調整する調整機構を設け、各調整機構を連結軸で連結し、連結軸をアクチュエータで駆動するというものである。

特許文献２は、縫製速度に追従して昇降する布押えの下死点位置の高さを調節するために、主軸の回転運動を布押え棒の昇降運動に変換する昇降機構に対して布押えの下死点位置の高さを調節する調節機構を設け、その調節機構をステッピングモータによって調整駆動するというものである。

特開２００８−００６０８８号公報特開２０００−０４２２７１号公報

ところで、刺繍機は、作業衣の名入れ刺繍のように単色の糸で刺繍するものは別として一般的には、刺繍の模様に合わせて多色の糸が使用される。したがって、ミシンヘッドには刺繍に使用する糸の色数に合わせた数の針棒が装着されている。

従来、色糸を切り替える際は、先行の上糸を針孔から数センチを残して切断し、そのままミシンアームが次の色糸の針棒を選択して刺繍を続行する。したがって、刺繍が進行していく過程で、先行の切断されていた上糸が針孔から抜け出し、再びその色糸で刺繍を継続しようとしたときに空縫いが生じて、その刺繍が不良品になってしまうという問題がある。

この問題を解決するには、切断した上糸の端部を、針孔から抜け出さないように次回の使用時まで適宜の位置に押さえ込む又は仕舞い込んでおく必要があるが、その押さえ込み又は仕舞い込みの装置を動作せるためのアクチュエータが別途必要となってくる。

布押え板の下限位置（下死点位置）の調整と、切断された上糸の押さえとに、それぞれアクチュエータを設けていたのでは、ミシンアーム側の装置が大型化するという問題だけでなく、電動アクチュエータは高価なものであるからコストの上昇を招くという問題も発生する。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、布押え板の下限位置を変化させる動作と切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納する動作の両方の動作を１個のアクチュエータを用いて行う刺繍機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の刺繍機は、布押え板の下限位置の高さを刺繍対象とする加工布の厚さに応じて変化させる刺繍機において、電動アクチュエータと、該電動アクチュエータの動力を伝達機構により伝達されて回転する回転軸と、該回転軸の先端面に設けられた偏芯ピンと、該偏芯ピンに係合し該偏芯ピンの回転に応じて所定範囲で上下に移動する調節板と、該調節板の一面に、垂直溝、Ｒ付き角溝、水平溝とが連続して形成されたＬ字溝と、針棒駆動部を支点に布押さえ駆動部にリンクするリンクローラと同軸に連結され、上記Ｌ字溝に嵌入し、刺繍縫い取り実行時には上記水平溝の部分を往復して上記調節板の上下位置に追随し、刺繍縫い取り非実行時には上記垂直溝の部分において上記リンクローラの上下位置に追随する布押え板駆動ローラと、から成る駆動機構を備え、上記刺繍対象とする加工布の厚さに応じて上記電動アクチュエータを制御することにより、上記駆動機構を介して上記針棒駆動部の上記リンクローラから伝達される上記布押え板の上下動の下限位置を上記刺繍対象とする加工布の厚さに応じた高さに調整する、ように構成される。

この刺繍機において、例えば、上記電動アクチュエータから上記伝達機構を介して伝達される動力により進退するフック機構を更に備え、上記布押え板は、上記布押え板駆動ローラが上記刺繍縫い取り非実行時において上記Ｌ字溝の上記垂直溝の部分に在るとき、上記偏芯ピンの回転と上記調節板の上下移動に関りなく、針棒先端の針と共に刺繍縫い取りに必要な上限位置よりも上の位置にあり、上記フック機構のフックは、上記針の上糸の切断後の上記針より下に延在する上記上糸を掛け取って糸収納機構に収納する、ように構成される。また、この刺繍機において、例えば、上記電動アクチュエータは、パルスモータ又はサーボモータである。

本発明は、切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納するので、先行の切断されていた上糸が針孔から抜け出して再びその色糸で刺繍を継続しようとしたときに空縫いが生じて刺繍が不良品になってしまうという不具合が解消されるという効果を奏する。
また、布押え板の下限位置を変化させる動作と切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納する動作の両方の動作を１個のアクチュエータを用いて行うので、異なる２つの動作のために２個のアクチュエータを備える必要がなく経済的であるという効果を奏する。

本発明の実施例１に係る刺繍機の外観を示す斜視図である。実施例１に係る刺繍機のミシンアームの一部とこのミシンアームと係合するミシンヘッドの外観を示す斜視図である。 (a)は実施例１に係る刺繍機のミシンアームとミシンヘッドの主要部のみを示す図、(b)はミシンアームの針棒部駆動部を左９０度回転させて示す図である。 (a)〜(c)はミシンアームの布押え高さ調整板と偏心ピンと布押え駆動リンクのベアリングとの係合関係を示す図、(d)〜(f)は布押え高さ調整板の動作にリンクする布押え板の動作を示す図、(g)〜(i)は布押え板の動作とフックの動作の関係を示す図である。 (a)は１色の刺繍ステップを終えた針と上糸の状態を示す図、(b)は上糸をきる状態を示す図、(c)は切断後の上糸をフックが掛け取る状態を示す図、(d)は掛け取った上糸端部を収納部に収納する状態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る刺繍機の外観を示す斜視図である。図１に示すように、刺繍機１はミシンテーブル２と、このミシンテーブル２の中央部に大きく広がった刺繍枠３を備えている。

刺繍枠３の内側には、複数（図１の例では４個）の下釜部４が設けられている。刺繍枠３は、刺繍媒体を張設された後、刺繍指示書のプログラムに従って前後左右に自在に移動する。

また、下釜部４に対応する上方の位置に複数（図１の例では４個）のミシンヘッド５が、後述するヘッドレールをミシンアーム６のレール案内保持部に保持されて配置されている。

刺繍機１のミシンテーブル２の上には、ミシンテーブル２の左右両端部に設けられた立設部７（７ａ、７ｂ）と、これら２つの立設部７を連結する橋梁部８から成る門型フレームが形成されている。

４個のミシンアーム６は、特には図示しないが、背面に設けられている固定部により、門型フレームの橋梁部８に固定されている。これら４個のミシンアーム６には、１本の主軸９が挿通されている。

主軸９は一端（図１では右方の端部）を門型フレームの一方（図１では右方）の立設部７（７ｂ）に軸支されている。軸支された主軸９の一端には、図１では立設部７ｂの内部に隠れて見えないが、プーリが固設され、図示を省略したモータのプーリとの間にベルトを掛け渡されている。このモータによって主軸９は回転駆動される。

また、門型フレームの橋梁部８のミシンアーム６が固定されている面と同一面に、ミシンヘッド５の複数の針棒を択一するカラーチェンジ部１１が配設されている。カラーチェンジ部１１は、４個のミシンヘッドを挿通しているカラーチェンジ軸１２の軸方向の移動によって選択対象となる針棒を選択する。

また、門型フレームの橋梁部８の上面には、４個並んだミシンヘッド５の並び幅とほぼ対応する長手方向の長さを有する上糸台１３が配設されている。上糸台１３は、平板状の管置き１４と棒状の糸通し１５から成る。

図２は、図１の刺繍機１のミシンアーム６の一部とこのミシンアーム６と係合するミシンヘッド５の外観を示す斜視図である。このミシンヘッド５は９個の針棒部を備えている。すなわち、この刺繍機１は、９色の糸から成る刺繍を行うことができる。

上記の針棒部は、天秤部１６と、張設部１７と、針棒１８と、布押え板１９を備えている。針棒１８の先端には針２１が取り付けられている。図１に示した管置き１４には、特には図示しないが、紙管（しかん）等の管（くだ）に巻かれた刺繍に用いられる各色の上糸が載置される。

管から引き出された糸は、糸通し１４に掛け渡されたのち更に引き出され、図２に示すミシンヘッド５の天秤部１６の天秤孔に通され、針棒部に沿って更に引き出され張設部１７に引き回されて張設され、最終的に針棒１８の先端の針２１の針穴に通される。このミシンヘッド５は、背面のヘッドレール２２により、ミシンアーム６の図では陰に隠れて見えないレール案内保持部に摺動可能に保持されている。

ミシンアーム６は、特には図示しないが、図１の主軸９に固定されている主軸カムと天秤カムの回転を、それぞれのカムフォロアとカムフォロアに連動するアーム機構とによって上下動の駆動力に変換し、その上下駆動力を針棒部の針棒１８と天秤１６に伝達して針棒１８と天秤１６を上下運動させる。

布押え板１９は、詳しくは後述するが、針棒部の針棒１８に外側から嵌入し、針棒１８の上下動にリンクして上下動すると共に、電動アクチュエータ２３に駆動される後述する調整機構によって上下動の下限位置を制御される。

図３(a)は、図１に示した刺繍機１の図２に示したミシンアーム６とミシンヘッド５の主要部のみを示す図であり、図３(b)はミシンアーム６の針棒部駆動部を左９０度回転させて示す図である。

図４(a)〜(c)はミシンアーム６の布押え高さ調整板と偏心ピンと布押え駆動リンクのベアリングとの係合関係を示す図であり、図４(d)〜(f)は布押え高さ調整板の動作にリンクする布押え板１９の動作を示す図、図４(g)〜(i)は布押え板１９の動作とフックの動作の関係を示す図である。

図３(a)は、ミシンアーム６の布押え板の下限位置を変化させる動作と切断後の上糸を掛け取る動作の両方を１個のアクチュエータで行う主要部の構成として、駆動源系２４と針棒部駆動部２５を示し、ミシンヘッド５の主要部の構成として、針棒部２６を示している。

駆動源系２４は、図３(a)に示すように図２に示したステッピングモータから成る電動アクチュエータ２３、歯付きベルト２７、フック保持部２８、フック２９、支点支持板３１、偏心ピン軸３２、偏心ピンフランジ３３、調節板３４とで構成される。

歯付きベルト２７は、図では陰になって見えない電動アクチュエータ２３の回転軸歯付きプーリと偏心ピン軸３２の歯付きプーリ３５に掛け渡されて往復回転駆動される。フック保持部２８はベルト挟み部２６ａで歯付きベルト２７に固定され、歯付きベルト２７の往復回転に伴われてフック２９を進退させる。

支点支持板３１は、コの字形の背をミシンアーム６の不図示のケーシングに固定され、コの字形の両腕で偏心ピン軸３２を回転可能に保持している。偏心ピン軸３２の偏心ピンフランジ３３の端面には、図４(a),(b),(c)に示すように、偏心ピン３６が突設されている。

この偏心ピン３６は、調節板３４の下部に横長に形成されている長溝３７に嵌入している。偏心ピン軸３２すなわち偏心ピンフランジ３３が回転すると偏心ピン３６が偏心回転する。

偏心ピン３６の偏心回転により、調節板３４は、図３(a)に示す案内溝３８とこの案内溝３８に嵌入する案内ピン３９により横方向の移動を規制され、図４(a),(b)に示すように、最下位置４１と最上位置４２との間の距離ａを所定の制御にしたがって上下に移動する。距離ａは例えば５〜７ｍｍである。

調節板３４は、布押え板の布押え高さを調整するための部材であり、刺繍実行時には図４(d),(e)に示すように距離ａの間を刺繍対象の布地（以下、刺繍媒体ともいう）の厚さに対応した制御に基づいて上下に移動する。

この調節板３４には、図３(a)及び図４(a),(b),(c)に示すように、その一面に、垂直溝４３ａ、Ｒ付き角溝４３ｂ、水平溝４３ｃとが連続して形成されたＬ字溝４３が設けられている。

これに対する一方の図３(a),(b)に示す針棒部駆動部２５は、アームシャフト４４と、このアームシャフト４４の外側に嵌入する針棒駆動部４５と布押え駆動部４６を備えている。針棒駆動部４５は、前面に針棒被駆動部の係合突起に係合する係合口４５ａを備え、その背面には、針棒駆動部駆動アーム４７の上端部が係合している。

針棒駆動部駆動アーム４７は、図１に示す主軸９に連結して固定されている図示しない主軸カムの周面に滑接するカムフォロアに力点軸４７ａを連結され、下端部をアーム軸によりミシンアーム６のケーシングに軸支されている。

針棒駆動部駆動アーム４７は、カムフォロアから力点軸４７ａに伝達される上下動を拡大して先端部から針棒駆動部４５に伝達する。この針棒駆動部４５には、布押え駆動リンク４８の上端部がボルト４９により連結されている。

布押え駆動リンク４８の下端部には一対のベアリング５１（５１ａ、５１ｂ）が同軸に取り付けられている。ベアリング５１ｂは布押え駆動部４６の一側面の水平溝４６ａに嵌入している。布押え駆動部４６の前面には、針棒部の布押え被駆動部に係合する係合突部４６ｂが形成されている。

一対のベアリング５１の他方のベアリング５１ａは、図４(a),(b),(c)に示すように、調節板３４のＬ字溝４３に嵌入している。なお、図３(a)では、調節板３４のＬ字溝４３の形状と、調節板３４と偏心ピン軸３２との係合関係を示すため、調節板３４と布押え駆動リンク４８のベアリング５１ａとを切り離して示している。

一方、ミシンヘッド５の針棒部２６は、針棒１８、針棒被駆動部５２、布押え被駆動部５３、布押え板保持部５４とで構成されている。針棒被駆動部５２は針棒１８に固定されている。この針棒被駆動部５２は係合突部５２ａを備えている。係合突部５２ａは、ミシンアーム６の針棒部駆動部２５の針棒駆動部４５の係合口４５ａに係合する。

布押え被駆動部５３は、針棒被駆動部５２よりも下方において針棒１８に摺動可能に嵌入している。布押え被駆動部５３は、ミシンアーム６との対抗面の上端部に係合口５３ａを備えている。係合口５３ａは、ミシンアーム６の針棒部駆動部２５の布押え駆動部４６の係合突部４６ｂに係合する。

また、布押え被駆動部５３は、上端部の係合口５３ａとは反対側に回転止め軸５５との係合部を形成されている。回転止め軸５５は、上端を針棒被駆動部５２に固定され、下端部を布押え被駆動部５３との係合部に摺動可能に係合させて、布押え被駆動部５３の針棒１８周りの回転を禁止している。

布押え板保持部５４は短いシャフト５６を介して布押え被駆動部５３に固定して連結され、下端部に布押え板１９を保持し、布押え被駆動部５３の上下の移動に従って上下に移動する。

図３(a),(b)に示す針棒部駆動部２５の針棒駆動部４５は、他の色糸に切り替えるために針棒１８を停止させるときは、最上位置に移動する。これにより、布押え駆動リンク４８も布押え駆動部４６と共に最上位置に引き上げられる。

このとき、調節板３４が前述したように偏心ピン３６の回転偏心差（最下位置４１と最上位置４２との間の距離ａ）だけしか上下移動できないことに対して、布押え駆動リンク４８の下端部のベアリング５１ａは、図４(c)に示すように、最下位置４１から距離ａよりも大きな距離ｂだけ離れたベアリング最上位置５７に引き上げられる。

これにより、上述したように、調節板３４が図４(a),(b)に示す最下位置４１と最上位置４２との間の距離ａしか上下移動出来ないため、ベアリング５１ａは、刺繍実行時の調節板３４のＬ字溝４３の水平溝４３ｃの部分にとどまっていることが出来ず、図４(c)に示すようにＲ付き角溝４３ｂに沿って垂直溝４３ａの部分に移動する。

これに応じて、布押え板１９も、ベアリング５１ａ、ベアリング５１ｂ、水平溝４６ａ、布押え駆動部４７６、布押え駆動部５３を介して、図４(d),(e)に示す最下位置５８と最上位置５９の距離ａ内の移動位置から、大きく上に離れた距離ｂの刺繍非実行位置６１に移動する。

この状態で、アクチュエータ２３が駆動され、歯付きベルト２７が往復回転して偏心ピン軸３２が回転しても、つまり偏心ピンフランジ３３に取り付けられている偏心ピン３６が偏心回転しても、つまり調節板３４が上下動しても、ベアリング５１ａはＬ字溝４３の垂直溝４３ａに嵌入しているので、布押え被駆動部５２つまり布押え板１９は図４(f)に示す最上位置６１から動くことはない。

このタイミングでアクチュエータ２３が駆動され、歯付きベルト２７が往復回転して、フック保持部２８、すなわちフック２８ａが進退駆動される。これによりフック２８ａは図４(f),(i)に示すように、布押え板１９の針挿通孔５８の下方の距離ｂの間隙に潜り込むように動作して切断された上糸の針２１の針孔より下方に延在する端部を掛け取る。

図５(a)は１色の刺繍ステップを終えた針２１と上糸６２の状態を示す図、図５(b)は上糸６２を下釜部４の可動刃６３で切断する直前の状態を示す図、図５(c)は切断後の上糸６２をフック２８ａが掛け取る状態を示す図、図５(d)は掛け取った上糸端部６２ａを糸端収納部６４に収納する状態を示す図である。このように、フック２８ａは、掛け取った上糸端部を糸端収納部に収納する。

図３(a)に示す針棒部２６が刺繍実行中は、図３(a),(b)に示す針棒部駆動部２５の針棒駆動部４５は下方に下がって上下動している。ベアリング５１ａは、図４(a),(b)に示すようにＬ字溝４３の水平溝４３ｃに係合して水平方向に摺動している。これにより、布押え板１９は、調節板３４の上下位置に対応する位置に下限位置を規制されて刺繍媒体を抑えている。

ここで、アクチュエータ２３が刺繍媒体の厚さに対応して制御機構によって駆動されると、その駆動に応じた歯付きベルト２７の回転距離、すなわち偏心ピン軸３２の回転角度、つまり偏心ピン３６の偏心回転量に応じた上下動が調節板３４に伝達される。

調節板３４の上下動は、Ｌ字溝４３の水平溝４３ｃ、布押え駆動リンク４８のベアリング５１ａ、５１ｂ、布押え駆動部４６の水平溝４６ａ，布押え駆動部４６，係合突部４６ｂ，係合口５３ａ，布押え被駆動部５３、を介して布押え板１９に伝達される。これにより、布押え板１９の下限位置を任意のタイミングで変化させることができる。

このように、本発明の実施例１によれば、布押え板の下限位置を変化させる動作と切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納する動作の両方の動作を１個のアクチュエータを用いて行う刺繍機を提供することが可能となる。

本発明は、布押さえ板の下限を変化させる動作と切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納する動作とを行う刺繍機に利用することができる。

１刺繍機
２ミシンテーブル
３刺繍枠
４下釜部
５ミシンヘッド
６ミシンアーム
７（７ａ、７ｂ）立設部
８橋梁部
９主軸
１１カラーチェンジ部
１２カラーチェンジ軸
１３上糸台
１４管置き
１５糸通し
１６天秤部
１７張設部
１８針棒
１９布押さえ板
２１針
２２ヘッドレール
２３アクチュエータ
２４駆動源系
２５針棒部駆動部
２６針棒部
２７歯付きベルト
２８フック保持部
２８ａベルト挟み部
２９フック
３１支点支持板
３２偏心ピン軸
３３偏心ピンフランジ
３４調節板
３５歯付きプーリ
３６偏心ピン
３７長溝
３８案内溝
３９案内ピン
４１最下位置
４２最上位置
４３Ｌ字溝
４３ａ垂直溝
４３ｂＲ付き角溝
４３ｃ水平溝
４４アームシャフト
４５針棒駆動部
４５ａ係合口
４６布押え駆動部
４６ａ水平溝
４６ｂ係合突部
４７針棒駆動部駆動アーム
４７ａ力点軸
４８布押え駆動リンク
４９上端部がボルト
５１（５１ａ、５１ｂ）ベアリング
５２針棒被駆動部
５２ａ係合突部
５３布押え被駆動部
５３ａ係合口
５４布押え板保持部
５５回転止め軸
５６シャフト
５７ベアリング最上位置
５８最下位置
５９最上位置
６１刺繍非実行位置
６２上糸
６３可動刃
６４糸端収納部

Claims

布押さえ板の下限位置の高さを刺繍対象とする加工布の厚さに応じて変化させる刺繍機において、
電動アクチュエータと、
該電動アクチュエータの動力を伝達機構により伝達されて回転する回転軸と、
該回転軸の先端面に設けられた偏芯ピンと、
該偏芯ピンに係合し該偏芯ピンの回転に応じて所定範囲で上下に移動する調節板と、
該調節板の一面に、垂直溝、Ｒ付き角溝、水平溝とが連続して形成されたＬ字溝と、
針棒駆動部を支点に布押さえ駆動部にリンクするリンクローラと同軸に連結され、前記Ｌ字溝に嵌入し、刺繍縫い取り実行時には前記水平溝の部分を往復して前記調節板の上下位置に追随し、刺繍縫い取り非実行時には前記垂直溝の部分において前記リンクローラの上下位置に追随する布押さえ板駆動ローラと、
を有する駆動機構と、
前記電動アクチュエータから前記伝達機構を介して伝達される動力により進退し、切断後の上糸を掛け取って糸収納機構に収納するフックを有するフック機構と、を備え、
前記刺繍対象とする加工布の厚さに応じて前記電動アクチュエータを制御することにより、前記駆動機構を介して前記針棒駆動部の前記リンクローラから伝達される前記布押さえ板の上下動の下限位置を前記刺繍対象とする加工布の厚さに応じた高さに調整する、
ことを特徴とする刺繍機。
前記布押さえ板は、前記布押さえ板駆動ローラが前記刺繍縫い取り非実行時において前記Ｌ字溝の前記垂直溝の部分に在るとき、前記偏芯ピンの回転と前記調節板の上下移動に関りなく、針棒先端の針と共に刺繍縫い取りに必要な上限位置よりも上の位置にあり、
前記フック機構の前記フックは、前記針の上糸の切断後の前記針より下に延在する前記上糸を掛け取って前記糸収納機構に収納する、
ことを特徴とする請求項１記載の刺繍機。
前記電動アクチュエータは、パルスモータ又はサーボモータである、ことを特徴とする請求項１又は２記載の刺繍機。