JP2001017766A - ミシンの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミシン主軸の長手方向の如何なる位置におい
て針棒等を駆動して縫製動作を行っても、その縫製動作
に関与する釜等の動作と確実に同期をとって縫製動作を
正確に実行することができるミシンの駆動装置を提供す
ることである。 【解決手段】 複数の刺繍ミシン２の配列方向に、その
各刺繍ミシンの針棒等を駆動するための長いミシン主軸
６を設け、そのミシン主軸６の両端部に対応させて、そ
のミシン主軸６をそれぞれ同一方向に回転させる駆動モ
ータ９，１０を設け、その各駆動モータ９，１０と前記
ミシン主軸６とを、タイミングベルト１１，１２と動力
摂取プーリ７，８及びモータプーリ９Ａ，１０Ａとによ
って連結したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンの駆動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、主軸を回転させて針棒等を駆動す
ることにより縫製動作を行うようにしたミシンの駆動装
置として、例えば、特開平４−５１９９１号公報や特開
平９−２９００８６号公報に記載されているように、所
謂多頭式刺繍ミシンにおいて、その長手方向の一側にミ
シンモータを配置し、複数の縫製装置である各刺繍ミシ
ンの配列方向に沿って各刺繍ミシンの針棒や天秤等を駆
動するための長いミシン主軸を配置し、そのミシン主軸
の一側に設けたプーリと前記ミシンモータのモータプー
リとをタイミングベルトを介して連結し、前記ミシンモ
ータを起動させることにより前記タイミングベルトを介
してミシン主軸を回転し、前記各刺繍ミシンの針棒や天
秤等を駆動して各刺繍ミシンにおいて一斉に刺繍縫製動
作を行うようにしたものが知られている。

【０００３】そして、このような多頭式刺繍ミシンの実
施化されたものによれば、前記ミシン主軸は、一般に、
その長さが約３〜４ｍあるいは刺繍ミシンの頭数によっ
てはそれ以上の長さを有し、また、軸径が約１５mm〜２
０mm程度のものが用いられている。そして、刺繍模様の
刺繍データに基づいて刺繍縫製動作を実行するときに
は、例えば、１０００回転/毎分程度の高速で駆動され
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ミ
シン主軸で前記各刺繍ミシンの針棒や天秤等を一斉に駆
動するとき、そのミシン主軸には相当の駆動負荷が加わ
るため、そのミシン主軸の動力摂取プーリから長手方向
に離れた部分において所謂ねじれ現象が発生し、そし
て、このねじれ現象は前記ミシン主軸が長くなればなる
ほど、しかも前記動力摂取プーリから遠く離れれば離れ
るほど、顕著に現れた。

【０００５】このため、前記動力摂取プーリから遠く離
れた刺繍ミシンに行くほど針棒や天秤の駆動遅れが生じ
ていた。前記各刺繍ミシンには刺繍縫製動作に従って、
主制御装置から同時かつ一斉に縫製データが供給され
て、前記針棒や天秤の駆動動作と所定のタイミングをと
りながら他の下軸や釜等を駆動するようになっている
が、前記のように針棒や天秤等の駆動遅れが生じると、
前記他の下軸や釜等の駆動タイミングとずれが生じて同
期がとれなくなり、依って、所定の縫い目形成動作に影
響がでて縫い目がきたなくなる等、縫製品質が低下する
等の問題があった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ミシン主軸の長手方向の如何な
る位置において針棒等を駆動して縫製動作を行っても、
その縫製動作に関与する釜等の動作と確実に同期をとっ
て縫製動作を正確に実行することができるミシンの駆動
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のミシンの駆動装置は、ミ
シン主軸を回転させて針棒等を駆動することにより縫製
動作を行うようにしたミシンの駆動装置において、前記
ミシン主軸の少なくとも２箇所において駆動可能に接続
され、それぞれ前記ミシン主軸を同一方向に回転駆動す
る複数の駆動モータと、前記複数の駆動モータを同期制
御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

【０００８】このように構成されたミシンの駆動装置に
よれば、前記制御装置による同期制御に基づいて、前記
複数の駆動モータを常に同期をとりながら前記ミシン主
軸を一方向に回転駆動することができる。従って、ミシ
ン主軸の長手方向の如何なる位置において針棒等を駆動
して縫製動作を行っても、その縫製動作に関与する釜等
の動作と確実に同期をとって縫製動作を正確に実行する
ことができる。

【０００９】また、請求項２に記載のミシンの駆動装置
は、請求項１に記載のミシンの駆動装置において、特
に、それぞれ前記ミシン主軸から動力を得て針棒等を駆
動することにより縫製動作を行う複数の縫製装置を前記
ミシン主軸の長手方向に沿って配置したことを特徴とす
る。

【００１０】このように構成されたミシンの駆動装置に
よれば、ミシン主軸の長手方向の如何なる位置において
も、前記複数の縫製装置の各針棒等を同一のタイミング
で駆動することができ、各縫製装置において縫製品質の
揃った縫製を行うことができる。

【００１１】また、請求項３に記載のミシンの駆動装置
は、請求項２に記載のミシンの駆動装置において、特
に、前記ミシン主軸の両端部を駆動するように、その両
端部に対応させてそれぞれ前記駆動モータを備えたこと
を特徴とする。

【００１２】このように構成されたミシンの駆動装置に
よれば、前記ミシン主軸の両端部を駆動モータで駆動す
ることにより、前記ミシン主軸のねじれを確実に防止し
て最も合理的に駆動することができ、ミシン主軸の中間
部に位置する前記複数の縫製装置の各針棒等を同一のタ
イミングでより一層正確に駆動することができ、各縫製
装置において縫製品質の揃った縫製を行うことができ
る。

【００１３】また、請求項４に記載のミシンの駆動装置
は、請求項１乃至３のいずれかに記載のミシンの駆動装
置において、特に、前記制御装置は、前記複数の駆動モ
ータの少なくとも１つに対し速度指令を与えて速度制御
を行い、かつ他の駆動モータに対し同様の速度指令を与
えてトルク制御を行うように構成したことを特徴とす
る。

【００１４】このように構成されたミシンの駆動装置に
よれば、前記複数の駆動モータに同じ速度指令を与える
と共に、それ等複数の駆動モータ間の回転誤差を減少す
るために、前記他の駆動モータに対し、トルク制御、即
ち、前記前者の駆動モータとの相対角速度を制御するこ
とにより、各駆動モータが同一の回転速度で回転するよ
うに制御される。従って、前記各駆動モータによって回
転される前記ミシン主軸にねじれ現象が発生するような
ことはない。従って、前記ミシン主軸の長手方向の如何
なる位置においても、針棒等を同一のタイミングで駆動
することができ、縫製品質の揃った縫製を行うことがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１６】本実施形態は、縫製装置である６台の刺繍
ミシンを備え、各刺繍ミシンにおいては、糸輪捕捉用の
全回転釜をミシン駆動モータとは別の釜駆動専用モータ
で駆動するようにした多頭型刺繍ミシンに本発明を適用
したものである。

【００１７】この多頭型刺繍ミシンについて説明する
と、図１に示すように、左右方向に長いベースフレーム
１の上部には、縫製装置としての６台の刺繍ミシン２を
所定間隔で支持する左右に長い支持フレーム３が固定さ
れ、その下方の前部には、刺繍模様を施すための布を張
る布支持枠（図示せず）を支持するための作業テーブル
４が設けられる。また、前記支持フレーム３の後ろ側に
は、各刺繍ミシン２に刺繍糸を供給するための多数の糸
駒（図示せず）を支持する糸駒支持台５が設けられる。
前記各刺繍ミシンには、後述するように、縫製動作に関
与する多数の針棒（１２本）や天秤等が搭載されてい
る。また、前記各刺繍ミシンに対応した作業テーブルの
下側には、釜駆動専用モータで駆動される糸輪捕捉用の
全回転釜（図示せず）が設けられている。

【００１８】さらに、前記支持フレームの内側には、前
記各刺繍ミシンの列設範囲長よりも左右に長いミシン主
軸６が水平に、かつ同方向の軸線の周りに回転可能に支
持されている。そのミシン主軸６の左右両端部には、そ
れぞれその回転動力を摂取するための動力摂取プーリ
７，８が固定されている。前記各動力摂取プーリ７，８
の下方に対応させて前記メインフレーム１には、それぞ
れ前記ミシン主軸６を同一方向に回転駆動するためのＡ
Ｃサーボモータからなる駆動モータ９，１０が設けられ
る。本実施形態の場合、その左側の駆動モータ９がマス
タ側に、右側の駆動モータ１０がスレーブ側にそれぞれ
設定されている。そして、その各駆動モータ９，１０の
各モータプーリ９Ａ，１０Ａと、その各上方に対応する
前記動力摂取プーリ７，８とがそれぞれタイミングベル
ト１１，１２によって連結されている。そのモータプー
リ９Ａ，１０Ａは、それぞれ駆動モータ９，１０の回転
を減速して前記ミシン主軸６に伝達するように前記各動
力摂取プーリ７，８の径よりも大きく設定されている。

【００１９】次に、前記各刺繍ミシン２と前記ミシン主
軸６との関係を特に動力伝達系を中心として図２及び図
３に基づいて説明する。

【００２０】図２及び図３に示されるように、前記各刺
繍ミシン２の後方に対応するミシン主軸６上には、それ
ぞれ針棒駆動カム１３及び天秤駆動カム１４が固定され
ており、その針棒駆動カム１３には相対回転可能に連結
ロッド１５が外嵌連結されている。その連結ロッド１５
の下端は、前記ミシン主軸６と平行に配置された支持軸
１６の周りに回動可能に支持された針棒駆動レバー１７
に連動可能に連結されている。その針棒駆動レバー１７
は、駆動連桿１８を介して、垂直配置された基針棒１９
に上下動可能に支持された針棒上下動部材２０に連動可
能に連結されている。

【００２１】一方、前記各刺繍ミシン２の針棒ケース２
１はそれぞれ左右方向に移動可能となっており、それぞ
れ下端に針２２を支持した多数（１２本）の針棒２３が
左右一列に支持されされ、その各針棒２３は、各別に上
下動可能に支持されていると共に、常には上方の針上位
置に圧縮ばね２４で付勢されている。従って、前記針棒
ケース２１を左右に移動させて何れかの針棒２３を選択
的に前記針棒上下動部材２０に対応させることによりそ
の両者間の連結手段（例えば、互いに嵌合可能なピンと
連結溝）で連結して針棒を上下に駆動することができ
る。

【００２２】また、前記天秤駆動カム１４には、これに
形成された溝カムにコロを嵌合させた駆動レバー２５が
連結され、その駆動レバー２５には、揺動可能な従動レ
バー２６が連動可能に連結され、さらに、その従動レバ
ー２６の先端のコロが天秤ボス２７を介して揺動可能な
天秤２８に連結されている。従って、前記天秤駆動カム
１４がミシン主軸６によって回転されることにより、前
記駆動レバー２５及び従動レバー２６を介して前記天秤
２８を上下に揺動運動され、その先端部に掛けられた糸
のたるみを取り上げることができる。

【００２３】次に、前記駆動モータ９，１０を制御する
制御装置を図３の制御ブロック図に基づいて説明する。

【００２４】速度指令部２９は、制御ボード等からマス
タ側の駆動モータ９に接続された速度アンプ３０に対し
て速度指令信号を出力する。前記速度アンプ３０は、駆
動モータ９の速度が前記速度指令信号に対して正しく追
従するように制御するものであって、前記速度指令信号
と後述する速度センサからの速度フィードバック信号と
を速度アンプ用加算器３１に入力して偏差量を求め、電
流指令信号として次の電流アンプ３２に出力する。前記
電流アンプ３２は、前記速度アンプ３０からからの電流
指令信号に対し前記駆動モータ９に与える電流を正しく
追従するように制御するものであって、前記電流指令信
号と後述するパワーアンプからの電流フィードバック信
号とを電流アンプ用加算器３３に入力して偏差量を求
め、電流出力信号として次のパワーアンプ３４に出力す
る。前記パワーアンプ３４は、パワートランジスタ、サ
イリスタ等のパワー素子で構成され、前記電流アンプ３
２の電流出力信号に比例したパワー電流を前記駆動モー
タ９に供給する。

【００２５】前記マスタ側の駆動モータ９に対応して、
その駆動モータ９の回転速度を検出する速度センサ３５
が設けられ、その速度センサで検出された信号は前記速
度フィードバック信号として前記速度アンプ用加算器３
１に帰還されるようになっている。

【００２６】一方、前記速度アンプ３０から出力された
電流指令信号は、スレーブ側の駆動モータ１０にも出力
されて、その駆動モータ１０はトルク制御されるように
なっている。即ち、前記電流指令信号は、スレーブ側の
駆動モータ１０に接続された電流アンプ３６にも出力さ
れる。前記電流アンプ３６は、前記速度アンプ３０から
の電流指令信号に対し前記駆動モータ１０に与える電流
を正しく追従するように制御するものであって、前記電
流指令信号と後述するパワーアンプからの電流フィード
バック信号とを電流アンプ用加算器３７に入力して偏差
量を求め、電流出力信号として次のパワーアンプ３８に
出力する。前記パワーアンプ３８は、パワートランジス
タ、サイリスタ等のパワー素子で構成され、前記電流ア
ンプ３６の電流出力信号に比例したパワー電流を前記駆
動モータ１０に供給する。

【００２７】本実施形態は以上のように構成されてい
る。

【００２８】従って、速度指令部２９からマスタ側の駆
動モータ９に速度指令信号を出力すると、前記速度アン
プ３０、電流アンプ３２及びパワーアンプ３４を介し
て、マスタ側のミシンモータ９が一方向に回転し、同時
に、前記速度アンプ３０から出力された電流指令信号が
スレーブ側の電流アンプ３６にも供給され、その電流ア
ンプ３６及びパワーアンプ３８を介して、スレーブ側の
駆動モータ１０は、トルク制御され、マスタ側の駆動モ
ータ９と同期とってその駆動モータ９と同一方向に回転
駆動される。これによって、ミシン主軸６は、左右のタ
イミングベルト１１，１２及び動力摂取プーリ７，８を
介して、図２及び図３に示される矢印方向に回転され
る。この場合、前記各駆動モータ９，１０が同期をとっ
て同一方向に回転するので、前記ミシン主軸６にねじれ
等が全く発生せず、そのミシン主軸６を駆動源とする各
刺繍ミシン２の針棒２３や天秤２８を、一斉に同一のタ
イミングで駆動することができると共に、縫製動作に関
与する釜等とも正確に同期をとって駆動することがで
き、依って、品質が極めて安定した刺繍縫製を実施する
ことができる。

【００２９】なお、本実施形態においては、駆動モータ
９，１０を、ミシン主軸６の両端部を駆動するように２
台設けたが、特にミシン主軸６が長い場合は、そのミシ
ン主軸６の中間部を駆動する駆動モータを追加して、合
計３台以上とすることも可能である。この場合、何れか
１つの駆動モータをマスタとして速度制御し、他の駆動
モータをスレーブとしてトルク制御するように構成すれ
ばよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１に記載のミシンの駆動装置によれば、針
棒等を駆動するためのミシン主軸の少なくとも２箇所に
おいて駆動可能に接続され、それぞれ前記ミシン主軸を
同一方向に回転駆動する複数の駆動モータと、前記複数
の駆動モータを同期制御する制御装置とを備えたので、
前記制御装置による同期制御に基づいて、前記複数の駆
動モータを常に同期をとりながら前記ミシン主軸を一方
向に回転駆動することができ、従って、ミシン主軸の長
手方向の如何なる位置において針棒等を駆動して縫製動
作を行っても、その縫製動作に関与する釜等の動作と確
実に同期をとって縫製動作を正確に実行することができ
る。

【００３１】また、請求項２に記載のミシンの駆動装置
によれば、請求項１に記載のミシンの駆動装置におい
て、特に、それぞれ前記ミシン主軸から動力を得て針棒
等を駆動することにより縫製動作を行う複数の縫製装置
を前記ミシン主軸の長手方向に沿って配置したので、ミ
シン主軸の長手方向の如何なる位置においても、前記複
数の縫製装置の各針棒等を同一のタイミングで駆動する
ことができ、各縫製装置において縫製品質の揃った縫製
を行うことができる。

【００３２】また、請求項３に記載のミシンの駆動装置
によれば、請求項２に記載のミシンの駆動装置におい
て、特に、前記ミシン主軸の両端部を駆動するように、
その両端部に対応させてそれぞれ前記駆動モータを備え
たので、前記ミシン主軸の両端部を駆動モータで駆動す
ることにより、前記ミシン主軸のねじれを確実に防止し
て最も合理的に駆動することができ、ミシン主軸の中間
部に位置する前記複数の縫製装置の各針棒等を同一のタ
イミングでより一層正確に駆動することができ、各縫製
装置において縫製品質の揃った縫製を行うことができ
る。

【００３３】また、請求項４に記載のミシンの駆動装置
によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載のミシンの
駆動装置において、特に、前記制御装置は、前記複数の
駆動モータの少なくとも１つに対し速度指令を与えて速
度制御を行い、かつ他の駆動モータに対し同様の速度指
令を与えてトルク制御を行うように構成したので、前記
複数の駆動モータに同じ速度指令を与えて、各駆動モー
タを同一の回転速度で回転制御することができ、前記各
駆動モータによって回転される前記ミシン主軸にねじれ
現象が発生するようなことはない。従って、前記ミシン
主軸の長手方向の如何なる位置においても、針棒等を同
一のタイミングで駆動することができ、縫製品質の揃っ
た縫製を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を具体化した多頭式刺繍ミシン
の外観斜視図である。

【図２】図２は、刺繍ミシンの針棒駆動機構を示す斜視
図である。

【図３】図３は、刺繍ミシンの天秤駆動機構を示す斜視
図である。

【図４】図４は、駆動モータを制御する制御ブロック図
である。

【符号の説明】

２ 刺繍ミシン ６ ミシン主軸 ９ 駆動モータ １０ 駆動モータ ２３ 針棒 ２８ 天秤 ２９ 速度指令部 ３０ 速度アンプ ３２ 電流アンプ ３４ パワーアンプ ３６ 電流アンプ ３８ パワーアンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミシン主軸を回転させて針棒等を駆動す
   ることにより縫製動作を行うようにしたミシンの駆動装
   置において、 前記ミシン主軸の少なくとも２箇所において駆動可能に
   接続され、それぞれ前記ミシン主軸を同一方向に回転駆
   動する複数の駆動モータと、 前記複数の駆動モータを同期制御する制御装置とを備え
   たことを特徴とするミシンの駆動装置。
2. 【請求項２】 それぞれ前記ミシン主軸から動力を得て
   針棒等を駆動することにより縫製動作を行う複数の縫製
   装置を前記ミシン主軸の長手方向に沿って配置したこと
   を特徴とする請求項１に記載のミシンの駆動装置。
3. 【請求項３】 前記ミシン主軸の両端部を駆動するよう
   に、その両端部に対応させてそれぞれ前記駆動モータを
   備えたことを特徴とする請求項２に記載のミシンの駆動
   装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置は、前記複数の駆動モータ
   の少なくとも１つに対し速度指令を与えて速度制御を行
   い、かつ他の駆動モータに対し同様の速度指令を与えて
   トルク制御を行うように構成したことを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載のミシンの駆動装置。