JP2008054994A - 多頭ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】シャトル駆動機構の駆動軸を捩れ難くする。
【解決手段】多頭ミシン５は、複数の多針のミシンヘッド８の並設方向へ並べて設けられた、下糸を供給する複数のシャトル１５と、該複数のシャトル１５を往復駆動するシャトル駆動機構２０とを備えている。シャトル駆動機構２０は、駆動モータ２１と、該駆動モータ２１に駆動され全回転する上記並設方向へ延びる一本の駆動軸２５と、該駆動軸２５の各シャトル１５に対応する部位に設けられた該駆動軸２５と共に全回転する複数の溝カム２６と、該溝カム２６の両カム面２７ａ，２７ｂに摺接してそれらの面の略法線方向へ押圧されて変位するカムフォロア３３を備え、該変位に従い各シャトル１５を往復駆動する複数のリンク３１とを含み構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、布等の各種被縫製物を縫製する多頭ミシンに関する。

多頭ミシンの中には、図７に示す従来例の多頭ミシン９０のように、上糸を縫い付ける刺繍針９２を各１つのシャトル９５に対して１本ずつ備えた複数の単針式のミシンヘッド９１の並設方向へ並べて設けられた、下糸を供給する複数のシャトル９５と、該複数のシャトル９５を往復駆動するシャトル駆動機構とを備えたものがある。そして、そのシャトル駆動機構の中には、特許文献１に示すもの等、同図５に示す従来例のシャトル駆動機構９６のように、ミシンヘッド９１の並設方向へ延びる周方向へ揺動可能な駆動軸９７と、該駆動軸９７に突設された該軸と共に揺動してシャトル９５を介在部材９９を介して往復駆動する複数の揺動レバー９８とを含み構成されたものがある。
特開平１０−３２８４４４号公報

ところが、上記従来例では、駆動軸９７に突設された複数の揺動レバー９８がその先端部で介在部材９９を駆動軸９７の略周方向へ押圧して駆動することとなるため、該駆動する際にはそれらの反力によって駆動軸９７には過大なモーメントが加わり、該駆動軸９７が捩れ易い。そのため、該シャトル駆動機構２０においては、運転速度限界が低くなってしまうか、充分な高速耐久性が得られるように該駆動軸９７の径を太くした場合には、製造コストが高くなってしまう。

そこで、シャトル駆動機構の駆動軸を捩れ難くすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の多頭ミシンは、複数のミシンヘッドの並設方向へ並べて設けられた、下糸を供給する複数のシャトルと、該複数のシャトルを往復駆動するシャトル駆動機構とを備えた多頭ミシンにおいて、前記シャトル駆動機構は、駆動モータと、該駆動モータに駆動され全回転する前記並設方向へ延びる一本の駆動軸と、該駆動軸の各シャトルに対応する部位に設けられた該駆動軸と共に全回転する複数の回転カムと、該回転カムのカム面に摺接してその面の略法線方向へ押圧されて変位するカムフォロアを備え、該変位に従い前記シャトルを前記往復駆動する複数のリンクとを含み構成されたことを特徴とする。

前記シャトルを前記往復駆動する駆動方向は、特に限定されないが、前記並設方向に直交する方向に対して５〜５０度、前記並設方向側に傾いていることが好ましく、２０〜４０度、前記並設方向側に傾いていることがより好ましい。刺繍針に上糸を通すための糸通孔を貫設する方向は、シャトルの駆動方向に対して略直交する方向となるため、上記のようにシャトルの駆動方向を傾けた場合、該糸通孔を貫設する方向もミシンヘッドの並設方向に対して傾き、それによって、多頭ミシンを使用する際に上糸を糸通孔に通す作業が容易になるからである。また、その一方で該角度に上限があるのは、傾け過ぎると隣り合う２つのシャトルの駆動範囲の周辺部どうしが干渉し合うといった理由等で邪魔になったり、該傾けた方向へシャトルを駆動するのが技術的に困難になったり、シャトルを交換し難くなったりするからである。

前記ミシンヘッドは、上糸を縫い付ける刺繍針を各１つの前記シャトルに対して１本ずつ備えた単針式のミシンヘッドであってもよいが、各１つの前記シャトルに対して複数本ずつ備えた多針式のミシンヘッドであることが好ましい。上記シャトル駆動機構は、各シャトル毎に回転カムやリンク等を必要とするため、従来例のシャトル駆動機構９６等に比べて、各シャトル毎に比較的大きい設置スペースを必要とするが、このような多針式のミシンヘッドが並設された多頭ミシンにおいては、刺繍針を各シャトル毎に複数本ずつ並設しなけらばならない関係上、各シャトル毎のシャトル間ピッチも比較的大きく、上記設置スペースを確保し易いからである。

各シャトル毎の前記並設方向へのシャトル間ピッチは、前記ミシンヘッドの大きさ等によっても左右されるため、特に限定されないが、前記シャトル駆動機構を設置するのに際しては、前記シャトルを前記往復駆動する駆動方向が、前記並設方向に直交する方向に対して０〜１０度傾いている場合は、６０ｍｍ以上であることが好ましく、１０〜２０度傾いている場合は、９０ｍｍ以上であることが好ましく、２０〜３０度傾いている場合は、１２０ｍｍ以上であることが好ましく、３０〜４０度傾いている場合は、１４０ｍｍ以上であることが好ましく、４０〜５０度傾いている場合は１６０ｍｍ以上であることが好ましい。該ピッチは、大きいほど該シャトル駆動機構を設置するための設置スペースを確保し易いからである。また、該ピッチの上限は、特に限定されないが、該ピッチは、前記多頭ミシンが前記並設方向へ無駄に大きくなり過ぎることがない範囲内の大きさであることが好ましい。

前記回転カムは、前記カムフォロアを一方向へのみ駆動しそれとは反対側の他方向へはリターンスプリングの復元力等によって駆動する各種外接カム及び内接カム等であってもよいが、前記カムフォロアを相反する両方向へ往復駆動する拘束カムであることが好ましい。該拘束カムを用いることによって、リターンスプリング等をなくし、カムフォロアを駆動する際に加わる抵抗を小さくすることができるからである。

また、前記拘束カムは、各種共役カムや溝カム等、特に限定されないが、溝カムであることが好ましい。共役カムに比べてスペースをとらず、また、構造も簡単だからである。

本発明によれば、シャトル駆動機構は、駆動軸に設けられた回転カムのカム面に摺接したカムフォロアがそのカム面の略法線方向へ押圧されて変位するのに従いシャトルを往復駆動するものであるため、カム面には、該カムフォロアを押圧する側の略法線方向とは正反対側の略法線方向への反力が加わることとなるが、回転カムのカム面の法線方向は、構造上、駆動軸のせん断方向に近似するため、該反力は、回転カムを介して駆動軸にはその軸のせん断方向へ主に加わり周方向へはあまり加わらず、よって、駆動軸が従来例に比べて捩れ難い。

本発明の多頭ミシン５は、上糸を縫い付ける刺繍針９を各１つのシャトル１５に対して複数本ずつ備えた複数の多針式のミシンヘッド８の並設方向へ並べて設けられた、下糸を供給する複数のシャトル１５と、該複数のシャトル１５を往復駆動するシャトル駆動機構２０とを備えている。シャトル駆動機構２０は、駆動モータ２１と、該駆動モータ２１に駆動され全回転する上記並設方向へ延びる一本の駆動軸２５と、該駆動軸２５の各シャトル１５に対応する部位に設けられた該駆動軸２５と共に全回転する複数の溝カム２６と、該溝カム２６の両カム面２７ａ，２７ｂに摺接してそれらの面の略法線方向へ押圧されて変位するカムフォロア３３を備え、該変位に従いシャトル１５を往復駆動する複数のリンク３１とを含み構成されている。

本実施例の図１〜図３に示す多頭ミシン５は、左右に並設され、上糸を縫い付ける刺繍針９をそれぞれ複数本ずつ備えた複数の多針式のミシンヘッド８と、該複数の多針式のミシンヘッド８の刺繍針９を上下へ往復駆動する針駆動機構（図示略）と、各ミシンヘッド８の下方にそれぞれ設けられ、下糸を供給するシャトル１５をそれぞれ備えた複数のベッド１０と、該複数のベッド１０のシャトル１５を相反する両駆動方向Ｆ，Ｒへ直線往復駆動するシャトル駆動機構２０とを含み構成されている。そして、これら各構成要素は、多頭ミシン５のミシンフレーム６に直接又は間接的に取り付けられ支持されている。また、これら各構成要素の寸法等は、各シャトル１５毎のシャトル間ピッチＰが、１５０〜１７０ｍｍとなっており、シャトル１５を往復駆動する駆動方向Ｆ，Ｒは、前後方向に対して２５〜３５度の傾斜角度Ａだけ傾いている。

ミシンヘッド８は、刺繍針９を左右方向へ並べて備えており、それらの針の並びを左右へ移動させることにより、使用する一本をベッド１０の針通孔１２の上方に移動させ、択一的に使用する仕組みとなっている。各刺繍針９は、上糸を挿通させるための糸通孔９ｈをそれぞれ備えており、それらの糸通孔９ｈは、縫製する際の機能上の都合等から、駆動方向Ｆ，Ｒに略直交する方向へ各刺繍針９を貫通する形で設けられている。そのため、該糸通孔９ｈの貫通方向も、左右方向に対して斜めに傾いており、それによって、各糸通孔９ｈは、上糸が挿入される入口側の開口部が斜め前を向いた形となっている。

ベッド１０は、ミシンヘッド８の下方に設けられたテーブル７を貫通する形で該テーブル７の上面からその下方にかけて設置されており、刺繍針９を挿通させるための針通孔１２を備えた針板１１と、該針板１１の下方に設置された前述のシャトル１５と、該シャトル１５を駆動方向Ｆ，Ｒへスライド可能に支持したシャトル支持部材１６とを含み構成されている。

シャトル支持部材１６は、シャトル１５に下方から当接した基部１７と、該基部１７の上面におけるシャトル１５の駆動方向Ｆ，Ｒに直交する方向両側に突設された駆動方向Ｆ，Ｒへ延びる、シャトル１５を該駆動方向Ｆ，Ｒへ案内するシャトルガイド１８とを含み構成されている。そして、基部１７のシャトル１５の下方に位置する部位には、シャトル駆動機構２０の駆動ピン３７ａ，３７ｂを挿通させるためのスリット孔１９が、駆動方向Ｆ，Ｒへ細長く貫設されている。

シャトル駆動機構２０は、駆動モータ２１と、該駆動モータ２１に駆動され全回転する左右へ延びる一本の駆動軸２５と、該駆動軸２５の各シャトル１５に対応する部位に設けられた該駆動軸２５と共に全回転する複数の溝カム２６と、各溝カム２６とそれに対応するシャトル１５との間に設けられた、該溝カム２６が全回転するのに従いシャトル１５を駆動方向Ｆ，Ｒへ直線往復駆動する複数のリンク３１とを含み構成されている。

溝カム２６は、その一方の端面に環状に凹設された溝２７の両内側面に形成された外周カム面２７ａと内周カム面２７ｂとの相互間にカムフォロア３３を拘束することによって、該溝カム２６が全回転するのに従い該カムフォロア３３を両カム面２７ａ，２７ｂの略法線方向へ往復駆動する仕組みとなっている。

リンク３１は、カムフォロア３３が取り付けられ、該カムフォロア３３が駆動されると基端部の左右方向を軸に揺動する揺動レバー３２と、駆動方向Ｆ，Ｒへのみ変位可能に設けられ、該駆動方向Ｆ，Ｒへ往復駆動されると一対の駆動ピン３７ａ，３７ｂにてシャトル１５を駆動方向Ｆ，Ｒ両側から順に交互に付勢していくことによってシャトル１５を往復駆動する移動体３７と、該移動体３７を揺動レバー３２の先端部に前後方向へは相対変位不能且つ上下方向及び左右方向へは相対変位可能に係合することによって、揺動レバー３２が揺動するのに従い移動体３７を駆動方向Ｆ，Ｒへ往復駆動する係合機構４２とを含み構成されている。

揺動レバー３２は、略上下方向へ延びる棒状の部材であって、下端側の基端部は、ミシンフレーム６に固定された軸止部材３４によって左右方向を軸に回動可能に支持されており、長さ方向中間部には、カムフォロア３３が取り付けられており、先端部には、係合機構４２が接続されている。

移動体３７は、駆動方向Ｆ，Ｒへ向けて貫設された軸通孔３７ｈに、ミシンフレーム６に固定された駆動方向Ｆ，Ｒへ延びる支持軸３８が挿通されることによって、その軸の長さ方向へスライド可能に支持されており、該移動体３７の上面の斜め前側と斜め後側との両側には、前述の駆動ピン３７ａ，３７ｂがそれぞれ１本ずつ突設されている。

係合機構４２は、揺動レバー３２の先端部と移動体３７との間に介在する係合部材４３が、移動体３７に対しては上下方向へは相対変位可能且つ前後方向及び左右方向へは相対変位不能に取り付けられ、揺動レバー３２の先端部に対しては左右方向へは相対変位可能且つ前後方向及び上下方向へは相対変位不能に取り付けられることによって形成されている。詳しくは、該係合部材４３は、その上部及び下部に設けられた上下方向へ延びる被支持軸４３ｘが、移動体３７の下部に設けられたコの字型の支持部４４によって上下両側から上下方向へ相対変位可能に支持されるとともに、左右方向へ貫設された挿通孔４３ｈに、揺動レバー３２の先端部に固定された左右方向へ延びる係合軸４５が挿通されることによって、その軸の長さ方向へスライド可能に支持されている。

以上に示した多頭ミシン５のシャトル駆動機構２０がシャトル１５を駆動方向Ｆ，Ｒへ直線往復駆動する際の様子を、（１）シャトル１５を斜め前側の駆動方向Ｆへ加速させる際、（２）斜め前側の駆動方向Ｆへ変位しているシャトル１５を減速させる際、（３）シャトル１５を斜め後側の駆動方向Ｒへ加速させる際、（４）斜め後側の駆動方向Ｒへ変位しているシャトル１５を減速させる際の様子の順に以下に説明する。

（１）シャトル１５を斜め前側の駆動方向Ｆへ加速させる際
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内で駆動軸２５に最も接近した状態から、溝カム２６が駆動軸２５と共にその軸の一方の周方向Ｗｆへ回転していくのに従い、図６（ａ）に示すように、カムフォロア３３が外周カム面２７ａによってその略法線方向Ｎａへ押圧される。それによって、揺動レバー３２が加速的にその先端が前側へ変位する側の回動方向へ駆動され、その揺動レバー３２の運動が係合機構４２を介して移動体３７に伝えられることによって、該移動体３７が加速的に支持軸３８に沿って斜め前側の駆動方向Ｆへ駆動される。このとき、斜め後側の駆動ピン３７ａによってシャトル１５が斜め前側の駆動方向Ｆへ押圧されることによって、該シャトル１５は加速的に斜め前側の駆動方向Ｆへ駆動される。そして、このようなシャトル１５の加速的な変位は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内における略中央に変位するまで継続し、該略中央にまで変位した際には、カムフォロア３３は外周カム面２７ａから離れ、一時的に両カム面２７ａ，２７ｂから独立した状態となり、また、シャトル１５は斜め後側の駆動ピン３７ａから離れ、一時的に両駆動ピン３７ａ，３７ｂから独立した状態になる。

（２）斜め前側の駆動方向Ｆへ変位しているシャトル１５を減速させる際
図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内における略中央に位置した状態から、溝カム２６が更に同周方向Ｗｆへ回転していくのに従い、カムフォロア３３が内周カム面２７ｂに当接し、図６（ｂ）に示すように、該内周カム面２７ｂによってその略法線方向Ｎｂへ押圧される。それによって、揺動レバー３２が減速的にその先端部が前側へ変位する側の回動方向へ駆動され、その揺動レバー３２の運動が係合機構４２を介して移動体３７に伝えられることによって、該移動体３７が減速的に支持軸３８に沿って斜め前側の駆動方向Ｆへ駆動される。このとき、シャトル１５は、斜め前側の駆動ピン３７ｂによって斜め後側の駆動方向Ｒへ押圧されることによって、減速的に斜め前側の駆動方向Ｆへ駆動される。そして、このようなシャトル１５の斜め前側の駆動方向Ｆへの変位は、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内における駆動軸２５から最も離れた位置に変位するまで継続する。

（３）シャトル１５を斜め後側の駆動方向Ｒへ加速させる際
図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内で駆動軸２５に最も離れた状態から、溝カム２６が更に同周方向Ｗｆへ回転していくのに従い、図６（ｃ）に示すように、カムフォロア３３が内周カム面２７ｂによってその略法線方向Ｎｂへ押圧される。それによって、揺動レバー３２が加速的にその先端が後側へ変位する側の回動方向へ駆動され、その揺動レバー３２の運動が係合機構４２を介して移動体３７に伝えられることによって、該移動体３７が加速的に支持軸３８に沿って斜め後側の駆動方向Ｒへ駆動される。このとき、斜め前側の駆動ピン３７ｂによってシャトル１５が斜め後側の駆動方向Ｒへ押圧されることによって、該シャトル１５は加速的に斜め後側の駆動方向Ｒへ駆動される。そして、このようなシャトル１５の加速的な変位は、図４（ｄ）及び図５（ｄ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内における略中央に変位するまで継続し、該略中央にまで変位した際には、カムフォロア３３は内周カム面２７ｂから離れ、一時的に両カム面２７ａ，２７ｂから独立した状態となり、また、シャトル１５は斜め後側の駆動ピン３７ａから離れ、一時的に両駆動ピン３７ａ，３７ｂから独立した状態になる。

（４）斜め前側の駆動方向Ｒへ変位しているシャトル１５を減速させる際
図４（ｄ）及び図５（ｄ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内における略中央に位置した状態から、溝カム２６が更に同周方向Ｗｆへ回転していくのに従い、カムフォロア３３が外周カム面２７ａに当接し、図６（ｃ）に示すように、該外周カム面２７ａによってその略法線方向Ｎａへ押圧される。それによって、揺動レバー３２が減速的にその先端部が後側へ変位する側の回動方向へ駆動され、その揺動レバー３２の運動が係合機構４２を介して移動体３７に伝えられることによって、該移動体３７が減速的に支持軸３８に沿って斜め後側の駆動方向Ｒへ駆動される。このとき、シャトル１５は、斜め後側の駆動ピン３７ａによって斜め前側の駆動方向Ｆへ押圧されることによって、減速的に斜め後側の駆動方向Ｒへ駆動される。そして、このようなシャトル１５の斜め後側の駆動方向Ｒへの変位は、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、カムフォロア３３がその変位可能な範囲内における駆動軸２５に最も接近した位置に変位するまで継続する。

以上の動作を繰り返すことによって、シャトル１５がその駆動方向Ｆ,Ｒへ直線往復駆動されることとなる。

本実施例によれば、シャトル駆動機構２０は、駆動軸２５に設けられた溝カム２６が該駆動軸２５と共に全回転するのに従い、該溝カム２６の両カム面２７ａ，２７ｂが、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、交代でカムフォロア３３をそれらの面の略法線方向Ｎａ，Ｎｂへ押圧してシャトル１５を駆動するものであるため、両カム面２６ａ，２６ｂには、それら押圧する側の略法線方向Ｎａ，Ｎｂとは正反対側の略法線方向への反力が加わることとなるが、それらの方向は、各カム面の構造上、外周カム面２７ａに加わる反力の方向については、図６（ａ），（ｄ）示すように、駆動軸２５の中心線Ｃに向かう該駆動軸２５のせん断方向Ｖｉへの成分が大部分となり、内周カム面２７ｂに加わる反力の方向については、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、駆動軸２５の中心線Ｃに向かう方向とは正反対の該駆動軸２５のせん断方向Ｖｏへの成分が大部分となるため、それら反力は、溝カム２６を介して駆動軸２５にはその軸のせん断方向Ｖｉ，Ｖｏへ主に加わりその軸の両周方向Ｗｆ，Ｗｒへはあまり加わらず、よって、該駆動軸２５が従来例等に比べて捩れ難い。そのため、該駆動軸２５の高速耐久性が従来例等に比べて向上するか、該耐久性の向上をあまり求めないのであれば、該耐久性を従来例等と同程度又はそれ以上に保ちつつも、該駆動軸２５の径を従来例等よりも細くすることができるため、製造コストが低減する。

また、ミシンヘッド８は、刺繍針９を各１つのシャトル１５に対して複数本ずつ備えた多針式のものとなっているため、単針式のもの等に比べて左右方向への幅が広く、そのため、それら各ミシンヘッド８毎に１つずつ設けられた各シャトル１５毎のシャトル間ピッチＰも必然的に大きくなっている。そのため、シャトル１５の周辺部においては比較的スペース等にも余裕があり、よって、本実施例のシャトル駆動機構２０のように、各シャトル１５毎に溝カム２６やリンク３１等を備えているため、各シャトル１５毎に比較的大きい設置スペースを必要とする駆動機構であっても、無理なく設置されている。

また、刺繍針９の糸通孔９ｈは、駆動方向Ｆ，Ｒが前後方向に対して傾斜角度Ａだけ左右方向へ傾いているのに伴い、必然的にその孔の貫通方向も左右方向に対して前後方向へ傾き、上糸が挿入される入口側の開口部が斜め前を向いた状態となっているため、多頭ミシン５を使用する際に上糸を該糸通孔９ｈに通す作業が、該貫通方向が傾いていない場合に比べて容易である。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

本発明の実施例の多頭ミシンを示す平面図である。 同実施例の多頭ミシンを示す斜視図である。 同実施例の多頭ミシンを示す部分拡大斜視図である。 同実施例のシャトル駆動機構がシャトルを駆動する際の様子を示す斜視図である。 同実施例のシャトル駆動機構がシャトルを駆動する際の様子を示す部分拡大斜視図である。 同実施例の溝カムがカムフォロアを駆動する際の様子を示す側面断面図である。 従来例の多頭ミシンを示す斜視図である。

符号の説明

５ 多頭ミシン
８ ミシンヘッド
９ 刺繍針
１５ シャトル
２０ シャトル駆動機構
２１ 駆動モータ
２５ 駆動軸
２６ 溝カム（回転カム）
２７ａ 外周カム面（カム面）
２７ｂ 内周カム面（カム面）
３１ リンク
３３ カムフォロア

Claims (2)

1. 複数のミシンヘッドの並設方向へ並べて設けられた、下糸を供給する複数のシャトルと、該複数のシャトルを往復駆動するシャトル駆動機構とを備えた多頭ミシンにおいて、
   前記シャトル駆動機構は、駆動モータと、該駆動モータに駆動され全回転する前記並設方向へ延びる一本の駆動軸と、該駆動軸の各シャトルに対応する部位に設けられた該駆動軸と共に全回転する複数の回転カムと、該回転カムのカム面に摺接してその面の略法線方向へ押圧されて変位するカムフォロアを備え、該変位に従い前記シャトルを前記往復駆動する複数のリンクとを含み構成されたことを特徴とする多頭ミシン。
2. 前記ミシンヘッドは、上糸を縫い付ける刺繍針を各１つの前記シャトルに対して複数本ずつ備えた多針式のミシンヘッドである請求項１記載の多頭ミシン。

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