(57)【要約】【課題】制御基板に対する塵埃、油等の付着を防止し且つ発熱電子部品の確実な冷却を可能とする。【解決手段】ミシン１は、上軸２１と、上軸２１の回転にしたがって上下動する縫針１２と、上軸２１を回転駆動するためのミシンモータ２４と、ミシンモータ２４の駆動制御を行うための発熱電子部品４３と、発熱電子部品４３を一方側に集積配置したヒートシンク４２と、ヒートシンク４２の一方側及び発熱電子部品４３を覆う、略密閉空間を形成するための後方カバー６及び内部カバー８と、ヒートシンク４２の他方側に設けられた放熱フィン４２ａと、ヒートシンク４２の他方側及び放熱フィン４２ａを冷却する空気の流通路５４を形成するためのダクト５１とを有する。【選択図】図９
2013212191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、
前記主軸の回転により上下動する縫針と、
前記主軸を回転駆動するためのミシンモータと、
を有するミシンにおいて、
前記ミシンモータの駆動制御を行う制御基板に設けた発熱電子部品と、
前記発熱電子部品を一方側に集積配置したヒートシンクと、
前記ヒートシンクの一方側及び前記発熱電子部品を覆うカバー部材と、
前記ヒートシンクの他方側に設けられた放熱部材と、
前記カバー部材に取り付けられ、前記ヒートシンクの他方側及び前記放熱部材を冷却する空気の流通路を形成するダクト部材と、
を有することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記カバー部材及び前記ダクト部材のうち少なくとも一方が難燃性樹脂からなることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記放熱部材は、前記流通路における前記空気の流入口側及び排出口側の少なくとも一方側の端部の設置高さが、当該端部に向けて連続的に低く変化することを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動の駆動モータによりミシン本体の駆動制御を行うミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミシンは、電動の駆動モータによりミシン本体の駆動制御を行う。ミシンは、この駆動モータの駆動制御等に用いる制御基板を有する。例えば特許文献１のミシンは、ミシン本体の駆動制御に用いる制御基板を、ミシン頭部の脚柱部にヒートシンクを介して配置する。該ミシンは、脚柱部に取り付けた制御基板に外部から塵埃、油等が入り込むのを防ぐカバーを備える。カバーは制御基板を覆う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のミシンは、脚柱部に取り付けた制御基板に塵埃、油等が付着するのを防ぐカバーで覆うことにより略密閉した空間を形成する。略密閉した内部空間では、制御基板から発生する熱は外部に逃げることができない。該ミシンは、ヒートシンクを有するが熱を十分に放熱できず、制御基板が更に加熱するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、制御基板に対する塵埃、油等の付着を防止し且つ発熱電子部品の確実な冷却が可能なミシンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願第１発明のミシンは、主軸と、前記主軸の回転により上下動する縫針と、前記主軸を回転駆動するためのミシンモータと、を有するミシンにおいて、前記ミシンモータの駆動制御を行う制御基板に設けた発熱電子部品と、前記発熱電子部品を一方側に集積配置したヒートシンクと、前記ヒートシンクの一方側及び前記発熱電子部品を覆うカバー部材と、前記ヒートシンクの他方側に設けられた放熱部材と、前記カバー部材に取り付けられ、前記ヒートシンクの他方側及び前記放熱部材を冷却する空気の流通路を形成するダクト部材と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本願第１発明のミシンは、発熱電子部品を設けるヒートシンクの一方側及び当該発熱電子部品をカバー部材が覆う。カバー部材が覆うことによって、発熱電子部品に塵埃、油等が付着するのを防止することができる。ミシンモータの駆動制御時には、発熱電子部品は発熱する。発熱電子部品は発生する熱をヒートシンクの他方側に放熱部材に伝達する。放熱部材はダクト部材の内部で放熱する。ダクト部材は、空気の流通路を形成する。ダクト部材は、流通路に流通路内を通る空気の流れが発生し、放熱部材、ヒートシンクの他方側を冷却する。それ故、ミシンは、制御基板に塵埃、油等が付着するのを防止し且つ発熱電子部品が発生する熱をヒートシンク及びダクト部材により確実に冷却することができる。
【０００８】
本願第２発明のミシンは、第１発明のミシンにおいて、前記カバー部材及び前記ダクト部材のうち少なくとも一方が難燃性樹脂からなることを特徴とする。ミシンは、カバー部材及びダクト部材のうち少なくとも一方が難燃性樹脂からなることで、発熱電子部品の発熱温度が上昇した場合のカバー部材及びダクト部材の熱損傷を抑制できる。
【０００９】
本願第３発明のミシンは、第１又は第２発明のミシンにおいて、前記放熱部材は、前記流通路における前記空気の流入口側及び排出口側の少なくとも一方側の端部の設置高さが、当該端部に向けて連続的に低く変化することを特徴とする。故に、ミシンはダクト部材の流入口側と排出口側における空気の損失抵抗を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御基板に対する塵埃、油等の付着を防止し且つ発熱電子部品の確実な冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ミシンの概略構造を表す斜視図である。
【図２】ミシンの内部構造を表す斜視図である。
【図３】ミシンの内部構造を表す正面図である。
【図４】ミシンの内部構造を表す側面図である。
【図５】アイドラプーリの支持構造を表す側面図である。
【図６】後方カバーの内部構造を表す斜視図である。
【図７】ミシンの背面の外観を表す斜視図である。
【図８】後方カバーを取り外した状態のミシンの背面の外観を表す斜視図である。
【図９】ヒートシンクとダクトの構造を表す側断面図である。
【図１０】ベッドの内部構造を表す斜視図である。
【図１１】下方閉塞板を設置した状態のミシンの斜視図である。
【図１２】上方閉塞板を取り外した状態のミシンの内部構造の斜視図である。
【図１３】上方閉塞板を設置した状態のミシンの内部構造の斜視図である。
【図１４】凹凸を形成した下方閉塞板を設置した状態のミシンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、図１の紙面右手前側、左奥側、左手前側、右奥側、上方側、下方側を、夫々ミシン１の右方、左方、前方、後方、上方、下方とする。
【００１３】
図１を参照してミシン１の概略構造について説明する。ミシン１は、ベッド２、アーム３、ハンドプーリ４を備えている。ベッド２は、上部に左右方向を長手方向とする略矩形状の天板部２ａを備え、天板部２ａの下方側に複数の側壁部を一体に設けている。ベッド２の天板部２ａの左方側に、被縫製物（図示略）を送る送り機構１１が設けてある。ミシン１は、ベッド２の天板部２ａが作業テーブル（図示略）の上面と面一になるよう装着する。
【００１４】
アーム３は、ベッド２の天板部２ａの右端部から上方に立設する脚柱部３ａと当該脚柱部３ａの上端部から天板部２ａと対向するように左方に延びる梁部３ｂを一体に設けてある。アーム３は、全体の後方側を覆う後方カバー６と、脚柱部３ａの右方側を覆う右方カバー７を有する。後方カバー６、右方カバー７はそれぞれアーム３に着脱可能である。梁部３ｂの左端部の下方側には、上記送り機構１１の上方で上下動可能な縫針１２が設けてある。
【００１５】
ハンドプーリ４は、略円筒型の形状に形成してあり、アーム３の脚柱部３ａの右方側面上方に回転可能に設けてある。ハンドプーリ４は、アーム３に取り付けた右方カバー７の右方に突出する。ハンドプーリ４は、軸方向中心にプーリ軸４０を一体的に設ける。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照してミシン１内部の概略構造について説明する。図２及び図３は、右方カバー７、ベッド２の図示を略している。図４は、右方カバー７、ハンドプーリ４の図示を略している。
【００１７】
ミシン１は、内部に上軸２１、下軸２２、釜軸２３、ミシンモータ２４、両歯ベルト２５を備える。上軸２１は、アーム３内に略水平に左右方向に延びるように配置する。上軸２１は、右端部にハンドプーリ４に固定したプーリ軸４０とカップリング１５を介して着脱可能に連結する。上軸２１は、プーリ軸４０と連結する右端部に上軸プーリ３１を固定する。下軸２２は、上軸２１の下方且つベッド２内部に上軸２１と平行に配置する。下軸２２は、右端部に下軸プーリ３２を固定する。釜軸２３は、下軸２２の前上方且つベッド２内部に下軸２２と平行に配置する。釜軸２３は、右端部に釜軸プーリ３３を固定する。
【００１８】
ミシンモータ２４は、下軸２２の右方に設ける。ミシンモータ２４の出力軸は、下軸２２の右端部と一体的に構成する。両歯ベルト２５は、内周面と外周面の両面にそれぞれ凹凸状の内歯２５ａと外歯２５ｂ（図４中の拡大図参照）を有する環状の帯体である。両歯ベルト２５は、内歯２５ａが下軸プーリ３２及び上軸プーリ３１の外周部に噛合し外歯２５ｂが釜軸プーリ３３の外周部に噛合するように、下軸プーリ３２、上軸プーリ３１、釜軸プーリ３３に対して架け渡してある。
【００１９】
ミシン１は、釜軸プーリ３３の前方にアイドラプーリ３４を設ける。アイドラプーリ３４は、両歯ベルト２５の配置経路（被駆動経路）のうち、下軸プーリ３２と釜軸プーリ３３との間に位置する。アイドラプーリ３４は、後述する回動部材３５（図５参照）に回転可能に支持してある。アイドラプーリ３４は、両歯ベルト２５の張力を調整可能である。アイドラプーリ３４の外周部は、両歯ベルト２５の内歯２５ａに噛合する。下軸２２の左端部は、送り機構１１と連結している。釜軸２３の左端部は、回転釜１３と連結している。上軸２１の左端部は、縫針１２を上下動する上下駆動機構１４と連結している。
【００２０】
ミシンモータ２４からの駆動力により下軸プーリ３２が回転する。下軸プーリ３２の回転によって両歯ベルト２５が駆動する。両歯ベルト２５の駆動によってアイドラプーリ３４、釜軸プーリ３３及び上軸プーリ３１が回転し、釜軸２３と上軸２１は回転する。下軸プーリ３２と上軸プーリ３１は同径であり、それぞれの外周部の歯数が等しい。故に、上軸２１と下軸２２は同じ回転速度で同じ回転方向に回転する。釜軸プーリ３３の径は、下軸プーリ３２の径より小さい。釜軸プーリ３３の外周部の歯数は下軸プーリ３２の外周部の歯数の半分である。故に、釜軸２３は下軸２２の２倍の回転速度で逆の回転方向に回転する。下軸２２、釜軸２３、上軸２１は、回転によりそれぞれ送り機構１１、回転釜１３、上下駆動機構１４（縫針１２）を駆動する。
【００２１】
以上のように、ミシン１は下軸２２に連結したミシンモータ２４の駆動力により送り機構１１、回転釜１３、縫針１２がそれぞれ適切な速度で同期駆動する。ミシン１は、送り機構１１が被縫製物（図示略）を送り移動しつつ縫針１２が上下動し、縫針１２に挿通した上糸のループを回転釜１３の剣先が捕捉することで被縫製物に縫い目を形成する。重量があり振動源となるミシンモータ２４がベッド２内に配置してあるので、ミシン１は全体の重心が低くなり、縫製を行う際の振動を低減できる。ミシン１は、発熱するミシンモータ２４をベッド２内に配置するので作業者が頻繁に触れるアーム３の温度上昇を低減できる。ミシン１は、下軸２２、釜軸２３、上軸２１をギアではなく両歯ベルト２５を介して連動させるので、潤滑油等による潤滑が不要である。ミシン１は飛散した潤滑油によるミシンモータ２４の絶縁劣化及び被縫製物の汚れを防ぐことができる。
【００２２】
次に、図５を参照してアイドラプーリ３４の支持構造について説明する。アイドラプーリ３４の回転軸３４ａは回動部材３５に回転可能に支持してある。回動部材３５は、アイドラプーリ３４の回転軸３４ａと偏心する一端部に支え軸３５ａを有している。支え軸３５ａは、ベッド２内に形成してあるブラケット１６に支持してある。回動部材３５は、支え軸３５ａの位置を中心として回動可能である。回動部材３５の回動によって、アイドラプーリ３４は揺動する。回動部材３５の一端部から回転軸３４ａを挟んだ反対側の他端部とブラケット１６の間には、引っ張りバネ１７が掛け渡してある。引っ張りバネ１７は、回動部材３５をアイドラプーリ３４が両歯ベルト２５の外周方向（図５中の左向き矢印方向）に揺動するよう回動力を付勢している。
【００２３】
次に、図６〜図９を参照して後方カバー６の概略構造について説明する。図６は、右方カバー７、ベッド２、ハンドプーリ４、内部カバー８の図示を略している。図８は、後方カバー６の図示を略している。
【００２４】
後方カバー６は、アーム３の後側に着脱可能である。後方カバー６は、アーム３の後側を覆う。後方カバー６は、前方側の全体を覆う内部カバー８を着脱可能に有している。後方カバー６と内部カバー８の間の空間内には後述する制御基板４１とヒートシンク４２を設けてある。
【００２５】
制御基板４１は、アーム３の内部空間のうち上軸２１、上軸プーリ３１、プーリ軸４０の周囲領域に配置する。制御基板４１は、正面視で後方カバー６と略同一形状の基板部４１ａを備える。制御基板４１は、基板部４１ａに電源部４１１、モータ整流部４１２、ミシン制御部４１３を一体に設けている。制御基板４１は、後方カバー６の内面にネジを介して設置してある。
【００２６】
電源部４１１は主にコンバータを有し、外部の商用交流電源が供給する交流電力を複数の規定直流電圧にそれぞれ対応する直流電力に変換する回路である。モータ整流部４１２は主にインバータを有し、電源部が供給する所定の直流電力を所定の振幅及び周波数に変換してＤＣモータであるミシンモータ２４に供給する回路である。ミシン制御部４１３は主にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成するコンピュータを有し、モータ整流部４１２及びアーム３内の各種アクチュエータに対して指令信号を出力し、ミシン１全体の動作を制御する回路である。電源部４１１、モータ整流部４１２は特にトランス又はコンデンサなど基板部４１ａの設置面からの設置高さが高い部品を多く備えているので、アーム３内で比較的広い空間を有し、縫針１２から離間する両歯ベルト２５の右方に設置してある。電源部４１１及びモータ整流部４１２は特にダイオードブリッジ又はＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）などの発熱電子部品４３を多く備えている。発熱電子部品４３は、基板部４１ａで電源部４１１及びモータ整流部４１２を設置した位置の背面に集積配置している。
【００２７】
内部カバー８は、基板部４１ａに設置した各部品の設置高さに合わせた形状且つプーリ軸４０、上軸プーリ３１と干渉しない形状で形成してある。内部カバー８は、基板部４１ａに対して直接着脱可能に設置してある。後方カバー６は、制御基板４１と内部カバー８ごとアーム３から取り外すことができ、更に内部カバー８を取り外すことで制御基板４１を露出させることができる。
【００２８】
ヒートシンク４２は、制御基板４１の後方に配置し、全体が上下方向に長い略矩形状で熱伝導率の高い材料からなる略平板部材である。ヒートシンク４２は、背面に上下方向に渡って立設する複数の放熱フィン４２ａを平行に設けている。ヒートシンク４２は、制御基板４１に設けた発熱電子部品４３の配置領域を後方から覆うように基板部４１ａに固定してあり、発熱電子部品４３の前方表面に接触している。
【００２９】
後方カバー６は、ヒートシンク４２に対応する位置にダクト５１を一体的に形成してある。ダクト５１は、後方カバー６の下方端の空気流入口５２、上方端の空気排出口５３、空気の流通路５４を備える。流通路５４は、空気流入口５２と空気排出口５３の間の上下方向に渡って、ヒートシンク４２の背面との間に形成する。ダクト５１は、後方カバー６に一体に形成する以外にも、後方カバー６と別体で構成して後方カバー６に取り付けてもよい。内部カバー８、後方カバー６、ダクト５１は、それぞれ難燃性樹脂の材料からなる。
【００３０】
ミシン１の作動時には、発熱電子部品４３は発生する熱をヒートシンク４２に伝達する。ダクト５１内でヒートシンク４２は放熱フィン４２ａから放熱する。ダクト５１内の空気は吸熱し、比重が軽くなって上昇し、上方端の空気排出口５３から外部に排出される。排出した空気の分だけ、外部の空気はダクト５１の下方端の空気流入口５２から流入される。このような空気の流入、吸熱、排出が継続することにより、ダクト５１は、内部の流通路５４に空気の流れが発生しヒートシンク４２を冷却する。ミシン１は、発熱電子部品４３が発生する熱を確実に冷却できる。
【００３１】
各放熱フィン４２ａは、長手方向中央のほとんどの部分はヒートシンク４２の背面からの設置高さが一定であり、空気流入口５２側と空気排出口５３側の両端部では設置高さが連続的に低く変化するよう形成してある。故に、ダクト５１は空気流入口５２と空気排出口５３における空気の損失抵抗を減らすことができる。
【００３２】
次に、図１０〜図１４を参照してベッド２内部の構造について説明する。図１２及び図１３は、アーム３、後方カバー６等の図示を略している。
【００３３】
ベッド２は天板部２ａの下方に、下軸プーリ３２、釜軸プーリ３３、アイドラプーリ３４を包囲するプーリ収納室６１を設けている。プーリ収納室６１は、天板部２ａ、前方の前方側壁部２ｂ、後方の後方側壁部２ｃ、左方側の左方側壁部２ｄ、右方側の右方側壁部２ｅにより形成してある。下方閉塞板６２は、プーリ収納室６１を下方から塞ぐように着脱可能に設けてある平板状である。
【００３４】
ベッド２は上面に開口部２ｆを形成してある。開口部２ｆは、三つのプーリ３２、３３、３４に架け渡す両歯ベルト２５が上下方向に挿通可能に設けてある。開口部２ｆは、プーリ収納室６１の上方に位置する。上方閉塞板６３は、天板部２ａの開口部２ｆを上方から塞ぐように着脱可能に設けてある平板状である。上方閉塞板６３は、両歯ベルト２５と干渉するのを防ぐために一部切り欠いてある。
【００３５】
プーリ収納室６１を構成する５面の壁部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、上方閉塞板６３、及び下方閉塞板６２の内面には、両歯ベルト２５の噛合音を吸音可能な材料からなる表層部材６５をそれぞれ設置している。
【００３６】
下方閉塞板６２は、図１１に示す平板で構成したが、図１４に示すように適宜の位置に凹凸を形成した構成の下方閉塞板６４としてもよい。５面の壁部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ又は上方閉塞板６３にも適宜の位置に凹凸を形成してもよい。
【００３７】
以上において、上軸２１は本発明の主軸に相当する。後方カバー６と内部カバー８は本発明のカバー部材に相当する。放熱フィン４２ａは本発明の放熱部材に相当する。ダクト５１は本発明のダクト部材に相当する。
【００３８】
以上説明した実施形態のミシン１においては、制御基板４１は後方カバー６と内部カバー８の間の空間内に設けてある。ミシン１は、制御基板４１に塵埃、油等が付着するのを防止することができる。ミシンモータ２４の駆動制御時には、発熱電子部品４３は発熱する。発熱電子部品４３は発生する熱をヒートシンク４２に伝達する。ダクト５１内でヒートシンク４２は放熱フィン４２ａから放熱する。ダクト５１は、内部の流通路５４に空気の流れが発生しヒートシンク４２を冷却する。故に、ミシン１は、制御基板４１に塵埃、油等が付着するのを防止し且つ発熱電子部品４３が発生する熱をヒートシンク４２及びダクト５１により確実に冷却することができる。
【００３９】
ミシン１は、カバー６、８及びダクト５１のうち少なくとも一方が難燃性樹脂からなる。故に、ミシン１は、発熱電子部品４３の発熱温度が上昇した場合のカバー６、８及びダクト５１の熱損傷を抑制できる。
【００４０】
放熱フィン４２ａは長手方向中央のほとんどの部分はヒートシンク４２の背面からの設置高さが一定であり、空気流入口５２側と空気排出口５３側の両端部では設置高さが連続的に低く変化するよう形成してある。故に、ミシン１はダクト５１の空気流入口５２と空気流出口５３における空気の損失抵抗を減らすことができる。
【００４１】
本発明は上記実施形態に限られず種々の変形が可能である。例えば、アイドラプーリ３４は、釜軸プーリ３３の前方に設けたが、上軸プーリ３１と下軸プーリ３２の間且つ後方に設けてもよい。該場合、上記実施形態のアイドラプーリ３４の位置には、回動部材３５を有さないプーリを配置すればよい。
【００４２】
回動部材３５に回動力を付与する機構は、引っ張りバネ１７に限られない。該機構は、アイドラプーリ３４を揺動させるオートテンショナ、又は回動部材３５を回動させるアクチュエータ等でもよい。
【００４３】
ベルトは、両歯ベルト２５でなくてもよい。該場合、釜軸２３と下軸２２の間には、下軸２２の回転を釜軸２３に伝達する機構を設ければよい。
【符号の説明】
【００４４】
１                ミシン
２                ベッド
２ａ              天板部
２ｂ              前方側壁部
２ｃ              後方側壁部
２ｄ              左方側壁部
２ｅ              右方側壁部
３                アーム
４                ハンドプーリ
６                後方カバー（カバー部材）
７                右方カバー
８                内部カバー（カバー部材）
１１              送り機構
１２              縫針
１３              回転釜
１５              カップリング
１７              引っ張りバネ
２１              上軸（主軸）
２２              下軸
２３              釜軸
２４              ミシンモータ
２５              両歯ベルト
２５ａ            内歯
２５ｂ            外歯
３１              上軸プーリ
３２              下軸プーリ
３３              釜軸プーリ
３４              アイドラプーリ
３４ａ            回転軸
３５              回動部材
３５ａ            支え軸
４１              制御基板
４１ａ            基板部
４２              ヒートシンク
４２ａ            放熱フィン（放熱部材）
４３              発熱電子部品
５１              ダクト（ダクト部材）
５２              空気流入口
５３              空気排出口
５４              流通路
６１              プーリ収納室
６２              下方閉塞板
６３              上方閉塞板
６４              下方閉塞板
６５              表層部材
４１１            電源部
４１２            モータ整流部
４１３            ミシン制御部
【図１】
2013212191.tif 000003
【図２】
2013212191.tif 000004
【図３】
2013212191.tif 000005
【図４】
2013212191.tif 000006
【図５】
2013212191.tif 000007
【図６】
2013212191.tif 000008
【図７】
2013212191.tif 000009
【図８】
2013212191.tif 000010
【図９】
2013212191.tif 000011
【図１０】
2013212191.tif 000012
【図１１】
2013212191.tif 000013
【図１２】
2013212191.tif 000014
【図１３】
2013212191.tif 000015
【図１４】
2013212191.tif 000016