(57)【要約】【課題】ミシンの設置に要する作業時間を短縮できるミシンを提供する。【解決手段】ミシン１は、アーム３内に略水平に延設し、縫針１２を上下動させる駆動力を与えるための上軸２１と、アーム３の下方に位置するベッド２内に略水平に延設し、被縫製物を送る送り機構１１に対し駆動力を与えるための下軸２２と、下軸２２と一体的に構成した出力軸を備えたミシンモータ２４と、下軸２２に設けた下軸プーリ３２と、上軸２１に設けた上軸プーリ３１と、下軸プーリ３２及び上軸プーリ３１に対して架け渡した両歯ベルト２５と、アーム３の内部空間のうち上軸２１及び上軸プーリ３１の周囲領域に位置し、ミシンモータ２４の駆動を制御するための制御基板４１とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム内に略水平に延設し、縫針を上下動させる駆動力を与えるための上軸と、
前記アームの下方に位置するベッド内に略水平に延設し、被縫製物を送る送り機構に対し駆動力を与えるための下軸と、
を有するミシンにおいて、
前記下軸と一体的に構成した出力軸を備えるミシンモータと、
前記下軸に設け前記ミシンモータの駆動により前記下軸と共に回転する下軸プーリと、
前記上軸に設けた上軸プーリと、
前記下軸プーリ及び前記上軸プーリに対して架け渡したベルトと、
前記アームの内部空間のうち前記上軸及び前記上軸プーリの周囲領域に配置し、前記ミシンモータの駆動を制御するための制御基板と、
を有することを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記制御基板は、一つの板状の基板部に電源部、モータ整流部、及びミシン制御部を一体に備えていることを特徴とする請求項１記載のミシン。
【請求項３】
前記アームの背面部全体に着脱可能な背面カバーを有しており、
前記制御基板は、前記背面カバーの内面に設置してあることを特徴とする請求項１又は２記載のミシン。
【請求項４】
前記制御基板が備える部品のうち設置面からの設置高さが高い部品が、前記縫針から離間した位置に設置してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のミシン。
【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、ミシンテーブルの下方に配置する。該ミシンは、ミシンテーブルの開口部分にミシン本体を設置し、このミシン本体の下部を覆うアンダーカバーを設けている。アンダーカバーは、下面に制御箱を設けている。制御箱は、内部に鉛直方向にフレームを延設し、このフレームの左右両面に制御基板を取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３８８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、ミシン本体の下部を覆うアンダーカバーの下面にミシン本体と別体で制御箱を設けるので、ミシン本体の設置工程において、ミシン内の駆動モータ又は各種アクチュエータと、制御箱内の制御基板との間の配線が煩雑となる。故に、該ミシンは、設置時の配線接続の作業に大幅な時間が必要となり、設置作業の効率が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ミシンの設置に要する作業時間を短縮できる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、アーム内に略水平に延設し、縫針を上下動させる駆動力を与えるための上軸と、前記アームの下方に位置するベッド内に略水平に延設し、被縫製物を送る送り機構に対し駆動力を与えるための下軸と、を有するミシンにおいて、前記下軸と一体的に構成した出力軸を備えるミシンモータと、前記下軸に設け前記ミシンモータの駆動により前記下軸と共に回転する下軸プーリと、前記上軸に設けた上軸プーリと、前記下軸プーリ及び前記上軸プーリに対して架け渡したベルトと、前記アームの内部空間のうち前記上軸及び前記上軸プーリの周囲領域に配置し、前記ミシンモータの駆動を制御するための制御基板と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本願第１発明のミシンは、制御基板を備える。ミシンモータの出力軸を下軸側と一体的に構成する。制御基板は、アームの内部空間のうち上軸及び上軸プーリの周囲領域に配置する。本願第１発明のミシンによれば、制御基板をミシンのアーム内部に組み込むことができる。それ故、ミシンは設置に要する作業時間を短縮することができる。
【０００８】
本願第２発明のミシンでは、第１発明のミシンにおいて、前記制御基板は、一つの板状の基板部に電源部、モータ整流部、及びミシン制御部を一体に備えていることを特徴とする。ミシンは電源部、モータ整流部、及びミシン制御部を一つの板状の基板部に一体に備えるので、制御基板全体をユニット化することができる。故に、ミシンは部品点数及び組立工数を低減して製造コストを削減できるとともにメンテナンス性を向上できる。
【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、前記アームの背面部全体に着脱可能な背面カバーを有しており、前記制御基板は、前記背面カバーの内面に設置してあることを特徴とする。ミシンは制御基板がアームに着脱可能な背面カバーの内面に設置してある。故に、ミシンは他の部品を外すことなく当該制御基板を背面カバーごとアームから容易に着脱でき、メンテナンス性を向上できる。
【００１０】
本願第４発明のミシンは、第１乃至第３発明の何れかのミシンにおいて、前記制御基板が備える部品のうち設置面からの設置高さが高い部品が、前記縫針から離間した位置に設置してあることを特徴とする。ミシンは縫針の上下動に伴う振動により、当該縫針に近い位置の部品が振動の影響を受けやすい。制御基板が備える部品のうち設置高さが高い部品は、縫針からの振動の影響を受けて破損しやすい。ミシンは、制御基板で特に電源部が備える設置高さの高い部品を縫針から離間した位置に設置するので、電子部品の耐久性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミシンの設置に要する作業時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
以上において、両歯ベルト２５は本発明のベルトに相当する。後方カバー６は本発明の背面カバーに相当する。
【００３９】
以上説明した実施形態のミシン１においては、ミシンモータ２４の出力軸を下軸２２の右端部と一体的に構成する。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。本実施形態のミシン１は、制御基板４１をミシン１のアーム３内に組み込むことができる。それ故、ミシン１は、設置に要する作業時間を短縮することができる。
【００４０】
ミシン１は、電源部４１１、モータ整流部４１２、及びミシン制御部４１３を１枚の板状の基板部４１ａに一体に備えるので、制御基板４１全体をユニット化することができる。故に、ミシン１は、部品点数及び組立工数を低減して製造コストを削減できるとともにメンテナンス性を向上できる。
【００４１】
ミシン１は、制御基板４１がアーム３に着脱可能な後方カバー６の内面に設置してある。故に、ミシン１は、他の部品を外すことなく当該制御基板４１を後方カバー６ごとアーム３から容易に着脱でき、メンテナンス性を向上できる。
【００４２】
ミシン１は、縫針１２の上下動に伴う振動により、当該縫針１２に近い位置の部品が振動の影響を受けやすい。電源部４１１、モータ整流部４１２等の基板部４１ａからの設置高さが高い部品は、縫針１２からの振動の影響を受けて破損しやすい。ミシン１は、電源部４１１、モータ整流部４１２等の基板部４１ａからの設置高さの高い部品を縫針１２から離間した位置に設置するので、電子部品の耐久性の向上を図ることができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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を一体に備えていなくてもよい。該場合、制御基板は、電源部、モータ整流部、ミシン制御部を夫々個別にアーム３内部に備えればよい。基板部４１ａの電源部４１１、モータ整流部４１２、ミシン制御部４１３の夫々の配置は上記実施形態に限られない。
【符号の説明】
【００４７】
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（背面カバー）
７                右方カバー
８                内部カバー
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
２２              下軸
２３              釜軸
２４              ミシンモータ
２５              両歯ベルト（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
４３              発熱電子部品
５１              ダクト
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】
2013212190.tif 000003
【図２】
2013212190.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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