(57)【要約】【課題】  ミシンフレーム内の広範囲の吸排気を行うことにより、高い放熱効果を得ることが可能な冷却装置を備えたミシンを提供する。【解決手段】  ベッド部２と、ベッド部２の上方にベッド部２と平行に延在するアーム部３と、前記ベッド部２および前記アーム部３を接続する脚柱部４とを形成する中空状のミシンフレーム５を有しており、前記ミシンフレーム５内に前記アーム部３の長手方向と平行に延在したミシン主軸９と、当該ミシン主軸９を回転駆動するためのミシンモータ１０とを有するミシン１において、前記ミシン主軸９に装着された当該ミシン主軸９方向に長い横流ファン１８により前記ミシンフレーム５の内外の空気を吸排気する冷却装置を備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド部と、ベッド部の上方にベッド部と平行に延在するアーム部と、前記ベッド部および前記アーム部を接続する脚柱部とを形成する中空状のミシンフレームを有しており、前記ミシンフレーム内に前記アーム部の長手方向と平行に延在したミシン主軸と、当該ミシン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、
前記ミシン主軸に装着され当該ミシン主軸方向に複数の長い羽根を円筒状に配置した横流ファンと、この横流ファンを収納しミシン正面側の一周側面に開口する空気吸込口とミシン背面側の他周側面に開口する空気吐出口を配置したケーシングとを具備した冷却装置を備えることを特徴とするミシン。
【請求項２】
前記ミシンフレームには、電子部品が組み込まれてあり、
前記電子部品よりも下方のミシンフレームに形成された吸気口と、前記アーム部のミシンフレームの背面側に形成された排気口とを具備することを特徴とする請求項１に記載のミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸排気によりミシンフレーム内の放熱を行う冷却装置を備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アーム部内にアーム部と平行に延在したミシン主軸の端部に、直接、またはプーリとタイミングベルトとを介して、ミシンモータが連結されたミシンに配設される冷却装置としては、ミシンモータの駆動軸にプロペラファンを挿通させた状態で取り付け、ミシンモータで発熱した空気をミシンフレームの外部に排気することにより放熱効果を得るものが一般的である（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２６０３２号公報
【発明の開示】
【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に開示されている冷却装置においては、ミシンモータの付近に前方または後方に送風可能とされるプロペラファンを配設しているため、ベッド部のミシンモータ付近の部分的な発熱効果しか望めなかった。また、近年、例えば、ミシンフレームに取り付けられたＬＣＤを備え、縫製動作の状況等を表示可能とされるミシンが開発されており、ミシンに使用される電気デバイス等も大きな発熱要因となっている。
【０００５】
そこで、本発明はこのような点に鑑み、ミシンフレーム内の広範囲の吸排気を行うことにより、高い放熱効果を得ることが可能な冷却装置を備えたミシンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するため、請求項１に記載のミシンは、ベッド部と、ベッド部の上方にベッド部と平行に延在するアーム部と、前記ベッド部および前記アーム部を接続する脚柱部とを形成する中空状のミシンフレームを有しており、前記ミシンフレーム内に前記アーム部の長手方向と平行に延在したミシン主軸と、当該ミシン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、前記ミシン主軸に装着され当該ミシン主軸方向に複数の長い羽根を円筒状に配置した横流ファンと、この横流ファンを収納しミシン正面側の一周側面に開口する空気吸込口とミシン背面側の他周側面に開口する空気吐出口を配置したケーシングとを具備した冷却装置を備えることを特徴とする。
【０００７】
この請求項１に記載の冷却装置を備えたミシンによれば、ミシンのアーム部内に延在したミシン主軸に、その軸芯に直角な断面内で通り抜ける方向に送風可能とされるミシン主軸方向に複数の長い羽根を配置した横流ファンを装着し、送風の幅を広くすることにより、従来と比べて広範囲の空気がミシンフレームの外部に排気されるため、高い放熱効果を得ることができる。
【０００８】
また、横流ファンを収容するケーシングのミシン前面側に空気吸込口を設け、背面側に空気吐出口を設けたことにより、電子部品により発熱した空気を効率的に吸排気することができ、高い放熱効果を得ることが可能である。
【０００９】
また、請求項２に記載のミシンは、請求項１に記載のミシンであって、前記ミシンフレームには、電子部品が組み込まれてあり、前記電子部品よりも下方のミシンフレームに形成された吸気口と、前記アーム部のミシンフレームの背面側に形成された排気口とを具備することを特徴とする。
【００１０】
この請求項２に記載の冷却装置を備えたミシンによれば、発熱要因である画像表示装置よりも下方に形成された吸気口から外部の空気を吸気し、電子部品により発熱した空気を取り込みながら上昇した後、アーム部に形成された排気口から排気される空気経路を形成させることにより、効率的にミシンフレーム内の空気を吸排気することができ、高い放熱効果を得ることが可能である。
【００１１】
また、請求項３に記載のミシンは、請求項２に記載のミシンであって、前記冷却装置は、前記遠心ファンを収容するケーシングを具備し、前記ケーシングは空気吸込口と、ミシンフレームに形成された前記排気口の近傍に形成された空気吐出口とを有することを特徴とする。
【００１２】
この請求項３に記載の冷却装置を備えたミシンによれば、請求項２に記載のミシンに遠心ファンを収容するケーシングを設け、ミシンフレームの吸気口から吸気され、画像表示装置により熱せられた空気を取り込み、上昇してきた空気は、遠心ファンを貫流した後、排気口からミシンフレームの外部に確実に排気される空気経路を形成させることにより、効率的な吸排気を行うことができ、高い放熱効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の冷却装置を備えたミシンによれば、ミシンフレーム内の広範囲の空気を排気することにより、高い放熱効果を得ることが可能である。さらに、ミシンフレーム内で電子部品等の放熱対象を通過する空気経路を形成させ、フレーム内の空気を吸排気することにより、高い放熱効果を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の冷却装置を備えるミシンの実施形態について、図１から図５を用いて説明する。なお、図１は本実施形態のミシン１の全体構造を示す概略斜視図、図２は本実施形態のミシン１のミシンフレーム５内の要部を示す概略縦断面図である。図３は本実施形態のミシン１が備える冷却装置を示す概略横断面図、図４は本実施形態のミシン１が備える冷却装置の要部を示す概略拡大図である。また、図５は本実施形態のミシン１のミシンフレーム内の空気経路を示す概略斜視図である。
【００１５】
本実施形態に係るミシン１は、図１に示すように、ベッド部２と、ベッド部２の上方にベッド部２と平行に延在するアーム部３と、ベッド部２の上部に立設され、ベッド部２とアーム部３とを接続する脚柱部４とから構成され、略コ字状となるように金属、または合成樹脂材料等によって成形されたミシンフレーム５により全体が覆われている。そして、前記アーム部３の自由端部側であるミシン頭部６には、ミシンモータ１０（図２参照）の回転に連動する針棒駆動機構（図示せず）によって上下動可能とされた針棒７が配設されており、この針棒７の下端部には、その長手方向を鉛直方向に向けて針８が取り付けられている。
【００１６】
前記アーム部３のミシンフレーム５内には、図２に示すように、アーム部３の長手方向と平行に延在したミシン主軸９、針棒７を介して針８を上下動させるための前記針棒駆動機構、天秤を上下駆動させるための天秤上下動機構（図示せず）等が格納されている。
【００１７】
前記脚柱部４のミシンフレーム５内には、図２に示すように、前記針棒駆動機構の駆動源であるミシンモータ１０が格納されている。ミシンモータ１０は、脚柱部４のミシンフレーム５内に、その駆動軸１０ａを前記ミシン頭部６と反対側に向けるようにして、ミシン主軸９の下方に配設されている。ミシン主軸９の一端部にはプーリ１１が取り付けられており、プーリ１１およびミシンモータ１０の駆動軸１０ａにはタイミングベルト１２が掛け渡され、ミシンモータ１０の回転駆動と同期してミシン主軸９が回転するようになっている。なお、ミシンモータ１０は、その駆動軸１０ａの先端部とミシン主軸９の端部とを接合することにより、ミシン主軸９と直結されていてもよい。
【００１８】
また、前記ベッド部２のミシンフレーム５内には、布送り機構と、針８の上下動と連動して縫い目を形成する回転釜と、前記ミシンモータ１０からの回転駆動力を垂直釜に伝達する下軸と、縫製終了時に上糸と下糸を切断する糸切り機構等が設けられている。なお、これらの機構は従来の構成と同様であるものとし、詳細および図示については省略する。
【００１９】
本実施形態に係るミシン１の脚柱部４の正面側には、図１、図３および図５に示すように、縫製動作の状況等を表示するための画像表示装置としてのＬＣＤ１３が配設されている。このＬＣＤ１３は、ＬＣＤパネル１４、ＬＣＤパネル１４の照明用としてのＬＥＤ（図示せず）、光センサ１５、インバータ基板１６、マイコン基板１７等から構成されている。前記インバータ基板１６は、光センサ１５が検出したＬＥＤの光の強弱に基づいて、ＬＣＤ１３の照明の明るさを制御している。図３に示すように、ＬＣＤパネル１４は脚柱部４のミシンフレーム５に適宜組み込まれており、インバータ基板１６、およびマイコン基板１７はＬＣＤパネル１４の背面部に、光センサ１５は脚柱部４内にそれぞれ配設されている。なお、ＬＣＤパネル１４、前記ＬＥＤ、光センサ１５、インバータ基板１６、マイコン基板１７等の電子部品の配置は脚柱部４のミシンフレーム５内のミシン正面側に配置されており、後述する横流ファンの駆動により生じるミシンフレーム５に開口する吸気口２０から排気口２１までの空気経路の途中に位置するように設定されており、かつ、空気経路を妨害しないような範囲で変更可能とされている。また、ＬＣＤ１３の動作等については従来と同様であるものとし、その詳細は省略する。
【００２０】
次に、本実施形態のミシン１が備える冷却装置について説明する。
【００２１】
図３に示すように、前記冷却装置は、脚柱部４のミシンフレーム５内に配設されたミシンモータ１０、複数の羽根１８ａが円筒形状に接合された横流ファン１８、この横流ファン１８を収容するケーシング１９、ミシンフレーム５に形成された吸気口２０および排気口２１等から構成されている。
【００２２】
前記横流ファン１８は、二つの円形板（図示せず）の間に複数の細長い羽根１８ａを円筒形状に配列することにより形成されている。図４に示すように、羽根１８ａは彎曲された弧状の薄板であり、各羽根１８ａは向きを揃えるようにして配列されている。この横流ファン１８は、前記円形板の中心部にミシン主軸９を挿通して固定した状態でミシン主軸９に装着されており、ミシンモータ１０の駆動により回転したミシン主軸９と一緒に回転するようになっている。なお、横流ファン１８の長さがミシン主軸９に比べて短い場合には、複数の横流ファン１８を連結してミシン主軸９に装着してもよいが、十分な長さの横流ファン１８を一つ装着するほうが望ましい。
【００２３】
前記ケーシング１９は横流ファン１８を収容するためのもので、平板状の底面部１９ａと、円筒形状の円筒部１９ｂとからなり、底面部１９ａが円筒部１９ｂを支持する支持筒の形状をしている。円筒部１９ｂには、その一周側面に空気吸込口１９ｃおよび他周側面に空気吐出口１９ｄとしての切り欠きが形成されている。空気吸込口１９ｃは、円筒部１９ｂのミシン正面側（図３における右斜め上方）に形成され、空気吐出口１９ｄは、円筒部１９ｂのミシン背面側であり、後述するミシンフレーム５に形成された排気口２１の近傍（図３における左下方）に形成されている。なお、ケーシング１９の形状は上記のものに限定されず、空気吸込口１９ｃおよび空気吐出口１９ｄの位置は、ＬＣＤ１３や排気口２１の位置に応じて変更可能である。
【００２４】
前記吸気口２０は、外部の空気をミシンフレーム５内の空間に吸気するためのもので、脚柱部４のミシン頭部６と反対側の側面のミシンフレーム５の下方に設けられており、水平方向に長尺な溝部２０ａを複数形成することにより構成されている。
【００２５】
また、前記排気口２１は、ミシンフレーム５内の空気（詳しくは、ケーシング１９の空気吐出口１９ｄから吐き出された空気）をミシンフレーム５の外部に排出するためのもので、アーム部３の背面側のミシンフレーム５に設けられており、水平方向に長尺な溝部２１ａを複数形成することにより構成されている。
【００２６】
なお、吸気口２０および排気口２１の位置は、ミシンフレーム５内のＬＣＤ１３等の配置に応じて変更可能であり、それぞれの溝部２０ａ，２１ａの形状や個数については限定されない。
【００２７】
以下に、このように構成された冷却装置を備えるミシン１の作用および効果について、図３および図５により説明する。
【００２８】
縫製中針を上下するためにミシンモータ１０の駆動により、プーリ１１およびタイミングベルト１２を介してミシン主軸９が回転し、ミシン主軸９と一緒に横流ファン１８が回転する。横流ファン１８が回転すると、吸引力が発生し、空気吸込口１９ｃからケーシング１９内に空気が吸い込まれ、羽根１８ａの作用により横流ファン１８の軸芯に直角な断面内で通り抜けて、空気吐出口１９ｄから前記排気口２１にほぼ水平方向に空気が吐き出される。
【００２９】
ケーシング１９の空気吐出口１９ｄから吐き出された空気は、アーム部３の背面側のミシンフレーム５に形成された排気口２１からミシンフレーム５の外部に排気される。
【００３０】
これにより、ミシンフレーム５内が負圧になると、脚柱部４のミシンフレーム５に形成された吸気口２０からミシンフレーム５内に、外部の空気が吸気される。そして、吸気口２０から吸気された空気は、横流ファン１８による吸引力によって吸引されて脚柱部４のミシンフレーム５内の空間をケーシング１９の空気吸込口１９ｃの近傍まで上昇する。このとき、吸気口２０から吸気された空気は、脚柱部４内のミシン前面側に配設されたＬＣＤ１３の光センサ１５、マイコン基板１７、インバータ基板１６、ＬＣＤパネル１４や、ミシンモータ１０等の発熱対象としての電子部品を通過し、これらの発熱対象を新鮮な外部の空気によって冷却するとともに、発熱対象により熱せられた空気を取り込みながら上昇する。
【００３１】
次に、脚柱部４のミシンフレーム５内を上昇した空気は、ケーシング１９の空気吸込口１９ｃから吸い込まれ、横流ファン１８の軸芯に直角な断面内を通過するように横流ファン１８内を横断して、ケーシング１９の空気吐出口１９ｄから吐き出された後、アーム部３の排気口２１からミシンフレーム５の外部に排気される。
【００３２】
そして、ミシンモータ１０が駆動している間、脚柱部４のミシンフレーム５の吸気口２０から外部の空気を取り入れ、発熱要因であるＬＣＤ１３の各電気デバイスやミシンモータ１０を冷却するとともに、これらにより熱せられた空気を取り込みながら、ミシンフレーム５内を上昇した後、ミシンフレーム５の排気口２１から外部に空気が排気されるというミシンフレーム５内の空気の吸排気を繰り返す。
【００３３】
本実施形態の冷却装置を備えたミシン１によれば、ミシン主軸９に横流ファン１８と、空気吸込口１９ｃおよび空気吐出口１９ｄが形成されたケーシング１９を取り付け、ミシンフレーム５に吸気口２０および排気口２１を設けることにより、ミシンフレーム５内の発熱対象である電子部品を通過する空気経路を経由して、ミシンフレーム５内全体の空気の吸排気を行うことが可能であるため、従来に比べて格段に高い放熱効果を得ることができる。同時に、ミシンフレーム５内の空気が常に換気されていることになるため、ミシンフレーム５内の広範囲の塵や埃を排気することができ、ミシン主軸９に塗布されている潤滑油の劣化を防止することが可能である。
【００３４】
また、ミシンフレーム５内の空気の温度上昇を抑制することができるため、ミシンモータ１０だけでなく、ＬＣＤパネル１４、インバータ基板１６、マイコン基板１７、光センサ１５等の電気デバイスの熱による劣化、破損を防止し、耐久性を向上させることができる。
【００３５】
本実施形態のミシン１が備える冷却装置は、複雑な機構や制御を必要としないため、他の種類のミシン１や、ミシン１以外の他の装置等にも応用することが可能である。さらに、従来のように、電気デバイスの温度耐性を考慮して部品選定を行う必要が無くなることにより、コストの削減が可能であるなどの効果を得られる。
【００３６】
なお、本実施形態はミシン主軸９に一つの横流ファンを装着し、ミシンモータ１０の回転に同期して回転させる機構であるが、別の横流ファン、およびモータを付加し、ミシンの多様な各駆動や各制御毎にこれらの回転を制御することで、空気の経路を可変に対応させて、放熱対象を任意に選べるようにしてもよい。
【００３７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更できるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態のミシンの全体構造を示す概略斜視図
【図２】本実施形態のミシンのミシンフレーム内の要部を示す概略縦断面図
【図３】本実施形態のミシンが備える冷却装置を示す概略横断面図
【図４】本実施形態のミシンが備える冷却装置の要部を示す概略拡大図
【図５】本実施形態のミシンのミシンフレーム内の空気経路を示す概略斜視図
【符号の説明】
【００３９】
１  ミシン
２  ベッド部
３  アーム部
４  脚柱部
５  ミシンフレーム
６  ミシン頭部
７  針棒
８  針
９  ミシン主軸
１０  ミシンモータ
１０ａ  駆動軸
１１  プーリ
１２  タイミングベルト
１３  ＬＣＤ
１４  ＬＣＤパネル
１５  光センサ
１６  インバータ基板
１７  マイコン基板
１８  横流ファン
１８ａ  羽根
１９  ケーシング
１９ａ  底面部
１９ｂ  円筒部
１９ｃ  空気吸込口
１９ｄ  空気吐出口
２０  吸気口
２０ａ  溝部
２１  排気口
２１ａ  溝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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