(57)【要約】【課題】ミシン頭部と制御ボックスとの間の配線の作業性を向上した工業用ミシンを提供する。【解決手段】ミシンテーブル（２）に取り付けられると共に、ミシンモータ（１５）を制御するミシンモータ制御装置（３２）を有する制御ボックス（５）を備える。工業用ミシンは、ミシン頭部（３）に装着した各種装置を駆動するアクチュエータ（２３、２４、２６、２７、２８、２９）を備える。工業用ミシンは、ミシン頭部（３）に取り付けられると共にアクチュエータ（２３、２４、２６、２７、２８、２９）を制御するアクチュエータ制御装置（１８、４０）を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンテーブルに取り付けられると共にミシンモータを制御するミシンモータ制御装置を有する制御ボックスと、
ミシン頭部に装着した各種装置を駆動するアクチュエータと、
前記ミシン頭部に取り付けられると共に前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを含む工業用ミシン。
【請求項２】
前記制御ボックスは電源装置を更に有する請求項１に記載の工業用ミシン。
【請求項３】
前記アクチュエータ制御装置はヒートシンクを介在して前記ミシン頭部に取り付けられた請求項１または２に記載の工業用ミシン。
【請求項４】
前記ミシンモータはミシン頭部の脚柱部に取り付けられ、前記脚柱部の側面には前記ヒートシンクの熱伝達面に密着するヒートシンク取付け部を形成し、前記アクチュエータ制御装置を前記ヒートシンクを介してヒートシンク取付け部に取り付けた請求項３に記載の工業用ミシン。
【請求項５】
前記脚柱部には、前記アクチュエータ制御装置及びヒートシンクを囲むカバーを取り付けた請求項４に記載の工業ミシン。
【請求項６】
ミシンの動作を設定するための操作パネルを含み、
前記操作パネル、ミシンモータ制御装置、アクチュエータ制御装置及び電源装置は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）及び通信回路を含む請求項３に記載の工業用ミシン。
【請求項７】
前記制御ボックスはコネクタを有する請求項６に記載の工業用ミシン。
【請求項８】
前記操作パネルはコネクタを有する請求項６に記載の工業用ミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用ミシンに関し、詳細には、ミシンテーブルに制御ボックスを有した工業用ミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ミシンは主軸を駆動するミシンモータと、糸切り装置や送り装置等の各種装置を駆動するアクチュエータ(パルスモータや及びソレノイド)を備えている。ミシンモータや各種装置のアクチュエータを制御するため、ミシンは制御装置を有する。制御装置はミシンモータの制御のためのミシンモータ制御装置と前記アクチュエータの制御のためのアクチュエータ制御装置とを有する。
家庭用ミシンでは、これらの各種装置及び制御装置はミシン頭部に組み込まれる。一方、工業用ミシンは高耐久性、高速応答性が要求される為、家庭用ミシンに比べ大きな各種装置(アクチュエータ)を使用する。工業用ミシンは各種装置及びアクチュエータがミシン頭部に装着されるが、制御装置はミシン頭部に組み込まれない。制御装置は電源装置と共に制御ボックスに収容される。この制御ボックスはミシンテーブルの下面に固定される。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９２９８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工業用ミシンでは、各種装置を駆動制御するために制御ボックスの制御装置と各種装置とを結線する必要がある。そのためミシン頭部と制御ボックスとの間には多くの配線が必要になる。配線の結線作業は、多くの時間を要する。具体的には、ミシンのセットアップ時に、制御ボックスを開いて多数の配線を結線する。また、これらの配線数が多いと、制御ボックスに配線を通すための大きな孔が必要となる。この孔は制御ボックス内に埃や、ミシン油の進入の原因となる。
【０００５】
また、工業用ミシンでは、制御ボックス内には発熱体であるモータ制御装置やアクチュエータ制御装置を冷却するため、強制空冷のためのファンを必要とし、コスト上昇の原因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ミシン頭部と制御ボックスとの間の配線の作業性を向上した工業用ミシンを提供することにある。
【０００７】
他の課題は、製造コストを低減した工業用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】
【０００８】
以下、本発明を符号を付して説明する。なお、符号は参照のためであり、本発明を実施の形態に限定するものでない。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、次の要素を含む工業用ミシン（１）である。工業用ミシンは、ミシンテーブル（２）に取り付けられると共に、ミシンモータ（１５）を制御するミシンモータ制御装置（３２）を有する制御ボックス（５）を含む。工業用ミシンは、ミシン頭部（３）に装着した各種装置を駆動するアクチュエータ（２３、２４、２６、２７、２８、２９）を含む。工業用ミシンは、ミシン頭部（３）に取り付けられると共にアクチュエータ（２３、２４、２６、２７、２８、２９）を制御するアクチュエータ制御装置（１８、４０）を含む。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、制御ボックス（５）は電源装置（３１）を更に有する。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、アクチュエータ制御装置（１８、４０）はヒートシンク（１７）を介在してミシン頭部（３）に取り付けられる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、ミシンモータ（１５）はミシン頭部（３）の脚柱部（１２）に取り付けられ、脚柱部（１２）の側面にはヒートシンク（１７）の熱伝達面に密着するヒートシンク取付け部（１２ａ）を形成し、アクチュエータ制御装置（１８、４０）をヒートシンク（１７）を介してヒートシンク取付け部（１７ｂ、１７ｃ）に取り付けた。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、脚柱部（１２）には、アクチュエータ制御装置（１８、４０）及びヒートシンク（１７）を囲むカバー（１９）を取り付けた。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、ミシンの動作を設定するための操作パネル（４）を含む。操作パネル（４）、ミシンモータ制御装置（３２）、アクチュエータ制御装置（４０）及び電源装置（３１）は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）（３６、５１、６５）及び通信回路（３４、４７、６３）を含む。
【００１５】
請求項７に記載の発明では、制御ボックス（５）はコネクタを有する。
【００１６】
請求項８に記載の発明では、操作パネル（４）はコネクタを有する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、ミシン頭部でアクチュエータとアクチュエータ制御装置とを配線するので、ミシン頭部から制御ボックスへの配線数を減らすことができる。これにより、ミシンのセットアップ時の配線の作業性を向上できる。
【００１８】
配線数の減少により、制御ボックスのケーブル孔を小さくできるので、制御ボックス内への埃の進入を妨げ、メンテナンス性を向上できる。
【００１９】
また、発熱体であるアクチュエータ制御装置はミシン頭部に放熱可能となり、制御ボックスの放熱設計をミシンモータ制御装置に対するもののみとし、制御ボックスを小型にする。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、アクチュエータ制御装置と電源装置とを切り分けることにより、多種のミシンに対して、アクチュエータ制御装置の変更で対処し、電源装置を共通化することができる。これにより、在庫管理の作業を効率化する。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、ヒートシンクは、アクチュエータ制御装置で発生した熱をミシン頭部に熱伝導により逃し、アクチュエータ制御装置の放熱性を向上する。ミシン頭部の熱容量はヒートシンクの熱容量よりも高いので発熱体であるアクチュエータ制御装置をミシン頭部に密閉することが可能。外部から塵埃やミシン油が外部から入り込まずアクチュエータ制御装置に触れることがない。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、ヒートシンク取付け部を設けたのでアクチュエータ制御装置の発生熱がヒートシンクを介して確実にミシン頭部に伝熱し、アクチュエータ制御装置の過熱を防止する。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、カバーがミシン頭部にアクチュエータ制御装置を密閉することにより、外部から塵埃やミシン油がアクチュエータ制御装置に入り込むことがない。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、ＣＰＵ及び通信回路は、操作パネル、制御ミシンモータ制御装置、アクチュエータ制御装置、及び電源装置の間で多対多通信を実現する。
【００２５】
請求項７及び８に記載の発明によれば、コネクタを用いて、ミシンに周辺装置が追加される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１を参照して、工業用ミシン１は、ミシンテーブル２の上に配置されたミシン頭部３及び操作パネル部４と、ミシンテーブル２の下に配置された制御ボックス５及びペダル６（図４参照）を有する。
【００２８】
図２を参照して、ミシン頭部３はミシンテーブル２に固定されたミシンベッド１１を含む。ミシン頭部３は、ミシンベッド１１から立ち上がる脚柱部１２と、脚柱部１２の上部から前後方向Ｌ１に延びるアーム部１３とを含む。ここで、「前後方向Ｌ１」とはアーム部１３の延びる方向である。「左右方向Ｔ１」とは、平面視においてアーム部１３を横切る方向である。
【００２９】
図３を参照して、アーム部１３は、下端にミシン針１４を取り付けた針棒を上下に往復動可能に支持している。脚柱部１２の後端にはミシンモータ１５が取り付けられている。ミシンモータ１５の一端側の出力軸はアーム部内の主軸に連結し、針棒を上下往復動させる。ミシンモータ１５の他端側の出力軸はハンドプーリ１６に連結している。脚柱部１２の側面(後端面)には、ヒートシンク１７を取り付けている。ヒートシンク１７にはアクチュエータ制御部としてのアクチュエータ制御駆動基板１８を取り付けている。脚柱部１２にはヒートシンク１７及びアクチュエータ制御駆動基板１８を囲むカバー１９を取り付けている。ここで、ヒートシンク１７は、前記アクチュエータ制御駆動基板１８を取り付けるためのプレートと、プレートアクチュエータ制御駆動基板１８の取付面とは反対側の面から外方に延びると共に並行に配置されたフィン１７ａを含む。ヒートシンク１７は、脚柱部１２の側面にヒートシンク１７のフィン１７ａの先端面を密着させるためのヒートシンク取付け部１７ｂ、１７ｃを形成する。フィン１７ａの先端面は脚柱部１２に対する熱伝達面として作用する。脚柱部１２(ミシン頭部)は、鉄製鋳物であり、熱容量がヒートシンク１７よりもきわめて大きい。
【００３０】
アクチュエータ制御駆動基板１８はヒートシンク１７を介在してヒートシンク取付け部１７ｂ，１７ｃに取り付けられる。ヒートシンク取付け部１７ｂ，１７ｃにより、アクチュエータ制御駆動基板１８の発生熱がヒートシンク１７を介して確実にミシン頭部３に伝熱する。これにより、アクチュエータ制御駆動基板１８の過熱を防止する。
【００３１】
また、アーム部１３には、縫製の終了後、布からミシン糸を払うワイパー装置を設けている。
【００３２】
ミシンベッド１１は、布を載せると共に前後方向Ｌ１及び左右方向Ｔ１に移動可能な送り板２１と、布を送り板２１に押さえる押さえ腕２２を備えている。ミシンベッド１１は、送り板２１の下方でミシン針１４に担持された上糸の糸端を掴む糸掴み装置が収容している。ミシンベッド１１は、上糸と下糸を切断する一対の刃を有した糸切り装置を収容している。
【００３３】
図４を参照して、ミシンベッド１１は、左右方向Ｔ１に送り板２１を移動するＸモータ２３と、前後方向Ｌ１に送り板を移動するＹモータ２４とを備えている。ミシン頭部３は、押さえ腕２２を上方に移動する押上げモータ２６と、糸掴み装置を作動する糸掴みモータ２７を備えている。ミシン頭部３は、糸切り装置を作動する糸切りソレノイド２８と、ワイパー装置を作動するワイパーソレノイド２９を備えている。ミシン頭部３は、アクチュエータ制御基板１８に組み込まれたアクチュエータ制御駆動部４０を有する。同制御駆動部４０は、Ｘモータ２３、Ｙモータ２４、押上げモータ２６、糸掴みモータ２７、糸切りソレノイド２８、ワイパーソレノイド２９を制御・駆動する。同制御駆動部４０は、制御ボックス５、操作パネル部４に配線されている。
【００３４】
図５を参照して、制御ボックス５は、電源装置部３１と、ミシンモータ１５を制御・駆動するミシンモータ制御駆動部３２とを有する。電源装置部３１は、商用電源３３の入力電力を各アクチュエータ用電源４９、ミシンモータ電源、操作パネル部用電源７１、各制御部電源等のための所定の出力電力に生成する電源回路３１ａを含む。ミシンモータ制御駆動部３２は、ミシンモータ１５を駆動するミシンモータ駆動回路３２ａを有する。ミシンモータ制御駆動部３２は、通信回路３４、入出力インターフェース３５、ＣＰＵ３６、ＲＯＭ３７、ＲＡＭ３８を含む。ＲＯＭ３７は通信プログラムを格納する。ＣＰＵ３６は、通信プログラムに従って装置間の通信手順を制御する。なお、制御ボックス５は、増設用のコネクタを有してもよい。電源装置部３１は、通信回路、入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有してもよい。
【００３５】
図６を参照して、アクチュエータ制御駆動部４０は、Ｘモータ２３を制御・駆動するＸモータ駆動回路４１と、Ｙモータ２４を制御・駆動するＹモータ駆動回路４２とを含む。同制御駆動部４０は、押上げモータ２６を制御・駆動する押上げモータ駆動回路４３と、糸掴みモータ２７を制御・駆動する糸掴みモータ駆動回路４４とを含む。同制御駆動部４０は、糸切りソレノイド２８を制御・駆動する糸切りソレノイド駆動回路４５と、ワイパーソレノイド２９を駆動・制御するワイパーソレノイド駆動回路４６とを含む。同制御駆動部４０は、通信回路４７、入出力インターフェース４８、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３を有する。これにより、アクチュエータ制御駆動部４０は、電源装置部３１、ミシンモータ制御駆動部３２、操作パネル部４と通信可能である。ＲＯＭ５２は、通信プログラムの他、ミシン頭部認識用データを格納する。「ミシン頭部認識用データ」とは、工業用ミシンを組み上げ時のミシン頭部３の調整パラメータ、シリアルナンバー、機種に依存した動作情報である。
【００３６】
図７を参照して、操作パネル部４は、表示部６１及びキー入力部６２を有する。操作パネル部４は、通信回路６３、入出力インターフェース６４、ＣＰＵ６５、ＲＯＭ６６、ＲＡＭ６７、操作パネル部用電源７１を含む。操作パネル部４は、電源装置部３１、ミシンモータ制御駆動部３２、アクチュエータ制御駆動部４０と通信可能である。なお、操作パネル部４は、増設用のコネクタを有している。図４に示すように、操作パネル部４は、コネクタを用いてフロッピー（登録商標）ディスクドライブ（ＦＤＤ）６８、縫製データ作成装置６９と接続される。縫製データ作成装置６９とは、ジグザグ縫いのような縫い目のデータを作成する装置である。また、工業用ミシンは縫製作業を効率良くする為に様々な改造装置が取り付けられることが多く、それらの装置との接続も通信を用いることにより、専用のコネクタを用意せず容易となる。
【００３７】
次に、工業用ミシン１のセットアップ方法を説明する。
【００３８】
図１を参照して、ミシンテーブル２の上にミシン頭部３を固定し、ミシンテーブル２の下に制御ボックス５を固定する。次に、ミシン頭部３のアクチュエータ制御基板１８と制御ボックス５との間で配線する。
【００３９】
ここで、ミシン頭部３の中でアクチュエータ制御基板１８とＸモータ２３等のアクチュエータとが既にミシン頭部３内で配線されているので、ミシン頭部３と制御ボックス５との配線数はその分少なくなる。これにより、配線の作業性を向上できる。
【００４０】
配線数の減少により、制御ボックス５のケーブル孔を小さくできるので、制御ボックス５内への埃の進入を妨げ、メンテナンス性も向上できる。
【００４１】
アクチュエータ制御駆動部４０と電源装置部３１とを分け、アクチュエータ制御基板１８をミシン頭部３に設けたので、多種のミシンに対して、アクチュエータ制御駆動部４０の変更で対処し、電源装置部３１を共通化することができる。これにより、在庫管理の作業を効率化できる。
【００４２】
カバー１９はアクチュエータ制御駆動基板１８をミシン頭部３に密閉するので、塵埃やミシン油が外部から入り込まず、アクチュエータ制御駆動基板１８が損傷することがない。
【００４３】
次に、工業用ミシン１の使用方法を説明する。
【００４４】
図２、７を参照して、布を送り板２１の上に置き、押さえ腕２２で布を送り板２１の上に押さえる。操作パネル部４の表示部６２で示された縫製パターンからキー入力部６２を用いて所定の縫製パターンを選択する。ペダル６が踏まれると、ミシンモータ１５が駆動する。ミシン針１４が送り板２１を中心に上下に往復して布を縫製する。
【００４５】
ここで、図５を参照して、ミシンモータ制御駆動部３２は、縫製パターン及び操作パネル部４で指示された回転数に応じて出力電圧を調整してミシンモータ１５の回転数を決定する。これにより、ミシン針１４の往復動の速度を調整する。
【００４６】
図４を参照して、アクチュエータ制御駆動部３２は、糸掴みモータ２７を駆動する。糸掴みモータ２７は糸掴み装置を作動して、ミシン針１４の上糸の糸端を捕まえる。これにより、縫製開始時に上糸を捕捉し、下糸と上糸とを確実にからませる。同制御部３２は、縫製パターンに応じてＸモータ２３、Ｙモータ２４を駆動する。Ｘモータ２３及びＹモータ２４は、送り板２１を前後方向Ｌ１、左右方向Ｔ１へ移動させる。
【００４７】
図３を参照して、ミシンの稼動の間、アクチュエータ制御基板１８は熱を発生する。この熱の一部は、ヒートシンク１７から放熱される。残りの熱は、ヒートシンク１７及びヒートシンク取付け部１７ｂ，１７ｃを経由してミシン頭部３に逃される。ミシン頭部３は、鉄製鋳物であり、熱容量がヒートシンク１７よりもきわめて大きい。そのため、ミシン頭部３が過熱することはない。
【００４８】
所定の縫製が終わると、ミシンモータ制御駆動部３２はミシンモータ１５を停止させる。ミシン針１４は止まり、布の縫製が終了する。
【００４９】
ここで、縫製最終針動作時に同制御駆動部４０は糸切りソレノイド２８を駆動する。糸切りソレノイド２８は糸切り装置を作動して、上糸及び下糸を切断する。次に、ミシン針１４の停止後、同制御駆動部４０はワイパーソレノイド２９を駆動する。ワイパーソレノイド２９はワイパー装置を作動して、布の上方で糸を払う。アクチュエータ制御駆動部４０は、押上げモータ２６を駆動する。押上げモータ２６は押さえ腕２２を上方へ移動させ、布から押さえ腕２２を離す。
【００５０】
以上の工業用ミシン１によれば、ミシン頭部３でＸモータ２３等のアクチュエータとアクチュエータ制御駆動部４０とを配線するので、ミシン頭部３から制御ボックス５への配線数を減らすことができる。これにより、ミシンのセットアップ時の配線の作業性を向上できる。
【００５１】
配線数の減少により、制御ボックス５のケーブル孔を小さくするので、制御ボックス５内への埃の進入を妨げ、メンテナンス性を向上できる。
【００５２】
アクチュエータ制御駆動部４０と電源装置部３１とを分けることにより、多種のミシンに対して、アクチュエータ制御駆動部４０の変更で対処し、電源装置部３１を共通化することができる。これにより、在庫管理の作業を効率化できる。
【００５３】
ヒートシンク１７は、アクチュエータ制御駆動基板１８で発生した熱をミシン頭部３に熱伝導により逃し、アクチュエータ制御駆動基板１８の放熱性を向上できる。ミシン頭部３の熱容量はヒートシンク１７の熱容量よりも大きいので発熱体であるアクチュエータ制御駆動基板１８をミシン頭部３に密閉することを許容する。この構造では、塵埃やミシン油が外部から入りこまず、アクチュエータ制御駆動基板１８に触れることがないので、損傷を防止できる。
【００５４】
ヒートシンク取付け部１２ａにより、アクチュエータ制御駆動基板１８の発生熱がヒートシンク１７を介して確実にミシン頭部に伝熱し、アクチュエータ制御駆動基板１８の過熱を防止する。
【００５５】
カバー１９はアクチュエータ制御駆動基板１８をミシン頭部３に密閉するので、塵埃やミシン油が外部から入り込まず、アクチュエータ制御駆動基板１８に触れることがない。
【００５６】
通信回路３４、４７、６３及びＣＰＵ３６、５１、６５は、操作パネル部４、ミシンモータ制御駆動部３２、アクチュエータ制御駆動部４０、及び電源装置部３１の間で多対多通信を実現する。
【００５７】
また、多対多通信により通信回路部分にコネクタを付与することにより、周辺装置６８，６９が容易に追加できる。また、周辺装置６８，６９以外でもオプション装置や改造装置も容易に追加できる。コネクタは、制御ボックス５や操作パネル部４のどこにあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】発明の第１の実施形態に係わる工業用ミシンの斜視図である。
【図２】図１に示すミシン頭部の斜視図である。
【図３】図２に示すミシン頭部の斜視図であり、カバーがミシン頭部から外されている。
【図４】図１に示す工業用ミシンのブロック図である。
【図５】図４に示すミシンモータ制御駆動部及び電源装置部のブロック図である。
【図６】図４に示すアクチュエータ制御駆動部のブロック図である。
【図７】図４に示す操作パネル部のブロック図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  工業用ミシン
２  ミシンテーブル
３  ミシン頭部
４  操作パネル部
５  制御ボックス
６  ペダル
１１  ミシンベッド
１２  脚柱部
１３  アーム部
１４  ミシン針
１５  ミシンモータ
１６  プーリ
１７  ヒートシンク
１８  アクチュエータ制御駆動基板
１９  カバー
２１  送り板
２２  押さえ腕
２３  Ｘモータ
２４  Ｙモータ
２６  押上げモータ
２７  糸掴みモータ
２８  糸切りソレノイド
２９  ワイパーソレノイド
３１  電源装置部
３１ａ  電源回路
３２  ミシンモータ制御駆動部
３２ａ  ミシンモータ駆動回路
３３  商用電源
３４  通信回路
３５  入出力インターフェース
３６  ＣＰＵ
３７  ＲＯＭ
３８  ＲＡＭ
４０  アクチュエータ制御駆動部
４１  Ｘモータ駆動回路
４２  Ｙモータ駆動回路
４３  押上げモータ駆動回路
４４  糸掴みモータ駆動回路
４５  糸切りソレノイド駆動回路
４６  ワイパーソレノイド駆動回路
４７  通信回路
４８  入出力インターフェース
４９  アクチュエータ用電源
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＯＭ
５３  ＲＡＭ
６１  表示部
６２  キー入力部
６３  通信回路
６４  入出力インターフェース
６５  ＣＰＵ
６６  ＲＯＭ
６７  ＲＡＭ
６８  フロッピー（登録商標）ディスクドライブ
６９  縫製データ作成装置
７１  操作パネル部用電源
【図１】
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【図２】
2009225973.tif 000004
【図３】
2009225973.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009225973.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009225973.tif 000009