JP2006077315A - ミシンの糸切り装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】通電により発熱する発熱体3を備え、当該発熱体3の発熱により縫い糸4を溶融させて切断するミシンの糸切り装置100である。発熱体3は、ステンレス製であり、窒化処理としてイオン軟窒化処理が施されてなる。
【選択図】図1
Description
しかしながら、発熱体、特に、ステンレス製の発熱体は、短時間(例えば、2秒間隔)に繰り返し行われる縫い糸の切断と同期して加熱と放熱が繰り返されるに従って加熱後の設定温度が次第に上昇していくという問題がある。このため、発熱体の加熱後の温度が、使用開始時から所定の設定温度まで加熱されるように調整すると、その後の温度上昇のために、当該発熱体の耐久性が低下してしまうといった問題がある。なお、発熱体の設定温度の調整は、出荷時に、作業員が当該発熱体に対する通電・非通電を所定回数繰り返して行う必要があることから、その作業は煩わしいものとなっている。
通電により発熱する発熱体を備え、当該発熱体の発熱により縫い糸を溶融させて切断するミシンの糸切り装置であって、
前記発熱体は、窒化処理が施されてなることを特徴としている。
さらに、発熱体の設定温度の安定性を向上させることができることから、出荷時に、作業員が発熱体の設定温度の調整を行う必要がなくなる。
前記発熱体は、ステンレス製であり、前記窒化処理としてイオン軟窒化処理が施されてなることを特徴としている。
さらに、発熱体の設定温度の安定性を向上させることができることから、出荷時に、作業員が発熱体の設定温度の調整を行う必要がなくなる。
ここで、図1は、本発明を適用した一実施形態として例示するミシンの糸切り装置を示す平面図であり、図2は、糸切り装置の制御系を示すブロック図である。また、図3は、ミシンの糸切り装置による糸切り状態を説明するための図である。
制御部6は、糸切り時以外に縫い糸4が発熱体3に接触して縫製中の縫い糸4が溶融して切断されるのを防止するために、発熱体3を糸切り時のみに発熱させるとともに、発熱体3の熱が発熱体3以外の周囲の部材に伝達される前に発熱体3の発熱を終了するように、発熱体3に対する通電を制御するようになっている。即ち、発熱体3は、縫い糸4の切断の際に所定時間だけ通電状態とされることで所定の設定温度となるまで加熱され、また、縫い糸4の切断後には非通電状態とされて放熱されるようになっている。
発熱体3は、縫い糸4の切断に使用されるに従って加熱後の設定温度が次第に上昇していくという問題があることから、本願発明にあっては、当該発熱体3の表面に窒化処理が施されている。これにより、発熱体3の表面には硬い窒化層が形成された状態となっている。また、発熱体3を所定のステンレスから形成した場合には、当該発熱体3に対して窒化処理としてイオン軟窒化処理が施されることが好ましい。
なお、窒化処理並びにイオン軟窒化処理の試験条件は、発熱体3の設定温度等に応じて適宜変更可能となっている。
さらに、発熱体3の設定温度の安定性を向上させることができるので、出荷時に、作業員が発熱体3の設定温度の調整を行う必要がなくなる。
例えば、上記実施形態では、発熱体3がステンレス製とされ、窒化処理としてイオン軟窒化処理が施されるような構成としたが、これに限られるものではなく、発熱体3の形成材料に応じて好適な窒化処理を適宜施すようにしても良い。
実施例1及び比較例1〜比較例5に係る発熱体にあっては、イオン軟窒化装置(図4参照)を用いてイオン軟窒化処理が施されたものである。
図4に示すように、イオン軟窒化装置(JIN−3SC型:日本電子工業(株)製)200は、真空チャンバー201の外側には冷却水を流通させる流路202が設置されている。真空チャンバー201の内部には直流電源205に接続された直流電極203が配置されている。真空チャンバー201の下部には排気管206が接続され、圧力調整用のバルブ208を介して真空ポンプ207に接続されている。そして、真空チャンバー201の上部に挿入された原料ガス供給用ノズル209から、水素(H2)ガス、窒素(N2)ガス、X2ガス(N2:80%、CO:20%)がそれぞれマスフローコントローラ212、バルブ211及び導入管210を介してバランスバルブ213にて混合された後、真空チャンバー201内に供給される構造となっている。
また、直流電極203の下にSUS 301 CSP3/4H鋼の発熱体204を設置しイオン軟窒化処理を施した。
イオン軟窒化処理は、具体的には、先ず、真空チャンバー201内の真空ポンプ207により10-2トールまで排気した後、排気を続けながら水素ガスを4ml/分、窒素ガスを6ml/分、X2ガスを9ml/分の各流量で供給した。また、直流電源205から700Vの電圧を発熱体204に印加して水素ガス、窒素ガス、X2ガスによる、電流密度0.001〜2.0mA/cm2の直流グロー放電プラズマを起し、真空チャンバー1の内壁と金属部材の表面を60分間清浄化しながら真空チャンバー201内に導入し、圧力を5トールに維持し、処理温度を550℃に設定した状態でイオン軟窒化処理を施した。処理中はその状態を維持し、イオン軟窒化処理を所定時間継続した後、プラズマを停止し、ガスを供給させたまま室温まで冷却した。
実施例1にあっては、処理時間を3時間とし、ガス比率(N2:H2)を3:2とし、さらに、処理の際にX2ガスを導入した。
比較例1にあっては、処理時間を3時間とし、ガス比率(N2:H2)を4:1とし、さらに、処理の際にX2ガスを導入した。
[比較例2]
比較例2にあっては、処理時間を3時間とし、ガス比率(N2:H2)を3:2とし、さらに、処理の際にX2ガスを非導入とした。
[比較例3]
比較例3にあっては、処理時間を8時間とし、ガス比率(N2:H2)を3:2とし、さらに、処理の際にX2ガスを非導入とした。
[比較例4]
比較例4にあっては、処理時間を16時間とし、ガス比率(N2:H2)を3:2とし、さらに、処理の際にX2ガスを非導入とした。
[比較例5]
比較例5にあっては、処理時間を24時間とし、ガス比率(N2:H2)を3:2とし、さらに、処理の際にX2ガスを非導入とした。
実施例1及び比較例1〜比較例5に係る発熱体について、処理後に特定の印加電圧で250ms加熱後の温度を測定し、縫い糸を溶断できる最低の温度にすることにより耐久性が良くなることからその結果を、○:適正な温度(390℃)、△:適正温度よりやや高い・やや低い(±20℃以内)、×:適正温度よりかなり高い・かなり低い(±30℃以上)として評価した。その結果を表1に示す。
実施例1及び比較例1〜比較例5に係る発熱体について、イオン軟窒化処理後の形状を判別し、○:処理前後で変化なし、△:形状変化が有り、所定形状に戻す作業が必要、×:形状変化が有り、所定形状に戻すことが不可能として評価した。その結果を表1に示す。
表1に示すように、N2ガスとH2ガスの比率を4:1として水素に対して窒素の量を増加させると(実施例1及び比較例1)、発熱体の基端部と切断部となる先端部との抵抗値が変動して、発熱体の加熱後の温度が上昇してしまうという問題があった。
また、処理の際にX2ガスを非導入とすると(実施例1及び比較例2)、発熱体の温度上昇は見られなかったが、形状が変化してしまい、処理後に所定形状に戻す作業を強いられることとなった。
また、処理時間を長くすると(比較例2〜比較例5)、温度上昇に加えて形状変化も生じた。
なお、各発熱体は、使用開始時(出荷後)における加熱後の設定温度が390℃に設定されたものを用いた。
[温度安定性試験]
各発熱体を、印加電圧3V、加熱時間を195ms(初回のみ、250ms)、加熱間隔(加熱終了時から次の加熱開始時までの間隔)を2sとして、加熱と放熱を繰り返した。そして、加熱回数が0、36600、49800、64800回の時の各発熱体の温度を計測した。その結果を図5に示す。
各発熱体を、印加電圧3V、加熱時間を195ms(初回のみ、250ms)、加熱間隔を2sとして、加熱と放熱を繰り返した。そして、未処理の発熱体の折損が確認された加熱回数、並びに、加熱間隔の累積時間を計測した。その結果を表2に示す。
図5に示すように、使用回数の増加に従って、イオン軟窒化処理が未処理の発熱体は加熱後の温度が上昇したが、イオン軟窒化処理が施された発熱体にあっては、設定温度でほぼ維持された。
表2に示すように、イオン軟窒化処理が未処理の発熱体は、使用回数が109200回で折損が確認されたが、イオン軟窒化処理が施された発熱体にあっては、折損が確認されず、使用回数をさらに増加させて未処理の発熱体の折損が確認された使用回数のほぼ4倍の448800回としても折損が確認されなかった。
3 発熱体
4 縫い糸
5 捕捉部材
Claims (2)
- 通電により発熱する発熱体を備え、当該発熱体の発熱により縫い糸を溶融させて切断するミシンの糸切り装置であって、
前記発熱体は、窒化処理が施されてなることを特徴とするミシンの糸切り装置。 - 前記発熱体は、ステンレス製であり、前記窒化処理としてイオン軟窒化処理が施されてなることを特徴とする請求項1に記載のミシンの糸切り装置。
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