JP2014058148A - 高周波ミシン - Google Patents

Abstract

【課題】 押圧痕及び過熱痕の発生をなくし、しかも、重ね合わせ部の全長に亘って均一かつ確実に接着することができる高周波ミシンを提供する。
【解決手段】 生地載置板５の載置面５ａ上に移送された被加工材Ｈに対して高周波電力付与装置１２から上部及び下部の一対の面状電極１０、１１間に高周波電力を付与することによって、熱可塑性樹脂テープＴを高周波誘電加熱により溶融して繊維生地Ｗの重ね合わせ部を接着可能に構成されている高周波ミシンであって、上部及び下部の一対の面状電極１０、１１は、これら各電極１０、１１の下面１０ａ、上面１１ａが接着加工動作時に常に被加工材Ｈの表面から上方に離間した非接触位置に保持されるように構成されていると共に、高周波電力付与装置１２は、接着加工動作時に常に上部及び下部の一対の面状電極１０、１１間に所定の値の高周波電力を連続的に付与するように構成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、綿や羊毛、絹等に代表される天然繊維、あるいは、ポリエステル、ナイロン、アクリル等に代表される合成繊維の布地（以下、本発明では、「繊維生地」という）を対象素材とし、この繊維生地の端部等を高周波による誘電加熱により溶融される熱可塑性樹脂テープを介して接着（溶着）することにより、例えば婦人服、子供服、紳士服等のアパレル品（衣料品）を製造加工する際に用いられる高周波ミシンに関する。

この種の高周波ミシンとして従来から既に実用化されているものに、例えば、塩化ビニル樹脂などの熱可塑性合成樹脂シートあるいは合成樹脂フィルム等の特定素材の被加工材を上下一対の電極ローラ間に挟んで連続的に一定方向に移送しながら、該一対の電極ローラ間に高周波電力を付与することによって、被加工材自体を高周波誘電加熱により溶融して被加工材の重ね合わせ部を接着するように構成された高周波ミシンが知られている。このような高周波ミシンは、被加工材をそれの重ね合わせ部の長手方向に沿って移送する移送手段と該移送手段により移送される被加工材の重ね合わせ部に高周波電力を付与する一対の電極とを備えさせるだけでよいため、針糸（上糸）、ルーパ糸、下糸などの縫糸をレーシングやルーピングして縫目を形成することによって繊維生地を縫合する一般的な縫製ミシンに比べて、当該縫製ミシンが必要とする構成、例えば、繊維生地を縫製進行方向に移送する送り歯の他に、縫糸を繊維生地に貫通させる針、生地押え及びそれらの上下往復運動機構や、レーシングやルーピングを行わせるための下糸供給用の釜及びその作動機構あるいはルーパ糸供給用のルーパ及びその作動機構等々といった縫目を形成するための複数の複雑な機構、部品の使用を省くことが可能で、ミシン全体の構造の簡素化、小型化を図りやすい。

しかしながら、被加工材の移送及び高周波電力の付与のために上下一対の電極ローラを用いた従来の高周波ミシンによれば、一対の電極ローラの接触部分が、ローラ幅だけの線接触（被加工材の移送方向でみた場合は点接触）となる。そのため、線接触あるいは点接触条件下においても、確実な接着が得られるようにするには、付与する高周波電力を高く設定するか、又は被加工材の移送速度を遅くするかのいずれかの手段を採らねばならない。高周波電力を高く設定する手段を採用した場合は、その高い高周波電力に伴い発生される熱が線あるいは点接触部に集中作用するために、被加工材が絶縁破壊されて焼損や破孔（孔明き）などの不良箇所を生じやすい。特に、被加工材が本発明の対象とする薄い繊維生地である場合は、焼損範囲が瞬間的に拡大しやすくて多くの不良製品が製造されてしまうといった問題がある。また、高周波電力を低めに設定して一対の電極ローラによる移送速度を遅くする手段を採用した場合は、加工効率が極端に低下するという問題がある。

上述のような上下一対の電極ローラを用いた従来の高周波ミシンが有する問題を解決するために、本出願人らは、繊維生地を対象素材とし、該繊維生地の重ね合わせ部間に熱可塑性樹脂テープを挟み込んだ被加工材を従来の一般的な縫製ミシンが備える送り歯を用いて生地載置板上の水平面に沿って特定方向に間欠的に、つまり、移送と移送停止とを交互に繰り返し移送しながら、移送停止時に上下一対の面状電極を被加工材の表裏両面に接触状態に押圧させると共に、その押圧状態で一対の面状電極間に高周波電力を付与することにより、前記熱可塑性樹脂テープを高周波誘電加熱により溶融して繊維生地の重ね合わせ部を接着するように構成した高周波ミシンを開発し既に特許出願している（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１１−４７０９９号公報 特開２０１１−１８３７９０号公報

上記特許文献１、２に開示されている本出願人らが開発した高周波ミシンにおいては、一対の面状電極を用いて樹脂テープを一定単位の面積毎に溶融させ、その単位溶融面積部分を一部ラップさせることにより、同一箇所を繰り返し接着することが可能であるため、比較的低い高周波電力を用いながらも重ね合わせ部を全長に亘って略均一に接着することができる。また、高周波電力によって発生される熱を、線あるいは点接触部といった極小面積部に集中させることなく、一対の面状電極の面接触部に分散させることが可能であるため、高周波電力による熱が極小面積部に集中することに起因する繊維生地の焼損や破孔（孔明き）などの不良箇所の発生を極力回避することができる。その結果、接着対象素材が熱に弱い繊維生地であっても、仕上がりのよい接着製品を製造加工することができるという効果が得られる。

しかしながら、本出願人らが開発した特許文献１、２に開示の高周波ミシン（以下、「既提案高周波ミシン」という。）について、更なる研究を進めていったところ、次のような改善すべき課題点が残されていることが判った。その課題点とは、第１に、既提案高周波ミシンでは、一対の面状電極の対向する電極面を被加工材における繊維生地の表裏両面に直接に接触させ押圧していたために、繊維生地の表裏両面に電極の押圧による痕跡（以下、「押圧痕」という。）が発生することである。第２に、重ね合わせ部の全長に亘って接着漏れや接着不全が生じないようにするには、一対の面状電極による単位溶融面積部を被加工材の送り方向において一部ラップさせる必要がある。そのために、ラップ箇所に非ラップ箇所よりも多くの熱量が与えられることになり、繊維生地の表裏両面に被加工材の送り方向に直交する方向に沿って線状の過熱痕跡、通称、テカリ（以下、「過熱痕」という。）が断続的に発生することである。

以上のように、既提案高周波ミシンによれば、上記のような押圧痕及び断続的な加熱痕が繊維生地の表裏両面に発生するために、該繊維生地から製造されたアパレル品として、仕上がりの面で非常に見栄えも体裁も悪く、それだけ製品価値を低下する要因となりやすい。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、押圧痕及び過熱痕の発生をなくし、しかも、重ね合わせ部の全長に亘って均一かつ確実に接着することができる高周波ミシンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために案出された本発明に係る高周波ミシンは、繊維生地の重ね合わせ部間に熱可塑性樹脂テープを挟み込んだ被加工材を摺接移動可能に載置する生地載置板と、この生地載置板の載置面上に載置された前記被加工材を水平面に沿って特定方向へ移送する送り装置、前記生地載置板の載置面上に載置された前記被加工材が浮かないように前記載置板に押付ける押え金と、前記生地載置板の上部に配置された上部の面状電極及び前記生地載置板の下部に配置された下部の面状電極と、前記上部及び下部の一対の面状電極間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置と、を備え、前記生地載置板の載置面上に移送された前記被加工材に対して前記高周波電力付与装置から前記上部及び下部の一対の面状電極間に高周波電力を付与することによって、前記熱可塑性樹脂テープを高周波誘電加熱により溶融して前記繊維生地の重ね合わせ部を接着可能に構成されている高周波ミシンであって、
前記上部及び下部の一対の面状電極のうち、少なくとも上部の面状電極は、該電極下面が接着加工動作時に常に前記被加工材の表面から上方に離間した非接触位置に保持されるように構成されていると共に、前記高周波電力付与装置は、接着加工動作時に常に前記上部及び下部の一対の面状電極間に所定の値の高周波電力を連続的に付与するように構成されていることを特徴とする。

上記のように構成された本発明の高周波ミシンによれば、縫糸を繊維生地に貫通させる針、生地押え及びそれの上下往復運動機構や、レーシングやルーピングを行わせるための下糸供給用の釜及びその作動機構あるいはルーパ糸供給用のルーパ及びその作動機構等々といった縫目を形成するための複数の複雑な機構、部品を使用する一般的な縫製ミシンに比べて、ミシン全体の構造の簡素化、小型化を図りやすいという利点、及び一対の面状電極を用いることにより、面状電極に付与される高周波電力によって発生される熱を、線あるいは点接触部といった極小面積部に集中させることなく、一対の面状電極の面接触部に分散させることが可能で、高周波電力による熱が極小面積部に集中することに起因する繊維生地の焼損や破孔（孔明き）などの不良箇所の発生を極力回避することができるという利点を有するのはもとより、一対の面状電極のうち、少なくとも上部の面状電極の下面を被加工材（繊維生地）の表面に対して非接触状態で接着動作させることが可能であるため、繊維生地の表面に面状電極による押圧痕が発生することをなくすることができる。

しかも、接着加工動作時には、一対の面状電極に常時、所定の値の高周波電力を連続的に付与するため、高周波電力による熱を被加工材の重ね合わせ部の全長に亘り均等に与えることが可能である。従って、接着漏れや接着不良、接着不全などを生じることがなく、重ね合わせ部の全長に亘り均一且つ確実に接着することができるものでありながら、既提案高周波ミシンが有する課題の一つである過熱痕の断続的な発生もなくすることができる。
その結果、繊維生地から製造されたアパレル品として、仕上がりの面で非常に見栄えも体裁もよくなり、それだけ製品価値の向上を図ることができるという格別な効果を奏する。

上記高周波ミシンにおいて、前記上部及び下部の一対の面状電極のうち、下部の面状電極は、該電極の上面が前記生地載置板の載置面と面一若しくは略面一又は被加工材の裏面から下方に微小距離離間する非接触位置に固定保持されていることが好ましい（請求項２）。
下部の面状電極の上面を、生地載置板の載置面と面一若しくは略面一に固定保持する場合は、繊維生地の裏面側に見栄えが悪化するまでに至らない程度の薄い電極面の摺接痕が生じるものの、接着加工動作時に被加工材を生地載置板の載置面上に安定よく支持させることができるため、重ね合わせ部の全長に亘る接着強度の均一性を確保することができる。一方、下部の面状電極の上面を被加工材の裏面から下方に微小距離離間させて非接触位置に固定保持する場合は、被加工材の一部が接着加工には支障のない程度に生地載置板の載置面から垂れ下がるものの、繊維生地の裏面にも電極による押圧痕が発生することがなくなり、一層見栄えのよい仕上がりを得ることができる。

また、上記高周波ミシンにおいて、前記押え金は、前記被加工材が移送される前記特定方向に直交する方向において前記上部の面状電極を挟んで両側に位置する被加工材部分を前記載置板に押付けるように形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合は、上部及び下部の一対の面状電極に付与される高周波電力による誘電加熱で被加工材の熱可塑性樹脂テープが溶融される箇所の両側に位置する被加工材部分を押え金により載置板に押付けることにより、溶融した樹脂テープと重ね合わせ繊維生地との接着をより確実かつ効率のよいものとすることができる。

また、上記高周波ミシンにおいて、前記送り装置は、前記被加工材を表裏両面から挟む一対のローラを相対回転させることにより被加工材を前記特定方向に一定速度で連続して移送する連続移送用ローラ装置と、水平運動及び上下運動の組み合わせによって前記被加工材を前記特定方向に間欠的に移送する間欠移送用送り歯と、からなり、前記間欠移送用送り歯は前記生地載置板の下部に配置され、且つ、前記連続移送用ローラ装置は、前記上部及び下部の一対の面状電極よりも前記特定方向の下手側に配置されていることが好ましい（請求項４）。
この場合は、被加工材の送り装置として、連続移送用ローラ装置と間欠移送用送り歯とを併用しているので、両者の差動作用により、被加工材を生地載置板上において常に平坦状態に維持しながら移送することが可能であり、そのため、被加工材の性状にかかわらず高周波誘電加熱による樹脂テープの溶融及び重ね合わせ部の接着を確実化することができる。また、間欠移送用送り歯を生地載置板の下部に配置し、連続移送用ローラ装置を一対の面状電極よりも被加工材の送り方向の下手側に配置することにより、送り歯による間欠的な移送停止時に被加工材を任意に方向転換させて直線に限らず自由に曲線移送させることも可能であり、これによって、曲線状部位が多く、また、伸縮性のある繊維生地素材を用いることの多いアパレル品の製造加工にも十分に適用することができる。

また、上記高周波ミシンにおいて、前記押え金と前記上部の面状電極とは、接着加工動作位置とそれよりも上方に離間した非接着加工動作位置とに一体的に駆動昇降自在に構成されていると共に、接着加工動作位置に下降されたとき、前記押え金が被加工材の表面に弾性的に押付けられるように下向きに弾性付勢されていることが好ましい（請求項５）。
この場合は、接着加工動作の開始に伴って押え金を接着加工動作位置に下降させて被加工材の表面に接触させることにより、上部の面状電極も押え金と一体的に下降させて被加工材の表面から上方に所定の距離だけ離間した非接触位置に位置保持することができる。そして、接着加工動作位置に下降された押え金は下向きに弾性付勢されているので、被加工材の厚みの変動に対応して上下に移動し被加工材を載置板の載置面に確実に押付けることができると共に、上部の面状電極は電極下面が被加工材の表面に対して常に所定の距離だけ上方に離間した非接触位置に保持させることができる。これにより、被加工材の重ね合わせ部の厚み変動にかかわらず、押え金による押し付け作用及び上部の面状電極の被加工材に対する非接触状態を常に適正に維持して、重ね合わせ部の全長に亘る均一な接着を一層確実に行うことができる。

また、押え金と上部の面状電極とが一体的に駆動昇降自在に構成されている高周波ミシンにおいて、前記上部の面状電極は、被加工材の厚みに応じて前記接着加工動作位置への下限位置を調整可能に構成されていることが好ましい（請求項６）。
この場合は、被加工材として全体の厚みが異なるものを用いる際、接着加工動作の開始に先立って事前に、上部の面状電極の下限位置を、被加工材の全体厚みに応じて調整することにより、いかなる厚みの被加工材を接着対象とする場合でも、両者（上部の面状電極の下面と被加工材の表面）間に非接触状態とする適正な隙間を確保することができる。

また、上記高周波ミシンにおいて、前記上部及び下部の一対の面状電極にはそれぞれ、予熱用ヒーターが付設されていることが望ましい（請求項７）。
この場合は、一対の面状電極を予熱して被加工材を常に高い温度に保持することが可能であるため、一対の面状電極間に付与する高周波電力をできるだけ低く設定してスパークの発生を防止しつつも、樹脂テープを確実且つ迅速に溶融して所定の接着加工を常に安定よく行なうことができる。

また、上記高周波ミシンにおいて、前記送り装置による被加工材の移送速度を検出する速度センサと、該速度センサにより検出される被加工材の移送速度に応じて、移送速度が速いほど前記一対の面状電極に付与する高周波電力の値が大きくなるように電力制御する高周波電力制御部と、を更に備えていることが好ましい（請求項８）。
この場合は、一対の面状電極に付与する高周波電力の値を移送速度が速いほど大きく制御することによって、誘電加熱による電極の昇温速度を被加工材の移送速度にほぼ比例した速度に保つことができるので、接着不良、接着不全などを生じることなく重ね合わせ部の全長に亘って確実な接着を行えながら、接着加工効率の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る高周波ミシン全体を、その一部を破断して示す外観斜視図である。 同上高周波ミシン全体を、その一部を破断して示す側面図である。 同上高周波ミシンの要部を、その一部を破断して示す正面図である。 同上高周波ミシンにおける要部を斜め上方から視た場合の拡大斜視図である。 同上高周波ミシンにおける要部を斜め下方から視た場合の拡大斜視図である。 同上高周波ミシンによる接着加工動作状態を示す要部の拡大縦断正面図である。 同上高周波ミシンにおける高周波電力付与装置及び制御系の構成を示すブロック図である。 同上高周波ミシンによる接着加工動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る高周波ミシン全体を、その一部を破断して示す外観斜視図、図２は同上高周波ミシン全体を、その一部を破断して示す側面図、図３は同上高周波ミシンの要部を、その一部を破断して示す正面図、図４は同上高周波ミシンにおける要部を斜め上方から視た場合の拡大斜視図、図５は同上高周波ミシンにおける要部を斜め下方から視た場合の拡大斜視図、図６は同上高周波ミシンによる接着加工動作状態を示す要部の拡大縦断正面図である。

図１及び図２に示すように、高周波ミシン１は、ミシン本体２とミシンアーム部３とミシンベッド部４とにより構成されている。
前記ミシンベッド部４の上壁部には、後述する被加工材Ｈを摺接移動可能に載置する生地載置板（これは、縫製ミシンにおける針板に相当する。）５及び滑り板６がそれらの上面をミシンベッド部４の上面と略面一の状態で取り付けられている。前記生地載置板５は、例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ＡＢＳ、ポリカーボネート等の構造材で、かつ、耐摩耗性、耐食性、電気絶縁性及び耐熱性を有する材料であるエンジニアリングプラスチックから構成されている。特に、生地載置板５の構成材料としては、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂からなるスーパーエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。この場合は、生地載置板４の耐熱性、耐摩耗性を一層向上することができる。

前記被加工材Ｈは、繊維生地Ｗの端部等を折り返して上下に重ね合わせるとともに、その重ね合わせた上下の繊維生地間に、表裏両面が接着面に形成された熱可塑性樹脂テープであるホットメルト（例えば、日東紡社の商標名「ダンヒューズ」など）Ｔを挟み込んでなる。

高周波ミシン１は、前記生地載置板５及び滑り板６の他に、前記生地載置板５の載置面５ａ上に載置された前記被加工材Ｈを水平方向に沿って特定方向、即ち、加工進行方向Ｘへ移送する送り装置８と、前記生地載置板５の載置面５ａに載置された被加工材Ｈが浮き上がらないように生地載置板５に押付ける押え金９と、前記生地載置板５の上部及び下部に配置された一対の面状電極１０及び１１と、前記上部及び下部の一対の面状電極１０及び１１間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置１２と、前記上部の面状電極１０及び下部の面状電極１１を予熱するための予熱用カートリッジヒーター１３及び１４と、を備えている。
なお、一対の面状電極１０及び１１のうち、上部の面状電極１０は、プラスの電極であり、下部の面状電極１１は、マイナス電極である。

図４〜図６に示すように、前記送り装置８は、前記生地載置板５の下部に配置された間欠移送用送り歯１６と、前記上下一対の面状電極１０、１１よりも加工進行方向Ｘの下手側に配置された連続移送用ローラ装置１７と、からなる。前記間欠移送用送り歯１６と前記連続移送用ローラ装置１７とは、送り歯１６による被加工材Ｈの移送速度Ｖ１よりローラ装置１７による被加工材Ｈの移送速度Ｖ２が少し速いＶ１＜Ｖ２の関係に設定されて差動式に構成されている。これにより、被加工材Ｈを生地載置板５上において皺や波打ち等が生じない平坦状態に維持しながら移送することが可能となる。

前記間欠移送用送り歯１６は、水平方向運動と上下方向運動との組み合わせ（合成運動）によって、前記生地載置板５に複数列、形成されているスロット状長孔５ｂを通して生地載置面５ａに対して出没することにより、該生地載置面５ａ上に載置された被加工材Ｈを加工進行方向Ｘに間欠的に移送するように構成されている。この送り歯１６は、例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ＡＢＳ、ポリカーボネート等の構造材で、かつ、耐摩耗性、耐食性、電気絶縁性及び耐熱性を有する材料であるエンジニアリングプラスチックから構成されているとともに、生地載置板５下部のミシンベッド部４内に設置されている送り歯取付台（図示省略）に固定されている。

前記送り歯取付台は、送り歯１６が上記の合成運動を繰り返すように、ミシンベッド部４内に組み込まれた駆動機構に連動連結されている。この送り歯駆動機構は、一般的な縫製ミシンに採用されているものと全く同様な構成を有し、周知であるため、その駆動機構の具体的な構成の説明は省略する。
なお、送り歯１６の構成材料としては、生地載置板５と同様に、ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂からなるスーパーエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。この場合は、送り歯１６の耐熱性、耐摩耗性を一層向上することができる。

前記連続移送用ローラ装置１７は、前記被加工材Ｈを表裏両面から挟んで図６の矢印方向に相対回転することにより、被加工材Ｈを加工進行方向Ｘに連続して移送する上下一対のローラ１７ａ、１７ｂから構成される。これら上下一対のローラ１７ａ、１７ｂの外周部はそれぞれゴム層から形成されている。上部のローラ１７ａは、タイミングプーリー１９ａ、１９ｂ、第１タイミングベルト１９ｃ、中間伝動軸１９ｄ、タイミングプーリー１９ｅ、１９ｆ及び第２タイミングベルト１９ｇを介してミシンアーム３の外側部に張り出し状態に固定支持されているステッピングモータ２０の駆動出力軸２０ａに連動連結されて駆動回転する駆動ローラに構成されている一方、下部のローラ１７ｂは、ミシンベッド４の内部に回転可能に支持され、その外周部の一部が前記生地載置板５に形成された孔５ｃを通して上方に露出され上部の駆動ローラ１７ａに圧接されて従動回転する従動ローラに構成されている。

前記押え金９は、図４〜図６に示すように、前記生地載置板４の上部で、前記送り歯１６に対向する箇所において、左右（加工進行方向Ｘに直交する方向）に二つに分割して配置されている。これら左右二つの押え金９は、前記送り歯１６と協同して被加工材Ｈを加工進行方向Ｘへ間欠移送するとともに、被加工材Ｈが浮き上がらないように被加工材Ｈを上方から生地載置板５の載置面５ａに押付ける。
なお、押え金９は、耐摩耗性、耐食性、電気絶縁性及び耐熱強度に優れた強化プラスチックから構成されている。

図２に示すように、ミシンアーム部３の先端内部には、上下のスライドガイド２１、２２を介して上下に往復移動（摺動）可能な押え杆２３が上下に貫通状態に支持されている。この押え杆２３の下端部に固定された取付金具２４に前記連続移送用ローラ装置１７における上部の駆動ローラ１７ａが回転自在に支承されている。また、前記取付金具２４の加工進行方向Ｘの前部には、左右二つの押え支持部材２５が連結されており、これら左右二つの押え支持部材２５に前記左右二つの押え金９が被加工材Ｈの表面に弾性的に押付けられるように、バネ２６を介して下向きに弾性付勢される状態に支持されている。

前記押え杆２３は、ミシンアーム部３の内部に組み込まれている駆動機構を介して、非接着加工動作時には上昇移動して前記押え金９による被加工材Ｈに対する押えを解除すると共に、上部の駆動ローラ１７ａを下部の従動ローラ１７ｂから上方に離間させ、且つ、接着加工動作時には下降移動して前記押え金９が被加工材Ｈを弾性的に押付けると共に、上部の駆動ローラ１７ａを下部の従動ローラ１７ｂに圧接させるべく駆動昇降自在に構成されている。
なお、押え杆２３の昇降用駆動機構は、一般的な縫製ミシンに採用されているものと全く同様な構成を有し、周知であるため、その駆動機構の具体的な構成の説明は省略する。

前記上部及び下部の一対の面状電極１０、１１のうち、上部の面状電極１０は、図４に示すように、前記左右二つの押え支持部材２５の間に配置されている。この上部の面状電極１０は、該面状電極１０の下面１０ａが被加工材Ｈの表面（重ね合わせた上下の繊維生地のうち、上部の繊維生地の表面）から上方に僅かに離間する非接触位置に保持されるように構成されている。

具体的には、図２及び図６に示すように、上部の面状電極１０から上方に向けて軸部材２７が立ち上げられ、この軸部材２７は前記取付金具２４に形成の上下貫通孔２４ａ内にリニアスラストベアリング２８を介して上下方向に摺動可能に挿通保持されている。そして、前記軸部材２７の上端に冠着されたキャップ部材２８と前記取付金具２４との上下対向面間に圧縮スプリング２９を介在させることにより、前記軸部材２７を介して上部の面状電極１０が上方に移動付勢されている。

また、前記ミシンアーム３の先端内部には、前記押え杆２３と略平行姿勢で上下方向に作動可能な複動式のエアシリンダ３０が設置されている。この複動式エアシリンダ３０の下部シリンダロッド３１の下端には、前記キャップ部材２８の頂面に当接して前記軸部材２７及び上部の面状電極１０の上方への移動を規制するストッパー部材３２が固定されている。

以上の構成によって、前記押え杆２３の下降移動に伴い前記押え金９が被加工材Ｈの表面に弾性的に押付けられ、且つ、上部の駆動ローラ１７ａが下部の従動ローラ１７ｂに圧接される接着加工動作時において、前記上部の面状電極１０は、該面状電極１０の下面１０ａが被加工材Ｈの表面から上方に僅かに離間する非接触位置に保持されるようになっている。なお、接着加工動作時における前記上部の面状電極１０の下面１０ａと被加工材Ｈの表面との離間距離（寸法）ｄ１は、約０．９〜１．５ｍｍ程に設定されていることが望ましい。

また、複動式のエアシリンダ３０の上部シリンダロッド３３の上端部分には、ロックナット３４が上下に位置変更自在に螺合されている。このロックナット３４の上下位置を変更することにより、接着加工動作時における前記ストッパー部材３２による前記上部の面状電極１０に対する上方への移動規制位置を上下に調整可能としている。これによって、被加工材Ｈの厚みに対応して上部の面状電極１０の位置を調整して、被加工材Ｈの厚みにかかわらず、前記上部の面状電極１０の下面１０ａが被加工材Ｈの表面から上方に所定距離離間する非接触位置を確保することができるように構成されている。

一方、前記上部及び下部の一対の面状電極１０、１１のうち、下部の面状電極１１は、図３、図５及び図６に示すように、ミシンベッド４の内部に配置されている。この下部の面状電極１１は、該面状電極１１の上面１１ａが前記生地載置板５に形成された設置用孔５ｄに臨み、生地載置板５の載置面５ａから下方に微小距離離間する非接触位置に固定されている。なお、前記下部の面状電極１１の上面１１ａと生地載置板５の載置面５ａ（被加工材Ｈの裏面）との離間距離（寸法）ｄ２は、約０．０５〜０．１ｍｍ程度に設定されていることが望ましい。また、下部の面状電極１１の上面１１ａと上部の面状電極１０の下面１０ａとは、両者の対向面の全域が平行に保たれている。

図４〜図６に明示するように、前記取付金具２４の加工進行方向Ｘの手前位置で前記左右二つの押え支持部材２５の上部には、縦向き（上下向き）姿勢で左右二つの予熱ヒーター保持台３５が配置されている。これら左右二つの予熱ヒーター保持台３５は、エンジニアリングプラスチック製の絶縁部材３６及び止めネジ３７を介してミシンアーム部３に固定され、これら左右二つの予熱ヒーター保持台３５には、上部の面状電極１０の予熱用カートリッジヒーター１３が差し込み保持されている。

前記左右二つの予熱ヒーター保持台３５間には、銅など良熱伝導性部材３８が挟持固定されている。この良熱伝導性部材３８の下端部は、図６に明示のように、前記上部の面状電極１０の上面の一部に当接されている。これにより、接着動作加工時には、前記予熱カートリッジヒーター１３による予熱熱量が良熱伝導性部材３８を通じて常に上部の面状電極１０に伝達されて該上部の面状電極１０を高温に保持可能としている。

また、図３に示すように、ミシンベッド部４の内部には、予熱用ヒーター保持台３９が固定されている。この予熱用ヒーター保持台３９に、下部の面状電極１１の一部に接触する状態で予熱カートリッジヒーター１４が収容されている。これにより、接着加工動作時には、前記予熱カートリッジヒーター１４による予熱熱量が下部の面状電極１１に伝達されて該下部の面状電極１１を高温に保持可能としている。

次に、高周波電力付与装置１２について説明する。図７に示すように、高周波電力付与装置１２は、高周波発振器４０と高周波整合装置４１と高周波電力の出力を制御する制御回路（制御部）４５と、を具備してなり、接着加工動作時には、前記上部及び下部の一対の面状電極１０、１１間に常に所定の値の高周波電力を連続的に付与するように構成されている。

上記した各構成要素の他に、本発明に係る高周波ミシン１は、前記送り装置８による被加工材Ｈの移送速度を検出する速度センサ４３及び被加工材Ｈが生地載置板５の載置面５ａ上に載置されたか否かを検出する被加工材センサ４４を備えている。
速度センサ４３は、前記ステッピングモータ２０に付随して設けられている一方、被加工材センサ４４は、ミシンアーム部３の先端下部に取り付けられているが、それらは、周知の光電センサが用いられるため、具体的な構成及び取付構造などについては図示及び説明を省略する。

前記速度センサ４３及び被加工材センサ４４の検出信号は、それぞれ高周波電力付与装置１２における制御回路４５に入力される。そして、前記速度センサ４３により検出される被加工材Ｈの移送速度に応じて、移送速度が速いほど前記一対の面状電極１０、１１間に付与する高周波電力の値が大きくなるような電力制御を行うように構成されている。
すなわち、高周波電力を与えることにより誘電加熱される一対の電極１０、１１の加熱温度は、高周波電力の値×付与時間で決定される。したがって、被加工材移送速度に応じた高周波電力及び付与時間の制御とは、移送速度の変化にかかわらず一対の電極１０、１１の加熱温度がほぼ一定に保たれるように制御することである。例えば、移送速度が速いときの高周波電力値×付与時間≒移送速度が遅いときの高周波電力値×付与時間、なる関係が得られるように設定されている。

ここで、高周波電力の所定の値とは、誘電加熱される一対の電極１０、１１が樹脂テープＴを溶融させて繊維生地Ｗの重ね合わせ端部を接着させるに必要かつ十分な値であり、この値は、接着加工対象となる繊維生地Ｗの耐熱性などに応じて事前に設定される。

次に、上記のように構成された高周波ミシン１における接着加工動作について、図８のフローチャートを参照して簡単に説明する。
まず、生地載置板５の手前箇所において、例えば、図２及び図３に示すように、繊維生地Ｗの端部等を折返して上下に重ね合わせるとともに、その重ね合わせ端部間に、表裏両面が接着面に形成された熱可塑性樹脂テープであるホットメルト（例えば、日東紡社の商標名「ダンヒューズ」）Ｔを挟み込んだ被加工材Ｈを予め準備する。

この準備した被加工材Ｈを生地載置板５の載置面５ａ上に載置（セット）すると、被加工材センサ４４により被加工材Ｈが載置されたか否かが検出される（ステップＳＴ１１）。ステップＳＴ１１において、被加工材センサ４４が載置面５ａ上への被加工材Ｈの載置を検出しないときは、制御回路４５からの制御信号により高周波発振器４０は高周波電力の発生を停止したままである（ステップＳＴ１２）。

ステップＳＴ１１において、被加工材センサ４４が被加工材Ｈの載置を検出したときは、ミシンの回転開始に伴う送り歯８Ａの合成運動による被加工材Ｈの間欠移送とステッピングモータ２０の作動開始に伴うローラ装置１７における一対のローラ１７ａ、１７ｂの相対回転による被加工材Ｈの移送との差動作用により、被加工材Ｈを平坦状態に維持しながら所定の加工進行方向Ｘへ向けての連続移送が開始される（ステップＳＴ１３）。

ステップＳＴ１３における被加工材Ｈの移送開始と同時に、制御回路４５から出力される制御信号に基づいて、高周波発振器４０において発生する高周波電力を整合装置４１で整合した後、一対の面状電極１２，１６間に所定の値の高周波電力が付与される（ステップＳＴ１４）。これにより、被加工材Ｈは、一対の面状電極１０、１１の対向上，下面１０ａ、１１ａに非接触の状態で連続移送されながら、一対の面状電極１０、１１間を通過する際に所定の値の高周波電力が付与されるため、熱可塑性樹脂テープＴが高周波誘電加熱により溶融されて繊維生地Ｗの重ね合わせ部を接着加工する。

そして、被加工材Ｈの移送時には、加工材Ｈの移送速度が速度センサ４３により検出される（ステップＳＴ１５）とともに、移送速度が設定速度よりも速いか遅いかが判定される（ステップＳＴ１６）。ここで、移送速度が設定速度よりも遅いと判定された場合は、制御回路４５から高周波発振器４０へ前記所定の値よりも小さい値の高周波電力を発生させる制御信号が出力されて該高周波発振器４０で発生される所定の値よりも小さい高周波電力が一対の面状電極１０、１１間に付与される（ステップＳＴ１７）。

また、ステップＳＴ１６において、移送速度が設定速度よりも速いと判定された場合は、制御回路４５から高周波発振器４０へ前記所定の値よりも大きい値の高周波電力を発生させる制御信号が出力されて該高周波発振器４０で発生される所定の値よりも大きい高周波電力が一対の面状電極１０、１１間に付与される（ステップＳＴ１８）。

このように、上下一対の面状電極１０、１１間に被加工材Ｈの移送速度に応じた値の高周波電力が付与され、この付与される高周波電力の誘電加熱によって一対の面状電極１０、１１が所定温度に加熱されることによって、繊維生地Ｗの重ね合わせ端部間に挟み込まれた熱可塑性樹脂テープＴがその長さ方向において略均等に溶融され、この溶融したテープＴを介して繊維生地Ｗの重ね合わせ端部同士がその全長に亘って均一且つ確実に接着されることになる。

以上説明したとおり、本実施の形態に係る高周波ミシン１によれば、被加工材Ｈの樹脂テープＴを一対の面状電極１０、１１を用いて高周波誘電加熱により溶融させて繊維生地の重ね合わせ部を接着するものであるために、一対の電極１０、１１間に比較的高い高周波電力を付与したとしても、その高い高周波電力による熱を線や点接触部に集中させることなく、一対の電極１０、１１の面に分散させることが可能であり、熱が極小面積部に集中することに起因する繊維生地Ｗの焼損や破孔（孔明き）などの不良箇所の発生をなくすることができる。したがって、熱集中による不良箇所の発生がないことと、比較的高い高周波電力を与えることにより確実かつ均一な接着強度が得られることとが相俟って、被加工材Ｈが熱に弱い繊維生地Ｗであっても、仕上がりのよい製品を接着加工することができる。

特に、本実施の形態に係る高周波ミシン１においては、上部及び下部の一対の面状電極１０、１１の対向する下面１０ａ及び上面１０ｂを被加工材Ｈ（繊維生地Ｗ）の表面に対して非接触状態で接着動作させるものであるため、繊維生地の表面及び裏面に面状電極１０、１１による押圧痕が発生することをなくすることができる。

加えて、接着加工動作時には、一対の面状電極１０、１１に常時、所定の値の高周波電力を連続的に付与するため、高周波電力による熱を被加工材Ｈの重ね合わせ部の全長に亘り均等に与えることが可能である。従って、接着漏れや接着不良、接着不全などを生じることがなく、重ね合わせ部の全長に亘り均一且つ確実に接着することができるものでありながら、既提案高周波ミシンが有する課題の一つである過熱痕の断続的な発生もなくすることができる。

また、本実施の形態の高周波ミシン１においては、押え金９を左右二つに分割し、それら左右二つの押え金９により、移送される被加工材Ｈの上部の面状電極１０を挟んで両側に位置する部分を生地載置板５の載置面５ａに押付けることにより、溶融した樹脂テープＴと重ね合わせ繊維生地Ｗとをより確実かつ効率よく接着させることができる。

また、本実施の形態の高周波ミシン１においては、被加工材Ｈの送り装置８として、連続移送用ローラ装置１７と間欠移送用送り歯１６とを併用しているので、両者の差動作用により、被加工材Ｈを生地載置板５上において常に平坦状態に維持しながら移送することが可能である。そのため、被加工材Ｈの性状にかかわらず高周波誘電加熱による樹脂テープＴの溶融及び重ね合わせ部の接着を確実化することができる。また、間欠移送用送り歯１６を生地載置板５の下部に配置し、連続移送用ローラ装置１７を一対の面状電極１０、１１よりも被加工材Ｈの送り方向Ｘの下手側に配置することにより、送り歯１６による間欠的な移送停止時に被加工材Ｈを任意に方向転換させやすく、直線に限らず自由に曲線移送させることも可能である。これによって、曲線状部位が多く、また、伸縮性のある繊維生地素材を用いることの多いアパレル品の製造加工にも十分に適用することができる。

また、本実施の形態の高周波ミシン１においては、上部及び下部の一対の面状電極１０、１１にそれぞれ、予熱用カートリージヒーター１３及び１４が付設されているので、一対の面状電極１０、１１を常に予熱して被加工材Ｈを常に高い温度に保持することが可能である。そのため、一対の面状電極１０、１１間に付与する高周波電力をできるだけ低く設定してスパークの発生を防止しつつも、樹脂テープＴを確実且つ迅速に溶融して所定の接着加工を常に効率よく、かつ、安定よく行なうことができる。

また、本実施の形態の高周波ミシン１においては、送り装置８による被加工材Ｈの移送速度を検出する速度センサ４３により検出される被加工材Ｈの移送速度に応じて、移送速度が速いほど一対の面状電極１０、１１間に付与する高周波電力の値が大きくなるように電力制御する高周波電力制御部４５を備えているため、誘電加熱による電極１０、１１の昇温速度を被加工材Ｈの移送速度にほぼ比例した速度に保つことができる。これによって、接着不良、接着不全などを生じることなく重ね合わせ部の全長に亘って確実な接着を行えながら、接着加工効率の向上を図ることができる。

更に、上記実施の形態のように、生地載置板５及び送り歯１６等を、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジリアリングプラスチックのように、耐摩耗性、電気絶縁性及び耐熱性に優れた材料から構成する場合は、それら生地載置板５及び送り歯１６等の構造強度を十分に確保できるとともに、耐摩耗性、耐食性、電気絶縁性及び耐熱性にも優れ、高周波電力が与えられる条件下で使用される各部材を耐久性の高いものに構成することができる。

なお、上記実施の形態では、下部の面状電極１１を、該面状電極１１の上面１１ａが生地載置板５の載置面５ａから下方に微小距離離間する非接触位置に固定保持したものについて説明したが、面状電極１１の上面１１ａが生地載置板５の載置面５ａと面一になるように固定してもよい。また、下部の面状電極１１の上面１１ａを生地載置板５の載置面５ａより上方に微小距離、例えば、０．０５〜０．１ｍｍ程度浮かせた位置に固定してもよい。この場合は、下部の面状電極１１の上面１１ａが被加工材Ｈの裏面に軽く摺接するものの、上部の面状電極１０が被加工材Ｈに押圧力を加えることがないため、被加工材Ｈの裏面に摺接痕や押圧痕を発生することもない。

また、上記実施の形態では、押え金９を左右二つに分割し、その左右二つの押え金９の間に上部の面状電極１０を配置したもので示したが、一つの広幅の押え金を使用し、その広幅の押え金の幅方向中間部に貫通孔または切欠き孔を形成して、その孔内に落し入れるように上部の面状電極１０を配置する構成としてもよい。

また、上記実施の形態では、予熱用ヒーターとして、カートリッジタイプのものを使用したが、これに限らず、電熱式ヒーターなどを固定的に組み込んでもよい。

１ 高周波ミシン
５ 生地載置板
５ａ 載置面
８ 送り装置
９ 押え金
１０ 上部の面状電極
１０ａ 下面
１１ 下部の面状電極
１１ａ 上面
１２ 高周波電力付与装置
１３、１４ 予熱用カートリッジヒーター
１６ 間欠移送用送り歯
１７ 連続移送用ローラ装置
１７ａ、１７ｂ ローラ
４３ 速度センサ
４５ 制御回路（高周波電力制御部）
Ｗ 繊維生地
Ｔ 熱可塑性樹脂テープ
Ｈ 被加工材

Claims (8)

1. 繊維生地の重ね合わせ部間に熱可塑性樹脂テープを挟み込んだ被加工材を摺接移動可能に載置する生地載置板と、この生地載置板の載置面上に載置された前記被加工材を水平面に沿って特定方向へ移送する送り装置、前記生地載置板の載置面上に載置された前記被加工材が浮かないように前記載置板に押付ける押え金と、前記生地載置板の上部に配置された上部の面状電極及び前記生地載置板の下部に配置された下部の面状電極と、前記上部及び下部の一対の面状電極間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置と、を備え、
   前記生地載置板の載置面上に移送された前記被加工材に対して前記高周波電力付与装置から前記上部及び下部の一対の面状電極間に高周波電力を付与することによって、前記熱可塑性樹脂テープを高周波誘電加熱により溶融して前記繊維生地の重ね合わせ部を接着可能に構成されている高周波ミシンであって、
   前記上部及び下部の一対の面状電極のうち、少なくとも上部の面状電極は、該電極下面が接着加工動作時に常に前記被加工材の表面から上方に離間した非接触位置に保持されるように構成されていると共に、前記高周波電力付与装置は、接着加工動作時に常に前記上部及び下部の一対の面状電極間に所定の値の高周波電力を連続的に付与するように構成されていることを特徴とする高周波ミシン。
2. 前記上部及び下部の一対の面状電極のうち、下部の面状電極は、該電極の上面が前記生地載置板の載置面と面一若しくは略面一又は被加工材の裏面から下方に微小距離離間する非接触位置に固定保持されている請求項１に記載の高周波ミシン。
3. 前記押え金は、前記被加工材が移送される前記特定方向に直交する方向において前記上部の面状電極を挟んで両側に位置する被加工材部分を前記載置板に押付けるように形成されている請求項１又は２に記載の高周波ミシン。
4. 前記送り装置は、前記被加工材を表裏両面から挟む一対のローラを相対回転させることにより被加工材を前記特定方向に一定速度で連続して移送する連続移送用ローラ装置と、水平運動及び上下運動の組み合わせによって前記被加工材を前記特定方向に間欠的に移送する間欠移送用送り歯と、からなり、前記間欠移送用送り歯は前記生地載置板の下部に配置され、且つ、前記連続移送用ローラ装置は、前記上部及び下部の一対の面状電極よりも前記特定方向の下手側に配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波ミシン。
5. 前記押え金と前記上部の面状電極とは、接着加工動作位置とそれよりも上方に離間した非接着加工動作位置とに一体的に駆動昇降自在に構成されていると共に、接着加工動作位置に下降されたとき、前記押え金が被加工材の表面に弾性的に押付けられるように下向きに弾性付勢されている請求項１ないし４のいずれかに記載の高周波ミシン。
6. 前記上部の面状電極は、被加工材の厚みに応じて前記接着加工動作位置への下限位置を調整可能に構成されている請求項５に記載の高周波ミシン。
7. 前記上部及び下部の一対の面状電極にはそれぞれ、予熱用ヒーターが付設されている請求項１ないし６のいずれかに記載の高周波ミシン。
8. 前記送り装置による被加工材の移送速度を検出する速度センサと、該速度センサにより検出される被加工材の移送速度に応じて、移送速度が速いほど前記一対の面状電極に付与する高周波電力の値が大きくなるように電力制御する高周波電力制御部と、を更に備えている請求項１ないし７のいずれかに記載の高周波ミシン。

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