JP2017185766A - 高周波ミシン - Google Patents

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Abstract

【課題】押圧痕や過熱痕を抑制し、電極面を保護するための構成を有効活用し、電極周辺の構造の簡素化、小型化を図り電極を高温状態に維持する予熱効果を発現させ被加工材全長にわたり確実かつ安定のよい高周波ミシンの提供。【解決手段】被加工材Ｈを上下のエンドレスベルト８，９で挟んで連続的に搬送し被加工材搬送経路の上下位置に対向配置したマイナス及びプラス電極１３，１４間に高周波電力を付与し熱可塑性樹脂テープＴを誘電加熱により溶融し繊維生地Ｗの重ね合わせ部を溶融テープ接着剤により連続的に接着する高周波ミシンにおいて、マイナイ電極１３の電極面に、緩衝性、電気絶縁性を有し、高周波電波の吸収により発熱する物質を含有する膜体２６を貼り付け膜体２６による発熱で予熱効果を発揮させて動作開始後で電極１３，１４が所定温度に加熱されたとき、エンドレスベルト８，９による搬送を開始して所定の接着加工を行う動作制御部を備えている。【選択図】図４

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。
高周波電力及び熱可塑性樹脂テープを利用して二枚の繊維生地を接着しアパレル品を製造加工する高周波ミシンは、繊維生地及び熱可塑性樹脂テープからなる被加工材を水平面に沿う特定方向へ搬送（移送）する搬送手段と、該搬送手段により搬送される被加工材の熱可塑性樹脂テープの上下位置に対向配置されたプラス電極及びマイナス電極間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置と、を具備させるだけでよく、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のように、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糸により縫目を形成するための複数の複雑な機構、部品の使用を省略あるいは削減することが可能で、ミシン全体の構造の簡素化、小型化を図りやすいという特長を有する。
上記のような特長を有する高周波ミシンとして、本出願人は、特開２０１５−６１７４３号公報に示されているように、繊維生地を対象素材とし、繊維生地の重ね合わせ部の間に熱可塑性樹脂テープを挟み込んだ被加工材又は二枚の繊維生地の突合せ端部の上面間に亘って熱可塑性樹脂テープを載せ付けた被加工材を上下一対の耐熱性エンドレスベルトにより上下から挟んで水平面に沿って特定方向に連続搬送しながら、被加工材搬送経路の上下位置に対向して配置された平坦面状のプラス電極及びマイナス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又は突合せ端部を溶融された前記熱可塑性樹脂テープを介して接着するように構成された高周波ミシンを開発し特許出願している（例えば、特許文献１）。
上記特許文献１に開示されている本出願人の開発に係る高周波ミシンにおいては、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だけでなく、プラス電極及びマイナス電極間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、両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し、更に、被加工材を上下一対の耐熱性エンドレスベルトにより上下から挟んで、これら上下一対のエンドレスベルトと共に被加工材を両電極間に連続的に通過させることが可能であるため、被加工材の繊維生地の表裏両面に電極が直接に強く接触あるいは押し付けられることによる押圧痕及び断続的な過熱痕の発生を抑制することができ、仕上がりのよいアパレル品を製造加工することができるという利点を有する。
ところで、この種の高周波ミシンにおいて、被加工材の全長に亘って接着強度にばらつきのない接着を行えるようにするためには、プラス及びマイナス電極を前記熱可塑性樹脂テープが誘電加熱により溶融可能な温度又はそれに近い温度の高温状態に維持することが望まれる。特に、ミシンの動作開始時のように、両電極が未だ十分に昇温していない段階で被加工材を搬送すると、樹脂テープの溶融が不十分で被加工材の搬送始端部分の接着が不安定、不確実なものとなり、仕上がり不良、ひいては製品価値の低下を招きやすい。一方、高周波電力による熱で両電極が所定の温度（安定した接着が得られる温度）に達するまで被加工材の搬送を停止し、電極が所定の温度に達した時点で被加工材の搬送を開始することも考えられるが、この場合は、高周波電力による熱で電極が所定の温度に昇温されるまでに時間がかかり、接着加工効率の低下を招きやすい。
かかる実状に鑑みて、特許文献１の開示の高周波ミシンにおいては、前記両電極及び被加工材を所定の温度に素早く昇温させて常に高温状態に維持するために、両電極の少なくとも一方に、電熱式の予熱用カートリッジヒーターを装備させていた。
特開２０１５−６１７４３号公報
しかしながら、電極及び被加工材を高温状態に維持するために電極に予熱カートリッジヒーターを装備させた特許文献１に開示の高周波ミシンにおいては、高周波電力付与装置の他に、カートリッジヒーター、ヒーター用電源及びそれらを電極近くに保持させるための構成が必要で、電極周辺部の構造が複雑になりやすいと共に、全体が未だ大型化しやすいという問題が残されていた。
本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、押圧痕や過熱痕の発生を抑制するだけでなく、電極面を保護するための構成を有効活用することで、電極周辺の構造の簡素化、小型化を図りながら電極を常に高温状態に維持する予熱効果を発現させて被加工材全長にわたりばらつきのない確実かつ安定のよい接着を実現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の間に熱可塑性樹脂テープが挟み込まれた被加工材又は二枚の繊維生地の端部を突合せ配置し該二枚の繊維生地の突合せ端部の上面間に亘って熱可塑性樹脂テープが載せ付けられた被加工材を上下から挟んで水平面に沿う特定方向へ連続搬送する上下一対の耐熱性エンドレスベルトと、該上下一対の耐熱性エンドレスベルトによる被加工材搬送経路の上下位置に対向して配置された平坦面状のプラス電極及びマイナス電極と、これらプラス電極及びマイナス電極間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置と、制御部と、を備え、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトに挟まれて水平面に沿って前記特定方向に連続搬送される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プラス及びマイナス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又は突合せ端部を溶融された前記熱可塑性樹脂テープを介して接着するように構成されている高周波ミシンであって、前記プラス電極及びマイナス電極のうち、少なくとも一方の電極の電極面には、緩衝性、電気絶縁性を有し、かつ、高周波の吸収により発熱する物質を含有する膜材が貼り付けられていると共に、該膜材を貼り付けた電極側には該電極の温度を計測する温度センサが付設されており、前記制御部は、当該ミシンの動作スイッチをオンにしたとき、上下一対の耐熱性エンドレスベルトによる被加工材の搬送を停止したまま前記高周波電力付与装置のみ作動開始して両電極間に高周波電力を付与し、この状態で前記温度センサが所定の温度を計測したとき、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトによる被加工材の搬送を開始すべく前記エンドレスベルトの駆動装置の動作を制御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、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、一対の電極間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、一対の電極の平坦状電極面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、及び、被加工材を上下一対の耐熱性エンドレスベルトで上下から挟んで、これら上下一対のエンドレスベルトと共に被加工材をプラス及びマイナス電極間に連続的に通過させることが可能であるため、被加工材の繊維生地の表裏両面に電極が直接に接触することによる押圧痕や断続的な過熱痕の発生を抑制することができるという利点を有する。
以上の利点のほかに、本発明の高周波ミシンの場合は、プラス電極及びマイナス電極のうち、少なくとも一方の電極の電極面に緩衝性、電気絶縁性を有し、かつ、高周波の吸収により発熱する物質を含有する膜材を貼り付けることにより、エンドレスベルトが摺接する電極面を物理的かつ電気的に保護して電極間に常に安定した高周波電力を付与する状態及びエンドレスベルトが円滑に移動する状態を保持することができる。しかも、前記膜材に含有されている物質による高周波吸収発熱特性を有効に活用して、電極を常に高温状態に維持する予熱効果を発現させることが可能である。加えて、前記膜材による電極予熱効果を利用してミシンの動作開始時における高周波電力付与装置及びエンドレスベルト駆動装置の動作を制御することにより、両電極が未だ十分に昇温していない段階で被加工材が搬送されることに起因して被加工材搬送始端部分の接着が不安定、不確実になることも回避することができる。これらの相乗作用によって、高周波電力付与装置以外に、電極に予熱用カートリッジヒーター及びその電源を装備しないで、電極周辺部の構造の簡素化、小型化を図りながら、上述の予熱効果によって搬送始端部分を含めて被加工材の全長にわたり接着強度にばらつきのない確実かつ安定のよい接着を実現することができるといった効果を奏する。
上記高周波ミシンにおいて、前記プラス電極及びマイナス電極の被加工材搬送方向の直後位置には、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトを介して前記被加工材を上下から挟む位置に配置された上下一対のローラからなり、これら上下一対のローラを前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトとの摺接により従動回転可能としたローラ装置が具備されていることが好ましい。
この場合は、一対のエンドレスベルトに挟まれて搬送される被加工材の熱可塑性樹脂テープの接着剤が高周波誘電加熱により溶融された直後に、ローラ装置の上下一対のローラにより被加工材を押圧することで前記熱可塑性樹脂テープの溶融した接着剤を繊維生地中に浸透させて繊維生地の重ね合わせ部又は二枚の繊維生地の突合せ端部の接着強度を高めることができる。
また、上記高周波ミシンにおいて、前記プラス電極が前記被加工材搬送経路の下部位置に配置され、かつ、前記マイナス電極が前記被加工材搬送経路の上部位置に配置され、上部のマイナス電極の電極面を除く部分の全体は電気絶縁材に被覆されており、前記マイナス電極側には、前記電気絶縁材を介して被加工材を前記下部のプラス電極の電極面側に押し付ける押え機構が装備されていることが好ましい。
この場合は、上下一対のエンドレスベルト間に挟まれて搬送される被加工材を搬送経路上部に位置するマイナス電極を介して搬送経路下部に位置するプラス電極の電極面側に押し付けることにより、使用する繊維生地の種類や性状等によって被加工材に多少の凹凸や波打ちがあっても、一定の平坦な姿勢に矯正して両電極間を通過させることが可能であるため、熱可塑性樹脂テープを高周波誘電加熱により確実に、かつ安定よく溶融することができるとともに、両電極の電極面間でのスパークの発生を極力抑制することができる。
また、上記高周波ミシンにおいて、前記膜材は、プラス電極及びマイナス電極それぞれの電極面に貼り付けられていることが好ましい。
この場合は、上下一対のエンドレスベルトが摺接する両電極それぞれの電極面を物理的かつ電気的に保護して両電極間に常に安定した高周波電力を付与する状態及び一対のエンドレスベルトが円滑に移動する状態を保持し、それら各構成部材の耐久性向上を図ることができる。
また、上記高周波ミシンにおいて、前記膜材は、フッ素スポンジであり、これに含有される前記物質は、カーボン粉末を含むものである。
この場合は、前記膜材として、フッ素スポンジを用いることにより、エンドレスベルトと電極との間の摩擦抵抗を少なくして電極面の保護効果及びエンドレスベルトの円滑な移動効果を高めることができるだけでなく、含有物質として導体であるカーボン粉末を用いる場合は、高周波吸収による誘導発熱と、絶縁材であるフッ素スポンジの高周波吸収による誘電加熱と、が相俟って前記予熱効果をより確実、迅速に発現させることができる。
また、上記高周波ミシンにおいて、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトは、フッ化エチレン樹脂から構成され、被加工材を挟む上下対向面が前記特定方向に向けて移動するように上下各別に駆動移動されるように構成されていることを基本とするが、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトのうち、少なくとも一方のエンドレスベルトの駆動部には、該エンドレスベルトの移動速度を調整可能な速度調整部が設けられていることがより好ましい。
この場合は、上下一対の耐熱性エンドレスベルトの移動速度を、速度調整部を介して相対的に調整（一方のエンドレスベルトの移動速度を基準に他方のエンドレスベルトの移動速度を変更）することにより、繊維生地の重ね合わせ部間に熱可塑性樹脂テープが挟み込まれた被加工材を対象とする場合、重ね合わせられた下部の繊維生地部分と上部の繊維生地部分との搬送方向の位置ずれを修正することが可能であり、また、二枚の繊維生地の上面間に亘って熱可塑性樹脂テープが載せ付けられた被加工材を対象とする場合、繊維生地と樹脂テープのエンドレスベルトに対する摩擦抵抗の違いによって生じる搬送ずれを修正することが可能であり、位置ずれや搬送ずれの状態のままで接着されることを防ぎ、一層仕上がりのよいアパレル品を得ることができる。
本発明の実施の形態に係る高周波ミシン全体の外観斜視図である。 同上高周波ミシンの一部を破断した状態の要部の拡大正面図である。 同上高周波ミシンによる加工対象となる被加工材の種類を示す要部の拡大断面図である。 同上高周波ミシンにおける主要部の構成を説明する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主要部の構成を説明する要部の拡大縦断側面図である。 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モードを示すイメージ図である。
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の外観斜視図、図２は同上高周波ミシンの一部を破断した状態の要部の拡大正面図、図３は同上高周波ミシンによる加工対象となる被加工材の要部の拡大断面図、図４は同上高周波ミシンにおける主要部の構成を説明する要部の拡大縦断正面図、図５は同上高周波ミシンにおける主要部の構成を説明する要部の拡大縦断側面図である。
図１に示すように、高周波ミシン１は、金属製基台２と、該基台２上に固定されたミシン本体３と、ミシンアーム部４と、前記基台２から上方に立ち上げられたポスト状の接着加工部支持台枠５とにより構成されている。
前記支持台枠５の上端部には、後述する被加工材Ｈを摺接移動可能に載置する被加工材載置板（これは、一般的な縫製ミシンにおける針板に相当し、以下、載置板と称する。）６が取り付けられている。前記載置板６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、載置板６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。
前記高周波ミシン１による加工対象となる被加工材Ｈの種類は、図３の（Ａ）に示すように、一枚の繊維生地Ｗの端部分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」など）Ｔを挟み込んだもの、図３の（Ｂ）に示すように、二枚の繊維生地Ｗ，Ｗの端部同士を突合せ配置すると共に、該二枚の繊維生地Ｗ，Ｗの突合せ端部の上面間に亘って前記ホットメルトＴを載せ付け（貼り付けた）もの、図３の（Ｃ）に示すように、二枚の繊維生地Ｗ，Ｗの端部同士を上下に重ね合わせ、その重ね合わせ端部の間に前記ホットメルトＴを挟み込んだもの、のいずれであってもよい。
高周波ミシン１は、前記載置板６の他に、前記載置板６の載置面上に載置される前記被加工材Ｈを上下から挟んで水平面に沿う特定方向、即ち、接着加工方向Ｘへ搬送する上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９と、これら上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９の上下に対向する略水平ベルト部分８ａ，９ａのうち前記接着加工方向Ｘの終端位置近傍において被加工材Ｈを上下から挟む位置に配置された上下一対のローラ１０、１１からなるローラ装置１２と、該ローラ装置１２に近接させて該ローラ装置１２よりも接着加工方向Ｘの上流部で前記上下一対の耐熱性エンドレスベルト８，９による被加工材搬送経路の上下位置に対向して配置された平坦面状のマイナス電極１３及び平坦面状のプラス電極１４と、これらプラス電極１４及びマイナス電極１３間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置１５（図６参照）と、前記マイナス電極１３の温度を計測する温度センサ７（図６参照）と、制御部１６（図６参照）と、を備えている。
前記上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９は、ＰＴＦＥ等のフッ化エチレン樹脂から構成されている。図２、図４に示すように、上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９のうち、上部のエンドレスベルト８は、駆動モータ（ステッピングモータ）１７の出力軸１７ａに固定の駆動プーリー１８と前記載置板５の接着加工方向Ｘの始端位置上方に配置された従動プーリー１９と前記ローラ装置１２における上部ローラ１０及び複数の案内プーリー２０とに亘って循環移動するように巻き掛けられており、前記従動プーリー１９と前記上部ローラ１０との間の略水平ベルト部分８ａが前記載置板６と上部のマイナス電極１３との間において接着加工方向Ｘに移動するように構成されている。
下部のエンドレスベルト９は、前記支持台枠５の下端部よりも下部位置に配置された駆動モータ（ステッピングモータ）２１の出力軸（図示省略）に固定の駆動プーリー（図示省略）と複数の案内プーリー２３との間に亘って循環移動するように巻き掛けられており、そのうち前記支持台枠５の上端部で接着加工方向Ｘの前後位置に支承された２つの案内プーリー２３，２３間に、前記上部のエンドレスベルト８の略水平ベルト部分８ａに対向し該略水平ベルト部分８ａよりも接着加工方向Ｘに長い水平ベルト部分９ａが前記載置板６及び下部のプラス電極１４の上面に沿って接着加工方向Ｘに移動するように構成されている。
以上の構成によって、上下一対のエンドレスベルト８、９は、上部のエンドレスベルト８の略水平ベルト部分８ａと下部のエンドレスベルト９の水平ベルト部分９ａとの間に被加工材Ｈを挟んだ状態で、被加工材Ｈを上下のマイナス電極１３、プラス電極１４間及び前記ローラ装置１２における上下一対のローラ１０、１１間を接着加工方向Ｘに向けて搬送される。
前記上下一対のエンドレスベルト８、９は、各駆動モータ１７、２１の回転数制御により、高速と低速の二段階に切換え可能であって、高速、低速のいずれに切換えられた場合も上下に対向する略水平ベルト部分８ａ、９ａが前記接着加工方向Ｘに向けて同速度で移動するように構成されている。また、上部のエンドレスベルト８側の駆動モータ１７側には、該上部のエンドレスベルト８の移動速度を、下部のエンドレスベルト９の移動速度を基準として微調整可能（手動にて調整可能）な速度調整部３５（図７参照）が備えられている。
図４、図５に示すように、前記上部のマイナス電極１３は、その平坦状電極面１３ａを介して前記一対の耐熱性エンドレスベルト８，９の略水平ベルト部分８ａ，９ａ及び被加工材Ｈを前記載置板６の載置面及び前記下部のプラス電極１４の平坦状電極面１４ａ側に押し付ける状態と上方に離間して押し付けを解除する状態とに切替え可能な押え機構としての電極昇降機構２５（後述する）が設けられている。
また、前記プラス電極１４の電極面１４ａ及びマイナス電極１３の電極面１３ａのうち、マイナス電極１３の電極面１３ａには、緩衝性、電気絶縁性及び低摩擦係数を有し、かつ、高周波の吸収により発熱する物質を含有する膜材２６が貼り付けられている。この膜材２６としては、少量のカーボン粉末を含有するフッ素スポンジ（例えば、三福工業（株）製の商品名「ミツフクシートＭＦ−２０Ｓ」など）が用いられる。このような膜材２６をマイナス電極１３の電極面１３ａに貼り付けることにより、上部のエンドレスベルト８とこれに対向するマイナス電極１３の電極面１３ａとの間の摩擦抵抗を少なくして該電極面１３ａを物理的かつ電気的に保護し両電極１４、１３間に常に安定した高周波電力を付与する状態及び一対のエンドレスベルト８、９の円滑な移動性を保持して、それら各構成部材の耐久性向上が図れるようにしているとともに、導体である含有カーボン粉末の高周波吸収による誘導発熱と絶縁材であるフッ素スポンジの高周波吸収による誘電加熱との相乗によって両電極１４、１３及び被加工材Ｈを高温状態に昇温する予熱機能の発現を可能としている。
前記ローラ装置１２における上下一対のローラ１０、１１は、前記プラス電極１４及びマイナス電極１３の被加工材搬送方向Ｘの直後位置で上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９を介して被加工材Ｈを上下から挟む位置に配置されている。これら上下一対のローラ１０、１１は、それらの外周面が前記上下一対のエンドレスベルト８、９の内周面に摺接されており、上下一対のエンドレスベルト８、９の駆動移動に連動して従動回転可能に構成されている。
前記電極昇降機構２５は、前記上部のマイナス電極１３及び上部のエンドレスベルト８の従動プーリー１９を支持する支持枠２８を前記ミシンアーム部４におけるヘッド部分４ａの内部に昇降可能に組み込まれた昇降軸２９の下端部に固定連結することにより、前記支持枠２８及び昇降軸２９等の重力を介して前記マイナス電極１３、一対の耐熱性エンドレスベルト８，９の略水平ベルト部分８ａ，９ａ及び被加工材Ｈを前記載置板６の載置面及び前記下部のプラス電極１４の平坦状電極面１４ａ側に押し付けた状態と上方に離間して押し付けを解除した状態とに切替え可能に構成されている。
なお、前記ミシンアーム部４におけるヘッド部分４ａの内部には、前記昇降軸２９と略平行姿勢で上下方向に作動可能な複動式のシリンダ（図示省略）が設置されており、該複動式シリンダにおける下部シリンダロッド３０の下端には、前記支持枠２８の頂面に当接して前記上部のマイナス電極１３の上方への移動を規制するストッパー部材３１が固定されている。
また、前記ローラ装置１２における上部のローラ１０を取り付けたローラ取付台３５は、前記ミシンアーム部４におけるヘッド部分４ａの内部に前記昇降軸２９と平行姿勢で上下に昇降可能に組み込まれた昇降軸３２の下端部に固定連結されていると共に、このローラ取付台３５と前記支持枠２８との間にバネ３３が介在されており、このバネ３３の弾性力によって上部のローラ１０が上部のエンドレスベルト８の内周面に押し付けられて該エンドレスベルト８の駆動移動に連動して確実に従動回転するように、かつ、上下一対のエンドレスベルト８、９間に挟まれて搬送される被加工材Ｈを下部のローラ１１との間で一定圧以上に弾圧して、高周波誘電加熱により溶融した前記被加工材Ｈにおける熱可塑性樹脂テープＴの接着剤を繊維生地Ｗに滲み込ませる機能を発揮するように構成されている。
次に、高周波電力付与装置１５の構成及び制御部１６の構成について説明する。
図６に示すように、高周波電力付与装置１５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４２と高周波電力の出力調整部４３と、を具備してなり、接着加工動作時には、前記プラス電極１３及びマイナス電極１４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。
上記した各構成要素の他に、本実施の形態に係る高周波ミシン１は、当該高周波ミシン１の動作・停止を司るペダル式の動作スイッチ４４と、前記電極昇降機構２５を動作・停止するための膝スイッチ４５とを備えている。前記動作スイッチ４４の踏み込み（オン）信号及び踏み戻し（オフ）信号と、前記膝スイッチ４５のオン信号及びオフ信号と、温度センサ７の検知信号と、が制御部１６に入力される。一方、制御部１６からは、前記高周波電力付与装置１５における制御回路４２、前記駆動モータ１７、２１、前記電極昇降機構２５のそれぞれに動作制御信号が出力される。
次に、以上のように構成された本実施の形態の高周波ミシン１の動作について説明する。
まず、前記膝スイッチ４５をオンしてそのオン信号を前記制御部１６へ入力し、該制御部１６から前記電極昇降機構２５に動作制御信号を出力させることにより、上部のプラス電極１３が電極昇降機構２５を介して下部のプラス電極１４に接近する位置に押し下げられて、図７のイメージに示すような所定の接着加工動作モードとなる。
この状態で、載置板６上に被加工材Ｈを載置し、該被加工材Ｈの搬送方向先端部分を上下一対のエンドレスベルト８、９の略水平ベルト部分８ａ，９ａ間の搬送方向始端部に差し込みセットする。
次いで、動作スイッチ４４を踏み込み操作しその踏み込み（オン）信号を制御部１６へ入力すると、制御部１６からは高周波電力付与装置１５の制御回路４２に動作制御信号が出力されて前記プラス電極１４及びマイナス電極１３間に高周波電力が付与される。この時点では、制御部１６から駆動モータ１７、２１には動作制御信号が出力されず、前記上下一対のエンドレスベルト８、９による被加工材Ｈの搬送は停止されたままである。
この状態において、前記プラス電極１４とマイナス電極１３間には高周波電力が付与されており、マイナス電極１３の電極面１３ａに貼り付けた膜体２６に含有されたカーボン粉末の高周波吸収による誘導発熱と絶縁材であるフッ素スポンジの高周波吸収による誘電加熱との相乗により予加熱機能が発現されて両電極１４、１３及び被加工材Ｈの温度が次第に上昇する。
そして、前記電極１４、１３が所定温度以上に加熱されると、温度センサ７の検知信号が前記制御部１６に入力され、制御部１６からは前記駆動モータ１７、２１に動作制御信号が出力される。これにより、上下一対のエンドレスベルト８、９が移動開始して上下一対のエンドレスベルト８、９の略水平ベルト部分８ａ，９ａ間に挟まれた被加工材Ｈは接着加工方向Ｘに直線的に連続移送されながら、上部のマイナス電極１３及び下部のプラス電極１４間を通過する際、高周波電力付与装置１５から両電極１３、１４間に所定値の高周波電力が付与され、被加工材Ｈの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る。
その後、溶融された熱可塑性樹脂テープＴを含む被加工材Ｈがローラ装置１２の上下一対のローラ１０、１１間を通過する時、被加工材Ｈが押圧されて溶融された熱可塑性樹脂テープＴの接着剤が繊維生地Ｗ，Ｗの突合せ端部又は重ね合わせ部に浸透し、繊維生地Ｗ，Ｗが確実且つ安定よく接着される。上記の接着動作モードによる直線状の接着動作が完了するまで前記動作スイッチ４４は踏み込まれたままであり、接着動作完了後に踏み戻すと、踏み戻し（オフ）信号が制御部１６に入力されて高周波電力付与装置１５の動作及び駆動モータ１７、２１の回転が停止されて上下一対のエンドレスベルト８、９は停止する。
さらに、その後、前記膝スイッチ４５をオフしてそのオフ信号を前記制御部１６へ入力することにより、上部のプラス電極１３が電極昇降機構２５を介して下部のプラス電極１４から上方に離間する位置に上昇されて接着動作モードが解除される。この状態で、繊維生地Ｗ，Ｗの重ね合わせ部又は突合せ端部が熱可塑性樹脂テープＴにより接着された加工製品を高周波ミシン１から取り出すことができる。
以上詳述したような本実施の形態の高周波ミシン１は、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、一対の電極１３、１４間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、上下一対の電極１３、１４の平坦状電極面１３ａ、１４ａ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、被加工材Ｈを上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９で上下から挟んで、これら上下一対のエンドレスベルト８、９と共に被加工材Ｈを上下一対の電極１３、１４間に連続的に通過させることが可能であるため、被加工材Ｈの繊維生地の表裏両面に電極１３、１４が直接に接触することによる押圧痕及び断続的な過熱痕の発生をなくすることができる。
また、被加工材Ｈを上下一対のエンドレスベルト８、９により挟み込んで搬送することと、熱可塑性樹脂テープＴが高周波電力による誘電加熱で溶融された直後にローラ装置１２における上下一対のローラ１０、１１により押圧することとにより、溶融された可塑性樹脂テープＴの接着剤を繊維生地中に浸透させて繊維生地の重ね合わせ部又は二枚の繊維生地の突合せ端部の接着強度を高めることができる。同時に、ローラ装置１２における上部ローラ１０による被加工材Ｈへの押圧力を強目に設定しても、該押圧力によって繊維生地が波打ちすることを抑制することが可能であるため、繊維生地から製造されたアパレル品として、仕上がり面で非常に見栄えも体裁もよく、製品価値の向上を図ることができる。
その上、前記マイナス電極１３の電極面１３ａには少量のカーボン粉末を含有するフッ素スポンジからなる膜材２６が貼り付けられているので、上部のエンドレスベルト８が摺接する電極面１３ａを物理的かつ電気的に保護して両電極１３、１４間に常に安定した高周波電力を付与する状態及び上下一対のエンドレスベルト８、９が円滑に移動する状態を保持することができる。
加えて、前記膜材２６に含有されているカーボン粉末による高周波吸収発熱特性を有効に活用して、電極１３、１４を常に高温状態に維持する予熱効果を発現させることが可能である。特に、前記膜材２６による電極予熱効果を利用してミシンの動作開始時における高周波電力付与装置１５及びエンドレスベルト駆動モータ１７、２１の動作を上述のように制御することにより、両電極１３、１４が未だ十分に昇温していない段階で被加工材Ｈが搬送されることに起因して被加工材搬送始端部分の接着が不安定、不確実になることも回避することができる。これらの相乗作用によって、高周波電力付与装置１５以外に予熱用カートリッジヒーター及びその電源を装備しないで、電極周辺部の構造の簡素化、小型化を図りながら、上述の予熱効果によって搬送始端部分を含めて被加工材Ｈをその全長にわたり接着強度にばらつきのない状態に確実かつ安定よく接着加工することができる。
また、本実施の形態の高周波ミシン１においては、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９のうち、上部のエンドレスベルト８の移動速度を、下部のエンドレスベルト９の移動速度に対して調整可能な速度調整部３５が設けられており、該速度調整部３５を適宜操作して上下一対の耐熱性エンドレスベルト８、９の移動速度を相対的に調整（下部のエンドレスベルト９の移動速度を基準に上部のエンドレスベルト８の移動速度を変更）することにより、図３の（Ａ）や（Ｃ）に示すように繊維生地Ｗの重ね合わせ部間に熱可塑性樹脂テープＴが挟み込まれた被加工材Ｈを対象とする場合、重ね合わせられた下部の繊維生地部分と上部の繊維生地部分との搬送方向の位置ずれを修正することが可能であり、また、図３の（Ｂ）に示すように二枚の繊維生地Ｗ，Ｗの上面間に亘って熱可塑性樹脂テープＴが載せ付けられた被加工材Ｈを対象とする場合、繊維生地Ｗ，Ｗと樹脂テープＴのエンドレスベルト８、９に対する摩擦抵抗の違いによって生じる搬送ずれを修正することが可能であり、位置ずれや搬送ずれの状態のままで接着されることを防ぎ、一層仕上がりのよいアパレル品を得ることができる。
また、本実施の形態の高周波ミシン１において、上部のマイナス電極１３側に、電気絶縁材２４を介して被加工材Ｈを下部のプラス電極１４の電極面１４ａ側に押し付ける押え機構としての電極昇降機構２５が設けられているので、使用する繊維生地の種類や性状等によって被加工材Ｈに多少の凹凸や波打ちがあっても、一定の平坦な姿勢に矯正して両電極１３、１４間を通過させることが可能であり、これにより、熱可塑性樹脂テープＴを高周波誘電加熱により確実に、かつ安定よく溶融することができるとともに、両電極１３、１４の電極面１３ａ、１４ａ間でのスパークの発生を極力抑制することができる。
なお、上記実施の形態では、被加工材搬送経路の下部にプラス電極１４を配置し、上部にマイナス電極１３を配置した構成としたが、これとは逆に、被加工材搬送経路の下部にマイナス電極１３を配置し、上部にプラス電極１４を配置した構成としてもよい。
また、上記実施の形態では、上下一対のエンドレスベルト８、９のうち、上部のエンドレスベルト８の移動速度を、下部のエンドレスベルト９の移動速度を基準として微調整可能（手動にて調整可能）な速度調整部３５を設けたものについて説明したが、上下一対のエンドレスベルト８、９の移動速度を共に調整可能としてもよい。
また、上記実施の形態では、上部のマイナス電極１３の電極面１３ａにのみ少量のカーボン粉末を含有するフッ素スポンジからなる膜材２６を貼り付けたもので説明したが、下部のプラス電極１４の電極面１４ａにも同様な膜体を貼り付けてもよい。
この場合は、上下一対のエンドレスベルト８、９が摺接する両電極１３、１４それぞれの電極面１３ａ、１４ａを物理的かつ電気的に保護して両電極１３、１４間に常に安定した高周波電力を付与する状態及び上下一対のエンドレスベルト８、９が共に円滑に移動する状態を保持し、それら各構成部材の耐久性を一層向上することができる。
更に、本実施の形態のように、載置板６のほか、電極周辺部の構成部材を、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ことにより、それら構成部材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。
１ 高周波ミシン
７ 温度センサ
８、９ 上下一対の耐熱性エンドレスベルト
１０、１１ 上下一対のローラ
１２ ローラ装置
１３ マイナス電極
１４ プラス電極
１３ａ、１４ａ 平坦面状の電極面
１５ 高周波電力付与装置
１６ 制御部
１７、２１ 駆動モータ（ステッピングモータ）
２５ 電極昇降機構（押え機構）
２６ カーボン粉末含有のフッ素スポンジ（膜材）
３５ 速度調整部
４４ 動作スイッチ
Ｗ 繊維生地
Ｔ 熱可塑性樹脂テープ
Ｈ 被加工材

Claims (7)

  1. 繊維生地の重ね合わせ部の間に熱可塑性樹脂テープが挟み込まれた被加工材又は二枚の繊維生地の端部を突合せ配置し該二枚の繊維生地の突合せ端部の上面間に亘って熱可塑性樹脂テープが載せ付けられた被加工材を上下から挟んで水平面に沿う特定方向へ連続搬送する上下一対の耐熱性エンドレスベルトと、該上下一対の耐熱性エンドレスベルトによる被加工材搬送経路の上下位置に対向して配置された平坦面状のプラス電極及びマイナス電極と、これらプラス電極及びマイナス電極間に高周波電力を付与する高周波電力付与装置と、制御部と、を備え、
    前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトに挟まれて水平面に沿って前記特定方向に連続搬送される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プラス及びマイナス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又は突合せ端部を溶融された前記熱可塑性樹脂テープを介して接着するように構成されている高周波ミシンであって、
    前記プラス電極及びマイナス電極のうち、少なくとも一方の電極の電極面には、緩衝性、電気絶縁性を有し、かつ、高周波の吸収により発熱する物質を含有する膜材が貼り付けられていると共に、該膜材を貼り付けた電極側には該電極の温度を計測する温度センサが付設されており、
    前記制御部は、当該ミシンの動作スイッチをオンにしたとき、上下一対の耐熱性エンドレスベルトによる被加工材の搬送を停止したまま前記高周波電力付与装置のみ作動開始して両電極間に高周波電力を付与し、この状態で前記温度センサが所定の温度を計測したとき、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトによる被加工材の搬送を開始すべく前記エンドレスベルトの駆動装置の動作を制御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. 前記プラス電極及びマイナス電極の被加工材搬送方向の直後位置には、前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトを介して前記被加工材を上下から挟む位置に配置された上下一対のローラからなり、これら上下一対のローラを前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトとの摺接により従動回転可能としたローラ装置が具備されている請求項１に記載の高周波ミシン。
  3. 前記プラス電極が前記被加工材搬送経路の下部位置に配置され、かつ、前記マイナス電極が前記被加工材搬送経路の上部位置に配置され、上部のマイナス電極の電極面を除く部分の全体は電気絶縁材に被覆されており、前記マイナス電極側には、前記電気絶縁材を介して被加工材を前記下部のプラス電極の電極面側に押し付ける押え機構が装備されている請求項１に記載の高周波ミシン。
  4. 前記膜材は、プラス電極及びマイナス電極それぞれの電極面に貼り付けられている請求項１に記載の高周波ミシン。
  5. 前記膜材は、フッ素スポンジであり、これに含有される前記物質は、カーボン粉末を含むものである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波ミシン。
  6. 前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトは、フッ化エチレン樹脂から構成され、被加工材を挟む上下対向面が前記特定方向に向けて移動するように上下各別に駆動移動されるように構成されている請求項１ないし５の何れか１項に記載の高周波ミシン。
  7. 前記上下一対の耐熱性エンドレスベルトのうち、少なくとも一方のエンドレスベルトの駆動部には、該エンドレスベルトの移動速度を調整可能な速度調整部が設けられている請求項１ないし６の何れか１項に記載の高周波ミシン。
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