JP3674082B2

JP3674082B2 - ミシンの糸切り装置

Info

Publication number: JP3674082B2
Application number: JP10081495A
Authority: JP
Inventors: 芳喜片山
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: JPH08289988A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ミシンの糸切り装置に係わり、特に、熱によって糸を溶断するようにしたミシンの糸切り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ミシンの糸切り装置として、例えば特開昭５７−７５６９１号公報に示されるものが存在する。図５は、ミシン前方部分の斜視図であり、このミシンは、布１を挟み一定位置で上下動する針２に対して布を送ると共に、所定形状の縫目を形成し、一サイクルの縫目を形成した後に針２が布１から上方に抜け出た所定の針上位置に自動的に停止させる公知のサイクルミシンである。また、図６は電流を流すことにより赤熱したニクロム線３１が糸１８に接触して切断しているときの状態を示す斜視図である。以下に、このミシンの糸切り装置の構成について説明する。
【０００３】
針棒３は、アーム４に支持されミシン主軸（図示しない）に連動して上下動し、針２及び案内孔５を形成した針棒糸案内６を支持する。アーム４の端面には、第一糸案内７、第二糸案内８が固定され、その上部にはミシン主軸に連動して上下動する公知の天秤９が設けられている。図５において、前記天秤９の右側下部のアーム４には、第三の糸案内１０及び糸掛け１１、更には、糸取りばね１３を持つ公知の糸調子器１２が設置されている。アーム４の背面（図５において左側）には、アーム４の端面に対し間隔を形成するように一対の支持板１９ａ、１９ｂが固定されており、下方にそれぞれ対向するＬ型の案内溝２０ａ、２０ｂが形成され、上方には長孔２１が形成されている。その長孔２１には、支持板１９ａに上下移動並びに係止自在な調節板２２がねじ２３によって係止されている。その調節板２２は、支持板１９ａ、１９ｂの間隔中においてスピードコントローラーを備えたエアーシリンダー２４の上端を回動自在に支持している。
【０００４】
前記エアーシリンダー２４のロッド２６の下端には、移動体２５が固定され、両側の端面に支持板１９ａ，１９ｂの案内溝２０ａ、２０ｂに遊嵌するピン２７が挿通されると共に、図６において左端面には、連結板２８の上端が固定されている。前記連結板２８の下端には、ベークライト製のヒーター取付台２９が固定されており、そのヒーター取付台２９の下方にヒータータップ３０が支持されている。前記ヒータータップ３０には、ニクロム線３１が接続されている。前記ニクロム線３１は、連結板２８の二つの案内孔３２に案内されヒーター取付台２９を介して導かれるコード３３からの１Ｖの電圧によって赤熱するようになっている。
【０００５】
次に，以上の構成に基づく作用について図５及び図６を用いて説明する。
図５の状態は、サイクルミシンによる縫目形成が完了する直前の状態であり、エアーシリンダー２４は非動作状態であって、そのロッド２６は上方に位置し、また、ニクロム線３１は糸１８の移動経路から離れたアーム４のあご部下方に位置している。
【０００６】
サイクルミシンの縫目形成が完了するときに移動する例えばクラッチ機構のクラッチレバー（図示しない）等からの電気信号により、適当な制御回路がエアーシリンダー２４の電磁弁を作動させると共に、コード３３に電流を供給し、ニクロム線３１が赤熱する。そして、エアーシリンダー２４が作動すると、前記ロッド２６は下降を始め、その下端の移動体２５は前記ピン２７が支持板１９ａ、１９ｂの案内孔２０ａ、２０ｂに沿って斜めに下降した後に、水平方向に移動し、赤熱したニクロム線３１は、針２の糸孔と縫目連結部Ｃとの間の糸１８に対して図６に示すように接触する。これにより、糸１８は、赤熱したニクロム線３１によって徐々に切断され、エアーシリンダー２４は非動作状態となり、糸切り機構の構成要素であるニクロム線３１は、ロッド２６によって図５の元の上昇位置に復帰する。
【０００７】
しかしながら、上述したようなミシンの糸切り装置によれば、図６に示すように、ニクロム線３１を空中に張り、糸１８に押し当てて切断しているために、ニクロム線３１の耐久強度が問題となった。
【０００８】
これを改善するために、ニクロム線３１の直径を大きくすることにより、耐久強度を増大させることが考えられるが、ニクロム線３１に大電流を供給する必要があった。なぜなら、ニクロム線３１の直径を大きくした場合には、ニクロム線３１の単位長さ当たりの電気抵抗値Ｒが直径の２乗に反比例して小さくなってしまい、糸１８を切断するために必要な発熱量をＷとすると、ニクロム線３１に流すべき電流Ｉは（Ｗ／Ｒ）1/2 となる。従って、単位長さ当たりの電気抵抗値Ｒが十分に大きくないと、大電流をニクロム線３１に流す必要があることになる。この大電流はコード３３にも流れるために、コード３３も発熱することになる。この発熱は使用電力量の無駄となるだけでなく、コード３３の被覆を溶かす等の問題にもつながる。
【０００９】
更に、熱による切断は、化学繊維等の糸に対しては非常に有効であるが、耐熱繊維であるケブラー等の糸に対しては効果がないという問題点もある。これらの問題点を解決するために、本願出願人によって、特願平０６ー１７７９２５号公報に示されたミシンの糸切り装置が提案されている。このミシンの糸切り刃の基材としては、例えば、ジルコニアの様なセラミック材を用いて鋭角状の刃部を構成し、導電発熱体としては、比較的体積抵抗率の大きい金属、例えば、ニッケルリン（体積抵抗率４５μΩ・ｃｍ）を前記糸切り刃の基材にメッキ処理したものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した糸切り刃を用いれば、化学繊維等の比較的溶融可能な糸に対しては熱で溶断し、また、ケブラー等の難燃糸に対しては鋭角状の刃部により切断可能である。
【００１１】
しかしながら、糸切り刃の基材として用いているセラミック材は金属材料と比較すると、材料費が１００倍以上と高く、難削材であるためダイヤモンド工具のような高価な特殊工具を用いて加工する必要があり、工具の摩耗が早く加工速度も減速する必要があるため、糸切り刃の製造コストが高くなるという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、発熱する導体の単位長さ当たりの電気抵抗値が高く、強靱、かつ安価に製造することができる糸切り刃を備えたミシンの糸切り装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のミシンの糸切り装置は、糸切り刃に配置された導電発熱体に通電して前記糸切り刃を加熱すると共に、被切断糸と前記糸切り刃とを移動手段によって相対的に移動させて前記糸切り刃を前記被切断糸に接近もしくは接触させることで、前記糸切り刃によって前記被切断糸を溶断するミシンの糸切り装置において、前記糸切り刃は、耐熱性を有する金属板製の刃状に形成した芯部材の表面を覆う絶縁体被膜と、前記糸切り刃の縁部の前記絶縁体被膜の表面に形成された被膜状の導電発熱体とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】
本発明のミシンの糸切り装置において、糸切り刃は、耐熱性を有する金属板製の刃状に形成した芯部材の表面を絶縁体被膜で覆い、糸切り刃の縁部の前記絶縁体被膜の表面に被膜状の導電発熱体を形成してあるので、被膜状の導電発熱体に通電して糸切り刃を加熱し、被切断糸と糸切り刃とを移動手段によって相対的に移動させて糸切り刃を被切断糸に接近もしくは接触させることにより、糸を切断することができる。
【００１５】
しかも、前記被膜状の導電発熱体を前記糸切り刃の縁部の絶縁体被膜の表面に設けたので、より少ない電流で前記縁部を確実に加熱して糸切りを効率よく行なうことができる。
また、前記糸切り刃の金属板製の芯部材を刃状に形成し、その表面を絶縁体被膜で覆い、更に、その刃部に前記導電発熱体を設けることによって、更に、少ない電流で前記刃部を確実に加熱することができることはもとより、熱によって容易に切断できない糸についても前記刃部によって容易に切断することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を具体化したミシンの糸切り装置の実施例について図面を参照しながら説明する。ただし、従来技術と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施例において、従来技術に用いられた後述する糸切り刃１００を移動させて切断すべき糸１８と接触させるエアーシリンダー２４、移動体２５、ロッド２６、ピン２７及び連結板２８等により構成される移動手段に関しては、従来技術と同じ機構を用いるため、その構成の説明を省略し、特に、糸切り刃について説明する。
【００１７】
本実施例の糸切り刃１００は、図１に示されるように構成されている。つまり、耐熱性を有する芯部材としての金属刃１０２は、軟鋼等の材料によって鋳造あるいは機械加工して製作されたものである。
【００１８】
前記金属刃１０２の表面には、絶縁体であるセラミック被膜１０４が形成されている。そのセラミック被膜１０４によって表面を覆われた金属刃１０２の一縁部１０３には、通電させることによって発熱する導電発熱体１０６が真空蒸着されている。その導電発熱体１０６の両端には、電極１０８ａ、１０８ｂが形成され、それぞれ前記コード３３に接続されている。
【００１９】
次に、この実施例の糸切り刃１００の製作方法について、図３を用いて説明する。
まず始めに、金属刃１０２を、縦を２０ｍｍ、横を１０ｍｍ、高さ１ｍｍ程度の略板状に形成し、前記導電発熱体１０６を真空蒸着する一辺については、その導電発熱体１０６を真空蒸着加工し易いように、図１において上面から底面に下るように傾斜させている。
【００２０】
次に、前記金属刃１０２の表面を覆うように前記セラミック被膜１０４を形成する。そのセラミック被膜１０４の形成方法には、溶射、真空蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ法等の各種の加工技術がある。ここでは溶射によるセラミック被膜１０４の形成工法について述べる。図３に示すように、溶射トーチ２１０内で陽極２１２と陰極２１４との間に電流を流し、アークを発生させる。この中にアルゴンの様な不活性ガス流２１６を導入する。
【００２１】
これによって不活性ガスは電離されプラズマが発生する。そのプラズマが発生した溶射トーチ２１０の中に、例えば、粒径５〜１０μｍのジルコニア系セラミック粉末２１８を導入すると、１６０００度Ｃを越えるプラズマ炎によりセラミック粉末は溶融され、素材すなわち金属刃１０２の表面に吹き付けられ、２０μｍ厚程度のセラミック被膜１０４が形成される。セラミック被膜１０４は、金属刃１０２と膜状の導電発熱体１０６とを絶縁し、繰り返しの糸切り作用に対して耐久強度を有すると共に耐熱性を有し、しかも熱伝導率が低い材料によって構成される。この実施例の場合、前記セラミック被膜１０４は、アルミナ、酸化クロム、酸化チタン、窒化ケイ素、ジルコニア等のセラミック材によって構成されている。
【００２２】
次に、セラミック被膜１０４で覆われた金属刃１０２の縁部１０３に、前記導電発熱体１０６を真空蒸着させる。前記導電発熱体１０６は、金属刃１０２表面に形成されたセラミック被膜１０４の縁部１０３に対して真空蒸着によって形成する以外に、スパッタリング、無電解メッキ、溶射、張りつけ、導電性塗料等の各種の加工技術により形成することが可能である。
【００２３】
前記導電発熱体１０６は、電流を流すことにより発熱し、前記移動手段によって前記縁部１０３を糸１８に接触させ、発熱した熱量で糸１８を切断するものである。また、前記導電発熱体１０６は、単位長さ当たりの電気抵抗値が高いことが望まれるために、体積抵抗率が適切に高い導体を断面積が小さくなるように形成されている。
【００２４】
例えば、導電発熱体１０６としては、体積抵抗率５０μΩ・ｃｍのチタン、１２０μΩ・ｃｍのビスマス、７２μΩ・ｃｍのステンレス、４５μΩ・ｃｍのニッケルリン等が適当である。また、体積抵抗率５０μΩ・ｃｍのチタンを用いた場合には、導電発熱体１０６の断面積は５×１０-4ｍｍ2 程度が適当である。このようにして製作された糸切り刃１００は、図２に示されるように、連結板２８に取り付けられている。
【００２５】
次に、作用について説明する。
従来技術と同様に、図５はサイクルミシンによる縫目形成が完了する直前の状態であり、エアーシリンダー２４は非動作状態であって、そのロッド２６は上方に位置し、糸切り刃１００は糸１８の経路から離れたアーム４のあご部下方に位置している。
【００２６】
そして、サイクルミシンの縫目形成が完了するときに移動する、例えばクラッチ機構のクラッチレバー（図示しない）等からの電気信号により、適当な制御回路がエアーシリンダー２４の電磁弁を作動させると共に、コード３３に電流を供給し、導電発熱体１０６が発熱する。
【００２７】
そして、エアーシリンダー２４が作動すると、前記ロッド２６は下降を始め、その下端の移動体２５は、前記ピン２７が支持板１９ａ、１９ｂの案内孔２０ａ、２０ｂに沿い斜めに下降した後に、水平方向に移動し、糸切り刃１００の発熱した導電発熱体１０６及び縁部１０３は、針２の糸孔と縫目連結部Ｃとの間に延びる糸１８に対して接触する。これにより、糸１８は溶融切断され、エアーシリンダー２４は非動作状態となり、糸切り刃１００は、ロッド２６によって図５の元の上昇位置に復帰する。
【００２８】
以上説明したように前記糸切り刃１００は、繰り返しの糸切り作用に対して耐久強度があると共に、耐熱性がある。また、熱伝導率が低いセラミック被膜１０４の縁部１０３に、体積抵抗率が高い導電発熱体１０６を形成することにより、単位長さ当たりの電気抵抗値が高く、なおかつ強靱な糸切り刃１００を実現することができる。金属刃１０２の芯部材として加工の容易な軟鋼等を使用できるため、加工コストを抑えることができる。
【００２９】
ここで、前記糸切り刃１００は、図４に示すような構造に構成することが望ましい。
熱による糸の切断は、化学繊維等の比較的容易に溶融切断可能な糸に対しては非常に有効的であるが、耐熱繊維でできた難燃糸、例えばケブラー等の糸に対しては全く効果がないという問題点がある。そこで、この実施例においては、金属刃１０２の縁部に刃状の刃部１１０を加工形成し、その後、金属刃１０２の表面に前述した方法によってセラミック被膜１０４を形成し、刃部１１０上に導電発熱体１０６を形成している。
【００３０】
従って、熱によって切断しにくい素材の糸の場合でも、前記刃部１１０によって容易、かつ確実に切断することができる。勿論、熱によって溶融切断可能な糸についても、熱による溶融作用及び刃部１１０による切断作用が相俟って一層容易、かつ確実に切断することができる。
【００３１】
尚、本実施例は、糸１８を布１の上部において切断する構成となっているが、特に限定されるものではなく、糸１８を布１の下部において切断する構成としてもよく、また、本実施例は、上糸を切断する構成であるが、下糸を切断する構成、あるいは上下糸を同時に切断する構成としてもよい。
【００３２】
更に、本実施例では糸１８を溶断するときに、糸１８と糸切り刃１００を接触させているが、接触させることなく糸１８と糸切り刃１００とを極めて近い位置に停止させるように構成してもよい。この場合、導電発熱体１０６によって発生する熱が空気を伝わって糸１８に到達するため、溶断するのに時間を要する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のミシンの糸切り装置によれば、糸切り刃が、耐熱性を有する金属板製の芯部材の表面を覆う絶縁体被膜と、糸切り刃の縁部の前記絶縁体被膜の表面に形成された被膜状の導電発熱体とを備えているため、導電発熱体に通電して前記糸切り刃を加熱し、糸切り刃を被切断糸に接触又は接近させて糸を切断するように構成したので、強靱な糸切り刃であって、高価な絶縁体の使用量を低減可能であるため安価に容易に製作可能な糸切り刃を備えたミシンの糸切り装置を提供することができる。
また、前記被膜状の導電発熱体を前記糸切り刃の糸切断部である前記縁部の絶縁体被膜との表面に設けたため、より少ない電流で前記縁部を確実に加熱して糸切りを効率よく行なうことができる。
【００３４】
更に、前記糸切り刃の金属板製の芯部材を刃状に形成し、その表面を絶縁体被膜で覆い、更に、その刃部である縁部に前記導電発熱体を設けたため、更に、少ない電流で前記刃部を確実に加熱することができ、かつ熱によって容易に切断できない糸についても前記刃部によって容易に切断することができる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の糸切り刃の構成図である。
【図２】糸切り刃の周辺部材の構成図である。
【図３】セラミック被膜を形成するための装置の概略断面図である。
【図４】本発明の望ましい実施例の糸切り刃の構成図である。
【図５】従来のミシンを斜め前方から視た要部斜視図である。
【図６】従来の糸切り装置のニクロム線周辺部材の構成図である。
【符号の説明】
２４エアーシリンダー
２５移動体
１００糸切り刃
１０２金属刃
１０４セラミック被膜（絶縁体被膜）
１０６被膜状の導電発熱体
１１０刃部

Claims

糸切り刃に配置された導電発熱体に通電して前記糸切り刃を加熱すると共に、被切断糸と前記糸切り刃とを移動手段によって相対的に移動させて前記糸切り刃を被切断糸に接近もしくは接触させることで、前記糸切り刃によって前記被切断糸を溶断するミシンの糸切り装置において、
前記糸切り刃は、耐熱性を有する金属板製の刃状に形成した芯部材の表面を覆う絶縁体被膜と、前記糸切り刃の縁部の前記絶縁体被膜の表面に形成された被膜状の導電発熱体と、を備えたことを特徴とするミシンの糸切り装置。