CN110191984A - 单线链式缝制装置 - Google Patents

Abstract

单线链式缝制装置(10)具有设置于搬运用机器人(14)的顶端臂(16)的缝制机构(12)。该缝制机构(12)具有对缝纫机针(20a、20b)和弯针(22a、22b)施加动力的缝制用马达(24)。当对缝制用马达(24)通电时，经由第一动力传递机构(40)向缝纫机针(20a、20b)传递动力，其结果，缝纫机针(20a、20b)往复动作。同时，通过经由第二动力传递机构(64)向弯针(22a、22b)传递动力，而使弯针(22a、22b)进行旋转动作。据此进行缝制。弯针(22a、22b)被设置在缝台(104)的面向所述缝纫机针(20a、20b)侧的顶端。

Description

单线链式缝制装置

技术领域

本发明涉及一种用机针和弯针(looper)在被缝制物上形成线迹的单线链式缝制装置。

背景技术

为了在汽车的车厢内营造出高级感，有时对按照仪表板(instrument panel)等内饰(interior)基材的形状而裁剪或成型的真皮等表皮实施缝制(设置线迹)。现有技术中，作业人员使用固定式缝纫机进行缝制。在缝纫机中，穿过机针的线由隔着载置有被缝制物的缝纫机台板与所述机针相向的弯针钩住。据此，例如如日本发明专利授权公报特许第5314980号所记载的那样，形成单线链式线迹相连的线迹。

但是，使用固定式缝纫机的手工作业非常繁杂。因此，例如如日本发明专利公开公报特开平6-126679号中所记载的那样，考虑利用缝制机构、即缝纫机设置于顶端臂的缝制作业机器人来进行缝制。

发明内容

在仪表板上存在仪表遮阳板(meter visor)安装部周边等间隙小的部位。日本发明专利公开公报特开平6-126679号所记载的宽度较大的缝台(post bed)难以进入这种按照仪表板的形状成型的表皮的与所述间隙对应的部位。

本发明的主要目的在于提供一种单线链式缝制装置，其能够对成型为可粘贴在内饰基材上的状态的表皮等实施缝制。

本发明的另一目的在于提供一种单线链式缝制装置，其能够针对狭小的空间实施缝制。

根据本发明的一技术方案，提供一种单线链式缝制装置，其具有：机针，其伴随着反复往复移动而刺入被缝制物或从被缝制物脱离；弯针，其使所述被缝制物位于中间而与所述机针相向，所述单线链式缝制装置还具有用所述机针和所述弯针在所述被缝制物上形成线迹的缝制机构，在所述单线链式缝制装置中，

所述缝制机构还具有动力源、曲柄(crank)、动力传递机构、第一齿轮和第二齿轮，其中，

所述动力源使所述弯针旋转的同时，使所述机针往复移动；

所述曲柄将所述动力源的动力传递给所述机针；

所述动力传递机构的至少一部分被收装在缝台内，并且，所述动力传递机构将所述动力源的动力传递给所述弯针；

所述第一齿轮和第二齿轮被设置于所述缝台内而构成所述动力传递机构，并且彼此啮合，

所述弯针和所述第二齿轮一体地旋转，并且被设置在所述缝台的面向所述机针侧的顶端。

如此，在本发明中，通过来自动力源的动力，在使机针往复移动的同时使弯针旋转。由于钩挂在机针上的线被弯针拉抻而形成线环部，因此，通过从动力源继续向机针和弯针传递动力而使线环部相连。其结果，能够自动且连续地形成线迹。

另外，由于在缝台的顶端配置弯针，因此能够使缝台构成为宽度狭窄的结构。因此，能够容易地使缝台进入被缝制物的狭小空间。由此可知，例如即使被缝制物为按照仪表板等内饰基材的形状而成型的表皮，也能够自动且连续地进行形成有间隙等狭小空间的部位的缝制。

另外，由于不是平缝而是单线链式缝制，因此不需要底线的梭芯(bobbin)等。与此相辅相成，能够使缝台的宽度进一步变窄。

此外，优选为，在曲柄和动力源之间安装有动力传递轴。在该情况下，机针和动力源之间间隔较大。因此，能够避免在使缝台(弯针)进入狭小空间时动力源干涉被缝制物等。

可以将机针和弯针的个数设为两个。在该情况下，能够形成美观性优异的平行线迹。此外，在该结构中，可以在两个弯针彼此之间安装所述第二齿轮。据此，能够使两个弯针彼此的间隔距离变小，因此能够使包括两个弯针和第二齿轮的组装体小型化。

在使两个机针以针槽彼此朝向同一方向的方式并列的情况下，两个弯针中的一个的挂线部面向内侧。因此，有可能难以在两个弯针之间介设齿轮等。在该结构中，虽然能够想到在弯针的外侧配置齿轮等，但在该情况下，缝台宽度变宽，因此不容易将缝台插入狭小的间隙。其结果，限制了进行缝制的被缝制物。

为了避免这种不良情况，优选为，在两个机针上分别设置针槽时，使针槽的背面彼此相向，并且使旋转的两个弯针的各自的挂线部通过针槽。在该情况下，两个弯针成为挂线部彼此朝向外侧的镜面对称的关系。针槽形成将针的侧壁的一部分切去而成缺口的形状，且厚度大的挂线部朝向外侧，因此能够在弯针彼此之间配设齿轮等。另外，通过使各弯针的挂线部通过针槽，能够使两个弯针彼此更加接近。根据以上的理由，能够使缝台进一步狭小化。

所述动力传递机构例如能够构成为包括正时皮带(timing belt)和齿轮系(geartrain)。据此，能够使弯针和动力源之间的距离较大。即更容易避免在使缝台进入狭小空间时动力源干涉被缝制物。

在上面的结构中，优选为，设置搬运缝制机构的搬运机构。在该情况下，在缝制的过程中，容易使被缝制物相对于机针相对地移动。因此，更容易自动且连续地进行缝制。另外，通过在搬运机构的作用下使缝制机构的姿势变化，因此易于对各种各样的形状的被缝制物进行缝制。

根据本发明，由于在动力源的作用下，使机针往复移动的同时使弯针旋转，因此，通过将来自动力源的动力持续地传递给机针和弯针，能够自动且连续地形成线迹。

另外，由于在缝台的顶端配设有弯针，因此能够使缝台构成为宽度窄的结构。因此，易于使缝台进入狭小空间。为此，能够进行形成有该狭小空间的部位的缝制，因此，即使被缝制物形成有宽度窄的间隙等，也能够自动且连续地进行缝制。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式所涉及的单线链式缝制装置的主要部分的结构的示意图。

图2是对构成图1的单线链式缝制装置的机针和弯针的附近进行放大的主要部分侧视图。

图3是表示第一从动齿轮和第二从动齿轮的直径D1、第三带轮(pulley)和第四带轮的直径D2、第三从动齿轮和第四从动齿轮的直径D3的关系的主要部分概略侧视图。

图4是表示第四从动齿轮和轴承附近的主要部分概略立体图。

图5是表示弯针和形成有针槽的机针的位置关系的主要部分概略主视图。

图6是表示在顶端设置有图2的弯针的缝台进入被缝制物的弯曲部的状态的主要部分概略主视图。

图7是表示由图2的机针和弯针形成的线环部相连的状态的主要部分概略立体图。

图8是表示由图1的单线链式缝制装置形成的平行线迹的主要部分俯视图。

图9是图8中的IX-IX的向视剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，列举优选的实施方式对本发明所涉及的单线链式缝制装置详细地进行说明。此外，下面的“下”、“上”、“左”和“右”分别对应附图中的下方、上方、左方和右方，但这是为了容易理解而方便地表示方向，并不定义实际使用单线链式缝制装置时的方向。

图1是说明本实施方式所涉及的单线链式缝制装置(以下还仅表示为“缝制装置”)10的主要部分的结构的示意图。该缝制装置10具有缝制机构12和作为搬运该缝制机构12的搬运机构的搬运用机器人14。缝制机构12被设置在搬运用机器人14的顶端臂16上。此外，在图1中将缝制机构12放大夸张地示出。

主要参照图1对缝制机构12进行详细说明。在该情况下，缝制机构12具有：两个缝纫机针20a、20b(机针)；两个弯针22a、22b，其与该缝纫机针20a、20b相向地配设；和缝制用马达24，其作为动力源对这些缝纫机针20a、20b和弯针22a、22b施加动力。在缝纫机针20a、20b上分别形成有贯插孔26(参照图2)，在各贯插孔26中贯插有缝制用线28a、28b。在插入缝纫机针20a、20b与弯针22a、22b之间的被缝制物30上，由缝制用线28a、28b形成平行线迹32(参照图8)。

缝制用马达24的动力经由第一动力传递机构40被传递给缝纫机针20a、20b。即，在缝制用马达24的驱动轴42上连结有长的第一从动轴44(动力传递轴)的右端。在该第一从动轴44的左端的外部嵌合有构成曲柄的旋转盘46。

在旋转盘46上突出形成有第一柄48，该第一柄48在从中心沿径向延伸到外缘的中途形成大致圆柱形状。第一柄48被插入构成曲柄臂50的第二柄52的中空内部。此处，曲柄臂50除了所述第二柄52以外，还具有：平板形状的连结臂部54，其从该第二柄52的侧壁突出；和第三柄56，其与该连结臂部54连结，且相对于第二柄52平行地延伸。第三柄56相对于第二柄52平行地延伸。

另一方面，缝纫机针20a、20b保持于针架59，该针架59设置于沿铅垂方向延伸的往复移动轴58的下端。另外，在往复移动轴58的上端部的外部嵌合有带柄环60，并且该带柄环60的第四柄62被插入所述第三柄56的中空内部。据此，缝纫机针20a、20b经由曲柄臂50(曲柄)、往复移动轴58和针架59而与第一从动轴44连结。因此，当对缝制用马达24通电使第一从动轴44从动旋转时，在曲柄臂50的作用下旋转运动被转换为直线运动，从而使缝纫机针20a、20b沿铅垂方向往复移动。

另一方面，缝制用马达24的动力经由第二动力传递机构64被传递给弯针22a、22b。第二动力传递机构64具有第二从动轴68、第三从动轴70、第四从动轴72、第五从动轴74和齿轮系76，其中，第二从动轴68、第三从动轴70、第四从动轴72、第五从动轴74在第一正时皮带66的作用下追随第一从动轴44的从动旋转而从动旋转；齿轮系76涵盖从第二从动轴68到第五从动轴74而设置。由此可知，第一从动轴44构成第一动力传递机构40和第二动力传递机构64这两者。

在第一从动轴44的、驱动轴42侧的端部(右端部)的外部附近嵌合有第一带轮80，在长的第二从动轴68的右端的外部嵌合有第二带轮82。所述第一正时皮带66架设于第一带轮80和第二带轮82。另外，在第二从动轴68的左端的外部嵌合有第一从动齿轮84。第一从动齿轮84与嵌合于较短的第三从动轴70的左端的外部的第二从动齿轮86相啮合。由这些第一从动齿轮84、第二从动齿轮86、后述的第三从动齿轮88和第四从动齿轮90构成了齿轮系76。

在第三从动轴70中，在比第二从动齿轮86靠右方的位置配设有第三带轮92。另外，在位于第三从动轴70的上方且长度与该第三从动轴70大致相同的第四从动轴72上，其左端外部附近嵌合有第四带轮94。在第三带轮92和第四带轮94上架设有比第一正时皮带66短的第二正时皮带96。

在第四从动轴72的长边方向上的大致中央配设有第三从动齿轮88(第一齿轮)。并且，第三从动齿轮88上啮合有第四从动齿轮90(第二齿轮)。该第四从动齿轮90介设在弯针22a、22b彼此之间。换言之，弯针22a、22b位于夹持第四从动齿轮90的位置。弯针22a、第四从动齿轮90和弯针22b支承于第五从动轴74，因此，追随于第五从动轴74的旋转而一体地旋转。

在上面的结构中，第一从动齿轮84和第二从动齿轮86的直径相等。另外，第三带轮92和第四带轮94的直径也相等，并且，第三从动齿轮88和第四从动齿轮90的直径也相等。而且，如图3所示，在使第一从动齿轮84和第二从动齿轮86的直径为D1、第三带轮92和第四带轮94的直径为D2、第三从动齿轮88和第四从动齿轮90的直径为D3时，D1＞D2＞D3的关系成立。

如图1所示，第一动力传递机构40被收装于壳体100。所述缝制用马达24被定位固定于该壳体100上，并且所述第二从动轴68和所述第三从动轴70以能够旋转的方式被轴支承于该壳体100。另外，梭芯102a、102b以能够旋转的方式支承于壳体100的上端，缝制用线28a、28b被从各梭芯102a、102b拉出并分别贯插于缝纫机针20a、20b的贯插孔26(参照图2)。

在壳体100的左端，即第一从动齿轮84和第二从动齿轮86的上方设置有纵长地立起的宽度窄且中空的缝台104。在该缝台104内收装有第二动力传递机构64、即第二正时皮带96的大部分、第四从动轴72、第四带轮94、第三从动齿轮88、第五从动轴74、第四从动齿轮90和弯针22a、22b。如图2～图4所示，缝台104的上端部以稍微收缩的方式弯曲，最上部形成平坦的载置部。在该载置部上形成有开口105(参照图4)，该开口105能够使缝纫机针20a、20b进入或者脱离缝台104的中空内部。

第二正时皮带96中卷绕于第三带轮92的部位被壳体100覆盖，另一方面，第二正时皮带96中除此之外的部位以外的部位被缝台104覆盖。另外，第四从动轴72以能够旋转的方式轴支承于缝台104，第五从动轴74以能够旋转的方式被与缝台104的内壁一体化的一对轴承106a、106b轴支承。此外，如图2和图4所示，第四从动齿轮90配设在一对轴承106a、106b彼此之间。此外，弯针22a、22b仅支承于第五从动轴74，不与第四从动齿轮90、缝台104的内壁中的任一个抵接。

弯针22a、22b具有尖锐的爪部98(挂线部)，该爪部98以沿旋转方向突出的方式设置于该弯针22a、22b的宽度方向外侧。弯针22a、22b以爪部98为前端进行旋转。在进行该旋转时，当从被缝制物30的一端面刺入的缝纫机针20a、20b的顶端从另一端面侧突出时，该爪部98钩挂缝制用线28a、28b。

如省略了缝台104的图示的图5所示，在缝纫机针20a、20b上分别形成有一个针槽108。缝纫机针20a、20b以针槽108的背面彼此相向的方式保持于针架59。即，当缝纫机针20a、20b进入缝台104内时，针槽108面向缝台104的宽度方向外侧。当弯针22a、22b旋转时，爪部98通过针槽108。

在上面的结构中，搬运用机器人14和缝制用马达24在未图示的控制电路的控制作用下动作。

本实施方式所涉及的缝制装置10基本上如上述那样构成，接着，对于其作用效果，以与缝制装置10的动作的关系进行说明。

在对被缝制物30进行缝制时，搬运用机器人14在控制电路的控制作用下适当动作，其顶端臂16接近被缝制物30，从而使被缝制物30位于由缝台104(弯针22a、22b)和缝纫机针20a、20b夹持的位置。即弯针22a、22b与缝纫机针20a、20b隔着被缝制物30相向。如此，通过设置用于搬运缝制机构12的搬运用机器人14，而容易地将缝制机构12搬运到被缝制物30的附近。此外，缝制用线28a、28b预先穿过缝纫机针20a、20b的贯插孔26。

如图6所示，有时在被缝制物30上存在呈锐角的弯曲部110，但如虚线所示的宽度较大的缝台112无法进入这种弯曲部110的顶端。对此，在本实施方式中，如上所述，由于在两个弯针22a、22b之间夹持第四从动齿轮90，并且这些由一根第五从动轴74支承，因此能够使包括弯针22a、22b、第四从动齿轮90和第五从动轴74的组装体小型化。因此，能够使顶端设置有该组装体的缝台104构成为纵长且宽度窄的结构，因此，该缝台104能够进入呈锐角的弯曲部110的深处。

另外，由于在缝制用马达24和缝纫机针20a、20b之间介设有第一从动轴44和曲柄臂50等，因此，缝制用马达24与缝纫机针20a、20b间隔较大。因此，在使缝台104进入弯曲部110等狭小空间时，避免了缝制用马达24干涉被缝制物30。

即，根据本实施方式，即使是狭小的空间，也能够使缝台104和弯针22a、22b进入。因此，即使是在被缝制物30上形成呈锐角的弯曲部110或台阶等情况下，即、例如在被缝制物30是与汽车用仪表板的内饰基材的形状相对应的形状的表皮的情况下，也能够进行缝制。

接着，所述控制电路向缝制用马达24通电。据此，旋转盘46追随驱动轴42和第一从动轴44的旋转而旋转，并且设置于该旋转盘46的第一柄48旋转。其结果，曲柄臂50一体地旋转，伴随于此，带柄环60的第四柄62被曲柄臂50的第三柄56拉伸。因此，往复移动轴58与旋转盘46旋转一周而同步地上下往复一次。当然，保持于针架59上的缝纫机针20a、20b也与往复移动轴58同时上下往复一次。

另外，在驱动轴42和第一从动轴44旋转的同时，第一带轮80旋转。因此，架设于第一带轮80和第二带轮82的第一正时皮带66进行环绕动作，其结果，第二从动轴68和第一从动齿轮84从动旋转。并且，与第一从动齿轮84啮合的第二从动齿轮86、在外部嵌合有该第二从动齿轮86的第三从动轴70、和第三带轮92从动旋转，并且，追随于此，架设于第三带轮92和第四带轮94的第二正时皮带96进行环绕动作。

伴随于此，第四带轮94、第四从动轴72和第三从动齿轮88从动旋转。由于第三从动齿轮88与第四从动齿轮90啮合，因此，第四从动齿轮90从动旋转。因此，使第五从动轴74和弯针22a、22b一体地旋转。当然，弯针22a、22b彼此同步地旋转。弯针22a、22b在缝纫机针20a、20b往复一次期间旋转一周。

此处，在第一从动齿轮84和第二从动齿轮86的直径D1、第三带轮92和第四带轮94的直径D2、第三从动齿轮88和第四从动齿轮90的直径D3之间，D1＞D2＞D3的关系成立。即，随着接近缝纫机针20a、20b，旋转体的直径变小。这也有助于使缝台104的顶端狭小化。

另外，在本实施方式中，当缝纫机针20a、20b如上述那样往复动作时，旋转的弯针22a、22b的各爪部98通过针槽108(参照图5)。由于能够相应地减小弯针22a、22b彼此的距离，因此能够进一步实现缝台104的顶端的狭小化。

缝纫机针20a、20b在从后退端(上止点)靠向下方的去路上行进的过程中，从被缝制物30的上端面侧刺入，当到达前进端(下止点)时，缝纫机针20a、20b的顶端从被缝制物30的下端面突出，并且，经由所述开口105进入缝台104的中空内部。伴随于此，缝制用线28a、28b贯穿被缝制物30。然后，缝纫机针20a、20b在从下止点靠向上止点的返路上行进，在该过程中从缝台104和被缝制物30脱离。

当缝制用线28a、28b贯穿被缝制物30时，弯针22a、22b的爪部98到达上止点。贯穿被缝制物30的缝制用线28a、28b被该爪部98钩挂，且伴随着弯针22a、22b的旋转被向图1和图2的下方拉伸，从而在被缝制物30的下端面侧形成图7所示的线环部120。在线环部120中插入缝制用线28a、28b的、在缝纫机针20a、20b下次刺入时(弯针22a、22b旋转时)被拉伸的部位。通过搬运用机器人14的适当动作，一边使缝制机构12相对于被缝制物30相对平行移动，一边反复进行缝纫机针20a、20b的往复动作和弯针22a、22b的旋转，据此，如图7所示，线环部120彼此相连地进行缝制。此外，在图7中仅例示了缝制用线28a，但在剩余的缝制用线28b中，当然也同样地使线环部120彼此相连。

另一方面，如图8和图9所示，在被缝制物30的上端面侧形成有直线状地相连的平行线迹32。在本实施方式中，由于使两个缝纫机针20a、20b同步地往复动作，因此能够得到美观性优异的平行线迹32。此外，形成平行线迹32的缝制用线28a、28b以将成型线130夹在中间的方式相离。

如此，根据本实施方式，在缝制用马达24的作用下，使缝纫机针20a、20b往复动作的同时，使弯针22a、22b旋转。而且，由于被缝制物30相对于缝制机构12相对移动，因此能够自动且连续地形成平行线迹32。

当利用所述控制电路检测到形成有规定长度的平行线迹32时，则在该控制电路的控制作用下使缝制用马达24断电。因此，缝纫机针20a、20b的往复动作和弯针22a、22b的旋转停止。在缝制用线28a、28b中位于被缝制物30和缝纫机针20a、20b之间的部位被切断后，搬运用机器人14进行适当动作，使缝制机构12从被缝制物30离开。此时，由于在搬运用机器人14的作用下将缝制机构12从被缝制物30的附近搬运，因此，易于进行缝制机构12的搬运。

在对与被缝制物30的形状不同的被缝制物进行缝制时，只要进行搬运用机器人14的示教(teaching)，以与该被缝制物的形状相对应来进行动作即可。如此，通过设置搬运用机器人14，能够对各种各样的形状的被缝制物进行缝制。

本发明并不特别限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，也可以将缝纫机针20a、20b和弯针22a、22b设为一个。

另外，被缝制物30不限于汽车用仪表板的内饰基材和表皮，只要是缝纫机针20a、20b能够刺入的材料即可。

【附图标记说明】

10.单线链式缝制装置；12：缝制机构；14：搬运用机器人；20a、20b：缝纫机针；22a、22b：弯针；24：缝制用马达；28a、28b：缝制用线；30：被缝制物；32：平行线迹；40、64：动力传递机构；44、68、70、72、74：从动轴；50：曲柄臂(crank arm)；58：往复移动轴；59：针架(needle holder)；66、96：正时皮带(timing belt)；76：齿轮系(gear train)；84、86、88、90：从动齿轮；98：爪部；100：壳体(casing)；104、112：缝台；110：弯曲部；120：线环(loop)部。

Claims (7)

1.一种单线链式缝制装置(10)，其具有：机针(20a、20b)，其伴随着反复往复移动而刺入被缝制物(30)或从被缝制物(30)脱离；和弯针(22a、22b)，其使所述被缝制物(30)位于中间而与所述机针(20a、20b)相向，所述单线链式缝制装置(10)还具有用所述机针(20a、20b)和所述弯针(22a、22b)在所述被缝制物(30)上形成线迹(32)的缝制机构(12)，其特征在于，

所述缝制机构(12)还具有动力源(24)、曲柄(50)、动力传递机构(64)、第一齿轮(88)和第二齿轮(90)，其中，

所述动力源(24)使所述弯针(22a、22b)旋转的同时，使所述机针(20a、20b)往复移动；

所述曲柄(50)将所述动力源(24)的动力传递给所述机针(20a、20b)，

所述动力传递机构(64)的至少一部分被收装在缝台(104)内，并且，所述动力传递机构(64)将所述动力源(24)的动力传递给所述弯针(22a、22b)，

所述第一齿轮(88)和第二齿轮(90)被设置于所述缝台(104)内而构成所述动力传递机构(64)，并且彼此啮合，

所述弯针(22a、22b)与所述第二齿轮(90)一体地旋转，并且被设置在所述缝台(104)的面向所述机针(20a、20b)侧的顶端。

2.根据权利要求1所述的缝制装置(10)，其特征在于，

在所述曲柄(50)和所述动力源(24)之间安装有动力传递轴(44)。

3.根据权利要求1或2所述的缝制装置(10)，其特征在于，

具有两个机针(20a、20b)和两个弯针(22a、22b)，在所述两个弯针(22a、22b)彼此之间介设有所述第二齿轮(90)。

4.根据权利要求3所述的缝制装置(10)，其特征在于，

在所述两个机针(20a、20b)上分别设置有针槽(108)，并且使所述两个机针(20a、20b)的所述针槽(108)的背面彼此相向，且当所述两个弯针(22a、22b)旋转时，该两个弯针(22a、22b)的各自的挂线部(98)通过所述针槽(108)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的缝制装置(10)，其特征在于，

所述动力传递机构(64)构成为包括正时皮带(96)和齿轮系(76)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的缝制装置(10)，其特征在于，

还具有搬运所述缝制机构(12)的搬运机构(14)。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的缝制装置(10)，其特征在于，

所述曲柄(50)为将基于所述动力源(24)的旋转运动转换为所述机针(20a、20b)的直线运动的部件。