JP2022138688A - 縫製装置及びその縫製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被縫製ワークに形状ばらつきが生じた場合であっても確実且つ容易に位置決め固定して高精度に縫製を行う。【解決手段】縫製装置１０において、インストルメントパネル１２を所定位置に保持する複数の吸着ブロック３２を備えており、この吸着ブロック３２は、前記インストルメントパネル１２の内面２０ａを着座させることで保持する本体部４４を有している。そして、本体部４４には、インストルメントパネル１２を構成する基材２０の内面２０ａに面接触する面接触部５２と、前記基材２０の形状に合わせて調整可能に設けられ、前記面接触部５２よりも小さな接触面積で点接触する複数の位置調整ピン４８とを備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、針とポストベッドとで被縫製ワークに縫い目を形成する縫製装置及びその縫製方法に関する。

従来から、自動車の車室内に用いられるインストルメントパネルの表面に対し、縫製装置を用いて表皮材を縫製することが行われており、このような縫製装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、ミシン針を有した縫製機構と、ワークとなるインストルメントパネルを下方から保持するための複数の保持治具とを備え、この保持治具は、インストルメントパネルに対する縫製方向に沿って並列に複数配置されると共に、前記インストルメントパネルの断面形状（内側形状）に対応した形状でそれぞれ形成されている。

そして、保持治具によってインストルメントパネルを位置決め固定した後に、縫製機構が、縫製を連続的に行うべくインストルメントパネルに沿って順次移動してミシン針によって表皮材の縫製が行われる。この際、縫製がなされるインストルメントパネルの部位に保持治具が着座した状態であると、ミシン針等が保持治具に干渉してしまうため、この干渉を回避すべく縫製がなされる部位では保持治具が順次下降することで退避させている。

国際公開第２０１９／１８７５９９号

上述した縫製装置によって表皮材の縫製が行われるインストルメントパネルは、一般的に、樹脂性材料を成形することで形成されており、成形する際の熱収縮等の影響によって変形して成形ばらつきが生じることがある。しかしながら、複数の保持治具は、変形していない所望の形状で形成されたインストルメントパネルに合わせた形状で予め形成されているため、変形した前記インストルメントパネルを保持しようとした場合に保持治具から浮いてしまい、所望の位置に正確に位置決めして固定することができず、縫製を行う際にがたつきが生じて縫製精度が低下してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、被縫製ワークに形状ばらつきが生じた場合であっても確実且つ容易に位置決め固定して高精度に縫製を行うことが可能な縫製装置及びその縫製方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、被縫製ワークに対して所定の縫製ラインに沿って縫製を行う縫製装置であって、
往復移動を繰り返すことで被縫製ワークに刺入又は離脱する針と、被縫製ワークを挟んで針に対向するポストベッドとを備えた縫製機構と、
縫製機構を被縫製ワークに対して移動させる駆動機構と、
被縫製ワークを所定部位に保持する保持治具と、
を備え、
保持治具は、被縫製ワークを着座させることで保持する着座部を有し、
着座部は、被縫製ワークの着座面に面接触する位置決め部と、
被縫製ワークの形状に合わせて調整可能に設けられ、位置決め部よりも小さな接触面積で着座面に対して接触する接触部と、
を有する。

本発明によれば、被縫製ワークを所定部位に保持する保持治具を備え、この保持治具は、被縫製ワークが着座することで保持する着座部を有し、着座部には、被縫製ワークの着座面が面接触することで保持される位置決め部と、被縫製ワークの形状に合わせて調整可能に設けられ位置決め部よりも小さな接触面積で着座面に接触する接触部とを備えている。

従って、形状ばらつきの生じた被縫製ワークに対して縫製を行う際、変形した被縫製ワークの着座面に接触するように接触部を調整することで、位置決め部によって被縫製ワークを着座面に面接触させた状態で保持すると共に、接触部によって位置決め部よりも小さな接触面積で着座面に接触させて保持することが可能となる。

その結果、縫製装置において縫製を行う被縫製ワークに形状ばらつきが生じた場合であっても、被縫製ワークの形状に合わせて接触部を調整することで確実に接触させて保持することで、着座面を位置決め部に面接触させた状態で被縫製ワークを確実且つ容易に位置決めして固定することが可能となり、縫製時におけるがたつきが抑制されて高精度に縫製を行うことができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、縫製装置が被縫製ワークを所定部位に保持する保持治具を備え、この保持治具は、被縫製ワークが着座することで保持する着座部を有し、着座部には、被縫製ワークの着座面が面接触することで保持される位置決め部と、被縫製ワークの形状に合わせて調整可能に設けられ位置決め部よりも小さな接触面積で着座面に対して接触する接触部とを備えている。

従って、形状ばらつきの生じた被縫製ワークに対して縫製を行う際、変形した被縫製ワークの着座面に接触部が接触するように調整することで、位置決め部によって被縫製ワークを着座面に面接触させた状態で保持すると共に、位置決め部よりも小さな接触面積で接触部を着座面に接触させて保持することで、着座面を位置決め部に対して面接触させて位置決めした状態で確実に固定することができ、それに伴って、縫製時におけるがたつきを好適に抑制して高精度に縫製を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る縫製装置にインストルメントパネルが保持された状態を示す外観斜視図である。 図１の縫製装置からインストルメントパネルが取り外された状態を示す外観斜視図である。 図１及び図２の縫製装置を構成する吸着ブロックの外観斜視図である。 図３に示す吸着ブロックの全体正面図である。 図３に示す吸着ブロックの一部断面側面図である。 図５の吸着ブロックにおける段付部近傍を示す拡大側面図である。

本発明に係る縫製装置及びその縫製方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

縫製装置１０は、被縫製ワークであるインストルメントパネル１２の表面１２ａに対して表皮材１４の縫製を行うためのものであり、図１及び図２に示されるように、前記インストルメントパネル１２を位置決めして保持する保持機構１６と、前記表皮材１４の外面の縫製ラインＬ（図１中、二点鎖線形状参照）に沿って縫い目を形成するための縫製機構１８とを備える。インストルメントパネル１２は、樹脂製材料から成形された基材２０の表面にシート状の表皮材１４が積層された中空の積層物として構成される。すなわち、インストルメントパネル１２は、表皮材１４が外側、基材２０が前記表皮材１４の内側となるように構成される（図５参照）。

なお、以下の説明では、図１に示されるように、縫製装置１０で縫製されるインストルメントパネル１２の長尺で自動車に搭載された際に車幅方向となる方向を幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）、前記幅方向と直交する方向を奥行方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）と定義する。

保持機構１６は、基台２２と、該基台２２に対して立設された支持柱２４に設けられインストルメントパネル１２の保持状態（クランプ状態）を切替可能なクランプ機構２６と、基台２２の奥行方向後部に設けられる複数の昇降用シリンダ（退避機構）２８と、該昇降用シリンダ２８のロッド３０にそれぞれ装着されインストルメントパネル１２を位置決め固定する複数の吸着ブロック（保持治具）３２とを含む。

基台２２は、その上面に載置されて支持される基部３４と、該基部３４に立設された支持柱２４とを有し、該支持柱２４はインストルメントパネル１２を保持するためのものであり、例えば、基台２２の幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った左右端部、幅方向中央部の３箇所に設けられる。

クランプ機構２６は、例えば、制御部３６からの制御信号に基づいてインストルメントパネル１２を保持（クランプ）可能に形成され、幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った左右端部に立設した支持柱２４の上端にそれぞれ装着される第１クランプ３８ａ、３８ｂと、幅方向中央に立設した支持柱２４の上端に装着される第２クランプ４０とを備える。

そして、クランプ機構２６は、制御部３６の制御作用下に第１クランプ３８ａ、３８ｂによってインストルメントパネル１２の幅方向両端における上方及び幅方向から保持状態が切り替えられると共に、第２クランプ４０による前記インストルメントパネル１２の幅方向中央を上方から保持状態が切り替えられる。なお、図１では、クランプ機構２６によってインストルメントパネル１２が保持されたクランプ状態を示している。

昇降用シリンダ２８は、縫製装置１０の幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って並列となるように複数設けられ、制御部３６の制御作用下に上昇又は下降する進退部材としてのロッド３０をそれぞれ備えており、前記ロッド３０は鉛直方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に沿って昇降動作すると共に、その上端には載置ブロック４２が連結されている。

載置ブロック４２は、図２、図３及び図５に示されるように、ロッド３０の軸方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）と直交するように水平且つ奥行方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に沿って長尺なプレート状に形成され、その奥行方向に沿った略中央部がロッド３０の上端に連結されると共に、奥行方向に沿った前端側（矢印Ｂ１方向）には吸着ブロック３２が連結されている。そして、載置ブロック４２は、昇降用シリンダ２８のロッド３０の昇降動作と一体的に鉛直方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に昇降自在に設けられる。

吸着ブロック３２は、縫製装置１０の幅方向に沿って並列となるように複数設けられ、図２～図６に示されるように、本体部４４と、該本体部４４に設けられた複数の吸着パッド（吸着部）４６及び位置調整ピン（接触部、ピン）４８とを有している。そして、吸着ブロック３２は、インストルメントパネル１２を構成する基材２０の内面（着座面）２０ａが本体部４４及び複数の位置調整ピン４８に当接（着座）することで、その形状が保たれるように位置決めされ保持される。

本体部４４は、例えば、金属製材料から幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に一定幅で形成され、図５に示される縫製装置１０の幅方向から見て、その下端が平坦状に形成され載置ブロック４２における奥行方向前端の上面に載置された状態で図示しない固定ボルトで固定されている。これにより、本体部４４を含む吸着ブロック３２は、載置ブロック４２に対して上方（矢印Ｃ１方向）へ所定高さで立設すると共に、前記載置ブロック４２の奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）に固定されることとなる。

また、本体部４４は、図５に示される縫製装置１０の幅方向から見て、最も上方（矢印Ｃ１方向）となる頂部４４ａが載置ブロック４２の奥行方向略中央となるように配置され、インストルメントパネル１２の基材２０の内面２０ａの断面形状に対応して、前記頂部４４ａから奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）へ向けて緩やかに下方（矢印Ｃ２方向）へ向かうように形成され、前記インストルメントパネル１２を構成する基材２０が着座可能に形成される。

さらに、本体部４４には、図３及び図４に示されるように、幅方向両端に設けられた一対の側壁（着座部）５０ａ、５０ｂを備え、この側壁５０ａ、５０ｂは、幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に一定厚さで形成され、幅方向に互いに所定距離離れて平行に設けられる。そして、側壁５０ａ、５０ｂには、図２～図６に示されるように、その頂部４４ａの近傍に形成され基材２０の内面２０ａが当接する面接触部（位置決め部）５２と、前記面接触部５２に対して奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）へ形成され前記基材２０から離間する方向へ窪んだ段付部５４とを備える。また、一方の側壁５０ａと他方の側壁５０ｂとの間には収容凹部５６が設けられている。

面接触部５２は、基材２０における内面２０ａの断面形状に対応して上方へ向けて凸状の湾曲面５８を有し、本体部４４の頂部４４ａから奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）に向けて下方へと緩やかに延在し、前記内面２０ａが前記湾曲面５８に対して面接触可能に形成される。すなわち、面接触部５２は、図５に示される縫製装置１０の幅方向から見て、湾曲面５８の形状が基材２０における内面２０ａの形状と同一形状となるように形成される。

また、面接触部５２は、一方の側壁５０ａ及び他方の側壁５０ｂに対となるように設けられ、吸着ブロック３２に対してインストルメントパネル１２を位置決め固定する際、縫製機構１８のミシン針（針）９２によって縫製がなされる縫製ラインＬの近傍となる位置に設けられる。

さらに、図５に示されるように、一対の側壁５０ａ、５０ｂの延在方向に沿った面接触部５２の範囲Ｍは、インストルメントパネル１２の縫製時において、ミシン針９２から縫製ラインＬの近傍に対して略垂直方向に付与される荷重によって、前記面接触部５２に面接触している前記インストルメントパネル１２が変形することのない長さ（範囲）に設定される。

段付部５４は、一対の側壁５０ａ、５０ｂにおいて面接触部５２の奥行方向前端に対してさらに奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）にそれぞれ設けられ、前記面接触部５２に対して本体部４４の下端側（矢印Ｃ２方向）へ所定距離だけ窪んだ段付状に形成されると共に、インストルメントパネル１２における基材２０の内面２０ａと略平行となるように鉛直方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に対して所定角度傾斜した斜め方向に延在している（図５及び図６参照）。

また、段付部５４には、面接触部５２側（矢印Ｂ２方向）となる奥行方向後端に、鉛直方向（矢印Ｃ１方向）に延在する第１端壁６０が形成され、本体部４４の下端側（矢印Ｃ２方向）となる奥行方向前端には、鉛直方向（矢印Ｃ２方向）に延在する第２端壁６２が形成されている。そして、一対の段付部５４には、複数の位置調整ピン４８を保持するための保持ブラケット６４がそれぞれ設けられる。

保持ブラケット６４は、長手方向に沿って長尺な板材からなり、平坦に形成されたベース部６６を有し、このベース部６６の長手方向に沿った一端部６４ａが折曲され第１端壁６０に当接して溶接等によって固定され、一方、ベース部６６の長手方向に沿った他端部６４ｂが、前記一端部６４ａとは反対方向に折曲され第２端壁６２に当接して溶接等によって固定される。これにより、保持ブラケット６４が、そのベース部６６が段付部５４の上面に対して上方へ所定距離離間した略平行な状態で側壁５０ａ、５０ｂの段付部５４にそれぞれ固定される。

また、保持ブラケット６４のベース部６６には、図５及び図６に示されるように、厚さ方向に貫通した複数のねじ孔６８が形成され、このねじ孔６８は、ベース部６６の長手方向に沿って互いに等間隔離間するように設けられており、後述する位置調整ピン４８が進退自在に螺合される。なお、ここでは、位置調整ピン４８の数量に対応して４つのねじ孔６８を備える場合について説明する。

収容凹部５６は、一方の側壁５０ａと他方の側壁５０ｂとの間において、面接触部５２の奥行方向後端から段付部５４の奥行方向前端まで延在し、一定の幅寸法で形成されると共に、面接触部５２及び段付部５４に対して窪むように形成される。そして、収容凹部５６には、一方の側壁５０ａと他方の側壁５０ｂとを繋ぐ複数の接続片７０を有している。

接続片７０は、例えば、略矩形状に形成され幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在し、側壁５０ａ、５０ｂの延在方向に沿って互いに所定距離離間するように形成されると共に、面接触部５２及び段付部５４の上面よりも下方となる位置に配置されている。そして、各接続片７０には吸着パッド４６がそれぞれ設けられる。なお、ここでは、後述する吸着パッド４６の数量に対応した３つの接続片７０を備える場合について説明する。

吸着パッド４６は、円形状のパッド部７２を有し、該パッド部７２の中央には図示しない負圧供給源から配管を通じて負圧流体の供給される吸入孔７４が開口しており、前記パッド部７２が、インストルメントパネル１２側となるように各吸着パッド４６が３つの接続片７０に対してそれぞれ装着される。すなわち、各吸着パッド４６は、一方の側壁５０ａと他方の側壁５０ｂとに挟まれるように配置されている。

そして、３つの吸着パッド４６は接続片７０にそれぞれ装着されることで、収容凹部５６（側壁５０ａ、５０ｂ）の延在方向に沿って互いに所定間隔離間するように配置され、図示しない負圧供給源からパッド部７２の吸入孔７４へと負圧流体が供給されることで、該負圧流体によってインストルメントパネル１２を構成する基材２０の内面２０ａがパッド部７２側へ吸引され吸着される。これにより、インストルメントパネル１２が吸着ブロック３２の面接触部５２に面接触した状態で位置決めされ固定される。

位置調整ピン４８は、外周面にねじを有した一定径の軸体からなり、例えば、保持ブラケット６４の各ねじ孔６８に螺合されるように４本設けられ、前記ねじ孔６８に螺合されることで一端部６４ａが段付部５４の上面に臨み、他端部６４ｂがインストルメントパネル１２が保持された際に基材２０の内面２０ａに臨むように配置される。

また、複数の位置調整ピン４８は、保持ブラケット６４のベース部６６に沿って互いに等間隔離間するように配置され、図示しない作業者が前記位置調整ピン４８を螺回させて軸方向（図５及び図６中、矢印Ｅ１、Ｅ２方向）へ進退させることで、保持ブラケット６４に対するインストルメントパネル１２側への突出量Ｄ（図６参照）を自在に変更することが可能となる。換言すれば、位置調整ピン４８をねじ孔６８に螺合された状態で螺回させることで、その他端を基材２０の内面２０ａに対して接近・離間させることが可能となる。

さらに、インストルメントパネル１２側となる位置調整ピン４８の他端には、該他端から突出するように球部（接触部）７６が設けられる。この球部７６は、例えば、位置調整ピン４８の他端に対して半分だけ突出しており、吸着ブロック３２を覆うようにインストルメントパネル１２が装着された際、前記球部７６が基材２０の内面２０ａに対して接触可能となる。この際、位置調整ピン４８は、基材２０の内面２０ａに対して球部７６が点接触して保持することとなる。なお、球部７６は、位置調整ピン４８の他端に対して固定されていてもよいし、回転自在に保持された球体であってもよい。

さらにまた、位置調整ピン４８には、保持ブラケット６４のねじ孔６８に螺合された状態において、前記保持ブラケット６４のインストルメントパネル１２側（上方側）となる部位にロックナット７８が螺合される。なお、位置調整ピン４８の数量は、上述した４本に限定されるものではなく、球部７６を介して保持するインストルメントパネル１２（基材２０）の大きさや形状に応じた数量で適宜設定すればよい。また、保持ブラケット６４に沿った位置調整ピン４８の配置も同様に、インストルメントパネル１２（基材２０）の大きさや形状に応じた位置に適宜配置すればよい。

ロックナット７８は、位置調整ピン４８に対して螺回させることで軸方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）に沿って移動自在に設けられ、例えば、前記位置調整ピン４８を螺回させて保持ブラケット６４からインストルメントパネル１２側への突出量Ｄ（図６参照）が調整された状態で、前記ロックナット７８を螺回させ前記保持ブラケット６４側へと移動させて当接させる。これにより、位置調整ピン４８のさらなる螺回がロックナット７８によって防止される。

すなわち、図５及び図６に示されるように、位置調整ピン４８を軸方向に移動させ球部７６をインストルメントパネル１２の内面２０ａに当接させた状態で、ロックナット７８を移動させて保持ブラケット６４に当接させることで、前記球部７６が前記インストルメントパネル１２の内面２０ａに点接触した状態で、位置調整ピン４８が保持ブラケット６４へと固定される。

縫製機構１８は、図１に示されるように、例えば、幅方向から見た側面視でＵ字状をなすケーシング８０と、該ケーシング８０に設けられるポストベッド８２とを有し、縫製用ロボット（駆動機構）８４の先端アーム８６が連結されると共に、このポストベッド８２内には縫製用モータ８８によって回転駆動するルーパー９０が収容されている。そして、ルーパー９０はフック状の掛止爪（図示せず）を有し、この掛止爪には、ミシン針９２の針穴に通された糸９４が掛止される。上述した縫製装置１０は、保持機構１６、縫製機構１８及び縫製用ロボット８４が制御手段である制御部３６に対して電気的に接続されている。

本発明の実施の形態に係る縫製装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

縫製機構１８によってインストルメントパネル１２に対する縫製を行う際には、先ず、図１に示されるように、クランプ機構２６をクランプ解除状態とし、各昇降用シリンダ２８を昇降させて前記インストルメントパネル１２における基材２０の内面２０ａに、各吸着ブロック３２の面接触部５２を当接させると共に複数の位置調整ピン４８の球部７６を当接させる。なお、複数の位置調整ピン４８は、基材２０の内面２０ａの形状に合わせて、球部７６が前記内面２０ａに接触するように予め突出量Ｄが調整され、ロックナット７８によって固定された状態としておく。

この際、インストルメントパネル１２は、図５に示されるように、縫製機構１８によって表皮材１４の縫製される縫製ラインＬの近傍が所定の範囲Ｍ（図５参照）となる面接触部５２に対して面接触することで確実に位置決めされる一方、前記縫製ラインＬから奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）へ離間して縫製の行われない部位は、複数の位置調整ピン４８の球部７６にそれぞれ点接触することで保持される。

すなわち、インストルメントパネル１２を構成する基材２０が、複数の吸着パッド４６のパッド部７２に臨んだ状態で各吸着ブロック３２に着座して保持されると同時に、複数の吸着ブロック３２によって幅方向に沿って位置決めされる。換言すれば、インストルメントパネル１２は、縫製ラインＬから奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）へ離間した部位が、面接触部５２に対して接触面積の小さな複数の位置調整ピン４８によって保持されている。

そして、図１に示されるように、制御部３６の制御作用下にクランプ機構２６の第１クランプ３８ａ、３８ｂ及び第２クランプ４０を作動させ、インストルメントパネル１２の幅方向に沿った幅方向端部を第１クランプ３８ａ、３８ｂによって幅方向及び上方からクランプして保持すると共に、前記インストルメントパネル１２の幅方向中央を第２クランプ４０によって上方からクランプして保持した状態とする。

次に、図示しない負圧供給源から配管を通じて吸着パッド４６の吸入孔７４へと負圧流体が供給されることで、インストルメントパネル１２の内面２０ａがパッド部７２側へと吸引されて吸着される。これにより、インストルメントパネル１２が、一対の側壁５０ａ、５０ｂ側（本体部４４側）へと移動し、吸着ブロック３２の面接触部５２に対して面接触すると共に、各位置調整ピン４８の球部７６に点接触した状態で所定の位置に位置決めされ固定される。

次に、制御部３６の制御作用下に縫製用ロボット８４が動作し、その先端の縫製機構１８がインストルメントパネル１２へと接近し、積層された表皮材１４及び基材２０からなるインストルメントパネル１２がポストベッド８２（ルーパー９０）とミシン針９２に挟まれた位置となる。このポストベッド８２（ルーパー９０）とミシン針９２に挟まれる位置は、インストルメントパネル１２において各吸着ブロック３２の面接触部５２によって保持され縫製ラインＬが形成される部位となる。

そして、ポストベッド８２及びミシン針９２が縫製を行う箇所に到達した際、昇降用シリンダ２８は、制御部３６の制御作用下にロッド３０を下降させ、吸着パッド４６をインストルメントパネル１２の内面２０ａから離間させる。

このように、縫製装置１０は、縫製機構１８の移動方向（幅方向）に沿った位置に応じて複数の吸着ブロック３２のうちの少なくとも１つを順次下方（矢印Ｃ２方向）へと退避させることで、該縫製機構１８との干渉を回避してポストベッド８２をインストルメントパネル１２の内面２０ａに配置することで縫製を行うように構成される。なお、退避させる吸着ブロック３２の吸着パッド４６に対する負圧流体の供給は、退避に先んじて一時的に停止される。

次に、制御部３６からの制御信号に基づいて縫製用モータ８８を駆動させることで、ミシン針９２が上下方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に往復移動すると共にルーパー９０が回転することに伴って、前記ミシン針９２の針穴（図示せず）に通された糸９４がポストベッド８２の内部に引っ張られる。

そして、ミシン針９２が上下に往復移動する間に、制御部３６の制御作用下に縫製用ロボット８４の先端アーム８６を動作させたり姿勢を変化させることでインストルメントパネル１２の縫製ラインＬ（図１及び図５参照）に沿って順次移動し、ステッチ模様である縫い目が形成され前記インストルメントパネル１２の縫製作業が完了する。

このように基材２０の表面に対して表皮材１４が縫製されインストルメントパネル１２の縫製作業が完了した後、クランプ機構２６による前記インストルメントパネル１２のクランプ状態を解除して取り外す。

また、上述したインストルメントパネル１２を構成する基材２０は厚肉であり樹脂製材料を成形することで形成されると共に、比較的高い剛性を有している。そのため、例えば、成形する際に熱収縮等の影響によって前記基材２０が予め設定された所望の形状に対して変形した成形ばらつきが生じることがある。

次に、所望の形状に対して成形ばらつきの生じた基材２０を含むインストルメントパネル１２´を縫製装置１０に位置決め固定して縫製を行う場合について図５及び図６を参照しながら説明する。

先ず、各昇降用シリンダ２８を昇降させインストルメントパネル１２´における基材２０の内面２０ａに、各吸着ブロック３２の面接触部５２を面接触させることで、縫製機構１８によって縫製のなされるインストルメントパネル１２´の縫製ラインＬの近傍が面接触部５２に面接触した状態で確実に位置決めされ保持される。

一方、インストルメントパネル１２´は、成形ばらつきによってその縫製ラインＬから奥行方向前方側（矢印Ｂ１方向）へと離間して縫製の行われない部位が、例えば、図６中の二点鎖線形状で示されるように、成形ばらつきの生じていないインストルメントパネル１２に対して上方へ所定距離だけ浮き上がるように変形しており、位置調整ピン４８の球部７６と非接触な状態となる。すなわち、複数の位置調整ピン４８によって基材２０の内面２０ａの一部が保持されていない状態となる。

そこで、図示しない作業者が、吸着ブロック３２の幅方向からロックナット７８を螺回させて保持ブラケット６４から離間させる方向（矢印Ｅ１方向）へと一旦移動させてロック状態を解除した後、各位置調整ピン４８を螺回させインストルメントパネル１２´側（矢印Ｅ１方向）へ向けて移動させる。そして、各位置調整ピン４８の球部７６がそれぞれインストルメントパネル１２´の内面２０ａに点接触する位置まで移動させた後に（図６中、二点鎖線形状参照）、ロックナット７８を前記とは反対方向に螺回して移動させて保持ブラケット６４に当接させる。

これにより、複数の位置調整ピン４８のインストルメントパネル１２´側への突出量Ｄがそれぞれ調整された状態でロックされる。すなわち、各位置調整ピン４８の軸方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）への移動がロックナット７８によって規制される。

その結果、インストルメントパネル１２´における基材２０の内面２０ａは、表皮材１４の縫製される縫製ラインＬの近傍が面接触部５２に面接触することで確実且つ高精度に位置決めされる一方で、前記縫製ラインＬから奥行方向前方側へ離間して縫製のなされない部位が、位置調整のなされた複数の位置調整ピン４８の球部７６と点接触した状態で保持される。

上述した縫製ラインＬから離間した部位は、縫製機構１８による縫製が行われることがないため、その位置決め精度が要求されることがなく、前記縫製機構１８によって縫製ラインＬに縫製を行う際に、インストルメントパネル１２´を確実に固定してがたつきを防止可能であればよい。

また、複数の位置調整ピン４８は、上述したようにインストルメントパネル１２、１２´の形状に合わせてその都度突出量Ｄを調整するようしてもよいし、例えば、インストルメントパネル１２、１２´の成形ばらつきの平均値を算出し、その平均値に基づいて各位置調整ピン４８の突出量Ｄを予め調整しておいてもよい。

このように、各吸着ブロック３２の位置調整ピン４８を調整することで位置決めされた成形ばらつきの生じたインストルメントパネル１２´（基材２０）は、制御部３６の制御作用下に作動するクランプ機構２６によって保持され、縫製機構１８によってインストルメントパネル１２´の縫製ラインＬに沿ってステッチ模様である縫い目が形成される。

この際、インストルメントパネル１２´は、縫製ラインＬの近傍となる部位が吸着ブロック３２の面接触部５２において所定の範囲Ｍとなるように面接触することで確実且つ高精度に位置決めされ、さらに、前記縫製ラインＬから離間した部位が、位置調整され点接触した複数の位置調整ピン４８によって確実に保持されているため、縫製時におけるインストルメントパネル１２´のがたつき等が好適に防止される。そのため、縫製装置１０によってインストルメントパネル１２´における所望の縫製ラインＬに確実に縫製を施すことが可能となる。

また、各吸着ブロック３２の段付部５４は、幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に開放されており、しかも、保持ブラケット６４のベース部６６と前記段付部５４との間には空間を有しているため、図示しない作業者が複数の位置調整ピン４８やロックナット７８の調整等を行う際、前記吸着ブロック３２の幅方向外側から空間にアクセスして行うことで、効率的に調整作業を行うことが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、インストルメントパネル１２を所定の部位に保持する複数の吸着ブロック３２を備え、この吸着ブロック３２は、前記インストルメントパネル１２における基材２０の内面２０ａが着座することで保持する本体部４４（側壁５０ａ、５０ｂ）を有し、この本体部４４（側壁５０ａ、５０ｂ）には、前記基材２０の内面２０ａが面接触することで位置決め保持される面接触部５２と、前記内面２０ａの形状に合わせて調整可能に設けられ該内面２０ａに対して点接触可能な複数の位置調整ピン４８とを備えている。

そして、樹脂製材料からなりインストルメントパネル１２を構成する基材２０が成形ばらつきによって変形している場合であっても、複数の位置調整ピン４８をそれぞれ基材２０の内面２０ａに接触するように調整することで、前記インストルメントパネル１２において、縫製機構１８によって縫製がなされる縫製ラインＬ近傍を面接触部５２で確実に位置決めして保持すると同時に、前記縫製ラインＬから離れた部位を位置調整のなされた複数の位置調整ピン４８によって確実に保持することが可能となる。

その結果、縫製装置１０において縫製を行うインストルメントパネル１２（基材２０）に形状ばらつきが生じた場合であっても、前記インストルメントパネル１２の形状に合わせて位置調整ピン４８を調整して保持することで、確実且つ容易に位置決めして固定しつつがたつきを抑制することが可能となり、縫製機構１８によって高精度に前記インストルメントパネル１２の縫製を行うことができる。

また、縫製装置１０において吸着ブロック３２が縫製機構１８の移動方向となる幅方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って複数設けられ、前記縫製機構１８の移動に伴って、前記吸着ブロック３２との干渉を回避するために該吸着ブロック３２を昇降用シリンダ２８の駆動作用下に順次下降させ退避させている。これにより、インストルメントパネル１２の縫製時において、複数の吸着ブロック３２と縫製機構１８との干渉を防止しつつ、各吸着ブロック３２によって前記インストルメントパネル１２を確実に保持してがたつきを抑制することができる。

さらに、インストルメントパネル１２の縫製を行う際、該インストルメントパネル１２において縫製ラインＬの形成される部位を各吸着ブロック３２の面接触部５２に面接触させて保持することで、前記縫製ラインＬの位置決めを確実且つ効果的に行うことができ、高精度な縫製を行うことが可能となる。

さらにまた、吸着ブロック３２を構成する本体部４４には、インストルメントパネル１２を吸着して固定する吸着パッド４６を備えているため、図示しない負圧供給源から供給される負圧流体によって前記インストルメントパネル１２を前記本体部４４側へと吸引することで、該インストルメントパネル１２のがたつきを抑制しながら位置決めして固定することが可能となる。

またさらに、縫製機構１８の移動方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）と直交するように本体部４４の収容凹部５６に沿って複数の吸着パッド４６を設けることで、複数の吸着パッド４６による吸着作用下にインストルメントパネル１２を吸着ブロック３２（側壁５０ａ、５０ｂ）に対してより強固に位置決めした状態で固定することができる。また、複数の吸着パッド４６をインストルメントパネル１２が着座する一方の側壁５０ａと他方の側壁５０ｂとの間に配置することで、吸着パッド４６の幅方向外側となる側壁５０ａ、５０ｂの面接触部５２にインストルメントパネル１２を確実に当接させ位置決めすることができる。

また、吸着ブロック３２において、複数の位置調整ピン４８を保持ブラケット６４を介して本体部４４の段付部５４に設け、インストルメントパネル１２側となり基材２０の内面２０ａに臨む前記位置調整ピン４８の他端に球部７６を設けている。これにより、位置調整ピン４８を軸方向（矢印Ｅ１、Ｅ２方向）へ移動させることで、内面２０ａに対して容易且つ確実に球部７６を点接触させてインストルメントパネル１２を保持することができる。すなわち、位置調整ピン４８の他端に球部７６を設けることで、基材２０の内面２０ａに対して確実に点接触させて保持可能な構成を実現している。

さらに、複数の位置調整ピン４８を、側壁５０ａ、５０ｂの延在方向に沿って複数設けることで、インストルメントパネル１２における縫製ラインＬから離れた部位を前記位置調整ピン４８によって確実に保持することができる。また、位置調整ピン４８を保持ブラケット６４に螺合させる構成としているため、図示しない作業者が前記位置調整ピン４８を螺回させて軸方向に進退させることで、容易且つ確実に前記インストルメントパネル１２の内面２０ａに点接触させることが可能となる。

さらに、上述した縫製装置１０を自動車のインストルメントパネル１２に対して縫製を行う際に用い、複数の吸着ブロック３２の本体部４４を、前記インストルメントパネル１２において車室内に露呈することがない内面２０ａ側に当接させるように構成することで、車室内に露出するインストルメントパネル１２の表面（意匠面）１２ａではない部分で位置決めを行うことができるため、前記表面１２ａに傷等が生じてしまうことが防止される。

さらにまた、縫製装置１０によって基材２０の表面に対して表皮材１４を縫製する際、前記基材２０を各吸着ブロック３２の面接触部５２に対して面接触させて所定の位置に位置決めした後に、前記基材２０の形状に合わせて複数の位置調整ピン４８を螺回させ球部７６が該基材２０の内面２０ａに点接触するように調整することで、例えば、樹脂製材料からなる基材２０に成形ばらつきが生じて変形している場合であっても、調整のなされた複数の位置調整ピン４８によって保持することで、縫製時における基材２０（インストルメントパネル１２）のがたつきを好適に抑制して高精度に縫製を行うことが可能となる。

なお、本発明に係る縫製装置及びその縫製方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…縫製装置 １２、１２´…インストルメントパネル
１６…保持機構 １８…縫製機構
２０…基材 ２０ａ…内面
２８…昇降用シリンダ ３２…吸着ブロック
４４…本体部 ４６…吸着パッド
４８…位置調整ピン ５２…面接触部
７６…球部 ７８…ロックナット
８４…縫製用ロボット

Claims (9)

1. 被縫製ワークに対して所定の縫製ラインに沿って縫製を行う縫製装置であって、
   往復移動を繰り返すことで前記被縫製ワークに刺入又は離脱する針と、前記被縫製ワークを挟んで前記針に対向するポストベッドとを備えた縫製機構と、
   前記縫製機構を前記被縫製ワークに対して移動させる駆動機構と、
   前記被縫製ワークを所定部位に保持する保持治具と、
   を備え、
   前記保持治具は、前記被縫製ワークを着座させることで保持する着座部を有し、
   前記着座部は、前記被縫製ワークの着座面に面接触する位置決め部と、
   前記被縫製ワークの形状に合わせて調整可能に設けられ、前記位置決め部よりも小さな接触面積で前記着座面に対して接触する接触部と、
   を有する、縫製装置。
2. 請求項１記載の縫製装置において、
   前記保持治具は、前記縫製機構の移動方向に沿って複数設けられ、
   前記縫製機構の位置に応じて、前記縫製機構と前記着座部との干渉を回避するように少なくとも一つの前記着座部を前記被縫製ワークから退避させる退避機構を備える、縫製装置。
3. 請求項２記載の縫製装置において、
   前記被縫製ワークは、前記縫製ラインの形成される部分が前記位置決め部に面接触する、縫製装置。
4. 請求項２又は３記載の縫製装置において、
   前記着座部は、前記被縫製ワークを吸着して固定する吸着部を備える、縫製装置。
5. 請求項４記載の縫製装置において、
   前記吸着部は、前記縫製機構の移動方向と直交する方向に複数配置され、
   前記着座部は複数の前記吸着部を挟むように配置される、縫製装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の縫製装置において、
   前記接触部は複数のピンで構成され、前記被縫製ワーク側となる前記ピンの先端の少なくとも一部が球状に形成されて点接触する、縫製装置。
7. 請求項６記載の縫製装置において、
   前記接触部は、前記着座部に沿って配置されると共に、前記被縫製ワークに対して接近・離間自在に前記保持治具に螺合される、縫製装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の縫製装置において、
   前記被縫製ワークは、自動車のインストルメントパネルであり、前記着座部は前記インストルメントパネルにおいて車室内に露呈する意匠面ではない部分に当接する、縫製装置。
9. 往復移動することで被縫製ワークに刺入又は離脱する針と、該被縫製ワークを挟んで前記針に対向するポストベッドとを備えた縫製機構を用いて、前記被縫製ワークを所定の縫製ラインに沿って縫製する縫製方法であって、
   前記被縫製ワークを保持する保持治具は、前記被縫製ワークが着座して保持する着座部を有し、前記着座部は、前記被縫製ワークを位置決めする位置決め部と、前記被縫製ワークに点接触して保持する接触部とを有しており、
   前記被縫製ワークを前記位置決め部に面接触させて所定の位置に位置決めする工程と、
   前記被縫製ワークの形状に合わせて前記接触部が前記被縫製ワークに点接触するように調整する工程と、
   を有する、縫製方法。

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