JP3524012B2 - ミシン針のプレス装置、及びミシン針のプレス方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属伸線からなる
針素材をプレス加工によってミシン針を形成するミシン
針のプレス装置及びミシン針のプレス方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属伸線からなる針素材（ブ
ランク）を加工してミシン針を製造する場合、金属切削
加工による方法と、プレスによる方法とが知られてい
る。前者は、図５に示すように、円形断面を有する針素
材１の外周に切削加工を施すことで、糸溝１ａ及び短溝
１ｂを形成する方法である。後者は、ダイプレス加工や
フロープレス加工と称されるプレス加工により、円形断
面を有する針素材をプレスして、所望の断面形状に形成
する方法である。

【０００３】ここで双方のプレス加工ともに、上型と下
型とからなる型を用いて、下型上に針素材を搭載した
後、上型を針素材に押し付けて針素材を塑性変形させる
ものであるが、ダイプレス加工は、上型が完全に下降し
たときに、上型と下型とで閉じた空間を形成する。この
プレス加工では、上型と下型とが合体した面にバリが生
じ、プレス加工後に研削等のバリ取り作業が必要にな
る。これに対し、フロープレス加工は、図６に示すよう
に、図中（ａ）状態から、上型２が完全に下降して図中
（ｂ）状態になったときでも上型２と下型３とは接触せ
ず、針素材１にバリが発生しないというメリットを有す
るものである（特許第２７８４９６０号等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術においては、針の断面形状が制約を受けるという問
題があった。第１に、切削加工による方法では、図５に
示すように、切削加工によって単に糸溝１ａ等を形成し
ただけでは、針素材１は依然として円形断面のまま、す
なわち直径がＤ１のままであるので、ミシン針の断面形
状を円形以外にするには、さらに外周面を切削加工する
か、あるいは円形断面以外の針素材１を造る必要があ
り、極めてコストが高くなるという問題があった。

【０００５】また、第２に、プレス加工（フロープレス
加工）では、図６に示すように、円形断面の針素材１を
プレスして円形断面以外の形状を形作ることは可能であ
るが、プレス加工時の針素材１と下型３との張り付き防
止のために、下型３に抜きテーパーθを設ける必要があ
るので、プレス加工後の針幹部の側面がテーパーを有す
る平面にならざるを得なかった。このため、針のさらな
る品質向上のために針幹部の断面形状をさらに発展させ
ようとしたときは、フロープレス加工を用いることがで
きないという問題がある。

【０００６】さらに、図７に示すように、上下面に糸溝
１ａと短溝１ｂ（図５参照）とを形成する場合（両溝の
場合）は、針素材１が下型３’のプレス面上で遊動可能
な状態に配置されるので、針素材１の精度や上型２及び
下型３’の取付精度、針素材１の同軸度等によっては、
針素材１軸とプレス中心Ｏとが一致しない場合がある。
このような状態で、仮にプレス加工が行われると、針素
材１の肉が左右均等に流れず、断面形状が左右非対称に
なってしまう場合がある。これにより、プレス加工時の
プレス圧が左右不均等になり、上型２及び下型３’の凸
部２ａ、３ａに曲げ応力が発生する。

【０００７】さらに、プレス進行中に、針素材１の肉
は、下型３’内に入り込むが、下型３’の側壁によって
左右方向の肉の流れが遮られるので、上下方向に流れが
変わるが、このときに下型３’の内側側壁に大きな圧力
が発生する。以上より、フロープレス加工によって両溝
を有するミシン針を製造する場合は、針素材１を高精度
に製造する必要があるとともに、十分な強度を有する型
を使用する必要があった。

【０００８】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、型に大きな圧力がかからないようにプレス加工を
行うとともに、ミシン針の所望の断面形状を精度良く形
成することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るミシン針のプレス装置は、プレス中
心に対して上下に対向配置されるとともに連動する上型
と下型とからなる上下型と、前記プレス中心に対して左
右に対向配置されるとともに連動する左型と右型とから
なる左右型と、前記上下型及び前記左右型の各前記プレ
ス中心側に形成され、前記上下型及び前記左右型がプレ
ス完了位置まで到達したときにミシン針の形状をなす閉
じた空間を形成するプレス面と、前記上下型及び前記左
右型を駆動制御する駆動部とを備え、前記駆動部は、前
記プレ ス中心の周囲部に針素材を挿入可能な空隙が形成
される位置に上下型及び左右型を待機させた後（待機駆
動）、該上下型及び左右型をプレス中心側に移動させ、
上下型及び左右型のプレス面を針素材の外周面に当接さ
せることにより、針素材軸をプレス中心に一致させ（心
出し駆動）、次いで、上下型をさらにプレス中心側に移
動させるとともに、この移動に連動して、針素材が左右
型のプレス面に圧接した状態を維持して左右型をプレス
中心から遠ざかる側に移動させ（第１プレス駆動）、上
下型をプレス完了位置で停止させた状態で、左右型をプ
レス中心側に移動させる（第２プレス駆動）ように、前
記上下型及び前記左右型を駆動制御することを特徴とす
るものである。

【００１０】また、本発明に係るミシン針のプレス方法
は、プレス中心に対して上下に対向配置されるとともに
連動する上型と下型とからなる上下型と、前記プレス中
心に対して左右に対向配置されるとともに連動する左型
と右型とからなる左右型と、前記上下型及び前記左右型
の各前記プレス中心側に形成され、前記上下型及び前記
左右型がプレス完了位置まで到達したときにミシン針の
形状をなす閉じた空間を形成するプレス面とを用いたミ
シン針のプレス方法であって、前記プレス中心の周囲部
に針素材を挿入可能な空隙が形成される位置に上下型及
び左右型を待機させる待機工程と、プレス中心の周囲部
に形成された空隙内に挿入された針素材に対して上下型
及び左右型を移動させ、該上下型及び左右型のプレス面
を針素材に当接させることにより、針素材軸をプレス中
心に一致させる心出し工程と、上下型をさらにプレス中
心側に移動させるとともに、この移動に連動して、針素
材が左右型のプレス面に圧接した状態を維持して左右型
をプレス中心から遠ざかる側に移動させる第１プレス工
程と、上下型をプレス完了位置で停止させた状態で、左
右型をプレス中心側に移動させる第２プレス工程とを行
うことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明に係るミシン針のプレス装置及びプレス
方法においては、上下型及び左右型がそれぞれ駆動され
てプレス中心側に移動し、針素材がこれらの型のプレス
面によって押されることでプレス加工される。したがっ
て、針の上下側の形状のみならず、左右側の形状もプレ
ス加工により任意形状を形成することができる。

【００１２】また、待機駆動又は待機工程により、上下
型及び左右型がそれぞれ所定の待機位置に配置されるの
で、針素材をこれらの型内に挿入可能となる。

【００１３】また、心出し駆動又は心出し工程により、
針素材は、上下型及び左右型の各プレス面に当接された
状態となるが、これによりプレス中心と針素材軸とが一
致するようになり、針素材の心出しが行われる。したが
って、針素材が反り等により多少変形していても、プレ
ス前に針素材の心出しが行われることで、高精度に針素
材をプレスすることができる。

【００１４】さらにまた、第１プレス駆動又は第１プレ
ス工程により、上下型が針素材をプレスし、左右型はこ
れに伴って広がる方向に移動する。したがって、左右型
に過大な圧力をかけることなく上下型で針素材をプレス
することができる。さらに、第２プレス駆動又は第２プ
レス工程により、左右型が針素材をプレスする。したが
って、上下型によるプレスにより左右に流れた針素材の
肉を上下に流して所定形状にすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の一実施形態について説明する。図１及び図２は、本発
明によるミシン針のプレス装置の一実施形態を説明する
構成図であり、図１は正面から見た上下型及び左右型を
示し、図２は、上下型とその駆動系を示す図である。図
１において、ミシン針のプレス装置は、プレス中心Ｏに
対して上下に対向配置された上型１１ａ及び下型１１ｂ
とからなる上下型（以下、上下型を符号１１を付して総
称する。）と、プレス中心Ｏに対して左右に対向配置さ
れた左型１２ａと右型１２ｂとからなる左右型（以下、
左右型を符号１２を付して総称する。）とを備える。こ
れらの上下型１１及び左右型１２のプレス中心Ｏ側に
は、それぞれミシン針の形状をなすためのプレス面１１
ｃ及び１１ｄ、並びに１２ｃが形成されている。

【００１６】上型１１ａ及び下型１１ｂの各プレス面１
１ｃ及び１１ｄは、本実施形態では針素材１の針幹部に
対して両溝を形成するものであり、それぞれ溝を形成す
るための凸部を備えている。また、左型１２ａ及び右型
１２ｂのプレス面１２ｃは、対称形状をなし、本実施形
態では湾曲面をなすものである。

【００１７】図２において、図中、左端部には、針素材
１の一端部（柄部）を把持するための把持部２１が設け
られており、把持部２１に把持された針素材１は、上型
１１ａと下型１１ｂとの間の中央、すなわち針素材１軸
がプレス中心Ｏに一致するように把持される。

【００１８】上型１１ａ及び下型１１ｂは、それぞれチ
ャック２２により保持されている。このチャック２２は
腕部２３に連結されているが、チャック２２と腕部２３
とは、それぞれに形成された傾斜面２２ａ及び２３ａを
介して連結されている。腕部２３の後端部には円筒形状
の接触子２４が取り付けられており、この接触子２４
は、端面カム２５のカム面と当接している。さらに、端
面カム２５はそれぞれ回転軸２６に固定されている。回
転軸２６にはそれぞれギヤ２７が固定されており、中央
部のアイドルギヤ２８を介して両者のギヤ２７がかみ合
っている。さらに、一方の回転軸２６には、本装置の駆
動部であるＡＣサーボモータ２９が連結されている。

【００１９】ＡＣサーボモータ２９が回転されると、Ａ
Ｃサーボモータ２９に連結された回転軸２６が回転し、
端面カム２５が回転する。これと同時に、ギヤ２７の回
転はアイドルギヤ２８を介して他方のギヤ２７を回転さ
せるので、これが他方の回転軸２６を回転させ、他方の
端面カム２５を回転させる。双方の端面カム２５が回転
すると、端面カム２５のカム面に当接している接触子２
４を介してそれぞれ腕部２３が図中、左右方向に駆動さ
れる。なお、プレス時には、図２中、腕部２３が左方向
（把持部２１の方向）に移動するようにＡＣサーボモー
タ２９が回転駆動される。

【００２０】この腕部２３の駆動により、腕部２３先端
部のチャック２２は、傾斜面２３ａ及び２２ａを介して
上下方向に駆動される。すなわち、腕部２３の左右方向
の運動がチャック２２の上下方向に変換される。これに
より、チャック２２に連結された上型１１ａ及び下型１
１ｂは、プレス中心Ｏに対して接近、離反する方向に連
動し、プレス中心Ｏの周囲部に配置された針素材１をプ
レスする。

【００２１】プレス終了後は、ＡＣサーボモータ２９
は、上述と逆回転駆動を行うことにより、上下型１１を
プレス中心Ｏから遠ざかる方向に移動する。なお、図示
しないが、腕部２３と端面カム２５とは、確動カムによ
っても連結されており、腕２３が後退することによって
上下型１１は、プレス中心Ｏから遠ざかる方向に移動す
る。上述の構成は、左右型１２についても同様であり、
他のＡＣサーボモータ２９の回転駆動により、左型１２
ａ及び右型１２ｂがプレス中心Ｏに対して接近、離反す
るように連動する。

【００２２】図３は、針素材１をプレスする上下型１１
及び左右型１２の動作を順を追って説明する図である。
さらに図４は、ＡＣサーボモータ２９の駆動を経時的に
示すタイミングチャートである。図４において、上段は
上下型１１用のＡＣサーボモータ２９の駆動を示し、下
段は左右型１２用のＡＣサーボモータ２９の駆動を示
す。また、各ＡＣサーボモータ２９の駆動において、プ
ラス側は、型がプレス中心Ｏ側に移動するように駆動す
ること示し、マイナス側は、型がプレス中心Ｏから遠ざ
かる方向に移動するように駆動することを示す。

【００２３】先ず、プレス動作前は、ＡＣサーボモータ
２９は、上下型１１及び左右型１２を図３中、（ａ）に
示す位置に待機させる。これにより、プレス中心Ｏの周
囲部には針素材１を挿入可能な空隙が形成される。針素
材１の針幹部となる部分は、図２で示したように把持部
２１に一端部が把持された状態で空隙内に挿入される。

【００２４】そして最初に、各ＡＣサーボモータ２９
は、上下型１１及び左右型１２の各プレス面１１ｃ及び
１１ｄ並びに１２ｃが針素材１の外周面に当接する位置
まで、上下型１１及び左右型１２がプレス中心Ｏ側に移
動するようにＡＣサーボモータ２９を駆動する（図４
中、ａ部）。これにより、上下型１１及び左右型１２
は、図３（ｂ）に示す状態となり、それぞれのプレス面
１１ｃ及び１１ｄ並びに１２ｃが針素材１の外周面と当
接して針素材１を支持する。これにより、針素材１軸は
プレス中心Ｏと一致する。すなわち、針素材１の心出し
が行われる。

【００２５】ここで、把持部２１が針素材１の柄部を把
持したときは、この柄部の中心とプレス中心Ｏとは一致
しているが、例えば針素材１に軸方向の反り（たわみ）
等がある場合は、針幹部の中心とプレス中心Ｏとがずれ
てしまう場合がある。しかし、上下型１１及び左右型１
２の各プレス面１１ｃ及び１１ｄ並びに１２ｃを用いて
針素材１を強制的に中心部に移動させることで、針素材
１の反り等が矯正され、針素材１軸とプレス中心Ｏとが
一致するようになる。

【００２６】この状態から、上下型１１がさらにプレス
中心Ｏ側に移動するとともに、針素材１が左右型１２の
プレス面１２ｃに圧接した状態を維持して左右型１２が
プレス中心Ｏから遠ざかる側に移動するように、各ＡＣ
サーボモータ２９が駆動される（図４中、ｂ部）。な
お、図４では、ａ部からｂ部への移行時には間合いをお
いていないが、図３（ｂ）の状態で、上下型１１及び左
右型１２の移動を一旦停止するようにしても良い。これ
により、図３中（ｂ）状態から、同図（ｃ）さらには
（ｄ）状態となる。この（ｄ）の状態では、上下型１１
はプレス完了位置まで到達している。以上の上下型１１
のプレス中心Ｏ側への移動によって、針素材１の肉は、
左右に広がる方向に流れようとするので、左右型１２を
プレス中心Ｏから遠ざかる方向に移動させることによ
り、左右型１２には過大な圧力が生じない。

【００２７】図３（ｄ）の状態では、左右型１２は、上
下型１１のプレス進行に伴ってプレス中心Ｏから遠ざか
る方向に移動しているので、プレス完了位置にはなく、
上下型１１とは完全に密着していない。よって、次に、
上下型１１をその位置（プレス完了位置）で停止させた
状態で、左右型１２がプレス中心Ｏ側に移動するように
ＡＣサーボモータ２９が駆動される（図４中、ｃ部）。
これにより、左右型１２は、図３（ｄ）状態から（ｅ）
状態になり、左右型１２もプレス完了位置に到達する。

【００２８】ここで、従来のプレス加工のように、上下
型１１でプレス中心Ｏ側に押し込んだだけでは、針素材
１の肉が上下方向に流れにくく、上下型１１に過大の圧
力が生じてしまうが、本実施形態のように、上下型１１
を押し込むときは左右型１２が逃げるように移動し、そ
の後に左右型１２を押し込むことで、左右に広がった針
素材１の肉を、上下方向に流すことができる。

【００２９】そして、図３（ｅ）のプレス完了状態で
は、上下型１１と左右型１２の各側面部同士が密着し、
これらの上下型１１及び左右型１２のプレス中心Ｏの周
囲部にはミシン針の形状をなす閉じた空間が形成され
る。そして、針素材１の肉が、この空間内を占有するよ
うになる。ここで、正確には、針素材１の肉の容積より
型による閉じた空間の容積の方がわずかに大きく形成さ
れており、プレスが完了したときは、図３（ｅ）中、上
下型１１と左右型１２との密着面の端部１３と針の形状
をなす角部の間には、わずかに隙間が生じるように形成
される。これにより、プレス時に針のこの角部にバリが
発生することを防止でき、かつこの角部が適度のＲ曲面
になるので、ミシン針が繊維に入り込むために好ましい
形状とすることができる。

【００３０】図３（ｅ）の状態では、上下型１１と左右
型１２との各側壁面同士が当接しているので、上下型１
１及び左右型１２ともに、これ以上プレス中心Ｏ側には
進行しないようになる。そして、プレス終了後は、図４
中、ｄ部で示すように、各ＡＣサーボモータ２９は、そ
れぞれ上下型１１及び左右型１２がプレス中心Ｏから遠
ざかる側に移動するように駆動され、図３（ｆ）に示す
ように、プレス中心の周囲部に針素材１を挿入可能な空
隙が形成される位置に上下型１１及び左右型１２を待機
させる。これにより、再度、針素材１のプレス加工が可
能な状態となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係るミシン針のプレス装置及び
プレス方法によれば、独立した上下型及び左右型を用い
ることで、円形断面以外の任意形状の針を簡易かつ高精
度に形成することができる。さらに、プレス時に型に過
大な圧力が作用することをなくして、型の破損等を防止
することができる。

【００３２】また、プレス前にプレス中心と針素材軸と
を一致させる心出しを行うことができ、高精度に針素材
をプレスすることができる。

【００３３】さらにまた、最初に、左右型に過大な圧力
をかけることなく上下型で針素材をプレスすることがで
きる。さらに、その次に左右型で針素材をプレスするこ
とにより、左右に流れた針素材の肉を上下に流して簡易
に所定形状を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるミシン針のプレス装置の一実施形
態を説明する構成図であり、正面から見た上下型及び左
右型を示す。

【図２】本発明によるミシン針のプレス装置の一実施形
態を説明する構成図であり、上下型とその駆動系を示
す。

【図３】針素材をプレスする上下型及び左右型の動作を
順を追って説明する図である。

【図４】ＡＣサーボモータの駆動を経時的に示すタイミ
ングチャートである。

【図５】従来の切削加工により形成した針の一例を示す
断面図である。

【図６】従来のフロープレス加工を説明する正面図であ
り、（ａ）はプレス前を示し、（ｂ）はプレス中を示
す。

【図７】従来のフロープレス加工を説明する正面図であ
り、（ａ）はプレス前を示し、（ｂ）はプレス中を示
す。

【符号の説明】

１ 針素材 １１ 上下型 １１ａ 上型 １１ｂ 下型 １１ｃ、１１ｄ プレス面 １２ 左右型 １２ａ 左型 １２ｂ 右型 １２ｃ プレス面 ２１ 把持部 ２２ チャック ２３ 腕部 ２４ 接触子 ２５ 端面カム ２６ 回転軸 ２７ ギヤ ２９ ＡＣサーボモータ（駆動部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−328276（ＪＰ，Ａ) 特公 昭29−7459（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−29813（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭28−6268（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭46−27566（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭10−7137（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭12−9328（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭17−2491（ＪＰ，Ｙ１) 特許2784960（ＪＰ，Ｂ２) 実用新案登録350826（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D05B 85/00 - 85/14 B21G 1/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス中心に対して上下に対向配置され
   るとともに連動する上型と下型とからなる上下型と、 前記プレス中心に対して左右に対向配置されるとともに
   連動する左型と右型とからなる左右型と、 前記上下型及び前記左右型の各前記プレス中心側に形成
   され、前記上下型及び前記左右型がプレス完了位置まで
   到達したときにミシン針の形状をなす閉じた空間を形成
   するプレス面と、 前記上下型及び前記左右型を駆動制御する駆動部とを備
   え、 前記駆動部は、 前記プレス中心の周囲部に針素材を挿入可能な空隙が形
   成される位置に上下型及び左右型を待機させた後（待機
   駆動）、該上下型及び左右型をプレス中心側に移動さ
   せ、上下型及び左右型のプレス面を針素材の外周面に当
   接させることにより、針素材軸をプレス中心に一致させ
   （心出し駆動）、次いで、上下型をさらにプレス中心側
   に移動させるとともに、この移動に連動して、針素材が
   左右型のプレス面に圧接した状態を維持して左右型をプ
   レス中心から遠ざかる側に移動させ（第１プレス駆
   動）、上下型をプレス完了位置で停止させた状態で、左
   右型をプレス中心側に移動させる（第２プレス駆動）よ
   うに、前記上下型及び前記左右型を駆動制御すること を
   特徴とするミシン針のプレス装置。
2. 【請求項２】 プレス中心に対して上下に対向配置され
   るとともに連動する上型と下型とからなる上下型と、前
   記プレス中心に対して左右に対向配置されるとともに連
   動する左型と右型とからなる左右型と、前記上下型及び
   前記左右型の各前記プレス中心側に形成され、前記上下
   型及び前記左右型がプレス完了位置まで到達したときに
   ミシン針の形状をなす閉じた空間を形成するプレス面と
   を用いたミシン針のプレス方法であって、前記プレス中心の周囲部に針素材を挿入可能な空隙が形
   成される位置に上下型及び左右型を待機させる待機工程
   と、 プレス中心の周囲部に形成された空隙内に挿入された針
   素材に対して上下型及び左右型を移動させ、該上下型及
   び左右型のプレス面を針素材に当接させることにより、
   針素材軸をプレス中心に一致させる心出し工程と、 上下型をさらにプレス中心側に移動させるとともに、こ
   の移動に連動して、針素材が左右型のプレス面に圧接し
   た状態を維持して左右型をプレス中心から遠ざかる側に
   移動させる第１プレス工程と、 上下型をプレス完了位置で停止させた状態で、左右型を
   プレス中心側に移動させる第２プレス工程と を行うこと
   を特徴とするミシン針のプレス方法。