JP4257766B2 - 光フィラメント挿入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明表示の作成用の、光フィラメントの端部が布材を通して挿入された物品を製造する方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
極めて多数の光導波用フィラメント又は「光」フィラメントを備える物品が知られており、この物品はそれぞれが一枚の布材を通って延在され、その布材の「前」側又は表示側で見るために露出する短い「挿入」端を備えている。この布材の後部では、フィラメントの尾部が短い挿入端から光源にさらすための遠方端（「引きずり」端）まで延びている。
【０００３】
１９８７年９月１４日にハリー エル ウェインライトに付与された米国特許第４，８７５，１４４号には、このような物品の１例が開示されている。このウェインライト特許では、フィラメントの尾部は集められて束になっており、それぞれの束のフィラメントは共通の光源によって同時に照射される。各グループにおけるフィラメントの露出端は明かりがつくように設計されており、多数のパターンのフィラメント端が同時にまた次々に明かりがついて、連続した表示パターンが発生する。
【０００４】
このような物品の布材は、通常は織物であるが、適切な材料、例えば合成皮革であってもよい。
各フィラメントは一般にモノフィラメントであるが、多数の細い光導波用繊維を含む撚り糸が、ここで「フィラメント」と称されるものを構成していてもよい。
【０００５】
米国特許第４，８５４，２５０号には、照明されるべき予定の光フィラメントによって装飾された物品を作るのに使用される、光フィラメントを布材の中に挿入するための機械装置が開示されている。この特許には、フィラメントが共通の光源によって同時に照射されるべきパターンを形成するために、フィラメントの束を形成したり、又はフィラメントをグループに編成するための設備はまったく存在しない。
【０００６】
さらにまた、光フィラメントの短い端部が中空のニードルによって布材の中に挿入された物品を作るための未公開の方法が提案されている。ニードルは引き戻されて、布材を通って該布材の前側又は表示側に突出している各フィラメントの短い挿入端から離れる。これらの短い端部は、急速に重合する「接着剤」によってその布材に着設される。この布材の裏から、フィラメントの尾部が延びている。これらの尾部は、手動式でで集められ又はグループにまとめられ、一グループのすべてのフィラメントがいっしょに照射され得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、布材と多数の光フィラメント線とからなる物品を作るために完全に自動的に作動する新規な装置が提供される。ここで、多数の光フィラメント線は、各フィラメント線の短い挿入端が前記布材を通って延び、該布材の前側又は表示側で見えるように露出しており、各フィラメント線は、前記布材の後側で、該布材に挿入されたそれぞれの短い挿入端から延びる比較的長い尾部を備える。これらの短い挿入端は上述したパターンを形成し、前記フィラメント尾部はグループ又は房にまとめられて、各グループが共通の１つの光源によって照射される。この種の物品は、選択的にパターンを形成する、それぞれの「短い」挿入端を有する膨大な数のフィラメント線を備えていてもよく、挿入端がパターンを形成するフィラメント尾部はグループ分けが維持される方法で末端ブロックの部分に固定されている。フィラメントの１グループ用の光源はその末端ブロックに組み入れてもよく、また組み入れなくてもよい。フィラメントを固定グループで集めることにより、フィラメント尾部の系統立てた関係が確立され、維持される。
【０００８】
本発明に係る、以下の例示的な実施態様の詳細な説明で示されるように、この新規な装置は以下の要素を備える。
【０００９】
Ａ． フィラメント供給部から延びているフィラメント材の自由端を挿入するためのフィラメント端挿入アセンブリであって、該フィラメント端挿入アセンブリは、長手方向に往復移動する管状ニードルと、前記供給部からフィラメント材を前記管状ニードルの中へかつ前記管状ニードルに沿って送給するための制御された手段と、供給部からフィラメント材の「自由」端まで延びている各個の新しいフィラメント線を分離するためのカッターとを備える。
Ｂ． 布材支持体。
Ｃ． 前記フィラメントの挿入端が上述したパターンを形成するように、前記布材支持体と前記フィラメント端挿入アセンブリとの間で相対移動するためのプログラム制御された手段。
Ｄ． 末端ブロックと、前記フィラメント端挿入アセンブリと前記末端ブロックとの間で相対移動するためのプログラム制御された手段とを支持する手段。
Ｅ． それぞれの挿入端から、少なくとも前記末端ブロックまで延びる長さのフィラメントを引き出すための手段を備える装置。
Ｆ． 前記パターンを形成するグループのフィラメント材の端を挿入するのに対応して前記末端ブロックの選択された部分に前記各フィラメント線を組み入れる手段。
【００１０】
本発明の現在の好ましい例示的実施態様のいくつかは添付図面で示され、以下でいっそう詳しく説明されている。それらの実施態様のすべてにおいて、フィラメント端挿入アセンブリは据え付けである。すなわち、前記布材はＸ−Ｙプログラム制御されたテーブルにより前記フィラメント端挿入アセンブリに対して相対移動し、その結果、挿入されたフィラメント端が前記のパターンを形成する。さらにまた、それぞれの例示的実施態様において、フィラメント線は、前記供給部から前記ニードルによって引き出されており、フィラメント材の新しい挿入端のそれぞれから引き延びる。このフィラメント尾部の長さは、前記挿入されたフィラメント端からその挿入フィラメントに関する末端ブロックの前記部分まで延びるのに少なくとも十分な長さである。本発明の１つの実施態様では、前記末端ブロックは、前記布材が支持される同様のＸ−Ｙテーブルに取り付けられており、前記供給部から引き出された各フィラメント尾部は、前記Ｘ−Ｙ制御プログラムによって選択された末端ブロックの一部を越えて延び、これにより、前記挿入フィラメント端によって形成されたパターンのそれぞれに対応するためにフィラメント尾部のグループが前記末端ブロックでまとめられる。
【００１１】
末端ブロックの支持体を前記Ｘ−Ｙテーブルから分離でき、したがって、前記末端ブロック支持体が前記布材支持テーブルの「Ｘ」軸又は「Ｙ」軸に平行に作動するようにプログラムされ、前記末端ブロック支持体と前記Ｘ−Ｙ布材支持テーブルとが協同して作動し、共通の制御プログラムを分け合うであろう、ということは予想される。
【００１２】
本発明の１つの実施態様では、そのＸ−Ｙテーブルは前記ニードルのいくらか下方にある末端ブロックを支持する。末端ブロックがそのように横断する間に、フィラメント線は引き出されて、そのフィラメントの短い挿入端からその布材の後部を横切り、前記末端ブロックのプログラム選択された部分を横切って延びる。引き出されたフィラメント線は前記供給部から前記ニードルを通じて延び、フィラメント材は次の作動サイクルの準備のために切断される。前記フィラメント尾部は前記末端ブロックの選択された部分に組み入れられる。例えば、前記フィラメント材は、前記末端ブロックの把手用切欠内に運ばれ、そこで、前記布材に挿入されたパターンを形成する端部から延びる他のフィラメント尾部とともにグループ分けされる。
【００１３】
付帯的な細部の構成としては次のとおりである。多数のフィラメントが共通の光源によって照射されるグループに集められるときは、すなわち、前記末端ブロックにおける単一の把手用切欠に収納されるフィラメントが多過ぎるときは、そのように大きいグループのフィラメント線はその末端ブロックの２又はそれより多い把手用切欠に割り当てることができる、ということが理解されるであろう。
【００１４】
包含される物品のタイプが多数のパターンを有するために、きわめて多くのフィラメント端が必要である。本発明における１つの実施態様は、組み入れられたフィラメントごとの機械動作に必要な時間を減らすようになっている。この目的のために、フィラメントの尾部を引き出すのに必要な時間が短縮されている。すなわち、キャッチャーが、前記ニードルと新しく挿入された前記フィラメント端との間で前記フィラメント材を引っ掛け、ほとんど同時に、長さが上述したフィラメント線の「尾部」に等しいかあるいは近似する長さのフィラメント材の二重になったループ後部を引き出す。このようなループ引出し行程が終わると、前記カッターが作動して、前記布材に挿入するためのニードルでフィラメント材の新しい自由端が形成され、その切断により、フィラメント尾部の端もまた形成される。前記フィラメント材のループが前記末端ブロックに重なるように引き出され、その尾部の端が前記末端ブロックの選択された切欠に固定される。そこで直ちに、Ｘ−Ｙテーブルが移動して、すなわち、普通は短い距離だけ移動して、前記フィラメント材の新しい外端がその布材に挿入される。このようなキャッチャーが介在することで、Ｘ−Ｙテーブルの平均移動距離が減り、前記装置のフィラメント当たりのサイクル時間が減少する。
【００１５】
膨大な数のフィラメント線を形成し、布材に提供するためにその装置に必要な時間を減少させるための別の変形例として、２以上のフィラメント端挿入アセンブリが、前記布材に新たに挿入された短い端からフィラメント尾部を引き出すための、またフィラメント尾部を前記末端ブロックの選択部に組み入れるための機構を提供し、かつ、その機構に統合される、ということは予想される。改変された例示的な装置では、２以上のニードルが同時に作動して、複数のフィラメントの短い端が一枚の布材に挿入される。これらの挿入端から延びているフィラメント尾部は、それらのフィラメント供給部から引き出されて切断され、前記尾部は、次々にすばやく前記末端ブロックに組み入れられる。２以上のフィラメント線を布材とフィラメントグループ分け用の末端ブロックとに適用するために２以上のフィラメント挿入アセンブリに必要な時間は、１つのフィラメント挿入装置が備わった装置のサイクル持間よりもほんのわずか長いだけである。複数のフィラメント挿入アセンブリの備わった装置の収率が増加すると、はっきりした経済性となって現れる。
【００１６】
フィラメント端を挿入する装置に必要な時間を減らすための、簡単に説明された前記の２つの設備は、以下で詳しく説明される本発明の実施態様の１つに組み合わされて、それらの設備の双方における時間節約という利点が組み合わされる。
【００１７】
本発明におけるさまざまな側面の例示的実施態様は、添付図面に示されるとともに以下に詳しく説明される。上で示された側面に加えて、本発明における別のいくつかの側面が詳しい説明で示される。さらに他のいくつかの実施態様が当業者に明らかになるであろう。したがって、添付された特許請求の範囲は広く解釈されるべきである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明におけるいくつかの側面のうちの１つの例示的実施態様が示されている。図１において、フレーム構造体１０によりフィラメントＦのリール１２が支持されている。フィラメントＦは、張力を与えるアイドラー１８と静止アイドラー２０とによって、フィラメントＦの自由端を布材Ｆ′の中へ挿入するための機構１４まで案内される。
【００１９】
布材Ｆ′は、機構１４の下で、２部片からなるフレーム１６ａによって張力を有しており、交差したレール１６ｂ，１６ｃによって支持されたＸ−Ｙテーブル１６の一部である。略図状に表されたＸ−アクチュエータ１６ｄとＹ−アクチュエータ１６ｅとが布材Ｆ′をプログラム制御の下で移動させ、ニードル２２の下方におけるどのような選択点にも位置させるようにする。短いフィラメント端が受け入れられた布材Ｆ′の多くの点によって、１つのパターン又は多数のパターンが形成される。
【００２０】
Ｘ−Ｙテーブル１６は、末端ブロックＴが支持されるアーム１６ｆを備える。
短いフィラメント端が布材Ｆ′に挿入された後、そのフィラメント端は、後述するように、重合した接着剤によって（又は他の適切な手段によって）所々に固定される。次に、布材に挿入されたフィラメント端から末端ブロックにおける対向端まで引き延びるフィラメント線Ｌを引き出すためにＸ−Ｙテーブル１６が移動される。フィラメント尾部を受ける切欠はプログラム制御の下で選択され（図１および図１Ａ参照）、複数の挿入端Ｐ−１により布材に１つのパターンを形成するいくつかのフィラメント線Ｌａが、末端ブロックの選択されたフィラメント端受け用切欠Ｎ−５にグループ分けされ、挿入端Ｐ−２により布材に別のパターンを形成する他の複数のフィラメント線Ｌｂが、別の切欠Ｎ−１１にグループ分けされる。１つのパターンがきわめて多数のフィラメント線が有するとき、単一パターンのフィラメント線が受けられ且つグループ分けされる末端ブロックに２つ（又はそれ以上）の切欠（溝）が示されることは分別のあることであろう。
【００２１】
張力を与えるただ１つのアイドラー１８とただ１つの静止アイドラー２０とが示されているが、テーブルが突然移動してフィラメント線Ｌが引き出されたときに、張力の与えられたループにより供給リールからフィラメント材が突然引き出されるのを防止するために、張力を与える多数のローラーと多数のアイドラーを用いて多数のゆるいループをもたらすことは適切であろう。フィラメントに突然の引き戻しが生じたときは、リール１２の回転を止めるための小さな摩擦又はクラッチが生じるであろう。
【００２２】
図２は、フィラメント材Ｆの「短い挿入端」を布材Ｆ′に挿入するためのアセンブリ１４によって行われた周期的な繰り返し運動を表す一連の概念図である。
各サイクルの状態と終わりとが示される概念図Ｉには、ニードル２２の先端がカッター２８から垂直に引っ込んで示されている。フィラメント材の自由端はカッター２８によって作られる。すなわち、自由端は概念図Ｉにおいてニードルから突出している。ニードル２２はその「下降」行程を始めるが（概念図II）、フィラメント材Ｆは静止している。すなわち、フィラメント材の自由端はニードル内にさや状に納められるようになる。次に、ニードルは布材Ｆ′に向けて移動し、布材Ｆ′を貫通する（概念図III およびIV）。この時点で又はその直後に、押し下げ装置２６が布材の方へ移動する。
【００２３】
図２の概念図Ｖには、ニードルとフィラメント材Ｆとが布材Ｆ′にもっとも深く貫入した状態が示されている。概念図Ｉにおける関係とは違って、概念図Ｖにおけるフィラメント材Ｆの自由端はそのニードルの中にさや状に納められている。この状態では、フィラメント材の短い端部（「短い挿入端」）が布材から突出している。概念図VIでは、ニードルは布材から引っ込んだところである。すなわち、押し下げ装置２６によって、ニードル２２が布材から上昇しないようにされている。制御機構によりフィラメント材が布材に貫入した状態が保たれて、フィラメント材の不連続な短い挿入端がニードルで引き上げられないことが保証される。
【００２４】
布材から突出するフィラメント材の端は、概念図VIおよびVII ではむき出されている。
図２および３には、フィラメント材の各挿入端を布材に固定するための現在の好ましい方法が示されている。フィラメント挿入端に流体を塗布するために、流体塗布器３０が布材Ｆ′の下方でニードル２２と整合して配置されている（概念図VII ）。その流体は急速に重合する。流体塗布器は外側チューブ３２、流体戻りチューブ３４および供給チューブ３６を備えている。その流体のための貯蔵容器３８は、新しい流体をフィラメント端へ送り出す内部循環ポンプ（図示省略）を備えている。アクチュエータ３０ａは、フィラメント制御機構およびニードル往復移動機構の作動が合わさってユニット３０を往復移動せしめ、流体の調整ビードＢがフィラメント材Ｆのむき出しの突出挿入端に付与される（概念図VII ）。他の時は常時、塗布器３０は布材から引っ込んだ状態で維持される。
【００２５】
図２のような一連の動きはすべて、プログラムによってＸ−Ｙテーブルが制御されて布材がフィラメント挿入端を受けるべき位置にあるときに始められる。テーブル１６のＸ−Ｙ移動を制御するプログラム１６ｆによって、アセンブリ１４及び流体塗布器３０の機構も作動される。
【００２６】
流体塗布器３０が布材から後退してしまった後に、流体のビードが重合用の光源４０にさらされる。流体塗布器３０は、重合した流体がチューブ３２上に堆積するのを防ぐために、光源４０の光から遮蔽されるべきである。
【００２７】
流体を塗布して定着させる全体の操作は短時間のものであり、たとえば２分の１秒である。その結果、フィラメントのそれぞれの短い挿入端は布材にしっかりと固定される。そのような固定のモードに新規性がないことはここで明らかである。概念図VII におけるフィラメントの先端を溶融させるために、代わりに熱を与えてもよい。
【００２８】
作られるべき物品において、フィラメント線の「尾部」Ｌはそれぞれの短い挿入端から末端ブロックＴの選択された固定箇所まで延びている。Ｘ−Ｙテーブルは、末端ブロックの選択された切欠又は溝が機構１４まで移動するように、プログラム制御の下で比較的長い行程で操作される。正しく挿入されたフィラメント端が機構１４から離隔する方向に移動する。そのテーブルの行程によって、フィラメント線の「尾」部が供給リール１２からニードル２２およびローラー２６まで引き出される。
【００２９】
フィラメント尾部を引き出すのに伴う動きは、図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃに示されている。図４Ａには図２の概念図IXが示されている。フィラメントの短い挿入端が重合した流体によって布材に固定され、ニードル２２は引っ込んだところである。フィラメント材は、その後、カッター２８によって切断するために露出される。ローラー２６は、図４Ａにおける末端ブロックから離れたニードル軸の傍にある。
【００３０】
図４Ｂは、フィラメント尾部を作るＸ−Ｙテーブルによって支持された布材の行程の始まりを示している。
図４Ｃは、その行程の終わりを示している。Ｘ−Ｙテーブルによって支持された布材Ｆ′は、供給リールから管状ニードルを経てローラー２６の周りにフィラメント尾部Ｌを引き出している。図４Ｃの状態に終わるＸ−Ｙテーブルの行程が行われる際に、末端ブロックはローラー２６の下を通過する。このテーブルにおけるこのような移動の準備のためにローラー２６は引き上げられた。図４Ｃの状態では、ローラーの溝と、末端ブロックにおいて選択された切欠とは一直線上にある。張力を与えるアイドラーローラー２０と供給リールにおける牽引とのために、フィラメント材はぴんと張っている。ローラーは、プログラム制御の下で、急速に上下移動する。すなわち、まず、フィラメントは末端ブロックにおける選択された切欠の中に入れられ、その後、Ｘ−Ｙテーブルにおける戻り行程の準備のために、ローラー２６が上昇して末端ブロックをクリアにする。これにより、フィラメントの短い挿入端の布材への挿入、フィラメント尾部Ｌの引き出し、およびその尾部の端部の末端ブロックへの固定からなるサイクルが終わる。ローラー２６の「下降」行程に続いてカッター２８が作動して、図２における概念図１の関係が作り出される。
【００３１】
図１のアセンブリ１４のために用いることができる機構の例示的形態は、図５に示されている。
上下移動行程のためのレール又はロッドによって、フレーム部１０ａにニードルキャリヤ４２が支持されている。ニードル２２はねじ４２ａによってキャリヤ４２に締め付けられている。ニードルキャリヤ４２は一定の行程で上下に作動する。ニードルキャリヤ４２はアクチュエータ４４のベルト４４ｂに固定されている。
【００３２】
アクチュエータ４４はニードルキャリヤ４２を、フィラメント材Ｆの端が布材Ｆ′に挿入されるべきときに、全体のプログラム中で毎回一度だけ作動する。アクチュエータ４４の駆動ユニット４４ａが前方へ作動し、次いで、エンドレスベルト４４ｂによってニードルキャリヤが下方へ次いで上方へ駆動されるように行程が反転される。ニードルの布材への貫入度は、駆動ユニット４４ａのプログラム制御によって調節される。
【００３３】
フィラメント把持用の回動顎型クランプ４６とクランプアクチュエータ４６ａとが、ニードルキャリヤ４２に固定されている。カム又はくさび要素４６ｂが、アクチュエータ４６ａによって上方へ、次いで下方へ移動して、クランプ４６が閉じ、その状態は概念図II（図２）によって表された段階から概念図Ｖに終わる段階まで保たれる。このような動作によってフィラメント材は、ニードルと調和して下方へ動かされる。
【００３４】
アセンブリ１４は、図２に示されたサイクルにおいて不連続にフィラメント材Ｆを制御するための機構４８を備える。フィラメント制御機構４８は２〜３の機能を有する。１つの機能は、概念図II（図２）によって表された段階で短い上下移動行程を通してフィラメンＦを駆動することである。これには、布材へのフィラメントのしっかりした結合が高められるという効果がある。フィラメント材の布材へのこのような上下移動行程を実行するために、またフィラメント材のこのような上下移動行程を実行するために、アセンブリ４８は、図示されたロッドに沿って鉛直に摺動する部材４８ａを備える。アクチュエータ４８ａは、アクチュエータ４８ｂが作動される各時間で一度、一定の上下移動行程を実行する。部材４８は、回動顎型クランプ４８ｃと、くさび又はカム４８ｄを駆動するためのアクチュエータ４８ｅとを支持し、クランプ４８ｃを作動させる。このクランプは、図２の概念図VII で表された段階の期間に接着剤内にフィラメントの自由端を振り動かすために、部材４８ａの充分な上下移動の間にフィラメント材を掴む。この機能が省略された場合は、部材４８ａは機械フレームの一部分１０ａに固定されて、アクチュエータ４８ｂは省略されるであろう。
【００３５】
フィラメント制御機構４８の第２の機能では、クランプ４８ｃは閉じてフィラメント材Ｆを掴み、部材４８ａは静止しており、概念図Ｉから概念図II（図２）への遷移の期間と、概念図Ｖから概念図VIへの遷移の期間とにおいて、フィラメント材は動かないように維持される。ニードルはそれらの遷移の各々において、鉛直に動作される。ニードルとフィラメント材との間にの摩擦は、フィラメント材をニードルで引き出す傾向にある。クランプ４８ｃは、それらの遷移の際に、フィラメント材がニードルで不意に移動することを防止する。
【００３６】
図５におけるアセンブリ１４にはローラー２６を備える。アクチュエータ５６にエネルギーが与えられると、ロッド部分５６ａ，５６ｂが下方へ駆動される。アクチュエータ５６には、Ｘ−Ｙテーブルによって支持された布材を下方に保持するときに一度、また、フィラメント尾部が末端ブロックＴの選択された溝の中へ駆動されるときにもう一度エネルギーが与えられる。
【００３７】
フィラメント尾部は、ぴんと張っており、フィラメント材が末端ブロックの溝の中へ入れられる時に制御される。フィラメントの端がこのように末端ブロックに固定された後に、アクチュエータ（図示省略）によってカッター２８が作動し、図２の概念図Ｉで表されたように、フィラメントの自由端が作られる。
【００３８】
上で説明された連続動作はすべて、連続的な制御プログラム１６ｆによってまとめられ、制御プログラム１６ｆの詳細は平凡であって示されておらず、連続動作はここで詳しく説明されている。
【００３９】
テーブルをＸ方向およびＹ方向へ駆動して、布材の特定箇所をニードル２２と一直線に置くような制御は、機械に装飾要素を加えるように公知である。所望パターンの画素として挿入されるフィラメントの短い挿入端のための適切な位置に一枚の布材が運ばれるようにＸ−Ｙテーブルを配置するのに続いて、アセンブリ１４のさまざまなアクチュエータにエネルギーが与えられ、又は必要なシーケンスとタイミングとでアクチュエータが作動される。これは、フィラメント端を布材に挿入するためであり、その端を布材に接着するためであり、押し下げローラーを後退させるためであり、末端ブロックの選択された溝を短い挿入端から延びるフィラメント線と一直線に位置させるためであり、選択された末端ブロックの溝と拘束関係を持ってフィラメント材を駆動するためであり、そして最後に、フィラメント材を切断して新しいサイクルの準備をするためである。
【００４０】
上で説明された図１及び５の装置は、前記のウェインライト特許のような物品を製造するためにきわめて効果的である。評価できる時間間隔は、それぞれのサイクルを履行するのに必要である。これらのサイクルは、第１に、フィラメントの短い挿入端を一枚の布材に挿入して固定すること、第２に、フィラメントの尾部を末端ブロックまで引き出して、その尾部を末端ブロックの選択された部分に固定すること、そして最後に、布材を新しいサイクルの始まる位置まで戻すことからなる。２以上のプログラム制御されたフィラメント端挿入アセンブリが操作の重複した同じサイクルに連続して用いられたとすると、サイクル当たりの時間は変わらないであろう。したがって、多数のフィラメント挿入アセンブリを導入することには利点がないであろう。
【００４１】
図６の装置は、本発明に係る第２の例示的実施態様であって、多数のフィラメント端挿入アセンブリの特徴ある使用をもたらすものである。本発明のいくつかの側面は図５および６に共通である。それぞれにはそれ自体、特徴ある利点がある。
【００４２】
図１および図６には、双方の図に現れる同じ部分を示すために同じ符号が用いられている。しかしながら、図６には、多数のフィラメント挿入アセンブリが含まれている。すなわち、第２アセンブリとその構成部分には、第１アセンブリに用いられたのと同じ符号にプライム符号が付けられている。第３アセンブリには１４″が予想される。
【００４３】
図６の装置はさまざまな方法で使用することができる。たとえば、所望の製品ては、挿入されたフィラメント端で満たされた領域が必要かもしれない。それらのフィラメント端は行又は列で配置することができ、その結果フィラメント端は、照射されたときに、デザイン，パターン，多数の同時マルチカラーデザイン，連続状のデザイン又は連続状のパターンの画素を構成することができるであろう。
【００４４】
２つのアセンブリ１４，１４′によって５センチメートル離れた場所にニードルを備え、また、Ｘ−Ｙテーブルは列又は行に沿って１センチメートル当たり８つのフィラメント端が挿入されるようにプログラムされている、と仮定する。
【００４５】
プログラムは、以下のことを備えている。
（１）アセンブリ１４，１４′のニードルは、フィラメント端Ａ，Ａ′を挿入するために同時に作動できる（図６Ａ）こと。
（２）テーブル制御プログラムは、末端ブロックＴを移動させて、挿入されたフィラメント端Ａから延びているフィラメントの尾部を末端ブロックの選択されたフィラメント受け用切欠と一列にすることができるものであること。
（３）プログラム制御の下でのアセンブリ１４の作動によって、フィラメントの尾部が末端ブロックの選択された切欠に組み入れられること。
（４）フィラメントの尾部がアセンブリ１４の供給部から切断されること（図２の概念図Ｉ）。
（５）次に、制御されたプログラムによって、テーブルがフィラメント端Ａ′（図６Ａ）から延びているフィラメントの尾部を末端ブロックの選択された切欠に位置させるように移動すること。
（６）そのプログラムによって、アセンブリ１４′がその尾部を末端ブロックに組み入れること。
（７）そして、そのプログラムによって、フィラメントの尾部がアセンブリ１４′のフィラメント供給部から切断されること。このプログラムには次のようなサイクルが含まれている。
【００４６】
このプログラムによって、アセンブリ１４，１４′のニードルがそれぞれのフィラメント端を位置ｂ，ｂ′に挿入するための位置にあるように、テーブルがその布材を移動させる。その後、その端が位置ｂ，ｂ′に挿入されるフィラメントの尾部のために、プログラムのステップ（２）〜（７）が繰り返される。
【００４７】
プログラム制御の下で、挿入されたフィラメント端の行がすべて完全になり、それぞれのフィラメント端が、末端ブロックの選択された部分まで延びている尾部を持つまで、フィラメント端が、位置ｃ，ｃ′、位置ｄ，ｄ′などに挿入される。この例では、長さが１０センチメートルの挿入フィラメント端の一行が形成された。同じ操作を、ちょうど完成した行を２０センチメートルの長さに延ばすために用いることができる。
【００４８】
第２行のフィラメント端を第１行のすぐ下にある布材に挿入して、フィラメント端によりその領域が満たされるまでその過程を繰り返すことができる。
末端ブロックの切欠の選択は、フィラメントの尾部を所望のグループ分けを行なうことによって管理され、フィラメント端のうち、同時に照射されたグループと連続的に照射されたグループとにもたらされる。
【００４９】
記載されたプログラムは固定されたものではなく、いくつかのフィラメント端がどのようなパターンにとっても必要でないところで、一方又は双方のアセンブリ１４，１４′のためのフィラメント端挿入などのいくつかのサイクルを抑制し又は省略するために改変することができる。
【００５０】
図６の装置によれば、時間を充分用いることができ、この意味では、高い生産性がもたらされる。２つのアセンブリ１４，１４′を用いても収率が２倍になることはないということは事実ではあるものの、平均サイクル時間は減少する。末端ブロックをアセンブリ１４，１４′まで移動させるテーブルの長い行程は、新たに挿入されたフィラメント端における双方のフィラメント尾部のために利用される。同様に、布材を新しいフィラメント端の挿入のための位置に戻すテーブルの長い行程は、双方のアセンブリ１４，１４′に利用される。
【００５１】
図７〜１５には、一枚の布材に光フィラメントの挿入端が露出し、フィラメント線が、挿入フィラメント端によって形成されたデザイン又はパターンに従って末端ブロックでグループ分けされている物品を製造するための装置に係る第３の形態が示されている。図７〜１５の装置には、図１〜５における多数の要素を利用することができる。図１〜５における要素と同じ図７〜１５の要素には、同じ参照番号が付されている。そして、それらの構造および操作は、繰り返し説明しなくても、理解することができるであろう。
【００５２】
基部６０（図８）には、Ｘ−Ｙテーブル６２を支持する交差状のＸ−Ｙスライドガイド１６ｂ，１６ｃが設けられている。このテーブル６２は、図１のＸ−Ｙテーブル１６に比べて広げられている。テーブル６２は、概略的に表された駆動装置１６ｄ，１６ｅにより、「Ｘ」座標軸および「Ｙ」座標軸に沿って作動する。
【００５３】
図７および８のテーブル１６′はテーブル６２に固定されている。テーブル１６′は、一枚の布材Ｆ′をクランプして張力を与えるためのフレームを備えている。Ｘ−Ｙテーブル６２には、末端ブロックＴが取り付けられている。末端ブロックＴは、代わりに、プログラム制御されたそれ自体のスライドガイド（図示省略）に取り付けられてもよい。
「キャッチャー」アセンブリ６４もまた、Ｘ−Ｙテーブル６２に支持されている。
【００５４】
キャッチャーアセンブリ６４は、駆動装置６６ａ，６８ａによってそれぞれが作動される交差状のＸ−Ｙスライドガイド６６・６８を備える。ガイド６６は、ブラケット７０を順番に支持するガイド６８を支持している。ブラケット７０によってアーム７２が支持され、図７において一体となって上下へ移動することができる（後述参照のこと）。アーム７０は図７において「上方に」示されている。アーム７２は、末端ブロックＴに平行でスライドガイド６６に平行な軸に沿って摺動できるキャッチャー７４を、順番に支持している。
【００５５】
駆動装置６８ａは、キャッチャーアセンブリ全体を、図７に示されたような右側の極限位置と、図９に示されたようなニードル２２の左側への極限位置との間で移動させるように作動可能である。
【００５６】
キャッチャー７４（図９および図１０）は、互いに向き合った裏返しドーム状のディスク７４ａ，７４ｂを備え、ディスク７４ａは移動可能であって、固定されたディスク７４ｂに当接するように圧縮ばね７４ｃによって付勢されている。キャッチャー７４は、フィラメント材Ｆとの間に弱い摩擦を生じるように設計されている。このキャッチャーはアーム７２におけるロッドに沿って摺動することができる。電磁石７６に通電すると、キャッチャー７４は、図１０における実線位置から破線位置へ駆動される。電磁石の通電が切れると、キャッチャー７４はばね（図示省略）によって図１０における実線位置へ戻る。
【００５７】
キャッチャー７４とそのアーム７２とは、電磁石７８と圧縮ばね８０とによって、ブラケット７０に対して「上方へ」また「下方へ」作動することができる。図９，１１および１３において、アーム７２は、その上昇した位置すなわち「上方」位置に示されている。
【００５８】
キャッチャー７４全体の動作は、図１〜５に関してまず、図９および１０を参照することで、ここで再び観察することができる。すべての動作はプログラム１６ｈによって制御される。
【００５９】
図１０では、アーム７２とキャッチャー７４とは、駆動装置６６ａによって、左側の極限位置にある。ローラー２６はアセンブリ１４によって上昇し、また、フィラメント材Ｆは、概念図IX（図２）にあるように、上昇したニードル２２から布材Ｆ′まで延びる。電磁石７６に通電すると、キャッチャーディスク７４ａ，７４ｂは、フィラメント材Ｆの左側の位置に移動する（図１０の破線）。
【００６０】
次いで、駆動装置６８ａが作動すると、キャッチャーはある行程（図１１および１２）だけ移動する。この行程は、ちょうど挿入された短いフィラメント端（概念図IX）から末端ブロックまで又はそれを少し越えた位置まで延びるべきフィラメント線の「尾」部の長さの半分か又はそれより幾分長いものである。布材Ｆ′に挿入されたフィラメント端の位置がさまざまであるので、フィラメント線の「尾」部の長さはさまざまである。したがって、キャッチャーの「中途」行程はプログラム制御の下で調整される。フィラメント材はローラー２６と布材Ｆ′に挿入されたフィラメント端との間に、二重になった後部のあるループを有する（図１１）。フィラメント材は、この「中途」行程の際にはぴんと張られたままである。すなわち、フィラメント材は供給部１２から引き出されて（図１）、図１と関連して上述したように、ぴんと張られている。
【００６１】
キャッチャー７４の動きは、右側へのその行程に沿った「中途」箇所で一瞬止まるかもしれない。（このような一瞬の停止は省略することができる。）キャッチャーにおけるこのような「中途」行程が終わると、カッター２８によりアセンブリ１４に動作が加わる（図７）。次いで、アセンブリ１４は、図２の概念図Ｉに表された状態になる。キャッチャーアセンブリ６４の右側への行程が続くのにつれて、フィラメント材が布材Ｆ′に挿入された端とキャッチャーとの間でぴんと張られた状態に保たれるように、ディスク７４ａ，７４ｂによってフィラメント材との間に弱い摩擦が生じるようになる。
【００６２】
キャッチャーアセンブリ６４の（アセンブリ１４から離れる）右側への行程は図１３に示されている。キャッチャー７４は、このような行程の際に「上方に」保たれて、末端ブロックの上方および後方をきれいにする。キャッチャー７４のこのような行程の際に、スライドガイド６６は、位置決め用キャッチャー７４に対して移動し、フィラメント材におけるその特別な尾部を受けるための末端ブロックの特別な（「選択された」）切欠又は溝と一直線になる。
【００６３】
図１４には、電磁石７８の駆動によって一瞬「下方へ」移動するキャッチャー７４が示されている。キャッチャーのこのような動きによって、フィラメント尾部が末端ブロックにおいて選択された切欠に入れられる。キャッチャー７４がさらに右側へいくぶんか動いて（図１５）、フィラメント尾部の端との係合が解かれ、電磁石７８によってキャッチャーが「上方へ」移動する。次いで、キャッチャーアセンブリ６４は、プログラム制御の下で左側へ戻り、図１０において実線で表された位置を占めることになる。
【００６４】
キャッチャーによる上記の一連の動きが始まるとき（図９）、フィラメント端は布材の選択された位置で挿入された。そして、「接着剤」塗布器とランプとによって、フィラメント端が布材に固定された。キャッチャーによって上記の一連の動きが一部、履行され、ランプは、塗布された接着剤の重合化を遂行するために定位置に保たれる。
【００６５】
キャッチャーによるその「中途」行程が終わるとき、フィラメント材は切断されて、概念図Ｉ（図２）の状態が作り出される。
【００６６】
アセンブリ６４は、末端ブロックＴに沿って選択された位置に配置されるレール６６に沿って移動し、フィラメントの尾部はその末端ブロックの選択された切欠に入れられる。フィラメント材が切断されるとすぐに、テーブル６２はプログラム制御された動作のために、アセンブリ１４のニードル２２に対して解放され、布材Ｆ′における次の選択箇所に配置される。その箇所で、フィラメントの端が挿入され、また、ニードルが作動してその挿入が履行される。概念図II〜VIII（図２）で表された動作の段階は、キャッチャーがその右側極限箇所（図１５）から左側極限箇所（図１０）まで移動するのに必要とされるのと同じ時間間隔の間に生じる。したがって、図７〜１５の装置のサイクル時間は図１〜５の装置のサイクル時間に比べて減少し、図７〜１５の装置には、接着剤の硬化すなわち重合化の時間が増大する可能性がある。
【００６７】
図７〜１５の装置は、図６及び６Ａによって表された方法で多数のアセンブリ１４を組み入れることで、本発明の第４実施態様として容易に再編成することができる。
【００６８】
多くの変形を当業者によって本発明の前記実施態様に組み入れることができる。たとえば、通電することで１つの効果的な状態が得られ、ばねが戻ることで通電が切られて逆の状態が得られる電磁石を逆に使うことができる。すなわち、そのばねを「入」状態が得られるように配置し、かつ、その電磁石を通電されたときに逆の状態が得られるように配置することができる。さらにまた、上の記載で言及された電磁石を他の形態のアクチュエータで置き換えることができる。ローラー２６は、ミシンに使用されているような押さえで置き換えたり補充したりすることができる。再構成および置換の選択が多数あるので、本発明は、その真の精神および範囲に従って広く解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明におけるいくつかの側面のうちの第１実施態様を示す斜視図である。
【図１Ａ】 図１の部分平面図である。
【図２】 フィラメント端を一枚の布材に挿入して保持するときの図１の動作を表す一連の拡大概念図である。
【図３】 判りやすくするために一部を切り欠かいた図１の装置の側面図である。
【図４】 ４Ａ，４Ｂ及び４Ｃは、フィラメント端が一枚の布材に挿入された後の図１の装置の動作における進行段階の概念図である。
【図５】 図１におけるアセンブリ１４の一例として有用であるアセンブリの等角投影図である。
【図６】 別の新規な側面をいくつか含んでいる図１の装置に係る改変例の斜視図である。
【図６Ａ】 図６の装置によって行われたフィラメント端の一連の挿入を示す概念図である。
【図７】 別の新規な側面をいくつか含んでいる本発明の第３実施態様の側面図である。
【図８】 別の新規な側面をいくつか含んでいる本発明の第３実施態様の平面図である。
【図９】 この装置の１つの段階における図７の装置の部分側面図である。
【図１０】 この装置の１つの段階における図８の装置の部分平面図である。
【図１１】 図９の動作に続く段階の図７の装置の部分正面図である。
【図１２】 図１０の動作に続く段階の図８の装置の部分平面図である。
【図１３】 図１１及び１２の動作に続く段階の図７及び８の装置の部分正面図である。
【図１４】 図１１及び１２の動作に続く段階の図７及び８の装置の部分正面図である。
【図１５】 図１１及び１２の動作に続く段階の図７及び８の装置の一部切欠平面図である。

Claims (12)

1. 複数の光フィラメント線を有し、該光フィラメント線が一枚の布材に挿入されたそれぞれの挿入端から尾部側に延びている物品の製造装置であって、
   ｉ．フィラメント材を巻回保持するリール、該リールから繰り出されたフィラメント材に張力を与える張力アイドラー、及び該張力アイドラーにて張力を与えられたフィラメント材を案内する静止アイドラーを備えたフィラメント供給手段と、該供給手段から複数の光フィラメント線を切断する手段と、各光フィラメント線を布材に挿入する手段とを有するフィラメント端挿入アセンブリと、
   ii．前記フィラメント端挿入アセンブリが前記光フィラメント線の挿入端を挿入する位置で一枚の布材を保持する布材支持体と、
   iii. 末端ブロック支持体と、
   iv. 前記複数の光フィラメント線の挿入端が、前記布材に挿入されたフィラメント端のパターンを１つ又は複数形成し、前記複数の光フィラメント線の尾部の端部が前記１つ又は複数のパターンに関連する前記末端ブロックの選択された部分でグループ分けされるように、前記フィラメント端挿入アセンブリと前記の両方の支持体との間に相対移動をもたらすためのプログラム制御された手段と
   を備える光フィラメント線を有する物品の製造装置。
2. 前記布材支持体と前記フィラメント端挿入アセンブリとの間に相対移動を引き起こす前記手段は、前記切断手段によって複数の線状片に分けられるフィラメント材を前記供給手段から引き出すための手段としてはたらく請求項１に記載の装置。
3. 前記フィラメント端挿入アセンブリと前記布材に挿入された各フィラメント端との間でフィラメント材のループを引き出すように作動するキャッチャーを備え、前記切断手段は、次に、前記フィラメント供給手段から前記ループを切断し、それによって前記光フィラメント線を規定するように作動する請求項１に記載の装置。
4. 第２フィラメント供給手段を有する第２フィラメント端挿入アセンブリと、前記第２フィラメント供給手段から複数の光フィラメント線に切断する第２手段とをさらに備え、前記両フィラメント端挿入アセンブリは、それぞれのフィラメント端を一枚の布材に挿入するためのプログラムが組まれており、前記装置は、その後に、各光フィラメント線を、挿入された前記フィラメント端から前記末端ブロックのプログラム選択された位置まで引き出すためのプログラムが組まれている請求項１に記載の装置。
5. 複数の光フィラメント線を支持する一枚の布材を有し、各光フィラメント線の端が前記一枚の布材に挿入されている物品の製造方法であって、
   表示パターンの要素を構成するために供給されたフィラメント材の端部を一枚の布材の選択された位置に挿入するステップと、光フィラメント線の尾部の長さ分を、挿入された端部から引き出して前記光フィラメント線の尾部の端部を末端ブロックの選択された部分に配置するステップと、前記供給されたフィラメント材を切断し、それによって前記布材への挿入のための前記フィラメント材の新しい端を作るステップと、あとに続く光フィラメント線に関し、循環して先の諸ステップを繰り返すステップとを含んでおり、
   挿入されたフィラメント端の選択位置は、前記布材に挿入されたフィラメント端の１つ又は複数のパターンを構成するために、前記諸ステップを繰り返す後続サイクルそれぞれで異なり、
   挿入された端部がいずれか１つのパターンの要素を構成するすべての光フィラメント線の前記尾部の端部が、前記いずれか１つのパターンに供された末端ブロックの少なくとも１部分に配されている前記物品の製造方法。
6. 複数の光フィラメント線を支持しているシートを有し、各光フィラメント線の端がシートに挿入されて、複数の挿入端が１つ又はそれより多い表示パターンの要素を形成している物品の製造装置であって、
   ｉ． 光フィラメント線の端をシートに挿入するフィラメント端挿入アセンブリと、
   ii． シート支持体と、
   iii. それぞれが、挿入されたフィラメント端から延びている複数の光フィラメント線を受け入れるようになっている一列に並んだ複数の溝と、
   iv. 前記フィラメント端挿入アセンブリが、光フィラメント線の端を、前記シート支持体によって支持されたシートのプログラム選択された位置で挿入し、その挿入端から延びる光フィラメント線の尾部の端部が前記複数の溝のうちのプログラム選択された１つの溝に配され、後続サイクルにおいて、複数のフィラメント端が複数の表示パターンを形成する位置でシートに挿入され、該挿入された複数のフィラメント端から延びる各光フィラメント線の尾部の端部のそれぞれが前記表示パターンのうちのただ１つに供された１つ又はそれより多い前記溝に配されるようにプログラム制御された装置と、を備える前記光フィラメント線を複数支持するシートを有する物品の製造装置。
7. 前記挿入されたフィラメント端から延びている光フィラメント線をフィラメント供給部から引き出す手段と、引き出された光フィラメント線のそれぞれを前記フィラメント供給部から切り離す手段とを備え、前記フィラメント供給部からの切り離し端が、前記シートに挿入されるべきフィラメント端になる請求項６に記載の装置。
8. 前記シート支持体と前記複数の溝とは単一構造を構成して互いに関連して固定されており、前記単一構造と前記フィラメント端挿入アセンブリとは、挿入されたフィラメント端の複数のパターンを構成する位置で連続してフィラメント端をシートに挿入することができるように相対移動が可能であり、フィラメント端がシートに挿入された後に光フィラメント線が連続してフィラメント供給部から引き出され、いずれか１つのパターンの挿入フィラメント端から延びる前記光フィラメント線の尾部の端部を、前記１つのパターンに対応する前記複数の溝の少なくとも１つに配するように、前記プログラム制御された装置は前記フィラメント端挿入アセンブリと前記単一構造との間にプログラム制御された相対移動を生ぜしめ、前記フィラメント供給部から各光フィラメント線を切り離し、それによって前記シートに挿入するための新しいフィラメント端を形成する手段を備える請求項６に記載の装置。
9. 前記フィラメント挿入アセンブリはフィラメント供給部を備え、フィラメント端を前記シートにそれぞれ挿入するのに続いて、前記プログラム制御された装置は、１つの光フィラメント線がフィラメント供給部から引き出され、引き出された光フィラメント線の尾部の端部が前記複数の溝のうちのプログラム選択された１つに配されるように、シート支持体とフィラメント端挿入アセンブリとの間に相対移動を引き起こし、一連のサイクルにおいて、複数の挿入端で１つのパターンを形成している光フィラメント線の尾部の端部が、そのようなパターンに対応する１又はそれより多い前記溝に配される請求項６に記載の装置。
10. フィラメント供給部から、表示パターンの要素を構成する挿入フィラメント端へ延びるフィラメント材の一連のループを引き出す手段と、各ループを前記フィラメント供給部から切り離し、前記ループのフィラメント尾部を作り出す手段とを備え、前記ループの各フィラメント尾部と前記選択された溝の１つとを一直線上に運ぶ手段と、各表示パターンのフィラメント尾部を少なくともひとつのグループに集める手段とを備える請求項６に記載の装置。
11. 光フィラメント線の端を前記シートに挿入する少なくとも１つの付加的なフィラメント端挿入アセンブリを備えており、前記プログラム制御された装置は、複数のフィラメント端挿入アセンブリの挿入フィラメント端から延びている光フィラメント線が、各挿入端が一部となる前記１又は複数のパターンに関係する溝にグループ分けされるようにする請求項６に記載の装置。
12. 複数の光フィラメント線を支持するシートを有しており、該シートの選択された位置に各光フィラメント線の端が挿入されて、複数の挿入フィラメント端が同時に照明されるフィラメント端の複数の表示パターンを形成する物品の製造方法であって、
    ｉ．１つの表示パターンの一要素を構成するために、フィラメント供給部から延びている光フィラメント線の端をシート上の選択された位置に挿入するステップと、
    ii．前記光フィラメント線の尾部の端部を、前記表示パターンの１つに関係して複数の溝のうちの選択された溝の位置に配し、前記供給部から前記光フィラメント線に切断するステップと、
    複数の光フィラメント線のそれぞれの一端を、挿入端が複数のパターンを構成する位置で前記シートに挿入するために、前記の諸ステップを循環して繰り返し、各グループが唯一のパターンの光フィラメント線を含んで光フィラメント線のグループが形成されるように、前記光フィラメント線の尾部の端部を選択された溝の位置で連続的に集めるステップと
    を有する物品の製造方法。

Images