JP5854690B2 - 絞り具の装着装置 - Google Patents

Description

本発明は絞り工程を自動化できる絞り具の装着装置に関する。

絞りは、従来、布材の一部を糸で縛ったり、縫い締めたりする、いわゆる括り作業によって圧力をかけて布材を染めることによって、圧力のかかった部分に染料が浸入しないようにして布材に模様を形成するものである。上記括り作業は人手を要するものであるため、労賃の安い開発途上国との価格競争では不利である。また、近年、ポリエステル材に絞りによる変形を付与して、ゴム紐等を使用するよりも身体に優しい伸縮性のある衣類を実現する試みもなされており、このような日用品の分野で絞りの自動化が熱望されている。

なお、特許文献１には、括り作業を形状記憶樹脂の線材で行なうことにより、線材の原形形状への復元性を利用して布材を強固に締め付けるようした絞り製品の製造法が開示されている。

特開平６−４９７７９

本発明は前述の要請に応えてなされたもので、絞りの自動化を容易にし、併せて斬新な模様形成を可能とした絞り具の装着装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、布材（Ｎ）を押し込むための棒体（３１）と、当該棒体（３１）を受け入れる収容穴（１１）を備え、押し込まれた布材（Ｎ）の外周に圧接する圧接部（１１１，１１２）を前記収容穴（１１）の内周に形成した絞り具（１）と、当該絞り具（１）が挿置される凹所（２７１）を備えた絞り具保持部材（２７）と、前記棒体（３１）を保持してこれを押し込み方向と引き出し方向へ移動させる棒体駆動手段（Ｈ）と、当該棒体駆動手段（Ｈ）に一体に設けられて、前記絞り具（１）の収容穴（１１）内に布材（Ｎ）を押し込んだ状態で前記棒体（３１）が引き出された時に当該棒体（３１）と一体に前記凹所（２７１）から引き出される前記絞り具（１）を、前記棒体に沿ってその先端方向へしごくように押しやって、絞り具（１）を布材（Ｎ）と共に前記棒体（３１）から離脱させる絞り具離脱手段（４）とを備える。

本第１発明において、棒材駆動手段によって棒材を押し込み方向へ移動させて布材を棒材で絞り具の収容穴内へ押し込むと、絞り具の圧接部が布材の外周に圧接する。棒材を引き出し方向へ移動させると、絞り具の収容穴内に布材を押し込んだ状態で棒体が引き出される。そこで、絞り具離脱手段によって絞り具を布材と共に棒体から離脱させる。絞り具はその収容穴内に押し込まれた布材の外周に圧接しており、このようにして布材の絞り部位に絞り具が装着される。本第１発明によれば、従来の括り作業が不要であるから絞りの自動化が容易になるとともに、括りでは得られない斬新な模様形成が可能である。

本第２発明では、前記絞り具離脱手段（３）は、前記棒体（３１）が挿通され当該棒体（３１）よりもやや大きいしごき穴（４２１）を設けた操作部材（４２）と、当該操作部材（４２）を棒体（３１）に沿って先端方向へ移動させる駆動手段（４９）を備えている。

本第２発明においては、駆動手段によって操作部材を棒体に沿って先端方向へ移動させることによって絞り具を布材と共に棒体から容易に離脱させることができる。

本第３発明では、前記絞り具保持部材（２７）に前記凹所（２７１）を複数設けてそれぞれの凹所（２７１）内に前記絞り具（１）を挿置し、当該絞り具（１）が一の凹所（２７１）から引き出された後に、前記絞り具（１）が挿置された他の凹所（２７１）が前記棒体（３１）と対向する位置に至るように前記絞り具保持部材（２７）を移動させる移動駆動手段（２）を設ける。

本第３発明によれば、移動駆動手段によって絞り具を順次棒体と対向する位置に至らせることができるから、布材への絞り具の連続的な装着が容易となる。

本第４発明では、前記移動駆動手段（２）は可動部材（２４）を備えており、前記絞り具保持部材（２７）は可動部材（２４）に着脱可能に設けられている。

本第４発明においては、凹所内に挿置された絞り具を全て布材に装着して空になった絞り具保持部材を可動部材から離脱させ、これに代えて、絞り具を全ての凹所内に予め挿置した新たな絞り具保持部材を可動部材に装着することにより、無駄時間を最小限にして布材への絞り具の装着をさらに効率的に行うことができる。

なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の絞り具の装着装置によれば、絞りの自動化が容易となり、しかも斬新な模様形成が可能となる。

本発明の装着装置によって布材に装着される絞り具の一例を示す断面図である。 絞り具の平面図である。 装着装置の全体斜視図である。 移動駆動機構の斜視図である。 移動駆動機構と布材押込み機構の横断面図である。 絞り具離脱機構の斜視図である。 絞り具の布材への装着工程を示す断面図である。 絞り具の布材への装着工程を示す断面図である。 布材に装着された絞り具の側面図である。 絞り模様の一例を示す平面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１、図２には本発明で使用する絞り具の一例の断面図と平面図をそれぞれ示す。絞り具１は硬度５０度程度のシリコンゴム材を切削加工して得たもので、全体が円筒形となっている。円筒形の絞り具１内には収容穴１１としての円形の貫通孔が軸方向へ形成されており、貫通孔はその内径が一端で段付きに小径となっている。これにより、絞り具の収容穴１１は一端の第１開口１１１が他端の第２開口１１２よりも小径となっている。このような絞り具１の各部寸法の一例は、絞りの対象となる布材の厚みが０．２ｍｍである場合に、全長Ｌ＝８ｍｍ、外径Ｄ＝６ｍｍ、第１開口１１１の内径ｄ１＝１．６ｍｍ、その長さ＝２ｍｍ、第２開口１１２の内径ｄ２＝２．８ｍｍに設定すると良い。なお、絞り具１の周壁の肉厚は１．２ｍｍ〜１．７ｍｍ程度とするのが好ましい。

このような絞り具１を布材に装着する場合には図３に示す装着装置を使用する。装着装置は、フロア側に設けられた移動駆動機構２と、棒体駆動手段としてのロボットハンドＨ（図５参照）の先端に設けられた布材押込み機構３とで構成されている。その詳細を図４および図５を参照しつつ以下に説明する。移動駆動機構２はフロアに固定された矩形のベース体２１を備えており、当該ベース体２１の両側には平行にガイドレール２２，２３が突出形成されている。そして、これらガイドレール２２，２３に幅方向を規制されて可動部材としての可動ベース体２４がガイドレール２２，２３に沿って直線往復動可能に配設されている。

可動ベース体２４の一方の側縁には、歯形２５１を上方へ向けてラック部材２５が固定されており、当該ラック部材２５の歯形２５１にギア体２６１が噛合している。ギア体２６１はステッピングモータ２６の出力軸２６２（図５）に装着されている。これにより、図略の制御装置の出力でステッピングモータ２６が駆動されて、ギア体２６１とラック部材２５１を介して可動ベース体２４が必要量だけ直線移動させられる。

可動べース体２４の他方の側縁に近い板面上には当該可動ベース体２４の移動方向へ延びる直線溝２４１が形成されて、ここに、絞り具保持部材としての厚肉板体のカートリッジ２７が起立姿勢で嵌着されている。すなわち、カートリッジ２７は板体の下縁が直線溝２４１内に押し込まれて起立姿勢に保持されるとともに、その上端面には長手方向へ一定間隔をおいて複数（本実施形態では１０個）の凹所２７１が形成されている。凹所２７１は円柱状に窪んで、その深さは絞り具１の全長Ｌ（図１）に等しく、凹所２７１の内径は、絞り具１の後述する弾性拡径変形を見込んでその外径Ｄよりもやや（例えば１ｍｍ程度）大きくしてある。

上記各凹所２７１内には予め図５に示すように絞り具１が、その第１開口１１１が凹所２７１の底面に向くように挿置されている。カートリッジ２７の板体内には上記各凹所２７１の底面中心から下方へ延びる貫通穴２７２が形成されており、これら貫通穴２７２はカートリッジ２７の下端面に開口している。

可動ベース体２４の直線溝２４１の溝底面には上記貫通孔２７２に連通する長穴２４２が可動ベース体２４の移動方向へ形成されている。長穴２４２に対向するベース体２１の上面には、可動ベース体２４の移動方向の一箇所にボス部２１１が設けられて、その中心にベース体２１に形成した凹陥部２１２に連通する貫通孔２１３が形成されている。凹陥部２１２内には発光ダイオード（ＬＥＤ）２１４が設置されており、その出力光が、貫通孔２１３,２７２を経て凹所２７１内に位置する絞り具１の第１開口１１１へ至り、収容穴１１を経てその第２開口１１２から上方へ向かっている。この発光ダイオード２１４の光軸は、布材押込み機構３に設けた棒体としてのニードル３１の軸中心に一致している。

ニードル３１はロボットハンドＨ（図５）の先端に下方へ向けて垂設されており、ニードル３１は小径の針部３１１とロボットハンドＨに装着される大径の基部３１２よりなる。ニードル３１の背後にはロードセル３２が設置されて、ニードル３１による後述の布材Ｎの押し込み時に過大な負荷が生じた場合には押し込みを中止して、布材Ｎの破損を回避するようにしている。なお、ニードル３１の、針部３１１の外径の一例は１ｍｍφである。

ロボットハンドＨの先端には図３に示すステー４１によって絞り具離脱機構４が取り付けられており、絞り具離脱機構４から延びる操作片４２の先端がニードル３１に向けて延びている。絞り具離脱機構４の詳細を図６に示す。図６において、絞り具離脱機構４は上記ステー４１（図３）に連結される本体枠４３を備えており、本体枠４３の下半には左右位置に上下方向へ延びる長穴状のガイド穴４３１が形成されている。そして各ガイド穴４３１内にこれに沿って上下動可能に円形の摺動部材４４が配設されている。

左右の摺動部材４４の間に水平姿勢のリンク板４５が架設されており、リンク板４５の中央に上記操作片４２の基端が固定されている。操作片４２は途中で段付きに屈曲しつつ前方へ延び、水平となった板面先端に円形のしごき穴４２１が形成されて、ここにニードル３１の針部３１１が挿通されている(図３)。なお、しごき穴４２１の内径は針部３１１の外径よりもやや大きい程度としてある。

左右の摺動部材４４にはそれぞれ斜め上方へ延びるリンク板４６の下端が連結されている。本体枠４３の上半には左右位置に歯車体４７，４８が設けられている。歯車体４８は、本体枠４３の背後に設置された駆動モータ４９の出力軸に装着されており、他方の歯車体４７は本体枠４３に支持された回転軸４３２に装着されている。そして、これら歯車体４７，４８は互いの対向する周面に形成された歯形４７１，４８１が噛合している。これにより、駆動モータ４９によって歯車体４８が一定量回動させられると、歯車体４７も反対方向へ同量回動させられる。

各歯車体４７，４８からはそれぞれ外方へリンク部４７２，４８１が延出しており、各リンク部４７２，４８１の先端に上記リンク板４６の上端が連結されている。このような構造により、駆動モータ４９によって歯車体４７，４８を互いに反対方向へ同量正逆回動させると、これに伴ってリンク板４６が上下方向へ移動し、リンク板４５および操作片４２が昇降させられる。なお、上記ステッピングモータ２６（図４）、駆動モータ４９(図６)、ロボットハンドＨ(図３)は図略の制御装置の出力信号でそれぞれ作動させられて、以下に説明する絞り具装着工程が遂行される。

このような装着装置で絞り具１を布材Ｎに装着する場合には、ステッピングモータ２６によって可動ベース体２４を適当に移動させて、図７（１）に示すように、カートリッジ２７の、絞り具１が挿置された凹所２７１の一つをニードル３１の直下に位置させる。この際、駆動モータ４９によって操作片４２は最上位置へ引き上げておく。

その後、上記凹所２７１とニードル３１の間に布材Ｎを位置させ、布材Ｎの絞り部位を、凹所２７１内に挿置された絞り具１の第２開口１１２の位置に合致させる。この際、第２開口１１２は下方からＬＥＤ光で照らされているから、布材Ｎの絞り部位に付されたマークが第２開口１１２に合致したか否かを容易に判定することができる。

この状態でロボットハンドＨを下降させて、ニードル３１の針部３１１で布材Ｎを絞り具１の収容穴１１内へ押し込む（図７（２））。この際、シリコンゴム材で構成された絞り具１は針部３１１の先端側が位置する第１開口１１１と針部３１１の基端側が位置する第２開口１１２がそれぞれ弾性的に拡径変形して布材Ｎを受け入れる。ニードル針部３１１の先端は第１開口１１１を経て下方へ突出し、これに伴って布材Ｎも一部が第１開口１１１から絞り具１外へ露出する。

この後、ロボットハンドＨを上昇させると、拡径変形された絞り具１はその収縮弾性力によって布材Ｎと共にニードル３１と一体に凹所２７１内から上方へ引き出される（図７（３））。そこで、駆動モータ４９を作動させて操作片４２を図８（１）に示す最上位置から図８（２）に示すように、ニードル３１先端（下端）よりも下方の最下位置まで下降させる。これにより、絞り具１は布材Ｎと共にニードル３１の先端方向へ押しやられて当該ニードル３１から下方へ離脱させられる（図８（３））。

この際、絞り具１の第１開口１１１（図１、図２参照）および第２開口１１２が原形に復して縮径し、押し込まれた布材Ｎの外周に上記各開口１１１，１１２の内周面が圧接する。ここで、第２開口１１２付近では絞られた布材Ｎの容積が大きくなっているから実際には第２開口１１２内には布材Ｎが充満しており、当該開口１１２の内周面は布材Ｎの外周に十分な圧接力で圧接する。このようにして布材Ｎの絞り部位に絞り具１が装着される。

続いて、ステッピングモータ２６によって可動ベース体２４を移動させて、カートリッジ２７の、絞り具１が挿置された新たな凹所２７１をニードル３１の直下に位置させる。そして、上述と同様の工程で絞り具１を布材Ｎの他の絞り部位に装着する。このようにして、可動ベース体２４上のカートリッジ２７を順次その長手方向へ移動させて、絞り具１が挿置された新たな凹所２７１をニードル３１の直下に位置させて、複数（本実施形態では１０個）の絞り具１を布材Ｎの各絞り部位に装着する（図９）。凹所２７１内の絞り具１を全て布材に装着して空になったカートリッジ２７は可動ベース体２４の直線溝２４１内から上方へ抜き出され、これに代えて、全ての凹所２７１内に絞り具１が挿置された新たなカートリッジ２７が直線溝２４１内に嵌着されて、上述の工程で布材Ｎへの絞り具１の装着が行われる。

絞り具１を装着した布材Ｎを染料中に浸漬すると、絞り具１内には染料が浸入しないから、絞り具１を装着した部分は染料で染まらず白抜きとなった絞り模様が得られる（図１０）。絞り具１を使用したことにより、従来の糸とは異なる斬新な絞り模様が形成されており、絞り具１の内周面形状を適宜変更することによってさらに多様な模様を形成することが可能である。

染め工程が終わった後は布材Ｎに張力を与えるように引っ張れば、第１開口１１１と第２開口１１２で弾性的に布材Ｎに装着されていた絞り具１は容易に布材Ｎから離脱させられる。離脱させた絞り具１は再使用可能である。なお、布材Ｎとしてポリエステル材等を使用して、絞り具１を装着した布材Ｎに湿熱等の処理を施すことにより、絞りによる変形を付与した伸縮性のある衣類を得ることができ、この場合には布材を必ずしも染料に浸す必要は無い。

このように、本発明の絞り具を使用すると、従来の糸等を使用した括り作業が不要となるから、絞り工程の自動化と工程全体の時間短縮が可能となり、価格競争力のある安価な絞り製品を提供することができる。

なお、上記実施形態において、布材の移送は自動装置で行なうことができる。また、絞り具は上記実施形態のように必ずしもシリコンゴムの如き全体を弾性のある材料で構成する必要はなく、収容穴の内周面に弾性圧接部を形成する等の構造でも良いが、全体を弾性のある材料で構成した方が構造簡易かつ安価に実現できる。また、上記実施形態では絞り具離脱機構をロボットハンドに一体に設けたが、これに代えて、操作片を別のロボットハンドに把持させて絞り具離脱作業を行わせるようにしても良い。

１…絞り具、１１…収容穴、１１１…第１開口（圧接部）、１１２…第２開口（圧接部）、２…移動駆動機構、２４…可動ベース体（可動部材）、２７…カートリッジ（絞り具保持部材）、２７１…凹所、３１…ニードル（棒体）、３１１…針部、４…絞り具離脱機構、Ｈ…ロボットハンド（棒体駆動手段）、Ｎ…布材。

Claims (4)

1. 布材を押し込むための棒体と、当該棒体を受け入れる収容穴を備え、押し込まれた布材の外周に圧接する圧接部を前記収容穴の内周に形成した絞り具と、当該絞り具が挿置される凹所を備えた絞り具保持部材と、前記棒体を保持してこれを押し込み方向と引き出し方向へ移動させる棒体駆動手段と、当該棒体駆動手段に一体に設けられて、前記絞り具の収容穴内に布材を押し込んだ状態で前記棒体が引き出された時に当該棒体と一体に前記凹所から引き出される前記絞り具を、前記棒体に沿ってその先端方向へしごくように押しやって、絞り具を布材と共に前記棒体から離脱させる絞り具離脱手段とを備える絞り具の装着装置。
2. 前記絞り具離脱手段は、前記棒体が挿通され当該棒体よりもやや大きいしごき穴を設けた操作部材と、当該操作部材を棒体に沿って先端方向へ移動させる駆動手段を備えている請求項１に記載の絞り具の装着装置。
3. 前記絞り具保持部材に前記凹所を複数設けてそれぞれの凹所内に前記絞り具を挿置し、当該絞り具が一の凹所から引き出された後に、前記絞り具が挿置された他の凹所が前記棒体と対向する位置に至るように前記絞り具保持部材を移動させる移動駆動手段を設けた請求項１に記載の絞り具の装着装置。
4. 前記移動駆動手段は可動部材を備えており、前記絞り具保持部材は可動部材に着脱可能に設けられている請求項３に記載の絞り具の装着装置。