WO2018135251A1 - 単環縫い式縫製装置 - Google Patents

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loopers
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needles
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筏井陽介
入山悟
▲高▼村暢
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本田技研工業株式会社
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D05B—SEWING
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    • D05B57/02—Loop takers, e.g. loopers for chain-stitch sewing machines, e.g. oscillating
    • D05B57/04—Loop takers, e.g. loopers for chain-stitch sewing machines, e.g. oscillating rotary
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
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    • D05B73/00—Casings
    • D05B73/04—Lower casings
    • D05B73/08—Lower casings for column-type sewing machines

Definitions

  • the present invention relates to a single ring sewing type sewing apparatus that forms a seam on a sewing product with a needle and a looper.
  • sewing may be applied to the skin of genuine leather or the like that has been cut or molded in accordance with the shape of the interior base material such as an instrument panel.
  • sewing is performed by an operator using a fixed sewing machine.
  • a looper that opposes the needle is passed through the thread passed through the needle across a sewing machine table on which the sewing product is placed.
  • a seam in which single ring stitches are continuous is formed.
  • the instrument panel has a small gap such as around the meter visor mounting area. It is difficult for a wide post bed as described in JP-A-6-126679 to enter a portion of the skin formed in accordance with the shape of the instrument panel corresponding to the gap. .
  • the main object of the present invention is to provide a single-ring stitch type sewing apparatus that can sew a skin or the like formed in a state that can be applied to an interior base material.
  • Another object of the present invention is to provide a single ring sewing device capable of sewing a narrow space.
  • the apparatus includes a needle that inserts or detaches from the sewing product as the reciprocating movement is repeated, and a looper that faces the needle with the sewing product interposed therebetween,
  • a single-ring sewing type sewing apparatus including a sewing mechanism that forms a seam on the sewing object with a needle and the looper, The sewing mechanism is A power source for reciprocating the needle simultaneously with rotating the looper; A crank that transmits the power of the power source to the needle; A power transmission mechanism in which at least a part is accommodated in the post bed and transmits the power of the power source to the looper; A first gear and a second gear which are provided in the post bed to constitute the power transmission mechanism and mesh with each other; Further comprising The looper rotates integrally with the second gear, and a single-ring stitch type sewing device provided at the tip of the post bed facing the needle is provided.
  • the needle is reciprocated by the power from the power source, and at the same time, the looper is rotated. Since the thread hooked on the needle is pulled by the looper to form the loop portion, the loop portion is connected by continuously transmitting power from the power source to the needle and the looper. As a result, the seam can be formed automatically and continuously.
  • the post bed can be configured as a narrow one. Therefore, it is easy to allow the post bed to enter the narrow space of the sewing product.
  • the article to be sewn is a skin formed so as to match the shape of an interior base material such as an instrument panel, a portion of a portion where a narrow space such as a gap is formed. Sewing can be performed automatically and continuously.
  • bobbin etc. of the lower thread is unnecessary because it is not a main stitch but a single ring stitch.
  • the post bed can be made narrower.
  • a power transmission shaft is preferably interposed between the crank and the power source.
  • the needle and the power source are relatively separated from each other. Therefore, when the post bed (looper) enters the narrow space, it is possible to avoid the power source from interfering with the sewing object.
  • the number of needles and loopers may be two. In this case, it is possible to form parallel seams that are excellent in aesthetics.
  • the second gear may be interposed between the two loopers. As a result, the distance between the two loopers can be reduced, so that the assembly including the two loopers and the second gear can be configured as a small one.
  • each of the two needles is provided with a needle groove
  • the back surfaces of the needle grooves are opposed to each other, and the thread latching portions of the two rotating loopers are connected to the needle. It is preferable to pass through the groove.
  • the two loopers have a mirror surface relationship in which the yarn hooking portions face outward.
  • the needle groove has a shape such as a part of the side wall of the needle cut out, and the thick thread retaining portion faces outward, so that a gear or the like can be disposed between the loopers. .
  • the two loopers can be brought closer to each other by passing the thread latching portions of the loopers through the needle grooves. For the reasons described above, the post bed can be further narrowed.
  • the power transmission mechanism can include, for example, a timing belt and a gear train.
  • the distance between the looper and the power source can be made relatively large. In other words, it becomes easier to avoid the power source from interfering with the sewing object when the post bed enters the narrow space.
  • the needle is reciprocated under the action of the power source, and the looper is rotated at the same time. Therefore, by continuously transmitting the power from the power source to the needle and the looper, the seam is obtained. It can be formed automatically and continuously.
  • the post bed can be configured as a narrow one. Therefore, it is easy to make the post bed enter a narrow space. For this reason, since it is possible to sew the portion where the narrow space is formed, even if the article to be sewn is formed with a narrow gap or the like, automatic and continuous sewing is performed. Is possible.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram explaining the structure of the principal part of the single ring sewing-type sewing apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is the principal part side view which expanded the vicinity of the needle
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a single ring sewing device (hereinafter also simply referred to as “sewing device”) 10 according to the present embodiment.
  • the sewing apparatus 10 includes a sewing mechanism 12 and a transport robot 14 as a transport mechanism that transports the sewing mechanism 12.
  • the sewing mechanism 12 is provided on the tip arm 16 of the transfer robot 14. In FIG. 1, the sewing mechanism 12 is shown in an enlarged and exaggerated manner.
  • the sewing mechanism 12 includes two sewing needles 20a and 20b (needle), two loopers 22a and 22b disposed to face the sewing needles 20a and 20b, and the sewing needles 20a and 20b. And a sewing motor 24 as a power source for applying power to the loopers 22a and 22b. Insertion holes 26 (see FIG. 2) are respectively formed in the sewing needles 20a and 20b, and sewing threads 28a and 28b are inserted into the insertion holes 26, respectively.
  • a parallel stitch 32 (see FIG. 8) is formed by the sewing threads 28a and 28b on the sewing product 30 inserted between the sewing needles 20a and 20b and the loopers 22a and 22b.
  • the power of the sewing motor 24 is transmitted to the sewing needles 20a and 20b via the first power transmission mechanism 40. That is, the right end of the long first driven shaft 44 (power transmission shaft) is connected to the drive shaft 42 of the sewing motor 24. At the left end of the first driven shaft 44, a rotating disk 46 constituting a crank is fitted.
  • a first handle 48 having a substantially columnar shape is projected and formed on the way from the center to the outer edge along the radial direction.
  • the first handle 48 is inserted into the hollow interior of the second handle 52 constituting the crank arm 50.
  • the crank arm 50 is connected to the flat handle arm portion 54 protruding from the side wall of the second handle 52, and to the second handle 52 connected to the connecting arm portion 54.
  • a third handle 56 extending in parallel. The third handle 56 extends parallel to the second handle 52.
  • the sewing needles 20a and 20b are held by a needle holder 59 provided at the lower end of a reciprocating movement shaft 58 extending in the vertical direction.
  • a handle ring 60 is fitted on the upper end of the reciprocating shaft 58, and a fourth handle 62 of the handle ring 60 is inserted into the hollow interior of the third handle 56.
  • the sewing needles 20 a and 20 b are connected to the first driven shaft 44 via the crank arm 50 (crank), the reciprocating movement shaft 58 and the needle holder 59.
  • the second power transmission mechanism 64 includes a second driven shaft 68, a third driven shaft 70, a fourth driven shaft 72, and a second driven shaft that rotate following the driven rotation of the first driven shaft 44 under the action of the first timing belt 66.
  • a fifth driven shaft 74 and a gear train 76 provided from the second driven shaft 68 to the fifth driven shaft 74 are included.
  • the first driven shaft 44 constitutes both the first power transmission mechanism 40 and the second power transmission mechanism 64.
  • a first pulley 80 is fitted on the first driven shaft 44 in the vicinity of the end (right end) on the drive shaft 42 side, and a second pulley 82 is fitted on the right end of the long second driven shaft 68.
  • the first timing belt 66 is stretched around a first pulley 80 and a second pulley 82.
  • a first driven gear 84 is fitted on the left end of the second driven shaft 68.
  • the first driven gear 84 meshes with a second driven gear 86 that is externally fitted to the left end of the relatively short third driven shaft 70.
  • the first driven gear 84 and the second driven gear 86, and the third driven gear 88 and the fourth driven gear 90 described later constitute a gear train 76.
  • a third pulley 92 is disposed on the right side of the second driven gear 86.
  • a fourth pulley 94 is fitted on the fourth driven shaft 72 located above the third driven shaft 70 and having a length substantially the same as that of the third driven shaft 70 in the vicinity of the left end.
  • a second timing belt 96 that is shorter than the first timing belt 66 is stretched between the third pulley 92 and the fourth pulley 94.
  • a third driven gear 88 (first gear) is disposed substantially in the middle of the fourth driven shaft 72 in the longitudinal direction. Further, the fourth driven gear 90 (second gear) meshes with the third driven gear 88.
  • the fourth driven gear 90 is interposed between the loopers 22a and 22b. In other words, the loopers 22a and 22b are in positions where the fourth driven gear 90 is sandwiched.
  • the looper 22a, the fourth driven gear 90, and the looper 22b are supported by the fifth driven shaft 74, and thus rotate integrally following the rotation of the fifth driven shaft 74.
  • the first driven gear 84 and the second driven gear 86 have the same diameter.
  • the diameters of the third pulley 92 and the fourth pulley 94 are also equal, and the diameters of the third driven gear 88 and the fourth driven gear 90 are also equal.
  • the diameters of the first driven gear 84 and the second driven gear 86 are D1
  • the diameters of the third pulley 92 and the fourth pulley 94 are D2
  • the third driven gear 88 and the fourth driven gear 90 are.
  • the first power transmission mechanism 40 is accommodated in the casing 100.
  • the sewing motor 24 is positioned and fixed on the casing 100, and the second driven shaft 68 and the third driven shaft 70 are rotatably supported.
  • Bobbins 102a and 102b are rotatably supported at the upper end of the casing 100, and the sewing threads 28a and 28b are pulled out from the bobbins 102a and 102b and inserted into the insertion holes 26 of the sewing needles 20a and 20b, respectively. (See FIG. 2).
  • a narrow and hollow post bed 104 standing vertically is provided at the left end of the casing 100, that is, above the first driven gear 84 and the second driven gear 86.
  • the second power transmission mechanism 64 that is, most of the second timing belt 96, the fourth driven shaft 72, the fourth pulley 94, the third driven gear 88, the fifth driven shaft 74, and the second driven shaft 74 are provided.
  • the four driven gears 90 and the loopers 22a and 22b are accommodated.
  • the upper end portion of the post bed 104 is curved so as to be slightly squeezed, and the uppermost portion is a flat placement portion.
  • An opening 105 through which the sewing needles 20a and 20b can enter or leave the hollow interior of the post bed 104 is formed in the mounting portion.
  • the second timing belt 96 is covered with the casing 100 while the portion wound around the third pulley 92 is covered with the post bed 104.
  • the fourth driven shaft 72 is rotatably supported on the post bed 104
  • the fifth driven shaft 74 is rotatably supported on a pair of bearings 106a and 106b integrated with the inner wall of the post bed 104.
  • the fourth driven gear 90 is disposed between the pair of bearings 106a and 106b as shown in FIGS.
  • the loopers 22a and 22b are only supported by the fifth driven shaft 74 and do not contact any of the fourth driven gear 90 and the inner wall of the post bed 104.
  • the loopers 22a and 22b have sharp claw portions 98 (thread catching portions) provided so as to protrude along the rotation direction outside the loopers 22a and 22b in the width direction.
  • the loopers 22a and 22b rotate with the claw portion 98 as the head. During this rotation, when the tips of the sewing needles 20a and 20b inserted from one end surface of the sewing object 30 protrude from the other end surface side, the claw portion 98 is caught by the sewing threads 28a and 28b.
  • one needle groove 108 is formed in each of the sewing needles 20a and 20b.
  • the sewing needles 20a and 20b are held by the needle holder 59 so that the back surfaces of the needle grooves 108 face each other. That is, when the sewing needles 20 a and 20 b enter the post bed 104, the needle groove 108 faces outward in the width direction of the post bed 104.
  • the claw portion 98 passes through the needle groove 108.
  • the transfer robot 14 and the sewing motor 24 operate under the control action of a control circuit (not shown).
  • the sewing apparatus 10 is basically configured as described above. Next, the function and effect will be described in relation to the operation of the sewing apparatus 10.
  • the transfer robot 14 When sewing is performed on the sewing object 30, the transfer robot 14 is appropriately operated under the control action of the control circuit, and the tip arm 16 approaches the sewing object 30 to post the sewing object 30 to the post.
  • the position is set between the bed 104 (loopers 22a and 22b) and the sewing needles 20a and 20b. That is, the loopers 22a and 22b and the sewing needles 20a and 20b are opposed to each other via the sewing product 30.
  • the transfer robot 14 for transferring the sewing mechanism 12, it becomes easy to transfer the sewing mechanism 12 to the vicinity of the sewing object 30.
  • the sewing threads 28a and 28b are passed through the insertion holes 26 of the sewing needles 20a and 20b in advance.
  • the sewing motor 24 is relatively far away from the sewing needles 20a and 20b. Yes. For this reason, the sewing motor 24 is prevented from interfering with the sewing object 30 when the post bed 104 enters a narrow space such as the bent portion 110.
  • the post bed 104 and the loopers 22a and 22b can be entered even in a narrow space. Therefore, when an acute-angled bent portion 110, a step, or the like is formed on the sewing object 30, for example, the sewing object 30 is a skin having a shape corresponding to the shape of the interior base material of the automotive instrument panel. Even in this case, sewing is possible.
  • the control circuit energizes the sewing motor 24. Accordingly, the rotation of the drive shaft 42 and the first driven shaft 44 follows the rotation of the rotating disk 46, and the first handle 48 provided on the rotating disk 46 turns. As a result, the crank arm 50 pivots integrally, and accordingly, the fourth handle 62 of the handle ring 60 is pulled by the third handle 56 of the crank arm 50. For this reason, the reciprocating movement shaft 58 reciprocates up and down once in synchronization with the rotation of the rotating plate 46 once. Of course, the sewing needles 20 a and 20 b held by the needle holder 59 also reciprocate up and down simultaneously with the reciprocating movement shaft 58.
  • the first pulley 80 rotates simultaneously with the rotation of the drive shaft 42 and the first driven shaft 44.
  • the first timing belt 66 spanned between the first pulley 80 and the second pulley 82 rotates, and as a result, the second driven shaft 68 and the first driven gear 84 are driven to rotate.
  • the second driven gear 86 meshed with the first driven gear 84, the third driven shaft 70 fitted with the second driven gear 86 and the third pulley 92 are driven to rotate, and follow this.
  • the second timing belt 96 spanned between the third pulley 92 and the fourth pulley 94 rotates.
  • the fourth pulley 94, the fourth driven shaft 72, and the third driven gear 88 are driven to rotate. Since the third driven gear 88 meshes with the fourth driven gear 90, the fourth driven gear 90 is driven to rotate. Accordingly, the fifth driven shaft 74 and the loopers 22a and 22b rotate integrally. Of course, the loopers 22a and 22b rotate in synchronization with each other. The loopers 22a and 22b rotate once while the sewing needles 20a and 20b reciprocate once.
  • the diameter of the rotating body decreases as the sewing needles 20a and 20b come closer. This also contributes to the narrowing of the tip of the post bed 104.
  • the claw portions 98 of the rotating loopers 22a and 22b pass through the needle groove 108 (see FIG. 5). . Accordingly, the distance between the loopers 22a and 22b can be reduced, so that the tip of the post bed 104 can be further narrowed.
  • the sewing needles 20a and 20b are inserted from the upper end surface side of the sewing product 30 while traveling the forward path from the backward end (top dead center) to the forward end (bottom dead center).
  • the tip protrudes from the lower end surface of the sewing object 30 and enters the hollow interior of the post bed 104 through the opening 105.
  • the sewing threads 28 a and 28 b penetrate the workpiece 30.
  • the sewing needles 20a and 20b travel on the return path from the bottom dead center to the top dead center, and are detached from the post bed 104 and the sewing product 30 during the return.
  • FIG. 4 By repeating the reciprocating operation of the sewing needles 20a and 20b and the rotation of the loopers 22a and 22b while moving the sewing mechanism 12 relatively parallel to the sewing object 30 by appropriately operating the transfer robot 14, FIG. As shown in FIG. 4, the loop portions 120 are connected to each other for sewing. In FIG. 7, only the sewing thread 28a is illustrated, but it goes without saying that the loop parts 120 are similarly connected to the remaining sewing thread 28b.
  • the sewing needles 20a and 20b are reciprocated under the action of the sewing motor 24, and at the same time, the loopers 22a and 22b are rotated. Moreover, since the sewing object 30 moves relative to the sewing mechanism 12, the parallel seam 32 can be formed automatically and continuously.
  • the sewing motor 24 When the control circuit detects that the parallel stitch 32 having a predetermined length is formed, the sewing motor 24 is deenergized under the control action of the control circuit. Accordingly, the reciprocating operation of the sewing needles 20a and 20b and the rotation of the loopers 22a and 22b are stopped. After the portion of the sewing threads 28a and 28b between the sewing object 30 and the sewing needles 20a and 20b is cut, the transfer robot 14 operates appropriately, and the sewing mechanism 12 is separated from the sewing object 30. Also at this time, since the sewing mechanism 12 is transferred from the vicinity of the sewing object 30 under the action of the transfer robot 14, the sewing mechanism 12 can be easily transferred.
  • the conveying robot 14 When performing sewing on a sewing product having a shape different from that of the sewing product 30, the conveying robot 14 may be taught so as to operate in accordance with the shape of the sewing product. Thus, by providing the transfer robot 14, it is possible to perform sewing on various shapes of the workpieces.
  • the present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • the sewing needles 20a and 20b and the loopers 22a and 22b may be one.
  • the material to be sewn 30 is not limited to the interior base material and the skin of the instrument panel for automobiles, but may be anything that can be inserted by the sewing needles 20a and 20b.

Abstract

単環縫い式縫製装置（１０）は、搬送用ロボット（１４）の先端アーム（１６）に設けられた縫製機構（１２）を備える。この縫製機構（１２）は、ミシン針（２０ａ、２０ｂ）とルーパー（２２ａ、２２ｂ）に動力を付与する縫製用モータ（２４）を有する。縫製用モータ（２４）が付勢されると、第１動力伝達機構（４０）を介してミシン針（２０ａ、２０ｂ）に動力が伝達され、その結果、ミシン針（２０ａ、２０ｂ）が往復動作する。同時に、第２動力伝達機構（６４）を介してルーパー（２２ａ、２２ｂ）に動力が伝達されることにより、ルーパー（２２ａ、２２ｂ）が回転動作する。これにより、縫製がなされる。ルーパー（２２ａ、２２ｂ）は、ポストベッド（１０４）の、ミシン針（２０ａ、２０ｂ）を臨む側の先端に設けられる。

Description

単環縫い式縫製装置
　本発明は、針とルーパーとで被縫製物に縫い目を形成する単環縫い式縫製装置に関する。
　自動車の車室内に高級感を醸し出すべく、インストルメントパネル等のインテリア基材の形状に合わせて裁断ないし成形された本革等の表皮に対して縫製を施す（縫い目を設ける）ことがある。従来、縫製は、作業者が固定型ミシンを使用して行っている。ミシンでは、針に通された糸を、被縫製物を載置したミシン台を挟んで前記針に対向するルーパーが手繰る。これにより、例えば、特許第５３１４９８０号公報に記載されるように、単環縫いが連なった縫い目が形成される。
　しかしながら、固定型ミシンを用いての手作業は煩雑である。そこで、例えば、特開平６－１２６６７９号公報に記載されているように、縫製機構であるミシンが先端アームに設けられた縫製作業ロボットで縫製を行うことが考えられる。
　インストルメントパネルには、メータバイザ装着部周辺等、隙間が小さい箇所が存在する。このようなインストルメントパネルの形状に合わせて成形された表皮の、前記隙間に対応する箇所に、特開平６－１２６６７９号公報に記載されるような幅広のポストベッドが進入することは困難である。
　本発明の主たる目的は、インテリア基材に貼付可能な状態に成形された表皮等に対して縫製を施すことが可能な単環縫い式縫製装置を提供することにある。
　本発明の別の目的は、狭小スペースに対して縫製を施すことが可能な単環縫い式縫製装置を提供することにある。
　本発明の一実施形態によれば、往復移動を繰り返すことに伴って被縫製物に対し刺入又は離脱する針と、前記被縫製物を間にして前記針に対向するルーパーとを備え、前記針と前記ルーパーで前記被縫製物に縫い目を形成する縫製機構を備える単環縫い式縫製装置であって、
　前記縫製機構は、
　前記ルーパーを回転させると同時に、前記針を往復移動させる動力源と、
　前記動力源の動力を前記針に伝達するクランクと、
　少なくとも一部がポストベッド内に収容され、前記動力源の動力を前記ルーパーに伝達する動力伝達機構と、
　前記ポストベッド内に設けられて前記動力伝達機構を構成するとともに、互いに噛合した第１歯車及び第２歯車と、
　をさらに備え、
　前記ルーパーが、前記第２歯車と一体的に回転するとともに、前記ポストベッドの、前記針に臨む側の先端に設けられている単環縫い式縫製装置が提供される。
　このように、本発明では、動力源からの動力によって、針を往復移動させると同時にルーパーを回転させるようにしている。針に引っ掛けられた糸がルーパーに引っ張られることでループ部が形成されるので、動力源から動力を継続して針及びルーパーに伝達することによりループ部が連なる。その結果として、縫い目を自動的且つ連続的に形成することができる。
　また、ポストベッドの先端にルーパーを配設するようにしているので、ポストベッドを幅狭のものとして構成することができる。従って、ポストベッドを被縫製物の狭小スペースに進入させることが容易である。このことから諒解されるように、被縫製物が、例えば、インストルメントパネル等のインテリア基材の形状に合うように成形された表皮であっても、隙間等の狭小スペースが形成された部位の縫製を自動的且つ連続的に行うことが可能となる。
　また、本縫いではなく単環縫いであるため、下糸のボビン等が不要である。このことも相俟って、ポストベッドを一層の幅狭とすることができる。
　なお、クランクと動力源との間に動力伝達軸を介装することが好ましい。この場合、針と動力源との間が比較的大きく離間する。従って、狭小スペースにポストベッド（ルーパー）を進入させる際に動力源が被縫製物等に干渉することを回避することができる。
　針とルーパーの個数を２個としてもよい。この場合、美観に優れる平行縫い目を形成することができる。なお、この構成では、２個のルーパー同士の間に前記第２歯車を介装すればよい。これにより２個のルーパー同士の離間距離を小さくすることができるので、２個のルーパーと第２歯車を含む組立体を小型なものとして構成することができる。
　２個の針を、針溝同士が同一方向を向くように並列した場合、２個のルーパー中の１個の糸掛止部が内方を臨む。このため、２個のルーパー間に歯車等を介在させることが困難となる可能性がある。この構成では、ルーパーの外方に歯車等を配置することが想起されるが、この場合にはポストベッドが幅広となるので、狭小の隙間にポストベッドを挿入することが容易でなくなる。その結果として、縫製を行う被縫製物が制限されてしまう。
　このような不具合を回避するべく、２個の針の各々に針溝が設けられているときには、針溝の背面同士を対向させるとともに、回転する２個のルーパーのそれぞれの糸掛止部を針溝に通過させることが好ましい。この場合、２個のルーパーは、糸掛止部同士が外方を向いた鏡面対象の関係となる。針溝は針の側壁の一部を切り欠いたような形状をなし、且つ厚みが大きな糸掛止部が外方を向くので、ルーパー同士の間に歯車等を配設することが可能となる。また、針溝に各ルーパーの糸掛止部を通過させることにより、２個のルーパー同士を一層近接させることが可能となる。以上のような理由から、ポストベッドをさらに狭小化することができる。
　前記動力伝達機構は、例えば、タイミングベルトとギヤトレインとを含んで構成することができる。これにより、ルーパーと動力源との間の距離を比較的大きくすることが可能となる。すなわち、ポストベッドを狭小スペースに進入させるときに動力源が被縫製物に干渉することを回避することが一層容易となる。
　以上の構成において、縫製機構を搬送する搬送機構を設けることが好ましい。この場合、縫製の最中に被縫製物を針に対して相対的に移動させることが容易となる。従って、縫製を自動的且つ連続的に行うことが一層容易となる。また、搬送機構の作用下に縫製機構の姿勢を変化させることで、様々な形状の被縫製物に対して縫製を行うことが容易となる。
　本発明によれば、動力源の作用下に、針を往復移動させると同時にルーパーを回転させるようにしているので、動力源からの動力を針及びルーパーに継続して伝達することにより、縫い目を自動的且つ連続的に形成することができる。
　また、ポストベッドの先端にルーパーを配設するようにしているので、ポストベッドを幅狭のものとして構成することができる。従って、ポストベッドを狭小スペースに進入させることが容易である。このために該狭小スペースが形成された部位の縫製を行うことが可能であるので、被縫製物が、幅狭の隙間等が形成されたものであっても、自動的且つ連続的な縫製を行うことが可能である。
本発明の実施の形態に係る単環縫い式縫製装置の要部の構成を説明する模式図である。 図１の単環縫い式縫製装置を構成する針及びルーパーの近傍を拡大した要部側面図である。 第１従動歯車と第２従動歯車の直径Ｄ１、第３プーリと第４プーリの直径Ｄ２、第３従動歯車と第４従動歯車の直径Ｄ３の関係を示す要部概略側面図である。 第４従動歯車及び軸受の近傍を示す要部概略斜視図である。 ルーパーと、針溝が形成された針との位置関係を示す要部概略正面図である。 図２のルーパーが先端に設けられたポストベッドが、被縫製物の屈曲部に進入した状態を示す要部概略正面図である。 図２の針及びルーパーによって形成されるループ部が連なった状態を示す要部概略斜視図である。 図１の単環縫い式縫製装置によって形成された平行縫い目を示す要部平面図である。 図８中のＩＸ－ＩＸ線矢視断面図である。
　以下、本発明に係る単環縫い式縫製装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下における「下」、「上」、「左」及び「右」は図面における下方、上方、左方及び右方にそれぞれ対応するが、これは理解を容易にするために便宜的に方向を示したものであり、単環縫い式縫製装置を実使用する際の方向を定義するものではない。
　図１は、本実施の形態に係る単環縫い式縫製装置（以下、単に「縫製装置」とも表記する）１０の要部の構成を説明する模式図である。この縫製装置１０は、縫製機構１２と、該縫製機構１２を搬送する搬送機構としての搬送用ロボット１４とを有する。縫製機構１２は、搬送用ロボット１４の先端アーム１６に設けられる。なお、図１では、縫製機構１２を拡大誇張して示している。
　縫製機構１２につき、主に図１を参照して詳述する。この場合、縫製機構１２は、２本のミシン針２０ａ、２０ｂ（針）と、該ミシン針２０ａ、２０ｂに対向して配設される２個のルーパー２２ａ、２２ｂと、これらミシン針２０ａ、２０ｂ及びルーパー２２ａ、２２ｂに動力を付与する動力源としての縫製用モータ２４とを有する。ミシン針２０ａ、２０ｂには挿通孔２６（図２参照）がそれぞれ形成されており、各挿通孔２６に縫製用糸２８ａ、２８ｂが挿通される。ミシン針２０ａ、２０ｂとルーパー２２ａ、２２ｂの間に挿入される被縫製物３０には、縫製用糸２８ａ、２８ｂによって平行縫い目３２（図８参照）が形成される。
　縫製用モータ２４の動力は、第１動力伝達機構４０を介してミシン針２０ａ、２０ｂに伝達される。すなわち、縫製用モータ２４の駆動軸４２には、長尺な第１従動軸４４（動力伝達軸）の右端が連結される。この第１従動軸４４の左端には、クランクを構成する回転盤４６が外嵌される。
　回転盤４６には、中心から径方向に沿って外縁に至る途中に略円柱形状をなす第１柄４８が突出形成される。第１柄４８は、クランクアーム５０を構成する第２柄５２の中空内部に挿入される。ここで、クランクアーム５０は、前記第２柄５２の他、該第２柄５２の側壁から突出した平板形状の連結アーム部５４と、該連結アーム部５４に連結されて第２柄５２に対して平行に延在する第３柄５６とを有する。第３柄５６は、第２柄５２に対して平行に延在する。
　一方、ミシン針２０ａ、２０ｂは、鉛直方向に沿って延在する往復移動軸５８の下端に設けられた針ホルダ５９に保持される。また、往復移動軸５８の上端部には柄付リング６０が外嵌されるとともに、該柄付リング６０の第４柄６２が、前記第３柄５６の中空内部に挿入される。これにより、クランクアーム５０（クランク）、往復移動軸５８及び針ホルダ５９を介してミシン針２０ａ、２０ｂが第１従動軸４４に連結される。従って、縫製用モータ２４が付勢されて第１従動軸４４が従動回転すると、クランクアーム５０の作用下に回転運動が直進運動に変換され、ミシン針２０ａ、２０ｂが鉛直方向に沿って往復移動する。
　その一方で、縫製用モータ２４の動力は、第２動力伝達機構６４を介してルーパー２２ａ、２２ｂに伝達される。第２動力伝達機構６４は、第１タイミングベルト６６の作用下に第１従動軸４４の従動回転に追従して従動回転する第２従動軸６８、第３従動軸７０、第４従動軸７２及び第５従動軸７４と、第２従動軸６８から第５従動軸７４にわたって設けられたギヤトレイン７６とを有する。このことから諒解されるように、第１従動軸４４は、第１動力伝達機構４０と第２動力伝達機構６４の双方を構成する。
　第１従動軸４４の、駆動軸４２側端部（右端部）の近傍には第１プーリ８０が外嵌され、長尺な第２従動軸６８の右端には第２プーリ８２が外嵌される。前記第１タイミングベルト６６は、第１プーリ８０と第２プーリ８２に掛け渡されている。また、第２従動軸６８の左端には第１従動歯車８４が外嵌されている。第１従動歯車８４は、比較的短尺な第３従動軸７０の左端に外嵌された第２従動歯車８６に噛合する。これら第１従動歯車８４、第２従動歯車８６と、後述する第３従動歯車８８及び第４従動歯車９０とでギヤトレイン７６が構成されている。
　第３従動軸７０において、第２従動歯車８６よりも右方には第３プーリ９２が配設される。また、第３従動軸７０の上方に位置して長さが該第３従動軸７０と略同程度である第４従動軸７２には、左端近傍に第４プーリ９４が外嵌される。第３プーリ９２と第４プーリ９４には、第１タイミングベルト６６に比して短尺な第２タイミングベルト９６が掛け渡される。
　第４従動軸７２の長手方向略中腹には、第３従動歯車８８（第１歯車）が配設される。さらに、第３従動歯車８８には、第４従動歯車９０（第２歯車）が噛合する。この第４従動歯車９０は、ルーパー２２ａ、２２ｂ同士の間に介在している。換言すれば、ルーパー２２ａ、２２ｂは、第４従動歯車９０を挟む位置にある。ルーパー２２ａ、第４従動歯車９０及びルーパー２２ｂは第５従動軸７４に支持されており、従って、第５従動軸７４が回転することに追従して一体的に回転する。
　以上の構成において、第１従動歯車８４と第２従動歯車８６の直径は等しい。また、第３プーリ９２と第４プーリ９４の直径も等しく、さらに、第３従動歯車８８と第４従動歯車９０の直径も等しい。そして、図３に示すように、第１従動歯車８４と第２従動歯車８６の直径をＤ１、第３プーリ９２と第４プーリ９４の直径をＤ２、第３従動歯車８８と第４従動歯車９０の直径をＤ３としたとき、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係が成り立つ。
　図１に示すように、第１動力伝達機構４０はケーシング１００に収容される。該ケーシング１００に前記縫製用モータ２４が位置決め固定されるとともに、前記第２従動軸６８及び前記第３従動軸７０が回転可能に軸支されている。また、ケーシング１００の上端にはボビン１０２ａ、１０２ｂが回転可能に支持されており、縫製用糸２８ａ、２８ｂは、各ボビン１０２ａ、１０２ｂから引き出されてミシン針２０ａ、２０ｂの挿通孔２６にそれぞれ挿通される（図２参照）。
　ケーシング１００の左端、すなわち、第１従動歯車８４及び第２従動歯車８６の上方には、縦長に立ち上がった幅狭且つ中空のポストベッド１０４が設けられる。このポストベッド１０４内には、第２動力伝達機構６４、すなわち、第２タイミングベルト９６の大部分、第４従動軸７２、第４プーリ９４、第３従動歯車８８、第５従動軸７４及び第４従動歯車９０と、ルーパー２２ａ、２２ｂとが収容される。図２～図４に示すように、ポストベッド１０４の上端部はやや絞られるように湾曲し、最上部は平坦な載置部となっている。この載置部には、ミシン針２０ａ、２０ｂがポストベッド１０４の中空内部に進入ないし離脱することが可能な開口１０５（図４参照）が形成されている。
　第２タイミングベルト９６は、第３プーリ９２に巻回された部位がケーシング１００に覆われる一方で、それ以外の部位がポストベッド１０４に覆われる。また、第４従動軸７２はポストベッド１０４に回転可能に軸支され、第５従動軸７４は、ポストベッド１０４の内壁と一体化した一対の軸受１０６ａ、１０６ｂに回転可能に軸支されている。また、第４従動歯車９０は、図２及び図４に示すように一対の軸受１０６ａ、１０６ｂ同士の間に配設されている。なお、ルーパー２２ａ、２２ｂは、第５従動軸７４に支持されているのみであり、第４従動歯車９０、ポストベッド１０４の内壁のいずれにも当接していない。
　ルーパー２２ａ、２２ｂは、該ルーパー２２ａ、２２ｂの幅方向外方に、回転方向に沿って突出するように設けられた尖鋭な爪部９８（糸掛止部）を有する。ルーパー２２ａ、２２ｂは、爪部９８を先頭として回転する。この回転の際、被縫製物３０の一端面から刺入されたミシン針２０ａ、２０ｂの先端が他端面側から突出したとき、該爪部９８が縫製用糸２８ａ、２８ｂに引っ掛かる。
　ポストベッド１０４の図示を省略した図５に示すように、ミシン針２０ａ、２０ｂには、１個の針溝１０８がそれぞれ形成される。ミシン針２０ａ、２０ｂは、針溝１０８の背面同士が対向するように針ホルダ５９に保持されている。すなわち、ミシン針２０ａ、２０ｂがポストベッド１０４内に進入したとき、針溝１０８は、ポストベッド１０４の幅方向外方を臨む。ルーパー２２ａ、２２ｂが回転するとき、爪部９８は、針溝１０８を通る。
　以上の構成において、搬送用ロボット１４及び縫製用モータ２４は、図示しない制御回路の制御作用下に動作する。
　本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、その作用効果につき、縫製装置１０の動作との関係で説明する。
　被縫製物３０に対して縫製を行うに際しては、制御回路の制御作用下に搬送用ロボット１４が適宜動作し、その先端アーム１６が被縫製物３０に接近して、該被縫製物３０をポストベッド１０４（ルーパー２２ａ、２２ｂ）とミシン針２０ａ、２０ｂとで挟まれる位置とする。すなわち、ルーパー２２ａ、２２ｂとミシン針２０ａ、２０ｂは、被縫製物３０を介して対向する。このように、縫製機構１２を搬送する搬送用ロボット１４を設けたことにより、縫製機構１２を被縫製物３０の近傍に搬送することが容易となる。なお、縫製用糸２８ａ、２８ｂはミシン針２０ａ、２０ｂの挿通孔２６に予め通されている。
　図６に示すように、被縫製物３０に鋭角をなす屈曲部１１０が存在する場合があるが、このような屈曲部１１０の先端には、仮想線で示すような幅広のポストベッド１１２は進入することができない。これに対し、本実施の形態では、上記したように、２個のルーパー２２ａ、２２ｂ間に第４従動歯車９０を挟み、且つこれらを１本の第５従動軸７４で支持するようにしているので、ルーパー２２ａ、２２ｂ、第４従動歯車９０及び第５従動軸７４を含む組立体を小型なものとして得ることができる。従って、該組立体を先端に設けたポストベッド１０４を縦長で幅狭なものとして構成することができるので、該ポストベッド１０４が、鋭角な屈曲部１１０の奥深くまで進入することが可能となる。
　また、縫製用モータ２４とミシン針２０ａ、２０ｂとの間に第１従動軸４４やクランクアーム５０等が介在しているため、縫製用モータ２４がミシン針２０ａ、２０ｂから比較的大きく離間している。このため、ポストベッド１０４を屈曲部１１０等の狭小スペースに進入させる際に縫製用モータ２４が被縫製物３０に干渉することが回避される。
　すなわち、本実施の形態によれば、狭小スペースであってもポストベッド１０４及びルーパー２２ａ、２２ｂを進入させることが可能である。従って、被縫製物３０に鋭角な屈曲部１１０や段差等が形成されている場合、すなわち、例えば、被縫製物３０が自動車用インストルメントパネルのインテリア基材の形状に対応する形状の表皮である場合においても、縫製が可能となる。
　次に、前記制御回路は縫製用モータ２４を付勢する。これにより駆動軸４２及び第１従動軸４４が回転することに追従し、回転盤４６が回転するとともに、該回転盤４６に設けられた第１柄４８が旋回する。その結果としてクランクアーム５０が一体的に旋回し、これに伴って柄付リング６０の第４柄６２がクランクアーム５０の第３柄５６に引っ張られる。このため、回転盤４６が１回転することに同期して往復移動軸５８が上下に１往復する。勿論、針ホルダ５９に保持されたミシン針２０ａ、２０ｂも往復移動軸５８と同時に上下に１往復する。
　また、駆動軸４２及び第１従動軸４４が回転すると同時に第１プーリ８０が回転する。このため、第１プーリ８０と第２プーリ８２に掛け渡された第１タイミングベルト６６が周回動作し、その結果、第２従動軸６８及び第１従動歯車８４が従動回転する。さらに、第１従動歯車８４に噛合した第２従動歯車８６、該第２従動歯車８６が外嵌された第３従動軸７０、及び第３プーリ９２が従動回転するとともに、これに追従して、第３プーリ９２と第４プーリ９４に掛け渡された第２タイミングベルト９６が周回動作する。
　これに伴い、第４プーリ９４、第４従動軸７２及び第３従動歯車８８が従動回転する。第３従動歯車８８が第４従動歯車９０に噛合しているので、第４従動歯車９０が従動回転する。従って、第５従動軸７４及びルーパー２２ａ、２２ｂが一体的に回転するに至る。ルーパー２２ａ、２２ｂ同士が同期して回転することは勿論である。ルーパー２２ａ、２２ｂは、ミシン針２０ａ、２０ｂが１往復する間に１回転する。
　ここで、第１従動歯車８４及び第２従動歯車８６の直径Ｄ１、第３プーリ９２及び第４プーリ９４の直径Ｄ２、第３従動歯車８８及び第４従動歯車９０の直径Ｄ３との間には、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係が成り立っている。すなわち、ミシン針２０ａ、２０ｂに近接するにつれて回転体の直径が小さくなる。このことも、ポストベッド１０４の先端の狭小化に寄与する。
　また、本実施の形態では、ミシン針２０ａ、２０ｂが上記のように往復動作する際、回転するルーパー２２ａ、２２ｂの各爪部９８が針溝１０８を通過するようにしている（図５参照）。この分、ルーパー２２ａ、２２ｂ同士の距離を小さくすることができるので、ポストベッド１０４の先端の一層の狭小化を図ることができる。
　ミシン針２０ａ、２０ｂは、後進端（上死点）から下方に向かう往路を進行する最中、被縫製物３０の上端面側から刺入され、前進端（下死点）に到達したときには、その先端が被縫製物３０の下端面から突出するとともに、前記開口１０５を介してポストベッド１０４の中空内部に進入する。これに伴い、縫製用糸２８ａ、２８ｂが被縫製物３０を貫通する。その後、ミシン針２０ａ、２０ｂは、下死点から上死点に向かう復路を進行し、その最中にポストベッド１０４及び被縫製物３０から離脱する。
　縫製用糸２８ａ、２８ｂが被縫製物３０を貫通した際には、ルーパー２２ａ、２２ｂの爪部９８が上死点に到達している。被縫製物３０を貫通した縫製用糸２８ａ、２８ｂは該爪部９８に引っ掛かり、ルーパー２２ａ、２２ｂが回転することに伴って図１及び図２の下方に引っ張られて、被縫製物３０の下端面側で図７に示すループ部１２０を形成する。ループ部１２０には、縫製用糸２８ａ、２８ｂの、次回のミシン針２０ａ、２０ｂの刺入時（ルーパー２２ａ、２２ｂの回転時）に引っ張られた部位が挿入される。搬送用ロボット１４が適宜動作することで縫製機構１２を被縫製物３０に対して相対的に平行移動させながらミシン針２０ａ、２０ｂの往復動作及びルーパー２２ａ、２２ｂの回転を繰り返すことにより、図７に示すようにループ部１２０同士が連なって縫製がなされる。なお、図７では縫製用糸２８ａのみを例示しているが、残余の縫製用糸２８ｂにおいても同様にループ部１２０同士が連なることは勿論である。
　一方、被縫製物３０の上端面側では、図８、及び図９に示すように直線状に連なる平行縫い目３２が形成される。本実施の形態では、２本のミシン針２０ａ、２０ｂを同期して往復動作させるようにしているので、美観に優れる平行縫い目３２を得ることができる。なお、平行縫い目３２を形成する縫製用糸２８ａ、２８ｂは、成形ライン１３０を間に挟むようにして離間する。
　このように、本実施の形態によれば、縫製用モータ２４の作用下にミシン針２０ａ、２０ｂを往復動作させると同時にルーパー２２ａ、２２ｂを回転させるようにしている。しかも、被縫製物３０が縫製機構１２に対して相対的に移動するので、平行縫い目３２を自動的に且つ連続的に形成することが可能となる。
　前記制御回路により、所定長さの平行縫い目３２が形成されたことが検知されると、該制御回路の制御作用下に縫製用モータ２４が滅勢される。従って、ミシン針２０ａ、２０ｂの往復動作、及びルーパー２２ａ、２２ｂの回転が停止する。縫製用糸２８ａ、２８ｂの、被縫製物３０とミシン針２０ａ、２０ｂとの間の部位が切断された後、搬送用ロボット１４が適宜動作し、縫製機構１２が被縫製物３０から離間する。この際にも、搬送用ロボット１４の作用下に縫製機構１２を被縫製物３０の近傍から搬送するので、縫製機構１２の搬送が容易である。
　被縫製物３０と形状が相違する被縫製物に縫製を行うときには、該被縫製物の形状に対応して動作するように搬送用ロボット１４のティーチングを行えばよい。このように、搬送用ロボット１４を設けたことにより、様々な形状の被縫製物に対して縫製を行うことが可能となる。
　本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　例えば、ミシン針２０ａ、２０ｂ及びルーパー２２ａ、２２ｂを１個としてもよい。
　また、被縫製物３０は自動車用インストルメントパネルのインテリア基材と表皮に限定されるものでなく、ミシン針２０ａ、２０ｂが刺入可能なものであればよい。
１０…単環縫い式縫製装置　　　　　　　　１２…縫製機構
１４…搬送用ロボット　　　　　　　　　　２０ａ、２０ｂ…ミシン針
２２ａ、２２ｂ…ルーパー　　　　　　　　２４…縫製用モータ
２８ａ、２８ｂ…縫製用糸　　　　　　　　３０…被縫製物
３２…平行縫い目　　　　　　　　　　　　４０、６４…動力伝達機構
４４、６８、７０、７２、７４…従動軸　　５０…クランクアーム
５８…往復移動軸　　　　　　　　　　　　５９…針ホルダ
６６、９６…タイミングベルト　　　　　　７６…ギヤトレイン
８４、８６、８８、９０…従動歯車　　　　９８…爪部
１００…ケーシング　　　　　　　　　　　１０４、１１２…ポストベッド
１１０…屈曲部　　　　　　　　　　　　　１２０…ループ部

Claims (7)

  1. 　往復移動を繰り返すことに伴って被縫製物（３０）に対し刺入又は離脱する針（２０ａ、２０ｂ）と、前記被縫製物（３０）を間にして前記針（２０ａ、２０ｂ）に対向するルーパー（２２ａ、２２ｂ）とを備え、前記針（２０ａ、２０ｂ）と前記ルーパー（２２ａ、２２ｂ）で前記被縫製物（３０）に縫い目（３２）を形成する縫製機構（１２）を備える単環縫い式縫製装置（１０）であって、
    　前記縫製機構（１２）は、
    　前記ルーパー（２２ａ、２２ｂ）を回転させると同時に、前記針（２０ａ、２０ｂ）を往復移動させる動力源（２４）と、
    　前記動力源（２４）の動力を前記針（２０ａ、２０ｂ）に伝達するクランク（５０）と、
    　少なくとも一部がポストベッド（１０４）内に収容され、前記動力源（２４）の動力を前記ルーパー（２２ａ、２２ｂ）に伝達する動力伝達機構（６４）と、
    　前記ポストベッド（１０４）内に設けられて前記動力伝達機構（６４）を構成するとともに、互いに噛合した第１歯車（８８）及び第２歯車（９０）と、
    　をさらに備え、
    　前記ルーパー（２２ａ、２２ｂ）が、前記第２歯車（９０）と一体的に回転するとともに、前記ポストベッド（１０４）の、前記針（２０ａ、２０ｂ）に臨む側の先端に設けられていることを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
  2. 　請求項１記載の縫製装置（１０）において、前記クランク（５０）と前記動力源（２４）との間に動力伝達軸（４４）が介装されていることを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
  3. 　請求項１又は２記載の縫製装置（１０）において、２個の針（２０ａ、２０ｂ）と２個のルーパー（２２ａ、２２ｂ）とを備え、前記２個のルーパー（２２ａ、２２ｂ）同士の間に前記第２歯車（９０）が介在することを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
  4. 　請求項３記載の縫製装置（１０）において、前記２個の針（２０ａ、２０ｂ）の各々に針溝（１０８）が設けられるとともに、前記２個の針（２０ａ、２０ｂ）の前記針溝（１０８）の背面同士が対向し、且つ前記２個のルーパー（２２ａ、２２ｂ）が回転するとき、該２個のルーパー（２２ａ、２２ｂ）のそれぞれの糸掛止部（９８）が前記針溝（１０８）を通過することを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の縫製装置（１０）において、前記動力伝達機構（６４）が、タイミングベルト（９６）とギヤトレイン（７６）とを含んで構成されることを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の縫製装置（１０）において、前記縫製機構（１２）を搬送する搬送機構（１４）をさらに有することを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の縫製装置（１０）において、前記クランク（５０）は、前記動力源（２４）による回転運動を前記針（２０ａ、２０ｂ）の直線運動に変換するものであることを特徴とする単環縫い式縫製装置（１０）。
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