(57)【要約】【課題】縫製ミシンや表面外観性向上用の専用プレス型が不要であるステッチ加工技術を提供することを課題とする。【解決手段】ステッチ用ツール１０は、筒体１１と、この筒体１１に内蔵される超音波発生部１２と、この超音波発生部１２へ電気エネルギーを供給する駆動減圧源１３と、筒体１１の一端に着脱可能に取付けられ針１４とからなる。【効果】超音波振動する針で、合成樹脂製品を溶融し、同時に針で装飾糸の一部を保持しながらその溶融部に埋込む。すなわち、超音波振動する針で樹脂製品本体を溶かしながら装飾糸をステッチ模様に表面に固着していくので、ミシンの様に表裏から処理する必要がなく、上面からのみの処理で行える。装置の小型化が可能となり少量生産に好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製品の表面に、ステッチ模様を施すステッチ加工装置であって、
超音波発生部と、この超音波発生部により超音波振動する針を備え、
この針の先端に、装飾糸の幅方向を保持する凹部と、この凹部の両端から延びて前記合成樹脂製品に刺さる先尖り部を有することを特徴とするステッチ加工装置。
【請求項２】
前記ステッチ加工装置は更に、
前記合成樹脂製品を載せるテーブルと、このテーブルの周囲から立てられる支柱と、この支柱に昇降自在に取付けられるスライダと、前記支柱に設けられ前記スライダを昇降させる昇降手段と、前記刺すまた部が下位になる姿勢で前記スライダに取付けられることを特徴とする請求項１記載のステッチ加工装置。
【請求項３】
前記スライダに回転軸を有する旋回手段が設けられ、前記回転軸に前記ステッチ用ツールが取付けられていることを特徴とする請求項２記載のステッチ加工装置。
【請求項４】
合成樹脂製品の表面にステッチ模様を施すステッチ加工方法であって、
前記合成樹脂製品の表面に装飾糸を載せる糸載せ工程と、
超音波発生部により超音波振動する針の先端部で前記装飾糸を抑えて保持する糸保持工程と、
前記針を下降させ、超音波振動する前記針の先端で前記合成樹脂製品を溶融しつつ、前記装飾糸の一部を溶融部へ埋込む糸埋込み工程と、
前記溶融部の底に前記装飾糸の一部を残しつつ前記針を前記合成樹脂製品の表面上に抜く針抜き工程と、
抜かれた針を次の縫い位置へ移動する針移動工程とからなることを特徴とするステッチ加工方法。
【請求項５】
前記糸埋込み工程で、前記装飾糸を埋込んだ状態で、前記針を左右の択一方向に１８０°未満の旋回角で所定角旋回させる針旋回工程を、更に有することを特徴とする請求項４記載のステッチ加工方法。
【請求項６】
前記糸載せ工程の前に、前記合成樹脂製品の針刺し位置に、溶融した樹脂を溜め置く窪み部を形成する窪み部形成工程を加えることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のステッチ加工方法。
【請求項７】
前記合成樹脂製品は表面に別体の表皮部材を備え、この表皮部材上に装飾糸を載せる糸載せ工程と、
前記針を下降させて前記表皮部材を通して下方の前記合成樹脂製品の本体部に前記装飾糸を埋込む糸埋込み工程を有することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項記載のステッチ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製品にステッチ模様を施す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建物や車両の内装品や装飾備品類は、デザイン性を向上させるために、縫い合わせる縫い糸を装飾として用いて、視覚的に高級感を出現する様に工夫されている。
また、合成樹脂製品表面に装飾糸を付ける場合のステッチ加工に関しては、その加工方法が種々提案されてきた（例えば、特許文献１（図５）参照。）。
【０００３】
特許文献１の図５に示されるように、車両用内装品として合成樹脂製の表皮材（２）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）に、プレス型で線状溝（３）を形成する。この際に、線状溝（３）の両脇に、プレス型の跡（加工跡（５、５））が付く。次に、加工跡（５、５）をガイドにステッチ（４、４）を形成する。
【０００４】
特許文献１の段落番号［００１８］及び図５に明示されるように、ステッチは表糸と裏糸を要する縫製ミシンが用いられる。特に、線状溝（３）や加工跡（５、５）に沿ってステッチ（４、４）を加工するので、見栄えが良くかつ品質が高くなる。
【０００５】
ところで、車両内装品にあっては、インストルメントパネルやコンソールボックスなど合成樹脂で構成され且つ大形な物が少なくない。結果、縫製ミシンでステッチ加工する場合は加工工数が高くなり、コストが増大する。また、専用の縫製ミシンを導入すると、ステッチ加工費用が嵩む。
【０００６】
また、特許文献１では、線状溝（３）及び加工跡（５、５）を部品表面に形成するために専用のプレス型が必要となる。専用のプレス型を調達するようにすると、さらに加工費用の高騰化に繋がる
【０００７】
そこで、表面部材専用のブレス型及び表糸や裏糸を要する一般的な縫製ミシンを用いることなく、少量生産にも対応可能なステッチ加工技術が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４９８３５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、表面部材専用のブレス型及び表糸や裏糸を要する一般的な縫製ミシンを用いることなく、ステッチ加工を施すことが出来る技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、合成樹脂製品の表面に、ステッチ模様を施すステッチ加工装置であって、
超音波発生部と、この超音波発生部により超音波振動する針を備え、
この針の先端に、装飾糸の幅方向を保持する凹部と、この凹部の両端から延びて前記合成樹脂製品に刺さる先尖り部を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、ステッチ加工装置は更に、合成樹脂製品を載せるテーブルと、このテーブルの周囲から立てられる支柱と、この支柱に昇降自在に取付けられるスライダと、支柱に設けられスライダを昇降させる昇降手段と、刺すまた部が下位になる姿勢で前記スライダに取付けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、スライダに回転軸を有する旋回手段が設けられ、回転軸にステッチ用ツールが取付けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、合成樹脂製品の表面にステッチ模様を施すステッチ加工方法であって、
前記合成樹脂製品の表面に装飾糸を載せる糸載せ工程と、
超音波発生部により超音波振動する針の先端部で前記装飾糸を抑えて保持する糸保持工程と、
前記針を下降させ、超音波振動する前記針の先端で前記合成樹脂製品を溶融しつつ、前記装飾糸の一部を溶融部へ埋込む糸埋込み工程と、
前記溶融部の底に前記装飾糸の一部を残しつつ前記針を前記合成樹脂製品の表面上に抜く針抜き工程と、
抜かれた針を次の縫い位置へ移動する針移動工程とからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、糸埋込み工程で、装飾糸を埋込んだ状態で、針を左右の択一方向に１８０°未満の旋回角で所定角旋回させる針旋回工程を、更に有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明では、糸載せ工程の前に、合成樹脂製品の針刺し位置に、溶融した樹脂を溜め置く窪み部を形成する窪み部形成工程を加えることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明では、合成樹脂製品は表面に別体の表皮部材を備え、この表皮部材上に装飾糸を載せる糸載せ工程と、針を下降させて表皮部材を通して下方の合成樹脂製品の本体部に装飾糸を埋込む糸埋込み工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明では、超音波振動する針で、合成樹脂製品を溶融し、同時に針で装飾糸の一部を保持しながらその溶融部に埋込む。すなわち、超音波振動する針で樹脂製品本体を溶かしながら装飾糸をステッチ模様に表面に固着していくので、ミシンの様に表裏から処理する必要がなく、上面からのみの処理で行える。装置の小型化が可能となり少量生産に好適である。
よって、本発明によれば、表面部材専用のブレス型及び表糸や裏糸を要する一般的な縫製ミシンを用いることなく、ステッチ加工を施すことが出来るステッチ加工技術が提供される。
【００１８】
請求項２に係る発明では、ステッチ加工装置は、省人力化が可能であり、生産能率が高まる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、ステッチ用ツールが旋回するため、ステッチ模様の多様化が図れる。
【００２０】
請求項４に係る発明では、請求項１と同様に、超音波振動する針で、合成樹脂製品を溶融し、同時に針で装飾糸の一部を保持しながらその溶融部に埋込む。すなわち、超音波振動する針で樹脂製品本体を溶かしながら装飾糸をステッチ模様に表面に固着していくので、ミシンの様に表裏から処理する必要がなく、上面からのみの処理で行える。装置の小型化が可能となり少量生産に好適である。
よって、本発明によれば、表面部材専用のブレス型及び表糸や裏糸を要する一般的な縫製ミシンを用いることなく、ステッチ加工を施すことが出来るステッチ加工技術が提供される。
【００２１】
請求項５に係る発明では、請求項４の効果に加えて、ステッチ用ツールが旋回するため、ステッチ模様の多様化が図れるという効果が発揮される。
【００２２】
請求項６に係る発明では、合成樹脂製品の針刺し位置に、溶融した樹脂を溜め置く窪み部が形成される。超音波振動で溶かされた後に凝固した樹脂が盛り上がったとしても、この盛り上がり部分は窪み部に収まる。結果、外観性がより高まる。
【００２３】
請求項７に係る発明では、合成樹脂製品は表面に別体の表皮部材を備え、この表皮部材上に装飾糸を載せる糸載せ工程と、針を下降させて表皮部材を通して下方の合成樹脂製品の本体部に装飾糸を埋込む糸埋込み工程を有する。
すなわち、本発明によれば、表皮部材を備える合成樹脂製品にも、多様のステッチ模様を容易に施すことが出来る。
ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るステッチ用ツールの側面図である。
【図２】本発明に係るステッチ加工装置の側面図である。
【図３】本発明方法に係る工程を説明する図である。
【図４】針旋回工程を説明する図である。
【図５】ステッチ模様の形態を説明する図である。
【図６】窪み部形成工程を説明する図である。
【図７】ステッチ加工方法の変更例を説明する図である。
【図８】針の変更例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２６】
図１に示すように、ステッチ加工装置としてのステッチ用ツール１０は、筒体１１と、この筒体１１に内蔵される超音波発生部１２と、この超音波発生部１２へ電気エネルギーを供給する駆動電源１３と、筒体１１の一端に着脱可能に取付けられ超音波発生部１２により超音波振動する針１４とからなる。
超音波発生部１２は、電気エネルギーを振動に変換する圧電素子が好適である。
【００２７】
超音波発生部１２の先端はホーン１５である。このホーン１５は、外径が絞られているため、振動性が他の部位より高い。このようなホーン１５に針１４が当接しているため、針１４は数μｍの幅で、毎秒数十万回振動する。この振動は超音波振動と呼ばれる。
【００２８】
針１４は、先端に、刺すまた部１６を備える。
この刺すまた部１６は、装飾糸を幅方向で抑えて保持する凹部１７と、この凹部の両端から延びる先尖り部１８、１８とからなる。
【００２９】
筒体１１の外径や長さは任意であるが、ハンドツールとして使用する場合は、握りやすいように、外径は３０ｍｍ〜４０ｍｍ、長さは１００ｍｍ〜２００ｍｍとする。
筒体１１に、想像線で示す座１９、１９を設けることも任意であるが、ハンドツール専用であれば座１９、１９は不要であり、次に述べる装置に組み込む場合は必要である。
【００３０】
次に述べる図２では操作する作業者を基準として、図左を前、右を後、図面奥を左、図面手前を右と呼ぶ。
【００３１】
図２に示すように、ステッチ加工装置３０は、基盤３１と、この基盤３１の上面に敷設する前後レール３２と、この前後レール３２上を前後に移動する中間盤３３と、この中間盤３３の上面に敷設される左右レール３４、３４と、これらの左右レール３４、３４上を左右に移動し合成樹脂製品３５を載せるテーブル３６と、このテーブル３６の周囲、すなわち基盤３１から立てられる支柱３７と、この支柱３７に昇降自在に取付けられるスライダ３８と、支柱３７に設けられスライダ３８を昇降させる昇降手段３９と、スライダ３８に回転軸４１が下向き鉛直になるように取付けられる旋回手段４２と、回転軸４１に吊り下げられるＬ字ブラケット４３と、このＬ字ブラケット４３に取付けられるステッチ用ツール１０とからなる。なお、図面では省略したが、針１４を囲うガードを、ステッチ用ツール１０自身又はＬ字ブラケット４３に設けることが推奨される。
【００３２】
合成樹脂製品３５は、車両内装品が好適である。車両内装品には、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローブボックス、リッド類などがある。
昇降手段３９は、電動サーボシリンダが好適である。また、旋回手段４２はサーボモータが好適である
【００３３】
なお、ステッチ用ツール１０は、針１４が鉛直に向き且つ刺すまた部１６が下位になる姿勢でＬ字ブラケット４３を介してスライダ３８に取付けられる。
図面左に立つ作業者から見て、左右をｘ軸、前後をｙ軸、上下をｚ軸とすれば、合成樹脂製品３５がｘ軸及びｙ軸に沿って移動可能であり、昇降手段３９により針１４がｚ軸に沿って移動するため、相対的には合成樹脂製品３５に対して針１４を三次元的に移動させつつ針１４で合成樹脂製品３５を加工することができる。
【００３４】
次に、針１４の作用を説明する。この作用は、図１に示すステッチ用ツール１０と図２に示すステッチ加工装置３０の何れでも適用できる。
図３（ａ）に示すように、合成樹脂製品３５の上面に装飾糸４５を載せる（糸載せ工程）。
（ａ）のｂ−ｂ矢視図である（ｂ）に示すように、装飾糸４５の真上にステッチ用ツール１０が配置される。
【００３５】
針１４を超音波振動させつつ下降させる。そして、針１４の先端の凹部１７で装飾糸４５を抑えて保持する（糸保持工程）。
すると、（ｃ）に示すように、振動する先尖り部１８、１８で合成樹脂製品３５を溶融する。すなわち、超音波振動により合成樹脂製品３５が局部的に溶融し、そこに溶融部４６が生成される。この溶融部４６へ、凹部１７で装飾糸４５を埋込む（糸埋込み工程）。
（ｃ）のｄ−ｄ線断面図である（ｄ）に示すように、装飾糸４５の一部が溶融部４６に埋込まれる。
【００３６】
この状態から、溶融部４６の底に装飾糸４５の一部を残しつつ針１４を合成樹脂製品３５の上方へ抜く（針抜き工程）。
すると、振動エネルギーの供給が無くなるため、（ｅ）に示すように、溶融樹脂が凝固し、この凝固樹脂４７で閉塞される。
【００３７】
抜かれた針１４を次の縫い位置へ移動し（針移動工程）、糸保持工程、糸埋込み工程、糸抜き工程、針移動工程を繰り返す。
結果、（ｅ）のｆ矢視図である（ｆ）に示すように、装飾糸４５は飛び飛びに埋没した部位４８発生する。つまり、埋没した部位４８に溶融樹脂が凝固し、その下に装飾糸４５が埋没している。以上によりステッチ模様が完成する。
【００３８】
このステッチ模様は、いわゆる「一直線縫い」であるが、本発明によればより複雑な形態の縫い方が可能である。この形態の例を図４、図５で説明する。
図４（ａ）は図３（ｃ）と同じ図であって、装飾糸４５が溶融部４６に埋込まれている。この状態で、図４（ｂ）に示すように、針１４を左右の択一方向に旋回させる（針旋回工程）。
【００３９】
図４（ｂ）のｃ−ｃ線断面図である（ｃ）に示すように、針１４を角度θ（この例ではθ＝約７５°）だけ左に旋回させる。刺すまた部１６が装飾糸４５を捻る。針１４よりも、図面上の装飾糸４５が左に捻られ、下の装飾糸４５が右に捻られる。
結果、図４（ｄ）に示すように、装飾糸４５、４５の配置は、装飾糸４５が埋没した部位４８が、表から隠されて図上左右に分離した状態となり、縫い目の配列が斜めの形態になる。
【００４０】
以上に述べたように、糸埋込み工程の次に針旋回工程を加えることで、図４（ｅ）に示すステッチ模様ができあがる。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、針を図面右旋回させることで、図４（ｅ）とは向きがことなる斜めのステッチ模様が得られる。
また、図５（ｂ）に示すように、ある埋没部位４８で針を図面左旋回させ、隣の埋没部位４８で右旋回させることで、二条の直線模様が得られる。
【００４２】
ところで、図３（ｅ）で説明した凝固樹脂４７は、合成樹脂の種類や装飾糸４５の太さの影響で、図６（ａ）に示すように、表面から突出することがある。この場合は、次に述べる対策が有効である。
【００４３】
図６（ｂ）に示すように、刃具（例えばエンドミル）５１で、縫製部位に窪み部５２を形成する（窪み部形成工程）。
図６（ｃ）に示すように、窪み部５２が形成された合成樹脂製品３５に装飾糸４５を載せ、超音波振動作用で埋没させる。
図６（ｄ）に示すように、凝固樹脂４７は、窪み部５２の分だけ下がるため、合成樹脂製品３５の表面から突出することはない。
【００４４】
すなわち、図３（ａ）に示す糸載せ工程の前に、予め窪み部形成工程を加えることで、ステッチ模様がより綺麗になる。
【００４５】
なお、窪み部５２の径、深さは、合成樹脂の種類や装飾糸の太さを考慮し、その上で複数回トライすることで、適宜決定される。
【００４６】
次に、本発明に係る変更例を説明する。
図７（ａ）に示すように、合成樹脂成形品３５の本体部５４を準備する。好ましくは、本体部５４に窪み部５２を形成しておく。本体部５４を射出成形するさいに、金型に凸部を設けておくことで、容易に窪み部５２を形成することができる。
次に、図７（ｂ）に示すように、窪み部５２を覆うようにして、本体部５４の表面に別体の表皮部材５５を貼る。
【００４７】
続いて、図７（ｃ）に示すように、表皮部材５５の上に装飾糸４５を載せる（糸載せ工程）。
そして、超音波振動する針１４を下降させる。針１４は表皮部材５５を貫通し、下の本体部５４を溶融する。
【００４８】
結果、図７（ｄ）に示すように、装飾糸４５の一部が溶融部４６に埋込まれる（糸埋込み工程）。
溶融部４６は窪み部５２に収納され、表皮部材５５から突出する心配はなく、外観性が更に向上する。また、表皮部材５５と合わせてデザインのバリエーションを拡大できる。
【００４９】
なお、溶融部４６が表皮部材５５から突出しない場合や突出の程度が軽微な場合には、窪み部５２を省くことができる。
この場合は、図７（ａ）は省略され、図７（ｂ）にて窪み部５２が無い本体部５４に別体の表皮部材５５が貼られる。本体部５４に表皮部材５５が予め貼られている合成樹脂品を適用することもできる。そして、表皮部材５５に装飾糸４５を載せ（糸載せ工程）、針１４で装飾糸４５の一部を溶融部４６に埋込ませる（糸埋込み工程）。
【００５０】
次に、針１４の変更例を説明する。
図８に示すように、左右の先尖り部１８の一方が他方より延びた非対称形態の針１４であってもよい。埋込ませるときに、針１４が片方へずれるため、押し込むだけで、埋込み位置と針抜き位置が異なることで、左右方向に隙間を発生させることが出来、図４（ｅ）に示す様な斜めの形態を発生させることができる。
【００５１】
また、合成樹脂製品３５は、インストルメントパネルに代表される車両内装品が適当であるが、宝石箱や小物入れなどであってもよく、製品の種類を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、インストルメントパネルに代表される車両内装品に好適である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ステッチ用ツール、１１…筒体、１２…超音波発生部、１４…針、１６…刺すまた部、１７…凹部、１８…先尖り部、３０…ステッチ加工装置、３５…合成樹脂製品、３６…テーブル、３７…支柱、３８…スライダ、３９…昇降手段、４１…回転軸、４２…旋回手段、４５…装飾糸、４６…溶融部、４７…凝固樹脂、４８…糸が埋没した部位、５２…窪み部、５４…本体部、５５…表皮部材。
【図１】
2014151621.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014151621.tif 000009
【図８】
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