(57)【要約】  【解決手段】  縫い目の作製および封止を同時に提供する、ミシン（１０）のための取付用装置（２４）は、接着性熱可塑性ポリマーでできた帯状片（２５）を縫合される布部材（７、９）の間に供給するリール（２３）を有する。上方に連続ベルト（５２）を有する加熱アイドラローラー（５０）に対向する複数の加熱従動ローラー（４０、４２、４４）は、前記縫い目に熱および圧力を加え、それにより前記ポリマー帯状片（２５）が融解して前記縫い目が封止される。接着性熱可塑性ポリマー処理された糸（１７）はミシン針（１９）によって前記布部材にできた穿刺部を封止するために使用される。前記従動ローラーは、前記ミシンの動作に同期して駆動され、操作者の命令に応答して前記縫い目と係合および係合解除する。  【選択図】      図１
2021512766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンに取り付けられ、布部材間の縫い目の作製および封止を同時に行うことを可能とする取付用装置であって、
同期信号と、操作者により制御される縫い合わせ動作を開始するためのスイッチからの信号とを含む動作信号を受け取る制御装置と、
熱可塑性ポリマー材料でできた帯状片を供給するリールと、
前記ポリマー材料でできた帯状片を前記布部材の間に給送する給送アセンブリと、
複数の従動ローラーと、
前記従動ローラーの各ローラーに対向して配置された一対のアイドラローラーと、
前記アイドラローラー上に配置された連続ベルトと、
を有し、
各前記従動ローラーおよび前記アイドラローラーは、前記制御装置からの制御信号に応答して制御自在に加熱されるものであり、
前記従動ローラーは、前記同期信号に応答する制御装置により制御されるモーターによって断続的に駆動されるものであり、
前記従動ローラーは、前記操作者により制御される縫い合わせ動作を開始するためのスイッチからの信号に応答して前記布部材と係合するものである、
取付用装置。
【請求項２】
請求項１記載の取付用装置において、前記従動ローラーおよび前記アイドラローラーは、前記従動ローラーおよび前記アイドラローラーの穴部内に配置されたカートリッジヒーターよって加熱されるものである、取付用装置。
【請求項３】
請求項２記載の取付用装置において、前記従動ローラーおよび前記アイドラローラーの表面温度は、調整されたフィードバックループを用いた、前記カートリッジヒーターの温度の測定値に応答する前記制御装置により制御されるものである、取付用装置。
【請求項４】
請求項１記載の取付用装置において、さらに、
空気流を加熱する加熱装置と
前記布部材に給送される前に前記ポリマー材料でできた帯状片を加熱空気流で予熱するために、前記給送アセンブリに向かって配置されたノズルと、
を有するものである、取付用装置。
【請求項５】
請求項１記載の取付用装置において、前記従動ローラーはフレームに取り付けられているものであり、
前記フレームは、前記制御装置によって制御されるエアシリンダーに支持され、前記操作者により制御される縫い合わせ動作を開始するためのスイッチからの信号に応答して、前記従動ローラーを前記布部材と係合させるものである、
取付用装置。
【請求項６】
請求項５記載の取付用装置において、前記フレームは前記エアシリンダーに対して枢動自在に取り付けられているものである、取付用装置。
【請求項７】
請求項１記載の取付用装置において、前記同期信号は、前記ミシンの弾み車に磁石を取り付けること、および前記ミシンが動作して前記弾み車が回転する際に前記磁石と並置されるようにホール効果センサーをミシンに取り付けることにより提供されるものであり、それにより、前記ホール効果センサーによって前記同期信号が前記制御装置に提供されるものである、取付用装置。
【請求項８】
請求項１記載の取付用装置において、
前記アイドラローラーは、前記ミシンに取り付けられたシャシーにより保持されるものである、取付用装置。
【請求項９】
請求項８記載の取付用装置において、前記シャシーは、別体の加熱されないローラーを保持し、前記ベルトは当該ローラーの周上を移動するものであり、当該ローラーの軸は前記ベルトの張力を制御するために移動自在なものである、取付用装置。
【請求項１０】
請求項９記載の取付用装置において、前記加熱されないローラーは、前記ベルトの張力を制御するためにバネにより付勢されるものである、取付用装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の取付用装置において、前記従動ローラーが前記布部材と係合した際、前記ベルトは変形して前記布部材が各前記従動ローラーの外周の一部分に押圧されるものである、取付用装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの布部材間に耐水性縫い目を形成する方法であって、
約２〜６重量パーセントの、ポリウレタン、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、およびビニールからなる群から選択された熱可塑性ポリマーを有する所定量の糸を提供する工程と、
ミシンを使用して、前記少なくとも２つの布部材を針により一定間隔で穿刺し、穿刺部に前記糸を通して縫い目を形成する工程と、
前記縫い目を形成する工程の間に、ポリウレタン、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、およびビニールからなる群から選択された熱可塑性ポリマーでできた帯状片を前記少なくとも２つの布部材の間に挿入する工程と、
複数の加熱された従動ローラーを提供する工程と、
前記従動ローラーの各ローラーに対向して配置された一対のアイドラローラーを提供する工程と、
前記アイドラローラー上に配置された連続ベルトを提供する工程であって、当該連続ベルトは、前記ポリマーでできた帯状片をその間に有する前記少なくとも２つの布部材を前記加熱された従動ローラーと前記アイドラローラーとの間に通過させるように構成されているものである、前記連続ベルトを提供する工程と、
熱および圧力を前記縫い目に加えて前記糸の前記ポリマーを融解させるために、前記加熱された従動ローラーを前記一対のアイドラローラーに対して押圧する工程であって、それにより、前記糸からの前記ポリマーにより前記穿刺部が充填され、前記ポリマーでできた帯状片が融解するものである、前記押圧する工程と、
前記糸に含まれる前記ポリマーを冷却および固化する工程であって、それにより、前記穿刺部が水の侵入から封止されるものである、前記糸に含まれる前記ポリマーを冷却および固化する工程と、
前記帯状片のポリマーを冷却および固化する工程であって、それにより、各前記穿刺部間の縫い目が水の侵入から封止されるものである、前記帯状片のポリマーを冷却および固化する工程と、
を有する、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、前記糸および前記帯状片に含まれる前記熱可塑性ポリマー材料は同一である、方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法において、前記一対のアイドラローラーは、前記ミシンに取り付けられたシャシーにより保持されるものである、方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、前記シャシーは、別体の加熱されないローラーを保持し、前記ベルトは当該ローラーの周上を移動するものであり、当該ローラーの軸は前記ベルトの張力を制御するために移動自在なものである、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記加熱されないローラーは、前記ベルトの張力を制御するためにバネにより付勢されているものである、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記従動ローラーが前記布部材と係合した際、前記ベルトは変形して前記布部材が各前記従動ローラーの外周の一部分に押圧されるものである、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存ミシン用の取付用装置（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）に関し、この取付用装置は、熱可塑性ポリマーを有する糸および同一のまたは異なる熱可塑性ポリマーでできた帯状片を用いて互いに縫合される布部材をミシンを通して引き込むとともに、当該布部材に熱および圧力を加えるための改良された機構を含み、この取付用装置により、縫い目の作製とポリマーの融解による縫い目の封止が一回の作業で行われる。
【背景技術】
【０００２】
衣類、テント、帆、バックパックなどの様々な製品は、布部材を互いに縫い合わせることによって作られる。多くの状況において、これらの製品は高撥水性および高耐水性である必要がある。縫い合わせ工程において、糸を布部材に通す針は当然のことながら、その半径が糸の半径よりもかなり大きいため、縫い目を封止する手段が取られない限り、針の穿刺部より水漏れが発生する傾向がある。また縫い目における針の穿刺部間の空間においても水漏れが発生する傾向がある。
【０００３】
現在、縫い目を封止する最も一般的な方法は、縫い合わせによって作られた縫い目上に熱可塑性ポリマーからなる接着層を有する幅広のテープを適用する方法である。衣類またはその他の物品は、一対のローラーを備える機械に供給される。一方の側に接着剤を有する、１インチ程度の幅のポリマー基板を、接着剤を活性化させるために熱風流によって加熱し、次にこのポリマー基板をローラーによって縫い目に対して押圧することにより、テープが冷却されるにつれて布部材に付着し縫い目を覆う。この工程は、当該技術分野において「縫い目封止工程」と呼ばれるが、実質的には縫い目自体が封止されているのではなく、単にテープによって覆われているに過ぎない。
【０００４】
上記の縫い目を封止する方法には多数の欠点があるが、最大の欠点は、縫い目を封止するために縫い目を作る作業とは別の作業が必要であるということである。単一の作業で縫い目の作製および封止が可能であれば、必要な労働力の低減、必要な床面積の低減、設備費用の低減という点で、実質的な経済的利益を達成することができると考えられる。また、ポリマーテープを適用することによって縫い目が硬化するため、衣類の場合心地が悪く、着用者の動きを制限する可能性もあり、また追加の重量が付加される。
【０００５】
比較的最近では、縫い目を封止するための新規の方法が開発されており、この方法は、２０１１年８月２４日に出願された米国特許仮出願第６１／５７５，６０２号に対して優先権を主張し、この参照によって本明細書に組み込まれる、２０１２年８月２４日付で出願されたフェレイロによる米国特許出願第１３／５９４，４１５号（米国特許出願公開第２０１３／００４８２１９号として公開）、および２０１８年２月１３日付で特許第９，８８９，５９８として登録された同時係属継続出願第１４／９９９，３２０号に記載されている。フェレイロによる出願では、所定量の熱可塑性ポリマーを有する糸を利用し、縫い目を加熱する間に圧力を加えてポリマーを融解して穿刺部を充填することによって耐水性の縫い目を形成する方法が記載されている。縫い合わせの工程中、熱可塑性ポリマーでできた帯状片を布部材の間に挿入することも可能であり、この帯状片は同様に、熱および圧力を加える工程、および糸の穿刺部の間の縫い目を封止する工程において布部材に接合することができる。
【０００６】
フェレイロによる縫い目封止方法では、ポリマーを含有する糸および選択的なポリマー帯状片は縫い目の内部に含まれるため、既に作製された縫い目にポリマーテープを適用する従来技術の封止処理において実施されている、熱風の噴出流を利用したポリマーの加熱処理をフェレイロによる工程において利用することはできない。フェレイロによる出願では、加熱プレートに対向する加熱ローラーを利用して熱および圧力を加えること、また加熱プレートはローラーと交換することができることが教示されている（上記出願公開の段落［００３１］を参照）。また、フェレイロは、縫い目によって接合された布部材をミシンを通して引き込むために「引き込み」ホイールを提供することができることを教示している（上記出願公開の段落［００３３］を参照）。
【０００７】
本出願は、フェレイロによる出願に記載された機構および工程の改良に関するものでああり、当該出願に記載された機構および工程を「概念実証」の状態から、様々な業務用ミシンに容易に取り付け可能な、完全に商業化された装置として具現化するものである。特記すべき改良点は、縫い合わせが行われている間に縫い目を封止するために熱および圧力を加える手段に関連する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１観点は、フェレイロによる出願の加熱プレートまたは加熱ローラーに対向する加熱ローラーを、複数の対の加熱アイドラローラーに対向する通常３つの一連の従動ローラーと、前記加熱アイドラローラー上に配置されたベルトに変更することであり、これにより、ベルトによって布部材が加熱従動ローラーに対して押圧される。その結果、ポリマーの効率的な融解を確実とするのに十分な時間の間、布部材と加熱従動ローラーとの接触が確実に維持され、それにより縫い目の効率的な封止が確実となる。
【０００９】
本発明によって提供される別の改良点は、下流ローラーを上流ローラより僅かに高速駆動させて、縫い目の加熱中に布を僅かに張伸させることにあり、それにより、ポリマーが冷却および固化した後、縫い目の好適な形状が維持される。
【００１０】
本発明によって提供されるさらなる改良点の詳細を本発明の好適な１実施形態と関連して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、添付の図面を参照することにより、理解がより容易になる。
【図１】図１は、本発明の取付用装置が装着された、操作者側から見たミシンの斜視図であり、本発明に基づいて提供された制御回路の簡略化された概略図を含む。
【図２】図２は、図１に対応する拡大斜視図を示す。
【図３】図３は、図２に対応する拡大斜視図であり、ミシンを後部側に向かう位置から図示する。
【図４】図４は、一方の側から見た上部および下部ローラーと、当該のローラーの間を通過するベルトの拡大立面図を示す。
【図５】図５は、図２に対応する拡大斜視図であり、取付用装置のみを示す。取付用装置は複数のローラのうちの１つの断面図を含み、この断面図はローラーを加熱するために使用されるカートリッジヒーターを示す
【図６】図６は、ミシンを後部側から見た図であり、ローラーを駆動するために使用されるベルト、ミシンの弾み車に取り付けられた磁石、およびミシンに装着された本発明による取付用装置の動作を同期させるために使用される協動用ホール効果センサーを示す。
【図７】図７は、本発明に基づいて提供される電気回路の概略図である。
【図８】図８は、従動ローラーを布部材と係合するように移動させ、ポリマー帯状片を予熱するために用いられる圧縮空気システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述したように、本発明は、単一の作業で縫い目を作りかつその縫い目を封止することを可能とする、既存ミシン用の取付用装置に関する。図１に示すように、典型的な業務用ミシン１０は、駆動ベルトが内蔵された直立柱状部１２を有し、この駆動ベルトは、台１４の下方に配置されてフットスイッチ２０などにより制御されるモーター（図示せず）で駆動される。また、当該ミシン１０は、横方向アーム１６と、針１９と押さえ金２１とを含む縫い合わせ機構１８（図２を参照）と、押さえ金２１を上昇させて互いに縫合される布部材７、９から係合解除するレバー１３と、弾み車２２とを有する。これらのコンポーネントは周知であり、本発明がその機能に影響を与えることはないが、以下詳細に説明するように、これらのコンポーネントのうち特定のコンポーネントは、本発明に基づいて付加的な態様で用いられる。
【００１３】
本発明によれば、取付用装置（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）２４は、カバープレート（図示せず）を取り外し、カバープレートの代替として当該取付用装置を組み込むことにより、ミシン１０に取り付けられる。カバープレートの取付用装置への交換作業の詳細は、当然のことながら機械ごとに若干異なるが、各機械において取付用装置は、（以下詳細に説明する）ローラーが針１９の真後ろに配置されるように設計されている。さらに、接着性熱可塑性ポリマーでできた帯状片２５を供給するリール２３、およびポリマー帯状片２５を縫い合わせにより作られる縫い目に向けて移動させる給送アセンブリ２７が追加される。従来の縫い目封止作業に用いられる接着テープは、幅１インチ、厚さ０．００２〜０．００３インチ程度と考えられるが、これと比べ本発明に従って用いられる帯状片は、幅１／８〜１／４インチ、厚さ０．０１０〜０．０２０インチであってもよく、厚さ０．０１４インチであることが好ましい。給送アセンブリ２７は、ポリマー帯状片２５を予熱し、当該帯状片が縫い目内に縫い込まれる前に接着性を促進させるために、熱風ダクトおよびノズルとともに提供されてもよい。図８は、ポリマー帯状片２５を予熱するために使用される熱風システムの詳細を示す。
【００１４】
さらに、本発明に従って電子制御装置２６が提供される。この電子制御装置２６は、縫い目に熱および圧力を加えてポリマーを融解し、縫い目を封止する加熱ローラーの温度など、縫い目を封止する工程を制御するために必要なパラメーターに関するユーザー入力を受け取るタッチスクリーン２８と、このようなユーザー入力およびその他のデータを受け取って、取付用装置の様々なコンポーネントに対して制御信号を送るマイクロプロセッサー２９（コンピューター装置２６のコンポーネント「ＭＰ」として示す）とを有する。図７は、上記回路のブロック図を示す。またミシン１０には、弾み車２２に機械的に固着された磁石３０（図６を参照）、および同様に直立柱状部１２に機械的に固着されたホール効果センサー３２が取り付けられている。
【００１５】
より具体的には、周知であるように、縫い目を作る工程においては、縫合される布部材７、９をミシン１０により望ましい縫い目の長さ分だけ徐々に前進させ、次に、針１９がこれらの布部材を静止した状態で穿刺できるように、押さえ金２１によって当該布部材を固定する。この工程の間、弾み車２２は断続的に回転する。以下詳細に説明するように、本発明の取付用装置は加熱ローラー４０、４２、４４（図４を参照）を有し、当該ローラーは、布部材が取付用装置を通って移動するように布部材を引き込むとともに、ポリマーを融解させて縫い目を封止するために縫い目に熱および圧力を加えるように駆動される。従動ローラーを適切に機能させるためには、縫い合わせ工程の間、従動ローラーによる布部材の引き込みを停止する必要がある。これらのローラーの動作とミシンの動作を同期させるために、磁石３０がホール効果センサーを通過する際に、ホール効果センサーにより信号（図６、７における「ＨＥ」）がマイクロプロセッサー２９に対して提供され、これにより、ローラーを駆動する２つのモーター３４、３６が信号Ｍ１およびＭ２（図１、７を参照）によって制御される。このように、信号ＨＥは、ローラーの動作とミシンの残りの部分の動作を同期させるために使用され、それによって布の歪みが防止される。マイクロプロセッサー２９と本明細書に記載の信号を提供および受け取る様々なコンポーネントを接続する回路については、明確性のため図１には示していないが、当業者であれば、容易に理解および実装できるものである。上述したように、図７は当該回路の概略図を示す。
【００１６】
上述したように、ミシンの動作はフットペダル２０、または操作者によって操作される膝または手動操作型スイッチなどによって制御される。操作者が所定の縫い合わせ操作を停止した際に布部材の焦げを防止するために、加熱ローラー４０、４２、４４を縫合された布部材から離れた位置に移動する必要がある。すなわち、フットペダル２０からマイクロプロセッサー２９に制御信号ＳＷが提供され、次にマイクロプロセッサー２９によってエアシリンダー４８に制御信号ＡＣが提供される。ローラー４０、４２、４４およびモーター３４、３６のアセンブリは、操作者によりミシン１０の動作が停止されると、エアシリンダー４８により保持され上方に引き上げられることで布部材から係合解除される。それと同時に、ポリマー帯状片２５を予熱している熱風の流れが遮断される。これらの動作は、操作者が縫い合わせを再開した際、逆の順序で行われる。
【００１７】
マイクロプロセッサー２９によって提供される信号はまた、各ローラー４０、４２、４４に提供されるＨ１、Ｈ２、Ｈ３を含み、これにより、ローラーの表面温度が制御され、その結果縫い目に加えられる熱量が制御される。ローラーの表面温度を制御することは、糸および帯状片内のポリマーを十分に融解させて、布を焦がすことなく良好な封止を提供する上で明らかに重要である。ローラーの表面温度は、耐久性を有するものが利用可能である場合は、赤外線センサーを使用して直接測定することが可能であり、若しくはフィードバックループを使用して間接的に測定することができる。ローラーは内部カートリッジヒーター５１を使用して加熱することができる。図５を参照。（以下説明するように）アイドラローラー５０も同様に加熱される。
【００１８】
より具体的には、カートリッジヒーター５１を電気的に接続するためには、従動ローラー４０、４２、４４およびアイドラローラー５０がカートリッジヒーター５１の周上で回転自在であるとともに、カートリッジヒーター５１は静止状態である必要がある。カートリッジヒーター５１は、電流が印可されると膨張するように設計されており、これにより通常、加熱材料の体積に合わせて形成された孔に適合する。このような膨張によってローラーの回転が妨げられないように、カートリッジヒーターを鋼管の５３の部分に配置するとともに、ローラーは、アルミニウムで作製して鋼管の周上で滑りばめとなるように開口を形成し、少量の熱伝導性潤滑油をローラーの開口部と鋼管との間に提供する形で組み立ててもよい。鋼管と比べアルミニウムは熱膨張係数がより大きいので、カートリッジヒーター５１の加熱によってローラーの回転が妨害されることを回避することができる。
【００１９】
上述したように、ローラーの表面温度は、耐久性を有するコンポーネントが利用可能である場合は、赤外線センサーを使用して直接測定することが可能である。代替的に、カートリッジヒーター５１の温度を測定するために熱電対を提供することもでき、このデータを周知の比例・積分・微分（ＰＩＤ）フィードバックループで使用してローラーの表面温度を制御することができる。ＰＩＤフィードバックループの最適パラメーター決定するには実験および適切な試験が必要とされ、このようなパラメーターは、本発明に従って縫い合わせおよび封止が行われる布地の種類によって異なる可能性がある。フィードバックループを調整するための実験および試験は当業者の技術範囲である。
【００２０】
次に、本発明の取付用装置の機械的詳細について説明する。図４は、従動加熱ローラー４０、４２、４４、加熱アイドラローラー５０、およびベルト５２のアセンブリの詳細の端面図を示し、図２、３、５および６は本発明に従って提供されるさらなる特徴を示す。ローラー５０はシャシー５６によって保持され、当該シャシー５６は、ミシン台１４に設けられた「入れ子部（ｎｅｓｔ）」からミシンが外側に枢動可能となるように従来から提供されているヒンジ（図示せず）に取り付けることによってミシン１０に組み込まれる。図４は、ローラー５０の端部を示すために、シャシー５６の内部から見た図である。シャシー５６は、縫合された布部材を押さえ金２１から従動ローラー４０、４２、４４とアイドラローラー５０との間に給送することを支援する傾斜先端面５６ａ（図２を参照）を有する。また図４は、通常フェレイロによる出願において記載されているポリマー被覆糸である糸１７を示す。シャシー５６は、スペーサー（図示ぜす）で隔離することでミシン１０から離間させることが好ましく、これにより、シャシー５６とミシン１０との間への空気の通過が可能となり、ミシン１０の過熱を防止することができる。
【００２１】
連続ベルト５２はローラー５０の周囲に適合し、図４において太字の破線で表した、縫合される布部材７、９とともに移動する。ベルト５２は、末端位置にある、加熱されないローラー６０の周上を移動するようになっており、シャシー５６、シャシー５６の「下流」端部に向かって配置された付勢ローラー６０（図４において左側）の側部のいずれかの側に設けられたバネ５４によって伸張される。また、ベルト５２の張力度は、異なる複数のバネ５４を提供することで調整するか、若しくは予圧の設定を調整することによって調整可能である。図３で示すように、付勢ローラー６０はシャシー５６のスロット５６ｂに取り付けられており、これにより付勢ローラー６０が移動してベルト５２内の張力の調整が可能となる。
【００２２】
図示したように、接合される布部材７、９は、ベルト５２によって、各ローラー４０、４２、４４の外周下方部分に沿った部分であって対向する一対のアイドラローラー５０の間の部分と係合するように強制的に移動され、それによりローラー４０、４２、４４の各上方部分から５８で示す布部材への良好な熱伝導が確実になる。これに対して、ベルト５２を含まない場合は、アイドラローラー５０が従動ローラー４０、４２、４４と並置された線に沿ってのみ熱伝導が起こることとなるため、効果が著しく低下する。ベルト５２は、１若しくはそれ以上のテフロン（登録商標）材の層でコーティングされた繊維ガラス製布の複合材料から作製することができる。これらの材料および布の大部分は比較的高い断熱性を有すると考えると、ベルト５２を提供することによって熱伝導領域を拡大することは、糸１７および帯状片２５のポリマー材料の効率的な融解および縫い目の封止を行うために十分な熱伝導を確実に生じさせる上で非常に利点がある。また、ベルト５２は、布部材がローラー５０に絡まることを防ぐ。
【００２３】
好適な実施形態において、図４に示すように、ローラー４０、４２、４４の軸は同一平面上にあることが好ましく、またアイドラローラー５０の軸も同一平面上にあることが好ましい。縫い合わせ動作の後に従動ローラーが上方に引き上げられると、バネ５４により加熱されないアイドラローラー６０に付与されたバネ張力によってローラー６０が左側に移動するため、ベルト５２はアイドラローラー５０の上面上で直線経路を形成する。縫い合わせが再開され、従動ローラー４０、４２、４４が下方移動すると、ベルト５２による直線経路の形成が強制的に阻止され、ベルト５２は、図４に示す、ローラー４０、４２、４４の外周下方部分に沿った部分であって対向する一対のアイドラローラー５０の間の部分の形状に適合される。この際、加熱されないアイドラローラー６０は、バネ５４により、図４において右側に移動可能となる。
【００２４】
より具体的には、その間にポリマー帯状片を有する布部材７、９がローラーを通って引き込まれるにつれて、ローラーによって加えられる熱および圧力により予熱されたポリマー帯状片２５が融解、かつ横方向に圧延され、それにより布部材７、９の間の空間が充填される。本発明を実施する場合、通常フェレイロによる出願に記載された、ポリマーを含有する糸１７が使用され、それにより、糸１７のポリマーが同時に融解し、針によってできた穿刺部が充填される。但し、上記糸１７を使用せずに通常の糸を選択し、単に帯状片２５のポリマーによって針による穿刺部を充填することが可能であり、このような実施も本発明の範囲内である。同様に、一部の用途においては、ポリマー帯状片２５を使用せずに糸１７のみを使用してもよい。
【００２５】
糸１７および帯状片２５に適用されるポリマーは同一であっても異なっていてもよい。本願の充填材料については、上記の目的のため、本願の出願時において最適な材料を特定するための実験を実施している。このような材料は、フェレイロによる出願に開示されているように、熱可塑性ポリウレタン、または、ナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ビニール、およびそれらの混合物および組み合わせを含む群から選択される材料であってよい。これらの材料は良好な接着性を有するため、本発明の実施により縫い目が強化されるとともに封止されることを理解されたい。また、従来技術の縫い目封止工程おいて使用されている材料を利用してもよい。ポリマーが織り糸に吸収されるように、溶融ポリマー槽内でポリマーを適用し、次に、フェレイロによる出願に記載されているように、最終的なポリマーの含有量が糸の２〜６重量パーセントとなるように、金型等を通過させて余分なポリマーを圧搾することが好ましい。
【００２６】
図６に示すように、「上流」ローラー４２、４４は、第１のベルト６０を介してモータ３６により駆動され、一方、「下流」ローラー４０は、第２のベルト６２を介してモータ３４により独立的に駆動される。ローラーを異なる所望の速度で駆動することができるように、モーター３４、３６はそれぞれ、信号Ｍ１、Ｍ２（図１、７を参照）に応答して動作する。下流ローラー４０は上流ローラー４２、４４よりも僅かに高速で駆動されることが好ましく、それにより、ポリマーが融解し縫い目が圧縮される過程で布部材上に張力が付与されて縫い目の好適な形成が確実となる。
【００２７】
その他の好適な設計態様は以下を含む。
【００２８】
図示するように、従動ローラー４０、４２、４４の表面は刻み付きとなっており、これによってローラーの表面と布部材７、９との間に十分な摩擦が確実に生じる。非付着性のコーティングが適用される。
【００２９】
縫い目端部でポリマー帯状片を切断するために、ローラー４０、４２、４４と押さえ金２１との間に操作者によって制御される切断装置（図示せず）提供してもよい。
【００３０】
ローラー４０、４２、４４は、エアシリンダー４８の移動用アクチュエータ６８に対して６６を中心として横方向に枢動するフレーム６４（図２を参照）により保持される。このような枢動により、複数の布部材が交差するなど、布部材の厚さがある程度不規則である場合でも、ローラーの布部材７、９に対する接触を維持することができる。また、ローラー４０、４２、４４は、同様の理由から、フレーム６４に対してバネによって下方向に付勢された独立懸架装置によって保持されてもよい。
【００３１】
上述したように、図７は、本発明に基づいて提供される電気回路の概略図である。適切である場合、上記で特定されたコンポーネントおよび制御信号は本図においても同様に特定される。すなわち、マイクロプロセッサー２９と、タッチスクリーン２８などのユーザーインターフェースを含む関連付属コンポーネントとを有する電子制御装置（ＥＣＵ）８０は、センサー入力を受け取り適切なインターフェース回路基板を介して制御信号を提供する。例えば、アイドラローラー５０である下部ローラーアセンブリのための温度センサーセット７０、従動ローラー４０、４２、４４のための温度センサーセット７２、ポリマー帯状片２５を予熱する空気流の温度を測定するための空気処理用温度センサーは、それぞれセンサー入力基板７４に温度データを提供する。センサー入力基板７４は、次に、データに対して、例えばアナログデジタル変換等の単純な演算を実行し、７６として示す結果をＥＣＵ８０に提供する。上述したように、ローラーの温度に応答した信号は、ローラーの温度の直接測定値を表す場合、若しくはカートリッジヒーター５１の温度測定値を表す場合がある。
【００３２】
いずれの場合においても、温度測定信号はＥＣＵ８０によって、周知の比例・積分・微分（ＰＩＤ）フィードバックループのための温度制御信号を生成するために利用される。これらの制御信号は次に、リレー制御基板８２に提供され、このリレー制御基板８２は、ＥＣＵ８０からの制御信号を使用して当該基板上でリレーを駆動することにより、アイドラローラー５０内のカートリッジヒーターである下部アセンブリ用加熱要素８４と、従動ローラー４０、４２、４４内のカートリッジヒーターである上部アセンブリ用加熱要素８６と、ポリマー帯状片を予熱するために利用される空気流を加熱する空気処理用加熱要素８８とを含む、様々な加熱要素に対する電流の供給を制御する。
【００３３】
同様に、ホール効果センサー３２から信号ＨＥがＥＣＵ８０に提供され、駆動モーター３４、３６の動作を直接制御するモーター制御基板８４に対して提供される信号Ｍ１およびＭ２を介した駆動モーター３４、３６の動作を同期させるために使用される。これらのモーターは任意の様々な種類のモーターであってよいが、本実施形態においてはステッピングモーターが好ましい。
【００３４】
同様に、フットスイッチ２０により信号ＳＷがＥＣＵ８０に提供され、これにより、縫い合わせの開始および停止が示される。ＥＣＵ８０は、停止信号に応答して、信号ＡＣをリレー制御基板８２に対して提供し、リレー制御基板８２は、次に、（１つ若しくはそれ以上の）電磁弁９２を介してエアシリンダーを動作させることにより、加熱従動ローラー４０、４２、４４を上昇させて接合される布部材との係合を解除し、また同様に、熱風用電磁弁を動作させてポリマー帯状片２５を予熱する熱風の供給を遮断する。布部材７、９は、ローラー４０、４２、４４が引き上げられて布部材７、９から係合解除される際、ベルト５２との接触を維持するが、圧力がかかっていないため、アイドラローラー５０からの熱による布部材の焦げが防止される。
【００３５】
上述したように、図８は、利用される圧縮空気のコンポーネントの概略図である。圧縮空気は、９４で供給され、さらに、ポリマー帯状片２５を予熱するための空気流を制御する第１の電磁弁９０に供給される。供給ラインにおける圧力は調整弁９６によって制御され、圧縮空気は加熱器８８によって加熱される。上述したように加熱器は、センサー７３からの信号に応答する制御装置８０によって制御される。図示したように、熱風は、給送装置２７から排出されたときにポリマー帯状片２５に衝突する。
【００３６】
図示したように、要求に応じてローラーアセンブリ２４を制御しながら昇降させるために、第２の空気流がエアシリンダーに接続された電磁弁９２に提供される。
【００３７】
本発明による取付用装置を有するミシンの動作において、まず最初に、上記のフェレイロによる出願のポリマーを含有する糸１７（図４を参照）がミシン１０に供給されるのが好ましい。ポリマー帯状片２５が布部材７、９との間に配置され、このアセンブリは手動で押さえ金２１の下に供給される。次に、フットスイッチ２０（または膝操作型レバースイッチなどの均等物）が操作者によって作動され、それによりミシンの通常の動作が開始される。それと同時に、本発明に従って、ローラー４０、４２、４４は布部材とポリマー帯状片２５のアセンブリと係合し、ミシン１０の動作に同期して、当該アセンブリをローラー４０、４２、４４とアイドラローラー５０との間に引き込むように駆動され（このときベルト５２は、ローラー４０、４２、４４とアイドラローラー５０との間に配置されている）、それにより、アセンブリが加熱されて、帯状片２５および糸１７のポリマーが融解される。
【００３８】
より具体的には、予熱されたポリマー帯状片２５は、２つの布部材７、９の間に配置された状態でミシンに引き込まれ、さらに布部材７、９が縫い合わされ、最終的に、ローラーによって熱が加えられてポリマーの温度が固液転移温度よりも上昇する。それと同時に、ローラーはまた、縫い目を平坦化し、針穿刺部の間の縫い目にポリマーを圧延する圧力を提供する。圧力が加えられることにより、布からポリマーへの熱伝導がより向上するとともに、下方のベルトが変形されることでより大きな表面積が提供されて熱伝導効率が改善する。ローラーの外側へ移動後、ポリマーは急速に冷却され固化する。現在のところ、独立した冷却工程は必要ないと考えられるが、そのような工程は必要に応じて本発明の範囲内である。
【００３９】
単一の針による単純な縫い目の作製について説明してきたが、二本針による縫い合わせ、またはインターロック「伏せ」縫いなどのより複雑な縫い目を有する縫い合わせに容易に適合できることを理解されたい。また、ミシンは、取付用装置を取り付けた状態で取付用装置を使用せずに通常通り使用することができ、本発明の取付用装置を利用して縫い目の作製および封止を同時に行うためにミシンに必要とされる変更は最小限であり、さらに操作者に必要とされる訓練も最小限であることも理解されたい。
【００４０】
本発明の好適な１実施形態を詳細に説明してきたが、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【国際調査報告】
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