JP5716182B2

JP5716182B2 - 物品担持織物用織機及び製織方法

Info

Publication number: JP5716182B2
Application number: JP2009191209A
Authority: JP
Inventors: 広和飯島; 敦士増田; 哲彦村上; 研治橋詰
Original assignee: Fukui Prefecture
Current assignee: Fukui Prefecture
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: JP2011042897A

Description

本発明は、電子部品等の物品を多数担持する織物を織成する織機及び製織方法に関する。

近年、無線ＩＤタグ等の電子部品の小型化及び低価格化が進み、こうした電子部品を衣服や敷物に取り付けて、ウェアラブルコンピューティング、セキュリティチェックや移動体の位置検知に活用することが提案されている。例えば、衣服、身の回り品、所持品といった既存の身に付ける物に無線ＩＤタグを取り付けて人間の識別や位置認識を行うことができる。

電子部品等の物品を衣服に取り付ける場合、衣服に対して接着剤により物品を固定したり、縫製により取り付けることが行われているが、取り付けた物品が剥がれるおそれがあることから、衣服を構成する糸に物品を組み込むことが提案されている。例えば、特許文献１では、ＩＣタグの表裏をポリエステルフィルムで覆った箔糸や糸状フィルムにＩＣチップを接着した芯糸にカバーリング加工を施した複合糸を用いて織物を製造する点が記載されており、製織する場合には、複合糸をカッティングマークが表示された箇所で切断しながら箔糸と同様に引箔用の竹ヘラを用いて織物に挿入して織り込むようにしている。

こうした特殊な糸を織成する場合には、例えば、特許文献２では、再織用柄糸を織成する場合に、再織用柄糸を位置合せするために織幅の端部に対応する位置に地の色と異なる色からなる２個のマークを表示しておき、織前の両端に対応する位置にマークを検知する光センサを配設した位置合せ装置が記載されている。また、特許文献３では、帯状の開繊糸を緯糸として織成する場合に、緯糸を引き込み用チャックにより経糸の間に引き込んだ後打ち込み用チャックにより緯糸を把持してカッタにより緯糸を切断し、打ち込み用チャックにより経糸の間に緯糸を打ち込むようにした緯糸供給装置が記載されている。

特開２００５−２２６１６５号公報特開平１１−１２８８８号公報特開２００３−０８２５６４号公報

特許文献１では、ＩＣタグを担持した複合糸を箔糸と同様に挿入して織物に織り込むようにしているが、多数の物品を織物に組み込む場合に各物品の正確な位置合せが難しいといった課題がある。

特許文献２では、糸に表示されたマークを検知して糸の位置合せを行うことで正確な位置合せが可能となるが、糸を緯入れする際にマーク検知を行うと、緯入れ動作に時間がかかって生産性が低下する課題がある。また、特許文献３では、緯糸の引き込み用チャック及び打ち込み用チャックを用いて緯糸を織成するので、緯糸に与えるダメージを抑えて織成することができるが、物品を担持した複合糸を織成する場合には物品の位置合せを行うことができない欠点がある。

そこで、本発明は、地糸とともに複数の物品を糸長方向に所定間隔で担持した複合糸を正確に位置合せして緯入れすることで多数の物品を担持した織物を効率よく製織することが可能な物品担持織物用織機及び製織方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る物品担持織物用織機は、地組織となる複数の経糸を配列して送り出すとともに当該経糸を開口させる経糸織成手段と、地組織となる緯糸を給糸して開口された前記経糸の間に緯糸用レピアヘッドにより緯入れし当該緯糸を前記経糸の間に打ち込む緯糸織成手段と、複数の物品を糸長方向に所定間隔で担持した複合糸を給糸して前記経糸の間に複合糸用レピアヘッドにより緯入れし前記経糸の開口領域の両側で当該複合糸を把持して移動させることで当該複合糸を前記経糸の間に打ち込む複合糸織成手段と、給糸される前記複合糸の前記物品を検知する検知手段と、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記複合糸の前記物品が給糸経路の所定位置に設定されるように給糸制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記物品はＩＤタグであり、前記検知手段は、前記ＩＤタグの情報を読み取る読取手段であることを特徴とする。

本発明に係る物品担持織物の製織方法は、地組織となる経糸を開口して地組織となる緯糸を緯糸用レピアヘッドにより緯入れするとともに複数の物品を糸長方向に所定間隔で担持した複合糸を複合糸用レピアヘッドにより緯入れして製織する物品担持用織物の製織方法であって、前記複合糸を給糸しながら前記物品を検知し、前記物品の検知信号に基づいて前記複合糸の前記物品が給糸経路の所定位置に設定されるように給糸制御して前記複合糸を前記経糸の間に前記複合糸用レピアヘッドにより緯入れし、前記経糸の開口領域の両側で前記複合糸を把持して移動させることで前記複合糸を前記経糸の間に打ち込むことを特徴とする。さらに、前記物品はＩＤタグであり、前記ＩＤタグの情報を読み取って給糸制御することを特徴とする。

本発明は、上記のような構成を有することで、給糸される複合糸の物品を検知して複合糸の物品が給糸経路の所定位置に設定されるように給糸制御するので、複合糸の物品を予め位置設定することができ、複合糸の緯入れ動作を速やかに行うことが可能となる。

すなわち、複合糸の緯入れ動作を一定の長さだけ複合糸を緯入れするように設定しておき、緯入れされる複合糸の長さに合わせて予め複合糸の物品を位置設定すれば、緯入れした複合糸の物品の位置合せを常時正確に行うことができる。

また、製織する織物の織幅が変更された場合でも、織幅に合わせて複合糸の給糸制御を行って物品の位置調整を行えばよく、容易に対応することができる。

そして、複合糸の物品の検知手段及び複合糸織成手段を経糸織成手段及び緯糸織成手段とは別に独立して設けることで、複合糸のみを給糸制御して精度良く物品の位置決めを行うことができる。また、従来の織機に複合糸の物品の検知手段及び複合糸織成手段を組み合せて容易に本発明に係る織機を構成することができ、本発明に係る織機を低コストで製造することが可能となる。

また、物品としてＩＤタグを担持した複合糸を織成する場合には、検知手段としてＩＤタグの情報を読み取る読取手段を用いれば、検知信号をＩＤタグの位置合せに用いるとともに読み取られた情報に基づいてＩＤタグのマッピングデータに使用することもできる。

本発明に係る物品担持用織物用織機に関する概略構成図である。複合糸を緯入れするためのレピアヘッドに関する拡大側面図である。複合糸の一例に関する平面図である。電子部品の初期位置設定に関する処理フローである。複合糸の緯入れ動作に関する各部材の動作タイミングを示すチャートである。各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る物品担持用織物用織機に関する概略構成図である。織機は、経糸織成手段、緯糸織成手段及び複合糸織成手段を備えている。経糸織成手段は、経糸Ａが巻き付けられたビーム１０、ビーム１０に取り付けられた経糸Ａの送り出し制御用モータ１１、経糸Ａに張力を付与するテンションローラ１２、経糸Ａをガイドするガイドローラ１３、所定の方向に配列された多数の経糸Ａをヘルドにより上下に開口する開口機構１４を備えている。こうした経糸織成手段は、公知のものを用いることができる。

緯糸織成手段は、緯糸Ｂが巻き付けられてボビン２０、緯糸Ｂの先端を把持するグリッパ２１、緯糸Ｂの先端を把持して開口機構１４により形成された開口に引き入れるためのレピアヘッド２２、レピアヘッド２２を開口内で往復移動させるバンドレピア２３、バンドレピア２３の移動制御を行うスプロケット駆動機構２４、開口内に導入された緯糸Ｂを織前に筬打ちする筬２５を備えている。こうした緯糸織成手段は、公知のものを用いることができる。

複合糸織成手段は、複合糸Ｃを給糸する手段として、無線ＩＤタグ等の電子部品を担持した複合糸Ｃを巻き付けたリール３０、リール３０に取り付けられたトルクモータ３１、送り出された複合糸Ｃをガイドするガイドローラ３２、空気を噴出することで複合糸Ｃの先端を垂れ下がらないように保持するエアーノズル３３、移送される複合糸Ｃを把持動作により供給制御する供給グリッパ３４、供給グリッパ３４を駆動制御する駆動カム機構３５を備えている。

複合糸Ｃを開口された経糸Ａ内に打ち込む手段として、供給された複合糸Ｃを切断するカッタ３６、供給された複合糸Ｃを経糸Ａの開口領域の両側で把持してスライドガイド３７ａに沿って移動することで複合糸Ｃを打ち込む一対の打ち込みグリッパ３７を備えている。カッタ３６に隣接する一方の打ち込みグリッパ３７と経糸Ａの開口領域との間には、移送される複合糸Ｃに担持された電子部品が通過するのを検知する検知センサ３８が設けられている。また、他方の打ち込みグリッパ３７と経糸Ａの開口領域との間には、後述するレピアヘッド４０が複合糸Ｃを把持しているか否かを検知するキャッチセンサ３９が設けられている。

検知センサ３８は、検知方法としては、公知の手段を用いることができ、例えば、光学的に検知したり、撮像装置により検知したり、電気的に検知すればよく、担持する物品に合わせて公知のものから選択すればよい。無線ＩＤタグの場合には、検知センサとして読取センサを設置しておけば、無線ＩＤタグの通過検知とともにＩＤデータの読取処理を同時に行うことができる。そして、読み取られたＩＤデータは、製織された織物Ｄのマッピングデータとして用いることができる。

また、キャッチセンサ３９は、公知のセンサを用いて複合糸Ｃの有無を検知すればよく、例えば光学検知センサを用いて複合糸Ｃが検知領域に存在しているか検知することができる。

カッタ３６及び打ち込みグリッパ３７の一方は、供給グリッパ３４と連動して駆動カム機構３５により駆動制御される。

複合糸Ｃを経糸Ａの開口内に引き込む手段として、複合糸Ｃを把持する棒状のレピアヘッド４０、レピアヘッド４０に設けられた一対の開閉レバー４１及び４２、レピアヘッド４０を開口内で往復移動させるバンドレピア４３、バンドレピア４３の移動制御を行うスプロケット駆動機構４４、開閉レバー４１を動作させてレピアヘッド４０により複合糸Ｃを把持させる駆動ロッド４５、開閉レバー４２を動作させてレピアヘッド４０の複合糸Ｃの把持を解除する駆動ロッド４６を備えている。スプロケット駆動機構４４は、サーボモータを備えており、レピアヘッド４０を引き込む方向に精度良く前進又は後退動作させることができる。

他方の打ち込みグリッパ３７、駆動ロッド４５及び４６は、駆動カム機構４７により駆動制御される。

上下に開口された経糸Ａの間に緯糸Ｂが所定本数織り込まれて所定幅だけ織成された後複合糸Ｃが１本緯入されて織り込まれて織物Ｄが製織される。製織された織物Ｄは、巻取りローラ５０により巻き取られていく。巻取りローラ５０は駆動モータ５１により駆動制御されて巻き取り動作が行われる。こうして織物Ｄには、経糸方向及び緯糸方向に所定間隔で多数の電子部品が配列されるようになる。

経糸Ａ及び緯糸Ｂとしては、公知の繊維素材を用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレートやＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のポリエステル系繊維、ナイロン（ポリアミド繊維）、アラミド（芳香族ポリアミド繊維）、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフイン系繊維、アクリル等の合成繊維、レーヨン、アセテート等の化学繊維、綿、麻、ウール、絹等の天然繊維が挙げられる。

複合糸Ｃとしては、テープ状の織編物や不織布、糸状フィルム、紙テープ、繊維等の基材に電子部品を糸長方向に所定間隔で配列したものである。担持する物品としては、電子部品以外に、医療用又は農業用の薬剤、芳香剤、温度調節用の相転移ゲル等の高機能材料、又は植物の種子等を担持するようにしてもよく、特に限定されない。図２は、複合糸Ｃの一例に関する平面図である。複合糸Ｃは、短冊状の無線ＩＤタグＣ１が細幅のテープ状基材Ｃ２の片面に複数配置されて接着固定されている。複数の無線ＩＤタグＣ１は、糸長方向に所定間隔を空けてテープ状基材Ｃ２の片面に配列されている。無線ＩＤタグＣ１の幅はテープ状基材Ｃ２の幅よりもわずかに狭く形成されており、テープ状基材Ｃ２の幅方向のほぼ中央部に位置決めされて接着固定されている。

図３は、複合糸Ｃを緯入れするためのレピアヘッド４０に関する拡大側面図である。レピアヘッド４０は、細長い棒状に形成された枠体４００の先端部に把持部を構成する一対の把持体４０１及び４０２が設けられている。把持体４０１は、枠体４００と一体形成されており、把持体４０２は、枠体４００に軸４０３により軸支されて回動可能に取り付けられている。そして、把持体４０２が把持体４０１に対して開閉することで把持動作が行われる。枠体４００の後端部にはバンドレピア４３が固定されている。

把持体４０２は、軸４０３から後側に向かってさらに延設されており、後端側が外方に向かって湾曲して開閉レバー４１が形成されている。また、把持体４０２の後端部には枠体４００との間にバネ部材４０４が設けられており、バネ部材４０４は把持体４０２が把持体４０１と密着して閉じるように付勢する。開閉レバー４１に対する押し込み動作により把持体４０２が軸４０３を中心に回動して把持体４０１との間が開き、開閉レバー４１の押し込み動作を解除することで把持体４０２はバネ部材４０４の付勢力により回動し把持体４０１に密着して閉じるようになる。

枠体４００の後端側には、開閉レバー４２が軸４０５により軸支されて回動可能に取り付けられている。開閉レバー４２の軸支された端部には操作突起４０６が突設されている。枠体４００の内部には操作バー４０７が長手方向に沿って移動可能に設けられており、後端側が操作突起４０６と係合している。操作バー４０７の先端側には、把持体４０２の後端部に当接する作動レバー４０８が軸４０９により軸支されて枠体４００に回動可能に取り付けられている。作動レバー４０８の軸支された端部には作動突起４１０が突設されており、作動突起４１０が操作バー４０７の先端部に係合している。操作バー４０７の後端部にはバネ部材４１１が設けられており、バネ部材４１１により操作バー４０７は先端側に向かって常時付勢されている。

開閉レバー４２に対する押し込み動作により操作突起４０６が後方に回動し、それに伴って操作バー４０７がバネ部材４１１の付勢力に抗して後方に移動するようになる。操作レバー４０７が後方に移動することで作動突起４１０が後方に回動し、それに伴って作動レバー４０８が把持体４０２の後端部を押し込むように動作する。そのため、把持体４０２は軸４０３を中心に回動して把持体４０１との間が開く。開閉レバー４２の押し込み動作を解除することで、操作バー４０７がバネ部材４１１の付勢力により前方に移動して元の状態に戻り、それに伴って作動レバー４０８が回動して押し込み状態を解除する。そのため把持体４０２はバネ部材４０４の付勢力により回動し把持体４０１に密着して閉じるようになる。

以上説明したように、開閉レバー４１又は４２の押し込み動作により把持体４０２を回動させて開いた状態にすることで、開いた状態の把持体４０１及び４０２の間に複合糸Ｃの先端部を導入することができる。そして、開閉レバー４１又は４２の押し込み動作を解除すれば、把持体４０１及び４０２が閉じて確実に複合糸Ｃを把持させることができる。

レピアヘッド４０により複合糸Ｃを把持して経糸Ａの開口領域に引き込む給糸動作は、スプロケット駆動機構４４を駆動制御することで行われる。駆動制御は、検知センサ３８及びキャッチセンサ３９からの検知信号に基づいて制御装置（図示せず）により行われる。

図４は、複合糸Ｃの引き込み動作に関する制御処理フローである。まず、複合糸Ｃを把持するためにレピアヘッド４０を図１に示す位置から複合糸Ｃに向かって前進動作を開始する（Ｓ１００）。それに伴い、スプロケット駆動機構４４のストロークカウンタにより前進動作の移動距離がカウントされる（Ｓ１０１）。そして、ストロークカウンタのカウント値が設定値に到達したかチェックし（Ｓ１０２）、設定値に到達した場合にはレピアヘッド４０の前進動作を停止する（Ｓ１０３）。レピアヘッド４０の前進動作によりレピアヘッド４０の先端に位置する把持体はカッタ３６に近接する所定位置に到達するようになっている。

次に、把持体による複合糸Ｃの把持動作が行われて（Ｓ１０４）、レピアヘッド４０の後退動作を開始する（Ｓ１０５）。それに伴い、スプロケット駆動機構４４のストロークカウンタにより後退動作の移動距離がカウントされる（Ｓ１０６）。そして、ストロークカウンタのカウント値が設定値に到達したかチェックし（Ｓ１０７）、設定値に到達した場合にはレピアヘッド４０の後退動作を一時停止する（Ｓ１０８）。レピアヘッド４０の後退動作によりレピアヘッド４０の先端に位置する把持体はキャッチセンサ３９に近接する所定位置に到達するようになっている。

次に、キャッチセンサ３９が複合糸Ｃを検知したか否かチェックし（Ｓ１０９）、キャッチセンサ３９が複合糸Ｃを検知していない場合には、複合糸Ｃがレピアヘッド４０により把持されなかったものとしてキャッチミス処理が行われる（Ｓ１１０）。キャッチセンサ３９が複合糸Ｃを検知している場合には、レピアヘッド４０の後退動作が再開され（Ｓ１１１）、検知センサ３８が電子部品の通過を検知したか否かチェックする（Ｓ１１２）。電子部品の通過が検知された場合には、レピアヘッド４０の後退動作が停止される（Ｓ１１３）。

以上説明した処理により複合糸Ｃが把持されて確実に引き込み動作が行われる。そして、検知センサ３８の検知信号に基づいて引き込まれた複合糸Ｃに担持された電子部品を正確に位置決めすることができる。上述した処理では、検知センサ３８が電子部品の通過を検知してレピアヘッド４０の後退動作を停止しているが、検知センサ３８が電子部品の通過を検知した後所定距離後退してから停止することで位置設定するように処理してもよい。

図５は、複合糸Ｃの緯入れ動作に関する各部材の動作タイミングを示すチャートである。また、図６から図１１は、各タイミングにおける各部材の動作を示す側面図及び上面図である。タイミングＴ０では、図６に示すように、複合糸Ｃの先端はカッタ３６の切断位置に設定されて供給グリッパ３４により把持されている。また、レピアヘッド４０は、経糸Ａの開口領域から離れた待機位置に設定されており、打ち込みグリッパ３７は開いた状態に設定されている。

タイミングＴ１では、図７に示すように、レピアヘッド４０が全身動作して開口領域に導入され、先端部の把持体が複合糸Ｃの先端を把持するカッタ３６に近接した位置まで移動する。レピアヘッド４０が把持位置まで移動すると、開閉レバー４２が駆動ロッド４５に対向する位置に設定されて駆動ロッド４５により開閉レバー４２が押し込まれる。開閉レバー４２の押し込み動作により把持体が開き把持体の間に複合糸Ｃの先端が導入され、駆動ロッド４５が開閉レバー４２の押し込み動作を解除することで把持体が再び閉じて複合糸Ｃの先端がレピアヘッド４０に把持される。

タイミングＴ２では、図８に示すように、供給グリッパ３４が開きレピアヘッド４０が後退動作して引き戻されるように移動し、複合糸Ｃが開口領域に引き込まれる。レピアヘッド４０が所定距離後退した後一時停止し、キャッチセンサ３９により複合糸Ｃが把持されているか検知される。複合糸Ｃが検知された後、レピアヘッド４０の後退動作が再開されて検知センサ３８により電子部品の通過の有無が検知される。電子部品の通過が検知された場合にレピアヘッド４０の後退動作が停止される。

タイミングＴ３では、図９に示すように、複合糸Ｃの給糸動作が停止されて打ち込みグリッパ３７が複合糸Ｃを把持する。また、供給グリッパ３４も複合糸Ｃを把持するように動作する。

タイミングＴ４では、図１０に示すように、カッタ３６が複合糸Ｃの切断動作を行う。また、レピアヘッド４０を待機位置に戻して開閉レバー４１を駆動ロッド４６に対向する位置に設定し、駆動ロッド４６が開閉レバー４１を押し込んでレピアヘッド４０の把持体を開き、複合糸Ｃの先端の把持動作を解除する。

タイミングＴ５では、図１１に示すように、打ち込みグリッパ３７を移動させて切断された複合糸Ｃを開口された経糸の間に打ち込むように動作する。

以上のように動作して複合糸Ｃを緯入れして織成するので、複合糸Ｃに与えるダメージを抑えて製織することが可能となる。

Ａ経糸
Ｂ緯糸
Ｃ複合糸
Ｄ織物
30 リール
31 トルクモータ
33 エアーノズル
34 供給グリッパ
36 カッタ
37 打ち込みグリッパ
38 検知センサ
39 キャッチセンサ
40 レピアヘッド
41 開閉レバー
42 開閉レバー
45 駆動ロッド
46 駆動ロッド

Claims

地組織となる複数の経糸を配列して送り出すとともに当該経糸を開口させる経糸織成手段と、地組織となる緯糸を給糸して開口された前記経糸の間に緯糸用レピアヘッドにより緯入れし当該緯糸を前記経糸の間に打ち込む緯糸織成手段と、複数の物品を糸長方向に所定間隔で担持した複合糸を給糸して前記経糸の間に複合糸用レピアヘッドにより緯入れし前記経糸の開口領域の両側で当該複合糸を把持して移動させることで当該複合糸を前記経糸の間に打ち込む複合糸織成手段と、給糸される前記複合糸の前記物品を検知する検知手段と、前記検知手段からの検知信号に基づいて前記複合糸の前記物品が給糸経路の所定位置に設定されるように給糸制御する制御手段とを備えていることを特徴とする物品担持織物用織機。
前記物品はＩＤタグであり、前記検知手段は、前記ＩＤタグの情報を読み取る読取手段であることを特徴とする請求項１に記載の物品担持織物用織機。
地組織となる経糸を開口して地組織となる緯糸を緯糸用レピアヘッドにより緯入れするとともに複数の物品を糸長方向に所定間隔で担持した複合糸を複合糸用レピアヘッドにより緯入れして製織する物品担持用織物の製織方法であって、前記複合糸を給糸しながら前記物品を検知し、前記物品の検知信号に基づいて前記複合糸の前記物品が給糸経路の所定位置に設定されるように給糸制御して前記複合糸を前記経糸の間に前記複合糸用レピアヘッドにより緯入れし、前記経糸の開口領域の両側で前記複合糸を把持して移動させることで前記複合糸を前記経糸の間に打ち込むことを特徴とする物品担持用織物の製織方法。
前記物品はＩＤタグであり、前記ＩＤタグの情報を読み取って給糸制御することを特徴とする請求項３に記載の製織方法。