Pillow Top Mattress

本発明は、一般に、縫製された物品および縫製操作に関し、より詳細には、マチ（ｇｕｓｓｅｔ）による様々な材料片または鏡地（ｐａｎｅｌ）材料の縫付けに関する。

本願は、２００１年４月１０日に出願された米国特許出願第０９／８２９，６９８号明細書の継続出願である。

家具のクッション、座席、マットレスなど、詰め物がされた物品の縫製構造では、詰め物がされた１層または複数の層を、室内装飾材料（ｕｐｈｏｌｓｔｅｒｙ）で囲み、マチによって付属の詰め物（ｐａｄ）またはスプリング・ユニットに取り付けることができる。 図７および図８に示すように、例えば、ピロートップ式のマットレスでは、詰め物またはピロートップ１００が、マチ１４０によって、隣接した支持構造体１２０に取り付けられており、このマチは、一形態では、折り目線１４１および一方の縁部１４２に沿って第１鏡地１１０に縫合され、他方の縁部１４３に沿ってピロートップ１００の下面に縫合された、折り曲げられた帯状材料である。 マチ１４０が縫合される詰め物１００の隅部１６０では、マチが支持構造体１２０の９０度の隅部で回転することができるように、継ぎ目１７０のところでマチが斜め継ぎされている。 隅部１６０のところでマチを斜め継ぎするには、隣り合った鏡地の直角の各隅部のところでマチを少なくとも１箇所斜め切りする必要がある。 斜め切りされた各隅部は、マチがマットレスとピロートップとの間に閉じた構造を形成するように個別に縫合しなければならない。 手作業による組立て工程では、マチは、斜め継ぎされる隅部のところでマチの各脚部を１つに縫い合わせることにより、マットレスの鏡地に適合するマチ枠を形成するよう、別々に構築される。 次いで、テープ縁部によって、マチがマットレスの上部鏡地の縁部に縫い付けられる。 その後、第２テープ縁部によって、ピロートップがマチの他の自由縁部に取り付けられる。

マチの隅部が正しい角度で斜め切りされていないと、マチの隅部が滑らかな輪郭または外観にならない。 また、マチが見えたままになる物品では、マチの多数の継ぎ目が不格好で、分離しやすい。 このようなマチの構築方法は、ピロートップ・マットレスおよび同様の縫製物品の生産コストを大幅に増加させる、退屈な手作業による生産工程である。

本発明は、従来技術の前述および他の欠点を克服し、製造が容易で、従来技術のピロートップ取付け構造に勝る改善された完成外観および強度を備えたラッフル付きマチ隅部構造を提供する。

本発明の一態様によれば、隣り合った鏡地を取り付けるための取付けマチが提供され、このマチが、材料の長さに沿って途切れなく半分に折り曲げられ、折り目線のところで概ね鏡地の１つまたは複数の側部に沿って第１鏡地に縫合される。 鏡地の隅部では、鏡地の縁部に適合するラッフル付き９０度隅部、あるいは９０度未満または９０度を越える回転部を形成するように、マチの内側に折り曲げられた縁部上に一連のプリーツ（ｐｌｅａｔｓ）が形成される。 本発明の自動製造方法の一態様では、プリーツが形成されて隅部のところで鏡地に縫合されるときに、鏡地が縫製機械のヘッドに対して９０度回転される。 マチの位置合わせされた縁部は、マチが縫合される第１鏡地の縁部と位置合わせされる。 鏡地に当てられたマチの縁部は、テープ縁部によって鏡地縁部と共に縫合される。 マチの他の縁部は、別のテープ縁部によって第２の被覆または平行鏡地の縁部に取り付けられる。 また、他の材料層の縁部も、テープ縁部に含めることができる。 このようにして、２枚の鏡地が、周囲でしっかりと取り付けられる。 縫合された折り目に対してマチの半体を広げると、マットレスの上部鏡地に取り付けられた、詰め物がされたピロートップなど、鏡地の中に入っている詰め物の層を収容することができる。

本発明の前述および他の態様について、本明細書で添付の図面に即して説明する。

以下は、ラッフル付き湾曲部または隅部を備える連続的な取付けマチと、そのようなマチを自動製造するための方法および機械との、好ましい実施形態および代替的な実施形態について説明する。

ラッフル付き湾曲部または隅部を備える連続的な取付けマチ 図１には、一般に当該技術分野で公知のように、被覆材１１が内部のスプリング構造またはアセンブリを包み込んでいるマットレス１０が示されている。 マットレスの主要な両側の平行側部は、それぞれ鏡地１２および１４によって覆われている。 鏡地は、内部スプリングに直接重ねられている内層や、一般にキルト状の装飾外層など、多数の層を含んでいてよい。 いわゆる「ピロートップ」式マットレスには、一方または両方の鏡地を覆う、別々に包み込まれた詰め物層またはピロートップ１６がさらに含まれる。 ピロートップ１６をマットレスに取り付ける様々な方法が考案されており、その最も一般的な構造は、各鏡地の周囲で縫い付けるものである。 ピロートップがかなりの厚さ寸法、例えば数インチの断面を有するので、鏡地１２、１４に周囲で取り付けるには、鏡地の周囲１３からピロートップ１６の徐々に薄くなっている縁部１７まで達するマチ１８が必要である。 マチ１８は、材料、例えばマットレス装飾材料の細片の形態に作製されており、これが長さに沿って半分に折り曲げられ、折り目２０の近傍で縫い目１９によって鏡地１２または１４に縫合される。 したがって、マチ１８は、折り目２０の反対側に２つの部分２１および２４を有しており、これらがおおむね鏡地１２、１４の端部または周囲１３と位置合わせされる。 マチの縁部２１は、縫い目２３で固定されたテープ２２によって周囲１３に取り付けられる。 マチの縁部２４は、縫い目２６で固定されたテープ２５によってピロートップ１６の周囲または縁部１７に取り付けられる。 この、マットレス鏡地へのピロートップの縫付けの基本構造が、本発明で利用される。 ただし、本発明は、他のタイプのマチ取付け、例えば、折り目の反対側にあるマチの自由縁部が鏡地またはピロートップの装飾地に直接縫合され、テープ縁部によって覆われない取付け、あるいはマチの縁部が縁取りされて縫い付けられている取付けにも適用可能である。

図２に示すように、マチ１８の隅部３０は、径方向折り曲げ部として形成されており、これがその下にある鏡地の曲率、この事例では９０度の回転に適合しているが、本発明は、マチを鏡地に取り付けるのに必要な任意の角度の回転に適用可能である。 径方向湾曲部を形成するには、折り目２０のところでマチに１つまたは複数のプリーツ３２を形成し、それらを縫い目１９によって鏡地１２または１４に固定する。 各プリーツ３２は、折り畳まれた様々な長さの基部端３５と、マチの折り目２０からマチの縁部２１、２４に向かってマチ材料の幅を横切って延びる上側および下側のプリーツ折り目３３とを有する。 丸みのある隅部周りに連続して形成されると、プリーツ３２は、集合的にラッフル３４あるいはラッフル付き隅部３４と呼ばれる。 ラッフル付き隅部３４によって、斜め継ぎされた継ぎ目を作製する必要がなくなるので、マチ１８は、鏡地の各曲線部または隅部の周りで連続的な帯状材料のままになる。 このマチ構造は、鏡地の周囲全体でマチを鏡地に自動的に取り付けるのに適しており、後述するように取付け前にマチをあらかじめ製造しておくステップを省略できる。

したがって、本発明は、マチ材料の一方の縁部に形成された１つまたは複数のプリーツによって、マチの回転部、曲線部、または隅部にラッフルが付けられているマチを提供する。 プリーツは、その下にある鏡地に所定の位置で縫合されており、マチの反対側の縁部も鏡地に縫合されている。 ピロートップの実施例では、マチの両縁部の一方（例えば、折り目２０の反対側の縁部２１）が、テープ２２を通って縫い目２３によってマットレスの鏡地１２、１４の周囲に縫合される。 他方の縁部２４（折り目２０の反対側）は、テープ２５を通って縫い目２６によってピロートップの縁部１７に縫合される。 マチの片側にプリーツを形成して、連続的なマチにプリーツ３２の数／サイズ／間隔と得られるマチ３４とに応じた方向の変化を与えるその他の取付け配置も、本発明の概念範囲内である。

ラッフル付き湾曲部または隅部を備えるマチを自動製造するための方法および機械 本発明の他の一般的な態様によれば、本明細書に記載したタイプのラッフル付きマチを自動生産するための方法および機械が提供される。 マチ１８が鏡地、例えば１２または１４に取り付けられるときには、マチは、材料の長さに沿って折り曲げることができ、または折り曲げなくてもよいが、それに従って鏡地を覆ってまたは鏡地の近傍に置かれ、２つの材料層を通る連続的または断続的な縫い目線によって取り付けられる。 鏡地に曲線部または隅部がある場合（あるいは、マチが鏡地の周囲に従わない場合のように、鏡地の構造または周囲とは無関係にマチに曲線部または隅部を設ける必要がある場合）、鏡地をマチの取付け地点（すなわち、縫製針）に対して回転させて、連続的な帯状マチ材料の方向を変化させる。 鏡地がそのときの取付け地点、すなわち、縫製針または接着剤供給地点に対して回転されるので、マチ１８の片側にプリーツ３２が形成される。 これは、一般に「取付け地点」と呼ばれる。 プリーツ３２が、取付け地点に到達する直前に形成されることが好ましい。 プリーツは、完全に手で形成することができ、あるいは、刃（ｂｌａｄｅ）やへら（ｐａｄｄｌｅ）などの手で使うツール、または平らな細片（ｓｔｒｉｐ）や押え面（ｂａｔｔｅｎ）などの他のいずれかの適した道具を用いて形成することもできる。 あるいは、プリーツ３２を形成し、テープまたは接着剤によって所定の位置に保持してから、縫製機械に通過させて縫い目１９を入れることもできる。 これは、鏡地の回転とは別に、または同時に実施することができる。 用途によっては、接着剤だけを使用して、マチを隣接した材料片に取り付けることもできる。

前述した取付けマチを自動製造するための機械システムを、図３〜図６に概略的に示す。 両側のガイド６４とそれらの間の中心線折曲げ刃とを含む折曲げ装置６２の上方に、マチ材料のスプール６０が回転可能に据え付けられていて、マチ材料１８が材料の長さに沿って折り曲げられた状態で折曲げ装置６２の下流に置かれる。 この特定の実施形態では、マチ材料が長さに沿って半分に折り曲げられているが、他の折曲げ配置も利用することができる。

折り曲げられた後、マチ材料は、縫製台６８よりもわずかに高くなっている水平の壇状プラットフォーム６６上に案内される。 マットレス製造の場合、鏡地１２は、縫製台６８上で、自動縫製機械７４の押え足７０および縫製針７２の下に平らに位置決めされる。 折り曲げられたマチ１８は、プリーツ形成刃７３の下を通った直後に、押え足７０および針７２の下を案内される。 図６に示すように、鏡地１２の縁部は、縫製台６８の縁部の近くでガイド壁面７６に当てて置かれる。 また、マチ１８の位置合わせされた縁部２１および２２も、壁面７６に当てて案内され、鏡地１２を覆って、やはり壁面７６に当てられた鏡地縁部と位置合わせされる。 駆動ローラ８２上に据え付けられた駆動ベルト８０は、マチおよび鏡地の縁部をガイド壁面７６に当てて位置合わせして維持し、鏡地およびマチを台６８の上で滑らせて、縫製ステーションに通して前進させる。 材料の縁部を壁面７６に当てて位置合わせして維持するのに必要な通りに駆動される、双方向車輪の形態をした追加的な材料位置合わせデバイス７７を、壁面７６の近傍に設けることができる。 図３に示すように、縫い目線１９は、マチ１８の折り目２０の近傍に作製される。 ただし、本発明は、この特定のマチ構造に限定されず、マチ材料の幅を横切る他の領域に縫い付ける場合にも容易に適用可能である。 さらに、マチは、鏡地１２などの隣接層に取り付けられているときに、必ずしも折り曲げられた状態である必要はない。 本明細書でさらに説明するように、縫製台６８は、複数の通気穴６９を備えたエア・テーブルであり、その通気穴の中に適切な体積および速度の空気流を流して、鏡地１２が台の表面上で前述の機械コンポーネントによって案内されるように滑る運動を円滑にする。

鏡地１２の隅部が縫製針７２に到達すると、アクチュエータ９４によってクランプ９０および９２が下降して、鏡地１２を台６８に対して圧迫する。 クランプ９０および９２は、ヒンジが取り付けられたアーム８４上に据え付けられており、回転アクチュエータ８６によって制御されると、アーム８４およびクランプ９０、９２が、この場合には９０度回転するが、他の移動角度／範囲も本発明の範囲内である。 これで、鏡地１２が、縫製針７２の周りでガイド壁面７６に対して９０度回転する。 このように回転運動しているときに、プリーツ形成刃７３が作動し、マチ１８の内縁部または折り目２０に沿って径方向の一連のプリーツ３２を形成する。 プリーツ形成刃７３が駆動ベルト８０とは無関係に作動されることが好ましい。 こうすることで、マチ材料をスプールから引き出して鏡地に縫合する速度に対し、ラッフルのパターン、例えばプリーツの数の選択的設計が可能になる。 実際には、駆動ベルト８０は、マチを直線に沿って縫合するときには、鏡地の回転およびラッフル形成（プリーツ形成刃７３の伸縮による）を組み合わせた操作が実施される隅部に比べ、はるかに速い速度で（ローラ８２によって）駆動される。

機械の制御は、鏡地の既知の寸法に従って動作するように、あるいはマチ取付けが完了したときの鏡地の周囲を計算するように構成することができる。 ある種の設定では、鏡地は、片側の中点を縫製針７２のところに置いて位置決めされる。 マチ１８は、鏡地縁部に沿って、光学的に検出される、またはあらかじめプログラムされた寸法からわかっている第１隅部に縫合される。 ラッフル付き隅部が形成されて縫合され、マチが次の鏡地縁部に沿って縫合される。 開始縁部の反対側の鏡地縁部に到達すると、縫合された第１行程の距離を２倍してその側部が完了する。 次の隅部が形成され、マチが反対側の他の側部に縫合される。 最後のラッフル付き隅部の形成後、マチが開始位置である中点に縫合され、その後マチの端部が１つに合わせて縫合される。

ヒンジが取り付けられたクランプ９０、９２の回転平行移動によって皺を形成することなく鏡地全体の回転を円滑にするために、縫製台６８の穴６９に一定流量の空気を流す。 空気流の圧力および速度は、鏡地材料の多孔度に応じて調節される。 マチを周囲で縫合するときに鏡地全体がクランプ９０、９２によって９０度の回転を通じて容易に再配向されるように、空気流が、縫製台上の鏡地の滑り摩擦を最小限に抑える最適な圧力／速度設定に調節されることが好ましい。 台のかなりの数の穴６９を覆う鏡地によって引き起こされる空気圧および流量の差を制御するために、台の下に、圧縮空気がそれを通って導管で供給される多数のプレナムまたはチャンバを設けることが好ましい。 例えば、図６に示すように、台６８を３つのチャンバ１６８、２６８、３６８に分割して、そのそれぞれに圧縮／加圧空気を供給する。 この配置によって、鏡地１２がチャンバのほぼすべての穴を覆う状況では、隣接チャンバ内の空気圧が影響を受けず、したがって縫合操作を妨害しない。

本発明は、このようにして、新規のマチ構造と、マチを迅速に形成して支持鏡地または隣り合った材料層に取り付けるための自動的な方法および機械とを提供する。 ピロートップ・マットレスの生産に適用されると、本発明は、これまで退屈で労力を要する仕事であったマチの部分組立ておよびマットレス鏡地への取り付けを大きく促進する。 鏡地は、従来方法のほんのわずかな時間で、マットレス内部のスプリングにかぶせて組み立てる準備のできた状態に、ラッフル付きマチを備えて事前製造することができ、その後ピロートップが取り付けられる。 この状況で説明したが、本発明は、中間の材料層または材料片が２つまたはそれ以上の材料片または層に縫い付けられており、マチが方向を変えるように湾曲してまたは輪郭が定められていて、その地点に、マチが圧迫された状況で概ね平たく置かれるように１つまたは複数のプリーツが形成される、いずれのタイプの縫合されたマチ構造にも適用可能である。

本発明によって組み立てられたマットレスの断面図である。

本発明によって組み立てられたラッフル付きマチの一部分の上面図である。

本発明のマチ製造機械の概略立面図である。

本発明のマチ製造機械の一部分の上面図である。

本発明のマチ製造機械の一部分の上面図である。

本発明のマチ製造機械の一部分の上面図である。

従来技術の詰め物またはピロートップのマチ取付けの立面図である。

従来技術の詰め物またはピロートップのマチ取付けの平面図である。