JP6092965B2 - 下糸検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミシンに使用される下糸を検知する下糸検知装置に関するものである。

従来よりミシンに使用される下糸は、ボビンに巻回したものをボビンケース内に組み付けた後、ミシンに取り付けて使用するものであるが、ミシンの自動化と大型化とにより、取り付ける際には縫製台の奥まで深く潜り込まなければならず、ボビンの交換作業が非常に不便であった。

これに対し、ボビンの交換作業を自動で行うボビン交換装置では、縫製台の奥まで深く潜り込む必要がなく、交換作業が不要であることから非常に便利であった。

特開２００１−２１８９９１号公報

しかし、このようなボビン交換装置は便利であるものの、下糸の正確な残量を検出することができないため、ボビンの最適な交換時期を知ることができず、下糸の残量に注意する必要があり、ボビン内に下糸がまだ十分に残っていても、空縫いの発生を防止するために短いサイクルでボビンを交換しなければならないという問題があった。

ここで、空縫いとは、シートベルトのような締結機能要素を求められるものの縫製や、革製品の縫製、硬い材料の縫製等において、下糸がない状態でミシンによる縫製をした場合をいう。図１０（ａ）に示すように、上ベルト材６１と下ベルト材６２との下糸１による縫製において、図１０（ｂ）に示すように、空縫いが発生した区間Ａでは、下ベルト材６２側の下糸１による縫製が行わないが、表の上ベルト６１側から縫い目を見ても正常に縫った状態と同様に見えてしまうため、空縫いが発生したことを発見し難いという問題があり、これを防止するために下糸の計測管理が必要である。

そこで、本発明の目的は、上記従来のボビン交換装置の問題点を解消し、シンプルな構造でありながらボビンの最適な交換時期を知ることができ、下糸の残量に注意する必要がなく、ミシンの空縫いを防止する下糸検知装置を提供することにある。

本発明のうち、請求項１に記載された発明は、ミシンが運転を停止するその都度、ボビンに巻回した下糸を検知する下糸検知装置であって、前記ボビンの半径方向で外周から中心に向かって伸出する検知ピンと、前記検知ピンを前記ボビンの中心に向けて移動させる移動手段と、前記検知ピンの移動を検知する接点スイッチと、前記接点スイッチを前記検知ピンの移動方向にネジ送りして位置の調整を行う位置調整ノブと、を含んでなり、前記検知ピンと一体に移動する胴体を設けると共に、前記胴体における前記移動方向を中心とした左右両側に、前記接点スイッチをＯＮ動作させる一対の傾斜面を設け、前記接点スイッチ及び前記位置調整ノブを、各前記傾斜面に対応して前記胴体の左右にそれぞれ設けて、前記胴体の左右で前記接点スイッチの位置を互いに異ならせることで、前記検知ピンの移動を二段階で検知可能としたことを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記移動手段は、エアーシリンダであることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明は、下糸の残量を検知してボビンの最適な交換時期を知ることができ、下糸の残量に注意する必要がなく、ミシンの空縫いを防止する。また、接点スイッチの位置調整により、交換のタイミングを任意に変更可能となる。他にも、シンプルな構造で空縫いを防止することから、複雑で高価な映像判別システムが不要であり、全品について目視検査を行う必要もなく、コスト削減に貢献する。また、シンプル構造でありながら検知を正確に行うことが可能である。他にも、段階的に下糸の残量を検知することが可能である。

請求項２に記載された発明は、検知ピンの伸縮をスムーズに行うことが可能であり、下糸を切断することがなく、長時間の運転でも過熱しない。

縫製台に下糸交換装置が取り付けられた状態を示す説明図である。 下糸交換装置を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、検知棒測定ドグによる接点スイッチの入力を示す説明図である。 （ａ）はエアーシリンダによって検知ピンが伸出した状態を示し、（ｂ）は電磁スイッチによって検知ピンが伸出した状態を示す説明図である。 （ａ）は位置調整ノブが回転する状態を示し、（ｂ）は接点スイッチがスライドする状態を示す説明図である。 （ａ）はボビンに巻回された下糸を示し、（ｂ）は下糸の巻き長さと巻厚との関係を示す説明図である。 下糸検知装置の取り付け変更例を示す説明図である。 下糸交換装置の変更例を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は下糸検知装置の変更例を示す説明図である。 （ａ）は正常に縫製した場合を示し、（ｂ）は空縫いした状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は糸埃の発生を示した説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は検知棒測定ドグの変更例を示した説明図である。

以下、本発明の下糸交換装置による下糸の残量検知からボビンの交換を行う一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、縫製台に下糸交換装置が取り付けられた状態を示す説明図である。図２は、下糸交換装置を示す説明図である。図３は、検知棒測定ドグによる接点スイッチの入力を示す説明図である。図４は、エアーシリンダと電磁スイッチによって検知ピンが伸出した状態を示す説明図である。図５は、位置調整ノブが回転して接点スイッチがスライドする状態を示す説明図である。図６は、下糸の巻き長さと巻厚との関係を示す説明図である。

先ず初めに、図１に示すように、下糸交換装置３０は、縫製台３６に取り付けられ、ミシン３５が運転を停止するその都度、ボビン３に巻回した下糸を検知する下糸検知装置１０と、使用済みのボビンケース２ａを、新しいボビンケース２ｂ、２ｃ・・に交換するボビン交換装置５とを備えたものである。

このうち、図２に示すように、下糸検知装置１０は、下方から下糸に当接する検知ピン１１と、検知ピン１１の伸出位置によって下糸の残量を確認するスイッチボックス２３と、スイッチボックス２３の下端に取り付けられ，下方から上方に向かってシリンダが伸出するエアーシリンダ１７とで構成される。

検知ピン１１は、ワイヤー１９を介してスイッチボックス２３内に設けられる検知棒測定ドグ１２に連結しており、上側をミシン釜筒３７にＬ字状のブラケット２４によって上下動可能に支持させる一方、下側をスイッチボックス２３に上下動可能に支持させる。そして、スイッチボックス２３に固定されたチューブ２０内を上下に移動することで、ボビン３の外周側面から中心に向かって半径方向に伸出する構造である。この検知棒測定ドグ１２が、本発明の胴体である。
また、検知棒測定ドグ１２の外周の一部には、鉛直面から約３０度の角度で傾斜する傾斜面１３が形成されている。他にも、検知棒測定ドグ１２の右側上下には、接点スイッチ１４，１８が配置されており、このうち傾斜面１３に当接する接点スイッチ１４は、スイッチ移動板２１と一体に取り付けられ、スイッチ移動板２１は、長孔２８とボルト２２，２２とによってスイッチボックス２３内を上下にスライド可能に取り付けられている。スイッチ移動板２１には、位置調整ノブ１５の軸部分で送りピッチ１ｍｍのネジ１６が螺合しており、ダイヤル止めネジ２７で回転しないように止められている。また、接点スイッチ１８は、スイッチ移動板２５と一体に取り付けられ、スイッチ移動板２５は、長孔２９，２９とボルト２６，２６とによってスイッチボックス２３内を上下にスライド可能に取り付けられている。

一方、ボビン交換装置５は、８つのボビンケース２ｂ、２ｃ・・を一定の間隔でサークル状に配置し、矢印が示す反時計方向に回転するボビン交換ステーション８と、先端に設けられたチャック部７によってボビンケース２ａを挟持するとともに、ボビン交換ステーション８のボビン交換位置９と、縫製台３６内のミシン釜筒３７との間で旋回動作を行うボビン交換用アーム６とで構成される。

このようにして構成される下糸交換装置３０によるボビンケース２ａ内に組み込まれるボビン３の交換は、以下のようにして行われる。
先ず初めに、下糸検知装置１０は、ミシン３５が運転を停止するその都度、ボビン３に巻回した下糸の残量を確認する。
具体的には、図３（ａ）に示すように、エアーシリンダ１７内のシリンダが伸出する前で、チューブ２０内に検知ピン１１が格納された状態から、エアーシリンダ１７のシリンダが上方に向かって伸出し、検知棒測定ドグ１２が上昇すると、この検知棒測定ドグ１２に取り付けられたワイヤー１９もチューブ２０内を上方へと移動する。ワイヤー１９の先端には検知ピン１１が取り付けられており、ボビンケース２ａ側面に設けられる窓部分から、ボビンケース２ａ内に侵入して下糸１に当接する。

この時、図３（ｂ）に示すように、下糸１の残量によって検知ピン１１の当接位置が決定されると、これに従って検知棒測定ドグ１２の伸出位置が決定される。そして、検知棒測定ドグ１２外周には、傾斜面１３が形成されていることから、傾斜面１３の上下位置によって接点スイッチ１４がＯＮ／ＯＦＦ状態となる。接点スイッチ１４が押圧されるものの完全に入力されない場合（ＯＦＦ状態）には、下糸１の残量が十分であるとして、エアーシリンダ１７が元の状態へと戻り、検知ピン１１がカバー２０内に格納されて、接点スイッチ１８が検知棒測定ドグ１２によって押圧されて信号を出力してからミシン３５の運転を再開する。

一方、図３（ｃ）に示すように、ボビンケース２ａを交換する位置まで下糸１を使用した状態では、検知ピン１１が下糸１に当接すると、検知棒測定ドグ１２が上昇し、接点スイッチ１４が傾斜面１３によって押圧され、ボビン交換装置５にボビンケース２ａを交換する信号が出力される。そして、エアーシリンダ１７が元の状態へと戻り、ボビンケース２ａ内に侵入した検知ピン１１もチューブ２０内に格納される。

ここで、エアーシリンダ１７によって検知ピン１１を伸出する構造としたのは、図４（ｂ）に示すように、電磁スイッチ４０によって検知ピン４１を伸出する構造では、検知ピン４１が下糸１に当接する直後まで慣性力が働いていることから、下糸１に当接するだけでなく、更に下糸１に突き刺さることになる。この場合、下糸１の正確な残量を検知できないだけでなく、慣性衝撃エネルギーによって下糸１を切断することもある。また、長時間の運転によってソレノイドが過熱すると、その熱で下糸検知装置１０に堆積した糸埃が発火する問題もあった。この糸埃６３は、図１１（ａ）に示すように、ミシン針３８の針孔３９に通された下糸１が高速で引っ張られると、図１１（ｂ）（ｃ）に示すように、下糸１の毛羽が針孔３９やボビンケース２の外釜部分でしごかれ、ボビン３周りに鳥の巣状に絶えず発生し続けるものである。
これに対し、図４（ａ）に示すように、検知ピン１１をエアーシリンダ１７によって伸出する構造では、検知ピン１１が下糸１に当接した直後までは同様に慣性力が働くものの、チューブ２０内でワイヤー１９が撓んで慣性力を吸収する構造であることから、検知ピン１１が下糸１に突き刺さらないため、下糸１を切断することがない。また、長時間の運転でも過熱することがないため、糸埃が発火することもないからである。

そして、ボビン交換装置５が信号を受信すると、ボビン交換用アーム６がボビン交換ステーション８のボビン交換位置９からミシン釜筒３７の位置まで旋回し、ミシン釜筒３７にセットされるボビンケース２ａをチャック部７で挟持する。その後、ミシン釜筒３７からボビンケース２ａを抜き取り、ボビン交換位置９の位置まで旋回し、ボビンケース２ａをボビン交換位置９に載置してチャック部７による挟持を解除する。

次に、図２に示すように、ボビン交換ステーション８が矢印の示す反時計方向に回転し、ボビン交換位置９に下糸１を十分に巻回したボビン３（図示せず）を組み込んだボビンケース２ｂを移動させる。
そして、チャック部７でボビンケース２ｂを挟持すると、ミシン釜筒３７の位置までボビン交換用アーム６が旋回し、ミシン釜筒３７にボビンケース２ｂをセットしてチャック部７による挟持を解除する。その後、ボビン交換用アーム６が元の待機位置に戻る。以降、ボビンケース２ｂでも同様に、下糸１が減ったことを下糸検知装置１０で検知して交換する信号が出力されると、ボビン交換装置５によってボビンケース２ｃ，２ｄ・・へと順次交換が行われる。これにより、下糸１の残量を検知して最適な交換時期にボビン３の交換を自動で行い、ミシン３５の空縫いを防止する。

次に、下糸１の残量の調整について詳細に説明する。
先ず初めに、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、検知ピン１１は、ワイヤー１９を介して検知棒測定ドグ１２に連結されていることから、検知ピン１１の変動に従って検知棒測定ドグ１２も変動する構造である。そして、下糸検知装置１０は、下糸１の残量によって検知ピン１１の当接位置が変動することで、傾斜面１３の位置もそれに従って変動する。
そこで、図５（ｂ）の矢印が示す方向に接点スイッチ１４をスライドさせると、接点スイッチ１４が傾斜面１３に近づくことから、傾斜面１３によって接点スイッチ１４を入力するタイミングが早くなる。そして、接点スイッチ１４を入力するタイミングが早くなるということは、下糸１の残量が多い状態のときに検知ピン１１が当接しても、結果として、接点スイッチ１４からボビン交換装置５にボビンケース２ａを交換する信号が早く出力されることとなる。

ここで、図５（ａ）に示すように、位置調整ノブ１５を矢印が示す反時計方向に一回転すると、ネジ１６の螺合によってスイッチ移動板２１が下方（エアーシリンダ１７側）にスライドし、このスイッチ移動板２１と一体に取り付けられている接点スイッチ１４も一緒に下方へスライドする。この状態でエアーシリンダ１７内のシリンダが伸出し、検知棒測定ドグ１２を上昇させると、調整前よりも早い段階で接点スイッチ１４が傾斜面１３に押圧されることとなる。従って、スイッチ移動板２１を下方にスライドすると、接点スイッチ１４の押圧が早く行われるので、下糸１の残量が多い状態でボビンケース２ａが交換されることになる。
スイッチ移動板２１のスライドは、ボルト２２，２２とダイヤル止めネジ２７とを弛めて位置調整ノブ１５を回転すると、軸部分のネジ１６がスイッチ移動板２１に螺合していることから、スイッチ移動板２１の長孔２８を介して接点スイッチ１４が上下にスライドし、傾斜面１３によって押圧される位置が調整されることとなる。その後、ボルト２２，２２とダイヤル止めネジ２７とを締めると、接点スイッチ１４がスイッチ移動板２１を介してスイッチボックス２３に取り付けられる。
一方、スイッチ移動板２１を上方にスライドすると、傾斜面１３による接点スイッチ１４の押圧が遅く行われるので、下糸１の残量が少ない状態でボビンケース２ａが交換されることとなる。

ここで、図６（ａ）に示すように、ボビン１の軸部外周に巻回される下糸１の厚みを巻厚ｔとすると、ボビン３が中釜サイズで下糸１の番手が６０号、全巻き長さが５０ｍの場合には、図６（ｂ）に示す相関関係が成立する。この場合、位置調整ノブ１５の１回の回転では巻厚ｔが１．０ｍｍ増加し、全長Ｌ＝約３．５ｍ分の下糸１がボビン３内に更に残ることとなる。従って、位置調整ノブ１５の外周に１０等分の目盛りが表示されていることから、一目盛り回転した場合には、全長約３５０ｍｍ分の下糸１がボビン３内で更に残ることとなる。

また、スイッチ移動板２５のスライドは、ボルト２６，２６を弛めると、スイッチ移動板２５の長孔２９を介して接点スイッチ１８が上下にスライドすることから、検知棒測定ドグ１２によって押圧される位置が調整され、エアーシリンダ１７のシリンダが後退することとなる。その後、ボルト２６，２６を締めると、接点スイッチ１８がスイッチ移動板２５を介してスイッチボックス２３に固定される。

上記の如く構成される下糸検知装置１０は、ボビン３の半径方向で外周から中心に向かって伸出する検知ピン１１と、検知ピン１１をボビン３の中心に向けて移動させる移動手段と、検知ピン１１の移動を検知する接点スイッチ１４と、接点スイッチ１４を検知ピン１１の移動方向にネジ送りして位置の調整を行う位置調整ノブ１５と、を含んでなることにより、下糸１の残量を検知してボビン３の最適な交換時期を知ることができ、下糸１の残量に注意する必要がなく、ミシン３５の空縫いを防止する。また、接点スイッチ１４の位置調整により、交換のタイミングを任意に変更可能となる。他にも、シンプルな構造で空縫いを防止することから、複雑で高価な映像判別システムが不要であり、全品について目視検査を行う必要もなく、コスト削減に貢献する。

また、検知ピン１１と一体に移動する検知棒測定ドグ１２を設けると共に、検知棒測定ドグ１２に、接点スイッチ１４をＯＮ動作させる傾斜面１３を設けたことにより、シンプル構造でありながら検知を正確に行うことが可能である。

他にも、下糸１の全巻き長さをＬとし、ボビン３の軸径を除く半径側に巻かれた下糸の厚みをｔとして、０．１Ｌ＝ｔの関係が成立し、ネジ送りするネジ１６のピッチが１ｍｍの位置調整ノブ１５を一回転させると、ｔ＝１ｍｍで６０号の下糸が、Ｌ＝３．５ｍ変更されることにより、下糸１の残量を簡単に調整することができる。

更に、移動手段は、エアーシリンダ１７であることにより、検知ピン１１の伸縮をスムーズに行うことが可能であり、下糸１を切断することがなく、長時間の運転でも過熱しない。

なお、本発明にかかる下糸検知装置１０は、上記した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、検知ピンや検知棒測定ドグの形状、配置等を適宜変更することができる。

例えば、下糸検知装置１０は、エアーシリンダ１７のシリンダが伸出することによって、ワイヤー１９の先端に設けられた検知ピン１１で下糸１に当接する配置であるが、ワイヤー１９及びチューブ２０は可撓性を有していることから、図７に示すように湾曲させても良く、適宜変更可能である。

他にも、図８に示すように、下糸交換装置６０は、１台の下糸検知装置１０と、複数のボビン交換装置５ａ、５ｂ・・とで構成しても良い。複数台のミシン３５ａ、３５ｂ・・を運転する場合は、それぞれのミシンで使用した下糸１の残量を検知する必要があるが、ミシン３５ａ、３５ｂ・・を同時に運転する場合は、１台のミシン３５ａに使用される下糸の残量を検知ピン１１で検知すれば足り、ボビン交換装置５ａでボビンケース２ａを交換すると共に、ミシン３５ａと同じ残量になっているミシン３５ｂ，３５ｃ・・にセットされたボビンケース２ｂ，２ｃ・・もボビン交換装置５ｂ，５ｃ・・で交換することが可能となる。

また、図９（ａ）に示すように、傾斜面１３に当接する接点スイッチ１４の他に、傾斜面５５に当接する接点スイッチ５１を検知棒測定ドグ１２の左側に設け、二段階に下糸の残量を検知する構造としても良い。
この場合、例えば一回目の検知では下糸の全長を３ｍとし、図９（ｂ）に示す二回目の検知では下糸の全長を２ｍとすることが可能である。これによれば、最初に一回目の検知をした段階で下糸交換装置３０によるボビンケースの交換準備を行い、二回目の検知をした段階でボビンケースの交換作業を行うことが可能となる。
この場合も位置調整ノブ１５による接点スイッチ１４の位置調整の場合と同様に、位置調整ノブ５３を回転すると、軸部分のネジ５４がスイッチ移動板５２に螺合していることから、スイッチ移動板５２を介して接点スイッチ５１が上下にスライドし、傾斜面５５によって押圧される位置が調整されることとなる。

他にも、検知棒測定ドグ１２の傾斜面１３は、右上端が約３０度の角度で形成されているが、必ずしもこの角度である必要はなく、接点スイッチ１４を押圧してボビンケース２の交換信号を出力する角度であれば良く、適宜変更可能である。
例えば、図１２（ａ）に示す検知スイッチ１４が入力（ＯＮ動作）する距離が３．５１ｍｍとした場合、図１２（ｂ）に示すように、検知棒測定ドグ１２の右上端部から長手方向下方に約３５．１４ｍｍの位置において、傾斜面１３の角度を鉛直面から約６度とすると、検知スイッチ１４を入力させるためには、図１２（ｃ）に示すように、検知棒測定ドグ１２のスライド量が少なくとも３５．１４ｍｍ以上は必要であることから、検知スイッチ１４がＯＮ移動する時の精度が約１０倍に増幅されることとなる。

また、図２に示すように、ボビン交換ステーション８は、８つのボビンケース２ａ、２ｂ・・を一定の間隔でサークル状に配置し、矢印が示す反時計方向に回転する構造であるが、ボビンケース２の数が８つである必要はなく、ボビンケースの交換が可能であれば適宜変更可能である。

１・・下糸、２・・ボビンケース、３・・ボビン、５・・ボビン交換装置、６・・ボビン交換アーム、７・・チャック部、８・・ボビン交換ステーション、９・・ボビン交換位、１０・・下糸検知装置、１１・・検知ピン、１２・・検知棒測定ドグ、１３・・傾斜面、１４・・接点スイッチ（前進側）、１５・・位置調整ノブ、１６・・ネジ、１７・・エアーシリンダ、１８・・接点スイッチ（後退側）、１９・・ワイヤー、２０・・チューブ、２１・・スイッチ移動板、２２・・ボルト、２３・・スイッチボックス、２４・・ブラケット、２５・・スイッチ移動板、２６・・ボルト、２７・・ダイヤル止めネジ、２８・・長孔、２９・・長孔、３０・・下糸交換装置、３５・・ミシン、３６・・縫製台、３７・・ミシン釜筒、３８・・ミシン針、３９・・針穴、４０・・電磁スイッチ、４１・・検知ピン、５０・・下糸検知装置、５１・・接点スイッチ、５２・・スイッチ移動板、５３・・位置調整ノブ、５４・・ネジ、５５・・傾斜面、６０・・下糸交換装置、６１・・上ベルト、６２・・下ベルト、６３・・糸埃。

Claims (2)

1. ミシンが運転を停止するその都度、ボビンに巻回した下糸を検知する下糸検知装置であって、
   前記ボビンの半径方向で外周から中心に向かって伸出する検知ピンと、
   前記検知ピンを前記ボビンの中心に向けて移動させる移動手段と、
   前記検知ピンの移動を検知する接点スイッチと、
   前記接点スイッチを前記検知ピンの移動方向にネジ送りして位置の調整を行う位置調整ノブと、を含んでなり、
   前記検知ピンと一体に移動する胴体を設けると共に、前記胴体における前記移動方向を中心とした左右両側に、前記接点スイッチをＯＮ動作させる一対の傾斜面を設け、
   前記接点スイッチ及び前記位置調整ノブを、各前記傾斜面に対応して前記胴体の左右にそれぞれ設けて、前記胴体の左右で前記接点スイッチの位置を互いに異ならせることで、前記検知ピンの移動を二段階で検知可能としたことを特徴とする下糸検知装置。
2. 前記移動手段は、エアーシリンダであることを特徴とする請求項１に記載の下糸検知装置。

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