JPH06304370A - ミシンのボビン交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 縫い品質をそのままに維持しつつ、ボビン５
の自動交換を実行することを可能とする。 【構成】 ボビンケース４のボビン係止板４ｅを釜開放
位置に移動させ、この開放されたボビンケース４の把持
を行う把持機構８によってボビン把持手段を構成し、
釜、ボビンケース及びボビンの三者に殆ど変形を加える
ことなく、新旧のボビンケースの交換を自動で行うよう
に構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部にボビンを収容す
るボビンケースを把持してボビンの交換を行うようにし
たミシンのボビン交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上糸と下糸とを使用して縫製を行うミシ
ン、特に高速の縫製作業を行う工業用のミシンでは、下
糸を巻回したボビンを頻繁に交換する必要がある。一般
には、下糸が消費されたときにミシンの運転を一旦停止
し、ボビンケースを釜から抜き取った後に、新たなボビ
ンケースを釜内に装着する一連の操作を手作業で行って
いる。しかしながらこのような人手によるボビンケース
交換作業は極めて非能率的であり、生産性低下の原因と
なっている。

【０００３】そこで従来から、特開昭６１−１６８３８
７号公報、特開昭６１−１６８３８８号公報、特開昭６
１−１６８３８９号公報等において、ボビンケースを自
動で交換するように構成した装置が種々提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来から
提案されているボビン交換装置では、釜、ボビン及びボ
ビンケースの三者が特殊な形状に構成されており、その
ため上記三者の微妙な関係によって決定される縫い品質
への影響が大きいという問題がある。縫いの品質は、長
年培ってきて初めて良好な状態とすることができるもの
であり、加えてメンテナンスに与える経済的な負担の観
点からも、上記三者（釜、ボビン、ボビンケース）の変
形はできるだけ回避する必要がある。

【０００５】そこで本発明は、釜、ボビン及びボビンケ
ースの三者にに殆ど変形を加えることなく、ほぼそのま
まの構成で使用することができ、それにより縫い品質を
良好に維持することができるようにしたミシンのボビン
交換装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１発明にかかるミシンのボビン交換装置は、下糸を巻
回したボビンを内部に収容し、ミシンの釜内に装着され
るボビンケースと、このボビンケースを上記釜に保持ま
たは開放させるようにボビンケース上を往復移動するボ
ビン係止板と、ボビンケースを把持して所定の経路を移
動するボビン把持手段と、新たなボビンケースを蓄えた
ボビンストック機構とを備え、前記釜内に収容されたボ
ビンケースを上記ボビン把持手段により把持して釜内か
ら抜き取るとともに、前記ボビンストック機構に準備さ
れた新たなボビンケースを上記ボビン把持手段により把
持して釜内に装着するミシンのボビン交換装置におい
て、上記ボビン把持手段は、釜からボビンケースを開放
させる位置にボビン係止板を移動させて、ボビンケース
の把持を行う把持機構を備えている。

【０００７】また第２発明にかかるミシンのボビン交換
装置は、上記第１発明の構成に加えて、ボビン把持手段
は、ボビンケースを釜に保持させる位置から開放させる
位置にボビン係止板を移動させるカム板と、このカム板
により釜から開放されたボビンケースを吸着して把持す
る磁気吸着手段と、を備えた構成を有している。

【０００８】

【作用】このような構成を有するミシンのボビン交換装
置においては、下糸が消費されたボビンケースがボビン
把持手段により把持されつつ釜から抜き取られ、さらに
ボビンストック機構に準備された新たなボビンケースが
ボビン把持手段により把持されつつ釜内に装着される。
このときボビン把持手段による把持操作の過程では、ま
ずボビン把持手段が、釜あるいはボビンストック機構内
のボビンケースの前面に密着される。この密着時には、
ボビン把持手段のカム板がボビンケース内に入り込み、
そのカム板の押圧作用力によって、ボビン係止板が釜保
持位置から釜開放位置に移動させられる。これによりボ
ビンケースは釜に対して開放状態になされる。そしてこ
の釜から開放されたボビンケースが、磁気手段の吸引力
により吸着されて把持が行われ、上述したボビンケース
の抜き取りあるいは装着が行われる。従って本発明によ
れば、釜、ボビン及びボビンケースの三者に殆ど変形を
加えることなく、ボビンの交換が自動で行われるように
なっている。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。まず図１に示されているように、ミシンの
針板１の直下に配置された釜２には、下軸３が連結され
ているとともに、上記釜２内にボビンケース４が収容さ
れている。さらに上記ボビンケース４内には、下糸が巻
回されたボビン５が納められている。これら釜２、ボビ
ンケース４及びボビン５としては、従来から用いられて
いる通常構造のものが使用おり、これらに対しては、後
述するような僅かな構成が付加されているに過ぎない。
ボビンケース４及び釜２の概略構造を図２及び図３に基
づき説明する。

【００１０】図２及び図３に示されているように、略鍋
型形状のボビンケース４の中心軸部には、釜２の支軸２
ａに装着される中空状の支持筒４ａが軸方向に延在する
ように設けられており、この支持筒４ａの前面（図３上
面）開口部を覆う細長板状のボビン係止板４ｂが、ボビ
ンケース４の前面部上を往復移動するように設けられて
いる。このボビン係止板４ｂには、上記支持筒４ａの前
面開口部に対応する位置に、係止穴４ｃが設けられてい
るとともに、当該ボビン係止板４ｂの先端部分に、係止
爪４ｄが突設されている。一方前記前記釜２の支軸２ａ
の先端部分外周には、係合凹部２ｂが設けられており、
前記ボビン係止板４ｂに設けられた係止穴４ｃの円弧状
辺部が、上記釜２の係合凹部２ｂ内に嵌り込む位置（図
示位置）と、係合凹部２ｂから離脱する位置との間でス
ライド移動するように構成されている。すなわちボビン
係止板４ｂの係止穴４ｃが、釜２の係合凹部２ｂ内に嵌
り込むことによって、ボビンケース４が釜２に保持され
るとともに、ボビン係止板４ｂの係止穴４ｃが、釜２の
係合凹部２ｂから離脱することによって、ボビンケース
４が釜２から開放され、離脱可能な自由状態におかれる
ようになっている。また上記釜２における支軸２ａの先
端部分には、後述するボビン把持機構８を受け入れるた
めのスリ割溝２ｂが形成されており、このスリ割溝２ｂ
によって上記支軸２ａの先端部分が径方向に２分割され
ている。

【００１１】一方前記係止爪４ｄは、ボビン係止板４ｂ
がスライド移動することにより、ケースの外側に延出し
てボビン５と非係合となる位置と、ケース内に食い込ん
でボビン５と係合状態となる位置との間で往復移動され
る構成になされている。ボビン係止板４ｂは、図示を省
略したコイルバネの付勢力によって、図示の位置すなわ
ち係止穴４ｃが釜２の係合凹部２ｂ内に嵌り込み、かつ
係止爪４ｄがケース外に外れてボビン５と非係合状態と
なる図示の位置に寄せられている。

【００１２】また上記ボビン係止板４ｂの表面上には、
ロックレバー４ｅが開閉可能に重ね合わせられている。
このロックレバー４ｅの一端部（図３左端部）は、ボビ
ンケース４の前面部に対してヒンジ接合されており、そ
のヒンジ接合部からボビン係止板４ｂの前面にかけて延
在している。そしてこのロックレバー４ｅを開放した場
合には、前記ボビン係止板４ｂがコイルバネの付勢力に
抗してスライド移動され、これにより係止穴４ｃの円弧
状辺部が釜２の係合凹部２ｂから外れ、釜２に対してボ
ビンケース４が離脱可能な自由状態になされる。またこ
のとき係止爪４ｄがボビン５に係合してボビン５がボビ
ンケース４内から離脱しないように把持される構成にな
されている。

【００１３】さらにまた上記ロックレバー４ｅには、前
記支持筒４ａの前面開口部及びボビン係止板４ｂの係止
穴４ｃを常時開放する矩形長穴状の透孔４ｆが形成され
ているとともに、この透孔４ｆと、当該透孔４ｆに隣接
して設けられた透孔４ｇとの境界部分に、孔の両辺を幅
方向に掛け渡すようにしてロック爪４ｈが設けられてい
る。また上記ロックレバー４ｅの透孔４ｇ内には、ボビ
ン係止板４ｂに突設された鍵型状のフック４ｉが遊嵌さ
れている。このフック４ｉは、ボビン係止板４ｂのスラ
イド移動により、上記ロック爪４ｈと非係合となる図示
の位置と、ロック爪４ｈ上に乗り上げてロック爪４ｈに
係合する位置との間で往復移動され、両者（４ｉ，４
ｈ）が係合状態となることによってロックレバー４ｅが
閉位置に維持されるように構成されている。

【００１４】再び図１に戻って、前記釜２の下方位置に
は、複数段にわたって積み重ねられた新たなボビンケー
ス４を供給するためのボビンストック機構６が配置され
ている。このストック機構６においては、最下段におけ
るボビンケース４に背後側（図４左側）から当接する押
圧壁６ａが、基板６ｂの上を略水平に平行移動するよう
に構成されている。上記押圧壁６ａの背後側には、エア
シリンダ６ｃの出力軸６ｄが接続されており、そのエア
シリンダ６ｃの作動力によって押圧壁６ａとともにボビ
ンケース４が前方側（図示右側）押し出され、ボビンケ
ース４の供給が行われるようになっている。このとき上
記押圧壁６ａの上縁部には、分離片６ｅが突設されてお
り、その分離片６ｅによって上側のボビンケース４が仕
分されるるようにして保持され、最下段のボビンケース
４が、上側のボビンケース４とは独立して移動される構
成になされている。

【００１５】一方、上記釜２及びストック機構６に隣接
するようにして、トランスファー機構７が対面配置され
ている。このトランスファー機構７は、前記釜２内に収
容されたボビンケース４を把持して釜２内から抜き取る
とともに、前記ボビンストック機構６に準備された新た
なボビンケース４を把持して釜２内に装着する構成を有
している。すなわちこのトランスファー機構７において
は、取付台７ａの上部に設けられた支持胴７ｂに、円筒
状の軸受７ｃが略水平方向に突出するように取り付けら
れており、その軸受７ｃの外周面側に、中空円筒状の回
転筒７ｄが、回転移動可能かつ軸移動可能に装着されて
いる。またこの回転筒７ｄの基端側（図示右端側）に
は、歯車７ｅが設けられており、この歯車７ｅが、駆動
モータ７ｆの出力軸に設けられた長尺状のピニオン歯車
７ｇに噛み合わせられている。上記駆動モータ７ｆは、
前記取付台７ａに固定されている。

【００１６】一方上記軸受７ｃの内部には、エアシリン
ダ７ｈが軸方向に向かって延在するように設けられてお
り、そのエアシリンダ７ｈの出力軸７ｉが、前記回転筒
７ｄの底部に対して軸方向に係合されている。この係合
部分においては、上記出力軸７ｉと回転筒７ｄとが回転
可能に係合されている。

【００１７】さらに上記回転筒７ｄの外周面側からは、
１対のアーム７ｊ，７ｊが反対側に向かって放射状に延
出されており、これらの各アーム７ｊ，７ｊの先端部分
に、ボビン把持機構８がそれぞれ設けられている。これ
らの各ボビン把持機構８は、アマーチャ型の電磁石構造
を有しており、その詳細構造を図４及び図５に基づき説
明する。

【００１８】まず図４に示されているように、磁路を形
成するための中空円筒状のヨーク８ａは、その一端部
（図示右端部）が底壁により閉じられているとともに、
他端部（図示左端部）が開口されている。このヨーク８
ａの内部には、上記底壁の略中心部から軸８ｂが中心軸
に沿って突出されており、この軸８ｂに、磁界発生用の
コイル８ｃが巻回されている。コイル８ｃの後端（図示
右端）からは、当該コイル８ｃに給電を行うためのリー
ド線８ｄが引き出されている。また上記軸８ｂの先端部
に形成された傘部の周囲には、非磁性体よりなる吸着蓋
８ｅが装着されてヨーク８ａの開口が閉塞されており、
この吸着蓋８ｅが、上述したボビンケース４の前面部に
密着するように構成されている。

【００１９】さらに図５にも示されているように、上記
軸８ｂの先端部には、平板状のカム板８ｆが軸方向に向
かって突設されている。このカム板８ｆの前端側は、片
辺を傾斜カム辺８ｇとした略三角形状に形成されてい
る。このカム板８ｆは、前述した釜２のスリ割溝２ｂ内
に挿入されるように配置されているとともに、当該カム
板８ｆの傾斜カム辺８ｇが、ボビンケース４のボビン係
止板４ｂに設けられた係止穴４ｃの円弧状辺部に当接す
るように配置されている。

【００２０】このような実施例装置においては、下糸が
消費されたボビンケース４がボビン把持機構８により把
持されつつ釜２から抜き取られるとともに、ボビンスト
ック機構６に準備された新たなボビンケース４がボビン
把持機構８により把持されつつ釜２内に装着される。す
なわちまず釜２内のボビンケース４に収容されたボビン
５の下糸が消費されると、図１の状態からトランスファ
ー機構７のエアシリンダ７ｈの出力軸７ｉが図１の左側
に向かって前進され、上下のボビン把持機構８，８が、
釜２及びボビンストック機構６側にそれぞれ近接してい
く。このとき各ボビン把持機構８のコイル８ｃに通電は
行われていない。その状態でボビン把持機構８，８の前
端面がボビンケース４の外表面に圧着される。このとき
ボビンストック機構６におけるボビンケース４は、やや
図示右側に押し出された状態に保持される。

【００２１】上述したように各ボビン把持機構８がボビ
ンケース４に圧着される際には、各ボビン把持機構８の
前端面に突設されたカム板８ｆが、釜２のスリ割溝２ｂ
内に挿入されていくともに、上記カム板８ｆの傾斜カム
辺８ｇが、ボビンケース４のボビン係止板４ｂに設けら
れた係止穴４ｃの円弧状辺部に当接される。そしてボビ
ン把持機構８の前進に伴って、ボビン係止板４ｂがバネ
力に抗して図３左方向に押しやられていき、これにより
釜２にボビンケース４が離脱可能な自由状態になされる
とともに、ボビン５がボビンケース４内から離脱しない
ように把持される。

【００２２】さらにこのとき、ボビン係止板４ｂがスラ
イド移動されることによって、ボビン係止板４ｂのフッ
ク４ｉがロックレバー４ｅのロック爪４ｈ上に乗り上げ
て係合状態になされ、これによりロックレバー４ｅが閉
位置に維持される。その結果、以下述べるボビン把持機
構８の磁気吸着力が弱められることが防止されるように
なっている。

【００２３】ついで各ボビン把持機構８のコイル８ｃに
通電が行われ、ボビン把持機構８の磁気吸引力によって
ボビンケース４がボビン把持機構８側に吸着され把持が
行われる。そしてトランスファー機構７のエアシリンダ
７ｈの出力軸７ｉが図１の右側に向かって引き込まれ、
これにより釜２内及びボビンストック機構６から、ボビ
ンケース４がそれぞれ引き抜かれる。その後、駆動モー
タ７ｆの作動によって回転筒７ｄが１８０°半回転さ
れ、上述した上下のボビン把持機構８，８が相互に入れ
替えられる。すなわち釜２から抜き取られたボビンケー
ス４が図示下側に回転移動されてボビンストック機構６
に対面するように位置されるとともに、ボビンストック
機構６から引き出された新たなボビンケース４が、図示
上側に回転移動されて釜２に対面するように位置され
る。

【００２４】そしてその反転位置において、ボビンスト
ック機構６に対面するように位置されたボビン把持機構
８への通電が切られ、これによりボビン把持機構８の磁
気吸着力が失われ、下糸が消費されたボビンケース４が
図示下方に向かって落下されていく。

【００２５】一方、前記釜２に対面するように位置され
たボビン把持機構８は、そのままの吸着把持状態に維持
されつつ、トランスファー機構７のエアシリンダ７ｈに
よって釜２側に押し出されていく。そして釜２にボビン
ケース４が挿入された時点で、ボビン把持機構８への通
電が切られ、これにより新たなボビンケース４が釜２内
に装着される。このとき上述したようにボビンストック
機構６側のボビン把持機構８は、ボビンケース４を把持
していない空の状態となっているが、前記釜２への装着
動作と同時に、ボビンストック機構６の最下段に落とし
込まれている新たなボビンケース４の把持動作を行う。
以下、同様な動作を繰り返すことによってボビンの交換
が適宜自動で行われる。

【００２６】このように本実施例によれば、釜２、ボビ
ンケース４及びボビン５に殆ど変形を加えることなく、
新旧のボビンケース４の交換が自動で行われるようにな
っている。

【００２７】さらに上記実施例と同一構成物を同一の符
号で表した図６の実施例では、コイル８ｃの背後に、円
盤８ｈを介して永久磁石８ｉが配置されている。この永
久磁石８ｉには、軸方向に向かって着磁が行われてお
り、搬送途中でコイル８ｃへの通電が切れた場合であっ
ても、上記永久磁石８ｉからの磁界によりボビンケース
４の吸着把持状態がそのまま維持されるように構成され
ている。またこの実施例によれば、永久磁石８ｉの磁気
吸引力が電磁石の磁気吸引力に付加されることとなり、
省電力によって発熱が防止される。さらにコイル８ｃに
逆の電流を供給することにより発生する磁気反発力を利
用して、離脱力の強化を図ることが可能となる。

【００２８】なおこの実施例では、円盤８ｈの外周面と
ヨーク８ａの内周面との間に、所定の間隙ｄが設けられ
ている。この間隙ｄは、電磁石の極性と永久磁石の極性
とを対抗させたときに形成される磁路に、バイアス機能
を実現するために設けられているものである。

【００２９】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。例え
ば、上述した第１実施例では、ボビン把持機構８の前端
面に突設されたカム板８ｆを、釜軸の延長線上に配置し
ているが、これに限定されるものではない。具体的に
は、ボビンケース４のロックレバー４ｅを廃止するとと
もに、上記カム板８を釜軸の延長線からややずらして設
け、ロックレバー４ｅのヒンジ部が挿入されていたボビ
ン係止板４ｂの溝部に対向するようにして、上記カム板
８を配置することができる。このようにすれば、釜２に
対して上述したようなスリ割溝２ｂを形成する必要がな
くなる。

【００３０】また本発明にかかるミシンのボビン交換装
置に、既存の下糸消費検出機構を併設するとともに、そ
の下糸消費検出機構をミシン動作と連動するように回路
構成することによって更に性能を向上させることができ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、ボビンケー
スのボビン係止板を釜開放位置に移動させ、この開放さ
れたボビンケースの把持を行う把持機構からボビン把持
手段を構成し、釜、ボビンケース及びボビンの三者に殆
ど変形を加えることなく、新旧のボビンケースの交換を
自動で行うようにしたものであるから、長年の縫い品質
をそのままに維持しつつ、ボビンの自動交換を実行する
ことができ、ミシンの信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるボビン交換装置の全
体構造を表した縦断面説明図である。

【図２】ボビンケースの概略構造を表した正面説明図で
ある。

【図３】ボビンケースの概略構造を表した横断面説明図
である。

【図４】本発明の一実施例におけるボビン交換装置に用
いられているボビン把持手段の構成を表した縦断面説明
図である。

【図５】図４中のＡ矢視に対応する部分拡大底面図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例におけるボビン把持手段の
構成を表した縦断面説明図である。

【符号の説明】

２ 釜 ４ ボビンケース ４ｂ ボビン係止板 ４ｅ ロックレバー ５ ボビン ６ ボビンストック機構 ７ トランスファー機構 ７ｈ エアシリンダー ７ｆ 駆動モータ ８ ボビン把持機構 ８ｃ コイル ８ｆ カム板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 英男 東京都調布市国領町８丁目２番地の１ ジ ューキ株式会社内 (72)発明者 伊藤 正行 東京都調布市国領町８丁目２番地の１ ジ ューキ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下糸を巻回したボビンを内部に収容し、
   ミシンの釜内に装着されるボビンケースと、このボビン
   ケースを上記釜に保持または開放させるようにボビンケ
   ース上を往復移動するボビン係止板と、ボビンケースを
   把持して所定の経路を移動するボビン把持手段と、新た
   なボビンケースを蓄えたボビンストック機構とを備え、 前記釜内に収容されたボビンケースを上記ボビン把持手
   段により把持して釜内から抜き取るとともに、前記ボビ
   ンストック機構に準備された新たなボビンケースを上記
   ボビン把持手段により把持して釜内に装着するミシンの
   ボビン交換装置において、 上記ボビン把持手段は、釜からボビンケースを開放させ
   る位置にボビン係止板を移動させて、ボビンケースの把
   持を行う把持機構を備えていることを特徴とするミシン
   のボビン交換装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のミシンのボビン交換装
   置において、 ボビン把持手段は、 ボビンケースを釜に保持させる位置から開放させる位置
   にボビン係止板を移動させるカム板と、 このカム板により釜から開放されたボビンケースを吸着
   して把持する磁気吸着手段と、を備えていることを特徴
   とするミシンのボビン交換装置。