JPS5949828B2 - ミシンにおける下糸ボビンの自動交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ミシンにおける下糸ボビンの自動交換装置
に関するものである。

従来、この種自動交換装置は存在せず、下糸の放出によ
って交換時期に到った下糸ボビンは、人手によって新規
なものと交換されていた。

このような人手による交換作業は、極めてわずられしく
面倒であり、しかもその作業能率が悪いためにミシンの
稼動率低下の原因となる等の問題があった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、下糸ボビ
ンの交換作業の自動化を図って、その交換作業のわずら
れしさを解消すると共に、交換作業能率の向上によって
ミシンの稼動率を高めることができる新規な下糸ボビン
の自動交換装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、下糸ボビンを組込んで構成されるミシンのかま機
構の一例について簡単に説明する。

すなわち、ミシンのかま機構は、シャフト１によって回
転駆動される外がま２の内部に内がま３を相対回転自在
に組付け、そしてこの内がま３の内部に下糸ボビン（以
下単に「ボビン」という）４とボビンケース５を着脱自
在に組付けて構成されている。

このボビン４は、ミシンの下糸６を多条に巻付けた状態
で一旦ボビンケース５内に仮保持された後、このボビン
ケース５と共に内がま３の内部に同時的に組付けられて
いる。

そして、これらの組付は状態において、ボビンケース５
は、内がま３の内周部と合致することによりこの内か゛
ま３に対して回り止めされていると共に、ロック機構７
によって内がま３の中央ピン８の先端に抜は止め保持さ
れるようになっている。

このように構成されたかま機構はミシンの上板９の下方
近傍に装備されていて、ボビン４に巻付けた下糸６をボ
ビンケース５の周部を貫通させてから内がま３にガイド
させつつ上方へ放出すると共に、図示しないミシンの上
糸を外がま２と内がま３との協働によってミシン針から
下方へ引き込み、そしてこれら下糸６と上糸とによって
所定の縫目を形成することにより、その機能を果すよう
になっている。

上記ロック機構７は、ボビンケース５の前面の上下のガ
イド部１０，１０の相互間に第４図中左右方向移動自在
に取付けられかつ常時図示しないスプリングによって同
図中右方へ付勢されているロック板１１と、このロック
板１１の一端１１ａ側に起立操作自在に連結されている
操作片１２とで成っている。

そして、通常、ロック板１１は第４図に示すような左方
位置にあって、そのロック孔１３の左方側が前記内がま
３の中央ピン８の先端くびれ部８ａに嵌め合うことによ
り、ボビンケース５自体を抜は止め保持している。

そして、操作片１２の先端１２ａに指を掛けてその基端
１２ｂを中心として第４図中紙面の表側に起立操作する
ことにより、この操作片１２の基端１２ｂ側に設けたカ
ム部（図示せず）とこれに対応するボビンケース５側の
接触面部（図示せず）とが協働して、ロック板１１をス
プリングの力に抗して第４図中左方へ移動させ、このこ
とによってボビンケース５自体の抜は止めを解除するよ
うになっている。

なお、ロック機構７は、そのロック解除状態において、
ロック板１１がボビン４の一部に合致してボビンケース
５内におけるボビン４の抜は止めを果すようになってい
る。

また、ロック板１１の他端１１ｂはボビンケース５の外
方へ若干突出されている。

このようなかま機構およびそのロック機構７の構成は、
従来からある一般的なものと同様である。

本発明に係る装置は、上記のようなかま機構におけるボ
ビン４の交換作業を自動的に行なうもの４であり、以下
その構成について説明する。

図中符号１４はミシン本体側に設けられたＬ字形の基板
であり、上記ミシンのかま機構におけるボビンケース５
の前方側に対向位置させられている。

この基板１４にはガイド体１５が設けられ、そしてこの
ガイド体１５には、ロッド１６がボビンケース５に近接
および離間する矢印Ａ、 Ｂ方向移動自在にガイドさ
れて取付けられている。

ロッド１６の先端には移動体１７が取付けられている。

この移動体１７には、基板１４側に設けられた電動式の
第１シリンダ（第１移動手段）１８のピストンロッドが
連結されていて、このシリンダ１８の伸縮作動により、
移動体１７が矢印Ａ、 Ｂ；方向に移動されるようにな
っている。

前記移動体１７には、ボビンケース５を挾持可能なチャ
ック機構１９と、前記ボビンケース５におけるロック機
構７をロック解除操作可能なロック解除機構２０が装備
されている。

そこで、まず、前者のチャック機構１９について説明す
る。

すなわち、第１図に示すように移動体１７の略コ字状部
分における上、下一対の対向腕部１７ａ、１７ａのそれ
ぞれに、同図中左右方向に延びる平板状の上、下一対の
チャック片２１．２１の中間部が、互いに平行なピン２
２，２２を介して回動自在に取付けられている。

各チャック片２１．２１の先端には、互いに向い合う方
向に折曲された上、下一対の爪２３，２３が形成されて
おり、またそれぞれの他端と対向腕部１７ａ、１７ａと
の対向部分相互間には、弾圧スプリング２４，２４が配
備されている。

したがって、各チャック片２１．２１は、それらの他端
が互いに近接する方向、すなわちそれらの爪２３． ２
３が互いに離間する方向に常時付勢されている。

なお、各チャック片２１の他端側には、スプリング２４
の一端内部に嵌め入る凸部２５が設けられ、他方、対向
腕部１７ａ側には、スプリング２４の他端部を嵌め入ら
せる凹部２６が設けられている。

各チャック片２１の他端の相互間には、テーパー棒状体
２７が位置させられている。

すなわち、このテーパー棒状体２７は、支持プレート４
３を介して前記移動体１７に設けられた流体圧式の第２
シリンダ、第２移動手段（例えばエアーシリンダ）２８
のピストンロッド先端に取付けられていて、このシリン
ダ２８の作動により第２図中上下の矢印Ｃ，Ｄ方向に移
動されるようになっている。

このテーパー棒状体２７は、基端側から先端側に向かう
にしたがって第１図中上下方向の厚みが漸次薄くなるよ
うに、その上、下の側面がテ−パー状とされている。

そして、テーパー棒状体２７が矢印Ｃ方向に移動された
とき、その比較的厚い基端部分が各チャック片２１の他
端相互間に位置して、第１図に示すように各チャック片
２１の爪２３を互いに近接移動せしめ、他方、テーパー
棒状体２７が矢印り方向に移動されたとき、その比較的
薄い先端部分が各チャック片２１の他端相互間に位置し
て、各チャック片２１の爪２３を互いに離間復帰せしめ
るようになっている。

ところで、各チャック片２１の爪２３に対向する前記ボ
ビンケース５の前面の所定箇所、すなわちボビンケース
５における上下のガイド部１０，１０の外側部には、対
応する爪２３と合致するＶ字状の係合溝２９が設けられ
ている。

次に、前述において符号２０を付したロック解除機構に
ついて説明する。

すなわち、前記移動体１７の先端側に、Ｌ字状の支持プ
レート３０を介して操作片３１が第２図中右方に向かっ
て設けられている。

この操作片３１は、前記ボビンケース５のロック機構７
におけるロック板１１の他端１１ｂに対向させられてお
り、かつ先細形状となるよう第２図中の上側面が傾斜面
３１ａとされている。

そして、移動体１７が矢印Ａ方向に移動されたとき、第
２図に示すように傾斜面３１ａがロック板１１の他端１
１ｂを押圧して、このロック板。

１１を第４図中左方へ移動せしめ、他方、移動体１７が
矢印Ｂ方向に移動されたとき、傾斜面３１ａがロック板
１１の他端１１ｂから離間して、このロック板１１を第
４図中右方へ移動復帰せしめるようになっている。

ところで、ミシンの本体側には、前記ボビンケース５を
複数個収納可能なボビン収納機構３２が装備されており
、次にその構成について説明する。

すなわち、ミシンの本体側に、支持プレート３３と軸受
３４を介してシャフト３５か′第１図中５左、右方向の
軸線を中心として回転自在に支持され、そしてこのシャ
フト３５の一端側には、スプロケット３６が取付けられ
ていると共に、そのシャツ１〜３５の他端側には、スペ
ーサ３７を介して円板状の収納室構成体３８が取付けら
れている。

４スプロケツト３６は、ミシンの本体側に設けられたモ
ータ３９の駆動側スプロケット４０に噛合されている。

また、収納室構成体３８において、その周方向に沿って
かつ中心角６０°ずつ等間隔的にすれた６つの位置のそ
れぞれには、第１図中左、右方向に貫通する合計６つの
ボビン収納室（以下単に「収納室」という）Ｅが形成さ
れている。

そして、この収納室構成体３８は、それ自体が６０゜１
ずつ回転された際、その上方側に位置する１つのボビン
収納室Ｅが、順次前記かま機構におけるボビンケース５
の前方側と前記チャック機構１９との間に位置するよう
になされている。

このボビンケース５の前方側に順次位置する収納室Ｅは
、前ノ記移動体１７側のチャック片２１．２１および操
作片３１を矢印Ａ、 Ｂ方向に挿通できるようになって
いる。

また各収納室Ｅの第１図中左方側の開口縁部のそれぞれ
には、係止板４１の一端が取付けられている。

各係止板４１の他端には、前記内がま３の中央ピン８と
同様の大きさの位置決めピン４２が、対応する収納室Ｅ
内においてその中心線に沿って第１図中右方向へ植設さ
れている。

そして、合計６つの収納室Ｅのうち５つの内部には、下
糸満巻状態のボビンを内蔵した交換用ボビンケース（図
示せず）がそれぞれ第１図中右方側から収納保持されて
いる。

各収納室Ｅは、第６図に示すように対応する形状とされ
ていて、それぞれかま機構の前方に位置したとき、この
かま機構におけるボビンケース５と同様の形態で交換用
ボビンケースを位置決めして収納保持するようになって
いる。

また、このような交換用ボビンケースの収納状態におい
て、各ボビンケースの中央の貫通孔は対応する位置決め
ピン４２と嵌め合っている。

次に、上記のように構成された自動交換装置の作動を説
明する。

通常、各シリンダ１８．２８のピストンロッドは退縮し
ている。

したがって、この時、移動体１７が矢印Ｂ方向への移動
限位置にあって、チャック片２ｉ、２１および操作片３
１が収納室構成体３８の第１図中左方側に位置されてい
ると共に、テーパー棒状体２７が矢印り方向への移動限
位置にあって、チャック片２１．２１がその爪２３゜２
３を互いに離間させるような回動状態とされている。

ゆえに、このような通常時において、かま機構自体は、
外がま２がシャフト１を介して回転駆動されることによ
り、上板９の下側において所定の機能を果す。

そして、かま機構におけるボビン４の下糸６の残量が少
なくなった時、すなわちこのボビン４が交換時期に到っ
た時、この下糸の残量を検出する各種検出装置による自
動制御もしくはマニュアル制御によって、本自動交換装
置が下記のように順次作動する。

すなわち、まず、第１シリンダ１８が動作してそのピス
トンロッドが伸張する。

この時、すでに、がま機構は停止され、かつ収納室構成
体３８は、その６つの収納室Ｅのうち交換用ボビンケー
スが収納されていない１つの空きの収納室Ｅを上方に位
置させてそれをかま機構の前方に対向させるような回動
位置にて停止されている。

したがって、チャック片２１，２１は、上記１つの空き
の収納室Ｅにおける係止板４１の上方および下方の位置
からこの収納室Ｅ内を貫通し、かつ操作片３１は、その
空きの収納室Ｅにおける係止板４１の第５図中右方の位
置からこの収納室Ｅ内を貫通して、その傾斜面３１ａを
、ボビンケース５におけるロック板１１の他端１１ｂに
接触させる。

したがって、このロック板１１は徐々に第４図中左方へ
移動され、そして移動体１７の矢印Ａ方向への移動限位
置において、ボビンケース５のロック機構７は完全にロ
ック解除される。

この時、チャック片２１．２１の爪２３．２３は、ボビ
ンケース５におけるガイド部１０，１０の上、下対向位
置に移動している。

その後、第２シリンダ２８が動作してそのピストンロッ
ドが伸張する。

したがって、テーパー棒状体２７が、チャック片２１．
２１をその爪２３．２３が互いに近接する方向に回動さ
せる。

そして、テーパー棒状体２７が矢印Ｃ方向への移動限位
置まで移動したとき、チャック片２１，２１の爪２３，
２３は、対向するボビンケース５のガイド部１０，１０
における係止溝２９，２９と嵌め合って、このガイド部
１０，１０を挾持する。

その後、第１シリンダ１８が動作してそのピストンロッ
ドが徐々に退縮復帰する。

したがって、チャック片２１，２１はボビン４を内蔵し
たままのボビンケース５を矢印Ｂ方向へ取出して、上方
位置の空きの収納室Ｅ内に移す。

そして、このボビンケース５が対向する係止板４１に当
接した時点で、第１シリンダ１８の動作が一旦中止され
る。

なお、この時における第１シリンダ１８の動作中止位置
を、以下単に「所定の中途位置」という。

その後、第２シリンダ２８が動作してそのピストンロッ
ドが退縮復帰する。

したがって、チャフ：り片２１，２１の爪２３，２３か
′互いに開いて、ボビンケース５の挟持を解く。

その後、第１シリンダ１８のピストンロッドが左方限位
置まで退縮移動し、チャック片２１，２１および操作片
３１が収納構成体３８の第１図中２左方位置まで移動復
帰する。

その後、収納室構成体３８がモータ３９によって一方向
に６０°回転され、交換用ボビンケースを収納した収納
室Ｅががま機構の前方に位置する。

その後、第１シリンダ１８が動作して、そのピストンロ
ッドが前記所定の中途位置まで伸張し、それから第２シ
リンダ２８が動作して、そのピストンロッドが伸張する
。

したがって、収納室構成体３８内の交換用ボビンケース
は、そのロック板１１が第４図中左方へ移動された状態
でチャック片２１，２１の爪２３，２３間に挾持される
。

その後、第１シリンダ１８のピストンロッドが右方限位
置まで移動し、それから第２シリンダ２８のピストンロ
ッドが退縮する。

したがって、交換用ボビンケースは、下糸満巻状態のボ
ビン４を内蔵したまま、かま機構の内がま３内に移され
る。

その後、第１シリンダ１８のピストンロッドが左方限位
置まで退縮し、再びチャック片２１，２１および操作片
３１が収納室構成体３８の第１図中左方位置に復帰する
。

この第１シリンダ１８の退縮動作に伴って操作片３１が
ロック板１１の他端１１ｂから離間することにより、こ
のロック板１１は第４図中右方位置まで移動復帰する。

この結果、交換用ボビンケースが内がま３内にセットさ
れる。

このようにして、内がま３内のボビン４がボビンケース
５と共に自動的に交換される。

以上のような一連の動作は、かま機構におけるボビン４
が交換時期に到る都度自動的に繰り返される。

したがって、収納室構成体３８の合計５つの交換用ボビ
ンケースが、収納室構成体３８の回転方向に沿うものか
ら順次内がま３内のものと入れ替わる。

そして、これら５つの交換用ボビンケースが全て内がま
３内のものと入れ替った時、収納室構成体３８を取外し
もしくは取付けたままの状態で、その収納室Ｅ内のボビ
ンケースを、下糸満巻状態のボビン４を内蔵した新規の
ものと交換する。

なお、上記実施例では、チャック機構１９を第１図中左
、右方向に往復動させるための駆動手段と、ロック解除
機構２０の駆動手段とを唯一の電動式のシリンダ１８に
兼用させているが、これら面駆動手段を個別的に構成す
る等それらの構成は適宜設計変更可能である。

また、ミシンの本体側に収納室構成体３８の図中右側に
位置してその第１図中上方側の１つの収納室Ｅを除く他
の５つの収納室Ｅの右方開口部を覆う邪魔板（図示せず
）を配備すれば、各収納室Ｅ内からボビンケースが脱落
することを未然に防止することができ、また、各収納室
Ｅ内の位置決めピン４２の基部分に、中央ピン８のくび
れ部８ａと同様のくびれ部を設けて、ここにロック機構
７によってボビンケースをロックするようにしてもよい
。

また、上記実施例では、複数の収納室Ｅがかま機構の前
方を順次回転して移動するよういわゆるレボルバ一式に
形成されているが、何らこれに限られることなく、例え
ば複数の収納室Ｅがかま機構の前方を順次直線的に移動
するように構成する１等任意であり、また、交換用ボビ
ンケースと交換済みボビンケースとを、それぞれいわゆ
るマガジン式に一括して交換するようにしてもよく、ま
た、収納室Ｅの形成数は任意である。

以上詳細に説明したように、この発明に係る下糸ボビン
の自動交換装置によれば、下糸ボビンの交換作業を自動
的に行なうので、その交換作業のわずられしさを解消す
ると共に、交換作業能率の向上によってミシンの稼動率
を高めることができる。

また、構造が簡単で実施が容易であるとともに、チャッ
ク片を収納室を通過させて直線的に動かす構成となって
いるため、作動が的確で故障が少ない等の効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はその要部の
縦断面図、第２図は第１図のＩＩ矢視図、第３図はボビ
ンケースを挟持した状態を示すチャック機構の挟持部分
の拡大図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図
、第５図は一収納宣構成体を第１図中左方から視た側面
図、第６図は収納室構成体における収納室形状の説明図
である。 ３・・・・・・内がま、４・・・・・・ボビン、５・・
・・・・ボビンケース、７・・・・・・ロック機構、１
８・・・・・・第１シリンダ、１９・・・・・・チャッ
ク機構、２０・・・・・田ツク解除機構、３２・・・・
・・ボビン収納機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下糸ボビン４を内蔵したボビンケース５を係止板４
   １に係止して収納する複数の収納室Ｅを有し、下糸ボビ
   ン４を内蔵したボビンケース５を中央ピン８のくびれ部
   ８ａにロック板１１を係合させて交換可能に装設する、
   がま機構の内がま３の前方に上記収納室Ｅを個々に位置
   させ得るように移動自在に設けられた収納室構成体３８
   と、上記ボビンケース５に形成された係合溝２９に挿入
   されてボビンケース５を挟持する爪２３を有しかつ移動
   体１７に互いに対向して取り付けられた一対のチャック
   片２１と、この一対のチャック片２１を上記収納室構成
   体３８の収納室Ｅを通過させて上記内がま３の部分に移
   動させる第１移動手段１８と、上記一対のチャック片２
   １の間に挿入されてチャック片２１の爪２３によるボビ
   ンケース５の挟持を制御するテーパー棒状体２７と、こ
   のテーパー棒状体２７を一対のチャック片２１の間に挿
   入させる第２移動手段２８と、上記内がま３内に装設さ
   れたボビンケース５のチャック片２１による挟持時に上
   記ロック板１１を押圧して中央ビン８に対するロック板
   １１の係合を解除する操作片１２とを具備したことを特
   徴とするミシンにおける下糸ボビンの自動交換装置。