JPS61168391A - ミシンのボビンおよびボビンケ−スの着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ボビンおよびボビンケースの自動交換装置に
用いられるボビンおよびボビンケースの着脱装置に関す
る。

背景技術 上糸と下糸とを使用する本縫ミシン特に工業用本縫ミシ
ンを使用する高速の縫製作業においては、僅かに５分程
度の継続運転によって下糸が消豐される。そこで従来で
はそのたびごとにミシンの運転を停止し、ボビンケース
を内かまから一旦抜き取って下糸が巻回されているボビ
ンが収納されているボビンケースを前記内側に装着しで
いる。したがってこのような人手による交換作業は極め
て煩わしく面倒であり、しかもその作業能率が悪いため
ミシンの稼動率が低下している。

そこで従来からミシンの下糸が巻回されているボビンを
自動的に交換する装置が考えられていた。

ところでこのようなボビンの自動交換装置では、特に内
がまにボビンおよびボビンケースを着脱可能にする装置
が必要不可欠である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、簡単な構成でしかも確実にボビンおよ
びボビンケースを内か虫に着脱することができるように
したボビンおよびボビンケースの着脱装置を提供するこ
とである。

問題点を解決するための手段 本発明は、内かまに装着されるボビンケースを内かまの
軸線方向内方に向かう予め定めた引張り力によって内か
まに係合するようにした係合手段と、 ボビンケースに収納され、ボビンケースとともに内かま
の軸線方向に移動可能であって、ボビンケースの軸線方
向外方に少な（とも臨んでおり、内かまの軸線方向に平
行な軸線を有する軸孔を有するボビンと、 前記軸孔内に嵌まり込むことができ、かつその軸孔の半
径方向に拡大して軸孔の内周面に係合する係合部材と、 係合部材が軸孔内に表より込んだ状態で係合部材を半径
方向外方に拡大する拡大手段と、前記係合部材と係合部
材を拡大する拡大手段とを内かまの軸線方向に沿って進
退移動可能とする手段とを含むことを特徴とするミシン
のボビンおよびボビンケースの着脱装置である。

作　　用 本発明に従えば、取り外し時には係合部材がボビンの軸
孔内周面に係合し、さらに拡大手段によって係合手段が
軸孔の半径方向外方に拡大されて、このような状態で移
動手段が後退してボビンおよびボビンケースが内かまか
ら外される。また装着時には一前述した取り外し時の動
作と同様に係合部材が補充用ボビンケースの軸孔内局面
に係合し拡大手段によって半径方向外方に拡大されてボ
ビンおよびボビンケースが把持され、このような状態で
移動手段によって係合手段が前進してボビンおよびボビ
ンケースが内かまにはまりこみ、その後拡大手段の駆動
が停止して、係合部材が半径方向内方に縮退し、係合手
段によってボビンケースは内がまに係合される。

実施例 第１図はボビンの自動交換装置１の簡略化した断面図で
あり、第２図は第１図の矢符Ａ側から見た側面図である
。ミシンのベッド２の下面にはボビンの自動交換装置１
が固着される。このボビンの自動交換装置１は基本的に
はミシンの内かま３の近傍に配置され下糸が巻回された
ボビンが収納される補充用ボビンケース４を順次的に供
給する手段としてのシュート５と、ミシンの内がま３に
装着されているボビンケース６をそのボビンとともに把
持する第１把持手段７と、シュート５からの補充用ボビ
ンケース４を把持する第２把持手段８と、内かま３に装
着されているボビンケース６とシュート５から供給され
る補充用ボビンケース４とを交換するように前記第１把
持手段７および第２把持手段８を移動する移動手段９と
を含む。

前記移動手段９は、水平な回転軸１０の軸線まわりに揺
動自在な、揺動部材１１と、前記回転輪１０を軸線まわ
りに角変位可能に駆動する駆動手段としての空気圧モー
タ１２と、揺動部材１１を回転軸１０の軸線方向に進退
自在に駆動する駆動手段としての複動シリング１３とを
含む、揺動部材１１は軸直角断面が大略的にくの字状に
形成され、その両端部に把持手段７，８が装着され、こ
の揺動部材１１にはボス１４が形成される。このボス１
４にはねじ孔１５が穿設されており、このねじ孔１５を
挿通してねじ１６が回転軸１０の外周面に押圧されで、
回転軸１０と揺動部材１１とは一体的に固着される。

回転軸１０は支持体１７の挿通孔１８を挿通しで配置さ
れ、この挿通孔１８内に配設された案内プツシ−Ｌｉ２
．２０によって案内される０回転柚１０の案内ブツシュ
１９．２０間にはスプライン２１が形成されており、こ
のスプライン２１の外周には、スプライン２１に係合す
る係合溝２２を有する筒状の歯車２３が備えられる。こ
の歯車２３に係合可能なもう１つの歯車２４は空気圧モ
ータ１２の出力軸２５に固着される。歯＄２３と歯車２
４との歯車比は５：６　に選ばれている。そのため出力
軸２５が軸線まわりに１８０度回板回転されると、歯車
２３に従って回転軸１０は１５０度回板回転される。空
気圧モータ１２はねじ２６によって支持板１７に固着さ
れる。支持体１７は取付板２７を介して図示しないねじ
によってミシンのベッド２に固着される。

前記回転軸１０は、軸継手２８を介して複動シリンダ１
３の出力軸２９と連結される。この軸継手２８は有底筒
状の継手本体３０と、この継手本体３０に外装される蓋
体３１と、この継手本体３０と蓋体３１とによって規定
される空間内に介在するラジアル軸受３２．３３とを含
む、前記継手本体３０の底部に形成される内ねじ３４に
、前記回転軸１０の先端部に形成される外ねじ３５が蝶
合して回転軸１０と継手本体３０とが固着される。

また蓋体３１の挿通孔３６を前記ロッド２９が挿通し、
このロッド２９の先端部付近には７ランジ３７が形成さ
れる。この７ランジ３７と、前記継手本体３０間にはラ
ジアル軸受３２が介在し、また７ランノ３７と蓋体３１
との間にはラジアル軸受３３が介在される。複動シリン
ダ１３はブラケット３８を介してねじ３９によって取付
板２７に固着される。

第３図はシュート５の斜視図であり、第４図は第３図の
矢符Ｂｌｌから見た側面図であり、第５図は第３図の切
断面線■−■から見た断面図である。

このシュート５は両惰板４０，４１と底板４２と端板４
３とを含み、側板４０，４１および底板４２は端板４３
から離反する方向につれて上方に傾斜している。＃ｌ板
４３と側板４１との間には開口４４が形成される。また
側板４０の内壁４０ａには、長手方向に延びる係合凸状
４５が形成されており、この係合凸状４５に係合可能な
係合Ｗｔ４６が補充用ボビンケース４に形成される。こ
のような構成を有するシュート５は、その延在方向が揺
動部材１１と平行な平面内にあり、しかも開口４４が第
２把持手段８に臨んでいる。このシュート５内に補充用
ボビンケース４が並列状態で収納されでいる。補充用ボ
ビンケース４が第２把持手Ｒ８によってシュート５から
１個取り出されると、残余の補充用ボビンケース４は自
重によって下方に移動してゆき、こうしてｖｉ２把持手
段８によって順次シュート５内の補充用ボビンテース４
が取り出されていく。

第６図はボビンの自動交換装置１による自動交換動作を
示す７０−チャートであり、第７図は第１把持手Ｐ１７
および第２把持手段８の把持動作を簡略化して示す図で
ある。ステップ１１　〜ステップｎ２　　に移ってミシ
ンが運転状態となり、ステップｎ２　〜ステップｎ３　
　に移って内かま３に装着されているボビンケース６に
収納される。ボビンの下糸が消費されて、補充用のボビ
ンケース６を装着するためにミシンを一旦停止する。こ
のような状態でステップｎ４　に移って、複動シリンダ
１３のロッド２９が伸長され、これによって揺動部材１
１に従ってｔＪ＆１把持手段７および第２把持手段８が
内がま３お上りシュート５の開口４４側に向けて移動す
る。そしてステップｎ５　　に移って前記第１把持手段
７によって内かま３に装着されているボビンケース６が
把持されるとともに、第２把持手段８によってシュート
５内に収納されている補充用ボビンケース４が把持され
る。そして、ステップｎ６　　に移って複動シリンダ１
３のロッド２９が縮退し、これによって揺動部材１１に
従って把持手段７，８が内がま３およびシュート５から
離反する方向に移動する。このようなボビンおよびボビ
ンケースを取り出す工程においては、第１把持手Ｐｉ７
および第２把持手段８の位置は第７図（１）で示される
。そして、ステップｎ６　　からステップｎ７　　に移
って空気圧モータ１２が駆動され、これによって回転軸
１０に従って揺動部材１１が第７図の反時計方向に角度
１５０度だけ角変位する。これによって＠ｉ把持手段７
および第２把持手段８もまた同様に、第７図（１）で示
される位置から回転軸１０の軸線回りに反時計方向に角
度１５０度だけ角変位する。このようにして第７図（２
）で示された位置に達したのちは再Ｖ複動シリンダ１３
を伸長し、これによって揺動部材１１は内がま３お上り
シュート５に向けて移動する。そして補充用ボビンケー
ス４が内がま３にはまり込んだ状態で第２把持手段８が
駆動されて補充用ボビンケース４が内かま３に装着され
る。これと同時に下糸が消費されたボビンを収納するボ
ビンケース６は第１把持手段７から外されて下方に移動
される。こうしてボビンおよびボビンビンケース６と下
糸が巻回される。ボビンを収納するボビンケース６とを
交換した後にはステップｎｌＯにおいて複動シリンダ１
３のロッド２９が再び縮退し、ステップｎ１１　　にお
いて空気圧モータ１２が時計方向に１８０度回板回転さ
れ、歯車２４．２３を介して第１把持手段７および第２
把持手段８が第７図（２）の状態から１５０度時計方向
に回転して再び＄７図（１）の状態に復帰する。その後
ステップｎｉｌから再びステップｎ２に戻り、このよう
な一連の動作が繰り返されて、下糸が消ＩＩＦされたボ
ビンを自動的に交換することが可能となる。

＃＆８図は把持手段７，８の一実施例の断面図であり、
第９図は把持手段７．８の斜視図である。

この第１把持手段７は、基本的にはボビン７４の軸孔８
５内に嵌まり込み軸孔８５の内周面に係合する係合部材
１２４と、係合部材を軸孔８５の半径方向外方に拡大す
る手段としての単動シリング１２０とを含む。単動シリ
ング１２０は、軸線方向に往復動自在なロッド１２１と
、このロッド１２１を外囲するケーシング１２２とを含
む。ケーシング１２２は、ロッド１２１を外囲する直円
筒状の外囲体１２３と、この外囲体１２３の先端部（第
８図の左方端部）を構成する係合部材１２４とを含む。

この係合部材１２４は大径部１２４ａと小径部１２４ｂ
とを有する。ロッド１２１にはピストン１２５が連結さ
れており、このピストン１２５は外囲体１２３の内壁１
２６内に摺動可能に構成されている。このピストン１２
５にはシール部材１２７が装着されており、このシール
部材１２７によって外囲体１２３の部屋１２０ａともう
１つの部屋１２０ｂとが気密状態になる。部屋１２０ａ
の一方の側面１２９とピストン１２５との間にはコイル
ばね１２８が介在される。このコイルばね１２８によっ
てピストン１２５に従ってロッド１２１は内かま３から
離反する方向にばね付勢される。

この部屋１２０ａは係合部材１２４の大径部１２４ａ内
に形成される直円筒面１３０に連接し、この直円筒面１
３０はさらに内かま３に向けて先細り状の円錐面１３１
に連接する０円錐面１３１はさらに小径部１２４ｂに形
成される直円筒面１３２に連接する。

前記ロッド１２１の先端部（第８図の左方端部）は前記
円錐面１３１に対応した円錐台状に形成される。係合部
材１２４には前記直円筒面１３０、円錐面１３１および
直円筒面１３２に連通する。

切欠き１３３が形成される。＊た係止部材１２４の大径
部１２４ａには位置決ピン１３４が形成される。外かま
６７は外がま本体６８と内がま押え６９とを含む、この
外かま本体６８と内がま押え６９とによって規定される
軌溝７０に、内かま３の紙帯７１が回転自在に嵌まり込
む、これによって外かま６７が回転輪７２によって高速
度で回転するときに、外かま６７に収納される内か：１
．３は静止した状態を維持する。内かま３には鉄製のボ
ビンテース６が収納され、このボビンケース６内にはボ
ビン７４が収納される。このボ・ビン７４は、鉄製の一
対の７ランジ７３．７５と、この７ランジ７３．７５間
に介在される直円筒状の巻筒７６とから成る１巻筒７６
には下糸７７が巻回される。

第１０図は内かま３の断面図であり、第１１図は第１０
図の矢符Ａ１側から見た正面図であり、ｔＩ＆１２図は
ボビンケース６の正面図であり、第１３図は第１２図の
矢符Ａ２側から見た側面図であり、第１４図は第１２図
の切断面＃１Ｎ−Ｎがら見た断面図である。内がま３の
底部８６には揺動部材１１側に向けて突出する軸部７９
が設けられる。

この軸部７９は回転軸７２の軸線と共通な軸線を有して
いる。ボビンケース６には第１把持手段７のノズル部材
１２４が挿通可能な挿通孔１１８および位置決めピン１
１４が嵌まり込む位置決め孔１１９とが連接しで形成さ
れる。このようなボビンケース６に収納されるボビン７
４は第８図に示されるように巻筒７６と、その両端部に
連結される一対の７ランノ７３．７５とを含む。またボ
ビンケース６には切欠８１が形成される。内かま３の内
周面に大略的にＵ字状の抜止め部材９０がねじ９１によ
って固定される。この抜止め部材９０の一対の突起９２
がボビンケース６の切欠き８１に形成されている係合溝
９３に嵌り込み、この抜止は部材９０の脚部９０ａ、９
０ｂによって前記係合溝９３に弾発的に係合される。こ
れによってボビンケース６が内がま３に固定される。

第１５図は自動交換装置の空気圧回路図である。

空気圧力源５０からの圧縮空気はフィルタ５１によって
ろ３Ｉ！Ｉされ、圧力ｌｌ！整器５２によって所定圧に
圧力Ｉ１ｇされてルプリケータ５３を経て管路５４に与
えられる。管路５４からの圧縮空気はスプリングオフセ
ット型２位置電磁切換弁５５の位置５５ａまたは５５ｂ
を介してシリング１３の各部屋１３ａ、１３ｂに供給さ
れる。

電磁切換弁５５が励磁されていないときには電磁切換弁
５５は位置５５ａに位置しており、管路５４からの圧縮
空気は電磁切換弁５５の位置５５ａから複動シリング１
３の部屋１３ｂに与えられ、部屋１３ａは大気に開放さ
れる。これによって複動シリング１３のロッド２９は縮
退し、これによって回転軸１０したがって揺動部材１１
が第１図の矢符Ｃ方向に移動される。そのため第１把持
手段７おより第２把持手段８が内かま３およＶシュート
５から離反される。

処理回路５６によって電磁切換弁５５が励磁されると、
電磁切換弁５５は位＠５５ｂに位置して、これによって
管路５４からの圧縮空気は電磁切換弁５５の位ｊ１５５
ｂを介して複動シリング１３の部屋１３ｍに与えられる
。複動シリング１３の部！１３ｂは大気に開放される。

これによってロッド２９が伸長されて回転軸１０に従っ
て揺動部材１１は第１図の矢符Ｃとは逆方向に移動され
る。

したがって第１把持手段７および第２把持手段８は内か
±３およびシュート５に装着された状態となる。

また管路５４からの圧縮空気はスプリングオフセット型
２位置電磁切換弁５７の位ｆｌ　５７　ｔまたは５７ｂ
を介して婬動型空気圧モータ１２に与えられる。Ｗ磯辺
換弁５７が励磁されていないときには空気圧モータ１２
の弁は一方の最端位置で静止している。処理回路５６に
よって電磁切換弁５７が励磁されると、電磁切換弁５７
は位１１２５７ｂに位置し、管路５４からの圧縮空気は
電磁切換弁５７の位置５７ｂを介して空気圧モータ１２
に与えられる。これによって空気圧モータ１２の出力軸
２５は時計方向に１８０度だけ角変位して他方の最端位
置に達し、この状態で静止する。この空気圧モータ１２
の出力軸２５の回転によって歯車２４．２３を介して回
転軸１０に従って揚動部材１１が１５０度角変位される
。

管路５４からの圧縮空気は、スプリングオフセット型２
位置電磁切換弁１３５を介しで把持手段７．８にそれぞ
れ備えられる単動シリング１２０の部屋１２０ｂに供給
される。電磁ソレノイド１３５が停止さ八ていないとき
には、単動シリング１２０のロッド１２１はばね１２８
によって縮退された状態にある。処理回路５６によって
電磁ソレノイド１３５が励磁されると、管路５４からの
圧縮空気は単動シリング１２０の部屋１２０ｂに与えら
れて、ｐラド１２１がばね１２８のばね力に抗して内か
＊３側に移動する。これによってロッド１２１の先端部
が係止部材１２４を第８図の上下に押し広げる。これに
よってボビン７４の軸孔８５の内壁に係合された状態で
押し広げられ、こうしてボビン７４およびボビンケース
６が第１把持手Ｆｉ７によって把持される。なお、第２
把持手段もまた同様な動作によってシュート５に収納さ
れている補充用ボビンケース４を把持することができる
。

第１６図は内かまの他の実施例の正面図であり、第１７
図はその一部断面図であり、ｆｊ＆１８図は第１６図に
示される内かまに収納されるボビンケースの正面図であ
り、第１９図はその側面図である。

内か＊３ａの外周壁には、板ばね９４が固着される。こ
の板ばね９４は＠２０図に示されるように板状体であり
、内か＊３ａの内方に向けて突出する係合突起９５が突
設される。またこの板ばね９４には取付孔９６．９７が
形成される。内かま３３には前記係合突起９５に対応し
た係合孔９８が形成され、板ばね９４が内がま３ａの外
周面に当接した状態で、ねじ９９，１００が前記取付孔
９６．９７を挿通して螺合され、こうして板ばね９４が
内かま３ａに固定される。板ばね９４は板状体であるた
め、ねじ９９，１００を中心として弾性を有している。

ボビンケース６ａの側壁には、前記係合突起９５が嵌込
む係合孔１０１が形成される。ボビンケース６ａが前記
内かま３ａに嵌入されると、係合突起９５が係合孔１０
１に弾発的に係止され、こうしてボビンケース６ａが内
かま３ａに固定される。このボビンケース６ｆには第８
図に示されたボビン７４が収納される。なお第１把持手
段７によってボビン７４およびボビンケース６ａを内が
ま３８から取り外す動作は前述と同様である。

第２１図は内かまのさらに他の実施例の断面図であり、
第２２図は第２１図のＡ４−Ａ４から見た断面図であり
、第２３図は第２１図に示される内かまに収納されるボ
ビンケースの正面図であり、＄２４図はその側面図であ
る。内かま３ｂの内周面には内方側に突出した突出部１
０２ａを有する係止部材１０２がスポット溶接によって
固定される。ボビンケース６ｂには前記係止部材１０２
の係止部１０２ａが嵌まり込む係止孔１０３が形成され
ている。係止部１０２ａがボビンケース６ｂの係止孔１
０３に係止されてボビンケース６ｂが内かま３ｂに固定
される。なお前述の実施例と同様にこのボビンケース６
ｂにはボビン７４が収納される。なお内かま３ｂからボ
ビン７４およびボビンケース６ｂを取り外す動作は前述
と同様である。

このように゛して、空気圧力源５０からの圧縮空気によ
ってロッド１２１を駆動させ、これによってボビン７４
の軸孔８５の内周面に係合する係合部材１２４を押し広
げることによって、ボビン７４を把持し、揺動部材１１
を外がまから離反する方向に移動することによって、ボ
ビン７４およびボビンケース６ｔ６ｍ＋６ｂを内かま３
−３ａ、３ｂから取り外すことが可能となる。

効　　果 以上のように本発明によれば、簡単な構成でしかも確実
にボビンおよびボビンケースを内かまに着脱することが
可能となる。またこれによってボビンの自動交換装置の
実現を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はボビンの自動交換装！１１の簡略化した断面図
、第２図は第１図の矢符Ａ側から見た側面図、第３図は
シュート５の斜視図、１４図は＃１３図の矢符Ｂ側から
見た側面図、第５図は第３図の切断面線■−■から見た
断面図、第６図はボビンの自動交換装置１による自動交
換動作を示す７０−チャート、第７図は第１把持手段７
および第２把持手段８の把持動作を簡略化して示す図、
第８図は把持手段の他の一実施例の断面図、第９図は把
持手段７，８の斜視図、第１０１！Ｉは内かま３の断面
図、第１１図は第１０図の矢１ｉＡ１側から見た正面図
、第１２図はボビンケース６の正面図、第１３図は第１
２図の矢符Ａ２側から見た側面図、第１４図は第１２図
の切断面＃１Ｎ−Ｎから見た断面図、第１５図は自動交
換装置の空気圧回路図、第１６図は内がま３ａの正面図
、第１７図はその一部断面図、＠１８図は第１６図に示
される内かまに収納されるボビンケース６ａの正面図、
第１９図はその側面図、第２０図は板ばね９４の斜視図
、第２１図は内かま３ｂの断面図、第２２図は第２１図
のＡ４−Ａ４から見た断面図、第２３図は第２１図に示
される内がま３ｂに収納されるボビンケース６ｂの正面
図、第２４図はボビンケース６ｂの側面図である。 １・・・自動交換装置、３．３ａ、３ｂ・・・内かま、
４゜６．６ａ、６ｂ・・・ボビンケース、５・・・シュ
ート、７゜８・・・把持手段、９・・・揺動手段、１１
・・・揺動部材、１２・・・空気圧モータ、１３・・・
複動シリング、７４・・・ボビン、９０・・・抜止め部
材、９３・・・係合溝、９４・・・板ばね、９５・・・
係合突起、１０１・・・係合孔、１０２・・・係止部材
、１０３・・・係止孔、１２０・・・単動シリンダ、１
２１・・・ロッド、１２２・・・ケーシング、１２４・
・・係合部材、１２４ａ・・・大径部、１２４ｂ・・・
小径部、１２８・・・コイルばね、１３３・・・切欠き 代理人　　　弁理士　　函数　圭一部 第４１ 第５図 第６図　　　　　　第７図 第９図 第１０図 第１１図　　　　　　ｗ′１２図 ＊１：３！！Ｉ　　　　　　　　第１４１第１６図 第１８図 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内かまに装着されるボビンケースを内かまの軸線方向内
   方に向かう予め定めた引張り力によつて内かまに係合す
   るようにした係合手段と、 ボビンケースに収納され、ボビンケースとともに内かま
   の軸線方向に移動可能であつて、ボビンケースの軸線方
   向外方に少なくとも臨んでおり、内かまの軸線方向に平
   行な軸線を有する軸孔を有するボビンと、 前記軸孔内に嵌まり込むことができ、かつその軸孔の半
   径方向に拡大して軸孔の内周面に係合する係合部材と、 係合部材が軸孔内に嵌まり込んだ状態で係合部材を半径
   方向外方に拡大する拡大手段と、 前記係合部材と係合部材を拡大する拡大手段とを内かま
   の軸線方向に沿つて進退移動可能とする手段とを含むこ
   とを特徴とするミシンのボビンおよびボビンケースの着
   脱装置。