JPH08215463A - ボビン交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対向部材とボビンケース把持手段との芯ずれ
に拘らず対向部材に対するボビンケースの着脱を確実に
行うと共に、装着時のボビンケース、ボビンケース把持
手段、対向部材を傷めることがなく耐久性を向上する。 【構成】 ボビンケース把持手段５０の対向部材１に対
しての押し込み時または引き出し時の移動を、低速、高
トルクで行い、対向部材１とボビンケース把持手段５０
とに芯ずれがあって対向部材１に対するボビンケース２
の着脱時に抵抗が多大に作用しても、高トルクによりそ
の押し込み力または引き出し力を充分に大きくすると共
に、低速により対向部材１に対するボビンケース２の衝
突力を低減するよう構成してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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にあって
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、下糸が消費された時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、ボビ
ンに下糸を巻回し、この下糸が新たに巻回されたボビン
をボビンケースに収容して該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の交換作業は極めて
非能率的であり、生産性の低下の原因となっている。

【０００３】そこで、本出願人は、先に出願した特開平
６−３０４３６９号公報記載のミシンのボビン交換装置
において上記問題点の解決を図っている。このボビン交
換装置はボビンケース把持手段を備えており、このボビ
ンケース把持手段は、図９に示されるように、紙面に垂
直な方向に並設されている両側板８８ａ，８８ａの先端
縁部（図示左側縁部）をボビンケース２の外表面に圧着
し、例えばエアシリンダ−等を作動してこの作動力を回
転力に変換し、上記両側板８８ａ，８８ａ間に掛け渡さ
れている回転軸８８ｂを図示反時計回りに回動してこの
回転軸８８ｂに固定されているレバー爪８８ｃを反時計
回りに回動し、該レバー爪８８ｃの先端部を、閉位置に
あるボビンケース２のロックレバー２ｅの先端部から内
側（ロックレバー２ｅとボビン係止板２ｂとの間）に入
り込ませてロックレバー２ｅを閉位置から引き起こして
開放させ、その開放されたロックレバー２ｅを、開位置
にあるロックレバー２ｅに沿った傾斜面に形成されたベ
ース体８８ｍにより受け止めると共に、ロックレバー２
ｅの係止孔（窓）２ｆを、ベース体８８ｍ上に形成され
た矩形台状の凸部８８ｎに入り込ませるようになってい
る。

【０００４】また、この時、ボビン係止板２ｂ先端の係
止爪２ｄがボビンに食い込んで係合し、該ボビンがボビ
ンケース２内から離脱しないように把持される。そし
て、ロックレバー２ｅを開位置に開放した状態で、レバ
ー爪８８ｃによる押圧力によりロックレバー２ｅをベー
ス体８８ｍ側に押し付けて挟持し、その結果、ボビンと
共にボビンケース２をボビンケース把持手段８８に把持
できるようになっている。

【０００５】また、上記レバー爪８８ｃを図示時計回り
に回動することにより、ロックレバー２ｅを元の位置に
戻し、ボビンケース２をボビンケース把持手段８８から
開放できるようになっている。

【０００６】また、上記ボビンケース把持手段８８は、
釜に対向してエアシリンダ−の作動力により、ボビンケ
ースの着脱位置と退避位置との間を前進・後退できるよ
うになっており、従って釜内のボビンケースを、該ボビ
ンケース把持手段８８により把持して釜内から抜き取る
と共に、下糸巻回済みのボビンを収容したボビンケース
を、該ボビンケース把持手段８８により把持して釜内に
装着できるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−３０４３６９号公報記載のミシンのボビン交換
装置にあっては、以下の問題点がある。すなわち、釜と
ボビンケース把持手段８８との芯合わせ完全に行うこと
（釜の軸心とボビンケース把持手段８８により把持され
るボビンケース２の中空状の支持筒の軸心とを正確に一
致させること）が極めて難しく、従って芯が合っていな
い状態で釜に対してボビンケース２の着脱を行うことに
なるが、この芯ずれが大きいと釜に対してボビンケース
２の着脱を行うことができないといった問題がある。

【０００８】また、このような芯ずれに拘らず、釜に対
してボビンケース２の着脱を行うには、ボビンケース２
を釜に対して押し込む時、ボビンケース２を釜から引き
出す時に抵抗が多大に作用することから、その押し込み
力、引き出し力を充分大きくする必要がある。ここで、
釜に対向する方向への移動を行うエアーシリンダ−の空
圧を上げれば、上記押し込み力、引き出し力が大きくな
って対処が可能となるが、このように空圧を上げると移
動速度が大きくなり、該ボビンケース２の釜に対する衝
突力が増大し、従って該ボビンケース２、ボビンケース
把持手段８８、釜を傷めて耐久性が低下するといった問
題点がある。

【０００９】また、上記エアーシリンダ−に代えて単に
大型のモータを用い、ボビンケース着脱位置と退避位置
との間におけるボビンケース把持手段８８の移動を高ト
ルク、高速度で行うことも考えられるが、上記衝突力が
増大しボビンケース２、ボビンケース把持手段８８、釜
の耐久性が低下するといった問題は解消されない。

【００１０】そこで本発明は、対向部材とボビンケース
把持手段との芯ずれに拘らず対向部材に対するボビンケ
ースの着脱が確実になされると共に装着時にボビンケー
ス、ボビンケース把持手段、対向部材を傷めることがな
く耐久性が向上されるボビン交換装置を提供することを
第１の目的とする。

【００１１】また、上記第１の目的に加えて、ボビンケ
ース着脱位置と退避位置との間におけるボビンケース把
持手段の移動速度が最適に制御され、ボビン交換時間が
最短にされるボビン交換装置を提供することを第２の目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１のボビン交換装置は、ボビンケース
を把持または開放可能としたボビンケース把持手段を対
向部材に対向可能とし、該ボビンケース把持手段がボビ
ンケースを把持する時、この対向部材に向って前記ボビ
ンケース把持手段を移動し該対向部材に対して前記ボビ
ンケースを押し込むと共に開放して該ボビンケースを前
記対向部材に装着可能とし、該ボビンケース把持手段が
ボビンケースを把持しない時、前記対向部材に向って前
記ボビンケース把持手段を移動し前記対向部材に装着さ
れているボビンケースを把持すると共に前記方向とは逆
方向に移動して該ボビンケースを引き出し同逆方向に移
動して該ボビンケースを前記対向部材から取り出し可能
としたボビン交換装置において、前記ボビンケース把持
手段の前記押し込み時または引き出し時の移動を、低
速、高トルクで行うことを特徴としている。

【００１３】上記第２の目的を達成するために、請求項
２のボビン交換装置は、請求項１に加えて、ボビンケー
ス把持手段による押し込み動作前の対向部材に向う移
動、引き出し動作後の対向部材から離間する移動を、高
速で行うことを特徴としている。

【００１４】上記第１、第２の目的を達成するために、
請求項３のボビン交換装置は、請求項１または２に加え
て、ボビンケース把持手段の対向部材に対向する方向へ
の移動をモータの駆動により行い、このモータ速度を、
モータ速度制御手段により制御したことを特徴としてい
る。

【００１５】

【作用】このような請求項１におけるボビン交換装置に
よれば、ボビンケース把持手段の押し込み時または引き
出し時の移動が、低速、高トルクで行われると、対向部
材とボビンケース把持手段とに芯ずれがあって対向部材
に対するボビンケースの着脱時に抵抗が多大に作用して
も、高トルクによりその押し込み力または引き出し力が
充分に大きくされると共に、低速により対向部材に対す
るボビンケースの衝突力が低減される。

【００１６】また、請求項２におけるボビン交換装置に
よれば、低速、高トルクが要求されないボビンケース把
持手段の押し込み動作前の対向部材に向う移動または引
き出し動作後の対向部材から離間する移動は、高速で行
われる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１及び図２に基づ
いて詳細に説明する。符号１はボビンケース２が装着さ
れる釜を、３は中釜軸を、６はミシン本体に取り付けら
れたメインベースに立設すると共に釜１の下方で且つ釜
１の後方（図２における上方）に配設された支持体とし
てのベース板をそれぞれ示しており、該ベース板６に
は、釜軸に平行な軸心を有する搬送軸４の基端４ａが固
定され、該搬送軸４はベース板６に片持ち支持された状
態となっている。

【００１８】この搬送軸４の先端４ｂ側（反ベース板
側）には、中空円筒状の搬送ブッシュ１３が回転可能に
支持されている。該搬送ブッシュ１３の反ベース板側の
端部外周には回動歯車１４が嵌合・固定されており、こ
の回動歯車１４よりさらに反ベース板側の端部外周に
は、搬送アーム１２の一端が嵌合・固定されている。該
搬送アーム１２の他端には保持部１１が固定されてお
り、この保持部１１の釜側を向く面には、図３乃至図５
に示されるようなボビンケース把持手段５０が固定され
ている。なお、図１及び図２においては、図が煩雑にな
るのを避けるために、ボビンケース把持手段５０は省略
されている。次に、このボビンケース把持手段５０につ
いて、図３乃至図５を参照しながら以下説明する。

【００１９】上記保持部１１には、図４及び図５に示さ
れるような、コの字状の支持板５３が、図５における下
方に開放されるようにして固定されており、両側板５３
ａ，５３ｂの間には、ネイル軸５４が回転可能に掛け渡
されている。このネイル軸５４には、ボビンケース２の
ロックレバー２ｅを閉位置（図５（ａ）参照）から引き
起こして開放させて開位置（図５（ｃ）参照）に位置さ
せるネイルと称される爪部材５５が取り付けられてい
る。このネイル５５は円弧状に湾曲形成されており、該
ネイル５５の先端部５５ｂは、ボビンケース２のロック
レバー２ｅとボビン係止板２ｂとの重なり合い部分に挿
入可能な位置関係に配置されている。

【００２０】ネイル５５は、その一部（図５における下
部）が両側板５３ａ，５３ｂ間から外方に突出してお
り、この突出部分の側板５３ｂ側の面にはピン５５ａが
突設されている。また、側板５３ｂの外側面にはリンク
軸５７が突設されており、このリンク軸５７には略ヘの
字状のリンク５６が回転可能に支承されている。このリ
ンク５６の両端には切欠５６ａ，５６ｂがそれぞれ形成
されており、切欠５６ａには上記ネイル５５のピン５５
ａが、切欠５６ｂにはソレノイド５１のプランジャ５１
ａに突設されたピン５１ｂが、それぞれ遊嵌配置されて
いる。このソレノイド５１は上記保持部１１に固定され
ている。

【００２１】上記支持板５３には、図３及び図５に示さ
れるように、その両側板５３ａ，５３ｂ間にあってネイ
ル５５側に向かって立設する第１の弾性部材としての板
ばね５８と、第２の弾性部材としての板ばね５９と、が
それぞれ固定されている。板ばね５９の先端部５９ａ
は、ボビンケース２側に折り曲げられており、上記ネイ
ル５５により引き起こされたロックレバー２ｅの窓２ｆ
に進入してこの窓２ｆを形成する縁部２ｉを受けること
が可能な位置関係に配置されている。

【００２２】また、板ばね５８の先端部５８ａは、上記
板ばね５９の先端部５９ａとは反対方向に折り曲げられ
ており、上記ネイル５５により引き起こされたロックレ
バー２ｅの外表面２ｇを受けることが可能な位置関係に
配置されている。このような板ばね５８，５９に受けら
れたロックレバー２ｅは、上記ネイル５５からの押圧力
により開状態に挟持されて固定され、これによりボビン
ケース２の全体の把持が行われるように構成されてい
る。

【００２３】なお、図５において、符号１Ａは外釜を、
１Ｂは外釜１Ａに収容される中釜をそれぞれ示してい
る。

【００２４】上記回動歯車１４には、図２に示されるよ
うに、釜軸方向に沿って長尺なる形状の回動モータ歯車
１５が噛合しており、この回動モータ歯車１５は、メイ
ンベースに固定された駆動手段としての回動モータ１６
の出力軸に直結された状態となっている。

【００２５】従って、回動モータ１６が回転すると、回
動モータ歯車１５、回動歯車１４を介して、搬送アーム
１２及び保持部１１から構成される回転手段としての回
動アーム７０が回転するようになっている。なお、この
回動アーム７０の回転動作は、本実施例にあっては、該
回動アーム７０が釜位置Ａから退避した退避位置にある
時（図２参照）に、行われるようになっている。また、
搬送軸４は片持ち支持であるが、上記回動モータ歯車１
５によりガイドされていることから、その支持強度は充
分となっている。

【００２６】上記搬送ブッシュ１３の外周における上記
回動歯車１４より搬送軸４の固定端側には、例えばスト
ップリング３０が固定されており、該搬送ブッシュ１３
の外周における回動歯車１４とストップリング３０との
間には、直動カラー１７が回転可能に支持されている。

【００２７】この直動カラー１７の外周には、図２に示
されるように、軸線方向に沿って直動歯車（ラック）１
８が固定されている。この直動歯車１８には直動モータ
歯車（ピニオン）１９が噛合しており、この直動モータ
歯車１９は、メインベースに固定された移動手段として
の直動モータ２０の出力軸に直結された状態となってい
る。

【００２８】従って、直動モータ２０が回転すると、直
動モータ歯車１９、直動歯車１８を介して、直動カラー
１７と共に回動アーム７０が搬送軸４の軸線方向に沿っ
て移動するようになっている。すなわち、回動アーム７
０は、搬送軸４に対して回転できると共に、搬送軸４に
沿って摺動できるようになっている。

【００２９】ベース板６における上記ボビンケース把持
手段の回転軌跡の対向位置であって、図１に示されるよ
うに、例えば位置Ｂには、ボビンケース保持手段として
のダミー軸５が固定されている。このダミー軸５は、図
２に示されるように、中釜軸３先端と同構造となってお
り、ボビンが収容されたボビンケース２を押し込めば、
該ボビンケース２を保持できるようになっている。そし
て、押し込められたボビンケース２の既設のボビン係止
爪２ｄが、図１に示されるように、ダミー軸５の近傍に
突設された回り止め部材５ａａの係止溝に係合するよう
構成されている。すなわち、ボビンケース２は所定の位
置に位置決めされて保持されるようになっている。

【００３０】また、上記ボビンケース把持手段の回転軌
跡の対向位置であって、図１に示されるように、例えば
位置Ｆには、残糸除去装置が配設されている。この残糸
除去装置としては、上記ダミー軸５と同様な構成の保持
軸５ａに該ボビンケースが受け渡されて当該ボビンケー
スを保持した状態で、ボビンに巻かれた糸を引き出す引
き出し手段の糸引き出し動作によって、ボビンが回転さ
れて、ボビンに巻回された糸が引き出されるようなもの
であればどのようなものであっても良く、ボビンケース
を保持するダミー軸以外の構成としては、例えば本出願
人が先に出願した特願平５−２０３６１０号明細書や特
願平６−４０３５１号明細書のボビンの残糸除去装置を
始めとして、適宜のものを採用することができる。

【００３１】また、上記ボビンケース把持手段の回転軌
跡の対向位置であって、図１に示されるように、例えば
位置Ｃには、下糸巻回装置が配設されている。この下糸
巻回装置としては、例えばモータの駆動等により自動的
にボビンに下糸が巻回可能で、その後ボビンケース２へ
の糸掛け及び下糸切断が可能なものであればどのような
ものであっても良く、例えば特開平５−１９２４７６号
公報のボビン交換装置や本出願人が先に出願した特願平
５−１２１９６０号明細書のミシンのボビン交換装置や
特願平５−１１６３６３号明細書のミシンのボビン交換
装置に記載されている下糸巻回装置を始めとして、適宜
のものを採用することができる。

【００３２】なお、上記残糸除去装置、下糸巻回装置
が、ベース板６に接触する場合には、該ベース板６は適
宜切欠かれる。

【００３３】ところで、本実施例にあっては、ボビンケ
ース把持手段の例えば釜１に対向した退避位置（図２参
照）を、原点検索位置としている。また、回動モータ１
６として例えばパルスモータを用いているので、該パル
スモータのパルス数をカウントすることによって、原点
位置を基準として、ボビンケース把持手段５０を、上記
釜位置Ａ、下糸巻回位置Ｃ、残糸除去位置Ｆ、ダミー位
置Ｂに、回動制御することができる。

【００３４】また、上記直動モータ（ステッピングモー
タ）２０には、図１及び図２に示されるように、モータ
速度を制御するモータ速度制御手段９０がドライバ９１
を介して接続されている。このモータ速度制御手段９０
は、例えばタイマ、位置センサ、モータ回転数等からの
情報信号に基づいて、ボビンケース把持手段５０の位置
を判定し、ボビンケース把持手段５０の対向部材（釜
１、ダミー軸５、保持軸５ａ、下糸巻回装置）に対する
ボビンケース押し込み時、引き出し時の移動を、低速、
高トルクで行う指令をドライバ９１に与える一方で、押
し込み動作前の対向部材に向う移動、引き出し動作後の
対向部材から離間する移動を、高速、低トルクで行う指
令をドライバ９１に与えるように機能する所謂マイクロ
コンピュータである。

【００３５】すなわち、モータ速度制御手段９０は、対
向部材からボビンケースを取り出す場合に、図６（ａ）
に示されるような速度制御を行って、ボビンケースを対
向部材から引き出す時に低速とし、引き出し動作後の対
向部材から離間する移動時に高速とする。また、対向部
材に対してボビンケースを装着する場合に、図６（ｂ）
に示されるような速度制御を行って、ボビンケースを対
向部材に押し込む時に低速とし、押し込み動作前の対向
部材に向う移動時に高速とする。

【００３６】ところで、ステッピングモータにあって
は、図７に示されるような速度−トルク特性がある。す
なわち、低速にすると高トルクとなり（符号ｙｙの辺
り）、高速にすると低トルク（符号ｘｘの辺り）とな
る。従って、上述のボビンケース引き出し動作時及び押
し込み動作時には低速・高トルクとなり、一方それ以外
の移動時には高速・低トルクとなる。すなわち、抵抗が
多大に作用するボビンケースの着脱時に高トルクが得ら
れると共に、ボビンケース２の対向部材に対する当接時
に低速となり、それ以外の高速移動が望まれる時に高速
となるように制御される。

【００３７】なお、モータ速度制御手段９０には、動作
手順を表したプログラムが記憶されるＲＯＭ（不図
示）、各設定値やデータテーブルを記憶処理するＲＡＭ
（不図示）が接続されている。

【００３８】次に、このように構成された装置の動作手
順について、以下説明する。先ず、例えばボビンケース
把持手段５０に、下糸巻回済みのボビンを収容したボビ
ンケース２を把持させるために、回動アーム側から手を
差し込んで、該下糸巻回済みのボビンを収容したボビン
ケースを、中釜軸３に装着するのと同様に、手の平を返
すことなくダミー軸５、残糸除去装置の保持軸（ダミー
軸５と同様な構成のもの）５ａに押し込んで、ボビンケ
ースをダミー軸５、残糸除去装置の保持軸５ａにそれぞ
れ装着する。

【００３９】次いで、電源スイッチがオンされたら、回
動アーム７０を原点位置に復帰させる。この時には、ソ
レノイド５１には通電がなされておらず、ネイル５５の
先端部５５ｂは、図５（ａ）に示されるような退避位置
にあり、ボビンケース２のロックレバー２ｅは閉位置に
ある。そして、スタートスイッチのオンにより、回動ア
ーム７０を回動させてボビンケース把持手段５０をダミ
ー位置Ｂまたは残糸除去位置Ｆ（ボビンケースを保持可
能な保持軸５ａが在る）に対向させる。ここで、本実施
例にあっては、説明の都合上、ボビンケース把持手段５
０を、例えばダミー位置Ｂに対向させる。そして、該回
動アーム７０を前進させて、該ダミー軸５に保持されて
いる下糸巻回済みのボビンを収容したボビンケースをボ
ビンケース把持手段５０に把持させる。なお、図５にお
いては、釜軸１ａに対してボビンケースを取り出す場合
の例が描かれているが、釜軸１ａをダミー軸５に置き換
えても同様である。

【００４０】すなわち、図５（ａ）に示される状態か
ら、ソレノイド５１のプランジャ５１ａの引き込み動作
によりネイル５５を開方向に向かって回動させ、ネイル
５５の先端部５５ｂを、閉位置にあるボビンケース２の
ロックレバー２ｅの先端部から内側に入り込ませてロッ
クレバー２ｅを閉位置から引き起こし開放させる。この
時、ネイル５５の背面５５ｃにより、図３及び図５
（ｂ）に示されるように、ボビンケース２の外表面２ｈ
が押えられる。この開放されたロックレバー２ｅを開位
置に開放すると、板ばね５９の先端部５９ａが、この開
放されたロックレバー２ｅの窓２ｆに進入し、この先端
部５９ａにより窓２ｆを形成する縁部２ｉが受けられ
る。そして、図５（ｃ）に示されるＹ方向にロックレバ
ー２ｅを押圧する。また、同時に、板ばね５８の先端部
５８ａにより、開放されたロックレバー２ｅの外表面２
ｇが受けられる。そして、ロックレバー２ｅが開放され
た状態で、ネイル５５による押圧力によりロックレバー
２ｅが板ばね５８，５９に押し付けられて挟持され、そ
の結果ボビンケース２の全体がボビンケース把持手段５
０に把持される。また、このようにロックレバー２ｅが
開放状態に維持されることにより、ダミー軸５に対して
ボビンケース２が離脱可能な自由状態になされると共
に、ボビンがボビンケース２内から離脱しないように保
持される。

【００４１】この時、上記ボビンケース把持手段５０
を、上述の図６（ａ）に示したように、ダミー軸５から
離間する方向に低速にて移動させ、高トルクでダミー軸
５から引き出す。そして、後は高速にてボビンケース把
持手段５０を後退させる。

【００４２】従って、ダミー軸５とボビンケース把持手
段５０とに芯ずれがあってダミー軸５からのボビンケー
スの引き出し時に抵抗が多大に作用しても、高トルクに
よりその引き出し力を充分に大きくするよう構成してい
るので、ダミー軸５とボビンケース把持手段５０との芯
ずれに拘らずダミー軸５からのボビンケースの取り出し
を確実に行うことが可能となっている。

【００４３】また、ボビンケースの引き出し動作後のダ
ミー軸５から離間する移動を、高速で行うよう構成して
いるので、ボビンケース着脱位置と退避位置との間にお
けるボビンケース把持手段の移動速度が最適となり、ボ
ビン交換時間を最短にすることが可能となっている。

【００４４】また、本実施例にあっては、ボビンケース
把持手段５０を上記の構成としているので、さらに以下
の効果がある。すなわち、ダミー軸５とボビンケース把
持手段５０とに芯ずれがあっても、この芯ずれは、ダミ
ー軸５に対してボビンケース２を取り出す際の板ばね５
８，５９の３次元的な弾性変形により解消され、ダミー
軸５に対するボビンケース２の取り出しをより確実に行
うことができるようになっている。換言すれば、ダミー
軸５とボビンケース把持手段５０との位置合わせはラフ
で良く、この位置合わせに要する組立時間を低減するこ
とが可能となっている。

【００４５】また、個々のロックレバー２ｅの開き角度
に違いがあっても、ロックレバー２ｅを板ばね５８，５
９の開き方向への弾性変形によりその違いを吸収し充分
に開放できることから、ボビンケース２の係止爪２ｄの
ボビンへの食い込みを充分に行うことができるようにな
っており、ボビンの取り残しの解消が可能となってい
る。

【００４６】また、個々のロックレバー２ｅの窓２ｆの
位置に違いがあっても、板ばね５９の先端部５９ａを窓
２ｆに嵌入させるのではなく進入させて縁部２ｉを受
け、ロックレバー２ｅを板ばね５８，５９の開き方向へ
の弾性変形によりその違いを吸収し充分に開放できるよ
うにしていることから、ボビンケース２の把持を確実に
行うことが可能となっている。

【００４７】また、ロックレバー２を板ばね５８，５９
の３次元的な弾性変形により、ネイル５５と板ばね５
８，５９との間に隙間なく挟持できるようにしているこ
とから、これら部材の位置合わせはラフで良く、これら
部材の位置合わせに要する組立時間を低減することが可
能となっている。

【００４８】さて、再び動作説明に戻って、退避位置に
後退した回動アーム７０を回動させる。そして、ボビン
ケースを把持したボビンケース把持手段５０を釜１に対
向させると共に前進させ、下糸巻回済みのボビンを収容
したボビンケースを釜内に装着する。

【００４９】このボビンケース把持手段５０によるボビ
ンケースの釜１への装着は、図５に示した動作手順を逆
にすると共に、図６（ｂ）に示した速度で制御される。
すなわち、ボビンケース把持手段５０を、上述の図６
（ｂ）に示したように、釜１に向かって高速にて移動さ
せ、釜１の手前で低速に落とすと共に高トルクで釜１に
ボビンケースを押し込み、押し込んだ時点で、ソレノイ
ド５１の通電を解除し、ボビンケース把持手段５０ａの
ネイル５５を開放して、これによりボビンケース２を釜
１内に装着する。

【００５０】従って、釜１とボビンケース把持手段５０
とに芯ずれがあって釜１に対するボビンケースの押し込
み時に抵抗が多大に作用しても、高トルクにより押し込
み力を充分に大きくするよう構成しているので、釜１と
ボビンケース把持手段５０との芯ずれに拘らず釜１に対
するボビンケースの装着を確実に行うことが可能となっ
ている。また、低速により釜１に対するボビンケースの
衝突力を低減するよう構成しているので、ボビンケー
ス、ボビンケース把持手段５０、対向部材を傷めること
がなく耐久性を向上することが可能となっている。

【００５１】また、板ばね５８，５９の３次元的な弾性
変形により、より確実に釜１に対するボビンケース２の
装着を行うことができるようになっている。

【００５２】また、ボビンケースの押し込み動作前の釜
１に向かう移動を、高速で行うよう構成しているので、
ボビン交換時間を最短にすることが可能となっている。

【００５３】そして、回動アーム７０が後退され、縫製
が開始される。ここで、例えば釜内のボビンの残糸が少
なくなった等の理由でボビンの交換指令が発せられた
ら、ミシンの縫製動作を禁止して、ボビンケースを把持
していないボビンケース把持手段５０を釜１に前進さ
せ、残糸の少なくなったボビンを釜内から取り出す。

【００５４】このボビンケース把持手段５０によるボビ
ンケースの取り出しは、図５に示した動作手順と同様で
ある。従って、ボビンケース把持手段５０により釜１に
対してボビンケースを取り出す場合にあっても、ボビン
ケース把持手段５０によりダミー軸５からボビンケース
を取り出す場合と同様な作用・効果を奏する。

【００５５】そして、回動アーム７０を後退させて回動
させ、残糸の少なくなったボビンを収容したボビンケー
スをダミー軸５に対向させると共に前進させ、該ダミー
軸５に装着する。

【００５６】このボビンケース把持手段５０によるボビ
ンケースのダミー軸５への装着は、ボビンケース把持手
段５０により釜１に対してボビンケースを装着する場合
と同様であり、従って同様な作用・効果を奏する。

【００５７】そして、回動アーム７０を後退させた後に
回動させ、ボビンケースを把持していないボビンケース
把持手段５０を残糸除去装置の保持軸５ａに対向させる
と共に前進させ、該保持軸５ａに保持されている下糸巻
回済みのボビンを収容したボビンケースをボビンケース
把持手段５０に把持させる。

【００５８】このボビンケース把持手段５０によるボビ
ンケースの保持軸５ａからの取り出しも、ボビンケース
把持手段５０により釜１からボビンケースを取り出す場
合と同様であり、従って同様な作用・効果を奏する。

【００５９】次いで、回動アーム７０を後退させると共
に回動させて、ボビンケースを把持したボビンケース把
持手段５０を釜１に対向させると共に前進させ、下糸巻
回済みのボビンを収容したボビンケースを釜内に装着
し、該回動アーム７０を後退させる。

【００６０】そして、縫製が開始されたら、その縫製中
に、回動アーム７０を回動させ、ボビンケース把持手段
５０をダミー軸５に対向させると共に前進させ、該ダミ
ー軸５に保持されている残糸の少なくなったボビンを該
ダミー軸５から取り出して、後退させる。

【００６１】次いで、回動アーム７０を回動させ、残糸
の少なくなったボビンを収容したボビンケースを残糸除
去装置に対向させ、該残糸除去装置によってボビンケー
ス内に収容されたボビンの残糸を除去し、そのボビンを
糸のない空ボビンとする。

【００６２】次いで、回動アーム７０を回動させ、空ボ
ビンを下糸巻回装置に対向させると共に、回動アーム７
０を前進させ、そこの下糸巻回装置によって空ボビンに
下糸を巻回すると共にボビンケースへの糸掛け及び下糸
切断を行う。

【００６３】このようにして、ボビンに下糸が巻回され
たら、回動アーム７０を後退させて回動させ、ボビンケ
ース把持手段５０をダミー軸５に対向させると共に前進
させ、下糸巻回装置により下糸が巻回されたボビンを収
容したボビンケースをダミー軸５に一旦保持させ、その
後回動アーム７０を後退させる。

【００６４】そして、この状態で待機状態となり、次の
ボビンの交換指令が発せられたら、ミシンの縫製動作を
禁止して、回動アーム７０を回動させ、ボビンケースを
把持していないボビンケース把持手段５０を釜１に対向
させると共に前進させ、残糸の少なくなったボビンを釜
内から取り出して、該回動アーム７０を後退させる。

【００６５】次いで、回動アーム７０を回動させ、ボビ
ンケース把持手段５０を残糸除去装置の保持軸５ａに対
向させる共に前進させ、残糸の少なくなったボビンを収
容したボビンケースを保持軸５ａに保持させて、その後
回動アーム７０を後退させる。次いで、回動アーム７０
を回動させ、ボビンケース把持手段をダミー軸５に対向
させる。そして、該回動アーム７０を前進させて、該ダ
ミー軸５に保持されている下糸巻回済みのボビンを収容
したボビンケースをボビンケース把持手段５０に把持さ
せる。

【００６６】次いで、回動アーム７０を後退させると共
に回動させて、ボビンケースを把持したボビンケース把
持手段５０を釜１に対向させると共に前進させ、下糸巻
回済みのボビンを収容したボビンケースを釜内に装着
し、該回動アーム７０を後退させる。以降は、上記動作
が繰り返される。

【００６７】なお、上記工程において、一番最初に、回
動アーム側から手を差し込んで、該下糸巻回済みのボビ
ンを収容したボビンケースを、ダミー軸５または残糸除
去装置の保持軸５ａの何れか一方に押し込み、他方に下
糸が巻回されていないボビンを収容したボビンケースを
押し込んでそれぞれに装着し、下糸巻回済みのボビンを
収容したボビンケースを釜内に装着した後の縫製中に、
下糸が巻回されていないボビンを収容したボビンケース
を下糸巻回装置に移動して下糸を巻回して、ダミー軸５
または残糸除去装置の保持軸５ａに何れか一方に保持さ
せて待機状態としても良い。

【００６８】ところで、ボビンケース把持手段５０に把
持されているボビンケース２を取り出す場合若しくは色
違いの下糸を使用するためにボビンケース２を一時的に
ダミー軸５に保持させておく場合にあっては、ボビンケ
ース２を把持したボビンケース把持手段５０をダミー軸
５に対向させると共に、前進させれば、該ボビンケース
把持手段５０に把持されていたボビンケース２をダミー
軸５に受け渡すことができる。

【００６９】そして、ダミー軸５に保持されたボビンケ
ース２を取り出す場合には、釜軸１ａからボビンケース
２を取り出すのと同様に、回動アーム側から手を差し込
めば、手の平を返すことなくダミー軸５に保持されてい
るボビンケースを取り出すことができる。この手作業に
よるボビンケースのダミー軸５，５ａからの取り出しは
非常に容易である。

【００７０】このように、本実施例においては、ボビン
ケース把持手段５０の押し込み時または引き出し時の移
動を、低速、高トルクで行い、対向部材（釜１、ダミー
軸５、保持軸５ａ、下糸巻回装置）とボビンケース把持
手段５０とに芯ずれがあって対向部材に対するボビンケ
ース２の着脱時に抵抗が多大に作用しても、高トルクに
よりその押し込み力または引き出し力を充分に大きくす
ると共に、低速により対向部材に対するボビンケース２
の衝突力を低減するよう構成しているので、対向部材と
ボビンケース把持手段５０との芯ずれに拘らず対向部材
に対するボビンケースの着脱を確実に行うことが可能と
なっていると共に、ボビンケース２、ボビンケース把持
手段５０、対向部材を傷めることがなく耐久性を向上す
ることが可能となっている。

【００７１】また、低速、高トルクが要求されないボビ
ンケース把持手段５０の押し込み動作前の対向部材に向
う移動、引き出し動作後の対向部材から離間する移動
を、高速で行うよう構成しているので、ボビンケース着
脱位置と退避位置との間におけるボビンケース把持手段
５０の移動速度を最適に制御でき、ボビン交換時間を最
短にすることが可能となっている。

【００７２】なお、上記装置に、例えば残糸除去装置、
下糸巻回装置がなくても、ボビン交換を自動的に行うこ
とができる。すなわち、ボビンケース把持手段５０が単
数であると、ボビン交換を自動的に行うには、例えば釜
１に装着するボビンケースを保持するためのダミー軸
と、釜１から取り出したボビンケースを保持するための
ダミー軸という少なくとも２個以上のダミー軸が必要と
なるが、上述のように、２個のダミー軸５，５ａを、ボ
ビンケース把持手段の回転軌跡の対向位置に配設すれ
ば、ボビン交換を自動的に行うことができる（但し、下
糸巻回動作、残糸除去動作は、例えば手作業）。

【００７３】図８本発明の他の実施例を表したものであ
り、ボビンケース把持手段５０の移動速度及びトルクの
制御をモータ速度制御機構によりメカ的に行うものであ
る。すなわち、このモータ速度制御機構９５は、定速回
転するＤＣモータと、このＤＣモータの出力軸に固定さ
れた円盤６７と、この円盤６７の周端部に一端が枢着さ
れ他端が上記直動カラー１７に枢着されたリンク６６
と、から構成されており、該ＤＣモータが回転すると、
直動カラー１７は図示左右方向に移動するようになって
いる。

【００７４】また、ボビンケース把持手段５０の退避位
置からボビンケース着脱位置に向かう移動を、円盤６７
を図示時計回りに回転させ枢着部を図示ａａの位置から
ｂｂの位置を経由してｃｃの位置まで移動させることに
より行い、ボビンケース把持手段５０のボビンケース着
脱位置から退避位置に向かう移動を、枢着部を図示ｃｃ
の位置からｄｄの位置を経由してａａの位置まで移動さ
せることにより行うよう構成されている。

【００７５】従って、ボビンケース把持手段５０の移動
速度は、凡そ図６に示した線図のエッジを滑らかにした
正弦波状のものとなり、ａａの近傍位置、ｃｃの近傍位
置にあっては低速・高トルクとなり、ｂｂの近傍位置、
ｄｄの近傍位置にあっては高速・低トルクとなる。すな
わち、ボビンケース把持手段５０による対向部材に対し
てのボビンケースの着脱時には、枢着部がｃｃの位置近
傍にあることから低速・高トルクとなり、また着脱時以
外の移動に際しては出来るだけ高速移動としているの
で、先の実施例と同様な効果を得ることができるという
のはいうまでもない。

【００７６】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く、例え
ば、上記実施例においては、ボビンケースを保持する手
段をダミー軸５，５ａとしているが、例えば、マグネッ
トによりボビンケース２を磁気吸引してホルダ内に収容
・保持するボビンケース保持手段等に代えることも可能
である。

【００７７】また、上記実施例においては、ボビンケー
ス把持手段と対向部材とに芯ずれがあっても、対向部材
に対するボビンケースの着脱をより確実に行うことがで
きるように、ボビンケース把持手段を、３次元的に弾性
変形する板ばね５８，５９より構成しているが、必ずし
も該ボビンケース把持手段５０を用いる必要はなく、該
ボビンケース把持手段５０を、従来技術で説明したボビ
ンケース把持手段８８や、例えば特開平５−１９２４７
６号公報の下糸自動供給装置や本出願人が先に出願した
特願平５−１２１９６０号明細書のミシンのボビン交換
装置に記載されている一対の電磁石吸着ヘッドタイプの
ボビンケース把持手段に代えることも可能である。

【００７８】また、エアーシリンダ径の異なる大小の２
本のエアーシリンダを連結させ、ボビンケース把持手段
の移動を行わせると、上記実施例と同様な速度・トルク
制御を行うことができる。すなわち、ボビンケース把持
手段の押し込み時または引き出し時は、シリンダ径の小
さいエアーシリンダによりボビンケース把持手段を移動
させ、前記以外の移動はシリンダ径の大きいエアーシリ
ンダにより行う構成を採ることも容易に考えられる。

【００７９】また、上記実施例においては、ボビンケー
ス把持手段を２個としているが、２個以上であっても良
く、さらに残糸除去装置の保持軸５ａと兼用としなくて
も良い。また、ダミー位置Ｂ、下糸巻回位置Ｃ、残糸除
去位置Ｆも上記実施例の位置に限定されるものではな
く、要はこれら位置がボビンケース把持手段の移動軌跡
の対向位置にあれば良い。

【００８０】また、上記実施例においては、回動アーム
７０の一端を支持して他端にボビンケース把持手段を設
けたボビン交換装置に対する適用例が述べられている
が、回動アームの中央を支持して両端部にボビンケース
把持手段を設けたボビン交換装置や、多数の枝に分かれ
た回動アームの中央を支持して各端部にボビンケース把
持手段を設けたボビン交換装置等に対しても適用できる
というのはいうまでもない。

【００８１】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１のボビン交
換装置によれば、ボビンケース把持手段の押し込み時ま
たは引き出し時の移動を、低速、高トルクで行い、対向
部材とボビンケース把持手段とに芯ずれがあって対向部
材に対するボビンケースの着脱時に抵抗が多大に作用し
ても、高トルクによりその押し込み力または引き出し力
を充分に大きくすると共に、低速により対向部材に対す
るボビンケースの衝突力を低減するよう構成したもので
あるから、対向部材とボビンケース把持手段との芯ずれ
に拘らず対向部材に対するボビンケースの着脱を確実に
行うことが可能となると共に、ボビンケース、ボビンケ
ース把持手段、対向部材を傷めることがなく耐久性を向
上することが可能となる。

【００８２】また、請求項２のボビン交換装置によれ
ば、請求項１に加えて、低速、高トルクが要求されない
ボビンケース把持手段の押し込み動作前の対向部材に向
う移動または引き出し動作後の対向部材から離間する移
動を、高速で行うよう構成したものであるから、ボビン
ケース着脱位置と退避位置との間におけるボビンケース
把持手段の移動速度を最適に制御でき、ボビン交換時間
を最短にすることが可能となる。

【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正
面図である。

【図２】同上ボビン交換装置の平面図である。

【図３】同上ボビン交換装置のボビンケース把持手段を
表した斜視図である。

【図４】図３のボビンケース把持手段をＸ方向から見た
図である。

【図５】同上ボビンケース把持手段の動作を表した各動
作説明図である。

【図６】対向部材に対するボビンケース着脱位置と退避
位置との間におけるボビンケース把持手段に対しての速
度制御図であり、（ａ）はボビンケースを対向部材から
取り出す場合のもの、（ｂ）はボビンケースを対向部材
に装着する場合のものである。

【図７】ステッピングモータの速度−トルク特性図であ
る。

【図８】本発明の他の実施例におけるボビン交換装置の
モータ速度制御機構を表した抽出図である。

【図９】従来技術におけるボビン交換装置のボビンケー
ス把持手段を表した側面図である。

【符号の説明】

１，５，５ａ 対向部材 ２ ボビンケース ２０ 直動モータ ５０ ボビンケース把持手段 ７０ 回動アーム ９０ モータ速度制御手段 ９５ モータ速度制御機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボビンケースを把持または開放可能とし
   たボビンケース把持手段を対向部材に対向可能とし、 該ボビンケース把持手段がボビンケースを把持する時、
   この対向部材に向って前記ボビンケース把持手段を移動
   し該対向部材に対して前記ボビンケースを押し込むと共
   に開放して該ボビンケースを前記対向部材に装着可能と
   し、 該ボビンケース把持手段がボビンケースを把持しない
   時、前記対向部材に向って前記ボビンケース把持手段を
   移動し前記対向部材に装着されているボビンケースを把
   持すると共に前記方向とは逆方向に移動して該ボビンケ
   ースを引き出し同逆方向に移動して該ボビンケースを前
   記対向部材から取り出し可能としたボビン交換装置にお
   いて、 前記ボビンケース把持手段の前記押し込み時または引き
   出し時の移動を、低速、高トルクで行うことを特徴とす
   るボビン交換装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のボビン交換装置におい
   て、 ボビンケース把持手段による押し込み動作前の対向部材
   に向う移動、引き出し動作後の対向部材から離間する移
   動を、高速で行うことを特徴とするボビン交換装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のボビン交換装置
   において、 ボビンケース把持手段の対向部材に対向する方向への移
   動はモータの駆動によりなされ、 このモータ速度を、モータ速度制御手段により制御する
   ことを特徴とするボビン交換装置。