(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンが収容されているボビンケースを把持する把持部と、該把持部により把持されたボビンケースを、予め設定してある原点位置を基準に所定位置に搬送する搬送手段を備えているボビン交換装置において、
前記原点位置を、ミシンの釜軸の対向位置以外に設定することを特徴とするボビン交換装置。
【請求項２】
把持部の搬送が予め設定した回動軌跡上で行われる際に、
前記原点位置を、前記回動軌跡上で、前記釜軸から最も離れた位置に設定することを特徴とする請求項１に記載のボビン交換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のボビン交換装置を備え、且つ前記原点位置が、下糸をボビンに巻回する際に使用する巻回軸の対向位置であることを特徴とする下糸自動供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ボビン交換装置及びそれを備えた下糸自動供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より下糸をボビンに自動的に巻き付けて供給する下糸自動供給装置が知られている。この下糸自動供給装置には、縫製時に使用されずに残った下糸を除去する残糸除去装置や、該残糸除去装置によって下糸が除去されたボビンに下糸を新たに巻き付ける下糸巻回装置が設けられている。更に、このような下糸自動供給装置には、ミシンの釜から下糸の残量が少なくなったボビンを取り外したり、逆に下糸が巻き付けられたボビンを釜に装着するボビン交換装置が備えられている。
【０００３】
図６は、このようなボビン交換装置が備えられている下糸自動供給装置の概略正面図、図７はその右側面図、図８は図７の平面図をそれぞれ示したものである。
【０００４】
この下糸自動供給装置１は、後述するボビン交換装置１０を備えていると共に、図示しないミシンベッドの下（裏側）に設けられている。このミシンベッドには、ミシン針（図示せず）の下方に釜１２が設けられ、該釜１２の中釜（図示せず）にはボビンケース１４を保持するための釜軸１６が設けられている。なお、この下糸自動供給装置１には、前記のように他に下糸巻回装置や残糸除去装置もが設けられているが、一般的であるため詳細な説明は省略する。
【０００５】
上記ボビン交換装置１０は、回動手段１８により支軸２０と共に回動可能で、且つ直動手段２２によりスプライン軸からなる支軸２０の軸方向に直動可能に構成された回動アーム２４を備えている。
【０００６】
上記回動手段１８は、回動用モータ２６と、このモータ２６によって回転されるベルト２８と、該ベルト２８が掛けられ、且つ前記支軸２０に固定されたプーリ３０とを備え、回動用モータ２６の動作により前記支軸２０が回転するようになっている。
【０００７】
前記回動アーム２４は、スプラインナット３２に固定されており、このスプラインナット３２は、前記支軸２０に対して、その軸方向に摺動可能で、且つ該支軸２０と共に回転するようになっている。従って、この支軸２０と共に回動アーム２４も同じ方向（図６のＡ方向又はＢ方向）に回動するようになっている。
【０００８】
又、前記直動手段２２は、直動用モータ３４と、このモータ３４によって回転駆動されるベルト３６を備えている。このベルト３６は、搬送リング３８に取付固定部材（図示せず）により固定されている。この搬送リング３８は、前記支軸２０に沿って直動可能であると共に、該支軸２０の回転に追従しないようになっている。更に、この搬送リング３８には前記スプラインナット３２が支軸２０を中心に回転可能な状態で接続されている。従って、前記回動アーム２４は、モータ３４がベルト３６を回転駆動すると、搬送リング３８を介して支軸２０の軸方向（図７のＣ方向又はＤ方向）に移動（直動）するようになっている。
【０００９】
又、前記回動アーム２４には把持部４０が連結され、その先端部の把持機構（図示せず）によりボビンケース１４を把持すると共に、該把持部４０は回動アーム２４と共に回動あるいは直動するようになっている。
【００１０】
図６中一点鎖線で示す把持部４０の回動軌跡上には、釜１２に近い方から順に、下糸が巻回されたボビンが収容されているボビンケース１４を待機させておくダミー位置４２、残糸除去装置によりボビンの下糸の残りを除去するための残糸除去位置４４、下糸巻回装置によりボビンに下糸を巻き付ける下糸巻回位置４６がそれぞれ設けられている。そして、ダミー位置４２及び残糸除去位置４４には、前記釜軸１６と同じ形状の保持軸４８、５０が設けられ、下糸巻回位置４６にはボビンに係合する機能（明示せず）を有する巻回軸５２が設けられている。
【００１１】
従来、以上のような構成のボビン交換装置１０を備えている下糸自動供給装置１においては、次のようにボビン交換作業が行われている。
【００１２】
縫製中に、ミシンの釜１２に装着されているボビンケース１４内のボビンに巻かれている下糸が消費されて所定量以下になると、ミシンが停止し、把持部４０により釜１２内からボビンケース１４を取り出し、これを残糸除去位置４４の保持軸５０に装着する。
【００１３】
次に、把持部４０は、既に下糸が巻かれたボビンが収容され、待機させてある他のボビンケース１４′（図示せず）をダミー位置４２の保持軸４８から取出して釜軸１６に装着し、ミシンは再び縫製可能な状態になる。
【００１４】
このミシンにより縫製が再開されると、その作業中に、残糸除去位置４４において釜１２から取出された前記ボビンケース１４内のボビンに残っている下糸が取り除かれる。次いで、把持部４０は、下糸が取り除かれたボビンケース１４を下糸巻回位置４６に搬送し、下糸巻回装置により所定の量の下糸が巻き付けられると、このボビンケース１４をダミー位置４２に搬送し、保持軸４８に装着し、次の縫製のために待機させる。やがて縫製作業中のボビンの下糸が消費されると、以上の交換作業を繰り返す。
【００１５】
上述したような一連のボビン交換作業を開始する際には、ボビンケース１４を各保持軸等に正確に装着するために、予め設定されている把持部４０の原点位置の検出を行っている。この把持部の原点には、回動原点と直動原点があり、この２つの原点により原点位置が規定されると共に、各原点を利用することにより、該把持部４０の回動の位置決めと、直動の位置決めがそれぞれ行われるようになっている。
【００１６】
このような把持部の原点は、ボビンケースの搬送（回動・直動）の基点となるため、これが変更されると、残糸除去位置４４、下糸巻回位置４６、ダミー位置（ボビンケース待機位置）４２の全てを変更することになるので、非常に重要である。
【００１７】
従来は、把持部４０の回動原点を検出するための回動原点センサ６０Ａが、下糸自動供給装置１の支持ベース（フレーム）１Ａに固定されている支持部材６２に取付けられ、その直動原点を検出するための直動原点センサ６４Ａが、同様の支持部材６６に取付けられている。これら回動原点センサ６０Ａ、直動原点センサ６４Ａは、いずれもホール素子からなり、可動部に取付けられている対応する回動原点マグネット６０Ｂ、直動原点マグネット６４Ｂがそれぞれ近接して一致すると、把持部４０が回動方向と直動方向の原点に位置決めされるようになっている。
【００１８】
従来は、把持部４０の原点位置は、釜１２の正面（開口側）前方の対向位置に設定されていた。即ち、把持部４０に把持されたボビンケース１４の中心位置が、釜軸１６に一致した回動位置で、該把持部４０を釜１２から所定距離だけ離した直動位置を原点位置としていた。そして、前記直動センサ６４Ａにより直動原点マグネット６４Ｂが検出され、同時に前記回動原点センサ６０Ａにより回動原点マグネット６０Ｂが検出されると、把持部４０は原点に位置決めされるようにようになっていた。
【００１９】
このように、従来の下糸自動供給装置では、把持部４０の原点は釜１２の正面の対向位置に設定されており、しかも縫製中に把持部４０を待機させておく把持部待機位置も、ボビン交換シーケンスを単純化するために、原点位置にしていた。その理由は、モータの脱調又は強制的モータ脱調等が原因で把持部４０には位置ずれが起こっている可能性があるため、ボビン交換時に把持部４０を釜１２にアクセスする前には、必ずその原点を検出する必要があるが、待機位置が原点でない場合にはそこへ移動させる分だけ余分に時間がかかることになるからである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は前記のように把持部４０の原点は、ミシンの釜１２の正面の対向位置としていることから、その原点検出位置、即ち原点センサと原点マグネットの位置関係を調整し、確定するためには必ずミシンが必要であった。
【００２１】
又、前記のようにボビン交換シーケンスを単純化するために、把持部４０の待機位置が原点位置となっている場合には、縫製時には該把持部４０が釜１２の前方を塞いでいることになるため、糸が切れたりして釜１２にオペレータが手を入れてボビンケースを取出したり、装着したりし難いという問題がある。
【００２２】
又、ボビン交換以外でボビンケースを搬送する動作でも、例えば残糸除去位置→下糸巻回位置→待機（ダミー）位置→原点のように、釜１２の近傍まで把持部４０が動くため、オペレータは該釜１２に対して手を出すことができなかった。
【００２４】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ミシンがなくとも把持部の原点検出位置を調整し、確定することができると共に、該把持部を原点位置に待機させている間も手で釜に対するボビンケースの着脱がし易く、しかもボビン交換以外のボビンケースの搬送時にも釜に安全に手を出すことができるボビン交換装置及びそれを備えた下糸自動供給装置を提供することを課題とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ボビンが収容されているボビンケースを把持する把持部と、該把持部により把持されたボビンケースを、予め設定してある原点位置を基準に所定位置に搬送する搬送手段を備えているボビン交換装置において、前記原点位置を、ミシンの釜軸の対向位置以外に設定することにより、前記課題を第１の解決したものである。
【００２７】
即ち、本発明においては、把持部の原点を釜軸の正面前方位置からずれた位置に設定したので、回動原点を決めるために該把持部に把持されたボビンケースの中心を釜軸に一致させる必要がなくなることから、把持部の原点検出位置の調整と確定には釜、即ちミシンが不要となる。
【００２８】
従って、把持部の待機位置を原点位置とする場合でも、該把持部により釜の前方を塞ぐことがなくなるため、手で該釜からボビンケースを容易に取出すことができ、装着することができる。更には、ボビン交換以外のボビンケースの搬送動作を、釜の前方空間を使わずに実行することが可能となるため、該動作時でも釜に手を出すことが可能となる。
【００２９】
請求項２の発明は、請求項１のボビン交換装置において、把持部の搬送が予め設定した回動軌跡上で行われる際に、前記原点位置を、前記回動軌跡上で、前記釜軸から最も離れた位置に設定するようにしたものである。
【００３１】
請求項３の発明は、下糸自動供給装置において、請求項１又は２に記載のボビン交換装置を備え、且つ前記原点位置が、下糸をボビンに巻回する際に使用する巻回軸の対向位置であるようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３４】
図１、図２及び図３は、本実施形態に係る下糸自動供給装置の概略構成を示す正面図、側面図及び平面図である。本実施形態の装置は、以下に詳述する把持部の原点以外は、前記図６、図７及び図８に示した従来の下糸自動供給装置と基本的構成は実質的に同一であるので、共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
本実施形態では、把持部４０の原点を下糸巻回位置４６に設置されている巻回軸５２の正面の対向位置に設定している。即ち、把持部４０に把持されたボビンケース１４の中心が巻回軸５２の中心に一致する位置を回動原点とし、その状態で把持部４０を巻回軸５２から所定距離だけ離した位置を直動原点としている。そして、この把持部４０は、従来と同様の符号で示す回動原点センサ６０Ａにより回動原点マグネット６０Ｂが検出されると同時に、直動原点センサ６４Ａにより直動原点マグネット６４Ｂが検出される位置に移動させることにより、把持部原点に位置決めできるようになっている。
【００３６】
図４は、本実施形態の下糸自動供給装置の制御回路の概要を示すブロック図である。
【００３７】
本実施形態では、制御回路７０には、ＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit）７２と、該ＣＰＵ７２に接続されたＲＯＭ（Ｒead Ｏnly Ｍemory）７４、ＲＡ Ｍ（Ｒandom Ａccess Ｍemory）７６、Ｉ／Ｏポート７８、該Ｉ／Ｏポートを介 して接続された下糸検出手段８０、下糸巻回装置８２、下糸除去装置８４、外部インターフェイス信号入出力部８６及び前記ボビン交換装置１０とが含まれている。
【００３８】
上記ＲＯＭ７４には、下糸自動供給装置１の制御プログラムや制御データが格納され、ＲＡＭ７６はデータや演算結果を記憶し、ＣＰＵ７２はＲＯＭ７４内のプログラムやデータに基づいて、ＲＡＭ７６を作業領域にして、下糸自動供給装置１の動作を制御する。
【００３９】
下糸検出手段８０は、ミシンの針数をカウントしながら釜１２に装着されたボビンケース１４内のボビンの下糸の残りが所定量に達したことを検出する。
【００４０】
ボビン交換装置１０、下糸巻回装置８２、残糸除去装置８４は、Ｉ／Ｏポート７８を介して前記ＣＰＵ７２により制御駆動される。ボビン交換装置１０では、図示しないドライバを介して前述したモータ２６、３４が駆動され、把持部４０によるボビンケース１４の把持及び回動アーム２４の回動・直動動作が行われるようになっている。又、残糸除去装置８４及び下糸巻回装置８２も、図示しないドライバを介して制御されるようになっている。
【００４１】
又、前記外部インターフェイス信号入出力部（出力手段、受信手段）８６では、後述するボビン交換実行の要求信号をＣＰＵ７２へ出力したり、該ＣＰＵ７２から準備完了を意味するボビン交換許可信号を入力する等の信号の入出力が実行されるようになっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用を、図５に示すフローチャートに従って説明する。
【００４３】
オペレータによる縫製作業中（ステップ２）のミシンの糸切実行後に、前記下糸検出手段８０で検出された下糸残量が基準以下になって、ボビンの交換が必要になると（ステップ４）、ペダルスイッチが作動しないようにミシンの動きを禁止する（ステップ６）。その後、前記外部インターフェイス信号入出力部８６からＣＰＵ７２に対してボビン交換の実行要求信号を出力し（ステップ８）、ボビン交換の準備が完了してその交換が許可されるのを待つ（ステップ１０）。
【００４４】
ボビン交換が許可されたら、把持部４０を釜１２の正面対向位置へ移動させ、該釜１２からボビンケース１４を取り出し（ステップ１２）、釜から取出されたボビンケースをダミー位置４２へ搬送し、それを保持軸４８にセット（装着）する（ステップ１４）。次いで、残糸除去軸（残糸除去位置４４の保持軸）５０に待機していた下糸補充済みののボビンケースを釜１２へ搬送し、釜軸１６にセットする（ステップ１６）。一方、ダミー軸４８に一時保管してあった使用済みのボビンケースを残糸除去軸５０へ搬送し、該軸５０にセットし（ステップ１８）、次いで、それまで出力していたボビン交換の実行要求信号をＯＦＦにする（ステップ２０）。
【００４５】
その後、前記ＣＰＵ７２はミシンの動きを許可し（ステップ２２）、前記ステップ２に戻り、縫製作業を再開できるようにする。その一方で、前記残糸除去軸５０にセットされているボビンケースについて残糸除去処理を行い（ステップ２４）、残糸除去軸５０のボビンケースを下糸巻回位置４６へ搬送し（ステップ２６）、下糸巻回処理を行う（ステップ２８）。その後、下糸巻回位置４６のボビンケースを残糸除去軸５０へ搬送して待機させ（ステップ３０）、把持部４０を前記原点に移動させて原点位置で待機させ（ステップ３２）、その後ステップ２に戻る。
【００４６】
以上詳述した本実施形態によれば、把持部４０の原点を釜部の正面前方位置からずれた位置に設定したので、回動原点を決めるために該把持部４０に把持されたボビンケースの中心を釜軸１６に一致させる必要がなくなることから、把持部の原点検出位置の調整と確定には釜１２、即ちミシンが不要となる。従って、把持部４０の待機位置を原点位置とする場合でも、該把持部４０により釜１２の前方を塞ぐことがなくなるため、手で該釜１２からボビンケース１４を容易に取出すことができ、装着することができる。
【００４７】
又、ボビン交換実行から残糸除去、下糸巻回、糸切り、糸掛け、待機までの一連の動作の開始前に、前記ステップ８によるボビン交換の実行の告知と、ステップ１０によるボビン交換の許可の取り込みを実施するようにしたことにより、いきなり動作することが防止できるため、安全性は大幅に向上できる。
【００４８】
又、ボビン交換後に行われるステップ２４の残糸除去処理以降の一連の動作が、釜１２の左右にそれぞれ接する二点鎖線で示す２つの鉛直面Ｖ１、Ｖ２に挟まれた鉛直領域に対して装置の一方（図１では左側）のみで行うことができるため、釜１２の前方空間を使う必要がなくなることから、この一連の動作の間でも安全に釜回りのアクセスが可能となる。
【００４９】
又、把持部４０の原点位置の設定（原点検出位置の調整・確定）に際しては、前記のようにミシンを必要としないため、その設定を簡単に行うことができる。又、同様の理由により、下糸自動供給装置を単独で動かすことができる。
【００５０】
又、把持部４０の原点を、釜１２とは反対側の回動端に設置されている巻回軸５２の前方に設定したことにより、原点検出後の移動が一方向（反時計方向）に限られるので、制御が容易であるという利点もある。
【００５１】
更に、２台のミシンの頭部を向かい合わせに対向させて用いる２頭立て縫製システムによりタオル等の対向縁を同時縫製する場合において、釜下方に下糸自動供給装置を取り付けた仕様による縫製では、対向したミシンのテーブル下方で２台の装置の把持部動作軌跡にオーバーラップする部分が生じる。従って、従来、下糸自動供給装置を用いた仕様では、２頭立て縫製システムによる小さいサイズのものの縫製は行う事ができなかった。そこで、前記ステップ４でボビン交換が必要とされた２台のミシンは、ステップ６により動作を禁止された後、引き離されて距離を取り、ステップ８によって実行の安全を確認する。続いて、ステップ１０によってボビン交換の実行が許可され、ボビン交換終了後は釜部鉛直領域の一方のみで動作が行われるために釜部前方の空間が空いていることから、２台の装置の釜部前方をオーバーラップさせて縫製することが可能となるため、おしぼり等の小さいサイズまでの同時縫製に安全に対応することが可能となる。
【００５２】
以上本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００５３】
例えば、前記実施形態では、把持部４０の原点を釜１２とは反対側の回動端に位置する巻回軸５２を基準に設定する場合を示したがこれに限定されず、制御し難くなるが、他の保持軸を基準にしても、あるいは別に新たな基準を設置するようにしてもよい。
【００５４】
又、ボビン交換装置やそれを備えた下糸自動供給装置の具体的構成は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、ミシンがなくとも把持部の原点検出位置を調整し、確定することができると共に、該把持部を原点位置に待機させている間も手で釜に対するボビンケースの着脱がし易く、しかもボビン交換以外のボビンケースの搬送時にも釜に安全に手を出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の下糸自動供給装置を示す概略正面図
【図２】本実施形態の下糸自動供給装置の概略側面図
【図３】本実施形態の下糸自動供給装置の概略平面図
【図４】本実施形態の下糸自動供給装置の制御回路を示すブロック図
【図５】本実施形態の作用を示すフローチャート
【図６】従来の下糸自動供給装置を示す概略正面図
【図７】従来の下糸自動供給装置の概略側面図
【図８】従来の下糸自動供給装置の概略平面図
【符号の説明】
１…下糸自動供給装置
１０…ボビン交換装置
１２…釜
１４…ボビンケース
１６…釜軸
１８…回動手段
２０…支軸
２２…直動手段
２４…回動アーム
２６…モータ
２８…ベルト
３０…プーリ
３２…スプラインナット
３４…モータ
３６…ベルト
３８…搬送リング
４０…把持部
４２…ダミー位置
４４…残糸除去位置
４６…下糸巻回位置
４８、５０…保持軸
５２…巻回軸
６０Ａ…回動原点センサ
６０Ｂ…回動原点マグネット
６２、６６…支持部材
６４Ａ…直動原点センサ
６４Ｂ…直動原点マグネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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