(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
釜の軸線に対して直交するアーム軸線の回りに回転可能に設けられるとともにボビンセットを把持する少なくとも２つの把持機構をアーム軸線回りで所定角度間隔をおいて備えた回転アームと、該回転アームを前進及び後退させる進退駆動手段と、該回転アームを回転させる回転駆動手段とを含み、該回転アームの後退端において後側に位置する把持機構を新ボビンセットのプリセット位置としたことを特徴とするミシンのボビン交換装置。
【請求項２】
アーム軸線は垂直軸線である請求項１記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項３】
アーム軸線は水平軸線である請求項１記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項４】
回転駆動手段は、進退駆動手段の駆動源を併用し、回転アームの前進又は後退の運動を回転運動に変換して回転アームを回転させる回転変換機構である請求項１〜３のいずれか一項に記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項５】
回転変換機構は、回転アームのアーム軸線の回りに設けたピニオンギヤと、前進及び後退しないラックギヤと、該ラックギヤを回転アームの前進又は後退の途中で一時的にピニオンギヤと噛合させる噛合機構とからなる請求項４記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項６】
回転変換機構は、回転アームのアーム軸線の回りに設けたピニオンギヤと、前進及び後退しないラックギヤと、該ピニオンギヤを回転アームの前進又は後退の途中で一時的にラックギヤと噛合させる噛合部材とからなる請求項４記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項７】
把持機構は、ボビンケースの正面を当接させる当接部材と、ボビンケースのロックレバーを立てる把持爪と、立てられたロックレバーを受ける把持面とを含み、把持爪と把持面とによりロックレバーにおいてボビンセットを把持する機構である請求項１〜６のいずれか一項に記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項８】
ボビンセットの把持のロック機構は、把持面に結合されたスライド可能な第一スライダと、把持爪に結合されたスライド可能な第二スライダと、第一スライダの穴とロック時にスライドしない部材の穴とにまたがって嵌り得るストッパピンと、第二スライダとロック時にスライドしない部材の穴とにまたがって嵌り得るストッパピンとを含む機構である請求項７記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項９】
ボビンセットの把持のロック機構は、把持面に結合されたスライド可能な第一スライダと、把持爪に結合されたスライド可能な第二スライダと、第一スライダの穴とアームブロックの穴とにまたがって嵌り得るストッパピンと、第二スライダと第一スライダの穴とにまたがって嵌り得るストッパピンとを含む機構である請求項７記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１０】
ボビンセットの把持のロック解除機構は、回転アームの回転範囲内に設けられた回転しないドックと、該ドックにより押されて動くように把持機構に設けられた作動片と、該作動片の動きによりストッパピンを押して前記両穴へのまたがりを無くす押圧ピンとを含む機構である請求項７、８又は９記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１１】
ボビンセットの把持のロック解除機構は、回転アームの前進又は後退の範囲内に設けられた前進及び後退しないドックと、該ドックにより押されて動くように把持機構に設けられた作動片と、該作動片の動きによりストッパピンを押して前記両穴へのまたがりを無くす押圧ピンとを含む機構である請求項７、８又は９記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１２】
把持爪を回転アームのアームブロックに開閉可能に支持し、アームブロックに第一スライダ及び第二スライダを設け、第一スライダに当接部材及び把持面を結合し、アームブロックと第一スライダと第二スライダとの相対移動を把持爪の開閉運動に変換するレバーを備えた請求項７記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１３】
把持爪を閉鎖位置にロックする機構を備え、該ロック機構は、第二スライダを第一スライダに相対移動不能に結合する結合ピンと、アームブロックに第一スライダ及び第二スライダを相対移動不能に係止する係止ピンとを含む請求項１２記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１４】
ロック機構を解除する機構を備え、該ロック解除機構は、回転アームの後退端及び前進端と対応する定位置に設けられたドックと、該ドックに係合して結合ピン及び係止ピンの作用を解除する作動片とを含む請求項１３記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１５】
プリセット位置の直後に、新ボビンセットをくぐらせるセット用ガイド穴を備えたセット治具を設けた請求項１〜１４のいずれか一項に記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１６】
プリセット位置の直後に、ボビンセットを把持機構との間で授受するセット治具を備え、該セット治具は、前後方向に摺動可能な摺動体と、摺動体に釜の軸線に対して直交する軸線の回りで回転可能に支持されたボビン装着板と、該装着板を後退端及び前進端でバックアップする部材とを含む請求項１〜１４のいずれか一項に記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１７】
ボビン装着板に、ボビンセットの回転を規制する部材を設けた請求項１６記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１８】
回転アームを前進時に上昇させ、後退時に下降させるガイドを備えた請求項３記載のミシンのボビン交換装置。
【請求項１９】
回転アームを平行四節リンク機構に支持し、該リンク機構を進退駆動手段の駆動源に連結した請求項１８記載のミシンのボビン交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミシンにおいて、下糸が無くなった又は残り少なくなったボビン及びそれを収容したボビンケース（以下、旧ボビンセットという）を釜から取り外し、下糸が満巻されたボビン及びそれを収容したボビンケース（以下、新ボビンセットという）を釜に取り付ける、ボビン交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のミシンのボビン交換装置としては、次のようなものが知られている。
（１）特開平７−８６６６号公報に記載されたボビン交換装置は、多数個の新ボビンセットを円周配列状にプリセットしておくボビン収容装置と、新ボビンセットを一個ずつ把持するボビン外し装置（進退駆動装置を含む）と、ボビン外し装置を釜とボビン収容装置との間で昇降させる昇降装置とから構成されている。このボビン外し装置を上昇及び前進させて釜の旧ボビンセットを把持し、ボビン外し装置を後退させて旧ボビンセットを釜から取り外し、ボビン外し装置を下降及び前進させて旧ボビンセットをボビン収容装置の空き部に受け渡し解放する。続いて、ボビン収容装置を回転させて新ボビンセットをボビン外し装置に把持させ、再びボビン外し装置を後退、上昇及び前進させて新ボビンセットを釜に取り付け解放する。
【０００３】
（２）特開平８−１９１９７４号公報に記載されたボビン交換装置は、新ボビンセットをプリセットしておくダミー軸と、２つのボビンセットの把持手段を有して釜軸に平行な軸を中心に回転する回転アームと、回転アームを回転させる回転駆動装置と、回転アームを軸線方向に移動させる軸線移動装置と、から構成されている。この回転アームを回転及び前進させて一方の把持手段でダミー軸の新ボビンセットを把持し、回転アームを後退、回転及び前進させて他方の把持手段で釜の旧ボビンセットを把持し、回転アームを後退させて旧ボビンセットを釜から取り外し、回転アームを回転させて一方の把持手段に把持された新ボビンセットを釜に対向させ、回転アームを前進させて新ボビンセットを釜に取り付け解放する。
【０００４】
（３）特開２０００−１５７７７４公報に記載されたボビン交換装置は、釜の前方において複数のボビンセットをプリセットしておくストッカーと、釜とストッカーの間に延びて２本の案内溝を有する案内プレートと、ボビンセットを把持して２本の案内溝に案内されて釜とストッカーの間を移動するチャック部材と、チャック部材の駆動機構とから構成されている。このチャック部材を釜方向に前進させて釜の旧ボビンセットを把持し、チャック部材をストッカー方向に後退させて旧ボビンセットを釜から取り外すとともに、その後退中に２本の案内溝に沿ってチャック部材を１８０度回転させて、旧ボビンセットをチャック部材の空き部に受け渡し解放する。続いて、ストッカーを回転させて新ボビンセットをチャック部材に把持させ、再びチャック部材を釜方向に前進させるとともにその前進中に２本の案内溝に沿ってチャック部材を１８０度回転させて、新ボビンセットを釜に取り付け解放する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１）のボビン交換装置は、１つのボビン外し装置で、前進→把持→後退→下降→前進→解放→把持→後退→上昇→前進→解放という多くの動作を順に行うため、ボビン交換に時間がかかるとか、進退駆動装置と昇降装置とが必要になるとかという問題があった。同じく上記（３）のボビン交換装置は、１つのチャック部材で、前進→把持→後退→解放→把持→前進→解放という多くの動作を順に行うため、やはりボビン交換に時間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、上記（１）及び（２）のボビン交換装置には、作業者が手作業によって新ボビンセットをプリセットしにくいという問題もあった。すなわち、ミシンのテーブルの前端から釜まではかなりの奥行きがあり、その釜の下方にプリセット位置、すなわち上記（１）ではボビン収容装置、上記（２）ではダミー軸をそれぞれ設けることになる。作業者はそのプリセット位置への新ボビンセットのプリセットを手作業で行わなければならないが、プリセット位置までの奥行きが大きいため、テーブルの下に潜り込んだり手を伸ばしたりして無理な姿勢で行わなければならなかった。
【０００７】
つまり、従来のボビン交換装置には、１つの把持装置で多くの動作を順に行うためボビン交換に時間がかかるという問題と、新ボビンセットのプリセット位置までの奥行きが大きく作業者がプリセットしにくいという問題とを、共に解消したものは見あたらない。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、少なくとも２つの把持機構に旧ボビンセットの把持と新ボビンセットの把持とを並行させることでボビン交換に要する時間が短縮され、また、新ボビンセットのプリセット位置までの奥行きが小さくなり作業者が新ボビンセットをプリセットしやすいボビン交換装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るミシンのボビン交換装置は、釜の軸線に対して直交するアーム軸線の回りに回転可能に設けられるとともにボビンセットを把持する少なくとも２つの把持機構をアーム軸線回りで所定角度間隔をおいて備えた回転アームと、該回転アームを前進及び後退させる進退駆動手段と、該回転アームを回転させる回転駆動手段とを含み、該回転アームの後退端において後側に位置する把持機構を新ボビンセットのプリセット位置としたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、釜の軸線に対して直交するアーム軸線としては、垂直軸線又は水平軸線を例示できる。
【００１１】
把持機構の数は、特に限定されないが、２つを１８０°間隔で、４つを９０度間隔で、又は６つを６０度間隔で備えることが好ましい。勿論、３つを１２０°間隔で、５つを７２度間隔で備えてもよい。
【００１２】
進退駆動手段は、特定の手段に限定されず、エアシリンダ、油圧シリンダ、電磁ソレノイド、リニアモータ等の直線運動する駆動源のみ若しくはこれらとレバー、リンク等との組合わせ、又は、電気モータ、電磁回転ソレノイド等の回転運動する駆動源とスクリューネジやラックアンドピニオンとの組合わせ等を例示できる。
【００１３】
回転駆動手段は、特定の手段に限定されず、エアシリンダ、油圧シリンダ、電磁ソレノイド、リニアモータ等の直線運動する駆動源とクランク、ラックアンドピニオン等との組合わせ、又は、電気モータ、電磁回転ソレノイド等の回転運動する駆動源のみ若しくはこれらと加減速ギヤとの組合わせ等を例示できる。
【００１４】
また、回転駆動手段は、進退駆動手段の駆動源を併用し、回転アームの前進又は後退の運動を回転運動に変換して回転アームを回転させる回転変換機構とすることもできる。この回転変換機構は、特定の機構に限定されず、次のａ，ｂを例示できる。
ａ：回転アームのアーム軸線（具体的には、例えば垂直回転軸又は水平回転軸）の回りに設けたピニオンギヤと、前進及び後退しないラックギヤと、該ラックギヤを回転アームの前進又は後退の途中で一時的にピニオンギヤと噛合させる噛合機構とからなる機構。
ｂ：回転アームのアーム軸線（具体的には、例えば垂直回転軸又は水平回転軸）の回りに設けたピニオンギヤと、前進及び後退しないラックギヤと、該ピニオンギヤを回転アームの前進又は後退の途中で一時的にラックギヤと噛合させる噛合部材とからなる機構。
【００１５】
把持機構は、特定の機構に限定されないが、ボビンケースのロックレバーを把持するタイプの機構を例示できる。このタイプの把持機構としては、ボビンケースの正面を当接させる当接部材と、ボビンケースのロックレバーを立てる把持爪と、立てられたロックレバーを受ける把持面とを含み、把持爪と把持面とによりロックレバーにおいてボビンセットを把持する機構を例示できる。
【００１６】
把持機構に、ボビンセットの把持のロック機構（把持爪を閉鎖位置にロックする機構）を装備するのが好ましい。ロック機構としては、特に限定されないが、把持面に結合されたスライド可能な第一スライダと、把持爪に結合されたスライド可能な第二スライダと、第一スライダの穴とロック時にスライドしない部材（例えばアームブロック）の穴とにまたがって嵌り得るストッパピンと、第二スライダとロック時にスライドしない部材（例えば第一スライダ）の穴とにまたがって嵌り得るストッパピンとを含む機構を例示できる。
【００１７】
また、把持機構に、ボビンセットの把持のロック解除機構（前記ロック機構を解除する機構）を装備するのが好ましい。ロック解除機構としては、特に限定されないが、回転アームの回転範囲内に設けられた回転しないドック及び／又は回転アームの前進又は後退の範囲内に設けられた前進及び後退しないドックと、該ドックにより押されて動くように把持機構に設けられた作動片と、該作動片の動きによりストッパピンを押して前記両穴へのまたがりを無くす押圧ピンとを含む機構を例示できる。
【００１８】
上記把持機構において、把持爪が的確に動作するように、把持爪を回転アームのアームブロックに開閉可能に支持し、アームブロックに第一スライダ及び第二スライダを設け、第一スライダに当接部材及び把持面を結合し、アームブロックと第一スライダと第二スライダとの相対移動を把持爪の開閉運動に変換するレバーを設けるとよい。
【００１９】
さらに、ロック機構として、第二スライダを第一スライダに相対移動不能に結合する結合ピンと、アームブロックに第一スライダ及び第二スライダを相対移動不能に係止する係止ピンとを含む機構を設けるとよい。
【００２０】
また、ロック解除機構として、回転アームの後退端及び前進端と対応する定位置に設けられたドックと、該ドックに係合して結合ピン及び係止ピンの作用を解除する作動片とを含む機構を設けるとよい。
【００２１】
次に、プリセット位置の直後に、新ボビンセットをくぐらせるセット用ガイド穴を備えたセット治具を設けることが好ましい。
【００２２】
また、プリセット位置の直後には、新旧のボビンセットを把持機構との間で授受するセット治具を設けるとよい。ボビンセットの取付及び取外操作を容易にするために、該セット治具は、前後方向に摺動可能な摺動体と、摺動体に釜の軸線に対して直交する軸線（例えば水平軸線）の回りで回転可能に支持されたボビン装着板と、該装着板を後退端及び前進端でバックアップする部材とを備えることが好ましい。さらに、新ボビンセットを正しい向きで把持機構に取り付けるために、ボビン装着板にボビンセットの回転を規制する部材を設けることが好ましい。
【００２３】
回転アームを釜の軸線に対して直交する水平軸線の回りに回転させる場合、同一水平面内で前進及び後退させることも可能であるが、メンテナンス時にミシンベッドへ容易にアクセスできる点で、回転アームを前進時に上昇させ、後退時に下降させるガイドを設けることが好ましい。この場合、回転アームを前後及び上下方向へスムーズに駆動できるように、回転アームを平行四節リンク機構に支持し、該リンク機構を進退駆動手段の駆動源に連結するのが望ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第一実施形態例について、図１〜図８を参照して説明する。ミシン（例えば刺繍ミシン）は単頭又は複数頭のミシンヘッド（図示略）とその下方のベッド１とを備え、ベッド１には、ベッド１に挿通する駆動軸（図示略）に結合された釜２と、ベッド１の上面を覆う針板３とが設けられている。
【００２５】
釜２の前方には、下糸が無くなった又は残り少なくなったボビン４及びそれを収容したボビンケース５（以下、旧ボビンセット６という）を釜２から取り外し、下糸が満巻されたボビン７及びそれを収容したボビンケース８（以下、新ボビンセット９という）を釜２に取り付ける、ボビン交換装置が設けられている。
【００２６】
ボビン交換装置は、
ベッド１にブラケット１９により取り付けられて前後方向に延びるベースフレーム１０と、
ベースフレーム１０に対し進退可能に支持されたスライドベース２０と、
スライドベース２０に対し垂直軸線（釜軸２ａとは直角をなす）の回りに回転可能に設けられるとともに、ボビンセット６，９を把持する２つの把持機構４０を垂直軸線回りで１８０°間隔をおいて備えた回転アーム３０と、
スライドベース２０及び回転アーム３０を前進及び後退させる進退駆動手段としてのエアシリンダ２８と、
回転アーム３０を回転させる回転駆動手段としての回転変換機構６０とからなり、
回転アーム３０の後退端において後側に位置する把持機構を新ボビンセットのプリセット位置としている。
【００２７】
［ベースフレーム１０］
ベースフレーム１０は、前後方向に延びる底板１１とその後端（作業者にとっては手前端）及び前端（作業者にとっては奥端）に起立した後壁１２及び前壁１３とからなり、後壁１２と前壁１３との間には一対の案内バー１４が架設されている。また、後壁１２の右上部には、新ボビンセット９をくぐらせるセット用ガイド穴１５を備えたセット治具１６が取り付けられている。
【００２８】
［スライドベース２０］
スライドベース２０はブロック状に形成され、該ブロックに形成された一対の案内穴２１に前記案内バー１４が摺動可能に挿通されることにより進退可能に支持されている。スライドベース２０の上部には一段下がった右肩面２２と左肩面２３とが形成され、下部には左側がえぐられることにより左横向面２４と左下向面２５とが形成されている。
【００２９】
［エアシリンダ２８］
エアシリンダ２８はベースフレーム１０の後壁１２の後側に取り付けられ、そのロッド２９は後壁１２を挿通してスライドベース２０の後面に接合されている。
【００３０】
［回転アーム３０］
回転アーム３０は、１８０°反対方向に延びる２つのアームブロック３１が基端の連結部３２で一体的に連結されてなり、この連結部３２において前記スライドベース２０の中央に回転可能に軸着された垂直回転軸３３の上部に取り付けられている。アームブロック３１には後述する第一、第二スライダを収容する凹所３４が形成され、アームブロック３１の上面には凹所３４を覆う蓋３５がネジで取り付けられている。回転アーム３０は垂直回転軸３３とともに垂直軸線の回りに回転するので、回転時に上方向にスペースをとらない利点がある。
【００３１】
［把持機構４０］
把持機構４０は、各アームブロック３１の先端に設けられた、ボビンケース５，８の正面を当接させる当接部材４１と、ボビンケース５，８のロックレバー５ａ，８ａを立てる把持爪４２と、立てられたロックレバー５ａ，８ａを受ける把持面４３とを含む。把持面４３にはロックレバー５ａ，８ａの係合孔に入り込む係合突起４３ａが形成されている。
【００３２】
当接部材４１と把持面４３とは、アームブロック３１に前後スライド可能に設けられた第一スライダ４４の先端部に結合されている。第一スライダ４４は、その基端部にアームブロック３１を摺動可能に挿通したボルト４５が螺着されるとともに、ボルト４５に外挿された圧縮バネ４６により常に先端側へ付勢されている。第一スライダ４４が退入すると把持面４３が把持爪４２と協動してロックレバー５ａ，８ａを挟み得る位置となるようになっている。
【００３３】
把持爪４２は、基端近くでアームブロック３１に回転可能に軸着されるとともに、基端に設けられた係合ピン４７が、アームブロック３１に前後スライド可能に設けられた第二スライダ４８の係合溝４９に係合されて結合されている。第二スライダ４８は、その基端部にアームブロック３１を摺動可能に挿通したボルト５０が螺着されるとともに、ボルト５０に外挿された圧縮バネ５１により常に先端側へ付勢されている。第二スライダ４８が退入すると把持爪４２が閉じ、第二スライダ４８が進出すると把持爪４２が開くようになっている。
【００３４】
第一スライダ４４には、退入時の第一スライダ４４の穴とアームブロック３１の穴とにまたがって嵌り得るストッパピン５２が、第二スライダ４８には、退入時の第二スライダ４８の穴と第一スライダ４４の穴とにまたがって嵌り得るストッパピン５３が、それぞれ上下摺動可能に設けられている。また、アームブロック３１の下面には作動片５４がボルト５５により間隔をおいて上下動可能に取り付けられ、作動片５４の上面には前記ストッパピン５２，５３をそれぞれ下から押し上げ得る押圧ピン５６，５７が設けられている。
【００３５】
一方、回転アーム３０の回転範囲内にある前記スライドベース２０の右肩面２２には、前側から後側へかけて高くなる斜面を備えたドック５８が取り付けられている。回転アーム３０が後退する途中で後述する回転変換機構６０により回転するときに、図６（ｂ）に示すように、旧ボビンセット６を把持した側のアームブロック３１の作動片５４がドック５８に乗り上げて、押圧ピン５６，５７がストッパピン５２，５３を押し上げ、その結果、把持機構４０が解放される。なお、同アームブロック３１の回転が完了したときには、図６（ａ）に示すように、作動片５４は再び下降するようになっている。また、新ボビンセット９を釜２へ装着する側のアームブロック３１も後退する途中で回転するときに作動片５４がドッグ５８に乗り上げるが、その時には何も把持していないので、何事も起きない。
【００３６】
また、回転アーム３０の前進範囲内にある前記ベースフレーム１０の前壁１３の左上部には、後側から前側へかけて高くなる斜面を備えたドック５９が取り付けられている。前記回転により新ボビンセット９を釜２へ装着する側のアームブロック３１が前側になって、回転アーム３０が前進するときに、新ボビンセット９を把持したアームブロック３１の作動片５４がドック５９に乗り上げて、押圧ピン５６，５７がストッパピン５２，５３を押し上げるようになっている。
【００３７】
つまり、旧ボビンセット６を把持する側のアームブロック３１の作動片５４はドック５８に乗り上げるが、ドック５９には乗り上げない。また、新ボビンセット９を釜２へ装着する側のアームブロック３１の作動片５４はドック５８にもドック５９にも乗り上げる。
【００３８】
当初、第一スライダ４４及び第二スライダ４８が進出しているとき、把持爪４２は開いており、ストッパピン５２は第一スライダ４４の穴のみに嵌っており、ストッパピン５３は第二スライダ４８の穴のみに嵌っている。
【００３９】
次に、当接部材４１がボビンケース５，８の正面又はセット治具１６の前面に当接して押されると、第一スライダ４４及び第二スライダ４８が退入し、把持爪４２が閉じてロックレバー５ａ，８ａを立てるとともに把持面４３と協動して把持し、もってボビンセット６，９を把持するとともに、ストッパピン５２が自重（バネ力でもよい）により下がって第一スライダ４４の穴とアームブロック３１の穴とにまたがって嵌り、ストッパピン５３が自重（バネ力でもよい）により下がって第二スライダ４８の穴と第一スライダ４４の穴とにまたがって嵌る。従って、ボビンセット６，９の把持状態と、第一スライダ４４及び第二スライダ４８の退入状態とがロックされる。なお、周知の通り、ロックレバー５ａ，８ａを立てると、ボビンケース５，８に対するボビン４，７の係合状態もロックされる。
【００４０】
次に、前記の通り作動片５４がドック５８，５９に乗り上げて、押圧ピン５６，５７がストッパピン５２，５３を押し上げると、ストッパピン５２は前記両穴へのまたがりが無くなって第一スライダ４４の穴のみに嵌り、ストッパピン５３は前記両穴へのまたがりが無くなって第二スライダ４８の穴のみに嵌るため、第一スライダ４４及び第二スライダ４８は圧縮バネ４６，５１により進出し、把持爪４２は開いてボビンセット６，９の把持を解放し、当接部材４１はボビンセット６，９を押し出す。
【００４１】
従って、第一スライダ４４、第二スライダ４８及びストッパピン５２，５３が、把持爪４２と把持面４３とによるボビンセット６，９の把持のロック機構に相当し、ドック５８，５９、作動片５４及び押圧ピン５６，５７が、該把持のロック解除機構に相当する。
【００４２】
［回転変換機構６０］
回転変換機構６０は、ベースフレーム１０の底板１１の上面左側に左右方向のスライド可能に設けられたスライド片６１と、スライド片６１の右側に立設されたラックギヤ６２と、垂直回転軸３３の回りに設けられて一時的にラックギヤ６２と噛合するピニオンギヤ６３と、底板１１の下側からスライド片６１を常に外側へと内側へとの中立状態に付勢する付勢バネ機構６４と、スライド片６１の左側に立設された被押圧片６５と、スライドベース２０の左下向面２５から下方へ突設されて被押圧片６５を左右方向にスライドさせる押圧ピン６６とからなる。このスライド片６１、付勢バネ機構６４、被押圧片６５及び押圧ピン６６が、ラックギヤ６２を回転アーム３０の後退の途中で一時的にピニオンギヤ６３と噛合させる噛合機構を構成している。
【００４３】
すなわち、スライドベース２０及び回転アーム３０の前進時には、押圧ピン６６が被押圧片６５の後側斜面６５ａ（左縁から右前側へ傾斜する）に乗り上げてスライド片６１を左側へスライドさせ、ラックギヤ６２とピニオンギヤ６３との噛合を防ぐため、回転アーム３０は回転しない。一方、スライドベース２０及び回転アーム３０の後退時には、押圧ピン６６が被押圧片６５の前側斜面６５ｂ（右縁から左後側へ傾斜する）に乗り上げてスライド片６１を右側へスライドさせ、ラックギヤ６２とピニオンギヤ６３とを噛合させるため、回転アーム３０は１８０°回転する。
【００４４】
なお、回転アーム３０の垂直回転軸３３の下部はスライドベース２０の下面より下方へ突出し、該突出端には長細のガイド片６７が取り付けられている。また、ベースフレーム１０の底板１１には、後端部と前端部とで幅狭部６８ａになり中央部で幅広部６８ｂになるガイド穴６８が形成されている。そして、ベースフレーム１０の後端部と前端部とで回転アーム３０が回転不要のときに、ガイド片６７が幅狭部６８ａに嵌合して回転アーム３０の回転を防止する。また、ベースフレーム１０の中央部で回転アーム３０が回転必要のときにガイド片６７が幅広部６８ｂに回転可能に入り込むことで回転アーム３０の回転を許容する。
【００４５】
以上の説明から分かる通り、本実施形態では、把持機構４０の作動も回転変換機構６０の作動も、エアシリンダ２８を併用し（エアシリンダ２８によるスライドベース２０及び回転アーム３０の進退を利用し）、その進退を適当なタイミングで機械的に変換して作動させているため、その他の駆動源を必要としない。よって、複数の駆動源を使用する場合の複雑な制御回路が不要になるとともに、コストダウンも可能である。
【００４６】
以上のように構成されたボビン交換装置を使用して、ボビン交換する方法を工程順に説明する。
（１）図７（ａ）に示すように、釜２に旧ボビンセット６が取り付けられ、刺繍ミシンは運転中とする。このとき回転アーム３０は後退端にあり、前側に位置するアームブロック３１の把持機構４０は把持爪４２が開いており、後側に位置するアームブロック３１の把持機構４０の当接部材４１はセット治具１６の直前に位置している（プリセット位置）。作業者は、新ボビンセット９をセット用ガイド穴１５にくぐらせて、後側の当接部材４１に当接させるとともにさらに前に押し込む。すると、前記の通り、把持爪４２が閉じてロックレバー８ａが把持され、新ボビンセット９の把持状態と第一スライダ４４及び第二スライダ４８の退入状態とがロックされる。これでプリセットが完了する。
【００４７】
このように、回転アーム３０の後退端において後側に位置する把持機構４０を新ボビンセット９のプリセット位置としているので、ミシンのテーブルの前端からプリセット位置までの奥行きが容易に手が届く程度に小さくなり、作業者は新ボビンセット９を容易にプリセットすることができる。さらに、本実施形態ではプリセット位置の直後にセット用ガイド穴１５を備えたセット治具１６を設けたので、新ボビンセット９をセット用ガイド穴１５にくぐらせるだけで把持機構４０に対し正しい位置に正しい姿勢で対応させることができ、容易且つ確実に把持させることができる。なお、ミシンの運転中でも、新ボビンセットのプリセットを行うことができる。
【００４８】
（２）釜２の旧ボビンセット６のボビン４における下糸が無くなった又は残り少なくなったことを検出装置（図示略）が検出すると、刺繍ミシンの制御装置（図示略）は自動的に運転を停止させる。このとき、自動的に又は作業者が手動スイッチを操作することにより、図７（ｂ）に示すように、エアシリンダ２８が作動してロッド２９を繰り出し、スライドベース２０及び回転アーム３０が前進する。前記の通り、この前進時にはラックギヤ６２とピニオンギヤ６３とが噛合しないので、回転アーム３０は回転せず、後側のアームブロック３１の作動片５４は右肩面２２のドック５８に乗り上がらないので、新ボビンセット９の把持が維持される。なお、左肩面２３にはドックが無い。
【００４９】
前進端で、前側のアームブロック３１の当接部材４１は旧ボビンセット６のボビンケース５に当接して押されるので、前記の通り、把持爪４２が閉じてロックレバー５ａが把持され、旧ボビンセット６の把持状態と第一スライダ４４及び第二スライダ４８の退入状態とがロックされる。
【００５０】
（３）続いて、図７（ｃ）に示すように、エアシリンダ２８が逆作動してロッド２９を退入させ、スライドベース２０及び回転アーム３０が後退する。前記の通り、この後退の途中でラックギヤ６２とピニオンギヤ６３とが噛合するため、図７（ｄ）に示すように、回転アーム３０は平面から見て時計回り方向に１８０°回転する。この回転の途中で、図６（ｂ）に示すように、旧ボビンセット６を把持した側のアームブロック３１の作動片５４がドック５８に乗り上げると、前記の通り、把持爪４２は開いて旧ボビンセット６の把持を解放し、当接部材４１は旧ボビンセット６を押し出すため、図８（ａ）に示すように、旧ボビンセット６は下方に設けられた回収箱（図示略）に落下する。
【００５１】
後端端で、図８（ｂ）に示すように、旧ボビンセット６を解放した側のアームブロック３１がセット治具１６の直前に位置し、新ボビンセット９を把持した側のアームブロック３１が前側に向く。
【００５２】
（４）次に、図８（ｃ）に示すように、再びエアシリンダ２８が作動してロッド２９を繰り出し、スライドベース２０及び回転アーム３０が前進する。前記の通り、この前進時にはラックギヤ６２とピニオンギヤ６３とが噛合しないので、回転アーム３０は回転しない。
【００５３】
前進端の直前で、新ボビンセット９のボビン７の中心穴に釜軸２ａが入り込み、前側のアームブロック３１の作動片５４は前壁１３のドック５９に乗り上がり、把持爪４２を開こうとする。しかし、前進端で、当接部材４１は押されたままとなるので、しばらく把持爪４２は閉じたままとなる。
【００５４】
（５）続いて、図８（ｄ）に示すように、再びエアシリンダ２８が逆作動してロッド２９を退入させ、スライドベース２０及び回転アーム３０が後退する。この後退の初期に、当接部材４１が新ボビンセット９を押さえながら進出し、その途中で把持爪４２が開いて新ボビンセット９の把持を解放するため、新ボビンセット９は釜２に確実に取り付けられる。この後退の途中でラックギヤ６２とピニオンギヤ６３とが噛合するため、回転アーム３０は平面から見て時計回り方向に１８０°回転する。後端端で、図７（ａ）の状態に戻る。
【００５５】
本実施形態のボビン交換装置によれば、回転アーム３０に２つの把持機構４０を１８０°間隔をおいて備えるので、回転アーム３０を前進→後退させて一方の把持機構４０で旧ボビンセット６を把持→解放するときには、既に並行して他方の把持機構４０で新ボビンセット９を把持しているので、再び回転アーム３０を前進させれば直ちに新ボビンセット９の取り付けに進むことができる。従って、ボビン交換に要する時間を短縮できる。
【００５６】
次に、本発明を具体化した第二実施形態例について、図９〜図２４を参照して説明する。図９及び図１０に示すように、ミシン（例えば刺繍ミシン）は単頭又は複数頭のミシンヘッド（図示略）とその下方のベッド１０１とを備え、ベッド１０１には、ベッド１０１に挿通する釜軸１０２ａに結合された釜１０２と、ベッド１０１の上面を覆う針板１０３とが設けられている。そして、ベッド１０１の手前下側には、旧ボビンセット１０６を釜１０２から取り外し、新ボビンセット１０９を釜１０２に取り付ける、ボビン交換装置が設置されている。
【００５７】
この実施形態のボビン交換装置は、
前後方向に延びるベースフレーム１１０と、
ベースフレーム１１０に対し進退可能に支持されたスライドベース１２０と、スライドベース１２０に対し水平軸線（釜軸１０２ａとは直角をなす）の回りに回転可能に設けられるとともに、ボビンセット１０６，１０９を把持する２つの把持機構１４０を水平軸線回りで１８０°間隔をおいて備えた回転アーム１３０と、
スライドベース１２０及び回転アーム１３０を所定のストロークで前進及び後退させる進退駆動手段としてのエアシリンダ１２８と、
回転アーム１３０をストローク途中で回転させて２つの把持機構１４０の向きを前後逆に反転させる回転駆動手段としての回転変換機構１６０と、
プリセット位置で新旧のボビンセット１０６，１０９を把持機構１４０との間で授受するセット治具１７０と、
から構成されている。なお、第一実施形態と同様、回転アーム１３０の後退端において後側に位置する把持機構１４０を新ボビンセット１０９のプリセット位置としている。
【００５８】
［ベースフレーム１１０］
ベースフレーム１１０は１枚の板材で形成され、ベッド１０１の脚部１０４にブラケット１１９で垂直に取り付けられている。ベースフレーム１１０の上縁には、後端側（作業者にとっては手前側）の直線部と前端側（作業者にとっては奥側）の曲線部とからなるガイド１１１が形成され、このガイド１１１に沿って回転アーム１３０が前進時に上昇し、後退時に下降するように案内される。ベースフレーム１１０の左側面には後端ブロック１１２と前端ブロック１１３とが取り付けられ、両ブロック１１２，１１３間に上下一対の案内バー１１４が水平に架設されている。そして、案内バー１１４にスライドベース１２０が進退可能に支持されている。
【００５９】
［スライドベース１２０］
図１１及び図１２に示すように、スライドベース１２０は平行四節リンク機構を構成する４本のリンク１２１〜１２４を備え、後リンク１２１に案内バー１１４が摺動可能に挿通され、前リンク１２２の上端に回転アーム１３０の水平回転軸１３３が支持されている。ベースフレーム１１０には、スライドベース１２０を前後上下に案内する水平板及び傾斜板からなる案内部材１２５と、スライドベース１２０を後退端で停止保持する後ストッパ１２６と、スライドベース１２０を前進端で停止保持する前ストッパ１２７とが配設されている。案内部材１２５の後端にはフック１２５ａが形成され、スライドベース１２０の後退端において、前リンク１２２と下リンク１２４とを係止して、水平回転軸１３３を左右及び上下方向の定位置に保持するようになっている。
【００６０】
［エアシリンダ１２８］
エアシリンダ１２８は後端ブロック１１２の後側に取り付けられている。エアシリンダ１２８のロッド１２９は後端ブロック１１２に挿通され、後リンク１２１の上下方向中間部に結合されている。そして、エアシリンダ１２８によりスライドベース１２０が所定のストロークで前進及び後退され、スライドベース１２０のリンク作用により回転アーム１３０がガイド１１１の曲線カム形状に従って滑らかに上昇及び下降されるようになっている。この構成によれば、回転アーム１３０が昇降動作を伴って前後に移動するので、プリセット位置を釜１０２より低位に設定でき、メンテナンス時の釜１０２周辺部へのアクセスが容易となり、また、テーブル等を大幅に改造することなく、既存のミシンに本装置を簡単に追加装備することができる。
【００６１】
［回転アーム１３０］
図１３〜図１６に示すように、回転アーム１３０は前後方向に長いアームブロック１３１を備え、その中央部に軸受１３２がベースフレーム１１０側に突出するように組み付けられている。軸受１３２には水平回転軸１３３が挿通され、軸受１３２の突端外周にはガイド１１１上を摺動及び回転する係合輪１３４が形成されている。ボビンセット１０６，１０９を把持する２つの把持機構１４０はアームブロック１３１に前後逆向きの形態で上下２段に設けられている。回転アーム１３０は水平回転軸１３３を中心にして回転するので、回転時に左右方向にスペースをとらない利点がある。
【００６２】
［把持機構１４０］
２つの把持機構１４０は略同様に構成され、アームブロック１３１の先端においてボビンセット１０６，１０９の正面（ボビンケースの正面）を当接させる当接部材１４１と、ボビンケースのロックレバー１０５を立てる把持爪１４２と、立てられたロックレバー１０５を受ける把持面１４３とを含む。把持爪１４２はアームブロック１３１の先端部に軸１３５により開閉回動可能に支持されている。当接部材１４１及び把持面１４３は第一スライダ１４４の先端部に設けられ、把持面１４３にロックレバー１０５の係合孔に入り込む係合突起１４３ａが形成されている。なお、釜１０２におけるボビンセット１０６，１０９の取付角度の変化に順応できるように、当接部材１４１を前後方向の軸線回りで首振り可能に設けてもよい。
【００６３】
前記第一スライダ１４４はアームブロック１３１の凹所１３１ａに前後方向へ摺動可能に支持され、基端側のボルト１４５に外挿された圧縮バネ１４６により先端側へ付勢されている。第一スライダ１４４の中間部には前後に長い孔１４４ｂが形成され、アームブロック１３１には長孔１４４ｂに嵌合するスライドピン１３８が立設されている。スライドピン１３８にはレバー１３９の基端が結合され、その先端には把持爪１４２の係合溝１４９に嵌合する係合ピン１４７が設けられている。第一スライダ１４４と隣接する位置には、第二スライダ１４８がアームブロック１３１の凹所１３１ｂを前後方向へ摺動可能に支持されている。
【００６４】
第二スライダ１４８は、基端側のボルト１５０に外挿された圧縮バネ１５１により先端側へ付勢されるとともに、アームブロック１３１に固定した押え１１８によって浮き上がり防止されている。第二スライダ１４８の先端には、把持爪１４２の開閉量を調整するための調整板１３６がボルト１３７により長孔１４８ａを介し左右方向へ位置調整可能に取り付けられ、調整板１３６の先端ピン１１５がレバー１３９の長孔１３９ａに嵌合されている。そして、レバー１３９が、アームブロック１３１と第一スライダ１４４と第二スライダ１４８との相対移動を把持爪１４２の開閉運動に変換するようになっている。
【００６５】
第二スライダ１４８の中間部には結合ピン１５２が左右方向へ摺動可能に挿着され、バネ１５３で第一スライダ１４４側へ付勢されている。第一スライダ１４４の裏面には、結合ピン１５２に係合して第二スライダ１４８を基端側へ退入させる段部１４４ａが形成されている。また、第一スライダ１４４には係止ピン１５４が上下方向へ摺動可能に挿着され、バネ１５５でアームブロック１３１側へ付勢されている。アームブロック１３１のスライダ支持面には長溝１３１ｃと凹溝１３１ｄとが形成され、長溝１３１ｃに作動片１５６が左右方向へ摺動可能に嵌合され、バネ１５７でベースフレーム１１０側へ付勢されている。
【００６６】
作動片１５６には、図１６に示すように、先端のカム部１５６ａと、これに隣接する凹部１５６ｂと、係止ピン１５４が係合する傾斜部１５６ｃ（図１４の係止ピン１５４側が低い）と、それより高い凸部１５６ｄと、結合ピン１５２を受け入れる受入部１５６ｅと、凹溝１３１ｄ内に突出して作動片１５６を抜け止めするピン１５６ｆ（図１４参照）とが設けられている。一方の作動片１５６のカム部１５６ａは裏面側を切除して形成され、他方の作動片１５６のカム部１５６ａは表面側を切除して形成されている。そして、回転アーム１３０の後退端及び前進端と対応する定位置において、ベースフレーム１１０にはカム部１５６ａに係合可能な後ドッグ１５８及び前ドッグ１５９（図１２参照）が設けられている。
【００６７】
ここで、把持機構１４０の作用を図１７及び図１８に基づいて説明する。図１７（ａ）〜（ｄ）は、把持機構１４０が旧ボビンセット１０６を釜１０２から取り出すときの動作を示すものであるが、把持機構１４０は新ボビンセット１０９をセット治具１７０から受け取るときも同様に動作する。
【００６８】
（ａ）回転アーム１３０が釜１０２に向かって前進するときは、前側の把持機構１４０において、第一スライダ１４４及び第二スライダ１４８が圧縮バネ１４６，１５１によりアームブロック１３１の前端側位置に保持され、把持爪１４２が旧ボビンセット１０６を受入可能な全開位置に配置されている。
（ｂ）回転アーム１３０が釜１０２の直前位置に達すると、当接部材１４１が旧ボビンセット１０６に当接し、上側の作動片１５６が前ドッグ１５９と対向する。しかし、図１６（ｂ）に示すように、この作動片１５６のカム部１５６ａは、裏面側を切除して形成されているため、前ドッグ１５９と係合しない。
【００６９】
（ｃ）回転アーム１３０がさらに前進すると、第一スライダ１４４がアームブロック１３１上で後方へ退入し、該スライダ１４４の段部１４４ａが結合ピン１５２を押し、第二スライダ１４８が第一スライダ１４４と共に後方へ退入し、レバー１３９が図の時計回り方向へ回動し、把持爪１４２が閉じる。把持爪１４２はロックレバー１０５を立て、把持面１４３に押し付け、旧ボビンセット１０６を把持する。このとき、結合ピン１５２は２つのスライダ１４４，１４８を結合した状態で、作動片１５６の受入部１５６ｅに進入する。係止ピン１５４は作動片１５６の傾斜部１５６ｃを乗り越えてその後側面に係合する。そして、結合ピン１５２及び係止ピン１５４からなるロック機構により、把持爪１４２が閉鎖位置にロックされる。
（ｄ）この状態で、回転アーム１３０が後退し、把持機構１４０が旧ボビンセット１０６を釜１０２から取り出す。
【００７０】
図１８（ａ）〜（ｄ）は、把持機構１４０が新ボビンセット１０９を釜１０２に取り付けるときの動作を示すものであるが、把持機構１４０は旧ボビンセット１０６をセット治具１７０に引き渡すときも同様に動作する。なお、旧ボビンセット１０６の取出後には、回転アーム１３０が１８０°回転して、２つの把持機構１４０が前後逆となるので、図１８には図１７と別の把持機構１４０が示されている。
【００７１】
（ａ）回転アーム１３０が釜１０２に向かって前進するときは、前側の把持機構１４０において、図１７（ｄ）と同様に、把持爪１４２が新ボビンセット１０９を把持し、結合ピン１５２及び係止ピン１５４が把持爪１４２を閉鎖位置にロックしている。
（ｂ）回転アーム１３０が釜１０２の直前位置に達すると、当接部材１４１が新ボビンセット１０９に当接し、上側の作動片１５６が前ドッグ１５９と対向する。このときは、図１６（ｄ）に示すように、作動片１５６のカム部１５６ａが、表面側を切除して形成されているため、前ドッグ１５９と係合する。
【００７２】
（ｃ）回転アーム１３０がさらに前進すると、新ボビンセット１０９が釜１０２に着座し、第一スライダ１４４が停止するとともに、前ドッグ１５９及び作動片１５６からなるロック解除機構が作動し、前ドッグ１５９が作動片１５６を押し込む。そして、作動片１５６の凸部１５６ｄが結合ピン１５２を第一スライダ１４４の段部１４４ａから押し出し、係止ピン１５４が傾斜部１５６ｃから凹部１５６ｂ側にシフトし、把持爪１４２のロック状態が解除される。従って、第一スライダ１４４の停止状態で、第二スライダ１４８が圧縮バネ１５１により前方へ摺動され、双方の相対移動によりレバー１３９が図の反時計回り方向へ回動し、把持爪１４２が開き、新ボビンセット１０９が解放される。
【００７３】
（ｄ）回転アーム１３０が後退すると、前ドッグ１５９が作動片１５６から離れ、作動片１５６がバネ１５７により押し出され、第一スライダ１４４が圧縮バネ１４６により前方へ摺動される。このとき、係止ピン１５４は作動片１５６の凹部１５６ｂを通過したのち傾斜部１５６ｃ側に戻り、結合ピン１５２は第一スライダ１４４の段部１４４ａに係合する。そして、アームブロック１３１の後退に伴いレバー１３９が図の反時計回り方向へ僅かに回動し、把持爪１４２が全開し、把持機構１４０が図１７（ａ）と同じ状態に戻り、新ボビンセット１０９の取り付けを完了する。
【００７４】
なお、把持機構１４０が新ボビンセット１０９をセット治具１７０から受け取るときは、図１６（ａ）に示すように、下側の作動片１５６のカム部１５６ａが後ドッグ１５８に係合しないので、図１７の場合と同様に、ロック解除機構が作動しない。また、把持機構１４０が旧ボビンセット１０６をセット治具１７０に引き渡すときは、図１６（ｃ）に示すように、下側の作動片１５６のカム部１５６ａが後ドッグ１５８に係合するので、図１８の場合と同様に、ロック解除機構が作動する。
【００７５】
［回転変換機構１６０］
図１９及び図２０に示すように、回転変換機構１６０は、ベースフレーム１１０に固定されて前進及び後退しないラックギヤ１６２と、ラックギヤ１６２に固着された噛合板１６１と、水平回転軸１３３上に摺動自在に支持されたピニオンギヤ１６３と、ピニオンギヤ１６３を中立位置（図１９ａ参照）に保持するスプリング１６４，１６５と、軸受１３２を前リンク１２２に切離可能に結合する２本のクラッチピン１６６とから構成されている。噛合板１６１には、回転アーム１３０の前進時にピニオンギヤ１６３をラックギヤ１６２と噛み合わない位置（図１９ｂ参照）にシフトさせる後カム面１６７と、回転アーム１３０の後退時にピニオンギヤ１６３をラックギヤ１６２と噛み合う位置（図１９ｃ参照）にシフトさせる前カム面１６８とが形成されている。
【００７６】
クラッチピン１６６はピニオンギヤ１６３に固定され、前リンク１２２及び軸受１３２にはクラッチピン１６６の端部が挿入される孔１１６，１１７が形成されている。一方のスプリング１６４は軸受１３２の孔１１７に挿入され、クラッチピン１６６を押してピニオンギヤ１６３を前リンク１２２側へ付勢している。他方のスプリング１６５は前リンク１２２とピニオンギヤ１６３との間に介装され、ピニオンギヤ１６３を軸受１３２側へ付勢している。そして、回転アーム１３０の前進時には、クラッチピン１６６の両端部が孔１１６，１１７に係止され、アームブロック１３１がクラッチピン１６６を介しスライドベース１２０に水平な姿勢で結合される。
【００７７】
また、回転アーム１３０の後退途中では、ピニオンギヤ１６３が噛合板１６１によってラックギヤ１６２に一時的に噛み合わされ、クラッチピン１６６が前リンク１２２の孔１１６から脱出し、アームブロック１３１と水平回転軸１３３とピニオンギヤ１６３とがクラッチピン１６６により一体回転可能に結合され、スライドベース１２０の後退に伴って回転アーム１３０が１８０°回転される。なお、後ストッパ１２６及び前ストッパ１２７は斜状のカム面１２６ａ，１２７ａを備え（図１２参照）、回転アーム１３０の後退端及び前進端でピニオンギヤ１６３を前リンク１２２に押し付けてその回転を規制し、ボビン着脱時における回転アーム１３０の揺れを防止できるようになっている。
【００７８】
［セット治具１７０］
図２１及び図２２に示すように、セット治具１７０は、ベースフレーム１１０の右側面後端部に取り付けられた前後一対のブラケット１７１と、両ブラケット１７１間に架設された上下２本のガイドバー１７２と、ガイドバー１７２に沿って前後方向へ摺動する摺動体１７３と、摺動体１７３に水平軸１７４により回転可能に支持されたボビン装着板１７５と、該装着板１７５を後退端及び前進端でバックアップする当接片１７６とから構成されている。ボビン装着板１７５には、新旧ボビンセット（新ボビンセット１０９を図示）を支持する支持ピン１７７と、ボビンセット１０６，１０９の回転を規制する規制板１７８とが取着され、規制板１７８にボビンケースの掛止片１０７が掛止される切欠１７９が形成されている。当接片１７６はベースフレーム１１０にブロック１８０を介し軸１８１で上下に回動可能に支持されている。
【００７９】
新ボビンセット１０９を把持機構１４０に取り付ける方法を図２２（ａ）〜（ｄ）に従って説明する。
（ａ）ボビン装着板１７５を後退端に配置し、当接片１７６を下に倒し、新ボビンセット１０９を支持ピン１７７に挿入して装着板１７５に取り付ける。このとき、装着板１７５は当接片１７６でバックアップされているので前方へ移動するおそれがない。
（ｂ）当接片１７６を跳ね上げ、装着板１７５を水平軸１７４の回りで１８０°回転する。
（ｃ）新ボビンセット１０９を前向きに反転したのち、装着板１７５を前方へ押し出す。
（ｄ）新ボビンセット１０９を当接部材１４１に押し付け、把持爪１４２を閉じ、新ボビンセット１０９を把持機構１４０に取り付けたのち、当接片１７６を下に倒し、旧ボビンセット１０６を受け取る際の装着板１７５の後方移動を防止する。
【００８０】
旧ボビンセット１０６は、前記と逆の順序で、把持機構１４０から装着板１７５に移載し、装着板１７５を後向きに反転したのち、セット治具１７０から取り外す。このセット治具１７０によれば、規制板１７８が新ボビンセット１０９の回転を規制するので、新ボビンセット１０９を正しい姿勢で押し込み、把持爪１４２を確実に閉鎖動作させることができる。また、旧ボビンセット１０６を装着板１７５に移載して取り出すため、ボビンセット１０６が落下して損傷するおそれもない。なお、ミシンの運転中でも、新ボビンセット１０９のプリセットを行うことができる。
【００８１】
以上のように構成されたボビン交換装置を使用してボビン交換する方法を、図２３（ａ）〜（ｄ）及び図２４（ｅ）〜（ｈ）に従って説明する。
（ａ）刺繍ミシンの運転中は、回転アーム１３０が後退端にあり、前側の把持機構１４０はアームブロック１３１の上側で釜１０２を向き、後側の把持機構１４０はアームブロック１３１の下側でセット治具１７０と対向している。このとき、両把持機構１４０の把持爪１４２は、それぞれボビンセット１０６，１０９を受入可能な全開位置に配置されている（図１７ａ及び図１８ｄ参照）。
【００８２】
（ｂ）作業者は、セット治具１７０を用いて、新ボビンセット１０９を後側の把持機構１４０に取り付ける（図２２ｄ参照）。
この実施形態のボビン交換装置によれば、回転アーム１３０の後退端において後側に位置する把持機構１４０を新ボビンセット１０９のプリセット位置としているので、ミシンのテーブルの前端からプリセット位置までの奥行きが容易に手が届く程度に小さくなり、作業者は新ボビンセット１０９を容易にプリセットすることができる。
【００８３】
（ｃ）旧ボビンセット１０６のボビンにおける下糸が無くなった又は残り少なくなったことを検出装置（図示略）が検出すると、刺繍ミシンが自動的に運転を停止する。そして、自動的に又は作業者が手動スイッチを操作することにより、エアシリンダ１２８が作動してロッド１２９を繰り出し、スライドベース１２０及び回転アーム１３０が前進する。この前進時には、ピニオンギヤ１６３がラックギヤ１６２と噛合しないので（図１９ｂ参照）、回転アーム１３０は回転することなく水平姿勢を保って釜１０２に到着する。そして、前側の把持機構１４０の把持爪１４２が閉じて旧ボビンセット１０６を把持する（図１７ｃ参照）。
【００８４】
（ｄ）エアシリンダ１２８が逆作動してロッド１２９を退入させ、スライドベース１２０及び回転アーム１３０が後退する。この後退途中で、ピニオンギヤ１６３がラックギヤ１６２と噛み合い、アームブロック１３１がスライドベース１２０から切り離される（図１９ｃ参照）。そして、回転アーム１３０が図の反時計回り方向に１８０°回転し、新ボビンセット１０９を把持する把持機構１４０が前向きに、旧ボビンセット１０６を把持する把持機構１４０が後向きに反転する。
【００８５】
（ｅ）回転アーム１３０が後退端で停止すると、後側の把持機構１４０において、作動片１５６が後ドッグ１５８に係合し（図１６ｃ参照）、把持爪１４２が開いて旧ボビンセット１０６を解放し、旧ボビンセット１０６が把持機構１４０からセット治具１７０の装着板１７５に移載される。
【００８６】
（ｆ）再びエアシリンダ１２８が作動してロッド１２９を繰り出し、スライドベース１２０及び回転アーム１３０が前進する。このときも、ピニオンギヤ１６３はラックギヤ１６２と噛合しないので、回転アーム１３０は回転することなく水平姿勢を保って釜１０２に到着する。そして、前側の把持機構１４０において、作動片１５６が前ドッグ１５９に係合し（図１６ｄ参照）、把持爪１４２が開いて新ボビンセット１０９を解放する（図１８ｃ参照）。この間に、セット治具１７０において、装着板１７５を反転し、旧ボビンセット１０６を取り外す。
【００８７】
（ｇ）エアシリンダ１２８が逆作動してロッド１２９を退入させ、スライドベース１２０及び回転アーム１３０が後退する。この後退途中で、ピニオンギヤ１６３がラックギヤ１６２と噛合し、回転アーム１３０が１８０°回転し、ボビンセットを把持しない２つの把持機構１４０が前後逆向きに反転する。
（ｈ）回転アーム１３０が後退端で停止し、この位置で２つの把持機構１４０が把持爪１４２を開いた状態で待機する。
【００８８】
本実施形態のボビン交換装置によれば、１本のエアシリンダ１２８の動力で回転アーム１３０及び把持機構１４０が動作するので、複数の駆動源を必要とせず、制御回路を簡略化でき、コストダウンが可能である。また、回転アーム１３０は２つの把持機構１４０を前後に備え、一方の把持機構１４０が旧ボビンセット１０６を釜１０２から取り出したときには、既に他方の把持機構１４０が新ボビンセット１０９を把持しているので、直ちに回転アーム１３０を前進させて新ボビンセット１０９を釜１０２に取り付けることができ、もって、ボビン交換に要する時間を短縮できる。
【００８９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のミシンによれば、少なくとも２つの把持機構に旧ボビンセットの把持と新ボビンセットの把持とを並行させることでボビン交換に要する時間が短縮され、また、新ボビンセットのプリセット位置までの奥行きが小さくなり作業者が新ボビンセットをプリセットしやすい、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るボビン交換装置を後側から見た斜視図である。
【図２】同ボビン交換装置を前側から見た斜視図である。
【図３】同ボビン交換装置をその回転アーム（仮想線）を除いて見た平面図である。
【図４】同回転アームの平面図である。
【図５】同ボビン交換装置の側面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】同ボビン交換装置によるボビン交換方法の前半工程の平面図である。
【図８】同ボビン交換装置によるボビン交換方法の後半工程の平面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係るボビン交換装置の右側面図である。
【図１０】同ボビン交換装置の平面図である。
【図１１】同ボビン交換装置のベースフレーム及びスライドベースを示す左側面図である。
【図１２】同ベースフレーム及びスライドベースの平面図である。
【図１３】同ボビン交換装置の回転アームを示す右側面図である。
【図１４】同回転アームの平面図である。
【図１５】同回転アームの左側面図である。
【図１６】同回転アームにおいて把持機構の作動片を示す断面図である。
【図１７】同把持機構のボビン取外動作を示す機構図である。
【図１８】同把持機構のボビン取付動作を示す平面図である。
【図１９】同ボビン交換装置の回転変換機構を示す断面図である。
【図２０】同回転変換機構の作用を示す右側面図である。
【図２１】同ボビン交換装置のセット治具を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平断面図である。
【図２２】同セット治具の作用を示す右側面図である。
【図２３】同ボビン交換装置によるボビン交換方法の前半工程を示す右側面図である。
【図２４】同ボビン交換方法の後半工程を示す右側面図である。
【符号の説明】
１    ベッド
２    釜
６    旧ボビンセット
９    新ボビンセット
１０    ベースフレーム
１５    セット用ガイド穴
１６    セット治具
２０    スライドベース
２８    エアシリンダ
３０    回転アーム
３３    垂直回転軸
４０    把持機構
４１    当接部材
４２    把持爪
４３    把持面
４４    第一スライダ
４８    第二スライダ
５２，５３    ストッパピン
５４    作動片
５６，５７  押圧ピン
５８，５９    ドック
６０    回転機構
６２    ラックギヤ
６３    ピニオンギヤ
１０１    ベッド
１０２    釜
１０５    ロックレバー
１０６    旧ボビンセット
１０９    新ボビンセット
１１０    ベースフレーム
１１１    ガイド
１２０    スライドベース
１２８    エアシリンダ
１３０    回転アーム
１３１    アームブロック
１３３    水平回転軸
１３４    係合輪
１３９    レバー
１４０    把持機構
１４１    当接部材
１４２    把持爪
１４３    把持面
１４４    第一スライダ
１４８    第二スライダ
１５２    結合ピン
１５４    係止ピン
１５６    作動片
１５８    後ドック
１５９    前ドック
１６０    回転変換機構
１６１    噛合板
１６２    ラックギヤ
１６３    ピニオンギヤ
１６６    クラッチピン
１７０    セット治具
１７３    摺動体
１７４    水平軸
１７５    ボビン装着板
１７６    当接片
１７８    規制板
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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