(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンを回動可能に支持するとともに、所定位置に開口部を有するボビンケースと、
このボビンケースに装着したボビンを回転させるボビン回転手段と、
前記ボビンケース開口部に向けてその先端側が折り曲げられ、下糸供給源からの下糸が挿通され、該下糸をノズル先端部から導出し、その下糸を前記ボビンに供給可能な糸供給ノズルと、
前記糸供給ノズルの後端側を中心に回動させて、初期作業位置、巻回作業位置、糸切断位置に移動させるモータと、
前記下糸供給源と前記糸供給ノズルとの間に設けられ、下糸を押圧して張力を付与する張力ばねと、
前記張力ばねの押圧力に抗する推力を生ずるソレノイドと、
前記ボビンケースの周囲を回動可能に配置された動メス糸捌きと、
前記動メス糸捌きと協働して糸を切断可能な固定メスと、を備え、
前記動メス糸捌きを回動させて、前記ボビンケース開口部から導出し前記糸供給ノズルに至る下糸を、下糸張力ばね用孔近傍から導出するように案内する糸掛け工程を行う下糸巻回装置において、
前記糸供給ノズルを、
糸案内エアーを吹きつけて、前記糸供給ノズル先端部から導出した下糸端部側をボビン軸に絡みつける初期作業位置と、
一端側がボビン軸に絡みつき、他端側が前記糸供給ノズルから導出する下糸に対して、ボビンを回転させて下糸を巻回する下糸巻回工程を行う巻回作業位置と、
前記ボビンケースと前記糸供給ノズルの間にある下糸を切断する下糸切断工程を行う糸切断位置と、に移動させるとともに、
前記巻回作業位置は、前記初期作業位置より所定量離間した位置に有るとともに、前記糸供給ノズル先端部が、ボビン軸に接するとともにボビンケース開口部端を結ぶ第１直線と、下糸最大巻き量外径に接するとともにボビンケース開口部端を結ぶ第２直線と、に規定される領域に位置し、且つ、
前記下糸巻回工程の際、前記ソレノイドの推力を発生させて下糸張力を最小とし、前記糸掛け工程の際、前記ソレノイドの推力をなくして下糸張力を最大にした状態で糸掛けを行うことを特徴とする下糸巻回装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボビンに下糸を巻回する下糸巻回装置に関するものである。
【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等にあっては、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または残り少なくなっ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、ボビン残糸を除去して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再びボビンケースに収容し、巻回された下糸をボビンケースに糸掛けしてこのボビンケースから導出する下糸を所定長残して切断し、このボビンケースを釜内に装着するという一連の操作を手作業で行っている。
【０００３】
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等にあっては、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または残り少なくなっ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、ボビン残糸を除去して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再びボビンケースに収容し、巻回された下糸をボビンケースに糸掛けしてこのボビンケースから導出する下糸を所定長残して切断し、このボビンケースを釜内に装着するという一連の操作を手作業で行っている。
【０００４】
しかしながら、このような人手による残糸除去作業、ボビンへの下糸巻回作業、糸掛け作業、糸切り作業及び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。
そこで、本出願人は、先に出願した特開平７−６８０７１号公報等において、上記残糸除去作業、下糸巻回作業、糸掛け作業、糸切り作業及びボビンケース交換作業を自動的に行うことを目的とした下糸自動供給装置を提案している。
【０００５】
この下糸自動供給装置は、ボビンを収容したボビンケースを把持して所定の経路を移動するボビン交換装置を備えていると共に、ボビンケース内に収容されたボビンの残糸を除去する残糸除去装置、下糸供給源からの下糸をボビンケース開口部から挿入しボビンを回転駆動させることによって上記ボビンケース内のボビンに下糸を巻回する下糸巻回装置、ボビンに巻回されボビンケース開口部から導出する下糸を捕らえて該ボビンケースの周囲を回動することによってボビンに巻回された下糸がボビンケースの所定位置から導出するように糸掛けする糸掛け装置及び該ボビンケースの所定位置から導出する下糸を所定長残して切断する糸切り装置を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平７−６８０７１号公報記載の下糸巻回装置にあっては、ボビンとボビンケ−スは分離されずに、収納された状態で下糸巻回作業を行っている。しかし、この発明は、特開平７−６８０７１号公報第２３図、第２４図から明らかなように、下糸巻回時、糸供給源とボビンとの絡み付けのために、ボビンはカギ状の糸掛け部材やＶ溝が設けられている。すなわち、汎用性のないボビンが用いられている。
【０００７】
また、糸供給源からの下糸をボビンに絡みつける初期作業と、下糸がボビンに絡みついた後、ボビンを回転させて下糸を巻回する巻回作業とを行う時、糸供給源からの下糸に係合するコの字状部材（係合部材）はボビンケ−スの開口部近くに固定されている。しかし、下糸をボビンに絡みつける初期作業と、ボビンを回転させて下糸を巻回する巻回作業とは、その性質が異なる。すなわち、一般に、初期作業は確実に下糸絡みつけを行うために、係合部材はボビンケ−ス開口部に近いほうが良い。一方、巻回作業は、ボビンに下糸を均一に巻回するために、係合部材はボビンケ−ス開口部から遠い方がよい。
【０００８】
したがって、特開平７−６８０７１号公報記載の下糸巻回装置は、コの字状部材（係合部材）とボビンの位置関係及び、ボビンの特殊形状から下糸が均一に巻回されなかった。この発明は上記問題点を解決するためになされたものである。すなわち、汎用性のあるボビンを用いて、確実に下糸がボビンに絡みつくとともに、ボビンに均一に下糸が巻かれる下糸巻回装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、下糸巻回後、ボビンケ−スと糸供給ノズルとの間にある下糸を切断する時、縫い目を形成するためにボビンケ−ス側に所定長さの下糸を確保するとともに、つぎの糸供給源とボビンとの絡み付けのために、糸供給ノズルから所定長さの下糸が導出するように、糸切断時、糸供給ノズルを移動させることを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
ボビンを回動可能に支持するとともに、所定位置に開口部を有するボビンケースと、
このボビンケースに装着したボビンを回転させるボビン回転手段と、
前記ボビンケース開口部に向けてその先端側が折り曲げられ、下糸供給源からの下糸が挿通され、該下糸をノズル先端部から導出し、その下糸を前記ボビンに供給可能な糸供給ノズルと、
前記糸供給ノズルの後端側を中心に回動させて、初期作業位置、巻回作業位置、糸切断位置に移動させるモータと、
前記下糸供給源と前記糸供給ノズルとの間に設けられ、下糸を押圧して張力を付与する張力ばねと、
前記張力ばねの押圧力に抗する推力を生ずるソレノイドと、
前記ボビンケースの周囲を回動可能に配置された動メス糸捌きと、
前記動メス糸捌きと協働して糸を切断可能な固定メスと、を備え、
前記動メス糸捌きを回動させて、前記ボビンケース開口部から導出し前記糸供給ノズルに至る下糸を、下糸張力ばね用孔近傍から導出するように案内する糸掛け工程を行う下糸巻回装置において、
前記糸供給ノズルを、
糸案内エアーを吹きつけて、前記糸供給ノズル先端部から導出した下糸端部側をボビン軸に絡みつける初期作業位置と、
一端側がボビン軸に絡みつき、他端側が前記糸供給ノズルから導出する下糸に対して、ボビンを回転させて下糸を巻回する下糸巻回工程を行う巻回作業位置と、
前記ボビンケースと前記糸供給ノズルの間にある下糸を切断する下糸切断工程を行う糸切断位置と、に移動させるとともに、
前記巻回作業位置は、前記初期作業位置より所定量離間した位置に有るとともに、前記糸供給ノズル先端部が、ボビン軸に接するとともにボビンケース開口部端を結ぶ第１直線と、下糸最大巻き量外径に接するとともにボビンケース開口部端を結ぶ第２直線と、に規定される領域に位置し、且つ、
前記下糸巻回工程の際、前記ソレノイドの推力を発生させて下糸張力を最小とし、前記糸掛け工程の際、前記ソレノイドの推力をなくして下糸張力を最大にした状態で糸掛けを行うことを特徴とする下糸巻回装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明の実施形態を下糸自動供給装置に適用したものを、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の下糸自動供給装置は、図１に示されているように、下糸巻回装置１６２と、残糸除去装置１６１と、ボビン交換装置（ボビンケース移動手段）１６０と、から概略構成されており、上記ボビン交換装置１６０は、下糸巻回装置１６２の下糸巻回位置Ｃ、残糸除去装置１６１の残糸除去位置Ｂ、釜位置（ボビンケース着脱位置）Ａ、ダミー軸（ボビンケース保持手段）６のボビンケース着脱位置Ｄにボビンケース２を移動させるように構成されている。上記下糸巻回位置Ｃ、残糸除去位置Ｂは、図１に示されるように、搬送軸４の下方の範囲Ｖ且つ同軸線に沿った直立平面よりミシンベッド１０１を起こす際の回動支点１０３側の範囲Ｗであって、ボビンケース把持手段の回転軌跡の対向位置に配置されている。また、残糸除去位置Ｂは下糸巻回位置Ｃより下方に配置されている。また、残糸除去位置Ｂの搬送軸線方向（図１における紙面に垂直な方向）の位置はボビンケース把持手段の退避位置から若干前進させた位置（反射型光センサ５００がボビン７の回転を検出できるまで進めた位置（詳しくは後述）；図１における紙面に向かって進めた位置）にあり、下糸巻回位置Ｃの搬送軸線方向の位置はボビンケース把持手段を退避位置から多少前進させた位置（図１における紙面に向かって進めた位置）にある。
【００１６】
上記下糸自動供給装置はミシンベッド１０１の下部に設けられている。先ず、図２乃至図６を参照しながら、ボビン交換装置１６０について以下説明する。
図２乃至図６において、符号１はボビンケース２が装着される釜を、符号１ａは釜軸を、符号３はミシン本体に取り付けられたメインベースに立設されて釜１の直下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３には、釜軸１ａ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３に片持ち支持された状態となっている。
【００１７】
この搬送軸４の先端４ｂ側（反ベース板側）には、搬送ブロック１２が、当該搬送軸４に対して回転可能且つ摺動可能に支持されている。この搬送ブロック１２は、特に図２に示されているように、円筒の外周面を軸線方向に沿って２箇所切断し該切断面同士が対向するよう形成された形状を有しており、その搬送ブロック１２の各切断面には、Ｌ字状に折曲された搬送板１０，１０のＬ字を構成する一方の板状部分がそれぞれ固定されている。また、Ｌ字を構成する他方の板状部分は、軸線を挟んで互いに対向した状態となっている。
【００１８】
上記各搬送板１０，１０には、軸線方向に沿って釜側に延出するように折曲された保持部１１，１１の一方の端部がそれぞれ固定されており、これら保持部１１，１１の他方の端部（釜側を向く端部）には、ボビンケースを把持または開放するボビンケース把持手段（不図示）がそれぞれ固定されている。このボビンケース把持手段としては、例えば特開平５−１９２４７６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下糸自動供給装置に記載されている一対の電磁石吸着ヘッドを始めとして、例えば本出願人が先に出願した特願平５−１１６３６３号明細書のミシンの下糸自動供給装置に記載されているレバー爪によるもの等、適宜のものを採用することができ、要は、ボビンケース２を必要に応じて対向部材（例えば、釜１）に対して着脱できるものであれば良い。
【００１９】
再び図１乃至図６に戻って、上記搬送ブロック１２の外周には回動歯車１３が固定されており、該回動歯車１３には、図３に示されるように、釜軸１ａ方向に沿って長尺なる形状の駆動歯車１９が噛合している。この駆動歯車１９は、その一端が、ベース板３に取り付けられたモータ固定板２１の搬送軸他端側に突出した部分に回転可能に支持されており、他端は、モータ固定板２１に固定された回動モータ２０の出力軸に直結された状態となっている。
【００２０】
従って、回動モータ２０が回転すると、駆動歯車１９、回動歯車１３を介して、搬送ブロック１２及び搬送板１０，１０並びに保持部１１，１１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、本実施形態にあっては、該回動アーム７０が退避位置にある時（図３乃至図５参照）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、上記駆動歯車１９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。
【００２１】
上記搬送ブロック１２の外周における上記回動歯車１３より搬送軸４の固定端側には、図示されない例えばストップリングが固定されており、該搬送ブロック１２の外周における回動歯車１３とストップリングとの間には、直動カラー１４が回転可能に支持されている。
この直動カラー１４には、図２乃至図４に示されるように、釜軸１ａに平行に移動可能に支持されたラック１６の一端が固定されており、このラック１６の他端にはピニオン１７が噛合している。このピニオン１７は、ベース板３に取り付けられた移動モータ１８の出力軸に固定されている。
【００２２】
従って、上記移動モータ１８が駆動すると、ピニオン１７を介してラック１６と共に、直動カラー１４、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７０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。
上記搬送軸４の開放端側には、センサ固定板３３が取付けられており、このセンサ固定板３３上には、発光素子３１ａと受光素子３１ｂとからなる回動センサ３１が取り付けられている。また、上記回動アーム７０には、図２及び図３に示されるように、センサ板３２が固定されており、該回動アーム７０の回転時に、センサ板３２が発光素子３１ａと受光素子３１ｂとの間を通過し得るように、回動センサ３１及びセンサ固定板３３並びにセンサ板３２の位置調整がなされている。
【００２３】
ベース板３には、図２及び図４に示されるように、上記回動センサ３１と同構造の直動センサ４１が取り付けられている。また、上記ラック１６には、センサ板１５が固定されており、該回動アーム７０の直動時に、センサ板１５が直動センサ４１の発光素子４１ａと受光素子４１ｂとの間を通過し得るように、直動センサ４１及びセンサ板１５の位置調整がなされている。
【００２４】
すなわち、ボビンケース把持手段が退避位置に移動すると、上記センサ板１５が上記直動センサ４１の発光素子４１ａと受光素子４１ｂとの間を遮蔽することになり、これによってボビンケース把持手段の退避位置への移動が検出される。そして、今度は当該退避位置で原点位置が検索される。すなわち、ボビンケース把持手段を退避位置で回動させ、センサ板３２が発光素子３１ａと受光素子３１ｂとの間を遮蔽した位置を例えば原点位置としておけば、この位置にボビンケース把持手段を回動すると原点位置に復帰することになる。また、上記回動モータ２０として例えばパルスモータを用いた場合には、このパルスモータのパルス数をカウントすることによって、該ボビンケース把持手段を、上記釜位置Ａ、下糸巻回位置Ｃ、残糸除去位置Ｂ、第１の位置Ｂ１、第２の位置Ｂ２、ダミー位置Ｄに回動制御することができる。
【００２５】
また、ベース板３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、釜１直下の位置Ｄには、ボビンケース保持手段としてのダミー軸６が固定されている。このダミー軸６は、特に図６に示されているように、中釜軸５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６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。
【００２６】
残糸除去位置Ｂには残糸除去装置１６１が配設されている。この残糸除去装置１６１については、本出願人が先に出願した、特願平７−６７０２６号公報第４７図，第４８図に示すものを用いることができる。これは、一対のロ−ラと、残糸巻取モ−タと、残糸を所定位置に案内するためのエア−吐出ノズルと、から構成されている。そして、残糸巻取モ−タが一方向に回転すると、いづれか一方のロ−ラが他方に対して離間する。また、残糸巻取モ−タが反対方向に回転すると、一対のロ−ラは接近し、やがて両ロ−ラは回転する。このとき、両ロ−ラ間にはボビンケ−スからの残糸が挟持されており、残糸除去装置下方に向けて残糸を排出する。
【００２７】
また、上記下糸巻回位置Ｃには下糸巻回装置１６２が配設されている。この下糸巻回装置１６２としては、例えばモータの駆動等によってボビンを回転させることにより自動的にボビンに下糸が巻回可能なものが採用されている。この下糸巻回装置１６２は、図１に簡略化して示されるように、ボビン駆動機構Ｅ及びエアー案内機構Ｇ並びに糸供給検出機構Ｆからなる。先ず、ボビン駆動機構Ｅについて以下説明する。
【００２８】
図９、図１０、図１５において、符号５０は巻取り軸を示しており、この巻取り軸５０は上記ベース板３に回転自在に支承されている。巻取り軸５０の一端にはボビン７に形成された複数の孔７ｂ（図７参照）にクラッチ可能なクラッチ機構５０ａが、他端にはプーリ５０ｂがそれぞれ固定されている。上記ベース板３にはボビン回転手段としてのボビン駆動モータＭ２も固定されている。このボビン駆動モータＭ２の出力軸にはプーリ５２が固定されており、このプーリ５２とプーリ５０ｂとの間には、ベルト５１が掛け渡されている。
【００２９】
すなわち、回動アーム７０の回転により下糸巻回位置Ｃに至ったボビンケース２が該回動アーム７０の前進動作により多少前進すると共にボビン駆動モータＭ２が駆動すると、巻取り軸５０が回転すると共に該クラッチ機構５０ａとボビン７とが連結されるようになっている。なお、クラッチ機構は、上述のような孔に係合する構成のものに限定されるものではなく、他の構成のものであっても構わない。
【００３０】
また、下糸巻回装置１６２は、下糸のボビン軸への絡み付き並びにボビンに巻回される下糸量を検出する糸供給検出機構Ｆを備える。この糸供給検出機構Ｆについて以下説明する。図１１及び図１２において、符号５３はコの字状のベースを示しており、このベース５３の両側板５３ａ，５３ｂ間にはローラ軸５５が回転可能に掛け渡されている。このローラ軸５５の側板５３ｂ側の端部は側板５３ｂより外方に突出しており、当該端部には糸巻き２００からの下糸１５０が巻回された（１巻きされた）ローラ５４が固定されている。
【００３１】
ローラ軸５５の両側板５３ａ，５３ｂ間における部分にはセンサスリット５８が固定されている。このセンサスリット５８は円盤状をなし、外周の一部に溝が設けられている。このセンサスリット５８の対向位置には、フォトセンサ６０が配設されており、センサスリット５８の溝を検出可能となっている。すなわち、フォトセンサ６０によりローラ５４の回転を検出できるようになっている。
【００３２】
そして、フォトセンサ６０には、下糸１５０のボビン軸への絡み付きを検知すると共にボビン軸に巻回される有効下糸巻回量を検出する有効下糸巻回量検出手段６１が接続されている。また、この有効下糸巻回量検出手段６１には、判定手段６１Ｂが接続されている。この判定手段６１Ｂは、外部に接続された下糸巻回量を入力設定できる手段６１Ａからの設定下糸巻回量と有効下糸巻回量検出手段６１からの実際にボビンに巻回されている下糸量とを比較し、両下糸量が一致したらボビン駆動モータＭ２のドライバ３１０ａに駆動停止信号を送出するよう機能する。このような有効下糸巻回量検出手段６１、判定手段６１Ｂは、図示せぬ糸巻回装置制御手段４０１に組み込まれている。
【００３３】
また、糸供給検出機構Ｆの下流には、下糸供給源としての糸巻き２００（図１３参照）からの下糸１５０をボビンケース２の開口部２Ａを介してボビンケース２内に案内する糸挿入手段としてのエアー案内機構Ｇを備えている。このエアー案内機構Ｇについて以下説明する。図９、図１０、図１４において、符号６５は略中空円筒状の糸吸引器を示しており、この糸吸引器６５には、図１４に示されるように、直線状経路としての貫通孔６５ｂが形成されていると共に、この貫通孔６５ｂの途中に斜めに連設されて外部に開放される吸引孔６５ａが形成されている。貫通孔６５ｂの上流側の開放口には、図９、図１０、に示されるように、エアーチューブ６６の一端が接続されており、このエアーチューブ６６の他端には流量制御タイプの電空比例弁６８が接続されていて、この電空比例弁６８には図示されないエアー源が接続されている。また、糸吸引器６５における貫通孔６５ｂの下流側の開放口には、糸供給ノズル（糸供給手段）６７の一端が接続されており、この糸供給ノズル（糸供給手段）６７の他端側（先端側）はヘの字状に折曲されている。さらに、糸供給ノズル６７のノズル径は３〜４ｍｍである。
【００３４】
上記糸吸引器６５は、図９及び図１０に示されるように、ノズル軸３４に固定されており、このノズル軸３４は上記ベース板３に回転自在に支持されている。該ノズル軸３４における糸吸引器６５、ベース板３の間にはノズルギヤ３５が固定されており、このノズルギヤ３５にはノズルモータギヤ３６が噛合している。そして、このノズルモータギヤ３６は、上記ベース板３に固定されたエアーノズル退避モータとしてのステッピングモータ３７の出力軸に固定されている。
【００３５】
従って、ステッピングモータ３７を駆動すると、糸吸引器６５、糸供給ノズル６７、がノズル軸３４を回動支点として回動するようになっている。また、この時の糸供給ノズル６７の回動位置は、ノズルギヤ３５に固定されたセンサ板３８及びベース板３に固定され該センサ板３８の位置を検出するノズルセンサ３９によって検出されるようになっており、この検出結果に従ってステッピングモータ３７の制御がなされるようになっている。
すなわち、ステッピングモータ３７の駆動によって、糸供給ノズル（糸供給手段）の先端部６７ａは、図１０に示す、初期作業位置Ｎ１、巻回作業位置Ｎ２、糸切断作業位置Ｎ５に移動される。そして、糸切断作業位置Ｎ５は、初期作業位置Ｎ１と巻回作業位置Ｎ２の間に位置する。
【００３６】
この初期作業位置Ｎ１は、ボビンケース２の開口部２Ａに対向する位置であり、下糸供給源２００からの下糸１５０をボビン軸７ａへ絡みつける作業を行う。ところで、ボビン軸７ａに対して下糸を絡み付けるにあたっては、上記初期作業位置に位置する糸供給ノズル先端部６７ａから所定長の下糸が導出されている。この糸供給ノズル先端部６７ａから導出される下糸長さ（ＬＬ）は、この導出された下糸端部をボビン軸に絡み付かせるのに必要な長さとする。そして、この必要長さは、▲１▼｛（作業位置にあるエアーノズルからボビン軸外周に到達するまでの長さ）＋〔ボビン軸一周長さ×（１．１〜２．０）〕｝の範囲にあると好ましく、▲２▼｛（作業位置にあるエアーノズルからボビン軸外周に到達するまでの長さ）＋〔ボビン軸一周長さ×（１．２５〜１．８）〕｝の範囲にあるとより好ましい。
【００３７】
上記▲１▼の範囲より長いと、導出する下糸端部がボビンケース２の開口部２Ａから入り難くなったり、入ったとしてもボビン軸７ａを１周以上周回して自ら結び目を形成してボビン軸７ａを縛ってしまう畏れがあり、また▲１▼または▲２▼の範囲より短いと、下糸端部がボビン軸７ａに絡み付かない畏れがある。
本実施形態にあっては、必要長さを５５ｍｍに設定した。すなわち、エアーノズル６７ａ先端とボビンケース２の開口部２Ａとの間隔Ｈを７ｍｍとし、ボビンケース開口部２Ａからボビン軸外周に接する長さ７ｍｍと、（ボビン軸周２５ｍｍ×１．６４）＝４１ｍｍから求めた。
【００３８】
また、上記初期作業位置Ｎ１に位置している糸供給ノズル先端部６７ａの下糸案内方向（エアー吹き付け方向）は、ボビン軸下糸巻き付け側にある。ここで言うボビン軸下糸巻き付け側とは、図１６及び図１７に示されるように、ボビン軸７ａ中心と糸供給ノズル先端部６７ａとを結ぶ線分ＹＹにより２分割されるボビン軸７ａ外周の一方向、すなわち下糸１５０をボビン軸７ａに絡み付かせる側（図１７中の符号ＸＸ方向）である。また、糸供給ノズル先端部６７ａの下糸案内方向は、好ましくはボビン軸下糸巻き付け側ＸＸのボビン軸７ａ外周に交差する方向で、特に好ましくはボビン軸７ａ外周に接する方向である。
【００３９】
そして、ボビンケース開口部２Ａの対向位置に停止している（初期作業位置Ｎ１にある）糸供給ノズル先端部６７ａとボビンケース２の開口部２Ａとの間隔Ｈ（図１６参照）は、好ましくは１０ｍｍ以下で、特に好ましくは３〜７ｍｍである。この範囲により、下糸１５０の吹き出しエアーによるばたつきが抑えられると共に、ボビンケース２内で下糸１５０がボビン軸７ａに絡み付くのに必要な渦流を形成することができる。
【００４０】
また、ボビン軸７ａ外周に表面処理を行うと、初期作業位置Ｎ１での下糸絡み付け作業（下糸先端部がボビン軸外周７ａをまわり、クロスポイントを形成する作業）がより確実になる。このボビン軸外周の表面処理とは、ボビン軸外周の摩擦係数を大きくすることである。そして、例えば、アルミ合金のボビン軸に研磨粒子６０番〜１００番を用いてサンドブラスト処理を行ったり、ボビン軸にプラズマ溶射処理を行いボビン軸外周を表面粗さＲ５０〜１００マイクロメ−トルにしたり、ボビン軸外周に１２０番〜２４０番のサンドペ−パ−を添付したりすることである。
【００４１】
次に、巻回作業位置Ｎ２について、図２０に基づいて説明する。
図中、Ｉはボビン回転方向を示し、０は糸供給手段としての糸供給ノズル６７の回動方向を示す。
この巻回作業位置Ｎ２は、下糸絡みつけ作業の後、ボビン回転手段Ｍ２により、ボビン７を回転させて下糸１５０をボビン７に巻回する位置である。また、この巻回作業位置Ｎ２は、後述する糸掛け時並びに待機時の糸供給ノズル６７の位置と同じである。
【００４２】
巻回作業位置Ｎ２は、第１直線Ｋと第２直線Ｌとボビンケ−ス開口部２ａとで囲まれる領域Ｊ（図２０斜線部で、図左下方向に限りなく延びる領域とする）に位置する。この第１直線Ｋはボビン軸外周７ａに接するとともにボビンケ−ス開口部端２ａａとを結ぶ直線である。
また、第２直線は、下糸最大巻き量外径Ｐに接するとともにボビンケ−ス開口部端２ａｂとを結ぶ直線である。この下糸最大巻き量外径Ｐは、ボビンケ−ス内径の８０〜９０％の値に設定する。すなわち、下糸が均一に巻回されないで、ボビンケ−ス内径に下糸巻き量外径が接しないように、ボビンケ−ス内径より小さい値とする。
【００４３】
また、糸供給ノズル先端部６７ａとボビンケ−ス開口部との距離Ｑは、長ければ長いほど下糸１５０がボビン７に均一に巻回される。この距離Ｑは、４０ｍｍ以上であると好ましく、８０ｍｍ以上であるとより好ましい。
そして、初期作業位置Ｎ１で下糸絡み付け作業（下糸先端部がボビン軸外周７ａをまわり、クロスポイントを形成する作業）を行った後、糸供給ノズル６７を回転させて巻回作業位置Ｎ２に位置させる。次に、ボビン７を回転させて、糸供給源からの下糸１５０をボビン７に巻回する。
【００４４】
このとき、糸供給ノズル先端部６７ａは、Ｊ領域に有り、かつボビンケ−ス開口部から所定量Ｑ離れている。このため、巻回作業時、ボビン７と糸供給ノズル先端部６７ａとの間の下糸１５０は、ボビンケ−ス開口部縁部やその他の装置に接触しないので、ボビン７に均一に下糸１５０が巻回される。ところで、下糸巻回装置１６２には、糸掛け装置が付設されている。この糸掛け装置は、図１８に示されるように、図１に示す下糸巻回位置Ｃにセットされたボビンケース２のその周囲に回動可能に配置された動メス糸捌き１１６を有し、この動メス糸捌き１１６をボビンケース２の周囲に回動させることによって、ボビンに巻回されボビンケース開口部２Ａより導出する糸巻き２００からの下糸１５０を、ボビンケース２の開放端縁とボビン７外周との隙間を介して糸掛け位置２Ｂに誘導してスリット溝２Ｃに導き、下糸張力ばね２Ｄ下の下糸導出孔２Ｈを経て下糸張力ばね用孔２Ｅ近傍から導出できる構成となっている（図１９参照）。なお、糸掛け装置としては上記構成のものに限定されるものではなく、要はボビンに巻回されボビンケース開口部２Ａより導出する糸巻き２００からの下糸１５０を、ボビンケース２に糸掛けできる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７−６８０７１号公報記載の糸掛け装置や本出願人が先に出願した特願平７−６５１４０号明細書記載の糸掛け装置を始めとして、適宜のものを採用することができる。
【００４５】
下糸巻回装置１６２にはさらに、糸切り装置が付設されている。この糸切り装置は、上記下糸張力ばね用孔２Ｅ近傍より導出する糸巻き２００からの下糸１５０を、上記動メス糸捌き１１６の回動動作により捌き、固定メス９１との間で所定長残すようにして切断できる構成となっている（図１８参照）。
ここで、ボビンケース２の下糸張力ばね用孔２Ｅ近傍より導出する下糸の該下糸張力ばね用孔２Ｅから下糸切断点Ｓ（詳しくは動メス糸捌き動メス１１６と固定メス９１との擦り合う点；図１８参照）までの下糸長さが、上糸との絡み合いによる縫目形成に必要な長さ、すなわち４０ｍｍ程度となるように、ボビンケース２、固定メス９１、下糸切断点Ｓ等の各配置が決定されている。
【００４６】
また、糸供給ノズル先端部６７ａが糸切り位置Ｎ５に位置した時に、上記切断時の下糸切断点Ｓと糸供給ノズル６７ａ先端との間の距離が、図１８に示されるように、上述したボビン軸７ａに下糸を絡ませるのに必要な長さＬＬ（本実施形態にあっては５５ｍｍ程度）に略一致するように、ボビンケース２、下糸切断点Ｓ、糸供給ノズル６７ａの糸切り位置Ｎ５等の各配置が決定されている。
【００４７】
なお、糸切り装置としては上記構成のものに限定されるものではなく、要はボビンに巻回されボビンケース２の下糸張力ばね２Ｄ下の下糸導出孔２Ｈを経て下糸張力ばね用孔２Ｅ近傍から導出する糸巻き２００からの下糸１５０を、上記所定長残して切断できる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７−６８０７１号公報記載の糸切り装置や本出願人が先に出願した特願平７−６５１４０号明細書記載の糸切り装置を始めとして、適宜のものを採用することができる。
【００４８】
また、上記糸供給検出機構Ｆと糸巻き２００との間には、図１３に示されるように、下糸１５０の張力を可変とする糸張力可変手段２０４が設けられている。この糸張力可変手段２０４は、通過する下糸１５０を押圧する張力ばね２０５と、この張力ばね２０５の押圧力をマニュアル操作により調整する螺子２０６と、ミシンベッド１０１内に配され上記張力ばね２０５の押圧力に抗するソレノイド推力を生ぜしめるソレノイドＳＯＬと、から構成されている。
【００４９】
この糸張力可変手段２０４を駆動する電気回路は、ソレノイドＳＯＬに電源を直列に接続し、その間にスイッチを介した構成となっている。
従って、スイッチをオフした場合には、上記ソレノイド推力が発生せず、下糸１５０には張力ばね２０５の押圧力が最大限にかかり、下糸張力は最大となる。また、スイッチをオンした場合には、上記ソレノイド推力が最大限に発生し、下糸１５０には張力ばね２０５の押圧力からソレノイド推力を減じたものがかかり、下糸張力は最小となる。
【００５０】
つぎに、この発明の下糸巻回動作について、簡単に説明する。
説明は、下糸が消費された時または残り少なくなっ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、ボビン残糸を除去した状態から行う。
この下糸巻回処理動作にあっては、それ以前に以下の動作を行う。先ず、ローラ５４に、糸巻き２００、糸張力可変手段２０４からの下糸１５０を１巻きしておく。この時点で、糸張力可変手段２０４のスイッチをオンにし、上記ソレノイド推力を最大限に発生させて下糸張力を最小とする。
【００５１】
次いで、この下糸１５０の糸端を糸吸引器６５の吸引孔６５ａに挿入し、少々押し込む。次いで、電磁弁６８を一時オンにして糸供給ノズル６７にエアー源からのエアーを流し、吸引孔６５ａに挿入し押し込まれていた下糸１５０を、エアーの流れによって糸供給ノズル先端部６７ａに導いてその糸端を該糸供給ノズル先端部６７ａより露出して導出させる。この導出長ＬＬは、５５ｍｍ程度である。
【００５２】
つぎに、回動アーム７０を後退させてボビンケース２を残糸除去位置Ｂから退避位置に移動し、その後回転してボビンケース２を下糸巻回位置Ｃに対向させる。
つぎに。回動アーム７０を前進させてボビンケース２Ｘを下糸巻回位置Ｃに位置させると共にボビン駆動モータＭ２を一時駆動して、クラッチ機構５０ａとボビン７とを連結する。
【００５３】
つぎに、ボビン駆動モータＭ２を駆動してボビン７を回転させる。そして、糸供給ノズル退避モータ３７を駆動して、退避位置（巻回作業位置）Ｎ２に待機中の糸供給ノズル６７を初期作業位置Ｎ１に移動する。
つぎに、糸供給ノズル先端部６７ａから、糸案内エアーの吹き付けを開始して、一定時間待つ。
【００５４】
すると、図１６に示されるように、糸供給ノズル先端部６７ａから導出する下糸端部は、ばたつき等が抑えられた状態でボビンケース２の開口部２Ａから良好にボビンケース２内に挿入（案内）されると共にボビン軸下糸巻き付け側ＸＸ（図１７参照）に案内され、ボビン軸７ａの回転とエアーにより形成される渦流との共働によってボビン軸７ａに絡み付く。そして、下糸端部のボビン軸への絡みつけが終了したら、初期作業位置Ｎ１にある糸供給ノズル６７を巻回作業位置Ｎ２に移動する。
【００５５】
この時、ボビン駆動モータＭ２は回転を続行しており、従って下糸はボビン軸７ａに巻回されていく。このように、糸供給ノズル先端部６７ａとボビン軸７ａとの間の距離を長くして下糸を巻回していくと、下糸１５０はボビン軸７ａ全域に渡って略均一に巻回されることになる。そして、設定下糸巻回量まで下糸を巻回したら、ボビン駆動モータＭ２を停止する。
【００５６】
つぎに、ボビン７への下糸１５０の巻回動作が自動的になされたら、糸張力可変手段２０４のスイッチをオフにし、上記ソレノイド推力をなくして下糸張力を最大にした状態で糸掛けを行う。すなわち、ボビン７に巻回されボビンケース開口部２Ａより導出する糸巻き２００からの下糸１５０を、ボビンケース２の開放端縁とボビン７外周との隙間を介して糸掛け位置２Ｂに誘導してスリット溝２Ｃに導き、下糸張力ばね２Ｄ下の下糸導出孔２Ｈを経て下糸張力ばね用孔２Ｅ近傍から導出させる。
【００５７】
このようにして糸掛けがなされたら、糸供給ノズル６７を巻回作業位置Ｎ２から糸切断作業位置Ｎ５に移動すると共に、糸張力可変手段２０４のスイッチをオンし、上記ソレノイド推力を最大限に発生させて下糸張力を最小とした状態で糸切りを行う。この糸切りの結果、ボビンケース２側の下糸は、上述のように、上糸との絡み合いによる縫目形成に必要な長さ、すなわち４０ｍｍ程度が下糸張力ばね２Ｄ下の下糸導出孔２Ｈを経て下糸張力ばね用孔２Ｅ近傍から導出した状態となり、一方糸巻き２００側の下糸は、上述のように、ボビン軸７ａに下糸を絡ませるのに必要な長さＬＬ、すなわち５５ｍｍ程度がエアーノズル６７ａ先端から導出した状態となる。
【００５８】
このように、糸供給ノズル６７からはボビン軸７ａに下糸を絡ませるのに必要な長さＬＬの下糸が導出していることから、次回移行のボビンに対しても、上記と同様な動作を行えば、同様にして下糸を巻回できる。そうしたら、糸供給ノズル６７を糸切断作業位置Ｎ５から退避位置Ｎ２（巻回作業位置も兼ねる）に移動する。
【００５９】
そして、このようにして下糸切断動作が自動的になされたら、回動アーム７０を退避位置に後退させ、その後回動してボビンケース２を釜１に対向させて待機状態とする。
この発明は、前記実施形態に限定されることなく、いろいろと変更可能である。例えば、前記実施形態において、糸供給ノズル６７は、ノズル退避モータ３７の回動により、退避位置Ｎ２、初期作業位置Ｎ１、巻回作業位置Ｎ２、糸切断作業位置Ｎ５、に回動した。しかし、これに代えて、糸供給ノズル６７を３停止位置機能を持つエア−シリンダにより、前記各作業位置Ｎ２、Ｎ１，Ｎ５を直線移動させることも容易に考えられる。また、糸供給ノズル６７を、モ−タと、モ−タの回転運動を直線運動に変換するギアやピニオンとを連結させて、前記各作業位置Ｎ２、Ｎ１，Ｎ５を直線移動させることも容易に考えられる。
【００６０】
また、糸供給ノズル６７を直線移動させる時、初期作業位置Ｎ１、巻回作業位置Ｎ２、を糸供給ノズル６７を回動する場合と同じ位置にして、糸切断作業位置Ｎ５のみを、糸切断後ボビンケ−ス２から縫い目を形成するのに必要な糸長さが確保されるとともに、糸供給ノズルから所定長さの下糸が導出するような、直線軌跡上に変更することも容易に考えられる。
【００６１】
また、この発明では、ボビン７が装着されたボビンケ−ス２を所定位置に保持して、糸供給ノズル６７を移動させることにより、初期作業位置Ｎ１、巻回作業位置Ｎ２、糸切断作業位置Ｎ５を得た。これに代えて、糸供給ノズル６７を所定位置に固定させて、ボビン７が装着されたボビンケ−ス２を移動させて、初期作業位置Ｎ１、巻回作業位置Ｎ２、糸切断作業位置Ｎ５を得ることも容易に考えられる。また、糸供給ノズル６７と、ボビン７が装着されたボビンケ−ス２とを相互に移動させて、初期作業位置Ｎ１、巻回作業位置Ｎ２、糸切断作業位置Ｎ５を得ることも容易に考えられる。そして、この明細書の相対的に移動させるとは、前記３通りの移動を意味する。
【００６２】
また、この発明では、糸供給手段として、下糸供給源からの下糸を挿通可能で、空気供給源に連通される糸供給ノズル６７を用いた。しかし、これに代えて、例えば、糸供給源からの下糸を繰り出す一対の回動ロ−ラと、繰り出された下糸を所定位置に案内する糸案内ノズルと、糸案内ノズルを前記初期作業位置Ｎ１と巻回作業位置Ｎ２と糸切断作業位置Ｎ５とに移動させる駆動手段と、糸案内ノズルが前記初期作業位置Ｎ１にある時、下糸端部がボビン軸に絡みつくように、ボビンケ−ス開口部から空気を吐出するエア−吐出手段と、から構成することも容易に考えられる。
【００６３】
さらに、この発明では、糸供給手段と、ボビンが装着されたボビンケ−スとを、初期作業位置Ｎ１と巻回作業位置Ｎ２と糸切断作業位置Ｎ５とに相対的に移動させたが、これに代えて、例えば、巻回作業位置Ｎ２と糸切断作業位置Ｎ５とを一致させることも容易に考えらえる。すなわち、巻回作業位置で、切断作業をおこなっても、糸切断後、ボビンケ−スから縫い目を形成するのに必要な糸長さが確保されるとともに、つぎの糸供給源とボビンとの絡み付けのために、糸供給手段から所定長さの下糸が導出するように、固定メスと移動メスとを所定の位置に設ければよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の下糸巻回装置によれば、
ボビンケ−スに装着したボビンと、糸供給源からの糸を所定長さ導出している糸供給手段とは、その位置関係を相対的に移動する。そして、下糸絡み付けを行う初期作業位置と、ボビンを回転させて下糸をボビンケ−スに巻回する巻回作業位置とがことなる。したがって、確実に下糸の絡みつけが行えるとともに、ボビンに均一に下糸が巻回される。また、下糸巻回作業位置を請求項１に規定された領域としたので、下糸巻回作業時、ボビンケ−ス開口部縁に下糸が接触しないので、ボビンに均一に下糸が巻回さるとともに、下糸が傷ついたり、下糸のよりがほどけたりしない。
【００６５】
また、糸切断後、つぎの糸供給源とボビンとの絡み付けのために、糸供給ノズルから所定長さの下糸が導出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における下糸自動供給装置を表した概略正面図である。
【図２】同上下糸自動供給装置に採用されたボビン交換装置の正面図である。
【図３】同上ボビン交換装置の平面図である。
【図４】同上ボビン交換装置における直動機構部分を表した右側面図である。
【図５】同上ボビン交換装置における回動機構部分を表した右側面図である。
【図６】同上ボビン交換装置のダミーポジション及びダミー軸を説明するための概略右側面図である。
【図７】本実施形態に用いられるボビンの回転検出手段側の正面図である。
【図８】同上ボビンの回転時に検出される波形図である。
【図９】同上下糸自動供給装置に採用された下糸巻回装置のボビン駆動機構及びエアー案内機構を表した上面図である。
【図１０】同上ボビン駆動機構及びエアー案内機構の正面図である。
【図１１】同上下糸巻回装置の糸供給検出機構を表した正面図である。
【図１２】同上糸供給検出機構の右側面図である。
【図１３】同上下糸巻回装置の糸張力可変手段を表した正面図である。
【図１４】同上エアー案内機構の下糸吸引器を表した横断面図である。
【図１５】同上ボビン駆動機構の斜視図である。
【図１６】下糸挿入を行う糸供給ノズルの下糸絡み付け時におけるボビンケース及びボビン軸に対する位置関係を表した説明図である。
【図１７】ボビン軸の下糸巻き付け側を説明するための図である。
【図１８】糸切り時におけるエアー案内機構の糸供給ノズルと糸切り装置とボビンケースの位置関係を表した説明図である。
【図１９】同上実施形態に採用されたボビンケースの斜視図である。
【図２０】下糸巻回作業位置にある糸供給ノズルと、ボビンケ−ス開口部との位置関係を表した説明図。
【符号の説明】
２    ボビンケ−ス
２ａ  ボビンケ−ス開口部
７    ボビン
６７  糸供給手段（糸供給ノズル）
Ｍ２  ボビン回転手段
Ｎ１  初期作業位置
Ｎ２  巻回作業位置
Ｎ５  糸切断作業位置
Ｋ    第１直線
Ｌ    第２直線
【図１】
0003838681.tif 000002
【図２】
0003838681.tif 000003
【図３】
0003838681.tif 000004
【図４】
0003838681.tif 000005
【図５】
0003838681.tif 000006
【図６】
0003838681.tif 000007
【図７】
0003838681.tif 000008
【図８】
0003838681.tif 000009
【図９】
0003838681.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003838681.tif 000013
【図１３】
0003838681.tif 000014
【図１４】
0003838681.tif 000015
【図１５】
0003838681.tif 000016
【図１６】
0003838681.tif 000017
【図１７】
0003838681.tif 000018
【図１８】
0003838681.tif 000019
【図１９】
0003838681.tif 000020
【図２０】
0003838681.tif 000021