CN107884036A - 缝纫机的油量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明实现便利性的提高。具有：发光元件，其射出油箱内的润滑油的油量的检测光；第一受光元件，其配置在发光元件的下方；第二受光元件，其配置在发光元件的更下方；棱镜，其对应于油箱内的润滑油的油量而将检测光引导至第一或第二受光元件，棱镜具有：第一反射面，其将来自发光元件的检测光向下方反射；第二反射面，其将由该第一反射面反射出的检测光朝向第一受光元件反射，第一及第二反射面以与油箱内的润滑油接触的配置沿上下排列设置，棱镜由具有在第一及第二反射面各自的检测光的反射位置处于润滑油的液面下的情况下使检测光透过的折射率的材料构成，第二受光元件设置于由第一反射面反射出的检测光透过棱镜的第二反射面的行进路线上。

Description

缝纫机的油量检测装置

技术领域

本发明涉及缝纫机的油量检测装置。

背景技术

近年，伴随缝纫机的无油底壳化(Oil-pan less)，具有对向缝纫机的各部供给的油进行储存的油箱的缝纫机正在普及。

在具有如上所述的油箱的缝纫机中装备有油量检测装置，该油量检测装置具有：发光元件，其将用于对油箱内的润滑油的油量进行检测的检测光朝向下方射出；受光元件，其在发光元件的相邻处将受光面朝向下方配置；以及棱镜，其配置在这些元件下侧，配置为下部处在油箱的润滑油内(例如，参照专利文献1)。

上述棱镜以上端部的水平面与发光元件相对的状态配置，在下端部具有内角形成90°的第一和第二反射面。

第一和第二反射面均相对于水平方向而以45°的角度倾斜，在第一和第二反射面浸入至润滑油的液面的状态下，从发光元件向铅垂下方射出的检测光在第一反射面被水平地反射而朝向第二反射面，在第二反射面被向铅垂上方反射而由受光元件受光。

另一方面，在润滑油不足而第一和第二反射面没有浸入至润滑油的情况下，棱镜的周围不是润滑油而是空气，因此折射率的比率变化，从发光元件向铅垂下方射出的检测光透过第一反射面而保持朝向下方，在受光元件中没有对检测光进行受光。

因此，根据这些受光元件的检测状态的变化，检测到油箱内的润滑油的不足状态。

专利文献1：日本特开2005－296659号公报

但是，上述油量检测装置只能够对在油箱内，润滑油是否处于浸到棱镜的第一及第二反射面的等级进行识别。

因此，无法对其他液面高度状态进行检测，缺乏便利性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便利性更高的缝纫机的油量检测装置，具有下面的(1)～(7)的任意特征。

(1)

一种缝纫机的油量检测装置，其特征在于，具有：

发光元件，其射出用于对油箱内的润滑油的油量进行检测的检测光；

第一受光元件，其与所述发光元件相比配置于下方；

第二受光元件，其与所述第一受光元件相比配置于下方；以及

棱镜，其对应于所述油箱内的润滑油的油量而将所述检测光引导至所述第一或所述第二受光元件，

所述棱镜具有：第一反射面，其将来自所述发光元件的检测光向下方反射；以及第二反射面，其将由该第一反射面反射出的检测光朝向第一受光元件反射，

所述第一反射面和所述第二反射面以与油箱内的润滑油接触的配置沿上下排列设置，

所述棱镜由具有在所述第一反射面和所述第二反射面各自的所述检测光的反射位置处于所述润滑油的液面下的情况下使所述检测光透过的折射率的材料构成，

所述第二受光元件设置于由所述第一反射面反射出的所述检测光透过所述棱镜的所述第二反射面的行进路线上。

(2)

在上述(1)记载的缝纫机的油量检测装置中，其特征在于，

所述油量检测装置根据通过所述第一受光元件和所述第二受光元件实现的检测光的受光状态的组合，识别并检测出三个阶段的液面高度状态。

(3)

在上述(2)记载的缝纫机的油量检测装置中，其特征在于，

所述油量检测装置具有显示部，

所述显示部对检测出的液面高度状态进行显示。

(4)

在上述(1)至(3)中任一项记载的缝纫机的油量检测装置中，其特征在于，

所述棱镜的所述第一反射面和所述第二反射面是垂直的。

(5)

在上述(1)至(4)中任一项记载的缝纫机的油量检测装置中，其特征在于，

所述棱镜中的来自所述发光元件的所述检测光的入射面和向所述第一受光元件的所述检测光的出射面是同一平面。

(6)

在上述(5)记载的缝纫机的油量检测装置中，其特征在于，

具有来自所述发光元件的所述检测光的入射面和向所述第一受光元件的所述检测光的出射面的所述同一平面，沿铅垂上下方向配置。

(7)

在上述(1)至(6)中任一项记载的缝纫机的油量检测装置中，其特征在于，

所述棱镜由丙烯酸树脂构成。

发明的效果

本发明能够对应于油箱的液面高度，使第一及第二受光元件的检测光的受光的有无独立地变化，根据这些受光状态的组合，能够识别并检测出三个阶段的液面高度状态，能够提高油量检测装置的便利性。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的缝纫机的概略结构的正视图。

图2是油量检测装置的正视图。

图3是示意地表示油量检测装置的各结构的说明图。

图4是表示液面高度和各受光元件的检测状态的关系的图表。

图5是表示油量检测装置的控制系统的框图。

图6是油量检测装置的控制装置进行的油量检测处理的流程图。

图7(A)是表示设为梯形状的棱镜的变形例的正视图，图7(B)及图7(C)是表示将来自发光元件的检测光的入射面和向第一受光元件的检测光的出射面设为不同平面的棱镜的变形例的正视图。

标号的说明

1 缝纫机

4 油箱

5 油量检测装置

6 控制装置

51 发光元件

52 第一受光元件

53 第二受光元件

54 棱镜

61 显示部

541 第一反射面

542 第二反射面

543 入射/出射面

543a 入射面

543b 出射面

P1、P2 反射位置

具体实施方式

[发明的实施方式的概略]

下面，参照图1至图6，对用于实施本发明的最佳方式进行说明。但是，在下面所述的实施方式中，为了实施本发明而附带有在技术方面优选的各种限定，但没有将发明的范围限定于下面的实施方式及图示例。

在这里，在下面的说明中，将沿缝纫机臂的长度方向的水平的方向定义为Y轴方向(左右方向)，将与Y轴方向正交的水平方向定义为X轴方向(前后方向)，将与X轴方向和Y轴方向两者正交的方向定义为Z轴方向(上下方向)。此外，在图1中，X轴方向是与纸面垂直的方向，将纸面近端侧设为“前”，将纸面远端侧设为“后”。

[实施方式的整体结构]

如图1所示，缝纫机1具有：作为缝纫机架的主体框架2；缝纫机工作台3，其载置该主体框架2；供油箱(以下称为油箱)4，其对向缝纫机1的各机构部循环供给的油进行储存；以及油量检测装置5，其对油箱4内的润滑油的液量进行检测。

此外，缝纫机1除了上述各结构以外，例如还具有：针驱动机构，其将缝针向上下驱动；釜机构等，其与输送被缝制物的进给机构及缝针协同动作而形成线迹；以及用于进行通过缝针实现的平缝动作的各种机构部，但这些与现有的公知机构相同，因此在本实施方式中不进行详细叙述。

[主体框架及缝纫机工作台]

主体框架2由下述部件构成：缝纫机底座23，其成为该主体框架2的下部，其上表面与缝纫机工作台3的上表面大致平行地设置；纵向机体部22，其从缝纫机底座23的一端(后端)向上方延伸设置；以及缝纫机臂21，其从纵向机体部22的上部与缝纫机底座23大致平行地伸出，成为该主体框架2的上部，该主体框架2在整体观察时形成为大致“コ”字状(参照图1)。

在缝纫机底座23的下方侧设置有大致托盘状的底盖，构成为防止在缝纫机底座23内设置的未图示的釜机构、进给机构等与缝纫机1的操作者的接触。

[油箱]

油箱4如图1所示，配置在处于纵向机体部22的下方的缝纫机底座23后部侧的下部。

该油箱4是由具有透光性的材料形成的、内部中空的具有密闭性的容器，具有：流出口41，其用于向缝纫机1的各机构部供给内部的润滑油；流入口42，供给至缝纫机1各部的润滑油在该流入口42中进行回流；以及供油口43，其用于对在该油箱4内储存的油进行补充。

流出口41经由未图示的供油管而与未图示的供油泵连结，该供油泵产生用于将在油箱4内储存的油向缝纫机1的各部供给的动力。

另外，在流入口42连接有未图示的回流管，构成为使供给至缝纫机1各部、对该各部进行润滑而没有被完全消耗而剩余的油再次回流至油箱4内。

供油口43设置于油箱4后端侧的上部，朝向上方开口。构成为对该供油口43，例如经由从主体框架2的上部经过该主体框架2的内部而与供油口43连通的管、套管等的流路而对油进行供给。

[油量检测装置：整体结构]

图2是将油箱4的一部分切去而表示油量检测装置5的整体结构的正视图。

油量检测装置5具有：发光元件51，其射出用于对油箱4内的润滑油的油量进行检测的检测光；第一受光元件52，其与发光元件51相比配置在下方；第二受光元件53，其与第一受光元件52相比配置在下方；以及棱镜54，其与油箱4内的润滑油的油量相对应地将检测光引导至第一或第二受光元件52、53。

发光元件51例如是LED(light emitting diode)等能够将直进的检测光射出的光源。此外，也可以设为在发出扩散光的光源设置进行聚光的光学系统而能够将直进的检测光射出的结构。

该发光元件51配置在油箱4的上部的右侧外部，朝向左方而水平进行检测光的射出。

第一受光元件52例如是光电二极管、光电晶体管等受光元件。此外，在发光元件51将一定波长的检测光射出的情况下，可以在第一受光元件52的受光部专门设置仅使检测光的波长附近的波长光透过的滤光片。

该第一受光元件52配置在油箱4的下部的右侧外部、且发光元件51的下方，进行从左方水平地射入的检测光的检测。

第二受光元件53例如是光电二极管、光电晶体管等受光元件。此外，对于该第二受光元件53的情况而言，在发光元件51将一定波长的检测光射出的情况下，也可以在第二受光元件53的受光部专门设置仅使检测光的波长附近的波长光透过的滤光片。

该第二受光元件53配置在油箱4的右侧部分的下方、且后面记述的棱镜54的第一反射面541中的检测光的反射位置P1的铅垂下方，进行从上方向铅垂下方射入的检测光的检测。

[油量检测装置：棱镜形状]

棱镜54将油箱4的右侧壁贯通，在油箱内部以向左方凸出的状态配置。

该棱镜54在正视观察时为大致直角等腰三角形状，是在X轴方向(前后方向)具有厚度的板状的透明板，其斜边与Z轴方向平行，将成为直角的顶点以朝向左方的状态进行配置。

而且，该棱镜54具有平滑的端面，该端面在与直角等腰三角形的各边对应的位置在前后方向具有进深。

棱镜54的位于直角等腰三角形的斜边的端面，与X－Z平面平行且其表面朝向右侧，露出至油箱4的外部。而且，关于该端面，发光元件51与其上部相对配置，第一受光元件52与其下部相对配置，该端面成为检测光的入射/出射面543。

棱镜54的位于直角等腰三角形的长度相等的两边中的一个边的端面，是相对于X－Z平面以X轴为中心顺时针地旋转而倾斜45°的平面，随着朝向左方而向下降的方向倾斜。

该倾斜的平面与入射/出射面543的上半部分相对，成为能够将从该入射/出射面543射入的来自发光元件51的检测光在反射位置P1向铅垂下方反射的第一反射面541。

棱镜54的位于直角等腰三角形的长度相等的两边中的另一个边的端面，是相对于X－Z平面以X轴为中心逆时针地旋转而倾斜45°的平面，随着朝向右方而向下降的方向倾斜。

该倾斜的平面与入射/出射面543的下半部分相对，成为能够将在前述的第一反射面541的反射位置P1反射出的朝向铅垂下方的检测光在反射位置P2向水平右方向反射的第二反射面542。

[油量检测装置：棱镜及周围的折射率的关系]

在这里，根据图3的示意图，对第一反射面541的反射位置P1处的检测光的行进路线和折射率的关系进行说明。

如果将检测光相对于第一反射面541的入射角度设为θ1，将出射角度设为θ2，将第一反射面541相对于入射/出射面543的倾斜角度设为θα(其中，θα＝45°)，将第一反射面541和第二反射面542的交叉角度设为θβ(其中，θβ＝90°)，将棱镜54的折射率设为n1，将棱镜54的外侧(润滑油或空气)的折射率设为n2，则根据斯涅耳定律，下式(1)成立。

sinθ1/sinθ2＝n2/n1…(1)

而且，在第一反射面541处检测光从透过状态转换为全反射状态是θ2＝90°的情况。另一方面，发光元件51固定为θ1＝45°，因此在折射率n1和n2满足下式(2)的情况下，在第一反射面541处检测光成为全反射状态。

sin45°/sin90°＞n2/n1…(2)

即，

n1＞√2·n2…(3)

在上述油量检测装置5中，在油箱内存在润滑油的状态(第一反射面541浸在润滑油中的状态)下使检测光透过，在没有润滑油的状态(第一反射面541没有达到润滑油的状态)下发生检测光的全反射，由此进行这两个状态的识别。

因此，关于棱镜54的折射率n1，在折射率n2为空气的折射率的情况下选择该折射率n1满足式(3)的数值范围的材料，在折射率n2为润滑油的折射率的情况下选择该折射率n1不满足式(3)的数值范围的材料。

空气的折射率大约为1，润滑油的折射率为1.4～1.5，因此棱镜54的折射率n1的适合的范围大约为1.4～2.1。

在本实施方式中，作为适合的棱镜54的材料，采用了大约是折射率n1＝1.5的丙烯酸树脂。

另外，第二反射面542的反射位置P2处的用于使来自反射位置P1的检测光进行全反射的折射率n1的适合的范围也与第一反射面541的反射位置P1的条件相同，因此作为棱镜54的材料，能够采用丙烯酸树脂。

此外，关于棱镜54，也可以采用折射率满足上述数值范围、透光性良好、难以由于润滑油而发生变质的其他材料。

[油量检测装置：液面高度和第一及第二发光元件的检测状态的关系]

接下来，通过图3及图4，关于油箱4内的液面高度和发光元件51、第一及第二受光元件52、53的检测状态进行说明。图4是表示第一及第二受光元件52、53的检测状态和该各状态下的液面高度的关系的图表。在图4中，在受光元件52、53检测到检测光的情况下记载为“〇”，在没有检测到的情况下记载为“×”。

在图3中，来自发光元件51的检测光的反射位置P1的液面高度为h1，向第一受光元件52反射的反射位置P2的液面高度为h2。

在油箱4内的润滑油的液面高度高于h1的情况下，来自发光元件51的检测光在反射位置P1处透过，因此在第一受光元件52及第二受光元件53中均不会检测到检测光。

另外，在油箱4内的润滑油的液面高度高于h2而低于h1的情况下，来自发光元件51的检测光在反射位置P1向下方反射，在反射位置P2处透过，因此在第一受光元件52中没有检测到检测光，在第二受光元件53中检测到检测光。

另外，在油箱4内的润滑油的液面高度低于h2的情况下，来自发光元件51的检测光在反射位置P1进行反射，在反射位置P2也进行反射，因此在第一受光元件52中检测到检测光，在第二受光元件53中没有检测到检测光。

如上所述，根据第一及第二受光元件52、53的检测的检测到/未检测到的组合，能够按照三个阶段识别油箱4内的润滑油的液面高度而进行检测。

成为基准的液面高度h1、h2能够通过对发光元件51及第一受光元件52相对于棱镜54的设置高度或者光轴的朝向进行变更而实施调整。

而且，优选将上侧的基准液面高度h1例如设定为油箱4内的润滑油的容许最大量(不需要超过该最大量的供油的高度)，将下侧的基准液面高度h2例如设定为油箱4内的润滑油的容许最小量(需要进行供油的高度)。

[油量检测的控制系统]

图5是表示缝纫机1所具有的油量检测装置5的控制系统的框图。

如图所示，缝纫机1具有进行油量检测装置5的控制的控制装置6。而且，前述的油量检测装置5的发光元件51经由使该发光元件51发光的驱动电路即驱动器51a而与控制装置6连接，油量检测装置5的第一及第二受光元件52、53分别经由I/F 52a、53a而与控制装置6连接。

控制装置6具有：执行油量检测处理程序的CPU、成为CPU的作业区域的RAM、收容有油量检测处理程序的程序存储器、以及收容有检测条件(表示前述的第一及第二受光元件52、53的检测状态和该各状态下的液面高度的关系的图4的数据)等的初始数据的数据存储器等(省略图示)。

另外，在控制装置6附设有显示部61，该显示部61具有用于将处理结果输出至外部的显示画面。此外，显示部61可以利用进行缝纫机整体的操作输入的操作面板的显示画面，也可以由表示油箱4内的油量的多个显示灯构成。

图6是表示上述控制装置6基于油量检测处理程序执行的油量检测处理的流程图。

此外，该油量检测处理在缝纫机1的主电源接通时周期性地执行。

首先，控制装置6使油量检测装置5的发光元件51点灯(步骤S1)。

而且，判定在第一受光元件52中是否检测到检测光(步骤S3)。其结果，在第一受光元件52中检测到检测光的情况下(步骤S3：YES)，是油箱4内的润滑油低于液面高度h2的状态，因此在显示部61中，进行提示向油箱4供油的显示(步骤S11)，结束处理。

另外，在第一受光元件52中没有检测到检测光的情况下(步骤S3：NO)，判定在第二受光元件53中是否检测到检测光(步骤S5)。其结果，在第二受光元件53中检测到检测光的情况下(步骤S5：YES)，是油箱4内的润滑油处在液面高度h2和液面高度h1之间的状态，因此在显示部61中，进行表示油箱4的油量适量的显示(步骤S9)，结束处理。此外，在油量为适量时，也可以不进行任何显示。

另外，在第二受光元件53中没有检测到检测光的情况下(步骤S5：NO)，是油箱4内的润滑油高于液面高度h1的状态，因此在显示部61中，进行表示油箱4的油量满箱的显示(步骤S7)，结束处理。

[实施方式的效果]

如以上所述，在缝纫机1的油量检测装置5中，棱镜54具有将来自发光元件51的检测光向下方反射的第一反射面541和将由该第一反射面541反射出的检测光向第一受光元件52反射的第二反射面542，第一反射面541和第二反射面542具有各自的检测光的反射位置P1、P2处于润滑油的液面下的情况下将检测光透过的折射率，第二受光元件53设置于检测光透过棱镜54的第二反射面542的行进路线上。

因此，能够对应于油箱4的液面高度，使第一及第二受光元件52、53的检测光的受光的有无独立地变化，根据这些受光状态的组合，能够识别并检测出三个阶段的液面高度状态，能够提高油量检测装置5的便利性。

另外，缝纫机1的油量检测装置5具有对检测出的三个阶段的液面高度状态进行显示的显示部61，因此能够使缝纫机的使用者有效地识别油箱内的润滑油量。

并且，通过将上侧的基准液面高度h1例如设定为油箱4内的润滑油的容许最大量，从而在油箱4补充润滑油时，能够使作业者知晓油箱4的满箱状态，能够避免由润滑油的过量供给而引起的泄漏等。

另外，通过将下侧的基准液面高度h2例如设定为油箱4内的润滑油的容许最小量，从而在油箱4的润滑油剩余量变少的情况下，能够提示作业者进行润滑油的补充，能够避免由润滑油不足而引起的各机构的发热、烧结等。

另外，将棱镜54的第一反射面541和第二反射面542设为构成垂直的形状，因此能够将发光元件51及第一受光元件52的光轴平行地配置，通过将这些光轴以水平的方式进行配置，从而能够容易且高精度地设定基准液面高度h1、h2。

另外，棱镜54设为在作为同一平面的入射/出射面543具有来自发光元件51的检测光的入射面和向第一受光元件52的检测光的出射面的形状，因此能够将棱镜54的形状简化，实现制造成本的降低。

另外，棱镜配置为入射/出射面543沿铅垂上下方向，因此能够配置为棱镜54相对于油箱4的表面不凸出，能够将油量检测装置5的设置空间缩小化，实现缝纫机1的小型化。

另外，将棱镜54由丙烯酸树脂形成，因此能够实现折射率的优化，能够良好地进行油箱4内的润滑油的液面检测。

[其他]

此外，对油箱4整体性地由透光性材料形成的情况进行了例示，但并不限定于此，也可以是仅将油箱4中的向第二受光元件53的相对部分由透光性材料形成，整体由非透光性材料形成。

另外，关于棱镜54的形状，能够如图7(A)～图7(C)所示进行适当变更。

例如，如图7(A)所示，可以形成为将第一反射面541和第二反射面542的直角交叉部分设为平滑的梯形状。在该情况下，能够减少棱镜54向Y轴方向的凸出量，因此关于油箱4也能够同样地实现小型化。

另外，如图7(B)及图7(C)所示，也可以不使来自发光元件51的检测光的入射面543a和向第一受光元件52的检测光的出射面543b处于同一平面上而进行分离。在该情况下，能够与油箱4的外部形状相对应地将入射面543a和出射面543b分离配置，能够提高油箱4的外部形状的设计的自由度。

此外，关于棱镜54的形状变更，应该在不妨碍前述的检测光的光路、不产生变更的范围内进行。

另外，能够在各反射面541、542中预定的高度设定反射位置P1、P2，能够根据润滑油是否达到反射位置P1、P2而对反射和透过进行切换，在第一和第二受光元件52、53各自能够对反射出的检测光进行受光，可在满足上述条件的范围适当地变更棱镜54的各部的角度θα、θβ、发光元件51和第一及第二受光元件52、53的配置及光轴的朝向等。

Claims (9)

1.一种缝纫机的油量检测装置，其特征在于，具有：

发光元件，其射出用于对油箱内的润滑油的油量进行检测的检测光；

第一受光元件，其与所述发光元件相比配置于下方；

第二受光元件，其与所述第一受光元件相比配置于下方；以及

棱镜，其对应于所述油箱内的润滑油的油量而将所述检测光引导至所述第一或所述第二受光元件，

所述棱镜具有：第一反射面，其将来自所述发光元件的检测光向下方反射；以及第二反射面，其将由该第一反射面反射出的检测光朝向第一受光元件反射，

所述第一反射面和所述第二反射面以与油箱内的润滑油接触的配置沿上下排列设置，

所述棱镜由具有在所述第一反射面和所述第二反射面各自的所述检测光的反射位置处于所述润滑油的液面下的情况下使所述检测光透过的折射率的材料构成，

所述第二受光元件设置于由所述第一反射面反射出的所述检测光透过所述棱镜的所述第二反射面的行进路线上。

2.根据权利要求1所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

所述油量检测装置根据通过所述第一受光元件和所述第二受光元件实现的检测光的受光状态的组合，识别并检测出三个阶段的液面高度状态。

3.根据权利要求2所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

所述油量检测装置具有显示部，

所述显示部对检测出的液面高度状态进行显示。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

所述棱镜的所述第一反射面和所述第二反射面是垂直的。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

所述棱镜中的来自所述发光元件的所述检测光的入射面和向所述第一受光元件的所述检测光的出射面是同一平面。

6.根据权利要求4所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，所述棱镜中的来自所述发光元件的所述检测光的入射面和向所述第一受光元件的所述检测光的出射面是同一平面。

7.根据权利要求5所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

具有来自所述发光元件的所述检测光的入射面和向所述第一受光元件的所述检测光的出射面的所述同一平面，沿铅垂上下方向配置。

8.根据权利要求6所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

具有来自所述发光元件的所述检测光的入射面和向所述第一受光元件的所述检测光的出射面的所述同一平面，沿铅垂上下方向配置。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的缝纫机的油量检测装置，其特征在于，

所述棱镜由丙烯酸树脂构成。