DE102015120593A1

DE102015120593A1 - Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung bei einer Nähmaschine

Info

Publication number: DE102015120593A1
Application number: DE102015120593.9A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Tanaka; Etsuo Nemoto; Masaru Saitou
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2016-06-02
Also published as: JP2016101183A; CN105648671A; CN105648671B; JP6425512B2

Abstract

Bei einer zur Verwendung an einer Nähmaschine vorgesehenen Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung zum Detektieren eines Nadelfadens mittels eines photoelektrischen Sensors, wobei der Nadelfaden sich von einer durch einen Stoff hindurch gedrungenen Nähmaschinennadel erstreckt, von einer Spitze 1a eines Horizontalschiffchens 1 erfasst wird und durch das Horizontalschiffchen hindurch passiert, um durch einen Spulenfaden hindurch zu passieren, wodurch Stichauslassen und Fadenbruch detektiert werden, ist ein von einem Lichtemissionsteil 13 zu einem Lichtempfangsteil 15 des photoelektrischen Sensors reichender Lichtpfad L1 gesetzt, durch den Passagebereich des Nadelfadens hindurch zu passieren und das Horizontalschiffchen orthogonal zur Rotationsachse A1 des Horizontalschiffchens zu queren. Die Passage des Nadelfadens wird gemäß der Lichtmenge detektiert, welche von dem Lichtempfangsteil empfangen wird. Der Lichtempfangsteil ist auf der Seite F1 angeordnet, wohin die Spitze, welche den Nadelfaden erfasst hat, vorrückt. Die optische Achse von Licht, welches von dem Lichtemissionsteil auszusenden ist, koinzidiert mit der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung an einer Nähmaschine zum Detektieren eines Nadelfadens mittels eines photoelektrischen Sensors, wobei der Nadelfaden sich von einer durch einen Stoff hindurch gedrungenen Nähmaschinennadel erstreckt, von der Spitze eines Schiffchens erfasst und durch das Schiffchen hindurch passieren gelassen wird, um durch einen Spulenfaden hindurch zu passieren, wodurch Stichauslassen und Fadenbruch detektiert werden.
STAND DER TECHNIK
Nähen auf einer Nähmaschine erfolgt dadurch, dass ein Nadelfaden und ein Spulenfaden nach Bedarf miteinander verschlungen werden, um dadurch einen Stich zu bilden. Insbesondere durchdringt eine Nähmaschinennadel mit einem Nadelfaden den Stoff, ragt an der Unterseite des Stoffs heraus und steigt dann auf, wobei, wenn die Maschinennadel, die einen unteren Totpunkt erreicht hat, ihren Hochgang antritt, der Nadelfaden gelöst wird, um eine Schleife zu bilden. Gleichzeitig erfasst ein Schiffchen, welches gekoppelt mit der Vertikalbewegung der Maschinennadel rotiert, den schleifenförmigen Nadelfaden mit seiner Spitze, und zwar bei einer Position, bei der sich die Maschinennadel etwas über den unteren Totpunkt hinaus aufwärts bewegt hat. Das Schiffchen rotiert und eine Balance-Einrichtung steigt auf, und zwar bei einer Position, bei der die Spitze eine bestimmte Position passiert hat, wodurch der schleifenförmige Nadelfaden von der Schiffchenspitze entfernt und nach oben gezogen wird. Somit wird der Spulenfaden, der ein Spulengehäuse verlassen und den Stoff erreicht hat, mit dem Nadelfaden verschlungen, um einen Stich zu bilden.
Bei einem derartigen Nähvorgang ergibt es sich in manchen Fällen aufgrund einer Nichtübereinstimmung zwischen der Vertikalbewegung der Maschinennadel und dem Timing der Rotation des Schiffchens oder aufgrund des Spannungsgrads der Fäden oder dergleichen, dass es der Schiffchenspitze nicht gelingt, die Schleife aufzugreifen; dies führt zu Stichauslassen, wobei ein oder mehrere Stiche ausgelassen werden. Ferner erfolgt auch bei Bruch des Nadelfadens keine Stichbildung.
Im Hinblick auf die oben genannte Problematik wird gemäß einem Verfahren zum Detektieren von Stichauslassen an einer Nähmaschine, welches in der JPA-Veröffentlichung Nr. 2000-197786 offenbart ist, bei einer Nähmaschine, bei der ein von der Spitze eines Schiffchens erfasster Nadelfaden einmal passiert, während sich eine Nähmaschinennadel einmal vertikal bewegt und in diesem Fall der vorderseitige Fadenteil des schleifenförmigen Nadelfadens die Oberfläche eines in dem Schiffchen aufgenommenen Spulengehäuses quert, die Anwesenheit oder Abwesenheit des querenden vorderseitigen Fadenteils auf berührungslose Weise mittels eines photoelektrischen Detektors detektiert, der dazu in der Lage ist, auf ein Reflexionslicht anzusprechen. Hierzu ist der photoelektrische Detektor angeordnet, ein Licht in Richtung auf die Oberfläche des Spulengehäuses abzustrahlen (bei einer Ausführungsform in einem Winkel von ungefähr 45° zur Rotationsachse des Schiffchens). Ferner kann gemäß der in der JPA-Veröffentlichung Nr. 2000-197786 offenbarten Erfindung der photoelektrische Detektor vorzugsweise als photoelektrischer Farbdifferenzdetektor aufgebaut sein, der dazu in der Lage ist, die Farbe des Fadens durch Vergleich mit der Farbe der Oberfläche des Spulengehäuses zu erkennen.
Jedoch kommt es bei der in der JPA-Veröffentlichung Nr. 2000-197786 offenbarten Erfindung bei der Detektion der Passage des Nadelfadens mittels eines photoelektrischen Sensors vom Reflexionstyp zum Ausstrahlen eines Lichts in Richtung auf die Oberfläche des Spulengehäuses zu folgenden Problemen.
Erstens: weil das Licht in Richtung auf die Oberfläche des Spulengehäuses abgestrahlt wird, ergibt es sich in einer Phase, die auf den Rotationszyklus des Schiffchens begrenzt ist, dass sich mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Schiffchens die Detektionszeit des Nadelfadens durch den photoelektrischen Sensor verkürzt, wodurch die Möglichkeit größer wird, dass es dem Sensor nicht gelingt, die tatsächlich stattfindende Passage des Nadelfadens zu detektieren, und der Sensor somit fälschlicherweise bestimmt, dass der Faden nicht passiert hat.
Ferner lässt sich das Stichauslass-Detektierverfahren der JPA-Veröffentlichung Nr. 2000-197786 nur schwer auf eine Nähmaschine anwenden, welche ein Horizontalschiffchen umfasst. In dem Bereich, der gegenüber (oberhalb) der Oberfläche des in dem Horizontalschiffchen aufzunehmenden Spulengehäuses liegt, befinden sich eine Nadelplatte und ein Nadelplattenschieber, was die Anordnung des photoelektrischen Sensors in der Weise, dass dieser ein Licht in Richtung auf die Oberfläche des in dem Horizontalschiffchen aufzunehmenden Spulengehäuses abstrahlen kann, erschwert.
Ferner: weil in jedem Fall eine der Reflexionslichtstrahlungen, welche sind das Reflexionslicht der Oberfläche des Spulengehäuses und das Reflexionslicht des passierenden Nadelfadens, von dem photoelektrischen Sensor empfangen wird, muss die Passage des Nadelfadens durch einen Vergleich dieser Reflexionslichtstrahlungen detektiert werden. In der JPA-Veröffentlichung Nr. 2000-197786 wird die Nadelpassage gemäß einer Farbdifferenz detektiert. Für eine hochempfindliche Detektion wird ein spezieller photoelektrischer Sensor benötigt und nicht nur ein kostengünstiger Universalsensor.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit liegt bei einer Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung an einer Nähmaschine zum Detektieren eines Nadelfadens mittels eines photoelektrischen Sensors, wobei der Nadelfaden sich von einer durch einen Stoff hindurch gedrungenen Nähmaschinennadel erstreckt, von der Spitze eines Schiffchens erfasst und durch das Schiffchen hindurch passieren gelassen wird, um durch einen Spulenfaden hindurch zu passieren, wodurch Stichauslassen und Fadenbruch detektiert werden, die Aufgabe der Erfindung darin, die Anwendung der Vorrichtung auf ein Horizontalschiffchen zu erleichtern, die Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion durch die Vorrichtung zu verbessern und eine kostengünstige Realisierung der Vorrichtung zu ermöglichen. Die Detektiervorrichtung weist eines der folgenden Merkmale (1)~(6) auf.

(1) Zur Verwendung an einer Nähmaschine vorgesehene Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung zum Detektieren eines Nadelfadens mittels eines photoelektrischen Sensors, wobei der Nadelfaden sich von einer durch einen Stoff hindurch gedrungenen Nähmaschinennadel erstreckt, von der Spitze eines Schiffchens erfasst wird und durch das Schiffchen hindurch passiert, um durch einen Spulenfaden hindurch zu passieren, wodurch Stichauslassen und Fadenbruch detektiert werden, wobei ein Lichtpfad, welcher von einem Lichtemissionsteil zu einem Lichtempfangsteil des photoelektrischen Sensors reicht, gesetzt ist, durch den Passagebereich des Nadelfadens hindurch zu passieren und das Schiffchen orthogonal zur Rotationsachse des Schiffchens zu queren, und wobei die Passage des Nadelfadens gemäß der Lichtmenge detektiert wird, welche von dem Lichtempfangsteil empfangen wird.
(2) Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (1) aufgeführten Merkmal, wobei, wenn die zwei Seiten des Schiffchens durch eine die Rotationsachse und die Mittelachse der Nähmaschine enthaltende Ebene voneinander getrennt sind, der Lichtemissionsteil auf der Seite angeordnet ist, wohin die Spitze, welche den Nadelfaden erfasst hat, vorrückt.
(3) Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (1) oder (2) aufgeführten Merkmal, wobei die optische Achse eines von dem Lichtemissionsteil zu emittierenden Lichts mit der Endfläche des Schiffchens koinzidiert, welche auf der Seite angeordnet ist, die einer Unterwelle zum Übertragen von Rotationsleistung auf das Schiffchen gegenüberliegt.
(4) Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in einem der Punkte (1) bis (3) aufgeführten Merkmal, wobei das Schiffchen ein Horizontalschiffchen ist.
(5) Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (1) oder (2) aufgeführten Merkmal, wobei der Lichtempfangsteil von mehrfachen Lichtempfangselementen gebildet ist und wobei die Lichtempfangselemente jeweils in unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Positionen angeordnet sind.
(6) Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (5) aufgeführten Merkmal, wobei die mehrfachen Lichtempfangselemente die jeweils von ihnen empfangenen Lichtmengen detektieren.

Gemäß der Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (1) aufgeführten Merkmal ergibt es sich dadurch, dass der optische Pfad von dem Lichtemissionsteil zu dem Lichtempfangsteil des photoelektrischen Sensors gesetzt ist, durch den Passagebereich des Nadelfadens hindurch zu passieren und das Schiffchen orthogonal zur Rotationsachse des Schiffchens zu queren, dass die Bewegungsrichtung des Nadelfadens, der sich bewegt, während er von der Spitze des Schiffchens erfasst wird, und die Querungsrichtung des Lichtpfads einander angenähert werden und sich die Zeitspanne verlängert, in der der Lichtpfad zu dem Lichtempfangsteil durch den Nadelfaden blockiert wird, wodurch die Detektionszeit des Nadelfadens durch den photoelektrischen Sensor verlängert wird. Dies verbessert die Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion. Dies erleichtert ferner die Anwendung des photoelektrischen Sensors auf das Horizontalschiffchen durch Einfügen des Lichtpfads von dem Lichtemissionsteil zu dem Lichtempfangsteil in einen Zwischenraum zwischen der oberen Endfläche des Horizontalschiffchens und einer Nadelplatte oder dergleichen.
Ferner: da die Detektion gemäß einer Differenz zwischen den empfangenen Lichtmengen, wenn der Lichtpfad zu dem Lichtempfangsteil durch den Nadelfaden blockiert bzw. nicht blockiert ist, erfolgt, kann selbst bei Anwendung kostengünstiger Universal-Lichtemissions- und -Lichtempfangselemente als photoelektrischer Sensor eine ausreichende Detektionsgenauigkeit bereitgestellt werden.
Im letzteren Halbabschnitt um das Schiffchen, wo der Nadelfaden durch das Schiffchen hindurch passiert, ist infolge des Heraustretens des Nadelfadens aus dem Schiffchen das Verhalten des Schleifenbereichs des Nadelfadens instabil, verglichen mit dem Abschnitt, wo die erstere Hälfte des Nadelfadens von der Spitze gezogen wird. Ferner: wenn sich das Licht der lichtemittierenden Diode oder dergleichen ausbreitet, dann ergibt es sich, dass mit kleiner werdender Distanz von dem Lichtemissionsteil des photoelektrischen Sensors zu dem zu detektierenden Objekt der von dem zu detektierenden Objekt gelieferte Schatten größer wird, wodurch Variationen der von dem Lichtempfangsteil empfangenen Lichtmenge eindeutig sind und dadurch die Detektion solcher Variationen erleichtert ist.
Gemäß der Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (2) aufgeführten Merkmal kann in dem Abschnitt, in dem die erstere Hälfte des Nadelfadens von der Spitze gezogen wird, ein Licht von dem in der Nähe des Nadelfadens befindlichen Lichtemissionsteil abgestrahlt werden, und Variationen der empfangenen Lichtmenge lassen sich auf stabile und eindeutige Weise detektieren, wodurch eine Verbesserung der Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion ermöglicht ist.
In dem Fall, dass die optische Achse des Lichts, welches von dem Lichtemissionsteil des photoelektrischen Sensors emittiert wird, nach außen von der Endfläche des Schiffchens entfernt ist, wird bei Einstrahlung des Lichts auf den passierenden Nadelfaden der Schatten desselben auf das Schiffchen projiziert, was Anlass zu der Befürchtung gibt, dass Variationen der empfangenen Lichtmenge, welche durch die Passage des Nadelfadens verursacht werden, nicht hinreichend in dem Lichtempfangsteil detektiert werden können. Andererseits, wenn die optische Achse des Lichts, welches von dem Lichtemissionsteil des photoelektrischen Sensors emittiert wird, das Schiffchen quert, dann tritt der passierende Nadelfaden in den Schatten des Schiffchens ein, was Anlass zu der Befürchtung gibt, dass Variationen der empfangenen Lichtmenge, welche durch die Passage des Nadelfadens verursacht werden, nicht hinreichend in dem Lichtempfangsteil detektiert werden können.
Gemäß der Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (3) aufgeführten Merkmal ergibt es sich dadurch, dass die optische Achse des Lichts, welches von dem Lichtemissionsteil emittiert wird, mit der Endfläche des Schiffchens koinzidiert, dass weder der Schatten des passierenden Nadelfadens auf das Schiffchen projiziert wird, noch der passierende Nadelfaden in den Schatten des Schiffchens eintritt; vielmehr können Variationen der empfangenen Lichtmenge, welche durch die Passage des Nadelfadens verursacht werden, hinreichend in dem Lichtempfangsteil detektiert werden, wodurch eine Verbesserung der Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion ermöglicht ist.
Gemäß der Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (4) aufgeführten Merkmal kann der durch das Horizontalschiffchen hindurch passierende Nadelfaden von dem photoelektrischen Sensor detektiert werden, wodurch die Stichauslass- und Fadenbruchdetektion ermöglicht ist.
Gemäß der Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (5) aufgeführten Merkmal lässt sich dann, wenn die mehrfachen Lichtempfangselemente des Lichtempfangsteils des photoelektrischen Sensors jeweils in unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Positionen angeordnet sind, ein Lichtempfangsteil mit einem breiten Detektionsbereich kostengünstig aufbauen.
Gemäß der Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung mit dem in (6) aufgeführten Merkmal kann die finale Detektion von Stichauslassen und Fadenbruch gemäß den Detektionsergebnissen der mehrfachen Lichtempfangselemente erfolgen, wodurch es ermöglicht ist, die Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion zu verbessern.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines zentrierten Horizontalschiffchenbereichs einer Nähmaschine, welche eine Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung (im Folgenden Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung genannt) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Bereichs, und zwar von einem Winkel aus gesehen, der von demjenigen von 1 verschieden ist.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Steuersystems der Nähmaschine, welche die Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung umfasst.
4 zeigt ein Wellenformdiagramm eines Ausgangssignals eines in der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung enthaltenen photoelektrischen Sensors, mit einem Encoder-Z-Phasensignal.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Stichauslass-(etc.-)Detektionsprozessierungsoperation mittels der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
6A ist eine typische Draufsicht und 6B ist ein vertikaler Schnitt eines Schiffchens und des Lichtemissionsteils eines photoelektrischen Sensors der Nähmaschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
7 zeigt einen typischen vertikalen Schnitt des Schiffchens und des Lichtemissionsteils des photoelektrischen Sensors der Nähmaschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung, wobei ein weiteres Beispiel für die Anordnung des Lichtemissionsteils dargestellt ist.
8 zeigt einen typischen vertikalen Schnitt des Schiffchens und des Lichtemissionsteils des photoelektrischen Sensors der Nähmaschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung, wobei ein weiteres Beispiel für die Anordnung des Lichtemissionsteils dargestellt ist.
9A zeigt eine typische Darstellung einer Anordnung von drei Lichtempfangselementen, welche den Lichtempfangsteil des photoelektrischen Sensors gemäß der Ausführungsform der Erfindung bilden; 9B zeigt ein Parallelschaltungsdiagramm der drei Lichtempfangselemente und 9C eine typische Darstellung einer Kombination aus einem oberen und einem unteren Sensorbereich.
10A, 10B, 10C und 10D zeigen typische Darstellungen verschiedener Zustände eines Nadelfadens, welcher durch ein Schiffchen hindurch passiert, mit dem Lichtempfangsteil von 9 zusammen angeordnet.
11A zeigt eine typische Wellenform-Darstellung von Variationen der Gesamtzeiten der drei Lichtempfangselemente, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10A passiert, 11B zeigt eine typische Wellenform-Darstellung von Variationen der Gesamtzeiten der drei Lichtempfangselemente, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10B passiert, 11C zeigt eine typische Wellenform-Darstellung von Variationen der Gesamtzeiten der drei Lichtempfangselemente, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10C passiert, und 11D zeigt eine typische Wellenform-Darstellung von Variationen der Gesamtzeiten der drei Lichtempfangselemente, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10D passiert.
12A1 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten von zwei oberen Lichtempfangselementen, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10A passiert, 12A2 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten von zwei unteren Lichtempfangselementen; 12B1 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten der zwei oberen Lichtempfangselemente, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10B passiert, 12B2 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten von zwei unteren Lichtempfangselementen; 12C1 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten der zwei oberen Lichtempfangselemente, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10C passiert, und 12C2 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten der zwei unteren Lichtempfangselemente; und 12D1 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten von zwei oberen Lichtempfangselementen, wenn der Nadelfaden im Zustand von 10D passiert, 12D2 zeigt ein typisches Wellenform-Diagramm von Variationen der Gesamtzeiten der zwei unteren Lichtempfangselemente.
DETAILBESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen folgt nun eine Beschreibung einer Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung an einer Nähmaschine gemäß der Erfindung.
1 und 2 zeigen in perspektivischer Darstellung einen Horizontalschiffchen-Zentrierbereich einer Nähmaschine, welche eine Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst, und 3 zeigt ein Blockdiagramm derselben.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung 10 einen photoelektrischen Sensor 11 und ein CPU-Substrat 12. Das CPU-Substrat 12 ist mit dem photoelektrischen Sensor 11 und einem Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 verbunden. Der photoelektrische Sensor 11 umfasst einen Lichtemissionsteil 13 und dessen Antriebsteil 14 sowie einen Lichtempfangsteil 15 und dessen Signalverstärkungsteil 16.
1 und 2 zeigen ein Horizontalschiffchen 1, ein Nadelloch 2, den Lichtemissionsteil 13 und den Lichtempfangsteil 15. Das Horizontalschiffchen 1 weist eine Spitze 1a auf und rotiert horizontal in Richtung des Pfeils F.
Wenn eine Nähmaschinennadel (nicht gezeigt) in das Nadelloch 2 niederfällt, den unteren Totpunkt erreicht und dann ansteigt, bildet der Nadelfaden eine Schleife. Während die Spitze 1a die Schleife des Nadelfadens erfasst, rotiert das Horizontalschiffchen 1 in Richtung des Pfeils F. Wenn sich das Horizontalschiffchen 1 um ungefähr eine Halbrotation weiter dreht, wird der Nadelfaden von der Maschinennadel gezogen, um aus dem Horizontalschiffchen 1 herauszuschlüpfen, und die Schleife des Nadelfadens passiert durch das Horizontalschiffchen 1 hindurch. Das heißt, beim Nähen wird der sich von der durch einen Stoff hindurchgetretenen Maschinennadel erstreckende Nadelfaden von der Spitze 1a des Horizontalschiffchens 1 aufgenommen und passiert oberhalb des Horizontalschiffchens 1, um durch einen Spulenfaden hindurch zu passieren. Der durch das Horizontalschiffchen 1 hindurch passierende Nadelfaden wird von dem photoelektrischen Sensor 11 detektiert.
Ein Lichtpfad L1, welcher von dem Lichtemissionsteil 13 bis zu dem Lichtempfangsteil 15 des photoelektrischen Sensors 11 reicht, ist gesetzt, um durch den Passagebereich des Nadelfadens hindurch zu passieren und das Horizontalschiffchen 1 orthogonal zur Rotationsachse A1 des Horizontalschiffchens 1 zu queren. Bei dieser Ausführungsform ist es aufgrund der Verwendung des horizontalen Schiffchens 1 so, dass der Lichtpfad L1 gerade oberhalb der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1 quert. Trennt man die zwei Seiten des Horizontalschiffchens 1 durch eine Ebene voneinander, welche die Rotationsachse A1 des Horizontalschiffchens 1 und die Mittelachse A2 der Maschinennadel enthält, so liegt der Lichtemissionsteil 13 auf der Seite F1, zu der die Spitze 1a, welche den Nadelfaden 3 aufgegriffen hat, vorrückt. Der Lichtempfangsteil 15 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite F2. Wenn an der gezeigten Position des Lichtempfangsteils 15 ein Spiegel angeordnet und das Licht von dem Lichtemissionsteil 13 in Richtung auf die Seite F1 zurückreflektiert wird, dann kann der Lichtempfangsteil 15 auch auf der gleichen Seite wie der Lichtemissionsteil 13, d. h. auf der Seite F1, liegen.
Das CPU-Substrat 12 fungiert als eine Einrichtung zum Detektieren der Passage des Nadelfadens 3 basierend auf der Lichtmenge, welche von dem Lichtempfangsteil 15 empfangen wird.
In das Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 wird das von einem Encoder 21 ausgegebene Phasensignal der Oberwelle (Hauptwelle) der Nähmaschine eingespeist. Ein Encoder-A-Phasensignal 31, welches von dem Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 in das CPU-Substrat 12 einzuspeisen ist, ist ein Kleinste-Einheit-Signal, wobei in der vorliegenden Ausführungsform 1 Puls bei einer Oberwellenrotation von 1° ausgegeben wird. Ein Encoder-Z-Phasensignal 32, welches von dem Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 in das CPU-Substrat 12 einzugeben ist, ist ein Pulssignal, bei dem ein Zyklus einer Umdrehung der Oberwelle entspricht. Während sich die Oberwelle einmal dreht, dreht sich das Horizontalschiffchen zweimal und die Maschinennadel bewegt sich einmal hin und her.
Ein Antriebssteuersignal von dem CPU-Substrat 12 wird dem Antriebsteil 14 des photoelektrischen Sensors 11 zugeführt, wodurch der Lichtemissionsteil 13 angetrieben wird, ein Licht auszusenden. Ein photoelektrisches Umwandlungssignal, welches zu der empfangenen Lichtmenge des Lichtempfangsteils 15 korrespondiert, wird mittels des Signalverstärkungsteils 16 verstärkt und in ein Ausgangssignal 34 umgewandelt, welches dann dem CPU-Substrat 12 zugeführt wird. Ein Nadelfadendetektionsbereich wird vorab gesetzt, und zwar in einem Phasenbereich, in dem, wenn die Spitze 1a den Nadelfaden 3 aufnimmt, der Nadelfaden 3 den von dem Lichtemissionsteil 13 bis zu dem Lichtempfangsteil 15 des photoelektrischen Sensors 11 reichenden Lichtpfad L1 blockiert, oder in einem Phasenbereich, der einen solchen Bereich enthält.
Basierend auf dem Encoder-A-Phasensignal 31 und dem Encoder-Z-Phasensignal 32 prüft das CPU-Substrat 12, ob das Ausgangssignal 34 des photoelektrischen Sensors 11 durch die Passage des Nadelfadens 3 in dem Nadelfadendetektionsbereich verändert wird oder nicht. Insbesondere bestimmt das CPU-Substrat 12 dann, wenn irgendeine durch die Passage des Nadelfadens 3 verursachte Änderung erkannt wird, dass der Nadelfaden 3 normal passiert hat, d. h. dass kein Stichauslassen oder Fadenbruch aufgetreten ist; und das CPU-Substrat 12 bestimmt dann, wenn keine durch die Passage des Nadelfadens 3 verursachte Änderung erkannt wird, der Nadelfadendetektionsbereich aber beendet ist, dass Stichauslassen oder Fadenbruch eingetreten ist, wobei es ein Stichauslass-(etc.-)Detektionssignal 33 an das Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 ausgibt.
4 zeigt einen Teil der Wellenform des Ausgangssignals 34 des photoelektrischen Sensors 11, welches von einem externen Computer 30, der mit dem CPU-Substrat 12 verbunden ist, überwacht wird.
Es folgt nun eine Beschreibung einer Stichauslass-(etc.-)Detektionsprozessierungsoperation anhand eines Ablaufdiagramms, welches in 5 gezeigt ist.
Zunächst, beim Start der Stichauslass-(etc.-)Detektionsprozessierungsoperation, schaltet das CPU-Substrat 12 ein Stichauslass-(etc.-)Detektions-Flag aus (Schritt S1).
Der A/D des CPU-Substrats 12 wandelt das Ausgangssignal 34 des photoelektrischen Sensors 11 um, um einen photoelektrischen Sensorwert zu erhalten (Schritt S2).
Als Nächstes berechnet das CPU-Substrat 12 einen Oberwellenwinkel basierend auf dem Encoder-A-Phasensignal 31 und dem Encoder-Z-Phasensignal 32, und wenn der Oberwellenwinkel innerhalb des Nadelfadendetektionsbereichs liegt (JA in Schritt S3), dann schaltet es das Stichauslass-(etc.-)Detektions-Flag ein (Schritt S4). Davor liegt der Armwellenwinkel vor dem Nadelfadendetektionsbereich: NEIN in Schritt S3 und NEIN in Schritt S8, wodurch die Prozessierung zu Schritt S2 zurückgeht.
Wenn der Nadelfaden 3 bei seiner Passage durch das Horizontalschiffchen 1 hindurch den Lichtpfad L1 zwischen dem Lichtemissionsteil 13 und dem Lichtempfangsteil 15 blockiert, verändert sich die Lichtmenge, die von dem Lichtempfangsteil 15 empfangen wird. Wie in 4 gezeigt, erfährt das Ausgangssignal 34 des photoelektrischen Sensors 11 an einem Ort 34a eine Änderung, wobei sich der veränderte Ort 34a aufgrund der Blockierung des Lichtpfads L1 durch den Nadelfaden 3 ergibt. Wird eine solche Änderung erkannt, bestimmt das CPU-Substrat 12, dass der Nadelfaden 3 detektiert ist.
Das CPU-Substrat 12 prüft anhand des photoelektrischen Sensorwertes, ob der Nadelfaden 3 in dem Nadelfadendetektionsbereich anwesend ist oder nicht, und wenn der Nadelfaden 3 detektiert wird (JA in Schritt S5), dann schaltet es das Stichauslass-(etc.-)Detektions-Flag aus (Schritt S6). Nach Detektion des Nadelfadens wird, wenn der Oberwellenwinkel innerhalb des Nadelfadendetektionsbereichs liegt, die Prozessierung geschleift (JA in Schritt S7), und wenn der Oberwellenwinkel den Nadelfadendetektionsbereich passiert hat, geht die Prozessierung zu Schritt S2 zurück (NEIN in Schritt S7), und danach, bevor er in den Nadelfadendetektionsbereich eintritt: NEIN in Schritt S3 und NEIN in Schritt S8, wodurch die Prozessierung zu Schritt S2 zurückkehrt.
Andererseits, wenn der Nadelfaden 3 in dem Nadelfadendetektionsbereich nicht detektiert wird, tatsächlich aber durch den Nadelfadendetektionsbereich hindurch passiert: NEIN in Schritt S5, wodurch die Prozessierung zu Schritt S2 zurückkehrt, und NEIN in Schritt S3, wodurch die Prozessierung zu Schritt S8 geht.
In Schritt S8 wird das Stichauslass-(etc.-)Detektions-Flag auf seinen EIN- oder AUS-Zustand geprüft, und wenn es auf EIN steht, wird bestimmt, dass Stichauslassen oder Fadenbruch aufgetreten ist, und in Schritt S9 erfolgt Ausgabe des Stichauslass-(etc.-)Detektionssignals 33 an das Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20.
Hierbei führt das Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 bei Empfang des Stichauslass-(etc.-)Detektionssignals 33 eine Nähoperationsstoppsteuerung und Meldesteuerung aus, um einen Nutzer über eine Anzeigevorrichtung zu informieren, dass Stichauslassen etc. detektiert worden ist.
Es wird nun die Anordnung des Lichtemissionsteils 13 unter Bezugnahme auf 6 bis 8 beschrieben.
Bei Anwendung eines lichtemittierenden Elements, z. B. einer lichtemittierenden Diode, auf den Lichtemissionsteil 13, wie in 6B, 7 und 8 gezeigt, ergibt sich eine konische Ausbreitung des Abstrahlbereichs 40 gemäß dem Abstand zum Lichtemissionsteil 13.
Wie in 6B gezeigt, ist die optische Achse AL des Lichtemissionsteils 13 orthogonal zur Rotationsachse A1 des Horizontalschiffchens 1 und existiert oberhalb der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1, der Schatten des Nadelfadens 3 überlappt mit dem Schattenbereich 41 des Horizontalschiffchens 1, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, dass selbst bei Anordnung des Lichtempfangsteils 15 auf der Seite F2 des Horizontalschiffchens 1 die Passage des Nadelfadens 3 nicht detektiert werden kann.
In ähnlicher Weise kann dann, wenn die optische Achse AL unterhalb der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1 existiert (wenn die optische Achse AL das Schiffchen 1 quert), der Schatten des Horizontalschiffchens 1 mit dem Schattenbereich des Nadelfadens 3 überlappen.
Für eine wirksame Fadendetektion wird, wie in 7 gezeigt, die Anordnung so getroffen, dass die optische Achse AL, welche orthogonal zur Rotationsachse A1 des Horizontalschiffchens 1 steht, mit der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1 koinzidiert, wodurch die Gesamtheit des Schattens 42 des Nadelfadens getrennt von dem Schattenbereich 41 des Horizontalschiffchens 1 projiziert wird; ferner ist der Lichtempfangsteil 15 in einem Bereich angeordnet, in dem der Schatten 42 des Nadelfaden projiziert wird. Bei dem unter Bezugnahme auf 1~5 beschriebenen Aufbau verwendet der Lichtpfad L1 die Anordnung gemäß obiger Betrachtung.
Hierbei ist es bei einem optischen System, dessen Abstrahlbereich sich auf diese Weise konisch ausbreitet, wie in 8 gezeigt, nicht erforderlich, dass die optische Achse AL mit der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1 koinzidiert; vielmehr kann ein Lichtpfad gebildet sein, der das Horizontalschiffchen 1, gesehen von der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1, orthogonal zur Rotationsachse A1 quert, und dieser Lichtpfad kann als wirksamer Lichtpfad zum Detektieren der Passage des Nadelfadens 3 herangezogen werden. Das heißt, die optische Achse AL ist gegebenenfalls nicht der kürzeste optische Pfad von dem Lichtemissionsteil 13 zu dem Lichtempfangsteil 15.
Ferner: weil bei dem Horizontalschiffchen 1 eine Unterwelle (nicht gezeigt) zum Übertragen von Rotationsleistung auf das Horizontalschiffchen 1 auf der Unterseite angeordnet ist, existiert die obere Endfläche 1b auf der der Unterwelle gegenüberliegenden Seite. Auch bei einem Vertikalschiffchen ist die optische Achse AL auf der der Unterwelle gegenüberliegenden Endfläche angeordnet.
Der in 1 und 2 gezeigte Lichtpfad L1 ist auch in 6A dargestellt. An der horizontalen Platte von 6A ist eine Gerade, welche orthogonal zu einer die Rotationsachse A1 und die Mittelachse A2 der Maschinennadel verbindenden Geraden steht, als ein Referenzlichtpfad L0 definiert. Der Lichtpfad L1 von dem Lichtemissionsteil 13 zu dem Lichtempfangsteil 15 des photoelektrischen Sensors 11 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelachse A2 der Maschinennadel über den Referenzlichtpfad L0 angeordnet. Selbst bei Anordnung eines Lichtpfads bei einer von der Mittelachse A2 der Maschinennadel entfernten Position mit dem Referenzlichtpfad L0 als Referenz kann, wie in 4 gezeigt, eine hinreichende Veränderung des Ausgangssignals 34 bereitgestellt und so die Detektion von Stichauslassen etc. ermöglicht werden.
Zur weiteren Verbesserung der Detektionsgenauigkeit kann jedoch – bevorzugt auf der Seite F1, wo das Verhalten des Nadelfadens 3 stabil ist – der Lichtemissionsteil 13 so nah wie der Nadelfaden 3 herangebracht werden. Zu diesem Zweck kann vorzugsweise, wie in 6A gezeigt, ein Lichtpfad L2 parallel zu dem Referenzlichtpfad L0 und nahe der Mittelachse A2 der Maschinennadel mit dem Referenzlichtpfad L0 als Referenz Anwendung finden oder ein Lichtpfad L3, der relativ zu der optischen Achse AL geneigt ist und eine Anordnung des Lichtemissionsteils 13 in einem Bereich von mehr als 0° bis weniger als 90° ermöglicht, oder dergleichen, wodurch der Lichtemissionsteil 13 so nah wie der Nadelfaden 3 in dem Bereich von 0° bis weniger als 90° angeordnet werden kann.
Hierbei korrespondiert die oben erwähnte Seite F1, wie in 6A gezeigt, zu einem Abschnitt (Abschnitt F1), der sich – mit der Rotationsachse A1 als Mittelpunkt (Beobachtungspunkt) und mit der Position der Mittelachse A2 der Maschinennadel als 0° – in einer Richtung von 0° bis 180° stromabwärts der Rotationsrichtung F des Schiffchens erstreckt. Ferner korrespondiert die Seite F2 zu einem Abschnitt (Abschnitt F2), der sich in einer Richtung von 180° bis 360° erstreckt.
Hierbei kann als lichtemittierendes Element, welches auf den Lichtemissionsteil 13 Anwendung finden soll, neben der lichtemittierenden Diode auch eine Laserdiode zum Einsatz kommen.
Es folgt nun eine Beschreibung der Anordnung des Lichtempfangsteils 15 unter Bezugnahme auf die 9 und 10.
Weil ein Halbleiterelement, welches als ein solches Lichtempfangselement eingesetzt wird, normalerweise dazu verwendet wird, die Luminanz von breit ausgebreitetem Licht zu messen, weist die lichtempfangende Fläche eine kleine Größe von ungefähr 0,5 mm × 0,5 mm auf. Hinzu kommt, dass die Anzahl von Halbleiterelementen, die von einem Halbleiter abgeschnitten werden können, umso größer ist, je kleiner die Fläche des Halbleiterelements; daher sind die Kosten pro Halbleiterelement umso niedriger, je kleiner die Fläche des Halbleiterelements.
Jedoch muss das Halbleiterelement zur Verwendung in dem Lichtempfangsteil 15 gemäß der Erfindung eine Breite von 1 mm oder mehr in der vertikalen Richtung haben; dies begründet sich in dessen Beziehung zur Position des Nadelfadens 3, der oberhalb des Horizontalschiffchens 1 passiert, und der Anordnung des Lichtemissionsteils 13, der als Lichtquelle dient.
Ferner: weil der Nadelfaden 3 oberhalb des Horizontalschiffchens 1 in horizontaler Richtung passiert, wird auch der Schatten 42 des Nadelfadens 3 in horizontaler Richtung projiziert. Wenn also das Halbleiterelement in der horizontalen Richtung breit vorhanden ist, vergrößert sich die Detektionsfläche zum Detektieren des projizierten Schattens 42 des Nadelfadens 3.
Um die Detektionsfläche zu vergrößern, erwartet man eine Methode zum Anordnen der Halbleiterelemente auf matrixartige Weise; weil jedoch das Gehäuse des Halbleiterelements außerhalb des wesentlichen Sensorbereichs vorliegt, ergibt sich eine Platzverschwendung.
Wenn also – als Lichtempfangsteil 15 – die Halbleiterelemente jeweils nebeneinander in der Horizontalrichtung angeordnet sind und in unterschiedlichen Positionen in der Vertikalrichtung angeordnet sind, ergibt sich eine Erweiterung des Bereichs zum Detektieren des horizontal projizierten Schattens 42 des Nadelfadens 3, wodurch unter Verwendung von kleinflächigen Halbleiterelementen die Detektionsempfindlichkeit für den Schatten 42 des Nadelfadens 3 verbessert werden kann. Wenn beispielsweise, wie in 9A gezeigt, drei Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c jeweils in verschiedenen vertikalen Positionen angeordnet sind, dann kann der Detektionsbereich erweitert werden. Wie in 9A gezeigt, sind die drei Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c auf einem Substrat 15K montiert, wobei sie in unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Positionen angeordnet sind. Erforderliche Bedingung für einen derartigen Versatz ist, dass die tatsächlichen Detektierbereiche (lichtempfangenden Oberflächen) der Halbleiterelemente versetzt sind.
Ferner können in mehrfacher Anzahl angeordnete Halbleiterelemente, beispielsweise, wie in 9B gezeigt, die Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c, in Form einer Parallelschaltung miteinander verschaltet sein; auf diese Weise können die empfangenen Lichtmengen, welche von den jeweiligen Halbleiterelementen detektiert werden, summiert werden.
Ferner steht als ein Verfahren zum Verbessern der Genauigkeit der Detektion von Stichauslassen etc. des in 9A und 9B gezeigten Lichtempfangsteils 15 ein Verfahren zu Verfügung, bei dem, wie in 9C gezeigt, die drei Halbleiterelemente zu einem oberen und einem unteren Sensorbereich gruppiert sind, wobei insbesondere die Halbleiterelemente 15a und 15b im oberen Sensorbereich 15m angeordnet sind und die Halbleiterelemente 15b und 15c im unteren Sensorbereich 15n angeordnet sind. Insbesondere werden als der Summenwert des oberen Sensorbereichs 15m die jeweiligen Lichtmengen summiert, die von den Halbleiterelementen 15a und 15b detektiert werden, und es werden die jeweiligen Lichtmengen summiert, welche von den Halbleiterelementen 15b und 15c detektiert werden, wodurch das Auftreten von Stichauslassen etc. detektiert wird. Nur wenn Stichauslassen etc. sowohl im oberen als auch im unteren Sensorbereich 15m und 15n detektiert wird, bestimmt das Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20, dass Stichauslassen aufgetreten ist.
Zwar passiert der Nadelfaden 3 normalerweise entlang der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1, doch kommt es beim Nähen eines Stufenbereichs, in dem Nähgutteile einander überlappen und damit teilweise eine größere Dicke aufweisen, oder bei einer Änderung einer Nähteilung dazu, dass der Nadelfaden 3 einen Restteil liefert; wenn also der Nadelfaden 3 durch die obere Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1 hindurch passiert, kann er heftig agieren und damit schräg laufen oder aufschwimmen. In einem solchen Fall kann es bei dem Verfahren, bei dem die drei Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c zu Detektionszwecken summiert werden, dazu kommen, dass aufgrund dessen, dass durch den Schatten 42 des Nadelfadens 3 bewirkte Variationen der empfangenen Lichtmenge klein ausfallen, der photoelektrische Sensor 11 nicht dazu in der Lage ist, den Nadelfaden 3 zu detektieren; daraus ergibt sich Möglichkeit, dass der Sensor einen solchen Fall fälschlicherweise als Stichauslassen oder Fadenbruch detektieren kann.
10A zeigt einen Zustand, in dem der Nadelfaden 3 entlang der oberen Endfläche 1b des Schiffchens 1 existiert; 10B zeigt einen Zustand, in dem der Nadelfaden 3 oberhalb des Schiffchens 1 schwimmt; 10C zeigt einen Zustand, in dem der Nadelfaden 3 schräg läuft, wobei das Halbleiterelement 15a zu 3/4 offen ist, das Halbleiterelement 15b voll geschlossen ist und das Halbleiterelement 15c halb offen ist; und 10D zeigt einen Zustand, in dem der Nadelfaden 3 schräg läuft, wobei das Halbleiterelement 15a vollständig offen ist, das Halbleiterelement 15b zu 3/4 offen ist und das Halbleiterelement 15c voll geschlossen ist. In einem voll geschlossenen Zustand, in dem der Schatten des Nadelfadens 3 den tatsächlichen Detektionsbereich (die lichtempfangende Oberfläche) des Halbleiterelements vollständig abdeckt, liefert der Ausgabewert einen Wert gleich 1, während in einem vollständig offenen Zustand, in dem der Schatten den tatsächlichen Detektionsbereich (die lichtempfangende Oberfläche) des Halbleiterelements überhaupt nicht abdeckt, liefert der Ausgabewert einen Wert gleich 0.
11A bis 11D zeigen Ausgabewerte, welche nach dem Verfahren zum Summieren der jeweiligen Ausgaben der Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c bereitgestellt werden, und 12A1, A2~D1 und D2 zeigen Ausgabewerte, welche nach dem Verfahren zum Gruppieren der Halbleiterelemente 15a, 15b zu dem oberen Sensorbereich 15m und zum Gruppieren der Halbleiterelemente 15b, 15c zu dem unteren Sensorbereich 15n und zum Summieren der Ausgabewerte jedes Bereichs bereitgestellt werden. 11A~11D und 12A1, A2~D1 und D2 korrespondieren jeweils zu den Zuständen des Nadelfadens 3 von 10A~10D. 12A1, B1, C1 und D1 zeigen den Ausgabewert des oberen Sensorbereichs 15m, während 12A2, B2, C2 und D2 den Ausgabewert des oberen Sensorbereichs 15n zeigen.
Gemäß dem Verfahren zum Summieren der jeweiligen Ausgaben der Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c ergibt es sich bei dem zu dem Zustand von 10A korrespondieren Ausgabewert von 11A, dem zu dem Zustand von 10B korrespondierenden Ausgabewert von 11B und dem zu dem Zustand von 10C korrespondierenden Ausgabewert von 11C, dass der Summenwert der Ausgaben der Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c einen Schwellenwert TH nicht überschreitet, wodurch Detektion des Schattens 42 des Nadelfadens 3 ermöglicht ist. Bei dem Ausgabewert von 11D, welcher zu dem Zustand von 10D korrespondiert, ist es jedoch so, dass derjenige Bereich des Schattens 42 des Nadelfadens 3, der dem tatsächlichen Detektionsbereich (der lichtempfangenden Oberfläche) zugeordnet ist, unzureichend ist, und somit überschreitet der Summenwert der Ausgaben der Halbleiterelemente 15a, 15b und 15c den Schwellenwert TH; daher kann der Sensor, obwohl der Nadelfaden 3 tatsächlich passiert, den Nadelfaden 3 nicht detektieren, sondern detektiert fälschlicherweise Stichauslassen oder Fadenbruch.
Andererseits ist bei dem Verfahren zum Gruppieren der Halbleiterelemente 15a und 15b zu dem oberen Sensorbereich 15m und zum Gruppieren der Halbleiterelemente 15b und 15c zu dem unteren Sensorbereich 15n und zum Summieren der Ausgabewerte jedes Bereichs, wie in 12A1, A2~D1 und D2 gezeigt, eine Detektion des Nadelfadens 3 in jedem der in 10A~10D gezeigten Zustände möglich. Im Zustand von 10D, wie in 12D2 gezeigt, überschreitet der Summenwert der Halbleiterelemente 15b und 15c den Schwellenwert TH; da jedoch, wie in 12D1 gezeigt, der Summenwert der Halbleiterelemente 15a und 15b den Schwellenwert TH nicht überschreitet, kann das Nähmaschinen-Steuerungssubstrat 20 bestimmen, dass der Nadelfaden anwesend ist.
Weil die Detektionsergebnisse in jedem Bereich unabhängig voneinander berechnet werden können und die Anwesenheit des Nadelfadens 3 in irgendeinem der Bereiche detektiert werden kann, kann somit selbst bei heftigem Agieren des durch das Horizontalschiffchen 1 hindurch passierenden Nadelfadens 3 der Lichtempfangsteil 15 Variationen in der empfangenen Lichtmenge detektieren.
Wie im Vorstehenden beschrieben, sind mehrfache Lichtempfangselemente versetzt angeordnet und die Nadelfadendetektion erfolgt in mehrfachen, unterschiedlich positionierten Bereichen; hierbei kann, wenn der Nadelfaden in irgendeinem der Bereiche detektiert werden kann, bestimmt werden, dass Stichauslassen und Fadenbruch nicht aufgetreten sind, und wenn der Nadelfaden nicht in irgendeinem der Bereiche detektiert werden kann, dann kann bestimmt werden, dass Stichauslassen oder Fadenbruch aufgetreten ist, wodurch eine finale Detektion von Stichauslassen und Fadenbruch ermöglicht ist. Dies kann die Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion verbessern.
Bei der im Vorstehenden erwähnten Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform ergibt es sich dadurch, dass der Lichtpfad L1 von dem Lichtemissionsteil 13 zu dem Lichtempfangsteil 15 des photoelektrischen Sensors 11 gesetzt ist, um durch den Passagebereich des Nadelfadens 3 hindurch zu passieren und das Schiffchen 1 orthogonal zur Rotationsachse A1 des Schiffchens 1 zu queren, dass die Bewegungsrichtung des Nadelfadens 3, der sich bewegt, während er von der Spitze 1a des Schiffchens 1 erfasst wird, und die Querungsrichtung des Lichtpfads L1 einander angenähert werden, wodurch die Zeitspanne, in der der Lichtpfad L1 zu dem Lichtempfangsteil 15 von dem Nadelfaden 3 blockiert wird, und damit die Detektionszeit des Nadelfadens 3 durch den photoelektrischen Sensor 11 erhöht werden. Dies kann die Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion verbessern. Dies kann ferner die Anwendung des photoelektrischen Sensors 11 auf das Horizontalschiffchen 1 erleichtern durch Einfügen des Lichtpfads L1 von dem Lichtemissionsteil 13 zu dem Lichtempfangsteil 15 in einen schmalen Zwischenraum zwischen der oberen Endfläche 1b des Horizontalschiffchens 1 und einer Nadelplatte etc.
Da weiterhin die Nadelfadenpassage über eine Differenz zwischen den Lichtmengen detektiert wird, die empfangen werden, wenn der Lichtpfad L1 zu dem Lichtempfangsteil 15 durch den Nadelfaden 3 blockiert bzw. nicht blockiert wird, ist es möglich, kostengünstige Universal-Lichtemissions- und -empfangselemente auf den photoelektrischen Sensor 11 anzuwenden und dabei ausreichende Detektionsgenauigkeit zu erzielen.
In dem letzteren Halbabschnitt F2 um das Schiffchen, wo der Nadelfaden 3 durch das Schiffchen 1 hindurch passiert, ist aufgrund des Herausschlüpfens des Nadelfadens 3 aus dem Schiffchen 1 das Verhalten des Schleifenbereichs des Nadelfadens 3 instabil, verglichen mit dem Abschnitt F1, in dem die erstere Hälfte des Nadelfadens 3 von der Spitze 1a gezogen wird. Ferner, wenn das Licht von einer lichtemittierenden Diode oder dergleichen ausgebreitet wird, dann wird mit kleiner werdender Distanz von dem Lichtemissionsteil 13 des photoelektrischen Sensors 11 zu einem zu detektierenden Objekt (dem Nadelfaden 3) der Schatten des zu detektierenden Objekts größer, wodurch es ermöglicht ist, Variationen der von dem Lichtempfangsteil 15 empfangenen Lichtmenge auf einfache und eindeutige Weise zu detektieren.
Bei der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform lassen sich dadurch, dass von dem Lichtemissionsteil 13, der benachbart zu dem Nadelfaden 3 angeordnet ist, Licht auf den ersteren Halbschnitt F1 gestrahlt wird, wo der Nadelfaden 3 von der Spitze 1a gezogen wird, Variationen der empfangenen Lichtmenge auf stabile und eindeutige Weise detektieren, wodurch eine Verbesserung der Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion ermöglicht ist.
In dem Fall, dass die optische Achse AL von Licht, welches von dem Lichtemissionsteil 13 des photoelektrischen Sensors 11 emittiert wird, nach oben von der oberen Endfläche 1b des Schiffchens 1 entfernt ist (Zustand von 6B), wird bei Einstrahlung von Licht auf den passierenden Nadelfaden 3 der Schatten desselben auf das Schiffchen 1 projiziert, was Anlass zu der Befürchtung gibt, dass Variationen der empfangenen Lichtmenge, welche durch die Passage des Nadelfadens 3 verursacht werden, nicht hinreichend in dem Lichtempfangsteil 15 detektiert werden können. Ferner: in dem Fall, dass die optische Achse AL von Licht, welches von dem Lichtemissionsteil 13 des photoelektrischen Sensors 11 emittiert wird, das Schiffchen unterhalb der oberen Endfläche 1b quert, tritt der passierende Nadelfaden 3 in den Schatten des Schiffchens 1 ein, was Anlass zu der Befürchtung gibt, dass Variationen der empfangenen Lichtmenge, welche durch die Passage des Nadelfadens 3 verursacht werden, nicht hinreichend in dem Lichtempfangsteil 15 detektiert werden können.
Bei der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform von 7 ergibt es sich dadurch, dass die optische Achse AL von Licht, welches von dem Lichtemissionsteil 13 emittiert wird, mit der oberen Endfläche 1b des Schiffchens 1 koinzidiert, dass weder der Schatten des passierenden Nadelfadens 3 auf das Schiffchen projiziert wird, noch der passierende Nadelfaden 3 in den Schatten des Schiffchens 1 eintritt, wodurch hinreichende Detektion von Variationen der empfangenen Lichtmenge, welche durch die Passage des Nadelfadens 3 verursacht werden, ermöglicht ist und damit eine Verbesserung der Genauigkeit der Stichauslass- und Fadenbruchdetektion ermöglicht ist.
Ferner kann bei der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Nadelfaden 3, welcher durch das Horizontalschiffchen 1 hindurch passiert, von dem photoelektrischen Sensor 11 detektiert werden, wodurch Detektion von Stichauslassen und Fadenbruch ermöglicht ist.
Hierbei ist in der obigen Ausführungsform eine Struktur gezeigt, welche einen Satz von Nähmaschinennadel und Horizontalschiffchen umfasst. Die erfindungsgemäße Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung kann jedoch auch bei einer Zweinadel-Doppelsteppstich-Nähmaschine mit zwei Sätzen von Maschinennadeln und Horizontalschiffchen auf die jeweiligen Horizontalschiffchen Anwendung finden. In diesem Fall kann die Wirksamkeit der Detektionsoperation verbessert werden, wenn eine Meldesteuerung durchgeführt wird, um zu melden, an welchem der beiden Schiffchen Stichauslassen etc. aufgetreten ist.
Ferner ist in der obigen Ausführungsform eine Struktur gezeigt, welche ein Horizontalschiffchen verwendet. Bei der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform kann der Lichtpfad von dem Lichtemissionsteil 13 zu dem Lichtempfangsteil 15 des photoelektrischen Sensors 11 jedoch auch gesetzt sein, die obere Endfläche in Richtung der Rotationsachse A1 auf der Seite der Spitze zu queren, bei vertikal gesehener oberer Endfläche. Somit kann die Vorrichtung auch auf eine Nähmaschine mit einem Vertikalschiffchen Anwendung finden.
Ferner verwendet die Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung gemäß der Ausführungsform zwar einen Sensor vom Transmissions-Typ, gebildet von dem Lichtemissionsteil 13 und dem Lichtempfangsteil 15; es kann jedoch auch ein Sensor vom Regressions-Reflexions-Typ zur Anwendung kommen, gebildet von einem Lichtprojektor-Empfänger mit einem Lichtemissionsteil und einem Lichtempfangsteil, welche miteinander integriert sind, sowie einem gegenüberliegend zu dem Lichtprojektor-Empfänger angeordneten Spiegel. In diesem Fall ist als Regressions-Reflexions-Typ-Sensor ein Koaxial-Reflexions-Typ-Sensor bevorzugt. Insbesondere kann die Verwendung eines Fasersensors mit konzentrisch angeordneten Fasern eine Größenreduzierung erleichtern. Durch die Verwendung des Regressions-Reflexions-Typ-Sensors kann bei Detektion eines Fadens, der durch ein Schiffchen hindurch passiert, sowohl das Licht von der Projektionsseite als auch das Reflexionslicht vom Spiegel blockiert werden, wodurch es möglich wird, eine Differenz zwischen Signalen im Lichtempfangszeitraum zu erhöhen, verglichen mit einem Sensor vom Transmissionstyp. Eine Seite der Stichauslass-(etc.-)Detektiervorrichtung stellt einen Spiegel bereit, um dessen Anordnung zu vereinfachen, wobei ferner der Anschluss eines Steuersubstrats und eines Kabels vereinfacht wird, wodurch es ermöglicht ist, eine Größenreduzierung und eine Einstellung zu erleichtern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2000-197786 A [0004, 0005, 0007, 0008]

Claims

Zur Verwendung an einer Nähmaschine vorgesehene Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung zum Detektieren eines Nadelfadens mittels eines photoelektrischen Sensors, wobei der Nadelfaden sich von einer durch einen Stoff hindurch gedrungenen Nähmaschinennadel erstreckt, von einer Spitze eines Schiffchens erfasst wird und durch das Schiffchen hindurch passiert, um durch einen Spulenfaden hindurch zu passieren, wodurch Stichauslassen und Fadenbruch detektiert werden, wobei ein Lichtpfad, welcher von einem Lichtemissionsteil zu einem Lichtempfangsteil des photoelektrischen Sensors reicht, gesetzt ist, durch den Passagebereich des Nadelfadens hindurch zu passieren und das Schiffchen orthogonal zur Rotationsachse des Schiffchens zu queren, und wobei die Passage des Nadelfadens gemäß der Lichtmenge detektiert wird, welche von dem Lichtempfangsteil empfangen wird.
Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei, wenn die zwei Seiten des Schiffchens durch eine die Rotationsachse und die Mittelachse der Nähmaschine enthaltende Ebene voneinander getrennt sind, der Lichtemissionsteil auf der Seite angeordnet ist, wohin die Spitze, welche den Nadelfaden erfasst hat, vorrückt.
Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Achse eines von dem Lichtemissionsteil zu emittierenden Lichts mit der Endfläche des Schiffchens koinzidiert, welche auf der Seite angeordnet ist, die einer Unterwelle zum Übertragen von Rotationsleistung auf das Schiffchen gegenüberliegt.
Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schiffchen ein Horizontalschiffchen ist.
Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Lichtempfangsteil von mehrfachen Lichtempfangselementen gebildet ist und wobei die Lichtempfangselemente jeweils in unterschiedlichen horizontalen und vertikalen Positionen angeordnet sind.
Stichauslass- und Fadenbruch-Detektiervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die mehrfachen Lichtempfangselemente die jeweils von ihnen empfangenen Lichtmengen detektieren.