JP2002369990A - ミシンの糸切れ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を少なくし構造を簡単化し、製作費
を低減すると共に小型化を図ることができるミシンの糸
切れ検出装置を提供する。 【解決手段】 糸調子器１１のロータリ皿１７の軸心と
直交する面に設けた永久磁石部材２１と、本体部材２０
に装着され永久磁石部材２１から発する磁界を検出する
ホール素子２２と、ホール素子２２からの検出信号から
上糸の糸切れを検知する糸切れ検知制御手段とを備えた
ことで、部品点数を少なくし構造を簡単化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、ミシンの糸切れ
検出装置に関し、特に、ロータリ皿付きの糸調子器を備
えたミシンにおいて、永久磁石部材とホール素子とを糸
調子器に設けて糸切れを検出するようにしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 従来、複数色の刺繍模様を縫製するの
に用いられる種々の工業用ミシンは、一般に、縫針が下
端部に夫々装着された複数の針棒を収容した針棒ケース
を有し、その針棒ケースを左右方向へ移動させ、複数の
針棒の中から使用対象の針棒を選択するようにしたもの
が多い。

【０００３】複数の縫針に上糸を夫々供給する複数の糸
駒は、針棒ケースの略後側に固定的に設けられた糸駒ス
タンド上にセットされ、針棒ケースの上半部に形成され
た糸調子台フレームに、複数の糸切れセンサ、複数の糸
調子器が取付けられている。複数の糸駒から延びる複数
の上糸は、これら複数の糸切れセンサ、複数の糸調子器
等を経て複数の縫針に夫々供給される。

【０００４】前記各糸切れセンサは例えばミシン機枠に
支持されたフォトインタラプタと、上糸の供給により回
転する軸部材に一体回転可能に固定された複数のスリッ
トを有するエンコードディスクとを有し、フォトインタ
ラプタの検出信号に基いて糸切れの有無を検出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 前記従来のミシンで
は、独立の糸切れセンサを設ける分部品点数が多くなり
構造が複雑化し、製作費が高価になる。しかも、ミシン
の小型化を図ることが難しくなり、大きなスペースが必
要となる。特に多針式の工業用ミシンでは、１つの糸調
子台フレームに複数の糸切れセンサと複数の糸調子器と
を取付けなければならないから、糸調子台が大型化して
しまいミシン自体が大型化する。本発明の目的は、部品
点数を少なくし構造を簡単化し、製作費を低減すると共
に小型化を図ることができるミシンの糸切れ検出装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】 請求項１のミシンの糸
切れ検出装置は、糸駒から供給される上糸の張力を調節
するロータリ皿付きの糸調子器を備えたミシンにおい
て、前記糸調子器のロータリ皿の軸心と直交する面に設
けた永久磁石部材と、前記糸調子器の静止側部材に装着
され前記永久磁石部材から発する磁界を検出するホール
素子と、前記ホール素子からの検出信号から上糸の糸切
れを検知する糸切れ検知制御手段とを備えたことを特徴
とするものである。

【０００７】縫製中糸駒から繰出される上糸は、糸調子
器のロータリ皿を経由して上糸張力が調節されて縫針に
供給される。このとき、ロータリ皿が回転し、ホール素
子に投射される磁界の方向が短時間毎に切換わるため、
ホール素子には正弦波的な信号が発生する。縫製途中に
おいて上糸の糸切れが発生すると、糸駒から上糸の供給
が中断し、ロータリ皿は回転停止する。このとき、永久
磁石部材からホール素子へ発する磁界の変化がなくなる
ので、ホール素子の検出信号の変化がなくなり、それ故
糸切れありと判定される。つまり糸切れ検知制御手段は
ホール素子の検出信号の変化から糸切れを検出する。

【０００８】請求項２のミシンの糸切れ検出装置は、請
求項１の発明において、前記永久磁石部材は、複数のＮ
極と複数のＳ極をＮ極とＳ極とが交互に位置するように
環状に配置した環状の永久磁石部材からなることを特徴
とするものである。それ故、縫製中、糸駒から上糸が供
給されている状態では、少なくとも永久磁石部材のＮ極
からホール素子側に向かう磁界の変化を間欠的に検出す
ることができる。上糸が切れて糸駒から供給されない状
態では前記磁界の変化が発生しないから、これにより糸
切れ発生ありと判定することができる。請求項３のミシ
ンの糸切れ検出装置は、請求項２の発明において、前記
永久磁石部材は、焼結金属製のものであることを特徴と
するものである。それ故、この永久磁石部材を自由な形
状に形成することができるし、Ｎ極とＳ極の配置を自由
に設定することができる。

【０００９】請求項４のミシンの糸切れ検出装置は、請
求項１の発明において、前記ロータリ皿は前記静止側部
材に回転可能に取付けられ、静止側部材はミシン機枠に
対して位置調節可能であることを特徴とするものであ
る。それ故、永久磁石部材とホール素子との位置関係を
変えることなく、静止側部材をミシン機枠に対して位置
調節することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。本実施形態は、複数色の
刺繍模様を縫製する多針式ミシンに本発明の糸切れ検出
装置を適用したものである。最初にこの多針式ミシンの
構造について概略説明し、次に糸調子器、糸切れ検出装
置について説明する。尚、図１の前後左右を前後左右と
して説明する。図１に示すように、多針式ミシン１のア
ーム部２の前端部分には、複数の針棒３を左右１列状に
収容した針棒ケース４が左右方向へ移動自在に支持され
ている。アーム部２の上部側には糸駒スタンド５が固定
され、複数の糸駒６は、針棒ケース４の略後側において
糸駒スタンド５に付設の複数の糸立棒７に夫々装着され
ている。

【００１１】図１、図２に示すように、針棒ケース４の
下半部に、複数の針棒３、複数の天秤８が上下動可能に
設けられ、針棒ケース４の上半部に糸調子台フレーム９
が設けられている。糸調子台フレーム９の前面部分に
は、その上端から下端側へ向かって順次、左右に並んだ
複数の張力付与器１０、左右に並んだ複数の糸調子器１
１、糸案内片１２、左右に並んだ複数の糸調子器等１３
が取付けられている。糸駒６から延びて針棒ケース４に
至る各上糸１４は、対応する張力付与器１０、糸調子器
１１又は糸調子器１３、糸案内片１２、天秤８等を経て
縫針１５に供給される。

【００１２】次に、糸調子器１１，１３、糸切れ検出装
置４０について説明する。尚、上列の糸調子器１１と下
列の糸調子器１３は同一構造であるから糸調子器１１に
ついて説明する。図２〜図４に示すように、この糸調子
器１１は、軸部材１６、ロータリ皿１７、調節機構１
８、糸取りバネ１９、フランジ付き本体部材２０、永久
磁石部材２１、ホール素子２２等で構成されている。軸
部材１６は、右端側から順次、小径部１６ａ、大径部１
６ｂ、中径部１６ｃ、小径部１６ｄからなる段付き構造
で、大径部１６ｂに糸取りバネ１９が外装された状態
で、小径部１６ａと大径部１６ｂを金属製の本体部材２
０（静止側部材に相当する）に内装し、更に本体部材２
０を糸調子台フレーム９にフランジ２０ａを介してビス
２６にて固定する。

【００１３】このフランジ２０ａには円弧状の長穴２０
ｂが形成され、この長穴２０ｂを用いて本体部材２０を
ビス止めするから、本体部材２０つまり糸調子器１１は
ミシン機枠に対して位置調節可能になっている。軸部材
１６の小径部１６ａは、本体部材２０の約右半部の嵌合
穴２０ｃにタイトに内嵌され、止めネジ２７で本体部材
２０に一体的に固定されている。尚、本体部材２０にア
ース用の止めネジ２８も付設されている。

【００１４】軸部材１６の中径部１６ｃの先端から中径
部１６ｃと小径部１６ｄの略全長にわたって軸方向に延
びる割り溝２５ａが形成され、小径部１６ｄの外周にお
いて先端から約１／２長さにわたって雄ネジ２５ｂが形
成されている。中径部１６ｃの基端部に、薄板部材２９
が外装され、更に環状のフェルト材３０、ロータリ皿１
７、環状のフェルト材３１が一体回転可能に外装されて
いる。尚、止めネジ２７を緩めておき割り溝２５ａにマ
イナスドライバー等を差し込んで軸部材１６を軸心回り
に回動して糸取りバネ１９の付勢力を多少調整すること
ができる。

【００１５】調節機構１８は、ロータリ皿１７の回転抵
抗を調節する機構であって、糸調子皿３２、調節ダイヤ
ル３３、圧縮コイルバネ３４、環状のバネ受け部材３５
を有する。糸調子皿３２は、合成樹脂材料で左端開放の
筒状に形成され、中径部１６ｃの右半部に軸方向に移動
可能に外嵌されている。この糸調子皿３２の右端部で、
ロータリ皿１７に回転抵抗を付与する為のフェルト材３
１，３０を介してロータリ皿１７を比較的弱い力で押圧
する。調節ダイヤル３３は、合成樹脂材料で右端開放状
の略テーパ筒状に形成され、その右端部分が糸調子皿３
２に内嵌している。調節ダイヤル３３内の左半部には筒
部３３ａが一体形成され、この筒部３３ａの内周に雌ネ
ジが形成されて軸部材１６の小径部１６ｄの雄ネジ２５
ｂに外嵌螺合可能になっている。

【００１６】筒状のバネ受け部材３５は、調節ダイヤル
３３内において小径部１６ｄに軸方向移動可能に外装さ
れている。バネ受け部材３５の左端部に形成されたフラ
ンジ３５ａ、糸調子皿３２間に圧縮コイルバネ３４が介
装され、この圧縮コイルバネ３４の付勢力でもってバネ
受け部材３５のフランジ３５ａを調節ダイヤル３３内の
筒部３３ａに当接させると共に、糸調子皿３２がロータ
リ皿１７を押圧するようになっている。従って、調節ダ
イヤル３３を指で回してバネ受け部材３５を軸方向に移
動させ、コイルバネ３４の付勢力を調節し、糸調子皿３
２に作用する押圧力を調節してロータリ皿１７の回転抵
抗を調節する。

【００１７】ここで、ロータリ皿１７について説明する
と、ロータリ皿１７は、１対の薄板状の金属製円盤を背
面合わせ状に係合して構成され、その外周部の断面略Ｖ
形の糸案内溝３７に上糸１４が１巻分（１周分）巻回さ
れる。糸案内溝３７の底部付近部には複数の抜き穴３６
ａが周方向一定間隔おきに形成され、これら抜き穴３６
ａによって糸案内溝３７に巻回された上糸１４とロータ
リ皿１７の間にスリップが生じないようになっている。

【００１８】図３〜図６に示すように、糸切れ検出装置
４０について説明すると、糸切れ検出装置４０は、永久
磁石部材２１とホール素子２２と後述の糸切れ検知制御
手段とを有する。ロータリ皿１７の軸心と直交する右側
面には、ロータリ皿１７の約１／２直径で厚さ約２〜３
ｍｍの環状の永久磁石部材２１が取付けられている。こ
の永久磁石部材２１は、焼結金属製のものであって、複
数のＮ極と複数のＳ極をＮ極とＳ極とが交互に位置する
ように環状に配置した環状の永久磁石部材からなる。

【００１９】図５（ｂ）に示すように、永久磁石部材２
１の磁界はその板厚の方向（糸調子器１１の軸心方向）
に向けられている。ロータリ皿１７が回転している場
合、Ｎ極とＳ極が交互に配設された永久磁石部材２１か
らホール素子２２に投射される磁界の方向が短時間毎に
切り換わるため、ホール素子２２には正弦波的な信号が
発生する。図６に示すように、この正弦波的な検出信号
を波形整形回路で波形整形した後、「０」〜「１」の範
囲の矩形波パルスに変換する。

【００２０】縫製途中に糸切れが発生すると、糸駒６か
ら上糸１４の供給が中断し、ロータリ皿１７は回転停止
する。このとき、図６の仮想線で示すように、永久磁石
部材２１からホール素子２２へ発する磁界の変化がなく
なるので、ホール素子２２の検出信号の変化がなくなり
（図６のａまたはｂ）、それ故、糸切れありと判定され
る。

【００２１】本体部材２０のフランジ２０ａの左側面に
は矩形状の基板４１がビス止めされ、この基板４１に、
永久磁石部材２１から発する磁界を検出するホール素子
２２が実装され、ホール素子２２は永久磁石部材２１に
近接して配設されている。フランジ２０ａには貫通穴２
０ｄが形成され、ホール素子２２から貫通穴２０ｄを通
して延びるリード線４２はこのミシン１の制御装置４３
に接続されている。

【００２２】次に、前記制御装置４３を含む制御系につ
いて図７のブロック図に基づいて説明する。この制御装
置４３は、ＣＰＵ４４とＲＯＭ４５とＲＡＭ４６を含む
マイクロコンピュータと、入出力インターフェース４７
と、ミシンモータ５４の為のドライバ４８とを有し、こ
れらはバス４９で接続されている。入出力インターフェ
ース４７には、ホール素子２２からの正弦波的な検出信
号を波形整形する波形整形回路と、波形整形した検出信
号を「０」〜「１」の範囲の矩形波パルスに変換する為
の変換器が設けられている。

【００２３】入出力インターフェース４７には、操作パ
ネル５０、スタートストップスイッチ５１（Ｓ／Ｓスイ
ッチ）、ホール素子２２、針上センサ５２、針下センサ
５３、ミシンモータ５４等が接続されている。ＲＯＭ４
５には後述の糸切れ検知制御プログラムやその他の各種
制御プログラムが格納され、ホール素子２２からの検出
信号を、前記糸切れ検知制御プログラムで処理して上糸
１４の糸切れの有無を判断し検知する。ＲＡＭ４６に
は、各種フラグ、バッファ、レジスタ、カウンタ等のワ
ークメモリが設けられている。

【００２４】次に、制御装置４３で実行される糸切れ検
知制御について、図８のフローチャートに基づいて説明
する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２，３・・）は各ステップを
示す。図８に示すように、この制御は、スタートストッ
プスイッチ５１がＯＮになると開始され、前記検出信号
をカウントするカウンタＩを０、タイマＴＭをスタート
させる等の初期設定を実行し（Ｓ1 ）、次にホール素子
２２、センサ５２，５３等から各種信号が読み込まれ
（Ｓ2 ）、各種信号を用いて縫製中であるか否か判定さ
れ、縫製中でなければ（Ｓ3;Ｎo ）、Ｓ２にリターンす
る。

【００２５】縫製中であると判定されると（Ｓ3;Ｙe
s）、ホール素子２２からの検出信号が「０」から
「１」に変化したか否か判定する（図６のＵ1,Ｕ2,・・
参照) 。「１」に変化したと判定されると（Ｓ4;Ｙe
s）、Ｓ５に移行してカウンタＩを１つインクリメント
する。その後Ｓ６に移行して、タイマＴＭの値が設定値
Ｔo （例えばＴo ≒１分）以上で、カウンタＩが設定値
Ｃo 以上（Ｓ6;Ｙes、Ｓ7;Ｙes）のとき、糸切れが発生
しておらず、ロータリ皿１７が回転しているので、タイ
マＴＭとカウンタＩを夫々０にリセットした後Ｓ２にリ
ターンする。尚、設定値Ｃoは、永久磁石部材２１つま
りロータリ皿１７の直径、Ｎ極とＳ極の数（分割数）、
通常の縫製時の上糸１４の消費速度（ミシンモータ５４
の回転数に比例する）により設定することができる。前
記設定値Ｃo は、十分に小さめの値、例えばＣo ＝１０
又はＣo ＝５０などに設定することができる。

【００２６】Ｓ７において、カウント値Ｉが設定値Ｃo
以上ではないと判定されると（Ｓ7;Ｎo ）、縫製中であ
るにも係わらずロータリ皿１７が回転停止している状態
つまり上糸１４が切れた糸切れ発生と判定し（Ｓ9 ）、
その後、ミシンモータ５４を停止し（Ｓ10）、ブザー駆
動回路へ制御信号を出力してオペレータへ糸切れの発生
を報知する（Ｓ11）。前記糸切れ検知制御プログラム、
この糸切れ検知制御プログラムが格納されたＲＯＭ４５
とＲＡＭ４６とＣＰＵ４４を含むマイクロコンピュータ
が糸切れ検知制御手段に相当する。

【００２７】次に、このミシン１の糸切れ検出装置４０
の作用について説明する。縫製中糸駒６から繰出される
上糸１４は、張力付与器１０、糸調子器１１、糸案内片
１２、糸調子器１３、天秤８等を経て縫針１５に供給さ
れる。縫製途中において上糸１４の糸切れが発生する
と、糸駒６から上糸１４の供給が停止し、糸調子器１
１，１３においてはロータリ皿１７が回転停止する。そ
の後上述のように糸切れ発生の有無を判断し、糸切れあ
りと判定されるとミシンモータ５４を駆動停止してミシ
ン主軸の回転を停止すると共に糸切れの発生をブザーに
より外部に報知する。

【００２８】以上説明したミシン１の糸切れ検出装置４
０によれば、縫製途中において上糸１４の糸切れが発生
すると、糸駒６から上糸１４の供給が中断し、ロータリ
皿１７は回転停止するが、このとき、永久磁石部材２１
からホール素子２２へ発する磁界の変化がなくなるの
で、ホール素子２２の検出信号の変化がなくなり、それ
故、糸切れありと判定される。糸切れ検知制御手段は、
永久磁石部材２１から発する磁界を検出するホール素子
２２からの検出信号の変化を検出して上糸１４の糸切れ
を検知することができるから、前記従来の糸切れセンサ
のように糸調子器とは別に設ける必要がなく、糸調子器
を活用して永久磁石部材２１とホール素子２２とを糸調
子器に組み込み、小形で簡単な構造の安価に製作できる
糸切れ検出装置４０を実現することができる。それ故、
ミシンの小型化を図ることができ省スペース化を実現で
きる。特に多針式ミシン１等の種々の工業用ミシンで
は、１つの糸調子台９に複数の糸切れセンサと複数の糸
調子器を別体に取付ける必要がなくなり、部品点数を大
幅に低減し構造を簡単化することができるうえ、前記複
数の糸切れセンサを削減できる分、糸調子台９の小型化
を図ることができミシンの小型化を図ることができる。

【００２９】永久磁石部材２１は、複数のＮ極と複数の
Ｓ極をＮ極とＳ極とが交互に位置するように環状に配置
した環状の永久磁石部材からなることから、縫製中、糸
駒６から上糸１４が供給されている状態では、永久磁石
部材２１のＮ極からホール素子２２側に向かう磁界の変
化を短時間おきに検出することができる。上糸１４が切
れて糸駒６から供給されない状態では前記磁界の変化が
生じないから、これにより糸切れ発生ありと判定するこ
とができる。

【００３０】永久磁石部材２１は焼結金属製のものであ
ることから、この永久磁石部材２１を自由な形状に形成
することができるし、Ｎ極とＳ極の配置を自由に設定す
ることができる。ロータリ皿１７は静止側部材としての
本体部材２０に回転可能に取付けられ、本体部材２０は
ミシン機枠に対して位置調節可能であるので、永久磁石
部材２１とホール素子２２との位置関係を変えることな
く、本体部材２０をミシン機枠に対して位置調節するこ
とができる。

【００３１】次に、本実施形態を部分的に変更した変更
形態について説明する。 １）図９に示すように、永久磁石部材２１の代わりに、
ロータリ皿の軸心と直交する面に設けた１または複数の
永久磁石を環状に配置した永久磁石部材２１Ａを適用す
る構成にしてもよい。 ２）永久磁石部材は必ずしも焼結金属製のものである必
要はなく、１または複数の永久磁石を環状に配置した構
成にしてもよい。 ３）この糸切れ検出装置を多針式ミシン以外の種々のミ
シンにも適用可能である。その他、本願発明の趣旨を逸
脱しない範囲において前記実施形態に種々の変更を付加
した形態で実施可能である。

【００３２】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、縫製途中に
おいて上糸の糸切れが発生すると、糸駒から上糸の供給
が中断し、ロータリ皿は回転停止するが、このとき、永
久磁石部材からホール素子へ発する磁界の変化がなくな
るので、ホール素子の検出信号の変化がなくなり、それ
故、糸切れありと判定される。糸切れ検知制御手段は、
永久磁石部材から発する磁界を検出するホール素子から
の検出信号の変化を検出して上糸の糸切れを検知するこ
とができるから、前記従来の糸切れセンサのように糸調
子器とは別に設ける必要がなく、糸調子器を活用して永
久磁石部材とホール素子とを糸調子器に組み込み、小形
で簡単な構造の安価に製作できる糸切れ検出装置を実現
することができる。特に多針式ミシン等の種々の工業用
ミシンでは、１つの糸調子台に複数の糸切れセンサと複
数の糸調子器を別体に取付ける必要がなくなり、部品点
数を大幅に低減し構造を簡単化することができるうえ、
前記複数の糸切れセンサを削減できる分、糸調子台の小
型化を図ることができミシンの小型化を図ることができ
る。

【００３３】請求項２の発明によれば、永久磁石部材
は、複数のＮ極と複数のＳ極をＮ極とＳ極とが交互に位
置するように環状に配置した環状の永久磁石部材からな
ることから、縫製中、糸駒から上糸が供給されている状
態では、永久磁石部材のＮ極からホール素子側に向かう
磁界の変化を短時間おきに検出することができる。上糸
が切れて糸駒から供給されない状態では前記磁界の変化
が生じないから、これにより糸切れ発生ありと判定する
ことができる。その他請求項１と同様の効果を奏する。

【００３４】請求項３の発明によれば、永久磁石部材は
焼結金属製のものであることから、この永久磁石部材を
自由な形状に形成することができるし、Ｎ極とＳ極の配
置を自由に設定することができる。その他請求項２と同
様の効果を奏する。請求項４の発明によれば、ロータリ
皿は前記静止側部材に回転可能に取付けられ、静止側部
材はミシン機枠に対して位置調節可能であるので、永久
磁石部材とホール素子との位置関係を変えることなく、
静止側部材をミシン機枠に対して位置調節することがで
きる。その他請求項１と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のミシンの要部斜視図であ
る。

【図２】糸調子器等の部分縦断面図である。

【図３】糸調子器の拡大縦断面図である。

【図４】糸調子器の正面図である。

【図５】永久磁石部材を示し、（ａ）は複数のＮ極と複
数のＳ極の配置を示す正面図、（ｂ）は一部破断した縦
断面図である。

【図６】検出信号とタイマと設定値との関係を示す説明
図である。

【図７】ミシンの制御系の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図８】制御装置で実行される制御処理のフローチャー
トである。

【図９】変更形態に係る図５相当図で、（ａ）は複数の
Ｎ極の配置例を示す正面図、（ｂ）は一部破断した縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 多針式ミシン ６ 糸駒 １１，１３ 糸調子器 １４ 上糸 １７ ロータリ皿 ２０ 本体部材 ２１ 永久磁石部材 ２２ ホール素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸駒から供給される上糸の張力を調節す
   るロータリ皿付きの糸調子器を備えたミシンにおいて、 前記糸調子器のロータリ皿の軸心と直交する面に設けた
   永久磁石部材と、 前記糸調子器の静止側部材に装着され前記永久磁石部材
   から発する磁界を検出するホール素子と、 前記ホール素子からの検出信号から上糸の糸切れを検知
   する糸切れ検知制御手段と、 を備えたことを特徴とするミシンの糸切れ検出装置。
2. 【請求項２】 前記永久磁石部材は、複数のＮ極と複数
   のＳ極をＮ極とＳ極とが交互に位置するように環状に配
   置した環状の永久磁石部材からなることを特徴とする請
   求項１に記載のミシンの糸切れ検出装置。
3. 【請求項３】 前記永久磁石部材は、焼結金属製のもの
   であることを特徴とする請求項２に記載のミシンの糸切
   れ検出装置。
4. 【請求項４】 前記ロータリ皿は前記静止側部材に回転
   可能に取付けられ、静止側部材はミシン機枠に対して位
   置調節可能であることを特徴とする請求項１に記載のミ
   シンの糸切れ検出装置。