JP2008212531A - ミシンの下糸残量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミシン釜に収容されるボビンに巻かれている下糸残量を、より好適に検出することができるミシンの下糸残量検出装置を実現する。
【解決手段】ミシンの下糸残量検出装置１００は、ボビン１の軸部２に巻かれている下糸が少なくなったことで、第１検出部１０の光出力部１１が出力した光が軸部２を透過可能となり、その透過光を第１検出部１０の透過光受光部１２が受光可能になったタイミングに、第１検出部１０から第２検出部２０の光検出動作に切り替える。そして、下糸残量検出装置１００は、第２検出部２０における反射光受光部２２が受光した反射光の検出に基づいて、ボビン１の回転停止を判断した場合に、ミシンの縫製動作を停止させて、ボビン１やボビン１を収容するミシン釜７０に残る下糸残量が多過ぎたり少な過ぎたりすることのないように、下糸管理を良好に行うことを可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ミシンの下糸残量検出装置に関する。

従来、ミシンにおいて、下糸が巻かれたボビンは、ミシンの針棒の下方におけるミシンベッド部内のミシン釜に装着されるため、縫製中に下糸の残量を視認して確認することができない。そのため、ボビンに巻かれた下糸の残量を検出する下糸検出装置を備え、下糸がなくなる前に、下糸を補充すべきタイミングであって、ボビンを交換するタイミングを作業者に認識させることを可能にしたミシンが提案されている。

この下糸の検出に関して、ボビンのフランジ上に形成された明暗領域によるマークを検知するセンサを備え、下糸が繰り出された際のボビンの回転に伴い、センサが明部と暗部を繰り返し検知したパルス列に基づき、そのボビンの回転量を検出するとともに、そのボビンに下糸を巻き取った際の回転量と比較するなどして、下糸の残量や消費量を判定し、報知する糸監視装置を有するミシンが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平３−５００６１２号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、ボビンから下糸が繰り出されたことにより回転するボビンの回転を検出しているため、同じ長さの下糸が繰り出された場合でも、ボビンの糸巻き量が多い場合と少ない場合とではボビンの回転速度が異なるので、そのボビンの回転検出に誤差が生じやすい。つまり、同じ長さの下糸が繰り出された場合、ボビンの糸巻き量が少ない場合ではボビンの回転速度は速く、ボビンの糸巻き量が多い場合ではボビンの回転速度は遅くなるので、ボビン１回転あたりの検出間隔にバラツキがあるため、下糸の残量や消費量の算出に誤差が生じて、下糸残量の監視にも狂いが生じてしまうことがある。

具体的には、ボビンの糸巻き量が多い場合にゆっくり回転するボビンが回転していないものとセンサが誤検知してしまうことや、縫製動作後に慣性力でボビンが空転した際や、ミシン停止中に作業者の手動操作で下糸が引き出された際には、ボビンの回転がセンサに検知されないことなどより、下糸の残量や消費量を誤検出してしまうために、下糸を消費しきったにもかかわらず下糸残量があると判定してしまったり、下糸残量が十分あるにもかかわらず下糸補充タイミングであると判定してしまったりするトラブルが生じてしまうことがあった。

本発明の目的は、ミシン釜に収容されるボビンに巻かれている下糸残量を、より好適に検出することができるミシンの下糸残量検出装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ミシンのミシン釜内に収容されるボビンに巻かれている下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置であって、ボビンにおける光透過性を有する軸部に向けて光を出力する光出力部と、光出力部から出力されて軸部を透過した光を受光する透過光受光部と、を有する第１検出部と、ボビンにおけるフランジ部の周面に形成された光学式ストライプに向けて光を照射する発光部と、発光部から照射されてフランジ部の光学式ストライプで反射された反射光を受光する反射光受光部と、を有する第２検出部と、を備え、第１検出部における透過光受光部が光を受光したことに伴い、第１検出部から第２検出部の光検出動作に切り替える検出部切替制御手段と、第２検出部における反射光受光部が受光した反射光に基づき、ボビンが回転しているか否かを判断する判断手段と、判断手段によりボビンの回転停止が判断された場合に、ミシンの縫製動作を停止させるミシン停止制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ミシンの下糸残量検出装置は、ボビンの軸部に巻かれている下糸が少なくなったことで、第１検出部の光出力部が出力した光が軸部を透過可能となり、その透過光を第１検出部の透過光受光部が受光可能になったタイミングに、第１検出部から第２検出部の光検出動作に切り替える。
そして、下糸残量検出装置は、第２検出部における反射光受光部が受光した反射光の検出に基づいて、ボビンの回転停止を判断した場合に、ミシンの縫製動作を停止させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミシンの下糸残量検出装置において、第１検出部における透過光受光部が光を受光した際、または、判断手段によりボビンの回転停止が判断された際に、ボビンの下糸残量が所定量以下になったことを報知する報知手段を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、ミシンの下糸残量検出装置は、第１検出部における透過光受光部が光を受光した際、又は、判断手段によりボビンの回転停止が判断された際に、ボビンの下糸残量が所定量以下になったことを作業者に報知することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のミシンの下糸残量検出装置において、ボビンの軸部には、下糸の巻き始め端部が巻き付けられる括れ部が形成されており、光出力部は、括れ部が形成されていない軸部部分に向けて光を出力することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、ミシンの下糸残量検出装置の光出力部は、ボビンの軸部における括れ部が形成されていない軸部部分に向けて光を出力するようになっている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のミシンの下糸残量検出装置において、ボビンを収容するミシン釜は、ボビンに巻かれた下糸を保持する下糸保持部を備え、判断手段によりボビンの回転停止が判断された際に、その下糸の端部が下糸保持部に保持されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、ミシンの下糸残量検出装置において、ボビンの回転停止が判断された際に、ボビンに巻かれていた下糸の端部は、下糸保持部に保持される。

請求項１に記載の発明によれば、ミシンの下糸残量検出装置は、ボビンの軸部に巻かれている下糸が少なくなったことで、第１検出部の光出力部が出力した光が軸部を透過可能となり、その透過光を第１検出部の透過光受光部が受光可能になったタイミングに、第１検出部から第２検出部の光検出動作に切り替える。そして、下糸残量検出装置は、第２検出部における反射光受光部が受光した反射光の検出に基づいて、ボビンの回転停止を判断した場合に、ミシンの縫製動作を停止させることができる。

つまり、下糸残量検出装置の第１検出部は、ボビンの軸部に向けて光出力部が出力した光を、透過光受光部が受光するようになっているので、ボビンの軸部に巻かれている下糸が少なくなり、その出力された光が軸部を透過するようになった際に、透過光受光部がその光を受光して検知することによって、ボビンの下糸残量が所定量以下になったことを検出することができ、その検出に応じて第１検出部から第２検出部の光検出動作に切り替えることができる。
また、下糸残量検出装置の第２検出部は、ボビンのフランジ部の周面に形成された光学的ストライプに向けて発光部が照射した光の反射光を反射光受光部が受光するようになっており、そのボビンが回転していることに伴う光学的ストライプの反射光であって、例えば、強い反射光と弱い反射光が交互に繰り返されるパルス信号に基づいてボビンが回転しているか否かを判断するとともに、ボビンの回転停止が判断されたことにより、ボビンの下糸残量が所定量以下になったことを検出することができ、その検出に応じてミシンの縫製動作を停止させることができる。

このように、ミシンの下糸残量検出装置は、第１検出部によって、ボビンに巻かれている下糸残量が所定量以下になったことを検出すると、第２検出部による下糸残量検出に切り替えるとともに、ボビンの下糸残量が所定量以下であって、より僅かになったことを第２検出部が検出すると、ミシンを停止することができるので、ミシン釜に収容されるボビンに巻かれている下糸残量をより好適に検出して、その下糸残量が多過ぎたり少な過ぎたりすることのないように、その下糸管理を良好に行うことができる。
よって、ミシンの下糸残量検出装置は、ミシン釜に収容されるボビンに巻かれている下糸残量を、より好適に検出することができる下糸残量検出装置であるといえる。

請求項２に記載の発明によれば、ミシンの下糸残量検出装置は、第１検出部における透過光受光部が光を受光した際、または、判断手段によりボビンの回転停止が判断された際に、ボビンの下糸残量が所定量以下になったことを作業者に報知することができるので、作業者は、ボビンの下糸残量が所定量以下になり、残り僅かになったことを認識することができる。
つまり、下糸残量検出装置が、第１検出部における透過光受光部が光を受光した際に、下糸残量報知を行った場合、作業者は、第１検出部の光出力部が出力した光であって軸部を透過した光を、第１検出部の透過光受光部が受光可能になったタイミングにボビンの軸部に巻かれている下糸量に対応する下糸残量となったことを認識することができる。
また、下糸残量検出装置が、判断手段によりボビンの回転停止が判断された際に、下糸残量報知を行った場合、作業者は、ボビンに巻き付けられた下糸がボビンから全て繰り出されたことに伴いそのボビンが回転停止したタイミングにおける、極僅かにボビンやミシン釜に残る下糸残量となったことを認識することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ミシンの下糸残量検出装置の光出力部は、ボビンの軸部における括れ部が形成されていない軸部部分に向けて光を出力するようになっているので、ボビンの軸部に巻かれている下糸が少なくなった場合であって、下糸残量が括れ部に巻かれている下糸程度になった際に、光出力部が出力した光が軸部を良好に透過することができることとなって、より確実に透過光受光部が透過した光を受光して検知することができる。
そして、ミシンの下糸残量検出装置は、より好適に下糸残量の検出を行うことが可能になる。

請求項４に記載の発明によれば、ミシンの下糸残量検出装置において、ボビンの回転停止が判断された際に、ボビンに巻かれていた下糸の端部は、下糸保持部に保持されることになるので、ボビンから繰り出された下糸の端部がミシン釜から完全に抜け出てしまうことを防止することができ、下糸端部がミシン釜から完全に抜け出てしまったことによる下糸通しや下糸結節などの煩雑な作業を行う無駄を省くことができることとなって、良好にミシンを取り扱うことが可能になる。

以下、図面を参照して、本発明に係るミシンの下糸残量検出装置に関する実施形態について詳細に説明する。
ミシンの下糸残量検出装置は、ミシンのミシン釜内に収容されるボビンに巻かれている下糸の残量を検出する装置である。
図１は、下糸残量検出装置の要部構成を示すブロック図であり、図２は、下糸残量検出装置のミシン釜近傍の構成を示す説明図である。

ミシンの下糸残量検出装置１００は、図１、図２に示すように、ボビン１における光透過性を有する軸部２に向けて光を出力する光出力部１１と、光出力部１１から出力されて軸部２を透過した光を受光する透過光受光部１２とを有する第１検出部１０と、ボビン１におけるフランジ部３の周面に形成された光学式ストライプ３ａに向けて光を照射する発光部２１と、発光部２１から照射されてフランジ部３の光学式ストライプ３ａで反射された反射光を受光する反射光受光部２２とを有する第２検出部２０と、ミシンのミシン主軸（図示省略）を回転させる主軸モータ（図示省略）を駆動するモータドライバ３０と、ミシン主軸（図示省略）の軸角度を検出するエンコーダ４０と、ボビン１の下糸残量が所定量以下になったことを報知する報知手段としての表示部５０と、上記各部を制御する制御部６０等を備えている。

また、ボビン１を収容するミシン釜７０は、図２に示すように、下糸が巻かれたボビン１が装着される内釜７１と、内釜７１の外側に回転可能に備えられる外釜７２等を有している。
この内釜７１と外釜７２には、図３に示すように、第１検出部１０の光出力部１１が出力した光や、第２検出部２０の発光部２１が発光した光をボビン１に向けて照射するための複数の開口が形成されている。
そして、内釜７１には、図３に示すように、第１検出部１０用の開口７１１と、第２検出部２０用の開口７１２とが設けられており、外釜７２には、図３に示すように、第１検出部１０用の開口７２１と、第２検出部２０用の開口７２２とが設けられている。

このミシン釜７０は、例えば、垂直全回転釜であって、図示しないミシン主軸の回転に連動して回転する下軸（図示省略）に連結されており、図示しない下軸の回転に応じてミシン釜７０（外釜７２）が回転するようになっている。
なお、ミシンのミシン主軸が回動することによって、ミシン針を備える針棒が上下動するとともに、連動して回転する下軸によってミシン釜が回転する。そして、上糸を供給するミシン針と下糸を供給するミシン釜との協働によって、縫い目が形成されるようになっている。このミシン針、針棒、ミシン主軸、下軸、ミシン釜等の接続構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

また、ミシン釜７０には、ボビン１に巻かれた下糸を保持する下糸保持部８０が備えられている。
下糸保持部８０は、ボビン１から繰り出される下糸を釜の外に案内する下糸ガイド８１と、その下糸を下糸ガイド８１に付勢する下糸挟持ばね８２とを有している。
この下糸保持部８０は、ボビン１から繰り出される下糸に糸張力を付与するとともに、ボビン１に巻かれていた下糸が全てミシン釜７０から繰り出されてしまわないように、下糸の端部をミシン釜７０内に保持するようになっている。

また、ボビン１は、図４に示すように、下糸が捲回される軸部２と、軸部２の両側に設けられる円盤状のフランジ部３とを有している。
軸部２の中央側には、一段細い軸部であって、下糸の巻き始め端部側が巻き付けられる括れ部２ａが形成されている。この括れ部２ａを埋めるように下糸が捲回された後、軸部２全体に下糸が捲回されるようになっている。
フランジ部３の周面には、明部（例えば、白色部）と暗部（例えば、黒色部）とがボビン１の回転方向に沿って繰り返されてなる光学式ストライプ３ａが形成されている。この光学式ストライプ３ａの明部に照射された光は反射されやすく、暗部に照射された光は反射しにくくなっている。なお、光学式ストライプ３ａは２つのフランジ部３のうち、少なくとも一方に設けられていればよい。
また、ボビン１は、例えば、透明な樹脂によって成型されてなり、特に、軸部２は光透過性を有するようになっている。

第１検出部１０は、光出力部１１と透過光受光部１２を有しており、光出力部１１と透過光受光部１２はミシン釜７０における外釜７２の外側であって、ミシン釜７０内のボビン１、特にボビン１の軸部２を挟んで対向する位置に配されている。特に、光出力部１１は、軸部２の括れ部２ａが形成されていない軸部部分に向けて光を出力する位置に配されている。
光出力部１１は、例えば、狭指向性の発光ダイオードであり、略平行な光を出力する発光素子である。
透過光受光部１２は、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオードなどの光センサであり、光出力部１１が出力した照射光を検知する受光素子である。

ここで、ミシン釜７０の内釜７１の第１検出部用の開口７１１と、外釜７２の第１検出部用の開口７２１は、図５（ａ）と（ｂ）に示すように、図示しないミシン主軸におけるミシン縫製動作時の位相タイミングである軸角度が１６７．５度から１７２．５度の範囲（１６７．５°〜１７２．５°の５度間）と、３４７．５度から３５２．５度の範囲（３４７．５°〜３５２．５°の５度間）に対応して形成されており、その位相タイミングにおいて４つの開口（７２１、７１１、７１１、７２１）がボビン１の軸部２を挟んで連通する配置をとるようになっている。
この位相タイミングにおいて、光出力部１１が出力した光が各開口を通じて透過光受光部１２に到達可能となっている。
なお、図５における内釜７１と外釜７２には、第１検出部用の開口（７１１、７２１）のみを図示し、第２検出部用の開口（７２１、７２２）の図示は省略している。

この第１検出部１０は、ボビン１の軸部２に向けて光出力部１１が出力した光を、透過光受光部１２が受光するようになっているので、ボビン１の軸部２に下糸が多く巻かれている際には、その出力された光は下糸束に当たり軸部２を透過することができないため、透過光受光部１２はその光を検知できない。そして、ボビン１の軸部２に巻かれている下糸が少なくなった際に、その出力された光が軸部２を透過するようになり、透過光受光部１２がその光を受光して検知するようになっている。

特に、光出力部１１は、軸部２の括れ部２ａが形成されていない軸部部分に向けて光を出力するようになっているので、ボビン１の軸部２に巻かれている下糸が少なくなった場合であって、下糸残量が括れ部２ａに巻かれている下糸のみになった際に、その光出力部１１が出力した照射光が好適に軸部２を透過することができることとなって、より確実に透過光受光部１２が透過光を受光して検知することが可能になっている。
そして、透過光受光部１２が光出力部１１による照射光、特にボビン１の軸部２を透過した透過光を検知すると、第１検出部１０は、透過光検知信号を制御部６０に出力する。

第２検出部２０は、発光部２１と反射光受光部２２を有しており、発光部２１と反射光受光部２２はミシン釜７０における外釜７２の外側に並んで配設されている。特に、発光部２１は、光学式ストライプ３ａが設けられているフランジ部３の周面に向けて光を出力する位置に配されている。
発光部２１は、例えば、狭指向性の発光ダイオードであり、略平行な光を出力する発光素子である。
反射光受光部２２は、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオードなどの光センサであり、発光部２１がボビン１に向けて照射して、ボビン１のフランジ部３の周面（光学的ストライプ３ａ）で反射されて反射光となった光を検知する受光素子である。

ここで、ミシン釜７０の内釜７１の第２検出部用の開口７１２と、外釜７２の第２検出部用の開口７２２は、図６（ａ）と（ｂ）に示すように、図示しないミシン主軸におけるミシン縫製動作時の位相タイミングである軸角度が３５０度から３０度までの範囲（３５０°〜３０°の４０度間）に対応して形成されており、その位相タイミングにおいて２つの開口（７２２、７１２）が重なる配置をとるようになっている。
この位相タイミングにおいて、発光部２１が出力した光が各開口を通じてボビン１のフランジ部３に当たり、そのフランジ部３で反射された反射光が各開口を通じて反射光受光部２２に到達可能となっている。
なお、図６における内釜７１と外釜７２には、第２検出部用の開口（７２１、７２２）のみを図示し、第１検出部用の開口（７１１、７２１）の図示は省略している。

この第２検出部２０は、ボビン１のフランジ部３の光学的ストライプ３ａに向けて発光部２１が照射した光が、その光学的ストライプ３ａで反射されて反射光となった光を反射光受光部２２が受光して検知するようになっているので、光学的ストライプ３ａの明部による反射光は強く検知され、光学的ストライプ３ａの暗部による反射光は弱く検知される（或いは、暗部による反射光は検知されない）こととなる。
そして、ボビン１から下糸が繰り出されることに伴い、そのボビン１が回転している場合には、強い反射光と弱い反射光を交互に受光するように、反射光受光部２２は発光部２１が照射した光を検知する。
一方、ボビン１が停止し回転していない場合には、強い反射光または弱い反射光の何れか一方を受光するように、反射光受光部２２は発光部２１が照射した光を検知する。

この第２検出部２０は、ボビン１が回転していることに伴う、強い反射光と弱い反射光が交互に繰り返される点滅信号（パルス信号）に基づき、そのボビン１の回転を検知することができるので、ボビン１に巻かれている下糸の糸巻き量が比較的少ない場合であり、同じ長さの下糸が繰り出された際に比較的速く回転する状態のボビン１の回転を検知しやすくなっている。
つまり、第２検出部２０は、ボビン１に巻かれている下糸が僅かであって、下糸がなくなる直前のタイミング、又は、ボビン１の下糸がなくなった瞬間のタイミングをより敏感に検知することができる。
そして、反射光受光部２２が発光部２１による照射光であって、ボビン１のフランジ部３の光学的ストライプ３ａで反射された反射光を検知すると、第２検出部２０は、反射光検知信号を制御部６０に出力する。

表示部５０は、例えば、ミシンにおける操作パネルなどの液晶表示パネルであって、各種データ等が表示可能になっている。つまり、下糸残量検出装置１００の表示部５０は、ミシンの表示部と兼用されている。
そして、下糸残量検出装置１００の報知手段として機能する表示部５０は、第１検出部１０における透過光受光部１２が光を受光した際、又は、後述する判断手段としての制御部６０によりボビン１の回転停止が判断された際に、ボビン１の下糸残量が所定量以下になったことを作業者に報知するように、所定のメッセージを表示するようになっている。

制御部６０は、例えば、各種の演算処理等を行うＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリア等として使用されるＲＡＭと、ＣＰＵにより実行される各種制御プログラム及びデータ等が格納されるＲＯＭ等を備えて構成されている。

そして、制御部６０は、第１検出部１０における透過光受光部１２が光出力部１１による光を受光したことに伴い、その第１検出部１０が出力した透過光検知信号の入力に基づき、第１検出部１０から第２検出部２０の光検出動作に切り替える検出部切替制御手段として機能する。
つまり、検出部切替制御手段としての制御部６０は、第１検出部１０が出力した透過光検知信号の入力に基づいて、光出力部１１による照射光を透過光受光部１２で検知する第１検出部１０の光検出動作を停止して、発光部２１による照射光を反射光受光部２２で検知する第２検出部２０の光検出動作を開始するように切り替える制御を実行する。

また、制御部６０は、第２検出部２０における反射光受光部２２が受光した反射光に基づき、ボビン１が回転しているか否かを判断する判断手段として機能する。
つまり、判断手段としての制御部６０は、第２検出部２０の反射光受光部２２が受光した反射光であって、ボビン１のフランジ部３の光学的ストライプ３ａで反射された反射光を第２検出部２０が検知することに伴い、その第２検出部２０が出力した反射光検知信号の入力に基づいて、ボビン１が回転しているか否かを判断する制御を実行する。
具体的には、第２検出部２０が検知した反射光であって、光学的ストライプ３ａの明部による反射光に応じた反射光検知信号の強光信号と、光学的ストライプ３ａの暗部による反射光に応じた反射光検知信号の弱光信号とによるパルス信号の入力を受け付けた場合、判断手段としての制御部６０は、ボビン１に巻き付けられた下糸がボビン１から繰り出されたことに伴い、そのボビン１が回転しているものと判断する。一方、反射光検知信号に応じたパルス信号の入力がない場合（即ち、強光信号と弱光信号の何れか一方の信号入力のみの場合）、判断手段としての制御部６０は、ボビン１は回転していない（回転停止している）ものと判断する。

また、制御部６０は、判断手段としての制御部６０によりボビン１の回転停止が判断された場合に、ミシンの縫製動作を停止させるミシン停止制御手段として機能する。
つまり、ミシン停止制御手段としての制御部６０は、ボビン１の回転停止が判断されると、下糸を補給するタイミングであって、下糸が十分に巻かれた新たなボビンに交換するタイミングであると、モータドライバ３０を介して主軸モータの駆動を停止させてミシン主軸を止めるようにして、ミシンの縫製動作を停止させる制御を実行する。

また、制御部６０は、第１検出部１０における透過光受光部１２が光を受光した際、または、判断手段としての制御部６０によりボビン１の回転停止が判断された際に、ボビン１の下糸残量が所定量以下になったことを報知するように、所定のメッセージを表示部５に表示させる報知制御手段として機能する。
つまり、報知制御手段としての制御部６０は、報知手段の一部として機能する。

次に、本発明に係るミシンの下糸残量検出装置１００による、下糸残量検出処理について、図７に示すフローチャートに基づき説明する。

まず、ミシンが起動して、縫製動作が実行される（ステップＳ１０１）。なお、ミシンの縫製動作に関する、ミシン主軸や下軸の回動に伴う針棒（ミシン針）やミシン釜の駆動動作等は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

次いで、エンコーダ４０により検出されるミシン主軸の軸角度に基づいて、所定の位相タイミングに光出力部１１が出力した光を透過光受光部１２が受光して検知する第１検出部１０による光検出を行う（ステップＳ１０２）。
そして、制御部６０は、第１検出部１０の透過光受光部１２が、光出力部１１が出力した光を受光したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。

制御部６０が、透過光受光部１２は光出力部１１が出力した光を受光していないと判断すると（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０２に戻り、縫製動作を継続するとともに、第１検出部１０による光検出を繰り返し行う。
つまり、図８に示すように、ボビン１に多くの下糸が巻かれており、縫製を継続するにあたって十分な下糸残量がある場合には、光出力部１１が出力した光は、ボビン１の軸部２に捲回された下糸束によって遮られて透過光受光部１２に到達できないため、透過光受光部１２はその光を受光することができないようになっている。

一方、第１検出部１０における透過光受光部１２が光出力部１１による光を受光したことに伴い、制御部６０が、第１検出部１０から出力された透過光検知信号の入力を検知すると（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、制御部６０は、第１検出部１０から第２検出部２０の光検出動作に切り替える。
つまり、図９に示すように、ボビン１に巻かれている下糸が残り少なくなり、ボビン１の軸部２の括れ部２ａに下糸が捲回された状態になると、光出力部１１が出力した光は、ボビン１の軸部２を透過して透過光受光部１２に到達することとなって、透過光受光部１２がその透過光を検知することとなっている。なお、軸部２に巻かれている下糸が７５０巻きから残り５巻き程度になった際には、軸部２に下糸が巻かれている部分であっても透過率６０〜７０％程度の透過光が透過光受光部１２に検知されることとなって、第１検出部１０から第２検出部２０の光検出動作に切り替えられるようになっている。

また、制御部６０が、透過光検知信号を検知した際であって、第１検出部１０における透過光受光部１２が光出力部１１による光を受光した際に、ボビン１に巻かれた下糸の残量が所定量以下になり、残り僅かであることを作業者に予備的に報知するように、まもなく下糸残量警告報知が行われる旨の予備報知メッセージを表示部５０に表示するようにしてもよい。

制御部６０により、第１検出部１０から第２検出部２０の光検出動作に切り替えられると、エンコーダ４０により検出されるミシン主軸の軸角度に基づいて、所定の位相タイミングに発光部２１が照射した光であって、ボビン１のフランジ部３の光学的ストライプ３ａによって反射された反射光を反射光受光部２２が受光して検知する第２検出部２０による光検出を行う（ステップＳ１０４）。
そして、制御部６０は、ミシン釜７０に収容されているボビン１が回転しているか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

制御部６０が、第２検出部２０が検知した反射光であって、光学的ストライプ３ａの明部と暗部とによる反射光に応じたパルス信号の入力を検知して、ボビン１が回転しているものと判断すると（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に戻り、縫製動作を継続するとともに、第２検出部２０による光検出を繰り返し行う。
つまり、図９に示すように、ボビン１に巻かれている下糸が残り少なくなると、ボビン１に巻かれている下糸がなくなる直前のタイミング、又は、ボビン１の下糸がなくなった瞬間のタイミングをより敏感に検知可能な第２検出部２０による光検出を行うようになっている。
なお、第２検出部２０による光検出を行う際は、ボビン１に巻かれている下糸残量が少ない状態であり、その下糸が繰り出された際のボビン１の回転速度は比較的速い状態であるので、下糸が繰り出されてボビン１が回転することに伴う反射光検知信号のパルス信号は、好適に制御部６０に入力されるようになっている。

一方、制御部６０が、反射光検知信号に応じたパルス信号の入力を検知せず、ボビン１が停止しているものと判断すると（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、制御部６０は、ボビン１に巻かれた下糸残量が所定量以下になった旨を作業者に知らせるように、下糸残量警告報知メッセージを表示部５０に表示する（ステップＳ１０６）。

更に、制御部６０は、モータドライバ３０を動作制御して主軸モータを停止させてミシン主軸を止めるとともに、ミシンの縫製動作を停止させて（ステップＳ１０７）、下糸残量検出処理を終了する。
なお、ミシンの下糸残量検出装置１００が、下糸残量検出処理を終了した際、図１０に示すように、下糸の端部は、ミシン釜７０の下糸保持部８０に保持されて、その下糸の端部側が所定の長さミシン釜７０内に残された状態になっており、交換される新たなボビンに巻かれた下糸と結節可能になっている。

このように、本発明に係るミシンの下糸残量検出装置１００は、まず、第１検出部１０によって、ボビン１に巻かれている下糸残量を検出するとともに、次いで、第２検出部２０による下糸残量検出に切り替えることで、ミシン釜７０に収容されるボビン１に巻かれている下糸残量をより好適に検出することが可能になっている。

具体的には、下糸残量検出装置１００の第１検出部１０は、ボビン１の軸部２に向けて光出力部１１が出力した光を、透過光受光部１２が受光するようになっているので、ボビン１の軸部２に巻かれている下糸が少なくなり、その出力された光が軸部２を透過するようになった際に、透過光受光部１２がその光を受光して検知することによって、ボビン１の下糸残量が所定量以下になったことを判定することができる。
つまり、第１検出部１０は、下糸残量が軸部２の括れ部２ａに巻かれている下糸程度になった状態のタイミングを好適に検出することができる。

また、下糸残量検出装置１００の第２検出部２０は、ボビン１の光学的ストライプ３ａに向けて発光部２１が照射した光の反射光を、反射光受光部２２が受光するようになっており、そのボビン１が回転していることに伴う、強い反射光と弱い反射光が交互に繰り返されるパルス信号に基づきボビン１の回転／停止を判断し、ボビン１の停止が判断されたことにより、ボビン１の下糸残量が所定量以下になったことを判定することができる。
つまり、第２検出部２０は、第１検出部１０により下糸残量が所定量以下になったこと、例えば、ボビンの下糸巻数が１０巻以下又は４〜５巻以下になったことが判定された後に、ボビン１に巻かれている下糸が僅かであって、その下糸がなくなる直前あるいは直後のタイミングをより敏感に検知することができるので、ボビン１の下糸残量が所定量以下であって、下糸量がより僅かになったこと又は下糸残量ゼロによるボビンの回転停止を判定することができる。

そして、下糸残量検出装置１００は、ボビン１の下糸残量が所定量以下であって、下糸量がより僅かになったこと又は下糸残量ゼロによるボビンの回転停止を判定すると、ミシンを停止することができる。

このように、ミシンの下糸残量検出装置１００は、第１検出部１０によって、ボビン１に巻かれている下糸残量が所定量以下になったことを検出すると、第２検出部２０による下糸残量検出に切り替えるとともに、ボビン１の下糸残量が所定量以下であって、下糸量がより僅かになったこと又は下糸残量ゼロによるボビンの回転停止を第２検出部２０が検出すると、ミシンを停止することができるので、ミシン釜７０に収容されるボビン１に巻かれている下糸残量をより好適に検出して、その下糸残量が多過ぎたり少な過ぎたりすることのないように、その下糸管理を良好に行うことができる。
そして、ボビンを交換する際に多くの下糸がボビンに残ってしまっているような下糸の無駄を省くことや、ボビンを交換する際に先のボビンから繰り出された下糸端部がミシン釜から完全に抜け出てしまったことによる下糸通しや下糸結節などの煩雑な作業を行う無駄を省くことができることとなって、良好にミシンを取り扱うことが可能になる。

なお、以上の実施の形態においては、制御部６０が、下糸残量検出報知として下糸残量警告報知メッセージを表示部５０に表示するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、警報ランプの点等・点滅や、警報ブザーの鳴動などによって、下糸残量検出報知を行うようにしてもよい。

また、以上の実施の形態においては、光学式ストライプ３ａは、明部（白色部）と暗部（黒色部）との繰り返しによって構成されるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光を良好に反射する平面部と、光を反射しにくい凹部とを繰り返すように構成するようにしてもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明に係る下糸残量検出装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る下糸残量検出装置を示す平面図である。 下糸残量検出装置が配されるミシン釜を示す側面図である。 下糸残量検出装置が配されるミシン釜に装着されるボビンを示す斜視図である。 下糸残量検出装置が配されるミシン釜における第１検出部用の開口に関する説明図であり、平面説明図（ａ）と、斜視説明図（ｂ）である。 下糸残量検出装置が配されるミシン釜における第２検出部用の開口に関する説明図であり、平面説明図（ａ）と、斜視説明図（ｂ）である。 下糸残量検出装置による下糸残量検出処理を示すフローチャートである。 下糸残量検出装置による下糸残量検出処理中であって、多くの下糸がボビンに巻かれている状態を示す説明図である。 下糸残量検出装置による下糸残量検出処理中であって、ボビンに巻かれている下糸が残り少なくなった状態を示す説明図である。 下糸残量検出装置による下糸残量検出処理により、ミシンが停止した状態を示す説明図である。

符号の説明

１ ボビン
２ 軸部
２ａ 括れ部
３ フランジ部
３ａ 光学的ストライプ
１０ 第１検出部
１１ 光出力部
１２ 透過光受光部
２０ 第２検出部
２１ 発光部
２２ 反射光受光部
３０ モータドライバ
４０ エンコーダ
５０ 表示部（報知手段）
６０ 制御部（検出部切替制御手段、判断手段、ミシン停止制御手段）
７０ ミシン釜
７１ 内釜
７１１ 開口
７１２ 開口
７２ 外釜
７２１ 開口
７２２ 開口
８０ 下糸保持部
１００ 下糸残量検出装置（ミシンの下糸残量検出装置）

Claims (4)

1. ミシンのミシン釜内に収容されるボビンに巻かれている下糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置であって、
   前記ボビンにおける光透過性を有する軸部に向けて光を出力する光出力部と、前記光出力部から出力されて前記軸部を透過した光を受光する透過光受光部と、を有する第１検出部と、
   前記ボビンにおけるフランジ部の周面に形成された光学式ストライプに向けて光を照射する発光部と、前記発光部から照射されて前記フランジ部の光学式ストライプで反射された反射光を受光する反射光受光部と、を有する第２検出部と、
   を備え、
   前記第１検出部における前記透過光受光部が光を受光したことに伴い、前記第１検出部から前記第２検出部の光検出動作に切り替える検出部切替制御手段と、
   前記第２検出部における前記反射光受光部が受光した反射光に基づき、前記ボビンが回転しているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記ボビンの回転停止が判断された場合に、前記ミシンの縫製動作を停止させるミシン停止制御手段と、
   を備えることを特徴とするミシンの下糸残量検出装置。
2. 前記第１検出部における前記透過光受光部が光を受光した際、または、前記判断手段により前記ボビンの回転停止が判断された際に、前記ボビンの下糸残量が所定量以下になったことを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のミシンの下糸残量検出装置。
3. 前記ボビンの前記軸部には、下糸の巻き始め端部が巻き付けられる括れ部が形成されており、前記光出力部は、前記括れ部が形成されていない前記軸部部分に向けて光を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のミシンの下糸残量検出装置。
4. 前記ボビンを収容する前記ミシン釜は、前記ボビンに巻かれた下糸を保持する下糸保持部を備え、
   前記判断手段により前記ボビンの回転停止が判断された際に、その下糸の端部が前記下糸保持部に保持されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のミシンの下糸残量検出装置。

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