JP3670059B2 - ミシンの下糸残量検知装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミシンの下糸残量検知装置、特にボビンに巻かれている下糸が無くなる前に、下糸が規定量より少なくなったことを検知棒で検出し、縫製品の縫い直しや、不良品の発生を防止するに有効なミシンの下糸残量検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミシンでは下糸を巻いたボビンはボビンケース内に収容され、このボビンケースはミシンの針棒下部にある釜に装着されるため、通常縫製中は外部から下糸残量を目で確認することができない。そこで、ミシンの下糸が無くなる前に、下糸が少なくなったことを検知できるようにする装置が開発され、使用されており、その１つとしては、例えば実開昭６３−１３６５９１号公報に開示されているものがある。
【０００３】
この公報に開示されている下糸残量検知装置は、縫合が完了しているミシンが定位置に停止すると、ロータリソレノイド等の駆動手段が作動し、検知棒を移動させてその先端を釜内のボビンに巻かれた下糸外周部に接触させ、その後元の位置に復帰する往復運動をさせることにより、下糸の検知を行うようになっている。即ち、検知棒を往動させたときの移動距離が少なければ下糸の残量が多く、その移動距離が徐々に大きくなり、それが限界に達したときに、所定位置に取付けられている前進検知用磁気センサが作動し、下糸消費検知信号を発生し、下糸補充の必要性をオペレータに通知する。
【０００４】
上記の如く、従来の下糸検知は、ミシンが定位置に停止した状態で、即ち主軸の回転に連動して回転する外釜を、その開口部が検知装置と一定の位置関係になったところで停止させ、その状態で該開口部から検知棒を挿入して行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より複数組の短冊状の布を、途中で糸切り動作を行わずに連続して縫製することが行われており、この場合１組目の布の縫製が終わると、ミシンを停止させることなく次の布を供給し、続けて縫製する作業が行われるので、縫製の途中で下糸が無くなってしまうことが起こるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ミシンが動作中でも、検知棒を釜内に導入して下糸残量を検出することができるミシンの下糸残量検知装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、を備えた構成とすることにより、前記課題を解決したものである。
【０００８】
請求項２の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、リニアアクチュエータを前進駆動させ、その可動部に固定されている検知棒を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときと無いときの振動波をそれぞれ検出する手段と、を備えていると共に、前記制御手段が、リニアアクチュエータを前進駆動した際に上記振動波のいずれかが検出された時に、該リニアアクチュエータを後退駆動させる制御を行うようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【０００９】
請求項３の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出する手段と、検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことを検出する手段とを備え、上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外周に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動作が実行されるようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
請求項４の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出する手段と、検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したか、又は検知棒と共に移動する可動部がストッパ部に当接したことを検出する手段とを備え、上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外周に当接したか、又は可動部がストッパ部に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動作が実行されるようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１１】
即ち、請求項１の発明においては、確実に検知棒の前進・後退動作を実行できる回転速度状態になっていることを第１判定手段で判定すると共に、回転している釜が、ちょうど検知棒を釜内に前進できる回転角度の範囲にあること、即ち釜の開口部分が検知棒の前進位置に一致している範囲内にあることを第２判定手段で判定し、この第１、第２の判定手段による判定結果が同時に満たされているときにのみ、検知動作を行うようにしたので、ミシンを停止させることなく、安全にしかも確実に下糸残量を検知することができる。
【００１２】
又、ミシンを停止させることなく下糸検知を行うためには、検知棒を釜内に導入できるタイミングを正確に掴むことは当然のこととして、検知棒を釜内に前進・後退させる検知動作を縫製動作を阻害しない程度の高速で実行させることが好適である。本発明においては、検知棒の進退動をリニアアクチュエータで行うようにしたので、動作は検知棒の一端が固定された可動部を前進・後退させるだけでよいことから、クランク機構等の複雑な構造は不要となり、アクチュエータ自体を小型にできると共に、検知棒を含む可動部を小型・軽量、例えば２ｇ以下にすることができるため、高速の検知動作を行わせることができる。
【００１３】
即ち、前記実開昭６３−１３６５９１に開示されている従来のミシンの下糸残量検知装置は、ロータリソレノイドや、プランジャマグネットを使用し、しかも動作量を増幅するためにリンク機構を用いているため、可動部分の質量が大きく、それ故に検知棒を前進させて検知動作を行った後、復帰動作に移るまでに長時間を要することになり、その結果下糸を検知棒で押え付けている時間が長くなり、縫製動作を阻害する恐れが大きいため、釜が回転している縫製動作中に下糸残量を検知することは難しいのに対して、本発明にはこのような問題はない。
【００１４】
又、上記従来の下糸残量検知装置では、前進検知用の磁気センサが、下糸が少なくなった場合のみ作動するようになっているので、下糸残量が多いときは下糸に検知棒が当接したとしても検知されないため、この場合にも、長時間検知棒で下糸を押え付けることになることから問題がある。これを解消するために、連続的に検知棒の位置を検知できるように磁気抵抗素子を配設することも考えられるが、この場合にも、検知棒を駆動すると同時に磁気抵抗素子の抵抗値の変化を監視し、その変化が所定の時間内に無いことから検知棒が下糸に接触したという判断をする必要があるため、そのための時間が必要となって、結局高速動作は難しい。
【００１５】
又、請求項２の本発明においては、請求項１と同様の下糸残量検知装置において、アクチュエータを前進駆動させ、その可動部に固定されている検知棒を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときと無いときの振動をそれぞれ検出できるようにし、アクチュエータを前進駆動した際に上記振動のいずれかが検出された時に、直ちに該アクチュエータを後退駆動させることができるようにしたので、検知棒を前進させて、釜内に導入して規定の下糸残量の有無を検知すると同時に、該検知棒を迅速に後退させることができることにより、リニアアクチュエータによる検知動作を確実に、しかも高速で実行することができる。
【００１６】
又、請求項３の発明においては、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出し、該開口部がその前進可能な位置になったときに、検知棒を釜内に前進させると共に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させることができるようにしたので、ミシンが縫製動作中の場合でも、検知棒の前進量に基づいて下糸残量の検知を確実に行うことができる。
【００１７】
又、請求項４の発明においては、同様に外釜が回転中に検知棒を釜内に前進可能とし、その時に発生する振動の違いにより規定量の下糸残量の有無を検出できるようにすると共に、振動音が検出された時に検知棒を後退させるようにしたので同様に、縫製動作中でも下糸残量を検出することができる。
【００１８】
又、請求項５のように、請求項３又は４の下糸残量検知装置において、ミシン主軸の回転速度が、前記検知動作が可能な速度範囲にあることを判定する手段を備え、ミシン主軸の回転速度が上記速度範囲にあると判定されたときに、検知動作が実行されるようになされている場合には、検知棒駆動手段の性能に応じて確実に検知動作が可能な回転速度になったところで、該動作を行うことができるため、安全且つ正確に下糸残量を検出することができる。
【００１９】
又、請求項６のように、請求項１、２、３又は４の下糸残量検知装置において、ボビンをボビンケースに収容する場合、前記検知動作を、ボビンケースの開口部と外釜の開口部とが一致しているときに実行するようになされている場合には、ボビンケースを使用する通常のミシンでも動作中に下糸残量を確実に検出することができる。
【００２０】
又、請求項７のように、請求項１、２、３又は４の下糸残量検知装置において、検知棒を前進駆動するタイミングを、ミシン主軸の回転角に対応するタイミング信号に基づいて決定するようになされている場合には、主軸の回転角を、例えばロータリエンコーダで検出し、その検出位置から外釜の開口部が検知棒を前進可能な位置関係にあるかを正確に決定できるので、動作中でも確実に下糸残量を検知することができる。
【００２１】
又、請求項８のように、請求項１、２、３又は４の下糸残量検知装置において、検知した下糸残量の程度を表示する検知レベル表示手段を備えている場合には、作業者が下糸残量を容易に把握することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
まず、本発明の第１実施形態を説明する当り、ミシン動作中の下糸残量の検知動作を可能とする小型・軽量で、且つ高速動作が可能であり、下糸を傷付けることなく、正確にその残量を検出することができるリニアアクチュエータをハード本体とする下糸残量検知装置について詳細に説明する。なお、このリニアアクチュエータをハード本体とする下糸残量検知装置は、特願平６−１６７０６８号で本出願人が既に提案している。
【００２４】
図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれこの下糸残量検知装置（リニアアクチュエータ）の平面図、Ｂ−Ｂ断面図及び正面図である。又、図２は、この検知装置を一部破断して示した斜示図である。図中、符号１は検知棒軸受であり、２Ａ、２Ｂは後述するコイル５Ｂが移動できるスパン内で、ほぼ均一な磁界を与える永久磁石であり、３Ａ、３Ｂは永久磁石２Ａ、２Ｂそれぞれの内側に存在する空間、４は永久磁石２Ａ、２Ｂに平行な鉄心であり、永久磁石２Ａ及び２Ｂは両者共この鉄心４に同じ磁極面を向けている。
【００２５】
符号５は、鉄心４上を自由に滑動することができるコイル組立体で、このコイル組立体５はコイルボビン５Ａと、通電時にリニア直流モータの動作原理に基づき直線的な推力を得るためのコイル５Ｂより構成されている。符号６Ａ、６Ｂは上記コイル組立体５を図１（Ａ）の右端に付勢する復帰ばね（一点鎖線で示した）、７は後端が上記コイル組立体５に固定され、その先端が該コイル組立体５の移動時に釜の開口部を通してその内部にあるボビンに巻かれている下糸の外周部に当接するように移動する検知棒である。
【００２６】
符号８は抵抗変化や圧電素子又は電気容量の変化等を利用して圧力を検知する圧力センサであり、９は後退端を規定するヨーク１０Ａに固定され、コイル組立体５の移動を案内する役割を果たす下部案内棒である。
【００２７】
上記ヨーク１０Ａは鉄心４の長さ方向側面に接し、ヨーク１０Ｂは永久磁石の第２磁極面側とヨーク１０Ａの側端面に接しており、これらは永久磁石から出て永久磁石に戻る磁束の通路となるだけでなく、下糸残量検知装置の枠体を構成している。
【００２８】
上記下糸検知装置においては、上述した永久磁石２Ａ、２Ｂ、空隙３Ａ、３Ｂ、鉄心４、コイル組立体５及びヨーク１０Ａ、１０Ｂは、リニアモータを構成している。この検知装置は、図３に符号Ａで示すように、ミシン内部で、下糸１１が巻かれているボビン１２が収容されている釜１４に近接する位置に取付けられ、釜１４が停止しているときに、下糸検知を行う場合、図３（Ａ）に示す検知動作開始前の状態から、コイル組立体５のコイルに所定方向に電流を流すことにより、該組立体５を前進させると、検知棒７が同図（Ｂ）又は（Ｃ）のように釜１４内に挿入され、下糸１１の検知が行われる。その際、図３（Ｂ）のように下糸１１が十分に残っているときには、検知棒７の先端が下糸１１の外周部に衝突し、小さい振動波が生じるが、同図（Ｃ）のように規定の長さ以下になると下糸の巻径が小さくなるため検知棒７の先端が届かなくなり、その結果コイル組立体５自体が前方のヨーク（枠体前端部）１０Ａに衝突し、機械的な強い衝撃音（振動波）が発生する。このように、検知棒７を前進動作させたときの振動波の強弱により、下糸の有無を検出することができる。
【００２９】
そこで、上記下糸検知装置では、図４に、ミシン本体の取付部材１３に取付けられている状態を示すように、ヨーク１０Ｂの外側に振動波検出素子（圧電素子等からなる超音波センサ）１５が取付けられ、該振動波検出素子１５で検出される振動波を、図５の回路図に示した基準電圧の異なる２種類のコンパレータを使用して識別し、下糸の検知を行っている。
【００３０】
即ち、図５の上段に示した基準電圧１００ｍＶに設定したコンパレータと、下段に示した基準電圧６００ｍＶに設定したコンパレータの一方の入力端子に、超音波センサ１５からの検出信号が入力されるようになっている。これらコンパレータの出力は、それぞれ別個のモノステーブル・マルチバイブレータ（ワンショット）ＬＭ５５５の入力に接続され、ワンショットの出力を図示しない判定回路で識別する。
【００３１】
図６は、可動部（コイル組立体）５が超音波センサ１５から上記振動波識別回路に入力されたときに得られる、基準電圧が異なる２つのコンパレータと、２つのワンショットの出力波形を示し、この図から検知棒が前進して下糸１１に当たったときと、コイル組立体５が復帰して後ろの壁（枠体後端部）に当たったときには、基準電圧１００ミリＶに設定した側のワンショットのみがパルスを出力する。
【００３２】
一方、規定より下糸が少なくなったときは、強く付勢されたコイル組立体５が前進して前の壁に当たったときには振動波が最大値７００ミリＶに達するため、基準電圧を１００ミリＶに設定した側のワンショット及び基準電圧６００ミリＶに設定した側のワンショットの両方が出力パルスを送出する。従って、上で詳述した本出願人が既に提案している下糸残量検知装置は、上記２つのワンショット回路の出力の有無と、コイル組立体の前進・復帰動作制御とを組合せることにより、下糸の有無及び可動部の前進・後退が正しく実行されたか否かを、単一の超音波センサ１５で確実に識別することができる。
【００３３】
以上、本実施形態の下糸残量検知装置の主なハード構成と、その基本動作原理を説明したが、以下に本実施形態の下糸残量検知装置の特徴について詳述する。
【００３４】
図７は、本実施形態の下糸残量検知装置を構成する振動検出部とリニアアクチュエータの駆動制御部の要部を示す回路図、図８は、リニアアクチュエータと下糸を巻いたボビンを収容する釜との位置関係を示した概略断面図である。
【００３５】
本実施形態の下糸残量検知装置は、ミシンの主制御装置（図示せず）において、第１条件として、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な低速状態にあることを判定する第１判定手段と、第２条件として、主軸の回転に連動して回転する釜が、その開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を導入可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段とが組み込まれており、これら両判定手段による判定結果である上記第１条件と第２条件とが同時に成立している時にのみ、以下のようにリニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御するようになっている。
【００３６】
又、本実施形態では、図７に示したコンパレータ・ワンショット回路１６Ａは、動作時の振動波検出回路で、前記図５の上段に示したコンパレータの設定基準電圧が１００ｍＶに設定してある回路に相当し、コンパレータ・ワンショット回路１６Ｂは、下糸無し時の振動波検出回路で、同じく図５の下段に示したコンパレータの基準電圧が６００ｍＶに設定してある回路に相当する。
【００３７】
本実施形態の下糸残量検知装置は、上記図７に示すように、超音波センサ（振動波検出手段）１５から入力される検出信号のレベルを、１００ｍＶの基準レベルと比較し、その基準レベルを越えている場合には、ワンショット信号を出力するコンパレータ・ワンショット回路１６Ａと、６００ｍＶの基準レベルと比較し、その基準レベルを越えている場合には、ワンショット信号を出力するコンパレータ・ワンショット回路１６Ｂと、これらワンショット回路１６Ａ、１６Ｂからの信号入力等に基づいて後述する各種の制御信号を生成するプログラマブルコントローラ（ＣＴＬ）１７と、該コントローラ１７からの制御信号に基づいて制御されるアクチュエータドライバ１８と、該ドライバ１８により制御駆動されるリニアアクチュエータ１９（前記図３等で符号Ａで示したものに当る）を主要部として備えており、又、上記プログラマブルコントローラ１７にはスタートとリセットを指示するスタートスイッチ２０が取付けられている。
【００３８】
本実施形態は、いわゆる水平釜ミシンに適用された下糸残量検知装置であり、上記リニアアクチュエータ１９は、釜に対して図８に示すような位置に配置されている。即ち、図中２１は、釜軸台であり、該釜軸台２１に支持されている軸を中心に外釜１４は矢印方向に回転するように軸支され、その斜め右上方向に超音波センサ１５が付設されたリニアアクチュエータ１９が配設されている。又、図中、斜線部２２は、外釜１４の上糸釜越部、２３は縫製時に上糸を引掛ける剣先部である。
【００３９】
本実施形態では、スペースの関係上、リニアアクチュエータ１９は図８のような配置位置となる。又、通常ミシンでは主軸が１回転する間に外釜１４が２回転するようになっている。そのため、外釜１４の剣先部２３と、上糸釜越部２２を避けて検知棒を下糸釜内に前進できるのは、ミシンの上軸（主軸）の回転角度で１６５°〜２５５°と３４５°〜７５°の間で、それぞれ９０°である。この角度範囲は、図８においてはリニアアクチュエータによる検知棒７の前進位置Ａが外釜１４の内部に挿入できるＢ〜Ｃの１８０°の範囲内にあることに相当し、時間的には上軸の回転数が３００ｒｐｍの時であれば、５０ｍ秒の期間に相当する。本実施形態で使用するリニアアクチュエータ１９は、検知棒７を含む可動部分の質量が２ｇ以下と小さいこともあって、駆動開始から復帰までに１８ｍ秒以下で作動するため、前記回転数３００ｒｐｍのミシンの回転中にも下糸残量を確実に検知できるようになっている。
【００４０】
なお、実際には、回転角範囲が前記１６５°〜２５５°では上糸が釜を潜り抜けている期間に含まれるため、この間にアクチュエータを作動させると上糸が検知棒７に引掛ってしまうため、ここでは主軸が３４５°〜７５°の角度範囲にあるときにアクチュエータ１９を作動させることになる。但し、この期間は、下糸が繰り出されている期間にあたるため、通常のソレノイドでは下糸への当接時間が長く縫製に問題を生じるが、本実施形態では作動部分質量を小さくし、検知棒が下糸に当接した時の振動波を捕らえて直ちに後退させるようにしたことから、縫い品質に影響を与えることなく、ミシンの回転中でも下糸残量を検知することができるようになっている。
【００４１】
本実施形態においては、前記ＣＴＬ１７のタイマを使ってリニアアクチュエータ１９の駆動と下糸検知動作の正異常の検出をも行うようになっており、これを図９〜図１２のタイムチャートを用いて（１）アクチュエータの前進と後退の駆動出力の発生、及び下糸が有るときの正常動作の判定、（２）下糸無しの判定、（３）後退動作異常の判定、（４）前進動作異常の判定のそれぞれに使用される制御信号の生成について説明する。
【００４２】
本実施形態の検知装置では、下糸が規定量より少ないときにコイル組立体５が前の壁（ヨーク１０Ａ、前端部）に当たる寸前にアクチュエータドライバ１８に出力される前進信号がオフとなるように設定されている。
【００４３】
ミシン本体の制御装置から、主軸の回転速度が下糸検知可能な低速状態、例えば３００ｒｐｍになった時に、スタート信号が入力され、スタートスイッチ２０がオンになる。スタートスイッチ２０がオンになると、ＣＴＬ１７の入力リレー０００１がオンとなり、プログラムがスタートする。
【００４４】
このように、ミシンの主軸回転数（回転速度）が規定回転数以下となると、主軸回転角度が３４５°〜７５°の間だけ回転角信号（検出可能信号）が、ミシン本体の制御回路からプログラマブルコントローラ１７の入力リレー０００１に出力される。この回転角信号は、通常１回出力すればよいが、規定回転数以下の回転状態が長く続くようであれば、更に何回か出力してもかまわない。ミシンの主軸回転数が規定回転数以上となり、再び規定回転数以下となったときに、回転角信号を出力するという動作が繰り返される。
【００４５】
図９において、回転角信号が出力され、プログラマブルコントローラ１７の入力リレー０００１がオンになると、前進駆動タイマＴ０００がスタートする。このタイマＴ０００がオンになると、前進終了タイマＴ００１、後退駆動タイマＴ００２、後退終了タイマＴ００３、衝突待ちタイマＴ００４及びリセットタイマＴ００５が、この順で順次スタートするようにプログラムされている。
【００４６】
又、前進駆動タイマＴ０００がオン、前進終了タイマＴ００１がオフ、前進チェック用の内部リレー１１０２がオフのＡＮＤで出力リレー０５００がオンとなり、この出力リレー０５００がオンとなった時にリニアアクチュエータ１９でコイル組立体の前進が始まる。そして、検知棒７の先端が下糸に当接すると、前記コンパレータ・ワンショット回路１６Ａから動作信号が出力される。この信号がコントローラ１７に入力されることにより、入力リレー０００２がオンとなると、内部リレー１１０２がオンに保持される。そして、上記の如くタイマＴ０００がオン、タイマＴ００１がオフ、内部リレー１１０２がオフのＡＮＤで出力リレー０５００がオンとなるから、内部リレー１１０２がオンになると、出力リレー０５００がオフとなって、前進駆動が中断される。
【００４７】
前進動作エラーでワンショット回路１６Ａからの動作パルス信号が出力されない場合には、タイマＴ０００がオンになった時からタイマＴ００１がオンになるまでの間だけ、出力リレー０５００がオンとなり、次に、後退開始タイマＴ００２がオンになるまでは、駆動を中断する。これは、アクチュエータドライバーがバイポーラ駆動方式のため、ドライバー回路が一時的にショート状態となるのを防止するための時間である。
【００４８】
タイマＴ００２がオンになったときからタイマＴ００３がオンになるまでの間、後退動作用の出力リレー０５０１がオンとなり、コイル組立体の後退駆動が行われる。
【００４９】
コイル組立体が後退して後部筐体に衝突すると、前記ワンショット回路１６Ａからの動作信号が再び出力され、入力リレー０００２がオンとなる。これにより、後退チェック用の内部リレー１１０３がオンとなっている状態が保持される。なお、この内部リレー１１０２又は内部リレー１１０３がオフで、且つタイマＴ００４がオンになっていることにより、動作異常信号用の内部リレー１１０５がオン状態を保持するようになっている。従って、正常動作の場合は、この内部リレー１１０５がオフのままで動作異常信号用の出力リレー０５０３はオンにならず、動作エラー信号は出力されず制御を終了して初期状態に戻る。
【００５０】
本実施形態においては、上記のようにＣＴＬ１７により、リニアアクチュエータを前進駆動させ、検知棒７を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときの振動が検出された時に、直ちに該リニアアクチュエータを後退駆動させる制御を行うようになされているため、下糸残量の検知動作を高速に実行できるようになっている。そして、次の下糸無しの場合も同様の制御が行われる。
【００５１】
図１０は、下糸無しのときに生成される信号を示し、コンパレータ・ワンショット回路１６Ｂからパルス信号が出力されてＣＴＬ１７の入力リレー０００２がオンになると、ＣＴＬ１７の内部リレー１１００がオン状態に保持され、その結果出力リレー０５０２がオンとなり下糸無しの信号を出力し、その表示がされる。
【００５２】
図１１は、後退動作エラーのときに生成される信号を示し、上述した如く、入力リレー０００２に２回目のパルスがタイマＴ００２オンからＴ００４オンまでの間に入力されないと、内部リレー１１０３が保持されず、後退異常信号用の内部リレー１１０５が保持状態となり、出力リレー０５０３をオンさせて動作エラー信号を出力し、その表示がされる。
【００５３】
図１２は、前進動作エラーのときに生成される信号を示し、入力リレー０００２はパルス信号が入力されないため、内部リレー１１０２及び１１０３等に保持されない。従って内部リレー１１０５が保持状態となり、出力リレー０５０３をオンさせて動作エラー信号を出力する。
【００５４】
図１３は、以上詳述した図９〜図１２のタイムチャートに示した制御信号により実行される駆動動作と、判定動作とを時間の流れに従ってまとめて示したフローチャートであり、ステップＳ１〜Ｓ１１の順に動作が実行され、ミシンの動作中に下糸残量の有無と、前進・後退の動作異常の検出が行われる。
【００５５】
即ち、ミシンの主制御装置により検知動作が可能な低速回転状態になったと判定され、下糸検知動作のスタート信号が入力リレー０００１に入力され、スタートを開始した後、上記主制御装置から、検知棒を前進可能な回転角の範囲にあるという回転角信号が入力されると（ステップＳ１）、前進駆動タイマＴ０００がオンになる（ステップＳ２）。この前進駆動タイマがオンになると、前進信号が出力リレー０５００から出力され、前記タイマがオンの間でもワンショット回路１６Ａから動作パルス信号（振動検出信号）が入力リレー０００２に入力されると強制的に前進駆動をオフにする（ステップＳ３、Ｓ４）。前進駆動タイマがオンの間中、前進信号を出力しても動作信号が出力されないときは（ステップＳ３）、前進エラー、即ち動作エラー信号を出力して表示する（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００５６】
前記ステップＳ４で前進駆動タイマをオフにした後、後退駆動タイマＴ００２をオンにすると（ステップＳ７）、該タイマがオンの間、後退信号が出力されるが、動作信号が入力され、入力リレー０００２がオンとなると正常動作が完了となる（ステップＳ８）。ステップＳ８で動作信号が入力されなければ後退エラー、即ち動作エラーを出力する（ステップＳ９、Ｓ６）。又、ステップＳ２で前進駆動タイマがオンの間に大きな振動波を検出し、ワンショット回路１６Ｂから信号が入力されると、糸無し信号用入力リレー０００３がオンとなり、下糸無し信号を出力し（ステップＳ１０、Ｓ１１）、下糸エラーを出力して表示する（ステップＳ１１）。
【００５７】
以上詳述した如く、本実施形態においては、縫製動作に影響を及ぼさないミシンの回転速度のときで、且つ主軸の回転角が外釜の開口部が検知棒を前進可能な範囲にあるときに、下糸残量の検知動作を行うと共に、可動部が前進を阻まれたときに発する振動波を捕らえたら、直ちに前進駆動をオフにして後退させるようにしたので、ミシンを停止させることなく下糸残量を確実に検知することができる。
【００５８】
図１４は、本発明に係る第２実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を示すブロック図であり、図１５は検知部と釜との関係を示した断面図で、図１６はその正面図である。
【００５９】
本実施形態の下糸残量検知装置は、図１４に示すように、検知棒３１と検知棒駆動装置３２とからなる検知部３３を備え、後述する検知動作により釜３４の内部に検知棒３１を前進させ、そのときの検知棒３１の前進量を前進量検出部３５で検出し、その検出結果から下糸残量算出部３６で上記釜３４に収容されているボビン３７に巻かれている下糸の残量を検出するようになっている。
【００６０】
又、上記検知部３３は、主制御装置３８により検知動作が制御されるようになっており、この主制御装置３８には、回転している外釜の開口部が、検知棒３１を前進可能な位置関係にあることを検出する開口部位置検出部３８Ａ、検知棒３１を釜内に前進した際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことを検出する検知棒当接検出部３８Ｂ、ミシン主軸の回転速度が、前記検知動作が可能な速範囲にあることを判定する主軸回転速度判定部３８Ｃとが内蔵されている。
【００６１】
まず、図１５、図１６を参照して、上記検知部３３及び該検知部３３と釜３４との関係について詳述する。
【００６２】
上記検知部３３は、ミシン本体の固定板４０に取り付けられ、該検知部３３はガイド４２に図中上下方向に案内される検知棒３１と、該検知棒３１をアーム４４を介して前進・後退駆動するロータリソレノイド（検知棒駆動手段）４６とを備えており、該アーム４４の先端には検知棒３１が固定された検知棒ホルダ４７が回動自在に接続されている。又、この検知棒３１の中央部には先端に永久磁石４８が固定された磁石ホルダ５０が取り付けられ、この磁石ホルダ５０と検知棒ホルダ４７との間には、検知棒３１を間にして２本のバネ５２が架設されている。又、図１６から判るように、上記永久磁石４８は、ホール素子５３に対向して設けられ、該ホール素子５３の発生電圧は検知棒３１の移動量に応じて変化するので、その発生電圧に基づいて検知棒３１の前進量を検出できる。
【００６３】
又、図１５の上段には、上記検知部３３により下糸残量が検出されるボビンが収容された釜３４を示してあり、この釜３４はミシン主軸の回転に伴う針の上下動に同期して回転可能な外釜５４と、該外釜５４の内側に静止状態で保持されている内釜５６とを備えている。又、この内釜５６の内側には、側面に開口部５８が形成されたボビンケース６０が着脱可能に装着され、該ボビンケース６０には下糸６１が巻かれたボビン３７が着脱と回転が可能な状態で収容されるようになっている。
【００６４】
本実施形態においては、後に詳述するように、ロータリソレノイド４６により検知棒３１を前進駆動させた場合にそれが釜内に前進可能なように、前記図１５に２点鎖線で示した検知棒３１の前進位置に、外釜５４に形成されている外釜開口部６２及び上記ボビンケース６０の開口部５８が一致するタイミングを検出し、このタイミングの時にのみ上記検知部３３を駆動して検知棒３１により下糸残量の検出を行うようになっている。
【００６５】
この検知動作を説明すると、ボビンケースの開口部５８及び外釜開口部６２が図１５に示すような位置関係になったら、ロータリソレノイド４６を励磁してアーム４４を左廻りに回動し、検知棒ホルダ４７を上方に移動させることにより、バネ５２を介して磁石ホルダ５０及びそれに固定された検知棒３１を矢印で示した上方に移動させる。
【００６６】
その結果、検知棒３１は上記２点鎖線で示したように、２つの開口部５８、６２を通して釜内に前進し、検知棒３１の先端はボビン３７に巻回された下糸６１に当接する。従って、このときの検知棒３１の位置をホール素子５３により検出すれば、下糸６１の残量を求めることができる。又、検知棒ホルダ４７と磁石ホルダ５０との間にバネ５２が介在しているので、検知棒３１が下糸６１の外周に当接する際の衝撃を緩和することができるようになっている。
【００６７】
上記のように検知棒３１が下糸６１の外周に当接した後、ロータリソレノイド４６を消磁すると、内蔵されているバネ（図示せず）の作用によってアーム４４が元の位置に復帰するため、検知棒３１も元の位置に移動して検知棒ガイド４２の内側に収まって１回の検知動作は終了する。
【００６８】
図１７、本実施形態の下糸残量検知装置が適用されるミシンの全体構成の概略を示したブロック図である。
【００６９】
前記図１４に示したように、検知部３３は主制御装置３８に信号の送受信が可能な状態で接続されている。そして、この主制御装置３８は、外部機器との信号の入出力を行うＩ／Ｏポート６４、各種演算処理が行われるＣＰＵ（中央演算処理装置）６６、前記開口部位置検出部３８Ａ、検知棒当接検出部３８Ｂ、主軸回転速度判定部３８Ｃで実行される処理に用いられるプログラムや、後述する下糸残量検知処理に用いられる各種プログラムが記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）６８、各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７０を備え、上記Ｉ／Ｏポート６４とＣＰＵ６６、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ７０は、バスラインで電気的に接続され、信号の送受信が行われるようになっている電子制御回路である。
【００７０】
上記主制御装置３８は、ミシン全体の動作を制御する働きをし、Ｉ／Ｏポート６４からはミシンヘッド７２の主軸を回転するモータ７４を駆動するための駆動回路７６に制御信号を出力し、又、該Ｉ／Ｏポート６４には、ミシンの縫製動作を起動するためのペダル７８からのオンオフ信号や、ロータリエンコーダ８０により検出さたミシンヘッド４２の主軸の回転角が入力されるようになっている。そして、前記検知部３３に対しては、主制御装置３８からロータリソレノイド４６の駆動回路８２に対して制御信号が出力され、ホール素子５３からは検出電圧が、増幅回路８４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器８６で直流電圧に変換された後、同制御装置３８に入力されるようになっている。
【００７１】
又、このミシンは、表示パネル９０（具体的な構造の図示は省略する）を備えており、該表示パネル９０には検出した下糸残量の程度を表示する検出レベル表示器９１が設けられており、上記主制御装置３８は、この表示パネル９０との間でも信号の送受信が行われるようになっている。
【００７２】
この表示パネル９０には、上記表示器検出レベル９１の他に、その検出レベルを設定・変更する際等に使用する設定操作キー９４、下糸残量が設定レベルを下回ったときに警報音を発生するブザー９２、同じく残量が設定レベルを下回ったときに点灯する下糸警告ランプ９３、ブザー９２を停止するリセットキー９５、及び検知棒３１の先端が、下糸が無いときのボビン３７の糸巻き面に当接したときのホール素子５３の発生電圧を記憶させる０％設定キー９６、及びボビン３７に下糸を最大に巻いたときの発生電圧を記憶させる１００％設定キー９７がそれぞれ設けられている。
【００７３】
本実施形態においては、まず縫製を開始する前に、下糸６１が巻回されていない空のボビン３７を釜３４内に装着し、外釜５４が停止している状態で０％設定キー９６を操作して検知部３３を駆動することにより、検知棒３１と開口部５８及び外釜開口部６２とが図１５に示した一致した状態のときのホール素子５３の発生電圧をＲＡＭ７０に記憶する。図１８は、ロータリソレノイド４６を励磁して、検知棒３１を釜３４内に挿入したときのホール素子５３の発生電圧を示し、検知棒３１の前進量に応じてほぼ直線的に変化することが示されている。即ち、図中ａは、ロータリソレノイド４６が励磁される前の検知棒３１の待機位置に、ｄは検知棒３１の先端がボビン３７の糸巻き面に当接する０％位置にあたり、Ｖａ、Ｖｄはそれぞれの位置での発生電圧を表わしている。
【００７４】
上記０％設定が終了した後、下糸３２が最大に巻かれたボビンを釜３４内に装着し、前記１００％設定キーを操作して１００％位置でのホール素子５３の出力電圧を同様にＲＡＭ７０に記憶する。この１００％位置は図１８のｂにあたり、そのときの発生電圧はＶｂである。以上のように求めた０％と１００％の各位置での電圧Ｖｂ、Ｖｄは、前記検出レベル表示器９１の表示のために行う演算処理に使用する。
【００７５】
又、前記設定操作キー９０を使用して、下糸残量が規定量に達したことを判定するための判定電圧を設定する。この判定電圧は、図１８中でｃの位置のＶｃにあたり、検出時のホール素子５３の発生電圧がこのＶｃに達すると、ブザー９２を発生し、下糸警告ランプ９３を点灯させるようになっている。
【００７６】
以上の準備操作を行った後、前記ペダル７８を踏んで縫製を開始すると、図１９のフローチャートに従って検知動作が実行される。
【００７７】
まず、ペダルが踏まれてペダル信号がＯＮの状態にある時に、ミシンの回転数（速度）が所定の回転数以下になったことを判定する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。この判定は、前記主軸回転速度判定部３８Ｃにおいて、駆動装置の性能等を考慮して予め設定してある基準回転数と、ロータリエンコーダ８０から入力される回転角信号から求められる実回転数（回転速度）と比較して行われる。
【００７８】
上記ステップＳ２１でミシン回転数が基準以下にあると判定されたときは、ボビンケースの開口部５８と外釜開口部６２とが検知棒３１の前進可能位置に達したことを検出する（ステップＳ２２）。この位置検出は、前記検知棒当接検出部３８Ｂにより、ロータリエンコーダ８０から入力されるミシン主軸の回転角信号（タイミング信号）が、予め設定してある基準値に達したことから検出できるようになっている。
【００７９】
上記ステップＳ２１、Ｓ２２により、２つの条件が満足されたときは、ロータリソレノイド４６を励磁し（ステップＳ２３）、検知棒３１をボビンケースの開口部５８と一致している外釜開口部６２から導入し、そのときのホール素子５３の実際の発生電圧Ｖｒを微小周期で読み込み（ステップＳ２４）、それをＲＡＭ７０に記憶させると共に、検知棒３１の先端が下糸の外周に当接したことを検出する（ステップＳ２５）。
【００８０】
この検出は、前記検知棒当接検出部３８Ｂにおいて実行され、微小周期毎に順次読み込まれるホール素子５３の発生電圧の単位時間当たりの変化を算出し、その変化量が予め設定してある基準値を下回ったことから検出される。
【００８１】
上記ステップＳ２５で検知棒３１の先端が下糸の外周に当接したことが検出されると、直ちにロータリソレノイド４６は消磁され、該検知棒３１は元の待機位置に戻る。
【００８２】
次いで、下糸当接時に読み込まれたホール素子５３の発生電圧Ｖｒと、基準電圧Ｖｃとを比較し（ステップＳ２７）、Ｖｒ≧Ｖｃのときは、ブザー９２を起動させ、下糸警告ランプ９３を点灯させる（ステップＳ２８）。上記ステップＳ２７でＶｒ＜Ｖｃのときは、前記ステップＳ２０に戻って以上の操作を繰り返す。
【００８３】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、ミシン主軸の回転数が測定可能な低速で、且つ検知棒を釜３４内に前進可能な回転角の範囲（ボビンケースの開口部５８、外釜開口部６２が検知棒３１の前進可能位置に一致した状態）に釜３４が到達したことを条件に、検知部３３により検知動作を開始させ、且つ検知棒３１の先端が下糸の外周に当接すると同時に該検知棒３１を後退させて元の位置に復帰させるようにしたので、可動部を極めて軽量にできるリニアアクチュエータを使用する前記第１実施形態の場合程の高速時には適用できないが、同様に縫製動作中、即ち釜３４が回転しているときでも下糸残量の検知を行うことが可能となる。
【００８４】
又、本実施形態によれば、作業者が意識することなく定期的に下糸残量を検出することができるため、途中で糸切れ状態になることを確実に防止することができる。
【００８５】
図２０は、本発明に係る第３実施形態の下糸残量検知装置が備えている検知部を示す前記図１５に相当する断面図である。
【００８６】
本実施形態の検知部３３は、検知棒３１を案内するためのガイド４２の先端部に超音波センサ９８が付設され、且つガイド４２の内側先端部に、規定量以下の下糸残量になると検知棒３１の先端が下糸に当接するより前に、磁石ホルダ５０が当接するストッパ９９が設けられている以外は、実質的に前記第２実施形態の検知部３３と同一である。
【００８７】
又、本実施形態では、前記主制御装置３８に上記超音波センサ９８からの検出信号が入力されるようになっており、この信号に基づいて、前記検知棒当接検出部３８Ｂでは検知棒３１の先端が下糸に当接したことを検出し、又、下糸残量が規定量以下になったことの判断も行われるようになっている。
【００８８】
即ち、下糸残量が規定以上のときは、検知棒３１の先端が下糸の外周に当接するため、周期が長い小さい振動が発生し、規定を下回ると磁石ホルダ５０がストッパ９９に当接するため、周期が短い大きな振動が発生する。従って、超音波センサ９８で検出された超音波信号が、主制御装置３８に入力されると同時に、検知棒３１を後退駆動させると共に、入力された超音波信号の振幅の大きさや周期の違いから、周波数解析を、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）で行い、得られる周波数特性から、検出された振動がいずれに起因するものかを判定することにより、下糸残量の有無を検出することができる。
【００８９】
従って、本実施形態では、前記図１９のフローチャートのステップＳ２５を「振動が検出されたか」に置き換え、ステップＳ２７を「ストッパに当接した振動か」に置き換えることにより、前記第２実施形態の場合と同様に、縫製中に下糸残量を確実に検出することができる。なお、本実施形態のステップＳ２７では、図１９の場合の「Ｖｒ≧Ｖｃ」の判定を同時に実行するようにしてもよい。
【００９０】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００９１】
前記第１実施形態の場合、例えば、第１条件としてのミシン主軸の低速回転速度は、前記実施形態に示したものに限定されず、リニアアクチュエータの性能に応じて任意の速度に設定することができる。
【００９２】
又、第２条件としての主軸回転角の範囲も、ミシンの種類等に応じて変更できることはいうまでもない。
【００９３】
又、超音波センサとしては、前述した圧電素子からなるものが、小型で耐油性に優れているために好ましいが、これに限定されず、縫製の通常作業時に発生する振動波と区別できる、例えば２００〜２５０ＫＨｚを検出できるセンサであれば特に制限されない。
【００９４】
又、検知棒を前進後退動作させるリニアアクチュエータの具体的な構造は、前述したものに限定されない。
【００９５】
又、前記第２又は第３実施形態の場合、例えば、検知棒駆動手段としては、前記実施形態に示したものに限定されず、他のロータリソレノイドを利用した駆動装置であっても、あるいは他の原理に基づく駆動装置であってもよい。
【００９６】
又、前記実施形態では、ボビンケースを使用するミシンについて説明したが、これを使用しないミシンであってもよいことは言うまでもない。
【００９７】
又、縫製動作中に行う下糸残量の検出は、自動的に行う場合に限らず、作業者が検出用ボタンを押す等の手動操作により適宜実行できるようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１の発明によれば、ミシンを停止させることなく、検知棒の先端をボビンに巻かれている糸の外周部に当接させて下糸の残量を正確に検知することができる。
【００９９】
又、請求項２の発明によれば、リニアアクチュエータを確実に高速動作させることができるため、ミシンを停止させることなく、下糸残量を正確に検出することができる。
【０１００】
請求項３又は４の発明によれば、ミシンが縫製動作中でも、検知棒を釜内に前進させて、下糸残量を検出することができる。
【０１０１】
請求項５の発明によれば、検知棒駆動手段の性能に応じて確実に検知動作が可能な回転速度になったところで、該動作を行うことができるため、正確に且つ安全に下糸残量を検出することができる。
【０１０２】
請求項６の発明によれば、ボビンケースを使用する通常のミシンでも、動作中に下糸残量を確実に検出することができる。
【０１０３】
請求項７の発明によれば、主軸の回転角を検出し、その検出値から外釜の開口部が検知棒を前進可能な位置にあるかを正確に決定できるので、動作中でも確実に下糸残量を検出することができる。
【０１０４】
請求項８の発明によれば、作業者が下糸残量を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を示す平面図、断面図及び正面図
【図２】第１実施形態の下糸残量検知装置を一部破断して示す斜示図
【図３】第１実施形態の下糸残量検知装置と釜内に収容されているボビンケースとの関係を示す概略断面図
【図４】第１実施形態の下糸検知装置に超音波センサが取付けられている様子を示す正面図
【図５】第１実施形態の下糸残量検知装置に組込まれている振動波識別用回路を示す回路図
【図６】前記振動波識別用回路で検出された振動波形を示す線図
【図７】第１実施形態の下糸残量検知装置に組込まれている検知部と駆動制御部の要部を示す回路図
【図８】リニアアクチュエータと下糸ボビンを収容する釜の位置関係を示す概略断面図
【図９】前進動作、後退動作の駆動信号の生成と、下糸が有る場合の正常動作を説明するタイムチャート
【図１０】下糸無しの判定の制御信号の生成を説明するタイムチャート
【図１１】後退動作エラー時の制御信号の生成を説明するタイムチャート
【図１２】前進動作エラー時の制御信号の生成を説明するタイムチャート
【図１３】第１実施形態による下糸残量検知動作の流れを示すフローチャート
【図１４】第２実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を示すブロック図
【図１５】第２実施形態の下糸残量検知装置が有する検知部と釜とを示す断面図
【図１６】上第２実施形態の糸残量検知装置が有する検知部と釜とを示す正面図
【図１７】第２実施形態の下糸残量検知装置が適用されるミシン全体の概略構成を示すブロック図
【図１８】ホール素子による下糸残量の検出原理を説明するための線図
【図１９】第２実施形態の作用を示すフローチャート
【図２０】第３実施形態の下糸残量検知装置が有する検知部を示す断面図
【符号の説明】
１…検知棒軸受
２Ａ、２Ｂ…永久磁石
３Ａ、３Ｂ…空隙
４…鉄心
５…コイル組立体
５Ａ…コイルボビン
５Ｂ…コイル
６Ａ、６Ｂ…復帰ばね
７…検知棒
８…圧力センサ
９…下部案内棒
１０Ａ、１０Ｂ…ヨーク
１１…下糸
１２…ボビン
１３…取付部材
１４…釜
１５…振動波検出素子（超音波センサ）
１６…コンパレータ・ワンショット回路
１７…プログラマブルコントローラ（ＣＴＬ）
１８…アクチュエータドライバ
１９…リニアアクチュエータ
２０…スタートスイッチ
２１…釜軸台
２２…上糸釜越部
２３…剣先部
３１…検知棒
３２…検知棒駆動装置
３３…検知部
３４…釜
３５…導入量検出部
３６…下糸残量算出部
３７…ボビン
３８…主制御装置
３８Ａ…開口部位置検出部
３８Ｂ…検知棒当接検出部
３８Ｃ…主軸回転数判定部
４６…ロータリソレノイド
４８…永久磁石
５２…外釜開口部
５３…ホール素子
５４…外釜
５８…開口部
６０…ボビンケース
８０…ロータリエンコーダ
９１…検出レベル表示器
９８…超音波センサ
９９…ストッパ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミシンの下糸残量検知装置、特にボビンに巻かれている下糸が無くなる前に、下糸が規定量より少なくなったことを検知棒で検出し、縫製品の縫い直しや、不良品の発生を防止するに有効なミシンの下糸残量検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミシンでは下糸を巻いたボビンはボビンケース内に収容され、このボビンケースはミシンの針棒下部にある釜に装着されるため、通常縫製中は外部から下糸残量を目で確認することができない。そこで、ミシンの下糸が無くなる前に、下糸が少なくなったことを検知できるようにする装置が開発され、使用されており、その１つとしては、例えば実開昭６３−１３６５９１号公報に開示されているものがある。
【０００３】
この公報に開示されている下糸残量検知装置は、縫合が完了しているミシンが定位置に停止すると、ロータリソレノイド等の駆動手段が作動し、検知棒を移動させてその先端を釜内のボビンに巻かれた下糸外周部に接触させ、その後元の位置に復帰する往復運動をさせることにより、下糸の検知を行うようになっている。即ち、検知棒を往動させたときの移動距離が少なければ下糸の残量が多く、その移動距離が徐々に大きくなり、それが限界に達したときに、所定位置に取付けられている前進検知用磁気センサが作動し、下糸消費検知信号を発生し、下糸補充の必要性をオペレータに通知する。
【０００４】
上記の如く、従来の下糸検知は、ミシンが定位置に停止した状態で、即ち主軸の回転に連動して回転する外釜を、その開口部が検知装置と一定の位置関係になったところで停止させ、その状態で該開口部から検知棒を挿入して行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より複数組の短冊状の布を、途中で糸切り動作を行わずに連続して縫製することが行われており、この場合１組目の布の縫製が終わると、ミシンを停止させることなく次の布を供給し、続けて縫製する作業が行われるので、縫製の途中で下糸が無くなってしまうことが起こるという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ミシンが動作中でも、検知棒を釜内に導入して下糸残量を検出することができるミシンの下糸残量検知装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、を備えた構成とすることにより、前記課題を解決したものである。
【０００８】
請求項２の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、リニアアクチュエータを前進駆動させ、その可動部に固定されている検知棒を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときと無いときの振動波をそれぞれ検出する手段と、を備えていると共に、前記制御手段が、リニアアクチュエータを前進駆動した際に上記振動波のいずれかが検出された時に、該リニアアクチュエータを後退駆動させる制御を行うようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【０００９】
請求項３の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出する手段と、検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことを検出する手段とを備え、上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外周に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動作が実行されるようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
請求項４の発明は、ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出する手段と、検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したか、又は検知棒と共に移動する可動部がストッパ部に当接したことを検出する手段とを備え、上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外周に当接したか、又は可動部がストッパ部に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動作が実行されるようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１１】
即ち、請求項１の発明においては、確実に検知棒の前進・後退動作を実行できる回転速度状態になっていることを第１判定手段で判定すると共に、回転している釜が、ちょうど検知棒を釜内に前進できる回転角度の範囲にあること、即ち釜の開口部分が検知棒の前進位置に一致している範囲内にあることを第２判定手段で判定し、この第１、第２の判定手段による判定結果が同時に満たされているときにのみ、検知動作を行うようにしたので、ミシンを停止させることなく、安全にしかも確実に下糸残量を検知することができる。
【００１２】
又、ミシンを停止させることなく下糸検知を行うためには、検知棒を釜内に導入できるタイミングを正確に掴むことは当然のこととして、検知棒を釜内に前進・後退させる検知動作を縫製動作を阻害しない程度の高速で実行させることが好適である。本発明においては、検知棒の進退動をリニアアクチュエータで行うようにしたので、動作は検知棒の一端が固定された可動部を前進・後退させるだけでよいことから、クランク機構等の複雑な構造は不要となり、アクチュエータ自体を小型にできると共に、検知棒を含む可動部を小型・軽量、例えば２ｇ以下にすることができるため、高速の検知動作を行わせることができる。
【００１３】
即ち、前記実開昭６３−１３６５９１に開示されている従来のミシンの下糸残量検知装置は、ロータリソレノイドや、プランジャマグネットを使用し、しかも動作量を増幅するためにリンク機構を用いているため、可動部分の質量が大きく、それ故に検知棒を前進させて検知動作を行った後、復帰動作に移るまでに長時間を要することになり、その結果下糸を検知棒で押え付けている時間が長くなり、縫製動作を阻害する恐れが大きいため、釜が回転している縫製動作中に下糸残量を検知することは難しいのに対して、本発明にはこのような問題はない。
【００１４】
又、上記従来の下糸残量検知装置では、前進検知用の磁気センサが、下糸が少なくなった場合のみ作動するようになっているので、下糸残量が多いときは下糸に検知棒が当接したとしても検知されないため、この場合にも、長時間検知棒で下糸を押え付けることになることから問題がある。これを解消するために、連続的に検知棒の位置を検知できるように磁気抵抗素子を配設することも考えられるが、この場合にも、検知棒を駆動すると同時に磁気抵抗素子の抵抗値の変化を監視し、その変化が所定の時間内に無いことから検知棒が下糸に接触したという判断をする必要があるため、そのための時間が必要となって、結局高速動作は難しい。
【００１５】
又、請求項２の本発明においては、請求項１と同様の下糸残量検知装置において、アクチュエータを前進駆動させ、その可動部に固定されている検知棒を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときと無いときの振動をそれぞれ検出できるようにし、アクチュエータを前進駆動した際に上記振動のいずれかが検出された時に、直ちに該アクチュエータを後退駆動させることができるようにしたので、検知棒を前進させて、釜内に導入して規定の下糸残量の有無を検知すると同時に、該検知棒を迅速に後退させることができることにより、リニアアクチュエータによる検知動作を確実に、しかも高速で実行することができる。
【００１６】
又、請求項３の発明においては、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出し、該開口部がその前進可能な位置になったときに、検知棒を釜内に前進させると共に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させることができるようにしたので、ミシンが縫製動作中の場合でも、検知棒の前進量に基づいて下糸残量の検知を確実に行うことができる。
【００１７】
又、請求項４の発明においては、同様に外釜が回転中に検知棒を釜内に前進可能とし、その時に発生する振動の違いにより規定量の下糸残量の有無を検出できるようにすると共に、振動音が検出された時に検知棒を後退させるようにしたので同様に、縫製動作中でも下糸残量を検出することができる。
【００１８】
又、請求項５のように、請求項３又は４の下糸残量検知装置において、ミシン主軸の回転速度が、前記検知動作が可能な速度範囲にあることを判定する手段を備え、ミシン主軸の回転速度が上記速度範囲にあると判定されたときに、検知動作が実行されるようになされている場合には、検知棒駆動手段の性能に応じて確実に検知動作が可能な回転速度になったところで、該動作を行うことができるため、安全且つ正確に下糸残量を検出することができる。
【００１９】
又、請求項６のように、請求項１、２、３又は４の下糸残量検知装置において、ボビンをボビンケースに収容する場合、前記検知動作を、ボビンケースの開口部と外釜の開口部とが一致しているときに実行するようになされている場合には、ボビンケースを使用する通常のミシンでも動作中に下糸残量を確実に検出することができる。
【００２０】
又、請求項７のように、請求項１、２、３又は４の下糸残量検知装置において、検知棒を前進駆動するタイミングを、ミシン主軸の回転角に対応するタイミング信号に基づいて決定するようになされている場合には、主軸の回転角を、例えばロータリエンコーダで検出し、その検出位置から外釜の開口部が検知棒を前進可能な位置関係にあるかを正確に決定できるので、動作中でも確実に下糸残量を検知することができる。
【００２１】
又、請求項８のように、請求項１、２、３又は４の下糸残量検知装置において、検知した下糸残量の程度を表示する検知レベル表示手段を備えている場合には、作業者が下糸残量を容易に把握することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
まず、本発明の第１実施形態を説明する当り、ミシン動作中の下糸残量の検知動作を可能とする小型・軽量で、且つ高速動作が可能であり、下糸を傷付けることなく、正確にその残量を検出することができるリニアアクチュエータをハード本体とする下糸残量検知装置について詳細に説明する。なお、このリニアアクチュエータをハード本体とする下糸残量検知装置は、特願平６−１６７０６８号で本出願人が既に提案している。
【００２４】
図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれこの下糸残量検知装置（リニアアクチュエータ）の平面図、Ｂ−Ｂ断面図及び正面図である。又、図２は、この検知装置を一部破断して示した斜示図である。図中、符号１は検知棒軸受であり、２Ａ、２Ｂは後述するコイル５Ｂが移動できるスパン内で、ほぼ均一な磁界を与える永久磁石であり、３Ａ、３Ｂは永久磁石２Ａ、２Ｂそれぞれの内側に存在する空間、４は永久磁石２Ａ、２Ｂに平行な鉄心であり、永久磁石２Ａ及び２Ｂは両者共この鉄心４に同じ磁極面を向けている。
【００２５】
符号５は、鉄心４上を自由に滑動することができるコイル組立体で、このコイル組立体５はコイルボビン５Ａと、通電時にリニア直流モータの動作原理に基づき直線的な推力を得るためのコイル５Ｂより構成されている。符号６Ａ、６Ｂは上記コイル組立体５を図１（Ａ）の右端に付勢する復帰ばね（一点鎖線で示した）、７は後端が上記コイル組立体５に固定され、その先端が該コイル組立体５の移動時に釜の開口部を通してその内部にあるボビンに巻かれている下糸の外周部に当接するように移動する検知棒である。
【００２６】
符号８は抵抗変化や圧電素子又は電気容量の変化等を利用して圧力を検知する圧力センサであり、９は後退端を規定するヨーク１０Ａに固定され、コイル組立体５の移動を案内する役割を果たす下部案内棒である。
【００２７】
上記ヨーク１０Ａは鉄心４の長さ方向側面に接し、ヨーク１０Ｂは永久磁石の第２磁極面側とヨーク１０Ａの側端面に接しており、これらは永久磁石から出て永久磁石に戻る磁束の通路となるだけでなく、下糸残量検知装置の枠体を構成している。
【００２８】
上記下糸検知装置においては、上述した永久磁石２Ａ、２Ｂ、空隙３Ａ、３Ｂ、鉄心４、コイル組立体５及びヨーク１０Ａ、１０Ｂは、リニアモータを構成している。この検知装置は、図３に符号Ａで示すように、ミシン内部で、下糸１１が巻かれているボビン１２が収容されている釜１４に近接する位置に取付けられ、釜１４が停止しているときに、下糸検知を行う場合、図３（Ａ）に示す検知動作開始前の状態から、コイル組立体５のコイルに所定方向に電流を流すことにより、該組立体５を前進させると、検知棒７が同図（Ｂ）又は（Ｃ）のように釜１４内に挿入され、下糸１１の検知が行われる。その際、図３（Ｂ）のように下糸１１が十分に残っているときには、検知棒７の先端が下糸１１の外周部に衝突し、小さい振動波が生じるが、同図（Ｃ）のように規定の長さ以下になると下糸の巻径が小さくなるため検知棒７の先端が届かなくなり、その結果コイル組立体５自体が前方のヨーク（枠体前端部）１０Ａに衝突し、機械的な強い衝撃音（振動波）が発生する。このように、検知棒７を前進動作させたときの振動波の強弱により、下糸の有無を検出することができる。
【００２９】
そこで、上記下糸検知装置では、図４に、ミシン本体の取付部材１３に取付けられている状態を示すように、ヨーク１０Ｂの外側に振動波検出素子（圧電素子等からなる超音波センサ）１５が取付けられ、該振動波検出素子１５で検出される振動波を、図５の回路図に示した基準電圧の異なる２種類のコンパレータを使用して識別し、下糸の検知を行っている。
【００３０】
即ち、図５の上段に示した基準電圧１００ｍＶに設定したコンパレータと、下段に示した基準電圧６００ｍＶに設定したコンパレータの一方の入力端子に、超音波センサ１５からの検出信号が入力されるようになっている。これらコンパレータの出力は、それぞれ別個のモノステーブル・マルチバイブレータ（ワンショット）ＬＭ５５５の入力に接続され、ワンショットの出力を図示しない判定回路で識別する。
【００３１】
図６は、可動部（コイル組立体）５が超音波センサ１５から上記振動波識別回路に入力されたときに得られる、基準電圧が異なる２つのコンパレータと、２つのワンショットの出力波形を示し、この図から検知棒が前進して下糸１１に当たったときと、コイル組立体５が復帰して後ろの壁（枠体後端部）に当たったときには、基準電圧１００ミリＶに設定した側のワンショットのみがパルスを出力する。
【００３２】
一方、規定より下糸が少なくなったときは、強く付勢されたコイル組立体５が前進して前の壁に当たったときには振動波が最大値７００ミリＶに達するため、基準電圧を１００ミリＶに設定した側のワンショット及び基準電圧６００ミリＶに設定した側のワンショットの両方が出力パルスを送出する。従って、上で詳述した本出願人が既に提案している下糸残量検知装置は、上記２つのワンショット回路の出力の有無と、コイル組立体の前進・復帰動作制御とを組合せることにより、下糸の有無及び可動部の前進・後退が正しく実行されたか否かを、単一の超音波センサ１５で確実に識別することができる。
【００３３】
以上、本実施形態の下糸残量検知装置の主なハード構成と、その基本動作原理を説明したが、以下に本実施形態の下糸残量検知装置の特徴について詳述する。
【００３４】
図７は、本実施形態の下糸残量検知装置を構成する振動検出部とリニアアクチュエータの駆動制御部の要部を示す回路図、図８は、リニアアクチュエータと下糸を巻いたボビンを収容する釜との位置関係を示した概略断面図である。
【００３５】
本実施形態の下糸残量検知装置は、ミシンの主制御装置（図示せず）において、第１条件として、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な低速状態にあることを判定する第１判定手段と、第２条件として、主軸の回転に連動して回転する釜が、その開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を導入可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段とが組み込まれており、これら両判定手段による判定結果である上記第１条件と第２条件とが同時に成立している時にのみ、以下のようにリニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御するようになっている。
【００３６】
又、本実施形態では、図７に示したコンパレータ・ワンショット回路１６Ａは、動作時の振動波検出回路で、前記図５の上段に示したコンパレータの設定基準電圧が１００ｍＶに設定してある回路に相当し、コンパレータ・ワンショット回路１６Ｂは、下糸無し時の振動波検出回路で、同じく図５の下段に示したコンパレータの基準電圧が６００ｍＶに設定してある回路に相当する。
【００３７】
本実施形態の下糸残量検知装置は、上記図７に示すように、超音波センサ（振動波検出手段）１５から入力される検出信号のレベルを、１００ｍＶの基準レベルと比較し、その基準レベルを越えている場合には、ワンショット信号を出力するコンパレータ・ワンショット回路１６Ａと、６００ｍＶの基準レベルと比較し、その基準レベルを越えている場合には、ワンショット信号を出力するコンパレータ・ワンショット回路１６Ｂと、これらワンショット回路１６Ａ、１６Ｂからの信号入力等に基づいて後述する各種の制御信号を生成するプログラマブルコントローラ（ＣＴＬ）１７と、該コントローラ１７からの制御信号に基づいて制御されるアクチュエータドライバ１８と、該ドライバ１８により制御駆動されるリニアアクチュエータ１９（前記図３等で符号Ａで示したものに当る）を主要部として備えており、又、上記プログラマブルコントローラ１７にはスタートとリセットを指示するスタートスイッチ２０が取付けられている。
【００３８】
本実施形態は、いわゆる水平釜ミシンに適用された下糸残量検知装置であり、上記リニアアクチュエータ１９は、釜に対して図８に示すような位置に配置されている。即ち、図中２１は、釜軸台であり、該釜軸台２１に支持されている軸を中心に外釜１４は矢印方向に回転するように軸支され、その斜め右上方向に超音波センサ１５が付設されたリニアアクチュエータ１９が配設されている。又、図中、斜線部２２は、外釜１４の上糸釜越部、２３は縫製時に上糸を引掛ける剣先部である。
【００３９】
本実施形態では、スペースの関係上、リニアアクチュエータ１９は図８のような配置位置となる。又、通常ミシンでは主軸が１回転する間に外釜１４が２回転するようになっている。そのため、外釜１４の剣先部２３と、上糸釜越部２２を避けて検知棒を下糸釜内に前進できるのは、ミシンの上軸（主軸）の回転角度で１６５°〜２５５°と３４５°〜７５°の間で、それぞれ９０°である。この角度範囲は、図８においてはリニアアクチュエータによる検知棒７の前進位置Ａが外釜１４の内部に挿入できるＢ〜Ｃの１８０°の範囲内にあることに相当し、時間的には上軸の回転数が３００ｒｐｍの時であれば、５０ｍ秒の期間に相当する。本実施形態で使用するリニアアクチュエータ１９は、検知棒７を含む可動部分の質量が２ｇ以下と小さいこともあって、駆動開始から復帰までに１８ｍ秒以下で作動するため、前記回転数３００ｒｐｍのミシンの回転中にも下糸残量を確実に検知できるようになっている。
【００４０】
なお、実際には、回転角範囲が前記１６５°〜２５５°では上糸が釜を潜り抜けている期間に含まれるため、この間にアクチュエータを作動させると上糸が検知棒７に引掛ってしまうため、ここでは主軸が３４５°〜７５°の角度範囲にあるときにアクチュエータ１９を作動させることになる。但し、この期間は、下糸が繰り出されている期間にあたるため、通常のソレノイドでは下糸への当接時間が長く縫製に問題を生じるが、本実施形態では作動部分質量を小さくし、検知棒が下糸に当接した時の振動波を捕らえて直ちに後退させるようにしたことから、縫い品質に影響を与えることなく、ミシンの回転中でも下糸残量を検知することができるようになっている。
【００４１】
本実施形態においては、前記ＣＴＬ１７のタイマを使ってリニアアクチュエータ１９の駆動と下糸検知動作の正異常の検出をも行うようになっており、これを図９〜図１２のタイムチャートを用いて（１）アクチュエータの前進と後退の駆動出力の発生、及び下糸が有るときの正常動作の判定、（２）下糸無しの判定、（３）後退動作異常の判定、（４）前進動作異常の判定のそれぞれに使用される制御信号の生成について説明する。
【００４２】
本実施形態の検知装置では、下糸が規定量より少ないときにコイル組立体５が前の壁（ヨーク１０Ａ、前端部）に当たる寸前にアクチュエータドライバ１８に出力される前進信号がオフとなるように設定されている。
【００４３】
ミシン本体の制御装置から、主軸の回転速度が下糸検知可能な低速状態、例えば３００ｒｐｍになった時に、スタート信号が入力され、スタートスイッチ２０がオンになる。スタートスイッチ２０がオンになると、ＣＴＬ１７の入力リレー０００１がオンとなり、プログラムがスタートする。
【００４４】
このように、ミシンの主軸回転数（回転速度）が規定回転数以下となると、主軸回転角度が３４５°〜７５°の間だけ回転角信号（検出可能信号）が、ミシン本体の制御回路からプログラマブルコントローラ１７の入力リレー０００１に出力される。この回転角信号は、通常１回出力すればよいが、規定回転数以下の回転状態が長く続くようであれば、更に何回か出力してもかまわない。ミシンの主軸回転数が規定回転数以上となり、再び規定回転数以下となったときに、回転角信号を出力するという動作が繰り返される。
【００４５】
図９において、回転角信号が出力され、プログラマブルコントローラ１７の入力リレー０００１がオンになると、前進駆動タイマＴ０００がスタートする。このタイマＴ０００がオンになると、前進終了タイマＴ００１、後退駆動タイマＴ００２、後退終了タイマＴ００３、衝突待ちタイマＴ００４及びリセットタイマＴ００５が、この順で順次スタートするようにプログラムされている。
【００４６】
又、前進駆動タイマＴ０００がオン、前進終了タイマＴ００１がオフ、前進チェック用の内部リレー１１０２がオフのＡＮＤで出力リレー０５００がオンとなり、この出力リレー０５００がオンとなった時にリニアアクチュエータ１９でコイル組立体の前進が始まる。そして、検知棒７の先端が下糸に当接すると、前記コンパレータ・ワンショット回路１６Ａから動作信号が出力される。この信号がコントローラ１７に入力されることにより、入力リレー０００２がオンとなると、内部リレー１１０２がオンに保持される。そして、上記の如くタイマＴ０００がオン、タイマＴ００１がオフ、内部リレー１１０２がオフのＡＮＤで出力リレー０５００がオンとなるから、内部リレー１１０２がオンになると、出力リレー０５００がオフとなって、前進駆動が中断される。
【００４７】
前進動作エラーでワンショット回路１６Ａからの動作パルス信号が出力されない場合には、タイマＴ０００がオンになった時からタイマＴ００１がオンになるまでの間だけ、出力リレー０５００がオンとなり、次に、後退開始タイマＴ００２がオンになるまでは、駆動を中断する。これは、アクチュエータドライバーがバイポーラ駆動方式のため、ドライバー回路が一時的にショート状態となるのを防止するための時間である。
【００４８】
タイマＴ００２がオンになったときからタイマＴ００３がオンになるまでの間、後退動作用の出力リレー０５０１がオンとなり、コイル組立体の後退駆動が行われる。
【００４９】
コイル組立体が後退して後部筐体に衝突すると、前記ワンショット回路１６Ａからの動作信号が再び出力され、入力リレー０００２がオンとなる。これにより、後退チェック用の内部リレー１１０３がオンとなっている状態が保持される。なお、この内部リレー１１０２又は内部リレー１１０３がオフで、且つタイマＴ００４がオンになっていることにより、動作異常信号用の内部リレー１１０５がオン状態を保持するようになっている。従って、正常動作の場合は、この内部リレー１１０５がオフのままで動作異常信号用の出力リレー０５０３はオンにならず、動作エラー信号は出力されず制御を終了して初期状態に戻る。
【００５０】
本実施形態においては、上記のようにＣＴＬ１７により、リニアアクチュエータを前進駆動させ、検知棒７を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときの振動が検出された時に、直ちに該リニアアクチュエータを後退駆動させる制御を行うようになされているため、下糸残量の検知動作を高速に実行できるようになっている。そして、次の下糸無しの場合も同様の制御が行われる。
【００５１】
図１０は、下糸無しのときに生成される信号を示し、コンパレータ・ワンショット回路１６Ｂからパルス信号が出力されてＣＴＬ１７の入力リレー０００２がオンになると、ＣＴＬ１７の内部リレー１１００がオン状態に保持され、その結果出力リレー０５０２がオンとなり下糸無しの信号を出力し、その表示がされる。
【００５２】
図１１は、後退動作エラーのときに生成される信号を示し、上述した如く、入力リレー０００２に２回目のパルスがタイマＴ００２オンからＴ００４オンまでの間に入力されないと、内部リレー１１０３が保持されず、後退異常信号用の内部リレー１１０５が保持状態となり、出力リレー０５０３をオンさせて動作エラー信号を出力し、その表示がされる。
【００５３】
図１２は、前進動作エラーのときに生成される信号を示し、入力リレー０００２はパルス信号が入力されないため、内部リレー１１０２及び１１０３等に保持されない。従って内部リレー１１０５が保持状態となり、出力リレー０５０３をオンさせて動作エラー信号を出力する。
【００５４】
図１３は、以上詳述した図９〜図１２のタイムチャートに示した制御信号により実行される駆動動作と、判定動作とを時間の流れに従ってまとめて示したフローチャートであり、ステップＳ１〜Ｓ１１の順に動作が実行され、ミシンの動作中に下糸残量の有無と、前進・後退の動作異常の検出が行われる。
【００５５】
即ち、ミシンの主制御装置により検知動作が可能な低速回転状態になったと判定され、下糸検知動作のスタート信号が入力リレー０００１に入力され、スタートを開始した後、上記主制御装置から、検知棒を前進可能な回転角の範囲にあるという回転角信号が入力されると（ステップＳ１）、前進駆動タイマＴ０００がオンになる（ステップＳ２）。この前進駆動タイマがオンになると、前進信号が出力リレー０５００から出力され、前記タイマがオンの間でもワンショット回路１６Ａから動作パルス信号（振動検出信号）が入力リレー０００２に入力されると強制的に前進駆動をオフにする（ステップＳ３、Ｓ４）。前進駆動タイマがオンの間中、前進信号を出力しても動作信号が出力されないときは（ステップＳ３）、前進エラー、即ち動作エラー信号を出力して表示する（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００５６】
前記ステップＳ４で前進駆動タイマをオフにした後、後退駆動タイマＴ００２をオンにすると（ステップＳ７）、該タイマがオンの間、後退信号が出力されるが、動作信号が入力され、入力リレー０００２がオンとなると正常動作が完了となる（ステップＳ８）。ステップＳ８で動作信号が入力されなければ後退エラー、即ち動作エラーを出力する（ステップＳ９、Ｓ６）。又、ステップＳ２で前進駆動タイマがオンの間に大きな振動波を検出し、ワンショット回路１６Ｂから信号が入力されると、糸無し信号用入力リレー０００３がオンとなり、下糸無し信号を出力し（ステップＳ１０、Ｓ１１）、下糸エラーを出力して表示する（ステップＳ１１）。
【００５７】
以上詳述した如く、本実施形態においては、縫製動作に影響を及ぼさないミシンの回転速度のときで、且つ主軸の回転角が外釜の開口部が検知棒を前進可能な範囲にあるときに、下糸残量の検知動作を行うと共に、可動部が前進を阻まれたときに発する振動波を捕らえたら、直ちに前進駆動をオフにして後退させるようにしたので、ミシンを停止させることなく下糸残量を確実に検知することができる。
【００５８】
図１４は、本発明に係る第２実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を示すブロック図であり、図１５は検知部と釜との関係を示した断面図で、図１６はその正面図である。
【００５９】
本実施形態の下糸残量検知装置は、図１４に示すように、検知棒３１と検知棒駆動装置３２とからなる検知部３３を備え、後述する検知動作により釜３４の内部に検知棒３１を前進させ、そのときの検知棒３１の前進量を前進量検出部３５で検出し、その検出結果から下糸残量算出部３６で上記釜３４に収容されているボビン３７に巻かれている下糸の残量を検出するようになっている。
【００６０】
又、上記検知部３３は、主制御装置３８により検知動作が制御されるようになっており、この主制御装置３８には、回転している外釜の開口部が、検知棒３１を前進可能な位置関係にあることを検出する開口部位置検出部３８Ａ、検知棒３１を釜内に前進した際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことを検出する検知棒当接検出部３８Ｂ、ミシン主軸の回転速度が、前記検知動作が可能な速範囲にあることを判定する主軸回転速度判定部３８Ｃとが内蔵されている。
【００６１】
まず、図１５、図１６を参照して、上記検知部３３及び該検知部３３と釜３４との関係について詳述する。
【００６２】
上記検知部３３は、ミシン本体の固定板４０に取り付けられ、該検知部３３はガイド４２に図中上下方向に案内される検知棒３１と、該検知棒３１をアーム４４を介して前進・後退駆動するロータリソレノイド（検知棒駆動手段）４６とを備えており、該アーム４４の先端には検知棒３１が固定された検知棒ホルダ４７が回動自在に接続されている。又、この検知棒３１の中央部には先端に永久磁石４８が固定された磁石ホルダ５０が取り付けられ、この磁石ホルダ５０と検知棒ホルダ４７との間には、検知棒３１を間にして２本のバネ５２が架設されている。又、図１６から判るように、上記永久磁石４８は、ホール素子５３に対向して設けられ、該ホール素子５３の発生電圧は検知棒３１の移動量に応じて変化するので、その発生電圧に基づいて検知棒３１の前進量を検出できる。
【００６３】
又、図１５の上段には、上記検知部３３により下糸残量が検出されるボビンが収容された釜３４を示してあり、この釜３４はミシン主軸の回転に伴う針の上下動に同期して回転可能な外釜５４と、該外釜５４の内側に静止状態で保持されている内釜５６とを備えている。又、この内釜５６の内側には、側面に開口部５８が形成されたボビンケース６０が着脱可能に装着され、該ボビンケース６０には下糸６１が巻かれたボビン３７が着脱と回転が可能な状態で収容されるようになっている。
【００６４】
本実施形態においては、後に詳述するように、ロータリソレノイド４６により検知棒３１を前進駆動させた場合にそれが釜内に前進可能なように、前記図１５に２点鎖線で示した検知棒３１の前進位置に、外釜５４に形成されている外釜開口部６２及び上記ボビンケース６０の開口部５８が一致するタイミングを検出し、このタイミングの時にのみ上記検知部３３を駆動して検知棒３１により下糸残量の検出を行うようになっている。
【００６５】
この検知動作を説明すると、ボビンケースの開口部５８及び外釜開口部６２が図１５に示すような位置関係になったら、ロータリソレノイド４６を励磁してアーム４４を左廻りに回動し、検知棒ホルダ４７を上方に移動させることにより、バネ５２を介して磁石ホルダ５０及びそれに固定された検知棒３１を矢印で示した上方に移動させる。
【００６６】
その結果、検知棒３１は上記２点鎖線で示したように、２つの開口部５８、６２を通して釜内に前進し、検知棒３１の先端はボビン３７に巻回された下糸６１に当接する。従って、このときの検知棒３１の位置をホール素子５３により検出すれば、下糸６１の残量を求めることができる。又、検知棒ホルダ４７と磁石ホルダ５０との間にバネ５２が介在しているので、検知棒３１が下糸６１の外周に当接する際の衝撃を緩和することができるようになっている。
【００６７】
上記のように検知棒３１が下糸６１の外周に当接した後、ロータリソレノイド４６を消磁すると、内蔵されているバネ（図示せず）の作用によってアーム４４が元の位置に復帰するため、検知棒３１も元の位置に移動して検知棒ガイド４２の内側に収まって１回の検知動作は終了する。
【００６８】
図１７、本実施形態の下糸残量検知装置が適用されるミシンの全体構成の概略を示したブロック図である。
【００６９】
前記図１４に示したように、検知部３３は主制御装置３８に信号の送受信が可能な状態で接続されている。そして、この主制御装置３８は、外部機器との信号の入出力を行うＩ／Ｏポート６４、各種演算処理が行われるＣＰＵ（中央演算処理装置）６６、前記開口部位置検出部３８Ａ、検知棒当接検出部３８Ｂ、主軸回転速度判定部３８Ｃで実行される処理に用いられるプログラムや、後述する下糸残量検知処理に用いられる各種プログラムが記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）６８、各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７０を備え、上記Ｉ／Ｏポート６４とＣＰＵ６６、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ７０は、バスラインで電気的に接続され、信号の送受信が行われるようになっている電子制御回路である。
【００７０】
上記主制御装置３８は、ミシン全体の動作を制御する働きをし、Ｉ／Ｏポート６４からはミシンヘッド７２の主軸を回転するモータ７４を駆動するための駆動回路７６に制御信号を出力し、又、該Ｉ／Ｏポート６４には、ミシンの縫製動作を起動するためのペダル７８からのオンオフ信号や、ロータリエンコーダ８０により検出さたミシンヘッド４２の主軸の回転角が入力されるようになっている。そして、前記検知部３３に対しては、主制御装置３８からロータリソレノイド４６の駆動回路８２に対して制御信号が出力され、ホール素子５３からは検出電圧が、増幅回路８４で増幅され、Ａ／Ｄ変換器８６で直流電圧に変換された後、同制御装置３８に入力されるようになっている。
【００７１】
又、このミシンは、表示パネル９０（具体的な構造の図示は省略する）を備えており、該表示パネル９０には検出した下糸残量の程度を表示する検出レベル表示器９１が設けられており、上記主制御装置３８は、この表示パネル９０との間でも信号の送受信が行われるようになっている。
【００７２】
この表示パネル９０には、上記表示器検出レベル９１の他に、その検出レベルを設定・変更する際等に使用する設定操作キー９４、下糸残量が設定レベルを下回ったときに警報音を発生するブザー９２、同じく残量が設定レベルを下回ったときに点灯する下糸警告ランプ９３、ブザー９２を停止するリセットキー９５、及び検知棒３１の先端が、下糸が無いときのボビン３７の糸巻き面に当接したときのホール素子５３の発生電圧を記憶させる０％設定キー９６、及びボビン３７に下糸を最大に巻いたときの発生電圧を記憶させる１００％設定キー９７がそれぞれ設けられている。
【００７３】
本実施形態においては、まず縫製を開始する前に、下糸６１が巻回されていない空のボビン３７を釜３４内に装着し、外釜５４が停止している状態で０％設定キー９６を操作して検知部３３を駆動することにより、検知棒３１と開口部５８及び外釜開口部６２とが図１５に示した一致した状態のときのホール素子５３の発生電圧をＲＡＭ７０に記憶する。図１８は、ロータリソレノイド４６を励磁して、検知棒３１を釜３４内に挿入したときのホール素子５３の発生電圧を示し、検知棒３１の前進量に応じてほぼ直線的に変化することが示されている。即ち、図中ａは、ロータリソレノイド４６が励磁される前の検知棒３１の待機位置に、ｄは検知棒３１の先端がボビン３７の糸巻き面に当接する０％位置にあたり、Ｖａ、Ｖｄはそれぞれの位置での発生電圧を表わしている。
【００７４】
上記０％設定が終了した後、下糸３２が最大に巻かれたボビンを釜３４内に装着し、前記１００％設定キーを操作して１００％位置でのホール素子５３の出力電圧を同様にＲＡＭ７０に記憶する。この１００％位置は図１８のｂにあたり、そのときの発生電圧はＶｂである。以上のように求めた０％と１００％の各位置での電圧Ｖｂ、Ｖｄは、前記検出レベル表示器９１の表示のために行う演算処理に使用する。
【００７５】
又、前記設定操作キー９０を使用して、下糸残量が規定量に達したことを判定するための判定電圧を設定する。この判定電圧は、図１８中でｃの位置のＶｃにあたり、検出時のホール素子５３の発生電圧がこのＶｃに達すると、ブザー９２を発生し、下糸警告ランプ９３を点灯させるようになっている。
【００７６】
以上の準備操作を行った後、前記ペダル７８を踏んで縫製を開始すると、図１９のフローチャートに従って検知動作が実行される。
【００７７】
まず、ペダルが踏まれてペダル信号がＯＮの状態にある時に、ミシンの回転数（速度）が所定の回転数以下になったことを判定する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。この判定は、前記主軸回転速度判定部３８Ｃにおいて、駆動装置の性能等を考慮して予め設定してある基準回転数と、ロータリエンコーダ８０から入力される回転角信号から求められる実回転数（回転速度）と比較して行われる。
【００７８】
上記ステップＳ２１でミシン回転数が基準以下にあると判定されたときは、ボビンケースの開口部５８と外釜開口部６２とが検知棒３１の前進可能位置に達したことを検出する（ステップＳ２２）。この位置検出は、前記検知棒当接検出部３８Ｂにより、ロータリエンコーダ８０から入力されるミシン主軸の回転角信号（タイミング信号）が、予め設定してある基準値に達したことから検出できるようになっている。
【００７９】
上記ステップＳ２１、Ｓ２２により、２つの条件が満足されたときは、ロータリソレノイド４６を励磁し（ステップＳ２３）、検知棒３１をボビンケースの開口部５８と一致している外釜開口部６２から導入し、そのときのホール素子５３の実際の発生電圧Ｖｒを微小周期で読み込み（ステップＳ２４）、それをＲＡＭ７０に記憶させると共に、検知棒３１の先端が下糸の外周に当接したことを検出する（ステップＳ２５）。
【００８０】
この検出は、前記検知棒当接検出部３８Ｂにおいて実行され、微小周期毎に順次読み込まれるホール素子５３の発生電圧の単位時間当たりの変化を算出し、その変化量が予め設定してある基準値を下回ったことから検出される。
【００８１】
上記ステップＳ２５で検知棒３１の先端が下糸の外周に当接したことが検出されると、直ちにロータリソレノイド４６は消磁され、該検知棒３１は元の待機位置に戻る。
【００８２】
次いで、下糸当接時に読み込まれたホール素子５３の発生電圧Ｖｒと、基準電圧Ｖｃとを比較し（ステップＳ２７）、Ｖｒ≧Ｖｃのときは、ブザー９２を起動させ、下糸警告ランプ９３を点灯させる（ステップＳ２８）。上記ステップＳ２７でＶｒ＜Ｖｃのときは、前記ステップＳ２０に戻って以上の操作を繰り返す。
【００８３】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、ミシン主軸の回転数が測定可能な低速で、且つ検知棒を釜３４内に前進可能な回転角の範囲（ボビンケースの開口部５８、外釜開口部６２が検知棒３１の前進可能位置に一致した状態）に釜３４が到達したことを条件に、検知部３３により検知動作を開始させ、且つ検知棒３１の先端が下糸の外周に当接すると同時に該検知棒３１を後退させて元の位置に復帰させるようにしたので、可動部を極めて軽量にできるリニアアクチュエータを使用する前記第１実施形態の場合程の高速時には適用できないが、同様に縫製動作中、即ち釜３４が回転しているときでも下糸残量の検知を行うことが可能となる。
【００８４】
又、本実施形態によれば、作業者が意識することなく定期的に下糸残量を検出することができるため、途中で糸切れ状態になることを確実に防止することができる。
【００８５】
図２０は、本発明に係る第３実施形態の下糸残量検知装置が備えている検知部を示す前記図１５に相当する断面図である。
【００８６】
本実施形態の検知部３３は、検知棒３１を案内するためのガイド４２の先端部に超音波センサ９８が付設され、且つガイド４２の内側先端部に、規定量以下の下糸残量になると検知棒３１の先端が下糸に当接するより前に、磁石ホルダ５０が当接するストッパ９９が設けられている以外は、実質的に前記第２実施形態の検知部３３と同一である。
【００８７】
又、本実施形態では、前記主制御装置３８に上記超音波センサ９８からの検出信号が入力されるようになっており、この信号に基づいて、前記検知棒当接検出部３８Ｂでは検知棒３１の先端が下糸に当接したことを検出し、又、下糸残量が規定量以下になったことの判断も行われるようになっている。
【００８８】
即ち、下糸残量が規定以上のときは、検知棒３１の先端が下糸の外周に当接するため、周期が長い小さい振動が発生し、規定を下回ると磁石ホルダ５０がストッパ９９に当接するため、周期が短い大きな振動が発生する。従って、超音波センサ９８で検出された超音波信号が、主制御装置３８に入力されると同時に、検知棒３１を後退駆動させると共に、入力された超音波信号の振幅の大きさや周期の違いから、周波数解析を、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）で行い、得られる周波数特性から、検出された振動がいずれに起因するものかを判定することにより、下糸残量の有無を検出することができる。
【００８９】
従って、本実施形態では、前記図１９のフローチャートのステップＳ２５を「振動が検出されたか」に置き換え、ステップＳ２７を「ストッパに当接した振動か」に置き換えることにより、前記第２実施形態の場合と同様に、縫製中に下糸残量を確実に検出することができる。なお、本実施形態のステップＳ２７では、図１９の場合の「Ｖｒ≧Ｖｃ」の判定を同時に実行するようにしてもよい。
【００９０】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００９１】
前記第１実施形態の場合、例えば、第１条件としてのミシン主軸の低速回転速度は、前記実施形態に示したものに限定されず、リニアアクチュエータの性能に応じて任意の速度に設定することができる。
【００９２】
又、第２条件としての主軸回転角の範囲も、ミシンの種類等に応じて変更できることはいうまでもない。
【００９３】
又、超音波センサとしては、前述した圧電素子からなるものが、小型で耐油性に優れているために好ましいが、これに限定されず、縫製の通常作業時に発生する振動波と区別できる、例えば２００〜２５０ＫＨｚを検出できるセンサであれば特に制限されない。
【００９４】
又、検知棒を前進後退動作させるリニアアクチュエータの具体的な構造は、前述したものに限定されない。
【００９５】
又、前記第２又は第３実施形態の場合、例えば、検知棒駆動手段としては、前記実施形態に示したものに限定されず、他のロータリソレノイドを利用した駆動装置であっても、あるいは他の原理に基づく駆動装置であってもよい。
【００９６】
又、前記実施形態では、ボビンケースを使用するミシンについて説明したが、これを使用しないミシンであってもよいことは言うまでもない。
【００９７】
又、縫製動作中に行う下糸残量の検出は、自動的に行う場合に限らず、作業者が検出用ボタンを押す等の手動操作により適宜実行できるようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１の発明によれば、ミシンを停止させることなく、検知棒の先端をボビンに巻かれている糸の外周部に当接させて下糸の残量を正確に検知することができる。
【００９９】
又、請求項２の発明によれば、リニアアクチュエータを確実に高速動作させることができるため、ミシンを停止させることなく、下糸残量を正確に検出することができる。
【０１００】
請求項３又は４の発明によれば、ミシンが縫製動作中でも、検知棒を釜内に前進させて、下糸残量を検出することができる。
【０１０１】
請求項５の発明によれば、検知棒駆動手段の性能に応じて確実に検知動作が可能な回転速度になったところで、該動作を行うことができるため、正確に且つ安全に下糸残量を検出することができる。
【０１０２】
請求項６の発明によれば、ボビンケースを使用する通常のミシンでも、動作中に下糸残量を確実に検出することができる。
【０１０３】
請求項７の発明によれば、主軸の回転角を検出し、その検出値から外釜の開口部が検知棒を前進可能な位置にあるかを正確に決定できるので、動作中でも確実に下糸残量を検出することができる。
【０１０４】
請求項８の発明によれば、作業者が下糸残量を容易に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を示す平面図、断面図及び正面図
【図２】第１実施形態の下糸残量検知装置を一部破断して示す斜示図
【図３】第１実施形態の下糸残量検知装置と釜内に収容されているボビンケースとの関係を示す概略断面図
【図４】第１実施形態の下糸検知装置に超音波センサが取付けられている様子を示す正面図
【図５】第１実施形態の下糸残量検知装置に組込まれている振動波識別用回路を示す回路図
【図６】前記振動波識別用回路で検出された振動波形を示す線図
【図７】第１実施形態の下糸残量検知装置に組込まれている検知部と駆動制御部の要部を示す回路図
【図８】リニアアクチュエータと下糸ボビンを収容する釜の位置関係を示す概略断面図
【図９】前進動作、後退動作の駆動信号の生成と、下糸が有る場合の正常動作を説明するタイムチャート
【図１０】下糸無しの判定の制御信号の生成を説明するタイムチャート
【図１１】後退動作エラー時の制御信号の生成を説明するタイムチャート
【図１２】前進動作エラー時の制御信号の生成を説明するタイムチャート
【図１３】第１実施形態による下糸残量検知動作の流れを示すフローチャート
【図１４】第２実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を示すブロック図
【図１５】第２実施形態の下糸残量検知装置が有する検知部と釜とを示す断面図
【図１６】上第２実施形態の糸残量検知装置が有する検知部と釜とを示す正面図
【図１７】第２実施形態の下糸残量検知装置が適用されるミシン全体の概略構成を示すブロック図
【図１８】ホール素子による下糸残量の検出原理を説明するための線図
【図１９】第２実施形態の作用を示すフローチャート
【図２０】第３実施形態の下糸残量検知装置が有する検知部を示す断面図
【符号の説明】
１…検知棒軸受
２Ａ、２Ｂ…永久磁石
３Ａ、３Ｂ…空隙
４…鉄心
５…コイル組立体
５Ａ…コイルボビン
５Ｂ…コイル
６Ａ、６Ｂ…復帰ばね
７…検知棒
８…圧力センサ
９…下部案内棒
１０Ａ、１０Ｂ…ヨーク
１１…下糸
１２…ボビン
１３…取付部材
１４…釜
１５…振動波検出素子（超音波センサ）
１６…コンパレータ・ワンショット回路
１７…プログラマブルコントローラ（ＣＴＬ）
１８…アクチュエータドライバ
１９…リニアアクチュエータ
２０…スタートスイッチ
２１…釜軸台
２２…上糸釜越部
２３…剣先部
３１…検知棒
３２…検知棒駆動装置
３３…検知部
３４…釜
３５…導入量検出部
３６…下糸残量算出部
３７…ボビン
３８…主制御装置
３８Ａ…開口部位置検出部
３８Ｂ…検知棒当接検出部
３８Ｃ…主軸回転数判定部
４６…ロータリソレノイド
４８…永久磁石
５２…外釜開口部
５３…ホール素子
５４…外釜
５８…開口部
６０…ボビンケース
８０…ロータリエンコーダ
９１…検出レベル表示器
９８…超音波センサ
９９…ストッパ
Claims (8)
- ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、
釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、
針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、
主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、
第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、
釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、
針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、
主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、
第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、
リニアアクチュエータを前進駆動させ、その可動部に固定されている検知棒を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るときと無いときの振動波をそれぞれ検出する手段と、を備えていると共に、
前記制御手段が、リニアアクチュエータを前進駆動した際に上記振動波のいずれかが検出された時に、該リニアアクチュエータを後退駆動させる制御を行うようになされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、
検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、
回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出する手段と、
検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したことを検出する手段とを備え、
上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外周に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動作が実行されるようになされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、
検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、
回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあることを検出する手段と、
検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したか、又は検知棒と共に移動する可動部がストッパ部に当接したことを検出する手段とを備え、
上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外周に当接したか、又は可動部がストッパ部に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動作が実行されるようになされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - 請求項３又は４において、
ミシン主軸の回転速度が、前記検知動作が可能な速度状態にあることを判定する手段を備え、
ミシン主軸の回転速度が上記速度状態にあると判定されたときに、検知動作が実行されるようになされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - 請求項１、２、３又は４において、
ボビンをボビンケースに収容する場合、前記検知動作を、ボビンケースの開口部と外釜の開口部とが一致しているときに実行するようになされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - 請求項１、２、３又は４において、
検知棒を前進駆動するタイミングを、ミシン主軸の回転角に対応するタイミング信号に基づいて決定するようになされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。 - 請求項１、２、３又は４において、
検知した下糸残量の程度を表示する検知レベル表示手段を備えていること特徴とするミシンの下糸残量検知装置。
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| JPH09220391A (ja) * | 1995-12-13 | 1997-08-26 | Juki Corp | ミシンの糸張力制御装置 |
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