JP3740188B2 - Lower thread remaining amount detection device for sewing machine - Google Patents

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JP3740188B2
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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、特に釜に収容されているボビ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は下糸消費検知信号が発生し、下糸補充の必要性をオペレータに通知する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の下糸残量検知装置では、下糸が規定量以下になったことしか検出することができないことから、それ迄はオペレータは縫製作業中における具体的な下糸残量を把握できないため、突然下糸残量無しを意味するブザーが鳴ったり、ランプが点灯したとしても、下糸が十分に巻かれた新しいボビンの準備が間に合わず、作業能率が低下し易いという問題があった。
【0005】
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、縫製作業中の任意時点における具体的な下糸残量をその都度正確に検出することができ、ひいては縫製作業の能率向上を図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。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ボビンが収容されている釜の内部に検知棒を挿入し、該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知装置において、検知棒を待機位置から釜方向に前進させた後、元の位置に復帰させる駆動手段と、前進駆動され検知棒の先端が、下糸外周に当接した際に生じる振動波を検出する当接検出手段と、前記当接検出手段の検出に基づいて検知棒が待機位置と下糸外周当接位置との間を移動させるに要した移動時間を測定する移動時間測定手段と、前記移動時間測定手段により測定された検知棒の移動時間を糸下残量に変換する変換手段と、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。
【0007】
即ち、本発明者等は、種々検討した結果、検知棒の移動時間と移動距離とが比例関係にあることを利用して、実測した検知棒の移動時間から、下糸残量を具体的に検知できることを知見した。
【0008】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、検知棒が待機位置と下糸外周に当接する位置との間を移動する際に要した時間を測定し、その移動所要時間をボビンに巻かれている下糸の残量に変換できるようにしたので、縫製作業中の任意時点における具体的な下糸残量をその都度正確に検出することができるようになった。
【0009】
本発明において、当接検出手段が、前進駆動された検知棒の先端が下糸外周に当接した際に生じる振動波を検出するようにしために、検知棒のみを進退動させればよいので、一般に採用されている検知棒に固定した永久磁石による磁界の変化をホール素子で検出する等の技術に比べ、検知棒に磁石等の余分な部材を取り付ける必要がないため、ハード構成を単純にできる上に、検知棒を高速に移動させることが可能となるため、下糸残量の検知動作を高速で行うことが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に詳述する本発明の実施の形態は、本発明において、検知棒の移動時間が、前進開始から下糸外周当接までの所要時間である場合に当る。この場合には、検知棒の移動速度が、後退より前進の方が制御し易いため、安定した速度で検知棒を前進移動させることができるので、移動距離に正確に比例した移動時間を測定することができる。従って、測定される移動時間の変化からボビンに巻かれている下糸の半径方向の巻径の厚さの変化として具体的な下糸残量を高精度に検出することができる。
【0011】
又、この実施の形態は、本発明において、駆動手段が、検知棒を可動部に固定したリニアアクチュエータである場合に当る。この場合には、検知棒を含めた可動部分全体を非常に軽量にすることができるので、検知棒の進退動を極めて高速で実行することが可能となり、下糸残量の高速検知が可能となる。その結果、例えば、ミシンの主軸があまり高速で回転していないときであれば、縫製動作中でも検知動作を実行することが可能となる。
【0012】
以下、図面を参照して、具体的な実施の形態を詳細に説明する。
【0013】
本発明に係る一実施形態の下糸量検知装置を説明するに当り、初めにハードの基本を構成するリニアアクチュエータ(駆動手段)と、その機能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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
本実施形態の下糸残量検知装置は、既に提案してある前記基本構成に加えて、リニアアクチュエータ(駆動手段)により検知棒7を、前記図3(A)に示した待機位置と、同図(B)に示した下糸外周当接位置との間を移動させるに要した移動時間を測定する移動時間測定手段と、測定された検知棒7の移動時間を下糸残量に変換する変換手段とを備えている。
【0025】
図7は、本実施形態の下糸残量検知装置が採用されているミシンのヘッド部分の概略を示す正面図であり、このミシンに備えられている表示パネル20には、前記下糸残量検知装置により検出された下糸残量を、最大巻径を100%として%表示する%表示部22と、残り長さで表示するm表示部24とが設けられている。又、この表示パネル20には、糸番手・釜種類切換スイッチ26が設けられ、このスイッチ26により使用する糸の番手と釜の種類に応じて、下糸残量の算出に使用するパラメータを変更することができるようになっている。
【0026】
本実施形態の下糸残量検知装置が備えている前記移動時間測定手段と、下糸残量変換手段とは、ミシン全体の動作を制御する主制御装置にソフトウェアで構成されている。即ち、図8に示すように、主制御装置のCPU(中央演算処理装置)に、下糸残量を検知するために検知棒7の前進を開始させる検知動作起動信号と、検知棒7の前進後、その先端が下糸外周に衝突した際に超音波センサ15で検出される振動センサ信号とが、それぞれ入力されると、該CPUでは検知棒7の移動時間を算出する。これは、図9に示すように、ta 時点で検知棒駆動用電流が印加された後、最初にtb 時点でワンショット出力が検出されるまでの時間tを、クロック信号を基準に算出していることにあたる。
【0027】
このように移動時間tが測定されると、CPUでは予め用意してある変換用パラメータを使ってこの時間tを下糸残量の具体値に変換し、それを表示パネル20に表示させる。
【0028】
上記変換パラメータとしては2種類あり、1つは、図10にボビンに巻かれている下糸を模式的に示したように、最大巻径Rmax と最少巻径Rmin の差ΔRを100%とし、このΔRに対する測定時の径RtとRmin との差ΔRt の割合を%で表示するために使用される。これは巻径が小さくなるほど検知棒の移動距離が長くなることから、移動距離と比例関係にある移動時間と下糸残量との間に、図11に示すような直線の関係が存在することから求められる。
【0029】
前記ΔRの具体例としては、12〜13mmを挙げることができ、このΔR分の距離を移動する検知棒の移動時間としては、16msec を挙げることができることから、十分に下糸残量を具体的な値として算出することができる。なお、上記移動時間tは検知棒の移動速度を変更することにより希望する値に調整することができる。但し、検知棒の先端が下糸外周に当接した際に超音波センサ15により検出できる程度の振動を発生させる速度にする必要がある。
【0030】
他の1つの変換用パラメータは、下糸残量を具体的な長さ、例えば「残り7m」のように表示させる際に使用するもので、移動時間tに対して図12に示すような曲線を表わす関数として与えることができる。
【0031】
上記図11、12に示した関係は、例えば使用する釜の大きさが異なるとその大きさによってボビンの大きさも制限されるため、最大巻径も変化することになる。従って、各パラメータは、釜の種類毎に設定できるようになっており、釜を変更するときには、オペレータは前記スイッチ26を使って前記CPUに対して釜種類を設定し、パラメータの変更を指示する。
【0032】
又、下糸残量をm表示する場合は、図示は省略するが、使用している糸の太さによってもパラメータは異なるため、同様に切換スイッチ26により糸の番手を設定するようになっている。
【0033】
次に、本実施形態により、具体的な下糸残量を検出する際の処理手順を図13のフローチャートに従って説明する。
【0034】
まず、縫製動作開始後、下糸残量検知の要請を待つ(ステップS1)。この要請は、1つの被縫製物に対する縫製動作が終了する毎に、ミシン主軸の停止中に、自動的に行われるようにしても、オペレータが手動で行うようにしてもよい。
【0035】
上記ステップS1で下糸残量検知の要請があると、前記図8に示したように、CPUから検知棒駆動手段(リニアアクチュエータ)に検知棒を前進駆動させる制御信号が出力され(ステップS2)、それと同時にCPUでは移動時間の測定を開始する。検知棒の前進を開始した後、その先端が下糸外周に当接(衝突)した際に生じる振動波が前記超音波センサ15により検出されると(ステップS4)、移動時間の測定を終了し(ステップS5)、検知棒が待機位置から下糸外周に当接するまでの所要時間tを測定する。
【0036】
次いで、測定された所要時間tを下糸残量に変換して表示パネル20に表示する(ステップS7)。その際、所要時間tを前記図11及び図12に示した関係を表わす関数をパラメータとして用いて変換した%値及びm値の両方を表示パネル20の表示部22及び24に表示しても、そのいずれか一方のみを選択表示するようにしてもよい。
【0037】
上記ステップS7で表示された結果を見て、オペレータが下糸の補充が未だ必要無いと判断して縫製作業を継続する場合には、前記ステップS1に戻って同様の処理が繰り返され、その補充が必要と判断する場合には、新たなボビンと交換する(ステップS8)。
【0038】
以上詳述した如く、本実施形態によれば、前記図5に示した判別回路により規定量の下糸残量の有無を検出することができると共に、縫製作業の途中の任意時点で下糸残量の具体的な値をその都度表示することもできる。
【0039】
従って、オペレータは下糸残量の表示を見ながら、具体的な下糸残量を正確に把握できるため、下糸の下限規定残量が検知される前に、予め十分に下糸が巻かれたボビンの準備等を行うことが可能となる。
【0040】
又、前述したように、検知棒駆動用の電流を印加した時点から超音波センサ15が検知信号を出力するまでの所要時間を下糸残量に変換する際に用いるパラメータの係数を変更することにより、多種類の糸やボビンに対しても対応することが可能となる。
【0041】
更に、本実施形態の下糸残量検知装置は、従来のプランジャマグネット、ロータリソレノイドを利用した装置と比較してサイズを小さくできるため、ミシンに後付けすることも容易であり、又、小型のミシンにも適用できる利点もある。
【0042】
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。
【0043】
例えば、検知棒の駆動手段としては、必ずしもリニアアクチュエータに限定されない。
【0044】
又、前記実施形態では、下糸残量の検知動作を、ミシン停止中に行う場合を示したが、例えばミシン主軸が200回転程度の低速回転中に検知棒が釜内に挿入できるタイミングを捕らえて検知動作を行うようにしてもよい。このようなミシン動作中の検知動作には、検知棒の前進後退を高速で実行できる前記実施形態に示したリニアアクチュエータが駆動手段として極めて好適である。
【0045】
又、前記実施形態では、下糸残量を計算するための移動時間として、検知棒の前進開始時点から、その先端が下糸外周に当接するまでの時間を用いたが、逆に検知棒を下糸外周当接位置から元の待機位置まで復帰させるまでに要する時間を用いてもよい。
【0046】
【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、縫製作業中の任意時点における具体的な下糸残量をその都度正確に検出することができる。
【0047】
請求項2の発明によれば、ホール素子を使用する場合のように検知棒等の可動部分に余分な部材を取り付ける必要がないので、検知棒の進退動を高速で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態の下糸残量検知装置を構成するリニアアクチュエータの概略構成を示す平面図、断面図及び正面図
【図2】上記リニアアクチュエータを一部破断して示す斜示図
【図3】上記リニアアクチュエータ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】上記リニアアクチュエータに超音波センサが取り付けられている状態を示す正面図
【図5】上記下糸残量検知装置に組み込まれている振動波識別用回路を示す回路図
【図6】上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】実施形態の下糸残量検知装置が適用されているミシンのヘッド部分の外観を示す正面図
【図8】検知棒の移動時間測定手段と、下糸残量変換手段を構成する主制御部を概念的に示す説明図
【図9】下糸残量に変換する検知棒の移動時間を説明するための線図
【図10】ボビンケースに下糸が巻かれている状態を模式的に示す説明図
【図11】ボビンケース半径方向の下糸残量と移動時間との関係を示す線図
【図12】下糸残量の長さと移動時間との関係を示す線図
【図13】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
【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)
20…表示パネル
22…%表示部
24…m表示部
26…糸番手・釜種類切換スイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a lower thread remaining amount detection device of the sewing machine, in particular, the detection rod detects that the lower thread has decreased before the lower thread of the bobbin housed in the hook is lost, The present invention relates to a bobbin thread remaining amount detecting device that is effective for preventing the occurrence of defective products.
[0002]
[Prior art]
In the sewing machine, the bobbin around which the bobbin thread is wound is housed in the bobbin case, and this bobbin case is attached to the hook at the bottom of the needle bar of the sewing machine. I can't. In view of this, an apparatus has been developed and used to detect that the lower thread has decreased before the lower thread of the sewing machine has run out, and one of them is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 63-136591. There is something that has been.
[0003]
In the lower thread remaining amount detecting device disclosed in this publication, when the sewing machine that has been sewn is stopped at a fixed position, a driving means such as a rotary solenoid is actuated to move the detection rod so that its tip is moved into the hook. The lower thread is detected by bringing it into contact with the outer periphery of the lower thread wound around the bobbin and then reciprocating back to the original position. In other words, if the travel distance when the detection rod is moved forward is small, the remaining amount of the lower thread is large, and the travel distance gradually increases, and when it reaches the limit, the lower thread consumption detection signal is generated, Notify the operator of the need for yarn replenishment.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional lower thread remaining amount detection device can only detect that the lower thread has fallen below the specified amount, until then, the operator knows the specific lower thread remaining amount during the sewing operation. Therefore, even if a buzzer indicating that there is no lower thread remaining suddenly or the lamp lights, there is a problem that preparation of a new bobbin fully wound with lower thread is not in time and work efficiency tends to decrease. It was.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and can accurately detect the specific lower thread remaining amount at an arbitrary point in time during the sewing operation, thereby improving the efficiency of the sewing operation. It is an object of the present invention to provide a lower thread remaining amount detection device that can be realized.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lower thread remaining amount detection device for a sewing machine in which a detection bar is inserted into a hook in which a bobbin is accommodated and the remaining amount of lower thread wound around the bobbin is detected. The contact means detects the vibration wave that occurs when the tip of the detection rod that is driven forward and the tip of the detection rod that is driven forward contacts the lower thread outer circumference. And a movement time measuring means for measuring a movement time required for the detection rod to move between the standby position and the lower thread outer circumferential contact position based on the detection of the contact detection means, and the movement time measurement means The above-mentioned problem has been solved by providing a conversion means for converting the movement time of the detection rod measured by the method into a remaining amount of yarn.
[0007]
That is, as a result of various studies, the present inventors have used the fact that the movement time of the detection rod and the movement distance are in a proportional relationship, and specifically calculated the lower thread remaining amount from the measured movement time of the detection rod. I found out that it can be detected.
[0008]
The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and measures the time required for the detection rod to move between the standby position and the position where it comes into contact with the outer periphery of the lower thread, and the time required for the movement is wound around the bobbin. Since it can be converted into the remaining amount of the lower thread, a specific lower thread remaining amount at an arbitrary time during the sewing operation can be accurately detected each time.
[0009]
In the present invention, the contact detection means, in order so as the tip of the forward driven detection rod detects vibration wave generated when in contact with the lower thread outer periphery, only detection rod it is sufficient to move forward and backward Therefore, it is not necessary to attach extra members such as magnets to the detection rod compared to the technology that detects changes in the magnetic field due to the permanent magnet fixed to the detection rod, which is generally used, so the hardware configuration is simple. In addition, since the detection rod can be moved at high speed, the lower thread remaining amount detection operation can be performed at high speed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention described in detail below corresponds to the case where the moving time of the detection rod is a required time from the start of forward movement to the lower thread outer peripheral contact in the present invention. In this case, since the moving speed of the detection rod is easier to control in the forward direction than in the reverse direction, the detection rod can be moved forward at a stable speed, so the movement time that is proportional to the movement distance is measured. be able to. Therefore, a specific lower thread remaining amount can be detected with high accuracy as a change in the thickness of the winding diameter in the radial direction of the lower thread wound around the bobbin from a change in the measured moving time.
[0011]
Further, this embodiment corresponds to the case where the driving means is a linear actuator in which the detection rod is fixed to the movable portion in the present invention. In this case, the entire movable part including the detection rod can be made very lightweight, so that the detection rod can be advanced and retracted at a very high speed, and the lower thread remaining amount can be detected at high speed. Become. As a result, for example, when the main spindle of the sewing machine is not rotating at a high speed, the detection operation can be executed even during the sewing operation.
[0012]
Hereinafter, specific embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
In describing a bobbin thread amount detecting device according to an embodiment of the present invention, first, a linear actuator (driving means) constituting the basic hardware and its function will be described in detail. Incidentally, a lower thread remaining amount detection device using this linear actuator as a hardware body has already been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 6-167068.
[0014]
1A, 1B, and 1C are a plan view, a BB cross-sectional view, and a front view, respectively, of the lower thread remaining amount detection device (linear actuator). FIG. 2 is a perspective view showing the detection device with a part broken away. In the figure, reference numeral 1 is a detection rod bearing, 2A and 2B are permanent magnets that give a substantially uniform magnetic field within a span in which a coil 5B to be described later can move, and 3A and 3B are inner sides of the permanent magnets 2A and 2B, respectively. , 4 is an iron core parallel to the permanent magnets 2A and 2B, and the permanent magnets 2A and 2B both have the same magnetic pole face directed to the iron core 4.
[0015]
Reference numeral 5 denotes a coil assembly that can freely slide on the iron core 4. The coil assembly 5 includes a coil bobbin 5A and a coil 5B for obtaining a linear thrust based on the operating principle of the linear DC motor when energized. It is made up of. Reference numerals 6A and 6B denote return springs (shown by alternate long and short dash lines) that urge the coil assembly 5 to the right end of FIG. 1A, and 7 a rear end is fixed to the coil assembly 5 and a tip thereof is This is a detection rod that moves so as to come into contact with the outer periphery of the bobbin thread wound around the bobbin inside the hook assembly when the coil assembly 5 moves.
[0016]
Reference numeral 8 is a pressure sensor that detects pressure using a change in resistance, a change in piezoelectric element or capacitance, and the like 9 is fixed to a yoke 10A that defines a retracted end and guides the movement of the coil assembly 5. It is the lower guide rod that fulfills.
[0017]
The yoke 10A is in contact with the side surface in the length direction of the iron core 4, and the yoke 10B is in contact with the second magnetic pole surface side of the permanent magnet and the side end surface of the yoke 10A. In addition, the frame of the lower thread remaining amount detection device is configured.
[0018]
In the lower thread detecting device, the permanent magnets 2A and 2B, the gaps 3A and 3B, the iron core 4, the coil assembly 5, and the yokes 10A and 10B constitute a linear motor. As shown by the symbol A in FIG. 3, this detection device is attached inside the sewing machine at a position close to the shuttle 14 in which the bobbin 12 around which the lower thread 11 is wound is accommodated. When the lower thread is detected when the assembly 5 is moved, when the assembly 5 is moved forward by applying a current in a predetermined direction to the coil of the coil assembly 5 from the state before the start of the detection operation shown in FIG. The detecting rod 7 is inserted into the hook 14 as shown in FIG. 5B or FIG. At that time, when the lower thread 11 remains sufficiently as shown in FIG. 3B, the tip of the detection rod 7 collides with the outer peripheral portion of the lower thread 11 to generate a small vibration wave. When the length is less than the specified length as shown above, the winding diameter of the lower thread is reduced, so that the tip of the detection rod 7 does not reach. As a result, the coil assembly 5 itself collides with the front yoke (frame body front end) 10A, A strong mechanical shock noise (vibration wave) is generated. Thus, the presence or absence of the lower thread can be detected by the strength of the vibration wave when the detection rod 7 is moved forward.
[0019]
Therefore, in the lower thread detection device, as shown in FIG. 4, the vibration wave detection element (ultrasonic sensor made of a piezoelectric element or the like) 15 is provided outside the yoke 10 </ b> B, as shown in a state of being attached to the attachment member 13 of the sewing machine body. The vibration wave detected by the vibration wave detection element 15 is identified using two types of comparators having different reference voltages shown in the circuit diagram of FIG. 5 to detect the lower thread.
[0020]
That is, the detection signal from the ultrasonic sensor 15 is input to one input terminal of the comparator set to the reference voltage of 100 mV shown in the upper part of FIG. 5 and the comparator set to the reference voltage of 600 mV shown in the lower part. It has become. The outputs of these comparators are connected to the inputs of separate monostable multivibrator (one-shot) LM555, and the one-shot output is identified by a determination circuit (not shown).
[0021]
FIG. 6 shows two comparators with different reference voltages and two one-shot output waveforms obtained when the movable part (coil assembly) 5 is input from the ultrasonic sensor 15 to the vibration wave identification circuit. From this figure, when the detection rod advances and hits the lower thread 11 and when the coil assembly 5 returns and hits the rear wall (the rear end of the frame), the reference voltage is set to 100 mmV. Only the one-shot on the side outputs a pulse.
[0022]
On the other hand, when the bobbin thread is less than the specified value, when the strongly biased coil assembly 5 moves forward and hits the front wall, the vibration wave reaches a maximum value of 700 mmV. Both the one-shot on the side set to V and the one-shot on the side set to the reference voltage of 600 milliV send an output pulse. Accordingly, the bobbin thread remaining amount detection device already proposed by the applicant described in detail above combines the presence / absence of the outputs of the two one-shot circuits and the forward / return operation control of the coil assembly. Thus, it is possible to reliably identify the presence or absence of the lower thread and whether or not the moving part has been correctly moved forward and backward with the single ultrasonic sensor 15.
[0023]
The main hardware configuration and the basic operation principle of the lower thread remaining amount detection device of the present embodiment have been described above. The features of the lower thread remaining amount detection device of the present embodiment will be described in detail below.
[0024]
The bobbin thread remaining amount detecting device according to the present embodiment, in addition to the basic structure already proposed, has the same position as the standby position shown in FIG. The moving time measuring means for measuring the moving time required to move between the lower thread outer peripheral contact positions shown in FIG. (B) and the measured moving time of the detection rod 7 are converted into the lower thread remaining amount. Conversion means.
[0025]
FIG. 7 is a front view showing an outline of a head portion of a sewing machine in which the lower thread remaining amount detecting device of the present embodiment is adopted, and the display panel 20 provided in the sewing machine has the lower thread remaining amount. There are provided a% display unit 22 for displaying the remaining amount of the lower thread detected by the detection device as a% with a maximum winding diameter of 100%, and an m display unit 24 for displaying the remaining length. The display panel 20 is provided with a thread count / hook type changeover switch 26, and the parameter used for calculating the remaining amount of lower thread is changed according to the thread count and hook type used by the switch 26. Can be done.
[0026]
The moving time measuring means and the lower thread remaining amount converting means provided in the lower thread remaining amount detecting device of the present embodiment are configured by software in a main control device that controls the operation of the entire sewing machine. That is, as shown in FIG. 8, the CPU (central processing unit) of the main control device causes the detection rod 7 to advance to detect the lower thread remaining amount and the detection rod 7 to move forward. Thereafter, when a vibration sensor signal detected by the ultrasonic sensor 15 when the tip collides with the lower thread outer periphery is input, the CPU calculates the movement time of the detection rod 7. As shown in FIG. 9, the time t until the one-shot output is first detected at the time tb after the detection rod driving current is applied at the time ta is calculated based on the clock signal. It corresponds to being.
[0027]
When the movement time t is measured in this way, the CPU converts the time t into a specific value of the lower thread remaining amount using a conversion parameter prepared in advance, and displays it on the display panel 20.
[0028]
There are two types of conversion parameters. One is as shown schematically in FIG. 10 for the lower thread wound around the bobbin. The difference ΔR between the maximum winding diameter Rmax and the minimum winding diameter Rmin is 100%. It is used to display the ratio of the difference ΔRt between the diameters Rt and Rmin when measured with respect to ΔR in%. Since the moving distance of the detection rod becomes longer as the winding diameter becomes smaller, there is a linear relationship as shown in FIG. 11 between the moving time proportional to the moving distance and the lower thread remaining amount. It is requested from.
[0029]
Specific examples of the ΔR can include 12 to 13 mm, and the moving time of the detection rod that moves the distance corresponding to the ΔR can include 16 msec. It can be calculated as a correct value. The moving time t can be adjusted to a desired value by changing the moving speed of the detection rod. However, it is necessary to set the speed so as to generate a vibration that can be detected by the ultrasonic sensor 15 when the tip of the detection rod comes into contact with the outer periphery of the lower thread.
[0030]
Another conversion parameter is used to display the lower thread remaining amount as a specific length, for example, “7 m remaining”, and is a curve as shown in FIG. 12 with respect to the movement time t. It can be given as a function representing.
[0031]
11 and 12, for example, if the size of the hook to be used is different, the size of the bobbin is also limited by the size, so that the maximum winding diameter also changes. Accordingly, each parameter can be set for each type of hook, and when changing the hook, the operator uses the switch 26 to set the hook type to the CPU and instruct to change the parameter. .
[0032]
Also, when the lower thread remaining amount is displayed in m, although not shown in the figure, since the parameters differ depending on the thickness of the thread being used, the thread count is similarly set by the changeover switch 26. Yes.
[0033]
Next, according to the present embodiment, a processing procedure when detecting a specific lower thread remaining amount will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0034]
First, after the sewing operation is started, a request for lower thread remaining amount detection is waited (step S1). This request may be automatically made while the sewing machine spindle is stopped every time the sewing operation for one piece of work is finished, or may be made manually by the operator.
[0035]
When the lower thread remaining amount detection is requested in step S1, the CPU outputs a control signal for driving the detection rod forward to the detection rod driving means (linear actuator) as shown in FIG. 8 (step S2). At the same time, the CPU starts measuring the travel time. When the ultrasonic sensor 15 detects a vibration wave generated when the tip of the detection rod starts moving forward and comes into contact (collision) with the outer periphery of the lower thread (step S4), the measurement of the movement time is finished. (Step S5), a time t required until the detection rod comes into contact with the outer periphery of the lower thread from the standby position is measured.
[0036]
Next, the measured required time t is converted into a lower thread remaining amount and displayed on the display panel 20 (step S7). At this time, even if both the% value and the m value obtained by converting the required time t using the function representing the relationship shown in FIGS. 11 and 12 as parameters are displayed on the display units 22 and 24 of the display panel 20, Only one of them may be selectively displayed.
[0037]
When the operator determines that it is not necessary to replenish the lower thread by looking at the result displayed in the step S7 and continues the sewing operation, the process returns to the step S1 to repeat the same process. Is determined to be necessary, it is replaced with a new bobbin (step S8).
[0038]
As described above in detail, according to the present embodiment, the discrimination circuit shown in FIG. 5 can detect the presence or absence of a specified amount of lower thread remaining, and the lower thread remaining at an arbitrary time during the sewing operation. The specific value of the quantity can be displayed each time.
[0039]
Therefore, the operator can accurately grasp the specific lower thread remaining amount while observing the lower thread remaining amount display, so that the lower thread is sufficiently wound before the lower limit specified remaining amount of the lower thread is detected. Bobbins can be prepared.
[0040]
Further, as described above, the parameter coefficient used when converting the time required from when the current for driving the detection rod is applied until the ultrasonic sensor 15 outputs the detection signal to the remaining amount of the lower thread is changed. Therefore, it is possible to cope with various types of yarns and bobbins.
[0041]
Furthermore, the lower thread remaining amount detection device of this embodiment can be reduced in size as compared with a conventional device using a plunger magnet and a rotary solenoid, so that it can be easily retrofitted to the sewing machine. There is also an advantage that can be applied to.
[0042]
Although the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to that shown in the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0043]
For example, the detection rod driving means is not necessarily limited to a linear actuator.
[0044]
In the above-described embodiment, the case where the lower thread remaining amount detection operation is performed while the sewing machine is stopped is shown. However, for example, the timing at which the detection rod can be inserted into the hook during the low-speed rotation of the sewing machine main shaft about 200 rotations is captured. Then, the detection operation may be performed. For such a detection operation during the sewing machine operation, the linear actuator shown in the above-described embodiment capable of executing the forward and backward movement of the detection rod at a high speed is extremely suitable as a drive unit.
[0045]
Further, in the above embodiment, as the moving time for calculating the lower thread remaining amount, the time from the start of advancement of the detection bar until the tip abuts the lower thread outer periphery is used. The time required to return from the lower thread outer peripheral contact position to the original standby position may be used.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1, a specific lower thread remaining amount at an arbitrary time during the sewing operation can be accurately detected each time.
[0047]
According to the invention of claim 2, since there is no need to attach an extra member to the movable part such as the detection rod as in the case of using the Hall element, the detection rod can be advanced and retracted at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view, a cross-sectional view, and a front view showing a schematic configuration of a linear actuator that constitutes a lower thread remaining amount detection device according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 3 is a schematic sectional view showing the relationship between the linear actuator and a bobbin case housed in the hook. FIG. 4 is a front view showing a state where an ultrasonic sensor is attached to the linear actuator. FIG. 5 is a circuit diagram showing a vibration wave identification circuit incorporated in the lower thread remaining amount detection device. FIG. 6 is a diagram showing a vibration waveform detected by the vibration wave identification circuit. FIG. 8 is a conceptual view of a main control unit that constitutes a moving time measuring unit of a detection rod and a lower thread remaining amount converting unit. [Figure 9] Lower thread FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a state in which the lower thread is wound around the bobbin case. FIG. 11 is a lower thread remaining in the bobbin case radial direction. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the length of the lower thread remaining amount and the movement time. FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the lower thread remaining amount detecting operation according to the embodiment. Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection rod bearing 2A, 2B ... Permanent magnet 3A, 3B ... Gap 4 ... Iron core 5 ... Coil assembly 5A ... Coil bobbin 5B ... Coil 6A, 6B ... Return spring 7 ... Detection rod 8 ... Pressure sensor 9 ... Lower guide rod 10A DESCRIPTION OF SYMBOLS 10B ... Yoke 11 ... Lower thread 12 ... Bobbin 13 ... Mounting member 14 ... Hook 15 ... Vibration wave detection element (ultrasonic sensor)
20 ... Display panel 22 ...% display section 24 ... m display section 26 ... Thread count / hook type selector switch

Claims (1)

ボビンが収容されている釜の内部に検知棒を挿入し、該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知装置において、
検知棒を待機位置から釜方向に前進させた後、元の位置に復帰させる駆動手段と、
前進駆動され検知棒の先端が、下糸外周に当接した際に生じる振動波を検出する当接検出手段と、
前記当接検出手段の検出に基づいて検知棒が待機位置と下糸外周当接位置との間を移動するに要した移動時間を測定する移動時間測定手段と、
前記移動時間測定手段により測定された検知棒の移動時間を下糸残量に変換する変換手段と、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。
In the bobbin thread remaining amount detecting device for detecting the remaining amount of the bobbin thread wound around the bobbin by inserting a detection rod into the hook in which the bobbin is housed,
Driving means for moving the detection rod forward from the standby position toward the hook, and then returning to the original position;
The tip of the forward driven detection rod is, a contact detection means for detecting vibration waves generated when in contact with the lower thread outer periphery,
A movement time measuring means for measuring a movement time required for the detection rod to move between the standby position and the lower thread outer circumferential contact position based on the detection of the contact detection means ;
A bobbin thread remaining amount detecting device for a sewing machine, comprising: a converting unit that converts the moving time of the detection rod measured by the moving time measuring unit into a bobbin thread remaining amount.
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