JPH0426489A - ミシンの下糸残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はミシンの回転釜内に収納される下糸ボビンの
下糸残量を検出する下糸残量検出装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、本縫いミシンなどの下糸ボビンに巻装し得る下
糸量は小量であり、比較的短時間で消費されることから
、頻繁に下糸残量の確認を行う必要があるが、その確認
をその都度ミシン頭部を倒して行っていたのでは作業能
率の低下を招くため、下糸残量が一定量以下と成った時
点で自動的にこれを検出する装置が従来より提案されて
いる。

この下糸残量検出装置としては、その構成上、機械的に
検出するもの、光学的に検出するものの２通りに大別さ
れるが、機械的に検出するものは、縫製物及び縫製条件
の変化に伴って検出部分の調整を行う際に、検出しよう
とする下糸類量分の下糸を実際にボビンに巻装した状態
で行わなければならず、しかもその作業は、ミシン頭部
を倒した状態で行う必要があるため、作業者に多大な負
担がかかるという問題があり、現在では主として光学的
に行うものが用いられる傾向にある。

そして、下糸残量を光学的に検出するものとしては、現
在、例えば第９図に示すような光センサＣをものが提案
されている。

すなわち、この装置では、下糸ボビンＢの一方の鍔部Ｂ
ａに放射状の反射部Ｂｌが等間隔に多数形成してあり、
その一方の鍔部Ｂａに投光部Ｃ１からの光を照射して、
鍔部Ｂａの反射部Ｂｌから断続的に反射される反射光を
受光部にてパルス信号に変換するようになっている。

そして、このパルス信号に基づき、上軸がｌ／２回転す
る間に送出されるパルス数を検出して下糸ボビンの回転
速度を測定し、その測定回転速度と予め設定した最小下
糸残量における下糸ボビンの回転速度とを比較し、測定
速度が設定速度を上回った時点で下糸残量不足が発生し
たことを作業者に告知するようになっている。

すなわち、下糸ボビンＢの回転速度はその下糸残量が減
少するに従って増大するため、下糸残量が所定の最小値
以下となったか否かをこの回転速度を測定することによ
り検出しようとするものである。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のように下糸ボビンＢの回転速度に
より下糸残量を検出するものにあっては、下糸ボビンＢ
の回転速度が下糸ボビンＢとボビンケース（図示せず）
との接触摩擦係数などに太き（影響を受けるため、下糸
ボビンＢを交換した際には、そのボビンに応じて新たに
設定速度を設定し直さなければならないという不便さが
あった。

また、下糸ボビンＢの回転速度は、上軸の一回転中にも
大きく変化するため、安定した速度データを得ることが
できず誤動作が発生した。

例えば、下糸が上糸ループによって引き上げられた直後
は下糸ボビンＢは高速に回転するが、その後は、殆ど慣
性によって回転するだけであるため減速され、その速度
変化は極めて大きいものとなる。

しかも、１縫製サイクル中における縫製速度は、必ずし
も一定ではなく、その上軸の回転速度変化によってもボ
ビンの回転速度は大きく変化する。

従って、この激しく変化する速度データを用いて高精度
な残量検出を行うことは、極めて困難であり、誤動作が
頻発するという問題があった。

この発明は、光学的に下糸残量を検出する従来の下糸残
量検出装置における問題点に着目してなされたもので、
下糸ボビンの下糸残量が予め設定された値に達した時点
で確実にそれを検出することができる下糸残量検出装置
の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は、一対の鍔部に所定の円周上に沿って複数の
貫通孔を等間隔に形成して成る下糸ボビンと、 ミシン釜に装着された下糸ボビンの一方の鍔部に対向し
て配設された投光部と、 前記鍔部にて反射された前記投光部からの光を受光する
受光部と、ミシン上軸の回転数を予め設定した複数回転
毎に繰り返し計数する上軸回転検出手段と、 前記上軸が予め設定した複数回転数に達する毎に前記受
光部から送出されるパルス信号のパルス数を計数する計
数手段と、 下糸ボビンの下糸残量が予め設定した所定の検出残量と
なった時点で前記上軸が前記所定の複数回転を行うこと
により前記受光部から送出されるパルス信号のパルス数
をしきい値とし、そのしきい値と前記計数手段から順次
出力される計数値とを比較して前記計数値が理論値以上
となった時点で所定の信号を出力する比較手段と、を備
え、この比較手段からの出力を受けた制御手段が、所定
の告知手段を作動させるようにしたものである。

また、上記構成に対し、ｌ縫製サイクル中に前記計数手
段から順次出力される計数値の平均値を算出する演算手
段を設け、その平均値と前記計数手段から送出される計
測値とを比較して、平均値が計測値以上となった時点で
告知手段を作動させるようにしても良い。

［作用］ この発明においては、下糸ボビンの鍔部から反射される
光に応じて、受光部から送出されるパルス数を上軸の所
定の複数回転毎に計数し、その計数値を１縫製サイクル
中に順次取り出してそれらを比較手段により所定のしき
い値と比較する。

このしきい値は、予め操作者が検出しようとする下糸残
量になった時点で上軸が前記所定回転することにより受
光部から送出される値であり、このしきい値と前記計数
値とを比較し、前記計数値がしきい値以上となった時点
で所定の告知手段が作動し、下糸残量が所定量以下とな
ったことを操作者に告知する。

すなわち、この発明では、上軸の回転数に対するボビン
の回転量を検出することにより下糸残量を検出するよう
になっているため、ボビンの回転速度が１縫製中あるい
は１回転中に変化してもこれに影響されることなく、適
正な残量検出を行うことができる。

また、前記各計数手段から１縫製中に送出された計数値
の平均値を算出し、これを前記しきい値と比較するよう
にすれば、例えば各計数値の中の１つの計数値に何らか
の原因によって誤差が生じたとしてもその誤差を問題と
ならない程度の値に分散することができ、より正確な残
量検出を行うことができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図ないし第図に基づき
説明する。

第１図は（ａ）、（ｂ）はこの実施例に適用する下糸ボ
ビンを示す斜視図及び正面図である。各図において、１
は周知のミシン回転釜に回動自在に装置される下糸ボビ
ンである。この下糸ボビン１は、下糸を巻装する円筒状
の下糸巻装軸１ａと、この下糸巻装軸１ａの両端に相対
向して取り付けられた一対の鍔部１ｂ、ｌｃとを有し、
この鍔部１ｂ、ｌｃには前記下糸巻装軸１ａと同心の円
周上に中心を有する複数の貫通孔１ｄ。

１ｅが等間隔に形成されている。なお、この下糸ボビン
１はこの実施例のために格別に特殊な加工を施したもの
ではなく、ご＜−船釣に用いられるものであり、鍔部１
ｂ、ｌｄに形成された貫通孔ｌｄ、ｌｅもボビン１の軽
量化を図るために通常形成されているものである。

また、第２図は同実施例に適用するボビンケース２を示
す図である。このボビンケース２は全面部に窓部２ａが
形成されており、内部に収納された下糸ボビンｌの全面
側に位置する鍔部１ｂまたは１ｃに形成された貫通孔１
ｄまたは１ｅが前記窓部２ａから露呈するようになって
いる。

なお、このボビンケース２も通常用いられるものであり
、特に特殊な構成を有するものではない。

また、第３図及び第４図においで、３は図外のミシン釜
に対向して設けられた光センサで、投光部としての投光
用光ファイバー３ａと、受光部としての受光用光ファイ
バー３ｂとからなり、前記投光用光ファイバー３ａから
送出された光は、ミシン釜に装着されたボビンケース２
の窓部２ａを経て下糸ポビン１の鍔部１ｂに照射され、
第５図のＰＳに示すように各貫通孔（ここではｌｄ）の
中心を結ぶ円周上にスポット状に照射されるようになっ
ている。

そして、鍔部１ｂに送出された光は、前記貫通孔１ｄ以
外の箇所にて反射されて、受光用光りファイバー３ｂに
より受光され、この光は、１に負信号に変換されて第６
図に示すセンサアンプ４へ出力される。

なお、前記投光用光ファイバー３ｂから送出される光は
、下糸ポビン１が回転する毎に断続的に反射されるため
、前記センサアンプ４へ出力される電気信号は、第７図
に示すようなパルス信号となる。

第６図は、この実施例における全体構成を示すブロック
図である。

図において、５は前記センサアンプ４から送出されるパ
ルス信号Ｓ１の立ち上がり及び立ち下がりの両エツジに
応じて、所定のパルス信号ｓ３を出力するエツジ検出回
路である。

６は、ミシンの上軸の回転数を検出する上軸回転検出手
段としての上軸回転センサで、ミシン上軸の１回転につ
き、１つのパルス信号ｓ４を出力するようになっている
。

７は、信号処理回路であって、第１．第２のカウンタ７
ａ、７ｂとを備える。

このうち、第１のカウンタ７ａは前記上軸回転センサ６
に接続されており、同センサ６から送出されるパルスＳ
４をカウントし、そのカウント値が所定値に達した時点
で第２のカウンタに１パルス信号Ｓ５を出力するという
動作を繰り返し行うようになっており、この第１のカウ
ンタ７ｂと上軸回転センサ６とにより上軸回転手段を構
成している。

また、前記第２のカウンタ（計数手段）７ｂは前記エツ
ジ検出センサ５に接続されており、第１のカウンタ７ａ
から出力される各パルス間において、ｉｉ？ｉ記上軸同
上軸回転センサ６力されるパルス数をカウントし、その
各カウント値Ｓ６を後段のＣＰＬＩ８に送出するように
なっている。

そして、この第２のカウンタ７ｂから送出それた各カウ
ント値は、ＣＰＵ８に内蔵された記憶部に順次格納され
る。なお、このＣＰＵは１周知のように種々の演算及び
制御機能を有しており、ここでは、演算手段、制御手段
、比較手段及び記憶手段として作用する。

また、９は前記ＣＰＵ８がら送出されるエラー信号Ｓ７
に応じて、ミシン本体の制御回路ｌｏに割り込み信号Ｓ
８を送出する割り込み信号発生回路である。

次に第８図のフローチャートに基づき上記構成を有する
下糸残量検出装置の作用を説明する。

電源が投入されると、ミシンと共に上記装置の各部の初
期化が行われる（ステップｌ）。

ここで操作者は、図外の入力手段により縫製ピッチｐ及
び便用する有圧ｔを入力すると、ｃｐｕ８はそれらデー
タに基づき、後述の下糸残量検出のためのしきい値を算
出する（ステップ２．３）この後、ステップ３にてミシ
ンの起動信号がミシン本体の制御回路１０に入力される
と、ステップ７にてＡに示す動作が行われる。すなわち
、上軸が回転すると、上軸回転センサ６から送出される
上軸信号パルスに応じて、第１のカウンタ７ａのカウン
ト値が「１」となる（ステップＡ１〜Ａ３）。

また、上軸が回転を介し縫製動作が開始されることによ
り、下糸ボビンからは、１針毎に下糸が所定量づつ消費
されるため、回転を開始する。

そして、その回転により光センサ３からは第７図（ａ）
に示すように一定のパルス間隔を有するパルスＳ２が出
力され、そのパルスＳ２の立ち上がり及び立ち下がりの
両エツジに同期してエツジ検出回路からは、第７図（ｂ
）に示すようなパルスＳ３が出力される。このパルスＳ
３は第２のカウンタに入力され、ここで入力されるパル
ス数をカウントする（ステップＡ４〜Ａ６）。

この後、ミシン上軸がＮ回転（例えば５００回転し、Ｎ
針分の縫製動作が行われると、第１のカウンタ７ａから
は、第２のカウンタへ１つのパルス信号が出力され、こ
れによって第２のカウンタからは、それまでのカウント
値をＣＰＵ８へ出力し、そのカウント値はＣＰＵ８に内
蔵された記憶部に格納される（ステップＡ７．Ａ８）。

以上の動作は、ｌ縫製サイクルが終了するまでの間繰り
返して実行され、Ｎ針分のデータが順次ＣＰＵ８に格納
されて行く（ステップＡ９）。

そして、１縫製サイクルが終了すると、ステップ６にて
ＣＰＵ８は、記憶部に内蔵された各Ｎ針分のカウント値
の平均値を求め、所定の記憶部に格納し、さらに、その
最新の平均値と、■縫製サイクル前の縫製動作によって
得られた平均値とを比較し、その両平均値の変化率を算
出する（ステップ６）。

次に、算出した平均値と予め設定しておいた前述のしき
い値との比較を行う。

このしきい値は、下糸残量が検出しようする所定の長さ
となった状態で、上軸がＮ回回転した際に、前記エツジ
検出回路５から圧力されるパルス信号Ｓ３のパルス数を
表すものであり、ミシンにおける縫製ピッチ及び電圧に
応じて次のようにして算出する。

すなわち、前記縫製ピッチをｐ　［ａ＋ｍ］　＋有圧を
ｔ　［＋ｉ＋ｉ］とすると、Ｎ針当りの下糸消費量Ｌ　
［＋ｓｕｎ］は、 Ｌ＝Ｎ　　（ｐ＋２　　・　（ｔ／２））＝Ｎ　（ｐ＋
ｔ）　　・・・・・−式１％式％ また、検出しようとする下糸残量における下糸巻き径を
Ｄ　［ａｍ］とし、ボビン１回転あたりのパルス数をＫ
とすると、単位長さ当りのボビンの回転数Ｃは。

ｃ＝に／πＤ　・・・・・・式２ ここでは、下糸ボビンｌの鍔部ｉｂに８個の貫通孔１ｄ
が形成されていることがら、Ｋ＝１６となるため、前記
Ｃは、 ｃ＝１６／πＤ　・・・・・・式２Ａ で表される。

従って、下糸ボビンｌの下糸巻き径がＤ　［ｍｓ＋］で
あるときに、ミシン上軸がＮ回転して得られるパルス数
、すなわちしきい値ｐｒＨは、 ＰＴＩ４＝ＣＬ ＝１６Ｎ　（ｐ＋ｔ）／πＤ　・・・・・・式３なお、
この実施例では、区外の入力手段により縫製ピッチｐ及
び電圧ｔを入力することにより、ＣＰＵ８が自動的に前
記しきい値Ｐ、イを算出するようになっており、容易に
しきい値ＰＴＨを設定することができるようになってい
る。

そして、上記のようにして算出されたしきい値ＰＴＨと
前記平均値とを比較した結果、平均値がしきい値ＰＴＨ
以上になったと判断された場合には、ＣＰＵ８から制御
信号Ｓ７が出力される。この制御信号Ｓ７が出力される
と、割り込み信号発生回路９は、ミシン制御回路１０に
対し割り込み信号Ｓ８を出力する。これにより、ミシン
制御回路はミシンの駆動を停止させると共に、ブザーや
ランプなどの告知手段を作動させ、操作者に下糸残量不
足を知らせる。

このように、この実施例では、下糸残量の検出を、上軸
の回転量に基づき行うようになっているため、１縫製サ
イクル中に縫製速度が変化したり、１回転中の下糸ポビ
ンの回転速度が変化したりしても、これらにまったく影
響されることはない。また、上記のようにＮ針毎にカウ
ントしたカウント値の平均をとるようにしたことにより
、例えば、各カウント値の中の１つに不適切な値が存在
したとしても、その誤差は分散されて殆ど問題とならな
い程度の値となるため、確実に残量検圧を行うことがで
きる。

ただし、カウント値に誤差が生じることはごく稀である
ため、その誤差の発生を考慮する必要がない場合には、
Ｎ針毎に各カウント値をしきい値と比較するようにして
も良い。

そして、この場合には、■縫製サイクル中に下糸残量不
足を検圧することができるという上記実施例とは異なる
利点もある。

さらに、上記実施例では算出した最新の平均値とＩＮ製
サイクル前の縫製動作によって算出した平均値とに基づ
き変化率を算出するようにしたため、作業者は、その変
化率に基づき下糸がどの程度類されているかを判断する
こともできる。

従って、事前に新たな下糸ボビンを用意しておくといっ
たことなども可能となり１作業を能率的かつスムーズに
行うことができるという効果もある。

なお、第８図のＡに示す動作を上記実施例では、第１．
第２のカウンタを備えた信号処理手段により行うように
したが、これと同様の機能をＣＰＵなとの制御回路を用
いて実現することも可能であり、この発明は、特に上記
実施例に限定されるものではない。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明に係る下糸残量検出装置
にあっては、上軸の回転に伴って回転する下糸ボビンの
鍔部に光を照射し、その鍔部から断続的に反射される光
をパルス信号に変換すると共に、そのパルス信号のパル
ス数を上軸が所定数回転する毎に計数し、その計数値を
予め設定したしきい値と比較することにより、下糸残量
が前記しきい値に対応する所定量に達したが否かを検出
するようにしたため、従来のように１縫製サイクル中の
縫製速度の変化や１回転中の下糸ボビンの回転速度の変
化などに全く影響されることがなく、正確に残量検出を
行うことができる。

また、前述のように上軸が所定数回転する毎に得られる
カウント値を１縫製サイクル中に順次記憶しておき、１
縫製サイクルが終了した時点でそれら計数値の平均値を
算出し、その平均値と前記しきい値とを比較するように
すれば、多少、前記しきい値の中に誤差を含んだものが
あったとしでも、その誤差を問題とならない程度の値に
分散することができ、より確実に下糸残量を検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の一実施例に適用する
下糸ボビンを示す図で、同図（ａ）は斜視図を、同図（
ｂ）は正面図をそれぞれ示す。 第２図はこの実施例に適用するボビンケースを示す正面
図、第３図および第４図は同実施例における光センサを
示す区で、第３図は斜視図を、第４図は平面図をそれぞ
れ示す。 第６図は同実施例の全体構成を示すブロック図、 第７図は第６図に示した光センサ及びエツジ検出回路か
ら送出される出力パルスを示す出力波形図、 第８図は同実施例の動作を示すフローチャート、第９図
（ａ）は従来の下糸残量検出装置における光センサを示
す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示した下糸ボビン
の正面図である。 図において ・・・下糸ボビン ａ・・・下糸巻装軸 す、ｌｃ・・・鍔部 ｄ・・・貫通孔 ａ・−・投光用光ファイバー ｂ−・・受光用光ファイバー （投光部） （受光部） ７ｂ・・・計数手段 ８・・・ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ミシン上軸に連動して回転するミシン釜に回動自
   在に保持され、下糸巻装軸の両端部に形成された一対の
   鍔部に所定の円周上に沿って複数の貫通孔を等間隔に形
   成して成る下糸ボビンと、ミシン釜に装着された下糸ボ
   ビンの一方の鍔部に対向して配設された投光部と、 前記鍔部にて反射された前記投光部からの光を受光する
   受光部と、 ミシン上軸の回転数を予め設定した所定の複数回転毎に
   繰り返し計数する上軸回転検出手段と、前記上軸が予め
   設定した複数回転数に達する毎に前記受光部から送出さ
   れるパルス信号のパルス数を計数する計数手段と、 下糸ボビンの下糸残量が予め設定した所定の検出残量と
   なった時点で前記上軸が前記所定の複数回転を行うこと
   により前記受光部から送出されるパルス信号のパルス数
   をしきい値とし、そのしきい値と前記係数手段から順次
   出力される計数値とを比較して前記しきい値が理論値以
   上となった時点で所定の信号を出力する比較手段と、 前記比較手段からの出力を受けて所定の告知手段を作動
   させる制御手段と、を備えたことを特徴とするミシンの
   下糸残量検出装置。
2. （２）ミシン上軸に連動して回転するミシン釜に回動自
   在に保持され、下糸巻装軸の両端部に形成された一対の
   鍔部に所定の円周上に沿って複数の貫通孔を等間隔に形
   成して成る下糸ボビンと、ミシン釜に装着された下糸ボ
   ビンの一方の鍔部に対向して配設された投光部と、 前記鍔部にて反射された前記投光部からの光を受光する
   受光部と、 ミシン上軸の回転数を予め設定した複数回転毎に繰り返
   し計数する上軸回転検出手段と、 前記上軸が予め設定した複数回転する間に前記受光部か
   ら送出されるパルス信号のパルス数を計数する計数手段
   と、 １縫製サイクル中、前記計数手段から順次出力される計
   数値の平均値を算出する演算手段と、下糸ボビンの下糸
   残量が予め設定した所定の検出残量となった時点で前記
   上軸が前記所定の複数回転を行うことにより前記受光部
   から送出されるパルス数のしきい値と前記演算手段から
   順次出力される平均値とを比較し、前記計測値がしきい
   値以上となった時点で所定の信号を出力する比較手段と
   、 前記比較手段からの出力を受けて所定の告知手段を作動
   させる制御手段と、を備えたことを特徴とする下糸残量
   検出装置。