JPH0732831B2 - ミシンの下糸残量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光学的にボビンの残糸量を検出する装置に関す
る。

（従来技術及び発明が解決しょうとする問題点） 縫製中に下糸の残糸量が不足して、再び縫直しをするこ
とを避けるためボビンの残糸量を検出する方法がいくつ
が提案されており、このうち光学的に検出するものとし
ては、特開昭50−951号などがある。

この光学的な検出の場合には光源と光検出器がいずれも
含まれるが、ボビンは糸輪捕捉器内に収納されている
が、針糸の糸輪を捕捉する糸輪捕捉器の中のボビンに近
接して配置することが難しい。又、糸輪捕捉器の捕捉作
動により発生する糸や加工布からの綿ボコリは糸輪捕捉
器の周辺に推積し長期間になると、前記ボビンから離れ
て配置した光源と光検出器との間に推積し、検出精度を
鈍くして検出残糸量が実際よりも多くなるなどの検出誤
差を発生し、最終的には検出不可能の状態となるもので
あり、これを解決するものとして回転する糸輪捕捉器の
外周面に固着したブラシにより綿ぼこりを除去せんとす
るものが実開昭59−125384号等で提案されているがブラ
シが縫い糸に影響を与え縫い障害を発生する危険性があ
る。本発明は付着する綿ぼこりによる検出誤差の発生し
ない下糸残量検出装置を提案するものである。

（問題点を解決する手段） このため上下動する針と協働して本縫い縫い目を形成す
る糸軸捕捉器の外部に設置された第１の光源と該第１の
光源の光を受光可能な第１の光検出器とにより、ボビン
ケース内のボビンの残糸量を検出する下糸残量検出手段
と、該検出手段の検出結果の表示手段と、前記糸軸捕捉
器周辺に設置された第２の光源と該第２の光源の光を受
光可能な第２の光源検出器とにより前記糸軸捕捉器周辺
の綿ぼこりを検出する綿ぼこり検出手段と、該検出手段
の検出結果の表示手段と、前記第２の光検出器による検
出結果により前記下糸残量検出手段とで構成する。

（実施例） 次に、本発明の第１の実施例を第１図から第３図を参照
して詳細に説明する。

第２図に示すミシンにおいて、ミシン機枠には駆動部
（図示せず）に連結して回転を伝達される上軸２に連結
する針棒３が上下動可能に支承されている。該針棒は前
記上軸２の軸端に設けたクランク４に固着の偏心ピン５
に一端が嵌装する針棒クランクロット６の他端に回転可
能な軸部を備える針棒抱き７に挿通固着されており、該
針棒抱きの上部と下部で針棒支持体８に挿通し上下動可
能に支持されている。

９は針糸捕捉手段である中釜であって、前記ミシン機枠
１に固着の大釜10に回転可能に支承されており、その内
側に前記大釜10に回転を阻止されるボビンケース11が保
持されている。該ボビンケースの内部に下糸が巻かれた
ボビン12が保持されている。

前記中釜９は、前記上軸２のクランク部に連結するクラ
ンクロット13と腕14を介して揺動回転される下軸15の軸
端に固着の下軸歯車16に噛合するカマ軸歯車17を固着の
カマ軸18の軸端に設けたドライバー（図示せず）に当接
駆動される如く構成されている。

次に、下糸残量検出装置について説明する。第３図にお
いて19は前記大釜13の外側に配置され前記ミシン機枠１
に固着の取付板であって、該取付板に発光ダイオード等
による第１の光源LED1とフォトトランジスタ等による第
１の光検出器PT1が固着されており、前記第１の光源LED
1から第１の光検出器PT1に至る第１の光軸は第３図の如
く前記カマ軸18に直交、即ち内蔵するボビン12の軸部に
直交する如く、又ボビンに巻かれた下糸がない時、或い
は僅かしかない時には前記第１の光源LD1から投射され
る光線が前記第１の光検出器PT1に到達するように配置
されている。このため前記大釜10と前記ボビンケース11
には光線が通過できるように切欠き、又は穴が設けられ
ている。又前記中釜９には回転に際して少なくとも１回
転に１つの位置では前記第１の光源LD1から投射される
光線が第１の光検出器PT1に達するように切欠き、又は
穴が設けられている。

次に綿ぼこり等の検出手段について説明する。LD2は前
記第１の光源と同じく発光ダイオード等によりなる第２
の光源であって前記第１の光源LD1と前記カマ軸18上の
同じ軸方向位置となる如く前記取付板19に固着されてい
る。

PT2は前記第１の光検出器PT1と同じくフォトトランジス
タ等による第２の光源であって前記取付板19に固着され
ており前記第２の光源LD2から前記第２の光検出器PT2に
至る第２の光源は第３図の如く前記第１の光軸より下方
であって軸方向は略同一条件となっている位置に配置さ
れている。図中VR1で示す第１の可変抵抗器、及びVR2で
示す第２の可変抵抗器が同じく前記取付板19に固着され
ている。前記第１の光検出器PT1及び前記第２の光検出
器PT2の検出回路部品はプリント板に実装されて前記取
付板19に固着されているがその回路について第１図を参
照して説明する。

R2は前記第１の光検出器PT1のエミッタに接続された負
荷抵抗であり、この出力電圧V₁は第１のコンパレータCP
1の反転入力端子へ入力されている。

抵抗R3と前記第１の可変抵抗器VR1とは電源Vccとグラン
ドGndとの間に直列に接続されており、前記可変抵抗器V
R1の可動端子へ接続されており、第１の基準電圧Vs₁を
発生している。

前記第１の可変抵抗器VR1の抵抗値は前記第１のコンパ
レータCP1の基準電圧Vs₁を調節するものであって下糸残
量の下限値（基準残糸量Ｘ）となる如く糸巻きされたボ
ビン12を前記ミシンに設定し、ハズミ車20を手動操作し
て前記中釜９が回転して前記第１の光源LD1の光が前記
第１の光検出器PT1に到達した時の光の量による電圧V₁
と同一値となる如く調節されている。

R5は前記第２の光検出器PT2のエミッタに接続された負
荷抵抗であって、エミッタの出力電圧Ｖ_Ｄは第２の比較
器CP2の非反転入力端子に入力されている。前記第２の
可変抵抗器VR2は前記電源VccとグランドGNDとの間に接
続されており、該第２の可変抵抗器の可動端子が前記第
２のコンパレータCP2の反転入力端子に接続されてお
り、第２の基準電圧Vs₂を発生している。尚該第２基準
電圧Vs₂の値は次の如く決定される。即ち前記出力電圧
Ｖ_Ｄは第５図に示す如く綿ぼこり量の増加と共に減少す
る傾向を備えているので前記第１の光検出器PT1による
下糸残量検出不能となる状態つまり限界点時の出力電圧
Ｖと同一となる如く設定されている。これは前記光軸上
の限界点の綿ぼこり量Ｙに相当する光量が通過可能な小
穴を設けた光遮蔽板を装着して、この出力電圧Ｖとなる
如く前記第２の可変抵抗器VR2を調節することで行う。

抵抗R6は綿ぼこりの推積による前記第１の光検出器PT1
による下糸残量検出部の検出誤差の補正抵抗であり、前
記第２の光検出器PT2のエミッタと電源Vccに接続する抵
抗R3との間に接続されている。前記第１の光源LD1前記
第２の光源LD2と抵抗Ｒが直列に接続されている。該抵
抗R1は光量設定用の抵抗である。

21は下糸残量表示装置であって第11図に示す如く棒状に
配置した複数のLEDを下糸残量検出信号に対応して下糸
残量の減少に対して点灯数を減少する如く構成されてい
る。

22は下糸残量警報装置であって下糸残量検出信号により
下糸残量が基準残糸量Ｘ以下に減少した状態においてブ
ザー音を発生する如く構成されている。

23は綿ぼこり表示装置であって第12図に示す如く棒状に
配置した複数のLEDを綿ぼこり検出信号に対応して綿ぼ
こりの増加に対して点灯数を増加する如く構成されてい
る。

次に、本発明の下糸残量検出装置の作動について説明す
る。

前記第１の光源LD1から下糸を巻いた前記ボビン12を経
て前記第１の光検出器PT1に到達した光量により出力電
圧V₁が前記第１のコンパレータCP1の反転入力端子に入
力する。該出力電圧V₁と前記ボビン12の下糸残量との関
係は第４図の如くであって該ボビンの下糸残量が少なく
なると出力電圧V₁は増加する傾向である。前記ボビンの
下糸残量が充分多い場合には出力電圧V₁は前記非反転入
力端子に設定された基準電圧Vs₁よりも低い値であって
前記第１のコンパレータCP1の入力電圧はＨレベルであ
って、下糸残量が充分であることを前記下糸残量表示21
に出力する。

ミシンの運転により前記ボビン12の下糸残量が減少する
と、前記第１の光検出器PT1に到達する光の量が増加し
てエミッタへの出力電圧V₁は増加する。該出力電圧V₁は
基準電圧Vs₁よりも高い値となると前記第１のコンバレ
ータCP1の出力電圧はＨレベルからＬレベルとなって下
糸残量が基準より少なくなった旨の下糸残量検出信号を
発生してこれにより前記下糸残量表示装置21及び前記下
糸残量警報装置22を作動させて、ミシン使用者に下糸残
量減少による下糸交換時期を知らせる。又、前記第２の
光源LD2から前記第２の光検出器PT2に到達した光量によ
る出力電圧Ｖが前記第２の比較器CP2の非反転入力端子
に入力する。該出力電圧Ｖ_Ｄと綿ぼこり量との関係は前
述の如く第６図に示す綿ぼこりが増加して到達する光の
量が減少すると出力電圧Ｖ_Ｄは減少する傾向である。

綿ぼこりの量が少ない場合には出力電圧Ｖ_Ｄは前記第２
の比較器CP2の反転入力端子に設定された限界点電圧Vs₂
よりも高いため前記第２の比較器の出力はＨレベルであ
って綿ぼこりが少ないという綿ぼこり検出信号を前記綿
ぼこり表示装置23に出力する。ミシンの運転により綿ぼ
こりが増加し推積すると、第６図に示す如く前記第２の
光検出器PT2に到達する光の量が減少してエミッタの出
力電圧Ｖ_Ｄは減少する。該出力電圧Ｖ_Ｄが前記第２の比
較器CP2の反転入力端子に設定された限界点電圧Vs₂より
も低くなると前記第２の比較器CP2の出力はＬレベルと
なって、綿ぼこり検出信号を前記綿ぼこり表示装置23に
出力して綿ぼこりが多くなって下糸残量の検出に支障を
きたす状態を表示する。

尚、前記第１の光検出器のPT1による下糸残量の検出に
おいて、推積する綿ぼこりにより、前記第１の光検出器
PT1に到達する光の量が減少して第４図に示す如く出力
電圧V₁が低下することとなり、実際の残糸量よりも多く
の残糸量があるかの如く検出され検出誤差を発する。第
５図に示す如く綿ぼこりが０の場合をａ、綿ぼこりがａ
よりも多い場合をｂ、更にｂよりも多い場合をｃとする
と、前記ボビン12の残糸量と前記光検出器PT1の出力電
圧V₁との関係は第６図に示す如く綿ぼこりが０のａの場
合は図中実線で示す如くの曲線となり、ｂの場合は図中
点線、ｃの場合は図中一点鎖線で示す如くとなり、例え
ば同一のボビンの残糸量ｄにおける出力電圧V₁はａの場
合はV₁a、ｂの場合はV₁b、ｃの場合はV₁cと低下する。
このため、ボビンの残糸量が減少して基準残糸量Ｘ以下
のｅとなった時に綿ぼこりの推積量ｃの場合は出力電圧
V₁はV₁eとなり、この出力電圧V₁eは、綿ぼこりが０のａ
の場合ではボビンの下糸残量ｆに担当して、下糸残量の
減少による検出を正確に行うことが出来ない。

本発明においては、前記の如く検出誤差の補正抵抗R6が
前記第２の光検出器RT2のエミッタと前記抵抗R3との間
に配設接続されており、出力電圧Ｖ_Ｄの変化に対応して
前記第１の比較器CP1の非反転入力端子に入力される電
圧Vs₁が変化する。

即ち、前記、補正抵抗R6の抵抗値は推積する綿ぼこり量
により変化する前記第２の光検出器PT2の出力電圧の変
化に対し前記第１の比較器CP1の非反転入力端子に入力
される電圧Vs₁が正確に対応して変化する如く設定され
ている。

このようにして、綿ぼこりの検出装置である前記第２の
光検出器PT2の出力電圧の減少により前記第１の比較器C
P1の非反転入力端子に入力される電圧Vs₁が減少する。

すなわち、第５図において、綿ぼこり量０のａにおけ
る、基準残糸量Ｘの時の電圧Vs₁に対し、綿ぼこり量が
ｂの時には抵抗R6の作用によりVs₁の電圧はVsbに変化
し、綿ぼこり量がｃの時にはVs₁の電圧はVscとなる。

このように前記第１の比較器CP1の非反転入力端子に入
力される電圧Vs₁が綿ぼこり量に対応して変化すること
により、綿ぼこりの推積による検出誤差を補正する。

次に本発明の第２の実施例について第７図から第９図を
参照して説明する。

本実施例では綿ぼこりの検出方法が異なるものである。

第７図において、第１図の光源LD1と第１の第検出器PT1
により下糸残量表示装置21については第１の実施例と同
一である、前記ボビンの下方にフォトインタラプタPIが
配置されて取付板119に固着されている。第８図は矢印
Ａ方向から見た図であり、前記大釜10の開口部から大釜
内部に対向する如くフォトインタラプタPIの近傍に綿ぼ
こりを検出するものである。

該フォトインタラプタPIは、焦点距離が1mm程度の小型
のフォトインタラプタであり例えば東芝TLP907綿ぼこり
の推積しやすい場所に配置したものである。

このフォトインタラプタPI回転する中釜９との間の距離
は焦点距離より大きくなる如く配置されている。

このように、配置されたフォトインタラプタPIは、焦点
距離位置に綿ぼこりの推積のなにもない状態ではフォト
トランジスタPTに電流が流れず、焦点距離の位置に綿ぼ
こりが推積すると光が乱反射して一部がフォトトランジ
スタPTに入って電流が流れるものである。

このフォトインタラプタPIを閉じた制御回路は第９図に
示す如くであり前記フォトインタラプタは第２の光源LD
2と第２の光検出器PT2とを内蔵しており作動については
第１の実施例と内容同一であるので説明を省略する。

次に、第３図の実施例を第10図を参照して説明する。

本実施例は下糸残量測定における綿ぼこりの補正回路が
第２図の実施例と異なり、他は同一であるので異なる箇
所についてのみ説明する。

第10図において、前記第２の光源検出器PT2のコレクタ
側と前記電源Vccとの間に抵抗R8と可変抵抗器VR3が直列
に接続されており、前記コレクタ側の出力電圧Ｖ_Ｄは前
記第２の比較器CP2の非反転入力端子に接続入力されて
いる。

該第２の比較器CP2の非反転入力端子には電源Vccに接続
される抵抗R9の一端が接続されており又グランドGndと
の間に抵抗R10が接続されている。前記第１の光源LD1
と、前記第１の光検出器CP1の調節について、第１、第
２の実施例と同一であるので省略する。

前記電源Vcc、抵抗R9、抵抗R10とに接続された前記第２
比較器の非反転入力端子の基準電圧Vs₂は常に一定であ
り、綿ぼこり推積量の限界量Ｙの設定は前記可変抵抗器
VR3の調節により行う。

即ち、前記フォトインタラプタPIの上面に推積する面ぼ
こりの限界量Ｙに相当する反射板を載置し前記フォトイ
ンタラプタPIの第２の光検出器のコレクタ側の電圧Ｖが
前記基準電圧Vs₂と同一となる如く前記可変抵抗器VR3を
調節する。前記フォトインタラプタPIの第２の光検出器
PT2のコレクタ側の電圧Ｖ_Ｄと綿ぼこりとの関係は、前
記フォトインタラプタPI上に綿ぼこりのない場合、前記
第２の光源LD2からの光が前記第２の光検出器PT2に到達
しないことによりＶ_Ｄは高電圧であるが、綿ぼこりが推
積すると前記第２の光検出器PT2が光を受けるようにな
って電流が流れてＶ_Ｄは低電圧となり、第６図に示す関
係となり前述の第１、第２の実施例と同一でなる。

従って、綿ぼこりがなく電圧Ｖ_Ｄが前記基準電圧Vs₂よ
りも高い場合、前記第２の比較器CP2の出力はＨレベル
であって『綿ぼこりが少ない』という綿ぼこり検出信号
を綿ぼこり表示装置に出力する。

ミシンの運転により、綿ぼこりが推積してＶ_Ｄが低電圧
となると前記第２の比較器CP2の出力はＬレベルとなっ
て綿ぼこりが多く、下糸残量検出に支障を来す状態であ
るという綿ぼこり検出信号を表示装置に出力する。

又、この第２の光検出器PT2のコレクタ側の電圧Ｖ_Ｄは
第１及びび第２の実施例と同時に第１の光検出器PT1の
綿ぼこりによる検出値を補正する。この補正作動につい
て第１、第２の実施例と同一であるので説明を省略す
る。

本実施例の如く第２の光検出器PT2の負荷抵抗を可変抵
抗VR3とし、第２の比較器CP2の反転入力の抵抗と固定抵
抗としたことにより、下糸残量検出における下糸残量基
準電圧Vs₁の補正量が前記フォトインタラプタPIの個々
の特性の差により変化するのを防ぐことが出来る。

（効果） 以上の如く本発明によれば糸輪捕捉器周囲の綿ぼこりを
光学的に検出してこの信号により下糸残量検出装置の誤
差を補正しているので残糸量を正確に検出することがで
きる。

又、糸輪捕捉器周囲の綿ぼこり除去の時期を使用者に知
らせることが出来るので綿ぼこりの推積により発生する
下糸残糸量の検出の不能及び縫い障害の発生を防止する
こことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図は下糸検出装置の
制御回路図、第２図はミシンの機構説明図、第３図は下
糸残量検出部分の機構説明図、第４図は下糸残量量と検
出器の電圧との関係説明図、第５図は綿ぼこり量と検出
器の電圧との関係説明図、第５図は綿ぼこり量による下
糸残量検出感度変化の説明図、第７図と第８図は第２の
実施例の下糸残量検出部分の機構説明図、第９回は第２
の実施例の制御回路図、第10図は第３の実施例の制御回
路図、第11図は下糸残量表示装置の説明図、第12図は綿
ぼこり表示装置の説明図であり、 ９は糸輪捕捉器である中釜、LD1は第１の光源、 PT2は第１の光検出器、LD2は第２の光源、 PT2は第２の光検出器ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下動する針と協働して本縫い縫い目を形
   成する糸軸捕捉器の外部に設置された第１の光源と該第
   １の光源の光を受光可能な第１の光検出器とによりボビ
   ンケース内のボビンの残糸量を検出する下糸残量検出手
   段と、該検出結果を表示する下糸残量表示手段と、前記
   糸軸捕捉器周辺に設置された第２の光源と該第２の光源
   の光を受光可能な第２の光源検出器とにより前記糸軸捕
   捉器周辺の綿ぼこりを検出する綿ぼこり検出手段と、該
   検出結果を表示する下糸残量表示手段と、前記第２の光
   検出器による検出結果により前記下糸残量検出手段の検
   出感度を補正する補正手段とを有するミシンの下糸残量
   検出装置。