JPH0884882A - 機械装置の検知装置およびミシンの下糸残量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型・軽量な構成で、かつ下糸を保護し、し
かも下糸残量を正確に検出できるようにしたミシンの下
糸残量検知装置および機械装置の検知装置を提供する。 【構成】 ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当
接して下糸残量を測定する検知棒と、電気エネルギーを
機械エネルギーに変換させ、前記検知棒を移動させる可
動コイル式アクチュエータと、検知棒を移動させるため
この可動コイル式アクチュエータに電流を供給する電流
供給手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は電気信号に応答して作用
するアクチュエータを備えた機械装置の検知装置に関
し、更に、ボビンの下糸が無くなる少し前に、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ミシンの下糸残量検知装置
に関するものである。

【従来技術】たとえばミシンの下糸残量検知装置や糸切
り装置や糸払い装置、あるいはプリンタのハンマー装置
等の機械装置においては、電気信号によりソレノイド等
のアクチュエータを作用してそれらの機構を動作するよ
うにしている。ミシンの下糸残量検知装置としては、例
えば実開昭６３−１３６５９１号公報にその技術が開示
されている。この下糸残量検知装置は、縫合が完了して
ミシンが定位置に停止すると、ロータリーソレノイド等
の作動手段が作動し、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に接触後に復帰するよ
う往復運動させる。その時ボビンに巻かれた下糸の残量
が多いと、検知棒の移動する距離が少ないため、下糸消
費検知信号が発生しない。しかし、ボビンに巻かれた下
糸が使用され、残量が少なくなるにつれて、下糸の巻か
れた外周径が小さくなり、その結果検知棒の移動する距
離が徐々に大きくなる。検知棒の移動距離が限界に達す
ると、ついに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。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たアクチュエータにより機械装置を動作させるとき、そ
の機械装置が確実に作動したかを検知する必要がある
が、上記したミシンの糸切り装置や糸払い装置、あるい
はプリンタのハンマー装置等のように狭い空間に配置さ
れる機械装置では機械部分に作動を検知するスイッチを
設けることは困難であり、アクチュエータの移動子の両
移動位置にリミットスイッチを各別に設けて検知しなけ
ればならなかった。このため、アクチュエータの加工組
み付けが煩雑になり、また配線も煩雑になる等の問題が
生じるとともに部品点数が多くなる問題が生じた。ま
た、ミシンの下糸残量検知装置は、縫合が完了してミシ
ンが定位置に停止しないと下糸残量を検出できず、ま
た、検知棒を移動させる作動手段として、ロータリーソ
レノイドやプランジャー電磁石を使用している。これら
の作動手段は動作量が小さいため、リンク機構によって
動作量を増幅して検知棒を作動させている。これらのロ
ータリーソレノイドやプランジャー電磁石の欠点は動作
開始時には力が弱く、動作終了近くで非常に力が強くな
る特性を有している。従って、検知棒が下糸に衝突する
とき、ボビンに巻かれた下糸の形状が変化し、換言すれ
ば外側に巻かれた下糸がその内側に巻かれた下糸の間に
挟まれたりして変形し、その部分の下糸が繰り出される
ときに、下糸の張力が部分的に大きくなることにより、
縫製品の縫い目が乱れたり、また最悪の場合は衝突によ
り下糸自身が切断される。これらの弊害防止のため、ば
ね等の弾性体を介在させる等して、検知棒が下糸に衝突
する力を弱める必要があり、このような下糸保護対策を
実施すると、作動手段の構造が複雑になると共に作動部
の質量が大きくなるため、大きな電磁石を使わなければ
ならないという問題点があった。また、検知棒の前進・
後退を検出するためにホール素子や磁気抵抗素子が使用
されるが、このような場合は検知棒に永久磁石を取り付
けなければならず、検出手段の構造が複雑になると共
に、作動部の質量が大きくなるという問題点があった。
本発明の目的は、上に述べた従来技術の課題を解決する
ため、アクチュエータの移動子の一方位置または他方位
置への移動動作、すなわちアクチュエータにより動作さ
れる機械装置の動作の有無の検知装置の構成を簡単にす
ることを目的とする。また、ミシンの停止中または縫製
中でも下糸残量を測定でき、小型・軽量な構成でかつ下
糸を保護し、しかも下糸残量を正確に検出できるミシン
の下糸残量検知装置を提供することにある。本発明の他
の目的は、検知棒自身にその位置を検出するための素子
を付加せずに下糸残量を測定でき、小型・軽量な構成で
かつ下糸を保護し、しかも下糸残量を正確に検出できる
ミシンの下糸残量検知装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明請求項１は、ミシンの下糸が巻かれたボビ
ンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量
を検知するミシンの下糸残量検知装置において、ボビン
に巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残量を
測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネルギーに
変換させ、前記検知棒を移動させる可動コイル式アクチ
ュエータと、検知棒を移動させるためこの可動コイル式
アクチュエータに電流を供給する電流供給手段とを有す
ることを特徴としている。請求項２は、ミシンの下糸が
巻かれたボビンを収容する釜が特定位相位置にあるとき
に、下糸残量を検知するミシンの下糸残量検知装置にお
いて、磁界を発生させる磁石と、磁石の第１の磁極面側
と対向する位置に配置された鉄心と、磁石の第２の磁極
面側と鉄心とを磁気的に接続するヨークと、磁石と鉄心
との間の空隙にあって、鉄心の周囲に通電可能な導体が
巻かれたコイルを内部に収容し、かつ鉄心の外周上を磁
石の第１の磁極面側と平行な方向に自由に滑動できる可
動コイル式アクチュエータと、可動コイル式アクチュエ
ータの滑動により力が作用して駆動され、ボビンに巻か
れた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残量を測定す
る検知棒と、可動コイル式アクチュエータに推力を発生
させるため、前記コイルに電流を供給する電流供給手段
とを有することを特徴としている。請求項３は、請求項
１または請求項２の前記可動コイル式アクチュエータに
推力を発生させるため、前記コイルに電流を供給する電
流供給手段が、コイルに前進する方向の推力を発生させ
る順方向電流と、コイルに後退する方向の推力を発生さ
せる逆方向電流とを供給できる手段を有することを特徴
としている。請求項４は、ミシンの下糸が巻かれたボビ
ンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量
を検知するミシンの下糸残量検知装置において、ボビン
に巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残量を
測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネルギーに
変換させ、前記検知棒を移動させる可動コイル式アクチ
ュエータと、検知棒を移動させるためこの可動コイル式
アクチュエータに電流を供給する電流供給手段と、電流
供給手段からの電流を断続させ、可動コイル式アクチュ
エータの推力を制御できる電流断続手段とを有すること
を特徴としている。請求項５は、ミシンの下糸が巻かれ
たボビンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下
糸残量を検知するミシンの下糸残量検知装置において、
ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸
残量を測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネル
ギーに変換させ、前記検知棒を移動させるアクチュエー
タと、検知棒を移動させるためこのアクチュエータに電
流を供給する電流供給手段と、前記アクチュエータと検
知棒が滑動した後、衝突して発生する振動波を検出し、
下糸の有無または前記アクチュエータの前進・後退の実
行の少なくとも一方を識別するセンサ手段とを有するこ
とを特徴とする。請求項６は、ミシンの下糸が巻かれた
ボビンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸
残量を検知するミシンの下糸残量検知装置において、ボ
ビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残
量を測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換させ、前記検知棒を移動させるアクチュエータ
と、検知棒を移動させるためこのアクチュエータに電流
を供給する電流供給手段と、前記アクチュエータと検知
棒が滑動した後、衝突して発生する振動波を検出し、そ
の周波数を分析して下糸の有無及び前進・後退の実行の
少なくとも一方を識別する状態識別手段とを有すること
を特徴とする。請求項７は、一方位置と他方位置とに移
動可能とした移動子及び前記一方位置と他方位置とに各
別に設け移動子に各位置において係合可能とした二つの
係合部材とを有し、電気信号に応答して付勢または消勢
されて移動子を一方位置と他方位置とに係合部材に係合
するまで移動可能としたアクチュエータと、前記移動子
と係合部材の係合による衝突音を検出するように前記ア
クチュエータに近接配置した超音波センサと、前記超音
波センサの検出に基づき前記移動子の一方位置または他
方位置への移動を検出する制御手段とを備える。

【作用】請求項１は、ミシンの下糸が巻かれたボビンを
収容する釜（停止または回転していてもよい）が特定位
相位置（検知棒が停止位置から釜の開口部を経由してボ
ビンに巻かれた下糸の残量を調査するために前進後、後
退できる位置）にあるときに、下糸残量を検知するミシ
ンの下糸残量検知装置において、電気エネルギーを機械
エネルギーに変換させる可動コイル式アクチュエータに
電流を供給する手段を設け、釜の開口部を通してボビン
に巻かれている下糸外周に検知棒を前進、当接させて、
ボビンに巻かれている下糸の厚さにより下糸残量を検出
することができるようにしたので、ミシンの停止中また
は縫製動作中の場合でも、検知棒の前進量に基づいて下
糸残量を検知することができる。請求項２では、ミシン
の下糸が巻かれたボビンを収容する釜が特定位相位置に
あるときに、下糸残量を検知するミシンの下糸残量検知
装置において、回転形モータの１次側、２次側およびギ
ャップをそれぞれ平面状に引き延ばして、電気エネルギ
ーを直接機械エネルギーに変換させる可動コイル式アク
チュエータを使用し、かつ、可動コイル式アクチュエー
タ内のコイルの移動スパンに対して、永久磁石または電
磁石からほぼ均一な磁界が与えられていると仮定する
と、推力はフレミングの左手則により、磁束密度とコイ
ルに流れる電流との積に比例する。そのためロータリー
ソレノイドやプランジャー電磁石に比べ、構成上長いス
トロークに対して一定の推力が得られる。上記手段のう
ち移動する物は可動コイル式アクチュエータの一実施例
であるコイル組７と検知棒６であり、機構が簡単なため
小型・軽量に構成できるため、下糸に与える影響がほと
んど無く、かつ、高速・正確にミシンの下糸残量を検知
することができる。請求項３では、上記フレミングの左
手則の原理はベクトル演算であるため、コイルに流れる
電流の方向により、コイルに作用する推力を順方向、逆
方向に切り換えることができる。請求項４では、発生す
る推力はコイルに流れる電流に比例するため、この電流
を断続させることにより平均電流値を下げ、推力を制限
し、検知棒がボビンに巻かれている下糸に衝突する力お
よびスピードを調整することができる。請求項５では、
アクチュエータと検知棒とが一体となって滑動すると、
すぐに左右のセンサや固定壁あるいはボビンに巻かれた
下糸に衝突し、振動波を発生させる。この振動波を振動
波検出手段で受信し、予め設定されている値と振動波検
出手段で受信した振動波の大きさとを比較することによ
り、下糸残量の有無を検知することができるとともに、
アクチュエータと検知棒との前進・後退の実行をも監視
している。すなわち、 （ａ） アクチュエータと検知棒とが前進して、前のセ
ンサや壁に当たった時の振動波 （ｂ） アクチュエータと検知棒とが前進して、下糸に
当たった時の振動波 （ｃ） アクチュエータと検知棒とが復帰して、後の壁
に当たった時の振動波 の信号レベルがそれぞれ異なるため、これらの信号を振
動波検出手段で受信し、この実測値と予め設定されてい
る下糸の有無、及びアクチュエータと検知棒との前進・
後退が正しくなされたかどうかを判定する値との大きさ
を比較することにより、下糸残量の有無及び移動体の前
進・後退が正常に実行されたかどうかを識別することが
できる。また、請求項６では、アクチュエータと検知棒
とが一体となって滑動すると、すぐに左右のセンサや固
定壁あるいはボビンに巻かれた下糸に衝突し、振動波を
発生させる。すなわち （ａ） アクチュエータと検知棒とが前進して、前のセ
ンサや壁に当たった時の振動波 （ｂ） アクチュエータと検知棒とが前進して、下糸に
当たった時の振動波 （ｃ） アクチュエータと検知棒とが復帰して、後の壁
に当たった時の振動波 の振動波周波数がそれぞれ異なるため、これらの信号を
振動波検出手段で受信し、その信号の周波数解析を例え
ばＦＦＴ（高速フーリエ変換）行い、検出された振動波
がどの状態に基づく信号波であるかを識別することによ
り、下糸の有無及びコイル組の前進・後退が正しくなさ
れたかどうかを識別することができる。また請求項７で
は、アクチュエータの移動子が一方位置または他方位置
の係合部材（コイルの前後の壁）に衝突するときの衝撃
音を超音波センサが検出することにより、移動子の動
作、すなわちアクチュエータにより動作される機械装置
の正常な動作を検知できる。

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す下
糸残量検知装置の構成図である。図２は下糸残量検知装
置の主要部の一部を立体的に図示した部分断面立体図で
ある。図３はミシンのボビンと下糸残量検知装置の位置
関係、及びボビンに巻かれている下糸とコイル組７、検
知棒６との位置関係を図示した位置関係図である。図４
は永久磁石ａ、永久磁石ｂによって作られる磁束による
磁路構成図である。図５はアクチュエータ内のコイル７
ｂに、双方向の電流を流すことができるコイル駆動用回
路図である。図６はアクチュエータ内のコイルに作用す
る磁界分布に従って分類した磁界分類図である。図７は
センサとして振動波検出素子（超音波センサ、衝撃セン
サ等）を下糸残量検知ユニットの固定部、またはこのユ
ニットを取付けた固定部材に実装した側面図である。図
８はセンサとして振動波検出素子を使用し、基準電圧の
異なる二種類のコンパレータを使用した振動波識別用回
路図である。図９は図８の回路におけるセンサ出力波形
と、モノステーブル・マルチバイブレータ（ワンショッ
ト）出力波形を時間軸に沿って示した概略波形図であ
る。図１０は上記の永久磁石ａ、永久磁石ｂに代えて、
電磁石鉄心と電磁石コイルにより電磁石を構成し、その
コイルに電流を流すことにより磁束を発生させる概略説
明図である。図１１はコイル組７が回転中心軸１７に対
して、円弧を描くように平面内を移動する可動コイル式
アクチュエータにより構成した回転形可動コイル式アク
チュエータの要部概略図である。図１から図１１で、１
は検知棒軸受であり、２ａ、２ｂは後述するコイル７ｂ
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ａ、永久磁石ｂであり、３ａは永久磁石ａと後述す
る鉄心４との間の空間である空隙ａ、３ｂは永久磁石ｂ
と鉄心４との間の空間である空隙ｂである。４は永久磁
石ａ、永久磁石ｂに平行な鉄心であり、永久磁石ａ、永
久磁石ｂはこの鉄心４に同じ磁極面を向けている。５
ａ、５ｂは後述するコイル組７を図１に示す右端に付勢
する復帰ばねａ、復帰ばねｂであり、６は一端が後述す
るコイル組７の滑動により力が作用して駆動され、コイ
ル組７移動時に他端が釜を通してボビンに巻かれている
下糸の外周面に当接するように移動する検知棒である。
７は鉄心４上を自由に滑動することができるコイル組
で、このコイル組７は電流を流すコイルを収容するコイ
ルボビン７ａと、通電時リニア直流モータの動作原理に
基づき直線的または円弧的な推力が得られるコイル７ｂ
より構成される。８は抵抗変化や圧電素子または電気容
量の変化等を利用して圧力を感知する圧力センサであ
り、９は後述するヨークａに固定され、コイル組７の移
動を案内する役割を果たす下部案内棒である。１０ａは
鉄心４の側面に接しているヨークａ、１０ｂは永久磁石
の第２の磁極面側とヨークａの側面に接しているヨーク
ｂであり、これらは永久磁石からで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外枠を
構成している。これらの構成要素のうち、永久磁石ａ、
永久磁石ｂである２ａ、２ｂと、空隙ａ、空隙ｂである
３ａ、３ｂと、鉄心である４と、コイルボビン７ａとコ
イル７ｂより構成されるコイル組７と、ヨークａ、ヨー
クｂである１０ａ、１０ｂは、図１において可動コイル
式アクチュエータを構成する一実施例である。１１はミ
シン下部のボビン内に予め巻かれた下糸、１２はボビ
ン、１３はコイルに作用する磁界分布を分類するための
永久磁石、１４は下糸を巻いたボビンを内蔵し、ミシン
の心臓部といわれる釜である。次に図４の磁路構成図に
基づき、下糸残量検知装置の動作を説明する。磁路は２
ａの永久磁石ａについては、永久磁石ａのＮ極−−−空
隙ａ−−−鉄心−−−ヨークａ−−−ヨークｂ−−−永
久磁石ａのＳ極にもどる。また２ｂの永久磁石ｂについ
ては、永久磁石ｂのＮ極−−−空隙ｂ−−−鉄心−−−
ヨークａ−−−ヨークｂ−−−永久磁石ｂのＳ極にもど
る。コイル７ｂは空隙ａ、空隙ｂの中を鉄心４の外周上
を自由に滑動できる構造になっているので、図４の
（Ａ）において、もしコイル７ｂに反時計回り方向の電
流を流せば、フレミングの左手の法則によりコイル７ｂ
を手前方向に、すなわち図４の（Ｂ）の左方向に移動さ
せる方向の推力が発生する。また、逆にコイル７ｂに時
計回り方向の電流を流せば、前記と逆方向に作用する推
力が発生する。なお、１個の永久磁石のみを考えると、
コイルに面したＮ（またはＳ）極面からコイルに作用す
る推力と、鉄心４の反対側のコイル面では電流方向が逆
向きのため、逆方向の推力が発生するが、コイルの中心
部には鉄心があり、かつ距離的にも遠いため、磁束密度
がかなり小さくなり、磁極面に面したコイルからの推力
が実質的に駆動力として作用する。図３の（Ａ）では、
初期状態でコイル７ｂに電流を流していないので、復帰
ばねａ、復帰ばねｂによるばね力により、コイル組７は
鉄心４の最右端に移動している。図３の（Ｂ）では、ボ
ビン１２に巻かれた下糸１１が十分残っている状態の
時、コイル組７を左に推進する方向の電流を流すと、コ
イル組７が滑動を開始する。コイルボビン７ａに一端が
固定された検知棒６の他端が下糸１１に接することによ
り、コイル組７の移動は停止するので、コイル組７のエ
ッジは下糸残量検知装置の左端に固定されている圧力セ
ンサ８には到達しない。図３の（Ｃ）では、ボビン１２
に巻かれた下糸の残量が少なくなっているので、検知棒
６の他端が下糸に接する前に、コイル組７のエッジは下
糸残量検知装置の左端に固定されている圧力センサ８に
接するため、コイル組７の滑動は停止する。この圧力セ
ンサ８の出力信号を検出することにより、ミシンに停止
信号を出力したり、オペレータに下糸残量が少ないこと
を通知する。この実施例では、センサとして圧力センサ
を使用したが、磁気センサ、光学センサ、振動波検出素
子（超音波センサ、衝撃センサ等）でもコイル組７の位
置検出は可能である。また、コイル組７には検知棒６の
一端が固定されているため、検知棒６の外周面に突起等
を設け、その突起の位置を電気的、磁気的、光学的に検
出したり、また、物理的に突起に当接させることにより
マイクロスイッチで検出することも可能であるため、セ
ンサはこの発明の請求項１から４については必須な構成
要素ではない。コイル組７には通常前進する方向に電流
を流し、電流断の後は復帰ばねによるばね力により初期
位置に戻すが、復帰ばねのばね定数を０．０１Ｎ／mmと
し、復帰ばねはコイル組７を初期位置に保持する作用を
主体とし、復帰のためには前進する方向とは逆の電流を
流してコイル組７を初期位置に戻すこともできる。逆方
向の電流を流さずに、ばね力だけで初期位置に戻す構成
では、復帰時間を短くするためには、復帰ばねの力を大
きくする必要がある。このばね力に抗して前進するため
には、コイルの推力を大きくする必要がある。ここで推
力を大きくするための対応策およびその問題点をあげる
と、以下のようになる。 （ａ） 空隙磁束密度を高くする。・・・・装置が大き
くなる。 （ｂ） コイルの巻数を多くする。・・・・可動部質量
が大きくなる。 （ｃ） 流す電流を大きくする。・・・・・発熱する。 これらの問題点を解決するため、ばね力を小さくして、
コイルに逆方向の電流を流し、可動部を軽量化すること
により、前進・後退共より高速で移動可能となる。図５
はコイル７ｂに両方向の電流を流す電流供給手段の一実
施回路例であり、ＦＯＲＷＡＲＤ端子をＯＮ、ＢＡＣＫ
ＷＡＲＤ端子をＯＦＦにすると、トランジスタＱ１、Ｑ
３がＯＮとなり、電流は電源−−−トランジスタＱ１−
−−コイル７ｂ−−−トランジスタＱ３−−−抵抗Ｒ３
−−−アースの方向に流れる。逆に、ＦＯＲＷＡＲＤ端
子をＯＦＦ、ＢＡＣＫＷＡＲＤ端子をＯＮにすると、ト
ランジスタＱ２、Ｑ４がＯＮとなり、電流は電源−−−
トランジスタＱ２−−−コイル７ｂ−−−トランジスタ
Ｑ４−−−抵抗Ｒ３−−−アースの方向に流れる。即
ち、端子電圧を制御することによりコイル７ｂには順方
向、逆方向の電流が流れて、コイル組７に前進、後退方
向の推力が発生する。また、図５ではトランジスタＱ３
またはＱ４をＯＮ、ＯＦＦさせて、コイル７ｂに流れる
電流を制限可能にしている。即ち、鉄心４の周辺上を自
由に滑動できるコイル組７の通電可能な導体に、コイル
組が前進する方向の推力を発生する電流又は逆向きの推
力を発生する電流を断続させることにより、コイル組の
推力を減少させることができる。図５の実施例ではＵ
３、Ｕ４のモノステーブル・マルチバイブレータにより
周波数変調回路を構成し、ボリュームＲ２１で抵抗値を
調整することにより、ＯＮ、ＯＦＦの周波数を変化させ
ることができる。このことにより、コイル７ｂに流れる
電流の断続を可変にし、目的とする推力が得られるよう
に平均電流値を調整可能である。また、本実施例図１の
上面、底面にふたをすれば密閉構造となり、ミシンの潤
滑油や糸くずの影響を受けず、安定した動作が得られ
る。図１では、磁束の通路となるだけでなく、下糸残量
検知装置の外枠を構成する部分として１０ａのヨーク
ａ、１０ｂのヨークｂを示したが、このヨークは一体化
されていてもよい。以上第１の実施例では２個の永久磁
石から構成されるリニア直流モータの動作原理を用いた
下糸残量検知装置について説明したが、本発明はこの実
施例に限定されるものではない。リニア直流モータは通
常の回転形直流モータの動作原理に基づいているが、直
線的な推力を得るために、構造上の工夫がなされてい
る。図６はリニア直流モータのコイルに作用する磁界分
布により分類したもので、一般に（Ａ）磁界不均一形、
（Ｂ）磁界準均一形、および（Ｃ）磁界均一形に分類さ
れる。図６で１３は（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）で形状
が一部相違するがどれも永久磁石であり、４の鉄心、７
ｂのコイルは図１と同じ符号を付与している。図６
（Ａ）の磁界不均一形は、図１の実施例と同様に２個の
永久磁石１３から構成され、磁束密度Ｂはコイルの２面
にしか作用しない。（Ｂ）の磁界準均一形では、４個の
永久磁石１３から構成されているので、磁束密度Ｂはコ
イルの４面に作用しているが、完全な均一形ではない。
また、（Ｃ）の磁界均一形では、円筒状の永久磁石１３
を用いているので、磁束密度Ｂはコイルに対して均一に
作用している。本発明は（Ａ）磁界不均一形のみだけで
なく、（Ｂ）磁界準均一形、および（Ｃ）磁界均一形に
も同様に適用可能である。要点は永久磁石と対向する位
置に鉄心４が配置され、かつ永久磁石が鉄心に対して同
じ磁極面（Ｎ極またはＳ極面）を向けていればよい。こ
れまでの説明ではセンサとして圧力センサを使用した
が、振動波検出素子でもコイル組７の位置検出は可能で
あることを記載した。振動波検出素子を使用すると、圧
力センサ、磁気センサ等と異なり、コイル組７がフルス
トローク動作して側面に衝突する振動波と、下糸が残っ
ているときの振動波とはその波形およびレベルが異な
る。また、コイル組が前進して前の壁に当たった時と、
コイル組が復帰して後の壁に当たった時とでは、センサ
と壁面との距離及び下糸残量検知ユニットの構造等によ
り、振動波検出素子の出力波形が異なる。このため基準
電圧の異なる二種類、または必要により三種類以上のコ
ンパレータを使用することにより、下糸の残量検知とコ
イル組の動きの確認が一つまたは複数の振動波検出素子
を使用して実現できる。図７はセンサとして振動波検出
素子１５（超音波センサ、衝撃センサ等）を下糸残量検
知ユニットの固定部、またはユニットを取付けた固定部
材に実装した側面図である。この図７では、超音波セン
サが下糸残量検知ユニットの固定部と、ユニットを取付
けた固定部材に２個実装されているが、これは図を省略
するためであって、実際はセンサはどちらか１個でもよ
い。図８は、二種類のコンパレータを使用した振動波識
別用回路の一実施例である。ここでは、基準電圧１００
ｍＶに設定したコンパレータと、基準電圧６００ｍＶに
設定したコンパレータの他方の入力端子に、超音波セン
サからの出力を接続している。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。可動部
が衝突した振動波を超音波センサで検出し、図８の振動
波識別用回路に入力したとき、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図９
に示す。図９に示すように、（ａ）検知棒が前進して、
下糸に当たった時の振動波、および（ｂ）コイル組が復
帰して、後の壁に当たった時の振動波では、基準電圧１
００ｍＶに設定した側のワンショットのみが、出力パル
スを送出する。また下糸が少なくなったときは、（ｃ）
コイル組が前進して、前の壁に当たった時の振動波は最
大値が７００ｍＶにも達するため、基準電圧１００ｍＶ
に設定した側のワンショット、および基準電圧６００ｍ
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。この２つのワンショットの出力の有無と、コイ
ル組の前進・復帰制御とを組み合わせることにより、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、単一の振動波検出素子の出力から識別すること
ができる。上記実施例では、コイル組または検知棒が壁
や下糸に衝突したときの振動波の電圧値で下糸の状態を
識別したが、振動波の周波数解析を行うことによって
も、下糸残量が規定量以下になったことを判断すること
ができる。即ち、下糸残量が規定量以上のときは、検知
棒６の先端が下糸の外周に当接するため、周波数が低く
かつ振幅の小さい振動波が発生し、下糸残量が規定量を
下回ると、コイル組が前進して前の壁に衝突するため、
周波数が高くかつ振幅の大きい振動波が発生する。従っ
て、センサで検出された振動波の周波数解析を、例えば
ＦＦＴ（高速フーリエ変換）で行い、それにより得られ
る周波数特性から、検出された振動波がいずれに起因す
る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。なお、この周波数解析と振動波の振幅の
大きさ（量）とを組み合わせて、下糸残量の有無を検出
してもよい。以上の説明では、磁束を発生させる手段と
して、永久磁石を使用したが、電磁石コイルと電磁石鉄
心とで構成する電磁石を使用しても、同様な磁束を発生
させることが可能であり、図１０に電磁石を使用してコ
イル組７を駆動させるための概略説明図である。図１０
に示す２個の電磁石コイル１６に流す電流方向を制御す
ることにより、永久磁石と同様な磁極をもつ磁束を発生
させることができる。図１１はコイル組７が回転中心軸
１７に対して、円弧を描くように平面内を移動する可動
コイル式アクチュエータにより構成した回転形可動コイ
ル式アクチュエータの要部概略図であり、可動コイル式
アクチュエータの動作は必ずしも直線運動でなくてもよ
い。また、可動コイル式アクチュエータと検知棒６の移
動方向とが必ずしも一致しないでもよい。本発明では検
知棒６が前進駆動され、停止中、あるいは回転または揺
動中の釜の開口部を経由して、ボビン１２に巻かれてい
る下糸に検知棒６の一端が当接する等して、下糸残量を
測定する。しかしながら、検知棒６が下糸残量を測定す
るまでの間、換言すれば検知棒６が釜の開口部を経由し
てボビン１２に巻かれている下糸の残量を調査するため
に前進した後、後退が完了するまでの間、釜の開口部が
連続して継続している必要がある。特に、回転中の釜の
下糸残量を測定するためには、検知棒６を高速で前進・
後退制御ができること、釜の開口部の位置を正確に把握
していること、釜の回転速度を把握していること、釜の
開口部を回転方向に広げておくこと等の工夫が必要とな
る。要は、釜の回転中では、釜の開口部通過時間より、
検知棒６が前進した後、後退が完了するまでの時間がよ
り小さいことが必要である。本実施例で説明されたアク
チュエータは一実施例であるコイル組７や、その上位概
念である可動コイル式アクチュエータを含むことは勿
論、ソレノイドやプランジャー電磁石、一般のモータ等
を含む電気信号を物理的な動きに変換する電磁手段全て
を含んでいる。なお、本実施例においてはミシンの下糸
残量検知装置において説明したが、請求項７に関連し
て、針板下方に配置されたミシンの糸切り装置、上下す
る針棒に近接配置された糸払い装置、上糸自動繰り出し
装置（あるいは自動糸調子装置とも呼ばれる）を構成す
る糸把持装置等のミシンの各装置はもちろん、プリンタ
のハンマ等の印字装置、紙や部品等の送り装置、或いは
車両の内部に利用される機械装置、ロボット装置等のよ
うに狭い空間に配置されてアクチュエータの動作により
作動する機械装置において実施することにより同様の目
的が達成される。

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１か
ら６のミシンの下糸残量検知装置によれば、ミシンが縫
製動作中でも検知棒を釜内に挿入して下糸残量を検出で
き、かつリンク機構を使用していないため小型・軽量と
なり、ミシン内部に容易に下糸残量検知装置を収容でき
る。本実施例ではコイル組が通電により２０ｍｍ以上滑
動可能であり、作動部の質量が２グラム以下で構成でき
るため、下糸に対する影響も僅かで、かつ１０数ミリ秒
で高速応答できるため、ミシン停止中だけでなく、ミシ
ン縫製中であっても下糸残量検知が可能となり、作業能
率と生産性が向上し、縫製途中で下糸が無くなって縫製
物の商品価値を下げることも無い。しかも本発明によれ
ば、下糸残量を検知棒により直接物理的に検出するの
で、光を使用する方式と比べて潤滑油や糸くず等の影響
による誤検出がないため、長期間使用しても信頼性が高
く、かつ正確に検出できる。請求項３のミシンの下糸残
量検知装置によれば、コイルに流す電流方向を順方向と
逆方向の両方向制御が可能なため、前進・後退共に高速
で測定可能となる。請求項４のミシンの下糸残量検知装
置によれば、コイル組に流す電流を断続して電流の実効
値を変えることにより、コイル組の移動力とスピードを
変え、ボビンに巻かれた下糸の外周に検知棒他端が衝突
する影響をより小さくすることができ、かつコイルに印
加する電圧を高くして、時定数を小さくできるから、コ
イル組の移動時間が短くなり、高速で測定可能となる。
請求項５のミシンの下糸残量検知装置によれば、可動部
が移動して固定部に衝突した時に発生する振動波を検出
し、その振動波を識別することにより、下糸残

【手続補正書】

【提出日】平成７年９月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 機械装置の検知装置およびミシン
の下糸残量検知装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気信号に応答して作用
するアクチュエータを備えた機械装置の検知装置に関
し、更に、ボビンの下糸が無くなる少し前に、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ミシンの下糸残量検知装置
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】たとえばミシンの下糸残量検知装置や糸切
り装置や糸払い装置、あるいはプリンタのハンマー装置
等の機械装置においては、電気信号によりソレノイド等
のアクチュエータを作用してそれらの機構を動作するよ
うにしている。ミシンの下糸残量検知装置としては、例
えば実開昭６３−１３６５９１号公報にその技術が開示
されている。

【０００３】この下糸残量検知装置は、縫合が完了して
ミシンが定位置に停止すると、ロータリーソレノイド等
の作動手段が作動し、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に接触後に復帰するよ
う往復運動させる。その時ボビンに巻かれた下糸の残量
が多いと、検知棒の移動する距離が少ないため、下糸消
費検知信号が発生しない。しかし、ボビンに巻かれた下
糸が使用され、残量が少なくなるにつれて、下糸の巻か
れた外周径が小さくなり、その結果検知棒の移動する距
離が徐々に大きくなる。検知棒の移動距離が限界に達す
ると、ついに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、上記し
たアクチュエータにより機械装置を動作させるとき、そ
の機械装置が確実に作動したかを検知する必要がある
が、上記したミシンの糸切り装置や糸払い装置、あるい
はプリンタのハンマー装置等のように狭い空間に配置さ
れる機械装置では機械部分に作動を検知するスイッチを
設けることは困難であり、アクチュエータの移動子の両
移動位置にリミットスイッチを各別に設けて検知しなけ
ればならなかった。このため、アクチュエータの加工組
み付けが煩雑になり、また配線も煩雑になる等の問題が
生じるとともに部品点数が多くなる問題が生じた。

【０００５】また、ミシンの下糸残量検知装置は、縫合
が完了してミシンが定位置に停止しないと下糸残量を検
出できず、また、検知棒を移動させる作動手段として、
ロータリーソレノイドやプランジャー電磁石を使用して
いる。これらの作動手段は動作量が小さいため、リンク
機構によって動作量を増幅して検知棒を作動させてい
る。

【０００６】これらのロータリーソレノイドやプランジ
ャー電磁石の欠点は動作開始時には力が弱く、動作終了
近くで非常に力が強くなる特性を有している。従って、
検知棒が下糸に衝突するとき、ボビンに巻かれた下糸の
形状が変化し、換言すれば外側に巻かれた下糸がその内
側に巻かれた下糸の間に挟まれたりして変形し、その部
分の下糸が繰り出されるときに、下糸の張力が部分的に
大きくなることにより、縫製品の縫い目が乱れたり、ま
た最悪の場合は衝突により下糸自身が切断される。これ
らの弊害防止のため、ばね等の弾性体を介在させる等し
て、検知棒が下糸に衝突する力を弱める必要があり、こ
のような下糸保護対策を実施すると、作動手段の構造が
複雑になると共に作動部の質量が大きくなるため、大き
な電磁石を使わなければならないという問題点があっ
た。

【０００７】また、検知棒の前進・後退を検出するため
にホール素子や磁気抵抗素子が使用されるが、このよう
な場合は検知棒に永久磁石を取り付けなければならず、
検出手段の構造が複雑になると共に、作動部の質量が大
きくなるという問題点があった。本発明の目的は、上に
述べた従来技術の課題を解決するため、アクチュエータ
の移動子の一方位置または他方位置への移動動作、すな
わちアクチュエータにより動作される機械装置の動作の
有無の検知装置の構成を簡単にすることを目的とする。

【０００８】また、ミシンの停止中または縫製中でも下
糸残量を測定でき、小型・軽量な構成でかつ下糸を保護
し、しかも下糸残量を正確に検出できるミシンの下糸残
量検知装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、検知棒自身にその位置を検出するための素子を付加
せずに下糸残量を測定でき、小型・軽量な構成でかつ下
糸を保護し、しかも下糸残量を正確に検出できるミシン
の下糸残量検知装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明請求項１は、ミシンの下糸が巻かれたボビ
ンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量
を検知するミシンの下糸残量検知装置において、ボビン
に巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残量を
測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネルギーに
変換させ、前記検知棒を移動させる可動コイル式アクチ
ュエータと、検知棒を移動させるためこの可動コイル式
アクチュエータに電流を供給する電流供給手段とを有す
ることを特徴としている。

【００１０】請求項２は、ミシンの下糸が巻かれたボビ
ンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量
を検知するミシンの下糸残量検知装置において、磁界を
発生させる磁石と、磁石の第１の磁極面側と対向する位
置に配置された鉄心と、磁石の第２の磁極面側と鉄心と
を磁気的に接続するヨークと、磁石と鉄心との間の空隙
にあって、鉄心の周囲に通電可能な導体が巻かれたコイ
ルを内部に収容し、かつ鉄心の外周上を磁石の第１の磁
極面側と平行な方向に自由に滑動できる可動コイル式ア
クチュエータと、可動コイル式アクチュエータの滑動に
より力が作用して駆動され、ボビンに巻かれた下糸の外
周に棒の一端が当接して下糸残量を測定する検知棒と、
可動コイル式アクチュエータに推力を発生させるため、
前記コイルに電流を供給する電流供給手段とを有するこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項３は、請求項１または請求項２の前
記可動コイル式アクチュエータに推力を発生させるた
め、前記コイルに電流を供給する電流供給手段が、コイ
ルに前進する方向の推力を発生させる順方向電流と、コ
イルに後退する方向の推力を発生させる逆方向電流とを
供給できる手段を有することを特徴としている。請求項
４は、ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容する釜が特
定位相位置にあるときに、下糸残量を検知するミシンの
下糸残量検知装置において、ボビンに巻かれた下糸の外
周に棒の一端が当接して下糸残量を測定する検知棒と、
電気エネルギーを機械エネルギーに変換させ、前記検知
棒を移動させる可動コイル式アクチュエータと、検知棒
を移動させるためこの可動コイル式アクチュエータに電
流を供給する電流供給手段と、電流供給手段からの電流
を断続させ、可動コイル式アクチュエータの推力を制御
できる電流断続手段とを有することを特徴としている。

【００１２】請求項５は、ミシンの下糸が巻かれたボビ
ンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量
を検知するミシンの下糸残量検知装置において、ボビン
に巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残量を
測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネルギーに
変換させ、前記検知棒を移動させるアクチュエータと、
検知棒を移動させるためこのアクチュエータに電流を供
給する電流供給手段と、前記アクチュエータと検知棒が
滑動した後、衝突して発生する振動波を検出し、下糸の
有無または前記アクチュエータの前進・後退の実行の少
なくとも一方を識別するセンサ手段とを有することを特
徴とする。

【００１３】請求項６は、ミシンの下糸が巻かれたボビ
ンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量
を検知するミシンの下糸残量検知装置において、ボビン
に巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸残量を
測定する検知棒と、電気エネルギーを機械エネルギーに
変換させ、前記検知棒を移動させるアクチュエータと、
検知棒を移動させるためこのアクチュエータに電流を供
給する電流供給手段と、前記アクチュエータと検知棒が
滑動した後、衝突して発生する振動波を検出し、その周
波数を分析して下糸の有無及び前進・後退の実行の少な
くとも一方を識別する状態識別手段とを有することを特
徴とする。

【００１４】請求項７は、一方位置と他方位置とに移動
可能とした移動子及び前記一方位置と他方位置とに各別
に設け移動子に各位置において係合可能とした二つの係
合部材とを有し、電気信号に応答して付勢または消勢さ
れて移動子を一方位置と他方位置とに係合部材に係合す
るまで移動可能としたアクチュエータと、前記移動子と
係合部材の係合による衝突音を検出するように前記アク
チュエータに近接配置した超音波センサと、前記超音波
センサの検出に基づき前記移動子の一方位置または他方
位置への移動を検出する制御手段とを備える。

【００１５】

【作用】請求項１は、ミシンの下糸が巻かれたボビンを
収容する釜（停止または回転していてもよい）が特定位
相位置（検知棒が停止位置から釜の開口部を経由してボ
ビンに巻かれた下糸の残量を調査するために前進後、後
退できる位置）にあるときに、下糸残量を検知するミシ
ンの下糸残量検知装置において、電気エネルギーを機械
エネルギーに変換させる可動コイル式アクチュエータに
電流を供給する手段を設け、釜の開口部を通してボビン
に巻かれている下糸外周に検知棒を前進、当接させて、
ボビンに巻かれている下糸の厚さにより下糸残量を検出
することができるようにしたので、ミシンの停止中また
は縫製動作中の場合でも、検知棒の前進量に基づいて下
糸残量を検知することができる。

【００１６】請求項２では、ミシンの下糸が巻かれたボ
ビンを収容する釜が特定位相位置にあるときに、下糸残
量を検知するミシンの下糸残量検知装置において、回転
形モータの１次側、２次側およびギャップをそれぞれ平
面状に引き延ばして、電気エネルギーを直接機械エネル
ギーに変換させる可動コイル式アクチュエータを使用
し、かつ、可動コイル式アクチュエータ内のコイルの移
動スパンに対して、永久磁石または電磁石からほぼ均一
な磁界が与えられていると仮定すると、推力はフレミン
グの左手則により、磁束密度とコイルに流れる電流との
積に比例する。そのためロータリーソレノイドやプラン
ジャー電磁石に比べ、構成上長いストロークに対して一
定の推力が得られる。

【００１７】上記手段のうち移動する物は可動コイル式
アクチュエータの一実施例であるコイル組７と検知棒６
であり、機構が簡単なため小型・軽量に構成できるた
め、下糸に与える影響がほとんど無く、かつ、高速・正
確にミシンの下糸残量を検知することができる。請求項
３では、上記フレミングの左手則の原理はベクトル演算
であるため、コイルに流れる電流の方向により、コイル
に作用する推力を順方向、逆方向に切り換えることがで
きる。

【００１８】請求項４では、発生する推力はコイルに流
れる電流に比例するため、この電流を断続させることに
より平均電流値を下げ、推力を制限し、検知棒がボビン
に巻かれている下糸に衝突する力およびスピードを調整
することができる。請求項５では、アクチュエータと検
知棒とが一体となって滑動すると、すぐに左右のセンサ
や固定壁あるいはボビンに巻かれた下糸に衝突し、振動
波を発生させる。この振動波を振動波検出手段で受信
し、予め設定されている値と振動波検出手段で受信した
振動波の大きさとを比較することにより、下糸残量の有
無を検知することができるとともに、アクチュエータと
検知棒との前進・後退の実行をも監視している。すなわ
ち、 （ａ） アクチュエータと検知棒とが前進して、前のセ
ンサや壁に当たった時の振動波 （ｂ） アクチュエータと検知棒とが前進して、下糸に
当たった時の振動波 （ｃ） アクチュエータと検知棒とが復帰して、後の壁
に当たった時の振動波 の信号レベルがそれぞれ異なるため、これらの信号を振
動波検出手段で受信し、この実測値と予め設定されてい
る下糸の有無、及びアクチュエータと検知棒との前進・
後退が正しくなされたかどうかを判定する値との大きさ
を比較することにより、下糸残量の有無及び移動体の前
進・後退が正常に実行されたかどうかを識別することが
できる。

【００１９】また、請求項６では、アクチュエータと検
知棒とが一体となって滑動すると、すぐに左右のセンサ
や固定壁あるいはボビンに巻かれた下糸に衝突し、振動
波を発生させる。すなわち （ａ） アクチュエータと検知棒とが前進して、前のセ
ンサや壁に当たった時の振動波 （ｂ） アクチュエータと検知棒とが前進して、下糸に
当たった時の振動波 （ｃ） アクチュエータと検知棒とが復帰して、後の壁
に当たった時の振動波 の振動波周波数がそれぞれ異なるため、これらの信号を
振動波検出手段で受信し、その信号の周波数解析を例え
ばＦＦＴ（高速フーリエ変換）行い、検出された振動波
がどの状態に基づく信号波であるかを識別することによ
り、下糸の有無及びコイル組の前進・後退が正しくなさ
れたかどうかを識別することができる。

【００２０】また請求項７では、アクチュエータの移動
子が一方位置または他方位置の係合部材（コイルの前後
の壁）に衝突するときの衝撃音を超音波センサが検出す
ることにより、移動子の動作、すなわちアクチュエータ
により動作される機械装置の正常な動作を検知できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す下
糸残量検知装置の構成図である。図２は下糸残量検知装
置の主要部の一部を立体的に図示した部分断面立体図で
ある。

【００２２】図３はミシンのボビンと下糸残量検知装置
の位置関係、及びボビンに巻かれている下糸とコイル組
７、検知棒６との位置関係を図示した位置関係図であ
る。図４は永久磁石ａ、永久磁石ｂによって作られる磁
束による磁路構成図である。図５はアクチュエータ内の
コイル７ｂに、双方向の電流を流すことができるコイル
駆動用回路図である。

【００２３】図６はアクチュエータ内のコイルに作用す
る磁界分布に従って分類した磁界分類図である。図７は
センサとして振動波検出素子（超音波センサ、衝撃セン
サ等）を下糸残量検知ユニットの固定部、またはこのユ
ニットを取付けた固定部材に実装した側面図である。

【００２４】図８はセンサとして振動波検出素子を使用
し、基準電圧の異なる二種類のコンパレータを使用した
振動波識別用回路図である。図９は図８の回路における
センサ出力波形と、モノステーブル・マルチバイブレー
タ（ワンショット）出力波形を時間軸に沿って示した概
略波形図である。図１０は上記の永久磁石ａ、永久磁石
ｂに代えて、電磁石鉄心と電磁石コイルにより電磁石を
構成し、そのコイルに電流を流すことにより磁束を発生
させる概略説明図である。

【００２５】図１１はコイル組７が回転中心軸１７に対
して、円弧を描くように平面内を移動する可動コイル式
アクチュエータにより構成した回転形可動コイル式アク
チュエータの要部概略図である。図１から図１１で、１
は検知棒軸受であり、２ａ、２ｂは後述するコイル７ｂ
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ａ、永久磁石ｂであり、３ａは永久磁石ａと後述す
る鉄心４との間の空間である空隙ａ、３ｂは永久磁石ｂ
と鉄心４との間の空間である空隙ｂである。４は永久磁
石ａ、永久磁石ｂに平行な鉄心であり、永久磁石ａ、永
久磁石ｂはこの鉄心４に同じ磁極面を向けている。

【００２６】５ａ、５ｂは後述するコイル組７を図１に
示す右端に付勢する復帰ばねａ、復帰ばねｂであり、６
は一端が後述するコイル組７の滑動により力が作用して
駆動され、コイル組７移動時に他端が釜を通してボビン
に巻かれている下糸の外周面に当接するように移動する
検知棒である。７は鉄心４上を自由に滑動することがで
きるコイル組で、このコイル組７は電流を流すコイルを
収容するコイルボビン７ａと、通電時リニア直流モータ
の動作原理に基づき直線的または円弧的な推力が得られ
るコイル７ｂより構成される。

【００２７】８は抵抗変化や圧電素子または電気容量の
変化等を利用して圧力を感知する圧力センサであり、９
は後述するヨークａに固定され、コイル組７の移動を案
内する役割を果たす下部案内棒である。１０ａは鉄心４
の側面に接しているヨークａ、１０ｂは永久磁石の第２
の磁極面側とヨークａの側面に接しているヨークｂであ
り、これらは永久磁石からで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外枠を構成し
ている。

【００２８】これらの構成要素のうち、永久磁石ａ、永
久磁石ｂである２ａ、２ｂと、空隙ａ、空隙ｂである３
ａ、３ｂと、鉄心である４と、コイルボビン７ａとコイ
ル７ｂより構成されるコイル組７と、ヨークａ、ヨーク
ｂである１０ａ、１０ｂは、図１において可動コイル式
アクチュエータを構成する一実施例である。１１はミシ
ン下部のボビン内に予め巻かれた下糸、１２はボビン、
１３はコイルに作用する磁界分布を分類するための永久
磁石、１４は下糸を巻いたボビンを内蔵し、ミシンの心
臓部といわれる釜である。

【００２９】次に図４の磁路構成図に基づき、下糸残量
検知装置の動作を説明する。磁路は２ａの永久磁石ａに
ついては、永久磁石ａのＮ極−−−空隙ａ−−−鉄心−
−−ヨークａ−−−ヨークｂ−−−永久磁石ａのＳ極に
もどる。また２ｂの永久磁石ｂについては、永久磁石ｂ
のＮ極−−−空隙ｂ−−−鉄心−−−ヨークａ−−−ヨ
ークｂ−−−永久磁石ｂのＳ極にもどる。コイル７ｂは
空隙ａ、空隙ｂの中を鉄心４の外周上を自由に滑動でき
る構造になっているので、図４の（Ａ）において、もし
コイル７ｂに反時計回り方向の電流を流せば、フレミン
グの左手の法則によりコイル７ｂを手前方向に、すなわ
ち図４の（Ｂ）の左方向に移動させる方向の推力が発生
する。また、逆にコイル７ｂに時計回り方向の電流を流
せば、前記と逆方向に作用する推力が発生する。

【００３０】なお、１個の永久磁石のみを考えると、コ
イルに面したＮ（またはＳ）極面からコイルに作用する
推力と、鉄心４の反対側のコイル面では電流方向が逆向
きのため、逆方向の推力が発生するが、コイルの中心部
には鉄心があり、かつ距離的にも遠いため、磁束密度が
かなり小さくなり、磁極面に面したコイルからの推力が
実質的に駆動力として作用する。

【００３１】図３の（Ａ）では、初期状態でコイル７ｂ
に電流を流していないので、復帰ばねａ、復帰ばねｂに
よるばね力により、コイル組７は鉄心４の最右端に移動
している。図３の（Ｂ）では、ボビン１２に巻かれた下
糸１１が十分残っている状態の時、コイル組７を左に推
進する方向の電流を流すと、コイル組７が滑動を開始す
る。コイルボビン７ａに一端が固定された検知棒６の他
端が下糸１１に接することにより、コイル組７の移動は
停止するので、コイル組７のエッジは下糸残量検知装置
の左端に固定されている圧力センサ８には到達しない。

【００３２】図３の（Ｃ）では、ボビン１２に巻かれた
下糸の残量が少なくなっているので、検知棒６の他端が
下糸に接する前に、コイル組７のエッジは下糸残量検知
装置の左端に固定されている圧力センサ８に接するた
め、コイル組７の滑動は停止する。この圧力センサ８の
出力信号を検出することにより、ミシンに停止信号を出
力したり、オペレータに下糸残量が少ないことを通知す
る。

【００３３】この実施例では、センサとして圧力センサ
を使用したが、磁気センサ、光学センサ、振動波検出素
子（超音波センサ、衝撃センサ等）でもコイル組７の位
置検出は可能である。また、コイル組７には検知棒６の
一端が固定されているため、検知棒６の外周面に突起等
を設け、その突起の位置を電気的、磁気的、光学的に検
出したり、また、物理的に突起に当接させることにより
マイクロスイッチで検出することも可能であるため、セ
ンサはこの発明の請求項１から４については必須な構成
要素ではない。

【００３４】コイル組７には通常前進する方向に電流を
流し、電流断の後は復帰ばねによるばね力により初期位
置に戻すが、復帰ばねのばね定数を０．０１Ｎ／mmと
し、復帰ばねはコイル組７を初期位置に保持する作用を
主体とし、復帰のためには前進する方向とは逆の電流を
流してコイル組７を初期位置に戻すこともできる。逆方
向の電流を流さずに、ばね力だけで初期位置に戻す構成
では、復帰時間を短くするためには、復帰ばねの力を大
きくする必要がある。このばね力に抗して前進するため
には、コイルの推力を大きくする必要がある。

【００３５】ここで推力を大きくするための対応策およ
びその問題点をあげると、以下のようになる。 （ａ） 空隙磁束密度を高くする。・・・・装置が大き
くなる。 （ｂ） コイルの巻数を多くする。・・・・可動部質量
が大きくなる。 （ｃ） 流す電流を大きくする。・・・・・発熱する。

【００３６】これらの問題点を解決するため、ばね力を
小さくして、コイルに逆方向の電流を流し、可動部を軽
量化することにより、前進・後退共より高速で移動可能
となる。図５はコイル７ｂに両方向の電流を流す電流供
給手段の一実施回路例であり、ＦＯＲＷＡＲＤ端子をＯ
Ｎ、ＢＡＣＫＷＡＲＤ端子をＯＦＦにすると、トランジ
スタＱ１、Ｑ３がＯＮとなり、電流は電源−−−トラン
ジスタＱ１−−−コイル７ｂ−−−トランジスタＱ３−
−−抵抗Ｒ３−−−アースの方向に流れる。逆に、ＦＯ
ＲＷＡＲＤ端子をＯＦＦ、ＢＡＣＫＷＡＲＤ端子をＯＮ
にすると、トランジスタＱ２、Ｑ４がＯＮとなり、電流
は電源−−−トランジスタＱ２−−−コイル７ｂ−−−
トランジスタＱ４−−−抵抗Ｒ３−−−アースの方向に
流れる。即ち、端子電圧を制御することによりコイル７
ｂには順方向、逆方向の電流が流れて、コイル組７に前
進、後退方向の推力が発生する。

【００３７】また、図５ではトランジスタＱ３またはＱ
４をＯＮ、ＯＦＦさせて、コイル７ｂに流れる電流を制
限可能にしている。即ち、鉄心４の周辺上を自由に滑動
できるコイル組７の通電可能な導体に、コイル組が前進
する方向の推力を発生する電流又は逆向きの推力を発生
する電流を断続させることにより、コイル組の推力を減
少させることができる。図５の実施例ではＵ３、Ｕ４の
モノステーブル・マルチバイブレータにより周波数変調
回路を構成し、ボリュームＲ２１で抵抗値を調整するこ
とにより、ＯＮ、ＯＦＦの周波数を変化させることがで
きる。このことにより、コイル７ｂに流れる電流の断続
を可変にし、目的とする推力が得られるように平均電流
値を調整可能である。

【００３８】また、本実施例図１の上面、底面にふたを
すれば密閉構造となり、ミシンの潤滑油や糸くずの影響
を受けず、安定した動作が得られる。図１では、磁束の
通路となるだけでなく、下糸残量検知装置の外枠を構成
する部分として１０ａのヨークａ、１０ｂのヨークｂを
示したが、このヨークは一体化されていてもよい。

【００３９】以上第１の実施例では２個の永久磁石から
構成されるリニア直流モータの動作原理を用いた下糸残
量検知装置について説明したが、本発明はこの実施例に
限定されるものではない。リニア直流モータは通常の回
転形直流モータの動作原理に基づいているが、直線的な
推力を得るために、構造上の工夫がなされている。

【００４０】図６はリニア直流モータのコイルに作用す
る磁界分布により分類したもので、一般に（Ａ）磁界不
均一形、（Ｂ）磁界準均一形、および（Ｃ）磁界均一形
に分類される。図６で１３は（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）で形状が一部相違するがどれも永久磁石であり、
４の鉄心、７ｂのコイルは図１と同じ符号を付与してい
る。

【００４１】図６（Ａ）の磁界不均一形は、図１の実施
例と同様に２個の永久磁石１３から構成され、磁束密度
Ｂはコイルの２面にしか作用しない。（Ｂ）の磁界準均
一形では、４個の永久磁石１３から構成されているの
で、磁束密度Ｂはコイルの４面に作用しているが、完全
な均一形ではない。また、（Ｃ）の磁界均一形では、円
筒状の永久磁石１３を用いているので、磁束密度Ｂはコ
イルに対して均一に作用している。

【００４２】本発明は（Ａ）磁界不均一形のみだけでな
く、（Ｂ）磁界準均一形、および（Ｃ）磁界均一形にも
同様に適用可能である。要点は永久磁石と対向する位置
に鉄心４が配置され、かつ永久磁石が鉄心に対して同じ
磁極面（Ｎ極またはＳ極面）を向けていればよい。これ
までの説明ではセンサとして圧力センサを使用したが、
振動波検出素子でもコイル組７の位置検出は可能である
ことを記載した。

【００４３】振動波検出素子を使用すると、圧力セン
サ、磁気センサ等と異なり、コイル組７がフルストロー
ク動作して側面に衝突する振動波と、下糸が残っている
ときの振動波とはその波形およびレベルが異なる。ま
た、コイル組が前進して前の壁に当たった時と、コイル
組が復帰して後の壁に当たった時とでは、センサと壁面
との距離及び下糸残量検知ユニットの構造等により、振
動波検出素子の出力波形が異なる。このため基準電圧の
異なる二種類、または必要により三種類以上のコンパレ
ータを使用することにより、下糸の残量検知とコイル組
の動きの確認が一つまたは複数の振動波検出素子を使用
して実現できる。

【００４４】図７はセンサとして振動波検出素子１５
（超音波センサ、衝撃センサ等）を下糸残量検知ユニッ
トの固定部、またはユニットを取付けた固定部材に実装
した側面図である。この図７では、超音波センサが下糸
残量検知ユニットの固定部と、ユニットを取付けた固定
部材に２個実装されているが、これは図を省略するため
であって、実際はセンサはどちらか１個でもよい。

【００４５】図８は、二種類のコンパレータを使用した
振動波識別用回路の一実施例である。ここでは、基準電
圧１００ｍＶに設定したコンパレータと、基準電圧６０
０ｍＶに設定したコンパレータの他方の入力端子に、超
音波センサからの出力を接続している。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。

【００４６】可動部が衝突した振動波を超音波センサで
検出し、図８の振動波識別用回路に入力したとき、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
トの出力波形を図９に示す。図９に示すように、（ａ）
検知棒が前進して、下糸に当たった時の振動波、および
（ｂ）コイル組が復帰して、後の壁に当たった時の振動
波では、基準電圧１００ｍＶに設定した側のワンショッ
トのみが、出力パルスを送出する。

【００４７】また下糸が少なくなったときは、（ｃ）コ
イル組が前進して、前の壁に当たった時の振動波は最大
値が７００ｍＶにも達するため、基準電圧１００ｍＶに
設定した側のワンショット、および基準電圧６００ｍＶ
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。この２つのワンショットの出力の有無と、コイル
組の前進・復帰制御とを組み合わせることにより、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、単一の振動波検出素子の出力から識別することが
できる。

【００４８】上記実施例では、コイル組または検知棒が
壁や下糸に衝突したときの振動波の電圧値で下糸の状態
を識別したが、振動波の周波数解析を行うことによって
も、下糸残量が規定量以下になったことを判断すること
ができる。即ち、下糸残量が規定量以上のときは、検知
棒６の先端が下糸の外周に当接するため、周波数が低く
かつ振幅の小さい振動波が発生し、下糸残量が規定量を
下回ると、コイル組が前進して前の壁に衝突するため、
周波数が高くかつ振幅の大きい振動波が発生する。従っ
て、センサで検出された振動波の周波数解析を、例えば
ＦＦＴ（高速フーリエ変換）で行い、それにより得られ
る周波数特性から、検出された振動波がいずれに起因す
る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。なお、この周波数解析と振動波の振幅の
大きさ（量）とを組み合わせて、下糸残量の有無を検出
してもよい。

【００４９】以上の説明では、磁束を発生させる手段と
して、永久磁石を使用したが、電磁石コイルと電磁石鉄
心とで構成する電磁石を使用しても、同様な磁束を発生
させることが可能であり、図１０に電磁石を使用してコ
イル組７を駆動させるための概略説明図である。図１０
に示す２個の電磁石コイル１６に流す電流方向を制御す
ることにより、永久磁石と同様な磁極をもつ磁束を発生
させることができる。

【００５０】図１１はコイル組７が回転中心軸１７に対
して、円弧を描くように平面内を移動する可動コイル式
アクチュエータにより構成した回転形可動コイル式アク
チュエータの要部概略図であり、可動コイル式アクチュ
エータの動作は必ずしも直線運動でなくてもよい。ま
た、可動コイル式アクチュエータと検知棒６の移動方向
とが必ずしも一致しないでもよい。

【００５１】本発明では検知棒６が前進駆動され、停止
中、あるいは回転または揺動中の釜の開口部を経由し
て、ボビン１２に巻かれている下糸に検知棒６の一端が
当接する等して、下糸残量を測定する。しかしながら、
検知棒６が下糸残量を測定するまでの間、換言すれば検
知棒６が釜の開口部を経由してボビン１２に巻かれてい
る下糸の残量を調査するために前進した後、後退が完了
するまでの間、釜の開口部が連続して継続している必要
がある。特に、回転中の釜の下糸残量を測定するために
は、検知棒６を高速で前進・後退制御ができること、釜
の開口部の位置を正確に把握していること、釜の回転速
度を把握していること、釜の開口部を回転方向に広げて
おくこと等の工夫が必要となる。

【００５２】要は、釜の回転中では、釜の開口部通過時
間より、検知棒６が前進した後、後退が完了するまでの
時間がより小さいことが必要である。本実施例で説明さ
れたアクチュエータは一実施例であるコイル組７や、そ
の上位概念である可動コイル式アクチュエータを含むこ
とは勿論、ソレノイドやプランジャー電磁石、一般のモ
ータ等を含む電気信号を物理的な動きに変換する電磁手
段全てを含んでいる。

【００５３】なお、本実施例においてはミシンの下糸残
量検知装置において説明したが、請求項７に関連して、
針板下方に配置されたミシンの糸切り装置、上下する針
棒に近接配置された糸払い装置、上糸自動繰り出し装置
（あるいは自動糸調子装置とも呼ばれる）を構成する糸
把持装置等のミシンの各装置はもちろん、プリンタのハ
ンマ等の印字装置、紙や部品等の送り装置、或いは車両
の内部に利用される機械装置、ロボット装置等のように
狭い空間に配置されてアクチュエータの動作により作動
する機械装置において実施することにより同様の目的が
達成される。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１か
ら６のミシンの下糸残量検知装置によれば、ミシンが縫
製動作中でも検知棒を釜内に挿入して下糸残量を検出で
き、かつリンク機構を使用していないため小型・軽量と
なり、ミシン内部に容易に下糸残量検知装置を収容でき
る。本実施例ではコイル組が通電により２０ｍｍ以上滑
動可能であり、作動部の質量が２グラム以下で構成でき
るため、下糸に対する影響も僅かで、かつ１０数ミリ秒
で高速応答できるため、ミシン停止中だけでなく、ミシ
ン縫製中であっても下糸残量検知が可能となり、作業能
率と生産性が向上し、縫製途中で下糸が無くなって縫製
物の商品価値を下げることも無い。

【００５５】しかも本発明によれば、下糸残量を検知棒
により直接物理的に検出するので、光を使用する方式と
比べて潤滑油や糸くず等の影響による誤検出がないた
め、長期間使用しても信頼性が高く、かつ正確に検出で
きる。請求項３のミシンの下糸残量検知装置によれば、
コイルに流す電流方向を順方向と逆方向の両方向制御が
可能なため、前進・後退共に高速で測定可能となる。

【００５６】請求項４のミシンの下糸残量検知装置によ
れば、コイル組に流す電流を断続して電流の実効値を変
えることにより、コイル組の移動力とスピードを変え、
ボビンに巻かれた下糸の外周に検知棒他端が衝突する影
響をより小さくすることができ、かつコイルに印加する
電圧を高くして、時定数を小さくできるから、コイル組
の移動時間が短くなり、高速で測定可能となる。

【００５７】請求項５のミシンの下糸残量検知装置によ
れば、可動部が移動して固定部に衝突した時に発生する
振動波を検出し、その振動波を識別することにより、下
糸残量の検知が可能となり、また可動部が移動して固定
部に衝突した時に発生する振動波の大きさを振動波検出
手段の出力信号で識別することにより、下糸の有無及び
可動部の前進・後退が正しくなされたかを検知可能とな
る。

【００５８】請求項６のミシンの下糸残量検知装置によ
れば、可動部が移動して固定部に衝突した時に発生する
振動波の周波数を分析することにより、下糸の有無また
は可動部の前進・後退が正しくなされたかを検知可能と
なる。また請求項７に記載された検知装置によれば、ア
クチュエータの移動子の動作、すなわちアクチュエータ
により作動される機械装置の動作が正常に動作したか検
知することができるとともに、単一の超音波センサのみ
をアクチュエータに近接配置するだけでよい等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す下糸残量検知装置の構
成図である。

【図２】同上装置の主要部の一部を立体的に図示した部
分断面立体図である。

【図３】同上装置のボビンと下糸残量検知装置の位置関
係、及びボビンに巻かれている下糸残量とコイル組７、
検知棒６との位置関係を図示した位置関係図である。

【図４】同上装置に於ける磁路構成図である。

【図５】同上装置のコイル７ｂに電流を双方向に流すこ
とができるコイル駆動用回路図である。

【図６】リニア直流モータのコイルに作用する磁界分布
による分類図である。

【図７】センサとして振動波検出素子を下糸残量検知ユ
ニットの固定部、またはユニットを取付けた固定部材に
実装した側面図である。

【図８】センサとして振動波検出素子を使用した振動波
識別用回路図である。

【図９】図８におけるセンサとワンショットの出力波形
図である。

【図１０】永久磁石のかわりに、鉄心とコイルによる電
磁石で磁束を発生させる下糸残量検知装置の概略説明図
である。

【図１１】コイル組が回転中心軸に対して円弧を描くよ
うに移動する回転形可動コイル式アクチュエータの要部
概略図である。

【符号の説明】 １ 検知棒軸受 ２ａ 永久磁石ａ ２ｂ 永久磁石ｂ ３ａ 空隙ａ ３ｂ 空隙ｂ ４ 鉄心 ５ａ 復帰ばねａ ５ｂ 復帰ばねｂ ６ 検知棒 ７ コイル組 ７ａ コイルボビン ７ｂ コイル ８ 圧力センサ ９ 下部案内棒 １０ａ ヨークａ １０ｂ ヨークｂ １１ 下糸 １２ ボビン １３ 永久磁石 １４ 釜 １５ 電磁石鉄心 １６ 電磁石コイル １７ 回転中心軸

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容す
   る釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量を検知する
   ミシンの下糸残量検知装置において、 ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸
   残量を測定する検知棒と、 電気エネルギーを機械エネルギーに変換させ、前記検知
   棒を移動させる可動コイル式アクチュエータと、 検知棒を移動させるためこの可動コイル式アクチュエー
   タに電流を供給する電流供給手段とを有することを特徴
   とするミシンの下糸残量検知装置。
2. 【請求項２】 ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容す
   る釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量を検知する
   ミシンの下糸残量検知装置において、 磁界を発生させる磁石と、 磁石の第１の磁極面側と対向する位置に配置された鉄心
   と、 磁石の第２の磁極面側と鉄心とを磁気的に接続するヨー
   クと、 磁石と鉄心との間の空隙にあって、鉄心の周囲に通電可
   能な導体が巻かれたコイルを内部に収容し、かつ鉄心の
   外周上を磁石の第１の磁極面側と平行な方向に自由に滑
   動できる可動コイル式アクチュエータと、 可動コイル式アクチュエータの滑動により力が作用して
   駆動され、ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当
   接して下糸残量を測定する検知棒と、 可動コイル式アクチュエータに推力を発生させるため、
   前記コイルに電流を供給する電流供給手段とを有するこ
   とを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２の前記可動コイ
   ル式アクチュエータに推力を発生させるため、前記コイ
   ルに電流を供給する電流供給手段が、 コイルに前進する方向の推力を発生させる順方向電流
   と、 コイルに後退する方向の推力を発生させる逆方向電流と
   を供給できる手段を有することを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載のミシンの下糸残量検知装置。
4. 【請求項４】 ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容す
   る釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量を検知する
   ミシンの下糸残量検知装置において、 ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸
   残量を測定する検知棒と、 電気エネルギーを機械エネルギーに変換させ、前記検知
   棒を移動させる可動コイル式アクチュエータと、 検知棒を移動させるためこの可動コイル式アクチュエー
   タに電流を供給する電流供給手段と、 電流供給手段からの電流を断続させ、可動コイル式アク
   チュエータの推力を制御できる電流断続手段とを有する
   ことを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。
5. 【請求項５】 ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容す
   る釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量を検知する
   ミシンの下糸残量検知装置において、 ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸
   残量を測定する検知棒と、 電気エネルギーを機械エネルギーに変換させ、前記検知
   棒を移動させるアクチュエータと、 検知棒を移動させるためこのアクチュエータに電流を供
   給する電流供給手段と、 前記アクチュエータと検知棒が滑動した後、衝突して発
   生する振動波を検出し、下糸の有無または前記アクチュ
   エータの前進・後退の実行の少なくとも一方を識別する
   センサ手段とを有することを特徴とするミシンの下糸残
   量検知装置。
6. 【請求項６】 ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容す
   る釜が特定位相位置にあるときに、下糸残量を検知する
   ミシンの下糸残量検知装置において、 ボビンに巻かれた下糸の外周に棒の一端が当接して下糸
   残量を測定する検知棒と、 電気エネルギーを機械エネルギーに変換させ、前記検知
   棒を移動させるアクチュエータと、 検知棒を移動させるためこのアクチュエータに電流を供
   給する電流供給手段と、 前記アクチュエータと検知棒が滑動した後、衝突して発
   生する振動波を検出し、その周波数を分析して下糸の有
   無及び前進・後退の実行の少なくとも一方を識別する状
   態識別手段とを有することを特徴とするミシンの下糸残
   量検知装置。
7. 【請求項７】 一方位置と他方位置とに移動可能とした
   移動子及び前記一方位置と他方位置とに各別に設け移動
   子に各位置において係合可能とした二つの係合部材とを
   有し、電気信号に応答して付勢または消勢されて移動子
   を一方位置と他方位置とに係合部材に係合するまで移動
   可能としたアクチュエータと、 前記移動子と係合部材の係合による衝突音を検出するよ
   うに前記アクチュエータに近接配置した超音波センサ
   と、 前記超音波センサの検出に基づき前記移動子の一方位置
   または他方位置への移動を検出する制御手段、とを備え
   たことを特徴とする機械装置の検知装置。