JPH11342285A - ミシンのボビン回転検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボビンの振動による誤検知の防止、適正な縫
い目の確実な形成、十分な内部の視認性の確保、釜カバ
ーの着脱などを容易に行うことのできるミシンのボビン
回転検知装置を提供すること。 【解決手段】 光センサ２と、ボビン２５の少なくとも
一端面に設けられ光センサ２により検知可能なボビン回
転被検知部３と、光センサ２によるボビン回転被検知部
３の検知結果に基づいてボビン２５の回転の有無を判断
する制御部４とを有し、ボビン回転被検知部３を、高反
射率部２１ａと低反射率部２１ｂとが所定間隔で交互に
繰返し配置するとともに、高反射率部２１ａと低反射率
部２１ｂとの境界部分の濃度差が緩やかに変化するよう
に形成し、制御部４を、光センサ２によるボビン回転被
検知部３の検知結果として所定時間内の濃度差が閾値を
越えたときにボビン２５が回転状態にあると判別するよ
うに形成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光センサを用いて
ボビンの回転の有無を検知するミシンのボビン回転検知
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ミシンには、ボビンに巻回さ
れている下糸の消費量を検知するなどの理由により、光
センサを用いてボビンの回転を検知するボビン回転検知
装置が用いられている。

【０００３】このようなボビン回転検知装置として、例
えば、特開昭５６−１１６４８７号公報には、本縫いミ
シンの垂直釜に収納されるボビンの鍔部分に光抵抗差を
生じる部分を設け、光センサの１回のＯＮ−ＯＦＦ動作
でボビンが１回転することを検知するとともに、光セン
サのＯＮ−ＯＦＦ動作の数をカウントしてボビンに巻回
されている下糸の消費量を検出するものが開示されてい
る。

【０００４】また、特開昭６１−２１３０９１号公報に
は、光センサの配設位置について開示されており、この
光センサの配設位置は、水平釜に収納されたボビンのフ
ランジに対向する位置に設けられているとともに、糸の
太さや残量調整に対応するため、光センサの配設位置
を、ボビンのフランジの径方向に沿って変位可能にして
いる。なお、特開昭６１−２１３０９１号公報に開示さ
れている光センサは、ボビンの回転を検知するものでは
なく、糸の消費によって出現する反対方向のフランジ、
つまり、光センサと対向していない光センサから最も離
間した方のフランジからの反射光を検知することにより
下糸の消費を検出するようになされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開昭５６−１１６４８７号公報に記載のボビン回転
検知装置においては、ボビンの停止状態で、ボビンの光
抵抗差を生じる部位、つまり、異なる濃度の境界部位が
光センサの光路上に位置していると、ミシンモータの駆
動などでミシンの振動がボビンへ伝達してボビンが振動
した際に、ボビンが停止しているにもかかわらず光セン
サがＯＮ−ＯＦＦ動作して誤検知する場合があるという
問題点があった。

【０００６】また、水平釜を用いた縫製動作で縫い目を
形成する際には、上糸がボビンを収納している内釜と外
釜との間の隙間を通過して下糸と結節されるので、特開
昭６１−２１３０９１号公報に開示されている光センサ
の取付位置では、光センサに上糸が高頻度で引っかかる
という問題点があった。さらに、特開昭６１−２１３０
９１号公報に開示されている光センサの取付位置では、
光センサが、ボビンの径方向に沿って変位するので、上
糸が光センサに接触した際に上糸張力に影響をおよぼし
て適正な縫い目が形成できないという問題点があった。

【０００７】また、近年のミシン、特に家庭用ミシンで
は、ボビンを容易に交換することができることや、下糸
を目視することができることなどの理由により、水平釜
と、針板に対して着脱可能な内部を視認することのでき
る透明、あるいは半透明の釜カバーと称される蓋が多用
されている。このような水平釜と、針板に対して着脱可
能な釜カバーを有するミシンでは、釜カバーのボビンと
の対向面に光センサを配設することになるが、特開昭６
１−２１３０９１号公報に開示されている光センサの取
付位置では、内部の視認性を十分に確保することができ
ないとともに、釜カバーの着脱を行うための光センサの
配線については言及されていないなどの問題点があっ
た。

【０００８】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、ボビンの振動による誤検知の防止、適正な縫い
目の確実な形成、十分な内部の視認性の確保、釜カバー
の着脱などを容易に行うことのできるミシンのボビン回
転検知装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明のミシン
のボビン回転検知装置の特徴は、光センサと、水平釜に
自由回転可能に収納されるボビンの少なくとも一端面に
設けられ前記光センサにより検知可能なボビン回転被検
知部と、前記光センサによるボビン回転被検知部の検知
結果に基づいて前記ボビンの回転の有無を判断する制御
部とを有し、前記ボビン回転被検知部を、高反射率部と
低反射率部とが所定間隔で交互に繰返し配置するととも
に、高反射率部と低反射率部との境界部分の濃度差が緩
やかに変化するように形成し、前記制御部を、前記光セ
ンサによる前記ボビン回転被検知部の検知結果として所
定時間内の濃度差が閾値を越えたときに前記ボビンが回
転状態にあると判別するように形成した点にある。ここ
でいう高反射率部と低反射率部との境界部分の濃度差が
緩やかに変化するように形成するとは、具体的には、高
反射率部と低反射率部との境界部分をぼかすことなどに
より達成することができる。また、ここでいう所定時間
内の濃度差とは、具体的には光センサのセンサ出力の変
動を意味する。そして、このような構成を採用したこと
により、ボビン回転被検知部の高反射率部と低反射率部
との境界部分は、光センサのセンサ出力の変動を緩やか
にすることができ、その結果、光センサの光路上にボビ
ンのボビン回転被検知部の高反射率部と低反射率部との
境界部分が停止した状態でボビンが振動しても、ボビン
の振動による光センサのセンサ出力の変動を小さくする
ことができる。さらに、制御部は、所定時間内の濃度
差、詳しくは光センサのセンサ出力の変動が閾値を越え
たときにボビンが回転状態にあると判別するので、光セ
ンサの光路上にボビンのボビン回転被検知部の高反射率
部と低反射率部との境界部分が停止した状態でボビンが
振動しても光センサのセンサ出力の変動が小さいので、
光センサのセンサ出力の変動と閾値とを容易に乖離させ
ることができ、その結果、ボビンの振動による誤検知を
容易かつ確実に防止することができる。

【００１０】また、特許請求の範囲の請求項２に記載の
本発明のミシンのボビン回転検知装置の特徴は、光セン
サと、水平釜に自由回転可能に収納されるボビンの少な
くとも一端面に設けられ前記光センサにより検知可能な
ボビン回転被検知部と、前記光センサによるボビン回転
被検知部の検知結果に基づいて前記ボビンの回転の有無
を判断する制御部とを有し、前記光センサを前記水平釜
の外釜の剣先に捕捉され内釜を回る上糸を最も多く必要
とする位置を越えた位置に配設した点にある。そして、
ここでいう光センサを外釜の剣先に捕捉され内釜を回る
上糸を最も多く必要とする位置を越えた位置に配設する
とは、具体的には、外釜の剣先が上糸を捕捉して内釜と
外釜との間の隙間を通過するために必要な上糸の糸量で
ある上糸の糸ゆるめ量（釜引き量）は、天秤下死点にお
いて最大となり、その後、上糸は外釜の剣先を抜けてゆ
くので上糸張力が弱くなるので、光センサをミシン回転
位相が天秤下死点、例えばミシン回転位相が３２０度程
度を越えた位置に配設するということで達成することが
できる。そして、このような構成を採用したことによ
り、上糸は、上糸が弛んで上糸張力が弱い状態で光セン
サに接触するので、糸切れや縫い目への悪影響を回避す
ることができ、その結果、適正な縫い目を確実に形成す
ることができるので、高品位の縫製品質を容易に保持す
ることができる。

【００１１】また、特許請求の範囲の請求項３に記載の
本発明のミシンのボビン回転検知装置の特徴は、請求項
１または請求項２において、前記光センサを光透過性を
有する素材により形成された釜カバーに配設するととも
に、前記光センサに接続するセンサ接続部材の配線を前
記釜カバーの前記ボビンが位置する部位を概ねよけて配
設した点にある。そして、このような構成を採用したこ
とにより、釜カバーに光センサを配設した場合であって
も、釜カバーを通してボビンの有無や、ボビンに巻回さ
れた下糸の色などを容易かつ確実に目視することがで
き、その結果、十分な内部の視認性を確実に確保するこ
とができるので、ミシンの視認性および操作性などが確
実に向上する。

【００１２】また、特許請求の範囲の請求項４に記載の
本発明のミシンのボビン回転検知装置の特徴は、請求項
３において、前記センサ接続部材の一端にセンサ端子を
配設し、針板に針板配線を配設するとともに、この針板
配線の一端に前記センサ端子との接点となるセンサ端子
接続用端子を配設した点にある。そして、このような構
成を採用したことにより、釜カバーを針板に装着すると
釜カバーに配設したセンサ端子が針板に配設したセンサ
端子接続用端子へ接触し、釜カバーを針板から取り外す
と針板のセンサ端子接続用端子へ接触している釜カバー
に配設したセンサ端子が針板のセンサ端子接続用端子か
ら離脱する。したがって、釜カバーを針板に対して容易
に着脱することができ、その結果、ボビンの交換を容易
に行うことができるので、ミシンの操作性などが確実に
向上する。

【００１３】また、特許請求の範囲の請求項５に記載の
本発明のミシンのボビン回転検知装置の特徴は、請求項
４において、前記針板配線の他端にミシンフレームに固
着された端子台の端子台端子との接点となる端子台端子
接続用端子を配設した点にある。そして、このような構
成を採用したことにより、ミシンから針板を取り外す
と、ミシンフレームに固定された端子台の端子台端子と
接触している針板の端子台端子接続用端子が容易に離脱
する。したがって、針板をミシンフレームから容易に着
脱することができ、その結果、送り歯部や釜部などの清
掃を容易に行うことができるのでミシンの保守性および
保守時の操作性などが確実に向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施形
態により説明する。

【００１５】まず、本実施形態のミシンのボビン回転検
知装置について図１から図５により説明する。

【００１６】図１から図５は本発明に係るミシンのボビ
ン回転検知装置を適用したミシンの一実施形態を示すも
のであり、図１は要部の平面図、図２は図１の縦断面
図、図３はボビン回転被検出部の一例を示す説明図、図
４はボビン回転被検出部の他例を示す説明図、図５は光
センサと制御部との接続回路図である。

【００１７】本実施形態のミシンのボビン回転検知装置
は、針板に対して着脱可能な釜カバーを有するととも
に、水平釜を用いた縫製動作で縫い目を形成する水平釜
タイプと称されるミシンに用いたものであり、水平釜に
装着されるボビンの回転の有無を検知することができる
ようにされている。

【００１８】図１に示すように、本実施形態のミシンの
ボビン回転検知装置１は、光センサ２と、ボビン回転被
検知部３と、制御部４とを有している。

【００１９】前記光センサ２は、小型で安価な反射型光
センサである。この光センサ２は、図１および図２に示
すように、ミシンＭの針板１１に装着された着脱可能な
釜カバー１２のボビン２５と対向する図２下方に示す下
面であるボビン対向面１２ａに配設されている。そし
て、光センサ２の周囲には、上糸ＵＴ（図８参照）を円
滑に通過させるため、樹脂などにより形成されたセンサ
カバー１３が配設されている。また、本実施形態の釜カ
バー１２は、光透過性を有する素材、例えば、メタクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂などにより透明または半
透明に形成されており、釜カバーを通してミシンＭの内
部、詳しくは釜カバー１２の下方が視認できるようにさ
れている。

【００２０】前記ボビン回転被検知部３は、図１に示す
ように、図１に白抜きにて示す高反射率部２１ａと図１
に斜線にて示す低反射率部２１ｂとが所定間隔で交互に
繰返し配置された反射テープ２１により形成されてい
る。そして、本実施形態のボビン回転被検知部３は、高
反射率部２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分の濃度
差が緩やかに変化するように、図３または図４に示すよ
うに、高反射率部２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部
分をぼかして形成されている。具体的には、図３または
図４に示すように、黒色などの色の濃い低反射率部２１
ｂの高反射率部２１ａと隣位する部位をぼかすことによ
り形成されている。また、反射テープ２１は、図１およ
び図２に示すように、水平釜３０の上軸（図示せず）と
同期して回転する外釜３１に非回転支持された内釜３１
に自由回転可能に収納されるボビン２５の一端面、本実
施形態においては図２上方に示すボビン２５の釜カバー
１２と対向する上端面２５ａに貼着されている。

【００２１】なお、ボビン回転被検出部３は、反射テー
プ２１のかわりに、ボビン２５の上面２５ａに、高反射
率部２１ａと低反射率部２１ｂとを直接形成する構成で
あってもよい。また、ボビン回転被検出部３は、ボビン
２５を上下反転して内釜３１に収納可能な場合には、ボ
ビン２５の軸方向の上端面２５ａと下端面２５ｂの両者
に配設するするとよい。すなわち、ボビン回転被検出部
３は、ボビン２５を内釜３１に装着した際に、水平釜３
０の内釜３１に自由回転可能に収納されたボビン２５の
少なくとも釜カバー１２と対向する一端面である上端面
２５ａに設けることが肝要である。

【００２２】前記制御部４は、光センサ２によるボビン
回転被検知部３の検知結果に基づいてボビン２５の回転
の有無を判別するものであり、図１に示すように、光セ
ンサ２に電気的に接続されている。そして、制御部４
は、少なくともＣＰＵおよび適宜な容量のＲＯＭ、ＲＡ
Ｍなどにより形成されたメモリ（共に図示せず）を有し
ており、メモリには、前記光センサ２による前記ボビン
回転被検知部３の検知結果として所定時間内の濃度差が
閾値を越えたとき、詳しくは光センサ２のセンサ出力の
変動が所定の閾値を越えたときに前記ボビン２５が回転
状態にあると判別するように形成されたプログラムが格
納されている。なお、光センサ２と制御部４との接続回
路図を図５に示す。

【００２３】つぎに、前述した構成からなる本実施形態
の作用について図１から図７により説明する。

【００２４】図６は本発明に係るミシンのボビン回転検
知装置のボビンが回転状態にある場合のセンサ出力の一
例を示す線図、図７は比較のため従来と同様に形成した
ボビン回転被検出部を示す図３と同様の図である。

【００２５】前記ボビン２５に下糸が巻回された状態で
縫製が行われると、ボビン２５が回転し、図１および図
２に示すように、光センサ２の下方をボビン２５の上面
２５ａに設けられた反射テープ２１の図１に白抜きにて
示す高反射率部２１ａと図１に斜線にて示す低反射率部
２１ｂとが交互に通過する。そして、反射テープ２１の
高反射率部２１ａが光センサ２と対向すると光センサ２
は最大電流を出力し、反射テープ２１の低反射率部２１
ｂが光センサ２と対向すると光センサ２は最小電流を出
力する。そこで、図５に示すように、負荷抵抗に電流を
通電すると、センサ出力Ｖを得ることができる。

【００２６】また、ボビン２５が停止している状態で
は、光センサ２の下方にボビン２５の上面２５ａに設け
られた反射テープ２１の図１に白抜きにて示す高反射率
部２１ａと図１に斜線にて示す低反射率部２１ｂとの何
れか一方または中間の境界に位置する。そして、反射テ
ープ２１の高反射率部２１ａが光センサ２と対向する際
には、光センサ２は最大電流を出力する状態を保持し、
反射テープ２１の低反射率部２１ｂが光センサ２と対向
すると光センサ２は最小電流を出力する状態を保持す
る。また、反射テープ２１の高反射率部２１ａと低反射
率部２１ｂとの中間が光センサ２と対向する際には、光
センサ２は中間の電流を出力する状態を保持する。

【００２７】前記光センサ２のセンサ出力Ｖは、図示し
ないＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して制御部４のＣＰ
Ｕに送出される。そして、ＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換器から
送出される出力を、所定時間、例えば図示しない主軸セ
ンサの出力信号により得られる所定の針数Ｎの間に所定
数のサンプリングを行いその間の濃度値に対応したセン
サ出力Ｖの値をメモリに記憶する。そして、得られたセ
ンサ出力Ｖの最大値と最小値を算出し、得られたセンサ
出力Ｖの最大値と最小値の差が所定の閾値（所定の電圧
値Ｖ００）以上であればボビン回転と判別し、得られた
センサ出力Ｖの最大値と最小値の差が所定の閾値（所定
の電圧値Ｖ００）以下であればその状態が所定針数分続
いたと判断して、縫製動作の途中であればボビン２５か
ら下糸が消費されて無くなってボビン２５の回転が停止
したと判別する。

【００２８】ここで、センサ出力Ｖの最大値と最小値の
差が所定の閾値（所定の電圧値Ｖ００）以下の状態を複
数針みる理由は、糸の消費量が少ない模様を縫製してい
る場合や、ボビン２５に下糸が多く巻かれている場合な
どにおいては、ボビン２５の回転角度が小さいため針数
が１、２針では、光センサ２の下方を高反射率部２１ａ
と低反射率部２１ｂとが通過しないからである。

【００２９】ところで、水平釜３０の内釜３２に収納さ
れたボビン２５は、ミシンモータの駆動などによるミシ
ンＭの振動を受けて小さく振動している。これは、下糸
が消費されて無くなって停止しているボビン２５も同様
である。

【００３０】そして、ボビン２５の停止状態において、
光センサ２に対して高反射率部２１ａまたは低反射率部
２１ｂが対向している場合には、ボビン２５の振動によ
る高反射率部２１ａまたは低反射率部２１ｂの振動は、
光センサ２のセンサ出力Ｖを変動させないので、ボビン
２５の停止状態を適正に検知することができる。

【００３１】しかしながら、ボビン２５の停止状態にお
いて、光センサ２に対して高反射率部２１ａと低反射率
部２１ｂとの境界部分が対向している場合には、ボビン
２５の振動による高反射率部２１ａまたは低反射率部２
１ｂの振動は、光センサ２のセンサ出力Ｖを変動させ
る。

【００３２】さらに説明すると、ボビン２５の回転状態
におけるセンサ出力Ｖは、図６に示すように、高反射率
部２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分において傾斜
する。すなわち、本実施形態のボビン回転被検知部３の
反射テープ２１においては、高反射率部２１ａと低反射
率部２１ｂとの境界部分をぼかして形成されているの
で、高反射率部２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分
におけるセンサ出力Ｖ（図６に本発明品と記す）は、図
６に実線にて示すように緩やかなものとなる。

【００３３】このような本実施形態のセンサ出力Ｖに対
して、図７に示す従来と同様に高反射率部２１ａと低反
射率部２１ｂとの境界部分が明瞭な反射テープ２１Ａか
らなるボビン回転被検知部３Ａを用いた際のセンサ出力
Ｖ（図６に従来品と記す）は、図６に破線にて示すよう
に傾斜が急になる。

【００３４】ここで、図６における横軸は時間軸である
が、距離として見ることができる。つまり、センサ出力
Ｖの山から谷の間が高反射率部２１ａの中央部と低反射
率部２１ｂの中央部の距離としてとらえることができ
る。そこで、高反射率部２１ａと低反射率部２１ｂとの
境界部分とみなせる図６に符号Ｐにて示すＰ点を中心に
幅ｌでボビン２５が振動したとする。

【００３５】すると、図７に示す従来と同様の回転被検
知部３Ａによるセンサ出力（Ｖ）は、図６破線にて示す
ように、境界部分における傾斜が急なので、幅ｌの変動
に対してセンサ出力ＶはΔＶ２と大きく変動する。これ
に対して、本実施形態の回転被検知部３によるセンサ出
力（Ｖ）は、図６実線にて示すように、境界部分におけ
る傾斜が緩やかなので、幅ｌの変動に対してセンサ出力
はΔＶ１と小さな変動（ΔＶ２＞ΔＶ１）となる。

【００３６】したがって、本実施形態のボビン回転被検
知部３の反射テープ２１の高反射率部２１ａと低反射率
部２１ｂとの境界部分は、図６実線にて示すように、光
センサ２のセンサ出力Ｖの変動ΔＶ１を緩やかにするこ
とができ、その結果、光センサ２の光路上にボビン２５
のボビン回転被検知部３の反射テープ２１の高反射率部
２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分が停止した状態
でボビン２５が振動しても、ボビン２５の振動による光
センサ２のセンサ出力Ｖの変動ΔＶ１を小さくすること
ができる。このことは、制御部４は、所定時間内の濃度
差、詳しくは光センサ２のセンサ出力Ｖの変動ΔＶ１が
閾値（所定の電圧値Ｖ００）を越えたときにボビン２５
が回転状態にあると判別するので、光センサ２の光路上
にボビン２５のボビン回転被検知部３の反射テープ２１
の高反射率部２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分が
停止した状態でボビン２５が振動しても光センサ２のセ
ンサ出力Ｖの変動ΔＶ１が小さいので、センサ出力Ｖの
変動ΔＶ１と閾値（所定の電圧値Ｖ００）とを容易に乖
離（ΔＶ１＜Ｖ００）させることができ、その結果、ボ
ビン２５の振動による誤検知を容易に防止することがで
きる。

【００３７】したがって、本実施形態のボビン回転検知
装置１によれば、ボビン２５の振動による誤検知、詳し
くはボビン２５が停止しているにもかかわらずボビン２
５が回転していると検知するのを容易かつ確実に防止す
ることができる。

【００３８】なお、図７に示す従来と同様のボビン回転
被検知部３Ａは、光センサ２の光路上にボビン２５のボ
ビン回転被検知部３Ａの反射テープ２１Ａの高反射率部
２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分が停止した状態
でボビン２５が振動した場合、高反射率部２１ａと低反
射率部２１ｂとの境界部分が明瞭に形成されているた
め、高反射率部２１ａと低反射率部２１ｂとの境界部分
におけるセンサ出力Ｖの傾斜が急となり、図６破線にて
示すように、光センサ２のセンサ出力Ｖの変動ΔＶ２が
大きくなり、ボビン２５の振動が少なくてもセンサ出力
Ｖの変動ΔＶ２が大きく、センサ出力Ｖの変動ΔＶ２が
閾値（所定の電圧値Ｖ００）を容易に越えて（ΔＶ２＞
Ｖ００）光センサ２がＯＮ−ＯＦＦ動作して誤検知する
ことになる。

【００３９】つぎに、本実施形態のミシンの回転検知装
置の光センサの配設位置について図８および図９により
説明する。

【００４０】図８および図９は本発明に係るミシンのボ
ビン回転検知装置を適用したミシンの光センサの配設位
置の一実施形態を縫製動作時の上糸とともに示すもので
あり、図８は要部の平面図、図９は図８の正面図であ
る。

【００４１】図８および図９に示すように、本実施形態
におけるミシンのボビン回転検知装置１の光センサ２の
配設位置は、前記水平釜３０の外釜３１の剣先３１ａに
捕捉され内釜３２を回る上糸ＵＴを最も多く必要とする
図８に符号ＭＴにて示す最大糸必要位置を越えた位置、
本実施形態においてはミシン回転位相３２０度程度を越
えた位置に設けられている。

【００４２】つぎに、前述した構成からなる本実施形態
の作用について図８から図１６により説明する。

【００４３】図１０は本発明に係るミシンのボビン回転
検知装置を適用したミシンの針棒曲線、天秤曲線および
釜曲線の一例を示す説明図、図１１は本発明に係るミシ
ンのボビン回転検知装置を適用したミシンの縫製動作時
におけるミシン回転位相２１０度を少し越えた状態を示
す図８と同様の図、図１２は図１１の正面図、図１３は
図１１につづく縫製動作時におけるミシン回転位相３２
０度の手前の状態を示す図８と同様の図、図１４は図１
３の正面図、図１５は比較のため本発明に係るミシンの
ボビン回転検知装置の光センサを上糸を最も多く必要と
する位置の手前に設けた状態を示す図８と同様の図、図
１６は図１５の正面図である。

【００４４】本実施形態のボビン回転検知装置１を適用
したミシンＭの縫製動作時における針棒曲線は、図１０
に示すように、ミシン回転位相（ミシンＭの主軸（上
軸）の位相）０度で針下死点となり、ミシン回転位相１
８０度で針上死点となる。また、本実施形態のボビン回
転検知装置１を適用したミシンＭの縫製動作時における
天秤曲線は、ミシン回転位相に対する上糸ＵＴが天秤に
よってゆるめられる量である天秤糸ゆるめ量を示してい
る。つまり、天秤曲線は、図１０に示すように、ミシン
回転位相６５度程度の天秤上死点で天秤糸ゆるめ量が零
となり、ミシン回転位相３２０度程度の天秤下死点（図
１０に天秤最下点と記す）に向かうにつれて天秤糸ゆる
め量が増加し、ミシン回転位相３２０度の天秤下死点で
天秤糸ゆるめ量が最大となるようになされている。さら
に、本実施形態のボビン回転検知装置１を適用したミシ
ンＭの縫製動作時における釜曲線は、釜たる水平釜３
０、詳しくは外釜３１の剣先３１ａが上糸ＵＴ詳しくは
上糸ループを捕捉して内釜３２と外釜３１との間の隙間
を上糸ＵＴが通過するために必要な糸量である釜によっ
て引かれる釜引き量を示している。つまり、釜曲線は、
図１０に示すように、ミシン回転位相２１０度程度で剣
先３１ａが上糸ＵＴを捕捉し、ミシン回転位相３２０度
程度で上糸ＵＴが最も多く必要となり、ミシン回転位相
３２０度程度を越えると、上糸ＵＴは剣先３１ａから離
脱して釜引き量は零になってゆくようになされている。
すなわち、釜引き量は、天秤下死点において最大とな
り、その後上糸ＵＴは外釜３１の剣先３１ａを抜けてゆ
くようになっている。

【００４５】そして、本実施形態のボビン回転検知装置
１を適用したミシンＭの縫製動作時においては、図１１
および図１２に示すように、外釜３１が図１１反時計方
向に回転してミシン回転位相２１０度を少し越えた状態
では、上糸ＵＴを針穴に通した針（共に図示せず）が針
下死点から針上死点へ向かって上昇を開始する時で、外
釜３１の剣先３１ａが上糸ＵＴを捕捉して回転してい
る。

【００４６】ついで、外釜３１がさらに回転してミシン
回転位相３２０度の手前の状態では、図１３および図１
４に示すように、上糸ＵＴが剣先３１ａに捕捉された状
態で内釜３２と外釜３１との間の隙間を通過している。
この時、剣先３１ａに捕捉されて内釜３２を回る上糸Ｕ
Ｔは、内釜３２と外釜３１との間の隙間を通過するのに
上糸ＵＴを最も多く必要とする図１３一点鎖線にて示す
直線上に位置する針位置ＮＰから内釜３２の外周までの
距離が最大となるミシン回転位相３２０度程度の図１３
に符号ＭＴにて示す最大糸必要位置の手前に位置してお
り、上糸張力が高い状態になっている。

【００４７】ついで、外釜３１がさらに回転してミシン
回転位相３２０度を越えた状態では、図８および図９に
示すように、針位置ＮＰから内釜３２の外周までの距離
が最大から徐々に減少し、上糸ＵＴにたるみが生じてお
り、上糸張力が低い状態になっている。この時、図示し
ない天秤の上昇も加わって上糸ＵＴは上方に引き上げら
れる。

【００４８】ついで、外釜３１がさらに回転すると、上
糸ＵＴは、剣先３１ａの斜辺部を滑り抜け、図示しない
天秤によって引き上げられ縫い目が完成する。

【００４９】前記光センサ２は、焦点距離が０．５〜
１．５ｍｍ程度のものが一般的であり、光センサ２とボ
ビン２５の上面２５ａとの距離も焦点距離と同様に０．
５〜１．５ｍｍ程度とする必要がある。また、下糸を巻
回したボビン２５は、縫製動作時に下糸が上方へ引かれ
るため、内釜３２内で斜めになるという暴れ現象が生じ
るので、上糸ＵＴを円滑に内釜の周囲を滑らすために、
内釜３２の周囲のうちの上面をボビン２５の上面２５ａ
より１ｍｍ程度高くする必要がある。したがって、光セ
ンサ２の先端と内釜３２の周囲の上面とは、同一高さ位
置、もしくは光センサ２の先端が内釜３２の内部に少し
入り込む高さ位置とする位置関係、詳しくは光センサ２
の先端と内釜３２との間に殆ど隙間のない状態に配設さ
れることになり、上糸ＵＴが光センサ２に接触して通過
する。

【００５０】このように縫製動作時の上糸ＵＴは光セン
サ２に接触して通過することになる。そこで、図１５お
よび図１６に示すように、光センサ２の配設位置を最大
糸必要位置ＭＴの手前（図１５左側）に配設したとする
と、上糸張力が高い状態で光センサ２に接触するので、
上糸ＵＴが光センサ２に強く接触し、糸切れや仕上がり
のよくない縫い目を形成し、良好な縫製品質を保持する
ことができない。

【００５１】これに対して、本実施形態のボビン回転検
知装置１によれば、図８に示すように、光センサ２の配
設位置が最大糸必要位置ＭＴを越えた位置とされてお
り、上糸ＵＴにたるみが生じて上糸ＵＴが弛んで上糸張
力が弱い状態で光センサ２に接触するので、糸切れや縫
い目への悪影響を確実に回避することができ、その結
果、適正な縫い目を確実に形成することができるので、
高品位の縫製品質を容易に保持することができる。

【００５２】つぎに、本実施形態のミシンの回転検知装
置の配線について図１７から図２６により説明する。

【００５３】図１７から図２６は本発明に係るミシンの
ボビン回転検知装置を適用したミシンの配線の一実施形
態を示すものであり、図１７は全体構成の要部を示す平
面図、図１８は図１７の正面図、図１９は釜カバーにセ
ンサ接続部材を固着した状態を示す説明図、図２０はセ
ンサ接続部材の構成を示す要部の断面図、図２１はセン
サ接続部材の全体を示す平面図、図２２は針板の針板配
線の構成を示す平面図、図２３は図２２の分解図、図２
４は針板配線の接続ケーブルの構成を示す要部の断面
図、図２５は接続ケーブルの端子に用いる端子体を示す
拡大斜視図、図２６は端子台を示す要部の斜視図であ
る。

【００５４】図１７および図１８に示すように、本実施
形態のボビン回転検知装置の配線は、釜カバー１２のボ
ビン対向面１２ａに固着されたセンサ接続部材３５と、
針板１１の下面に固着された針板配線３６と、ミシンフ
レームＦ（図１８）に取着されたフレーム配線３７とを
有している。

【００５５】前記センサ接続部材３５は、図１９に示す
ように、前記釜カバー１２のボビン対向面１２ａに固着
されており、図２０に示すように、フィルム状の絶縁基
体４０の表面に、銅、アルミニウムなどの導電性素材に
より形成された所定形状の導体パターン４１を形成し、
この導体パターン４１の両端部を除く表面をフィルム状
の絶縁体４２により覆うことにより形成されている。そ
して、導体パターン４１の図２１右方に示す右端部は、
光センサ２を半田などの接合部材により取着するための
外部に露出したセンサ取付端子部４１ａとされており、
導体パターン４１の図２１左方に示す左端部は、外部に
露出したセンサ端子４１ｂとされている。さらに、絶縁
基体４２の下面には、図２０に示すように、センサ接続
部材３５を釜カバー１２のボビン対向面１２ａに固着す
るための接着剤層４３が設けられている。また、釜カバ
ー１２に設けられた配線であるセンサ接続部材３５は、
釜カバー１２のボビン２５が位置する部位、詳しくは内
釜３２に収納されるボビン２５と対向するボビン収納位
置を概ねよけて配設されている。

【００５６】このような構成からなる本実施形態のセン
サ接続部材３５は、視認性を大きく妨げないので、釜カ
バー１２に光センサ２を配設した場合であっても、透明
あるいは半透明の釜カバー１２を通してミシンＭの内部
に配設されたボビン２５の有無や、ボビン２５に巻回さ
れた下糸の色などを容易かつ確実に目視することがで
き、その結果、十分な内部の視認性を確実に確保するこ
とができるので、ミシンＭの視認性および操作性などが
確実に向上する。

【００５７】前記針板配線３６は、図２２および図２３
に示すように、複数のねじ４５などの締結部材または接
着剤（図示せず）などにより固着された針板１１と内釜
カバーとの間に配設された接続ケーブル４６を有してい
る。この接続ケーブル４６は、図２４に示すように、フ
ィルム状の絶縁基体４７の表面に、銅、アルミニウムな
どの導電性素材により形成された所定形状の導体パター
ン４８を形成し、この導体パターン４８の両端部を除く
表面をフィルム状の絶縁体４９により覆うことにより形
成されている。そして、導体パターン４８の図２４右方
に示す右端部には、図２５に示すばね性を具備する正面
ほぼ山形の端子体５０（図２５に誇張して示す）が接続
されており、この端子体５０は、前記センサ端子４１ａ
との接点となるセンサ端子接続用端子４８ａとされてい
る。また、導体パターン４８の図２４左方に示す左端部
には、図２５に示すばね性を具備する正面ほぼ山形の端
子体５０（図２４に誇張して示す）が接続されており、
この端子体５０は、図２６に詳示するミシンフレームＦ
に固定されたフレーム配線３７の一端に設けられた端子
台５１の端子台端子５１ａとの接点となる端子台端子接
続用端子４８ｂとされている。さらにまた、絶縁体４９
の上面の所定の部位には、接続ケーブル４６を針板１１
と固着するための接着剤層５２が設けられており、絶縁
基体４７の下面の所定の部位には、接続ケーブル４６を
内釜カバー１５と固着するための接着剤層５３が設けら
れている。

【００５８】前記フレーム配線３７は、図２２および図
２３ならびに図２６に示すように、一端が端子台５１の
端子台端子５１ａに接続され、他端が制御部４に接続さ
れている。

【００５９】このような構成からなる本実施形態の針板
配線３６のセンサ端子接続用端子４８ａによれば、釜カ
バー１２を針板１１に装着すると釜カバー１２に配設し
たセンサ端子４１ｂが針板１１に配設した針板配線３６
のセンサ端子接続用端子４８ａへ接触し、釜カバー１２
を針板１１から取り外すと、針板１１に配設したセンサ
端子接続用端子４８ａへ接触している釜カバー１２に配
設したセンサ接続部材３５のセンサ端子４１ａが針板１
１のセンサ端子接続用端子４８ａから離脱する。したが
って、釜カバー１２を針板１１に対して容易に着脱する
ことができ、その結果、ボビン２５の交換を容易に行う
ことができるので、ミシンＭの操作性などが確実に向上
する。

【００６０】また、本実施形態の針板配線３６の端子台
端子接続用端子４８ｂによれば、ミシンＭから針板１１
を取り外すと、ミシンフレームＦに固定された端子台５
１の端子台端子５１ａと接触している端子台端子接続用
端子４８ｂが容易に離脱する。したがって、針板１１を
ミシンフレームＦから容易に着脱することができ、その
結果、送り歯部や釜部などの清掃を容易に行うことがで
きるので、ミシンＭの保守性および保守時の操作性など
が確実に向上する。

【００６１】なお、本発明のミシンのボビン回転検知装
置１は、ボビン２５の回転の有無の検知だけでなく、制
御部４のメモリに格納するプログラムによって、ボビン
２５に巻回されている下糸の消費量や残量の検知、ボビ
ン２５の回転の異常の検知、ボビン２５から下糸が無く
なった場合の下糸の消費の検知などの各種の検知に用い
ることができる。

【００６２】また、本発明は、前記各実施形態に限定さ
れるものではなく、必要に応じて種々変更することがで
きる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の本
発明のミシンのボビン回転検知装置によれば、ボビン回
転被検知部の高反射率部と低反射率部との境界部分は、
光センサのセンサ出力の変動を緩やかにすることがで
き、その結果、光センサの光路上にボビンのボビン回転
被検知部の高反射率部と低反射率部との境界部分が停止
した状態でボビンが振動しても、ボビンの振動による光
センサのセンサ出力の変動を小さくすることができる。
さらに、制御部は、所定時間内の濃度差、詳しくは光セ
ンサのセンサ出力の変動が閾値を越えたときにボビンが
回転状態にあると判別するので、光センサの光路上にボ
ビンのボビン回転被検知部の高反射率部と低反射率部と
の境界部分が停止した状態でボビンが振動しても光セン
サのセンサ出力の変動が小さいので、光センサのセンサ
出力の変動と閾値とを容易に乖離させることができ、そ
の結果、ボビンの振動による誤検知を容易かつ確実に防
止することができるなどという極めて優れた効果を奏す
る。

【００６４】また、請求項２に記載の本発明のミシンの
ボビン回転検知装置によれば、上糸は、上糸が弛んで上
糸張力が弱い状態で光センサに接触するので、糸切れや
縫い目への悪影響を回避することができ、その結果、適
正な縫い目を確実に形成することができるので、高品位
の縫製品質を容易に保持することができるなどという極
めて優れた効果を奏する。

【００６５】また、請求項３に記載の本発明のミシンの
ボビン回転検知装置によれば、釜カバーに光センサを配
設した場合であっても、釜カバーを通してボビンの有無
や、ボビンに巻回された下糸の色などを容易かつ確実に
目視することができ、その結果、十分な内部の視認性を
確実に確保することができるので、ミシンの視認性およ
び操作性などが確実に向上するなどという極めて優れた
効果を奏する。

【００６６】また、請求項４に記載の本発明のミシンの
ボビン回転検知装置によれば、釜カバーを針板に装着す
ると釜カバーに配設したセンサ端子が針板に配設したセ
ンサ端子接続用端子へ接触し、釜カバーを針板から取り
外すと針板のセンサ端子接続用端子へ接触している釜カ
バーに配設したセンサ端子が針板のセンサ端子接続用端
子から離脱する。したがって、釜カバーを針板に対して
容易に着脱することができ、その結果、ボビンの交換を
容易に行うことができるので、ミシンの操作性などが確
実に向上するなどという極めて優れた効果を奏する。

【００６７】また、請求項５に記載の本発明のミシンの
ボビン回転検知装置によれば、ミシンから針板を取り外
すと、ミシンフレームに固定された端子台の端子台端子
と接触している針板の端子台端子接続用端子が容易に離
脱する。したがって、針板をミシンフレームから容易に
着脱することができ、その結果、送り歯部や釜部などの
清掃を容易に行うことができるので、ミシンの保守性お
よび保守時の操作性などが確実に向上するなどという極
めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置を
適用したミシンの一実施形態の要部の平面図

【図２】 図１の縦断面図

【図３】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置の
ボビン回転被検出部の一例を示す説明図

【図４】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置の
ボビン回転被検出部の他例を示す図３と同様の図

【図５】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置を
適用したミシンの一実施形態のボビン回転検知装置の光
センサと制御部との接続回路図

【図６】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置の
ボビンが回転状態にある場合のセンサ出力の一例を示す
線図

【図７】 比較のため従来と同様に形成したボビン回転
被検出部を示す図３と同様の図

【図８】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置を
適用したミシンの光センサの配設位置の一実施形態を縫
製動作時の上糸とともに示す要部の平面図

【図９】 図８の正面図

【図１０】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置
を適用したミシンの針棒曲線、天秤曲線および釜曲線の
一例を示す説明

【図１１】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置
を適用したミシンの縫製動作時におけるミシン回転位相
２１０度を少し越えた状態を示す図８と同様

【図１２】 図１１の正面図

【図１３】 図１１につづく縫製動作時におけるミシン
回転位相３２０度の手前の状態を示す図８と同様の図

【図１４】 図１３の正面図

【図１５】 比較のため本発明に係るミシンのボビン回
転検知装置の光センサを上糸を最も多く必要とする位置
の手前に設けた状態を示す図８と同様の図

【図１６】 図１５の正面図

【図１７】 本発明に係るミシンのボビン回転検知装置
を適用したミシンの配線の一実施形態の全体構成の要部
を示す平面図

【図１８】 図１７の正面図

【図１９】 釜カバーにセンサ接続部材を固着した状態
を示す説明図

【図２０】 センサ接続部材の構成を示す要部の拡大断
面図

【図２１】 センサ接続部材の全体を示す平面図

【図２２】 針板の針板配線の構成を示す平面図

【図２３】 図２２の分解図

【図２４】 針板配線の接続ケーブルの構成を示す要部
の拡大断面図

【図２５】 接続ケーブルの端子に用いる端子体を示す
拡大斜視図

【図２６】 端子台を示す要部の斜視図

【符号の説明】

１ （ミシンの）ボビン回転検知装置 ２ 光センサ ３ ボビン回転被検知部 ４ 制御部 １１ 針板 １２ 釜カバー ２１ （ボビン回転被検出部としての）反射テープ ２１ａ 高反射率部 ２１ｂ 低反射率部 ２５ ボビン ３５ センサ接続部材 ３６ 針板配線 ３７ フレーム配線 ４１ｂ センサ端子 ４８ａ センサ端子接続用端子 ４８ｂ 端子台端子接続用端子 ５１ 端子台 ５１ａ 端子台端子 Ｍ ミシン ＵＴ 上糸 ＭＴ 最大糸必要位置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光センサと、 水平釜に自由回転可能に収納されるボビンの少なくとも
   一端面に設けられ前記光センサにより検知可能なボビン
   回転被検知部と、 前記光センサによるボビン回転被検知部の検知結果に基
   づいて前記ボビンの回転の有無を判断する制御部とを有
   し、 前記ボビン回転被検知部を、高反射率部と低反射率部と
   が所定間隔で交互に繰返し配置するとともに、高反射率
   部と低反射率部との境界部分の濃度差が緩やかに変化す
   るように形成し、 前記制御部を、前記光センサによる前記ボビン回転被検
   知部の検知結果として所定時間内の濃度差が閾値を越え
   たときに前記ボビンが回転状態にあると判別するように
   形成したことを特徴とするミシンのボビン回転検知装
   置。
2. 【請求項２】 光センサと、 水平釜に自由回転可能に収納されるボビンの少なくとも
   一端面に設けられ前記光センサにより検知可能なボビン
   回転被検知部と、 前記光センサによるボビン回転被検知部の検知結果に基
   づいて前記ボビンの回転の有無を判断する制御部とを有
   し、 前記光センサを前記水平釜の外釜の剣先に捕捉され内釜
   を回る上糸を最も多く必要とする位置を越えた位置に配
   設したことを特徴とするミシンのボビン回転検知装置。
3. 【請求項３】 前記光センサを光透過性を有する素材に
   より形成された釜カバーに配設するとともに、前記光セ
   ンサに接続するセンサ接続部材の配線を前記釜カバーの
   前記ボビンが位置する部位を概ねよけて配設したことを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載のミシンのボ
   ビン回転検知装置。
4. 【請求項４】 前記センサ接続部材の一端にセンサ端子
   を配設し、針板に針板配線を配設するとともに、この針
   板配線の一端に前記センサ端子との接点となるセンサ端
   子接続用端子を配設したことを特徴とする請求項３に記
   載のミシンのボビン回転検知装置。
5. 【請求項５】 前記針板配線の他端にミシンフレームに
   固着された端子台の端子台端子との接点となる端子台端
   子接続用端子を配設したことを特徴とする請求項４に記
   載のミシンのボビン回転検知装置。