JPH1157265A - ミシンにおける糸の異常張力検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミシンの糸を痛めることなく、均一な縫目を
保持でき、上糸及び下糸の異常張力を検出できるミシン
における糸の異常張力検出装置を提供すること。 【解決手段】 針板１の下方に配置された糸張力センサ
２０は、ミシン主軸２の回転角度に対応して上糸８及び
下糸５のうち少なくとも一方の張力を検出し、ＣＰＵ３
４は、ミシン主軸２の回転角度に対応して張力のしきい
値を設定する。そして、ＣＰＵ３４が、糸張力センサ２
０により検出された張力と、前記しきい値とを比較し、
その結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、
ミシン主軸２を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンの糸切れの
原因である糸の異常張力を検出するミシンにおける糸の
異常張力検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ミシンにおける糸の異常張力検出
装置としては、例えば、上糸の異常張力検出装置が、特
開平５−１１５６５４号公報に開示されている。本装置
は、上糸に接触する糸取りばねを備えており、その糸取
りばねが上糸の張力に応じて移動するので、その移動に
基づいて上糸の異常張力が検出されていた。

【０００３】また、下糸の有無の検出装置が、特開昭５
５−９１３９８号公報に開示されている。本装置は、下
糸調子台板と下糸調子ばねとを備え、それらの間に下糸
を挟み込むように構成されていた。そして、下糸が、使
い果たされたり、正規の糸道から外れたりしたして、下
糸調子台板と下糸調子ばねとの間に存在しなくなった場
合には、下糸調子台板と下糸調子ばねとが接触し、下糸
の異常が検出されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記上
糸の異常張力検出装置のように、糸取りばね等の可動部
材を下糸経路中に設けた場合には、糸取りばねの付勢力
が下糸に加わるため、下糸を痛めるとともに、糸取りば
ねの動的張力が下糸に付加されるため、下糸調子が変化
して均一な縫目が得られないという問題があった。

【０００５】一方、前記下糸の異常張力検出装置のよう
に、下糸を挟み込む装置では、下糸の有無は検出できる
が、下糸切れの前に発生する異常張力を検出することは
できず、結果として糸切れを未然に防ぐことができない
という問題があった。

【０００６】本発明は、上述した問題を解決するために
なされたものであり、ミシンの糸を痛めることなく、均
一な縫目を保持でき、上糸及び下糸の異常張力を検出で
きるミシンにおける糸の異常張力検出装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のミシンにおける糸の異常
張力検出装置は、針板の下方に配置され、ミシン主軸の
回転角度に対応して上糸及び下糸のうち少なくとも一方
の張力を検出する糸張力検出手段と、前記回転角度に対
応して前記張力のしきい値を設定するしきい値設定手段
と、前記糸張力検出手段により検出された張力と、前記
しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較す
る糸張力比較手段と、その糸張力比較手段が比較した結
果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、前記ミ
シンの主軸を停止させるミシン停止手段とを備えたこと
を特徴としている。

【０００８】上記構成を有する本発明の請求項１に記載
のミシンにおける糸の異常張力検出装置において、針板
の下方に配置された糸張力検出手段は、ミシン主軸の回
転角度に対応して上糸及び下糸のうち少なくとも一方の
張力を検出し、しきい値設定手段は、ミシン主軸の回転
角度に対応して張力のしきい値を設定する。そして、糸
張力比較手段が、糸張力検出手段により検出された張力
と、しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比
較し、その結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合
には、ミシン停止手段がミシンの主軸を停止させる。

【０００９】また、請求項２に記載のミシンにおける糸
の異常張力検出装置は、前記しきい値を変更可能なしき
い値変更手段を備えたことを特徴としている。

【００１０】上記構成を有する請求項２に記載のミシン
における糸の異常張力検出装置において、装置の使用者
は、しきい値変更手段によって、糸の張力のしきい値を
変更できるので、布または糸の種類に応じて、適切な糸
の張力のしきい値を設定することができる。

【００１１】また、請求項３に記載のミシンにおける糸
の異常張力検出装置は、前記糸張力比較手段が比較した
結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、糸張
力の異常を報知する報知手段を備えたことを特徴として
いる。

【００１２】上記構成を有する請求項３に記載のミシン
における糸の異常張力検出装置において、報知手段は、
張力がしきい値を超えた場合に、糸張力の異常を報知す
るので、装置の使用者は、糸張力の異常を簡単に認識す
ることができる。

【００１３】さらに、請求項４に記載のミシンにおける
糸の異常張力検出装置は、前記しきい値設定手段が、前
記回転角度の所定の角度領域において、前記しきい値を
略０に設定したことを特徴としている。

【００１４】上記構成を有する請求項４に記載のミシン
における糸の異常張力検出装置において、しきい値設定
手段は、回転角度の所定の角度領域において、しきい値
を略０に設定しているので、装置の使用者は、その所定
の角度領域においては、布または糸の種類に応じて、し
きい値を設定する必要がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施の形態におけるミシ
ンにおける糸の異常張力検出装置の概略構成を説明する
ための説明図である。図１において、本ミシンは、針板
１の下方に、ミシン主軸２の１回転に対応して２回転す
る外釜３と、その外釜３に対して回動自在に支持された
中釜４と、その中釜４の内部に回動可能に支持されたボ
ビン６とを備えており、ボビン６には、下糸５が巻か
れ、その状態において、回転しないボビンケース７内に
収納されている。

【００１７】また、外釜３は、加工布１０に縫い目を形
成するための剣先１２と、上糸８が中釜４を越えるよう
に補助するためのひれ１３と備えている。

【００１８】一方、針板１の上方には、ミシン主軸２の
１回転により１回上下動する縫い針９が備えられ、縫い
針９は、図示しない糸供給源により供給される上糸８
を、針板１に設けられた針穴１１を通して加工布１０に
供給する。すなわち、ミシン軸２の回転によって縫い針
９が、上糸８とともに、針穴１１を通して、針板１の下
方に挿入されると、外釜３の剣先１２は、その上糸８を
捕捉して中釜４の周りを周回し、縫い針９と協動して加
工布１０に縫い目を形成する。

【００１９】また、針板１の下面と外釜３との間には図
示しないミシンベッドにその一端が固定された片持ち梁
構成の糸張力検出手段である糸張力センサ２０が備えら
れ、糸張力センサ２０は、外釜３の回転面とほぼ平行に
設置された平行部２１と、その平行部２１に対して下糸
４の経路側に屈曲し、下糸４に常に接触するように設置
された糸接触部２２とから構成されている。また、平行
部２１には、圧電素子２３が固着されている。

【００２０】また、ミシン本体の内部にはミシン制御装
置３０が備えられており、ミシン制御装置３０は、ミシ
ン全体の制御を司るＣＰＵ３４と、ＣＰＵ３４が動作す
るためのプログラム等を記憶するメモリ３５と、ミシン
主軸を回転させるミシンモータ３１を駆動するための図
示しない駆動回路と、ミシン主軸２の回転角度を検出す
る主軸エンコーダ３２の出力信号を入力する図示しない
入力回路と、報知手段であるＬＥＤランプ等の表示装置
３３に表示データを出力させる図示しない表示データ出
力回路とを備えている。

【００２１】そして、ＣＰＵ３４、メモリ３５及び図示
しない駆動回路、入力回路及び表示データ出力回路は、
相互に電気的に接続されており、圧電素子２３も図示し
ないインターフェース回路を介してＣＰＵ３４に電気的
に接続されている。

【００２２】また、加工布１０は、図示しない布送り機
構により移送されるように構成されている。

【００２３】また、図２は、本実施の形態のボビンケー
ス７が装着されていない場合を示す図である。図２にお
いて、ボビンケース７を保持する中釜軸４ａは、中釜４
の中心にあって、下糸５が消費されるに従って回転する
ボビン６の中心軸としての役割を果たす。

【００２４】次に、本実施の形態の異常張力検出装置に
ついて説明する。

【００２５】図３は、本実施の形態におけるミシン主軸
２の回転角度に対応して設定されたしきい値及び検出さ
れた電圧波形を示す図であり、縫い針９が針上死位置に
位置する場合のミシン主軸２の角度を０度として、３６
０度までの一回転分のしきい値及び圧電素子２３が発生
する電圧波形を示している。

【００２６】図３（ａ）は、正常縫製の場合であり、図
３（ｂ）は、ボビンケース７が装着されていない場合で
あり、図３（ｃ）は、下糸に異常張力が発生した場合で
あり、図３（ｄ）は、上糸に異常張力が発生した場合で
ある。

【００２７】図３（ａ）において、電圧波形４０は、ミ
シン主軸２の回転角０度から１８０度の間において、下
糸５が繰り出される時に発生する張力に相当する電圧波
形４１と、１８０度から３６０度（０度）の間におい
て、剣先１２により捕捉された上糸８が中釜４の下方に
引き込まれる時に発生する張力に相当する電圧波形４２
とから構成されている。電圧波形４１の値は、ミシン主
軸２の回転角が３０度から８０度までの間では、比較的
小さく、８０度から１２０度までの間では、大きくな
る。

【００２８】一方、電圧波形４２も、ミシン主軸２の回
転角が２４０度から２７０度までの間では、比較的小さ
く、２７０度から３２０度までの間では、大きくなる。

【００２９】なお、１２０度から２４０度までの範囲
は、下糸５の繰り出しの終了から、剣先１２に捕捉され
た上糸８が糸接触部２２に接触し始める直前までに相当
し、正常縫製の場合は、下糸５のみが緩んだ状態で糸接
触部２２に接触している状態であり、それ故糸張力によ
り圧電素子２３に発生する電圧は、非常に小さい値とな
る。

【００３０】また、３２０度から３０度までの範囲は、
上糸８が中釜４を越えて上方へ引き上げられ始めるとき
から、下糸５が送り機構により引き出され始める直前ま
でに相当し、この範囲においても、正常縫製の場合、糸
接触部２２には、緩んだ状態の下糸５と緩んだ状態で針
穴１１の上方に引き上げられる上糸８が接触している状
態であり、上述の１２０度から２４０度の場合と同様に
糸張力により圧電素子２３に発生する電圧は非常に小さ
い値となる。

【００３１】なお、メモリ３５には、ミシン主軸２の回
転角に対応した正常張力値の最大値として、点線で示す
ようなしきい値である張力しきい値４３が設定され、記
憶されている。また、これらの設定値は、図示しないミ
シン本体に備えられたスイッチ等により変更可能であ
る。

【００３２】なお、このしきい値を設定する処理がしき
い値設定手段として機能する。

【００３３】次に、本実施の形態の糸の異常張力検出装
置の動作について説明する。

【００３４】まず、本異常張力装置は、ＣＰＵ３４によ
ってミシンモータ３１が駆動され、ミシン主軸２が回転
されて縫製が開始される。図１に示すように、ミシン主
軸２の回転に伴い下糸５及び上糸８は、糸張力センサ２
０の糸接触部２２において針穴１１の側に接触する。こ
の時、圧電素子２３は、糸接触部２２を通して歪が加え
られ、接触する下糸５及び上糸８の張力にほぼ比例した
電圧を発生する。その結果、正常縫製の場合には、図３
（ａ）に示すような電圧波形４０が出力される。ＣＰＵ
３４は、主軸エンコーダ３２が出力するミシン主軸２の
回転角度に対応して、圧電素子２３から出力される電圧
波形４０とメモリ３５から読み出される張力しきい値４
３とを比較し、電圧波形４０が張力しきい値４３を超え
た場合には、ミシンモータ３１を停止するとともに、表
示装置３３を点灯させる。

【００３５】なお、図３（ａ）の場合には、電圧波形４
０が張力しきい値４３を超えていないので、張力は正常
と判断され、表示装置３３は点灯しない。

【００３６】ここで、ＣＰＵ３４がミシンモータ３１を
停止させる処理が、ミシン停止手段として機能し、圧電
素子２３から出力される電圧波形４０とメモリ３５から
読み出される張力しきい値４３とを比較する処理が、糸
張力比較手段として機能し、このしきい値を変更する処
理が、しきい値変更手段として機能する。

【００３７】一方、図２のように、ボビンケース７が装
着されていない場合は、上糸８は、中釜４の周りを周回
することができず中釜軸４ａに巻き込まれた状態で引き
上げられる。このとき、外釜３のひれ１３は、針穴１１
の近傍に位置しており、糸張力センサ２０の糸接触部２
２には針穴１１からひれ１３に至る上糸８が屈曲した状
態で強く接触する。このため、図３（ｂ）に示すよう
に、ミシン主軸２の回転角度１００度付近及び２８０度
付近において、圧電素子２３は、大きな電圧を発生す
る。特に、ミシン主軸２の回転角度５０度付近及び２５
０度付近において電圧波形４４が張力しきい値４３を上
回るため、この時点でＣＰＵ３４は、異常張力と判断
し、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置３
３を点灯させる。

【００３８】また、図３（ｃ）の場合には、電圧波形４
５は、下糸５の接触タイミングに対応するミシン主軸２
の回転角度５０度付近において、電圧波形４５が張力し
きい値４３を上回り、ＣＰＵ３４は、異常張力と判断
し、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置３
３を点灯させる。

【００３９】さらに、図３（ｄ）の場合には、電圧波形
４６は、上糸８の接触タイミングに対応するミシン主軸
２の回転角度２５０度付近において、電圧波形４５が張
力しきい値４３を上回り、ＣＰＵ３４は、異常張力と判
断し、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置
３３を点灯させる。

【００４０】以上のように、下糸５及び上糸８に異常張
力が発生した場合には、表示装置３３が点灯し、糸の異
常張力状態が報知される。

【００４１】なお、本実施の形態では、異常張力を検出
した場合に、表示装置３３を点灯させたが、点滅させて
もよく、圧電ブザーやスピーカー等により報知音を発す
るように構成してもよい。

【００４２】また、本実施の形態ではミシン主軸２の各
回転角度に対応する圧電素子２３の発生電圧の絶対値に
基づき糸張力の異常を判断するように構成したが、電圧
の最大値と最小値の差、すなわちＰ−Ｐ（ｐｅａｋ ｔ
ｏ ｐｅａｋ）値に基づいて異常を判断するように構成
してもよい。この場合は、圧電素子２３の温度ドリフト
等により電圧波形４０に電圧オフセットが発生しても、
正確に糸張力の異常を検出することができる。

【００４３】また、本実施の形態では、下糸５及び上糸
８の張力を圧電素子２３を使用して検出したが、ひずみ
ゲージを使用して検出してもよい。

【００４４】さらに、使用される下糸５や上糸８の張力
最大値が既知でない場合は、正常縫製時には本質的に糸
張力が発生しないミシン主軸２の回転角度、すなわち、
１２０〜２４０度の領域や３２０度〜３０度の領域にお
いて、糸張力を検出してもよい。この場合は、下糸５や
上糸８が緩んだ状態であり、接触圧力は非常に小さいた
め、糸張力センサ２０やＣＰＵ３４に接続するための図
示しないインターフェース回路の電気的ノイズレベルよ
りも若干大きい０に近い値（略０）となるようしきい値
を設定すればよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の請求項１に記載のミシンにおける糸の異常張力検
出装置によれば、糸張力比較手段が、糸張力検出手段に
より検出された張力と、しきい値設定手段により設定さ
れたしきい値とを比較し、その結果、前記張力が前記し
きい値を超えた場合には、ミシン停止手段がミシンの主
軸を停止させるので、ミシンの糸を痛めることなく、上
糸及び下糸の異常張力を検出することができるととも
に、糸切れを未然に防止することができる。そして、引
いては、均一な縫目を保持することができる。

【００４６】また、請求項２に記載のミシンにおける糸
の異常張力検出装置によれば、装置の使用者は、しきい
値変更手段によって、糸の張力のしきい値を変更できる
ので、布または糸の種類に応じて、適切な糸の張力のし
きい値を設定することができる。

【００４７】また、請求項３に記載のミシンにおける糸
の異常張力検出装置によれば、異常張力報知手段は、張
力がしきい値を超えた場合に、糸張力の異常を報知する
ので、装置の使用者は、糸張力の異常を簡単に認識する
ことができる。

【００４８】さらに、請求項４に記載のミシンにおける
糸の異常張力検出装置によれば、しきい値設定手段は、
回転角度の所定の角度領域において、しきい値を略０に
設定しているので、装置の使用者は、その所定の角度領
域においては、布または糸の種類に応じて、しきい値を
設定する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるミシンにおける糸
の異常張力検出装置の概略構成を説明するための説明図
である。

【図２】本実施の形態のボビンケース７が装着されてい
ない場合を示す図である。

【図３】本実施の形態におけるミシン主軸の回転角度に
対応して設定されたしきい値及び検出された電圧波形を
示す図である。

【符号の説明】

１ 針板 ２ ミシン主軸 ５ 下糸 ８ 上糸 ２０ 糸張力センサ ２３ 圧電素子 ３４ ＣＰＵ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 針板の下方に配置され、ミシン主軸の回
   転角度に対応して上糸及び下糸のうち少なくとも一方の
   張力を検出する糸張力検出手段と、 前記回転角度に対応して前記張力のしきい値を設定する
   しきい値設定手段と、 前記糸張力検出手段により検出された張力と、前記しき
   い値設定手段により設定されたしきい値とを比較する糸
   張力比較手段と、 その糸張力比較手段が比較した結果、前記張力が前記し
   きい値を超えた場合には、前記ミシン主軸を停止させる
   ミシン停止手段とを備えたことを特徴とするミシンにお
   ける糸の異常張力検出装置。
2. 【請求項２】 前記しきい値を変更可能なしきい値変更
   手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のミシン
   における糸の異常張力検出装置。
3. 【請求項３】 前記糸張力比較手段が比較した結果、前
   記張力が前記しきい値を超えた場合には、糸張力の異常
   を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１
   もしくは請求項２に記載のミシンにおける糸の異常張力
   検出装置。
4. 【請求項４】 前記しきい値設定手段は、前記回転角度
   の所定の角度領域において、前記しきい値を略０に設定
   したことを特徴とする請求項１もしくは請求項３に記載
   のミシンにおける糸の異常張力検出装置。