JPS61185293A - 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」 本発明は、模様縫いミシンその他の家庭用、職業用、お
よび工業用ミシンにおいて、釜内の下糸ボビンの下糸残
量を検出する装置に関する。

「従来の技術」 特公昭５４−２１７８６号公報に示される従来の下糸検
知装置は、釜とボビンとの軸心方向にそれぞれ透孔を穿
設し、またその透孔を通るイδ号用光線を軸心方向と交
差する方向へ屈曲させ得るように傾斜させた反射面を釜
に設けた構造であるので、通常の釜とは異なる特殊な形
状、構造をした釜が必要であるといろ問題があった。＊
た、前記釜をはさんで配設された投光器および受光器な
どのセンサーは、前記釜を構成する回転する外釜と、静
止した内釜およびボビンケー、スと、釜内で下糸の消費
引出し、につれて独自に回転するボビンとの、いずれも
の透孔が一致した時点のみしか信号用光線を検出するこ
とができないので、光線の検出時点が極めて制限されて
おり、センサーの取付精度及び透孔の穿設精度を非常に
高くしなければならず、しかも、口重する釜の振動によ
って前記傾斜反射面での光線が散乱するので、検出精度
が悪いという問題があった。

このため、本出願人は先に実願昭５９−１５９３５９号
として、下糸ボビン中の下糸によって光線を反射させる
方式の下糸検知装置を提案したが、特殊な釜を必要と１
７ない反面において、下糸の色によって光線の検出量が
相違するため、結果的に検出精度が向−にｔ、ないとい
う問題があった。

［発明が解決しようとする問題点」 本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、特
殊な釜およびボビンケースを必要とすることがないとと
もに、検出精度が高い下糸残量検出装置を提供すること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ しかして、本発明によれば、下糸ボビンの鍔部に向って
光を放射する発光部とその発光部に近接した受光部とか
らなる検出器をミシン機枠に固着し、前記発光部からの
放射光が通過し得るように前記下糸ボビンの一対の鍔部
に互いに対向する透孔をそれぞれ設け、前記透孔を通過
した放射光をその透孔を通して前記受光部に向って反射
するために前記内釜の収納部の前記検出器に対向する壁
に平坦反射面を設け、前記発光部からの光の理想放射線
と前記受光部への光の理想入射線との交点よりも前記平
坦反射面を前記外釜の回転軸線方向において前記検出器
に近づけて配置したことを特徴とするミシンの下糸残量
検出装置が提供される。

「作用」 上記構成によれば、回転しない内釜に設けられた平坦反
射面によって放射光が反射されるため、回転に附随する
振動がないので、受光部への光の入射線が一定箇所に集
中しやすく、しかも発光部からの光の放射線と受光部へ
の光の入射線が、ボビンの透孔を通るだけであるから光
を検出する時点の制限が少ない。

さらに、本発明の上記構成によれば、平坦反射面と検出
器との間に介在する下糸ボビンおよび下糸などによる反
射光よりも、平坦反射面による反射光の方が受光部に生
ずる出力電圧が大きくなるため、誤動作を生じることが
少なくなり下糸残量の検出精度が高くなる。

「発明の背景」 本発明に到る過程において、この出願人により検討され
た下糸残量検出装置の構成は第７図（ａ）に示されるも
のであった。第７図（、）において、センサー（検出器
）Ｓの発光部をなす発光グイオード１１と、受光部をな
すホトトランジスタ１２のセンサーＳ側グ１３への取付
角度は、作図上でそのレンズｌｌａ、１２ｍの焦点Ｆが
平坦反射面１８上で結ばれるように選ばれていた。しか
し、この構成であると、第７図（ｂ）に示される回路に
おいて、ホ））ランシスタ１２の出力電圧ＶＯの長夫値
Ｖｏｐは、第７図（ｃ）に示されるように、実際には理
想的な作図上の焦点位ｆｉＬｆより短い距離にあったの
で、出力電圧Ｖｏがあるレベルを超えると作動する下糸
残量検出装置においては、反射面１８よりセンサーＳ側
にあるところの、下糸ボビン１６に巻装される下糸８の
片巻による片寄り、ボビン１６の軸部１６ｍおよび鍔部
１６ｂの表面の光沢１色などの状態、またはその他の物
理的外乱の反射によって反射面１日からの反射より大き
な出力電圧Ｖｏが生じることがあり、出力残量検出装置
として誤動作を起こしやすいという欠点があった。

本発明は、上記欠点を解消するために、第１図（ａ）に
示すように発光ダイオード１１とホトトフンシスタ１２
の作図上の焦点Ｆが平坦反射面１８より遠方に結ぶよう
にして、第１図（ｂ）に示すよ）に、ホトトランジスタ
１２に出力電圧Ｖｏの最大　値Ｖｏｐが平坦反射面１８
の位置ＬＲでの反射面１８の反射によって得られるよう
に発光ダイオード１１からの光の理想放射線と、ホトト
ランジスタ１２への光の理想入射線との交点（焦点Ｆ）
よりも、反射面１８を外釜（＊たけ内釜１４）の回転軸
線方向においてセンサーＳに近づけて配置することによ
り、前述した本発明に到る過程で検討された技術におけ
るような、物理的りＢＬによる下糸残ｌ検出装置の誤動
作をなくし、下糸残量の検出精度を上げることができた
。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を第１図から第６図について説明
する。第２図（ａ）、　（ｂ）はこの実施例による下糸
残量検出装置を一部断面して示す平面図、およびセンサ
ーの指向性を考慮して表わす模式平面図、第３図は第６
図の■−■線による縦断面図、第４図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）は下糸ボビンの正面図、第５図は下糸残
量と出力電圧との関係を示す特性図、第６図は下糸残量
検出装置を備えたミシンの表示用発光ダイオードの取付
位置を示す正面図である。

第１図から第６図において、合成樹脂により成型された
釜飯１が下方アーム３の前面に設けられている。ミシン
頭部４には、周知のごとく針棒２が上下動および左右に
揺動可能に設けられており、針棒２にはミシン針２ａが
固定されている。下方アーム３内を通る下軸に対して垂
直方向に釜軸５がベベルギヤ結合され、釜軸５には通常
のミシンと同一の形状、構造による外釜６が固定されて
いる。この結果、外釜６は周知のごとくミシン主輪の回
転と同期して回転し、ミシン針２ａに通された上糸７の
捕捉運動を行う、釜飯１はその軸部１ａが釜飯板ばね９
によって下方から押圧されており、下方アーム３に対し
てその軸部１ａを中心に回動可能にかつ着脱可能に取付
けられている。釜￥１１には、センサーカバー１０が着
脱可能に取付けられており、このセンサーカバー１０の
下ｆｉには釜！！１の軸部１ａの一部分を挟持する折曲
部１０ａが形成されており、センサーカバー１０の上部
には釜１ｉ１に一体に設けられた突起１ｂｌ：嵌合する
嵌合孔１０ｂが穿設されている。センサー（検出器）Ｓ
の夫々発光部および受光部をなす発光ダイオード１１と
ホトトランジスタ１２等を近接して固定したセンサーホ
ルダ１３がセンサーＳと一体に成形されており、そのセ
ンサーホルダ１３はセンサーカバー１０に固定されてい
る。

発光ダイオード１１およびホトトランジスタ１２は、そ
れぞれ半球状のレンズｌｌａ、１２ａを有しており、そ
のセンサーホルダ１３に対する固定方向は、ｔｓ２図（
、）に示すように外釜６の回転軸線方向に対して傾斜さ
れており、かつ第３図に示すように外釜６の水平軸線に
対しては平行にされている。通常のミシンと同一の形状
、構造による内釜１４が、外釜６に相対的に回転可能に
装着され、下方アーム３に対しては固定されている。

この内釜１４には支持ビン１４ａが植設されておワ、支
持ビン１４ａには通常のミシン用と同一の形状、構造に
よるボビンケース１５が嵌合され、内釜１４に回り止め
して固定されている。ボビンケース１５は、針路用切欠
１５ａを有している。

ボビンケース１５と内釜１４によって、内釜１４中に形
成された収納部Ｒの中には、下糸ボビン１６が着脱可能
に装着されている。下糸ボビン１６は、例えば黒色染料
を混入したポリカーボネート樹脂などの合成樹脂により
成形され、黒色に着色されている。また、下糸ボビン１
６は、下糸８が巻装される軸部１６ａとその両端に設け
られた一対の鍔部１６ｂとを有しており、その一対の鍔
部１６ｂには第２図および第３図に示すように下糸ボビ
ン１６の軸部１６ａを中心とする円弧状長孔１７からな
る透孔が互いに対向するように設けられている。円弧状
長孔１７は、円弧状長窓とした透明合成樹脂部分に変え
ることもで終る。内釜１４の収納部Ｒにおいて、センサ
ーホルダ１３に対向する壁１４ｂに平坦反射面１８が設
けられている。平坦反射面１８としては、ステンレスを
材料とする表面が光沢をもつ円形板体１８ａを壁１４ｂ
にスポット溶接することによって形成されているが、こ
れに限定されるものではない。

発光ダイオード１１およびホトトランジスタ１２と平坦
反射面１８との匪離は、第１図および第２図（ａ）に示
すように発光ダイオード１１の赤外線光【Ｊが平坦反射
面１８で反射されたとき、ホトトランジスタ１２１こ最
大の出力電圧が得られるに選定されている。このため、
本実施例では、第２図（ｂ）に示すように発光ダイオー
ド１１がらの赤外線光Ｕの理想放射線１０と、ホ））ラ
ンノスタ１２への赤外線光Ｕの理想入射線Ｉｌｌとの交
点となる焦点Ｆよりも、前記平坦反射面１８を外釜６の
回転軸線力向においてセンサーＳに近づけて配置しであ
る。第２図（ｂ）において、赤外線光ｔＪは、発光ダイ
オード１１の指向性に成る幅が有ることを考慮１．て光
の束のように図示されでいる。

なお、第６図に示されるように、ミシン頭部４には、ホ
））フンジスタ１２の出力電圧に基いて発光される表示
用発光ダイオード１９が設けられている。

「作動」 ミシンが縫製を始めると、下糸８の引出しにつれてボビ
ン１６が回転する。発光ダイオード１１から放射される
赤外線光Ｕは、静止したボビンケース１５の針路用切欠
１５ａを介して、ボビンでいるため、ボビン１６の側面
に放射された赤外線光Ｕは、平坦反射面１８に届くこと
なく、黒色のボビン１６の側面おＪ：び下糸８の側面で
僅かに反射されるだけであり、またホトトランジスタ１
２はこのような平坦反射面１８の手前において反射され
た赤外線光Ｕに対しては大きな感度を持たないので、第
４図（Ｃ）、（Ｄ）および第５図に示されるように、ホ
））ランジスタ１２の出力電圧Ｖｏはほとんど零（＝０
）である。

ボビン１６内の下糸８の残量が減少し、その下糸８の最
上面が円弧状長孔１７より下ると、この長孔１７を透過
する赤外線光Ｕが次第に増加する。

この赤外線光ＬＪは、静止した平坦反射面１８で反射さ
れ、反射の都度に同じ円弧状長孔１７を透過してホトト
ランジスタ１２に受光されるため、ホトトランジスタ１
２の出力電圧■０は第５図に示されるように次第に増加
する。そして、第４図（Ｂ）に示されるように下糸８が
予定された所定残量（約６曽）に減少したことを第５図
図示の出力電圧Ｖｏ―によって検知した以後、図示され
ない検出回路を介して表示用発光ダイオード１９が点滅
作動または連続点灯を行ない、下糸８が所定残量に減少
したことが警報される。したがって、ミシン使用者は表
示用発光ダイオード１９の警報に基づきなるべく早い時
期にミシンを停止させて、ボビン１６に下糸８を巻装し
補充することができ、加工布に形成される模様の乱れな
どによる縫製品の損傷を防ぐことができる。

ここで、第７図に示すように、赤外線光Ｕの焦点Ｆが平
坦反射面１８上になるように発光ダイオード１１とホト
トンジスタ１２をセンサーＳ側グ１３に取付けると、ホ
トトランジスタ１２の出力電圧Ｖｏの表−犬値Ｖｏｐが
得られる位置は反射面１８の位置よりもセンサーＳ側に
なるため、下糸８の片巻きやその他の物理的？ト托の反
射による出力電圧■０が、反射面１８で反射された赤外
線光Ｕによる出力電圧■０の値よりも大訃くなり誤動作
を起こすおそれがあるが、上記実施例においては、第１
図に示されるごとく平坦反射面１８の位［ＬＲでの反射
によってホトトランジスタ１２の出力電圧Ｖｏのｌ（−
太値Ｖｏρが得られるため、下糸８の片巻き、ボビン１
６の鍔部１６ｂの側面の状態、下糸８の色および針路用
切欠１５ｍの状態その他の物理的タト札による誤動作が
極めて少ないという利点がある。また、上記実施例によ
れば、釜およびボビンケースが特殊なものを必票とせず
、かつ光を検出する時点の制限が少ないため、センサー
の取付精度も左柱厳密でなくともよいという利点がある
。従って、本実施例の検出装置は通常のミシンにも容易
に取付けることができ、互換性が高いという利点がある
。

１その他の実施例］ なお、」−記の実施例は垂直釜を有するミシンに適用さ
れたド糸残量検出装置であるが、水平釜を１ｊするミシ
ンにおいても、」ユ記実施例と同様にしＣ本発明を容易
に実施４−１ことがで終る。

１効果」 以］−述べたごとく、本発明の下糸残量検出装置１よ上
記のｍ成を有するから、特殊な釜およびボビンケースを
必要とすることがなく、比較的に安価であるとともに、
平坦反射面が静止しているため反射された放射光が一定
箇所に集中しやすく、かつ検出ｒる時点の制限が少ない
ので、下糸残量の検出精度が高く、また平坦反射面によ
る反射であるためＦ糸の色によって検出精度が変化する
ことがなく安定した作動が得られる。さらに、本発明Ｖ
ｃｒ！ｉは、理想放射線と理想入射線の交点よりも検出
器に近づけて平坦反射面を配置しているから、１理的り
Ｌｔ仁による誤動作が極めて少なく下糸残量の検出精度
が非常に高い、などの数々の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の実施例による下糸残
量検出装置を模式的に示す断面図、およびセンサーの出
力電圧特性図、第２図（ａ）、　（ｂ）はその下糸残量
検出装置を一部断面して示す平面図、およびセンサーの
指向性を考慮して表わす模式平面図、第３図は第６図の
ＩＩＩ−ＩＩＩ線による縦断面図、第４図（Ａ　）、（
Ｂ　）、（Ｃ）、（ｒ）　）は下糸ボビンの正面図、第
５図は下糸残量と出力電圧との関係を示す特性図、第６
図は下糸残量検出装置を備えたミシンの表示用発光ダイ
オードの取付位置を示す正面図、第７図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）は本発明に到る過程においてこの出願人により
検討された下糸残量検出装置を模式的に示す断面図、セ
ンサーの回路図、およびセンサーの出力電圧特性図であ
る。 ３・・・下方アーム、６・・・外釜、８・・・下糸、１
１・・・発光ダイオード、１１ａ・・・レンズ、１２・
・・ホトトフンジスタ、１２ａ・・・レンズ、１３・・
・センサーホルダ、１４・・・内釜、１４ｂ・・・壁、
１６・・・下糸ボビン、１６ａ・・・軸部、１６ｂ・・
・鍔部、１７・・・円弧状焼化、１８・・・平坦反射面
、Ｆ・・・焦点、Ｒ・・・収納部、Ｓ・・・センサー、
【Ｊ・・・赤外線光、１０・・・理想放射線。 理想入射線。 第１０ （ａ） ｌ１ （ｂ） 第２ （ｂ） １１ｚ （ａ） へ Ｖ！Ｉ７図 （ａ） （Ｃ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ミシン主輪と同期して回転する外釜と、その外釜に相対
   回転可能に装着された内釜と、その内釜中に形成された
   収納部に着脱可能で、下糸が巻装される軸部及びその両
   側の一対の鍔部からなる下糸ボビンとを備えたミシンに
   おいて、 前記収納部中の下糸ボビンに巻装された下糸の残量を検
   出するためにその下糸ボビンの鍔部に向って光を放射す
   る発光部とその発光部に近接した受光部とからなる検出
   器をミシン機枠に固着し、前記発光部からの放射光が通
   過し得るように前記下糸ボビンの一対の鍔部に互いに対
   向する透孔をそれぞれ設け、 前記透孔を通過した放射光をその透孔を通して前記受光
   部に向って反射するために前記内釜の収納部の前記検出
   器に対向する壁に平坦反射面を設け、 前記発光部からの光の理想放射線と前記受光部への光の
   理想入射線との交点よりも前記平坦反射面を前記外釜の
   回転軸線方向において前記検出器に近づけて配置したこ
   とを特徴とするミシンの下糸残量検出装置。