(57)【要約】【課題】糸埃の影響を受け難く、誤検知を発生し難くできるミシンの下糸検出装置を提供する。【解決手段】下糸Ｆが巻かれるボビン７は少なくとも鍔部１１を磁性体により形成し、その鍔部１１に複数の検出用開口部１２を形成する。そのボビン７を収容するボビンケース６にセンサ用開口部９を形成する。ボビンケース６の前方に、誘導形の近接センサ１５を配設する。近接センサ１５は、正規の検出位置で、検出面１５ａがセンサ用開口部９を通して鍔部１１の側面１１ａに対向させる。近接センサ１５は、ボビン７の回転に基づき検出信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの釜に着脱可能に装着され、センサ用開口部が形成されたボビンケースと、
下糸が巻かれた状態で前記ボビンケース内に回転可能に収容され、少なくとも鍔部が磁性体により形成されるとともに、前記鍔部にこれの周方向に複数の検出用開口部が形成されたボビンと、
前記ボビンケースの外部から前記センサ用開口部を通して前記ボビンにおける前記鍔部の側面と対向する部位に配設され、前記ボビンの回転に基づき検出信号を出力する非光電形の近接センサと、
前記近接センサの検出信号に基づき前記ボビンに巻かれた下糸の状況を判定する判定手段と、
を具備したことを特徴とするミシンの下糸検出装置。
【請求項２】
前記近接センサは、前記センサ用開口部を通して前記ボビンにおける前記鍔部の側面と対向する部位に配置された正規の検出位置と、前記ボビンケースから退避した退避位置との間で移動可能な構造とし、
前記近接センサが前記正規の検出位置にセットされたことを検出したときにセット信号を出力するセット検出手段を設け、
前記セット検出手段から前記セット信号がある状態で、前記釜を駆動するモータの回転を可能とすることを特徴とする請求項１記載のミシンの下糸検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記セット検出手段から前記セット信号があり、かつ前記モータが回転した状態で前記近接センサの検出信号のパルスピッチが設定値以上になったときに、前記ボビンに巻かれた下糸の糸切れ状態または糸無し状態と判定し、前記モータを停止させることを特徴とする請求項２記載のミシンの下糸検出装置。
【請求項４】
表示部を備え、
前記判定手段は、前記近接センサが前記正規の検出位置にセットされたときを基点としてそこからの前記近接センサの検出信号のパルス数をカウントして積算し、その積算値に基づき前記下糸の消費量を推定し、予め記憶した前記ボビン更新時の下糸量から前記消費量を差し引いた量を残量として前記表示部に表示することを特徴とする請求項２または３記載のミシンの下糸検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボビンに巻かれた下糸が切れたり無くなったりした状態を検出するためのミシンの下糸検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のミシンの下糸検出装置としては、光の反射を利用したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、釜内に装着される、下糸を巻回したボビンの鍔部の外側面に、光の反射部と無反射部とを備えた光照射部（検出用シール）を設け、釜土台に、発光素子と受光素子を備えた光電形の検出器を取り付け、発光素子から前記光照射部に向けて光ビームを照射し、その光照射部で反射した光ビームを受光素子にて受光する構成とする。このとき、下糸が引き出されてボビンが回転していれば光照射部での反射光の有無が変化するが、下糸が切れたり無くなったりした、下糸の非供給状態の場合にはボビンの回転が停止し、光照射部での反射光が変化しなくなるので、その反射光の変化を検出器にて検出することで、下糸の非供給状態を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５３３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ミシンにおいては糸埃（いとぼこり）が発生し易いという事情がある。上記したように、ボビンの回転を検出する検出器として光の反射を利用したものでは、その糸埃の影響で検出エラーが発生し易いという欠点がある。また、光照射部はボビンの外側面に貼り付けるか印刷により設けるようにしているが、ボビンは外釜及びボビンケースに対して回転するので、光照射部が摩擦により剥がれたり、摩耗して光反射率の差が発生し難くなったりして、誤検知が発生し易いという問題がある。
【０００５】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、糸埃の影響を受け難く、誤検知を発生し難くできるミシンの下糸検出装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明のミシンの下糸検出装置は、ミシンの釜に着脱可能に装着され、センサ用開口部が形成されたボビンケースと、下糸が巻かれた状態で前記ボビンケース内に回転可能に収容され、少なくとも鍔部が磁性体により形成されるとともに、前記鍔部にこれの周方向に複数の検出用開口部が形成されたボビンと、前記ボビンケースの外部から前記センサ用開口部を通して前記ボビンにおける前記鍔部の側面と対向する部位に配設され、前記ボビンの回転に基づき検出信号を出力する非光電形の近接センサと、前記近接センサの検出信号に基づき前記ボビンに巻かれた下糸の状況を判定する判定手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、非光電形の近接センサは、ボビンの回転時に、鍔部に形成された検出用開口部の有無に応じて検出信号を出力する。このとき、下糸が引き出されてボビンが回転していれば近接センサの検出信号が変化するが、下糸が切れたり無くなったりした、下糸の非供給状態の場合にはボビンの回転が停止し、近接センサの検出信号が変化しなくなるので、判定手段は、その検出信号の変化を検出することで、下糸の状況を判定することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボビンの回転を検出する検出器として非光電形の近接センサを用いているので、光の反射を利用したものとは違い、糸埃の影響を受け難く、誤検知し難い。また、近接センサの検出対象は、ボビンの鍔部において近接センサが対向する部位に磁性体が有るか（検出用開口部の無い部分）、無いか（検出用開口部がある部分）であるから、ボビンがボビンケースに対して回転しても、検出部分（鍔部）は摩擦の影響は受けず、この点においても誤検知は発生し難くできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す要部の断面図
【図２】要部の分解斜視図
【図３】電気的構成を示す概略的構成図
【図４】下糸の非供給状態の検出を説明するためのタイミングチャート
【図５】近接センサのパルス数と下糸の消費長との関係を示す図
【図６】近接センサのパルス数と下糸の残量との関係を示す図
【図７】近接センサのパルス数と下糸の残量表示の関係を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態を示すボビンの正面図
【図９】本発明の第３の実施形態を示すボビンの正面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１から図７を参照して説明する。
まず、図１及び図２において、ミシンの釜１は、図示しない針板の下方に配設され、図示しない外釜と中釜２とによって構成される。外釜は、釜駆動軸３（図３参照）の先端部に設けられる。外釜と中釜２は、相対的に回転可能に組み付けられる。中釜２は、内部の中央部に軸方向の前方に突出するシャフト４を有するとともに、外周部に剣先５を有している。シャフト４の先端部外周部には、クリップ溝４ａが形成されている。
【００１１】
中釜２には、ボビンケース６及びボビン７が着脱可能に装着される。ボビンケース６は、前部にクリップレバー８及びクリップ８ａを有していて、中釜２への装着時にそのクリップ８ａがクリップ溝４ａに係合することで抜け止め状態に保持される。このボビンケース６は、図示しない係止手段により回転しないように固定される。ボビンケース６の前面部の外周部寄りの下部に位置させて、１個の円形のセンサ用開口部９が形成されている。
【００１２】
前記ボビン７は、円筒状をなす筒部１０の軸方向の両端部に円板状の鍔部１１を有している。このボビン７は、全体が磁性体、例えば磁性を有するステンレスにより形成されている。筒部１０の外周部に、下糸Ｆ（図１の二点鎖線参照）が巻回される。各鍔部１１には、円形の検出用開口部１２が複数個、この場合４個ずつ形成されている。各検出用開口部１２は、ボビン７の回転中心から周方向に９０度ずつの等間隔で配置されている。このボビン７は、ボビンケース６に対して着脱可能に収容される。また、このボビン７は、中釜２に収容された状態で、筒部１０が前記シャフト３の外周部に前方から嵌合され、そのシャフト３に回転自在に支持される。ボビン７は、中釜２及びボビンケース６に対して回転可能となっている。ミシンの縫製時において、ボビン７に巻回された下糸が図示しない上糸に絡んで引き出されることに伴い、ボビン７がシャフト３に対して回転する。
【００１３】
ここで、ボビンケース６及びボビン７を中釜２に装着した状態で、ボビンケース６のセンサ用開口部９とボビン７の各検出用開口部１２は、ボビン７の回転中心からの径方向の距離がほぼ等しくなるように設定されている。したがって、各検出用開口部１２は、ボビン７の回転時にセンサ用開口部９と対応するようになる。
【００１４】
ボビンケース６の前方には、近接センサ１５が配置される。この近接センサ１５は、内部に図示しない検出コイルを有した誘導形近接センサである。誘導形近接センサの検出原理は、近接センサ１５が有する検出コイルに交流磁界を発生させて、検出体となる磁性体に発生した渦電流によるインピーダンスの変化を検出する方式である。
【００１５】
この近接センサ１５は、ブラケット１６の立ち上がり片１６ａに取り付けられている。ブラケット１６は、立ち上がり片１６ａと取付片１６ｂを一体に有していて、その取付片１６ｂの取付孔１７に挿通した取付ねじ１８（図１参照）により、ミシン本体１９に固定されたブロック２０に取り付けられている。ブラケット１６は、取付ねじ１８（取付孔１７）を中心に回動可能とされている。取付片１６ｂには、取付孔１７を中心とした円弧線上に位置させて第１の節度孔２１と第２の節度孔２２が設けられている。ブロック２０には収容部２３が形成されていて、この収容部２３に、節度ボール２４と、この節度ボール２４を上方に付勢する節度スプリング２５が設けられている。
【００１６】
ここで、第１の節度孔２１が節度ボール２４に嵌合した状態では、前記近接センサ１５は、図１に示す正規の検出位置に保持される。この正規の検出位置では、検出面１５ａが前記ボビンケース６の前記センサ用開口部９に前方から近接して、そのセンサ用開口部９を通してボビン７における鍔部１１の側面１１ａと対向する。また、ブラケット１６を、取付ねじ１８（取付孔１７）を中心に図２の矢印Ａ方向へ回動させ、第２の節度孔２２を節度ボール２４に嵌合させた状態では、前記近接センサ１５は、ボビンケース６の前方から退避した退避位置に保持される。ブラケット１６の第１の節度孔２１、第２の節度孔２２、節度ボール２４、節度スプリング２５により、節度機構２６を構成している。
【００１７】
前記ブロック２０には、セット検出スイッチ２８が設けられている。このセット検出スイッチ２８は、操作子２８ａを有するマイクロスイッチにより構成されていて、近接センサ１５が前記正規の検出位置にセットされたときに（図１参照）、前記ブラケット１６の立ち上がり片１６ａにより操作子２８ａが押圧操作されることに伴い、セット信号を出力する。このセット検出スイッチ２８は、近接センサ１５が正規の検出位置にセットされたことを検出するセット検出手段を構成する。
【００１８】
図３は、本発明の要旨に関係した部分の電気的構成が示されている。この図３において、制御装置３０は、ミシンの制御装置であるとともに、本発明のミシンの下糸検出装置の判定手段でもあり、マイクロコンピュータを備えている。この制御装置３０は、ミシンの主軸モータ３１を駆動制御する。この主軸モータ３１が駆動されると、ミシン主軸３２を介して、図示しない上糸が通された縫針が上下駆動され、また、歯車機構３３を介して釜駆動軸３、ひいては釜１の外釜が回転される。この主軸モータ３１は、釜１を駆動するモータを構成する。主軸モータ３１には、図示はしないが、当該主軸モータ３１の回転を検出する回転検出器が設けられていて、この回転検出器のモータ信号Ｓ１が制御装置３０に入力される。さらに、制御装置３０には、前記近接センサ１５から検出信号Ｓ２と、前記セット検出スイッチ２８からセット信号Ｓ３が入力される。制御装置３０は、セット検出信号２８のセット信号Ｓ３がない場合には主軸モータ３１を駆動せず、セット信号Ｓ３がある場合には、主軸モータ３１の駆動（回転）を可能とする。制御装置３０は、表示部３４も制御する。
【００１９】
上記構成において、近接センサ１５が正規の検出位置にセットされた状態で、ミシンの縫製開始の指示がなされると、制御装置３０は主軸モータ３１を駆動し、縫製動作を開始する。この縫製時には、正常であれば、ボビン７に巻かれた下糸が引き出され、これに伴いボビン７が回転する。このとき、近接センサ１５は、図４に示すように、そのボビン７の回転に基づきパルス状の検出信号Ｓ２を所定のパルスピッチＴ１で出力する。制御装置３０は、そのパルスピッチＴ１が、予め設定された設定値Ｔｓ以下であるときは正常であると判定する。
【００２０】
主軸モータ３１の回転が停止すれば、下糸の引き出しが止まり、ボビン７の回転も止まるので、近接センサ１５の検出信号Ｓ２の変化も止まる。そして、制御装置３０は、主軸モータ３１が回転した状態で、近接センサ１５の検出信号Ｓ２のパルスピッチＴ２が、予め設定された設定値Ｔｓよりも大きいと判断した場合（Ｔ１＞Ｔｓ）には、ボビン７の回転が停止し、下糸の糸切れが発生したか、糸が無くなったと判定し、主軸モータ３１の回転を停止させる（断電する）。
【００２１】
ここで、近接センサ１５の検出信号Ｓ２のパルス数と下糸の消費長さとの間には、図５に示すような関係がある。また、１個のボビン７に巻回された下糸の残量と、近接センサ１５の検出信号Ｓ２のパルス数との間には、図６に示すような関係がある。制御装置３０には、これらのデータを記憶させておく。そして、制御装置３０は、図７に示すように、近接センサ１５を正規の検出位置にセットされたときを基点としてそこからの近接センサ１５の検出信号Ｓ２のパルス数をカウントして積算し、その積算値に基づき下糸の消費量（消費長さ）を推定し、予め記憶したボビン更新時の下糸量から前記消費量を差し引いた量を残量として表示部３４に表示する。残量の表示例としては、棒グラフ表示や数字表示などが考えられる。使用者は、その表示部３４の表示を見ることで、下糸の残量状況を知ることができる。
【００２２】
上記した実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
ボビン７の回転を検出する検出器として誘導形の近接センサ１５を用いているので、光の反射を利用したものとは違い、糸埃の影響を受け難く、誤検知し難い。また、近接センサ１５の検出対象は、ボビン７の鍔部１１において近接センサ１５が対向する部位に磁性体が有るか（検出用開口部１２の無い部分）、無いか（検出用開口部１２がある部分）であるから、ボビン７がボビンケース６に対して回転しても、検出部分である鍔部１１は摩擦の影響は受けず、この点においても誤検知は発生し難くできる。さらに、ボビン７の回転検出用の検出用開口部１２は、ボビン７を製造する際のプレス加工で容易に形成することができるから、シールを貼ったり、印刷したりする場合に比べて、製造が容易で、コストの上昇も抑えることができる。
【００２３】
ボビン7の回転を検出する近接センサ１５を、回転しないボビンケース６の前方に設置しているので、ボビンケース６にセンサ用開口部９を形成しておけば、ボビンケース６の外部からボビン７の回転を良好に検出することができる。
【００２４】
ちなみに、光の反射を利用した検出器を、回転する外釜の後方に設置した場合には、外釜の回転で光を遮ることになるので、検出器の検出信号のパルス発生パターンが複雑になり、糸切れの判定が複雑になるという問題点があるが、本実施形態によれば、そのような問題を解決できる。
【００２５】
近接センサ１５はブラケット１６に取り付け、そのブラケット１６を回動させることで、ボビンケース６のセンサ用開口部９を通してボビン７における鍔部１１の側面と対向する部位に配置された正規の検出位置と、ボビンケース６から退避した退避位置との間で移動可能としている。このため、近接センサ１５をボビンケース６の前方に配置しながらも、ボビン７を交換する際には、近接センサ１５を前記退避位置に移動させることで、そのボビン７の交換も容易に行うことができる。
【００２６】
近接センサ１５を取り付けたブラケット１６とブロック２０との間に節度機構２６を設けているので、近接センサ１５を正規の検出位置と退避位置とで保持でき、また、回動操作する際に節度感があり、操作性をよくできる。
【００２７】
近接センサ１５が正規の検出位置にセットされたことを検出するセット検出スイッチ２８を設け、制御装置３０は、そのセット検出スイッチ２８からセット信号Ｓ３がある状態では主軸モータ３１の回転を可能とするが、セット信号Ｓ３がない場合には、主軸モータ３１を駆動しない。これにより、近接センサ１５が正しくセットされていない状態で縫製が開始されることを防止できる。
制御装置３０が下糸の残量を推定して表示部３４に表示することで、使用者は下糸の残量を知ることができ、使い勝手をよくできる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態は、上記した第１の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、ボビン７の鍔部１１における検出用開口部３５は、円形の孔からなる検出用開口部１２に代えて、外周部が開口した切欠部により形成している。各検出用開口部３５も、前記検出用開口部１２と同様に、ボビン７の回転中心から周方向に９０度ずつの等間隔で配置されている。
このような構成としても第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図９は本発明の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態は、上記した第１及び第２の実施形態とは次の点が異なっている。すなわち、ボビン７の鍔部１１における検出用開口部３６は、幅狭の開口部からなるスリットにより形成している。各検出用開口部３６は、ボビン７の回転中心から周方向に３０度ずつの等間隔で、１２個配置されている。
このような構成としても第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００３０】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
ボビン７は、全体が磁性体である必要はなく、少なくとも鍔部１１が磁性体であればよい。
近接センサとしては、誘導形の近接センサ１５に限られず、非光電形であれば、静電容量形あるいは超音波形でもよい。
【符号の説明】
【００３１】
図面中、１は釜、２は中釜、６はボビンケース、７はボビン、９はセンサ用開口部、１１は鍔部、１２は検出用開口部、１５は近接センサ、１５ａは検出面、１６はブラケット、２８はセット検出スイッチ（セット検出手段）、３０は制御装置（判定手段）、３１は主軸モータ（モータ）、３４は表示部、３５は検出用開口部、３６は検出用開口部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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