(57)【要約】【課題】近接センサーを用いずに、小型でレイアウト上も有利な角度変化検出装置を提供する。【解決手段】揺動部材１０に対し、揺動角度に応じて導光機能の確保状態から導光機能が得られない曲げ状態（屈曲部２１ｃ）へと屈曲可能に取り付けられる光ファイバー２１と、光ファイバー２１の一端部２１ａ側に対向配置される光源２４と、光ファイバー２１の他端部２１ｂ側に対向配置される光検出手段２５と、を備える。光ファイバー２１は、一端部２１ａ側が揺動部材１０に取り付けられる一方、他端部２１ｂ側が固定部材に取り付けられている。光源２４が光ファイバー２１の一端部２１ａ側に対向して揺動部材１０に取り付けられている。光検出手段２５が光ファイバー２１の他端部２１ｂ側に対向して固定部材に取り付けられている。【選択図】図１
2006267055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動部材に対し、揺動角度に応じて導光機能の確保状態から導光機能が得られない曲げ状態へと屈曲可能に取り付けられる光ファイバーと、
前記光ファイバーの一端部側に対向配置される光源と、
前記光ファイバーの他端部側に対向配置される光検出手段と、を備えることを特徴とする光学式角度変化検出装置。
【請求項２】
揺動部材に対し揺動部材の変位にしたがって屈曲可能に取り付けられる光ファイバーと、
前記光ファイバーの一端部側に対向可能に配置される光源と、
前記光ファイバーの他端部側に対向可能に配置される光検出手段と、を備え、
前記揺動部材の変位により前記光源または光検出手段と光ファイバーとが対向状態と非対向状態とに切り換わることを特徴とする光学式角度変化検出装置。
【請求項３】
前記光ファイバーは、一端部側が前記揺動部材に取り付けられる一方、他端部側が固定部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学式角度変化検出装置。
【請求項４】
前記光検出手段が前記光ファイバーの他端部側に対向して前記固定部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学式角度変化検出装置。
【請求項５】
前記光源が前記光ファイバーの一端部側に対向して前記揺動部材に取り付けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の光学式角度変化検出装置。
【請求項６】
前記光源が、前記揺動部材の所定姿勢で前記光ファイバーの一端部側に対向するよう前記固定部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の光学式角度変化検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーを用いて角度変化を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用ミシンにおいて、その駆動機構を構成するリンクの角度を検出して、その状態を表示・出力したり、主カムの角度を検出して、所定の制御をすることが行なわれ、従来は近接センサーにより角度検出していた（例えば特許文献１参照）。
図５は従来のリンク（変換レバー）５０の角度変化検出の仕方を例示したもので、図示しない針棒駆動機構において、近接センサー５１をリンク５０の運動軌跡に合わせて適当な位置に設置し、リンク５０の運動により、近接センサー５１との距離が変わったことを検出していた。
【特許文献１】特開平７−３１３７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来は、近接センサー５１を設置するスペースが必要であるが、リンク５０を含む機構の構成や図示しないミシン機枠の大きさの制約から近接センサー５１を設置できない場合があったり、近接センサー５１を取り付けるために機枠を大きくする必要があった。
【０００４】
本発明の課題は、近接センサーを用いずに、小型でレイアウト上も有利な角度変化検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１及び図２に示すように、揺動部材１０に対し、揺動角度に応じて導光機能の確保状態から導光機能が得られない曲げ状態へと屈曲可能に取り付けられる光ファイバー２１と、前記光ファイバー２１の一端部２１ａ側に対向配置される光源２４と、前記光ファイバー２１の他端部２１ｂ側に対向配置される光検出手段２５と、を備える光学式角度変化検出装置を特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、光源からの光が、揺動部材に取り付けられた導光機能確保状態の光ファイバーを通過して光検出手段に達した状態から、揺動部材が揺動し、光ファイバーが導光機能が得られない曲げ状態になると、光源からの光が光ファイバーを他端部まで通過せず、光検出手段に届かなくなる。これにより揺動部材の角度変化が検出される。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、例えば図３に示すように、揺動部材１０に対し揺動部材１０の変位にしたがって屈曲可能に取り付けられる光ファイバー２１と、前記光ファイバー２１の一端部側に対向可能に配置される光源２４と、前記光ファイバー２１の他端部側に対向可能に配置される光検出手段２５と、を備え、前記揺動部材１０の変位により前記光源２４または光検出手段２５と光ファイバー２１とが対向状態と非対向状態とに切り換わる光学式角度変化検出装置を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、光源からの光が、揺動部材に取り付けられた光ファイバーを通過して対向状態の光検出手段に達した状態から、揺動部材が変位し、光ファイバーが屈曲して光検出手段と非対向状態になると、光源からの光が光検出手段に届かなくなる。これにより揺動部材の角度変化が検出される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光学式角度変化検出装置であって、例えば図１から図３に示すように、前記光ファイバー２１は、一端部２１ａ側が前記揺動部材１０に取り付けられる一方、他端部２１ｂ側が固定部材（不図示）に取り付けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、光ファイバーは、揺動部材に取り付けられた一端部側が揺動部材と一緒に揺動し、固定部材に取り付けられた他端部側との間が屈曲し、光が通過しない屈曲部が生じる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の光学式角度変化検出装置であって、例えば図１から図３に示すように、前記光検出手段２５が前記光ファイバー２１の他端部２１ｂ側に対向して前記固定部材に取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、固定部材に取り付けられた光検出手段が光ファイバーの他端部側に常時対向状態となって、光ファイバーから出射される光の有無の検出が常時可能である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の光学式角度変化検出装置であって、例えば図１及び図２に示すように、前記光源２４が前記光ファイバー２１の一端部２１ａ側に対向して前記揺動部材１０に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、揺動部材に取り付けられた光源が光ファイバーの一端部側に常時対向状態となって、光ファイバーへ光が常時入射する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の光学式角度変化検出装置であって、例えば図３に示すように、前記光源２４が、前記揺動部材１０の所定姿勢で前記光ファイバー２１の一端部２１ａ側に対向するよう前記固定部材に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、固定部材に取り付けられた光源が揺動部材の所定位置で光ファイバーの一端部側に対向する位置関係となって、光ファイバーへ光が入射する。また、揺動部材が揺動すると、光ファイバーへ光が入らなくなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光源からの光が、揺動部材に取り付けた導光機能確保状態の光ファイバーを通過して光検出手段に達した状態から、揺動部材が揺動し、光ファイバーが導光機能が得られない曲げ状態になると、光源からの光が光ファイバーを他端部まで通過せず、光検出手段に届かなくなることで、揺動部材の角度変化を検出できる。
または、光源からの光が、揺動部材に取り付けられた光ファイバーを通過して対向状態の光検出手段に達した状態から、揺動部材が変位し、光ファイバーが屈曲して光検出手段と非対向状態になると、光源からの光が光検出手段に届かなくなることで、揺動部材の角度変化を検出できる。
しかも、近接センサーを用いずに、揺動部材に光ファイバーを取り付ければよいので、小型化して、機枠内のスペースが有効に使える。
さらに、光検出手段を揺動部材に設けずに固定部材に設けることで、調整が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明を適用する一例を示した図４のように、針棒駆動機構は、図示しないミシン機枠にそれぞれ回転可能に支持されたミシン主軸１および針棒駆動軸９、ミシン機枠にそれぞれ固定された支持軸５、レバー軸１０ａを有する。
ミシン主軸１には偏心カム２が固定されている。この偏心カム２に一端を軸着された揺動腕３はミシン主軸１の運動にしたがって揺動する。ミシン機枠に支持された支持軸５には、揺動体４がその中間部を揺動可能に支持されている。揺動体４は、その一端の第一連結点４ａで揺動腕３の他端と回動可能に連結され、その他端の第二連結点４ｂで第一連結腕６の一端と回動可能に連結されている。この第一連結腕６は、支持軸５から第二連結点４ｂまでの距離に等しい長さを有する。
第一連結腕６の他端の第三連結点１１には第二連結腕７の一端が回動可能に連結している。第二連結腕７の他端の第四連結点７ａには第一ロッド８の一端が回転可能に設けられている。第一ロッド８の他端には針棒駆動軸９が固定されている。この針棒駆動軸９には、針棒駆動腕１４の一端が固定され、針棒駆動腕１４の他端には針棒１５が連結されている。針棒１５の下端には図示しない針が固定されていて、針棒駆動軸９の回動に伴い針棒駆動腕１４が揺動することにより、針棒１５および針が上下動する。
第二連結腕７には第三連結点１１および第四連結点７ａの中間に第五連結点１３が設けられており、この第五連結点１３には第二ロッド１２の一端が回動可能に連結されている。第二ロッド１２の他端には二股状となった双腕の変換レバー１０の一端が回動可能に連結されている。変換レバー１０の他端は図示しない駆動手段（エアシリンダ、ソレノイド等）に連結されている。この駆動手段は、変換レバー１０をミシン機枠に固定されたレバー軸１０ａの回りへ回転させ、第三連結点１１を支持軸５の軸線上の針棒停止位置と、この軸線からはずれた針棒上下動位置とに移動することができる。
【００１９】
以上の針棒駆動機構において、実施形態では、図１及び図２に示すように、揺動部材である変換レバー（以下ではリンクと呼ぶ）１０において、その二股状をなす一方の腕部の側面に光ファイバー２１を沿わせて取り付けている。
すなわち、リンク１０の一方の腕部側面に光ファイバー２１の一半部を図示では二個の取付具２２により固定して取り付けるとともに、この光ファイバー２１の一端部２１ａに対向させて光源２４をリンク１０の同じ腕部側面に固定して取り付ける。この光源２４としてはＬＥＤが用いられる。
また、光ファイバー２１の他半部は、図示しない固定部材であるミシン機枠に図示例では一個の取付具２３により固定して取り付ける。そして、ミシン機枠には、光ファイバー２１の他端部２１ｂと対向させて光検出手段（光センサー）２５を固定して取り付ける。取付状態において、光ファイバー２１は、図示のように、その中間部が二股状のリンク１０の角部を横切る状態となる。
【００２０】
このような光ファイバー２１、光源２４及び光センサー２５により光学式角度変化検出装置が構成される。
ここで、光ファイバー２１は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、屈曲が無いか小さくて光が光ファイバー２１内を全反射して通過する導光機能確保状態からリンク１０が揺動し、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、屈曲が激しく光が十分に通過しない曲げ、すなわち、屈曲が大きくて光が光ファイバー２１内で反射できなくなり通過しなくなって導光機能が得られなくなる屈曲部２１ｃが生じるような設計条件とする。
【００２１】
以上の光学式角度変化検出装置は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、光ファイバー２１の導光機能確保状態では、光源２４からの光が、リンク１０に取り付けられた光ファイバー２１を通過して光センサー２５に到達し、光が常時検出される状態となる。
そして、リンク１０が揺動し、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、光ファイバー２１に導光機能が得られなくなる屈曲部２１ｃが生じると、光ファイバー２１を光が通過せず、光センサー２５で光が検出されなくなる。
従って、リンク１０の所定の角度変化が検出され、その検出信号に基づいてミシンの動作制御が行なわれる。
【００２２】
このように、近接センサーを用いずに、リンク１０の角度変化を検出でき、しかも、リンク１０に光ファイバー２１を取り付ければよいので、小型化して、ミシン機枠内のスペースが有効に使えるものとなる。
また、揺動するリンク１０にセンサーがなく、動かないミシン機枠に光センサー２５を配置できるで、調整が容易であるという利点もある。
【００２３】
（第２実施形態）
この実施形態は、図３に示すように、リンク１０の一方の腕部側面に取り付ける光ファイバー２１の一端部２１ａを腕部先端に臨ませて取付具２２により固定し、この光ファイバー２１の一端部２１ａに対向可能となるように光源２４をミシン機枠に固定して取り付ける。
すなわち、図３（ａ）に示されるように、光ファイバー２１の屈曲が無いか小さくて光が光ファイバー２１内を全反射して通過する導光機能が確保される状態のリンク１０の姿勢状態において、光ファイバー２１の一端部２１ａに対向する位置に光源２４を配置してミシン機枠に固定する。
また、第１実施形態と同様、光ファイバー２１の他端部２１ｂ側を取付具２３によりミシン機枠に固定して取り付け、光ファイバー２１の他端部２１ｂと対向させて光センサー２５をミシン機枠に固定して取り付ける。
【００２４】
この光学式角度変化検出装置によれば、図３（ａ）に示すように、光ファイバー２１の導光機能確保状態では、ミシン機枠に固定の光源２４からの光が、リンク１０に取り付けられた光ファイバー２１を通過して光センサー２５に到達し、光が常時検出される状態となる。
そして、リンク１０が揺動し、図３（ｂ）に示すように、リンク１０に固定の光ファイバー２１の一端部２１ａが、ミシン機枠に固定の光源２４から遠ざかるとともに、光ファイバー２１に導光機能が得られなくなる屈曲部２１ｃが生じる。すると、光ファイバー２１の一端部２１ａに光源２４の光が殆ど入射しなくなると同時に、光ファイバー２１を光が通過せず、光センサー２５で光が検出されなくなる。
従って、第１実施形態と同様、リンク１０の所定の角度変化が検出され、その検出信号に基づいてミシンの動作制御が行なわれる。
【００２５】
なお、以上の各実施形態においては、ミシンの針棒駆動機構に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ミシンの他の機構部やミシン以外の機械等に適用しても良い。
また、光源の種類や光ファイバーの取付方も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の構成を示すもので、検出状態・非検出状態の相違を示した斜視図（ａ）、（ｂ）である。
【図２】図１の側面図（ａ）、（ｂ）である。
【図３】本発明を適用した第２実施形態の構成を示すもので、検出状態・非検出状態の相違を示した側面図（ａ）、（ｂ）である。
【図４】本発明を適用する一例としての針棒駆動機構を示した斜視図である。
【図５】従来の角度変化検出装置を例示したもので、検出状態の斜視図（ａ）、非検出の状態の斜視図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  揺動部材
２１  光ファイバー
２１ａ  一端部
２１ｂ  他端部
２１ｃ  導光機能が得られなくなる屈曲部
２２・２３  取付具
２４  光源
２５  光検出手段
【図１】
2006267055.tif 000003
【図２】
2006267055.tif 000004
【図３】
2006267055.tif 000005
【図４】
2006267055.tif 000006
【図５】
2006267055.tif 000007