(57)【要約】【課題】  経験や直感に頼らなくても針有無検出の閾値を算出でき、この算出結果を利用して針折れの検出を行えるミシンの針折れ検出装置を提供する。【解決手段】  針検出器と回転検出器を具備するミシンの針折れ検出装置において、発振回路と、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧を変換するＡ／Ｄコンバータと、該コンバータによる変換で第１データを発生させながら第１データ最大値を抽出し、該抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰返しつつ回転パルス信号が発生する度に第１データ最大値の中から最小値を抽出し、第１データ最大値の抽出の繰返し終了後に最小値より針折れ判断基準値を算出する算出手段と、針折れ判断基準値を記憶する記憶手段と、第１データの最大値を抽出し、回転パルス信号が発生してから第１データ最大値と針折れ判断基準値を比べて第１データ最大値が小さい場合に針折れと判定する判定手段とを備えた。【選択図】          図５
2007296230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
針下死点付近に配置された針検出器と、ミシンの１回転毎に回転パルス信号を出力する回転検出器とを具備し、ミシンの縫製中に発生する針折れを検出するミシンの針折れ検出装置において、
一定の動作クロックで信号を発生させるための発振回路と、
該発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧を変換するＡ／Ｄコンバータと、
発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をＡ／Ｄコンバータで変換して第１データを発生させながら第１データの最大値を抽出し、この第１データ最大値の抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰り返しつつ回転検出器より回転パルス信号が発生する度に該第１データ最大値の中から最小値を抽出し、第１データ最大値の抽出の繰り返しを終了した後に最小値より所定値を減算して針折れ判断基準値を算出する算出手段と、
算出手段によって算出された針折れ判断基準値を記憶する記憶手段と、
発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をＡ／Ｄコンバータで変換して第１データを発生させながら第１データの最大値を抽出し、回転検出器から回転パルス信号が発生してから次の回転パルス信号が発生するまでの間に該第１データ最大値と前記針折れ判断基準値とを比較して第１データ最大値が針折れ判断基準値より小さい場合に針折れと判定する判定手段とを備えたことを特徴とするミシン用針折れ検出装置。
【請求項２】
判定手段による針折れの検出が少なくとも２回以上連続的に発生した場合にミシンモータを停止する請求項１記載のミシンの針折れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの縫製中に発生する針折れを検出するミシンの針折れ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のミシンの針折れ検出装置としては、針下死点付近に配置された針検出器と、ミシンの１回転毎に回転パルス信号を出力する回転検出器とを具備し、針検出器からの検出周期の割合により針折れを判定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。なお針検出器からの針検出パルスは、針検出器に付設の検出回路を通じて出力されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２１３９２号公報（第２−３図頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが従来のミシンの針折れ検出装置においては、針検出パルス判定（針有無検出）用の閾値は通常、手動の感度調節部材で設定されていた。このような閾値の設定に関しては、事前に行う必要があるがオペレータの経験や直感に頼る部分が多く効率的に行えていなかった。そのため、適切な針折れ検出を行うのが困難であった。
従って、本発明の課題は、オペレータの経験や直感に頼らなくても針有無検出の閾値を算出でき、この算出結果を利用して針折れの検出を行えるミシンの針折れ検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために、針下死点付近に配置された針検出器と、ミシンの１回転毎に回転パルス信号を出力する回転検出器とを具備し、ミシンの縫製中に発生する針折れを検出するミシンの針折れ検出装置において、一定の動作クロックで信号を発生させるための発振回路と、該発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧を変換するＡ／Ｄコンバータと、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をＡ／Ｄコンバータで変換して第１データを発生させながら第１データの最大値を抽出し、この第１データ最大値の抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰り返しつつ回転検出器より回転パルス信号が発生する度に該第１データ最大値の中から最小値を抽出し、第１データ最大値の抽出の繰り返しを終了した後に最小値より所定値を減算して針折れ判断基準値を算出する算出手段と、算出手段によって算出された針折れ判断基準値を記憶する記憶手段と、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をＡ／Ｄコンバータで変換して第１データを発生させながら第１データの最大値を抽出し、回転検出器から回転パルス信号が発生してから次の回転パルス信号が発生するまでの間に該第１データ最大値と前記針折れ判断基準値とを比較して第１データ最大値が針折れ判断基準値より小さい場合に針折れと判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
なお判定手段による針折れの検出が少なくとも２回以上連続的に発生した場合にミシンモータを停止するのが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、算出手段が、発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をＡ／Ｄコンバータで変換して第１データを発生させながら第１データの最大値を抽出し、この第１データ最大値の抽出を回転検出器からの回転パルス信号が所定数となるまで繰り返しつつ回転検出器より回転パルス信号が発生する度に該第１データ最大値の中から最小値を抽出しているので、針折れ判断基準値の基礎となる値を正確に導き出すことができる。また算出手段によって算出された針折れ判断基準値が記憶手段に記憶されるので、針折れを検出する際に有効に活用することができる。
【０００８】
なお発振回路からの信号に基づいて針検出器の出力電圧をＡ／Ｄコンバータで変換して第１データを発生させながら第１データの最大値を抽出し、回転検出器から回転パルス信号が発生してから次の回転パルス信号が発生するまでの間に該第１データ最大値と前記針折れ判断基準値とを比較して第１最大値が針折れ判断基準値より小さい場合に針折れと判定する判定手段を備えるようにしておくと、算出手段の動作時に使用された針検出器等をそのまま流用することができる。更に連続的に針折れと検知された場合にミシンモータの停止信号を出力すると、単発的な針折れ判定を誤検知と解釈させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を基づいて説明する。針１を取付けた針株２は、図１に示されるように、針棒３の下端に固定され、針１は主軸の回転に伴って上下動する。なお針棒３の降下時に針１先端部は針板４の針孔を貫通する。針板４はミシンの機枠５に固定され、針受け６は針板４下面に固着されている。針板４の下方では下ルーパ７が布送り方向Ｆと直交する方向に左右動する。上ルーパ８は布送り方向Ｆと直交する方向で左右動しながら針板４をまたいで上下に移動する。なお本実施の形態では、針受けが針板の下面に固着されていたが、これに限定されるわけでなく、ネジで前後調節可能に取り付けるような構成にしてもよい。
【００１０】
針１の下死点付近には針折れセンサ（針検出器）９が配置されている。今回、針折れセンサ９としてキーエンス社製ＥＨ−６０５を採用し、針折れセンサ９からの出力電圧が０Ｖ〜５Ｖとなるよう設定した。この針折れセンサ９はブラケット１０の先端に固着され、ブラケット１０の基端は機枠５にネジ１１で固定されている。このブラケット１０は中途より下方に約２０°屈折しており、針折れセンサ９検知面が針の上下動方向に沿うようにしている。なおネジ１１によるブラケット１０の固定はブラケット１０に形成された長孔で行われており、ネジ１１の弛緩時にブラケット１０は布送り方向Ｆに沿って前後に調節できる。因みにブラケット１０の前後調節によって、針１と針折れセンサ９との間隙を１．０〜１．２ｍｍにしておくのが望ましい。
【００１１】
針折れセンサ９の前側に設けられた検知面は、図２に示されるように、円形部分９ａと、該円形部分９ａより横方に延びる直線部９ｂとで構成され、針折れ検出は円形部分９ａで行われている。なお該部分９ａの範囲内であれば複数の針について針折れを検出することも可能である。また前述したように、針折れセンサ９の検知面を針の上下動方向に沿うようにしているので、針の検知を安定的に行うことができ、針下死点時をより把握しやすくなる。
【００１２】
本発明に係る制御はマイコンＭＣで行われ、該マイコンＭＣは基本構成として、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４およびＥＥＰＲＯＭ１５を備える。ＣＰＵ１２は公知の発振回路を有し、発振回路は一定の動作クロックで信号を発生させている。ＲＯＭ１３には針折れ検出およびティーチングの基本動作プログラムが記憶され、ＲＡＭ１４には針折れセンサ９側から逐次発生してくる関連データが記憶される。ＥＥＰＲＯＭ１５には、ティーチングによって出された針折れ判断基準値Ｚが記憶されている。なお針折れセンサ９の出力電圧は増幅回路１６で増幅され、増幅された出力電圧はＡ／Ｄ変換（Ａ／Ｄコンバータ）１７でデジタル的な第１データＸに変換される。
【００１３】
ＣＰＵ１２としては、ルネサス・テクノロジ社製Ｈ８／３６９４Ｆ（型番ＨＤ６４Ｆ３６９４ＦＸ）の１６ｂｉｔマイコンを採用してもよく、その際、該１６ｂｉｔマイコンにＡ／Ｄコンバータが内臓されているので、図３中のＡ／Ｄ変換１７を省略することができる。因みに、上記１６ｂｉｔマイコンの動作クロックは２０ＭＨＺとなっており、Ａ／Ｄコンバータの処理スピードを１回あたり約１２μｓｅｃ以下で行える。なお上記１６ｂｉｔマイコンを採用した際はＡ／Ｄコンバータの分解能が１０ｂｉｔとなっているので、０Ｖ〜５Ｖの範囲となる針折れセンサ９からの出力電圧を該Ａ／Ｄコンバータでサンプリングすると、最小の出力電圧は０．００４９Ｖとなる。
【００１４】
またマイコンＭＣには、回転検出器１８、ティーチングスイッチ１９及びミシン停止回路２０が接続されている。回転検出器１８はミシンの１回転毎に回転パルス信号を出力し、その出力時期は針の上死点通過時となっている。ティーチングスイッチ１９はティーチングの基本動作プログラム（算出手段）を作動させるためのもので、このスイッチ１９の不操作時には針折れ検出の基本動作プログラム（判定手段）が優先的に動作するようになっている。なおミシン停止回路２０はミシンモータの停止信号を出力するためのものである。
【００１５】
次に、本実施の形態における制御動作について図４ないし図７に従って説明する。本装置のスイッチに入れると、図４に示されるように、針折れ確認回数Ｓが初期化されゼロに設定されるとともに（＃１）、針折れセンサデータＹが初期化されゼロに設定される（＃２）。増幅回路１６を経た針折れセンサ９の出力電圧がＡ／Ｄ変換によって変換される（＃３）。これにより第１データＸが発生する。その後、第１データＸ（Ａ／Ｄ変換したデータ）が針折れセンサデータＹより大きいか否かを比べ（＃４）、該当する場合のみ第１データＸを針折れセンサデータＹに置き換えてＲＡＭ１４に記憶する（＃５）。つまり図７に示されるように、針降下時には針折れセンサデータＹが次々と更新され、針下死点における値（第１データＸの最大値）が第１候補として残ることとなる。
【００１６】
そして、回転検出器１８からのミシン回転信号が入力されたか否かをチェックし（＃６）、ミシンの１回転毎に出力される回転パルス信号を確認する。ミシン回転信号が確認されない場合は針折れセンサ９より出力される出力電圧のＡ／Ｄ変換から第１データＸ比較処理までの作業（＃３〜＃５）を再度行い、針折れセンサデータＹの最終候補を決める。ミシン回転信号が確認されたら、ＥＥＰＲＯＭ１５に記憶された針折れ判断基準値Ｚを読み出し、針折れセンサデータＹが該針折れ判断基準値Ｚより小さいか否かを比べる（＃７）。つまり図７に示されるように、針降下時に更新されてきた針折れセンサデータ（第１データの最大値）Ｙが針折れ判断基準値Ｚを越えたか否かを見る。
【００１７】
針折れセンサデータＹが針折れ判断基準値Ｚより大きい場合は「針折れ無し」と判断し、スタート以降の処理を続行させる。逆に針折れセンサデータＹが針折れ判断基準値Ｚより小さい場合は「針折れ」と判断する。但し本実施の形態では、誤検知を防ぐために針折れ確認回数Ｓが２回連続して発生しているか否かを調べている（＃８）。針折れ確認回数Ｓが１回目（初期値０）である場合は該回数Ｓに１を加算し（＃９ａ）、針折れセンサデータＹの初期化（＃２）から処理を続行させる。針折れ確認回数Ｓが２回目である場合はミシン停止回路２０よりミシンモータの停止信号が出力され（＃９ｂ）、ミシンモータが停止する。
【００１８】
その後、リセットスイッチが入ったか否かをチェックし（＃１０）、このリセットスイッチが入るまでミシンモータの停止を維持する。リセットスイッチが入ったのを確認したら、ミシンモータの停止信号をクリアにし（＃１１）、スタートから処理を続行させる。すなわち針折れセンサデータＹと針折れ判断基準値Ｚとの比較後、ＲＡＭ１４に記憶された針折れセンサデータＹが初期化されることとなる。
【００１９】
因みに本発明に係る針折れ検出装置を使用するにあたっては先ずティーチング等で縫製前に針折れ判断基準値を設定しておくのが望ましい。なお本実施の形態では、本装置に付設されたティーチングスイッチ１９でティーチングが作動するようにしている。図５に示されるように、ティーチングスイッチを押すと（＃２１）、針折れ判断基準仮データαが初期化で最大値に設定される（＃２２）。そして、ティーチングデータβが初期化でゼロに設定されるとともに（＃２３）、ティーチング針数γが初期化でゼロに設定される（＃２４）。そして、図示しないティーチングランプが点灯し（＃２５）、増幅回路１６を経た針折れセンサ９の出力電圧がＡ／Ｄ変換によって変換される（＃２６）。これにより第１データＸが算出されてくる。
【００２０】
第１データＸ（Ａ／Ｄ変換したデータ）がティーチングデータβより大きいか否かを比べ（＃２７）、該当する場合のみ第１データＸをティーチングデータβに置き換えてＲＡＭ１４に記憶する（＃２８）。即ちティーチングデータβは必要に応じて更新され、第１データＸの最大値が抽出されることとなる。そして、ティーチング針数γつまりティーチングを開始してからの針数が３００針に到達したか否かをチェックし（＃２９）、未だティーチング針数γが３００針に到達していない場合は、針折れセンサ９より出力される出力電圧のＡ／Ｄ変換から第１データＸ比較処理までの作業（＃２６〜＃２８）を繰り返す。なお各値α、β、γの初期化から第１データＸ比較処理までの作業（＃２２〜＃２８）間にミシン回転信号が入力された場合、後述のミシン回転割り込み処理を行う。
【００２１】
ティーチング針数γが３００針に到達した場合は、針折れ判断基準仮データαから所定を減算し（＃３０）、減算後の値を針折れ判断基準値ＺとしてＥＥＰＲＯＭ１５に記憶する（＃３１）。ＥＥＰＲＯＭ１５に記憶されたデータに関しては本装置の電源が切られても消失することはなく、必要に応じて書き換えることもできる。本実施の形態では針折れ判断基準仮データαから減算される所定値を１０としており、この値は電圧換算で０．０４９Ｖに相当する。つまり最終候補の針折れ判断基準仮データαに相当する出力電圧より０．０４９Ｖ低い値が針折れ判断基準値Ｚとして記憶される。その後、ティーチングランプが消灯し（＃３２）、ティーチングが終了する。なお本実施の形態では、ティーチング針数γを３００針としたが、これに限定されるわけでなく、例えば、ティーチング針数を２５０針や２００針にしてもよい。
【００２２】
最後に、ミシン回転割り込み処理について説明する。回転検出器１８からのミシン回転信号が入力されると、ティーチングデータ（第１データ最大値）βが針折れ判断基準仮データαより小さいか否かを比べ（＃４１）、該当する場合のみティーチングデータβを針折れ判断基準仮データαとして置き換えてＲＡＭ１４に記憶する（＃４２）。つまり針折れ判断基準仮データαは必要に応じて更新され、第１データ最大値の中から最小値を抽出する。そして、ティーチング針数γに１を加算するとともに（＃４３）、ティーチングデータβを初期化でゼロにし（＃４４）、ミシン回転割り込み処理を終了する。本実施の形態では、ミシン回転割り込み処理（＃４１〜＃４４）が３００回実行されると、ティーチング針数γ確認作業（＃２９）をクリアすることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るミシンの針折れ検出装置の検出器の設置箇所を説明した概略側面図である。
【図２】同針検出器の検知面を示した説明図である。
【図３】同検出装置の制御系を示す概略構成ブロック図である。
【図４】同検出装置の判定手段に関する動作を説明したフローチャート図である。
【図５】同検出装置の算出手段に関する基本動作を説明したフローチャート図である。
【図６】同算出手段のミシン回転割り込み処理を説明したフローチャート図である。
【図７】同判定手段による針折れ検出の概要を説明した概略線図である。
【符号の説明】
【００２４】
９        針折れセンサ（針検出器）
１５      ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
１８      回転検出器
ＭＣ      マイコン
Ｘ        第１データ
Ｙ        針折れセンサデータ（第１データ最大値）
Ｚ        針折れ判断基準値
α        針折れ判断基準仮データ（最小値）
β        ティーチングデータ（第１データ最大値）
【図１】
2007296230.tif 000003
【図２】
2007296230.tif 000004
【図３】
2007296230.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007296230.tif 000007
【図６】
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【図７】
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