JPH028758B2 - - Google Patents

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
ボビンの下糸残量が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信号用光線を
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
要であるという問題があつた。また、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、回転する釜の振動によつて前記傾斜
反射面での光線が散乱するので、検出精度が悪い
という問題があつた。

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つて光線を反射
させる方式の下糸検知装置を提案したが、特殊な
釜を必要としない反面において、下糸の色によつ
て光線の検出量が相違するため、結果的に検出精
度が向上しないという問題があつた。

「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、検出精度が高いミシンの下
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
に向つ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
光部をそれぞれ設け、前記透光部を通過した放射
光をその透孔を通して前記受光部に向つて反射す
るために前記内釜の収納部の前記検出部に対向す
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
交点が前記外釜の回転軸線方向において、前記平
坦反射面よりも遠ざかるように前記検出器を配置
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
た平坦反射面によつ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
ビンの透光部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
示されるものであつた。第７図ａにおいて、セン
サー（検出器）Ｓの発光部をなす発光ダイオード
１１と、受光部をなすホトトランジスタ１２のセ
ンサーホルダ１３への取付角度は、作図上でその
レンズ１１ａ，１２ａ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、ホトトランジスタ１２の出力電圧Voの最大
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置Lfより短い距離にあ
つたので、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１
８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１６ａおよび鍔部１６ｂの表面の
光沢、色などの状態、またはその他の物理的外乱
の反射によつて反射面１８からの反射より大きな
出力電圧Voが生じることがあり、下糸残量検出
装置として誤動作を起こしやすいという欠点があ
つた。

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とホトトラン
ジスタ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に示すよう
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１
８の反射によつ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）が外
釜（または内釜１４）の回転軸線方向において、
平坦反射面１８よりも遠ざかるようにセンサーＳ
を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、物理的外乱
による下糸残量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
型された釜蓋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
主軸の回転と同期して回転し、ミシン針２ａに通
された上糸７の捕促運動を行う。釜蓋１はその軸
部１ａが釜蓋板ばね９によつ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。釜蓋１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
下部には釜蓋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１
０の上部には釜蓋１に一体に設けられた突起１ｂ
に嵌合する嵌合孔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１
２は、それぞれ半球状のレンズ１１ａ，１２ａを
有しており、そのセンサーホルダ１３に対する固
定方向は第２図ａ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の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には支持ピン１４ａが植設されてお
り、支持ピン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、針落用切欠１５ａを有している。
ボビンケース１５と内釜１４によつて、内釜１４
中に形成された収納部Ｒの中には、下糸ボビン１
６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１６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からなる透光部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きる。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１
４ｂにスポツト溶接することによつて形成されて
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１
２と平坦反射面１８との距離は、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Ｕが平坦反射面１８で反射されたとき、ホトト
ランジスタ１２に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からの赤外線
光Ｕの理想放射線IUと、ホトトランジスタ１２
への赤外線光Ｕの理想入射線IUとの交点となる
焦点Ｆが外釜６の回転軸線方向において、前記平
坦反射面１８よりも遠ざかるようにセンサーＳを
配置してある。第２図ｂにおいて、赤外線光Ｕ
は、発光ダイオード１１の指向性に或る幅が有る
ことを考慮して光の束のように図示されている。

なお、第６図に示されるように、ミシン頭部４
には、ホトトランジスタ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の針落用切欠１５ａを介して、ボビン１
６の側面に放射される。ボビン１６内に下糸８が
多く残つている場合は、円弧状長孔１７が下糸８
によつて塞がれているため、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の側面および下糸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１２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、ホトトランジスタ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Ｕ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１２の出力電圧Vo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６ｍ）に減少したことを第５図図示の出
力電圧Vomによつて検知した以後、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。したがつて、
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とホトトランジスタ１２をセンサーホル
ダ１３に取付けると、ホトトランジスタ１２の出
力電圧Voの最大値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外乱の反射による出
力電圧Voが、反射面１８で反射された赤外線光
Ｕによる出力電圧Voの値よりも大きくなり誤動
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
置LRでの反射によつてホトトランジスタ１２の
出力電圧Voの最大値Vopが得られるため、下糸
８の片巻き、ボビン１６の鍔部１６ｂの側面の状
態、下糸８の色および針落用切欠１５ａの状態そ
の他の物理的外乱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要とせず、
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程厳密でなくともよいという
利点がある。従つて、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。

「その他の実施例」 なお、上記の実施例は垂直釜を有するミシンに
適用された下糸残量検出装置であるが、水平釜を
有するミシンにおいても、上記実施例と同様にし
て本発明を容易に実施することができる。

「効果」 以上述べたごとく、本発明の下糸残量検出装置
は上記の構成を有するから、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
つ検出す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
るため下糸の色によつ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
装置は、理想放射線と理想入射線の交点が外釜の
回転軸線方向において、平坦反射面よりも遠ざか
るように検出器を配置しているから、物理的外乱
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―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、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、１１…
発光ダイオード、１１ａ…レンズ、１２…ホトト
ランジスタ、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
長孔、１８…平坦反射面、Ｆ…焦点、Ｒ…収納
部、Ｓ…センサー、Ｕ…赤外線光、IU…理想放
射線、理想入射線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ミシン主軸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
   つ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光
   部をそれぞれ設け、 前記透光部を通過した放射光をその透光部を通
   して前記受光部に向つ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が前記外釜の回転軸
   線方向において、前記平坦反射面よりも遠ざかる
   ように前記検出器を配置したことを特徴とするミ
   シンの下糸残量検出装置。