JPH0631079A

JPH0631079A - ミシンの下糸残量検出装置

Info

Publication number: JPH0631079A
Application number: JP4187958A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Fujita; 知之藤田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-08
Also published as: CN1037539C; CN1084233A; US5322029A

Abstract

(57)【要約】【目的】検知棒を釜内部に挿入する時、検知棒先端が
ボビンの下糸に当接した時の衝突スピードを低く抑える
ために検知棒の駆動信号を制御して、簡単な構成で効果
的に下糸切れを防止する。【構成】ロータリソレノイドにより回動されるアーム
の先端にはスライダーが回動可能に連結され、そのスラ
イダーには検知棒が上下に摺動可能に支持され、また永
久磁石を有する磁石ホルダも固定されている。そして、
ソレノイドにより検知棒をボビンの下糸に当接させる。
このときロータリソレノイドへの励磁信号をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御して、検知棒のボビン軸への衝突スピードをゼロ
にする。このときの永久磁石の磁気をホール素子により
検出して下糸の不足を警告する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボビンに巻回された下
糸の残量を検出するミシンの下糸残量検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の下糸残量検出装置と
しては、例えば実開昭６１−１８０６５号公報に記載さ
れているように、外釜の回転が停止したとき、ボビンの
軸外周に光を照射し、その反射光に基づいてボビンの下
糸残量を検出する光学式の下糸検出装置が知られてい
る。ところが、この下糸残量検出装置では、光学式検出
器にほこりや油が付着することにより反射光の検出感度
が劣化し、下糸の色によっても反射光の検出感度にばら
つきが生じる。このため、この下糸残量検出装置では正
確に下糸残量が検出できない場合があった。

【０００３】そこで、例えば特公昭６１−４３０７５号
公報に記載されるように、ミシンの釜外部よりボビンの
軸方向に挿入可能な検知棒と、釜の停止時には、ボビン
に検知棒を挿入して検知棒先端をボビンに巻回された下
糸に当接させ、釜の停止時には、検知棒を釜の回転軌跡
外へ退避させる検知棒駆動機構とを備え、下糸が減少し
て検知棒の挿入量が所定量に達するとマイクロスイッチ
が閉じて警報を発生する下糸残量検出装置が考えられて
いる。この下糸残量検出装置では下糸に検知棒を直接当
接させて下糸残量を検出しているので、ほこりや糸の色
などの影響を受けることなく正確に下糸残量を検出する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この検
知棒を用いた下糸残量検出装置では、挿入する検知棒の
検知棒駆動機構を制御していないので、挿入された検知
棒がボビン軸に当接するときかなりの衝突スピ−ドを伴
い、下糸残量が少なくなると下糸が検知棒とボビン軸の
間に挟まれて切れたり、傷ついたりしていた。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、簡単な構成で効果的に下糸切れ
を防止する下糸残量検出装置を提供することを目的とし
てなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のミシンの下糸残量検出装置は、図１に例示
するように、ミシンの釜外部よりボビンの軸方向に挿入
可能な検知棒と、釜の開口部が検知棒の挿入可能角度に
一致し、検知棒が挿入可能な時には、ボビンに検知棒を
挿入して検知棒先端をボビンに巻回された下糸に当接さ
せた後、検知棒を上記釜の回転軌跡外へ退避させる検知
棒駆動手段と、検知棒先端をボビンの下糸に当接させる
スピードを遅くする駆動制御手段と、検知棒駆動手段に
よる検知棒の挿入量に基づいてミシンの下糸残量を算出
する算出手段とを備えている。

【０００７】また、前記検知棒駆動手段をソレノイドか
ら構成し、前記駆動制御手段がそのソレノイドへの励磁
信号を駆動期間中に一回以上無励磁としても良い。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明のミシンの下糸残量検
出装置においては、検知棒駆動手段は釜の開口部が上記
検知棒の挿入角度に一致し、検知棒が挿入可能な時に検
知棒をボビンに挿入し、そこに巻回された下糸に検知棒
先端を当接させる。このとき、駆動制御手段は検知棒先
端がボビンに当接する瞬間の衝突スピ−ドを低く抑える
ように制御する。そして、算出手段はボビンへの挿入時
に検出された検知棒挿入量に基づいて下糸残量を算出す
る。また、下糸残量検知後には、検知棒駆動手段は検知
棒を釜の回転軌跡外へ退避させる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について図
面を参照して説明する。図２は実施例の下糸残量検出装
置の構成を表す正面図である。また、図３は実施例の下
糸残量検出装置の構成を表す下面図である。

【００１０】周知のようにミシンのベッド内には、上下
動可能な図示しない針との協働により上糸を捉えて、加
工布に本縫いを形成する釜部３が配設されている。図２
に示すように、釜部３は、針の上下動に同期して回転可
能な外釜３１を備え、外釜３１内には内釜３３が静止状
態で保持される。また、内釜３３の収容部３５には、下
部側面に穴部３７が穿設されたボビンケース３９が着脱
可能に位置決め装着される。更に、このボビンケース３
９内壁から突出された中空の支持軸４１には、下糸４３
が巻回されたボビン４５が着脱可能かつ回転可能に装着
される。なお、外釜３１の停止時には、穴部３７の下方
に外釜３１のどの部分も配設されないように、予め外釜
３１の停止位置が決定されている。

【００１１】一方、釜部３の下方には検知部５が設けら
れている。検知部５をミシン本体に固定するセンサ取り
付けプレート５１には、検知棒５３を上下方向に摺動可
能に支承するスライダー５５が垂直に支持されると共
に、図３に示すように、アーム５６を介して検知棒５３
を駆動する本発明の検知棒駆動手段としてのロータリソ
レノイド５７、および磁界の強さに比例した電圧を発生
するホール素子５８が固定されている。スライダー５５
には長孔５９が形成されており、スライダー５５はその
長孔５９を貫通するネジ６０によりセンサ取り付けプレ
ート５１に摺動可能に支持されている。また、アーム５
６の先端には小判穴５６ａが形成されており、小判穴５
６ａ内にスライダー５５に突設されたピン６１が挿入さ
れている。そして、このスライダー５５には検知棒５３
が磁石ホルダ６２を介して固定されている。さらに、磁
石ホルダ６２の中央には永久磁石６３が固定されてお
り、図３の下面図に示すように、ホール素子５８は永久
磁石６３と対向して設けられているので、ホール素子５
８の発生電圧は検知棒５３の位置に対応して変化する。

【００１２】このように構成された本実施例の下糸残量
検出装置では、外釜３１が停止すると、図２に示すよう
に、穴部３７は釜部３の下面に露出する。続いて、ロー
タリソレノイド５７を励磁すると、アーム５６は左回り
（図２の反時計方向）に回動し、小判穴５６ａとピン６
１とによりスライダー５５およびそれに固定された磁石
ホルダ６２、永久磁石６３、検知棒５３も上方に移動し
始める。そして、図８に示すように、検知棒５３がボビ
ン４５の支持軸４１に到達するのに十分なエネルギーを
与える時間ｔ１だけ励磁した後、消磁して、それから検
知棒５３が慣性力によってボビン軸に到達するまでの時
間ｔ２だけ待って、再び最初の励磁より数えてＴ時間
（ホール素子５８の発生電圧が十分安定するのに要する
時間）までロータリソレノイド５７を励磁する。このよ
うに励磁信号を制御することによって検知棒５３がボビ
ン４５の軸に当接する際ボビン軸に加わる衝撃をゼロに
することができる。

【００１３】この結果、検知棒５３は、同図に二点鎖線
で示すように穴部３７を通ってボビンケース３９内に挿
入され、検知棒５３の上部先端はボビン４５に巻回され
た下糸４３に当接する。従って、このときの検知棒５３
の位置をホール素子５８にて検出すれば下糸４３の残量
を求めることができる。

【００１４】次に、ロータリソレノイド５７を消磁する
と、ロータリソレノイド５７に内蔵した図示しないバネ
の作用によって、アーム５６が元の位置に復帰する。す
るとこれに伴ってスライダー５５、検知棒５３、磁石ホ
ルダ６２、永久磁石６３も下方へ移動して当初の待機位
置に戻る。

【００１５】一方、本実施例のミシンには、図４に示す
ような表示パネル７が設けられている。表示パネル７の
中央に設けられた下糸残量表示器７１は三つの７セグメ
ントディスプレイにて構成され、下糸残量を１００％ス
ケールで表示している。下糸残量表示器７１の隣には一
つの７セグメントディスプレイからなる設定レベル表示
器７３が設けられている。設定レベル表示器７３は、警
報すべき下糸残量に基づいて設定される設定レベルを表
示するものである。なお、警報すべき下糸残量と設定レ
ベルとの間には、図示しない所定のテーブルによって対
応関係が与えられている。

【００１６】また、設定レベル表示器７３の下には、上
記設定レベルを上昇させる設定レベルアップキー７５、
および上記設定レベルを低下させる設定レベルダウンキ
ー７７が設けられている。

【００１７】表示パネル７にはこの他、上記設定レベル
に関連する装置として、下糸残量が設定レベルを下回っ
たときに点灯する下糸警告灯７９、同じく下糸残量が設
定レベルを下回ったときに警報音を発生するブザー８１
が設けられ、さらに、ブザー８１を停止するリセットキ
ー８３、および検知棒５３の上部先端がボビン４５の軸
面に当接したときの、ホール素子５８の発生電圧を記憶
させる０％設定キー８５がそれぞれ設けられている。

【００１８】次に、検知部５および表示パネル７は、図
５に示すように制御回路９に接続され、これによって下
糸残量の算出および警報の発生が行われる。制御回路９
は、外部機器との信号の入出力を行うＩ／Ｏポート９
１、各種演算処理が行われるＣＰＵ９３、後述する下糸
残量検出処理に用いられる各種プログラムが記憶された
ＲＯＭ９５、各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ９
７、並びにＩ／Ｏポート９１，ＣＰＵ９３，ＲＯＭ９
５，およびＲＡＭ９７を電気的に接続して信号の送受信
を行なうバスライン９９を主要部とする周知の電子制御
回路である。

【００１９】Ｉ／Ｏポート９１には、表示パネル７より
設定レベルアップキー７５，設定レベルダウンキー７
７，リセットキー８３，および０％設定キー８５の操作
状態が入力され、さらに、ミシンアーム１０１の上軸の
回転を検出するロータリエンコーダ１０３の出力、およ
び増幅回路１０５，Ａ／Ｄ変換器１０７にて変換された
ホール素子５８の発生電圧がそれぞれ入力されている。

【００２０】また、Ｉ／Ｏポート９１からは、表示パネ
ル７の下糸残量表示器７１，設定レベル表示器７３，下
糸警告灯７９，およびブザー８１への駆動信号が出力さ
れ、さらに、ミシンアーム１０１の上軸を駆動するモー
タ１１１および検知部５のロータリソレノイド５７への
駆動信号が、駆動回路１１３および１１５を介してそれ
ぞれ出力されている。

【００２１】次に、このように構成された下糸残量検出
装置にて行われる下糸残量算出処理について図６および
図７を用いて説明する。なお、本実施例の下糸残量検出
装置は、縫製を開始する前に、先ず下糸４３が巻回され
ていない空のボビン４５を釜部３に装着し、外釜３１を
回動させずに０％設定キー８５，設定レベルアップキー
７５，および設定レベルダウンキー７７を操作して、次
に述べる所定の処理を施した上で使用される。

【００２２】ミシンの停止中に０％設定キー８５が操作
されると、制御回路９はロータリエンコーダ１０３の検
出信号よりミシン上軸の停止位置（位相）を検出し、そ
の位置がボビンケース３９の穴部３７の下方には外釜３
１のどの部分も配設されない所定の停止位置にあるか否
かを判別する。そして、穴部３７の下方に外釜３１が配
設されていない場合は上軸を回転させて外釜３１を上記
所定の停止位置で停止させる。これは０％設定キー８５
が操作される前に手動で上軸が回転され、検知棒５３が
穴部３７に挿入不可能となっている場合に対処するため
である。

【００２３】続いて、制御回路９はロータリソレノイド
５７を上述したように検知棒５３がボビン４５の支持軸
４１に当接する際に加わる衝撃をゼロにするようなシー
ケンスで励磁して、検知棒５３を穴部３７を通してボビ
ンケース３９内に挿入し、検知棒５３先端をボビン４５
の軸面に当接させる。このとき、ホール素子５８の発生
電圧は検知棒５３の挿入量に応じて図６に示すように変
化する。

【００２４】即ち、ロータリソレノイド５７が励磁され
る前は検知棒５３は待機位置Ａに配設され、ロータリソ
レノイド５７が励磁されると、検知棒５３の先端がボビ
ン４５の糸巻き面に当接する０％位置Ｂまで挿入され
る。このとき、ホール素子５８の発生電圧は検知棒５３
の挿入量に略比例して増大し、０％位置Ｂでは電圧ＶＢ
となる。制御回路９はこの電圧ＶＢをＲＡＭ９７に記憶
して後述の処理で使用する。

【００２５】続いて、０％設定キー８５から手を離す
と、制御回路９はロータリソレノイド５７を消磁して、
検知棒５３を待機位置Ａまで戻す。この途中で検知棒５
３は、検知棒５３の先端が外釜３１の回転軌跡外周と交
わる退避位置Ｃを通過する。検知棒５３が退避位置Ｃを
越えて釜部３に挿入された状態で外釜３１が回転する
と、検知棒５３と外釜３１とが衝突して互いに破損して
しまう。そこで、本実施例の下糸残量検出装置ではホー
ル素子５８の発生電圧が退避位置Ｃに対応する電圧ＶＣ
以下となるまでモータ１１１の駆動を禁止する。なお、
退避位置Ｃはミシンによって一律に決定するので、これ
に対応する電圧ＶＣは予めＲＯＭ９５に記憶されてい
る。

【００２６】一方、設定レベルアップキー７５または設
定レベルダウンキー７７が操作されると、設定レベルが
順次変更される。こうして所望の設定レベルが選択され
ると、電圧ＶＢよりもその設定レベルに対応した所定量
だけ低い電圧ＶＤが算出される。そして、後述するよう
に制御回路９は、ホール素子５８の発生電圧が電圧ＶＤ
を上回ると警報すべき下糸残量になったと判断するので
ある。

【００２７】このような処理を行った後、釜部３に下糸
４３が巻回されたボビン４５を新たに装着し、縫製作業
を開始する。制御回路９は縫製作業中ロータリエンコー
ダ１０３の検出信号を常時観察し、上軸が停止して外釜
３１が停止すると、次の下糸残量検出処理を実行する。
以下、図７のフローチャートに基づきこの下糸残量検出
処理について説明する。

【００２８】処理が開始されると、先ずロータリソレノ
イド５９を上述したように検知棒５３がボビン４５の軸
に当接する際に加わる衝撃をゼロにするようなシーケン
スで励磁する（Ｓ１）。上述したようにこのとき、外釜
３１は停止しているので、検知棒５３は穴部３７を通っ
てボビンケース３９内に挿入され、検知棒５３の先端は
ボビン４５に巻回された下糸４３に当接する。

【００２９】次に、ホール素子５８の発生電圧ＶＨを読
み込み（Ｓ３）、続いて、この発生電圧ＶＨが、設定レ
ベルに対応する上述の電圧ＶＤより大きいか否かを判断
する（Ｓ５）。発生電圧ＶＨが電圧ＶＤより大きく警報
すべき下糸残量となったと判断すると（Ｓ５：ＹＥ
Ｓ）、下糸警告灯７９を点灯すると共にブザー８１を駆
動する（Ｓ７）。次いで、発生電圧ＶＨを、０％位置Ｂ
に対応する上述の電圧ＶＢ、およびボビン４５に下糸４
３が最大に巻回された状態に対応する電圧ＶＥと比較
し、下糸残量を１００％スケールで算出する（Ｓ９）。
即ちＳ９が本発明の下糸残量算出手段に相当する処理で
ある。ここで、ボビン４５の鍔（フランジ）の大きさは
略規格化されており、検知棒５３先端がボビン４５に最
大に巻回された下糸４３に当接した場合の検知棒５３の
挿入量も、ミシンによって一律に決定される。このた
め、電圧ＶＥも電圧ＶＣと同様に予めＲＯＭ９５に記憶
されている。一方、発生電圧ＶＨが電圧ＶＤより小さい
場合は（Ｓ５：ＮＯ）、そのままＳ９へ移行する。

【００３０】そして、Ｓ９にて算出した下糸残量を下糸
残量表示器７１にて表示し（Ｓ１１）、ロータリソレノ
イド５７を消磁する（Ｓ１３）。続いて、ホール素子５
８の発生電圧ＶＨを新たに読み込み（Ｓ１５）、Ｓ１５
にて読み込んだ発生電圧ＶＨが、退避位置Ｃに対応する
電圧ＶＣを下回ったか否かを判断する（Ｓ１７）。検知
棒５３がまだ退避位置Ｃを通過しておらず、発生電圧Ｖ
Ｈが電圧ＶＣより高い場合は（Ｓ１７：ＮＯ）、再びＳ
１５へ移行する。

【００３１】即ち、Ｓ１３にてロータリソレノイド５７
が消磁されると、検知棒５３は待機位置Ａまで復帰する
が、検知棒５３が退避位置Ｃまで復帰しない状態で外釜
３１が回転すると、検知棒５３と外釜３１とが衝突して
互いに破損してしまうので、Ｓ１５およびＳ１７にて、
検知棒５３が退避位置Ｃを通過するまで待機するのであ
る。そして、検知棒５３が退避位置Ｃを通過して発生電
圧ＶＨが電圧ＶＣを下回ると（Ｓ１７：ＹＥＳ）、モー
タ１１１の再駆動を許可して（Ｓ１９）、この処理を終
了する。

【００３２】このように本実施例の下糸残量検出装置で
は、検知棒を挿入する際に検知棒５３がボビン４５の軸
に当接する際に加わる衝撃をゼロにするようなシーケン
スでソレノイドを励磁するので、下糸切れのトラブルを
効果的に防止することができる。また、検知棒５３とボ
ビン４５の不用意な衝突なくなるので、検知棒５３、ボ
ビン４５、ボビンケース３９、外釜３１などに加わる衝
撃もなくなり各部品の耐久性が増す。

【００３３】また本実施例の下糸残量検出装置では、糸
巻面の高さを検出して全ての巻量の下糸面に対して衝突
スピードをゼロにするように制御するのではなく、下糸
切れの特に頻繁に起こる下糸残量がほとんど無くなった
ときに的をしぼって、検知棒とボビンの衝突スピードを
ゼロにするように固定したシーケンスで制御しているの
で、簡単な構成でかつ簡単な制御のみで絶大な効果を生
み出している。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のミシンの下糸残量検出装置では、検知棒がボビン
軸に当接する際に加わる衝撃をゼロにするようなシーケ
ンスで制御し、簡単な構成にして効果的に下糸切れを防
止することができるので、下糸残量が少なくなると下糸
が検知棒とボビン軸の間に挟まれて切れたり、傷ついた
りすることがなくなる。従って、下糸残量検出装置を装
着することによってかえって作業効率を悪化させること
がなくなり、また縫製後の縫製物における糸切れトラブ
ルも防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す図である。

【図２】実施例の下糸残量検出装置の構成を表す正面図
である。

【図３】その下糸残量検出装置の検知部の構成を表す下
面図である。

【図４】その下糸残量検出装置の表示パネルを表す正面
図である。

【図５】その下糸残量検出装置の構成を概略的に表すブ
ロック図である。

【図６】検知棒の挿入量とホール素子の発生電圧との関
係を表す説明図である。

【図７】制御回路にて行われる下糸残量検出処理を表す
フローチャートである。

【図８】検知棒の駆動部の制御波形を表す波形図であ
る。

【符号の説明】

３釜部５検知部７表示パネル９制御回路３１外釜３７穴部３９ボビンケース４３下糸４５ボビン５３検知棒５７ロータリソレノイド５８ホール素子６２永久磁石７１下糸残量表示器７３設定レベル表示器７５設定レベルアップキー７７設定レベルダウンキー７９下糸警告灯８１ブザー８５０％設定キー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミシンの釜外部よりボビンの軸方向に挿
入可能な検知棒と、上記釜の開口部が上記検知棒の挿入可能角度に一致し、
検知棒が釜内部へ挿入可能な時には、上記ボビンに検知
棒を挿入して検知棒先端をボビンに巻回された下糸に当
接させた後、検知棒を釜の回転軌跡外へ退避させる検知
棒駆動手段と、前記検知棒先端を前記ボビンの下糸に当接させるスピー
ドを遅くする駆動制御手段とその検知棒駆動手段による
上記検知棒の挿入量に基づいてミシンの下糸残量を算出
する算出手段と、を備えたことを特徴とするミシンの下糸残量検出装置。
【請求項２】前記検知棒駆動手段をソレノイドから構
成し、前記駆動制御手段がそのソレノイドへの励磁信号
を駆動期間中に一回以上無励磁とすることを特徴とする
請求項１記載のミシンの下糸残量検出装置。