JPH0956950A - ミシンの下糸残量検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミシンを停止させることなく、検知棒の先端
をボビンに巻かれている糸の外周部に当接させて下糸の
残量を正確に検知する。 【解決手段】 ミシンの下糸が巻かれたボビンを収容す
る釜内に、検知棒を前進させて下糸残量を検知するミシ
ンの下糸残量検知装置で、釜に対して所定の位置に配設
され、検知棒を進退動させるリニアアクチュエータ１９
と、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量の検知
が可能な低速状態にある第１条件を判定する手段と、主
軸の回転に連動して回転する釜が、検知棒を導入可能な
回転角範囲にある第２条件を判定する手段と、第１条件
が満たされたらコントローラ１７のスタートスイッチ２
０を入れ、第２条件が満たされて回転角信号がリレー０
００１に入力されたらリニアアクチュエータを駆動させ
て下糸残量の検知動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンの下糸残量
検知装置、特にボビンに巻かれている下糸が無くなる前
に、下糸が規定量より少なくなったことを検知棒で検出
し、縫製品の縫い直しや、不良品の発生を防止するに有
効なミシンの下糸残量検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ミシンでは下糸を巻いたボビンはボビン
ケース内に収容され、このボビンケースはミシンの針棒
下部にある釜に装着されるため、通常縫製中は外部から
下糸残量を目で確認することができない。そこで、ミシ
ンの下糸が無くなる前に、下糸が少なくなったことを検
知できるようにする装置が開発され、使用されており、
その１つとしては、例えば実開昭６３−１３６５９１号
公報に開示されているものがある。

【０００３】この公報に開示されている下糸残量検知装
置は、縫合が完了しているミシンが定位置に停止する
と、ロータリソレノイド等の駆動手段が作動し、検知棒
を移動させてその先端を釜内のボビンに巻かれた下糸外
周部に接触させ、その後元の位置に復帰する往復運動を
させることにより、下糸の検知を行うようになってい
る。即ち、検知棒を往動させたときの移動距離が少なけ
れば下糸の残量が多く、その移動距離が徐々に大きくな
り、それが限界に達したときに、所定位置に取付けられ
ている前進検知用磁気センサが作動し、下糸消費検知信
号を発生し、下糸補充の必要性をオペレータに通知す
る。

【０００４】上記の如く、従来の下糸検知は、ミシンが
定位置に停止した状態で、即ち主軸の回転に連動して回
転する外釜を、その開口部が検知装置と一定の位置関係
になったところで停止させ、その状態で該開口部から検
知棒を挿入して行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
り複数組の短冊状の布を、途中で糸切り動作を行わずに
連続して縫製することが行われており、この場合１組目
の布の縫製が終わると、ミシンを停止させることなく次
の布を供給し、続けて縫製する作業が行われるので、縫
製の途中で下糸が無くなってしまうことが起こるという
問題があった。

【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、ミシンが動作中でも、検知棒を釜内
に導入して下糸残量を検出することができるミシンの下
糸残量検知装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ミシ
ンの下糸が巻かれたボビンが収容されている釜内に、外
釜の開口部から検知棒を前進させて下糸残量を検出する
ミシンの下糸残量検知装置において、釜に対して所定の
位置に配設され、検知棒を進退動させるリニアアクチュ
エータと、針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量
を検知可能な速度状態にあることを判定する第１判定手
段と、主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口
部からリニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な
回転角範囲にあることを判定する第２判定手段と、第１
判定手段による判定結果と第２判定手段による判定結果
とが同時に成立している時に、リニアアクチュエータを
駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段と、
を備えた構成とすることにより、前記課題を解決したも
のである。

【０００８】請求項２の発明は、ミシンの下糸が巻かれ
たボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検
知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量
検知装置において、釜に対して所定の位置に配設され、
検知棒を進退動させるリニアアクチュエータと、針を上
下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能な速度
状態にあることを判定する第１判定手段と、主軸の回転
に連動して回転する釜が、外釜の開口部からリニアアク
チュエータにより検知棒を前進可能な回転角範囲にある
ことを判定する第２判定手段と、第１判定手段による判
定結果と第２判定手段による判定結果とが同時に成立し
ている時に、リニアアクチュエータを駆動させて下糸残
量の検知動作を制御する制御手段と、リニアアクチュエ
ータを前進駆動させ、その可動部に固定されている検知
棒を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有る
ときと無いときの振動波をそれぞれ検出する手段と、を
備えていると共に、前記制御手段が、リニアアクチュエ
ータを前進駆動した際に上記振動波のいずれかが検出さ
れた時に、該リニアアクチュエータを後退駆動させる制
御を行うようにしたことにより、同様に前記課題を解決
したものである。

【０００９】請求項３の発明は、ミシンの下糸が巻かれ
たボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検
知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量
検知装置において、検知棒を進退動させる検知棒駆動手
段と、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能
な位置にあることを検出する手段と、検知棒を釜内に前
進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外
周に当接したことを検出する手段とを備え、上記外釜
が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、検知
棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下糸外
周に当接したことが検出された時に、該検知棒を後退さ
せる検知動作が実行されるようにしたことにより、前記
課題を解決したものである。

【００１０】請求項４の発明は、ミシンの下糸が巻かれ
たボビンが収容されている釜内に、外釜の開口部から検
知棒を前進させて下糸残量を検出するミシンの下糸残量
検知装置において、検知棒を進退動させる検知棒駆動手
段と、回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能
な位置にあることを検出する手段と、検知棒を釜内に前
進させた際に、その先端がボビンに巻かれている下糸外
周に当接したか、又は検知棒と共に移動する可動部がス
トッパ部に当接したことを検出する手段とを備え、上記
外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるときに、
検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端が下
糸外周に当接したか、又は可動部がストッパ部に当接し
たことが検出された時に、該検知棒を後退させる検知動
作が実行されるようにしたことにより、同様に前記課題
を解決したものである。

【００１１】即ち、請求項１の発明においては、確実に
検知棒の前進・後退動作を実行できる回転速度状態にな
っていることを第１判定手段で判定すると共に、回転し
ている釜が、ちょうど検知棒を釜内に前進できる回転角
度の範囲にあること、即ち釜の開口部分が検知棒の前進
位置に一致している範囲内にあることを第２判定手段で
判定し、この第１、第２の判定手段による判定結果が同
時に満たされているときにのみ、検知動作を行うように
したので、ミシンを停止させることなく、安全にしかも
確実に下糸残量を検知することができる。

【００１２】又、ミシンを停止させることなく下糸検知
を行うためには、検知棒を釜内に導入できるタイミング
を正確に掴むことは当然のこととして、検知棒を釜内に
前進・後退させる検知動作を縫製動作を阻害しない程度
の高速で実行させることが好適である。本発明において
は、検知棒の進退動をリニアアクチュエータで行うよう
にしたので、動作は検知棒の一端が固定された可動部を
前進・後退させるだけでよいことから、クランク機構等
の複雑な構造は不要となり、アクチュエータ自体を小型
にできると共に、検知棒を含む可動部を小型・軽量、例
えば２ｇ以下にすることができるため、高速の検知動作
を行わせることができる。

【００１３】即ち、前記実開昭６３−１３６５９１に開
示されている従来のミシンの下糸残量検知装置は、ロー
タリソレノイドや、プランジャマグネットを使用し、し
かも動作量を増幅するためにリンク機構を用いているた
め、可動部分の質量が大きく、それ故に検知棒を前進さ
せて検知動作を行った後、復帰動作に移るまでに長時間
を要することになり、その結果下糸を検知棒で押え付け
ている時間が長くなり、縫製動作を阻害する恐れが大き
いため、釜が回転している縫製動作中に下糸残量を検知
することは難しいのに対して、本発明にはこのような問
題はない。

【００１４】又、上記従来の下糸残量検知装置では、前
進検知用の磁気センサが、下糸が少なくなった場合のみ
作動するようになっているので、下糸残量が多いときは
下糸に検知棒が当接したとしても検知されないため、こ
の場合にも、長時間検知棒で下糸を押え付けることにな
ることから問題がある。これを解消するために、連続的
に検知棒の位置を検知できるように磁気抵抗素子を配設
することも考えられるが、この場合にも、検知棒を駆動
すると同時に磁気抵抗素子の抵抗値の変化を監視し、そ
の変化が所定の時間内に無いことから検知棒が下糸に接
触したという判断をする必要があるため、そのための時
間が必要となって、結局高速動作は難しい。

【００１５】又、請求項２の本発明においては、請求項
１と同様の下糸残量検知装置において、アクチュエータ
を前進駆動させ、その可動部に固定されている検知棒を
釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸が有るとき
と無いときの振動をそれぞれ検出できるようにし、アク
チュエータを前進駆動した際に上記振動のいずれかが検
出された時に、直ちに該アクチュエータを後退駆動させ
ることができるようにしたので、検知棒を前進させて、
釜内に導入して規定の下糸残量の有無を検知すると同時
に、該検知棒を迅速に後退させることができることによ
り、リニアアクチュエータによる検知動作を確実に、し
かも高速で実行することができる。

【００１６】又、請求項３の発明においては、回転して
いる外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置にあるこ
とを検出し、該開口部がその前進可能な位置になったと
きに、検知棒を釜内に前進させると共に、その先端がボ
ビンに巻かれている下糸外周に当接したことが検出され
た時に、該検知棒を後退させることができるようにした
ので、ミシンが縫製動作中の場合でも、検知棒の前進量
に基づいて下糸残量の検知を確実に行うことができる。

【００１７】又、請求項４の発明においては、同様に外
釜が回転中に検知棒を釜内に前進可能とし、その時に発
生する振動の違いにより規定量の下糸残量の有無を検出
できるようにすると共に、振動音が検出された時に検知
棒を後退させるようにしたので同様に、縫製動作中でも
下糸残量を検出することができる。

【００１８】又、請求項５のように、請求項３又は４の
下糸残量検知装置において、ミシン主軸の回転速度が、
前記検知動作が可能な速度範囲にあることを判定する手
段を備え、ミシン主軸の回転速度が上記速度範囲にある
と判定されたときに、検知動作が実行されるようになさ
れている場合には、検知棒駆動手段の性能に応じて確実
に検知動作が可能な回転速度になったところで、該動作
を行うことができるため、安全且つ正確に下糸残量を検
出することができる。

【００１９】又、請求項６のように、請求項１、２、３
又は４の下糸残量検知装置において、ボビンをボビンケ
ースに収容する場合、前記検知動作を、ボビンケースの
開口部と外釜の開口部とが一致しているときに実行する
ようになされている場合には、ボビンケースを使用する
通常のミシンでも動作中に下糸残量を確実に検出するこ
とができる。

【００２０】又、請求項７のように、請求項１、２、３
又は４の下糸残量検知装置において、検知棒を前進駆動
するタイミングを、ミシン主軸の回転角に対応するタイ
ミング信号に基づいて決定するようになされている場合
には、主軸の回転角を、例えばロータリエンコーダで検
出し、その検出位置から外釜の開口部が検知棒を前進可
能な位置関係にあるかを正確に決定できるので、動作中
でも確実に下糸残量を検知することができる。

【００２１】又、請求項８のように、請求項１、２、３
又は４の下糸残量検知装置において、検知した下糸残量
の程度を表示する検知レベル表示手段を備えている場合
には、作業者が下糸残量を容易に把握することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００２３】まず、本発明の第１実施形態を説明する当
り、ミシン動作中の下糸残量の検知動作を可能とする小
型・軽量で、且つ高速動作が可能であり、下糸を傷付け
ることなく、正確にその残量を検出することができるリ
ニアアクチュエータをハード本体とする下糸残量検知装
置について詳細に説明する。なお、このリニアアクチュ
エータをハード本体とする下糸残量検知装置は、特願平
６−１６７０６８号で本出願人が既に提案している。

【００２４】図１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞ
れこの下糸残量検知装置（リニアアクチュエータ）の平
面図、Ｂ−Ｂ断面図及び正面図である。又、図２は、こ
の検知装置を一部破断して示した斜示図である。図中、
符号１は検知棒軸受であり、２Ａ、２Ｂは後述するコイ
ル５Ｂが移動できるスパン内で、ほぼ均一な磁界を与え
る永久磁石であり、３Ａ、３Ｂは永久磁石２Ａ、２Ｂそ
れぞれの内側に存在する空間、４は永久磁石２Ａ、２Ｂ
に平行な鉄心であり、永久磁石２Ａ及び２Ｂは両者共こ
の鉄心４に同じ磁極面を向けている。

【００２５】符号５は、鉄心４上を自由に滑動すること
ができるコイル組立体で、このコイル組立体５はコイル
ボビン５Ａと、通電時にリニア直流モータの動作原理に
基づき直線的な推力を得るためのコイル５Ｂより構成さ
れている。符号６Ａ、６Ｂは上記コイル組立体５を図１
（Ａ）の右端に付勢する復帰ばね（一点鎖線で示し
た）、７は後端が上記コイル組立体５に固定され、その
先端が該コイル組立体５の移動時に釜の開口部を通して
その内部にあるボビンに巻かれている下糸の外周部に当
接するように移動する検知棒である。

【００２６】符号８は抵抗変化や圧電素子又は電気容量
の変化等を利用して圧力を検知する圧力センサであり、
９は後退端を規定するヨーク１０Ａに固定され、コイル
組立体５の移動を案内する役割を果たす下部案内棒であ
る。

【００２７】上記ヨーク１０Ａは鉄心４の長さ方向側面
に接し、ヨーク１０Ｂは永久磁石の第２磁極面側とヨー
ク１０Ａの側端面に接しており、これらは永久磁石から
出て永久磁石に戻る磁束の通路となるだけでなく、下糸
残量検知装置の枠体を構成している。

【００２８】上記下糸検知装置においては、上述した永
久磁石２Ａ、２Ｂ、空隙３Ａ、３Ｂ、鉄心４、コイル組
立体５及びヨーク１０Ａ、１０Ｂは、リニアモータを構
成している。この検知装置は、図３に符号Ａで示すよう
に、ミシン内部で、下糸１１が巻かれているボビン１２
が収容されている釜１４に近接する位置に取付けられ、
釜１４が停止しているときに、下糸検知を行う場合、図
３（Ａ）に示す検知動作開始前の状態から、コイル組立
体５のコイルに所定方向に電流を流すことにより、該組
立体５を前進させると、検知棒７が同図（Ｂ）又は
（Ｃ）のように釜１４内に挿入され、下糸１１の検知が
行われる。その際、図３（Ｂ）のように下糸１１が十分
に残っているときには、検知棒７の先端が下糸１１の外
周部に衝突し、小さい振動波が生じるが、同図（Ｃ）の
ように規定の長さ以下になると下糸の巻径が小さくなる
ため検知棒７の先端が届かなくなり、その結果コイル組
立体５自体が前方のヨーク（枠体前端部）１０Ａに衝突
し、機械的な強い衝撃音（振動波）が発生する。このよ
うに、検知棒７を前進動作させたときの振動波の強弱に
より、下糸の有無を検出することができる。

【００２９】そこで、上記下糸検知装置では、図４に、
ミシン本体の取付部材１３に取付けられている状態を示
すように、ヨーク１０Ｂの外側に振動波検出素子（圧電
素子等からなる超音波センサ）１５が取付けられ、該振
動波検出素子１５で検出される振動波を、図５の回路図
に示した基準電圧の異なる２種類のコンパレータを使用
して識別し、下糸の検知を行っている。

【００３０】即ち、図５の上段に示した基準電圧１００
ｍＶに設定したコンパレータと、下段に示した基準電圧
６００ｍＶに設定したコンパレータの一方の入力端子
に、超音波センサ１５からの検出信号が入力されるよう
になっている。これらコンパレータの出力は、それぞれ
別個のモノステーブル・マルチバイブレータ（ワンショ
ット）ＬＭ５５５の入力に接続され、ワンショットの出
力を図示しない判定回路で識別する。

【００３１】図６は、可動部（コイル組立体）５が超音
波センサ１５から上記振動波識別回路に入力されたとき
に得られる、基準電圧が異なる２つのコンパレータと、
２つのワンショットの出力波形を示し、この図から検知
棒が前進して下糸１１に当たったときと、コイル組立体
５が復帰して後ろの壁（枠体後端部）に当たったときに
は、基準電圧１００ミリＶに設定した側のワンショット
のみがパルスを出力する。

【００３２】一方、規定より下糸が少なくなったとき
は、強く付勢されたコイル組立体５が前進して前の壁に
当たったときには振動波が最大値７００ミリＶに達する
ため、基準電圧を１００ミリＶに設定した側のワンショ
ット及び基準電圧６００ミリＶに設定した側のワンショ
ットの両方が出力パルスを送出する。従って、上で詳述
した本出願人が既に提案している下糸残量検知装置は、
上記２つのワンショット回路の出力の有無と、コイル組
立体の前進・復帰動作制御とを組合せることにより、下
糸の有無及び可動部の前進・後退が正しく実行されたか
否かを、単一の超音波センサ１５で確実に識別すること
ができる。

【００３３】以上、本実施形態の下糸残量検知装置の主
なハード構成と、その基本動作原理を説明したが、以下
に本実施形態の下糸残量検知装置の特徴について詳述す
る。

【００３４】図７は、本実施形態の下糸残量検知装置を
構成する振動検出部とリニアアクチュエータの駆動制御
部の要部を示す回路図、図８は、リニアアクチュエータ
と下糸を巻いたボビンを収容する釜との位置関係を示し
た概略断面図である。

【００３５】本実施形態の下糸残量検知装置は、ミシン
の主制御装置（図示せず）において、第１条件として、
針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能
な低速状態にあることを判定する第１判定手段と、第２
条件として、主軸の回転に連動して回転する釜が、その
開口部からリニアアクチュエータにより検知棒を導入可
能な回転角範囲にあることを判定する第２判定手段とが
組み込まれており、これら両判定手段による判定結果で
ある上記第１条件と第２条件とが同時に成立している時
にのみ、以下のようにリニアアクチュエータを駆動させ
て下糸残量の検知動作を制御するようになっている。

【００３６】又、本実施形態では、図７に示したコンパ
レータ・ワンショット回路１６Ａは、動作時の振動波検
出回路で、前記図５の上段に示したコンパレータの設定
基準電圧が１００ｍＶに設定してある回路に相当し、コ
ンパレータ・ワンショット回路１６Ｂは、下糸無し時の
振動波検出回路で、同じく図５の下段に示したコンパレ
ータの基準電圧が６００ｍＶに設定してある回路に相当
する。

【００３７】本実施形態の下糸残量検知装置は、上記図
７に示すように、超音波センサ（振動波検出手段）１５
から入力される検出信号のレベルを、１００ｍＶの基準
レベルと比較し、その基準レベルを越えている場合に
は、ワンショット信号を出力するコンパレータ・ワンシ
ョット回路１６Ａと、６００ｍＶの基準レベルと比較
し、その基準レベルを越えている場合には、ワンショッ
ト信号を出力するコンパレータ・ワンショット回路１６
Ｂと、これらワンショット回路１６Ａ、１６Ｂからの信
号入力等に基づいて後述する各種の制御信号を生成する
プログラマブルコントローラ（ＣＴＬ）１７と、該コン
トローラ１７からの制御信号に基づいて制御されるアク
チュエータドライバ１８と、該ドライバ１８により制御
駆動されるリニアアクチュエータ１９（前記図３等で符
号Ａで示したものに当る）を主要部として備えており、
又、上記プログラマブルコントローラ１７にはスタート
とリセットを指示するスタートスイッチ２０が取付けら
れている。

【００３８】本実施形態は、いわゆる水平釜ミシンに適
用された下糸残量検知装置であり、上記リニアアクチュ
エータ１９は、釜に対して図８に示すような位置に配置
されている。即ち、図中２１は、釜軸台であり、該釜軸
台２１に支持されている軸を中心に外釜１４は矢印方向
に回転するように軸支され、その斜め右上方向に超音波
センサ１５が付設されたリニアアクチュエータ１９が配
設されている。又、図中、斜線部２２は、外釜１４の上
糸釜越部、２３は縫製時に上糸を引掛ける剣先部であ
る。

【００３９】本実施形態では、スペースの関係上、リニ
アアクチュエータ１９は図８のような配置位置となる。
又、通常ミシンでは主軸が１回転する間に外釜１４が２
回転するようになっている。そのため、外釜１４の剣先
部２３と、上糸釜越部２２を避けて検知棒を下糸釜内に
前進できるのは、ミシンの上軸（主軸）の回転角度で１
６５°〜２５５°と３４５°〜７５°の間で、それぞれ
９０°である。この角度範囲は、図８においてはリニア
アクチュエータによる検知棒７の前進位置Ａが外釜１４
の内部に挿入できるＢ〜Ｃの１８０°の範囲内にあるこ
とに相当し、時間的には上軸の回転数が３００ｒｐｍの
時であれば、５０ｍ秒の期間に相当する。本実施形態で
使用するリニアアクチュエータ１９は、検知棒７を含む
可動部分の質量が２ｇ以下と小さいこともあって、駆動
開始から復帰までに１８ｍ秒以下で作動するため、前記
回転数３００ｒｐｍのミシンの回転中にも下糸残量を確
実に検知できるようになっている。

【００４０】なお、実際には、回転角範囲が前記１６５
°〜２５５°では上糸が釜を潜り抜けている期間に含ま
れるため、この間にアクチュエータを作動させると上糸
が検知棒７に引掛ってしまうため、ここでは主軸が３４
５°〜７５°の角度範囲にあるときにアクチュエータ１
９を作動させることになる。但し、この期間は、下糸が
繰り出されている期間にあたるため、通常のソレノイド
では下糸への当接時間が長く縫製に問題を生じるが、本
実施形態では作動部分質量を小さくし、検知棒が下糸に
当接した時の振動波を捕らえて直ちに後退させるように
したことから、縫い品質に影響を与えることなく、ミシ
ンの回転中でも下糸残量を検知することができるように
なっている。

【００４１】本実施形態においては、前記ＣＴＬ１７の
タイマを使ってリニアアクチュエータ１９の駆動と下糸
検知動作の正異常の検出をも行うようになっており、こ
れを図９〜図１２のタイムチャートを用いて（１）アク
チュエータの前進と後退の駆動出力の発生、及び下糸が
有るときの正常動作の判定、（２）下糸無しの判定、
（３）後退動作異常の判定、（４）前進動作異常の判定
のそれぞれに使用される制御信号の生成について説明す
る。

【００４２】本実施形態の検知装置では、下糸が規定量
より少ないときにコイル組立体５が前の壁（ヨーク１０
Ａ、前端部）に当たる寸前にアクチュエータドライバ１
８に出力される前進信号がオフとなるように設定されて
いる。

【００４３】ミシン本体の制御装置から、主軸の回転速
度が下糸検知可能な低速状態、例えば３００ｒｐｍにな
った時に、スタート信号が入力され、スタートスイッチ
２０がオンになる。スタートスイッチ２０がオンになる
と、ＣＴＬ１７の入力リレー０００１がオンとなり、プ
ログラムがスタートする。

【００４４】このように、ミシンの主軸回転数（回転速
度）が規定回転数以下となると、主軸回転角度が３４５
°〜７５°の間だけ回転角信号（検出可能信号）が、ミ
シン本体の制御回路からプログラマブルコントローラ１
７の入力リレー０００１に出力される。この回転角信号
は、通常１回出力すればよいが、規定回転数以下の回転
状態が長く続くようであれば、更に何回か出力してもか
まわない。ミシンの主軸回転数が規定回転数以上とな
り、再び規定回転数以下となったときに、回転角信号を
出力するという動作が繰り返される。

【００４５】図９において、回転角信号が出力され、プ
ログラマブルコントローラ１７の入力リレー０００１が
オンになると、前進駆動タイマＴ０００がスタートす
る。このタイマＴ０００がオンになると、前進終了タイ
マＴ００１、後退駆動タイマＴ００２、後退終了タイマ
Ｔ００３、衝突待ちタイマＴ００４及びリセットタイマ
Ｔ００５が、この順で順次スタートするようにプログラ
ムされている。

【００４６】又、前進駆動タイマＴ０００がオン、前進
終了タイマＴ００１がオフ、前進チェック用の内部リレ
ー１１０２がオフのＡＮＤで出力リレー０５００がオン
となり、この出力リレー０５００がオンとなった時にリ
ニアアクチュエータ１９でコイル組立体の前進が始ま
る。そして、検知棒７の先端が下糸に当接すると、前記
コンパレータ・ワンショット回路１６Ａから動作信号が
出力される。この信号がコントローラ１７に入力される
ことにより、入力リレー０００２がオンとなると、内部
リレー１１０２がオンに保持される。そして、上記の如
くタイマＴ０００がオン、タイマＴ００１がオフ、内部
リレー１１０２がオフのＡＮＤで出力リレー０５００が
オンとなるから、内部リレー１１０２がオンになると、
出力リレー０５００がオフとなって、前進駆動が中断さ
れる。

【００４７】前進動作エラーでワンショット回路１６Ａ
からの動作パルス信号が出力されない場合には、タイマ
Ｔ０００がオンになった時からタイマＴ００１がオンに
なるまでの間だけ、出力リレー０５００がオンとなり、
次に、後退開始タイマＴ００２がオンになるまでは、駆
動を中断する。これは、アクチュエータドライバーがバ
イポーラ駆動方式のため、ドライバー回路が一時的にシ
ョート状態となるのを防止するための時間である。

【００４８】タイマＴ００２がオンになったときからタ
イマＴ００３がオンになるまでの間、後退動作用の出力
リレー０５０１がオンとなり、コイル組立体の後退駆動
が行われる。

【００４９】コイル組立体が後退して後部筐体に衝突す
ると、前記ワンショット回路１６Ａからの動作信号が再
び出力され、入力リレー０００２がオンとなる。これに
より、後退チェック用の内部リレー１１０３がオンとな
っている状態が保持される。なお、この内部リレー１１
０２又は内部リレー１１０３がオフで、且つタイマＴ０
０４がオンになっていることにより、動作異常信号用の
内部リレー１１０５がオン状態を保持するようになって
いる。従って、正常動作の場合は、この内部リレー１１
０５がオフのままで動作異常信号用の出力リレー０５０
３はオンにならず、動作エラー信号は出力されず制御を
終了して初期状態に戻る。

【００５０】本実施形態においては、上記のようにＣＴ
Ｌ１７により、リニアアクチュエータを前進駆動させ、
検知棒７を釜内に前進させた際に生じる、規定量の下糸
が有るときの振動が検出された時に、直ちに該リニアア
クチュエータを後退駆動させる制御を行うようになされ
ているため、下糸残量の検知動作を高速に実行できるよ
うになっている。そして、次の下糸無しの場合も同様の
制御が行われる。

【００５１】図１０は、下糸無しのときに生成される信
号を示し、コンパレータ・ワンショット回路１６Ｂから
パルス信号が出力されてＣＴＬ１７の入力リレー０００
２がオンになると、ＣＴＬ１７の内部リレー１１００が
オン状態に保持され、その結果出力リレー０５０２がオ
ンとなり下糸無しの信号を出力し、その表示がされる。

【００５２】図１１は、後退動作エラーのときに生成さ
れる信号を示し、上述した如く、入力リレー０００２に
２回目のパルスがタイマＴ００２オンからＴ００４オン
までの間に入力されないと、内部リレー１１０３が保持
されず、後退異常信号用の内部リレー１１０５が保持状
態となり、出力リレー０５０３をオンさせて動作エラー
信号を出力し、その表示がされる。

【００５３】図１２は、前進動作エラーのときに生成さ
れる信号を示し、入力リレー０００２はパルス信号が入
力されないため、内部リレー１１０２及び１１０３等に
保持されない。従って内部リレー１１０５が保持状態と
なり、出力リレー０５０３をオンさせて動作エラー信号
を出力する。

【００５４】図１３は、以上詳述した図９〜図１２のタ
イムチャートに示した制御信号により実行される駆動動
作と、判定動作とを時間の流れに従ってまとめて示した
フローチャートであり、ステップＳ１〜Ｓ１１の順に動
作が実行され、ミシンの動作中に下糸残量の有無と、前
進・後退の動作異常の検出が行われる。

【００５５】即ち、ミシンの主制御装置により検知動作
が可能な低速回転状態になったと判定され、下糸検知動
作のスタート信号が入力リレー０００１に入力され、ス
タートを開始した後、上記主制御装置から、検知棒を前
進可能な回転角の範囲にあるという回転角信号が入力さ
れると（ステップＳ１）、前進駆動タイマＴ０００がオ
ンになる（ステップＳ２）。この前進駆動タイマがオン
になると、前進信号が出力リレー０５００から出力さ
れ、前記タイマがオンの間でもワンショット回路１６Ａ
から動作パルス信号（振動検出信号）が入力リレー００
０２に入力されると強制的に前進駆動をオフにする（ス
テップＳ３、Ｓ４）。前進駆動タイマがオンの間中、前
進信号を出力しても動作信号が出力されないときは（ス
テップＳ３）、前進エラー、即ち動作エラー信号を出力
して表示する（ステップＳ５、Ｓ６）。

【００５６】前記ステップＳ４で前進駆動タイマをオフ
にした後、後退駆動タイマＴ００２をオンにすると（ス
テップＳ７）、該タイマがオンの間、後退信号が出力さ
れるが、動作信号が入力され、入力リレー０００２がオ
ンとなると正常動作が完了となる（ステップＳ８）。ス
テップＳ８で動作信号が入力されなければ後退エラー、
即ち動作エラーを出力する（ステップＳ９、Ｓ６）。
又、ステップＳ２で前進駆動タイマがオンの間に大きな
振動波を検出し、ワンショット回路１６Ｂから信号が入
力されると、糸無し信号用入力リレー０００３がオンと
なり、下糸無し信号を出力し（ステップＳ１０、Ｓ１
１）、下糸エラーを出力して表示する（ステップＳ１
１）。

【００５７】以上詳述した如く、本実施形態において
は、縫製動作に影響を及ぼさないミシンの回転速度のと
きで、且つ主軸の回転角が外釜の開口部が検知棒を前進
可能な範囲にあるときに、下糸残量の検知動作を行うと
共に、可動部が前進を阻まれたときに発する振動波を捕
らえたら、直ちに前進駆動をオフにして後退させるよう
にしたので、ミシンを停止させることなく下糸残量を確
実に検知することができる。

【００５８】図１４は、本発明に係る第２実施形態の下
糸残量検知装置の概略構成を示すブロック図であり、図
１５は検知部と釜との関係を示した断面図で、図１６は
その正面図である。

【００５９】本実施形態の下糸残量検知装置は、図１４
に示すように、検知棒３１と検知棒駆動装置３２とから
なる検知部３３を備え、後述する検知動作により釜３４
の内部に検知棒３１を前進させ、そのときの検知棒３１
の前進量を前進量検出部３５で検出し、その検出結果か
ら下糸残量算出部３６で上記釜３４に収容されているボ
ビン３７に巻かれている下糸の残量を検出するようにな
っている。

【００６０】又、上記検知部３３は、主制御装置３８に
より検知動作が制御されるようになっており、この主制
御装置３８には、回転している外釜の開口部が、検知棒
３１を前進可能な位置関係にあることを検出する開口部
位置検出部３８Ａ、検知棒３１を釜内に前進した際に、
その先端がボビンに巻かれている下糸外周に当接したこ
とを検出する検知棒当接検出部３８Ｂ、ミシン主軸の回
転速度が、前記検知動作が可能な速範囲にあることを判
定する主軸回転速度判定部３８Ｃとが内蔵されている。

【００６１】まず、図１５、図１６を参照して、上記検
知部３３及び該検知部３３と釜３４との関係について詳
述する。

【００６２】上記検知部３３は、ミシン本体の固定板４
０に取り付けられ、該検知部３３はガイド４２に図中上
下方向に案内される検知棒３１と、該検知棒３１をアー
ム４４を介して前進・後退駆動するロータリソレノイド
（検知棒駆動手段）４６とを備えており、該アーム４４
の先端には検知棒３１が固定された検知棒ホルダ４７が
回動自在に接続されている。又、この検知棒３１の中央
部には先端に永久磁石４８が固定された磁石ホルダ５０
が取り付けられ、この磁石ホルダ５０と検知棒ホルダ４
７との間には、検知棒３１を間にして２本のバネ５２が
架設されている。又、図１６から判るように、上記永久
磁石４８は、ホール素子５３に対向して設けられ、該ホ
ール素子５３の発生電圧は検知棒３１の移動量に応じて
変化するので、その発生電圧に基づいて検知棒３１の前
進量を検出できる。

【００６３】又、図１５の上段には、上記検知部３３に
より下糸残量が検出されるボビンが収容された釜３４を
示してあり、この釜３４はミシン主軸の回転に伴う針の
上下動に同期して回転可能な外釜５４と、該外釜５４の
内側に静止状態で保持されている内釜５６とを備えてい
る。又、この内釜５６の内側には、側面に開口部５８が
形成されたボビンケース６０が着脱可能に装着され、該
ボビンケース６０には下糸６１が巻かれたボビン３７が
着脱と回転が可能な状態で収容されるようになってい
る。

【００６４】本実施形態においては、後に詳述するよう
に、ロータリソレノイド４６により検知棒３１を前進駆
動させた場合にそれが釜内に前進可能なように、前記図
１５に２点鎖線で示した検知棒３１の前進位置に、外釜
５４に形成されている外釜開口部６２及び上記ボビンケ
ース６０の開口部５８が一致するタイミングを検出し、
このタイミングの時にのみ上記検知部３３を駆動して検
知棒３１により下糸残量の検出を行うようになってい
る。

【００６５】この検知動作を説明すると、ボビンケース
の開口部５８及び外釜開口部６２が図１５に示すような
位置関係になったら、ロータリソレノイド４６を励磁し
てアーム４４を左廻りに回動し、検知棒ホルダ４７を上
方に移動させることにより、バネ５２を介して磁石ホル
ダ５０及びそれに固定された検知棒３１を矢印で示した
上方に移動させる。

【００６６】その結果、検知棒３１は上記２点鎖線で示
したように、２つの開口部５８、６２を通して釜内に前
進し、検知棒３１の先端はボビン３７に巻回された下糸
６１に当接する。従って、このときの検知棒３１の位置
をホール素子５３により検出すれば、下糸６１の残量を
求めることができる。又、検知棒ホルダ４７と磁石ホル
ダ５０との間にバネ５２が介在しているので、検知棒３
１が下糸６１の外周に当接する際の衝撃を緩和すること
ができるようになっている。

【００６７】上記のように検知棒３１が下糸６１の外周
に当接した後、ロータリソレノイド４６を消磁すると、
内蔵されているバネ（図示せず）の作用によってアーム
４４が元の位置に復帰するため、検知棒３１も元の位置
に移動して検知棒ガイド４２の内側に収まって１回の検
知動作は終了する。

【００６８】図１７、本実施形態の下糸残量検知装置が
適用されるミシンの全体構成の概略を示したブロック図
である。

【００６９】前記図１４に示したように、検知部３３は
主制御装置３８に信号の送受信が可能な状態で接続され
ている。そして、この主制御装置３８は、外部機器との
信号の入出力を行うＩ／Ｏポート６４、各種演算処理が
行われるＣＰＵ（中央演算処理装置）６６、前記開口部
位置検出部３８Ａ、検知棒当接検出部３８Ｂ、主軸回転
速度判定部３８Ｃで実行される処理に用いられるプログ
ラムや、後述する下糸残量検知処理に用いられる各種プ
ログラムが記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）
６８、各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）７０を備え、上記Ｉ／Ｏポート６４
とＣＰＵ６６、ＲＯＭ６８、ＲＡＭ７０は、バスライン
で電気的に接続され、信号の送受信が行われるようにな
っている電子制御回路である。

【００７０】上記主制御装置３８は、ミシン全体の動作
を制御する働きをし、Ｉ／Ｏポート６４からはミシンヘ
ッド７２の主軸を回転するモータ７４を駆動するための
駆動回路７６に制御信号を出力し、又、該Ｉ／Ｏポート
６４には、ミシンの縫製動作を起動するためのペダル７
８からのオンオフ信号や、ロータリエンコーダ８０によ
り検出さたミシンヘッド４２の主軸の回転角が入力され
るようになっている。そして、前記検知部３３に対して
は、主制御装置３８からロータリソレノイド４６の駆動
回路８２に対して制御信号が出力され、ホール素子５３
からは検出電圧が、増幅回路８４で増幅され、Ａ／Ｄ変
換器８６で直流電圧に変換された後、同制御装置３８に
入力されるようになっている。

【００７１】又、このミシンは、表示パネル９０（具体
的な構造の図示は省略する）を備えており、該表示パネ
ル９０には検出した下糸残量の程度を表示する検出レベ
ル表示器９１が設けられており、上記主制御装置３８
は、この表示パネル９０との間でも信号の送受信が行わ
れるようになっている。

【００７２】この表示パネル９０には、上記表示器検出
レベル９１の他に、その検出レベルを設定・変更する際
等に使用する設定操作キー９４、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９２、同じく
残量が設定レベルを下回ったときに点灯する下糸警告ラ
ンプ９３、ブザー９２を停止するリセットキー９５、及
び検知棒３１の先端が、下糸が無いときのボビン３７の
糸巻き面に当接したときのホール素子５３の発生電圧を
記憶させる０％設定キー９６、及びボビン３７に下糸を
最大に巻いたときの発生電圧を記憶させる１００％設定
キー９７がそれぞれ設けられている。

【００７３】本実施形態においては、まず縫製を開始す
る前に、下糸６１が巻回されていない空のボビン３７を
釜３４内に装着し、外釜５４が停止している状態で０％
設定キー９６を操作して検知部３３を駆動することによ
り、検知棒３１と開口部５８及び外釜開口部６２とが図
１５に示した一致した状態のときのホール素子５３の発
生電圧をＲＡＭ７０に記憶する。図１８は、ロータリソ
レノイド４６を励磁して、検知棒３１を釜３４内に挿入
したときのホール素子５３の発生電圧を示し、検知棒３
１の前進量に応じてほぼ直線的に変化することが示され
ている。即ち、図中ａは、ロータリソレノイド４６が励
磁される前の検知棒３１の待機位置に、ｄは検知棒３１
の先端がボビン３７の糸巻き面に当接する０％位置にあ
たり、Ｖａ、Ｖｄはそれぞれの位置での発生電圧を表わ
している。

【００７４】上記０％設定が終了した後、下糸３２が最
大に巻かれたボビンを釜３４内に装着し、前記１００％
設定キーを操作して１００％位置でのホール素子５３の
出力電圧を同様にＲＡＭ７０に記憶する。この１００％
位置は図１８のｂにあたり、そのときの発生電圧はＶｂ
である。以上のように求めた０％と１００％の各位置で
の電圧Ｖｂ、Ｖｄは、前記検出レベル表示器９１の表示
のために行う演算処理に使用する。

【００７５】又、前記設定操作キー９０を使用して、下
糸残量が規定量に達したことを判定するための判定電圧
を設定する。この判定電圧は、図１８中でｃの位置のＶ
ｃにあたり、検出時のホール素子５３の発生電圧がこの
Ｖｃに達すると、ブザー９２を発生し、下糸警告ランプ
９３を点灯させるようになっている。

【００７６】以上の準備操作を行った後、前記ペダル７
８を踏んで縫製を開始すると、図１９のフローチャート
に従って検知動作が実行される。

【００７７】まず、ペダルが踏まれてペダル信号がＯＮ
の状態にある時に、ミシンの回転数（速度）が所定の回
転数以下になったことを判定する（ステップＳ２０、Ｓ
２１）。この判定は、前記主軸回転速度判定部３８Ｃに
おいて、駆動装置の性能等を考慮して予め設定してある
基準回転数と、ロータリエンコーダ８０から入力される
回転角信号から求められる実回転数（回転速度）と比較
して行われる。

【００７８】上記ステップＳ２１でミシン回転数が基準
以下にあると判定されたときは、ボビンケースの開口部
５８と外釜開口部６２とが検知棒３１の前進可能位置に
達したことを検出する（ステップＳ２２）。この位置検
出は、前記検知棒当接検出部３８Ｂにより、ロータリエ
ンコーダ８０から入力されるミシン主軸の回転角信号
（タイミング信号）が、予め設定してある基準値に達し
たことから検出できるようになっている。

【００７９】上記ステップＳ２１、Ｓ２２により、２つ
の条件が満足されたときは、ロータリソレノイド４６を
励磁し（ステップＳ２３）、検知棒３１をボビンケース
の開口部５８と一致している外釜開口部６２から導入
し、そのときのホール素子５３の実際の発生電圧Ｖｒを
微小周期で読み込み（ステップＳ２４）、それをＲＡＭ
７０に記憶させると共に、検知棒３１の先端が下糸の外
周に当接したことを検出する（ステップＳ２５）。

【００８０】この検出は、前記検知棒当接検出部３８Ｂ
において実行され、微小周期毎に順次読み込まれるホー
ル素子５３の発生電圧の単位時間当たりの変化を算出
し、その変化量が予め設定してある基準値を下回ったこ
とから検出される。

【００８１】上記ステップＳ２５で検知棒３１の先端が
下糸の外周に当接したことが検出されると、直ちにロー
タリソレノイド４６は消磁され、該検知棒３１は元の待
機位置に戻る。

【００８２】次いで、下糸当接時に読み込まれたホール
素子５３の発生電圧Ｖｒと、基準電圧Ｖｃとを比較し
（ステップＳ２７）、Ｖｒ≧Ｖｃのときは、ブザー９２
を起動させ、下糸警告ランプ９３を点灯させる（ステッ
プＳ２８）。上記ステップＳ２７でＶｒ＜Ｖｃのとき
は、前記ステップＳ２０に戻って以上の操作を繰り返
す。

【００８３】以上詳述した如く、本実施形態によれば、
ミシン主軸の回転数が測定可能な低速で、且つ検知棒を
釜３４内に前進可能な回転角の範囲（ボビンケースの開
口部５８、外釜開口部６２が検知棒３１の前進可能位置
に一致した状態）に釜３４が到達したことを条件に、検
知部３３により検知動作を開始させ、且つ検知棒３１の
先端が下糸の外周に当接すると同時に該検知棒３１を後
退させて元の位置に復帰させるようにしたので、可動部
を極めて軽量にできるリニアアクチュエータを使用する
前記第１実施形態の場合程の高速時には適用できない
が、同様に縫製動作中、即ち釜３４が回転しているとき
でも下糸残量の検知を行うことが可能となる。

【００８４】又、本実施形態によれば、作業者が意識す
ることなく定期的に下糸残量を検出することができるた
め、途中で糸切れ状態になることを確実に防止すること
ができる。

【００８５】図２０は、本発明に係る第３実施形態の下
糸残量検知装置が備えている検知部を示す前記図１５に
相当する断面図である。

【００８６】本実施形態の検知部３３は、検知棒３１を
案内するためのガイド４２の先端部に超音波センサ９８
が付設され、且つガイド４２の内側先端部に、規定量以
下の下糸残量になると検知棒３１の先端が下糸に当接す
るより前に、磁石ホルダ５０が当接するストッパ９９が
設けられている以外は、実質的に前記第２実施形態の検
知部３３と同一である。

【００８７】又、本実施形態では、前記主制御装置３８
に上記超音波センサ９８からの検出信号が入力されるよ
うになっており、この信号に基づいて、前記検知棒当接
検出部３８Ｂでは検知棒３１の先端が下糸に当接したこ
とを検出し、又、下糸残量が規定量以下になったことの
判断も行われるようになっている。

【００８８】即ち、下糸残量が規定以上のときは、検知
棒３１の先端が下糸の外周に当接するため、周期が長い
小さい振動が発生し、規定を下回ると磁石ホルダ５０が
ストッパ９９に当接するため、周期が短い大きな振動が
発生する。従って、超音波センサ９８で検出された超音
波信号が、主制御装置３８に入力されると同時に、検知
棒３１を後退駆動させると共に、入力された超音波信号
の振幅の大きさや周期の違いから、周波数解析を、例え
ばＦＦＴ（高速フーリエ変換）で行い、得られる周波数
特性から、検出された振動がいずれに起因するものかを
判定することにより、下糸残量の有無を検出することが
できる。

【００８９】従って、本実施形態では、前記図１９のフ
ローチャートのステップＳ２５を「振動が検出された
か」に置き換え、ステップＳ２７を「ストッパに当接し
た振動か」に置き換えることにより、前記第２実施形態
の場合と同様に、縫製中に下糸残量を確実に検出するこ
とができる。なお、本実施形態のステップＳ２７では、
図１９の場合の「Ｖｒ≧Ｖｃ」の判定を同時に実行する
ようにしてもよい。

【００９０】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【００９１】前記第１実施形態の場合、例えば、第１条
件としてのミシン主軸の低速回転速度は、前記実施形態
に示したものに限定されず、リニアアクチュエータの性
能に応じて任意の速度に設定することができる。

【００９２】又、第２条件としての主軸回転角の範囲
も、ミシンの種類等に応じて変更できることはいうまで
もない。

【００９３】又、超音波センサとしては、前述した圧電
素子からなるものが、小型で耐油性に優れているために
好ましいが、これに限定されず、縫製の通常作業時に発
生する振動波と区別できる、例えば２００〜２５０ＫＨ
ｚを検出できるセンサであれば特に制限されない。

【００９４】又、検知棒を前進後退動作させるリニアア
クチュエータの具体的な構造は、前述したものに限定さ
れない。

【００９５】又、前記第２又は第３実施形態の場合、例
えば、検知棒駆動手段としては、前記実施形態に示した
ものに限定されず、他のロータリソレノイドを利用した
駆動装置であっても、あるいは他の原理に基づく駆動装
置であってもよい。

【００９６】又、前記実施形態では、ボビンケースを使
用するミシンについて説明したが、これを使用しないミ
シンであってもよいことは言うまでもない。

【００９７】又、縫製動作中に行う下糸残量の検出は、
自動的に行う場合に限らず、作業者が検出用ボタンを押
す等の手動操作により適宜実行できるようにしてもよ
い。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１の発明に
よれば、ミシンを停止させることなく、検知棒の先端を
ボビンに巻かれている糸の外周部に当接させて下糸の残
量を正確に検知することができる。

【００９９】又、請求項２の発明によれば、リニアアク
チュエータを確実に高速動作させることができるため、
ミシンを停止させることなく、下糸残量を正確に検出す
ることができる。

【０１００】請求項３又は４の発明によれば、ミシンが
縫製動作中でも、検知棒を釜内に前進させて、下糸残量
を検出することができる。

【０１０１】請求項５の発明によれば、検知棒駆動手段
の性能に応じて確実に検知動作が可能な回転速度になっ
たところで、該動作を行うことができるため、正確に且
つ安全に下糸残量を検出することができる。

【０１０２】請求項６の発明によれば、ボビンケースを
使用する通常のミシンでも、動作中に下糸残量を確実に
検出することができる。

【０１０３】請求項７の発明によれば、主軸の回転角を
検出し、その検出値から外釜の開口部が検知棒を前進可
能な位置にあるかを正確に決定できるので、動作中でも
確実に下糸残量を検出することができる。

【０１０４】請求項８の発明によれば、作業者が下糸残
量を容易に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の下糸残量検知装置の概略構成を
示す平面図、断面図及び正面図

【図２】第１実施形態の下糸残量検知装置を一部破断し
て示す斜示図

【図３】第１実施形態の下糸残量検知装置と釜内に収容
されているボビンケースとの関係を示す概略断面図

【図４】第１実施形態の下糸検知装置に超音波センサが
取付けられている様子を示す正面図

【図５】第１実施形態の下糸残量検知装置に組込まれて
いる振動波識別用回路を示す回路図

【図６】前記振動波識別用回路で検出された振動波形を
示す線図

【図７】第１実施形態の下糸残量検知装置に組込まれて
いる検知部と駆動制御部の要部を示す回路図

【図８】リニアアクチュエータと下糸ボビンを収容する
釜の位置関係を示す概略断面図

【図９】前進動作、後退動作の駆動信号の生成と、下糸
が有る場合の正常動作を説明するタイムチャート

【図１０】下糸無しの判定の制御信号の生成を説明する
タイムチャート

【図１１】後退動作エラー時の制御信号の生成を説明す
るタイムチャート

【図１２】前進動作エラー時の制御信号の生成を説明す
るタイムチャート

【図１３】第１実施形態による下糸残量検知動作の流れ
を示すフローチャート

【図１４】第２実施形態の下糸残量検知装置の概略構成
を示すブロック図

【図１５】第２実施形態の下糸残量検知装置が有する検
知部と釜とを示す断面図

【図１６】上第２実施形態の糸残量検知装置が有する検
知部と釜とを示す正面図

【図１７】第２実施形態の下糸残量検知装置が適用され
るミシン全体の概略構成を示すブロック図

【図１８】ホール素子による下糸残量の検出原理を説明
するための線図

【図１９】第２実施形態の作用を示すフローチャート

【図２０】第３実施形態の下糸残量検知装置が有する検
知部を示す断面図

【符号の説明】

１…検知棒軸受 ２Ａ、２Ｂ…永久磁石 ３Ａ、３Ｂ…空隙 ４…鉄心 ５…コイル組立体 ５Ａ…コイルボビン ５Ｂ…コイル ６Ａ、６Ｂ…復帰ばね ７…検知棒 ８…圧力センサ ９…下部案内棒 １０Ａ、１０Ｂ…ヨーク １１…下糸 １２…ボビン １３…取付部材 １４…釜 １５…振動波検出素子（超音波センサ） １６…コンパレータ・ワンショット回路 １７…プログラマブルコントローラ（ＣＴＬ） １８…アクチュエータドライバ １９…リニアアクチュエータ ２０…スタートスイッチ ２１…釜軸台 ２２…上糸釜越部 ２３…剣先部 ３１…検知棒 ３２…検知棒駆動装置 ３３…検知部 ３４…釜 ３５…導入量検出部 ３６…下糸残量算出部 ３７…ボビン ３８…主制御装置 ３８Ａ…開口部位置検出部 ３８Ｂ…検知棒当接検出部 ３８Ｃ…主軸回転数判定部 ４６…ロータリソレノイド ４８…永久磁石 ５２…外釜開口部 ５３…ホール素子 ５４…外釜 ５８…開口部 ６０…ボビンケース ８０…ロータリエンコーダ ９１…検出レベル表示器 ９８…超音波センサ ９９…ストッパ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容され
   ている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下
   糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、 釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させ
   るリニアアクチュエータと、 針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能
   な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、 主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部から
   リニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角
   範囲にあることを判定する第２判定手段と、 第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定
   結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエー
   タを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段
   と、を備えていることを特徴とするミシンの下糸残量検
   知装置。
2. 【請求項２】ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容され
   ている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下
   糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、 釜に対して所定の位置に配設され、検知棒を進退動させ
   るリニアアクチュエータと、 針を上下動させる主軸の回転速度が下糸残量を検知可能
   な速度状態にあることを判定する第１判定手段と、 主軸の回転に連動して回転する釜が、外釜の開口部から
   リニアアクチュエータにより検知棒を前進可能な回転角
   範囲にあることを判定する第２判定手段と、 第１判定手段による判定結果と第２判定手段による判定
   結果とが同時に成立している時に、リニアアクチュエー
   タを駆動させて下糸残量の検知動作を制御する制御手段
   と、 リニアアクチュエータを前進駆動させ、その可動部に固
   定されている検知棒を釜内に前進させた際に生じる、規
   定量の下糸が有るときと無いときの振動波をそれぞれ検
   出する手段と、を備えていると共に、 前記制御手段が、リニアアクチュエータを前進駆動した
   際に上記振動波のいずれかが検出された時に、該リニア
   アクチュエータを後退駆動させる制御を行うようになさ
   れていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。
3. 【請求項３】ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容され
   ている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下
   糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、 検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、 回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置
   にあることを検出する手段と、 検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻
   かれている下糸外周に当接したことを検出する手段とを
   備え、 上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるとき
   に、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端
   が下糸外周に当接したことが検出された時に、該検知棒
   を後退させる検知動作が実行されるようになされている
   ことを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。
4. 【請求項４】ミシンの下糸が巻かれたボビンが収容され
   ている釜内に、外釜の開口部から検知棒を前進させて下
   糸残量を検出するミシンの下糸残量検知装置において、 検知棒を進退動させる検知棒駆動手段と、 回転している外釜の開口部が、検知棒を前進可能な位置
   にあることを検出する手段と、 検知棒を釜内に前進させた際に、その先端がボビンに巻
   かれている下糸外周に当接したか、又は検知棒と共に移
   動する可動部がストッパ部に当接したことを検出する手
   段とを備え、 上記外釜が、釜内に検知棒を前進可能な位置にあるとき
   に、検知棒駆動手段により検知棒を前進させ、その先端
   が下糸外周に当接したか、又は可動部がストッパ部に当
   接したことが検出された時に、該検知棒を後退させる検
   知動作が実行されるようになされていることを特徴とす
   るミシンの下糸残量検知装置。
5. 【請求項５】請求項３又は４において、 ミシン主軸の回転速度が、前記検知動作が可能な速度状
   態にあることを判定する手段を備え、 ミシン主軸の回転速度が上記速度状態にあると判定され
   たときに、検知動作が実行されるようになされているこ
   とを特徴とするミシンの下糸残量検知装置。
6. 【請求項６】請求項１、２、３又は４において、 ボビンをボビンケースに収容する場合、前記検知動作
   を、ボビンケースの開口部と外釜の開口部とが一致して
   いるときに実行するようになされていることを特徴とす
   るミシンの下糸残量検知装置。
7. 【請求項７】請求項１、２、３又は４において、 検知棒を前進駆動するタイミングを、ミシン主軸の回転
   角に対応するタイミング信号に基づいて決定するように
   なされていることを特徴とするミシンの下糸残量検知装
   置。
8. 【請求項８】請求項１、２、３又は４において、 検知した下糸残量の程度を表示する検知レベル表示手段
   を備えていること特徴とするミシンの下糸残量検知装
   置。