| 【発明の名称】 |
ミシンにおける糸の異常張力検出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】鈴木 茂
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| 【要約】 |
【課題】ミシンの糸を痛めることなく、均一な縫目を保持でき、上糸及び下糸の異常張力を検出できるミシンにおける糸の異常張力検出装置を提供すること。
【解決手段】針板１の下方に配置された糸張力センサ２０は、ミシン主軸２の回転角度に対応して上糸８及び下糸５のうち少なくとも一方の張力を検出し、ＣＰＵ３４は、ミシン主軸２の回転角度に対応して張力のしきい値を設定する。そして、ＣＰＵ３４が、糸張力センサ２０により検出された張力と、前記しきい値とを比較し、その結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、ミシン主軸２を停止させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 針板の下方に配置され、ミシン主軸の回転角度に対応して上糸及び下糸のうち少なくとも一方の張力を検出する糸張力検出手段と、前記回転角度に対応して前記張力のしきい値を設定するしきい値設定手段と、前記糸張力検出手段により検出された張力と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較する糸張力比較手段と、その糸張力比較手段が比較した結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、前記ミシン主軸を停止させるミシン停止手段とを備えたことを特徴とするミシンにおける糸の異常張力検出装置。
【請求項２】 前記しきい値を変更可能なしきい値変更手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置。
【請求項３】 前記糸張力比較手段が比較した結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、糸張力の異常を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置。
【請求項４】 前記しきい値設定手段は、前記回転角度の所定の角度領域において、前記しきい値を略０に設定したことを特徴とする請求項１もしくは請求項３に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミシンの糸切れの原因である糸の異常張力を検出するミシンにおける糸の異常張力検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ミシンにおける糸の異常張力検出装置としては、例えば、上糸の異常張力検出装置が、特開平５−１１５６５４号公報に開示されている。本装置は、上糸に接触する糸取りばねを備えており、その糸取りばねが上糸の張力に応じて移動するので、その移動に基づいて上糸の異常張力が検出されていた。
【０００３】また、下糸の有無の検出装置が、特開昭５５−９１３９８号公報に開示されている。本装置は、下糸調子台板と下糸調子ばねとを備え、それらの間に下糸を挟み込むように構成されていた。そして、下糸が、使い果たされたり、正規の糸道から外れたりしたして、下糸調子台板と下糸調子ばねとの間に存在しなくなった場合には、下糸調子台板と下糸調子ばねとが接触し、下糸の異常が検出されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記上糸の異常張力検出装置のように、糸取りばね等の可動部材を下糸経路中に設けた場合には、糸取りばねの付勢力が下糸に加わるため、下糸を痛めるとともに、糸取りばねの動的張力が下糸に付加されるため、下糸調子が変化して均一な縫目が得られないという問題があった。
【０００５】一方、前記下糸の異常張力検出装置のように、下糸を挟み込む装置では、下糸の有無は検出できるが、下糸切れの前に発生する異常張力を検出することはできず、結果として糸切れを未然に防ぐことができないという問題があった。
【０００６】本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、ミシンの糸を痛めることなく、均一な縫目を保持でき、上糸及び下糸の異常張力を検出できるミシンにおける糸の異常張力検出装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置は、針板の下方に配置され、ミシン主軸の回転角度に対応して上糸及び下糸のうち少なくとも一方の張力を検出する糸張力検出手段と、前記回転角度に対応して前記張力のしきい値を設定するしきい値設定手段と、前記糸張力検出手段により検出された張力と、前記しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較する糸張力比較手段と、その糸張力比較手段が比較した結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、前記ミシンの主軸を停止させるミシン停止手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】上記構成を有する本発明の請求項１に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置において、針板の下方に配置された糸張力検出手段は、ミシン主軸の回転角度に対応して上糸及び下糸のうち少なくとも一方の張力を検出し、しきい値設定手段は、ミシン主軸の回転角度に対応して張力のしきい値を設定する。そして、糸張力比較手段が、糸張力検出手段により検出された張力と、しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較し、その結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、ミシン停止手段がミシンの主軸を停止させる。
【０００９】また、請求項２に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置は、前記しきい値を変更可能なしきい値変更手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】上記構成を有する請求項２に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置において、装置の使用者は、しきい値変更手段によって、糸の張力のしきい値を変更できるので、布または糸の種類に応じて、適切な糸の張力のしきい値を設定することができる。
【００１１】また、請求項３に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置は、前記糸張力比較手段が比較した結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、糸張力の異常を報知する報知手段を備えたことを特徴としている。
【００１２】上記構成を有する請求項３に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置において、報知手段は、張力がしきい値を超えた場合に、糸張力の異常を報知するので、装置の使用者は、糸張力の異常を簡単に認識することができる。
【００１３】さらに、請求項４に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置は、前記しきい値設定手段が、前記回転角度の所定の角度領域において、前記しきい値を略０に設定したことを特徴としている。
【００１４】上記構成を有する請求項４に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置において、しきい値設定手段は、回転角度の所定の角度領域において、しきい値を略０に設定しているので、装置の使用者は、その所定の角度領域においては、布または糸の種類に応じて、しきい値を設定する必要がない。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】図１は、本発明の実施の形態におけるミシンにおける糸の異常張力検出装置の概略構成を説明するための説明図である。図１において、本ミシンは、針板１の下方に、ミシン主軸２の１回転に対応して２回転する外釜３と、その外釜３に対して回動自在に支持された中釜４と、その中釜４の内部に回動可能に支持されたボビン６とを備えており、ボビン６には、下糸５が巻かれ、その状態において、回転しないボビンケース７内に収納されている。
【００１７】また、外釜３は、加工布１０に縫い目を形成するための剣先１２と、上糸８が中釜４を越えるように補助するためのひれ１３と備えている。
【００１８】一方、針板１の上方には、ミシン主軸２の１回転により１回上下動する縫い針９が備えられ、縫い針９は、図示しない糸供給源により供給される上糸８を、針板１に設けられた針穴１１を通して加工布１０に供給する。すなわち、ミシン軸２の回転によって縫い針９が、上糸８とともに、針穴１１を通して、針板１の下方に挿入されると、外釜３の剣先１２は、その上糸８を捕捉して中釜４の周りを周回し、縫い針９と協動して加工布１０に縫い目を形成する。
【００１９】また、針板１の下面と外釜３との間には図示しないミシンベッドにその一端が固定された片持ち梁構成の糸張力検出手段である糸張力センサ２０が備えられ、糸張力センサ２０は、外釜３の回転面とほぼ平行に設置された平行部２１と、その平行部２１に対して下糸４の経路側に屈曲し、下糸４に常に接触するように設置された糸接触部２２とから構成されている。また、平行部２１には、圧電素子２３が固着されている。
【００２０】また、ミシン本体の内部にはミシン制御装置３０が備えられており、ミシン制御装置３０は、ミシン全体の制御を司るＣＰＵ３４と、ＣＰＵ３４が動作するためのプログラム等を記憶するメモリ３５と、ミシン主軸を回転させるミシンモータ３１を駆動するための図示しない駆動回路と、ミシン主軸２の回転角度を検出する主軸エンコーダ３２の出力信号を入力する図示しない入力回路と、報知手段であるＬＥＤランプ等の表示装置３３に表示データを出力させる図示しない表示データ出力回路とを備えている。
【００２１】そして、ＣＰＵ３４、メモリ３５及び図示しない駆動回路、入力回路及び表示データ出力回路は、相互に電気的に接続されており、圧電素子２３も図示しないインターフェース回路を介してＣＰＵ３４に電気的に接続されている。
【００２２】また、加工布１０は、図示しない布送り機構により移送されるように構成されている。
【００２３】また、図２は、本実施の形態のボビンケース７が装着されていない場合を示す図である。図２において、ボビンケース７を保持する中釜軸４ａは、中釜４の中心にあって、下糸５が消費されるに従って回転するボビン６の中心軸としての役割を果たす。
【００２４】次に、本実施の形態の異常張力検出装置について説明する。
【００２５】図３は、本実施の形態におけるミシン主軸２の回転角度に対応して設定されたしきい値及び検出された電圧波形を示す図であり、縫い針９が針上死位置に位置する場合のミシン主軸２の角度を０度として、３６０度までの一回転分のしきい値及び圧電素子２３が発生する電圧波形を示している。
【００２６】図３（ａ）は、正常縫製の場合であり、図３（ｂ）は、ボビンケース７が装着されていない場合であり、図３（ｃ）は、下糸に異常張力が発生した場合であり、図３（ｄ）は、上糸に異常張力が発生した場合である。
【００２７】図３（ａ）において、電圧波形４０は、ミシン主軸２の回転角０度から１８０度の間において、下糸５が繰り出される時に発生する張力に相当する電圧波形４１と、１８０度から３６０度（０度）の間において、剣先１２により捕捉された上糸８が中釜４の下方に引き込まれる時に発生する張力に相当する電圧波形４２とから構成されている。電圧波形４１の値は、ミシン主軸２の回転角が３０度から８０度までの間では、比較的小さく、８０度から１２０度までの間では、大きくなる。
【００２８】一方、電圧波形４２も、ミシン主軸２の回転角が２４０度から２７０度までの間では、比較的小さく、２７０度から３２０度までの間では、大きくなる。
【００２９】なお、１２０度から２４０度までの範囲は、下糸５の繰り出しの終了から、剣先１２に捕捉された上糸８が糸接触部２２に接触し始める直前までに相当し、正常縫製の場合は、下糸５のみが緩んだ状態で糸接触部２２に接触している状態であり、それ故糸張力により圧電素子２３に発生する電圧は、非常に小さい値となる。
【００３０】また、３２０度から３０度までの範囲は、上糸８が中釜４を越えて上方へ引き上げられ始めるときから、下糸５が送り機構により引き出され始める直前までに相当し、この範囲においても、正常縫製の場合、糸接触部２２には、緩んだ状態の下糸５と緩んだ状態で針穴１１の上方に引き上げられる上糸８が接触している状態であり、上述の１２０度から２４０度の場合と同様に糸張力により圧電素子２３に発生する電圧は非常に小さい値となる。
【００３１】なお、メモリ３５には、ミシン主軸２の回転角に対応した正常張力値の最大値として、点線で示すようなしきい値である張力しきい値４３が設定され、記憶されている。また、これらの設定値は、図示しないミシン本体に備えられたスイッチ等により変更可能である。
【００３２】なお、このしきい値を設定する処理がしきい値設定手段として機能する。
【００３３】次に、本実施の形態の糸の異常張力検出装置の動作について説明する。
【００３４】まず、本異常張力装置は、ＣＰＵ３４によってミシンモータ３１が駆動され、ミシン主軸２が回転されて縫製が開始される。図１に示すように、ミシン主軸２の回転に伴い下糸５及び上糸８は、糸張力センサ２０の糸接触部２２において針穴１１の側に接触する。この時、圧電素子２３は、糸接触部２２を通して歪が加えられ、接触する下糸５及び上糸８の張力にほぼ比例した電圧を発生する。その結果、正常縫製の場合には、図３（ａ）に示すような電圧波形４０が出力される。ＣＰＵ３４は、主軸エンコーダ３２が出力するミシン主軸２の回転角度に対応して、圧電素子２３から出力される電圧波形４０とメモリ３５から読み出される張力しきい値４３とを比較し、電圧波形４０が張力しきい値４３を超えた場合には、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置３３を点灯させる。
【００３５】なお、図３（ａ）の場合には、電圧波形４０が張力しきい値４３を超えていないので、張力は正常と判断され、表示装置３３は点灯しない。
【００３６】ここで、ＣＰＵ３４がミシンモータ３１を停止させる処理が、ミシン停止手段として機能し、圧電素子２３から出力される電圧波形４０とメモリ３５から読み出される張力しきい値４３とを比較する処理が、糸張力比較手段として機能し、このしきい値を変更する処理が、しきい値変更手段として機能する。
【００３７】一方、図２のように、ボビンケース７が装着されていない場合は、上糸８は、中釜４の周りを周回することができず中釜軸４ａに巻き込まれた状態で引き上げられる。このとき、外釜３のひれ１３は、針穴１１の近傍に位置しており、糸張力センサ２０の糸接触部２２には針穴１１からひれ１３に至る上糸８が屈曲した状態で強く接触する。このため、図３（ｂ）に示すように、ミシン主軸２の回転角度１００度付近及び２８０度付近において、圧電素子２３は、大きな電圧を発生する。特に、ミシン主軸２の回転角度５０度付近及び２５０度付近において電圧波形４４が張力しきい値４３を上回るため、この時点でＣＰＵ３４は、異常張力と判断し、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置３３を点灯させる。
【００３８】また、図３（ｃ）の場合には、電圧波形４５は、下糸５の接触タイミングに対応するミシン主軸２の回転角度５０度付近において、電圧波形４５が張力しきい値４３を上回り、ＣＰＵ３４は、異常張力と判断し、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置３３を点灯させる。
【００３９】さらに、図３（ｄ）の場合には、電圧波形４６は、上糸８の接触タイミングに対応するミシン主軸２の回転角度２５０度付近において、電圧波形４５が張力しきい値４３を上回り、ＣＰＵ３４は、異常張力と判断し、ミシンモータ３１を停止するとともに、表示装置３３を点灯させる。
【００４０】以上のように、下糸５及び上糸８に異常張力が発生した場合には、表示装置３３が点灯し、糸の異常張力状態が報知される。
【００４１】なお、本実施の形態では、異常張力を検出した場合に、表示装置３３を点灯させたが、点滅させてもよく、圧電ブザーやスピーカー等により報知音を発するように構成してもよい。
【００４２】また、本実施の形態ではミシン主軸２の各回転角度に対応する圧電素子２３の発生電圧の絶対値に基づき糸張力の異常を判断するように構成したが、電圧の最大値と最小値の差、すなわちＰ−Ｐ（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ）値に基づいて異常を判断するように構成してもよい。この場合は、圧電素子２３の温度ドリフト等により電圧波形４０に電圧オフセットが発生しても、正確に糸張力の異常を検出することができる。
【００４３】また、本実施の形態では、下糸５及び上糸８の張力を圧電素子２３を使用して検出したが、ひずみゲージを使用して検出してもよい。
【００４４】さらに、使用される下糸５や上糸８の張力最大値が既知でない場合は、正常縫製時には本質的に糸張力が発生しないミシン主軸２の回転角度、すなわち、１２０〜２４０度の領域や３２０度〜３０度の領域において、糸張力を検出してもよい。この場合は、下糸５や上糸８が緩んだ状態であり、接触圧力は非常に小さいため、糸張力センサ２０やＣＰＵ３４に接続するための図示しないインターフェース回路の電気的ノイズレベルよりも若干大きい０に近い値（略０）となるようしきい値を設定すればよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本発明の請求項１に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置によれば、糸張力比較手段が、糸張力検出手段により検出された張力と、しきい値設定手段により設定されたしきい値とを比較し、その結果、前記張力が前記しきい値を超えた場合には、ミシン停止手段がミシンの主軸を停止させるので、ミシンの糸を痛めることなく、上糸及び下糸の異常張力を検出することができるとともに、糸切れを未然に防止することができる。そして、引いては、均一な縫目を保持することができる。
【００４６】また、請求項２に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置によれば、装置の使用者は、しきい値変更手段によって、糸の張力のしきい値を変更できるので、布または糸の種類に応じて、適切な糸の張力のしきい値を設定することができる。
【００４７】また、請求項３に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置によれば、異常張力報知手段は、張力がしきい値を超えた場合に、糸張力の異常を報知するので、装置の使用者は、糸張力の異常を簡単に認識することができる。
【００４８】さらに、請求項４に記載のミシンにおける糸の異常張力検出装置によれば、しきい値設定手段は、回転角度の所定の角度領域において、しきい値を略０に設定しているので、装置の使用者は、その所定の角度領域においては、布または糸の種類に応じて、しきい値を設定する必要がない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２６７
【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月２１日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−５７２６５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２２４９３９ |
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