JP6425512B2 - Sewing machine eye skipping and thread breakage detecting device - Google Patents
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Description
本発明は、布地を通過したミシン針から延出し、釜の剣先ですくわれて下糸をくぐるために釜を通過する上糸を光電センサで検出することで目飛び及び糸切れを検出するミシンの目飛び及び糸切れ検出装置に関する。 The present invention is a sewing machine that detects eye jump and thread breakage by detecting with a photoelectric sensor an upper thread passing through a hook to extend from a sewing machine needle that has passed through a cloth and to be scooped by a sword tip of the hook and pass a lower thread. And a yarn breakage detecting device.
ミシンの縫製は、上糸と下糸とが所要に絡んで縫い目を形成することにより行われる。より具体的には、上糸を伴ったミシン針が布地を貫いて布地の下側に突出し次いで上昇に移るが、下死点に達したミシン針が上昇に移るときに上糸がたるんでループが形成される。同時に、ミシン針の上下動に連動して回転する釜が、ミシン針が下死点より若干上昇した位置において、剣先で前記ループになった上糸をすくう。そして該釜が回転し、前記剣先が所定の位置を過ぎた位置で天秤が上昇することによって、ループになった上糸が、釜の剣先から外されて上方に引き上げられる。これにより、ボビンケースから出て布地に達している下糸が上糸と絡み合って縫い目を一つ形成する。 Sewing of the sewing machine is performed by forming a seam by winding the upper thread and the lower thread as required. More specifically, although the sewing needle with the upper thread penetrates the fabric and protrudes to the lower side of the fabric and then moves upward, the upper thread sags and loops when the sewing needle reaching the bottom dead center moves upward. Is formed. At the same time, the hook, which rotates in conjunction with the vertical movement of the sewing needle, scoops the upper thread that has become the loop at the point of the sword at a position where the sewing needle slightly rises above the bottom dead center. Then, the hook rotates and the balance rises at a position where the sword tip has passed a predetermined position, whereby the looped upper thread is removed from the hook tip of the kettle and pulled upward. As a result, the lower thread coming out of the bobbin case and reaching the fabric is entangled with the upper thread to form one seam.
このようにして縫製が行われるが、ミシン針の上下運動と釜の回転のタイミングの不一致や糸のテンション等が関係して、釜の剣先がループをすくわなかったりして、縫い目が一目或いは数目に亘って形成されていない目飛びが発生する場合がある。また、上糸が切れた場合にも、縫い目が形成されない事態が生じる。
このような課題に対し特許文献1に記載のミシンにおける縫い目の目飛び検出方法は、ミシン針の一回の上下運動の間に、釜の剣先ですくわれた上糸がループになって該釜を一回通過し、その際に、前記ループになった上糸の表側糸部分が、該釜に納められているボビンケースの表面を横切るミシンにおいて、この横切る表側糸部分の有無を、反射光により感応する光電検出器によって無接触で検出する。そのために、ボビンケースの表面に向けて光を照射するように(実施例では釜の回転軸線に対して約45度の角度で)光電検出器が配置される。また、特許文献1に記載の発明にあっては、光電検出器はボビンケースの表面の色との比較で糸の色を判別できる色差光電検出器として構成するのが好ましいとされる。
Sewing is performed in this manner, but the hook tip of the hook does not go through the loop due to the relation between the up-down movement of the sewing machine needle and the timing of rotation of the hook, the tension of the thread, etc. There may be a case where the eye is not formed across the surface. In addition, even when the upper thread is broken, a situation may occur where no seam is formed.
In order to solve such problems, the method for detecting stitch skipping in the sewing machine described in
しかしながら、特許文献1に記載の発明のように、ボビンケースの表面に向けて光を照射する反射式光電センサにより上糸の通過を検出する場合には、次のような問題がある。
まず、ボビンケースの表面に向けて光を照射するので、光電センサによる上糸の検出期間は、釜の回転サイクルに対してごく限られた位相の時であって、釜の回転速度が高回転になるほど時間的に短くなり、上糸の通過があった事を検出できずに通過無しと誤判断するおそれが高まる。
また、特許文献1に記載の目飛び検出方法は、水平釜を有するミシンに適用することが困難である。水平釜に収められるボビンケースの表面の対向範囲(上方範囲)には、針板や針板すべりが存在するため、水平釜に収められるボビンケースの表面に向けて光を照射するように光電センサを配置することが難しい。
さらに、ボビンケースの表面からの反射光及び通過する上糸からの反射光のいずれかが常に光電センサに受光されるので、これらの反射光の比較によって上糸の通過を判別しなければならない。特許文献1では色差によって判別することが挙げられるが、高感度に判別するために安価な汎用のものでなく特別な光電センサの必要性が生じる。
However, as in the invention described in
First, since light is emitted toward the surface of the bobbin case, the detection period of the upper thread by the photoelectric sensor is at a time when the phase is very limited with respect to the rotation cycle of the kettle, and the rotational speed of the kettle is high. The shorter the time, the higher the possibility that the upper thread can not be detected as passing without being detected.
In addition, it is difficult to apply the eye jump detection method described in
Furthermore, since either the reflected light from the surface of the bobbin case or the reflected light from the passing upper thread is always received by the photoelectric sensor, it is necessary to determine the passage of the upper thread by comparing these reflected lights. In
そこで本発明は、布地を通過したミシン針から延出し、釜の剣先ですくわれて下糸をくぐるために釜を通過する上糸を光電センサで検出することで目飛び及び糸切れを検出するミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、水平釜に適用することを容易にし、目飛び及び糸切れの判別精度を向上し、安価に実施可能にすることを課題とする。 Therefore, the present invention detects eye jump and thread breakage by detecting an upper thread passing through the hook with a photoelectric sensor, extending from a sewing needle that has passed through the fabric and being scooped by the tip of the hook and passing the lower thread. An object of the present invention is to make it easy to apply to a horizontal hook, to improve the determination accuracy of eye jump and thread breakage, and to be able to be implemented at low cost.
請求項1記載の発明は、布地を通過したミシン針から延出し、釜の剣先ですくわれて下糸をくぐるために釜を通過する上糸を光電センサで検出することで目飛び及び糸切れを検出するミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、
前記光電センサの発光部から受光部までの光路が、上糸の通過範囲を通りつつ、前記釜へ回転動力を伝える下軸とは逆側の前記釜の回転軸方向の端面を垂直視して同端面を横断するように設けられ、
前記受光部によって受光された光の受光量に基づき、上糸の通過を判別することを特徴とする。
The invention according to
The light path from the light emitting part to the light receiving part of the photoelectric sensor passes the passing range of the upper thread, and the end face in the rotational axis direction of the shuttle opposite to the lower shaft transmitting rotational power to the shuttle is viewed vertically It is provided to cross the end face ,
It is characterized in that the passage of the upper thread is determined based on the amount of light received by the light receiving section.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、前記回転軸と前記ミシン針の中心軸とを含む平面で前記釜の両側を区分したとき、上糸をすくった前記剣先が先に進む側に前記発光部が設置されたことを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、前記発光部から出射される光の光軸が、前記釜へ回転動力を伝える下軸とは逆側の前記釜の端面に一致していることを特徴とする。
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、前記釜が水平釜であることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the sewing machine according to any one of
請求項5記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、複数の受光素子から構成され、前記受光素子は水平方向及び上下方向にオフセットして配置されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the sewing machine according to the first or second aspect, the device for detecting jump and thread breakage of a sewing machine comprises a plurality of light receiving elements, the light receiving elements being offset in the horizontal direction and the vertical direction It is characterized by being arranged.
請求項6記載の発明は、請求項5に記載のミシンの目飛び及び糸切れ検出装置において、前記複数の受光素子が、それぞれ受光量を検出することを特徴とする。 The invention as set forth in claim 6 is characterized in that, in the sewing machine as claimed in claim 5, the plurality of light receiving elements respectively detect the amounts of light received.
請求項1記載の発明によれば、光電センサの発光部から受光部までの光路が、上糸の通過範囲を通りつつ釜の回転軸に対して垂直方向に釜を横断するように設けられるので、釜の剣先にすくわれて移動する上糸の移動方向と光路の横断方向とが近似し、受光部までの光路が上糸に遮られる期間が長くなり、光電センサによる上糸の検出期間を長くとれる。これにより、目飛び及び糸切れの判別精度が向上する。それとともに、水平釜の上端面と針板等との間の狭い隙間に発光部から受光部までの光路を通して光電センサを水平釜に適用することも容易である。
また、受光部までの光路が上糸に遮られたときと、遮られていないときとの受光量の差によって検出するので、光電センサとして安価な汎用の発光素子及び受光素子を適用して十分な判別精度を達成できる。
According to the first aspect of the present invention, the optical path from the light emitting portion to the light receiving portion of the photoelectric sensor is provided to cross the hook in the direction perpendicular to the rotation axis of the pot while passing through the passing range of the upper thread. The moving direction of the upper thread moved by the sword tip of the kettle approximates the transverse direction of the light path, and the period in which the light path to the light receiving portion is interrupted by the upper thread is long. I can take a long time. Thereby, the determination accuracy of eye jump and thread breakage is improved. At the same time, it is also easy to apply the photoelectric sensor to the horizontal pot through the light path from the light emitting part to the light receiving part in the narrow gap between the upper end face of the horizontal pot and the needle plate and the like.
In addition, it is detected by the difference between the amount of light received when the light path to the light receiving part is blocked by the upper thread and when it is not blocked, so it is sufficient to apply inexpensive general-purpose light emitting elements and light receiving elements as photoelectric sensors. It is possible to achieve good discrimination accuracy.
上糸が釜を通過するときの釜回りの後半区間は上糸が釜からすり抜けるために、前半の上糸が剣先に引かれる区間に対して、上糸のループ部の挙動が不安定である。また、発光ダイオードなどの光に広がりが有る場合、光電センサの発光部から検出対象物までの距離は近い方が、検出対象物による影が大きく受光部での受光量の変化が鮮明で検出しやすい。
請求項2記載の発明によれば、前半の上糸が剣先に引かれる区間において上糸に近接した発光部から光を照射し、安定的かつ鮮明に受光量の変化を検出することができ、目飛び及び糸切れの判別精度を向上することができる。
When the upper thread passes through the kettle, the upper half of the hook section slips out of the kettle, so the behavior of the loop portion of the upper thread is unstable with respect to the section where the upper half thread is pulled to the tip of the sword. . When the light from a light emitting diode or the like has spread, the smaller the distance from the light emitting part of the photoelectric sensor to the object to be detected, the larger the shadow by the object to be detected, and the clear change in the amount of light received by the light receiving part Cheap.
According to the second aspect of the invention, in the section where the upper thread of the first half is drawn to the tip of the sword, light can be emitted from the light emitting portion close to the upper thread, and a change in the amount of received light can be detected stably and clearly. It is possible to improve the determination accuracy of popping and thread breakage.
光電センサの発光部から出射される光の光軸が釜の端面から外側に離れていると、通過する上糸に光が照射される場合にその影が釜に投影されるために、受光部で十分に上糸の通過に起因した受光量の変化を検出できなくなるおそれがあり、反対に、光電センサの発光部から出射される光の光軸が釜に交わる場合には、通過する上糸が釜の影に入って受光部で十分に上糸の通過に起因した受光量の変化を検出できなくなるおそれがある。
請求項3記載の発明によれば、発光部から出射される光の光軸が釜の端面に一致しているので、通過する上糸の影が釜に投影されることも、通過する上糸が釜の影に入ることもなく、受光部で十分に上糸の通過に起因した受光量の変化を検出でき、目飛び及び糸切れの判別精度を向上することができる。
When the light axis of the light emitted from the light emitting portion of the photoelectric sensor is separated outward from the end face of the pot, the shadow is projected onto the pot when the light is irradiated to the passing upper thread, so the light receiving portion However, if the light axis of the light emitted from the light-emitting portion of the photoelectric sensor intersects the hook, the upper thread passes. However, the light receiving portion may not be able to detect a change in the amount of light received due to the passage of the upper thread.
According to the invention of
請求項4記載の発明によれば、水平釜を通過する上糸を光電センサで検出し目飛び及び糸切れを検出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to detect an upper thread passing through the horizontal pot by means of a photoelectric sensor and to detect jump and thread breakage.
請求項5の発明によれば、光電センサの受光部を複数の受光素子を水平方向及び上下方向にオフセットして配置することによって、安価に広い検出範囲を有した受光部を構成することが可能になる。 According to the fifth aspect of the present invention, by arranging the light receiving portions of the photoelectric sensor with the plurality of light receiving elements offset in the horizontal direction and the vertical direction, it is possible to configure the light receiving portion having a wide detection range at low cost. become.
請求項6の発明によれば、複数ある受光素子の検出結果に基づき目飛び及び糸切れの判別を最終的に下すことができ、これにより目飛び及び糸切れの判別精度を向上することができる。 According to the sixth aspect of the invention, it is possible to finally determine the eyebrows and thread breakage based on the detection results of a plurality of light receiving elements, and thereby it is possible to improve the judgment accuracy of eyebrows and thread breakage. .
本発明に係るミシンの目飛び及び糸切れ検出装置(以下「目飛び等検出装置」)につき図面を参照して説明する。
図1,図2に、本発明の一実施形態に係る目飛び等検出装置10が適用されたミシンの水平釜を中心にした部分の斜視図が示される。図3にブロック図を示す。
図3に示すように目飛び等検出装置10は、光電センサ11と、CPU基板12とを備える。CPU基板12は、光電センサ11及びミシン制御基板20に接続されている。光電センサ11は、発光部13及びその駆動部14と、受光部15及びその信号増幅部16とを有する。
The eye jump and thread break detecting device (hereinafter referred to as "eye skipping detection device") according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show perspective views of a portion centered on a horizontal hook of a sewing machine to which the eye
As shown in FIG. 3, the eye
図1及び図2に水平釜1、針孔2、発光部13及び受光部15が示される。水平釜1は剣先1aを有し水平に矢印F方向に回転する。
ミシン針(図示略)が針孔2に落ち下死点に達した後、上昇する時に生じる上糸のループを剣先1aがすくい、水平釜1が矢印F方向に回転していく。水平釜1がさらに回転し、半回転程度回転すると、上昇するミシン針に引かれて上糸が水平釜1からすり抜け、上糸のループが水平釜1を通過する。すなわち、縫製時、上糸は布地を通過したミシン針から延出し、水平釜1の剣先1aですくわれて下糸をくぐるために水平釜1の上方を通過する。この水平釜1を通過する上糸を光電センサ11で検出する。
The
After the needle of the sewing machine (not shown) falls into the
光電センサ11の発光部13から受光部15までの光路L1は、上糸の通過範囲を通りつつ水平釜1の回転軸A1に対して垂直方向に水平釜1を横断するように設けられている。本実施形態では、水平釜1を採用しているため、水平釜1の上端面1bのすぐ上を光路L1が横断する。水平釜1の回転軸A1とミシン針の中心軸A2とを含む平面で水平釜1の両側を区分したとき、上糸3をすくった剣先1aが先に進む側F1に発光部13が設置されている。受光部15は、その逆側F2に設置されている。図中の受光部15の位置にミラーを設置して発光部13からの光をF1側に反射する場合には、受光部15を発光部13と同じ側F1に設置することができる。
The light path L1 from the
CPU基板12は、受光部15によって受光された光の受光量に基づき、上糸3の通過を判別する手段として機能する。
ミシン制御基板20には、エンコーダー21から本ミシンの上軸(主軸)の位相信号が入力される。ミシン制御基板20からCPU基板12に入力されるエンコーダーA相信号31は、最小単位信号で、本実施形態では上軸回転の1°で1パルスを出力する。ミシン制御基板20からCPU基板12に入力されるエンコーダーZ相信号32は、上軸の一回転を一周期とするパルス信号である。上軸の一回転つき水平釜1は二回転し、ミシン針は一往復する。
The
A phase signal of the upper axis (spindle) of the sewing machine is input to the sewing
CPU基板12からの駆動制御信号が光電センサ11の駆動部14に入力され、発光部13が発光駆動される。受光部15の受光量に応じた光電変換信号が信号増幅部16で増幅されて出力信号34とされてCPU基板12に入力される。剣先1aが上糸3をすくい回転する際に上糸3が光電センサ11の発光部13から受光部15までの光路L1を遮る位相範囲に、又はそれを含む位相範囲に上糸検出範囲が予め設定される。
CPU基板12は、エンコーダーA相信号31及びエンコーダーZ相信号32に基づき、上糸検出範囲において光電センサ11の出力信号34に上糸3の通過による変化があるか否か判別する。すなわち、上糸3の通過による変化が認められた場合には、上糸3が正常に通過した、つまり、目飛び及び糸切れが無かったと判段し、上糸3の通過による変化が認められずに上糸検出範囲が終了した場合には、目飛び又は糸切れがあったと判断して目飛び等検出信号33をミシン制御基板20に出力する。
CPU基板12に接続した外部コンピューター30によってモニタリングした光電センサ11の出力信号34の波形の一部を図4に示す。
A drive control signal from the
The
A part of the waveform of the
さらに図5のフローチャートに沿って目飛び等検出処理動作につき説明する。
まず、CPU基板12は、目飛び等検出処理を開始すると、目飛び等検出フラグをOFFにする(ステップS1)。
そしてCPU基板12は、光電センサ11の出力信号34をA/D変換して光電センサ値として取得する(ステップS2)。
次に、CPU基板12は、エンコーダーA相信号31及びエンコーダーZ相信号32に基づき上軸角度を算出し、上軸角度が上糸検出範囲にある場合(ステップS3でYES)、目飛び等検出フラグをONにする(ステップS4)。上糸検出範囲に入る前はステップS3でNO、ステップS8でNOとなってステップS2に回帰する。
上糸3が水平釜1を通過する場合に発光部13と受光部15の間の光路L1を上糸3が遮ると、受光部15に入る光量が変化する。図4に示すように光電センサ11の出力信号34が変化している個所34aが、上糸3により光路L1が遮られたことに起因している。このような変化が見られた場合、CPU基板12は、上糸3を検出したと判断する。
CPU基板12は、上糸検出範囲において光電センサ値から上糸3の検出有無を判断し(ステップS5)、上糸3が検出された場合(ステップS5でYES)、目飛び検出フラグをOFFにする(ステップS6)。上糸検出後、上軸角度が上糸検出範囲内のうちは処理をループし(ステップS7でYES)、上糸検出範囲を過ぎればステップS2に回帰し(ステップS7でNO)、その後上糸検出範囲に入るまではステップS3でNO、ステップS8でNOとなってステップS2に回帰する。
一方、上糸検出範囲において上糸3が検出されず、そのまま上糸検出範囲を過ぎた場合は、ステップS4にて目飛び等検出フラグがONになった状態のまま、ステップS5でNOでステップS2に回帰し、ステップS3でNOとなって、処理はステップS8に移行する。
ステップS8にて目飛び等検出フラグのON/OFFを判断し、ONの場合に目飛び又は糸切れがあったと判断し、ステップS9で目飛び等検出信号33をミシン制御基板20へ出力する。
なお、ミシン制御基板20は、目飛び等検出信号33を受けると、縫製動作の停止制御や、表示装置を介してユーザーに目飛び等が検出されたことを報知する報知制御を行う。
Further, the eye jump detection processing will be described along the flowchart of FIG.
First, when the
Then, the CPU substrate 12 A / D converts the
Next, the
When the
The
On the other hand, when the
In step S8, it is determined whether the eye jump detection flag is ON / OFF, and if it is ON, it is determined that there is an eye jump or thread breakage, and an eye jump detection signal 33 is output to the sewing
When the sewing
さらに、発光部13の配置について図6から図8を参照して説明する。
発光部13に、発光ダイオードなどの発光素子を適用する場合、図6(b)、図7及び図8に示すように照射範囲40は発光部13からの距離に応じて円錐状に広がる。
図6(b)に示すように、発光部13の光軸ALが水平釜1の回転軸A1に対して垂直であり、光軸ALが水平釜1の上端面1bより上にある場合、光軸ALより下に上糸3があると、上糸3の影が水平釜1の影部分41に重なってしまい、受光部15を水平釜1のF2側に設置しても上糸3の通過を検出できない場合がある。
光軸ALが水平釜1の上端面1bより下にある場合(光軸ALが釜1に交わる場合)も同様に、水平釜1の影と上糸3の影部分が重なる場合がある。
効率的に糸を検出するために、図7のように水平釜1の回転軸A1に垂直になる光軸ALを水平釜1の上端面1bに一致させ、上糸の影42の全体が水平釜1の影部分41から分離して投影されるようにし、上糸の影42が投影される範囲に受光部15を設置する。図1〜図5に示して説明した上記構成についてはこれに従った光路L1の配置を採用した。
なお、このように照射範囲が円錐状に広がる光学系であれば、図8に示すように光軸ALを水平釜1の上端面1bに合わせずとも、水平釜1の上端面1bから見て回転軸A1に対して垂直方向に水平釜1を横断するように設けられた光路を形成することで、これを上糸3の通過を検出するための有効な光路とすれば足りる。すなわち、光軸ALが発光部13から受光部15までの最短光路になっていなくてもよい。
また、水平釜1においては、水平釜1へ回転動力を伝える下軸(図示なし)が下側に設置されているので、上端面1bは水平釜1における下軸とは逆側の端面である。垂直釜の場合も、下軸とは逆側の端面に対して光軸ALを設置する。
Further, the arrangement of the
When a light emitting element such as a light emitting diode is applied to the
As shown in FIG. 6B, when the light axis AL of the
Similarly, when the optical axis AL is below the
In order to detect the yarn efficiently, the optical axis AL perpendicular to the rotation axis A1 of the
In the case of an optical system in which the irradiation range spreads in a conical shape in this way, as shown in FIG. 8, the optical axis AL is viewed from the
Further, in the
図1及び図2に示した光路L1を図6(a)にも示した。図6(a)の水平面上において、回転軸A1とミシン針の中心軸A2を結ぶ直線に垂直で回転軸A1を通る直線を基準光路L0とする。光電センサ11の発光部13から受光部15までの光路L1は、基準光路L0を境にミシン針の中心軸A2の反対側に位置している。このように基準光路L0を基準にミシン針の中心軸A2から離れた位置に光路を設置しても、図4に示したように十分な出力信号34の変化を得ることができ、目飛び等の判別を行うことができる。
しかし、より判別精度を上げるためには、上糸3の挙動が安定するF1側において、できるだけ発光部13を上糸3に近づけることが好ましい。そのためには、図6(a)に示すように基準光路L0に平行であり基準光路L0を基準にミシン針の中心軸A2に近い側にある光路L2や、光軸ALに対して斜めであり発光部13を0°を越え90°未満の範囲に設置できる光路L3等を採用することで、0°を越え90°未満の範囲において上糸3にできるだけ近接して発光部13を設置することが好ましい。
なお、上述したF1側には、図6(a)に示すように、回転軸A1を中心(観察点)とし、ミシン針の中心軸A2の位置を0°として釜の回転方向Fの下流側に0°から180°の方位にある区間(区間F1)が相当する。また、F2側には、180°から360°の方位にある区間(区間F2)が相当する。
The optical path L1 shown in FIGS. 1 and 2 is also shown in FIG. 6 (a). A straight line perpendicular to the straight line connecting the rotation axis A1 and the central axis A2 of the sewing needle on the horizontal plane of FIG. 6A and passing through the rotation axis A1 is taken as a reference light path L0. An optical path L1 from the
However, in order to further increase the determination accuracy, it is preferable that the
As shown in FIG. 6A, on the F1 side described above, the rotational axis A1 is the center (observation point), the position of the central axis A2 of the sewing needle is 0 °, and the downstream side in the rotational direction F of the hook A section (section F1) corresponding to an azimuth of 0 ° to 180 ° corresponds to Further, a section (section F2) in an azimuth of 180 ° to 360 ° corresponds to the F2 side.
なお、発光部13に適用する発光素子としては、発光ダイオードのほかレーザーダイオードが挙げられる。
In addition, as a light emitting element applied to the
さらに、受光部15の配置について図9から図10を参照して説明する。
通常このような受光素子として用いられる半導体素子は、広く広がった光の輝度を計測する用途に使用されるため、受光面積は0.5mm×0.5mm程度の小さいサイズとなっている。また、半導体素子の面積が小さいほど、一枚の半導体のウェハから切り出せる半導体素子の枚数が増えるため、半導体素子の面積が小さいほど一枚あたりのコストは下がる事になる。
しかしながら、本発明に使用する受光部15に使用される半導体素子は、水平釜1の上方を通過する上糸3の位置と、光源である発光部13の配置の関係上、上下方向に1mm以上の幅を持った半導体素子が必要である。
また、上糸3は水平方向に水平釜1の上方を通過するため、上糸3の影42も水平方向に投影されることになる。したがって、水平方向に広く半導体素子が存在すれば、投影された上糸3の影42を検出する検出面積は大きくなる。
検出面積を大きくするためには、半導体素子をマトリクス状に配置する方法が考えられるが、半導体素子は実質的なセンサ部の外側にケースがある構成のため、無駄なスペースが生じる。
そこで、受光部15として半導体素子を水平方向に並べて配置するとともに、上下方向にオフセットして配置することで、水平方向に投影された上糸3の影42を検出する範囲を広がるため、面積の小さい半導体素子を使用しながら、上糸3の影42の検出感度を向上させることができる。例えば図9(a)に示すように、受光部15として3つの半導体素子15a、15b、15cを上下方向にオフセットして並べることによって検出範囲を広げることができる。図9(a)に示すように3つの半導体素子15a、15b、15cが水平方向及び上下方向にオフセットして配置されて回路基板15Kに実装されている。かかるオフセットは、半導体素子の実検出エリア(受光面)がオフセットされていることを条件とする。
また、複数配置した半導体素子は、例えば図9(b)に示すように半導体素子15a、15b、15cを並列に回路を接続し、各半導体素子が検出した受光量を合算するように接続すればよい。
Further, the arrangement of the
Usually, a semiconductor element used as such a light receiving element is used for measuring the luminance of widely spread light, so the light receiving area is as small as about 0.5 mm × 0.5 mm. In addition, since the number of semiconductor elements that can be cut out from one semiconductor wafer increases as the area of the semiconductor elements decreases, the cost per sheet decreases as the area of the semiconductor elements decreases.
However, the semiconductor element used in the
Moreover, since the
In order to increase the detection area, it is conceivable to arrange the semiconductor elements in a matrix, but since the semiconductor elements have a case where the case is substantially outside the sensor portion, a wasteful space is generated.
Therefore, by arranging the semiconductor elements in the horizontal direction as the
Further, as shown in FIG. 9B, for example, the
また、図9(a),(b)で示した受光部15の目飛び等検出の精度を上げる方法として、図9(c)に示すように3つの半導体素子のうち、半導体素子15a、15bを上側センサエリア15mと、半導体素子15b、15cを下側センエリア15nとに分ける方法がある。より詳細には、上側センサエリア15mの合算値として半導体素子15a、15bがそれぞれ検出した受光量を合算し、下側センサエリア15nの合算値として半導体素子15b、15cがそれぞれ検出した受光量を合算して目飛び等検出を判断する。そして、上側センサエリア15mと下側センサエリア15nの両方で目飛び等検出と判断した時のみ、ミシン制御基板20は目飛びと判断する。
通常、上糸3は水平釜1の上端面1bに沿って通過するが、被縫製物が重なって部分的に厚くなっている段部を縫う際や、縫いピッチを変えた際には、上糸3が余り気味となり 、上糸3が 釜1の上端面1bを通過する時に上糸3が暴れて、斜めになる事や浮いてしまう事がある。このような場合に、3つの半導体素子15a、15b、15cを合算して検出する方法では、上糸3の影42に起因した受光量の変化が小さくなり、 光電センサ11が上糸3を検出できず、目飛びや糸切れと誤検出してしまう可能性もある。
図10(a)は上糸3が釜1の上端面1bに沿っている状態、図10(b)は上糸3が釜1の上方で水平に浮いている状態、図10(c)は上糸3が斜めになり半導体素子15aは3/4開、半導体素子15bは全閉、半導体素子15cは1/2開と検出する状態、図10(d)は上糸3が斜めになり半導体素子15aは全開、半導体素子15bは3/4開、半導体素子15cは全閉と検出する状態を示している。上糸3の影が半導体素子の実検出エリア(受光面)を完全に覆う全閉状態では出力値は1とし、影が半導体素子の実検出エリア(受光面)を全く覆わない全開状態では出力値は0となる。
図11(a)〜(d)は、半導体素子15a、15b、15cの各出力を合算する方法の場合の出力値、図12(a1)(a2)〜(d1)(d2)は半導体素子15a、15bを上側センサエリア15m、半導体素子15b、15cを下側センサエリア15nと分け、エリアごとに出力値を合算する方法の場合の出力値を示している。図11(a)〜(d)と図12(a1)(a2)〜(d1)(d2)は、それぞれ図10(a)〜(d)の上糸3の状態に対応している。図12(a1)(b1)(c1)(d1)は、上側センサエリア15mの出力値を示している。図12(a2)(b2)(c2)(d2)は、下側センサエリア15nの出力値を示している。
半導体素子15a、15b、15cの各出力を合算する方法の場合、図10(a)の状態に対応した図11(a)の出力値、図10(b)の状態に対応した図11(b)の出力値、及び図10(c)の状態に対応した図11(c)の出力値では、半導体素子15a、15b、15cの各出力の合算値が閾値THを超えないために上糸3の影42の検出が可能である。しかし、図10(d)の状態に対応した図11(d)の出力値では、上糸3の影42が実検出エリア(受光面)に係る面積が不十分となり、半導体素子15a、15b、15cの各出力の合算値が閾値THを超えてしまうため、上糸3が渡っているにも関わらず上糸3の検出が出来ずに目飛びや糸切れと誤検出してしまう。
それに対し、半導体素子15a、15bを上側センサエリア15m、半導体素子15b、15cを下側センサエリア15nと分け、エリアごとに出力値を合算する方法の場合、図12(a1)(a2)〜(d1)(d2)に示すように、図10(a)〜(d)に示したどの状態においても上糸3の検出が可能である。図10(d)の状態では、図12(d2)に示すように下側センサエリア15nの半導体素子15b、15cの合算値は閾値THを超えるが、図12(d1)に示すように上側センサエリア15mの半導体素子15a、15bの合算値が閾値THを超えないため、ミシン制御基板20は上糸有りと判断する事ができる。
従って、検出結果を各センサエリアで独立して算出し、どちらかのセンサエリアにて上糸3が存在することを検出できるので、水平釜1を通過する上糸3が暴れた場合でも、受光部15は受光量の変化を検出することができる。
以上のように、複数の受光素子をオフセットして配置し、位置が異なる複数のエリアで上糸検出を行って、少なくともいずれかのエリアで上糸検出ができた場合に目飛び及び糸切れが無かったと、いずれのエリアでも上糸検出ができなった場合に目飛び又は糸切れがあったとして最終的に目飛び及び糸切れの判別を下すことができ、これにより目飛び及び糸切れの判別精度を向上することができる。
Further, as a method of improving the detection accuracy of the eye jump etc. of the
Normally, the
10 (a) shows a state in which the
11 (a) to 11 (d) are output values in the method of summing the outputs of the
In the case of the method of summing the outputs of the
On the other hand, in the case of the method of dividing the
Therefore, the detection result can be calculated independently in each sensor area, and the presence of the
As described above, when a plurality of light receiving elements are offset and arranged, upper thread detection is performed in a plurality of areas having different positions, and when upper thread detection is possible in at least one of the areas, popping and thread breakage occur. If the upper thread can not be detected in any area, it is finally possible to discriminate between popping and thread breakage if there is jump or thread breakage in any area. Accuracy can be improved.
以上の本実施形態の目飛び等検出装置によれば、光電センサ11の発光部13から受光部15までの光路L1が、上糸3の通過範囲を通りつつ釜1の回転軸A1に対して垂直方向に釜1を横断するように設けられるので、釜1の剣先1aにすくわれて移動する上糸3の移動方向と光路L1の横断方向とが近似し、受光部15までの光路L1が上糸3に遮られる期間が長くなり、光電センサ11による上糸3の検出期間を長くとれる。これにより、目飛び及び糸切れの判別精度が向上する。それとともに、水平釜1の上端面1bと針板等との間の狭い隙間に発光部13から受光部15までの光路L1を通して光電センサ11を水平釜1に適用することが容易である。
また、受光部15までの光路L1が上糸3に遮られたときと、遮られていないときとの受光量の差によって検出するので、光電センサ11として安価な汎用の発光素子及び受光素子を適用して十分な判別精度を達成できる。
According to the above-described eye-popping detection apparatus of the present embodiment, the light path L1 from the
Moreover, since it detects by the difference of the light reception amount with the time when the optical path L1 to the
上糸3が釜1を通過するときの釜回りの後半区間F2は上糸3が釜1からすり抜けるために、前半の上糸3が剣先1aに引かれる区間F1に対して、上糸3のループ部の挙動が不安定である。また、発光ダイオードなどによる光に広がりが有る場合、光電センサ11の発光部13から検出対象物(上糸3)までの距離は近い方が、検出対象物による影が大きく受光部15での受光量の変化が鮮明で検出しやすい。
本実施形態の目飛び等検出装置によれば、上糸3が剣先1aに引かれる前半の区間F1において上糸3に近接した発光部13から光を照射し、安定的かつ鮮明に受光量の変化を検出することができ、目飛び及び糸切れの判別精度を向上することができる。
In the latter half section F2 of the hook rotation when the
According to the eye jump detection apparatus of the present embodiment, light is emitted from the
光電センサ11の発光部13から出射される光の光軸ALが釜1の上端面1bから上側に離れていると(図6(b)の状態)、通過する上糸3に光が照射される場合にその影が釜1に投影されるために、受光部15で十分に上糸3の通過に起因した受光量の変化を検出できなくなるおそれがある。また、光電センサ11の発光部13から出射される光の光軸ALが上端面1bよりも下方で釜と交わる場合には、通過する上糸3が釜1の影に入って受光部15で十分に上糸3の通過に起因した受光量の変化を検出できなくなるおそれがある。
図7に示す一実施形態の目飛び等検出装置によれば、発光部13から出射される光の光軸ALが釜1の上端面1bに一致しているので、通過する上糸3の影が釜に投影されることも、通過する上糸3が釜1の影に入ることもなく、受光部15で十分に上糸3の通過に起因した受光量の変化を検出でき、目飛び及び糸切れの判別精度を向上することができる。
When the optical axis AL of the light emitted from the
Since the optical axis AL of the light emitted from the
また、本実施形態の目飛び等検出装置によれば、水平釜1を通過する上糸3を光電センサ11で検出し目飛び及び糸切れを検出することができる。
なお、上記実施形態では、ミシン針及び水平釜が一組である構成を示したが、ミシン針及び水平釜を二組備えた2本針本縫ミシンにおいて、本発明の目飛び等検出装置を各水平釜に適用して実施することが可能である。その場合に、いずれの釜に目飛び等が検出されたかを報知する報知制御を行うと、普及作業を効率化することができる。
また、上記実施形態では、水平釜を使用した構成を示したが、本実施形態の目飛び等検出装置は光電センサ11の発光部13から受光部15までの光路が、剣先が設けられた側の回転軸A1方向の上端面を垂直視して同端面を横断するように設ければ良いことから、垂直釜を使用したミシンでも実施可能である。
Further, according to the eye-popping detection device of the present embodiment, the
In the above embodiment, the configuration is shown in which the sewing needle and the horizontal hook are one set, but in the two-needle lock stitch sewing machine provided with two sets of the sewing needle and the horizontal hook, the eye jump etc. detection device of the present invention It is possible to apply and implement to each horizontal pot. In that case, if notification control is performed to notify which hook the eye-catching or the like has been detected, the spreading work can be made efficient.
Further, in the above embodiment, the configuration using the horizontal pot has been described, but in the eye-catching detection device of this embodiment, the light path from the
1 水平釜
1a 剣先
1b 上端面
2 針孔
3 上糸
10 目飛び等検出装置
11 光電センサ
12 目飛び等検出装置のCPU基板
13 発光部
15 受光部
20 ミシン制御基板
21 エンコーダー
A1 回転軸
A2 ミシン針の中心軸
AL 光軸
L0 基準光路
L1 光路
L2 光路
L3 光路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光電センサの発光部から受光部までの光路が、上糸の通過範囲を通りつつ、前記釜へ回転動力を伝える下軸とは逆側の前記釜の回転軸方向の端面を垂直視して同端面を横断するように設けられ、
前記受光部によって受光された光の受光量に基づき、上糸の通過を判別することを特徴とするミシンの目飛び及び糸切れ検出装置。 The stitch of the sewing machine which detects eye skipping and thread breakage by detecting an upper thread passing through the hook with a photoelectric sensor to extend from the sewing needle that has passed through the fabric and to be caught by the hook tip of the hook and pass the hook. In the yarn breakage detecting device,
The light path from the light emitting part to the light receiving part of the photoelectric sensor passes the passing range of the upper thread, and the end face in the rotational axis direction of the shuttle opposite to the lower shaft transmitting rotational power to the shuttle is viewed vertically It is provided to cross the end face ,
An apparatus for detecting jumps and breaks in threads of a sewing machine, which determines the passage of upper threads based on the amount of light received by the light receiving unit.
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