特許 7429524 上糸検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-31

(45)【発行日】2024-02-08

(54)【発明の名称】上糸検出装置

(51)【国際特許分類】

   D05B 51/00 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

D05B51/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019218867

(22)【出願日】2019-12-03

(65)【公開番号】P2021087563

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003399

【氏名又は名称】ＪＵＫＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高井 涼介

(72)【発明者】

【氏名】根本 越男

(72)【発明者】

【氏名】河野 渉

(72)【発明者】

【氏名】中山 元

【審査官】横山 綾子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０１１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６２９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７３６２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０５Ｂ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボビンケースが配置される釜を備えるミシンに適用される上糸検出装置であって、
前記釜の一方側に配置された反射部材と、
前記釜の他方側に配置され、上糸が通過する前記ボビンケースの表面に検出光を照射して、前記ボビンケースの表面で反射した後に前記反射部材で反射した前記検出光の反射光を検出する光センサと、を備え、
前記ボビンケースの表面は、前記検出光が照射される平坦部を含み、
前記検出光の光軸は、前記平坦部に対して傾斜し、
前記反射部材は、前記検出光を前記平坦部に向かって反射し、
前記光センサは、前記平坦部で反射した前記検出光を検出し、
前記反射部材は、平坦な反射面を有し、
前記検出光の光軸と前記平坦部とがなす角度と、前記平坦部の法線と平行な基準線と前記反射面とがなす角度とは、同一である、
上糸検出装置。

【請求項2】

ボビンケースが配置される釜を備えるミシンに適用される上糸検出装置であって、
前記釜の一方側に配置された反射部材と、
前記釜の他方側に配置され、上糸が通過する前記ボビンケースの表面に検出光を照射して、前記ボビンケースの表面で反射した後に前記反射部材で反射した前記検出光の反射光を検出する光センサと、を備え、
前記ボビンケースの表面は、前記検出光が照射される平坦部を含み、
前記検出光の光軸は、前記平坦部に対して傾斜し、
前記検出光は、レーザ光を含む、
上糸検出装置。

【請求項3】

ボビンケースが配置される釜を備えるミシンに適用される上糸検出装置であって、
前記釜の一方側に配置された反射部材と、
前記釜の他方側に配置され、上糸が通過する前記ボビンケースの表面に検出光を照射して、前記ボビンケースの表面で反射した後に前記反射部材で反射した前記検出光の反射光を検出する光センサと、を備え、
前記ボビンケースの表面は、前記検出光が照射される平坦部を含み、
前記検出光の光軸は、前記平坦部に対して傾斜し、
前記検出光は、複数の波長のレーザ光を含む、
上糸検出装置。

【請求項4】

前記検出光の光軸と前記平坦部とがなす角度は、５［°］以上５０［°］以下である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の上糸検出装置。

【請求項5】

前記検出光の光軸と前記平坦部とがなす角度は、５［°］以上１２［°］以下である、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の上糸検出装置。

【請求項6】

前記反射部材は、入射した前記検出光を再帰反射する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の上糸検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、上糸検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ミシンは、ミシン針と、内釜及び外釜を含む釜とを備える。ミシン針は、上下運動する。内釜は、ボビンケースに収容されたボビンを保持する。外釜は、ミシン針の上下運動に伴って回転運動する。上糸は、ミシン針の針孔に通される。下糸は、ボビンに巻かれる。生地を貫通したミシン針が上昇するときに、上糸のループが形成される。上糸のループは、回転運動する外釜の剣先に掛けられる。剣先に掛けられた上糸のループは、外釜の回転運動に伴って拡がり、ボビンケースの表面を通過する。上糸のループが剣先から外れると、上糸が生地に引き寄せられ、下糸と絡み合う。上糸と下糸とが絡み合うことにより、生地に縫目が形成される。

【0003】

ミシンの縫製において、目飛び、二度掛け、及び糸切れのような縫製の不具合が発生する可能性がある。縫製の不具合が発生する原因として、ミシン針の上下運動と外釜の回転運動との不一致、又は上糸に作用する張力の異常等が挙げられる。特許文献１に開示されているように、ボビンケースの表面を通過する上糸を検出することにより、縫製の不具合を検出することが検討されている。

【0004】

また、特許文献２に記載の目飛び及び糸切れ検出装置においては、検査光の光路が釜の端面において釜の回転軸に対して垂直方向に横断するように、釜の一方側に発光部が配置され、釜の他方側に受光部が配置される。この検出装置は、検査光の光路を上糸が横切った際の透過光の光量に基づいて、上糸の通過の有無を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００－１９７７８６号公報

【文献】特開２０１６－１０１１８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１において、光電検出器は、中釜の回転軸線に対して約４５［°］の角度で配置される。そのため、上糸が光電検出器の検出エリアを通過する時間は短い。したがって、ミシンを高速で駆動した場合、ボビンケースの表面を通過する上糸の検出精度が不足する可能性がある。

【0007】

特許文献２に記載の検出装置においては、釜の揺動が問題となる。釜は、厳密には上糸の張力又はモータの駆動等に起因して、ミシンの駆動中に回転軸方向にクリアランスの分だけ揺動する。この検出装置では、検査光の光路が釜の端面に一致するように発光部及び受光部が配置されているため、釜の揺動によって検査光が釜で遮られてしまう可能性がある。したがって、検査光が釜で遮られた場合の受光量の変化を判定手段側で補正するか、あるいは釜が揺動しても検査光が遮られないように検査光の光路を釜から遠ざけておくといった追加措置を講じる必要がある。しかしながら、かかる追加措置を講じた場合でも、細番手の糸では透過光の受光量の変化が生じにくくなり、上糸の通過の有無の検出を安定して実行することが困難となる可能性がある。

【0008】

本開示は、ボビンケースの表面を通過する上糸を精度良く検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に従えば、ボビンケースが配置される釜を備えるミシンに適用される上糸検出装置であって、前記釜の一方側に配置された反射部材と、前記釜の他方側に配置され、上糸が通過する前記ボビンケースの表面に検出光を照射して、前記ボビンケースの表面で反射した後に前記反射部材で反射した前記検出光の反射光を検出する光センサと、を備え、前記ボビンケースの表面は、前記検出光が照射される平坦部を含み、前記検出光の光軸は、前記平坦部に対して傾斜する、上糸検出装置が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、ボビンケースの表面を通過する上糸を精度良く検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態に係るミシンの一部を模式的に示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るミシンの動作を模式的に示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るミシンの動作を模式的に示す図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るミシンの動作を模式的に示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係るミシンの動作を模式的に示す図である。

【図6】図６は、第１実施形態に係るミシンの動作を模式的に示す図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係るミシンの動作を模式的に示す図である。

【図8】図８は、第１実施形態に係る上糸検出装置を模式的に示す図である。

【図9】図９は、第１実施形態に係る平坦部における検出光と上糸との位置関係を示す概略図である。

【図10】図１０は、図９の一部を拡大した図である。

【図11】図１１は、第１実施形態に係る内釜が回転軸の一方側に揺動した際の検出光の状態を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、第１実施形態に係る内釜が回転軸の他方側に揺動した際の検出光の状態を模式的に示す図である。

【図13】図１３は、第２実施形態に係る上糸検出装置を模式的に示す図である。

【図14】図１４は、第２実施形態に係る上糸検出装置の動作を模式的に示す図である。

【図15】図１５は、第２実施形態に係る上糸検出装置の動作を模式的に示す図である。

【図16】図１６は、第３実施形態に係る上糸検出装置を模式的に示す図である。

【図17】図１７は、第４実施形態に係る上糸検出装置を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0013】

実施形態においては、左、右、前、後、上、及び下の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、ミシンの中心を基準とした相対位置又は方向を示す。

【0014】

［第１実施形態］
＜ミシンの概要＞
図１は、本実施形態に係るミシン１の一部を模式的に示す図である。ミシン１は、上糸２と下糸３とにより生地Ｃに縫目を形成する。図１に示すように、ミシン１は、針孔４ａを有するミシン針４と、生地Ｃを押える押さえ５と、ボビンケース７が配置される釜６と、ボビンケース７の表面を通過する上糸２を検出する上糸検出装置１１Ａとを備える。

【0015】

上糸２は、ミシン針４の針孔４ａに通される。下糸３は、ボビン（不図示）に巻かれる。ボビンは、ボビンケース７に収容される。

【0016】

ミシン針４は、駆動装置（不図示）が発生する動力により上下運動する。ミシン針４は、針孔４ａに上糸２が通された状態で、生地Ｃを貫通する状態及び生地Ｃの上方に配置される状態の一方から他方に変化するように上下運動する。

【0017】

押さえ５は、ミシン針４の直下の針落位置の周囲において、生地Ｃを上方から押える。生地Ｃは、針板（不図示）に支持される。押さえ５は、針板との間で生地Ｃを挟むように生地Ｃを押える。押さえ５は、板状部材である。押さえ５は、ミシン針４が通過可能な開口５ａを有する。

【0018】

釜６は、生地Ｃの下方に配置される。釜６は、内釜６Ａ及び外釜６Ｂを含む。内釜６Ａは、ボビンケース７に収容されたボビンを保持する。下糸３は、ボビンケース７から供給される。外釜６Ｂは、内釜６Ａの周囲に配置される。外釜６Ｂは、ミシン針４の上下運動に伴って回転運動する。外釜６Ｂは、回転軸Ｆを中心に回転運動する。回転軸Ｆは、左右方向に延伸する。釜６は、回転軸Ｆとミシン針４の移動方向とが実質的に直交する垂直釜である。ミシン針４が、上下運動を１回したとき、外釜６Ｂは、回転運動を２回する。ボビンは、ボビンの中心軸とボビンケース７の中心軸とが一致するように、ボビンケース７に収容される。ボビンケース７は、ボビンケースの中心軸と回転軸Ｆとが一致するように、内釜６Ａに収容される。外釜６Ｂは、剣先８を有する。外釜６Ｂの回転により、上糸２は、剣先８に掛けられる。

【0019】

上糸検出装置１１Ａは、ミシン１に適用される。上糸検出装置１１Ａは、縫目の形成において、ボビンケース７の表面を通過する上糸２を光学的に検出する。上糸検出装置１１Ａは、釜６の一方側（後方側）に配置される反射部材１２と、釜６の他方側（前方側）に配置される光センサ１３とを備える。光センサ１３は、ボビンケース７の表面に検出光Ｌ１を照射して、ボビンケース７の表面を通過する上糸２を検出する。ボビンケース７の表面は、光センサ１３からの検出光Ｌ１が照射される平坦部１５を含む。平坦部１５の外形は、前後方向に長い長方形状である。

【0020】

＜ミシンの動作＞
図２から図７のそれぞれは、本実施形態に係るミシン１の動作を模式的に示す図である。なお、図２から図７のそれぞれにおいて、上糸検出装置１１Ａの図示は省略する。

【0021】

図２に示すように、生地Ｃの上方に配置されているミシン針４が下方に移動すると、ミシン針４は、上糸２とともに生地Ｃを貫通する。上糸２とともに生地Ｃを貫通したミシン針４は、下死点に到達する。下死点に到達したミシン針４が上昇するときに、上糸２のループ９が形成される。外釜６Ｂは、ミシン針４の上下運動に伴って回転運動する。上糸２のループ９は、回転運動する外釜６Ｂの剣先８に掛けられる。

【0022】

図３に示すように、剣先８に掛けられた上糸２のループ９は、外釜６Ｂの回転運動に伴って、ボビンケース７の下方まで拡がる。

【0023】

図４に示すように、外釜６Ｂが更に回転運動すると、ボビンケース７の下方まで拡がった上糸２のループ９は、ボビンケース７から供給された下糸３に掛けられる。

【0024】

図５に示すように、外釜６Ｂが更に回転運動すると、下糸３に掛けられた上糸２のループ９は、ボビンケース７をくぐるように移動する。上糸２の少なくとも一部は、ボビンケース７の表面を通過する。上糸２は、ボビンケース７の表面において、前後方向に移動する。上糸２は、ボビンケース７の表面の前端部７ａから後端部７ｂに向かって、ボビンケース７の表面を通過する。

【0025】

図６に示すように、外釜６Ｂが更に回転運動すると、ボビンケース７をくぐるように移動した上糸２のループ９は、剣先８から外れる。上糸２のループ９が剣先８から外れると、上糸２は、ミシン針４の上方への移動により、生地Ｃに引き寄せられ、ボビンケース７から供給された下糸３と絡み合う。

【0026】

図７に示すように、上糸２とボビンケース７から供給された下糸３とが絡み合うことにより、生地Ｃに縫目が形成される。

【0027】

図２から図７を参照して説明したミシン１の動作が実施されることにより、生地Ｃに１つの縫目が形成される。図２から図７を参照して説明したミシン１の動作が繰り返されることにより、生地Ｃに複数の縫目が形成される。

【0028】

＜上糸検出装置＞
上述のように、縫目の形成において、上糸２は、外釜６Ｂの回転運動により、ボビンケース７の表面を通過する。上糸検出装置１１Ａは、ボビンケース７の表面を通過する上糸２を検出する。ボビンケース７の表面における上糸２の通過の有無が検出されることにより、目飛び、二度掛け、及び糸切れのような縫製の不具合の有無が検出される。なお、縫製の不具合が発生する原因として、ミシン針４の上下運動と外釜６Ｂの回転運動との不一致、又は上糸２に作用する張力の異常等が挙げられる。上糸検出装置１１Ａは、１つの縫目の形成において、ボビンケース７の表面を通過する上糸２を検出することにより、縫製の不具合を検出する。

【0029】

図８は、本実施形態に係る上糸検出装置１１Ａを模式的に示す図である。図８に示すように、上糸検出装置１１Ａは、釜６の一方側（後方側）に配置される反射部材１２と、釜６の他方側（前方側）に配置される光センサ１３と、判断部１４を含むセンサアンプ部２１と、制御装置２２とを備える。上糸２が通過するボビンケース７の表面は、平坦部１５を含む。

【0030】

光センサ１３は、検出光Ｌ１を射出する射出部と、反射部材１２で反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２を検出する光検出部とを有する。光センサ１３の射出部から射出される検出光Ｌ１は、レーザ光を含む。射出部は、レーザ光源を含む。なお、射出部は、発光ダイオードのような発光素子を含んでもよい。光検出部は、フォトダイオードのような受光素子を含む。

【0031】

反射部材１２は、光センサ１３の射出部からの検出光Ｌ１を反射する。反射部材１２は、平坦な反射面１２ｒを有する反射板１２Ａを含む。反射板１２Ａの反射面１２ｒは、検出光Ｌ１を反射する。反射部材１２の材料として、メタアクリル樹脂又はアクリル樹脂が例示される。

【0032】

光センサ１３は、上糸２が通過するボビンケース７の表面に検出光Ｌ１を照射して、ボビンケース７の表面で反射した後に反射板１２Ａで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２を検出する。光センサ１３の射出部は、ボビンケース７の表面の平坦部１５に検出光Ｌ１を照射する。光センサ１３の光検出部は、平坦部１５で反射した後に反射板１２Ａで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２を検出する。

【0033】

平坦部１５は、光センサ１３の射出部からの検出光Ｌ１を反射する。平坦部１５は、平坦面を含む。平坦部１５は、緩やかな湾曲面を含んでもよい。平坦部１５の周囲のボビンケース７の表面は、平坦面でもよいし、湾曲面でもよい。

【0034】

上糸２は、ボビンケース７の表面の前端部７ａから後端部７ｂに向かって、ボビンケース７の表面を通過する。上糸２の少なくとも一部は、平坦部１５を通過する。平坦部１５の外形は、前後方向に長い長方形状である。ボビンケース７の表面における上糸２の移動方向及び平坦部１５の長手方向のそれぞれは、前後方向である。すなわち、ボビンケース７の表面における上糸２の移動方向と平坦部１５の長手方向とは一致する。

【0035】

反射板１２Ａは、ボビンケース７の一方側（後方側）に配置される。光センサ１３は、ボビンケース７の他方側（前方側）に配置される。上糸２は、ボビンケース７の表面の前端部７ａから後端部７ｂに向かって、ボビンケース７の表面を通過する。ボビンケース７の一方側は、上糸２がボビンケース７の表面から退去する後端部７ｂ側を含む。ボビンケース７の他方側は、上糸２がボビンケース７の表面に進入する前端部７ａ側を含む。

【0036】

反射板１２Ａは、ボビンケース７（釜６）から後方に離れた位置に配置される。光センサ１３は、ボビンケース７（釜６）から前方に離れた位置に配置される。前後方向において、ボビンケース７は、反射板１２Ａと光センサ１３との間に配置される。反射板１２Ａは、ボビンケース７の一方側において、反射面１２ｒと平坦部１５の法線とが平行になるように配置される。光センサ１３は、ボビンケース７の他方側において、光センサ１３の少なくとも一部と反射板１２Ａとが対向するように配置される。

【0037】

光センサ１３の射出部は、ボビンケース７の平坦部１５に検出光Ｌ１が照射されるように、検出光Ｌ１を射出する。光センサ１３の射出部から射出される検出光Ｌ１の光軸は、平坦部１５に対して傾斜する。検出光Ｌ１の光軸は、検出光Ｌ１の光路を意味する。

【0038】

検出光Ｌ１の光軸とボビンケース７の平坦部１５とがなす角度θは、５［°］以上５０［°］以下である。検出光Ｌ１の光軸とボビンケース７の平坦部１５とがなす角度θは、５［°］以上１２［°］以下であることが好ましい。

【0039】

センサアンプ部２１は、光センサ１３の光検出部からの検出信号を受信する。光検出部は、検出した反射光Ｌ２の光強度に基づいて、検出信号を出力する。

【0040】

センサアンプ部２１は、判断部１４を有する。判断部１４は、光検出部からの検出信号に基づいて、ボビンケース７の表面を上糸２が通過したか否かを判断する。すなわち、判断部１４は、光検出部からの検出信号に基づいて、ボビンケース７の表面における上糸２の通過の有無を判断する。

【0041】

制御装置２２は、判断部１４による上糸２の通過の有無の判断に基づいて、ミシン１を制御する。制御装置２２は、コンピュータシステムを含む。制御装置２２は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を含む。

【0042】

なお、制御装置２２が、上糸２の通過の有無を判断する判断部１４の機能を有してもよい。

【0043】

＜上糸検出装置の動作＞
ボビンケース７の表面を上糸２が通過しない場合、射出部から平坦部１５に照射された検出光Ｌ１は、平坦部１５で反射した後に、反射板１２Ａの反射面１２ｒに入射し、反射面１２ｒで反射する。反射面１２ｒで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２の少なくとも一部は、光センサ１３に回帰し、光検出部に検出される。

【0044】

ボビンケース７の表面を上糸２が通過する場合、射出部から射出された検出光Ｌ１の少なくとも一部は、上糸２によって吸収又は散乱される。射出部から射出された検出光Ｌ１の少なくとも一部は、平坦部１５で反射した後に、反射板１２Ａの反射面１２ｒに入射し、反射面１２ｒで反射する。反射面１２ｒで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２の少なくとも一部は、光センサ１３に回帰し、光検出部に検出される。

【0045】

光検出部は、反射板１２Ａからの反射光Ｌ２の光強度を検出し、検出信号をセンサアンプ部２１に出力する。センサアンプ部２１の判断部１４は、光検出部からの検出信号に基づいて、ボビンケース７の表面における上糸２の通過の有無を判断する。ボビンケース７の表面を上糸２が通過する場合、射出部から射出された検出光Ｌ１の少なくとも一部は、上糸２によって吸収又は散乱される。そのため、ボビンケース７の表面を上糸２が通過するときに光検出部で検出される反射光Ｌ２の光強度は、ボビンケース７の表面を上糸２が通過しないときに光検出部で検出される反射光Ｌ２の光強度よりも弱い。したがって、判断部１４は、光検出部からの検出信号に基づいて、ボビンケース７の表面における上糸２の通過の有無を判断することができる。

【0046】

判断部１４は、予め定められている光強度に係る閾値と、光検出信号によって検出された光強度とを比較する。１つの縫目の形成において、反射光Ｌ２の光強度が閾値以下であると判定した場合、判断部１４は、ボビンケース７の表面を上糸２が通過したと判断する。１つの縫目の形成において、反射光Ｌ２の光強度が閾値以下でないと判定した場合、判断部１４は、ボビンケース７の表面を上糸２が通過していないと判断する。

【0047】

ボビンケース７の表面を上糸２が通過していないと判断された場合、制御装置２２は、ミシン針４の駆動装置を減速又は停止させる。なお、ボビンケース７の表面を上糸２が通過していないと判断した場合、制御装置２２は、ディスプレイ又はスピーカを含む報知装置を作動して、縫製の不具合が発生した可能性があることを報知してもよい。

【0048】

＜角度＞
次に、検出光Ｌ１の光軸とボビンケース７の平坦部１５とがなす角度θについて説明する。制御装置２２における一般的な最短入力時間は、２．５［μｓ］以上５０［μｓ］以下である。一方、光センサ１３に搭載される光検出部の一般的な応答時間は、８０［μｓ］程度である。したがって、センサアンプ部２１が判断部１４を有する場合であっても、制御装置２２が判断部１４の機能を有する場合であっても、上糸検出装置１１Ａにおける上糸２の検出に要する時間は、光センサ１３の応答時間に依存する。

【0049】

また、生地Ｃの縫製において、ミシン１の一般的な回転数は、１０００［ｒｐｍ］以上３０００［ｒｐｍ］以下である。ミシン１の回転数が高いほど、目飛び、二度掛け、及び糸切れのような縫製の不具合が発生する可能性が高くなる。したがって、縫製の不具合が発生した場合、ミシン１の回転数を減少させる必要がある。ミシン１の回転数が１０００［ｒｐｍ］である場合、１回転に要する時間は約０．０６［ｓ］である。ミシン１の回転数が３０００［ｒｐｍ］である場合、１回転に要する時間は約０．０２［ｓ］である。また、ミシン１の回転数が１０００［ｒｐｍ］である揚合、上糸２の移動速度は約１４０００［ｍｍ／ｓ］である。ミシン１の回転数が３０００［ｒｐｍ］である場合、上糸２の移動速度は約４２０００［ｍｍ／ｓ］である。

【0050】

上糸２の検出エリアの寸法Ｒは、光センサ１３の応答時間と上糸２の移動速度との積によって算出される。上糸２の検出エリアとは、平坦部１５における検出光Ｌ１の照射エリアをいう。光センサ１３の応答時間が８０［μｓ］であり、ミシン１の回転数が１０００［ｒｐｍ］である場合、上糸２の検出エリアの寸法Ｒは、約１．１２［ｍｍ］である。光センサ１３の応答時間が８０［μｓ］であり、ミシン１の回転数が３０００［ｒｐｍ］である場合、上糸２の検出エリアの寸法Ｒは、約３．３６［ｍｍ］である。

【0051】

以上のような条件により、検出光Ｌ１の光軸とボビンケース７の平坦部１５とがなす角度θは、一定の範囲内で設定されることが好適である。

【0052】

図９は、本実施形態に係る平坦部１５における検出光Ｌ１と上糸２との位置関係を示す概略図である。図１０は、図９の一部を拡大した図である。図９及び図１０に示す例において、検出光Ｌ１の直径Ｄ及び上糸２の半径ｒが規定される。平坦部１５における検出光Ｌ１の反射位置ｐと検出光Ｌ１の外縁とは、距離ｘだけ離れている。平坦部１５において上糸２と検出光Ｌ１との接点ｆの垂下点と検出光Ｌ１の外縁とは、距離ｂだけ離れている。上糸２と検出光Ｌ１との接点ｆ平坦部１５とは、距離ｃだけ離れている。

【0053】

図９及び図１０に示す例では、上糸２の検出エリアの寸法Ｒは、［Ｒ＝２ｘ－２ｂ］で表される。距離ｘの導出には、［ｘ＝Ｄ／２ｓｉｎθ］の関係式を用いることができる。距離ｂの導出には、［ｂ＝ｃ／ｔａｎθ］及び［ｃ＝ｒ＋ｒｃｏｓθ］の２の関係式を用いることができる。

【0054】

上糸２の半径ｒを０．０６５［ｍｍ］とし、検出光Ｌ１の直径Ｄを１［ｍｍ］とする。上糸２の検出エリアの寸法Ｒの上限値は、平坦部１５の長手方向の寸法である。既存のミシン１において形成される平坦部１５の長手方向の寸法は、約９［ｍｍ］である。したがって、上糸２の検出エリアの寸法Ｒの上限値は、９［ｍｍ］である。検出エリアの寸法Ｒの上限値を９［ｍｍ］とした場合、上述の式より、角度θは、約５［°］である。

【0055】

検出エリアの寸法Ｒの下限値は、ミシン１の回転数が１０００［ｒｐｍ］である場合、約１．１２［ｍｍ］であり、ミシン１の回転数が３０００［ｒｐｍ］である場合、約３．３６［ｍｍ］である。検出エリアの寸法Ｒが、１．１２［ｍｍ］の場合、角度θは、約５０［°］である。検出エリアの寸法Ｒが、３．３６［ｍｍ］の場合、角度θは、約１２［°］である。

【0056】

したがって、ミシン１の回転数が１０００［ｒｐｍ］である場合、角度θが５［°］以上５０［°］以下であることが好ましい。ミシン１の回転数が３０００［ｒｐｍ］である場合、角度θが５［°］以上１２［°］以下であることが好ましい。

【0057】

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、光センサ１３の射出部から射出された検出光Ｌ１は、ボビンケース７の表面に照射される。ボビンケース７の表面で反射した検出光Ｌ１は、反射板１２Ａに照射される。反射板１２Ａで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２は、光センサ１３の光検出部に検出される。また、検出光Ｌ１の光軸は、ボビンケース７の平坦部１５に対して傾斜する。これにより、上糸２が光センサ１３の検出エリアを通過する時間が十分に確保される。したがって、糸の種類に寄らず、ミシン１の高速駆動時においても上糸２の通過の有無を精度良く検出することができる。

【0058】

図１１は、本実施形態に係る内釜６Ａが回転軸Ｆの一方側に揺動した際の検出光Ｌ１の状態を模式的に示す図である。図１２は、本実施形態に係る内釜６Ａが回転軸Ｆの他方側に揺動した際の検出光Ｌ１の状態を模式的に示す図である。

【0059】

ミシン１の駆動において、上糸２の張力又はモ一タの駆動等に起因して、釜６が回転軸Ｆと平行な左右方向にクリアランス分だけ揺動する可能性がある。本実施形態においては、検出光Ｌ１の光軸が、ボビンケース７の平坦部１５に対して傾斜する。そのため、釜６の揺動によってボビンケース７が光センサ１３側に変位した場合、図１１に示すように、平坦部１５における検出光Ｌ１の反射位置が光センサ１３側に僅かに変位する可能性がある。しかし、検出光Ｌ１の光路が釜６又はボビンケース７によって遮られることはない。同様に、釜６の揺動によってボビンケース７が光センサ１３の反対側に変位した場合、図１２に示すように、平坦部１５における検出光Ｌ１の反射位置が反射部材１２側に僅かに変位する可能性がある。しかし、検出光Ｌ１の光路が釜６又はボビンケース７によって遮られることはない。したがって、釜６の揺動の影響を受けずに上糸２の検出を安定的に実行することが可能となる。

【0060】

本実施形態においては、検出光Ｌ１の光軸とボビンケースの平坦部１５とがなす角度θは、５［°］以上５０［°］以下である。この場合、ミシン１の一般的な回転数である１０００［ｒｐｍ］以上３０００［ｒｐｍ］以下の場合において、ボビンケース７の表面における上糸２の通過の有無を精度良く検出できる。

【0061】

本実施形態において、検出光Ｌ１の光軸とボビンケース７の平坦部１５とがなす角度θは、５［°］以上１２［°］以下でもよい。この場合、ミシン１の回転数が高い３０００［ｒｐｍ］程度の場合において、ボビンケース７の表面における上糸２の通過の有無を精度良く検出できる。

【0062】

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0063】

図１３は、本実施形態に係る上糸検出装置１１Ｂを模式的に示す図である。図１３に示すように、上糸検出装置１１Ｂは、釜６の一方側（後方側）に配置される反射部材１２と、釜６の他方側（前方側）に配置され、検出光Ｌ１を射出する光センサ１３と、センサアンプ部２１と、判断部１４を含む制御装置２２とを備える。上糸２が通過するボビンケース７の表面は、平坦部１５を含む。

【0064】

本実施形態において、反射部材１２は、検出光Ｌ１を平坦部１５に向かって反射する。光センサ１３の光検出部は、平坦部１５で反射した検出光Ｌ１である反射光Ｌ２を検出する。

【0065】

本実施形態において、反射部材１２は、入射した検出光Ｌ１を再帰反射する再帰反射板１２Ｂを含む。再帰反射とは、入射光を入射光の光路に沿うように反射することをいう。再帰反射板１２Ｂとは、再帰反射板１２Ｂに入射した検出光Ｌ１の光路に沿うように検出光Ｌ１を反射する光学部材をいう。図１３に示すように、再帰反射板１２Ｂは、再帰反射板１２Ｂに入射する検出光Ｌ１の光路と、再帰反射板１２Ｂで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２の光路とが一致するように、検出光Ｌ１を反射する。

【0066】

光センサ１３の射出部から射出された検出光Ｌ１は、平坦部１５に照射される。平坦部１５で反射した検出光Ｌ１は、再帰反射板１２Ｂに入射する。再帰反射板１２Ｂは、検出光Ｌ１を反射する。再帰反射板１２Ｂで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２は、平坦部１５に照射される。平坦部１５で反射した反射光Ｌ２は、光センサ１３の光検出部に検出される。

【0067】

図１４は、本実施形態に係る上糸検出装置１１Ｂの動作を模式的に示す図である。図１４に示すように、光センサ１３の射出部から平坦部１５を経由して再帰反射板１２Ｂに向かう検出光Ｌ１の光路（光軸）と、再帰反射板１２Ｂから平坦部１５を経由して光センサ１３の光検出部に向かう反射光Ｌ２の光路（光軸）とは、実質的に一致する。そのため、ボビンケース７の表面を通過する上糸２は、検出光Ｌ１の光路及び反射光Ｌ２の光路のそれぞれを通過する。すなわち、上糸検出装置１１Ｂは、検出光Ｌ１及び反射光Ｌ２の両方を使って、上糸２を検出することができる。上糸２を検出するタイミングが複数（少なくとも２回）存在するので、上糸検出装置１１Ｂによる上糸２の検出精度が向上する。

【0068】

図１５は、本実施形態に係る上糸検出装置１１Ｂの動作を模式的に示す図である。図１５に示すように、例えばミシン１の振動に起因して、平坦部１５の向きが変動する可能性がある。図１５（Ａ）は、平坦部１５が前方に向かって右方に傾斜した状態を示す。図１５（Ｂ）は、平坦部１５が後方に向かって右方に傾斜した状態を示す。なお、平坦部１５の向きは、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す状態に限定されない。

【0069】

検出光Ｌ１が再帰反射板１２Ｂで再帰反射されることにより、図１５に示すように、平坦部１５の向きが変動しても、反射光Ｌ２は、光センサ１３の光検出部に入射することができる。そのため、上糸検出装置１１Ｂによる上糸２の検出精度が向上する。

【0070】

以上説明したように、本実施形態によれば、反射部材１２は、反射光Ｌ２を平坦部１５照射する。光センサ１３の光検出部は、平坦部１５からの反射光Ｌ２を検出する。ボビンケース７の表面を通過する上糸２は、検出光Ｌ１の光路及び反射光Ｌ２の光路のそれぞれを通過する。上糸検出装置１１Ｂは、検出光Ｌ１及び反射光Ｌ２の両方を使って上糸２を検出するので、上糸２の検出精度が向上する。

【0071】

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0072】

図１６は、本実施形態に係る上糸検出装置１１Ｃを模式的に示す図である。図１６に示すように、上糸検出装置１１Ｃは、釜６の一方側（後方側）に配置される反射部材１２と、釜６の他方側（前方側）に配置され、検出光Ｌ１を射出する光センサ１３と、判断部１４を含むセンサアンプ部２１と、制御装置２２とを備える。上糸２が通過するボビンケース７の表面は、平坦部１５を含む。

【0073】

反射部材１２は、反射光Ｌ２を平坦部１５に照射する。光センサ１３の光検出部は、平坦部１５からの反射光Ｌ２を検出する。

【0074】

本実施形態において、反射部材１２は、コーナキューブリフレクタ１２Ｃを含む。コーナキューブリフレクタ１２Ｃは、入射した検出光Ｌ１を再帰反射することができる。図１６に示すように、コーナキューブリフレクタ１２Ｃは、コーナキューブリフレクタ１２Ｃに入射する検出光Ｌ１の光路と、コーナキューブリフレクタ１２Ｃで反射した検出光Ｌ１の反射光Ｌ２の光路とが一致するように、検出光Ｌ１を反射することができる。

【0075】

以上説明したように、本実施形態においても、ボビンケース７の表面を通過する上糸２は、検出光Ｌ１の光路及び反射光Ｌ２の光路のそれぞれを通過する。そのため、上糸２の検出精度が向上する。

【0076】

［第４実施形態］
第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

【0077】

図１７は、本実施形態に係る上糸検出装置１１Ｄを模式的に示す図である。図１７に示すように、上糸検出装置１１Ｄは、釜６の一方側（後方側）に配置される反射部材１２と、釜６の他方側（前方側）に配置され、検出光Ｌ１を射出する光センサ１３と、判断部１４を含むセンサアンプ部２１と、制御装置２２とを備える。上糸２が通過するボビンケース７の表面は、平坦部１５を含む。

【0078】

反射部材１２は、反射光Ｌ２を平坦部１５に照射する。光センサ１３の光検出部は、平坦部１５からの反射光Ｌ２を検出する。

【0079】

本実施形態において、反射部材１２は、上述の第１実施形態で説明したような、平坦な反射面１２ｒを有する反射板１２Ａを含む。

【0080】

本実施形態においては、検出光Ｌ１の光軸と平坦部１５とがなす角度θと、平坦部１５の法線と平行な基準線と反射面１２ｒとがなす角度γとは、同一である。

【0081】

角度θと一致するように角度γが調整されることにより、反射板１２Ａは、検出光Ｌ１を再帰反射することができる。

【0082】

以上説明したように、本実施形態においても、ボビンケース７の表面を通過する上糸２は、検出光Ｌ１の光路及び反射光Ｌ２の光路のそれぞれを通過する。そのため、上糸２の検出精度が向上する。

【0083】

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、検出光Ｌ１は、複数の波長のレーザ光でもよい。すなわち、射出部は、異波長重畳レーザ光源を含んでもよい。検出光Ｌ１が複数の波長のレーザ光を含むことにより、上糸２の特性（太さ、色、透過率）が変化しても、ボビンケース７の表面を通過する上糸２は精度良く検出される。例えば、第１波長のレーザ光を吸収し難いが第２波長のレーザ光を吸収し易い上糸２が使用される場合、第２波長のレーザ光が上糸２に照射されることにより、上糸２は精度良く検出される。

【0084】

上述の実施形態において、反射部材１２が釜６の他方側に配置され、光センサ１３が釜６の一方側に配置されていてもよい。また、光センサ１３の位置又は姿勢を調整可能なアクチュエータが設けられ、検出光Ｌ１の光軸と平坦部１５とがなす角度θが変更されてもよい。

【0085】

上述の実施形態において、釜６は、垂直釜であることとした。釜６は、水平釜でもよい。

【符号の説明】

【0086】

１…ミシン、２…上糸、３…下糸、４…ミシン針、４ａ…針孔、５…押さえ、５ａ…開口、６…釜、６Ａ…内釜、６Ｂ…外釜、７…ボビンケース、７ａ…前端部、７ｂ…後端部、８…剣先、９…ループ、１１Ａ…上糸検出装置、１１Ｂ…上糸検出装置、１１Ｃ…上糸検出装置、１１Ｄ…上糸検出装置、１２…反射部材、１２Ａ…反射板、１２Ｂ…再帰反射板、１２Ｃ…コーナキューブリフレクタ、１２ｒ…反射面、１３…光センサ、１４…判断部、１５…平坦部、２１…センサアンプ部、２２…制御装置、ｂ…距離、Ｃ…生地、ｃ…距離、Ｄ…直径、Ｆ…回転軸、ｆ…接点、Ｌ１…検出光、Ｌ２…反射光、ｐ…反射位置、Ｒ…寸法、ｒ…半径、ｘ…距離、θ…角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】