JPH0314479B2

JPH0314479B2 -

Info

Publication number: JPH0314479B2
Application number: JP56130718A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-08-20
Filing date: 1981-08-20
Publication date: 1991-02-26
Also published as: JPS5833979A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はミシン駆動装置、特にミシン針を所定
の位置で停止させるために停止直前に超低速回転
で駆動すると共に任意の速度に可変し得るミシン
駆動装置に関するものである。

従来のミシン駆動装置として第１図に示す如き
電磁クラツチ・ブレーキ方式を採用したものが提
案されている。

即ち、１０は縫製用ミシン、１２はミシンプー
リ、１４は電磁クラツチ１６及び電磁ブレーキ１
８を含む駆動電動機、２０は電動機プーリであつ
て、プーリ２０がミシンプーリ１２とがベルト２
２によつて連結されている。

２４はミシン１０に取付けられたミシンの針位
置を検出する位置検出器、２６は同様にミシン１
０に取付けられたミシンの駆動速度を検出する速
度検出機である。

２８はミシン１０を操作する足踏ペダル、３０
はペダル２８の作動を検知する検知回路、３２は
電磁クラツチ１６及び電磁ブレーキ１８を制御し
てペダル２８の操作指令等により任意の縫製速度
を得るための電動機速度制御回路、３４は縫製ミ
シン１０の針停止位置や自動糸切り等の制御を行
なうミシン制御回路である。

次に動作について説明すると、足踏ペダル２８
を踏込むことによつて電磁クラツチ１６が励磁さ
れて電源（図示せず）に接続されて常時回転駆動
されてている駆動電動機１４の回転子に連結され
たフライホイール３６に電磁的に結合し、電動機
プーリ２０、ベルト２２及びミシンプーリ１２を
経てミシン１０が回転駆動される。

次に足踏ペダル２８の踏込量を変化させること
により、ペダル検知回路３０の速度指令VCとミ
シン１０に取付けられた速度検出器２６の検出信
号FGとに基づき電動機速度制御回路３２から得
られる電磁クラツチ励磁電流が制御されペダル踏
込量に応じた任意の速度にミシン回転数が制御さ
れる。

又足踏ペダル２８が中立位置に戻されるとミシ
ン制御回路３４より位置決め用の超低速指令が出
力され且つこれと同時に位置検出器２４の位置検
出信号（UPまたはDN）に基づきミシンの針下
又は針上を検知して停止信号BKが出力されれ電
磁ブレーキ１８が励磁されてミシン１０の駆動が
停止される。以上の動作のタイミングチヤートを
第２図に示す。

このように従来のミシン駆動装置はミシンの駆
動、停止に拘らず常時駆動電動機を回転させてお
くので不必要な電力を消費する上、大きな慣性を
有するフライホイールを使用しいるため正・逆の
回転方向切換えが任意の時点で行なうことができ
ず、更に摩擦方式の電磁クラツチの場合は摩耗を
生じるため寿命が短かい等の欠点があつた。

又この欠点を解消するためミシン駆動電動機と
して低慣性のプリントモータを使用してこれを直
流駆動すると共に電磁クラツチ１６を省略し、足
踏ペダル２８の操作に応じてプリントモータが直
接起動・停止及び可変速駆動されるミシン駆動装
置が提案されている。然し乍らこの装置の場合直
流電動機であるため制御特性は非常に良好である
反面ブラシの摩耗が生じ寿命が短かく保守管理が
必要であり、又足踏ペダルが操作される毎に毎回
起動停止を行なうため起動電流が大きく電源容量
が大きくなつたり、駆動制御御回路も大型化し高
価となる等の欠点があつた。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的は駆動電動機とし交流誘導電
動機を使用し、これを可変電圧・可変周波数イン
バータ回路で駆動することにより縫製用ミシンの
可変速運転を行なうことによつて前記従来装置の
諸欠点を一掃し得る新規なミシン駆動装置を提供
することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、誘動電
動機及び制御装置を有するミシン駆動機構と、前
記誘導電動機の出力側に接続されたミシンの針位
置を検出する位置検出器と、を具備するミシン駆
動装置において、ミシン回転方向を必要に応じ逆
転させてミシン針を所定の位置に停止させる制御
部を備えたことを特徴とする。

以下第３図乃至第８図に基づいて本発明の好適
な実施例を説明する。

第３図において第１図との対応部分には同一符
号を付し詳細説明は省略するが、第１図の構成に
おいて駆動電動機１４が交流電動機で構成されて
いると共に電磁クラツチ１６が省略されており、
誘導電動機の固定子３８と対向してカツプ状等低
慣性に製作された回転子４０を有し且つ電動機速
度制御回路３２が可変電圧・周波数インバータ回
路を含んで構成され、縫製用ミシン１０はミシン
駆動電動機１４により可変速運転及び定位置停止
を行なえるように構成されている。

足踏ペダル２８は連結されたペダル検知回路３
０は第４図において詳細に示されており、以下そ
の構成を説明する。

第４図において検知回路３０は、フオトインタ
ラプタ４２，４４、これらフオトインタラプタの
間隙中を移動通過する遮蔽板４６及び抵抗４８か
ら成る光センサ部５０と、遮蔽板４６と共動する
磁石５２、この磁石５２と磁気結合して縫製運転
中の速度指令を発生するホール素子５４、ホール
素子５４に接続された抵抗５６、ホール素子５４
が発生した速度指令を増幅して速度指令信号VC
を制御回路３２に出力する増幅器５８から成る磁
気セセンサ部６０とから構成され、遮蔽板４６及
び磁石５２が足踏ペダル２８と連動している。

而して足踏ペダル２８を踏込むとその踏込みの
大きさにより磁石５２とホール素子５４との磁気
結合の度合いが異なり速度指令信号VCの値が変
化すると共に遮蔽板４６が下降することによつて
フオトインタラプタ４２及び４４の出力が夫々
「１」及び「０」となり縫製運転中であることを
表わす運転指令信号S₁及びS₂として制御回路３２
に送出される。又足踏ペダル２８が第４図図示の
如く中立状態であるときは運転指令信号S₁及びS₂
が共に「０」となることにより制御回路３２で判
別される。更に足踏ペダル２８の「けり返し」即
ち踏込みの方向と逆方向に回転させた状態では、
ミシン糸の切断が行なわれ、遮蔽板４６の上昇に
より運転指令信号S₁及びS₂が夫々「０」及び
「１」となつて「けり返し」状態であることが制
御回路３２で判別される。

又位置検出器２４からはミシン針の位置を表わ
す針上位置信号UP及び針下位置信号DNが出力
され、この位置検出器２４及びペダル検知回路３
０の出力が夫々ミシン駆動用電動機１４の速度制
御ならびにミシンの各種ソレノイド（図示せず）
の制御を行なうミシン制御回路３４に供給され
る。

ミシン制御回路３４は、第５図に示す如く、ペ
ダル検知回路３０の運転指令信号S₁及びS₂が供給
されるフリツプフロツプ回路構成の運転信号記憶
回路（以下FF回路と称す）６２及び６４を有し、
FF回路６２の肯定出力はオア回路６６を介して
直接速度制御回路３２にスタート信号SRTとし
て送出されると共にブレーキワンシヨツト回路６
８を介して速度制御回路３２にブレーキ信号BK
として送出される。即ち、運転指令信号S₁が
「１」となつてFF回路６２の肯定出力が「１」と
なると速度制御回路３２は速度指令信号VCに基
づいてミシン１０の駆動制御を行なう。

FF回路６４の肯定出力は直接速度制御回路３
２に低速速度指令信号LLKDとして送出されると
共に前記オア回路６６及びミシン制御回路７０に
供給される。このFF回路６４は足踏ペダル２８
が「けり返し」の状態即ちミシン停止後、ミシン
糸を切断するときに動作するものであり、速度指
令信号S₂「１」となつてFF回路６４の肯定出力が
「１」となると、まず速度制御回路３２に低速速
度指令信号LLKOが供給されてミシン針が上昇
し、次いでミシン機構制御回路７０が糸切り及び
ワイパ制御を行ない、最後にミシン針が上位置で
停止する。ミシン針が上位置でないときにはミシ
ン位置を上位置で停止させるためFF回路６４の
リセツト入力にナンド回路７２を介して上位置信
号UPが供給されている。このとき足踏ペダル２
８が誤まつて踏込まれても支障が生じない様に
FF回路６２の肯定出力がインバータ７４を介し
てナンド回路７２の他方の入力に供給されてい
る。

尚、ブレーキワンシヨツト回路６８はFF回路
６２，６４の肯定出力が夫々「１」から「０」に
反転するときから所定時間の間ブレーキ信号BK
を速度制御回路３２に供給してミシン１０を直ち
に停止させるためのものである。

又ミシン制御回路３４は位置検出器２４の上位
置検出信号UP及び下位置検出信号DNが供給さ
れた低速検知回路７６を有する。この回路は下位
置検出信号DNの周期によりミシン１０の回転が
低速度に達したことを検知して低速検知信号
LDNを出力しFF回路６２をリセツトするための
ものであり、その詳細を第６図に示す。即ち、位
置検出器２４の上位置検出信号UP及び下位置検
出信号DNが夫々セツト端子ｓ及びリセツト端子
ｒに供給されたフリツプフロツプ７８と、その肯
定出力端子Ｑに接続された固定抵抗器８０、可変
抵抗器８２及び充電用コンデンサ８４からなる時
定数回路８６と、この時定数回路８６のコンデン
サ充電電圧が供給されるインバータ８８と、この
インバータ８８の出力及び前記フリツプフロツプ
７８の肯定出力が供給されたノア回路９０とから
構成されている。尚、９２はコンデンサ８４の急
放電用ダイオードである。

而してフリツプフロツプ７８の肯定出力は第７
図Ａに示す如く上位置検出信号UPによつて「１」
となり、下位置検出信号DNによつて「０」とな
り、従つてコンデンサ８４の充電電圧は第７図Ｂ
に示す如く肯定出力が「１」の区間徐々に上昇
し、「０」の区間で急速に下降しこの状態を繰り
返すが、その繰返周期Ｔが長くなると（即ちミシ
ン１０の回転数が低下すると）充電電圧が基準設
定値を越え、この時点で第７図Ｃに示す如くイン
バータ８８の出力が「１」から「０」に返転し、
このためノア回路９０から低速度に達したことを
表わす低速検知信号LDNが出力されFF回路６２
がリセツトされる。

次にミシン制御回路３４の各出力及びペダル検
知回路３０の速度指令信号VCが供給されミシン
駆動用電動機１４を駆動する電動機速度制御回路
３２を第８図について説明する。

即ち、ペダル検知回路３０の磁気センサ部６０
の速度指令信号VCとミシン制御回路３４の停止
準備指令信号IMCO及び低速指令信号LLKOとが
供給された指令回路９２と、この指令回路９２か
ら得られる電圧及び周波数信号が夫々供給された
電圧制御回路９４及び周波数制御回路９６と、こ
れら回路９４，９６の出力及びミシン制御回路３
４のスタート信号SRTが供給されたトランジス
タ駆動回路９８と、この駆動回路９８の出力が供
給されたトランジスタインンバータパワー回路１
００と、三相交流電源を整流する整流回路１０２
と、この整流回路１０２とトランジスタインバー
タパワー回路１００との間に介装された平滑回路
１０４と、指令回路９２の出力及びミシン制御回
路３４のブレーキ信号BKが供給されたブレーキ
回路１０６とを有し、トランジスタインバータパ
ワー回路１００の出力がミシン駆動用誘導電動機
１４に供給されこの電動機１４を駆動すると共に
ブレーキ回路１０６の出力によつて電磁ブレーキ
１８を制御する。又平滑回路１０４には異常電流
を検知する保護回路１０６が配設され、この回路
１０６の異常検知出力によつてトランジスタ駆動
回路９８の駆動を停止させて電動機１４を停止さ
せる。更に電圧制御回路９４にはインバータパワ
ー回路１００の出力端が変圧器１０１を介して接
続されており、電圧帰還により安定化を計つてい
る。

而してミシン制御回路３４のスタート信号
SRT及び各速度指令信号LLKO、IMCO、VCに
基づく指令回路９２の出力によつて電圧制御回路
９４及び周波数制御回路９６で電圧及び周波数の
調節を行ないミシン駆動電動機１４の回転速度を
所定基準値内に保持すると共に、ブレーキ回路１
０６の出力によつて電磁ブレーキ１８を励磁して
ミシン針を定位置に停止させる。

そして、図には明示されていないが、使用者の
スイツチ操作等によつてトランジスタ駆動回路９
８に所定の指令信号を供給することにより主回路
トランジスタからモータ１４に供給される電圧の
位相を切り換えることにより前記停止状態にある
ミシン針が上下方向における任意位置に移動され
ることになる。

本発明の好適な実施例は以上の構成から成り、
以下その作用を説明する。

縫製作業を開始する場合には足踏ペダル２８を
踏み込んで磁石５２をホール素子５８に接近させ
て、磁気センサ部６０から電動機速度制御回路３
２へ縫製速度指令信号VCを出力すると共にホト
インタラプタ４２からミシン制御回路３４に
「１」なる運転信号S₁を出力する。これに伴つて
ミシン制御回路３４から速度制御回路３２は
「１」なるスタート信号SRTが出力されてミシン
駆動電動機１４の駆動が開始される。そして速度
制御回路３２では電圧制御回路９４及び周波数制
御回路９６により指令された速度に見合う電圧と
周波数に変換されミシン駆動電動機１４が所定の
速度で回転される。

縫製作業中に減速させる場合は足踏ペダル２８
を戻すことにより縫製速度指令信号VCの値が少
なくなりトランジスタ駆動回路９８の動作を電気
制動の回路に変更して急減速して速やかに所要の
減速値に安定させる。

このような縫製作業中において、ミシン針を布
地に突き刺し状態即ち針下状態で縫い方向を変更
する場合には足踏ペダル２８を「中立」状態に戻
し、ペダル検知回路３０からミシン制御回路３４
のFF回路６２に「０」なる運転指令信号S₁を出
力させる。FF回路６２では停準備ができるまで
の期間、速度制御回路３２に「１」なるスタート
信号SRTを出力し続けるので、ミシン駆動電動
機１４の回転速度は第２図に示すように通常の縫
製速度より低い所定の速度に維持される。

この停止準備期間において、低速検知回路７６
では前述したように、位置検出回路２４からの上
位置検出信号UP及び下位置検出信号DNに基づ
いてコンデンサ８４にフリツプフロツプ７８の肯
定出力が「１」である区間中にのみ充電が行なわ
れる。そして電動機１４の速度が低下して繰返周
期Ｔが長くなりコンデンサ８４の充電電圧が所定
値Vthを越えた区間のみインバータ８８の出力は
「０」なる出力信号をノア回路９０に送出する。
従つてフリツプフロツプ７８の肯定出力が「０」
となつた瞬間、ノア回路９０からFF回回路６２
のリセツト信号LDNが得られ、ミシン駆動電動
機１４の回転数が所定の低速度に達すると共にミ
シン針が下位置にきているという方向変更条件が
揃つたことになり、この時点でブレーキワンシヨ
ツト回路６８から「１」なるブレーキ信号BKが
得られ速度制御回路３２のブレーキ回路１０６を
介してミシン駆動電動機１４が停止する。

縫製後に糸切りを行なう場合には、足踏ペダル
２８をけり返してホトインタラプタ４２から
「１」なる糸切り信号S₂をミシン制御回路のFF回
路６４に出力する。これに応じてFF回路６４か
ら速度制御回路３２に「１」のスタート信号
SRT及び低速信号LLKO（必要に応じて中速信号
IMCOを出力する場合もある）を出力すると共に
ミシン機構制御回路７０を作動させて糸切り、糸
払い等の制御を行なう。そしてFF回路６４は位
置検出器２６からの「１」なる上位置検出信号
UPによつてリセツトされミシン駆動電動機１４
はミシン針を上位置として停止する。

そして、停止状態にあるミシン針を例えば下位
置から上位置に移動させたい場合にはスイツチ等
の切換え手段によつて電動機速度制御回路３２の
トランジスタ駆動回路９８へ向けて所定の指令信
号を供給し、該トランジスタ駆動回路９８により
駆動電動機１４に供給される電圧の直接的な制御
作用を果たしている主回路トランジスタに向けて
位相切換え信号を送出することにより、逆転用電
動機等制御手段を追加することなく迅速容易にミ
シン針を所望の上下位置に移動させることができ
る。

なお、上記実施例では速度指令及び運転指令を
足踏ペダル２８によつて操作する場合について説
明したがこれを外部運転スイツチ信号で操作する
ようにしても良い。

又、ミシン駆動電動機は三相誘導電動機に限ら
ず単相誘導電動機であつても良い。

以上のように本発明によれば、電動機速度制御
回路はインバータを有し、位相の切り替えによつ
て前記電動機を逆転させることができる。

ミシンにおける自動糸切り機構は針が加工布か
ら離れて上昇しもつとも高い位置である上死点に
した後、ミシン主軸の回転を利用した糸の切断を
行うために、糸を切断してから針位置を検出し制
御をかけて停止する位置は上死点より相当に低い
位置になる。従来装置のように正転のみでは、針
がこの低い位置で停止すると、たとえば縫製物を
出し入れするのに引かかかつてしまうので、特別
な機構を設けて針停止位置を上死点付近に戻す
か、あるいは手動操作により針を見ながら戻さざ
るを得ないという欠点があつた。

これに対し、ペダルを操作して糸切り動作をさ
せて糸を切断してから針位置を検出し制動をかけ
て停止することにより、針が低い位置に停止した
としても、さらに電動機を逆転させて針を上死点
付近に戻して停止させることができるので、例え
厚い布を縫製する場合にも引つかかることがなく
なる。さらに、制動装置を有する誘導電動機をイ
ンバータ回路で駆動するように構成したので、任
意の駆動速度に無段階に変速することが可能であ
り、しも速度検出器等によるミシン速度の検出を
行なうことなく指令の周波数で一定速度に制御で
きるので従来装置のように不安定な可変速電動機
や複雑な制御回路を必要としない。

又急減速停止させる場合はインバータ回路を使
用する電気的制動を併用することができるから、
従来の機械式摩擦ブレーキのみで制動を行なう場
合に比しブレーキ部の寿命を長くすることが可能
であり且つブレーキ部を小型化し得るので出力軸
の慣性モーメントが小さくなり、縫製作業に要求
される急加速、急減速の要求に十分応えられる。

更に交流誘導電動機を使用するため直流電動機
のような保守点検が不要となる。

尚更に可変電圧・可変周波数形のインバータ回
路を適用することにより足踏ペダルを操作してミ
シンを始動する際直流電動機のように毎回起動電
流が流れることもなく電源に与える影響も少な
く、容量も少なくてすむ利点もあり、またインバ
ータによつて誘導電動機が駆動されるから50Hz、
60Hz等周波数の影響も受けないので制御装置の統
一化も計れる等の優れた特徴を有し、ミシン駆動
装置として理想的な制御を行うことができる。以
上の様にこの発明によれば、電動機の逆回転によ
り針位置停止位置を戻すことができるので簡単な
構成で取り扱いが容易なミシンが得られるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のミシン駆動装置を示す概略構成
図、第２図はミシンにおける定位置停止装置の各
部の波形と回転速度との関係を示す説明図、第３
図は本発明にかかるミシン駆動装置の好適な実施
例を示す概略構成図、第４図は第３図で示される
ペダル検出回路の詳細な構成を示す説明図、第５
図は第３図で示されるミシン制御回路の詳細な構
成を示す説明図、第６図は第５図における低速検
知回路の詳細な構成を示す説明図、第７図は第６
図の低速検知回路の各部の波形を示す説明図、第
８図は第３図で示される電動機速度制御回路の詳
細を示す説明図である。各図中同一部材には同一符号を付して、１０は
ミシン、１４はミシン駆動電動機、１８は電磁ブ
レーキ、２４は位置検出器、２８は足踏ペダル、
３０はペダル検出回路、３２は電動機速度制御回
路、３４はミシン制御回路、７６は低速検知回
路、１００はインバータパワー回路である。

Claims

【特許請求の範囲】１交流電源からの交流を整流し、この整流され
た直流を可変電圧・可変周波数に変換し、この出
力をミシンを駆動する交流電動機に供給するとと
もに、この交流電動機に制動を加える制御を行う
電動機速度制御回路と、前記ミシンに取りつけられ前記ミシンのあらか
じめ設定された針位置を検出する位置検出器と、ペダル動作を検出し、かつ前記位置検出器より
糸切断動作位置に対応して設定された針上位置を
検出する信号を受けて、停止の信号を発するミシ
ン制御回路とを備え、前記停止の信により、前記交流電動機に制動を
加える制御を行い停止させ、さらに位相切換によ
つて前記交流電動機の回転を逆転させ、針を前記
針上位置の信号に対応する位置の方向へもどして
停止させることを特徴とするミシン駆動装置。