JPH0358162B2

JPH0358162B2 -

Info

Publication number: JPH0358162B2
Application number: JP15832482A
Authority: JP
Inventors: Isamu Yasunobu; Tadashi Sato
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1982-09-10
Publication date: 1991-09-04
Also published as: JPS5947714A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は電動機により駆動されるミシンヘツド
に装着され、返し縫い用に利用される電磁ソレノ
イドを有するミシン駆動装置等における電磁ソレ
ノイド駆動回路に係る。

従来例の構成とその問題点一般にミシン制御、特に工業用ミシンの制御
は、電動機により、運針速度、針位置の制御を行
なうと同時に、それに関連づけてミシンヘツドに
装着された電磁ソレノイドを動作させることで行
なつている。制御技術は論理技術の進歩に伴ない
年々向上している。しかしながら、それと裏腹に
駆動部である電磁ソレノイドには進歩の余地がほ
とんどなく、高精度なミシン駆動システムを構成
する上で、この電磁ソレノイドの応答遅れ及びそ
の不均一さが一つのネツクになつている。例え
ば、返し縫い用の電磁ソレノイドを例にとれば、
その応答遅れはそのまま返し縫いの縫い目形成に
現われるため致命的な問題になりがちである。そ
して、電磁ソレノイドの応答遅れは、機械的要素
と電気的遅れについて考えられるが、後者のみに
ついて注目すれば次のことが言える。

先ず駆動信号入力時の応答時間は、当然のこと
ながら印加電圧の関数となる。より早い応答を得
るためには印加電圧を出来るだけ高くし、いわゆ
る過電圧印加の状態で使用することが望ましい。
しかし、このようにすると温度上昇の問題があり
長時間の連続使用には耐えなくなる。この問題の
解決策として電磁ソレノイドの吸引終了後、オ
ン、オフの断続電圧を与え、いわゆるチヨツピン
グ制御することは従来より一般に採用されている
技術である。その具体的な回路例を第１図、第３
図に、またその動作波形図をそれぞれ第２図、第
４図に示す。

第１図において、１は直流電源、２は電磁ソレ
ノイド、３はトランジスタ、４はフライホイール
用のダイオードをそれぞれ示す。第２図において
Ｂはトランジスタ３の入力端子ｂへの入力信号波
形、Ｃは電磁ソレノイド２を流れる電流波形、Ｄ
は電磁ソレノイド２の動作時間を示す。そして、
入力端子ｂは第２図Ｂに示す信号が入力されると
トランジスタ３はオン、オフし、オン時には電磁
ソレノイド２、トランジスタ３、直流電源１の回
路と、オフ時に電磁ソレノイド２、ダイオード４
の回路と電流が流れ第２図Ｃのようになり電磁ソ
レノイド２が動作する。こゝでダイオード４に直
列インピーダンスが接続されていないので、トラ
ンジスタ３のオフ時の放電時定数は大きく、第３
図Ｃに示すように、比較的リツプルの少ない電流
波形が得られる。従つてチヨツピング動作中は電
磁ソレノイドのうなり音等も比較的少なく、良好
な結果が得られる。一方時刻t₄に到り、電磁ソレ
ノイドを復帰させるべく信号を与えた場合、当然
のことながら電流はゆるやかに減少し、その結果
電磁ソレノイドのオフ応答時間t₅−t₄は遅くなる
ことになる。

一方第３図は、ダイオード１４に直列にインピ
ーダンス５を挿入した点以外は第１図の例と同じ
で、同一部分には同一番号を附して説明を省略す
る。このようにインピーダンス５が存在すると、
放電時定数は小さくなり、電磁ソレノイド２に流
れる電流波形は第４図C′に示すように比較的リツ
プルが大きく、電磁ソレノイド２よりうなり音を
発する危険性が増すと共に、インピーダンス５で
の電力損失も無視できない値になるという欠点を
有する。しかし、一方時刻t₄で電磁ソレノイド２
を復帰させるべく信号を与えた場合、第４図
D′に示すようにそのオフ応答時間の遅れ時間t₅−
t₄は当然小さい値になり、第１図に比べより良好
な応答特性が得られる。第１図、第３図のこれら
相反する問題の解決策として、電磁ソレノイドチ
ヨツピング時とオフ時で、そのフライホイル回路
（第３図のダイオード４、インピーダンス５の回
路）のインピーダンスを変化させる方法が提案さ
れた。従来行なわれてきた回路例を第５図に、ま
たその動作波形を第７図に示す。

第５図において、２１は直流電源、２２は電磁
ソレノイド、２３は該電磁ソレノイドを駆動する
ためのトランジスタ、２４はフライホイル用のダ
イオード、２，５は抵抗等のインピーダンス素
子、２６は前記インピーダンス素子２５をシヨー
トするためのトランジスタを表わす。

第７図において、Ａはトランジスタ２６の入力
端子ａへの入力信号波形、B″はトランジスタ２
３の入力端子b″への入力波形、C″は電磁ソレノ
イド２２に流れる電流波形、D″は電磁ソレノイ
ド２２の動作をそれぞれ示す。

今、入力端子b″に第７図B″に示す信号が印加
され、時刻t₁″にトライジスタ２３がオンすると
それに同期してトランジスタ２６がオンする。ト
ランジスタ２６がオンするとインピーダンス素子
２５は短絡状態になり、結果的に回路は第１図と
等価な状態になる。時刻t₃″からトランジスタ２
３はチヨツピング動作を始めるが、この時回路は
前述したように第１図と等価な状態になつている
ため、電磁ソレノイド２２に流れる電流は第７図
C″の如くリツプルの少ない良好なものになる。
一方時刻t₄″に到り、電磁ソレノイドを復帰され
るべく信号が入力されると、トランジスタ２６は
オフ状態になり、結果的に回路は第３図の状態に
なる。従つて電磁ソレノイドの電流は速やかに減
少し、遅れの少ない良好な応答特性が得られる。

以上述べたように、第５図の回路を用いれば、
前述した第１図、第３図、それぞれの回路の欠点
をカバーし、良好な電磁ソレノイド動作が得られ
るのであるが、反面、次に示すような欠点を有す
る。

トランジスタ２６をトランジスタ２３に同期
させる必要性から、そのための同期回路を必要
とする。

トランジスタ２６とトランジスタ２３とが１
対で回路を構成しているため、複数個の電磁ソ
レノイドを駆動しようとした場合、それぞれに
２個づつトランジスタを必要とする。

以上の欠点は、主に駆動する電磁ソレノイドの
数が増えれば増えるほど問題になつてくる。

なお第６図は、第５図におけるトランジスタ２
６をSCR等のスイツチング素子２７に置き換え
た例を示したもので、それ以外の点は同一であ
る。

発明の目的本発明は上記従来例における同期回路の除去、
スイツチング素子の増加をおさえて簡単な回路構
成でもつて電磁ソレノイドを応答させ、より望ま
しいミシン駆動装置等を提供しようとするもので
ある。

発明の構成本発明は電磁ソレノイドを駆動する第２スイツ
チング素子を第１フライホイル回路と並列結線
し、かつチヨツピング用の第１スイツチング素子
を介して直流電源に接続し、さらに電磁ソレノイ
ドと並列結線した第２フライホイル回路を第２ス
イツチング素子に接続したものである。

実施例の説明本発明による回路の構成と作用を以下実施例を
もとに説明する。

第８図は本発明による回路の一例であり、その
動作波形を第９図に示す。また、第１０図は第８
図のより具体的な回路例を示したものである。

第８図において、４１は直流電源、４２はチヨ
ツピング用の第１スイツチング素子（ここではト
ランジスタで代表する）、４３はスイツチング素
子４２に直列接続した第１フライホイル用のダイ
オード、４４及び４８は電磁ソレノイド、４５及
び４９は該電磁ソレノイド４４，４８をそれぞれ
駆動するための第２スイツチング素子（ここでは
トンランジスタで代表する）、４６及び５０はイ
ンピーダンス素子、４７及び５１は第２フライホ
イル用のダイオードで、インピーダンス素子４６
と５０に直列接続して各電磁ソレノイド４４，４
８に並列結線している。第９図Ｅは第１スイツチ
ング素子４２の入力端子ｅへの入力電圧波形、Ｆ
は第２スイツチング素子４５の入力端子ｆへの入
力電圧波形、Ｇは電磁ソレノイド４４の電流波
形、Ｈは第２スイツチング素子４９の入力端子ｈ
への入力電圧波形、Ｉは電磁ソレノイド４８の電
流波形を示す。

今時刻t₁₀に、電磁ソレノイド４４を動作させ
るべく第９図Ｆに示す波形の信号を入力端子ｆに
印加しトランジスタ４５をオン状態にすると、そ
れに同期して入力端子ｅに第９図Ｅに示す波形の
信号を印加し、トランジスタ４２が時刻t₁₁まで
導通状態になつた後チヨツピング動作を始める。
この時チヨツピング動作中の電磁ソレノイド４４
のフライホイル電流は第１フライホイル用のダイ
オード４３を介して流れるため、リツプルの少な
い良好な電流波形を得る。一方時刻t₁₂に到り、
電磁ソレノイド４４を復帰させるべく入力端子ｆ
に信号が入力されると、トランジスタ４５がオフ
状態になり、電磁ソレノイド４４への通電が停止
すると共に電磁ソレノイド４４のフライホイル回
路は、必然的にダイオード４７とインピーダンス
素子４６との直列回路からなる第２フライホイル
回路に切り替わる。その結果、電磁ソレノイドに
流れる電流は速やかに減少し、良好な応答特性を
得る。

以上電磁ソレノイド４４の動作について説明を
したが、電磁ソレノイド４８の動作についても同
じことが言える。同様にしてより多くの電磁ソレ
ノイドが接続されたとしても、それぞれの電磁ソ
レノイドについて前述の動作が成り立つ。ただし
この時、それぞれの電磁ソレノイド動作は、時間
的に重ならないことが必要である。

以上本発明について簡単に説明を行なつたが、
以下、より具体的な回路構成及び動作について、
第１０図をもとに説明する。

第１０図において、１０１は直流電源、１０２
はチヨツピング信号を発生するための発振手段、
１０３は該発振手段と後述するパルス回路との
ORを取るためのORゲート、１０４，１０４′及
び１０５は第１スイツチング素子１０６を駆動す
るため駆動手段であり、当回路例ではそれぞれ抵
抗、抵抗及びトランジスタ、１０６はチヨツピン
グ用の第１スイツチング素子（ここではトランジ
スタで代表する）、１０７は第１フライホイル用
のダイオード、１０８及び１１４はベース抵抗、
１０９及び１１５は電磁ソレノイド駆動用の第２
スイツチング素子（ここではトランジスタで代表
する）、１１０及び１１６は電磁ソレノイド、１
１１及び１１７はインピーダンス素子、１１２及
び１１８は第２フライホイル用のダイオード、１
１３及び１１９は一定幅の単発的パルスを発生す
るパルス回路を表わす。

今電磁ソレノイド１１０を動作させるべく、ト
ランジスタ１０９の入力端子ｊに直流信号を入力
するとトランジスタ１０９がオンになる。この時
パルス回路１１３にも同時に前記直流信号が入力
されるため、単発パルスがORゲート１０３に入
力される。

その結果、トランジスタ１０５、抵抗１０４，
１０４′の回路を介してトランジスタ１０６は前
記単発パルスが出力されている間、発振手段１０
２から信号に関係なく連続導通状態になり、電磁
ソレノイド１１０が通電され完全なる動作を行な
う。前記単発パルス終了後は、発振手段１０２の
出力により、トランジスタ１０６はオン、オフを
くり返し、電磁ソレノイド１１０にはチヨツピン
グされた電圧が印加される。この時フライホイル
電流はフライホイル用のダイオード１０７を介し
て流れ、電磁ソレノイドにはリツプルの少ない良
好な電流が流れる。

一方電磁ソレノイド１１０を復帰させるべく信
号を入力端子ｊに入力すると、トランジスタ１０
９がオフし、同時にフライホイル回路がインピー
ダンス素子１１１とフライホイル用のダイオード
１１２の直列回路に切り替わり、電流が速やかに
減少するため良好な応答性を得る。電磁ソレノイ
ド１１６の動作は、前記電磁ソレノイド１１０の
動作で説明される。

なお、第１０図に示す回路において、発振手段
１０２を発振周期の可変出来る発振回路で構成す
れば、電磁ソレノイドに適応したチヨツピング周
期が得られる。

発明の効果本発明は次の特徴を有する。

(1) チヨツピング用の第１スイツチング素子と電
磁ソレノイド駆動用の第２スイツチング素子を
分離しているので、回路を簡略化できる。

(2) 電磁ソレノイド駆動用の第２スイツチング素
子が、フライホイル回路切り替え用のスイツチ
ング素子の機能を兼ねており、その結果スイツ
チング素子の数を減らすことができる。したが
つて、電磁ソレノイドの数が増えるほど効果が
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のミシン駆動装置における電磁
ソレノイド駆動回路の第１例の回路図、第２図は
その動作波形図、第３図は同じく第２例の回路
図、第４図はその動作波形図、第５図は第１図、
第２図に示す回路の欠点を改善した従来例の第３
例の回路図、第６図は第５図におけるトランジス
タ２６をSCR等の素子３６で置き換えた従来例
の第４例の回路図、第７図は第５図の回路の動作
波形図、第８図は本発明ミシン駆動装置等におけ
る電磁ソレノイド駆動の一実施例の回路図、第９
図はその動作波形図、第１０図は第８図のより具
体的な回路図である。４４，４８，１１０，１１６……電磁ソレノイ
ド、４２，１０６……第１スイツチング素子、４
５，４９，１０９，１１５……第２スイツチング
素子、４３，１０７……第１フライホイル回路
（ダイオード）、４７，５１，１１２，１１８……
第２フライホイル回路（ダイオード）、４６，５
０，１１１，１１７……インピーダンス。

Claims

【特許請求の範囲】１電磁ソレノイドと、このソレノイドを駆動
し、かつ周期的にオン、オフを繰返すよう制御さ
れる第１スイツチング素子と、この第１スイツチ
ング素子に接続された第１フライホイル回路と、
この第１フライホイル回路と並列接続された第１
スイツチング素子に直列接続し、かつ電磁ソレノ
イドを駆動する第２スイツチング素子と、この第
２スイツチング素子に直列接続し、かつ電磁ソレ
ノイドに並列接続した第２フライホイル回路とを
備えたミシン駆動装置等の電磁ソレノイド駆動回
路。２前記第１フライホイル回路のインピーダンス
を、前記第２フライホイル回路のインピーダンス
より小さくなるよう定数設定した特許請求の範囲
第１項記載のミシン駆動装置等の電磁ソレノイド
駆動回路。３前記第２スイツチング素子を各電磁ソレノイ
ド毎に複数個並列に接続した特許請求の範囲第１
項記載のミシン駆動装置等の電磁ソレノイド駆動
回路。４前記第１スイツチング素子を発振周期の可変
できる発振回路と前記第２スイツチング素子の動
作に同期して単発パルスを発生するパルス回路と
のOR回路で制御する特許請求の範囲第１項記載
のミシン駆動装置等の電磁ソレノイド駆動回路。