JPS6044958B2 - ミシン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、糸切装置を内蔵したミシンヘッドと、該ミシ
ンヘッドにとりつけられ、ミシンの針位置に対応した位
置信号を発生する位置検出器と、上記ミシンヘッドを駆
動するためのモータと、該モータの回転力をミシンに伝
達するためのクラッチ・ブレーキコイルと、磁気回路と
ライニング等による電磁カップリング機構とを有したミ
シン駆動システムに於いて、特に糸切り工程に於ける上
記クラッチ・ブレーキコイルの制御に基づく有効な速度
制御手段をもつて、ミシン針の一定位置への停止精度を
さらに高めようとするものである。

かかる、ミシン針の位置決め方式についての従来例を以
下に述べる。

第１図は上記の如き制御を行なうためのモータの一例と
して、電磁クラッチモータの特に電磁カップリング部の
構造を示すもので、クラッチ摩擦円板１はモータ（図示
せず）の出力軸に取付けられたフライホイル２に固定さ
れ、モータの駆動により常に回転しており、一方ブレー
キ摩擦円板３は静止側に固定されている。クラッチディ
スク４及びブレーキディスク５にはそれぞれクラッチラ
イニング６とブレーキライニング７が取りつけられ、こ
れはクラッチ軸８に固定されたスプライン９上を、それ
ぞれ独立してスラスト方向に移動可能な構造となつてい
る。また、クラッチコイル１０とブレーキコイル１１は
、それぞれクラッチディスク４をクラッチ摩擦円板１側
に、またブレーキディスク５をブレーキ摩擦円板３側に
移動させるための磁気回路を持つている。なお、クラッ
チ軸８は、プーリ、ベルトを介しミシンに連動している
。上記の如く構成された磁気カップリング部において、
まず例えば、ミシンのペダルの踏み返しの信号にもとず
くような糸切り指令信号が発生すると、クラッチコイル
１０が励磁され、その磁気回路によりクラッチディスク
４がクラッチ摩擦円板１側に移動し、モータの回転力が
クラッチコイル１０の励磁電流に応じたクラッチライニ
ング６の面のすベリをもつて減速伝達され、クラッチデ
ィスク４、スプライン９を介してクラッチ軸８が駆動さ
れ、さらに該クラッチ軸８とプーリ、ベルトを介して連
結されたミシンが回転し始めることとなる。

通常、糸切り工程において、ミシンは低速度設定がなさ
れ、該設定速度に達するまで前述のようにミシンは加速
し、該設定速度よりも回転速度がさらに上昇するとクラ
ツヂコイル１０はオフし、ブレーキコイル１１が励磁さ
れ、磁気回路によりブレーキディスク５がブレーキ摩擦
円板３側に移動し、ブレーキライニング７の面を圧接す
ることにより、ブレーキディスク５、スプライン９を介
してクラッチ軸８を減速させることとなる。以上の如く
、加速・減速がなされるが、一定の前記設定速度に安定
した状態に於てはほとんどクラッチコイル１０のみの励
磁により運転が維持されブレーキコイル１１はほぼ無励
磁であり、従つてこのような状態に於いては、ブレーキ
ディスク５の位置は、スラスト方向にギャップがあるた
め定まらないと言える。このような状態から、次に前記
位置検出器からの停止のための位置信号（以下停止位置
信号と言う）が発生すると、ブレーキコイル１１が全電
圧励磁され前述の如くしてミシンは減速し停止するが、
この過程に於いて、上記停止位置信号の発生した時点で
のブレーキディスク５の位置が定まらないため、その最
大ギャップ分だけの移動時間が、最大のバラツキとなつ
て表われ、著しく停止精度を悪化させる要因となつてい
る。また、前記停止位置信号が発生してからミシンが停
止するまでの時間（以下すベリ時間という）をできる限
り短くする事が、停止精度を向上させる上で必要と考え
られるが、この点の方策として１ブレーキコイルの起磁
力をさらに増すこと。

２ブレーキコイル電流のインダクタンスを小さくし、該
電流の立上り時間を短くすること。

の２点が考えられるが、いずれも、ブレーキコイルある
いはその駆動回路部の価格上昇につながり、得策ではな
い。一方、上記とは別の問題として、従来品においては
電源電圧の上昇あるいは低下などにおけるブレーキコイ
ルの励磁電流変化にともない、ブレーキカに差が生じ、
上記電源電圧に従つて停止位置が移動してしまうという
欠点を有していた。

すなわち、電源電圧が上昇した場合には、ブレーキカが
大きくなり通常よりも手前の位置に停止する事になり、
逆の場合にはさらにすベリが大きく、通常よりも遅れた
位置に停止することとなる。上述の如く、特に糸切り工
程後の針停止位置に関しては、例えば糸払い装置とミシ
ン針との干渉にともなう針折れなどの危険を防止する上
で、高精度なものが要求されているが、いまだ、完全な
ものは提供されていないのが現状である。本発明は、上
述従来の欠点を解消し、高い停止精度を有し、かつ安価
なものを提供するものである。

以下、第２図のブロック図に従い本発明の実施例を説明
する。

なお、実施例においては糸切り指令信号が発生しミシン
が駆動してからミシンが停止するまでの間（すななわち
糸切り■程）中、糸切りソレノイドが駆動するようなミ
シン機種に対する適用として述べる。第２図に於て、２
１はミシンヘッドに取りつけられミシン速度を検出する
ための速度発電機、２２は針下位置に相当し糸切り工程
を開始するための第１の位置信号（以下針下位置信号と
いう）と針上位置に相当し糸切り工程を終了するための
第２の位置信号（以下針上位置信号という）を発生する
位置検出器、２３は糸切り工程を開始する信号を発生す
る糸切り指令回路、２４は速度制御回路、２５は前記速
度発電機２１からの信号を波形整形し、矩形波とするた
めの波形整形回路、２６は波形整形回路２５からの矩形
波の周期を測定しもう一つ手前の測定周期との比較によ
り加速あるいは減速判定を行なうための加減判定回路、
２７は加減速判定回路２６の判定信号にもとずき糸切り
負荷の軽減を検出するための糸切り負荷軽減検出回路、
２８は糸切り駆動回路である。

さらに２９，３０，３１は各々ドライバー回路を示し、
各ドライバー回路にはクラッチコイル３２とブレーキコ
イル３３と糸切りソレノイド３４の各負荷が接続されて
いる。上記の如く構成されたミシン駆動システムに於け
る動作は下記の如く行なわれる。まず、糸切り指令回路
２３より糸切り指令信号が出力されると速度制御回路２
４は位置検出器２２から前記針下位置信号が発生してお
れば、速度発電機２１からの実速信号に従つて、ドライ
バー回路２９を介してクラッチコイル３２を、あるいは
ＢＲｌ信号を出力しドライバー回路３０を介してブレー
キコイル３３を励磁する如く作動し一定の低速度運転を
開始する。

一方、上記糸切り指令信号が出力されると糸切り駆動回
路２８は、上記と同様に針下位置信号が発生しておれは
ドライバー回路３１を介して糸切りソレノイド３４を吸
引すると共に、糸切り負荷軽減検出回路２７を能動とす
る。

ここて前記加減速判定回路２６は前記波形整形回路２５
により波形整形された前記速度発電機２１からの実速信
号ＴＧの周期測定を開始し、実測された周期と一つ手前
の実測周周期とを比較する事により加速または減速を判
断し加速信号ＡＣを出力する。前記の如く能動状態とな
つた糸切り負荷軽減検出回路２７は、加速信号ＡＣが糸
切り負荷の増大にともなう減速速状態以後に入力された
時転を検出し、ＢＲ２信号をドライバー回路３０に出力
し、該ドライバー回路３０は上記ＢＲ２信号により各種
ソレノイド励磁用電源電圧に応じ、該電源電圧が高い場
合には少ない励磁電流を、逆に低い場合には多い励磁電
流をブレーキコイル３３に与える如く作動する。さらに
ミシンが回転し、前記針上位置信号を検出した時点にお
いて、まず糸切り駆動回路２８はドライバー回路３１を
介し糸切りソレノイド３４をオフし、糸切り動作を終了
させると共に、前記糸切り負荷軽減検出回路２７の動作
を禁止し、従つて前記ＢＲ２信号を禁止し、一方、前記
速度制御回路２４はクラッチコイル３２をオフさせると
共に、前記ＢＲｌ信号を出力してドライバー回路３０を
介し、ブレーキコイル３３を全電圧励磁させ、従つてミ
シンは停止することになり、このようにして糸切り工程
を終了する。

上述の如く本発明の一つの特長は、糸切工程においてミ
シンが糸切り負荷の増大にともなう減速の過程から、上
記糸切り負荷の減少にともなう加速状態への切り換わり
時点を検出し、該切り換わり時点から残りの糸切り工程
終了時までブレーキコイル３３を低電流励磁することに
より、前記ブレーキディスクを前記ブレーキ磨擦円板側
にわずかの力で移動させておき、前述の如きブレーキギ
ャップ間の移動にもとずく停止位置のバラツキをなくし
ようとするものてある。

上記に述べた本発明の適用例の動作をさらにタイムチャ
ートで第３図に示し、以下同図に発明の詳細な説明を加
える。

第３図に於いて、１は前記糸切り指令信号を、２は前記
針下位置信号を、３は前記針上位置信号を、４は前記波
形整形後の実速信号を、５は前記加速信号を、６はクラ
ッチ電流を、７はブレーキ電流を、８は糸切りソレノイ
ド吸引信号を、９は糸切り工程けおけるミシン回転速度
の時間推移をそれぞれ示す。

まず、糸切り指令信号ＳＴが発生し、かつ針下位置信号
ＮＤが発生しておれば、糸切りソレノイド３４を吸引す
ると共に、クラッチコイル３２を励磁し、ミシンは加速
状態となる。

さらにミシンが加速し、糸切り設定速度Ｎ１を越えると
クラッチコイル電流は遮断され、ブレーキコイル３３が
励磁され、ミシンが減速され、さらに糸切り負荷の増大
にともない４部に示すように減速状態が維持される。さ
らにミシンが回転すると、前記糸切り負荷が急激に減少
しミシンは加速し始め、前記波形整形後の実速信号ＴＧ
の周期を実測し、一つ手前の実測周期と比較する事によ
り、加速を検出し、従つて加速信号ＡＣが出力され、こ
の時点においてブレーキコイル３３は低電流励磁される
。ここで、上記ブレーキコイル３３へのバイアス電流値
は、各種ソレノイド用電源電圧に応じ制御される。すな
わち、同図に於てブレーキコイル３３は通常１の如く、
該電源電圧が低い場合は２、高い場合は３の如く低電流
励磁され、またクラッチコイル３２には上記ブレーキコ
イル３３への電流に対応して１″、２″、３″の如き電
流が通電され、前記糸切り設定速度Ｎ１を維持しようと
する。このような状態から前記針上位置信号Ｎｕを検出
した時点においてクラッチ電流は遮断され、ブレーキ電
流はコイルのインダクタンスのためかなり遅い立上がり
でもつて電源電圧によつて定まる最終電流値に達しよう
とし、このような過程に於てミシンはすベリ時間Ｔ１の
後停止する事になる。

上述のように本発明の一つの特長は、 糸切り負荷の軽減にともなう加速を検出した時点から糸
切り工程の終了までの間に於けるブレーキコイル３３へ
の励磁電流値を電源電圧の変化に対応させ自動調整させ
る事により、上記電源電圧の変化にともなう前記すベリ
時間Ｔ１の間に於ける前記ブレーキコイル電流の特に立
ち上がり過程の変化分を吸収し、前記すベリ時間Ｔ１に
従つたすベリ角度を一定に保とうとするものであつて、
上記ブレーキコイル３３の励磁電流値の変化値は、上記
すベリ角度が前記電源電圧の変化に対してできる限ソー
定になるような回路を付加する事により実験的に決定さ
れる。

ここで、第２図におけるドライバー回路３０の具体的回
路例を第４図に示し、以下同図に従い発明の詳細な説明
を加える。

前記に述べた如く、同回路は電源電圧に応じ前記ブレー
キコイル３３の励磁電流を自動調整しようとするもので
ある。第４図に於て、ブレーキコイルＢＲＫに、片方は
直流電源電圧＋■に接続され、通常の運転に於ては前記
速度制御回路２４からのＢＲｌ信号によりトランジスタ
ＴＲｌを介してのみ制御され、トランジスタＴＲ２は遮
断状態となつている。前述の如く、糸切り負荷の軽減に
ともなう加速を検出した時点以後に於いては、前記トラ
ンジスタＴＲｌに基づく制御の他に、前乱追Ｒ２信号に
基づく制御が行なわれる。ＢＲ２信号は、オープンコレ
クタバッファＩＣｌを介し、ａ点の電位を゜“Ｌ゛から
オープンとし、ブレーキコイル３３への低電流励磁回路
を能動とする。上記低電流励磁回路の動作について以下
述べる。

まず、ｂ点の電位は抵ｔ／ＬＲｌ及び定電圧ダイオード
ＺＤによソー定の電位に固定されており、Ｃ点の電位は
電源電圧＋■をＲ２及びＲ３で分割した値をとり、従つ
て上記電源電圧＋Ｖに比例した電位であり、該ｃ点はト
ランジスタＴＲ３のベースに接続され、該トラジスタＴ
Ｒ３と抵抗Ｒ４及びＲ５の回路によりａ点の電位は前記
ｃ点の電位が上昇した場合には低くなり、逆の場合には
高くなるように変化する。

上記ａ点は、トランジスタＴＲ２のべ”−スに接続され
、該トランジスタＴＲ２と抵抗Ｒ６の回路により前記ａ
点の電位に従つた電流が前記ブレーキコイルＢＲＫを流
れる事となる。すなわち上記動作は、ます電源電圧＋■
の上昇（下降）を検出し、トランジスタＴＲ３のコレク
タ電圧を下降３（上昇）させ、トランジスタＴＲ２によ
りブレーキコイルＢＲＫへの励磁電流を減少（増大）さ
せる如く行なわれる。次に、前記針上位置信号を検出し
た時点で、前記ＢＲ２信号がなくなりトランジスタＴＲ
２が遮断さノれると共に前記ブレーキコイルＢＲＫに＋
■なる全電圧が印加され、ミシンは停止する事となる。

以上に本発明の一実施例について述べたが、この事から
明らかなように本発明は、糸切り工程に於て糸切り負荷
の増大にともなうミシン回転速度・の減速状態から上記
糸切り負荷の減少にともなう加速状態への切りかわり点
を検出し、該検出点から糸切工程の終了までの区間中ブ
レーキコイルに低電流励磁を与える事により、前記ブレ
ーキディスクを前記ブレーキ摩擦円板に接するように移
動）させ、前記ブレーキディスクの位置のバラツキによ
る最終停止位置のバラツキを防止すると共に、前記ブレ
ーキコイル．への励磁電流値を、電源電圧の変動に従つ
たブレーキカの変動に対し打ち消す方向に自動調整する
事により、針の停止位置精度を高めようとするものであ
る。上述の如く、本発明によれば、従来のものに対し、
わすかの回路を付加する事により大幅に糸切り工程後の
針位置停止精度の向上がなされ、従つて安価でかつ高性
能なものを提供でき、その効果はきわめて大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のミシン制御装置における電磁カップリン
グ部の断面図、第２図は本発明の一実施例にかかるブロ
ックダイヤグラム、第３図は本発明の動作を示すタイム
チャート、第４図はブレーキコイル用ドライバー回路の
具体構成を示す回路図である。 ２１・・・・・速度発電機、２２・・・・・位置検出器
、２３・・・・・・糸切り指令回路、２４・・・・速度
制御回路、２６・・・・加減速判定回路、２７・・・・
・・糸切り負荷軽減検出回路、２８・・・・・・糸切り
駆動回路、２９，３０，３１・・・・・・ドライバー回
路、３２・・・・・・クラッチコイル、３３・・・・・
・ブレーキコイル、３４・・・・・・糸切りソレノイド
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 糸切りソレノイドを内蔵する糸切り装置をもつたミ
   シンと、ミシン軸と、該ミシン軸と共に回転し針下位置
   に対応した第１の位置信号と針上位置に対応した第２の
   位置信号を発生する位置検出器と、クラッチコイルとブ
   レーキコイルとを含みその磁気結合により出力軸の変速
   を行なうクラッチモータと、糸切り指令信号を出力する
   糸切り指令手段と、前記ブレーキコイルを駆動するため
   の第一のトランジスタと、該第１のトランジスタと並列
   に配置し、そのベースを、一方は前記ブレーキコイルの
   駆動用電源電圧を入力とし該入力電圧の変化に対し出力
   信号が逆方向に変位するような増幅回路の出力端に、他
   方はブレーキバイアス信号を入力とするバッファの出力
   端に接続された第２のトランジスタを備えたブレーキバ
   イアス手段を含む制御手段と、前記ミシンの速度を検出
   しパルス状の実速度信号を出力する速度検出器と、前記
   速度信号の周期を測定することにより前記ミシンの加減
   速を判定する加減速判定手段とを備え、前記制御手段は
   前記糸切り指令信号により前記クラッチコイルを、また
   は前記第１のトランジスタに前記ブレーキコイルに通電
   して前記ミシンを低速駆動し、前記第１の位置信号の発
   生により前記糸切りソレノイドを付勢すると共に前記加
   減速判定手段は、前記ミシンの加減速の測定を開始し減
   速状態から加速状態に切り換わつた時前記ブレーキバイ
   アス信号をオンし、前記制御手段は該ブレーキバイアス
   信号に基づき前記バッファの出力端を開放し、前記増幅
   回路の出力信号に基づき前記第２のトランジスタにより
   前記ブレーキコイルを低電流通電し、前記第２の位置信
   号の発生により、前記糸切りソレノイドの消勢、前記ク
   ラッチコイルのオフ、前記第１のトランジスタのオン、
   および前記ブレーキバイアス信号のオフを行ない前記ミ
   シンを停止するようにしたミシン制御装置。