JPS6082081A - ミシン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ペダルの踏み込み量に従った所定の速度でミ
シンを１駆動するような、いわゆる可変速機能をもった
ミシン？Ｉｉ制御装置に係る。

従来例の構成とその問題点 従来より長期間この種の制御装置としては、速度発電機
の信号を実測回転速度の函数である振幅をもった交流電
圧信号として取り出し、全波整流した後の信号を、ある
いはさらにＲｅ回路により平滑化された信号を、クラッ
チあるいはブレーキの適当な基準電圧と比較することに
より、クラッチ・ブレーキコイルを励鏝あるいは遮断さ
ぜる如く作動さぜ速度制御を行なうようないわゆるアナ
ログ速度制御方式が、例えば特公昭４７−２８３７６号
公報、米国特許第３４０７９１０号明細書等に見られる
ように採用されてきた。

しかし、近年マイクロコンピュータを始めとす号公報に
見られるような、信頼性の向上あるいはコストメリット
をねらった、いわゆるディジタル速度制御が行なわれる
ようになってきた。

上記ディジタル速度制御は、種々の長所を有するが、い
まだ完全なものは提供されておらず、特に、ペダルの踏
み込み量に従って段階的にミシンの回転速度を変化させ
るような制御方式の隻１合、通常ミシンの最低速度を基
準速度とし速度発電機わらの速度信号を分周することに
より前記基準速度のおよそ整数倍の速度を得るような方
式が採用されている（％開昭５６−６３３９３号公報）
０かかる従来の方式のものは、例えば上記基準速度とし
て２０Ｏｒｐｍを採用した場合、最高６００Ｏｒｐｍ以
上の高速ミシンに対してはペダルの踏み込みに従った約
２０Ｏｒｐｍの整数倍の回転速度（各段間の速度差は最
低２ｏ’ｏｒｐｍ）は余シ気にならないが、最高ｅｏｏ
ｒｐｍ以下のような低速ミシンにおいては、本来低速で
微妙な縫製作業に行なう目的のものであり、従って最低
２０Ｏｒｐｍの各段間速度では速度が急に変化し過ぎて
縫製作業を行ないにくいという欠点を有していた。

発明の目的 本発明は、かかる上述の欠点を除去し、高速用ミシン、
あるいは低速用ミシンのいずれに対しても作業性の良い
ミシン制御装置を提供する事を目的とするものである。

発ａ）］の構成 本発明は、選択手段により演算器の演算常数を選択する
よう構成し、該演算器は選択された演算常数に基づく演
算式に従って、速度設定器からの指令に応じ分周器によ
シ分周された速度発電機からのパルス信号の周期をもと
に代入演算し、モータの駆動制御部を制御することによ
り、所定の一定速度を得るように構成したものであり、
分局の回数が同じであっても、選択手段によシ演算式を
切シかえることにより速度を変化させることを可能とし
、さらにペダルの踏み込み量に対するミシン回転速度の
推移カーブを種々選択できるようにしたものである。

実施例の説明 以下、第１図のブロック図に従い、本発明の実施例につ
いて説明する。

図において、１はモータ（図示せず）により駆動される
ミシンを表わし、縫製作業を行なう部分である。該ミシ
ン１には速度発電機２が取りつけられ、該速度発電機２
は一定角度毎に笠間階なパルス信号をミシン１回転当り
複数個発生する。波形整形回路３は、前記パルス信号を
矩形波に整形するため、ＯＰアンプあるいはＮＧなど簡
単な制御素子で構成される。分周器４は速度設定器５か
らの速度設定信号によυ分周比を切り換えることが可能
なＩＣによる回路である。速度設定器５はミシンペダル
の踏み込み位置に対応した有段の位置信号を速度設定信
号として出力する部分であり、例えば前記ペダルに連動
した遮蔽板と、対応した位置に配置した数対の発光・受
光素子により構成される。６はカウンタ、７は発振器、
８はランチ、９は演算器、１ｏはタイマーをそれぞれ示
し、いずれもＩＣ回路で構成され、特にこれら機能をす
べて内蔵している１チツプマイクロコンピユータによっ
ても容易に構成できる。選択手段１１は数個のスイッチ
によりＲＯＭのアドレスを与えるように構成し、該ＲＯ
Ｍの指定されたアドレスのデータを前記演算器９に与え
るように構成される。

トライバ１２はトランジスタおよび抵抗素子により構成
され、モータの駆動制御部を構成するクラッチ、ブレー
キコイル１３はモータの電磁クラッチ・ブレーキカップ
リング部にあり、磁気回路、ライニング部を経て出力軸
にモータの回転力が伝達されるように構成されている。

なお、モータの出力軸はその軸端にプーリーが取９つけ
られ、該プーリーおよびベルトを介して前記ミシン１に
連動している。

以上のように構成されており、以下その動作について説
明する。

まずミシン１が回転している状態において、速度発電機
２はミシンの回転速度に比例した周波数をもった信号を
出力し、波形整形回路３は該信号を波形整形し、矩形波
としてパルス信号列を出力する。このパルス信号列は分
周器４により速度設定器５からの設定量に応じ、例えば
設定量が２倍であれば棒に、４倍であれば％という具合
に分周され、分周パルス列ＰＤが出力される。カウンタ
６は発振器７からのクロックパルスを前記分周パルス列
Ｐｎの一周期間にわたり計数し、制御対象であるパルス
区間の一つ手前の区間の実測周期としてラッチ８により
ラッチし、該実測周期Ｔｐを演算器９に出力する。演算
器９は、選択手段１１によシ選択された演算常数データ
により定まる演算式に、前記実測周期Ｔｐを代入するこ
とにより、クラッチコイルあるいはブレーキコイルの励
磁時間を演算し、タイマ１ｏに演算結果値Ｔａｃ　”ｆ
：セノトシ、ドライバ１２を介してクラッチ・ブレーキ
コイル１３を演算された時間だけ励磁することにより制
御対象範囲であるパルス区間の制御を行ない、さらに上
記を繰９返すことにより平均化された回転力がミシンヘ
ッドに伝達され、ミシンは速度設定器５および選択手段
１１によって定められた速度で運転することになる。

次に、第１図のブロック図における演算器９と選択手段
１１による具体的演算実施例について第２図に従って述
べる。この例は演算曲線を最も単純な直線で表わしてい
るが、他の演算可能なすべての曲線を採用し得るもので
ある。

直線の式は下式にて表わされる。

Ｔｅａ　＝　ＡＴｐ　−Ｂ 但し、 第２図において、Ｘ軸は速度発電機パルス列の制御対象
区間の１つ手前の区間の実測周期を表わし、ＹＩＩＩＩ
ＩＩは上記制御対象区間におけるクラッチ電流の投入時
間（正の場合）、あるいはブレーキ電流の投入時間（負
の場合）を表わし、曲線は係数Ａを固定とし、係数Ｂを
前記選択手段により与えるようにしている。

例えば、前記選択手段により常数Ｂ１が与えられたよう
な場合には、同図に実線で示すような演算式が採用され
、γ点で示すように周期がＴｌのうち、ＴＣＢｌの時間
だけクラッチが投入されるようなデユーティサイクルで
クラッチコイルが励磁され、ミシン負荷を吸収し一定速
を維持するように動作する。

このような通常の負荷における定速度運転から例えば負
荷が重くなったような場合にはミシン回転速度の低下に
ともない実測周期が長くなり、従ってクラッチ電流の投
入割合が増加し、これらがつり合ったところで一定速度
運転が行なわれる〇逆に負荷が軽くなったような場合に
はクラッチ電流の投入割合が減少し回転速度を下げよう
とし、これらがつシ合ったところで一定速度運転が行な
われる。さらに伺らかの外乱あるいは過渡的な速ｇのオ
ーバーシュートなどによ多回転速度が設定よりも極端に
超えたような場合には、演算結果が負になり、ブレーキ
′亀流を投入することにより、迅速な速度の低下をはか
っている。

ここで、上記演算式における係数人は系のゲインを決定
するものであり、系の応答性、安定性等を考慮して任意
に決定されるものである。

次に、前記選択手段により常数Ｂ２が与えられたような
場合には、同図に破線で示すような演算式が採用され、
もしミシン負荷が同じであるような」場合には前記とほ
ぼ同じデユーティサイクルでクラッチコイルが励磁され
、ミシン負荷が吸収されるように作用する。すなわち安
定点はβ点に移行し、実測周期はＴＰ２へと長くなり速
度が下がって一定速度に安定する如く動作する。

逆に、前述よりも小さい常数Ｂ３が与えられたような場
合には、２点鎖線で示す演算式が採用され安定点はγ点
へと移行し、実測周期はＴｐｓと短くなり従って速度が
上昇するように作用する。

このように前記常数Ｂを変化させる事により安定点全任
意に変え、従って速度を変えることができる。

一方、上述したように系は分周器４からの分周パルス信
号ＰＤの周期が常に一定となるように動作し、従って例
えば分周比が速度設定器５により１から捧に減じられた
ような場合には、まず実測周期が２倍となるが上述の如
く周期が一定となるように作動し、従って最終のミシン
回転速度は約２倍に安定する如く動作する。このように
、速度設定の切り換えは有段階にて行なわれ、さらに設
定速度としては分周比か４　になった場合は、それが１
であるときの基準設定速度に対しｎ倍の値をとシ得る。

（但しｎ＝１ｔ　２＋　・・・・・・）ここで上記基準
設定速度は前述したように常数Ｂの値により任意に選定
でき、従ってペダルの踏み込みストロークに応じた設定
速度を任意に選定できるようになる。

次に、第３図に従い、本発明の適用に基づく踏み込みス
トロークとミシン回転速度の関係について述べる。

同図において、０内の数値は分局比を示しており該分周
比を　／とし、基準回転速度をＮ　＋　（ｒｐｍ）とす
ると、ミシンの回転速度はｉｑ＋ｘｎ（ｒｐｍ）で計算
される。

同図に示す曲線Ｉ　（実線）、曲線■（破線）、曲線Ｉ
ＩＩ　（２点鎖線）は、第２図における実線、破線、２
点鎖線の演算式にそれぞれ対応しており、従って前記演
算式における常数Ｂを設定することによりペダルの踏み
込みストロークに対する設定速度を任意に選定できるこ
とは明らかである。

発明の効果 以上に本発明の一実施例について述べたが、このことか
ら明らかなように、本発明は速度発電機からの実速度を
示すパルス信号を分周器により、ペダルの踏み込み量に
応じた速度設定器からの速度設定信号に基づき決定され
た分周比だけ分周することによって、有段の速度切り換
えを行なうと共に、選択手段に従ってｌｌｌ１Ｊ記演算
器の演算式の常カーブを得ようとするものであり、本発
明によれば、高速用ミシン、中速用ミシン、あるいは低
速用ミシンなどの種類に応じ、前記選択手段により各段
間の速度差を変更でき、縫製作業を行ない易く、作業性
の良いミシン制御装置が実現できる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一適用例としてのブロックダイヤグラ
ム、第２図は演算曲線を示す図、第３図はペダルの踏み
込みストロークとミシンの回転速度の関係をそれぞれ示
す図である。 １・・−・・・ミシン、２・・・・速度発電機、４・・
・・・・分周器、５・・・・・−速度設定器、６・・・
・・・カウンタ、了・・・・・・発振器、９・・・・・
・演算器、１１・・・・・・選択手段、１３・・・・・
・クラッチ・ブレーキコイル（駆動制御部）０代理人の
氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１図 、５ 第３図 路み込みストＵフ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ミシンを駆動するモータと、前記ミシンが一回転する毎
   に複数個のパルス信号を発生する速度発電機と、ペダル
   の移動量に応じて速度設定信号を発生する速度設定器と
   、前記速度発電機からのパルス信号を分周するための分
   周器と、該分周後のパルス信号の一周期間にわたり発振
   器からのクロックパルスを計数するカウンタと、演算器
   と、該演算器の演算常数を選択する選択手段と、前記モ
   ータの駆動制御部とで構成し、前記速度設定信号に応じ
   て前記分局器の分周比を変化させることにより前記分周
   器の出力として前記分周比に応じた基準パルスを荘、さ
   らに前記演算器は前記カウンタにより実測された前記基
   準パルスの一周期間の計数値をもとに所定の演算式に代
   入演算し、前記基準パルスの周期が一定となるように前
   記駆動制御部を制御することにより前記モータに対しペ
   ダルの移動量に従った有段可変速制御を行なうと共に、
   前記選択手段により前記演算式の常数を選択し前記基準
   パルスの周期を可変可能としたミシン制御装置。