JPS631838B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明はモータを所定の回動位置で停止させ
るモータの定位置停止装置に関するものである。

従来技術 従来、モータを定位置に回動停止させる場合、
その回動位置を回動位置検出用の検出信号によつ
て検知し、その検出信号に基づいて、予め設定さ
れた時間（所定の回転速度に対する制動機構がモ
ータを停止させるに要する時間）、モータに制動
をかけて所定の回動位置に停止させるようにして
いた。

しかし、上記の方法の場合、モータが常に一定
の回転速度で駆動されている場合においては正確
に所定の回動位置で停止させることができるが、
モータの回転速度が常に変動している場合、又は
モータを定速度で駆動させているにもかかわらず
回転速度にバラツキが生じている場合には、モー
タは所定の回動位置に停止されないで、所定の回
動位置の手前で停止したり、オーバランしたりす
る欠陥があつた。

従つて、たとえばモータの正確な定位置停止が
要求されるミシン等においては正確かつ安全な縫
製作業ができなくなるといつた問題があつた。

目 的 この発明は前記欠陥を解消し、モータの回転速
度の変動による所定の回動位置への停止のバラツ
キをなくして、常に所定の回動位置に停止させる
ことができるモータの定位置停止装置を提供する
にある。

実施例 以下、この発明のモータの定位置停止装置をミ
シンに具体化した一実施例を図面に基づいて説明
する。

１はミシンテーブル、２はミシンテーブル１に
載置されたミシン本体であつて、一側にブラケツ
ト３が取着されている。Ｍは前記ブラケツト３の
上部一側に固設されたミシン駆動用の直流モータ
（以下モータという）であつて、第２図に示すよ
うにそのモータ軸Maがプーリ４を介してミシン
主軸５に連結されている。

６はモータＭのブラケツト部Mbに取着したホ
ルダであつて、第３図に２点鎖線で示すようにそ
の側面には、共にホール素子で構成された針下位
置検出用センサー７、糸切り用センサー８及び変
速点検出用センサー９がプーリ４に対向するよう
に取着されている。１０はボルト１１により前記
ブラケツト３の内面に取着されたホルダであつ
て、第３図に２点鎖線で示すように、その一部が
ブラケツト３に透設された円弧状の長孔１２に嵌
合され、前記モータ軸Maの回転軸心を中心にし
てその取付位置を移動調整できるようになつてい
る。

１３は同ホルダ１０の先端部プーリ側に取着さ
れた針上位置検出用センサーであつて、ホール素
子で構成されている。１４は第３図に示すように
前記プーリ４の羽根部４ａに取着された針下位置
検出用の磁石であつて、ミシン本体２の針１５が
上下動して針下位置に来た時、同磁石１４が前記
針下位置検出用センサー７と最も近接した対向位
置を回動通過するように相対配置されている。１
６は同じくプーリ４の羽根部４ａに取着された糸
切り信号検出用の磁石であつて、針１５が上下動
して糸切り位置に来た時、同磁石１６が前記糸切
り用センサー８と最も近接した対向位置を回動通
過するように相対配置されている。１７ａ，１７
ｂは同じくプーリ４の羽根部４ａに取着した１対
の磁石であつて、針１５が上下動して針上位置に
来た時、一方の磁石１７ａが針上位置検出用セン
サー１３と最も近接した対向位置を回動通過し、
続いてもう一方の磁石１７ｂが同センサー１３を
回動通過するように相対配置されている。１８は
同じくプーリ４のボス部４ｂに取着された磁石で
あつて、前記変速点検出用センサー９と近接する
対向位置を回動通過するように相対配置されてい
る。

尚前記のように針下位置検出用センサー７及び
糸切り用センサー８はともに前記針下位置検出用
磁石１４及び糸切り用磁石１６の回動軌跡に対応
する位置に配置されるが、それら磁石１４，１６
は互にその磁界の向きが逆方向に配置され、また
それらのセンサー７，８は互にその感応磁界の向
きが逆方向となるように配置されているので、前
記針下位置検出用センサー７が前記糸切り用磁石
１６の回動通過時に作動したり、又、前記糸切り
用センサー８が前記針下位置検出用磁石１４の回
動通過時に作動することはない。

そして、これら各磁石１４，１６，１７ａ，１
７ｂ，１８が回動して対応する各センサー７，
８，９，１３を通過すると、同針下位置検出用セ
ンサー７からゼロ電位（以下Ｌレベルという）の
針下検出信号NLDN、糸切り用センサー８から
Ｌレベルの糸切り信号NLTC、変速点検出用セ
ンサー９からＬレベルの変速点信号NLCV、及
び針上位置検出用センサー１３からＬレベルの第
１及び第２の針上検出信号NLUPが出力される
ようになつている。なお、各センサー７，８，
９，１０はそれぞれ磁石１４，１６，１７ａ，１
７ｂ，１８が回動通過しない時はプラス電位（以
下Ｈレベルという）の検出信号が出力されてい
る。

SW１は第１図に示すようにミシンテーブル１
の右側下面に設けられた起動スイツチ、SW２は
同起動スイツチSW１の右側に設けられた停止ス
イツチである。CBはミシンテーブル１の左側下
面に支持アーム１９を介して取付けられたコント
ロールボツクスであつて、後記するミシンを駆動
制御する電気回路が内蔵されている。２０はコン
トロールボツクスCBの前面に設けられ、前止め
縫い加工の有無を決める前止め縫い設定用スイツ
チであつて、その下側に前止め縫いをする際の針
数を決める針数設定用のデジタルスイツチ２１が
設けられている。２２は後止め縫い加工の有無を
決める後止め縫い設定用スイツチであつて、その
下側に後止め縫いをする際の針数を決める針数設
定用デジタルスイツチが設けられている。RBは
針数設定用デジタルスイツチ２３の右側に設けら
れた最高速度調整用ボリウムであつて、前記モー
タＭの回転速度の上限が設定される。

PDはミシンテーブル１の下方に取付けられた
ペダルであつて、第４図に示すように同ペダル
PDの前端側を中立位置領域から下方へ踏み込ん
だ際にはその踏み込み量に応じて、同ペダルPD
が布押え領域、前踏み込み領域の第１速度領域及
びペダル指令速度領域（第２速領域）に移動さ
れ、一方ペダルPDの後端側を下方に踏み込んだ
際には同ペダルPDが後踏み込み領域に移動され
るようになつている。

２４は下端がペダルPDに連結され、上端がコ
ントロールボツクスCB内の後記するポテンシヨ
メータPOTに連結された連結杆であつて、スプ
リング２５によつて、常時ペダルPDを中立位置
領域に保持するようになつている。そして、ペダ
ルPDが踏み込み操作されることにより、この連
結杆２４を介してポテンシヨメータPOTが同ペ
ダルPDの踏み込み量に対応した出力信号を出力
するようになつている。

次に上記のように構成したミシンのモータの定
位置停止装置を第５図に示す電気ブロツク回路図
に基づいて説明する。

３１は前記ペダルPDと連動するポテンシヨメ
ータPOTからの出力電圧及び前記最高速度調整
用ボリウムRBからの出力電圧が入力される速度
指令電圧発生回路であつて、モータＭを1500r・
ｐ・ｍ、500r・ｐ・ｍ、300r・ｐ・ｍ及び200r・
ｐ・ｍの回転速度に速度制御するための予め設定
された値の速度指令電圧C1500，C500，C300，
C200が出力される。又同発生回路３１は前記ポ
テンシヨメータPOTを介して前記ペダルPDの踏
み込み量に応じたペダル踏み込み位置を検出する
制御信号BACK，UPCL，FRNT，F2UPを後記
する制御回路３８へ出力させている。

３２は前記速度指令電圧発生回路３１から速度
指令電圧CPED，C1500，C500，C300，C200が
入力されるセレクタ回路であつて、後記する制御
回路３８からの選択制御信号SG１に基づき、各
速度指令電圧CPED，C1500，C500，C300，
C200のうち１つの指令電圧を選択して出力する。

３３は同セレクタ回路３２からの選択された速
度指令電圧と、後記する速度電圧検出回路３５か
らのモータＭの回転速度に比例する速度電圧VS
とが入力される速度制御回路であつて、モータＭ
の実際の回転速度と選択された速度指令電圧に基
づく回転速度とを比較して、モータＭを選択した
回転速度にするための速度指令信号SG２を出力
する。

３４はモータＭに駆動電流を供給するモータ駆
動電流供給回路であつて、前記速度制御回路３３
からの速度指令信号SG２及び後記する制御回路
３８からの制御信号SG３に基づいて、モータＭ
を駆動させるための駆動電流をオン，オフ動作さ
せ、モータＭの回転速度を前記選択した回転速度
にするように駆動電流を同モータＭに供給すると
ともに、前記駆動電流を前記とは逆方向にモータ
Ｍに対して供給し、モータＭに逆相制動をかける
ようにして停止制御させるようになつている。

３５はモータＭの回転速度を検出する速度電圧
検出回路であつて、同モータＭの回転速度に比例
する電圧（逆起電圧）を速度電圧VSとして前記
速度制御回路３３へ出力するとともに、後記する
制御回路３８へ出力する。

３６はミシン作動位置検出回路であつて、前記
針下位置検出用、糸切り用、変速点検出用及び針
上位置検出用の各センサー７，８，９，１３とか
ら構成され、針下検出信号NLDN、糸切り信号
NLTC、変速点信号NLCV、針上検出信号
NLUPが後記する制御回路３８へ出力される。

３７は止め縫い及び針数設定回路であつて、前
記前及び後止め縫い設定スイツチ２０，２２及び
針数設定用デジタルスイツチ２１，２３等から構
成され、止め縫いの有無及び止め縫い針数を設定
する制御信号が後記する制御回路３８へ出力され
る。

３８は前記速度指令電圧発生回路３１、速度電
圧検出回路３５、ミシン作動位置検出回路３６等
から前記制御信号及び検出信号等が入力される制
御回路であつて、中央処理装置、読み出しメモリ
（Read Only Memory）、読み出し書き込み可能
なメモリ（Random Access Memory）及び入
出力ポートからなるマイクロコンピユータで構成
されており、前記読み出し専用メモリ内に予め記
憶された制御プログラムに従い入出力ポートに接
続される各種の入出力装置を制御するようになつ
ている。そして、前記速度指令電圧発生回路３１
からの前記ペダルPDの操作に基づく制御信号
BACK，UPCL，FRNT，F2UP及び前記ミシン
作動位置検出回路３６からの前記針下検出信号
NLDN、糸切り信号NLTC、変速点信号NLCV
及び針上検出信号NLUPに基づいて、同制御回
路３８は前記セレクタ回路３２へ選択制御信号
SG１を出力して、前記速度指令電圧CPED，
C1500，C500，C300，C200のうち１つの速度指
令電圧を同セレクタ回路３２にて選択させ、モー
タＭを選択した回転速度に駆動制御させる。又同
様に、前記モータ駆動電流供給回路３４に制御信
号SG３を出力して、同駆動電流供給回路３４に
て同モータＭに駆動時とは逆方向の駆動電流を供
給して同モータＭに逆相制御をかけ停止制御させ
る。

次に上記のように構成されたミシンモータの定
位置停止装置の作用について第６図から第１２図
を参照して説明する。

まず加工布に対する縫製が終りに近づき（この
時、ペダルPDは前踏み込み領域のペダル指令速
度領域に踏み込まれており、モータＭはペダル速
度指令電圧CPEDに基づいて高速回転されてい
る）、作業者により前記ペダルPDが中立位置領域
に解放されると、第６図に示すフローチヤートに
従いプログラムはペダルPDが中立位置領域に解
放されたか否かの判別を行うチエツクルーチン４
１から、モータＭを高速度回転より、500r・ｐ・
ｍ、そして200r・ｐ・ｍまで減速させるルーチン
４２を経てＡ番地に達する。更にプログラムは前
記針下位置検出用の磁石１４の回動通過に基づく
針下位置検出用センサー７から発生される針下検
出信号NLDNの立下り信号の有無を判別するチ
エツクルーチン４３を経て再びＡ番地に戻るよう
なループ（200r・ｐ・ｍ低速度駆動ループ）を回
り続ける。従つて、プログラムが上述したループ
を回り続ける間、前記モータＭは低速度駆動
（200r・ｐ・ｍ）させられることになる。

低速度駆動（200r・ｐ・ｍ）時において、前記
モータＭの回転に伴う前記針下検出信号NLDN
のＨレベルからＬレベルへの立下り信号が検出さ
れると、プログラムは前記マイクロコンピユータ
のタイマカウンタに所定の時間をプリセツトする
ルーチン４４を経て、前記針下検出信号のＬレベ
ルからＨレベルへ立上る立上り信号の有無を判別
するチエツクルーチン４５、前記モータＭの
200r・ｐ・ｍの回転速度を解除するルーチン４
６、モータＭを停止させるための逆相制動をかけ
るルーチン４７に達し、更に前記タイマカウンタ
のタイムアツプを判別するチエツクルーチン４８
から前記逆相制動を解除するルーチン４９に達し
モータＭは針１５を針下位置で停止させる。

すなわち、第７図に示すように、前記針下検出
信号NLDNのＨレベルからＬレベルへの立下り
を検出するチエツクルーチン４７により、制御回
路３８のマイクロコンピユータ内のタイマカウン
タを所定時間作動させる。そして、前記針下検出
信号NLDNのＬレベルからＨレベルへの立上り
を検出するチエツクルーチン４５により制御回路
３８から前記セレクタ回路３２へ速度指令電圧
C200を選択解除する選択制御信号SG１が出力さ
れて、その速度指令電圧C200が解除されるとと
もに、モータＭに逆相制動をかける制御信号SG
３が前記モータ駆動電流供給回路３４へ出力され
て、逆相制動が開始される。前記タイマカウンタ
のタイムアツプを判別すると、前記チエツクルー
チン４８によつて、前記制御回路３８は前記モー
タ駆動電流供給回路３４へ逆相制動を解除しモー
タＭに駆動電流を供給しない制御信号SG３を出
力し、モータＭを針１５が針下位置で停止される
ように制御する。

従つて、モータＭの停止開始の際、同モータＭ
の200r・ｐ・ｍの回転速度に変動がある場合にお
いても、逆相制動時間がその変動に応じて変わる
ため、モータＭを常に針下位置で停止させること
ができる。すなわち、モータＭの回転速度が何か
の要因で200r・ｐ・ｍ以上になつている場合、第
８図に鎖線で示すように、針下検出信号NLDN
の立下り時間Ｔ１が短かくなつて逆相制動開始が
早くなり、所定時間Ｔ２設定されたタイマのタイ
ムアツプとともに逆相制動が完了するため、制動
時間Ｔ３は長くなり、針下位置を針１５がオーバ
ランすることがなく同針下位置で確実に停止させ
ることができる。又、モータＭの回転速度が何か
の要因で200r・ｐ・ｍ以下になつている場合、第
８図に実線で示すように針下検出信号NLDNの
立下り時間Ｔ１が長くなつて、逆相制動開始が遅
くなり、前記所定時間Ｔ２設定されたタイマカウ
ンタのタイムアツプとともに逆相制動が完了する
ため、制動時間Ｔ６は短かくなり、逆相制動がか
かり過ぎて、モータＭが逆回転されることはなく
針１５を針下位置で確実に停止させることができ
る。

ミシンが針下位置で停止されるとプログラムは
布押え足を上昇させるルーチン５０を経てＢ番地
に達する。次に作業者により前記ペダルPDの後
踏み込みがなされると、プログラムはペダルPD
が後踏み込みされたか否かを判別するチエツクル
ーチン５１から止め縫い無し及び後止め縫い加工
ルーチン５２に達し、ここで、前記後止め縫い設
定用スイツチ２２がオンに設定（後止め縫い有）
されている場合はモータＭを1500r・ｐ・ｍの止
め縫い速度にて駆動させ、前記針数設定用デジタ
ルスイツチ２１，２３により設定される針数の縫
製をなしてから、同モータＭの回転速度は
1500r・ｐ・ｍから200r・ｐ・ｍまで減速される。
又、後止め縫い無しの場合、同ルーチン５２はモ
ータＭの回転速度を200r・ｐ・ｍにて回転駆動さ
せる。

そして、プログラムはモータＭ及びミシン主軸
５に作動的に連結された釜駆動軸（図示せず）の
回転に伴つて回転駆動される糸切り機構を作動さ
せ、作動開始から上糸及び下糸捕捉時においては
200r・ｐ・ｍ、上糸及び下糸切断時において
200r・ｐ・ｍから300r・ｐ・ｍに回動駆動される
ように、同モータＭの回転速度を200r・ｐ・ｍか
ら300r・ｐ・ｍに加速させる糸切り制御ルーチン
５３を経てＣ番地まで達し、更に針上位置検出用
の磁石１７ａの回動通過に基づき針上位置検出用
センサー１３から発生される第１の針上検出信号
NLUPのＨレベルからＬレベルへの立下り信号
の有無を判別するチエツクルーチン５４から再び
Ｃ番地に戻るようなループ（300r・ｐ・ｍ定速駆
動ループ）を回り続ける。従つて、プログラムが
上述したループを回り続ける間、前記モータＭは
定速駆動（300r・ｐ・ｍ）されることになる。

前記300r・ｐ・ｍの定速駆動時において、モー
タＭの回転に伴つて、前記磁石１７ａによる第１
の針上検出信号NLUPが検出されると、プログ
ラムは前記マイクロコンピユータ内のタイマカウ
ンタに所定の時間をプリセツトするルーチン５５
を経て、前記針上検出信号のＬレベルからＨレベ
ルへ立上る立上り信号の有無を判別するチエツク
ルーチン５６、前記モータＭの300r・ｐ・ｍの回
転速度を解除するルーチン５７、及び前記糸切り
機構を作動させていた糸切りソレノイドを解除さ
せるルーチン５８に達し、更に前記磁石１７ａが
針上位置検出用センサー１３を回動通過した後通
過する前記磁石１７ｂの回動通過に基づく第２の
針上検出信号NLUPのＨレベルからＬレベルへ
の立下り信号の有無を判別するチエツクルーチン
５９、モータＭを停止させるために逆相制動をか
けるルーチン６０まで達し、モータＭに逆相制動
がかけられる。

このように、モータＭに逆相制動がかけられる
とプログラムは、前記タイマカウンタのタイムア
ツプを判別するチエツクルーチン６１から前記逆
相制動を解除するルーチン６２に達し、モータＭ
は針１５を針上位置で停止させてＤ番地に至る。

従つて、ミシンを針上停止させる場合、第９図
に示すように、第１の針上検出信号NLUPのＨ
レベルからＬレベルへの立下り信号を検出してタ
イマカウンタを所定の時間Ｔ４作動させ、その第
１の検出信号NLUPのＬレベルからＨレベルへ
の立上り信号を検出して速度指令電圧C300の選
択を解除する選択制御信号SG１を出力し、次に
第２の針上検出信号NLUPのＨレベルからＬレ
ベルへの立下り信号を検出してモータ駆動電流供
給回路３４へモータＭに逆相制動をかける制御信
号SG３を出力して、前記タイマカウンタのタイ
ムアツプするまで逆相制動をかけるようにしたた
め、前記針上位置検出用センサー１３が温度上昇
等に起因して、その検出信号NLUPのパルス幅
が小さくなつても制動時間Ｔ５が常に一定にな
り、前記センサー１３の応答が変化してもモータ
Ｍを常に針上位置で停止させることができる。

すなわち、第１０図に鎖線で示すように前記セ
ンサー１３が温度上昇し、その検出信号NLUP
の立下り時間Ｔ６が短かくなつても、タイマカウ
ンタの作動開始及び制動開始が同じ時間分遅れる
だけで制動時間Ｔ５は一定となる。

そしてミシンが針上停止を完了すると、プログ
ラムはＤ番地からワイパー機構を駆動制御するル
ーチン６３を経て、ペダルPDの踏み込みに応じ
て前記モータＭの縫製時における回転駆動制御す
る縫製ルーチン４０にリターンする。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、その他加工機に用いられるモータの定
位置停止装置に応用したり、又、２個の被検出体
（磁石１４）と１個のセンサー（針下位置検出用
センサー７）とにより、そのセンサーから発生さ
れる２個の針下検出信号NLDNのそれぞれの立
上り信号若しくは立下り信号に基づいて、定位置
に停止させるようにしたり、逆に被検出体を１個
にし、センサーを２個にして２個の針下検出信号
NLDNを発生させるようにしたりする等、この
発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更するこ
とも可能である。

効 果 以上詳述したようにこの発明によれば、モータ
の回転速度の変動に基づく所定の回動位置への停
止のバラツキをなくして、常に所定の回動位置に
停止制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したミシンの正面
図、第２図はモータの取付状態を示す要部側断面
図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は
ペダルの踏み込み領域を示す説明図、第５図はモ
ータの駆動制御用の電気ブロツク回路図、第６図
はミシンを駆動制御するためのプログラムのフロ
ーチヤート、第７図及び第８図は針下停止におけ
るタイムチヤート、第９図及び第１０図は針上停
止におけるタイムチヤート、第１１図は止め縫い
なしの場合のモータの回転速度曲線、第１２図は
止め縫いの場合のモータの回転速度曲線である。 ミシン本体２、プーリ４、ミシン主軸５、針下
位置検出用センサー７、磁石１４、速度指令電圧
発生回路３１、セレクタ回路３２、速度制御回路
３３、モータ駆動電流供給回路３４、速度電圧検
出回路３５、ミシン作動位置検出回路３６、止め
縫い及び針数設定回路３７、制御回路３８、モー
タＭ、ペダルPD。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一つのモータと、 そのモータを駆動するために一方向に駆動電流
   を供給する第１の電流供給回路と、 前記モータを停止させるために前記とは逆方向
   に電流を供給する第２の電流供給回路と、 前記モータ回転軸とフレームとの間に配置さ
   れ、前記回転軸の一回転中にその回転角度位置に
   応じ第１，第２の位置検出信号を順次発生する位
   置検出装置と、 その位置検出装置からの第１の位置検出信号に
   基づいて計時が開始され、予め定められた時間後
   終了信号を発生するタイマー手段と、 前記第１，第２の位置検出信号若しくはそれら
   の間で発せられる信号に基づいて前記第１の電流
   供給回路を無効化するとともに、第２の位置検出
   信号に基づいて前記第２の電流供給回路を有効化
   し、且つ前記タイマー回路の終了信号に基づいて
   前記第２の電流供給回路を無効化する制御手段と
   を設け、モータ停止指令信号に基づいて前記制御
   回路が作動するようにしたことを特徴とするモー
   タの定位置停止装置。 ２ 前記第１，第２の位置検出信号は前記位置検
   出装置から発生される一つの電気パルスの立上り
   部及び立下り部であることを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項記載のモータの定位置停止装
   置。 ３ 前記位置検出装置はモータの回転軸とフレー
   ムとのいずれか一方側に互いに離れて配置された
   ２個の被検出体と、他方側に設けられた１個の検
   出子とからなり、その検出子から発生される２個
   の電気パルスのそれぞれの立上り部若しくは立下
   り部を前記第１，第２の位置検出信号とすること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のモ
   ータの定位置停止装置。 ４ 前記位置検出装置はモータの回転軸とフレー
   ムとのいずれか一方側に設けられた１個の被検出
   体と、他方側に互いに離れて配置された２個の検
   出子とからなり、それらの検出子から発生される
   電気パルスのそれぞれの立上り部若しくは立下り
   部を前記第１，第２の位置検出信号とすることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のモー
   タの定位置停止装置。