JP2001300172A - 電圧制御型磁気誘導負荷駆動回路、及び、これを備えたミシン - Google Patents

電圧制御型磁気誘導負荷駆動回路、及び、これを備えたミシン

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JP2001300172A
JP2001300172A JP2000127256A JP2000127256A JP2001300172A JP 2001300172 A JP2001300172 A JP 2001300172A JP 2000127256 A JP2000127256 A JP 2000127256A JP 2000127256 A JP2000127256 A JP 2000127256A JP 2001300172 A JP2001300172 A JP 2001300172A
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JP
Japan
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power supply
load
magnetic induction
sewing machine
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JP2000127256A
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Yasuhisa Yokomizo
保久 横溝
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Juki Corp
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Juki Corp
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気誘導負荷の待機状態における雑音を消
す。 【解決手段】 待機状態では、駆動状態と逆に、電流制
限部46出力の電源電流Isが、磁気誘導負荷(針振り
モータ30)に流れる負荷電流Iiより小さくなるよう
に、電流制限部46の基準電圧を切換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源出力を断続し
て制限した電源電流を、擬似電源で充放電して、パルス
モータ等の磁気誘導負荷に与えるようにした電圧制御型
磁気誘導負荷駆動回路、及び、これを備えたミシンに関
する。
【0002】
【従来の技術】ミシンの1つに、図1に示す如く、ミシ
ン頭部10内に配設された主軸12を回転駆動すること
により、針14を上下動させるための主軸モータ20
と、針14を図の左右方向に振るための、例えばパルス
モータからなる針振りモータ30とを備えたものがあ
る。
【0003】図において、16は、主軸12を手動で回
転させて針14を上下動させるためのプーリ、18は、
各種設定を行うための操作パネルである。
【0004】前記主軸モータ20には、その回転を検出
するためのエンコーダ22が設けられ、前記プーリ16
の近傍には、その回転位置より針14の上下位置を検出
するための上下位置センサ24が設けられ、前記針振り
モータ30の近傍には、針振りの原点位置を検出するた
めの原点センサ32が設けられている。
【0005】前記主軸モータ20及び針振りモータ30
の制御装置は、例えば図2に示す如く、例えば足踏みペ
ダル(図示省略)によって構成されたミシン回転指令ペ
ダル11、前記操作パネル18、前記エンコーダ22、
前記上下位置センサ24等の出力に応じて主軸12の回
転を制御するための主軸制御回路26と、該主軸制御回
路26の出力により前記主軸モータ20を駆動するため
の主軸モータ駆動回路28と、前記操作パネル18、前
記エンコーダ22、前記上下位置センサ24、前記原点
センサ32等の出力に応じて針振りを制御するための針
振り制御回路34と、該針振り制御回路34の出力によ
り前記針振りモータ30を駆動するための針振りモータ
駆動回路36とにより構成されている。
【0006】前記針振りモータ駆動回路36としては、
従来、例えば図3に示すような電圧制御型の磁気誘導負
荷駆動回路が用いられていた。この回路は、直流電源4
2及び、その出力を平滑化するためのコンデンサ44に
より構成される電源部40と、前記コンデンサ44によ
って平滑化された電源出力を断続することにより、スイ
ッチング素子48を壊さないようにするための最高値
と、磁気誘導負荷(ここではパルスモータで構成される
針振りモータ30)に流すのに必要な最低値の間に設定
された電源電流Isに制限するための、前記電源出力を
所定の周波数(例えば20kHz)で断続するスイッチ
ング素子48、電源電流Isを検出する電源電流検出器
50、前記最高値と最低値の間に対応する基準電圧Vr
1を発生する基準電圧発生器52、前記電源電流Isが
前記基準電圧Vr1に対応する値より大である時に出力
を発生する比較器54、及び、該比較器54の出力が発
生された時に前記スイッチング素子48を、内部に設け
られた発振回路により、所定の周波数でオフとするスイ
ッチング制御部56から構成される電流制限部46と、
ダイオード58、60を介して前記電流制限部46から
出力される電源電流Isを充放電して針振りモータ30
に与えるための、充放電用のコイル64及びコンデンサ
66から構成される疑似電源62と、該疑似電源62か
ら針振りモータ30に流れる負荷電流Iiを検出して、
前記電流制限部46のスイッチング素子48をフィード
バック制御するための、前記負荷電流Iiを検出する負
荷電流検出器72、針振り状態(カレントHと称する)
と針振りを停止した待機状態(カレントLと称する)を
切換えるためのカレントH/L切換信号に応じて前記負
荷電流Iiを切換えるための基準電圧切換器74と、前
記負荷電流検出器72の出力と基準電圧切換器74出力
の基準電圧Vr2h(カレントHの時)又はVr2l(カレ
ントLの時)を比較して、前記スイッチング素子48を
オン・オフするためのフィードバック出力を発生する比
較器76からなる電流制御部70とを備えている。
【0007】この回路では、電流制御部70の負荷電流
検出器72で負荷電流Iiの減少を検出すると、比較器
76からスイッチング制御部56に電流の不足状態を伝
えるフィードバック信号が出力され、電流制限部46の
スイッチング素子48が、前記所定の周波数に同期した
タイミングでオンとなり、電源電流Isが流れる。この
電源電流Isによりコイル64にエネルギが蓄積され、
なお且つ、負荷電流Iiが増加する。負荷電流Iiが基
準電圧切換器74により設定された制御電流値になる
と、比較器76の出力によりスイッチング素子48が、
前記所定の周波数に同期したタイミングでオフとなり、
電源電流Isは流れなくなる。このとき、コイル64の
エネルギはコンデンサ66に充電される。次に負荷電流
Iiが再び減少し、同様にコイル64に蓄積し、コンデ
ンサ66に充電を行う。このようにして、電源電流Is
は、図4に示す如く、例えば20kHzのパルスを発生
し、負荷電流Iiには、これに対応する周波数の波動
(リップル)を生じている。
【0008】このような電圧制御型の磁気誘導負荷駆動
回路によれば、疑似電源62を備えない電流検出型の磁
気誘導負荷駆動回路に比べて、円滑な動きを達成するこ
とができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、コイル64やコンデンサ66等の回路定数が、針振
りモータ30が回転する使用状態(カレントH状態)に
合わせて調整されていたため、このカレントHの状態で
は、図4に示した如く、電源電流Is、負荷電流Ii共
に所定の周波数(例えば20kHz)を有し、問題は生
じていないが、一方、針振りモータ30が停止した待機
状態(カレントL状態)になると、制御のバランスが崩
れて、コンデンサ66の充電が大きくなり、負荷電流I
iがコンデンサ66の供給電圧によりカレントL時の制
御電流値より大きくなって、スイッチング素子48が周
期的に断続しない現象が発生する。即ち、負荷電流Ii
が減少すると、比較器76からは、図5に示すような電
流Iiが不足状態であることを示すフィードバック信号
が出力され、スイッチング素子48は所定の周波数(例
えば20kHz)に同期してオン・オフされるが、コン
デンサ66の充電には時間がかかり、比較器76はすぐ
には増加した電流を検出できず、連続して電流Iiが不
足状態であることを示すフィードバック信号が出力され
続け、タイミングt1でフィードバック信号の出力が中
断したときには、コンデンサ66は、待機状態の負荷電
流Iiに対して過電流となり、その後しばらくは、比較
器76からは、電流Iiが不足状態であることを示すフ
ィードバック信号が出力されず、スイッチング素子48
は、オフされ続けることになる。なお、この場合は電源
電流Isも小さいので、電流制御部46の比較器54か
らも電源電流Isが前記基準電圧Vr1に対応する電流
を越えた場合に発生する信号は出力されない。
【0010】従って、このような制御バランスの崩れに
より電源電流Isが図5に示す如く間欠的にスイッチン
グし、負荷電流Iiが例えば800〜1kHzの可聴周
波数で波動し、ミシン停止時にブーンという雑音が発生
するという問題点を有していた。
【0011】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、待機状態で磁気誘導負荷から発生す
る可聴範囲の雑音を防止することを第1の課題とする。
【0012】本発明は又、ミシン停止時にミシンから発
生する雑音を防止することを第2の課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、電源出力を所
定の周波数で断続して電源電流を制限する電流制限手段
と、該電流制限手段出力の電源電流を充放電して磁気誘
導負荷に与える疑似電源と、該疑似電源から前記磁気誘
導負荷に流れる負荷電流を検出して、前記電流制限手段
のスイッチング素子を制御する電流制御手段とを備えた
電圧制御型磁気誘導負荷駆動回路において、前記電流制
限手段出力の電源電流を切換えるための手段を設け、待
機状態では、駆動状態と逆に、前記電源電流が、前記負
荷電流より小さくなるようにして、前記第1の課題を解
決したものである。
【0014】本発明は、又、前記電圧制御型誘導負荷駆
動回路を備えたミシンにおいて、ミシン停止時で、且
つ、磁気誘導負荷の待機状態では、駆動状態と逆に、前
記電源電流が、前記負荷電流より小さくなるようにし
て、前記第2の課題を解決したものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【0016】本実施形態は、図3に示した従来例と同様
の電圧制御型磁気誘導負荷駆動回路において、図6に示
す如く、カレントH/L切換信号と、例えば前記エンコ
ーダ22の出力に応じて発生されるミシン停止信号の論
理積を出力するANDゲート80と、該ANDゲート8
0の出力により前記電流制限部46の比較器54に入力
される基準電圧を切換えるための基準電圧切換器82と
を設け、ミシンが停止し、且つ、カレントLであるとき
は、前記電流制限部46の比較器54に入力される基準
電圧Vr3を、同じくカウントL時の負荷電流制御部7
0の基準電圧Vr2lよりも低い電圧に切換えるようにし
たものである。
【0017】以下本実施形態の動作を説明する。
【0018】まず、針振りモータ30が駆動状態にあり
カレントH信号が出力されているとき、又は、ミシンが
停止していない時には、従来と同様に、電流制限部46
の比較器54には、電流制御部70の比較器76に入力
される基準電圧Vr2h又はVr2lよりも高い電圧Vr1
が設定される。従って、図4に示した如く、負荷電流I
iは電源電流Isと同じ高い周波数で作動し、人間の耳
に雑音となって聞こえることはない。
【0019】一方、針振りモータ30が休止状態となる
カレントL状態で、且つ、雑音が気になるミシン停止時
には、基準値切換器82により、電流制限部46の比較
器54には、負荷電流制御部70の比較器76に入力さ
れる基準電圧Vr2l(カレントL時)よりも小さい値V
r3が設定される。従って、負荷電流Iiは、常に不足
状態となり、比較器76からスイッチング制御部56に
電流の不足状態をフィードバックする信号が出力され続
け、電流制御部70の比較器76の出力によるスイッチ
ング素子48のオン・オフ制御は行われず、スイッチン
グ素子48は、電源電流検出器50によって検出される
電源電流Isによってのみ制御される。そして、電源電
流検出器50によって検出される検出電流との比較電圧
Vr3を、待機状態の負荷電流Iiよりも小さく対応さ
せ、且つ前記所定の周波数でスイッチング素子48がオ
ンされた場合に、その周期内にオフされるように設定す
れば、電源電流Isは常に不足気味となるので、コンデ
ンサ66が過充電されることが無く、コンデンサによる
検出電流に遅れが発生し難く、又常に20kHzのスイ
ッチングが行われ、間欠的なスイッチングが行われるこ
とが無い。
【0020】本実施形態においては、針振りモータ30
を待機状態とするためのカレントL信号だけでなく、エ
ンコーダ22から出力されるミシン停止信号に応じて電
流制限部46の基準電圧を切換えるようにしているの
で、雑音が気になるミシン停止時の雑音を消すことがで
きる。なお、ミシン停止信号の有無にかかわらず、カウ
ントL時に、常に基準電圧をVr3に下げることも可能
である。
【0021】又、本発明の適用対象は、ミシンの針振り
モータの駆動回路に限定されず、プッシュプル方式のソ
レノイドやリニアモータ等、ミシン及びミシン以外の一
般の駆動機械における磁気誘導負荷の駆動にも同様に適
用できることは明らかである。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、待機状態における負荷
電流の波動を可聴周波数外として、雑音を消すことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用対象の一例であるミシン要部の機
械的な構成を示す正面図
【図2】同じく制御装置の構成例を示すブロック図
【図3】同じく針振りモータを駆動するための従来の電
圧制御型磁気誘導負荷駆動回路の例を示す回路図
【図4】同じく針振りモータを駆動状態とするためのカ
レントH状態における電源電流Isと負荷電流Iiの関
係の例を示す線図
【図5】同じく針振りモータを待機状態とするためのカ
レントL状態における電源電流Isと負荷電流Iiの関
係の例を示す線図
【図6】本発明の実施形態で用いられている電圧制御型
磁気誘導負荷駆動回路を示す回路図
【図7】前記実施形態における、ミシンが停止し、且
つ、カレントL状態での電源電流Isと負荷電流Iiの
関係の例を示す線図
【符号の説明】
10…ミシン頭部 11…ミシン回転指令ペダル 12…主軸 14…針 16…プーリ 18…操作パネル 20…主軸モータ 22…エンコーダ 30…針振りモータ(磁気誘導負荷) 32…原点センサ 34…針振り制御回路 36…針振りモータ駆動回路 40…電源部 42…直流電源 44、66…コンデンサ 46…電流制限部 Is…電源電流 48…スイッチング素子 50、72…電流検出器 54、76…比較器 56…スイッチング制御部 62…疑似電源 64…コイル 70…負荷電流制御部 Ii…負荷電流 74、82…基準電圧切換器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源出力を所定の周波数で断続して電源電
    流を制限する電流制限手段と、 該電流制限手段出力の電源電流を充放電して磁気誘導負
    荷に与える疑似電源と、 該疑似電源から前記磁気誘導負荷に流れる負荷電流を検
    出して、前記電流制限手段のスイッチング素子を制御す
    る電流制御手段とを備えた電圧制御型磁気誘導負荷駆動
    回路において、 前記電流制限手段出力の電源電流を切換えるための手段
    を設け、 待機状態では、駆動状態と逆に、前記電源電流が、前記
    負荷電流より小さくなるようにしたことを特徴とする電
    圧制御型磁気誘導負荷駆動回路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の電圧制御型磁気誘導負荷
    駆動回路を備えたミシンであって、 ミシン停止時で、且つ、磁気誘導負荷の待機状態では、
    駆動状態と逆に、前記電源電流が、前記負荷電流より小
    さくなるようにされていることを特徴とするミシン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010051079A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Ricoh Co Ltd Dc−dcコンバータおよび制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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