JP2004275388A

JP2004275388A - ミシンの安全制御装置

Info

Publication number: JP2004275388A
Application number: JP2003070264A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Ando; 孝樹安藤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】部品点数を抑制しつつ、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるときであっても、モータの駆動を抑えることができるミシンの安全制御装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動手段２を駆動させるモータ駆動信号を生成するモータ駆動信号発生手段６，７と、モータ１を起動させるモータ起動ポジションと、モータ１を停止させるモータ停止ポジションとを有する起動・停止信号発生手段４とを備えている。起動・停止信号発生手段４がモータ停止ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、電源スイッチの投入により作動してモータを駆動可能とする作動手段１１が設けられている。更に起動・停止信号発生手段４がモータ起動ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、作動手段１１が作動するよりも時間的に速く作動し、作動手段１１の作動を阻止する安全手段１２が設けられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを起動させるモータ起動ポジション、モータを停止させるモータ停止ポジションとを有すると共に、モータ起動ポジションとモータ停止ポジションとを切替操作可能な起動・停止信号発生手段を電源スイッチに対して独立に有するミシンの安全制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミシンの分野によれば、モータを起動させるモータ起動ポジションと、モータを停止させるモータ停止ポジションとを有すると共に、モータ起動ポジションとモータ停止ポジションとを切替操作可能な起動・停止信号発生手段を電源スイッチに対して独立に有するミシンの安全制御装置が知られている。
【０００３】
このものによれば、使用者は、電源スイッチを投入した後に、起動・停止信号発生手段をモータ停止ポジションからモータ起動ポジションに切り替え、モータを駆動させる。この状態でミシンの操作が行われる。ミシンの操作が終了すると、使用者は、起動・停止信号発生手段をモータ起動ポジションからモータ停止ポジションに切り替えると共に、電源スイッチを切る。このような方式は、一般的には、マイコンを使用しないタイプのミシン等において使用されている。上記した起動・停止信号発生手段としては、起動停止ボタン、または、フットコントロ−ラとされていることが多い。このうち上記した起動停止ボタンを用いる技術として、プッシュロック式スイッチによるモータの起動停止制御が多くのミシンに採用されている。
【０００４】
このプッシュロック式スイッチを採用した場合、スイッチ押し込み及び押し戻しのうちのいずれか一方でモータ起動を行い、また、スイッチの押し戻し及び押し込みのうちのいずれか一方でモータ停止を行う。
【０００５】
更に、ミシンの使用の際には、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションからモータ停止ポジションに切り替えられていないときには、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されたままの状態で、電源スイッチを投入されるケースがある。この場合、ユーザーが意図しないものの、電源スイッチの投入に伴いモータが起動してしまう。
【０００６】
これを防止するために、モータを起動させるスタート信号発生装置を電源スイッチの投入時に監視する判断装置と、判断装置による判断に基づいて電源ラインを遮断させる遮断装置を設けたマイコンを搭載したミシンの安全装置が従来より知られている（特許文献１）。
【０００７】
また、不使用状態及び作用状態を選択的に作業者により設定操作可能な操作手段を有し、操作手段が作用状態に切り替えられているときに電源スイッチが投入されたとき、駆動制御回路の作動開始を阻止する電動ミシンの安全駆動制御装置が従来より知られている（特許文献２）
【０００８】
【特許文献１】特開平６−６３２７１号公報
【特許文献２】特公昭５９−４４０７６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１，２に係る技術によれば、部品点数が増加しがちであった。
【００１０】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、部品点数を抑制しつつ、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるときであっても、モータの駆動を抑えることができるミシンの安全制御装置を提供することを課題とするにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るミシンの安全制御装置は、モータを駆動させるモータ駆動手段と、
モータ駆動手段を駆動させるモータ駆動信号を生成するモータ駆動信号発生手段と、
電源スイッチに対して独立に設けられ、モータを起動させるモータ起動ポジションと、モータを停止させるモータ停止ポジションとを有すると共に、モータ起動ポジションとモータ停止ポジションとを切替操作可能な起動・停止信号発生手段とを具備するミシンの安全制御装置において、
起動・停止信号発生手段がモータ停止ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、電源スイッチの投入により作動してモータを駆動可能とする作動手段と、
起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、作動手段がモータ駆動信号発生手段を作動させるよりも時間的に速く作動し、作動手段の作動を阻止する安全手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係るミシンの安全制御装置によれば、起動・停止信号発生手段がモータ停止ポジションに設定されている状態で、電源スイッチが投入されるとき、作動手段は、電源スイッチの投入により作動してモータを駆動可能な状態とする。これによりモータが駆動してミシンが駆動する。
【００１３】
なお、ミシンの操作終了時には、起動・停止信号発生手段をモータ起動ポジションからモータ停止ポジションに切り替える。しかし場合によってはこの切替が行われないことがある。このような場合には、ミシンの次の使用時には、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されているままの状態で、電源スイッチが投入されるおそれがある。この場合には、電源スイッチが投入されたとしても、モータを非回転とすることが好ましい。
【００１４】
そこで本発明に係るミシンの安全制御装置によれば、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されたままの状態で、電源スイッチが投入されるとき、安全手段は、作動手段がモータ駆動信号発生手段を作動させるよりも、時間的に速く作動する。これにより安全手段は作動手段の作動を阻止する。このように作動手段の作動を阻止すれば、モータは非回転状態に維持される。
【００１５】
ミシンを駆動させるときには、起動・停止信号発生手段をモータ停止ポジションからモータ起動ポジションに切り替えれば良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るミシンの安全制御装置によれば、起動・停止信号発生手段がモータ停止ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、作動手段は、安全手段よりも時間的に速く作動し、安全手段の非作動状態を維持する構成とされている形態を例示できる。これによりモータが駆動可能となり、ミシンを駆動させることができる。
【００１７】
また、モータ駆動信号発生手段は、モータの回転数に関する基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、モータの回転数に関する基準発振波を生成する基準発振波発生手段と、基準発振波の電圧と基準電圧とを比較して両者間の差に基づいてモータ駆動信号を生成する比較手段とを有する形態を例示できる。これによりモータはＰＷＭ制御される。
【００１８】
本発明に係るミシンの安全制御装置によれば、起動・停止信号発生手段は、第１スイッチと、第１スイッチの操作に連動する第２スイッチとを有する形態を例示できる。第１スイッチは、起動・停止信号発生手段がモータ停止ポジションに設定されるときに開接点となり、且つ、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されるときに閉接点となる。第２スイッチは、起動・停止信号発生手段がモータ停止ポジションに設定されるときに開接点となり、且つ、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されるときに閉接点となる形態を例示することができる。
【００１９】
本発明に係るミシンの安全制御装置によれば、起動・停止信号発生手段がモータ停止ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、作動手段は、電源スイッチの投入により作動してモータを駆動可能とする。作動手段としては、トランジスタ等のスイッチング素子で代表される半導体素子等で形成できる。
【００２０】
本発明に係るミシンの安全制御装置によれば、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるとき、安全手段は、作動手段がモータ駆動信号発生手段を作動させるよりも時間的に速く作動し、作動手段の作動を阻止し、モータを非回転状態に維持する。安全手段としては、トランジスタ等のスイッチング素子で代表される半導体素子等で形成できる。
【００２１】
作動手段は第１トランジスタ等の第１スイッチング素子であり、安全手段は第２トランジスタ等の第２スイッチング素子である形態を例示できる。この場合、第１トランジスタ等の第１スイッチング素子がオン状態のとき、第２トランジスタ等の第２スイッチング素子はオフ状態に維持され、且つ、第２トランジスタ等の第２スイッチング素子がオン状態のとき、第１トランジスタ等の第２スイッチング素子はオフ状態に維持される形態を例示できる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本実施例は、マイコンを使用せずとも、簡単かつ安価な構成（部品点数計５点）で電源投入時のインターロック機能（安全装置）を実現することが可能となるミシンを提供するものである。
【００２３】
以下、具体的に説明する。図１に示すように、モータ１はミシンを駆動させるものであり、電源線Ｖ２０に繋がり、モータ駆動手段としての駆動素子２によってＰＷＭ制御により駆動される。
【００２４】
図１に示すように、モータ駆動信号発生手段１６は、モータ１の回転数に関する基準電圧として機能できる回転数指示信号Ｖｃｔｒを発生する基準電圧発生手段として機能する回転数指示信号発生手段５と、モータ１の回転数に関する波形状の基準発振波としての三角波信号Ｖｏｕｔを生成する三角波発生手段７と、三角波信号Ｖｏｕｔの電圧と回転数指示信号Ｖｃｔｒの電圧とを比較して両者間の差に基づいてモータ駆動信号Ｖｇを生成する比較手段として機能できるコンパレータ３とを有する。
【００２５】
コンパレータ３は、モータ１の回転数をデューティ制御するためのモータ駆動信号Ｖｇ（ＰＷＭ制御波形）を生成するものである。図１に示すように、コンパレータ３の非反転入力端子（＋）には、三角波発生手段７からの発振波である三角波信号Ｖｏｕｔが入力される。またコンパレータ３の反転入力端子（−）には、回転数指示信号発生手段５からのモータ回転数を指示するための回転数指示信号Ｖｃｔｒが入力される。図１に示すように、コンパレータ３は、三角波信号Ｖｏｕｔと回転数指示信号Ｖｃｔｒとを比較する。
【００２６】
図２はモータ１をＰＷＭ制御する形態を示すグラフであり、図２（Ａ）は回転数指示信号Ｖｃｔｒ及び三角波信号Ｖｏｕｔの波形を示し、図２（Ｂ）はモータ駆動信号Ｖｇを示す。前述したように、コンパレータ３の非反転入力端子（＋）に三角波信号Ｖｏｕｔが入力されると共に、コンパレータ３の反転入力端子（−）には回転数指示信号Ｖｃｔｒが入力されるため、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、三角波信号Ｖｏｕｔの電圧よりも回転数指示信号Ｖｃｔｒの電圧が高い場合には、コンパレータ３から出力されるモータ駆動信号ＶｇはＬｏｗとなり、駆動素子２はオフとなり、モータ１への電力供給が遮断され、モータ１は非回転とされる。
【００２７】
逆に、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、三角波信号Ｖｏｕｔの電圧が回転数指示信号Ｖｃｔｒの電圧よりも高い場合には、コンパレータ３から出力されるモータ駆動信号ＶｇはＨｉとなり、駆動素子２はオンとなり、モータ１へ電力が供給され、モータ１は駆動する。このモータ駆動信号Ｖｇのオン／オフの割合によって、つまり、モータ駆動信号Ｖｇのデューティ比により、モータ１の回転数は制御される。
【００２８】
ここで、モータ１が停止している状態のときには、回転数指示信号Ｖｃｔｒの電圧は、三角波信号Ｖｏｕｔの電圧より常に高い位置にあるため、モータ駆動信号Ｖｇは常にＬｏｗとなる。つまりモータ１へ電力が供給されず、モータ１は停止を維持する。
【００２９】
図１に示すように、起動・停止信号発生手段４は、２回路プッシュロック式スイッチであり、互いに連動する第１スイッチ４ａ及び第２スイッチ４ｂを有する。第１スイッチ４ａ及び第２スイッチ４ｂは、使用者による手動のスイッチ操作によって互いに連動してオン／オフが同時に切り替わる。即ち、第１スイッチ４ａがオン（閉接点）のとき、第２スイッチ４ｂもオン（閉接点）となる。第１スイッチ４ａがオフ（開接点）のとき、第２スイッチ４ｂもオフ（開接点）となる。
【００３０】
また図１に示すように、回転数指示信号発生手段５は、電源線Ｖ１０に繋がる抵抗５ａと、第１スイッチ４ａと、可変抵抗５ｂ（スライドボリューム等）と、ＧＮＤ線に繋がる抵抗５ｃとを直列に接続して形成されている。
【００３１】
起動・停止信号発生手段４である２回路プッシュロック式スイッチの第１スイッチ４ａがオフであれば、電源線Ｖ１０の電圧が抵抗５ａを介してコンパレータ３の反転入力端子（−）に入力されるが、コンパレータ３からは出力されない。
【００３２】
しかし起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａがオンとなり閉接点となると、抵抗５ａと抵抗５ｃと可変抵抗５ｂとの分圧電圧によって、Ｗ点の電位が規定されるため、回転数指示信号Ｖｃｔｒの電位が生成され、回転数指示信号Ｖｃｔｒの電位がコンパレータ３の反転入力端子（−）に入力される。
【００３３】
なお可変抵抗５ｂの抵抗値を変化させれば、Ｗ点の分圧電圧が変化するため、回転数指示信号Ｖｃｔｒの電位を任意に変更することができ、これにより前記モータ駆動信号Ｖｇのデューティ比を変更することができ、モータ１の回転数を任意に変更することができる。
【００３４】
図１に示すように、三角波発生手段７は、電源線Ｖ１０に繋がるプルアップ用の抵抗７ａと、抵抗７ａに繋がる抵抗７ｂと、抵抗７ｂに繋がると共にＧＮＤ線に繋がるコンデンサ７ｃとを有する。抵抗７ｂとコンデンサ７ｃには、発振波発生手段６で生成された発振波が入力される。抵抗７ａ、抵抗７ｂのルートでコンデンサ７ｃは充電されると共に、コンデンサ７ｃは抵抗７ｂのルートで放電することにより、三角波発生手段７は、コンパレータ３の非反転入力端子（＋）に入力される三角波信号Ｖｏｕｔを生成する。
【００３５】
図１に示すように、発振波発生手段６は、三角波信号Ｖｏｕｔの基礎となる発振波を生成するためのものであり、比較手段として機能できるコンパレータ６ｇと、電源線Ｖ１０に繋がる抵抗６ａと、抵抗６ｂと，抵抗６ｃと、抵抗６ｄと、ＧＮＤ線に繋がる抵抗６ｅと、コンパレータ６ｇの反転入力端子（−）に繋がるコンデンサ６ｆとから形成されている。電源線Ｖ１０は、抵抗６ａ，コンデンサ６ｆを介してコンパレータ６ｇの反転入力端子（−）に繋がる。
【００３６】
コンパレータ６ｇの出力端子のＡ点は、抵抗６ｂを介してコンパレータ６ｇの反転入力端子（−）に負帰還するように繋がる。またコンパレータ６ｇの出力端子のＡ点は、抵抗６ｃを介してコンパレータ６ｇの非反転入力端子（＋）に正帰還するように繋がる。
【００３７】
コンパレータ６ｇの出力端子のＡ点は、抵抗６ｃ，Ｂ点、抵抗６ｄ、Ｐ点、抵抗６ｅを介してＧＮＤ線に繋がる。Ｐ点は、抵抗６ａを介して電源線Ｖ１０に繋がると共に、抵抗６ｅを介してＧＮＤ線に繋がる。Ｐ点には、抵抗６ａと抵抗６ｅとの分割電圧が作用すると共に、抵抗７ａと抵抗６ｃと抵抗６ｄと抵抗６ｅとの分割電圧が作用する。このようなＰ点は、発振波発生手段６の発振波の基準電位Ｖｃを発生する。なお、上記した発振波発生手段６は、可聴周波数以上の約２７ｋＨｚの発振波を三角波発生手段７に出力する。
【００３８】
図１に示すように、起動・停止信号発生手段４の第２スイッチ４ｂは、抵抗８を介して電源線Ｖ１０に繋がると共に、第２スイッチング素子としての第２トランジスタ１２のベース、第１スイッチング素子としての第１トランジスタ１１のコレクタ、エミッタを介してＧＮＤ線に直列に繋がる。
【００３９】
図１に示すように、第２トランジスタ１２のベースは、第１トランジスタ１１のコレクタ、エミッタを経てＧＮＤ線に繋がる。第２トランジスタ１２のコレクタはＰ点に繋がり、更に抵抗６ｄ，Ｂ点、抵抗６ｃを介してコンパレータ６ｇの出力端子に繋がる。第２トランジスタ１２のエミッタはＧＮＤ線に直接繋がる。
【００４０】
図１に示すように、第１トランジスタ１１のベースは、抵抗９を介して第２トランジスタ１２のコレクタに繋がると共に、更にＰ点に繋がり、抵抗６ｄ，Ｂ点、抵抗６ｃを介してコンパレータ６ｇの出力端子に直列に繋がる。また第１トランジスタ１１のベースは、コンデンサ１０を介してＧＮＤ線に繋がる。第１トランジスタ１１のエミッタはＧＮＤ線に直接繋がる。
【００４１】
コンデンサ１０は第１トランジスタ１１の誤動作を防止する機能を有する。
【００４２】
給電系について説明を加える。図５に示すように、商用電源１００に電源スイッチ２００を介して繋がる１次側コイル１１１と２個の二次側コイル１１２，１１３とを有するトランス回路１１０と、二次側コイル１１２の交流を整流する整流回路１２０と，二次側コイル１１３の交流を整流する整流回路１２２と、整流回路１２０に繋がる平滑コンデンサをもつ平滑回路１３０と，整流回路１２２に繋がる平滑コンデンサをもつ平滑回路１３２とが設けられている。平滑回路１３０は電源線Ｖ１０に繋がる。平滑回路１３２は電源線Ｖ２０に繋がる。電源線Ｖ２０はモータ１を駆動させるものであるため、電源線Ｖ１０の電圧よりも高い。
【００４３】
次に、上記した安全制御装置の動作について説明を加える。正常の状態では、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂがモータ停止ポジション（オフポジション）とされている状態において、使用者により電源スイッチ２００が投入される。この場合、第２スイッチ４ｂがオフであるため、第２トランジスタ１２のベース電位Ｖａには電位が発生しない。
【００４４】
このため第２トランジスタ１２はオフ状態が維持される。しかし電源スイッチ２００の投入に伴い、Ｐ点の電位が次第に上昇するため、発振波発生手段６で生成される発振波の基準電位Ｖｃの電位が次第に上昇する。従って、発振波発生手段６で生成される発振波の基準電位Ｖｃの上昇とともに、第１トランジスタ１１のベース電位Ｖｂが上昇する。このため第１トランジスタ１１がオン状態となる。ここで発振波の基準電位Ｖｃの電位はさらに上昇し、発振波発生手段６の発振を開始する（図３参照）。これによりモータ１は駆動可能となる。このように第１トランジスタ１１は、電源スイッチ２００の投入により作動してモータ１を駆動可能とするため、第１トランジスタ１１は作動手段として機能することができる。
【００４５】
上記したようにエミッタがＧＮＤ線に繋がる第１トランジスタ１１がオン状態になると、第２トランジスタ１２のベース電位ＶａがＬｏｗに維持されたままとなり、第２トランジスタ１２のオン作動が阻止される。
【００４６】
このような状態において、使用者が起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをモータ停止ポジション（オフポジション）から、モータ起動ポジション（オンポジション）に切り替える。即ち、第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをオンとして閉接点とする。このように第２スイッチ４ｂを閉接点としたとしても、第１トランジスタ１１がオンで、第１トランジスタ１１のコレクタ，エミッタ、更に第２トランジスタ１２のベースがＧＮＤ線に導通しているため、第２トランジスタ１２のベース電位ＶａはＬｏｗのままであり、第２トランジスタ１２はオフの状態を維持し続ける。この結果、発振波発生手段６で発振波が良好に生成されるため、モータ１を正常に運転させてミシンを正常に作動させることが出来る。
【００４７】
即ち、上記したように使用者が起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをモータ起動ポジション（オンポジション）に切り替えると、第１スイッチ４ａが閉接点となってオンしているため、前述したように抵抗５ａと抵抗５ｃと可変抵抗５ｂとの分圧電圧によってＷ点の電位が規定され、これにより回転数指示信号Ｖｃｔｒが生成され、モータ１がＰＷＭ制御により駆動する。これによりミシンを駆動させてミシン操作を良好に行うことができる。
【００４８】
このような状態は、使用者が電源スイッチ２００をオフにするか、あるいは、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをオフ（開接点）とし、モータ停止ポジション（オフポジション）にするまで維持される。
【００４９】
従って、ミシンの操作を終了するときには、一般的には、使用者は、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂを、モータ起動ポジション（オンポジション）から、モータ停止ポジション（オフポジション）に切り替え、更に電源スイッチ２００をオフにする。
【００５０】
ところで、実際のミシン操作では、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをモータ起動ポジション（オンポジション）にしたままの状態において、電源スイッチ２００が切られることがある。この場合、次回にミシンを使用するときには、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂがオン（閉接点）であり、モータ起動ポジション（オンポジション）に維持されたままの状態において、電源スイッチ２００が投入される。これは異状時である。
【００５１】
この場合には、第２スイッチ４ｂが閉接点とされたままの状態であるため、使用者により電源スイッチ２００が投入されると、第２トランジスタ１２のベースには、抵抗８、オン状態のスイッチ４ｂを介してベース電位Ｖａが直ちに与えられる。
【００５２】
また、第１トランジスタ１１のベースにも前述の正常状態同様にベース電位Ｖｂが与えられるはずである。しかしながら、第１トランジスタ１１のベース電位Ｖｂが立ち上がるよりも、第２トランジスタ１２のベース電位Ｖａの方が、時間的に速く立ち上がる（図３参照）。このため第１トランジスタ１１のベース電位Ｖｂが立ち上がるよりも、時間的に速く第２トランジスタ１２のベース電位Ｖａが立ち上がる。
【００５３】
換言すれば、第１トランジスタ１１がオンとなるよりも、時間的に速く第２トランジスタ１２がオンとなる。このように第２トランジスタ１２が時間的に速くオンになると、第２トランジスタ１２のコレクタ、エミッタ間がＧＮＤ線に導通するため、Ｐ点の電位がＬｏｗとなる。この結果、発振波の基準電位Ｖｃの電位はＬｏｗに維持される。これにより第２トランジスタ１２が安全手段となり、発振波発生手段６による発振は停止する。発振停止により、コンパレータ３の非反転入力端子（＋）に入力される電圧Ｖｏｕｔは常にＬｏｗとなる。よってモータ駆動信号ＶｇもＬｏｗとなり、モータ１は起動せず、モータ１は停止を維持し続けることになる。このように異状時にはモータ１は停止を維持し続ける。
【００５４】
ここで、起動・停止信号発生手段４のスイッチ４ａ，４ｂがモータ起動ポジションに設定されている状態で、電源スイッチ２００が投入される異状時において、第１トランジスタ１１がモータ駆動信号発生手段１６を作動させるよりも、第２トランジスタ１２は時間的に速く作動して第１トランジスタ１１のオン作動を阻止するため、第２トランジスタ１２は安全手段として機能することができる。
【００５５】
また、前述したように発振波発生手段６による発振波の基準電位Ｖｃの電位がＬｏｗの状態に固定されると、第１トランジスタ１１のベース電位ＶｂもＬｏｗに維持されるため、第１トランジスタ１１はオフ状態をそのまま維持するので、モータ１はオフ状態に維持される。
【００５６】
上記したように第１トランジスタ１１のベース電位Ｖｂが立ち上がるよりも、第２トランジスタ１２のベース電位Ｖａの方が時間的に速く立ち上がる理由としては、主として、次のようである。
【００５７】
▲１▼第２スイッチ４ｂがオンすると、電源線Ｖ１０の電圧は抵抗８を介して第２トランジスタ１２のベース電位Ｖａに直接的に作用するため、トランジスタ１２のベース電位Ｖａの立ち上がりは速い。しかしＰ点の電位は、電源線Ｖ１０の電圧を抵抗６ｅにより分圧された分圧電圧であるため、立ち上がりは遅い。従って、抵抗６ｅは、第１トランジスタ１１の立ち上がりを遅らせる遅延手段として機能できる。
【００５８】
▲２▼コンデンサ１０は、充電により第１トランジスタ１１の立ち上がりを遅らせる遅延手段としての機能できる。
【００５９】
以上説明したように本実施例によれば、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂがモータ起動ポジション（オンポジション）としたままの状態において、電源スイッチ２００が投入される異状時であっても、モータ１は非駆動状態に維持される。従って使用者が予期しないモータ１の動きが防止され、安全対策上好ましい。
【００６０】
但し本実施例によれば、電源スイッチ２００が投入されたままの状態で、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂを、モータ起動ポジション（オンポジション）から、モータ停止ポジション（オフポジション）に使用者が切り替えれば、第２スイッチ４ｂのオフにより、第２トランジスタ１２のベース電位はＬｏｗとなるため、第２トランジスタ１２がオフとなり、安全手段が解除され、第１トランジスタ１１がオン作動可能となる。
【００６１】
即ち、このように安全手段が解除されると、発振波発生手段６で生成される発振波の基準電位Ｖｃが上昇するとともに、第１トランジスタ１１のベース電位Ｖｂが上昇し、第１トランジスタ１１がオン状態となる。ここで発振波の基準電位Ｖｃの電位はさらに上昇し、発振波発生手段６の発振を開始する（図３参照）。上記したように第１トランジスタ１１がオン状態になると、前述したように第２トランジスタ１２のベース電位ＶａがＬｏｗに維持され、安全手段としての第２トランジスタ１２の作動が阻止され、モータ１が駆動可能となる。
【００６２】
その後、使用者は、起動・停止信号発生手段４の第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをモータ起動ポジション（オンポジション）に切り替え、第１スイッチ４ａ，第２スイッチ４ｂをオン（閉接点）とすれば、第１スイッチ４ａがオン（閉接点）となっているため、抵抗５ａと抵抗５ｃと可変抵抗５ｂとの分圧電圧によってＷ点の電位が規定され、回転数指示信号Ｖｃｔｒが生成され、モータ１をＰＷＭ制御により駆動させてミシンを正常に作動させることが出来る。
【００６３】
図４は上記した回路のブロック図を示す。図４に示すように、モータ駆動信号発生手段１６は、モータ１の回転数に関する基準電圧としての回転数指示信号Ｖｃｔｒを発生する基準電圧発生手段として機能する回転数指示信号発生手段５と、モータ１の回転数に関する基準発振波としての三角波信号Ｖｏｕｔを生成する基準発振波発生手段１７と、三角波信号Ｖｏｕｔと回転数指示信号Ｖｃｔｒとを比較して両者間の差に基づいてモータ駆動信号Ｖｇを生成する比較手段（オペアンプ３）とを有する。図４に示すように、基準発振波発生手段１７は、発振波を生成する発振波発生手段６と、発振波発生手段６で生成された発振波に基づいて三角波信号Ｖｏｕｔを生成する三角波発生手段７とを有する。
【００６４】
比較手段（オペアンプ３）から出力されるモータ駆動信号Ｖｇにより、モータ駆動回路１ｍを経てモータ１が駆動する。ここで、起動・停止信号発生手段４のポジション信号（モータ起動ポジション及びモータ停止ポジション）は、安全手段（第２トランジスタ１２）に入力されると共に、回転数指示信号発生手段５に入力される。
【００６５】
次に、上記した発振波発生手段６を構成するコンパレータ６ｇの発振特性について図６，図７を参照して説明を加える。コンパレータ６ｇの作動を説明する波形図であり、図６（Ａ）はコンパレータ６ｇの反転入力端子及び非反転入力端子に入力される波形図を示し、図６（Ｂ）はコンパレータ６ｇの出力端子から出力される波形図を示す。図７はコンパレータ６ｇの作動を説明する波形図であり、図７（Ａ）はコンパレータ６ｇの反転入力端子（−）に入力される電圧Ｖ−の波形図を示し、図７（Ｂ）はＰ点の電位Ｖｐの波形図を示し、図７（Ｃ）はコンパレータ６ｇの非反転入力端子（＋）に入力される電圧Ｖ＋の波形図を示す。電圧Ｖ＋の電位は、抵抗６ｄにより分圧電圧相当ぶん電位Ｖｐよりも高くなる。
【００６６】
ここで、コンパレータ６ｇの反転入力端子（−）に入力される入力電圧をＶ−とする。コンパレータ６ｇの非反転入力端子（＋）に入力される入力電圧をＶ＋とする。
【００６７】
上記したコンパレータ６ｇによれば、Ｖ−＞Ｖ＋の関係が満足されるときには、コンパレータ６ｇの出力端子からの出力ＶｏはＬｏｗとなる。また、Ｖ−＜Ｖ＋の関係が満足されるときには、コンパレータ６ｇの出力端子からの出力ＶｏはＨｉ（オープン）となる。このようなＨｉ，Ｌｏｗの切替を利用し、コンパレータ６ｇの出力端子は次のように発振波を生成する。
（１）コンパレータ６ｇの出力端子の電位がＨｉ（オープン）である場合
▲１▼コンパレータ６ｇの出力端子のＡ点の電位がＨｉ（オープン）である場合には、抵抗７ａ→抵抗６ｂ→コンデンサ６ｆを経て、コンデンサ６ｆに次第に充電され、充電に伴いＶ−の電位は徐々に高くなっていく（図７（Ａ）に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。
【００６８】
また、Ｖ＋の電位は、抵抗７ａ、抵抗６ｃ、抵抗６ｄおよび抵抗６ｅによるＢ点の分圧電圧によって与えられる。このためコンパレータ６ｇの出力端子のＡ点の電位がＨｉであれば、Ｖ＋の電位はＨｉとなる。
【００６９】
コンデンサ６ｆに充電された電位（Ｖ−）よりもＶ＋の電位が高い場合には、『Ｖ−＜Ｖ＋』の条件が成立しているため、コンパレータ６ｇの出力端子の電位Ｖｏは、『Ｈｉ』が維持される。
【００７０】
▲２▼コンデンサ６ｆへの充電が進行した結果、コンデンサ６ｆに充電された電位（Ｖ−）がＶ＋の電位より高くなった場合には、『Ｖ−＞Ｖ＋』の条件が成立する。故に、コンパレータ６ｇの出力端子の電圧Ｖｏは『Ｈｉ』から『Ｌｏｗ』に反転する。
（２）コンパレータ６ｇが出力端子の電位がＬｏｗである場合
▲３▼コンパレータ６ｇの出力端子のＡ点の電位がＬｏｗである場合には、前述したようにコンデンサ６ｆに充電されていた電位がＨｉである。また、Ｖ＋の電圧は、前述したように、抵抗７ａ、抵抗６ｃ、抵抗６ｄおよび抵抗６ｅによるＢ点の分圧電位によって与えられる。従って、コンパレータ６ｇの出力端子のＡ点の電位がＬｏｗであれば、Ｖ＋はＬｏｗとされる。この結果、『Ｖ−＞Ｖ＋』の条件が成立しているため、コンパレータ６ｇの出力端子の電位Ｖｏは、『Ｌｏｗ』が維持される。しかしコンデンサ６ｆに充電されていた電位は、抵抗６ｂ→コンパレータ６ｇの出力端子に次第に放電され、従ってＶ−の電位は徐々に低くなる（図７（Ａ）の時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。
【００７１】
▲４▼コンデンサ６ｆからの放電が進行し、電位（Ｖ−）がＶ＋の電圧より低くなったときに、『Ｖ−＜Ｖ＋』の条件が成立する。故に、コンパレータ６ｇの出力端子の電位Ｖｏが反転し、コンパレータ６ｇの出力端子のＡ点の電位Ｖｏは『Ｌｏｗ』から『Ｈｉ』に反転する。
【００７２】
コンパレータ６ｇが上記した（１）及び（２）の反転を繰り返すことにより、コンパレータ６ｇの出力端子から発振波の電圧が生成される。
【００７３】
ここで、抵抗６ｅについて説明を加える。抵抗６ｅは、Ｐ点の電位を分圧電位として設定するものである。抵抗６ｅによる分圧電圧により、Ｐ点において基準電圧を発生させ、ＧＮＤ線より高いシュレッシュホールド電圧（Ｖ＋（Ｈ）、Ｖ＋（Ｌ）をＰ点において発生させることができる。ＧＮＤ線より高いシュレッシュホールド電圧があるために、上記条件である『Ｖ−＞Ｖ＋』、『Ｖ−＜Ｖ＋』が成立する。
【００７４】
特にコンパレータ６ｇの出力端子のＬｏｗ出力時において、反転のために『Ｖ−＜Ｖ＋』を成立させるには、Ｖ＋をＧＮＤ線より高く設定するか、Ｖ−をＧＮＤ線より低いマイナスの電位にしなければならない。後者のマイナスの電位の生成は別途回路等が必要になり複雑化するため、好ましくない。そこで、前者の『Ｖ＋をＧＮＤ線より高く設定』を採用する。このようにＧＮＤ線よりも高いＶ＋（Ｈ）及びＶ＋（Ｌ）の電位を発生させる役割が抵抗６ｅである。
【００７５】
仮に、抵抗６ｅが設けられておらず、Ｐ点がＧＮＤ線に直接に繋がる場合には、上記コンパレータ６ｇの出力端子のＬｏｗの出力時に、Ｖ＋（Ｌ）＝ＧＮＤとなってしまい、Ｖ−の電位はＶ＋の電位以下にならず、『Ｖ−＜Ｖ＋』の条件が成立しないので、コンパレータ６ｇの出力端子の電位の反転、ひいてはコンパレータ６ｇの出力端子の発振作用は停止されてしまうことになる。
【００７６】
以上の説明から理解できるように上記した本実施例によれば、以下の効果が得られる。
【００７７】
▲１▼より簡単かつ安価な構成で電源投入時のインターロック機能（安全装置）をミシンに付加でき、より安全な構成とすることが可能となる。
【００７８】
▲２▼インターロック機能（安全装置）を実現する回路をトランス回路１１０の出力側で構成しているため、各国の電源電圧が異なる地域においても、トランス回路１１０を交換すれば、同じ回路定数でよく、回路の共通化が可能となる。
（その他）
上記した実施例によれば、作動手段としては第１トランジスタ１１が機能し、安全手段としては第２トランジスタ１２が機能するが、作動手段及び安全手段をマイコンのソフトウェア処理で実行することにしても良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、部品点数を抑制しつつ、起動・停止信号発生手段がモータ起動ポジションに設定されている状態で電源スイッチが投入されるときであっても、モータの駆動を抑えることができ、使用者の意図外のモータの駆動を阻止することができるミシンの安全制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例にかかり、モータの制御系を示す回路図である。
【図２】モータをＰＷＭ制御する形態を示すグラフであり、（Ａ）は回転数指示信号Ｖｃｔｒ及び三角波信号Ｖｏｕｔの波形図であり、（Ｂ）はモータ駆動信号Ｖｇの波形図である。
【図３】電位Ｖａ，電位Ｖｂ，電位Ｖｃの立ち上がり特性を示すグラフである。
【図４】回路のブロック図である。
【図５】トランス回路付近を示す回路図である。
【図６】発振波発生手段のコンパレータの作動を説明する波形図であり、（Ａ）は発振波発生手段のコンパレータの入力端子に入力される波形図を示し、（Ｂ）は発振波発生手段のコンパレータの出力端子に出力される波形図を示す。
【図７】発振波発生手段のコンパレータの作動を説明する波形図であり、（Ａ）は発振波発生手段のコンパレータの反転入力端子に入力される電圧Ｖ−の波形図を示し、（Ｂ）はＰ点の電位Ｖｐの波形図を示し、（Ｃ）は発振波発生手段のコンパレータの非反転入力端子に入力される電圧Ｖ＋の波形図を示す。
【符号の説明】
図中、１はモータ、２は駆動素子（モータ駆動手段）、３はコンパレータ（比較手段）、４は起動・停止信号発生手段、４ａは第１スイッチ、４ｂは第２スイッチ、５は回転数指示信号発生手段（基準電圧発生手段）、７は三角波発生手段（基準発振波発生手段）、６は発振波発生手段、６ｇはコンパレータ、１１は第１トランジスタ（第１スイッチング素子、作動手段）、１２は第２トランジスタ（第２スイッチング素子、安全手段）、１６はモータ駆動信号発生手段、２００は電源スイッチを示す。

Claims

モータを駆動させるモータ駆動手段と、
前記モータ駆動手段を駆動させるモータ駆動信号を生成するモータ駆動信号発生手段と、
電源スイッチに対して独立に設けられ、前記モータを起動させるモータ起動ポジションと、前記モータを停止させるモータ停止ポジションとを有すると共に、前記モータ起動ポジションと前記モータ停止ポジションとを切替操作可能な起動・停止信号発生手段とを具備するミシンの安全制御装置において、
前記起動・停止信号発生手段が前記モータ停止ポジションに設定されている状態で前記電源スイッチが投入されるとき、前記電源スイッチの投入により作動してモータを駆動可能とする作動手段と、
前記起動・停止信号発生手段が前記モータ起動ポジションに設定されている状態で前記電源スイッチが投入されるとき、前記作動手段が前記モータ駆動信号発生手段を作動させるよりも時間的に速く作動し、前記作動手段の作動を阻止する安全手段とを具備することを特徴とするミシンの安全制御装置。
請求項１において、前記起動・停止信号発生手段が前記モータ停止ポジションに設定されている状態で前記電源スイッチが投入されるとき、前記作動手段は、前記安全手段よりも時間的に速く作動し、前記安全手段の非作動状態を維持する構成とされていることを特徴とするミシンの安全制御装置。
請求項１または請求項２において、前記モータ駆動信号発生手段は、モータの回転数に関する基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、モータの回転数に関する基準発振波を生成する基準発振波発生手段と、基準発振波の電圧と基準電圧とを比較して両者間の差に基づいてモータ駆動信号を生成する比較手段とを有することを特徴とするミシンの安全制御装置。
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記起動・停止信号発生手段は、
前記起動・停止信号発生手段が前記モータ停止ポジションに設定されているときに開接点となり、且つ、前記起動・停止信号発生手段が前記モータ起動ポジションに設定されているときに閉接点となる第１スイッチと、
前記第１スイッチの操作と連動し、前記起動・停止信号発生手段が前記モータ停止ポジションに設定されているときに開接点となり、且つ、前記起動・停止信号発生手段が前記モータ起動ポジションに設定されているときに閉接点となる第２スイッチとを有することを特徴とするミシンの安全制御装置。
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記作動手段は第１スイッチング素子であり、前記安全手段は第２スイッチング素子であり、前記第１スイッチング素子がオン状態のとき、前記第２スイッチング素子はオフ状態に維持され、且つ、前記第２スイッチング素子がオン状態のとき、前記第１スイッチング素子はオフ状態に維持されることを特徴とするミシンの安全制御装置。