JPH08150278A

JPH08150278A - ミシン駆動装置

Info

Publication number: JPH08150278A
Application number: JP29495894A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Negi; 茂雄根木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1996-06-11
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2866014B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ミシン針の検出器は製造工程やメンテナンス
時においても、手軽に組み込むことのできる信頼性の高
いもので、しかもミシン針を所定の停止位置へ簡単に停
止させることのできるミシン駆動装置を提供する。【構成】ミシン針２を駆動するモータ３と、モータ３
の回転位置を検出する位相差パルスと１回転当り１つの
Ｚ相パルスを出力するエンコーダ４と、エンコーダ４の
位相差パルスからモータ３の回転方向を判別する方向判
別手段７と、上記Ｚ相パルスでリセットされ、エンコー
ダ４の位相差パルスのパルス数を計数してモータ３の実
位置データを検出する計数手段９と、ミシン針２の停止
位置を示す停止位置データが予め設定されている停止位
置設定手段１１と、ペダルセンサ１２からの停止指令を
受けて停止位置データと実位置データとの比較データが
０となるようにモータ３を減速停止させるモータ制御手
段１４とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ミシン針の停止位置の
制御を適切に行うことができるミシン駆動装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ミシンで衣服など布の縫い合わせ
をするに際して、布の形状に沿って縫っていく為に、ミ
シンの針を針下位置で停止させて布の方向を変えたり、
或は布を取り外す為に、針上位置で停止させて糸切りが
行われて布の取り替えを行っていた。

【０００３】一般的にこのような動作は、ミシンに設け
られている針の位置を検出する検出器の信号を取り込
み、ペダルの操作によってシーケンス制御的に行われて
いる。

【０００４】例えば、ペダルを踏み込むと踏み込み位置
に応じてモータを変速し、ペダルを中立位置へ戻すとミ
シン針を針下位置で停止させ、更にペダルを逆方向へ踏
み返すとミシン針を針上位置に移動停止させるものであ
った。一般に、このようなミシン針の駆動にはエンコー
ダを内蔵した速度制御型のモータが使用されていた。

【０００５】また、これら針の位置決め停止は、モータ
を低速で回転させておいて検出器の信号を受けてモータ
の駆動を停止させることで行うものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
ては、ミシンの針の位置を検出するために専用の針位置
を検出する検出器をミシンに装備するもので、その検出
ミラーや検出器の装着には人が針位置や信号幅を確認し
ながら組み込み、位置合わせの為に微調整を行わねばな
らず、人件費や作業時間を要する問題点があった。

【０００７】また、工業ミシンは布ぼこりなどの粉塵の
多い環境下で使用されるため、ミシン内の高速回転軸上
に設けられた検出器は乱気流を発生して、ミシン内に進
入する布ぼこりなどの粉塵を巻き込んでしまう。このた
め、ほこりなどが検出ミラーや検出器に付着した場合
は、検出器の品質や信頼性に関してしばしばトラブルが
発生する問題点があった。

【０００８】したがって、ミシン針の検出器は製造工程
やメンテナンス時においても、手軽に組み込むことので
きる信頼性の高いもので、しかもミシン針を針下位置と
針上位置へ簡単に停止させることのできるものが望まれ
ていた。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のミシン駆動装置
は、上記目的を達成するため、ミシン針を駆動するモー
タと、モータの回転位置を検出する位相差パルスと１回
転当り１つのＺ相パルスを出力するエンコーダと、エン
コーダの位相差パルスからモータの回転方向を判別する
方向判別手段と、上記Ｚ相パルスでリセットされ、エン
コーダの位相差パルスのパルス数を計数してモータの実
位置データを検出する計数手段と、ミシン針の停止位置
を示す停止位置データが予め設定されている停止位置設
定手段と、ペダルセンサからの停止指令を受けて停止位
置データと実位置データとの比較データが０となるよう
にモータを減速停止させるモータ制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１１】またモータ制御手段が、ペダルセンサの停
止指令を受けて所定の速度までモータを減速させ、この
所定速度を維持させた後、所定タイミングで比較データ
が０となるようにモータを減速停止させることが好適で
ある。

【００１２】さらに停止位置設定手段は、少なくともミ
シン針の針上位置における停止位置データと針下位置に
おける停止位置データとを設定できるものであって、停
止位置設定手段に設定された複数の停止位置データを選
択する停止位置選択手段を有することが、特別な検出器
の組み込み位置合わせなどの微調整を必要とせず、容易
に位置合わせを達成するものとなる。

【００１３】

【作用】本発明は上記構成によって、次のような作用を
営むことができる。すなわち、ミシン針の停止位置を示
す停止位置データが予め設定されている停止位置設定手
段と、ペダルセンサからの停止指令を受けて停止位置デ
ータと実位置データとの比較データが０となるようにモ
ータを減速停止させるモータ制御手段とを備えること
で、モータで駆動されるミシン針を比較データに応じた
速度で、停止位置データが示す予め設定されたミシン針
の停止位置に減速停止することができる。

【００１４】また、Ｚ相パルスでリセットされ、エンコ
ーダの位相差パルスのパルス数を計数してモータの実位
置データを検出する計数手段と、ミシン針の停止位置を
示す停止位置データが予め設定されている停止位置設定
手段によって、従来の検出器が不要となり、通常モータ
が内蔵するエンコーダを有効に利用することが可能とな
る。

【００１５】さらにモータ制御手段を、ペダルセンサの
停止指令を受けて所定の速度までモータを減速させ、こ
の所定速度を維持させた後、所定タイミングで比較デー
タが０となるようにモータを減速停止させるように構成
すれば、一定の定められた低速の速度から停止処理がお
こなえるため、簡単な制御で比較的スムーズに正確な停
止位置に位置決めすることができる。

【００１６】また停止位置設定手段を、少なくともミシ
ン針の針上位置における停止位置データと針下位置にお
ける停止位置データとを設定できるものとすれば、停止
位置設定手段に設定された複数の停止位置データを選択
する停止位置選択手段を有することで、針の停止位置を
エンコーダのパルス分解能の範囲で極めて精度良く設定
することができると共に、特別な検出器の組み込み位置
合わせなどの微調整を必要とせず、容易に位置合わせを
達成するものとなる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施例を示す
ミシン駆動装置のブロック図である。

【００１８】ミシン１の軸にカップリングを介して取り
付けられたミシン針２を駆動する速度制御型のモータ３
と、Ａ相、Ｂ相の９０度位相差を有する位相差パルス
Ａ，Ｂと１回転当り１つのパルスを出力するＺ相パルス
Ｚを出力するモータ３に内蔵されたエンコーダ４と、位
相差パルスＡ，Ｂでモータ３の回転方向を判別する方向
判別手段７と、位相差パルスＡ，Ｂで４逓倍パルスＰ４
を作る４逓倍回路部１７と、Ｚ相パルスＺでリセットさ
れて、４逓倍パルスＰ４のパルス数を方向判別信号ＲＤ
に従ってアップダウンに計数して、モータの実位置デー
タＤＰを検出する計数手段９と、停止位置データＤＳが
予め設定されている停止位置設定手段１１と、ペダルセ
ンサ１２からの停止指令ＰＳを受けて、停止位置データ
ＤＳと実位置データＤＰの比較データが０となるよう
に、モータを減速停止させるモータ制御手段１４とで構
成されて、モータ３で駆動されるミシン針２を予め設定
されている停止位置へ減速停止させるものである。

【００１９】以上のように構成されたミシン駆動装置に
ついて具体的構成を図２〜図６を参照しながら説明す
る。

【００２０】作業者はミシン１の台上に布をセットし
て、足でペダル１９を踏み込むことでピットマンロッド
２５を変位させる。この変位量をペダルセンサ１２で検
出して、踏み込み位置に応じて変化する速度指令ＰＤを
得る。モータ制御手段１４は速度指令ＰＤの信号を受け
て、図４に示すミシン速度Ｎとして、上記変位量に応じ
た速度ＮＰが指示されて、ドライバからＵ，Ｖ，Ｗの３
相電力の供給を受けたモータ３は、回転してミシンの針
２を上下動させる。また、針２の上下動に同期して送り
機構で移動される布は、ミシン糸で縫われるものであ
る。

【００２１】モータ３の回転を受けて、１回転で３６０
個のパルスを出力するエンコーダ４も同様に回転して、
Ａ相パルスとＢ相パルスを出力する。この２つのパルス
は、位相差パルスＡ，Ｂとして方向判別手段７と４逓倍
回路部１７へ入力される。

【００２２】図２（ａ）及び（ｂ）は方向判別の原理を
示すものである。Ｄ−ＦＦのＤ端子に入力されるＢ相パ
ルスの状態は、Ｔ端子のＡ相パルスの立ち上がりエッジ
でラッチされて、Ｑ端子に出力される。このように得ら
れた出力は方向判別信号ＲＤとなる。すなわち、図のＸ
で示すタイミングでエンコーダ４の回転方向は反転し、
２７の立ち上がりエッジではＢ相パルスは”Ｈ”である
が、２６の立ち上がりエッジでは反転して”Ｌ”となり
反転検出が得られるものである。なお、図２において
は、原理説明の都合上Ａ相パルスの立ち上がりエッジの
みで方向判別を行う例を示したが、実施においては立ち
下がりエッジも含めた上下エッジのタイミングでＢ相パ
ルスをラッチすることで、回転方向を検出して方向判別
信号ＲＤを出力するものである。

【００２３】次に、図３（ａ）、（ｂ）の４逓倍パルス
４Ｐを得る４逓倍回路部１７においては、エンコーダ４
のＡ相パルスとＢ相パルスの一致で”Ｌ”となるＥＸ−
ＯＲ（排他的論理和）の出力において、一方を抵抗Ｒと
コンデンサＣで遅延させて、再びＥＸ−ＯＲをとること
で、抵抗ＲとコンデンサＣで決定される時定数τ１（Ｒ
×Ｃ）幅をもつ４逓倍パルス４Ｐを得る。なお、Ａ相及
びＢ相パルスはほぼ正確に９０度位相差を有することか
ら、この４逓倍パルス４Ｐの周波数τ２を検出すれば、
モータの回転速度を容易に求めることができる。

【００２４】このように、方向判別手段７と４逓倍回路
部１７へ入力された位相差パルスＡ，Ｂから得た、方向
判別信号ＲＤと４逓倍パルス４Ｐは、各々計数手段９の
Ｕ／Ｄ端子とＣＫ端子に入力される。計数手段９ではＣ
Ｋ端子に入力されるパルスを、方向判別信号ＲＤが”
Ｈ”の場合はアップカウントして、方向判別信号ＲＤ
が”Ｌ”の場合はダウンカウントするものである。

【００２５】また、計数手段９のＲＳＴ端子にはＺ相パ
ルスＺが入力されて、上記カウント値を一旦リセットす
るもので、リセット位置はモータ３の基準位置を示すも
のとなり、カウンタ値はモータ位置を知る実位置データ
ＤＰとなる。

【００２６】この実位置データＤＰは停止位置設定手段
１１に供給される。

【００２７】停止位置設定手段１１においては、図６に
示す記憶手段２３とスイッチ２２と停止位置出力部２４
とで停止位置手段１１が構成されていて、予め、記憶手
段２３には停止位置メモリデータＤＭが記憶されてい
る。

【００２８】停止位置メモリデータＤＭの設定方法は、
予めミシン１の針２を例えば針下位置に手動で移動させ
ておいて、操作スイッチ２２を入れると、その時の実位
置データＤＰがラッチされて、記憶手段２３に記憶され
る。記憶手段２３はＥＥＰＲＯＭなどの電源ＯＦＦの状
態においても記憶データを失うことのないメモリで構成
されていて、一度設定した実位置データＤＰを保持し続
けるものである。

【００２９】同様に針上位置も、図６では省略したが別
のスイッチなどによって記憶手段２３の他の記憶領域
へ、上記設定方法で記憶されるものである。

【００３０】実位置データＤＰは、Ｚ相パルスＺでリセ
ットされた後、ミシン針２の針下位置までカウントした
カウンタ値である。

【００３１】そこで、この針下位置のカウント値を記憶
しておけば、実位置データＤＰが記憶された停止位置メ
モリデータＤＭと一致した場合、その位置は必ず針下位
置となる。

【００３２】また、実位置データと停止位置メモリデー
タの差は、針２の針下位置までの距離に換算することが
できる。

【００３３】このように記憶された停止位置メモリデー
タＤＭは、上記同様に針上位置のデータも記憶するもの
であって、その何れか一方のデータが選ばれて、停止位
置出力部へ渡されて、停止位置データＤＳとして出力さ
れる。

【００３４】この停止位置データＤＳは、実位置データ
ＤＰと共にモータ制御手段１４へ入力される。

【００３５】一方、作業者が操作するペダル１９が踏み
込み状態から中立状態に戻されると、速度指令ＰＤは”
０”となり、続いてペダルの中立状態を検出して停止指
令ＰＳがモータ制御手段１４に出力される。この場合モ
ータ制御手段１４は停止指令ＰＳを受けて停止位置設定
手段１１の記憶手段２３から針下位置の停止位置メモリ
データＤＭを停止位置として選択して停止位置データＤ
Ｓとして取り出す。

【００３６】モータ制御手段１４はマイクロコンピュー
タ（ＣＰＵ）で制御されるブロックで、図４のタイムチ
ャートに示すように速度指令ＰＤ＝０を検出すると、モ
ータ３の回転数Ｎを高速回転ＮＰから低速回転ＮＬまで
減速させる。減速後ミシンの速度Ｎは低速ＮＬとなり定
速度で回転する。

【００３７】図５は減速停止フローを示すもので、（Ｓ
１）で、低速度ＮＬに達するまで待って、低速度ＮＬに
達すると減速を停止して、ＮＬ速で定速回転をさせる。

【００３８】ここで、（Ｓ２）では実位置データＤＰ
が”０”となるまで待って、（Ｓ３）において、モータ
制御手段１４に入力された停止位置データＤＳと実位置
データＤＰの比較がモータ制御手段１４で行われる。停
止位置データＤＳと実位置データＤＰの差（ＤＳ−Ｄ
Ｐ）に比例計数Ｐが乗じられて、その距離差に応じた速
度信号Ｖ＝Ｐ＊（ＤＳ−ＤＰ）がモータ３のドライバへ
出力されて、モータ３は徐々に距離差に応じた速度で減
速して、（ＤＳ−ＤＰ）＝０の位置、すなわち停止位置
データＤＳの位置でモータ３への速度信号は”０”とな
り減速停止する。

【００３９】さらに、作業者が、足でペダル１９を逆方
向へ踏み戻した場合は、ピットマンロッド２５を逆方向
へ変位させる。この逆変位をペダルセンサ１２で検出し
て、ペダル踏戻指令ＰＵを得る。モータ制御手段１４は
速度指令ＮＬでモータ３を回転させる。この場合モータ
制御手段１４は、ペダル踏戻指令ＰＵを受けて停止位置
設定手段１１の記憶手段２３から針上位置の停止位置メ
モリデータＤＭを選択して、停止位置データＤＳとして
取り出す。以下上記同様の減速停止が行われて、針２は
針上位置で停止するものである。

【００４０】以上のように上記実施例によれば、従来必
要であった針位置検出器は不要となり、モータ３に内蔵
されているエンコーダ４で、モータの実位置データＤＰ
を検出して、予め設定済みの停止位置データＤＳと比較
して、停止位置へ減速停止させることができる。

【００４１】また、停止位置設定手段１１の記憶手段２
３には実位置データＤＰを記憶する機能を備えており、
これによって停止位置を容易に設定できて、従来の検出
器取り付け調整に要した工数を改善するものとなる。

【００４２】さらに、エンコーダ４は、密閉構造である
ため、布ぼこりなどの粉塵がエンコーダ内に入り込むこ
とはなく、高速で回転させても、従来の検出器のような
信頼性を損ねることはない。

【００４３】なお、本実施例においてはモータ３はミシ
ン軸に設けたが、ベルトなどを介してミシン軸を駆動す
るものであってもかまわない。また、エンコーダ４はモ
ータ３と分離された構成のものであってもよい。さら
に、減速停止は所定の低速速度ＮＬまで減速させた後に
行う例を示したが、回転速度ＮＰをパルス周波数τ２か
ら求めて、直接停止位置までの最適な減速パターンを算
出して減速停止させる構成のものであってもよい。ま
た、上記実施例においては、記憶手段２３に記憶するデ
ータは実位置データＤＰから設定するものとしたが、設
定器などから設定する構成のものであってもかまわな
い。すなわち本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、モータで駆動されるミ
シン針を停止位置データが示すミシン針の停止位置に、
簡単な制御で比較的スムーズに減速停止することができ
ると共に、モータが内蔵するエンコーダを有効に利用し
て、特別な検出器の組み込み位置合わせなどの微調整を
必要とせず、容易に位置合わせを達成することができる
ミシン駆動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】その方向判別原理を示すものであって、（ａ）
は回路図、（ｂ）はタイミングチャートを示す。

【図３】その４逓倍パルスを示すものであって、（ａ）
は回路図、（ｂ）はタイミングチャートを示す。

【図４】そのミシンの動作を示すタイムチャート。

【図５】その減速停止方法を示すフローチャート。

【図６】その停止位置設定手段を示すブロック図。

【符号の説明】

１ミシン２針３モータ４エンコーダ７方向判別手段９計数手段１１停止位置設定手段１２ペダルセンサ１４モータ制御手段１７４逓倍回路部１９ペダル２２スイッチ２３記憶手段２４記憶データ出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ミシン針を駆動するモータと、モータの回転位置を検出する位相差パルスと１回転当り
１つのＺ相パルスを出力するエンコーダと、エンコーダの位相差パルスからモータの回転方向を判別
する方向判別手段と、上記Ｚ相パルスでリセットされ、エンコーダの位相差パ
ルスのパルス数を計数してモータの実位置データを検出
する計数手段と、ミシン針の停止位置を示す停止位置データが予め設定さ
れている停止位置設定手段と、ペダルセンサからの停
止指令を受けて停止位置データと実位置データとの比較
データが０となるようにモータを減速停止させるモータ
制御手段とを備えることを特徴とするミシン駆動装置。
【請求項２】モータ制御手段が、ペダルセンサの停止
指令を受けて所定の速度までモータを減速させ、この所
定速度を維持させた後、所定タイミングで比較データが
０となるようにモータを減速停止させるものである請求
項１記載のミシン駆動装置。
【請求項３】停止位置設定手段は、少なくともミシン
針の針上位置における停止位置データと針下位置におけ
る停止位置データとを設定できるものであって、停止位
置設定手段に設定された複数の停止位置データを選択す
る停止位置選択手段を有する請求項１または２記載のミ
シン駆動装置。