JPS5819284A - ミシンの速度制御装置 - 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】 本発明は、自動糸切シ機能を持つミシンにおいて糸切シ
時の停針精度向上に関する。

自動糸切り機能付ミシンにおいては、停針精度を上げる
事が重要な課題である。停針精度が悪いと糸切り後の残
り糸の長さがばらつき縫製物の品質を下げる。糸切り時
の制御は、糸切り指令が入ると低速（１例では、２００
ｒｐｍ）で一定速度で運転後、針位置を検出して一定時
間ブレーキを動作させる。第１図は、ミシンの速度の様
子を示す。

したがって針位置検出時の速度が変動すると第１図の破
線のように停止時間がばら゛つく。この停止時間とミシ
ンの速度の積が停止距離とみるため停止位置がばらつき
停針精度が悪くなる。従来は、指速発電機ＴＧのパルス
に同期した速度制御を行なっていた。糸切シ時は、速度
が低速で行なわれるのが普通であり、縫製時は高速で糸
切り時の２０〜３０倍に達する。

したがって、指速発電機ＴＧの出力に同期してチョッピ
ングのデユーティ（ｄｕｔｙ）を制御するものにおいて
は、指速発電機ＴＯのパルス数を増し、糸切り時の速度
変動を小さくすると、高速時には、半導体のスイッチン
グ損失が増加する。また指速発電機ＴＧのパルス数を下
げると糸切り時の速度変動が大きくなり停針精度が悪く
なる。

以上のように従来例では、指速発電機ＴＧのパルス数を
増し停針精度を向上させると、高速時には、半導体の損
失が増加し容量の大きい半導体を必要とする欠点があっ
た。

本発明は、定位置停止制御開始時に速度制御回路の入力
パルス数を増加し停針精度向上を目的とする。

本発明の要点は、速度制御が重要な糸切り時には、指速
発電機ＴＧからの入力パルス数を増加させ速度制御を行
なうようにして糸切り時の速度変動を小さくするもので
ある。

本発明の一実施例を第１図ないし第６図により説明する
。

第１図、第２図によりミシンの制御動作について説明す
る。第１図には、ミシンの速度の様子を示すが従来例で
は破線のように糸切り負荷後の速度制御が悪いために停
止時間即ち停止位置がばらつくことを示している。本発
明のねらいは実線を中心としてばらつきを小さくするこ
とである。

第２図は、ミシン駆動回路のブロック図である。

第３図は、ミシンの制御回路の各波形を示す。接続状態
を説明すると足踏みベタルＦＰには、指令前踏スイッチ
ＬＳＷ、指令道路スイッチＴＳＷ及び踏込み量で変化す
る可変抵抗Ｒ４が連結されており、足踏みベタルＦＰに
よって３つを制御している。

指令前踏スイッチＬＳＷには、速度制御回路ＳＰＣ，ブ
レーキ回路ＢＲ，Ｃの入力に接続されている。指令道路
スイッチＴＳＷには、糸切シ回路ＴＲｌＭＣ，速度制御
回路ＳＰＣ及び周波数変換器ＧＳＣの入力に接続されて
いる。足踏ベタルＦＰの踏み込み量で定まる速度指令値
ＶＲは、速度制御回路ＳＰＣの入力に接続されている。

糸切り回路ＴＲｌＭＣの出力は、糸切シソレノイドＴＲ
ＩＭの一端子とブレーキ回路ＢＲＣの入力側に接続され
ている。ブレーキ回路ＢＲＣの出力は、ブレーキソレノ
イドＢＲ８の一端子に接続されている。位置検出器ＰＤ
の出力は、糸切り回路ＴＲｌＭＣの入力に接続されてい
る。指速発電機ＴＧの出力は、周波数変換器ＧＳＣの入
力へ接続され出力は速度制御回路ＳＰＣの入力に接続さ
れている。指速発電機ＴＧ及び位置検出器ＰＤ、ブレー
キＢＲはミシンモータＭに同期して回転する構造になっ
ている。速度制御回路ＳＰＣの出力でミシンモータＭを
駆動する。

以下蔦上記ブロック図の動作を第２図、第３図により説
明する。是踏ペタルＦＰを前に踏み込むと指令前踏スイ
ッチＬ８ＷがＨとなり、同時に新しい速度指令値ＶＲも
速度制御回路ＳＰＣに入力される。これによ多速度制御
回路ＳＰＣの出力もＨとなりミシンモータＭが起動する
。速度指令値ＶＲ，は、足踏みベタルＦ、Ｐの踏み込み
量に比例し、速度制御回路によシモータ入力電産を変化
させモータ速度を決める足踏ペタルＦＰを元の状態にも
どすと指令前踏スイッチＬＳＷの信号はＬとなるだめに
ミシンモータＭへの給電が中止される。それと同時に指
令前踏スイッチＬＳＷのＬ信号によりＢＲＣの出力がＨ
となりブレーキが動作しミシンは停止する。今、指令前
踏スイッチＬＡＷがＨのときミシンは回転し、それに接
続されている指速発電機ＴＧ及び位置検出器ＰＤからは
パルスが出力される。指速発電機ＴＧからの出力パルス
は、ミシンの回転数に比例し、位置検出器ＰＤからのパ
ルスはミシン針の位置により上位置では上位置信号ＵＤ
、下位置では下位置信号ＤＤがそれぞれＨとなる。指速
発電機ＴＧの出力は、指令道路スイッチＴＳＷがＬであ
るため周波数変換器ＧＳＣ’を通して速度制御回路ＳＰ
Ｃに入力される。この速度制御回路ＳＰＣは指令前踏ス
イッチＬＳＷ。

速度指令値ＶＲ及び指速発電機ＴＧからの出力パルスの
フィードバックによりミシンモータＭの回転数を制御す
る。足踏ペタルＦＰを最後まで前に踏み込、むと抵抗Ｒ
５の値で最高回転数を制御できるようになっている。

足踏みペタルＦＰの前踏みから後に踏んだ場合指令前踏
スイッチＬＳＷはＬとなり指令前踏スイッチＴＳＷがＨ
となる。速度制御回路ＳＰＣには、指令道路スイッチＴ
ＳＷのＨと速度指令値ＶＲ，によりミシンは低速一定回
転数（糸切り回転数）Ｎ−となり、糸切り回路ＴＲｌＭ
Ｃは位置検出器ＰＤからの下位置信号ＤＤから上位置信
号ＵＤまで糸切りソレノイドＴＲＩＪｔ−励磁する信号
を出力１する。このとき指令道路スイッチＴＳＷのＨ信
号は、周波数変換器ＧＳＣに入力され内部にもっている
スイッチＳＷ１を切り換えることにより指速発電機ＴＧ
からの出力パルスを増加（例えば２倍）させ速度制御回
路ＳＰＣに入力する。糸切りは、位置検出器ＰＤからの
下位置信号ＤＤから上位置信号ＵＤの区間で糸切シンレ
ノイドＴＲＩＭを励磁し行ない上位置信号ＵＤが来たと
きにモータＭへの給電を中止しブレーキＢＲを一定時間
励磁しミシンを止める。

第１図にはミシンモータＭの起動時間を区間ａで糸切り
負荷区間をす、ブレーキ励磁間を区間１Ｃで現わしてい
る。第３図は上記で説明したミシンモータの各信号のタ
イミングチャートを示す。

第４図に具体的な速度制御回路の１例について構成及び
動作について説明する。構成は電源Ｖのプラス側にモー
タＭの１端子とダイオードＤのアノードに接続され、ダ
イオードＤのカソードからは、モータＭのもう一方の端
子とトランジスタＴ１のコレクタに接続されている。電
源Ｖのマイナス及びトランジスタＴ、のエミッタは、他
の電源Ｖの一方と共通に接続されている。指速発電機Ｔ
Ｏは、モータＭに機械的に接続されており指速発電機Ｔ
Ｇの出力端子は、周波数変換器ＧＳＣの２．３に接続さ
れている。足踏ペタルＦＰの出力である指令前踏スイッ
チＬＳＷの出力は、オア回路ＯＲ□の１に接続されてお
シ、オア回路ＯＲ。

の２には、足踏ベタルＦＰの出力である指令道路スイッ
チＴＳＷの出力に接続されると同時に周波数変換器ＧＳ
Ｃの１に接続されている。周波数変換器ＧＳＣの出力４
は、モノマルチＭＭ、の入力１に接続され、出力２は抵
抗Ｒ６を通してコンパレータＣＯＭＰ、　のマイナス側
とコンデンサＣ１を通して電源Ｖのマイナス側に接続さ
れている。足踏ペタルＦＰの出力の速度指令値ＶＲの出
力は、コンパレータＣＯＭＰ、　のプラス側と抵抗Ｒ７
を通してコンパレータＣＯＭＰ、　　の出力に接続され
ると同時にアンド回路ＡＮＤ、の１に接続されている。

アンド回路ＡＮＤｌのもう一方の入力には、オア回路Ｏ
Ｒ，の出力３が接続されている。アンド回路ＡＮＤ、の
出力３は、抵抗Ｒ８を通してトランジスタＴＩのベース
に接続されている。

以上のような構成において動作を説明する。足踏ペタル
ＦＰを前に踏み込むと指令前踏スイッチＬＳＷがＨと々
リオア回路ＯＲの１にＨが入力されると同時に踏込み量
により速度指令値ＶＲがコンパレータＣＯＭＰ、　　の
プラスに入力されるが、コンパレータＣＯＭＰ、　のマ
イナス側はＬであるためコンパレータＣＯＭＰ、　　の
出力はＨとなシアンド回路の入力１．２にはＨが接続さ
れ出力３はＨとなシ抵抗Ｒ８を通してトランジスタＴ１
はオンしモータＭは起動する。モータＭの起動により指
速発電機ＴＯからはパルス゛が出力され周波゛数変換器
ＧＳＣの２．３に入力される。周波数ｉ換器ＧＳＣの出
力４は、指令道路スイッチＴＳＷがＨでないかぎり周波
数変換器ＧＳＣの出力４は、指速発電機ＴＧパルスに１
対１で対応しモノマルチＭＭ１によって一定パルスとし
て出力される。このノクルスを抵抗Ｒ６及びコンデンサ
ＣＩによって作られた積分回路により平・滑しコンパレ
ータＣＯＭＰ１　のマイナスに入力し、プラス側には、
足踏ペタルＦＰからの速度指令値ＶＲと比較する。もし
速度指令値ＶＲよりも積分した波形の方が大きい場合ハ
、コンパレータＣＯＭＰ、　の出力はＬとなり逆の場合
はＨとなる。とのＬ信号もしくはＨ信号はアンド回路Ａ
ＮＤ１．抵抗Ｒ８を通してトランジスタＴ１を速度指令
値ＶＲに応じてオン、オフしてチョッピングのｄｕｔｙ
を制御しミシン回転数を設定回転数になるように制御す
る。

次に足踏ペタルＦＰを逆に踏み込むと、指令前、踏スイ
ッチＬＳＷがオフし、指令道路スイッチがオンしＨ信号
が周波数ｆｉｌ器ＧＳＣの１とオア回路ＯＲ，の２に入
力され一アンド回路ＡＮＤ、の２には、Ｈが入力される
。このとき、速度指令値ＶＲは、１．抵抗Ｒ３により低
速運転指令となるためモータＭは、低速で回転し始める
。と同時に周波数変換器ＧＳＣの１にＨが入力されこれ
によってスイッチＳＷ、を切り、換えることによシ４の
出力は、指速発電機ＴＧのパルス数に対して数倍の周波
数になるように出力４を出しミシンの速度を高い周波数
で制御する。

第５図に周波数変換器ＧＳＣの１例を示す。構成を説明
すると、足踏ペタルＦＰの出力である指令道路スイッチ
ＴＳＷの出力は、抵抗Ｒ１１を通してトランジスタＴ３
のベースに接続されコレクタは、電源■のプラス側に接
続されている。エミッタは切換えスイッチＳＷ１の励磁
コイルを通して電源Ｖのマイナス側に接続されている。

指速発電機ＴＧの出力は、ダイオードブリッジ回路ＤＢ
のそれぞれダイオードＤ、のアノードとダイオードＤ、
のカソード、ダイオードＤ、のアノードとダイオードＤ
４のカソードの接続点に接続されている。ダイオードＤ
３のアノードは、電源■のマイナス側、ダイオードＤ４
のアノードは、切換スイッチＳＷ！を通して電源Ｖのマ
イナス側に接続されている。ダイオードＤＩ及びダイオ
ードＤ２のカソードの共通点は、抵抗ＲＩＯを通してト
ランジスタＴ２のベースに接続されている。トランジス
タＴ２のエミッタは、電源Ｖのマイナス側に接続され、
コレクタは、抵抗Ｒ９を通して電源Ｖのプラス側と、モ
ノマルチＭＭ、の入力１に接続されている。

第５図、第６図により動作を説明すると、足踏ペタルＦ
Ｐからの出力、指令道路スイッチＴＳＷがＨとなった時
だけ（糸切り時］トランジスタＴ、がオンし、切換スイ
ッチＳｗ、が励磁されオンすることにより、ダイオード
Ｄ４のアノードが電源Ｖのマイナス（ＩＬＫ−続され、
ダイオードブリッジ回路ＤＢは、全波整流回路となる。

指速発電機ＴＯの出力波形を、第６図の（ａ）とすれば
ダイオードブリッジ回路ＤＢの出力波形は、第６図のΦ
）波形となり、トランジスタＴ２のコレクタ出方波形は
、第６図の（Ｃ）のようになる。しかし縫製時は、指令
道路スイッチＴＯＷはＬで、指令前踏スイッチＬＳＷが
Ｈであるだめ切換スイッチＳＷ１はオフとなるため、ダ
イオードブリッジＤＢは半波整流回路となり、その出力
は、第６図の（ｄ）波形となり抵抗ＲＩＯを通したトラ
ンジスタＴ２のコレクタ出力は、第６図の（ｅ）波形と
なる。以上で説明したように、本発明は停針精度が要求
される糸切り時にのみ制度制御回路の入力周波数を指令
道路スイッチＴＳＷに同期させて切り換えることにより
、従来技術に比べ２倍の周波数で速度制御が可能となシ
糸切り負荷に対しての速度変動率を小さくし停止位置の
ばらつきを小さくし停針精度を従来の２倍にできる効果
がある。

以上説明したように本発明によれば、ドライブ回路のパ
ワー半導体素子の容量を増す事なく、スイッチの切シ換
えにより指速発電機ＴＯの出力パルス数を２倍にして糸
切シ時の速度変動を小さくすることによシ停針精度を向
上し、切った糸の長さを一定にできることにより縫製品
の品質を向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はミシン
速度の様子を示す−、第２図はミシイの制御回路ブロッ
ク図、第３図はミシン動作のタイミングチャート、第４
図は速度制御回路、第５図は周波数変換器、第６図は第
５図の波形を示すものである。 Ｎ・・ベシンの回転数、Ｎｍａｘ・・・ミシンの最高回
転数、Ｎ１ｎ１ｎ・・・ミシンの糸切り回転数、ＴＳＷ
・・・、指令道路スイッチ、ＬＳＷ・・・指令前踏スイ
ッチ、ＦＰ・・・足踏みペタル、ＶＲ・・・速度指令値
、ＴＲｌＭＣ・・・糸切り回路、ＴＲＩＭ・・・糸切シ
ソルノイド、ＳＰＣ・・・速度制御回路、ＴＧ・・・指
速発電機、ＰＤ・・・位置検出器、ＢＲ・・・ブレーキ
、ＢＲ，Ｃ・・・ブレーキ回路、ＢＲ，Ｓ・・・ブレー
キソレノイド、ＧＳＣ・・・周波数変換器、Ｍ・・・ミ
シンモータ、ＳＷｌ・・・周波数切換ス第　１　図 第　２０ｉ］ １３　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　モータによりミシンを駆動する機構、ミシンを停
   止するブレーキ機構、自動的に糸切りを行なう自動糸切
   シ機構、ミシンの速度を検出する指速発電機をそなえ、
   前記指速発電機の信号を指令値と比較して指速発電機の
   周波数に同期したチョッピング制御を行なう電動ミシン
   に於いて、自動糸切り動作が開始すると同時に指速発電
   機の出力周波数を増加して上記チョッピング制御を行な
   うことを特徴とするミシンの速度制御装置。 ２、前記特許請求の範囲第１項の記載において、指令道
   路スイッチに同期して前記指速発電機の出力周波数を切
   替えることを特徴とするミシンの速度制御装置。 ３、前記特許請求の範囲第１項の記載において、自動糸
   切り動作が開始すると指速発電機の出力を全波整流した
   後に波形成形して前記指速発電機の周波数を２倍にした
   ことを特徴とするミシンの速度制御装置。