JPS5833980A - ミシン駆動装置 - 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】 本発明はミシン駆動装置、特にミシン針を所定の位置で
停止させるために停止直前に超低速回転で駆動すると共
に任意の速度に可変し′得るミシン駆動装置に関するも
のである。

従来のミシン駆動装置として第１図に示す如き電磁クラ
ッチ・ブレーキ方式を採用したものが提案されている。

即ち、１０は縫製用ミシン、１２はミシンプーリ、１４
は電磁クラッチ１６及び電磁ブレーキ１８を含む駆動電
動機、２０は電動機プーリであって、プーリ２０がミシ
ンプーリ１２とが４ルト２２によって連結されている。

２４はミシン１０に取付けられたミシンの針位置を検出
する位置検出器、２６は同様にミシン１０に取付けられ
たミシンの駆動速度を検出する速度検出器である。

２８はミシン１０を操作する足踏ペダル、３゜はペダル
２８の作動を検知する検知回路、３２は電磁クラッチ１
６及び電磁ブレーキ１８を制御してペダル２８の操作指
令等により任意の縫製速度を得るための電動機速度制御
回路、３４は縫製ミシン１０の針停止位置や自動糸切り
等の制御を行なうミシン制御回路である。

次に動作について説明すると、足踏ペダル２８を踏込む
ことによって電磁クラッチ１６が励磁されて電源（図示
せず）に接続されて常時回転駆動されている駆動電動機
１４の回転子に連結されたフライホイール３６に電磁的
に結合し、電動機プーリ２０、ベルト２２及びミシン回
転数１２を経てミシン１０が回転駆動される。

次に足踏ペダル２８の踏込量を変化させることにより、
ペダル検知回路３０の速度指令■０とミシン１０に取付
けられた速度検出器２６の検出信号ＰＧとに基づき電動
機速度制御回路３２から得られる電磁クラッチ励磁電流
が制御されペダル踏込量に応じた任意の速度にミシン回
転数が制御される。

又足踏ペダル２８が中立位置に戻されるとミシン制御回
路３４より位置決め用の超低速指令が出力され且つこれ
と同時に位置検出器２４の位置検出信号（ＵＰまたはＤ
Ｎ）に基づきミシンの針下又は針上を検知して停止信号
ＢＫが出力され電磁ブレーキ１Ｂが励磁されてミシン１
０の駆動が停止される。°以上の動作のタイミングチャ
ートを第２図に示す。

このように従来のミシン駆動装置はミシンの駆動、停止
に拘らず常時駆動電動機を回転させておくので不必要な
電力を消費する上、大きな慣性を有するフライホイール
を使用して（・るため正・逆の回転方向切換えが任意の
時点で行なうことができず、更に摩擦方式の電磁クラッ
チの場合は摩耗を生じるため寿命が短かい等の欠点があ
った。

又この欠点を解消するためミシン駆動電動機として低慣
性のプリントモータを使用してこれを直流駆動すると共
に電磁クラッチ１６を省略し１足踏ペダル２８の操作に
応じてプリントモータが直接起動−停止及び可変速駆動
され−るミシン駆動装置が提案されている。然し乍らこ
の装置の場合直流電動機であるため制御特性は非常に良
好である反面ブラシの摩耗が生じ寿命が短かく保守管理
が必要であり、又足踏ペダルが操作される毎に毎回起動
停止を行なうため起動電流が大きく電源容量が大きくな
ったり、駆動制御回路も大型化し高価となる等の欠点が
あった。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたものであり
、その目的は駆動電動機として交流誘導電動機を使用し
、これをコン／々−夕に直列に接続したインノ々−夕で
駆動することにより縫製用ミシンの可変速運転を行なう
と共に減速時にコンノ々−タをインノ々−夕として回生
制動を行なうことによって前記従来装置の賭欠点を一掃
し得る他、省エネルギ化を促進し得る新規なミシン駆動
装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は誘導電動機及び制
動装置を有するミシン駆動機構と、前記誘導電動機の出
力側に接続されたミシンの針位置を検出する位置検出器
とを具備するミシン装動装置において、前記誘導電動機
をコンノ々−夕に直列に接続されたインノ々−夕によっ
て可変速駆動すると共に、前記位置検出器の検出信号に
より前記制動装置を作動させミシン針を所定の位置に停
止させる停止位置制御部と、ミシンの回転数減速時に前
記コンノータをインノ々−夕として回生制動を行なう減
速制御部とを有することを特徴とする。

以下第３図乃至第８図に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。

第３図において第１図との対応部分には同一符号を付し
詳細説明は省略するが、第１図の構成において駆動電動
機１４が交流誘導電動機で構成されていると共に電磁ク
ラッチ１６が省略されており、誘導電動機の固定子３８
と対向してカップ状等低慣性に製作された回転子４０を
有し且つ電動機速度制御回路３２が可変電圧・周波数イ
ンノ々−停止を行なえるように構成されている。

足踏ペダル２８に連結されたペダル検知回路３０は第４
図において詳細に示されており、以下その構成を説明す
る。

第４図に・おいて検知回路３０は、フォトインタラシタ
４２．４４、これらフォトインタラシタの間隙中を移動
通過する遮蔽板４６及び抵抗４８から成る光センサ部５
０と、遮蔽板４６と共動する磁石５２、この磁石５２と
磁気結合して縫製運転中の速度指令を発生するホール素
子５４、ホール素子５４に接続された抵抗５６、ホール
素子５４が発生した速度指令を増幅して速度指令信号Ｖ
Ｃを制御回路３２に出力する増幅器５８から成る磁気セ
ンナ部６０とから構成され、−遮蔽板４６及び磁石５２
が足踏ペダル２８と連動している。

而して足踏ペダル２８を踏込むとその踏込みの大きさに
より磁石５２とホール素子５４との磁気結合の度合いが
異なり速度指令信号ＶＯの値が変化すると共に遮蔽板４
６が下降することによってフォトインタラプタ４２及び
４４の出力が夫々「０」及び「１」となり縫製運転中で
あることを表わす運転指令信号Ｓ１及びＳ、として制御
回路３２に送出される。又足踏ペダル２８が第４図図示
の如く中立状態であるときは運転指令信号Ｓ８及びＳ。

が共に「０」となることにより制御回路３２で判別され
る。更に足踏ペダル２８の「けり返し」即ち踏込みの方
向と逆方向に回転させた状態では、ミシン糸の切断が行
なわれ、遮蔽板４６の上昇により運転指令信号Ｓ１及び
Ｓ、が夫々「１」及び「０」となって「けり返し」状態
であることが制御回路３２で判別される。

又位置検出器２４からはミシン針の位置を表わす針上位
置信号ＵＰ及び針下位置信号ＤＮが出力され、この位置
検出器２４及びペダル検知回路３０の出力が夫々ミシン
駆動用電動機１４の速度制御ならびにミシンの各種ソレ
ノイド（図示せず）の制御を行なうミシン制御回路３４
に供給される。

ミシン制御回路３４は、第５図に示す如く、ペダル検知
回路３０の運転指令信号Ｓ、及びＳ、が供給されるフリ
ツプフロツゾ回路構成の運転信号記憶飄 回路（以下ＦＦ回路と称す）６２及び６４を有し、ＦＦ
回路６２の肯、定出力はオア回路６６を介して直接速度
制御回路３２にスタート信号８ＲＴとして送出されると
共にブレーキワンショット回＆５８を介して速度制御回
路３２にブレーキ信号ＢＫとして送出される。即ち、運
転指令信号Ｓ、が「１」となってＦＦ回路６２の肯定出
力が「１」となると速度制御回路３２は速度指令信号Ｖ
Ｏに基づいてミシン１０の駆動制御を行なう。

ＦＦ回路６４の肯定出力は直接速度制御回路３２に低速
速度指令信号ＬＬＫＤとして送出されると共に前記オア
回路６６及びミシン制御回路７０に供給される。このｖ
Ｐ回路６４は足踏ペダル２８が「けり返し」の状態即ち
ミシン停止後１．ミシン糸を切断するときに動作するも
のであり、速度指令信号Ｓ、が「１」となってＦＦ回路
６４の肯定出力が「１」となると、まず速度制御回路３
２に低速速度指令信号ＬＬＫＤが供給されてミシン針が
上昇し、次いでミシン制御回路７０が糸切り及びワイ、
ｅ制御を行ない、最後にミシン針が上位置で停止する。

ミシン針が上位置でないときにはミシン位置を上位置で
停止させるためＦＦ回路６４のリセット入力にナンド回
路７２を介して上位置信号ＵＰが供給されている。この
とき足踏ペダル２８が誤まって踏込まれても支障が生じ
ない様にＦＦ回路６２の肯定出力がインノ々−夕７４を
介してナンド回路７２の他方の入力に供給されて（・る
。

―、ブレーキワンショット回路６８はＦＦ回路６２、′
６４の肯定出力が夫々「１」から「０」に反転するとき
から所定時間の間ブレーキ信号ＢＫを速度制御回路３２
に供給してミシン１０を直ちに停止させるためのもので
ある。

又ミシン制御回路３４は位置検出器２４の上位置検出信
号ＵＰ及び下位置検出信号ＤＮが供給された低速検知回
路７６を有する。この回路は下位置検出信号ＤＮの周期
によりミシン１０の回転が低速度に達したことを検知し
て低速検知信号ＬＤＮを出力しＦＦ回路６２をリセット
するためのものであり、その詳細を第６図に示す。即ち
、位置検出器２４の上位置検出信号ＵＰ及び下位置、検
出信号ＤＮが夫々セット端子８及びリセット端子ｒに供
給されたフリップフロップ７８と、その肯定出力端子Ｑ
ｋ接続された固定抵抗器８０．可変抵抗器８２及び充電
用コンデンサ８４からなる時定数回路８６と、この時定
数回路８６のコンデンサ充電電圧が供給されるインノ々
−夕８８と、このインノ々−夕８８の出力及び前記７リ
ツプフｐツゾ７８の肯定出力が供給されたノア回路９ｏ
とから構成されている。尚％９２はコンデンサ８４の急
放電用ダイオ−ｒである。

而してフリップフロップ７８の肯定出方は第６図人に示
す如く上位置検出信号ＵＰによって「１」となり、下位
置検出信号ＤＮによってｒＯＪとなり、従ってコンデン
サ８４の充電電圧は第６図Ｂｋ示す如く肯定出方が「１
」の区間徐々に上昇し、「０」の区間で急速に下降しこ
の状態を繰り返すが、その繰返周期Ｔが長くなると（即
ちミシン１゜の回転数が低下すると）充電電圧が基準設
定値を越え、この時点で第６図Ｃに示す如くインノータ
８８の出力が「１」からｒＯＪに返転し、とのだゝ二２
モ？？、 低速検知信号ＬＤＮが出力されＦＦ回路６２がリセット
される。

次にミシン制御回路３４の各出力及びペダル検知回路３
θの速度指令信号ＶＯが供給さればシン駆動用電動機１
４を駆動する電動機速度制御回路３２を第８図について
説明する。

即ち、ペダル検知回路３０の磁気センサ部６０の速度指
令信号ｖＯとミシン制御回路３４のスタート指令信号Ｓ
ＲＴ、停止準備指令信号ＩＭＯＯ及び低速指令信号ＬＬ
ＫＯとが供給された指令回路９２と、この指令回路９２
から得られる電圧及び周波数指令信号が夫々供給された
電圧制御回路９４及びすべり補正周波数制御回路９６と
、電圧制御回路９４の出力が点弧制御信号として供給さ
れ三相交流電圧を直流電圧に変換するサイクリスタコン
ノ々−夕１００と、コンノぐ一夕１００の出力側に平滑
回路１０２を介して直列に接続され且つすべり補正周波
数制御回路９６の出力が点弧制御信号として供給された
サイリスタイン／々−タノぞワー回路１０４と、指令回
路９２の出方及びミシン制御回路３４のブレーキ信号Ｂ
Ｋが供給されたブレーキ回路１０６とを有し、インノ々
−タノぞワー回路１０４の出力がミシン駆動用誘導電動
機１４に供給されこの電動機１４を駆動すると共にブレ
ーキ回路１０６の出力によって電磁ブレーキ１８を制御
する。

なお、すべり補正周波数制御回路９６には速度検出器２
６の検出信号ＦＧが供給されサーー制御される。又電圧
制御回路９４にはインノ々−タノぐワー回路１０４の出
力端が変圧器１０８を介して接続されており、電圧帰環
により安定化を計っていると共に、平滑回路１０２に介
装された異常電流検知変流器１１０の出方が供給されこ
の検知出力によってコンノ々−タ駆動電流が遮断されミ
シン駆動電動機１４を停止させる。

而してミシン制御回路３４のスタート信号８Ｉ’ＬＴ及
び各速度指令信号ＬＬＫＯ，ＩＭＯＯ，ＶＯＫ基づく指
令回路９２の出力によって電圧制御回路９４及び周波数
制御回路９６で電圧及び周波数の調節を行ないミシン駆
動電動機１４の回転速度を所定基準値内に保持すると共
に、ブレーキ回路１０６の出力によって電磁ブレーキ１
８を励磁してミシン針を停位置停止させる。

本発明の好適な実施例は以上の構成から成り、以下その
作用を説明する。

縫製作業を開始する場合には足踏ペダル２８を踏み込ん
で磁石５２をホール素子５８に接近させて、磁気センサ
部６ｏから電動機速度制御回路３２へ縫製速度指令信号
ｖＯを出力すると共にホトインタラシタ４４か゛らミシ
ン制御回路３４に「１」なる運転信号Ｓ、を出力する。

これに伴ってミシン制御回路３４から速度制御回路３２
へ「１」なるスタート信号ＳＲＴが出力されてミシン駆
動電動機１４の駆動が開始される。そして速度制御回路
３２では電圧制御回路９４及び周波数制御回１ｆ！ｅ６
により指令された速度に見合う電圧と周波数に変換され
ミシン駆動電動機１４が所定の速度で回転される。

縫製作業中に減速させる場合は足踏ペダル２８を戻すこ
とにより縫製速度指令信号■０の値が少なくなり、この
ため電圧制御回路９４及び周波数制御回路９６によって
コンノ々−夕１００及びインノ々−夕１０４が夫々イン
ノ々−夕及びコンノ々−夕に変換され誘導電動機１４を
発電機として回生制動を行なうことにより急激に減速し
て踏込量に応じた所望の中速回転に安定させる。

このような縫製作業中において、ミシン針を布地に突き
刺した状態即ち針下状態で縫い方向を変更する場合には
足踏ペダル２８を「中立」状態に戻し、ペダル検知回路
３０からミシン制御回゛路３４のＦＦ回路６２に「０」
なる運転指令信号Ｓ１を出力させる。ＦＦ回路６２では
停止準備ができるまでの期間、速度制御回路３２に「１
」なるスタート信号８ＲＴを出力し続けるので、ミシン
駆動電動機１４の回転速度は番２図に示すように通常の
縫製速度より低い所定の速度に維持される。

この停止準備期間において、低速検知回路７６では前述
したように、位置検出回路２４からの上位置検出信号Ｕ
Ｐ、及び下位置検出信号ＤＮに基づいてコンデンサ８４
にフリツプフロツプ７８の肯定出力が「１」である区間
中にのみ充電が行なわれる。そして電動機１４の速度が
低下して繰返周期Ｔが長くなりコンデンサ８４の充電電
圧が所定値ｖｔｈを越えた区間のみインノ々−夕８８の
出力は「０」なる出力信号をノア回路９０に送出する。

従って７リツプフロツゾ７８の肯定出力が「０」となっ
た瞬間、ノア回路９０からＦＦ回路６２のリセット信号
ＬＤＮが得られ、ミシン駆動電動機１４の回転数が所定
の低速度に達すると共にミシン針が下位置にきていると
いう方向変更条件が揃ったことになり、この時点でブレ
ーキワンショット回路６８から「１」なるブレーキ信号
ＢＫが得られ速度制御回路３２のブレーキ回路１０６を
介してミシン駆動電動機１４が停止する。

縫製後に糸切りを行なう場合には、足踏ペダル２８をけ
り返してホトインタラプタ４２から「１」なる糸切り信
号Ｓ、をミシン制御回路のＦＦ回路６４に出力する。こ
れに応じてＦＦ回路６４から速度制御回路３２に「１」
のスタート信号８ＲＴ及び低速信号ＬＬＫＯ（必要に応
じて中速信号ＩＭＯＯを出力する場合もある）を出力す
ると共にミシン制御回路７０を作動させて糸切り、糸払
い等の制御を行なう。モしてＦＦ回路６４は位置検出器
２６からの「１」なる上位置検出信号ＵＰによってリセ
ットされミシン駆動電動機１４はミシン針を上位置とし
て停止する。

なお、上記実施例では速度指令及び運転指令を足踏ペダ
ル２８によって操作する場合について説明したがこれを
外部運転スイッチ信号で操作するようにしても良い。

又、ミシン駆動電動機は三相誘導電動機に限らず単相誘
導電動機であっても良い。

以上のように本発明によれば、制動装置を有する誘導電
動機をインノ々−タ回路で駆動するように構成したので
、任意の駆動速度に無段階に変速することが可能であり
、しかも速度検出器等によるミシン速度の検出を行なう
ことなく指令の周波数で一定速度に制御できるので従来
装置のように不安定な可変速電動機や複雑な制御回路を
必要としない。

又急減速・停止させる場合はインノ々−夕及びコン／セ
ーターを使用して回生制動を併用することができるため
、従来の機棹式摩擦ブレーキのみで制動を行なう場合に
比しブレーキ部の寿命を格段的に長くすることができる
と共に省エネルギ化を行なうことが可能であり且つブレ
ーキ部を小型化し得るので出力軸の慣性モーメントが小
さくなり、縫製作業に要求される急加速、急減速の要求
に十分応えられる。

更に交流誘導電動機を使用するため直流電動機のように
保守点検が不要となる。

尚更に可変電圧形のコンノ々−夕及び可変周波数形のイ
ンノ々−タ回路を適用することにより足踏ペダルを操作
してミシンを始動する際直流電動機のように毎回起動電
流が流れることもなく電源に与える影響も少なく、容量
も少なくてすむ利点もあり、またインノ々−夕によって
誘導電動機が駆動されるから５０１１ｚ、６０１１ｚ等
周波数の影響も受けないので制御装置の統一化も計れる
等の優れた特徴を有し、ミシン駆動装置として理想的な
制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のミシン駆動装置を示す概略構成図、第２
図はミシンにおける定位置停止装置の各部の波形と回転
速度との関係を示す説明図、第３示されるペダル検出回
路の詳細な構成を示す説明図、第５図は第３図で示され
るミシン制御回路の詳細な構成を示す説明図、第６図は
第５図における低速検知回路の詳細な構成を示す説明図
、第７図は第６図の低速検知回路の各部の波形を示す説
明図、第８図は第３図で示、される電動機速度制御　。 回路の詳細を示す説明図である。 各図中同一部材には同一符号を付して、１０はミシン、
１４はミシン駆動電動機、１８は電磁ブレーキ、２４は
位置検出器、２８は足踏ペダル、３０はペダル検出回路
、３２は電動機速度制御回路、３４はミシン制御回路、
７６は低速検知回路。 １００はサイリスタコンノ々−タ、１０４はサイリスク
インノ々−夕である。 代理人　弁理士　　葛　野　信　− （ほか１名） 第１図 第２図 針下ＤＮ　　二ニニＥニゴ：−二：：、二、−二−Ｌｒ
、〜ｆｌＩＭζＯ」シ− 第３図 電源 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）誘導電動機及び制動装置を有するミシン駆動機構
   と、前記誘導電動機の出力側に接続されたミシンの針位
   置を検出する位置検出器とを具備するミシン駆動装置に
   おいて、前記誘導電動機をコンノ々−タに直列に接続さ
   れたインノ々−夕によって可変速駆動すると共に、前記
   位置検出器の検出信号により前記制動装置を作動させミ
   シン針を所定の位置に停止させる停止位置制御部と、ミ
   シンの回転数減速時に前記コンバータをインノ々−夕と
   して回生制動を行なう減速制御部とを有することを特徴
   とするミシン駆動装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、建シ
   ンの速度を所望値に設定する制御部として足踏ペダルの
   踏込量に応じた速度制御指令を発生させるペダル制御部
   を有することを特徴とするミシン駆動装置。 （３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、ミシ
   ンの回転方向を必要に応じ逆転させてミシン針を所定の
   位置に停止させる制御部を有することを特徴とするミシ
   ン駆動装置。