JPS5849114B2 - 電動ミシンの自動制御装置 - Google Patents

電動ミシンの自動制御装置

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JPS5849114B2
JPS5849114B2 JP51121413A JP12141376A JPS5849114B2 JP S5849114 B2 JPS5849114 B2 JP S5849114B2 JP 51121413 A JP51121413 A JP 51121413A JP 12141376 A JP12141376 A JP 12141376A JP S5849114 B2 JPS5849114 B2 JP S5849114B2
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motor
full
thyristor
sewing
sirisk
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信義 松村
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電動ミシンの自動制御装置に関し、特に例え
ば直流電動機(直巻、分巻、複巻、永久磁石型等)を用
いた電動ミシンにおいて縫針を上死点あるいは下死点等
の定位置に停止させるようにした自動制御装置に関する
従来より、駆動源に万能形電動機を用いた電動ミシンが
実用に供されている。
このような電動ミシンにおいては、安全性ないし作業性
のために、縫針を所定位置(好ましくは上死点付近)に
停めることが望まれている。
このように縫針を定位置に停めるためには、例えば工業
用ミシンにおいてすでに行なわれているように、縫針が
定位置に達したとき例えば電磁クラッチ等のように、機
械的に強制的に停止させることが考えられる。
しかしながら、このような機械的に縫針を停止させるも
のにおいては、そのための可動部分を有するために、例
えば摩耗による経時変化が生じて正確に停針させること
ができなくなる。
それとともに、このような機械的な停針装置は、そのた
めの非常に多犬なスペースと複雑な機構を必要とし、例
えば家庭用ミシンのように安価でかつ小形化の要求のあ
る電動ミシンには用い得ないという欠点を有するもので
ある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、上述のととくの
欠点を解消し得て、安定的に作動し得て安価小形化の可
能な電動ミシンの制御装置を提供することである。
この発明は、要約すれば、通常(ないしは高速Norm
al)運転モードと定速(ないしは低速;Consta
nt)運転モードとを使い分けられるようなものであっ
て、縫綴が完了ないしは中断したときには縫針を上死点
(あるいは下死点)等の上述の目的を達戒するための所
定位置に達したことを検出して、サイリスクを切換えて
1駆動用の直流電動機に逆相制動をかけるようにした電
動ミシンの自動制御装置である。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。
第1図はこの発明の背景となる、かつこの発明が実施さ
れた電動ミシンの略解図である。
構成において、ミシンベッドBSの上面にはその内部に
種々の機構を収納するミシンアームAMが形或され、さ
らにミシンベッドBSの下方あるいはミシンアームAM
の外側には,駆動用直流電動機Mが設けられる。
前記電動fflMの回転軸に設けられるプ−IJMPに
はベルトB1が掛けられ、このベルトB1による駆動力
は介在プーりを介して或る速度比率でベルトB2に伝達
される。
このベルトB2ぱさらに、前記種々の機構の駆動源とな
る主軸SHに形或されたプーIJSPに掛けられ、この
プ−IJsPかつ従って主軸SHを回転駆動する。
前記主軸SHぱ、クランクCRを介して針棒NRに連結
され、その回転に応じてこの針棒NRを上下方向に1駆
動する。
また、針棒NR.の下端にぱ縫針NDLが嵌め込まれ、
この縫針NDL位置に対向するミシンベッドBSの下方
には中釜およびボビンに巻かれた下糸(下糸ボビン)が
配設される。
従って、この縫針NDLぱ、その下死点付近で前記下糸
と上糸とを縫綴してその後上死点に戻され、このような
動作を主軸SHの回転に応じて繰返す。
また、図示しないが、前記,駆動用電動機Mに関連して
、例えばペダルを有しその踏込みに応じて該電動機Mの
速度制御を行なうべくコントローラが設けられるもので
ある。
さらに、この実施例においては、縫針NDLの上死点付
近において停針制御するようにし、その縫針NDLの位
置検出の目的で主軸SHのプーリSPの所定部位に磁石
MQが固定的に設けられる。
また、この磁石MQが前記プーIJ S Pが回転する
ことに応じて変位する際、縫針NDLの上死点位置に対
応する位置に達したときミシンアームAM内の磁石MG
に対向するような位置にリードスイッチLSか固定的に
設けられる。
すなわち、プーリSPに設けられた磁石MGとリードス
イッチLSとによって、縫針NDLが上死点に達したこ
とを検出する。
なお、この第1図においては、この発明に関連ある要部
のみを図示し、その他の部分は省略されていることを指
摘する。
第2図はこの発明の好ましい実施例を示す電気回路図で
ある。
構或において、プラグPLはたとえば商用電源に接続さ
れ、スイッチSW1を介して電源トランスPTの1次巻
線に電源を供給する。
この電源トランスPTの2次巻線の両端には、全波整流
用のダイオードD7とD8との直列回路およびダイオー
ドD12とD13との直列回路が並列接続される。
前記ダイオードDIとD8との直列回路は、また、同様
に電源トランスPTの2次巻線に接続されたダイオード
D1とD2との直列回路と協働して、直流電動機Mの制
御のために用いられる。
さらに、この2次巻線の両端には、前記電動機Mの速度
制御のためのダイオードD9とD10との直列回路が接
続される。
さらに、前記2次巻線の両端には、直流電動機Mの極性
を切換えて逆相制動をかけるためのサイリスタSCR4
とSCR.5との直列回路および電動機Mを正転させる
ためのサイリスタSCR2とSCR3との直列回路が並
列接続される。
このサイリスタSCR2のカソードSCR3の力゛ノー
ドとの接続点は、前記電動機Mの電機子の(1)側に接
続されるとともに、逆転用スイッチングのためのサイリ
スタSCR1のアノードに接続される、そして、サイリ
スタSCR4のカソードとSCR.5のカソードとの接
続点は、電動機Mの電機子の(→側に接続されるととも
に、正転用スイッチングのためのサイリスクSCR6の
アノードに接続される。
また、前記サイリスタSCRIのカソードぱ、前記ダイ
オードD1とD2との直列接続点に接続され、サイリス
タSCR6のカソードぱ、ダイオードD7とD8との直
列接続点に接続される。
これらサイリスタSCR1〜SCR6の各カソードとゲ
ートとの間には、バイアス抵抗r1〜r6が介挿され、
抵抗rl,r4,r5にはそれぞれノイズ成分による誤
動作防止のための保護用コンデンサCLC2,C3が並
列接続される。
この6個のサイリスタS C ’Ft. 1〜SCR5
によって電動機Mの極性切換回路が構成される。
前記ダイオードD12とD13との接続点は、平滑用コ
ンデンサC4と抵抗r13との並列回路を介して接地G
NDに接続される。
この接地GNDには、前記ダイオードDIとD8との接
続点が接続される。
また、ダイオードD9とD10との接続点が、抵抗r9
と半固定抵抗r10との直列回路および半固定抵抗r1
1と可変抵抗rl2との直列回路の並列回路を介して、
前記接地GNDに接続される。
前記可変抵抗r12ぱこの電動ミシンのNormalモ
ード(後述)時に、前記サイリスタSCR2およびSC
R.3にゲート電圧を与えるためのものであり、半固定
抵抗r11はこの電圧を微調整(各部品のぱらつきを補
正)するためのものである。
そして、前記半固定抵抗r10は、Constantモ
ード(後述)時に、前記サイリスタSCR2およびSC
R3に比較的低い一定ゲート電圧を与えるためのもので
ある。
したがって、前記可変抵抗r12の摺動子(前記コント
ローラペダルの踏込みに応じて摺動する)は、モード切
換スイッチSW2のNormalモード接点Nに接続さ
れ、このスイッチSW2のConstantモード接点
Cは、前記抵抗r9とr10との接続点に接続されると
ともに、抵抗r14とダイオードD14とを介して該ス
イッチSW2の接点Oに接続される。
それとともに、前記接点Cぱ逆流阻止のためのダイオー
ドD3およびD4を介して、前記サイリスタSCR2お
よびSCR3のゲートに接続される。
また、前記ダイオードD12とD13との接続点は、前
記コントローラペダルの踏込みによって開或される常閉
態様のスイッチSW3の一端に接続されるとともに、抵
抗r7を介して前記サイリスクSCR6のゲートかつし
たがってトランジスタTR1のコレクタに接続される。
このスイッチSW3の他端ぱサイリスタSCR7のアノ
ードに接続されるとともに、抵抗r17を介して前記リ
ードスイッチLS(第1図)の一端に接続される。
このリードスイッチLSの他端は前記サイリスタSCR
7のゲートかつしたがってバイアス抵抗r18を介して
該サイリスタSCR7のカソードに接続される。
このサイリスタSCR7のカソードぱ、さらに、抵抗r
l9、ダイオート゛D 1 5およびコンデンサC5を
介して前記サイリスタSCR1のゲートに接続されると
ともに、抵抗r8およびrl5を介してトランジスタT
RiおよびTR2の各ベースに接続される。
前記1・ランジスタTR’lは、サイリスクSCR6を
強制的にターンオフさせるスイッチングトランジスタで
あり、そのエミツタが前記ダイオードD7とD8との接
続点かつしたがって接地GNDに接続される。
またトランジスタTR.2は、サイリスタSCR2およ
びサイリスタSCR3を強制的にクーンオフさせるため
のものであり、そのエミツタが接地GNDに接続される
そして、前記サイリスクSCRγのアノードとカソード
との間には、前記リードスイッチLSの作動しないとぎ
前記電動1’lMを消勢するための、かつ一定時間経過
するとタイプアップ信号を導出するタイマTMが介挿さ
れる。
このタイマTMぱたとえばCR充放電時定数回路等から
或り、前記一定時間(これぱConstantモード時
の一定低回転速度約6Orpmの周期よりもやや長く、
たとえば1.5〜2秒程度に設定されている)経過後正
の電圧のタイムアップ信号を発生する。
以上のような構或において、以下第1図とともにその動
作を説明する。
Normalモードの場合 このとき、まず、手動操作によって、モード切換スイッ
チSW2の接点Oを接点N側に切換える。
そして、電源スイッチSW1をオンとする。
つづいて、コントローラのペダルを徐々に踏込む。
したがって、前記スイッチSW3がオフとなる。
それと同時に、ダイオー1−’D9又はDIOを介して
流れる直流ないし脈流電流(電圧)が、前記踏込みの量
に応じた可変抵抗r12によって抵抗r11と分圧され
る。
したがって、この抵抗rl2の摺動子から、前記踏込量
に応じたゲート電圧が、スイッチSW2およびダイオー
ドD3,D4を介して、サイリスタSCR2 ,SCR
3のケートに与えられる。
そのため、サイリスタSCR2 ,SCR3がともにタ
ーンオンする。
このとぎ、前記ダイオードD12又はD13を介した直
流電流が抵抗r7を介してサイリスタSCFt6のゲー
トに与えられている。
そのため、このサイリスタSCR6も同時にターンオン
されている。
したがって、電源トランスPTの2次巻線lこ生じた比
較的低い交流電流は、サイリスクSCR2又ぱSCR3
から電動磯Mの(剖側に流れ、さらに該電機子、サイリ
スタSCR6、ダイオードD8又ぱD7から戊る閉ルー
プを流れる。
したがって、電動機Mぱ正転ないし順方向に回転を開始
し、前記コントローラのペダルの踏込み(かつしたがっ
て町変抵抗r12の値)に応じてその回転数が制御され
る。
このようにして、たとえば本縫い等の比較的高速のNo
rmalモード運転が達威される。
その後、縫綴の完了ないしは中断のために、コントロー
ラペダルを解放する。
応じてスイッチSW3がオンとなり、リードスイッチL
Sが感応可能な閉回路が形成される。
ここで、縫針NDLが未だ上死点(所定位置)に達して
いない場合を考える。
このとき、リードスイッチLSはオンとならず、サイリ
スタSCR7ぱターンオンされない。
また、コントローラのペダルを解放しているため、サイ
リスタSCR2又ぱSCR3のゲート電極には比較的低
い設定電圧のみが与えられながら直流電動機Mぱ殆んど
慣性ないし惰性によって回転をつづける。
そのため、縫針NDLがさらに1往復して1縫目縫綴し
て上死点位置に達する。
上述のごとく、縫針NDLが上死点に達すると、プーI
JsPの磁石MOがリードスイッチLSと対向し、この
リードスイッチLSが閉成される。
従って、電源トランスPTの2次巻線かつしたがって全
波整流ダイオードD12又はD13からの電源がスイッ
チSW3および前記閉威されたリードスイッチLSを介
してサイリスタSCR7のゲートに与えられる。
したがって、前記ダイオードD12,D13、スイッチ
SW3、導通したサイリスクSCR7を介して、直流電
圧が導出され、トランジスタTR1およびTR2がとも
にオンとなる。
そのため、サイリスクSCR6のゲートがトランジスタ
TRlを介して接地GNDの電位に強制され、このサイ
リスタSCR6がターンオフする。
同時に、サイリスレSCR2,SCR3のゲートがトラ
ンジスタTR2を介して接地GND電位に強制され、こ
のサイリスタSCR2 ,SCR3がターンオフする。
さらに、抵抗rl9およびダイオードD15を介してコ
ンデンサC5に与えられる。
そのため、このコンデンサC5からは、この瞬間ないし
立上りに微分パルスが得られ、サイリスタSCRIのゲ
ートに与えられる。
したがって、このサイリスタSCRIがターンオンする
そのため、直流電動機Mに生じていた逆起電圧による電
流が、このサイリスタSCRIから、ダイオードD5お
よびD6を介してサイリスタSCR4およびSCR5の
ゲートに与えられる。
応じて、このサイリスタSCR4およびSCR.5がタ
ーンオンし、直流電動機Mの極性が切換えられることに
なる。
すなわち、この電動機Mの電機子には、サイリスタSC
R4又ぱSCR5を経て(@側から(−}1側に電流が
流れる。
そのため、電動機Mぱいままで惰性によって回転してい
た方向とは逆方向に回転することとなり、前記惰性によ
る回転は急激に減速される。
応じて、電動機Mからの逆起電圧が急激に小さくなる。
そして、この逆起電圧がサイリスタSCR4又はサイリ
スタSCR5のゲートトリガとして与えられている。
したがって、この逆起電圧すなわちゲートトリガ電圧が
サイリスタSCR4およびSCR5のしきい値より低下
してOに近くなったとき、このサイリスタSCR4 ,
SCR5がターンオフする。
そのため、このとき電動機Mが停止し、縫針NDLが上
死点位置に停止する。
Constantモードの場合 このとき、まず、手動操作によって、モード切換スイッ
チSW2の接点0を接点C側に切換える。
そして、電源スイッチSW1をオンとする。
そのため、ダイオードD9又はD10からの直流電圧(
脈流電圧)が、抵抗r9および半固定抵抗r10によっ
て分圧されて比較的低いゲート電圧として、スイッチS
W2、ダイオードD3およびD4を介してサイリスタS
CR2およびS CR3のゲートに与えられる。
このとき、このゲート電圧は比較的低いため、サイリス
クSCR2およびSCR3の導通角は小さ< ( No
rmalモードに比べて)、電動機Mぱ所定の低速度で
回転することになる。
このようにして、例えばしつけ縫いないしは仮縫い等の
比較的低速の定速運転が達或される。
その後、縫綴の完了ないし中断のため、コン1・ローラ
のペダルを解放する。
そのため、スイッチSW3がオンとなり、リードスイッ
チLSが感応すべき閉回路が形威される。
ここで、縫針NDLが未だ上死点(所定位置)に達して
いない場合を考える。
このとき、リードスイッチLSはオンとはならず、サイ
リスタSCR7ぱターンオンとはならない。
そのため、電動機Mは、前記比較的低い設定電圧によっ
て導通されたサイリスタSCR2,SCR3を介して付
勢されつづける。
そのため縫針NDLがさらに1往復して1縫目縫綴して
上死点位置に達する。
上述のごとく、縫針NDLが上死点に達すると、プーI
JsPの磁石MGがリードスイッチLSと対向し、この
リードスイッチLSが閉成される。
従って、全波整流ダイオードD12又はDI3からの電
源がスイッチSW3お住び前記閉成されたリードスイッ
チLSがオンとなり、前述のNormalモードと同様
にして電動機Mが逆相制動され、縫針NDLか上死点に
達して停止することになる。
上述のごとく、この実施例によれば、縫針NDLが上死
点(ないしは所定位置)に達したことを検出し、電動機
Mの主回路を遮断するとともに惰性による回転の逆起電
圧によって逆相制動をかけるようにしたため、電動機M
かつ従って縫針NDLは、確実に停止される。
従って、縫針を定位置に停めるために、電動機およびミ
シン惰性に対して考慮を払う必要がなく、従来はこれら
の惰性のために極めて低速でしか実現できなかったもの
が、より高速で行うことができる。
そのため、作業性および縫いトルクが飛躍的に向上する
そして、縫針が常に上死点位置に停止されるため、作業
性ないし安全性が向上して初心者には有利である。
そして、このような逆相制動が、サイリスク6個によっ
て達成され、たとえばリレー接点によるものに比べて、
よりコンパクトにかつ応答速度の速いすぐれたものとな
る。
また、縫針NDLが定位置に停止して後、プーIJ S
P (第1図)を手で廻しても、逆相制動のためのサ
イリスタSCR1のターンオントリガは、コンデンサC
5による唯1個の微分パルスを与えるようにしているた
め、電動機Mが完全に停止した後はこのサイリスタSC
RIはターンオフのままである。
したがって、この電動機Mに電流を流すべくサイリスタ
SCRI〜SCR6ぱすべてターンオフのままであり、
その電機子には何らの電流も流れない。
そのため、上述のごとく手動によって運針させる際にこ
の電動機Mの逆起電圧による回転むらは生じない。
ここで、タイマTMの作用ないし効果を説明するために
、伺らかの原因でたとえば負荷が大きすぎてコントロー
ラペダルを解放しても、縫針NDLか上死点に達しない
ままで或る位置で停止した場合、すなわちリードスイッ
チLSが作動しない場合を想定しよう。
このとき、コントロールヘタルを解放してスイッチSW
3がオンとなる。
しかしながら、リードスイッチLSが作動しないため、
サイリスタSCR2,SCR3はターンオフとはならず
電動機Mには停止したままサイリスタSCR2又ぱSC
R3およびサイリスクSCR6を介して電流が流れつづ
ける。
そのため、電動機Mには過電流が流れ極端な場合にはこ
の電動機Mが焼損することも生じる。
この実施例によれば、上述のごとくの場合、1.5〜2
秒経過後、タイマTMが作動してこのタイマTMからタ
イムアップ信号が得られる。
したがって、このとき、トランジスタTR1とTR2と
がオンとなり、サイリスタSCR6がクーンオフすると
ともに、サイリスタSCR2およびSCR3がターンオ
フする。
したがって、電動機Mへの電流経路は解放され、それ以
後該電動機Mへの過電流は流れない。
さらに、Normalモード時において、複雑な個所を
縫成する場合には、コントローラペダルの踏込量を加減
してミシンを低速で運転するが、このような場合にも、
従来のミシンであれば慣性が小さくなりコントローラの
ペダルの踏込みを解除するとミシンは直ちに停止してし
まい、縫針NDLを所定の位置(縫針上死点又ぱ下死点
)で停止できなかったが、この実施例によればコントロ
ーラのペダルの踏込みを解除してもリードスイッチLS
が作用するまでは比較的低い設定電圧が与えられている
ので、所定位置まで縫針が低速回転で運行し、その後リ
ードスイッチLSが作用してミシンを確実に停止するも
のである。
なお、上述の実施例においては、電動機の電機子の通電
極性を反転させて逆相制動を行なっているが、これは他
励式電動機の界磁巻線の通電極性を反転させても同様に
実現できる。
さらに、前述の縫針の所定位置は上死点あるいは下死点
以外にいずれの場合も含み、その検出のための磁石は、
主軸と同期作動する部材のいずれに設けられてもよい。
このときリードスイッチはその所定位置でこの磁石に対
向するように設けられなければならないことはもちろん
であろう。
この位置検出のためにリードスイッチと磁石とを用いる
外に、例えば近接スイッチ態様のものあるいは光電的な
もの等種々の方法が適用され得ることも合わせて指摘す
る。
以上のように、この発明によれば、サイリスクによって
電動機を逆相制動するようにしたため、安定的に作動し
得て、しかもコンパクトでかつ応答速度の速い制御回路
によって確実な停針の可能な電動ミシンが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の背景となる電動ミシンの要部を示す
略解図である。 第2図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。 図において、Mぱ直流電動機、NDLは縫針、MGは磁
石、LSはリードスイッチ、scRi〜SCR7はサイ
リスク、D1〜D15はダイオード、r1〜r9,r1
3,rl9は抵抗、r10,r11ぱ半固定抵抗、rl
2は可変抵抗、TR1,TR2はトランジスタ、C1〜
C5はコンデンサ、SW1ぱ電源スイッチ、SW2ぱモ
ード切換スイッチ、SW3はペダル連動スイッチ、TM
はタイマである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 交流電源、 直流電動機、 第゛1のサイリスクを含み、前記交流電源の出力を全波
    整流して前記直流電動機への第1方向の電流経路を形或
    する第1の全波整流ブリッジ回路、第2のサイリスクを
    含み、前記交流電源の出力を全波整流して前記直流電動
    機への第2方向の電流経路を形成する第2の全波整流ブ
    リッジ回路、前記第1のサイリスクのゲート制御電圧を
    変化し、それによって前記第1の全波整流ブリッジ回路
    出力を変化して前記直流電動機の回転速度を制御する第
    1のゲート制御電圧変化手段、 前記直流電動機によって駆動される主軸、前記主軸に連
    結された縫針、 前記縫針が所定位置に達したことを検出する位置検出手
    段、 前記位置検出手段出力に応答して前記第1のサイリスク
    をターンオフし、前記第1の方向の電流経路を遮断する
    手段、および 前記位置検出手段出力に応答して、前記第2のサイ11
    スタのゲートにトリガパルスを印加して該サイリスクを
    導通させることにより、前記直流電動機の逆起電圧によ
    って前記第2の全波整流回路を構或するサイリスクのゲ
    ートに電圧を印加する手段を備える電動ミシンの自動制
    御装置。
JP51121413A 1976-10-08 1976-10-08 電動ミシンの自動制御装置 Expired JPS5849114B2 (ja)

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