JPS587835Y2 - しつけ縫い装置付ミシン用電動機の速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はしつけ縫い装置付ミシン用モータの速度制御装
置の改良に関する。

しつけ縫いと連続縫いとを行い得るミシン用電動機の速
度制御装置は、例えば特公昭４７１７５７９号及び特公
昭４８−１０２３号に示されているが、しつけ縫いを行
う場合、特公昭４７１７５７９号においては速度制御用
コントローラが連続縫い用としつけ縫い用との兼用とな
って１りしかも可変抵抗で構成しであるため、しつけ縫
いを行う開速度を安定に低速に保つことが難かしく、速
度が速すぎるとオーバーランすることとなり所望数のし
つけ縫いを行うことが困難であった。

渣た特公昭４８−１０２３号においては、針縫い用スイ
ッチを１回開閉すると一針縫いが或され、しつけ縫いを
行う際にはこのスイッチの開閉を必要な回数行う必要が
あり面倒であった。

本考案の目的は従来装置の上記欠点を除去することにあ
り、しつけ縫いを簡単な操作で確実に行い得る装置を提
供するにある。

次に本考案を図面を参照して詳しく説明する。

図は本考案によるしつけ縫い装置付ミシン用電動機の速
度制御装置の実施例の基本回路を示したものであり、交
流電源１はメインスイッチ２と制御電極付半導体素子た
とえばサイリスタ３とを介して直巻電動機４に電源電流
を供給し、整流用ダイオード５、分圧抵抗器６、定電圧
素子たとえばツェナーダイオード７、分圧抵抗器９、分
圧用半固定抵抗器１０、整流用ダイオード１１はサイリ
スタ３をトリガするための第１トリガ電圧設定手段を形
成し第１スイツチング素子たとえばＮＰＮ型トランジス
タ１２は第１トリガ電圧設定手段を制御し、抵抗器１３
，１６．１７、整流用ダイオード１４、平滑用コンデン
サ１５はサイリスタ３の導通に応答してトランジスタ１
２を導通すへくバイアス電圧を与え、単極双投スイッチ
１８、リードスイッチ１９．２０は針棒（図示せず）が
所定の位置にきたことを検出する針位置検出手段を形成
し、スイッチ手段たとえば単極双投スイッチ２１は針位
置検出手段と第１トリガ電圧設定手段を制御し、単極単
投スイッチ２２、可変抵抗器２３、半固定抵抗器２４は
例えば足踏み式のコントローラ２５を形成し、整流用ダ
イオード２・８、保護抵抗器２９、定電圧素子たとえば
ツェナーダイオード３０、分圧抵抗器３３，３４、整流
用ダイオード３５はサイリスタ３をトリガするための第
２トリガ電圧設定手段を形成し、第２スイツチング素子
たとえばＮＰＮ型トランジスタ３２は第２トリガ電圧設
定手段を制御するものである。

コントローラ２５０足踏み式ペダル（図示せず）と可変
抵抗器２３とスイッチ２２は連動しており、可変抵抗器
２３は足踏み式ペダルを踏み込１ない状態では抵抗値最
大で踏み込１れるに従い抵抗値は減少するものであり、
スイッチ２２は足踏み式ペダルを即ち、不作用状態では
開成してトリ踏み込１れると即ち、作用状態に切換えら
れると閉成するものである。

リードスイッチ１９は、針棒が指定位置例えば上部指定
位置にきたとき、針棒に連動した永久磁石片（図示せず
）がリードスイッチ１９に接近することにより閉成され
、リードスイッチ２０は針棒が例えば下部指定位置にき
たとき永久磁石片がリードスイッチ２０に接近して閉成
され、スイッチ１８は針棒の停止位置を上部指定位置又
は下部指定位置に指定するものである。

単極双投スイッチ２１は常時端子ａ側に投入されており
、単極双投スイッチ２６はコントローラ操作時の電動機
４の最高回転速度を選択するものであり、可動片を端子
ｅ側即ち抵抗器２７側に投入すると最高回転は低速回転
となり、端子ｆ側に投入すると最高回転は高速回転とな
る。

抵抗器１３゜１６．１７、ダイオード１４、コンデンサ
１５はサイリスタ３０通電時と遮断後所定時間トランジ
スタ１２にベースバイアス電圧を印加するものであり、
サイリスタ３０通電電流は抵抗器１３を介して抵抗器１
７に分流すると共にダイオード１４を介してコンデンサ
１５に流れて、平滑されコンデンサ１５の端子間直流電
圧はバイアス抵抗器１６を介してトランジスタ１２０ベ
ース電極に印加されることとなる。

ダイオード８は電動機４により発生される逆起電力（フ
ラッシュ電圧）からサイリスタ３のゲート電極を保護し
、コンデンサ３６はサイリスタ３のゲート電極に印加さ
れるトリガ電圧を位相卸商し易すい波形即ち成る傾斜を
有する波形に整形すると共に雑音によるサイリスタ３の
誤動作を防止し、抵抗器３７．３８はサイリスタ３のゲ
ート電極を過電流から保護しかつゲート感度を調整する
と共にサーミスタ３９と共にサイリスタ３のゲート感度
が温度により変動するのを補償するものである。

次に本考案による速度制御装置の動作について説明する
。

先ず足踏み式ペダルを踏み込１ない場合、即ちスイッチ
２２が開成状態にある場合について説明する。

今、この状態でメインスイッチ２をオンすると先ず交流
電源１の正の半サイクルが始１り三ピン接続器４０の端
子４２側を正とし端子４１側を負とする電圧が印加され
ると仮定すると（ここではこのような極性にある電源電
圧の半サイクルを正の半サイクルと呼び逆の極性の場合
を負の半サイクルと呼ぶこととする）、スイッチ２２は
開成しておりまたサイリスタ３は遮断状態にあるため、
電流は電源１→端子４２→ダイオード５→抵抗器６を経
て流れが、ここでトランジスタ３２は、スイッチ２２が
開成しているためベースバイアス電圧が供給されず非導
通状態にあり、従って電流は抵抗器６→ツエナーダイオ
ード７→ダイオード８→メインスイツチ２→端子４１→
電源１の順路で電源電圧がＯになる１で流れ続ける。

従ってツェナーダイオード７の端子間には正の正弦波の
一定値以上がスライスされた台形状電圧が生じ、端子４
４．４５間に印加されることとなるが、トランジスタ１
２はサイリスタ３が遮断状態にあるためベースバイアス
電圧が印加されず非導通状態にあり、筐たスイッチ２１
の可動片は常時端子ａ側に投入されているため抵抗器９
，１０にはツェナーダイオード７の端子間電圧が印加さ
れず、従ってサイリスタ３のゲート電極にはトリガ電圧
が供給されずサイリスタ３は遮断状態を保つ。

次に負の半サイクルが始捷ると、ダイオード８が負の半
サイクルに対して逆方向に接続されているため電源電流
は制御回路に供給されず、サイリスタ３を遮断状態に保
つ。

次に、この状態で、常時端子ａ側に投入されているスイ
ッチ２１を端子す側に投入すると、ツェナーダイオード
７の端子間電圧は抵抗器９と半固定抵抗器１０の直列回
路に印加され、半固定抵抗器１０の端子間電圧は整流用
ダイオード１１を介してサイリスタ３のトリガ電極に印
加される。

ここで抵抗器６，９、半固定抵抗器１０の各抵抗値は半
固定抵抗器１０の端子間電圧即ちトリガ電圧の最大値が
サイリスタ３のトリガ電圧レベルよりわずかに大きくサ
イリスタ３を成る小さい導通角で通電し電動機４を慣性
の極めて少ない低速で回転させるよう調整されているも
のである。

従ってサイリスタ３はトリガされて導通し、正の脈流を
電源１→端子４２→サイリスタ３→電動機４→メインス
イッチ２→端子４１→電源１の順路で流し電動機４を起
動回転させる。

即ち針棒の位置に関係無く電動機４は起動回転を行うこ
ととなる。

この時、電動機４の両端に発生する電圧はコンデンサ１
５により平滑されバイアス抵抗器１６を介してトランジ
スタ１２０ベース電極に印加されるためトランジスタ１
２は導通する。

尚、電動機４０回転に伴い針棒は移動するが、スイッチ
２１が端子す側に投入されている限り、針位置検出手段
は無効にされ針棒の位置に関係なく電動機４は回転し続
ける事となる。

次にスイッチ２１の可動片を端子ａ側に戻すと、ツェナ
ーダイオード７の端子間電圧はスイッチ２１に代わりト
ランジスタ１２を介して抵抗器９゜１０に印加されサイ
リスタ３を通電し続ける。

針棒は電動機４の回転に伴い移動し続けているが、針棒
がスイッチ１８で指定された位置、例えば上部指定位置
（スイッチ１８の可動片は端子Ｃ側に投入されている）
に接近する１では、リードスイッチ１９は開成状態を保
ち、抵抗器９．１０を有効とし続はサイリスタ３を導通
し続ける。

やがて針棒が上部指定位置に接近するとり−ドスイツテ
１９は閉成し抵抗器９．１０を短絡するためトリガ電圧
は零となりサイリスタ３を遮断する。

すると今まで極めて慣性の少ない速度で回転していた電
動機４は回転を直ちに停止し針棒を上部指定位置に留め
ることとなる。

サイリスタ３の遮断と共に、電動機４は慣性回転するが
その両端４６．４７０電圧は急減するため、コンデンサ
１５はその充電電荷を抵抗器１６、トランジスタ１２、
スイッチ２１．１８、リードスイッチ１９を介して、抵
抗器１６の抵抗値とコンデンサ１５の容量とで定ある時
定数で放電しトランジスタ１２にベースバイアスを供給
し続ける。

従ってトランジスタ１２はサイリスタ３の遮断後所定時
間導通し続ることとなる。

このように、スイッチ２１を端子す側に投入することに
より電動機４は針棒の位置に関係無く起動回転を行い、
針棒が指定位置を離れた後スイッチ２１を端子ａ側に復
帰すると、電動機４は針棒が指定位置に接近する渣で回
転し続は指定位置に接近すると回転を停止し針棒を指定
位置にとどめ一針縫いを達成することとなる。

またスイッチ２１を電動機４の起動後端子す側に投入し
続けると連続縫いが達成できることとなる。

この場合、サイリスタ３は小さい導通角で通電され電動
機は所定の低速で回転し針棒は上下にゆっくり動くため
しつけ縫いには好適である。

即ち、スイッチ２１を端子す側に投入して電動機を起動
した後、端子す側に投入し続ければ針位置に無関係に電
動機は低速回転し、所望の縫い目数のしつけ縫いを行っ
た時点でスイッチ２１を端子ａ側に戻すと、針棒が所定
位置に達した時回転を停止し針棒を所定位置にとどめ所
望数のしつけ縫いを達成できる。

このように所望の縫い目数のしつけ縫い動作をスイッチ
２１の一回の開閉動作で行えるためしつけ縫い操作が極
めて簡単であり、かつ連続縫い用とは別にしつけ縫い用
のトリガ電圧設定手段が設けられているため電動機の回
転速度は一定の低速であるためスイッチ２１を端子ａ側
に戻した後に針棒が所定位置に達して抵抗９，１０が短
絡されると電動機はオーバーランすることなく直ちに回
転を停止し、所望の縫い目数のしつけ縫いを確実に行う
ことができる。

次に足踏み式ペダルを踏み込んだ場合について説明する
。

今、スイッチ２１を端子ａ側に投入し、かつ最高速度選
択用切換スイッチ２６の可動片を例えば端子ｆ側に投入
した状態で足踏み式ペダルをわずかに踏み込むと、可変
抵抗器２３の抵抗値は最大であり、またスイッチ２２は
閉成するため電源電流は正の半サイクルの間、電源１→
端子４２→スイツチ２２→半固定抵抗器２４、可変抵抗
器２３→端子４３→スイツチ２６→ダイオード２８→抵
抗器２９→ツエナーダイオード３０→ダイオード８→メ
インスイツチ２→端子４１→電源１へと流れる。

従ってダイオード２８で分岐した電源電圧はバイアス抵
抗器３１を介してトランジスタ３２０ベース電極に印加
されるため、トランジスタ３２は導通しツェナーダイオ
ード７を短絡する。

そこで抵抗器１０の端子間電圧によりサイリスタ３を制
御する第１トリガ電圧設定手段は無効とされる。

一方、ツェナーダイオード３０の端子間電圧は抵抗器２
９を介して分圧抵抗器３３．３４０直列回路に印加され
、抵抗器３４の端子間電圧がダイオード３５を介してサ
イリスタ３のゲート電極に印加される。

ここで半固定抵抗器２４、抵抗器３３．３４の各抵抗値
は、可変抵抗器２３の抵抗値が最大のとき抵抗器３４の
端子間電圧即ちトリガ電圧の最大値がサイリスタ３のト
リガ電圧レベルよりわずかに小さくなるよう選定されて
いるためサイリスタ３は通電しない。

尚、半固定抵抗器２４はトリガ電圧を微調整するために
も使われる。

次に足踏み式ペダルを更に踏み込み、可変抵抗器２３の
抵抗値を所定の値１で減少させると、抵抗器３４の端子
間電圧はその最大値において初めてサイリスタ３のトリ
ガ電圧レベルに達してサイリスタ３を小さい導通角で通
電し、電動機４に正の脈流を供給し起動回転を行なわせ
る。

足踏み式ペダルを更に踏み込み可変抵抗器の抵抗値を更
に減少させると、トリガ電圧は増大しサイリスタ３の導
通角は増し、電動機４は回転速度を早めることとなる。

このように足踏み式ペダルを踏み込むことにより電動機
４０回転速度を起動回転から高速回転１で連続的に円滑
に制御することができ、その最高回転速度はスイッチ２
６を切換えることにより高速回転（端子ｆ側）又は低速
回転（端子ｅ側）に指定できるものである。

次に足踏み式ペダルを徐々に復帰して可変抵抗器２３の
抵抗値を所定の値捷で増加させるとトリガ電圧はサイリ
スタ３０トリガ電圧レベル以下となりサイリスタ３を遮
断し電動機４を慣性回転させる。

足踏み式ペダルを更に復帰させてスイッチ２２を開成さ
せると抵抗器３４の端子間電圧は零となり第２のトリガ
電圧設定手段は無効とされると共にトランジスタ３２は
ベースバイアス電圧が遮断されて非導通となるため、再
び第１トリガ電圧設定手段は有効とされる。

即ち今１でトランジスタ３２のコレクタ電極に流れてい
た電源電流は再びツェナーダイオード７に流れる。

ここでトランジスタ１２は、サイリスタ３の遮断後もコ
ンデンサ１５の放電電流によりベースバイアス電圧が供
給され続けているため導通し続けており、従ってツェナ
ーダイオード７の端子間電圧はトランジスタ１２を介し
て抵抗器９．１０に印加され、半固定抵抗器１０の端子
間電圧は再びサイリスタ３のゲート電極に印加されてサ
イリスタ３を通電し電動機４を慣性の極めて少ない速度
で回転する。

やがて針棒がスイッチ１８により指定された針棒指定位
置に接近すると対応するリードスイッチは閉威し抵抗器
９，１０を短絡するため、サイリスタ３は遮断され電動
機４０回転は停止し針棒を指定位置にとどめることとな
る。

尚コンデンサ１５が放電を開始し始めてから放電を完了
する１での時間は、スイッチ２２の開成後針棒が指定位
置に接近する筺でトランジスタ１２にベースバイアス電
圧を供給し続けるのに十分な程長く、かつミシン縫いの
動作を円滑に引き続いて行うためにア渣り長くなりすぎ
ないようコンデンサ１５の容量と、抵抗器Ｉの抵抗値と
で決定される時定数は適当に選定されているものとする
。

以上の様にして、足踏み式ペダルの踏み込みにより電動
機は針棒の位置に関係無く起動回転を行い、踏み込みの
調整により低速回転からスイッチ２６により指定された
最高速度まで連続運転することができ、更に足踏み式ペ
ダルを復帰した際にはスイッチ１８により指定された位
置に針棒を停止することとなる。

以上の様に、本考案による制御装置においては、針棒が
指定位置にない状態で電源を入れるか、又は電源を入れ
た後に針棒を外部の力で動かしてリードスイッチを開成
し、針位置検出手段を無効としても、スイッチング素子
であるトランジスタ１２が非導通状態にあるため第１ト
リガ電圧設定手段は無効とされ続け、誤動作の生じない
ものである。

次に本考案による制御装置を用いて糸巻き操作を行う場
合について説明する。

糸巻き動作においては電動機の回転は上軸に伝達されな
いので針棒の位置は変化しない。

（１）従って、先ず針棒がスイッチ１８により指定され
た位置にある場合には、コントローラの足踏み式ペダル
を踏み込み電動機４を回転させて糸巻きを行い、糸巻き
動作が終了したら足踏み式ペダルを復帰してスイッチ２
２を開成させ、トランジスタ３２を非導通とする。

ここでトランジスタ１２にベースバイアス電圧が印加さ
れているとそれはトランジスタ３２に代わり導通するこ
ととなるが、抵抗器９．１０はリードスイッチにより短
絡されるためサイリスタ３は遮断され、電動機４は回転
を停止する。

従って糸巻き動作終了後瞬間的にスイッチ２２を開成し
ても電動機４は直ちに回転を停止することとなる。

（２）次に、針棒がスイッチ１８により指定された位置
に無い場合について説明する。

■先ず、糸巻き動作終了後直ちに足踏み式ペダルを復帰
してスイッチ２２を開成した際には、トランジスタ１２
が導通状態に保たれているため抵抗器９．１０にトラン
ジスタ１２のエミッタ電流が流れ抵抗器１０の端子間電
圧がサイリスタ３のゲート電極に印加されるため電動機
４は超低速で回転し続は停止が行なわれないこととなる
。

（ｉｉ ＞−ｔた、最高速度選択用スイッチ２６の可動
片を端子ｅ側に（低速側）に投入して糸巻き動作を行い
、糸巻き動作終了後直々に足踏み式ペダルを復帰して可
変抵抗器２３の抵抗値を徐々に増加させていくと、先ず
抵抗器３４の端子間電圧がトリガ電圧レベル以下となり
サイリスタ３が遮断されて電動機は回転停止する。

するとトランジスタ１２にベースバイアス電圧は供給さ
れなくなり、その後スイッチ２２が開成されトランジス
タ３２が非導通となっても抵抗器１０からのトリガ電圧
はサイリスタ３に供給されず電動機は停止し続ける。

叫しかし、スイッチ２６の可動片を端子ｆ側（高速側）
に投入して糸巻き動作を行なった後徐々に足踏み式ペダ
ルを復帰した場合、フットスイッチをほとんど完全に復
帰して可変抵抗器２３の抵抗値を最大とする直前１でサ
イリスタ３は導通しているため、サイリスタ３の遮断後
直ちにスイッチ２２が開成されることとなりトランジス
タ１２が導通している間にトランジスタ３２が遮断され
るためサイリスタ３を再び導通し電動機４を超低速で回
転し続は停止が行なわれないこととなる。

以上の様に、糸巻き動作を行う場合にはスイッチ１８を
端子ｅ側にして徐々に足踏み式ペダルを復帰するのが望
ましい。

【図面の簡単な説明】

図は本考案による速度ｍ１脚装置の実施例の基本回路図
を示す。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・・メインスイッ
チ、３・・・・・・制御電極付半導体素子、４・・・・
・・直流電動機、２５・・・・・・コントローラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交流電源１からメインスイッチ２と制御電極付半導体素
   子３とを介して電動機４に電動機電流を供給する主電動
   機回路と、 前記メインスイッチを介して前記交流電源により付勢さ
   れると前記半導体素子３をトリガして小さい導通角で通
   電するためのトリガ信号を発生する第１トリガ電圧設定
   手段９，１０．１１と、該トリガ電圧設定手段と直列に
   接続された第１スイツチング素子１２と、 前記電動機の一端に接続され前記半導体素子が導通して
   いる間及び遮断後所定時間の間前記第１スイツチング素
   子にバイアスを与えて導通せしめるバイアス手段１３，
   １４，１５．１６と、針が所定位置にきたことを検出し
   てその間のみ閉成する針位置検出スイッチ手段１８，１
   ９゜２０と、 該針位置検出スイッチ手段に直列に接続されたスイッチ
   手段２１と、 前記交流電源に一端が接続された速度制御用コントロー
   ラ２５と、 該速度制御用コントローラに接続され該速度制御用コン
   トローラを不作用状態から作用状態に設定すると付勢さ
   れて、その間前記半導体素子３を前記コントローラによ
   り制御される可変導通角で通電するようトリガするため
   のトリガ信号を発生する第２トリガ電圧設定手段３３．
   ３４．３５と、前記第１トリガ電圧設定手段と前記第１
   スイツチング素子との第１直列体及び前記針位置検出ス
   イッチ手段と前記スイッチ手段との第２直列体に並列に
   接続されると共に前記コントローラに接続され、前記コ
   ントローラが不作用状態から作用状態に設定されると、
   その間導通して前記第１及び第２直列体を短絡する第２
   スイツチング素子３２とを備え、 前記第１直列体及び前記第２直列体は前記交流電源に前
   記メインスイッチ２を介して並列に接続され、 前記スイッチ手段は、第１接点、第２接点及び前記第１
   スイツチング素子と前記第１トリガ電圧設定手段の接続
   点に接続された可動片を有し、該可動片を該第１接点に
   投入すると前記第１スイツチング素子は該可動片を介し
   て短絡され、該可動片を該第２接点に投入すると前記針
   位置検出スイッチ手段は該可動片を介して前記第１トリ
   ガ電圧設定手段に並列に接続され、 前記第１トリガ電圧設定手段は、前記第２スイツチング
   素子が導通している間は無効とされてトリガ信号を出力
   せず、前記第２スイツナング素子が非導通のときであっ
   て、前記スイッチ手段の可動片が前記第１接点に投入さ
   れている間は付勢されてトリガ信号を出力し、前記第２
   スイツチング素子が非導通のときであって前記スイッチ
   手段の可動片が前記第２接点に投入されている間では、
   前記針位置検出スイッチ手段が開放状態でありかつ前記
   第１スイツチング素子が導通している時のみ付勢されて
   トリガ信号を出力することを特徴とするしつけ縫い装置
   付ミシン用電動機の速度制御装置。