JPS6070991A - Drive device for sewing machine - Google Patents

Drive device for sewing machine

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JPS6070991A
JPS6070991A JP58178507A JP17850783A JPS6070991A JP S6070991 A JPS6070991 A JP S6070991A JP 58178507 A JP58178507 A JP 58178507A JP 17850783 A JP17850783 A JP 17850783A JP S6070991 A JPS6070991 A JP S6070991A
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JP
Japan
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sewing machine
speed
motor
signal
pedal
Prior art date
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Pending
Application number
JP58178507A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nozomi Shinozaki
望 篠崎
Takashi Doi
隆 土肥
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6070991A publication Critical patent/JPS6070991A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/24Arrangements for stopping
    • DTEXTILES; PAPER
    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05BSEWING
    • D05B69/00Driving-gear; Control devices
    • D05B69/22Devices for stopping drive when sewing tools have reached a predetermined position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To endure against the operation at a middle speed for a long period by composing a motor coupled with a low inertial frictional electromagnetic type brake and a control mechanism for the brake in a brushless motor. CONSTITUTION:When a pedal 51 is depressed, e1 becomes a positive voltage, a motor 61 starts rotating to drive a sewing machine through a belt, compares with a sewing machine speed e2, a PWM 56 applies a pulse waveform of a duty along this feedback loop to the following drive circuit 59, thereby rotating the sewing machine at the speed in response to the depressing amount of the pedal 51. When the pedal 51 is returned to the neutral, a discriminator 54 outputs a low speed set signal e1', a comparator 53 compares it with a speed signal e2', and the motor is shifted to a low speed. Then, when a needle position signal 66 is inputted, a low speed set signal e1' is set, a brake 63 is driven by a drive circuit 60, and a motor 61 is stopped at the needle stopping position of the sewing machine.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 2”” 本発明は、ミシン駆動装置、特にミシンの駆動停止を含
む可変速運転及びミシン針の定位置停止を行うミシン駆
動装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application 2'' The present invention relates to a sewing machine drive device, and particularly to a sewing machine drive device that performs variable speed operation including stopping the sewing machine and stopping the sewing machine needle at a fixed position.

従来例の構成とその問題点 工業用ミシン及びその駆動装置は、一般に第1図に示さ
れる構成となっている。第1図に於て、1はミシンヘッ
ド、2はミシンの速度及び針位置を検出する検出器、3
は駆動電動機、4は前記検出器2及びペダルの信号を受
けて駆動電動機3やミシンのソレノイドなどを制御する
制御部、5はミシンテーブル、6はミシンペダルをそれ
ぞれ示す。
Conventional Structure and Problems An industrial sewing machine and its driving device generally have the structure shown in FIG. In Fig. 1, 1 is a sewing machine head, 2 is a detector for detecting the speed and needle position of the sewing machine, and 3 is a sewing machine head.
Reference numeral 4 indicates a drive motor, 4 a control unit that receives signals from the detector 2 and the pedal and controls the drive motor 3 and the solenoid of the sewing machine, 5 a sewing machine table, and 6 a sewing machine pedal.

この駆動電動機3の従来の構造は第2図に示す様になっ
ている。この電動機は誘導電動機とクラッチ・ブレーキ
機構が一体化された構造となっている。誘導電動機の駆
動軸7及びそれに結合されたフライホイル8とクラッチ
摩擦円板9は、連続回転し、フライホイル8に回転エネ
ルギーを貯えている。クラッチ可動ディスク1o及びブ
レーキ可動ディスク11は、出力軸12に圧入されたス
31パ ブライン13上を軸方向に滑動できると共にそれぞれラ
イニング14.15が接着されている。今、クラッチ電
磁石16が励磁されると磁束17が発生し、クラッチ可
動ディスク1oは左方に移動し、ライニング14が連続
回転している摩擦円板9に圧接され、フライホイル8の
回転力はスプライン13を介して出力軸12に伝達され
る。次にブレーキ電磁石18が励磁されると、ブレーキ
可動ディスク11は右方に移動し、ライニング15がプ
ラケットに固定しているブレーキ摩擦円板2oに圧接さ
れ、出力軸12は急速に停止する。出力軸12の回転力
は通常ベルトを介してミシンヘッド1に伝達される。ミ
シンの速度制御は、検出器2で検出された速度信号をフ
ィードバックし、クラッチ電磁石16の励磁電流を加減
することにより半クラッチの状態を生ぜしめることによ
って行々われる。
The conventional structure of this drive motor 3 is as shown in FIG. This electric motor has a structure in which an induction motor and a clutch/brake mechanism are integrated. The drive shaft 7 of the induction motor, the flywheel 8 and the clutch friction disk 9 coupled thereto rotate continuously, and the flywheel 8 stores rotational energy. The movable clutch disc 1o and the movable brake disc 11 can slide in the axial direction on the spur line 13 of the spur 31 press-fitted into the output shaft 12, and each has a lining 14, 15 bonded thereto. Now, when the clutch electromagnet 16 is excited, a magnetic flux 17 is generated, the clutch movable disk 1o moves to the left, the lining 14 is pressed against the continuously rotating friction disk 9, and the rotational force of the flywheel 8 is It is transmitted to the output shaft 12 via the spline 13. Next, when the brake electromagnet 18 is excited, the movable brake disc 11 moves to the right, the lining 15 comes into pressure contact with the brake friction disc 2o fixed to the placket, and the output shaft 12 quickly stops. The rotational force of the output shaft 12 is normally transmitted to the sewing machine head 1 via a belt. The speed of the sewing machine is controlled by feeding back the speed signal detected by the detector 2 and adjusting the excitation current of the clutch electromagnet 16 to produce a half-clutch state.

近年、工業用ミシンの高機能化や自動ミシンの発達によ
り、この駆動電動機も従来の様に駆動停止だけでなく中
間速度で長時間使用される傾向が強くなって来ている。
In recent years, with the increasing functionality of industrial sewing machines and the development of automatic sewing machines, there has been a strong tendency for this drive motor to be used for long periods of time at an intermediate speed instead of being stopped as in the past.

第2図に示す従来構造の電動機に於ては、中間速度は、
前述のようにライニング14を滑らせて半クラツチ状態
で使用することになるので、ライニングの摩耗が促進し
、寿命という面に関しては、充分とは言えない。このラ
イニングは、一般にコルクを主成分として構成されてい
るが、これに特殊オイルを含浸させるとか二硫化モリブ
デンを主成分としたグリスを塗布する等の方法が実用化
されており、また同時に摩擦面の放熱を極限までよくす
る等の試みにより、相当の長寿命化が達成されるように
なったとは言え、定期的なグリス塗布まだはライニング
変換を必要とするなどの限界があった。
In the electric motor with the conventional structure shown in Fig. 2, the intermediate speed is
As mentioned above, since the lining 14 is allowed to slip and is used in a half-clutched state, wear of the lining is accelerated and the service life is not sufficient. This lining is generally composed of cork as its main component, but methods such as impregnating it with special oil or applying grease containing molybdenum disulfide as its main component have been put into practical use. Although considerable longevity has been achieved through attempts to improve heat dissipation to the maximum extent possible, there are still limitations such as periodic application of grease and the need to change the lining.

この寿命の問題を改善するために、摩擦式電磁クラッチ
を渦電流クラッチに置きかえた方式が提案され、一部に
実用化されている。この方式は非接触でフライホイルの
回転力を出力軸に伝達するために、上述の様々クラッチ
寿命という面に関しては明らかに改善されたが、反面充
分な伝達トルクを得られないという致命的な欠点を有す
る。工6、−・ −・ 業用ミシンの駆動電動機として要求される性能は、第1
に加減速が早いこと(4ooorpmへの加減速時間約
1oOnIS)、第2にジーンズ等の厚物縫製時瞬間的
な大トルク(約1.0kg・m)を必要とすることであ
るが、渦電流クラッチ方式に於ては、渦電流発生円板(
!、たはカップ)の熱変形などの理由によりこれらの性
能に放て限界があった。
In order to improve this problem of lifespan, a method has been proposed in which the friction type electromagnetic clutch is replaced with an eddy current clutch, and has been put into practical use in some cases. Since this method transmits the rotational force of the flywheel to the output shaft without contact, it has clearly improved the life of the various clutches mentioned above, but on the other hand, it has the fatal drawback of not being able to obtain sufficient transmission torque. has. Engineering 6, - - - The performance required for the drive motor of a commercial sewing machine is the first
The second reason is that the acceleration/deceleration is fast (acceleration/deceleration time to 4ooorpm is about 1oOnIS), and secondly, it requires instantaneous large torque (about 1.0kg・m) when sewing thick materials such as jeans. In the current clutch method, an eddy current generating disk (
! There was a limit to the performance of these products due to thermal deformation of the parts (or cups).

さらに、これらの従来の方式は、摩擦電磁クラッチ方式
及び渦電流クラッチ方式ともに、ミシンの駆動、停止に
かかわらず、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という欠点を有する。通常ミシンの
運転時間は20〜30%であり、残り70〜80%は電
動機は空運転していることになり、その時間は1φ40
ciW電動機では約1ooW 、3φ400W電動機で
は約eioWを無駄に消費することとなる。
Furthermore, both the friction electromagnetic clutch method and the eddy current clutch method have the disadvantage that they consume unnecessary power because the drive motor is constantly kept rotating regardless of whether the sewing machine is running or stopped. Normally, the operating time of a sewing machine is 20 to 30%, and the remaining 70 to 80% of the time the electric motor is idle, and the time is 1φ40.
A ciW motor wastes about 1ooW, and a 3φ400W motor wastes about eioW.

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を除去し、中間速度での長時
間の運転にも耐えかつ省エネルギーを達成すると共に、
良好なる停止特性を得ることを目6メー :゛ 的としだものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, endures long-term operation at intermediate speeds, achieves energy savings, and
The aim is to obtain good stopping characteristics.

発明の構成 本発明のミシン駆動装置は、回転子に永久磁石を有し、
固定子巻線の通電位相を回転子の位置に応じて切り替え
るいわゆるブラシレスモータに低慣性の摩擦式電磁ブレ
ーキを結合した電動機とそれらの制御機構から構成され
たものであり、従来の欠点を全て解消した新規なミシン
駆動装置を提供せんとするものである。
Composition of the Invention The sewing machine drive device of the present invention has a permanent magnet in the rotor,
It consists of a so-called brushless motor that switches the energization phase of the stator winding according to the rotor position, a low-inertia friction-type electromagnetic brake combined with an electric motor, and its control mechanism, eliminating all of the drawbacks of conventional motors. The purpose of the present invention is to provide a new sewing machine driving device.

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Description of examples Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第3図は、駆動電動機の構造断面図である。第3図に於
て、21はミシンテーブルに取りつけられるベース、2
2はフレーム、23は固定子鉄心ヤあり、例えば24ケ
のスロットを有する。24は固定子巻線であり、上記ス
ロットに埋め込まれ大接続されている。25は永久磁石
であり、ヨーク26に接着され、周方向4極に着磁され
ている。
FIG. 3 is a structural sectional view of the drive motor. In Fig. 3, 21 is a base attached to the sewing machine table;
2 is a frame, and 23 is a stator core, which has, for example, 24 slots. A stator winding 24 is embedded in the slot and connected to the stator winding. A permanent magnet 25 is bonded to the yoke 26 and magnetized into four poles in the circumferential direction.

なお、永久磁石25の外周は補強のためテーピン7/・
 −・ グ処理されている。27は軸、28はプラケット、29
は回転子の位置を検出するだめのポールセンサ用磁石で
あり、磁石25と同様に4極に着磁されている。3oは
プリント基板であり、前記磁石29に対向する位置に磁
気センサが、周方向に3ケ配置されている。31は磁性
材料で構成されたブレーキ摩擦円板、32はアルミ等非
磁性材Hによるブレーキボスであり、端面にライニング
33が接着されており、同時にキー34で軸に固定され
ている。35はブレーキ電磁石、36はネジでアリ、ピ
ン38をブラケット28に固定している。
In addition, the outer circumference of the permanent magnet 25 is taped with a taper 7/ for reinforcement.
−・ Processed. 27 is the shaft, 28 is the placket, 29
is a pole sensor magnet for detecting the position of the rotor, and like the magnet 25, it is magnetized into four poles. 3o is a printed circuit board, and three magnetic sensors are arranged in the circumferential direction at positions facing the magnet 29. 31 is a brake friction disk made of a magnetic material, 32 is a brake boss made of a non-magnetic material H such as aluminum, a lining 33 is adhered to the end face, and at the same time it is fixed to the shaft with a key 34. 35 is a brake electromagnet, 36 is a screw dovetail, and a pin 38 is fixed to the bracket 28.

37は筒袖受であり、ブレーキ摩擦円板31に圧入笠の
方法で固定されている。39はコイルスプリングであり
、摩擦円板31をライニングに軽く圧接している。4o
はカバー、41はプーリ、42はプーリカバー、43は
冷却用ファンである。
Reference numeral 37 denotes a sleeve support, which is fixed to the brake friction disk 31 by a press-fit method. 39 is a coil spring which lightly presses the friction disk 31 against the lining. 4o
is a cover, 41 is a pulley, 42 is a pulley cover, and 43 is a cooling fan.

固定子巻線29は、後述の方法で、通電位相を切り換え
、かつPWM(パルス幅変幅)制御を行うことにより、
任意の方向の任意の大きさのトルクを回転子磁石26に
発生することができる。
The stator winding 29 is controlled by switching the energization phase and performing PWM (pulse width variation) control using the method described below.
Torque of any magnitude in any direction can be generated on the rotor magnet 26.

ブレーキ摩擦円板31は、ピン38と筒軸受37の摺動
により軸方向移動可能に、回転方向固定的に支持されて
いるので、ブレーキ電磁石35に通電すると、ライニン
グ33に圧接され、ブレーキボス32を介して軸27は
急速に停止する。
The brake friction disk 31 is movable in the axial direction by sliding between the pin 38 and the cylindrical bearing 37 and is supported in a fixed manner in the rotational direction, so when the brake electromagnet 35 is energized, it is pressed against the lining 33 and the brake boss 32 via which the shaft 27 comes to a rapid stop.

第4図は駆動電動機のドライブ回路を示したものである
。第3図に於ける固定子巻線24は、R、S 、Tにて
示した如り入接続されている。パワートランジスタT1
.T2.T3.T4.T5.T6が三相ブリッジ状に接
続されていて、T1.T4の接続点。
FIG. 4 shows the drive circuit of the drive motor. The stator windings 24 in FIG. 3 are connected as indicated by R, S, and T. Power transistor T1
.. T2. T3. T4. T5. T6 are connected in a three-phase bridge configuration, and T1. Connection point of T4.

T3.T6の接続点、T5.T2の接続点がそれぞれ前
述のR、S 、T相の巻線に接続されて、各トランジス
タにはフライホイルダイオードD1.D2.D3.D4
D5.D6が接続されている。回転子磁石25の位置を
検出するだめの磁気センサP]、 + P2 + P3
の信号は分配回路58に入力され、増巾回路67を介し
て前記パワートランジスタを駆動する様構成されている
T3. Connection point of T6, T5. The connection point of T2 is connected to the aforementioned R, S, and T phase windings, respectively, and each transistor is connected to a flywheel diode D1. D2. D3. D4
D5. D6 is connected. magnetic sensor P for detecting the position of the rotor magnet 25], + P2 + P3
The signal is input to a distribution circuit 58 and is configured to drive the power transistor via an amplification circuit 67.

第6図は、分配回路68の詳細をタイムチャー、トで示
したものである。区間1〜6は正転トルク9をニーで を発生させる場合、区間1′〜6′は逆転トルクを発生
する場合をそれぞれ示している。T1〜T6はパワート
ランジスタであり、斜線部はオン状態を示している。e
R+ eB + eTはそれぞれ固定子巻線のR相。
FIG. 6 shows details of the distribution circuit 68 in the form of a time chart. Sections 1 to 6 indicate the case where the forward rotation torque 9 is generated at the knee, and sections 1' to 6' indicate the case where the reverse rotation torque is generated. T1 to T6 are power transistors, and the shaded portions indicate the on state. e
R+ eB + eT are the R phases of the stator windings, respectively.

S相、T相に印加される電圧を示しており、斜線部は正
または負電圧の印加状態を示している。
It shows the voltages applied to the S phase and the T phase, and the shaded area shows the application state of positive or negative voltage.

eHB + eB T l elRは線間印加電圧を示
しており、斜線部は正または負電圧の印加状態を示して
いる。
eHB + eB T l elR indicates the line-to-line applied voltage, and the shaded area indicates the application state of positive or negative voltage.

まず第1区間を見ると、パワートランジスタT1及びT
6がオンと々つておシ、+E電源よりR相。
First, looking at the first section, power transistors T1 and T
When 6 is on, the R phase is connected to the +E power supply.

S相を通って−E電源へもどる電流が流れ、各相電圧は
第5図の通りとなり、回転子磁石25との関係より正方
向の回転トルクを発生する。次の第2区間に入るとトラ
ンジスタTIはオンを継続し、T6がオフとなり、T2
がオンとなることにより、R相よりT相への電流が流れ
、正方向の回転トルクが継続する。
A current flows through the S phase and returns to the -E power supply, and the voltages of each phase become as shown in FIG. 5, and a rotational torque in the positive direction is generated due to the relationship with the rotor magnet 25. When entering the next second period, transistor TI continues to be on, T6 is turned off, and T2
By turning on, current flows from the R phase to the T phase, and rotational torque in the positive direction continues.

分配回路58が、後述する判定回路よりの信号により切
り替えられると、区間1′〜6′へ切り替えられ、第6
図に示した状態に固定子巻線に電圧が1ol・−シ゛ 印加され、逆方向の回転トルクが発生することとなる。
When the distribution circuit 58 is switched by a signal from a determination circuit to be described later, it is switched to sections 1' to 6', and the 6th
In the state shown in the figure, a voltage of 1 ol.- is applied to the stator winding, and rotational torque in the opposite direction is generated.

第6図に実施例全体のブロック図を示す。51はミシン
ペダルであり、第1図の6に相当する。
FIG. 6 shows a block diagram of the entire embodiment. 51 is a sewing machine pedal, which corresponds to 6 in FIG.

52はペダル位置検出器であり、ペダルの変位量を電気
信号に変換し、速度設定信号e1を出力する。
A pedal position detector 52 converts the amount of displacement of the pedal into an electrical signal and outputs a speed setting signal e1.

比較回路63は前Mf1と、後述するミシン速度信号e
2とを比較し、eo””e1e2なる信号を出力する。
The comparison circuit 63 receives the front Mf1 and the sewing machine speed signal e, which will be described later.
2 and outputs a signal eo""e1e2.

判定回路54は踏込状態から中立状態にされた時、低速
設定信号e1′を出力すると共にペダル位置が中立であ
る条件と針位置信号があるとの条件のAND出力を出す
回路である。増巾回路65は、前記比較回路の出力e。
The determination circuit 54 is a circuit that outputs a low speed setting signal e1' when the pedal is changed from the depressed state to the neutral state, and also outputs an AND output of the condition that the pedal position is neutral and the condition that the needle position signal is present. The amplification circuit 65 receives the output e of the comparison circuit.

の信号を増巾しKeoなる出力を出す。PWM回路(パ
ルス幅変調回路)56は、スイッチングレギュレータで
あり、前記Ke。
The signal is amplified and outputted as Keo. The PWM circuit (pulse width modulation circuit) 56 is a switching regulator, and the PWM circuit (pulse width modulation circuit) 56 is a switching regulator.

の入力を受けて、定周波数(2KHz前後)でデ−ティ
の変化する出力を出す。判定回路57は、前記増巾回路
55の出力Keoの正負を判定する回路である。分配回
路58は、後述のボールセンサ出力と前述の判定回路5
7の出力を受けて、第511/・−シ 図の示す如き出力をドライブ回路59に与える論理回路
である。ドライブ回路59は第4図に示した通りである
。ドライブ回路60は前記判定回路64の出力により、
後述のブレーキ63を駆動する回路である。電動機61
.ボールセンサ62゜ブレーキ63はいずれも第3図に
て詳述した通りである。速度検出器64は、ミシン速度
に比例した周波数のパルスを発生し、後続のF//v変
換器66により、アナログ信号e2に変換される。針位
置検出器66は、光重たは磁気的な方法に依り針位置の
信号を得、前述の判定回路54に入力される。
It receives an input and outputs an output whose data changes at a constant frequency (around 2KHz). The determination circuit 57 is a circuit that determines whether the output Keo of the amplification circuit 55 is positive or negative. The distribution circuit 58 receives the ball sensor output described later and the determination circuit 5 described above.
This is a logic circuit which receives the output of No. 7 and gives an output as shown in FIG. 511/-- to the drive circuit 59. The drive circuit 59 is as shown in FIG. The drive circuit 60 uses the output of the determination circuit 64 to
This is a circuit that drives a brake 63, which will be described later. electric motor 61
.. The ball sensor 62 and the brake 63 are all as described in detail in FIG. The speed detector 64 generates a pulse with a frequency proportional to the speed of the sewing machine, which is converted into an analog signal e2 by a subsequent F//v converter 66. The needle position detector 66 obtains a needle position signal using a photogravitational or magnetic method, and inputs the signal to the determination circuit 54 described above.

次に、この第6図の動作を説明する。Next, the operation shown in FIG. 6 will be explained.

ペダルが中立状態にあると、e1=oであり、ミシンも
運転されていないのでe2=Oであり、従ってeo−K
eo=Oとなる。従って電動機61は作動しない。ペダ
ル61が踏み込まれると、elは正の電圧となり、電動
機61は回転をはじめベルトを介してミシンが駆動され
、ミシン速度e2と比較され、PWM56は、このフィ
ードバックループに特開昭GO−70991(4) 沿ったデー−ティーのパルス波形を後続のドライブ回路
59に付与することにより、電動機61は必要なトルク
を発生し、ミシンは、ペダル51の踏込量に応じた速度
で回転する。ペダルの踏込量をもどすと、増巾回路56
の出力昭。が負となることにより、判定回路57は分配
回路58を第6図に於ける区間1′〜6′になる様に切
り替え、ドライブ回路59は、電動機61に逆相トルク
を発生せしめ、電動機61及びミシンは減速し、ペダル
の踏込量に相当する速度になれば、再び電動機61は正
方向の回転トルクに切り替えられ安定運転に移行する。
When the pedal is in the neutral state, e1=o, and since the sewing machine is not running, e2=O, so eo-K
eo=O. Therefore, the electric motor 61 does not operate. When the pedal 61 is depressed, el becomes a positive voltage, the electric motor 61 starts rotating, the sewing machine is driven via the belt, and the speed is compared with the sewing machine speed e2. 4) By applying the pulse waveform of the data to the subsequent drive circuit 59, the electric motor 61 generates the necessary torque, and the sewing machine rotates at a speed corresponding to the amount of depression of the pedal 51. When the amount of pedal depression is returned, the width increaser circuit 56
The output of Akira. becomes negative, the determination circuit 57 switches the distribution circuit 58 to the section 1' to 6' in FIG. Then, the sewing machine decelerates, and when the speed reaches a speed corresponding to the amount of pedal depression, the electric motor 61 is again switched to positive rotational torque and shifts to stable operation.

ペダル61を中立にもどすと、判定回路64は、低速設
定信号e1′を出力し、前記比較回路53にて速度信号
e2と比較され、前述の通り電動機は低速に移行する。
When the pedal 61 is returned to the neutral position, the determination circuit 64 outputs the low speed setting signal e1', which is compared with the speed signal e2 in the comparison circuit 53, and the motor shifts to low speed as described above.

その後針位置信号66が入力されることにより、低速設
定信号efをリセットすると共にドライブ回路60に信
号を出力し、ドライブ回路60はブレーキ63を駆動し
、電動機61は、ミシンの針定位置に停止する。
Thereafter, by inputting the needle position signal 66, the low speed setting signal ef is reset and a signal is output to the drive circuit 60, the drive circuit 60 drives the brake 63, and the electric motor 61 stops at the needle position of the sewing machine. do.

1st′、−三′ 第7図は、前述の動作をタイムチャートに表わしたもの
である。P、はペダル踏込状態を、M(FW)は電動機
固定子巻線への正方向の通電状態を、V(BY)は電動
機固定子巻線への逆方向の通電状態を、BRはブレーキ
への通電状態を、NDはミシンの針下状態の出力信号を
、spはミシン速度をそれぞれ示す。ミシン速度SPに
於て81は高速状態を、S2は低速状態を示している。
1st', -3' FIG. 7 shows the above-mentioned operation in a time chart. P, indicates the pedal depression state, M (FW) indicates the forward energization state to the motor stator winding, V (BY) indicates the reverse energization state to the motor stator winding, and BR indicates the brake state. ND indicates the energization state, ND indicates the output signal of the needle down state of the sewing machine, and sp indicates the sewing machine speed. Regarding the sewing machine speed SP, 81 indicates a high speed state, and S2 indicates a low speed state.

時刻tlでペダルが踏み込まれると電動機には正回転方
向のパルス電圧が印加され、ミシン速度spは加速され
、設定速度S1に接近すると前述のPWM回路は、出力
パルスのデユーティ−を小さくし、時刻S2に到り、安
定速度に移行する。図示していないが、ペダルPDの踏
込量を加減することにより、電動機に印加されるパルス
電圧のデユーティ−が変化し、それに応じてミシン速度
spは自由に調整できる。時刻t3に到り、ペダルを中
立にもどすと、電動機には逆回転方向のパルス電圧が印
14ベージ゛ 電動機には正回転方向のパルス電圧に切り替り、低速S
2にて運転される。その後時刻t5に到り針下信5JN
Dが入力されるとブレーキBRが駆動され、ミシンは針
下位置に停止する。一定時間後、時刻t6に到るとブレ
ーキ励磁は開放され、ブレーキは解除される。
When the pedal is depressed at time tl, a pulse voltage in the forward rotation direction is applied to the electric motor, accelerating the sewing machine speed sp, and when the sewing machine speed approaches the set speed S1, the above-mentioned PWM circuit reduces the duty of the output pulse and adjusts the time. It reaches S2 and shifts to a stable speed. Although not shown, by adjusting the amount of depression of the pedal PD, the duty of the pulse voltage applied to the motor changes, and the sewing machine speed sp can be freely adjusted accordingly. At time t3, when the pedal is returned to neutral, a pulse voltage in the reverse rotation direction is applied to the motor.
It is operated at 2. Then, at time t5, the needle signal is 5JN.
When D is input, brake BR is driven and the sewing machine stops at the needle down position. After a certain period of time, at time t6, the brake excitation is released and the brake is released.

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明は、電動機の回転
力をクラッチを介することなく直接ミシンに伝達し、該
電動機を永久磁石を有する回転子と、三相接続された固
定子巻線とで構成し、該固定子巻線への通電々流をPW
M制御することにより、可変速運転可能としたものであ
って、前記永久磁石を磁束密度が大きい材料で外形寸法
を小さく構成することにより、低慣性化が達成でき、直
嬢モータの始動トルクが大きいという基本的特性とあい
まって、極めて早い可減速性能と、厚物縫製にも適する
瞬間的な大トルク発生も実現できる。
Effects of the Invention As is clear from the above description, the present invention transmits the rotational force of an electric motor directly to the sewing machine without using a clutch, and connects the electric motor to a rotor having a permanent magnet and a stator winding connected in three phases. The electric current to the stator winding is PW
M control enables variable speed operation, and by configuring the permanent magnet with a material with high magnetic flux density and small external dimensions, low inertia can be achieved, and the starting torque of the direct motor can be reduced. Coupled with the basic characteristic of being large, it is possible to realize extremely fast variable speed and deceleration performance, as well as instantaneous large torque generation suitable for sewing thick materials.

同時に駆動側に接触部や摺動部を有しないので連続的々
中間速度運転にも充分耐え得る極めて長寿151−− 命の達成が可能となる。寸だ駆動電動機は、ミシン運転
時のみにしか駆動されないので、極めて消費電力の少い
ミシン駆動装置が実現できる。
At the same time, since there are no contact parts or sliding parts on the drive side, it is possible to achieve an extremely long life that can sufficiently withstand continuous intermediate speed operation. Since the sewing machine drive motor is driven only when the sewing machine is operating, it is possible to realize a sewing machine driving device with extremely low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は一般的なミシン及びミシン駆動装置の構成例を
示す斜視図、第2図は従来の駆動電動機の構造を示す断
面図、第3図は本発明の駆動電動機部の構造を示す断面
図、第4図は本発明のドライブ部を示す回路図、第6図
は本発明の分配回路の動作を示すタイムチャート、第6
図は本発明の全体動作を示すブロック図、第7図は第6
図の動作を補足説明するためのタイムチャートである。 24・・・・・固定子巻線、25・・・・・・永久磁石
、29・・・・・・ポールセンサ用磁石、51・・・・
・・ペダノペ52・・・・・ペダル位置検出器、56・
・・・PWM回路、69・・・・・・ドライブ回路、6
2・・・・・・ボールセンサ、64・・・・・・速度検
出器、66・・・針位置検出器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3図 第4図
Fig. 1 is a perspective view showing a configuration example of a general sewing machine and a sewing machine drive device, Fig. 2 is a sectional view showing the structure of a conventional drive motor, and Fig. 3 is a sectional view showing the structure of the drive motor section of the present invention. 4 is a circuit diagram showing the drive section of the present invention, and FIG. 6 is a time chart showing the operation of the distribution circuit of the present invention.
The figure is a block diagram showing the overall operation of the present invention, and FIG.
It is a time chart for supplementary explanation of the operation|movement of a figure. 24...Stator winding, 25...Permanent magnet, 29...Pole sensor magnet, 51...
...Pedanope52...Pedal position detector, 56.
... PWM circuit, 69 ... Drive circuit, 6
2... Ball sensor, 64... Speed detector, 66... Needle position detector. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電動機及び制動装置を有するミシン駆動機構、前記電動
機の出力側に接続されたミシンの速度検出器及びミシン
の針位置検出器、前記電動機をミシンのペダル位置に応
じて速度制御する速度制御機構を具備し、前記電動機は
三相接続された固定子巻線と、永久磁石を有する回転子
と、該回転子の位置を検出する位置検出素子を具備し、
前記速度制御機構は、ペダルの位置信号と前記速度検出
器信号の差に基きPWM波形を発生する誤差増巾回路と
、前記位置検出素子の出力信号に応じて前記電動機の固
定子巻線位相を切り替えるドライブ回路を具備すると共
に、該ドライブ回路は、前記誤差増巾回路の出力に基き
前記固定子巻線への通電位相を反転させるよう構成した
ミシン駆動装置。
A sewing machine drive mechanism having an electric motor and a braking device, a sewing machine speed detector and a sewing machine needle position detector connected to the output side of the electric motor, and a speed control mechanism that controls the speed of the electric motor according to the pedal position of the sewing machine. The electric motor includes a stator winding connected in three phases, a rotor having a permanent magnet, and a position detection element for detecting the position of the rotor,
The speed control mechanism includes an error amplification circuit that generates a PWM waveform based on the difference between the pedal position signal and the speed detector signal, and a stator winding phase of the motor according to the output signal of the position detection element. What is claimed is: 1. A sewing machine driving device comprising: a switching drive circuit; and the drive circuit is configured to invert a phase of energization to the stator winding based on an output of the error amplification circuit.
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