(57)【要約】【課題】ミシンモータが低温状態にあるときはミシン等のトルクが重くなる。このように温度に対して、変化するトルクに対応してミシンの始動を円滑に行うものである。【解決手段】ミシンモータの温度が低温域にあることをセンサーによって検出し、低温状態にある場合には、ミシンモータを始動後、低速で駆動する時間を長くして確実に低速駆動すると共に、所定の縫い速度に達するまでの速度の立ちあがりカーブを、常温域にあるときの始動時間と比較して長くなるように制御する。【選択図】  図１
2004298529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を回転させて針を上下に移動するミシンモータと、
ミシンモータの温度を検出する温度検出手段と、
ミシンの始動指令手段と、
前記温度検出手段で検出したミシンモータの温度が低温域にあるときは、前記始動指令手段の操作によりミシンモータを始動してから所定の縫い速度に達するまでの始動時間を、常温域にあるときの始動時間と比較して長くなるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするミシンモータの駆動制御装置。
【請求項２】
スタート時の低速時間を長くすることにより、始動時間を長くすることを特徴とする請求項１記載のミシンモータの駆動制御装置。
【請求項３】
ミシンモータを所定の縫い速度まで加速する立ち上がりカーブを緩やかにすることにより、始動時間を長くすることを特徴とする請求項１記載のミシンモータの駆動制御装置。
【請求項４】
ミシンモータの温度を検出する温度検出手段によって、ミシンモータの過熱域を検出した場合には、ミシンを自動停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のミシンモータの駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温状態にあるときのミシンモータの駆動制御装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ミシンモータの温度を検出する手段としてサーミスタや熱伝対があり、従来はこれをミシンモータに備え、ミシンモータの温度を検知して、ミシンモータの温度が異常に高くなった場合にミシンモータに停止指令を出力して異常発熱を防止しているものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１２３９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミシンが冬場に低温状態にあるときは、ミシン及びミシンモータ内の潤滑油の粘性抵抗が増大してミシン主軸の駆動トルクが重くなり、またメカ系の低温環境でのかじり発生などにより主軸一回転中でトルクにバラツキが大きくなったりして、ミシンモータの始動時にギクシャク運転が発生することがあり、滑らかな起動制御が得られないことがあった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、ミシンモータが低温状態にある場合には、常温状態にある場合と比べて、ミシンモータの始動時の速度制御を緩やかにすることで、円滑な速度制御を可能としたミシンモータの駆動制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のミシンモータの駆動制御装置は、主軸を回転させて針を上下に移動するミシンモータと、ミシンモータの温度を検出する温度検出手段と、ミシンの始動指令手段と、前記温度検出手段で検出したミシンモータの温度が低温域にあるときは、前記始動指令手段の操作によりミシンモータを始動してから所定の縫い速度に達するまでの始動時間を、常温域にあるときの始動時間と比較して長くなるように制御する制御手段とを備えたものである。
【０００８】
請求項１のミシンモータの駆動制御装置は、ミシンモータが低温状態の場合には始動時の速度上昇カーブを緩やかにすることで、潤滑油の粘性抵抗の大きさが軽減するのを待つとともにメカ系が自然に滑らかに動作するまで低速回転を維持することができ、低温時起動に伴うメカ系への負担を軽減して円滑な始動制御を可能とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るミシンモータの駆動制御装置について、実施の形態例を説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係るミシンモータの駆動制御装置の制御ブロック図である。図において、１は図示しないミシン主軸を駆動するミシンモータであり、針と糸輪補足器とが協同して縫い目を形成する縫い目形成手段に対して、このミシンモータ１により針を上下動させ、糸輪補足器を作動するものである。
【００１１】
また、ミシンにセットされた布を送る図示しない布送り手段を備え、縫い模様が直線縫いの場合には、前記ミシンモータにより針の上下動に同期して布送りすることで布に直線縫い目が形成される。
【００１２】
また、縫い模様がジグザグ縫いやワンポイント模様縫いの場合には、図示しない針振りモータにより前記針が送り方向と直交する方向に針振りする針振り手段の針振り量と、前記布送り手段の送り量とを、縫いデータに基づいて、前記針の上下動に同期して、調整することによりジグザグ縫いやワンポイント模様縫いが形成される。
【００１３】
また、刺繍縫いの場合には、刺繍枠をＸＹ方向に駆動するＸＹモータを備えた図示しない刺繍装置をミシンのフリーアームベッドに装着して、刺繍データに基づき、前記針の上下動に同期して、ＸＹ駆動制御することで刺繍模様が形成される。
【００１４】
２はミシンモータの電源回路であり、商用電源をオン、オフする電源スイッチ３、ダイオードブリッジ４、コンデンサ５を通じて直流に変換された電力を、ドライバー６でスイッチングされて前記ミシンモータ１に通電される。このドライバー６のスイッチングのタイミングはＣＰＵ７から信号線８を通じてドライバー６に出力される駆動制御信号を調整することにより行われ、この駆動タイミングを適宜調整することにより後述するミシン始動時のミシンモータの駆動制御が実行される。
【００１５】
ＣＰＵ７の入力側に接続されている部材を説明すると、９はミシンモータの温度を検出する温度検出手段であり、例えばサーミスタや熱伝対等の素子で構成され、ミシンモータの発熱部材であるコイル部或いはモータのフランジ、エンコーダ基板等に備えられ、直接的、間接的に温度を検知し、その出力がＣＰＵ７の入力側のＡ／Ｄポートに入力される。１０はミシンに設けた速度設定スライドボリューム（縫い速度設定手段）、１１は前記ミシン主軸に設け、前記針の上位置及び下位置を検出する針位置検出器、１２は前記主軸の回転角度を検出する主軸検出器、１３はミシンが縫製する縫い模様を複数の模様の中から選択し、編集するために操作される複数のスイッチからなる模様選択手段としてのスイッチマトリクス、１４は前記ミシンモータを始動停止するスタートストップ（Ｓ／Ｓ）スイッチ、１５はソフトウエアにより構成されるタイマー、１６はミシンモータに備えたモータ回転速度検出手段である。
【００１６】
また、前記ＣＰＵ７の出力側に接続されているものは、前記ミシンモータ１を駆動するドライバー６の他に、ジグザグ縫い模様やワンポイント模様を縫製するのに使用する図示しない針振りモータのドライバー、刺繍模様を形成するときに駆動するＸＹモータのドライバーが接続されると共に、選択模様の形象やメッセージを表示する表示手段１７がある。
【００１７】
１８は一時記憶装置としてのＲＡＭであり、このＲＡＭ１８には、ミシンモータ１が低温域にあることを示すフラグを記憶する領域１８ａ、前記サーミスタ９で計測したミシンモータ１の温度を記憶する領域１８ｂ、前記速度設定スライドボリューム１０で設定した速度を記憶する領域１８ｃ、選択模様を記憶する領域１８ｄを備える。
【００１８】
また、１９はＲＯＭであり、このＲＯＭ１９には前記選択された模様を縫製するための複数の縫いデータ及び表示データを記憶し、前記縫いデータに従ってミシンモータ１、針振りモータ、ＸＹモータを駆動制御して縫い目形成する縫製プログラム、ミシンモータの始動時の加速制御プログラムや、前記速度設定スライドボリューム１０で設定した速度を保つ通常制御を行うための速度制御プログラム、後述するミシンの機能を実現するための種々のプログラム等を記憶してＣＰＵ７が読み出し可能としている。
【００１９】
次に、本発明の作用を図２〜４図に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】
ミシンの電源スイッチ３がオンされると（Ｓ１）、ミシンモータ１の温度をサーミスタ９の出力信号により検知し（Ｓ２）、すでに７５度を超えている場合には直ちに「電源を切ってください」とのメッセージが表示装置１７に表示される（Ｓ３）。この７５度以上の場合にはミシンモータがすでに過熱状態、またはミシンモータを駆動すると直に過熱状態（８５度以上）となるため、ミシンを起動禁止とすることでミシンモータを保護している。
【００２１】
一方、温度が７５度以下の場合には（Ｓ２）、ミシンの初期設定として、直線模様をミシンの表示装置に表示して、前記Ｓ／Ｓスイッチ１４がオンされた場合には直線模様を縫製する実用縫いモードとし、ミシンに備えたスイッチの操作を受付可能な待機状態とする（Ｓ４）。
【００２２】
ミシンは上記スイッチ受付可能な待機状態（Ｓ４）以降、所定タイミングで速度設定スライドボリューム１０の値をＲＡＭ１８ｃに読み込むと共に、図３に示すミシンモータの温度監視を行っている。図５に温度検出手段としてのサーミスタの温度−電圧特性図を示す。ミシンモータが１０度未満のときを低温域、１０度以上８５度未満を常温域、８５度以上を過熱域とする。
【００２３】
サーミスタ９から出力された温度が過熱域ではなく（Ｓ１０）、低温域でもないときは（Ｓ１１）、常温域のフラグＦ＝０をＲＡＭ１８ａに格納する（Ｓ１２）。また、１０度未満の低温域であると判断したときは、低温域のフラグＦ＝１をＲＡＭ１８ａに格納する（Ｓ１３）と共に、その測定温度を前記ＲＡＭ１８ｂに格納する（Ｓ１４）。
【００２４】
また、サーミスタ９から出力された温度が過熱域のとき（Ｓ１０）は、後述のようにミシン駆動中であれば（Ｓ１５）、ミシンモータ１の駆動制御を直ちに停止して緊急停止する割り込み制御を実行する（Ｓ１６）と共に前記ミシンのスイッチ受付を停止し、直ちに「電源を切ってください」のメッセージを表示装置１７に表示する（Ｓ１７）。
【００２５】
このように、ミシンモータが常温域にある場合であって、作業者が前記初期状態の直線模様以外の模様として、例えばジグザグ模様、又はワンポイント模様を縫製したいときは、前記模様選択手段１３を操作して所望の模様を選択する。その選択された模様は表示装置１７に表示される。
【００２６】
また、刺繍縫いを行うにはＸＹモータを備えたミシンの刺繍縫い装置をミシンにセットして電源スイッチ３をオンし、所望の刺繍模様を選択して表示装置１７に表示させる。
【００２７】
そして所望の模様を表示装置１７に表示した状態で、Ｓ／Ｓスイッチ１４をオンするとミシンモータ１を始動させる始動プログラムを実行する。
【００２８】
図４はこのミシンモータの駆動制御を説明するフローチャートである。
【００２９】
上記のように模様選択を行い、Ｓ／Ｓスイッチ１４をオンするとミシン制御プログラムが実行され（Ｓ２０）、以下に説明するように、図６に示す始動時の速度上昇カーブに沿ったミシンの回転制御が実行される。この速度上昇カーブは、低速域Ａと加速域Ｂとからなり、低速域Ａは、作業者がＳ／Ｓスイッチ１４をオン操作した手を布に移動させて縫製に供えるために設けたものであり、前記加速域Ｂはいきなり速度設定スライドボリューム１０で設定した縫い速度で運転せず、ゆっくりと縫い速度を増速させることで作業者が安心して縫製できるようにしたものである。
【００３０】
まず、ＲＡＭに記憶されている低温フラグ１８ａを読み出して、低速時間演算と立ち上がりカーブの設定を行う（Ｓ２１）。即ち、ミシンモータ１が常温域（フラグ＝０）の場合には、例えば低速時間＝１ｓｅｃとしてタイマー１５をセットし、その後の加速時の立ち上がりカーブを例えば３８０ｓｐｍ／ｓｅｃにセットする。
【００３１】
その後、前記低速域Ａを実行するために、ミシンモータ１による低速駆動を開始する。低速としては例えば主軸を１１０ｓｐｍ（ｓｐｉｎ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）で回転させる（Ｓ２２）。そして同時にタイマー１５をスタート（Ｓ２３）し、前記低速時間＝１ｓｅｃを経過するまで低速駆動を継続する（Ｓ２４）。
【００３２】
このように、ミシンモータ１により主軸が回転されると主軸位置検出器１２から連続パルスが出力され、ＣＰＵ７はこれをカウントして縫いデータの読み出し時期を判別し、次に形成する縫い目の送り量、針振り量、又は刺繍時ＸＹモータの移動量を読み出す。次に、ＣＰＵ７は送り量調節モータや針振りモータ、又は刺繍時のＸＹモータの作動開始時期タイミングを判別して、前記読み出したデータに基づく布送り、針振り、又はＸＹ駆動が実行される。こうして針の上下動に同期して布送り、針振り、又はＸＹ送りが行われることにより布に所望の縫い目模様が形成されていく。
【００３３】
前記タイマー１５により低速時間が経過したことを判別すると、加速域Ｂを実行するために、ミシンモータ１を前記低速１１０ｓｐｍに対して、毎秒３８０ｓｐｍ増速するように演算を行い、ミシンモータ１にこの演算速度による駆動指令が出力され、順次ミシンモータを増速する（Ｓ２５）。
【００３４】
次に、ＲＡＭ１８に記憶された速度設定値１８ｃを読み出し（Ｓ２６）、前記演算速度が速度設定値に達したかを判別（Ｓ２７）し、達していない場合にはなお増速するように演算を行い、ミシンモータ１にこの演算速度による駆動指令が出力される。そして、前記演算速度が速度設定値に達した場合には、ミシンモータをこの速度設定値で定速駆動するように通常制御を行う（Ｓ２８）。
【００３５】
作業者がＳ／Ｓスイッチ１４を操作するとＣＰＵ７は停止指令と判別して（Ｓ２９）、ミシンモータの減速指令が出力され低速状態にし、針位置検出器１１から針下信号が出力されるとミシン停止する停止制御を行う（Ｓ３０）。なお、選択模様がワンポイント模様のような単独模様や刺繍模様のように、縫いデータに従って縫製するものであって、縫いデータの終了時にミシン停止するものは、この縫いデータに従って自動的に停止指令を読み出してミシンモータを停止制御し、特に刺繍縫いの場合には針上停止する。
【００３６】
次に、ミシンモータが低温域にある場合のミシンモータの駆動制御について説明する。
【００３７】
上記のように模様選択が行われ、Ｓ／Ｓスイッチ１４がオンされると（Ｓ２０）、ＲＡＭに記憶されている低温フラグ１８ａを読み出す。
【００３８】
ミシンモータ１が低温域にある場合には、ＣＰＵは、前記低速時間と立ち上がりカーブの設定について、図６の点線で示すように、それぞれ前記常温域よりも低速域Ａでの低速時間をより長くし、および加速域Ｂでの立ち上がりカーブをより緩やかに設定することで中低速による駆動時間をより長くするよう実行する（制御手段）（Ｓ２１）。
【００３９】
即ち、ミシンモータ１が１０度以下の低温域（フラグ＝１）の場合には、前記低速域Ａの低速時間として、例えば低速時間＝１ｓｅｃ×Ｘとして演算する。Ｘは低温域の温度に対応した変数であり、ＲＡＭに記憶されたミシンモータの温度１８ｂが１０〜７度のときは「１．５」、６〜３度のときは「２．０」、２度未満のときは「３」としてテーブルに記憶されている。また、加速域Ｂでの立ち上がりカーブとして例えば３８０ｓｐｍ／ｓｅｃ×Ｙを演算する。Ｙは低温域の温度に対応した変数であり、ミシンモータの温度１８ｂが１０〜７度のときは「０．８」、６〜３度のときは「０．７」、２度未満のときは「０．６」としてテーブルに記憶されている。例えば、現在のミシンモータの温度が低温域の５度であればＸ＝２、Ｙ＝０．７をテーブルから読み出し、低速時間＝１×２＝２ｓｅｃとなり、加速時の立ち上がりカーブ＝３８０×０．７＝２６６ｓｐｍ／ｓｅｃとなる。
【００４０】
次に、低速域Ａを実行するためにミシンモータ１を低速（例えば１１０ｓｐｍ）で駆動開始する（Ｓ２２）と共に、タイマー１５をスタート（Ｓ２３）して、前記低速時間＝２ｓｅｃが経過するまで低速駆動を継続する（Ｓ２４）。
【００４１】
前記低速時間が経過すると、前記加速域Ｂを実行するためミシンモータ１を前記低速１１０ｓｐｍに対して、毎秒２６６ｓｐｍ増速するように演算を行い、ミシンモータ１にこの演算速度による駆動指令が出力される。これによって順次ミシンモータを増速する（Ｓ２５）。
【００４２】
ＲＡＭ１８に記憶された速度設定値１８ｃを読み出し（Ｓ２６）、前記演算速度が速度設定値に達したかを判別（Ｓ２７）し、前記演算速度が速度設定値に達した場合には、ミシンモータをこの速度設定値で定速駆動するように通常制御を行う（Ｓ２８）。
【００４３】
作業者がＳ／Ｓスイッチ１４を操作してＣＰＵ７が停止指令と判別したとき、または縫いデータの終了を読み出して自動的に停止指令を読み出したときは（Ｓ２９）、ミシンモータの減速指令が出力され低速状態にし、所定の針位置検出器１１から針位置信号が出力されるとミシン停止する停止制御を行う（Ｓ３０）。
【００４４】
次に、ミシンモータのフィードバック制御も低温域に対応した制御が行われることを説明する。
【００４５】
ＣＰＵは前記速度設定スライドボリューム１０で設定した設定速度でミシンモータを通常制御（Ｓ２８）するときに、この設定速度と、モータ回転速度検出手段１６で検出した実際の速度との偏差を求めて、ミシンモータがこの設定速度に追従するように、現駆動指令に対して加減した駆動指令が出力されるフィードバック制御（図７）を行う。
【００４６】
このとき、ＰＷＭ制御では、偏差に比例して導通角（非導通角）を変化される駆動指令が出力される。前記ミシンの起動中に低温域判別が行われ、例えばフラグ＝０であって、ミシンモータ１が常温域のときは、前記のように偏差に比例して導通角（非導通角）を変化させる比例帯を、設定速度に対して上下７０ｓｐｍに設定している。従って、上下７０ｓｐｍ以上の偏差が生じた場合には全導通角（全非導通角）制御となる（図８）。
【００４７】
一方、前記ミシンの起動中に行われた低温域判別が、例えばフラグ＝１であり、ミシンモータ１が低温域と判別されたときは、上記比例帯として７０ｓｐｍ×Ｚを演算する。ここでＺは温度に応じて変化する変数であり、例えば、ミシンモータの温度１８ｂが１０〜７度のときは「１．２」、６〜３度のときは「１．５」、２度未満のときは「２」としてテーブルに記憶されている。例えば、現在のミシンモータの温度が低温域の５度であればＺ＝１．５をテーブルから読み出し、比例帯＝７０×１．５＝１０５ｓｐｍとなり、上下１０５ｓｐｍを超える偏差が生じた場合には全導通角（全非導通角）制御となる。
【００４８】
これによって、ミシンモータの温度の低さによって駆動トルクが増大し、指令速度に対してミシンモータの追従性が遅くなり、前記偏差が大きくなる場合でも、比例帯を広く設定したので、全導通角（全非導通角）制御による急加速や急減速の発生を防止することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るミシンの駆動制御装置では、ミシンモータが低温状態にある場合には、速度制御を緩やかにすることで、ミシンモータの始動時に発生するギクシャク運転を解消して、円滑な速度制御を得るという優れた効果をする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置に係わるミシンモータの駆動制御の制御ブロック図である。
【図２】本発明装置の電源オン時のフローチャート
【図３】本発明装置の温度監視のフローチャート
【図４】本発明装置のミシン駆動時のフローチャート
【図５】温度検出手段（サーミスタ）の温度−電圧特性図
【図６】本発明装置に係わるミシンモータの始動時の回転速度を示す図
【図７】フィードバック回路図
【図８】ミシンモータの導通角制御の説明図
【符号の説明】
１  ミシンモータ
２  電源回路
３  電源スイッチ
６  ドライバー
７  ＣＰＵ
９  サーミスタ（温度検出手段）
１０  速度設定スライドボリューム（縫い速度設定手段）
１１  針位置検出器
１３  スイッチマトリクス（模様選択手段）
１４  スタートストップ（Ｓ／Ｓ）スイッチ（始動指令手段）
１５  タイマー
１６  モータ回転速度検出手段
１７  表示手段
１８  ＲＡＭ
１９  ＲＯＭ
【図１】
2004298529.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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