(57)【要約】【課題】スイッチングによって駆動されるミシンモータの上限速度を設定する上限速度設定手段からアナログ量で出力されるミシンモータの上限速度信号にスイッチングノイズが重畳することにより、ミシンモータの回転速度が不安定になるのを防止する。【解決手段】回転速度に応じたスイッチングノイズの予測値を出力する予測値出力手段と、前記上限速度信号に前記予測値を超える変化が発生した時にのみ、変化後の上限信号を有効とする制御手段とを備える。【選択図】　　図４
2004089341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシン主軸を駆動するミシンモータをスイッチングにより駆動する駆動回路と、
ミシンモータの速度を検出する速度検出手段と、
操作によりミシンモータの速度指令信号を出力する速度指令手段と、
前記ミシンモータの上限速度を任意に変更する操作部を有し、該操作部の操作位置に対応する上限速度信号をアナログ量で出力し、この上限速度信号により前記ミシンモータの上限速度を設定可能とする上限速度設定手段と、
前記速度指令手段が操作された際に、前記上限速度を超えない範囲で、前記速度指令信号に応じた回転速度で前記ミシンモータを回転させる駆動信号を前記駆動回路に出力する速度制御手段とを備えたミシンモータの制御装置において、
前記ミシンモータのスイッチングに起因して前記上限信号に重畳するモータの回転速度に応じたスイッチングノイズの予測値を出力する予測値出力手段と、
前記上限速度信号に前記予測値を超える変化があった場合にのみ変化後の上限速度信号を有効として、前記変化後の上限速度信号に応じた上限速度を設定する制御手段とを備えることを特徴とするミシンモータの制御装置。
【請求項２】
前記予測値出力手段は、前記速度検出手段により検出される前記ミシンモータの回転速度に関連して、前記スイッチングノイズの予測値を出力することを特徴とする請求項１記載のミシンモータの制御装置。
【請求項３】
前記ミシンモータに流れる電流を検出する電流検出手段を有し、前記予測値出力手段は、前記電流検出手段により検出されるミシンモータの電流に関連して、前記スイッチングノイズの予測値を出力することを特徴とする請求項１記載のミシンモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミシン主軸を駆動するミシンモータの速度制御装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ミシンペダルを備え、作業者がミシンペダルの踏み込み量を操作することにより踏み込み量に応じてミシンの主軸に連結されるミシンモータの速度を制御して、作業者の所望の速度でミシンが回転するように制御するとともに、作業者がミシンの操作に不慣れの場合に備えて、ミシンペダルを最大に踏み込んでも設定手段により設定された上限速度以上の回転速度でミシンが回転しないようにミシンの回転速度を制限する制御装置を備えたミシンが知られている。また、上限速度を設定する設定手段としては、制御が簡単であり、無段階の設定が可能で、しかもコストが安価であることから可変抵抗器が用いられるのが一般的であり、この可変抵抗器は、作業者の操作しやすいミシン頭部付近に配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ミシンモータの速度制御は、通電する電流をスイッチングして制御しており、工業用ミシンにおいてはスイッチングされる電流が２０Ａ程度の大電流になり、このスイッチングに起因するスイッチングノイズが上記した上限速度設定用の可変抵抗器から出力される上限速度信号に重畳し、上限速度で回転しているミシンモータの回転速度が不安定になるという問題があった。一般に、ミシンモータに通電される電流は、ミシンモータの回転速度に比例して大きくなるため、このスイッチングノイズは、ミシンモータの停止中は発生しないが、ミシンモータの回転速度が大きいほど大きくなり、上限速度信号への影響が大きかった。
【０００４】
また、可変抵抗器から出力される上限速度信号は、いわゆるアナログ量なので、制御手段としてのＣＰＵがこの上限速度信号を読み込む際にＡ／Ｄ変換されるが、できるだけ無段階に設定できるよう高分解能でＡ／Ｄ変換されるため、スイッチングノイズに影響され易かった。さらに、可変抵抗器は、作業者の操作しやすいミシン頭部に配置されることから、ミシンテーブルの下に配置された電装ボックスまでの距離が長く、可変抵抗器から電装ボックスまで長い信号線が必要になり、そのことも上限速度信号がスイッチングノイズに影響されやすい要因となっていた。
【０００５】
通常、このような場合、上限速度信号にコンデンサーや抵抗により構成されるノイズフィルターを付加して、ノイズを除去することが考えられる。しかし、このノイズフィルターによるノイズ除去方法には、コンデンサーや抵抗を付加することにより発生するコストアップに加えて、次のような欠点があった。
【０００６】
上述したように上限速度信号に対するスイッチングノイズの影響は、ミシンの回転速度が大きいほど大きいため、ノイズフィルターは、ミシンモータがミシンの機種によって予め設定されているミシン主軸の最大許容回転速度付近で回転している時にもスイッチングノイズを除去できるような大きな時定数にする必要がある。このような大きな時定数を持つノイズフィルターが付加された上限速度設定手段は、当然のことながら操作に対する遅れが常時発生する。そのため、スイッチングノイズの発生の少ないミシンモータの低速回転中にもこの操作に対する遅れが発生し、上限速度の設定に時間がかかり効率良く設定が行えない、あるいは、最適な上限速度が設定できない等の不具合があり、操作性に問題があった。
【０００７】
また、スイッチングノイズの大きさは、制御装置に使用される制御部品の特性のバラツキや劣化等により変化する場合があるが、このようなノイズフィルターは、通常ハードウェアで構成されるためスイッチングノイズの大きさに合わせて特性を変更するには、部品交換が必要となり事実上特性を変更することができなかった。また、この特性の変更に備えて、ノイズフィルターに可変抵抗器を用いたり、複数のコンデンサーをスイッチ切替したりすることは、さらに製品コストの上昇を招いた。
【０００８】
本発明の課題は、ミシンペダルが踏み込まれた時の上限速度を設定するための設定手段として、可変抵抗器等のアナログ量で信号を出力する部材を用いつつ、上限速度でミシンが回転している時にも安定して回転速度を維持できるとともに、操作性に優れ、製品コストの上昇を招かないミシンモータの制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ミシン主軸を駆動するミシンモータ（４）をスイッチングにより駆動する駆動回路（１３）と、ミシンモータの速度を検出する速度検出手段（１４）と、操作によりミシンモータの速度指令信号を出力する速度指令手段（９）と、前記ミシンモータの上限速度を任意に変更する操作部（１１）を有し、前記操作部の操作位置に対応する上限速度信号をアナログ量で出力し、この上限速度信号により前記ミシンモータの上限速度を設定可能とする上限速度設定手段（１０）と、前記速度指令手段が操作された際に、前記上限速度を超えない範囲で、前記速度指令信号に応じた回転速度で前記ミシンモータを回転させる駆動信号を前記駆動回路に出力する速度制御手段（１２）とを備えたミシンモータの制御装置（１８）において、前記ミシンモータのスイッチングに起因して前記上限信号に重畳するスイッチングノイズの予測値を出力する予測値出力手段（１５）と、前記上限信号に前記予測値を超える変化があった場合にのみ変化後の上限速度信号を有効として、前記変化後の上限速度信号に応じた上限速度を設定する制御手段（ＣＰＵ１２およびステップＳ１３〜Ｓ１５）とを備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、予測値出力手段から出力される予測値を超える変化が上限速度信号に発生した場合にのみ変化した上限速度信号が有効となる。そのため、予測値より大きい変化を上限速度信号に発生させる上限速度設定手段の操作部の操作のみが有効とされるとともに、予測値より小さい変化を上限速度信号に発生させるスイッチングノイズの影響が無視されて、ミシンモータを安定して回転させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のミシンモータの制御装置において、前記予測値出力手段が、前記速度検出手段により検出される前記ミシンモータの回転速度に関連して、前記スイッチングノイズの予測値を出力することを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、予測値出力手段からミシンモータの回転速度に応じた適切な予測値が出力される。換言すれば、スイッチングノイズの発生がないミシンモータの停止時やスイッチングノイズが小さい低速運転時は、小さな値の予測値が出力され、スイッチングノイズが大きいミシンモータの高速回転時には、大きな値の予測値が出力される。そのため、ミシンモータの停止時や低速回転時は、小刻み且つ速やかに上限速度を設定でき、高速回転時は、スイッチングノイズの影響を受けないように上限速度を設定でき、上限速度信号にノイズフィルターを付加してスイッチングノイズを除去する場合に比較して、操作性が改善され、また、ノイズフィルターの構成部品も不要となりコストアップを招くこともない。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のミシンモータの制御装置において、前記ミシンモータに流れる電流を検出する電流検出手段を有し、前記予測値出力手段は、前記電流検出手段により検出されるミシンモータの電流に関連して、前記スイッチングノイズの予測値を出力することを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、ミシンモータの回転速度は、ミシンモータに流れる電流に略比例するため、請求項２記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態のミシンを正面から見た外観の概略を示し、符号１で示すミシン本体が、ミシンテーブル２の上に設置されているとともに、該テーブル２の下にはベルト３を介してミシン主軸を回転させるミシンモータ４が設置されている。又、上記テーブル２の下方には制御ボックス５、該制御ボックス５に対して商用電源の接続、切断を行うための電源スイッチ６、縫製時に使用するミシンペダル７が設置され、更にミシン本体１には操作パネル８、がそれぞれ設置されている。
【００１７】
上記ミシンについて詳述すると、近年のミシンでは、ミシン本体１に電磁ソレノイド、エアシリンダ等からなるアクチュエータが装備され、該アクチュエータにより糸切りや返し縫い等の縫製動作の自動化が実現されている。
【００１８】
このようなミシンにおいては、前記ミシンモータ４によりミシンの針棒位置制御やミシンの回転速度制御が行われるようになっており、このようなミシンモータとして近年はメンテナンスフリー、高寿命、快適な作業環境に対する要請から、インバータモータやＡＣサーボモータ等が一般的に使用され、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御等、駆動電流をスイッチングすることにより速度制御が行われている。
【００１９】
又、前記制御ボックス５は、商用電源から前記ミシンモータ４に対して電力供給を行う回路や、前記ミシン本体１に内蔵されているアクチュエータを駆動させる回路を有しているとともに、これらを制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ１２）等により構成されている。
【００２０】
ミシンペダル７は、縫製作業者が、縫製時にミシンをコントロールするためのもので、該ミシンペダル７を踏み付けると制御ボックス５に取り付けられている速度指令手段としてのペダルセンサー９により、その動きが電気信号（速度指令信号）に変換されると共に、該制御ボックス５によりミシンペダル７の踏込み量に応じた制御が実行され、ミシンモータ４やミシン本体１に装備されているアクチュエータを駆動することにより、オペレータが指示する制御動作が実現されるようになっている。
【００２１】
又、前記操作パネル８は、オペレータが各種縫製パターンを始めとする縫製条件等を設定する際に使用され、ここで設定されるこれら縫製条件等の情報は制御ボックス５に送られるようになっている。
【００２２】
また、操作パネル８には、上限速度設定手段としての可変抵抗器１０が設けられている。この可変抵抗器１０は、摺動面が直線状に構成されており、作業者が操作部としてのツマミ１１を左右に操作することでツマミ１１の操作位置に応じた上限速度信号を出力し、ミシンペダル７の操作によるミシンモータ４の上限速度を任意に設定することができる。この可変抵抗器１０から出力される上限速度信号を後述するＣＰＵ１２（図２参照）が読み込むことにより、縫製作業者（作業者）がミシンペダル７を誤って強く踏み込んでもこの可変抵抗器１０で設定された上限速度よりもミシン速度が上昇しないようにミシンモータ４の回転速度が制御される。
【００２３】
図２は、本実施の形態のミシンが備えている制御装置１８の制御系の要部を示すブロック図である。制御ボックス５には、ペダルセンサ−９、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１２と、駆動回路としてのモータドライバー１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、各種ソレノイドドライバー（図示せず）等が収納されている。
【００２４】
上記ＣＰＵ１２には、前記ミシンペダル７がペダルセンサー９を介して接続されていると共に、前記操作パネル８、操作パネル８に設けられた可変抵抗器１０がそれぞれ接続されている。又、このＣＰＵ１２には、モータドライバー１３、ミシンモータ４に内蔵されミシンモータ４が１回転する間に複数のパルスを発生するエンコーダ１４（速度検出手段）、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６、各種ソレノイドドライバー（図示せず）、がそれぞれ接続されている。
【００２５】
さらに、モータドライバー１３には、ミシンモータ５が接続され、該ドライバー１３によりＣＰＵ１２から出力されるＰＷＭ信号（駆動信号）によりミシンモータ４が駆動され、前記可変抵抗器１０により設定される上限速度を超えない範囲で前記ミシンペダル７の踏み込み量に応じた速度でミシン本体１が回転駆動されるようになっている。
【００２６】
ＲＯＭ１５には、前記ミシンモータ４や各種ソレノイドを駆動するための制御プログラムが格納され、ＣＰＵ１２は、この制御プログラムに基づいて、ＲＡＭ１６を作業領域とし、ミシンモータドライバー１３や各種ソレノイドドライバーを介して、ミシンモータ４の回転、停止、速度制御、および、各種アクチュエータの駆動制御などを行っている。
【００２７】
又、図３の予測値テーブルに示すように、ＲＯＭ１５には、モータドライバー１３から出力されるＰＷＭ信号のスイッチングに起因して前記可変抵抗器１０から出力される上限速度信号に重畳するスイッチングノイズの予測値が、前記エンコーダ１４（速度検出手段）により検出したミシンモータの速度に関連し格納されており、ＲＯＭ１５は、本実施形態における予測値出力手段を構成している。
【００２８】
そして、本発明においては、制御装置１８によって、ミシン停止中、あるいは、ミシン回転中に可変抵抗器１０が操作された際に、前記上限速度信号に前記予測値を超える変化が発生した時に上限速度信号を有効とする制御が行われる。換言すれば、予測値を超えない変化は、スイッチングノイズであると見なされて無効とされ、その結果、上限速度で回転中にも安定した回転を維持することができる。
【００２９】
次に本実施形態のミシンモータの制御装置１８について、図３、図４および図５に基づいて詳細に説明する。なお、図５は、可変抵抗器１０の操作により上限速度Ｕが２０００（ｒｐｍ）に設定されている場合における動作説明図であり、横軸をミシンペダル７の踏み込みストローク（以下、ペダルストロークと呼称する）、縦軸をペダルストロークに対応するミシンモータ４の回転速度とし、破線Ｒは、ミシンペダル７により指令される速度指令値を、実線Ｌは、実際のミシンモータ４の回転速度を表している。但し、破線Ｒは、ミシンモータ４の回転速度が上限速度Ｕとして設定されている２０００ｒｐｍになる点Ｅまでは、指令速度値と実際の回転速度が等しいため、実線と重なって隠されている。
【００３０】
まず、電源が投入されると、図４のステップＳ１で、ＣＰＵ１２によりミシン本体１の主軸の最大許容回転速度Ｍが読み込まれる。この最大許容回転速度Ｍは、ミシンの機種毎にミシンの機構等により決定されるもので、例えばＲＯＭ１５に予め記憶されており、本実施形態においては、５０００［ｒｐｍ］が最大許容回転速度として記憶されている。そして、この最大許容回転速度Ｍは、可変抵抗器１０により設定される上限速度の最大値として設定される。なお、本実施形態においては、説明の簡略のためにミシンベルト３で連結されるミシンモータ４のプーリー（図示せず）とミシン主軸のプーリー１７とは、１対１のプーリー比で連結され、ミシンモータ４とミシン主軸は、同一回転速度で回転するように構成されているものとする。
【００３１】
次に、ステップＳ２において、可変抵抗器１０より出力されている上限速度信号の電圧値がＣＰＵ１２により読み込まれ、変数Ｖに一時的に記憶される。なお、上限速度信号は、アナログ量であるが、ＣＰＵ１２に内蔵されたＡ／Ｄ変換器によりデジタル変換された後にＣＰＵ１２に読み込まれる。
【００３２】
次に、ステップＳ３において、上限速度信号の電圧値Ｖが回転速度に変換され、変換され回転速度が、ミシンペダル７が操作された際のミシンモータ４の上限速度Ｕとして設定される。この変換は、１０００［ｒｐｍ］／１［Ｖ］の比例関係で行われ、例えば、上限速度信号Ｖが２［Ｖ］であれば、上限速度Ｕは、２０００［ｒｐｍ］に変換される。
【００３３】
次いで、ステップＳ４に移行し、ミシンペダル７の操作によりペダルセンサー９から出力される速度指令信号Ｐが読み込まれ、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５においては、ステップＳ４で読み込まれた速度指令信号Ｐの値が、所定の基準値を超えているかを判定することにより、作業者がミシンペダル７を前踏みしたか否かが判定される。
【００３４】
ステップＳ５において、ミシンペダル７の前踏みが行われていないと判定された場合は、ステッＳ４に移行して、前踏みが行われたと判定されるまで、ステップＳ４とステップＳ５の処理が繰り返される。また、ステップＳ５で前踏みが行われたと判定された場合は、ステップＳ６に移行し、速度指令信号Ｐを指令速度Ｓに変換する処理が行われる。この変換も、上限速度信号Ｖの変換と同様に１０００［ｒｐｍ］／１［Ｖ］の比例関係に基づいて行われる。
【００３５】
続いて、ステップＳ７に移行し、ミシンペダル７の前踏みにより指令された指令速度Ｓが上限速度Ｕ以上であるか否かが判定される。そして、ステップＳ７で指令速度Ｓが上限速度Ｕより低いと判定された場合は、ステップＳ８に移行して、ミシンペダル７の前踏みにより指令された指令速度Ｓでミシンモータ４を回転させる。図５のペダルストローク位置Ａにおいては、破線Ｒで示される指令速度Ｓが上限速度Ｕ（２０００ｒｐｍ）よりも低いので、このステップＳ８の処理が実行される。
【００３６】
一方、ステップＳ７で指令速度Ｓが上限速度Ｕより高い、あるいは、等しいと判定された場合は、ステップＳ９に移行してミシンモータ４を上限速度Ｕで回転させる。図５のペダルストローク位置Ｂおいては、破線Ｒで示された指令速度Ｓが上限速度Ｕ（２０００ｒｐｍ）よりも高いので、ステップＳ９の処理が実行される。
【００３７】
ステップＳ８、または、ステップＳ９の処理の後、ステップＳ１０に移行して、可変抵抗器１０より出力される上限速度信号の電圧値が再度読み込まれ、変数Ｗに一時的に記憶され、ステップＳ１１に移行する。
【００３８】
ステップＳ１１においては、エンコーダ１４から出力される速度検出信号に基づいてミシンモータ４の回転速度が検出され、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、ＲＯＭ１５に格納されている予測値テーブルＴ（図３）から、検出された回転速度に対応する上限速度信号に重畳するスイッチングノイズの予測値Ｄが読み込まれる。本実施の形態においては、この予測値テーブルＴは、可変抵抗器１０が操作された際に、１０００［ｒｐｍ］／１［Ｖ］の比例関係で上限速度信号を出力するものとして作成され、例えば、ミシンモータ４の回転速度が１〜４００［ｒｐｍ］の範囲で、スイッチングノイズの予測値が０．０１［Ｖ］とある場合は、最大で１０［ｒｐｍ］に相当するスイッチングノイズが上限速度信号に重畳することを示している。なお、この予測値は、実際に予測されるノイズよりも十分な余裕をもって大きめに、設定されている。
【００３９】
また、予測値Ｄは、実際のミシンモータ４の回転速度に対応して設定されているため実線Ｌで示すミシンモータ４の回転速度が４０１ｒｐｍ以上の場合は、０．０２Ｖが読み込まれ、ミシンモータ４の回転速度が０〜４００ｒｐｍのときは、０．１Ｖが読み込まれ、さらに、ミシンモータ４が停止している場合は、０Ｖが読み込まれる。
【００４０】
次に、ステップＳ１３に移行して、変数Ｖから変数Ｗを減算した絶対値が予測値Ｄより大きいか否か、すなわち、上限速度信号に前記予測値Ｄを超える変化があったか否かの判定が行われる。この判定は、ステップＳ３で読み込まれ変数Ｖに格納された上限速度信号の電圧値と、その後ステップＳ１０で変数Ｗに格納された上限速度信号の電圧値との差がスイッチングノイズの予測値Ｄを超えているか否かを判定する処理であり、換言すれば、可変抵抗器１０の操作による上限速度信号の電圧の変化がスイッチングノイズより大きいか否かを判定する処理である。
【００４１】
そして、ステップＳ１３で、変数Ｖから変数Ｗを減算した絶対値が予測値Ｄより大きいと判定された場合は、上限速度設定手段の操作によりスイッチングノイズより大きな電圧の変化が上限速度信号に加えられたと判定され、ステップＳ１４に移行して、変数Ｗに格納されている電圧値をミシンモータ４の新たな上限速度Ｕに変換する処理がおこなわれ、ステップＳ１５に移行する。
【００４２】
次いで、ステップＳ１５において、変数Ｗに格納された上限速度信号の電圧値が新たな電圧値として変数Ｖに格納され、ステップＳ１６に移行する。なお、ここで、格納された変数Ｖの値は、次にステップＳ１３において、新たにステップＳ１０で変数Ｗに格納された上限速度信号の電圧値と比較する際に用いられる。
【００４３】
一方、ステップＳ１３で、変数Ｖから変数Ｗを減算した絶対値が予測値Ｄ未満であると判定された場合は、スイッチングノイズより大きな電圧の変化が上限速度信号に加えられなかったと判定され、上限速度Ｕの更新は行われず、ステップＳ１６に移行する。
【００４４】
ステップＳ１６においては、再度、速度指令信号Ｐの読み込みが行われ、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７においては、ステップＳ１６で読み込まれた速度指令信号Ｐに基づいて、ミシンペダル７の前踏みが継続されているか否かの判定が行われる。
【００４５】
ステップＳ１７で、ミシンペダルの前踏みが継続されていたと判定された場合は、ステップＳ６に移行し、ステップＳ１６で読み込まれた速度指令信号Ｐが指令速度Ｓに変換する処理が再度行われ、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７においては、ステップＳ３、または、ステップＳ１４で変換された上限速度ＵとステップＳ６で変換された指令速度Ｓとの比較が行われ、その結果に応じて、ステップＳ８、またはステップＳ９の処理が行われ、ステップＳ１０移行してその後の処理が繰り返される。
【００４６】
一方、ステップＳ１７でミシンペダル７の前踏みが行われていないと判定された場合は、ステップＳ１８に移行してミシンモータ４を停止させた後、ステップＳ４に移行しその後の処理が繰り返し実行される。
【００４７】
次に、図５のペダルストローク位置Ｃにおいて、ミシンモータ４の回転速度が２０２５ｒｐｍに上昇しているが、この回転速度の上昇の経過を、図４のフローチャートに対応して説明する。
【００４８】
ペダルストローク位置がＢからＣにある間に、可変抵抗器１０が上限速度を上昇する方向に操作されると、ステップＳ１０でこの時の上限速度信号が読み込まれ変数Ｗに格納される。次に、ステップＳ１１で、この時のミシンモータ４の回転速度が読み込まれる。次いで、ステップＳ１２で、予測値Ｄが読み込まれる。この場合は、ミシンモータ４の回転速度は、２０００ｒｐｍなので、予測値テーブルＴから予測値Ｄが、０．０２Ｖとして読み込まれる。次いで、ステップＳ１３に移行して、ステップＳ１０読み込まれた上限速度信号Ｗと操作前の上限速度２．０Ｖとの減算値の絶対値と、予測値Ｄの比較が行われる。ステップＳ１０で読み込まれた上限速度信号Ｗが、例えば、２．０２５Ｖであると、その差の絶対値は０．０２５Ｖであり予測値Ｄ（０．０２Ｖ）を超えているので、ステップＳ１４に移行して上限速度信号Ｗが上限速度２０２５ｒｐｍに変換され、新たな上限速度Ｕとして設定される。その後、ステップ１５〜１７を経て、ステップＳ６に移行して、ステップＳ１６で読み込まれた新たな速度指令信号Ｐが指令速度Ｓに変換されステップＳ７に移行する。ステップＳ７においては、新たな指令速度ＳとステップＳ１４で更新された上限速度Ｕ（２０２５ｒｐｍ）が比較されるが、図５のペダルストローク位置Ｂ〜Ｃの間では、指令速度Ｓの方が大きいので、ステップＳ９に移行して、ミシンモータ４は、新たな上限速度Ｕ（２０２５ｒｐｍ）で回転する。
【００４９】
図５においては、上限速度が２０００ｒｐｍに設定され、ミシンモータ４の回転速度が２０００ｒｐｍの時に、可変抵抗器１０が上限速度を上昇させる方向に操作された場合を示したが、上限速度を下降させる場合も同様の処理が行われる。即ち、予測値Ｄよりも大きな変化が上限速度信号に発生した場合のみ上限速度が更新される。また、ミシンモータ４の回転速度が、１〜４００ｒｐｍの時に、可変抵抗器１０を操作した場合は、予測値Ｄが、０．０１Ｖである以外は、同様の処理が行われる。また、ミシンモータ４が停止している時は、予測値Ｄは、０Ｖであるので、可変抵抗器１０の操作による上限速度の設定値の更新は、即、有効となる。
【００５０】
以上の流れにより、可変抵抗器１０（の操作部１１）が操作された場合に、そのときのミシンモータ４の回転速度に応じたスイッチングノイズの予測値より大きな変化が上限速度信号に加えられた場合のみ、可変抵抗器１０の操作を有効として、可変抵抗器１０が操作された後の上限速度でミシンモータ４の回転速度を制限して回転させ、前記予測値より大きな変化が上限速度信号に加えられなかった場合は、上限速度信号の変化を無効として、可変抵抗器１０が操作される前の上限速度でミシンモータ４の回転速度を制限して回転させることができる。その結果、ミシンモータの回転速度に対応して設定されているスイッチングノイズの予測値以下のスイッチングノイズが可変抵抗器１０から出力される上限速度信号に重畳したとしても無効することができ、安定した上限速度でミシンモータを回転させることができる。
【００５１】
また、可変抵抗器１０の操作により上限速度信号がスイッチングノイズより大きく変化した場合は、操作後の上限速度信号が、即、有効となるので、ノイズフィルターを上限速度信号に付加した場合に発生する操作に対する遅れの発生が無く、操作性に優れた速度制限をすることができる。
【００５２】
さらに、可変抵抗器１０の操作が操作された際に、無効とされる上限速度信号の範囲がミシンモータの回転速度に応じて最適に設定されるので、上限速度信号に対する制御量を必要最小限とすることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態の説明にあたって、説明を簡略化するためにミシンモータ４とミシンの主軸とは、１対１のプーリー比で連結されているものとしたが、プーリー比は１対１でなくとも、プーリー比を予め制御手段に記憶させておけば、ミシンモータの回転速度にこのプーリー比を乗ずればミシン主軸の回転速度は、演算で求めることができ、ミシン主軸が設定された上限速度で制限されて回転するようにミシンモータを制御することができることは、勿論である。
【００５４】
また、本実施の形態においては、予測値テーブルＴにおいて、ミシンモータの回転速度を３段階に分けてそれぞれの回転速度に対応する予測値を出力するように構成しているが、ミシンモータの停止中と回転中の２段階のみに分けて対応する予測値を出力したり、あるいは、４段階以上に分割して予測値を出力したりすることも可能である。
【００５５】
また、本実施の形態では、予測値出力手段として、予めミシンモータの回転速度に対応させた予測値テーブルＴをＲＯＭ１５に記憶させ、このＲＯＭ１５からの出力をＣＰＵ１２が読み込む構成としたが、予測値出力手段としては、例えば、予測値をミシンモータの回転速度に所定の定数を乗じて算出するようにしても良い。
【００５６】
また、複数の予測値テーブルを用意して、これらを発生するスイッチングノイズの大きさに対応して操作パネル８に設けられたスイッチ等の選択手段により選択できるようにしても良い。その場合、スイッチングノイズの大きさが、制御装置に使用される制御部品の特性のバラツキや劣化等により変化する場合にも対応することができ、常に安定した回転速度でミシンモータを回転させることができるとともに、操作性にも優れた速度制限手段を構成することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、上限速度設定手段として可変抵抗値を用いているが、操作量をアナログ値で出力できる速度設定手段であれば、例えば、磁気抵抗素子やホール素子等、他の検出用素子を用いたものにも適用可能であることは勿論である。
【００５８】
また、本実施の形態では、予測値出力手段が、速度検出手段により検出される前記ミシンモータの回転速度に関連してスイッチングノイズの予測値を出力するように構成しているが、ミシンモータに流れる電流を検出する電流検出手段を設け、この検出手段により検出される電流に関連して予測値を出力するように構成しても良い。このように構成しても、速度検出手段により検出される前記ミシンモータの回転速度に関連してスイッチングノイズの予測値を出力する場合と同様な効果が得られる。これは、ミシンモータの回転速度とミシンモータに流れる電流は、略比例しているため、ミシンモータに流れる電流を検出することは、間接的にミシンモータの回転速度を検出することになるからである。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ミシンモータの制御装置が、ミシンモータの上限速度を設定する上限速度信号に重畳するスイッチングノイズの予測値を出力する予測値出力手段と、上限速度信号に前記予測値を超える変化があった場合にのみ変化後の上限速度信号を有効として、前記変化後の上限速度信号に応じた上限速度を設定する制御手段とを備えるので、上限速度設定手段として可変抵抗器等のアナログ量で信号を出力する部材を用いた場合でも、上限速度信号に重畳するスイッチングノイズを無効とすることができ、安定した上限速度でミシンモータを回転させることができる。又、ノイズフィルター等の素子を新たに付加することないので、ミシンのコストアップを防ぐことができる。
【００６０】
また、請求項２記載の発明によれば、予測値出力手段が、速度検出手段により検出されるミシンモータの回転速度に関連して予測値を出力するので、上限速度信号にノイズフィルターを付加した場合に比較して上限速度信号に対する制御量を最小限とすることができ、操作性に優れたミシンの制御装置を提供することができる。
【００６１】
また、請求項３記載の発明によれば、ミシンモータに流れる電流を検出する電流検出手段を有し、予測値出力手段が、電流検出手段により検出されるミシンモータの電流に関連して予測値を出力するので、請求項２記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のミシンモータの制御装置が適用されるミシンを模式的に示す図である。
【図２】本発明のミシンモータの制御装置の制御系の要部を示すブロック図である。
【図３】本発明のミシンモータの制御装置を構成する予測値テーブルのデータ内容を示す説明図である。
【図４】本発明のミシンモータの制御装置の制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明のミシンモータの制御装置により制御されるミシンモータのペダルストロークと回転速度との関係を示す動作説明図である。
【符号の説明】
１　　　ミシン本体
４　　　ミシンモータ
５　　　制御ボックス
７　　　ミシンペダル
８　　　操作パネル
９　　　ペダルセンサー
１０　　可変抵抗器
１２　　ＣＰＵ
１４　　エンコーダ
１５　　ＲＯＭ
１６　　ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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