(57)【要約】【課題】低廉でありながらモータの停針を精度良く行う。【解決手段】縫い針の上下動駆動力を伝える主軸１４とミシンモータ１１とモータ制御装置１０と、主軸が減速位相にあることを検出する減速位相検出手段１３，１６，１７と、主軸が停止直前位相にあることを検出する停止直前位相検出手段１２，１６，１７と、主軸が停止位相にあることを検出する停止位相検出手段１３，１７とを備え、モータ制御装置は、減速位相の検出によりミシンモータを減速する減速制御部５０と、停止直前位相の検出によりミシンモータの仮停止を行う仮停止制御部５１と、仮停止後、停止位相が検出されていない場合に、ミシンモータを再起動させると共に停止位相が検出されたところで回転停止させる停針補正制御部５２とを有している。【選択図】図３
2009254491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縫い針の上下動駆動力を伝える主軸と、
前記主軸を回転させるミシンモータと、
ミシンモータを駆動または停止するように操作可能とした操作手段と、
前記操作手段の停止操作に関連して前記主軸を所定の停止位相範囲に停止させる停針制御を行うミシンのモータ制御装置と、を備えるミシンにおいて、
前記主軸が停止前の減速を開始する減速位相にあることを検出する減速位相検出手段と、
前記主軸が前記停止位相範囲と減速位相との間の停止直前位相にあることを検出する停止直前位相検出手段と、
前記主軸が前記停止位相範囲にあることを検出する停止位相範囲検出手段と、を備え、
前記モータ制御装置は、
前記減速位相の検出により前記ミシンモータを所定の減速速度にする減速制御部と、
前記停止直前位相の検出により前記ミシンモータの停止制御を行う仮停止制御部と、
前記停止制御による前記主軸の回転停止後に、前記停止位相範囲が検出されていない場合には、前記ミシンモータを再起動させると共に、前記停止位相範囲が検出されたところでミシンモータの停止制御を行うようにした停針補正制御部とを有することを特徴とするミシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停針制御を行うモータ制御装置を備えたミシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な家庭用ミシン或いは職業用ミシンでは、縫い停止の際に、運転速度をある程度減速した後にミシン主軸の停止位相を検知してから、ミシンモータへの電力供給を断つ事によって慣性を生じながら回転停止させていた（例えば、特許文献１参照）。
また、ミシンモータとして、ユニバーサルモータと呼ばれる直巻整流子電動機が用いられているミシンでは、その回転数をミシンモータの回転軸に設けたエンコーダによって検出しながら、整流した商用電源を位相制御することによって回転数を調整制御している。そして、かかるミシンの場合には、ミシンモータの回転子巻線を短絡して制動しながら回転停止を行っていた。（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平８−２０９０６号公報
【特許文献２】特許第２７７００５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、昨今のミシンでは、主軸位相を正確な位置で停止させる要求が高まっている。例えば、糸通し装置を備える多針のロックミシン等の場合には、ルーパを回避して各針に糸通しを行う必要があり、主軸位相で１０°以内の精度で停針させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような、慣性を受けた状態で停針を行う従来のミシンのモータ制御装置は、主軸の停止位相を検知してからミシンモータを停止させるので、ミシンの状態により大きく停針位置が異なってしまうことがあった。例えば、ミシンが新しければ機構部の動きは重いが、使い込むと軽くなるため、停止位相での速度が同じであっても、ミシンの新旧によって停針するまでに移動する量は異なってしまう。また、注油状態や縫い種類、押え圧、布送り量などの縫い条件に拠っても停針位置は変わってしまう。更に、同一条件であっても停針位置は確率分布となるし、ミシンの個々の機体ごとにも停針位置は異なってしまっていた。
【０００５】
また、特許文献２のように、回転子巻線を短絡させて制動停止を行う場合でも、低速では制動力が十分に働かないため、特許文献１の例と同様に、停針位置精度の低下を生じていた。さらに、制動停止を行うため、これに伴い、部材の増加、短絡による整流ブラシの損耗、発熱、電磁障害波などが問題となっていた。
さらに、位相制御を行うモータの場合、制御周期が粗いため細かな制御が行えないことも問題となっていた。即ち、停止直前の速度を下げる（例えば現状６５ｒｐｍを２５ｒｐｍ）と、位相制御のオン・オフ（図６参照）によってモータ回転軸が振動的な停止、回転を繰り返す。そのため、速度検出を行うためのエンコーダは正しくパルス信号を出力することができず、正常な速度制御が行えなくなることから、正確に停止させることは困難となっていた。
その場合、低速でも有効な制動機構を設けるとか、ミシンモータを高精度なサーボモータとすれば、高い停針位置精度が得られる。しかしながら、それらは非常に高価であり、ミシンのコスト高を招いてしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、低廉にして高い停針精度を有するミシンを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、縫い針の上下動駆動力を伝える主軸と、前記主軸を回転させるミシンモータと、ミシンモータを駆動または停止するように操作可能とした操作手段と、前記操作手段の停止操作に関連して前記主軸を所定の停止位相範囲に停止させる停針制御を行うミシンのモータ制御装置と、を備えるミシンにおいて、前記主軸が停止前の減速を開始する減速位相にあることを検出する減速位相検出手段と、前記主軸が前記停止位相範囲と減速位相との間の停止直前位相にあることを検出する停止直前位相検出手段と、前記主軸が前記停止位相範囲にあることを検出する停止位相範囲検出手段と、を備え、前記モータ制御装置は、前記減速位相の検出により前記ミシンモータを所定の減速速度にする減速制御部と、前記停止直前位相の検出により前記ミシンモータの停止制御を行う仮停止制御部と、前記停止制御による前記主軸の回転停止後に、前記停止位相範囲が検出されていない場合には、前記ミシンモータを再起動させると共に、前記停止位相範囲が検出されたところでミシンモータの停止制御を行うようにした停針補正制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明は、減速位相の検出によりミシンモータを所定の減速速度にするため、停止直前位相の検出により速やかにミシンモータを停止させることが可能となる。
さらに、減速位相と停止位相の間に位置する停止直前位相で一旦ミシンモータの回転停止を行う（以下、「仮停止」という）と共に、再起動して停止位相が検出されたところでミシンモータの回転停止を行うようにしているため、再起動後のミシンモータの駆動動作量は少なく、その結果、停止位相を検出後速やかに停止させることが可能となる。
また、減速開始のタイミングや減速時の速度は、ミシンモータの通電がオフにされた後に、慣性により回転する主軸の停止位相が針の上停止位置となるように設定されているが、実際の主軸の停止時の位相は、主軸と連結される部品の負荷や摺動抵抗等などを原因としてばらつき、針の上停止位置の停止位相を中心に分布する。主軸は、針の上停止位置の停止位相範囲に到達していない場合には、停針補正制御部がミシンモータを再起動することにより、針の上停止位置の停止位相範囲まで移動する。よって主軸の最終的な停止位相は、針の上停止位置の停止位相範囲内に補正され、その範囲は補正しない場合の半分となる。
そして、高価な高精度のエンコーダやブレーキ装置等を不要としているので、低廉でありながら、停針制御の精度向上を図ることが可能となる。
その結果、ミシンが多針であるような場合でも、各縫い針を適切な位置に停針させることができ、ルーパを回避して各縫い針に適切且つ好適に糸通しを行うことが可能となる。
【０００９】
また、ミシンモータとしてユニバーサルモータを採用した場合にあっては、仮停止位相検出後にミシンモータの仮停止を行うので、停止位相での正確な停止を行うための無理な低速駆動（ユニバーサルモータにおける位相制御により生じる低速域での停止と回転と繰り返してしまう駆動）を行う必要がなく、正確な停止位相でのモータ停止を行うことが可能となる。
【００１０】
また、「減速位相」検出後の減速速度は、ミシンモータとしてユニバーサルモータを使用している場合には、少なくとも、位相制御による駆動と停止とを繰り返してしまう低速域に含まれない程度の速度であってなるべく低速とすることが望ましい。
【００１１】
また検出手段は、「減速位相検出手段」、「停止直前位相検出手段」、「停止位相範囲検出手段」それぞれ目標の位相及び位相範囲の一つのみを検出する個別の検出手段であっても良いし、任意の位相及び位相範囲を検出可能な単体の検出手段のみで三つの位相及び位相範囲を検出しても良いし、一つの位相または位相範囲を検出する検出手段とその一つの位相を基準として均一間隔で位相または位相範囲を検出可能な検出手段との組合せでも良いし、前述したそれぞれの組合せでも良い。
【００１２】
また、「停止制御」とは、ミシンモータの駆動をブレーキ（回生ブレーキも含む）などの制止手段を用いて積極的に停止させる場合を含むものではなく、電源供給を止めて、各部の負荷や摺動抵抗等により自然に停止させる場合を示すものとする。
さらに、「停止直前位相」は、減速位相後の減速速度で停止直前位相の検出後にミシンモータの回転停止を行った場合に、停止位相を通過しないように停止可能となる位置であって、且つ、なるべく停止位相に近い位置に設定することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（ミシンモータ制御装置の全体的な構成）
図１は本発明の実施形態たるミシンモータ制御装置１０を搭載したミシン１００の斜視図、図２はその構成を示すブロック図である。
かかるミシン１００は多針のロックミシンであり、図１及び図２に示すように、縫い針の上下動の駆動源となるミシンモータ１１と、ミシンモータ１１を動力として縫い針の上下動と布送りとルーパ駆動などを行う図示しない機構部と、ミシンモータ制御装置１０とを備えている。また、このロックミシン１００には各縫い針に糸通しを行う図示しない糸通し装置が搭載されている。
さらに、ミシン１００は、ミシンモータ１１により回転駆動される主軸１４と、主軸１４と共に回転し、外部から操作可能なはずみ車１５とを備え、ミシンモータ制御装置１０は、主軸回転速度150〜1500[rpm]の間での運針の速度を設定する速度設定機能と踏み込み解除状態で停止を指示する信号を発する停止操作機能とを有する操作手段としてのコントローラ１８と、ミシンモータ１１の回転量を検出する速度検出手段としてのエンコーダ１２と、主軸１４の一周における所定の位相（後述）を検出する主軸主検出センサ１３及び主軸副検出センサ１６と、ミシンモータ１１の動作制御を行う制御回路２０を備えている。
上記ミシンモータ１１は、ユニバーサルモータ（交流整流子モータ）が使用される。
【００１４】
（エンコーダ）
エンコーダ１２は、ミシンモータ１１の出力軸に取り付けた円盤と光学センサによって構成されている。円盤には円周に沿って等間隔にスリットが開けられており、光学センサは円盤を挟んで配置された光源と受光素子とを備えている。そして、ミシンモータ１１が１回転すると光源からの光の透過と遮断との繰り返しにより受光素子から均一な角度間隔でパルス信号が発生する。このエンコーダ１２では、モータ軸一回転につき光学センサが６０パルスを発生するように設計されている。なお、ミシンモータ１１の回転は１３：７２の比率で減速されて主軸１４に伝えられており、その結果、エンコーダ１２からは、主軸１４の一回転につき約332.3パルスが出力されるようになっている。
エンコーダ１２が出力するパルス信号PSは、後述する入力インターフェイス２１のパルスカウンタ２２に入力される。
【００１５】
（主軸主検出センサ及び主軸副検出センサ）
図７は主軸主検出センサ１３及び主軸副検出センサ１６の構成を示す動作説明図である。
ミシンモータ１１により回転駆動が行われる主軸１４には、主軸主検出センサ１３及び主軸副検出センサ１６が設けられている。主軸主検出センサ１３及び主軸副検出センサ１６は、いずれも発光素子と、受光素子（１３ａ，１６ａ）とを備えており、主軸１４に設けられた遮蔽板１７によって発光素子からの光が遮られると受光素子１３ａ，１６ａの出力がＨとなり、遮られないと出力がＬとなるよう構成されている。これら主軸主検出センサ１３と主軸副検出センサ１６は、はずみ車１５の内側部分に収容されている。
【００１６】
遮蔽板１７は、主軸１４を中心とする扇状に形成されており、主軸１４と共に、主軸１４のはずみ車１５が取付けられた側の軸端から見て（図１の矢印Ａ）反時計方向に回転を行う。主軸副検出センサ１６はその受光素子１６ａが主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａに比べて30°先方側（時計回り側）に位置している。従って、主軸１４の回転中、主軸副検出センサ１６は主軸主検出センサ１３より30°早く遮蔽板１７の同一箇所を検出することとなる。
さらに、遮蔽板１７の、その回転方向における後方側の端部は、縫い針の上停止位置（縫い針の上下ストロークの最上点付近に設定された位置）に対応し、回転方向における先方側の端部は下停止位置（縫い針の上下ストロークの最下点付近に設定された位置）に対応している。
即ち、遮蔽板１７の先方側端部が主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａを通過して、センサ出力がＬ→Ｈに切り替えられたときに（図７（Ａ）参照）、主軸１４は縫い針１１を下停止位置とする停止位相に位置している。  また、遮蔽板１７の後方側端部が主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａを通過して、センサ出力がＨ→Ｌに切り替えられたときに（図７（Ｄ）参照）、主軸１４は縫い針１１を上停止位置とする停止位相に位置している。さらに主軸が回転を続けた場合に、遮蔽板１７の先方端部が主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａを通過するまでセンサ出力はＬとなり、センサ出力がＬの範囲が上停止位置の停止位相範囲となる。
【００１７】
つまり、主軸主検出センサ１３と遮蔽板１７の後方端部とにより、主軸１４が上停止位置の停止位相にあることを検出する停止位相検出手段を構成し、また主軸主検出センサ１３と遮蔽板１７により、主軸１４が上停止位置の停止位相範囲にあることを検出する停止位相範囲検出手段を構成している。
また、後述する主軸を上停止位置の停止位相範囲で停止させる停針制御の実行の際には、上軸１４が下停止位置の位相となるときにミシンモータ１１を65[rpm]に減速する。従って、下停止位置となる位相は、上停止の実行の際には減速位相に相当する。つまり、主軸主検出センサ１３と遮蔽板１７の先方端部とにより、主軸１４が減速位相にあることを検出する減速位相検出手段を構成している。
【００１８】
さらに、主軸副検出センサ１６の受光素子１６ａは、主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａよりも先方側30°に位置していることから、主軸１４が上停止の停止位相の手前30°に到達したことを検知することができる。後述する停針制御では、停止位相の30°手前からミシンモータ１１を55[rpm]に減速する制御が行われる。従って、主軸副検出センサ１６と遮蔽板１７の後方端部とにより、主軸１４が減速位相にあることを検出する減速位相検出手段を構成している。
【００１９】
さらに、後述する停針制御では、停止位相の3°手前でミシンモータ１１を一時的に回転停止させる制御が行われる。そして、停止位相の3°手前の検出は、上記主軸副検出センサ１６により主軸１４が上停止の停止位相の手前30°に到達したことを検知した時点でエンコーダ１２のパルスカウントを開始して、27°分カウントすることで実現する。従って、主軸副検出センサ１６と遮蔽板１７の後方端部とエンコーダ１２により、主軸１４が停止位相と減速位相との間の停止直前位相にあることを検出する停止直前位相検出手段を構成している。
【００２０】
（制御回路の全体構成）
上記制御回路２０は、コントローラ１８から入力された設定速度となるようにミシンモータ１１の回転速度制御を行うモータ出力制御手段としての処理部４０と、バスを介して処理部４０に接続された入力インターフェイス２１及び出力インターフェイス２６と、スイッチングによりミシンモータ１１への電源供給を行う半導体駆動手段としてのモータ通電回路２９と、ミシンモータ１１へ供給される整流された交流のゼロ電位地点（ゼロ電位となるタイミング）を検出するゼロクロス検出手段としてのゼロクロス検出回路１９とを備えている。
【００２１】
（入力インターフェイス）
上記入力インターフェイス２１は、エンコーダ１２，主軸主検出センサ１３，主軸副検出センサ１６及びコントローラ１８からの入力信号をＣＰＵ４６に伝達するためのものである。
図３は制御回路２０とその制御に関連する構成を含む機能ブロック図である。図３に示すように、入力インターフェイス２１内には、エンコーダ出力のカウントを行う構成部として、パルス信号PSをカウントするパルスカウンタ２２と、パルスカウンタ２２のカウント期間を決定する基準信号SSを所定間隔（周期2[ms]）で出力する検出間隔タイマ２５と、検出間隔タイマ２５よりも微細な間隔（周期400[ns]）で周期信号TSを出力する周期タイマ２４と、パルスカウンタ２２のカウント期間に周期信号TS（周期400ns）をカウントする周期カウンタ２３とを備えている。
【００２２】
図４は速度検出タイミング図である。図示のように、エンコーダ出力のカウントを行う入力インターフェイス２１は、検出間隔タイマ２５から一定の周期で基準信号SS（周期2[ms]）が出力されると、パルスカウンタ２２は基準信号SSの入力後のパルス信号PSの入力タイミングでのパルス数のカウントを開始すると共に、次の基準信号SSまでにカウントされたパルスカウント値PCを処理部４０に入力してカウントをクリアする。
また、周期カウンタ２３はパルスカウンタ２２のカウント開始からクリアまでの間、周期タイマ２４から入力される周期信号TS（周期400[ns]）をカウントし、パルスカウンタ２２のカウンタクリアのタイミングで、周期カウント値TCを処理部４０に入力してカウンタクリアする。
【００２３】
図５は、主軸１４の各回転数において検出されるパルスカウント値PC及び周期カウント値TCの値を示す図表である。
基準信号SSの周期で検出されるパルスカウント値PCは、主軸回転数が一定でもパルス信号PSのタイミングによって、少ない場合（一つ少なくなる場合）と多い場合（そうでない場合）とがある。
例えば、ミシン主軸１４が200[rpm]で多い場合にはパルスカウント値PCが2、周期カウント値でTCが4514になり（図４）、少ない場合にはパルスカウン卜値PCが1、周期カウント値TCが2257になる。また、ミシン主軸１４が900[rpm]の時は、パルスカウント値PCが8又は9、周期カウン卜値TCが4012又は4514になる。
しかし、いずれの場合であっても、パルスカウント値PCを周期カウント値TCで除算することで主軸回転数に比例した数値を得ることができる。
【００２４】
（出力インターフェイス）
図６はミシンモータ１１への整流された電源電圧波形を示す線図である。図示のように、ミシンモータ１１の電源供給は、交流の周期の二分の一の周期でオフ期間（通電をオフとする位相）Ｌとオン期間（通電をオンとする位相）Ｈとが繰り返され、目標回転数に応じてオン期間の増減が図られるように制御される。
出力インターフェイス２６は、モータ通電回路２９がミシンモータ１１に対して行うON-OFF制御について処理部４０が定めるオン期間Ｈに応じて実際に計時してモータ通電回路２９に出力するためのものである。出力インターフェイス２６は、図３に示すように、後述するゼロクロス信号を受けて1カウントの単位時間（ここでは400[ns]）を計時するオフ位相カウンタ２８と、オフ位相カウンタ２８がカウントアップしたときにミシンモータ１１に対する通電のオンの指令をモータ通電回路２９に出力するオン・オフ位相制御回路２７とを備えている。
【００２５】
（モータ通電回路）
モータ通電回路２９は、交流電源に接続されると共に、交流電源から前記ミシンモータへ供給される電力をオン−オフの切り替えにより制御する半導体スイッチング手段としてのＭＯＳトランジスタ（図示略）を備えており、当該トランジスタは、出力インターフェイス２６を介して処理部４０の指令に従ってON-OFFの切り替えが可能となっている。
【００２６】
（ゼロクロス検出回路）
ゼロクロスは交流電源出力が略0[V]になるタイミング（図６参照）である。
ゼロクロス検出回路１９は、モータ通電回路２９を通じて、全波整流された交流電源の電位を監視し、0[V]の電位が検出されると、処理回路４０に出力する。交流電源は周波数60[Hz]（又は50[Hz]）の交流を出力するので、ゼロクロス検出回路１９は、8.33[ms]（又は10[ms]）の周期で0電位の検出を行うこととなる。
【００２７】
（処理部）
処理部４０は、図２に示すように、後述する各種の制御又は処理を行うための各種プログラムと縫いに要する各種設定データを記憶するＲＯＭ４７と、ＲＯＭ４７内の各種のプログラムを実行するＣＰＵ４６と、各種のプログラムの実行に際して作業領域となるＲＡＭ４８と、ＣＰＵ４６，ＲＯＭ４７及びＲＡＭ４８と入出力インターフェイス２１，２６とを接続するバスとを備えている。
そして、処理部４０は、ＲＯＭ４７に格納された各種プログラムをＣＰＵ４６が実行することにより、図３に示す各種機能構成を実現する。
即ち、処理部４０は、入力インターフェイス２１から入力されるパルスカウント値PC及び周期カウン卜値TCからミシンモータ１１の現在速度DRを算出する速度算出部４１と、コントローラ１８により指定された指定速度SRと現在速度DRとの偏差を求め、当該偏差に基づいてＰＩ制御の演算によりミシンモータ１１の操作量を決定する制御演算部４２と、当該制御演算部４２の定めるミシンモータ出力に応じてミシンモータ通電のオフ期間に対応するカウント値（変数「オフ期間」とする）を定める位相角変換部４３としての処理を実行する。
【００２８】
速度算出部４１は、パルスカウント値PC及び周期カウン卜値TCが入力されると、パルスカウント値PCを周期カウント値TCで除算する。かかる除算値はミシンモータ１１の現在速度DRに比例する値であるので、当該除算値に所定の係数を乗じて現在回転数DRを算出し、制御演算部４２に出力する。
なお、速度算出部４１では、パルスカウンタ２２の値と周期カウンタ２３の値を2[ms]毎に取り込み、通常は直近５回の値（10[ms]分）を合計して速度を算出するのであるが、指示速度が65[rpm]以下の場合には最新１回分の取り込み値のみで算出する。これにより低速度での速度検出精度を向上させる。
【００２９】
制御演算部４２は、速度指定部４４から指定速度SRが入力され、速度算出部４１から現在回転数DRが入力されると、SRからDRを減算して偏差を算出する。さらに、制御演算部４２は、算出した速度偏差に基づいてＰＩ制御処理を行い、ミシンモータ１１の操作量を算出する。
なお、ミシンモータ１１の速度検出や操作量演算は、ゼロクロス検出回路１９が求める交流電源のゼロクロス点の検出周期に合わせて周期的に実行される。
また、制御演算部４２は、後述する停針補正制御部５２からのミシンモータ１１の再起動指令を受けた場合には、通常のＰＩ演算で使用されるフィードバックゲインよりも低減した値、例えば60パーセントに抑えた値で演算を実行する。
【００３０】
位相角変換部４３は、制御演算部４２が求めた制御量に基づいて交流電源周期のゼロクロス点の検出周期の一周期ごとにミシンモータ１１への通電のオン期間とオフ期間とを設定する。かかる操作量のオン期間への変換は、操作量に対してミシンモータ１１の出力トルクが直線的に変化するように予め設定したテーブルデータによって行う。また、オン期間の最大値は電源サイクルの半周期（＝ゼロクロス点の検出周期）で制御周期8.33[ms]（又は10[ms]）と同値である。
【００３１】
速度指定部４４は、コントローラ１８の踏み込み量を示す指令、減速制御部５０からの減速指令、仮停止制御部５１からの停止指令、停針補正制御部５２からの減速指令又は停止指令に応じて信号の入力に基づいて、指定速度SR（停止指令を含む）を生成し、制御演算部４２に入力する。
【００３２】
減速制御部５０は、停針制御の際に主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａの出力がＬからＨに変わると、主軸１４の回転速度を65[rpm]とする減速指令を速度指定部４４に出力する第一の減速制御と、停針制御の際に主軸副検出センサ１６の受光素子１６ａの出力がＨからＬに変わると、主軸１４の回転速度を55[rpm]とする減速指令を速度指定部４４に出力する第二の減速制御とを実行する。
つまり、減速制御部５０は、主軸主検出センサ１３の検出する位相と主軸副検出センサ１６の検出する位相とをそれぞれ減速位相としてミシンモータ１１を個々の減速速度にする「減速制御部」として機能する。
なお、停針制御は、コントローラ１８が踏まれて回転数を入力していた状態から踏み外されて入力がなくなった時点から開始される。
【００３３】
仮停止制御部５１は、停針制御の際に主軸副検出センサ１６の受光素子１６ａの出力がＨからＬに変わると、エンコーダ１２のパルスカウントを開始すると共に、当該パルスカウントにより停止位相の直前の位相（例えば、停止位相の3°前）の到達を監視し、到達するとミシンモータ１１の停止指令を速度指定部４４に出力する。
つまり、仮停止制御部５１は、エンコーダ１２の出力から停止位相の3°前の位相の到達を監視し、当該位相を停止直前位相としてミシンモータ１１を一時的に停止させる制御を行う「仮停止制御部」として機能する。
また、仮停止制御部５１は、停止指令後において、エンコーダ１２のパルス出力の有無を監視して、所定期間（例えば10[ms]）パルス出力が得られるか否かの判定を行い、パルス出力が得られない場合に主軸１４が停止していると判定を行う。
【００３４】
停針補正制御部５２は、仮停止制御部５１による停止判定が行われると、主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａの出力がＨからＬに変わっているかを判定し、Ｈのままの場合にはＬが検出されるまで、ミシンモータ１１を所定の低速（例えば55[rpm]）で再起動させる再起動指令を速度指定部４４に出力する。
つまり、停針補正制御部５２は、「停針補正制御部」として機能する。
【００３５】
（モータ制御装置における停針制御）
図８はモータ制御装置１０における停針制御を示すフローチャートである。図７及び図８に基づいて停針制御の処理内容を以下に説明する。
停針制御は、縫製作業が終わり、それまで踏み込まれていたコントローラ１８が踏み外されると実行される処理であり、通常の縫製時の縫い速度は主軸１４の回転数で150〜1500[rpm]であるが、停針制御はこの速度範囲から減速して低速150[rpm]となったところから実行される。
【００３６】
主軸１４の回転数が150[rpm]を下回ると、減速制御部５０は主軸１４の針下位相の到達待ちを行う（ステップＳ１）。即ち、主軸１４に設けられた遮蔽板１７の先方端部が主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａに到達し、その出力がＬからＨに変わったか否かの判定を行い（図７（Ａ））、主軸主検出センサ１３の受光素子１３ａの出力がＬからＨに変わると、減速制御部５０は第一の減速指令を速度指定部４４に入力し、速度指定部４４は主軸速度を65[rpm]とする指定速度SRを制御演算部４２に入力する（ステップＳ２）。これにより、ミシンモータ１１は主軸速度が65[rpm]となるように速度制御が行われる。
【００３７】
次いで、減速制御部５０は主軸１４の針の上停止位置の停止位相の手前30°の到達待ちを行う（ステップＳ３）。即ち、主軸１４に設けられた遮蔽板１７の後方端部が主軸副検出センサ１６の受光素子１６ａに到達し、その出力がＨからＬに変わると（図７（Ｂ））、減速制御部５０は第二の減速指令を速度指定部４４に入力し、制御演算部４２はミシンモータ１１を55[rpm]に減速制御する（ステップＳ４）。
【００３８】
一方、主軸副検出センサ１６の受光素子１６ａに到達し、その出力がＨからＬに変わると、仮停止制御部５１は、エンコーダ１２の出力パルスのカウントを開始する（ステップＳ５）。カウントの初期値は０とする。
そして、仮停止制御部５１は、エンコーダ１２の出力パルスが主軸１４が針上位相の手前3°を示すカウント値となるのを待つ（ステップＳ６）。ここで、針上位相の手前3°相当のカウント値は、主軸１４の一回転（360°）でエンコーダ１２が出力するパルス数は332.3であるから、27°（＝30°−3°）分として25パルス（＝332.3／360×27）である。ここでの位相はパルス数が整数でないことから実際の位相と約１°の差が生じる。
【００３９】
そして、パルスカウント値が針の上停止位置の停止位相の手前3°相当を示すと（図７（Ｃ））、仮停止制御部５１は、回転停止指令を速度指定部４４を介して制御演算部４２に出力する（ステップＳ７）。これにより、モータ通電回路２９を通じてミシンモータ１１への通電がオフにされる。
ここで位相制御における通電オフとは、現在オフ期間中であればそのままオフを継続し、現在オン期間中であればゼロクロスの検出を待ってミシンモータ１１への通電をオフするものである。
【００４０】
さらに、ミシンモータ１１の通電がオフにされると、仮停止制御部５１は、慣性で回転する主軸１４の停針待ちを行う（ステップＳ８）。仮停止制御部５１は、エンコーダ１２からのパルス信号が入力されない状態が10[ms]継続するか否かにより判定する。
そして、パルス信号無しが10[ms]継続すると、停針補正制御部５２は、主軸１４が針の上停止位置の停止位相範囲に到達したか否かを判定する（ステップＳ９）。かかる判定は、主軸主検出センサ１３の出力がＨからＬになっているか否かにより行われ、Ｌであれば針の上停止の停止位相到達として停針処理を終了する（図７（Ｄ））。
【００４１】
一方、主軸主検出センサ１３の出力がＨであれば、停針補正制御部５２は、主軸１４が針の上停止位置の停止位相範囲に到達していないと判断し、55[rpm]の指定速度SRを速度指定部４４に入力してミシンモータ１１を再起動させる（ステップＳ１０）。
この再起動のときには、制御演算手段４２は、フィードバックゲインを通常よりも小さくする（例えば60％）。また、このとき、制御演算手段４２は、ステップＳ７で通電をオフされる前の最後のSRとDRの偏差から求められた操作量を採用する。このように、通電オフ直前の演算を再開させることで、起動に時間が掛かるとか急激に速度が上がる等の不自然な動きを防止することができる。
【００４２】
次いで、停針補正制御部５２は、主軸１４が針の上停止位置の停止位相範囲に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１）。即ち、主軸主検出センサ１３の出力がＬになったか判定し、Ｌでなければミシンモータ１１の駆動が継続され、Ｌであれば針の上停止の停止位相範囲到達として、モータ通電回路２９を通じてミシンモータ１１への通電がオフにされる（ステップＳ１２）。なお、この時の回転停止の際には、制御演算手段４２で用いるゲインを通常よりも低減し、60％としているため、緩やかな加速となっているために、この時点での速度は殆ど上がっていない。そして、停針処理を終了する。
【００４３】
（発明の実施形態の効果）
上記ミシン１００のモータ制御装置１０は、主軸主検出センサ１３、主軸副検出センサ１６、エンコーダ１２を用いて減速位相の検出を行い、減速制御部５０がミシンモータ１１を所定の減速速度（65[rpm],55[rpm]）にするため、停止直前位相（停止位相の3°手前）の検出により速やかにミシンモータ１１を停止させることが可能となる。
さらに、仮停止制御部５１が、停止直前位相で一旦ミシンモータ１１の回転停止を行うと共に、停針補正制御部５２が、再起動して停止位相が検出されたところでミシンモータ１１の回転停止を行うようにしているため、再起動後のミシンモータ１１の駆動動作量は少なく、その結果、停止位相を検出後速やかに停止させることが可能となる。
また、減速開始のタイミング（センサの取付け位相）や減速時の速度は、ミシンモータ１１の通電がオフにされた後に、慣性により回転する主軸１４の停止位相が針の上停止位置となるように設定されているが、実際の主軸１４の停止時の位相は、主軸と連結される部品の負荷や摺動抵抗等などを原因としてばらつき、針の上停止位置の停止位相を中心に分布する。主軸１４は、針の上停止位置の停止位相範囲に到達していない場合には、停針補正制御部５２がミシンモータ１１を再起動することにより、針の上停止位置の停止位相範囲まで移動する。よって主軸１４の最終的な停止位相は、針の上停止位置の停止位相範囲内に補正され、その範囲は補正しない場合の半分となる。
そして、高価な高精度のエンコーダやブレーキ装置等を不要としているので、低廉でありながら、停針制御の精度向上を図ることが可能となる。
特に、停針補正制御部５２によるミシンモータ１１の再起動後は、制御演算部がフィードバックゲインを再起動前よりも低減（60％）させるため、ミシンモータ１１を緩やかに加速させ、速度を抑制するので停止位相検出後の回転停止の際には当該停止位相を過度に通過することがなく、高精度に停針させることが可能となる。
その結果、ミシン１００が多針であっても、各縫い針を適切な位置に停針させることができ、ルーパを回避して各縫い針に適切且つ好適に糸通しを行うことが可能となる。
【００４４】
（その他）
なお、上記構成からなるミシンモータ制御装置１０は、ロックミシンへの適用に限らず、交流又は直流電源で駆動するモータを使用するいずれの形式のミシンに採用しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ミシンモータ制御装置としての制御回路を搭載したミシンの斜視図である。
【図２】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】制御回路とその制御に関連する構成を含む機能ブロック図である。
【図４】エンコーダ出力のカウントを行う各構成による速度検出タイミング図である。
【図５】主軸の各回転数において検出されるパルスカウント値及び周期カウント値の値を示す図表である。
【図６】ミシンモータの整流された電源電圧波形を示す線図である。
【図７】主軸主検出センサ及び主軸副検出センサの構成を示す動作説明図であって、図７（Ａ）は第一の減速位相の検出時、図７（Ｂ）は第二の減速位相の検出時、図７（Ｃ）は停止直前位相の検出時、図７（Ｄ）は停止位相の検出時の状態を示す。
【図８】ミシンモータ制御装置の停針制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  モータ制御装置
１１  ミシンモータ
１２  エンコーダ（停止直前位相検出手段）
１３  主軸主検出センサ（停止位相検出手段、減速位相検出手段）
１４  主軸
１６  主軸副検出センサ（減速位相検出手段、停止直前位相検出手段）
１７  遮蔽板（停止位相検出手段、減速位相検出手段、停止直前位相検出手段）
５０  減速制御部
５１  仮停止制御部
５２  停針補正制御部
【図１】
2009254491.tif 000003
【図２】
2009254491.tif 000004
【図３】
2009254491.tif 000005
【図４】
2009254491.tif 000006
【図５】
2009254491.tif 000007
【図６】
2009254491.tif 000008
【図７】
2009254491.tif 000009
【図８】
2009254491.tif 000010