縫紉機的腳踏控制器及縫紉機的製作方法

2023-04-28 03:35:41

專利名稱:縫紉機的腳踏控制器及縫紉機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種縫紉機的腳踏控制器及縫紉機，特別是涉及能在縫製開始前的階段發現並在發生前阻止以往因腳踏控制器的故障而發生縫紉機電動機的異常旋轉驅動的那種狀態的縫紉機的腳踏控制器及縫紉機。
背景技術：
以往，刺繡縫紉機和平縫縫紉機等各種縫紉機，在機殼部內設置有使安裝著縫針的針杆上下運動的針杆驅動機構，同時在底板部內配設有旋梭等線環捕捉器。並且，預先使用速度調節旋鈕設定好縫製速度，在用戶操作啟動停止開關後，縫紉機電動機開始驅動，通過縫紉機主軸對這些針杆驅動機構及線環捕捉器進行同步驅動，由此，能以預先調節好的縫製速度在載置於底板部上的布料上形成實用花樣或刺繡花樣。
但是，當用戶一邊用雙手扶持作為縫製對象的布料一邊進行縫製的場合，為了能在不使用手的情況下指令縫製開始或進行速度調節，在縫紉機上配備了腳踏控制器。該場合，若將配置在從腳踏控制器延伸的連接軟線前端的插頭與縫紉機本體的插座連接，用戶就可通過踩下腳踏控制器來指令縫製開始，並能與其下踩量對應地變更縫製速度。
例如專利文獻1所記載的安全裝置構成為當用戶踩下速度指令單元的踏板時，踏板內部設置的可變電阻器的電阻值發生變化，速度控制單元接受與該電阻值對應的速度指令信號即速度指令電壓，以與該電壓對應的縫製速度來驅動控制縫紉機電動機。
驅動控制縫紉機電動機的速度控制單元由觸發控制電路和一對半導體開關元件(SCR)等構成。在根據來自速度指令單元的可變電阻器的指令信號將觸發控制電路發生的脈衝信號輸入門電路時，半導體開關元件觸發。由此，將從交流電源供給的交流電流通過一對半導體開關元件向縫紉機電動機供給。
專利文獻1日本專利特開昭55-71186號公報發明公開發明所要解決的技術問題然而，最近腳踏控制器的電氣性構成正在趨向簡單化。例如，如圖4所示，在腳踏控制器115的內部，將可變電阻器126、電容器127、電阻129、兩端交流開關元件130、三端雙向可控矽開關元件128等如圖所示地布線來構成速度調節電路125。另外，腳踏控制器115具有驅動電路117、以及在用戶進行踩下操作後閉合的驅動開始開關118。驅動電路117以通過附加於三端雙向可控矽開關元件128的門電路的觸發電壓控制的相位將交流電源111的電流供給到縫紉機電動機110來進行旋轉驅動。
在如此構成的腳踏控制器115中，當三端雙向可控矽開關元件128正常時，一旦用戶踩下腳踏控制器115，驅動開始開關118就閉合，從而根據與下踩量對應變化的可變電阻器126的電阻值來控制從兩端交流開關元件130輸入三端雙向可控矽開關元件128的門電路的脈衝的觸發相位。並且，從交流電源111將進行相位控制後的電流供給到縫紉機電動機110，故縫紉機電動機110以與腳踏控制器115的下踩量對應的速度旋轉。
由於這種腳踏控制器115是僅在驅動電路117中設置了驅動開始開關118的電路構成，因此，一旦三端雙向可控矽開關元件128因故障而成為短路狀態，則當用戶踩下腳踏控制器115而同時使驅動開始開關118閉合時，就會與速度調節電路125的相位控制無關地通過短路的三端雙向可控矽開關元件128向縫紉機電動機110供給大電流。由此，不僅會在踩下腳踏控制器115的同時使縫紉機電動機110高速旋轉，而且會發生使根據腳踏控制器115的下踩量進行的速度控制失效等不良現象。
鑑於上述問題，本發明的目的在於當設置在縫紉機的腳踏控制器內的開關元件因故障而短路時、能強制性地阻止縫製開始時縫紉機電動機的異常高速旋轉。
用於解決技術問題的技術方案本發明的縫紉機的腳踏控制器包括設置在縫紉機電動機(10)的驅動電路(1 7)中的驅動開始開關(18)、以及具有所述縫紉機電動機(10)的速度調節用可變電阻器(26)及與該可變電阻器(26)互動的開關元件(28)的速度調節電路(25)，其特徵在於，設置有切斷電路(19)，當所述驅動開始開關(18)處於關斷(OFF)狀態而所述開關元件(28)發生了短路時，該切斷電路(19)將所述縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)切斷。
另外，本發明的縫紉機包括使下端安裝著縫針(6)的針杆(5)上下運動的針杆驅動機構、使送布牙上下運動的送布牙上下運動機構及使送布牙前後運動的送布牙前後運動機構、收容有底線梭心並與縫針(6)互動的線環捕捉器、以及縫紉機的腳踏控制器(15)，該腳踏控制器(15)包括設置在縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)中的驅動開始開關(18)、以及具有所述縫紉機電動機(10)的速度調節用可變電阻器(26)及與該可變電阻器(26)互動的開關元件(28)的速度調節電路(25)，該縫紉機的特徵在於，在所述腳踏控制器(15)中設置有切斷電路(19)，當所述驅動開始開關(18)處於關斷狀態而所述開關元件(28)發生了短路時，該切斷電路(19)將所述縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)切斷。
採用這種構成，當開關元件(28)因故障而短路時，能在用戶開始縫製前的階段預先強制性地將驅動電路(17)切斷。由此，即使用戶踩下了腳踏控制器(15)也不會向縫紉機電動機(10)供給電流，能可靠地阻止縫紉機電動機(10)的高速旋轉。並且，即使用戶踩下腳踏控制器(15)也不會驅動縫紉機電動機(10)，故用戶能在縫製開始之前識別腳踏控制器(10)的故障。
發明效果採用本發明的縫紉機的腳踏控制器或本發明的縫紉機，當開關元件因故障而短路時，即使用戶踩下了腳踏控制器也能可靠地阻止縫紉機電動機的高速旋轉。並且，用戶能在縫製開始之前識別腳踏控制器的故障。
圖1為本發明實施例中的電子縫紉機的立體圖。
圖2為表示腳踏控制器的內部電路的電路圖。
圖3為利用三端雙向可控矽開關元件進行的相位控制的說明圖。
圖4為現有技術的與圖2相當的圖。
(符號說明)M是電動縫紉機，10是縫紉機電動機，15是腳踏控制器，17是驅動電路，18是驅動開始開關，19是切斷電路，20是溫度熔絲，21是電阻，25是速度調節電路，26是可變電阻器，28是三端雙向可控矽開關元件，30是兩端交流開關元件。
具體實施方式下面參照圖1至圖3說明本發明的實施例。首先如圖1所示，簡單地對可縫製各種實用花樣的電動縫紉機M作出說明。該電動縫紉機M包括底板部1；從底板部1的右端部立設的立柱部2；以及從立柱部2的上端、與縫紉機底板部1相向地向左方延伸的機殼部3。在底板部1內設置有使送布牙上下運動的送布牙上下運動機構及使送布牙前後運動的送布牙前後運動機構；收容有底線梭心並與縫針6互動的線環捕捉器(例如水平旋梭)；以及切線機構等(均省略圖示)。
在機殼部3內設置有使下端安裝著縫針6的針杆5上下運動的針杆驅動機構；使針杆5沿與送布方向正交的方向擺動的針杆擺動機構；以及與針杆5的上下運動同步地使挑線杆上下運動的挑線杆驅動機構(均省略圖示)等。另外，送布牙上下運動機構、送布牙前後運動機構、針杆上下運動機構、針杆擺動機構均由縫紉機電動機10通過縫紉機主軸來驅動。
花樣顯示窗8設置在機殼部3的前表面上，在該花樣顯示窗8中可顯示各種實用花樣的線跡花樣。未圖示的花樣選擇盤設置在機殼部3的右側面上，通過旋轉該花樣選擇盤可從多種花樣中選擇所需要的花樣。
用戶可踩下的腳踏控制器15可通過其連接軟線16與設於立柱部2右側面的插座連接。若將腳踏控制器15與電動縫紉機M連接，則用戶只需踩下腳踏控制器15就可指令縫製開始，並可根據該下踩量來變更縫製速度。
下面參照圖2說明腳踏控制器15。如圖1所示，腳踏控制器15具有下側殼體15a和上側殼體15b。上側殼體15b的一端側軸支承在下側殼體15a上，另一端側可以上下動作。圖2所示的驅動電路17及速度調節電路25等構成在設於下側殼體15a的印刷電路板(未圖示)上。並且，若用戶用腳踩下上側殼體15b，則可接通驅動開始開關18，並可與該下踩量對應地調節縫紉機電動機10的旋轉速度。
在驅動電路17中設置有與縫紉機電動機10直接連接的第1連接線L1以及通過交流電源11與縫紉機電動機10連接的第2連接線L2。驅動開始開關18及溫度熔絲20用於指令縫紉機電動機10開始驅動，相對於第1連接線L1串聯狀插入。另外，電阻21相對於驅動開始開關18並聯狀連接。
本例中，電阻21的電阻值設定得比較大(例如1.8KΩ)，切斷電路19由電阻21和溫度熔絲20等構成。電阻21和溫度熔絲20在相互鄰近配置的狀態下一體狀地被水泥包覆。即，切斷電路19構成為內置有溫度熔絲20的水泥電阻，例如當電阻21發熱到約100℃以上時，則溫度熔絲20因該發熱而被熔斷。
另外，關於電阻21的電阻值，作為最大電阻值(電流小、發熱量少的電阻值)需要設定為即使周圍溫度為0°時也能產生使溫度熔絲20熔斷的發熱量的值。作為最小電阻值(電流大、發熱量多的電阻值)需要設定為以流過電阻21的電流大小不會使縫紉機電動機10旋轉且發熱量不會達到溫度熔絲20的Tm(Maximum Temperature Limit最大溫度界限)的值。
Tm被設定為約200℃。另外，考慮到由電阻21產生的熱量傳遞到溫度熔絲20的時間延遲以及溫度熔絲20的熔斷時間，溫度熔絲20熔斷時電阻21的溫度設定成比溫度熔絲20的熔斷溫度高得多。
若電阻21的電阻值過度小，則過電流時上升的溫度成為比溫度熔絲20的熔斷溫度高得多的溫度而超過Tm，從而溫度熔絲20熔斷後存在再導通的可能性。因此，需要考慮正常時及導常時的電流值、溫度熔絲20的熔斷條件、縫紉機電動機10的驅動條件等來設定電阻21的電阻值。
在速度調節電路25中設置有與第1連接線L1連接的第3連接線L3以及與第2連接線L2連接的第4連接線L4。並且，在第3連接線L3與第4連接線L4之間連接著可變電阻器(例如最大電阻值＝200KΩ)26及電容器(例如0.1μF)27的串聯電路與三端雙向可控矽開關元件28的並聯電路。
另外，在可變電阻器26及電容器27的連接點P與三端雙向可控矽開關元件28的門電路G之間連接著電阻(例如10Ω)29及兩端交流開關元件30的串聯電路。兩端交流開關元件30在被附加的交流電壓超過規定值時會產生激烈的脈衝而向三端雙向可控矽開關元件28的門電路G輸出。
下面說明如此構成的腳踏控制器15的動作。另外，可變電阻器26的電阻值在腳踏控制器15未踩下的狀態下處於最大值。
當用戶未踩下腳踏控制器15時，驅動開始開關18是開路狀態，來自交流電源11的電流通過並聯連接的電阻21隻有少量電流(1mA以下)流到驅動電路17。在這種程度的小電流下，電阻21的發熱少，且向電容器27的充電量少，故速度調節電路25不工作，縫紉機電動機10不會被驅動旋轉。
當用戶為了開始縫製作業而踩下腳踏控制器15時，驅動開始開關18切換成閉合狀態。該場合，來自交流電源11的電流經過第1連接線L1的驅動開始開關18及溫度熔絲20後，進一步經過速度調節電路25的可變電阻器26而對電容器27充電。
電容器27的端子電壓因充電而上升，當達到規定以上的電壓時，兩端交流開關元件30成為導通狀態，激烈的脈衝從兩端交流開關元件30向三端雙向可控矽開關元件28的門電路G供給。這樣，三端雙向可控矽開關元件28被觸發而動作，交流電流向由第1連接線L1→第3連接線L3→三端雙向可控矽開關元件28→第4連接線L4→第2連接線L2構成的閉合電路供給，從而縫紉機電動機10被驅動旋轉。
接著，當用戶加大腳踏控制器15的下踩量時，因可變電阻器26的電阻值變小，故如圖3所示可縮短向電容器27的充電時間，使三端雙向可控矽開關元件28的觸發時間提前。這樣，三端雙向可控矽開關元件28的導通時間提前，向縫紉機電動機10供給的電流值增加，使縫紉機電動機10的旋轉速度上升。由此，可變電阻器26的電阻值根據腳踏控制器15的下踩量變更，通過與其對應地變化三端雙向可控矽開關元件28的觸發時間來執行相位控制。
當用戶未踩下腳踏控制器15、即驅動開始開關18處於開路狀態時，若三端雙向可控矽開關元件28因故障而短路，則流過電阻21及溫度熔絲20的交流電流增大至最大限度，電阻21的發熱量增加。但是，此時流動的交流電流是不會使縫紉機電動機10旋轉那樣程度的電流，由於電阻21因該電流而最大限度地發熱，因此，溫度熔絲20高效地接受該發熱。
這樣，由電阻21產生的發熱量增加，與電阻21鄰近設置的溫度熔絲20受到電阻21的發熱而被加熱，當達到規定溫度以上(例如約110℃以上)時，溫度熔絲20被熔斷。其結果是，驅動電路17被切斷電路19切斷，故交流電流不會最早供給到縫紉機電動機10，在踩下腳踏控制器15而開始縫製之前的前階段能強制性地預先切斷驅動電路17。
由此，即使用戶為了開始縫製而踩下腳踏控制器15，也不會向縫紉機電動機10供給電流，能可靠地阻止縫紉機電動機10無準備地高速旋轉。並且，即使用戶踩下了腳踏控制器10也不能驅動縫紉機電動機10，故用戶在縫製開始之前能識別腳踏控制器10的故障。
另外，切斷電路19由與驅動電路17串聯連接的溫度熔絲20、以及可加熱該溫度熔絲20地設置並與驅動開始開關18並聯連接的電阻21構成。由此，當作為開關元件的三端雙向可控矽開關元件28因故障而短路時，來自驅動電源的電流供給到電阻21而使其發熱，利用該發熱對溫度熔絲20進行加熱而使其熔斷，因此，只需設置廉價的溫度熔絲20就能強制性地且可靠地將驅動電路17切斷。
另外，切斷電路19由內置有溫度熔絲20的水泥電阻構成，故可使切斷電路19小型化，可提高耐熱效果，並且，可使在印刷電路板上搭載切斷電路19的作業格外簡單。
並且，由於開關元件由三端雙向可控矽開關元件28構成，該三端雙向可控矽開關元件28由與可變電阻器26連接的兩端交流開關元件30來進行開關，因此，能使交流電流的相位控制以小型且簡單的電路構成來實現。
本發明可以進行以下的變形或擴展。
1)也可採用SCR(半導體開關元件)、FET(場效應電晶體)等各種開關元件來代替三端雙向可控矽開關元件28。
2)在作為切斷電路19使用內置有溫度熔絲20的水泥電阻時，也可根據流到驅動電路17的交流電流的大小、水泥電阻的種類等，與腳踏控制器15的種類對應地變更電阻21的電阻值的大小、電阻21與溫度熔絲20的配置距離、溫度熔絲20的熔斷溫度等。即，也可適當地變更電阻21的發熱溫度、溫度熔絲20的熔斷時間。
3)本發明並不限定於以上說明的實施例，業內人士可在不脫離本發明宗旨的範圍內對上述實施例進行各種變更後實施，本發明也包含這些變更形態。
實用性如上所述，本發明可應用在控制縫紉機電動機的旋轉速度用的腳踏控制器上。
權利要求
1.一種縫紉機的腳踏控制器(15)，包括設置在縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)中的驅動開始開關(18)、以及具有所述縫紉機電動機(10)的速度調節用可變電阻器(26)及與該可變電阻器(26)互動的開關元件(28)的速度調節電路(25)，其特徵在於，設置有切斷電路(19)，當所述驅動開始開關(18)處於關斷狀態而所述開關元件(28)發生了短路時，該切斷電路(19)將所述縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)切斷。
2.如權利要求
1所述的縫紉機的腳踏控制器，其特徵在於，所述切斷電路(19)包括與所述縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)串聯連接的溫度熔絲(20)、以及可加熱該溫度熔絲(20)地設置並與所述驅動開始開關(18)並聯連接的電阻(21)。
3.如權利要求
2所述的縫紉機的腳踏控制器，其特徵在於，所述切斷電路(19)由內置有所述溫度熔絲(20)的水泥電阻(19)構成。
4.如權利要求
1～3中任一項所述的縫紉機的腳踏控制器，其特徵在於，所述開關元件(28)由三端雙向可控矽開關元件(28)構成，該三端雙向可控矽開關元件(28)由與所述可變電阻器(26)連接的兩端交流開關元件(30)來進行開關。
5.一種縫紉機，包括使下端安裝著縫針(6)的針杆(5)上下運動的針杆驅動機構、使送布牙上下運動的送布牙上下運動機構及使送布牙前後運動的送布牙前後運動機構、收容有底線梭心並與縫針(6)互動的線環捕捉器、以及縫紉機的腳踏控制器(15)，該腳踏控制器(15)包括設置在縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)中的驅動開始開關(18)、以及具有縫紉機電動機(10)的速度調節用可變電阻器(26)及與該可變電阻器(26)互動的開關元件(28)的速度調節電路(25)，該縫紉機的特徵在於，在所述腳踏控制器(15)中設置有切斷電路(19)，當所述驅動開始開關(18)處於關斷狀態而所述開關元件(28)發生了短路時，該切斷電路(19)將所述縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)切斷。
專利摘要
本發明的縫紉機的腳踏控制器(15)，包括設置在縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)中的驅動開始開關(18)、以及具有所述縫紉機電動機(10)的速度調節用可變電阻器(26)及與該可變電阻器(26)互動的開關元件(28)的速度調節電路(25)，其特徵在於，設置有切斷電路(19)，當所述驅動開始開關(18)處於關斷狀態而所述開關元件(28)發生了短路時，該切斷電路(19)將所述縫紉機電動機(10)的驅動電路(17)切斷。
文檔編號D05B69/14GK1993510SQ200580025728
公開日2007年7月4日 申請日期2005年5月10日
發明者浜島英一 申請人:兄弟工業株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan