CN1993510A - 缝纫机的脚踏控制器及缝纫机 - Google Patents

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Abstract

本发明的缝纫机的脚踏控制器(15)，包括：设置在缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)中的驱动开始开关(18)、以及具有所述缝纫机电动机(10)的速度调节用可变电阻器(26)及与该可变电阻器(26)互动的开关元件(28)的速度调节电路(25)，其特征在于，设置有切断电路(19)，当所述驱动开始开关(18)处于关断状态而所述开关元件(28)发生了短路时，该切断电路(19)将所述缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)切断。

Description

缝纫机的脚踏控制器及缝纫机
技术领域
本发明涉及一种缝纫机的脚踏控制器及缝纫机，特别是涉及能在缝制开始前的阶段发现并在发生前阻止以往因脚踏控制器的故障而发生缝纫机电动机的异常旋转驱动的那种状态的缝纫机的脚踏控制器及缝纫机。
背景技术
以往，刺绣缝纫机和平缝缝纫机等各种缝纫机，在机壳部内设置有使安装着缝针的针杆上下运动的针杆驱动机构，同时在底板部内配设有旋梭等线环捕捉器。并且，预先使用速度调节旋钮设定好缝制速度，在用户操作启动停止开关后，缝纫机电动机开始驱动，通过缝纫机主轴对这些针杆驱动机构及线环捕捉器进行同步驱动，由此，能以预先调节好的缝制速度在载置于底板部上的布料上形成实用花样或刺绣花样。
但是，当用户一边用双手扶持作为缝制对象的布料一边进行缝制的场合，为了能在不使用手的情况下指令缝制开始或进行速度调节，在缝纫机上配备了脚踏控制器。该场合，若将配置在从脚踏控制器延伸的连接软线前端的插头与缝纫机本体的插座连接，用户就可通过踩下脚踏控制器来指令缝制开始，并能与其下踩量对应地变更缝制速度。
例如专利文献1所记载的安全装置构成为：当用户踩下速度指令单元的踏板时，踏板内部设置的可变电阻器的电阻值发生变化，速度控制单元接受与该电阻值对应的速度指令信号即速度指令电压，以与该电压对应的缝制速度来驱动控制缝纫机电动机。
驱动控制缝纫机电动机的速度控制单元由触发控制电路和一对半导体开关元件(SCR)等构成。在根据来自速度指令单元的可变电阻器的指令信号将触发控制电路发生的脉冲信号输入门电路时，半导体开关元件触发。由此，将从交流电源供给的交流电流通过一对半导体开关元件向缝纫机电动机供给。
专利文献1：日本专利特开昭55-71186号公报
发明公开
发明所要解决的技术问题
然而，最近脚踏控制器的电气性构成正在趋向简单化。例如，如图4所示，在脚踏控制器115的内部，将可变电阻器126、电容器127、电阻129、两端交流开关元件130、三端双向可控硅开关元件128等如图所示地布线来构成速度调节电路125。另外，脚踏控制器115具有驱动电路117、以及在用户进行踩下操作后闭合的驱动开始开关118。驱动电路117以通过附加于三端双向可控硅开关元件128的门电路的触发电压控制的相位将交流电源111的电流供给到缝纫机电动机110来进行旋转驱动。
在如此构成的脚踏控制器115中，当三端双向可控硅开关元件128正常时，一旦用户踩下脚踏控制器115，驱动开始开关118就闭合，从而根据与下踩量对应变化的可变电阻器126的电阻值来控制从两端交流开关元件130输入三端双向可控硅开关元件128的门电路的脉冲的触发相位。并且，从交流电源111将进行相位控制后的电流供给到缝纫机电动机110，故缝纫机电动机110以与脚踏控制器115的下踩量对应的速度旋转。
由于这种脚踏控制器115是仅在驱动电路117中设置了驱动开始开关118的电路构成，因此，一旦三端双向可控硅开关元件128因故障而成为短路状态，则当用户踩下脚踏控制器115而同时使驱动开始开关118闭合时，就会与速度调节电路125的相位控制无关地通过短路的三端双向可控硅开关元件128向缝纫机电动机110供给大电流。由此，不仅会在踩下脚踏控制器115的同时使缝纫机电动机110高速旋转，而且会发生使根据脚踏控制器115的下踩量进行的速度控制失效等不良现象。
鉴于上述问题，本发明的目的在于当设置在缝纫机的脚踏控制器内的开关元件因故障而短路时、能强制性地阻止缝制开始时缝纫机电动机的异常高速旋转。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的缝纫机的脚踏控制器包括：设置在缝纫机电动机(10)的驱动电路(1 7)中的驱动开始开关(18)、以及具有所述缝纫机电动机(10)的速度调节用可变电阻器(26)及与该可变电阻器(26)互动的开关元件(28)的速度调节电路(25)，其特征在于，设置有切断电路(19)，当所述驱动开始开关(18)处于关断(OFF)状态而所述开关元件(28)发生了短路时，该切断电路(19)将所述缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)切断。
另外，本发明的缝纫机包括：使下端安装着缝针(6)的针杆(5)上下运动的针杆驱动机构、使送布牙上下运动的送布牙上下运动机构及使送布牙前后运动的送布牙前后运动机构、收容有底线梭心并与缝针(6)互动的线环捕捉器、以及缝纫机的脚踏控制器(15)，该脚踏控制器(15)包括：设置在缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)中的驱动开始开关(18)、以及具有所述缝纫机电动机(10)的速度调节用可变电阻器(26)及与该可变电阻器(26)互动的开关元件(28)的速度调节电路(25)，该缝纫机的特征在于，在所述脚踏控制器(15)中设置有切断电路(19)，当所述驱动开始开关(18)处于关断状态而所述开关元件(28)发生了短路时，该切断电路(19)将所述缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)切断。
采用这种构成，当开关元件(28)因故障而短路时，能在用户开始缝制前的阶段预先强制性地将驱动电路(17)切断。由此，即使用户踩下了脚踏控制器(15)也不会向缝纫机电动机(10)供给电流，能可靠地阻止缝纫机电动机(10)的高速旋转。并且，即使用户踩下脚踏控制器(15)也不会驱动缝纫机电动机(10)，故用户能在缝制开始之前识别脚踏控制器(10)的故障。
发明效果
采用本发明的缝纫机的脚踏控制器或本发明的缝纫机，当开关元件因故障而短路时，即使用户踩下了脚踏控制器也能可靠地阻止缝纫机电动机的高速旋转。并且，用户能在缝制开始之前识别脚踏控制器的故障。
附图说明
图1为本发明实施例中的电子缝纫机的立体图。
图2为表示脚踏控制器的内部电路的电路图。
图3为利用三端双向可控硅开关元件进行的相位控制的说明图。
图4为现有技术的与图2相当的图。
(符号说明)
M是电动缝纫机，10是缝纫机电动机，15是脚踏控制器，17是驱动电路，18是驱动开始开关，19是切断电路，20是温度熔丝，21是电阻，25是速度调节电路，26是可变电阻器，28是三端双向可控硅开关元件，30是两端交流开关元件。
具体实施方式
下面参照图1至图3说明本发明的实施例。首先如图1所示，简单地对可缝制各种实用花样的电动缝纫机M作出说明。该电动缝纫机M包括：底板部1；从底板部1的右端部立设的立柱部2；以及从立柱部2的上端、与缝纫机底板部1相向地向左方延伸的机壳部3。在底板部1内设置有：使送布牙上下运动的送布牙上下运动机构及使送布牙前后运动的送布牙前后运动机构；收容有底线梭心并与缝针6互动的线环捕捉器(例如水平旋梭)；以及切线机构等(均省略图示)。
在机壳部3内设置有：使下端安装着缝针6的针杆5上下运动的针杆驱动机构；使针杆5沿与送布方向正交的方向摆动的针杆摆动机构；以及与针杆5的上下运动同步地使挑线杆上下运动的挑线杆驱动机构(均省略图示)等。另外，送布牙上下运动机构、送布牙前后运动机构、针杆上下运动机构、针杆摆动机构均由缝纫机电动机10通过缝纫机主轴来驱动。
花样显示窗8设置在机壳部3的前表面上，在该花样显示窗8中可显示各种实用花样的线迹花样。未图示的花样选择盘设置在机壳部3的右侧面上，通过旋转该花样选择盘可从多种花样中选择所需要的花样。
用户可踩下的脚踏控制器15可通过其连接软线16与设于立柱部2右侧面的插座连接。若将脚踏控制器15与电动缝纫机M连接，则用户只需踩下脚踏控制器15就可指令缝制开始，并可根据该下踩量来变更缝制速度。
下面参照图2说明脚踏控制器15。如图1所示，脚踏控制器15具有下侧壳体15a和上侧壳体15b。上侧壳体15b的一端侧轴支承在下侧壳体15a上，另一端侧可以上下动作。图2所示的驱动电路17及速度调节电路25等构成在设于下侧壳体15a的印刷电路板(未图示)上。并且，若用户用脚踩下上侧壳体15b，则可接通驱动开始开关18，并可与该下踩量对应地调节缝纫机电动机10的旋转速度。
在驱动电路17中设置有与缝纫机电动机10直接连接的第1连接线L1以及通过交流电源11与缝纫机电动机10连接的第2连接线L2。驱动开始开关18及温度熔丝20用于指令缝纫机电动机10开始驱动，相对于第1连接线L1串联状插入。另外，电阻21相对于驱动开始开关18并联状连接。
本例中，电阻21的电阻值设定得比较大(例如1.8KΩ)，切断电路19由电阻21和温度熔丝20等构成。电阻21和温度熔丝20在相互邻近配置的状态下一体状地被水泥包覆。即，切断电路19构成为内置有温度熔丝20的水泥电阻，例如当电阻21发热到约100℃以上时，则温度熔丝20因该发热而被熔断。
另外，关于电阻21的电阻值，作为最大电阻值(电流小、发热量少的电阻值)需要设定为即使周围温度为0°时也能产生使温度熔丝20熔断的发热量的值。作为最小电阻值(电流大、发热量多的电阻值)需要设定为以流过电阻21的电流大小不会使缝纫机电动机10旋转且发热量不会达到温度熔丝20的Tm(Maximum Temperature Limit：最大温度界限)的值。
Tm被设定为约200℃。另外，考虑到由电阻21产生的热量传递到温度熔丝20的时间延迟以及温度熔丝20的熔断时间，温度熔丝20熔断时电阻21的温度设定成比温度熔丝20的熔断温度高得多。
若电阻21的电阻值过度小，则过电流时上升的温度成为比温度熔丝20的熔断温度高得多的温度而超过Tm，从而温度熔丝20熔断后存在再导通的可能性。因此，需要考虑正常时及导常时的电流值、温度熔丝20的熔断条件、缝纫机电动机10的驱动条件等来设定电阻21的电阻值。
在速度调节电路25中设置有与第1连接线L1连接的第3连接线L3以及与第2连接线L2连接的第4连接线L4。并且，在第3连接线L3与第4连接线L4之间连接着可变电阻器(例如最大电阻值＝200KΩ)26及电容器(例如0.1μF)27的串联电路与三端双向可控硅开关元件28的并联电路。
另外，在可变电阻器26及电容器27的连接点P与三端双向可控硅开关元件28的门电路G之间连接着电阻(例如10Ω)29及两端交流开关元件30的串联电路。两端交流开关元件30在被附加的交流电压超过规定值时会产生激烈的脉冲而向三端双向可控硅开关元件28的门电路G输出。
下面说明如此构成的脚踏控制器15的动作。另外，可变电阻器26的电阻值在脚踏控制器15未踩下的状态下处于最大值。
当用户未踩下脚踏控制器15时，驱动开始开关18是开路状态，来自交流电源11的电流通过并联连接的电阻21只有少量电流(1mA以下)流到驱动电路17。在这种程度的小电流下，电阻21的发热少，且向电容器27的充电量少，故速度调节电路25不工作，缝纫机电动机10不会被驱动旋转。
当用户为了开始缝制作业而踩下脚踏控制器15时，驱动开始开关18切换成闭合状态。该场合，来自交流电源11的电流经过第1连接线L1的驱动开始开关18及温度熔丝20后，进一步经过速度调节电路25的可变电阻器26而对电容器27充电。
电容器27的端子电压因充电而上升，当达到规定以上的电压时，两端交流开关元件30成为导通状态，激烈的脉冲从两端交流开关元件30向三端双向可控硅开关元件28的门电路G供给。这样，三端双向可控硅开关元件28被触发而动作，交流电流向由第1连接线L1→第3连接线L3→三端双向可控硅开关元件28→第4连接线L4→第2连接线L2构成的闭合电路供给，从而缝纫机电动机10被驱动旋转。
接着，当用户加大脚踏控制器15的下踩量时，因可变电阻器26的电阻值变小，故如图3所示可缩短向电容器27的充电时间，使三端双向可控硅开关元件28的触发时间提前。这样，三端双向可控硅开关元件28的导通时间提前，向缝纫机电动机10供给的电流值增加，使缝纫机电动机10的旋转速度上升。由此，可变电阻器26的电阻值根据脚踏控制器15的下踩量变更，通过与其对应地变化三端双向可控硅开关元件28的触发时间来执行相位控制。
当用户未踩下脚踏控制器15、即驱动开始开关18处于开路状态时，若三端双向可控硅开关元件28因故障而短路，则流过电阻21及温度熔丝20的交流电流增大至最大限度，电阻21的发热量增加。但是，此时流动的交流电流是不会使缝纫机电动机10旋转那样程度的电流，由于电阻21因该电流而最大限度地发热，因此，温度熔丝20高效地接受该发热。
这样，由电阻21产生的发热量增加，与电阻21邻近设置的温度熔丝20受到电阻21的发热而被加热，当达到规定温度以上(例如约110℃以上)时，温度熔丝20被熔断。其结果是，驱动电路17被切断电路19切断，故交流电流不会最早供给到缝纫机电动机10，在踩下脚踏控制器15而开始缝制之前的前阶段能强制性地预先切断驱动电路17。
由此，即使用户为了开始缝制而踩下脚踏控制器15，也不会向缝纫机电动机10供给电流，能可靠地阻止缝纫机电动机10无准备地高速旋转。并且，即使用户踩下了脚踏控制器10也不能驱动缝纫机电动机10，故用户在缝制开始之前能识别脚踏控制器10的故障。
另外，切断电路19由与驱动电路17串联连接的温度熔丝20、以及可加热该温度熔丝20地设置并与驱动开始开关18并联连接的电阻21构成。由此，当作为开关元件的三端双向可控硅开关元件28因故障而短路时，来自驱动电源的电流供给到电阻21而使其发热，利用该发热对温度熔丝20进行加热而使其熔断，因此，只需设置廉价的温度熔丝20就能强制性地且可靠地将驱动电路17切断。
另外，切断电路19由内置有温度熔丝20的水泥电阻构成，故可使切断电路19小型化，可提高耐热效果，并且，可使在印刷电路板上搭载切断电路19的作业格外简单。
并且，由于开关元件由三端双向可控硅开关元件28构成，该三端双向可控硅开关元件28由与可变电阻器26连接的两端交流开关元件30来进行开关，因此，能使交流电流的相位控制以小型且简单的电路构成来实现。
本发明可以进行以下的变形或扩展。
1)也可采用SCR(半导体开关元件)、FET(场效应晶体管)等各种开关元件来代替三端双向可控硅开关元件28。
2)在作为切断电路19使用内置有温度熔丝20的水泥电阻时，也可根据流到驱动电路17的交流电流的大小、水泥电阻的种类等，与脚踏控制器15的种类对应地变更电阻21的电阻值的大小、电阻21与温度熔丝20的配置距离、温度熔丝20的熔断温度等。即，也可适当地变更电阻21的发热温度、温度熔丝20的熔断时间。
3)本发明并不限定于以上说明的实施例，业内人士可在不脱离本发明宗旨的范围内对上述实施例进行各种变更后实施，本发明也包含这些变更形态。
实用性：
如上所述，本发明可应用在控制缝纫机电动机的旋转速度用的脚踏控制器上。

Claims (5)

1、一种缝纫机的脚踏控制器(15)，包括：设置在缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)中的驱动开始开关(18)、以及具有所述缝纫机电动机(10)的速度调节用可变电阻器(26)及与该可变电阻器(26)互动的开关元件(28)的速度调节电路(25)，其特征在于，
设置有切断电路(19)，当所述驱动开始开关(18)处于关断状态而所述开关元件(28)发生了短路时，该切断电路(19)将所述缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)切断。
2、如权利要求1所述的缝纫机的脚踏控制器，其特征在于，所述切断电路(19)包括：与所述缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)串联连接的温度熔丝(20)、以及可加热该温度熔丝(20)地设置并与所述驱动开始开关(18)并联连接的电阻(21)。
3、如权利要求2所述的缝纫机的脚踏控制器，其特征在于，所述切断电路(19)由内置有所述温度熔丝(20)的水泥电阻(19)构成。
4、如权利要求1～3中任一项所述的缝纫机的脚踏控制器，其特征在于，所述开关元件(28)由三端双向可控硅开关元件(28)构成，该三端双向可控硅开关元件(28)由与所述可变电阻器(26)连接的两端交流开关元件(30)来进行开关。
5、一种缝纫机，包括：使下端安装着缝针(6)的针杆(5)上下运动的针杆驱动机构、使送布牙上下运动的送布牙上下运动机构及使送布牙前后运动的送布牙前后运动机构、收容有底线梭心并与缝针(6)互动的线环捕捉器、以及缝纫机的脚踏控制器(15)，该脚踏控制器(15)包括：设置在缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)中的驱动开始开关(18)、以及具有缝纫机电动机(10)的速度调节用可变电阻器(26)及与该可变电阻器(26)互动的开关元件(28)的速度调节电路(25)，该缝纫机的特征在于，
在所述脚踏控制器(15)中设置有切断电路(19)，当所述驱动开始开关(18)处于关断状态而所述开关元件(28)发生了短路时，该切断电路(19)将所述缝纫机电动机(10)的驱动电路(17)切断。
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