TWI782686B - 縫紉機的送布齒驅動裝置 - Google Patents

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林素玫
鄭志孝
尤嘉暉
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Abstract

一種縫紉機的送布齒驅動裝置，包含一驅動單元、一送布齒單元、一上下傳送單元、一水平傳送單元，及一方向調整單元。該驅動單元包括一的驅動軸桿。該送布齒單元包括一送布齒台。該方向調整單元包括一可因應該驅動軸桿的轉速而調整轉速的步進馬達，及一可受該步進馬達驅動而改變位置連桿機構。該連桿機構連動使該水平傳送單元在與該上下傳送單元分別進行往復作動時共同改變該送布齒台的移動軌跡，並藉由該步進馬達的轉速可根據該驅動軸桿的轉速來調整，使該送布齒單元在切換移動軌跡的過程中，可降低噪音並減少震動。

Description

縫紉機的送布齒驅動裝置
本發明是有關於一種縫紉機，特別是指一種縫紉機的送布齒驅動裝置。
現有的一縫紉機透過一可持續轉動的驅動軸來帶動一水平傳送機構及一上下傳送機構來對一送布齒分別進行一水平方向及一上下方向的往復作動，並將該水平方向的往復作動與該上下方向的往復作動組合而使該送布齒進行送布，並透過一固定轉速運作的步進馬達帶動一連接該水平傳送機構的調節器來改變該送布齒的送布方向，以控制該縫紉機進行的正縫與倒縫作業，並藉由改變該驅動軸的轉速來控制該送布齒往復作動的速度。
然而，因為該步進馬達的轉速固定，當該驅動軸的轉速較高，且該步進馬達透過該調節器在改變該送布齒送布方向的操作過程中，會因為該驅動軸及該步進馬達的速度差，而使該調節器在與該水平傳送機構連動時產生明顯的震動及較大的噪音。
因此，本發明的目的，即在提供一種可降低噪音及震動的縫紉機的送布齒驅動裝置。
於是，本發明縫紉機的送布齒驅動裝置，包含一驅動單元、一針板單元、一送布齒單元、一上下傳送單元、一水平傳送單元，及一方向調整單元。該驅動單元包括一可受驅動而轉動的驅動軸桿。該針板單元包括一針板、一設置於該針板的針孔，及數個鄰近該針孔的槽孔。該送布齒單元包括一間接受該驅動軸桿連動而往復作動的送布齒台，及一設置於該送布齒台並具有數個對應該等槽孔的齒排的送布齒塊。該上下傳送單元連接該送布齒台，並受該驅動軸桿連動而使該送布齒台往復作動。該水平傳送單元連接該送布齒台，並受該驅動軸桿連動而使該送布齒台往復作動。該方向調整單元包括一可因應該驅動軸桿的轉速而調整轉速的步進馬達，及一設置於該步進馬達與該水平傳送單元間的連桿機構，該連桿機構可受該步進馬達驅動而於一第一連動位置與一第二連動位置間移動，以使該水平傳送單元受該連桿機構的位置影響而在與該上下傳送單元分別進行往復作動時共同改變該送布齒台的移動軌跡。
本發明的功效在於：藉由該步進馬達可根據該驅動軸桿的轉速調整其輸出的轉速，使該連桿機構受該步進馬達驅動而在該第一連動位置與該第二連動位置間可變速地移動，以使該水平傳送單元與該上下傳送單元分別進行往復作動時共同改變該送布齒台的移動軌跡，而得以在改變該送布齒台的移動軌跡的過程中降低噪音並減少震動。
參閱圖1與圖2，本發明縫紉機的送布齒驅動裝置的一實施例，適用於安裝在一縫紉機(圖未式)，並包含一驅動單元1、一針板單元2、一送布齒單元3、一上下傳送單元4、一水平傳送單元5，及一方向調整單元6。
參閱圖2、圖3與圖4，該驅動單元1包括一驅動馬達11，及一可受該驅動馬達11驅動而繞一第一軸線L1轉動的驅動軸桿12，該驅動馬達11可控制該驅動軸桿12以可變的一轉速
Figure 02_image001
進行轉動。
該針板單元2包括一針板21、一設置於該針板21的針孔22，及數個鄰近該針孔22的槽孔23。
該送布齒單元3包括一間接受該驅動軸桿12連動而往復作動的送布齒台31，及一設置於該送布齒台31並具有數個對應該等槽孔23的齒排33的送布齒塊32。
該上下傳送單元4包括一設置於該驅動軸桿12並與該驅動軸桿12同步轉動的上下傳送凸輪41，及一受該上下傳送凸輪41連動而擺動並連接該送布齒台31的擺動臂42。該擺動臂42受該上下傳送凸輪41連動而擺動，並連動該送布齒台31沿一上下方向Z往復作動，該等齒排33於該送布齒台31移動時相對於該等槽孔23沿該上下方向Z往復位移。
該水平傳送單元5包括一設置於該驅動軸桿12並與該驅動軸桿12同步轉動的水平傳送凸輪51、一受該水平傳送凸輪51連動而擺動的樞擺件52、一樞接於該樞擺件52與該送布齒台31並可繞一平行該第一軸線L1的第二軸線L2轉動的連結件53，及一樞接於該樞擺件52之一端並連接該方向調整單元6的滑塊54。該樞擺件52受該水平傳送凸輪51連動而擺動，並連動該連結件53帶動該送布齒台31沿一水平方向X往復作動，該等齒排33於該送布齒台31移動時相對於該等槽孔23沿該水平方向X往復位移。
參閱圖3與圖4，該方向調整單元6包括一電性連接該驅動馬達11並根據該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
輸出一脈波信號
Figure 02_image003
的控制器61、一電連接該控制器61並根據該控制器61所輸出的該脈波信號
Figure 02_image003
來調整並輸出一電流值I的驅動器62、一電連接該驅動器62並接收該驅動器62輸出的該電流值I而以一轉速
Figure 02_image005
轉動的步進馬達63，及一連接於該步進馬達63與該水平傳送單元5間的連桿機構64。該步進馬達63安裝在該縫紉機的一固定架90。
需說明的是，該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
、該控制器61輸出的該脈波信號
Figure 02_image003
，及該驅動器62輸出的該電流值I之間的關係如下列公式(1)、(2)。
Figure 02_image007
Figure 02_image009
其中，該轉速
Figure 02_image001
的單位為RPM，該脈波信號
Figure 02_image003
的單位為每秒脈波數(Pulse Per Second)，該控制器61根據該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
以公式(1)調整輸出控制該步進馬達63的運轉量及運轉速度的該脈波信號
Figure 02_image003
，再由該驅動器62根據該脈波信號
Figure 02_image003
以公式(2)調整驅動該步進馬達63運轉的該電流值I。由公式(1)、(2)可知，當該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
越快時，該脈波信號
Figure 02_image003
的值就越大，該驅動器62所輸出的該電流值I就越大，該步進馬達63的轉速
Figure 02_image005
就越快，反之亦然，因此該步進馬達63的轉速
Figure 02_image005
可因應該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
不同而進行調整。
參閱圖3、圖5至圖8，該連桿機構64可受該步進馬達63驅動而於一第一連動位置(見圖5與圖6)與一第二連動位置(見圖7與圖8)間移動，該連桿機構64具有一連接該步進馬達63並被該步進馬達63驅動而可正反轉動的傳動件65、一樞設於該固定架90並可被該傳動件65連動而轉動的從動件66、一樞設於該從動件66相反於該傳動件65之一端的傳送連桿67、一樞設於該傳送連桿67相反於該傳送連桿67之一端的調節臂68、一受該調節臂68帶動而可繞一平行該第一軸線L1的調節軸線L3正反轉動的調節軸桿69，及一連接該調節軸桿69的調節器70。該調節器70與該調節軸桿69同步轉動而可在一第一調節位置(見圖5與圖6)與一第二調節位置(見圖7與圖8)間可變速地移動。該傳動件65具有一傳動齒651，該從動件66具有一嚙合於該傳動齒651的從動齒661，該從動齒661具有相反的一第一從動齒部662及一第二從動齒部663，該從動件66與該傳動件65可受該步進馬達63正反往復驅動而在一第一嚙合位置與一第二嚙合位置間可變速地來回移動。該調節器70具有一供該滑塊54可滑動地設置的軌道部701。
當該連桿機構64在該第一連動位置時，該傳動件65與該從動件66在該第一嚙合位置(見圖5)，該傳動齒651嚙合於該第一從動齒部662，該從動件66依序連動該傳送連桿67、該調節臂68，及該調節軸桿69，使該調節軸桿69帶動該調節器70繞該調節軸線L3轉動而位在該第一調節位置。當該連桿機構在該第二連動位置時，該傳動件65與該從動件66在該第二嚙合位置(見圖7)，該傳動齒651嚙合於該第二從動齒部663，該從動件66依序連動該傳送連桿67、該調節臂68，及該調節軸桿69，使該調節軸桿69帶動該調節器70繞該調節軸線L3轉動而移動至該第二調節位置。
參閱圖5與圖6，該調節器70移動至該第一調節位置時，該水平傳送凸輪51與該驅動軸桿12同步轉動而帶動該樞擺件52擺動使該滑塊54於該軌道部701內往復滑動，該樞擺件52擺動時並連動該連結件53繞該第二軸線L2往復擺動，該連結件53進而連動該送布齒台31沿該水平方向X往復作動，同時，配合該上下傳送凸輪41與該驅動軸桿12同步轉動而帶動該擺動臂42擺動，並連動使該送布齒台31沿該上下方向Z往復作動，因而使該送布齒台31相對於該針板21沿一順向送布行程移動(如圖5與圖6中的箭頭方向A)，該等齒排33相對該等槽孔23順向往復位移，以對一放在該針板21上的織品(圖未示)進行順向送布的動作。其中箭頭方向A所示是為了說明該送布齒台31在該順向送布行程的作動狀態，並非實際以該箭頭方向A所在的位置上移動。
參閱圖7與圖8，該調節器70移動至該第二調節位置時，相較於在該第一調節位置，該調節器70相對於該調節軸線L3已產生偏轉，因此該滑塊54的滑動軌跡因應該調節器70的位置變換而改變。該水平傳送凸輪51與該驅動軸桿12同步轉動而帶動該樞擺件52擺動使該滑塊54於該軌道部701內往復滑動，該樞擺件52擺動時並連動該連結件53繞該第二軸線L2往復擺動，該連結件53進而連動該送布齒台31沿該水平方向X往復作動，同時，配合該上下傳送凸輪41與該驅動軸桿12同步轉動而帶動該擺動臂42擺動，並連動使該送布齒台31沿該上下方向Z往復作動，因而使該送布齒台31相對於該針板21沿一逆向送布行程移動(如圖7與圖8中的箭頭方向B)，該等齒排33相對該等槽孔23逆向往復位移，以對放在該針板21上的該織品進行逆向送布的動作。其中箭頭方向B所示是為了說明該送布齒台31在該逆向送布行程的作動狀態，並非實際以該箭頭方向B所在的位置上移動。
當該驅動軸桿12持續轉動且要進行送布行程的切換時，該調節器70受連動而在該第一調節位置與該第二調節位置間移動使該滑塊54的滑動軌跡因應調整，藉由該步進馬達63的轉速
Figure 02_image005
是根據該驅動軸桿12的該轉速
Figure 02_image001
來調整，以控制該傳動件65與該從動件66在該第一嚙合位置與該第二嚙合位置間的移動速度，進而控制該調節器70在該第一調節位置與該第二調節位置間的移動速度，使該調節器70移動速度與該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
成比例，因此可減少該滑塊54與該調節器70間的摩擦，以降低噪音並減少震動，而當該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
改變時，該調節器70也能對應改變，而能適應不同狀況。
綜上所述，本發明縫紉機的送布齒驅動裝置，在切換該順向送布行程與該逆向送布行程的過程中，該調節器70受連動而在該第一調節位置與該第二調節位置間移動使該滑塊54的滑動軌跡改變，藉由該步進馬達63的轉速
Figure 02_image005
根據該驅動軸桿12的轉速
Figure 02_image001
進行調整，控制該調節器70在該第一調節位置與該第二調節位置間的移動速度，以降低該調節器70與該滑塊54間因摩擦所產生的噪音並減少震動，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1:驅動單元 11:驅動馬達 12:驅動軸桿 2:針板單元 21:針板 22:針孔 23:槽孔 3:送布齒單元 31:送布齒台 32:送布齒塊 33:齒排 4:上下傳送單元 41:上下傳送凸輪 42:擺動臂 5:水平傳送單元 51:水平傳送凸輪 52:樞擺件 53:連結件 54:滑塊 6:方向調整單元 61:控制器 62:驅動器 63:步進馬達 64:連桿機構 65:傳動件 651:傳動齒 66:從動件 661:從動齒 662:第一從動齒部 663:第二從動齒部 67:傳送連桿 68:調節臂 69:調節軸桿 70:調節器 701:軌道部 90:固定架 L1:第一軸線 L2:第二軸線 L3:調節軸線 Z:上下方向 X:水平方向
Figure 02_image001
:轉速
Figure 02_image005
:轉速
Figure 02_image003
:脈波信號 I:電流值 A:箭頭方向 B:箭頭方向
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明縫紉機的送布齒驅動裝置的一實施例的一立體組組合圖； 圖2是該實施例於另一視角的一立體組合圖； 圖3是該實施例的一立體分解圖； 圖4是該實施例的一電氣方塊圖； 圖5是該實施例的一不完整的側視示意圖，說明一傳動件與一從動件在一第一嚙合位置，一調節器在一第一調節位置時，一滑塊的位置，一送布齒單元在一順向送布行程的作動狀態； 圖6是類似該圖5的視圖，說明該調節器在該第一調節位置時，該滑塊移動至另一位置，該送布齒單元在該順向送布行程的作動狀態； 圖7是該實施例的一不完整的側視示意圖，說明該該傳動件與該從動件在一第二嚙合位置，該調節器在一第二調節位置時，該滑塊的位置，該送布齒單元在一逆向送布行程的作動狀態；及 圖8是類似該圖7的視圖，說明該調節器在該第二調節位置時，該滑塊移動至另一位置，該送布齒單元在該逆向送布行程的作動狀態。
1:驅動單元
12:驅動軸桿
2:針板單元
21:針板
22:針孔
23:槽孔
3:送布齒單元
31:送布齒台
33:齒排
42:擺動臂
52:樞擺件
53:連結件
54:滑塊
63:步進馬達
64:連桿機構
65:傳動件
651:傳動齒
66:從動件
661:從動齒
662:第一從動齒部
663:第二從動齒部
67:傳送連桿
68:調節臂
69:調節軸桿
70:調節器
701:軌道部
90:固定架
L1:第一軸線
L2:第二軸線
L3:調節軸線
Z:上下方向
X:水平方向

Claims (6)

  1. 一種縫紉機的送布齒驅動裝置，包含： 一驅動單元，包括一可受驅動而轉動的驅動軸桿； 一針板單元，包括一針板、一設置於該針板的針孔，及數個鄰近該針孔的槽孔； 一送布齒單元，包括一間接受該驅動軸桿連動而往復作動的送布齒台，及一設置於該送布齒台並具有數個對應該等槽孔的齒排的送布齒塊； 一上下傳送單元，連接該送布齒台，並受該驅動軸桿連動而使該送布齒台往復作動； 一水平傳送單元，連接該送布齒台，並受該驅動軸桿連動而使該送布齒台往復作動；及 一方向調整單元，包括一可因應該驅動軸桿的轉速而調整轉速的步進馬達，及一設置於該步進馬達與該水平傳送單元間的連桿機構，該連桿機構可受該步進馬達驅動而於一第一連動位置與一第二連動位置間移動，以使該水平傳送單元受該連桿機構的位置影響而在與該上下傳送單元分別進行往復作動時共同改變該送布齒台的移動軌跡。
  2. 如請求項1所述的縫紉機的送布齒驅動裝置，其中，該驅動單元還包括一驅動並控制該驅動軸桿轉速的驅動馬達，該方向調整單元還包括一電連接該驅動馬達與該步進馬達並根據該驅動軸桿的轉速輸出信號以控制該步進馬達以與該驅動軸桿的轉速呈一預定比例的轉速運轉的控制器。
  3. 如請求項2所述的縫紉機的送布齒驅動裝置，其中，該驅動軸桿繞一第一軸線轉動，該連桿機構具有一間接受該步進馬達的連動而可繞一平行該第一軸線的調節軸線往復轉動的調節軸桿，及一連接該調節軸桿的調節器，該調節器具有一軌道部，該水平傳送單元包括一設置於該驅動軸桿並與該驅動軸桿同步轉動的水平傳送凸輪、一受該水平傳送凸輪連動而擺動的樞擺件、一樞接於該樞擺件與該送布齒台之間並可繞一平行該第一軸線的第二軸線轉動的連結件，及一樞接於該樞擺件之一端並可於該軌道部內滑動的滑塊，該調節器與該調節軸桿同步轉動而可在一第一調節位置與一第二調節位置間可變速地移動，當該連桿機構在該第一連動位置時，該調節器移動至該第一調節位置，該水平傳送凸輪與該驅動軸桿同步轉動而帶動該樞擺件擺動使該滑塊於該軌道部內往復滑動，該樞擺件擺動時並連動該連結件繞該第二軸線往復擺動，該連結件進而連動該送布齒台沿一水平方向往復作動，配合該上下傳送單元受該驅動軸桿連動使該送布齒台沿一上下方向往復作動，使該送布齒台相對於該針板沿一順向送布行程移動，該等齒排相對該等槽孔順向往復位移，當該連桿機構在該第二連動位置時，該調節器移動至該第二調節位置，該水平傳送凸輪與該驅動軸桿同步轉動而帶動該樞擺件擺動使該滑塊於該軌道部內往復滑動，該樞擺件擺動時並連動該連結件繞該第二軸線往復擺動，該連結件進而連動該送布齒台沿該水平方向往復作動，配合該上下傳送單元使該送布齒台沿該上下方向往復作動，使該送布齒台相對於該針板沿一逆向送布行程移動，該等齒排相對該等槽孔逆向往復位移。
  4. 如請求項3所述的縫紉機的送布齒驅動裝置，其中，該連桿機構還具有一連接於該步進馬達並可被該步進馬達驅動而可正反轉動的傳動件、一可被該傳動件連動而轉動的從動件、一樞設於該從動件相反於該傳動件之一端的傳送連桿，及一樞設於該傳送連桿與調節軸桿間並可帶動該調節軸桿繞該調節軸線轉動的調節臂，該連桿機構受該步進馬達驅動而在該第一連動位置與該第二連動位置間移動時，該調節臂帶動使該調節軸桿與該調節器同步轉動而可在該第一調節位置與該第二調節位置間移動。
  5. 如請求項4所述的縫紉機的送布齒驅動裝置，其中，該傳動件具有一傳動齒，該從動件具有一嚙合於該傳動齒的從動齒，該從動齒具有相反的一第一從動齒部及一第二從動齒部，該從動件與該傳動件可受該步進馬達正反往復驅動而在一第一嚙合位置與一第二嚙合位置之間來回移動，該連桿機構在該第一連動位置時，該傳動件與該從動件在該第一嚙合位置，該傳動齒嚙合於該第一從動齒部，且該調節器受該傳送連桿、該調節臂、該調節軸桿連動而在該第一調節位置，該連桿機構在該第二連動位置時，該從動件與該傳動件在該第二嚙合位置，該傳動件嚙合於該第二從動齒部，且該調節器受該傳送連桿、該調節臂、該調節軸桿連動而在該第二調節位置。
  6. 如請求項5所述的縫紉機的送布齒驅動裝置，其中，該上下傳送單元包括一設置於該驅動軸桿並與該驅動軸桿同步轉動的上下傳送凸輪，及一受該上下傳送凸輪連動而擺動並連接該送布齒台的擺動臂，該擺動臂受該上下傳送凸輪連動而擺動而使該送布齒台沿該上下方向往復位移。
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