專利名稱：縫紉機(jī)的夾線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用于調(diào)節(jié)對縫紉線施加的張力的驅(qū)動源的縫紉機(jī)的夾線裝置。
背景技術(shù)：
以往，已知有如下夾線裝置，具有對縫紉線施加張力的夾線盤或旋轉(zhuǎn)張力(rotary tension)式的夾線器；成為用于產(chǎn)生該張力的驅(qū)動源的音圈電機(jī)(voice coil motor)；以及根據(jù)輸出的電流量的增減來控制音圈電機(jī)的張力的控制機(jī)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
上述文獻(xiàn)1所示的夾線裝置的控制機(jī)構(gòu)，具有CPU，其根據(jù)控制程序進(jìn)行規(guī)定的控制；D/A轉(zhuǎn)換器，其對CPU的控制信號進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換；以及驅(qū)動電路，其根據(jù)模擬的控制信號控制向驅(qū)動源的通電量。
而且，驅(qū)動電路具有電阻元件，所述電阻元件對與從該驅(qū)動電路向驅(qū)動源通入的通電電流成比例的電壓進(jìn)行檢測，控制機(jī)構(gòu)根據(jù)該檢測電壓進(jìn)行驅(qū)動源的控制，以達(dá)到目標(biāo)張力。
專利文獻(xiàn)1特開平9-220391號上述驅(qū)動電路在設(shè)定高的張力時，向驅(qū)動源通入的通電電流增大?？墒牵缭诳p制薄織物的布料的縫紉機(jī)(例如，鋸齒形縫紉機(jī)等)中，通常以低張力進(jìn)行縫制。而且，由于該低張力下向驅(qū)動源通入的通電電流小，所以需要使用電阻值大的電阻元件，以維持基于所述電阻元件的檢測。
但是，即使是如所述那樣的薄織物布料用的縫紉機(jī)，在縫制多塊布料重復(fù)的部位的情況下，也要求施加高張力。
因此，存在如下的不良情況作為所述電阻元件需要容許功率大的電阻元件，并且電阻發(fā)熱也增大。
另一方面，如果為了限制發(fā)熱而使用電阻值小的電阻元件，則在低張力區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電壓降低，如縫紉機(jī)的上軸驅(qū)動使用AC伺服電動機(jī)、或電源使用開關(guān)電源的情況那樣，在容易產(chǎn)生噪音的環(huán)境下，產(chǎn)生了難以進(jìn)行正確的控制的不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，能夠利用容許電流值小的電阻器來控制高張力以及低張力的大范圍的線張力。
另外，本發(fā)明的目的在于更加正確地控制線張力。
第一發(fā)明的縫紉機(jī)的夾線裝置采用如下結(jié)構(gòu)具有夾線器，其通過改變縫紉線的夾持力而能夠變更線張力；驅(qū)動器，其與所述夾線器連結(jié)，使得根據(jù)驅(qū)動電流來改變所述夾持力；控制機(jī)構(gòu)，其輸出對應(yīng)于目標(biāo)張力的控制信號；和驅(qū)動電路，其通入對應(yīng)于控制信號的驅(qū)動電流，以驅(qū)動所述驅(qū)動器，該縫紉機(jī)的夾線裝置的特征在于，具有檢測機(jī)構(gòu)，其配置為與所述驅(qū)動器連接而檢測驅(qū)動電流，并且具有至少大小兩級的檢測電阻值44、45；和電阻切換機(jī)構(gòu)，其根據(jù)目標(biāo)張力切換檢測機(jī)構(gòu)的檢測電阻值，并且，在目標(biāo)張力大于規(guī)定值時，以小的檢測電阻值檢測所述驅(qū)動電流，在目標(biāo)張力小于規(guī)定值時，以大的檢測電阻值檢測所述驅(qū)動電流。
第二發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)具有與第一發(fā)明同樣的結(jié)構(gòu)，并且，所述控制信號以對應(yīng)于所述目標(biāo)張力的電壓值輸出，并且，所述驅(qū)動電路具有電阻施加機(jī)構(gòu)，其能夠切換地對控制信號施加至少大小兩級的設(shè)定電阻值32、33；和倍率切換機(jī)構(gòu)，其根據(jù)目標(biāo)張力切換電阻施加機(jī)構(gòu)的設(shè)定電阻值，控制機(jī)構(gòu)控制為目標(biāo)張力大于規(guī)定值時，以小的設(shè)定電阻值對控制信號的電壓進(jìn)行修正。
第三發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)具有與第一發(fā)明同樣的結(jié)構(gòu)，并且，具有存儲機(jī)構(gòu)，其存儲表示控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表。
第四發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)具有與第三發(fā)明同樣的結(jié)構(gòu)，并且，存儲機(jī)構(gòu)存儲表示線張力增加時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表；和表示線張力減少時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表。
在第一發(fā)明中，在縫紉機(jī)的縫制時控制機(jī)構(gòu)向驅(qū)動電路輸出對應(yīng)于目標(biāo)張力的控制信號。
驅(qū)動電路向驅(qū)動器通入驅(qū)動電流，檢測驅(qū)動電流流過檢測機(jī)構(gòu)時的電壓，并以達(dá)到目標(biāo)張力的方式進(jìn)行通電控制。
而且，進(jìn)行如下切換在目標(biāo)張力處于低張力范圍(目標(biāo)張力小于規(guī)定值時(規(guī)定值例如預(yù)先設(shè)定并存儲))時，以檢測機(jī)構(gòu)的電阻值增大的方式由電阻切換機(jī)構(gòu)進(jìn)行切換，在目標(biāo)張力處于高張力范圍(至少比低張力范圍大的張力范圍)時，以電阻值減小的方式由電阻切換機(jī)構(gòu)進(jìn)行切換。
具體而言，為了增大檢測機(jī)構(gòu)的電阻值，(1)串聯(lián)連接多個電阻器，(2)選擇電阻值大的電阻器進(jìn)行連接。另外，為了減小電阻值，(3)并聯(lián)連接多個電阻器，(4)選擇電阻值小的電阻器進(jìn)行連接。
另外，既可在目標(biāo)張力處于低張力范圍時，將電阻器進(jìn)行通常的連接(只連接標(biāo)準(zhǔn)的一個電阻器)，在目標(biāo)張力處于高張力范圍時，進(jìn)行上述(3)或者(4)，也可在目標(biāo)張力處于高張力范圍時，將電阻器進(jìn)行通常的連接(只連接標(biāo)準(zhǔn)的一個電阻器)，在目標(biāo)張力處于低張力范圍時，進(jìn)行上述(1)或者(2)。
如上所述，由于利用電阻切換機(jī)構(gòu)切換電阻值來檢測驅(qū)動電流，所以即使目標(biāo)張力在大范圍內(nèi)變化，驅(qū)動電流值顯著地變化的情況下，也可以不需要容許功率大的電阻。
此外，在目標(biāo)張力以及驅(qū)動電流值大時，通過施加小的電阻，能夠避免發(fā)熱。
此外，在目標(biāo)張力以及驅(qū)動電流值小時，通過施加大的電阻，能夠防止產(chǎn)生電壓的下降，即使在目標(biāo)張力小的情況下，也能夠抑制噪音的影響，從而進(jìn)行更加正確的張力控制。
第二發(fā)明通過施加控制信號不同的電阻來變動其修正倍率。
即，進(jìn)行如下控制在目標(biāo)張力大于規(guī)定值時，以小的設(shè)定電阻值修正控制信號的電壓，減小修正倍率的變動，在目標(biāo)張力小于規(guī)定值時，以大的設(shè)定電阻值修正控制信號的電壓，增大修正倍率的變動。
由此，在減小倍率變動時能夠精細(xì)地進(jìn)行線張力控制，在增大倍率變動時能夠在大范圍內(nèi)控制線張力。
再有，上述目標(biāo)張力的規(guī)定值優(yōu)選預(yù)先設(shè)定并存儲。
另外，目標(biāo)張力的規(guī)定值可以是與第一發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的規(guī)定值相同的值。
電阻切換機(jī)構(gòu)和倍率切換機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)共通化，由單一的切換機(jī)構(gòu)執(zhí)行作為電阻切換機(jī)構(gòu)和倍率切換機(jī)構(gòu)的功能。
再有，電阻值的切換既可選擇性地連接電阻值不同的多個電阻器，也可以串聯(lián)、并聯(lián)地切換多個電阻器的連接狀態(tài)。
第三發(fā)明具有存儲機(jī)構(gòu)，其存儲表示控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表，所以在縫制時不必根據(jù)目標(biāo)張力算出控制信號，能夠?qū)崿F(xiàn)處理的迅速化。
另外，第四發(fā)明的存儲機(jī)構(gòu)存儲有表示線張力增加時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表；和表示線張力減少時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表，所以即使在驅(qū)動器具有輸出增加時和減少時特性不同的滯后現(xiàn)象的情況下，也能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目刂?，從而能夠進(jìn)行更加高精度的線張力控制。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的縫紉機(jī)的控制電路的整體結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是圖1所示的夾線器的分解立體圖；圖3是表示張力圖表的概念圖；圖4是圖1所示的音圈電機(jī)的驅(qū)動電路的電路圖。
圖中，10-縫紉機(jī)；19-音圈電機(jī)(驅(qū)動器)；20-驅(qū)動電路；32-第一電阻器(電阻施加機(jī)構(gòu))；33-第二電阻器(電阻施加機(jī)構(gòu))；35-繼電器(電阻切換機(jī)構(gòu)、倍率切換機(jī)構(gòu))；44-第三電阻器(檢測機(jī)構(gòu))；45-第四電阻器(檢測機(jī)構(gòu))；50-控制裝置(控制機(jī)構(gòu))；52-ROM(存儲機(jī)構(gòu))；93-夾線器。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu))基于圖1～圖4對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的縫紉機(jī)10是在與送布方向垂直的方向上進(jìn)行運(yùn)針且進(jìn)行縫紉，即用于進(jìn)行所謂的鋸齒形縫紉的縫紉機(jī)。雖然沒有圖示，但是上述縫紉機(jī)10具有進(jìn)行機(jī)針的上下動作以及運(yùn)針的針桿機(jī)構(gòu)；和配置在供給機(jī)針的縫紉線的線路徑的中途并施加線張力的夾線裝置。
圖1是表示縫紉機(jī)10的控制電路的整體結(jié)構(gòu)的框圖。作為針桿機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)的控制裝置50進(jìn)行各結(jié)構(gòu)的動作控制。
以下，對各部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
(縫紉機(jī)電動機(jī)11)縫紉機(jī)電動機(jī)11具有進(jìn)行上軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的公知的結(jié)構(gòu)，以對應(yīng)于縫紉機(jī)啟動踏板56的操作量的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，編碼器13并設(shè)于縫紉機(jī)電動機(jī)11，向控制裝置50輸出其轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度。
(運(yùn)針電動機(jī)14)所述針桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成為從上軸獲得上下動作驅(qū)動力而使保持機(jī)針的針桿上下動作，并且能夠使針桿向與送布方向垂直的方向(設(shè)為左右方向)擺動。
與所述針桿機(jī)構(gòu)連結(jié)的運(yùn)針電動機(jī)14由步進(jìn)電動機(jī)構(gòu)成，在控制裝置50的控制下，與縫紉機(jī)電動機(jī)11同步地在上軸處于規(guī)定角度時動作而使所述針桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)針動作?？刂蒲b置50中存儲有用于執(zhí)行進(jìn)行各種運(yùn)針的縫紉模式的控制數(shù)據(jù)，對于每個模式該各控制數(shù)據(jù)都設(shè)定有運(yùn)針電動機(jī)14的運(yùn)針方向或運(yùn)針量。
另外，所述針桿機(jī)構(gòu)設(shè)有例如由電位計(jì)或編碼器構(gòu)成的運(yùn)針位置檢測機(jī)構(gòu)15，檢測是在朝著左右的哪一方在進(jìn)行運(yùn)針，并輸出到控制裝置50。
(段部檢測機(jī)構(gòu))段部檢測機(jī)構(gòu)12在機(jī)針的落針位置附近檢測被縫制物的布料的厚度，向控制裝置50輸出檢測信號。該段部檢測機(jī)構(gòu)12例如具有在機(jī)針的落針位置附近從上方與布料接觸，并且根據(jù)其厚度上下動作或擺動的檢測臂；和對檢測臂的上下位置變化或者擺動角度變化進(jìn)行檢測的電位計(jì)等，能夠根據(jù)其輸出檢測出布料的厚度。
(夾線裝置)夾線裝置具有使縫紉機(jī)的縫紉線產(chǎn)生張力的夾線器93；成為用于產(chǎn)生夾線器93的張力的驅(qū)動源的作為驅(qū)動器的音圈電機(jī)19；根據(jù)向音圈電機(jī)19通入的驅(qū)動電流的大小對縫紉線產(chǎn)生的張力進(jìn)行控制的控制機(jī)構(gòu)。
上述夾線裝置的控制機(jī)構(gòu)由后述的音圈電機(jī)19的驅(qū)動電路20和縫紉機(jī)的控制裝置50構(gòu)成。即，縫紉機(jī)的控制裝置50的功能的一部分作為夾線裝置的控制機(jī)構(gòu)來發(fā)揮作用。再有，對于驅(qū)動電路20和縫紉機(jī)的控制裝置50在后面詳細(xì)敘述，在此對夾線器93進(jìn)行說明。
圖2所示的夾線器93是公知的構(gòu)造。夾線器93具有夾線軸93a，其設(shè)于縫紉機(jī)臂部的前端的機(jī)針附近，與成為驅(qū)動源的音圈電機(jī)19連結(jié)，在音圈電機(jī)19的驅(qū)動下在軸線方向上移動；動盤93b，其以能夠在軸線方向上移動的方式被夾線軸93a插通；定盤93d，其被夾線軸93a插通，并且配置在設(shè)于音圈電機(jī)19的基板93c和動盤93b之間；以及設(shè)在基板93c和音圈電機(jī)19之間的夾線軸螺母93e，墊圈93f、93g，螺旋彈簧93h。
將從縫紉線供給源經(jīng)由天平而由機(jī)針拉出的縫紉線配置成，夾在夾線器93的定盤93d和動盤93b之間，適當(dāng)驅(qū)動音圈電機(jī)19來施加夾持力，由此對縫紉線施加張力。另外，能夠根據(jù)音圈電機(jī)19的動作量設(shè)定縫紉線產(chǎn)生的張力。而且，該音圈電機(jī)19通過控制裝置50以及驅(qū)動電動20進(jìn)行動作控制。
(控制裝置50)控制裝置50具有ROM52，其作為存儲機(jī)構(gòu)存儲用于執(zhí)行后述的各種處理以及控制的各種程序以及設(shè)定數(shù)據(jù)；MPU51，其執(zhí)行各種程序；RAM53，其將MPU51的處理涉及的各種數(shù)據(jù)存儲在工作區(qū)儲；以及EEPROM54，其存儲根據(jù)設(shè)定輸入進(jìn)行更新的各種數(shù)據(jù)。
另外，所述的縫紉機(jī)電動機(jī)11、運(yùn)針電動機(jī)14、音圈電機(jī)19分別經(jīng)由驅(qū)動電路11a、14a、20與控制裝置50連接，根據(jù)來自該控制裝置50的控制信號，控制旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度或旋轉(zhuǎn)角度量。
此外，所述的段部檢測機(jī)構(gòu)12、縫紉機(jī)電動機(jī)11的編碼器13、運(yùn)針位置檢測機(jī)構(gòu)15，分別經(jīng)由輸入電路12a、13a、15b與控制裝置50連接，來自段部檢測機(jī)構(gòu)12、編碼器13以及運(yùn)針位置檢測機(jī)構(gòu)15的檢測信號被數(shù)字化而被輸入到控制裝置50。
另外，控制裝置50經(jīng)由輸入電路55a連接有輸入裝置55，所述輸入裝置55用于輸入運(yùn)針的縫紉模式的選擇或運(yùn)針寬度的設(shè)定、進(jìn)給間距等、各種縫制的線張力值。
此外，控制裝置50經(jīng)由輸入電路56a連接有用于使縫制開始的縫紉機(jī)啟動踏板56。
另外，控制裝置50經(jīng)由顯示控制電路57a連接有顯示裝置57，所述顯示裝置57在基于輸入裝置55的各種輸入時，顯示已經(jīng)設(shè)定完成的內(nèi)容、目前設(shè)定中的內(nèi)容等、以及目前的縫紉機(jī)的動作狀態(tài)等。
(控制裝置50的各種處理)在此，對于上述控制裝置50的MPU51基于各種處理程序而執(zhí)行的各種處理進(jìn)行說明。
首先，作為前提，EEPROM54內(nèi)儲存有用于進(jìn)行各種鋸齒形縫紉的設(shè)定數(shù)據(jù)。即，預(yù)先設(shè)定有左右運(yùn)針的連續(xù)次數(shù)、左右運(yùn)針的運(yùn)針寬度、每個針的進(jìn)給間距等，這些各個參數(shù)可以根據(jù)來自輸入裝置55的輸入而進(jìn)行變更。
另外，EEPROM54內(nèi)存儲設(shè)定有表示運(yùn)針量和線張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表；和表示由段部檢測機(jī)構(gòu)12檢測出的布厚和線張力的調(diào)節(jié)量的對應(yīng)關(guān)系的圖表，進(jìn)而，這些各個圖表分別用于左方向的運(yùn)針和右方向的運(yùn)針。另外，這些各個參數(shù)也可以根據(jù)來自輸入裝置55的輸入而進(jìn)行變更。
而且，如果選擇鋸齒形縫紉的種類(縫紉模式)而開始縫制，則MPU51讀取選擇的縫紉模式的設(shè)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)針電動機(jī)14的動作控制，使得根據(jù)擺動方向以及擺動寬度的設(shè)定數(shù)據(jù)來進(jìn)行運(yùn)針。
另外，在縫制時，MPU51每一針都要參照設(shè)定數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)針方向、運(yùn)針量以及段部檢測機(jī)構(gòu)12的檢測布厚，參照各個圖表來確定線張力，為了達(dá)到該線張力而輸出用于進(jìn)行對音圈電機(jī)19的控制的信號，并進(jìn)行夾線裝置的動作控制。
控制裝置50、夾線器93和進(jìn)行對音圈電機(jī)19的電源控制的驅(qū)動電路20，作為本發(fā)明的夾線裝置而發(fā)揮作用。
首先，夾線器93的音圈電機(jī)19具有根據(jù)通入的驅(qū)動電流的值其驅(qū)動輸出大致成比例地增大的特性。而且，如果其驅(qū)動輸出增大則夾線彈簧的撓曲量也增大，如果夾線彈簧的撓曲量增大則縫紉線的夾持力也增大。即，能夠與對音圈電機(jī)19輸入的驅(qū)動電流值成比例地改變施加給縫紉線的張力。
控制裝置50的MPU51具有D/A轉(zhuǎn)換器58，從該D/A轉(zhuǎn)換器58的控制信號輸出部58a以256(0～256)等級的電壓輸出控制信號，從控制切換信號輸出部58b輸出控制切換信號，從動作切換信號輸出部58c輸出動作切換信號。
上述控制信號是用于根據(jù)其等級確定音圈電機(jī)19的輸出的信號。
上述控制切換信號以H信號和L信號的兩等級輸出，通過組合L信號和控制信號進(jìn)行輸出，對音圈電機(jī)19進(jìn)行低張力范圍的輸出控制，通過組合H信號和控制信號進(jìn)行輸出，對音圈電機(jī)19進(jìn)行高張力范圍的輸出控制。
上述動作切換信號是用于切換音圈電機(jī)19的輸出動作方向的正反的信號。
另外，控制裝置50的ROM52中預(yù)先存儲有張力圖表，其表示基于音圈電機(jī)19的輸出的夾線器93產(chǎn)生的張力和控制信號的等級和控制切換信號的對應(yīng)關(guān)系。
即，在縫紉時，MPU51根據(jù)來自作業(yè)者的線張力輸入或設(shè)定數(shù)據(jù)的運(yùn)針方向以及運(yùn)針量、和段部檢測機(jī)構(gòu)12的檢測布厚，參照所述的各種圖表來確定線張力。然后，根據(jù)確定的線張力參照上述張力圖表，適當(dāng)選擇并輸出向音圈電機(jī)19輸入的控制信號以及控制切換信號，以使達(dá)到該線張力，并進(jìn)行音圈電機(jī)19的動作控制。
圖3是表示張力圖表的概念圖。如圖所示，夾線器93能夠利用音圈電機(jī)19對縫紉線施加最大10.0[N]的張力，0～2.4[N]的范圍設(shè)為低張力范圍，2.5～10.0[N]的范圍設(shè)為高張力范圍。
即，在低張力范圍(0～2.4[N])內(nèi)，可以每1.0[N]分為100等級，即每隔0.01[N]控制張力，在低張力范圍的張力控制時，設(shè)定為與控制信號同時地輸出控制切換信號的L信號。
另一方面，在高張力范圍(2.5～10.0[N])內(nèi)，可以每1.0[N]分為20等級，即每隔0.05[N]控制張力，在高張力范圍的張力控制時，設(shè)定為與控制信號同時地輸出控制切換信號的H信號。
再有，在實(shí)際的張力圖表中，按每一等級設(shè)定有達(dá)到目標(biāo)的線張力，但在圖3中以粗略的單位進(jìn)行了圖示。
另外，在上述張力圖表中，為了應(yīng)對音圈電機(jī)19的驅(qū)動電流和輸出特性的滯后現(xiàn)象，對于張力0～10.0[N]的整個范圍，設(shè)定有張力上升時的控制信號的等級(圖3的張力圖表的第三段)和張力減少時的控制信號的等級(圖3的張力圖表的第四段)。
即，雖然音圈電機(jī)19的輸出與驅(qū)動電流值大致成比例，但是驅(qū)動電流增大地變化時的輸出變化的特定與驅(qū)動電流減小地變化時的輸出變化的特定稍許不同。
為了應(yīng)對這種情況，在MPU51根據(jù)控制程序，為了縫制時達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)線張力那樣進(jìn)行音圈電機(jī)19的動作控制時，對目前的線張力和目標(biāo)線張力的大小進(jìn)行比較，并進(jìn)行如下處理在目標(biāo)位置張力大時選擇張力上升時的控制信號的等級(圖3的張力圖表的第三段)，在目標(biāo)位置張力小時選擇張力減小時的控制信號的等級(圖3的張力圖表的第四段)。
然后，對于驅(qū)動電路20，基于表示了其電路圖的圖4進(jìn)行說明。
驅(qū)動電路20具有緩沖器電路部30，其以兩級規(guī)定倍率放大控制信號的電壓；通電電路部40，其以對應(yīng)于來自緩沖器電路部30的放大控制信號的電流值，進(jìn)行對音圈電機(jī)19的驅(qū)動電流的通入；以及繼電器35，其作為電阻切換機(jī)構(gòu)，進(jìn)行如下切換實(shí)現(xiàn)控制信號的放大倍率的轉(zhuǎn)換的電阻值的切換；和用于檢測音圈電機(jī)19的驅(qū)動電流的電阻值的切換。
緩沖器電路部30具有從非反轉(zhuǎn)輸入端子輸入來自MPU51的控制信號的運(yùn)算放大器31；和第一以及第二電阻器(可變電阻器)32、33，其作為選擇性地與運(yùn)算放大器31的輸出端子連接的電阻施加機(jī)構(gòu)。
上述運(yùn)算放大器31的輸出端子，經(jīng)由被選擇性地連接的第一電阻器32或第二電阻器33與通電電路部40側(cè)連接，并且在第一電阻器32或第二電阻器33的近前負(fù)反饋，能夠以對應(yīng)于被選擇連接的一方的電阻器32、33的電阻值的倍率，實(shí)現(xiàn)控制信號的電壓值的轉(zhuǎn)換。
第一以及第二電阻器32、33是手動可變式電阻器，分別進(jìn)行各電阻值的調(diào)節(jié)，以便將控制信號轉(zhuǎn)換成規(guī)定的倍率。在該驅(qū)動電路20中，第一電阻器32被調(diào)節(jié)成比第二電阻器33小的電阻值，第一電阻器32為了大大減少控制信號電壓而設(shè)定成大的變動率，第二電阻器33為了較小地減少控制信號電壓而設(shè)定成小的變動率。
另外，各電阻器32、33的下游側(cè)分別與后述的繼電器35的第一切換開關(guān)36連接，根據(jù)繼電器35的動作電阻器32、33的任意一方能夠與通電電路部40側(cè)連接。
通電電路部40具有從反轉(zhuǎn)輸入端子輸入來自緩沖器電路部30的倍率轉(zhuǎn)換后的控制信號的運(yùn)算放大器41；晶體管42，其根據(jù)來自運(yùn)算放大器41的輸出端子的控制信號，由音圈電機(jī)驅(qū)動用33V電源對音圈電機(jī)19側(cè)通入驅(qū)動電流；通電切換部43，其根據(jù)來自動作切換信號輸出部58c的動作切換信號，將向音圈電機(jī)19通入的驅(qū)動電流切換為正動作方向(線張力施加側(cè))和逆動作方向(線釋放側(cè))來進(jìn)行通電；和第三以及第四電阻器44、45，其并聯(lián)設(shè)于從音圈電機(jī)19接地的配線的中途。
上述運(yùn)算放大器41的輸出端子能夠向晶體管42的基極通電地與其連接，根據(jù)控制信號向晶體管側(cè)的輸出，進(jìn)行由音圈電機(jī)驅(qū)動用33V電源向音圈電機(jī)19側(cè)的驅(qū)動電流的通入。
此外，運(yùn)算放大器41的非反轉(zhuǎn)輸入端子在音圈電機(jī)19的下游側(cè)即第三以及第四電阻器44、45的近前正反饋。即，通電電路部40構(gòu)成為對音圈電機(jī)19通入驅(qū)動電流，直至來自音圈電機(jī)19的下游側(cè)的反饋信號的電壓達(dá)到控制信號的電壓值。
通電切換部43具有多個晶體管，這些晶體管連接為在輸入了表示正動作的動作切換信號時，將向音圈電機(jī)19輸入的驅(qū)動電流驅(qū)動至其正動作方向，在輸入了表示逆動作的動作切換信號時，將向音圈電機(jī)19輸入的驅(qū)動電流驅(qū)動至其逆動作方向。
再有，在施加線張力時由動作切換信號輸出部58c輸出表示正動作的動作切換信號，例如，在切線或縫制結(jié)束時釋放縫紉線之際，輸出表示逆動作的動作切換信號。
第三以及第四電阻器44、45均設(shè)于從音圈電機(jī)19的下游側(cè)接地的中途，而只有第四電阻器45經(jīng)由后述的繼電器35的第二切換開關(guān)37接地。
即，在第二切換開關(guān)37非連接時，只對第三電阻器44進(jìn)行通電，電阻值增大，在第二切換開關(guān)37連接時，在第三電阻器44和第四電阻器45并聯(lián)的狀態(tài)下進(jìn)行通電，電阻值因復(fù)合而減小。
繼電器35如前所述，具有第一以及第二切換開關(guān)36、37，接受來自控制切換信號輸出部58b的控制切換信號，同時進(jìn)行第一切換開關(guān)36和第二切換開關(guān)37的切換。
即，如果接受控制切換信號的L信號的輸入，則繼電器35進(jìn)行第一切換開關(guān)36的切換，使得經(jīng)由第一電阻器32向通電電路部40側(cè)傳達(dá)來自緩沖器電路部30的控制信號，并且以第二切換開關(guān)37成為非連接的方式進(jìn)行切換。
另外，如果接受控制切換信號的H信號的輸入，則繼電器35進(jìn)行第一切換開關(guān)36的切換，使得經(jīng)由第二電阻器33向通電電路部40側(cè)傳達(dá)來自緩沖器電路部30的控制信號，并且以第二切換開關(guān)37成為連接的方式進(jìn)行切換。
即，繼電器具有如下兩種功能作為對驅(qū)動電流施加不同電阻的電阻切換機(jī)構(gòu)的功能；和對控制信號施加不同電阻的倍率切換機(jī)構(gòu)的功能。
如前所述，MPU51為了產(chǎn)生0～10.0[N]的目標(biāo)張力，將該范圍分為如下兩個范圍0～2.4[N]的目標(biāo)張力小的范圍；和2.5～10.0[N]的目標(biāo)張力大的范圍，分別分配控制信號的等級的幾乎整個范圍(對小的范圍分配0～240，對大的范圍分配50～200)。
因此，盡管在目標(biāo)張力小的范圍和目標(biāo)張力大的范圍控制信號的電壓值的區(qū)域重復(fù)，但通過同時輸出控制切換信號的L信號或H信號，利用各電阻器32、33、44、45，向音圈電機(jī)19通入用于輸出目標(biāo)張力的適當(dāng)?shù)尿?qū)動電流。
(縫制中的夾線裝置的動作說明)在由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的縫紉機(jī)10的縫制時，參照選擇的縫紉模式的設(shè)定數(shù)據(jù)，并根據(jù)運(yùn)針方向、運(yùn)針量以及段部檢測機(jī)構(gòu)12的檢測布厚參照各圖表。
其結(jié)果，在求出的目標(biāo)線張力例如是5.0[N]，從上次的目標(biāo)線張力增加的情況下，根據(jù)張力圖表，控制信號的等級選擇100，控制切換信號選擇H信號，并由D/A轉(zhuǎn)換器58輸出。
由于控制信號在最大等級256為5.0[V]，所以等級100的情況下大約為1.95[V]。而且，由于控制切換信號輸出H信號，所以控制信號在緩沖器電路部30，經(jīng)由第二電阻器33輸出到通電電路部40。此時，通過第二電阻器33，控制信號被倍率轉(zhuǎn)換為大約0.25[V]。
在通電電路部40，通過向運(yùn)算放大器41的反轉(zhuǎn)輸入端子輸入0.25[V]的控制信號，根據(jù)來自輸出端子的輸出信號向音圈電機(jī)19通入驅(qū)動電流。此時，由于控制切換信號是H信號，所以成為第三電阻器44和第四電阻器45的并聯(lián)連接。音圈電機(jī)19具有如下特性如果流通大約0.5[A]的電流則產(chǎn)生5.0[N]的線張力。另一方面，第三以及第四電阻器44、45的復(fù)合電阻被設(shè)定為0.5[Ω]，如果流過該第三以及第四電阻器44、45的電流達(dá)到0.5[A]，則向運(yùn)算放大器41的非反轉(zhuǎn)輸入端子輸入0.25[V]的反饋信號，不能進(jìn)行再大的電流值的通入。因此，線張力被維持在5.0[N]。
然后，如果目標(biāo)線張力轉(zhuǎn)到1.0[H]，則由于從上次的目標(biāo)線張力減少，所以根據(jù)張力圖表參照張力減少時的控制信號，該控制信號的等級選擇95，控制切換信號選擇L信號，并由D/A轉(zhuǎn)換器58輸出。
由于控制信號在最大等級256為5.0[V]，所以等級95的情況下大約為1.85[V]。而且，由于控制切換信號輸出L信號，所以控制信號在緩沖器電路部30，經(jīng)由第一電阻器32輸出到通電電路部40。此時，通過第一電阻器32，控制信號被倍率轉(zhuǎn)換為大約0.5[V]。
在通電電路部40，通過向運(yùn)算放大器41的反轉(zhuǎn)輸入端子輸入0.5[V]的控制信號，根據(jù)來自輸出端子的輸出信號向音圈電機(jī)19通入驅(qū)動電流。此時，由于控制切換信號是L信號，所以只對第三電阻器44進(jìn)行通電。音圈電機(jī)19具有如下特性如果流通大約0.1[A]的電流則產(chǎn)生1.0[N]的線張力。另一方面，第三電阻器44被設(shè)定為5.0[Ω]，如果流過該第三電阻器44的電流達(dá)到0.1[A]則向運(yùn)算放大器41的非反轉(zhuǎn)輸入端子輸入0.5[V]的反饋信號，不能進(jìn)行再大的電流值的通入。因此，線張力被維持在1.0[N]。
(實(shí)施方式的效果)在縫紉機(jī)10中，夾線裝置的音圈電機(jī)19的驅(qū)動電路20，對于第三以及第四電阻器44、45由繼電器35將電阻值切換成兩級，由此檢測驅(qū)動電流，因此，例如以大的電阻值(5.0[Ω])在低張力范圍(0～2.4[N])進(jìn)行電壓檢測，以小的電阻值(0.5[Ω])在高張力范圍(2.5～10.0[N])進(jìn)行電壓檢測，由此，即使目標(biāo)張力如0～10[N]那樣在大范圍內(nèi)變化的情況下，也可以不需要能夠應(yīng)對大的驅(qū)動電流值的變化的、容許功率大的單一的電阻器。
此外，在目標(biāo)張力以及驅(qū)動電流值大時(2.5～10.0[N]、驅(qū)動電流0.25～1.0[A])，并聯(lián)連接第三和第四電阻器44、45，通過以小的電阻值(0.5[Ω])施加電阻，能夠避免發(fā)熱。
此外，在目標(biāo)張力以及驅(qū)動電流值小時(0～2.4[N]、驅(qū)動電流0～2.4[A])，只連接第三電阻器44，通過以大的電阻值(5.0[Ω])施加電阻，能夠防止產(chǎn)生電壓的下降，即使在目標(biāo)張力小的情況下，也能夠抑制噪音的影響，從而進(jìn)行更加正確的張力控制。
另外，根據(jù)MPU51以及D/A轉(zhuǎn)換器58的特性，即使在控制信號的輸出電壓的范圍(0～5.0[V])和其等級(0～255)一定的情況下，通過切換第一以及第二電阻器32、33和第三以及第四電阻器44、45的連接，也能夠?qū)⑾嗤妷簠^(qū)域的控制信號分配到低張力范圍(0～2.4[N])和高張力范圍(2.5～10.0[N])。
即，相比于將控制信號的輸出電壓的范圍分配到目標(biāo)張力的整個范圍(0～10.0[N])的情況，能夠按控制信號的電壓的各個等級，以微小單位進(jìn)行線張力的控制。
另外，如上所述，在將目標(biāo)張力的整個范圍分為兩個范圍的情況下，通過使需要進(jìn)行更細(xì)致的張力控制的范圍(本實(shí)施方式中為低張力范圍)比另一方的范圍(本實(shí)施方式中為高張力范圍)狹窄，能夠?qū)υ摢M窄的張力范圍分配全部等級，從而能夠?qū)崿F(xiàn)微細(xì)的線張力單位的控制。
再有，在本實(shí)施方式中，將低張力范圍設(shè)定為狹窄，但在高張力范圍需要進(jìn)行微細(xì)的控制的情況下，也可以將高張力范圍設(shè)定為狹窄的范圍。
另外，在縫紉機(jī)10的控制裝置50的ROM52中，存儲有表示控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的張力圖表，所以縫制時不必根據(jù)目標(biāo)張力算出控制信號，能夠?qū)崿F(xiàn)處理的迅速化。
此外，上述張力圖表包括表示線張力增加時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表；和表示線張力減少時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系的圖表，所以即使在音圈電機(jī)19具有輸出增加時和減少時特性不同的滯后現(xiàn)象的情況下，也能夠進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目刂?，從而能夠進(jìn)行更加高精度的線張力控制。
(其他)對于驅(qū)動電路20的電路結(jié)構(gòu)，只要是如下結(jié)構(gòu)即可將音圈電機(jī)19的張力范圍分成兩個以上的范圍，具有用于按每個范圍檢測驅(qū)動電流的電阻器的結(jié)構(gòu)，而并不限定于上述實(shí)施方式。
再有，第一～第四電阻器32、33、44、45的電阻值，并不限定于上述實(shí)施方式的條件，只要能夠滿足控制信號的電壓或音圈電機(jī)19的特性，以及第一、第二電阻器32、33和第三、第四電阻器44、45的相對關(guān)系，可以是任意值。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為切換機(jī)構(gòu)的繼電器在目標(biāo)張力大的情況下(高張力范圍)，使第四電阻器45與第三電阻器44并聯(lián)連接，將檢測電阻值設(shè)定為小值。取而代之，也可以容易地想到為了用于檢測驅(qū)動電流，能夠連接地配置多個電阻器，由選擇開關(guān)等選擇最佳的電阻器。將它們的對應(yīng)用于切換電阻值。
另外，電阻切換機(jī)構(gòu)并不限定于繼電器，也可以采用根據(jù)MPU51或D/A轉(zhuǎn)換器58的信號執(zhí)行切換的任意機(jī)構(gòu)。例如，第四電阻器45的開關(guān)也可以使用半導(dǎo)體開關(guān)，也可以使用模擬開關(guān)切換向第一電阻器32和第二電阻器33的哪一個輸入控制信號。
另外，也可以不使用切換控制信號的電壓的放大倍率的第三以及第四電阻器44、45，而形成輸出與目標(biāo)線張力成比例的電壓的等級的控制信號的結(jié)構(gòu)。
另外，夾線裝置的驅(qū)動器并不限于音圈電機(jī)，也可以使用螺線管、氣缸等根據(jù)控制信號改變線張力的所有裝置。
另外，夾線器93并不限定于用夾線盤夾持縫紉線的方式。例如，也可以是以往說明中的旋轉(zhuǎn)張力式。
另外，具有上述線張力裝置的縫紉機(jī)并不限于鋸齒形縫紉機(jī)，也可以適用于縫制中進(jìn)行改變線張力的控制的所有縫紉機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種縫紉機(jī)的夾線裝置，具有夾線器，其通過改變縫紉線的夾持力而能夠變更線張力；驅(qū)動器，其與所述夾線器連結(jié)，使得根據(jù)驅(qū)動電流來改變所述夾持力；控制機(jī)構(gòu)，其輸出對應(yīng)于目標(biāo)張力的控制信號；和驅(qū)動電路，其通入對應(yīng)于控制信號的驅(qū)動電流，以驅(qū)動所述驅(qū)動器，該縫紉機(jī)的夾線裝置的特征在于，所述驅(qū)動電路具有檢測機(jī)構(gòu)，其配置為與所述驅(qū)動器連接而檢測驅(qū)動電流，并且至少具有小的檢測電阻值和大的檢測電阻值的兩個檢測電阻值；和電阻切換機(jī)構(gòu)，其根據(jù)目標(biāo)張力切換檢測機(jī)構(gòu)的檢測電阻值，檢測機(jī)構(gòu)在目標(biāo)張力大于規(guī)定值時，以小的檢測電阻值檢測所述驅(qū)動電流，在目標(biāo)張力小于規(guī)定值時，以大的檢測電阻值檢測所述驅(qū)動電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉機(jī)的夾線裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電路具有電阻施加機(jī)構(gòu)，其對控制信號施加至少小的設(shè)定電阻值和大的設(shè)定電阻值的兩個設(shè)定電阻值中的一個；和倍率切換機(jī)構(gòu)，其根據(jù)目標(biāo)張力切換電阻施加機(jī)構(gòu)施加給控制信號的設(shè)定電阻值，控制機(jī)構(gòu)以對應(yīng)于所述目標(biāo)張力的電壓值輸出所述控制信號，控制所述倍率切換機(jī)構(gòu)，使得目標(biāo)張力大于規(guī)定值時，施加給所述控制信號小的設(shè)定電阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉機(jī)的夾線裝置，其特征在于，具有存儲機(jī)構(gòu)，其存儲控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的縫紉機(jī)的夾線裝置，其特征在于，控制信號和目標(biāo)張力的所述對應(yīng)關(guān)系包括線張力增加時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系；以及線張力減少時的控制信號和目標(biāo)張力的對應(yīng)關(guān)系。
全文摘要
提供一種縫紉機(jī)的夾線裝置，可以不需要容許電流值大的電阻器，其具有使縫紉機(jī)的縫紉線產(chǎn)生張力的夾線器(93)；成為張力產(chǎn)生的驅(qū)動源的驅(qū)動器(19)；輸出對應(yīng)于目標(biāo)張力的控制信號的控制機(jī)構(gòu)(50)；以及通過通入對應(yīng)于控制信號的驅(qū)動電流來對驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動電路(20)，驅(qū)動電路具有與驅(qū)動器連接來檢測驅(qū)動電流，并且能夠切換檢測電阻值的檢測機(jī)構(gòu)(44、45)，和根據(jù)目標(biāo)張力切換檢測電阻值的電阻切換機(jī)構(gòu)(35)，在目標(biāo)張力大于規(guī)定值時，以小的檢測電阻值檢測驅(qū)動電流并進(jìn)行驅(qū)動電流的控制。
文檔編號D05B47/04GK1928184SQ20061012814
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者伊藤文夫 申請人:重機(jī)公司