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Dokumentenidentifikation DE102006041667A1 12.04.2007
Titel Fadenspannvorrichtung für eine Nähmaschine
Anmelder Juki Corp., Chofu, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Itou, Fumio, Chofu, Tokyo/Tokio, JP
Vertreter HOEGER, STELLRECHT & PARTNER Patentanwälte, 70182 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 06.09.2006
DE-Aktenzeichen 102006041667
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse D05B 47/04(2006.01)A, F, I, 20061127, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird vorgesehen: eine Fadenspanneinheit 93, die eine Spannung an einem Faden einer Nähmaschine erzeugt, ein Betätiger 19 als eine Antriebsquelle, welche die Spannung erzeugt, Steuermittel 50 zum Ausgeben eines Steuersignals, das einer Zielspannung entspricht, und eine Antriebsschaltung 20 zum Anlegen eines Antriebsstromes, der dem Steuersignal entspricht, wodurch der Betätiger angetrieben wird. Die Antriebsschaltung schließt ein:
Feststellmittel 44 und 45, die mit dem Betätiger verbunden sind und dazu dienen, den Antriebsstrom festzustellen, wobei ein Feststellwiderstandswert umschaltbar ist, und Widerstandsschaltmittel 35 zum Schalten des Feststellwiderstandswertes, basierend auf der Zielspannung. Der Antriebsstrom wird mit dem Antriebsstrom gesteuert, der mit einem niedrigen Feststellwiderstandswert festgestellt wird, wenn die Zielspannung höher als ein vorbestimmter Wert ist.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fadenspannvorrichtung, welche eine Spannung, die an einen Nadelfaden angelegt werden soll, einstellt, für eine Nähmaschine mit einer Antriebsquelle.

Es ist eine Fadenspannvorrichtung bekannt, die mit einer Fadenspannscheibe versehen ist, oder eine Fadenspanneinheit eines Drehspanntyps zum Anlegen einer Spannung an einen Faden, ein Schwingspulenmotor als eine Antriebsquelle zum Erzeugen der Spannung und Steuermittel zum Steuern der Spannung des Schwingspulenmotors in Abhängigkeit von einer Zunahme/Abnahme in einem Ausmaß eines Stromes, der ausgegeben werden soll (siehe beispielsweise JP-A-9-220391).

Die Steuermittel der Fadenspannvorrichtung, die in JP-A-9-220391 beschrieben ist, schließt eine CPU zur Ausführung einer vorbestimmten Steuerung ein, basierend auf einem Steuerprogramm, einem Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler zur analogen Umwandlung eines Steuersignals der CPU und eine Treiberschaltung zum Steuern eines Ausmaßes an Leitung zur Antriebsquelle in Abhängigkeit von einem analogen Steuersignal.

Die Treiberschaltung weist eine Widerstandseinheit auf zum Feststellen einer Spannung, welche proportional zu einem Strom ist, der von der Treiberschaltung an die Antriebsquelle angelegt wird, und die Steuermittel steuern die Antriebsquelle, um eine Zielspannung zu erhalten, basierend auf der festgestellten Spannung.

In der Treiberschaltung wird der Strom, der an die Antriebsquelle angelegt werden soll, erhöht, wenn eine hohe Spannung eingestellt ist. Beispielsweise wird in einer Nähmaschine (z. B. einer Zickzackstich-Nähmaschine) zum Nähen eines dünnen Nähguts ein Nähvorgang gewöhnlich mit einer niederen Spannung ausgeführt. Mit der niederen Spannung ist der Strom, welcher an die Antriebsquelle angelegt werden soll, niedrig. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, eine Widerstandseinheit mit einem hohen Widerstandswert zu verwenden, um eine Feststellung durch die Widerstandseinheit aufrechtzuerhalten. Jedoch ist es in der Nähmaschine für das dünne Nähgut auch erforderlich, eine hohe Spannung anzulegen, wenn ein Abschnitt genäht wird, in welchem sich Nähgüter überlappen.

Infolgedessen ist es ein Nachteil, dass eine hohe zulässige Energie für die Widerstandseinheit erforderlich ist, eine Widerstandswärmeerzeugung jedoch erhöht wird.

Wenn andererseits eine Widerstandseinheit mit einem niedrigeren Widerstandswert zur Unterdrückung einer Wärmeerzeugung verwendet wird, wird eine erzeugte Spannung in einem Niedrigspannungsband reduziert. Deshalb ist es in einer Umgebung, in welcher ein Rauschen leicht erzeugt wird, beispielsweise im Falle, dass ein Wechselstromservomotor zum Antrieb einer Oberwelle einer Nähmaschine oder eine Schaltenergiequelle für eine Energiezuführung verwendet werden, ein Nachteil, dass eine genaue Steuerung schwer auszuführen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Fadenspannung innerhalb eines weiten Bereichs einer hohen Spannung oder einer niederen Spannung durch einen Widerstand mit einem niedrigen zulässigen Stromwert zu steuern.

Weiterhin ist es ein anderes Ziel der Erfindung, die Fadenspannung genauer zu steuern.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Fadenspannvorrichtung für eine Nähmaschine: eine Fadenspanneinheit, die eine Fadenspannung durch Ändern einer Fadenhaltekraft einstellen kann; einen Betätiger, der mit der Fadenspanneinheit verbunden ist, um die Fadenhaltekraft in Übereinstimmung mit einem Antriebsstrom zu ändern; Steuermittel, die ein Steuersignal ausgeben, das einer Zielspannung entspricht; und eine Antriebsschaltung, die den Antriebsstrom in Abhängigkeit vom Steuersignal anlegt, um den Betätiger anzutreiben. Die Antriebsschaltung umfasst: Feststellmittel, die mit dem Betätiger so verbunden sind, dass sie den Antriebsstrom feststellen, wobei die Feststellmittel wenigstens zwei Feststellwiderstandswerte (44, 45) haben, wobei die zwei Feststellwiderstandswerte ein niedriger Feststellwiderstandswert und hoher Feststellwiderstandswert sind; und Widerstandsumschaltmittel zum Umschalten der Feststellwiderstandswerte der Feststellmittel, basierend auf der Zielspannung, wobei die Feststellmittel den Antriebsstrom mit dem niedrigen Feststellwiderstandswert feststellen, wenn die Zielspannung höher als ein vorbestimmter Wert ist, und den Antriebsstrom mit dem hohen Feststellwiderstandswert feststellen, wenn die Zielspannung niedriger als der vorbestimmte Wert ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wie sie im ersten Aspekt der Erfindung dargelegt ist, umfasst die Antriebsschaltung weiterhin: Widerstandsanlegemittel zum Anlegen eines von wenigstens zwei eingestellten Widerstandswerten (32, 33) an das Steuersignal, wobei die beiden eingestellten Widerstandswerte ein niedriger eingestellter Widerstandswert und ein hoher eingestellter Widerstandswert sind; und Verstärkungsumschaltmittel zum Umschalten der eingestellten Widerstandswerte, die von den Widerstandsanlegemittel entsprechend der Zielspannung an das Steuersignal angelegt werden sollen, wobei die Steuermittel das Steuersignal in einem Spannungswert ausgeben, welcher der Zielspannung entspricht, und die Verstärkungsumschaltmittel derart steuern, dass der niedrige eingestellte Widerstandswert an das Steuersignal angelegt wird, wenn die Zielspannung höher als der vorbestimmte Wert ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, wie sie im ersten Aspekt der Erfindung dargelegt ist, umfasst die Fadenspannvorrichtung weiterhin Speichermittel zum Abspeichern einer Korrespondenzbeziehung zwischen dem Steuersignal und der Zielspannung.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung, wie sie im dritten Aspekt der Erfindung dargelegt ist, schließt die Korrespondenzbeziehung zwischen dem Steuersignal und der Zielspannung eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal für eine Zunahme in der Fadenspannung und einer Zielspannung und eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal für eine Abnahme in der Fadenspannung und einer Zielspannung ein.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung geben die Steuermittel das Steuermittel entsprechend der Zielspannung an die Antriebsschaltung (den Antriebsschaltkreis) während des Nähvorgangs der Nähmaschine aus.

Der Antriebsschaltkreis legt den Antriebsstrom an den Betätiger an und stellt eine Spannung fest, wenn der Antriebsstrom zu den Feststellmitteln fließt, wodurch die Leitung gesteuert wird, um die Zielspannung zu erhalten.

Weiterhin schaltet der Antriebsschaltkreis den Feststellwiderstandswert der Feststellmittel mit den Widerstandsschaltmitteln derart (um), dass die Feststellung des Widerstandswertes der Feststellmittel anwächst, wenn die Zielspannung innerhalb des niedrigen Spannungsbereichs eingestellt ist (d. h. in dem Falle, in welchem die Zielspannung niedriger als der vorbestimmte Wert ist), und derart, dass der Feststellwiderstandswert der Feststellmittel abnimmt, wenn die Zielspannung innerhalb des hohen Spannungsbereichs eingestellt ist, (wobei der hohe Spannungsbereich wenigstens ein Bereich ist, in welchem eine Spannung höher als der niedrige Spannungsbereich ist). Der voreingestellte Wert wird beispielsweise vorher eingestellt und gespeichert.

Mehr im einzelnen: Um den Feststellwiderstandswert der Feststellmittel zu steigern kann (1) eine Mehrzahl von Widerständen in Reihe geschaltet werden, oder (2) ein Widerstand mit einem hohen Widerstandswert kann ausgewählt und angeschlossen werden. Um den Widerstandswert zu verringern, kann darüber hinaus (3) eine Mehrzahl von Widerständen parallel geschaltet werden, oder (4) ein Widerstand mit einem niederen Widerstandswert kann ausgewählt und angeschlossen werden.

Weiterhin kann eine normale Verbindung (lediglich ein Standardwiderstand ist angeschlossen) angenommen werden, wenn die Zielspannung innerhalb des niedrigen Spannungsbereiches eingestellt ist, und (3) oder (4) können angenommen werden, wenn die Zielspannung innerhalb des hohen Spannungsbereiches eingestellt ist. Weiterhin kann die normale Verbindung (lediglich der Standardwiderstand ist angeschlossen) angenommen werden, wenn die Zielspannung innerhalb des hohen Spannungsbereiches eingestellt ist, und (1) oder (2) können angenommen werden, wenn die Zielspannung innerhalb des niederen Spannungsbereiches eingestellt ist.

Da der Feststellwiderstandswert von den Widerstandsschaltmitteln geschaltet wird, um den Antriebsstrom, wie oben beschrieben, festzustellen, ist es selbst dann, wenn die Zielspannung innerhalb eines weiten Bereiches verändert wird, so dass der Antriebsstromwert in einem großen Ausmaß geändert wird, möglich, zu veranlassen, dass ein Widerstand mit einer hohen zulässigen Leistung unnötig wird.

Wenn ferner die Zielspannung und der Antriebsstromwert hoch sind, ist es möglich, die Erzeugung von Wärme durch Anwendung eines niedrigeren elektrischen Widerstandes zu vermeiden.

Wenn zusätzlich die Zielspannung und der Antriebsstromwert niedrig sind, ist es möglich, eine Reduzierung in einer erzeugten Spannung durch Anwenden eines hohen elektrischen Widerstandes zu verhindern. Wenn weiterhin die Zielspannung niedrig ist, kann der Einfluss eines Rauschens unterdrückt werden, so dass die Spannung genauer gesteuert werden kann.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein unterschiedlicher elektrischer Widerstand an das Steuersignal angelegt, so dass eine Korrigierverstärkung fluktuiert.

Mit anderen Worten: Es wird eine Steuerung ausgeführt, um die Spannung des Steuersignals in dem niedrigen eingestellten Widerstandswert zu korrigieren, um so die Fluktuation der Korrigierverstärkung zu reduzieren, wenn die Zielspannung höher als der vorbestimmte Wert ist, und um die Spannung des Steuersignals in dem hoch eingestellten Widerstandswert zu korrigieren, um so die Fluktuation der Korrigierverstärkung zu steigern, wenn die Zielspannung niedriger ist als der vorbestimmte Wert.

Infolgedessen kann die Fadenspannung genau gesteuert werden, wenn die Fluktuation der Verstärkung reduziert wird, und die Fadenspannung kann innerhalb eines weiten Bereiches gesteuert werden, wenn die Fluktuation der Verstärkung erhöht wird.

Es ist vorzuziehen, dass der vorbestimmte Wert der Zielspannung vorher eingestellt und abgespeichert wird.

Weiterhin kann der vorbestimmte Wert der Zielspannung so eingestellt werden, dass er dem vorbestimmten Wert gleich ist, wie es im ersten Aspekt der Erfindung dargelegt ist.

Die Widerstandsumschaltmittel und die Verstärkungsumschaltmittel können gemeinsame Mittel sein derart, dass einzige Schaltmittel die Funktion der Widerstandsumschaltmittel und der Verstärkungsumschaltmittel ausüben.

Für das Schalten des Widerstandswertes kann eine Mehrzahl von Widerständen mit unterschiedlichen Widerstandswerten wahlweise angeschlossen werden, oder ein Anschlusszustand der Widerstände kann in Reihe oder parallel geschaltet werden.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung sind Speichermittel vorgesehen zum Abspeichern einer Tabelle, die indikativ für eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal und einer Zielspannung ist. Infolgedessen ist es nicht erforderlich, während eines Nähvorganges das Signal aus der Zielspannung zu berechnen. Somit kann das Prozessing rasch ausgeführt werden.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung speichern die Speichermittel weiterhin eine Tabelle ab, die für eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal für ein Anwachsen in der Fadenspannung und einer Zielspannung indikativ ist, und ferner eine Tabelle, die indikativ ist für eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal für eine Abnahme in der Fadenspannung und einer Zielspannung. Wenn deshalb der Betätiger eine Hysterese hat, in welcher Kenndaten in der Zunahme und Abnahme in einem Ausgang variiert werden, ist es möglich, eine sauberere Steuerung auszuführen. Somit kann die Fadenspannung mit höherer Genauigkeit gesteuert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm mit der Darstellung des Gesamtaufbaus einer Steuerschaltung in einer Nähmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

2 ist eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht mit der Darstellung einer Fadenspanneinheit, die in 1 dargestellt ist;

3 ist ein konzeptuelles Diagramm mit der Darstellung einer Spannungstabelle; und

4 ist ein Schaltungsdiagramm mit der Darstellung einer Antriebsschaltung eines Schwingspulenmotors, wie er in 1 dargestellt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS (Gesamtaufbau des Ausführungsbeispiels)

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. Eine Nähmaschine 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel führt einen sogenannten Zickzackstich-Nähvorgang aus, d. h., einen Nähvorgang, bei dem eine Vernähung mit einer Nadel ausgeführt wird, die in einer Richtung senkrecht zur Nähgutvorschubrichtung hin- und her verschwenkt wird. Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, ist die Nähmaschine 10 mit einem Nadelstangenmechanismus versehen zum vertikalen Bewegen und Hin- und Herverschwenken einer Nadel und mit einer Fadenspannvorrichtung, die in der Mitte des Fadenweges eines Fadens, der einer Nadel zugeführt werden soll, angeordnet ist, wobei die Fadenspannvorrichtung eine Fadenspannung aufbringt.

1 ist ein Blockdiagramm mit der Darstellung einer Gesamtstruktur einer Steuerschaltung in der Nähmaschine 10. Eine Steuervorrichtung 50 als Nadelstangenmechanismussteuermittel steuert einen Betrieb jedes Blockes.

Jeder Teil wird unten im einzelnen beschrieben.

(Nähmaschinenmotor 11)

Ein Nähmaschinenmotor 11 hat einen an sich bekannten Aufbau zum Drehen und Antreiben einer Oberwelle und wird mit einer Geschwindigkeit in Umlauf versetzt, die einem Betätigungsausmaß eines Nähmaschinenstartpedals 56 entspricht. Ein Encoder 13 ist zusammen mit dem Nähmaschinenmotor 11 vorgesehen und gibt eine Drehgeschwindigkeit und einen Drehwinkel zur Steuervorrichtung 50 aus.

(Nadelschwenkmotor 14)

Der Nadelstangenmechanismus bewegt eine Nadelstange vertikal, die eine vertikale Bewegungsantriebskraft von der Oberwelle empfängt und eine Nadel hält, und verschwenkt die Nadelstange in einer Richtung senkrecht zu einer Nähgutvorschubrichtung (was als eine Querrichtung angenommen wird).

Ein Nadelschwenkmotor 14, der mit dem Nadelstangenmechanismus verbunden ist, wird von einem Schrittmotor gebildet und wird durch die Steuervorrichtung 50 so gesteuert, dass er synchron mit dem Nähmaschinenmotor 11 betätigt wird, wenn die obere Welle bei einem vorbestimmten Winkel ist, und um den Nadelstangenmechanismus zu veranlassen, einen Nadelschwenkvorgang auszuführen. Die Steuervorrichtung 50 speichert Steuerdaten zur Ausübung eines Nähmodus mit verschiedenen Nadelschwenkvorgängen, und für eine Nadelverschwenkrichtung des Nadelschwenkmotors 14, und ein Ausmaß von dessen Nadelverschwenkung werden auf alle Steuerdaten für jeden Modus eingestellt.

Weiterhin ist der Nadelstangenmechanismus mit Nadelschwenkpositionsfeststellmitteln 15 versehen, die beispielsweise ein Potentiometer oder einen Encoder einschließen und feststellen, ob die Nadelverschwenkung nach links hin oder nach rechts hin erfolgt und ein Ergebnis der Feststellung an die Steuervorrichtung 50 ausgibt.

(Stufenabschnittfeststellmittel)

Stufenabschnittfeststellmittel 12 stellen eine Dicke eines Nähguts, das ein Werkstück sein soll, in der Nähe einer Nadellokalisierung der Nadel fest und geben ein Feststellsignal an die Steuervorrichtung 50 aus. Beispielsweise schließen die Stufenabschnittfeststellmittel 12 einen Detektorarm ein, der mit einem Nähgut von oben her in der Nähe der Nadellokalisierung der Nadel in Kontakt gelangt und entsprechend der Nähgutdicke vertikal bewegt oder verschwenkt wird. Weiterhin schließen diese Mittel 12 ein Potentiometer zum Feststellen einer Änderung in oberen und unteren Positionen des Detektorarms oder einer Veränderung in einem Schwenkwinkel ein, wobei die Dicke des Nähgutes an einem Ausgang des Potentiometers festgestellt werden kann.

(Fadenspannvorrichtung)

Die Fadenspannvorrichtung schließt ein: eine Fadenspanneinheit 93, die an einem Faden der Nähmaschine eine Spannung erzeugt, einen Schwingspulenmotor 19 als einen Betätiger, der als eine Antriebsquelle zur Erzeugung der Spannung der Fadenspanneinheit 93 dient, und Steuermittel, welche die an dem Faden zu erzeugenden Spannung in Abhängigkeit von einem Antriebsstromwert steuern, der an den Schwingspulenmotor 19 angelegt werden soll.

Die Steuermittel der Fadenspannvorrichtung schließen einen Antriebsschaltkreis 20 für den Schwingspulenmotor 19 ein, der später beschrieben werden wird, und die Steuervorrichtung 50 für die Nähmaschine. Mit anderen Worten: die Steuervorrichtung 50 für die Nähmaschine funktioniert teilweise als Steuermittel für die Fadenspannvorrichtung. Der Antriebsschaltkreis 20 und die Steuervorrichtung 50 für die Nähmaschine werden unten im einzelnen beschrieben und die Fadenspanneinheit 93 wird beschrieben.

Die Fadenspanneinheit 93, die in 2 dargestellt ist, hat einen bekannten Aufbau. Die Fadenspanneinheit 93 ist in der Nähe der Nadel an einem Vorderteil eines Armteils der Nähmaschine vorgesehen und schließt ein: einen Fadenspannschaft 93a, eine bewegliche Scheibe 93b, eine Basisplatte 93c, die auf dem Spulenmotor 19 vorgesehen werden soll, und eine ortsfeste Scheibe 93d. Der Fadenspannschaft 19a ist mit dem Schwingspulenmotor 19 verbunden, welcher die Antriebsquelle bildet, und wird durch einen Antriebsvorgang des Schwingspulenmotors 19 in einer axialen Richtung bewegt. Die bewegliche Scheibe 93b, zu welcher der Fadenspannschaft 93a eingesetzt ist, ist mit Bezug auf den Fadenspannschaft 93a in der Axialrichtung beweglich. Die ortsfeste Scheibe 93d, durch welche hindurch der Fadenspannschaft 93a eingesetzt wird, ist zwischen der Basisplatte 93c und der beweglichen Scheibe 93b und einer Fadenspannschaftmutter 93 angeordnet. Weiterhin sind eine Mutter 93a, Unterlegscheiben 93f, 93g und eine Schraubenfeder 93h zwischen der Basisplatte 93c und dem Schwingspulenmotor 19 vorgesehen.

Der Faden, der zur Nadel hin, ausgehend von einer Fadenlieferquelle über einen Fadenaufnehmer hinweg, vorgesehen ist, wird zwischen der ortsfesten Scheibe 93d und der beweglichen Scheibe 93b in die Fadenspanneinheit 93 eingelegt, und der Schwingspulenmotor 19 wird zum Anlegen einer Haltekraft angetrieben, wodurch er dem Faden die Spannung gibt. Weiterhin ist es möglich, die Spannung, die an dem Faden erzeugt werden soll, entsprechend einem Ausmaß einer Betätigung des Schwingspulenmotors 19 einzustellen. Der Betrieb des Schwingspulenmotors 19 wird durch die Steuervorrichtung 50 und die Antriebsschaltung 20 gesteuert.

(Steuervorrichtung 50)

Die Steuervorrichtung 50 schließt ein: ein ROM 52 als Speichermittel zum Speichern verschiedener Programme und Einstelldaten zur Ausführung verschiedener Prozessings und Steuerungen, was unten beschrieben werden wird, eine MPU 51 zur Ausführung der verschiedenen Programme, ein RAM 53 zum Abspeichern verschiedener Daten, die auf die Prozessings der MPU 51 in einem Arbeitsbereich bezogen sind und ein EEPROM 54 zum Abspeichern verschiedener Daten, die durch eine Eingabe von Einstellungen neu geschrieben werden sollen.

Weiterhin sind der Nähmaschinenmotor 11, der Nadelschwenkmotor 14 und der Schwingspulenmotor 19 mit der Steuervorrichtung 50 durch Antriebsschaltungen 11a, 14a bzw. 20 verbunden und Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten oder das Ausmaß von Drehwinkeln werden in Abhängigkeit von einem Steuersignal gesteuert, das von der Steuervorrichtung 50 ausgesandt wird.

Weiterhin sind die Stufenabschnittfeststellmittel 12, der Encoder 13 des Nähmaschinenmotors 11 und die Nadelschwenkpositionsfeststellmittel 15 mit der Steuervorrichtung 50 durch Eingabeschaltungen 12a, 13a bzw. 15b verbunden, und Feststellsignale, die von den Stufenabschnittsfeststellmitteln 12, dem Encoder 13 und den Nadelschwenkpositionsfeststellmitteln 15 ausgesandt werden, werden digital umgewandelt und in die Steuervorrichtung 50 eingegeben.

Weiterhin ist eine Eingabevorrichtung 55 zum Eingeben eines Fadenspannwertes für jeden Nähvorgang, beispielsweise eine Auswahl eines Nähmodus einer Nadelschwenkeinstellung einer Nadelschwenkweite oder einer Vorschubschrittweite, mit der Steuervorrichtung 50 durch eine Eingabeschaltung 55a verbunden. Ferner ist das Nähmaschinenstartpedal 56 mit der Steuervorrichtung 55 durch eine Eingabeschaltung 56a verbunden, um einen Nähvorgang zu starten.

Zusätzlich ist eine Anzeigevorrichtung 57, welche Inhalte der Einstellungen, Inhalte, welche gerade eingestellt werden oder einen gegenwärtigen Betriebszustand der Nähmaschine während verschiedener Eingabevorgänge der Eingabevorrichtung 55 darstellt, mit der Steuervorrichtung 50 durch eine Anzeigesteuerschaltung 57a verbunden.

(Verschiedene Vorgänge, die von der Steuervorrichtung 50 ausgeführt werden)

Es erfolgt eine Beschreibung verschiedener Arbeitsvorgänge, welche durch die MPU 51 der Steuervorrichtung 50 in Übereinstimmung mit verschiedenen Prozessing-Programmen ausgeführt werden sollen.

Zu allererst wird angenommen, dass Einstelldaten zur Ausführung verschiedener Zickzackstich-Vorgänge im EEPROM 54 gespeichert sind. Mehr im einzelnen werden die Anzahl von kontinuierlichen seitlichen Nadelverschwenkungen, eine Nadelschwenkweite in der seitlichen Nadelverschwenkung und eine Vorschubschrittweite für jeden Stich voreingestellt, und diese Parameter können durch die Eingabe aus der Eingabevorrichtung 55 geändert werden.

Weiterhin werden eine Tabelle, die indikativ ist für eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Nadelverschwenkungsausmaß und einer Fadenspannung, und eine Tabelle, die indikativ ist für eine Korrespondenzbeziehung zwischen einer Dicke des Nähgutes, die durch die Stufenabschnittfeststellmittel 12 festgestellt wird, und einem Einstellausmaß einer Fadenspannung, voreingestellt und im EEPROM 54 abgespeichert. Diese Tabellen werden separat durch eine Nadelverschwenkung nach links hin und durch eine Nadelverschwenkung nach rechts hin vorbereitet. Weiterhin können diese Parameter auch durch die Eingabe aus der Eingabevorrichtung 55 geändert werden.

Wenn ein Zickzack-Nähtyp (ein Nähmodus) ausgewählt und der Nähvorgang in dieser Weise gestartet wird, liest die MPU 51 Einstelldaten des ausgewählten Nähmodus und steuert einen Betrieb des Nadelschwenkmotors 14, um eine oszillierende Nadelverschwenkung auszuführen in Übereinstimmung mit den Einstelldaten einer Oszillationsrichtung und einer Oszillationsweite.

Im Nähvorgang bestimmt die MPU 51 weiterhin die Fadenspannung durch Bezugnahme auf die Einstelldaten für jeden Stich und Bezugnahme auf jede Tabelle basierend auf der Nadelschwenkrichtung, dem Nadelschwenkausmaß und der Dicke eines Nähgutes, die von den Stufenabschnittfeststellmitteln 12 festgestellt werden. Dann gibt die MPU 51 ein Steuersignal zum Schwingspulenmotor 19 aus, um die bestimmte Fadenspannung zu erhalten, wodurch der Betrieb der Fadenspannvorrichtung gesteuert wird.

Die Steuervorrichtung 50 und der Antriebsschaltkreis 20 zum Steuern einer Leistung, welche an die Fadenspanneinheit und den Schwingspulenmotor 19 angelegt werden sollen, funktionieren als Fadenspannvorrichtung gemäß der Erfindung.

Zunächst hat der Schwingspulenmotor 19 der Fadenspanneinrichtung 93 eine solche Eigenschaft, dass ein Antriebsausgang etwa proportional entsprechend einem Wert eines anzulegenden Antriebsstromes vergrößert wird. Wenn der Antriebsausgang vergrößert wird, wird ein Biegungsausmaß einer Fadenspannfeder vergrößert. Wenn das Biegungsausmaß der Fadenspannfeder vergrößert wird, wird die Fadenhaltekraft ebenfalls vergrößert. Es ist nämlich möglich, eine Spannung, die an den Faden angelegt werden soll, proportional mit Bezug auf einen Antriebsstromwert für den Schwingspulenmotor 19 zu ändern.

Die MPU 51 der Steuervorrichtung 50 ist mit einem Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler 58 versehen, und ein Steuersignal wird bei einer Spannung in 256 Abstufungen (0 bis 255) von einer Steuersignalausgangsanschlussbuchse 58a des Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlers 58 ausgegeben, während ein Steuerschaltsignal von einer Steuerschaltsignalausgabeanschlussbuchse 58b ausgegeben wird, und ein Betriebsschaltsignal wird von einer Betriebsschaltsignalausgabeanschlussbuchse 58c ausgegeben.

Das Steuersignal dient dazu, einen Ausgang des Schwingspulenmotors 19 entsprechend der Abstufung (Gradation) zu bestimmen.

Das Steuerschaltsignal wird in zwei Abstufungen eines H-Signals und eines L-Signals ausgegeben. Wenn das L-Signal und das Steuersignal kombiniert und ausgegeben werden, wird der Schwingspulenmotor 19 innerhalb eines niedrigeren Spannungsbereiches gesteuert. Wenn das H-Signal und das Steuersignal kombiniert und ausgegeben werden, wird der Schwingspulenmotor 19 innerhalb eines hohen Spannungsbereiches gesteuert.

Das Betriebsschaltsignal dient dazu, eine Hin- und Herbewegung in einer Ausgabebetriebssrichtung des Schwingspulenmotors 19 zu schalten.

Weiterhin sind eine Spannungstabelle, die indikativ ist für eine Korrespondenzbeziehung unter der an der Fadenspanneinheit 93 durch eine Ausgabe des Schwingspulenmotors 19 zu erzeugende Spannung, eine Abstufung des Steuersignals und das Steuerschaltsignal im ROM 52 der Steuervorrichtung 50 vorgespeichert.

Mit anderen Worten: die MPU 51 bestimmt die Fadenspannung durch die Fadenspannungseingabe durch eine Bedienungsperson oder unter Bezugnahme auf die verschiedenen Tabellen basierend auf der Nadelverschwenkrichtung und dem Nadelverschwenkausmaß der Einstelldaten und der Dicke des Nähguts, die von den Stufenabschnittfeststellmitteln 12 festgestellt werden. Das Steuersignal und das Steuerschaltsignal, die zum Schwingspulenmotor 19 hin gesandt werden sollen, werden dementsprechend ausgewählt und ausgegeben unter Bezugnahme auf die Spannungstabelle mit der bestimmten Fadenspannung, um so die bestimmte Fadenspannung zu erhalten, und die Betätigung des Schwingspulenmotors 19 wird auf diese Weise gesteuert.

3 ist ein konzeptuelles Diagramm mit der Darstellung einer Spannungstabelle. Wie dargestellt, kann die Fadenspanneinheit 93 an den Faden durch den Schwingspulenmotor 19 eine Spannung von 10,0 [N] maximal anlegen, und ein Bereich von 0 bis 2.4 [N] ist eingestellt, so dass er ein niedriger Spannungsbereich ist, und ein Bereich von 2.5 bis 10.0 [N] ist eingestellt, so dass er ein hoher Spannungsbereich ist.

Mehr im einzelnen ist es möglich, die Spannung in 100 Abstufungen für jeweils 1.0 [N] innerhalb des niedrigeren Spannungsbereiches (0 bis 2.4 [N]) zu steuern, d. h. für jeweils 0.01 [N], und das L-Signal des Steuerschaltsignals wird so eingestellt, dass es eine Ausgabe gleichzeitig mit dem Steuersignal in der Steuerung der Spannung innerhalb des niedrigen Spannungsbereiches ist.

Andererseits ist es möglich, die Spannung in 20 Abstufungen für jeweils 1.0 [N] innerhalb des hohen Spannungsbereiches (2.5 bis 10.0 [N]) zu steuern, d. h. für jeweils 0,05 [N], und das H-Signal des Steuerschaltsignals wird so eingestellt, dass es eine Ausgabe gleichzeitig mit dem Steuersignal in der Steuerung der Spannung innerhalb des hohen Spannungsbereiches ist.

Während eine Fadenspannung, die ein Ziel sein soll, für jede Abstufung in einer aktuellen Spannungstabelle eingestellt wird, ist es in einer rohen Einheit in 3 dargestellt.

In der Spannungstabelle sind darüber hinaus eine Abstufung eines Steuersignals für eine Zunahme in einer Spannung (eine dritte Stufe der Spannungstabelle in 3) und eine Abstufung des Steuersignals für eine Abnahme in der Spannung (eine vierte Stufe der Spannungstabelle in 3) für einen gesamten Bereich einer Spannung von 0 bis 10.0 [N] eingestellt, um einer Hysterese in einer Charakteristik eines Antriebsstromes und einer Ausgabe des Schwingspulenmotors 19 zu entsprechen.

Mit anderen Worten: der Schwingspulenmotor 19 hat einen Ausgang, der etwa zu einem Antriebsstrom proportional ist. Jedoch ist eine Bezeichnung einer Änderung in einer Ausgabe in dem Falle, in welchem ein Antriebsstrom so geändert wird, dass er vergrößert wird, geringfügig verschieden von derjenigen einer Änderung in einer Ausgabe in dem Falle, in welchem der Antriebsstrom so verändert wird, dass er verkleinert wird.

Um diesem zu entsprechen, wenn der Betrieb des Schwingspulenmotors 19 gesteuert wird, um eine vorbestimmte Zielfadenspannung in einem Nähvorgang zu erhalten, führt die MPU 51 in Übereinstimmung mit einem Steuerprogramm Arbeitsvorgänge eines Vergleichens einer augenblicklichen Fadenspannung mit einer Zielfadenspannung aus, wobei die Abstufung des Steuersignals für die Vergrößerung der Spannung (die dritte Stufe der Spannungstabelle in 3) in dem Fall ausgewählt wird, in welchem eine Zielpositionsspannung höher ist, während die Abstufung des Steuersignals für die Verkleinerung der Spannung (die vierte Stufe der Spannungstabelle in 3) in dem Falle gewählt wird, in welchem die Zielpositionsspannung niedriger ist.

Als nächstes wird die Antriebsschaltung 20 mit Bezug auf ein Schaltdiagramm von 4 beschrieben.

Die Antriebsschaltung 20 schließt ein: eine Pufferschaltung 30 zur Verstärkung einer Spannung eines Steuersignals in einer vorbestimmten Vergrößerung in zwei Stufen, einen Anschlussschaltungsteil 40 zum Anlegen eines Antriebsstromes an den Schwingspulenmotor 19 in einem Stromwert, der dem verstärkten Steuersignal entspricht, das von der Pufferschaltung 30 ausgesandt wird, und ein Relais 35 als Widerstandsschaltmittel zum Schalten eines Widerstandswertes zur Umwandlung einer Verstärkungsvergrößerung des Steuersignals und zum Schalten eines Widerstandswertes zum Feststellen des Antriebsstromes des Schwingspulenmotors 19.

Die Pufferschaltung 30 schließt ein: einen Operationsverstärker 31, in welchem das Steuersignal aus der MPU 51 durch ein nicht invertierendes Eingabeterminal eingegeben wird, und einen ersten Widerstand 32 und einen zweiten Widerstand 33 (variable Widerstände) als Widerstandsanlegemittel, welche wahlweise an eine Ausgabequelle des Operationsverstärkers 31 angeschlossen werden sollen.

Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 31 ist mit der Seite des Anschlussschaltungsteils 40 über den ersten Widerstand 32 oder den zweiten Widerstand 33 verbunden, welcher wahlweise angeschlossen werden kann, und eine negative Rückkopplung ist an einer Zulaufseite des ersten Widerstandes 32 oder des zweiten Widerstandes 33 angeordnet, und ein Spannungswert des Steuersignals kann in eine Vergrößerung entsprechend dem Widerstandswert eines der Widerstände 32 oder 33, die wahlweise anzuschließen sind umgewandelt werden.

Der erste und der zweite Widerstand 32 und 33 sind von einem manuell veränderlichen Typ, und ihre Widerstandswerte werden jeweils so eingestellt, dass sie das Steuersignal so umwandeln, dass es eine vorbestimmte Verstärkung hat. Im Antriebsschaltkreis 20 wird der erste Widerstand 32 so eingestellt, dass er einen niedrigeren Widerstandswert als der zweite Widerstand 33 hat, wobei der erste Widerstand 32 einen Fluktuationskoeffizienten hat, der so eingestellt ist, dass er hoch ist, um eine Steuersignalspannung stark abzuschwächen, und der zweite Widerstand 33 hat einen Fluktuationskoeffizienten, der so eingestellt ist, dass er niedrig ist, um die Steuersignalspannung leicht abzuschwächen.

Weiterhin ist eine Ablaufseite jedes der Widerstände 32 und 33 mit einem ersten Umschalter 36 des Relais 35 verbunden, welches unten beschrieben werden wird, und jeder der Widerstände 32 oder 33 kann in Übereinstimmung mit einer Betätigung des Relais 35 mit der Seite des Anschlussschaltungsteils 40 verbunden werden.

Der Anschlussschaltungsteil 40 schließt ein: einen Operationsverstärker 41, in welchen ein Steuersignal mit einer Vergrößerung, die durch den Pufferschaltungsteil 30 umgewandelt ist, durch eine invertierende Eingabeklemme eingegeben wird, einen Transistor 42, der einen Antriebsstrom aus einer 33 V-Spannungsquelle für einen Schwingspulenmotorantrieb zur Seite des Schwingspulenmotors 19 anlegt, und zwar in Abhängigkeit von einem Steuersignal, das aus einer Ausgabeklemme des Operationsverstärkers 41 ausgesandt wird, einen Anschlussschaltteil 43, welcher den Antriebsstrom anschließt, der an den Schwingspulenmotor 19 angelegt werden soll, und den Antriebsstrom schaltet zwischen einer Vorwärtsbetriebsrichtung (einer Fadenspannanlegeseite) und einer umgekehrten Betriebsrichtung (einer Fadenlockerungsseite) in Abhängigkeit von einem Betriebsschaltsignal, das aus der Betriebssignalausgabeausgangsbuchse 58c ausgesandt wird, und einen dritten Widerstand 44 und einen vierten Widerstand 45, die in Parallelschaltung in einer Schaltung ausgehend von dem Schwingspulenrnotor 19 zu einer Erdung geschaltet sind.

Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 41 ist so angeschlossen, dass sie zu einer Basis des Transistors 42 hin leitend wird und legt den Antriebsstrom ausgehend von der 33V-Spannungsquelle für den Schwingspulenmotorantrieb an die Seite des Schwingspulenmotors 19 durch Ausgeben des Steuersignals zur Transistorseite an.

Weiterhin ist eine positive Rückkopplung zu einer nicht invertierenden Eingabeklemme des Operationsverstärkers 41 auf einer Ablaufseite des Schwingspulenmotors 19 und einer Zulaufseite der dritten und vierten Widerstände 44 und 45 angeordnet. Mit anderen Worten: der Anschlussschaltungsteil 40 hat einen solchen Aufbau, dass er den Antriebsstrom an den Schwingspulenmotor 19 anlegt, bis eine Spannung eines Rückkopplungssignals, das von der Ablaufseite des Schwingspulenmotors 19 ausgesandt wird, einen Spannungswert des Steuersignals erreicht.

Der Leitungsschaltteil 43 schließt eine Mehrzahl von Transistoren ein und schaltet den Antriebsstrom, der an den Schwingspulenmotor 19 angelegt werden soll so, dass ein Antriebsvorgang in einer Vorwärtsbetriebsrichtung ausgeführt wird, wenn ein Betriebsschaltsignal, das für einen Vorwärtsbetrieb indikativ ist, eingegeben wird, und schaltet den Antriebsstrom, der an den Schwingspulenmotor 19 angelegt werden soll, so dass der Antriebsvorgang in einer umgekehrten Betriebsrichtung erfolgt, wenn ein Betriebsschaltsignal, das für einen umgekehrten Betrieb indikativ ist, eingegeben wird.

Die Betriebsschaltsignalausgabeanschlussbuchse 58c gibt ein Betriebsschaltsignal aus, das für den Vorwärtsbetrieb indikativ ist, wenn eine Fadenspannung angelegt werden soll, und gibt ein Betriebsschaltsignal aus, das für einen umgekehrten Betrieb indikativ ist, wenn ein Faden beispielsweise im Zeitpunkt einer Fadenabschneidung oder bei Beendigung eines Nähvorgangs gelockert werden soll.

Die beiden dritten und vierten Widerstände 44 und 45 sind zwischen dem Schwingspulenmotor 19 und der Erdung innerhalb der Ablaufseite des Schwingspulenmotors 19 vorgesehen, und lediglich der vierte Widerstand 45 ist über einen zweiten Umschalter 37 des Relais 35 an Erde angeschlossen, was unten beschrieben werden wird.

Mit anderen Worten: ein Strom wird lediglich an den dritten Widerstand 44 angelegt, so dass ein Widerstandswert erhöht wird, wenn der zweite Umschalter 37 nicht angeschlossen ist, während der dritte Widerstand 44 und der vierte Widerstand 45 in einem parallelen Zustand angeschlossen werden, so dass der Widerstandswert durch eine Synthese verkleinert wird, wenn der zweite Umschalter 37 angeschlossen wird.

Das Relais 35 schließt den ersten Umschalter 36 und den zweiten Umschalter 37, wie oben beschrieben, ein und schaltet den ersten Umschalter 36und den zweiten Umschalter 37 zur selben Zeit um, und zwar nach Erhalt eines Steuerschaltsignals, das von der Steuerschaltsignalausgabeanschlussbuchse 58b ausgesandt wird.

Mehr im einzelnen: nach Empfang einer Eingabe des L-Signals des Steuerschaltsignals schaltet das Relais 35 den ersten Umschalter 36 um, um das Steuersignal von dem Pufferschaltungsteil 30 zur Seite des Anschlussschaltungsteils 40 über den ersten Widerstand 32 zu übertragen, und es schaltet weiterhin den zweiten Umschalter 37 um, so dass er nicht angeschlossen ist.

Nach Empfang der Eingabe des H-Signals des Steuerschaltsignals schaltet das Relais 35 weiterhin den ersten Umschalter 36 um, um das Steuersignal, das von dem Pufferschaltungsteil 30 zur Seite des Anschlussschaltungsteils 40 über den zweiten Widerstand 33 hin ausgesandt wird, und es schaltet weiterhin den zweiten Umschalter 37 so um, dass er angeschlossen ist.

Mit anderen Worten: das Relais 35 funktioniert sowohl als Widerstandsschaltmittel zum Anlegen eines unterschiedlichen elektrischen Widerstands mit Bezug auf den Antriebsstrom wie auch Vergrößerungsschaltmittel zum Anlegen eines unterschiedlichen elektrischen Widerstands mit Bezug auf das Steuersignal.

Wie oben beschrieben, unterteilt die MPU 51 den Bereich der Zielspannung von 0 bis 10.0 [N] in einen Bereich mit einer niedrigen Zielspannung von 0 bis 2.4 [N] und einen Bereich mit einer hohen Zielspannung von 2.5 bis 10.0 [N], um eine Zielspannung von 0 bis 10.0 [N] zu erzeugen, und verteilt etwa den gesamten Bereich der Abstufung des Steuersignals auf jede der Bereiche (0 bis 240 wird verteilt auf den niedrigen Bereich und 50 bis 200 wird verteilt auf den hohen Bereich).

Deshalb wird, obwohl sich das Band des Spannungswertes des Steuersignals für den Bereich mit der niedrigen Zielspannung und das Band des Spannungswertes des Steuersignals für den Bereich mit dem hohen Zielbereich überlappen, ein geeigneter Antriebsstrom zum Ausgeben der Zielspannung zum Schwingspulenmotor 19 mit den Widerständen 32, 33, 44 und 45 durch Ausgeben des Steuersignals gleichzeitig mit dem L-Signal oder dem H-Signal des Steuerschaltsignals geleitet.

(Erläuterung des Betriebs der Fadenspannvorrichtung im Nähvorgang)

In einem Nähvorgang der oben beschriebenen Nähmaschine 10 wird Bezug genommen auf die Einstelldaten für den ausgewählten Nähmodus und Bezug wird genommen auf jede Tabelle basierend auf der Nadelverschwenkrichtung, dem Nadelverschwenkungsausmaß und der Dicke des Nähgutes, die von den Stufenabschnittfeststellmitteln 12 festgestellt wird.

Im Ergebnis wird in dem Falle, in welchem die erforderliche Zielfadenspannung 5.0 [N] beispielsweise beträgt und ausgehend von einer letzten Zielfadenspannung vergrößert wird, die Abstufung des Steuersignals so eingestellt, dass sie 100 beträgt, basierend auf der Spannungstabelle, und das H-Signal wird für das Steuerschaltsignal ausgewählt, und die Signale werden von dem Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 58 ausgegeben.

Da das Steuersignal eine Spannung von 5.0 [V] in einer Maximalabstufung von 256 hat, hat es eine Spannung von näherungsweise 1.95 [V] in einer Abstufung von 100. Das H-Signal wird als das Steuerschaltsignal ausgegeben. Deshalb wird das Steuersignal zum Anschlussschaltungsteil 40 über den zweiten Widerstand 33 im Pufferschaltungsteil 30 hin abgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Vergrößerung des Steuersignals durch den zweiten Widerstand 33 in etwa 0.25 [V] umgewandelt.

Im Anschlussschaltungsteil 40 wird das Steuersignal von 0.25 [V] in die invertierende Eingabeklemme des Operationsverstärkers 41 eingegeben, so dass der Antriebsstrom an dem Schwingspulenmotor 19 durch einen Signalausgang aus der Ausgabequelle angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Steuerschaltsignal das H-Signal. Infolgedessen sind der dritte Widerstand 44und der vierte Widerstand 45 in Parallelschaltung miteinander verbunden. Der Schwingspulenmotor 19 hat eine solche Eigenschaft, dass er eine Fadenspannung von 5.0 [N] bei Anlegung eines Stromes von näherungsweise 0.5 [A] vorsieht. Andererseits ist ein kombinierter Widerstand des dritten und vierten Widerstandes 44 und 45 so eingestellt, dass er 0.5 [&OHgr;] beträgt. Wenn ein Strom, der zu den dritten und vierten Widerständen 44 und 45 hinfließt, 0.5 [A] erreicht, wird ein Rückkopplungssignal von 0.25 [V] in die nicht invertierende Eingabeklemme des Operationsverstärkers 41 eingegeben, so dass ein Strom eines höheren Stromwertes nicht angelegt wird. Dementsprechend wird die Fadenspannung so aufrechterhalten, dass sie 5.0 [N] beträgt.

Wenn als nächstes die Zielfadenspannung einen Übergang auf 1.0 [N] vollzieht, was ausgehend von einer letzten Zielfadenspannung abgeschwächt ist, wird Bezug genommen auf ein Steuersignal für die Abschwächung in der Spannung ausgehend von der Spannungstabelle. Infolgedessen wird die Abstufung des Steuersignals so eingestellt, dass sie 95 beträgt, und das L-Signal wird als das Steuerschaltsignal ausgewählt, und die Signale werden vom Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 58 ausgegeben.

Daher hat das Steuersignal eine Spannung von 5.0 [V] in einer Maximalabstufung von 256, es hat eine Spannung von etwa 1.85 [V] in einer Abstufung von 95. Das L-Signal wird als das Steuerschaltsignal ausgegeben. Infolgedessen wird das Steuersignal zum Anschlussschaltungsteil 40 hin ausgegeben, und zwar über den ersten Widerstand 32 im Pufferschaltungsteil 30. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Vergrößerung des Steuersignals durch den ersten Widerstand 32 in etwa 0.5 [V] umgewandelt.

Im Anschlussschaltungsteil 40 wird das Steuersignal von 0.5 [V] in die invertierende Eingabeklemme des Operationsverstärkers 41 eingegeben, so dass der Antriebsstrom an den Schwingspulenmotor 19 durch einen Signalausgang aus der Ausgabeklemme angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Steuerschaltsignal das L-Signal. Infolgedessen wird lediglich der dritte Widerstand 44 angeschlossen. Der Schwingspulenmotor 19 hat eine solche Eigenschaft, dass er eine Fadenspannung von 1.0 [N] mit einer Anwendung eines Stromes von etwa 0.1 [A] vorsieht. Andererseits wird ein Widerstandswert des dritten Widerstands 44 so eingestellt, dass er 5.0 [&OHgr;] beträgt. Wenn ein Strom, der zum dritten Widerstand 44 fließt, 0.1 [A] erreicht, wird ein Rückkopplungssignal von 0.5 [V] in die nicht invertierende Eingabeklemme des Operationsverstärkers 41 eingegeben, so dass ein Strom von einem höheren Stromwert nicht angelegt wird. Dementsprechend wird die Fadenspannung so aufrechterhalten, dass sie 1.0 [N] beträgt.

(Vorteil des Ausführungsbeispiels)

In der Nähmaschine 10 schaltet die Antriebsschaltung 20 des Schwingspulenmotors 19 in der Fadenspannvorrichtung den Widerstandswert durch das Relais 35 für den dritten und vierten Widerstand 44 und 45 in zwei Stufen, wodurch der Antriebsstrom festgestellt wird. Infolgedessen wird beispielsweise in dem Falle, in welchem die Zielspannung innerhalb eines weiten Bereiches von 0 bis 10 [N] verändert wird, eine Spannung in einem hohen Widerstandswert (5.0 [&OHgr;]) innerhalb des niedrigen Spannungsbereiches (0 bis 2.4 [N]) festgestellt, und die Spannung wird in einem niedrigen Widerstandswert (0.5 [&OHgr;]) innerhalb des hohen Spannungsbereiches (2.5 bis 10.0 [N]) festgestellt. Infolgedessen besteht keine Notwendigkeit einen einzigen Widerstand mit einer hohen zulässigen Leistung zu verwenden, der einer großen Änderung im Antriebsstromwert entsprechen kann.

Wenn weiterhin die Zielspannung und der Antriebsstromwert hoch sind (2.5 bis 10.0 [N], der Antriebsstrom von 0.25 bis 1.0 [A]), werden der dritte und vierte Widerstand 44 und 45 parallel geschaltet, um einen Widerstand in einem niedrigen Widerstandswert (0.5 [&OHgr;]) anzulegen, so dass die Erzeugung einer Erhitzung vermieden werden kann.

Wenn ferner die Zielspannung und der Antriebsstromwert klein sind (0 bis 2.4 [N], der Antriebsstrom von 0 bis 2.4 [A]), wird lediglich der dritte Widerstand 44 angeschlossen, um einen Widerstand in einem hohen Widerstandswert (5.0 [&OHgr;]) anzulegen. Infolgedessen kann eine Reduzierung in einer erzeugten Spannung verhindert werden, und der Einfluss eines Rauschens kann selbst in dem Fall überbrückt werden, in welchem die Zielspannung niedrig ist, und die Spannung kann genauer gesteuert werden.

Auch in dem Falle, in welchem der Bereich (0 bis 5.0 [V]) der Ausgangsspannung des Steuersignals und deren Abstufung (0 bis 255) aufgrund der Kenndaten der MPU 51 und des Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlers 58 konstant sind, ist es darüber hinaus möglich, ein Steuersignal in demselben Spannungsband auf den niedrigen Spannungsbereich (0 bis 2.4 [N]) und den hohen Spannungsbereich (2.5 bis 10.0 [N]) zu verteilen, und zwar durch Schaltung eines Anschlusses des ersten und zweiten Widerstandes 32 und 33 und des dritten und vierten Widerstandes 44 und 45.

Mit anderen Worten: im Vergleich mit dem Fall, in welchem der Bereich der Ausgangsspannung des Steuersignals auf den vollen Bereich der Zielspannung (0 bis 10.0 [N]) verteilt ist, ist es möglich, die Fadenspannung in einer präzisen Einheit für jede Abstufung der Spannung des Steuersignals zu steuern.

In dem Fall, in welchem der volle Bereich der Zielspannung in zwei Teile, wie oben beschrieben, unterteilt ist, wird ein Bereich, in welchem die Spannung erforderlichenfalls genauer gesteuert werden soll (deren niedriger Spannungsbereich im Ausführungsbeispiel) so eingestellt, dass er kleiner ist als der andere Bereich (der Hohlspannungsbereich im Ausführungsbeispiel). Infolgedessen ist es möglich, alle der Abstufungen auf den kleinen Spannungsbereich zu verteilen, so dass eine Steuerung in einer genauen Fadenspanneinheit durchgeführt werden kann.

Während der niedere Spannungsbereich im Ausführungsbeispiel so eingestellt wird, dass er klein ist, kann der hohe Spannungsbereich so eingestellt werden, dass er ein kleiner Bereich ist in dem Falle, in welchem eine genaue Steuerung im hohen Spannungsbereich erforderlich ist.

Weiterhin speichert das ROM 52 der Steuervorrichtung 50 in der Nähmaschine 10 eine Spannungstabelle, die indikativ ist für eine Korrespondenzbeziehung zwischen dem Steuersignal und der Zielspannung. Infolgedessen ist es nicht notwendig, während eines Nähvorganges das Steuersignal aus der Zielspannung zu berechnen. Infolgedessen ist es möglich, das Processing rasch durchzuführen.

Weiterhin schließt die Spannungstabelle die Tabelle ein, die indikativ ist für die Korrespondenzbeziehung zwischen der Zielspannung und dem Steuersignal für eine Vergrößerung in der Fadenspannung, und diejenige Tabelle, die indikativ ist für die Korrespondenzbeziehung zwischen der Zielspannung und dem Steuersignal für eine Abnahme in der Fadenspannung. Selbst wenn infolgedessen der Schwingspulenmotor 19 eine Hysterese hat, in welcher Kenndaten im Vergrößern und Verkleinern im Ausgang variiert werden, kann eine angemessene Steuerung ausgeführt werden. Somit kann die Fadenspannung mit höherer Präzision gesteuert werden.

(Weiteres)

Mit Bezug auf den Aufbau der Antriebsschaltung 20 ist es ausreichend, dass der Spannungsbereich des Schwingspulenmotors 19 in zwei Teile unterteilt ist, und es wird ein Widerstand zum Feststellen eines Antriebsstromes für jeden Bereich vorgesehen. Somit ist er nicht auf den Aufbau des Ausführungsbeispiels beschränkt.

Weiterhin sind die Widerstandswerte der ersten bis vierten Widerstände 32, 33, 44 und 45 nicht auf die Bedingungen des Ausführungsbeispieles beschränkt und können fakultativ sein, solange die relative Beziehung zwischen der Spannung des Steuersignals, den Kenndaten des Schwingspulenmotors 19, den ersten und zweiten Widerständen 32 und 33 und den dritten und vierten Widerständen 44 und 45 befriedigt wird.

Im Ausführungsbeispiel schließt weiterhin das Relais 35 als Schaltmittel den vierten Widerstand 45 parallel mit dem dritten Widerstand 44 an, wenn die Zielspannung hoch ist (der hohe Spannungsbereich), und stellt somit den Feststellwiderstandswert so ein, dass er niedrig ist. Stattdessen kann leicht vorgeschlagen werden, eine Mehrzahl von Widerständen anzuordnen, so dass sie verbindbar sind, um einen Antriebsstrom festzustellen und einen optimalen Widerstand durch einen Auswahlschalter auszuwählen. Solche Anordnungen sind in den Anordnungen zum Schalten des Widerstandswertes eingeschlossen.

Weiterhin ist das Widerstandsschaltmittel nicht auf das Relais beschränkt und irgendwelche Mittel, welche das Schalten in Abhängigkeit von dem Signal der MPU 51 oder des Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlers 58 ausführen, können Anwendung finden. Beispielsweise kann ein Halbleiterschalter benutzt werden, um den vierten Widerstand 45 ein- oder auszuschalten, oder ein analoger Schalter kann dazu verwendet werden, um das Schalten eines Fließens des Steuersignals zwischen dem ersten Widerstand 32 und dem zweiten Widerstand 33 auszuführen.

Ferner ist es möglich, einen Aufbau zu benutzen, in welchem ein Steuersignal in einer Abstufung von einer Spannung ausgegeben wird, die proportional zu einer Zielfadenspannung ist, ohne die dritten und vierten Widerstände 44 und 45 zum Schalten der Verstärkung und Vergrößerung der Spannung des Steuersignals zu benutzen.

Zusätzlich ist der Betätiger der Fadenspannvorrichtung nicht auf den Schwingspulenmotor beschränkt und irgendeine Vorrichtung, die befähigt ist, eine Fadenspannung in Abhängigkeit von Steuersignalen zu verändern, kann verwendet werden, beispielsweise ein Elektromagnet oder ein Luftzylinder.

Ferner ist die Fadenspanneinheit 93 nicht auf das Verfahren des Haltens eines Fadens durch eine Fadenspannscheibe beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, einen Drehspannungstyp anzuwenden.

Weiterhin ist die Nähmaschine, welche die Fadenspannvorrichtung umfasst, nicht auf eine Zickzackstich-Nähmaschine beschränkt, und die Fadenspannvorrichtung kann auf irgendeine Nähmaschine angewandt werden, um eine Steuerung auszuführen, um die Fadenspannung während eines Nähvorganges zu verändern.


Anspruch[de]
Fadenspannvorrichtung für eine Nähmaschine (10), umfassend:

eine Fadenspanneinheit (93), die eine Fadenspannung durch Ändern einer Fadenhaltekraft einstellen kann;

einen Betätiger (19), der mit der Fadenspanneinheit (93) verbunden ist, um die Fadenhaltekraft in Übereinstimmung mit einem Antriebsstrom zu ändern;

Steuermittel (50), die ein Steuersignal ausgeben, das einer Zielspannung entspricht; und

eine Antriebsschaltung (20), die den Antriebsstrom in Abhängigkeit vom Steuersignal anlegt, um den Betätiger (19) anzutreiben,

dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsschaltung (20) umfasst:

Feststellmittel (44, 45), die mit dem Betätiger (19) so verbunden sind, dass sie den Antriebsstrom feststellen, wobei die Feststellmittel (44, 45) wenigstens zwei Feststellwiderstandswerte haben, wobei die zwei Feststellwiderstände ein niedriger Feststellwiderstandswert und ein hoher Feststellwiderstandswert sind; und

Widerstandsumschaltmittel (35) zum Umschalten der Feststellwiderstandswerte der Feststellmittel (44, 45), basierend auf der Zielspannung,

wobei die Feststellmittel (44, 45) den Antriebsstrom mit dem niedrigen Feststellwiderstandswert feststellen, wenn die Zielspannung höher als ein vorbestimmter Wert ist, und den Antriebsstrom mit dem hohen Feststellwiderstandswert feststellen, wenn die Zielspannung niedriger als der vorbestimmte Wert ist.
Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsschaltung (20) weiterhin umfasst:

Widerstandsanlegemittel (32, 33) zum Anlegen eines von wenigstens zwei eingestellten Widerstandswerten an das Steuersignal, wobei die beiden eingestellten Widerstandswerte ein niedriger eingestellter Widerstandswert und ein hoher eingestellter Widerstandswert sind; und

Vergrößerungsumschaltmittel (35) zum Umschalten der eingestellten Widerstandswerte, die von den Widerstandsanlegemitteln (32, 33) entsprechend der Zielspannung an das Steuersignal angelegt werden sollen,

wobei die Steuermittel (50) das Steuersignal in einem Spannungswert ausgeben, welcher der Zielspannung entspricht, und die Vergrößerungsumschaltmittel (35) derart steuern, dass der niedrige eingestellte Widerstandswert an das Steuersignal angelegt wird, wenn die Zielspannung höher als der vorbestimmte Wert ist.
Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannvorrichtung weiterhin Speichermittel (52) umfasst zum Abspeichern einer Korrespondenzbeziehung zwischen dem Steuersignal und der Zielspannung. Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrespondenzbeziehung zwischen dem Steuersignal und der Zielspannung eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal für eine Zunahme der Fadenspannung und einer Zielspannung und eine Korrespondenzbeziehung zwischen einem Steuersignal für eine Abnahme der Fadenspannung und einer Zielspannung einschließt.






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