DE102015101412A1

DE102015101412A1 - Nähmaschine

Info

Publication number: DE102015101412A1
Application number: DE102015101412.2A
Authority: DE
Inventors: c/o JUKI Corporation Minakawa Tadayoshi; c/o JUKI Corporation Yanagisawa Masato
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2015-08-06
Also published as: JP6374661B2; JP2015144703A; CN104818587B; CN104818587A

Abstract

Die Nähmaschine umfasst eine Nadelstange, einen Nähmaschinenmotor, einen Nadelstangenrotationsmechanismus, einen Fadenziehmechanismus, einen Bewegungsmechanismus und ein Steuerteil. Die Nadelstange ist vertikal bewegbar, während sie eine Nähnadel hält. Die Nähnadel ist eine Schneidnadel zum Bilden von langlochförmigen Nadelabsenklöchern in einem Werkstück. Der Nadelstangenrotationsmechanismus rotiert die Nadelstange um ihre Achse entlang der vertikalen Richtung. Der Fadenziehmechanismus zieht einen Spulenfaden. Der Bewegungsmechanismus bewegt das Werkstück beliebig. Das Steuerteil steuert den Bewegungsmechanismus gemäß Nähdaten. Das Steuerteil steuert den Nadelstangenrotationsmechanismus gemäß der Nähgutbewegungsrichtung, die Nadelstange zu rotieren, so dass aufeinanderfolgende Stiche gebildet werden, welche jeweils einen beliebigen Neigungswinkel bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung des Werkstücks aufweisen, und das Steuerteil steuert den Fadenziehmechanismus, den Faden zu ziehen, wenn die Nähgutbewegungsrichtung zu einem vorbestimmten Fadenziehwinkelbereich gehört. Die so aufgebaute Nähmaschine kann Nadelabsenklöcher für die Schneidnadel richtig bilden, während ein Knotenstich verhindert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine zum Realisieren eines perfekten Stichs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein von einer Nähmaschine zu bildender Stich umfasst einen perfekten Stich (siehe 26(A)), wobei Nadel- und Spulenfaden in guter Balance miteinander verschlungen sind, und einen Knotenstich (siehe 26(B)), wobei nur ein Nadelfaden spiralförmig ausgebildet ist. Bei dem perfekten Stich wirken sowohl die Spannung des Nadelfadens als auch die Spannung des Spulenfadens in guter Balance auf ein Nähgut, um eine gute Fertigstellung zu ergeben, und dadurch wird es möglich, einen genähten Gegenstand von hoher Nähqualität bereitzustellen. Andererseits neigt der Knotenstich dazu, schlechte Einflüsse auszuüben; so kommt es beispielsweise leicht zu einem Abfall der Spannung des Nadelfadens, die Spannung des Spulenfadens ist schlecht balanciert und ein Stich lockert sich, und dadurch kommt es leicht zu einer Verschlechterung der Nähqualität.
Bei einer Nähmaschine zum Bilden eines Stichs gemäß einem vorbestimmten Nähmuster unter Halten und Zuführen eines Nähguts in einer beliebigen Richtung wird bewirkt, dass die Wickelrichtung eines Nadelfadens bezüglich einer Nähnadel und die Absenkseite der Nähnadel über einen Spulenfaden, der sich von einem Schiffchen zu dem Nadelloch einer Nadelplatte erstreckt, gemäß der Nähgutbewegungsrichtung variiert, und hieraus ergibt sich der Grund für das Auftreten des Knotenstichs.
Deshalb wird bei einer herkömmlichen Nähmaschine durch vorheriges Prüfen des Winkelbereichs der Nähgutbewegungsrichtung, bei dem bewirkt wird, dass die Wickelrichtung des Nadelfadens bezüglich der Nähnadel variiert, und bei dem bewirkt wird, dass die Nadelabsenkposition mit Bezug auf zwei Bereiche über den Spulenfaden variiert, in einem Winkelbereich, in dem ein Knotenstich erzeugt wird, eine Nadelstange rotiert oder der Spulenfaden gezogen und dadurch der Knotenstich verhindert (siehe z.B. JP 2012-213603 A ).
In letzter Zeit wurde die Anwendung einer Schneidnadel mit einem flachen führenden Ende, welche dazu in der Lage ist, ein Eins-Zeichen-Nadelabsenkloch in einem Werkstück aus Leder oder dergleichen zu bilden, auf die in JP 2012-213603 A offenbarte Nähmaschine in Betracht gezogen.
Wie in 27 gezeigt, bildet die Schneidnadel bei einer spezifischen Nähteilung Eins-Zeichen-Nadelabsenklöcher h, welche jeweils in einem spezifischen Winkel zu einer Nähgutbewegungsrichtung F zum Bilden von Stichen Uk geneigt sind, während der Nadelfaden ein solches Muster bildet, dass die Nadelabsenklöcher h und die Stiche Uk in Zickzackform abwechselnd von den einen Endbereichen (hi) der Eins-Zeichen-Nadelabsenklöcher h zu den anderen Endbereichen h2 der folgenden Nadelabsenklöcher h angeordnet sind.
Im Falle der Bildung von Stichen gemäß spezifischen Nähmustern unter Halten eines Nähguts variiert die Nähgutbewegungsrichtung gemäß den Nähmustern, und daher muss zum Bilden von Stichen, welche jeweils in einem spezifischen Winkel bezüglich aller Nähgutbewegungsrichtungen geneigt sind, die Richtung der Eins-Zeichen-Nadelabsenklöcher h gemäß den Variationen der Nähgutbewegungsrichtung variiert werden.
Da die oben erwähnte herkömmliche Nähmaschine einen Nadelstangenrotationsmechanismus umfasst, kann die Schneidnadel unter Verwendung dieses Mechanismus rotiert werden.
Da jedoch ein derartiger Nadelstangenrotationsmechanismus die Nadelstange unter Verwendung eines Kurvengliedmechanismus rotiert, ist die Rotationsrichtung der Nadelstange gleichbleibend und der Bereich des Rotationswinkels ist durch ein Kurvenglied begrenzt, und dadurch ist eine richtige Anpassung der Richtung der Schneidnadel gemäß den Nähgutbewegungsrichtungen nicht möglich. Es ist also schwierig, dass der Nadelstangenrotationsmechanismus zum Verhindern des Knotenstichs verwendet wird, um die Schneidnadel zu rotieren.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Knotenstich wirksamer zu verhindern und richtiges Nähen unter Verwendung einer Schneidnadel durchzuführen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Nähmaschine umfasst: eine Nadelstange, welche vertikal bewegbar ist, während sie eine Nähnadel hält; ein Schiffchen zum Verschlingen eines Nadelfadens mit einem Spulenfaden durch rotatorische Operation; einen Nähmaschinenmotor, welcher als eine Antriebsquelle für die Vertikalbewegung der Nadelstange dient; einen Nadelstangenrotationsmechanismus zum Rotieren der Nadelstange um ihre Achse entlang einer vertikalen Richtung; einen Fadenziehmechanismus zum Ziehen eines Spulenfadens unter Verwendung eines Fadenziehglieds unterhalb einer Nadelplatte; einen Bewegungsmechanismus zum Bewegen eines Werkstücks entlang einer horizontalen Ebene in einer beliebigen Nähgutbewegungsrichtung in Richtung zu Nadelabsenkpositionen; und ein Steuerteil zum Steuern des Bewegungsmechanismus, des Nadelstangenrotationsmechanismus und des Fadenziehmechanismus gemäß Nähdaten zum Bilden eines spezifischen Nähmusters, wobei die Daten jeweils Nadelabsenkpositionen für ihre ausschließlich korrespondierenden Stiche oder die Bewegungsbeträge des Werkstücks für ihre ausschließlich korrespondierenden Stiche umfassen, wobei die Nähnadel eine Schneidnadel ist zum Bilden von Nadelabsenklöchern, welche jeweils im Wesentlichen die Form eines Langlochs in dem Werkstück aufweisen, wobei der Nadelstangenrotationsmechanismus in der Lage ist, die Winkel der Nadelstange sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung einzustellen, und wobei das Steuerteil den Nadelstangenrotationsmechanismus gemäß der Nähgutbewegungsrichtung steuert, die Nadelstange zu rotieren, so dass aufeinanderfolgende Stiche gebildet werden, welche jeweils einen beliebigen Neigungswinkel bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung des Werkstücks aufweisen, und wobei das Steuerteil den Fadenziehmechanismus steuert, den Faden zu ziehen, wenn die Nähgutbewegungsrichtung zu einem vorbestimmten Fadenziehwinkelbereich gehört.
Bei der oben genannten Nähmaschine kann das Steuerteil auch so aufgebaut sein, dass es die Nähgutbewegungsrichtung zum Bewegen des Werkstücks unter Verwendung des Bewegungsmechanismus in mehrere Winkelbereiche aufteilt, die Rotationswinkel der Nadelstange individuell bezüglich der mehreren Winkelbereiche bestimmt und den Nadelstangenrotationsmechanismus gemäß demjenigen Winkelbereich aus der Mehrzahl von Winkelbereichen, zu dem die Nähgutbewegungsrichtung für jede Nadelabsenkung basierend auf den Nähdaten gehört, derart steuert, dass die Nähgutbewegungsrichtung einen Rotationswinkel bereitstellen kann, welcher in jedem der Winkelbereiche bestimmt ist.
Bei der Nähmaschine kann das Steuerteil auch so aufgebaut sein, dass es, wenn die Nähgutbewegungsrichtung zu einem vorbestimmten Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich gehört, den Nadelstangenrotationsmechanismus steuert, die Nadelstange so zu rotieren, dass ein vorbestimmter Rotationswinkel bereitgestellt wird, und wobei mindestens einer der mehreren Winkelbereiche den Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich umfasst.
Bei der Nähmaschine können die in jedem der mehreren Winkelbereiche bestimmten Rotationswinkel der Nadelstange auch so bestimmt sein, dass die Neigungswinkel der langlochförmigen Nadelabsenklöcher, welche durch die Schneidnadel gebildet werden sollen, innerhalb eines spezifischen Winkelbereichs bezüglich einer beliebigen der Nähgutbewegungsrichtungen liegen.
Ferner kann die Nähmaschine auch eine Setzeinrichtung umfassen zum beliebigen Setzen der Rotationswinkel der Nadelstange für jeden der mehreren Winkelbereiche.
Weil bei der Erfindung der Faden in einem Fadenziehwinkelbereich gezogen und die Nadelstange in einem Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich rotiert wird, kann ein Knotenstich verhindert werden.
Weil ferner der Nadelstangenrotationsmechanismus den Rotationswinkel der Nadelstange ausgehend von der Referenzposition sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung einstellen kann, kann der Rotationswinkel der Nadelstange in einem weiten Bereich beliebig eingestellt werden und der Nadelstangenrotationsmechanismus kann so gesteuert werden, dass sich eine richtige Einstellung der Richtung der Schneidnadel gemäß der Nähgutbewegungsrichtung ergibt.
Daher ist sowohl Optimierung der Stichbildung durch die Schneidnadel als auch Verhinderung eines Knotenstichs möglich.
Im Falle eines Aufbaus, bei dem die Nähgutbewegungsrichtung (die Bewegungsrichtung des Werkstücks) durch den Bewegungsmechanismus in mehrere Winkelbereiche aufgeteilt ist und einer davon einen Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich umfasst, kann die Optimierung der Stichbildung durch die Schneidnadel und die Verhinderung eines Knotenstichs noch besser realisiert werden.
Hier kann der Ausdruck: "ein Winkelbereich umfasst einen Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich" auch bedeuten, dass dieser Winkelbereich mit dem Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich zusammenfällt oder dass dieser Winkelbereich den Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich einschließt.
Wenn die Rotationswinkel der Nadelstange in den jeweiligen mehreren Winkelbereichen so bestimmt sind, dass die Richtungen der Nadelabsenklöcher, welche durch die Schneidnadel zu bilden sind, wobei jedes Loch eine Form mit Richtungseigenschaften bereitstellt, innerhalb eines spezifischen Winkelbereichs bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung liegen, dann kann die Optimierung der Stichbildung durch die Schneidnadel noch besser realisiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist a perspektivische Ansicht einer Nähmaschine.
2 ist eine Seitenansicht der Nähmaschine, wobei das vorderseitige Ende eines Nähmaschinenarmbereichs teilweise geschnitten dargestellt ist.
3(A) zeigt ein Schiffchen in der Draufsicht und 3(B) ist eine Vorderansicht desselben.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Nadelstangenrotationsmechanismus.
5 ist eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht des Nadelstangenrotationsmechanismus.
6 zeigt den Nadelstangenrotationsmechanismus in teilweise geschnitten dargestellter Draufsicht.
7 ist ein Fadenziehmechanismus in der Draufsicht.
8 ist eine perspektivische Darstellung des Fadenziehmechanismus.
9 ist ein Fadenziehkurvenglied in der Draufsicht.
10 ist eine Querschnittsdarstellung einer Fadenspannungseinrichtung.
11(A) ist eine Vorderansicht einer Schneidnadel und 11(B) ist eine Seitenansicht derselben.
12 ist eine Draufsicht auf die Schneidnadel.
13 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems der Nähmaschine.
14(A) ist eine Querschnittsdarstellung eines Nadelfadens und einer Schneidnadel mit im Gegenuhrzeigersinn verschlungenem Nadelfaden bei in einem Nähgut eingestochener Schneidnadel und 14(B) ist eine Querschnittsdarstellung derselben mit im Uhrzeigersinn verschlungenem Nadelfaden.
15 ist eine erläuternde Darstellung der Beziehung zwischen Nähgutbewegungsrichtung und Knotenstichauftrittsfaktor.
16 ist eine Tabelle, aus welcher ersichtlich ist, welche der Operationen Fadenziehen und Nadelstangenrotation gemäß dem Winkelbereich der Nähgutbewegungsrichtung durchgeführt werden sollte.
17 ist eine erläuternde Darstellung der Winkelbeziehung zwischen Nadelabsenkloch und Nähgutbewegungsrichtung.
18 ist eine erläuternde Darstellung der Beziehung zwischen einem rechteckigen Nähmuster und dem Nadelstangenrotationswinkel in den jeweiligen Abschnitten desselben.
19 ist eine erläuternde Darstellung der Beziehung zwischen vier Winkelbereichen, welche um die Nähgutbewegungsrichtung bestimmt sind, und Nadelstangenrotationswinkeln in den jeweiligen Winkelbereichen.
20 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Winkel eines Armwellenwinkels und der Höhe der Nähnadel.
21 ist ein Bewegungsdiagramm einer Nähnadel, eines Schiffchens und einer Balance-Einrichtung in der Nähmaschine.
22 zeigt in Draufsicht die Positionsbeziehung zwischen einem Fadenziehglied und einem Nadelloch, wenn sich kein Fadenziehen in der Ausführung befindet.
23 zeigt in Draufsicht die Positionsbeziehung zwischen denselben, wenn sich ein Fadenziehen in der Ausführung befindet.
24 ist eine erläuternde Darstellung, die einen Zustand zeigt, in dem ein Spulenfaden herausgezogen wird, wenn sich ein Fadenziehen in der Ausführung befindet.
25 ist ein Ablaufdiagramm einer Knotenstichverhinderungssteuerung und einer Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung.
26(A) ist eine erläuternde Darstellung eines perfekten Stichs und
26(B) ist eine erläuternde Darstellung eines Knotenstichs.
27 ist eine erläuternde Darstellung eines Stichs, welcher unter Verwendung einer Schneidnadel gebildet werden soll.
DETAILBESCHREIBUNG
[Offenbarung der Ausführungsform]
Es wird nun eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben unter Bezugnahme auf die 1 bis 25.
Eine Nähmaschine 100, welche im Folgenden als die vorliegende Ausführungsform beschrieben werden soll, ist eine sogenannte elektronische Zyklusnähmaschine, welche einen Halterahmen umfasst, der als Nähguthaltebereich dient zum Halten eines textilen Nähguts, welches als ein zu nähendes Werkstück verwendet wird, wobei der Halterahmen relativ zu einer Schneidnadel bewegt wird, welche als eine Nähnadel dient, um dadurch an dem von dem Halterahmen gehaltenen Nähgut ein Nähmuster gemäß spezifischer Nähdaten zu bilden.
Die Nähmaschine 100 ist dadurch gekennzeichnet, dass sie gemäß der Richtung des durch den Halterahmen zu bewegenden Nähguts eine Knotenstichverhinderungssteuerung, um selektiv einen Spulenfaden zu ziehen oder eine Nadelstange zu rotieren, und eine Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung, um ein Nadelabsenkloch in einem zu der Nähgutbewegungsrichtung korrespondierenden Neigungswinkel zu bilden, richtig ausführt.
1 ist eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Nähmaschine 100 und 2 ist eine Schnittdarstellung des Inneren eines Nähmaschinenarmbereichs 101a zeigt, der später beschrieben wird.
Hier wird eine Richtung, in der eine noch zu beschreibende Schneidnadel 11 eine Vertikalbewegung ausführt, als eine Z-Achsenrichtung oder vertikale Richtung bezeichnet, eine senkrecht zu dieser Richtung verlaufende Richtung wird als eine X-Achsenrichtung oder horizontale Richtung bezeichnet und eine Richtung, welche senkrecht sowohl zu der Z-Achsenrichtung als auch zu der X-Achsenrichtung verläuft, wird als eine Y-Achsenrichtung oder Längsrichtung bezeichnet. Ferner bedeutet in der folgenden Beschreibung "vorne" eine Richtung, in welcher sich eine Bedienungsperson zur Durchführung einer Nähoperation bezüglich der Nähmaschine 100 befindet, "links" bedeutet die linke Seite der Bedienungsperson, wenn die sich vor der Nähmaschine 100 befindliche Bedienungsperson der Maschine 100 zugewandt ist, und "rechts" bedeutet die rechte Seite, wenn die sich vor der Nähmaschine 100 befindliche Bedienungsperson der Maschine 100 zugewandt ist.
Die Maschine 100 umfasst in der Hauptsache eine Nadelstange 12, welche vertikal entlang der Z-Achsenrichtung beweglich ist, während sie die Schneidnadel 11 an ihrem unteren Endbereich hält, einen Nadelvertikalbewegungsmechanismus 20 zum Bewegen der Schneidnadel 11 in Vertikalrichtung unter Verwendung eines Nähmaschinenmotors 21 als seine Antriebsquelle, einen Nadelstangenrotationsmechanismus 30 zum Rotieren der Nadelstange 12 um ihre Achse entlang der Z-Achsenrichtung, einen Schiffchenmechanismus 40 mit einem Schiffchen 13 zum Verschlingen eines Spulenfadens mit einem durch die Schneidnadel 11 hindurch geführten Nadelfaden, einen Fadenziehmechanismus 50 zum Ziehen des Spulenfadens, eine Fadenspannungseinrichtung 70 zum Variieren und Einstellen der Spannung des Nadelfadens, einen Nähgutbewegungsmechanismus 80, welcher als ein Bewegungsmechanismus dient zum beliebigen Bewegen und Positionieren eines Nähguts entlang der X-Y-Ebene, während er dieses hält, eine Steuereinheit 90, welche als eine Operationssteuereinheit zum Steuern der Operationen der obigen bestandteilbildenden Teile dient, und einen Maschinenrahmen 101 zum Tragen der jeweiligen bestandteilbildenden Teile der Maschine 100.
[Nähmaschinenrahmen]
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Maschine 100 den Maschinenrahmen 101, welcher im Umriss, gesehen aus der X-Achsenrichtung, eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt aufweist. Der Maschinenrahmen 101 umfasst einen Nähmaschinenarmbereich 101a, der den oberen Bereich der Maschine 100 bildet und sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, einen Maschinenbettbereich 101b, der den unteren Bereich der Maschine 100 bildet und sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und einen vertikalen Körperbereich 101c, welcher den Maschinenarmbereich 101a und den Maschinenbettbereich 101b, die sich nach oben bzw. unten erstrecken, miteinander verbindet.
[Nadelvertikalbewegungsmechanismus]
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Nadelvertikalbewegungsmechanismus 20 eine Oberwelle 22, welche entlang der Y-Achsenrichtung innerhalb des Maschinenarmbereichs 101a rotierbar gehalten ist, einen Maschinenmotor 21 zum Anwenden einer Rotationskraft von einem Endbereich der Oberwelle 22 aus, eine Nadelstangenkurbel 23, welche an dem anderen Endbereich der Oberwelle 22 bereitgestellt ist, eine Kurbelstange 24, welche einerends an einer bezüglich des Rotationszentrums der Nadelstangenkurbel 23 exzentrischen Position angeschlossen ist, eine Nadelstangenumschließung 25, welche an der Peripherie der Nadelstange 12 angreift und, diese umschließend, durch eine Schraube (nicht gezeigt) befestigt und fixiert ist, und ein Transmissionsglied 26 zum Übertragen einer Vertikalbewegung von der Kurbelstange 24 auf die Nadelstange 12 durch die Nadelstangenumschließung 25.
Die Armwelle 22 ist direkt mit der Ausgangswelle des Maschinenmotors 21 verbunden und kann rotatorisch angetrieben werden, und die Rotation der Armwelle 22 wird durch die Nadelstangenkurbel 23 und die Kurbelstange 24 in eine vertikale Hin- und Herbewegung umgewandelt und auf die Nadelstange 12 übertragen.
Das Transmissionsglied 26 umfasst einen oberen Plattenbereich 261 und einen unteren Plattenbereich 262 mit der Nadelstangenumschließung 25 zwischen ihnen und eine Öffnung 263, welche dazu verwendet wird, die Nadelstangenumschließung 25 beim Zusammenbau zwischen den oberen und den unteren Plattenbereich 261 und 262 einzusetzen.
Der obere und der untere Plattenbereich 261 bzw. 262 weisen in ihren in ihrer Draufsicht zentralen Bereichen Durchtauchlöcher auf, in welche die Nadelstange 12 eintauchen kann, wobei die Nadelstange 12 die Durchtauchlöcher durchtaucht und die Nadelstangenumschließung 25, diese umschließend, zwischen dem oberen und dem unteren Plattenbereich 261 und 262 befestigt und fixiert wird und dadurch das Transmissionsglied 26 und die Nadelstange 12 vertikal miteinander verknüpft werden und es ferner der Nadelstangenumschließung 25 ermöglicht wird, entlang der Z-Achse um die Nadelstange 12 zu rotieren.
Das Transmissionsglied 26 umfasst eine Haltewelle 264, welche sich entlang der Y-Achsenrichtung erstreckt, und die Haltewelle 264 ist an dem unteren Endbereich der Kurbelstange 24 durch ein Metalllager drehbar gelagert. Ferner durchtaucht die Haltewelle 264 die Kurbelstange 24 und ist dahinter mit einem Eckstück 265 verbunden.
Das Eckstück 265 weist eine rechteckige Form auf. In der Innenwand des Maschinenarmbereichs 101a sind beiderseits in X-Achsenrichtung Führungsnuten 101d ausgebildet, welche dem Eckstück 265 eine Vertikalbewegung ohne Rotation ermöglichen.
Wenn also der untere Endbereich der Kurbelstange 24 eine Vertikalbewegung ausführt, wird das Transmissionsglied 26 an einer Oszillation um die Haltewelle 264 und an einer Verschiebung in der X-Achsenrichtung gehindert, und dadurch wird die Übertragung einer stabilen Vertikalbewegung auf die Nadelstange 12 ermöglicht.
[Schiffchen]
3(A) ist ein Schiffchen in Draufsicht gesehen und Fig. 3(B) zeigt eine Vorderansicht desselben.
Bei der Maschine 100 gemäß vorliegender Ausführungsform wird ein Halbrotationsschiffchen als Schiffchen 13 verwendet. Das Schiffchen 13 umfasst einen großen Schiffchenkörper 131, einen mittleren Schiffchenkörper 132, welcher dazu in der Lage ist, eine Hin- und Herrotation innerhalb des großen Schiffchenkörpers 131 synchron mit der Vertikalbewegung der Nadelstange 12 auszuführen, eine Spule 133 und eine Spulenkapsel 134, welche im Inneren des mittleren Schiffchenkörpers 132 aufgenommen sind, und einen Treiber (nicht gezeigt) zum Treiben des mittleren Schiffchenkörpers 132 zu einer Hin- und Herrotation. Der Treiber ist mit einer Unterwelle verbunden, welche durch einen Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus mit der Oberwelle 22 verbunden ist, während der mittlere Schiffchenkörper 132 hin- und hergehend rotiert bei einer Geschwindigkeit, welche das Zweifache der Vertikalbewegungsgeschwindigkeit der Schneidnadel 11 beträgt.
Das heißt, der Maschinenmotor 21 dient als Antriebsquelle für die Vertikalbewegung der Nadelstange 12 und die Rotation des Schiffchens 13, während der Nadelfaden und der Spulenfaden durch die Vertikalbewegung der Schneidnadel 11 und die Rotation des Schiffchens 13 miteinander verschlungen werden. Hier sind der Aufbau und die bestandteilbildenden Elemente des Halbrotationsschiffchens wohlbekannt und daher wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.
[Nadelstangenrotationsmechanismus]
Es wird nun der Nadelstangenrotationsmechanismus 30 unter Bezugnahme auf 2 sowie 4 bis 6 beschrieben.
Die untere Endseite der Nadelstange 12 ist durch ein unteres Nadelstangenmetall (Metalllager) vertikal beweglich und drehbar gelagert und die obere Endseite derselben ist durch ein oberes Nadelstangenmetall (Metalllager) 121, welches an dem unteren Ende der Nadelstangenrotationsbasis 31 des Nadelstangenrotationsmechanismus 30 bereitgestellt ist, vertikal beweglich gelagert.
Ferner hält das untere Ende der Nadelstange 12 die Schneidnadel 11, während das obere Ende derselben mit einer rechteckigen Platte 123 ausgestattet ist zum Verhindern einer Rotation relativ zu der Nadelstangenrotationsbasis 31. Die rechteckige Platte 123 durchtaucht eine Durchtauchnut 12a, welche in dem oberen Bereich der Nadelstange 12 ausgebildet ist, und ist durch eine Schraube (nicht gezeigt) fixiert. Die rechteckige Platte 123 steht somit in Durchmesserrichtung eines Kreises um die Nadelstange 12 auf beiden Seiten von der Nadelstange 12 vor, während solche vorspringenden Bereiche ein Paar von vorspringenden Bereichen 123a und 123b bilden.
Die Nadelstange 12 und die rechteckige Platte 123 sind als separate Teile ausgebildet; stattdessen ist leicht denkbar, ein Paar von vorspringenden Bereichen einstückig mit der Nadelstange auszubilden.
Der Nadelstangenrotationsmechanismus 30 umfasst die zylinderförmige Nadelstangenrotationsbasis 31 zum vertikal beweglichen Halten der Nadelstange 12 in seinem Inneren, einen Nadelstangenrotationsmotor 32, welcher als eine Antriebsquelle dient zum Antreiben der Nadelstangenrotationsbasis 31 zu einer Rotation um die Z-Achse um die Nadelstange 12, und einen Transmissionsmechanismus 33 zum Übertragen einer Rotationsbewegung von dem Nadelstangenrotationsmotor 32 auf die Nadelstangenrotationsbasis 31.
Der obere und der untere Endbereich der Nadelstangenrotationsbasis 31 sind durch Metalllager 311 und 312 gelagert, derart, dass sie um die Z-Achse um die Nadelstange 12 rotiert werden können. Das obere Metalllager 311 ist in der Nähe der oberen Oberfläche des Maschinenarmbereichs 101a fest angeordnet.
Das untere Metalllager 312 ist von einem an der Wand des Maschinenarmbereichs 101a montierten Halteglied 313 durch einen Haltearmbereich 312a (4), welcher sich in Radialrichtung auswärts erstreckt, gehalten.
Da die Nadelstangenrotationsbasis 31 in ihren beiden Bereichen, welche sind der obere und der untere Bereich, durch diese Lager gelagert ist, kann ihr vertikal stehender Zustand sicher aufrechterhalten werden, und dadurch kann die glatte Vertikalbewegung der Nadelstange 12 ermöglicht werden.
Und da die Nadelstange 12 ebenfalls durch das obere und das untere Nadelstangenmetall 121 und 122 gelagert ist, kann zusammen mit der Nadelstangenrotationsbasis 31 ihr vertikal stehender Zustand sicher aufrechterhalten werden.
Die Nadelstangenrotationsbasis 31 umfasst nach 5 in der Y-Achsenrichtung gesehen in ihren beiden Seitenbereichen langlochförmige Öffnungen, welche sich entlang der Z-Achsenrichtung erstrecken, und in diese Öffnungen sind lange Führungsplatten 314, 314 jeweils mit ihren beiden Bereichen, welche sind oberer Bereich und unterer Bereich, geschraubt. Die Führungsplatten 314, 314 umfassen diese entlang der Z-Achsenrichtung durchsetzende Langlöcher 314a, während die vorspringenden Bereiche 123a, 123b der Nadelstange 12 von innen her in die Langlöcher 314a eingeführt sind. Das Langloch 314a weist eine Breite auf, die etwas größer ausgebildet ist als die der vorspringenden Bereiche 123a, 123b, und dadurch ist es den vorspringenden Bereiche 123a, 123b ermöglicht, eine Gleitbewegung entlang der Langlöcher 314a auszuführen. Das heißt, das Zusammenwirken von Führungsplatte 314, 314 und Vorsprüngen 123a, 123b der Nadelstange 12 ermöglicht es der Nadelstange 12, zusammen mit der Nadelstangenrotationsbasis 31 eine Rotationsbewegung um ihre Achse um die Z-Achse auszuführen, ohne das ihre Vertikalbewegung unterbrochen wird.
Der Transmissionsmechanismus 33 umfasst einen Motorträger 331 zum Tragen des Nadelstangenrotationsmotors 32, wobei dessen Ausgangswelle nach unten gewandt ist, eine Lagerstütze 333 zum drehbaren Lagern eines solchen Endbereichs der Nadelstangenrotationsbasis 31, wie er von der oberen Oberfläche des Maschinenarmbereichs 101a vorspringt, unter Verwendung eines Lagers 334, ein treibendes Rad 332, welches an der Ausgangswelle des Nadelstangenrotationsmotors 32 fixiert ist, ein getriebenes Rad 335, welches in der Nähe des vorspringenden Endes der Nadelstangenrotationsbasis 31 fixiert ist, und einen Timing-Riemen 336, welcher um das treibende und das getriebene Rad 332 und 335 geführt ist.
Wenn also der Nadelstangenrotationsmotor 32 rotiert, wird die Nadelstangenrotationsbasis 31 mit der Rotation beaufschlagt, und dadurch kann die Nadelstange 12 zusammen mit dem Nadelstangenrotationsmotor 31 rotieren. Der Nadelstangenrotationsmotor 32 kann unter der Steuerung einer Steuereinheit 90 sowohl vorwärts als auch rückwärts angetrieben werden, und dadurch wird es der Schneidnadel 11 und der Nadelstange 12 ermöglicht, sowohl vorwärts als auch rückwärts zu rotieren.
Hier sind die Mittellinie der Nadelstange 12 und die Rotationsmittellinie der Nadelstangenrotationsbasis 31 auf der gleichen geraden Linie positioniert.
Gemäß der oben beschriebenen Struktur kann der Nadelstangenrotationsmechanismus 30 die Schneidnadel 11 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn ausgehend von einer noch zu beschreibenden Referenzposition (siehe die in 12 gezeigte Richtung) in einen beliebigen Winkel in dem Bereich von mindestens 45° rotieren. Hierbei kann durch die Verwendung eines Nadelstangenrotationsmotors 32 größerer Drehzahl oder höheren Drehmoments die Schneidnadel 11 in einem breiteren Bereich vorwärts- und rückwärts rotiert werden.
[Zentraldrückerfuß]
Die Bezugsziffer 13 in 2 bezeichnet einen Zentraldrückerfuß, welcher – ähnlich der Nadelstange 12 – durch einen bekannten Operationstransmissionsmechanismus (nicht gezeigt) unter Verwendung des Maschinenmotors 21 als Antriebsquelle synchron mit der Nadelstange 12 vertikal bewegt werden kann.
Wenn ein zylindrischer Rahmen, welcher die Schneidnadel 11 lose darin eingeführt aufweist, gerade oberhalb des Nähguts vertikal bewegt wird mit einer Amplitude, die kleiner ist als die der Nadelstange 12, und die Schneidnadel 11 eine Aufwärtsbewegung ausführt, presst der Zentraldrückerfuß das Nähgut, um zu verhindern, dass es abgehoben wird.
[Balance-Mechanismus]
Die Bezugsziffer 16 in 2 und 5 bezeichnet einen Balance-Mechanismus.
Dieser Balance-Mechanismus 16 umfasst ein Verbindungsglied 161, welches einerends durch eine Exzenterwelle gehalten ist, welche das obere Ende der Kurbelstange 24 hält, und ein Winkelhebelglied 163, welches eine Balance-Einrichtung 162 aufweist.
Das Winkelhebelglied 163 weist einen Basisbereich auf, welcher innerhalb des Maschinenarmbereichs 101a gehalten ist, und zwei Armbereiche, welche sich ausgehend von dem Basisbereich erstrecken, während ein Armbereich die sich zur Außenseite des Maschinenarmbereichs 101a hin erstreckende Balance-Einrichtung 162 bereitstellt. Der andere Armbereich 163a ist mit dem anderen Ende des Verbindungsglieds 161 verbunden, während dem Winkelhebelglied 163 eine rotatorische Bewegung zugeführt wird.
Die Balance-Einrichtung 162 umfasst an ihrem führenden Ende ein Durchtauchloch, welches von einem Nadelfaden U durchtaucht werden kann.
Bei diesem Aufbau führt die Balance-Einrichtung 162 des Balance-Mechanismus 16 gleichzyklisch mit der Nadelstange 12 eine Vertikalbewegung aus.
Die Balance-Einrichtung 162 ist jedoch so ausgestaltet, dass sie den oberen Totpunkt um einen Oberwellenwinkel von ungefähr 60° später erreicht als die Nadelstange 12.
[Fadenziehmechanismus]
7 zeigt einen Fadenziehmechanismus 50 in der Draufsicht und 8 ist eine perspektivische Darstellung desselben.
Der Fadenziehmechanismus 50 ist unterhalb der Nadelplatte 14 innerhalb des Maschinenkopfbereichs 101b angeordnet und wird dazu verwendet, einen Spulenfaden unter Verwendung eines Fadenziehglieds 51 zu ziehen. Der Fadenziehmechanismus 50 umfasst in der Hauptsache das Fadenziehglied 51 zum Einfang – unter Verwendung seines führenden Endes – eines Spulenfadens, der sich von einer Spulenkapsel zu dem Nadelloch 15 der Nadelplatte 14 erstreckt, und zum Bewegen desselben, um dadurch den Pfad des Spulenfadens zu verändern, einen Fadenziehmotor 52, der als eine Antriebsquelle für die Fadenziehoperation des Fadenziehglieds 51 dient, ein von dem Fadenziehmotor 52 anzutreibendes Fadenziehkurvenglied 53, eine Rolle 54, welche als ein angetriebenes Glied dient, welches durch das Fadenziehkurvenglied 53 zu betätigen ist, und einen Verbindungsmechanismus 55 zum Übertragen der Fadenziehoperation des Spulenfadens von der Rolle 54 auf das Fadenziehglied 51.
Der Fadenziehmotor 52 ist durch eine innerhalb des Maschinenkopfbereichs 101b montierte Motormontagebasis 521 gehalten, derart, dass seine Ausgangswelle in Vertikalrichtung nach oben gewandt ist, und er umfasst ein treibendes Rad 522. An der oberen Oberfläche der Motormontagebasis 521 ist ein getriebenes Rad 523 kleinen Durchmessers benachbart zu dem treibenden Rad 522 bereitgestellt, während diese Räder miteinander in Eingriff stehen, derart, dass eine geschwindigkeitserhöhende Rotation von dem treibenden Rad 522 auf das getriebene Rad 523 übertragen werden kann.
Das getriebene Rad 523 ist durch seine Rotationswelle 524 mit dem Fadenziehkurvenglied 53 verbunden, während seine Rotation auf das Fadenziehkurvenglied 53 übertragen werden kann.
9 zeigt das Fadenziehkurvenglied 53 in der Draufsicht. Das Fadenziehkurvenglied 53 weist eine im Wesentlichen fächerartige Form auf und sein im Wesentlichen bogenförmiger Außenkantenbereich stellt einen Kurvengliedbereich 531 bereit, welcher mit der Rolle 54 in Kontakt gebracht werden kann, um diese zu verschieben. Der Kurvengliedbereich 531 umfasst bogenkurvengliedförmige unbewegliche Abschnitte 532 und 533, welche einen gleichbleibenden Abstand von einem Rotationszentrum halten, und einen beweglichen Abschnitt 534, welcher zwischen die Abschnitte 532 und 533 geschaltet ist und an diese anschließt. Die zwei Abschnitte 532 und 533 weisen jeweils eine Kurvengliedform auf, welche einen gleichbleibenden Abstand von einem Rotationszentrum beibehält, während der Abschnitt 533 einen größeren Durchmesser aufweist als der Abschnitt 532.
Der bewegliche Abschnitt 534 weist eine Kurvengliedform auf, deren Durchmesser ausgehend von der Grenzposition mit einem unbeweglichen Abschnitt 532 allmählich zunimmt und an der Grenzposition mit dem anderen unbeweglichen Abschnitt 533 den gleichen Durchmesser wie dieser erreicht.
Das heißt, das Fadenziehkurvenglied 53 umfasst den Kurvengliedbereich 531, bei dem die unbeweglichen Abschnitte 532, 533 die Fadenziehoperation auf das Fadenziehglied 51 nicht anwenden und der bewegliche Abschnitt 534 die Fadenziehoperation auf das Fadenziehglied 51 anwendet, während diese Abschnitte durchgehend ausgebildet sind.
Der Fadenziehmechanismus 50 wird zwar später noch detailliert beschrieben, er wird jedoch dazu verwendet, das Fadenziehglied 51 innerhalb eines spezifischen Winkelbereichs bei einem Timing innerhalb eines spezifischen Oberwellenwinkelbereichs während des Nähens in einer spezifischen Richtung zu rotieren und das Glied 51 innerhalb des gleichen Winkelbereichs wie der oben genannte Bereich bei einem Timing innerhalb eines anderen Oberwellenwinkelbereichs entgegengesetzt zu rotieren. Daher müssen mit zunehmender Nähgeschwindigkeit die rotatorischen Operationen des Fadenziehglieds 51 in den jeweiligen Richtungen erhöht werden.
Somit ist das Fadenziehkurvenglied 53 derart ausgebildet, dass der Kurvengliedbereich 531 den unbeweglichen Abschnitt 532 oder 533 umfasst, mit dem unbeweglichen Abschnitt 532 oder 533 als Warteposition der Rolle 54, dass die Rolle 54 unter Verwendung des unbeweglichen Abschnitts 532 oder 533 als ein Aufwärmabschnitt ausreichend beschleunigt wird, wenn sich die Rolle 54 relativ dazu bewegt, und dass im Anschluss daran die Rolle 54 eine Relativbewegung entlang des beweglichen Abschnitts 534 ausführen kann. Somit kann das Fadenziehglied 51 bei hohen Geschwindigkeiten rotiert werden, wobei allein der Hochgeschwindigkeitsbereich des Fadenziehmotors 52 verwendet wird.
Hier rotiert das Fadenziehglied 51 hin- und hergehend, stoppt jedoch einmal zwischen dem Vorwärts- und dem Rückwärtspfad.
Daher wird ein unbeweglicher Abschnitt 532 für die Aufwärmperiode der Vorwärtsrotation des Fadenziehglieds 51 verwendet, wohingegen der andere unbewegliche Abschnitt 533 für die Aufwärmperiode der Rückwärtsrotation verwendet wird.
Somit können die Vorwärts- und die Rückwärtsrotation des Fadenziehglieds 51 jeweils bei hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden.
Hier kann der Fadenziehmechanismus 50 auch mit einem Ursprungssensor ausgestattet sein zum Detektieren der Referenzwarteposition des Fadenziehkurvenglieds 53, und durch Starten der Rotation des Fadenziehkurvenglied 53 bei der Warteposition gerade dann, wenn der Fadenziehmotor 52 die Hochgeschwindigkeitsbedingung erreicht, kann das Fadenziehglied 51 seine rotatorische Operation durchführen.
Die mit dem Kurvengliedbereich 531 des Fadenziehkurvenglieds 53 in Kontakt bringbare Rolle 54 ist durch einen Armbereich 541a des Rollenarms 541, welcher einen Winkelhebel bildet, drehbar gehalten, während das Fadenziehglied 51 von dem anderen Armbereich 541b gehalten ist.
Ferner sind die Basisendseiten der beiden Armbereiche 541a und 541b des Rollenarms 541 durch die an der Motormontagebasis 521 bereitgestellte Haltewelle 542 drehbar gelagert.
Der Rollenarm 541 ist durch eine Torsionsschraubenfeder 543 beaufschlagt, derart, dass die Rolle 54 normalerweise mit dem Kurvengliedbereich 531 des Fadenziehkurvenglieds 53 in Kontakt steht.
An dem Rollenarm 541 ist ein Stopper 544 angeordnet, der bei einer übermäßigen Rotation des Fadenziehkurvenglieds 53 und daraus resultierendem Abgleiten der Rolle 54 von dem Kurvengliedbereich 531 verhindert, dass der Rollenarm 541 durch die Torsionsschraubenfeder 543 übermäßig rotiert wird.
Das Basisende des Fadenziehglieds 51 ist an dem Rotationsende des Armbereichs 541b des Rollenarms 541 gehalten, während sich sein führendes Ende in Richtung des Nadellochs 15 auf der Unterseite der Nadelplatte 14 erstreckt. Das führende Ende des Fadenziehglieds 51 stellt ein freies Ende bereit, und der führende Endbereich des Glieds 51 weist eine spitz zulaufende Form auf. Bei dem Fadenziehglied 51 ist es so, dass sein führender Endbereich normalerweise vorwärtsgerichtet entfernt von dem Nadelloch 15 wartet und dass sich beim Fadenziehen der führende Endbereich gerade unterhalb des Nadellochs 15 durchbewegt und mit dem sich von der Spulenkapsel 134 zu dem Nadelloch 15 erstreckenden Spulenfaden in Eingriff kommt, um diesen nach hinten zu ziehen.
Am linken Seitenbereich der Nadelplatte 14 ist eine Führung 511 angeordnet zum Halten des plattenförmigen Fadenziehglieds 51, um es in einen Freiraum zwischen zwei plattenförmigen Gliedern, welche sind ein oberes und ein unteres plattenförmiges Glied, vor und nach seiner rotatorischen Operation einzuführen, und dadurch wird die vertikale Vibration desselben während seiner rotatorischen Operation verhindert.
Gemäß dem obigen Aufbau ergibt es sich bei dem Fadenziehmechanismus 50, dass, wenn der Fadenziehmotor 52 ausgehend von einem Zustand, in dem sich die Rolle 54 bei der spezifischen Warteposition in dem unbeweglichen Abschnitt 532 des Kurvengliedbereichs 531 des Fadenziehkurvenglieds 53 befindet, mit seinem Antrieb beginnt, das Fadenziehkurvenglied 53 durch das treibende Rad 522 und das getriebene Rad 523 zu rotieren beginnt.
Ferner beschleunigt der Motor 52 die Rolle 54 in dem unbeweglichen Abschnitt 532 des Kurvenglieds 53, wodurch die Rolle 54 eine Relativbewegung bei hohen Geschwindigkeiten in dem beweglichen Abschnitt 534 ausführt. Die rotatorische Operation des Glieds 51 in dem Vorwärtspfad erlaubt es dem Glied 51, gerade unterhalb des Nadellochs 15 zu passieren, und dadurch wird der Spulenfaden D nach hinten gezogen.
Wenn die Rolle 54 eine spezifische Stopposition innerhalb des anderen unbeweglichen Abschnitts 533 erreicht, stoppt der Motor 52 seinen Antrieb.
Ferner ergibt es sich bei dem Fadenziehmechanismus 50, dass, ausgehend von einem Zustand, in dem sich die Rolle 54 in dem unbeweglichen Abschnitt 533 befindet, der Motor 52 in umgekehrter Richtung rotiert wird, um der Rolle 54 eine Relativbewegung zu erteilen, während er sie in dem unbeweglichen Abschnitt 533 beschleunigt, und dadurch wird dem Glied 51 erlaubt, seine Rückwärtspfadrotation in dem beweglichen Abschnitt 534 auszuführen.
Ferner: wenn die Rolle 54 die ursprüngliche Warteposition innerhalb des unbeweglichen Abschnitts 532 erreicht, stoppt der Motor seinen Antrieb.
[Nähgutbewegungsmechanismus]
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Nähgutbewegungsmechanismus 80 einen Halterahmen 81 zum Halten eines Nähguts auf der oberen Oberfläche des Maschinenbettbereichs 101b, einen Haltearm 82 zum anhebbaren Halten des Halterahmens 81, einen X-Achsenmotor 83, welcher in 13 gezeigt ist, zum Bewegen des Halterahmens 81 in der X-Achsenrichtung durch den Haltearm 82, und einen Y-Achsenmotor 84, welcher in 13 gezeigt ist, zum Bewegen des Halterahmens 81 in der Y-Achsenrichtung durch den Haltearm 82.
Aufgrund dieses Aufbaus kann der Nähgutbewegungsmechanismus 80 das Nähgut durch den Halterahmen 81 bei einer beliebigen Position auf einer X-Y-Ebene bewegen und positionieren und bei jedem Stich die Nadel bei einer beliebigen Position lokalisieren, und dadurch wird freie Stichbildung ermöglicht. Das heißt, der Nähgutbewegungsmechanismus 80, der auch als Bewegungsmechanismus bezeichnet wird, bewegt das Nähgut entlang einer horizontalen Ebene zu einer beliebigen Position und senkt die Nadel bei der beliebigen Position ab.
[Fadenspannungseinrichtung]
10 ist eine Querschnittsdarstellung der Fadenspannungseinrichtung 70. Die Fadenspannungseinrichtung 70 umfasst in der Hauptsache einen Fadenspanner 79 zum Beaufschlagen des Nadelfadens mit einer Fadenspannung und ein Fadenspannungssolenoid 71, welches als ein Fadenspannungseinstellaktuator dient zum Variieren und Einstellen der von dem Fadenspanner 79 zu beaufschlagenden Fadenspannung.
Der Fadenspanner 79 ist auf der rechtsseitigen Oberfläche des Maschinenarmbereichs 101a angeordnet zum Halten des Nadelfadens auf einem Pfad von einer Fadenversorgungsquelle zu der Balance-Einrichtung 142 und zum Beaufschlagen desselben mit einer Fadenspannung. Der Fadenspanner 79 umfasst zwei Fadenspannungsmulden 72, 72 zum Halten des Nadelfadens hierzwischen, eine hohle Haltewelle 73 zum Halten der Fadenspannungsmulden 72, 72 derart, dass sie entlang der X-Achsenrichtung beweglich sind, wobei sie sich einander annähern und voneinander entfernen, eine die hohle Haltewelle 73 durchsetzende Presswelle 74 zum Pressen einer Fadenspannungsmulde 72 gegen die andere Mulde 72, eine Fadenaufnahmefeder 75 und ein Hauptkörpergehäuse 76 zum Aufnehmen und Halten der oben genannten bestandteilbildenden Teile.
Auf der linken Seite des Fadenspanners weist das Fadenspannungssolenoid 71 eine Ausgangswelle 71a auf zum Erzeugen von Schub in einer Richtung, in welcher diese gemäß dem Wert eines zugeführten elektrischen Stroms vorspringt, während die Ausgangswelle 71a auf der gleichen Linie wie die Presswelle 74 angeordnet ist.
Die Ausgangswelle 71a ist mit einer Transmissionswelle 78 verbunden, welche eine Schraubenfeder 77 durchtaucht, während die Transmissionswelle 78 die Schraubenfeder 77 zum Pressen der Ausgangswelle 71a in eine Rückdrückrichtung durchtaucht.
Demnach wird bei nicht erregtem Fadenspannungssolenoid 71 die Ausgangswelle 71a durch die Schraubenfeder 77 zurückgedrückt und ist nicht mehr in der Lage, eine Presskraft zum Pressen der Presswelle 74 in Richtung der Fadenspannungsmulde 72 zu erzeugen, wodurch die beiden Fadenspannungsmulden 72, 72 frei sind und somit keine Fadenspannung aufgebracht wird.
Bei erregtem Fadenspannungssolenoid 71 wird die Ausgangswelle 71a durch Schub entsprechend dem dann aktuellen Wert vorspringen gelassen und durch die Presswelle 74 presst die Transmissionswelle 798 eine Fadenspannungsmulde 72 gegen die Schraubenfeder 77, und dadurch wird es möglich, den zwischen den beiden Fadenspannungsmulden 72, 72 eingeführten Nadelfaden mit einer Spannung gemäß der Presskraft zu beaufschlagen.
Hier wird der Erregerstrombetrag des Fadenspannungssolenoid 71 durch die Steuereinheit 90 gesteuert, wodurch die Fadenspannungseinrichtung 70 den Nadelfaden mit einer beliebigen Fadenspannung beaufschlagen kann.
Ferner: wenn eine Handling-Nadel zum Ausführen von Fadenziehen oder mehrere Nadeln einschließlich dieser Handling-Nadel gehandhabt wird oder werden, dann wird in dem Falle, dass die berechnete Nähgutbewegungsrichtung zu dem Winkelbereich A oder B gehört, die als Steuerteil dienende Steuereinheit 90 das als Fadenspannungseinstellaktuator dienende Fadenspannungssolenoid 71 steuern, die Fadenspannung zu reduzieren.
[Schneidnadel]
11(A) ist eine Vorderansicht der Schneidnadel 11, welche sich bei ihrer Referenzposition befindet; 11(B) ist eine Seitenansicht derselben und 12 ist eine Draufsicht auf dieselbe.
Diese Schneidnadel 11 ist eine Schneidnadel vom Flachschneider-Typ mit einem flachen und scharfen führenden Endbereich 112. Anders als eine Nähnadel mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt bildet die Schneidnadel 11 ein im Wesentlichen langlochförmiges Nadelabsenkloch, beispielsweise ein Eins-Zeichen-Nadelabsenkloch, ein rautenförmiges Nadelabsenkloch und ein sichelförmiges Nadelabsenkloch.
Wie in 12 gezeigt, erstreckt sich bei in der Referenzposition befindlicher Schneidnadel 11 die Öhröffnung 11a derselben entlang der Y-Achsenrichtung und der flache führende Endbereich 112 erstreckt sich entlang der X-Achsenrichtung. Eine Schneidnadel 11, bei welcher der führende Endbereich 112 senkrecht zu der Öhröffnung 11a steht, wird als eine horizontale Schneidnadel bezeichnet. Hier bezeichnet das Bezugszeichen C in diesen Figuren die Mittellinie der Schneidnadel 11.
Ferner: während sich die Schneidnadel 11 bei der Referenzposition befindet, ist ein Endbereich der Öhröffnung 11a einer Bedienseite (Vorderseite) zugewandt und der andere Endbereich ist flachgeschabt. Unter der Annahme, dass eine Endbereichsseite der Öhröffnung 11a eine Vorderseite 113 ist und die andere Endbereichsseite eine geschabte Seite 114 ist, ist der von der Nadelfadenversorgungsquelle abgezogene Nadelfaden U von der Vorderseite 113 der Öhröffnung 11a der Schneidnadel 11 her in Richtung der geschabten Seite 114 eingeführt, um ein Nähgut zu erreichen.
Wenn sich die Schneidnadel 11 bei der Referenzposition befindet, ist das Schiffchen 13 in Bezug auf die Schneidnadel 11 auf der geschabten Seite 114 angeordnet und fängt eine Nadelfadenschleife von der geschabten Seite 114 der Schneidnadel 11. Das heißt, die Referenzposition bedeutet die Richtung des Schiffchens 13, wo die geschabte Seite 114 und das Schiffchen 13 einander gegenüberliegen und das Schiffchen 13 die Nadelfadenschleife fängt.
Beim Rotieren der Schneidnadel 11 ist diese der Referenzposition am oberen Totpunkt (Oberwellenwinkel 0°) der Nadelstange 12 zugewandt, und die Nadelstange 12 beginnt sich zu senken und wird bis zu einem als Ziel dienenden Rotationswinkel rotiert, bis der führende Endbereich der Schneidnadel 11 das Nähgut erreicht, die Schneidnadel 11 wird zu der Referenzposition vor dem unteren Totpunkt (Oberachsenwinkel 180°) zurückgeführt und danach wird der Nadelfaden U durch das Schiffchen 13 gefangen, um einen Knoten zu bilden.
[Nähmaschinensteuersystem: Steuereinheit]
13 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems der Nähmaschine 100. Die Maschine 100 umfasst eine Steuereinheit 90, welche als ein Steuerteil dient zum Steuern der Operationen der im Vorstehenden erwähnten Bereiche und Glieder. Die Steuereinheit 90 umfasst einen ROM 92, in dem Programme gespeichert sind zum Durchführen einer Operationssteuerung beim Nähen, einen RAM 93, welcher als ein Operationsbereich für einen Operationsprozess dient, einen nichtflüchtigen Datenspeicher 94, welcher als eine Speichereinrichtung dient zum Speichern von Nähdaten, und eine CPU 91 zum Ausführen der Programme in dem ROM 92.
Die CPU 91 ist durch eine Maschinenmotorantriebsschaltung 21a, eine X-Achsenmotorantriebsschaltung 83a, eine Y-Achsenmotorantriebsschaltung 84a, eine Fadenziehmotorantriebsschaltung 52a, eine Nadelstangenrotationsmotorantriebsschaltung 32a und eine Fadenspannungssolenoidantriebsschaltung 71b mit einem Maschinenmotor 21, einem X-Achsenmotor 83, einem Y-Achsenmotor 84, einem Fadenziehmotor 52, einem Nadelstangenrotationsmotor 32 bzw. einem Fadenspannungssolenoid 71 verbunden, um den Antrieb der Motoren 21, 83, 52, 32 und des Fadenspannungssolenoid 71 zu steuern.
Ferner ist CPU 91 durch eine Schnittstelle 95a mit einer Bedientafel 95 verbunden, welche als eine Setzeinrichtung dient, die es einer Bedienungsperson ermöglicht, verschiedene Setzwerte einzugeben.
Der Maschinenmotor 21 umfasst einen Encoder (nicht gezeigt), dessen Detektionswinkel in die CPU 91 eingegeben werden kann. Die Motoren 83, 84, 52 und 34 sind jeweils Schrittmotoren, deren Ursprungsrückgewinnungseinrichtungen (nicht gezeigt) mit der CPU 91 verbunden sind, während die CPU 91 die Ursprungspositionen der jeweiligen Motoren anhand deren Ausgangswerte erkennen kann.
In in dem Datenspeicher 94 gespeicherten Nähdaten werden sequentiell die Operationsbeträge des X-Achsenmotors 83 und des Y-Achsenmotors 84 für die jeweiligen Stiche zum Nähen eines vorbestimmten Nähmusters gespeichert. Beim Nähen liest die CPU 91 die Operationsbeträge des X-Achsenmotors 83 und des Y-Achsenmotors 84 Stich und führt gemäß den Operationsbeträgen eine Operationssteuerung aus, um den X-Achsenmotor und den Y-Achsenmotor 83 und 84 anzutreiben. Das heißt, die Steuereinheit 90 steuert den Nähgutbewegungsmechanismus 80 gemäß den Nähdaten, in denen die Nadelabsenkpositionen oder Nähgutbewegungsbeträge für die jeweiligen Stiche zum Bilden des vorbestimmten Nähmusters bestimmt sind.
Hier können als Nähdaten auch die Positionskoordinaten (X-Y-Koordinaten) der Nadelabsenkposition für die jeweiligen Stiche zum Bilden des vorbestimmten Nähmusters aufgezeichnet sein. In diesem Fall berechnet die Steuereinheit 90 aus den jeweiligen Positionskoordinaten die Operationsbeträge des X-Achsenmotors und des Y-Achsenmotors 83 und 84 pro Stich nach jeder Nadelabsenkung und steuert den Antrieb des X-Achsenmotors und des Y-Achsenmotors 83 und 84.
[Knotenstichauftrittsfaktor]
Bei der Durchführung einer Nähsteuerung gemäß den Nähdaten führt die CPU 91 eine Knotenstichverhinderungssteuerung aus. Das Auftreten eines Knotenstichs wird durch zwei Faktoren verursacht.
Der erste Faktor ist die Verschlingungsrichtung des Nadelfadens U mit der Schneidnadel 11. Wenn der Nähgutbewegungsmechanismus 80 ein Nähgut in einer beliebigen Richtung pro Stich gemäß den Nähdaten gemäß der Nähgutbewegungsrichtung, d.h. der Stichbilderichtung, bewegt, kann der Nadelfaden U nach Hindurchtreten durch die Öhröffnung 11a der in das Nähgut eingestochenen Schneidnadel 11 mit der Schneidnadel 11 im Gegenuhrzeigersinn (14A) oder im Uhrzeigersinn (14(B)) verschlungen werden. Dies ist ein Faktor, um zu bestimmen, ob der gebildete Stich einen perfekten Stich oder einen Knotenstich liefert.
Ferner: der zweite Faktor ist eine Nadelabsenkposition bezüglich des Pfades des Spulenfadens D. Wie oben in 3 gezeigt, erfolgt bei sich von dem Eckbereich der Spulenkapsel 134 des Schiffchens 13 zu dem Nadelloch 15 der Nadelplatte 14 erstreckenden Spulenfaden D das Absenken der Schneidnadel 11 in den Pfad des Spulenfadens D auf der linken Seite L oder auf der rechten Seite R. Dies ist ein weiterer Faktor, um zu bestimmen, ob der gebildete Stich einen perfekten Stich oder einen Knotenstich liefert.
15 zeigt einen Zustand, in dem der Winkelbereich der Nähgutbewegungsrichtung des Nähgutbewegungsmechanismus 80 gemäß den Kombinationen des ersten und des zweiten Auftrittsfaktors in vier Bereiche A ~ D rund um das Nadelloch 15 aufgeteilt ist. 16 zeigt, ob der Knotenstich in den in 15 gezeigten jeweiligen Bereichen auftritt oder nicht, und zeigt ferner, zu welchem der Faktoren das Auftreten des Knotenstichs korrespondiert.
Zunächst: da die Richtung des Winkelbereichs A der Nähgutbewegungsrichtung bei Zufuhr des Nähguts in der Richtung dieses Winkelbereichs im Wesentlichen mit der Richtung des von der Spulenkapsel in Richtung zu dem Nadelloch 15 laufenden Spulenfaden zusammenfällt, ist der Winkelbereich A ein Bereich, in dem die Absenkseite der Schneidnadel 11 bezüglich des durch das Nadelloch 15 hindurch geführten Spulenfadens unsicher ist, und dadurch ergibt sich eine Möglichkeit, dass der Knotenstichfaktor auftreten kann. Andererseits erfolgt in diesem Bereich gemäß der Nähgutbewegungsrichtung eine Verschlingung des Nadelfadens mit der Schneidnadel 11 mit Sicherheit auf der rechten Seite, so dass kein Faktor für das Knotenstichauftreten verursacht wird. Demnach ist der Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich A ein Bereich, in dem sowohl ein perfekter Stich als auch ein Knotenstich auftreten kann.
Als Nächstes: in dem Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich B, wenn das Nähgut in dieser Winkelbereichsrichtung zugeführt wird, erfolgt Absenkung der Schneidnadel 11 mit Sicherheit auf der linken Seite in Bezug auf den von dem Schiffchen (von der Spulenkapsel) zu dem Nadelloch 15 reichenden Spulenfadenpfad, und in diesem Bereich erfolgt aufgrund der Nähgutbewegungsrichtung Absenkung des Nadelfadens 11 mit Sicherheit auf der linken Seite bezüglich der Schneidnadel 11. In diesem Fall kommt es zum Auftreten des Knotenstichfaktors, d.h. der Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich B ist ein Bereich, in dem der Knotenstich auftritt.
Als Nächstes: in dem Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich C, wenn das Nähgut in dieser Winkelbereichsrichtung zugeführt wird, erfolgt Absenkung der Schneidnadel 11 mit Sicherheit auf der linken Seite bezüglich des von dem Schiffchen (von der Spulenkapsel) zu dem Nadelloch 15 reichenden Spulenfadenpfads, so dass kein Knotenstichauftrittsfaktor verursacht wird. Andererseits ist die Verschlingungsrichtung des Nadelfadens mit der Schneidnadel 11 unsicher, und dadurch ergibt sich die Möglichkeit des Auftretens des Knotenstichfaktors. Daher ist der Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich C ein Bereich, in dem ein perfekter Stich oder ein Knotenstich auftreten kann.
Im verbleibenden Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich D, wenn das Nähgut in dieser Winkelbereichsrichtung zugeführt wird, erfolgt Absenkung der Schneidnadel 11 mit Sicherheit auf der rechten Seite bezüglich des von dem Schiffchen (von der Spulenkapsel) zu dem Nadelloch 15 reichenden Spulenfadenpfads und die Verschlingung des Nadelfadens mit der Schneidnadel 11 erfolgt auf der rechten Seite. Da kein Knotenstichfaktor auftritt, ist der Nähgutbewegungsrichtungswinkelbereich D somit ein Bereich, in dem ein perfekter Stich gebildet wird.
[Steuereinheit: Knotenstichverhinderungssteuerung]
Somit wird bei der Maschine 100 die Bildung eines perfekten Stichs oder eines Knotenstichs durch zwei kombinierte Faktoren bestimmt, d.h. die Absenkposition der Schneidnadel 11 in Bezug auf den von dem Schiffchen (von der Spulenkapsel) zu dem Nadelloch 15 reichenden Spulenfadenpfad und die Verschlingungsrichtung des Nadelfadens mit der Schneidnadel 11. Ferner besteht in einem Bereich, in dem die jeweiligen Faktoren unsicher sind, die Tendenz, dass die Art der Stiche ebenfalls unsicher ist.
Wenn man daher nur darauf abzielt, das Auftreten eines Knotenstichs zu verhindern, dann kann in den oben erwähnten vier Winkelbereichen A ~ D der Nähgutbewegungsrichtung durch den Nähgutbewegungsmechanismus 80, wie in 16 gezeigt, zum Bewegen des Nähguts zu den Winkelbereichen A und B ein Fadenziehen durch den Fadenziehmechanismus 50 ausgeführt werden und zum Bewegen des Nähguts zu dem Winkelbereich C kann eine Nadelstangenrotation durch den Nadelstangenrotationsmechanismus 30 ausgeführt werden. Hier können in diesem Fall die Rotationsrichtung und der Rotationswinkel der Nadelstange 12 durch Rotieren der Nadelstange um 45° gegen den Uhrzeigersinn, ausgehend von der Referenzposition, erhalten werden.
Demnach speichert die Steuereinheit 90 in dem Datenspeicher 94 Fadenziehantriebsdaten, welche die numerischen Wertebereiche der Winkelbereiche A und B darstellen, und wenn die Nähgutbewegungsrichtung durch den Nähgutbewegungsmechanismus 80 basierend auf den Nähdaten innerhalb der numerischen Wertebereiche der Winkelbereiche A und B liegt, steuert sie den Fadenziehmechanismus 50, einen Faden zu ziehen. Das heißt, die Winkelbereiche A und B korrespondieren zu einem "vorab bestimmten Fadenziehwinkelbereich", während der Winkelbereich C zu einem "vorab bestimmten Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich" korrespondiert.
[Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung]
Andererseits: weil die Maschine 100 die Schneidnadel 11 als Nähnadel verwendet, ist es notwendig, in der Operationssteuerung des Nadelstangenrotationsmechanismus 30 eine Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung auszuführen, bei der ein Nadelabsenkloch gebildet wird, welches in einer Richtung geneigt ist, die zu der Nähgutbewegungsrichtung korrespondiert, während ein Knotenstich verhindert wird.
Da die Schneidnadel 11 der Maschine 100 gemäß vorliegender Ausführungsform eine Nadel vom Typ Flachschneidnadel ist, ergibt sich ein Eins-Zeichen-Nadelabsenkloch in dem Nähgut. Beispielsweise, wie in 17 gezeigt, ist es zum Steuern des Nadelstangenrotationsmechanismus 30 derart, dass der Zustand des Eins-Zeichen-Nadelabsenklochs h mit einer Neigung in Uhrzeigerrichtung bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung F aufrechterhalten wird, erforderlich, die Steuerung auszuführen, um den Winkel der Schneidnadel 11 zu bestimmen, wie in 18 gezeigt.
Hierbei ist die hier gezeigte Richtung des Nadelabsenklochs h beispielhaft und kann somit beliebig geändert werden. Wenn die Richtung geändert wird, dann kann vorzugsweise eine andere Schneidnadel eingesetzt werden, bei der ein Eins-Zeichen-Nadelabsenkloch, welches bezüglich der Referenzposition gebildet werden soll, eine andere Richtung aufweist.
In 18 ist ein rechteckiges Nähmuster dargestellt, bei dem zwei Seiten in der X- und in der Y-Achsenrichtung parallel zueinander angeordnet sind.
Bei der Nähgutbewegung in der f1-Richtung (wobei die Frontrichtung 0°, 90° ist) des Nähmusters von 18 wird die Schneidnadel 11 in einer Richtung abgesenkt, die um 45° in Uhrzeigerrichtung (von der angenommen wird, dass sie eine Vorwärtsrichtung ist) relativ zu der oben erwähnten Referenzposition geneigt ist; bei der Nähgutbewegung in der f2-Richtung (wobei die Frontrichtung 0°, 180° ist) des Nähmusters wird die Schneidnadel 11 in einer Richtung abgesenkt, die um 45° in Gegenuhrzeigerrichtung (von der angenommen wird, dass sie eine Rückwärtsrichtung ist) relativ zu der Referenzposition geneigt ist; bei der Nähgutbewegung in der f3-Richtung (wobei die Frontrichtung 0°, 270° ist) des Nähmusters wird die Schneidnadel 11 in einer Richtung abgesenkt, die um 45° im Uhrzeigersinn relativ zu der Referenzposition geneigt ist; und bei der Nähgutbewegung in der f4-Richtung (wobei die Frontrichtung 0°, 0° ist) des Nähmusters wird die Schneidnadel 11 in einer Richtung abgesenkt, die um 45° in Gegenuhrzeigerrichtung relativ zu der Referenzposition geneigt ist.
Um also ein Nadelabsenkloch h zu bilden, welches in jeder beliebigen Nähgutbewegungsrichtung F in der gleichen Richtung geneigt ist, kann die Nadelstange 12 in dem Bereich von ±45° rotiert werden (von der Uhrzeigerrichtung wird angenommen, dass sie eine Vorwärtsrichtung ist, wohingegen von der Gegenuhrzeigerrichtung angenommen wird, dass sie eine Rückwärtsrichtung ist).
Somit wird, wie in 19 gezeigt, der Nähgutbewegungsrichtungsbereich von ±45° um die f3-Richtung als ein erster Winkelbereich (45° ~ 135°) bezeichnet, der Nähgutbewegungsrichtungsbereich von ±45° um die f4-Richtung wird als ein zweiter Winkelbereich (135° ~ 225°) bezeichnet, der Nähgutbewegungsrichtungsbereich von ±45° um die f1-Richtung wird als ein dritter Winkelbereich (225° ~ 315°) bezeichnet und der Nähgutbewegungsrichtungsbereich von ±45° um die f2-Richtung wird als ein vierter Winkelbereich (315° ~ 45°) bezeichnet.
Und die Steuereinheit 90 rotiert die Nadelstange 12 um 45° im Uhrzeigersinn, wenn die Nähgutbewegungsrichtung in dem ersten Winkelbereich enthalten ist, sie rotiert die Nadelstange 12 um 45° im Gegenuhrzeigersinn, wenn die Nähgutbewegungsrichtung in dem zweiten Winkelbereich enthalten ist, sie rotiert die Nadelstange 12 um 45° im Uhrzeigersinn, wenn die Nähgutbewegungsrichtung in dem dritten Winkelbereich enthalten ist, und sie rotiert die Nadelstange 12 um 45° im Gegenuhrzeigersinn, wenn die Nähgutbewegungsrichtung in dem vierten Winkelbereich enthalten ist.
Somit kann selbst dann, wenn sich die Nähgutbewegungsrichtung gemäß dem Nähmuster ändert, das Nadelabsenkloch h in einem Zustand gebildet werden, in dem es stets im Uhrzeigersinn bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung geneigt ist, und es kann ein Stich gebildet werden, während das Nadelabsenkloch in einer Richtung aufrechterhalten wird, welche zu der Änderung der Nähgutbewegungsrichtung korrespondiert.
Hier können die Werte der Rotationswinkel der Nadelstange 12 in den Winkelbereichen eins ~ vier durch die als Setzeinrichtung dienende Bedientafel 95 beliebig gesetzt werden.
Hier enthält der die f4-Richtung umfassende zweite Winkelbereich den gesamten Winkelbereich C (siehe 15) zum Verhindern eines Knotenstichs durch die Nadelstangenrotation. Wenn jedoch die Rotationsrichtung und der Rotationswinkel der Nadelstange 12 bezüglich der Referenzposition mit der Rotationsrichtung und dem Rotationswinkel der Nadelstange 12 zum Verhindern von Knotenstichbildung zusammenfallen, dann kann ein Knotenstich verhindert werden, während ein Nadelabsenkloch gebildet wird, welches in eine zu der Stichbilderichtung korrespondierende Richtung gewandt ist.
Wie im Vorstehenden beschrieben, kann bei Bewegung des Nähguts zu dem Winkelbereich C zum Verhindern eines Knotenstichs die Nadelstange 12 um 45° im Gegenuhrzeigersinn durch den Nadelstangenrotationsmechanismus 30 rotiert werden. In dem zweiten Winkelbereich fallen, um die Schneidnadel 11 um 45° im Gegenuhrzeigersinn zu rotieren und ein geneigtes Nadelabsenkloch h zu bilden, die Rotationsrichtung und der Rotationswinkel der Nadelstange 12 mit denjenigen der Nadelstange 12 zum Verhindern eines Knotenstichs zusammen. Deshalb kann in dem zweiten Winkelbereich sowohl die Bildung eines Nadelabsenklochs, welches in eine zu der Stichbilderichtung korrespondierende Richtung gewandt ist, als auch das Verhindern eines Knotenstichs realisiert werden.
Und die Steuereinheit 90 führt folgende Operationssteuerung beim Nähen aus. Das heißt, wenn sie in den Operationsbeträgen für einen Stich des X-Achsenmotors und des Y-Achsenmotors 83 und 84 aus den Nähdaten liest, um ein vorbestimmtes Nähmuster zu nähen, prüft sie anhand der Bewegungsbeträge der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung, ob die Nähgutbewegungsrichtung zu den Winkelbereichen A und B gehört oder nicht. Gleichzeitig prüft sie, zu welchem der Winkelbereiche eins ~ vier die Nähgutbewegungsrichtung gehört.
Gehört die Nähgutbewegungsrichtung zu dem Winkelbereich A oder B, dann steuert die Einheit 90 den Fadenziehmotor 52 des Fadenziehmechanismus 50, die Fadenziehoperation auszuführen, und dadurch wird ein Knotenstich verhindert.
Gehört die Nähgutbewegungsrichtung zu dem ersten oder dritten Winkelbereich, führt die Einheit 90 eine 45°-Nadelstangenrotationsoperation im Uhrzeigersinn unter Verwendung des Nadelstangenrotationsmotors 32 des Nadelstangenrotationsmechanismus 30 aus, um ein bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung im Uhrzeigersinn geneigtes Nadelabsenkloch h zu bilden. Für den zweiten oder vierten Winkelbereich wird eine 45°-Nadelstangenrotationsoperation im Gegenuhrzeigersinn ausgeführt, um ein bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung im Uhrzeigersinn geneigtes Nadelabsenkloch h zu bilden. Ferner enthält der zweite Winkelbereich in der Knotenstichverhinderungssteuerung den Winkelbereich C. Da jedoch die Nadelstange 12 um 45° im Gegenuhrzeigersinn rotiert wird, um ein geneigtes Nadelabsenkloch h zu bilden, kann ein Knotenstich verhindert werden.
[Steuereinheit: Ausführungs-Timing der Nadelstangenrotation]
Als Nächstes wird ein richtiges Timing bei der Ausführung der Nadelstangenrotation in der Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung beschrieben. 20 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Oberwellenwinkel und der Höhe der Schneidnadel 11 veranschaulicht.
In 20 zeigen:
Abschnitt a einen ansteigenden Abschnitt, in dem ein Nadelspitzenende den oberen Totpunkt der Nadelstange erreicht, nachdem es aus einem Werkstück ausgetreten ist,
Abschnitt b einen abfallenden Abschnitt, in dem das Nadelspitzenende das Werkstück ausgehend von dem oberen Totpunkt der Nadelstange erreicht,
Abschnitt c einen abfallenden Abschnitt, in dem das Nadelspitzenende den unteren Totpunkt der Nadelstange erreicht, nachdem es das Werkstück erreicht hat,
Abschnitt d einen ansteigenden Abschnitt, bis ein Schiffchenspitzenende mit der Nadel zusammenfällt, ausgehend von dem unteren Totpunkt der Nadelstange und
Abschnitt e einen ansteigenden Abschnitt, bis die Nadel aus dem Werkstück austritt, nachdem Nadel und Schiffchenspitzenende zusammengefallen sind.
Zur Bildung eines geneigten Nadelabsenklochs h muss die Rotation der Nadelstange so sein, dass die Richtung der Schneidnadel 11 um einen erforderlichen Winkel rotiert wird, bis sie einen Nadeleinstichwinkel erreicht. Daher wird der Nadelstangenrotationsmotor 32 des Nadelstangenrotationsmechanismus 30 gesteuert, seinen Antrieb um eine zum Rotieren der Nadelstange 12 um 45° erforderliche Zeit früher zu starten als das Timing, welches den Nadeleinstichwinkel erreicht.
Hier wird der Oberwellenwinkel durch die Ausgabe eines Encoders überwacht, welcher in dem Maschinenmotor 21 bereitgestellt ist.
Die Richtung der Schneidnadel 11 muss in die Originalrichtung (Referenzposition) zurückgeführt werden, und zwar mindestens bevor sie den Oberwellenwinkel erreicht, bei dem die Nadel und das Schiffchen miteinander zusammenfallen, vorzugsweise bevor sie den Oberwellenwinkel des unteren Totpunkts der Nadelstange erreicht. Daher wird der Nadelstangenrotationsmotor 32 des Nadelstangenrotationsmechanismus 30 gesteuert, seinen Antrieb mindestens um die zum Rotieren der Nadelstange 12 um 45° erforderliche Zeit früher zu starten als das Timing, bei dem der Armwellenwinkel des unteren Totpunkts der Nadelstange erreicht ist.
[Steuereinheit: Fadenzugausführungs-Timing]
Als Nächstes wird eine richtige Zeit beschrieben, um ein Fadenziehen in der Knotenstichverhinderungssteuerung durchzuführen. 21 ist ein Bewegungsdiagramm der Schneidnadel 11, des Schiffchens 13 und der Balance-Einrichtung 162 der Maschine 100. In 21 bezeichnet die
-Linie eine gekrümmte Nadelstangenlinie, die
-Linie bezeichnet eine gekrümmte Schiffchenlinie und die
-Linie bezeichnet eine gekrümmte Balance-Einrichtungs-Linie. Ferner sind die 22 und 23 Draufsichten auf die Positionsbeziehung zwischen dem Fadenziehglied 51 und dem Nadelloch 15; insbesondere zeigt 22 einen Zustand, in dem kein Fadenziehen ausgeführt wird, und 23 zeigt einen Zustand, in dem Fadenziehen ausgeführt wird.
22 und 23 zeigen, dass, weil das Fadenziehglied 51 das als Nadelabsenkposition dienende Nadelloch 15 quert, bei der Ausführung des Fadenziehens die Rotation des Fadenziehglieds 51 in dem Vorwärtspfad vorzugsweise vor dem als Nadeleinstichwinkel dienenden Oberwellenwinkel 113° beendet sein kann. Somit wird der Fadenziehmotor 52 des Fadenziehmechanismus 50 gesteuert, seinen Antrieb vor der Zeit zu starten, zu der das Glied 51 den Nadeleinstichwinkel erreicht, und zwar um die Zeit, die erforderlich ist, damit das Fadenziehkurvenglied 53 ausgehend von der Warteposition des unbeweglichen Abschnitts 532 die Stopposition des unbeweglichen Abschnitts 533 erreicht.
Ferner kann die Rotation des Fadenziehglieds 51 in dem Rückwärtspfad vorzugsweise bei dem Nadelfadenöffnungswinkel ausgeführt werden, d.h. dem Armwellenwinkel von 270°, bei dem der Nadelfaden den größten Abstand von dem Schiffchen einnimmt. Daher wird der Fadenziehmotor 52 des Fadenziehmechanismus 50 gesteuert, seinen Antrieb zu starten, derart, dass das Timing, damit sich das Fadenziehkurvenglied 53 von dem unbeweglichen Abschnitt 533 zu dem beweglichen Abschnitt 534 bewegt, mit dem Nadelfadenöffnungswinkel zusammenfällt (Armwellenwinkel 270°).
Die rotatorische Operation des Fadenziehglieds 51 muss sowohl in dem Vor wärtspfad als auch in dem Rückwärtspfad bei kurzem Timing durchgeführt werden. Doch da der Fadenziehmotor 52 in dem unbeweglichen Abschnitt 532 oder 533 hochläuft und dann den beweglichen Abschnitt 534 bei hohen Geschwindigkeiten erreicht, kann er das Fadenziehglied 51 bei hohen Geschwindigkeiten rotieren und ist dadurch in der Lage, die Forderung nach Durchführung der Operation bei kurzem Timing zu erfüllen.
Wie in 24 gezeigt, wird beim Ausführen des Fadenziehens der Spulenfaden durch das Fadenziehglied 51 gezogen, die Länge seines Pfads wird vergrößert und er wird aus der Spulenseite herausgezogen.
Daher ist es selbst bei klein gesetzter Nadelfadenspannung möglich, die Knoten des Nadel- und Spulenfadens nach oben auf die Oberseite des Nähguts zu ziehen, und dadurch wird es ermöglicht, gut fixierte Stiche mit kleiner Spannung zu bilden.
Beim Nähen wird also für die Nadelabsenkung, für die die Ausführung eines Fadenziehens bestimmt ist, das Fadenspannungssolenoid 71 gesteuert, die Fadenspannung zu vermindern.
In diesem Fall kann die Fadenspannung des Fadenspannungssolenoid 71 erhalten werden durch automatisches Subtrahieren eines spezifischen Betrags von dem in den Nähdaten gesetzten Setzwert der Fadenspannung durch Operation oder durch automatisches Reduzieren des Setzwertes bei einem spezifischen Verhältnis; oder es kann ein für das Ausführen von Fadenzug richtiger Fadenspannungswert vorab gesetzt und das Fadenspannungssolenoid 71 derart gesteuert werden, dass beim Ausführen des Fadenziehens der Fadenspannungswert einen zum Ausführen des Fadenziehens richtigen Wert gleichmäßig bereitstellen kann.
Demgemäß ist es beim Fadenziehen möglich, durch Ausführen der fadenspannungsreduzierenden Steuerung Stiche, für die das Ausführen von Fadenziehen bestimmt ist, und Stiche, für die das Ausführen von Fadenziehen nicht bestimmt ist, beim Fadenstraffen zu vergleichmäßigen.
[Beschreibung der Knotenstichverhinderungssteuerung und der Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung]
25 ist ein Ablaufdiagramm der Knotenstichverhinderungssteuerung. Wie in dieser Figur gezeigt, werden von der Steuereinheit 90 der Nähmaschine 100 beim Ausführen eines Nähvorgangs basierend auf den Nähdaten, wenn der Rotationswinkel (die Phase) der Armwelle pro Rotation ein spezifischer Einlesewinkel ist, aus den Nähdaten die Bewegungsbeträge des nächsten Stichs in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung eingelesen (Schritt S1).
Und aus den Bewegungsbeträgen in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung wird die Nähgutnährichtung θ 0 berechnet (Schritt S3).
Als Nächstes nimmt die Steuereinheit 90 Bezug auf die numerischen Wertebereiche der Winkelbereiche A und B, welche in dem Datenspeicher 94 hinterlegt sind und prüft, ob die berechnete Nähgutbewegungsrichtung zu dem Winkelbereich A oder B gehört (Schritt S5).
Gehört die Nähgutbewegungsrichtung zu dem Winkelbereich A oder B, wird das Fadenspannungssolenoid 71 gesteuert, derart, dass die Fadenspannung ausgehend von dem Setzwert reduziert wird oder dass ein spezifischer niedriger Spannungswert bereitgestellt wird (Schritt S7).
Ferner wird geprüft, ob die Nähgutbewegungsrichtung zu dem ersten Winkelbereich gehört oder nicht (Schritt S9). Gehört sie zu dem ersten Winkelbereich, dann überwacht die Einheit 90 den Armwellenwinkel und startet den Antrieb des Fadenziehmotors 52 bei einem richtigen Timing, um Fadenziehen durchzuführen, und startet den Antrieb des Nadelstangenrotationsmotors 32 bei einem richtigen Timing, um die Nadelstange 12 um 45° im Uhrzeigersinn zu rotieren (Schritt S11).
Wenn die Nähgutbewegungsrichtung nicht zu dem ersten Winkelbereich gehört, überwacht und startet die Einheit 90 den Antrieb des Fadenziehmotors 52 bei einem richtigen Timing, um Fadenziehen durchzuführen, und startet den Antrieb des Nadelstangenrotationsmotors 32 bei einem richtigen Timing, um die Nadelstange 12 um 45° im Gegenuhrzeigersinn zu rotieren (Schritt S13).
Dann werden die Operationen der Knotenstichverhinderungssteuerung und der Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung beendet.
Andererseits, wenn in Schritt S5 die berechnete Nähgutbewegungsrichtung nicht zu dem Winkelbereich A oder B gehört, dann wird geprüft, ob die Nähgutbewegungsrichtung zu dem ersten oder zu dem dritten Winkelbereich gehört (Schritt S15). Wenn ja, überwacht und startet die Einheit 90 den Antrieb des Nadelstangenrotationsmotors 32 bei einem richtigen Timing, um die Nadelstange 12 um 45° im Uhrzeigersinn zu rotieren (Schritt S17).
Ferner, wenn die Antwort "nein" ist, überwacht und startet die Einheit 90 den Antrieb des Nadelstangenrotationsmotors 32 bei einem richtigen Timing, um die Nadelstange 12 um 45° im Gegenuhrzeigersinn zu rotieren (Schritt S19).
Dann werden die Operationen der Knotenstichverhinderungssteuerung und der Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung beendet.
[Wirkungen der Ausführungsform]
Wie im Vorstehenden beschrieben, ermöglicht es die Nähmaschine 100 aufgrund dessen, dass das Fadenziehen in dem Fadenziehwinkelbereich durchgeführt wird und die Rotation der Nadelstange in dem Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich durchgeführt wird, einen Knotenstich zu verhindern.
Da der Nadelstangenrotationsmechanismus 30 den Rotationswinkel der Nadelstange 12 ausgehend von der Referenzposition sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung einstellen kann, kann der Rotationswinkel der Nadelstange 12 in einem weiten Bereich beliebig eingestellt werden und der Nadelstangenrotationsmechanismus kann auf die Schneidnadelwinkelkorrektursteuerung angewendet werden, um die Richtung der Schneidnadel 11 gemäß der Nähgutbewegungsrichtung richtig einzustellen.
Insbesondere ermöglicht es die Nähmaschine 100 aufgrund dessen, dass die Bewegungsrichtung eines Nähguts durch den Nähgutbewegungsmechanismus 89 in die Winkelbereiche eins ~ vier aufgeteilt ist, und dass der zweite Winkelbereich einen Winkelbereich C umfasst, welcher als Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich dient, sowohl die Stichbildung der Schneidnadel 11 zu optimieren als auch einen Knotenstich zu verhindern.
Ferner, da der in dem Winkelbereich eins ~ vier bestimmte Rotationswinkel einer Nadelstange so bestimmt ist, dass die Richtung eines Nadelabsenklochs, welches durch die Schneidnadel 11 gebildet werden soll, innerhalb eines spezifischen Winkelbereichs bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung liegt, kann die Richtung des Stichs der Schneidnadel 11 weiter optimiert werden.
[Anderes]
Bei der obigen Ausführungsform wird ein textiles Nähgut als Werkstück verwendet. Dies ist jedoch nicht begrenzend; vielmehr können alle Arten von Flachmaterialien, welche durch eine Nadel nähbar sind, als Werkstück verwendet werden, so z.B. Ledermaterialien.
Ferner ist bei der Nähmaschine 100 die Nähgutbewegungsrichtung aufgeteilt in die Winkelbereiche eins ~ vier und unter Verwendung der Winkelbereiche wird der Rotationswinkel der Schneidnadel 11 auf einen spezifischen Wert festgelegt. So sind beispielsweise in dem Bereich von 45 ~ 90° die Richtungen der Schneidnadel 11 gleichbleibend die gleichen und die Richtungen der Nadelabsenklöcher werden in einem spezifischen Winkelbereich bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung gesetzt. Um den Winkelbereich weiter einzuengen, kann der Winkelbereich jedoch auch in Bereiche eingeteilt werden, die enger sind als die Winkelbereiche eins ~ vier. Aufgrund dessen können in jeder Nähgutbewegungsrichtung die Richtungen der Nadelabsenklöcher bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung gleichmäßiger gemacht werden, und dadurch wird eine Optimierung des Nähens ermöglicht.
Ferner ist bei der Nähmaschine 100 ein Halbrotationsschiffchen als Schiffchen gezeigt; dies ist jedoch nicht begrenzend. Es ist auch möglich, irgendeines der Schiffchen, welche sind ein Vollrotationsschiffchen und ein Horizontalschiffchen, zu verwenden; da jedoch die Werte der Winkelbereiche A ~ D variieren, können diese vorzugsweise über die Durchführung eines Tests oder dergleichen für jede Art von Schiffchen gewonnen werden, um richtige numerische Werte zu setzen.
Ferner verwendet der Nadelstangenrotationsmechanismus 30 einen Riemenmechanismus, um eine rotatorische Operation von dem Nadelstangenrotationsmotor 32 auf die Nadelstange 12 anzuwenden; dies ist jedoch nicht begrenzend. Zur Übertragung der rotatorischen Operation von dem Nadelstangenrotationsmotor 32 auf die Nadelstange 12 kann auch eine Struktur verwendet werden, welche sowohl vorwärts- als auch rückwärtsgerichtete rotatorische Operationen anwenden kann, beispielsweise ein Getriebemechanismus, oder eine Struktur, welche die Nadelstangenrotationsbasis 31 direkt mit der Ausgangswelle des Nadelstangenrotationsmotors 32 verbindet.
Ferner ist als Nähnadel eine Schneidnadel dargestellt; die oben erwähnte Nähmaschine kann jedoch auch für eine normale Nähnadel Anwendung finden, solange diese ein Nadelabsenkloch bilden kann, welches eine spezifische Form aufweist, die Richtungseigenschaften bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung aufweist. Ferner ist die im Wesentlichen langlochartig ausgebildete Form nicht auf die Form eines Eins-Zeichens beschränkt; vielmehr können auch eine polygonale Form, eine ovale Form und andere Formen, ausgenommen eine exakte Kreisform, Verwendung finden. Weiter bevorzugt kann diese Form eine Form aufweisen, welche in einer spezifischen Richtung lang ist und auch bei Rotation um 180° die gleiche Form aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012213603 A [0004, 0005]

Claims

Nähmaschine, umfassend: eine Nadelstange, welche vertikal bewegbar ist, während sie eine Nähnadel hält; ein Schiffchen zum Verschlingen eines Nadelfadens mit einem Spulenfaden durch rotatorische Operation; einen Nähmaschinenmotor, welcher als eine Antriebsquelle für die Vertikalbewegung der Nadelstange dient; einen Nadelstangenrotationsmechanismus zum Rotieren der Nadelstange um ihre Achse entlang einer vertikalen Richtung; einen Fadenziehmechanismus zum Ziehen eines Spulenfadens unter Verwendung eines Fadenziehglieds unterhalb einer Nadelplatte; einen Bewegungsmechanismus zum Bewegen eines Werkstücks entlang einer horizontalen Ebene in einer beliebigen Nähgutbewegungsrichtung in Richtung zu Nadelabsenkpositionen; und ein Steuerteil zum Steuern des Bewegungsmechanismus, des Nadelstangenrotationsmechanismus und des Fadenziehmechanismus gemäß Nähdaten zum Bilden eines spezifischen Nähmusters, wobei die Daten jeweils Nadelabsenkpositionen für ihre ausschließlich korrespondierenden Stiche oder die Bewegungsbeträge des Werkstücks für ihre ausschließlich korrespondierenden Stiche umfassen, wobei die Nähnadel eine Schneidnadel ist zum Bilden von Nadelabsenklöchern in dem Werkstück, welche jeweils im Wesentlichen die Form eines Langlochs aufweisen, wobei von dem Nadelstangenrotationsmechanismus der Winkel der Nadelstange sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung einstellbar ist, wobei das Steuerteil den Nadelstangenrotationsmechanismus gemäß der Nähgutbewegungsrichtung steuert, die Nadelstange zu rotieren, so dass aufeinanderfolgende Stiche gebildet werden, welche jeweils einen beliebigen Neigungswinkel bezüglich der Nähgutbewegungsrichtung des Werkstücks aufweisen, und wobei das Steuerteil den Fadenziehmechanismus steuert, den Faden zu ziehen, wenn die Nähgutbewegungsrichtung zu einem vorbestimmten Fadenziehwinkelbereich gehört.
Nähmaschine nach Anspruch 1, wobei das Steuerteil die Nähgutbewegungsrichtung des Werkstücks durch den Bewegungsmechanismus in mehrere Winkelbereiche aufteilt, die Rotationswinkel der Nadelstange individuell bezüglich der mehreren Winkelbereiche bestimmt und den Nadelstangenrotationsmechanismus gemäß demjenigen Winkelbereich aus der Mehrzahl von Winkelbereichen, zu dem die Nähgutbewegungsrichtung für jede Nadelabsenkung basierend auf den Nähdaten gehört, derart steuert, dass die Nadelstange einen solchen Rotationswinkel bereitstellt, wie er in jedem der Winkelbereiche bestimmt ist.
Nähmaschine nach Anspruch 2, wobei, wenn die Nähgutbewegungsrichtung zu einem vorbestimmten Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich gehört, das Steuerteil den Nadelstangenrotationsmechanismus steuert, die Nadelstange zu rotieren, derart, dass ein vorbestimmter Rotationswinkel bereitgestellt wird, und wobei mindestens einer der mehreren Winkelbereiche den Fadenverschlingungsrichtungsänderungs-Winkelbereich umfasst.
Nähmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die in jedem der mehreren Winkelbereiche bestimmten Rotationswinkel der Nadelstange derart bestimmt sind, dass die Neigungswinkel der langlochförmigen Nadelabsenklöcher, welche von der Schneidnadel gebildet werden sollen, innerhalb eines spezifischen Winkelbereichs bezüglich einer beliebigen der Nähgutbewegungsrichtungen liegen.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend eine Setzeinrichtung zum beliebigen Setzen der Rotationswinkel der Nadelstange individuell für jeden der mehreren Winkelbereiche.