Diese Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine mit einer Kassettenhalterung, an der eine Fadenkassette angebracht ist, und auf ein Verfahren zum Steuern einer Fadenspannungssteuervorrichtung dafür, und insbesondere auf eine Technik zum zuverlässigen und wünschenswerten Einstellen der Spannung eines Fadens, der von der Fadenkassette gezogen ist, wenn die Fadenkassette an der Kassettenhalterung angebracht und davon entfernt wird.

Nähmaschinen sind kommerziell vorgesehen worden mit einer Kassettenhalterung, an der eine Fadenkassette, die eine Fadenrolle oder Spule einschließt, abnehmbar angebracht ist, damit ein von der Fadenrolle gezogener Faden als ein Oberfaden benutzt werden kann. Der von der Fadenkassette, die an der Kassettenhalterung angebracht ist, gezogene Faden ist zwischen einem Paar von Fadenspannungsscheiben angeordnet. Der sich von den Fadenspannungsscheiben erstreckende Faden wird weiter auf einer Fadenaufnahme angeordnet. Der sich von der Fadenaufnahme erstreckende Faden geht durch ein Auge einer Nähnadel, so dass der Faden gesetzt ist.

In einem Typ der oben beschriebenen Nähmaschinen wird der von der Fadenkassette gezogene Faden automatisch zwischen den Fadenspannungsscheiben angeordnet. Damit jedoch das Nähen gestartet werden kann, müssen die Fadenspannungsscheiben geschlossen werden, so dass der Faden dazwischen gehalten wird. Weiter müssen die Fadenspannungsscheiben geöffnet werden, damit die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abgenommen werden kann, so dass der Faden von dem gehaltenen Zustand freigegeben wird.

In Hinblick auf die oben genannte Anforderung reichte der Empfänger der vorliegenden Anmeldung eine Patentanmeldung für eine Nähmaschine ein mit einem Fadenspannungsscheibenbetätigungsmechanismus, der mechanisch in Synchronisation mit dem Anbringen der Fadenkassette betätigt wird. Diese japanische Patentanmeldung wurde am 10. Juli 2002 unter der Veröffentlichungsnummer JP 2002-191884 veröffentlicht. In der offenbarten Nähmaschine wird ein Paar von Fadenspannungsscheiben in einem geschlossenen Zustand gehalten, wenn eine Fadenkassette in einer Kassettenhalterung abwesend ist. Wenn die Fadenkassette in die Kassettenhalterung eingeführt wird, wird der Fadenspannungsscheibenbetätigungsmechanismus zuerst zum Öffnen der Fadenspannungsscheiben betätigt.

Der von der Fadenkassette gezogene Faden wird darauf folgend zwischen den Fadenspannungsscheiben angeordnet und gleichzeitig werden die Scheiben derart geschlossen, dass der Faden zwischen den Scheiben gehalten wird. Wenn weiter die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abgenommen wird, wird die oben beschriebene Tätigkeit in einer umgekehrten Abfolge durch den Fadenspannungsscheibenbetätigungsmechanismus ausgeführt, so dass der Faden von den Fadenspannungsscheiben freigegeben wird.

Das US-Patent 3,749,039 an Russell A. Fritts offenbart eine Nähmaschine mit einem drehbaren Führungsteil, das an einer Seite der Fadenspannungsscheibe vorgesehen ist. Das Führungsteil entspricht einem Teil des oben erwähnten Fadenspannungsscheibenbetätigungsmechanismus und wir durch Anbringen und Abnehmen der Fadenkassette an und von der Kassettenhalterung gedreht, wodurch die Fadenspannungsscheiben geöffnet und geschlossen werden. Weiter hat der Stand der Technik eine Technik zum Öffnen eines Paares von Fadenspannungsscheiben durch Anheben eines Presserfußes, das Nähgut presst, vorgesehen. Zusätzlich kann ein Hebel vorgesehen werden, der zum Abnehmen der Fadenkassette von dem Fadenanbringungsabschnitt betätigt wird.

Bei der oben genannten Nähmaschine, die in der JP 2002-191884 A offenbart ist, werden jedoch der Fadenspannungsscheibenbetätigungsmechanismus und die Fadenspannungsscheiben als Reaktion auf das Anbringen oder Abnehmen der Fadenkassette an oder von der Kassettenhalterung betätigt. Die Kraft, die den Fadenspannungsscheibenbetätigungsmechanismus und die Fadenspannungsscheiben betätigt, muss von einem Bediener aufgebracht werden. Da dieses die Last des Bedieners erhöht, kann die Fadenkassette nicht glatt an der Kassettenhalterung angebracht und davon abgenommen werden. Weiterhin müssen die geschlossenen Fadenspannungsscheiben geöffnet werden und danach wieder geschlossen werden, wenn die Fadenkassette an der Kassettenhalterung angebracht wird. Es ist jedoch schwierig, richtige Zeitpunkte für das Öffnen und Schließen der Fadenspannungsscheiben zu erzielen. Folglich kann der sich von der Fadenkassette erstreckende Faden manchmal nicht von den Fadenspannungsscheiben zuverlässig gefangen werden. Die Fadenkassette muss wieder an der Fadenhalterung angebracht werden, wenn der Faden nicht von den Fadenspannungsscheiben gefangen worden ist. Dieses würde in Mühseligkeiten resultieren.

Die US 4,183,313 offenbart eine Nähmaschine mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, eine Nähmaschine vorzusehen, bei der die einem Bediener auferlegte Last verringert werden kann mit einer verbesserten Glattheit bei dem Anbringen und Abnehmen des Fadenkassette, wenn die Fadenkassette an der Kassettenhalterung angebracht und davon abgenommen wird, und die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens zuverlässig und wünschenswert eingestellt werden kann, und ein Verfahren zum Steuern einer Fadenspannungssteuervorrichtung vorzusehen, die auf die Nähmaschine angewendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Nähmaschine vor mit einer Fadenkassette mit einem Fadenaufnahmehohlraum, in dem ein Vorrat eines Fadens gelagert ist, einer Kassettenhalterung, an der die Fadenkassette abnehmbar angebracht ist, einem Fadenspanner, der eine Spannung des Fadens einstellt, der aus der Fadenkassette gezogen ist, einem Abnahmebetätigungsteil, das so betätigt wird, dass die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abgenommen wird, und einer Fadenspannungssteuerung, die den Fadenspanner so steuert, dass der Faden auf eine vorbestimmte Spannung gesetzt wird, wenn das Abnahmebetätigungsteil betätigt worden ist.

Die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens wird durch den Fadenspanner in der oben beschriebenen Nähmaschine eingestellt. Das Abnahmebetätigungsteil wird so betätigt, dass die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abgenommen werden kann. Nach Betätigung des Abnahmebetätigungsteiles steuert die Fadenspannungssteuerung den Fadenspanner so, dass die vorbestimmte Spannung an den Faden angelegt wird. Folglich kann die auf den Bediener ausgeübte Last mit Verbessern der Glattheit bei dem Anbringen und Abnehmen der Fadenkassette verringert werden, wenn der Bediener die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abnimmt. Folglich kann die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens zuverlässig und wünschenswert eingestellt werden.

In einer bevorzugten Form öffnet die Fadenspannungssteuerung den Fadenspanner, wenn das Abnahmebetätigungsteil betätigt worden ist. In einer anderen bevorzugten Form legt der Fadenspanner keine Spannung an den Faden an, wenn der Fadenspanner geöffnet ist. Weiter weist die Nähmaschine bevorzugt einen Fadenspanneröffnungsmechanismus auf, der in Synchronisation mit dem Abnahmebetätigungsteil betätigt ist und den Fadenspanner öffnet, wenn das Abnahmebetätigungsteil betätigt ist.

Die Erfindung sieht auch eine Nähmaschine vor mit einer Fadenkassette mit einem Fadenaufnahmehohlraum, in dem ein Vorrat eines Fadens gelagert ist, einem Kassettenhalter, an dem die Fadenkassette abnehmbar angebracht ist, einem Fadenspanner, der eine Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens einstellt, einem Kassettendetektor, der die Fadenkassette erfasst, die an der Kassettenhalterung angebracht worden ist, und einer Fadenspannungssteuerung, die den Fadenspanner so steuert, dass der Faden während einer vorbestimmte Zeitdauer gespannt wird nach Erfassung der Fadenkassette durch den Kassettendetektor.

Die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens wird durch den Fadenspanner in der oben beschriebenen Nähmaschine eingestellt. Das Abnahmebetätigungsteil wird so betätigt, dass die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abgenommen werden kann. Nach Betätigung des Abnahmebetätigungsteiles steuert die Fadenspannungssteuerung den Fadenspanner so, dass die vorbestimmte Spannung an den Faden angelegt wird. Folglich kann die dem Bediener auferlegte Last mit Verbesserung der Glattheit bei dem Anbringen und Abnehmen der Fadenkassette verringert werden, wenn der Bediener die Fadenkassette von der Kassettenhalterung abnimmt. Folglich kann die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens zuverlässig und wünschenswert eingestellt werden.

In einer bevorzugten Form öffnet die Fadenspannungssteuerung den Fadenspanner, wenn das Abnahmebetätigungsteil betätigt worden ist. In einer anderen bevorzugten Form legt der Fadenspanner keine Spannung an den Faden an, wenn der Fadenspanner geöffnet ist. Weiter weist die Nähmaschine bevorzugt einen Fadenspanneröffnungsmechanismus auf, der in Synchronisation mit dem Abnahmebetätigungsteil betätigt wird und den Fadenspanner öffnet, wenn das Abnahmebetätigungsteil betätigt ist.

Die Erfindung sieht auch eine Nähmaschine vor mit einer Fadenkassette mit einem Fadenaufnahmehohlraum, in dem ein Vorrat von Faden gelagert ist, einer Kassettenhalterung, an der die Fadenkassette abnehmbar angebracht ist, einem Fadenspanner, der eine Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens einstellt, einem Kassettendetektor, der die Fadenkassette erfasst, die an der Kassettenhalterung angebracht worden ist, und einer Fadenspannungssteuerung, die den Fadenspanner so steuert, dass der Faden während einer vorbestimmten Zeitdauer gespannt wird nach Erfassen der Fadenkassette durch den Kassettendetektor.

Die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens wird durch den Spanner auch in der oben beschriebenen Nähmaschine eingestellt. Wenn sie an der Kassettenhalterung angebracht ist, wird die Fadenkassette durch den Kassettendetektor erfasst. Der Fadenspanner wird durch die Fadenspannungssteuerung während der vorbestimmten Zeitdauer nach Erfassen der Fadenkassette durch den Kassettendetektor gesteuert, woraufhin der von der Fadenkassette gezogene Faden gespannt wird. Da somit der von der Fadenkassette gezogene Faden während der vorbestimmten Zeitdauer nach Erfassen der Fadenkassette durch den Kassettendetektor gespannt wird. Folglich kann der Faden zuverlässig gefangen und gehalten werden durch den Fadenspanner.

Die vorgenannte Zeitdauer ist bevorzugt auf einen Wert von nicht mehr als 30msec gesetzt.

Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Verfahren vor, wie es in Anspruch 7 oder 8 definiert ist.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klar nach Überprüfen der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, was unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gemacht wird, in denen:

1 eine Vorderansicht einer Nähmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei eine Fadenkassette daran angebracht ist;

2 eine Vorderansicht der Nähmaschine ist, wobei ein Kopf davon gebrochen ist;

3 eine Vorderansicht der Nähmaschine ist, wobei die Fadenkassette an der Kassettenhalterung angebracht worden ist;

4 eine Vorderansicht der Nähmaschine ist, wobei die Fadenkassette an der Kassettenhalterung angebracht worden ist, wobei die Ansicht des Kopfes davon gebrochen ist;

5 eine Vorderansicht der Fadenkassette ist;

6 eine Rückansicht der Fadenkassette ist;

7 eine linke Seitenansicht der Fadenkassette ist, wobei ein Deckel offen ist;

8 eine Bodenansicht der Fadenkassette ist;

9 eine Vorderansicht von Vorderabschnitten von Mechanismen ist, die in dem Kopf der Nähmaschine vorgesehen sind;

10 ebenfalls eine Vorderansicht von verschiedenen Vorderabschnitten der Mechanismen ist, die in dem Kopf vorgesehen sind;

11 eine Draufsicht von Fadenspannungsscheiben und Ähnlichem des Fadenspannungsmechanismus ist;

12A und 12B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Fadenspannungsmechanismus in einem geschlossenen Zustand sind;

13A und 13B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Fadenspannungsmechanismus in einem offenen Zustand sind;

14 ein Blockschaltbild ist, das das Steuersystem der Nähmaschine zeigt;

15 ein Bild ist, das ein Programm zeigt, das in einem ROM gespeichert ist, der in der Nähmaschine vorgesehen ist;

16 eine erste Hälfte eines Flussdiagrammes ist, das eine Fadenspannungssteuerung und Ähnliches zeigt; und

17 eine zweite Hälfte des Flussdiagrammes ist, das die Fadenspannungssteuerung und Ähnliches zeigt.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Bei der Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf eine Haushaltsnähmaschine angewendet, die mit einer Kassettenhalterung versehen ist, an der eine Fadenkassette mit einem Fadenaufnahmehohlraum, in dem ein Vorrat von Faden aufgenommen ist, abnehmbar angebracht ist.

Bezug nehmend auf 1 bis 4, die Haushaltsnähmaschine M enthält ein Nähbett 1 mit einer horizontalen Ebene, eine Säule 2, die von einem rechten Ende des Bettes 1 aufrecht steht, einen Näharm 3, der sich nach links von einem oberen Ende der Säule 2 so erstreckt, dass sie entlang dem Bett 1 gegenüberliegt, und einen Nähmaschinenkopf 4, der an einem linken Ende des Armes 3 angeordnet ist. Der Kopf 4 ist mit einer Kassettenhalterung 5 versehen, an der eine Fadenkassette 10 abnehmbar angebracht ist. Ein Faden 11, der von der Fadenkassette 10 gezogen ist, die an der Kassettenhalterung 5 angebracht ist, dient als ein Nadelfaden. Der Arm 3 oder der Kopf 4 davon enthält Betätigungsschalter 6 (siehe 14) wie einen Nähstartschalter, einen Nähendschalter usw. Der Arm 3 enthält weiter eine Flüssigkristallanzeige 7. Ein Kontaktbildschirm 8 (siehe 14) ist auf der Oberfläche der Anzeige 7 vorgesehen.

In dem Kopf 4 sind eine Nadelstange 12, eine Nadelfadenaufnahme 13, ein Fadenspannungsmechanismus 14 zum Einstellen einer Spannung des Fadens 11, der von der Fadenkassette gezogen ist, und ein Fadenspannungsfreigabemechanismus 15, der den Fadenspannungsmechanismus 14 öffnet, wenn ein Abnahmebetätigungsteil betätigt worden ist, vorgesehen, wie in 2, 4, 9 und 10 gezeigt ist. Der Kopf 14 enthält auch einen Fadenmechanismus 16 zum automatischen Durchgeben eines Fadens 11 durch ein Auge einer Nähnadel 12a, die an der Nadelstange 12 angebracht ist, wenn die Fadenkassette an der Kassettenhalterung 5 angebracht wird, einen Fadenführungsmechanismus 17 zum automatischen Fangen des Fadens 11 auf einem Fadenwächter der Nadelstange 12 und Ähnliches, wenn die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht wird, einen Nadelstangenantriebsmechanismus 18 zum Bewegen der Nadelstange 12 nach oben und unten, einen Nadelstangenschwenkmechanismus 19 zum Schwenken der Nadelstange 12, einen Nadelfadenaufnahmeantriebsmechanismus usw.

Der Faden 11, der von der Fadenkassette 10 gezogen ist, die an der Kassettenhalterung 5 angebracht ist, wird auf eine Fadenspannungswelle 40 (siehe 11 usw.) zwischen Fadenspannungsscheiben 41 und 42 des Fadenspannungsmechanismus 14 von oben gesetzt, wie in 5 und 6 gezeigt ist. Der Faden 11, der sich weiter von der Fadenspannungswelle 40 stromabwärts erstreckt, wird auf die Nadelfadenaufnahme 13 gesetzt. Der Faden 11, der sich weiter von der Nadelfadenaufnahme 13 stromabwärts erstreckt, geht durch ein Auge der Nadel 12a, die an der Nadelstange 12 angebracht ist, woraufhin der Faden 11 zum Nähen eingestellt ist.

Das Bett 1 ist mit einer Spulenanbringung (nicht gezeigt) versehen. Ein Faden, der sich von einer Spule (nicht gezeigt) erstreckt, die an der Spulenanbringung angebracht ist, dient als ein Spulenfaden. Ein Schiffchenmechanismus (nicht gezeigt) ist in dem Bett 1 vorgesehen. Wenn ein Nähmaschinenmotor 9 (siehe 14) angetrieben ist, wenn die Nadel und die Spulenfäden gesetzt sind, wird die Nadelstange 12 nach oben und unten durch den Nadelstangenantriebsmechanismus 19 bewegt, und der Schiffchenmechanismus wird in Synchronisation mit der Bewegung der Nadelstange 12 angetrieben, so dass der Nadelfaden 11, der nahe der Nadel 12a angeordnet ist, die durch eine Stichplatte 1a abwärts geht, durch den Schiffchenmechanismus gefangen wird, woraufhin der Nadel- und Spulenfaden verknüpft werden, um in Stiche gebildet zu werden.

Die Fadenkassette 10 wird nun im Einzelnen beschrieben. Die Fadenkassette 10 enthält einen Kassettenkörper 20 und einen Deckel 21, der schwenkbar auf dem Kassettenkörper angebracht ist, wie in 5 bis 8 gezeigt ist. Der Kassettenkörper 20 mit dem Deckel 21 definiert darin einen Fadenaufnahmehohlraum 23 zum Aufnehmen einer Fadenrolle 22, die als ein Vorrat von Faden dient. Ein Rollenstift 24 ist auf dem Deckel 21 angebracht. Wenn der Deckel 21 nach vorn geöffnet wird, wie in 7 gezeigt ist, kann die Fadenrolle 22 an dem Rollenstift 24 angebracht und davon abgenommen werden. Wenn der Deckel 21 geschlossen wird, wobei die Fadenrolle 22 an dem Rollenstift 24 angebracht ist, wird die Fadenrolle in dem Fadenaufnahmehohlraum 21 eingeschlossen.

Der Faden 11 erstreckt sich nach oben von der Fadenrolle 22, so dass er aus dem Fadenaufnahmehohlraum 21 herauszuziehen ist. Der Faden 11 erstreckt sich weiter durch einen Fadenpfad 25, der zwischen dem Kassettenkörper 20 und dem linken Ende des Deckels 21 definiert ist. Der Faden 11 wird dann auf einen ersten Fadenwächter 26a an einem linken unteren Ende der Fadenkassette 10 gesetzt, wobei er sich weiter nach rechts danach erstreckt, so dass er auf einen zweiten Fadenwächter 26b an einem unteren Ende einer Trennwand 27 und einen dritten Fadenwächter 26c an einem rechten unteren Ende der Fadenkassette 10 gesetzt wird. Der Faden 11 erstreckt sich weiter vorwärts, so dass er auf einen vierten Fadenwächter 26d gesetzt wird, und er wird dann zurückgeführt, um sich nach links zu erstrecken. Der Faden 11 wird dann auf einem Fadenhalter 28 gehalten. Weiter wird der Faden 11, der sich nach links erstreckt, durch eine linke Klinge 29 des Fadenhalters 28 geschnitten, und das resultierende Fadenende wird auf einen fünften Fadenwächter 26e nahe der Klinge 29 gesetzt.

Der Faden 11 wird somit in der Fadenkassette 10 wie oben beschrieben vor dem Anbringen an der Kassettenhalterung 5 gesetzt. Ein Nadelfadenaufnahmeführungsraum 30, der an einem rechten Ende der Fadenkassette 10 definiert ist, erstreckt sich im Wesentlichen über die Länge der Kassette. Der Führungsraum 30 ist an dem hinteren und unteren Abschnitt der Kassette offen. Ein Fadenspannungsraum 31 ist an einem zentralen unteren Ende der Fadenkassette 10 definiert und an einem unteren Abschnitt davon offen. Diese Räume 30 und 31 sind durch eine Trennwand 27 getrennt.

Die Fadenkassette 10 geht abwärts, um in die Kassettenhalterung 5 eingesetzt zu werden. In diesem Fall treten die Nadelfadenaufnahme 13 und eine Nadelfadenaufnahmeführung 13a (siehe 2), die die ersteren führt, in den Führungsraum 30 von unterhalb der Kassette ein, und die Fadenspannungswelle 40 und die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 des Fadenspannungsmechanismus 14 treten in den Fadenspannungsraum 31 von unterhalb der Kassette ein. Der Kassettenkörper 20 weist eine Kerbe 20a auf, die in einem unteren Ende der hinteren Wand davon gebildet ist, so dass die Fadenspannungswelle 40 und Ähnliches daran gehindert werden können, die Fadenkassette 10 zu stören. Wenn die Fadenkassette 10 etwas in die Kassettenhalterung 5 eingeführt worden ist, wird ein Fadenteil 11a zwischen den Fadenwächtern 26b und 26c durch die Nadelfadenaufnahme 13 in dem Führungsraum 30 gefangen.

Darauf folgend, wenn die Fadenkassette 10 weiter in die Kassettenhalterung 5 eingeführt wird, gehen die Fadenwächter 26a und 26b relativ zu der Nadelfadenaufnahme 13 abwärts, auf der der Nadelfadenteil 11a gefangen worden ist. Da der Faden 11, der stromabwärts von dem gefangenen Teil 11a angeordnet ist, kontinuierlich von dem Fadenhalter 28 gehalten wird, wird der Faden 11 von der Fadenrolle 22 in dem Fadenaufnahmehohlraum 23gezogen. Zum Beispiel nimmt der Fadenteil 11a einen allgemein dreieckigen Aufbau an, wenn ungefähr zwei Drittel der Fadenkassette 10 in die Kassettenhalterung 5 eingeführt worden ist, wie in 1 und 2 gezeigt ist. Wenn die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht worden ist, wird der Fadenteil 11a zwischen den Fadenwächtern 26a und 26b durch einen Abschnitt der Fadenspannungswelle 40 zwischen den Fadenspannungsscheiben 41 und 42 in dem Fadenspannungsraum 31 gefangen, wie in 3 und 4 gezeigt ist.

Der Fadenspannungsmechanismus 14 wird nun beschrieben. Der Fadenspannungsmechanismus 14 weist die Fadenspannungswelle 40, die an einem Rahmen 40a befestigt ist und sich nach vorn erstreckt, die vordere Fadenspannungsscheibe 41, die fest mit der Welle 40 befestigt ist, und die hintere Fadenspannungsscheibe 42, die mit der Welle 40 so befestigt ist, dass sie in einen Fläche-zu-Fläche-Kontakt mit der vorderen Scheibe 41 gebracht wird, auf, wie in 9 bis 13B gezeigt ist. Der Fadenspannungsmechanismus 14 weist weiter eine Fadenspannungsfeder 42a, die um die Welle 40 vorgesehen ist, um die hintere Scheibe 42 gegen die vordere Scheibe 41 zu drücken, und einen Antriebsmechanismus 43, der die gepaarten Fadenspannungsscheiben 41 und 42 öffnet und schließt, auf. Der Antriebsmechanismus 43 enthält einen Pulsmotor 44, eine Antriebszahnrad 45, eine Nocke 46, Verbindungen 47 und 48, eine Drehverbindung 49, eine Erstreckungsschraubenfeder 50, eine Schubverbindung 51 und eine Öffnungshebel 52. Der Pulsmotor 44 enthält eine Ausgabewelle, an der das Antriebszahnrad 45 in kämmendem Eingriff mit einem Zahnrad 46a der Nocke 46 befestigt ist. Die Verbindung 47 ist schwenkbar auf einer Tragwelle 47a an einem Zentralabschnitt davon so angebracht, dass sie um eine horizontale Achse schwenkbar ist. Die Verbindung 47 weist eine Nockenfolger 47b, der auf einem oberen Ende davon vorgesehen ist, und einen Stift 47c, der auf einem unteren Ende davon vorgesehen ist, auf. Der Nockenfolger 47b steht in Eingriff mit einer Nockenrille 46b der Nocke 46, und der Stift 47c steht in Eingriff mit einem zentral angeordneten Langloch 48a der Verbindung 48. Die Verbindung 48 ist so gelagert, dass sie nach rechts und links bewegbar ist.

Die Drehverbindung 49 ist schwenkbar auf einer Tragwelle 49a an einem Zentralabschnitt davon so angebracht, dass sie um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Die Drehverbindung 49 wird weiter durch die Erstreckungsschraubenfeder 50 in die Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedrückt. Die Drehverbindung 49 weist einen eingreifenden Abschnitt 49b auf, der auf einem hinteren Ende davon gebildet ist. Der eingreifende Abschnitt 49b steht in Eingriff mit dem linken Ende des Langloches 48a der Verbindung 48. Ein Stift 49c, der auf dem rechten Ende der Drehverbindung 49 vorgesehen ist, steht in Eingriff mit einem zentralen Langloch 51b der Schubverbindung 51. Die Schubverbindung 51 ist schwenkbar auf einer Tragwelle 51a an einem Zentralabschnitt davon so angebracht, dass sie um eine vertikale Achse schwenkbar ist. Der Öffnungshebel 52 ist an der hinteren Fadenspannungsscheibe 42 befestigt, wie in 11 gezeigt ist.

Die gepaarten Fadenspannungsscheiben 41 und 42 sind geschlossen, wenn der Nockenfolger 47b in Eingriff mit einer Nockenwelle 46b1 mit dem gleichen Durchmesser wie die Nockenrille 46b steht, wie in 12 gezeigt ist. Die Nockenwelle 46b1 bedeckt ungefähr 80 Grad. Der Pulsmotor 44 kann in einem Bereich entsprechend zu dem Winkel angetrieben werden, der durch die Nockenrille 46b bedeckt ist, während der Nockenfolger 47b in Eingriff mit der Nockenrille 46b1 gehalten wird. Der Grund dafür ist der, dass jedes des Pulsmotors 44 und des Antriebszahnrades 45 als ein Teil des Nadelstangenschwenkmechanismus 19 benutzt wird. Folglich kann die Nadelstange 12 geschwenkt werden, während die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 geschlossen sind. Der Nadelstangenschwenkmechanismus 19 enthält den Pulsmotor 44, das Antriebszahnrad 45, ein Zahnrad 19a, das in kämmenden Eingriff mit dem Antriebszahnrad 45 gebracht ist, und eine Nocke 19d, die fest auf dem Zahnrad 19a angebracht ist. Der Nadelstangenschwenkmechanismus 19 schwenkt die Nadelstangen 19 durch Drehen der Nocke 19b.

Die Nocke 46 wird in der Richtung des Uhrzeigersinns, wie durch einen Pfeil in 13A nach Antreiben des Pulsmotors 44 gedreht, so dass der Nockenfolger 47b in Eingriff mit der Nockenrille 46b2 der Nocke 46b kommt, wodurch zu der Zentralseite der Nocke 46 bewegt wird. Die Verbindungen 47 und 48 und die Drehverbindung 49 werden dann in die Richtung, wie durch einen Pfeil gezeigt ist, in Synchronisation mit der Nocke 46 bewegt. Der Öffnungshebel 42 wird nach vorn durch den linken Hebel 51c der Schubverbindung 51 geschoben, die nach vorn bewegt wird, woraufhin die hintere Fadenspannungsscheibe 42 so bewegt wird, dass sie geneigt wird. Folglich werden die gepaarten Fadenspannungsscheiben 41 und 42 mit einer Lücke dazwischen geöffnet.

Wenn die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht ist, wobei die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 offen sind, wird der Fadenteil 11b des Fadens 11, der von der Fadenkassette 10 gezogen ist, von der Fadenspannungswelle 40 zwischen den Fadenspannungsscheiben 41 und 42 gefangen. Der Pulsmotor 44 wird dann so angetrieben, dass die Nocke 46 in die Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn oder die Richtung entgegengesetzt zu dem Pfeil in 13B gedreht wird. Da die Druckkraft der Erstreckungsschraubenfeder 50 die Drehverbindung 49 zu der vorherigen Position zurückführt, werden die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 durch die Fadenspannungsfeder 42a geschlossen. Wenn die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 offen sind, ist die Nadelstange 12 an einer Position angeordnet, wie durch die gestrichelte Linie in 9 gezeigt ist.

Damit die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 über den Antriebsmechanismus 49 des Fadenspannungsmechanismus 14 gesteuert werden können, so dass sie sich öffnen und schließen, ist ein Kassettenerfassungsschalter 72, der als ein Kassettendetektor dient, zum Erfassen vorgesehen, dass die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht worden ist. Der Kassettenerfassungsschalter 72 ist auf dem Boden der Kassettenhalterung 5 vorgesehen. Der Kassettenerfassungsschalter 72 weist zum Beispiel einen Grenzschalter auf, der eingeschaltet wird, wenn die Fadenkassette 10 an der Kassettenanbringung 5 angebracht worden ist, und der ausgeschaltet wird, wenn die Fadenkassette 10 von der Kassettenhalterung 5 abgenommen ist.

Der Fadenspannungsfreigabemechanismus 15 wird beschrieben. Der Fadenspannungsfreigabemechanismus 15 weist ein Abnahmebetätigungsteil 60, das so betätigt wird, dass die Fadenkassette 10 von der Kassettenhalterung 5 an abgenommen wird, einen Betätigungskraftübertragungsmechanismus 61, der einen Verbindungsmechanismus enthält, der eine Betätigungskraft zu dem Abnahmebetätigungsteil 60 überträgt, und ein Fadenfreigabeteil 62, das durch die Betätigungskraft vorwärts bewegt wird, die dazu über den Betätigungskraftübertragungsmechanismus 61 übertragen wird, auf, wie in 9, 12A und 13A gezeigt ist.

Wenn das Abnahmebetätigungsteil 60 so betätigt wird, dass das Fadenfreigabeteil 62 vorwärts bewegt wird, wird der Hebel 51c des Schubteiles 51 vorwärts durch einen Schubabschnitt 62a des Fadenfreigabeteiles 62 geschoben, wodurch die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben geöffnet werden. In diesem Fall wird die Drehverbindung 49 im Uhrzeigersinn derart gedreht, dass der eingreifende Abschnitt 49b der Drehverbindung 49 nach rechts bewegt wird. Die Verbindung 48 wird jedoch nicht bewegt, da der eingreifende Abschnitt 49b in Eingriff mit dem Langloch 48b der Verbindung 98 steht, so dass er nach rechts bewegbar ist.

Ein Steuersystem der Nähmaschine M wird nun beschrieben. Eine Steuervorrichtung 70 der Nähmaschine M enthält eine CPU 70a, einen ROM 70b, einen RAM 70c, eine Eingabeschnittstelle 70d und eine Ausgabeschnittstelle 70e, wie in 14 gezeigt ist. Mit der Eingabeschnittstelle 70d sind elektrisch die Betätigungsschalter 6, der Kontaktbildschirm 8, ein Hauptwellendrehwinkelerfassungssensor 71 und ein Kassettenerfassungsschalter 72 verbunden. Mit der Ausgabeschnittstelle 70e sind elektrisch verbunden der Nähmaschinenmotor 9, der Pulsmotor 44, die Flüssigkristallanzeige 17 und Treiberschaltungen 74a bis 74d zum Treiben der Lampen 73. Die Steuervorrichtung 70 dient als eine Fadenspannungssteuerung in der Erfindung.

Der ROM 70b speichert ein Steuerprogramm für die Nähmaschine M, wie in 15 gezeigt ist. Das Steuerprogramm enthält ein Nähsteuerprogramm zum Nähen, ein Kassettenanbringungs- und -abnahmesteuerprogramm, das weiter ein Fadenspannungssteuerprogramm zum Anbringen und Abnehmen der Fadenkassette 10 an und von der Kassettenhalterung 5 enthält, und ein Nadelstangenpositionssteuerprogramm, und ein Anzeigesteuerprogramm zum Anzeigen verschiedener Teile von Information auf der Flüssigkristallanzeige 7.

Das Kassettenanbringungs- und -abnahmesteuerprogramm enthält eine erste Routine, in der der Fadenspannungsmechanismus 14 so gesteuert werden kann, dass der Faden 11 während einer vorbestimmten Zeitdauer (30 msec) nach Erfassen der Fadenkassette durch den Kassettendetektor gespannt wird. Das Kassettenanbringungs- und -abnahmesteuerprogramm enthält weiter eine zweite Routine, in der der Fadenspannungsmechanismus 14 so gesteuert werden kann, dass die Spannung des Fadens 11 einen vorbestimmten Wert (z.B. 0: offener Zustand) annimmt.

Die Steuerung einschließlich einer Kassettenanbringungs- und -abnahmesteuerung, die von der Steuervorrichtung 70 ausgeführt wird, wird nun mit Bezugnahme auf 16 und 17 beschrieben. Bezugszeichen "Si", bei dem i = 1, 2, 3 ... in jedem Flussdiagramm, bezeichnet einen Betriebsschritt. Schritte S1 bis S4 und S6 bis S12 entsprechen der ersten Routine, und Schritte S14 bis S19 entsprechen der zweiten Routine. Wie in 16 gezeigt ist, beginnt die Steuerung mit einer Unterbrechung bei Intervallen von 1 msec. Wenn dann der Nähmaschinenmotor 9 gestoppt ist (S1), geht die Steuervorrichtung 70 zu Schritt S2 vor. Wenn ein Winkel der Hauptwelle innerhalb eines Kassetteneinführungswinkelbereiches ist (S2: JA), geht die Steuervorrichtung 70 zu Schritt S3 vor. Wenn der Kassettenerfassungsschalter 72 eingeschaltet wird und folglich die Steuervorrichtung 70 bestimmt, dass die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht ist (S3: JA), geht die Steuervorrichtung zu Schritt S4 vor, indem ein Nadelschwenkzähler T auf 30 (msec) gesetzt wird (S4), wobei zu Schritt S5 vorangegangen wird. Wenn negativ in jedem Schritt S1 bis S4 bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 70 danach zu Schritt S5 vor.

Ein Drehwinkel der Hauptwelle wird durch Berechnen auf der Grundlage von Information von einem Hauptwellendrehwinkelerfassungsschalter 71 erhalten, der einen Codierer aufweist. In diesem Fall ist ein Drehwinkel der Hauptwelle Null (oder 360°), wenn die Hauptwelle an einer oberen Nadelposition angeordnet ist, die eine obere Grenzposition der Nadelstange 12 (Nadel 12a) ist. Der Kassetteneinführungswinkelbereich in Schritt S2 ist zuvor auf einen Bereich von 20° bis 50° z.B. gesetzt.

Die Steuervorrichtung 70 geht zu Schritt 57, wenn ein Kassettenerfassungsschalter 72 in einem EIN-Zustand ist, nach anderen Intervallverarbeitungen vor, oder wenn die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht ist (S6: JA). Die Steuervorrichtung 70 geht weiter zu Schritt S8 vor, wenn der Hauptwellenwinkel innerhalb eines erlaubbaren Nadelschwenkwinkelbereiches ist (S7: JA). Der erlaubbare Nadelschwenkwinkelbereich in Schritt S7 wird grundsätzlich als einer in einem Fall bestimmt, in dem die Nähnadel 12a über der Nadelplatte 1a ist, z.B. von 280° bis 75°.

Wenn der Wert des Zählers T nicht Null ist (S8: NEIN), geht die Steuervorrichtung 70 zu Schritt S9 vor zum Verringern des Zählers T auf (T-1), und geht danach vor zu Schritt S10. Wenn der Wert des Zählers T1 Null ist (510: JA), geht die Steuervorrichtung 70 zu Schritt S11 vor. Wenn in jedem der Schritte S6 bis S8 und S10 negativ bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 70 danach zu Schritt S13 vor (siehe 17).

Wenn in Schritt S10 positiv bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 70 zu Schritt S11 vor zum Starten des Pulsmotors 44. Die Nocke 13 wird dann zu einer in 13A gezeigten Position gedreht, wodurch die Nadelstange 12 von einer Kassetteneinführposition (oder linke Nadelposition, in der das Einfädeln wünschenswerterweise durch den Einfädelmechanismus 16 ausgeführt werden kann) zu einer normalen Nadelschwenkposition (z.B. eine neutrale Position, an der die Nadelstange vertikal ist) bewegt wird. Hierdurch schließt die Steuervorrichtung 70 ein Paar der Fadenspannungsscheiben 41 und 42 in Schritt 512, danach geht sie zu Schritt S13 vor.

Die Steuervorrichtung 70 führt die Verarbeitung zum Stoppen des Motors 9 aus (S16), wenn sie bestimmt, dass die Fadenkassette 10 von der Kassettenhalterung 5 abgenommen ist (514: JA), wie in 17 gezeigt ist, nach anderen Intervallverarbeitungen und weiter, dass der Nähmaschinenmotor 9 in Betrieb ist (S15: JA). Wenn danach bestimmt wird, dass der Hauptwellenwinkel innerhalb des zuvor erwähnten erlaubbaren Nadelschwenkwinkelbereiches ist (517: JA), geht die Steuervorrichtung 70 zu Schritt S18 vor. Der Pulsmotor 44 wird zum Drehen der Nocke 13 zu der Position, wie sie in 12A gezeigt ist in Schritt S18 angetrieben. Als Resultat wird die Nadelstange 12 von der zuvor erwähnten normalen Nadelschwenkposition zu der zuvor erwähnten Kassetteneinführposition bewegt. Hierdurch öffnet die Steuervorrichtung 70 die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 und führt danach andere Intervallverarbeitung aus (Schritt S20), wodurch die Steuerung beendet wird. Wenn in jedem der Schritte S14 und S17 negativ bestimmt wird, geht die Steuervorrichtung 70 danach zu Schritt S20 vor.

Wie oben beschrieben wurde, ist die Nähmaschine M mit der Kassettenhalterung 5 versehen, an der die Fadenkassette 10 mit dem Fadenaufnahmeabschnitt 23 zum Aufnehmen der Fadenrolle 22 darin abnehmbar angebracht ist. Die Nähmaschine M weist den Fadenspannungsmechanismus 14 zum Einstellen der Spannung des von der Fadenkassette 10 gezogenen Fadens, den Kassettenerfassungsschalter 72, der erfasst, dass die Fadenkassette 10 an der Kassettenhalterung 5 angebracht worden ist, und die Steuerung 70, die den Fadenspannungsmechanismus 14 so steuert, dass der Faden 11 eine vorbestimmte Zeitdauer (30 msec) nach Erfassen der Fadenkassette 10 durch den Kassettenerfassungsschalter 72 erfasst wird, auf.

Da der von der Fadenkassette 10 gezogene Faden 11 durch den Fadenspannungsmechanismus 14 nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer (30 msec) nach Erfassen der Fadenkassette 10 gespannt wird, kann der Faden 11 zuverlässig auf der Fadenspannungswelle 40 angeordnet werden und durch die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 des Fadenspannungsmechanismus 14 gehalten werden. Somit kann die Spannung des von der Fadenkassette 10 gezogenen Fadens 11 zuverlässig und wünschenswert eingestellt werden.

Wenn die vorerwähnte vorbestimmte Zeitdauer oberhalb von 30 msec gesetzt würde, würde die relativ zu der Anbringung der Fadenkassette 10 versetzte Nadelstange 12 manchmal von der Kassetteneinführungsposition zu der Nadelschwenkposition bewegt werden. Diese Bewegung kann den Benutzer erschrecken. Bei der vorangehenden Nähmaschine jedoch wird die vorbestimmte Zeitdauer auf 30 msec gesetzt, die Nadelstange 12 wird im Wesentlichen gleichzeitig mit der Anbringung der Fadenkassette 10 betätigt. Folglich kann das Problem, dass eine plötzliche Tätigkeit der Nadelstange 12 den Benutzer erschreckt, überwunden werden.

Weiter ist die Nähmaschine M mit dem Abnahmebetätigungsteil 60 versehen, das so betätigt wird, dass die Fadenkassette 10 von der Kassettenhalterung 5 abgenommen wird. Die Steuervorrichtung 70 steuert den Fadenspannungsmechanismus 14, so dass der Faden 11 auf eine vorbestimmte Spannung gesetzt wird, oder genauer die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 werden betätigt, wenn das Abnahmebetätigungsteil 60 betätigt worden ist.

Gemäß der oben beschriebenen Anordnung werden die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 durch den Fadenspannungsmechanismus 14 unter der Steuerung der Steuervorrichtung 70 geöffnet. Folglich kann, da der Faden 11, der von der Fadenkassette 10 gezogen ist, zuverlässig von dem Fadenspannungsmechanismus 14 freigegeben wird, der Faden daran gehindert werden, von dem Fadenspannungsmechanismus gefangen zu werden. Da die Fadenkassette 10 glatt von der Kassettenhalterung 5 abgenommen wird, wird die Last, die auf den Bediener aufgelegt wird, verringert. Folglich kann die Spannung des von der Fadenkassette gezogenen Fadens zuverlässig und wünschenswert eingestellt werden.

Weiterhin ist die Nähmaschine M weiter mit dem Fadenspannungsfreigabemechanismus 15 versehen, der in Synchronisation mit dem Abnahmebetätigungsteil 60 betrieben wird und die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 öffnet, wenn das Abnahmebetätigungsteil betätigt worden ist. Der Zeitpunkt der Fadenspannungsfreigabe durch den Fadenspannungsfreigabemechanismus 15 wird so gesetzt, dass er früher als der Zeitpunkt des Öffnens der Fadenspannungsscheiben durch die Steuervorrichtung 70 auftritt, woraufhin, wenn das Abnahmebetätigungsteil 60 betätigt wird, die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 schnell durch den Fadenspannungsmechanismus geöffnet werden, woraufhin die Abnahme der Fadenkassette 10 gewünscht ausgeführt werden kann.

Wenn Leistung von der Nähmaschine M getrennt wird, und folglich, selbst wenn die Steuerung der Steuervorrichtung 70 für den Fadenspannungsmechanismus 14 nicht effektiv ist, können die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 geöffnet werden, wenn das Abnahmebetätigungsteil 60 betätigt wird. Folglich kann die Fadenkassette 10 glatt von der Kassettenhalterung 5 abgenommen werden, ohne dass der Faden 11 von dem Fadenspannungsmechanismus 14 gefangen wird.

Mehrere Modifikationen werden beschrieben. Die Fadenkassette in der vorangehenden Ausführungsform ist nur ein Beispiel, und folglich sollte die Fadenkassette nicht auf die eine begrenzt werden, die die Fadenquelle enthält, die eine Fadenrolle oder Ähnliches aufweist, auf der ein Faden aufgewickelt ist. Die Fadenkassette kann einen Lagerabschnitt aufweisen, in dem eine Masse von Faden, der als eine Fadenquelle dient, gelagert ist. Weiterhin kann mindestens eine der Wände, die den Fadenlagerabschnitt bedecken, beseitigt werden, und eine Fadenrolle kann auf einem Halteabschnitt wie ein Rollenstift gehalten werden.

Der Fadenfreigabemechanismus 15 kann beseitigt werden, und der Fadenspannungsmechanismus 14 kann so aufgebaut sein, dass er nicht durch eine Betätigungskraft geöffnet wird, die an das Abnahmebetätigungsteil 60 angelegt wird, wenn das Teil 60 betätigt wird. Weiter kann ein Erfassungsschalter zum direkten Erfassen des Abnahmebetätigungsteiles 60 oder indirekten Erfassen der Abnahme der Fadenkassette 10 von der Kassettenhalterung 5 vorgesehen sein, und der Fadenspannungsmechanismus 14 kann so gesteuert sein, dass die Fadenspannungsscheiben 41 und 42 geöffnet werden. Zusätzlich kann die vorangehende bestimmte Zeitdauer auf verschiedene Zeiten gesetzt werden (z.B. 20 msec oder 40 msec) ungleich 30 msec.

Der Fadenspannungsmechanismus 14 und der Nadelstangenschwenkmechanismus 19 müssen nicht durch einen einzelnen Pulsmotor 44 angetrieben werden. Diese Mechanismen 14 und 19 können mit individuellen Betätigungselementen wie elektrische Motoren versehen sein. Bei diesem Aufbau wird, wenn der Benutzer die Nähmaschine M zum Ändern der eingestellten Fadenspannung betätigt, das individuelle Betätigungselement für den Fadenspannungsmechanismus so betätigt, dass die geänderte Fadenspannung eingestellt werden kann.

Genauer, der Fadenspannungsmechanismus 14 kann durch ein Betätigungselement geöffnet werden, das automatisch die Fadenspannung zum Nähen zu der Zeit der Abnahme der Fadenkassette ändert.

Bei der vorangehenden Ausführungsform wird der Fadenspannungsmechanismus 14 so geöffnet, dass der Faden nicht unter Spannung gesetzt wird. Die Spannung des Fadenspannungsmechanismus 14, die an den Faden angelegt wird, kann schwacher (z.B. ungefähr Null) stattdessen gesetzt werden. In diesem Fall kann ebenfalls im Wesentlichen der gleiche Effekt erzielt werden. Die vorbestimmte Fadenspannung kann sich auf den Zustand beziehen, in dem die Spannung, die an den Faden angelegt wird, schwach ist, oder indem keine Spannung an den Faden angelegt wird.

Die Steuervorrichtung 70 enthält einen ROM 70b, der ein Kassettenanbringungs- und -abnahmesteuerprogramm mit einem Fadenspannungssteuerprogramm speichert. Das Programm kann auf Nähmaschinen ähnlich zu der vorangehenden Nähmaschine M angewendet werden. Genauer, das Kassettenanbringungs- und -abnahmesteuerprogramm oder das Fadenspannungssteuerprogramm kann an Benutzer über ein Internet oder mittels eines Aufzeichnungsmediums wie eine CD, MD und FD geliefert werden, auf dem das Programm aufgezeichnet ist.

Die vorangehende Beschreibung und Zeichnungen sind nur für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellend und können nicht in einer begrenzenden Weise ausgelegt werden. Verschiedene Änderungen und Modifikationen werden dem Fachmann ersichtlich sein. Alle solche Änderungen und Modifikationen fallen innerhalb des Umfanges der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.