KR100226553B1 - 터프트 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직물을 터프트하기 위한 방법 및 장치이다. 또한, 다수의 터프트 헤드를 발표하였다. 본 발명에 따른 장치 및 방법은 위치선정 잘못을 보정하기 위해서 패턴의 터프트의 위치에 관련된 침의 위치를 조정하도록 필라멘트들에 대한 횡단방향, 이 횡단방향에서의 변화, 실의 타입 및 두께, 필라멘트들에 대한 침의 방향, 침의 비틀림 효과, 및 배킹타입으로 구성되는 요소들중 하나 또는 그 이상의 요소를 고려한다. 터프트 헤드는 자동화를 위해서 보다 적당하게 변경된다.

Description

[발명의 명칭]

터프트 방법 및 장치

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 섬유를 자동적으로 터프트(tufting)시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 다른 관점에서, 본 발명은 터프트 헤드기구에 관한 것이다.

[발명의 배경]

터프트 카페트는 조밀하게 이격된 배열체를 만들기 위하여 울 또는 다른 털실로 제작된 터프트를 배킹(backing)으로 삽입시킴으로써 제작된다. 일련의 바늘들은 이러한 목적을 달성하기 위하여 사용되고, 각각의 바늘은 상기 배킹이 상기 바늘로부터 빠질때 한 줄의 터프트를 상기 배킹으로 삽입시킨다. 바늘 중 하나가 여러가지 이유, 예를들면 털실이 끊어지는 이유, 로 터프트을 정지시키면, 터프트 작동은 정지되지 않지만 카페트에 결함있는 부분을 계속적으로 형성시킨다. 연속적으로, 수동 터프트건(gan)은 터프트의 결여된 줄을 충진시키기 위하여 사용된다.

카페트를 수리하기 위하여 개발된 수동 터프트 건은 개별적인 카페트 베어링 콤플렉스와 비정상적인 설계를 형성시키기 위하여 적용되며, 이러한 카페트에서 터프트는 직선줄에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 이러한 카페트의 생산은 상당히 노동집약적인 공정이고 작업자의 입장에서는 상당한 기술과 노련미를 요한다. 예를들면, 바느질하는 정도는 작업자가 상기 배킹을 가로질러서 상기 건을 이동시키는 속도와 작업자가 상기 건의 터프트 작동을 조정시키는 속도의 합에 의해서 결정된다. 상기 배킹 위에서 건의 가동은 바늘을 휘어지게 하는 힘을 유발시키기 때문에 상기 배킹을 가로질러서 상기 건을 정확하게 가로지르게 하는 것은 어렵다.

수동 터프트건은 왕복운동하도록 장착된 중공형 바늘을 포함하는 터프트헤드 기구와 털실주입기구로 구성된다. 터프트 헤드는 주로 2가지 형태가 있다.

먼저, 일단 배킹이 바늘에 의해서 분리되면 상기 털실을 정위치로 구동시키기 위하여 포크형 로드 즉 작위가위가 상기 중공형 바늘에서 왕복하는 순수한 기계적 형태.

다음은, 상기 털실을 편승시켜서 배킹내 위치로 전송시키기 위하여 상기 중공형 바늘을 관통하여 아래로 유동하는 압축공기의 유동을 이용하는 기압식 터프트헤드.

터프트 건의 상기 두가지 형태는 작동시 실이 끊어지거나 실이 바늘로부터 빠지는 현상과 같은 다양한 문제에 봉착하게 된다 이러한 문제점은 터프트건이 자동화되는 것을 방해한다.

자동 터프트건에서의 한 시도는 미합중국 특허 제 4,109,593호에 기재되어 있다. 상기 특허 문헌에서, 기압식 터프트건은 두개의 수직방향으로 구동가능한 운반체상에 작동되고 전송시키려는 방향에 대해서 바늘의 정확한 방향을 유지시키는 문제점이 제공된다. 그러나 이러한 장치가 적당한 생산물을 생산할 수 있기 전에 극복되어져야 하는 다양한 문제점이 있다.

[발명의 요약]

본 발명에 따라서 절단 또는 루프파일 형태로 섬유를 자동적으로 터프트시키는 방법은 a) 적어도 두 방향으로 연장하고 있는 필라멘트의 네트워크를 형성시키기 위하여 프레임위로 배킹을 전개시키는 단계와, b) 터프트의 예정된 형태에 따라서 털실의 터프트를 배킹으로 삽입시키기 위하여 조절신호의 영향하에서 배킹위로 삽입시키기 위하여 조절신호의 영향하에서 배킹위로 터프트헤드를 가로질러 전송시키고 가로지르는 속도와 관련된 속도로 상기 터프트 헤드내의 바늘을 배킹으로 그리고 배킹으로부터 왕복운동시키는 단계와, c) 필라멘트에 대하여 가로지르는 방향, 가로지르는 방향에서 변화, 털실 형태 및 두께, 필라멘트에 대한 바늘의 방향, (큰)바늘의 뒤틀림 효과 그리고 배킹형태들중 하나 이상의 요소를 고려하는 단계, 그리고 d) 상기 (c)단계에서 고려되는 요소들에 의해서 발생되는 위치오류를 보상시키기 위하여 상기 요소들에 따라서 일정한 형태로 터프트에 대하여 바늘의 위치를 조정시키는 단계로 이루어진다.

일정한 형태로 터프트에 대한 바늘의 위치를 조정시킴은 일정한 형태로 터프트의 위치를 변경시킴으로써 수행된다.

보상의 중요성은 규칙적인 배킹내, 심지어 밀리미터의 배킹내 터프트 위치의 오류는 터프트의 밀도의 균일성을 깨뜨리기에 충분하며 이것은 만족스럽지 못한 생산물을 만들어 낸다. 이것은 특히 잘못 설치된 터프트가 잔털을 나타내는 계면을 발생시킬 수 있는 색상계면에서 중요하다.

바람직하게는 상기 방법은 터프트중심의 위치들 사이의 거리에 따라서 일정한 형태의 터프트의 위치에 대한 바늘의 위치와 바늘팁이 상기 터프트를 바늘질시키기 위하여 배킹으로 들어가기 시작할때 위치를 조정시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 터프트줄의 길이와 방향을 나타내는 벡터 또는 터프트면적의 형태 및 크기에 의해서 형태를 결정시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 시작부터 끝까지 곡선화될 수 있는 터프트의 선의 길이를 따라서 터프트의 정수를 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 면적을 가로지르는 선의 정수를 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 예정된 틈새내의 경계부에서 이격되어 있는 선을 유지시키기 위하여 예정된 틈새에서 두 면적 사이의 경계의 양측면 상에 있는 즉 상기 경계에 평행한 선들사이의 간격을 변화시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 면적이 두개의 테이퍼형 경계를 가지는 경우에 각각 인접한 한 쌍의 줄들사이에서 테이퍼의 동일한 비율을 나누기 위하여 두 경계사이에 테이퍼형태로 줄들을 터프트시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 예정된 상경계와 하경계 내에 남아 있는 터프트의 밀도를 유지시키기 위하여 하나의 줄과 인접한 줄 사이의 이격에 의존하여서 주어진 줄을 따라서 터프트의 정수를 계산하는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 터프트의 배열된 줄을 나타내는 다이어그램과 같은 형태를 전개시키고, 여기에서 터프트의 전개된 줄은 이들의 길이내의 범위에서 이들의 너비를 나타내는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 예정된 상경계와 하경계외부로 떨어지는 국부화된 터프트밀도의 발생에 알맞은 형태를 점검시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 배킹의 요구된 뒤틀림을 발생시키기 위하여 정해진 압력으로 터프트시키는 동안 배킹에 대해서 터프트헤드를 가압시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는 상기 방법은 터프트시키기 전에 상기 배킹위로 터프트헤드를 가로질러 전송시키기 위한 수단과 일단 터프트가 끝나면 기계로부터 프레임을 분리시키기 위한 수단을 포함하는 기계위로 프레임을 설치시키는 단계를 포함한다.

자동적으로 섬유를 터프트시키기 위한 본 발명에 따른 장치는 사용시 배킹이 전개되어서 적어도 두 방향으로 연장하여 있는 필라멘트의 네트워크를 형성시키는 프레임과 조절신호의 영향하에서 배킹위로 터프트 헤드를 가로질러 전송시키기 위한 전송수단과, 상기 전송 수단내에 장착되고 터프트의 예정된 형태와 일치하여서 털실의 터프트를 배킹으로 삽입시키기 위하여 전속속도에 비례하는 속도로 배킹을 향해 왕복운동이 가능한 터프트 바늘을 가진 터프트 헤드와, 그리고 필라멘트에 대한 전송 방향 요소와, 전송방향에서의 어떤 변화 요소와, 필라멘트에 대한 바늘의 방향요소와 바늘의 뒤틀림 효과 요소와 그리고 배킹 형태요소중 한가지 이상의 요소에 의존하여 일정한 형태의 터프트의 위치에 비례하는 바늘의 위치를 조절시키기고 상기 요소들에 의해서 발생되는 위치오류를 보상하기 위한 조정수단으로 구성된다.

바람직하게는 상기 조정수단은 일정한 형태의 터프트의 위치를 변화시키는 설계수단과 조절신호 즉, 전송수단과 터프트헤드내의 역학적 오프셋을 변화시키는 조절 수단으로 구성된다.

바람직하게는 상기 설계수단은 터프트 각 줄의 길이와 방향을 나타내거나 터프트 면적의 형태 및 크기를 나타내는 일련의 백터에 의해서 일정한 형태를 형성시킨다.

바람직하게는 상기 장치는 초기부터 말기까지 곡선형태로도 될 수 있는 터프트의 선의 길이를 따라서 터프트의 정수를 계산하기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는 상기 장치는 어떤 면적을 가로지를 선의 정수를 계산하기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는 상기 장치는 예정된 틈새내의 경계부에서 이격되어 있는 선을 유지시키기 위하여 예정된 틈새에서 두 면적사이의 경계의 양측면상에 있는 즉 상기 경계에 평행한 선들 사이의 간격을 변화시키기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는 상기 설계수단은 그들의 길이를 포함하는 규모의 너비를 가진 터프트의 각각의 줄을 나타내는 형태를 전개시키기 위한 전개수단을 포함한다.

바람직하게는 상기 장치는 예정된 상경계와 하경계의 외부에서 국부화된 터프트 밀도 강화 발생에 알맞은 형태를 점검하기 위한 수단을 포함한다.

바람직하게는 전송수단과 터프트헤드는 배킹의 요구되는 뒤틀림을 발생시키기 위하여 배킹에 대해서 헤드를 밀 수 있도록 결합시킨다.

바람직하게는 프레임은 터프트시키기 전에 전송수단상에 장착되고 일단 터프트가 완료되며 상기 전송수단으로부터 분리된다.

바람직하게는 상기 터프트헤드는, 바늘의 팁이 배킹으로 들어가지만 바늘 개구부가 완전히 배킹의 틈새로 되기전에 바늘이 내려갈 때 바늘이 왕복운동할 때마다 바늘에 털실에 주입시키기 위하여 털실과 결합시키고 바늘의 팁이 배킹의 틈새로 되기전에 주입을 중지시키기 위하여 분리시키는 털실주입 기구와, 공기의 흐름을 바늘을 통해서 펌프시키고 털실을 편승시키며 상기 털실을 바늘을 통해서 주입시키기 위한 공기 주입기와, 그리고 상기 주입기구가 분리될 때 털실의 진행을 방지시키기 위하여 털실 주입기구의 상부방향에 제공된 털실 브레이크로 구성되고 상기 털실 주입 기구는 회전방향으로 구동되고 회전시 다른 바퀴를 결합시키기 위하여 배열된 원주의 일부를 가진 적어도 한부분과 회전시 다른 바퀴를 결합시키지 않도록 배열된 원주의 한부분으로 구성되는 한쌍의 핀치 바퀴를 포함한다.

각각의 왕복운동시 털실 구동을 방해시킴은 공지된 장치보다 더욱 더 신뢰도가 높다. 이것은 공지된 장치에서 털실이 계속적으로 진행되고 이들이 완전히 분리되기 전에 배킹의 필라멘트내에서 엉클어지게 될 수 있기 때문이다. 중간 구동은 공지된 기계의 전형적인 높이보다 파일높이의 연속성이 높고 털실의 초기 및 말기가 본 발명의 실시예에서 정확하게 한정되기 때문이다. 게다가, 중간구동은 다른 실시예에서 정적인 반면에 털실을 절단시킴으로서 털실의 깨끗한 절단을 용이하게 한다.

바람직하게는 상기 헤드는 털실이 정적상태로 되고 바늘이 배킹을 향해서 진행될 때 정확한 각도로 블레이드에 설치된 모루에 대해서 절단시키기 위하여 일정한 시간에 매 왕복운동시 바늘내의 가로지른 슬롯을 관통하는 블레이드를 통과시키도록 작동하는 털실 절단 장치를 포함한다.

바람직하게는, 바늘은 S자 형태를 가진다.

바람직하게는 헤드는 바늘이 관통하여서 왕복운동하는 구멍을 가진 연속적인 디스크형 푸트(foot)를 포함하고, 상기 구멍은 바늘의 말미부 모서리를 뒤로하여 연장된다.

바람직하게는 상기 헤드는 털실 주입 기구와 바늘 사이에 위치된 털실 방해 검색기를 더욱 포함하여서 그 구역에서 털실을 분리시킬 것인지 형태화시킬 것인지를 나타낸다.

바람직하게는 헤드는 털실 주입 기구근처에 상대적으로 좁은 개구부와 원거리 단부에 상대적으로 넓은 개구부를 가진 튜브와 털실을 편승시켜서 털실을 털실 주입기구로 주입시키기 위하여 튜브의 넓은 단부로부터 좁은 단부로 즉, 털실을 터프트 헤드로부터 배출시키기 위하여 상대적으로 좁은 단부로부터 넓은 단부로 공기의 흐름을 향하게 하기 위하여 선택적으로 작동가능한 공기 주입 수단으로 구성되는 털실 변환장치를 더욱 포함한다.

공지된 자동화 터프트 헤드의 문제점중 하나는 터프트 헤드를 구동시키는 모터가 헤드의 회전부분상에 장착된다는 것이다. 동력 및 조절신호는 회전가능한 커플링의 수단에 의해서 모터에 공급된다. 슬립링은 이들이 조절신호를 전송시키는데 크고 신뢰할 수 없으며 나선형 권선 와이어룸이 사용되기 때문에 비실용적이다. 상기 나선형룸은 여러번 제한시키고 터프트헤드는 단일 방향으로 회전할 수 있고, 나선 형태가 한 방향으로 완전히 감아질 때 터프트헤드는 그의 회전방향을 변경시키도록 힘을 받으며, 이것은 회전방향에서의 변화가 필요시되지 않는다면 필요시되는 것보다 더욱 큰 각이 요구되도록 회전할 수 있다. 별도의 회전 구동은 가치있는 생산시간을 비용화시키고 바늘의 회전이 털실을 뽑을 때 터프트의 비틀림을 발생시킨다. 고가인 나선형 룸은 종래의 권선의 결과로서 실패하는 경향이 있다.

바람직하게는 장치는 바늘을 왕복운동시키기 위한 왕복구동모터와 바늘을 축에 대해서 회전시키기 위한 회전구동모터를 포함하며, 상기 두개의 모터는 축주위에서 회전시키기 위하여 회전형 부분상에 장착된 제 1 구동 바퀴와 제 2 구동바퀴의 수단에 의해서 구동력을 터프트 헤드의 회전형 부분에 제공하도록 전송 수단의 비회전형 부분상에 장착되며, 여기에서 사용시, 상기 제 1 구동바퀴의 회전구동은 바늘의 왕복운동형 구동으로 전송되고 상기 제 2 구동바퀴의 회전형 구동은 직접 축주위로 바늘을 회전시킨다.

터프트 헤드가 왕복운동형 구동에 알맞은 바늘내에 장착된 포크형 블레이드를 포함하는 경우, 배킹내 털실을 위치시키기 위하여 바늘과 상이 벗어나며, 바람직하게는 바늘과 포크형 블레이드는 개별적으로 튜브에 부착되고 두개는 바늘이 회전가능한 축과 동축이고 두개는 축주위로 회전가능하며, 두개는 축 주위에 회전가능하지 않지만 왕복 구동이 가능한 캐리지에 개별적으로 결합시키는 수단에 의해서 이들의 상단부에 부착되어서 왕복구동력을 바늘과 블레이드에 공급시킨다.

이러한 배열체는 터프트 구동모터를 터프트 건의 비회전형 부분상에 장착시키고 이것은 회전형 부분의 내성의 회전모멘트를 감소시키고 한 회전 방향에서 다른 회전 방향으로 구동시키기 위하여 요구되는 전력과 시간을 감소시킨다.

완전히 기계화된 형태의 공지된 기계에서, 털실은 기구를 통해서 회전경로룰 취하여서 털실에 적용되는 마찰적 견인부하를 발생시키며, 이것은 털실브레이크가 적용되기 전에 털실이 손상을 입거나 절단되도록 한다. 이러한 효과는 특히 고속작동에 우세하고 공지된 기계에서, 털실이 손상을 입지 않도록 속도를 제한시킬 필요가 있다. 그러므로, 바람직하게는 털실은 축주위를 회전할 수 없는 튜브를 통해 주입되고, 이것은 두개의 튜브를 통해서 축을 따라서 바늘에 통과된다.

제 1 도를 참조하면, 자동 터프트(tufting)장치(1)는 직립한 금속 프레임(2)을 포함한다. 프레임(2)상에서의 수평 이동을 위해서 제 1 캐리지(3)가 배치되어 있다. 제 2캐리지(4)는 수직 이동을 위해서 제 1 캐리지(3)상에 배치되어 있다. 장착 브래킷(5)은 제 2 캐리지(4)에 부착되어 있다. 제 1 캐리지(3), 제 2 캐리지(4) 및 장착브래킷(5)은 터프트(tufting)헤드(6)가 장착되어 있는 이동수단을 구성한다. 터프트헤드(6)는 수평방향에 대하여 수직한 방향으로 연장되는 축(7)주위로의 회전운동을 위해서 원형 베어링 상에 장착되어 있다. 터프트 헤드는 장착 브래킷(5)이 축(7)방향인 배킹(backing)쪽으로 진행하고 배킹으로부터 귀환할 수 있게 하는 방식으로, 장착 브래킷에 또한 배치된다. 터프트 헤드의 회전운동, 제 2 캐리지(4)의 수직운동 및 제 1 캐리지(3)의 수평운동을 톱니 벨트를 사용하여 달성되는데, 톱니 벨트는 서어보 모우터에 연결된 기어에 의해서 구동된다. 터프트 헤드의 전진 및 귀환은 공기 구동 슬라이드에 의해서 달성된다.

전원 및 압축공기가 필요에 따라 터프트 헤드(3)에 제공된다. 실(8)은 터프팅(tufting)중에 크릴(creel)(도시되지 않음)로부터 터프트 헤드로 공급된다.

터프트를 위해서, 배킹(8)은 목재 프레임(10)상에 팽팽하게 위치하고 인장력하에서 금속 후크(11)위로 고착된다. 프레임(10)은 금속 프레임(2)상에서 상부 레일(12)및 하부 레일(13)위를 활주한다. 금속 프레임(2)은 도시된 바와같이 직립하여 고정되어 있다.

컴퓨터 이용 설계(CAD)가 디자인을 만드는데 이용되고, 컴퓨터 이용 제조(CAM)가 터프트 작동을 제어하는데 이용된다. 다른 색채의 실들로 짠 터프트의 패턴이 CAD내의 데이타 화일로서 저장된다. 제 1 캐리지(3)및 제 2 캐리지(4)의 수평이동 및 수직이동, 터프트 헤드(6)의 회전운동, 터프트헤드(6)의 배킹(9)쪽으로의 진행정도 및 터프트 헤드(6)내에서 배킹의 내외로 이동하는 터프트 침의 왕복운동을 제어하도록 CAM에 의해서 상기 패턴으로부터 제어신호가 만들어진다.

배킹이 완전하게 짜여진 경우, 라텍스 배킹을 배킹에 적용할 수 있게 하고 또 다른 프레임(10)을 사용하는 터프트를 위하여 터프트 장치(1)를 풀수 있도록 프레임(10)은 프레임(2)로부터 제거된다.

터프트 동안에, 터프트 헤드(6)는 배킹의 바람직한 편향을 야기하도록 소정 압력하에서 배킹(9)에 대하여 가압되며, 속이 빈 터퍼트 침(15)의 팁(14)(제 2a 도 참조)은 침이 전후로 왕복함에 따라서 배킹의 내외로 밀린다.

팀(14)은 터프트 헤드가 일정 속도로 횡단함에 따라서, 배킹(9)을 지나는 꾸불꾸불한 궤적(16)을 따른다. 실은 침을 통해서 공급된다.

제 2b 도는 제 2a 도에 도시된 궤적을 따르는 침에 의해서 만들어진 터프트(17)의 평면도이다. 만약, 배킹을 통과하는 침의 각각의 삽입부 바닥에서 재료를 절단하게 되면, 제 2c 도에 도시된 바와같은 길이 h₁의 컷 파일(cut file)이 만들어 진다. 이와는 달리, 만일 터프트 실이 절단되지 않으면, 제 2d 도에 도시된 바와같은 길이 h₂의 루우프 파일이 만들어진다.

무프(move)라 불리는 또 다른 타입의 헤드의 운동이 존재한다. 무브에 있어서, 터프트 헤드는 배킹으로 들리워져서 터프트(tufting)없이 새로운 위치로 가로질러 이동한다. 이것은 배킹 위로의 터프트 헤드의 정확한 위치 설정을 가능하게 한다.

터프트 헤드가 배킹 위로 횡단함에 따라서, 터프트는 다수의 요소 및 환경에 의존하여 위치선정의 잘못을 일으킴을 알게 되었다.

제 3 도를 참조하면, 속이 빈 침(15)은 배킹(9)의 메시(mesh)크기에 비해서 비교적 큰 직경을 가지며, 침(15)의 직경은 비틀어지지 않은 배킹의 필라멘트(18)들 사이에 형성된 공간의 길이의 약 5 배에 해당함을 알 수 있다. 침(15)이 배킹(9)내로 삽입되는 경우, 필라멘트들은 도시된 바와같이 비틀리며, 이때의 비틀림은 수평 및 수직방향으로 약 16개의 필라멘트에 걸쳐서 연장됨을 알 수 있다.

비틀림은 침의 횡단이 수평 또는 수직방향(즉, 필라멘트의 방향), 또는 수평과 수직사이에서 45°에 가까운 방향으로 이루어지는 경우에는 문제를 일으키지 않는다. 그러나, 횡단의 방향이 다른 각도, 예를들어 각도(19)로 이루어지는 경우에, 비틀림은 구멍(20)을 이론적인 궤적에 따른 올바른 구멍(21)보다 더 안으로 들어간 구멍이 되게 한다. 이것은 횡단의 방향에 의존하는 방향으로 터프트의 위치선정 잘못을 야기한다.

일반적으로, 이러한 잘못은 터프트를 의도된 것보다 각각의 축쪽으로 더 가깝게 위치하게 만든다. 터프트의 열에 가해지는 영향이 제 4 도에 도시되어 있다. 터프트(22)의 중앙선을 상쇄값(24)에 의해서 침의 궤적(23)으로부터 상쇄될 수 있음을 볼 수 있다.

터프트의 위치선정 잘못을 또다른 제공원인은 터프트를 짜기 위해 팁이 배킹을 처음 관통하는 순간에, 배킹내로 삽입된 터프트의 중심이 팁의 위치들과 터프트 침의 중심사이에 놓이는 것이다. 이것은 침의 회전 방향에 의존하는 터프트의 위치에 에러를 유발시킨다.

이와같은 메카니즘에 의해서 유발되는 잘못의 정도는 어느정도까지는 실의 타입, 실의 두께, 큰 직경을 갖는 침의 비틀림 영향 및 배킹 타입에 의존한다.

잘못의 보정은 CAD에 의해서 수행하는 것이 효과적일 것이다. 즉, 디자이너에의해서 만들어진 디자인의 에러를 보정하도록 터퍼트의 위치를 조정함으로써, 보정이 이루어질 수 있다. 이와는 달리, CAM은 디자이너에 의해서 만들어진 형태의 디자인을 유지하고, 이 디자인을 읽어서 보정을 한 후, 터프트 헤드에 전달되는 제어신호를 만들어낸다. 다른 방법은 배킹에 형성되어 있는 다른 구멍을 찌르도록 침이 약간 회전하는 바와같이 터프헤드장치 스스로 보정을 수행하거나, 또는 삽입된 터프의 중심이 회전중심과 부합되도록 헤드의 회전 중심을 조정함으로써 보정이 이루어질 수 있다. 또다른 방법은 순람표를 사용하여 보정하는 것이다.

또 다른 문제점을 비교적 큰 터프트로부터는 미세하고 정확한 패턴을 만들어내기 어렵다는 것이다. 터프트의 배열 및 삽입방식중 한가지는 다른 색채를 갖는 터프트의 매트릭스(25)가 패턴을 고려하는 것이다. 터프트의 매트릭스는 제 5a 도(시각적인 표시기에 나타나는 영상과 유사함)에 도시된 바와같은 크기(26)를 갖는다. 이 경우에 있어서, 어떤 특정한 디자인 형상(27)을 만들기 위해서, 특정색체를 갖는 모든 실들이 수평 또는 수직열내로 삽입될 수 있다. 이 경우에, 합성 터프트 패턴은 윤곽선(28)에 의해서 표시되는 바와같은 일련의 직선 세그멘트로 축소된다. 또한, 모든 터프트의 위치가 매트릭스내에 한정되기 때문에, 터프트 길이의 변화와 같은 디자인의 변경을 가져오는 많은 양의 데이타 및 작업자의 노고가 요구된다. 패턴을 한정하는 보다 양호한 방법은 제 5b 도에 도시된 터프트의 선에서 각각의 직선(29 내지 34)또는 곡선(35)의 처음과 끝을 한정하고, 알고리즘을 이용하여 각각의 선의 한정된 단부 사이에서 각각의 터프트의 위치를 계산하는 것이다.

이것을 종합하면 다음과 같다. 즉, 헤드를 회수하여 x, y의 위치로 이동시키고, 다음에는 헤드를 x₂, y₂로 끼워지도록 낮추며, 그 후에는 헤드를 회수하여 0,0위치로 이동시킨다. 이것은 데이타 화일내에 다음과 같이 표시될 수 있다.

직선 알고리즘을 선에 대한 터프트의 완전한 갯수를 계산한다. 즉, x₁, y₁부터 x₂, y₂까지의 터프트 선의 길이는 이론적인 땀수를 제공하도록 바람직한 편환(stitch length)으로 나누어진다. 이론적인 땀수는 전체 갯수에 가깝다. 편환은 선의 길이를 따라서 완전한 땀수(number of stitch)를 제공하도록 규정허용오차내에서 조정된다. 합성 터프트(36)의 위치들은 제 6a 도에 도시되어 있다. 곡선은 일련의 데이타 지점인 x₃y₃, x₄y₄, x₅y₅및 x₆y₆(제 5b 도에 도시됨)에 의해서 한정되고, 폴리노미얼(polynomial), 스플라인(spline), 베지어(bezier)등과 같은 곡선 타입으로 나타난다. 곡선 알고리즘은 터프트의 완전한 갯수를 계산한다. 즉, x₃y₃부터 x₆y₆까지의 터프트선의 길이는 이론적인 땀수를 제공하도록 바람직한 편환으로 나누어진다. 이론적인 땀수는 전체 갯수에 가깝다. 편환은 선의 길이를 따라서 완전한 땀수를 제공하도록 규정허용오차 내에서 조정된다.

직선 및 곡선에 있어서, 터프트들의 위치는 각각의 데이타 지점의 위치들과 부합하지 않는다. 이것은 곡률 변화가 자체의 길이를 따라서 일어나는 물결형 선들의 경우에 특히 두드러진다. 왜냐하면, 곡률에 있어서의 변화는 곡선을 한정하는 지점들 사이에 제공된 공간에서의 변화를 동반한다.

열들의 라운딩(rounding)은 파일(file)의 밀도에 영향을 끼친다. 밀도에서의 변화는 완성된 제품의 컴플라이언스(compliance), 즉 얼마나 많은 압력이 파일을 비틀어지게 하는지에 영향을 끼친다. 결과적으로, 밀도에서의 변화는 완성된 제품에 대한 촉감 또는 걸을때의 느낌에 영향을 끼치고, 완성제품에 일치되지 않는 외양을 부여하는 파일시트(sit)에 영향을 끼친다. 이러한 문제는 먼저 주어진 면적에 대한 열 공간(row spacing)을 계산하고, 다음에는 소정의 상한과 하한 사이의 터프트 밀도를 제공하도록 상기 면적열에 대한 터프트 길이를 계산함으로써 극복된다.

터프트의 배치 순서는 중요하다. 왜냐하면, 빈 지역에 의해서 둘러싸여 있는 지역이 터프트로 채워지는 경우, 이 터프트는 배킹을 비틀어지게 할 수 있고, 전체 패턴을 비틀어지게 하는 터프트 지역 테두리에서의 팽창을 초래할 수 있기 때문이다. 이것은 중심이 채워지기 전에 둘 또는 세개의 터프트 열을 빈 지역에 의해서 둘러싸인 지역의 테두리 주위로 삽입함으로써, 어느 정도까지는 보정될 수 있다.

각각의 지역의 경계선들이 한정되고, 열 및 스티치의 위치와 각각의 지역내의 공간을 계산하도록 알고리즘이 제공되면, 보다 양호한 데이타 수집이 달성될 수 있다. 이것이 어떻게 달성되는지가 제 7 도를 참조로 하여 설명될 것이다.

데이타 지점인 x₇y₇, x₈y₈, x₉y₉, x₁₀y₁₀, x₁₁y₁₁, x₁₂y₁₂, x₁₃y₁₃, x₁₄y₁₄및 x₁₅y₁₅에 의하여 한정된 지역이 제공되고, 다수의 다른 매개 변수들이 또한 제공된다. 첫번째 매개변수인 주변부 오프셋(37)은 선 세그먼트의 처음과 끝을 계산하는데 사용된다. 주변부 오프셋은 또한 주변부(38)를 디자인 형상의 주변부내에서 정확하게 집중된 터프트에 정렬되게 만든다. 주변부 오프셋은 형상의 외곽선에 대한 한정을 제공한다. 터프트(38)의 주변부를 따른 각각의 터프트 위치들은 위에서 언급한 바와같은 각각의 직선 및 곡선에 대하여 계산된다.

주변부 터프트(tufting)내의 지역은 이 지역내애서의 선(39)을 따르는 전후방 터프트에 의해서 채워진다. 다수의 다른 매개변수들은 계산될 터프트 위치들을 채우기 위해서 필요하다. 이것들은 열 각도(40) 및 필(fill) 오프셋(41)을 포함한다. 열공간(42) 및 스티치 길이(43)는 위에서 언급한 바와같이 계산된다.

제 8도는 주어진 지역을 채우기 위한 또 다른 기술을 보여주는 도면이다.

이 경우에, 주어진 지역의 외곽선은 데이타 지점인 x₁₆y₁₆, x₁₇y₁₇, x₁₈y₁₈, x₁₉y₁₉, x₂₀y₂₀, x₂₁y₂₁및 x₂₂y₂₂에 의해서 한정된다. x₁₇y₁₇과 x₂₁y₁₇사이에 곡선에 대한 곡선의 형식은 공지되어 있다. 편환은 열에 대하여 계산될 수 있다. 다음에, 열 공간(44)이 결정되며, 연속적으로 만곡된 선들에 대한 편환이 계산되므로, 주어진 지역은 x₂₂y₂₂끝으로 하여 채워진다.

일정한 밀도를 보장하는 특징은 종래의 패턴으로 부터 새로운 패턴을 만드는 경우에 매우 유용하게 채용될 수 있다. 예를들면, 새로운 패턴이 단순히 오래된 패턴의 대강 어림한 변형인 곳으로 지역이 한정되면, 각각의 지역의 충전은 일정한 밀도를 보장하는 알고리즘에 의해서 자동적으로 계산되어질 것이다.

발생가능한 또 다른 문제점은 이미 터프트된 지역에 인접하여 터프트되는 지역이 존재하는 것이다. 제 9a 도를 참조하면, 두 지역에서의 모든 열들은 평행하고, 터프트는 이미 터프트된 지역에 의해서 경계가 지워지는 빈 구석으로 진행된다. 이 경우에 있어서, 만약, 이미 터프트된 지역으로 접근하는 터프트의 열들이 이미 터프트된 지역의 열들에 대해서 올바르게 이격되지 않으면, 여분의 열에 대하여 매우 좁은 두 지역사이에 간격(45)이 형성된다. 이것은 낮은 터프트 밀도를 갖는 지역을 발생시키거나, 또는 터프트내에 바람직하지 않은 간격을 초래할 수 있다. 이러한 문제점은 제 9b 도에 도시된 바와같이 특정한 허용오차 내에서 열들 사이의 공간, 및 지역들 일부 또는 전부를 조정함으로써 극복할 수 있다.

서로 가깝지만 평행하지 않은 측면들을 갖는 터프트될 면적에서 또 다른 문제점이 발생된다. 이 경우에 있어서, 제 10a 도에 도시된 바와같이, 만약, 주어진 지역이 측면 중 하나에 대해서 평행한 열들의 터프트(tufting)에 의해 터프트되면, 열들이 각을 이루며 만나는 지역의 한 테두리를 따라서 간격이 형성될 수 있다. 이 문제점은 제 10b도에 도시된 바와같이 열들을 부채꼴로 펼침에 의해서 극복될 수 있다.

그리하여, 가늘어진 간격은 채워질 지역을 가로질러 분배된다. 그 결과, 열들 사이에 매우 작은 테이퍼들이 제공된다. 그러나, 간격들은 형성되지 않으며, 밀도에서의 합성 변이는 적당한 최대치로 설정되는 허용오차를 열 공간에 제공하면서 탐지 불가능하게 유지될 수 있다.

융단에 대한 패턴이 디자인되는 경우, 이 패턴의 몇몇 지역들은 수학적인 법칙의 조합에 의해서 쉽게 형성할 수 없는 형상을 갖게 될 것이다. 그와 같은 디자인을 용이하게 하기 위해서, CAD/CAM장치는 제 1 도에 도시된 바와같이 올바른 크기의 폭을 갖는 넓은 선들로서 터프트의 열들을 나타내는 디자인을 표시하도록 배치된다. 이것은 특히 터프트들이 제한된 공간내에 배열되어야 하는 곳에서 특히 유용하다. 왜냐하면, 이것은 디자이너로 하여금 각각의 열의 각 측면에 동등한 공간을 부여할 수 있게 하기 때문이다. 이에 의해, 지나친 터프트의 발생 가능성이 감소된다. 이것은 또한 터프트의 곡선이 일련의 직선형 열을 나타낼 수 있게 한다. 이 직선형 열은 곡선을 한정하는 데이타 지점들 사이에 뻗어있으며, 필요한 폭을 갖는다.

또 다른 유용한 특징은 단지 소정의 축적으로 줌(zoom)설비를 제공하는데 있다. 이것은 디자이너가 항상 익숙하게끔 만든다.

CAD/CAM장치는 마우스(mouse)의 작동에 의해서 터프트 열의 한 지점이 이동될 수 있도록 바람직하게 조정된다. 그리고, 상기 지점이 이동하는 경우, 표시기는 상기 지점의 운동을 수용하도록 길이 및 방향을 변화시킴으로써 상기 지점을 자동적으로 따르는 지점으로 부터 뻗어있는 터프트의 열을 보여준다.

CAD/CAM장치는 작동에 의해서 패턴을 점검할 수 있는 능력을 갖추는 것이 바람직하며, 특정한 허용오차 보다 서로 더 가까워지든지 또는 충돌하는지 간에 선 또는 각각의 터프트의 모든 지점을 확인하는 능력을 또한 갖추는 것이 바람직하다. 조작자는 패턴내로 어떤 보정이 이루어져야 하는지를 결정하게 될 것이다.

제 12 도, 13 도 및 14 도를 참조하면, 터프트 헤드(100)는 침(102)및 침 배럴(103)에 대한 베이스(101)를 포함한다. 침 및 침 배럴은 수직왕복운동하도록 장착되어 있다. 침(102)및 침배럴(103)은 속이 비어 있으며, 침의 바닥에는 실이 빠져나올 수 있도록 개구부가 제공되어 있다. 푸트(104)는 베이스(101)에 연결되어 있고, 침이 왕복하여 지나게될 구멍을 포함한다.

실을 절단하기 위한 날(105)이 캐리어(106)상에 장착되어 있다. 캐리어는 신축성있고 회전가능하게 장착된 축(107)의 단부에 부착되어 있다. 캐리어(106)는 침 배럴(103)에 또한 연결된다.

전동기(108)는 헤드상에 장착된다. 일반적으로 (109)로 표시되는 일련의 구동벨트, 풀리, 차동기어, 연결용 로드 및 크랭크는 전동기(108)에 의해서 얻어진 회전구동을 침 배럴(103)및 축(107)의 왕복운동, 및 캐리어(106)의 회전운동으로 전환한다.

압축된 공기 공급원은 공기의 흐름을 속이 빈 내부 및 침의 바닥에 형성된 개구부 밖으로 유도하기 위해서, 침관(103)의 상단부를 덮는 시라우드(110)에 연결된다.

한쌍의 핀치 바퀴(111)및 (112)는 실을 침관(103)의 상단부내로 제공하도록 채용된다. 실 브레이크(113)는 핀치 바퀴가 서로 분리되는 경우, 실의 움직임을 방지하기 위해서 제공된다.

제 14 도는 침 배럴(103), 시라우드(110)로부터의 공기공급, 핀치 바퀴(111,112), 일정제동식 실 브레이크(113)및 실(114)의 길이를 보여주는 단면상세도이다. 한쌍의 핀치바퀴(111)및 (112)중에서, 바퀴(111)는 구동되며, 큰 직경(R)및 작은 직경(r)로 이루어지는 주변부를 갖는다. 각각의 반경을 갖는 바퀴의 섹터들의 상대적인 크기 및 바퀴의 회전속도는 각각의 회전주기 동안에 소정의 주어진 시간에 걸쳐서 2개의 핀치 바퀴 사이의 접촉을 가능하게 하도록 선택된다. 핀치 바퀴들이 접촉하는 경우에, 실은 붙잡혀서 아랫쪽으로 구동된다. 이렇게하여, 터프트의 높이, 및 침의 왕복에 있어서 실이 아랫쪽으로 구동되는 동안의 시간은 조절될 수 있다. 이것은 배킹 필라멘트들이 완전하게 분리되는 경우, 실이 침의 바닥에 형성된 개구부를 통해서 빠져나갈 수 있게 한다.

또 다른 실시예에 있어서, 두 핀치 바퀴들은 크고 작은 반경부분을 갖는다. 그리고 이들의 상대적인 회전 위치들은 공급된 실의 길이 및 터프트 순서에 있어서의 다른 작동에 대한 타이밍을 결정한다. 이 경우에, 두 바퀴들은 모두 구동되고, 이들의 구동축은 서로 맞물린다. 바퀴들은 다른 길이의 실을 만들어 내거나 또는 타이밍을 변화시키도록 서로에 대한 각기 다른 회전 위치에서 조정되고 축에 재공정된다.

지금부터는 침에 대한 압축공기의 공급이 설명될 것이다. 압축된 공기는 침 배럴(103)의 상단부를 덮는 시라우드(110)로 공급된다. 공기는 시라우드(110)의 내부주위로 형성된 환형통로(122)로 들어가고, 시라우드(110)의 내부 주위로 또한 형성된 경사 슬릿(123)을 통해서 빠져나간다. 슬릿의 배열은 침 배럴의 상단부내로 느슨한 길이의 실을 빨아들일 수 있는 소용돌이를 만들어낸다. 일단, 실이 배럴내에 있으면, 공기흐름, 필요에 따라서, 다중 슬릿이 배럴내에 제공될 수 있다.

침의 바닥에 형성된 개구부를 빠져나가는 공기분사는 침이 배킹을 관통하게 되면 이미 짜여진 터프트의 분리를 돕는다. 이것은 방해됨이 없이 새로운 터프트의 직조를 돕는다. 배킹의 필라멘트 및 이미 짜여진 터프트가 침 개구부에 충돌하는 경우, 때때로 봉쇄가 발생된다. 침 배럴 상부에서의 시라우드의 위치 선정은 봉쇄가 침내에서 일어나는 경우, 실이 배럴의 밖으로 이탈하는 것을 방지한다. 이것은 종래기술에 따른 조립체에서 압축공기가 침 배럴의 하단부로 제공되게 한다.

실 브레이크(113)는 핀치 바퀴(111)및 (112)가 결합되지 않는 경우, 공기분사에 의해서 실이 침 내로 끌리는 것을 방지하는데 사용된다. 이것은 또한 헤드가 배킹의 표면을 가로 지름에 따라서 크릴로 부터의 인장에 의해서 헤드 밖으로 끌리는 것을 방지한다.

실 브레이크(113)는 연마면(126)에 대하여 놓여있는 채널 구간 스프링(125)으로 구성된다. 실은 핀치 바퀴에 의해서 비교적 쉽게 뽑아질 수 있지만, 크릴쪽으로는 뽑아질 수 없다. 스프링(125)은 예를들어 실을 변화시키는 것이 바람직한 경우, 침으로부터 실을 뽑아내는 것이 필요할때 실의 표면으로 부터 쉽게 일어설 수 있다.

제 15 도는 제 14 도의 특징으로 보여주는 도면으로서 작동주기동안 운동하는 단면도이다. 침(102)가 푸트(104)의 제 15(a)에 있어서, 바닥 사점에서, 스티치(115)가 배킹(116)에 위치하자 마자, 침이 상방항 스트로크를 개시하게 된다. 이 지점에서 핀 바퀴(111)및 (112)는 때를 맞추고 실 브레이크(113)를 지나는 실(114)의 일정 길이를 끌어당기며, 시라우드(110)내의 공기 공급이 개시되고, 실은 침 배럴(103)의 내부로 깔끔하게 하강한다.

그 다음, (b)에서 침(102)이 올라가며, 이와 동시에 실(114)의 일정 길이가 내려간다. (c)에서, 침(102)은 더 한층 올라가고, 실(114)의 일정길이가 더 한층 아래로 내려간다. 잠시후에, 침의 개구부는 이 개구부의 상부 테두리를 가깝게 가로지르는 배킹의 필라멘트에 의해서 막히게 된다. (d)에서, 실(114)의 일정길이는 최하부 위치에 도달하고, 핀치 바퀴들은 실을 이완시킨다. 스티치의 제 1 터프트는 제 위치에 놓이게 된다.

침의 팁은 배킹으로 회수되고, 공기 공급이 중간된다. (g)단계 바로전에, 회전날(105)은 침 배럴내로 들어가기 시작하고, (h)에서 침(102)이 상부사점을 막 통과할때 실(114)의 일정길이가 절단된다. 침의 팁은 배킹으로 들어가고, (i)에서 날은 관을 깨끗하게 한다. (j)에서, 실이 다시 공급되고, 침(102)의 하강에 따라 실(114)의 절단된 소정길이의 상단부가 아랫쪽으로 당겨진다. (k)단계 바로전에, 침 개구부에서는 배킹의 필라멘트가 깨끗하게 제거되며, 실(117)의 새로운 길이를 고정시키도록 공기공급이 다시 개시된다. 침이 하강함에 따라, 실(114)의 절단된 길이의 상단부는 침 개구부의 상부 테두리에 의해서 배킹을 통하여 당겨진다. 바닥 사점에서 스티치의 제 2 터프트는 배킹에 완전하게 위치되고, 스티치는 완수된다.

얇은 가요성 날(105)은 침 배럴(103)에 형성된 횡단 슬롯으로 들어가고 앤빌(anvil)의 연마된 면으로 회수되도록 날 캐리어(106)상에 장착된다. 앤빌의 면과 날의 테두리 모두는 접촉 면적을 감소시키고 절단 순단의 압력을 증가시키도록 경사져 있다. 이것은 마찰 마모와 열 발생을 감소시킨다.

간헐적인 실 구동은 날(105)에 의해서 실이 절단될 때 실이 고정되는 결과를 가져온다. 한편으로, 침(102)은 이때에 배킹쪽으로 이동한다. 이것은 절단 작동중에 앤빌에 마주 대하고 있는 날에 의해서 실이 당겨지고, 결과적으로 앤빌에 대항하는데 최소한의 날 선하층이 요구됨을 의미한다. 절단 시기는 스티치 길이가 변화되는 모든 순간에 실의 각각의 길이의 첨단 및 후단이 변화되도록 조정될 수 있다.

반 자동 실 교환기가 헤드내로 통합될 것이다. 이와같은 실 교환기는 핀치 바퀴(111, 112)에 인접한 좁은 단부 및 넓은 말단부를 갖춘 배럴을 포함한다. 공기 배출용 슬릿을 갖춘 적어도 2개의 환형공기 통로가 실교환기의 말단부 가까이 제공된다. 먼저, 실 교환기를 통과하는 공기의 하방향 흐름이 발생되고, 실의 느슨한 단부가 이와 함께 이동하여 배럴을 통해서 실 핀치바퀴로 아랫쪽으로 공급된다. 두번째로, 일정길이의 실이 배럴로부터 분출된다.

작동에 있어서, 실을 변화시키기 위하여, 헤드는 날(105)이 배럴을 비게하는 위치로 이동하고, 침 공기 흐름이 차단되며, 핀치 바퀴들이 서로 분리된다. 실 브레이크는 분리되고, 실 교환기의 배럴로 유동하고 헤드에서, 일정길이의 실을 배출하게 하는 공기의 흐름을 만들어 내도록 제 2 의 공기 흐름이 제공되기 시작한다. 다음에, 제 2 의 공기 흐름이 멈추어지고, 제 1 의 공기 흐름 및 공기흐름이 개시되며, 실의 새로운 길이의 단부가 말단부 가까이로 운반된다. 새로운 단부는 제 1 의 공기 흐름에 의해서 만들어진 소용돌이에 의해서 붙잡히며, 침의 공기 흐름과 함께 이동되도록 배럴로 공급된다. 다음에, 실 브레이크가 하강되며, 그 후에 헤드는 자체의 사이클을 계속 진행 시킬 수 있게된다.

제 16 도에는 터프트 헤드의 일실시예가 도시되어 있다. 터프트 구동 전동기(108) 및 터프트 헤드의 회전운동을 제공하기 위한 전동기(127)는 회전하지 않는 터프트 헤드의 일부분상에 장착된다. 터프트 구동 전동기로 부터 나오는 구동이 이붙이 벨트(128)에 의해서 터프트 헤드의 회전부에 제공된다. 이붙이 벨트는 침(102)의 왕복운동을 변환시키기 위하여, 차동기어를 구동시키는 제 1 구동바퀴(129) 및 연결용 로드와 크랭크(130)를 회전시킨다.

제 2 구동바퀴(132)를 회전시키는 이붙이 벨트(131)에 의해서 전동기(127)로 부터 나온 회전구동이 터프트 헤드에 적용된다. 제 2 구동바퀴는 터프트 헤드의 회전가능한 부분에 직접 연결되어 있다.

침(102)은 연결로드(142)에 의해서 왕복운동으로 상하로 구동된다. 연결로드는 안내로드(136)를 따라서 또한 상하로 움직이는 제 3 슬라이드(143)에 연결된다.

제 2 관(144)은 슬라이드(143)로부터 제 4 슬라이드(145)까지 상방향으로 뻗어있다. 제 4 슬라이드는 편심(139)로서의 동일한 회전 구동으로서 180°상태가 바뀐 회전 구동에 의해서 구동되는 편심(146)에 의하여 위아래로 구동된다. 슬라이드(145)는 안내로드(140)및 (141)에 의해서 상하운동하도록 또한 안내된다. 제 1 관(137)및 제 2 관(144)은 속이 비어 있으며, 동축을 이루고 있다. 제 1 관(137)은 제 2 관(144)내에서 뻗어있다.

실은 실관(147)의 속이 빈 내부를 통해서 공급된다. 실관은 제 1 관(137)의 속이 빈 내부를 지나는 직선과 동축으로 뻗어있다.

관(137)및 (144)는 각각의 회전 베어링(148) 및 (149)에 의해서 각각의 상부 슬라이드(138) 및 (145)에 회전가능하게 보유되며, 안내로드(136)는 회전 베어링(150)에 의해서 수직 축 주위로 안내로드(140) 및 (141)에 대하여 회전할 수 있다. 제 18 도에는 장치가 상세하게 도시되어 있다. 제 18 도에는 장치가 상세하게 도시되어 있다. 회전 구동은 헤드의 나머지에 대하여 침(102), 푸트(104) 및 포오크형 로드(133)를 회전시키기 위해서 안내로드(136)와 슬라이드(135) 및 (143)를 회전시키도록 이붙이 벨트(151)에 의해서 안내로드(136)에 제공된다. 동시에, 상하에 왕복운동이 또한 제공된다. 실관(147)은 회전하지 않으며, 실을 직선으로 유지시킬 수 없고 비틀림으로 부터 자유로울 수 없다.

캐리지(134)상의 캠형상(camming) 면(152)은 필요한 경우에 모든 사이클의 올바른 지점에서 실을 멈추도록 레버(153)를 작동시킬 수 있다. 이에 의해, 포오크형 로드(133)는 절단된 파일을 만들도록 실을 절단할 수 있다. 솔레노이드 작동식 실 브레이크(154)는 루우프 파일 구간의 단부에 사용된다. 루우푸 파일이 만들어지는 경우, 캠 브레이크는 무능력해지고, 무딘 포오크형 로드(133)는 사이클의 모든 지점에서 실이 손상되는 것을 방지하기 위하여 사용된다.

순수한 기계적인 타입의 헤드의 과도한 터프트가 달성된다. 예를들면, 카페트가 주문한 디자인을 수 놓아질 수 있다.

비록, 본 발명은 특정한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 다른 형태로의 변경이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 방법 및 시스템은 첨부된 도면에 대하여, 단지 실시예에 의해서만 기재된다.

제1도는 본 발명을 예시한 섬유를 자동적으로 터프트시키기 위한 시스템의 개략도이다.

제2a도는 터프트동안 터프트 바늘의 궤적을 나타낸 개략도이고, 제2b도는 제2a도의 궤적을 따르는 바늘에 의해서 터프트된 터프트의 열을 나타낸 평면도이며, 제 2c도는 제2a도의 궤적을 따르는 바늘에 의해서 터프트된 절단 파일을 나타내는 단면도이고, 제2d도는 제2a도의 궤적을 따르는 바늘에 의해서 터프트된 루푸형상을 나타내는 단면도이다.

제3도는 바늘이 삽입될 때 배킹의 뒤틀림을 나타내는 평면도이다.

제4도는 제3도에 도시된 뒤틀림에 의해서 발생되는 오프셋을 나타내는 평면도이다.

제5a도는 설계형태가 종래기술에 의해서 형성되는 한 방식을 나타내고 제5b도와 같은 설계형태가 본 발명의 실시예에 따라서 형성되는 방법을 예시한 개략도이다.

제6a도는 본 발명의 실시예에 따른 직선을 따라서 터프트의 위치를 예시하고, 제6b도는 본 발명의 실시예에 따라서 곡선을 따르는 터프트의 위치를 예시한 개략도이다.

제7도는 제5도에 도시된 설계형태에 따라서 제6도의 예시된 원리를 설명하는 개략도이다.

제8도는 다른 설계 형태에 따라서 제6도에 예시된 원리를 설명하는 개략도이다.

제9a도는 잠재적인 줄 간격 문제점을 예시하고 제9b도는 그 해결책을 예시한 개략도이다.

제10a도는 다른 잠재적인 줄 간격 문제점을 예시하고 제10도는 그 해결책을 예시한 개략도이다.

제11도는 본 발명을 예시하는 설계 시스템으로부터 전개되는 형상을 나타내는 개략도이다.

제12도는 본 발명을 예시하는 터프트 헤드의 측면도이다.

제13도는 제12도의 헤드의 수직단면도이다.

제14도는 제13도의 상세도이다.

제15a, 15m도는 터프트 헤드가 완전히 360°왕복운동할 때 제12,13,14도에 도시된 터프트헤드의 작동을 연속적으로 나타내는 개략도이다.

제16도는 본 발명을 예시하는 터프트 헤드의 개략도이다.

제17도는 본 발명을 예시하는 다른 터프트 헤드의 측면도이다.

제18도는 제16도의 상세도이다.

Claims (30)

1. 직물을 자동적으로 터프트(tufting)하기 위한 방법으로서, (a) 적어도 두 방향으로 뻗어있는 필라멘트들의 네트워크를 형성하도록 프레임 위로 배킹(backing)을 팽팽하게 하는 단계와, (b) 제어신호의 영향하에서 상기 배킹 위로 터프트 헤드를 횡단시키는 단계 및 터프트의 소정 패턴에 따라 실의 터프트를 상기 배킹내로 삽입하도록 횡단 속도에 관련된 비율로 상기 터프트 헤드내의 침을 배킹 내외로 왕복시키는 단계와, (c) 상기 필라멘트들에 대한 횡단방향, 이 횡단방향에서의 모든 변화, 실의 타입 및 두께, 상기 필라멘트들에 대한 상기 침의 방향, 상기 침의 비틀림 효과, 및 배킹 타입의 요소들중 하나 또는 그 이상을 고려하는 단계와, 그리고 (d) 상기 요소들에 의해서 유발된 위치선정 잘못들을 보정하기 위해서, 상기 (c)단계에서 고려된 상기 요소들에 의존하여 소정 패턴의 터프트의 위치들에 대한 상기 침의 위치들을 조정하는 조정단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조정 단계는 상기 패턴의 터프트의 위치를 변화시키는 단계, 상기 제어신호들을 변화시키는 단계, 또는 상기 (d)단계를 달성하기 위한 횡단 및 터프트 헤드 메카니즘을 보정하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 터프트 중심의 위치들 사이의 거리에 의존하여 상기 패턴의 터프트의 위치에 대한 상기 침의 위치들을 조정하고, 터프트를 짜기 위해서 상기 배킹으로 들어가기 시작하는 침팁의 위치를 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 터프트의 각각의 열이 길이 및 방향, 또는 터프트의 각각의 지역의 크기 및 형상을 나타내는 벡터에 의해서 상기 패턴을 한정시키는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 만곡될 터프트 선의 길이를 따라서 상기 터프트 선의 첨단부로 부터 말단부까지 터프트의 전체 갯수를 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 소정의 지역에 걸쳐서 선들의 전체 갯수를 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 소정의 허용오차내로 경계의 열(row) 공간을 유지하기 위하여, 소정 허용오차내에서 두 지역들 사이의 상기 경계를 이루는 일면상의 선과 상기 경계에 평행한 선 사이의 공간을 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 두개의 가늘어지는 경계를 갖는 지역에서, 각각의 인접한 한쌍의 열들 사이에 제공된 테이퍼의 동등한 부분을 공유하도록 2개의 경계사이의 터프트 열을 가늘어지는 형태로 형성시키는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 소정의 상한과 하한내에서 터프트 밀도를 유지하기 위해서, 하나의 열과 이 열에 바로 인접한 열 사이의 공간에 의존하여, 주어진 열을 따라서 터프트의 전체 갯수를 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 터프트의 배열된 열들을 나타내는 다이어그램으로서 패턴을 표시하는 단계를 더 포함하고 있으며, 표시된 터프트들은 그들의 길이에 대한 폭의 크기로 나타나는 방법.
11. 제1항에 있어서, 소정의 상한과 하한을 벗어나는 국부적인 터프트 밀도의 발생에 대한 패턴을 점검하는 단계를 포함하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 배킹의 소정편향을 유발하기 위해서 소정 압력에서 터프트하는 동안에, 상기 배킹에 대하여 상기 터프트 헤드를 가압하는 단계를 더 포함하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 터프트 전에 상기 배킹위로 상기 터프트를 횡단시키기 위한 수단을 포함하는 기계장치 위로 프레임을 장착하는 단계와, 그리고 한번의 터프트가 완수되는 경우 상기 프레임과 기계장치를 분리시키는 단계를 더 포함하는 방법.
14. 직물을 자동적으로 터프트 하기 위한 장치로서, 적어도 두 방향으로 뻗어있는 필라멘트들의 네트워크를 형성하도록 배킹을 팽팽하게 하는데 사용되는 프레임과, 제어신호의 영향하에서 상기 배킹위로 터프트 헤드를 횡단시키기 위한 횡단 수단과, 상기 횡단 수단에 장착되고, 터프트의 소정 패턴에 따라서 상기 배킹내로 실의 터프트를 삽입하기 위하여 횡단 속도에 관련된 소정비율로 상기 배킹의 내외로 왕복할 수 있는 터프트 침을 갖춘 터프트 헤드와, 그리고 상기 필라멘트에 대한 횡단방향, 이 횡단방향에서의 모든 변화, 실의 타입 및 두께, 상기 필라멘트에 대한 침의 방향, 상기 상기침의 비틀림 효과 및 배킹 타입으로 구성되는 요소들에 의해서 유발되는 위치선정 잘못을 보정하기 위해서 상기 요소들중 하나 또는 그 이상의 요소에 의존하여 터프트의 위치에 대한 상기 침의 위치를 조정하기 위한 조정수단을 포함하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 조정수단은 패턴내의 터프트의 위치를 변화시키는 디자인 수단, 상기 제어신호 또는 횡단수단 및 터프트 헤드에서의 기계적인 상쇄를 변화시키는 제어수단을 포함하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 디자인 수단은 터프트의 각각의 열이 길이 및 방향, 또는 터프트의 각각의 지역의 형상 및 크기를 나타내는 일련의 벡터에 의해서 패턴을 한정하는 장치.
17. 제14항에 있어서, 만곡될 터프트 선의 길이를 따라서 상기 터프트 선의 첨단부로 부터 말단부까지 터프트의 전체 갯수를 계산하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
18. 제14항에 있어서, 소정의 지역에 걸쳐서 선들의 전체 갯수를 계산하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
19. 제14항에 있어서, 소정의 허용오차내로 경계의 선 공간을 유지하기 위하여, 소정 허용오차내에서 두 지역들 사이의 상기 경계를 이루는 일면상의 선과 상기 경계에 평행한 선 사이의 공간을 변화시키기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
20. 제14항에 있어서, 가늘어지게 형성된 지역의 가늘어지는 경계사이에서 열들을 터프트되게 할 수 있는 수단을 더 포함하고 있으며, 이에 의해 2개의 경계사이에 제공된 테이퍼의 동일한 부분이 각각의 한쌍의 열사이에서 공유되는 장치.
21. 제14항에 있어서, 소정의 상한과 하한내에서 터프트 밀도를 유지하기 위해서, 하나의 열과 이 열에 바로 인접한 열사이의 공간에 의존하여, 주어진 열을 따라서 터프트의 전체 갯수를 계산하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
22. 제15항에 있어서, 터프트 열의 길이에 대한 폭으로 각각의 터프트 열을 보여주는 패턴을 표시하기 위한 표시수단을 더 포함하는 장치.
23. 제14항에 있어서, 소정의 상한과 하한을 벗어나는 터프트 밀도의 국부적인 발생에 대하여 패턴을 점검하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
24. 제14항에 있어서, 상기 횡단수단과 터프트 헤드는 상기 배킹의 소정 편항을 유발시키기 위해서 상기 배킹에 대하여 헤드가 밀리도록 공동작동할 수 있는 장치.
25. 제14항에 있어서, 상기 프레임은 터프트전에 상기 횡단 수단상에 장착되고, 일단 터프트가 완수되면 상기 횡단수단으로부터 분리되는 장치.
26. 제14항에 있어서, 상기 터프트 헤드가, 침의 개구부에 배킹이 완전하게 비게되기전, 즉 상기 침의 팁이 상기 배킹으로 들어간 후에, 상기 침이 하강함에 따라 실을 상기 침에 공급하도록 상기 침의 각각의 왕복에서 실과 결합하고, 상기 침의 팁에 상기 배킹이 비게되기전에 이송을 중단하도록 분리되는 실 공급장치와, 상기 침을 통해서 공기의 흐름을 제공하고, 이와함께 실을 운반하여 상기 침을 지나도록 하는 공기 공급기와, 그리고 상기 실공급 장치가 분리되는 경우 실의 진행을 방지하기 위해서 상기 실공급 장치의 상류에 제공된 실 브레이크를 포함하고 있으며, 상기 실공급장치는 한쌍의 핀치바퀴로 이루어져 있고, 상기 한쌍의 바퀴중 적어도 하나의 바퀴는 회전구동하고, 이렇게 회전함에 따라 다른 바퀴와 결합하도록 배열된 주변부의 일부분을 갖추고 있으며, 상기 바퀴가 회전함에 따라 상기 다른 바퀴와 결합하지 않도록 배열된 주변부의 다른 부분을 갖추고 있는 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 실공급장치에 인접한 비교적 좁은 개구부, 자체의 말단부에 위치된 비교적 넓은 개구부, 및 선택적으로 작동가능한 공기 공급수단을 갖춘 관을 포함하는 실변화장치를 더 포함하고 있으며, 상기 공기 공급수단은 상기 관의 넓은 단부로 부터 좁은 단부로 실을 운반하여 상기 실공급장치로 공급하도록 하거나 또는 터프트 헤드로부터 실을 분출하도록 상기 비교적 좁은 단부로부터 넓은 단부로 공기의 흐름을 향하게 하도록 선택적으로 작동하는 장치.
28. 제14항에 있어서, 상기 침을 왕복운동하도록 구동시키기 위한 왕복구동 수단 및 축에 대하여 상기 침을 회전시키기 위한 회전구동수단이 횡단수단의 비회전 부분에 장착되며, 제 1 구동바퀴 및 제 2 구동바퀴에 의해서 터프트 헤드의 회전가능한 부분에 구동력을 제공하고, 상기 제 1 및 제 2 구동바퀴는 상기 축에 대하여 회전하도록 구동되는 상기 회전가능한 부분상에 장착되며, 실제 사용에 있어서 상기 제 1 구동바퀴의 회전구동은 상기 침의 왕복운동으로 전환되고, 상기 제 2 구동바퀴의 회전구동은 상기 축에 대한 상기 침의 회전을 직접적으로 유발시키는 장치.
29. 제14항에 있어서, 상기 터프트 헤드는 왕복운동을 위해서 상기 침내에 장착된 포오크형 날을 포함하며, 정지상태에서 상기 침은 실을 배킹내에 위치시키고, 상기 침과 포오크형 날은 상기 침이 회전운동할 수 있는 축과 동축인 각각의 관에 부착되고, 상기 축 주위로 회전가능하며, 각각의 캐리지에 대한 회전가능한 결합에 의해서 자체의 상단부에 부착되고, 상기 캐리지는 상기 축주위로 회전할 수 없지만 상기 침과 날에 왕복운동을 제공하도록 왕복운동으로 구동될 수 있는 장치.
30. 제29항에 있어서, 실은 상기 축 주위로 회전할 수 없는 관을 통해서 공급되고, 상기 축을 따라서 두 관들을 통해서 상기 침으로 이동될 수 있는 장치.