KR100462577B1 - 자수기의 수틀 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자수기의 수틀 구동장치에 관한 것으로, 자수기에 리니어 모터를 적용하는 경우에 리니어 모터의 길이가 길어지기 때문에 자수기가 대형화되는 문제가 있는 바, 본 발명은 단일의 가동자와 대응되도록 복열의 고정자를 구비하여 구성하는 것으로, 가동자의 길이방향의 길이를 줄일 수 있어 리니어 모터의 길이를 줄이게 되므로 동일한 리니어 모터의 크기에서는 이동거리를 크게 확보하면서도 추력은 종래와 동일하게 얻을 수 있는 효과가 있어 리니어 모터를 채용함에 따른 자수기의 대형화를 방지하는 효과가 있다.

Description

자수기의 수틀 구동장치{EMBROIDERY APPARATUS FOR MOVING EMBROIDERY FRAME}

본 발명은 자수기에 적용된 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 헤드를 구비하는 다두자수기에서 자수틀을 X축 또는 Y축으로 구동시키는 리니어 모터가 복수열의 고정자를 구비한 자수기의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 직물지지 수틀을 이동시키기 위한 구동장치는, 펄스 모터와 서보 모터와 같은 회전 모터를 구동원으로서 각기 갖고 있는 X-구동 기구와 Y-구동 기구를 구비한다. 따라서, 수틀을 X-방향 및 Y-방향으로 이동시키기 위하여 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위하여는 전환 기구가 필요하다. 그러한 동력 전환 기구로써는, 예를 들면 벨트 및 풀리기구, 와이어 및 풀리기구 또는 볼-스크류 기구를 들 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 동력 전환 기구를 채용하면 구동장치의 구조가 복잡해지고, 동력 전환 기구의 기계적 부품간의 백래쉬로 인해서 수틀 구동 제어의 정확성을 향상시키기가 어렵다. 한편, 구동 제어의 정확성을 향상시키기 위하여 볼스크류 기구를 동력 전환기구로서 채용하는 경우도 있지만, 이 볼스크류 기구는 대체로 고가여서 구동장치의 제조비가 증가될 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 리니어 모터를 구동원으로 하는 대한민국 특허출원번호 10-2000-0044193(명칭: 자수기)를 제안한 바 있다.

이와 같은 종래 기술에 의한 자수기의 구성을 도 1 및 도 2을 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이 종래 자수기는 직사각형 모양을 한 테이블(2)의 상부에는 자수틀(4)이 설치되어 있고, 테이블(2)의 일측에는 자수틀(4)의 x축 방향 이동을 안내하는 x축슬롯(6)이 길이 방향으로 형성되어 있으며, 테이블(2)의 후미에는 자수틀(4)의 y축 방향 이동을 안내하는 y축슬롯(8)이 길이 방향으로 형성되어 있다.

자수틀(4)의 상부 중앙에는 빔(10)이 테이블(2) 양측단부까지 설치되어 있고, 빔(10)에는 다수개의 바늘을 구비한 헤드(12)가 자수를 놓고자 하는 갯수만큼 동일한 간격으로 배열되어 있으며, 헤드(12)에는 테이블(2) 하부 타측에 위치하면서 동력을 전달하는 주축구동부(16)가 연결되어 있다.

또한, 자수틀(4)의 일측단부에는 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이 x축 방향으로 전, 후진할 수 있도록 동력을 제공하는 x축구동부(17)가 설치되어 있다.

x축구동부(17)는 자수틀(4)의 일측단부에 롤러(18)가 설치되어 있고, 롤러(18)에는 자수틀(4)을 x축 방향으로 이동시키는 커넥터프레임a(20)의 전면부가 결합되어 있으며, 커넥터프레임a(20) 전면에는 롤러(18)가 y축 방향으로 슬라이딩되게 이동할 수 있도록 안내역할을 하는 가이드홈(22)이 길이 방향으로 형성되어 있다.

커넥터프레임a(20)의 하부에는 x축슬롯(6)의 내부에서 슬라이딩 이동하는 서포터(24)의 상단부가 결합되고, 서포터(24)의 하단부에는 자수틀(4)이 x축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 리니어모터(26)가 설치되어 있다.

리니어모터(26)에는 영구자석(32)이 길이 방향으로 구비되어 있는 기저판(34)의 상면 양측에 레일(36)이 각각 설치되어 있, 레일(36) 상부에는 전, 후진하는 가동자(38)가 슬립되게 설치되어 있으며, 가동자(38)의 저면에는 공급되는 전류에 의해 자기장을 발생시키는 미 도시된 코일이 영구자석(32)과 대향되게 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되는 x축구동부(17)는 필요에 따라서 자수틀(4)의 타측에 설치할 수 있다.

한편 자수틀(4) 후미에는 도 5 와 도 6 에 도시된 바와 같이 y축 방향으로 전, 후진하는 y축구동부(39)가 설치되어 있다.

y축구동부(39)는 자수틀(4)의 후미에 커넥터프레임b(40)가 설치되어 있고, 커넥터프레임b(40)의 배면에는 길이 방향을 따라 슬라이드리브(42)가 수직으로 형성되어 있다.

커넥터프레임b(40)의 하단부에는 y축슬롯(8)을 따라 전, 후진하는 서포터(44)가 형성되어 있고, 서포터(44)의 상단부 양측에는 슬라이드리브(42) 양측면과 슬립되게 접촉하면서 안내역할을 하는 가이드롤러(46)가 회전가능하게 설치되어 있으며, 가이드롤러들(46) 사이에는 슬라이드리브(42)의 하단부를 바쳐주면서 안내역할을 하는 서포트롤러(48)가 회전가능하게 설치되어 있다.

이와 함께 서포터(44)의 하단부에는 자수틀(4)이 y축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 리니어모터(50)가 설치되는데, 리니어모터(50)의 구조는 전술한 리니어모터(26)와 동일하다. 이때 상기와 같이 구성되는 y축구동부(39)는 필요에 따라서 자수틀(4)의 선단부에 설치할 수 있다.

그런데 상술한 바와 같은 종래 기술에 의한 자수기에서 리니어 모터를 적용하는 경우에 기존 공지된 구동장치를 갖는 자수기에 비하여 기기의 사이즈가 커지는 문제점이 있다. 왜냐하면 자수기의 헤드간 거리가 300㎜인 자수기인 경우에 기본적인 이동거리는 300㎜＋Motor가동자의 크기＋안전지지대를 포함하여 약 870㎜가 되므로, 리니어 모터를 채용한 자수기는 일반 자수기에 비하여 약 500㎜의 길이가 더 커지는 것이다. 이는 리니어 모터의 특성상 출력힘은 가동자의 크기(가동자의 면적)에 따라 발생됨으로써 이동거리를 확보하기 위해서는 리니어 모터의 길이가 길어져야 하는데 리니어 모터의 길이가 길어짐에 따라 자수기의 사이즈가 커지는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 리니어 모터의 길이를 키우지 않고도 자수틀을 구동시킬 수 있는 추력을 발휘하도록 한 자수기의 수틀 구동장치를 제공함에 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 자수기의 구성을 보인 정면도 및 평면도.

도 3 및 도 4는 종래 기술에 의한 자수기의 X축 구동부의 분리 사시도 및 결합 단면도.

도 5 및 도 6은 종래 기술에 의한 자수기의 Y축 구동부의 분리 사시도 및 결합 단면도.

도 7은 종래 기술에 적용된 리니어 모터의 평면도.

도 8은 본 발명에 의한 리니어 모터의 일실시예의 구성을 보인 평면도.

도 9a는 본 발명에 의한 리니어 모터의 다른 실시예의 사시도.

도 9b는 도 8의 측면도.

도 10은 종래 기술에 의한 가이드레일형 리니어 모터의 사시도.

도 11은 본 발명에 의한 리니어 모터의 또 다른 실시예의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 ; 리니어 모터 110 ; 기저판

120 ; 영구자석 130,140 ; 선형가이드레일

150 ; 가동자 160 ; 자기 코일

170 ; 선형눈금 180 ; 위치감지센서

200' ; 가동자 210'; 중공

300 ; 고정자

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면은 재봉 대상 직물을 지지하기 위한 자수틀을 X방향으로 이송시키는 X축구동부와 Y방향으로 이송시키는 Y축구동부를 구비하며 이러한 X축구동부와 Y축구동부의 구동원으로 리니어모터를 사용하는자수기에 있어서, 상기 리니어모터는 기저판의 상면에 복열의 고정자를 설치하고, 상기 고정자와 대응되어 상기 고정자의 상면에서 가동자를 이동가능하게 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 복열의 고정자는 복열의 영구자석이 배열되어 구성되고, 상기 가동자의 하면에는 상기 고정자의 영구자석과 대응되는 부위에 자기 코일이 일렬로 배치된 거나, 또는 상기 복열의 고정자는 복열의 영구자석이 배열되어 구성되고, 상기 가동자의 하면에는 상기 고정자의 영구자석과 대응되는 부위에 자기 코일이 복열로 배치된 것이 바람직하다.

이때, 상기 복열의 고정자가 설치되는 기저판의 양측부에는 상기 가동자의 왕복운동을 안내하는 선형가이드레일이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 기저판의 중앙에는 상기 가동자를 안내하기 위한 선형가이드레일을 더 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 측면으로는 재봉 대상 직물을 지지하기 위한 자수틀을 X방향으로 이송시키는 X축구동부와 Y방향으로 이송시키는 Y축구동부를 구비하며 이러한 X축구동부와 Y축구동부의 구동원으로 리니어모터를 사용하는 자수기에 있어서, 상기 리니어모터는 원통체의 가이드레일형으로 형성된 복열의 고정자와, 상기 고정자가 관통되는 중공부를 형성하여 상기 고정자에 안내되어 이동가능하게 설치되는 가동자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고정자는 다수의 영구자석이 배열되어 구성되고, 상기 가동자의 내측에는 상기 영구자석과 자기적으로 작용되어 상기 가동자를 이동시키는 자기 코일이 구비된 것이 바람직하다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 7은 종래 리니어모터의 평면도이고, 도 8은 본 발명에 의한 복열식 리니어 모터의 평면도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 리니어모터(26)는 기저판(34)의 상측에 고정자인 영구자석(32)이 일렬로 배치되어 있고, 기저판(34)의 양측에 선형가이드레일(36)이 형성되어 있다.

이와 대비되어 본 발명의 실시예에 의한 리니어 모터(100)는 도 8에 도시한 바와 같이, 기저판(110)의 상면에 2열로 영구자석(120)이 길이방향으로 다수개 설치되어 복열의 고정자를 구성하고 있으며, 기저판(110)의 양측에 선형가이드레일(130)이 형성되어 있고, 영구자석(120)과 마주보는 가동자(150)의 하면에는 자기 코일(160)이 일렬로 설치되어 있다.

종래 리니어 모터와 비교하여 본 발명에 의한 리니어 모터는 가동자의 크기가 1/2가량 작아지고, 가동자(150)의 이동거리(l)는 그대로 유지하면서 전체 리니어 모터의 길이를 줄일 수 있게 된다(L1 > L2).

이와 같이 본 발명의 일 실시예는 가동자(150)의 크기가 1/2이상 작아지더라도 고정자인 영구자석(120)이 2열로 배치되어 있기 때문에 가동자(150)에서 감당하는 자수틀에 대한 추력은 동일하게 발휘되는 것이다.

또한, 기저판(110)의 일측에는 선형눈금(170)이 부착되어 있고, 이 선형눈금에 대한 위치를 검출할 수 있는 위치감지센서(180)가 가동자(150)의 일측에 설치되어 있다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 고정자는 2열의 영구자석(120)이 배열되어 있고, 이에 대응되도록 가동자(150)의 하면에는 자기 코일(160)이 2열로 설치되는 구조가 제공 가능하다.

또한, 기저판(110)의 중앙에 선형가이드레일(140)을 추가로 형성하여 가동자(150)가 기저판(110)에서 보다 안정적으로 안내되도록 할 수 있다.

상술한 실시예에서는 복열의 고정자는 복열의 영구자석이 일렬로 배열되어 구성되고, 가동자의 하면에는 고정자의 영구자석과 대응되는 부위에 자기 코일이 복열로 배치된 예를 설명하였으나, 이와는 반대로 고정자측에 자기 코일이 복열로 설치되고, 가동자측에 영구자석이 배치되는 실시예도 실시 가능하다. 물론, 원통형 리니어 모터도 동일하다.

리니어 모터에는 여러 가지 타입이 있으나 다른 실시예로서, 도 10에 도시한 바와 같은 리니어 모터의 경우에는 고정자가 가이드레일의 형상과 동일한 원통체의 형상으로 형성되어 있는 리니어 모터인 경우이다. 즉, 고정블록(400)에 양단이 고정되는 고정자(300)에 중공(210)이 형성된 가동자(200)가 이동가능하게 설치되어 있는 구성이다.

이와 같이 구성되어 있는 리니어 모터는 고정자(300)가 다수의 영구자석(미도시)이 배열되어 구성되고, 가동자(200)의 내부에는 영구자석과 대응되도록 다수의 자기코일(미도시)이 구비되어 있어 전원이 인가되면 고정자(300)의 영구자석과가동자(200)에 구비된 자기코일의 전자기적인 작용에 의해 가동자(200)가 고정자(300)에 안내되면서 이동하게 되는 것이다.

이러한 리니어 모터의 경우에 본 발명은 도 11에 도시한 바와 같이 복열(병렬형)로 고정자(300)의 양단이 고정블록(400)에 고정되고, 가동자(200')는 종래의 원통형 리니어 모터의 가동자(200)의 길이보다 1/2로 줄인 상태의 가동자(200')를 설치하게 된다. 이처럼 가동자(200)의 길이가 줄어들기 때문에 그 만큼의 이동거리를 확보하거나, 리니어 모터의 크기를 줄일 수 있게 되며, 추력은 종래와 동일하게 발생되는 것이다.

여기서, 고정자(300)는 다수의 영구자석(미도시)으로 구성되며, 가동자(200')에는 고정자(300)가 관통되는 중공부(210')가 형성되어 있고, 중공부(210')의 내측에는 영구자석과 대응되는 자기 코일(미도시)이 형성되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 자수기의 수틀 구동장치는 종래 리니어모터 보다도 길이를 현저히 줄일 수 있고, 더구나 추력은 종래와 동일하게 얻을 수 있는 효과가 있어 리니어 모터를 채용함에 따른 자수기의 대형화를 방지하는 효과가 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 리니어 모터는 종래의 리니어 모터와 비교하여 크기가 줄어들면서도 가동자의 크기를 종래의 가동자의 1/2의 크기로 줄일 수 있어 가동자가 이동할 수 있는 이동거리를 동일하게 유지할 수 있다. 따라서 가동자가 왕복운동할 수 있는 소정의 이동거리를 늘리기 위하여 리니어 모터의 전장(全長)을 증대시키지 않고도 확보할 수 있다.

또한, 리니어 모터의 전장(全長)이 동일한 구조에서는 가동자의 이동거리를 더 확보할 수 있는 효과가 있다. 물론 추력은 동일하거나 고추력을 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 재봉 대상 직물을 지지하기 위한 자수틀을 X방향으로 이송시키는 X축구동부와 Y방향으로 이송시키는 Y축구동부를 구비하며 이러한 X축구동부와 Y축구동부의 구동원으로 리니어모터를 사용하는 자수기에 있어서,

   상기 리니어모터는 상기 각 구동부에 구비된 기저판의 상면에 설치되는 복열의 고정자와, 상기 고정자와 대응되어 간극이 유지된 상태로 상기 고정자의 상면에서 이동가능하게 설치되는 가동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 복열의 고정자는 복열의 영구자석이 배열되어 구성되고, 상기 가동자의 하면에는 상기 고정자의 영구자석과 대응되는 부위에 자기 코일이 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복열의 고정자는 복열의 영구자석이 배열되어 구성되고, 상기 가동자의 하면에는 상기 고정자의 영구자석과 대응되는 부위에 자기 코일이 복열로 배치된 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 복열의 고정자가 설치되는 기저판의 양측부에는 상기 가동자의 왕복운동을 안내하는 선형가이드레일이 형성된 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 기저판의 중앙에 상기 가동자를 안내하기 위한 선형가이드레일이 더 형성된 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.
6. 재봉 대상 직물을 지지하기 위한 자수틀을 X방향으로 이송시키는 X축구동부와 Y방향으로 이송시키는 Y축구동부를 구비하며 이러한 X축구동부와 Y축구동부의 구동원으로 리니어모터를 사용하는 자수기에 있어서,

   상기 리니어모터는 원통체의 가이드레일형으로 형성된 복열의 고정자와, 상기 고정자가 관통되는 중공부를 형성하여 상기 고정자에 안내되어 이동가능하게 설치되는 가동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 고정자는 다수의 영구자석이 배열되어 구성되고, 상기 가동자의 내측에는 상기 영구자석과 자기적으로 작용되어 상기 가동자를 이동시키는 자기 코일이 구비된 것을 특징으로 하는 자수기의 수틀 구동장치.