KR100463392B1 - 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자수기의 바늘대 승하강 동력제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침장제품을 생산하는 자수기에 있어서 니들 헤드부의 바늘대에 선택적으로 동력을 전달하거나 동력전달을 해제시켜 바늘대의 승하강 또는 정지작동을 제어하는 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 종래의 제어기구 구조를 바늘대수만큼의 각부를 가지는 내강성의 얇은 지지판으로 간단하게 개선하고 종래 단일 솔레노이드를 통해 다수의 바늘대 전체를 연결/단속하는 방식에서 각 바늘대마다 솔레노이드를 각각 설치구성시킴으로서 바늘대 각각의 연결/단속이 가능하도록 하는 구성을 갖는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명을 통해서 좁은 공간내에서 다수의 바늘대의 단속을 가능하게 함으로서 니들헤드의 간격을 최소화함으로서 다양한 칼라 및 디자인을 가지는 자수 및 누비작업을 할 수 있어 폭넓은 침장제품의 생산이 가능하다.

Description

자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치{CONTROL EQUIPMENT FOR NEEDLE WORK FOR NEEDLE HEAD PART OF EMBROIDERY MACHINE}

본 발명은 자수기에 있어서 니들헤드부의 바늘대에 선택적으로 동력을 전달하거나 동력전달을 해제시켜 바늘대의 승하강 또는 정지작동을 제어하는 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치에 관한 것이다.

통상의 단색 또는 다색 자수기에 있어서 니들헤드에 하나 또는 다수의 바늘대가 설치되며 원하는 자수나 누비작업 등에 따라 적정의 바늘대를 선택하여 작업을 하게 되는 바 작업의 필요성에 따라 필요한 수의 바늘대에 대한 승하강 또는 정지 등의 동작을 제어할 필요가 있다.

종래에는 주로 회전구동이 이루어지는 작동자와 이 작동자를 구동시키는 다수의 부품들로 조합된 형태로 구성되므로 작동시 부품간의 간섭이 심하고 지나친 소음으로 열악한 작업환경이 되며 또한 자수기의 작동속도를 증가시 작업이 불안정하게 되어 작업속도의 증가에 한계가 있고 또 부품간의 간섭으로 인한 작동자의 손상으로 잦은 교체가 필요하게 되어 번거로운 작업이 많이 발생하며 이로인한 작업시간 및 인력낭비 등의 문제점이 있었다.

상기한 문제점에 대하여 본 출원인은 대한민국특허등록 제1994-5369호에서와 같이 전기적으로 동작되는 솔레노이드와 같은 작동기구를 이용하여 동작시키는 제어기구를 자수기 니들헤드의 상부에 회전가능하게 축설하고 상기 제어기구의 중앙에 설치된 커플링 조정구의 작동에 따라 연접 작동되는 체인지 커플링을 가이드에 탄지 상태로 힌지 고정하며 상기 체인지 커플링에는 접동 요홈부를 형성하고 바늘대에는 돌출단부를 갖는 고정구를 설치하여 상기 접동 요홈부에 상기 고정구의 돌출단부가 끼워진 상태에서 상기 제어기구와 체인지 커플링의 연동작동에 의하여 바늘대의 승하강 및 정지작동과 같은 바늘대의 동력단속제어가 원활하게 이루어지도록 하는 장치를 안출하여 제공한 바 있다.

또한 기존의 자수기들은 캠의 일측에 소정형태의 접동홈을 단일 또는 이중형태로 형성하여 여러 링크 구조를 거쳐 바늘대나 실채기에 동력을 전달하도록 한 방식을 채택하고 있으나 캠의 동작방향의 제한성으로 헤드 간격을 좁힐 수 없어 기계가 커져야 하는 문제가 있고 이에 좁은 간격의 다양한 칼라 자수의 구현이 원천적으로 어려운 실정이었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 대한민국특허등록 제1994-5368호에서와 같은 주축으로부터 헬리컬기어에 의하여 직각방향으로 캠축을 구동시키고 캠의 전면에 크랭크를 설치하여 바늘대의 승하강 작동이 가능하도록 하며 상기 캠의 외주연에는 전후방으로 왕복가능한 캠홈을 형성하여 실채기 링크가 일정각도 범위에서 움직이고 이와 치합되는 실채기가 상하 회전작동할 수 있도록 한 동력전달장치를 제공함으로서 단색이나 다색 자수기에 관계없이 니들헤드의 크기를 대폭 소형화하였으며 이에 따라 동일 폭을 갖는 종래의 자수기에 비하여 보다 많은 수의 니들헤드를 나열식으로 장착가능하고 작은 크기의 무늬도 전폭에 걸쳐 1회에 작업이 가능하도록 하였다.

그러나 상기의 경우에 있어서 솔레노이드를 통해 동작 단속시 제어기구의 단일성으로 인해 다수의 바늘대가 동시에 동작되거나 단속될 수 밖에 없어 각각 단속제어할 수 없고 이로 인해 다양한 자수나 누비작업의 제한이 있는 문제점을 내포하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주목적은 종래의 제어기구 구조를 간단한 형태의 내강성을 가진 지지판으로 개선하고 단일 솔레노이드를 통해 다수의 바늘대 전체를 연결/단속하는 것에서 각 바늘대마다 각각 솔레노이드를 설치구성시킴으로서 바늘대 각각의 연결/단속이 가능하도록 하는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 구성을 통해 종래 단일동력원으로 단일 바늘대만을 단속시켰으나 단일 동력원으로 다수의 바늘대를 동작시킬 수 있고 또한 바늘대 각각을 별도로 구동시킬 수 있도록 함으로서 바늘대의 선택적 동력 단속 제어로 자수작업을 더욱 폭넓고 원활히 이루어지도록 하고자 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 바늘대 각각의 구동을 통하여 다양한 자수나 누비작업을 수행할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 단일구동으로 다수의 바늘대 구동을 가능케 하는 니들헤드부의 간격을 최소한으로 구성시킬 수 있는 장치를 제공하려는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기존 기계의 기능을 포함하면서 니들헤드부의 간격을 최소화함으로서 좁은 간격의 다양한 칼라 자수나 누비작업이 가능하도록 함으로서 침장제품의 생산 폭을 넓히고 생산성을 증가시키려는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 단일 구동모터 동작만으로 지지판을 통해 다수의 바늘대를 연동시키도록 함으로서 동력소모를 절감하려는 데 있다.

도 1은 종래의 바늘대 단일구동방식을 보여주는 부분생략평면도이며,

도2는 본 발명이 적용되는 니들헤드부의 종단면도,

도2a는 도2에서 실채기와 실채기링크의 다른 실시예를 보여주는 종단면도,

도3은 도2의 분해조립상태를 보여주는 분해사시도,

도4는 본 발명의 지지판이 니들헤드에 장착된 상태를 보여주는 사시도,

도5a 내지 도5c는 본 발명의 지지판과 솔레노이드의 동작에 따른 각 바늘대의 작동과정을 보여주는 동작도,

도6은 본 발명이 적용된 자수기의 헤드부가 연이어져 설치된 것을 보여주는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 주축 3 제2헬리칼기어

4 캠축 5 캠

6 크랭크 7 바늘대

8 실채기링크 9 실채기

10 가이드바아 11 가이드

12 바늘대커플링 13 고정구

21 지지판 22,23 승하강판

24,25,26 바늘대커플링

F 프레임 S 솔레노이드

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치는 주축의 회전에 따른 헬리컬기어와 캠의 동작에 맞춰 회전하는 크랭크에 의하여 선회하면서 가이드바아를 따라 승하강하는 가이드 및 승하강판과 바늘대커플링 사이에 끼워지고 그 전면에 3개의 바늘대커플링이 각각 결합고정되어 상기 각 바늘대커플링의 요홈부에 바늘대의 고정구에 형성된 돌출단부가 각각 끼워져 상기 캠의 회전에 따라 크랭크가 선회하면서 승하강 회전시 가이드, 바늘대커플링 및 바늘대가 동시에 승하강하도록 하는 지지판으로 구성된다.

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명에 대하여 보다 상세히 살피고자 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려야 할 것이다.

도 1은 종래의 바늘대 단일구동방식을 보여주는 부분생략평면도이며, 도 2는 본 발명이 적용되는 니들헤드부의 종단면도, 도 2a는 도2의 실채기와 실채기링크의 다른 실시예를 보여주는 니들헤드부의 종단면도, 도 3은 상기 도 2의 분해조립상태를 보여주는 분해사시도, 도 4는 본 발명의 지지판이 니들헤드에 장착된 상태를 보여주는 사시도, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 지지판과 솔레노이드의 동작에 따른 각 바늘대의 작동과정을 보여주는 동작도, 도 6은 본 발명이 적용된 자수기의 헤드부가 연이어져 설치된 것을 보여주는 사시도이다.

본 발명의 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치는 첨부된 도1 내지 도5에 도시된 바와 같이 제1헬리컬기어(2)가 축설되며 동력을 전달하는 주축 (1)과 상기 제1헬리컬기어(2)와 치합되어 동력의 전달방향을 전환시켜주는 제2헬리컬기어(3)와 상기 제2헬리컬기어(3)가 축설되며 주축(1)의 회전에 따라 회전하는 캠(5)과 상기 캠(5)에 고정되어 캠의 회전에 따라 선회운동하는 크랭크(6)와 프레임(F)에 고정되는 가이드바아(10)에 설치되며 상기 크랭크(6)의 회전에 따라 승하강 운동하는 가이드(11)와 상기 가이드(11)에 연결 고정되는 지지판(21)과 상기 지지판(21)의 좌우 양측면에 각각 설치되는 승하강판(22)(23)과 상기 승하강판(22) (23)의 돌출축(22a)(23a)에 삽설되어 볼트로 고정되되 일체로 제작되어 그 하단부에 솔레노이드(S) 동작에 의하여 힘이 가해지면 상기 돌출축(22a)(23a)을 중심으로 회동가능한 구조를 가지는 바늘대커플링(24)(25)(26)과 상기 바늘대커플링과 체결 또는 해제되어 연동되는 고정구(13)에 돌출된 축(11a)을 갖는 바늘대(7)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 대한 작용 및 효과를 살펴보기로 한다.

도1 내지 도3을 참조하여 설명하면, 제1헬리컬기어(2)는 동력을 전달하는 주축 (1)에 축설되어 동력의 전달방향을 전환시켜주며 상호 직각방향으로 치합된 제2헬리컬기어(3)에 회전력을 전달한다.

상기 제2헬리칼기어(3)는 외측프레임(F)에 회전가능하도록 축설된 캠축(4)에 축설되어 캠축(4)을 회전구동시킨다. 상기 캠축(4)의 타단에는 캠(5)이 형성되는 바 상기 캠(5)의 외주연에는 전후방으로 이어지고 미끄럼이 가능한 일정한 폭을 갖는 캠홈(5a)이 형성되며 그 전면 1개소에는 축설가능하도록 암나사가 형성된다.

상기 캠(5)의 캠홈(5a)에는 실채기(9)와 연동되는 실채기링크(8)가 설치된다. 여기서 실채기링크(8)는 일단에는 캠홈(5a)에 적합한 크기의 회전로울(8b)이 고정설치되고 타단에는 미끄럼운동되는 볼베어링(8c)으로 이루어지며, 상기 회전로울(8b)은 상기 캠홈(5a)에 끼워지고 볼베어링(8c)은 실채기(9)의 하부에 형성된 굴곡부에 끼워진다. 따라서 캠축(4)의 회전에 따라 캠(5)이 회전되면서 실채기링크 (8)가 동작되고 실채기(9)가 연동되면서 실채기 작업이 수행된다.

크랭크(6)는 캠(5)의 회전에 따라 선회운동하며 승하강되며 상하부에 각각 일정크기의 구멍을 갖고 일체로 제작된다. 상부의 구멍 내부에는 섭동가능하도록 니들베어링이나 로울러베어링과 같은 베어링(16)이 압설되며 상기 베어링(16)의 내경부에 축(5b)이 삽입되어져 상기 캠(5)에 형성된 암나사부와 체결되어 축을 이루게 된다. 이 때 크랭크(6)와 캠(5)간의 면마모를 방지하기 위하여 부쉬(15)를 사용한다. 하부측의 구멍은 가이드바아 (10)를 따라 승하강하는 가이드(11)에 돌설된축(11a)과 결합된다.

가이드바아(10)는 프레임(F)의 상하단에 고정설치된다.

가이드(11)는 상기 가이드바아(10)에 삽입 설치되어져 상기 가이드(11)의 축(11a)과 결합된 크랭크(6)의 선회운동에 따라 가이드바아(10)를 타고 승하강한다. 상기 가이드(11)는 지지판(21)과 결합되어 일체 작동되도록 두 개의 체결용 나사부를 가진다. 가이드(11)의 일단면에는 크랭크(6)와 결합되도록 돌출된 축(11a)이 돌설되며 타단면에는 지지판(21)의 구멍과 상기 지지판(21)의 일면에 접해 설치되며 솔레노이드(S)의 동작에 따라 회동되어져 바늘대(7)의 고정구(13)에 설치된 돌출단부(13a)와 체결되거나 해체되도록 하는 바늘대커플링(25)의 구멍을 통과하여 렌치볼트(L)로 체결시킬 수 있도록 그 전면부에 암나사부를 가진 돌출된 축(11b)이 형성된다. 상기 가이드(11)의 내측에는 가이드바아(10)를 따라 원활히 승하강될 수 있도록 정밀가공된 면을 갖도록 하거나 정밀가공된 슬리브 등을 삽입시킬 수 있다.

지지판(21)은 일체로 하되 그 하부는 필요에 따라 바늘대수만큼 다수로 분기시킬 수 있으며 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 3개의 각부(脚部)를 가진다. 상기 각 각부에는 가이드(11)와 지지프레임에의 고정을 위한 2개의 체결구멍과 승하강판(22)(23)의 돌출축(22a)(23a)과 바늘대커플링(24)(25)(26)와의 결합을 위한 1개의 구멍이 형성된다.

상기 지지판(21)은 상기 가이드(11)의 축(11b)과 결합되어져 캠(5)의 작동에 의한 가이드(11)의 승하강 작동과 함께 동시에 승하강 작동되며 이에 따라 상기 지지판(21)에 연결된 다수의 바늘대(7)가 동시에 작동되어 자수작업이 수행된다.

상기 지지판(21)은 고속으로 동작되는 캠(5)의 회전에 따라 빠른 속도로 작동되는 바늘대(7)의 승하강 운동에 따른 부하를 충분히 견딜 수 있는 구조로 설계되어야 한다. 이를 위하여 다양한 실험을 통해 재질 및 크기를 결정하게 된 바 재질은 SK5 강종의 탄소공구강(C 0.80wt%, Si 0.35wt% 이하, Mn 0.50 wt% 이하, P 0.030wt% 이하, S 0.030wt% 이하, 잔량 Fe 및 불가피물), 두께는 1.5mm 가 가장 바람직한 것으로 나타났다.

상기와 같은 지지판(21)을 이용하여 니들헤드부를 형성시킴에 의해 니들헤드간의 간격이 크게 감소되어 다양한 색갈의 자수 및 누비작업이 가능하게 되었으며 바늘대 전체 또는 각각을 동작시킬 수 있어 다양한 디자인의 침장제품 작업이 가능하게 되어 폭넓은 자수 작업이 가능하게 되었다.

상기 승하강판(22)(23)은 지지판(21)의 일면에 접해 설치되어지며 상기 지지판(21)의 각부에 형성된 구멍에 맞는 돌출축(22a)(23a)이 고정설치되며 2개의 나사체결용 구멍이 형성된다.

바늘대커플링(24)(25)(26)은 내강성의 금속이나 고강도의 엔지니어링 플라스틱을 이용하여 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 본 발명에서는 "L"자 형으로 이루어지며 꺾여지는 중심부에는 돌출축(22a)(11b)(23a)이 끼워져 이를 중심으로 회동가능하도록 하는 구멍을 가지며 일단에는 바늘대(7) 고정구(13)의 돌출축(13a)에 맞춰 걸려지도록 하는 요홈부가 형성되어지고, 타단부는 솔레노이드(S)의 전기적 제어동작에 따라 작동되는 동작축에 접해지도록 설치된다. 상기 솔레노이드(S)의 동작축이 돌출시 바늘대커플링를 밀어내 상기 중심부의 돌출축(22a)(11b)(23a)을 중심으로 회동되면서 걸려진 바늘대(7) 고정구(13)의 돌출축(13a)이 빠지게 되어 바늘대(7)가 동작하지 않게 되는 것이다.

바늘대(7)는 고정구(13)가 일정위치에 고정설치되며 상기 고정구(13)에는 돌출축(13a)이 형성된다. 상기 바늘대(7)의 하부에는 스프링이 탄지되어 바늘대가 항상 일정 위치에 있도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작동을 설명하면,

주축(1)으로부터 전달된 동력은 제1,2헬리컬기어(2)(3)를 통해 방향전환되어 외측프레임(F)에 축설된 캠축(4)을 통해 회전력이 전달되어져 캠(5)을 회전시키며 상기 캠(5)에 연결된 크랭크(6)를 선회운동시켜 승하강작동시키며 상기 크랭크(6)에 연결된 가이드(11)가 가이드바아(10)를 따라 승하강하게 되며 상기 가이드(11)와 결합된 지지판(21) 및 상기 지지판(21)과 바늘대커플링(24)(25)(26) 그리고 승하강판(22)(23)과 일체로 결합구동되는 바늘대(7)가 연동되어 승하강 동작하게 되며 필요한 자수작업을 한다.

이 때 필요에 따라 미리 설정된 프로그램에 의한 솔레노이드의 온-오프(on-off) 제어동작에 의하여 바늘대커플링를 각각 제어시킴으로서 상기 바늘대(7)의 동작을 선택적으로 단속/연결제어할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 종전의 단일 동력축 전달로 바늘대 하나만 단속하였던 것을 단일 동력축으로 다수의 바늘대를 단속할 수 있게 되었고, 좁은 공간내에서 바늘대의 단속을 가능하게 함으로서 니들헤드의 간격을 최소화함으로서 다양한 칼라 및 디자인을 가지는 자수 및 누비작업을 할 수 있어 폭넓은 침장제품의 생산이 가능하다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 다양한 색갈을 가진 자수작업을 할 수 있으며 하나의 구동축에 대하여 다수의 바늘대 작업이 가능함으로서 동력비의 절감을 유도하고 또한 각각의 바늘대 동작을 제어할 수 있으므로 다양한 무늬의 자수작업이 가능한 매우 유용한 효과를 갖는 발명이다.

또한 지지판을 사용함으로서 니들헤드부의 간격을 최소화시켜 동일 공간내에서 다양한 작업이 가능한 기계를 제작할 수 있어 생산성을 제고시키며 작업공간을 절감할 수 있는 효과를 가진다.

또한 자수간격의 조절이 가능하여 가마의 간격이 2"까지 가능하며 이를 통해 침장제품의 폭을 다양하게 넓힐 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 발명의 기계수출을 통하여 섬유강국으로서 국가경쟁력 제고에 기여할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 프레임(F)에 상,하로 고정설치된 가이드바아(10)를 갖는 자수기 바늘대의 동력전달장치에 있어서,

   주축(1)으로부터 전달된 동력에 의해 회전하는 캠(5)과;

   상기 캠(5)의 회전에 따라 선회 및 승하강하도록 전면에 일측이 접동될 수 있게 축(5b)에 축설되는 크랭크(6)와;

   상기 가이드바아(10)에 삽입설치되고, 일단면에 돌설된 축(11a)으로써 상기 크랭크(6)에 결합되어, 상기 크랭크(6)의 운동에 따라 가이드바아(10)를 타고 상하 승하강되는 가이드(11)와;

   상기 가이드(11)에 돌설된 하나의 돌출축(11b)의 관통을 허용하는 하나의 각부(脚部) 및 이에 이웃하는 적어도 하나의 다른 각부(脚部)를 하부측에 구비한 채 상기 가이드(11)와 일체로 작동하는 지지판(21)과;

   상기 지지판(21)의 일면에 접해 설치되며 상기 적어도 하나의 다른 각부에 형성된 구멍에 맞는 적어도 하나의 다른 돌출축(22a 및/또는 23a)을 각각 갖는 적어도 하나의 승하강판(22 및/또는 23)과;

   "L"자 형으로 그 중심부의 구멍을 통해 상기 가이드(11)의 돌출축(11b) 및 상기 승하강판(22 및/또는 23)의 돌출축(22a 및/또는 23a)에 회동가능하게 끼워지며, 일단에는 요홈부가 각각 형성되어 있는 바늘대커플링(24, 25, 26)들과;

   상기 요홈부 각각에 상응하는 돌출축(13a)을 갖는 고정구(13)가 설치된 바늘대(7)들과;

   동작축이 상기 바늘대커플링(24, 25, 26)의 일단에 접해지도록 프레임에 설치되어, 상기 동작축의 작동에 따라 상기 바늘대커플링(24, 25, 26)을 회동시키는 솔레노이드(S)를 포함하여,

   그 솔레노이드(S)의 작동 및 이에 따른 바늘대커플링(24, 25, 26)의 선택적인 회동에 따라 바늘대커플링(24, 25, 26)의 요홈부가 바늘대 고정구(13)에 선택적으로 끼워지고 빠지게 하여 바늘대(7)들을 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치.
2. 청구항 제1항에 있어서,

   상기 지지판(21)은 일체형으로 두께 1.5mm 이며 재질은 SK5 강종의 탄소공구강(C 0.80wt%, Si 0.35wt% 이하, Mn 0.50 wt% 이하, P 0.030wt% 이하, S 0.030wt% 이하, 잔량 Fe 및 불가피물)인 것을 특징으로 하는 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치.
3. 상기 지지판(21)은 하나의 가이드(11) 및 2개의 승하강판(22, 23)에 각각 상응하는 3개의 각부를 하부에 가져 3개의 바늘대를 동작시킬 수 있도록 되어진 것을 특징으로 하는 자수기 니들헤드부의 바늘대 승하강 동력제어장치.