KR100666763B1 - 재봉틀 가동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재봉틀 가동장치의 마찰접촉부분의 무급유화를 도모할 수 있으며, 동시에 제조부하를 감소시키고, 경량화를 달성할 수 있는 재봉틀을 제공한다.

재봉틀(10)에 있어서, 고속, 고하중 하에서 슬라이딩 또는 회전 이동하는 부품의 마찰 접촉하는 마찰면을 미강(米糠)세라믹스를 사용하여 형성시킨다. 예를 들면, 재봉틀(10)의 구동부를 구성하는 회전축과 베어링은 금속으로 형성하여 베어링(100)의 외각(外殼)을 이루는 하우징(101)의 내부에 미강세라믹스로 형성된 부싱 모양의 성형품(102)을 삽입/고정하여 제조한다. 상기와 같은 구조에 있어서, 회전축의 측면과 베어링(100) 사이의 마찰면을 이루는 베어링 내측면(102A)은 마찰계수가 작은 미강세라믹스로 형성되며, 무급유화를 실현할 수 있다.

Description

재봉틀 가동장치{DRIVING APPARATUS FOR SEWING MACHINE}

도1은 본 발명 실시형태의 제1실시예의 재봉틀(10) 구동부의 분해사시도이다.

도2는 상기 재봉틀(10) 구동부의 측면도이다.

도3은 상기 제1실시예의 변형으로서 재봉틀(20)의 분해사시도이다.

도4는 재봉틀의 접촉부분인 상부 루버홀더 베어링의 측면도이다.

도5는 미강세라믹스로 형성된 부싱을 베어링 내측면에 고정한 베어링의 단면도(4b) 와 미강세라믹스의 단면을 도해 식으로 예시한 도면(4a)이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

바늘부착구(1A), 수나사축(1AA), 재봉바늘(1B),

요동축메탈(1C), 내통부(1CA), 요동축(1D),

재봉틀(10), 상부축(11), 상부축 전방메탈(11A),

내통부(11Aa), 평형추(11B), 삽입구멍(11Ba),

나사구멍(11Bb, 11Bb), 볼트(11Bc, 11Bc), 연결축(12)

절삭부(12A), 연동축(12B), 니들바 크랭크로드(13)

축구멍(13B), 내통부(13C), 각형 캠(14),

캠 구멍(14A), 실채기 슬라이드 베어링(15), 실채기레버(16),

니들바(17), 암나사구멍(17A), 니들바홀더(18),

니들바 홀더축(18A), 나사구멍(18B), 나사볼트(18C),

요동대(19), 니들바 상부메탈(19A), 니들바 하부메탈(19B),

캠 안내홈(19C), 재봉틀(20), 평형추(21),

실채기레버 크랭크(22), 내통부(22A), 연결축(23),

축(23A), 축(23B), 크랭크로드(24),

내통부(24A), 내통부(24B), 각형 캠(25),

니들바(26), 니들바 홀더(27), 홀더축(27A),

바늘부착구(28), 재봉바늘(29), 상부 루버홀더 베어링(40),

상부 루버 안내메탈(41), 부싱형 부재(41A), 안내메탈 내주면(41Aa),

상부 루버 구동축(42), 베어링(100), 성형품(102),

베어링 내측면(102A), 미세요부(102B), 마모분(102C)

본 발명은 슬라이딩 회전하는 구성부분의 무급유화(無給油化)를 도모할 수 있는 재봉틀에 관한 것이다.

고속, 고하중 하에서 슬라이딩 이동 또는 회전이동을 하면서 서로 접촉하여 마찰하는 많은 부품들로 구성된 종래의 공업용 재봉틀의 구동부는 주로 회전축과 베어링으로 이루어져 있다. 따라서 회전축과 베어링의 구조는 금속재료들의 조합이 일반적으로서, 금속재료 상호간에 눌어붙거나 이상마모를 일으키기 때문에, 예를들어 프레팅(fretting)마모를 발생시키지 않도록 윤활유를 주입하는 구조로 되어있는 것이 많다.

공업용 재봉틀에 있어서, 접촉 마찰하는 부분은 마찰에 수반하는 발열 때문에 열화(劣化)하므로 윤활유를 공급하기 위하여 급유장치를 설치하여 윤활유를 강제적으로 공급할 필요가 있다. 급유장치로서는, 예를들어 접촉부분으로 윤활유를 공급하기 위한 배유관과, 윤활유를 저장하기 위한 기름통(oil pan)과, 윤활유를 빨아(吸上)올리기 위한 펌프 등을 장치한다. 이와 같은 구조에 있어서는, 기름통으로부터 펌프에 의하여 윤활유를 빨아올려 배유관을 거쳐 각 접촉부분으로 순환시키도록 되어있다.

또한, 슬라이딩 이동 및 회전이동과 수반하는 마모, 또는 슬라이딩 이동 및 회전이동에 수반하여 발생하는 저항은 슬라이딩 및 회전 이동 속도와 슬라이딩/회전 이동시 가해지는 하중, 즉, 면압(面壓)에 의하여 결정되는 PV값에 의하여 크게 좌우된다. 즉, 상기 속도가 빠를수록, 그리고 상기 면압이 클수록 마찰율이 증가하여 마찰저항이 증가하고 마모가 커진다.

따라서, 접촉/마찰 부분에 윤활유를 공급하는 구조를 갖는 상기 재봉틀에 있어서는, 예를들어 윤활유 공급량이 과다한 경우에는 고속으로 동작하는 니들바의 상하왕복운동을 할 때, 또한 실채기레버(thread take-up lever)의 요동운동과, 니들바 크랭크 로드가 회전운동을 할 때 윤활유가 주변에 튀어나가서 재봉틀 밖으로 윤활유가 누출되어 봉제물을 더럽히는 위험이 있다.

또한, 반대로 윤활유의 공급량이 부족할 경우에는 접촉부분의 이상 마모 또는 눌어붙음 현상이 발생할 위험이 있다.

또한 전술한 바와 같이, 접촉부분에 윤활유 공급장치를 설치할 때는 재봉틀의 부품수가 증가하게 되므로 제조부하와 생산원가가 증가할 뿐만 아니라, 재봉틀의 중량도 증가하게 되어, 따라서 재봉틀의 접촉/마찰 부분의 무급유화의 필요성이 제기되었다.

따라서, 무급유화를 실현하기 위하여, 접촉부분의 마찰면을 이루는 금속재료표면을 피복 처리하여, 예를들어 주석(TiN), 다이아몬드화(化) 탄소(DLC) 등의 세라믹스 피막과, 윤활용 MOS2 및 테플론 피복처리를 실시하거나, 내마모성 수지재료 또는 CFRP(탄소섬유강화수지)를 사용하는 구조를 시도하였다.

그러나, 전술한 금속재료표면의 피복처리는 장기간 사용시 피복층이 마모되거나, 벗겨져서 피복효과를 상실할 우려가 있다. 또한 종래의 내마모성 수지재료는 일반적으로 열팽창계수가 크기 때문에 슬라이딩 또는 회전마찰 운동에 수반하여 발생하는 열에 의하여 큰 변형을 초래하는 경우가 있었다. 또한 종래의 내마모성 수지재료는 일반적으로 만족한 치수정밀도를 얻기 위하여 가공에 필요한 연구가 요구되는 경우가 많으며, 역시 마모되기 쉬운 재료인 것이다.

따라서, 위에서 설명한 바와 같이 공업용 재봉틀의 슬라이딩 마찰부분의 무 급유화를 완전히 실현시킬 수 없었다.

본 발명은 상기 기술상태를 고려하여 이루어진 것으로서, 접촉부분의 무급유화를 달성하고, 동시에 제조부하를 절감하고 경량화를 기할 수 있는 재봉틀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특허청구범위 제1항에 기술한 재봉틀은, 예를들어 도1에 예시한 바와 같이 슬라이딩 및 회전운동에 의하여 서로 접촉/마찰하는 부품들이 장치된 재봉틀(10)에 있어서, 적어도 한쪽 부품의 접촉부분이 경질다공성 탄소재료로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 경질다공성 탄소재료는 마찰계수가 작기 때문에 부품들이 서로 접촉 운동할 때 마모량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 발열도 작게 억제할 수 있다. 따라서 접촉부분의 내마모성과 내점착성(耐粘着性)을 향상시켜 재봉틀의 무급유화를 달성할 수 있다.

또한, 상기 접촉부분에 대한 윤활유 주입이 필요 없으므로, 윤활유를 공급하기 위한 배유관, 기름통, 오일펌프 등의 급유수단을 장치할 필요가 없어서 재봉틀의 경량화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 접촉부분의 부품들은 금속재료 보다 밀도가 작은 경질다공성 탄소재료로 구성되므로 경량화에 더욱 기여하게 된다.

또한, 윤활유를 공급할 급유장치가 필요 없으므로 재봉틀의 부품수를 감소시켜, 제조공정을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조비용 절감에 기여할 수 있다.

더욱이, 접촉 마찰운동은 축의 축선방향을 따라 직선으로 슬라이딩 운동을 하는 동작과, 축의 회전운동, 또는 슬라이딩 운동을 수반하는 회전운동을 포함한다.

또한 축선방향으로 슬라이딩 운동이나 회전운동, 또는 양자를 조합한 운동을 하는 원주모양의 축이 삽입되는 원통형의 내통부(內筒部)를 갖는 베어링 구조와, 또한, 임의의 단면형상을 갖는 축을 그 단면형상과 일치하는 형상의 내통부를 갖는 베어링 속으로 삽입하여 길이방향으로 직선 슬라이딩 운동을 하는 구조를 포함할 수 있다.

또한, 특허청구범위 제1항에 기술된 구조를 예를들어 요동대(搖動臺)에 장착되는 베어링 {니들바 상부 메탈(19A) 및 하부 메탈(19B)}, 실채기 슬라이드 베어링과, 각종 슬라이드 로드(rod)들을 위한 베어링에 적용하면 무급유화를 적절히 달성할 수 있다.

또한, 예를들어 특허청구범위 제1항에 기술된 구조를 상기 베어링에 적용하는 경우에, 경질다공성 탄소재료로 되는 부싱 모양의 부재를 베어링 외각(外殼) 안쪽에 장착 고정하는 구조로 할 수도 있다.

또한 접촉부분으로서, 예를들어 재봉틀의 구동부에 장치하는 각형 캠(角形cam)과 같이, 각형 캠의 운동을 안내하기 위하여 형성된 홈을 따라 상기 각형 캠이 접촉 마찰하면서 이동하는 경우를 포함한다. 이 경우, 각형 캠과 홈의 마찰면 부분을 경질다공성 탄소재료로 형성하면 무급유화를 훌륭히 달성할 수 있다.

또한, 재봉틀의 접촉부분의 마찰면에 상기 경질다공성 탄소재료를 사용하는 구조와, 접촉부분에 윤활유를 주입하는 구조를 병용하여 급유량의 절감을 도모할 수도 있다.

또한, 상기 경질다공성 탄소재료로 형성할 부분은 서로 접촉하는 부품들의 마찰면 중 한쪽 면만을 경질다공성 탄소재료로 형성할 수도 있고, 양쪽 면을 모두 경질다공성 탄소재료로 형성할 수도 있다.

또한, 서로 접촉 마찰하는 다수의 부품자체를 각각 경질다공성 탄소재료로 형성시킬 수도 있다.

또한, 기초재료로서 금속부품의 마찰면에 경질다공성 탄소재료로 형성된 부재를 부착 고정하는 구조로 할 수도 있다. 이때, 경질다공성 탄소재료로 형성된 부재를 상기 외각부재(外殼部材)에 부착 고정하기 위해서 예를들어 접착제를 사용하거나, 작은 나사로 기계적으로 체결할 수도 있다.

또한 상기 경질다공성 탄소재료는, 예를들어 적어도 셀룰로오스계(系) 재료와 수지를 함유하는 혼합재료를 사용하여, 그 혼합재료로부터 성형부품을 형성하는 공정과, 그 성형부품을 소성하여 탄화시키는 공정을 포함하는 제조방법에 의하여 제조된다.

예를들어, 현미를 정제하여 백미를 얻는 과정에서 생성되는 미강(米糠)으로부터 유분(油分)을 제거한 탈지강(脫脂糠)은 훌륭한 셀룰로오스계 재료이다. 이 탈지강에 수지를 함침시킨 다음 압축하여 성형품을 형성한 후에 건조하고, 이렇게 제작된 건조성형품을 불활성가스, 예를들어 질소가스 내에서 열처리하여 탄화소성(炭化燒成)하여 제조된다. 이것이 미강세라믹스이다.

이 경우, 사용후 폐기하더라도 자연환경에 해를 끼치지 않기 때문에 환경적 합성에 우수한 물품으로서, 원료(탕지강)를 풍부하고 안정적으로 확보할 수 있다. 또한, 탈지강을 사용하면 목재의 사용량을 절감할 수 있고, 전 세계적으로 산림자원의 벌채억제에 기여할 수 있다.

또한, 상기 미강세라믹스의 제조에 있어서, 수지는 열처리에 의하여 탄소화 가능한 각종 수지재료가 사용되며, 구체적으로 예를 들면, 페놀수지 등과 같은 열경화성수지를 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 제조방법에 의하여 얻어지는 경질다공성 탄소재료는 예를들어 금형 등을 사용하여 상기 성형품을 제작하거나, 또는 압출, 절삭 등 범용성이 높은 각종가공을 적용하여 용이하게 성형품을 제작할 수 있다. 따라서, 복잡한 형상의 성형품을 용이하게 제작할 수 있으며, 제조원가를 저렴하게 억제할 수 있다.

또한, 상기 경질다공성 탄소재료는 성형품을 소성 시켜 탄화하는 공정에 있어서, 소성온도에 따라 경도를 조절할 수 있는 성질을 가지고 있으므로, 부품이 필요로 하는 경도로 설정하여 소성할 수 있다.

또한, 상기 경질다공성 탄소재료는 소성온도에 따라 기공율이 변화하므로, 밀도를 조절할 수 있는 성질을 가지고 있기 때문에 PV값 사용조건에 일치하는 밀도를 얻을 수 있다.

특허청구범위 제2항에 기술된 재봉틀에 있어서, 전술한 2개의 부품 중 한쪽의 부품이 금속 환상부를 형성하고, 다른 쪽 부품이 상기 환상부 안으로 삽입될 수 있도록 축상부(軸狀部)를 형성하며, 이때 한쪽 부품의 접촉면을 상기 경질다공성 탄소재료로 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구조에 의하면, 마찰면이 되는 접촉면이 경질다공성 탄소재료로 형성되고, 특허청구범위 제1항과 마찬가지로 무급유화가 가능하다.

또한, 상기 축상부와 환상부의 구조는, 예를들어 도1에 예시한 바와 같이 재봉틀의 구동부를 구성하는 축과 베어링의 구조에 적용될 수 있으며, 상기 축과 베어링의 접촉부분의 무급유화가 가능하다.

또한 이 경우에 있어서, 외각을 외통부(外筒部)와 상기 내통부를 이루는 부재는 각각 반드시 1개의 부재로 형성할 필요가 없고, 다수의 부재로부터 구성될 수 있다.

또한, 내통부를 이루는 경질다공성 탄소재료의 부재는 상술한 바와 같은 마찰면에 고정할 수 있다면, 원통형, 판형 등 어떠한 형상도 관계없다.

특허청구범위 제3항에 따른 재봉틀은 제1 또는 2항에 기술된 재봉틀에 있어서, 상기 경질다공성 탄소재료로 형성되는 접촉면이 경질다공성 탄소재료의 기공에 의한 다수의 미세요부를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구조에 의하면, 적어도 2개의 부재가 서로 접촉하여 마찰하는 마찰면에 형성되는 미세요부 안으로 마모초기단계에서 발생하는 마모분이 들어간다. 그리하여, 미세요부 속에 들어간 마모분이 양쪽 부재가 서로 접촉/마찰하는 마찰계수를 감소(자기윤활성) 시키기 때문에 무급유화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 구조에 의하면, 마찰면에 경질다공성 탄소재료가 갖고 있는 기공에 의하여 다수의 미세요부가 형성되기 때문에 예를들어 그리스 등의 윤활유를 상기 미세요부에 함침시킬 수 있으며, 더욱더 내마찰성 및 내점착성이 향상된다.

또한 상술한 바와 같이, 경질다공성 탄소재료는 제조조건에 따라 밀도(기공율)를 변화시킬 수 있으므로, 예를들어 기공율이 큰 경질다공성 탄소재료에 그리스 등의 윤활제를 함침시키는 구조의 경우, 보다 많은 량의 윤활제를 함침할 수 있기 때문에 더욱더 내마모성과 내점착성을 향상시킬 수 있다.

또한 상기 경질다공성 탄소재료는 소위 다공질 재료이므로, 내부에 다수의 기공이 존재한다. 따라서, 경질다공성 탄소재료의 표면이 마모되더라도, 내부의 새로운 기공이 노출되어 표면에 다수의 미세요부가 형성될 수 있다.

첨부도면 도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 실시예의 하나인 재봉틀(10)을 설명하면 다음과 같다.

종래의 급유장치를 갖는 재봉틀에 있어서 구동부의 슬라이딩 및 회전운동을 위한 접촉부분을 중심으로 급유되기 때문에, 이하 제1실시예의 재봉틀(10)을 구동부의 접촉부분을 주체로 하여 설명한다. 또한 구동부 이외의 구조는 종래와 같은 재봉틀의 구조를 적용할 수 있다.

제1실시예의 재봉틀(10)의 마찰을 수반하는 구동부는 슬라이딩 및 회전 운동을 하는 회전축과 그 회전축을 지지하는 베어링으로 구성된다. 또한, 상기 구동부는 중심축선을 따라 회전운동을 하는 상부축(11)와, 그 상부축(11)의 베어링이 되는 상부축 전방 메탈(11A)과, 상부축(11)의 회전운동을 상하 방향 슬라이딩 운동으로 변환하여주는 니들바 크랭크로드(crank rod)(13), 바늘(1B)에 위실을 공급하기 위한 실채기레버(16), 그 실채기레버(16)가 착설되어 베어링이 되는 실채기레버(16)의 베어링(15), 니들바(17), 그 니들바(17)에 착설되는 니들바홀더(needle-bar holder)(18), 요동운동을 하는 요동축(1D), 니들바 상부메탈(19A)과 니들바 하부메탈(19B)을 형성하는 요동대(19), 상기 요동대(19)에 형성된 캠 안내홈(19C) 안에서 안내되어 상하로 슬라이딩 운동을 하는 각형 캠(14), 상기 요동축(1D)의 베어링인 요동축메탈(1C)을 포함한다.

또한, 상기 구성요소 중에서 슬라이딩 운동 및 회전운동을 하는 축을 지지하는 베어링 부품은, 예를들어 도5(b)에 도시하는 베어링(100)(실린더형)과 같은 구조로 되어있다.

즉, 베어링(100)은 외각을 형성하는 금속 원통형 하우징 부재(101)(외통부)의 내부에 전술한 미강세라믹스로 형성된 부싱형 성형품(102)을 삽입 고정한 것이다. 또한, 상기 베어링(100)은 부싱형 성형품(102)의 베어링 내측면(102A)과 접촉 슬라이딩 또는 회전 운동을 하는 축(도시하지 않은 축 모양의 부품)을 지지하는 베어링 역할을 한다. 또한 도5(a)에 도시한 바와 같이 축(도시하지 않은)의 외측면과 접촉하는 마찰면을 이루는 베어링 내측면(102A)에는 미강세라믹스에 다수의 미세요부(102B)들이 형성되어 있으며, 마찰 초기단계에 발생하는 마모분(102C)이 미세요부(102B) 속으로 충전된다. 그리하여 축과 베어링 내측면(102A)이 서로 마찰할 때 마모분(102C)이 고체윤활제로서 작용하므로 써, 무급유화를 달성하도록 되어있다.

상기 상부축 전방메탈(11A)은 도1 및 2에서 도시한 바와 같이, 내통부(11Aa)가 착설되어 있으며, 그 내통부(11Aa)의 내측면에 미강세라믹스로 형성된 부싱이 삽입/고정되어 있다. 따라서, 상기 상부축 전방메탈(11A)은 상부축(11)이 자유자재 로 슬라이딩 및 회전 운동을 하도록 지지한다.

상기 상부축(11)의 한쪽 단부에는 평형추(11B)가 고정되어 있다. 상기 평형추(11B)는 결합구멍(11Ba)을 가지고 있으며, 그 결합구멍(11Ba)은 평형추(11B)와 니들바 크랭크로드(13)를 연결하기 위한 연결축(12)을 고정하도록 되어있다.

상기 연결축(12)에는 절삭부(12A)가 형성되어 있으며, 상기 연결축(12)을 평형추(11B)의 삽입구멍(11Ba) 속에 삽입하고, 상기 평형추(11B)에 형성된 2개의 나사구멍(11Bb, 11Bb)에 각각 볼트(11Bc, 11Bc)를 끼워 나사로 죄어 결합하므로 써, 상기 평형추(11B)와 연결축(12)이 일체로 회전하도록 되어 있다.

상기 니들바 크랭크로드(13)에는 내통부(13A)가 형성되어, 이 내통부(13A) 속에 상기 연결축(12)에 형성된 연동축(12B)이 결합/지지되어 자유자재로 슬라이딩 및 회전운동을 하도록 되어있으며, 또한 반대편에는 축구멍(13B)이 형성되어 실 채기 슬라이드 베어링(15)에 형성된 축(15B)이 상기 축구멍(13B)으로 결합되며, 또한 하단부에는 내통부(13C)가 형성되어 상기 니들바 홀더(18)에 형성된 니들바 홀더축(18A)이 상기 내통부(13C)에 결합되어 자유자재로 슬라이딩 및 회전 운동을 하도록 되어있다. 그리하여, 상기 각 내통부(13A 및 13C) 속에는 미강세라믹스로 형성된 부싱이 삽입/고정되어 있으며, 이 부싱들은 각각 슬라이딩 및 회전 운동을 하는 연결축(12)의 연동축(12B)과 니들바 홀더축(18A)을 지지하는 베어링작용을 한다.

상기 실 채기 슬라이드 베어링(15) 내부에 내통부(15A)가 장착되어 있으며, 외부에는 베어링축(15B)이 형성되어, 상기 니들바 크랭크로드(13)의 축구멍(13B) 속으로 삽입된다. 그리하여 상기 실 채기 슬라이드 베어링(15)의 내통부(15A)에는 미강세라믹스로 형성된 부싱이 결합/고정되어 있으며, 상기 실채기레버(16)에 형성된 실 채기 레버축(16A)이 상기 실 채기 슬라이드 베어링(15)의 내통부(15A) 속에서 자유자재로 슬라이딩 및 회전 운동을 하도록 지지되어 있다.

상기 니들바 홀더(18)에 형성된 나사구멍(18B) 속에 나사볼트(18C)를 결합하므로 써, 상기 니들바 홀더(18)를 니들바(17)에 고정시킨다. 또한 상기 니들바 홀더(18)에는 홀더축(18A)이 형성되어 있으며, 상기 니들바 크랭크로드(13)에 형성된 내통부(13C) 속으로 상기 홀더축(18A)이 삽입된다.

상기 니들바 크랭크로드(13)의 내통부(13C) 속으로 삽입/통과하는 니들바 홀더축(18A)의 단부가 상기 각형 캠(14)에 형성된 캠 구멍(14A) 속으로 삽입/고정된다.

또한, 상기 각형 캠(14)은 상기 요동대(19)에 형성된 캠 안내홈(19C)을 따라 안내되어, 상하로 슬라이딩 운동을 한다. 그렇게 하므로 써, 상기 니들바(17)를 요동대(19) 상에서 상하로 움직이도록 하여준다. 상기 각형 캠(14)은 전체가 미강세라믹스로 형성되어 있으며, 각형 캠(14)의 양측면과 이면이 캠 안내홈(19C)을 따라 서로 접촉하여 마찰하면서 슬라이딩 운동을 한다.

또한, 상기 각형 캠(14)은 반드시 전체가 미강세라믹스 재료로 이루어질 필요가 없으며, 다만 캠 안내홈(19C)과의 마찰면을 이루는 양측면과 이면 부분만을 미강세라믹스로 형성시킬 수도 있다.

상기 요동대(19)는 상단부에 니들바 상부메탈(19A)과, 하단부에 니들바 하부 메탈(19B) 및 상기 각형 캠(14)을 안내하는 캠 안내홈(19C)으로 구성되어 있다. 또한 상기 요동대(19)에는 요동축(1D)의 한쪽 단부가 고정되어 있어, 상기 요동대(19)와 요동축(1D)이 일체로 요동운동을 하도록 되어있다.

상기 니들바 상부메탈(19A)에는 내통부(19Aa)가 착설되어 있고, 상기 니들바 하부메탈(19B)에는 내통부(19Ba)가 착설되어 있으며, 상기 내통부(19Aa)와 내통부(19Ba)에는 미강세라믹스로 형성된 부싱이 삽입/고정되어 있다. 그렇게 하여, 상기 니들바 상부메탈(19A)과 하부메탈(19B) 속에 상기 니들바(17)가 장착되어 자유자재로 상하 슬라이딩 운동을 하도록 되어있다.

또한 상기 요동대(19)의 하단부에는 재봉바늘(1B)을 장착하기 위한 바늘부착구(1A)가 착설되어 있다. 상기 바늘부착구(1A)의 상부면에 수나사축(1AA)이 형성되어, 상기 니들바(17)의 하단부에 형성된 암나사구멍(17A)에 나사로 고정된다. 따라서, 상기 바늘부착구(1A) 밑으로부터 바늘을 끼우고 2개의 나사볼트(1AC)를 양쪽에서 각각 나사구멍(1AB)으로 삽입/고정하도록 되어있다.

상기 요동축메탈(1C)에는 내통부(1CA)가 착설되어 있으며, 상기 내통부(1CA) 속에는 미강세라믹스로 형성된 부싱이 결합/고정되어 있다. 따라서 상기 요동축메탈(1C)은 상기 요동축(1D)의 슬라이딩 운동을 지지하는 베어링이다.

상기 미강세라믹스는 일반적인 제조방법에 있어서, 제조시 소성온도에 따라 경도가 다르게 설정된다. 따라서, 본 실시예에 사용되는 미강세라믹스의 경도는 재봉틀의 슬라이딩 또는 회전운동을 하는 부위에 적용할 수 있는 빅커스 경도(Vickers hardness =Hv) 약 40∼150 (MPa)의 범위로 설정된다.

또한 마찬가지로, 미강세라믹스는 소성온도에 따라 기공율이 변화하므로, 밀도를 조절할 수 있다.. 따라서, 본 실시예의 재봉틀 부품에 있어서는 밀도가 약 1.08 x 10³ ∼ 2.0 x 10³ (kg/m³)의 범위로 설정되어 있다. 따라서, 동과 비교하면 약 5∼8배의 경량화가 가능하며, 알루미늄과 비교하면 약 1∼3배의 경량화를 달성할 수 있다.

그러므로, 상술한 바와 같이 미강세라믹스를 베어링으로서 사용할 경우에는 경량화를 도모할 수 있기 때문에, 축과 축받이가 접촉/마찰을 일으키는 작용을 하는 면압을 감소시키고, PV값의 절감과, 내마모성 및 내점착성의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 높은 PV값 조건 하에서 접촉부분에 사용할 경우에는, 기공 내부에 그리스와 같은 윤활제를 함침시키는 것도 유리하다. 이 경우에는, 내마모성과 내점착성을 더욱더 향상시킬 수 있다. 또한, 기공율을 크게 하면, 즉, 밀도를 작게 하여 제작된 미강세라믹스에 윤활제를 함침시키면 내마모성과 내점착성을 향상시킬 수 있다.

한편, 미강세라믹스는 제조공정에서 소성온도를 조절하여 마찰계수를 0.06∼0.18의 범위 이내로 설정할 수 있다.

또한, 상기 미강세라믹스는 제조공정에 있어서 소성온도를 조절하여 압축강도를 50∼100 MPa의 범위로 설정할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서, 재봉틀(10)의 부품제조방법은 구동부의 각 구성요소 중에서 접촉부분의 마찰면이 되는 부분을 미강세라믹스로 형성하여 제조 하는 부분 이외에는 종래와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.

즉, 상부축 전방메탈(11A), 니들바 크랭크로드(13), 실 채기 슬라이드 베어링(15), 요동대(19), 요동축 메탈(1C) 등의 축받이가 되는 내통부(11Aa, 13A, 13C, 15A, 19Aa, 19Ba, 1CA)의 내측면의 마찰면 부분에, 전술한 제조방법에 의하여 제조된 미강세라믹스로 형성되는 부싱을 접착제 또는 기계적 체결방법(예를들어, 나사로 고정)을 사용하여 삽입/고정한다.

또한, 상기 각형 캠(14)은 전체를 미강세라믹스로 성형할 수 있다. 또는, 마찰면을 이루는 부분에 미강세라믹스로 형성된 부재를 접착체 또는 나사와 같은 기계적 체결방법을 사용하여 고정시킬 수도 있다.

그 다음, 미강세라믹스를 마찰면에 형성한 상기 각 구성부재를 사용하여, 종래의 방법으로 재봉틀(10)을 조립하여 제조할 수 있다.

이상 본 발명 실시형태의 제1실시예에 따른 재봉틀(10)에 있어서는 상부축 전방메탈(11A), 또는 니들바 크랭크로드(13) 등에 장치되는 축받이 부분과, 각형 캠(14) 등의 접촉/마찰하는 마찰면 부분을 마찰계수가 작은 미강세라믹스로 형성한다. 또한, 상기 마찰면의 이면에는 기공에 의하여 다수의 미세요부가 형성되므로 고체윤활제로서 작용하는 마모분을 수용할 수 있다. 따라서, 마모량을 감소시킬 수 있으며, 재봉틀(10)의 무급유화를 기할 수 있다.

또한 윤활유 등의 급유가 필요 없으므로, 재봉틀에 윤활유를 공급하기 위한 급유장치를 설치할 필요가 없어 재봉틀의 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 밀도가 작은 미강세라믹스를 사용하므로, 더욱더 경량화가 가능하다.

특히 상기 실시예에 있어서, 요동대(19) 전체가 미강세라믹스로 형성되어 있으므로, 요동대(19)가 부착되어 있는 요동축(1D)을 지지하는 요동축 메탈(1C)에 가해지는 PV값을 감소시킬 수 있고, 요동축 메탈(1C)의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한, 요동대(19)의 요동운동에 작용하는 관성력을 감소시킬 수 있으므로, 니들바를 정확하게 진동시킬 수 있으며, 따라서 깨끗한 재봉 솔기를 형성할 수 있다.

또한, 급유장치가 필요 없으므로, 재봉틀의 부품수와 재봉틀의 제조공정의 감소시킬 수 있기 때문에 제조원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예의 변형으로서 도3에 도시한 구조를 갖는 재봉틀(20)의 구동부에 적용할 수도 있다.

도3의 구동부는 평형추(21), 실채기레버 크랭크(22), 상기 평형추(21) 및 실채기레버 크랭크(22)와 크랭크로드(24)를 연결하는 연결축(23), 회전운동을 상하운동으로 변환하는 크랭크로드(24), 상기 크랭크로드(24)와 결합/고정되는 각형 캠(25), 하단부에 재봉바늘(29)을 지지하는 니들바(26), 상기 니들바(26)와 크랭크로드(24)를 연결하는 니들바 홀더(27), 및 상기 니들바(26)의 하단부에 부착되는 바늘부착구(28)로 구성된다.

상기 재봉틀(20)의 구동부가 동작할 때, 상기 실채기레버 크랭크(22)에 형성된 내통부(22A)의 내주면과 상기 연결축(23)에 형성된 축(23A)의 외주면 사이, 상기 크랭크로드(24)에 형성된 내통부(24A)의 내주면과 상기 연결축(23)에 형성된 축(23B)의 외주면 사이, 상기 크랭크로드(24)에 형성된 내통부(24B)의 내주면과 상기 니들바 홀더(27)에 형성된 홀더축(27A)의 외주면 사이에 접촉하는 축과 축받이 가 서로 마찰운동을 한다.

따라서 상기 내통부(22A, 24A, 24B)의 내주면에 미강세라믹스로 형성된 부싱형 부재를 삽입/고정하므로 써, 재봉틀(20)의 구동부가 동작할 때 무급유화를 도모할 수 있다.

또한 상기 각형 캠(25)이 상기 제1실시예와 동일하게 다른 부품과 접촉/마찰 운동을 할 경우에는 각형 캠(25)의 마찰면 부분에 미강세라믹스로 형성된 부재를 부착/고정할 수도 있다.

또한, 도4에 도시한 바와 같이, 상부 루버홀더(upper louver holder)베어링(40)에도 적용할 수 있다.

상기 상부 루버홀더 베어링(40)은, 도4에 도시한 바와 같이, 상부 루버를 구동하는 상부 루버 구동축(42)과 상부 루버 구동축(42)의 슬라이딩 및 회전 운동을 자유자재하게 지지하는 상부 루버 안내메탈(41)로 구성되어 있다.

이때, 슬라이딩 및 회전 운동을 하는 상부 루버 구동축(42)의 외측면과 상부 루버 안내메탈(41)의 내주면(41Aa)이 서로 접촉/마찰하도록 되어있다. 따라서, 상기 상부 루버 안내메탈(41)의 내주면에 미강세라믹스로 형성된 부싱형 부재(41A)를 삽입/고정시켜 무급유화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 상부 루버 안내메탈(41)은 상부 루버안내 지지대(도시하지 않았음) 상에서 자유자재하게 회전하도록 장착되어 있다. 그리하여, 상기 상부 루버 안내메탈(41)의 외측면(41a)과 루버안내 지지대(도시하지 않음)가 서로 접촉/마찰하게 된다. 따라서, 상부 루버 안내메탈(41)의 외주면 형상에 일치하게 미강세라믹스 로 형성된 부재를 부착/고정하는 구조도 가능하다.

또한, 예를들어 도5(b)에 도시한 바와 같이, 접촉부분의 부품(베어링 100)을 경질다공성 탄소재료와 다른 재료를 사용하여, 외각을 이루는 부재(하우징 부재 101)를 형성하고, 상기 외각부재의 마찰면 부분에 경질다공성 탄소재료로 형성된 부재(성형품 102)를 고정하는 구조도 가능하다. 이 경우에는 경질다공성 탄소재료와 다른 재료로서, 예를들어 금속재료 등을 사용하면 접촉/마찰하는 부품에 기계적 강도와 내구성을 부여할 수 있다.

상기 실시예에 대한 설명 이외의 재봉틀 부품에도 경질다공성 탄소재료의 적용이 가능하다는 것은 자명한 것이다.

특허청구범위 제1항에 기술된 재봉틀에 있어서, 마찰면을 형성하는 부분이 마찰계수가 작은 경질다공성 탄소재료로 형성되어 있으므로, 재봉틀의 접촉부분의 무급유화를 달성할 수 있다.

또한 상기 접촉부분에는 윤활유 등의 급유장치가 필요 없으므로 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 예를들어 금속재료 보다는 밀도가 작은 경질다공성 탄소재료를 사용하므로 더욱더 경량화에 기여하게 된다.

또한, 급유장치가 필요 없으므로, 재봉틀의 부품수를 감소시켜, 재봉틀 제조공정을 감소시키므로 써, 생산원가를 절감할 수 있다.

특허청구범위 제2항에 기술된 재봉틀에 있어서, 마찰면이 경질다공성 탄소재료로 형성되어 있으므로, 축상부가 환상부의 내주면과 접촉하여 회전을 하거나, 축 선방향으로 슬라이딩 운동을 할 때, 제1항과 마찬가지로 축과 축받이의 무급유화를 기할 수 있다.

특허청구범위 제3항에 기술된 재봉틀에 있어서, 마찰면에 형성되는 다수의 미세요부 속으로 초기 마모단계에서 생성되는 마모분이 들어감으로 써, 부품들이 접촉/마찰할 때 상기 마모분이 마찰계수를 감소시켜주는 자기윤활성을 나타내기 때문에 무급유화를 기할 수 있게된다.

Claims (3)

1. 서로 접촉하는 2개의 부품이 상대적으로 슬라잉딩 운동 및 회전 운동을 하는 재봉틀의 가동장치에 있어서,

   상기 부품 중 적어도 한쪽의 접촉면이 경질다공성 탄소재료에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 재봉틀의 가동장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 2개의 부품 중 한쪽의 부품이 금속환상부를 가지고 있고, 다른 쪽 부품은 상기 환상부 속으로 삽입되도록 축상부로 형성되어 있으며, 적어도 한쪽 부품의 접촉면을 상기 경질다공성 탄소재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 재봉틀의 가동장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 경질다공성 탄소재료로 형성되는 접촉면은 경질다공성 탄소재료의 기공을 기초로하는 다수의 미세요부를 갖는 것을 특징으로 하는 재봉틀의 가동장치.

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