KR100931340B1 - 응답성이 향상된 선침장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응답성이 향상된 선침장치에 관한 것으로서,

환편기의 실린더 원주에 배열된 각 편성침의 상하운동을 제어하는 선침장치에 있어서, 각 핑거를 지지하는 받침편이 해당 핑거의 경사면의 뒷편에 각각 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 선침장치는, 상기 받침편이 각 핑거를 받쳐주기 때문에 핑거의 강성증대를 위한 각종 설계 조건을 완화시킬 수 있다. 나아가, 핑거의 두께를 줄일 수 있게 됨으로써 핑거의 동작속도를 2배 이상 빠르게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 강성 증대를 위한 열처리 공정 등을 줄일 수 있어 생산성을 증대할 수 있는 효과를 얻는다.

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Description

응답성이 향상된 선침장치 {Needle selector for high responsiveness of Knitting Machine}

본 발명은 응답성이 향상된 선침장치(A)를 구비한 환편기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선침장치의 가동핑거(40)의 두께와 강성을 줄이는 대신에, 가동핑거(40)를 받쳐주는 받침편(103)을 가동핑거의 경사진 뒷면에 각각 배치시킨 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 상기 받침편(103)이 가동핑거(40)의 경사진 뒷면(42)에 밀착되어서 상기 가동핑거(40)를 받쳐줌으로써, 가동핑거의 두께와 강성을 줄인다 하더라도 가동핑거(40)의 변형을 초래하지 않게 될 뿐만 아니라, 가동핑거(40)의 중량이 줄어듦에 따라 적은 동력만으로도 쉽게 핑거를 동작시킬 수 있고, 가동핑거의 전진/후퇴 속도를 향상, 즉 응답성을 향상시킬 수 있는 환편기의 선침장치에 관한 것이다.

일반적으로 선침장치(A)는 도 1에 도시된 바와 같은 환편기에 있어서, 편성 실린더 원주에 배열된 각 편성침의 상,하 운동을 제어하여 편직을 수행하는 액츄에 이터(Actuator)이다.

선침의 정확도와 응답속도에 따라 환편기의 신뢰성, 제품 생산성 및 편직 다양성 등이 결정되기 때문에, 상기 선침장치(A)를 설계함에 있어서, 선침장치의 동작 정확성, 신속성 및 응답성 등이 매우 중요하다.

선침장치(A)의 선침방식(Selecting Type)은 액츄에이팅 핑거의 운동방식에 따라 크게 리프트형(Lift Type)과 푸쉬형(Push Type)으로 구분된다. 리프트형(Lift Type) 선침장치의 가동핑거는 실린더의 회전면에 대하여 경사진 접촉면을 가지고 있어, 구동신호에 따라 가동핑거가 실린더의 반경 방향으로 전후진하거나 또는 위,아래로 요동운동을 하여 실린더 잭 버트와 접촉 또는 접촉 해제 되어서 편성 침(needle)의 상,하 운동을 제어하는 것이고, 푸쉬형(Push Type)은 구동신호에 따라 가동핑거가 잭 버트를 실린더 반경방향으로 눌러(select) 실린더 잭이 상승 캠의 후단으로 밀리게 하여 상승캠을 타지 못하게 하거나, 또는 가동핑거가 버트를 누르지 않도록 하여(unselect) 실린더 잭이 상승캠을 타고 상승되어 중간 실린더 잭을 상승시켜 선침이 되도록 한다.

이와 같이, 선침장치의 내부 구동수단에 의해 가동핑거가 실린더 반경방향으로 전후진 운동하거나 또는 실린더 상하방향으로 요동운동함에 의해 실린더 잭(특히, 잭 버트)과의 대응 여부에 따라 편성이 이루어지는 것이다.

이와 같은 선침장치의 구동원으로는 주로 솔레노이드 타입이나 바이모프 형(Bimorph) 압전소자를 이용하고 있다.

솔레노이드 방식은 구동 에너지의 대부분이 코일에서 열로 소모되기 때문에 에너지 효율이 낮고 에너지 소비가 큰 단점이 있는 반면, 바이모프형 압전소자식 선침장치는 솔레노이드방식 보다 빠른 약 100~120needles/sec의 선침이 가능하지만, 고속 회전하는 실린더의 잭 버트가 가동핑거의 경사면을 따라 위로 밀어올라가는 동안에 가동핑거에 매우 큰 반력이 작용하기 때문에 지지력이 30gf 정도에 불과한 바이모프형 압전소자는 리프트형 선침장치에 적용하기가 어렵다.

이와 같은 선침장치는, 환편기의 용량과 성능이 허용하는 범위 내에서 다양한 패턴을 형성할 수 있게 되는데, 특히 지정된 시간(예를 들어, 실린더가 1회전 하는 동안)에 바늘(니들)을 얼마나 많이 움직이느냐에 따라 다양한 패턴을 형성할 수 있느냐 아니냐가 결정된다.

그러므로, 다양한 패턴을 형성하기 위한 최적의 방안으로서 선침장치의 응답속도를 높이는 방안이 검토되고 있으나, 기존의 선침장치와 같은 구동방식을 그대로 적용해서는 응답속도 향상에 한계가 있다.

예를 들어, 편성 실린더의 회전속도는 대략 200~350rpm이 일반적인데, 300rpm이라고 가정하고, 편성 실린더의 외주면에 배열된 편성침(Needle)('바늘'이라고도 함. 이하 같다.)의 갯수가 144개이고(편성침의 갯수와 실린더 잭의 갯수는 동일하므로, '실린더 잭의 갯수'도 144개임), 잭의 단수가 8단(1단부터 8단까지 총 8개의 실린더 잭이 하나의 세트(set, 묶음)로 구성되며, 총 18개의 세트로 구성됨)이라고 가정해 보자.

이 경우, 실린더 외주면에는 총 18개의 실린더 잭 세트가 배열되며, 선침장치의 8개 핑거(잭의 단수가 8단이므로, 선침장치의 핑거도 8개가 구비됨)는, 실린더가 1회전하는 동안에 18개의 버트와 마주치게 되는데, 각각의 버트에 대해 상승(lifting)/통과(pass) 중의 어느 한 선택을 하게 된다. 이 때, 선침을 하기 위하여 리프트형 선침장치의 핑거는 다음 세 가지의 동작(①전진동작(실린더 반경 방향으로 전진), ②버트를 밀어올리는 동작(전진된 상태를 유지), ③복귀동작(실린더 반경방향으로 후진))을 하게 된다.

그런데, 상기 편성 실린더가 1초당 5회전(300rpm = 5회전/sec)하므로, 선침장치의 각 핑거는 버트를 상승시킨 후 복귀하는 동작(전진→대기→복귀)을 1초당 90회 수행할 수 있어야 한다.

결국, 가동핑거는 11msec의 시간 이내에 버트 하나를 상승시킨 후 원위치로 복귀하여야 한다. 현실적으로 기계장비의 설계 허용오차, 가공 공차 등을 감안한다면, 약 10msec 이내에 동작(전진→대기→복귀)을 완료하여야 한다.

이러한 이유로, 선침장치의 응답속도를 높일 수 있는 여러 방안들이 연구되어 오고 있으나, 선침장치의 응답속도 향상에 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다.

본 발명은 기존의 선침장치에 대해 간단한 구조 변경만으로도 가동핑거의 동작속도를 향상시킬 수 있는, 새로운 선침장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

환편기(11)의 실린더 원주에 배열된 각 편성침의 상하운동을 제어하는 선침장치에 있어서, 각 핑거의 경사진 뒷면(42)을 지지하는 받침편이 해당 핑거의 후방('뒷편'과 같은 의미임)에 각각 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안되는 선침장치는 상기 받침편이 각 핑거를 받쳐주기 때문에, 핑거의 강성증대를 위한 각종 설계 조건을 완화시킬 수 있다.

나아가, 선침장치의 핑거 두께를 줄일 수 있게 됨으로써 그 중량이 줄어들게 되어, 선침장치의 내부 구동원을 개선하지 않고도 가동핑거(40)의 동작(전진→대기→복귀)에 소요되는 시간을 절반 이하로 단축하는 효과를 얻을 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 의한 선침장치는 받침편에 의해 핑거의 변형 또는 흔들림이 방지되기 때문에, 핑거 안내편(24)이 핑거를 지지하는 역할을 분담하게 되므로, 핑거 안내편(24)의 두께를 줄이는 것이 가능해져 선침장치의 소형화에도 기 여할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 선침장치의 구성 및 그 작용효과에 대하여 첨부도면을 참고로 하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 특징을 설명하기에 앞서, 일반적인 선침장치의 구성도를 간략히 먼저 설명하기로 한다. 도 1은 선침장치(A)가 구비된 환편기의 상부를 도시한 사시도이며, 도 2는 종래 일반적인 선침장치(A)를 도시한 사시도이며, 도 3은 일반적인 선침장치의 분해 사시도이다.

선침장치(A)의 가동핑거(40)는 하우징(20) 내부에 구비되는 중심봉(45)에 끼워져, 코일(전자석)(30)의 On/Off에 의해 상기 중심봉(45)을 회전 중심으로 하여 움직이게 된다. 도면부호 10은 회로기판을 나타내며, 도면부호 15는 케이블이 접속되는 컨넥터를 도시한 것이다. 도면부호 21은 하우징(21)의 앞판을 도시한 것이며, 도며부호 22는 덮개로서 핑거 삽입슬롯(23)이 형성되어, 가동핑거(40)가 움직일 수 있는 공간으로서의 기능을 하게 된다.

도면부호 24는 핑거가 안내되는 통로(슬롯)를 갖는 안내편으로서, 가동핑거 앞면(41)('상면'과 같은 의미임)에 버트가 밀착될 때에는 가동핑거의 표면에 큰 힘이 작용하게 되는데, 이 때에 가동핑거(40)가 흔들릴 수도 있으므로 이 핑거 안내 편(24)에 의해 흔들림을 줄일 수 있다. 도면부호 25는 하우징과 핑거 안내편(24) 사이의 간격을 유지하는 간격유지판을 나타낸다.

본 발명의 선침장치는, 상기와 같은 종래의 선침장치에 있어서, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이 가동핑거(40)를 받쳐주는 받침편(103)을 가동핑거(40)의 경사진 뒷면(42)('하면'과 같은 의미임) 쪽에 각각 배치시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 받침편(103)은 가동핑거의 경사진 뒷면(42) 쪽에(후방에) 위치하여, 더욱 정확하게는 상기 받침편(103)이 가동핑거의 경사진 부분의 뒷면(42)에 밀착되도록 위치시켜, 가동핑거의 경사진 뒷면(42)을 지지하게 한다.

즉, 버트가 가동핑거의 경사진 상면(41)을 따라 미끄러지면서 상승할 때에는 가동핑거에는 실린더의 회전력에 의해 가동핑거의 경사면을 내리누르는 큰 힘이 작용하게 되는데, 이 힘에 의해 가동핑거가 휘어지는 문제가 발생될 수 있다. 본 발명은 가동핑거의 두께를 줄이면서도 버트의 작용력에 대해 가동핑거가 변형되지 않고 충분히 저항할 수 있는 선침장치를 제안하는 것이다.

본 발명에 있어서 상기 ‘받침편(103)의 지지면(105)’과 ‘가동핑거의 경사진 뒷면(42)’이 서로 견고하게 밀착되는 경우에는 가동핑거(40)의 동작이 원할하지 못하는 문제가 발생될수 있으며,

이와 반대로 ‘받침편(103)의 지지면(105)’과 ‘가동핑거의 경사진 뒷 면(42)’ 사이의 간격(틈새)이 너무 넓으면 가동핑거가 아래로 내리 눌려지는 것을 지지하지 못하게 되는 문제가 발생될 수 있으므로, 적정한 간격을 유지하는 것이 바람직한데, 도 4a에 도시된 바와 같이 ‘받침편(103)의 지지면(105)’과 ‘가동핑거의 경사진 뒷면(42)’ 사이의 간격(틈새)(s)은 대략 0.1 ~ 0.3mm 정도이면 무난하다.

그리고, 상기 받침편(103)의 위치에 관해서는, 버트를 상승시키기 위해 가동핑거가 전진되었을 때에, 상기 받침편(103)이 상기 가동핑거의 폭(W) 가운데 부분에 위치되도록 하는 것이 가동핑거를 효과적으로 지지할 수 있다.

도 5a는 본 발명의 받침편을 구성하는 바람직한 실시예를 도시한 것으로서, 받침편(103)과 핑거 안내슬롯(102)이 교대로 반복하여, 가동핑거들의 배열과 동일한 간격으로 형성된 받침구(100)가 도시된다.

이 받침구(100)는 간격유지구(25)와 하우징 사이에 끼워 체결나사로 죌 수 있도록 구성된다. 그러므로, 기존의 선침장치(A)를 개조 개량할 필요가 없이, 아주 간단하고 신속하게 본 발명의 받침편(103)을 기존의 선침장치(A)에 적용시킬 수 있다.

특히, 상기 받침구(100)의 받침편(103)은 가동핑거(40)가 향하는 방향과 동일한 방향이 되도록 절곡부(104)에 의해 절곡되어 형성되므로, 두께가 얇은 판으로 받침구를 제작하더라도 충분한 지지력을 얻을 수 있다.

도 5b는 본 발명의 받침편과 가동핑거 상호간의 결합관계를 보충적으로 설명 하기 위하여, 도 5a와 다른 관점에서 도시한 설명도이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 기준으로 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

예를 들어, 본 발명에서의 받침편(103)은 하나의 받침구(100)에 형성한 것을 예시로 설명하였으나, 낱개로 각각 하우징에 고정된 상태에서 각 가동핑거의 경사진 뒷면에 위치되도록 구성하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 선침장치를 구비한 환편기는 응답성이 향상되고 소형화가 가능하여, 섬세하고 정밀한 제직 기술이 요구되는 섬유 기술분야에서 특히 유용한 발명이다.

도 1은 선침장치(A)가 구비된 환편기의 상부를 도시한 사시도.

도 2는 종래 일반적인 선침장치(A)를 도시한 사시도.

도 3은 일반적인 선침장치의 분해 사시도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 받침편(103)과 가동핑거의 상호 작용관계를 설명하는 설명도

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 받침편(103)을 구성하는 바람직한 일 실시예로서 받침구(100)의 구성을 설명하는 사시도

* 주요 도면부호의 명칭 *

10: 회로기판, 15: 케이블 컨넥터

20: 하우징, 21: 앞판

22: 덮개, 23: 핑거 삽입슬롯

24: 핑거 안내편 25: 간격유지판

30: 코일(전자석) 40: 가동핑거

45: 중심봉

Claims (2)

1. 환편기의 실린더 원주에 배열된 각 편성침의 상하운동을 제어하는 선침장치에 있어서,

   가동핑거(40)의 경사진 뒷면(42)을 지지하는 받침편(103)이 각 가동핑거(40)의 후방에 각각 구비되어, 가동핑거(40)가 실린더 쪽으로 전진되었을 때에 해당 가동핑거(40)의 경사진 뒷면을 지지하는 것을 특징으로 하는 응답성이 향상된 선침장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 받침편(103)은 판 형상으로 된 받침구(100)의 일 측에, 핑거 안내슬롯(102)과 교대로 반복하여 가동핑거들의 배열과 동일한 간격으로 형성되며,

   상기 받침편(103)은 가동핑거(40)가 향하는 방향과 동일한 방향이 되도록 절곡부(104)에 의해 절곡되어 형성되며,

   상기 받침구(100)는 간격유지구(25)와 하우징 사이에 끼워 체결나사에 의해 기존의 선침장치(A)에 조립되는 것을 특징으로 하는 응답성이 향상된 선침장치.

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