KR101432145B1 - 재봉기의 노루발 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최적의 가압력을 피봉제물에 부여하는 노루발 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

재봉기의 노루발 장치(10)는 피봉제물을 가압함으로써 유지하는 노루발(21)을 구비한 노루발 기구(20)와, 내부에 엔코더(13A)를 구비한 스테핑모터(13)와, 스테핑모터(13)의 구동력을 노루발 기구(20)에 전달하는 동력전달기구(50)와, 스테핑모터(13)를 제어하는 제어장치(70)를 구비하고, 제어장치(70)는, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력의 설정치(T2)를 기억하는 기억부(71)와, 제어장치(70)에 의해 설정된 스테핑모터(13)의 예정펄스위상과 엔코더(13A)에 의해 출력된 실제 위상으로부터 가압력(T)을 산출하는 연산부(73)를 구비한다.

Description

재봉기의 노루발 장치{FABRIC PRESSER DEVICE OF SEWING MACHINE}

본 발명은 재봉기의 노루발 장치에 관한 것이다.

종래, 노루발이 상방으로부터 가압력을 가함으로써 피봉제물을 유지하는 노루발 장치를 구비하는 재봉기에 있어서, 노루발을 승강시키는 구동원으로서 스테핑모터 등의 전기적 액추에이터를 이용하는 방법이 알려져 있다.

가령, 특허문헌 1에 기재된 사이클 재봉기를 예로 들어 도 6을 통해 설명하도록 한다. 재봉기의 노루발 장치(110)는, 그 기단부가 천 이동기구(도시생략)에 유지되는 동시에 그 선단부측이 X-Y 평면을 따른 임의의 위치에 위치결정되는 지지 프레임(122)과, 피봉제물을 재치(載置)하는 하판(123)과, 하판(123)의 상측에 위치하며 하판(123)에 대하여 피봉제물을 가압하는 노루발(121)과, 노루발(121)의 일단부에 연결된 노루발 유지부재(124)와, 지지 프레임(122)의 선단부에 설치되는 동시에 유지부재(124)를 통해 노루발(121)을 승강이 가능하도록 지지하는 가이드 프레임(125)과, 지지 프레임(122)에 요동이 가능하도록 지지되는 동시에 요동에 따라 일단부에서 노루발 유지부재(124)에 대하여 승강 이동력을 부여하는 한 쌍의 요동로드(126)와, 재봉기 기기프레임에 의해 상하이동이 가능하도록 지지된 가압 플레 이트(127)와, 지지 프레임(122)의 상부에서 요동이 가능하도록 지지되는 동시에 일단부가 가압 플레이트(127)의 하면과 접하는 요동부재(128)와, 요동부재(128)의 타단부와 각 요동로드(126)의 타단부를 상하에 대하여 동일방향으로 연동시키는 제 1, 제 2 링크체(129,130)와, 요동로드(26)의 타단부와 제 1 링크체의 일단부를 연결하는 인장 스프링(131)을 구비한다.

또한, 재봉기의 노루발 장치는, 가압 플레이트(127)에 하방의 가압력을 가하는 동력전달기구(150)를 구비한다. 동력전달기구(150)에 의해 스테핑모터의 구동력이 전달되어, 가압 플레이트(127)의 지지축(127a)이 하방으로 가압되면, 요동부재(128)의 일단부가 하강하고 타단부는 상승하여, 각 링크부재(129,130) 및 인장 스프링(131)을 통해 요동로드(126)의 타단부도 상방으로 끌어올린다. 이로써, 요동로드(126)의 일단부는 하방으로 밀려 내려가고, 가이드 프레임(125)을 따라 하방으로 이동하는 유지부재(124)를 통해 노루발(121)은 하방으로 가압되어, 노루발(121)과 하판(123) 사이에서 피봉제물이 유지된 상태가 된다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 제2006-304992호

상술한 종래의 재봉기의 노루발 장치에서는, 피봉제물의 천 두께가 피봉제물의 종류나 봉제사양마다 다르기 때문에, 노루발(121)에 의해 피봉제물에 대해 가해지는 상방으로부터의 가압력을 피봉제물의 천 두께에 따라 조정할 필요가 있다. 이에 대하여, 동력전달기구(150)로부터 가해지는 하방으로의 가압력은 피봉제물의 천 두께에 상관없이 항상 일정하기 때문에, 피봉제물의 천 두께에 따라서 노루발(121)의 상하이동위치가 상승함에 따라 상기 인장 스프링(131)이 신장되어 피봉제물에 대한 노루발(121)의 가압력이 조정되어 왔다.

이때, 인장 스프링(131)이 신장되는 정도는 피봉제물의 천 두께에 따라 결정되며, 피봉제물이 얇으면 인장 스프링(131)은 작게 신장되고, 피봉제물이 두꺼우면 인장 스프링(131)은 크게 신장된다. 즉, 피봉제물이 얇을 때 인장 스프링에 의해 발생되는 가압력은 약해지고, 피봉제물이 두꺼울 때에는 스프링에 의해 발생되는 가압력이 강해진다.

이 때문에, 피봉제물이 얇을 경우에는 노루발(121)에 의한 가압력이 지나치게 약하여 피봉제물을 충분히 유지할 수 없거나, 피봉제물이 두꺼울 경우에는 노루발(121)에 의한 가압력이 지나치게 강하여 피봉제물에 변형을 발생시킨다는 문제점이 있었다.

그리고, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 피봉제물의 천 두께마다 최적의 스프링 정수(定數)를 갖는 인장 스프링(131)을 개별적으로 준비하여, 피봉제물의 두께가 바뀔 때마다 인장 스프링(131)을 교환하는 번잡한 작업이 필요하고, 교환작업에 다대한 시간이 소요되기 때문에, 작업자에게는 커다란 부담이 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여, 피봉제물의 두께변화에 대응된 최적의 가압력을 간단히 설정할 수 있도록 함으로써, 작업효율을 향상시키는 동시에 장치의 수명이나 신뢰성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 노루발(21)을 승강이 가능하도록 지지하는 노루발 기구(20)와, 상기 노루발의 상승 또는 하강을 수행하는 구동수단(13)과, 상기 구동수단의 구동력을 상기 노루발의 상승 또는 하강의 구동력으로서 전달하는 동력전달기구(50)를 구비하는 재봉기의 노루발 장치로서, 상기 노루발이 피(被)봉제물에 가하는 압력의 목표치를 기억하는 제 1 기억수단(71)과, 상기 구동수단의 실제 동작량을 검출하는 검출수단(13A)과, 구동수단의 예정 동작량과 상기 검출수단에 의해 검출된 상기 구동수단의 실제 동작량 간의 편차와 상기 제 1 기억수단에 기억된 압력의 목표치에 근거하여, 상기 구동수단을 구동하는 제어수단(73)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 「노루발이 피봉제물에 가하는 압력의 목표치」란, 압력치 그 자체여도 무방하나, 그 압력을 발생시키는 편차의 값 등, 압력치와 기존에 공지된 관계가 있는 다른 수치여도 무방하다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 재봉기의 노루발 장치로서, 상기 편차에 근거하는 압력의 기준치로서의 고속하강 허용치를 기억하는 제 2 기억수단(71)과, 상기 편차에 근거하는 압력이 상기 고속하강 허용치를 초과했을 경우에는, 상기 구동수단의 속도를 감소시키는 조정수단(73)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 「압력의 기준치로서의 고속하강 허용치」란, 압력치 그 자체여도 무방하나, 그 압력을 발생시키는 편차의 값 등, 압력치와 기존에 공지된 관계가 있는 다른 수치여도 무방하다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 재봉기의 노루발 장치로서, 상기 제어수단은, 상기 편차에 근거하는 압력이 상기 제 1 기억수단에 기억된 압력의 목표치를 초과했을 경우에는, 상기 구동수단에 의한 노루발의 구동방향을 역전시킨 후에 다시 노루발을 하강시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 제어수단이 구동수단의 예정 동작량과 검출수단에 의해 검출된 구동수단의 실제 동작량 간의 편차와 제 1 기억수단에 기억된 압력의 목표치에 근거하여, 노루발이 피봉제물에 가하는 압력이 목표치가 되도록 조정한다. 따라서, 피봉제물의 천 두께에 상관없이, 노루발이 피 봉제물에 가하는 압력은 목표치가 되도록 조정된다. 이로써, 종래기술에서의 인장 스프링의 교환과 같은 번잡하면서도 시간을 요하는 작업이 불필요해진다. 따라서, 노루발이 피봉제물에 최적의 가압력을 가하기 위한 작업이 대폭적으로 간이하면서 쾌적해지며, 더불어 노루발 장치에 의한 피봉제물의 유지에 소요되는 시간이 대폭 단축됨에 따라, 작업자의 부담을 크게 경감시킬 수 있게 된다.

또한, 상술한 효과에 의해 재봉기에 의한 봉제작업의 효율이 크게 상승하여, 봉제작업의 사이클타임을 대폭 단축시킬 수 있게 된다. 따라서, 생산성이 높은 재봉기를 제공할 수 있게 된다.

더욱이, 인장 스프링과 같이 변형되는 기구를 설치할 필요가 없으며, 또한 인장 스프링을 교환하기 위한 부착 및 분리작업도 발생하지 않기 때문에, 내구성이 높은 견고한 구성의 재봉기의 노루발 장치를 제공할 수 있게 되는 동시에, 다발적인 부품교환으로 인한 부품의 열화(劣化)나 부품 분실 등의 가능성을 배제할 수가 있다. 따라서, 고장이 적으며 전체적으로 안정성과 신뢰성이 높은 재봉기의 노루발 장치를 제공할 수가 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 구동수단의 예정동작량과 검출수단에 의해 검출된 구동수단의 실제 동작량 간의 편차에 근거하는 압력이 고속하강 허용치를 초과했을 경우에는, 조정수단은 구동수단의 구동력을 감소시킨다. 이로써, 상기 편차가 나타내는 피봉제물에 대한 노루발의 가압력이 일정 이상이 되었을 경우, 즉, 노루발이 피봉제물에 도달했을 경우, 노루발은 저속으로 하강함으로써 피봉제물에 대해 가해지는 압력의 변화를 완만하게 한다. 따라서, 노루발이 피봉제물에 가하는 압력을 최적으로 조정하는 작업을 용이하고도 신속하게 실현할 수 있어, 노루발에 의한 피봉제물의 유지에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있게 된다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 구동수단의 예정 동작량과 검출수단에 의해 검출된 구동수단의 실제 동작량 간의 편차에 근거하는 압력이 압력의 목표치를 초과했을 경우에는, 제어수단은 구동수단의 구동방향을 역전시킴으로써 노루발을 상승시킨 후에 다시 노루발을 하강시킨다. 즉, 노루발이 피봉제물에 가하는 압력이 지나치게 강할 경우에 한번 노루발을 상승시킴으로써 상기 압력을 저감시키고, 다시 하강시킴으로써 상기 압력이 목표치 그대로가 되도록 재조정한다. 이로써, 노루발이 피봉제물에 가하는 압력은 보다 최적으로 조정되므로, 보다 최적의 가압력을 피봉제물에 부여하는 노루발 장치를 제공할 수가 있게 된다.

(발명의 실시형태의 전체구성)

이하에서는 도 1 내지 도 5에 기초하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 재봉기의 노루발 장치를 구비한 재봉기는, 각 구성을 유지 혹은 수납하는 도시되지 않은 재봉기 기기프레임을 구비하며, 이러한 재봉기 기기프레임은 재봉기 전체에 있어서 하부에 위치하는 베드부와, 재봉기 베드부의 길이방향 일단부에서 상방으로 세워 설치된 세로 몸체부와, 세로 몸체부의 상단부로부터 베드부와 동일한 방향으로 연장 설치된 아암부를 구비한다. 이하의 설명에 있어서 재봉기를 수평면에 놓은 상태에서, 수평이면서 베드부의 길이방향과 평행한 방향을 Y축 방향으로 하고, 수평이면서 Y축 방향과 직교하는 방향을 X축 방향으로 하며, X축 및 Y축 방향과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 한다.

재봉기의 노루발 장치(10)는, 도시되지 않은 바늘판 위로 하강하여 피봉제물인 천을 유지하는 노루발(21)을 승강이 가능하도록 지지하는 노루발 기구(20)와, 노루발(21)의 승강 구동원이 되는 「구동수단」으로서의 스테핑모터(13)와, 스테핑모터(13)의 회전구동력을 노루발 기구(20)에 부여하는 동력전달기구(50)와, 스테핑모터를 제어하는 「제어수단」으로서의 제어장치(70)를 구비한다.

또한, 재봉기는 재봉바늘을 보유한 바늘대를 상하로 이동시키는 바늘대 구동기구, 바늘판의 하방에서 재봉바늘에 삽입 통과된 윗실에 밑실을 얽는 북기구, 노루발 기구(20)를 통해 노루발(21)을 바늘판(11) 상면을 따라 이동시켜 바늘 낙하위 치를 임의로 수행시키는 천 이동기구 등과 같이 봉제에 필요한 각종 기구를 구비하는데, 이들은 주지된 것이므로 도시 및 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

(노루발 기구)

노루발 기구(20)는 그 기단부가 천 이동기구에 의해 유지되는 동시에 그 선단부측이 X-Y 평면을 따른 임의의 위치에 위치결정되는 지지 프레임(22)과, 노루발(21)의 하측에 위치하며 노루발(21)과의 사이에서 피봉제물을 유지하는 하판(23)과, 노루발(21)의 일단부에 세워 설치된 노루발 유지부재(24)와, 지지 프레임(22)의 선단부에 설치되는 동시에 유지부재(24)를 통해 노루발(21)을 승강이 가능하도록 지지하는 가이드 프레임(25)과, 지지 프레임(22)에 요동이 가능하도록 지지되는 동시에 요동에 의해 일단부에서 노루발 유지부재(24)에 대하여 승강 이동력을 부여하는 한 쌍의 요동로드(26)와, 재봉기 기기프레임에 의해 상하로 이동할 수 있도록 지지된 가압 플레이트(27)와, 지지 프레임(22)의 상부에서 요동이 가능하도록 지지되는 동시에 일단부가 가압 플레이트(27)의 하면과 접하는 요동부재(28)와, 요동부재(28)의 타단부와 각 요동로드(26)의 타단부를 상하에 대하여 동일방향으로 연동시키는 제 1, 제 2 및 제 3 링크체(29,30,31)를 구비한다.

도 3에 있어서, 노루발(21)은 직사각형상의 프레임체이며, 네 변의 내측은 크게 개구되어 있다. 이러한 개구부의 내측에서 유지된 피봉제물에 대하여 바늘이 낙하하여 봉제가 이루어지게 되어 있다.

이에 대응하여 하판(23)도 노루발(21)과 거의 동일한 크기의 직사각형상의 프레임부를 가지며, 노루발(21)과 마찬가지로 크게 개구되어 있다. 더욱이, 하 판(23)은 그 긴 변의 중간에 상당하는 부위로부터 짧은 변과 평행하게 연장되는 연장설치부를 가지며, 상기 연장설치부의 선단부에서 천 이동기구에 유지되어 있다. 그리고, 지지 프레임(22)의 선단부와 함께, 직사각형상의 프레임부쪽이 X-Y 평면을 따른 임의의 위치에 위치결정되도록 되어 있다.

지지프레임(22)은 재봉기 베드부의 상면에 배치되며, 상술한 바와 같이 그 기단부가 천 이동기구에 유지되고, 그 선단부는 기단부에 대하여 상방으로부터 서서히 전방을 향하도록 연장설치되어 있다. 또한, 상기 지지 프레임(22)의 길이방향(연장설치방향)은 Y축 방향을 따르도록 재봉기 베드부 상에 설치되어 있다.

노루발 유지부재(24)는 대략 L자 형상으로 형성되어 있으며, 그 일단부가 노루발(21)에 고정 연결되고, 그 타단부는 가이드 프레임(25)에 지지되어 있다.

가이드 프레임(25)은 지지 프레임(22)의 선단부에 고정 장비되어 있으며, 노루발 유지부재(24)의 타단부를 슬라이딩이 가능하도록 지지하는 가이드 홈을 구비한다. 이러한 가이드 홈이 Z축 방향(상하방향)을 따르도록 가이드 프레임(25)은 지지 프레임(22)에 장비되어 있다. 이로써, 지지 프레임(22)에 대하여 노루발(21)은 승강 동작할 수 있게 되어 있다.

각 요동로드(26)는 지지 프레임(22)을 끼우도록 하여 설치되어 있으며, 각각 대략 Y축 방향을 따른 상태에서 지지 프레임(22)에 지지되어 있다. 또한, 각 요동로드(26)는 그 길이방향 중간부에서 X축 방향을 따른 축을 중심으로 하여 지지 프레임(22)에 요동이 가능하도록 지지되어 있으며, 그 요동을 수행하는 일단부가, 가이드 프레임(25)에 지지된 노루발 유지부재(24)의 타단부에 형성된 관통구멍에 삽 입되어 있다. 따라서, 요동로드(26)의 요동에 따라 그 일단부가 상하로 움직이면, 노루발 유지부재(24)를 통해 노루발(21)도 상하로 움직이게 되어 있다. 또한, 각 요동로드(26)는 그 축 지지부분에 있어서, 도시되지 않은 비틀림 코일 스프링에 의해 노루발(21)이 상방을 향해 이동하는 방향으로 항상 가세되어 있다.

가압 플레이트(27)는 직사각형상의 평판으로서, 그 상면 중앙에 수직으로 고정되어 세워 설치된 지지축(27a)을 구비한다. 이러한 지지축(27a)은 둥근 봉형상이며, 재봉기 기기프레임에 고정 장비된 원통 형상의 메탈 축받이(32)에 삽입 통과되고, 상기 지지축(27a)을 통해 가압 플레이트(27)는 Z축 방향을 따라 승강할 수 있도록 지지되어 있다.

또한, 지지축(27a)은 그 상단부가 메탈 축받이(32)로부터 상방으로 돌출되어 있으며, 상기 지지축(27a)의 상단부에는, 그 반경방향 양측에 핀(27b)이 설치되어 있다. 각 핀(27a)은 동력전달기구(50)에 걸림결합되어 하방으로의 가압력의 입력을 받아들이기 위한 것이다.

요동부재(28)는, Y축 방향을 따른 상태에서 지지 프레임(22) 상부에 배치되어 있다. 요동부재(28)는 그 길이방향 중간부에서 X축 방향을 따른 축을 중심으로 지지 프레임(22)에 요동이 가능하도록 지지되어 있으며, 그 요동에 따라 상하로 움직이는 일단부는 가압 플레이트(27)의 하면 중앙부에 맞닿도록 배치되어 있다.

한편, 요동부재(28)의 타단부는 3개의 링크체(29,30,31)를 통해 각 요동로드(26)의 타단부(노루발(21)과는 반대쪽 단부)에 연결되어 있다. 각 요동로드(26)는 비틀림 코일 스프링에 의해 그 타단부가 하방으로 가압되어 있기 때문에, 3개의 링크체(29,30,31)를 통해 요동부재(28)의 타단부도 하방으로 가세된다. 이로써, 요동부재(28)의 일단부는 비틀림 코일 스프링의 탄성에 의해 상방을 향해 가세되게 되며, 그 결과, 가압 플레이트(27)는 항상 상방으로 밀려 올라간 상태를 유지하게 된다.

또한, 상술한 제 1 링크체(29)는 지지 프레임(22)에 의해 요동이 가능하도록 지지되어 있으며, 제 2 링크체(30)는 제 1 링크체(29)의 요동단부와 요동부재(28)의 타단부를 연결한다. 또, 제 1 링크체(29)는 제 3 링크체(31)에 의해 요동로드(26)의 타단부와 연결되어 있다. 따라서, 제 1 링크체(29)의 요동단부가 상방으로 요동할 경우, 요동로드(26)의 타단부도 상방으로 이끌려 올라간다.

노루발 기구(20)는, 통상적으로는 그 요동로드(26)가 비틀림 코일 스프링에 의해 노루발(21)을 상방으로 끌어올리는 방향으로 가압되어 있다. 즉, 외부 힘이 가해지지 않는 한, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 노루발(21)과 하판(23)은 떨어진 상태가 유지된다.

또한, 동력전달기구(50)에 의해, 가압 플레이트(27)의 지지축(27a)이 하방으로 가압되면, 요동부재(28)의 일단부가 하강하고 타단부는 상승하며, 각 링크체(29,30,31)를 통해 요동로드(26)의 타단부도 상방으로 끌어올린다. 이로써, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 노루발(21)은 하방으로 가압되어, 노루발(21)과 하판(23) 사이에서 피봉제물이 유지된 상태가 된다.

(동력전달기구)

동력전달기구(50)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 스테핑모터(13)에 의 해 동시에 회전구동되는 회전 캠(52)과, 회전 캠(52)을 따라 스테핑모터(13)의 출력축(13a) 주위를 주회(周回)이동하는 롤러부재(56)와, 일단부에서 롤러부재(56)를 지지하며 상기 롤러부재(56)의 주회이동에 따라 요동하는 지렛대부재(57)와, 지렛대부재(57)에 고정되어 지렛대부재(57)와 함께 요동하는 종동 링크체(59)와, 노루발 기구(20)의 핀(27b)을 요동동작에 따라 밀어내리는 한 쌍의 아암부재(60,61)와, 종동 링크체(59)의 요동단부와 아암부재(60)를 연결하는 길이가 긴 형상의 동력전달 플레이트(62)를 구비한다.

2개의 아암부재(60,61)는 모두 그 기단부가 노루발 기구(20)의 상방에서 재봉기 기기프레임에 회전이 가능하도록 지지된 지지축(66)에 동시에 고정 연결되며, 2개의 아암부재(60,61)와 지지축(66)이 일체가 되어 요동하도록 되어 있다.

또한, 각 아암부재(60,61)의 요동단부는 지지축(66)을 중심으로 하는 원의 반경방향으로서 Y축 방향을 따라 연장설치되며, 상술한 노루발 기구(20)의 가압 플레이트(27)를 상하로 이동시키는 각 핀(27b)의 상방에 위치하고 있다. 즉, 각 아암부재(60,61)의 요동단부가 요동에 따라 하강하면 각 핀(27b)에 맞닿아 가압 플레이트(27)를 하강시킴으로써 노루발(21)에 의해 피봉제물을 가압하도록 되어 있다.

한쪽 아암부재(60)는 핀(27b)에 맞닿는 요동단부와는 별도로, 그 요동 구동력이 입력되는 입력편(60a)이 지지축(66)을 중심으로 하는 반경방향으로서 Z축 방향으로 연장설치되어 있다. 이러한 입력편(60a)에는 동력전달 플레이트(62)의 일단부가 연결되며, 상기 입력편(60a)을 Y축 방향을 따라 요동시킨다. 이로써, 각 아암부재(60,61) 전체가 요동한다.

상기 동력전달 플레이트(62)는 길이가 긴 형상이며, 재봉기 아암부 내에서 Y축 방향을 따라 배치되어 있다. 상술한 바와 같이, 동력전달 플레이트(62)는 그 타단부가 종동 링크체(59)의 요동단부에 연결되어 있기 때문에, 종동 링크체(59)의 요동에 따라 동력전달 플레이트(62)는 그 길이방향을 따라 전진이동(이동방향 f)과 후퇴이동(이동방향 b)을 수행하며 각 아암부재(60,61)를 요동시키도록 되어 있다. 즉, 후퇴이동시에는 각 아암부재(60,61)가 노루발 기구(20)의 핀(27b)을 가압하는 방향으로 요동하여 노루발(21)을 밀어 내린다. 또, 전진이동시에는 각 아암부재(60,61)가 노루발 기구(20)의 핀(27b)으로부터 떨어지는 방향으로 요동하여, 노루발(21)을 밀려 내려간 상태로부터 상방으로 이동시킨다.

롤러부재(56)는, 회전 캠(52)의 외주에 맞닿은 상태로 배치되며, 회전 캠(52)의 회전에 따라 스테핑모터(13)의 출력축(13a) 주위로 주회이동한다. 또한, 상기 롤러부재(56)는 종동 링크체(59)에 설치된 인장 스프링(67)에 의해, 항상 회전 캠(52)의 외주에 맞닿도록 장력이 부여되어 있다.

지렛대부재(57)는, 대략 L자 형상으로 형성되며, 그 굴곡부에서 지지축(65)에 의해 재봉기 기기프레임에 요동이 가능하도록 축지지되어 있다. 상기 지렛대부재(57)는 X축 방향을 따른 축에 의해 축지지되어 있으며, 일단부에 위치하는 롤러부재(56)가 주회 운동에 의해 대략 Z축 방향을 따라 이동하면, 그 타단부가 대략 Y축 방향을 따라 이동하도록 굴곡되어 있다.

종동 링크체(59)는 그 길이방향 일단부에서 지렛대부재(57)와 함께 지지축(65)에 의해 회동할 수 있도록 재봉기 기기프레임에 지지되어 있다. 더욱이, 종 동 링크체(59)의 길이방향 타단부는 동력전달 플레이트(62)의 타단부에 연결되어 있다. 종동 링크체(59)는 지렛대부재(57)와 일체가 되어 요동하며, 동력전달 플레이트(62)의 Y축 방향을 따른 전진(이동방향 f) 또는 후퇴이동(이동방향 b)에 따라, 각 아암부재(60,61)를 요동시켜 노루발(21)의 승강상태를 전환한다.

회전 캠(52)은 그 외주면에 롤러부재(56)를 맞닿게 하여 외주형상에 따라 이동시킴으로써, 외주면의 각 위치에서의 스테핑모터(13)의 출력축(13a)으로부터의 거리에 따른 이동량으로 지렛대부재(57)를 요동시키는 기능을 갖는다.

상기 회전 캠(52)은 스테핑모터(13)의 출력축(13a) 상에 장비되며, 출력축(13a)의 회전에 따라 노루발(21)이 승강하도록 회전 캠(52)의 외주형상이 설정되어 있다. 즉, 회전 캠(52)은 이른바 편심 캠이다.

이러한 회전 캠(52)의 형상에 의해, 회전 캠(52)의 회전에 따라 출력축(13a)과 롤러부재(56)의 거리가 작아지면, 상술한 바와 같이 롤러부재(56)와 연동하는 동력전달 플레이트(62)는 Y축 방향을 따라 전진(이동방향 f)한다. 따라서, 노루발(21)은 상승한다. 또한, 회전 캠(52)의 회전에 따라 출력축(13a)과 롤러부재(56)의 거리가 커지면, 상술한 바와 같이 롤러부재(56)와 연동하는 동력전달 플레이트(62)는 Y축 방향을 따라 후퇴(이동방향 b)한다. 따라서, 노루발(21)은 하강한다.

(스테핑모터)

스테핑모터(13)는, 제어장치(70)가 출력하는 펄스신호와 동기하여 회전동작한다. 또한, 스테핑모터(13)는 그 내부에서, 스테핑모터(13)의 출력축(13a)의 회 전각도를 검출하여 제어장치(70)로 출력하는 「검출수단」으로서의 엔코더(13A, 도 4)를 구비한다.

스테핑모터(13)는 후술하는 제어장치(70)에 의해 출력축(13a)의 회전운동에서의 위상이 제어된다. 구체적으로는, 스테핑모터(13)의 출력축(13a)은 제어장치(70)에 의해 출력되는 펄스신호에 따라 소정의 위상으로 회전하도록 제어된다. 한편, 스테핑모터(13)의 출력축(13a)의 회전운동에는 출력축(13a)에 연결된 상술한 동력전달기구(50) 및 노루발 기구(20)에 의해 기계적 부하가 발생한다. 이 때문에, 상기 기계적 부하가 클 경우에는, 제어장치(70)에 의해 출력된 펄스신호에 근거하는 스테핑모터(13)의 출력축(13a)의 위상(이하 「입력펄스위상」이라 기재)과, 실제로 수행된 스테핑모터(13)의 출력축(13a)의 위상(이하 「실제 위상」이라 기재)의 사이에 편차가 발생한다. 상기 편차의 정도는 상술한 동력전달기구(50) 및 노루발 기구(20)에 의한 기계적 부하에 따라 결정된다. 이때, 동력전달기구(50) 및 노루발 기구(20)의 각 부에서 발생하는 마찰 등에 의한 부하는 거의 일정해지기 때문에, 편차의 증감은 주로 노루발(21)이 천을 상방으로부터 가압하는 가압력(T)에 따라 결정되게 된다.

즉, 엔코더(13A)가 스테핑모터(13)의 실제 위상을 검출하여 제어장치(70)로 출력함으로써, 제어장치(70)는 입력펄스위상과 실제 위상에 근거하여 노루발(21)이 천을 상방으로부터 가압하는 가압력(T)을 산출할 수 있게 된다.

(제어장치)

도 4에 있어서, 제어장치(70)는 노루발(21)이 천을 상방으로부터 가압하는 가압력에 대하여, 「압력의 목표치」로서의 설정치(T2)를 기억하는 동시에 상술한 입력펄스위상과 엔코더(13A)의 검출에 근거하는 실제 위상간의 편차가 일정 이하인 경우에 노루발(21)을 고속으로 하강시키기 위한 기준치가 되는 고속하강 허용치(T1)를 기억하는 「제 1 기억수단」 및 「제 2 기억수단」으로서의 기억부(71)와, 스테핑모터(13)가 구동하기 위한 펄스신호를 출력하는 펄스신호 출력부(72)와, 펄스신호 출력부(72)에 의한 입력펄스위상과 입력펄스 스테핑모터(13)의 엔코더(13A)에 의한 실제 위상에 근거하여 노루발(21)이 천을 상방으로부터 가압하는 가압력(T)을 산출하고, 상기 가압력(T)이 기억부(71)에 기억된 고속하강 허용치(T1)를 초과하는 경우에는 노루발(21)의 하강속도를 감소시키는 「조정수단」으로서 기능하는 동시에, 가압력(T)과 가압력의 설정치(T2)를 비교하여 스테핑모터(13)의 회전운동을 정지 혹은 역전시키는 연산부(73)를 구비한다.

기억부(71)는 노루발(21)이 천을 상방으로부터 가압하는 가압력의 설정치(T2)를 기억한다. 상기 설정치(T2)는 입력 인터페이스를 통해 작업자에 의해 설정된다. 따라서, 기억부(71)는 「제 1 기억수단」으로서 기능한다.

또한, 기억부(71)는 상술한 입력펄스위상과 실제 위상간의 편차가 일정 이하인 경우에 노루발(21)을 고속으로 하강시키기 위한 기준치가 되는 고속하강 허용치(T1)를 기억한다. 상기 고속하강 허용치(T1)는, 상기 편차가 상기 고속하강 허용치(T1) 이하인 경우에는, 노루발(21)이 아직 피봉제물에 도달하지 못하여, 노루발(21)이 부하를 받고 있지 않은 것으로 판단하기 위한 기준치이다. 제어장치(70)의 연산부(73)는, 상기 편차와 상기 고속하강 허용치(T1)에 의해 노루발(21)이 피봉제물에 도달하지 않은 것으로 판별되었을 경우, 노루발(21)의 하강속도를 고속으로 한다. 한편, 편차가 상기 고속하강 허용치(T1)를 초과하는 경우에는, 노루발(21)이 피봉제물에 도달하여 노루발(21)이 부하를 받고 있는 것으로 판단하고, 노루발(21)의 하강속도를 저속으로 한다. 이로써, 항상 일정한 속도로 노루발(21)이 상하로 움직이는 경우에 비해, 노루발(21)이 피봉제물을 유지하기까지 소요되는 시간을 단축시킬 수가 있다. 따라서, 기억부(71)는 「제 2 기억수단」으로서 기능한다.

더욱이, 기억부(71)는 상술한 입력펄스위상과 실제 위상간의 편차값으로부터 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 상방으로부터의 가압력(T)의 값을 구하기 위한 가압력 환산 테이블을 기억한다. 연산부(73)는, 상기 편차와 상기 가압력 환산 테이블로부터 상기 가압력(T)의 값을 산출하고, 상기 가압력(T)의 값과 설정치(T2)를 비교함으로써 상기 가압력(T)의 값이 적정한지를 판별한다.

또한, 설정치(T2)는 미리 기억수단에 기억된 복수의 가압력 설정치로부터 선택할 수 있도록 설정하여도 되고, 작업자가 직접 수치를 입력하도록 하여도 된다.

또, 고속하강 허용치는 고정치일 수도 있고, 상술한 설정치(T2)와 같이 변경이 가능하도록 하여도 무방하다.

더욱이, 기억부(71)는 상술한 것 이외에, 연산부(73)에 의해 실행되는 각종 프로그램 및 데이터를 기억한다. 또, 재봉기의 전원이 나간 후에도 설정치(T2), 고속하강 허용치(T1), 가압력 환산 테이블 및 각종 프로그램과 데이터를 유지할 수 있는 것이 바람직하므로, 기억부(71)는 비휘발성 기억장치(가령, EPROM)로 구성하 는 것이 바람직하다.

펄스신호 출력부(72)는 스테핑모터(13)가 구동하기 위한 펄스신호를 출력한다.

또, 펄스신호 출력부(72)는 연산부(73)의 명령에 따라서 상기 펄스신호를 증감시킨다. 즉, 연산부(73)는 펄스신호 출력부(72)가 출력하는 펄스신호를 증감시킴으로써 스테핑모터(13)의 구동을 조정한다. 연산부(73)는 고속구동이 필요할 경우에는 규정된 펄스출력을 유지하며, 저속구동이 필요할 경우에는 직전의 출력펄스 수에서 1 감산한 펄스신호를 출력한다.

연산부(73)는 펄스신호 출력부(72)에 의한 입력펄스 위상과 입력펄스 스테핑모터(13)의 엔코더(13A)에 의한 실제 위상에 근거하여 노루발(21)이 천을 상방으로부터 가압하는 가압력(T)을 산출하는 동시에, 상기 가압력(T)과 기억부(71)에 기억된 고속하강 허용치(T1) 및 가압력 설정치(T2)에 근거하여 스테핑모터(13)의 회전속도 및 회전방향을 조정한다.

연산부(73)에 의해 노루발(21)의 상하이동이 제어되는 메커니즘에 관하여 도 5의 플로우를 이용하여 상세히 설명하도록 한다.

작업자의 조작에 의해 노루발 장치가 동작하면, 연산부(73)는 스테핑모터(13)가 노루발(21)을 고속하강시키도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 이로써 노루발(21)은 고속으로 하강하는(단계 S1) 동시에, 스테핑모터(13)의 엔코더(13A)로부터 실제 위상이 출력된다. 연산부(73)는 상술한 펄스신호 출력부(72)에 대한 명령에 근거하는 입력펄스위상과 상기 실제 위상간의 편차를 산출하며, 상기 편차의 값과 기억부(71)에 기억된 가압력 환산 테이블에 기초하여 피봉제물에 대한 노루발(21)의 가압력(T) 값을 산출한다(단계 S2). 이때, 연산부(73)는 산출된 가압력(T)과 기억부(71)의 고속하강 허용치(T1)를 비교한다(단계 S3). 가압력(T)의 값이 고속하강 허용치(T1) 이하였을 경우에는, 연산부(73)는 계속하여 스테핑모터(13)가 노루발(21)을 고속하강시키도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 가압력(T)의 값이 고속하강 허용치(T1)를 초과하였을 경우에는, 연산부(73)는 스테핑모터(13)가 노루발(21)을 저속하강시키도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 이로써 노루발(21)은 저속하강하게 된다(단계 S4). 단계 S1 내지 단계 S3의 처리는 가압력(T)의 값이 고속하강 허용치(T1)를 초과함에 따라 노루발이 저속하강하게 될 때까지 행해진다.

노루발(21)이 저속으로 하강할 때에도 상술한 처리와 마찬가지로, 스테핑모터(13)의 엔코더(13A)로부터 실제 위상이 출력된다. 연산부(73)는 상술한 바와 같은 처리에 의해 피봉제물에 대한 노루발(21)의 가압력(T)의 값을 산출한다(단계 S5). 이때, 연산부(73)는 산출된 가압력(T)과 기억부(71)의 설정치(T2)를 비교한다(단계 S6). 가압력(T)의 값이 설정치(T2) 미만이었을 경우에는, 연산부(73)는 계속해서 스테핑모터(13)가 노루발(21)을 저속하강시키도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 단계 S6에서 가압력(T)이 설정치(T2) 미만이 아닌 경우, 연산부(73)는 가압력(T)이 설정치(T2)와 동일한지 여부를 판별한다(단계 S7). 가압력(T)의 값이 설정치(T2)와 동일한 경우에는, 연산부(73)는 스테핑모터(13)를 정지시키기 위해, 스테핑모터(13)에 대한 펄스신호의 출력을 종료시키도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 이로써 노루발(21)은 정지하고(단계 S8), 노루발(21)의 상하이동에 있어서의 위치는 설정치(T2) 그대로의 가압력(T)을 피봉제물에 대해 부여하는 위치가 된다.

한편, 가압력(T)의 값이 설정치(T2) 미만이 아니면서, 또한 가압력(T)의 값이 설정치(T2)와 동일하지 않은 경우, 즉, 가압력(T)이 설정치(T2)를 초과한 경우에는, 연산부(73)는 스테핑모터(13)에 상승전력을 출력하도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 이로써 노루발은 상승하며(단계 S9), 피봉제물에 대하여 지나치게 커진 노루발(21)에 의한 가압력을 저감시키기 위해 노루발(21)을 약간 상승시킨다. 그 후, 단계 S5로 되돌아가서 하강을 재개하며, 플로우에 따라 연산부(73)는 스테핑모터(13)에 저속하강전력을 출력하도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 이로써 노루발(21)은 다시 저속으로 하강한다. 상술한 처리는 가압력(T)의 값이 설정치(T2)와 동일해짐에 따라 노루발(21)이 정지할 때까지 이루어진다.

즉, 연산부(73)는 가압력(T)이 고속하강 허용치(T1) 이하인 경우에는, 노루발(21)이 피봉제물에 접촉되어 있지 않은 것으로 판별하고 노루발(21)을 고속으로 하강시킨다. 이로써, 노루발(21)이 피봉제물을 유지하기까지 소요되는 시간을 단축할 수 있게 된다.

또한, 연산부(73)는 가압력(T)이 고속하강 허용치(T1)를 초과했을 경우에는, 노루발(21)이 피봉제물에 대하여 가압력을 가하기 시작한 것으로 판단하고, 노루발(21)을 저속으로 하강시킨다. 이로써, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력을 미세조정한다. 제어장치(70)의 연산부(73)는 「조정수단」으로서 기능한다.

더욱이, 연산부(73)는 가압력(T)이 설정치(T2)와 동일해진 경우, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력이 작업자가 의도한 가압력이 된 것으로 판별하고, 노 루발(21)을 정지시킨다. 이로써, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 상방으로부터의 가압력은 최적의 가압력이 된다. 또한, 연산부(73)는 가압력(T)이 설정치(T2)를 초과했을 경우, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력이 지나치게 강한 것으로 판별하고 노루발을 상승시킨다. 이로써, 노루발(21)에 지나치게 가해져 있던 가압력을 완화하여 다시 저속으로 하강시킴으로써 미세조정할 수 있도록 한다.

(작용효과)

상술한 실시예에 따르면, 제어장치(70)의 연산부(73)가 스테핑모터(13)의 입력펄스위상과 엔코더(13A)에 의해 출력된 스테핑모터(13)의 실제 위상으로부터 가압력(T)을 산출하여, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력이 설정치(T2)가 되도록 조정한다.

따라서, 피봉제물의 천 두께에 관계없이, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력은 설정치(T2)가 되도록 조정수단에 의해 조정된다.

이로써, 종래기술에서 인장 스프링을 교환하는 등의 번잡하고 시간을 요하는 작업이 불필요해지고, 노루발(21)이 피봉제물에 최적의 가압력을 가하기 위한 작업이 대폭적으로 간이해지고 쾌적해지며, 더불어 노루발 장치에 의한 피봉제물의 유지에 소요되는 시간이 대폭 단축되어, 봉제작업의 효율이 크게 상승하고 봉제작업의 사이클타임을 대폭 단축시킬 수 있게 됨에 따라 생산성을 향상시킬 수가 있다.

더욱이, 인장 스프링과 같이 변형되는 기구를 설치할 필요가 없으며, 인장 스프링을 교환하기 위한 부착 및 분리 작업도 발생하지 않아, 내구성을 향상시키는 동시에 부품교환이 다발적으로 발생함에 따른 부품의 열화(劣化)나 분실 등의 가능 성을 배제시킬 수 있기 때문에, 고장이 적어 장치의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 가압력(T)이 고속하강 허용치(T1)를 초과했을 경우에는, 제어장치(70)의 연산부(73)는 스테핑모터(13)에 대하여 저속하강전력을 공급하도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 이로써, 가압력(T)이 일정 이상이 되었을 경우, 즉 노루발(21)이 피봉제물에 도달했을 경우, 노루발(21)은 저속으로 하강함으로써 피봉제물에 대해 가해지는 가압력의 변화를 완만하게 할 수 있게 되어, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력을 최적으로 조정하는 작업을 용이하고도 신속하게 실현할 수 있고, 노루발(21)에 의한 피봉제물의 유지에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있게 된다.

더욱이, 가압력(T)이 설정치(T2)를 초과했을 경우에는, 제어장치(70)의 연산부(73)는 스테핑모터(13)에 대하여 저속하강전력을 공급하도록 펄스신호 출력부(72)에 명령한다. 즉, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력이 지나치게 강할 경우에 한번 노루발(21)을 상승시킴으로써 상기 가압력을 저감시키고, 그 후에 다시 하강시킴으로써 상기 가압력이 설정치(T2)와 동일해지도록 재조정한다. 이로써, 노루발(21)이 피봉제물에 가하는 가압력은 보다 최적으로 조정되므로, 보다 최적의 가압력을 피봉제물에 부여하는 노루발 장치를 제공할 수 있게 된다.

(기타)

또한, 상술한 실시예에서는 구동수단으로서 스테핑모터를 이용하였으나, 노루발을 구동할 수 있는 구동원이면서 그 구동량이 조정가능한 구동수단이라면 무엇 이든 무방하다. 가령, 솔레노이드여도 된다.

또, 상술한 실시예의 노루발 기구(20), 동력전달기구(50)의 구성은 일례이며, 구동수단에 의한 구동력을 노루발의 승강으로서 전달할 수 있는 기구이면 그 구성은 상술한 실시예로 한정되는 것이 아님은 물론이다.

또한, 상술한 실시예에서는 제어장치(70)는 소프트웨어처리에 의해 그 기능을 실현하지만, 각 처리마다 동일한 기능을 하는 전용부품이나 아날로그회로에 의해 실현하여도 무방하다.

또, 특정 피봉제물과 상기 피봉제물에 대한 가압력의 설정치에 기초하는 노루발의 정지위치를 대응시켜 기억수단에 기억시킴으로써, 그 후에 동일한 봉제물 및 설정치를 이용하였을 경우, 상기 정지위치를 재현하도록 하여도 무방하다. 더욱이, 노루발이 정지한 위치에 기초하여 천 두께를 검출하여도 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 재봉기의 노루발 장치의 주요 구성 중 일부를 도시한 사시도이다.

도 2는 재봉기의 노루발 장치의 주요 구성 중 일부를 도시한 도 1과 다른 방향에서 본 사시도이다.

도 3은 노루발 기구(20)의 구성을 나타내는 측면도로서, (a)는 노루발(21)이 상승하고 있는 상태, (b)는 노루발(21)이 하강하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

도 4는 제어장치(70)의 구성과, 제어장치(70)와 전기적으로 접속되어 있는 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5는 제어장치(70)의 연산부(73)에 의한 노루발(21)의 승강 메커니즘을 나타내는 플로우챠트이다.

도 6은 종래기술에 따른 재봉기의 노루발 장치에 있어서 노루발 기구의 구성 중 일부를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 재봉기의 노루발 장치 13 : 스테핑모터

20 : 노루발 기구 21 : 노루발

23 : 하판 27 : 가압 플레이트

50 : 동력전달기구 52 : 회전 캠

56 : 롤러부재 57 : 지렛대부재

59 : 종동 링크체 60,61 : 아암부재

62 : 동력전달 플레이트 70 : 제어장치

71 : 기억부 73 : 연산부

Claims (3)

1. 바늘판 상으로 하강하여 피(被)봉제물을 유지하는 노루발을 승강가능하도록 지지하는 노루발 기구와,

   상기 노루발의 상승 또는 하강의 구동원이 되는 구동수단과,

   상기 구동수단의 구동력을 상기 노루발의 상승 또는 하강의 구동력으로서 전달하는 동력전달기구를 구비하는 재봉기의 노루발 장치로서,

   상기 노루발이 피봉제물에 가하는 압력의 목표치를 기억하는 제 1 기억수단과,

   상기 구동수단을 구동하는 제어수단과,

   상기 구동수단의 실제 동작량을 검출하는 검출수단과,

   상기 노루발을 하강시키기 위한 압력의 기준치를 기억하는 제 2 기억수단을 구비하고,

   상기 제어수단은, 상기 구동수단의 예정 동작량과 상기 검출수단에 의해 검출된 상기 구동수단의 실제 동작량 간의 편차에 근거하는 가압력이 상기 기준치 이하인 경우, 상기 노루발을 제 1의 속도로 하강시키도록 제어하고, 상기 가압력이 상기 기준치를 초과한 경우, 상기 노루발의 하강속도를 감소시켜 제 2의 속도로 하강시키도록 제어하며, 또한, 상기 가압력이 상기 목표치와 일치한 경우, 상기 노루발의 하강을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 재봉기의 노루발 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 가압력이 상기 제 1 기억수단에 기억된 압력의 목표치를 초과한 경우에는, 상기 구동수단에 의한 노루발의 구동방향을 역전시킨 후에 다시 노루발을 하강시키는 것을 특징으로 하는 재봉기의 노루발 장치.

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