KR101688115B1 - 재봉기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천을 짓누르지 않으면서 중심 노루발을 상하이동시키는 것이다.

본 발명의 재봉기는, 재봉바늘(108)을 상하이동시키는 재봉기 모터(2a)에 의해 회전구동되는 주축(2)의 각도를 검출하는 주축각도 검출수단(2b)과, 봉제시에 피봉제물의 부상(浮上)을 방지하는 중심 노루발(29)과, 재봉바늘에 동기하여 중심 노루발을 상하이동시키는 중심 노루발 상하이동기구(M1)와, 중심 노루발 모터(42)에 의해 중심 노루발의 높이를 조정하는 중심 노루발 높이조절기구(M4)와, 중심 노루발 모터를 제어하는 중심 노루발 높이제어수단(73)을 구비한다. 중심 노루발 높이제어수단은, 중심 노루발이 하강하는 소정의 회전구간에서, 외부토크(Tf)와 균형을 이루도록 구동토크(Tm)를 출력하는 높이의 가변제어를 수행하는 동시에, 높이의 가변제어 후에는 높이가변제어구간의 최종 출력축 각도를 유지하도록 중심 노루발 모터를 추종 제어시킨다.

Description

재봉기{SEWING MACHINE}

본 발명은 중심 노루발을 구비하는 재봉기에 관한 것이다.

종래, 천을 유지시키는 프레임형상의 천 유지부재를 재봉바늘의 상하이동위치에 대하여 이동시키면서 소정 형상의 바늘땀을 형성하는 재봉기에 있어서, 천 유지부재의 프레임 중심 부근은 천 유지부재에 의한 피봉제물의 유지력이 불충분해지기 때문에, 재봉바늘이 상승할 때 재봉바늘과의 마찰저항으로 인해 피봉제물이 끌려 올라가, 이른바 '펄럭임 현상'이 발생하여 바늘땀의 실 장력이 적정하지 못하게 됨에 따라 봉제품질이 저하되는 경우가 있었다.

이 때문에, 피봉제물이 재봉바늘의 상승시에 끌려올라가지 않도록, 재봉바늘보다 작은 스트로크로 상하이동하면서 탄성력에 의해 피봉제물을 가압하는 중심 노루발이 설치된다. 그러나, 중심 노루발은 재봉바늘보다 낮은 위치에서 상하이동을 하고 있기 때문에, 두께가 있는 피봉제물의 경우에는 중심 노루발이 소정 이상으로 하강하여 중심 노루발이 피봉제물을 소정 이상의 힘으로 가압함에 따라, 중심 노루발의 가압부의 흔적 등을 피봉제물에 남기게 되어 상품의 품질을 저하시킨다는 문제가 있었다.

이에, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 재봉기 모터와는 별도로 중심 노루발의 기준위치의 상하위치를 조절하는 스테핑모터를 설치하고, 미리 피봉제물의 두께 데이터를 기억시켜, 봉제중에 상기 두께 데이터에 따라 스테핑모터를 작동시킴으로써 중심 노루발의 기준위치의 상하위치를 조절하며, 피봉제물의 두께에 적합한 위치에서 중심 노루발을 상하이동시켰다.

또, 특허문헌 1에는, 봉제중에 두께를 검출하기 위한 광학소자로 이루어지는 천 두께 검출기를 설치하여, 검출된 천 두께에 기초하여 스테핑모터에 의해 중심 노루발의 하사점 높이를 조정하는 제어를 수행하는 재봉기가 기재되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특허공고공보 H7-44983호(도 5)

그러나, 특허문헌 1의 종래의 재봉기에 있어서는, 미리 피봉제물의 두께 데이터를 작성하기 위한 작업 공정수(工數)가 필요하기 때문에 생산효율이 낮아진다는 문제가 있었다.

또한, 미리 피봉제물의 두께 데이터를 작성하지 않을 경우에는, 전용 천 두께 검출기가 필수이므로, 부품 수가 증가함에 따른 생산성의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.

또, 피봉제물이 위치하는 바늘대의 주위에 천 두께 검출기를 배치해야만 하는데, 중심 노루발을 구비하는 재봉기에서는 상기 중심 노루발이나 그 상하이동기구가 설치되어 있기 때문에, 바늘대의 주위에 천 두께 검출기를 배치하는 공간의 확보가 곤란하다는 문제도 있었다.

더욱이, 울 소재와 같은 유연성을 가진 피봉제물을 봉제할 경우에는, 피봉제물은, 이른바 폭신폭신한 상태(부푼 상태)인데, 이러한 폭신폭신한 상태의 천 두께를 천 두께 검출기가 검출할 수 없어 중심 노루발의 높이 조정 정밀도에 문제가 생겼다.

또한, 천 두께 검출기에 의한 천 두께의 검출과, 그 검출된 천 두께로 중심 노루발 높이를 조정하는 스테핑모터의 제어를 봉제중에 매 바늘마다 수행할 수 없어 1 바늘땀 이상 응답이 지연되기 때문에, 피봉제물의 봉제영역에 두꺼운 단부(段部) 등이 있을 경우에는, 중심 노루발의 높이 조정이 두께의 급격한 변화를 추종할 수 없어 피봉제물을 손상시키는 문제가 있었다.

또한, 본래는 피봉제물을 가압하지 않으면서 부상(浮上)을 방지하도록 표면에 걸림결합만 되어 있는 것이 바람직하지만, 종래의 중심 노루발은, 상기한 바와 같이 탄성력에 의해 중심 노루발이 피봉제물을 가압하게 되어 있기 때문에, 이러한 상태로 할 수 없었다.

본 발명은 피봉제물의 종류나 봉제상태의 변화에 관계없이 항상 안정적으로 중심 노루발에 의해 피봉제물의 부상을 방지하는 동시에 저비용화하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 천을 유지시키는 프레임형상의 천 유지부재와, 재봉기 모터에 의해 주축을 회전구동시켜 재봉바늘을 상하이동시키는 바늘 상하이 동기구와, 상기 천 유지부재의 프레임 내에 상기 재봉바늘이 상하이동하도록 천 유지부재를 이동시키는 이동수단과, 봉제시에 피봉제물의 부상(浮上)을 방지하도록 피봉제물에 접촉하는 중심 노루발과, 상기 재봉기 모터로부터 동력을 얻어, 상기 재봉바늘의 상하이동과 동기하여 상기 중심 노루발을 상하이동시키는 중심 노루발 상하이동기구와, 중심 노루발 모터를 가지며, 중심 노루발 모터의 회전각도를 임의의 각도로 변경함으로써 상기 중심 노루발의 하사점 높이를 임의의 높이로 변경하고, 중심 노루발 모터에 회전각도를 유지하는 유지토크를 부여함으로써 상기 중심 노루발의 하사점 높이를 유지하는 중심 노루발 높이조절기구를 구비하는 재봉기로서, 상기 중심 노루발의 하강개시 또는 하강도중부터 하사점까지의 구간은, 상기 중심 노루발 모터의 토크를 외부로부터 받아들이는 토크에 대하여 균형을 이루는 출력으로 하여 중심 노루발 모터의 출력축의 회전을 발생시키지 않도록 제어하고, 상기 중심 노루발의 하강중에, 피봉제물에 대한 접촉에 의해 중심 노루발이 상기 피봉제물로부터 받는 반력(反力)에 기초하여, 상기 중심 노루발 모터의 출력축의 각도가 변화함에 따라, 중심 노루발이 피봉제물의 두께에 대응된 높이에서 도중에 정지시키는 높이의 가변제어를 수행하며, 상기 중심 노루발의 하사점으로부터 다음 회의 하강개시 또는 하강도중까지의 구간은, 상기 중심 노루발을 상기 피봉제물의 두께에 대응된 높이로 유지하도록, 상기 중심 노루발 모터에 상기 유지토크를 부여하는 높이의 유지제어를 수행하는 중심 노루발 높이제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 높이의 가변제어를 수행하는 구간이 개시되는 주축각도를 설정하는 구간설정수단을 설치하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 중심 노루발 높이제어수단은, 상기 높이의 유지제어에 있어서, 매 바늘마다 상기 중심 노루발이 피봉제물보다 상승한 위치에서, 중심 노루발의 하사점 높이를 일정한 높이로 되돌리도록 중심 노루발 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 중심 노루발 모터의 출력축의 회전각도를 검출하는 모터축 각도 검출수단을 더 구비하고, 상기 중심 노루발 높이제어수단은, 상기 높이의 유지제어에 있어서, 상기 높이의 가변제어가 종료될 때 상기 모터축각도 검출수단에 의해 검출된 상기 중심 노루발 모터의 출력축의 회전각도를 유지하도록 중심 노루발 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 중심 노루발 모터의 출력축의 회전각도를 검출하는 모터축각도 검출수단을 더 구비하며, 상기 중심노루발 높이제어수단은, 상기 높이의 유지제어에 있어서, 상기 모터축각도 검출수단이 검출한 회전각도에 대응된 높이로 상기 중심 노루발을 유지하도록, 상기 중심 노루발 모터의 토크를 상기 유지토크로 되돌리는 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 상하이동하는 중심노루발의 하강시에 있어서, 중심 노루발의 높이의 가변제어를 수행한다. 이 때문에, 재봉기 모터에 의한 중심노루발의 하강에 따라 피봉제물에 접촉하여, 중심 노루발 상하이동기구에 의한 중심 노루발의 하사점을 상승시키도록 반력을 받으면, 중심 노루발의 하사점 높이를 상하이동하는 중심 노루발 모터는, 그때까지는 외부로부터 받는 토크와의 균형을 이루도록 토크출력을 수행하고 있었기 때문에, 현재의 하사점 높이를 유지(출력축을 일정 각도로 유지)할 수 없게 되어, 중심 노루발이 상방으로 밀려 복귀되는 방향으로 중심 노루발 모터의 출력축이 회전을 발생시킨다(재봉기 모터가 하강이동을 부여하고, 중심 노루발 모터가 상승하는 방향으로 회전하므로 실제로는 중심 노루발은 피봉제물에 대한 접촉시의 높이를 유지한다).

이 때문에, 피봉제물이 두꺼울 경우에 하강하는 중심노루발이 맞닿아도, 중심 노루발은 피봉제물에 대한 접촉시의 높이를 유지하게 되어, 피봉제물을 가압하여 손상을 입히는 사태를 회피할 수 있게 된다.

더욱이, 높이의 유지제어에 있어서, 중심 노루발의 하사점 이후는 토크값이 유지토크로 복귀되고 하사점에서의 축각도가 유지되게 되어, 피봉제물이 상승하는 재봉바늘에 의해 당겨져 부상(浮上)하는 것을 방지한다는 중심 노루발 본래의 기능을 충분히 발휘할 수가 있다.

즉, 상기 발명에 의해, 천 두께가 변화하여도 봉제를 중단하지 않고 봉제중에 바늘마다, 중심 노루발이 피봉제물의 두께에 따른 높이로 정확히 조정되어, 사전에 중심 노루발의 간섭 등의 확인작업을 수행하는 등의 부담을 해소할 수 있게 되는 동시에, 사전에 봉제패턴을 설정하는 재봉기에 한하지 않고, 피봉제물의 두께에 대응할 수 있게 된다.

또한, 상기 발명은, 중심 노루발을 피봉제물에 접촉시키고 나서 정지시키는 제어를 수행하기 때문에, 피봉제물의 폭신한 상태에 대응하는 천 두께로 피봉제물을 가압할 수 있어, 피봉제물의 펄럭임을 방지한다는 중심 노루발의 본래의 기능을 발휘하여 펄럭임을 효과적으로 저감시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 발명은, 중심 노루발을 하강시켜 접촉하였을 때 그 높이를 유지하는 제어를 수행하므로, 예컨대, 천 두께를 검출하고 나서 적정한 하사점 높이가 되도록 중심 노루발의 높이를 제어하는 경우와 같이 「검출」,「제어」의 2단계의 처리를 수행하는 경우와 달리, 1바늘땀 이상의 응답지연이 발생하는 것을 회피하여, 매 바늘마다 중심 노루발을 적절한 높이로 조절할 수 있게 된다.

더욱이, 상기 발명은, 접촉위치나 거리 등을 검출하는 천 두께 검출기를 이용하지 않고 중심 노루발을 천 두께에 대응시킬 수 있어, 부품 수의 저감에 따른 생산성 향상을 도모할 수 있게 된다.

또, 본원발명의 구성에는, 중심 노루발 모터의 모터축각도 검출수단을 부가하여도 무방하다. 중심 노루발 모터의 모터축각도 검출수단은, 천 두께의 검출로 한정되지 않아 용도의 범용성이 높으며, 예컨대 중심 노루발 모터의 탈조(脫調) 등을 막기 위한 동작제어나 편차를 감시하여 토크의 대소(大小)를 전환하는 등의 전력절약을 위한 제어에 이용하는 등 다른 용도와의 병용도 가능하기 때문에, 모터축 각도 검출수단을 이러한 용도에도 이용함으로써, 부품 수의 경감을 도모한다는 취 지에 반하지 않게 되는 것이다.

더욱이, 본원발명은 천 두께 검출기와 같이 바늘대 주위에 설치하는 구성이 불필요하기 때문에, 바늘대 주위의 공간을 작업공간으로서 넓게 확보할 수 있게 되는 동시에 재봉기의 바늘대 주위에 다른 기구나 부재를 탑재하는데 방해가 되지 않는다.

그리고, 본원 발명에 따르면, 중심 노루발이 탄성력을 이용하여 피봉제물을 가압하는 종래의 중심 노루발 기구를 채용하지 않아, 탄성력을 이용하지 않는 중심 노루발 기구를 달성할 수 있다.

또, 높이의 가변제어가 개시되는 주축각도는, 중심 노루발의 하강개시위치, 즉 상사점 위치이거나 그 이후이면 되며, 하강중의 어느 각도인지에 대한 한정은 없으나, 봉제의 대상이 될 수 있는 피봉제물의 두께가 취할 수 있는 값보다 높이의 가변제어가 개시되는 주축각도에 있어서의 중심 노루발의 높이가 높아지는 주축각도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 높이의 가변제어에 있어서의 「중심 노루발 모터의 토크를 외부로부터 받는 토크에 대하여 균형을 이루는 출력」으로 한다는 것은, 예컨대 중심 노루발이 후술하는 가압 스프링(30, 도 5 참조)과 같이 항상 하방으로 가압되어 있을 경우에는, 상기 가압 스프링(30)에 의해 중심 노루발 모터의 출력축에 가해지는 하강방향의 외부토크와 균형을 이루어 대항하는 상승방향의 토크를 출력하는 것이 이에 해당한다. 또, 가압 스프링과 같은 구성이 존재하지 않는 재봉기에서는, 예컨대 중심 노루발이나 이것을 지지하는 각 부재의 중량에 의해 중심 노루발 모터의 출력축 에 가해지는 하강방향의 외부토크와 균형을 이루어 대항하는 상승방향의 토크를 출력하는 것이 이에 해당한다.

한편, 높이의 가변제어 이외의 기간에서의 중심 노루발 모터의 토크는, 높이의 가변제어시보다 크며 또한 피봉제물로부터 재봉바늘을 뺄 때 피봉제물을 충분히 눌러붙일 수 있는 토크값으로 설정된다.

청구항 2에 기재된 발명은, 높이의 가변제어를 수행하는 구간이 개시되는 주축각도를 설정하는 구간설정수단을 구비하기 때문에, 피봉제물의 두께에 따라 적정한 타이밍으로 높이의 가변제어를 개시할 수 있게 된다.

청구항 3에 기재된 발명은, 피봉제물이 강하게 눌리면 높이의 가변제어에 의해, 재봉기 모터에 의한 중심 노루발의 상하이동범위 전체가 상방으로 밀려 올라가도록 중심 노루발 모터가 제어되지만, 높이의 유지제어에 있어서는, 높이의 가변제어에 의해 밀려 올라간 중심 노루발의 상하이동범위를 일정한 높이로 되돌리는 제어를 수행한다. 이로써, 전 회의 높이가변제어에 의해 하사점이 상방으로 수정되어 다음의 중심 노루발의 하강시에 피봉제물로부터 과도하게 멀어져 있게 되는 사태를 방지하여, 매 바늘마다 피봉제물의 부상을 양호하게 누를 수 있게 된다.

또한, 「일정한 높이」란, 중심 노루발의 상사점이 봉제대상이 될 수 있는 두꺼운 피봉제물의 두께보다 높은 위치가 되고, 중심 노루발의 하사점이 바늘판 상면이 되도록 근접하는 높이로 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 중심노루발의 하사점을 하강시키는 제어는, 재봉바늘이 피봉제물로부터 빠져(재봉바늘의 하단부가 피봉제물의 상면보다 상방이 되는 완전히 빠져나온 상태를 나타내는 것은 아니며, 재봉바늘이 마찰에 의해 피봉제물을 함께 끌어올리는 상태로부터 벗어날 정도로 빠진 상태를 나타냄) 중심 노루발이 상승하는 주축각도를 지나고 나서 높이의 가변제어를 개시하는 주축의 각도까지의 사이에 수행하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 재봉기의 실시형태에 대해 상세히 설명하도록 한다.

또한, 본 실시형태에서는, 재봉기로서 전자 사이클 재봉기를 예로 들어 설명한다.

전자 사이클 재봉기는, 봉제를 수행할 피봉제물인 천을 유지시키는 프레임형상의 유지 프레임(111 ; 천 유지부재) 및 유지 프레임을 스테핑모터에 의해 X-Y 방향으로 이동시키는 후술하는 이동수단을 가지며, 유지 프레임이 재봉 바늘에 대하여 상대적으로 이동함에 따라, 유지 프레임에 의해 유지되는 천에 소정의 봉제 데이터(봉제 패턴)에 기초한 바늘땀을 형성하는 재봉기이다.

여기서, 후술하는 재봉바늘(108)이 상하이동하는 방향을 Z축 방향(상하방향)이라 하고, 이것과 직교하는 하나의 방향을 X축 방향(좌우방향), Z축 방향과 X축 방향 모두와 직교하는 방향을 Y축 방향(전후방향)이라 정의한다.

전자 사이클 재봉기(100, 이하에서는 '재봉기(100)'라 함)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 재봉기 테이블(T)의 상면에 구비되는 재봉기 본체(101)와, 재봉기 테이블(T)의 하부에 구비되며 재봉기 본체(101)를 조작하기 위한 페달(R)과, 재봉기 테 이블(T)의 상부에 구비되며 사용자에 의한 입력조작을 수행하기 위한 조작패널(74) 등을 구비한다.

(재봉기 프레임 및 주축)

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 재봉기 본체(101)는, 외형이 측면에서 볼 때 대략 역 ㄷ자 형상을 띄는 재봉기 프레임(102)을 구비한다. 상기 재봉기 프레임(102)은, 재봉기 아암부(102a)와, 재봉기 본체(101)의 하부를 이루며, 재봉기 베드부(102b)와, 재봉기 아암부(102a)와 재봉기 베드부(102b)를 연결하는 세로 몸체부(102c)를 갖는다.

상기 재봉기 본체(101)는 재봉기 프레임(102) 내에 동력전달기구가 배치되며, 회동이 가능하고 전후방향으로 연장되는 주축(2, 도 4 참조) 및 도시되지 않은 하축을 갖는다. 주축(2)은 재봉기 아암부(102a)의 내부에 배치되며, 하축(도시생략)은 재봉기 베드부(102b)의 내부에 배치되어 있다.

주축(2)은, 재봉기 모터(2a, 도 8 참조)에 접속되며, 상기 재봉기 모터(2a)에 의해 회동력이 부여된다. 또, 하축(도시생략)은, 세로축(도시생략)을 통해 주축(2)과 연결되어 있으며, 주축(2)이 회동하면 주축(2)의 동력이 세로축을 통해 하축쪽으로 전달되어 하축이 회동하도록 되어 있다.

주축(2)의 전단(前端)에는, 주축(2)의 회동에 따라 Z축 방향으로 상하이동하는 바늘대(108a)가 접속되어 있으며, 그 바늘대(108a)의 하단에는, 재봉바늘(108)이 교환이 가능하도록 설치되어 있다. 즉, 주축(2)의 회동에 따라 재봉바늘(108)은 Z축 방향으로 상하이동한다.

이러한 주축(2)과 재봉기 모터(2a)와 바늘대(108a)와 주축(2)으로부터 바늘대(108a)로 상하이동의 구동력을 부여하는 도시되지 않은 전달기구에 의해, 바늘 상하이동기구가 구성된다.

또, 주축(2)에는, 주축 각도검출수단으로서의 인코더(2b, 도 7 참조)가 설치되어 있다. 인코더(2b)는 재봉기 모터(2a)의 주축(2)의 회전각도를 검지하는 것으로서, 예컨대 재봉기 모터(2a)에 의해 주축(2)이 1°회전할 때마다 펄스신호를 제어장치(1000)에 출력하도록 되어 있다. 또한, 주축(2)의 1회전에 따라 바늘대(108a)는 1왕복운동을 수행한다.

또, 하축(도시생략)의 전단에는, 가마(도시생략)가 설치되어 있다. 주축(2)과 함께 하축이 회동(回動)하면, 재봉바늘(108)과 가마(도시생략)의 협동에 의해 바늘땀이 형성된다.

또한, 재봉기 모터(2a), 주축(2), 바늘대(108a), 재봉바늘(108), 하축(도시생략), 가마(도시생략) 등의 접속구성은 종래의 공지된 것과 같으므로, 여기서는 상세한 기술은 생략하기로 한다.

(위치결정수단)

도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 재봉기 베드부(102b) 상에는, 바늘판(110)이 설치되어 있으며, 상기 바늘판(110)의 상방에는 천 유지부로서의 유지 프레임(111) 및 재봉바늘(108)이 배치되도록 되어 있다.

유지 프레임(111)은 재봉기 아암부(102a)의 전단부에 배치되는 부착부재(113)에 부착되어 있으며, 그 부착부재(113)에는 재봉기 베드부(102b) 내에 배치 된 X축 모터(76a) 및 Y축 모터(77a)가 구동수단(이동수단)으로서 연결되어 있다(도 7 참조).

유지 프레임(111)은, 피봉제물인 바탕천을 유지시키며, X축 모터(76a) 및 Y축 모터(77a)의 구동에 따라, 유지된 바탕천을 유지 프레임(111)과 함께 전후/좌우 방향으로 이동시키도록 되어 있다. 그리고, 유지 프레임(111)의 이동과, 재봉바늘(108)이나 가마(도시생략)의 동작이 연동함에 따라, 바탕천에 소정의 봉제패턴 데이터의 바늘땀 데이터에 기초한 바늘땀이 형성된다.

또한, 유지 프레임(111)은 노루발(도시생략)과 하판(도시생략)으로 이루어져 있으며, 부착부재(113)는 재봉기 아암부(102a) 내에 배치된 노루발 모터(79b)의 구동에 의해 상하구동이 가능하고, 노루발의 하강시에 하판과의 사이에서 바탕천을 끼움지지하여 유지시키도록 되어 있다.

그리고, 이들 유지 프레임(111), 부착부재(113), X축 모터(76a) 및 Y축 모터(77a)가, 재봉바늘과 바탕천을 X축 방향 및 Y축 방향으로 상대적으로 위치결정하는 위치결정수단으로서 기능한다.

페달(R)은 재봉기(100)를 구동시켜, 바늘대(108a(재봉바늘(108))를 상하이동시키거나 유지 프레임(111)을 동작시키기 위한 조작페달로서 작동한다. 즉, 페달(R)에는, 페달(R)이 밟힌 그 밟기조작위치를 검출하기 위한 센서가 조립되어 있으며, 센서로부터의 출력신호가 페달(R)의 조작신호로서 후술하는 제어장치(1000)로 출력되고, 제어장치(1000)는 그 조작위치, 조작신호에 따라 재봉기(100)를 구동하여 동작시키도록 구성되어 있다.

또, 재봉기(100)에는, 사용자에 의한 조작입력을 수행하기 위한 조작패널(74)이 설치되어 있으며, 조작패널(74)에 입력된 각종 데이터나 조작신호는, 후술하는 제어장치(1000)로 출력된다.

또, 조작패널(74)은 액정표시패널과 그 액정표시패널의 표시화면 상에 설치된 터치패널을 구비하여 구성되어 있으며, 액정표시패널에 표시되는 각종 조작 키 등을 터치조작함으로써 터치패널이 터치지시된 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 조작신호를 후술하는 제어장치(1000)로 출력하도록 되어 있다.

(중심 노루발 장치)

재봉기 아암부(102a)에는, 재봉바늘(108)의 상하이동에 따른 천의 부상(浮上)을 방지하기 위하여, 바늘대(108a)의 상하이동과 연동하여 상하이동하며, 재봉바늘(108) 주위의 천을 하방으로 가압하는 중심 노루발(29)을 갖는 중심 노루발 장치(1, 도 3 참조)가 설치되어 있다. 또, 중심 노루발 장치(1)의 본체는 재봉기 아암부(102a)의 내부에 설치되어 있으며, 재봉바늘(108)은 중심 노루발(29)의 선단쪽에 형성되어 있는 관통구멍에 삽입되어 있다.

중심 노루발 장치(1)는 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 봉제시에 천을 바늘판(110)쪽으로 눌러붙이는 중심 노루발(29)과, 주축(2)의 회전에 따라 상하이동하는 재봉바늘(108)에 맞추어 중심 노루발(29)을 상하이동시키는 중심 노루발 상하이동기구(M1)와, 중심 노루발(29)의 하강동작이 저해될 때 수행되는 도피(逃避)동작을 가능하게 하는 동시에 도피동작시에 중심 노루발(29)을 바늘판(110)쪽으로 가압하는 가압기구(M2)와, 중심 노루발(29)을 봉제종료 후에 퇴피높이위치로 상승 시키는 중심 노루발 퇴피기구(M3)와, 중심 노루발(29)의 높이를 조절하는 중심 노루발 높이조절기구(M4)를 구비한다.

중심 노루발 상하이동기구(M1)는 선단에 재봉바늘(108)을 구비하는 바늘대(108)를 상하방향으로 구동시키는 주축(2, 도 4 참조)의 회동에 따라, 중심 노루발(29)을 상하이동시키도록 되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 주축(2)에는 편심 캠(3)이 고정되며, 그 편심 캠(3)에는 접속링크(4)가 연결되어 있다. 접속링크(4)에는 요동축 홀더(5)가 연결되며, 요동축 홀더(5)에는 요동축(6)의 일단부가 연결되어 있다.

요동축(6)의 타단부에는 도 5에 나타낸 바와 같이, 중심 노루발의 상하방향(D1)의 이동량을 조절하는 중심 노루발 조절아암(7)의 기단부가 고정되어 있다. 중심 노루발 조절아암(7)에는 홈 캠(7a)이 형성되어 있다. 상기 홈 캠(7a)은 아크(arc)형상의 긴 구멍으로 되어 있으며, 상기 홈 캠(7a)의 원하는 위치에서 제 1 링크(8)의 일단부가 조절너트(9)와 단붙이 나사(10)에 의해 축지지되어 있다. 제 1 링크(8)의 일단부의 고정위치는 요동축(6)의 중심에 대하여 접촉 및 분리의 이동 조절이 가능하며, 중심으로부터의 거리에 비례하여 제 1 링크(8)에 부여하는 왕복동작량을 증감조절할 수가 있다.

제 1 링크(8)의 타단부는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 링크(11)의 길이방향의 대략 중간에 단붙이 나사(12)에 의해 회동가능하게 연결되어 있다. 여기서, 조절너트(9)가 걸림결합하는 홈 캠(7a)은, 중심 노루발(29)이 상하왕복운동의 하사점에 있을 때, 단붙이 나사(12)의 축심을 중심으로 한 원호의 일부가 되도록 형성 되어 있다. 즉, 상축(2)의 각도가 중심 노루발(29)을 하사점으로 이동시키는 위상일 때 홈 캠(7a)에서의 제 1 링크(8)의 위치조절을 수행함으로써, 중심 노루발(29)의 하사점 위치가 부동의 상태인 채로 스트로크를 조절할 수가 있다.

그리고, 제 2 링크(11)의 일단부는, 후술하는 위치결정링크(13)에 의해 축지지되어 있다. 제 2 링크(11)의 일단부가 위치결정링크(13)에 축지지됨에 따라, 통상의 봉제시에 중심 노루발(29)이 상하이동할 때에는, 인장 스프링(16)의 탄성력에 의해 제 2 링크(11)의 일단부가 규제부재(19)에 눌린 상태를 유지한다. 그리고, 중심 노루발(29)이 바탕천을 강하게 누르거나 혹은 무언가에 걸려 예정된 하사점 위치까지 하강할 수 없는 경우에, 인장 스프링(16)의 탄성력에 대항하여 위치결정링크(13)가 회동하며, 제 2 링크(11)의 일단부의 지지점이 인장 스프링(16)에 대항하여 하강함에 따라 중심 노루발(29)을 상방으로 도피시킬 수 있게 되어 있다. 이로써, 중심 노루발 상하이동기구(M1)의 파손이 방지된다.

제 2 링크(11)의 타단부는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 3 링크(20)의 일단부에 단붙이 나사(21)에 의해 회동가능하게 연결되어 있다. 제 3 링크(20)의 타단부에는, 제 4 링크(22)의 일단부가 단붙이 나사(23)에 의해 제 3 링크의 길이방향에 대하여 직렬이 되도록 회동가능하게 연결되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 상기 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)에 의해 중심 노루발 링크부재(24)가 구성되어 있다.

제 4 링크(22)의 타단부에는, 링크 중계판(25)이 단붙이 나사(26)에 의해 연결되어 있다. 링크 중계판(25)에는 중심 노루발대 홀더(27)가 고정되어 있으며, 중심 노루발대 홀더(27)에는 상하방향으로 연장되는 중심 노루발대(28)가 유지되어 있다. 중심 노루발대(28)의 하단부에는, 봉제시에 바탕천을 바늘판(110)쪽으로 눌러붙이는 중심 노루발(29)이 부착되어 있다. 중심 노루발대(28)의 상단부에는 가압 스프링(30)이 설치되어 있으며, 볼트(31) 및 너트(32)에 의해 중심노루발대 홀더(27)에 부착되어 있다. 가압 스프링(30)은 중심 노루발(29)이 봉제시에 재봉바늘(108)과 동기하여 상하이동할 때, 중심 노루발(29)을 항상 하방으로 가압하고 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 제 1 링크(8), 제 2 링크(11), 제 3 링크(20), 제 4 링크(22) 등에 의해 중심 노루발 상하이동기구(M1)가 구성되어 있다.

단붙이 나사(23)는, 사각 피스(角駒, 33) 및 안내부재(34)와 함께 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)를 연결한다. 즉, 제 4 링크(22)의 정면쪽에는 안내부재(34)가 설치되어 있고, 상기 안내부재(34)의 정면쪽에는 사각 피스(33)가 설치되어 있으며, 제 3 링크(20), 제 4 링크(22), 사각 피스(33) 및 안내부재(34)가 하나의 단붙이 나사(23)에 의해 연결되어 있다.

안내부재(34)는 대략 F자 형상의 판재이며, 상단부(34t)가 단붙이 나사(35)에 의해 재봉기 하우징(재봉기 프레임(102))에 회동가능하게 부착되어 있다. 안내부재(34)의 하단부 근방에는, 상하방향으로 길이가 긴 구멍(34a)이 형성되어 있다. 상기 긴 구멍(34a)은 내측에 사각 피스(33)가 슬라이딩 가능하게 끼워져 있으며, 안내부재(34)는, 제 3 링크(20)와 제 4 링크(23)의 연결부(P)를 중심 노루발(29)의 상하방향(D1)으로 이동가능하도록 하고, 또한 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직 렬방향(D2)을 가로지르는 방향(D3)으로의 이동을 규제한다.

또, 도 5에 도시된 바와 같이, 안내부재(34)에는, 상기 안내부재(34)를 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)을 가로지르는 방향(D3)으로 이동시키는 이동링크(36)의 일단부가, 단붙이 나사(37)에 의해 긴 구멍(34a)의 상부 근방에 회동가능하게 연결되어 있다. 이동링크(36)의 타단부에는 편심 캠(38)이 연결되어 있으며, 상기 편심 캠(38)에는 가변축(39)의 일단부가 연결되어 있다.

가변축(39)의 타단부는, 도 4에 도시된 바와 같이 베어링(40), 우산기어(41)를 통해 중심 노루발 모터(42)에 연결되어 있다. 즉, 중심 노루발 모터(42)의 구동이, 가변축(39), 편심 캠(38), 이동링크(36)의 순으로 전달되어, 이동링크(36)가 안내부재(34)의 회전각도의 기울기를 변화, 조정 이동시키도록 되어 있다.

중심 노루발 모터(42)는, 정역방향으로 회동가능한 동시에, 그 회동량 및 구동의 타이밍이 제어장치(1000)에 의해 제어될 수 있게 되어 있다.

그리고, 이동링크(36)와 안내부재(34)와 사각 피스(33) 등이, 중심 노루발 상하이동기구의 동작전달부재로서 구성되며, 중심 노루발 모터(42)의 회전각도를 임의의 각도로 변경하여 동작전달부재의 기울기를 변화시킴으로써, 후술하는 중심 노루발 상하이동기구(M1)에 의한 중심 노루발(29)의 하사점 높이를 임의의 높이로 변경하고, 더욱이 중심 노루발 모터(42)에 회전각도를 유지하는 유지토크를 부여함으로써 상기 중심 노루발 상하이동기구(M1)에 의한 중심 노루발(29)의 하사점 높이를 유지하는 중심 노루발 높이조절기구(M4)로서 기능한다.

위치결정링크(13)는, 그 중앙부 근방에서 단붙이 나사(14)에 의해 재봉기 하 우징으로서의 재봉기 프레임(102)에 회동가능하게 부착되며, 단붙이 나사(14)의 위치는 중심 노루발(29)이 하사점에 있을 때의 단붙이 나사(12)의 위치와 일치하도록 되어 있다.

위치결정링크(13)의 일단부는, 재봉기 면부(面部)쪽을 향해 대략 역 ㄷ자 형상으로 접어 꺾여 있으며, 접어 꺾인 선단부에는 스프링 걸이(13a)가 형성되어 있다. 본 실시형태에서의 위치결정링크(13)는, 그 일단의 스프링 걸이(13a)가, 상기 위치결정링크(13)의 회동중심인 단붙이 나사(14) 부근까지 접어 꺾여 있고, 회동중심으로부터 스프링 걸이(13a)까지의 거리가 짧아지도록 형성되어 있다. 스프링 걸이(13a)에는 인장 스프링(16)의 일단(상단)이 연결되어 있고, 인장 스프링(16)의 타단(하단)은, 재봉기 프레임에 고정되어 있는 스프링 걸이(15)에 연결되어 있다.

인장 스프링(16)은, 스프링 걸이(13a)가 형성되어 있는 위치결정링크(13)의 일단부를 하방으로 끌어내리도록 가압한다. 즉, 인장 스프링(16)은 제 2 링크(11)에서의 제 3 링크(20)와의 접속부위가 반력을 받았을 경우에, 중심 노루발(29)에 의해 강하게 눌림에 따라 상방으로의 반력을 받은 경우, 그 접속부위를 하방으로 끌어내리도록 가압한다. 즉, 인장 스프링(16)과 위치결정링크(13)는, 중심 노루발(29)의 하강동작이 저해될 때 중심 노루발 상하이동기구(M1)에 대한 과잉의 부하를 회피하기 위한 도피동작을 가능하게 하는 동시에 도피동작시에 중심 노루발(29)을 바늘판(110)쪽으로 가압하는 가압기구(M2)로서 기능한다. 그리고, 인장 스프링(16)은 과잉의 부하를 회피하기 위한 누름 스프링으로서 기능한다.

또, 가압기구(M2)는 위치결정링크(13)가 제 2 링크(11)에 연결됨에 따라 중 심 노루발 상하이동기구(M1)에 접속되어 있다.

위치결정링크(13)의 타단부에는 스토퍼(17)가 연결되어 있으며, 제 2 링크(11)의 일단부와 위치결정링크(13)의 타단부가 하나의 단붙이 나사(18)에 의해 연결되어 있다. 또, 스토퍼(17)는 단붙이 나사(14)에 의해 위치결정링크(13)와 함께 재봉기 프레임(102)에 회동가능하게 부착되어 있다. 스토퍼(17)의 일단부(17a)의 상방에는, 상기 스토퍼(17)의 일단부가 상방으로 이동하는 것을 규제하도록 규제부재(19)가 설치되어 있다. 또한, 상기 규제부재(19)는 재봉기 프레임(102)의 일부로 대용(代用)하여도 무방하다.

도 4에 나타내는 바와 같이 우산기어(41)에는 우산기어(43)가 맞물려 있어 중심 노루발 모터(42)의 구동을 가변축(39)의 축방향과 직교하는 방향(D4)으로 출력할 수 있게 되어 있다. 우산기어(43)의 후단에는 베어링(44), 중심 노루발 승강 캠(45) 등이 동축상에 연결되어 있다.

중심 노루발 승강 캠(45)은 축방향 단면에 도시되지 않은 홈을 갖는 홈 캠이다.

중심 노루발 승강 캠(45)은, 그 홈이 캠부로 되어 있으며, 상기 중심 노루발 승강 캠(45)의 회동범위의 반은, 회동중심으로부터 홈까지의 거리가 거의 동일한 원호형상으로 형성되어 있고(이하에서는 '유지부'라 함), 나머지 반은 회동중심으로부터 홈까지의 거리가, 그 유지부에서의 회동중심으로부터 홈까지의 거리보다 크며, 또한 매끄럽게 변화하는 형상(이하에서는 '변화부'라 함)으로 되어 있다.

상기 중심 노루발 승강 캠(45)은, 중심 노루발(29)을 봉제종료 후의 퇴피위 치로 상승시키는 중심 노루발 상승부재(46)의 일단부(46a)를 상하로 승강시키는 것으로서, 상기 중심 노루발 승강 캠(45)의 홈의 내부에는, 중심 노루발 상승부재(46)의 타단부에 설치된 원통형상의 롤러(47)가 슬라이딩 가능하게 끼움결합되어 있다. 그리고, 롤러(47)가 중심 노루발 승강 캠(45)의 유지부를 따라 이동할 때에는, 중심 노루발 상승부재(46)의 일단부(46a)는 승강하지 않지만, 롤러(47)가 중심 노루발 승강 캠(45)의 변화부를 따라 이동할 때에는, 중심 노루발 상승부재(46)의 일단부(46a)가 승강하도록 되어 있다.

이와 같은 홈 캠인 중심 노루발 승강 캠(45)의 도시되지 않은 홈의 내측에는 롤러(47)를 통해 노루발 상승부재(46)의 타단부가 걸림결합되어 있기 때문에, 중심 노루발 승강 캠(45)이 회전하지 않는 한 중심 노루발 상승부재(46)는 요동하는 일이 없이 일정한 상태를 유지할 수 있게 되어 있다. 그리고, 중심 노루발 승강 캠(45), 중심 노루발 상승부재(46) 및 롤러(47)에 의해, 중심 노루발 퇴피기구(M3)가 구성되어 있다.

중심 노루발 상승부재(46)는, 그 중간부에서 축부재, 즉, 핀(48)에 의해 재봉기 프레임(102)에 회동가능하게 부착되어 지지되어 있다. 이러한 중심 노루발 상승부재(46)는, 그 일단부(46a)가 중심 노루발대 홀더(27)의 하방에 위치하도록 설치되어 있으며, 롤러(47)가 중심 노루발 승강 캠(45)의 변화부를 따라 이동하여, 중심 노루발 상승부재(46)의 일단부(46a)가 상승함에 따라 중심 노루발대 홀더(27)를 상승시켜, 중심 노루발(29)을 퇴피위치로 상승시킬 수 있도록 되어 있다.

(봉제시의 중심 노루발의 동작)

다음으로, 상기 구성을 갖는 중심 노루발 장치(1)의 중심 노루발 상하이동기구(M1)의 동작에 관해 설명한다.

재봉기모터(2a)의 구동에 의해 주축(2)을 회전시켜 편심 캠(3)을 회동시키면, 접속링크(4)의 선단은 주축(2)의 축선에 대략 직교하는 방향(제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)에 대하여 가로지르는 방향(D3))으로 요동하고, 접속링크(4)에 연결된 요동축 홀더(5)도 같은 방향으로 요동한다. 그 요동축 홀더(5)가 요동함에 따라 요동축(6)도 요동하기 때문에, 제 1 링크(8)의 일단부가 요동 지점이 되어 제 1 링크(8)의 타단부가 요동축(6)의 축선에 대략 직교하는 방향(제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)에 대하여 가로지르는 방향(D3))으로 요동한다. 제 1 링크(8)의 타단부의 요동에 따라, 제 2 링크(11)의 타단부는 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)으로 요동하고, 제 2 링크(11)의 타단부에 연결된 제 3 링크(20) 및 제 4 링크(22)는, 그 직렬방향(상하방향 ; D2)으로 요동한다. 제 3 링크(20) 및 제 4 링크(22)의 요동에 따라, 제 4 링크(22)에 연결된 중심 노루발대(28)는 상하방향(D1)을 따라 이동하기 때문에, 중심 노루발(29)이 상하방향으로 이동한다. 또, 주축(2)의 회전에 따라 재봉바늘(108)이 상하이동하므로, 그 재봉바늘(108)의 상하이동과 연동하도록 중심 노루발(29)은 상하이동한다.

또, 이하의 설명에서는 주축(2)의 각도가 0°일 때 재봉바늘(108) 및 중심 노루발(29)이 상사점에 위치하고, 주축(2)의 각도가 180°일 때 재봉바늘(108) 및 중심 노루발(29)이 하사점에 위치하는 것으로 한다

(중심 노루발 장치에 의한 중심 노루발의 하사점 높이의 조절동작)

다음으로, 상기 구성을 갖는 중심 노루발 장치(1)의 중심 노루발 높이조절기구(M4)에 의한 중심 노루발(29)의 높이에 대한 조절동작에 관해 설명한다.

중심 노루발 모터(42)의 구동은, 우산기어(41), 베어링(40)을 통해 가동축(39)에 전달되고, 가동축(39)은 회동을 개시한다. 가동축(39)의 회동에 따라, 편심 캠(38)도 회동하고 이동링크(36)는 가동축(39)의 축선과 대략 직교하는 방향(제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)에 대하여 가로지르는 방향(D3))으로 요동한다. 이동링크(36)의 요동에 따라, 안내부재(34)는 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)에 대하여 가로지르는 방향(D3)으로 요동한다.

이 때, 도 6(a), (b)에 나타낸 바와 같이, 안내부재(34)의 긴 구멍(34a)을 통해 연결된 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 연결부(P)의 단붙이 나사(23 ; 사각 피스(33))는, 그 나사부분이 긴 구멍(34a)에 의해, 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)의 직렬방향(D2)에 대하여 가로지르는 방향(D3)으로의 이동이 규제되어 있기 때문에(도 5, 도 6(a) 참조), 요동에 의해 전달되는 힘을 도피시킬 장소가 없어지고, 단붙이 나사(23(사각 피스(33))는 긴 구멍(34a)을 따라 상방으로 이동하며, 단붙이 나사(23(사각 피스(33))의 안내부재(34)를 추종하는 이동에 수반하여, 직렬로 나란히 연결되어 있던 제 3 링크(20)와 제 4 링크(22)들이 이루는 각도가 변화하여, 중심 노루발 링크부재(24)는 대략 < 형상이 된다(도 6의 (b) 참조). 중심 노루발 링크부재(24)가 대략 < 형상이 되면, 중심 노루발(29)은 상하방향(D1)을 따라 상방으로 이동한다. 이로써, 중심 노루발 모터(42)의 회전각도를 임의의 각도로 변경함으로써, 중심 노루발(29)의 바늘판(110)으로부터의 중심 노루발(29)의 하사점 높이 를 임의의 높이로 조절할 수가 있다. 더욱이 중심 노루발 모터(42)에 회전각도를 유지하는 유지토크를 부여함으로써 상기 임의의 각도로 변경된 중심 노루발 상하이동기구(M1)에 의한 중심 노루발(29)의 하사점 높이를 유지한다.

(재봉기의 제어 시스템 : 제어장치)

또한, 재봉기(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상술한 각 부, 각 부재의 동작을 제어하기 위한 동작제어수단으로서의 제어장치(1000)를 구비한다. 그리고, 제어장치(1000)는 봉제 프로그램(70a), 중심 노루발 높이제어 프로그램(70b)이 저장된 프로그램 메모리(70)와, 봉제패턴 데이터(71a) 및 각종 설정정보(도시생략)를 기억하는 기억수단으로서의 데이터 메모리(71)와, 프로그램 메모리(70) 내의 각 프로그램(70a, 70b)을 실행하는 CPU(73)를 구비한다.

또, CPU(73)는 인터페이스(74a)를 통해 조작패널(74)에 접속되어 있다. 이러한 조작패널(74)은 각종 화면이나 입력버튼을 표시하는 표시부(74b)와 표시부(74b)의 표면에 설치되어 그 접촉위치를 검지하는 터치센서(74c)를 가지며, 각종 정보의 입출력수단으로서 기능한다. 조작패널(74)에서 이용되는 입력버튼이나 입력 스위치는 모두 표시부(74b)에서 표시되며, 터치센서(74c)에 의해 입력이 검지됨에 따라 누름식 버튼이나 스위치와 동등하게 기능하는 것이다.

또한, CPU(73)는 인터페이스(75)를 통해 재봉기 모터(2a)를 구동하는 재봉기 모터 구동회로(75b)에 접속되어, 재봉기 모터(2a)의 회전을 제어한다. 또, 재봉기 모터(2a)는 인코더(2b)를 구비하며, 재봉기 모터(2a)를 구동하는 재봉기 모터 구동회로(75b)에 있어서, 인코더(2b)로부터 재봉기 모터(2a)의 1회전마다 출력되는 Z 상(相) 신호가, 인터페이스(75)를 통해 CPU(73)에 입력되며, 그 신호에 따라 CPU(73)는 주축(2)의 1회전에서의 원점(0°위치)을 인식할 수가 있다. 또, 인코더(2b)로부터는 재봉기모터(2a)의 회전각도에서의 1°마다 출력되는 A상 신호가, 인터페이스(75)를 통해 CPU(73)에 입력되며, 상술한 Z상 신호를 기준으로 A상 신호의 펄스 수를 카운트하여, CPU(73)는 주축(2)의 현재 회전각도를 인식할 수가 있다.

한편, 재봉기 모터(2a)에는 예컨대 서보모터를 적용할 수가 있다.

또한, CPU(73)는 인터페이스(76) 및 인터페이스(77)를 통해, 봉제할 바탕천을 유지시키는 유지 프레임(111)에 구비되는 X축 모터(76a) 및 Y축 모터(77a)를 각각 구동하는 X축 모터 구동회로(76b) 및 Y축 모터 구동회로(77b)가 접속되어, 유지 프레임(111)의 X축 방향 및 Y축 방향의 동작을 제어한다.

또, CPU(73)는, 인터페이스(78)를 통해, 재봉기 모터(2a)에 의한 상하이동과는 별개로 중심 노루발(29)을 상하이동시킬 수 있는 중심 노루발 모터(42)를 구동하는 중심 노루발 모터 구동회로(78b)가 접속되어, 중심 노루발 기구(1)의 동작을 제어한다. 또한, 중심 노루발 모터(42)의 출력축에는 모터축각도 검출수단으로서의 인코더(81)가 설치되어 있고, 중심 노루발 모터(42)를 구동하는 중심 노루발 모터 구동회로(79b)에 있어서, 인코더(81)로부터 중심 노루발 모터(42)의 1회전마다 출력되는 Z상 신호가, 인터페이스(78)를 통해 CPU(73)에 입력되며, 그 신호에 의해, CPU(73)는 중심 노루발 모터(42)의 출력축의 1회전에서의 원점(0°위치)을 인식할 수 있다. 또, 인코더(81)로부터는, 중심 노루발 모터(42)의 회전각도에서의 1°마다 출력되는 A상 신호가 인터페이스(78)를 통해 CPU(73)에 입력되고, 상술한 Z상 신호를 기준으로 A상 신호의 펄스 수를 카운트하여 CPU(73)는 중심 노루발 모터의 출력축의 현재 회전각도를 인식할 수가 있다.

또, CPU(73)는 인터페이스(79)를 통해, 노루발(도시생략)을 상하로 이동시키는 노루발 모터(79a)를 구동하는 노루발 모터 구동회로(79b)가 접속되어 노루발의 동작을 제어한다.

또한, X축 모터(76a) 및 Y축 모터(77a), 중심 노루발 모터(42), 노루발 모터(79a)에는, 예컨대 스테핑모터를 적용할 수가 있다.

상기 데이터 메모리(71)에 기억된 봉제 패턴 데이터(71a)는 도 8에 도시된 바와 같이, 봉제를 수행할 때의 바늘운동(運針)패턴을 실행하기 위하여, 유지 프레임(111)을 이동시킬 때의 X축 방향 이동량, Y축 방향 이동량의 데이터(바늘낙하위치를 나타내는 바늘땀 데이터)를 나타내는 천 이송 명령 및 공(空)이송 명령, 실절단 명령, 종료 명령이 조합되어 있다.

그리고, 배열된 순서에 따라 각종 명령이 실행됨으로써 임의의 패턴(모양)에 의한 재봉이 실행된다.

도 8에 도시된 봉제패턴 데이터에 있어서, 「재봉」과 「공(空)이송」의 명령에서는, 유지 프레임(111)을 이동시킬 때의 X방향 이동량, Y방향 이동량의 데이터(파라미터)가 포함되며, X축 모터(76a)와 Y축 모터(77a)의 회전구동량이 이들에 의해 결정된다.

또한, 「실절단」은 실절단장치(도시생략)를 작동시키는 명령, 「종료」는 재봉기(100)의 노루발모터(79a)를 구동시켜 천을 해방시키는 명령인 동시에, 이 동작에 대한 수치설정은 불필요해지기 때문에, 수치 데이터는 설정되지 않는다(도 8에서는 (0)으로 표기함).

또, 도 8의 X이동량, Y이동량, 중심 노루발 이동량의 수치 데이터에서의 표기는 10배 표기이며, 예컨대, 「15」는 「1.5mm」를 나타낸다.

(중심 노루발 높이제어 프로그램에 의한 처리)

프로그램 메모리(70)에 저장된 중심 노루발 높이제어 프로그램(70b)은, 봉제시에 있어서 피봉제물의 두께에 따라 중심 노루발 모터(42)를 제어하여 중심 노루발(29)을 적정한 높이로 조정하기 위한 프로그램이다.

이러한 중심 노루발 높이제어 프로그램(70b)에 의해 CPU(73)가 수행하는 제어에 관해 도 9 내지 도 12에 기초하여 상세히 설명하도록 한다.

도 9는 회전구동에 의한 주축각도의 변화에 대하여, 중심 노루발 상하이동기구(M1) 및 중심 노루발 높이조절기구(M4)에 의해 상하이동 및 높이조정이 이루어지는 중심 노루발(29)에 발생되는 높이변화를 나타낸 선도면(상측 도면) 및 CPU(73)에 의해 제어되는 중심 노루발 모터(42)의 축각도 변화를 나타낸 선도면(하측 도면)이다. 또한, 도 10(A)는 도 9의 점 b-c 구간, 도 10(B)는 도 9의 점 c, 도 10(C)는 도 9의 점 c-d 구간, 도 10(D)는 도 9의 점 e, 도 10(E)는 도 9의 점 f의 각 주축각도에서의 중심 노루발 높이조절기구(M4)의 동작상태를 나타낸 모식도이다. 또한, 도 10에서는 각 구성의 중복을 피하기 위해 편의상, 링크(20,22)의 굴곡방향과 중심 노루발 모터(42)의 배치가 좌우 반대로 되어 있으나, 이는 이하의 원리에 대한 설명에는 전혀 영향을 미치지 않는 것이다.

중심 노루발(29)은 상술한 바와 같이 중심 노루발 상하이동기구(M1)에 의해, 주축각도 0°에서 상사점, 주축각도 180°에서 하사점이 되도록 재봉바늘(108)과 동기하여 상하이동한다. 단, 중심 노루발(29)은 재봉바늘(108)보다 하방에 배치되며, 그 상하왕복의 스트로크도 재봉바늘(108)보다 짧게 설정되어 있다.

그리고, 초기 위치로서, 재봉개시시에는, 중심 노루발(29)이 하사점에 위치할 때 상기 중심 노루발(29)의 바닥면이 바늘판 상면과 같은 높이가 되도록 중심 노루발 모터(42)가 제어된다. 또한, 이 때의 중심 노루발 모터(42)의 출력축의 축각도를 0°(원점)으로 하고 이하와 같이 설명한다.

도 11은 주축각도와 CPU(73)가 수행하는 중심 노루발 모터에 대한 제어의 종별(種別)과의 관계를 나타내는 설명도이다. CPU(73)는 도 9 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 중심 노루발(29)의 상하이동의 1스트로크(주축(2)의 1회전)를, 중심 노루발(29)이 피봉제물을 강하게 누름에 따라 반력을 받으면 중심 노루발 모터(42)의 출력축을 상방이동방향으로 회전시키는 높이의 가변제어를 수행하는 구간(높이가변제어구간 ; K1)과, 외력에 상관없이 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 일정하게 유지시키는 유지제어(높이의 유지제어)를 수행하는 구간(유지제어구간)으로 대별하여 제어를 수행한다.

또, 유지제어구간은, 주축각도 0°(상사점)로부터 높이가변제어구간(K1)의 개시 주축각도까지의 사이에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 원점으로 유지하는 제 1 유지제어구간(K2)과, 높이가변제어구간(K1)의 종료 주축각도(180°)(하사 점) 이후로서, 종료 주축각도(180°)로부터 주축각도 0°까지의 사이에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 높이의 가변제어에 의해 최종적으로 수정된 중심 노루발 모터(42)의 축각도로 유지하는 제 2 유지제어구간(K3)으로 나뉘며, 제 1 유지제어구간(K2)과 제 2 유지제어구간(K3)의 사이가 되는 주축각도(0°)에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 원점으로 되돌리는 제어가 이루어진다. 또한, 이러한 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 원점으로 되돌리는 제어는, 재봉바늘이 피봉제물로부터 빠지고 나서 높이의 가변제어가 개시될 때까지의 어느 타이밍에서 이루어지는 것이어도 무방하다.

또한, 높이가변제어구간(K1), 제 1 유지제어구간(K2) 및 제 2 유지제어구간(K3)은, 각각의 구간의 개시, 종료가 되는 주축각도가 미리 설정에 의해 데이터 메모리(77)에 기록되어 있으며, CPU(73)는 인코더(2b)에 의해 각각의 개시각도가 되는 주축각도를 감시하여 각 구간마다의 제어를 개시한다.

CPU(73)는, 중심 노루발 높이제어 프로그램(70b)을 실행함으로써, 높이가변제어구간(K1)에서 높이에 대한 가변제어를 수행하며, 제 1 유지제어구간(K2) 및 제 2 유지제어구간(K3)에 있어서 높이의 유지제어를 수행하는 중심 노루발 높이제어수단으로서 기능한다.

(중심 노루발의 높이 제어 : 높이가변제어구간)

높이의 가변제어에 있어서는, 중심 노루발(29)이 피봉제물을 강하게 눌렀을 경우에, 재봉기 모터(2)가 중심 노루발(29)에 부여하는 하강이동을 상쇄하도록 중심 노루발 모터(42)가 상승방향으로 회전하여 피봉제물에 대한 가압을 저감시키는 제어를 수행한다.

즉, 중심 노루발 모터(42)는 그 출력축에 대하여 중심 노루발(29)을 하강시키는 방향으로 가해지는 외부의 토크에 대해 중심 노루발(29)을 상승시키는 방향으로 토크출력을 수행하여 균형을 맞춤으로써 중심 노루발(29)의 하사점 높이를 유지하고 있으며, 중심 노루발(29)이 하강할 때 피봉제물의 두꺼운 단부(段部)가 강하게 눌림에 따라 도중에 정지하여 상방으로의 반력을 받으면, 중심 노루발 모터(42)의 출력축에 가해지는 토크의 균형은 상승쪽으로 기우므로 출력축은 상승측으로 회전하여, 재봉기 모터(2)와 중심 노루발 모터(42)가 서로 상쇄되는 상하이동을 부여함으로써 중심 노루발(29)을 접촉위치에 유지시킨다.

높이가변제어구간(K1)이 개시되는 주축각도(도 9의 점 b)와 종료되는 주축각도(도 9의 점 d)는, 모두 조작패널(74)을 통해 입력설정할 수 있다.

높이의 가변제어의 개시각도는, 0°이상 180°이하의 범위, 예컨대 중심 노루발(29)의 하강개시 또는 하강도중부터 하사점까지의 구간으로 설정가능하며, 적어도, 피봉제물이 가질 수 있는 두께 이상의 높이에 중심 노루발(29)이 위치하는 주축각도로 설정되는 것으로 한다.

또한, 종료각도는, 재봉기 모터(2)에 의한 상하이동의 하사점(주축각도 180°)까지 수행하는 것을 원칙으로 하지만, 180°이후여도 예컨대 190°정도까지의 범위에 대하여 미세한 조정이 가능하다.

또, 이로써, 조작패널(74)은 「높이의 가변제어를 수행하는 구간이 개시 및 종료되는 주축각도를 설정하는 구간설정수단」으로서 기능하게 된다.

높이의 가변제어는, 하강하는 중심 노루발(29)이 피봉제물에 대한 접촉에 의해 반력을 받으면, 중심 노루발 높이조절기구(M4)의 중심 노루발(29)의 상하위치 조절기능을 이용하여, 피봉제물쪽에 가압력이 극력히 발생하지 않도록 하기 위해 외부 힘에 따라 재봉기 모터(2)에 의한 하강이동을 상쇄시키도록 상승이동을 수행하도록 중심 노루발 모터(42)를 제어한다.

중심 노루발 상하이동기구(M1)는 중심 노루발(29)을 항상 하방으로 가압하는 가압 스프링(30)을 구비한다.

높이의 가변제어가 개시되고부터 중심 노루발(29)이 피봉제물에 맞닿을 때까지의 사이에는, 도 10(A)에 나타낸 바와 같이, 가압 스프링(30)의 가압력(f)에 의해, 제 4 링크(22)에 반시계방향의 토크(T1)가 부여되며, 이로써, 안내부재(34)에는 시계방향의 토크(T2)가 작용하게 된다. 따라서, 중심 노루발 모터(42)의 출력축에는, 이동링크(36) 및 편심 캠(38)을 통해, 「외부로부터 받는 토크」로서 시계방향의 외부 토크(Tf)가 부여되게 된다.

CPU(72)는, 외부 토크(Tf)에 대해 균형을 맞추기 위하여, Tf와 거의 동등한 크기로 역방향(반시계방향)의 구동토크(Tm)로 출력하도록 제어한다. 이로써, 중심 노루발(29)의 하강중에 있어서, 중심 노루발 모터(42)의 출력축에 회전을 발생시키지 않도록 할 수가 있다.

그리고, 도 10(B) 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 중심 노루발 상하이동기구(M1)에서 재봉기 모터(2)에 의해 왕복회동하는 제 2 링크(11)는, 도 3에서의 그 좌측 단부가 인장 스프링(16)에 의해 상방의 규제부재(19)에 의해 눌리어 위치가 고정되며, 상기 좌측 단부를 회동의 중심으로 한다. 또, 인장 스프링(16)은 실제로는 위치결정링크(13)를 통해 장력을 부여함으로써 제 2 링크(11)의 좌측 단부를 규제부재(19)에 눌러붙이지만, 도 12에서는 설명의 명확성을 위하여 위치결정링크(13)의 도시를 생략하는 동시에 인장 스프링(16)을 가압 스프링으로서 도시한다.

그리고, 제 2 링크(11)는, 그 중간위치에 연결된 제 1 링크(8)로부터 왕복회동력이 부여되어 있다.

이러한 구조에 있어서, 중심 노루발(29)은 피봉제물이 강하게 눌리면, 그 때까지 회동하고 있던 제 2 링크(11)의 우측 단부가 하강이 저지되므로, 재봉기 모터(2)로부터 제 1 링크(8)를 통해 부여되는 하방의 가압력은 제 2 링크(11)의 좌측 단부에 작용하여, 인장 스프링(16)에 대항하여 좌측 단부를 밀어내리려 한다.

이 때, 제 2 링크(11)는, 좌측 단부가 규제부재(19)로부터 순간적으로 떨어져 제 1 링크(8)와의 연결점을 중심으로 Y1 방향의 토크를 인장 스프링(16)으로부터 받으며, 그 결과, 제 3 링크부재(20)는 화살표 Y2 방향의 토크를 받고 사각 피스(33)는 화살표 Y3 방향으로 가압된다. 그리고 안내부재(34)에는 화살표 Y4 방향으로 회동력이 부여되고, 이동링크(36)는 화살표 Y5 방향으로 가압되어 편심 캠(38)을 통해 중심 노루발 모터(42)의 출력축에는 화살표 Y6 방향으로 토크(TF)가 부여된다. 또한, 상기 인장 스프링(16)에 기인하는 토크(TF)의 크기에 비해, 상술한 가압 스프링(30)에 기인하는 외부 토크(Tf)나 구동 토크(Tm)의 크기는, 충분히 작게 설정되어 있다.

한편, 중심 노루발(29)의 접촉에 의해 가압 스프링(30)으로부터의 상방의 토 크(Tf)는 출력축에 부여되지 않는 상태로 되어 있기 때문에, 중심 노루발 모터(42)는 그 구동토크(Tm)와 상기 인장 스프링(16)에 기인하는 토크(TF)의 쌍방이 작용하게 되어, 중심 노루발(29)의 상방방향(반시계방향)으로의 회전이 용이하게 행해지게 된다.

즉, 중심 노루발(29)에 대하여, 재봉기 모터(2a)에 의해 하강이동이 부여되고, 이것을 상쇄하도록 중심 노루발 모터(42)에 의해 상방이동이 부여됨에 따라, 중심 노루발(29)은 피봉제물의 상면에서 정지하여 피봉제물에 대한 가압력은 거의 발생하지 않게 된다(도 10(C)).

(중심 노루발 높이의 제어 : 유지제어구간)

유지제어구간은, 예컨대 중심 노루발(29)의 하사점으로부터 다음 회의 하강개시 또는 하강도중까지의 구간으로서, 이 구간은 2구간, 즉 주축각도 0°(도 9의 점 a)로부터 높이가변제어구간(K1)의 개시주축각도(도 9의 점 b)까지의 사이에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 초기위치에 유지하는 제 1 유지제어구간(K2)과, 높이가변제어구간(K1)의 종료주축각도(원칙적으로 180° : 도 9의 점 d)로부터 주축각도 0°(도 9의 점 e, f)까지의 사이에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 높이의 가변제어에 의해 최종적으로 수정된 중심 노루발 모터(42)의 축각도로 유지하는 제 2 유지제어구간(K3)으로 나뉘며, 제 2 유지제어구간(K3)으로부터 제 1 유지제어구간(K2)으로 이행할 때, 주축각도(0°)에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 초기위치로 되돌리는 제어가 행해진다.

또한, 높이가변제어구간(K1), 제 1 유지제어구간(K2) 및 제 2 유지제어구 간(K3)은 각각의 구간의 개시, 종료가 되는 주축각도가 미리 설정에 의해 정해져 있으며, CPU(73)는 인코더(2b)에 의해 각각의 개시각도가 되는 주축각도를 감시하여 각 구간마다의 제어를 개시한다.

제 1 유지제어구간(K2)에서는 CPU(73)는 중심 노루발 모터(42)의 지령각도를 초기위치값인 0°(예컨대, 중심 노루발(29)이 하사점에서 바늘판의 상면에 정확히 접하는 높이로 하는 중심 노루발 모터(42)의 축각도)로 유지하는 제어를 수행한다. 또, CPU(73)는 그 때의 중심 노루발 모터(42)의 출력토크가 인장 스프링(16)에 의한 부하 토크(T1)보다 큰 토크를 유지 토크(T0)로 하여 전류를 제어한다. 이로써, 제 1 유지제어구간에 있어서, 중심 노루발(29)이 어떠한 물체가 끼는 등으로 인해 하강이 저지된 상태가 발생하였다 하더라도, 중심 노루발 모터(42)는 초기위치를 유지하는 동시에 인장 스프링(16)이 늘어나 중심 노루발(29)의 하강동작이 저해될 때 수행되는 도피동작이 행해진다.

또한, 제 2 유지제어구간(K3)에서는 CPU(73)는 상사점에 도달할 때까지 중심 노루발 모터(42)가 높이가변제어구간(K1)에서 최종적으로 도달한 각도를 유지하도록 제어한다(도 10(D)). 이 경우에도 CPU(73)는 중심 노루발 모터(42)의 출력 토크가 제 1 유지제어구간(K2)과 같은 값의 토크를 유지 토크(T0)로 하여 전류를 제어한다.

이로써, 하사점을 통과한 재봉바늘(108)이 피봉제물을 뚫은 상태에서 상승을 개시하였을 경우에, 피봉제물이 재봉바늘(108)에 의해 잡아당겨져 중심 노루발(29)에 가압접촉되지만, 중심 노루발(29)은 그 가압력에 대항하여 일정한 높이를 유지 하기 때문에, 피봉제물의 부상(浮上)을 방지할 수가 있다.

더욱이, 제 2 유지제어구간(K3)에 있어서, 중심 노루발(29)이 상사점에 도달하면(도 9의 점 e), CPU(73)는 중심 노루발 모터(42)를 초기위치값인 0°로 되돌리는 제어를 수행한다(도 9의 점 f, 도 10(D)). 즉, 높이가변제어구간(K1)에 있어서, 중심 노루발(29)이 피봉제물에 접촉하여 중심 노루발 모터(42)의 축각도가 변화되었을 경우에 원점위치로 되돌려지게 된다. 이로써, 다음의 높이가변제어시에 피봉제물의 두께가 얇아졌을 경우에도, 중심 노루발(29)이 피봉제물에 도달하지 않게 되는 사태를 회피하여, 적정한 하사점 높이로 할 수 있게 되므로, 그 후의 제 2 유지제어구간(K3)에서 피봉제물의 부상을 방지할 수가 있다.

(봉제 프로그램에 의한 봉제처리)

프로그램 메모리(70)에 저장된 봉제 프로그램(70a)은 상기 봉제패턴 데이터(71a)의 각 명령을 순서대로 판독하여 명령에 따라 제어대상을 특정하고, 명령 내의 설정수치에 기초하여 재봉기 모터(2a), X축 모터(76a), Y축 모터(77a)의 동작을 제어함으로써, 봉제패턴 데이터(71a)에 기초한 봉제를 실행시키는 프로그램이다.

(봉제동작의 설명)

이하에서는, 봉제 프로그램(70a)에 기초하여 CPU(73)가 수행하는 봉제제어를 도 13의 플로우차트에 따라 설명하도록 한다.

조작패널(74)에 설치된 봉제제어의 개시를 지시하는 준비 키가 눌리면(단계 S11), CPU(73)는 봉제패턴 데이터(71a)를 읽어들이며(단계 S12), 조작패널(74)의 표시부(74b)를 봉제화면으로 전환하는 제어를 실행한다(단계 S13).

그리고, 작업자에 의해 피봉제물이 유지 프레임(111)에 세팅되었음을 나타내는 조작패널(74)의 시작버튼이 눌려진 것으로 검출되면, CPU(73)는 노루발 모터(79a)에 의해 유지 프레임(111)을 하강시켜 피봉제물을 누른다(단계 S14). 그리고, 재봉기 모터(2a)의 구동을 개시시킨다(단계 S15).

그리고, 인코더(2b)에 의해 주축각도를 검출하고, CPU(73)는 피봉제물의 X, Y축 방향으로의 이송을 수행하는 각도인지 여부를 판정한다(단계 S16).

그 결과, 이송각도일 경우에는, 봉제패턴데이터(71a)로부터 판독된 X방향 이동량, Y방향 이동량에 따라 X축 모터(76a) 및 Y축 모터(77a)를 구동하여 피봉제물의 이동동작을 실행한다(단계 S17). 또, 이송각도가 아닐 경우에는, 후술하는 중심 노루발의 높이제어를 실행한다(단계 S18).

그리고, 단계 S17 또는 S18을 거쳐 CPU(73)는 봉제패턴 데이터(71a)에서의 최종 바늘까지 피봉제물의 이송이 완료되었는지 여부를 판정하고(단계 S19), 최종 바늘까지 완료되지 않은 경우에는 단계 S16으로 처리를 되돌린다. 중심 노루발, 상기 단계 S16~S19의 루프는 수 msec 단위의 미소한 시간마다 반복수행된다.

또, 최종 바늘까지 이송이 완료되어 있는 경우에는, CPU(73)는 도시되지 않은 실절단장치를 작동시켜 실절단을 실행하고, 노루발 모터(79a)에 의해 유지 프레임(111)을 상승시켜 피봉제물을 해방시키고 봉제를 종료한다(단계 S20).

다음으로, 상기 단계 S18에서 수행되는 중심 노루발 높이제어에 관해 중심 노루발 높이제어 프로그램(70b)에 기초하여 CPU(73)가 수행하는 제어에 대해 도 14 의 플로우차트에 기초하여 설명하도록 한다.

중심 노루발의 높이제어시에는 CPU(73)는 인코더(2b)의 검출 주축각도가 높이가변제어구간(K1) 내인지 여부를 판정하고(단계 S31), 높이가변제어구간(K1) 내인 경우에는, 중심 노루발 모터(42)의 출력토크가 상술한 반시계방향의 구동토크(Tm)가 되도록 전류제어를 수행한다(단계 S32).

그리고, 인코더(2b)에 의한 주축각도를 구하여, 높이가변제어구간(K1)의 종료각도(180°)인지 여부를 판정한다(단계 S33).

그 결과, 높이가변제어구간(K1)의 종료각도인 경우에는, 인코더(81)에 의해 중심 노루발 모터(42)의 출력축의 각도를 검출하여, 해당 검출각도를 지령각도로 지정하는 제어를 수행한다(단계 S34). 이로써, 높이가변제어구간(K1)으로부터 제 2 유지제어구간(K3)으로 이행하였을 때, 높이가변제어구간(K1)의 최종 축각도가 유지되도록 중심 노루발 모터(42)가 제어된다. 그리고, 중심 노루발의 제어를 종료한다.

한편, 인코더(2b)의 검출 주축각도가 높이가변제어구간(K1) 내부가 아닌 경우에는, 현재의 주축각도가 유지제어구간(K2, K3)임을 의미하므로, CPU(73)는 중심 노루발 모터(42)의 출력토크가 인장 스프링(16)의 부하토크(T1)에도 대항할 수 있는 높은 토크값(유지토크(T0))이 되도록 전류제어를 수행한다(단계 S35).

더욱이, 인코더(2b)의 검출 주축각도가 0°인지 여부를 판정하여 주축각도가 0°인 경우에는 CPU(73)는 중심 노루발 모터(42)의 지령각도를 원점으로 변경함으로써 중심 노루발 모터(42)를 원점위치로 되돌리는 제어를 수행한다. 그리고, 중 심 노루발 높이제어를 종료한다.

(실시형태의 효과)

전자 사이클 재봉기(100)에서는, 주축의 1회전에 있어서의 높이가변제어구간(K1)에서, 중심 노루발 모터(42)의 출력토크를 외부토크(Tf)와 상쇄되는 구동토크(Tm)로 하는 제어를 수행하므로, 피봉제물의 두께에 따라 중심 노루발(29)이 피봉제물 상면에 접촉하면, 피봉제물로부터의 반력에 의해 중심 노루발 모터(42)가 링크(20, 22)의 자세를 하사점을 높이는 방향으로 쉽게 변화시키기 때문에, 피봉제물에 대한 중심 노루발(29)에 의한 가압을 거의 해소할 수가 있다. 한편, 제 2 유지제어구간(K3)으로 이행하면, 높이가변제어구간(K1)에서 도달한 중심 노루발 모터(42)의 최종적인 축각도가 유지되기 때문에, 중심 노루발(29)은 하사점을 통과하고 나서는 그 하사점 높이를 유지할 수 있어, 재봉바늘(108)에 의해 당겨진 피봉제물을 하방으로 눌러 피봉제물의 부상이나 펄럭임을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

따라서, 봉제의 실행중에 중심 노루발(29)의 높이조절을 실시간으로 수행할 수가 있으며, 사전에 시험재봉을 하여 중심 노루발과 피봉제물간의 간섭의 발생을 확인하는 등의 부담을 해소하면서도 피봉제물의 두께에 대응하는 봉제를 수행할 수 있게 된다.

더욱이, 피봉제물에 접촉시키거나, 상기 피봉제물까지의 거리를 검출하여 천두께를 검출하는 검출기를 이용하지 않고도 중심 노루발(29)의 높이를 천두께에 대응시킬 수 있어, 부품 수의 저감에 따른 생산성의 향상을 도모할 수 있게 된다. 또, 재봉기(100)의 바늘대 주위에 검출기를 설치할 필요가 없기 때문에, 바늘대 주위의 공간을 작업공간으로서 넓게 확보할 수 있게 되는 동시에 바늘대 주위에 봉제에 필요한 다른 기구나 부재를 탑재하는 데 방해가 되지 않는다.

또, 전자 사이클 재봉기(100)는 높이가변제어구간(K1)의 개시와 종료의 주축각도를 조작패널(74)에 의해 임의로 설정할 수 있게 되므로, 피봉제물의 두께에 따라 적정한 타이밍으로 높이의 가변제어를 개시하여, 피봉제물의 펄럭임을 억제하는 적정한 타이밍으로 높이의 가변제어를 종료시킬 수 있게 된다.

또, 전자 사이클 재봉기(100)에서는 제어장치(1000)는, 매 바늘마다 높이 가변제어를 개시하기 전의 주축각도 0°의 위치에서 중심 노루발 모터(42)의 축각도를 초기위치로 되돌리는 제어를 수행하므로, 도 9의 점 g, h와 같이 다음의 바늘낙하위치가 단차에 의해 낮은 위치가 될 경우에, 전 회의 높이의 가변제어에 의해 하사점이 상방으로 수정되어 다음의 중심 노루발(29)의 하강시에 피봉제물에 닿지 않게 되는 사태를 방지함으로써, 매 바늘마다 중심 노루발의 하사점을 적정하게 갱신할 수 있게 되어, 피봉제물의 부상을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

(기타)

또한, 도 11에 도시된 높이가변제어구간(K1), 제 1 유지제어구간(K2), 제 2 유지제어구간(K3)의 개시, 종료의 주축각도는 일례에 불과하며, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 높이가변제어구간(K1)의 개시 주축각도는, 제 1 유지제어구간(K2)을 생략하고 중심 노루발 모터(29)가 원점으로 되돌려진 직후부터 개시되어도 무방하 다. 나아가, 봉제의 대상이 되는 피봉제물의 두께의 채용가능한 최대값(예컨대, 도 11의 H1의 높이)을 알고 있는 경우에는, 중심 노루발 모터(42)가 원점에 있는 상태에서 중심 노루발(29)이 높이 H1이 되는 주축각도보다 이전, 나아가 그 직전의 주축각도로 하는 것이 바람직하다.

또, 높이가변제어구간(K1)의 종료 주축각도는 180° 혹은 그 이후로서, 재봉바늘(108)에 의해 끌어올려지는 피봉제물이 중심 노루발(29)에 대하여 가압접촉을 개시하는 주축각도 이전으로 하는 것이 바람직하다.

더욱이, 제 2 유지제어구간(K3)의 개시 주축각도는 높이가변제어구간(K1)의 종료 주축각도와 동일하다.

또, 제 2 유지제어구간(K3)의 종료 주축각도 및 중심 노루발 모터(29)를 원점으로 되돌리는 주축각도는, 피봉제물로부터 재봉바늘(108)이 빠지는 주축각도(여기서의 「빠지는」이란, 완전히 벗어나는 상태가 아니라 재봉바늘(108)이 피봉제물을 상방으로 잡아당기는 상태로부터 벗어나는 상태를 나타냄)를 이미 알고 있는 경우에는 그 주축각도 이후이면 다른 각도여도 무방하며, 상기 주축각도를 아직 모르거나 혹은 이미 알고 있는 경우 모두에 있어서, 높이가변제어구간(K1)의 개시 주축각도의 직전을 제 2 유지제어구간의 종료 주축각도 및 원점으로 되돌리는 주축각도로 하여도 무방하다.

또한, 중심 노루발 모터(29)의 축각도를 원점으로 되돌리는 제어는 순간적으로 수행하는 경우로 한정되지 않으며, 높이의 가변제어가 개시될 때까지 서서히 원점으로 되돌려도 무방하다.

또, 높이 가변제어구간(K1)에서의 중심 노루발 모터(42)의 구동토크(Tm)를 가압 스프링(30)에 기인하는 외부토크(Tf)에 대하여 역방향이면서 동등한 크기로 설명하였으나, 가압 스프링(30)이 존재하지 않는 중심 노루발 상하이동기구(M1)도 존재한다. 이러한 경우에는, 높이가변제어구간(K1)에 있어서, 중심 노루발(29) 등의 자중(自重)에 기인하여 중심 노루발 모터(42)의 출력축에 시계방향으로 작용하는 외부토크와 균형을 맞추기 위해 반시계방향의 구동토크를 출력하도록 중심 노루발 모터(42)를 제어하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 재봉기를 나타내는 사시도이다.

도 2는 재봉기의 유지 프레임과 중심 노루발의 근방을 나타내는 확대 사시도이다.

도 3은 재봉기의 중심 노루발 장치를 나타내는 측면도이다.

도 4는 중심 노루발 장치의 분해 사시도이다.

도 5는 중심 노루발 장치의 분해 사시도이다.

도 6은 중심 노루발 장치의 중심 노루발의 높이조절에 관한 설명도로서, 도 6(a)는 하사점을 하방으로 조절한 경우를 나타내고, 도 6(b)는 하사점을 조절하여 맞닿은 경우를 나타낸다.

도 7은 본 발명에 따른 재봉기의 제어장치를 나타내는 블록도이다.

도 8은 봉제패턴 데이터의 데이터 구성을 나타내는 설명도이다.

도 9는 회전구동에 따른 주축각도의 변화에 대하여, 중심 노루발 상하이동기구 및 중심 노루발 높이조절기구에 의해 상하이동 및 높이조정이 수행되는 중심 노루발에 발생하는 높이변화를 나타낸 선도면(상측 도면) 및 CPU(73)에 의해 제어되는 중심 노루발 모터(42)의 축각도 변화를 나타낸 선도면(하측 도면)이다.

도 10(A)는 도 9의 점 b-c 구간, 도 10(B)는 도 9의 점 c, 도 10(C)는 도 9의 점 c-d 구간, 도 10(D)는 도 9의 점 e, 도 10(E)는 도 9의 점 f의 각 주축각도에서의 중심 노루발 높이조절기구의 동작상태를 나타낸 모식도이다.

도 11은 주축각도와 CPU가 수행하는 중심 노루발 모터의 제어의 종별과의 관 계를 나타내는 설명도이다.

도 12는 중심 노루발 높이조절기구의 가압 스프링이 중심 노루발 모터에 가져오는 토크 부하를 설명하기 위한 모식도이다.

도 13은 본 발명에 따른 재봉기의 봉제에 있어서의 동작제어를 나타내는 플로우차트이다.

도 14는 본 발명에 따른 재봉기의 중심 노루발 높이제어에서의 처리를 나타내는 플로우차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 중심 노루발 장치 2 : 주축

2a : 재봉기 모터 2b : 인코더(주축각도 검출수단)

16 : 인장 스프링 20 : 제 3 링크

22 : 제 4 링크 29 : 중심 노루발

30 : 가압 스프링 33 : 사각 피스(동작전달부재)

34 : 안내부재(동작전달부재) 70a : 봉제 프로그램

70b : 중심 노루발 높이제어프로그램 73 : CPU

74 : 조작패널(구간설정수단) 81 : 인코더(모터축각도 검출수단)

100 : 전자 사이클 재봉기 110 : 바늘판

1000 : 제어장치(봉제패턴 설정수단, 중심 노루발 높이 전환수단)

M1 : 중심 노루발 상하이동기구 M2 : 가압기구

M3 : 중심 노루발 퇴피기구 M4 : 중심 노루발 높이조절기구

T0 : 유지토크 Tf : 외부토크

Tm : 구동토크

Claims (5)

1. 천을 유지시키는 프레임형상의 천 유지부재와,

   재봉기 모터에 의해 주축을 회전구동시켜 재봉바늘을 상하이동시키는 바늘 상하이동기구와,

   상기 천 유지부재의 프레임 내에 상기 재봉바늘이 상하이동하도록 천 유지부재를 이동시키는 이동수단과,

   봉제시에 피봉제물의 부상(浮上)을 방지하도록 피봉제물에 접촉하는 중심 노루발과,

   상기 재봉기 모터로부터 동력을 얻어, 상기 재봉바늘의 상하이동과 동기하여 상기 중심 노루발을 상하이동시키는 중심 노루발 상하이동기구와,

   중심 노루발 모터를 가지며, 중심 노루발 모터의 회전각도를 임의의 각도로 변경함으로써 상기 중심 노루발의 하사점 높이를 임의의 높이로 변경하고, 중심 노루발 모터에 회전각도를 유지하는 유지토크를 부여함으로써 상기 중심 노루발의 하사점 높이를 유지하는 중심 노루발 높이조절기구를 구비하는 재봉기로서,

   상기 중심 노루발의 하강개시 또는 하강도중부터 하사점까지의 구간은, 상기 중심 노루발 모터의 출력축의 구동토크가, 상기 출력축이 외부로부터 받는 토크에 대하여 동등한 크기로 역방향의 토크가 되도록 제어하고, 상기 중심 노루발의 하강중에, 피봉제물에 대한 접촉에 의해 중심 노루발이 상기 피봉제물로부터 반력(反力)을 받으면, 상기 중심 노루발 모터의 출력축이 상승측으로 회전하여, 중심 노루발이 피봉제물의 두께에 대응된 높이에서 도중에 정지하도록 하는 높이의 가변제어를 수행하며,

   상기 중심 노루발의 하사점으로부터 다음 회의 하강개시 또는 하강도중까지의 구간은, 상기 중심 노루발을 상기 피봉제물의 두께에 대응된 높이로 유지하도록 상기 중심 노루발 모터에 상기 유지토크를 부여하는 높이의 유지제어를 수행하는, 중심 노루발 높이제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 재봉기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 높이의 가변제어를 수행하는 구간이 개시되는 주축각도를 설정하는 구간설정수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 재봉기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 중심 노루발 높이제어수단은, 상기 높이의 유지제어에 있어서, 매 바늘마다 상기 중심 노루발이 피봉제물보다 상승한 위치에서, 중심 노루발의 하사점 높이를 일정한 높이로 되돌리도록 중심 노루발 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 재봉기.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 중심 노루발 모터의 출력축의 회전각도를 검출하는 모터축각도 검출수단을 더 구비하고,

   상기 중심 노루발 높이제어수단은, 상기 높이의 유지제어에 있어서, 상기 높이의 가변제어가 종료될 때 상기 모터축각도 검출수단에 의해 검출된 상기 중심 노루발 모터의 출력축의 회전각도를 유지하도록 중심 노루발 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 재봉기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 중심 노루발 모터의 출력축의 회전각도를 검출하는 모터축각도 검출수단을 더 구비하며,

   상기 중심 노루발 높이제어수단은, 상기 높이의 유지제어에 있어서, 상기 모터축각도 검출수단이 검출한 회전각도에 대응된 높이로 상기 중심 노루발을 유지하도록, 상기 중심 노루발 모터의 토크를 상기 유지토크로 되돌리는 것을 특징으로 하는 재봉기.

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