KR101888086B1 - 쌍침 재봉기 - Google Patents

Abstract

액추에이터를 바늘대 회동대의 외부에 탑재한다.
본 발명의 쌍침 재봉기(1)는, 2개의 바늘대를 지지하는 바늘대 회동대(15)와, 2개의 바늘대를 회동시키는 바늘대 회동기구(30)와, 2개의 바늘대를 유지하는 클러치 기구(50)와, 클러치 기구에 의한 유지를 해제시키는 작동부재(16)와, 작동부재의 위치 전환을 수행하는 액추에이터(61)와, 액추에이터로부터 작동부재로 위치전환동작을 전달하는 차동전달기구(63)를 구비하고, 차동전달기구는, 액추에이터로부터 구동력이 입력되어 회동하는 입력부재(631)와, 회동동작에 의해 작동부재에 위치전환동작을 부여하는 출력부재(632)와, 입력부재로부터 출력부재로 회전을 반전하여 전달하는 전달부재(64)와, 전달체를 바늘대 회동대의 회동 중심선 둘레로 주회가능하도록 지지하는 회동 지지체(65)를 구비하고, 바늘대 회동기구의 구동원이 되는 회동모터(31)를 재봉기 프레임에 설치하여, 바늘대 회동대에 대한 회동동작의 입력시에, 바늘대 회동대에 대한 회동각도의 반이 되는 회동각도를 회동 지지체에 입력한다.

Description

쌍침 재봉기{TWIN-NEEDLE SEWING MACHINE}

본 발명은, 하단에 재봉 바늘이 고정된 2개의 바늘대를 구비하고, 평행한 2개의 스티치를 소정의 형상에 따라 형성하는 쌍침 재봉기에 관한 것이다.

종래의 쌍침 재봉기는, 소정의 형상으로 스티치가 형성되도록 천을 손으로 눌러 재봉 방향을 바꾸는 것이었다. 이러한 재봉기에 있어서, 모서리부의 스티치를 형성할 경우, 모서리부에 있어서 내측이 되는 바늘대의 상하이동을 정지시켜 단침(片針) 상태로 하고, 외측의 바늘대에 의해서만 스티치를 형성하는 동시에 모서리부에 있어서 외측의 바늘대를 중심으로 피 봉제천을 선회시켜 소정의 외측 모서리부의 스티치를 형성하며, 내측 모서리부에 대응하는 위치에 있어서 내측 바늘대의 상하이동을 가능하도록 하는 쌍침 상태로 하는 방법이 일반적으로 행해지고 있다.

한편, 최근에는, 미리 정해진 봉제 패턴 데이터에 따라서 피봉제물을 X-Y 방향으로 자동으로 이동시키면서, 예정된 형상에 따라 2개의 스티치를 형성하기 위한 쌍침 재봉기가 개발되고 있다.

예컨대, 2개의 바늘대를 상하이동이 가능하도록 유지하는 동시에 재봉기 프레임에 대하여 수직축 둘레로 선회가능하게 지지된 바늘대 회동대와, 2개의 북집을 수직축 둘레로 회동가능하게 지지하는 북집 토대를 구비하고, 천 유지 프레임에 의해 소정 형상을 따라 이동하는 천에 대하여, 쌍침의 배열방향이 소정 형상의 윤곽선에 대하여 항상 직교하는 방향으로 배열되도록 제어함으로써 예정된 형상에 따라 2개의 스티치를 형성하는 재봉기가 고안된 바 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

이러한 쌍침 재봉기에 있어서는, 모서리부의 재봉을 수행하기 위하여, 바늘대 회동대(回動台)에 각각의 바늘대를 상하이동이 가능한 상태와 정지 상태로 전환하기 위한 클러치 기구와 상기 클러치 기구가 전환 동작을 수행하도록 하기 위한 액추에이터가 탑재되어 있으며, 봉제중에 액추에이터를 작동시켜 단침 상태와 쌍침 상태의 전환을 수행한다.

한국 공개특허공보 제2008-0089985호

그러나, 상기 종래의 재봉기에서는, 클러치 기구의 전환 동작을 수행하기 위한 액추에이터가 바늘대 회동대 상에 탑재되어 있기 때문에, 선회 중량이 증가하여 고속 봉제를 방해하게 되었다. 또한, 바늘대를 선회시키기 위한 모터를 대형 모터로 바꿀 수도 있지만, 이러한 경우, 재봉기의 대형화, 비용의 상승이 발생한다는 문제가 있었다.

또한, 상기 재봉기와 같이, 선회를 수행하는 바늘대 회동대에 액추에이터를 탑재하면, 해당 액추에이터에 대한 통전(通電)을 수행하기 위한 배선이 곤란하여, 예컨대, 슬립 링 등의 특수한 부품이 필요하게 됨에 따라, 이러한 측면에서도 비용 증가가 발생하였다.

본 발명은, 단침 상태와 쌍침 상태를 자동으로 전환할 수 있는 동시에, 쌍침의 경쾌한 선회동작을 가능하게 하는 쌍침 재봉기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 수직방향을 따라 상하 이동하는 2개의 바늘대로서, 각각이 재봉 바늘을 유지하는 2개의 바늘대와,

상기 2개의 바늘대를 상하 이동시키는 바늘 상하이동기구와,

상기 2개의 바늘대를 상하이동 가능하게 지지하며, 수직방향을 따른 중심선 둘레로 회동가능하도록 재봉기 프레임에 의해 지지된 바늘대 회동대와,

구동원이 되는 회동모터를 가지며, 상기 바늘대 회동대를 통해 상기 2개의 바늘대를 회동시키는 바늘대 회동기구와,

상기 2개의 바늘대를 유지하며, 상기 바늘 상하이동기구로부터 상기 2개의 바늘대에 각각 별도로 상하이동의 동작을 전달하는 클러치 기구,

를 구비하는 쌍침 재봉기로서,

상기 바늘대 회동대 상에서 위치전환동작을 수행함으로써, 상기 클러치 기구에 의한 상기 2개의 바늘대에 대한 전달을 각각 개별 해제 가능하도록 하는 작동부재와,

상기 재봉기 프레임에 고정 장비되며, 상기 작동부재의 위치전환동작의 구동원이 되는 액추에이터와,

상기 액추에이터로부터의 구동력을 받으며, 상기 위치전환동작을 상기 작동부재에 전달하는 차동전달기구를 구비하고,

상기 차동전달기구는,

상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지되며, 상기 액추에이터로부터의 구동력을 받아 회동하는 입력부재와,

상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지되며, 회동하여 상기 작동부재에 위치전환동작을 부여하는 출력부재와,

상기 입력부재와 출력부재의 사이에서, 회동동작을, 해당 회동동작의 회전방향을 반전하여 전달하는 전달부재와,

상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지되며, 상기 전달부재가 상기 중심선 둘레로 주회(周回)하도록 상기 전달부재를 지지하는 회동 지지체를 구비하고,

상기 회동모터는, 상기 재봉기 프레임에 고정 장비되며, 상기 회동모터의 회전이, 상기 바늘대 회동대의 상기 회동 지지체에 대한 회전비가 2:1이 되도록, 상기 바늘대 회동대와 상기 회동 지지체에 전달되는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 중심선과 직교하는 평면을 따라 피봉제물을 이동시킬 수 있는 이동기구와, 상기 이동기구와 상기 회동모터를 제어하며, 미리 정해진 봉제 패턴의 형상에 따라 2개의 스티치를 형성하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 입력부재, 출력부재 및 전달부재는 베벨기어인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 차동전달기구는, 벨트 또는 기어를 더욱 구비하고,

상기 전달부재는, 상기 벨트 또는 기어를 통해, 상기 입력부재와 출력부재의 사이에서 회동동작을 전달하는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에,

상기 입력부재는 입력 기어를 가지고,

상기 출력부재는 출력 기어를 가지며,

상기 회동 지지체는, 상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지된 지지판을 가지고,

상기 전달부재는, 상기 지지판에 대하여 회전가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 고정 지지되며, 상기 입력 기어에 연결된 종동기어와, 상기 회전축에 고정 지지되고, 상기 출력 기어에 연결된 연동 기어를 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 회동 지지체는, 상기 회동모터에 타이밍 벨트를 통해 연결된 스프로킷과, 상기 스프로킷과 일체로 구성되고, 상기 전달부재를 지지하는 지지판을 가지며,

상기 스프로킷은, 상기 바늘대 회동대의 상기 스프로킷에 대한 회전비가 2:1이 되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 회동 지지체는, 상기 회동모터에 타이밍 벨트를 통해 연결된 스프로킷을 더 가지며,

상기 지지판은, 상기 스프로킷과 일체로 구성되고,

상기 스프로킷은, 상기 바늘대 회동대의 상기 스프로킷에 대한 회전비가 2:1이 되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 5에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상기 바늘대 회동대는, 원기둥형상의 상측 지지부와 직사각형상의 중간부를 가지며,

상기 차동전달기구는, 상기 상측 지지부에 배치되고,

상기 작동부재 및 상기 클러치 기구는, 상기 중간부에 배치된 것을 특징으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은, 입력부재와 출력부재의 사이에서 회전 방향을 반전하여 전달하는 전달부재를 지지하는 회동 지지체가 바늘대 회동대의 회동시에 그 반분(半分)의 각도로 회동하기 때문에, 액추에이터측에 접속되어 있는 입력부재가 바늘대 회동대와 함께 회동하지 않으며, 상호간 회동각도에 차이가 생겼을 경우에도, 출력부재측에서는, 전달부재에 의해 바늘대 회동대와 동일 방향 및 동일 회동각도로 회동시킬 수 있다. 따라서, 바늘대 회동대에 탑재된 작동부재는, 바늘대 회동대의 회동에 의해 예정된 위치로부터 어긋남이 발생하는 경우를 회피할 수가 있다.

즉, 작동부재의 위치전환동작의 구동원이 되는 액추에이터를 바늘대 회동대에 탑재하지 않아도, 작동부재를 올바른 위치에 유지할 수 있게 된다.

그리고, 이로써, 바늘대 회동대의 선회 중량의 경감을 도모할 수 있으며, 선회 동작을 수행하는 모터를 대형화하는 일없이 고속동작을 수행할 수 있게 된다.

또한, 바늘대 회동대 상에 액추에이터를 탑재하지 않아도 되므로, 해당 액추에이터에 대한 통전을 수행하기 위한 슬립 링 등의 특수한 부품이 불필요해져, 재봉기 제조 비용의 저감을 도모할 수 있게 된다.

청구항 2에 기재된 발명은, 피봉제물의 이동기구를 구비하기 때문에, 이동기구에 의해 피봉제물을 이동시키면서 자동적인 봉제를 수행할 수 있고, 봉제 과정에서 바늘대 회동대의 회동을 실행하는 경우에도 작동부재로의 위치전환동작에 대한 영향을 회피할 수 있으며, 피봉제물의 이동을 수반하는 재봉의 실행시에도, 클러치 기구에 의한 바늘대의 유지 또는 해제를 적정하게 수행할 수 있게 된다.

미리 정해진 봉제 패턴의 형상에 따라 2개의 스티치를 형성하기 위해 2개의 바늘대의 선회 동작을 수반하는 경우에도, 작동부재로의 위치전환동작에 대한 영향을 회피할 수 있으며, 클러치 기구에 의한 바늘대의 유지 또는 해제를 적정하게 수행할 수 있게 된다.

청구항 3에 기재된 발명은, 차동전달기구에 베벨 기어를 이용하기 때문에, 입력부재와 출력부재 사이의 전달부재를 하나의 베벨기어로 실현할 수 있어, 구성의 간이화에 따른 부품 비용의 저감을 도모할 수 있게 된다.

청구항 4에 기재된 발명은, 입력부재와 출력부재와 전달부재를 구성하는 벨트의 스프로킷이나 기어의 회전 중심선의 방향을 모두 정렬함으로써, 이들을 겹쳐 배치하기가 용이해져, 회동중심선 방향에 대한 차동전달기구의 박형화를 도모하기가 용이해진다.

도 1은 발명의 실시형태에 따른 쌍침 재봉기의 사시도이다.
도 2는 아암부 내의 바늘대 기구의 구성에 대해 나타낸 사시도이다.
도 3은 바늘대 주변의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 4는 바늘대의 중심을 따른 단면에 의한 바늘대 주변 구조의 단면도이다.
도 5는 도 3에 있어서의 T-T선을 따른 단면도이다.
도 6은 전환작동기구 및 작동부재의 사시도이다.
도 7은 도 3에 있어서의 U-U선을 따른 단면도이다.
도 8은 도 3에 있어서의 V-V선을 따른 단면도이다.
도 9는 도 3에 있어서의 W-W선을 따른 단면도이다.
도 10의 (A)는 바늘대 회동대의 회동동작시에 있어서의 바늘대측 차동전달기구의 소형 스프로킷의 위치 변화를 나타내는 설명도이고, 도 10의 (B)는 연동 기어의 위치 변화를 나타내는 설명도이며, 도 10의 (C)는 차동부재의 위치 변화를 나타내는 설명도이다.
도 11은 북집의 동력전달기구 및 북집측 차동전달기구의 기구구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 12는 2개의 스티치의 봉제패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12에 나타내는 봉제 패턴을 형성하기 위한 봉제 제어를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 14의 (A)는 바늘대　홀더 지지 구조의 사시도, 도 14의 (B)는 바늘대　홀더 지지 구조의 다른 예의 사시도, 도 14의 (C)는 바늘대　홀더 지지 구조의 다른 예의 평면도이다.
도 15는 본 실시형태의 제어 블록도이다.
도 16의 (A)는 바늘대의 측면도, (B)는 바늘대의 정면도이다.

[발명의 실시형태의 개요]

본 발명의 실시형태를 도 1~도 13에 근거하여 설명한다.

본 실시형태로서 이하에 기재하는 쌍침 재봉기(1)는, 이른바 전자 사이클 재봉기로서, 봉제를 수행하는 피봉제물인 천을 유지하는 유지 프레임(81)을 가지며, 유지 프레임(81)이 2개의 재봉 바늘(11)에 대하여 상대적으로 이동함으로써, 유지 프레임(81)에 의해 유지되는 천에 소정의 봉제 데이터에 근거한 형상 패턴에 따른 2개의 스티치 라인을 형성한다.

본 실시형태에 있어서, 수평방향으로 직교하는 방향을 X축 방향(좌우 방향) 및 Y축 방향(전후 방향), X, Y축 방향과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 한다.

상기 쌍침 재봉기(1)는, 재봉기 프레임(101)과, 도 2에 나타내는 바늘대 기구와, 도 11에 나타내는 북집 기구와, 천을 유지하며 X-Y평면을 따라 임의로 이동 위치 결정을 수행하는 천 이동기구(80 ; 이동기구의 일례)를 갖는다.

[재봉기 프레임]

도 1에 나타내는 바와 같이, 쌍침 재봉기(1)는, 외형이 X축 방향에서 볼 때 거의 ㄷ자 형상을 나타내는 재봉기 프레임(101)을 구비하고 있다. 상기 재봉기 프레임(101)은, Y축 방향으로 연장되는 아암부(101a)와, 아암부(101a)의 하방에 대향 배치되며 XY 양 축방향을 따라 평탄한 베드면을 갖는 베드부(101b)와, 아암부(101a)와 베드부(101b)를 연결하는 세로 몸체부(101c)에 의해 구성되어 있다.

아암부(101a)에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 아암부(101a) 내에 Y축 방향을 따라 배치되며, 아암부(101a)의 기기 프레임에 축 중심으로 회전가능하도록 지지된 상축(22)과, 아암부(101a)의 내측 또는 외측에 있어서 아암부(101a)의 기기 프레임에 고정 지지되며, 상축(22)의 일단부에 출력축(도시생략)을 직접 연결하여 회전력을 부여하는 재봉기 모터(21)가 설치되어 있다.

[바늘대 기구]

바늘대 기구는, 아암부(101a)에 고정되는 상측 메탈(M1) 및 하측 메탈(M2)과, 각각이 재봉 바늘(11)을 그 하단부에 유지시키고 상하이동을 수행하는 2개의 바늘대(12R 및 12L)와, 재봉기 모터(21)를 구동원으로 하여 재봉 바늘을 상하이동시키는 바늘 상하이동기구(20)와, 2개의 바늘대(12R 및 12L)를 상하이동 가능하도록 지지하는 바늘대 회동대(15)와, 바늘대 회동대(15)를 사이에 두고 2개의 바늘대(12R 및 12L)를 Z축 방향을 따르는 중심선(C) 둘레로 회동시키는 바늘대 회동기구(30)와, 2개의 바늘대(12R 및 12L)를, 각각 별개로 바늘 상하이동기구(20)에 의한 상하이동동작을 전달하는 유지 상태 및 상기 유지 상태를 해제하는 상태로 전환가능하도록 하는 클러치 기구(50)와, 클러치 기구(50)에 의한 전달이 해제된 상태의 바늘대(12R 또는 12L)를 걸어 고정(유지)시키는 스토퍼 기구(90)와, 클러치 기구(50)를 유지 상태와 해제 상태로 전환하는 전환작동기구(60)를 갖는다.

상하 메탈(M1,M2)에는, 바늘대 회동대(15) 상하단의 원기둥부를 회전가능하도록 끼움 장착하는 지지 구멍(도시생략)이 축선 상에 형성되어 있다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 바늘대(12R 및 12L)의 중간부에는, Z축 방향을 따른 홈부(121)가 형성되어 있고, 해당 홈부(121)의 상하 단부에는 홈부(121)에 교차하며 수평방향(Y축 방향)을 따르는 홈형상의 걸림결합구멍(122,123)이 형성되어 있고, 하부의 걸림결합구멍(122)은 클러치 기구(50)가 바늘대(12L(12R))를 유지하기 위한 것이며, 상부의 걸림결합구멍(123)은 스토퍼 기구(90)가 바늘대(12L(12R))를 유지하기 위한 것이다.

홈부(121)의 내부에는, 요동판(124)이, 중간부를 중심으로 요동가능하도록 바늘대(12R 및 12L)에 의해 지지되며, 상하 단부가 상기 걸림결합구멍(122,123)에 각각 대향 배치되어 있다.

[바늘대 회동대]

도 2에 나타내는 바와 같이, 바늘대 회동대(15)는, 각각 원기둥형상의 상측 지지부(15A) 및 하측 지지부(도시생략)와, 중간부(15C)를 갖는다.

상측 지지부(15A)는, 상측 메탈(M1)에 대하여 회전가능하도록 끼움 장착되어 상단이 돌출되고, 하측 지지부는, 하측 메탈(M2)에 대하여 회동가능하도록 끼움장착되어 있다.

그리고, 상측 지지부(15A)와 하측 지지부에는, 바늘대 회동대(15)의 회동중심(C)을 사이에 끼고 등거리의 위치에 관통 구멍(156L,156R)이 Z축 방향을 따라 관통 형성되어 있으며, 상기 관통 구멍(156L,156R)에 바늘대(12R 및 12L)가 상하이동이 가능하도록 관통삽입되어 있다.

중간부(15C)는, 상하단이 직사각형상인 직사각형부(151)를 형성하고, 상하의 직사각형부(151) 사이가 횡단면이 대략 L자형이 되도록 절결(切缺)하여 형성되며, 그 일 측벽부(153)에는, Z축 방향을 따른 긴 구멍(155)이 형성되어 있다.

상측의 직사각형부(151)의 상단면에는, 후술하는 출력 기어(632)와 소정의 간격을 두고 그 접선방향(Y축 방향)과 평행하게 가이드부(151A)가 기립되어 있으며, 그 출력 기어(632)와의 대항면에 상기 접선방향을 따르는 홈부(151a)가 형성되어 있다.

또한, 상측의 직사각형부(151)에는, X축 방향을 따라 관통삽입구멍(157)이 관통 형성되어, 후술하는 스토퍼 기구(90)의 스토퍼 부재(91)가 삽입되어 있다.

[바늘 상하이동기구]

바늘 상하이동기구(20)는, 상기 재봉기 모터(21) 및 상기 상축(22)을 포함하는 동시에, 상기 상축(22)의 타단부에 고정된 바늘대 크랭크(23)와, 바늘대 크랭크(23)의 편심 위치에 일단이 연결된 크랭크 로드(24)와, 후술하는 클러치 기구(50)를 통해 바늘대(12R 및 12L)의 축선방향 중간부에 연결되며, 외주면에 외주 홈(25a)이 형성된 링형상의 바늘대　홀더(25)와, 바늘대　홀더(25)의 외주 홈(25a)에 끼움결합되며 바늘대　홀더(25)를 Z축 둘레로 회동가능하도록 유지하는 링형상 부재(26)를 구비하고 있다.

상기 상축(22)의 회전은, 바늘대 크랭크(23)와 크랭크 로드(24)에 의해 상하의 왕복동작으로 변환되어 바늘대　홀더(25) 및 링형상 부재(26)에 전달된다.

링형상의 바늘대　홀더(25)는, 그 중앙 개구부(25b) 내에 바늘대 회동대(15)의 중간부(15C)가 관통삽입 가능하도록 배치되며, 또한, 2개의 지지축(251,251)이 Y축 방향을 따라 중앙 개구부(25b)의 내측으로 돌출되도록 고정되어 있다. 그 한쪽의 지지축(251)은, 상기 바늘대 회동대(15)의 긴 구멍(155)을 관통하여 내측으로 돌출되어 있다. 이러한 2개의 지지축(251,251)이 클러치 기구(50)를 통해 바늘대(12R 및 12L)에 연결되어 있을 때, 바늘대(12R 및 12L)는 바늘대　홀더(25)와 일체로 상하이동할 수 있다.

그리고, 외주 홈(25a)은, 바늘대　홀더(25)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되며, 링형상 부재(26)가, 외주 홈(25a)에 대하여 둘레방향으로 슬라이딩 가능하도록 끼움결합되어 있다.

링형상 부재(26)는, 반(半) 링형상이며, 그 양단부에 축부(26a,26b)가 지름방향 외측으로 돌출되어 형성되어 있다. 한쪽의 축부(26a)가 크랭크 로드(24)의 하단부에 대하여 Y방향 축중심으로 회동할 수 있도록 관통하여 선단이 돌출되어 있고, 그 돌출단에 직사각형의 사각피스(241)가 축지지되어 있다. 다른 쪽의 축부(26b)에는 직사각형의 사각피스(261)가 Y방향 축중심으로 회전가능하도록 지지되어 있다.

상기 사각피스(241,261)는, 아암부(101a)의 기기 프레임에 수직방향(Z축 방향)을 따라 형성된 가이드 홈(도시생략)에 대하여 각각 끼움결합되며, 이로써 링형상 부재(26) 및 바늘대　홀더(25)가 수평으로 유지된 상태로 상하이동이 가능하도록 수직방향으로 가이드된다.

한편, 링형상 부재(26)는, 원형의 일부를 절결한 원호형상으로 하여도 무방하고, 또한, 조립설치성을 무시할 수 있다면 전체를 원형상으로 형성하여도 무방하다.

[클러치 기구]

도 4에 나타내는 클러치 기구(50)는, 일본 공개특허공보 제2006-141706호 (중국 공개공보 1776066A)에 기재된 구성과 기본적으로는 같은 구성을 가지며, 이하에서는 그 개략에 대해 설명한다.

클러치 기구(50)는, 2개의 바늘대(12R 및 12L)가 관통 삽입되는 2개의 관통삽입구멍이 Z축 방향으로 형성된 유지체(51)와, 유지체(51)의 정면으로부터 각 관통삽입구멍까지 관통된 원형의 지지 구멍에 삽입되는 2개의 클러치 부재(52)와, 각 클러치 부재(52)를 각각 개별적으로 진퇴 이동시키는 2개의 종동 링크(53)와, 각 종동 링크(53)를 통해 각 클러치 부재(52)에 대하여 전진 방향의 이동력을 개별 부여하는 2개의 가압 스프링(54)과, 각 클러치 부재(52)를 후퇴한 상태(퇴피 위치)에서 각각 걸어 고정하는 2개의 걸림고정 클로(爪)(55)와, 각 걸림고정 클로(55)가 걸림고정을 수행하는 방향으로 각각 가압하는 2개의 가압 스프링(56)과, 각 걸림고정 클로(55)에 의한 걸림고정을 해제하는 조작을 외부에서 입력할 수 있는 해제 핀(57)을 구비하고 있다.

유지체(51)의 2개의 관통삽입구멍은 X축 방향을 따라 형성되며, 대략 원기둥형상인 클러치 부재(52)를 X축 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 지지하고 있다.

상기 클러치 부재(52)의 후단부는, 종동 링크(53)에 연결되어 있으며, 종동 링크(53)는 가압 스프링(54)에 의해 클러치 부재(52)를 바늘대(12)측으로 가압한다. 클러치 부재(52)는, 그 선단부가 바늘대(12)의 걸림결합구멍(122)에 삽입가능한 형상으로 형성되어 있으며, 가압 스프링(54)의 가압력이 클러치 부재(52)와 바늘대(12)의 걸림결합구멍(122)간의 걸림결합상태를 유지하여, 클러치 기구(50)에 의한 바늘대(12)의 유지력이 되고 있다.

또, 종동 링크(53)의 상단부는 하방으로 가압되면 클러치 부재(52)를 후퇴시킬 수 있어, 클러치 기구(50)에 의한 바늘대(12)의 유지 상태를 해제할 수 있다.

또한, 상기 클러치 부재(52)의 후퇴시에는, 가압 스프링(56)에 의해 평상시 상방으로 가압되어 있는 걸림고정 클로(55)가 클러치 부재(52)의 선단부를 걸어 고정하여, 해당 클러치 부재(52)의 전진 이동을 규제한다. 한편, 2개의 걸림고정 클로(55)는 모두, 해제 핀(57)에 의해 하방으로 가압됨에 따라 클러치 부재(52)의 걸림고정상태를 해제할 수 있게 되어 있다.

[전환 기구]

종동 링크(53)의 상단부는, 바늘대(12)의 상하이동에 있어서, 그 상사점에 도달할 때에, 바늘대 회동대(15)의 중간부(15C)의 상단부에 있어서 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되어 있는, 작동부재(16)의 돌기부(161)에 충돌함으로써 가압할 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 작동부재(16)는, 그 상부 단면에 랙 기어(16A)가 형성되어, 후술하는 출력 기어(632)와 맞물리고, 하방으로 대략 L자 형상으로 연장되는 아암부(16B)의 선단에는 하방으로 돌출하는 돌기부(161)가 형성되어 있다. 또한, 작동부재(16)는, 랙 기어(16A)와 반대측에 Y축 방향을 따라 볼록부(162)가 형성되며, 상기 볼록부(162)가 바늘대 회동대(15)의 상기 홈부(151a)에 끼움결합되어 있다. 이로써 작동부재(16)는, 출력 기어(632)의 외접원의 접선방향(Y축 방향)을 따라 슬라이딩 가능하도록 바늘대 회동대(15)에 의해 지지되어 있다.

작동부재(16)는 위치전환기구(60)의 솔레노이드(61)에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 좌측의 바늘대(12L)의 유지상태를 해제하는 종동 링크(53)에 돌기부(161)가 충돌하는 위치(P1)와, 우측의 바늘대(12R)의 유지상태를 해제하는 종동 링크(53)에 돌기부(161)가 충돌하는 위치(P3)와, 해제 핀(57)에 돌기부(161)가 충돌하는 위치(P2)로, 홈부(151a)를 따라 슬라이딩(이동) 가능하게 된다.

작동부재(16)는, 바늘대 회동대(15) 상에서 위치전환동작을 수행함으로써 클러치 기구(50)에 의한 각각의 바늘대의 유지상태를 해제한다.

이로써, 클러치 기구(50)에 있어서의 2개의 바늘대(12R 및 12L)에 대한 유지와 해제를 개별 수행할 수 있게 되어 있다.

[스토퍼 기구]

스토퍼 기구(90)는 도 4에 있어서, 상기 중간부(15C)의 상측의 직사각형부(151)에 형성된 관통삽입구멍(157)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 스토퍼 부재(91)와, 스토퍼 부재(91)를 바늘대(12L)측으로 가압하는 가압 스프링(92)과, 가압 스프링(92)을 후방에서 지지하는 동시에 스토퍼 부재(91)의 관통삽입구멍을 덮어 막는 커버체(93)를 구비하고 있다.

스토퍼 부재(91)의 선단부는, 바늘대(12)의 걸림결합구멍(123)에 삽입가능한 형상으로 형성되어 있으며, 가압 스프링(92)의 가압력이 스토퍼 부재(91)와 바늘대(12)의 걸림결합구멍(123)간의 걸림결합상태를 유지하여, 스토퍼 기구(90)에 의한 바늘대(12)의 유지력으로 되어 있다.

단, 스토퍼 부재(91)의 가압 스프링(92)은, 클러치 부재(52)의 가압 스프링(54)보다 가압력이 충분히 작게 설정되어 있어, 클러치 부재(52)의 해제상태가 아닌 한, 요동판(124)에 의해 클러치 부재(52)에 밀려, 스토퍼 기구(90)에 의한 바늘대(12)의 유지는 수행되지 않는다. 즉, 스토퍼 기구(90)는, 종동 링크(53)가 작동부재(16)의 돌기부(161)와 충돌하여, 클러치 기구(50)가 유지를 해제한 바늘대(12)에 대해서만 유지를 수행하게 되어 있다.

[바늘대 회동기구]

바늘대 회동기구(30)는 도 3, 도 5에 나타내는 바와 같이, 바늘대 회동대(15)의 회동동작의 구동원이 되는 회동모터(바늘대 회동모터 ; 31)와, 회동모터(31)의 회동을 바늘대 회동대(15)에 전달하는 전달 기구를 구비하고 있다.

회동모터(31)는, 그 모터 축(도시생략)이 Z방향을 따르도록 아암부(101a)의 내측에 배치되어, 아암부(101a)의 기기 프레임에 고정되어 있다.

전달 기구는, 회동모터(31)의 모터축에 고정된 주동 스프로킷(32)과, 바늘대 회동대(15) 상측 지지부(151)의 상단부에 고정된 종동 스프로킷(33)과, 주동 스프로킷(32)과 종동 스프로킷(33)의 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(34)를 구비하고 있다.

회동모터(31)가 구동하면, 주동 스프로킷(32), 타이밍 벨트(34) 및 종동 스프로킷(33)을 통해 전달비 1:1로 바늘대 회동대(15)를 그 회동 중심선(C) 둘레로 회동시킨다.

[전환작동기구]

도 6 내지 도 9에 있어서 전환작동기구(60)에 대해 설명한다.

전환작동기구(60)는, 바늘대 회동대(15)에 탑재된 작동부재(16)에 대하여 위치전환동작을 전달 부여하기 위한 기구이다.

상기 전환작동기구(60)는, 3개 포지션에서 정지가능하게 되어 있으며, 아암부(101a)의 내부에 고정 장비된 솔레노이드(61 ; 액추에이터의 일례)와, 솔레노이드(61)의 플런저에 장비된 랙 부재(62)와, 솔레노이드(61)로부터 랙 부재(62)를 통해 작동부재(16)로 위치전환동작을 전달하는 바늘대측 차동전달기구(63)를 구비하고 있다.

솔레노이드(61)는 3개 위치에서 선택적으로 정지하도록 제어가능하며, 각 정지 위치는 상술한 작동부재(16)의 전환 위치(P1~P3)에 대응하고 있다.

랙 부재(62)는, 솔레노이드(61)에 의해 Y축 방향을 따라 진퇴 이동이 가능하며, 해당 진퇴이동방향을 따라 랙 기어가 형성되어 있다.

솔레노이드(61)에 의해 랙 부재(62)가 각 위치에서 정지했을 때, 작동부재(16)의 돌기부(161)를 상술한 P1~P3의 각 위치에 정지시킬 필요가 있다.

한편, 작동부재(16)는, 봉제시에 회동동작이 수행되는 바늘대 회동대(15)에 탑재되어 있으나, 해당 작동부재(16)의 위치 전환을 수행하기 위한 구동원인 솔레노이드(61)는, 재봉기 프레임에 고정되어 있다.

[차동전달기구]

바늘대측 차동전달기구(63 ; 차동전달기구)는, 솔레노이드(61)로부터 랙 부재(62)를 통해 구동력이 입력되어 회동하는 입력 기어(631 ; 입력부재의 일례)와, 회동동작에 의해 작동부재(16)에 위치전환동작을 부여하는 출력 기어(632 ; 출력부재의 일례)와, 입력 기어(631)와 출력 기어(632)의 사이에서 회전력을 반전하여 전달하는 전달부재(64)와, 전달부재(64)를 바늘대 회동대(15)의 회동 중심선(C) 둘레로 주회 이동하도록 지지하는 회동 지지체(65, 도 3에 나타냄)를 구비하고 있다.

그리고, 상기 입력 기어(631), 출력 기어(632) 및 회동 지지체(65)는, 모두 바늘대 회동대(15)의 상단부에 형성된 상측 지지부(15A)에 의해 회동 중심선(C) 둘레로 회동가능하도록 지지되어 있다. 한편, 입력 기어(631)는, 상측의 제 1 기어부(631a)와 하측의 제 2 기어부(631b)를 가지며, 각 기어부는 치형(齒形)이 다르지만, 일체화되어 형성되어 있다. 제 1 기어부(631a)에는 랙 부재(62)가 맞물리고, 제 2 기어부(631b ; 입력 스프로킷)에는, 후술하는 벨트(644)가 걸쳐진다.

입력 기어(631)는, 상술한 종동 스프로킷(33)의 하측에 위치하며, 도 7에 나타내는 바와 같이, 그 외주면에 형성된 상측의 제 1 기어부(631a)가 상술한 랙 부재(62)에 맞물려 있다. 따라서 입력 기어(631)는, 상기 바늘대 회동대(15)에 대하여 그 회동 중심 둘레로 회동가능하도록 지지되는 동시에 상기 액추에이터(61)에 연결되어, 액추에이터(61)와 연동하여 회전된다. 한편, 상기 입력 기어(631)는, 바늘대 회동대(15)와는 독립적으로 회동할 수 있다.

바늘대측 차동전달기구(63)는, 바늘대 회동대(15)의 회동동작에 의해 해당 바늘대 회동대(15)와 입력 기어(631)의 사이에 상대적인 회동각도 차가 발생하여도, 바늘대 회동대(15)에 대한 작동부재(16)의 위치를 일정하게 유지할 수 있다.

도 3, 도 7에 나타내는 회동 지지체(65)는, 전달부재(64)를 Z축 둘레로 회전가능하게 지지하는 지지판(651)과, 지지판(651)의 상면에 고정되는 동시에 상술한 회동모터(31)에 의해 회동이 입력되는 스프로킷(652, 도 6에서는 도시 생략)을 구비하고 있다.

지지판(651)은 원형으로서, 입력 기어(631)의 하측에 위치하고 있고, 도 7에 나타내는 바늘대 회동대(15)의 상측 지지부(15A)에 회전가능하게 지지되어 있다.

또한, 상술한 전달부재(64)는, Z축 방향을 따른 회전축(641)과, 회전축(641)의 상단부에 고정된 소형 스프로킷(종동기어 ; 642)과, 회전축(641)의 하단부에 고정된 연동 기어(643)를 구비하고 있다.

지지판(651)은, 전달부재(64)의 회전축(641)을 회전가능하게 지지하는 동시에, 그 상면측에 소형 스프로킷(642)이 배치되고, 그 하면측에 연동 기어(643)가 배치되어 있다. 그리고, 지지판(651)의 상면측에 있어서, 소형 스프로킷(642)과, 입력 기어(631)의 제 2 기어부(631b)에 타이밍 벨트(644)가 걸쳐 있어, 소형 스프로킷(642)과 입력 기어(631)는, 동일한 회전 방향으로 연동 회전하게 되어 있다. 그리고, 소형 스프로킷(642)이 회전하면, 회전축(641)에 의해 연결된 연동 기어(643)도 동일 방향 및 동일 각도량으로 회전한다.

스프로킷(652)은 그 중앙부에 개구부를 구비하며 입력 기어(631)가 헐겁게 끼워져 있다.

또한, 스프로킷(652)은, 지지판(651)의 상면에 도시되지 않은 나사에 의해 고정되어 있다. 한편, 상술한 소형 스프로킷(642)은, 지지판(651)의 상면에 형성된 오목부의 내측에 배치되어 있으며, 스프로킷(652)의 하측에서 입력 기어(631)의 제 2 기어부(631b)와 벨트(644)에 의해 연결되어 있다.

또한, 상기 스프로킷(652)은, 바늘대 회동기구(30)의 회동모터(31)에 설치된 주동 스프로킷(32)과 타이밍 벨트(653)에 의해 연결되어 있다.

즉, 회동모터(31)는, 그 구동시에 있어서, 바늘대 회동대(15)를 회동시키는 종동 스프로킷(33)과 회동 지지체(65)를 회동시키는 스프로킷(652)을 동시에 회동시킨다. 한편, 회동 지지체(65)가 회동모터(31)로부터 입력되는 회전 각도량은, 바늘대 회동대(15)가 입력되는 회전 각도량의 정확히 1/2이 되도록, 종동 스프로킷(33)과 스프로킷(652)의 유효지름이 설정되어 있다. 또한, 이들의 회동방향은, 동일 방향으로 설정되어 있다. 즉, 회동모터(31)는, 바늘대 회동대(15)에 대한 회동동작 입력시에, 바늘대 회동대(15)에 대한 회동각도의 반이 되는 회동각도를 회동 지지체(65)에 입력한다.

이와 같이, 스프로킷(652)이 회동모터(31)로부터 회동이 부여됨에 따라, 지지판(651)이 지지하는 전달부재(64)를 회동 중심선(C) 둘레로 주회 이동시킬 수 있게 되어 있다.

출력 기어(632)는, 지지판(651)의 하측에 위치하며, 도 9에 나타내는 바와 같이, 전달부재(64)의 연동 기어(643)와 맞물려 있다. 또한, 입력 기어(631)와 소형 스프로킷(642)의 유효지름의 비율과, 출력 기어(632)와 연동 기어(643)의 유효지름의 비율은 일치하도록 설계되어 있다.

이로써, 회동 지지체(65)를 회전시키지 않는 상태에 있어서, 입력 기어(631)에 소정 각도의 회전이 입력되면, 출력 기어(632)는, 역회전방향으로 같은 각도만큼 회전하게 되어 있다.

이하, 도 10(A)~(C)에 근거하여 바늘대 회동대(15)의 회동동작시에 있어서의 바늘대측 차동전달기구(63)의 작동 상태를 설명한다.

여기에서는, 솔레노이드(61)가 정지한 상태에서 바늘대 회동대(15)가 시계방향으로 180°회동했을 경우를 예시한다.

우선, 도 10의 (A)에 나타내는 바와 같이, 회동모터(31)에 의해 바늘대 회동대(15)에 시계방향으로 180°회동이 부여되면, 회동 지지체(65)에는 동일 방향으로 90°회동이 부여된다. 이로써, 소형 스프로킷(642)은 시계방향으로 90°주회 이동을 행한다. 이때, 소형 스프로킷(642)은, 정지상태의 입력 기어(631)와, 벨트(644)에 의해 연결되어 있으므로, 소형 스프로킷(642) 자신이 반시계방향으로 (입력 기어(631)의 지름/소형 스프로킷의 지름)×90° 회전된다.

이로써, 도 10의 (B)에 나타내는 바와 같이, 연동 기어(643)는 소형 스프로킷(642)과 같은 주회 이동과 회전을 행한다. 그 결과, 연동 기어(643)에 맞물리는 출력 기어(632)에는, 연동 기어(643)의 주회 이동분의 시계방향의 회전(=90°)과, 연동 기어(643)의 회전에 의한 시계방향의 회전(=90°)이 부여되어, 출력 기어(632)는 시계방향으로 180° 회동을 수행하게 된다.

즉, 바늘대 회동대(15)를 기준으로 했을 경우, 입력 기어(631)는 바늘대 회동대(15)에 대하여 상대적으로 반시계방향으로 180°회동한 상태가 되지만, 출력 기어(632)는 바늘대 회동대(15)에 대하여 회동이 발생하지 않는 상태가 된다.

그 결과, 도 10의 (C)에 나타내는 바와 같이, 출력 기어(632)와 작동부재(16)의 상대적인 각도변화도 발생하지 않기 때문에, 바늘대 회동대(15) 상에 있어서 작동부재(16)는 이동을 행하지 않아, 그 돌기부(161)는 정(定)위치를 유지할 수가 있다.

한편, 바늘대 회동대(15)의 회동동작중에 솔레노이드(61)가 동작하여 입력 기어(631)를 회동시켰을 경우에도, 상술한 바와 같다 할 수 있으므로, 솔레노이드(61)의 작동 위치에 따라서 적정한 위치에 작동부재(16)의 돌기부(161)를 위치 결정할 수가 있다.

[북집 기구]

북집 기구는, 각 재봉 바늘(11,11)에 꿰어진 윗실에 밑실을 얽는 2개의 북집(13,13)과, 재봉기 모터(21)로부터 북집(13,13)으로 동력을 전달하는 입력축(41) 및 출력축(42)을 구비하는 동시에 이들 축간의 위상차를 변경 조절 가능하도록 하는 북집측 차동전달기구(40)와, 재봉기 모터(21)로부터 북집측 차동전달기구(40)의 입력축(41)으로 토크를 전달하는 동력전달기구(70)를 갖는다.

[북집]

2개의 북집(13,13)은, 이른바 전(全)회전의 수평 북집이며, 바늘판(NP)의 하방에 있어서, 바늘대 회동대(15)의 회동 중심선(C)을 중심으로 하여 대각(對角)으로 배치된다. 또한, 각 북집(13,13)은, 각각 대응하는 재봉 바늘(11,11)로부터 윗실을 포획할 수 있도록, 상호간의 거리가 재봉 바늘(11,11)의 거리에 맞추어 배치되어 있다.

각 북집(13)의 하부에는 지지축(14)이 설치되며, 해당 각 지지축(14)은 도시되지 않은 북집 토대에 의해 Z축 둘레로 회전가능하도록 지지된다. 북집 토대는, 북집측 차동전달기구(40)의 회동대(43)의 상부에 고정 장비되어, 회동대(43)와 함께 중심선(C) 둘레로 주회 이동을 수행할 수 있으며, 이로써, 2개 북집(13,13)이 중심선(C) 둘레로 회동하여 선회이동함으로써, 바늘대 회동대(15)에 의한 2개의 바늘대(12R 및 12L)의 주회 이동을 추종할 수 있게 되어 있다.

[동력전달기구]

도 11에 나타내는 바와 같이, 2개의 북집(13,13)의 동력전달기구(70)는, 북집(13)의 회전 구동원인 구동 모터(71)의 출력축에 연결된 주동 스프로킷(751)과, 북집측 차동전달기구(40)의 입력축(41)에 장비된 종동 스프로킷(752)과, 베드부(101b) 내에 있어서 스프로킷(751,752)에 걸쳐진 타이밍 벨트(753)를 구비하고 있다. 이로써, 구동 모터(71)의 회전이 북집측 차동전달기구(40)를 통해 각 북집(13)에 전달된다.

[북집측 차동전달기구]

북집측 차동전달기구(40)는, 바늘대(12)의 하방이자 베드부(101b)의 일단부에 부착되어 재봉기 프레임(101)과 일체를 이루는 지지 프레임에 의해 지지되어 있다.

그리고, 북집측 차동전달기구(40)는, 동력전달기구(70)로부터 전해지는 구동 모터(71)로부터의 회전력을 각 북집(13)에 전달하여 지지축(14) 둘레로 회전시키는 기능과, 중심선(C) 둘레로 각 북집(13)의 위치를 회동시키는 기능과, 해당 각 북집(13)의 위치의 회동에 따른 지지축(14) 둘레의 위상의 변동을 보정하는 기능을 갖는 것이다.

즉, 북집측 차동전달기구(40)는, 동력전달기구(70)를 통해 재봉기 모터(21)로부터 회전력이 입력되는 입력축(41)과, 입력축(41)으로부터 전달되는 회전력을 북집(13)측으로 출력하는 출력축(42)과, 입력축(41) 및 출력축(42)을 지지하는 지지 프레임(441)을 갖는 동시에 이들 축 사이에서 회전력을 전달하는 축간 전달부(44)와, 출력축(42)으로부터 각 북집(13)의 지지축(14)으로 회전력을 전달하는 북집 전달부(45)와, 북집 토대를 유지하는 동시에 재봉기 프레임에 의해 중심선(C) 둘레로 회동가능하도록 지지된 회동대(43)와, 지지 프레임(441)과 회동대(43)에 회동동작을 부여하는 회동부여기구(46)를 구비하고 있다.

북집 전달부(45)는, 회동대(43)의 상단부로부터 돌출된 출력축(42)의 상단부에 고정 장비된 주동 스프로킷(451)과, 해당 주동 스프로킷(451)에 인접하는 동시에 한쪽 북집(13)의 지지축(14)의 하단부에 고정 장비된 종동 스프로킷(452)과, 종동 스프로킷(452)과는 반대측에서 주동 스프로킷(451)에 인접하는 동시에 다른 한쪽의 북집(13)의 지지축(14)의 하단부에 고정 장비된 종동 스프로킷(453)과, 상부판부(431)의 상면에 있어서 Z축 둘레로 축지지된 텐션 풀리(454)와, 이들 스프로킷 및 텐션 풀리(454)에 걸쳐진 이중 기어 타이밍 벨트(455)를 구비하고 있다.

이러한 구성에 의해, 주동 스프로킷(451)이 출력축(42)과 함께 회전하면, 이중 기어 타이밍 벨트(455)를 통해, 종동 스프로킷(452,453)이 주동 스프로킷(451)과는 반대방향으로 회전한다.

축간 전달부(44)에 있어서 지지 프레임(441)이 회동대(43)의 내측에서 해당 회동대(43)에 의해 중심선(C) 둘레로 회동할 수 있게 지지되는 동시에, 해당 지지 프레임(441)이 입력축(41) 및 출력축(42)을 중심선(C) 둘레로 회전할 수 있게 지지되어 있다.

그리고, 축간 전달부(44)는, 입력축(41)의 대향 단부에 고정 장비된 제 1 베벨기어(442)와, 출력축(42)의 대향 단부에 고정 장비된 제 2 베벨기어(443)와, 서로 대향되는 제 1 및 제 2 베벨기어(442 및 443)의 쌍방에 맞물리는 전달 베벨기어(444)를 축지지하는 전달체(445)를 구비하고 있다.

이러한 구조에 의해, 축간 전달부(44)는 이른바 차동기어기구를 구성하고 있다.

회동부여기구(46)는, 지지 프레임(441)의 하단부에 고정 장비되며, 해당 지지 프레임(441)에 대한 회동력이 입력되는 제 1 종동 스프로킷(461)과, 회동대(43)의 하단부에 고정 장비되며, 해당 회동대(43)에 대한 회동력이 입력되는 제 2 종동 스프로킷(462)과, 지지 프레임(441) 및 회동대(43)의 회동 구동원이 되는 회동모터(463)와, 회동모터(463)로부터 제 1 종동 스프로킷(461)으로 회동력을 입력하는 제 1 주동 스프로킷(464)과, 회동모터(463)로부터 제 2 종동 스프로킷(462)으로 회동력을 입력하는 제 2 주동 스프로킷(465)과, 제 1 주동 스프로킷(464)과 제 1 종동 스프로킷(461)의 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(466)와, 제 2 주동 스프로킷(465)과 제 2 종동 스프로킷(462)의 사이에 걸쳐진 타이밍 벨트(467)를 구비하고 있다.

제 1 종동 스프로킷(461)과 제 2 종동 스프로킷(462)은, 그 유효지름의 크기가 동일하게 설정되어 있으며, 제 1 주동 스프로킷(464)과 제 2 주동 스프로킷(465)은, 그 유효지름의 크기가 1:2로 설정되어 있다. 즉, 회동모터(463)의 구동에 의해, 지지 프레임(441)에 부여되는 회동각도는 회동대(43)의 반(半)이 된다.

또한, 제 1 주동 스프로킷(464)과 제 2 주동 스프로킷(465)은 모두 회동모터(463)의 출력축에 고정 장비되어 있기 때문에, 이들 스프로킷(464,465)은 항상 연동하여 동시에 회전하게 되어 있다.

즉, 상기 축간 전달부(44)는, 바늘대측 차동전달기구(63)와 같은 작용을 얻을 수 있는 구조로 되어 있다.

바늘대측 차동전달기구(63)의 입력 기어(631) 및 출력 기어(632)는, 축간 전달부(44)의 제 1 베벨기어(442) 및 제 2 베벨기어(443)에 대응되고, 바늘대측 차동전달기구(63)의 전달부재(64)는 축간 전달부(44)의 전달 베벨기어(444)에 대응된다. 또한, 바늘대 회동대(15)는 회동대(43)에 대응되고, 지지 프레임(441)은 회동 지지체(65)에 대응된다.

이로써, 각 북집(13,13)의 구동시에, 회동대(43)에 의해 2개의 북집(13,13)을 중심선(C) 둘레로 선회하면, 지지 프레임(441)은 그 반분(半分)의 각도로 회동하고, 전달 베벨기어(444)가 지지 프레임(441)과 함께 선회함으로써, 각 북집(13,13)의 선회에 의한 그 위상의 차이를 출력축(42)측에 대하여 보정할 수가 있다.

즉, 각 북집(13)의 위상 변동이 발생하는 일없이 각 북집(13)을 선회시킬 수가 있다.

[천 이동기구]

도 1에 나타내는 바와 같이, 천 이동기구(80)는, 베드부(101b)의 상면에 있어서 피봉제물을 유지하는 유지 프레임(81)과, 유지 프레임(81)을 승강가능하게 지지하는 지지 아암(82)과, 지지 아암(82)을 통해 유지 프레임(81)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 모터(XM)(도시 생략)와, 지지 아암(82)을 통해 유지 프레임(81)을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 모터(YM)(도시 생략)를 구비하고 있다.

천 이동기구(80)는, 이러한 구성에 의해, 유지 프레임(81)을 통해 피봉제물을 X-Y 평면의 임의의 위치로 이동시켜 위치 결정할 수 있고, 1바늘마다 임의의 위치로 바늘 낙하를 수행할 수 있어, 자유자재로 스티치를 형성할 수 있게 되어 있다.

[제어부]

도 15에 나타낸 본 실시형태의 제어 블록도에 의해 제어부(200)에 대해 설명하도록 한다.

제어부(200)에는, 봉제 패턴을 나타내는 위치 좌표의 데이터, 봉제 동작을 실행하는 프로그램 등을 미리 기억하는 ROM, 재봉기(1)에 부속된 조작 패널(도시생략)에 의해 입력되는 각종 설정 데이터를 기억하는 RAM, 이들 데이터, 프로그램에 따라 봉제 동작을 실행하는 CPU가 구비된다.

그리고, 제어부(200)에는, 재봉기 모터(21)를 봉제 패턴에 따른 구동 속도로 구동 또는 정지시키는 재봉기 모터 구동회로(MD1), X축 모터(XM)를 구동 정지시키는 X축 모터 구동회로(MD2), Y축 모터(YM)를 구동 정지시키는 Y축 모터 구동회로(MD3), 회동모터(46 ; 북집 회동모터)를 구동 정지시키는 북집 회동모터 구동회로(MD4), 회동모터(31 ; 바늘대 회동모터)를 구동 정지시키는 바늘대 회동모터 구동회로(MD5), 솔레노이드(61 ; 전환 솔레노이드)를 상기 3개 위치에서 구동시키는 전환 솔레노이드 구동회로(SM)가 접속되어 있다. 각 모터 구동회로(MD1~MD5)에는 각 모터로부터의 피드백 신호가 입력되어, 각 모터의 회전 위상(회전 위치)을 인식할 수 있게 되어 있다.

[재봉기의 봉제동작]

도 13의 플로우 챠트에 따라, 도 12의 2개의 스티치의 봉제 패턴을 형성하는 봉제 동작에 대해 설명한다. 한편, 도 13의 플로우 챠트는, 제어부(200)의 CPU에 의해 실행된다.

우선, 해당 위치 좌표 데이터로부터 매 바늘의 바늘 낙하점 위치로 한쪽의 재봉 바늘(11)을 낙하시키기 위한 X축 모터(XM) 및 Y축 모터(YM)의 구동 동작량이 산출된다(단계 S1).

또한, 매 바늘의 X축 모터(XM) 및 Y축 모터(YM)의 구동 동작량 데이터로부터 매 바늘의 재봉 진행방향이 구해지며, 진행방향과 직교하는 방향으로 바늘대(12R 및 12L) 및 북집(13,13)이 배열되도록 각각의 선회각도가 연산된다(단계 S3).

그리고, 재봉기 모터(21)가 구동되어 재봉기에 의한 재봉을 개시하고, 1바늘마다 X축 모터(XM) 및 Y축 모터(YM)를 구동시켜 소정의 재봉 방향으로 재봉을 진행시키는 동시에, 1바늘마다 바늘대(12R 및 12L) 및 북집(13,13)이 예정된 방향으로 배열되도록 각 회동모터(31,463)가 제어된다(단계 S5).

또, 현재의 재봉 위치가 봉제 패턴이 정해진 정점(A1~A4) 중 어느 하나인 경우에는(단계 S7), 내측의 재봉을 수행하는 바늘대(12)의 클러치 기구(50)에 의한 유지를 해제하도록 솔레노이드(61)의 포지션이 제어되어, 단침 재봉 상태로 전환된다(단계 S9).

이로써 외측이 되는 한쪽의 바늘대(12R 또는 12L)에 의해서만 봉제가 행해진다(단계 S11). 즉, 유효한 한쪽의 바늘대와 북집의 각 회동모터(31,463)가 구동되어 90°선회하여 한쪽 바늘로 모서리부의 스티치를 형성하고, 그 후, 양 바늘대(12R 및 12L)의 클러치 기구(50)에 의한 유지를 재개하도록 솔레노이드(61)의 포지션이 제어되어 쌍침 재봉 상태로 전환된다(단계 S13).

그리고, 양 바늘대(12R 및 12L)에 의한 봉제가 행해져, 봉제 패턴에 있어서의 최종 바늘에 도달했는지가 판정되며(단계 S15), 최종 바늘까지 봉제가 행해져 있는 경우에는, 모든 모터의 구동이 정지되어 봉제 동작이 종료된다. 또한, 아직 최종 바늘에 도달하지 않은 경우에는, 단계 S5로 복귀하여 봉제 동작이 계속된다.

[발명의 실시형태의 효과]

상기 쌍침 재봉기(1)는 상술한 바와 같이, 솔레노이드(61)로부터 작동부재(16)로 위치전환동작을 전달하는 차동전달기구(63)가, 입력 기어(631)와 출력 기어(632)의 사이에서 회전력을 반전하여 전달하는 전달부재(64)를 지지하는 회동 지지체(65)가 바늘대 회동대(15)의 회동시에 해당 바늘대 회동대(15)의 반이 되는 각도로 회동하기 때문에, 랙 부재(62)에 맞물리는 입력 기어(631)가 바늘대 회동대(15)와 함께 회동을 행하지 않아, 상호간 회동각도에 차이가 발생했을 경우에도, 출력 기어(632)측에서는, 전달부재(64)에 의해 바늘대 회동대(15)와 동일 방향 및 동일 회동각도로 회동시킬 수가 있다. 따라서, 바늘대 회동대(15)에 탑재된 작동부재(16)는, 바늘대 회동대(15)의 회동에 의해 위치 어긋남이 발생하는 일이 없다.

이 때문에, 솔레노이드(61)를 바늘대 회동대(15)에 탑재하지 않더라도, 작동부재(16)를 올바른 위치에 유지할 수 있으며, 바늘대(12)의 유지와 해제를 올바르게 실행할 수 있게 된다.

그리고, 이로써, 바늘대 회동대(15)의 선회 중량의 경감을 도모할 수 있으며, 선회 동작을 수행하는 회동모터(31)를 대형화하는 일없이 고속동작이 가능해져, 봉제의 고속화를 실현할 수 있게 된다.

또한, 바늘대 회동대(15) 상에 솔레노이드를 탑재하지 않아도 되므로, 해당 솔레노이드에 대한 통전을 수행하기 위한 슬립 링 등의 특수한 부품이 불필요해져, 재봉기 제조 비용의 저감을 도모할 수 있게 된다.

또, 쌍침 재봉기(1)는, 천 이동기구(80)를 구비하고, 천 이동기구(80)와 각 회동모터(31,463)를 제어하여, 소정의 봉제 패턴에 따라 2개의 스티치를 형성한다. 이때, 재봉의 진행방향을 따라 바늘대(12R 및 12L)의 선회도 이루어지게 되는데, 이러한 경우에도 작동부재(16)는, 바늘대 회동대(15)의 회동에 의해 위치 어긋남이 발생하는 일없이, 작동부재(16)에 의한 바늘대(12)의 유지와 해제를 바르게 실행할 수 있게 된다.

또, 상기 쌍침 재봉기(1)의 바늘대측 차동전달기구(63)에서는, 전달부재(64)를 소형 스프로킷(642)과 평기어인 연동 기어(643)로 구성하고, 입력 기어(631)와 출력 기어(632)도 평기어로 구성하는 동시에, 이들 스프로킷과 기어가 모두 그 회전축선이 Z축 방향을 향하게 되어 있기 때문에, 해당 Z축 방향에 대하여, 바늘대측 차동전달기구(63)의 박형화를 도모하기가 용이하다. 이 때문에, 바늘대(12) 주위의 한정된 공간 내에서도 바늘대측 차동전달기구(63)를 설치할 수가 있다.

[기타]

또한, 바늘대측 차동전달기구(63)에서는, 입력 기어(631)와 전달부재(64)를 타이밍 벨트에 의해 연결한 것을 나타내었지만, 기어에 의해 연결하도록 구성하여도 무방하다.

또한, 전달부재(64)를 소형 스프로킷(642)과 평기어인 연동 기어(643)로 구성하고, 이들의 회전축선을 입력 기어(631) 및 출력 기어(632)의 회전축선과 같은 Z축 방향을 향하게 하였지만, 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 바늘대측의 차동전달기구(63)에서도, 북집측 차동전달기구(40)와 같이, 입력 기어(631) 및 출력 기어(632)를 서로 동심으로 대향되는 베벨 기어로 하고, 전달부재(64)를 입력 기어(631) 및 출력 기어(632)에 동시에 맞물리는 베벨 기어로 하여도 무방하다.

이러한 구조의 경우, 전달부재(64)가 입력 기어(631)와 출력 기어(632)의 각각에 대응되는 부재를 구비할 필요없이, 단독의 베벨기어로 동력 전달을 수행하기 때문에, 부품 수 저감의 측면에서 유리하다.

또, 반대로, 북집측 차동전달기구(40)의 제 1 및 제 2 베벨기어(442 및 443) 및 전달체(445)에 대하여, 바늘대측의 차동전달기구(63)와 같이, 입력 기어(631), 출력 기어(632) 및 소형 스프로킷(642)과 연동 기어(643)로 이루어지는 전달부재(64)와 같은 부재로 구성하여도 무방하다.

또, 상기 실시형태에서는, 도 14의 (A)에 나타내는 바와 같이, 바늘대 홀더(25)의 외주 홈(25a)에, 반원형상의 링형상 부재(26)가 끼움결합되어, 크랭크 로드(24)의 상하이동동작을 바늘대 홀더(25)에 전달하였으나, 그 대신에 예컨대, 도 14의 (B), (C)에 나타내는 바와 같이, 바늘대 홀더(25)의 외주보다 큰 링형상 부재(106)와, 반원형상의 링형상 부재(106)의 양단부에 설치된 지지축(107,107)과, 상기 지지축(107)의 외측에 설치된 제 1 사각피스(261, 241)와, 상기 지지축(107)의 내측에 설치된 제 2 사각피스(108, 108)를 이용하는 것도 용이하게 생각된다. 그 밖의 실시형태에서는, 제 2 사각피스(108, 108)가 바늘대　홀더(25)를 지지하고 있으므로, 마모 등이 발생하여도 제 2 사각 피스(108)를 교환하면 되므로 유지 관리가 용이하다.

솔레노이드(61)는, 에어 솔레노이드여도 전자 솔레노이드여도 무방하며, 또한 스테핑 모터 등의 3개 위치로 이동 위치 결정이 가능한 다른 액추에이터여도 무방하다.

또한, 상기 실시형태의 구성은, X-Y 방향으로 피봉제천을 자동으로 이동시키는 쌍침 재봉기에서 사용될 때 가장 유용하지만, 소정의 스티치 형성 수가 되도록 재봉기의 구동, 정지를 자동으로 제어하고, 통상의 이송 기어에 의해 피봉제천을 이동시키며 천을 손으로 취급하는 쌍침 재봉기에 실시하여도 무방하다.

1 : 쌍침 재봉기
11 : 재봉 바늘
12 : 바늘대
13 : 북집
14 : 지지축
15 : 바늘대 회동대
16 : 작동부재
20 : 바늘 상하이동기구
30 : 바늘대 회동기구
31 : 회동모터
40 : 북집측 차동전달기구
50 : 클러치 기구
60 : 전환작동기구
61 : 솔레노이드(액추에이터)
63 : 바늘대측 차동전달기구(차동전달기구)
631 : 입력 기어(입력부재)
632 : 출력 기어(출력부재)
64 : 전달부재
642 : 소형 스프로킷
643 : 연동 기어
65 : 회동 지지체
70 : 동력전달기구
80 : 천 이동기구(이동기구)
90 : 스토퍼 기구
101 : 재봉기 프레임
C : 중심선

Claims (8)

1. 수직방향을 따라 상하 이동하는 2개의 바늘대로서, 각각이 재봉 바늘을 유지하는 2개의 바늘대와,
   상기 2개의 바늘대를 상하 이동시키는 바늘 상하이동기구와,
   상기 2개의 바늘대를 상하이동 가능하게 지지하며, 수직방향을 따른 중심선 둘레로 회동가능하도록 재봉기 프레임에 의해 지지된 바늘대 회동대와,
   구동원이 되는 회동모터를 가지며, 상기 바늘대 회동대를 통해 상기 2개의 바늘대를 회동시키는 바늘대 회동기구와,
   상기 2개의 바늘대를 유지하며, 상기 바늘 상하이동기구로부터 상기 2개의 바늘대에 각각 별도로 상하이동의 동작을 전달하는 클러치 기구,
   를 구비하는 쌍침 재봉기로서,
   상기 바늘대 회동대 상에서 위치전환동작을 수행함으로써, 상기 클러치 기구에 의한 상기 2개의 바늘대에 대한 전달을 각각 개별 해제 가능하도록 하는 작동부재와,
   상기 재봉기 프레임에 고정 장비되며, 상기 작동부재의 위치전환동작의 구동원이 되는 액추에이터와,
   상기 액추에이터로부터의 구동력을 받으며, 상기 위치전환동작을 상기 작동부재에 전달하는 차동전달기구를 구비하고,
   상기 차동전달기구는,
   상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지되며, 상기 액추에이터로부터의 구동력을 받아 회동하는 입력부재와,
   상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지되며, 회동하여 상기 작동부재에 위치전환동작을 부여하는 출력부재와,
   상기 입력부재와 출력부재의 사이에서, 회동동작을, 해당 회동동작의 회전방향을 반전하여 전달하는 전달부재와,
   상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지되며, 상기 전달부재가 상기 중심선 둘레로 주회하도록 상기 전달부재를 지지하는 회동 지지체를 구비하고,
   상기 회동모터는, 상기 재봉기 프레임에 고정 장비되며, 상기 회동모터의 회전이, 상기 바늘대 회동대의 상기 회동 지지체에 대한 회전비가 2:1이 되도록, 상기 바늘대 회동대와 상기 회동 지지체에 전달되는 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 쌍침 재봉기는, 상기 중심선과 직교하는 평면을 따라 피봉제물을 이동시킬 수 있는 이동기구와, 상기 이동기구와 상기 회동모터를 제어하며, 미리 정해진 봉제 패턴의 형상에 따라 2개의 스티치를 형성하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 입력부재, 출력부재 및 전달부재는 베벨기어인 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차동전달기구는, 벨트 또는 기어를 더 구비하고,
   상기 전달부재는, 상기 벨트 또는 기어를 통해, 상기 입력부재와 출력부재의 사이에서 회동동작을 전달하는 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 입력부재는 입력 기어를 가지고,
   상기 출력부재는 출력 기어를 가지며,
   상기 회동 지지체는, 상기 중심선 둘레로 회동가능하도록 상기 바늘대 회동대에 의해 지지된 지지판을 가지고,
   상기 전달부재는, 상기 지지판에 대하여 회전가능하게 지지된 회전축과, 상기 회전축에 고정 지지되며, 상기 입력 기어에 연결된 종동기어와, 상기 회전축에 고정 지지되고, 상기 출력 기어에 연결된 연동 기어를 갖는 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 회동 지지체는,
   상기 회동모터에 타이밍 벨트를 통해 연결된 스프로킷과, 상기 스프로킷과 일체로 구성되고, 상기 전달부재를 지지하는 지지판을 가지며,
   상기 스프로킷은, 상기 바늘대 회동대의 상기 스프로킷에 대한 회전비가 2:1이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 회동 지지체는, 상기 회동모터에 타이밍 벨트를 통해 연결된 스프로킷을 더 가지며,
   상기 지지판은, 상기 스프로킷과 일체로 구성되고,
   상기 스프로킷은, 상기 바늘대 회동대의 상기 스프로킷에 대한 회전비가 2:1이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.
8. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 바늘대 회동대는, 원기둥형상의 상측 지지부와 직사각형상의 중간부를 가지며,
   상기 차동전달기구는, 상기 상측 지지부에 배치되고,
   상기 작동부재 및 상기 클러치 기구는, 상기 중간부에 배치된 것을 특징으로 하는 쌍침 재봉기.

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