KR101905571B1 - 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더에 관한 것으로, 단위트랙이 다수 형성된 트랙패널을 구성하고, 원통형의 프레임 내부에 트랙패널을 원형 구조로 배치하면서, 이웃하는 트랙패널과 그 단위트랙이 서로 연결되도록 배치하고, 각 단위트랙의 중심에는 축과 그 축에 소속된 혼기어와 기어를 포함하는 회전어셈블리를 포함하며, 트랙패널들이 연결되는 단위트랙을 따라 이동하는 캐리어는 방사형의 원형 구조로 배치하되, 그 캐리어의 원형 배치 구조가 같은 지름을 가지는 다수의 레이어로 연속 배열되는 구조의 3차원 브레이더가 구성되어, 캐리어의 이동으로 프레임의 중심에 브레이드를 편성함에 따라, 캐리어의 이동에도 캐리어와 브레이더가 편성되는 맨드릴과의 비거리가 일정하여, 보빈의 실 풀림을 일정하게 유지하면서 실의 마찰에 따른 손상과 끊김을 방지할 수 있는 것이다.

Description

캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더{the three-dimensional braider with carriers arranged radially}

본 발명은 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더에 관한 것으로, 단위트랙이 다수 형성된 트랙패널을 구성하고, 원통형의 프레임 내부에 트랙패널을 원형 구조로 배치하면서, 이웃하는 트랙패널과 그 단위트랙이 서로 연결되도록 배치하고, 캐리어는 방사형의 원형 구조로 배치하되, 그 캐리어의 원형 배치 구조가 다수의 레이어로 연속 배열되는 구조의 3차원 브레이더를 구성하여, 프레임의 중심에 브레이드를 편성하면서, 캐리어의 이동에도 보빈의 실 풀림이 일정함에 따라, 실의 마찰에 따른 손상과 끊김을 방지할 수 있는 것이다.

일반적으로 브레이더(braider, braid machine)는 다수의 캐리어(또는, 얀캐리어, 실 공급 장치, 실이 감긴 보빈을 포함하면서, 실이 풀릴 때 적절한 장력을 조절하는 장치이다)를 배열하고, 그 캐리어가 규칙적인 방향으로 안내되어, 각 보빈에 감긴 실의 상호 꼬임으로, 표면이 일정한 각도를 가지는 사선 형태의 브레이드(braid, 또는, 브레이디드 슬리브, braided sleeve)를 편성(제직)하며, 이러한 브레이더는 짜임 구조에 따라 제직되는 바이엑셀 브레이더와 3차원 브레이더가 있고, 브레이더의 구동 방법에 따라 혼기어 브레이더와 트랙 앤드 칼럼 브레이더가 있다.

먼저, 바이엑셀 브레이더(biaxial braidier)는 실이 사선으로 교차되어 브레이드를 편성하는 브레이더이며, 3차원 브레이더(three dimensional braider)는 다수의 캐리어를 다수의 행렬을 가지는 사각의 매트릭스 구조로 배열하거나, 또는, 다수의 캐리어를 원형으로 다중 배열하여, 다수의 실이 입체적으로 일체화된 구조(다수의 레이어)로 편성되는 브레이드를 제조한다.

더욱 자세하게는, 3차원 브레이더(three dimensional braider, 3차원 브레이딩 머신, three dimensional braiding machine)는 다수의 캐리어를 다수의 행렬을 가지는 사각의 매트릭스 구조로 배열한 것이 있고, 또는, 다수의 캐리어를 원형으로 다중 배열한 레디알(오버) 브레이더, 인터록 브레이더 등이 있는데, 이러한 3차원 브레이더는 다수의 실이 입체적으로 일체화된 구조(다수의 레이어)로 편성되는 브레이드를 제조한다.

이러한 3차원 브레이더는 캐리어를 구동하는 방법에 따라 혼기어 브레이더(horn gear braider)와 트랙 앤드 칼럼 브레이더(track and column braide, row and column braider 또는 Cartesian braider 라고도 한다)로 구분된다.

우선, 혼기어 브레이더는 경로홈(path, trajectory)이 형성된 트랙판(track plate) 위에 모터 및 기어들로부터 동력을 전달받는 혼기어가 배열되고, 그 혼기어에 의해 캐리어가 이동하는데, 혼기어는 가장자리에 4개의 노치(notch)가 형성되어 캐리어의 일부를 수용하고, 캐리어의 하부는 경로홈에 결합되어, 혼기어의 회전으로 캐리어는 경로홈을 따라 이동하면서 실들이 교차하면서 브레이드를 편성한다.

또, 트랙 앤드 칼럼 브레이더는 미국특허등록 제4621560호에 기본적인 구조에 대한 내용이 게시되어 있으며, 이 트랙 앤드 칼럼 브레이더는 양측면으로 트인 트랙홈을 가지는 트랙을 구성하고, 그 트랙을 다수 배열하며, 각 트랙홈에는 캐리어를 위치하여 캐리어의 이동으로 브레이드를 편성하되, 다수의 트랙이 사각으로 배열되는 매트릭스 배열, 또는, 원형의 트랙이 지름 방향으로 다수 구성되는 원형 배열로 구성하고, 캐리어를 트랙 방향(매트릭스 배열에서는 직선 방향, 원형 배열에서는 원주 방향)으로 단위 이동하는 트랙실린더를 구성하며, 또한, 그 트랙 방향의 수직한 칼럼 방향으로 캐리어를 단위 이동하는 칼럼실린더를 구성하여, 각 실린더의 작동에 의해 캐리어가 직교 방향으로 이동하면서 브레이드를 편성한다.

이러한 브레이더는 캐리어들이 주로 평면상에 배열되는 것이 일반적이며, 캐리어가 평면상으로 배열되는 브레이더의 예를 들어보면, 대한민국특허등록 제1571488호에는 원형으로 배열되는 혼기어를 다수 레이어로 배열하는 구조의 3차원 원형 브레이딩기에 대한 내용이 게시되어 있다.

또한, 일반적인 브레이더와 다르게, 캐리어를 원통형의 내주연 내부에 배열한 구조의 브레이더가 있으며, 그 예를 들어보면, 대한민국특허등록 제0096881호에는, 곡면형상의 상부판에 보빈캐리어가 배치된 구조의 브레이더에 대한 내용이 게시되어 있다.

마지막으로, 미국특허공개 제2014/0352523A1호에는 곡선형의 아치 프레임 내부면에 다수의 캐리어를 트랙 앤드 칼럼 브레이더의 구조로 구성하여, 캐리어의 이동으로 브레이딩하는 구조의 브레이딩 머신에 대한 내용이 게시되어 있다.

그러나 앞에서 캐리어가 평면상으로 배열되는 브레이더로 예시한 첫 번째 발명은, 원형으로 다수 레이어(층)가 배열된 혼기어에 의해 캐리어가 이동하면서 브레이드를 편성하는데, 원형으로 배열된 혼기어는 각 레이어 마다 같은 수를 가지기 때문에, 중앙으로 갈수록 혼기어 크기(지름)가 작아지고, 이에 따라 기어의 크기도 중앙으로 갈수록 작아지므로, 각 레이어마다 다른 지름의 혼기어와 기어를 제작하는 불편함이 있었으며, 또, 캐리어는 레이어를 따라 이동하면서 중앙에서 브레이드가 편성되므로, 캐리어가 바깥쪽의 레이어에서 안쪽의 레이어로 이동하면 실(섬유, 얀)이 풀려있던 실이 늘어지기(처지기) 때문에, 캐리어 내의 장력 조절 장치에 의해서 실을 감아서 장력을 유지하는데, 실을 풀고 감는 과정에서 실의 마찰 횟수가 증가하여 실이 손상으로 인해서 가늘어지거나 끊어지는 문제점이 있었다.

또한, 앞에서 캐리어를 원통형의 내주연 내부에 배열되는 브레이더로 예시한 두 번째 발명은 바이엑셀 브레이더로 편성된 브레이드는 굵기나 조직 구성에 대한 한계가 있으며, 또, 앞에서 마지막으로 예시한 발명은, 트랙 앤드 칼럼 브레이더인데, 캐리어가 아치 형태의 트랙홈을 따라 푸시 메커니즘(실린더)에 의해 캐리어가 단위 길이만큼만 이동하므로, 브레이드 편성에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 단위트랙이 다수 형성된 트랙패널을 구성하며, 원통형의 프레임 내부에 트랙패널을 원형 구조로 배치하면서, 이웃하는 트랙패널과 그 단위트랙이 서로 연결되도록 배치하고, 각 단위트랙의 중심에는 축과 그 축에 소속된 혼기어와 기어를 포함하는 회전어셈블리를 포함하며, 트랙패널들이 연결되는 단위트랙을 따라 이동하는 캐리어는 방사형의 원형 구조로 배치하되, 그 캐리어의 원형 배치 구조가 같은 지름을 가지는 다수의 레이어로 연속 배열되는 구조의 3차원 브레이더를 구성하여, 프레임의 중심에 브레이드를 편성하면서, 캐리어의 이동에도 보빈의 실이 일정하게 풀리면서 공급되어, 실의 마찰에 따른 손상과 끊김을 방지하고, 캐리어의 이동에 따라 브레이드의 편성이 용이하도록 한다.

또한, 3차원 브레이더의 회전어셈블리에 포함된 축에는 얀가이드를 일체로 더 구성하되, 그 축과 얀가이드는 내부가 관통된 구조로 구성되어, 관통된 축과 얀가이드로 엑셀얀을 공급하여, 캐리어의 실과 엑셀얀이 함께 브레이드를 편성하여, 조밀하고 다방향으로 강도가 우수한 브레이드를 편성하도록 한다.

이와 같이 본 발명은, 단위트랙이 다수 형성된 트랙패널을 구성하고, 원통형의 프레임 내부에 트랙패널을 원형 구조로 배치하면서, 이웃하는 트랙패널과 그 단위트랙이 서로 연결되도록 배치하고, 캐리어는 방사형의 원형 구조로 배치하되, 그 캐리어의 원형 배치 구조가 다수의 레이어로 연속 배열되는 구조의 3차원 브레이더가 구성되어, 프레임의 중심에 브레이드를 편성하면서, 캐리어의 이동에도 보빈의 실 풀림을 일정하게 유지하여, 실의 마찰에 따른 손상과 끊김이 방지되는 효과가 있다.

또한, 상기 축으로는 엑셀얀을 추가 공급하여, 보빈의 실과 함께 브레이드를 편성하여, 편성하는 브레이드가 조밀하고 다방향으로 강도가 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 브레이더의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 브레이더의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 브레이더의 회전어셈블리 부분의 확대 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 브레이더의 회전어셈블리 부분의 얀가이드에 대한 측단면도.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 브레이더의 회전과 캐리어의 이동 과정을 보여주는 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 브레이더를 이용한 브레이드를 편성하는 과정을 보여주는 측면도.

본 발명은 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더에 관한 것으로, 단위트랙이 다수 형성된 트랙패널을 구성하고, 원통형의 프레임 내부에 트랙패널을 원형 구조로 배치하면서, 이웃하는 트랙패널과 그 단위트랙이 서로 연결되도록 배치하고, 각 단위트랙의 중심에는 축과 그 축에 소속된 혼기어와 기어를 포함하는 회전어셈블리를 포함하며, 트랙패널들이 연결되는 단위트랙을 따라 이동하는 캐리어는 방사형의 원형 구조로 배치하되, 그 캐리어의 원형 배치 구조가 같은 지름을 가지는 다수의 레이어로 연속 배열되는 구조의 3차원 브레이더가 구성되어, 캐리어의 이동으로 프레임의 중심에 브레이드를 편성함에 따라, 캐리어의 이동에도 캐리어와 브레이더가 편성되는 맨드릴과의 비거리가 일정하여, 보빈의 실 풀림을 일정하게 유지하면서 실의 마찰에 따른 손상과 끊김을 방지할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 브레이더는 지지대(100), 프레임(200), 트랙패널(300), 회전어셈블리(400), 모터(460) 및 캐리어(500)로 구성하며, 먼저, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 지지대(100)는 뒤에 설명하는 프레임(200)을 지지하기 위한 것으로, 프레임(200)이 원통형의 형상이므로, 프레임(200)의 측면과 하부를 지지할 수 있는 구조로 구성된다.

다음으로, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 프레임(200)은 원통프레임(210)과 디스크프레임(220)이 일체된 원통형의 구조로 구성하며, 원통프레임(210)은 길이 방향으로 관통된 원통형 형상이고, 디스크프레임(220)은 원판형이되 중앙이 관통된 디스크 형상으로 구성되어, 원통프레임(210)의 트인 양쪽으로 디스크프레임(220)이 일체된 구조의 프레임(200)을 구성한다.

또한, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이, 트랙패널(300)은 다수의 단위트랙(300′)이 형성된 판으로, 폭은 적어도 하나의 단위트랙(300′)을 포함하는 폭으로 구성하고, 길이는 프레임(200)의 디스크프레임(220)의 길이로 구성하며, 도5에 도시한 바와 같이, 하나의 트랙패널(300)에는 원형(온전한 원 형태이기보다는, 원과 같은 구조이다)으로 형성된 홈인 단위트랙(300′)을 길이 방향을 따라 구성한다.

그리고 이 트랙패널(300)은 프레임(200)의 마주하는 디스크프레임(220) 사이를 수직하게 가로지르도록 일체화하고, 트랙패널(300)은 원통프레임(210)과는 일정 간격을 유지하면서 다수 고정하되, 원주 방향으로 이웃하는 트랙패널(300)은 닿거나 거의 닿을 정도로 고정하여, 도1에 도시한 바와 같이, 결합된 트랙패널(300)은 거의 원형에 가깝도록 결합하며, 결합된 트랙패널(300)에 의해서 이웃하는 트랙패널(300)에 형성된 단위트랙(300′)의 홈이 서로 연결되게 구성하여, 연결된 단위트랙(300′)으로 후에 설명하는 캐리어(500)가 이동하는 트랙을 구성한다.

한편, 도5에서는 프레임(200)에 고정된 트랙패널(300)을 평면상으로 펼쳐 보았을 때의 구조를 간략해서 보여주는데, 이웃하는 트랙패널(300)의 단위트랙(300′)의 홈이 곡선 형태로 연결되도록 하여, 이웃하는 트랙패널(300)의 단위트랙(300′)의 연결 지점에서는 후에 설명하는 캐리어(500)의 진입, 통과 및 유입 등이 용이하도록 한다.

이렇게, 이웃하는 트랙패널(300)은 폭 방향 조립 각도를 최대화하여, 조립된 트랙패널(300)은 원통프레임(210)과 같이 거의 원형에 가깝도록 조립하는데, 이를 위해서, 트랙패널(300)의 폭은 단위트랙(300′)이 하나가 포함되는 폭으로 구성하여, 원형에 가까운 트랙패널(300)에 의해서 캐리어(500)의 이동을 용이하게 한다.

또, 트랙패널(300)과 원통프레임(210) 사이에는 고정패널(310)이 더 구성되는데, 이 고정패널(310)은 트랙패널(300)과 같은 폭과 길이로 구성되어, 하나의 트랙패널(300)과 대응되도록 평행하게 구성한다.

다음으로, 회전어셈블리(400)는 축(410), 기어(420), 혼기어(430) 등이 포함되어 구성하며, 축(410)에는 기어(420)와 혼기어(430)가 일정 거리를 두고 결합하되, 축(410)과 기어(420)는 베어링으로 결합하고, 축(410)과 혼기어(430)는 베어링으로 결합하며, 혼기어(430)의 보스(440)는 트랙패널(300)과 베어링으로 결합하고, 혼기어(430)의 보스(440)는 기어(420)와 결합하여, 기어(420)와 혼기어(430)는 트랙패널(300)과 축(410)에 대해 자유 회전하면서, 기어(420)의 회전으로 혼기어(430)가 함께 회전하는 구조를 가진다.(기어에 보스를 구성하고, 그 기어의 보스가 트랙패널과 베어링으로 결합하고, 기어의 보스가 혼기어와 결합하는 구조로 구성하여도 무방하다)

참고로, 혼기어(430)는 원주 방향을 따라 네 개의 슬롯(431)(홈)을 형성한 구조이고, 혼기어(430)의 지름은 단위트랙(300′)을 덮으면서, 슬롯(431) 부분은 트랙(단위트랙)이 드러나는 구조로 구성되며, 앞서 설명한 바와 같이, 기어(420)와 혼기어(430)는 연결된 구조에 의해서 기어(420)의 회전으로 혼기어(430)가 같이 회전하는 구조이다.

이렇게 혼기어(430)와 기어(420)가 결합된 축(410)은 단위트랙(300′)과 고정패널(310)에 걸쳐 조립되는데, 트랙패널(300) 안쪽(단위트랙이 형성된 쪽, 원통프레임의 중앙 쪽)으로 혼기어(430)가 위치되고, 혼기어(430)의 보스(440)는 트랙패널(300)과 베어링 결합되며, 트랙패널(300)과 고정패널(310) 사이의 축(410)에는 기어(420)를 위치하고, 축(410)의 끝은 고정패널(310)에 고정되는데, 이렇게 각 축(410)은 각 단위트랙(300′)의 중앙을 통과하여 트랙패널(300)의 앞뒤 양쪽으로 수직 돌출되는 구조에 의해서, 각 축(410)이 원통프레임(210)의 중심에 대해서 방사형으로 조립되는 구조이다.

더욱 자세하게 설명하면, 이렇게 트랙패널(300)에 결합된 기어(420)는 트랙패널(300)의 폭 방향(원주 방향)으로 연결되기 때문에, 기어(420)의 이(gear tooth)가 경사를 형성하고, 트랙패널(300)의 길이 방향에 따른 기어(420)는 서로 간섭되지 않게 조립하는 것이 바람직하다.

그리고 트랙패널(300)의 길이 방향(원통프레임의 길이 방향)에 따른 동력전달은 도3에 도시한 바와 같이, 트랙패널(300)의 길이 방향에 따라 이웃하는 두 회전어셈블리(400)에서, 하나의 회전어셈블리(400)의 기어(420)에 평기어(450)(스퍼기어)를 고정하고, 다른 하나의 회전어셈블리(400)의 기어(420)에 같은 지름의 평기어(450)를 고정하며, 그 두 평기어(450)가 연결되도록 하면, 트랙패널(300)의 길이 방향에 따른 동력 전달(이웃하는 레이어 간의 동력전달)이 이루어지는데, 트랙패널(300)과 고정패널(310) 간격은 한정되어 있으므로, 트랙패널(300)의 길이 방향에 따른 동력 전달은 이웃하는 한 트랙패널(300)에서 모두 이루어지기보다는, 다수 개소의 트랙패널(300)에서 이루어지는 것이 바람직하다.

이렇게 원통프레임(210)의 내측으로 결합된 트랙패널(300)에 결합되는 회전어셈블리(400)는 따라 방사형으로 결합되는 하나의 레이어를 구성하고, 트랙패널(300)의 길이 방향을 따라 구성된 단위트랙(300′)의 수만큼 원통프레임(210)의 길이 방향으로 같은 지름을 가지는 다수의 레이어를 구성하며, 원통프레임(210)에는 다수의 모터(460)가 조립되고(필요에 따라 모터에 변속기가 연결된다), 그 모터(460)는 회전어셈블리(400)의 기어(420)로 동력을 전달하며, 모든 회전어셈블리(400)의 기어(420) 및 평기어(450)에 의해서 모든 혼기어(430)가 회전하는 구조를 가지며, 이웃하는 두 개의 혼기어(430)의 슬롯(431)은 같은 위치, 즉, 이웃하는 단위트랙(300′)이 교차하는 지점에서 만나도록 하며, 이러한 구조에 의해서, 후에 설명하는 하나의 단위트랙(300′) 및 혼기어(430)에 속한 캐리어(500)가 이웃하는 단위트랙(300′) 및 혼기어(430) 쪽으로 이동할 수 있다.

한편, 도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 상기 축(410)은 일반적인 솔리드축과 같이 구성하거나, 또는, 도5에 도시한 바와 같이, 축(410)은 그 길이 방향을 따라 관통된 중공축으로 구성하고, 상기 혼기어(430)가 위치된 축(410)에 얀가이드(411)를 일체로 더 구성하는데, 상기 얀가이드(411)는 내부가 관통된 파이프 형상으로, 얀가이드(411)는 후설하는 캐리어(500)가 조립된 길이(높이)와 유사하도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기 관통하는 축(410)과 얀가이드(411)로는 엑셀얀(610)(실, 섬유)이 연속적으로 공급되도록 하며, 상기 축(410)과 얀가이드(411)는 하나의 파이프 부재를 이용하여 일체로 제작될 수도 있고, 또는, 축(410)과 얀가이드(411)가 분리 및 조립하여 구성할 수도 있다.

또한, 캐리어(500)를 설명하면, 도7에 도시한 바와 같이, 캐리어(500)는 보빈(520)과 슬라이더(510)가 일체된 구조로, 슬라이더(510)는 상부판(511)과 하부판(512) 사이에 핀(513)이 일체로 결합된 구조이며, 그 하부판(512)에는 돌출된 가이드(514)를 일체로 형성하고, 상부판(511)에는 보빈(520)이 조립 또는 분리되는 구조로 구성하는데, 보빈(520)에는 실(600)의 장력을 일정하게 유지하는 실 장력 조절 장치가 포함되어 구성할 수 있는데, 이 실 장력 조절 장치는 실(600)이 균일한 힘으로 풀리도록 하고, 실(600)이 늘어지면 빠르게 감아 공급하는 힘이 균일하도록 한다.

상기 슬라이더(510)의 핀(513)은 상기 혼기어(430)의 슬롯(431)에 끼움되는 지름으로 형성하고, 상기 가이드(514)는 트랙패널(300)의 트랙에 끼움되어 이동할 수 있는 구조이다.

이와 같이, 지지대(100)에 의해 지지되는 원통형의 프레임(200)에 트랙패널(300)과 고정패널(310)이 조립되고, 트랙패널(300)에는 원형 구조의 단위트랙(300′)이 연결되는 트랙을 구성하며, 각 단위트랙(300′)의 중심에는 회전어셈블리(400)를 위치하되, 축(410)에는 자유 회전하는 혼기어(430)와 기어(420)가 결합되어, 축(410)은 트랙패널(300)과 고정패널(310)에 걸쳐 위치하고, 트랙패널(300) 안쪽에 혼기어(430)를 위치하며, 트랙패널(300)과 고정패널(310) 사이에는 기어(420)를 위치하고, 각 단위트랙(300′)에 조립된 회전어셈블리(400)는 방사형 구조로 다수 레이어를 구성하며, 보빈(520)이 포함된 캐리어(500)가 혼기어(430)의 슬롯(431)에 종속되고, 그 캐리어(500)의 가이드(514)가 트랙에 조립되어, 모터(460)에 의해 회전어셈블리(400)의 기어(420) 및 혼기어(430)로 동력이 전달되어 각 혼기어(430)의 회전에 의해서, 캐리어(500)가 트랙을 따라 이동하면서 브레이드(800)를 편성하는 구조의 3차원 브레이더를 구성한다.

한편, 이러한 3차원 브레이더는 원통프레임(210)의 중심을 가로지르는 맨드릴(700)(몰드)과 이 맨드릴(700)을 이동하는 이동수단(710)이 더 구비되어, 맨드릴(700)에 브레이드(800)를 편성하고, 이동수단(710)은 원통프레임(210)의 길이 방향을 따라 움직이도록 하여, 이동수단(710)이 브레이드(800)의 편성 속도에 따라 맨드릴(700)을 이동하는데, 도6에는 이동수단(710)을 로봇(또는, 로봇팔)을 적용하여, 맨드릴(700)을 수평이동하되, 맨드릴(700) 이동 과정 중에 주변 간섭을 최소화하는 것을 보여준다.

한편, 이렇게 구성하는 3차원 브레이더는 각 회전어셈블리(400)의 기어(420)가 동력을 전달받아 회전하는 방향으로 혼기어(430)가 회전하게 되며, 이러한 혼기어(430)의 회전 구조에 의해 보빈(520)은 혼기어(430)의 회전 방향과 트랙을 따라 이동하게 되며, 이에 따라 도5에 도시한 바와 같이(도5의 단위트랙에 표시된 회전 방향은 생략된 기어와 혼기어의 회전 방향을 의미한다), 캐리어(500)는 프레임(200)의 최양쪽에 위치한 레이어를 따라 이동하고, 또는, 캐리어(500)는 이웃하는 2개의 레이어를 따라 이동하면서 브레이드(800)를 편성함에 따라, 맨드릴(700)이 트랙패널(300)의 트랙을 따라 이동하되, 중심에 위치한 맨드릴(700)에 브레이드를 편성하고, 거의 원통형 형상을 이루는 트랙패널(300)의 내부를 따라 최대 2개의 레이어를 따라 이동한다.

따라서, 본 발명에 따른 3차원 브레이더는, 방사형으로 배열된 캐리어(500)의 이동으로 프레임(200)의 중심에 브레이드를 편성함에 따라, 트랙을 따라 캐리어(500)가 이동하더라도 브레이드가 편성되는 맨드릴까지의 비거리가 거의 일정하기 때문에 실(600)이 일정하게 풀리면서 공급되어, 실(600)이 장력이 균일하게 유지되고, 캐리어(500)에 별도의 실 장력 조절 장치가 없더라도 무방하며, 이에 따라, 기존 캐리어의 보빈에서 실의 쳐짐과 그 쳐진 실(얀)을 감는 과정에서 실의 마찰도 반복되면서 그로 인한 실의 손상이나 끊김 현상이 발생하던 것을 방지하는 특징이 있다.

또한, 본 발명에 따른 3차원 브레이더는, 캐리어(500)가 단위트랙(300′)으로 이루어지는 트랙을 따라 이동하므로, 브레이드(800)의 편성이 빠르고 연속적이며, 얀가이드(411)에 의해 엑셀얀(610)이 추가하면, 편성된 브레이드(800)가 조밀하고(우수한 밀도) 다방향으로 강도가 우수한 특징이 있다.

100: 지지대 200: 프레임 210: 원통프레임
220: 디스크프레임 300: 트랙패널 300′: 단위트랙
310: 고정패널 400: 회전어셈블리 410: 축
411: 얀가이드 420: 기어 430: 혼기어
431: 슬롯 440: 보스 450: 평기어
460: 모터
500: 캐리어 510: 슬라이더 511: 상부판
512: 하부판 513: 핀 514: 가이드
520: 보빈
600: 실 610: 엑셀얀
700: 맨드릴 710: 이동수단 800: 브레이드

Claims (4)

1. 슬롯이 형성된 혼기어와 기어가 축에 결합한 회전어셈블리를 구성하고, 홈이 원형으로 형성된 단위트랙이 서로 연결되어 트랙을 형성하며, 단위트랙의 중심에 축이 자유 회전하도록 회전어셈블리가 조립되어, 각 기어들이 맞물리고, 그 기어에 회전력을 전달하는 모터에 의해 기어와 혼기어가 같이 회전하며, 보빈을 포함하는 캐리어가 혼기어의 슬롯에 소속되어 트랙을 따라 움직이고, 혼기어 슬롯과 그 이웃하는 다른 혼기어의 슬롯이 일치하면서 캐리어가 이웃하는 단위트랙과 혼기어로 이동하는 과정에 의해서 캐리어의 실이 꼬이면서 브레이드를 편성하는 브레이더에 있어서,
   단위트랙이 다수 형성된 트랙패널을 구성하고, 원통형의 프레임 내부에 트랙패널을 원형 구조로 배치하면서, 이웃하는 트랙패널과 그 단위트랙이 서로 연결되도록 배치하고, 캐리어는 방사형의 원형 구조로 배치하되, 그 캐리어의 원형 배치 구조가 다수의 레이어로 연속 배열되는 구조의 3차원 브레이더를 구성하여,
   프레임의 중심에 브레이드를 편성하면서, 캐리어의 이동에도 보빈의 실 풀림이 일정함을 특징으로 하는 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더.
   
2. 제1항에 있어서,
   혼기어와 축은 베어링으로 조립되어 자유 회전하고, 기어와 축은 베어링으로 조립되어 자유 회전하며, 혼기어나 기어 중 하나는 보스에 의해서 서로 연결되어 같이 회전하며, 그 보스는 트랙패널과 베어링으로 결합하며,
   트랙패널 바깥쪽에는 동일 면적의 고정패널이 평행하게 더 구성되어, 트랙패널 내측으로 혼기어를 위치하고, 트랙패널과 고정패널 사이에는 기어를 위치하며, 축의 끝은 고정패널에 고정하도록 함을 특징으로 하는 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 프레임은 양쪽이 트인 원통 형상의 원통프레임과, 그 원통프레임의 트인 양쪽에 결합된 디스크 형상의 디스크프레임으로 구성하고, 그 프레임은 지지대에 의해서 지지되도록 구성하며,
   트랙패널은 하나의 단위트랙이 일렬로 다수 형성한 구조로 구성되어, 그 트랙패널은 길이 방향의 양쪽이 디스크프레임에 각각 고정되고, 고정패널은 트랙패널과 평행하게 길이 방향의 양쪽이 각각 디스크프레임에 고정하며,
   원통프레임의 중앙에는 길이 방향을 따라 맨드릴을 위치하고, 그 맨드릴을 이동하는 이동수단이 구비됨을 특징으로 하는 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   원통프레임을 따라 다수의 모터를 구성하고, 그 모터는 기어로 회전력을 전달하되, 이웃하는 레이어의 두 축에는 평기어를 더 구성하고, 그 두 평기어가 맞물려서 이웃하는 레이어 간의 회전력을 전달하고,
   상기 회전어셈블리의 축은 내부가 관통되게 구성하고,
   상기 회전어셈블리의 축에는 얀가이드를 일체로 더 구성하되, 상기 얀가이드는 내부가 관통된 구조로 구성되어,
   관통된 축과 얀가이드로 엑셀얀을 공급하여, 캐리어의 보빈의 실과 함께 브레이드를 편성함을 특징으로 하는 캐리어가 방사형으로 배열된 3차원 브레이더.

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