KR20130052496A - 장력 조절 장치, 이를 포함하는 자수기의 헤드 그리고 이에 적합한 자수기의 장력 제어 장치 - Google Patents

Abstract

자수기의 실장력 조절 장치, 이를 이용한 자수기의 헤드, 장력 제어 장치가 개시된다.
장력 조절 장치는 상기 장력 조절 접시가 일단에 연결되며 지지프레임을 관통하도록 설치된 장력 조절축; 편심을 가지며 상기 장력 조절축의 타단이 원주상에 접촉되는 장력조절 편심축; 및 상기 장력조절 편심축이 회전가능하도록 지지하는 편심축 브라켓;을 포함한다.

Description

장력 조절 장치, 이를 포함하는 자수기의 헤드 그리고 이에 적합한 자수기의 장력 제어 장치{Thread tension adjusting device, head of embroidering machine using the same and apparatus for controlling thread tension of embroidering machine therefor}

본 발명은 자수기의 장력 조절 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 장력 조절 모터 및 장력 조절 편심축을 이용하여 실에 인가되는 장력을 조절하는 장력 조절 장치, 이를 포함하는 자수기의 헤드 그리고 이에 적합한 자수기의 장력 제어 장치에 관한 것이다.

자수기(embroidering machine)는 원단을 수틀 장치에 고정시켜 평편하게 하고 수틀을 평면에서 임의의 X, Y 방향으로 자유롭게 이동시키면서 자수용 실(혹은 윗실)을 사용하여 선택된 무늬가 매듭지어 지도록 자수 놓은 장치이다.

자수기는 예를 들어, 6 또는 12 종류 이상의 실을 사용할 수 있으며, 자수 놓는 과정에서 자수의 무늬를 일정하게 유지하기 위하여 각 실을 일정한 값의 장력으로 공급시키는 것이 일반적이다.

자수기에서 실의 장력이 약하면, 자수 놓인 무늬가 느슨하게 되는 한편 장력이 세면, 자수 놓인 무늬가 촘촘하게 되고 자수 놓는 과정에서 실이 끊어지기 쉽다.

또한, 자수기에 사용되는 원단은 그 재질 및 두께가 다를 수 있으며 원단의 종류가 변경됨에 따라 공급되는 각 실의 장력값도 각각 다르게 조절하여야 하므로 동일한 무늬의 자수를 반복 생산하기 위하여 각 실의 장력값을 일정하게 조절시키는 장력조절장치는 자수기의 중요한 구성요소들 중의 하나이다.

도 1 은 종래기술에 있어서의 자수기의 장력 조절 장치의 구성을 보이는 정면도 및 사시도이다.

자수기에 있어서, 실이 바늘에 꿰어지고 바늘대의 하강에 의하여 원단에 자수를 수놓게 된다.

자수기에 의해 직물에 자수를 놓은 과정에서 여러 가지 원인에 의하여 예를 들어, 한 위치에 반복하여 자수 무늬를 수 놓은 등의 경우, 실의 장력이 증가하여 실이 끊어지는 경우가 발생된다.

즉, 자수기에서 자수 제품을 생산하는 경우 여러 가지 원인에 의하여 실의 장력이 수시로 변경되는 것이 일반적이므로 자수기로 자수 제품을 생산하는 과정에서 실이 끊어질 수 있다.

또한, 자수기는 색상이 다양한 다수의 실을 사용하며 각 실은 그 굵기가 일정하지 않은 관계로 굵기 등의 차이에 의하여 인장 강도에 차이가 있을 수 있고, 재봉되는 원단(직물)의 종류가 변경하는 경우에도 실의 장력을 함께 변경하도록 조정해야 한다.

또한, 자수기의 실을 다른 종류로 변경시키거나 원단(직물)을 다른 종류로 변경시키는 경우, 각각의 실에 딸린 장력 조절장치 각각을 조작하여 실의 장력을 적당한 값으로 조절시켜야 한다.

도 1을 참조하면, 각각의 바늘대에 제공되는 실의 장력을 조절하기 위한 복수의 장력 조절 장치(3)가 구비된다. 도 1에 도시된 장치는 자수기의 헤드에 설치된 것일 수 있다.

통상의 장력 조절 장치는 실이 통과하는 장력 조절 접시, 장력 조절 접시를 탄성 지지하는 스프링 그리고 장력 조절 접시에 밀착된 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 장력 조절 너트를 구비한다. 장력 조절 장치는 각각의 실을 위하여 복수 개가 구비된다.

장력 조절 장치의 장력 조절 너트를 좌우로 회전시키면, 스프링에 의한 탄성력이 조절되며, 이 탄성력에 의해 장력 조절 접시의 마찰력 즉, 장력 조절 접시를 통과하는 실에 인가되는 장력이 변화된다.

장력을 조절할 필요가 있으면, 원하는 장력이 얻어지도록, 작업자가 장력 조절 노브를 좌우로 회전시켜 장력을 조정하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같은 종래의 장력 조절 장치에 의한 장력 조절 작업은 많은 시간을 요구하며 비숙련자일수록 숙련자에 비해 더 많은 시간을 소요하게 마련이다. 특히, 복수의 바늘대들이 설치되는 헤드를 가지는 자수기에 있어서 각각의 바늘대들에 상응하는 각 실들의 장력을 균일하게 조절하는 것은 사실상 불가능한 실정이다.

이와 같이, 종래의 장력 조절 장치는 자수기로 자수를 진행하는 과정에서 발생되는 실의 장력값 변경 요구에 대응하여 각 실의 장력을 균일하게 유지시킬 수 없었기 때문에 실 간의 장력 차이에 의한 실의 끊어짐이 자주 발생하여 자수의 생산시간이 많이 소요되며 불량 발생이 늘어나는 등의 문제가 있었다.

따라서 자수기에서 실의 장력값 변경 요구에 대응하여 각 실의 장력을 일일이 조절하는데 소요되는 시간을 줄여서 자수 제품의 생산시간을 줄이는 기술을 개발할 필요가 있다.

또한, 자수기로 자수 제품을 생산하는 과정에서 실의 장력값 변경 요구에 대응하여 실의 장력값을 균일하게 유지함으로써 실 간의 장력 차이에 의해 실이 끊어지지 않도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 장력조절 편심축에 의해 진퇴되는 장력조절축을 구비하고 장력조절 편심축의 회전각도를 조절함에 의해 실에 인가되는 장력을 조절하는 장력 조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 길이 방향으로 연장된 장력조절 편심축 및 상기 장력조절 편심축에 의해 진퇴되는 복수의 장력조절축을 구비함으로써 복수의 실에 대한 장력을 용이하게 조절할 수 있는 장력 조절 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 장력 조절 장치를 구비하는 자수기의 헤드를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 실에 인가되는 장력을 검출하고 이에 근거하여 실에 인가되는 장력을 자동으로 일정하게 유지시킬 수 있는 자수기의 장력 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 상기의 과제들 및 이점들은 발명의 구체적인 설명으로부터 당업자에게 명백하게 드러날 것이다.

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 장력조절 편심축을 회전시키는 장력 조절 편심축 구동 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 장력조절 편심축 구동 수단은

상기 장력조절 편심축에 결합된 종동 풀리(pully);

상기 종동 풀리에 동작적으로 연결된 구동 풀리; 및

상기 구동 풀리를 회전시키는 장력 조절 모터; 를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 장력조절축을 탄성 지지하는 장력조절축 복귀 스프링을 더 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 장력조절축에서 상기 장력조절 편심축에 접촉하는 타단에는 상기 장력조절 편심축과의 접촉을 원활하게 하기 위한 플랜지가 형성되고 상기 장력조절축 복귀 스프링이 상기 플랜지와 상기 지지 프레임 사이에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 장력조절 편심축은 길이 방향으로 연장되며, 상기 장력조절 편심축 상에 복수의 실들 각각에 상응하는 복수의 장력 조절축들이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 편심축 브라켓은 상기 지지프레임에 의해 지지되며, 또한 상기 장력조절 모터를 지지하도록 설치되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 장력 조절 편심축에 결합되어 회전하는 센서 감지판; 및

상기 센서 감지판의 위치를 검출하기 위한 편심축 센서;

를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기의 다른 목적을 달성하는 본 발명에 따른 자수기의 헤드는

복수의 바늘대들을 지지하는 바늘대 지지대를 포함하는 자수기의 헤드에 있어서,

상기 복수의 바늘대를 각각에 상응하는 복수의 장력 조절 접시;

상기 장력 조절 접시가 지지되는 지지프레임;

상기 복수의 장력 조절 접시들 각각에 연결되며 상기 지지프레임을 관통하도록 설치된 복수의 장력조절축;

편심을 가지며 상기 장력 조절축의 타단이 원주 상에 접촉되는 장력조절 편심축; 및

상기 장력조절 편심축이 회전가능하도록 지지하는 편심축 브라켓;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조 장력 조절 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자수기의 장력 조절 장치는

실에 인가되는 장력을 조절하기 장력 조절 장치;

상기 실에 인가되는 장력을 검출하는 장력 검출기;

상기 장력 검출기에 의해 검출된 장력을 감시하여 장력의 변동이 감소되도록 상기 장력 조절 장치를 제어하는 제어부; 를 포함하며,

여기서, 상기 장력 조절 장치는

상기 장력 조절 접시가 지지되는 지지프레임;

상기 장력 조절 접시가 일단에 연결되며 상기 지지프레임을 관통하도록 설치된 장력 조절축;

편심을 가지며 상기 장력 조절축의 타단이 원주 상에 접촉되는 장력조절 편심축;

상기 장력조절 편심축이 회전가능하도록 지지하는 편심축 브라켓; 및

상기 제어부의 제어에 따라 상기 장력조절 편심축을 회전시키는 장력 조절 편심축 구동 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장력 조절 장치는 제어신호에 응답하여 구동하는 모터 및 상기 모터에 의해 구동되어 장력 조절 접시에 인가되는 탄성력을 조절하는 장력조절 편심축을 구비함으로써, 윗실에 인가되는 장력을 자동으로 조절할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에 따른 자수기의 장력 조절 장치는 각 실의 장력값을 센서부에 의하여 각각 검출하고 모터와 장력조절 편심축에 의하여 각 실의 장력값을 자동으로 조절하므로 각 실의 장력값을 조절하는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 자수기에서 조건이 수시로 바뀌는 작업환경 속에서도 각 실의 장력값을 설정된 값으로 자동 조절하므로 자수 제품의 생산시간을 줄이고 생산성을 높이며 품질을 안정화시킬 수 있다.

도 1 은 종래기술에 있어서의 자수기의 장력 조절 장치의 구성을 보이는 정면도 및 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 장력 조절 장치의 일 실시예를 보이는 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 장력 조절 장치의 구성을 보이는 투시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 장력 조절 장치의 구성을 보이는 배면 투시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 장력 조절 장치의 구성을 보이는 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자수기 헤드의 구성을 보이는 정면도 및 부분확대도이다.
도 8은 도 7에 도시된 장력검출기의 구성을 보이는 측면도 및 부분 확대도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 자수기 헤드를 도시하는 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자수기의 실장력 제어 장치를 도식적으로 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 실장력 조절 장치의 적용예를 보이는 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 실장력 조절 장치의 적용예를 보이는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 도시를 생략한다.

다른 한편으로, 자수기는 다수의 실을 사용하며 직물에 선택된 디자인 패턴의 자수를 다양한 색상으로 수를 놓아 생산하는 장치이므로 이하의 설명에서 실은 문맥에 적합하게 단수 또는 복수의 의미로 기재되는 것으로 한다.

한편, 명세서 및 발명의 요약에 있어서 실은 헤드의 위쪽으로부터 공급되는 것일 수도 있고 아래쪽에서 공급되는 것일 수도 있다.

도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 장력 조절 장치의 일 실시예를 보이는 정면 사시도 및 배면 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 장력 조절 장치의 일 실시예(100)는 장력 조절 모터 및 장력조절 편심축의 작용에 의해 실에 인가되는 장력을 조절하는 장력 조절 장치(130) 및 보조 장력 조절 장치(115)를 포함한다.

보조 장력 조절 장치(115)는 장력조절 접시 및 장력 조절 접시에 밀착된 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 장력 조절 노브를 구비하는 통상의 장력 조절 장치에 상응하는 것으로서 장력 조절 장치(130)를 보조하기 위한 것이다.

후술하는 바와 같이, 장력 조절 장치(130)에도 장력 조절 노브(139)가 설치되어 있지만, 이는 장력조절 편심축(134)에 의해 조정되는 장력을 미조정하기 위한 것이기 때문에, 장력 조절 모터(131)의 고장 등에 의해 장력 조절 장치(130)가 동작불능이 될 경우 장력 조절 장치(130)에 설치된 장력조절 노브(139)만으로는 실에 충분한 장력을 인가하기가 곤란할 수 있다. 이러한 경우, 보조 장력 조절 장치(115)에 의해 실(50)에 충분한 장력을 부여하도록 한다.

도 4는 도 2에 도시된 장력 조절 장치의 구성을 보이는 투시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 장력 조절 장치(130)는 장력 조절 접시(137), 장력 조절축(135), 장력조절 편심축(134), 센서 감지판(134b), 편심축 센서(134c), 장력 조절 스프링(138), 장력 조절축 복귀 스프링(136) 그리고 장력 조절 노브(139)를 포함한다.

장력 조절 접시(137)는 장력 조절축(135)에 의해 지지된다.

장력 조절축(135)은 지지프레임(418)을 관통하여 설치되며 그것의 일단은 장력 조절 접시(137)에 연결되고 타단은 장력 조절 편심축(134)에 면접촉되어 있어서, 장력 조절 편심축(134)의 회전에 따라 장력 조절 편심축(134)에 수직되는 방향으로 상하로 슬라이딩한다. 장력 조절축(135)의 슬라이딩 운동에 따라 그에 연결된 장력조절 접시(137)가 진퇴되고 이에 따라 실에 인가되는 장력이 조절된다.

장력 조절축(135)의 복귀를 원활하게 하도록 장력 조절축 복귀 스프링(136)이 설치된다. 장력 조절축 복귀 스프링(136)은 지지프레임(418)과 장력조절축(135)의 끝단과의 사이에 설치되며, 장력 조절축(135)이 좌측으로 최대로 슬라이딩 되었을 때 장력 조절 접시(137)에 최대 탄성력을 인가하게 되며, 장력 조절축(135)이 우측으로 최대로 슬라이딩 되었을 때 장력 조절 접시(137)에 최소 탄성력을 인가하게 된다.

장력 조절축 복귀 스프링(136)에 의해 장력조절축(135)의 단부가 장력 조절 편심축(134)의 표면에 밀착된 상태로 슬라이딩 운동이 수행되게 된다. 장력 조절 복귀 스프링(136)이 용이하게 설치될 수 있도록 장력 조절축(135)의 끝단은 도 4에 도시된 바와 같이 플랜지(flange)가 형성되도록 할 수 있다.

장력조절축(135)은 장력 조절 접시(137)와 연결되어 있다. 장력 조절축(135)이 슬라이딩함에 따라 장력 조절 접시(137)에 인가되는 장력 조절 스프링(138)의 탄성력이 변하고 이에 따라 장력 조절 접시(137)를 통과하는 실에 인가되는 장력이 조절된다.

장력 조절 접시(137)의 타단에는 장력 조절 스프링(138)이 설치된다. 장력조절스프링은 장력 조절 접시(137)를 탄성 지지한다.

센서감지판(134b) 및 편심축 센서(134c)는 장력 조절 편심축(134)의 회전위치를 검출하기 위해 제공된다.

도 5는 도 2에 도시된 장력 조절 장치의 구성을 보이는 배면 투시도이다. 도 5를 참조하면, 장력조절 편심축(134)을 회전시키기 위하여 종동 풀리(133), 구동 풀리(132) 그리고 모터(131)가 구비된다.

장력 조절 편심축(134)은 종동 풀리(133)에 의해 회전한다. 종동 풀리(133)는 장력 조절 편심축(134)의 편심축에 결합되어 있고, 타이밍벨트를 통하여 구동 풀리(132)에 동작적으로 결합된다. 구동 풀리(132)는 장력 조절 모터(131)의 회전에 의해 회전한다.

장력조절 편심축(134)은 캠(cam) 형상을 가지는 것 즉, 편심을 가지는 것이다. 장력조절 편심축(134)의 단면은 원형 혹은 타원형이 될 수 있다. 장력조절축(135)은 장력조절축 복귀 스프링(136)에 의해 탄성 지지가 된 상태로 장력조절 편심축(134)의 표면에 접하고 있다.

따라서 장력조절 편심축(134)이 회전함에 따라 장력조절축(135)은 장력조절 편심축(134)에 대하여 수직 방향으로 슬라이딩 되는 운동을 보이게 된다. 즉, 장력조절 편심축(135) 및 장력조절축(135)이 캠(cam)과 푸시 로드(push rod)의 역할을 하게 된다.

장력조절축(135)이 최대로 슬라이딩 되는 거리는 장력조절 편심축(134)의 편심으로부터 가장 먼 원주까지의 거리에 대응하고 최소로 슬라이딩 되는 거리는 편심으로부터 가장 가까운 원주까지의 거리에 대응한다.

따라서 적절한 슬라이딩 한계가 얻어지도록 장력 조절 편심축(134)의 단면 모양, 편심의 위치 등이 결정된다.

실에 인가되는 장력은 장력 조절 접시(137)의 마찰력 즉, 실이 통과하는 장력 조절 접시에 인가되는 탄성력에 상응하며, 이 탄성력은 장력 조절 접시에 결합된 장력 조절축(135)의 슬라이드 거리에 의해 결정된다.

따라서, 장력 조절 모터(131)의 회전각도를 제어함에 의해 실에 인가되는 장력을 제어할 수 있다.

종동 풀리(133), 구동 풀리(132), 장력조절 모터(131) 그리고 타이밍 벨트(508)는 본 발명의 요약에 있어서의 장력조절 편심축 구동 수단에 상응한다. 상세히 설명하지는 않았지만 종동 풀리(133)와 구동 풀리(132)는 타이밍 벨트(508)에 의해 동작적으로 연결된다.

장력 조절 편심축 구동 수단의 다른 예로서 치차를 이용하는 것을 들 수 있다. 구체적으로 장력조절 편심축(134)의 일단에 종동 기어를 결합시키고, 종동 기어에 치합되는 구동 기어 및 구동 기어를 구동시키는 모터를 구비하도록 할 수 있다. 여기서, 종동 기어는 편심축 상에 설치될 수 있으며, 그 위치는 장력조절 편심축(134)의 가장자리 혹은 가운데일 수 있다. 그렇지만, 기어의 치수에 의해 장력조절 편심축(134)의 회전각도롤 실질적으로 이산적(discrete)으로 제어할 수밖에 없다는 점, 타이밍벨트에 의한 구동력이 우수한 구동 능력을 보이는 점 등을 고려할 때, 풀리(133, 132) 및 타이밍벨트(508)를 이용하는 것이 보다 효과적이다.

다른 한편으로, 도 4를 참조하면, 하나의 장력 조절 편심축(134)에 대하여 복수의 장력 조절축(135)이 설치되어 있으며, 이 복수의 장력 조절축(135)의 슬라이드 운동은 장력 조절 편심축(134)의 회전 운동에 의해 동일한 양태로 제어될 수 있다.

각각의 장력 조절축(135)은 헤드에 설치된 복수의 바늘대들(미도시) 각각에 상응하므로 장력조절 편심축(134)을 회전시키는 장력 조절 모터(131)의 회전각을 제어함에 의해 복수의 바늘대들 각각에 제공되는 실의 장력을 용이하게 제어할 수 있다.

이에 따라, 초기 장력 설정후 바늘대를 많이 사용하거나 작업조건이 수시로 바뀌어도 간단한 조작으로 헤드에 설치된 복수의 바늘대 각각에 대한 장력을 용이하게 조절할 수 있으므로 작업시간이 절감되고 제품 생산의 효율성을 높일 수 있다.

또한, 작업자의 숙련도와 관계없이 장력을 설정할 수 있기 때문에 균일한 자수 품질을 얻을 수 있다.

도 6은 도 2에 도시된 장력 조절 장치의 구성을 보이는 측면도이다.

도 6을 참조하면, 센서 감지판(134b)은 반원형의 회전판으로 구현된다. 장력조절 편심축(134)을 회전시키면서 센서 감지판(134b)의 두 변의 위치를 편심축 센서(134c)에 의해 검출함에 의해 장력조절 편심축(134)을 구동하기 위한 기준 위치를 결정하고, 검출된 두 변의 위치 사이에서 소요되는 회전 구동력을 파악함에 의해 요구되는 장력을 설정하기 위해 장력 조절 모터(131)에 인가하여야 할 구동량을 파악할 수 있다.

지지프레임(418)은 장력 조절 장치(130)를 지지한다. 편심축 브라켓(420)이 지지프레임(418)에 의해 지지되며, 장력 조절 편심축(134)은 편심축 브라켓(420)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 편심축 브라켓(420)은 또한 장력 조절 모터(131)를 지지한다.

도 7은 본 발명에 따른 자수기 헤드의 구성을 보이는 정면도 및 부분확대도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 자수기의 헤드(110)는 장력 조절장치(130), 장력 검출기(120)를 포함한다.

자수기 헤드(110)는 윗실 걸이(170)를 통하여 인도되는 색실(150)을 사용하여 직물에 자수를 수 놓아 생산하는 부분을 구성하는 것으로 도면에 도시되지 않은 바늘대 구동 장치에 의하여 상하로 구동되는 바늘대와 바늘대의 하단에 설치되어 실(150)이 꿰어지는 바늘과 자수되는 직물이 자수되는 동안 움직이지 않도록 직물을 눌러 고정시키는 직물누름부(160, 노루발)를 각각 다수 개 구비한다.

윗실 걸이(170)는 실패(미도시)로부터 풀려진 실을 자수기 헤드(110)로 인도한다. 실장력 조절 장치(130)는 자수기 헤드(110)의 상측 일부에 설치되며 윗실 걸이(170)를 통하여 인도되는 실(150)에 인가되는 장력을 조절한다.

실장력 조절 장치(130)는 도 2 내지 도 4를 통하여 도시되고 설명된 것으로서 자수기 헤드(110)의 상측 일부에 설치되며, 장력 조절 모터 및 장력 조절 편심축을 포함한다. 장력조절 모터는 실(150)의 장력을 제어하기 위한 제어신호에 응답하여 장력 조절 편심축을 회전시킨다. 장력 조절 편심축의 회전에 따라 장력 조절 접시(137)에 밀착된 스프링(미도시)의 탄성력을 조절되어, 실(150)에 인가되는 장력이 제어된다.

보조 실장력 조절 장치(115)는 장력조절 접시 및 장력 조절 접시에 밀착된 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 실장력 조절 다이얼을 구비하는 통상의 장력 조절 장치에 상응하는 것으로서 실장력 조절 장치(130)를 보조하기 위한 것이다.

후술하는 바와 같이, 실장력 조절 장치(130)에도 장력조절 노브(139)가 설치되어 있지만, 이는 장력조절 편심축(134)에 의해 조정되는 장력을 미조정하기 위한 것이기 때문에, 장력조절 모터의 고장 등에 의해 실장력 조절 장치(130)가 동작불능이 될 경우 실장력 조절 장치(130)에 설치된 장력조절노브만으로는 색실(150)에 충분한 장력을 인가하기가 곤란할 수 있다. 이러한 경우, 보조 실장력 조절 장치(115)에 의해 실(150)에 충분한 장력을 부여하도록 한다.

장력 검출부(120)는 실(150)에 인가되는 장력을 검출하며, 검출된 색실의 장력은 자수기 제어부에 제공된다.

도 8은 도 7에 도시된 장력검출기의 구성을 보이는 측면도 및 부분 확대도이다.

도 8을 참조하면, 장력검출부(120)는 자수기 헤드(110)의 하측에 설치되어 각 실(150)의 장력(tension)을 자동으로 검출하는 것으로서, 위치지정부(122), 제 1 높이고정부(124), 제 2 높이고정부(126), 센서부(128)를 포함하는 구성이다.

위치지정부(122)는 자수기 헤드(110)의 전면에 설치되면서 장력 조절장치(130)로부터 실(150)을 공급받고 각 실(150)의 공급이 진행되는 위치와 방향을 해당 위치안내홀(121)들을 통하여 각각 지정한다.

제1높이고정부(124)는 위치지정부(122)의 아래쪽에 설치되며 위치지정부(122)가 지정한 위치로부터 공급되는 실(150)이 소정의 높이로 제1높이고정홀(123)을 통과하도록 한다.

제2높이고정부(126)는 제1높이고정부(124)의 아래쪽에 설치되며 제 1 높이고정부(124)가 통과시킨 실(150)이 소정의 높이로 제2높이고정홀(125)을 통과하도록 한다.

센서부(128)는 제 1 높이고정부(124)와 제 2 높이고정부(126)의 사이에 설치되며, 제1높이고정홀(123)과 제2높이고정홀(125)를 통과하는 실(150)의 장력을 검출한다.

실(150)의 장력을 검출하기 위한 센서부(128)는 압력센서 또는 인장센서 중에서 선택된 어느 하나로 구현될 수 있다.

또한, 센서부(128)는 휠 타입(wheel-type) 또는 핀 타입(pin type) 중에서 선택된 어느 하나에 의해 구현될 수 있다. 도 8은 핀 타입의 센서부(128)를 도시한다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 자수기 헤드를 도시하는 측면도이다.

도 9a 및 9b를 참조하면, 장력 조절 장치(130)는 자수기 헤드(110)의 상측에 설치되며 해당 제어신호에 의하여 장력 조절 모터를 구동시켜 장력 조절 편심축을 회전시킨다.

장력 조절 모터(131)는 자수기 헤드(110)의 지지프레임(418)에 고정된 상태로 설치되며 장력 조절 장치(130)로 인가되는 제어신호에 대응되는 크기로 좌회전 방향 또는 우회전 방향으로 회전한다.

구동 풀리(132)는 장력 조절 모터(131)를 구성하는 회전축의 일단에 고정된 상태로 설치되어 장력 조절 모터(131)의 회전축과 함께 회전한다.

종동 풀리(133)는 장력조절 편심축(134)의 일측 끝단에 고정된 상태로 설치되고 타이밍 벨트(140) 및 구동 풀리(132)와 연동되어 장력 조절 편심축(134)에 구동력을 전달시킨다.

장력 조절 편심축(134)는 종동 풀리(133)의 회전축에 고정된 상태로 설치되어 종동 풀리(133)의 회전에 의하여 회전하고, 장력 조절 편심축(134)의 단면을 편심을 가지는 원형 혹은 타원형이 된다. 또한, 센서 감지판(134b), 편심축 센서(134c), 부싱(134d)이 지지프레임(418)에 설치된 편심축 브라켓(420)에 설치된다.

센서 감지판(134b)은 장력 조절 편심축(134)의 회전축 일측 끝단에 고정된 상태로 설치되는 것으로서 이를 통하여 장력 조절 편심축(134)의 회전 위치를 확인시킬 수 있다.

편심축 센서(134c)는 자수기 헤드(110)의 일측에 고정된 상태로 설치되며 센서 감지판(134b)의 회전 위치를 검출한다.

편심축 센서(134c)는 반원형 센서 감지판(134b)의 양변을 검출했을 때 검출 신호를 자수기 제어부(140)에 출력하고, 자수기 제어부(140)는 해당 신호를 분석함으로써 장력 조절 편심축(134)의 회전 위치를 확인하고, 이를 바탕으로 장력 조절 편심축(134)을 원하는 회전 위치로 회전하도록 하는 제어신호를 출력할 수 있다.

부싱(134d)은 장력 조절 편심축(134)의 편심축 양쪽 끝단에 각각 설치되어 장력 조절 편심축(134)을 회전 가능하게 지지한다.

장력조절축(135)은 자수기 헤드(110)의 지지프레임(418)을 관통하는 상태로 설치되고 일측 끝단이 장력조절 편심축(134)에 접촉하며 장력 조절 편심축(134)의 회전에 의하여 진퇴하여 실(150)의 장력을 조절시킬 수 있다.

장력 조절축 복귀 스프링(136)은 자수기 헤드(110)를 관통한 상태의 장력조절축(135) 일측 끝단과 자수기 헤드(110)의 지지프레임(418) 사이에 설치되어 탄성력을 발생하는 것으로 장력 조절축(135)의 일측 끝단이 장력조절 편심축(134)의 표면에 밀착상태로 접촉하도록 작용한다.

장력 조절 접시(137)는 장력조절축(135)의 타측에 설치되어 실(150)의 장력을 조절할 수 있다.

장력 조절 스프링(138)은 장력조절축(135)의 타측 일부에서 장력조절 접시(137)의 다음 순서로 삽입 설치되어 탄성력을 발생하는 것으로 장력 조절 노브(139)를 작업자가 수동으로 조작함에 따라 장력 조절 접시(137)에 가해지는 가압력을 증대 또는 감소시켜 실(150)에 인가되는 장력을 미조정할 수 있다.

장력 조절 노브(139)는 장력조절축(135)에 장력조절접시(137)와 장력 조절 스프링(138)을 순차 설치한 상태에서 장력조절축(135)의 타측 끝단에 고정된 상태로 설치되는 것으로 사용자 등에 의하여 수동으로 실의 장력을 조절하는 것을 허용한다.

장력조절노브(139)는 장력 조절 모터(131)에 의해 조절이 불가능한 경우에도 수동으로 실(150)의 장력을 조절할 수 있게 한다.

자수기 제어부(140)는 장력 검출부(120)가 검출한 실(150)의 장력값을 제공받고 이를 분석하여 실(150)의 장력을 조절시키는 해당 제어신호를 장력 조절장치(130)에 출력한다.

실(150)은 다수의 색상 중에서 어느 하나의 색상을 띄는 실이며, 굵기, 인장 강도 등이 다를 수 있다.

직물누름부(160)는 실(150)을 꿴 바늘이 직물을 관통하면서 자수를 놓는 동안 직물이 움직이지 않도록 직물을 누를 수 있다.

도 9에 도시된 장치의 동작을 상세히 설명한다.

자수기는 다수의 실(150)이 구비되지만 선택된 어느 하나의 실(150)이 봉제작업에 의하여 자수를 생산하는 동안 다른 실은 대기 상태가 되어 자수를 놓을 수 없는 특징이 있다.

자수기는 실(150)이 자수기 헤드(110)의 상측부에 설치되는 스풀(spool) 형태의 실타래로부터 공급된다.

실(150)은 장력 조절 장치(130)와 보조 장력 조절 장치(115)를 통과하므로 장력이 조절된 상태로 해당 위치의 바늘에 공급된다.

자수기는 생산되는 자수의 디자인 패턴 특성상 직물의 특정한 부분에서 반복하여 자수를 놓을 수 있고 이러한 부분에서는 실(150)의 장력이 높아질 수 있으며 이외에도 다른 여러 가지 원인에 의하여 실(150)의 장력이 높아질 수 있다.

자수기의 실(150)은 자수의 디자인 패턴에 따라 장력이 높아졌다가 다시 낮아지고 다시 높아지는 상태를 불특정한 주기로 반복할 수 있으며 또한, 각 실(150)은 특성상 각각 장력이 다를 수 있다.

본 발명은 각 실(150)의 장력을 검출하고 장력 조절 편심축(134)을 이용하여 각 실(150)의 장력을 각각 자동 조절한다.

장력 조절 장치(130)와 보조 장력 조절 장치(115)를 통과한 실(150)은 위치지정부(122)의 위치안내홀(121)을 통과하고 제 1 높이고정부(124)의 제 1 높이고정홀(123)을 통과하여 센서부(128)에 접촉된다.

실(150)은 센서부(128)에 접촉된 후 다시 제 2 높이고정부(126)의 제 2 높이고정홀(125)을 통과하며 방향유도부(129)를 경유하여 해당 위치의 바늘에 꿰인 상태가 된다.

제 1 높이고정홀(123)과 제 2 높이고정홀(125)이 자수기 헤드(110)의 정면과 표면으로부터 형성하는 높이는 실(150)이 접촉하는 센서부(128)의 해당 부분이 형성하는 높이보다 낮은 것이 바람직하다.

그러므로 실(150)은 제 1 높이고정홀(123)과 제 2 높이고정홀(125)을 통과하면서 센서부(128)에 밀착된 상태가 항상 유지된다.

자수기가 자수 제품을 생산하는 경우 직물의 종류, 자수가 놓이는 디자인 패턴의 위치 등 여러 가지 원인에 의하여 각 실(150)의 장력이 각각 변경될 수 있다.

센서부(128)는 자수를 생산 중인 실(150)의 해당 장력값을 검출하며 검출된 장력값을 자수기 제어부(140)에 공급 또는 인가한다.

하나의 자수기 헤드(110)는 동시에 2 가지 이상의 실(150)로 자수를 수 놓을 수 없고 한 번에 하나의 실(150)을 사용하여 수를 놓아야 한다. 그러므로 센서부(128)는 각 실(150)의 장력을 각각 검출할 수 있게 되고, 자수기 제어부(140)는 각 실(150)의 장력값을 각각 자동 조절하는 해당 제어신호를 출력할 수 있게 된다.

자수기 제어부(140)는 센서부(128)로부터 인가된 장력값을 분석하여 해당 실(150)에 설정된 소정의 장력값과 비교하고 해당 실에 설정된 소정의 장력값보다 크거나 또는 작은 경우 설정된 소정의 장력값이 되도록 하는 해당 제어신호를 생성하여 장력 조절 장치(130)에 공급 또는 인가한다.

장력 조절 장치(130)는 자수기 제어부(140)로부터 인가된 해당 제어신호를 장력 조절 모터(131)에 인가하므로 장력 조절 모터(131)는 제어된 각도 또는 크기로 좌회전 또는 우회전하도록 구동된다.

장력 조절 모터(131)의 회전 구동에 의하여 구동 풀리(132) 및 종동 풀리(133)가 함께 회전된다.

구동 풀리(132)와 종동 풀리(133)는 장력조절 모터(131)의 회전 동력을 장력 조절 편심축(134)에 전달한다.

즉, 장력 조절 모터(131)가 좌회전 또는 우회전 방향으로 회전하면, 장력 조절 편심축(134)가 이에 대응하여 회전한다.

장력 조절 모터(131)의 회전량에 대응되는 회전량으로 장력조절 편심축(134)이 회전하므로 장력 조절 편심축(134)이 장력조절축(135)의 일측 끝단을 밀어 장력조절축 복귀 스프링(136)을 압축시키면서 전진시키거나 또는, 압축 상태를 해제시키면서 후진하게 되어 장력조절축 복귀 스프링(136)이 신장하는 탄성력에 의하여 장력조절축(135)을 후퇴시키게 된다.

여기서, 장력조절축(135)의 전진은 장력조절 노브(139)가 위치하는 방향으로 진행하는 것이고, 후진은 장력조절 편심축(134)가 위치하는 방향으로 진행하는 것으로 설명하기로 한다.

장력조절 편심축(134)가 회전하여 장력조절축(135)이 장력조절 노브(139)쪽으로 전진하면 장력 조절스프링(138)을 장력 조절 노브(130)쪽으로 누르게 되어 장력 조절 스프링(138)에 의해 장력 조절 접시()에 인가되는 가압력을 감소시키고 이에 따라, 실(150)의 장력값을 낮게 조절할 수 있다.

한편, 장력 조절 편심축(134)가 회전하여 장력 조절축(135)이 후퇴하면 장력조졸 편심축(134)쪽으로 후퇴하면 장력 조절 스프링(130)에 의해 장력 조절 접시()에 인가되는 가압력을 증가시켜 실(150)의 장력값을 높게 조절할 수 있다.

또한, 구동 풀리(132)와 종동 풀리(133)에 의해 실(150)의 장력값을 미세하게 조절할 수 있고 또한, 조절된 장력값을 진동이 있는 환경에서도 일정하게 유지시킬 수 있다.

따라서 본 발명은 장력검출부(120)가 검출한 실(150)의 장력값을 자수기 제어부(140)에서 분석하여 해당 제어신호를 장력 조절 장치(130)에 출력하므로써 실(150)의 장력을 자동으로 정밀하게 조절시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 구동 풀리(132)와 종동풀리(133)에 의하여 실(150)의 조절된 장력값이 안정되게 유지되는 장점이 있다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 장력조절 편심축(134)은 길이방향으로 연장되며, 장력조절 편심축(134) 상에 복수의 장력 조절축이 설치되는 것이 도시되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 10은 본 발명에 따른 자수기의 실장력 제어 장치를 도식적으로 도시한다.

도 10을 참조하면, 자수기 제어부(140)는 장력 검출부(120)에서 검출된 색실의 장력에 근거하여 실장력 조절기(130)를 제어하는 제어 신호를 발생한다.

도 10에는 실장력 조절기(130)가 장력 검출부(120)에서 검출된 색실의 장력에 근거하여 제어되는 것으로 도시되고 있지만 이외에도 실장력 조절기(130)는 원격으로 연결된 제어 장치(미도시)에 의해서도 제어될 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 실장력 조절 장치의 적용예를 보이는 것으로서, 특히 다두 자수기의 예를 도시한다. 도 11을 참조하면, 각각이 다수의 바늘대들을 포함하는 자수기 헤드(110)가 복수개 구비된다. 자수기 헤드(110)의 상부에는 실패(미도시)로부터 제공되는 실(150)을 자수기 헤드(110)로 인도하기 위한 윗실 걸이(170)가 형성된다.

도 12는 본 발명에 따른 실장력 조절 장치의 적용예를 보이는 것으로서, 특히 셔닐자수기의 예를 도시한다. 도 12를 참조하면, 도 11에 도시된 것과 다르게 실이 자수기의 밑에서 제공되는 것임을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 실장력 조절 장치는 실이 헤드의 위에서 제공되거나 밑에서 제공되는 경우 모두에 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 장력 조절장치 110 : 자수기 헤드
115 : 보조 장력 조절 장치 120 : 장력검출부
121 : 위치안내홀 122 : 위치지정부
123 : 제 1 높이고정홀 124 : 제 1 높이고정부
125 : 제 2 높이고정홀 126 : 제 2 높이조정부
128 : 센서부 129 : 방향유도부
130 : 장력 조절 장치 131 : 장력 조절 모터
132 : 구동 풀리 133 : 종동 풀리
134 : 장력조절 편심축
134b : 센서 감지판 134c : 편심축 센서
134d : 부싱 135 : 장력조절축
136 : 장력조절축 복귀 스프링 137 : 장력조절접시
138 : 장력 조절 스프링 139 : 장력조절 노브
140 : 자수기 제어부 150 : 실
160 : 직물누름부 ` 170...윗실 걸이

Claims (11)

1. 실이 통과하는 장력 조절 접시 사이의 마찰력을 제어하여 실에 인가되는 장력을 조절하는 장력 조절 장치에 있어서,
   상기 장력 조절 접시가 일단에 연결되며 지지프레임을 관통하도록 설치된 장력 조절축;
   편심을 가지며 상기 장력 조절축의 타단이 원주상에 접촉되는 장력조절 편심축; 및
   상기 장력조절 편심축이 회전가능하도록 지지하는 편심축 브라켓;
   을 포함하는 실장력 조절 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 장력조절 편심축을 회전시키는 장력 조절 편심축 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실장력 조절 장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 장력조절 편심축 구동 수단은
   상기 장력조절 편심축에 결합된 종동 풀리(pully);
   상기 종동 풀리에 동작적으로 연결된 구동 풀리; 및
   상기 구동 풀리를 회전시키는 장력 조절 모터;
   를 포함하는 실장력 조절 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 편심축 브라켓은 상기 지지프레임에 의해 지지되며, 또한 상기 장력조절 모터를 지지하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 실장력 조절 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 장력조절축을 탄성 지지하는 장력조절축 복귀 스프링;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실장력 조절 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 장력조절축에서 상기 장력조절 편심축에 접촉하는 타단에는 상기 장력조절 편심축과의 접촉을 원활하게 하기 위한 플랜지가 형성되고 상기 장력조절축 복귀 스프링이 상기 플랜지와 상기 지지 프레임 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 실장력 조절 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 장력조절 편심축은 길이 방향으로 연장되며, 상기 장력조절 편심축 상에 복수의 실들 각각에 상응하는 복수의 장력 조절축들이 설치되는 것을 특징으로 하는 실장력 조절 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 장력 조절 편심축에 결합되어 회전하는 센서 감지판; 및
   상기 센서 감지판의 위치를 검출하기 위한 편심축 센서;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실장력 조절 장치.
   
9. 복수의 바늘대들을 지지하는 바늘대 지지대를 포함하는 자수기의 헤드에 있어서,
   상기 복수의 바늘대들 각각에 상응하는 복수의 장력 조절 접시;
   상기 장력 조절 접시가 지지되는 지지프레임;
   상기 복수의 장력 조절 접시들 각각에 연결되며 상기 지지프레임을 관통하도록 설치된 복수의 장력조절축;
   편심을 가지며 상기 장력 조절축의 타단이 원주상에 접촉되는 장력조절 편심축; 및
   상기 장력조절 편심축이 회전가능하도록 지지하는 편심축 브라켓;
   을 포함하는 자수기의 헤드.
   
10. 제9항에 있어서,
    장력조절 접시 및 장력 조절 접시에 밀착된 스프링의 탄성력을 조절하기 위한 장력 조절 노브를 구비하는 보조 장력 조절 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자수기의 헤드.
    
11. 실에 인가되는 장력을 제어하기 위한 자수기의 장력 조절 장치에 있어서,
    실에 인가되는 장력을 조절하기 장력 조절 장치;
    상기 실에 인가되는 장력을 검출하는 장력 검출기; 및
    상기 장력 검출기에 의해 검출된 장력을 감시하여 장력의 변동이 감소되도록 상기 장력 조절 장치를 제어하는 제어부; 를 포함하며,
    여기서, 상기 장력 조절 장치는
    상기 장력 조절 접시가 지지되는 지지프레임;
    상기 장력 조절 접시가 일단에 연결되며 상기 지지프레임을 관통하도록 설치된 장력 조절축;
    편심을 가지며 상기 장력 조절축의 타단이 원주상에 접촉되는 장력조절 편심축;
    상기 장력조절 편심축이 회전가능하도록 지지하는 편심축 브라켓; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 장력조절 편심축을 회전시키는 장력 조절 편심축 구동 수단;
    을 포함하는 자수기의 장력 조절 방법.
    

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