KR20020048285A - 실 원통 롤러 - Google Patents

Abstract

바늘의 파손과 이로 인한 자수품의 손상을 방지하기 위하여, 실 원통 롤러(11)는 실 원통 롤러에 감긴 실이 실 원통 축의 전방 회전 동안 실 원통 롤러(11)를 고정하도록 미끄럼 연결 부품(23, 47, 45, 25)에 의해서 롤러 축(13) 또는 실 원통 축과 결합될 수 있다.

Description

실 원통 롤러{A thread cylindrical roller}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 것으로서 각 자수 위치에 할당되어 상호 협동하는 복수의 실 원통 롤러들을 구비한 자수기(embroidering machine)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 특히 청구항 제 6 항의 전제부에 따른 실 원통 롤러에 관한 것이다.

최근 수년간 자수기의 회전수가 급격하게 향상되었다. 그 결과 바늘이 파손되면 자주 매우 끔찍한 결과를 가져오게 되었는데, 그 이유는 파손후에 남아있는 바늘 부스러기들이 한순간에 매우 넓은 면적의 자수면을 찢어버릴 수 있기 때문이다. 이와 같은 찢김 현상은 보통 치명적인 손상을 가져온다. 이와는 달리, 예를 들어 실이 공급되지 않은 상태에서 바늘이 자수 작업을 계속한 경우에는 추후 자수 작업을 통해서 쉽게 해결될 수는 있다.

도 1은 실 원통 롤러의 부품과 실 원통과의 결합 상태를 도시한 분해도.

도 2는 다른 방향에서 본 실 원통 롤러의 부품을 도시한 제 2 분해도.

도 3은 실 원통 롤러 구조를 통과하여 도시한 수직 단면도.

도 4는 상기 구조를 통과하여 도시한 수평 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 실 원통 롤러13 : 롤러 축

15 : 베어링 블록17 : 원통형 휠

22, 24 : 실 안내 롤러27 : 플랜지

따라서, 본 발명의 목적은 자수기에 있어서 바늘 파손을 방지하고자 하는 것이다.

상기 목적은 청구항 제 1 항에 따라서 실 원통 롤러의 감기는 면(coil plane)상에 작용하며 전방으로 회전하는 모멘트를 제한할 수 있는 형태로 실 원통 롤러들을 연결시킴으로써 해결될 수 있는데, 이를 위하여 잘못된 감김 방향으로 감기는 면에 감겨진 실에 작용하는 최대 장력이 바늘 파손시에 발생할 수 있는 최소 장력보다 더 작게 되도록 모멘트를 제한한다.

또한, 본 출원인은 북 자수기(shuttle embroidering machine)에서 사용되는 바늘의 파손 원인을 밟혀낼 수 있었는데, 많은 경우에 다음과 같은 원인에 의해 바늘이 파손된다. 즉, 먼저 자수 위치에 있는 밑실이 부족하거나 느슨해지고, 다음으로 윗실이 재봉되지 않게 될 뿐만 아니라 적당량이 사용되지 않게 된다. 따라서, 상기 자수 위치에서는 다른 자수 위치에서보다 적은 양의 윗실이 사용된다.그러나, 모든 자수 위치의 실 원통 롤러들은 공통 롤러 축에 연결되어 있기 때문에 실 레일(thread rail)을 따라서 모든 실 원통 롤러들은 동일한 양만큼 회전하게 된다. 이로 인하여, 적은 양의 실이 사용되고 있는 자수 위치에서도 동일한 양의 실이 공급된다. 결과적으로, 실과 감기는 면 사이에서 미끄러짐이 발생하게 되고 이로 인하여 균일하게 공급되었던 실 양에 있어서 차이가 발생한다. 그렇지만, 미끄러짐은 항상 발생하는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 과도하게 공급되어 버린 위실을 실 원통 롤러의 감기는 면에 3회 더 감을 수 있는 형태로 구성하여 미끄러짐을 방지하고 있다.

그러나, 실이 실 원통 롤러에 정상적으로 감기지 못하는 경우에는 실 원통 롤러와 바늘 사이에서 실의 양이 증가된다. 이 실은 감기는 면과 실 원통 롤러에 실 고리를 형성할 수 있다. 이 경우에는 실이 엉켜지게 되어 실 원통 롤러가 계속해서 회전하는 동안 바늘에 공급된 실에 장력이 발생할 수 있다. 발생된 장력은 바늘에도 작용하기 때문에 바늘 끝이 휘어지게 된다. 다시 이 휘어짐은 본체에 형성된 바늘 채널에 작용하고 바늘 끝은 바늘 채널로부터 북(shuttle)을 안내하기 위한 활주면 위로 돌출된다. 결과적으로, 바늘이 실 고리를 통과하도록 하기 위하여 북이 바늘 채널에서 활주면 위를 통과하게 되면 바늘 끝이 부러지게 된다. 한편, 실이 실 원통 롤러에 의해서 계속해서 감기고 또한 이로 인하여 인장된 상태로 존재하기 때문에, 자수 작업이 불안정한지의 여부에 상관없이 실 공급이 자동으로 정지될 수 있지만, 관계자가 바늘 파손에 주의하기 전에는 바늘 부스러기가 넓은 자수면을 찢어버릴 수 있다.

따라서, 예를 들어 실의 인장력을 감시하거나 바늘의 휘어짐을 측정하고 또는 바늘귀를 통과하는 실의 양을 측정하여 바늘 파손을 방지하고자 하는 노력이 있어 왔다. 그렇지만, 본 발명은 실의 최대 인장력을 제한하는 방법으로 바늘 파손을 방지하고자 하는 것이다. 이를 위하여, 실 원통 롤러의 감기는 면에 한쪽 방향으로 작용하는 회전 모멘트가 감기는 면에 반대 방향으로 감긴 실의 힘보다 크도록 실 원통 롤러를 협동시킨다. 다른 회전 방향에서는 모든 실 원통 롤러들이 균일하게 제동될 수 있도록 강제 협동시킨다. 협동 방법에 있어서 이러한 차이는 회전 방향에 따라서 전자적으로 얻을 수도 있다. 이를 위하여, 각 실 원통 롤러들은 개별적으로 제동되거나 구동되어야 하며, 또는 각각의 가속 보조 부품을 가져야 한다. 따라서, 각 제동 및/또는 구동 기관의 개별적인 제어를 통하여 강제적 및 제한적 협동이 이루어질 수 있다.

상기 실 원통 롤러를 감시하기 위하여 예를 들면 전자기 또는 전자적으로 판독 가능한 마크를 제공하는 것이 유리하다. 실 원통 롤러의 운동을 감시하기 위해서 상기와 같은 전자적 감시를 통하여 실 양과 실 레일을 전자적으로 제어한다. 상기 실 원통 롤러의 감시 정보와 실 자동 제어기의 정보는 자수 위치와 관련하여 이 자수 위치에 배치된 감시용 전자 부품과 연관될 수 있다.

일반적으로 각 실 원통 롤러들은 공통 실 원통 축과 결합한다. 이 경우에, 실 원통 축과 감기는 면 사이의 임의 위치에서 강제 결합이 분리될 수 있다. 그리고, 실 원통 롤러에 형성된 감기는 면과 실 원통 롤러와 강제 결합하는 부품들은 실 원통 롤러와 기계적으로 강제 결합된 부품에 대하여 상대적으로 회전할 수 있다. 이러한 상대 운동은 잘못된 방향으로 감겨지고 실 원통 롤러가 회전할 때 인장 상태가 점점 증가하게 되는 실의 인장력에 의해서 진행된다. 실 원통 롤러의 회전 도중 실 원통 롤러의 중단 가능성을 고려할 때, 실 원통 롤러들과 바늘 사이에서 실 량은 거의 일정하게 유지된다.

최대 장력은 한쪽 방향으로만 작용하는 미끄럼 연결에 의해서 매우 용이하게 제한될 수 있다. 이러한 최대 장력의 제한은 실 원통 롤러와 롤러 축 또는 이 롤러 축과 강제 작용하는 연결 부품 사이에서 합리적으로 이루어진다.

또한, 자수기를 위한 바람직한 실 원통 롤러는 실 원통 롤러의 롤러 축에 배치된 연결 부품과 이 연결 부품과 반대로 회전할 수 있으며 실 감기는 면과 결합하는 실 원통 롤러의 기본 부품(cell) 사이에서 미끄럼 연결을 형성한다.

상기 미끄럼 연결에 의해서 바늘 파손을 방지할 수 있는데, 그 이유는 바늘이 바늘 채널 내에서 지나치게 휘어지기 전에 실이 전방으로 회전하는 부품, 예를 들어 실 원통 구동 장치 또는 서보 형태의 가속 보조 부품에 대하여 상대적으로 실 원통 롤러를 후방으로 회전시키기 때문이다. 이로 인하여, 실과 바늘에서 최대 인장력이 발생하며, 이 인장력은 미끄럼 연결 부품의 저항력에 상응하며 바늘에서 진행되는 휘어짐을 발생시킬 수 있는 인장력보다 더 크다.

상기 미끄럼 연결은 실 원통 축과 실 원통 롤러 사이의 여러 위치에서 형성될 수 있다. 또한, 상기 미끄럼 연결은 실 원통 측, 예를 들어 실 원통 축과 이 축에 배치된 구동 휠 사이, 구동 휠과 이 구동 휠의 회전에 의해서 작동하는 휠 사이, 또는 상기 휠과 롤러 축 사이에 제공될 수 있다. 미끄럼 연결은 실 원통 롤러의 한쪽에 제공될 수도 있는데, 다시 말하면 한편으로 롤러 축, 다른 한편으로 실 원통 롤러 사이, 또는 실 원통 롤러의 안쪽, 예를 들어 실 원통 롤러의 기본 부품과 이 실 원통 롤러에 배치되며 실 감기는 면을 갖는 슬리브에 제공될 수 있다. 또한, 미끄럼 연결은 축을 형성하는 실 원통에 형성될 수 있으며, 이 실 원통 축에는 다수의 실 원통 롤러들이 배치된다. 다른 바람직한 실시예들을 종속항에서 청구한다.

이하에서 본 발명을 도면들에 도시한 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 구조에 있어서, 실 원통 롤러(11)의 롤러 축(13)은 베어링 블록(15) 내에 회전 가능하게 안착된다. 이 베어링 블록(15)은 북 자수기에 고정될 수 있다. 롤러 축(13)에는 원통형 휠(17: cone wheel)이 배치된다. 원통형 휠(17)은 북 자수기의 일부품인 실 원통 롤러의 원통형 휠(18)에 의해서 작동된다(도 4참조).

상기 베어링 블록(15)의 실 원통 롤러측에는 실 안내 쉘(21: thread leading shell)이 배치된다. 이 실 안내 쉘에는 실 안내 이어(20: thread leading ear)와 실 안내 슬롯(22, 24)들이 설치되는데, 이들은 상기 실 안내 롤러(11)로 진입하여 이 실 안내 롤러(11)에 의해서 이동되는 실을 안내하는 역할을 한다. 실 안내 쉘(21)을 통과하는 롤러 축(13)에는 먼저 연결 부품으로서 역할하는 래치 디스크(23: latch disk)가, 그리고 이 래치 디스크와 반대 방향으로 회전 가능한 실 원통 롤러(11)의 기본 부품(25)이, 그리고 탄성 부품(29)이 삽입된다. 상기 기본 부품(25)에는 플랜지(27)가 끼워지면서 하나의 완전한 실 원통 롤러(11)를 구성한다.

래치 디스크(23)와 탄성 부품(29)은 롤러 축(13) 상에서 회전 불가하게 안착된다. 이 래치 디스크(23)에는 실 원통 롤러(11)를 지지하는 베어링 슬리브(31)가 형성된다. 상기 기본 부품(25)은 허브(33)에 의해서 베어링 슬리브(31)에 지지된다. 기본 부품(25)에는 허브(33)와 동축으로 원통형 실 감기는 면(35)이 형성된다. 이 실 감기는 면에는 미끄러질 수 있는 적당한 재료가 피복될 수 있다. 상기 기본 부품(25)에는 실질적으로 실 감기는 면(35)과 수직한 롤 플랜지(37: roll flange)가 형성되며, 이 롤 플랜지는 실 감기는 면(35) 위로 돌출되어 실 감기는 면의 한쪽을 제한한다. 감기는 면의 다른쪽은 삽입된 플랜지(27)에 의해서 제한된다. 이 플랜지는 래치 디스크(23)를 향하여 맞물림 구멍(41)을 통과하며 3개의 맞물림 구멍(41)의 가장자리에서 기본 부품(25)의 벽(43)과 부딪친 상태로 맞물리는 3개의 탄성 맞물림 멈춤쇠(39)를 포함한다.

상기 벽(43)에는 래치 디스크(23)에 형성된 오목부(47)와 협동하는 톱니(45)가 형성된다. 톱니(45)들은 벽(43)과 수직하게 형성된 플랭크(flank)를 포함하며 이 플랭크의 뒷면에서 경사를 이룬다. 래치 디스크(23)에는 톱니(45)들에 상응하는 오목부(47)가 형성된다. 정상적으로 작동하는 경우에, 롤러 축(13), 래치 디스크(23)와 실 원통 롤러(11)는 화살표(48) 방향으로 함께 회전한다. 톱니(45)와 오목부(47)의 수직 협동 플랭크는 실 원통 롤러(11)가 화살표(48) 방향으로 래치 디스크(23)보다 더 빨리 회전할 수 없게 한다. 실 원통 축(16)이 제동되어 실 원통롤러(11)가 회전할 수 없는 경우에는 실 레일에 의해서 실에 인장이 발생한다. 따라서, 실 원통 축(16)과 실 원통 롤러(11) 사이에서 한쪽 방향으로 강제 결합이 이루어진다. 다른쪽 방향에서는 실 원통 롤러(11)가 화살표(48) 방향과 반대 방향으로 롤러 축(13)을 중심으로 회전할 수 있다. 따라서, 잘못된 방향으로 감기는 면(35)에 감긴 실에 엄청난 실 장력이 작용하는데, 이것은 계속해서 회전하는 실 원통 축(16)을 이용하여 회전하는 래치 디스크(23), 실 원통 축(16) 및 다른 모든 부품들과 반대 방향으로 실 원통 롤러(11)를 중단시키기 위해서이다. 상기 톱니(45)의 경사 플랭크가 상응하게 경사진 플랭크를 거쳐서 오목부(47)에 미끄러져 진입하면, 상기 실 원통 롤러(11)는 톱니(45)의 높이만큼 래치 디스크(23)로부터 축방향으로 밀쳐진다.

롤러 축에 고정된 환형 부품(29)에는 두 개의 탄성 아암(51)으로 구성된 탄성 부품(49)이 제공된다. 이 탄성 아암(51)은 각각 이등분되며 각 단부에서 두 개의 압착 헤드(53)를 포함한다. 벽(43)을 압착할 뿐만 아니라 이로 인하여 기본 부품(25)을 래치 디스크(23)에 압착하기 위하여 4개의 압착 헤드(53)가 사용된다. 탄성력이 강해질수록 실 원통 롤러(11)의 역회전을 위해 필요한 실 장력도 강해진다.

이와 같이 실 원통 롤러(11)와 롤러 축(13) 사이의 미끄럼 연결과 유사하게 롤러 축(13)과 원통형 휠(17) 사이에서도 이와 같은 미끄럼 연결이 선택적으로 사용될 수 있다. 도시한 실시예에서는 상술한 바와 같은 미끄럼 연결이 바람직하다. 또한, 래치 디스크(23), 실 원통 롤러(11) 및 탄성 부품(29)은 반대 순서로도 구성될 수 있다. 그렇지만, 도시한 실시예에서는 먼저 롤러 축(13)에 설치하고자 부품은 롤러 축(13)의 가장 안쪽에 배치하고 각각의 다음 부품들이 선행하는 부품에 이어서 배치될 수 있는 장점을 갖고 있다. 또한, 탄성 부품(29)은 탄성력이 약화된 경우에 매우 용이하게 교체할 수 있다.

추가로, 상기 미끄럼 연결은 실 원통 롤러(11)를 전방쪽으로 수동 회전시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 미끄럼 연결은 자수 작업시 필요한 제동력을 전달할 수 있어야 한다. 따라서, 실 원통 롤러를 수동으로 회전시키기 위해서 소모되는 힘은 상기 제동력보다 더 커야하며, 또는 상기 미끄럼 연결은 예를 들면 실 원통 롤러(11)를 축방향으로 밀침으로써 롤러 축(13)에 연결될 수 있어야 한다. 이외에도, 상기 실 원통 롤러(11)는 예를 들면 3개의 부품으로 구성될 수 있으며, 또는 플랜지(27)에 실 감기는 면(35)이 구성될 수도 있다.

이상을 요약하면, 바늘 파손과 이 바늘 파손으로 인한 자수품의 손상을 방지하기 위하여, 실 원통 롤러(11)가 계속해서 회전하고 있는 롤러 축에 비하여 확실하게 고정된 상태에서 강력한 실 장력이 형성될 수 있는 형태로 실 원통 롤러(11)는 미끄럼 연결 부품(23, 47, 45, 25)에 의해서 롤러 축(13) 또는 이 롤러 축을 구동하는 실 원통 축(16)과 결합된다.

이상과 같이, 실 원통 롤러의 감기는 면(coil plane)상에 작용하며 전방으로 회전하는 모멘트를 제한할 수 있는 형태로 실 원통 롤러들을 연결시킴으로써 해결할 수 있고, 잘못된 감김 방향으로 감기는 면에 감겨진 실에 작용하는 최대 장력이바늘 파손시에 발생할 수 있는 최소 장력보다 더 작게 모멘트를 제한함으로써, 자수기에 있어서 바늘 파손을 방지하게 된다.

Claims (11)

1. 각 자수 위치에 할당되어 상호 작용하는 복수의 실 원통 롤러(11)를 구비한 자수기에 있어서,

   상기 상호 작용은 잘못된 감김 방향으로 감기는 면(35) 상에 감겨진 실에 가해지는 최대 장력을 니들 파손을 위해 필요한 최소 장력보다 더 작게 되도록 실 원통 롤러(11)의 감기는 면(35)에 작용하는 전방 회전 모멘트를 제한할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자수기.
2. 제 1 항에 따르며 공통 실 원통 축(16)을 통해 실 원통 롤러들이 상호작용하는 자수기에 있어서,

   상기 실 원통 롤러(11)에 형성된 감기는 면(35)과 이 감기는 면에 기계적으로 강제 결합된 부품(25)은 실의 장력에 의해서 실 원통 축(16)과 기계적으로 강제 결합된 상태로 존재하는 부품(23, 23, 17)들에 대해 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 자수기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전 방향으로 작용하며 최대 장력을 제한하는 미끄럼 연결 부품(23, 47, 25, 45, 29)을 구비하는 것을 특징으로 하는 자수기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 미끄럼 연결 부품(23, 47, 25, 45, 29)들은 실 원통 롤러(11)와 롤러 축(13) 또는 이 롤러 축(13)과 강제 결합된 상태의 부품(23) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자수기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실 원통 롤러(11)는 청구항 제 6 항에 따르는 것을 특징으로 하는 자수기.
6. 롤러 축(13)을 구비한 자수기용 실 원통 롤러(11)에 있어서,

   상기 롤러 축(13)에 배치된 연결 부품(23)과 이 연결 부품(23)에 대해 회전할 수 있으며 실 감기는 면(35)과 결합된 실 원통 롤러(11)의 기본 부품(25) 사이에 배치되는 미끄럼 연결 부품(23, 47, 25, 45, 29)을 구비하는 것을 특징으로 하는 실 원통 롤러.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 연결 부품(23)의 연결면(45) 및 이것에 대해 회전가능한 기본 부품(25)은 실 원통 롤러(11)와 상호작용하는 연결면(47)을 가지며, 상기 연결면(47)은 롤러 축(13)의 회전 방향과 교차하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 자수기.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 미끄럼 연결 부품(23, 47, 25, 45, 29)들은 상호 접하며 상응하게 톱니가 형성되고 한쪽 방향으로만 서로에 대해 이동가능한 면(45, 47) 및 상기 면들을 서로 가압하는 탄성 수단(49)을 갖는 것을 특징으로 하는 자수기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 탄성 수단(49)은 롤러 축(13)에 배치된 부품(29)에 형성되며 롤러 축(13)과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 자수기.
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 부품(23)에 대해 회전할 수 있는 기본 부품(25)은 허브(33)로 연결 부품(23) 상에 형성된 베어링 슬리브(31)에 지지되는 것을 특징으로 하는 자수기.
11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 광학적 또는 전자적으로 판독가능한 마크를 가지며, 이 마크에 의해서 실 원통 롤러의 회전 또는 정지가 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 자수기.