KR200437917Y1 - Device to Reduce Thread Tension in Embroidery Machines - Google Patents
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Abstract
본 실용신안은 일종의 자수기의 장력조절장치를 제공한다. 상기 장치는 자수기에 설치되어 그를 통하여 실이 바늘구멍을 통과하기 전에 실과 바늘사이의 각도를 크게 한다. 본 실용신안은 간단한 기계구조로 실과 바늘구멍사이의 접촉각도를 변화시킨다. 각도의 변화가 원단과 매우 가까운 위치에서 이루어 지기에 아래실 경로의 장력을 조절하여 고장력점의 발생을 줄였으며 이로 인하여 단선현상이 눈에 띄게 감소하는 효과를 가져왔다.This utility model provides a kind of tension control device of the embroidery machine. The device is installed in the embroidery machine to enlarge the angle between the thread and the needle before the thread passes through the needle hole. This utility model has a simple mechanical structure that changes the contact angle between the thread and the needle hole. Since the change of the angle is made very close to the fabric, the tension of the lower thread path is adjusted to reduce the occurrence of the high tensile point, which causes a significant reduction in the disconnection phenomenon.
Description
도 1은 다두 컴퓨터 자수기의 구조도이다.1 is a structural diagram of a multihead computer embroidery machine.
도 2는 컴퓨터 자수기의 실의장력시스템을 보여주는 도면이다.2 is a diagram showing a thread tension system of a computer embroidery machine.
도 3은 종래 기술에서 실이 바늘구멍 부근에서의 경로를 보여주는 도면이다.Figure 3 is a view showing the path in the prior art near the needle hole.
도 4는 본 실용신안의 장력조절장치 및 노루발의 동작을 보여주는 도면이며, (a)는 통상의 자수기,(b)는 본 실용신안의 장치를 장착한 자수기이다.Figure 4 is a view showing the operation of the tension adjusting device and the presser foot of the utility model, (a) is a conventional embroidery machine, (b) is a embroidery machine equipped with the device of the utility model.
도 5는 본 실용신안의 일실시예에 따른 장력조절장치이다.5 is a tension adjusting device according to an embodiment of the utility model.
도 6은 본 실용신안의 다른 실시예에 따른 장력조절장치이다.6 is a tension adjusting device according to another embodiment of the utility model.
도 7은 본 실용신안의 또 다른 실시예에 따른 장력조절장치이다.7 is a tension adjusting device according to another embodiment of the utility model.
본 실용신안은 일종의 다두 컴퓨터 자수기의 실의 장력을 조절하는 장치에 관한 것으로써, 구체적으로, 실과 바늘 구멍의 접촉 각도를 조절하여 실과 바늘의 마찰을 감소시키며 고장력점이 발생하는 것을 감소시킬 수 있는 간단한 구조의 기계식 장치에 관한 것이다.The present utility model relates to a device for adjusting the tension of a thread of a multi-head computer embroidery machine. Specifically, the utility model is designed to reduce the friction between the thread and the needle by reducing the contact point between the thread and the needle hole, and to reduce the occurrence of the high tensile point. A mechanical device of structure.
도 1에 도시된 바와 같이, 다두 컴퓨터 자수기술은 간단히 말하면 자수기에 설치된 실타래(thread spool)(1)의 자수용 실을 자수기의 헤드(12)를 거쳐 실채기 레버(13)와 바늘(14)의 상하 반복운동으로 바늘(14)과 실이 원단을 통과하며 교체 실타래(16)에서 풀리는 아래실과 교체하면서 매듭을 형성한다. 자수 문양의 형성은 x, y구동모터로 자수틀(15)를 구동하고 바늘의 상하 운동과 더불어 일련의 연속된 매듭을 지어내어 컴퓨터로 작성한 문양을 형성한다.As shown in Fig. 1, the multi-head computer embroidery technique simply puts the thread for embroidery of the
상술한 바와 같이, 자수의 질은 연속되는 매듭을 지어내는 장력이 적합한가와 관련된다. 장력이 작으면 느슨한 문양을 형성하고 장력이 너무 크면 매듭이 너무 단단하여 자수과정에서 실이 끊어지기 쉽다.As mentioned above, the quality of the embroidery is related to the suitability of the tension to form a continuous knot. If the tension is small, a loose pattern is formed. If the tension is too large, the knot is too hard to break the thread during the embroidery process.
자수기의 장력시스템은 간단히 소개하면 도 2와 같이 실타래(thread spool)(1)에서 나온 실을 예인장 장치(2)를 거쳐 예인장하고 해당 예인장 장치(pre-tensioner)(2)로부터 인장장치(tensioner)(3)을 거쳐 재인장된 후 스프링 훅(spring hook)(4)를 통해 침봉 케이스 (needle bar case)(5)로 인도하고 침봉케이스(5)에 장착된 실채기 레버 (take-up lever)(6)의 바늘(needle)(9)로 인도한다. 이 때 실채기 레버(6)의 실은 실 가이드(lower thread guide)(7)통해 윗 실(upper thread)(21)로 바늘에 끼이며 교체실타래(under thread bobbin)(8)로부터 풀리는 아래실과 함께 노루발(presser foot)(10)을 이용하여 원단에 연속된 매듭(lock-stitches on fabric)(30)을 형성한다. 그러므로 자수과정에서 자수기는 여러 가지 요소의 영향으로 실에 가해지는 장력이 증가하게 되며 장력이 해소되지 못하면 실이 끊어지게 된다. 단선된 후 자수기는 반드시 일시 정지하고 다시 실을 끼고 방금 전 끊어진 부분을 다시 자수하여야 하므로 대량의 생산시간을 낭비하고 생산 효율이 낮아진다.The tension system of the embroidery machine is briefly introduced as shown in Fig. 2 by towing the thread from the
그러므로 단선현상의 발생을 줄이기 위하여 컴퓨터 프로그램으로 바늘경로를 변경하는 방식을 제출하여 바늘과 실의 마찰을 감소시키려고 하였으나 진정으로 실과 바늘사이의 마찰관계를 해결하지 못하였다. 그리고 자수문양의 디자인은 매우 많아 문양을 디자인 하는 인원도 단선현상을 피할 수 있는 경로를 사전에 판단하는 기술은 없다. 그 외에 또한 아래실 실타래를 개량하는 방안도 있다. 아래실과 윗실을 원단 위에서 매듭을 짓는 것이다. 원단이 비교적 부드러우므로 아래실에 큰 장력이 발생하였을 때 원단이 조금 변형되어 발생된 고장력을 해소하는 것이다. 그러나 실과 바늘이 고장력 하에서 변형과 바늘구멍에서 발생하는 마찰력은 해결하지 못하여 실이 끊어지는 것은 면할 수 없었다.Therefore, we tried to reduce the friction between needle and thread by submitting a computer program to change the needle path in order to reduce the occurrence of disconnection. However, the friction relationship between thread and needle could not be solved. And there are many designs of embroidery patterns, so there is no technology to judge the route to avoid the disconnection even if the person designing the patterns. In addition, there is a plan to improve the lower thread. The lower and upper threads are knotted on the fabric. Since the fabric is relatively soft, the fabric is slightly deformed when large tension is generated in the lower thread to relieve the high tension generated. However, the thread and the needle could not solve the deformation due to the high tension and the frictional force generated in the needle hole.
단선현상의 발생은 실의 장력이 실이 견뎌낼 수 있는 한계를 초과하여 발생한다. 특히 고속으로 자수를 진행할 때 더욱 빈번하게 나타난다. 여러 가지 요소의 영향을 받기에 실의 장력을 통제하기는 매우 어렵다. 실의 굵기의 불균형, 원단 두께의 불일치, 실의 진동 등등을 포함하는 이러한 요소들은 모두 실이 끊어지는데 영향을 준다. 만약 실이 자수 중에서 실에 가해지는 장력을 감소시키면 단선율도 상응하게 감소될 것이다. 실의 동력원리와 특성에 관련되기에 자수업체에서는 아직 단선율을 낮추는 매우 효과적인 방법을 찾아내지 못하였다.Open circuit phenomenon occurs when the tension of the thread exceeds the limit that the thread can withstand. This is especially true when embroidering at high speed. It is very difficult to control the tension of the thread because it is influenced by various factors. These factors, including the unbalance of the thickness of the thread, the mismatch of the fabric thickness, the vibration of the thread, etc., all affect the breaking of the thread. If the thread reduces the tension on the thread during embroidery, the disconnection rate will also be reduced correspondingly. Embroidery companies have yet to find a very effective way of reducing the disconnection rate because of the power principle and characteristics of the thread.
고속카메라가 찍은 일련의 단선영상을 분석하여 보면 대부분의 단선은 실과 바늘구멍사이에서 발생함을 알 수 있다. 수학모델을 건립하여 분석, 계산 및 실험 으로 검증 등을 통하여 실과 바늘구멍사이의 접촉각도가 매우 중요한 단선원인 중 하나임을 확신할 수 있다. 일반적으로 장력을 조절하는 장치는 대부분 윗 실경로에 설계하여 바늘구멍과 거리가 비교적 멀기에 자수 과정 중에서 아래실 경로의 장력은 여러 가지 원인에 의하여 변경되어도 조절할 방법이 없다.Analysis of a series of disconnection images taken by high-speed cameras shows that most disconnections occur between threads and needle holes. By establishing a mathematical model and verifying it through analysis, calculation, and experiment, we can be sure that the contact angle between the thread and the needle hole is one of the most important causes of disconnection. In general, the tension adjusting device is designed in most upper thread paths, so the distance from the needle hole is relatively far, so there is no way to adjust the tension of the lower thread path during the embroidery process due to various causes.
특허문헌1 미국특허 US2004129191
특허문헌2 미국특허 US2004/0154505 A1
특허문헌3 미국특허 US4949657
특허문헌4 미국특허 US4706589
특허문헌5 미국특허 US4320712
본 실용신안의 목적은 실과 바늘구멍의 접촉각도를 크게 하여 자수과정에서 실과 바늘구멍의 마찰력을 줄이며 실이 자수과정에서 나타나는 고장력 현상을 감소시켜 단선의 가능성을 줄여 주는 일종의 장력 조절 장치를 제공하는 것이다.The purpose of this utility model is to provide a kind of tension control device that increases the contact angle between the thread and the needle hole, thereby reducing the frictional force between the thread and the needle hole in the embroidery process, and reducing the possibility of disconnection by reducing the high tension phenomenon in the embroidery process. .
본 실용신안의 장력조절장치는 각도 확장장치를 가지고 있으며, 상기 각도 확장장치는 자수기에 설치되어 실을 바늘에서 멀리 떨어진 방향으로 받쳐주는 것을 특징으로 한다. 이 각도 확장장치를 통하여 실이 바늘을 통과하기 전에 바늘과의 각도를 확장해 준다.The tension control device of the present utility model has an angle expansion device, the angle expansion device is installed on the embroidery machine, characterized in that to support the thread in the direction away from the needle. This angle extender extends the angle with the needle before the thread passes through the needle.
또한, 상기 각도 확장장치가 침봉 케이스나 커버와 일체로 실의 통과통로를 구성하게 한다.In addition, the angular expansion device is configured to form a passage passage of the seal integrally with the needle bar case or cover.
또한, 상기 각도 확장장치가 침봉에 장착되며 상하로 이동할 수 있는 종방향 이동장치로 되게 한다.In addition, the angular expansion device is mounted on the needle bar to be a longitudinal movement device that can move up and down.
또한, 상기 각도 확장장치가 침봉 케이스 혹은 부근 위치의 떠 있는 공간에 실을 바늘에서 멀리 떨어진 방향으로 지정한 각도로 지지해주는 현 자수위치가 횡방향으로 이동하게 하는 횡방향 이동 지지장치로 되게 한다.In addition, the angular expansion device is a transverse movement supporting device for moving the current embroidery position to support the thread in the floating space of the needle bar case or the adjacent position at a specified angle in the direction away from the needle in the lateral direction.
또한, 상기 각도 확장장치가 용수철단편 혹은 장력/압축용수철 혹은 횡방향 이동지지장치 혹은 상기 임의의 두개 장치의 조합이 되게 한다.Further, the angle expanding device may be a spring piece, a tension / compression spring, a lateral movement supporting device, or a combination of any two devices.
본 실용신안을 채택하면 장력조절장치와 침봉은 함께 운동하며 간단한 기계구조로 실과 바늘구멍사이의 접촉각도를 변경한다. 이 각도의 변화는 원단과 아주 가까운 위치에서 이루어지므로 아래실 경로의 장력을 조절하여 고장력점의 발생을 줄였으며 이로 인하여 단선현상이 눈에 띄게 감소하는 효과를 가져왔다. 본 실용신안은 실이 자수과정에서 발생하는 고장력점 현상을 줄이고 단선현상을 감소시키며 생산효율을 제고하였다.By adopting this utility model, tension adjusting device and needle bar move together and change the contact angle between thread and needle hole by simple mechanical structure. Since this angle change is made very close to the fabric, the tension of the lower thread path is adjusted to reduce the occurrence of the high tensile point, which causes a significant reduction in disconnection. This utility model reduces the high tension point phenomenon, the disconnection phenomenon and the production efficiency of the thread during the embroidery process.
본 실용신안의 장점은 간단하게 문제의 핵심을 개선한 것이다. 실과 바늘이 고장력 하에서 바늘구멍부근에서 발생하는 마찰력을 감소시켰고 매우 쉽게 자수기에서 응용할 수 있다.The advantage of this utility model is simply to improve the core of the problem. The thread and needle have reduced the frictional force generated near the needle hole under high tension and can be applied very easily in embroidery machines.
본 실용신안은 자수과정에서 실의 움직임에 근거하여 단선문제에 대한 분석을 진행하였다. 아래에 첨부된 도면을 참조하여 본 실용신안에 대해 상세히 설명하기로 한다.This utility model analyzes the disconnection problem based on the movement of the thread during the embroidery process. Hereinafter, the utility model will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 간단한 실의 동력모형이다. 분석으로 알 수 있듯이 실의 접촉각도는 고장력의 발생에 큰 영향을 준다. 실험결과에 의하면 실과 바늘의 접촉각도를 크게 하면 고장력의 발생을 감소시킬 수 있으며 이로 인해 자수가 더욱 원활하게 진행되었다.3 is a power model of a simple yarn. As can be seen from the analysis, the contact angle of the seal has a great influence on the generation of high tension. Experimental results show that increasing the contact angle between the thread and the needle can reduce the occurrence of high tension force, which results in more smooth embroidery.
도 3은 기존의 자수기의 접촉각(α)이 너무 작아 고장력이 발생되어 단선율이 증가함을 나타낸다. 단선율을 개선하기 위하여 반드시 접촉각(α)을 크게 하여야 한다. 실제 측량 중에서는 접촉각(α)은 정확한 수치를 구하기는 매우 어렵다. 그러나 실(윗 선)과 바늘사이의 각도(β)는 쉽게 측량할 수 있으며 접촉각(α)과 관련되어 있다. 그러므로 소형 장치를 추가하여 각도(β)를 크게 하는 목적을 달성할 수 있으며 이로 인하여 실이 원단을 통과하기 전에 비교적 큰 접촉각을 가지게 하는 동시에 바늘과 노루발의 상하운동에도 영향을 주지 않는다.3 shows that the contact angle α of the conventional embroidery machine is so small that a high tensile force is generated to increase the disconnection rate. In order to improve the disconnection rate, the contact angle α must be increased. In actual surveys, the contact angle α is very difficult to obtain accurate values. However, the angle β between the thread (upper line) and the needle can be easily measured and is related to the contact angle α. Therefore, it is possible to achieve the object of increasing the angle β by adding a small device, which causes the thread to have a relatively large contact angle before passing through the fabric and does not affect the vertical movement of the needle and the presser foot.
그림 4(a)는 일반 자수기로 본 실용신안의 각도확장장치를 장착하지 않았을 때 실이 바늘을 통과하기 전에 바늘과 형성하는 각도를 보여준다. 도4(b)는 본 실용신안의 하나의 예이다. 이 예는 본 실용신안의 각도확장장치중의 일부로 각도(β)를 조절하여 크게 하는데 사용되는 용수철단편(22)을 보여준다. 단편은 침봉(20) 또는 노루발(10)과 연동되게 침봉(20)에 장착되어 실의 통과통로(23)와 윗 실(21)의 방향으로 돌출되었다. 윗 실(21)은 상기 실의 통과통로(23)에 의하여 바늘과 멀리 떨어진 방향으로 받쳐져 일정한 각도를 형성하여 실이 바늘을 통과하기 전에 바늘과의 각도(β)를 크게 하였다.Fig. 4 (a) shows the angle that the thread forms with the needle before passing through the needle when the utility machine's angle-expansion device is not fitted with a general embroidery machine. 4 (b) is an example of this utility model. This example shows a spring piece 22 which is used to adjust and enlarge the angle β as part of the angle expanding device of the utility model. The fragments are mounted on the
또한, 본 실용신안의 각도확장장치는 아래와 같은 방식으로 장착할 수 있다.In addition, the angle expansion device of the present utility model can be mounted in the following manner.
도 5와 같이 침봉 케이스나 커버와 일체로 장착하여 실의 통과 통로(24)를 구성함을 나타낸다. 해당 실의 통과통로(24)는 윗실(21)의 방향으로 튀어나와 실을 바늘과 멀리 떨어진 방향으로 일정한 각도로 받쳐주어 각도(β)를 크게 한다.As shown in FIG. 5, the
그 밖에, 도 6과 같이 침봉 케이스나 커버에 종방향으로 기운 슬라이딩 홀(26)을 장착한다. 종방향 이동장치(25)의 한쪽 끝은 해당 슬라이딩 홀 내에서 이동하고 다른 한쪽 끝은 윗실(21)과 접촉하여 윗실(21)을 바늘과 멀리 떨어진 방향으로 일정한 각도를 형성하게 하며 또한 상하로 미끄러져 각도를 변화할 수 있다.In addition, the sliding
도 7과 같이 침봉에 침봉 케이스 또는 떠 있는 위치에서 횡방향으로 움직이면서 실을 바늘과 멀리 떨어진 방향으로 지정한 각도로 받쳐주는 현 자수위치의 횡방향 이동 지지장치를 장착한다. 예를 들어, 실 지지대(27)등으로 윗실(21)을 바늘과 멀리 떨어진 방향으로 일정한 각도로 지지해주어 각도(β)를 크게 한다. 그리고 실 지지대의 이동을 이용하여 실이 바늘을 통과하기 전에 실과 바늘 사이의 각도를 변경하여 적당한 각도를 이루게 한다.As shown in Fig. 7, the needle bar is mounted in a transverse direction support device of the current embroidery position to support the thread at a specified angle in the direction away from the needle while moving in the transverse direction from the needle case or floating position. For example, the
여기에서 적절한 각도는 서로 다른 설비재료의 특성, 예를 들어, 마찰력, 두께 및 실채기 레버의 이동경로 등에 의하여 결정된다. 현존하는 자수기 시스템에서, 변경은 위에서 열거한 실과 바늘사이의 접촉각도를 크게 하는 데만 국한되지 않을 뿐만 아니라 상술한 개량은 기계구조가 상기 접촉각도에 대한 개진도 함께 포함되어야 하며 새로운 기종도 모두 본 실용신안의 범위에 포함되어야 한다. The proper angle here is determined by the properties of the different plant materials, for example the frictional force, the thickness and the path of movement of the take-up lever. In the existing embroidery machine system, the modification is not limited to increasing the contact angle between the thread and the needles listed above, but the above-described improvement must include the improvement of the contact angle in the mechanical structure, and all new models are also practical. It must be included in the scope of the model.
본 실용신안의 실이 바늘을 통과하기 전에 바늘과의 각도를 크게 하는 각도확장장치는 자수기 혹은 그 내부에 장착할 수 있다.An angle expansion device that enlarges the angle with the needle before the thread of the utility model passes through the needle can be mounted on the embroidery machine or inside thereof.
본 실용신안은 다두 컴퓨터 자수기에 응용할 수 있으며 실과 바늘의 접촉각도를 조정하여 마찰력을 감소시키고 이로 인해 단선현상을 감소시키고 기계 정지시간을 감소시키며 나아가서는 생산효율을 제고함으로써 큰 시장 잠재력을 가지고 있다.This utility model can be applied to multi-duty computer embroidery machine and has great market potential by adjusting the contact angle of thread and needle to reduce frictional force, thereby reducing breakage, reducing machine downtime and further improving production efficiency.
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Cited By (3)
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WO2013070038A1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | 썬스타알앤씨 주식회사 | Tension adjustment apparatus, embroidery machine head including same, and tension control apparatus of embroidery machine adapted therefor |
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-
2007
- 2007-01-17 KR KR2020070000870U patent/KR200437917Y1/en not_active IP Right Cessation
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