KR20130121582A - 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 판형 복합섬유용 장력조절장치는, 다수 부품의 하중을 지지하는 프레임과, 상기 프레임 일측에 회전 가능하게 설치되어 권취된 판형 복합섬유를 공급하는 보빈과, 상기 보빈으로부터 공급받은 판형 복합섬유가 미리 설정된 위상을 경유하도록 안내하는 위상유지수단과, 상기 프레임 일측을 기준으로 일정 각도 범위 내에서 회전하고, 상기 위상유지수단으로부터 제공받은 판형 복합섬유를 장력을 가한 상태로 이송하는 장력발생수단과, 상기 장력발생수단의 회전 각도를 감지하는 각도감지수단과, 상기 각도감지수단으로부터 제공받은 장력발생수단의 각도 변화량에 따라 모터를 제어하여 상기 보빈의 회전수를 제어하는 제어반과, 상기 위상유지수단과 장력발생수단을 경유하여 이송하는 판형 복합섬유를 제직장치로 안내하는 공급수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치{A Weaving apparatus having a cutter for composition fiber of flat type}

본 발명은 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제직장치 일측에 절단기를 구비하여 판형 복합섬유를 제직함과 동시에 절단하고, 장력조절장치를 구비하여 판형 복합섬유의 꼬임을 방지하고, 일정한 장력을 유지한 상태로 공급하여 제직시 불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 판형 복합섬유옹 절단기가 구비된 제직장치에 관한 것이다.

복합재료(Composite material)란 두 가지 이상 구성물질의 혼합체로써 서로 화학적으로 구분되는 구성물질들이 각각의 특성을 유지한 채로 결합되어 있으면서 각 구성물질의 독특한 기계적, 물리적, 화학적 특성이 서로 상호 보완적으로 작용하여 개개의 구성물질이 분리되어 있을 때 보다 좋은 특성을 얻고자 인위적으로 구성된 물질을 일컫는 것이다.

일반적으로 구조 재료용 복합재료의 구성물질은 기지와 강화재의 두 가지로 나눌 수 있다. 기지는 강화재를 서로 결합시키고 강화재를 외부로부터 보호하며 복합재료의 형태를 유지하게 하는 기능을 가지며, 또한 복합 재료 내에서 연속적인 구조를 가지고 있다.

강화재는 외부응력을 지탱하여 복합재료가 기지에 비해 좋은 기계적 성질을 나타내게 하며 기지 내에 분산되어 있는 입자, 휘스커 또는 섬유 형태의 구성물질이다.

현대에 급속하게 진행된 산업화는 제품에 대한 경량화, 부식에 대한 안정성과 전기 절연성 등 다양한 기능성과 기존의 고성능 특성을 동시에 요구하고 있다.

이에 가장 잘 부응하는 재료로 현재 널리 각광받고 있는 고분자 복합재료는 최소한의 무게로 높은 강도를 얻을 수 있기 때문에 경량화가 가능하고, 제품 설계에 대한 유연성이 높아 부품 수를 줄임으로써 부품 일체화를 통한 생산성 향상이 가능하며 치수 안정성도 좋다.

또한, 피로 수명이 길고 내식성 및 전기절연성에서도 뛰어난 장점이 있어, 항공 우주 분야, 수송기기 분야, 스포츠 레져 분야 등 전 산업 분야에 걸쳐 적용되고 있으며, 수요가 더욱 증가할 것으로 예상된다.

따라서 향후 예상되는 재료의 고성능화 및 다기능화를 충족시키기 위하여 다양한 연구개발 사업이 진행 중에 있으며, 이 중에는 수지 침투 가공재(加工材)인 프리프레그(Prepreg)가 포함된다.

이러한 프리프레그의 고성능화 및 다기능화를 충족시키기 위한 기술 중 가장 핵심적인 기술은 2차원 평면 형태 또는 3차원 입체 형태의 직물 제작에 있다.

2차원 평면 형태 또는 3차원 입체 형태의 직물은 프리프레그를 형성하는데 기초가 되는 모재(母材)가 되는 것으로, 다양한 직조 방법에 의해 직조할 수 있으나 꼬임 없이 직조하는데에는 어려움이 있다.

첨부된 도 1에는 종래 기술에 의한 평사 꼬임 방지 장치의 구성이 도시되어 있다.

도면은 대한민국 특허청 등록특허 제0306916호에 첨부된 도면으로서 개략적으로 살펴보면, 위사용 평사(16)를 인출 공급되게 하는 보빈(18)을 평사(16)가 한 바퀴 풀릴때마다 풀림 반대방향으로 1회전 되게 하여 평사(16)의 꼬임이 방지되도록 하는 기술이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 상기 평사(16)는 보빈(18)으로부터 풀려날 때 꼬이지 않도록 제어는 가능하나, 상기 보빈(18)으로부터 꼬이지 않은 상태로 이송하는 평사(16)는 직조되는 곳까지 먼 거리를 이동하게 되므로, 롤러 등이 다수 설치되어 이송 방향이 가이드될 수 있도록 구성됨이 일반적이다.

따라서, 상기 평사(16)가 먼 거리를 이동함에 따라 복잡한 공급장치를 거치게 되어 구부러지거나 꼬이는 문제점이 발생하며, 다수의 롤러를 통과하면서 보풀이 생기게 되는 문제점도 야기된다.

또한, 상기 평사(16)는 직조시에 발생하는 인장력에 의해 보빈(18)으로부터 풀려 나가게 되며, 이러한 인장력은 일정하게 발생하지 않게 된다.

즉, 상기 평사(16)에 가해진 인장력이 일시적으로 크게 작용하였을 때 상기 보빈(18)은 다수회 회전하여 인장력이 급격히 낮아질 수 있게 되며, 이러한 인장력의 크기는 제어가 불가하다.

따라서, 상기 평사(16)에 일시적으로 강하게 작용한 인장력은 평사(16)에 충격을 주게 되어 끊어짐 등의 재료불량을 야기할 수 있게 된다.

이러한 재료의 불량은 직조 과정 중에 발견하기 어려워 결국 제품이 불량으로 이어지게 되므로 바람직하지 못하다.

한편, 일본 특허출원공개번호 특개평7-300738호에는 첨부된 도 2와 같은 구조를 가지는 복합재료용 보강직물의 제조 장치가 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 넓은 면적의 보강직물(32)의 제조가 가능한 이점은 있으나, 절단기가 구비되어 있지 않으므로, 요구되는 폭을 가지는 보강직물(32)을 구분하여 생산하거나, 넓은 폭을 가지는 보강직물(32)을 권취롤러(30)에 권취하여 보관하고 있다가 필요에 따라 잘라내는 공정을 추가하여 다양한 크기의 보강직물(32)로 분리해야 하므로 바람직하지 못하다.

또한, 권취롤러(30)에 권취되어 있는 보강직물(32)은 일정한 폭을 갖도록 길이방향으로 절단하기 위해서는 권취롤러(30)로부터 다시 풀어내야 하므로 생산성이 저하되며, 보강직물(32) 자체가 높은 강도를 가지므로 절단이 용이하지 않아 불량율이 증가하게되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제직장치 일측에 절단기를 구비하여 판형 복합섬유를 제직함과 동시에 일정 폭으로 나뉘어지도록 절단하고, 장력조절장치를 구비하여 판형 복합섬유의 꼬임을 방지하기 위하여 일정한 장력을 유지한 상태로 공급함으로써 제직시 불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 절단기의 설치 위치 조정이 가능하며, 전단력의 크기를 조절함으로써 다양한 폭 및 두께를 가지는 판형 복합섬유를 용이하게 생산할 수 있도록 한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치는, 판형 복합섬유가 권취되어 보관되는 보관수단과, 상기 보관수단으로부터 판형 복합섬유를 제공받아 제직하는 제직수단과, 상기 제직수단에서 제직된 제직물을 권취하여 보관하는 직물권취기와, 상기 제직수단에 위사(緯絲) 역할을 수행하는 판형 복합섬유를 장력을 가한 상태로 공급하는 장력조절장치와, 상기 장력조절장치와 제직수단 사이에 위치하고, 상기 장력조절장치를 경유한 판형 복합섬유를 제직수단으로 안내하는 섬유안내수단과, 상기 제직수단에서 제직된 제직물을 절단하는 절단기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 절단기는, 상기 제직수단 일측에 고정되어 회전하는 캠과, 상기 캠과 연동하여 일정 각도만큼 반복 회전하는 회전부와, 상기 회전부와 연동하여 왕복 회전하는 왕복동부와, 상기 제직물을 전단력으로 절단하는 제1전단부 및 제2전단부와, 상기 제1전단부와 제2전단부 중 어느 하나와 왕복동부 사이를 연결하여 상기 제1전단부와 제2전단부가 제직물에 대하여 전단력을 제공하도록 하는 힘전달부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 왕복동부는 회전부의 길이 방향으로 위치 조정이 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 장력조절장치는, 다수 부품의 하중을 지지하는 프레임과, 상기 프레임 일측에 회전 가능하게 설치되어 권취된 판형 복합섬유를 공급하는 보빈과, 상기 보빈으로부터 공급받은 판형 복합섬유가 미리 설정된 위상을 경유하도록 안내하는 위상유지수단과, 상기 프레임 일측을 기준으로 일정 각도 범위 내에서 회전하고, 상기 위상유지수단으로부터 제공받은 판형 복합섬유를 장력을 가한 상태로 이송하는 장력발생수단과, 상기 장력발생수단의 회전 각도를 감지하는 각도감지수단과, 상기 각도감지수단으로부터 제공받은 장력발생수단의 각도 변화량에 따라 모터를 제어하여 상기 보빈의 회전수를 제어하는 제어반과, 상기 위상유지수단과 장력발생수단을 경유하여 이송하는 판형 복합섬유를 제직장치로 안내하는 공급수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 각도감지수단은, 상기 장력발생수단의 회전축에 축결합된 회전부와, 상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 직선운동하는 직선운동부와, 상기 직선운동부의 직선 운동과 연동하는 연동부와, 상기 연동부의 직선운동 속도 및 방향으로부터 장력발생수단의 회전 각도를 감지하는 감지부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 제1전단부와 제2전단부 일측에는, 상기 제1전단부와 제2전단부에 동시에 탄성복원력을 제공하여 전단력의 크기를 조절하기 위한 전단력조절부가 구비됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서는, 판형 복합섬유를 제직함과 동시에 절단하기 위한 절단기가 구비되며, 판형 복합섬유의 꼬임을 방지하기 위한 장력조절장치가 더 구비된다.

따라서, 다양한 폭을 가지는 판형 복합섬유의 동시 제조가 가능하므로 생산성 및 사용편의성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 장력조절장치를 이용하여 판형 복합섬유의 꼬임이 방지되므로 품질 및 작업능률을 극대화할 수 있는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 장력발생수단의 회전 각도를 이용하여 위상유지수단과 장력발생수단 사이를 경유하는 판형 복합섬유에 가해지는 장력을 감지하여 모터의 이송 속도를 가변함으로써 판형 복합섬유에 일시적으로 가해지는 큰 장력을 흡수 및 완충할 수 있게 되므로 판형 복합섬유의 변형, 단락 등을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1 은 종래 기술에 의한 평사 꼬임 방지 장치의 구성을 보인 개략도.
도 2 는 종래 기술에 의한 복합재료용 보강 직물 제조장치의 외관 구성을 보인 사시도.
도 3 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치의 외관 구성을 보인 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력조절장치의 구성을 보인 정면도.
도 5 는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력조절장치의 외관 구성을 보인 사시도.
도 6 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력발생수단의 일부를 확대하여 나타낸 도 5의 Ⅰ부 확대도.
도 7 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력발생수단의 일부를 확대하여 나타낸 도 5의 Ⅱ부 확대도.
도 8 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 각도감지수단을 확대하여 나타낸 정면도.
도 9 는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 판형 복합섬유에 가해진 장력이 감소하였을 때 각도감지수단의 동작 상태를 나타낸 개요도.
도 10 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 판형 복합섬유에 가해진 장력이 증가하였을 때 각도감지수단의 동작 상태를 나타낸 개요도.
도 11 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 섬유안내수단의 사용상태도.
도 12 는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 요부 구성인 절단기의 사용상태도.
도 13 은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 요부 구성인 절단기의 확대 사용상태도.
도 14 는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 요부 구성인 절단기의 구성도.

이하 첨부된 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치(이하 '제직장치(100)'라 칭함)의 구성을 설명한다.

를 참조하여 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 장력조절장치가 채택된 제직장치의 구성을 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치의 외관 구성을 보인 사시도가 도시되어 있다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

상기 제직장치(100)는 판형 복합섬유(F)를 이송하고, 이송된 판형 복합섬유(F)를 제직하여 소정의 두께를 가지는 직물 형태의 제질물(C)로 만들기 위한 장치이다.

이를 위해 상기 제직장치(100)는 크게 경사(經絲) 역할을 수행하는 판형 복합섬유(F)를 권취한 상태로 보관하는 보관수단(120)과, 상기 보관수단(120)으로부터 판형 복합섬유(F)를 제공받아 제직하는 제직수단(140)과, 상기 제직수단(140)에 위사(緯絲) 역할을 수행하는 판형 복합섬유(F)를 장력을 가한 상태로 공급하는 장력조절장치(200)와, 상기 제직수단(140) 일측에 위치하여 상기 장력조절장치(200)로부터 제공된 판형 복합섬유(F)를 제직수단(140)으로 안내하는 섬유안내수단(도 11의 도면부호 180)과, 상기 제직수단(140)에서 제직된 제직물(C)을 절단하는 절단기(150)를 포함하여 구성된다.

상기 보관수단(120)은 다수개의 앵글(121)을 서로 접합하여 대략 직육면체의 공간을 형성하며, 내부에는 판형 복합섬유(F)가 권취된 상태로 보관 가능하도록 고정핀(122)이 구비된다.

상기 고정핀(122)은 제직될 제직물(C)의 폭에 따라 요구되는 판형 복합섬유(F)의 수량을 충분히 고려하여 다수개로 구비됨이 바람직하다.

상기 고정핀(122)의 전방에는 권취되어 있던 판형 복합섬유(F)가 풀어지는 과정에서 서로 엉키지 않도록 풀림 방향을 안내하는 안내돌기(124)가 구비된다.

상기 안내돌기(124)는 필요에 따라서는 앵글(121)의 일정 위치에서 회전 가능하도록 구성되어 판형 복합섬유(F)이 이동시에 마찰력이 최소화되도록 함이 바람직하다.

상기 보관수단(120) 전방에는 제직수단(140)이 구비된다. 상기 제직수단(140)은 전방으로 이송 및 안내되는 판형 복합섬유(F)와, 상기 섬유안내수단(180)에 의해 우측방향으로 이송 및 안내되는 판형 복합섬유(F)를 상/하로 엇갈리게 엮어 제직하기 위한 구성으로, 도시되진 않았지만 다수의 롤러가 구비된다.

즉, 상기 다수 롤러에 의해 전방으로 이송이 강제된 판형 복합섬유(F)는 섬유안내수단(180)에 의해 측방향으로 안내된 판형 복합섬유(F)와 함께 상기 제직수단(140)의 일측에 구비된 레피아(도시되지 않음)의 좌/우방향 직선 왕복운동 및 선택적 인장에 의해 상/하 방향으로 서로 겹치도록 제직된다.

그리고, 상기 레피아에 의해 제직된 제직물(C)은 직물권취기(190)에 의해 권취되어 보관된다.

상기 제직장치(100)의 좌측에는 장력조절장치(200)가 구비된다. 상기 장력조절장치(200)는 위사(緯絲) 역할을 수행하는 판형 복합섬유(F)를 권취하여 보관하고 있다가 선택적으로 풀어 제직장치(100)로 공급하기 위한 구성으로, 상기 장력조절장치(200)에 의해 상기 판형 복합섬유(F)는 인장력이 존재하는 상태로 공급된다.

즉, 상기 장력조절장치(200)는 제직장치(100)로 공급하는 판형 복합섬유(F)에 가해진 인장력이 작아져 느슨해지면 인장력을 증가시키게 되고, 인장력이 커져 탱탱해지면 인장력을 감소시키게 된다.

이하 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 장력조절장치(200)의 상세 구성을 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력조절장치의 구성을 보인 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력조절장치의 외관 구성을 보인 사시도이다.

이들 도면과 같이, 상기 장력조절장치(200)는, 다수 부품의 하중을 지지하는 프레임(210)과, 상기 프레임(210) 일측에 회전 가능하게 설치되어 권취된 판형 복합섬유(F)를 공급하는 보빈(220)과, 상기 보빈(220)으로부터 공급받은 판형 복합섬유(F)가 미리 설정된 위상을 경유하도록 안내하는 위상유지수단(230)과, 상기 프레임(210) 일측을 기준으로 일정 각도 범위 내에서 회전하고, 상기 위상유지수단(230)으로부터 제공받은 판형 복합섬유(F)를 장력을 가한 상태로 이송하는 장력발생수단(240)과, 상기 장력발생수단(240)의 회전 각도를 감지하는 각도감지수단(250)과, 상기 각도감지수단(250)으로부터 제공받은 장력발생수단(240)의 각도 변화량에 따라 모터(도 5의 도면부호 260)를 제어하여 상기 보빈(220)의 회전수를 제어하는 제어반(도 4의 도면부호 270)과, 상기 위상유지수단(230)과 장력발생수단(240)을 경유하여 이송하는 판형 복합섬유(F)를 제직장치(100)로 안내하는 공급수단(280)을 포함하여 구성된다.

상기 프레임(210)은 우측에서 볼 때 대략 '

' 형상을 갖도록 구성되며, 바닥에는 장력조절장치(200)의 움직임이 용이하도록 다수의 캐스터(214)가 구비된다.

그리고, 상기 프레임(210)에는 전술한 다수의 구성요소가 결합되어 하중을 지지할 수 있도록 견고하게 형성된다.

상기 프레임(210)의 전면 좌측부에는 보빈(220)이 구비된다. 상기 보빈(220)은 판형 복합섬유(F)가 권취된 상태로 보관되고 모터(260)로부터 선택적으로 회전동력을 제공 받았을 때에는 권취되어 있던 판형 복합섬유(F)를 풀어내어 상기 제직장치(100)로 공급할 수 있도록 하는 구성이다.

따라서, 상기 보빈(220)은 모터(260)의 축으로부터 회전동력을 제공받아 연동하게 되므로, 상기 모터(260)는 회전속도의 변경이 가능하고, 선택적으로 정지될 수도 있어야 한다.

상기 프레임(210)의 전면에는 다수의 링(216)이 구비된다. 상기 링(216)은 판형 복합섬유(F)의 이송 방향 중에 위치하여 방향의 안내를 보조하게 된다.

상기 프레임(210)의 전면 우측 상부에는 위상유지수단(230)이 구비된다. 상기 위상유지수단(230)은 보빈(220)으로부터 풀어져 우측 방향으로 이송하는 판형 복합섬유(F)의 상측 및 우측 위상을 유지하도록 안내하는 역할을 수행하는 장치이다.

즉, 상기 위상유지수단(230)에는 판형 복합섬유(F)의 이송 방향을 안내하는 안내용롤러(232)와, 상기 안내용롤러(232)의 외주면에 대하여 판형 복합섬유(F)를 접촉시켜 이탈을 방지하는 이탈방지용롤러(234)가 다수 구비되는데, 상기 판형 복합섬유(F)는 안내용롤러(232)의 외주면 상부 및 우측부와 접촉한 후 하측에 위치한 장력발생수단(240)으로 안내된다.

따라서, 상기 위상유지수단(230)은 판형 복합섬유(F)가 안내용롤러(232)의 외면을 따라 이송함에 따라 판형 복합섬유(F)의 상측과 우측의 위상을 유지하도록 제한하게 된다.

그리고, 상기 위상유지수단(230)은 판형 복합섬유(F)가 안내용롤러(232) 외면과 접촉한 후 하방향으로 이송할 때 이탈되지 않도록 이탈방지용롤러(234)를 더 구비하고 있다.

즉, 상기 이탈방지용롤러(234)와 안내용롤러(232)는 서로 이격 거리가 조절될 수 있도록 구성되되 안내용롤러(232)의 외주면에 함몰된 홈에 이탈방지용롤러(234)의 외주면에 돌출된 부위가 형합될 수 있도록 구성되어 있다.

따라서, 상기 안내용롤러(232)의 외주면에 접촉하고 있는 판형 복합섬유(F)는 상방향에서 안내용롤러(232)의 외주면과 접촉하게 되어 이탈이 방지될 수 있다.

그리고, 상기 이탈방지용롤러(234)는 다양한 두께를 가지는 판형 복합섬유(F)에 대응하여 안내용롤러(232)와의 이격 거리가 조절 가능하게 구성됨이 바람직하며, 상기 안내용롤러(232)는 프레임(210)의 전면에서 상/하 방향으로 조절 가능하도록 구성된다.

즉, 도 6은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력발생수단의 일부를 확대하여 나타낸 도 5의 Ⅰ부 확대도로서, 상기 안내용롤러(232)는 프레임(210)에 고정되고 상기 이탈방지용롤러(234)는 지지대(236)에 회전 가능하게 결합되되, 상기 지지대(236)는 힌지(238)에 의해 결합되어 있다.

따라서, 상기 지지대(236)는 힌지(238)를 기준으로 회전하여 상기 안내용롤러(232)와 이탈방지용롤러(234)의 이격 거리를 조절할 수 있게 된다.

따라서, 상기 판형 복합섬유(F)는 안내용롤러(232)의 상/하 방향 위치 조절에 의해 위상이 일정하게 유지될 수 있고, 상기 이탈방지용롤러(234)의 이격 거리 조정에 의해 다양한 두께를 갖더라도 이탈이 방지될 수 있다.

상기 위상유지수단(230)의 하측에는 장력발생수단(240)이 구비된다. 상기 장력발생수단(240)은 위상유지수단(230)의 안내용롤러(234)를 경유하여 제공받은 판형 복합섬유(F)를 다시 안내용롤러(232)로 안내하도록 구성된 것으로, 상기 판형 복합섬유(F)는, 상기 위상유지수단(230)과 장력발생수단(240)을 교번하여 접촉하면서 이송하게 된다.

이를 위해 상기 장력발생수단(240) 역시 안내용롤러(242)와 이탈방지용롤러(244)가 구비된다.

상기 안내용롤러(242)는 판형 복합섬유(F)와 외주면에서 접촉하여 장력을 제공하는 구성이며, 상기 이탈방지용롤러(244)는 안내용롤러(242)의 하측에 위치하여 안내용롤러(242)의 외주면과 근접함으로써 사이를 지나가는 판형 복합섬유(F)의 이탈을 방지하게 된다.

그리고, 상기 안내용롤러(242)와 이탈방지용롤러(244)는 이격 거리가 조정 가능하게 구성된다. 즉, 도 7은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 장력발생수단의 일부를 확대하여 나타낸 도 5의 Ⅱ부 확대도로서, 상기 안내용롤러(242)는 프레임(210)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 이탈방지용롤러(244)는 지지바(246)에 회전 가능하게 결합되며, 상기 지지바(246)의 일측에는 프레임(210)과 나사 등의 체결부재에 의해 결합되는 장공(248)이 구비된다.

따라서, 상기 장공(248)의 길이 방향으로 체결부재의 체결 위치를 변경함으로써 상기 이탈방지용롤러(244)와 안내용롤러(242)의 이격 거리를 조절할 수 있게 된다.

한편, 상기 장력발생수단(240)은 좌측단을 기준으로 우측부가 회전 가능하게 구성된다. 즉, 상기 장력발생수단(240)은 좌측단부가 프레임(210)의 회전축(218)에 회전 가능하게 결합되며, 이에 따라 상기 장력발생수단(240)은 위상유지수단(230)으로부터 이격 거리가 조절 가능하게 된다.

그리고, 상기 장력발생수단(240)이 회전축(218)을 기준으로 시계방향으로 회전하게 되면, 다수의 안내용롤러(242)는 위상유지수단(230)에 대하여 우측에 위치할수록 이격 거리가 증가하게 되며, 반시계 방향으로 회전시에는 우측에 위치한 안내용롤러(242)는 좌측에 위치한 안내용롤러(242)보다 위상유지수단(230)에 보다 가까워지게 된다.

이것은, 상기 제직장치(100)로부터 전달된 인장력이 급격하게 증가하게 되었을 때 반시계방향으로 회전시켜 그 충격을 완화하고, 인장력이 급격하게 낮아질 때에는 시계 방향으로 회전하여 판형 복합섬유(F)가 늘어지지 않도록 하기 위함이며, 장력발생수단(240)의 우측 방향으로 갈수록 그 변화량을 증가시킴으로써 인장력 변화에 보다 신속하게 반응할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 장력발생수단(240)의 좌측에는 각도감지수단(250)이 구비된다. 상기 각도감지수단(250)은 회전축(218)을 중심으로 회전하는 장력발생수단(240)의 회전 각도를 감지하기 위한 구성이다.

이하 첨부된 도 8을 참조하여 각도감지수단(250)의 상세 구성을 설명한다.

도 8은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 일 구성인 각도감지수단을 확대하여 나타낸 정면도로서, 상기 각도감지수단(250)은, 상기 장력발생수단(240)의 회전축(218)에 축결합된 회전부(252)와, 상기 회전부(252)로부터 회전력을 전달받아 직선운동하는 직선운동부(254)와, 상기 직선운동부(254)의 직선 운동과 연동하는 연동부(256)와, 상기 연동부(256)의 직선운동 속도 및 방향으로부터 장력발생수단(240)의 회전 각도를 감지하는 감지부(258)를 포함하여 구성된다.

상기 회전부(252)와 직선운동부(254)는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 랙과 피니언이 채택된 것으로, 상기 회전부(252)의 회전력을 제공받아 직선운동부(254)의 직선운동을 강제하게 되고, 상기 직선운동부(254)의 상단부에 결합된 연동부(256)는 감지부(258) 내부를 상/하 방향으로 직선 왕복운동하게 된다.

이때 상기 감지부(258)는 연동부(256)의 직선 운동 방향과 운동 거리를 측정하여 상기 제어반(270)에 제공하게 되고, 상기 제어반(270)은 모터(260)의 회전속도를 제어하여 보빈(220)에 감겨진 판형 복합섬유(F)의 풀어냄 속도를 제어하게 된다.

도 9는 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 판형 복합섬유에 가해진 장력이 감소하였을 때 각도감지수단의 동작 상태를 나타낸 개요도로서, 상기 장력발생수단(240)이 도 8과 같은 상태에 있다가 도 9와 같이 되었다면, 상기 회전부(252)는 직선운동부(254) 및 연동부(256)를 상방향으로 밀어올리게 되고, 상기 감지부(258)는 이러한 데이터를 제어반(270)에 제공하여 모터(260)의 회전속도가 느려지도록(판형 복합섬유(F)의 공급속도를 줄임)제어하게 된다.

도 10은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 판형 복합섬유에 가해진 장력이 증가하였을 때 각도감지수단의 동작 상태를 나타낸 개요도로서, 상기 장력발생수단(240)이 도 8과 같은 상태에 있다가 도 10과 같이 되었다면, 상기 회전부(252)는 직선운동부(254) 및 연동부(256)를 하방향으로 내리게 되고, 상기 감지부(258)는 이러한 데이터를 제어반(270)에 제공하여 모터(260)의 회전속도를 빠르게(판형 복합섬유(F)의 공급속도를 높임) 제어하게 된다.

이와 같이 상기 위상유지수단(230)에 대하여 각도감지수단(250)과 장력발생수단(240)의 상호 작용에 의해 상기 판형 복합섬유(F)는 장력을 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 장력발생수단(240)에는 도 4 및 도 5와 같이 탄성부재(290)가 구비될 수 있다. 상기 탄성부재(290)는 판형 복합섬유(F)에 가해진 장력이 급격하게 증가하였을 때 상기 장력발생수단(240)에 하측 방향 탄성력을 제공함으로써 장력발생수단(240)의 반시계 방향 급회전을 방지하게 된다.

또한, 상기 장력발생수단(240)의 우측단은 각도제한부(212)에 의해 회전 각도가 제한되도록 구성할 수도 있다.

즉, 상기 각도제한부(212)는 프레임(210)의 전면 우측부에 호 형상을 갖도록 천공하고, 상기 장력발생수단(240)의 우측 후면 일부를 내부에 수용할 수 있도록 구성한 것으로, 상기 장력발생수단(240)의 회전 반경과 대응되는 위치에 형성됨이 바람직하다.

상기 프레임(210)의 상측에는 공급수단(280)이 구비된다. 상기 공급수단(280)은 위상유지수단(230)과 장력발생수단(240)을 교번하여 경유한 판형 복합섬유(F)를 제공받아 제직장치로 이송하기 위한 구성이다.

상기 공급수단(280)은 안내용롤러(232)로부터 판형 복합섬유(F)를 제공받아 안내하는 제1공급롤러(282)와, 상기 제1공급롤러(282)로부터 판형 복합섬유(F)를 제공받아 안내 위상을 가변하여 공급하는 제2공급롤러(284)와, 상기 제2공급롤러(284)로부터 판형 복합섬유(F)를 제공받아 상기 제직장치(100)에 공급하는 제3공급롤러(286)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제2공급롤러(284)는 프레임(210)의 상단부에 설치된 가이드레일(283)을 따라 좌/우로 직선 운동이 가능하게 구성된다.

한편, 상기 섬유안내수단(180)은 도 11과 같이 설치될 수 있다.

도 11은 본 발명에 의한 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치에서 섬유안내수단의 사용상태도이다.

도면과 같이, 상기 섬유안내수단(180)은 제3공급롤러(286)를 경유하여 안내된 판형 복합섬유(F)를 제공받아 전술한 레피아(도시되지 않음)로 안내하는 구성으로, 제3공급롤러(286)가 안내한 판형 복합섬유(F)를 내부로 관통시켜 안내하는 다수 섬유안내부(182)와, 상기 다수 섬유안내부(182) 사이에서 판형 복합섬유(F)에 압축력을 제공하여 판형 복합섬유(F)의 외형을 정렬하는 정렬부(184)와, 상기 다수 섬유안내부(182) 사이에서 판형 복합섬유(F)에 가해진 인장력에 따라 탄성복원력을 발생하여 완충하는 완충편(186)을 포함하여 구성된다.

상기 섬유안내부(182)는 제직수단(140) 일측에 고정 설치된 안내프레임(181)에 고정설치된 것으로, 내부가 타원형으로 천공되어 판형 복합섬유(F)가 관통되도록 함으로써 이송 방향을 안내할 수 있게 된다.

그리고, 상기 섬유안내부(182)는 다수로 구비되어 판형 복합섬유(F)의 이송 방향을 구체적으로 안내하게 된다.

즉, 상기 섬유안내수단(180)은 장력조절장치(200)로부터 판형 복합섬유(F)를 제공받아 레피아에 전달하는 구성이며, 상기 섬유안내수단(180)의 섬유안내부(182)는 필요에 따라 다수 개로 구성될 수 있다.

상기 다수 섬유안내수단(180) 사이에는 정렬부(184)가 구비된다. 상기 정렬부(184)는 라운드진 판재를 서로 대칭되게 배치하고, 대칭된 판재의 일측이 선 또는 면접촉하도록 하며, 이 사이에 상기 판형 복합섬유(F)가 눌려진 상태로 이송하도록 함으로써 정렬하는 구성이다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 정렬부(184)는 탄성력을 가지는 범위 내에서 다양한 재질로 변경 실시가 가능하며, 본 발명의 실시예에서는 라운드진 금속판재가 적용되었다.

그리고, 상기 정렬부(184)는 한 쌍의 섬유안내부(182)를 잇는 직선 상에 중앙이 놓이도록 배치된다.

따라서, 상기 정렬부(184)를 관통하는 판형 복합섬유(F)는 정렬부(184)에 의해 상/하면이 내측방향으로 압축된 상태가 되며, 이때 뒤틀리지 않게 재배열될 수 있게 된다.

상기 다수 섬유안내부(182) 중에서 후방에 위치하는 한 쌍의 섬유안내부(182) 사이에는 완충편(186)이 구비된다. 상기 완충편(186)은 상기 레피아(142)에 의해 판형 복합섬유(F)가 급격하게 당겨졌을 때 발생할 수 있는 인장력의 일부를 완충하여 상쇄하는 역할을 수행한다.

따라서, 상기 완충편(186)은 탄성력을 가지는 재질로 형성됨이 바람직하며, 상기 완충편(186)의 단부에는 상기 판형 복합섬유(F)의 이송 방향을 안내하기 위한 안내구(188)가 결합된다.

이때 상기 안내구(188)는 완충편(186)에 의해 지지되어 있어서, 전/후측에 위치한 섬유안내부(182)보다 높은 위치에 높이게 되며, 상기 판형 복합섬유(F)에 가해진 인장력에 의해 하방향으로 당겨질 때 상기 완충편(186)은 우측단이 아래로 휘어지면서 탄성복원력을 발생하게 되어 완충할 수 있게 된다.

한편, 상기 제직장치(100)에는 본 발명의 요부 구성인 절단기(150)가 더 구비된다. 상기 절단기(150)는 제직수단(140)에 의해 만들어진 제직물(C)을 바로 절단하여 일정 폭을 가지는 다양한 크기의 제직물(C)로 분리하기 위한 구성이다.

이를 위해 상기 절단기(150)는 제직수단(140) 일측에 고정되어 회전하는 캠(155)과, 상기 캠(155)과 연동하여 일정 각도만큼 반복 회전하는 회전부(156)와, 상기 회전부(156)와 연동하여 왕복 회전하는 왕복동부(153)와, 상기 제직물(C)을 전단력으로 절단하는 제1전단부(151) 및 제2전단부(159)와, 상기 제1전단부(151)와 제2전단부(159) 중 어느 하나와 왕복동부(153) 사이를 연결하여 상기 제1전단부(151)와 제2전단부(159)가 제직물(C)에 대하여 전단력을 제공하도록 하는 힘전달부(154)를 포함하여 구성된다.

상기 캠(155)은 제직장치(100)의 동작시에 회전하는 구성에 축결합되어 회전하며, 상기 캠(155)은 비대칭 형상의 단면을 갖도록 형성되어 상기 회전부(156)가 일정 각도 범위 내에서 왕복 회전할 수 있도록 강제하게 된다.

그리고, 상기 왕복동부(153)는 회전부(156)에 대하여 자유회전하지 않도록 견고하게 결합되며, 선택적으로 결합이 해지되어 회전부(156)의 길이 방향으로 조정함으로써 제직물(C)의 절단 위치를 조절하여 다양한 폭의 제직물(C)로 분할할 수 있다.

그리고, 상기 절단기(150)는 단일의 회전부(156)에 다수의 왕복동부(153)를 배치하여 보다 많은 개수의 제직물(C)로 분할할 수 있음은 물론이다.

상기 왕복동부(153)의 우측에는 힘전달부(154)가 구비된다. 상기 힘전달부(154)는 왕복동부(153)가 일정 각도만큼 왕복 회전시에 이와 연동하여 상/하 방향으로 대략 직선 왕복운동하도록 구성된 것으로, 본 발명의 실시예에서 상기 힘전달부(156)는 도 13과 같이 제1전단부(151)의 단부에 결합되어 제1전단부(151)의 양측이 길이의 중앙을 기준으로 서로 반대방향으로 상/하 운동하도록 강제하게 된다.

상기 제2전단부(159)는 도 14와 같이 지지블럭(157)에 움직이지 않도록 고정된 것으로, 상기 제1전단부(151)가 왕복 운동시에 전단력을 발생시켜 제직물(C)을 절단하는 구성이다.

이때 상기 지지블럭(157)은 제직장치(100)의 다수 구성요소 중에서 움직이지 않는 구성요소에 견고하게 고정됨이 바람직하다.

상기 제1전단부(151)와 제2전단부(159)는 전단력이 조절 가능하도록 구성된다. 즉, 상기 제1전단부(151)의 전방(도 14에서 볼 때)에는 전단력조절부(158)가 구비된다.

상기 전단력조절부(158)는 탄성복원력을 발생하고, 이러한 탄성복원력을 제1전단부(151)와 제2전단부(159)가 서로 밀착될 수 있도록 제공함으로써 전단력의 크기를 조절할 수 있도록 한다.

이것은 두꺼운 두께를 가지고 강성이 큰 제직물(C)을 전단력을 이용하여 절단할 때 상기 제1전단부(151)와 제2전단부(159)가 서로 이격되지 않도록 하기 위함이다.

따라서, 상기 전단력조절부(158)는 탄성복원력의 크기를 조절 가능하도록 구성됨이 바람직하며, 제1전단부(151)와 제2전단부(159)의 수리를 위해 상기 제1전단부(151) 및 제2전단부(159)로부터 분리 가능하도록 구성됨이 바람직하다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어 본 발명의 실시예에서는 위상유지수단(230)이 상측에 위치하고 장력발생수단(240)이 하측에 위치하여 장력발생수단(240)이 회전축(218)을 기준으로 회전하도록 구성하였으나, 판형 복합섬유(F)에 인장력을 가변하여 제공할 수 있는 범위 내라면 다양하게 변경 실시가 가능함은 물론이다.

100. 제직장치 120. 보관수단
121. 앵글 122. 고정핀
124. 안내돌기 140. 제직수단
150. 절단기 151. 제1전단부
154. 힘전달부 155. 캠
156. 회전부 157. 지지블럭
158. 전단력조절부 159. 제2전단부
180. 섬유안내수단 181. 안내프레임
182. 섬유안내부 184. 정렬부
186. 완충편 188. 안내구
190. 직물권취기 200. 장력조절장치
210. 프레임 212. 각도제한부
214. 캐스터 216. 링
218. 회전축 220. 보빈
230. 위상유지수단 232. 안내용롤러
234. 이탈방지용롤러 236. 지지대
238. 힌지 240. 장력발생수단
242. 안내용롤러 244. 이탈방지용롤러
246. 지지바 248. 장공
250. 각도감지수단 252. 회전부
254. 직선운동부 256. 연동부
258. 감지부 260. 모터
270. 제어반 280. 공급수단
282. 제1공급롤러 283. 가이드레일
284. 제2공급롤러 286. 제3공급롤러
290. 탄성부재 C . 제직물
F . 판형 복합섬유

Claims (6)

1. 판형 복합섬유가 권취되어 보관되는 보관수단과,
   상기 보관수단으로부터 판형 복합섬유를 제공받아 제직하는 제직수단과,
   상기 제직수단에서 제직된 제직물을 권취하여 보관하는 직물권취기와,
   상기 제직수단에 위사(緯絲) 역할을 수행하는 판형 복합섬유를 장력을 가한 상태로 공급하는 장력조절장치와,
   상기 장력조절장치와 제직수단 사이에 위치하고, 상기 장력조절장치를 경유한 판형 복합섬유를 제직수단으로 안내하는 섬유안내수단과,
   상기 제직수단에서 제직된 제직물을 절단하는 절단기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절단기는,
   상기 제직수단 일측에 고정되어 회전하는 캠과,
   상기 캠과 연동하여 일정 각도만큼 반복 회전하는 회전부와,
   상기 회전부와 연동하여 왕복 회전하는 왕복동부와,
   상기 제직물을 전단력으로 절단하는 제1전단부 및 제2전단부와,
   상기 제1전단부와 제2전단부 중 어느 하나와 왕복동부 사이를 연결하여 상기 제1전단부와 제2전단부가 제직물에 대하여 전단력을 제공하도록 하는 힘전달부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 왕복동부는 회전부의 길이 방향으로 위치 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 장력조절장치는,
   다수 부품의 하중을 지지하는 프레임과,
   상기 프레임 일측에 회전 가능하게 설치되어 권취된 판형 복합섬유를 공급하는 보빈과,
   상기 보빈으로부터 공급받은 판형 복합섬유가 미리 설정된 위상을 경유하도록 안내하는 위상유지수단과,
   상기 프레임 일측을 기준으로 일정 각도 범위 내에서 회전하고, 상기 위상유지수단으로부터 제공받은 판형 복합섬유를 장력을 가한 상태로 이송하는 장력발생수단과,
   상기 장력발생수단의 회전 각도를 감지하는 각도감지수단과,
   상기 각도감지수단으로부터 제공받은 장력발생수단의 각도 변화량에 따라 모터를 제어하여 상기 보빈의 회전수를 제어하는 제어반과,
   상기 위상유지수단과 장력발생수단을 경유하여 이송하는 판형 복합섬유를 제직장치로 안내하는 공급수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 각도감지수단은,
   상기 장력발생수단의 회전축에 축결합된 회전부와,
   상기 회전부로부터 회전력을 전달받아 직선운동하는 직선운동부와,
   상기 직선운동부의 직선 운동과 연동하는 연동부와,
   상기 연동부의 직선운동 속도 및 방향으로부터 장력발생수단의 회전 각도를 감지하는 감지부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1전단부와 제2전단부 일측에는,
   상기 제1전단부와 제2전단부에 동시에 탄성복원력을 제공하여 전단력의 크기를 조절하기 위한 전단력조절부가 구비됨을 특징으로 하는 판형 복합섬유용 절단기가 구비된 제직장치.

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