JP2006009236A - 編機内のガイドバー駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドバーをその駆動装置に結合するための好ましい空間的要件の提供。
【解決手段】編機内のガイドバー駆動装置であって、リニアモータ（１１）を備えており、このモータが固定子（１２）と可動子（１６）とを有し、この可動子が固定子（１２）内で長手方向（７）に並進運動可能であり、ガイドバーをその駆動装置に結合するための好適な配置を提供する。 このため、リニアモータ（１１）が幅よりも高さが高く、可動子（１６）が案内棒（２３）で支承されており、この案内棒が固定子（１２）の短辺面に隣接しかつ長手方向（７）に延びている。
【選択図】図３

Description

本発明は、編機内のガイドバー駆動装置であって、リニアモータを備えており、このモータが固定子と可動子とを有し、この可動子が固定子内で長手方向に並進運動可能であるものに関する。

編機のガイドバーまたはガイドレールは繊維製編地の編目形成用に少なくとも長手方向で駆動されねばならない。さらにガイドバーは１編成サイクルにおいて頻繁に長手方向を横切る方向にも動き、揺動することもある。長手方向の移動には機械式伝動装置がよく使用されていた。代表的な伝動装置はパターンディスクを有し、このパターンディスクはプッシュロッドと協動して、ガイドバーを所定の方法で往復動させる。しかし、パターンディスクは直径を限定されるので、周長を限定されてのみ使用することができる。そのことで柄出リピートが制約されている。さらに、柄出ごとに独自のパターンディスクが必要である。柄変更のため編機は停止され装備変更されねばならない。

比較的長い柄出リピート用にはパターンディスクの代わりにパターンチェーンも使用することができる。しかし、その場合にも柄変更する際に編機の装備変更が必要である。

そのため、サーボ制御式リニア伝動装置も使用されたが、回転式に作動するサーボモータを備えたリニア伝動装置は編機内のスペース事情のゆえに限定的に利用することが出来たにすぎない。回転運動から直線運動への変換器として使用される伝動装置は摩耗を受けやすく、コストがかかる構造様式を必要とする。なぜならば、一般に油潤滑が必要であるため、それに応じて油密封装置を備えたハウジングが必要になるからである。

特許文献１が冒頭に指摘した種類のガイドバー駆動装置、つまり経編機のガイドレールに接続することのできるリニアモータを示している。可動子は固定子内で往復動可能である。可動子は軸線方向延長部でもってリニアガイド内で支承されており、リニアガイドは固定子の正面に取付けられている。しかしながら、この方法でも必要スペースに関して問題が生じる。駆動装置が１つのガイドバーを駆動させるだけであれば、衝突は生じない。しかし、複数のガイドバーが使用される場合、ガイドニードルを極力同時にまたは単に僅かな遅延で編針の間の針間に案内できるように、ガイドバーは互いに極力密に隣接して配置されねばならないので、ガイドバーがごく密に並置されていると、相応に僅かなスペースしかリニアモータは利用することができない。
独国特許発明第４２１７３５７号明細書

本発明の課題は、ガイドバーをその駆動装置に結合するための好ましい空間的要件を提供することである。

この課題は、冒頭に指摘した種類のガイドバー駆動装置において、リニアモータが幅よりも高さが高く、可動子が案内棒で支承されており、この案内棒が固定子の短辺面に隣接しかつ長手方向に延びていることによって解決される。

この構成ではリニアモータがまず一度「幅狭」にされる。すなわち、リニアモータは、複数の駆動装置を並べて配置しなければならない方向での寸法は、これに垂直および長手方向に垂直な方向での寸法よりも小さな寸法を有する。複数のガイドバーのリニアモータが並べて配置される方向は「幅方向」と称される。この幅方向に垂直かつ長手方向に垂直に整列した方向は「高さ方向」と称される。リニアモータが幅狭であるので、複数のリニアモータを問題なく並べて配置することができる。この場合用語「並べて」は弧に沿ったリニアモータの配置も含み、リニアモータによって駆動されるガイドバーはそのガイドニードルがほぼ１点に集中するようにガイドニードルを整列させることができる。ところで可動子は案内棒で支承されており、この案内棒は固定子の短辺面に隣接し、長手方向に延びている。つまり、可動子の支承部がリニアモータの横断面プロフィルから取り出され、空間的に好ましい個所に移される。これにより幅方向では支承部用のスペースが必要でなく、せいぜい高さ方向で僅かな寸法増大が必要であるにすぎない。しかし、そのことは問題ない。特にこのような構成の場合、可動子の支承部が別の個所で幅方向におけるリニアモータの最大伸長よりも幅狭となるようにすることができる。そのことから、複数のリニアモータをいわばセグメント状に並べて配置し、これらのリニアモータで駆動されるガイドバーを互いに相応に密に隣接させて配置することが容易となる。

主に案内棒は固定子の長手方向の両端面の外側に配置されるフランジ内で支承されている。つまり案内棒の支承部は幅方向で付加的スペースを必要としない。

主にフランジは固定子の短辺面から張り出している。それに応じて、直線的に構成された案内棒を使用することができる。フランジは幅方向で付加的スペースを必要としない。

好ましい１構成において、案内棒は相対回転不能に支承されており、可動子は案内棒に対して回転防止部を有する。つまり案内棒は可動子を長手方向で往復案内するだけでなく、固定子の内部でその位置決めも確保する。そのことから、リニアモータの内部で一定の諸力が作用する場合でも、例えば空隙を所定の大きさに保つことが可能になる。

主に可動子のガイドバー結合部は案内棒の固定子とは反対の側に設けられている。これは一方で好ましい力の割合を生じさせる。しかし他方で、リニアモータ本体の最も幅広の個所よりもガイドバー結合部をなお幅狭にすることも可能であり、まさに問題となる個所で、つまりガイドバーまたはガイドレールの領域で個々のリニアモータは互いにごく密に隣接させて配置することができる。

主にガイドバー結合部はプッシュロッドと緊張索とを有し、緊張索はばねによって緊張されており、このばねの外径は最大で案内棒の外径と同じ大きさである。これにより、案内棒の領域においてガイドバー結合部を可動子よりも幅狭にすることが可能である。案内棒は可動子の一定の材料によって取り囲み、この材料が諸力を吸収できるようにしておかねばならない。ばねの場合これは必ずしも必要でない。ばねが管状被筒内に収容されていると確かに好ましい。しかしこの被筒は事実上横力を吸収できなくともよい。これにより、ガイドバーの領域でリニアモータを一層先細にすることが可能である。

主にプッシュロッドは緊張索よりも案内棒に対して離れている。プッシュロッドはばねよりもなお一層小さな幅を有することができる。それに応じて可動子はガイドバーを配置した末端に向かって一層先細にすることができる。

主に可動子は案内棒に固着されており、案内棒は固定子に対して変位可能である。この構成では確かに案内棒を可動子と一緒に動かさねばならない。しかしその代わりに、運動を許容する軸受を可動子と案内棒との間に設ける必要がない。そのことから幅方向での取付空間を節約することができる。

主に可動子は結合支持体を介して案内棒に支承されている。つまり、支持的機能は結合支持体が行い、可動子は事実上ただその電気機械的機能だけを考慮して設計することができる。これは好適な方法で可動子を結合支持体と結合すればよいだけである。そこで、これはそれ自体公知の方法で、例えば接着、螺着等によって行うことができる。

主に結合支持体は少なくとも１つの冷却フィンを有し、且つ可動子と熱伝導可能に結合されている。従って、リニアモータの可動子は、結合支持体を介してモータ自体も冷却し、一定の損失パワーを排出することができる。

主に案内棒は長手方向に延びる中空室を有する。この中空室は２つの利点を有する。一方で中空室は重量を低減することができる。中実の案内棒は、その安定性をあまり高めることができないにもかかわらず、中空室を含む案内棒よりもはるかに重い質量を有する。

また、中空室が冷媒源と連絡されているとさらに好適である。つまり、案内棒を通して可動子に冷媒を供給することができる。
主に可動子は、案内棒から離れた方のその短辺面に、固定子に対する側部滑り案内要素を有する。運転時、長手方向を横切って一部ではかなりの諸力が可動子に作用することがある。これらの横力は確かに一部では可動子と案内棒との相対回転不能な結合と、可動子に対する案内棒の相対回転不能な保持とを介して捕捉することができる。しかしここでは、滑り案内要素となるような付加的支えが好ましい。

主に可動子はコアレス可動子として構成されている。コアレス可動子は例えば１つの銅コイル、または複数の銅コイルの配置を有し、銅コイルは移動磁界を生成し、固定子内にある永久磁石と反発し合う。
それの代案として、またはそれを補足して、可動子は永久磁石を装備しておくことができる。これも好ましい１構成である。

以下、図面と合わせて好ましい１実施例を基に本発明が説明される。

複数のリニアモータをいわばセグメント状に並べて配置することで、容易にこれらのリニアモータで駆動されるガイドバーを互いに相応に密に隣接させて配置することができる。

図１と図２が示す３つのガイドバー１、２、３は「ガイドレール」とも称することができる。ガイドバー１〜３は多数のガイドニードル４、５、６を有する。ガイドニードル４〜６の先端にあるガイドアイは図示しない糸を案内する。詳しくは図示しない編針の針間に全ガイドニードル４〜６の糸を極力同時に案内することができるように、ガイドニードル４〜６の先端は極力空間的に密に隣接させたほうがよい。このため、図１と図２から明らかとなるように、ガイドレール１〜３はいわば扇状に配置されている。図示した３つのガイドバー１〜３の代わりに、はるかに多くのガイドバー、例えば２０本までのガイドバーを使用することもできる。

個々のガイドバー１〜３は長手方向（図２で図示平面に垂直、図１で両方向矢印７の方向）で相互に独自に駆動可能でなければならない。このため各ガイドバー１〜３が駆動装置８〜１０を有し、駆動装置は個々に制御することができ、図２に示すように、各駆動装置は限定的空間を利用することができる。この空間は特に各駆動装置８〜１０の幅方向Ｂで限定されており、利用可能な空間はガイドバー１〜３に接近するにつれてさらに減少する。それに対して高さ方向Ｈでは多くの空間が利用可能である。この理由から駆動装置８〜１０として図３、図４に示すリニアモータ１１が使用され、このリニアモータ１１はすべての駆動装置８〜１０内で使用することができる。

リニアモータ１１は蓋１３を備えた固定子１２を有し、蓋はねじ１４を介して固定子１２に固着されている。固定子１２は永久磁石１５を備えている。固定子１２内に配置される可動子１６はコアレス可動子として構成されている。可動子１６は例えば、プラスチック内で積層された銅巻線配置を有することができ、この銅巻線配置には電気ケーブル１７を介して電力が供給される。個々の銅巻線が相応に給電されると、例えば移動磁界が生じ、その結果、可動子１６が固定子１２に対して長手方向７で動くことになる。

可動子１６は上端と下端とに各１つの拡張部１８、１９を有し、拡張部１８、１９はコイルの一部を受容できる。

上端の拡張部１８は横方向で、案内棒２３から離れた方の可動子１６の短辺面（端部近傍）に、滑り軸受要素となる滑りガイド（滑り案内要素）２０によって固定子１２に対して支えられている。すなわち可動子１６は、固定子１２に対して傾動しないようになっている。

下端の結合支持体２１は拡張部１９を介して可動子１６と結合されている。結合支持体２１は例えばアルミニウムまたは別の良熱伝導性材料で形成しておくことができる。結合支持体２１は、例えば熱伝導性接着剤を利用して可動子１６と接着しておくことができる。結合支持体２１は複数の冷却フィン２２を有する。

結合支持体２１が挿通される案内棒２３は中空であり、つまり長手方向に延びる中空室２４を取り囲んでいる。結合支持体（回転防止部）２１によって可動子１６は案内棒２３上で相対回転不能に保持されている。

案内棒２３自体は長手方向７で摺動可能に２つのフランジ２５、２６内で支承されている。両方のフランジ２５、２６は固定子１２の長手方向の両端面の外側に配置され、固定子１２の下側の短辺面（端部近傍）から張り出している。フランジ２５、２６のこの部分で案内棒２３用ガイド２７、２８が形成され、可動子１６は電気ケーブル線１７を介して相応に励起されると案内棒２３と一緒に長手方向７に動くことができるようになっている。

結合支持体２１は下向きに略くさび状に先細となっている。すなわち結合支持体２１はその最も幅の広い個所でも固定子１２の最も幅の狭い個所よりも幅狭である。固定子１２から離れた方のその末端で結合支持体２１はなお一層幅狭である。

案内棒２３の下方に、すなわち固定子１２から離れた方の案内棒２３の側に、ガイドバー結合部２９が設けられている。ガイドバー結合部２９はまずプッシュロッド３０を有し、このプッシュロッド３０はボールジョイント３１を介してガイドバー結合部２９と結合されている。反対側ではプッシュロッド３０がボールジョイント３２と結合されており、このプッシュロッド３０がガイドバー支持体３３に作用する。他方でガイドバー結合部２９は緊張索３４を介してガイドバー支持体３３と結合されている。緊張索３４を緊張させるためにガイドバー結合部２９がばね３５を有し、ばねの予荷重はねじ３６を介して調整可能である。ばね３５の直径は最大で案内棒２３の直径と正確に同じ大きさである。なお一層小さな直径を有するプッシュロッド３０はリニアモータ１１の下端に、すなわち緊張索３４やばね３５よりも案内棒２３から遠く離して配置されている。ボールジョイント３１は単にガイドバー結合部２９の突起３６ａにのみ固着されてもいる。この突起３６ａは可動子１６の全長にわたっていないので、重量を低減することができる。

案内棒２３がガイド２７、２８内で相対回転不能に保持されており、案内棒２３は可動子１６を付加的に、固定子１２に対して傾動するのに備えて固定する。

中空室２４は軟質管路３８を介して略示しただけの冷媒源３７と連絡されており、冷媒は中空室２４内に流れることができ、それが必要となる場合には、冷媒源３７から来る冷媒によって可動子１６は冷却することができる。冷媒は軟質管路３９を介して他端で排出される。

リニアモータ１１は別の態様で構成することもできる。例えば、固定子１２内に相応するコイル配置が構成されている場合、可動子１６は永久磁石を担持することができる。

いずれにしても可動子１６を固定子１２に対して図示したように支えることによって、複数の駆動装置８〜１０も問題なく並べて配置してガイドニードル４〜６がほぼ１点に集中し得るように駆動装置８〜１０をガイドバー１〜３に向かって十分に先細にし得ることが確保されている。

３つのガイドバーの１群と付属する駆動装置とを示した斜視図である。 図１の側面図である。 コアレス可動子を有するリニアモータの正面図である。 図３のＡ‐Ａ断面図である。

符号の説明

１、２、３ ガイドバー
４、５、６ ガイドニードル
７ 長手方向
８、９、１０ 駆動装置
１１ リニアモータ
１２ 固定子
１３ 蓋
１４ ねじ
１５ 永久磁石
１６ 可動子
１７ 電気ケーブル
１８、１９ 拡張部
２０ 滑りガイド
２１ 結合支持体
２２ 冷却フィン
２３ 案内棒
２４ 中空室
２５、２６ フランジ
２９ ガイドバー結合部
３０ プッシュロッド
３４ 緊張索
３５ ばね
３７ 冷却源

Claims (15)

1. 編機内のガイドバー駆動装置であって、リニアモータを備えており、このモータが固定子と可動子とを有し、この可動子が固定子内で長手方向に並進運動可能であるものにおいて、リニアモータ（１１）が幅よりも高さが高く、可動子（１６）が案内棒（２３）で支承されており、この案内棒が固定子（１２）の短辺面に隣接しかつ長手方向（７）に延びていることを特徴とするガイドバー駆動装置。
2. 案内棒（２３）が、固定子（１２）の長手方向の両端面の外側に配置されるフランジ（２５、２６）内で支承されていることを特徴とする請求項１に記載のガイドバー駆動装置。
3. フランジ（２５、２６）が固定子（１２）の短辺面から張り出していることを特徴とする請求項２に記載のガイドバー駆動装置。
4. 案内棒（２３）が相対回転不能に支承されており、可動子（１６）が案内棒（２３）に対して回転防止部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
5. 可動子（１６）のガイドバー結合部（２９）が案内棒（２３）の固定子（１２）とは反対の側に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
6. ガイドバー結合部（２９）がプッシュロッド（３０）と緊張索（３４）とを有し、緊張索（３４）がばね（３５）によって緊張されており、このばねの外径が最大で案内棒（２３）の外径と同じ大きさであることを特徴とする請求項５に記載のガイドバー駆動装置。
7. プッシュロッド（３０）が緊張索（３４）よりも案内棒（２３）に対して離れていることを特徴とする請求項６に記載のガイドバー駆動装置。
8. 可動子（１６）が案内棒（２３）に固着されており、案内棒（２３）が固定子（１２）に対して変位可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
9. 可動子（１６）が結合支持体（２１）を介して案内棒（２３）で支承されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
10. 結合支持体（２１）が少なくとも１つの冷却フィン（２２）を有し、かつ可動子（１６）と熱伝導可能に結合されていることを特徴とする請求項９に記載のガイドバー駆動装置。
11. 案内棒（２３）が、長手方向（７）に延びる中空室（２４）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
12. 中空室（２４）が冷却源（３７）と連絡されていることを特徴とする請求項１１に記載のガイドバー駆動装置。
13. 可動子（１６）が、案内棒（２３）から離れた方のその短辺面に、固定子（１２）に対する側部滑り案内要素（２０）を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
14. 可動子（１６）がコアレス可動子として構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。
15. 可動子（１６）が永久磁石を装備していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のガイドバー駆動装置。

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