JP3695160B2 - リニアモータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は織機の綜絖枠の駆動等に使用されるリニアモータに関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、リニアモータの研究が広く行われ、騒音等の利点から実用化が試みられている。また、技術分野によってはリニアモータを複数配列し、効率良い駆動系を実現する方式も提案されている。
【0003】
例えば、以下に示す図6及び図7はその例である。先ず、図6のリニアモータの構造について説明する。同図には、2個のリニアモータを並べた場合の横断面が示されている。同図において、各リニアモータは同じ構成であり、例えばリニアモータ1は不図示の織機の綜絖枠に取り付けられた可動子2と、可動子2を駆動するための固定子3で構成され、可動子2は例えばコイルを鉄心に巻装した構成である。また固定子3はモータフレーム(固定子鉄心)4に永久磁石5を配設した構成である。また、リニアモータ6も全く同じ構成であり、不図示の綜絖枠に取り付けられた可動子7と、可動子7を駆動するための固定子8で構成され、モータフレーム6’で囲われている。
【0004】
そして、上述の構成において、可動子2のコイルに例えば三相電流を流すことによって、可動子2を同図の矢印A方向に可動し、可動子7のコイルに三相電流を流すことによって、可動子7を矢印B方向に可動する。
【0005】
一方、図7は他の構成のリニアモータであり、前述のリニアモータ1及び6と異なり、永久磁石で構成される固定子が可動子の一面に沿ってのみ配設されている。すなわち、リニアモータ9の可動子10にはその上方にのみ固定子11が配設され、リニアモータ12の可動子13にもその上方にのみ固定子14が配設されている。尚、可動子10及び13の構成自体は上述の図6の場合と同じであり、可動子鉄心にコイルを巻装して構成されている。また、固定子11及び14自体の構成も同じであり、対応するモータフレーム(固定子鉄心)15、16に永久磁石を配設して構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のリニアモータにおいては、リニアモータが大型化し、広いスペースが必要となる。特に、複数のリニアモータを積層する際の積層方向に厚くなり、例えば織機の場合、多数の綜絖枠を駆動するため多数個のリニアモータを積層して使用し、上記積層方向に厚い構造となる。
【0007】
尚、上述の図7に示す構造のリニアモータにおいては、単独構成の固定子を使用するので厚さ方向の幅は図6に示すリニアモータに比べて薄くできるが、リニアモータの駆動力が小さくなる。したがって、図7に示す構造のリニアモータの駆動出力で考えれば、やはり上記積層方向に厚い構造となる。
【0008】
本発明は上記課題を解決するため、積層方向の厚さをより薄く構成し、強度を確保したリニアモータを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、請求項1記載の発明によれば、磁性フレームの一面に磁極が交互に異なる磁石を配設した第1の固定子と、該第1の固定子に沿って設けられ、コイルを巻装して成る第1の可動子とを有する第1のリニアモータと、前記磁性フレームの他面に磁極が交互に異なる磁石を配設した第2の固定子と、該第2の固定子に沿って設けられ、コイルを巻装して成る第2の可動子とを有する第2のリニアモータとを具備するリニアモータを提供することによって達成できる。
【0010】
すなわち、第1のリニアモータはコイルのみ、又は鉄心にコイルを巻装した構成の第1の可動子と、その片面近傍に設けられた固定子で構成され、この固定子は磁極が交互に異なる永久磁石を配設して構成されている。また、第2のリニアモータもコイルのみ、又は鉄心にコイルを巻装した第2の可動子と、その片面近傍に設けられた固定子で構成され、各固定子は磁極が交互に異なる永久磁石を配設して構成されている。
【0011】
このような構成において、第1のリニアモータの一部を構成する一方の固定子である永久磁石を取り付けたフレームと同じフレームに、上記第2のリニアモータの一部を構成する固定子である永久磁石を当該フレームの反対面を利用して取り付けるものである。このように構成することにより、各リニアモータ毎に筐体用フレームを用いる必要がなく、第1、第2のリニアモータの積層方向の厚さを薄く構成するものである。
【0012】
本発明の課題は、請求項2記載の発明によれば、第1、第2のフレーム内に磁極が交互に異なる永久磁石を内蔵した固定子を有し、該固定子と、コイルを巻装し前記第1のフレームに沿って設けられた第1の可動子とから成る第1のリニアモータと、前記固定子と、コイルを巻装し前記第2のフレームに沿って設けられた第2の可動子とから成る第2のリニアモータとを有するリニアモータを提供することによって達成できる。
【0013】
本発明も上記請求項1記載の発明と同様、各リニアモータ(第1、第2のリニアモータ)の固定子は、可動子の一面側にのみ形成されている。
【0014】
したがって、第1のリニアモータの一部を構成する固定子の一方のフレームを第2のリニアモータの一部を構成する可動子に対面して設けることにより、従来存在した第1、第2のリニアモータ間のモータフレームを削除し、第1、第2のリニアモータの積層方向の厚さを薄く構成するものである。
【0015】
請求項3の記載は、上記請求項1又は2の記載において、前記第1の可動子は例えば複数で構成されている。
【0016】
このように構成することにより、1台のリニアモータによって複数の負荷を駆動するものである。
【0017】
請求項4の記載も、上記請求項1又は2の記載において、前記第2の可動子は例えば複数で構成されている。
【0018】
このように構成することによっても、1台のリニアモータによって複数の負荷を駆動することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面を用いて詳細に説明する。
<第1実施形態例>
図2は、本発明の第1実施形態例のリニアモータを使用した織機の模式図である。
【0020】
同図において、綜絖枠(ヘルドフレーム)17は例えば4枚で構成され、それぞれの綜絖枠17は不図示のガイドに保持され、ガイドフレーム18に沿って上下駆動を行う。この上下駆動は、各綜絖枠17とガイドフレーム18間に配設されたリニアモータ19によって行われる。
【0021】
尚、上述の織機の動作は、多数の経糸(たて糸)を挿通した複数の綜絖枠を交互に上下動させて不図示の杼口を開口させ、その開口部に緯糸(よこ糸)を巻着した杼(ひ)を打ち込んで開口した経糸間に緯糸を挿通し、この挿通した緯糸を筬(おさ)によって織り口(フロントエンド)へ打ち寄せて布帛を造成していくものである。
【0022】
リニアモータ19は可動子20と固定子21で構成され、可動子20は上述の綜絖枠(ヘルドフレーム)17に取り付けられ、固定子21はガイドフレーム18に設けられている。尚、左右に設けられたリニアモータ19の構成は同じ積層構造である。
【0023】
図3は上述のリニアモータ19の斜視図であり、複数の綜絖枠(ヘルドフレーム)17を駆動するため積層されたリニアモータの中の1層を示す。本例のリニアモータ19はいわゆるコイル可動子形であり、可動子20にはコイルが巻装され、固定子21には磁極(N極、S極)が異なる磁石が交互に配設されている。尚、この磁石の具体的な配設は後述するが、固定子21に配設される磁石は永久磁石であり、固定子21の上下方向に配設されている。
【0024】
可動子20には不図示の鉄心にコイル23が巻装され、このコイル23に例えば三相電流を流すことにより交番磁界を発生させ、上述の固定子21の磁石と共に磁気回路を構成し、可動子20を上下に駆動する。尚、この可動子20と固定子21との隙間は狭く、例えば1mm程度である。
【0025】
図1は本例のリニアモータの積層構造を示す断面図である。同図に示すように、リニアモータは2個積層して配設され、同図ではリニアモータ19a、19bとして示す。
【0026】
例えば第1のリニアモータとしてのリニアモータ19aは可動子20aと固定子21aで構成され、可動子20aは鉄心にコイル20a’を巻装した構成であり、コイル20a’に電流を流すことにより、交番磁界を発生させる。また、固定子21aは鉄(Fe)等で構成される磁石フレーム21a’に磁石22を配設した構成である。また、可動子20aと固定子21aとの間隔は前述のように1mm程度であり、可動子20aとモータフレーム34との間隔もほぼ同様に構成されている。尚、モータフレーム34も鉄(Fe)等で構成されている。
一方、第2のリニアモータとしてのリニアモータ19bは可動子20bと固定子21bで構成され、可動子20bは鉄心にコイル20b’を巻装した構成であり、コイル20b’に電流を流すことにより、交番磁界を発生させる。また、固定子21bも、鉄(Fe)等で構成される磁石フレーム21b’を有するが、この磁石フレーム21b’は前述のリニアモータ19a側の磁石フレーム21a’と一体形成されている。すなわち、同じ磁石フレームを使用する。したがって、従来例のように別体のモータフレームを使用することなく一体形成の磁石フレーム21a’、21b’を使用し、リニアモータ19aと19bを積層する構成である。
【0027】
尚、本例は2台のリニアモータ19a、19bを使用する構造であり、リニアモータ19bの外面はモータフレーム35で覆われ、可動子20bとモータフレーム35の隙間は、例えば前述の1mmに設定されている。
【0028】
また、リニアモータ19aにおける可動子20aの駆動は、可動子20aのコイル20a’に例えば三相電流を流し、可動子20aを上下に駆動する。また、リニアモータ19bにおける可動子20bの駆動は、可動子20bのコイル20b’に三相電流を流すことにより、可動子20bを上下に駆動する。
【0029】
したがって、上述のように構成することにより、積層方向に薄いリニアモータの構造とすることができ、リニアモータを小型化することもできる。
【0030】
尚、上述の実施形態例ではリニアモータを2台積層する場合について説明したが、2台に限らず3台、4台、・・・と積層する構成であってもよい。
<第2実施形態例>
次に、本発明の第2実施形態例について説明する。
【0031】
図4は、本発明の第2実施形態例を説明するリニアモータの構造を示す図である。尚、本例においても2台のリニアモータ24a、24bを積層する構造であり、使用する可動子は前述の図3に示したコイル可動子形であり、可動子にはコイルが巻装されている。
【0032】
本例においても上述の実施形態例と同様、第1のリニアモータ24aと第2のリニアモータ24bは同じ固定子25を使用する。この固定子25は磁石28と、この磁石28の両面に設けられた磁石フレーム29a、29bで構成され、同図に点線で示す磁石28の中心線から左側がリニアモータ24aで使用する固定子であり、点線で示す磁石28の中心線から右側がリニアモータ24bで使用する固定子である。ここで、リニアモータ24a側で使用する固定子を25aとし、リニアモータ24b側で使用する固定子を25bとして以下説明する。
【0033】
リニアモータ24aは可動子26aと上述の固定子25aで構成され、可動子26aは前述と同様、鉄心にコイル26a’を巻装した構成であり、固定子25aは上述の磁石25の一面に磁石フレーム29aを配設して構成されている。
【0034】
また、リニアモータ24bは可動子26bと上述の固定子25bで構成され、可動子26bは、鉄心にコイル26b’を巻装した構成であり、固定子25bは磁石25に磁石フレーム29bを配設して構成されている。
【0035】
このような構成において、前述と同様、例えばリニアモータ24aを駆動する場合、コイル26a’に三相電流を流し、交番磁界を発生させ、可動子26aを上下に駆動する。また、リニアモータ24bを駆動する場合、コイル26b’に三相電流を流し、可動子26bを上下に駆動する。
【0036】
上述のように本例においても、従来使用していたモータフレームを使用することなく、リニアモータ24a、24bを順次積層し、薄い構造とすることができる。したがって、このように構成することにより、積層方向に薄いリニアモータの構造とすることができ、リニアモータを小型化することもできる。
【0037】
また、本例ではリニアモータを2台積層する場合について説明したが、2台に限らず3台、4台、・・・と積層する構造としてもよい。
【0038】
尚、上述の実施形態例の説明では、各リニアモータに配設する可動子は単一構成であったが、例えば図5に示すように1台のリニアモータ29aに2個の可動子30、31を配設し、1台のリニアモータ29bに2個の可動子32、33を配設する構成としてもよい。
【0039】
この場合、リニアモータ29aによって2個の可動子30、31を駆動することができ、例えば2個の綜絖枠(ヘルドフレーム)17を1台のリニアモータ29aによって駆動でき、リニアモータ29bも同様に構成できるので、上記2つの実施形態例に対して半分の数のリニアモータで対応できることになる。
【0040】
さらに、本例では1台のリニアモータに3個以上の可動子を配設する構成としてもよい。
【0041】
また、1台のリニアモータに2個以上の可動子を配設する構成は、前述の第1実施形態例に対しても適用できる。
【0042】
尚、上述の実施例では片側磁石について説明したが、両側に磁石を設けて構成してもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によればモータフレームを省略することができるので、積層方向に薄いリニアモータの構造とすることができ、リニアモータを小型化することができる。
【0044】
また、1台のリニアモータで多数の可動子を駆動できるので、リニアモータを使用した効率良い駆動系とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態例のリニアモータの構造を説明する図である。
【図2】本例のリニアモータを使用した織機の全体構成図である。
【図3】リニアモータの斜視図である。
【図4】第2実施形態例のリニアモータの構造を説明する図である。
【図5】第2実施形態例のリニアモータの構造の変形例を説明する図である。
【図6】従来例のリニアモータの構造を説明する図である。
【図7】従来例のリニアモータの構造を説明する図である。
【符号の説明】
19、19a、19b、19c リニアモータ
20a、20b 可動子
20a’、20b’ コイル
21a 固定子
21a’、21b’ 磁石フレーム
22 磁石
23 コイル
24a、24b リニアモータ
25 固定子
26a’、26b’ コイル
26a、26b 可動子
28 磁石
29a、29b 磁石フレーム
30〜33 可動子
34、35 モータフレーム
Claims (4)
- 磁性フレームの一面に磁極が交互に異なる磁石を配設した第1の固定子と、該第1の固定子に沿って設けられ、コイルを巻装して成る第1の可動子とを有する第1のリニアモータと、
前記磁性フレームの他面に磁極が交互に異なる磁石を配設した第2の固定子と、該第2の固定子に沿って設けられ、コイルを巻装して成る第2の可動子とを有する第2のリニアモータと、
を具備することを特徴とするリニアモータ。 - 第1、第2のフレームにより、磁極が交互に異なる永久磁石を挟持した固定子を有し、
該固定子と、コイルを巻装し前記第1のフレームに沿って設けられた第1の可動子とから成る第1のリニアモータと、
前記固定子と、コイルを巻装し前記第2のフレームに沿って設けられた第2の可動子とから成る第2のリニアモータと、
を有することを特徴とするリニアモータ。 - 前記第1の可動子は複数配設されていることを特徴とする請求項1、又は2記載のリニアモータ。
- 前記第2の可動子は複数配設されていることを特徴とする請求項1、又は2記載のリニアモータ。
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