JP3866181B2 - 織機のおさ駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念の特徴に基づく織機のおさ駆動装置に関する。
【０００２】
本発明は、織機のおさ電動直接駆動装置に関する。おさ電動直接駆動装置は、回転子としての駆動装置可動部と、固定子としての駆動装置固定部を有し、おさは、支持手段により直接駆動装置の回転子に固定されている。
【０００３】
【従来の技術】
ドイツ国特許出願第１００２１５２０．３０−２６号は、織機のおさ直接駆動装置を主題とする。この場合、電動直接駆動装置は、変速手段を挿入せずに済ませられる。構造上の第１の解決策として、おさの軸の周りにほぼ回転対称である回転体として、即ち同軸に配設された駆動装置が開示される。構造上の第２の解決策として、おさと角同期して円弧軌道を旋回するリニア駆動装置が開示される。リニア駆動装置は、おさの旋回運動のための回転軸がおさ又はおさ駆動装置の構造部材の内側にある。２つの解決策によれば、おさ軸自体が固定又は可動部材であって、おさがその周りを旋回するか、又はおさと結合されたおさ軸がおさの周りに旋回することが可能である。
【０００４】
また、２つの解決策は、駆動装置の可動部に給電され、固定部が永久磁石を担持するか、又は可動部が永久磁石を担持し、固定部に給電され、もしくは少なくとも一方の部分に給電され、かつ永久磁石を担持することが可能である。
【０００５】
駆動装置が、高いトルクを生じ、取付け状況で明らかなようにその割に取付け場所が小さいので、２つの解決策は別に対策を講じなくても技術的に実現可能である。このことは各駆動装置に大きな取付け場所を割当てる解決策にも当てはまるが、この場合は慣性モーメント又は被動質量、またそれとともに必要なトルクも増加する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、駆動トルクのため並びに動力及び出力発生のために有効な駆動装置の面が比較的大きいが被動質量又は慣性モーメントも同様に増加することがないように、織機の利用可能な取付け場所を最適に利用した織機のおさ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
この課題は、本発明に基づき請求項１の特徴によって解決される。
【０００８】
本発明によれば、おさ運動を行なうために回転子（ロータ）及び固定子（ステータ）からなる少なくとも１個の電動直接駆動装置が設けられ、おさは支持手段を介して少なくとも１個の回転子と連結される。おさ軸は、本発明に基づき中空軸として形成され、おさ軸の直径はかなり大きくなるが、質量は同じ直径の同一材料の中実軸より相応に小さいので、慣性モーメントが大幅に増加することはない。
【０００９】
内側回転子モータとして構成した場合、おさ軸が電動直接駆動装置の回転子であれば、同じ慣性モーメントの中実軸回転子を有する内側回転子モータと比較して、回転子と固定子の間に大きなギャップ面、それとともに比較的大きな有効動力が生じる。
【００１０】
同時に、中空軸の大きな直径は、発生するトルクの係数を増加する。トルクは、力と半径の積として求められる。発生可能なトルクは、全体として軸の半径の二乗として増加する。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、中空軸の空洞部に別の固定子が設置され、外側の固定子と平行してトルクを発生する。内側の固定子と直接駆動装置の回転子としてのおさ軸と外側の固定子とがおさの回転又は旋回軸に関して同軸に配列される。おさの電動直接駆動装置は、サンドイッチモータ式の駆動装置を形成する。従って、この駆動装置のギャップ面は、回転中心形の簡単な内側回転子モータに比してほぼ倍加され、このことは、発生可能なトルクにも当てはまる。
【００１２】
モータの原理として、冒頭に挙げたドイツ国特許出願第１００２１５２０．３０−２６号の主題に係る回転子に永久磁石を備えた同期サーボモータが考えられる。
しかし、本発明によれば、特に回転子の周囲の２個の固定子の同軸積層配列のために、とりわけ回転子側に同じく永久磁石を備えた交差界磁モータをおさ駆動装置として設けることができる。
また、本発明に基づきモータの原理として、高い動的性能が得られることから直流モータを、同じく高い動的性能が得られ、かつ構造が簡単であることからリラクタンスモータを設けることができる。
本発明の別の実施形態では、直接駆動装置の固定子と回転子は、設計上構造内のおさの回転軸を基準として円弧状に形成される。即ちおさの回転軸は駆動装置の外側にある。
【００１３】
このようにして、回転軸の半径を大幅に拡大することができるから、特に上記のサンドイッチモータの構造に基づき比較的大きなギャップ面が得られる。
【００１４】
また、おさの慣性モーメントを決定する部品は製織面の高さ、即ち回転軸から見てギャップの上側にある。
本発明の実施形態として、固定子と回転子の円弧形の断面構造はそれぞれ少なくとも１つの円環セグメントを形成する。その場合円環セグメントの半径は＜∞である。
【００１５】
本発明の実施形態として、さらに別の固定子を第１の固定子及び回転子と同軸に設け、この固定子と第１の固定子の間に回転子を挟むことができる。
【００１６】
本発明によれば、こうしてギャップ面が倍加され、比較的高い動的性能とともに比較的高い角速度、そして結局、先行技術に比して比較的高い製織速度が得られる。
【００１７】
本発明によれば、おさの駆動装置は、リニア電動直接駆動装置として構成される。モータの可動部は、おさに固定され、直線状の水平軌道上で運動する。その場合、回転子と固定子からなる第１のリニアモータ駆動装置は、製織面の上側に配設され、回転子と固定子からなる第２のリニア駆動装置は、製織面の下側に配設される。この駆動装置の回転子は支持手段によりおさと結合される。
【００１８】
この構造の利点は、一方ではおさの下側で現存する取付け場所を同軸構造の駆動装置の場合よりよく利用することができ、他方ではおさの上側の区域を取付け場所として利用できることである。おさの下側の取付け場所の利用の改善は、直線軌道というリニア駆動装置の一般的利点によるものであるから、ギャップ面の拡大に伴って可動部の質量だけが増加するが、同軸配列の駆動系では質量が回転子及び固定子の半径とともに増加し、慣性モーメントは直線軌道上を移動するリニアモータの場合より比較的急激に上昇する。
【００１９】
リニア駆動装置をおさの上側及び下側の区域に分割すれば、より多くの利用可能な取付け場所が開かれ、しかもおさ運動が安定化する。
【００２０】
また、本発明によれば、ギャップ面の拡大のために駆動装置の可動部と固定部がおさの運動方向に対して垂直に配列された層として構成され、いわゆるサンドイッチモータが成立する。特におさの代表的な水平運動に基づき、回転子と固定子を垂直に重ねることによって比較的大きなギャップ面を形成するとともに、おさの運動方向に駆動装置の比較的小さな寸法が可能である。このことは例えばヘルドの開口段階のスペースを縮小しないために重要である。直線軌道のリニア駆動装置のために、本発明に基づき永久磁石付き回転子を有する同期モータ又は永久磁石付き回転子を有する交差界磁モータが考えられる。
【００２１】
また、本発明に基づき直流モータ及びリラクタンスモータも前述の利点に基づき使用することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１及び図２は、織機のおさの電動直接駆動装置１の回転対称構造の概要を示す。おさ１．１は、少なくとも１個のおさ支持部１．２を介して中空軸１．６として形成された回転子１．５に連結される。駆動装置１の固定子１．３は、それぞれおさ支持部１．２のところが少なくともおさの回転角の分だけ切欠いてある。固定子１．３と回転子１．５は、ギャップ１．４によって隔離され共通の中心点１．７を有する。
【００２４】
図３及び図４は、回転子に補助的に作用する制動装置１．２０；１．２１を備えた拡張形駆動装置を示す。
【００２５】
図５及び図６は、本発明によるサンドイッチ構造の駆動装置２を示す。中空軸２．８として形成され、軸線２．９を有する内側固定子２．７は、回転子２．５によりギャップ２．６で取囲まれる。一方、外側固定子２．３は、ギャップ２．４で回転子２．７を取囲み、おさ２．１のためのおさ支持部２．２のところが少なくともおさの回転角の分だけそれぞれ切欠いてある。
【００２６】
図７及び図８は、回転子２．５に補助的に作用する制動装置２．２０；２．２１を備えた拡張形駆動装置を示す。
【００２７】
図９は、製織面３．７の下側に配設されたおさ３．１のリニア駆動装置３を示す。リニア駆動装置３の部材は円弧状片として形成されている。おさ３．１は、少なくとも１個のおさ支持部３．２により回転子３．３と連結され、回転子３．３は、固定子３．５に対してギャップ３．４の間隔で配設されている。円弧状片は共通の中心点３．６を有する。
【００２８】
図１０及び図１１は、製織面３．７の上側に配設されたおさ３．１のリニア駆動装置３を示す。おさ３．１もまた少なくとも１個のおさ支持部３．２により駆動装置３の回転子３．３と連結されている。固定子３．５は、回転子３．３の下側に配設され、それぞれ少なくともおさ支持部の旋回範囲に対して切欠き部を有する。
【００２９】
図１２及び図１３は、本発明による駆動装置４を示す。本発明による駆動装置４は図９に示す駆動装置３いほぼ相当する。駆動装置４は製織面４．９の下側に配置されている。駆動装置４は、サンドイッチ構造に構成され、固定子４．７に加えて補助固定子４．３が回転子４．５の上側に配設されている。固定子４．３は、少なくとも１個のおさ支持部４．２の区域が少なくともおさ４．１の旋回範囲に対して切欠いてある。固定子４．３と回転子４．５の間にギャップ４．４があり、固定子４，７と回転子４．５の間にギャップ４．６がある。
【００３０】
図１４及び１５のおさ支持部５．２は、図１ないし図８の旋回式おさ駆動装置のためのものであり、本発明に基づき単数個又は複数個の貫通穴５．８を備えている。貫通穴５．８は、おさ駆動装置の固定子の部分片５．５Ａと部分片５．５Ｂの間の電気的又は機械的直結を可能にする。継手５．６は差込み継手として形成することが好ましい。
【００３１】
図１６及び図１７は、図１２及び１３に相当するおさ駆動装置４を示す。これらおさ駆動装置４の相違は、図１６及び図１７に示す駆動装置４が製織面４．９の上側に配設されているのに対して、図１２及び図１３に示す駆動装置４が製織面４．９の下側に配設されていることである。
【００３２】
図１８及び図１９は、製織面５．９の上側に配置されたおさ駆動装置５を示す。このおさ駆動装置５は、図１０及び１１に示すおさ駆動装置３に相当するが、図１８及び図１９に示すおさ駆動装置５は、回転子５．３に相当する平坦面構造の直線運動子５．３及び平坦面構造の固定子５．５が直線状に延びており、従っておさは回転運動でなく直線運動を行なう。図２０は製織面の下側に配設された同様な駆動装置５を示す。
【００３３】
図２１及び図２２は、サンドイッチ構造の駆動装置６を示す。おさ６．１は、おさ支持部６．２により駆動装置６の回転子に相当する平坦面構造の直線運動子６．５と連結される。直線運動子６．５は、固定子６．３との間にギャップ６．４で取付けられ、固定子６．７の間にギャップ６．６で取付けられている。おさ運動は直線的に行なわれる。固定子６．３はおさ支持部６．２のために少なくともおさ６．１の移動距離だけ切欠いてある。
【００３４】
図２３及び図２４は、２個の駆動装置６を備えた図である。一方の駆動装置６は製織面６．１４の下側に配設され、他方の駆動装置６は製織面６．１４の上側に配設されている。おさ６．１は、少なくとも２個のおさ支持部６．２；６．８を有し、おさ支持部６．２により駆動装置６の直線運動子６．５に連結され、おさ支持部６．８により駆動装置６の直線運動子６．１１に連結されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 回転対称構造を有するおさ電動直接駆動装置の側面図である。
【図２】 おさ電動直接駆動装置の図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】 制動手段を有するおさ駆動装置の側面図である。
【図４】 制動手段を有するおさ駆動装置の図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】 本発明による回転対称構造を有するおさ電動直接駆動装置の側面図である。
【図６】 おさ電動直接駆動装置の図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】 制動手段を有するおさ駆動装置の側面図である。
【図８】 制動手段を有するおさ駆動装置の図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図９】 製織面の下に配設されたリニア駆動装置としてのおさ電動直接駆動装置の側面図である。
【図１０】 製織面の上に配設された図９の電動駆動装置を示す図である。
【図１１】 おさ駆動装置の図１０のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
【図１２】 本発明によるリニアモータとしてのおさ電動駆動装置の側面図である。
【図１３】 おさ駆動装置の図１２のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１４】 旋回式おさ駆動装置のための貫通穴を有するおさ支持手段の側面図である。
【図１５】 おさ駆動装置を図１４の貫通穴を経て連結したおさ支持手段の前面図である。
【図１６】 おさ電動リニア駆動装置の概略図である。
【図１７】 電動リニア駆動装置の図１６のＦ−Ｆ線に沿った概略図である。
【図１８】 製織面の上側に配設され、おさを直線的に案内する電動リニア駆動装置の側面図である。
【図１９】 リニア駆動装置の図１８のＨ−Ｈ線に沿った断面図である。
【図２０】 製織面の下側に配設された図１８の電動リニア駆動装置を示す図である。
【図２１】 本発明による製織面の下側に配設されおさを直線的に案内するリニアモータの別の構造の側面図である。
【図２２】 リニア駆動装置の図２１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図２３】 おさを直線状に案内する電動おさ駆動装置を製織面の上下に配設した側面図である。
【図２４】 おさの駆動装置の図２３のＪ−Ｊ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１．１ おさ
１．２ おさ支持部
１．３ 固定子
１．４ ギャップ
１．５ 回転子
１．６ 中空軸
１．７ 回転中心
２．１ おさ
２．２ おさ支持部
２．３ 固定子
２．４ ギャップ
２．５ 回転子
２．６ ギャップ
２．７ 固定子
２．９ 軸線
４．１ おさ
４．２ おさ支持部
４．３ 固定子
４．４ ギャップ
４．５ 回転子
４．６ ギャップ
４．７ 固定子
４．８ 回転中心
４．９ 製織面
６．１ おさ
６．２ おさ支持部
６．３ 固定子
６．４ ギャップ
６．５ 直線運動子
６．６ ギャップ
６．７ 固定子
１．１４ 製織面

Claims (13)

1. 回転子としての駆動装置可動部と、固定子としての駆動装置固定部とを有し、回転子と固定子の間にギャップがあり、おさが支持手段により回転子に固定されている織機のおさの電動直接駆動装置において、
   直接駆動装置はリニアモータとして構成され、回転子は平坦面構造の直線運動子であり、固定子は平坦面構造の第１の固定子と、第２の固定子であり、第１の固定子と直線運動子と第２の固定子は、第１の固定子が直線運動子の下側に位置し、第２の固定子が直線運動子の上側に位置するように配置され、第１の固定子の上面と直線運動子の下面との間にギャップを形成し、第２の固定子の下面と直線運動子の上面との間にギャップを形成し、
   少なくとも１個の直接駆動装置が製織面の上側でおさに連結され、
   少なくとも１個の直接駆動装置が製織面の下側でおさに連結されていることを特徴とする電動直接駆動装置。
2. 直接駆動装置は、リニア・サンドイッチモータとして構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動直接駆動装置。
3. 複数個の直接駆動装置が織機の織幅にわたって配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動直接駆動装置。
4. 直接駆動装置は、回転子に永久磁石を備えた同期モータとして構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動直接駆動装置。
5. 直接駆動装置は、交差界磁モータとして構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動直接駆動装置。
6. 交差界磁モータの回転子が永久磁石を装備することを特徴とする請求項５に記載の電動直接駆動装置。
7. 直接駆動装置は、直流モータとして構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動直接駆動装置。
8. 直流モータの回転子が永久磁石を装備することを特徴とする請求項７に記載の電動直接駆動装置。
9. 直接駆動装置は、リラクタンスモータとして構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動直接駆動装置。
10. リラクタンスモータの回転子が永久磁石を装備することを特徴とする請求項９に記載の電動直接駆動装置。
11. 直接駆動装置に少なくとも１個の制動手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動直接駆動装置。
12. 制動手段が直接駆動装置の回転子に作用することを特徴とする請求項１１に記載の電動直接駆動装置。
13. 制動手段が直接駆動装置の電流遮断状態で回転子をロックすることを特徴とする請求項１１に記載の電動直接駆動装置。

Images