JPH10310947A - リニアモータ式開口装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】リニアモータの大きさを最小限に抑えたまま、
必要な推力を容易に得ることができるリニアモータ式開
口装置を提供する。 【解決手段】ヘルドフレーム１０とガイドフレーム１１
−１、１１−２から成る開口装置において、ヘルドフレ
ーム１０のサイドステー部１２−１、１２−２自身をリ
ニアモータ可動子１３−１、１３−２とする。そして、
リニアモータの作用面がサイドステー部１２−１、１２
−２の表面１８及び裏面１９に対応する面になるように
構成する。これにより、可動子の重量の増加を最小限に
抑えながら、作用面を大きく取ることができ、推力の大
きなリニアモータを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、織機のヘルドフレ
ームをリニアモータで駆動制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の織機におけるヘルドフレームの開
口運動は、ヘルドフレームにワイヤ等を取り付け、機械
的構成により通常のモータ等の動力を上下運動に変換す
ることによって行わせていた。このような機械的構成で
モータ等の回転運動を上下運動に変換するにはカム等が
使用されるが、一度上下運動の調整を行ってしまうと開
口運動の制御が固定的となり、織機で織られる織物の種
類を変えたりするときに開口運動の様子を変化させるこ
とが容易でないという不便さを有していた。

【０００３】今日、電子制御の技術が発達したことを受
けて、織機の開口運動も電子的に制御できれば、ヘルド
フレームの上下運動の速度やタイミングをを柔軟に変化
させることができ、様々な種類の織物にも容易に対応す
ることができる織機を提供することができる。

【０００４】そこで、織機のヘルドフレームをリニアモ
ータで駆動し、開口運動を容易に制御できるようにしよ
うという提案がなされた。このようなリニアモータを用
いた開口装置の詳細は、例えば、特公平４−７０４１４
号公報に記載されている。以下に、提案のなされたリニ
アモータを用いた開口装置について説明を行う。

【０００５】図４は、従来のリニアモータ駆動方式の開
口装置を説明する図である。同図（ａ）は、ヘルドフレ
ーム４２の両側のサイドステー４３−１、４３−２にリ
ニアモータの可動子４４−１、４４−２が設けられてい
る。特に、可動子４４−１、４４−２は、ガイドフレー
ム４１−１、４１−２に対向した側面に設けられてい
る。ガイドフレーム４１−１、４１−２には溝が設けら
れており、ヘルドフレーム４２がはめ込まれるようにな
っている。溝の奥の底面にはヘルドフレーム４２に設け
られた可動子４４−１、４４−２に対向して固定子４５
−１、４５−２が設けられている。固定子４５−１、４
５−２には、コイルが設けられ、磁界を発生するように
なっている。ヘルドフレーム４２のサイドステー４３−
１、４３−２に取り付けられる可動子４４−１、４４−
２はアルミニウムである。固定子４５−１、４５−２の
コイルに電流が流されると、可動子４４−１、４４−２
に渦電流が生じ、コイルの電流を制御することによって
可動子４４−１、４４−２が力を受け、ヘルドフレーム
４２が上下運動をするようになる。ここで、示されてい
るリニアモータを用いた開口装置の特徴としては、可動
子４４−１、４４−２がヘルドフレーム４２の両端の側
面にガイドフレーム４１−１、４１−２側に対向するよ
うに設けられていることである。従って、固定子４５−
１、４５−２も可動子４４−１、４４−２に対向する形
で、ヘルドフレーム４２の方向にリニアモータとしての
作用面を向けていることである。

【０００６】同図（ｂ）は、従来のリニアモータ駆動方
式の開口装置の別の形態を説明する図である。本形態に
おいても、開口装置としての基本構成である、ヘルドフ
レーム４６、ガイドフレーム４７−１、４７−２が設け
られている。ヘルドフレーム４６のサイドステー４３−
１、４３−２の部分は、ガイドフレーム４７−１、４７
−２に設けられた溝にはめ込まれ、上下運動をすること
ができるように構成されている。

【０００７】同図（ａ）の構成と異なるのは、ヘルドフ
レーム４６及びガイドフレーム４７１、４７−２に固定
子と可動子を設けてリニアモータとするのではなく、別
にリニアモータ４８−１、４８−２を設けた点である。
リニアモータ４８−１、４８−２の可動子は支持脚４９
−１、４９ー２に取り付けられており、リニアモータ４
８−１、４８−２が作動すると、支持脚４９−１、４９
−２が上下動するように構成されている。この支持脚４
９−１、４９−２をヘルドフレーム４６に取り付けるこ
とにより、ヘルドフレーム４６も上下に移動し、開口運
動を行うようになっている。この場合のリニアモータ４
８−１、４８−２は典型的には円筒型リニアモータであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４（ａ）
の構成では、ヘルドフレーム４２あるいはガイドフレー
ム４１−１、４１−２にリニアモータを組み込む構成と
なっているので、場所を取らず効率的であるように思わ
れるが、可動子４４−１、４４−２及び固定子４５−
１、４５−２がヘルドフレーム４２の両端の側面で対向
するように設けられているので、リニアモータとしての
作用面が狭く、必要な推力が得られにくいという問題点
を有している。

【０００９】また、図４（ｂ）の構成では、リニアモー
タ４８−１、４８−２が別個に設けられているので、必
要な推力を生じるリニアモータを容易に得ることができ
る反面、支持脚４９−１、４９−２が取り付けられてい
る分、リニアモータ４８−１、４８−２が駆動すべき重
量が大きくなり、リニアモータ４８−１、４８−２の推
力が余分に必要となり、リニアモータ４８−１、４８−
２が大型化する傾向があるという問題点がある。

【００１０】従って、本発明の課題は、リニアモータの
大きさを最小限に抑えたまま、必要な推力を容易に得る
ことができるリニアモータ式開口装置を提供することで
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の開口装置は、リ
ニアモータでヘルドフレームを駆動するリニアモータ式
開口装置において、前記リニアモータが、前記ヘルドフ
レームのサイドステー部に設けられ、作用面が前記ヘル
ドフレームの表面または裏面の少なくとも一方に対応す
る面に設けられる可動子と、ガイドフレームに設けら
れ、前記可動子の作用面と対向するように作用面が設け
られる固定子とからなることを特徴とする。

【００１２】このような本発明の開口装置によれば、リ
ニアモータの作用面の面積をヘルドフレームの重量の増
加を最小限に維持したまま広くすることができるので、
リニアモータの大きさを最小限に抑えたまま、大きな推
力を有するリニアモータを形成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の原理的構成を説
明する図である。同図（ａ）は、本発明の構成を模式的
に示した図である。同図（ａ）において、ヘルドフレー
ム１０がガイドフレーム１１−１、１１−２に取り付け
られるように示されているが、実際には、ヘルドフレー
ム１０は、ガイドフレーム１１−１、１１−２に沿って
上下運動をするように、ガイドフレーム１１−１、１１
−２に設けられた溝にはめ込まれる構成となっている。

【００１４】本発明の構成の場合には、ヘルドフレーム
１０のサイドステー部１２−１、１２−２をリニアモー
タ可動子１３−１、１３−２とするものである。サイド
ステー部１２−１、１２−２に設けられたリニアモータ
可動子１３−１、１３−２は、ガイドフレーム１１−
１、１１−２にそれぞれ設けられるリニアモータ固定子
１４−１、１４−２にはめ込まれて上下に動くようにな
っている。特に、本発明の構成においては、リニアモー
タ可動子１３−１、１３−２の作用面をヘルドフレーム
１０の両端の側面ではなく、正面及び裏面に設けたこと
を特徴としている。すなわち、ヘルドフレーム１０の同
図（ａ）の紙面に平行な表側の面と裏側の面に作用面を
設けている。

【００１５】同図（ｂ）は図４（ａ）で説明した構成に
おける作用面の位置を示す図である。同図（ｂ）は、ヘ
ルドフレーム４２とガイドフレーム４１−２を上方から
見たリニアモータの固定子４５−２と可動子４４−２の
部分の断面の様子を示している。このように、図４
（ａ）の構成ではヘルドフレーム４２の両端の側面部１
５に作用面が設けられている。ヘルドフレーム４２の厚
さは、必要とされる強度により決定されるものである
が、１０ｍｍ程度である。従って、作用面の幅も同じく
１０ｍｍ程度となる。

【００１６】これに対し、本発明の構成においては、同
図（ｃ）においては、ヘルドフレーム１０に取り付けら
れたリニアモータ可動子１３−２の作用面１７−１が表
面１８と裏面１９に設けられている。これに対向するよ
うに、ガイドフレーム１１−２に設けられたリニアモー
タ固定子１４−２の作用面１７−２が設けられている。
同図（ｂ）と同図（ｃ）とを比べると明らかなように、
本発明の構成のほうがリニアモータとしての作用面１７
−１、１７−２がかなり広く取れることが分かる。特
に、同図（ｂ）の場合には、ヘルドフレーム４２の厚さ
がほぼ決まっているので、作用面１６の幅もこれにより
決定されてしまう。一方、同図（ｃ）の場合には、作用
面１７−１、１７−２の幅は上記のような制約をほとん
ど受けることなく設定することができるので、より推力
の強いリニアモータを得ることができる。また、同図
（ｃ）の場合にはヘルドフレーム１０の裏面１９側と表
面１８側の両面に作用面１７−１、１７−２を設けられ
るので、更に大きな推力のリニアモータを得るのに都合
がよい。

【００１７】例えば、同図（ｂ）の場合の作用面１６の
広さを幅１０ｍｍ、長さ６００ｍｍと見積った場合、同
図（ｃ）の構成では、作用面１７−１、１７−２の片面
の広さを幅１４０ｍｍ、長さ２４０ｍｍととれば、１０
倍以上の面積を確保することができる。リニアモータに
おいては、作用面の広さが推力に比例するので、同図
（ｃ）の方が、同図（ｂ）の場合よりも１０倍以上大き
な推力のリニアモータを得ることができることになる。

【００１８】また、図４（ｂ）の構成と比較すると、図
４（ｂ）の場合には推力の大きなリニアモータを得るこ
とはできるが、支持脚４９−１、４９−２がそれぞれ約
５ｋｇとなることから、リニアモータ４８−１、４８−
２はこの分余計推力を必要とする。

【００１９】これに対し、本発明の構成である図１に従
えば、リニアモータの可動子がヘルドフレーム１０のサ
イドステー部１２−１、１２−２と一体化されているの
で、ヘルドフレーム１０にそれほど大きな重量を付加す
ることなく、リニアモータを構成することができる。本
発明の構成と図４（ｂ）の構成とを比較すると、本発明
の構成によれば、支持脚４９−１、４９−２の分軽量化
が図れるが、逆にリニアモータの可動子をヘルドフレー
ム１０に設けることにより、ヘルドフレーム１０の重量
がやや増加する。ヘルドフレーム１０の重量は、８ｋｇ
〜１０ｋｇであるので、支持脚４９−１、４９−２を除
いたために軽くなった分と可動子をヘルドフレーム１０
の設けたことによる重量の増加とを考慮に入れると、約
１７％ヘルドフレーム１０の重量を軽くすることができ
る。リニアモータの消費電力はヘルドフレームの重量に
ほぼ比例するので、やはり約１７％の消費電力の節約と
なる。

【００２０】このように、本発明の構成によれば、従来
提案されていたリニアモータ式開口装置に比べ、リニア
モータの推力で１０倍以上が得られ、消費電力で１７％
程度の節約を行う事ができる。

【００２１】図２は、本発明の構成を永久磁石式リニア
モータに適用した例である。同図には、リニアモータの
固定子と可動子の部分が示されており、同図（ａ）が正
面図であり、同図（ｂ）が側面図である。

【００２２】同図（ａ）に示されるように、リニアモー
タの可動子である永久磁石２１がヘルドフレーム２０の
サイドステー部２６に取り付けられている。永久磁石２
１は、それぞれＮ極とＳ極が交互に並ぶように配置され
ており、同図（ｂ）のように、ヨーク２２を挟んでヘル
ドフレーム２０の（あるいは、サイドステー部２６の）
両面に設けられている。永久磁石２１のヨーク２２に面
している側からでた磁力線はヨーク２２の中を通ってＮ
極からＳ極へ向かう。

【００２３】一方、固定子２３側は、複数の励磁コイル
２４からなっており、永久磁石２１に対向するように設
けられている。励磁コイル２４の背面にはヨーク２５が
設けられており、励磁コイル２４が作る磁場を閉じ込め
るようにしている。励磁コイル２４は互いに少しずつず
らして配置しおく。このように配置することにより、１
つ１つの励磁コイル２４が生成する磁場が互いに少しず
つずれて生成されるので、ヘルドフレーム２０の永久磁
石２１に働く力を上方あるいは下方に向かわせることが
でき、リニアモータとしての作用を得ることができる。

【００２４】なお、励磁コイル２４とヨーク２５の配置
方法は同図に示されたものには限られず、リニアモータ
を構成することができるように配置すれば、どのような
配置方法であっても良い。例えば、ヨークを各励磁コイ
ルの中心に配置し、それぞれの励磁コイルを平らに配置
するようにしてもよい。この場合、隣り合う励磁コイル
には順番に電流が供給され、永久磁石２１に上方あるい
は下方に向かう力が加わるように構成する。

【００２５】また、励磁コイルをヘルドフレーム側に設
け、永久磁石を固定子に設ける構成も可能である。ただ
し、この場合には、上下動するヘルドフレームに設けら
れる励磁コイルに電力を供給する必要があるので、その
ために結線を行う必要がある。ただし、結線されたヘル
ドフレームが上下動するので、結線が繰り返し曲げを受
け、耐久性には問題が生じる。逆に、図２に示されるよ
うに、励磁コイルを固定子側に設けるようにしておけ
ば、励磁コイルへの結線は固定されるので、構成が簡単
になるという利点がある。

【００２６】図３は、本発明の構成をリニアパルスモー
タに適用した例である。同図（ａ）は、固定子と可動子
の付近の正面図であり、同図（ｂ）は、側面図である。
リニアパルスモータの場合には、ヘルドフレーム３０の
サイドステー部３６に、可動子３１として凹凸を有した
磁性体が設けられている。このような構成の場合、図２
のように永久磁石を設けるよりもヘルドフレーム３０が
機械的に丈夫に構成することができる。

【００２７】固定子３２には、サイドステー部３６の両
面に存在する凹凸に対向するようにヨーク３４と励磁コ
イル３３とが設けられている。励磁コイル３３は、ヨー
ク３４の突出部３５の周囲に巻き付けられており、この
ような構成が平面状に配列されている。隣り合う励磁コ
イル３３には、やはり順番に電力が供給され、磁界を生
じるようにしている。このように順番に励磁コイル３３
に電流を流すようにすると、生成される磁界が移動し、
可動子３１の凹凸を引き付けるヨーク３４の突出部３５
が移り変わることになるので、ヘルドフレーム３０は上
下に力を受けて移動することになる。

【００２８】図２で説明したように、図３のリニアパル
スモータの場合にも可動子側に励磁コイルとヨークを設
け、固定子側に凹凸を有する磁性体を設ける構成が可能
である。ただし、図２で説明したのと同様、ヘルドフレ
ーム３０が動くので、結線が繰り返し曲げを受け、耐久
性には問題が生じる。固定子３２に励磁コイル３３とヨ
ーク３４を設けるようにしておけば、結線を固定するこ
とができるので、上記のような対策を必要とせず、構成
を簡単化することができる。

【００２９】なお、上記説明では、永久磁石式リニアモ
ータとリニアパルスモータを使用した場合の構成を説明
したが、使用するリニアモータの種類はどのようなもの
でも使用が可能であって、上記例に限定されるものでは
ない。

【００３０】また、本発明によれば、リニアモータの作
用面を従来の構成に比べ格段に広く取ることができる。
ただし、サイドステー部の幅を広くするとサイドステー
部自身が重くなってしまうので、リニアモータの大型化
を招き、消費電力の面からも好ましくない。サイドステ
ー部に設けられる可動子の作用面積（リニアモータの作
用面積）は設計者によって適切に調整されるべきもので
ある。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、従来提案されていたリ
ニアモータ式開口装置に比べ、より大きな推力を得るこ
とができるとともに、リニアモータの小型化、省電力化
が可能な構成を提供することができる。

【００３２】従って、より実現性の高いリニアモータ式
開口装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成を説明する図である。

【図２】本発明の構成を永久磁石式リニアモータに適用
した例である。

【図３】本発明の構成をリニアパルスモータに適用した
例である。

【図４】従来のリニアモータ駆動方式の開口装置を説明
する図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４２、４６ ヘルドフレーム １１−１、１１−２、４１−１、４１−２、４７−１、
４７−２ ガイドフレーム １２−１、１２−２、２６、３６ サイドステー部 １３−１、１３−２ リニアモータ可動子 １４−１、１４−２ リニアモータ固定子 １５ 側面部 １６、１７−１、１７−２ 作用面 １８ 表面 １９ 裏面 ２１ 永久磁石 ２２、２５、３４ ヨーク ２３、３２、４５−１、４５−２ 固定子 ２４、３３ 励磁コイル ３１、４４−１、４４−２ 可動子 ３５ 突出部 ４３−１、４３−２ サイドステー ４８−１、４８−２ リニアモータ ４９−１、４９−２ 支持脚

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リニアモータでヘルドフレームを駆動する
   リニアモータ式開口装置において、 前記リニアモータは、 前記ヘルドフレームのサイドステー部に設けられ、作用
   面が前記ヘルドフレームの表面または裏面の少なくとも
   一方に対応する面に設けられる可動子と、 ガイドフレームに設けられ、前記可動子の作用面と対向
   するように作用面が設けられる固定子とからなる、こと
   を特徴とするリニアモータ式開口装置。
2. 【請求項２】前記リニアモータは永久磁石式リニアモー
   タであることを特徴とする請求項１に記載のリニアモー
   タ式開口装置。
3. 【請求項３】前記可動子に永久磁石が設けられ、前記固
   定子に励磁コイルが設けられていることを特徴とする請
   求項２に記載のリニアモータ式開口装置。
4. 【請求項４】前記リニアモータはリニアパルスモータで
   あることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ式
   開口装置。
5. 【請求項５】前記固定子に励磁コイルが設けられている
   ことを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ式開口
   装置。