KR19990063150A - 제직기상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터, 제직시스템 및 제직기 - Google Patents

제직기상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터, 제직시스템 및 제직기 Download PDF

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Abstract

본발명은 제직기 상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터, 특히 자카드 타입의 제직 시스템에서 통사를 제어하기 위한 것으로, 로우터 및 고정자를 포함하는 회전 액추에이터에 있어서, 상기 고정자는 로우터의 회전축을 따라서 2 개의 고정자 성분이 오프셋되어 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 로우터는 반대 방향으로 편극되고 튜브 내에서 축방향으로 오프셋되는 적어도 2 개의 영구자석을 포함하는 튜브에 의해 형성되고, 상기 각각의 자석은 고정자 성분의 에어갭 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 영구자석 또는 상기 고정자 성분의 편극은 각을 이루어 효과적으로 오프셋된다.

Description

제직기 상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터, 제직 시스템 및 제직기
본발명은 제직기 내에 셰드 (shed) 를 형성하기 위한 전기 액추에이터 (electrical actuator) 에 관한 것으로, 특히 자카드 (Jacquard) 타입 또는 도비 (dobby) 프레임의 제직 시스템에서 통사 (harness cord) 를 제어하기 위한 것이다. 본발명은 또한 그러한 액추에이터를 포함하는 제직 시스템 (weaving system) 과 그러한 시스템이 구비되는 제직기 (weaving loom) 에 관한 것이다.
자카드 타입의 제직 시스템에 있어서, 공지의 사실은, 2 개의 프레임을 반대상 (phase opposition) 에서 구동시키고, 각각의 프레임은 풀리 또는 블럭 장치에 의해 통사와 결합하는 훅을 수직으로 이동시키는데 적용되는 다수의 그리프 (griffe) 또는 수평 나이프 (knife) 를 지지한다는 것이다. 기계 또는 전자기 장치는 이러한 훅을 그 수직 행정을 따라서 이동할 수 없도록 설치한다. 이러한 공지 타입의 장치는 그리프 프레임을 조정하기 위하여 상당한 동력을 필요로 하고, 이러한 동력은 제직기의 구동 샤프트에 의하여 공급되며, 이것은 상기 직기의 크기를 지나치게 크게 한다.
또한, 제직기에 속하는 스몰 코드 (small cord) 를 선형적으로 제어하기 위하여 스텝 모터 또는 써보 - 모터와 같은 회전 모터를 사용하는 것도 공지이다. 다수의 전기 모터를 제직기에 결합된 제직 시스템에 사용하는 것을 생각할 때, 그 수가 10,000 에 이르거나 그 이상이라면, 그러한 모터는 최소의 필요 공간과 비용으로 제조되어야 하고, 상당한 신뢰성을 지니고 있어야 한다. 특히, 그러한 회전 전기 모터는 통사의 일반적인 행정에 대응하여 어떠한 위치에서도 정지 및 재시동되어야 하고, 그것은 사용자의 필요에 따라 상이한 타입의 셰드, 스트레이트 (straight) 또는 어블리크 (oblique) 모두에 사용하는 것을 목적으로 한다. 더우기, 전류의 과다한 소모를 피하기 위하여, 이러한 모터는 빈번하고 신속한 시작, 정지 및 행정 반전이 이루어지도록 관성 (inertia) 이 작아야 한다.
본발명의 목적은, 하나 또는 그 이상의 통사의 이동을 제어하는데 적용되는 회전 전기 엑추에이터에 관한 것으로, 상기 회전 전기 액추에이터는 소형이고, 정지하는 위치가 어디든 회전 가능하며, 최소의 비용과 관성을 지니는 액추에이터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본발명은 제직기 상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터, 특히 자카드 타입의 제직 시스템에서 통사를 제어하기 위한 것으로, 로우터 (rotor) 및 고정자 (stator) 를 포함하는 전기 회전 액추에이터에 있어서, 상기 고정자는 로우터의 회전축을 따라 적어도 2 개의 고정자 성분이 오프셋으로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 로우터는 반대방향으로 편극되고 튜브 내에서 축방향으로 오프셋되는 적어도 2 개의 영구 자석을 포함하는 튜브에 의해 형성되고, 각각의 자석은 고정자 성분의 에어갭 (air gap) 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본발명에 따른 전기 회전 액추에이터는 소형이고, 로우터가 기본적으로 튜브 및 간단한 부품인 전면 원통 형태 (overall cylindrical form) 인 자석에 의해 형성되는 한 제조가 용이하다. 더우기, 튜브 및 2 개의 자석에 의해 형성되는 로우터의 구조는 로우터의 직경이 예컨대 5 mm 이하로 감소함에 따라 작은 관성을 지닌다.
본발명의 실시예에 따르면, 고정자 성분은 전면 정렬 (overall aligned) 하고, 영구자석의 편극은 각을 이루어 오프셋된다. 영구자석의 편극이 오프셋된다는 사실은, 로우터의 위치가 어디이건, 적어도 하나의 자석을 특정한 위치로 있게 한다. 그러니까 대응하는 고정자의 활성화가 상기 자석 상에 그리고 결과적으로 로우터 상에, 상기 성분의 편극 방향과 평행하지 않은 전자기력을 유도하고 로우터의 회전을 설정하게 된다. 다시 말하면, 그 편극이 각을 이루어 오프셋되는 2 개의 자석은, 정렬하고 있는 고정자 성분에 의해 발생하는 전자기장이 로우터 상에 기계적인 영향력을 미치지 않는 위치에 동시에 위치할 수는 없다는 것이다.
바람직한 제 1 실시예를 참조하여 본발명의 효과적인 일측면에 따르면, 2 - 상 액추에이터의 경우, 영구자석은 약 60° 내지 120° 사이의 각도, 바람직하게는 90°로 오프셋되는 편극을 지니고, 3 - 상 액추에이터의 경우, 약 90° 내지 150° 사이의 각도, 바람직하게는 120°로 오프셋되는 편극을 지닌다. 이러한 기하 구조는, 자석의 편극이 90°로 오프셋되는 2 - 상 액추에이터의 경우, 적어도 하나의 자석이 고정자의 에어갭에서 발생하는 전자기력의 방향에 대하여 45°와 동일 또는 그 이상의 각도로 배향되는 (oriented) 것을 보장한다. 3 - 상 액추에이터의 경우, 적어도 2 개의 자석이 이러한 방향에 대하여 30°와 동일 또는 그 이상의 각도로 배향된다.
본발명의 제 2 실시예에 따르면, 본발명의 제 1 실시예에 대하여 반대의 구조를 지니는 것으로, 영구자석은 전면 정렬된 편극을 지니는 반면, 고정자 성분은 각을 이루어 오프셋된다. 이 경우, 제 1 실시예에서와 비슷한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 그 정지 위치가 어디이든 고정자의 활성화가 로우터의 회전을 설정한다는 사실이다.
바람직한 실시예를 참조하여 본발명의 효과적인 일측면에 따르면, 고정자 성분은, 2 - 상 액추에이터의 경우, 약 60° 내지 120° 사이의 각도, 바람직하게는 90°의 각도로 오프셋되고, 3 - 상 액추에이터의 경우, 약 90° 내지 150°의 각도, 바람직하게는 120°의 각도로 오프셋된다.
본발명의 또다른 효과적인 측면에 따르면, 액추에이터는 로우터의 튜브 내에서 자석을 축방향으로 이격하여 배치하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 축방향 스페이싱 수단 (axial spacing means) 은, 대응하는 고정자의 에어갭에 대하여 영구자석을 적절하게 위치시킨다.
본발명의 또다른 효과적인 측면에 따르면, 로우터는 제동 장치 (braking device) 및/또는 각도 위치 탐지 장치 (angular position detecting device) 와 상호 협력하도록 적용되는 부재를 지지한다. 본발명의 이러한 특성은, 본발명에 따른 액추에이터를 정확하게 제어할 수 있다. 특히 안전 브레이크가 있어서 액추에이터로 하여금 그것이 활성화되지 않은 경우 정해진 위치, 및/또는 위치 코더에 유지되도록 한다.
본발명의 또다른 효과적인 일측면에 따르면, 제동 장치와 상호협력하도록 적용되는 자석 및/또는 부재는, 예컨대 튜브 내에 접착되거나 압력 끼워맞춤 (force-fitting) 되어 있어서, 튜브에 대하여 회전이동할 수 없다. 이것은 고정자에 의해 로우터에 가해지는 힘을 커플 (couple) 의 튜브에 효과적으로 전송하고, 자기 회로 (magnetic circuit) 의 상이한 구성요소 및/또는 효과적인 제동을 적절하게 배치한다.
제조의 관점에서 볼 때, 자석은 특히 간단한 것으로 실질적으로 원형을 이룬다. 더우기, 로우터에 대한 적어도 하나의 지지 베어링은 볼 베어링 (ball bearing) 에 의해 형성될 수 있다.
본발명은 또한 본 명세서에서 기재하는 하나 또는 그 이상의 액추에이터를 포함하는 제직 시스템 및 그러한 시스템이 설치된 제직기에 관한 것이다. 이러한 시스템은 종래기술에 따른 장치에 비해 사용 또는 유지가 간단하고 자카드 직기 통사에 대하여 와이어-대-와이어 제어 (wire-to-wire control) 를 할 수 있다. 따라서 본발명에 따른 제직기의 산출량은 공지 기술에 비하여 실질적으로 개선되는 것이다.
도 1 은 본발명에 따른 액추에이터의 축방향 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 라인 Ⅱ - Ⅱ 를 따라 취한 횡단면도이다.
도 3 은 도 2 의 Ⅲ 을 확대하여 상세하게 도시한다.
도 4 는 도 1 의 라인 Ⅳ - Ⅳ 를 따라 취한 평면에서 도 3 과 마찬가지로 작성한 단면도이다.
도 5 는 도 1 의 액추에이터가 배치된 실시예를 도시한다.
우선 도 1 을 시작으로 도면에 관하여 설명하자면, 전기 회전 액추에이터 (1) 는, 자카드 타입 제직 시스템의 하나 또는 그 이상의 경사와 결합되는 통사 (3) 를 풀리 (2) 상에 확실하게 감기도록 한다. 상기 액추에이터 (1) 는 2 - 상 액추에이터이다. 그것은 축 ⅩⅩ′에 의해 형성되는 방향에서 오프셋되는 2 개의 고정자 성분 (4) 및 (5) 로 구성되는 고정자를 포함한다. 이러한 성분 (4) 및 (5) 는 전면 정렬하고, 축 ⅩⅩ′의 중심에 있는 튜브 (7) 에 의해 형성되는 로우터 (6)과 상호협력하도록 적용된다. 튜브 (7) 는 예컨대 동 (brass) 과 같은 비자성 물질 (amagnetic material) 로 제조하는 것이 바람직하다. 튜브 (7) 는 볼 베어링으로 구성되는 2 개의 베어링 (7a) 및 (7b)에 의해 액추에이터 (1) 의 본체 내에 지지된다. 볼 베이링의 사용은 회전에 있어서 뛰어난 효과를 준다. 튜브 (7) 는 실질적으로 원통 형상인 2 개의 영구자석 (8) 및 (9) 를 포함하고, 축 ⅩⅩ′를 따라서 오프셋되고 2 개의 고정자 성분 (4) 및 (5) 와 마주하도록 배치된다. 이러한 성분 (4) 및 (5) 는 자기 도체판 (magnetically conducting plates) 인 스택 (4b ; stack) 및 (5b) 주위를 감는 구리 와이어와 같은 전기 도체 와이어 (electrically conducting wire) 의 감기 장치 (4a ; winding) 및 (5a) 를 포함한다. 스택 (4b) 및 (5b) 의 형상은 그것이 튜브 (7) 를 수용하기 위한 원형 하우징 (10) 을 형성하도록 한다. 하우징 (10) 의 형상은 로우터 (6) 에 관하여 고정자 성분 (4) 및 (5) 의 에어갭을 한정한다.
도 3 및 도 4 에서 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 자석 (8) 및 (9) 는 약 90°의 각도로 오프셋되는 편극을 보여준다. 이렇게 하면, 자석 (8) 또는 (9) 중 적어도 하나는 하우징 (10) 에서 발생하는 전자기력이 로우터 (6) 에 커플을 가하도록 영구적으로 배향되고, 자석 (8) 또는 (9) 중 적어도 하나는 상기 힘에 평행한 북 - 남 라인 (North-South line) 을 지니지 않도록 한다.
본발명에 따른 회전 액추에이터는 2 개의 자석 (8) 및 (9) 이 상이하게 배향된 편극을 지닐때 효과적으로 기능을 수행하고, 원칙적으로 변화할 수 있는 각도의 값은 0° 및 180° 사이를 포함한다. 실제로, 그것은 60° 내지 120° 사이를 포함한다. 그러나, 값이 90°일 경우 최선의 전자기 산출량을 얻을 수 있고 액추에이터의 정지 위치가 어디이든 시작을 최적화할 수 있는 등 부가 효과를 얻을 수 있다.
스페이서 성분 (11) 은 튜브 (7) 내에서 자석 (8) 및 (9) 사이에 배치되고, 자석은 예컨대 튜브 내에 접착되거나 압력 끼워맞춤되어 있어서 튜브 (7) 에 관하여 회전 이동할 수 없다. 이러한 스페이서는 자석 (8) 및 (9) 을 축방향으로 웨지 (wedge) 하기 위하여 로우터 (6) 가 제조될 때에 튜브 (7) 내로 삽입된다. 그러나, 자석 (8) 및 (9) 를 튜브 (7) 내에서 축방향으로 스페이싱하기 위한 다른 수단은 예를 들면, 튜브 내를 주조, 기계가공 또는 축소가공하여 얻는 한쌍의 내부 플랜지, 튜브 내 또는 튜브 내를 향한 점에서 팽창하여 움직일 수 없게 된 탄성 와셔 (elastic washer) 등을 생각해 볼 수 있다.
튜브 (7) 은 풀리 (2) 의 맞은편 단부에서, 그 반경방향 외주면 상에 적어도 하나의 노치 (15a ; notch) 를 지니는 디시 (15 ; dish) 를 지지한다. 디시 (15) 는 튜브 (7) 상에 접착되거나 또는 압력 끼워맞춤된다. 웨지력 또는 제동력 (F) 은 로우터 (6) 의 회전축 Ⅹ-Ⅹ′에 실질적으로 수직한 방법으로 디시 (15) 에 가해진다. 이러한 힘 (F) 은 임의의 적당한 수단에 의해서 가해지고, 노치 (15a) 는 디시 (15) 및 튜브 (7) 로 하여금 제위치에 블럭 (block) 되게 한다. 더우기, 디시 (15) 는 그 안에 절단된 티쓰 (15b ; teeth) 를 지니고, 축 Ⅹ-Ⅹ′에 평행하게 확장하며 그 사이에 슬로트 (15c) 를 제한한다. 티쓰 (15b) 및 슬로트 (15c) 의 연속은 광학 적외선 또는 등가 타입의 탐지기 (16) 로 하여금 축 Ⅹ-Ⅹ′에 대하여 디시 (15) 및 로우터 (6) 의 배향을 위치시킨다. 탐지기 (16) 는 감기 장치 (4a) 및 (5a) 에 대한 공급을 제어하기 위하여 논리 장치에 접속되고, 그 결과 탐지기 - 코더 (16) 는 축 Ⅹ-Ⅹ′에 대한 로우터 (6) 의 회전을 모니터할 수 있게 한다.
본발명에 따른 액추에이터는 비용면에서 매우 만족할만하고 관성이 적다. 따라서 제직기 상에 셰드를 형성하기 위하여 자카드 타입 시스템 상에 많은 수가 장착될 수 있다.
본발명에 따른 액추에이터는 도 5 에 도시하는 바와 같이, 뱅크로써 효과적으로 설치되고, 액추에이터를 수용하기 위한 구획 (40a ; compartment) 을 한정하는 구조물 (40) 내에 다수의 액추에이터가 나란하게 배치된다. 액추에이터는 (F1) 의 방향으로 구획 (40a) 내에 삽입되고 그 전면에 설치된 중공탭 (41 ; pierced tab) 에 의해 그로부터 제거될 수 있다.
또다른 코더 (16) 및 대응하는 제동 시스템은 구조물 (40) 의 배면에 설치될 수 있다.
볼 베어링의 사용은 튜브 (7) 를 정확하게 가이드하게 하고, 그것은 고정자 (4, 5) 및 자석 (8, 9) 사이의 에어갭에 대하여 일정성과 정확성을 보장한다. 조립체는 베어링 (7a) 및 (7b) 가 강체이기 때문에 제조될 수 있고, 그 결과 통사 (3) 상에 팽팽한 당김이 있는 경우일지라도, 풀리의 위치는 보존되고, 한편 디시 (15) 는 탐지기 (16) 에 대하여 항상 정확하게 위치한다.
3 - 상 액추에이터의 경우, 3 개의 고정자가 정렬하도록 제공되고 로우터를 형성하는 튜브는 3 개의 영구자석을 포함한다. 이러한 자석의 편극은 약 120°의 각도로 오프셋된다. 마찬가지로 3 개 이상의 고정자를 지니는 액추에이터를 설치하는 것이 가능하며, 이 경우 로우터의 자석의 수는 조절될 수 있다. 마지막으로, 각을 이루어 오프셋되는 로우터가 설치될 수 있고, 이러한 경우 자석의 편극은 전면 정렬한다.
이상으로 자카드 시스템에 관한 액추에이터를 참조하여 본발명을 기재하였으나, 본발명은 일반적인 직물 기계에 적용할 수 있고, 특히 도비가 설치된 제직기 또는 편침을 제어하기 위한 메리야스 기계에 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 제직기 상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터 (1), 특히 자카드 타입의 제직 시스템에서 통사 (3) 를 제어하기 위한 것으로, 로우터 (6) 및 고정자를 포함하는 회전 액추에이터에 있어서, 상기 고정자는 로우터의 회전축 (ⅩⅩ′) 을 따라 오프셋되는 적어도 2 개의 고정자 성분 (4, 5) 에 의해 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 로우터는 반대 방향으로 편극되고 튜브 내에서 축방향으로 오프셋되는 적어도 2 개의 영구자석 (8, 9) 을 포함하는 튜브 (7) 에 의해 형성되고, 각각의 자석은 고정자 성분의 에어갭 (10) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정자 성분 (4, 5) 은 전면 정렬하고, 상기 영구자석 (8, 9) 의 편극은 각을 이루어 오프셋되는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 영구자석 (8, 9) 은, 2 - 상 액추에이터의 경우 약 60° 내지 약 120° 사이의 각도, 바람직하게는 90°로 오프셋되는 편극을 지니고, 3 - 상 액추에이터의 경우, 약 90° 내지 약 150° 사이의 각도, 바람직하게는 120°로 오프셋되는 편극을 지니는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 영구자석은 전면 정렬한 편극을 지니고, 상기 고정자 성분은 각을 이루어 오프셋되는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고정자 성분은, 2 - 상 액추에이터의 경우, 약 60°내지 약 120° 사이의 각도, 바람직하게는 90°로 오프셋되는 편극을 지니고, 3 - 상 액추에이터의 경우, 약 90°내지 약 150° 사이의 각도, 바람직하게는 120°로 오프셋되는 편극을 지니는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 액추에이터는 상기 자석 (8, 9) 을 상기 튜브 (7) 내에서 축방향으로 이격하여 배치하는 수단 (11) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로우터 (6) 는 제동 장치 (F) 및/또는 각도 위치 탐지 장치 (16) 와 상호협력하도록 적용되는 부재 (15) 를 지지하는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 (8, 9) 및/또는 상기 부재 (15) 는 상기 튜브 (7) 에 대하여 회전 이동할 수 없도록, 특히 상기 튜브 내에 접착 고정되거나 압력 끼워맞춤되는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자석 (8, 9) 은 실질적으로 원통인 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로우터는 볼 베어링으로 구성되는 적어도 하나의 베어링 (7a, 7b) 에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 회전 액추에이터.
  11. 선행하는 청구항 중 적어도 하나를 따르는 적어도 하나의 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제직기의 제직 시스템.
  12. 제 11 항에 따른 제직 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 제직기.
KR1019980055649A 1997-12-24 1998-12-17 제직기상에 셰드를 형성하기 위한 전기 회전 액추에이터, 제직시스템 및 제직기 KR100643213B1 (ko)

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