JPS6331465A - リニア直流モ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は比較的長ストロークの可動マグネット型リニア
直流モータに関する。

〔従来の技術〕

リニアモータは高速な直線運動を抵抗少く付与すること
ができる手段として注目され、現在リニアモータカー等
の革新的輸送手段として使用されだしている。前記リニ
アモータとしてはリニアパルスモーク、リニア誘導モー
タ、リニア直流モータがある。一方繊維機械においても
横編機のキャリッジのように往復直線運動を行う部材が
用いられている。例えば従来の横編機においては公知の
ように回転モータにより駆動されるベルト又はチェーン
等によりキャリフジの往復直線運動を行わしめそれによ
って給糸口の移動と同時にキャリッジに内蔵されたカム
によって編成針を作動させて編成作動を行っている。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

例えば前述の横編機においては、キャリッジの重量、形
状が大きいためにキャリッジ往復動の高速化及び多給糸
化等による生産性向上に限界がある。そこで例えば薄形
リニア直流モータのようなアクチュエータを編成針価々
るこ連結することによりカムを必要とせずに編成針の作
動を行なわしめさらに給糸口を多給糸口とし高速に往復
運動せしめることにより従来より格段の高速な編成が可
能となる。これについて本発明の出願人と同一の出願人
が昭和６１年２月１３日出願の特願昭６１−０２９５１
９号の「横編地の編成方法と横編機」の明細書中で提案
している。しかしながら給糸口の往復運動に関して、従
来公知のように回転モータにより駆動されるベルト又は
チェーン等によりキャリッジの往復運動を行わしめそれ
によって給糸口を移動させる方式を採用すると、多給糸
口の場合キャリフジのベルト又はチェーン等への取付間
隔により給糸口間隔が定められてしまい一定の横編機機
台幅内に納めうるキャリッジの数も制約されてしまう。

また各給糸口から供給される糸による実際の編幅が部分
的であるのに、給糸口がその部分的な績幅分しか移動し
なくてよい場合でもキャリフジは所定の全幅を往復運動
することになるなどの編成の高速化上の限界がある。上
記問題を解決する為にベルト又はチェーン等を多レーン
化に複数の駆動系を有することは原理的には有効である
が機構の複雑さ、スペース上の問題等から実質的に不可
能である。そこで複数の給糸口の移動を個々の給糸口毎
に制？■できるリニアモータを用いることにより上記問
題は解決できる。すなわち複数の可動子をそれぞれにλ
行制御できるリニアモータが必要とされる。かかる観点
から従来公知のりニアモータを検討すると、種々の問題
点を有する。

すなわち前述のリニアパルスモータは高速駆動すると走
行子が脱調現象を起して停止したり、誤動作伴ううえに
可動子を複数個設ける場合には、可動子に対して制御用
の電流を供給する必要があり、可動子が電線を引張りな
がら走行するか、または摺動子を介して制御用電流を受
けるかの必要があり、給糸口の移動のごとく比較的長い
ストロークをしかも高速で移動する必要のあるリニアモ
ータとしては性能上及び信頼性上の問題点を有する。

また前述のリニア誘導モータは高速化は可能であるが、
位置決制御が困難であるうえ、複数の可動子に対しては
前述のリニアパルスモータと同様の制御用電流供給の為
の電線もしくは摺動子の信頼性上の問題点を有する。

一方リニア直流モータは構造も間車であり、高速化及び
位置制御も比較的容易に達成しやすい。

しかし可動コイル形リニア直流モータの場合は前述のリ
ニアパルスモーク及びリニア誘厚モータと同様の制御用
電流供給の為の電線もしくは摺動子の信頼性上の問題点
を有する。

本発明は比較的長ストロークを高速で走行する複数の可
動子を自在に制御する場合に従来のりニアモータが有す
る可動子の追随する電線又は摺動子による信頼性上の問
題を解決して、可動子には電源も摺動子も必要とせずし
かも複数の可動子を自在に制御することの可能なりニア
モータを提供することを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の前述の目的は界磁マグネットを有する単一又は
複数の可動子と該可動子の走行方向に沿って配置された
複数の電機子コイルと、磁路を形成するヨークと、該界
磁マグネットに相対向して該電機子コイル毎に所定の位
置に設置される位置検知素子と、該可動子毎に対応する
電源線と、該電機子コイルへの通電方向及び電源線の切
換を行う電流切換回路を該電機子コイル毎に対応して存
することを特徴とする可動マグネット型リニア直流モー
タによって達成される。

このように可動マグネット型のリニア直流モータとし、
可動子の極性を対応する位置検知素子にて検知し、対応
する電機子コイルへのみ通電方向を切換制御することに
より可動子の走行を制御出来る＠且つ複数の可動子の場
合はそれぞれの可動子に対応した電源線を設け、その対
応する電源線から電機子コイルへの電流を供給するよう
に電流切換回路への配線をしてお（ことにより各可動子
毎に走行を自在に制御することが出来る。

〔実施例〕

以下本発明による可動マグネット形リニア直流モータの
一実施例を示す添付図面を参照して本発明を詳述する。

まず本実施例の構成について説明する。

第１図は本発明によるリニア直流モータの一実施例の側
面図であり、第２図は第１図のｘ−ｙによる断面図であ
る。この実施例においては２個の可動子１．１′が用い
られている場合を示す。第１図及び第２図から明らかな
ように本実施例においては可動子１及び１′はそれぞれ
４極の界磁マグネット５及び５′を有し軸受９を介して
固定子４に摺動可能に支持されており、さらにリニアス
ケール１１及び１１′の測定子１０及び１０′がリニア
スケール１１及び１１′の測定棒に非接触で移動可能な
ように取付けられている。一方固定子４には電機子コイ
ル２が基板７との間に一様に整列して配置されており、
基板７には電機子コイル２に対してそれぞれ界磁マグネ
ットの磁気を検知するための位置検知素子３が所定の位
置に取付けられ且つ電機子コイルへの電流を制御する電
流切換回路６がそれぞれ牟取付けられておりさらに可動
子１及び１′に対するそれぞ却篭源線８及び８′が取付
けられている。さらに本実施例においては界磁マグネッ
ト５は４極で１極の幅をＰｍとすると各電機子コイル２
のコイル間ピッチは４／３　Ｐｉとなるように界磁マグ
ネット５と電機子コイル２の寸法を定め、位置検知素子
３の取付位置はそれぞれの電機子コイル２に対しそれぞ
れのコイル中心位置から１／２　Ｐｍだけ外側にずれた
位置に配置されている。すなわち本実施例は公知のよう
に電気角で１２０°位相をずらせて順次電機子コイル２
の通電切換を行う可動マグネット形リニア直流モータを
構成している。

次に本実施例の作用について第３図を用いて説明する。

第３図において可動子１及び１′はそれぞれ４極の界磁
マグネット５及び５′を有しそれぞれ第３図に示すよう
にＮ極とＳ極が１個づつ逆に配置されているつまたＭｌ
子コイル２はＣ＋。

Ｃｔ・・・Ｃ，、で示され、それに対して配置される位
置検知素子３はＳ　ｌ　　＋　−）　２・・・Ｓ、、で
又電流切換回路６はＲ，、Ｒ２・・・Ｒ７で示される。

可動子１及び１′の位置を制御するためのリニアセンサ
ー１１及び１１′は磁歪現象を利用した非接触変位セン
サーであり、測定子１０及び１０′はマグネットであり
変位測定器１２及び１２′は磁歪線のねじれ振動による
超音波伝播時間を計測することにより測定子１０及び１
１′したがって可動子１及び１′の位置に比例した電気
信号を出力する。

位置制御器１３及び１３′はあらかじめ定められたプロ
グラムに従って可動子１及び１′の走行を制御するため
に対応する電機子コイルの選定と電流値を出力するマイ
クロプロセッサ−である。変調器１４及び１４′は位置
制御器１３及び１３′からの信号にもとづき電機子コイ
ル２に流す電流を周波数変調して電源線８及び８′に給
電する。

第３図に示すように可動子１が電機子コイルＣＩ＋Ｃｚ
、Ｃｚに対応する位置にあるとき位置制御器１３のマイ
クロプロセッサ−からの信号により電流切換回路Ｒ２及
びＲ５の電源は可動子１側の電源″！ＦｆＡ８に切換ら
れており且つホール素子を用いた位置検知素子Ｓ２はＮ
極を検知しているので電機子コイルＣ２には右回転方向
の電流を流すように電流切換回路Ｒ２は作用する。同様
に位置検知素子Ｓ、はＳ極を検知しているので電機子コ
イルＣ３には左回転方向の電流を流すように電流切換回
路Ｒ１は作用する。このことにより可動子１は一定方向
への推力を受けることが出来る。また可動子１の受ける
推力の方向の切換については電源８５８の正負の極性を
変調器」４にて切換えることにより行うことが出来る。

即ち電源線８の極性が切換えられたことにより、電機子
コイルＣ２には左回転方向の電流が流れ、電機子コイル
Ｃ３には右回転方向の電流が流れることになり可動子１
は電源線８の極性を切換える前と後とでは逆方向の推力
を受けることになる。さらに可動子１の加速、制動等の
制御については同じく変調器１４により電源′！ＦＭ８
に加える電圧パルスの周波数変調を行うことにより制御
可能であり、また停止時には電源線８の極性を高速でス
イッチングして電機子コイルへの通電方向を切換えるこ
とにより可動子１を一定の位置に保持するなどの制御の
基本は従来公知のとおりである。本発明による実施例の
作用の特徴は位置制御器１３及び１３′からの信号によ
り可動子１に対応する電機子コイルＣ２及びＣ３に対し
ては電流切換回路Ｒ２及びＲ３への電源線を電源線８へ
切換え、また可動子１′に対応する電機子コイルｃｎ−
＋及びＣ７−２に対しては電流切換回路Ｒｆｉ−１及び
Ｒ７−２への電源線を電源線８′へ切換えるようにした
電流切換回路Ｒ＋、Ｒｚ・・・Ｒ７を電機子コイルＣ，
，Ｃ，・・・ｃｏにそれぞれ対応して有することにより
可動子１または１′に対応する電機子コイルへの電ａ線
８または８′の電源電圧を制御することにより可動子１
及び１′をそれぞれ個別に自在に走行制御可能としたこ
とにある。

なお前記実施例においては２個の可動子を有するリニア
モータについて説明したが、３個以上の可動子を設けた
場合でも同様に複数の可動子をそれぞれ個別に自在に走
行制御することができる。

以上述べたとおり、可動子には電源も摺動子も必要とせ
ずしかも複数の可動子を自在に制御することが可能とな
った。

このことは例えば横編機の複数の給糸口の走行制御用に
リニアモータを用いることについて給糸口の数だけりニ
アモータを複数列設置するか又は給糸口を把持する可動
子が電線をひきするか又は摺動子を用いて通常約１ｍ前
後の比較的長いストロークを走行するという構造の複雑
さ、信頼性上の問題があったが、本発明によるリニアモ
ータでは１台のりニアモータ上の複数の可動子にそれぞ
れ給糸口を把持させ可動子は電源も摺動子も必要とせず
且つ高速にそれぞれの可動子すなわち給糸口を個別に自
在に走行制御することが可能であるため特に成形線や模
様編み等において給糸の必要な部分だけに合理的な給糸
口制御を行う場合等の信頼性の高い多給糸可能な給糸口
走行制御システムを提供することができた。

〔発明の効果〕

本発明によるリニアモータは前述のように複数の可動子
を個別に自在に走行制御することが可能であるので横編
機の多給糸口の走行制御に用いることができる。その他
にも例えば紙又は不織布の強化のための芯材としてのフ
ィラメント振り込み作業などに必要な複数の可動子を高
速且つ比較的長ストロークで直線走行させる場合のりニ
アモータ用として用いることもできる。しかも可動子は
電源も摺動子も必要としないため信頬も高く又可動子を
動かすのに必要な電機子コイルにのみしか電流を流さな
いため多数の電機子コイルを必要とする長ストローク用
のりニアモータでは全コイル通電に比較して使用電流が
非常に少くてすむという省エネルギー的効果をも合わせ
持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるリニアモータの一実施例を示す側
面図であり、第２図は第１図の線Ｘ−Ｙにする断面図で
あり、第３図は可動子の移動のための推力を与えるため
の電機子コイルへの通電制御を２つの可動子それぞれに
行うことを説明するための制御信号系統を含めた全体系
統図である。 １．１′・・・可動子、 ２、Ｃ１・−・Ｃ７・・・電機子コイル、３　、　Ｓ　
ｌ　−’Ｓ−・・・位置検知素子、　４・・・固定子、
５□５′・・・マグネット、 ６、Ｒ３−・・Ｒイ・・・電流切換回路、７・・・基板
、　　　　８，８′・・・電源線、９・・・軸受、　　
　　１０　、１０　’・・・測定子、１１　、１１　’
・・・リニアセンサ、１２　、１２　’・・・変位測定
器、 １３　、１３　’・・・位置制御器、　　１４　、１４
　’・・・変調器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 界磁マグネットを有する単一又は複数の可動子と、該可
   動子の走行方向に沿って配置される複数の電機子コイル
   と、磁路を形成するヨークと、該界磁マグネットに相対
   向して該電機子コイル毎に所定の位置に設置される位置
   検知素子と、該可動子毎に対応する電源線と、該電機子
   コイルへの通電方向及び電源線の切換を行う電流切換回
   路を該電機子コイル毎に対応して有することを特徴とす
   る可動マグネット型リニア直流モータ。