전기적으로 동작하는 구동장치를 구비한 리본 직조기{RIBBON LOOM HAVING AN ELECTRICALLY OPERATED DRIVE}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 전기적으로 동작하는 구동장치를 구비한 리본 직조기에 관한 것이다.
직조에 있어서, 리드(reed), 씨실 삽입 장치, 셰딩 장치(shedding device), 직물 제거기 등과 같은 구성요소들의 적어도 하나를 구동하도록 작용하는 주축을 구동하는 전동기를 사용하는 것이 통상적이다. 따라서, 예를 들어, 스위스 특허 제633,331호로부터 대응하는 기어들을 통해 상기 주축으로 셰딩 장치, 씨실 삽입 장치, 리드 및 편직바늘을 구동하는 것이 알려져 있다. 자카드 기계 또는 도비(dobby)의 구동을 위하여, 예를 들어 EP-A-0 743,383 또는 이후의 WO-A-2006/029993에는 직접 구동장치의 사용이 이미 제시되었다. 상기 직접 구동장치를 위해 거기에 제시된 구동 전동기는 비동기식 전동기에 의해 구동되는 주축에 동기식 장치를 통해 연결되는 토크 전동기였다. 토크 전동기는 높은 토크로 특징져지며, 600 회전/분의, 최대로 대략 1000 회전/분의 상대적으로 작은 회전속도만을 가지는 것이 가능하다. 전동기의 높은 회전속도가 요구되는 경우, 우선적으로는 비동기식 전동기가 적절해 보일 것이다. 그러나, 이 경우 정지 토크가 상대적으로 낮으며, 상기 비동기식 전동기는 리본 직조기를 설정하는데 필요한 낮은 회전속도에서 어려움을 가지고야 조절될 수 있다. 상술한 이유로, 따라서 토크 전동기 또는 비동기식 전동기 어떤 것도 리본 직조기의 주축을 구동하는데 최적 사용될 수 없다.
본 발명의 목적은 특히, 상기 토크 전동기 또는 비동기식 전동기의 단점을 가지지 않는 개선된 구동장치로 직접 구동되는 주축을 구비한 리본 직조기를 제공하는 것이다. 상기 목적은 청구항 제1항의 리본 직조기에 의해 달성된다. 이러한 경우, 본 발명의 측정 초기의 결과들은 높은 토크를 가진 전동기가 리본 직조기의 주축을 구동하는데 사용된다는 것이다. 본 발명에 따라 제시된 전동기 토크(정지 토크)가 종래의 토크 전동기의 것보다 다소 낮음에도, 구조 측정에 의해서 보다는 2000 내지 대략 10,000 회전/분의 회전 속도가 용이하게 달성될 수 있다. 전동기가 사실상 모든 실현가능한 회전 속도들에 위해 설계될 때에, 매우 높은 토크가 대략적으로 동일하므로 상기 구동장치는 특히나 유익하다. 본 발명에 따른 전동기에 의해 구동장치를 구비하는 리본 직조기의 유익한 개선점은 청구항 제2항 내지 7항에 기술된다. 로터(rotor)가 주축에 직접 플랜지되는 경우(청구항 제2항), 유익하다. 이는 특히 간소하면서도 공간절약형인 구조를 제공하며, 특히, 전동기를 위한 특수한 베어링(bearing)을 필요로 하지 않는다. 로터가 자기에 영구적으로 여자되고(청구항 제3항), 전동기가 회로기판, 측면판 및 고정자판을 포함하는 경우, 구조 조건에서 특히 나 유익하며(청구항 제3항), 상기 회로기판을 통해 상기 고정자판에는 고정자(stator)가 연결되며, 스페이서 요소들, 바람직하게는 스페이서 볼트들을 통해 상기 측면판에는 상기 고정자판이 장착된다(청구항 제4항). 회전 센서 및 전기 조절 장치를 사용하는 것은 특히 이롭다. 상기 전기 조절 장치는 이 경우에 유익하게도, 전기 회전장(rotating field)이 고정자극(stator poles) 대 자기극(magnetic poles)의 수량 비율로 좀 더 빠르게 회전하도록 설정된다(청구항 제5항). 청구항 제6항의 측정들은 상기 주축이 중공 설계의 고정자를 통해 놓이고, 회로기판상에서 맞은편에 배치되는 회전 센서와 협력하는 센서 자기를 운반할 때, 최적 소형의 구조를 가질 수 있게 한다. 상기 회전 센서로부터의 센서 데이터가 직조기에 사용가능하게 만들어지는 경우, 직접 구동장치로 인해, 상기 데이터는 기계 위치에 상대적인 데이터이기도 하기 때문에 특히나 유익하다(청구항 제7항). 상기 언급되었고, 다음의 예시적인 실시형태들에 청구되는 본 발명에 의해 사용되는 요소들은 그들의 크기, 구성, 제재의 사용 및 기술 구성에서 다른 특별히 예외적인 조건에 영향을 받지 않으며, 따라서 각 형태의 사용에 알려진 선택기준들은 비제한적으로 채택될 수 있다.
유익한 직접 구동장치를 구비한 리본 직조기의 예시적인 실시형태들이 도면들과 관련하여 하기에 더욱 상세히 기재된다: 도 1은 본 발명의 바람직한 일 예시적인 실시형태에 따른 리본 직조기의 구동장치를 측면으로부터 도시하며, 도 2는 도 1에 따른 전동기의 세부사항을 도시하며, 도 3은 도 2에 따른 구동 전동기의 단면을 도시한다. 참조부호 목록 2: 전동기 4: 로터 10: 주축 12: 베어링 지점 14: 측면판 16: 로터벨 18: 영구자석 20: 적층들의 묶음들로 구성된 고정자 22: 권취부 24: 회전기판 26: 고정자판 28: 고정자 캐리어 30: 스페이서 볼트 32: 회전 센서 34: 센서 자석 36: 캠 디스크 38: 씨실 구동축 40: 편직바늘 구동축 42: 보조나사 구동축
본 발명을 실행하는 일 예시적인 실시형태가 도 1 내지 도 3에 도시된다. 도 1에서, 종래 유형의 리본 직조기는 본 예시적인 실시형태에서 캠 디스크(36), 씨실 구동축(38), 편직바늘(knitting needle) 구동축(40) 및 보조나사 구동축(42)을 구 동하는데 소용되는 주축(10)을 위한 직접 구동장치가 설치된다. 이러한 예시적인 실시형태에 따른 구동장치의 본질은 도 2에 전체로서 명시된 전동기(2)이다. 이러한 전동기(2)는 비동기식 다극 형태의 BLDC전동기(Brushless DC Motor)이다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 외부로 돌아가는 로터(4)는 리본 직조기의 주축(10) 상에 직접적으로 플랜지(flange)된다. 이러한 경우, 상기 로터(4)는 그것에 배치된 영구자석(18)을 가지는 로터벨(rotor bell)(16)로 이루어진다. 상기 로터의 반대편에, 12개의 권선(winding)(22)들을 가지는 적층들의 묶음으로 구성되는 확고한 고정자(20)가 배치되고 있다. 이러한 경우, 상기 고정자(20)는 한편으론 측면판(14)에 고정되고, 다른 한편으론, 스페이서 요소들에 의해, 본 예시적인 실시형태에서는 세 개의 스페이서 볼트들(30)에 의해 고정자판(26)에 기계적으로 연결된다. 또한, 고정자(20)와 고정자판(26) 사이에는 전동기(2)의 전기 공급을 위해 필요한 전기 구성요소들을 운반하는 회로기판(24)이 배치된다. 본 예시적인 실시형태의 전동기(2)에서, 모두 12개의 고정자 이빨부들은 최적효율을 얻기 위해 권취된다. 전동기 기술에 기본적으로 공지된 바와 같이, 외부 로터로의 배치에 의해, 대응하는 내부 로터에 비해 토크가 대략 5 계수(factor)(여기 명시된 버전에서) 증가한다. 로터의 영구자석 수와 12 내지 14번의 고정자 권취 수 사이의 비율로서(즉, 6 내지 7의), 로터벨은 자기장보다 7배 더 느리게 회전하며, 상기 전동기의 효율은 결과적으로 높다. 물론, 상이한 요건들 및 회전속도 또는 토크 조건이 있다 면, 로터의 영구자석 수와 고정자 권취 수의 비율이 다르게 선택될 수도 있으며, 여기 기술하는 비동기식 다극 형태의 원리는 자기극의 수가 고정자 슬롯의 수와 다르다는 사실에, 바람직하게는 다음 식에 기반한다. M = (S * K) +/-2 M은 자기극의 수 S는 고정자 슬롯의 수 K는 자연수(K= 1,2,3,4 등), 여기서 K = 1 따라서, 회전속도의 감소는 이 경우에 2/M이다. 브러시리스 전동기(brushless motor:전기 정류 전동기)인 상술한 전동기(2)는 본 예시적인 실시형태에서 회로기판(24) 상에 수용되고, 3상 브리지(three-phase bridge: 회전 변환기)를 본질로 구성되는 조절 장치를 필요로 한다. 회전 센서(32)로부터의 데이터를 가지고 조절이 추가적으로 작용한다. 상기 회전 센서(32)는 회로기판(24)에 배치되며, 주축(10)의 단부에서, 회전 센서(32)의 반대편에 배치되는 센서 자석(32)의 도움으로 상기 주축(10)의 위상 위치를 측정한다. 이에 따라, 측정된 주축(10)의 위상 위치와 고정자(20)에 대한 로터벨(16)의 도움으로, 회전장이 전기정류(필요한 경우, 유도 전압의 측정 대신에)와 동작 설정 모두 동안에 조절 장치에서 조절될 수 있다. 제어 장치가 조절을 실행할 수 있는 판독가능한 유도 전압이 고정자 안에서 유용할 때까지, 상기 제어 장치가 특정한 최소한의 회전속도로 회전장의 동기식 전동기와 같이 상기 로터를 무계획적으로 가속화하는 상황 은 결과적으로 회피된다.
이는 특히 상술한 본 예시적인 실시형태에서 특히나 유익하지만, 상기 로터(4)와 주축(10)의 직접적인 기계적 연결로 인해, 회전 센서로부터의 데이터는 상기 제어 장치를 위해서뿐만 아니라, 리본 직조기 그 자체를 제어하고 조절하는데도 사용될 수 있다. |
