JP4198731B2 - 特に織機の被駆動部品の往復運動を生成するための駆動装置 - Google Patents

Description

例として、ヘルドフレーム(heald frame)、押縁(batten)、及び筬、並びに緯糸挿入エレメントは、従来の織機において往復運動を行う。この往復運動は、例えば筬を持つ押縁の場合、定置の水平方向軸線を中心とした前後揺動運動であってもよく、又はグリッパ織機のグリッパロッドの形態の緯糸挿入エレメントの場合、所定経路での線型往復運動であってもよい。これらの往復運動を生成するための駆動作動は、一般的には、織機の主駆動シャフトからカム−クランク機構によって得られる。

これらの既知の駆動装置の基本的欠点は、効率のレベルが比較的低いということである。これは、往復運動されるべき質量を加速するために供給しなければならないエネルギが、続く減速中の大部分に亘って失われてしまうためである。これらのいわゆる反転可能な駆動装置は、更に、構造上の理由によりその制御性に関して制限されているが、駆動装置の動的挙動を非常に限られた程度まで最適化できる。これらの欠点は、益々効率に優れた高速の織機が開発されるに従って益々顕著になる。主駆動シャフトを使用するこの種の織機駆動装置の例を、ほんの僅かしか挙げられない、国際特許第ＷＯ ９８３１８５６号、欧州特許第ＥＰ １ ２６６ ９８８ Ａ２号、欧州特許第ＥＰ ０ ７４１ ８０９ Ｂ１号、及び欧州特許第ＥＰ ０ ５１４ ９５９ Ｂ１号の様々な形態を参照して説明する。織製作業中に織機の主駆動シャフトの速度を適切な方法で調節することは既知である。これは、例えば低速作動中に駆動されるべき構成要素の負荷及び／又は必要な速度に従って駆動電動モータを調節し又は制御することによって行われる。

詳細には、このような反転可能な駆動解決策の効率を高めるため、駆動装置の構造エレメントの機械的応力を減少するため、及び動的特性を改善するため、弾性エレメントの形態のエネルギ貯蔵装置が、駆動されるべき構成要素に連結された往復運動を行う構成要素又は作動手段と関連した駆動装置が提案されてきた。これにより、揺動を行うことができるシステムが製造された。この種の揺動システムの共振点近くでの作動は、高レベルの効率をもたらす。これは、実質的に、往復運動中にシステムに生じる摩擦損だけに対処すればよいためである。しかしながら、この高レベルの効率の利点は、揺動運動を行う駆動装置の振動数が共振点から離れると急速に失われる。織機のひ口形成手段用の前後揺動運動を行うこのような駆動装置の例は、日本国特許第２００２−０２２７４７号及びドイツ国特許第ＤＥ １０ １１１ ０１７ Ａ１号に記載されており、織機の筬の移動を制御するための方法及び装置は、ドイツ国特許第ＤＥ ２８ ０８ ２０２ Ａ１号から既知であり、駆動機構を解放するための構成、例えば織機のグリッパロッド駆動装置及び筬駆動装置はドイツ国特許第ＤＥ ３３ ２５ ５９１号から既知である。

多かれ少なかれ予めしっかりと決定された経路／時間グラフで機能し、作動点の位置が揺動システムの共振点近くであり、この位置が高レベルの効率に関して望ましく、従って、実際には達成できず、又は非常に不完全にしか達成されないということがこれらの駆動装置に共通している。これは、使用されたヤーン材料、織製の種類等、並びに作動温度、装置、等の機械的作動条件等の純粋に織製と関連した技術的環境に従って作動条件が大幅に変化するためである。作動点と共振点との間の距離が増大すると、前後揺動運動を生成する駆動装置の運動学的特性もまた大幅に劣化する。最後に、既知の解決策は、かなりのレベルの構造的複雑さを必要とする。これは織機での対応する空間的必要条件と関連し、これは、多くの場合、実際には満たすことができない。

実際には、他の機械、詳細には平型編機や直線バー編機等のテキスタイル機械にも、前後に急速に移動しなければならない質量に関して同様の問題点がある。

従って、本発明の目的は、特に織機の被駆動構成要素の往復運動を生成するための駆動装置において、変化することのある夫々の作動条件で高レベルの効率及び良好な動的特性を持つことを特徴とする駆動装置を提供することである。

この目的を達成するため、本発明による駆動装置は請求項１の特徴を有する。

新規な駆動装置は、前後に移動されるように支持された構成要素に連結された、往復運動を生成する駆動源を有する。この駆動源は、原理的には、機械式、空気圧式、液圧式、又は電磁式のいずれでもよい。構成要素の往復運動の少なくとも一部中にポテンシャルエネルギを貯蔵するためのエネルギ貯蔵装置が、往復運動させることができる被駆動構成要素及び／又は駆動源と関連している。このエネルギ貯蔵装置は、例えば弾性手段又は空気圧及び／又は液圧貯蔵手段の形態の機械的貯蔵手段、又は電磁的貯蔵手段又は電気機械的貯蔵手段を備えていてもよい。このエネルギ貯蔵装置及び／又は駆動源は、あらゆる場合において制御できる。被駆動構成要素の移動順序についての計測された及び／又は予め決定されたパラメータに従って制御するための制御装置が関連している。計測されたパラメータは、詳細には回転経路の角度、被駆動構成要素即ち連結された構成要素の速度又は加速度であってもよい。

従って、被駆動構成要素の経路／時間グラフ、速度／時間グラフ、又は加速度／時間グラフに、自由に及び／又はプログラムに従って、作動条件が変化した場合でも特定の作動必要条件に直接的に適合されるように影響を及ぼすことができる。このようにして、詳細には、制御装置を使用し、揺動システムが少なくとも実質的に共振点近くで作動するようにエネルギ貯蔵装置に影響を及ぼすことによって、駆動装置に連結された被駆動手段を持つ揺動システムを形成する駆動装置をその固有振動数に関して調節できる。

本発明は、運動プロファイル即ち経路／時間グラフを作動手段の往復運動の利用可能な最大反転範囲内で自由に定めることができる。駆動源に作用する及び／又はエネルギ貯蔵装置に所定の効果を持つ制御装置は、揺動システムを完全に制御する。制御装置は、被駆動構成要素又はこれに連結された構成要素の位置、速度、及び加速度についての実際のデータを考慮し、その全移動順序と協働する。更に、これには、必要であれば、往復運動の反転点を決定すること、即ち揺動運動の振幅を決定することが含まれる。この振幅もまた時間に応じて調節できる。エネルギ貯蔵装置及び駆動源は、断続的にスイッチを入れたり切ったりすることもでき、少なくともこれらの二つの端位置間の部分に亘って連続的に調節できる。これは、例えば、織機又はその個々の駆動装置の始動及び停止中に顕著である。エネルギ貯蔵装置の始動時即ち初期状態（時間ｔ＝０のときのエネルギ含有量）は自由に選択できるが、経路／時間グラフ、速度／時間グラフ、又は加速度／時間グラフを自由に形成する上述の可能性により、連結された負荷のストローク、速度、及び加速度を時間の関数として自由に決定できる。

エネルギ貯蔵装置が永久磁石貯蔵手段及び／又は電磁貯蔵手段を含む有利な形態では、永久磁石貯蔵手段が少なくとも二つの磁極を持ち、これらの磁極が互いに対して移動自在であるように支持され、少なくとも一方の磁極の極性及び／又は磁気誘導に制御装置によって影響を及ぼすことができるように構成することができる。実際には、この構成は、磁極間に空隙を提供し、この空隙を構成要素の移動反転の方向でその幾何学的寸法に関して変化するように行われる。かくして、磁極の少なくとも一方の磁気誘導を対応して制御することによって、磁極の少なくとも一方に連結された被駆動構成要素の運動に非常に高感度で影響を及ぼすことができる。磁極の少なくとも一方は、永久磁石であるように形成されていてもよく、これに対し他方の磁極は、電流を簡単な手段を使用して広い限度内で対応して調節することによって電気的負荷を制御できる励起コイルによって電磁的に励起される。

これに加えて、又は変形例では、エネルギ貯蔵装置は、制御装置によって影響を及ぼすことができる機械式貯蔵手段を備えていてもよい。これらの機械式貯蔵手段は、弾性特性を制御装置によって変化させることができる弾性手段を含んでもよい。この目的のため、弾性手段は、曲げに関して負荷が加えられる、その有効曲げ長さを制御装置によって変化させることができる少なくとも一つの弾性エレメントを含んでいてもよい。

更に、これに加えて、又は変形例では、エネルギ貯蔵装置は、制御装置によって影響を及ぼすことができる空気圧式及び／又は液圧式の貯蔵手段を含んでいてもよい。これは、例えば、貯蔵流体を収容する空間を持つ貯蔵手段によって行うことができる。空間は、制御装置によって影響を及ぼすことができる移動自在の壁によって閉鎖される。

様々な貯蔵手段（液圧式、空気圧式、電気式、永久磁石式又は電磁石式、機械式）を個々に又は互いに組み合わせて使用できる。駆動源は、電気式、液圧式、又は空気圧式であってもよい。

駆動装置の所望の作動挙動に応じて、エネルギ貯蔵装置の復元力／経路特性は、線型、上昇、下降、一定、及び／又は不連続な形態であり、制御装置によってその勾配に関して少なくとも幾つかの部分に亘って調節できる。エネルギ貯蔵装置は、更に、制御装置によって制御されるヒステリシスを持つ貯蔵手段を含んでいてもよい。

特定の駆動必要条件について、例えば、被駆動構成要素の往復運動の一部において移動の減衰が行われる場合、詳細には、減衰は一定であってもよく、速度に従って行われてもよく、又は時間に従って行われてもよい。この目的のため、駆動装置は前後揺動運動用の減衰手段を含んでもよく、これらの減衰手段には制御装置によって影響を及ぼすことができる。

本発明による駆動装置は、詳細には、被駆動構成要素の往復運動を生成することが重要な織機での必要条件について使用できる。これらの必要条件は、筬を持つ押縁、グリッパ織機のグリッパ、ヘルドフレーム、ブレストビーム、等ばかりでなく、ジャカード装置で、及びナップ形成装置を駆動するとき、及び例えば緯糸挿入装置や緯糸ブレーキの構成要素及びジャカード機械のひ口形成エレメント等の往復運動する他の構成要素でも生じる。しかしながら、平型編機やニードル−フェルト機械及び同様の必要条件が生じる他の機械及び装置について新規な駆動装置を使用することもできる。テキスタイル技術の分野以外の用途も考えられる。

従属項は、本発明のこの他の展開及び形態に関する。

本発明の要旨の幾つかの実施形態を添付図面に示す。

図１に示す本発明の参考例による駆動装置の形態は、反転可能な電動式駆動装置として形成されている。この図は純粋に概略図であり、特に本発明の作動原理を説明するのに役立つ。この装置は、定置の円筒形ステータ１を有し、このステータは、所定の半径方向間隔を置いて、同心の円筒形中空インペラー即ちロータ２によって取り囲まれている。ロータの構成はここには詳細には示してない。ロータ２は永久磁石の磁極３をその内壁に備え、これらの磁極は、ロータ２の最大反転ストロークの分割比で配置されている。永久磁石の磁極３に関し、互いに直径方向反対側に配置された二つの磁極３だけが図１に示してある。これらは、磁極の幅により、１８０°よりも僅かに小さいロータ２の反転ストロークと対応する。永久磁石の磁極３は、図中に参照符号「Ｎ（北）」及び「Ｓ（南）」で示すように極性が周方向に向いており実質的に平らな磁極面４を有する。

円筒形ステータ１に配置された磁極５はロータ磁極３と関連し、ロータ２の永久磁石の磁極３と図３に示すように協働する。ステータ磁極５は、好ましくは平らな磁極面６を有し、これらの磁極面は、ロータ２が対応する位置にあるとき、永久磁石のロータ磁極３の磁極面４に、好ましくは、大きな表面積に亘って、空隙９を形成して面するように配向され、即ち磁極面６は磁極面４と実質的に平行に整合される。ステータ磁極５もまた、図１に参照符号「Ｎ」及び「Ｓ」で示すように極性が周方向に向いている。互いに直径方向反対側に配置されたステータ磁極５の代わりに、この種の複数の磁極対を設けることもできる。

ステータ磁極５は永久磁石ではなく、参照番号７を付した励起コイルが設けられている。これらのコイルにより、図１で磁極面６のところに示す極性を発生する磁気の流れを生成できる。励起コイル７には、参照番号８を付したラインを通して励起電流Ｉｅが供給され、これにより互いに向き合った磁極面４、６間の空隙９に存在する磁気誘導を制御できる。

ロータ２は、同心の円筒形中空外ステータ１０によって取り囲まれている。このステータ１０は対応するステータコイル１１を支持し、これらのコイルは外ステータの内側に示してあり、外ステータの全周に亘ってほぼ均等に分配されている。図１にはステータコイルのうちのほんの数個が示してある。ステータコイル１１は、これらのステータコイルを対応して励起することによって方向及び大きさを制御できるトルクをロータ２に加えることができるように、直流モータ又は交流モータのようにロータ２と協働する。ステータ電流は、ライン１２を介してステータコイル１１に供給される。

別の態様では、外ステータ１０に代えて又はこれに加えて、ロータ２に連結された別の駆動源を設けることもできる。この別の駆動源は、例えば、別体の同軸の電動モータ等として形成され、トルクを、ロータ２に、時間に基づいて制御されるように一方の又は他方の回転方向に加えることができる。この別の駆動源に概略に参照番号１３を付ける。この別の駆動源への電力供給を破線で示し、これに参照番号１４で示す。

更に、参照番号１５を付したセンサがロータ２と関連している。このセンサは、例えば、回転レゾルバー又はエンコーダとして形成でき、ロータ２の角度位置及び／又は角速度又は角加速度及び／又は夫々の位置の特性である電気信号をライン１６を介して伝達する。センサ１５は、当然のことながら、ロータに連結されており且つこのロータによって駆動される構成要素に接続でき、ロータ２の運動状態及び位置の特徴である信号を直接的ではなく間接的に検出する。

ロータ２又はロータに連結された被駆動構成要素に減衰手段が作用してもよい。減衰手段は、図１に摩擦ブレーキ装置１７の形態で示してある。摩擦ブレーキ装置及び作動シリンダ１８は、ライン１９を介して供給される電気信号によって制御できる。

磁気閉鎖回路内に配置されたステータ１、１０、及びロータ２並びに磁極３、５の全ての構成要素は、磁気的導体から製造されており、必要であれば、それ自体既知の方法で積層してもよい。

装置は、マイクロプロセッサに基づいて機能する全体にプログラム制御される中央電子制御装置２０を有する。この制御装置２０は、ライン８、１２、１４、１６、１９に接続されており、詳細にはステータ磁極５の励起コイル７の励起及びステータコイル１１の励起、適用可能である場合には、減衰手段１７、１８、及び設けられている場合には別体の駆動源１３を制御する。上文中に言及したように、夫々のロータ位置及び／又はロータの夫々の回転移動の特徴であるパラメータに関する情報をセンサ１５から受け取る。別の態様では、センサ１５が提供した情報から個々の値を制御装置で計算でき、例えば回転角度に関するセンサ１５の情報から角速度及び加速度を得ることができる。制御装置２０に接続された入力ユニット２１により、制御装置２０のプログラムに外部から影響を及ぼすことができ、及び／又は所定のデータを制御装置に入力できる。

上文中に原理を説明した、ロータ２の前後回転移動を行うための駆動装置の作動方法は以下の通りである。

ロータ２は、このロータに連結されており且つロータによって駆動される構成要素とともに、各移動サイクルで反転中に加速及び減速を行わなければならない比質量ｍを有する。図１に示すように、ロータ磁極３及びステータ磁極５の互いに向き合った磁極面４、６は、同じ方向に分極しており、そのためロータ磁極３がステータ磁極５に向かって移動するとき、回転移動と逆方向に作用する斥力がロータ磁極及びステータ磁極３、５間に発生する。

ロータ２が一方の回転方向に回転移動するときに蓄えられる運動エネルギは、磁極面４、６が一緒に移動するとき、一緒に移動する磁極面４、６間の空隙９に磁気エネルギの形態で蓄えられる。従って、磁極３、５は、電磁的貯蔵手段を持つエネルギ貯蔵装置を形成する。隣接した磁極面４ 、６ が互いに近づくときに急激に増大する復元力ｋは、空隙９に存在する磁気誘導に従って変化し、従って、ステータ１の励起コイル７の電気的負荷によって制御できる。

制御装置２０が、ステータコイル１１（又は駆動源１３）の、対応する時間制御励起によって、ロータ２に回転的揺動作動を行わせる場合には、ロータは固有振動数ω＝√ｋ／ｍで回転的揺動を実行する。この固有振動数の調節は、励起コイル７の励起を調節することによって、及び従って、制御装置２０の空隙９での誘導を調節することによって図２に示すグラフに示すように行うことができる。

グラフは、上から、ロータ２の回転角度ωの経路を時間に従って示す。回転角度ストロークは約１７０°であり、これは、磁極の幅のため、１８０°以下である。励起コイル７を特定的に励起することにより、ロータ２は、測定の固有振動数の回転的揺動作動を行う。これは、実質的に正弦曲線である（図２のａ）参照）。従って、角速度もまた、図２のｂ）に示すように正弦曲線をなし、同じ振動数である。この状態は時間ｔ１まで適用され、このときまで、励起電流Ｉｅは、図２のｃ）に示すように、値Ｉｅ０で一定である。

時間ｔ１で制御装置２０は励起コイル７の負荷を上昇する。即ち、励起電流が、ｃ）に示すように、値Ｉｅ１まで上昇する。従って、磁極３、５が形成するエネルギ貯蔵装置からの復元力ｋの出力も変化し、その結果、システムの固有振動数が図ａ）及びｂ）に示すように上昇する。しかしながら、これと同時に、ａ）に示すように、揺動運動の振幅もまた僅かに減少する。

励起コイル７の励起電流Ｉｅ及び従って揺動システムの固有振動数の調節が行われる時間ｔ１は、被駆動構成要素の必要条件に応じて、プログラムに従って、位置、速度、又は加速度に応じて、又は全体に時間に応じて選択及び／又は予め決定できる。制御により励起コイル７に、及び従って磁極３、５が形成するエネルギ貯蔵装置の復元力／経路特性に及ぼされる影響は、詳細には、揺動運動の反転箇所でも生じる。特定の用途では、有利には、後方移動及び／又は前方移動中の特定の時間にエネルギ貯蔵装置の性質を変化させてもよい。更に、例えばセンサ１５が生成した情報によって、又はプログラムによって、この時間に影響を及ぼしたり、決定してもよい。更に、減衰装置１７、１８を制御することによって、ロータ２の揺動運動に機械的減衰作用を導入してもよい。この機械的減衰作用もまた、制御装置２０によって時間に基づいて制御できる。

ロータ２は実質的に自由に揺動作動を行うことができ、次いで、外ステータ１０及びそのステータコイル１１を介して、摩擦損に対抗するのに必要なエネルギだけが供給される。このことは、ステータコイル１１がロータ２に加えるトルクが、ロータ２の後方移動及び前方移動中の短い時間に亘ってのみ有効であるということを意味する。しかしながら、原理的には、ロータ２が強制的揺動作動を行うようにステータコイル１１及び／又は駆動源１３が制御される用途にも同じ関係が適用される。

いずれにせよ、制御装置２０を使用して、ロータ２及びこのロータに連結された被駆動構成要素の揺動運動についての実質的に任意の所望の経路（回転角度）／時間グラフを形成でき、及び従って、比較的簡単な方法で被駆動構成要素についての異なる又は変化する作動状態を考慮に入れることができる。詳細には、揺動運動の開始点及び終了点での状態を有利な方法で調節できる。エネルギ貯蔵装置は、開始点及び終了点でエネルギの放出又は充填を行うことができる。これは、織機の始動及び停止について重要である。有利である場合には、エネルギ貯蔵装置は、ヒステリシスを持つように、即ち、復元力ｋが前方移動中及び後方移動中で異なる経路を辿るように制御することもできる。

特定的には、本発明の大きな利点には、強制的揺動運動を行う場合に、有利には、高レベルの効率で特に好ましい運動学的移動関係が形成されるように共振を設定できるように上文中に説明した揺動システムの固有振動数に影響を及ぼすことができるということが含まれる。

これは、調和励起、衝撃励起、周期的及び非周期的励起、及びパラメータ励起揺動作動を含む強制的揺動作動に適用される。

磁極３、５が形成する電磁的エネルギ貯蔵装置は、図１を参照して上文中に説明した実施形態では、ロータ２と関連しているが、図３に概略に示す形態では、ロータ２の揺動運動の反転箇所にその運動エネルギを短時間でポテンシャルエネルギに変換する機械的エネルギ貯蔵装置が設けられている。これは、次いで、ロータ２を各場合に他方の移動方向で加速するためである。図１及び図３の同じ構成要素には同じ参照番号が付してあり、これについては再び説明しない。

中空円筒形に形成されたロータ２は、この形態では、その内壁から半径方向に突出したリーフばね２２を支持する。これらのリーフばねが機械的貯蔵手段を形成し、四つのリーフばねが互いに対をなして向き合うように配置されている。リーフばね２２の数は、これと異なるように選択してもよい。リーフばね２２は弾性の鋼又は好ましくは炭素繊維材料を含む。これらのリーフばねは、一端が２３のところでロータ２に固定的にクランプされており、他端がローラー対２４のクランプ位置に受け入れられている。ローラー対は、対応するガイド手段２７によって定置のアクチュエータ２６に支持されている。アクチュエータ２６は、ローラー対２４を関連したリーフばね２２の半径方向で調節し及び／又はローラー対がそのクランプラインのところで夫々のリーフばね２２に加えるクランプ力を変化するようにライン８ａを介して制御装置２０によって制御できる。ステータコイル１１又はエネルギ源１３によって行われるロータ２の回転的揺動中、リーフばね２２は、ロータ２及びロータ２に連結された構成要素の運動エネルギをポテンシャルエネルギの形態で一時的に貯蔵する機械的エネルギ貯蔵装置を形成する。アクチュエータ２６を使用し、リーフばね２２のクランプ位置及び従ってリーフばね２２の有効曲げ長さを変化させることができる。従って、弾性の特性、即ちエネルギ貯蔵装置の復元力／経路特性に影響が直接及ぼされ、これによってロータ２の実質的に自由に制御できる又はプログラムできる経路（回転角度）をその揺動運動中に得ることができる。リーフばね２２は、更に、半径方向位置から整合がずれた状態でロータ２に配置でき、リーフばね及びロータをその長さに亘って様々な厚さ及び／又は幅で形成でき、例えば固定クランプ位置のところがロータ２４のクランプラインの領域よりも厚く及び／又は広幅に形成できる。

図３に概略に示す本発明による駆動装置の実際の形態を図４及び図５に示す。これらの図でも図１及び図２に示されているのと同様の構成要素には同じ参照番号が付してある。

図４による形態では、円筒形ステータ１は中空円筒体をなして形成されており、ステータ１をスプラインシャフトに回転しないように嵌着できる内楔歯構成２９が設けられている。スプラインシャフトは詳細には示してない。ステータ１は所定の半径方向間隔を置いて円筒形ロータ２によって取り囲まれている。ロータ２は、従来の直流モータ又は交流モータのようにステータ１と協働する。関連した電磁極及び／又はコイルには参照番号３０が概略に付してある。全体に参照番号３１を付したこのモータはそれ自体既知のドイツ国特許第ＤＥ １０１ １１ １７ Ａ１号を参照されたい）外インペラーモータである。電磁的に作動される捲線３０を接続された反転制御手段を使用して対応して励起することによって、ロータ２をステータ１に対して所定の振幅で反転回転運動させる。これを両方向矢印３３で示す。駆動レバー３４がロータ２の外側に固定されており、駆動されるべき構成要素、詳細には織機の関節連結位置３５がその端部に配置されている。

駆動レバー３４の直径方向反対側では、ロータ２には固定クランプ３６が形成されており、ここにリーフばね２２が挿入してある。リーフばねは、ねじ３７によってそのクランプ位置に固定的にクランプされている。リーフばね２２の両側には、クランプ位置の近傍に二つの強化プレート３８が配置されている。これらのプレートは、リーフばねをクランプ位置のところで直接的に応力割れしないように保護する。

リーフばね２２はその自由端の近くが、関連したローラー対２４のクランプ位置３９に受け入れられる。ローラー対のローラーは、関連した調節装置４０によって、リーフばね２２の長さ方向で、図４に実線で示す位置と破線で示す位置との間で調節できる。これらの調節装置は、例えば、スピンドル又は楔型機構として形成されている。二つの調節装置４０は、これらの調節装置とともに図３のアクチュエータ２６を形成する電気機械的調節手段４１によって制御される。

図１には入力構成要素２１が示してない制御装置２０は、一方では、制御手段３２によって、ロータ２及び従って駆動レバー３４の反転運動をその振幅を決定することによって制御するが、他方では、ローラー対２４を両方向矢印４２の方向で調節するため、調節手段４１によってローラー対２４の調節装置４０に作用する。この調節により、リーフばね２２の自由クランプ長さを変化し、これによってリーフばね２２が形成するエネルギ貯蔵装置の弾性特性を対応して変化する。必要であれば、ローラー２４に制動を加えることもできる。制動効果は、制御装置２０によって制御できる。このようにして、図１及び図２の減衰装置１７、１８によって例示されているように、制御された減衰作動をシステムに導入できる。リーフばね２２の弾性特性は付随的であり、非線形である。

図５による形態は、モータ３１の構造に関してだけ図４の形態と異なる。ここで参照番号３１ａを付したモータは、いわゆる扇形(circle sector)リニアモータとして構成される。この種の扇形リニアモータの概略構造及び作動方法は、例えばドイツ国特許第ＤＥ １９８ ４９ ７２８ Ａ１号から既知なので、詳細な説明は行わない。この形態では、ロータ２は、図４の内楔歯構成２９が形成された円筒形ステータ１にローラーベアリング４３によって回転自在に支持されている。ロータの駆動レバー３４は、実線で示す角度位置と図５に破線で示す角度位置との間で前後に移動できる。電磁駆動捲線３０ａが扇形（セクタ）の形態で分配されるように配置されている。これらの電磁駆動捲線は、駆動装置２０の反転制御手段３２を使用して制御される。ロータ２には、この場合も、図４に従って、半径方向に突出したリーフばね２２が設けられている。このリーフばねは、関連したローラー対２４のクランプ位置３９に受け入れられる。この場合、リーフばね２２は駆動レバー３４に対して１８０°と等しくない角度で配置されている。

リーフばねが形成する機械的エネルギ貯蔵装置の作動方法は、図４による形態の機械的エネルギ貯蔵装置と同じである。

図６及び図７は、図４及び図５による上文中に説明した形態と同様に形成されているが、リーフばね２２の代わりに図１と同様の原理の電磁的エネルギ貯蔵装置を備えて形成された本発明の参考例による駆動装置を示す。ここでも、図４及び図５におけるのと同じ構成要素には同じ参照番号が付してあり、再び説明することはしない。

図６による形態は図４による形態と対応するが、リーフばね２２の代わりに細長いプレート状磁極片４４がインペラー２の固定クランプ３６のところに半径方向に突出するように連結されている点が異なっている。簡略化を図るため、センサ１５は省略してある。図１による参照番号を使用すると、磁極片４４は永久磁石でできたプレート状磁極３を支持し、この磁極の半径方向対称軸線４５と平行な平らな横磁極面に参照番号４が付してある。励起コイルによって励起される二つの定置の磁極５が磁極片４４の対称軸線４５に対して対称に配置されている。参照番号６を付した、これらの磁極５の磁極面は、ロータ２の回転軸線に対し、両方向矢印３３が示す前後揺動運動の制限位置のところで磁極面４、６が大きな表面積に亘って、その間に空隙９を形成して互いに向き合って配置されるように、ロータ２の回転軸線に関して傾斜している。励起コイル７は、制御装置２０の部分を形成し且つこの制御装置によって制御される駆動装置スイッチ２０ａによって制御される。

図１を参照して上文中に説明したように、制御装置２０によって制御される励起コイル７は、ロータ２の揺動運動に必要な復元力が互いに向き合った磁極面４、６のところに発生するように、ロータ２の反転移動中、同じ極性の磁界が少なくとも断続的に発生するように励起される。ロータ２と関連した質量ｍの運動エネルギは、隙間９に存在する磁界内にポテンシャルエネルギとして貯蔵される。

図７による形態は図５による形態と対応し、エネルギ貯蔵機能が電磁的貯蔵手段によって行われるという図６を参照して上文中に説明した相違がある。エネルギ貯蔵の機能及び構造は図６による形態と同じであり、そのため、これらを参照するだけで十分である。同じ構成要素には同じ参照番号が付してある。

図８乃至図１６は、織機での代表的な駆動必要条件に対する上文中に説明した本発明による駆動装置の使用を例として示す。これに関し、図８は織機の断面を示し、緯糸筬打ち作業中の筬の移動関係を示す。

５０を付した筬は、図８に示す二つの枢動位置間で枢動させることができる。左側の位置が緯糸筬打ち位置を示す。５１を付したファブリックに筬打ちされるべき緯糸に参照番号５２が付してある。経糸には参照番号５３が付してあり、これらの経糸は、ひ口開口位置にある。ファブリック・エクスパンダーに参照番号５４が概略に示してある。筬５０に図８に示す揺動運動を加えるため、図９及び図１０に示すように、例えば、図４及び図５に示す新規な駆動装置の形態を使用できる。図９及び図１０では、同じ構成要素に同じ参照番号が付してあり、これらについては再び説明しない。幾つかの構成要素が配置されたロータ２だけを例示する。簡略化を図るため、ステータ１、及びロータ２に連結するのに使用される捲線３０は示さない。

ロータ２に形成された駆動装置のレバー３４にＵ形状断面を持つクランプレール５５が配置されており、このクランプレールに筬５０が直接挿入される。筬５０は、必要な場合に交換できるように、クランプねじ等の適当な固定手段によってそのフレームがクランプレール５５に解放自在に固定される。図１１に示すように、筬の軸線方向長さに亘って分配された複数の駆動装置を設けることができる。これらの駆動装置のステータ１は、その内楔歯装置２９に、図１１で参照番号５６を付した連続したスプラインシャフトに回転的に固定されるように、載止されている。スプラインの外楔歯装置は詳細には示しておらず、筬５０の長さに亘って延びる。シャフト５６は、詳細には示してない機械フレームに回転的に固定されるように保持される。駆動装置の数及び間隔は、製織幅、即ち筬５０の長さで決まる。当然のことながら、駆動装置は図７に従って形成されていてもよい。

図１２乃至図１５は、織機のヘルドフレームを移動するためのいわゆるヘルドフレームレバーモータとしての図４による本発明の駆動装置の使用を例示する。これに関し、ドイツ国特許第ＤＥ １０１ １１ ０１７ Ａ１号を参照する。この特許には、織機のひ口形成手段用のこの種の駆動装置の基本的構造が示してある。

参照番号６０を付したヘルドフレームは、各場合において、少なくとも二つの押し／引きロッド６１によって、図４による関連した駆動装置のロータ２の駆動レバー３４に連結されている。各押し／引きロッド６１は３５のところでその駆動レバー３４に連結されている。制御装置２０によって制御されるロータ２は、図１を参照して説明した両方向矢印３３に従った前後揺動運動を行うことにより、連結されたヘルドフレーム６０を、両方向矢印６２に従って、開口の形成に必要な程度上下に移動する。図１２は、二つの駆動装置だけがヘルドフレーム６０に連結された場合についての関係を示すが、図１３は、製織幅が比較的大きい織機での関係を例示し、三つの駆動装置がヘルドフレームの長さに亘って均等に分配されており、夫々がヘルドフレームに作用する。図１４によれば、互いに隣接したヘルドフレーム６０用の駆動装置を、夫々の押し／引きロッド６１の一方の側及び他方の側の配置平面で交互に配置できるが、図１５は、駆動装置について二つの配置平面を使用することもできるということが示してある。このようにして、図１３に示すように、ロータ２及び関連したステータ１の軸線方向長さを、隣接したヘルドフレーム６０の所定の距離計測値６３（ほぼ１２ｍｍ）で決まる限度を越えて増大でき、これにより大きなストローク出力が得られる。

図１２乃至図１５から、例えば図示のリーフばね２２及び関連したクランプローラー即ち固定ローラー２４の形態の、ロータ２と関連した本発明によるエネルギ貯蔵装置は、駆動装置の軸線方向幅を、ステータ１を支持し且つヘルドフレーム６０に関して横方向に延びるスプラインシャフト６４（図１４及び図１５参照）の方向で増大させない。これと同時に、添付図面は、エネルギ貯蔵装置を、追加の空間を必要とすることによる不便なしに織機に収容できることを示す。

これは、図１６を検討することによって、以下に示すように、図７による駆動装置の基本的形態にも適用される。駆動装置の図では、この場合、簡略化を図る目的でステータ１が省略してある。押し／引きロッド６１が３５のところで連結された駆動レバー３４は、図１６に破線で示す制限位置間で前後揺動移動を行う。これらの制限位置の一方は、上開口の形成と対応し、他方の位置は、下開口の形成と対応する。この場合も、制御装置２０を使用したエネルギ貯蔵装置の制御は、予めプログラムでき、開口移動の必要に従って所定の範囲内で所望の通りに制御される。

図１７は、グリッパ織機のグリッパロッドを駆動するための本発明による及び図４による駆動装置の使用を概略に示す。同じ構成要素について、図４で使用したのと同じ参照番号を使用し、これらについては再び説明しない。

この場合、ロータ２は、エネルギ貯蔵装置のリーフばね２２とは反対側に、図４の駆動レバー３４の代わりにレバーアーム３４ａを支持する。このレバーアームには、ロータの回転軸線と同軸の歯付きセグメント６５が形成されている。この歯付きセグメントは、フレーム部分６７に配置されたアングル歯車６８のピニオン６６と係合する。アングル歯車６８は、回転軸線がピニオン６６の回転軸線に対して直角に延びる駆動歯車６９を駆動する。駆動歯車の歯の組は、図１７に断面で示すグリッパロッド７０の歯付きロッド状歯装置と係合する。従って、歯付きセグメント６５の往復運動により、駆動歯車６９を前後に回転移動し、及び従って、グリッパロッド７０が図１７の投影平面に対して直角に往復運動する。この往復運動中、運動の反転箇所の領域での移動質量の運動エネルギが、上文中に説明したように、リーフばね２２にポテンシャルエネルギとして一時的に貯蔵される。

開示の新規の駆動装置形態を参照し、本発明を、関連した枢軸又は回転軸線を中心とした前後揺動運動の生成に関して説明したが、本発明の参考例としては、例えば線型往復運動を生成する駆動装置で同じ方法で使用できる。その一例を図１８に概略に示す。

駆動装置は、実質的にロッド７１のように形成された、電動式、空気圧式、又は液圧式の線型駆動源７２を通って延びる被駆動構成要素を有する。ロッド７１は、所定振幅の線型前後揺動移動を行う。シリンダ７３の形態のエネルギ貯蔵装置が駆動源７２の両側に同軸に配置されている。ロッド７１に設けられたピストン７４がシリンダ７３内で変位自在に案内される。シリンダ７３はその両端面が閉鎖されており、この閉鎖は、シリンダカバー７５をシリンダ７３の外端面にねじ込むことによって行われる。従って、シリンダカバー７５を回転させることによってシリンダの容積を変化させることができる。これは、シリンダカバー７５がシリンダ７３用の「移動自在の壁」を形成するためである。シリンダ７３は、弾性的に圧縮可能な貯蔵媒体、例えば空気やガスで充填されている。

しかしながら、電界内で粘度が変化するいわゆる流動学的媒体を貯蔵媒体として使用することもできる。従って、図１８の右側に示すシリンダ７３には、流動学的媒体で満たされたシリンダ空間内に可変強さの電界を生成できる装置７６が設けられている。関連した電界生成回路には参照番号７８が付してある。

駆動装置は、図１を参照して説明したのと同様の方法で空気圧式エネルギ貯蔵装置の特性をロッド７１の往復運動のパラメータに従って、及び／又は所定のパラメータ又はプログラムで決まるパラメータに従って変化させることができる電気式制御装置２０を有する。図１８に示す図１によるセンサ１５は、例えば、ロッド７１の往復運動の特徴である経路で決まる信号を伝達する。この信号には、ロッド７１の位置、速度、加速度、移動状態、等に関する情報が含まれる。

図１８による形態では、駆動源７２の右側に示すエネルギ貯蔵装置だけが制御装置２０によって制御される。同様に、駆動源７２の左側に配置されたエネルギ貯蔵装置を形成する他方のシリンダ７３もまた、対応して制御できる。しかしながら、左側シリンダ７３を省略した場合又はこのシリンダを減衰媒体で充填する場合には、適用可能である場合にはこれも制御できる。

図１９及び図２０は、例えば膜(membrane)７５ａ（図１９参照）の形態の移動自在の壁によって閉鎖されたシリンダ７３ａの形態の空気圧式又は液圧式の液圧貯蔵装置についての別の可能性を概略に示す。シリンダは、制御装置２０によって制御される。膜７５ａは、図１９及び図２０を比較することによってわかるように、その厚さや剛性に関して変化させることができる。

最後に、リーフばね２２の代わりに、別の構造の弾性手段、例えば有効長又は弾性特性を変化させることができるコイルばね又は捩じりばねを使用してもよい。

電磁的貯蔵手段を含むエネルギ貯蔵装置の作動原理を示す、本発明の参考例による駆動装置の第１形態の概略断面図である。 回転角度、回転速度、及び励起装置電流を時間に関して示す、図１による駆動装置の基本的作動原理を示すためのグラフである。 機械的貯蔵手段を含むエネルギ貯蔵装置の作動原理を示す、本発明による駆動装置の第２形態の図１と同様の概略断面図である。 機械式貯蔵手段を含むエネルギ貯蔵装置を持つ本発明による駆動装置の第３形態の概略側面図である。 図４による駆動装置の変形例の形態の概略側面図である。 本発明の参考例として、電磁的貯蔵手段を含むエネルギ貯蔵装置を持つ図４による駆動装置の概略側面図である。 本発明の参考例として、電磁的貯蔵手段を含むエネルギ貯蔵装置を持つ図５による駆動装置の概略側面図である。 二つの異なる筬位置を示す、織機での筬の動きを示す概略側断面図である。 図４による駆動装置をこの駆動装置によって駆動される織機の筬とともに示す、図４と対応する概略側面図である。 本発明の参考例として、図５による駆動装置をこの駆動装置によって駆動される織機の筬とともに示す、図５と対応する概略側面図である。 図９による二つの駆動装置をこの駆動装置によって駆動される織機の筬とともに示す、概略斜視図である。 図４による二つの駆動装置をこの駆動装置によって駆動される織機のヘルドフレームとともに示す、概略斜視図である。 織機のヘルドフレームを駆動するための図４による三つの駆動装置を図１２と対応して示す、図１２と同様の構成を示す概略斜視図である。 織機のヘルドフレームを駆動するため、一つの配置平面内に配置された図４による複数の駆動装置を示す部分断面概略斜視図である。 二つの配置平面内の図４による駆動装置を示す、図１４と同様の構成の図１４と同様の部分断面概略斜視図である。 本発明の参考例として、図５による駆動装置を織機のヘルドを駆動するための形態で、ひ口形成作業中の三つの異なる位置で示す、図５と同様の概略側面図である。 グリッパ織機のグリッパロッドを駆動するための図４と同様の形態の本発明による駆動装置の概略側面図である。 線型往復運動を生成するための形態の本発明の参考例による駆動装置の軸線方向概略側断面図である。 本発明の参考例による駆動装置用の空気圧式エネルギ貯蔵装置の軸線方向概略側断面図である。 本発明の参考例による駆動装置用の、図１９と異なる空気圧式エネルギ貯蔵装置の軸線方向概略側断面図である。

Claims (16)

1. 織機の構成要素（５０、６０、７０）の往復運動を生成するための駆動装置であって、反転可能な電動式駆動源の円筒形中空インペラーを形成するロータ（２）を備え、前記ロータ（２）は、前記構成要素（５０、６０、７０）に連結されており、且つ、対向する２つの回転方向に駆動される、駆動装置において、
   ａ） 前記構成要素（５０、６０、７０）の往復運動の少なくとも一部の期間にわたって機械的エネルギを貯蔵するために前記ロータ（２）に設けられた弾性貯蔵手段、及び
   ｂ） 前記構成要素（５０、６０、７０）の移動順序についての計測された及び／又は予め決定されたパラメータに従って、少なくとも前記弾性貯蔵手段及び前記反転可能な電動式駆動源を制御するための制御装置（２０）、を備え、
   ｃ） 前記弾性貯蔵手段は、少なくとも１つのリーフばね（２２）を有し、前記リーフばね（２２）の一方の端部は、前記ロータ（２）に堅固に固定されており、前記リーフばね（２２）の他方の端部は、ローラ対（２４）の調整可能なクランプ位置（３９）に受け入れられており、
   ｄ） 電気機械的調節手段（４１）を用いて前記制御装置（２０）によって制御される調節装置（４０）を備え、前記調節装置（４０）によって前記リーフばね（２２）の長さ方向における前記ローラ対（２４）の位置が調節され、これにより、前記リーフばね（２２）の有効曲げ長さに影響を及ぼすことができる、ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記リーフばね（２２）は、少なくとも部分的に、ばね特性が非線形であることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
3. 前記リーフばね（２２）のばね特性は、前記制御装置（２０）によって制御されるヒステリシスを持っている請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記駆動装置はそこに連結された前記構成要素（５０、６０、７０）と共に揺動システムを形成し、この揺動システムの固有振動数は、前記制御装置（２０）によって影響が及ぼされる前記リーフばね（２２）によって変化させることができることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
5. 前記ローラ対（２４）のローラは、必要に応じて制動を加えることができ、この制動動作は、制御された減衰作動が前記駆動装置に導入されるように前記制御手段（２０）によって制御されることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
6. 中空円筒形の前記ロータ（２）は、その内面にて、半径方向に突出した複数のリーフばね（２２）を支持しており、前記複数のリーフばねは、互いに向き合って対を成すように配置されていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
7. 半径方向外向きに延びる前記リーフばね（２２）が前記ロータ（２）に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
8. 前記ロータ（２）の外側に駆動レバー（３４）が取り付けられており、前記駆動レバー（３４）は、被駆動部（６０，７０）の連結箇所（３５）を有し、前記駆動レバー（３４）に関して直径方向の反対側にて前記ロータ（２）に固定クランプ（３６）が設けられており、前記リーフばねが前記固定クランプ（３６）に挿入されていることを特徴とする請求項７記載の駆動装置。
9. 前記リーフばね（２２）が、ねじ（３７）によって固定位置にクランプされていることを特徴とする請求項８記載の駆動装置。
10. 前記反転可能な電動式駆動源は、外インペラーモータであることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
11. 前記反転可能な電動式駆動源は、扇形リニアモータであることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
12. 前記駆動装置は、織機の押縁駆動装置の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
13. Ｕ形状断面を持つクランプレール（５５）が前記ロータ（２）に連結されており、前記クランプレール（５５）には筬（５０）が直接挿入されており、前記筬（５０）の軸方向長さに沿って複数の前記駆動装置が配置されていることを特徴とする請求項１２記載の駆動装置。
14. 前記駆動装置は、織機のひ口形成装置の駆動機構の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の駆動装置。
15. 前記駆動装置が、他の前記駆動装置と共に、共通の配置面内に配置されていることを特徴とする請求項１４記載の駆動装置。
16. 前記駆動装置は、グリッパ織機のグリッパ駆動装置の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の駆動装置。

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