專利名稱：紗線橫動(dòng)裝置和包括紗線橫動(dòng)裝置的纖維機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于橫動(dòng)將被卷繞筒管卷繞的紗線的紗線橫動(dòng)裝置。另外，本發(fā)明涉及包括這種橫動(dòng)裝置的纖維機(jī)。
背景技術(shù)：
關(guān)于這類橫動(dòng)裝置，日本公開的未審查專利申請No.2001-72334(文件1)公開了一種結(jié)構(gòu)，其中用于引導(dǎo)紗線的導(dǎo)紗器安裝到臂的末端側(cè)，臂的另一端側(cè)或中間部分連接到軸上，臂可以繞著該軸作為樞軸而擺動(dòng)，并且音圈電機(jī)連接到臂的另一端側(cè)。在該文件1中，音圈電機(jī)包括定子和可動(dòng)元件，定子包括繞著軸延伸的扇形永久磁鐵，可動(dòng)元件包括設(shè)置成環(huán)繞定子的扇形空心線圈。
另外，日本公開的未審查專利申請No.05-304755(文件2)公開了一種用于定位盤形驅(qū)動(dòng)器的頭部而不是紗線橫動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，其中在第三實(shí)施例中，在支撐多個(gè)永久磁鐵的軛架中形成了兩個(gè)內(nèi)外扇形孔(對(duì)應(yīng)于氣隙)，線圈形成為向著切線彎曲其中心軸線，并且磁鐵和軛架向線圈施加大小彼此相等、方向彼此平行并相反的一對(duì)電磁力F-F(即，力偶)，電機(jī)借此產(chǎn)生純轉(zhuǎn)矩以使臂旋轉(zhuǎn)。
另一方面，在不同于文件1和文件2的國際專利(Kohyo)No.2002-532365(文件3)的日文譯文的橫動(dòng)裝置中，線圈盤繞使得其中心軸線與導(dǎo)紗器的樞轉(zhuǎn)軸線相交。磁鐵在線圈樞轉(zhuǎn)路徑中心的左側(cè)和右側(cè)具有不同的極性，并且線圈的繞組引線穿過樞轉(zhuǎn)路徑的左側(cè)和右側(cè)。因此，在左側(cè)和右側(cè)作用到繞組引線的力矩可以彼此符號(hào)(方向)相同。
然而，文件1只公開了與線圈中流動(dòng)的電流交叉的磁場的產(chǎn)生源是包括永久磁鐵的定子，并且永久磁鐵的北極或南極被沿著驅(qū)動(dòng)方向連續(xù)地布置，而文件1根本沒有詳細(xì)敘述磁場的磁通路徑。換句話說，作用于線圈的磁通密度還存在改進(jìn)的空間。
在使用如文件2所示的力偶F-F的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中，為了確保足夠的轉(zhuǎn)矩以使臂樞轉(zhuǎn)，必須在電磁力作用到其上的那對(duì)線圈側(cè)之間間隔一定距離。這表示連接線圈側(cè)的線圈側(cè)(無助于轉(zhuǎn)矩的線圈側(cè))必須加長，這導(dǎo)致了包括線圈的臂重量增加以及慣性的增加。
在這里，在橫動(dòng)裝置的技術(shù)領(lǐng)域中，(不同于盤形驅(qū)動(dòng)器頭部定位領(lǐng)域)對(duì)于高速地連續(xù)重復(fù)反向的需求隨著最近的紗線高速卷繞的趨勢而增加。如文件3的段落0027所述，在導(dǎo)紗器往復(fù)運(yùn)動(dòng)寬度的端點(diǎn)縮短停留時(shí)間(即，快速反向)，使得交叉卷繞筒管的密度均勻，這對(duì)于使得克服反向的慣性最小化從而改善卷裝的質(zhì)量非常重要。
另一方面，在文件2的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中，由作用于臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線附近的電線圈的線圈側(cè)的電磁力F所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與作用于遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的線圈側(cè)的電磁力F所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之間的差獲得臂的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此難以獲得大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
這里，除了如上所述使得慣性最小化，由于同樣的原因，用于使臂樞轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大化也是很重要的。因此，考慮這個(gè)觀點(diǎn)，文件2的結(jié)構(gòu)不能認(rèn)為是合理的。
另一方面，考慮到可以靠在成對(duì)的左右線圈側(cè)沿著相同方向產(chǎn)生電磁力獲得大的轉(zhuǎn)矩，文件3的結(jié)構(gòu)優(yōu)于文件1和2，然而，該對(duì)左右線圈側(cè)在任何樞轉(zhuǎn)位置都必須總是位于相應(yīng)的分隔的左右空間中，因此，結(jié)果是，連接左右線圈側(cè)的線圈側(cè)(無助于轉(zhuǎn)矩的線圈側(cè))必須加長，導(dǎo)致慣性增加。
連接左右的線圈側(cè)如上所述是長的，因此也增加了樞轉(zhuǎn)所需的空間，因此導(dǎo)紗器驅(qū)動(dòng)部的緊湊性還存在改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題如上所述，下面說明用于解決問題的手段以及其效果。
即，為了使紗線在卷繞紗線的卷繞筒管上橫動(dòng)，紗線橫動(dòng)裝置設(shè)置有使具有導(dǎo)紗器的臂旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的臂驅(qū)動(dòng)部，并且臂驅(qū)動(dòng)部包括設(shè)置在臂上的電線圈、相對(duì)于臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心形成弧形并沿著弧形的徑向方向彼此分開布置的兩個(gè)軛架、以及夾在兩個(gè)軛架之間并在內(nèi)側(cè)形成磁場的氣隙，并且電線圈的一部分設(shè)置在氣隙內(nèi)。相應(yīng)兩個(gè)軛架分別具有磁鐵，設(shè)置有將氣隙在徑向方向上分隔為兩排的中心軛架，并且在兩排氣隙中通過磁鐵形成徑向方向上彼此相反的磁場，并且電線圈的一部分設(shè)置在相應(yīng)的兩排氣隙內(nèi)，從而環(huán)繞著中心軛架。
通過上述結(jié)構(gòu)，在設(shè)置在磁場中的電線圈的部分產(chǎn)生了相同方向轉(zhuǎn)向的電磁力，因此與其中靠大小相同彼此平行并彼此相反的成對(duì)電磁力產(chǎn)生的力偶使得臂擺動(dòng)的臂驅(qū)動(dòng)部的結(jié)構(gòu)相比，可以使得電線圈的無助于使臂轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分縮短，從而可以使得電線圈重量輕并且緊湊。
另外，用于產(chǎn)生磁場的磁鐵布置在電線圈的外周側(cè)上，這也可以縮短電線圈的無助于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分。
此外，獲得臂的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩是靠將作用于臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸附近的線圈側(cè)的電磁力F所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與作用于位置遠(yuǎn)離臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸的線圈側(cè)的電磁力F所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩疊加在一起獲得的總轉(zhuǎn)矩，因此獲得的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于文件2中的結(jié)構(gòu)獲得的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
另外，依靠中心軛架、磁鐵和通過氣隙布置在中心軛架兩側(cè)上的軛架，形成了磁力線的磁通路徑并且沒有分散，從而在氣隙中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。換句話說，依靠中心軛架以及布置在中心軛架兩側(cè)上的兩個(gè)軛架實(shí)現(xiàn)了磁場的更高磁通密度。
因此，降低了臂的慣性并且向電線圈作用了強(qiáng)大的磁場，從而改善了臂反向時(shí)的起動(dòng)加速度。因此，紗線在卷繞筒管端部的停留時(shí)間也會(huì)接近其它范圍內(nèi)的停留時(shí)間，因此可以防止在卷繞卷裝端部的局部卷繞過厚或者卷繞卷裝的密度不均。
電線圈的中心軸線沿著中心軛架的縱向設(shè)置，并且在電線圈中在徑向方向上形成兩排的相應(yīng)氣隙中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此與文件3的結(jié)構(gòu)相比，即使當(dāng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小相同時(shí)，也可以縮短無助于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分，并且臂驅(qū)動(dòng)部可以制得更加緊湊。
優(yōu)選地是，兩個(gè)軛架和中心軛架彼此相連。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，形成包括在兩排氣隙中形成可以成閉合成環(huán)路的磁力線的磁路，因此可以改善兩個(gè)氣隙中的磁通密度。因此，改善了臂反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
優(yōu)選地是，中心軛架被其相對(duì)磁導(dǎo)率比中心軛架材料的相對(duì)磁導(dǎo)率低的材料覆蓋。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，降低了電線圈的線圈電感，從而可以抑制阻礙流進(jìn)電線圈中的電流改變的反電動(dòng)勢。因此，電流可以突然改變，從而可以改善起動(dòng)加速度。
覆蓋中心軛架的材料優(yōu)選地是銅或鋁。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，可以使用易于處理的便宜的材料作為具有低相對(duì)磁導(dǎo)率的材料，電線圈的線圈電感易于以低成本降低。
優(yōu)選地，相對(duì)于臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心在周向方向設(shè)置兩個(gè)所述臂驅(qū)動(dòng)部。
通過上述結(jié)構(gòu)，可以只靠增加臂驅(qū)動(dòng)部而改善用于使臂轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此改善了臂反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
或者，臂反向所需要的大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以由兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部單獨(dú)產(chǎn)生，因此可以減小臂反向時(shí)流進(jìn)電線圈的電流，因此可以抑制電線圈的發(fā)熱。
另外，電線圈單獨(dú)設(shè)置在相應(yīng)臂驅(qū)動(dòng)部中，從而與文件3相比，可以使得電線圈的無助于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分的長度縮短。因此，增加臂驅(qū)動(dòng)部并不涉及增加臂的重量，因此可以有效地改善臂反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
優(yōu)選地是，兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心對(duì)稱地設(shè)置。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，使得從兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部作用到臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心的力平衡。
因此，例如，轉(zhuǎn)動(dòng)中心由軸和軸承形成，可以降低軸和軸承的磨損。
優(yōu)選地是，兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部在沿著臂的縱向的方向上成線形布置。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，紗線橫動(dòng)裝置可以制得緊湊，與臂驅(qū)動(dòng)部數(shù)量為一個(gè)的情況處于相同水平。
優(yōu)選地是，兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部在與臂縱向正交的方向上成線形布置。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)用于安裝臂驅(qū)動(dòng)部的空間不能臂附近獲得時(shí)，也可以易于增加臂驅(qū)動(dòng)部，因?yàn)槠洳贾貌粫?huì)影響到臂。
纖維機(jī)優(yōu)選地包括上述紗線橫動(dòng)裝置。
因此，可以提供具有上述有用效果的纖維機(jī)。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞部的示意性主視圖；圖2是沿圖1中箭頭A-A的截面圖；圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞部的示意性主視圖；圖4是根據(jù)第三實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞部的示意性主視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞單元的示意性主視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考

根據(jù)本發(fā)明的橫動(dòng)裝置的第一實(shí)施例。
在這里，使用本發(fā)明的自動(dòng)卷繞機(jī)的示例被解釋為纖維機(jī)的示例。
圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞部的示意性主視圖。
圖2是沿圖1中箭頭A-A的截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞單元的示意性主視圖。
首先，參考圖5說明自動(dòng)卷繞機(jī)101的紗線卷繞單元102。
圖5所示的自動(dòng)卷繞機(jī)101的紗線卷繞單元102繞著卷繞筒管2卷繞從紗線供給筒管103退繞和供給的紗線1，同時(shí)通過橫動(dòng)裝置3使紗線橫動(dòng)，從而形成預(yù)定形狀預(yù)定長度的卷裝20。在圖5中，只示出了一個(gè)紗線卷繞單元102，但是，自動(dòng)卷繞機(jī)101是由成直線安裝在未示出機(jī)架上的多個(gè)紗線卷繞單元102形成。
紗線自動(dòng)卷繞機(jī)102包括可分離地支撐卷繞筒管2的搖架21以及與由卷繞筒管2形成的卷裝20外周面接觸從而以下述方式旋轉(zhuǎn)的壓力接觸輥8。搖架21形成為使得筒管保持架4和4在卷繞筒管2的軸向方向上夾著并保持著端部，從而可旋轉(zhuǎn)地支撐筒管。搖架21可繞著支撐軸25旋轉(zhuǎn)地形成，因此在卷繞筒管2上形成的卷裝20的外周面可以與壓力接觸輥8的外周面接觸或者間隔開。搖架21包括未示出的間隔機(jī)構(gòu)，間隔機(jī)構(gòu)強(qiáng)制提升搖架21，從而使得在落筒或者紗線切斷時(shí)卷裝20與壓力接觸輥8間隔開。
搖架21具有一對(duì)搖架臂22和22，在搖架臂22和22的末端，筒管保持架4和4布置為彼此相面對(duì)(也參考圖1)。在一個(gè)搖架臂22的末端設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)筒管保持架4的卷裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)5。另一搖架臂22的筒管保持架4簡單地可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。
如圖1和5所示，在壓力接觸8附近設(shè)置橫動(dòng)裝置3，紗線1繞著卷裝20卷繞時(shí)由橫動(dòng)裝置3橫動(dòng)。這種橫動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)如下所述。
在本實(shí)施例的紗線卷繞單元102中，繞著卷繞筒管2卷繞紗線的卷繞部40至少包括通過筒管保持架4和4支撐卷繞筒管2的搖架21、卷裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、以及橫動(dòng)裝置3。
在紗線供給筒管103與壓力接觸輥8之間的紗線運(yùn)行路徑中從紗線供給筒管103側(cè)依次布置紗線捻接裝置114和紗線清理器115，從而結(jié)構(gòu)成紗線卷繞單元102。
當(dāng)紗線清理器115檢測到紗線缺陷并切斷紗線時(shí)或者在從紗線供給筒管103退繞過程中紗線被切斷時(shí)，紗線捻接裝置114將紗線供給筒管103側(cè)的下部紗線與卷裝20側(cè)的上部紗線捻接在一起。紗線清理器115是用于檢測如粗節(jié)等線的缺陷，并且具有用于在檢測到紗線缺陷時(shí)切斷紗線的切斷器115a。
在紗線捻接裝置114的上方和下方，設(shè)置了用于吸入和捕獲紗線供給筒管103側(cè)的下部紗線并且將其引導(dǎo)至紗線捻接裝置114的下部紗線保持引導(dǎo)裝置116、以及用于吸入和捕獲卷裝20側(cè)的上部紗線并且將其引導(dǎo)至紗線捻接裝置114的上部紗線捕獲引導(dǎo)裝置117。上部紗線捕獲引導(dǎo)裝置117形成可繞軸117a向上和向下旋轉(zhuǎn)的管形，并且在其末端那側(cè)具有開口117b。下部紗線保持引導(dǎo)裝置116也形成可繞軸116a向上和向下旋轉(zhuǎn)的管形，并且在末端側(cè)具有吸入口116b。將適當(dāng)?shù)呢?fù)壓源連接至上部紗線捕獲引導(dǎo)裝置117和下部紗線保持引導(dǎo)裝置116，空氣可在末端通過開口117b和吸入口116b而被吸入。
上述的橫動(dòng)裝置3略微比卷繞筒管2更加布置在上游側(cè)。這種橫動(dòng)裝置3主要包括在末端具有導(dǎo)紗器6a并且基端可旋轉(zhuǎn)地樞轉(zhuǎn)的臂6、以及使臂6旋轉(zhuǎn)地往復(fù)移動(dòng)的臂驅(qū)動(dòng)部7。
卷繞筒管2由適當(dāng)?shù)耐苿?dòng)裝置(未示出)向著平行卷繞筒管2設(shè)置的壓力接觸輥8推動(dòng)，從而使得將由橫動(dòng)裝置3高速橫動(dòng)的紗線1穩(wěn)定地繞著卷繞筒管2卷繞，并且在紗線1被卷繞時(shí)靠壓力接觸輥8壓靠在卷繞筒管2上。
接下來，說明橫動(dòng)裝置3的臂6。
如圖1和圖2所示，在臂6的基端設(shè)置有與卷繞筒管2的中心軸線垂直的臂軸9。臂軸9形成為與臂6整體地轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過軸承9a和9b由橫動(dòng)裝置3的殼體10可旋轉(zhuǎn)地支撐。在臂軸9的端部設(shè)置有可以在所有范圍內(nèi)檢測臂6的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的旋轉(zhuǎn)編碼器11。
電線圈12通過線圈支撐件13固定在臂軸9上，從而使得電線圈12和臂6整體擺動(dòng)。電線圈12的形狀如下所述。
從作為臂6轉(zhuǎn)動(dòng)中心的臂軸9來看，在臂6末端設(shè)置的導(dǎo)紗器6a布置在卷繞筒管2側(cè)以及壓力接觸輥8側(cè)上。
接下來，說明臂驅(qū)動(dòng)部7。
如圖1所示，在橫動(dòng)裝置3中，在橫過臂軸9的導(dǎo)紗器6a的相反側(cè)上，繞著臂軸9軸線中心成弧形并且以預(yù)定弧形角度設(shè)置了兩個(gè)軛架14a和14b。如圖2所示，兩個(gè)軛架14a和14b具有矩形截面，并且在徑向方向上彼此分開。氣隙15形成為夾在內(nèi)圓周側(cè)上的軛架14a和外圓周側(cè)上的軛架14b之間。
預(yù)定的弧形角度略大于臂6所需的橫動(dòng)角度。軛架14b形成為構(gòu)成橫動(dòng)裝置3的殼體10的一部分。
在氣隙15中，設(shè)置了成類似軛架14a和14b的弧形并且具有矩形截面的中心軛架14m。通過中心軛架14m，氣隙15在徑向上被分隔為兩排，并且在內(nèi)圓周側(cè)上形成氣隙15a而在外圓周側(cè)上形成氣隙15b。氣隙15a和氣隙15b也形成為繞臂軸9軸線中心的弧形，具有矩形截面。
在氣隙15a的內(nèi)圓周側(cè)和氣隙15b的外圓周側(cè)上，也形成為具有矩形截面的弧形永久磁鐵16a和16b分別由相應(yīng)軛架14a和14b支撐。內(nèi)圓周側(cè)上的永久磁鐵16a在徑向上被磁化，使其北極朝向中心軛架14m(外圓周側(cè)上的永久磁鐵16b)。同樣，外圓周側(cè)的永久磁鐵16b在徑向上被磁化，使其北極朝向中心軛架14m(內(nèi)圓周側(cè)上的永久磁鐵16a)。
因此，在內(nèi)圓周側(cè)上的氣隙15a中，形成從臂軸9徑向延伸的磁力線17a，而在外圓周側(cè)上的氣隙15b中，形成向著臂軸9延伸的磁力線17b。換句話說，在相應(yīng)的兩排氣隙15a和15b中，由永久磁鐵16a和16b形成沿著徑向方向彼此相反的磁場(磁力線17a和17b)。
在第一實(shí)施例中，永久磁鐵16a和永久磁鐵16b被磁化，使得它們的北極都朝向中心軛架14m，但是并不限于此，也可以將它們磁化使得它們的南極朝向中心軛架14m。在這種情況中，也可以沿著徑向方向在兩排氣隙15a和15b中形成彼此相反的磁場。
這里，中心軛架14m、氣隙15a和15b、以及永久磁鐵16a和16b都形成以臂軸9的軸線中心為中心的薄弧形板形狀，如圖2所示。
另外，如圖1所示，軛架14a和14b的端部與中心軛架14m的端部靠軛架14s和14t彼此相連，在氣隙15a和15b中形成的磁力線形成了可閉合成環(huán)路的磁路。借此，改善了氣隙15a和15b中的磁通密度。因此，即使當(dāng)相同水平的電流流到下述的電線圈12時(shí)，也可以產(chǎn)生比沒有形成磁路的情況下更大的電磁力，從而可以改善臂6反向時(shí)起動(dòng)加速度。
軛架14s和14t固定到橫動(dòng)裝置3的殼體10上。
如圖2所示，固定到臂軸9上的電線圈12具有成大致矩形形狀卷繞的導(dǎo)線，并且形成為環(huán)繞具有矩形截面的薄板形中心軛架14m。另外，如圖1所示，電線圈12布置成使其中心軸線12a在臂6往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一直都沿著中心軛架14m的縱向。是電線圈12的一部分并且是平行于臂軸9彼此面對(duì)的兩側(cè)部的電線圈側(cè)部12u和12d分別設(shè)置在到氣隙15a和15b內(nèi)。
如圖2所示，通過柔性供電線12w將適當(dāng)?shù)碾娏鞴┙o到電線圈12，通過電壓可以控制臂6的旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)范圍以及轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
在這里，優(yōu)選地是如上所述的在氣隙15a和15b中形成磁場，從而使得當(dāng)電流流進(jìn)電線圈12時(shí)，由于弗萊明定律而在電線圈側(cè)部12u和12d中產(chǎn)生電磁力。
另一方面，在作為電線圈12的一部分、并將電線圈側(cè)部12u和12d彼此連接的剩余兩個(gè)電線圈側(cè)部12f和12r通過的空間中，只形成了弱磁場，因此難以產(chǎn)生電磁力。
因此，在本實(shí)施例的電線圈12中，包括一對(duì)產(chǎn)生電磁力的側(cè)部(電線圈側(cè)部12u和12d)以及一對(duì)難以產(chǎn)生電磁力而只增加臂6慣性的側(cè)部(電線圈側(cè)部12f和12r)。
因此，為了降低臂6轉(zhuǎn)動(dòng)慣性從而高速地連續(xù)往復(fù)反向，本實(shí)施例的電線圈12形成為使得電線圈側(cè)部12f和12r的長度盡可能短。
詳細(xì)地，如上所述，磁力線17a和磁力線17b形成為彼此相面對(duì)，并且在插入相應(yīng)磁力線17a和17b的電線圈側(cè)部12u和電線圈側(cè)部12d中，產(chǎn)生了沿著相同方向轉(zhuǎn)向的電磁力。
因此，當(dāng)磁力線17a和17b都在相同方向形成時(shí)，與依靠大小相同彼此平行并且彼此相反的一對(duì)電磁力產(chǎn)生的力偶而造成臂的擺動(dòng)相比，電線圈側(cè)部12u和電線圈側(cè)部12d不需要彼此分開，因此難以產(chǎn)生電磁力但只增加臂6慣性的側(cè)部(電線圈側(cè)部12f和12r)的長度可以作得更短。
換句話說，在電線圈12中，無助于轉(zhuǎn)動(dòng)臂6的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分(電線圈側(cè)部12f和12r)的長度可以顯著縮短。
因此，電線圈12變得重量輕并且在徑向方向上緊湊，據(jù)此，臂6的慣性可以降低，因此可以改善臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
另外，產(chǎn)生磁力線17a和17b的永久磁鐵16a和16b布置在電線圈12外周側(cè)上而不是內(nèi)周側(cè)上，從而與文件1的結(jié)構(gòu)相比，無助于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分(電線圈側(cè)部12f和12r)的長度可以縮短。
獲得作為總轉(zhuǎn)矩的臂6的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩是靠將電線圈12中作用到更靠近臂6的臂軸9的電線圈側(cè)部12u的電磁力而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與作用到遠(yuǎn)離臂6的臂軸9的電線圈側(cè)部12d的電磁力而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩疊加在一起獲得，因此獲得的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于文件2中的結(jié)構(gòu)獲得的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
依靠中心軛架14m和橫過氣隙15a和15b布置在中心軛架14m兩側(cè)上的軛架14a和14b以及永久磁鐵16a和16b，形成了磁力線17a和17b的磁通路徑而沒有分散，從而在氣隙15a和15b中產(chǎn)生更強(qiáng)大的磁場。換句話說，依靠中心軛架14m以及布置在中心軛架兩側(cè)上的軛架14a和14b使得磁力線17a和17b的磁通密度變高。
如上所述，降低了臂6的慣性，并且強(qiáng)大的磁場(磁通線17a和17b)作用到電線圈12，從而改善了臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
通過上述結(jié)構(gòu)，包括電線圈12的臂驅(qū)動(dòng)部7可以在徑向方向上制得緊湊。
另外，電線圈12的中心軸線12a是沿著中心軛架14m的切線(縱向方向)，并且用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電線圈側(cè)部12u和電線圈側(cè)部12d在徑向方向上以兩行布置成線形，因此與文件3的結(jié)構(gòu)相比，即使當(dāng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為相同水平時(shí)，電線圈12無助于轉(zhuǎn)動(dòng)臂6的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分(電線圈側(cè)部12f和12r)的長度可以更短，并且可以使得臂驅(qū)動(dòng)部7的寬度(圖1中紙的左右方向)作得更加緊湊。
用于形成磁路的軛架通常由具有高的相對(duì)磁導(dǎo)率的金屬如鐵素體制成。另一方面，在這個(gè)實(shí)施例中，穿透電線圈12并且形成磁路的中心軛架14m被沿著弧形方向穿過整個(gè)區(qū)域的銅套18覆蓋，銅套由其相對(duì)磁導(dǎo)率比中心軛架14m的相對(duì)磁導(dǎo)率低的材料制成。
因此，降低了電線圈12的線圈電感，從而可以抑制阻礙流進(jìn)電線圈12中的電流改變的反電動(dòng)勢。因此，當(dāng)臂6反向時(shí)，流進(jìn)電線圈12的電流可以突然改變，從而可以改善起動(dòng)加速度。
另外，鋁可以用作具有較低相對(duì)磁導(dǎo)率的材料。這些銅和鋁成本低并且易于加工，因此電線圈12的線圈電感可以低成本容易地降低。
這個(gè)實(shí)施例的橫動(dòng)裝置3具有控制部19，控制部可以通過向電線圈12供給電流控制臂6的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
控制部19的輸入側(cè)通過適合的信號(hào)線連接到旋轉(zhuǎn)編碼器11，從而接受旋轉(zhuǎn)編碼器11檢測到的臂6的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的信號(hào)?？刂撇?9的輸出側(cè)通過柔性供電線12w連接到臂驅(qū)動(dòng)部7的電線圈12，從而向電線圈12供應(yīng)適合的電流。
因此，控制部19可以通過基于收到的結(jié)果的反饋控制向電線圈12供給適合的電流，因此可以自由地控制臂6旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度。
接下來，說明橫動(dòng)裝置3的臂驅(qū)動(dòng)部7的操作。
首先，如圖2所示，說明將從控制部19供給到線圈12的電流(符號(hào)i)順時(shí)針流進(jìn)電線圈12的情況。
在氣隙15a中，形成了在圖2中向下轉(zhuǎn)向的磁場(磁力線17a)，從而由于弗萊明定律在電線圈側(cè)部12u中產(chǎn)生了垂直于圖的紙張方向的電磁力。在圖2中，垂直于紙張的向量在圖中靠畫圈的叉表示。
在氣隙15b，形成了向上的磁場(磁力線17b)，從而也在電線圈側(cè)部12d中產(chǎn)生了垂直于紙張方向的電磁力。
因此，在電線圈側(cè)部12u和電線圈側(cè)部12d中，產(chǎn)生了大小幾乎相同并且彼此平行并且沿著相同方向作用的一對(duì)電磁力。如圖1所示，這些電磁力遠(yuǎn)離臂軸9產(chǎn)生，從而為臂6產(chǎn)生了繞著臂軸9的逆時(shí)針方向的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，臂6繞著臂軸9逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
如上所述，在該實(shí)施例的臂驅(qū)動(dòng)部7中，為了產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以使臂6轉(zhuǎn)動(dòng)，必須有意地將電線圈側(cè)部12u和電線圈側(cè)部12d分隔開，并且可以將形成電磁路的中心軛架14m制得很薄。
因此，可以顯著縮短完全無助于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩而只是增加臂6慣性的電線圈側(cè)部12f和電線圈側(cè)部12r的長度，從而使得電線圈12重量輕并且緊湊。借此，可以降低臂6的慣性，從而可以改善臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
當(dāng)從控制部19供給的電流沿著圖2中的逆時(shí)針方向流進(jìn)電線圈12時(shí)，電磁力與上述的電磁力相反地作用。
如上所述，在關(guān)于本實(shí)施例的臂驅(qū)動(dòng)部7中，首先，電線圈12中無助于臂6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分(電線圈側(cè)部12f和12r)可以被縮短，并且可以使得電線圈12重量輕并且緊湊，因此可以降低臂6的慣性。
第二，在臂驅(qū)動(dòng)部7中，形成了包括軛架14a、14b、14s和14t以及中心軛架14m的優(yōu)選磁路，因此可以在有助于臂6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電線圈12的部分(電線圈側(cè)部12u和12d)中形成強(qiáng)大的磁力線17a和17b。
第三，穿透電線圈12中心的中心軛架14m被其相對(duì)磁導(dǎo)率比中心軛架14m相對(duì)磁導(dǎo)率低的材料覆蓋，因此降低了電線圈12的線圈電感。因此，流進(jìn)電線圈12的電流可以突然改變。
依靠這些效果，可以改善臂6反向(橫動(dòng)轉(zhuǎn)向)時(shí)的起動(dòng)加速度。因此，即使當(dāng)臂6高速地轉(zhuǎn)動(dòng)從而連續(xù)重復(fù)往復(fù)反向時(shí)，紗線1在卷繞筒管2端部的停留時(shí)間也會(huì)接近在其它范圍內(nèi)的停留時(shí)間，因此可以防止在卷繞卷裝端部的局部卷繞過厚或者卷繞卷裝的密度不均。
接下來，參考附圖3說明根據(jù)本發(fā)明的橫動(dòng)裝置的第二實(shí)施例。在圖3中，那些與第一實(shí)施例相同的部件被附加了相同的標(biāo)記，這里主要說明第二實(shí)施例和第一實(shí)施例之間的區(qū)別。
圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞部的主視圖。
在第二實(shí)施例中，其結(jié)構(gòu)在第一實(shí)施例中已說明過的臂驅(qū)動(dòng)部7的數(shù)量不是一個(gè)，而是在圓周方向上相對(duì)于臂軸9的中心軸設(shè)置了兩個(gè)。
兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部7a和7b沿著臂6的縱向成線形安裝，相對(duì)于作為臂6轉(zhuǎn)動(dòng)中心的臂軸9的軸線中心對(duì)稱。
因此，本實(shí)施例的橫動(dòng)裝置只是通過增加第一實(shí)施例的臂驅(qū)動(dòng)部從而可以增大使得臂6轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此可以易于改善臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
或者，臂6反向所必須的大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以由兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部7a和7b分別產(chǎn)生，因此可以減小臂6反向時(shí)流進(jìn)電線圈12的電流，借此可以抑制電線圈12的發(fā)熱。
另外，獨(dú)立地為相應(yīng)臂驅(qū)動(dòng)部7a和7b設(shè)置電線圈12，從而可以使得電線圈12無助于臂6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分(電線圈側(cè)部12f和12r)的長度比文件3中更短。因此，增加臂驅(qū)動(dòng)部并不涉及增加臂6的重量，因此可以有效地改善臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
另外，相對(duì)于臂軸9的軸線中心對(duì)稱地設(shè)置臂驅(qū)動(dòng)部7a和臂驅(qū)動(dòng)部7b，因此從臂驅(qū)動(dòng)部分7a和7b作用到臂軸9的力是平衡的。
因此，相比設(shè)置一個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部的情況(例如，如第一實(shí)施例中)，可以減少用于旋轉(zhuǎn)地支撐臂軸9的部分(例如，軸承9a和9b)的磨損。
另外，這兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部7a和7b沿著臂6的縱向成線形布置，因此可以使得橫動(dòng)裝置3在寬度方向上(圖3紙張的左右方向)如同設(shè)置一個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部7的情況中一樣緊湊。
接下來，參考圖4說明本發(fā)明橫動(dòng)裝置的第三實(shí)施例。在圖4中，那些與第二實(shí)施例相同的部件被附加了相同的標(biāo)記，這里主要說明第三實(shí)施例和第二實(shí)施例之間的區(qū)別。
圖4是根據(jù)第三實(shí)施例的自動(dòng)卷繞機(jī)的卷繞部的主視圖。
在第三實(shí)施例中，其布置在第二實(shí)施例中已經(jīng)說明的兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部7a和7b在與臂6縱向正交的方向而不是在縱向上成線形布置。
因此，即使當(dāng)用于安裝臂驅(qū)動(dòng)部7的空間不能在臂6附近獲得時(shí)，也可以布置將要增加的臂驅(qū)動(dòng)部7而不會(huì)影響臂6，因此可以易于增加臂驅(qū)動(dòng)部7。
在第二實(shí)施例和第三實(shí)施例中，在橫動(dòng)裝置3中設(shè)置了兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部，這兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部也可以同時(shí)運(yùn)行，或者一個(gè)只在臂6反向時(shí)運(yùn)行，從而輔助地增加臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
根據(jù)上述第一至第三實(shí)施例所示的紗線橫動(dòng)裝置特別適合于纖維機(jī)，并且通過設(shè)置顯示出這些有用效果的橫動(dòng)裝置，可以提供用于制造高質(zhì)量紗線卷裝的纖維機(jī)。
通過上面給出的優(yōu)選第一至第三實(shí)施例敘述了本發(fā)明，然而，本發(fā)明并不僅限于這些。應(yīng)當(dāng)理解，也可以實(shí)施其它不同的實(shí)施例而不偏離本發(fā)明的精髓和范圍。另外，在這些實(shí)施例中，說明了本發(fā)明結(jié)構(gòu)的動(dòng)作和效果，然而，這些動(dòng)作和效果只是一個(gè)示例，它們并不是要限定本發(fā)明。
例如，臂驅(qū)動(dòng)部的數(shù)量在第一實(shí)施例中設(shè)定為一個(gè)并且在第二和第三實(shí)施例中設(shè)定為兩個(gè)，然而，該數(shù)量并不僅限于這些，當(dāng)臂6需要以更高速度連續(xù)往復(fù)反向時(shí)，可以增加更多的臂驅(qū)動(dòng)部。
在第一和第三實(shí)施例中，使用永久磁鐵產(chǎn)生磁場，然而，本發(fā)明并不僅限于此，也可以設(shè)置電磁鐵代替。使用如釹磁鐵的強(qiáng)磁鐵，可以進(jìn)一步改善臂6反向時(shí)的起動(dòng)加速度。
權(quán)利要求
1.一種紗線橫動(dòng)裝置，包括臂驅(qū)動(dòng)部，所述臂驅(qū)動(dòng)部使具有導(dǎo)紗器的臂往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使紗線在卷繞筒管上橫動(dòng)以卷繞紗線，其中，臂驅(qū)動(dòng)部包括設(shè)置在臂上的電線圈；相對(duì)于臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心形成弧形、并沿著弧形的徑向方向彼此分開地布置的兩個(gè)軛架；以及夾在兩個(gè)軛架之間、并包括在內(nèi)側(cè)形成磁場的氣隙，電線圈的一部分設(shè)置在氣隙內(nèi)；以及設(shè)置在相應(yīng)兩個(gè)軛架上的磁鐵；設(shè)置有將氣隙沿著徑向方向分隔為兩排的中心軛架；在相應(yīng)的兩排氣隙中，通過磁鐵形成沿著徑向方向彼此相反的磁場；電線圈的一部分設(shè)置在相應(yīng)的兩排氣隙內(nèi)，從而環(huán)繞中心軛架。
2.如權(quán)利要求1的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，兩個(gè)軛架和中心軛架彼此相連。
3.如權(quán)利要求1的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，中心軛架被其相對(duì)磁導(dǎo)率比中心軛架材料的相對(duì)磁導(dǎo)率低的材料覆蓋。
4.如權(quán)利要求3的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，覆蓋中心軛架的材料是銅或鋁。
5.如權(quán)利要求1的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，相對(duì)于臂轉(zhuǎn)動(dòng)中心沿著周向方向設(shè)置兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部。
6.如權(quán)利要求5的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部相對(duì)于臂的轉(zhuǎn)動(dòng)中心對(duì)稱地設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部沿著臂的縱向成線形布置。
8.如權(quán)利要求6的紗線橫動(dòng)裝置，其特征在于，兩個(gè)臂驅(qū)動(dòng)部沿著與臂縱向正交的方向成線形布置。
9.一種纖維機(jī)，包括如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)的紗線橫動(dòng)裝置。
全文摘要
一種紗線橫動(dòng)裝置3具有使得帶有導(dǎo)紗器6a的臂6往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)以使在卷繞筒管2上卷繞的紗線橫動(dòng)的臂驅(qū)動(dòng)部7。臂驅(qū)動(dòng)部7包括在臂6上設(shè)置的電線圈12、繞著作為臂6轉(zhuǎn)動(dòng)中心的臂軸9的中心軸線形成弧形的兩個(gè)軛架14a和14b、以及夾在兩個(gè)軛架14a和14b之間并且在其內(nèi)形成磁場的氣隙15，并且電線圈12的一部分設(shè)置在氣隙15內(nèi)。兩個(gè)軛架14a和14b分別具有永久磁鐵16a和16b，設(shè)置了中心軛架14m將氣隙15分隔為兩排氣隙，并且在相應(yīng)的兩排氣隙15a和15b中通過永久磁鐵16a和16b形成沿著徑向轉(zhuǎn)向并且彼此相反的磁力線17a和17b。電線圈12的一部分設(shè)置在相應(yīng)的兩排氣隙15a和15b內(nèi)，從而環(huán)繞著中心軛架14m。
文檔編號(hào)B65H54/28GK1872646SQ20061008425
公開日2006年12月6日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者木野義浩, 正井哲司 申請人:村田機(jī)械株式會(huì)社