JP2588690Y2 - Drive of nonwoven fabric manufacturing machine - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は不織布製造機の駆動装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a nonwoven fabric manufacturing machine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、不織布製造機の駆動装置は、図１
０の構成図に示すように二個のクランクボックスに２本
のクランク軸１０３Ａ，１０３Ｂ及び１０４Ａ，１０４
Ｂがそれぞれ平行かつ回転可能に軸承されており、クラ
ンク軸１０３Ａ，１０３Ｂ間は歯数が等しい歯車１０
５，１０６により回転が伝達され、クランク軸１０３
Ａ，１０４Ａはカップリング１０１により、またクラン
ク軸１０３Ｂ，１０４Ｂ間はカップリング１０２により
それぞれ直結されている。そしてクランク軸１０３Ｂを
主モータ１０７により駆動してパンチングが行われる
が、回転系の慣性による回転エネルギーの蓄積のない始
動時に針刺し抵抗による負荷（突刺負荷）に打ち勝って
起動させることができないため、始動時のみ減速機付起
動モータ１０８により一方向回転伝達用カムクラッチ１
０９を介してクランク軸１０３Ａ側より駆動して始動さ
せ、所定回転数に達した時点で主モータ１０７に切り換
わるようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, a driving device of a nonwoven fabric manufacturing machine is shown in FIG.
0, two crankshafts 103A, 103B and 104A, 104
B are rotatably supported in parallel with each other, and a gear 10 having the same number of teeth is provided between the crankshafts 103A and 103B.
The rotation is transmitted by the crankshaft 103
A and 104A are directly connected by a coupling 101, and the crankshafts 103B and 104B are directly connected by a coupling 102, respectively. Then, the crankshaft 103B is driven by the main motor 107 to perform punching. However, at the time of starting without accumulation of rotational energy due to the inertia of the rotating system, the starting cannot be performed by overcoming the load (piercing load) due to the needle stick resistance. Cam clutch 1 for one-way rotation transmission by starter motor 108 with speed reducer
The engine is driven by the crankshaft 103A via the engine 09 and started, and is switched to the main motor 107 when a predetermined number of revolutions is reached.

【０００３】図１１は従来の駆動装置の制御システムの
ブロック線図で、起動停止釦１１０の起動釦の方を押す
と、モータ切り換え部１１１，起動モータ駆動制御部１
１２を介して起動モータ１０８が回転されクランク軸が
始動する。そしてタイマーの第１設定時間が過ぎると、
主モータ駆動制御部１１４を介して主モータ１０７が始
動され、タイマの第２設定時間が過ぎると起動モータ１
０８が切れて主モータのみによる駆動となり、主モータ
回転数設定ダイヤル１１３に設定された回転数でモータ
付属のＶＳカップリングが制御されて主モータ１０７が
回転する。FIG. 11 is a block diagram of a control system of a conventional driving device. When a start button of a start / stop button 110 is pressed, a motor switching unit 111 and a start motor drive control unit 1 are pressed.
The starting motor 108 is rotated via 12 to start the crankshaft. And after the first set time of the timer,
The main motor 107 is started via the main motor drive control unit 114, and after the second set time of the timer has elapsed, the starting motor 1 is started.
08 is cut off, the drive is performed only by the main motor, and the VS coupling attached to the motor is controlled by the rotation speed set on the main motor rotation speed setting dial 113 to rotate the main motor 107.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】従来の技術で述べた不
織布製造機の駆動装置は、減速機付起動モータを別に有
しているため、主モータとの切り換えのための電気回路
のほか、主モータによる駆動時に起動モータの伝達を切
り離す一方向性カムクラッチ等の機構が必要で、高速パ
ンチング時に騒音や振動が大きくなるという問題を有し
ている。本考案は従来の技術の有するこのような問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
突刺負荷の大きい場合でも起動モータを使用することな
く容易に起動でき、構造が簡単で操作性のよい駆動装置
を提供しようとするものである。The drive device of the nonwoven fabric manufacturing machine described in the prior art has a separate starter motor with a speed reducer. A mechanism such as a one-way cam clutch for separating the transmission of the starting motor at the time of driving by the motor is required, and there is a problem that noise and vibration increase during high-speed punching. The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its purpose is to:
An object of the present invention is to provide a drive device that can be easily started without using a start motor even when a puncture load is large, has a simple structure, and is easy to operate.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案における不織布製造機の駆動装置は、針板を上
下動してウエブに針を突き刺し前記ウエブを構成する繊
維を絡合させる不織布製造機の駆動装置において、前記
針板を上下動するクランク軸を回転する駆動モータと、
前記クランク軸の逆回転により針がウエブに突き刺さる
際のクランク軸の回転角度を検出するセンサと、前記ク
ランク軸が停止位置から逆転して該センサの出力信号が
出力したとき前記クランク軸を任意の角度更に逆回転し
て停止させたのち起動させるように駆動モータを制御す
る制御部とを含んでなり、逆転により起動位置を変えて
突刺までの回転エネルギーの蓄積量を変えるようにした
ものである。In order to achieve the above object, a driving device for a nonwoven fabric manufacturing machine according to the present invention comprises a nonwoven fabric which moves a needle plate up and down to pierce a needle into a web and entangle the fibers constituting the web. In the drive device of the manufacturing machine, a drive motor that rotates a crankshaft that moves the needle plate up and down,
Needle pierces the web by reverse rotation of the crankshaft
A sensor for detecting the rotation angle of the crankshaft when the click
Rank shaft is reversed from the stop position the output signal of the sensor
When output, the crankshaft is further rotated in the reverse direction by any angle.
To control the drive motor so as to start after stopping Te
And a control unit for changing the starting position by the reverse rotation to change the accumulated amount of rotational energy up to piercing.

【０００６】[0006]

【作用】起動時には上死点で停止しているクランク軸を
任意の角度逆転して起動位置をかえ最初の針突き刺しま
で戻し任意量再逆回転したのち始動を行い、蓄えた回転
エネルギーにより突刺負荷に打ち勝って始動させる。停
止時には回転センサ出力位置で減速に入り上死点でクラ
ンク軸を停止する。[Function] At startup, the crankshaft stopped at the top dead center is reversed by an arbitrary angle, the starting position is changed, the needle is pierced, the axis is re- rotated an arbitrary amount, and then the engine is started. Overcome and start. At the time of stop, deceleration starts at the rotation sensor output position, and the crankshaft stops at the top dead center.

【０００７】[0007]

【実施例】以下本実施例について図面に基づいて説明す
る。図１は、不織布製造機の駆動装置の構成図である。
二個のクランクボックス１，２にはそれぞれ２本のクラ
ンク軸３Ａ，３Ｂと４Ａ，４Ｂがそれぞれ回転可能かつ
平行に軸承されており、クランク軸３Ａ，３Ｂ及び４
Ａ，４Ｂ間は歯数の等しい二枚の歯車５，６によりそれ
ぞれ回転が伝達され、クランク軸３Ａ，４Ａ及び３Ｂ，
４Ｂはカップリング７Ａ，７Ｂによりそれぞれ連結され
ている。クランク軸３ＢはＮＣ制御の駆動モータ８によ
りシンクロベルト９を介して駆動され、クランク軸４Ｂ
に１回転毎に信号を出力する回転センサ１１が取付けら
れている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS This embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a driving device of a nonwoven fabric manufacturing machine.
Two crankshafts 3A, 3B and 4A, 4B are rotatably and parallelly mounted on the two crankboxes 1, 2, respectively.
The rotation between A and 4B is transmitted by two gears 5 and 6 having the same number of teeth, respectively, and the crankshafts 3A, 4A and 3B,
4B is connected by couplings 7A and 7B, respectively. The crankshaft 3B is driven by an NC-controlled drive motor 8 via a synchro belt 9, and the crankshaft 4B
A rotation sensor 11 for outputting a signal every one rotation is attached to the motor.

【０００８】図２は不織布製造機のクランク軸と上突き
針板部分を示す図である。１２は複数の針１３が植設さ
れている上突き針板で、ニードルビーム１４の下面に固
着されており、ニードルビーム１４はコンロッド１５を
介してクランク軸３Ｂと連結されている。１６は不織布
を構成する繊維の集合体であるウエブで、図３（ａ）に
示すようにクランク軸による針板１２の全ストロークＳ
は、針１３がこのウエブ１６に刺さるまでの距離Ｌと、
ウエブの厚さＨと、ウエブを貫通して下に突出する量Ｔ
の和で、クランク軸の回転角度に対する針先の軌跡は、
図３（ｂ）に示すようにサインカーブを描き、針１３が
上昇端にあるときの角度θ＝０、クランク軸正回転によ
り針１３がウエブ１６に突き刺さる瞬間の角度を＋
θ₁ 、クランク軸逆回転により針１３がウエブ１６に突
き刺さる瞬間の角度を−θ₁ とすると、回転センサ１１
の信号はこの−θ₁ の角度で出力されるよう位置調整さ
れている。FIG. 2 is a view showing the crankshaft and the upper needle plate portion of the nonwoven fabric manufacturing machine. Reference numeral 12 denotes an upward thrust needle plate on which a plurality of needles 13 are implanted, which is fixed to the lower surface of the needle beam 14, and the needle beam 14 is connected to the crankshaft 3B via a connecting rod 15. Reference numeral 16 denotes a web which is an aggregate of fibers constituting the non-woven fabric, and as shown in FIG.
Is the distance L until the needle 13 pierces the web 16,
The thickness H of the web and the amount T that protrudes downward through the web
The trajectory of the needle tip with respect to the rotation angle of the crankshaft is
As shown in FIG. 3B, a sine curve is drawn, and the angle θ = 0 when the needle 13 is at the rising end, and the angle at the moment when the needle 13 pierces the web 16 by the forward rotation of the crankshaft is +.
theta _1, the angle of the moment when the needle 13 pierces the web 16 by the reverse rotation the crankshaft when the - [theta] _1, the rotation sensor 11
The signals are position adjustment so as to be output at an angle of - [theta] _1.

【０００９】図４は駆動モータ８制御用ＮＣ制御システ
ムのブロック線図で、１７は情報及び指令等入力用キー
ボードである。クランク軸正・逆回転数記憶部１８は、
キーボード入力されたクランク軸の正回転数及び逆回転
数をそれぞれ記憶する部分。センサ位置からの逆転角度
及び上死点までの角度記憶部１９は、図７に示す回転セ
ンサ１１が信号出力するクランク軸の回転角位置からの
逆転角度θｒ及び上死点θ＝０までの角度θ₁ を記憶す
る部分。制御部２１はキーボード入力された指令に基づ
いてモータ駆動指令信号を出力し、後述のパルスジェネ
レータの出力信号が指令信号と一致するよう制御等を行
う部分である。FIG. 4 is a block diagram of an NC control system for controlling the drive motor 8, and 17 is a keyboard for inputting information and commands. The crankshaft forward / reverse rotation speed storage unit 18
A part for storing the forward rotation speed and the reverse rotation speed of the crankshaft input from the keyboard. The reverse rotation angle from the sensor position and the angle to top dead center storage unit 19 stores the reverse rotation angle θr from the rotation angle position of the crankshaft and the angle to top dead center θ = 0 from the rotation angle position of the crankshaft output by the rotation sensor 11 shown in FIG. the part that stores the θ _1. The control section 21 is a section that outputs a motor drive command signal based on a command input from the keyboard, and performs control or the like so that an output signal of a pulse generator described later matches the command signal.

【００１０】パルス発生部２２は回転速度指令に応じて
１回転当たり１０２４パルスの信号を出力する部分で、
２３はＡＮＤ回路である。正・逆切換部２４は、制御部
２１からの正・逆信号によりクランク軸の正回転・逆回
転の切り換えを行う部分。モータ駆動部２５は、駆動モ
ータ８に電力を供給する部分。パルスジェネレータ２６
は駆動モータ８の回転に応じたパルス信号を出力する部
分。回転数表示部２７はクランク軸の回転数を表示する
部分である。The pulse generator 22 outputs a signal of 1024 pulses per rotation according to a rotation speed command.
23 is an AND circuit. The forward / reverse switching unit 24 switches between forward and reverse rotation of the crankshaft according to forward / reverse signals from the control unit 21. The motor drive unit 25 supplies power to the drive motor 8. Pulse generator 26
Is a section for outputting a pulse signal according to the rotation of the drive motor 8. The number-of-revolutions display part 27 is a part for displaying the number of revolutions of the crankshaft.

【００１１】図５は、クランク軸を逆転させる角度θｒ
と最初の突き刺しまでの回転系のエネルギー蓄積量の関
係を説明するためのグラフ図である。 図５（ａ）は突き刺し時の角速度ωと逆転角度θｒとの
関係を示すグラフ図で、θｒ₂ ＞θｒ₁ のときω₂ ＞ω
₁ となる。 図５（ｂ）は回転エネルギーＥと角速度ωとの関係を示
すグラフ図で、両者の関係は次式によって求めることが
できる。Ｅ＝（１／２）Ｉω² 、但しＩ＝回転系の慣性
力。従ってω₂ ＞ω₁ のときＥ₂ ＞Ｅ₁ となる。 図５（ｃ）は回転エネルギーＥと逆回転角度θｒの関係
を示すグラフ図でθｒ₂ ＞θｒ₁ のときＥ₂ ＞Ｅ₁ とな
る。このように逆転角度θｒが大きいほど、最初の突き
刺しまでに蓄えられる回転エネルギーが大きくなるた
め、突刺負荷に応じてキーボード１７より逆回転角度θ
ｒを入力するようになっている。FIG. 5 shows an angle θr for reversing the crankshaft.
FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between the energy stored in the rotating system up to the first piercing. FIG. 5A is a graph showing the relationship between the angular velocity ω at the time of piercing and the reverse rotation angle θr. When θr ₂ > θr ₁ , ω ₂ > ω.
It becomes ₁ . FIG. 5B is a graph showing the relationship between the rotational energy E and the angular velocity ω . The relationship between the two can be obtained by the following equation. E = (1/2) Iω ² , where I = inertial force of the rotating system. Therefore, when ω ₂ > ω ₁ , E ₂ > E ₁ . FIG. 5C is a graph showing the relationship between the rotational energy E and the reverse rotation angle θr. When θr ₂ > θr ₁ , E ₂ > E ₁ . As described above, the larger the reverse rotation angle θr is, the larger the rotational energy stored up to the first stab is, so the reverse rotation angle θ from the keyboard 17 according to the stab load.
r is input.

【００１２】次に本実施例の作用について図７（ａ）の
起動時と図７（ｂ）の停止時のクランク軸回転動作図を
参照して図６のフローチャートの順に説明する。まず停
止時にはクランク軸３Ｂ，４Ｂはθ＝０の位置（１）に
ある。ステップＳ１において、キーボード１７より起動
信号を入力すると、ステップＳ２において、先ず制御部
２１より逆転信号が出てクランク軸が低速で逆回転
（２）し、ステップＳ３において、回転センサ１１が−
θ₁ の位置を感知すると、予めキーボード１７より入力
されて記憶部１９に記憶されている逆転角度θｒが呼び
出される。そしてこのθｒに応じたパルス数がパルス発
生部２２から出力され、パルスジェネレータ２６からこ
のパルス数が出力されるまで逆回転したのを検知して−
θｒの起動位置で一旦停止する（３）。Next, the operation of this embodiment will be described in the order of the flowchart of FIG. 6 with reference to the crankshaft rotation operation diagram at the time of start-up shown in FIG. 7A and at the time of stoppage shown in FIG. 7B. First, when stopped, the crankshafts 3B and 4B are at the position (1) where θ = 0. In step S1, when a start signal is input from the keyboard 17, in step S2, a reverse rotation signal is first output from the control unit 21 and the crankshaft reversely rotates at a low speed (2).
Upon sensing the position of theta _1, reverse angle θr is invoked stored in the storage unit 19 are inputted in advance from the keyboard 17. Then, the number of pulses corresponding to this θr is output from the pulse generation unit 22, and it is detected that the rotation has been reversed until the pulse number is output from the pulse generator 26, and −
It stops temporarily at the start position of θr (3).

【００１３】続いてステップＳ５において、制御部２１
より正回転信号と２００％トルク指令が同時に出力さ
れ、駆動モータ８によりクランク軸が加速を開始（４）
し、−θｒから突刺角度＋θ₁ までの回転により蓄積さ
れた回転エネルギーに助けられて最初の突き刺しを行
い、次第に回転数が上昇する。そして図８，図９の加速
状態を示すグラフ図に示すように、例えば−θｒ＋２π
ｎの回転角度で設定回転数に達すると、ステップＳ６に
おいて、１００％トルク指令に切り換わって定速連続運
転が行われ不織布の製造が連続的に行われる。Subsequently, in step S5, the control unit 21
The forward rotation signal and the 200% torque command are output at the same time, and the drive motor 8 starts to accelerate the crankshaft (4).
And, with the help of rotational energy accumulated by the rotation of up to puncture angle + theta ₁ performs piercing first the -Shitaaru, gradually speed increases. As shown in the graphs of FIGS. 8 and 9 showing acceleration states, for example, -θr + 2π
When the set number of rotations is reached at the rotation angle of n, in step S6, the mode is switched to the 100% torque command, the constant-speed continuous operation is performed, and the nonwoven fabric is continuously manufactured.

【００１４】次にステップＳ７において、キーボード１
７より停止指令が入力されると、ステップＳ８におい
て、１００ｒｐｍまで減速され、ステップＳ９におい
て、回転センサ１１が−θ₁ の位置を感知する（５）
と、ステップＳ１０において、記憶部１９より上死点θ
＝０までの角度θ₁ が呼び出され、このθ₁ 対応パルス
数だけ回転（６）する間に減速が行われ、ステップＳ１
１において上死点θ＝０で停止する。Next, at step S7, the keyboard 1
When the stop command than 7 is input, in step S8, is reduced to 100 rpm, at step S9, the rotation sensor 11 senses the position of - [theta] ₁ (5)
In step S10, the top dead center θ
The angle θ ₁ up to = 0 is called, and the motor is decelerated while rotating (6) by the number of pulses corresponding to θ _1.
At 1, the operation stops at the top dead center θ = 0.

【００１５】[0015]

【考案の効果】本考案は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。起動に際し最初の突き
刺しまでの回転角が大きく取れる位置までクランク軸を
逆転したのち始動するようにしたので、突き刺し時の回
転エネルギーの蓄積量を可能な限り大きくすることがで
き、突刺負荷の大きいウエブでも始動が容易となる。こ
のため主モータの他に起動モータを設ける必要がなくな
り、機械構造が簡素になって保守が簡単になり、機械的
騒音や振動が少なくなって高速パンチングが可能とな
る。[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. When starting, the crankshaft is reversed to the position where the rotation angle up to the first stab can be taken, and then the engine is started. But starting is easier. For this reason, it is not necessary to provide a starting motor in addition to the main motor, so that the mechanical structure is simplified and maintenance is simplified, and mechanical noise and vibration are reduced and high-speed punching becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本実施例の不織布製造機の駆動装置の構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram of a driving device of a nonwoven fabric manufacturing machine of the present embodiment.

【図２】本実施例の不織布製造機のクランク軸及び上突
き針板の部分を示す部分図である。FIG. 2 is a partial view showing a crankshaft and an upper thrust plate of the nonwoven fabric manufacturing machine of the present embodiment.

【図３】（ａ）は針の上下動とウエブとの関係を示す図
で、（ｂ）は上下動による針先端の軌跡を示す図であ
る。3A is a diagram illustrating a relationship between a vertical movement of a needle and a web, and FIG. 3B is a diagram illustrating a trajectory of the tip of the needle due to the vertical movement.

【図４】駆動装置の回転制御システムのブロック線図で
ある。FIG. 4 is a block diagram of a rotation control system of the driving device.

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は逆転角度と最初の突き刺
し時までの回転エネルギー蓄積量の関係を説明用グラフ
図である。FIGS. 5A, 5B and 5C are graphs for explaining the relationship between the reverse rotation angle and the amount of rotational energy accumulated until the first piercing.

【図６】本実施例の作用のフローチャート図である。FIG. 6 is a flowchart of the operation of the present embodiment.

【図７】（ａ）は起動時のクランク軸の回転動作図で、
（ａ）は停止時のクランク軸の動作図である。FIG. 7A is a rotation operation diagram of a crankshaft at the time of startup,
(A) is an operation | movement figure of a crankshaft at the time of a stop.

【図８】起動時のモータのトルク切り換え時期を示すグ
ラフ図である。FIG. 8 is a graph showing a torque switching timing of the motor at the time of starting.

【図９】起動時のクランク軸の回転数上昇の状態を示す
グラフ図である。FIG. 9 is a graph showing a state in which the number of revolutions of the crankshaft increases at the time of startup.

【図１０】従来の技術の不織布製造機の駆動装置の構成
図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a driving device of a conventional nonwoven fabric manufacturing machine.

【図１１】従来の技術の駆動装置の回路のブロック線図
である。FIG. 11 is a block diagram of a circuit of a driving device according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

８ 駆動モータ ３Ａ，３Ｂ，４Ａ，
４Ｂ クランク軸 １１ 回転センサ １８ クランク軸正
・逆回転数記憶部 １９ センサ位置からの逆転角度及び上死点角度記憶部 ２１ 制御部 ２５ モータ駆動部 ２６ パルスジェネレータ8 Drive motors 3A, 3B, 4A,
4B Crankshaft 11 Rotation sensor 18 Crankshaft forward / reverse rotation speed storage unit 19 Reverse rotation angle from sensor position and top dead center angle storage unit 21 Control unit 25 Motor drive unit 26 Pulse generator

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項１】 針板を上下動してウエブに針を突き刺し
前記ウエブを構成する繊維を絡合させる不織布製造機の
駆動装置において、前記針板を上下動するクランク軸を
回転する駆動モータと、前記クランク軸の逆回転により
針がウエブに突き刺さる際のクランク軸の回転角度を検
出するセンサと、前記クランク軸が停止位置から逆転し
て該センサの出力信号が出力したとき前記クランク軸を
任意の角度更に逆回転して停止させたのち起動させるよ
うに駆動モータを制御する制御部とを含んでなり、逆転
により起動位置を変えて突刺までの回転エネルギーの蓄
積量を変えるようにしたことを特徴とする不織布製造機
の駆動装置。1. A driving device for a non-woven fabric manufacturing machine for vertically moving a needle plate to pierce a needle into a web and entangle fibers constituting the web, comprising: a drive motor for rotating a crankshaft for vertically moving the needle plate; , By the reverse rotation of the crankshaft
A sensor for detecting the rotation angle of the crankshaft when the needle is stuck into the web, the crank shaft is reversed from the stop position
When the output signal of the sensor is output, the crankshaft is further rotated at an arbitrary angle in the reverse direction , stopped, and then started .
And a control unit for controlling the drive motor, wherein the starting position is changed by the reverse rotation to change the accumulated amount of rotational energy until piercing, thereby driving the nonwoven fabric manufacturing machine.