JP4066842B2 - 移動体駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体駆動装置に係り、例えば三次元繊維組織の厚さ方向糸の抜け止め糸挿通用針等の長尺の移動体の駆動に好適な移動体駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
繊維強化複合材の補強基材として三次元織物(三次元繊維組織)があり、その製造方法として、複数の糸層を積層して形成された少なくとも2軸配向となる積層糸群に、その各糸層と交差する方向に挿入された厚さ方向糸にて結合する方法がある(例えば、特許文献1、特許文献2等参照)。この方法では、厚さ方向糸の挿入区域と対応する領域を囲むようにピンが所定ピッチで配置された枠体上に、そのピン間に折り返し状に配列した糸層を複数積層して積層糸群を形成する。その後、積層糸群を枠体に保持した状態で、一列に配置された複数の厚さ方向糸挿入針を使用して厚さ方向糸を挿入する。
【0003】
三次元繊維組織を骨格材とした複合材の強度は、三次元繊維組織の影響を大きく受け、強度の大きな複合材を得るには、厚さ方向糸により積層糸群を締め付ける必要がある。そして、図6に示すように、積層糸群Fに一列に配列された厚さ方向糸挿入針61を、厚さ方向糸zとともに積層糸群Fに突き刺し、厚さ方向糸挿入針61の突出側(図6の下側)に厚さ方向糸zのループLを形成する。次に、抜け止め糸挿通用針62により抜け止め糸PをループLに挿通した後、厚さ方向糸挿入針61とともに厚さ方向糸zを引き戻し、抜け止め糸Pを介して厚さ方向糸zにより積層糸群Fを締め付ける。抜け止め糸挿通用針62は、積層糸群Fを貫通した厚さ方向糸挿入針61に繋がる厚さ方向糸zによって形成された多数のループLを、前進時(図6の右方への移動時)には抜け止め糸Pを保持せずに通過し、後退時には抜け止め糸Pを保持して通過するように往復移動される。抜け止め糸挿通用針62にはベラ針が使用されている。なお、図ではベラの図示が省略されている。抜け止め糸挿通用針62はその基端において無端状のベルトに連結されて、無端状のベルトが駆動されることにより、往復移動されるように構成されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−218249号公報(明細書の段落[0035]〜[0039]、図3)
【特許文献2】
特開2000−273743号公報(明細書の段落[0025],[0033],[0052]〜[0054],[0061]〜[0067]、図3、図6、図12、図15)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
三次元繊維組織を製造する際の三次元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置では、厚さ方向糸zを挿入すべき積層糸群Fの幅によっては、抜け止め糸挿通用針62の長さが、数十cmから1mを超える場合もあり、針の太さは1〜2mm程度と細い。従って、抜け止め糸挿通用針62は撓み易く、坐屈が起こり易い。また、抜け止め糸挿通用針62は、積層糸群Fを貫通した厚さ方向糸挿入針61に繋がる厚さ方向糸zによって形成された多数のループLを通過するように往復移動されるため、抜け止め糸挿通用針62が曲がったり、ぶれながら移動するとループLや厚さ方向糸挿入針61と干渉する。そのため、抜け止め糸挿通用針62が真っ直ぐに移動するように案内するガイド部材が設けられる。しかし、ガイド部材があっても抜け止め糸挿通用針62がループLや厚さ方向糸挿入針61等と干渉して抜け止め糸挿通用針62に過負荷がかかる場合がある。ところが、特許文献1及び特許文献2には、抜け止め糸挿通用針62に過負荷がかかった場合に関しては記載がない。
【0006】
さらに、抜け止め糸挿通用針62のように坐屈し易い移動体では、過負荷として抜け止め糸挿通用針62に圧縮力が作用する場合と、引っ張り力が作用する場合とで同じ基準値(閾値)を用いてモータを停止させる構成では不具合が生じる。即ち、坐屈を防止するために圧縮時を基準とした閾値を使用する必要があり、引っ張り力が作用する場合には停止する必要がない負荷がかかった状態でも、圧縮時を基準とした閾値を基準に停止されるという不具合が生じる。
【0007】
また、坐屈し易い移動体に限らず、例えば、移動体を水平方向ではなく垂直方向のように、往動時と復動時とで移動体に加わる重力の方向が異なるように移動させる場合には、過負荷で停止させる閾値を往動時及び復動時で同じにすると、前記の不具合が発生する。
【0008】
本発明は、前記従来技術の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は往復移動するように駆動される移動体に予め設定された値(閾値)以上の負荷がかかるのを防止し、しかも、往動時と復動時とでその閾値を異なる値に設定できる移動体駆動装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため請求項1に記載の発明は、移動体を直線的に往復移動させる移動体駆動装置である。移動体駆動装置は、駆動源の動力により直線的に移動する駆動部と、前記駆動部と前記移動体との間に設けられた動力伝達部と、前記駆動部と前記動力伝達部とを離脱可能に連結する第1の連結手段と、前記動力伝達部と前記移動体とを離脱可能に連結する第2の連結手段とを備えている。前記移動体の往動時に該移動体に予め設定された値以上の第1の負荷がかかると、前記第1の連結手段による連結状態及び前記第2の連結手段による連結状態の一方が解除されるように構成されている。また、前記移動体の復動時に該移動体に予め設定された値以上の第2の負荷がかかると、前記第1の連結手段による連結状態及び前記第2の連結手段による連結状態の他方が解除されるように構成されている。
【0010】
この発明では、移動体を直線移動させるための力が、駆動源の動力により直線的に移動する駆動部から、動力伝達部を介して移動体に伝達される。移動体が駆動部からの力により移動されている状態で、移動体にかかる負荷が予め設定された値(閾値)以上になると、第1の連結手段及び第2の連結手段の一方の連結状態が解除される。従って、前記閾値を過負荷未満の値に設定することにより、移動体に過負荷がかかる前に動力の伝達を遮断することができる。また、第1の連結手段及び第2の連結手段の連結が解除される負荷の値が、それぞれ異なるため、移動体に加わる過負荷の値が移動体の往動時と復動時とで異なる場合にも、支障なく対応できる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1の負荷及び第2の負荷の値が異なるように設定されている構成である。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記第1の連結手段及び第2の連結手段は、前記移動体に加わる力の作用により連結状態が解除される構成である。この発明では、移動体に閾値以上の負荷に相当する力がかかると、第1の連結手段及び第2の連結手段の一方の連結状態がその力の作用により解除される。従って、負荷の値を検出して、その信号に基づいて駆動される駆動手段により連結状態を解除する構成に比較して、第1の連結手段及び第2の連結手段の構成が簡単になる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1の連結手段は、前記駆動部及び動力伝達部のいずれか一方に装備された第1の可動係合部と、前記駆動部及び動力伝達部の他方に装備され、前記第1の可動係合部と係合して連結状態を保持する第1の被係合部とを備えている。前記第1の可動係合部は前記第1の被係合部と係合する方向に付勢手段により付勢されている。前記第2の連結手段は、前記動力伝達部及び移動体のいずれか一方に装備された第2の可動係合部と、前記動力伝達部及び移動体の他方に装備され、前記第2の可動係合部と係合して連結状態を保持する第2の被係合部とを備えている。前記第2の可動係合部は前記第2の被係合部と係合する方向に付勢手段により付勢されている。移動体の復動時には第1の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用し、移動体の往動時には第2の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用する。
【0013】
この発明では、第1の連結手段及び第2の連結手段は、それぞれ可動係合部と被係合部とが係合した状態で連結状態に保持され、可動係合部が被係合部と係合しない位置に移動すると連結状態が解除される。可動係合部は付勢手段により被係合部と係合する方向に付勢されているが、移動体の復動時には第1の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用し、移動体に作用する負荷の値が閾値に達すると、第1の可動係合部は第1の被係合部と係合しない位置へ移動される。移動体の往動時には第2の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用し、移動体に作用する負荷の値が閾値に達すると、第2の可動係合部は第2の被係合部と係合しない位置へ移動される。従って、付勢手段の付勢力を閾値に対応した値に設定することにより、第1の連結手段及び第2の連結手段による連結状態を必要なときに解除できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を三次元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置における抜け止め糸挿通用針の駆動装置に具体化した一実施の形態を図1〜図4に従って説明する。図1(a)は抜け止め糸挿通用針駆動装置の模式側面図、図1(b)は図1(a)の部分拡大図、図1(c)は図1(b)の部分拡大図、図1(d)は部分平面図、図1(e)は図1(d)の部分拡大図、図2は厚さ方向糸挿入装置の概略正面図である。なお、図1(a)は抜け止め糸挿通用針駆動装置を見ている方向が図2とは逆で、図2における紙面の裏側から見た状態を表している。図3(a),(b)は作用を説明する部分模式平面図、図4(a),(b)は作用を説明する部分模式側面図である。
【0015】
厚さ方向糸挿入装置は、抜け止め糸挿通用針駆動装置を除いて、本願出願人が先に提案した特許文献2に開示した装置と同様に構成されている。図2に示すように、厚さ方向糸挿入装置11は、積層糸群Fを支持した移送テーブル12の上方に厚さ方向糸挿入針駆動部13及び穿孔針駆動部(図示せず)を備えている。移送テーブル12はその左右両側(図2における左右両側)に複数の走行輪12aを装備し、機台フレーム14の長手方向(図2の紙面と垂直方向)に延びるように配設された支持レール15上に、移動可能に支承されている。
【0016】
機台フレーム14には、支持レール15と平行に設けられ、ねじ軸が図示されていないサーボモータにより正逆回転駆動されるボールねじ機構16が設けられている。ボールねじ機構16のボールナット17の下面にエアシリンダ18が固定され、エアシリンダ18のピストンロッドの先端が移送テーブル12の側壁に形成された係合穴と係合する状態で、ねじ軸が回転されることにより、ボールナット17と共に移送テーブル12が移動されるようになっている。
【0017】
機台フレーム14の上面には可動支持フレーム19が、機台フレーム14の長手方向に移動可能に支持されている。可動支持フレーム19は、機台フレーム14に固定されたエアシリンダにより、穿孔針(図示せず)と厚さ方向糸挿入針20との取り付けピッチに等しい距離を往復移動可能となっている。なお、図2においては、厚さ方向糸挿入針駆動部13の後方に配置された穿孔針駆動部は省略されている。
【0018】
可動支持フレーム19には左右一対のレール21が上下方向に延びるように配設され、厚さ方向糸挿入針20が1列に装備された針支持体22がレール21に沿って昇降可能に配設されている。針支持体22は、両レール21間に配設されたボールねじ機構23のボールナット23aに固定され、ボールねじ機構23のねじ軸23bの正逆回転に伴って昇降される。そして、針支持体22はボールナット23aと共に移動して、厚さ方向糸挿入針20が移送テーブル12に保持された積層糸群Fと係合不能な待機位置と、針孔(図示せず)が積層糸群Fの反対側となる位置まで積層糸群Fを貫通する作用位置(図2に示す状態)とに移動される。
【0019】
機台フレーム14の下部には移送テーブル12の移動範囲を挟んで厚さ方向糸挿入針駆動部13及び穿孔針駆動部と対向する位置に支持フレーム24が固定されている。支持フレーム24には、プレスブロック25a,25bが、積層糸群Fに厚さ方向糸zを挿入する際、積層糸群Fと係合して積層糸群Fを厚さ方向糸挿入針20列の後退側へ押圧する作用位置と、積層糸群Fと係合不能な待機位置とに移動可能に装備されている。プレスブロック25bはプレスブロック25aに対して図2において紙面の裏側に配置されている。
【0020】
抜け止め糸挿通用針駆動装置26は機台フレーム14の側方に突出する状態で配設されている。抜け止め糸挿通用針駆動装置26の支持フレーム27は支持フレーム24に一端が固定されている。支持フレーム27には移送テーブル12より若干低い位置で水平に延びる部分に、一対のプーリ28a,28bが同じ高さ位置に、その軸が厚さ方向糸挿入針20列の配列方向と直交する方向に延びるように配設されている。両プーリ28a,28b間に無端状のベルト29が、その走行経路の一部が厚さ方向糸挿入針20列の配列方向と平行になるように巻き掛けられている。機台フレーム14に近い側に配設されたプーリ28bが一体回転可能に固定された回転軸30の端部にはプーリ31が一体回転可能に固定されている。なお、図2においては、プーリ28bはプーリ31に対して紙面の裏側に位置するため、現れていない。支持フレーム27にはプーリ28bの下方において駆動源としてのサーボモータ32が固定され、サーボモータ32の駆動軸に固定された駆動プーリ33と、プーリ31との間にベルト34が巻き掛けられている。そして、サーボモータ32の正逆回転駆動に伴ってベルト29が往復走行される。
【0021】
図2に示すように、ベルト29は上側の水平走行位置が抜け止め糸を挿通すべき高さより低い高さで、厚さ方向糸挿入針20列の配列方向と平行に延びるように配設されている。図1(a)に示すように、ベルト29の上方には案内路35が厚さ方向糸挿入針20列の配列方向と平行に延びるように配設されている。案内路35は移動体としての抜け止め糸挿通用針36を案内路35に沿って直線移動可能に支承するように形成されている。抜け止め糸挿通用針36は、ロッド36aとその先端に固定されたベラ針36bとで構成されている。ロッド36aは炭素繊維強化樹脂で形成されている。なお、図ではベラの図示が省略されている。支持フレーム27には案内路35の一端の、作用位置に配置された状態の厚さ方向糸挿入針20列の端部近傍に位置するように、ロッドガイド35aが図示しないブラケットを介して固定されている。ロッドガイド35aは抜け止め糸挿通用針36の横揺れを規制する。
【0022】
支持フレーム27にはガイドレール37が、ベルト29の上側及び下側の水平走行位置の中間位置において水平に固定されている。ガイドレール37上には、駆動源の動力により直線的に移動する駆動部としてのブラケット38と、駆動部の力を移動体に伝達する動力伝達部39とが、それぞれリニアガイドブロック40を介してガイドレール37に沿って移動可能に支持されている。
【0023】
ブラケット38は断面コ字状に形成され、図1(b),(c)に示すように、その上部片38aにおいてベルト29の上側走行部に連結されている。上部片38aには、ブラケット38と動力伝達部39とを連結する第1の連結手段を構成するダンパー41が上下方向に延びるように固定されている。ダンパー41はシリンダ42及び該シリンダ42に対して出没可能、かつシリンダ42に内蔵された図示しない付勢手段(例えば、スプリング)により突出側に付勢されたプランジャ42aを備えている。プランジャ42aは第1の可動係合部を構成し、その先端には斜面を有する係合部42bが形成されている。係合部42bは、係合部42bにプランジャ42aの軸方向と直交する図1(b),(c)における右方向から押圧力が作用すると、プランジャ42aに対してプランジャ42aをシリンダ内に没入させる方向への分力が作用する形状に形成されている。そして、シリンダ42に内蔵された前記スプリングは、抜け止め糸挿通用針36の復動時に抜け止め糸挿通用針36に予め設定された値以上の第2の負荷がかかると、係合部42bと後記する第1の被係合部との係合が解除される位置までプランジャ42aが移動可能なばね力に形成されている。即ち、第1の連結手段は、移動体に加わる力の作用により連結状態が解除される構成である。
【0024】
動力伝達部39は、リニアガイドブロック40に固定されたブロック43と、ブロック43の上部に固定された支持板44とで構成されている。ブロック43には、一端に小径のねじ軸45aを有する円柱部材45が、ブロック43のブラケット38と対向する側の端面に形成されたねじ穴にねじ軸45aが螺合された状態で水平に固定されている。円柱部材45の先端寄りには係合部42bと係合可能な第1の被係合部45bが形成されている。第1の被係合部45bは円柱部材45の周方向に沿って延びる環状溝で構成されている。第1の被係合部45bは、環状溝の断面形状が、係合部42bと同じ角度の斜面を有する形状に形成されている。そして、係合部42bが第1の被係合部45bに係合した状態で、ブラケット38と動力伝達部39とが連結されて、ガイドレール37上を一体に移動される。円柱部材45はダンパー41とともに第1の連結手段を構成する。
【0025】
図1(b),(d)に示すように、動力伝達部39の支持板44の上部には、動力伝達部39と抜け止め糸挿通用針36とを離脱可能に連結する第2の連結手段を構成するダンパー46がロッド36a、即ち抜け止め糸挿通用針36と直交方向に水平状態で延びるように固定されている。図1(d)に示すように、ダンパー46はシリンダ47及び該シリンダ47に対して出没可能、かつシリンダ47に内蔵された図示しない付勢手段(例えば、スプリング)により突出側に付勢されたプランジャ47aを備えている。プランジャ47aは第2の可動係合部を構成し、その先端には係合部47bが形成されている。
【0026】
図1(d),(e)に示すように、係合部47bの形状は、抜け止め糸挿通用針36のロッド36aの基端寄りに形成された第2の被係合部48と対応した形状に形状されている。第2の被係合部48は、上方から見た状態(平面視)において、ロッド36aの移動方向と直交する面48aと、面48aに対してロッド36aの先端側に設けられ面48aと鋭角を成す斜面48bとを有する形状に形成されている。従って、係合部47bにプランジャ47aの軸方向と直交する方向で、かつ斜面48b側から押圧力が作用すると、プランジャ47aに対してプランジャ47aをシリンダ47内に没入させる方向への分力が作用する。しかし、面48a側から押圧力が作用する場合はプランジャ47aをシリンダ47内に没入させる方向への分力が作用しないように構成されている。そして、シリンダ47に内蔵された前記スプリングは、抜け止め糸挿通用針36の往動時に抜け止め糸挿通用針36に予め設定された値以上の第1の負荷がかかると、係合部47bと後記する第2の被係合部との係合が解除される位置までプランジャ47aが移動可能なばね力に形成されている。即ち、第2の連結手段も、移動体に加わる力の作用により連結状態が解除される構成である。
【0027】
第1の連結手段を構成するプランジャ42aを突出側に付勢するスプリングと、第2の連結手段を構成するプランジャ47aのスプリングとは付勢力が異なり、プランジャ42a用のスプリングの付勢力がプランジャ47a用のスプリングの付勢力より大きく設定されている。
【0028】
次に前記のように構成された抜け止め糸挿通用針駆動装置26の作用を説明する。積層糸群Fが移送テーブル12に支持され、抜け止め糸挿通用針36が待機位置に配置された状態で、厚さ方向糸挿入針駆動部13が駆動され、図2に示すように、積層糸群Fに厚さ方向糸挿入針20が突き刺される。そして、厚さ方向糸挿入針20が若干引き戻されると、図6に示す場合と同様に、厚さ方向糸挿入針20の突出側に厚さ方向糸zのループLが形成される。
【0029】
次に、サーボモータ32が正転駆動され、ベラ針36bがループLを通過して図示しない抜け止め糸を保持する位置まで抜け止め糸挿通用針36が前進移動(往動)される。そして、ベラ針36bの先端に抜け止め糸が保持された後、サーボモータ32が逆転駆動されて抜け止め糸挿通用針36が待機位置まで後退移動(復動)され、抜け止め糸が厚さ方向糸zのループL内に折り返し状に挿通される。その後、厚さ方向糸挿入針20とともに厚さ方向糸zが引き戻され、抜け止め糸を介して厚さ方向糸zにより積層糸群Fが締め付けられる。
【0030】
抜け止め糸挿通用針36の往動を詳述すると、サーボモータ32の正転駆動により、プーリ28a,28bが図1(a)の反時計方向に回転されてベルト29が上側走行部が抜け止め糸挿通用針36の前進方向(図1(a)の左方向)へ移動される。ベルト29の移動に伴いブラケット38がベルト29の上側走行部と一体に移動され、ブラケット38を移動させる力がダンパー41及び第1の被係合部45bを介して動力伝達部39に駆動力(移動力)として伝達される。また、動力伝達部39に伝達された力が、ダンパー46及び第2の被係合部48を介して抜け止め糸挿通用針36に伝達される。従って、サーボモータ32の正転に伴って、抜け止め糸挿通用針36が前進方向に移動される。
【0031】
抜け止め糸挿通用針36の前進移動時に抜け止め糸挿通用針36に負荷がかかると、即ち抜け止め糸挿通用針36にその前進を抑制する力が加わると、抜け止め糸挿通用針36の第2の被係合部48の斜面48bからプランジャ47aの係合部47bに、図3(a)に破線の矢印で示す方向に力が加わる。その力にはプランジャ47aを付勢手段の力に抗して没入側に移動させる方向の分力が含まれる。そして、抜け止め糸挿通用針36に予め設定された値以上の第1の負荷が作用すると、プランジャ47aは係合部47bと第2の被係合部48との係合が解除される位置までシリンダ47内に没入作動される。その結果、動力伝達部39と抜け止め糸挿通用針36とを連結する係合部47bと第2の被係合部48との係合状態、即ち第2の連結手段による連結状態が解除されて図3(b)に示す状態となる。
【0032】
抜け止め糸挿通用針36に負荷がかかると、動力伝達部39を介して第1の被係合部45bからプランジャ42aの係合部42bに力が加わる。しかし、その力にはプランジャ42aを付勢手段の力に抗して没入側に移動させる方向の分力が含まれない。従って、抜け止め糸挿通用針36の前進移動時には、第1の被係合部45bと係合部42bとの係合状態、即ち第1の連結手段による連結状態は解除されない。
【0033】
一方、抜け止め糸挿通用針36の後退移動時に抜け止め糸挿通用針36に負荷がかかると、即ち抜け止め糸挿通用針36にその後退を抑制する力が加わると、動力伝達部39に図4(a)に破線の矢印で示す方向に力が加わる。そして、抜け止め糸挿通用針36の第2の被係合部48の面48aからプランジャ47aの係合部47bに同方向の力が加わる。しかし、その力にはプランジャ47aを付勢手段の力に抗して没入側に移動させる方向の分力が含まれない。従って、抜け止め糸挿通用針36の後退移動時には、動力伝達部39と抜け止め糸挿通用針36とを連結する係合部47bと第2の被係合部48との係合状態、即ち第2の連結手段による連結状態が解除されることはない。
【0034】
また、抜け止め糸挿通用針36に負荷がかかると、動力伝達部39を介して第1の被係合部45bからプランジャ42aの係合部42bに力が加わり、その力にはプランジャ42aを付勢手段の力に抗して没入側に移動させる方向の分力を有する。そして、抜け止め糸挿通用針36に予め設定された値以上の第2の負荷が作用すると、プランジャ42aは係合部42bと第1の被係合部45bとの係合が解除される位置までシリンダ42内に没入作動される。その結果、動力伝達部39とブラケット38とを連結する係合部42bと第1の被係合部45bとの係合状態、即ち第1の連結手段による連結状態が解除されて図4(b)に示す状態となる。第2の負荷の値が第1の負荷の値より大きく設定されているため、抜け止め糸挿通用針36の後退移動時には抜け止め糸挿通用針36に前進移動時より大きな負荷が加わったときに動力伝達が遮断される。
【0035】
この実施の形態では以下の効果を有する。
(1) 抜け止め糸挿通用針駆動装置26は、駆動源(サーボモータ32)の動力により直線的に移動する駆動部(ブラケット38)の力が第1の連結手段を介して動力伝達部39に伝達され、動力伝達部39の力が第2の連結手段を介して移動体(抜け止め糸挿通用針36)に伝達される。抜け止め糸挿通用針36の往動時に予め設定された値以上の第1の負荷がかかると、第2の連結手段による連結状態が解除され、抜け止め糸挿通用針36の復動時に予め設定された値以上の第2の負荷がかかると、第1の連結手段による連結状態が解除される。そして、第1の負荷の値が第2の負荷の値より大きく設定されている。
【0036】
従って、抜け止め糸挿通用針36の前進移動時に抜け止め糸挿通用針36に負荷がかかる状態となっても、過負荷がかかる前に駆動部からの動力伝達が遮断され、抜け止め糸挿通用針36、厚さ方向糸挿入針20あるいは厚さ方向糸の損傷を確実に回避できる。また、抜け止め糸挿通用針36に引っ張り力が作用する後退移動時には、抜け止め糸挿通用針36に前進時よりも大きな負荷が作用するまで、動力伝達が遮断されないので、停止する必要がない負荷がかかった状態で抜け止め糸挿通用針36が停止されるという不具合がを防止できる。即ち、第1の連結手段及び第2の連結手段の連結が解除される負荷の値が、それぞれ異なるため、移動体に加わる過負荷の値が移動体の往動時と復動時とで異なる場合にも、支障なく対応できる。
【0037】
(2) 第1の連結手段及び第2の連結手段は、移動体(抜け止め糸挿通用針36)に加わる力の作用により連結状態が解除される構成である。従って、抜け止め糸挿通用針36に予め設定された値以上の負荷に相当する力がかかると、第1の連結手段及び第2の連結手段の一方の連結状態がその力の作用により解除される。そのため、負荷の値を検出して、その信号に基づいて駆動される駆動手段により連結状態を解除する構成に比較して、第1の連結手段及び第2の連結手段の構成が簡単になる。
【0038】
(3) 第1の連結手段は、駆動部に装備された第1の可動係合部(プランジャ42a)と、動力伝達部39に装備され第1の可動係合部と係合して連結状態を保持する第1の被係合部45bとを備え、第1の可動係合部は第1の被係合部45bと係合する方向に付勢手段により付勢されている。第2の連結手段は、動力伝達部に装備された第2の可動係合部(プランジャ47a)と、移動体に装備され第2の可動係合部と係合して連結状態を保持する第2の被係合部48とを備え、第2の可動係合部は第2の被係合部48と係合する方向に付勢手段により付勢されている。移動体の復動時には第1の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用し、移動体の往動時には第2の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用する。従って、付勢手段の付勢力を予め設定された負荷の値に対応した値に設定することにより、移動体に作用する力を利用して、第1の連結手段及び第2の連結手段による連結状態を必要なときに解除できる。
【0039】
(4) 第1の連結手段及び第2の連結手段は、プランジャ42a,47aの先端に形成された係合部42b、47bを介してプランジャ42a,47aを付勢手段の付勢力に抗して没入側へ移動させ、連結状態を解除する構成である。従って、係合部42b、47bの第1及び第2の被係合部45b,48と係合する面の軸方向に対する角度を変えることで、付勢手段の付勢力が同じであってもプランジャ42a,47aが没入作動する力の設定を調整でき、付勢力との組合せにより所望の値に設定するのが容易となる。
【0040】
(5) 細くて長く座屈が生じ易い抜け止め糸挿通用針36を移動体として移動させる駆動装置に適用されているため、抜け止め糸挿通用針36による抜け止め糸の挿通作業が円滑に行われる。
【0041】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
〇 第1の連結手段を構成する第1の可動係合部を動力伝達部39側に設け、第1の被係合部を駆動部(ブラケット38)側に設けてもよい。例えば、ブロック43に代えてコ字状のブラケットを設け、該ブラケットにダンパー41を上下方向に延びるように固定する。一方、ブラケット38側に円柱部材45を、第1の被係合部45bがダンパー41のプランジャ42aの係合部42bと係合可能な状態となる位置に固定する。この場合も、前記実施の形態と同様な効果が得られる。
【0042】
○ 第2の連結手段を構成する第2の可動係合部を移動体(抜け止め糸挿通用針36)側に設け、第2の被係合部を動力伝達部39側に設けてもよい。例えば、ロッド36aの基端側にシリンダ47をロッド36aと直交するように固定し、支持板44に第2の被係合部48を形成する。斜面48bの向きは、移動体(抜け止め糸挿通用針36)の往動時に該移動体に予め設定された値以上の第1の負荷がかかると、斜面48bからプランジャ47aを没入方向へ移動させる方向の力が作用するように設定する。この場合も、移動体の往動時に、移動体に過負荷がかかる前に、駆動部からの動力伝達が遮断され、移動体に過負荷がかかるのが防止される。
【0043】
○ 第1の連結手段及び第2の連結手段は、移動体に加わる力の作用により連結状態が解除される構成に限らず、移動体に加わる負荷の値をセンサで検出し、その検出信号に基づいて負荷が予め設定された値に達した時に、駆動手段を作動させて連結状態を解除する構成にしてもよい。例えば、ダンパー41,46に代えて、駆動手段としてソレノイドを使用し、プランジャの先端に前記実施の形態と同様に係合部を形成する。そして、移動体に加わる負荷の値が設定値未満のときはプランジャが突出位置に保持されて連結状態が確保され、負荷の値が設定値以上になるとプランジャが没入作動されて連結状態が解除される構成とする。この場合、第1の連結手段及び第2の連結手段の連結を解除する基準となる負荷の値の変更が容易となる。例えば、同じ厚さ方向糸挿入装置11で製造する三次元繊維組織の種類の変更により、厚さ方向糸挿入針20、抜け止め糸挿通用針36、厚さ方向糸zとして太さの異なるものを使用する場合、抜け止め糸挿通用針36にかかる負荷の許容値が異なるため、前記負荷の設定値を変更するのが好ましい。その際、ソレノイドにプランジャを没入作動させる駆動信号を出力する基準となる負荷の値を変更するだけで簡単に対応できる。
【0044】
○ プランジャを没入側に移動させる方向の分力を往動側と復動側とで変えるため、プランジャの面取りを行う角度を往動側と復動側とで変えてもよい。例えば、図5に示すように、抜け止め糸挿通用針36のロッド36aに第1の被係合部としての斜面49aと、第2の被係合部としての斜面49bとを備えた切り欠きを設ける。また、ベルト34と一体に移動されるダンパー46に代えて、プランジャ50aの先端に、斜面49aと同じ角度の斜面51a及び斜面49bと同じ角度の斜面51bが形成されたダンパー50を使用する。斜面51a及びプランジャ50aが第1の可動係合部を構成して第1の連結手段に相当する。斜面51b及びプランジャ50aが第2の可動係合部を構成して第2の連結手段に相当する。こうすることにより、使用するダンパーは1ヶですむ。
【0045】
○ ダンパー41のプランジャ42aの先端に、係合部42bとして先端が縮径となる円錐台状の係合部42bを形成してもよい。そして、ブロック43に固定された円柱部材45の先端寄りに形成された第1の被係合部45bとしての環状溝の断面形状を第1の被係合部45bの形状に合わせる。即ち、環状溝の断面における両側壁の形状を、係合部42bのテーパと同じ角度のテーパ状に形成する。この場合、組み付け時、あるいは第1の被係合部45bとの係合が解除された状態となった係合部42bを再び第1の被係合部45bと係合させる際、プランジャ42aが回動しても支障無く容易に係合位置に配置することができる。
【0046】
○ 前記実施の形態において、ソレノイドに代えてエアシリンダを設け、そのピストンロッドの先端に係合部を形成してもよい。
○ 駆動部としてのブラケット38を直線的に移動させる手段として、サーボモータ32により駆動プーリ33、プーリ31,28b,28aを介して駆動されるベルト29に代えて、リニアアクチュエータを使用してもよい。例えば、ボールねじ機構を備えたリニアアクチュエータのボールナットにブラケット38を固定してもよい。
【0047】
○ 動力伝達部39を構成するブロック43及び支持板44を一体に形成してもよい。
○ ダンパー41,46,50はプランジャ42a,47a,50aを突出側に付勢する付勢手段としスプリングに代えて、気体の圧力を利用する構成としてもよい。
【0048】
○ 移動体は厚さ方向糸挿入装置11に使用される抜け止め糸挿通用針36に限らず、直線的に往復移動されるとともに、往動時と復動時とで移動体に作用する負荷が、過負荷となる値が異なるものであればよい。例えば、厚さ方向糸挿入装置11において、厚さ方向糸挿入針駆動部13や穿孔針駆動部に適用してもよい。厚さ方向糸挿入針駆動部13は針支持体22に固定された厚さ方向糸挿入針20を昇降させるため、上昇移動時と、下降移動時とで正常状態でも厚さ方向糸挿入針駆動部13に加わる負荷が異なり、それに加えて積層糸群Fに厚さ方向糸挿入針20を挿入する際と引き抜く際とで負荷の度合いが異なる。従って、往動時と復動時とで、移動体に予め設定された値(閾値)以上の負荷がかかるのを防止し、しかも、往動時と復動時とでその閾値を異なる値に設定することは有用である。
【0049】
○ 移動体の往動時に該移動体に予め設定された値以上の第1の負荷がかかったときに連結状態が解除されるのは第2の連結手段による連結状態ではなく、第1の連結手段による連結状態が解除され、復動時に第2の負荷がかかったときに、第2の連結手段による連結状態が解除される構成としてもよい。
【0050】
○ 移動体の往動時に作用する負荷の基準値の方を、復動時に移動体に作用する負荷の基準値より大きく設定する構成であってもよい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施の形態から把握できる。
【0051】
(1) 請求項1に記載の発明において、前記第1の連結手段及び第2の連結手段は、前記移動体に加わる負荷の大きさを検出する検出手段の検出信号に基づいて駆動される駆動手段により、可動係合部を駆動させて、連結状態と非連結状態とに切り換え可能に構成されている。
【0052】
(2) 請求項4に記載の発明において、前記第1及び第2の可動係合部はダンパーのプランジャであり、前記付勢手段はダンパーのシリンダに内蔵されたスプリングである。
【0053】
(3) 請求項1〜請求項4及び前記技術的思想(1),(2)のいずれかに記載の発明において、前記移動体は三次元繊維組織の厚さ方向糸挿入装置の抜け止め糸挿通用針である。
【0054】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項1〜請求項4に記載の発明によれば、往復移動するように駆動される移動体に予め設定された値(閾値)以上の負荷がかかるのを防止し、しかも、往動時と復動時とでその閾値を異なる値に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は一実施の形態の抜け止め糸挿通用針駆動装置の模式側面図、(b)は(a)の部分拡大図、(c)は(b)の部分拡大図、(d)は(a)の部分平面図、(e)は(d)の部分拡大図。
【図2】 厚さ方向糸挿入装置の概略部分正面図。
【図3】 (a),(b)は前進時に設定値以上の負荷を受けた際の作用を説明する模式部分平面図。
【図4】 (a),(b)は後退時に設定値以上の負荷を受けた際の作用を説明する模式部分側面図。
【図5】 別の実施の形態の第1及び第2の連結手段を示す模式平面図。
【図6】 抜け止め糸の挿通状態を説明する模式側面図。
【符号の説明】
32…駆動源としてのサーボモータ、36…移動体としての抜け止め糸挿通用針、38…駆動部としてのブラケット、39…動力伝達部、42a…第1の連結手段を構成する第1の可動係合部としてのプランジャ、45b…第1の連結手段を構成する第1の被係合部、47a…第2の連結手段を構成する第2の可動係合部としてのプランジャ、48…第2の被係合部、49a…第1の被係合部としての斜面、49b…第2の被係合部としての斜面、50a…第1の可動係合部及び第1の連結手段を構成するプランジャ、51a…同じく斜面、51b…第2の可動係合部及び第2の連結手段を構成する斜面51b。
Claims (4)
- 移動体を直線的に往復移動させる移動体駆動装置であって、
駆動源の動力により直線的に移動する駆動部と、
前記駆動部と前記移動体との間に設けられた動力伝達部と、
前記駆動部と前記動力伝達部とを離脱可能に連結する第1の連結手段と、
前記動力伝達部と前記移動体とを離脱可能に連結する第2の連結手段とを備え、
前記移動体の往動時に該移動体に予め設定された値以上の第1の負荷がかかると、前記第1の連結手段による連結状態及び前記第2の連結手段による連結状態の一方が解除され、前記移動体の復動時に該移動体に予め設定された値以上の第2の負荷がかかると、前記第1の連結手段による連結状態及び前記第2の連結手段による連結状態の他方が解除されるように構成されている移動体駆動装置。 - 前記第1の負荷及び第2の負荷の値が異なるように設定されている構成である請求項1に記載の移動体駆動装置。
- 前記第1の連結手段及び第2の連結手段は、前記移動体に加わる力の作用により連結状態が解除される構成である請求項1又は請求項2に記載の移動体駆動装置。
- 前記第1の連結手段は、前記駆動部及び前記動力伝達部のいずれか一方に装備された第1の可動係合部と、前記駆動部及び前記動力伝達部の他方に装備され、前記第1の可動係合部と係合して連結状態を保持する第1の被係合部とを備え、前記第1の可動係合部は前記第1の被係合部と係合する方向に付勢手段により付勢されており、前記第2の連結手段は、前記動力伝達部及び移動体のいずれか一方に装備された第2の可動係合部と、前記動力伝達部及び移動体の他方に装備され、前記第2の可動係合部と係合して連結状態を保持する第2の被係合部とを備え、前記第2の可動係合部は前記第2の被係合部と係合する方向に付勢手段により付勢されており、移動体の復動時には第1の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用し、移動体の往動時には第2の可動係合部に前記付勢手段の付勢力に抗する力が作用する請求項3に記載の移動体駆動装置。
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