JPH067970B2 - ばね成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は送り出される線材を成形工具に衝合させてコイ
ル部，フックの円弧または曲げ部を成形するようにした
ばね成形装置に関する。

従来技術 従来例えばトーションコイルばねはコイル直径に対して
線材のスプリングバック量を考慮して直径が決められ芯
金に送り出される線材を巻き付けていく方式のばね成形
機で作られる。

また送り出される線材を中心としてそれぞれ進退可能に
放射状に配設された複数個の成形工具を有するばね成形
装置の成形工具で第１フック部の円弧部，第１フック部
よりコイル部への湾曲部，コイルのボデイ部更には第２
フック部の立上がり部，第２フック部の円弧部等の成形
を別々に分担して成形していた。

発明が解決しようとする問題点 前者の芯金を用いるものは線径ｄとコイル直径ＤのＤ／
ｄの大きなばね，テーパばねができずフック部の対向角
の精度の高いばね成形ができなかった。また後者の成形
では成形工具が多数本必要となり、それぞれユニット構
造とするので価格が上昇し、工具取付け板前面の工具取
付け位置に制約されて工具本数が制限され複雑な形の成
形が不可能であった。

問題点を解決するための手段 成形工具Ｔの成形面の方向が線材を成形する方向に対向
するようにクイルの軸線を中心として旋回させる第１入
力部５６及び前記成形工具Ｔが成形待機位置；成形準備
位置をとるように移動を行わせる第２入力部６８並びに
クイル軸線を含む平面内で旋回させて線材と衝合させる
旋回駆動手段とを有する成形装置８１と、該成形装置８
１の第１入力部５６に旋回動力を入力する第１サーボモ
ータ９と、前記成形装置の第２入力部６８に移動動力を
入力する第２サーボモータ７と、被成形用線材を送り出
す第３サーボモータ１１と、前記第１，第２，第３サー
ボモータをそれぞれ関連して制御するとともに旋回駆動
手段を関連して制御するＮＣ装置とを含んでなるもので
ある。

実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづき説明する。機台１
上には工具取付け枠２とその背後の箱枠３が設けられ、
工具取付け枠２には成形工具回転用の大歯車５及び成形
工具を揺動させるカム回転用の大歯車４がそれぞれ回転
可能に同心に軸承されている。箱枠３には大歯車４を回
転させる減速機６とそれを駆動するサーボモータ７，大
歯車５を回転させる減速機８とそれを駆動するサーボモ
ータ９及び送り出しローラ１４を回転させる減速機１０
とそれを駆動するサーボモータ１１が内臓されている。
そしてこれらのサーボモータは図示しないＮＣ制御装置
で制御される。

工具取付け枠２の前面には大歯車４，５の中心線上に先
端が位置し線材を案内するクイル１２が取付け台１３に
よって水平方向に取付けられており、その外側にクイル
中心線の下位置に送り出しローラ１４、上位置に押さえ
ローラ１５が配置されている。送り出しローラ１４は円
周にＶ溝を有し取付け台１６に回転可能に軸承されサー
ボモータ１１より減速機１０で回転される。押さえロー
ラ１５は取付け台１６に上下移動可能に支持されたブロ
ック１７に回転可能に軸承され、エアシリンダ１８のピ
ストンロッド１８ａの間に介装したばねによって送り出
しローラ１４に押接されている。線材の径が小径のとき
はばね力により押し付け、線材が大径のときはばねを殺
して直接押さえ付ける。そしてフープに巻取られている
線材を上下のローラで挟持してクイル１２より送り出
す。

またクイル１２より送り出された線材を所要の位置で切
断する切断装置２０が大歯車４，５の中心に向かって半
径方向に取り付けられている。即ち半径方向中心寄りに
取付けられた案内台には摺動体２２が嵌装され、この摺
動体２２の半径方向の溝に工具保持体２３が半径方向の
位置調整可能に設けられている。そして工具保持体２３
の内端に切断面をクイル１２の面と一致させた切断工具
ＣＴが取替可能に設けられている。摺動体２２の外端に
はカムフオロア２５が枢支されるとともに２本のばね張
設ピン２６が植設されている。工具取付枠２に軸承され
大歯車４に噛合う小歯車の軸にカム２４が固着されてい
て、このカム２４が切断装置２０のカムフオロア２５と
接触されるようになっている。そしてカムフオロア２５
を接触させるため摺動体２２に植設したピン２６と工具
取付け枠２の前面に植設した２本のピン２９との間にば
ね３０がそれぞれ張設されている。

成形装置８１はユニットに構成されていて、工具取付け
枠２上半径方向に取付けられている。そのユニット台８
２には取付面に直角方向の軸受部８２ａに歯車軸８３が
回転可能に軸承されている。この歯車軸８３の突出端に
は大歯車５と噛合う小歯車５６がキー着され、他端には
傘歯車８４がキー着されている。ユニット台８２には歯
車軸８３と直交するごとく取付面と平行に歯車軸８５が
軸受けにより回転可能に軸承されていて、歯車軸８５端
には傘歯車８４と噛合する傘歯車８６がキー着されまた
広巾の歯車８７がキー着されている。さらにユニット台
８２の上面には歯車軸８５と平行な案内面８２ｂが形成
されていて、案内面８２ｂに摺動可能に工具操作台８８
が載置されている。工具操作台８８のクイル側には上段
部８８ａが形成されていて、この上段部８８ａに工具操
作台８８のスライド方向を回転軸とする段付操作筒８９
がユニット台８２を工具取付け枠２に取付けられたと
き、クイル軸心と一致する軸心となるようラジアル玉軸
受と滑り軸受で回転可能に軸承されるとともにスラスト
軸受によって工具にかかる反力を受けるようになってい
る。この段付操作筒８９の小径部８９ａには歯車９０が
キー着されており、歯車９０に対する工具操作台８８の
位置には窓が穿設されていて、この窓に歯車９０，８７
に噛合う中間歯車９１が支軸９２に回転可能に軸承され
ている。段付操作筒８９の小径部８９ａに中心穴８９ｂ
を穿設、大径部８９ｃに中心穴８９ｂの直径と等しい巾
で直径方向に一面を残して切り取られて深溝８９ｄが削
設されている。小径部の穴８９ｂには滑り軸受を介して
操作杆９３が回転且つ軸方向移動可能に軸承されてい
る。段付操作筒８９の溝８９ｄには操作杆９３の軸心よ
り溝８９ｄの底側に偏して入口近くに支軸９４で深溝８
９ｄに滑合する工具ホルダ９５が揺動可能に枢支されて
いる。この工具ホルダ９５は操作杆９３の軸心上に成形
面Ｔａを有する成形工具Ｔがクイル１２に対向しうるよ
う支軸９４を通る操作杆９３の軸心と平行な線上に交換
可能に取付けられているとともに操作杆９３の軸心に対
して支軸９４と反対軸の工具ホルダ端と操作杆９３のＬ
端とが連結板９７で連結されている。工具操作台８８の
後端にはカムフオロア９８がスライド方向と直角な軸９
９で枢支され、カムフオロア９８と中間歯車９１との間
にブラケット８８ｂが設立されており、操作杆９３と平
行な軸心を有するエアシリンダ100が固着されている。
そしてエアシリンダ100のピストンロッド101に固定した
連結片102が操作杆93の後端とニードル軸受，スラスト
軸受によって軸方向に一体で相対回転可能に連結されて
いる。そして操作杆93の前進によって工具ホルダ９５が
旋回され成形工具Ｔがクイル１２の前面所定位置に位置
決めするストッパ９６が段付操作筒８９の大径部８９ｃ
に設けられている。

更に工具取付け枠２の取り付け穴２ａへ取り付けられる
軸受ハウジング103には軸受けによってカム軸104が歯車
軸８３と平行に回転可能に軸承され、小歯車５６と同じ
側の先端に大歯車４と噛合う小歯車６８がキー着され、
他端に２枚のカム板105a,105bが位相調整可能に固着さ
れている。このカム板２枚で合成カム105を形成する。

更にまた工具取付け枠２上でユニット台８２と合成カム
105との間に取付けられるレバー軸106は合成カム105の
変位量をカムフオロア９８に伝えるレバー107が枢支さ
れている。そしてカムフオロア98とレバー107、レバー1
07のカムフオロア108と合成カム105の接続面を常時接触
状態に保つばね109が工具操作台８８の上段部８８ａと
工具取付け枠２上のピンとの間に張設されている。この
ように構成された成形装置のユニットは工具取付け枠２
上に第２図のように工具がクイルに向くように半径上に
ピン110で位置決めされて配置される。

作用 制御線図を示す第６図及び各工程を示す第７図を参照し
て第８図のようなトーションコイルばねの製造を説明す
る。送り出しローラ１４が図示しないＮＣ装置の指令で
サーボモータ１１で回転さればねのフック端直線部
（イ）が送り出される。次いでＮＣ装置の指令でサーボ
モータ７で回転される大歯車４により小歯車６８が回転
され、カム軸104の合成カム105が回転される。合成カム
105のカム面がレバー107を回動させてカムフオロア９８
を介して工具操作台８８をクイル１２側に前進させる。
この前進で操作筒８９が成形工具Ｔとともに成形準備位
置より成形待機位置に前進される。カム軸104が回転指
令で所要角度回転したときエアシリンダ100の後室に圧
力空気が送られピストンロッド101，連結片102が前進さ
れ操作杆９３を前進させる。このため連結板９７が工具
ホルダ９５を支軸９４を中心として旋回させ、退避位置
（第７図Ａの仮想線）の成形工具Ｔを支軸９４を中心と
して旋回させ、クイル１２の前面に進出させ（第７図
Ａ）て成形面Ｔａが送り出される線材に衝合し第１フッ
クの屈曲部（ロ）を形成し１／４円形成後エアシリンダ
100の圧力空気を前室に切り替えピストンロッド101，連
結片102を後退させて操作杆９３を後退させ成形工具Ｔ
を逆旋回して退避位置に戻す。このとき合成カム105の
カム作用面は巾が広いので作用位置にある。

次いでＮＣ装置の指令によりサーボモータ９で大歯車５
を回転させて、小歯車５６，歯車軸８３，傘歯車８４・
８６，歯車軸８５，歯車８７・９１により歯車９０を90
゜回転させる。この90゜回転で操作筒89により操作杆９
３が90゜旋回して工具ホルダ９５，成形工具Ｔがクイル
軸を中心として90゜旋回される（第７図Ｂ）。またサー
ボモータ１１で送り出しローラ１４が回転されて線材を
送り出し第１フックの係合部の直線部（ハ）をつくる。

サーボモータ７が逆転され、大歯車４が逆転されて、合
成カム１０５はカム作用面上を戻ってレバー107がカム
フオロア９８と当接しつづけ、工具操作台８８を前進待
機位置に保っており、カム軸104の所定回転位置で再び
エアシリンダ100の圧力空気を後室に切り替え、ピスト
ンロッド101，連結片102，操作杆93を前進させる。この
ため工具ホルダ95、成形工具Ｔは旋回されて前回と90゜
のずれた方向よりクイル１２の前面に進出して送り出さ
れる線材と衝合して屈曲部（ニ）を形成し（第７図
Ｃ）、１／４円成形後エアシリンダ100の圧力空気を切
り替え操作杆９３を後退させ成形工具Ｔを支軸９４を中
心として逆旋回して退避位置とする。合成カム105は引
き続きカム作用面に位置する。サーボモータ９が回転さ
れ大歯車５が回転されて同様に小歯車５６，傘歯車８４
・８６，歯車８７・９１により歯車９０が更に90゜旋回
される。これによって段付操作筒８９，操作杆９３，成
形工具Ｔが更にクイル軸を中心として90゜旋回される
（第７図Ｄ）。またサーボモータ１１で送り出しローラ
１４を回転させ線材を送り出し第１フックの脚の直線部
（ホ）をつくる。

サーボモータ７が正回転され大歯車４により小歯車６
８，合成カム105が回転される。合成カム105はカム作用
面上をそのまま正転方向に逆戻りしカム軸104の所定回
転位置でエアシリンダ100の圧力空気が後室に切り替え
られ操作杆９３を前進させ成形工具Ｔを90゜回った位置
より支軸９４を中心としてクイル１２の前面に旋回させ
る。サーボモータ１１を回転して送りローラ１４を回転
し、クイル１２より線材を送り出して成形工具Ｔの成形
面Ｔａに衝合させてコイルボデイ部（ヘ）を形成する
（第７図Ｅ）。コイルボデイ部が長ければ必要によりサ
ーボモータ７の回転を停止させて合成カム105を作用面
位置に保たせる。所要のコイル巻数が形成されたときに
エアシリンダ100の圧力空気は前室に切り替えられて操
作杆９３を後退させて工具ホルダ９５，成形工具Ｔを旋
回させ退避位置とする。合成カム105は引き続きカム作
用面に位置する。

サーボモータ９を回転させ大歯車５より歯車群を介して
段付操作筒８９を更にクイル軸のまわりで90゜旋回させ
操作杆９３，工具ホルダ９５，成形工具Ｔを更にクイル
軸のまわりで90゜旋回させる（第７図Ｆ）。この間サー
ボモータ１１の回転で送り出しローラ１４を回転し第２
フックの脚の直線部（ト）をつくる。

サーボモータ７を逆回転させ大歯車４より合成カム105
を逆旋回させる。合成カム105は作用面上をもどりカム
軸104の所定回転位置でエアシリンダ100の圧力空気を後
室に切り替え操作杆９３を前進させ成形工具Ｔをクイル
１２の前面に進出させクイル１２より送り出される線材
に衝合させて１／４円弧（チ）をつくりエアシリンダ10
0の圧力空気を前室に切り替え成形工具Ｔを旋回させ退
避位置とする（第７図Ｇ）。サーボモータ９を回転さ
せ、大歯車５，小歯車５６より歯車群を介して段付操作
筒８９を更にクイル軸のまわりで90゜旋回させ成形工具
Ｔをクイル軸のまわりで90゜旋回させた方向とする（第
７図Ｈ）。サーボモータ１１を回転して送り出しローラ
１４を回転させクイル１２より線材を送り出して第２フ
ックの引っ掛け部の直接（リ）をつくる。

サーボモータ７を正回転させて大歯車４より合成カム10
5を回転させる。合成カム105は引き続きカム作用面を保
ちカム軸104の所定回転でエアシリンダ100の圧力空気を
後室に切り替え操作杆９３を前進させて成形工具Ｔを支
軸９４を中心として旋回しクイル１２前面に進出させて
送り出される線材と衝合させて１／４円弧（ヌ）を成形
してエアシリンダ100の圧力空気を前室に切り替え操作
杆を後退させて成形工具Ｔを退避位置とする（第７図
Ｉ）。

サーボモータ７は正回転して合成カム105を回転させカ
ムを不作用とする。サーボモータ１１の回転で送り出し
ローラ１４が線材を送り出し第２フック端の直線部
（ル）をつくる。引き続きサーボモータ７の回転でも合
成カム105はカム不作用位置を保つ。

一方大歯車４と噛合っている図示しない小歯車に取付け
た円板カム２４により、カムフオロア２５が中心側に押
され摺動体２２の前進で切断工具ＣＴがクイル１２の前
面に進出して線材を切断する（第７図Ｊ）。円板カム２
４がカム不作用位置に回転し初めの位置に戻り、合成カ
ム105も最初の位置に戻る。成形工具Ｔも後退して準備
位置に戻される。小歯車５６，６８の１回転で１個のト
ーションコイルばねが成形される。なお、実施例では成
形工具がクイル軸廻りで所定角度に回転させまた工具操
作台も進退させる２入力の成形工具を示したが、成形工
具が進出のみする工具を別々に駆動できることはいうま
でもない。

効果 以上詳述したように本発明は成形工具の成形面をばねを
形成する方向に対向するようにクイルの軸線を中心とし
て旋回できる成形装置の工具旋回のための大歯車を駆動
するサーボモータと、成形工具をクイルに向かって進出
させる別の大歯車を駆動するサーボモータと、線材を送
り出すサーボモータとを別々に設け更に成形工具を線材
と衝合させる位置に旋回させる旋回駆動手段を設け３つ
のサーボモータ並びに旋回駆動手段をＮＣ装置によって
関連したタイミングで作動するように制御したので、Ｄ
／ｄの大きなばね，テーパばねの成形迄も可能となりば
ねの種類，形状等成形範囲を大幅に拡大しうる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のばね成形装置の一部を切断をした側面
説明図、第２図は同正面説明図、第３図は成形装置断面
説明図、第４図は第３図のＢ−Ｂ視図、第５図は工具取
付け枠に取付け配置した成形装置の平面説明図、第６図
はカム，線送り，エアシリンダ等のタイムシャリングを
示す図、第７図はばね成形工程を示す図、第８図はトー
ションコイルばねの実施例の図で（ａ）は正面図（ｂ）
は側面図である。 ２・・工具取付け枠 ４，５・・大歯車 ７，９，１１・・サーボモータ １２・・クイル １４・・送り出しローラ １５・・押さえローラ ２０・・切断装置 ２４・・カム ８１・・成形装置 １００・・エアシリンダ １０５・・合成カム Ｔ・・成形工具 ＣＴ・・切断工具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送り出しローラで送られる線材を案内する
   クイルの前面に成形工具を進出させてコイルばねを成形
   する成形装置において、成形工具の成形面の方向が線材
   を成形する方向に対向するように前記クイルの軸線を中
   心として旋回させる第１入力部及び前記成形工具が成形
   待機位置；成形準備位置をとるように移動を行わせる第
   ２入力部並びに前記成形工具を前記クイルの軸線を含む
   面内で旋回させて線材と衝合させる旋回駆動手段とを有
   する成形装置と、該成形装置の第１入力部に旋回動力を
   入力する第１サーボモータと、前記成形装置の第２入力
   部に移動動力を入力する第２サーボモータと、被成形用
   線材を送り出す第３サーボモータと、前記第１，第２，
   第３サーボモータをそれぞれ関連して制御するとともに
   旋回駆動手段を関連して制御するＮＣ装置とを含むこと
   を特徴とするばね成形装置。