JPS633695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷間成形コイルばね用切断ナイフの改
良に関する。

コイルばねの製造方法には冷間成形方法と熱間
成形方法とがある。線材径が６〜８mm程度以下で
あるような細径の線材からなるコイルばねの製造
には予め高強度を付与した線材を冷間でコイル状
に成形する冷間成形方法がとられ、線材径が上記
以上の太径となると高強度の線材を冷間で成形す
ることが困難となるため、素材線材を加熱して塑
性変形し易い状態にしておいてコイル状に成形
し、当該コイル状材を熱処理して高強度を付与し
てコイルばねとする熱間成形方法がとられてい
る。本発明にかゝる切断ナイフは上記冷間成形方
法で製造する場合の、高強度線材をコイル状に巻
回した巻回終端を切断する際に使用されるもので
ある。

ところで、コイルばね自動冷間成形機に従来か
ら使用されている切断工具と切断機構とを第１図
ａおよびｂに従つて説明する。

第１図ａで切断工具とその位置関係を示すが、
切断工具は、１′として示す切断ナイフと２とし
て示す切断マンドレルとの組合せからなる。切断
ナイフ１′は、断面がほぼ正方形でやゝ長尺の角
柱体であつて、その一方端部には柱体の一方側面
１′ａにほぼ直角な極めて巾の狭い面からなるナ
イフエツヂ１１′と当該ナイフエツヂ１１′の面に
対し所定の逃げ角度α（例えば20゜）を有するテー
パー部１２′とが形成され、上記一方側面１′ａを
刃面として刃部が構成されている。切断ナイフ
１′の他方端部は第１図ｂに示す如く所定長さに
わたり、カツテングキヤリツジ３に穿設されてい
る溝３１内に刃面１′ａを視線方向にむけて嵌入
され、緊締具によりカツテングキヤリツジ３に固
定装着さる。上記緊締具は、一方端部に切断ナイ
フ１′を押圧するための突起部４１を有する切断
ナイフホルダ４と、当該切断ナイフホルダ４の長
手方向ほぼ中央に穿設したねじ孔およびカツテン
グキヤリツジ３に穿設したねじ孔７とに螺合せし
めて切断ナイフホルダ４をカツテングキヤリツジ
３に固定する頭なしボルト５ａとナツト５ｂ、お
よび切断ナイフホルダ４の突起部４１反対端近傍
に穿設されたねじ孔に螺合しその先端でカツテン
グキヤリツジ３の端面を押圧することによつて上
記頭なしボルト５ａを支点として突起部４１に切
断ナイフ１方向への押圧力を生じさせる頭付きボ
ルト６ａとナツト６ｂとからなつている。カツテ
ングキヤリツジ３は上下方向へ駆動されるように
構成されているので、当該カツテングキヤリツジ
３に固定されている切断ナイフ１′はカツテング
キヤリツジ３の上下動に従つて変位可能である。
切断マンドレル２は巻回成形したコイル内径と直
径が同一かまたはやや小さい円柱を半截した半円
柱体であつて、直径方向で平面となつている側面
２ａを垂直面とするように軸線を水平として左右
へ移動可能に設定されている。第１図ａに示す如
く当該切断マンドレル２の側面２ａと上記切断ナ
イフ１′の刃面１′ａとは切断すべき線材の強度に
よつて定まる所定間隙をへだてて平行する平面に
それぞれ含まれるとともに、切断マンドレル２の
前進位置が図示しない成形機構によつて成形され
たコイルＣの最終巻回部内にその先端端面２１が
あり、かつ切断ナイフ１′の巾方向ほぼ中央にお
ける上下変位線と端面２１とが平行する如くなる
ように諸元が設定されている。

上記切断工具と切断機構によつて巻回終端の線
材W₁を切断する場合には、円弧状側面を視線方
向に向けた切断マンドレル２を矢印Ｒに従つて右
方から左方へ前進せしめ、軸方向を水平としてい
るコイルＣの最終巻回部に挿入する。この状態に
おいて最終巻回部の上方の線材W₁と切断マンド
レル２の上方周側とはほぼ内接する位置関係とな
つている。ついでカツテングキヤリツジ３を急速
駆動せしめて切断ナイフ１′を矢印Ｓに従つて上
方から下方へと衝撃的に切断マンドレル２の上方
周線よりやゝ下方の位置まで変位させる。線材
W₁は視線方向側を切断マンドレル２の半円柱形
の上方周で支承されており、かつ非支承側に上記
切断ナイフ１′のナイフエツヂ１１′による衝撃力
が加えられるため、切断される。

通常圧縮コイルばねは巻回始端および終端の部
分を密巻きとしている。従つて上記切断ナイフ
１′と切断マンドレル２による線材W₁の切断時に
は、下方変位する切断ナイフ１′のナイフエツヂ
１１′の巾方向左方側はコイルＣの最終巻回部に
続く巻回部を構成する線材W₂の上方周にも接触
する。しかし、当該巻回部は切断マンドレル２に
よる支承状態にはないので、使用されている線材
径が細い場合やコイル径と線材径との比が大きい
場合には上記ナイフエツヂ１１′の衝撃を線材Ｗ
自体の弾性およびコイル径方向の弾性的変形によ
つて吸収してしまうので、線材W₂は衝撃的接触
の影響はなく、また線材径が５〜８mm程度となつ
ても、たとえ影響があつたとしても、従来は極め
てわづかの打痕がみられる程度で、さしたる問題
とはされていなかつた。

しかるに、近来コイルばねの強度向上が計られ
るようになつたため、５〜８mm程度の線材径の線
材の強度も従来に比し更に高強度としたため、当
該線材を使用したコイルばねの半径方向の剛性お
よび線材自体の剛性が増加し、上記衝撃切断時に
非切断部に接触するナイフエツヂ１１′の衝撃を
十分に吸収できず、打痕を深く残す場合が多くな
つてきた。そのうえ極めて冷間成形性に富んだ太
径の高強度線材の開発が進んで、９〜16mm程度の
径の線材まで冷間成形でコイリングされようにな
つてきたので、線材径の太径化とともにコイルの
半径方向の剛性はさらに増し、切断時の非切断部
線材W₂につく傷はコイルにとつて致命的欠陥と
なる程深くなるおそれを生ずるに至つた。

本発明は上述の問題点を解消する目的でなされ
た、非切断部線材に傷をつけることなく所定切断
部の高強度線材を切断可能で、かつ長期耐用時間
を確保しうる冷間成形コイルばね用切断ナイフを
提供するものである。

本発明の冷間成形コイルばね用切断ナイフとそ
の使用状態を第２図および第３図に従つて説明す
る。第２図は切断ナイフ１の全構成を示す斜視図
であつて、当該切断ナイフ１の一方端の刃部が従
来とは異る両刃に構成してある。即ち相対向する
側面１ａと１ｂとのそれぞれの巾方向中央を境に
して、互いに逆向きのナイフエツヂ１１ａおよび
１１ｂと、それぞれに連なる所定逃げ角度αをも
つテーパー部１２ａおよび１２ｂとで構成され
る。従つて、上記相対向する側面１ａおよび１ｂ
における上記ナイフエツヂ１１ａおよび１１ｂに
接する面がそれぞれ刃面となつている。

切断ナイフ１の上記刃部反対方向端から所定間
隔をへだてた中央寄りの刃面を形成しない側面１
ｃおよび１ｄには、長手方角に直角な浅い溝８が
それぞれ刻設されている。当該溝８，８は上述従
来切断ナイフ１′を切断ナイフホルダ４を用いて
緊締する２組のボルト，ナツト５ａ，５ｂおよび
６ａ，６ｂが高強度線材を切断する時の極めて大
きい反力から生ずる震動によつて短時間でゆる
み、これを防ぐためダブルナツトやワツシヤを用
いても効果がないので、上記切断ナイフホルダ４
の突起部４１をこれに嵌入し、ゆるみの生ずるの
を阻止するために設けられたものである。

上記構成からなる本発明切断ナイフ１を用いて
コイルＣの巻回終端に位置する線材W₁を切断す
る場合の位置関係を第３図ａおよびｂに示す。切
断マンドレル２はコイルＣ内の最終巻回部まで前
進した位置にある。一方切断ナイフ１はその巾方
向中央が上記切断マンドレル２の先端端面２１が
含まれる面上にある如き位置にある。従つてこの
状態において線材W₁は第３図ａに示す如く切断
マンドレル２の上方側線と切断ナイフ１のナイフ
エツヂ１１ａとで挾まれ、かつ切断マンドレル２
によつて支承または支承可能であり、線材W₂は
切断ナイフ１のナイフエツヂ１１ｂに連なるテー
パー部１２ｂに相対しており、従つて線材W₁が
ナイフエツヂ１１ａと対峙する間隙よりも広い。
上記位置関係においてカツテングキヤリツジ３を
急速駆動せしめて切断ナイフ１を下方変位する。
これにより線材W₁は切断マンドレル２の上方側
周に支承されつつナイフエツヂ１１ａの衝撃的押
圧力により切断される。一方線材W₂はそれと対
向配置されているテーパー部１２ｂとの間隙が広
くなつているため、上記切断ナイフ１が下方変位
して線材W₁の切断を開始する抵抗力の少ない切
断初期時点での強烈な衝撃を受けることはなく、
更に線材W₁の切断が進んだ時点で下方変位の程
度と線材径との関係でテーパー部１２ｂが接触し
ても、当該接触は上記ナイフエツヂ１１ａが高強
度の線材W₁を切断中であつて切断開始初期より
弱まつた衝撃力となつており、かつ面接触である
ので、線材自身の弾性と巻回部の半径方向の弾性
的変形とによつて衝撃を十分吸収し、線材W₂に
は打撃痕は生ぜず、まして傷が発生することもな
い。また、切断工程の多数回の繰り返しによる高
強度線材の切断がなされても、切断ナイフホルダ
４の突起部４１が切断ナイフ１の溝４１に嵌入し
ているため切断時に高強度線材Ｗの抵抗に起因す
る反撥力によつて発生する上下方向の震動でゆる
む切断ナイフ１の緊締は生ぜず、長時間の連続使
用に耐えることとなる。

本発明にかゝる切断ナイフを使用する効果は、 (1) 非切断部線材を全く損傷することなくコイル
巻回終端の線材の切断が可能なので、製造され
る冷間成形コイルばねには欠陥を生ずるおそれ
が皆無となり、 (2) 切断ナイフの下方変位による衝撃力は切断ナ
イフの巾の半分に集中して従来よりも強化され
るため、切断力が増大し、 (3) そのうえ、切断工程の繰り返しによつて摩耗
や刃こぼれが生じた場合に施される刃部の再形
成時の研摩面積が縮少するので再形成の時間の
短縮と研摩しろの損失が少なくなり、 (4) 更には切断ナイフのカツテングキヤリツジへ
の装着を裏返しにして他方のナイフエツヂを使
用することができるので切断ナイフの切断耐用
回数を２倍にすることを可能とするばかりか、 (5) 切断ナイフホルダのゆるみがないので、従来
切断ナイフ使用時に比べ、ゆるみを補正するに
要した時間が省かれ効率的な切断を可能とする など極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来切断ナイフの刃部の形状と切断
マンドレルの形状を示すとともに両者の位置関係
をも示す斜視図、第１図ｂは従来切断ナイフに存
する欠点を説明するためのカツテング機構の正面
図、第２図は本発明切断ナイフの構成を示す斜視
図、第３図ａおよびｂはそれぞれ本発明切断ナイ
フが装着されたカツテング機構の正面図および一
部側面図である。 １…切断ナイフ、１ａ，１ｂ…刃面、１１ａ，
１１ｂ…ナイフエツヂ、１２ａ，１２ｂ…テーパ
ー部、２…切断マンドレル、３…カツテングキヤ
リツジ、４…切断ナイフホルダ、４１…突起部、
８…溝、Ｃ…コイルばね、α…テーパー部の所定
逃げ角度、W₁…巻回終端の高強度線材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コイル状に成形された高強度線材の巻回終端
   を切断するナイフにおいて、当該ナイフの刃部
   を、相対向する側面それぞれの巾方向中央を境に
   して互いに逆向きのナイフエツヂと、当該ナイフ
   エツジそれぞれに連なる所定逃げ角度をもつテー
   パー部とで構成し、上記相対向する側面における
   上記ナイフエツヂに接するそれぞれの面を刃面と
   したことを特徴とする冷間成形コイルばね用切断
   ナイフ。 ２ 緊締具でカツテングキヤリツジに緊締される
   切断ナイフホルダの突起部を介して上記カツテン
   グホルダに固定されるコイル状高強度線材の巻回
   終端を切断する角柱状ナイフにおいて、当該ナイ
   フの一方端の刃部を、相対向する側面それぞれの
   巾方向中央を境にして互いに逆向きのナイフエツ
   ヂと、当該それぞれのナイフエツヂに連なる所定
   逃げ角度をもつテーパー部とで構成し、上記相対
   向する側面における上記ナイフエツヂに接するそ
   れぞれの面を刃面とし、他方端から所定間隔をへ
   だてた中央寄りの上記刃面形成側面と異る側面そ
   れぞれに上記切断ナイフホルダの突起部を嵌入可
   能な浅い溝が巾方向に形成してあることを特徴と
   する冷間成形コイルばね用切断ナイフ。