JPS6358648B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コイルばねを製造するため使われる
コイリングマシンに関する。

〔従来の技術〕

自動車の懸架用ばね等に使用されるコイルばね
を熱間で成形する場合、コイリングマシンが使わ
れており、リードスクリユーを用いたものが知ら
れている。この種のコイリングマシンは、第４図
に示されるように、芯金１と離間対向した位置に
リードスクリユー２が設けられており、このリー
ドスクリユー２には、成形すべきコイルばねのピ
ツチに対応した螺旋状の溝３が形成されている。
これら芯金１とリードスクリユー２は、互いに同
等の周速度で回転される。そしてコイルばねの材
料Ａの端部をチヤツク４によつて固定した状態
で、芯金１とリードスクリユー２を回転させつつ
材料Ａを供給することにより、螺旋溝３に沿つて
所定のピツチで材料Ａが芯金１に巻かれるように
なつている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来装置の場合、成形すべき
コイルばねのピツチや材料径などに応じて多種類
のリードスクリユー２を用意しなければならず、
リードスクリユー２の製作やその取扱い、保管、
ランニングコストなどの面で問題が多い。また、
コイルばねのピツチや材料径が変更された場合な
どにはリードスクリユー２を作り直さなければな
らないことがあり、きわめて不経済であるばかり
でなく、対応にかなりの日数がかかつていた。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、コイルばねの材料を巻付けるための
芯金と、この芯金を回転駆動する芯金駆動機構
と、上記芯金と離間対向した位置にこの芯金と平
行に設けられた成形型と、この成形型を回転駆動
する成形型駆動機構とを備えたコイリングマシン
に適用される。

本発明において、上記成形型の外周部には、螺
旋状の固定側ガイドと、この固定側ガイドと同等
のピツチで螺旋状に配置されかつ成形型の軸線方
向に移動可能とした可動側ガイドを設ける。更に
上記成形型には、上記固定側ガイドに対する可動
側ガイドの軸方向相対位置を可変設定するために
ガイド間隔調整機構を設ける。また上記成形型駆
動機構には、成形すべきコイルばねのピツチに応
じて上記芯金の回転角と関連した速度で上記成形
型を回転させるサーボモータを設けたことを特徴
とするコイリングマシンである。

〔作用〕

上記成形型の可動側ガイドは、ガイド間隔調整
機構によつて成形型の軸方向位置を調整できる。
すなわち可動側ガイドは、コイルばねの材料径に
応じて固定側ガイドとの間の溝幅が調整される。

芯金に材料の端部がチヤツクされたのち、芯金
が芯金駆動機構によつて回転させられることによ
り、コイルばねの材料が芯金に巻付く。この材料
は、芯金に巻付く直前で上記成形型の固定側ガイ
ドと可動側ガイドによつて芯金に対する軸方向位
置が案内される。そしてこの成形型は、成形型駆
動機構のサーボモータによつて、芯金の回転角と
関連しながら成形すべきコイルばねのピツチに応
じた速度で回転させられる。例えば、サーボモー
タを停止させて成形型の回転を止めればピツチが
０で材料が巻取られるし、成形型を高速で回転さ
せれば固定側ガイドと可動側ガイドの移動速度も
大きくなるから、大きなピツチで巻取られる。

〔実施例〕

第１図に示されたコイリングマシン１０は、芯
金１１と成形型１２を備えて構成されている。芯
金１１の断面は円形であり、長さ方向のほぼ全長
にわたつて外径が等しい。この芯金１１の一端側
には、芯金駆動機構１３の一部を構成する芯金駆
動ヘツド１４が接離可能に連結されている。芯金
１１の他端側は、軸受１５によつて回転自在に支
持されているとともに、この芯金１１と軸受１５
とはエアシリンダ等の適宜の手段によつて互いに
軸方向に固定されている。

芯金駆動ヘツド１４には、材料Ａの端部をつか
むためのチヤツク１７が設けられている。このチ
ヤツク１７は回転エアシリンダ等を利用したチヤ
ツク駆動手段１８によつて、芯金１１の径方向に
開閉できるようにしている。芯金駆動ヘツド１４
は、減速機２０の出力軸側に連結されている。減
速機２０の入力軸側には空圧式または電磁式のブ
レーキ２１とクラツチ２２が取付けられている。
このクラツチ２２にはプーリ２４，２５とベルト
２６を介して電動モータ２８の回転力が伝達され
る。モータ２８と減速機２０は本体ベース３０に
固定されている。減速機２０には、芯金１１の回
転角度を検出するためのパルス発生器３１が設け
られている。

上記軸受１５はスライダー３３に固定されてい
る。このスライダー３３は、案内レール３４に沿
つて芯金１１の軸方向に往復移動可能としてあ
る。スライダー３３には往復動形のエアシリンダ
等を利用した駆動手段３６のロツド部３７が連結
されており、ロツド部３７が伸縮すると軸受１５
が芯金１１と共に案内レール３４の長さ方向に移
動するようになつている。

また、本体ベース３０に枠体３８が固定されて
いる。そして枠体３８に成形型１２が軸回りに回
転自在に支持されている。第１図および第３図に
示されるように、成形型１２は芯金１１と離間対
向した位置に芯金１１と平行に設けられており、
ギヤユニツト４０を介して油圧サーボモータ４１
の回転力が伝達される。このサーボモータ４１に
は、成形型１２の回転角度に関連したパルスを発
生するパルス発生器４２が設けられている。サー
ボモータ４１やギヤユニツト４０およびパルス発
生器４２等は、成形型駆動機構４３を構成する。

パルス発生器３１，４２は、マイクロコンピユ
ータ等のようにデータの入力と処理・演算機能を
備えた制御装置４５に接続されている。この制御
装置４５は、モータ２８やブレーキ２１、クラツ
チ２２、駆動手段１８，３６等にも信号を送出す
るようになつている。

成形型１２の構造が第２図に示されている。成
形型１２は円筒状の型本体４７と、その両端部に
中空円柱状の端末部材４８を備えている。端末部
材４８は、ラジアル形のベアリング５０を介して
枠体３８に支持されており、その端面側に鍔部５
１を備えている。

そして型本体４７の外周部に螺旋状の固定側ガ
イド５３が設けられている。固定側ガイド５３の
ピツチP₁は、成形型１２のほぼ全長にわたつて
実質的に等しくしてある。

型本体４７の内部にはシヤフト５５が挿通され
ている。このシヤフト５５の端部にはキー５６が
設けられている。キー５６は端末部材４８の内面
に形成された軸方向のキー溝５７に摺動自在に嵌
合している。従つてシヤフト５５は型本体４７に
対して軸方向には移動自在であるが、周方向には
相対回転不能である。シヤフト５５の一端側には
雄ねじ部５８が設けられている。また、シヤフト
の先端５５ａは、スパナ等の工具でつかむことが
できるように、いわゆる角頭状に形成されてい
る。

雄ねじ部５８には雌ねじ部材６０とロツクナツ
ト６１が螺合されている。雌ねじ部材６０は、ス
ラスト形のベアリング６２によつて、鍔部５１に
対して相対回転可能にかつ軸方向には移動不能に
取付けられている。従つて雌ねじ部材６０は型本
体４７に対して相対回転できるが、軸方向には移
動不能である。雌ねじ部材６０は、ロツクナツト
６１を締付けることによつて所望の回転位置のと
ころで固定される。また、シヤフト５５の長さ方
向中間部の複数箇所に大径部５５ｂが設けられて
いる。この大径部５５ｂには、ピン６３がシヤフ
ト５５の径方向に突設されている。

そして型本体４７の外周部に等ピツチの可動側
ガイド６５が設けられている。可動側ガイド６５
は、前述した固定側ガイド５３と同等のピツチで
螺旋状に成形されており、しかも可動側ガイド６
５は成形型１２の軸線方向に移動できるようにし
てある。固定側ガイド５３と可動側ガイド６５の
突出高さＨは互いに同等である。可動側ガイド６
５の基部６５ａには、適宜の間隔で複数個の貫通
孔６６が形成されており、この貫通孔６６にピン
６３が挿入されている。ピン６３はシヤフト５５
に設けられているから、シヤフト５５が軸方向に
移動すると、可動側ガイド６５も同じ方向に移動
する。すなわち、シヤフト５５やピン６３、雌ね
じ部材６０等はガイド間隔調整機構６８を構成し
ている。

上記構成のコイリングマシン１０は、コイルば
ねの材料Ａの外径に合わせて、固定側ガイド５３
と可動側ガイド６５との間の距離を調整する。す
なわちロツクナツト６１を緩めた状態でシヤフト
５５の先端５５ａをスパナ等の工具で固定し、雌
ねじ部材６０を回転させると、雌ねじ部材６０の
回転に伴つてシヤフト５５は軸方向の前または後
に螺進する。シヤフト５５が軸方向に移動する
と、ピン６３を介して可動側ガイド６５も軸方向
に移動する。こうしてガイド５３，６５間の距離
を調整したのち、ロツクナツト６１を締付ける。

以上の段取りが終了してから、熱間コイリング
が行なわれる。すなわち、丸棒状の材料Ａは図示
しない加熱装置によつて例えば1000℃前後に加熱
されてから、その先端がチヤツク１７と芯金１１
との間に挿入される。そして制御装置４５によつ
てスタート信号を与えると、チヤツク駆動手段１
８が動作してチヤツク１７が降下させられ、材料
Ａの先端が芯金１１の端部に固定される。次にブ
レーキ２１が解放されるとともにクラツチ２２が
接続される。電動モータ２８の回転はプーリ２
４，２５とベルト２６、クラツチ２２、減速機２
０そして芯金駆動ヘツド１４を経由して芯金１１
に伝達される。芯金駆動ヘツド１４が回転するこ
とによつて芯金１１が回転すると、その外周面上
に材料Ａが巻取られてゆく。

第３図中に矢印で示されるように、芯金１１と
成形型１２とは互いに逆向きに回転させられ、材
料Ａは芯金１１に巻付く直前に成形型１２のガイ
ド５３，６５によつて芯金１１に対する軸方向の
位置が案内される。更に詳しくは、パルス発生器
３１は芯金１１の回転角度を常に検出しており、
そのデータが制御装置４５に逐次入力される。制
御装置４５には成形すべきコイルばねの品種に応
じたピツチに関するデータが、キーボードあるい
はフロツピーデイスク等の記録媒体によつて予め
入力されている。このデータにもとづいて、制御
装置４５に予めプログラミングされている処理手
順により油圧サーボモータ４１の回転速度、つま
り成形型１２の回転周速度が制御される。

すなわち、サーボモータ４１が停止すれば材料
Ａは芯金１１の軸方向に送られなくなるから、ピ
ツチがゼロの状態で巻取られる。また、サーボモ
ータ４１が高速で回転すればガイド５３，６５の
移動速度も大となり、材料Ａは芯金１１の軸方向
に速い速度で送られるから、ピツチが大となる。
こうして芯金１１の回転角度に応じてサーボモー
タ４１の回転速度を制御することにより、種々の
ピツチのコイルばねを成形することができる。上
記のように、材料Ａは芯金１１に巻付く直前でガ
イド５３，６５によつて位置が案内されるが、芯
金１１に巻付いた箇所はガイド５３，６５から離
れるため、ガイド５３，６５のピツチには拘束さ
れない。ガイド５３，６５から離れた材料の終端
部は、芯金１１に近接して本体ベース３０に固定
された端末用ロール（図示せず）を使つて芯金１
１に巻取られる。

所定の長さが巻取られると、クラツチ２２が切
離されるとともにブレーキ２１が動作することに
より、芯金１１の回転が停止する。続いて、チヤ
ツク駆動手段１８が作動してチヤツク１７が材料
Ａの先端から離れる。そして駆動手段３６が動作
してロツド部３７が図示右方向にいつぱいに移動
する。これに伴い、芯金１１が同方向に移動する
ことによつて、成形後のコイルばねA′が芯金１
１から抜取られる。

上記構成のコイリングマシン１０によれば、材
料Ａの外径に応じて可動側ガイド６５の軸方向位
置を調整すればよく、材料径の変化に容易に対処
できる。また、芯金１１の回転角に関連して成形
型１２の回転速度を数値制御することで種々のピ
ツチのコイルばねを容易に成形できる。また、成
形すべきコイルばねの仕様（ピツチ）が変更され
た時とか、成形されたコイルばねの特性が設計通
りでない場合などにおいては、制御装置４５に入
力するデータを入替えることにより簡単に修正が
可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、同一の成形
型を用いていながらコイルばねのピツチや材料径
の変化に応じることができ、成形型を交換したり
作り直す必要がなくなり、１台のコイリングマシ
ンを用いて多品種のコイルばねを成形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すコイリングマ
シンの側面図、第２図は第１図中の成形型の一部
を示す断面図、第３図は第１図中の芯金と成形型
との関係を示す略側面図である。第４図は従来の
コイリングマシンの一部を示す側面図である。 Ａ……コイルばねの材料、１０……コイリング
マシン、１１……芯金、１２……成形型、１３…
…芯金駆動機構、４１……サーボモータ、４３…
…成形型駆動機構、４５……制御装置、５３……
固定側ガイド、６５……可動側ガイド、６８……
ガイド間隔調整機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コイルばねの材料を巻付けるための芯金と、
   この芯金を回転駆動する芯金駆動機構と、上記芯
   金と離間対向した位置にこの芯金と平行に設けら
   れた成形型と、この成形型を回転駆動する成形型
   駆動機構とを備えたコイリングマシンにおいて、 上記成形型の外周部には螺旋状の固定側ガイド
   と、この固定側ガイドと同等のピツチで上記成形
   型の外周部に螺旋状に配置されかつ成形型の軸線
   方向に移動可能とした可動側ガイドを設け、更に
   上記成形型には上記固定側ガイドに対する可動側
   ガイドの軸方向相対位置を調節可能なガイド間隔
   調整機構を設け、 また上記成形型駆動機構には、成形すべきコイ
   ルばねのピツチに応じて上記芯金の回転角と関連
   した速度で上記成形型を回転させるサーボモータ
   を設けたことを特徴とするコイリングマシン。