JPS647248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はばねのセツチング方法および装置に関
する。

同一基準のもとに製造されたばねであつても、
個々のばね相互間においては材料特性、寸法、製
品性能等について若干のバラツキがあり、これは
セツチング工程直前における半製品についても同
様である。従来のセツチングにおいては、たとえ
ばコイルばねの場合など、第１図に例示するよう
に荷重Ｐを漸増して所定のセツチング高さHmに
達したとき荷重の増大を停止し、その後に荷重を
漸減するようにしているので、図示のように異な
る特性ａ，ｂ，ｃを有するものは最高荷重が
Pma，Pmb，Pmcのように相互に異なり、かつ
常用高さHoに対する常用荷重にPoa，Pob，Poc
などのようなバラツキを生ずるとともに、セツチ
ング後における自由高さにもHa，Hb，Hcのよ
うなバラツキを生ずる。したがつて、セツチング
前におけるバラツキが許容範囲内にあつても、セ
ツチング後においては許容範囲を超える不良品を
生ずる場合がある。

本発明は上記事情のもとになされたもので、そ
の目的とするところは、セツチング後における常
用動作点（常用荷重および常用歪に対応する特性
曲線上の位置をいう）のバラツキが少ないセツチ
ング方法および装置を提供することにある。

以下、本発明について図面を参照しながら説明
する。なお、理解し易いように以下においてはコ
イルばねに引張荷重を加えてセツチングする場合
について説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。

第２図に示すように、荷重Ｐの漸増過程前段に
おいて少なくとも２つの動作点Q₁（P₁，H₁）およ
びQ₂（P₂，H₂）の測定を行ない、動作点の軌跡の
傾斜角に対応するばね定数ｋを次式(1)によつて演
算する。

ｋ＝（P₂−P₁）／（H₂−H₁） …(1) そして、常用動作点Q₀（P₀，H₀）を通り、ばね
定数がｋに等しい直線QaQoHsを設定する。この
直線の方程式は Ｐ＝ｋ（Ｈ−H₀）＋P₀ …(2) と表わされる。上記荷重漸増過程における動作点
の軌跡が上記直線と交わる位置を最高動作点Q_a
とし、この最高動作点Q_aに達したとき荷重Ｐの
増加を停止し、その後に要すれば適宜の遅延時間
を経てから荷重Ｐを漸減すれば、荷重漸減過程に
おける動作点の軌跡は上記常用動作点Q₀または
その近傍を通過することになる。

すなわち、上記構成によれば荷重漸増過程にお
ける動作点の軌跡が第２図に例示するａ，ｂ，
ｃ，ｄのように相互に異なるものであつても、そ
れぞれに適応する最高動作点Qa，Qb，Qc，Qd
において増加から減少に反転させるので、荷重漸
減過程における動作点の軌跡はほぼ常用動作点
Q₀を通ることになる。したがつて、常用動作点
に関するバラツキが僅少となり、製品歩留りを大
幅に向上することができる。また、第２図におい
て破線ｄで示すようにばね定数ｋが他と異なつて
いても、セツチング後における自由高さは異なる
が常用動作点は一致するようなセツチングが行な
われる。

なお、以上においては荷重漸増過程の前段およ
び荷重漸減過程における各動作点の軌跡が直線状
であるとして説明したが、同一ばねについてはこ
れら両過程における動作点の軌跡がほぼ類似した
曲線状をなしているので、上記直線に代えて適宜
の曲線を設定することにより上述と同等な効果を
得ることができる。要すれば折線等により近似曲
線を設定するようにしてもよい。

第３図は本発明装置の一実施例を示し、１は入
力装置、２は指令信号発生部、３は制御信号発生
部、４は駆動部、５は負荷装置、６は荷重検出
部、７は歪（高さ）検出部である。指令信号発生
部２の記憶部には、入力装置１を介して上記常用
動作点Q₀に対応する荷重P₀および高さH₀ならび
に、荷重漸増過程前段において測定すべき複数の
動作点Q₁，Q₂等に対応する荷重P₁，P₂および高
さH₁，H₂の少なくともいずれか一方、演算プロ
グラム等が入力され、記憶されている。指令信号
発生部２は演算部を備えており、荷重検出部６お
よび歪検出部７から入力装置１を介して入力され
る信号に応じて所定の演算を行ない、制御部３に
対し所定の指令信号を送出するように構成されて
いる。制御部３、電動機または油圧装置等を有す
る駆動部４および、ばねに対する荷重を増減する
ための負荷装置５等は従来装置におけるとほぼ同
様なものであつてよい。荷重検出部６はばねと負
荷装置との間に介設されるロードセルなどのよう
なものが用いられる。歪検出部７はばねの歪みま
たは長さ等を検出可能なリニアエンコーダなどの
ようなものが用いられる。

つぎに上記装置の動作について第４図を参照し
ながら説明する。入力装置１を介して初期条件を
設定し、負荷装置５にばねを装荷して駆動部４を
起動すれば、ばねに加えられる荷重が漸増する。
荷重検出部６（または歪検出部７）からの検出信
号が、予め設定されている動作点Q₁に対応する
荷重P₁（または高さH₁）に達したとき、検出され
た高さH₁（または荷重P₁）を記憶しておく。同様
に２番目の動作点Q₂についても上述同様の動作
をなす。そして、少なくとも２つの動作点Q₁，
Q₂に関するデータからばね定数ｋを演算し、常
用動作点Q₀を通る動作点軌跡を設定する。また
検出部６，７から送出される信号Ｐ，Ｈから ε＝Ｐ−｛ｋ（Ｈ−H₀）＋P₀｝ …(3) の演算を行ない、εが減速点設定用データε₁より
小さくなつたとき指令信号発生部２が送出する指
令信号により荷重漸増速度が減小される。このよ
うにして、停止点設定用データε₂よりもεが小さ
くなつたとき停止指令信号を送出され、適宜に設
定された遅延時間を経過したのち駆動部４が負荷
装置５を荷重漸減方向に駆動する。この場合の駆
動速度は荷重漸増過程前段におけるより大きく設
定されている。そして、負荷装置５が初期状態に
復帰すれば、駆動部４が停止され、セツチング済
みのばねに代えて新たなばねが設定される。上述
のような動作の繰返しにより、複数ばねのセツチ
ングが行なわれる。

上述のように構成された装置においては個々の
ばねごとに最適な最高動作点が自動的に設定され
るので、常用動作点のバラツキの少ないセツチン
グを容易行なうことができる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるも
のではない。たとえば、ばね定数ｋのバラツキが
十分に少ない場合には、上記動作点Q₁，Q₂等に
おける測定に代えて、予めばね定数ｋを設定して
おき、上記式(1)に対応する演算を省略するように
してもよい。また、荷重漸減過程における動作点
の軌跡がたとえば非線形の場合など、この軌跡が
ほぼ常用動作点Q₀を通るように、最高動作点の
位置の設定に当つて適宜の修正を施すようにして
もよい。その他、本発明の要旨とするところの範
囲内で種々の変更ないし応用が可能である。

本発明は、上述したように荷重漸減過程におけ
る動作点の軌跡が常用動作点またはその近傍を通
るように、荷重漸増過程における最高動作点をば
ねごとに個別に設定するようにしたので、常用動
作点のバラツキの少ないセツチングを行なうこと
ができる。また、常用動作点を適宜に可変設定す
ることにより所望特性を有するばねを容易に量産
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセツチング方法を説明するため
の線図、第２図は本発明方法を説明するための線
図、第３図は本発明装置の一実施例を示すブロツ
ク図、第４図は同例の動作を説明するためのフロ
ーチヤートである。 １……入力装置、２……指令信号発生部、３…
…制御部、４……駆動部、５……負荷装置、６，
７……検出部、Ｈ……高さ、Ｐ……荷重、Q₀…
…常用動作点、Qa〜Qd……最高動作点、ａ〜ｄ
……作動点の軌跡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 荷重を漸増し常用動作点を超える最高動作点
   に達したのち漸減することによりばねのセツチン
   グを行なう場合に、荷重漸減過程における動作点
   の軌跡が上記常用動作点またはその近傍を通るよ
   うに、上記最高動作点を上記ばねごとに個別に設
   定するようにしたことを特徴とするばねのセツチ
   ング方法。 ２ ばねに加えられた荷重を漸増させたのち漸減
   させる負荷手段を有するものにおいて、上記荷重
   に対応する信号を発生可能な荷重検出部と、上記
   ばねの歪に対応する信号を発生可能な歪検出部
   と、上記ばねの常用動作点に相当する荷重および
   歪に対応する信号が設定され、かつ上記ばねのば
   ね定数に対応する傾斜角を有して上記常用動作点
   を通る直線を演算するとともに、上記荷重および
   歪検出手段の各出力信号に対応する動作点の軌跡
   が上記直線と交鎖する動作点またはその近傍に達
   したとき上記荷重の漸増を停止させる指令信号を
   発生可能な手段とを具備したことを特徴とするば
   ねのセツチング装置。