JP2000326037A - スプリング成型機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリングのサイズを正確に成型でき、むだ
に切り捨てる部分がなく、かつ線材が傷つけられず、ま
た残留する応力が低く、操作が簡単便利で、コストが低
くエネルギー消耗量が低く、かつ完全に全自動のスプリ
ング成型機を提供する。 【解決手段】 機台１と、成型される線材５を連続的に
供給する材料供給機２と、巻き取る巻き取り機３と、こ
の巻き取り機３と相対し半成品スプリングを切り離す裁
断機４と、安定して線材５を供給する線材支え台６とで
構成されている。機台１の縦側面と上表面に設置され、
材料供給機２と裁断機４とをその上で滑り移動させる二
条の第２レール１２、第１レール１１がある。材料供給
機２が材料を供給するときは、供料頭２１に適当な長さ
の線材５を搭載し、線材５の巻き取りと成型が便利であ
るようにする。同時に材料供給機２はスプリングの成型
過程中に絶え間なく線材５を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコイルスプリングを
成型する機械である。

【０００２】

【従来の技術】従来のスプリング成型機で製造されたス
プリングは図１に示すスプリングａのように、その両端
に鈎状突出部ａ’を有している。この両端ａ’部は役に
立たないので切り捨てる必要があり、スプリング成型後
の余計な切断作業と材料の浪費となって線材使用率が悪
く、経済効率に符合しない。さらに従来のスプリング成
型機は多数のローラやその他の部分品を含み、成型され
るスプリングはその長さの公差のみならず、内径と外径
の公差も相当大きい。そのほかその線材を成型工程の中
で摩擦するチャンスが多く、それで線材に傷を与えた
り、応力が残留する等の欠点がある。

【０００３】そのほか、従来のスプリング成型機はモー
タの数も多いので、運転して作業するときに発生する雑
音も大きく、一般に交流モータを使用しているからスタ
ンバイのとき空回りしているので電気を浪費する。しか
しサーボモータを使用するものは空回りの現象がない。
さらにローラ、その他の部分品が多いために全体の重量
も軽くなく、例えば直径１６ｍｍのスプリングを作る成
型機は重量が１５トンにも達して、材料費が高くかかり
設置やその移動運搬も簡単でない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、スプ
リングのサイズを正確に成型でき、むだに切り捨てる部
分がなく、かつ線材が傷つけられず、また残留する応力
が低く、操作が簡単便利で、コストが低くエネルギー消
耗量が低く、かつ完全に全自動のスプリング成型機を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のスプリング成型
機によると、第１レール、および第２レールを有する機
台と、機台の第２レール上に往復移動可能に設置され、
スプリングの材料となる線材を供給可能な材料供給機
と、機台の上部に設置され線材を巻き付けて半成品スプ
リングを成型する回転可能な巻き取り軸、巻き取り軸の
上方に設置され線材を挟み付け巻き取り軸とともに回転
可能な自動挟み具、ならびに巻き取り軸を駆動するモー
タを有する巻き取り機と、機台の第１レール上に移動可
能に巻き取り機に相対して設けられ、材料供給機が供給
する半成品スプリングを切断する裁断機とを備えてい
る。

【０００６】材料供給機は、所定の長さの線材を巻き取
り機の自動挟み具に送り、自動挟み具の挟み頭はコンピ
ュータのコントロールにより材料供給機の線材の末端を
巻き取り軸の上に挟み置いて、巻き取り機のサーボモー
タを起動させて、巻き取り軸を回転させ線材をその上に
巻き取り、まだ同時に材料供給機は挟み具からだんだん
遠い方向に移動し、ある所定の位置で停止する。このと
き巻き取り軸の上にはサイズが正確な半成品のスプリン
グ成型されている。半成品スプリングが成型されると、
自動挟み具は反対の方向に適当な回数に回転して、その
半成品スプリング成型後の定形をさせるとともに残留す
る応力を消除する。そのあと材料供給機はその半成品ス
プリングと線材と一緒に裁断機の方へ移動し、半成品ス
プリングを線材から切り離す。このようにして本発明の
スプリングの成型過程にするほか、上述の巻き取り軸は
製作するスプリングの長さ、内径、外径により取り換え
られるようにして、速やかに生産の流れ作業を変更でき
るようにする。

【０００７】巻き取り軸は、材料供給機から連続して供
給される線材をある所定の長さのスプリングに成型した
あと停止する。それから材料供給機がスプリングを裁断
機の所へ送り、半成品のスプリングを線材から切り離
す。これによりスプリングの１回目の成型作業が終了す
る。そのあと巻き取り軸がまた回転し２回目のスプリン
グ成型を始めて上述のと同じ作業を繰り返すことにより
連続的にスプリングを成型する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のスプリング成型機は図１
および２に示すように、上部に種々の部材が搭載されて
いる機台１と、成型される線材５（すなわちスプリング
の綱線材料）を連続的に供給する材料供給機２と、線材
５を挟み置きかつ巻き取る巻き取り機３と、この巻き取
り機３と相対し半成品スプリングを切り離す裁断機４
と、適時に安定して線材５を供給する線材支え台６とで
構成されている。

【０００９】本発明のスプリング成型機が機動的に各種
の製作条件に適応できかつ自動化にするための設計とし
て、機台１の縦側面と上表面に設置され、材料供給機２
と裁断機４とをその上で滑り移動させる二条の第２レー
ル１２、第１レール１１がある。

【００１０】第２レール１２の上で滑り移動する線材５
を連続的に供給する材料供給機２は、その前端に線材を
定位して供給するとともに、線材５の平坦性を確保する
ために供料頭２１を有している。材料供給機２が材料を
供給するときは、供料頭２１に適当な長さの線材５（約
１０〜１５ｃｍ）を搭載し、線材５の巻き取りと成型が
便利であるようにする。同時に材料供給機２はスプリン
グの成型過程中に絶え間なく線材５を供給する。

【００１１】線材５を挟み置きかつ巻き取る巻き取り機
３は機台１の上表面の上方に設置され、モータ３１とモ
ータ３１により回転される巻き取り軸３２と、巻き取り
軸３２の上に付設され同時に回転する自動挟み具３３と
で構成される。なお巻き取り軸３２は成型するスプリン
グのサイズによりその長さと外径が異なるものに取り換
えることが可能である。

【００１２】次に、図２及び図５に示すように、材料供
給機２が線材５を巻き取り機３の巻き取り軸３２の上表
面に送ってくると、自動挟み具３３の挟み頭３３１は巻
き取り軸３２の上に約５〜７ｍｍの線材５末端部を置
き、モータ３１を起動させて巻き取り軸３２を回転さ
せ、線材５を巻き取り軸３２の上に巻きつかせて徐々に
スプリングを成型する。巻き取り軸３２は線材５を巻き
取ると同時に、また材料供給機２はレール１２に沿って
連続的に安定して自動挟み具３３から遠ざかる方向に移
動して、線材５を巻き取り軸３２に順序よく巻きつかせ
て半成品スプリングに成型させる。本発明の巻き取り軸
３２は線材５を巻き取り半成品スプリングに成型させる
とき、その巻き取り方向と線材５が挟み置かれている方
向が同じ（すなわち同一軸方向）であるので、スプリン
グ成型後、その両端に鈎状突起材を形成せず、スプリン
グが巻き取り軸３２の上で所定の長さに達したときは、
巻き取り軸３２はすぐに停止する。モータ３１はサーボ
モータを使用すれば、スプリング成型後すぐに停止で
き、次のスプリングを成型する場合に再度起動するよう
にすると、交流モータを使用する従来のスプリング成型
機のように絶えず空回りをさせる必要がない。

【００１３】また図５に示すように、巻き取り軸３２が
長すぎてかつトルクが大きすぎ巻き取り軸３２が下に垂
れて、成型されたスプリングが変形するのを防ぐため
に、本発明は機台１の上表面の巻き取り軸３２の末端の
所に支え作用をもつ中心支え台１３を付設する。それで
図５の中の点線が示すように、中心支え台１３は調整で
きる二段式油圧の構造にし、スプリングが巻き取り軸３
２の上で成型されるとき、中心支え台１３は油圧により
下から上の方に巻き取り軸３２を押して支え、スプリン
グが成型されたら中心支え台１３は下の方に下がり、ス
プリングを巻き取り軸３２から取り出させる。

【００１４】同様に図６は巻き取り軸３２の末端を支え
る別の実施例を示し、機台１の上表面に近い巻き取り軸
３２の末端面の中心に中心ねじ孔３２１を設け、ねじ付
き管１４をねじ付ける。このねじ付け管１４はその外周
にベアリング１５が組付けられ、このベアリング１５の
下方にベアリング１５を支持し、かつその中心を定位さ
せる可動式のＶ字型台１６が設けられている。図６の点
線部が示すように、このＶ字型台１６は自動的に二段式
油圧構造で上下に移動でき、スプリングが巻き取り軸３
２の上に巻かれて成型されるとき、Ｖ字型台１６は油圧
作動によりベアリング１５を上に押して巻き取り軸３２
を支え、スプリングが成型されたあとはＶ字型台１６は
下に下がってスプリングを巻き取り軸３２から取り出す
ことが可能である。

【００１５】機台１の縦側面に設置されている第１レー
ル１１の上に設置され、巻き取り機３と相対して半成品
スプリングを切断する裁断機４は、巻き取り機３の上の
スプリングが完成して成型を終わったあと材料供給機２
が第２レール１２に沿って半成品スプリングを送ってき
たときにそれを線材５から切り離す。裁断機４は第１レ
ール１１の上に滑り移動するように設置しているので、
もし巻き取り軸３２の長さが異なるときは機動的に裁断
機の位置を調整し、長さが異なるスプリングの製作に応
じられる。また図２に示すように、裁断機４は油圧推進
装置４１とその上に設置されるカッタ４２とで構成され
ている。もしカッタ４２が使用により鈍くなったときは
取り外して研磨して再三使用することができるので、設
備費用を節約できる。

【００１６】次に図３及び図４に示すように、本発明は
適時に安定して成型に必要な線材５を供給するために、
機台１の縦側面にある材料供給機２の近くに線材５を適
時に供給する線材支え台６を設ける。この線材支え台６
は支え軸６１と、この支え軸６１の上に組付けられて線
材５を巻きつけておく線盤６２と、支え軸６１の下部で
ある桿に巻きつけているベルト６４と、このベルト６４
を回転させるモータ６３とで構成させる。もちろんこの
モータ６３はサーボモータを使用するのが望ましい。

【００１７】線材支え台６の上に巻かれている線材５は
材料供給機２の中に引きこまれて、供料頭２１から出て
スプリングの成型の必要に応じて供給される。巻き取り
軸３２が線材５を巻き取り始めるときは、図示しないコ
ンピュータが信号をモータ６３に送り、それでモータ６
３が始動し線盤６２を回転させ、安定して必要な線材５
を送り出す。巻き取り軸３２が所定の長さの線材５を巻
き取ったときは、コンピュータがすぐ命令を出して巻き
取り軸３２とモータ６３を同時に停止させ、材料供給機
２が半成品スプリングを裁断機４に送って切断を完了し
たあとに、初めて巻き取り軸が次のスプリングの成型を
開始する。それでコンピュータがまたモータ６３を始動
させ線盤６２を回転させて上述の動作を繰り返す。この
ようにして線材支え台６は適時にかつ安定して線材をス
プリング成型の必要程度に供給する目的を達する。

【００１８】もしも線盤６２の上にある線材５がなくな
りそうになったときは線盤６２を支え軸６１から取り外
し、新しい線材５を巻きつけてある線盤６２を支え軸６
１に組付けてから線材５を材料供給機２の中にさしこ
む。このようにして線材５が使い果たされても新しい線
材５を補充するのにさほど時間がかからず、製作作業に
あまり影響しない。

【００１９】本発明のスプリング成型機によるスプリン
グ成型の流れ作業は図７が示すように、まず材料供給機
２が一定の長さ（１０〜１５ｃｍ）の線材５を巻き取り
軸３２に供給し、自動挟み具３３に適当な長さ（約５〜
７ｍｍ）の線材５を挟ませておく。次にモータ３１を始
動させて巻き取り軸３２を回転させて線材５をその上に
巻きつけて半製品スプリングを成型させる。それから材
料供給機２が半成品スプリングを裁断機４に送ってスプ
リングを線材５から切り離すと一回のスプリング成型の
流れ作業を終了する。上述のように、スプリングの成型
過程は簡単であるのみならず、その速度は速くかつ成型
後に図１の中に示すａ’の余計な鈎突起部がない。それ
で線材５の使用率は高められ、またその鈎突起部を切り
取る作業がなくそのコストを節約できる。さらにスプリ
ング成型機の構造設計が簡単で各部が線材５と摩擦する
率が少なく、スプリングに傷がつく可能性も少なく、雑
音も少ない。

【００２０】上述の説明で理解できるように、巻き取り
軸３２がいろいろ異なる直径と長さを所要スプリングの
サイズと符合させるために変換する以外の作業、例え
ば、線材５の供給、自動挟み具３３の線材５を挟む時
機、スプリング巻きつけ成型過程、半成品の切断、スプ
リング巻きつけ成型速度、巻きつけ回数、巻き取り軸３
２の上に成型される長さ、等のパラメータは皆ＣＮＣ式
プログラムでコントロールできる。それで巻き取り軸３
２の変換の裁断機４の定位外は上述のパラメータを皆コ
ンピュータの中にインプットして自動式に成型作業を進
行すれば製作されるスプリングのサイズは正確のみなら
ず（本発明の成型機で製作されたスプリングの長さの誤
差は０．５ｍｍで従来の成型機で製作されるスプリング
の長さの誤差４ｍｍよりはるかに少ない）、製作速度が
迅速で人力を大きく節約できる。同時にプログラム式の
製作流れ作業と簡単な機械構造とにより異なるサイズの
ものを作るときの流れ作業の変更は５分間で完成でき
る。しかし従来の成型機では１時間くらいかかるのでそ
の機動性が悪く、経済効率に符合しない。

【００２１】本発明は次に述べる優点がある。 スプリングが成型されたあと、余計な鈎突起部がな
いのでその作業に要する人工費と材料費が節約される。 スプリングが成型されたあとその長さ、内径、外径
とも正確で、長さの誤差は従来の成型機で製作されるも
のよりはるかに少ない。それで高い正確度を要求するス
プリングの製作に適用できる。

【００２２】 その機械構造が簡単なので線材は従来
の成型機のように数個のローラをめぐってから成型の作
業に入る必要がなく、また線材に傷がつく状況が発生し
ない。 その機械構造が簡単なので、生産能率が高く、かつ
品質が優良で、市場競争力を高める。 その機械構造が簡単なので、機台の重量を大きく切
り下げられて、材料費と製造コストとを大きく切り下げ
られる。 機械構造が簡単なので、部分品が少なく、またサーボ
モータを動力源として利用しているので、所要エネルギ
ーが大幅に低減され、各部相互の摩擦も少ないので雑音
も少なくなり一般機械の雑音が大きい欠点が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造されたスプリングを示す概略斜視図であっ
て、（ａ）は従来のスプリング成型機により製造された
スプリング、（Ｂ）は本発明の実施例によるスプリング
成型機で製造されたスプリングである。

【図２】本発明の実施例によるスプリング成型機を示す
概略図である。

【図３】本発明の実施例によるスプリング成型機を示す
平面図である。

【図４】本発明の実施例によるスプリング成型機の線材
支え台を示す概略図である。

【図５】本発明の実施例によるスプリング成型機の巻き
取り軸がスプリングを巻く作動状態、ならびにその末端
にある支え座台を示す概略斜視図である。

【図６】本発明の実施例によるスプリング成型機のＶ字
型台とスプリングを巻く作動状態を示す概略斜視図であ
る。

【図７】本発明の実施例によるスプリング成型機でスプ
リングを成型する状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 機台 ２ 材料供給機 ３ 巻き取り機 ４ 裁断機 ５ 線材 １１ 第１レール １２ 第２レール １３ 中心支え台 １４ ねじ付き管 １５ ベアリング １６ Ｖ字型台 ２１ 供料頭 ３１ モータ ３２ 巻き取り軸 ３３ 自動挟み具 ４１ 油圧推進装置 ４２ カッタ ６１ 支え軸 ６２ 線盤 ６３ モータ ６４ ベルト ３２１ 中心ねじ孔 ３３１ 挟み頭

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月３１日（２０００．３．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４】 前記巻き取り軸の末端部近傍に前記巻き
取り軸の末端を支持する中心支え台が設けられているこ
とを特徴とする請求項１記載のスプリング成型機。

【請求項５】 前記巻き取り軸の末端部の中心部にはね
じ付き中心孔が形成され、ベアリングが外周に設けられ
前記ねじ付き中心孔にねじ止めされているねじ付き管が
設けられ、前記ねじ付き管の下部に設けられ前記ベアリ
ングを支持して中心を定位するＶ字型台が設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載のスプリング成型機。

【請求項６】 前記巻き取り軸は、生成するスプリング
のサイズに応じて長さ及び外径を変更可能であることを
特徴とする請求項１記載のスプリング成型機。

【請求項７】 前記機台の上部に前記裁断機を移動可能
に搭載可能なレールが設けられていることを特徴とする
請求項１記載のスプリング成型機。

【請求項８】 前記裁断機は、油圧推進装置、および前
記油圧推進装置の上に組付けられるカッタから構成され
ていることを特徴とする請求項１記載のスプリング成型
機。

【請求項９】 前記材料供給機は、前端部に線材を安定
して供給しかつ線材の平坦性を確保するための供料頭が
設けられていることを特徴とする請求項１記載のスプリ
ング成型機。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１レール、および第２レールを有する
   機台と、 前記機台の前記第２レール上に往復移動可能に設置さ
   れ、スプリングの材料となる線材を供給可能な材料供給
   機と、 前記機台の上部に設置され前記線材を巻き付けて半成品
   スプリングを成型する回転可能な巻き取り軸、前記巻き
   取り軸の上方に設置され前記線材を挟み付け前記巻き取
   り軸とともに回転可能な自動挟み具、ならびに前記巻き
   取り軸を駆動するモータを有する巻き取り機と、 前記機台の第１レール上に移動可能に前記巻き取り機に
   相対して設けられ、前記材料供給機が供給する半成品ス
   プリングを切断する裁断機と、 を備えることを特徴とするスプリング成型機。
2. 【請求項２】 前記材料供給機の近傍に前記線材を供給
   する線材支え台を有することを特徴とする請求項１記載
   のスプリング成型機。
3. 【請求項３】 前記線材支え台は、支え軸、中心部を前
   記支え軸に支持され線材を巻き付けている線盤、前記支
   え軸の下方を周回しているベルト、ならびに前記ベルト
   を駆動するモータを有していることを特徴とする請求項
   ２記載のスプリング成型機。
4. 【請求項４】 前記巻き取り軸が前記線材の巻き取りを
   開始した時、前記線材支え台のモータが始動し前記線材
   支え台にある線材が供給され、前記巻き取り軸に線材が
   所定の長さ巻き取られた時、前記巻き取り軸と前記線材
   支え台のモータが同時に停止することにより前記線材支
   え台も回転を停止し、前記裁断機が前記半成品スプリン
   グを切断すると、前記巻き取り軸が次の成型を開始し、
   連続的にスプリングを成型することを特徴とする請求項
   １記載のスプリング成型機。
5. 【請求項５】 前記巻き取り軸の末端部近傍に前記巻き
   取り軸の末端を支持する中心支え台が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載のスプリング成型機。
6. 【請求項６】 前記巻き取り軸の末端部の中心部にはね
   じ付き中心孔が形成され、ベアリングが外周に設けられ
   前記ねじ付き中心孔にねじ止めされているねじ付き管が
   設けられ、前記ねじ付き管の下部に設けられ前記ベアリ
   ングを支持して中心を定位するＶ字型台が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１記載のスプリング成型機。
7. 【請求項７】 前記巻き取り軸は、生成するスプリング
   のサイズに応じて長さ及び外径を変更可能であることを
   特徴とする請求項１記載のスプリング成型機。
8. 【請求項８】 前記機台の上部に前記裁断機を移動可能
   に搭載可能なレールが設けられていることを特徴とする
   請求項１記載のスプリング成型機。
9. 【請求項９】 前記裁断機は、油圧推進装置、および前
   記油圧推進装置の上に組付けられるカッタから構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のスプリング成型
   機。
10. 【請求項１０】 前記材料供給機は、前端部に線材を安
    定して供給しかつ線材の平坦性を確保するための供料頭
    が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスプ
    リング成型機。