JP2002143962A

JP2002143962A - 巻きばね製造装置

Info

Publication number: JP2002143962A
Application number: JP2000340230A
Authority: JP
Inventors: Masaki Takahashi; 正樹高橋; Hironori Watanabe; 博紀渡邉
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2002-05-21
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP4450970B2

Abstract

(57)【要約】【課題】芯金を大型化したり巻径に応じて交換するこ
となく、線材から熱間成形される巻線部の巻径を広い範
囲で変更可能とし、かつ線材から巻線部への成形速度を
大きくした際の巻線部の塑性変形を防止する。【解決手段】巻きばね製造装置１０では、反時計方向
へ回転する芯金４４の外周側に設けられた押えローラ６
２が線材１２を円錐台状とされた芯金４４の外周面との
間で加圧挟持すると共に、時計方向へ回転して線材１２
を成形ローラ６４側へ送り出す。成形ローラ６４は、ニ
ップ溝７２を押えローラ６２から送り出されてくる線材
１２に圧接させつつ時計回転すると共に、芯金４４の主
軸方向及び径方向に沿って巻ばね１００のリード角及び
巻径に対応する位置へ移動する。これにより、ニップ部
から送り出されてくる線材１２が成形ローラ６４の位置
に対応したリード角及び巻径を有する巻線部１０２に成
形される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サスペンション装
置等に適用される巻ばねを線材から熱間成形する巻きば
ね製造装置に係り、特に軸方向両端部の巻径が中央部付
近の巻径よりも小径とされた所謂、樽形巻ばねの熱間成
形に適した巻きばね製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等のサスペンションに適用
される巻ばねとして、搭乗者の乗り心地を良好にするた
めに、非線形のばね特性を有する樽形巻ばねが多く使用
されている。このような樽形巻ばねをサスペンションに
適用すれば、小さい荷重が入力するときには比較的ばね
定数が小さく、大荷重が入力するときには比較的ばね定
数が大きくなるようなばね特性を得られるので、任意の
位置で巻径が略一定とされ、線形のばね特性を有する巻
ばねを用いた場合と比較して搭乗者の乗り心地を良好に
できる。

【０００３】上記のような樽形巻ばねを熱間成形する巻
きばね製造装置としては、例えば、特開昭５５−１３９
１３６号公報に記載されているものがある。この巻きば
ね製造装置では、フィードローラから繰り出されるばね
素線（線材）を2個の押えロールにより先細の円錐台状
に形成された芯金の外周面に押圧し、この線材を芯金の
外周面に沿って湾曲させることにより、線材を所要の巻
径及びリード角を有する巻線部に成形する。この巻きば
ね製造装置により樽形巻ばねの先端部及び後端部を成形
する際には、芯金を軸方向に沿って所定の方向へ移動さ
せつつ線材を2個の押えローラにより芯金のテーパ部へ
押圧する。このとき、テーパ部における線材との接触領
域の曲率半径が徐々に増大するように芯金を移動させる
ことにより、巻線部の巻径が徐々に拡大する樽形巻ばね
の先端部を成形し、またテーパ部における線材との接触
部の曲率半径が徐々に減少するように芯金を移動させる
ことにより、巻線部の巻径が徐々に縮小する樽形巻ばね
の後端部を成形する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５５−１３９１３６号公報の巻きばね製造装置では、巻
線部の巻径が芯金の外径（曲率半径）に応じて定まるこ
とから、樽形巻ばねにおける最小巻径と最大巻径との差
（巻径差）が大きい場合や、巻径が著しく異なる複数種
類の巻ばねを同一の製造ラインで成形する場合には、円
錐台状の芯金における外径差を十分大きくする必要があ
るため、芯金が大型化し、あるいは巻ばねの巻径等に応
じて芯金を巻径に適応するものに交換しなければならな
い。

【０００５】また、上記の巻きばね製造装置では、芯金
のテーパ部に押圧されて湾曲した巻線部は軸方向に沿っ
て芯金の前方へ送り出され、この芯金の前方では巻線部
が芯金の回転速度と等しい速度で自転する。これによ
り、線材から巻ばねへの成形時には、芯金の前方へ送り
出された巻線部が芯金により片持ち状態で支持されると
共に、巻線部には自転速度に対応する遠心力が作用す
る。このとき、巻線部は高温状態（一般的に、鋼では８
５０℃以上）にあり変形抵抗が小さくなっているので、
自転により作用する遠心力を十分小さく、すなわち線材
から巻線部への成形速度を十分小さくしなければ、芯金
の前方へ送り出された巻線部が塑性変形してしまう。こ
のことが、特開昭５５−１３９１３６号公報に示される
ような巻きばね製造装置により樽形巻ばねを実用的に熱
間成形することを困難にしている。

【０００６】本発明の目的は、上記事実を考慮して、芯
金を大型化したり巻径に応じて交換することなく、線材
から熱間成形される巻線部の巻径を広い範囲で変更で
き、かつ線材から巻線部への成形速度を大きくしても巻
線部の塑性変形を防止できる巻きばね製造装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の巻きばね製造装
置によれば、芯金の外周側に設けられた押えローラが、
素材供給手段から送り出されてくる線材を芯金の外周面
との間で加圧挟持すると共に芯金に従動する方向へ回転
して線材を下流側へ送り出し、この成形ローラが、その
外周面（ローラ面）を押えローラから送り出されてくる
線材に圧接させつつ線材に従動する方向へ回転すると共
に、芯金の軸方向及び径方向に沿って巻きばねのリード
角及び巻径に対応する位置へ移動することにより、押え
ローラ及び芯金のニップ部から送り出されてくる線材を
成形ローラによって湾曲させ、この線材を成形ローラの
位置に対応したリード角及び巻径を有する巻線部に成形
できるので、このような巻線部を予め設定された巻数だ
け連続的に形成すれば、加熱状態の線材から所要形状の
巻ばねを成形（熱間成形）できる。

【０００８】ここで、成形ローラにより湾曲された巻線
部のリード角は、成形ローラの押えローラに対する軸方
向に沿った変位量に応じて定まる。具体的には、芯金の
軸方向に沿って成形ローラの位置と押えローラとの位置
を一致させれば、巻線部にはリード角が付与されず、成
形ローラを押えローラに対して軸方向に沿って前方へ移
動させれば、巻線部には、成形ローラと押えローラとの
軸方向に沿った距離に対応するリード角が付与される。

【０００９】また成形ローラにより湾曲された巻線部の
巻径は、成形ローラの径方向に沿った芯金の軸心からの
距離に応じて定まる。従って、芯金調整手段により芯金
における線材との接触領域の外径（曲率半径）が巻線部
の内径以下となるように芯金を軸方向へ移動させれば、
成形ローラを径方向へ移動させるだけで、線材を任意の
巻径を有する巻線部に成形できるので、芯金の外径に影
響を受けることなく任意の巻径を有する巻線部に成形で
きる。

【００１０】また成形ローラは、線材から巻線部への成
形中でも軸方向及び径方向に沿って移動可能であるの
で、例えば、線材から巻線部への成形中に成形ローラの
径方向に沿った芯金の軸心からの距離を変化させること
により、先端部と後端部の巻径が中央部の巻径よりも小
さい樽形巻ばねの成形も可能になる。このとき、成形ロ
ーラにより成形された巻線部は芯金の前方へ送り出され
るので、巻ばねを芯金から分離した状態で成形でき、巻
ばねから芯金を抜き取る必要もない。

【００１１】また本発明の巻きばね製造装置では、製品
支持手段が、成形ローラにより湾曲されて芯金の前方へ
送り出されてくる巻線部の径方向への変位を制限し、か
つ巻線部との接触部を巻線部の自転運動に連動して巻線
部に従動する方向へ移動させることにより、巻線部が自
重や遠心力により径方向へ変位し、巻ばねが撓むように
巻ばねが塑性変形することを防止でき、さらに製品支持
手段における接触部を巻線部との速度差（線速度差）が
十分小さくなるように移動させれば、巻線部の自転運動
に対する抵抗（回転抵抗）を十分小さくできると共に、
巻線部がその自転運動に従って前方へ推進されるので、
巻線部の成形時に巻線部のリード角（ピッチ）が変化す
るように巻ばねが塑性変形することを防止できる。

【００１２】この結果、高温状態の線材を高速で巻線部
に熱間成形しても、線材から巻線部への成形時に、巻ば
ねに塑性変形が生じることを効果的に防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る巻
きばね製造装置について図面を参照して説明する。

【００１４】（実施形態の構成）

【００１５】図１の斜視図には本発明の実施形態に係る
巻きばね製造装置が示されている。この巻きばね製造装
置１０は、製品素材である線材１２を巻線部１０２が連
続して構成された巻ばね１００に熱間成形するためのも
のであり、直線状の線材１２を湾曲させて複数の巻線部
１０２を連続成形する製品成形部１４、加熱状態の線材
１２を製品成形部１４に供給する素材供給部１６、及び
製品成形部１４により成形された巻ばね１００（巻線部
１０２）を支持する製品支持部１８を備えている。

【００１６】先ず、巻きばね製造装置１０における素材
供給部１６の構成について説明する。素材供給部１６に
は、図1に示されるようにフィード機構２０が設けられ
ている。フィード機構２０には、それぞれ線材１２の給
送方向（図1の矢印Ｆ方向）に沿って張設された一対の
フィードベルト２２，２４が設けられている。これら一
対のフィードベルト２２，２４は、そのベルト面２６，
２８が互いに平行となるように支持されており、これら
ベルト面２６，２８の間は、線材１２を挟持搬送するた
めのニップ部とされている。またベルト面２６，２８に
は、それぞれ幅方向の中央部に断面がＶ字状又はＵ字状
のガイド溝３０，３２が全周に亘って形成されている。
ここで、フィードベルト２２，２４は、周方向に沿って
多数個のベルト片がヒンジを介して連結（リンク）され
て構成されており、これらのベルト片はそれぞれ耐熱合
金により形成されている。

【００１７】フィードベルト２２，２４の内周側には、
それぞれ複数個（本実施形態では4個）のロール３４，
３６が配置されており、これらのロール３４，３６は、
それぞれフィードベルト２２，２４を給送方向に沿って
張り渡すと共に、フィードベルト２２，２４の局部的な
変形を制限している。また最も下流側に配置されたロー
ル３４，３６には、それぞれベルト駆動モータ３８（上
側のベルト駆動モータ３８は図示せず。）が連結されて
おり、これらのロール３４，３６は、ベルト駆動モータ
３８からトルクをそれぞれフィードベルト２２，２４へ
伝達し、フィードベルト２２，２４を長円状の無限軌道
に沿って循環的に移動させる。

【００１８】またフィード機構２０には、フィードベル
ト２２，２４間のニップ部を開閉するためのニップ開閉
部（図示省略）が設けられており、このニップ開閉部
は、一対のフィードベルト２２，２４を上下方向に沿っ
て所定のニップ位置と開放位置との何れか移動させる。
ここで、フィードベルト２２，２４は、ニップ位置に移
動すると線材１２を挟持及び搬送可能になり、また開放
位置へ移動するとそれぞれのベルト面２６，２８を線材
１２から離間させる。

【００１９】フィード機構２０の上流側には加熱炉（図
示省略）が配置されており、この加熱炉は、その入口部
から搬入された常温状態の線材１２を出口部側へ移動さ
せつつ連続的又は段階的に昇温し、出口部から搬出され
る線材１２を所定の目標温度まで加熱する。ここで、線
材１２の目標温度は、線材１２の素材となる鋼（ばね
鋼）の焼入温度と加熱炉から製品成形部１４までの搬送
時間とに応じて設定され、例えば、線材１２が製品成形
部１４に達した時点で、鋼の焼入温度に０〜３０℃を加
算した温度となるように目標温度が設定される。

【００２０】加熱炉に供給される線材１２は、予め巻ば
ね１００の展開長と等しくなるように予め切断加工され
る。また線材１２の形状としては、直径が１０〜５０ｍ
ｍの丸棒であって直線状のものが用いられる。なお、線
材１２の両端部は、必要に応じて巻ばねの座巻面が平面
状となるようにテーパ状にプレス加工される。また加熱
炉内から搬出された線材１２は、加熱炉と素材供給部１
６との間に設けられたローラコンベア等の搬送機構（図
示省略）によりフィードベルト２２，２４のニップ部へ
搬送される。

【００２１】素材供給部１６には、フィード機構２０の
下流側にガイドブロック４０及び、このガイドブロック
４０を給送方向に沿って移動させる移動機構（図示省
略）が設置されている。ガイドブロック４０は給送方向
に沿って細長い角柱状に形成されており、このガイドブ
ロック４０には、給送方向へ貫通する円形のガイド穴４
２が穿設され、このガイド穴４２の一端はフィードベル
ト２２，２４の面して開口している。ここで、ガイドブ
ロック４０は素材供給部１６に着脱可能に装着されてお
り、素材供給部１６には、線材１２に対する加工開始前
に、ガイド穴４２の内径が線材１２の直径に対応する長
さとされたガイドブロック４０が装着される。このと
き、ガイドブロック４０は、ガイド穴４２の内径が線材
１２の直径よりも僅かに長いものが選択される。

【００２２】ガイドブロック４０は、その移動機構によ
り給送方向に沿って略直線的に移動可能に支持されてお
り、移動機構は、ガイドブロック４０をフィードベルト
２２，２４に十分接近する受入ガイド位置と製品成形部
１４に十分接近する成形ガイド位置との間で移動させ
る。

【００２３】加熱炉から素材供給部１６へ線材１２を搬
送する搬送装置及び素材供給部１６が作動すると、加熱
炉内から搬出された線材１２の先端部が搬送装置により
フィードベルト２２，２４のニップ部へ挿入され、この
線材１２はフィードベルト２２，２４のニップ部から送
り出され、ガイドブロック４０のガイド穴４２内へ挿入
される。このとき、ガイドブロック４０は、移動機構に
より受入ガイド位置に移動している。これにより、フィ
ードベルト２２，２４から送り出された線材１２の先端
部が確実にガイド穴４２内へ挿入される。

【００２４】線材１２がガイド穴４２内へ挿入される
と、ガイドブロック４０は、移動機構によりフィードベ
ルト２２，２４による線材１２の給送速度と略等しい速
度で、受入ガイド位置から成形ガイド位置へ移動する。
フィード機構２０は、ガイドブロック４０の成形ガイド
位置への移動後も、フィードベルト２２，２４のニップ
部から離脱するまでベルト駆動モータ３８によりフィー
ドベルト２２，２４を駆動し続ける。

【００２５】次に、巻きばね製造装置１０における製品
成形部１４の構成について説明する。製品成形部１４に
は、図1に示されるようにガイドブロック４０のガイド
穴４２の他端に面するように芯金４４が設けられてい
る。芯金４４は耐熱合金を素材として略円柱状に形成さ
れている。この芯金４４には、その先端側には芯金４４
の先端へ向かって縮径する円錐台部４６が形成され、こ
の円錐台部４６の後端側に外径一定の円柱部４８が一体
的に形成されている。

【００２６】芯金４４の後端面には、軸方向に沿って突
出する円柱状の主軸５０が同軸的に連結固定されてい
る。主軸５０は、複数個（本実施形態では２個）の軸受
５２を介して主軸台座５４上に回転可能に支持されてお
り、主軸５０の芯金４４と反対側の後端部には、主軸台
座５４上に固定されたメインモータ５６が連結されてい
る。ここで、芯金４４及び主軸５０の軸心Ｌは、フィー
ド機構２０による線材１２の給送方向（矢印Ｆ方向）と
略直交する方向に延在しており、この軸心Ｌに沿った方
向を装置の主軸方向として以下の説明を行う。またメイ
ンモータ５６は、その駆動時に装置前方から見て芯金４
４を反時計方向へ回転させ、この時のメインモータ５６
の回転速度は、フィード機構２０による線材１２の給送
速度に対応する速度に制御される。

【００２７】主軸台座５４は、図1に示されるように給
送方向へ長い略長方形のプレート状に形成されており、
主軸方向（矢印Ｍ方向）及び主軸台座５４の厚さ方向と
略一致する高さ方向（矢印Ｈ方向）へそれぞれ移動可能
に支持されている。主軸台座５４には、作動量がそれぞ
れサーボ制御される２個のリニアアクチュエータ５８，
６０が連結されている。ここで、リニアアクチュエータ
５８，６０は、油圧等の流体圧力により作動する流体シ
リンダや、スッテピングモータとボールねじとが組み合
わされたモータユニットを駆動源としており、駆動パル
ス数等の入力値に比例する出力値（作動量）が得られる
ようになっている。

【００２８】リニアアクチュエータ５８，６０は、その
作動時に主軸台座５４を主軸方向及び高さ方向に沿って
それぞれ移動させる。ここで、主軸台座５４を主軸方向
へ移動させるリニアアクチュエータ５８は、芯金４４の
主軸方向に沿った長さと略等しい長さの作動ストローク
を有し、また主軸台座５４を高さ方向へ移動させるリニ
アアクチュエータ６０は、円錐台部４６先端と円柱部４
８との外径差の１／２と略等しい長さの作動ストローク
を有している。

【００２９】芯金４４の外周側には、それぞれ肉厚円板
状に形成された押えローラ６２及び成形ローラ６４が配
置されている。これらのローラ６２，６４の外周面はロ
ーラ面６６，６８とされており、ローラ面６６，６８に
は、それぞれ断面がＶ字状又はＵ字状のニップ溝７０，
７２が全周に亘って形成されている。ここで、押えロー
ラ６２は芯金４４の略真上に配置されており、押えロー
ラ６２に対して、成形ローラ６４は芯金４４の回転方向
に沿って下流側へ偏倚した位置に配置されている。

【００３０】ローラ６２，６４には、それぞれローラ駆
動モータ７４，７６が同軸的に連結されており、これら
のローラ駆動モータ７４，７６は、その駆動時にローラ
６２，６４をそれぞれ回転させる。このとき、ローラ駆
動モータ７４，７６は、ローラ６２，６４をメインモー
タ５６による芯金４４の回転方向とは反対の方向（時計
方向）へ回転させ、この時のローラ駆動モータ７４，７
６の回転速度は、フィード機構２０による線材１２の給
送速度、すなわちメインモータ５６の回転速度に対応す
る速度に制御される。

【００３１】押えローラ６２及びローラ駆動モータ７４
は、プレート状の支持ステー７８により支持されてお
り、この支持ステー７８は、芯金４４の径方向（図３の
矢印Ｒ方向）及び周方向（図３の矢印Ｃ方向）に沿って
それぞれ移動可能に支持されると共に、押えローラ６２
の軸心Ｌ_Pを芯金４４の軸心Ｌに対して傾斜させる方向
（図１の矢印Ｓ_P方向）へ揺動（首振り）可能とされて
いる。また押えローラ６２には、支持ステー７８を介し
て、径方向、周方向及び揺動方向をそれぞれ作動方向と
する３個のアクチュエータ（図示省略）が連結されてお
り、これら３個のアクチュエータは、それぞれサーボ制
御により作動量が制御されるようになっている。

【００３２】ここで、押えローラ６２に連結された３個
のアクチュエータは、芯金４４の主軸方向及び高さ方向
への移動に連動し、押えローラ６２を軸心Ｌの径方向及
び周方向に沿ってそれぞれ移動させると共に、軸心Ｌ_P
の軸心Ｌに対する傾斜角を変化させる。具体的には、揺
動方向を作動方向とするアクチュエータは、押えローラ
６２の軸心Ｌ_Pが芯金４４の外周面と略平行となるよう
に押えローラ６２の軸心Ｌに対する傾斜角をそれぞれ調
整する。なお、この揺動方向を作動方向とするアクチュ
エータは、押えローラ６２の軸心Ｌ_Pを軸心Ｌに対して
任意の方向へ揺動できるように構成されており、巻ばね
１００のリード角（図６参照）に応じて押えローラ６２
の傾きを調整する機能も有している。

【００３３】また周方向を作動方向とするアクチュエー
タは、押えローラ６２を芯金４４の略真上となる第１ニ
ップ位置（図５参照）と、この第１ニップ位置に対して
芯金４４の回転方向（反時計方向）へ偏倚した第２ニッ
プ位置との何れかに位置調整する。押えローラ６２が第
１ニップ位置にあると、図５に示されるように押えロー
ラ６２の軸心Ｌ_Pと軸心Ｌとを結んだ直線は成形開始前
の線材１２の軸直角方向と略一致し、また押えローラ６
２が第２ニップ位置にあると、図３に示されるように軸
心Ｌ，Ｌ_P間を結んだ直線は第１ニップ位置にある場合
と比較して反時計方向へ所定の角度θ_Bだけ傾く。

【００３４】また径方向を作動方向とするアクチュエー
タは、押えローラ６２のローラ面６６と芯金４４の外周
面とのクリアランスを押えローラ６２のニップ溝７０と
芯金４４の外周面との間に挿入された線材１２に対して
十分な加圧力を及ぼすように調整する。これにより、芯
金４４及び押えローラ６２の回転時には、ニップ溝７０
の内面と芯金４４の外周面とが線材１２に対してスリッ
プしなくなり、押えローラ６２と芯金４４とにより線材
１２が十分な拘束力で拘束されつつ、芯金４４及び押え
ローラ６２の回転量に対応するだけ成形ローラ６４側へ
送り出される。

【００３５】一方、成形ローラ６４及びローラ駆動モー
タ７６もプレート状の支持ステー８０により支持されて
おり、この支持ステー８０は、軸心Ｌの径方向及び主軸
向に沿ってそれぞれ移動可能に支持されると共に、支持
ステー７８と同様に成形ローラ６４の軸心Ｌ_Fを芯金４
４の軸心Ｌに対して傾斜させる方向へ揺動（首振り）可
能とされている。また成形ローラ６４には、支持ステー
８０を介して、芯金４４の径方向、主軸方向及び揺動方
向をそれぞれ作動方向とする３個のアクチュエータ（図
示省略）が連結されており、これら３個のアクチュエー
タは、それぞれサーボ制御により作動量が制御されるよ
うになっている。

【００３６】ここで、主軸方向を作動方向とするアクチ
ュエータは、巻ばね１００における巻線部１０２のリー
ド角に応じて成形ローラ６４に対する主軸方向に沿った
相対位置を調整する。また径方向を作動方向とするアク
チュエータは、巻線部１０２の巻径に応じて軸心Ｌから
成形ローラ６４のローラ面６８までの距離を調整する。
また揺動方向（図１の矢印Ｓ_F方向）を作動方向とする
アクチュエータは、芯金４４の主軸方向への移動に連動
して成形ローラ６４を揺動させ、成形ローラ６４の軸心
Ｌ_Fの軸心Ｌに対する傾斜角を調整する。

【００３７】次に、巻きばね製造装置１０における製品
支持部１８の構成について説明する。製品支持部１８に
は、図１に示されるように上下一対のローラ台座８２，
８４が設けられている。これら一対のローラ台座８２，
８４は互いに平行となり、かつ主軸方向へ移動可能とな
るように支持されている。ここで、上側のローラ台座８
４は、連結部材（図示省略）により下側のローラ台座８
２に連結され、ローラ台座８２と常に一体となって主軸
方向へ移動する。

【００３８】下側のローラ台座８２には、主軸方向を作
動方向とするリニアアクチュエータ８６が連結されてお
り、このリニアアクチュエータ８６は、サーボ制御によ
り作動量が制御される。リニアアクチュエータ８６は、
製品成形部１４による巻ばね１００の成形開始時にはロ
ーラ台座８２，８４を主軸方向に沿って芯金４４に最も
近接する待機位置へ移動させ、巻ばね１００における巻
数増加に従って芯金４４から徐々に離間させ、巻ばね１
００が成形完了した時点で芯金４４から離脱した巻ばね
１００を支持ローラ８８により安定的に保持できる位置
に停止させる。

【００３９】下側のローラ台座８２の上側には、それぞ
れ主軸方向に沿って細長い円柱状とされた２本の支持ロ
ーラ８８が配置され、上側のローラ台座８４の下側には
１本の支持ローラ８８が配置されている。支持ローラ８
８は２個の軸受９０により回転可能に支持されている。
また支持ローラ８８を軸支する軸受９０とローラ台座８
２，８４との間には、リニアアクチュエータ９２が介装
されている。このリニアアクチュエータ９２は、その作
動方向が軸心Ｌを中心とする径方向と一致しており、リ
ニアアクチュエータ８６と同様に、サーボ制御により作
動量が制御されるようになっている。

【００４０】ここで、３本の支持ローラ８８は、それぞ
れ芯金４４と軸平行となり、かつ軸心Ｌを中心とする周
方向に沿ったピッチが等間隔（１２０°間隔）となるよ
うに配置されている。また各リニアアクチュエータ９２
は互いに連動して制御され、何れの支持ローラ８８につ
いても、軸心Ｌからの距離が等しくなるように位置調整
される。すなわち、３本の支持ローラ８８の軸心は、軸
方向から見て、軸心Ｌを中心（重心）とする正三角形の
３頂点にそれぞれ位置するように位置調整される。さら
に３本の支持ローラ８８は、成形される巻ばね１００の
サイズに応じて軸心Ｌから支持ローラ８８のローラ面ま
での距離が巻ばね１００の最大外径の１／２よりも若干
長くなるように位置調整される。

【００４１】３本の支持ローラ８８の一端部には、それ
ぞれローラ駆動モータ９４が連結されている。ローラ駆
動モータ９４は芯金４４の回転時に支持ローラ８８を回
転させる。このとき、ローラ駆動モータ９４は支持ロー
ラ８８を芯金４４とは反対の方向（時計方向）へ芯金４
４の回転速度、すなわち巻ばね１００の自転速度に対応
する回転速度で回転させる。

【００４２】（実施形態の作用）

【００４３】次に、上記のように構成された本実施形態
に係る巻きばね製造装置１０の動作及び作用について説
明する。なお、ここでは、巻ばね１００として軸方向両
端部の巻径が中央付近の巻径よりも小さい所謂、樽形巻
ばねを成形する際の巻きばね製造装置１０の動作及び作
用を主として説明する。また本実施形態の巻きばね製造
装置１０は、巻ばね１００の製造ライン全体を制御する
上位のプロセスコンピュータに対して各種の情報を入出
力可能とされたコントローラ（図示省略）により制御さ
れるものとする。

【００４４】コントローラは、加熱炉から１本の線材１
２が搬出されると、これに同期させて加熱炉を素材供給
部１６に結ぶ搬送装置及び素材供給部１６をそれぞれ作
動開始する。これにより、所定の目標温度に加熱された
線材１２が搬送装置により素材供給部１６のフィード機
構２０に搬送される。フィード機構２０は、一対のフィ
ードベルト２２，２４により線材１２を挟持しつつ、線
材１２の先端側をガイドブロック４０側へ送り出す。こ
れにより、線材１２の先端部は受入ガイド位置にあるガ
イドブロック４０のガイド穴４２内に挿入される。これ
に同期して、ガイドブロック４０は受入ガイド位置から
成形ガイド位置（図２参照）まで移動する。

【００４５】成形ガイド位置にあるガイドブロック４０
から製品成形部１４側へ延出した線材１２は、図２に示
されるように先端部が芯金４４の外周面と押えローラ６
２のニップ溝７０との間に形成されるニップ部Ｎ₁に挿
入される。このとき、ガイドブロック４０が芯金４４に
十分近接した成形ガイド位置に移動していることから、
線材１２の先端部を確実にニップ部Ｎ₁に挿入でき、か
つニップ部Ｎ₁による搬送抵抗及びフィードベルト２
２，２４からの搬送力を同時に受ける線材１２の座屈を
効果的に防止できる。

【００４６】またフィード機構２０は、線材１２の先端
部がニップ部Ｎ₁に挿入されてから、線材１２の後端部
が成形ローラ６４から離脱するまで、線材１２が所定量
だけ給送方向へ送り出される毎に、ニップ開閉部により
ニップ位置にあるフィードベルト２２，２４を僅かな時
間に亘って開放位置へ移動させる。これにより、巻ばね
１００の成形中に線材１２に作用する捻れ応力を解放
し、巻線部１０２への成形前の線材１２に品質上問題と
なるような大きな捻れが生じることを防止している。

【００４７】線材１２の先端部がニップ部Ｎ₁に挿入さ
れる際に、押えローラ６２は第２ニップ位置（図３参
照）に位置調整されている。これにより、ニップ部Ｎ₁
に挿入される線材１２は、図３に示されるように押えロ
ーラ６２からの加圧力により芯金４４の外周面に沿って
軸心Ｌ側へ湾曲し、成形ローラ６４側へ送り出される。
このとき、ニップ部Ｎ₁から成形ローラ６４側へ送り出
された線材１２の曲率半径は、芯金４４の外周面の曲率
半径と第１ニップ位置から第２ニップ位置までの角度θ
_Bとにより定まる。

【００４８】但し、ニップ部Ｎ₁から送り出された線材
１２は、その先端部が成形ローラ６４の軸心Ｌ_Fに対し
軸心Ｌ側の領域に当接するように、軸心Ｌ側へ僅かに湾
曲されていれば良い。このように線材１２の先端部を僅
かに軸心Ｌ側へ湾曲させて成形ローラ６４側へ送り出せ
ば、この線材１２の先端部が時計方向へ回転する成形ロ
ーラ６４のローラ面６８に接しつつ軸心Ｌ側へ湾曲し
て、ローラ面６８と芯金４４の外周面との間に挿入され
る。また線材１２の先端部がローラ面６８と芯金４４の
外周面との間に挿入されると、押えローラ６２は、第２
ニップ位置から第１ニップ位置に位置調整される。

【００４９】一方、リニアアクチュエータ５８によりニ
ップ部Ｎ₁における芯金４４外周面の曲率半径が巻ばね
１００における最初の巻線部１０２である座巻部１０２
Ａ（図１参照）の内径と略等しくなるか、又は内径に対
して僅かに小さくなるように主軸方向に沿って位置調整
されている。すなわち、芯金４４の円錐台部４６の曲率
半径が軸方向に沿って連続的に変化することから、押え
ローラ６２を円錐台部４６の外周側に位置させつつ、ニ
ップ部Ｎ₁の空間上における位置が変位しないように、
芯金４４を主軸方向及び上下方向に沿って移動させれ
ば、ニップ部Ｎ₁における芯金４４の曲率半径を連続的
に変化させることができる。

【００５０】また線材１２の先端部がニップ部Ｎ₁に挿
入される際に、芯金４４は、リニアアクチュエータ６０
によりニップ部Ｎ₁が高さ方向に沿ってガイドブロック
４０のガイド穴４２と一致するように位置調整されてい
る。これにより、ガイドブロック４０のガイド穴４２か
ら延出した線材１２が直線性を維持したままで、ニップ
部Ｎ₁へ挿入される。このとき、コントローラは、フィ
ード機構２０による線材１２の給送速度を適宜設定する
と共に、この給送速度に対応させて芯金４４、押えロー
ラ６２及び成形ローラ６４の回転速度をそれぞれ制御す
る。

【００５１】具体的には、コントローラは、先ず、線材
１２の直径、材質、巻ばね１００のサイズ等に応じて適
正な給送速度を設定する。次いで、コントローラは、ニ
ップ部Ｎ₁における芯金４４の線速度が前記給送速度と
等しくなるようにメインモータ５６の回転速度を制御す
る。このとき、芯金４４の主軸方向における位置に応じ
て外径が変化することから、芯金４４の主軸方向におけ
る位置が変化すると、それに対応させてメインモータ５
６の回転速度をリアルタイムで変化させる必要がある。
またコントローラは、押えローラ６２及び成形ローラ６
４における線材１２との接触部分の線速度がそれぞれ前
記給送速度と一致、又は十分近似するようにローラ駆動
モータ７４，７６の回転速度をそれぞれ制御する。

【００５２】成形ローラ６４は、座巻部１０２Ａの成形
開始時点では、図３に示されるように押えローラ６２と
同様に円錐台部４６の外周面との間に線材１２を挟持す
るためのニップ部Ｎ₂を形成している。すなわち、成形
ローラ６４は、径方向を作動方向とするアクチュエータ
によりローラ面６８と円錐台部４６の外周面とのクリア
ランスが線材１２の直径に対応する長さとなるように位
置調整されている。また成形ローラ６４は、座巻部１０
２Ａの成形開始時点では、図２に示されるように軸心Ｌ
_Fが円錐台部４６の外周面と平行なるように傾きが調整
され、かつ主軸方向におけるニップ部Ｎ₂の位置がニッ
プ部Ｎ₁の位置と一致するように位置調整されている。

【００５３】ニップ部Ｎ₁から送り出された線材１２
は、その先端部が成形ローラ６４のニップ溝７２内面に
接しつつ、成形ローラ６４からの加圧力を受けてニップ
溝７２に沿って軸心Ｌ側へ変形し、図２の２点鎖線で示
されるようにニップ部Ｎ₂へ挿入される。これにより、
線材１２は、ニップ部Ｎ₁及びニップ部Ｎ₂で押えローラ
６２及び成形ローラ６４により円錐台部４６の外周面へ
押圧されて、図５に示されるようにニップ部Ｎ₁におけ
る円錐台部４６の曲率半径に対応する曲率半径で湾曲す
る。すなわち、ニップ部Ｎ₂から送り出された線材１２
の曲率半径は、円錐台部４６の曲率半径と線材１２の半
径との和と略等しくなる。なお、線材１２の直径等に応
じて、ニップ部Ｎ₂から送り出された線材１２が僅かに
外周側へ復元する場合がある。このような復元が無視で
きない場合には、ニップ部Ｎ₁における円錐台部４６の
曲率半径が、計算上の値よりも線材１２の復元量に対応
するだけ小さくなるように、芯金４４の主軸方向に沿っ
た位置を補正する。

【００５４】上記したように成形ローラ６４を主軸方向
に沿って押えローラ６２と一致させたままで、線材１２
を巻線部１０２の１／２〜３／４周の展開長に等しい長
さだけニップ部Ｎ₂から下流側へ送り出す。これによ
り、図６に示されるように、リード角が付与されない、
すなわちリード角が０°の座巻部１０２Ａが１／２〜３
／４周に亘って成形される。

【００５５】座巻部１０２Ａの成形完了と同時に、芯金
４４を図６の実線で示されるように主軸方向に沿って前
進させると共に、成形ローラ６４を巻ばね１００のリー
ド角Ｄに対応する距離だけ押えローラ６２に対して芯金
４４先端側へ相対移動させる。また、前述したように芯
金４４は、主軸方向への位置調整に連動して、ニップ部
Ｎ₁のガイドブロック４０に対する相対位置が変化しな
いように高さ方向へも位置調整される。

【００５６】一方、押えローラ６２は、座巻部１０２Ａ
の成形完了と同時に、揺動方向を作動方向とするアクチ
ュエータによりリード角Ｄに対応するように軸心Lに対
する傾きが調整される。具体的には、押えローラ６２
は、図７に示されるようにニップ部Ｎ₁におけるニップ
溝７０の接線Ｔが軸心Ｌの軸直角平面に対してリード角
Ｄだけ傾くように傾きが調整される。但し、このリード
角Ｄに応じた押えローラ６２の傾き調整は必須なもので
はなく、必要に応じて行えば良い。また成形ローラ６４
の軸心Ｌに対する傾きをリード角Ｄに応じて調整するよ
うにしても良い。

【００５７】コントローラは、芯金４４の回転に連動し
て芯金４４が主軸方向に沿って一定速度で前進するよう
にリニアアクチュエータ５８を制御する。これにより、
ニップ部Ｎ₁とニップ部Ｎ₂との間における円錐台部４６
の曲率半径が芯金４４の回転量増加に従って増加する。
この結果、図６に示されるように、先端側の巻線部１０
２の巻径に対して中央側の巻線部１０２の巻径をテーパ
状に増大させつつ、巻線部１０２が芯金４４の回転量に
相当する巻数だけ螺旋状に成形されて行く。このとき、
成形ローラ６４の主軸方向に沿った押えローラ６２に対
する相対位置を変化させれば、各巻線部１０２における
リード角Ｄを調整できる。なお、座巻部１０２Ａの成形
開始時に、成形ローラ６４を押えローラ６２に対して前
進させておけば、座巻部１０２Ａについてもリード角を
付与できることは言うまでも無い。

【００５８】図７に示されるように、ニップ部Ｎ₁が押
えローラ６２と円柱部４８とにより形成される位置まで
芯金４４が主軸方向に沿って前進すると、押えローラ６
２は、その軸心Ｌ_Pが円柱部４８の外周面と平行となる
ように軸心Ｌに対する傾きが調整される。同様に、ニッ
プ部Ｎ₂が成形ローラ６４と円柱部４８とにより形成さ
れる位置まで芯金４４が主軸方向に沿って前進すると、
成形ローラ６４は、その軸心Ｌ_Fが円柱部４８の外周面
と平行となるように軸心Ｌに対する傾きが調整される。
図７の状態では、巻線部１０２の巻径は円柱部４８の外
径に対応する一定長になる。

【００５９】図７の状態から、巻線部１０２の巻径を更
に増大する必要がある場合には、成形ローラ６４を芯金
４４の外周面上から外周側へ移動させる。これにより、
線材１２の巻径は芯金４４の曲率半径に依存しなくな
り、線材１２の巻径は、軸心Ｌから成形ローラ６４にお
けるニップ溝７０までの距離（図７に示される距離Ｋ）
により定まる。

【００６０】成形ローラ６４が芯金４４から離間した状
態では、ニップ部Ｎ₁から送り出された線材１２は、ニ
ップ溝７０の内面に接しつつ、時計方向へ回転する成形
ローラ６４からの押圧力及び摩擦力を受けて距離Ｋに対
応する曲率半径で軸心Ｌ側へ湾曲する。従って、巻ばね
１００における先端側テーパ部の形成完了後に距離Ｋを
一定に保てば、巻径一定の巻線部１０２が芯金４４の回
転数と等しい巻数だけ成形され、巻ばね１００における
巻径一定の中間部（円筒部）が成形される。また芯金４
４の回転に連動して距離Ｋを変化させれば、巻ばね１０
０における任意の部位にテーパ部を形成することもでき
る。

【００６１】上記のように成形された巻ばね１００の巻
線部１０２は、図８に示されるように芯金４４と一体と
なって自転しつつ芯金４４前方へ送り出される。このと
き、巻線部１０２は、１回転毎に巻線部１０２間のピッ
チに等しい距離だけ前方へ送り出される。このとき、製
品支持部１８における3本の支持ローラ８８は、リニア
アクチュエータ９２により待機位置に移動し、それぞれ
巻線部１０２（巻ばね１００）の自転速度に対応する速
度で巻ばね１００とは反対の方向（時計方向）へ回転し
ている。これらの支持ローラ８８の回転速度は、そのロ
ーラ面における線速度が巻ばね１００の最大外径部（円
筒部）の外周端における線速度と略等しくなるように制
御される。

【００６２】芯金４４から前方へ送り出された巻ばね１
００の先端側テーパ部は、図７に示されるように待機位
置にある３本の支持ローラ８８の内側へ挿入される。こ
のとき、支持ローラ８８は、巻ばね１００との間に隙間
が生じることから、実質的には巻ばね１００の径方向に
沿った変位を制限しない。但し、この時点では、巻ばね
１００の芯金４４から送出長が小さく、巻ばね１００の
テーパ部が十分な剛性を有していることから、巻ばね１
００のテーパ部には、自重及び遠心力により品質上、問
題となるような塑性変形は生じない。

【００６３】次いで、図８に示されるように、巻ばね１
００の円筒部が３本の支持ローラ８８の内側に挿入され
ると、巻ばね１００の円筒部が少なくとも１本の支持ロ
ーラ８８に接すると共に、巻ばね１００に接しない支持
ローラ８８と巻ばね１００とのクリアランスが十分小さ
くなる。これにより、巻ばね１００の径方向の変位が十
分小さくなるように支持ローラ８８により制限されるの
で、巻ばね１００の自重や遠心力による塑性変形が防止
され、さらに支持ローラ８８が巻ばね１００との接触部
における速度差（線速度差）が十分小さくなっているの
で、巻ばね１００の自転運動に対する抵抗（回転抵抗）
も十分小さくなる。

【００６４】巻ばね１００の円筒部が３本の支持ローラ
８８の内側に挿入された後、巻ばね１００が所定距離だ
け前方へ送り出されると、３本の支持ローラ８８は、待
機位置から巻ばね１００の送出速度と略等しい速度で前
方へ移動する。このとき、支持ローラ８８は、巻ばね１
００の最後の座巻部１０２Ｂ（図９参照）が成形完了し
たときに、支持ローラ８８の軸方向中心が巻ばね１００
の軸方向中心と略一致する位置まで移動する。これによ
り、成形完了して芯金４４から離脱した巻ばね１００が
支持ローラ８８により安定的に保持される。

【００６５】芯金４４は、図８に示されるように巻ばね
１００の円筒部の成形時に、主軸方向に沿って２点鎖線
で示される位置から実線で示される位置へ後退する。こ
のとき、押えローラ６２は、ニップ部Ｎ₁が維持される
ように径方向へ位置調整されると共に、軸心Ｌ_Pが円錐
台部４６の外周面と平行となるように軸心Ｌに対する傾
きがそれぞれ調整される。一方、成形ローラ６４は、軸
心Ｌからニップ溝７２までの距離Ｋが巻線部１０２の巻
径に対応する長さとなるように径方向に沿って位置調整
されるが、この時点では、軸心Ｌに対する傾きが調整さ
れず、軸心Ｌ_Fが軸心Ｌと平行になり、また主軸方向へ
は押えローラ６２に対してリード角Ｄに対応する距離だ
け前方に位置している。

【００６６】巻ばね１００における後端側のテーパ部を
成形する際には、芯金４４の回転に連動して成形ローラ
６４が径方向に沿って軸心Ｌ側へ移動して行く。このと
き、成形ローラ６４は、円錐台部４６との間にニップ部
Ｎ₂が形成される位置まで軸心Ｌ側へ移動すると、図９
に示されるように軸心Ｌ_Fが円錐台部４６の外周面と平
行となるように傾きが調整される。成形ローラ６４及び
円錐台部４６によりニップ部Ｎ₂が形成されると、線材
１２は円錐台部４６におけるニップ部Ｎ₁，Ｎ₂間におけ
る曲率半径に対応する曲率半径で湾曲する。従って、こ
の状態で、芯金４４の回転に連動して芯金４４を主軸方
向に沿って後退させれば、巻ばね１００における巻径が
後端部へ向かって縮径するテーパ部が成形される。

【００６７】また巻ばね１００における最後の座巻部１
０２Ｂを成形する際には、図９に示されるように成形ロ
ーラ６４を主軸方向に沿って押えローラ６２と一致させ
る。これにより、巻ばね１００には、リード角Ｄが付与
されない最後の巻線部１０２である座巻部１０２Ｂが成
形される。また押えローラ６２は、成形ローラ６４の主
軸方向に沿った移動に連動し、ニップ部Ｎ₁におけるニ
ップ溝７０の接線Ｔが軸心Ｌの軸直角面と平行になるよ
うに傾きが調整される。この後、線材１２の後端部がニ
ップ部Ｎ₂を通過すると、巻ばね１００が成形完了する
と共に芯金４４から離脱し、巻ばね１００全体が製品支
持部１８の支持ローラ８８上に送り出される。このと
き、巻ばね１００の成形完了は、例えば、赤外線センサ
やマイクロスイッチ等のセンサにより線材１２の後端が
ニップ部Ｎ₂を順次通過したことを検出すれば判断でき
る。コントローラは、巻ばね１００の成形完了を判断す
ると、押えローラ６２及び成形ローラ６４をそれぞれ次
に成形する巻ばね１００の巻径等に対応する初期待機位
置（図２参照）に移動させる。

【００６８】なお、本実施形態の巻きばね製造装置１０
では、芯金４４として図１に示されるような軸方向先端
側に円錐台部４６が、後端側に円柱部４８が設けられた
ものを用いたが、これ以外にも、例えば、図１０に示さ
れるような芯金９６を用いることもできる。この芯金９
６には、円錐台部４６の先端面から突出するように、円
錐台部４６の最小径と同径の小径円柱部９８が同軸的に
設けられている。すなわち、芯金としては、先端部へ向
かって縮径する円錐台部４６が設けられ、この円錐台部
４６が巻きばね製造装置１０により成形される巻ばね１
００の最小内径より小径の部分を有していれば良い。

【００６９】また本実施形態の巻きばね製造装置１０で
は、押えローラ６２及び成形ローラ６４をそれぞれ芯金
４４の外周面と平行となるように傾き調整しているが、
このような押えローラ６２及び成形ローラ６４の傾き調
整は必須なものではなく、例えば、押えローラ６２の軸
心Ｌ_P及び成形ローラ６４の軸心Ｌ_Fを円錐台部４６の外
周面と平行としたままでも、樽側の巻ばね１００を成形
できる。但し、この場合には、例えば、ローラ６２，６
４両端の鍔状部が線材１２や円柱部４８と干渉（接触）
しないようにするため、ローラ６２，６４に対する形状
的な制約が大きくなる。

【００７０】以上説明した本実施形態に係る巻きばね製
造装置１０によれば、反時計方向へ回転する芯金４４の
外周側に設けられた押えローラ６２が、素材供給部１６
から送り出されてくる線材１２を芯金４４の外周面との
間で加圧挟持すると共に、時計方向へ回転して線材１２
を成形ローラ６４側へ送り出し、この成形ローラ６４が
ニップ溝７２の内面を押えローラ６２から送り出されて
くる線材１２に圧接させつつ時計回転すると共に、芯金
４４の主軸方向及び径方向に沿って巻ばね１００のリー
ド角及び巻径に対応する位置へ移動することにより、ニ
ップ部Ｎ₁から送り出されてくる線材１２を成形ローラ
６４によって湾曲させ、この線材１２を成形ローラ６４
の位置に対応したリード角及び巻径を有する巻線部１０
２に成形できるので、このような巻線部１０２を予め設
定された巻数だけ連続的に成形すれば、加熱状態の線材
１２から所要形状の巻ばね１００を熱間成形できる。こ
のとき、成形ローラ６４により成形された巻線部１０２
は芯金４４の前方へ送り出されるので、巻ばね１００を
芯金４４から分離した状態で成形でき、巻ばね１００か
ら芯金４４を抜き取る必要もない。

【００７１】また巻きばね製造装置１０では、製品支持
部１８における３本の支持ローラ８８が成形ローラ６４
により湾曲されて芯金４４の前方へ送り出されてくる巻
線部１０２の径方向への変位を制限し、かつ各支持ロー
ラ８８が巻線部１０２の自転運動に連動して巻線部１０
２に従動する方向（時計方向）へ回転することにより、
複数の巻線部１０２からなる巻ばね１００が自重や遠心
力により径方向へ変位し、巻ばね１００が撓むように塑
性変形することを防止できる。さらに支持ローラ８８が
巻線部１０２との線速度差が十分小さくなるような速度
で回転していることから、巻ばね１００の自転運動に対
する回転抵抗を十分小さくできると共に、巻ばね１００
がその自転運動に従って前方へ推進されるので、巻ばね
１００の成形時に巻線部１０２のリード角及びピッチが
変化するように巻ばね１００が塑性変形することも防止
できる。この結果、高温状態の線材１２を高速で巻線部
１０２に熱間成形しても、線材１２から巻線部１０２へ
の成形時に、巻ばね１００に塑性変形が生じることを効
果的に防止できる。

【００７２】なお、本実施形態に係る製品支持部１８で
は、巻ばね１００の径方向への変位を制限するために３
本の支持ローラ８８を用いているが、このような支持ロ
ーラ８８は３本以上であれば良く、例えば、4本の支持
ローラ８８を巻ばね１００の外周側に略等間隔（９０°
間隔）で配置するようにして良い。また支持ローラ８８
は、ローラ駆動モータ７４からのトルクにより回転する
駆動ローラとして構成されているが、こららうち少なく
とも1本の支持ローラ８８は巻ばね１００からのトルク
により従動回転する従動ローラであっても良い。但し、
支持ローラ８８として従動ローラとする場合には、巻ば
ね１００の変形を防止するために支持ローラ８８の回転
抵抗を十分小さくする必要がある。

【００７３】また、本実施形態に係る素材供給部１６で
は、線材１２を給送方向へ移動させるフィード機構２０
を一対のフィードベルト２２，２４により構成したが、
このようなフィードベルト２２，２４の代わりに、搬送
用のローラ対を給送方向に沿って複数個配置しても良
い。但し、複数のローラ対を用いた場合と比較し、フィ
ードベルト２２，２４によれば、線材１２に有害な変形
を生じさせることなく、線材１２に対して大きな搬送力
を作用できる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の巻きばね製
造装置によれば、芯金を大型化したり巻径に応じて交換
することなく、線材から熱間成形される巻線部の巻径を
広い範囲で変更でき、かつ線材から巻線部への成形速度
を大きくしても巻線部の塑性変形を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る巻きばね製造装置の
全体構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラの平面図であり、線材を巻ばねに成形開始
した直後の状態を示している。

【図３】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラを軸方向に沿って装置前方から見た正面図
であり、巻ばねを成形開始した直後の状態を示してい
る。

【図４】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラを装置上方から見た平面図であり、巻ばね
における最初の巻線部を成形している状態を示してい
る。

【図５】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラを装置前方から見た正面図であり、巻ばね
における最初の巻線部を成形している状態を示してい
る。

【図６】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラを装置上方から見た平面図であり、巻ばね
における先端側のテーパ部を成形している状態を示して
いる。

【図７】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラ並びに支持ローラを装置上方から見た平面
図であり、巻ばねにおける円筒部を成形している状態を
示している。

【図８】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラ並びに支持ローラを装置上方から見た平面
図であり、巻ばねにおける後端側のテーパ部を成形して
いる状態を示している。

【図９】本発明の実施形態に係る芯金、押えローラ及
び成形ローラ並びに支持ローラを装置上方から見た平面
図であり、巻ばねにおける最後の巻線部を成形している
状態を示している。

【図１０】本発明の実施形態に係る巻きばね製造装置
における芯金の他の例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０巻きばね製造装置１２線材１４製品成形部１６素材供給部（素材供給手段）１８製品支持部（製品支持手段）２０フィード機構２２フィードベルト（第１のベルト部材）２４フィードベルト（第２のベルト部材）３８ベルト駆動モータ（ベルト駆動部）４０ガイドブロック（ガイド部材）４４芯金４６円錐台部４８円柱部６２押えローラ６４成形ローラ６６ローラ面６８ローラ面（外周ローラ面）８８支持ローラ９４ローラ駆動モータ（ローラ駆動部）９６芯金９８小径円柱部１００巻ばね１０２巻線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J059 AD05 AE05 BA05 EA02 GA02 3J103 AA03 AA04 AA12 BA43 CA03 CA22 FA30 GA16 4E070 AA03 AB09 AC07 AD03 BC12 BC23 CA04 EA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素材供給手段から送り出されてくる加熱
状態の線材を巻きばねに成形する巻きばね製造装置であ
って、先端部へ向かって縮径する円錐台部が設けられ、前記素
材供給手段による線材の供給時に前記円錐台部の軸心を
中心として巻きばねの巻回方向へ回転する芯金と、前記芯金の外周側に該芯金の径方向に沿って移動可能と
なるように設けられ、前記素材供給手段から送り出され
てくる線材を前記芯金の外周面との間で加圧挟持すると
共に、該芯金に従動する方向へ回転して線材を下流側へ
送り出す押えローラと、前記芯金の外周側に該芯金の軸方向及び径方向へそれぞ
れ移動可能となるように設けられ、外周面を前記押えロ
ーラから送り出されてくる線材に圧接させつつ該線材に
従動する方向へ回転させると共に、前記軸方向及び径方
向に沿って巻きばねのリード角及び巻径に対応する位置
へ移動する成形ローラと、前記芯金における線材との接触領域の曲率半径が巻きば
ねの巻径に対応する大きさとなるように該芯金をその軸
方向に沿って移動させる芯金調整手段と、前記成形ローラにより湾曲されて前記芯金の前方へ送り
出されてくる巻線部の径方向への変位を制限し、かつ該
巻線部との接触部を巻線部の自転運動に連動して該巻線
部に従動する方向へ移動させる製品支持手段と、を有することを特徴とする巻きばね製造装置。
【請求項２】前記製品支持手段は、前記芯金の前方へ送り出されてくる巻線部の外周側に配
置されて該巻線部の径方向への変位を制限する複数本の
支持ローラと、前記複数本の支持ローラをそれぞれ巻線部に従動する方
向へ回転させるローラ駆動部と、を有することを特徴とする請求項１記載の巻きばね製造
装置。
【請求項３】前記素材供給手段は、前記芯金の外周接線方向に沿って張設された無端状の第
１ベルト部材と、前記芯金の外周接線方向に沿って張設され、前記第１の
ベルト部材と共に線材を挟持する無端状の第２ベルト部
材と、前記第１及び第２ベルト部材の少なくとも一方を循環移
動させて線材を前記芯金の方向へ送り出すベルト駆動部
と、前記第１及び第２ベルト部材から送り出されてきた線材
の曲げ変形を制限しつつ、該線材を前記芯金と前記押え
ローラとのニップ部へ案内するガイド部材と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の巻きば
ね製造装置。