JP2002301534A - コイル径が変化したウエーブコイルスプリングとその製造方法及び装置 - Google Patents

コイル径が変化したウエーブコイルスプリングとその製造方法及び装置

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JP2002301534A
JP2002301534A JP2001103392A JP2001103392A JP2002301534A JP 2002301534 A JP2002301534 A JP 2002301534A JP 2001103392 A JP2001103392 A JP 2001103392A JP 2001103392 A JP2001103392 A JP 2001103392A JP 2002301534 A JP2002301534 A JP 2002301534A
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coil
wave
forming
diameter
mold
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JP2001103392A
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Toshikazu Okuno
利和 奥野
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OKUNO MACHINE CO Ltd
Fuji Bellows Co Ltd
Fuji Seiko Co Ltd
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OKUNO MACHINE CO Ltd
Fuji Bellows Co Ltd
Fuji Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 コイルの1巻き毎にコイル径が変化した円錐
形又は紡錘形のウエーブコイルスプリングと、その製造
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 帯状の金属板ばね材を、薄板の巾方向に
コイル巻きし且つコイル板面に連続したウエーブを形成
してなるウエーブコイルスプリングを、少なくともコイ
ルの1巻き毎にコイル径が変化し且つウエーブの山と谷
の頂点同志が合致して対接するよう円錐又は紡錘形に多
重層巻きに構成する。また製造方法として、帯状の金属
板ばね材を、薄板の巾方向にコイル巻きし且つコイル板
面に連続したウエーブを成形する方法において、コイル
成形中にコイル径を少なくとも1巻き毎に変化させると
同時に、コイル板面にコイル径変化に対応した山数、大
きさ等のウエーブ形状に変化させるべくコイル成形部と
ウエーブ成形部の夫々の駆動部をコンピュータ制御す
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、ウエーブをもち、
且つこのウエーブの山と谷の頂部が互いに接触するよう
にコイル巻きされてなるウエーブコイルスプリング、さ
らに詳しくは、コイルの1巻き毎にコイル径が変化した
円錐形又は紡錘形のウエーブコイルスプリングとその製
造方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ウエーブコイルスプリングは、帯状の金
属板ばね材を波状に形成しながら薄板の厚さ方向にコイ
ル巻きしたものであって、例えば実開平4−75243
号、特開平9−177852号公報等により知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】公知のウエーブコイル
スプリングは、隣接する波形の山と谷の頂部同志が相対
向して接触するように構成され、山と谷の接点が支点に
なって互いに圧接し圧縮荷重が掛ると山形の弓状部分に
撓みを生じて通常のコイルスプリングより高い反発力が
得られるものであるが、円錐コイルスプリングのよう
に、コイル径が1巻き毎に変化するものでは山と谷の頂
部の接点部にずれを生じるためにこのようなウエーブコ
イルスプリングの分野では円錐或いは紡錘形のものは存
在しなかった。
【0004】本発明の目的は、コイル径を形成した後に
ウエーブの波形形状を形成する方式の機械を利用してコ
イル径の変更手段とウエーブ形成手段を選定された数値
の範囲内において任意に自動制御することにより従来実
施不能と考えられていたコイル径が変化した円錐形、域
いは紡錘形のウエーブコイルスプリングとその製造方法
及び装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るコイル径が変化したウエーブコイルス
プリングは、帯状の金属板ばね材を、薄板の巾方向にコ
イル巻きし且つコイル板面にウエーブを形成してなるウ
エーブコイルスプリングを、少なくともコイルの1巻き
毎にコイル径が変化し且つウエーブの山と谷の頂点同志
が合致して対接するよう円錐又は紡錘形に多重層巻きに
構成してなるものである。
【0006】上記構成のウエーブコイルスプリングは、
上端が小径で下方に向う程大径となる円錐形、又は上下
両端が小径で中間部が大径の謂ゆる紡錘形であり、而も
各コイル間のウエーブの山と谷の頂部同志は少しの狂い
もなく正確に接触しているためにウエーブコイルスプリ
ングとして特性を保有した上で、而もコイル径の変化に
より比較的ストロークの大きいコイルスプリングが得ら
れる。
【0007】また、本発明に係るウエーブコイルスプリ
ングの製造方法は、帯状の金属板ばね材を、薄板の巾方
向にコイル巻きし且つコイル板面を波形形状に成形する
ようにした方法において、コイル成形中にコイル径を少
なくとも1巻き毎に変化させると同時に、コイル板面に
コイル径変化に対応した山数、大きさ等のウエーブ形状
に変化させるべくコイル成形部とウエーブ成形部の夫々
の駆動部をコンピュータ制御することを特徴とする。
【0008】かかる構成によれば、板ばね材をコイル成
形しながらウエーブ成形されると同時にコイルの1巻毎
にコイル径が変化しても1巻目から最終巻目の各コイル
に山の頂部が正確に合致した任意の円錐又は紡錘ウエー
ブコイルスプリングがコンピュータ制御により全自動で
提供することができる。
【0009】また、本発明の装置は、帯状の金属板ばね
材を一対の線送りロールにより送り出す線送り装置と送
り出された板ばね材を板面の巾方向にコイル巻きするよ
うに配置された複数の曲げロールを含むコイル成形部
と、コイル板面を波形形状に成形するウエーブ成形部と
よりなる装置であって、コイル成形部とウエーブ成形部
との間にコイル径をさらに変化させるように成形する第
2のコイル成形部を設けるとともに、前記ウエーブ成形
部はトンネルガイドをもつ固定金型と、この固定金型に
対してそのトンネルガイドの出口に対向して配置された
同様のトンネルガイドをもつ移動金型とよりなり、且つ
前記第1.第2のコイル成形部と前記ウエーブ成形部の
移動金型とをコイル径の変化とその変化に対応したウエ
ーブの変化に自動制御するように夫々の駆動部に制御装
置を設けてなることを特徴とする。
【0010】従って、上記構成によれば、既存の基本的
なばね製造装置を利用することができるとともに、コイ
ル成形に第2のコイル成形部を設けることによって第1
のコイル成形部で曲げたものをさらに大きく曲げて、コ
イル径を変えるものであるため、コイル成形完了の段階
でコイル板面に波形形状が形成されることとなって、安
定したコイル径が得られるとともに、板ばね材に無理を
生じたりすることが回避される。而もこのようなウエー
ブ成形は固定金型に対して直線移動する移動金型によっ
て行われるため簡単な装置で任意の形、大きさのウエー
ブが得られる。
【0011】さらに、本発明は、前記ウエーブ成形部の
移動金型は固定金型に対して所定の小間隔(S)隔てて
配置され、且つ固定金型と移動金型の夫々のトンネルガ
イドの出入口端部にアール(R)を形成し、前記移動金
型のトンネルガイドは入口から出口に向かい板材曲げ方
向にラッパ状に広がるガイドを形成している。かかる構
成により固定金型、移動金型に対して板ばね材の移動及
び曲げ移動がスムーズに行われるとともに、両金型間及
び出入口部における急激な屈曲が回避され、板ばね材に
無理な荷重も生じない。
【0012】又、本発明には、固定金型と移動金型のト
ンネルガイドを広巾に形成している。従ってこの広巾と
されたトンネルガイドによりコイル成形部でコイル径が
大きく変化したような場合であっても、巾方向にゆとり
があるため、コイル径の変化に影響を受けることがな
い。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好ましい
実施例を説明する。
【0014】図1乃至図4は本発明のコイル径が変化し
たウエーブコイルスプリングの一例とその製造装置の実
施例を示したものであり、図1中、(a)は円錐ウエー
ブコイルスプリング、(b)は紡錘形ウエーブコイルス
プリングの正面図である。図2中、(a)はウエーブコ
イルスプリングの成形装置の要部の側面図である。
【0015】板ばね材10は、断面が横長の矩形で連続
したものを一端より繰り出してコイル成形しその後にウ
エーブ成形するものである。図2(a)において、板ば
ね材10を上下一対の線送りロール1.2間に板面を左
右から挟み込むように供給して前方へ強制送りすると、
板ばね材は先づ最初に3個の曲げロール4.5からなる
第1のコイル成形部6によりコイル成形される。最終の
曲げロール5は遠近移動するように設定され、これを前
進(矢印イ)させるとコイル径は小さくなり、逆に後退
(矢印ロ)させるとコイル径は大きくなる。この第1の
コイル成形部はコイル成形の始端側の約90度の範囲に
設置されて3個のロールで小さいコイル径を成形する。
第2のコイル成形部8は、コイル成形の始端側より約1
30乃至150度の範囲においてコイル内径に引込み金
具81を当てがってこれを引込むことによりさらに大き
なコイル径が成形される。
【0016】ウエーブ成形部7はコイル成形の最終位置
の手前に設置する。コイル成形の始端側より約180度
の位置が適当である。このウエーブ成形部7は、固定金
型72と移動金型75とよりなる。両金型72.75は
図2、図3に示すように夫々にトンネルガイド71.7
4をもち、夫々のトンネルガイドにコイル成形部でコイ
ル化された板材が適正な方向に向って通過するようにガ
イドの役目を果たすものである。
【0017】ウエーブの成形は固定金型72に対して移
動金型75がコイル板面に対して直交する方向へ往復移
動することにより山と谷が連続した波形形状が得られ
る。図3に示すようにコイル化した板ばね材10を固定
金型のトンネルガイド71から出て少し間隔Sをあけた
所に配置された移動金型75のトンネルガイドに通して
上下移動させると、図3(a)(b)(c)のように上
下方向に曲げ加工される。線送りを停めてウエーブの曲
げ加工をすることも可能であるが、線送りを停めないで
送りに合わせた移動金型の上下移動のコンピュータ制御
により所望のウエーブ加工が得られるものである。この
ため、第1.第2のコイル成形部6.8と、ウエーブ成
形部7の移動金型75との駆動部66.76.86にサ
ーボモータを使用し夫々を制御装置67.77.87に
より送り速度とその変化、及び波形形状成形に必要な移
動金型の移動速度とその変化を夫々自動制御すること
で、図1に示す円錐形ウエーブコイルスプリング又は紡
錘形ウエーブコイルスプリングが全自動で容易且つ確実
に得られるものである。コイル成形とウエーブ成形が行
われて1個のウエーブコイルスプリングが完成すると、
移動金型75の出口部においてカッター9で分断され
る。
【0018】ウエーブコイルスプリングは、ウエーブ状
に曲げ加工された数巻の連続品であるが、図4(a)
(b)に示すように、1巻目の上側山頂点と2巻目のウ
エーブ下側(谷)頂点が完全に一致しないと適正なウエ
ーブコイルばねにはならない。従って上記のような頂点
合わせらをするために、1巻中の山数は3.5山或いは
4.5山のように半山の端数山数でウエーブ成形をする
必要がある。例えばコイル径Φ100ミリメートルの1
巻きリングに3.5山のウエーブをつけるためには、1
巻の線長さ314ミリメートルを7等分し、上側に3
回、下側に4回移動金型を移動させることで成形可能と
なる。移動金型はサーボモータで駆動され、コンピュー
タで制御されているため、線送り44.86ミリメート
ル送る間に上側へ次の44.86ミリメートル線送り
し、下側に移動させる。ウエーブばね全体形状を円錐
形、或いは紡錘形状に変形加工するためには、無理のな
い自然な形でコイル径を変化させながらウエーブ成形し
且つ山頂点合わせをすることが必要である。自然な変化
をしているコイル径では1巻中上下方向に合わせて7回
移動する。1回の約51.43度分の線送り長さは一定
ではないため、自然変化する1巻中の1度分に何ミリメ
ートルの線送りが必要かをコンピュータで計算し移動金
型を44.86度分線送り量に合わせて移動するように
することで自然にコイル径の変化に対応して山頂点は確
実に合致する。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、帯状金属の板ばね材をコイル成形しながらウエーブ
をつけ、コイル径変化に対応してウエーブの山頂点をコ
イルの1巻目から最終の巻目まで全長に亘り正確に一致
した高品質のコイル径が変化したウエーブコイルスプリ
ングを提供できるものであり、而もその製造方法におい
ては、従来既存の手段を応用した簡単で無理のない制御
方法を提供することができる。また、装置としても曲げ
加工される板ばね材に無理な衝撃や屈曲を与えないで円
滑且つ能率的に連続した工程で所望のコイル径が変化し
たウエーブコイルスプリング製造装置を提供しコストの
面でも有利で、実用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し(a)は円錐ウエーブ
コイルスプリング、(b)は紡錘形ウエーブコイルスプ
リングの夫々正面図である。
【図2】本発明方法を実施するための装置を示し、
(a)は要部の側面図、(b)は(a)におけるA−A
線の断面図である。
【図3】(a)(b)(c)はウエーブ成形の説明図で
ある。
【図4】(a)(b)はウエーブ山頂点部の拡大した説
明図である。
【符号の説明】
1.2 線送りロール 3 線送り装置 4.5 曲げロール 6 第1のコイル成形部 7 ウエーブ成形部 8 第2のコイル成形部 72 固定金型 75 移動金型 71.74 トンネルガイド 10 板ばね材 67.77.87 制御装置 S 間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J059 AD04 BA05 BA08 BC01 EA02 4E070 AB09 BC23 DA02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状の金属板ばね材(10)を、薄板の
    巾方向にコイル巻きし且つコイル板面に連続したウエー
    ブを形成してなるウエーブコイルスプリングを、少なく
    ともコイルの1巻き毎にコイル径が変化し且つウエーブ
    の山と谷の頂点同志が合致して対接するよう円錐又は紡
    錘形に多重層巻きに構成してなることを特徴とするコイ
    ル径が変化したウエーブコイルスプリング。
  2. 【請求項2】 帯状の金属板ばね材(10)を、薄板の
    巾方向にコイル巻きし且つコイル板面に連続したウエー
    ブを成形する方法において、コイル成形中にコイル径を
    少なくとも1巻き毎に変化させると同時に、コイル板面
    にコイル径変化に対応した山数、大きさ等のウエーブ形
    状に変化させるべくコイル成形部とウエーブ成形部の夫
    々の駆動部をコンピュータ制御することを特徴とするコ
    イル径が変化したウエーブコイルスプリング製造方法。
  3. 【請求項3】 帯状の金属板ばね材(10)を一対の線
    送りロール(1.2)により送り出す線送り装置(3)
    と送り出された板ばね材を板面の巾方向にコイル巻きす
    るように配置された複数の曲げロール(4.5)を含む
    コイル成形部(6)と、コイル板面を波形形状に成形す
    るウエーブ成形部(7)とよりなる装置であって、コイ
    ル成形部(6)とウエーブ成形部(7)との間にコイル
    径をさらに変化させるように成形する第2のコイル成形
    部(8)を設けるとともに、前記ウエーブ成形部(7)
    はトンネルガイド(71)をもつ固定金型(72)と、
    この固定金型に対してそのトンネルガイド(71)の出
    口(73)に対向して配置された同様のトンネルガイド
    (74)をもつ移動金型(75)とよりなり、且つ前記
    第1.第2のコイル成形部(6.8)と前記ウエーブ成
    形部(7)の移動金型(75)とをコイル径の変化とそ
    の変化に対応したウエーブの変化に自動制御するように
    夫々の駆動部(66.76.86)に制御装置(67.
    77.87)を設けてなることを特徴とするコイル径が
    変化したウエーブコイルスプリング製造装置。
  4. 【請求項4】 前記ウエーブ成形部(7)の移動金型
    (75)は固定金型(72)に対して所定の小間隔
    (S)隔てて配置され、且つ固定金型(72)と移動金
    型(75)の夫々のトンネルガイドの出入口端部にアー
    ル(R)を形成してなる請求項3記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記移動金型(75)のトンネルガイド
    (74)は入口から出口に向かい板材の曲げ方向にラッ
    パ状の広がりをもつガイド(11)を形成してなる請求
    項3又は4記載の装置。
  6. 【請求項6】 ウエーブ成形部(7)の固定金型(7
    2)と移動金型(75)の夫々のトンネルガイド(7
    1.74)は、コイル径変化に対応した相当広巾に形成
    されてなる請求項3又は4に記載の装置。
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