JP2007000877A - ばね製造機 - Google Patents

Abstract

【課題】 曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源の数を可能な限り削減し、ばね製造時の曲げダイス間の相対位置制御を高い精度で行うことができるばね製造機を提供する。
【解決手段】 第二の曲げダイス取付スライド３２及び第三の曲げダイス取付スライド５２は、第一の曲げダイス取付スライド１１の移動方向を中心線として対称な位置に配置してあり、第一曲げダイス取付スライド１１及び第二の曲げダイス取付スライド３２、又は第一の曲げダイス取付スライド１１及び第三の曲げダイス取付スライド５２を、アーム部材３７で機械的に連結し、アーム部材３７の連結対象に応じて、第二の曲げダイス取付スライド３２を駆動する駆動源、又は第三の曲げダイス取付スライド５２を駆動する駆動源のいずれかにより、第一の曲げダイス取付スライド１１を連動させて、線材の巻き方向を特定してばねを製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動源の数を減らしつつ、高い精度でばねの曲げ加工を行うことが可能なばね製造機に関する。

従来のばね製造機は、線材をばね加工する空間である線材加工空間を筐体の前壁に設けてあり、線材加工空間へ線材通路を介して線材を送り出す少なくとも一対の線材送りローラを備えている。線材加工空間へ送り出された線材は、記線材加工空間へ進退自在である３つの曲げダイス取付スライドに取り付けた曲げダイスで曲げ加工される。

３つの曲げダイス取付スライドは、線材通路の線材出口に対向する位置、及び線材通路の延伸方向を中心線として対称な位置に配置してあり、それぞれに駆動源であるモータを備えている。そして、モータの回転を制御し、曲げダイス取付スライドの相対位置を設定することにより、所望の形状のばねを製造することが可能となっている。

しかし、上述した構成のばね製造機は、３つの曲げダイス取付スライドごとにモータにより位置を設定する必要があり、製造コストの低減が困難であるとともに、ランニングコストが高いという問題点があった。そこで、曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源を１つにし、一の曲げダイス取付スライドは駆動源により直接駆動し、他の曲げダイス取付スライドは、一の曲げダイス取付スライドと機械的に連結することが可能であり、着脱することが可能なアーム部材を備えるばね製造機が開発されている。（特許文献１参照）
特開２００５−１１８７９８号公報

しかし、上述したような曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源を１つにしたばね製造機では、駆動源により直接駆動する一の曲げダイス取付スライドの移動は、駆動源の回転軸に直結したボールねじを用いて直線状に行うことができる。一方、他の曲げダイス取付スライドは、一の曲げダイス取付スライドとアーム部材により機械的に連結してあり、一の曲げダイス取付スライドの直線移動に応じてアーム部材が揺動する。アーム部材の揺動中心は、連結してある一の曲げダイス取付スライドと他の曲げダイス取付スライドの中間位置にあることから、他の曲げダイス取付スライドは、アーム部材の揺動による円弧上を移動するにすぎない。したがって、他の曲げダイス取付スライドの移動速度を、一の曲げダイス取り付けスライドと一致させることができず、外径が可変であるばねを製造する場合に製造精度を一定以上の精度にまで高めることが困難であるという問題点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、一の曲げダイス取付スライドを他の曲げダイス取付スライドと連結させることにより、曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源の数を可能な限り削減し、ばね製造時の曲げダイス間の相対位置制御を高い精度で行うことができるばね製造機を提供することを目的とする。

また本発明は、アーム部材が揺動する回転半径を曲げダイス取付スライド間を連結している距離よりも長くすることにより、アーム部材の揺動による曲げダイス取付スライドの移動方向の近似直線の精度を高めることができるばね製造機を提供することを目的とする。

また本発明は、溝カム機構を設けることにより、曲げダイス取付スライドの移動に伴う曲げダイスの移動方向を所定の角度上方または下方へ直線的に近似することができるばね製造機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係るばね製造機は、線材を曲げダイスを通してコイルばねに加工する線材加工空間へ送り出される線材が通過する線材通路と、線材を挟圧して前記線材加工空間へ送り出す少なくとも一対の線材送りローラと、前記線材加工空間への進退自在に設けてある第一、第二、及び第三の曲げダイス取付スライドとを備えたばね製造機において、前記第一の曲げダイス取付スライドは、前記線材通路の線材出口に対向する位置に配置してあり、前記第二及び前記第三の曲げダイス取付スライドは、前記第一の曲げダイス取付スライドの進退方向を中心線として対称な位置に配置してあり、前記第一及び前記第二の曲げダイス取付スライド、又は前記第一及び前記第三の曲げダイス取付スライドを、選択的に機械的に連結することが可能なアーム部材と、前記第二の曲げダイス取付スライドを駆動する第一の駆動源と、前記第三の曲げダイス取付スライドを駆動する第二の駆動源とを備え、前記アーム部材の連結対象に応じて、前記第一又は前記第二の駆動源により、前記第一の曲げダイス取付スライドを連動させて、線材の巻き方向を特定してコイルばねを製造するようにしてあることを特徴とする。

また、第２発明に係るばね製造機は、第１発明において、前記アーム部材は、前記第一及び前記第二の曲げダイス取付スライド、又は前記第一及び前記第三の曲げダイス取付スライドを、機械的に連結した部分を結ぶ直線の延長上に、揺動中心を備えることを特徴とする。

また、第３発明に係るばね製造機は、第１又は第２発明において、前記第一の曲げダイス取付スライドは、一端に曲げダイスを取り付け、該第一の曲げダイス取付スライドの略中央近傍を他端とし、他端を中心として揺動する揺動部材を備え、前記第一の曲げダイス取付スライドの上方及び下方にカム溝を有するブロック体、及び前記カム溝に嵌合するスライダを有するカム装置を備え、前記ブロック体又は前記スライダのいずれかが前記揺動部材に連結してあることを特徴とする。

第１発明では、第一の曲げダイス取付スライドを線材通路の線材出口に対向する位置に配置し、第二及び第三の曲げダイス取付スライドを、第一の曲げダイス取付スライドの移動方向を中心線として対称な位置に配置してある。第一及び第二の曲げダイス取付スライド、又は第一及び第三の曲げダイス取付スライドは、着脱自在なアーム部材により選択的に連結してある。アーム部材により第一及び第二の曲げダイス取付スライドを連結している場合、第二の曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源により、第一の曲げダイス取付スライドを連動させて、線材の巻き方向を特定してばねを製造する。アーム部材により第一及び第三の曲げダイス取付スライドを連結している場合、第三の曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源により、第一の曲げダイス取付スライドを連動させて、線材の巻き方向を逆方向に特定してばねを製造する。

これにより、曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源は２個設けておけば足り、駆動源を３個設けてある場合に比べて電力消費量を抑制することが可能となる。また、アーム部材による連結対象を選択的に切り換えることにより、線材の巻き方向を特定することができる。

さらに、駆動源を１個備えているばね製造機では、例えばばねの外径が次第に大きくなるばねを製造する場合、二の曲げダイス取付スライドを一定速度で連動させて移動する必要があるのに対し、駆動源により直接駆動されていない曲げダイス取付スライドを等速運動させることが困難である。それに対して、一の曲げダイス取付スライドは駆動源により直接駆動し、他の曲げダイス取付スライドは他の駆動源により間接的に駆動することから、駆動源の回転を数値制御することにより、両者を一定速度で連動させて移動することができ、ばねの外径が次第に大きくなるばねを製造する場合であっても、精度良く製造することが可能となる。

第２発明では、アーム部材は、第一及び第二の曲げダイス取付スライド、又は第一及び第三の曲げダイス取付スライドを、機械的に連結した部分を結ぶ直線の延伸上に、回転中心を備えている。これにより、アーム部材の回転半径が大きくなり、例えば第三の曲げダイス取付スライドの移動によるアーム部材の揺動がより直線移動に近づく。したがって、より精度良く第一の曲げダイス取付スライドを直線的に等速で移動させることができ、様々な形態のばねを精度良く製造することが可能となる。

第３発明では、第一の曲げダイス取付スライドは、一端に曲げダイスを取り付け、第一の曲げダイス取付スライドの略中央近傍を他端とし、他端を中心として揺動する揺動部材を備えている。第一の曲げダイス取付スライドの上方及び下方には、カム溝を有するブロック体、及びカム溝に嵌合するスライダを有するカム装置を備えており、ブロック体又はスライダのいずれかが揺動部材に連結してある。これにより、駆動源を有しない第一の曲げダイス取付スライドの移動に伴う曲げダイスの移動方向を、揺動部材の揺動により所定の角度上方又は下方へ直線的に移動することができ、様々な形態のばねを精度良く製造することが可能となる。

第１発明によれば、曲げダイス取付スライドを駆動する駆動源は２個設けておけば足り、駆動源を３個設けてある場合に比べて電力消費量を抑制することが可能となる。また、アーム部材による連結対象を選択的に切り換えることにより、線材の巻き方向を特定することができる。

さらに、駆動源を１個備えているばね製造機では、例えばばねの外径が次第に大きくなるばねを製造する場合、二の曲げダイス取付スライドを一定速度で連動させて移動する必要があるのに対し、駆動源により直接駆動されていない曲げダイス取付スライドを等速運動させることが困難である。それに対して、一の曲げダイス取付スライドは駆動源により直接駆動し、他の曲げダイス取付スライドは他の駆動源により間接的に駆動することから、駆動源の回転を数値制御することにより、両者を一定速度で連動させて移動することができ、ばねの外径が次第に大きくなるばねを製造する場合であっても、精度良く製造することが可能となる。

第２発明によれば、アーム部材の回転半径が大きくなり、例えば第三の曲げダイス取付スライドの移動によるアーム部材の揺動がより直線移動に近づく。したがって、より精度良く第一の曲げダイス取付スライドを直線的に等速で移動させることができ、様々な形態のばねを精度良く製造することが可能となる。

第３発明によれば、駆動源を有しない第一の曲げダイス取付スライドの移動に伴う曲げダイスの移動方向を、揺動部材の揺動により所定の角度上方又は下方へ直線的に移動することができ、様々な形態のばねを精度良く製造することが可能となる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るばね製造機の要部構成を示す正面図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るばね製造機は、線材１が線材通路２を通って上下一対の二組の線材送りローラ７、７、・・・へ誘導される。線材送りローラ７、７、・・・は、上側に位置する線材送りローラ７、７が反時計回りに、下側に位置する線材送りローラ７、７が時計回りに回転することにより、線材１を線材通路２へ誘導する。

線材通路２の端部へ誘導された線材１は、線材加工空間５へ送り出され、例えば第一の曲げダイス取付スライド１１及び第第二の曲げダイス取付スライド３２の先端部に取り付けてある曲げダイス１３、３３に当接する。線材１は、当接する曲げダイス１３、３３の角度及び両者の相対的な位置関係に応じて、所望の向きに曲げ変形し、所望のばねを巻成する。

切断ツールスライド４６は、端部にカッター４８を固着してあり、前壁から突出する芯金４７との協働により巻成されたばねを切断する。切断ツールスライド４６は、図示しないガードレールに沿って線材加工空間５へと上下動し、カッター４８が芯金４７との間で線材１を挟み、カッター４８が芯金４７と摺接するまで下降することにより、線材１が切断される。

線材加工空間５を挟んで線材通路２の線材１の出口に対向する位置に、第一の曲げダイス取付スライド１１を配置している。図２は、第一の曲げダイス取付スライド１１の構成を示すII−II断面図である。

第一の曲げダイス取付スライド１１は、線材通路２の線材中心の延伸方向にガイドレール１０を前壁４上に配置しており、ガイドレール１０に沿ってスライド本体１２が、線材加工空間５に対して進退自在に摺動可能となっている。スライド本体１２の先端部には曲げダイス１３が取り付けてあり、線材加工空間５内で線材１に対して曲げ加工を行う。

スライド本体１２は、直接駆動させる駆動源を有していない。後述するアーム部材３７を前壁４と平行な略鉛直な面に沿って揺動自在に設けることにより、後述する第二の曲げダイス取付スライド３２又は第三の曲げダイス取付スライド５２の移動に連動して駆動される。従って、駆動源であるモータＭ２、Ｍ３は、第二の曲げダイス取付スライド３２又は第三の曲げダイス取付スライド５２に取り付けてある。

スライド本体１２は、アーム部材３７の第二の突出部４２を嵌合することが可能な溝部１４を有している。駆動源であるモータＭ２、Ｍ３の回転により、第二の曲げダイス取付スライド３２又は第三の曲げダイス取付スライド５２が移動した場合、第一の突出部４２が溝部１４に沿って摺動して、第一の曲げダイス取付スライド１１が連動して移動する。

なお、スライド本体１２は、前壁４に垂直な方向に向けた枢軸１９を介して揺動することが可能な揺動部材２０を備えている。揺動部材２０は、カム装置２１と連動しており、第二の曲げダイス取付スライド１１が線材加工空間５から水平方向に離れるように移動した場合、スライド本体１２は揺動部材２０により上方へ揺動し、先端に取り付けてある曲げダイス１３が上方へ揺動する。

図３は、カム装置２１の構成を示す部分断面図である。図３に示すように、カム装置２１は、前壁４に着脱することができ、カム溝２３を有するブロック体２２と、カム溝２３に嵌合し、揺動部材２０の張出片２５とスライダ２７とを、枢軸２６で回転可能に枢止してある。カム溝２３の中心線方向は、第一の曲げダイス取付スライド１１の移動方向に対して、反時計回りに所定の鋭角αだけ回転した方向である。スライダ２７は、遊びを有しておらず、カム溝２３の幅方向にはガタつかない構成となっている。揺動部材２０の端部に曲げダイス１３が取り付けてある。

図４はアーム部材３７の構成を示す図であり、図４（ａ）は、アーム部材３７の平面図であり、図４（ｂ）は、アーム部材３７のIV−IV断面図である。アーム部材３７は、前壁４の所定の位置に固着してある支持台３０に着脱可能であり、固着した状態で支持台３０を回転中心として揺動可能となっている。

アーム部材３７は、支持台３０と反対側の端部及び両者の中間位置に、それぞれ第一の突部４１及び第二の突部４２を備えている。第一の突部４１は、第二の曲げダイス取付スライド３２又は第三の曲げダイス取付スライド５２の溝部３４、５４に嵌合することができ、第二の突部４２は、第一の曲げダイス取付スライド１１の溝部１４に嵌合することができる。

図１では、アーム部材３７の第一の突部４１を、第三の曲げダイス取付スライド５２に取り付けた場合について図示しており、この場合、線材１に対する曲げ加工は第一の曲げダイス取付スライド１１及び第二の曲げダイス取付スライド３２にそれぞれ設置している曲げダイス１３、３３で行い、第三の曲げダイス取付スライド５２はばねの製造には直接関与しない。しかし、第一の曲げダイス取付スライド１１の移動は、第三の曲げダイス取付スライド５２を駆動する駆動源により行う。

図５は、第二（第三）の曲げダイス取付スライド３２（５２）の構成を示すＶ−Ｖ断面図である。第二（第三）の曲げダイス取付スライド３２（５２）は、線材誘導部３の線材中心の延伸方向と所定の角度β傾斜した方向に、ガイドレール３０（５０）を配置しており、ガイドレール３０（５０）に沿ってスライド本体が、線材加工空間５に対して進退自在に摺動可能となっている。図１では、第二の曲げダイス取付スライド本体３２の先端部に曲げダイス３３を取り付けてあり、第三の曲げダイス取付スライド本体５２の先端部に曲げダイス５３は取り付けていない。なお、第二の曲げダイス取付スライド３２と、第三の曲げダイス取付スライド５２とは、線材通路２の線材中心の延伸方向を対称軸として所定の角度β傾斜した対称な位置に配置してある。

第二（第三）の曲げダイス取付スライド３２（５２）は、スライド本体を直接駆動する駆動源であるモータＭ２（Ｍ３）を有している。アーム部材３７の端部に備えた第一の突部４１を、枢軸３９（５９）を介して、第一（第三）の曲げダイス取付スライド３２（５２）の溝部３４（５４）に嵌合する。枢軸３９（５９）は、溝部３４（５４）に沿って摺動する。これにより、第一（第三）の曲げダイス取付スライド３２（５２）が、所定の角度βの方向に摺動することで、アーム部材３７が揺動し、第一の曲げダイス取付スライド１１を所定の方向へと連動して移動させる。

モータＭ２（Ｍ３）は正逆回転することが可能であり、モータＭ２（Ｍ３）により回転する軸心を軸心方向への直進運動に変換するボールねじ３５（５５）をモータＭ２（Ｍ３）の回転軸に備え、ボールねじ３５（５５）に螺号する雌ねじ体３６（５６）をスライド本体に備えている。したがって、ボールねじ３５（５５）がモータＭ２（Ｍ３）により正逆回転することにより、スライド本体を、線材加工空間５内へ進退自在となる。

以上のような構成のばね製造機の動作について説明する。以下、曲げダイス１３、３３を第一の曲げダイス取付スライド１１及び第二の曲げダイス取付スライド３２に取り付け、アーム部材３７により第一の曲げダイス取付スライド１１と第三の曲げダイス取付スライド５２とを連結しており、ばねの外径が次第に大きくなるばねを製造する場合について説明する。

線材１が送り出される前は、第一の曲げダイス取付スライド１１及び第二のダイス取付スライド３２は、左端に位置するよう設定されている。線材１の送り出しが開始された場合、モータＭ２、Ｍ３に対して回転指示信号が送信され、モータＭ２、Ｍ３が所定の回転数で回転する。モータＭ２の回転により、第二の曲げダイス取付スライド３２は所定の角度βに沿って左上方へ移動する。モータＭ３の回転により、第三の曲げダイス取付スライド５２は所定の角度βに沿って右下方へ移動し、連結してあるアーム部材３７により、第一の曲げダイス取付スライド１１は線材加工空間５から離れるように移動し、曲げダイス１３は、所定の角度γを有する直線上を右上方へ移動する。

図６は、第一の曲げダイス取付スライド１１及び第二の曲げダイス取付スライド３２の移動方向を示す図である。曲げダイス１３、３３は、線材１の曲げ加工を確実に行うようにするため、中央部に溝を備えており、曲げダイス３３の溝の中央点Ｐ１は、図６に示すＬ１に沿って移動し、曲げダイス１３の溝の中央点Ｐ２は、図６に示すＬ２に沿って移動する。

そして、例えば中央点Ｐ１が位置Ｂへと移動した場合、中央点Ｐ２は位置ｂへと移動する。以下、両者は連動して直線的に等速に移動し、中央点Ｐ１のＬ１上の移動距離と、中央点Ｐ２のＬ２上の移動距離とが一定割合を維持しつつ移動するように、アーム部材３７の長さ、取付位置、形状等、及びモータＭ２、Ｍ３の回転数が決定されている。

なお、図６において、点Ａは線材誘導部３からの線材１の出口の下端を示す。また、Ｌ３は水平線、Ｌ４は鉛直線である。巻成するばねのコイル部の外径に対応して、曲げダイス３３の位置が定まり、同時に曲げダイス１３の位置が定まる。

以上のように曲げダイス１３、３３をＡから連動して移動することにより、右巻きのコイル部を有する外径が次第に大きくなる形状のばねを製造することができる。左巻きのコイル部を有するばねを製造する場合には、アーム部材３７を取り外し、第一の曲げダイス取付スライド１１と第三の曲げダイス取付スライド５２とを連結する。曲げダイスを第二の曲げダイス取付スライド３２から第三の曲げダイス取付スライド５２へ付け替えて、第一の曲げダイス取付スライド１１と第三の曲げダイス取付スライド５２とを連動させて移動することにより、左巻きのコイル部を有するばねを製造する。

なお、カム溝２３の中心線方向は、第一の曲げダイス取付スライド１１の移動方向に対して、反時計回りに所定の鋭角αだけ回転した方向に直線的であることに限定されるものではない。すなわち、揺動部材２０の端部に設置されている曲げダイス１３の移動軌跡が直線的になるように、適当な回転半径を有する円弧上を通過するようにカム溝２３を形成することにより、曲げダイス１３は、スライダ２７の動きに応じて所定の角度α上方へ傾斜した直線上を移動することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るばね製造機の要部構成を示す正面図である。 第一の曲げダイス取付スライドの構成を示すII−II断面図である。 カム装置の構成を示す部分断面図である。 （ａ）は、アーム部材の平面図であり、（ｂ）は、アーム部材のIV−IV断面図である。 第二（第三）の曲げダイス取付スライドの構成を示すＶ−Ｖ断面図である。 第一の曲げダイス取付スライド及び第二の曲げダイス取付スライドの移動方向を示す図である。

符号の説明

１ 線材
２ 線材通路
５ 線材加工空間
７ 線材送りローラ
１１ 第一の曲げダイス取付スライド
１２ スライド本体
１３、３３、５３ 曲げダイス
３４、５４ 溝部
２０ 揺動部材
２１ カム装置
２２ ブロック体
２３ カム溝
２７ スライダ
３２ 第二の曲げダイス取付スライド
３７ アーム部材
５２ 第三の曲げダイス取付スライド
Ｍ２、Ｍ３ モータ

Claims (3)

1. 線材を曲げダイスを通してコイルばねに加工する線材加工空間へ送り出される線材が通過する線材通路と、
   線材を挟圧して前記線材加工空間へ送り出す少なくとも一対の線材送りローラと、
   前記線材加工空間への進退自在に設けてある第一、第二、及び第三の曲げダイス取付スライドと
   を備えたばね製造機において、
   前記第一の曲げダイス取付スライドは、前記線材通路の線材出口に対向する位置に配置してあり、
   前記第二及び前記第三の曲げダイス取付スライドは、前記第一の曲げダイス取付スライドの進退方向を中心線として対称な位置に配置してあり、
   前記第一及び前記第二の曲げダイス取付スライド、又は前記第一及び前記第三の曲げダイス取付スライドを、選択的に機械的に連結することが可能なアーム部材と、
   前記第二の曲げダイス取付スライドを駆動する第一の駆動源と、
   前記第三の曲げダイス取付スライドを駆動する第二の駆動源と
   を備え、
   前記アーム部材の連結対象に応じて、前記第一又は前記第二の駆動源により、前記第一の曲げダイス取付スライドを連動させて、線材の巻き方向を特定してコイルばねを製造するようにしてあることを特徴とするばね製造機。
2. 前記アーム部材は、前記第一及び前記第二の曲げダイス取付スライド、又は前記第一及び前記第三の曲げダイス取付スライドを、機械的に連結した部分を結ぶ直線の延長上に、揺動中心を備えることを特徴とする請求項１記載のばね製造機。
3. 前記第一の曲げダイス取付スライドは、一端に曲げダイスを取り付け、該第一の曲げダイス取付スライドの略中央近傍を他端とし、他端を中心として揺動する揺動部材を備え、
   前記第一の曲げダイス取付スライドの上方及び下方にカム溝を有するブロック体、及び前記カム溝に嵌合するスライダを有するカム装置を備え、
   前記ブロック体又は前記スライダのいずれかが前記揺動部材に連結してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のばね製造機。
   

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