JP2011098389A - コイルばね製造機の成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形工具ユニットを調整する自由度を高めることができるコイルばね製造機の成形装置を提供する。
【解決手段】第１軸駆動手段２０は基台１０に設けられている第１のアクチュエータ２１と、第１のアクチュエータにより駆動回転される第１のウォームギヤ２２と、第１のウォームギヤに螺合する第１の摺動台座２３とを備えており、第２軸駆動手段３０は第１の摺動台座に設けられている第２のアクチュエータ３１と、第２のアクチュエータにより駆動回転される第２のウォームギヤ３２と、第２のウォームギヤに螺合するとともに第１の摺動台座に対して直線移動可能な第２の摺動台座３３とを備えており、一対の成形工具ユニット４０は第１軸駆動手段および第２軸駆動手段を介して基台に対して個別に縦方向および横方向に二次元移動可能となっており、この一対の成形工具ユニットを調整する自由度を高めている。
【選択図】図１

Description

本発明は成形装置に関し、とりわけコイルばね製造機の成形装置に関する。

一般的なコイルばね製造機は、線材に衝合してコイルばねに成形するための成形装置を備えており、コイルばね成形の工程では、線材供給手段が線材をコイルばね製造機に供給し、成形装置は線材を巻回してコイルばねを形成し、最終的に切断手段で線材を切断してコイルばね成形の工程が終了する。このうち成形装置の作用は直線上の線材を巻回状のコイルばねに成形するところにあり、そしてコイルばね製造機は通常、コイルばね製造機における対応する両側にそれぞれ配置されている二つの成形工具ユニットを備えており、この二つの成形工具ユニットの位置を調整して、コイルばね成形の巻回直径の大きさを決定することができる。

従来のコイルばね製造機の成形装置は、摺動台座と、摺動台座を摺動する成形工具ユニットとを備えており、成形工具ユニットがコイルばね製造機に対して斜め方向で一次元的に直線移動することで、コイルばねの線直径の大きさを調整している。しかし斜め方向の一次元的な直線移動のみでは、コイルばね製造機がコイルばね線直径の大きさを調整する際の自由度は足らず、調整において不便であった。

したがって、コイルばね製造機における他の成形装置が開発された。その改良点は、成形工具ユニットをコイルばね製造機に対して斜め方向で移動する以外に、コイルばね製造機に対して一次元的に縦方向で直線移動することができるようにしているところにある。しかし二つの方向の直線移動で成形工具ユニットの位置を調整すしてもなお不足の嫌いがあり、しかも成形工具ユニットはコイルばね製造機に対して狭い範囲での位置調整しかできない。また、従来のコイルばね製造機における二つの成形工具ユニットは、個別に二次元移動して、コイルばね製造機の線材供給軸に対する成形工具ユニットの位置を調整することはできず、コイルばね成形工程における柔軟性が足らなかった。

したがって、上記した問題点を如何に改善するかと言うことは、本発明者が研究する課題となっていた。

本発明の一つの目的は、成形工具ユニットをそれぞれ第１、第２軸方向駆動手段により基台に対して任意に縦、横方向移動させることで、成形工具ユニットを調整する自由度を高めることができるコイルばね製造機の成形装置を提供するところにある。

上記目的を達成するために、本発明では基台を備えたコイルばね製造機の成形装置を提供するものであって、前記成形装置は第１軸駆動手段と、第２軸駆動手段と、成形工具ユニットとを備えており、このうち前記第１軸駆動手段は、前記基台に設けられている第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータにより駆動回転される第１のウォームギヤと、前記第１のウォームギヤに螺合するとともに前記基台に対して直線移動可能な第１の摺動台座とを備えており、前記第２軸駆動手段は前記第１の摺動台座に設けられている第２のアクチュエータと、前記第２のアクチュエータにより駆動回転される第２のウォームギヤと、前記第２のウォームギヤに螺合するとともに前記第１の摺動台座に対して直線移動可能な第２の摺動台座とを備えており、前記成形工具ユニットは前記第２の摺動台座に設けられており、前記成形工具ユニットは前記第１軸駆動手段および前記第２軸駆動手段を介して前記基台に対して縦方向および横方向に二次元移動可能となっている。

上記目的を達成するために、本発明では基台と、コイルばね線材供給軸とを備えたコイルばね製造機の成形装置を提供しており、前記成形装置は一対の第１軸駆動手段と、一対の第２軸駆動手段と、一対の成形工具ユニットとを備えており、このうち、前記一対の第１軸駆動手段は前記コイルばね線材供給軸の中心線における上側、下側にそれぞれ形成されており、前記第１軸駆動手段は前記基台に設けられている第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータにより駆動回転される第１のウォームギヤと、前記第１のウォームギヤに螺合するとともに前記基台に対して直線移動可能な第１の摺動台座とを備えており、前記一対の第２軸駆動手段は前記第１の摺動台座に設けられている第２のアクチュエータと、前記第２のアクチュエータにより駆動回転される第２のウォームギヤと、前記第２のウォームギヤに螺合するとともに前記第１の摺動台座に対して直線移動可能な第２の摺動台座とをそれぞれ備えており、前記一対の成形工具ユニットは前記第２の摺動台座にそれぞれ設けられており、前記一対の成形工具ユニットはそれぞれ前記一対の第１軸駆動手段および前記一対の第２軸駆動手段を介して前記基台に対して個別に縦方向および横方向に二次元移動可能となっている。

本発明は従来技術に比べて次のような効果を達成することができる。従来のコイルばね製造機では一方向の直線移動でしか成形装置の調整ができないという欠点を解決し、縦方向および横方向の二次元移動により、成形工具ユニットが基台およびコイルばね線材供給軸に対して調整を行う利便性を図り、コイルばね成形工程の柔軟性を高めている。また、前記成形工具ユニットが互いに個別に移動するとともに、異なる方位で移動可能とすることで、比較的複雑、または３Ｄ形状のコイルばねを成形することができる。さらには、第１軸駆動手段および第２軸駆動手段は成形工具ユニットの方位および角度の移動変化性を高めている。またさらには、第１、第２軸駆動手段の移動は直線移動であるため、精度の高い位置決めができるうえ、操作もかなりしやすい。最後に、分かれて個別に移動可能なこの一対の成形工具ユニットはコンピュータで制御できるため、コンピュータでこの一対の成形工具ユニットをそれぞれ制御して、製造工程の柔軟性を大幅に高めて、コイルばね成形の難度を低減することができる。

本発明の立体外観図である。 本発明の他の角度から見た立体外観図である。 本発明の立体透視図（一）である。 本発明の立体透視図（二）である。 本発明の作動時における正面図（一）である。 本発明の作動時における正面図（二）である。 本発明の作動時における正面図（三）である。 本発明を応用した実施例の正面図である。 本発明を応用した実施例の他の正面図である。 本発明の他の実施例の立体外観図である。 動作時における、図１０の切断線１１−１１の断面状態図（一）である。 動作時における、図１０の切断線１１−１１の断面状態図（二）である。

本発明の詳細な説明および技術内容について、図面を合わせて下記のとおり説明する。しかしながら図面は参考および説明用に過ぎず、本発明を限定するために用いるものではない。

それぞれ本発明の立体外観図および本発明の他の角度からみた立体外観図である図１および図２を参照されたい。本発明はコイルばね製造機の成形装置２を提供するものであって、コイルばね製造機１は基台１０と、コイルばね線材供給軸１１（図８に示すとおり）を備えており、成形装置２は一対の第１軸駆動手段２０と、一対の第２軸駆動手段３０と、一対の成形工具ユニット４０とを備えている。

このうち、この一対の第１軸駆動手段２０は前記コイルばね線材供給軸１１の中心線における上側、下側にそれぞれ形成されており、第１軸駆動手段２０は前記基台１０に設けられている第１のアクチュエータ２１と、第１のアクチュエータ２１により駆動回転される第１のウォームギヤ２２と、第１のウォームギヤ２２に連結するとともに前記基台１０に対して直線移動可能な第１の摺動台座２３とを備えている。

この一対の第２軸駆動手段３０は、第１の摺動台座２３に設けられている第２のアクチュエータ３１と、第２のアクチュエータ３１により駆動回転される第２のウォームギヤ３２と、第２のウォームギヤ３２に連結されるとともに第１の摺動台座２３に対して直線移動可能な第２の摺動台座３３とをそれぞれ備えている。

この一対の成形工具ユニット４０は前記一対の第２の摺動台座３３にそれぞれ設けられており、成形工具ユニット４０は第１軸駆動手段２０および第２軸駆動手段３０を介して前記基台１０に対して互いに垂直となる縦方向および横方向に移動可能である。また、成形工具ユニット４０は第２の摺動台座３３に設けられている取付け台４１と、取付け台４１に螺合されている押圧伸縮棒４２とを備えており、押圧伸縮棒４２は第２の摺動台座３３に対して斜め方向に移動して押圧伸縮棒４２の位置を調整する。

さらに、第１のアクチュエータ２１および第２のアクチュエータ３１はステッピングモータまたはサーボモータとされるが、この形態に限定されない。

それぞれ本発明の立体透視図（一）および本発明の立体透視図（二）である図３および図４と、図２とを合わせて参照されたい。第１の摺動台座２３は第１のプレート２３１と、第１のプレート２３１に固設されている第１のナット２３２とを備えており、第１のナット２３２は第１のウォームギヤ２２に対応して螺合されている。

第２の摺動台座３３は第２のプレート３３１と、第２のプレート３３１に固設されている第２のナット３３２とを備えており、第２のナット３３２は第２のウォームギヤ３２に対応して螺合されている。

また、第１の摺動台座２３は、第１のプレート２３１に設けられるとともに第１のナット２３２と同じ側に配設されている第１のスライダ２３３を備えており、第１のスライダ２３３には第１の摺動溝２３３１が形成されており、前記基台１０がレール１２を備え、第１の摺動溝２３３１はレール１２との摺動・嵌設に供される。

そして第１の摺動台座２３は第１のプレート２３１の他方の側に設けられている第１のレール２３４を備えており、第２の摺動台座３３は、第２のプレート３３１に設けられるとともに第２のナット３３２と同じ側に配設されている第２のスライダ３３３を備えており、第２のスライダ３３３には第１のレール２３４に嵌設するための第２の摺動溝３３３１が成形されている。

それぞれ本発明の作動時における正面図（一）および作動時における正面図（二）である図５および図６を参照されたい。第１軸駆動手段２０が基台１０に対して移動することにより、成形工具ユニット４０は縦方向の移動が実現する。第２軸駆動手段３０が第１軸駆動手段２０に対して移動することにより、成形工具ユニット４０は横方向の移動が実現する。このように、成形工具ユニット４０が二次元の直交座標系の移動を行うことで、成形工具ユニット４０の調整の自由度を高めている。

さらに詳しく説明すると、この一対の成形工具ユニット４０は、例えば、コイルばね線材供給軸１１（図８に示すとおり）に対向する成形工具ユニット４０がコイルばね成形製作を行うとき、コイルばね線材供給軸１１に対して水平方向の横方向にのみ変位し、鉛直方向の縦方向の変位は行わない、という具合に二次元直交座標系の移動を個別に行うことができる。そしてコイルばね線材供給軸１１上方に配設されている成形工具ユニット４０は横方向、縦方向または斜め方向の移動を行うことができる。説明を補足すれば、ここにおける斜め方向とは、成形工具ユニット４０の進行軌跡が直線または非直線の運動のことである。非直線とは円弧線または放物線などである。

さらに、上記斜め方向移動を行う成形工具ユニット４０は第１軸駆動手段２０および第２軸駆動手段３０による実現されるので、成形工具ユニット４０の運動は任意に制御することができる。例示して説明すると、もし第２の摺動台座３３の右方向移動と第１の摺動台座２３の上方向移動との比率が１：１である場合、成形工具ユニット４０は右上方向に４５度移動する。もしその比率が４：√３である場合には、成形工具ユニット４０は右上方向に６０度移動する。

本発明の作動時における正面図（三）である図７を参照されたい。図から判るように、コイルばね線材供給軸１１（図８に示すとおり）の上方に配設されている成形工具ユニット４０は斜め方向移動を行い、一方、コイルばね線材供給軸１１に対向する他方の成形工具ユニット４０は水平方向の横方向移動を行う。

それぞれ本発明を応用した実施例の正面透視図および正面図である図８および図９を参照されたい。図面に示すように、コイルばね線材供給軸１１の上下両側には、一対の第１軸駆動手段２０および一対の第２軸駆動手段３０がそれぞれ設けられており、第１軸駆動手段２０が基台１０に対して移動し、第２軸駆動手段３０が第１軸駆動手段２０に対して移動して、成形工具ユニット４０の位置を移動させて、加工成形後のコイルばね５０の巻き径の大きさを決定する。

それぞれ本発明の他の実施例の立体外観図、動作時における図１０の切断線１１−１１の断面状態図（一）および動作時における図１０の切断線１１−１１の断面状態図（二）を参照されたい。本実施例において、成形工具ユニット４０’は成形工具ホルダ４１’と、成形工具ホルダ４１’に枢設されている成形工具４２’と、駆動コマ４３’とを備えている。

成形工具ホルダ４１’は第２の摺動台座３３に設けられ、駆動コマ４３’は基台１０上（図示しない）に設けられるとともに、成形工具４２’の一端に当接している。このうち第２の摺動台座３３上に設けられている成形工具ホルダ４１’の駆動コマ４３’に対する移動により、成形工具４２’が成形工具ホルダ４１’に対して揺動する。

さらに詳しく説明すると、成形工具４２’の一端には軸受け４２１’が設けられており、駆動コマ４３’には軸受け４２１’が摺接するガイド溝４３１’が設けられている。ガイド溝４３１’は傾斜状である。第２の摺動台座３３と基台１０との相対移動により、成形工具４２’が第三軸方向で上下に揺動する。成形工具４２’が揺動作用を行うことで、コイルばね線材供給軸１１から供給されたコイルばね５０（図９を参照のこと）が成形中にぶつかり合う不具合を回避することができる。

上記をまとめるに、本発明のコイルばね製造機の成形装置はすでに産業上の利用可能性、新規性および進歩性を備えていることが分かり、また本発明の構造は同類の製品には見られず、公開使用されておらず、特許出願の要件に完全に適合するので、ここに特許法に基づき特許出願するものである。

１ コイルばね製造機
１０ 基台
１１ コイルばね線材供給軸
１２ レール
２ 成形装置
２０ 第１軸駆動手段
２１ 第１のアクチュエータ
２２ 第１のウォームギヤ
２３ 第１の摺動台座
２３１ 第１のプレート
２３２ 第１のナット
２３３ 第１のスライダ
２３３１ 第１の摺動溝
２３４ 第１のレール
３０ 第２軸駆動手段
３１ 第２のアクチュエータ
３２ 第２のウォームギヤ
３３ 第２の摺動台座
３３１ 第２のプレート
３３２ 第２のナット
３３３ 第２のスライダ
３３３１ 第２の摺動溝
４０ 成形工具ユニット
４１ 取付け台
４２ 押圧伸縮棒
４０’ 成形工具ユニット
４１’ 成形工具ホルダ
４２’ 成形工具
４２１’ 軸受け
４３’ 駆動コマ
４３１’ ガイド溝
５０ コイルばね

Claims (17)

1. 基台を備えたコイルばね製造機の成形装置であって、前記成形装置が、
   前記基台に設けられている第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータにより駆動回転される第１のウォームギヤと、前記第１のウォームギヤに螺合するとともに前記基台に対して直線移動可能な第１の摺動台座とを備えた第１軸駆動手段と、
   前記第１の摺動台座に設けられている第２のアクチュエータと、前記第２のアクチュエータにより駆動回転される第２のウォームギヤと、前記第２のウォームギヤに螺合するとともに前記第１の摺動台座に対して直線移動可能な第２の摺動台座とを備えた第２軸駆動手段と、
   前記第２の摺動台座に設けられており、前記第１軸駆動手段および前記第２軸駆動手段を介して前記基台に対して縦方向および横方向に二次元移動可能となっている成形工具ユニットと、を具備したことを特徴とするコイルばね製造機の成形装置。
2. 前記第１の摺動台座は第１のプレートと、前記第１のプレートに固設されている第１のナットとを備えており、前記第１のナットは前記第１のウォームギヤと互いに螺合されていることを特徴とする請求項１に記載のコイルばね製造機の成形装置。
3. 前記第２の摺動台座は第２のプレートと、前記第２のプレートに固設されている第２のナットとを備えており、前記第２のナットは前記第２のウォームギヤと互いに螺合されていることを特徴とする請求項２に記載のコイルばね製造機の成形装置。
4. 前記第１の摺動台座には、前記基台に嵌設される第１の摺動溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコイルばね製造機の成形装置。
5. 前記第１の摺動台座は、前記第１のプレートに固設されている第１のレールをさらに備え、前記第２の摺動台座には前記第１のレールに嵌設される第２の摺動溝が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のコイルばね製造機の成形装置。
6. 前記成形工具ユニットは前記第２の摺動台座に設けられている取付け台と、前記取付け台に螺合されている押圧伸縮棒とを備えており、前記押圧伸縮棒は前記第２の摺動台座に対して斜め方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のコイルばね製造機の成形装置。
7. 前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータがサーボモータまたはステッピングモータであることを特徴とする請求項１に記載のコイルばね製造機の成形装置。
8. 前記成形工具ユニットは成形工具ホルダと、前記成形工具ホルダに枢設されている成形工具と、駆動コマとを備えており、前記成形工具ホルダは前記第２の摺動台座に設けられており、前記駆動コマは前記基台上に設けられるとともに、前記成形工具の一端に当接しており、このうち、前記成形工具ホルダを移動させて、成形工具を前記成形工具ホルダに対して第三軸方向で揺動させることを特徴とする請求項１に記載のコイルばね製造機の成形装置。
9. 前記成形工具の一端には軸受けが設けられており、駆動コマには前記軸受けに摺接するガイド溝が設けられていることを特徴とする請求項８に記載のコイルばね製造機の成形装置。
10. 前記ガイド溝が傾斜状であることを特徴とする請求項９に記載のコイルばね製造機の成形装置。
11. 基台と、コイルばね線材供給軸とを備えたコイルばね製造機の成形装置であって、前記前記成形装置が、
    前記コイルばね線材供給軸の中心線における上側、下側にそれぞれ形成されており、前記基台に設けられている第１のアクチュエータと、前記第１のアクチュエータにより駆動回転される第１のウォームギヤと、前記第１のウォームギヤに螺合するとともに前記基台に対して直線移動可能な第１の摺動台座とを備えた一対の第１軸駆動手段と、
    前記第１の摺動台座に設けられている第２のアクチュエータと、前記第２のアクチュエータにより駆動回転される第２のウォームギヤと、前記第２のウォームギヤに螺合するとともに前記第１の摺動台座に対して直線移動可能な第２の摺動台座とをそれぞれ備えた一対の第２軸駆動手段と、
    前記第２の摺動台座にそれぞれ設けられており、それぞれ前記一対の第１軸駆動手段および前記一対の第２軸駆動手段を介して前記基台に対して個別に縦方向および横方向に二次元移動可能となっている一対の成形工具ユニットと、を具備したことを特徴とするコイルばね製造機の成形装置。
12. 前記第１の摺動台座は第１のプレートと、前記第１のプレートに固設されている第１のナットとを備えており、前記第１のナットは前記第１のウォームギヤと互いに螺合されていることを特徴とする請求項１１に記載のコイルばね製造機の成形装置。
13. 前記第２の摺動台座は第２のプレートと、前記第２のプレートに固設されている第２のナットとを備えており、前記第２のナットは前記第２のウォームギヤと互いに螺合されていることを特徴とする請求項１２に記載のコイルばね製造機の成形装置。
14. 前記第１の摺動台座には、前記基台に嵌設される第１の摺動溝が形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のコイルばね製造機の成形装置。
15. 前記第１の摺動台座は、前記第１のプレートに固設されている第１のレールをさらに備え、前記第２の摺動台座には前記第１のレールに嵌設される第２の摺動溝が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のコイルばね製造機の成形装置。
16. 前記成形工具ユニットは前記第２の摺動台座に設けられている取付け台と、前記取付け台に螺合されている押圧伸縮棒とを備えており、前記押圧伸縮棒は前記第２の摺動台座に対して斜め方向に移動することを特徴とする請求項１１に記載のコイルばね製造機の成形装置。
17. 前記第１のアクチュエータおよび前記第２のアクチュエータがサーボモータまたはステッピングモータであることを特徴とする請求項１１に記載のコイルばね製造機の成形装置。

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