JP2023132974A - 捩じれ測定装置及び方法、捩じれ矯正装置、並びにばね成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】捩じれ測定のバラつきを抑制することを可能とする捩じれ測定装置を提供する。【解決手段】異形の断面形状を有する線材Ｗの捩じれを測定する捩じれ測定装置１であって、線材Ｗの長さ方向の一側に位置する基準部５及び他側に位置し基準部５に対して長さ方向に沿った軸周りに回転可能な検出部７と、基準部５及び検出部７に対し線材Ｗを軸周りに回転シニア用に拘束しながら通す基準部５の基準孔９及び検出部７の検出孔１１とを備え、線材Ｗを基準孔９及び検出孔１１に通したときに線材Ｗのねじれに応じて検出部７が基準部５に対してその検出部７の軸周りに回転し線材Ｗのねじれを測定可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、コイルばね等に用いる線材の捩じれ測定装置及び方法、捩じれ矯正装置、並びにばね成形装置に関する。

従来の捩じれ測定装置としては、特許文献１に記載された線材捩れ検出装置がある。この線材捩れ検出装置は、支持板間にゲージ板が回動可能に配置されている。支持板は、線材を円滑に通過する大きさの透孔を備え、ゲージ板は、線材と同一形状のゲージ孔を備えている。

かかる線材捩れ検出装置では、透孔及びゲージ孔を通った線材に捩れがあると、捩れ角に応じてゲージ板が回動する。この回動によるゲージ板の傾きが許容範囲をオーバーすると、コイリング作業を停止させるようになっている。

これにより、許容範囲をオーバーした線材の捩じれた箇所を取り除き、作業を再開すること等が可能となる。

しかし、支持板の透孔は、線材が円滑に通過できる大きさであるため、線材に対してガタがある。従って、線材の捩れの起点が線材捩じれ検出装置外となる。この結果、線材捩じれ検出装置では、線材の捩じれの起点からゲージ板（捩じれ測定の対象位置）までの距離が長くなり、測定のバラつきが大きくなっていた。

実開昭６２－３４３１０号公報

解決しようとする問題点は、捩じれの起点から捩じれ測定の対象位置までの距離が長くなって測定のバラつきが大きくなる点である。

本発明は、異形の断面形状を有する長尺部材の捩じれを測定する捩じれ測定装置であって、前記長尺部材の長さ方向で一側に位置する基準部及び他側に位置し前記基準部に対して前記長さ方向に沿った軸周りに回転可能な検出部と、前記基準部及び前記検出部に対し前記長尺部材を該長尺部材の軸周りに回転しないように拘束しながら通す前記基準部の基準孔及び前記検出部の検出孔と、を備え、前記長尺部材を前記基準孔及び前記検出孔に通したときに前記長尺部材の捩じれに応じて前記検出部が前記基準部に対して該検出部の前記軸周りに回転し前記長尺部材の捩じれを測定可能とする捩じれ測定装置と提供する。

また、本発明は、前記捩じれ測定装置を用いた捩じれ矯正装置であって、前記捩じれを測定した長尺部材を受け入れて前記捩じれを矯正するように駆動される捩じれ矯正部と、前記測定した捩じれに基づいて前記長尺部材の捩じれを矯正するように前記捩じれ矯正部の駆動を制御する矯正制御部と、を備えた、捩じれ矯正装置を提供する。

また、本発明は、前記捩じれ矯正装置を用いたばね成形装置であって、前記矯正部を通過した長尺部材を供給されてコイルばねを成形するばね成形部を備えた、ばね成形装置を提供する。

また、本発明は、前記捩じれ測定装置を用いたばね成形装置であって、前記長尺部材を供給されてコイルばねを成形するばね成形部と、前記捩じれ測定装置で測定された捩じれに基づいて前記長尺部材の供給を制御する供給制御部とを備えた、ばね成形装置を提供する。

さらに、本発明は、異形の断面形状の長尺部材の捩じれを測定する捩じれ測定方法であって、前記長尺部材の長さ方向で一側に位置する基準部に備えられた基準孔及び他側に位置する検出部に備えられた検出孔に、前記長尺部材を前記基準部及び前記検出部に対し該長尺部材の軸周り回転しないように拘束しながら通し、前記長尺部材の捩じれに応じて前記検出部を前記基準部に対して回転させることにより前記長尺部材の捩じれを測定可能とする、捩じれ測定方法を提供する。

本発明の捩じれ測定装置及び方法は、基準部及び検出部間で長尺部材の捩じれを安定して測定できる。

本発明の捩じれ矯正装置は、測定した捩じれに基づいて長尺部材の捩じれを精度よく矯正できる。

本発明のばね成形装置は、精度の高いコイルばねを製造することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る捩じれ測定装置を示す概略斜視図である。 図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の捩じれ測定装置による線材の捩じれ測定を示す概略側面図である。 図３（Ａ）～（Ｅ）は、実施例１に係る線材の概略断面図であり、図３（Ａ）は、楕円断面、図３（Ｂ）は、円形断面に扁平面を付加した扁平断面、図３（Ｃ）は、矩形断面、図３（Ｄ）は、半楕円と半円との組み合わせ断面、図３（Ｅ）は、図３（Ｄ）に扁平面を付加した断面を示す。 図４は、図１の捩じれ測定装置の基準部の概略正面図である。 図５は、図１の捩じれ測定装置の検出部の概略正面図である。 図６（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１に係る線材の線材中心と捩じれ中心との関係を示す概念図であり、図６（Ａ）は、線材中心と捩じれ中心とが一致している状態、図６（Ｂ）は、線材の線材中心と捩じれ中心とが一致していない状態である。 図７は、本発明の実施例２に係る捩じれ測定装置の検出部を示す概略正面図である。 図８は、本発明の実施例３に係る捩じれ測定装置の検出部を示す概略正面図である。 図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例４に係る捩じれ測定装置を示す概略側面図であり、図９（Ａ）は、ベースに対して可動の基準部を検出部寄りにセットした状態、図９（Ｂ）は、基準部を検出部から離してセットした状態である。 図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例５に係る捩じれ測定装置の検出部を示す概略正面図であり、図１０（Ａ）は、回転測定部にレーザー計を備え、図１０（Ｂ）は、回転測定部に角度計を備えている。 図１１は、本発明の実施例６に係る捩じれ測定装置を用いた捩じれ矯正装置を備えるばね成形装置の概略図である。 図１２は、実施例６の変形例に係るばね成形装置の概略図である。

本発明は、長尺部材の捩じれを安定して測定するという目的を、一側の基準部及び他側の検出部の双方において長尺部材を軸周りの回転を抑制しながら通し、長尺部材の捩じれに応じ検出部を基準部に対して回転させる構成により実現した。

図のように、捩じれ測定装置１は、異形の断面形状を有する長尺部材Ｗの捩じれを測定可能とするものであり、基準部５及び検出部７と、基準部５の基準孔９及び検出部７の検出孔１１とを備える。

基準部５は、長尺部材Ｗの長さ方向で一側に位置する。検出部７は、長さ方向で他側に位置し、長尺部材Ｗの長さ方向に沿った自身の軸周りに回転自在に構成されている。基準孔９及び検出孔１１は、基準部５及び検出部７に対し長尺部材Ｗを軸周りに回転しないように拘束しながら通す。そして、長尺部材Ｗを基準孔９及び検出孔１１に通したときに、長尺部材Ｗの捩じれに応じて検出部７が基準部５に対して軸周りに回転し長尺部材Ｗの捩じれを測定可能とする。

基準部５及び検出部７は、種々の形態により実現可能であるが、少なくとも一方が対のローラー１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂを備えてもよい。対のローラー１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂは、ガイド面１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂを周面に有し、ガイド面１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂにより長尺部材Ｗに断面方向の両側から当接すると共に軸周り回転により長尺部材Ｗの通しを許容する。

対のローラー１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂの少なくとも一方は、対のローラー１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂの他方に対して長尺部材Ｗの断面方向で移動し、ガイド面１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂの相互間の間隔を長尺部材Ｗに応じて調整可能としてもよい。

捩じれ測定装置１は、ベース３と、回転部２３と、凸円弧部２３ａと、凹円弧部３５ａとを備えてもよい。ベース３は、基準部５及び検出部７を支持するものである。回転部２３は、検出部７に備えられ、この検出部７の対のローラー１９ａ、１９ｂを支持すると共にベース３に対して軸周りに回転可能に支持される。凸円弧部２３ａは、回転部２３及びベース３の一方に設けられる。凹円弧部３５ａは、回転部２３及びベース３の他方に設けられ、凸円弧部２３ａをスライド自在に受け、回転部２３の回転を許容する。

回転部２３は、ベース３に対する回転の軸Ｃ３が検出部７のローラー１９ａ、１９ｂ間の検出孔１１内に配置されてもよい。

また、捩じれ測定装置１は、検出部７及びベース３の一方に設けられた目盛３７ｂと、検出部７及びベース３の他方に設けられた指標３７ａとを備え、検出部７の回転に応じて指標３７ａが指し示す目盛３７ｂにより、長尺部材Ｗの捩じれを測定可能としてもよい。

また、捩じれ測定装置１は、検出部７の回転を電気的に測定する測定器４３、４５を備えてもよい。

基準部５と検出部７との少なくとも一方は、長さ方向に移動可能であり、この移動により基準部５及び検出部７の相互間の間隔を調整可能としてもよい。

捩じれ測定装置１を用いた捩じれ矯正装置４９は、矯正部４９ａと、矯正制御部４９ｂとを備える。矯正部４９ａは、捩じれを測定した長尺部材Ｗを受け入れて捩じれを矯正するように駆動される。矯正制御部４９ｂは、測定した捩じれに基づいて長尺部材Ｗの捩じれを矯正するように矯正部４９ａの駆動を制御する。

この捩じれ矯正装置４９を用いたばね成形装置５１は、矯正部４９ａを通過した長尺部材Ｗを供給されて、コイルばねを成形するばね成形部５０を備える。

捩じれ測定装置１を用いたばね成形装置５１は、長尺部材Ｗを供給されてコイルばねを成形するばね成形部５０と、捩じれ測定装置１で測定された捩じれに基づいて長尺部材Ｗの供給を制御する供給制御部５２とを備えてもよい。

異形の断面形状の長尺部材Ｗの捩じれを測定する捩じれ測定方法は、長尺部材Ｗの長さ方向で一側に位置する基準部５に備えられた基準孔９及び他側に位置する検出部７に備えられた検出孔１１に、軸周り回転しないように拘束しながら長尺部材Ｗを通し、長尺部材Ｗの捩じれに応じて検出部７を基準部５に対して回転させることにより長尺部材Ｗの捩じれを測定可能とする。

［捩じれ測定装置］
図１は、本発明の実施例１に係る捩じれ測定装置を示す概略斜視図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１に係り、図１の捩じれ測定装置による線材の捩じれ測定を示す概略側面図であり、図２（Ａ）は初期位置、図２（Ｂ）は途中位置である。

図１及び図２の捩じれ測定装置１は、異形の断面形状を有する長尺部材Ｗの捩じれを測定するものである。長尺部材Ｗは、長さ方向に連続する線状、棒状、筒状等の部材をいう。長尺部材Ｗの種類及び断面形状は、発明の目的の範囲内において自由に選択できる。本実施例の長尺部材Ｗは、コイルスプリングを形成するための線材となっている。この線材である長尺部材Ｗは、その軸が直線状であるため、長さ方向も直線状であるが、軸及び長さ方向がやや湾曲してもよい。以下、線材である長尺部材Ｗは、線材Ｗと称する。

図３（Ａ）～（Ｅ）は、実施例１に係る線材Ｗを示す概略断面図である。

異形の断面形状の線材Ｗは、断面が円形以外のものであり、例えば、図３（Ａ）～（Ｅ）のように、楕円断面、扁平断面、矩形断面、半楕円と半円との組み合わせ断面、これに扁平面を組み合わせた断面である各種の断面を有することが可能である。本実施例では、図３（Ａ）の楕円断面の場合を例に説明する。なお、線材Ｗは、図３（Ａ）～（Ｅ）以外の断面を有してもよい。また、線材Ｗの断面形状は、長さ方向に一定であるが、必ずしも一定とする必要はない。

捩じれ測定装置１は、ベース３と、基準部５と、検出部７とを備えている。

ベース３は、金属或いは樹脂等の適宜の材料で形成され、本実施例において矩形板状に形成されている。なお、ベース３の形状は、適宜設定可能であり、矩形板状に限られるものではない。また、ベース３に代えて、基準部５及び検出部７間を連結する棒状等の連結部材を用いることも可能である。

このベース３は、捩じれ測定時の線材Ｗの長さ方向に沿った所定長さを有し、その長さの範囲内で基準部５及び検出部７間の間隔を設定可能とする。基準部５及び検出部７間の間隔は、線材Ｗの捩じれを検出する単位長さを設定する。

本実施例の単位長さは、基準部５及び検出部７間で線材Ｗをたるみなく支持できる範囲とする。ただし、単位長さは、捩じれ測定結果の誤差が許容される範囲である限り、線材Ｗにたるみが生じる距離であってもよい。基準部５及び検出部７間には、線材Ｗの中継支持部として、例えば平面ローラーやパイプで線材Ｗの重力による撓みを抑制するようにしてもよい。

図４は、図１の捩じれ測定装置１の基準部５を示す概略正面図である。図５は、図１の捩じれ測定装置１の検出部７を示す概略正面図である。

基準部５は、ベース３の長さ方向の一側に位置し、検出部７は、ベース３の長さ方向の他側に位置している。検出部７は、基準部５に対して線材Ｗの長さ方向に沿った軸周りに回転可能に構成されている。

基準部５は、基準孔９を備え、検出部７は、検出孔１１を備えている。これら基準孔９及び検出孔１１に線材Ｗを通したときに、線材Ｗの捩じれに応じて検出部７が基準部５に対して自身の軸周りに回転して線材Ｗの捩じれを測定可能とする。

本実施例の基準部５の基準孔９及び検出部７の検出孔１１は、線材Ｗの断面形状に倣った断面形状である。つまり、本実施例の基準孔９及び検出孔７は、線材Ｗの断面外周形状において左右両側の一部分に対応した断面を含む孔としている。これにより、基準孔９及び検出孔１１は、線材Ｗを基準部５及び検出部７に対し自身の軸周りに回転しないように拘束しながら通して相対的な送り可能とする。

なお、基準孔９及び検出孔１１は、線材Ｗを基準部５及び検出部７に対して軸周りに回転しないように拘束できれば、線材Ｗの断面形状に倣った形状である必要はない。例えば、基準部５及び検出部７を線材Ｗの外周の何点かを支持する構成とし、基準孔９及び検出孔１１は線材Ｗが通る開口や空間部としてもよい。この場合、線材Ｗの支持は、少なくとも線材Ｗの最大幅の上下において行うのが好ましい。

つまり、基準孔９及び検出孔１１は、線材Ｗが通る開口や空間部を区画すればよく、連続する内周を有する必要はない。また、基準孔９及び検出孔１１は、線材Ｗとの間にクリアランスを有しないのが好ましいが、線材Ｗの軸周り回転しないように拘束できる限りにおいて、クリアランスが許容される。

本実施例の基準部５及び検出部７は、それぞれ対のローラー１７ａ、１７ｂ及び１９ａ、１９ｂを備え、それら対のローラー１７ａ、１７ｂ及び１９ａ、１９ｂにより基準孔９及び検出孔１１を区画する。

なお、基準部５及び検出部７は、それぞれ対のローラー１７ａ、１７ｂ及び１９ａ、１９ｂを備えるのが好ましいが、何れか一方のみが対のローラー１７ａ、１７ｂ又は１９ａ、１９ｂを備えてもよい。また、基準部５及び検出部７の双方が、ローラー１７ａ、１７ｂ及び１９ａ、１９ｂを備えない構成とすることも可能である。

ローラーを備えない基準部５及び検出部７の一方又は双方は、線材Ｗを通す基準孔９又は検出孔１１を有する部材を備えればよい。この場合において、基準孔９又は検出孔１１を有する部材は、基準孔９又は検出孔１１が貫通して設けられたブロック、これを半割りとした対のブロック片等によって構成することが可能である。

基準部５のローラー１７ａ及び１７ｂは、台座２１に支持されている。台座２１は、ベース３と同様に金属或いは樹脂等で形成された部材であり、ローラー１７ａ及び１７ｂを支持可能な形状を有する。本実施例において、台座２１は、矩形ブロック状に形成されている。

台座２１は、ベース３に固定又は一体に形成されて、ベース３の一部を構成するものである。台座２１は、ベース３の一側で端部上に位置している。ただし、台座２１の位置は、検出部７の台座３５との関係でベース３の一側に位置していればよく、ベース３の端部上に位置する必要はない。また、台座２１を省略してもよい。

この台座２１に対し、ローラー１７ａ及び１７ｂは、捩じれ測定装置１の幅方向で隣接して配置されている。これらローラー１７ａ及び１７ｂは、幅方向に移動可能であり、相互間の間隔を線材Ｗに応じて調整可能となっている。

なお、ローラー１７ａ及び１７ｂは、台座２１に対して移動不能に支持してもよい。また、ローラー１７ａ及び１７ｂは、台座２１を設けずに、ベース３に直接支持する構成としてもよい。捩じれ測定装置１の幅方向とは、長さ方向に交差する線材Ｗの断面に沿った断面方向であり、且つ上下方向に交差する方向をいう。上下方向は、断面方向であり、幅方向に交差する方向をいい、捩じれ測定装置１の上下方向を意味する。ローラー１７ａ及び１７ｂは、幅方向ではなく、他の断面方向である上下方向、或いは上下方向及び幅方向に交差する斜め方向に隣接してもよい。

ローラー１７ａ及び１７ｂは、金属や樹脂等の適宜の部材で形成された柱状体である。これらローラー１７ａ及び１７ｂは、上下方向に沿った軸周りに回転自在であり、その軸を中心とした外周にガイド面１３ａ及び１３ｂを有している。

ガイド面１３ａ及び１３ｂは、線材Ｗの断面形状に応じた凹曲面状に形成され、線材Ｗの長辺が上下方向に沿った状態で線材Ｗの幅方向両側から接触可能となっている。

本実施例のガイド面１３ａ、１３ｂは、線材Ｗの断面外周形状の一部に対応した断面を含む凹曲面形状となる。これにより、ガイド面１３ａ、１３ｂは、線材Ｗの断面外周形状の最大幅の部分に対応した周面形状を含むことになる。

これらガイド面１３ａ及び１３ｂは、両者間の幅方向の中心に対して対称形状であるが、非対称形状としてもよい。ガイド面１３ａ及び１３ｂは、その形状やローラー１７ａ及び１７ｂの配置に応じて、線材Ｗの長辺が幅方向や斜め方向に沿った状態で線材Ｗの幅方向両側から接触可能としてもよい。

ガイド面１３ａ及び１３ｂ間の距離は、ローラー１７ａ及び１７ｂの移動により調節可能であり、ローラー１７ａ及び１７ｂは、駆動部２５により移動可能に支持されている。

駆動部２５は、ローラー１７ａ及び１７ｂを移動させるものであり、直動機構等からなる。本実施例において、駆動部２５は、調節ねじ軸２９と、この調節ねじ軸２９に螺合するナット３１ａ及び３１ｂを有している。なお、駆動部２５は、リニアガイドやリニアアクチュエータ等の他の直動機構や駆動機構とすることも可能である。

調節ねじ軸２９は、台座２１にベアリング（図示せず。）を介して回転自在に支持されている。この調節ねじ軸２９は、台座２１から突出した外端に駆動用の操作ノブ２９ａが取り付けられている。なお、調節ねじ軸２９は、外端に電動モーターを接続して駆動してもよい。

この調節ねじ軸２９には、ナット３１ａ及び３１ｂが螺合している。ナット３１ａ及び３１ｂは、相互に逆向きのねじを有している。ナット３１ａ及び３１ｂには、それぞれローラー支持軸３３ａ及び３３ｂが結合されている。ローラー支持軸３３ａ及び３３ｂは、ローラー１７ａ及び１７ｂをそれぞれ軸周りに回転自在に支持している。

従って、基準孔９は、調節ねじ軸２９の回転によりローラー１７ａ及び１７ｂを幅方向で逆向きに移動させて、ガイド面１３ａ及び１３ｂ間の間隔を調整して設定される。設定された基準孔９は、この基準孔９に通される線材Ｗの基準部５に対する軸周り回転を規制する。

検出部７のローラー１９ａ及び１９ｂは、回転部２３に支持され、回転部２３は、台座３５に支持されている。従って、検出部７は、ローラー１９ａ及び１９ｂと、これを支持する回転部２３を備えた構成となっている。ローラー１９ａ及び１９ｂは、回転部２３の幅方向で移動可能であり、相互間の寸法を線材Ｗに応じて調整可能となっている。なお、ローラー１９ａ及び１９ｂは、回転部２３に対して移動不能に支持してもよい。

台座３５は、ベース３と同様に金属或いは樹脂等で形成された部材であり、回転部２３を支持可能な形状を有する。本実施例において、台座３５は、回転部２３を受ける支持凹面３５ａを有する矩形ブロック状に形成されている。

この台座３５は、ベース３に固定又は一体に形成され、ベース３の他側で端部上に位置している。ただし、台座３５の位置は、基準部５の台座２１との関係でベース３の他側に位置していればよく、ベース３の端部上に位置する必要はない。

回転部２３は、金属や樹脂等の適宜の材料で形成され、台座３５に対して軸周りに回転可能に支持される。なお、回転部２３の回転の軸は、線材Ｗの長さ方向に沿っている。

本実施例において、回転部２３は、扇状に形成され、台座３５の支持凹面３５ａに当接する円弧面２３ａを有する。この円弧面２３ａは、本実施例の凸円弧部を構成する。

台座３５の支持凹面３５ａは、円弧状に形成され、凸円弧部である円弧面２３ａをスライド自在に受け、回転部２３の回転を許容する。従って、台座３５の支持凹面３５ａは、本実施例の凹円弧部を構成する。

なお、支持凹面３５ａは、ベアリングローラーを支持してもよい。回転部２３の形状と台座３５の形状を入れ替えてもよい。この場合は、回転部２３が凹円弧部を備え、台座３５が凸円弧部を備えることになる。

回転部２３の回転は、指標３７ａと目盛３７ｂとにより測定可能となっている。指標３７ａは、ベース３の一部である台座３５に設けられている。本実施例の指標３７ａの位置は、支持凹面３５ａの最下点に配置されている。目盛３７ｂは、回転部２３の円弧面２３ａに沿って配置されている。

従って、回転部２３が回転すると指標３７ａに対する目盛３７ｂの指示位置が変わり、回転部２３の回転量を線材Ｗの捩じれとして目視により測定できる。本実施例の指標３７ａ及び目盛３７ｂは、何れも正面から視認可能となっている。

なお、目盛３７ｂを台座３５に設け、指標３７ａを回転部２３に設けてもよい。従って、目盛３７ａは、基準部５及び検出部７の一方に設けられ、指標３７ａは、基準部５及び検出部７の他方に設けられればよい。

かかる回転部２３に対し、ローラー１９ａ及び１９ｂが支持されている。このローラー１９ａ、１９ｂ間の検出孔１１は、台座２１上のローラー１７ａ、１７ｂの基準孔９と上下方向で同一高さであり長さ方向で連通する。

ローラー１９ａ、１９ｂは、基準部５のローラー１７ａ及び１７ｂと同様に、金属或いは樹脂等の適宜の部材で形成され、上下方向に沿った軸周りに回転自在な柱状体であり、軸周りの外周にガイド面１５ａ及び１５ｂを有している。

ガイド面１５ａ及び１５ｂは、基準部５のガイド面１３ａ及び１３ｂと同様、線材Ｗの断面形状に応じた凹曲面状に形成され、線材Ｗの長辺が上下方向に沿った状態で線材Ｗの幅方向両側から接触可能となっている。

本実施例のガイド面１５ａ及び１５ｂは、線材Ｗの断面外周形状の一部に対応した断面を含む凹曲面形状で、線材Ｗの断面外周形状の最大幅の部分に対応した周面形状を含むことになる。

このガイド面１５ａ、１５ｂは、両者間の幅方向の中心に対して対称形状であるが、非対称形状としてもよい。また、ガイド面１５ａ、１５ｂは、その形状やローラー１９ａ及び１９ｂの配置に応じて、線材Ｗの長辺が幅方向や斜め方向に沿った状態で線材Ｗの幅方向両側から接触可能としてもよい。

ガイド面１５ａ及び１５ｂ間の間隔は、ローラー１９ａ及び１９ｂの移動により調節可能であり、ローラー１９ａ及び１９ｂは、駆動部２７により移動可能に支持されている。

駆動部２７は、駆動部２５とほぼ同一構造であり、ローラー１９ａ及び１９ｂを移動させるものであり、本実施例において調節ねじ軸２９と、この調節ねじ軸２９に螺合するナット３１ａ及び３１ｂを有している。

調節ねじ軸２９は、回転部２３にベアリング（図示せず。）を介して回転自在に支持されているが、回転部２３の回転に対するバランスを考慮して、操作ノブ２９ａを有していない。この調節ねじ軸２９は、工具によって回転させればよく、例えば端面に六角穴が設けられ、六角レンチにより回転させること等が可能である。ただし、駆動部２７の調節ねじ軸２９は、駆動部２５の調節ねじ軸２９と同様、操作ノブ２９ａを備えることも可能である。この場合、回転部２３のバランスにおいて、操作ノブ２９ａの質量が無視できる程度であることが好ましい。なお、駆動部２５の調節ねじ軸２９も、操作ノブ２９ａを省略してもよい。また、調節ねじ軸２９は、電動モーターを接続して駆動してもよい。

この調節ねじ軸２９には、相互に逆向きのねじを有し、ローラー支持軸３３ａ及び３３ｂに結合されたナット３１ａ及び３１ｂが螺合している。ローラー支持軸３３ａ及び３３ｂは、ローラー１９ａ及び１９ｂをそれぞれ軸周りに回転自在に支持している。
ている。

従って、検出孔１１は、調節ねじ軸２９の回転によりローラー１９ａ及び１９ｂを移動させてガイド面１５ａ及び１５ｂ間の間隔を調整して設定される。設定された検出孔１１は、通される線材Ｗの検出部７に対する軸周り回転を規制する。

結果として、捩じれのある線材Ｗを検出孔１１に通すと、その捩じれに応じて回転部２３が台座３５に対して軸周りに回転する。この台座３５に対する回転部２３の回転の軸である回転中心Ｃ３は、ローラー１９ａ、１９ｂ間に設定される検出孔１１内に位置している。

本実施例では、回転部２３の円弧面２３ａを半円よりも中心角の小さな円弧で形成し、円弧面２３ａを含む仮想半円の弦が検出孔１１内を通るように設定している。この設定により、本実施例１では、回転部２３の回転中心Ｃ３を検出孔１１の中心Ｃに一致させている。検出孔１１の中心Ｃは、線材Ｗの線材中心Ｃ１（図６）と一致し、異形の断面形状の短径と長径との交点に対応した位置となる。

なお、検出孔１１の中心Ｃ及び回転中心Ｃ３は、図４及び５において、円により概念的に示している。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１に係る線材Ｗの線材中心Ｃ１と捩じれ中心Ｃ２との関係を示す概念図であり、図６（Ａ）は、線材中心Ｃ１と捩じれ中心Ｃ２とが一致している状態、図６（Ｂ）は、線材中心Ｃ１と捩じれ中心Ｃ２とが一致していない状態である。

図６のように、線材Ｗの線材中心Ｃ１と捩じれ中心Ｃ２との関係は、線材中心Ｃ１と捩じれ中心Ｃ２とが一致する状態と、線材中心Ｃ１と捩じれ中心Ｃ２とが一致していない状態とがある。

従って、回転部２３の回転中心Ｃ３が検出孔１１内に配置された場合、検出孔１１に通した線材Ｗの軸である捩じれ中心Ｃ２は、回転部２３の回転中心Ｃ３に一致するか検出孔１１内で近接した位置となる。

［捩じれ測定装置の動作、捩じれ測定方法］
本実施例の捩じれ測定は、捩じれ測定装置１に対して線材Ｗを通し、検出部７を基準部５に対して回転させることで線材Ｗの捩じれを測定する。

具体的には、基準部５に備えられた基準孔９及び検出部７に備えられた検出孔１１により、線材Ｗを基準部５及び検出部７に対し線材Ｗが軸周りに回転しないように拘束しながら通す。

線材Ｗを基準孔９及び検出孔１１に通す際は、図２（Ａ）の初期位置において基準孔９及び検出孔１１の設定を行う。この設定では、線材Ｗに断面方向の両側から対向するガイド面１３ａ及び１３ｂ間の間隔とガイド面１５ａ、１５ｂ間の間隔を調節する。調節に際して、駆動部２５では、操作ノブ２９ａの操作によって調節ねじ軸２９を回転させ、駆動部２７では、六角レンチ等によって調節ねじ軸２９を回転させる。

これら調節ねじ軸２９の回転は、ガイド面１３ａ及び１３ｂ及びガイド面１５ａ及び１５ｂがそれぞれ線材Ｗに突き当たるまで行う。これにより、捩じれ測定装置１は、初期位置において、基準孔９及び検出孔１１に線材Ｗを軸周りに回転しないように拘束しながら通される。

このとき、基準部５と検出部７との間で線材Ｗに捩じれがあれば、検出部７が基準部５に対し捩じれに応じた回転力を受ける。

すなわち、検出孔１１は、内周で線材Ｗの捩じれに応じた回転力を受け、この回転力は、ローラー１９ａ、１９ｂを介して回転部２３に伝達される。これに応じて、回転部２３は、円弧面２３ａ及び支持凹面３５ａ間のスライドにより基準部５に対して回転する。

この回転部２３の回転により、目盛３７ｂが台座３５の指標３７ａに対し中立位置から移動する。

従って、作業者は、別途の分度器を用いることなく、指標３７ａが指し示す目盛３７ｂを視認することにより、線材Ｗの捩じれ方向及び角度を正確に測定することができる。

なお、指標３７ａ及び目盛３７ｂを設けずに回転部２３の上面２３ｂの傾きを分度器で測定することも可能である。

このように、所定距離に設定された単位長さの基準部５及び検出部７間で線材Ｗを軸周り回転しないように拘束し、且つ検出部７の回転部２３を線材Ｗの捩じれに応じて回転させることにより、線材Ｗの捩じれを単位長さの範囲で安定して精度よく測定できる。

また、本実施例では、線材Ｗをローラー１７ａ及び１７ｂ並びに１９ａ及び１９ｂにより挟むことで、線材Ｗと基準孔９及び検出孔１１との間にクリアランスやがたつきが無い。このため、線材Ｗの捩じれに応じてリニアに回転部２３を回転させることができ、より安定して精度よく線材Ｗの捩じれを測定できる。

なお、事前に基準孔９及び検出孔１１が設定された捩じれ測定装置１に対し、基準孔９及び検出孔１１に線材Ｗを通して相対的に送り、捩じれ測定装置１を図２（Ａ）の初期位置に配置させてもよい。線材Ｗの相対的な送りは、線材Ｗを固定し、捩じれ測定装置１を移動させることで行うことができる。ただし、捩じれ測定装置１を固定し、線材Ｗを送ってもよい。

このとき、基準孔９を区画する対のローラー１７ａ及び１７ｂ並びに検出孔１１を区画する対のローラー１９ａ及び１９ｂが回転することにより、線材Ｗを基準孔９及び検出孔１１に円滑に通して送りを行うことが可能となる。

こうして最初の計測が終了した後は、線材Ｗを相対的に送り、例えば図２（Ｂ）のように、捩じれ測定装置１を線材Ｗに対し所定長さ分相対的に移動させて同様に測定する。

このように測定が所定長さ毎に行われ、測定した全長において線材Ｗの捩じれを測定することができ、線材Ｗの捩じれに関する品質を確認することができる。

また、線材Ｗのどの部分に許容されない捩じれが有るのかも知ることが可能となる。

図７は、本発明の実施例２に係る捩じれ測定装置の検出部を示す概略正面図である。なお、実施例２は、実施例１と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の捩じれ測定装置１は、ベース３の一部である台座３５に対する回転部２３の回転中心Ｃ３が、検出孔１１外に配置されている。従って、回転部２３の回転中心Ｃ３は、検出孔１１の中心Ｃに一致していない。

回転部２３の円弧面２３ａは、半円で形成され、半円の弦が回転部２３の上面２３ｂに一致するように設定されている。

この設定により、本実施例では、回転部２３の回転中心Ｃ３と検出孔１１の中心Ｃとの間に間隔がある。その他は、実施例１と同一である。

かかる実施例２の捩じれ測定装置１においても、実施例１と同様にして線材Ｗの捩じれ測定を行わせると、台座３５に対して回転部２３が捩じれに応じて回転し、線材Ｗの捩じれを測定することができる。

従って、本実施例２においても、上記同様の作用効果を奏することができる。

図８は、本発明の実施例３に係る捩じれ測定装置の検出部を示す概略正面図である。なお、実施例３は、実施例１と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の捩じれ測定装置１は、検出部７の対のローラー１９ａ及び１９ｂの内、一方のローラー１９ａを固定し、他方のローラー１９ｂを実施例１と同様に可動に構成したものである。その他は実施例１と同一である。なお、ローラー１９ｂを固定し、ローラー１９ａを可動としてもよい。

一方のローラー１９ａは、ローラー支持軸３３ａが回転部２３に固定され、他方のローラー１９ｂは、実施例１と同様に駆動部２７により移動可能に支持されている。なお、固定側のローラー支持軸３３ａは、可動側１９ｂのローラー支持軸３３ｂよりも想定的に重くし、回転部２３の回転に対するバランスを調整してもよい。他方のローラー１９ｂのローラー支持軸３３ｂは、駆動部２７のナット３１ｂに固定され、調節ねじ軸２９は、ナット３１ｂに螺合している。

かかる実施例３でも、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。しかも、実施例３では、ローラー１９ｂを固定し、これに対してローラー１９ａを移動させて線材Ｗを挟むことで、検出孔１１の中心Ｃと線材Ｗの線材中心Ｃ１との調心が行い易い。

図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例４に係る捩じれ測定装置を示す概略側面図であり、図９（Ａ）は、ベースに対して可動の基準部を検出部寄りにセットした状態であり、図９（Ｂ）は、ベースに対して可動の基準部を検出部から離してセットした状態である。なお、実施例４は、実施例１と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の捩じれ測定装置１は、基準部５を検出部７に対して線材Ｗの長さ方向へ移動可能とし、この移動により基準部５及び検出部７の相互間の間隔を調整可能としている。その他は、実施例１と同一である。

なお、検出部７を基準部５に対して移動可能とし、或いは基準部５及び検出部７を相互に移動可能としてもよい。従って、基準部５及び検出部７の少なくとも一方を、他方に対して移動可能とすればよい。

本実施例において、移動可能な基準部５は、ベース３上にリニアガイドやリニアアクチュエータ等の直動機構により支持されている。基準部５には、ベース３に対して固定するためのロック（図示せず。）等を備えている。ベース３には、基準部５の位置の目安となる目盛３９が設けられ、基準部５には、指標４１が形成されている。本実施例の目盛３９及び指標４１は、側面から視認可能となっている。

捩じれ測定の開始時には、基準部５を検出部７に隣接する位置まで移動させる。この基準部５の移動により線材Ｗの捩じれ中心Ｃ２を、検出部７の回転部２３が回転していない中立位置で、回転部２３の回転中心Ｃ３に一致させるか近接させることができる。この中心Ｃ及び捩じれ中心Ｃ２の一致又は近接により、線材Ｗの捩じれをより正確且つ容易に測定することができる。

線材Ｗの捩じれを測定するときは、基準部５の移動を指標４１が指し示す目盛３９の所定位置で固定する。基準部５の固定により、図９（Ａ）の場合は、測定用の単位長さの短い捩じれ測定装置１となり、図９（Ｂ）の場合は、測定用の単位長さの相対的に長い捩じれ測定装置１となる。

かかる実施例４おいても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施例５に係る捩じれ測定装置の検出部を示す概略正面図であり、図１０（Ａ）は、レーザー計を備え、図１０（Ｂ）は、角度計を備える。なお、実施例５は、実施例１と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の捩じれ測定装置１は、回転部２３の回転を検出部７の基準部５に対する回転として測定する回転測定部３７を有する。その他は、実施例１と同一である。回転測定部３７は、回転部２３の回転を電気的に測定する測定器としてレーザー計４３を備え、又は角度計４５を備える。

レーザー計４３は、図示はしないが、捩じれ測定装置１内又は外の支柱等に支持されている。角度計４５は、支持枠４７上に取り付けられている。支持枠４７は、回転部２３に支持されている。支持枠４７と回転部２３との間に対のローラー１９ａ及び１９ｂが支持されている。

レーザー計４３は、ローラー１９ａ及び１９ｂの内、他方のローラー１９ｂの上面にレーザーを照射し、反射光を受光する。これにより、ローラー１９ｂの傾き量に応じた回転部２３の回転角度を検出する。角度計４５は、支持枠４７の傾き角度を検出し、この傾き角度に応じた回転部２３の回転角度を検出する。

レーザー計４３又は角度計４５の検出結果は、電気信号として出力され、図示しない情報処理装置等により回転部２３の回転角度を判断することができる。

従って、本実施例では、線材Ｗの捩じれを自動的に検出し、閾値を超えるような捩じれを有する線材Ｗを的確に抽出することができる。その他、実施例４おいても、上記同様の作用効果を奏することができる。

図１１は、本発明の実施例６に係る捩じれ測定装置を用いた捩じれ矯正装置を備えるばね成形装置の概略図である。なお、実施例６は、実施例１と基本構成が共通するため、対応する構成に同符号を付して重複した説明を省略する。

本実施例の捩じれ測定装置１は、ばね成形装置５１に備えられた捩じれ矯正装置４９に用いられている。

すなわち、ばね成形装置５１は、捩じれ矯正装置４９と共にばね成形部５０を有する。

捩じれ測定装置１は、図示しない装置フレーム等に固定して配置されている。この捩じれ測定装置１は、例えば実施例５と同様に構成されてレーザー計４３を備えている。

この捩じれ測定装置１を用いた捩じれ矯正装置４９は、捩じれ測定装置１に加え、矯正部４９ａ及び矯正制御部４９ｂを備えている。なお、捩じれ矯正装置４９は、ばね成形装置５１とは別にスタンドアロンで用いることも可能である。

矯正部４９ａは、矯正制御部４９ｂによって制御される。矯正部４９ｂは、線材Ｗを軸周りに回転しないように拘束すると共に線材Ｗの軸周りに回転することで線材Ｗの捩じれを矯正するものであり、検出部７と同様に構成できる。なお、線材Ｗを受け入れて捩じれを矯正するように駆動できればよく、矯正機構、駆動機構等の形態は自由である。

矯正制御部４９ｂは、プロセッサーやメモリー等を有する情報処理装置である。矯正制御部４９ｂは、捩じれ測定装置１から送られる線材Ｗに捩じれがあるとき、レーザー計４３から受ける測定信号に基づいて矯正部４９ａを制御する。この制御により矯正部４９ａが動作して線材Ｗの捩じれが矯正される。

捩じれ測定装置１及び矯正部４９ａ間には、線材Ｗを送るためのフィードローラー５５、５７が備えられている。

矯正部４９ａの送り出し側には、ばね成形部５０が配置されている。ばね成形部５０は、矯正部４９ａを通過した線材Ｗを供給されて、コイルばねを成形するものである。本実施例のばね成形部５０は、コイリングローラー５９、ピッチツール６１、芯金６３等を備えている。

ばね成形に際しては、フィードローラー５５及び５７により線材Ｗが送り出される。

このとき、捩じれ測定装置１では、基準部５及び検出部７に線材Ｗが通される。なお、本実施例の捩じれ測定装置１は、線材Ｗの長さ方向に固定されている。

このとき、捩じれ測定装置１では、単位長さ毎に線材Ｗの捩じれがレーザー計４３で測定され、測定信号がレーザー計４３から矯正制御部４９ｂへ出力される。

矯正部４９ａは、フィードローラー５５及び５７により送り出された線材Ｗが通るとき、レーザー計４３の測定信号が入力された矯正制御部４９ｂの制御により駆動される。これにより、矯正部４９ａは、線材Ｗの捩じれを矯正する。

捩じれを強制された線材Ｗは強制部４９ａから送り出されてばね成形部５０に至り、ばね成形部５０は、受け入れた線材Ｗをコイル状に巻いてコイルばねを成形する。

従って、本実施例では、捩じれ測定装置１で測定された線材Ｗの捩じれが矯正され、矯正された線材Ｗにより精度の高いコイルばねを製造することができる。

［変形例］
図１２は、変形例に係るばね成形装置の概略図である。

図１２の変形例では、捩じれ測定装置１を、捩じれ矯正装置４９に用いることなくばね成形装置５１に適用したものである。

変形例のばね成形装置５１は、捩じれ測定装置１及びばね成形部５０に加え、供給制御部５２を備える。

供給制御部５２は、プロセッサーやメモリー等を有する情報処理装置である。この供給制御部５２は、捩じれ測定装置１で測定された捩じれに基づいて、線材Ｗの供給を制御する。具体的には、線材Ｗの捩じれが閾値を越えて許容されない場合、線材Ｗの送りを停止する。本実施例では、フィードローラー５５及び５７の駆動を停止させる。

従って、本変形例では、線材Ｗの捩じれが許容されない部分を除去してコイルばねの製造を再開することができ、精度の高いコイルばねの製造を可能とする。

１ 捩じれ測定装置
５ 基準部
７ 検出部
Ｗ 線材（長尺部材）
９ 基準孔
１１ 検出孔
１３ａ、１３ｂ、１５ａ、１５ｂ ガイド面
１７ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ ローラー
２３ 回転部
２３ａ 円弧面（凸円弧部）
２５、２７ 駆動部
３５ａ 支持凹面（凹円弧部）
Ｃ１ 線材中心（線材の軸）
Ｃ３ 回転中心（検出部の軸）
３７ａ 指標
３７ｂ 目盛
４３ レーザー計（測定器）
４５ 角度計（測定器）
４９ 捩じれ矯正装置
４９ａ 矯正部
４９ｂ 矯正制御部

Claims (12)

1. 異形の断面形状を有する長尺部材の捩じれを測定する捩じれ測定装置であって、
   前記長尺部材の長さ方向で一側に位置する基準部及び他側に位置し前記基準部に対して前記長さ方向に沿った軸周りに回転可能な検出部と、
   前記基準部及び前記検出部に対し前記長尺部材を該長尺部材の軸周りに回転しないように拘束しながら通す前記基準部の基準孔及び前記検出部の検出孔と、を備え、
   前記長尺部材を前記基準孔及び前記検出孔に通したときに前記長尺部材の捩じれに応じて前記検出部が前記基準部に対して該検出部の前記軸周りに回転し前記長尺部材の捩じれを測定可能とする、
   捩じれ測定装置。
2. 請求項１の捩じれ測定装置であって、
   前記基準部及び前記検出部の少なくとも一方は、ガイド面を周面に有し前記ガイド面により前記長尺部材に該長尺部材の断面方向の両側から当接すると共に軸周り回転により前記長尺部材の通しを許容する対のローラーを備える、
   捩じれ測定装置。
3. 請求項２の捩じれ測定装置であって、
   前記対のローラーの少なくとも一方は、前記対のローラーの他方に対して前記断面方向で移動し前記ガイド面の相互間の間隔を前記長尺部材に応じて調整可能である、
   捩じれ測定装置。
4. 請求項３の捩じれ測定装置であって、
   前記基準部及び前記検出部を支持するベースと、
   前記検出部に備えられ該検出部の前記対のローラーを支持すると共に前記ベースに対して前記軸周りの回転可能に支持される回転部と、
   前記回転部及び前記ベースの一方に設けられた凸円弧部と、
   前記回転部及び前記ベースの他方に設けられ前記凸円弧部をスライド自在に受け前記回転部の回転を許容する凹円弧部と、
   を備えた捩じれ測定装置。
5. 請求項４の捩じれ測定装置であって、
   前記回転部は、前記回転の軸が前記検出孔内に配置された、
   捩じれ測定装置。
6. 請求項１～５の何れか一項の捩じれ測定装置であって、
   前記検出部及び前記ベースの一方に設けられた目盛と、
   前記検出部及び前記ベースの他方に設けられた指標とを備え、
   前記検出部の回転に応じて前記指標が指し示す目盛により前記捩じれを測定可能とする、
   捩じれ測定装置。
7. 請求項１～６の何れか一項の捩じれ測定装置であって、
   前記回転部の回転を電気的に測定する測定器を備えた、
   捩じれ測定装置。
8. 請求項１～７の何れか一項の捩じれ測定装置であって、
   前記基準部と前記検出部との少なくとも一方は、前記長さ方向に移動可能であり、該移動により前記基準部及び前記検出部の相互間の間隔を調整可能である、
   捩じれ測定装置。
9. 請求項１～８の何れか一項の捩じれ測定装置を用いた捩じれ矯正装置であって、
   前記捩じれを測定した長尺部材を受け入れて前記捩じれを矯正するように駆動される捩じれ矯正部と、
   前記測定した捩じれに基づいて前記長尺部材の捩じれを矯正するように前記捩じれ矯正部の駆動を制御する矯正制御部と、を備えた、
   捩じれ矯正装置。
10. 請求項９の捩じれ矯正装置を用いたばね成形装置であって、
    前記矯正部を通過した長尺部材を供給されてコイルばねを成形するばね成形部を備えた、
    ばね成形装置。
11. 請求項１～８の何れか一項の捩じれ測定装置を用いたばね成形装置であって、
    前記長尺部材を供給されてコイルばねを成形するばね成形部と、
    前記捩じれ測定装置で測定された捩じれに基づいて前記長尺部材の供給を制御する供給制御部とを備えた、
    ばね成形装置。
12. 異形の断面形状の長尺部材の捩じれを測定する捩じれ測定方法であって、
    前記長尺部材の長さ方向で一側に位置する基準部に備えられた基準孔及び他側に位置する検出部に備えられた検出孔に、前記長尺部材を前記基準部及び前記検出部に対し該長尺部材の軸周り回転しないように拘束しながら通し、
    前記長尺部材の捩じれに応じて前記検出部を前記基準部に対して回転させることにより前記長尺部材の捩じれを測定可能とする、
    捩じれ測定方法。
    
    

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