JP2528551B2 - 板ばねの目玉巻き込み装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の懸架用
板ばねの目玉を成形する際に使用される目玉巻き込み装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の懸架用板ばね装置において、一
般に親板ばねの端部には、図５に示される板ばね１のよ
うに目玉２が設けられており、この目玉２の内側に挿通
されたピンを介して、板ばね１が車体のブラケット等に
取付けられるようになっている。目玉２を成形するに
は、板ばね１を熱間状態まで加熱するとともに、板ばね
１の端部を芯金状の治具に巻付けることにより、円筒状
の目玉２が成形される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】目玉２の巻き込み時に
は、目玉２の巻きの内側の部位２ａでは材料に圧縮力が
加わり、巻きの外側の部位２ｂでは材料に引張り力が加
わることになる。このため、図６に示されるように、目
玉２の軸線方向に沿う断面形状は、巻きの内側の部位２
ａでは圧縮力を逃げるために材料幅が広がり、巻きの外
側の部位２ｂでは材料が引張られることによって材料幅
が狭まる傾向となる。このため成形後の目玉２の形状は
鼓形に変形する。この変形が極端な場合には、目玉２を
車体に取付ける際に目玉２が車体のブラケット等に干渉
し、取付けが不可能になるなどの問題を生じる。

【０００４】このため上述した鼓形の変形を生じないよ
うにすることが望まれるが、従来はこの要望に答えるこ
とのできる適当な装置が無く、その開発が望まれてい
た。また、ベルリンアイと称される目玉の場合には、目
玉の中心を板ばねの中心軸上に位置させなければならな
いため、その成形に際しては、まず図５に示されるよう
な形状の目玉２を巻き込んだのち、別の成形ラインで所
定のベルリンアイ形状に成形するようにしている。従
来、ベルリンアイを成形するには、目玉をクランプした
状態で、板ばね端部の下側に型をあてがい、板ばねを型
に沿って下方に曲げる作業を行っていた。この場合、板
ばねの変位が大きいことから、板ばねの片側ずつベルリ
ンアイを加工しなければならず、所要工数が増加する原
因になっていた。

【０００５】従って本発明の目的は、目玉を精度良く巻
き込み成形することができ、しかもベルリンアイも一連
の目玉巻き込み工程で能率良く成形できるような板ばね
の目玉巻き込み装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明の目玉巻き込み装置は、板ばねを所定
位置に保持するワーク保持手段と、上記板ばねに対しそ
の長手方向に往復移動自在に設けられた第１の移動架台
と、上記第１の移動架台を上記方向に駆動する第１の駆
動機構と、上記第１の移動架台に設けられかつ第１の移
動架台とは独立して板ばねの長手方向に移動自在でかつ
目玉の巻き込み中心となる芯金を備えている第２の移動
架台と、上記第２の移動架台を板ばねの長手方向に押圧
可能な第２の駆動機構と、上記芯金の径方向に移動可能
で板ばねの端部を芯金との間で挟み付けることができか
つ芯金を中心に回転するクランプ部材と、このクランプ
部材の近傍に設けられていて目玉巻き込み中に板ばねの
目玉近傍をサポートする補助ガイドと、上記補助ガイド
の近傍に設けられかつ上記芯金の径方向に移動可能なベ
ルリンアイ成形用の駒と、ベルリンアイ成形時に上記駒
を目玉の根元部分に向かって突出させることによって目
玉の中心が板ばねの中心軸上に位置するように板ばねの
端部を変形させるシリンダとを具備している。

【０００７】

【作用】板ばねはワーク保持手段によって保持される。
また、板ばねの端部すなわち目玉を成形する部分に芯金
が位置するように、第１の駆動機構によって、板ばねの
長さに応じて第１の移動架台の位置が調整される。板ば
ねの端部は目玉の巻き込み時に芯金とクランプ部材との
間に挟み付けられる。そしてクランプ部材が芯金を中心
として芯金の回りを回転することによって、板ばねの端
部が芯金に巻き付いて目玉が成形される。板ばねのセン
ター側は固定であるから、目玉が巻き込まれる際には、
芯金が板ばねのセンター方向に移動する必要がある。

【０００８】このため本発明装置においては、目玉の巻
き込み開始時に第２の駆動機構によって第２の移動架台
を板ばねのセンター側に押すことにより、巻き込み開始
時において芯金が円滑に上記方向に移動できるようにし
ている。目玉の巻き込み中は、巻き込みに伴う芯金の必
要移動量に応じて、第１の駆動機構によって第１の移動
架台が板ばねのセンター方向に移動させられる。その際
に、第１の移動架台の移動速度を、芯金の巻き込みに伴
う必要移動速度よりも若干遅くするとともに、第２の駆
動機構との併用によって板ばねの長手方向にテンション
を与えた状態で目玉の巻き込みを行なう。こうすること
により、板ばねの端部は芯金にきっちりと巻付き、所定
の円筒形状の目玉が正確に成形される。ベルリンアイを
成形する際には、前述の目玉成形後に、ベルリンアイ成
形用の駒がシリンダによって目玉の根元部分に向かって
突出することにより、目玉の中心が板ばねの中心軸上に
位置するように板ばねの端部が変形させられる。その場
合、ベルリンアイの成形に伴って板ばねのスパンが短く
なってゆくが、第１および第２の移動架台が前記方向に
移動できることにより、スパン変化が吸収される。ま
た、前述のような駒とシリンダを用いてベルリンアイを
成形するので板ばねの変位が少なく、板ばねの両端のベ
ルリンアイを同時に加工することができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図１ない
し図３を参照して説明する。図１に示した板ばねの目玉
巻き込み装置１０は、鋼製の板ばね１の両端部１ａ，１
ｂに目玉巻き込み加工を同時に実施するためのものであ
り、左右一対の目玉巻き込み機１１，１２を備えてい
る。図示左側に位置する一方の目玉巻き込み機１１は、
板ばね１の左端側の目玉巻き込み加工を行い、図示右側
の目玉巻き込み機１２は板ばね１の右端側の目玉巻き込
み加工を行うものである。

【００１０】目玉巻き込み機１１，１２は互いに左右対
称形状をなしており、実質的な構成と作用は互いに共通
であるから、各目玉巻き込み機１１，１２の共通部分に
同一の符号を付し、以下に左側の目玉巻き込み機１１を
代表して説明する。

【００１１】図１および図２に示されるように、ベース
１５の中央部にワーク保持手段の一例としてのワーク受
け１６が設けられている。このワーク受け１６は、熱間
状態に加熱された板ばね１の長手方向中央部を支持する
ものである。ワーク受け１６の上部に、板ばね１のセン
ター孔３に入れ込まれるセンターピン１８が設けられて
いる。センターピン１８の両側にチャック２０が設けら
れている。このチャック２０は、板ばね１の幅方向位置
決めと、巻き込み時のクランプ作用をなすものである。

【００１２】ベース１５の上に第１の移動架台２５が図
示左右方向に移動自在に設けられている。第１の移動架
台２５は、ボールねじ機構２６によって、上記方向に所
定のストロークで駆動されるようになっている。ボール
ねじ機構２６は、正逆回転可能なサーボモータ２７と、
このサーボモータ２７によって回転させられるねじ軸２
８と、このねじ軸２８に螺合するナット部材２９を備え
ている。ナット部材２９は第１の移動架台２５に設けら
れている。従って第１の移動架台２５は、ねじ軸２８の
回転方向と回転量に応じて、図示左右方向すなわちセン
ターピン１８に対して近付いたり離れたりする方向に移
動することができる。ボールねじ機構２６やサーボモー
タ２７等は、第１の移動架台２５を上記方向に駆動する
ための第１の駆動機構３０を構成する。

【００１３】第１の移動架台２５に、第２の移動架台３
５が図示左右方向に移動自在に設けられている。第２の
移動架台３５は、流体圧によって駆動されるアクチュエ
ータの一例としての往復動形のシリンダ３６を備えた第
２の駆動機構３７によって、上記方向に駆動されるよう
になっている。

【００１４】第２の移動架台３５に、回転フレーム４０
が設けられている。この回転フレーム４０は、正逆回転
可能なサーボモータ４１によって、水平方向の芯金４２
を中心に回転させられる。この芯金４２は、回転フレー
ム４０の回転中心に設けられた水平方向の孔に挿脱でき
るようになっている。

【００１５】回転フレーム４０にクランプ部材４５が設
けられている。クランプ部材４５の先端面は芯金４２に
対向しており、しかもこのクランプ部材４５は油圧シリ
ンダ４６によって、芯金４２の径方向に往復移動させら
れるようになっている。クランプ部材４５は、目玉の巻
き込み時に上記シリンダ４６によって芯金４２の方向に
押圧され、これにより芯金４２とクランプ部材４５との
間に板ばね１の端部が挟み込まれるようになっている。

【００１６】芯金４２の下方に補助ガイド５０が設けら
れている。この補助ガイド５０は、サーボモータ５１に
よって上下方向に駆動されるようになっている。従って
補助ガイド５０の上端面と芯金４２との間の隙間を、適
宜変化させることが可能である。

【００１７】補助ガイド５０の隣りにベルリンアイ成形
用の駒５５が設けられている。駒５５の先端は芯金４２
の方向を向いている。この駒５５は、油圧シリンダ５６
によって芯金４２の径方向に往復駆動させることができ
るようになっている。

【００１８】次に、上記実施例装置１０の作用について
説明する。熱間状態に加熱された板ばね１のセンター孔
３にワーク受け１６のセンターピン１８が挿入される。
そして板ばね１の長手方向中間部がチャック２０，２０
によってつかまれるとともに、幅方向の位置決めがなさ
れる。

【００１９】板ばね１の長さは品番等によって異なるか
ら、板ばね１の長さに応じて、芯金４２，４２がそれぞ
れ板ばねの目玉巻き込み開始点のところにくるように、
ボールねじ機構２６，２６によって第１の移動架台２
５，２５の位置を調整する。第２の移動架台３５，３５
は、それぞれシリンダ３６，３６によって、センターピ
ン１８から離れる方向に後退させておく。

【００２０】上記のように板ばね１が供給されたのち、
回転フレーム４０，４０の中心の孔に芯金４２，４２が
挿入される。この時、補助ガイド５０，５０の先端面を
サーボモータ５１，５１によって若干下げておき、芯金
４２，４２の挿入が円滑になされるようにする。そして
クランプ用のシリンダ４６，４６が伸び側に駆動される
ことにより、板ばね１の端部１ａ，１ｂが芯金４２，４
２とクランプ部材４５，４５との間に挟み付けられる。

【００２１】上記の状態でサーボモータ４１，４１が互
いに同期して作動し、回転フレーム４０，４０がそれぞ
れ目玉の巻き込み方向に回転することにより、板ばね１
の端部１ａ，１ｂが芯金４２，４２に巻き付いてゆく。
従って、目玉の巻き込みが進むにつれて、芯金４２，４
２は互いに近付く方向に移動しなければならない。すな
わちサーボモータ４１，４１の回転に伴って、芯金４
２，４２がセンターピン１８の方向に従動的に変位する
必要がある。

【００２２】ところが芯金４２と一体に動く移動架台２
５，３５は比較的大きな質量をもっているから、静止し
た状態からいきなり動き出そうとすると、慣性によって
サーボモータ４１，４１に大きな負荷が加わる。従って
この実施例装置１０においては、目玉の巻き込み開始時
に、一時的に第２の駆動機構３７，３７のシリンダ３
６，３６によって、第２の移動架台３５，３５をセンタ
ーピン１８の方向に付勢し、芯金４２，４２の上記方向
への動きを助けるようにしている。こうすることによ
り、芯金４２，４２の回りに板ばね端部１ａ，１ｂを円
滑に巻付けることができる。

【００２３】巻き込み途中では、逆に、第２の移動架台
３５，３５が慣性によってセンターピン１８の方向に先
走りする可能性があるため、このような動きを抑制する
ために、上記シリンダ３６，３６によって、第２の移動
架台３５，３５をセンターピン１８から離す方向に付勢
する。こうすることにより、板ばね１に長手方向のテン
ションが与えられた状態で目玉が芯金４２，４２にきっ
ちりと巻き付くため、目玉が鼓形に変形することを防止
でき、正確な円筒形の目玉が成形される。

【００２４】また、目玉が巻き込まれる際の芯金４２の
計算上の移動速度よりもサーボモータ２７による第１の
移動架台２５の移動速度を少なめに設定し、板ばね１を
長手方向に引っ張るとともに、シリンダ３６によって第
２の移動架台３５をセンターピン１８とは逆の方向に引
付けるようにして目玉の巻き込みを行なうようにすれ
ば、板ばね１にテンションを与えた状態で目玉を巻き込
むことができるので、目玉の形状精度を上げることがで
きる。

【００２５】目玉の巻き込み時に補助ガイド５０，５０
が無いと、板ばね端部１ａ，１ｂは芯金４２，４２の下
方に逃げようとし、目玉の形状が芯金４２，４２になじ
みにくくなるが、本実施例装置１０では目玉の巻き込み
中に補助ガイド５０，５０の上端面によって板ばね端部
１ａ，１ｂがサポートされるため、目玉２，２の内周面
が芯金４２，４２の外周面に良くなじみ、目玉２の形状
精度を高める上で効果的である。また、サーボモータ５
１，５１を作動させることによって板ばね１と補助ガイ
ド５０，５０との間に適度な隙間を与えることにより、
目玉の真円精度等を向上させることができる。

【００２６】補助ガイド５０，５０の高さは、芯金４
２，４２の外径や板ばね１の厚み等に応じて上下させ
る。また、芯金４２，４２を回転フレーム４０，４０の
孔に挿入する際に、サーボモータ５１，５１を作動させ
ることによって補助ガイド５０，５０を少し下げた状態
にしておけば、芯金４２，４２の先端部が板ばね１の側
面と干渉することを回避でき、芯金４２，４２の挿入を
円滑に行うことができる。このように、作業段取りや機
械の動作上の都合に対応するため、サーボモータ５１，
５１を使って補助ガイド５０，５０を昇降させるとよ
い。

【００２７】本実施例においては、マイクロコンピュー
タ等を用いた制御部によって、サーボモータ２７，４
１，５１やシリンダ３６，４６，５６の動きが、数値制
御によってコントロールされる。従って、芯金４２，４
２の移動位置を上記制御部によって常時監視することが
できるので、巻き込み終了後の芯金４２，４２間の距離
すなわち板ばね１のスパンを自動的に計測できる。この
ためスパン不良品が後工程に流れることを回避できると
いった利点もある。

【００２８】ベルリンアイを成形するには、図３に示す
巻き込み動作が完了した時点で、図４のように補助ガイ
ド５０を下降させ、シリンダ５６によってベルリンアイ
成形用の駒５５を目玉２の根元部分に向かって突き出す
ことにより、目玉２の中心が板ばね１の中心軸Ｏ上に位
置するように変形させる。この場合、板ばね端部１ａ
は、図中に２点鎖線で示される位置から実線で示される
位置に変位するとともに、目玉２の中心Ｃが図示右側
（センターピン１８の方向）にΔＬだけ変位する。この
変位ΔＬは、前述のシリンダ３６等の動作で補うことが
できる。

【００２９】なお本発明の装置は、上記実施例で述べた
親ばね板用の目玉２以外に、親板ばねの下面側に重合さ
れる２番ばね板の端部の２番巻きのように、２分の１巻
きあるいは４分の１巻きの目玉を成形する場合にも適用
できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明装置によれば、板ばねを巻き込み
成形する際の目玉の形状精度が向上し、真円度の高い正
確な形状の目玉が得られ、ベルリンアイも一連の目玉成
形動作中に連続して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による目玉巻き込み装置を一
部断面で示す側面図。

【図２】図１に示された目玉巻き込み装置の一部の拡大
側面図。

【図３】図１に示された装置によって目玉が成形される
途中の状態を示す側面図。

【図４】図１に示された装置によってベルリンアイが成
形された状態を示す側面図。

【図５】目玉を備えた板ばねの一部を示す斜視図。

【図６】従来の目玉の巻き込み後の形状を模式的に示す
断面図。

【符号の説明】

１…板ばね、２…目玉、１０…目玉巻き込み装置、１
１，１２…目玉巻き込み機、２５…第１の移動架台、３
０…第１の駆動機構、３５…第２の移動架台、３７…第
２の駆動機構、４０…回転フレーム、４２…芯金、４５
…クランプ部材、５０…補助ガイド、５５…ベルリンア
イ成形用の駒。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板ばねを所定位置に保持するワーク保持手
   段と、上記板ばねに対しその長手方向に往復移動自在に
   設けられた第１の移動架台と、上記第１の移動架台を上
   記方向に駆動する第１の駆動機構と、上記第１の移動架
   台に設けられかつ第１の移動架台とは独立して板ばねの
   長手方向に移動自在でかつ目玉の巻き込み中心となる芯
   金を備えている第２の移動架台と、上記第２の移動架台
   を板ばねの長手方向に押圧可能な第２の駆動機構と、上
   記芯金の径方向に移動可能で板ばねの端部を芯金との間
   で挟み付けることができかつ芯金を中心に回転するクラ
   ンプ部材と、このクランプ部材の近傍に設けられていて
   目玉巻き込み中に板ばねの目玉近傍をサポートする補助
   ガイドと、上記補助ガイドの近傍に設けられかつ上記芯
   金の径方向に移動可能なベルリンアイ成形用の駒と、ベ
   ルリンアイ成形時に上記駒を目玉の根元部分に向かって
   突出させることによって目玉の中心が板ばねの中心軸上
   に位置するように板ばねの端部を変形させるシリンダ
   と、を具備したことを特徴とする板ばねの目玉巻き込み
   装置。
2. 【請求項２】上記第２の駆動機構は流体式のアクチュエ
   ータを備えており、目玉の巻き込み開始時に上記アクチ
   ュエータによって第２の移動架台を板ばねのセンター側
   に付勢し、目玉の巻き込み中は板ばねにテンションを与
   えるようにした請求項１記載の板ばねの目玉巻き込み装
   置。