JP2710895B2 - 線材のコイリング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は線材のコイリング方法に
関するものであり、詳細には、不等ピッチコイルばね等
の製作に際し、コイリングされる線材のコイル間隙間
を、コンピュータ制御方式で駆動されるピッチカムによ
って微調整するコイリング方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図４に基いて従来のコイリング装
置の構造と機能を説明する。同図において、送りロール
（１）によって送り込まれたコイリング線材（２）は、
ワイヤーガイド（３）を通ってコイリング域に到達し、
ポンチ（４）、芯金（５）およびピッチロール（６）に
よる塑性加工される。所定のコイル径、コイル間隙間お
よびコイル巻数を具えた不等ピッチばね（２Ｃ）のコイ
ル径は、芯金（５）に対するポンチ（４）の紙面の対す
る水平方向の位置を変化させることによって決定され、
またコイル間隙間は、ピッチツール（６）の紙面に対し
て鉛直方向の移動量と移動速度を変化させることによっ
て決定される。ピッチツール（６）の移動量が大きくな
るとコイル間隙間が大きくなり、ピッチツール（６）の
移動量が小さくなるとコイル間隙間が小さくなる。一
方、ピッチツール（６）の移動速度が大きくなると、コ
イル間隙間パターンの変化が急激になる。コイリング動
作が終了した後、コイリング線材（２）をカッティング
ツール（７）で切断することによって、所定のコイル
径、コイル間隙間およびコイル巻数を具えた不等ピッチ
ばね（２Ｃ）が得られる。

【０００３】図５（Ａ）は、ピッチツール（６）の駆動
手段として設けられた従来の可動レバー機構を示す。こ
の可動レバー機構は、枢軸（11）にその基端部が支持さ
れ、上端面にカムフォロアー（14）を装着した第１の揺
動レバー（12）、上記カムフォロアー（14）に対設され
たピッチカム（８）と、このピッチカム（８）を支持す
る回転軸（13）、枢軸（16）にその基端部が支持され、
先端に上記第１の揺動レバー（12）に対する支持部材
（15Ａ）を取付けた第２の揺動レバー（15）、上記枢軸
（16）にその基端部が支持され、先端にコネクティング
ロッド（18）の下端を首振り可能に装着した第３の揺動
レバー（17）、ピン（19）を回転中心として揺動可能に
支持され、一端に上記コネクティングロッド（18）の上
端を首振り可能に装着し、また、他端に後記ピッチツー
ル（６）の前後方向付勢用駆体（10）に設けられたピン
（10Ａ）との当接押圧面を形成してなるＬ型レバー
（９）、および先端に上記ピッチツール（６）を装着
し、図示しないばね部材で上記ピッチツール（６）を弾
圧付勢する前後方向付勢用駆体（10）から構成されてい
る。

【０００４】図５（Ａ）において、ピッチカム（８）の
凸状カム面で押圧されることによって、第１の揺動レバ
ー（12）の先端部が矢印方向に下降し、第２の揺動レバ
ー（15）、第３の揺動レバー（17）の下向き揺動および
コネクティングロッド（18）を介するＬ型レバー（９）
の反時計方向回転によってピッチツール（６）が前方に
移動する。これによって、コイリング線材（２）に対す
るピッチツール（６）の係合位置と喰い込み量が変化
し、不等ピッチばね（２Ｃ）のコイル間隙間が決定され
る。図５（Ａ）に示す従来方式では、ピッチカム（８）
は、図５（Ｂ）に拡大図示するように、１回転で不等ピ
ッチばね（２Ｃ）１個分のコイリング動作をするように
その輪画曲線と半径（Ｒ₁）（Ｒ₂）…が決められてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２（Ｃ）に示すよう
な不等ピッチばね（２Ｃ）をコイリングする場合、従来
のコイリング装置では、コイル間隙間の加工パターン
は、基本的には、ピッチツール（６）を前後方向に移動
させる手段として用意されたピッチカム（８）の輪画曲
線によって決定される。このため、コイル間隙間の加工
パターンを変更するには、ピッチカム（８）を交換しな
ければならず、ロットあるいは仕掛り銘柄の切替え毎に
回転軸（13）から不要になったピッチカム（８）を取外
し、新たなピッチカム（８）を装着する必要があり、こ
の作業に多大の労力と時間が費やされていた。また上記
ピッチカム（８）は製品毎に製作準備しておく必要があ
り、設備投資の効率化が阻害されていた。更に、同一の
線径を持ったばね材（２）から１枚のピッチカム（８）
を使用して同一のコイル径、コイル間隙間、コイル巻数
を具えた不等ピッチばね（２Ｃ）をコイリングしようと
するとき、コイリング線材（２）に硬さや寸法的なばら
つきがあったり、あるいは表面肌の状態等が異なってい
ると、これらの条件に適合するように回転軸（13）に対
するピッチカム（８）の取付位置を調整しなければなら
ず、時間的なロスだけでなく、準備段階で材料ロスも発
生していた。また、図５に示す従来装置では、ばね加工
中、何等かの理由によってコイル間隙間パターンにくる
いが生じたとき、これを理想のコイル間隙間のパターン
に修正することが困難であるため、ロット内のばらつき
が大きくなるという課題もあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決手段とし
て本発明は、線材のコイリング装置に接続されたコンピ
ュータに、コイリング動作の開始に先立って当該コイリ
ング線材の理想コイル間隙間とコイル巻数との関係を規
定したコイリングパターンを入力設定し、上記コイリン
グ線材を出力端にピッチツールを装着したコイリング手
段に供給して所定のコイル巻数とコイル径を備えた密着
コイルばねをコイリングすると共に、この密着コイルば
ねのコイル巻数とコイル径に合わせて線材コイリング手
段の作動条件を設定し、次いで、上記コイリング手段で
サーボモータを介して上記コンピュータの出力側に配設
されているピッチカムの輪画曲線上の１点を基準にして
等ピッチコイルばねをコイリングし、得られた等ピッチ
コイルばねのコイル間隙間を上記コンピュータに接続さ
れている測定器で測定し、この実測値を上記コンピュー
タに入力して上記コイリングパターンと比較し、この状
態で最終製品たる不等ピッチコイルばねのコイリングを
開始し、上記不等ピッチコイルばねのコイリングが終了
する迄、回転角度と回転速度の補正を繰り返しながら上
記ピッチカムおよびピッチツールによる隙間寸法の微調
整を反復することを特徴とする線材のコイリング方法を
提供するものである。

【０００７】

【作用】ピッチカムを回転可能に支持する枢軸に、上記
ピッチカムの回転角度と回転速度の調整手段として、サ
ーボモータ、コンピュータおよびコイル間隙間の測定器
を接続し、密着ばねに続き等ピッチばねのコイリングを
終了した後、上記コンピュータに予め入力設定されてい
る理想コイリングパターンと、コイル間隙間の実測値と
を比較しながら不等ピッチコイルばねをコイリングす
る。ピッチカムの回転角度と回転速度を、予め設定され
た理想コイリングパターンと一致するようにリアルタイ
ム方式で微調整しながらコイリング動作を反覆すること
によって、ピッチカムの交換を行うことなく、理想のコ
イル間隙間とコイル巻数を具えた不等ピッチコイルばね
を製作する。

【０００８】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照しながら本発明の
一具体例を説明する。尚、以下の記述において、従来技
術を示す図４および図５と同一の構成部材は同一の参照
番号で表示し、重複事項に関しては説明を省略する。

【０００９】本発明に係る線材（２）のコイリング装置
は、図１に示すように、不等ピッチばね〔図２（Ｃ）に
符号（２Ｃ）で表示〕のコイル間隙間（Ｇ₁）（Ｇ₂）…
の変化に応じて前後動するピッチツール（６）と、この
ピッチツール（６）の駆動手段として前後方向付勢用駆
体（10）の先端に装着された全円周型の輪画曲線を具え
たピッチカム（20）と、このピッチカム（20）と上記ピ
ッチツール（６）との間に設けられた動力伝達用の可動
レバー機構（９）乃至（19）と、上記ピッチカム（20）
を回転可能に支持する回転軸（13）に上記ピッチカム
（20）の回転角度と回転速度の調整手段として直列接続
されたサーボモータ（23）、コンピュータ（21）および
コイル間隙間の測定器（22）により構成されている。
尚、コンピュータ（21）には、コイリング線材（２）の
コイリング動作を開始する以前に、当該コイリング線材
（２）の理想コイル間隙間とコイル巻数との関係を規定
した理想コイリングパターン〔図３に符号（Ｐ₀で表
示〕が入力設定されている。

【００１０】以下、本発明方法を詳述する。

【００１１】コンピュータ（21）に、コイリング線材
（２）のコイリング動作を開始する以前に、当該コイリ
ング線材（２）の理想コイル間隙間とコイル巻数との関
係を規定した理想コイリングパターン（Ｐ₀）を入力設
定する。

【００１２】コイリング装置を起動し、理想コイリン
グパターン（Ｐ₀）に規定するコイル巻数と同じ巻数を
持った密着ばね〔図２（Ａ）に符号（２Ａ）で表示〕を
コイリングし、コイリング装置に、上記密着ばね（２
Ａ）のコイリング条件をセットする。

【００１３】ピッチカム（20）を一定位置に固定し、
図１（Ｂ）に符号（Ｒ₀）で示す一定の半径でピッチカ
ム（20）とカムフォロアー（14）を係合させ、この状態
でコイル間隙間（Ｇ₀）を具えた等ピッチばね〔図２
（Ｂ）に符号（２Ｂ）で表示〕をコイリングし、コイリ
ング装置に上記等ピッチばね（２Ｂ）のコイリング条件
をセットする。

【００１４】コイル間隙間を測定器（22）で測定し、
得られた実測値（Ｇ₀）を比較対象値としてコンピュー
タ（21）に入力する。

【００１５】コンピュータ（21）で理想コイリングパ
ターン（Ｐ₀）と、コイル間隙間の実測値（Ｇ₀）を比較
し、この状態でコイリング装置を起動し、目的とする不
等ピッチコイルばね（２Ｃ）のコイリング動作を開始す
る。尚、ピッチカム（20）の輪画曲線は、半径（Ｒ₁）
のときにコイル間隙間（Ｇ₁）が確保され、また、半径
（Ｒ₂）のときにコイル間隙間（Ｇ₂）が確保されるよう
に調整されている。

【００１６】理想コイリングパターン（Ｐ₀）に規定
されている理想コイル間隙間と、コイル間隙間実測値
（Ｇ₀）との比較に基づいてコンピュータ（21）からサ
ーボモータ（23）へコイル間隙間（Ｇ₁）（Ｇ₂）…の補
正信号を送出し、カムフォロアー（14）と係合するピッ
チカム（20）の半径（Ｒ₀）を半径（Ｒ₁）と（Ｒ₂）の
間で回転速度の変化と関連させながら微小変化させるこ
とによってピッチツール（６）を上記ピッチカム（20）
の回転角度に対応して前後方向に移動させる。

【００１７】上記の補正・微調整動作を反覆すること
によって、コイル間隙間の実測値（Ｇ₀）を理想コイリ
ングパターン（Ｐ₀）に一致させるようにコイリング動
作が続行され、最終的には、コイル間隙間を（Ｇ₁）か
ら（Ｇ₂）まで変化させた不等ピッチコイルばね（２
Ｃ）が製作される。

【００１８】上記の補正・微調整動作は、理想コイリ
ングパターン（Ｐ₀）を基準とする補正値としてコンピ
ュータ（21）に記憶されているから、２回目以降に製作
される不等ピッチコイルばね（２Ｃ）は、設定値通りの
コイル間隙間（コイリングパターン）を持つことにな
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、サーボモータの動作を
支持するためのコンピュータへの入力操作だけでコイル
間隙間の補正と微調整を行なうことができる。従って、
従来装置で問題とされていた仕掛銘柄やロットの切替え
時のピッチカムの交換が不要となり労力と手間が大幅に
節約される。また、全円周型の輪画曲線を具えた１枚の
ピッチカムで、異ったコイル間隙間を持つ多種類の不等
ピッチコイルばねをコイリングすることができるため、
製品毎にピッチカムを用意して置く必要がなくなり、設
備投資の節減に対しても顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明装置の全体構造を例示する斜視図 （Ｂ）本発明に使用するピッチカムの平面図

【図２】（Ａ）密着ばねの正面図 （Ｂ）等ピッチばねの正面図 （Ｃ）不等ピッチコイルばねの正面図

【図３】理想コイル間隙間パターンの説明図

【図４】線材コイリング装置の正面図

【図５】（Ａ）従来型線材コイリング装置の全体構造を
例示する斜視図 （Ｂ）従来型ピッチカムの平面図

【符号の説明】 ２ コイリング線材 ２Ａ 密着ばね ２Ｂ 等ピッチばね ２Ｃ 不等ピッチコイルばね ６ ピッチツール 20 ピッチカム 21 コンピュータ 22 コイル間隙間の測定器 23 サーボモータ Ｐ₀ 理想コイリングパターン Ｐ₀’コイル間隙間の実測パターン Ｇ₀ コイル間隙間の実測値 Ｇ₁、Ｇ₂ コイル間隙間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線材のコイリング装置に接続されたコン
   ピュータに、コイリング動作の開始に先立って当該コイ
   リング線材の理想コイル間隙間とコイル巻数との関係を
   規定したコイリングパターンを入力設定し、上記コイリ
   ング線材を出力端にピッチツールを装着したコイリング
   手段に供給して所定のコイル巻数とコイル径を備えた密
   着コイルばねをコイリングすると共に、この密着コイル
   ばねのコイル巻数とコイル径に合わせて線材コイリング
   手段の作動条件を設定し、次いで、上記コイリング手段
   でサーボモータを介して上記コンピュータの出力側に配
   設されているピッチカムの輪画曲線上の１点を基準にし
   て等ピッチコイルばねをコイリングし、得られた等ピッ
   チコイルばねのコイル間隙間を上記コンピュータに接続
   されている測定器で測定し、この実測値を上記コンピュ
   ータに入力して上記コイリングパターンと比較し、この
   状態で最終製品たる不等ピッチコイルばねのコイリング
   を開始し、上記不等ピッチコイルばねのコイリングが終
   了する迄、回転角度と回転速度の補正を繰り返しながら
   上記ピッチカムおよびピッチツールによる隙間寸法の微
   調整を反復することを特徴とする線材のコイリング方
   法。