JP3355092B2 - 線ばねの成形方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線材を案内するク
イルの中心線を中心にして放射状に配置された３個以上
の成形工具をクイルの中心線廻りに所望の角度に旋回さ
せた状態で所望の成形工具を２個以上でも同時にクイル
の中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角又は
略直角に前進させ更にクイルをクイルの中心線を中心と
して回転させクイルの先端部から送り出される線材に衝
合させて線ばねを成形する方法と、この方法を実施する
のに好適な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】線ばねとしては、圧縮コイルばねや引張
コイルばねや捩りコイルばねなどの各種コイルばねと、
コイル部を有さない線細工ばねとがあり、これらの線ば
ねは圧縮コイルばねを除いて種々な方向にフックや種々
の角度で折り曲げられた折曲部を有している複雑な形状
を成しているものがあるが、これら種々の線ばねを１台
の線ばねの成形装置によって製造できることが近年要求
されている。

【０００３】このような要求を満たす従来の線ばねの成
形装置としては、例えば特開昭５９−１４４５４２号公
報の「線材折曲成形機における成形工具作動制御法」や
特公平６−２２９６号公報の「ばね成形方法及び装置」
に開示されている装置が存在している。

【０００４】しかしながら、前者の特開昭５９−１４４
５４２号公報に開示されている装置は、クイルを中心に
放射状の所定位置に配置された複数の成形工具を回転制
御可能なモータにより駆動されるカムの回転によってク
イルの中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角
又は略直角に前進させクイルの先端部から送り出される
線材に衝合させて線ばねを成形する方式のものであり、
各成形工具はクイルに対して配置位置が固定されている
ために、線材を所望の方向に折曲しようとしても最適の
方向から最適の成形工具をクイルの中心線延長部方向に
前進させることが不可能な場合が生じるため、成形工具
として線材を折曲するのに最適な方向の延長線上に無い
異なった方向からクイルの中心線延長部方向に前進させ
て線材を折曲できるような種々の特殊な形状の成形工具
を準備しなければならず、そしてこのような種々の特殊
な形状の成形工具を準備しても線材を所望の方向に折曲
できない場合が生じてしまうという欠点があった。

【０００５】一方、後者の特公平６−２２９６号公報に
開示されている装置は、クイルの中心線延長部側に対向
して設置した１個の成形工具をクイルの中心線を中心と
して旋回させてクイルの先端方向にクイルの中心線と平
行に前進させクイルの先端部から送り出される線材に衝
合させて線ばねを成形する方式のものであり、１個だけ
の成形工具によって全ての成形を行う方式のものである
ので、曲率半径の大きいコイル部の成形は問題は無い
が、フック部の曲率半径が小さな折曲成形の場合は図１
９に示す如くクイルの先端の線材出口のエッジを利用す
る方法であるため線材に疵を作らないように成形工具の
クイルの先端方向への前進及び線材に当接する時期とタ
イミングとを合わせて線材を微細に送ってその送り量の
増減で折曲角度を得なければならないのでその折曲の曲
率半径が線材径の２倍乃至３倍以上必要で、且つこのよ
うな折曲成形方法を実施しなければならないため、折曲
角度の精度が悪いばかりか生産速度を低く設定しなけれ
ばならない場合が多く、しかも成形の際にクイルのエッ
ジに沿って小さな曲率半径で線材を折曲成形する場合に
線材にかかる圧力が大きいのでクイルのエッジとの接触
による擦り疵を避けることができないため製品の品質上
で常に問題を抱えていると共に非常に小さい曲率半径の
折曲成形が品質上から不可能であるという致命的な欠陥
を有している。

【０００６】また、この特公平６−２２９６号公報に開
示されている装置は、クイルの先端部はコイル部の成形
のため図２０に示す如く上半分に相当する部分が存在し
ない略半円形を成していないと密巻きに近いコイル部の
成形ができないため線材の出口周辺は極めて肉厚の薄い
構造にならざるを得ないので、極く細い線材の場合を除
きこの方向に向けての成形はクイルの破損の可能性があ
るため避ける必要があるばかりか、線材の切断工具が位
置固定されているため成形する製品の形状によっては成
形後の線材の切断が不可能でこれらの理由で成形を断念
しなければならない場合もあり、多々制約があるという
欠点があった。

【０００７】そしてこのように成形工具を線材の折曲の
度毎にクイルの中心線を中心として旋回させる構造を採
用しようとした場合における致命的な欠陥は、前記した
如く成形工具をクイルの中心線延長部側に配置するため
に複数の成形工具を設置することが不可能であるので、
線材を所望の方向に折曲しようとする際にその折曲に適
した２個以上の成形工具を使用することが不可能なた
め、成形できる形状に制限が生じて種々の線ばねの成形
が不可能なことである。

【０００８】また、クイルを中心に放射状に配置されて
いる成形工具を手作業によって配置位置を移動調整でき
る装置が近年上市されているが、この装置では隣接する
成形工具間の間隔（つまり角度）は成形工具を支持作動
させるスライドガイドの構造的要因により約１５°迄が
限度であり、しかも成形工具の配置位置を手作業によっ
て一度移動調整したら成形工具の位置をその位置に固定
して使用するものであるので、一つの製品を製造する場
合に成形工具の位置を固定して使用することに変わりは
無く、線ばねの成形に当たり常に最適の方向から最適の
成形工具をクイルの中心線延長部方向にクイルの中心線
に対して直角又は略直角に前進させることが不可能であ
るという欠点があることに変わりはない。そして線材を
成形すべき方向（角度）と成形工具の前進可能な方向と
のずれが大きい場合は成形不可能であり、ずれの小さい
場合にはエアシリンダ等を動力源とした専用のユニット
及び線材に衝合させる金具を成形の直前の成形部或いは
成形中の成形部に強制的に押し付けるようにして線材を
捩って所要の成形方向（角度）を確保しているのが現状
である。しかしながら、このように線材を捩りながら成
形を行うために成形精度の確保に不安が多く、段取作業
に多大な時間を要することが多々あるばかりでなく、或
る程度の形状の線ばねの成形が可能としても、成形精度
の維持を図ることに加えて前記したエアシリンダ等を動
力源としたユニットによる線材の捩りとのタイミングの
整合の上で生産速度を低くせざるを得ない状況である。

【０００９】更に、線ばねの製造には、大量生産のみな
らず、試作又は極く少量の生産が多く求められている
が、このような比較的少量しか製造しない場合にも大量
生産時の成形工具の配置，種類及び成形時の補助的手段
と全く同様のものを必要とするので、成形工具の種類が
非常に多く必要になるのである。しかしながら、最適の
方向から最適の成形工具をクイルの中心線延長部方向に
クイルの中心線に対して直角又は略直角に前進させるこ
とができれば成形工具の数が減少して段取りが容易にな
るばかりか、多種多様の成形工具を準備することによる
費用の増加や管理の面倒さも解消できるのであるが、従
来の線ばねの成形装置はいずれも種々の形状の線ばねを
成形する際に、最適の方向から最適の成形工具をクイル
の中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角又は
略直角に前進させることが不可能であるという欠点があ
ったので、このような費用の増加や管理の面倒さも解消
できなかったのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した如
き従来の線ばねの成形装置の欠点を解消し、線材を案内
するクイルを中心にして放射状に配置された３個以上の
成形工具をクイルの中心線廻りに所望の角度に旋回させ
た状態で所望の成形工具を２個以上でも同時にクイルの
中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角又は略
直角に前進させクイルの先端部から送り出される線材に
衝合させて常に安定確実に線ばねを成形する方法と、こ
の方法を実施するのに好適な装置を提供することを課題
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、線材を案内するクイルの中心線を中心にして放射
状に配置された３個以上の成形工具をクイルの中心線延
長部方向にクイルの中心線に対して直角又は略直角に前
進させクイルの先端部から送り出される線材に衝合させ
て線ばねを成形するに際し、前記成形工具がそれぞれ装
着された旋回テーブルを前記クイルの中心線を中心にし
て旋回させて所望の１個或いは複数の該成形工具の線材
当接面が線材の成形に適した方向に位置させた後、前記
クイルの中心線を中心として回転自在な該クイルを回転
させた後、前記クイルの中心線を中心にして放射状に該
旋回テーブルの外方に配置されている前記成形工具の個
数以上の中の対応する駆動手段を介して所望の前記成形
工具をクイルの中心線延長部方向に前進させることによ
り線ばねを成形することにより前記課題を解決できるこ
とを究明して本発明を完成したのである。

【００１２】そしてこのような方法において、成形工具
がそれぞれ装着された旋回テーブルをクイルの中心線を
中心にして旋回させて所望の１個或いは複数の該成形工
具の線材当接面が線材の成形に適した方向に位置させる
工程中にクイルの先端部から線材を送り出せば線ばねの
成形時間をより短縮できることも究明したのである。

【００１３】また、前記した本発明方法を実施するのに
好適な線ばねの成形装置としては、線材を案内するクイ
ルの中心線を中心にして放射状に配置された３個以上の
成形工具をクイルの中心線延長部方向にクイルの中心線
に対して直角又は略直角に前進させクイルの先端部から
送り出される線材に衝合させて線ばねを成形する線ばね
の成形装置において、成形工具が装着されたスライドユ
ニットをクイルの中心線延長部方向にクイルの中心線に
対して直角又は略直角に前進・後退可能に摺動させるト
ラックレールをそれぞれ固定された旋回テーブルをクイ
ルの中心線を中心にして旋回して所定旋回位置に停止さ
せる第１駆動手段と、クイルの中心線を中心にして前記
スライドユニットの個数以上放射状に旋回テーブルの外
方に配置されており所望のスライドユニットをクイルの
中心線延長部方向に前進・後退させる第２駆動手段と
が、クイルの先端部から線材を送り出す第３駆動手段に
同期して制御され且つクイルが該クイルの中心線を中心
に回転自在に支持されており、連結金具を介して回転不
能な状態に固定される場合と、別の連結金具を介して旋
回テーブルに連結されて該旋回テーブルと共に回転され
る場合とに切り替え可能である構造とすれば良いことを
究明したのである。

【００１４】そして、このような線ばねの成形装置にお
いて、第２駆動手段の駆動源が旋回テーブルの外方に配
置されていてクイルの中心線を中心にして所定角度範囲
だけ旋回可能な駆動源取付テーブルに装着されていれば
成形する線ばねに応じて第２駆動手段の駆動源を適切な
位置に位置せしめておくことができることや、第２駆動
手段がクイルの中心線延長部方向に前進・後退可能な円
弧カムを備えており、スライドユニットに設けられたカ
ムフォロアが前記円弧カムの円弧を成す内面に当接した
状態で最もクイル側に移動した際に該円弧カムの内面の
曲率中心がクイルの中心線上にほぼ一致する円弧に設定
されていれば簡単な構造で旋回テーブルをクイルの中心
線を中心にして旋回して所定旋回位置に停止させた際に
成形工具を直ちに前進可能な状態とすることができるこ
とや、また円弧カムがその端部に補助カムを継ぎ足し可
能であれば成形工具を直ちに前進可能な状態とする旋回
テーブルの旋回角度範囲をより広くすることができるこ
とも究明したのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明に係る線
ばねの成形方法及び装置について詳細に説明する。図１
は本発明に係る線ばねの成形装置の１実施例の全体正面
図、図２は同左側面図、図３は上部基盤の正面図、図４
は旋回テーブルを旋回させた状態における所定角度だけ
旋回可能な駆動源取付テーブルを備えた上部基盤の正面
図、図５は図４の中央における側断面説明図、図６はク
イルを固定した場合を示す図であって(Ａ)は正面図、
(Ｂ)は(Ａ)におけるＸ−Ｘ線断面図、図７はクイルを旋
回テーブルと連動可能な状態とした場合の図であって
(Ａ)は正面図、(Ｂ)は(Ａ)におけるＹ−Ｙ線断面図、図
８は工具支持アームと平カムとの関連を示す拡大説明
図、図９は円弧カムとリニアウェイのカムフォロアとの
関係説明図であって、(Ａ)はカムが基点に位置する場合
の説明図、(Ｂ)はカムが回転して円弧カムが基準位置ま
で前進した場合の説明図、図１０は円弧カムに補助カム
を取り付けた場合の関係説明図、図１１は本発明装置で
成形する線ばねの１例を示す斜視図、図１２は図１１に
示す線ばねの成形開始前の成形工具の配置図、図１３は
図１１に示す線ばねの成形工程図、図１４は図１１に示
す線ばね成形のタイムシェアリングを示す図、図１５は
本発明装置で成形する線ばねの他の例を示す斜視図、図
１６は図１５に示す線ばねの成形開始前の成形工具の配
置図、図１７は図１５に示す線ばねの成形工程図、図１
８は図１５に示す線ばね成形のタイムシェアリングを示
す図である。

【００１６】図面中、１はその上部に上部基盤２を支持
しており、サーボモータ（後記する線材を圧送するため
の一対の圧送ローラ駆動サーボモータと、後記する旋回
テーブルを旋回駆動するサーボモータと、後記するスラ
イドユニットの前進・後退を行うためのサーボモータ）
位置決め駆動用の多軸数値制御装置（図示した実施例で
はスライドユニットが８個あるので１０軸数値制御装
置）が内蔵されている架台である。上部基盤２には全て
のサーボモータ（図示した実施例で１０台）と線ばね成
形のための機械要素とが装着されている。３は図５に示
す如く線材41を圧送するための第３駆動手段を構成する
一対の圧送ローラであり、サーボモータ４の駆動軸に固
定された歯車に噛み合っている歯車列を介して駆動され
て設定された所定長さだけ線材41を後述するクイル（線
材41の案内ガイド）６に圧送するようになっている。

【００１７】５は図５，図６及び図７に示す如く上部基
盤２にクロスローラベアリングを介して回転自在に支持
されているマンドレルで、その中心部にクイル６が着脱
可能に固定されている。従って、クイル６は線材41の挿
通穴の中心線即ちクイル６の中心線を中心に回転可能で
あり、図６に示す如く連結金具７を介して上部基盤２に
固定されたベアリング押えリング２″に固定されて回転
不能な状態で使用される場合と、図７に示す如く別の連
結金具８を介して後述する旋回テーブル10に連結されて
この旋回テーブル10と共に回転させるようにして使用さ
れる場合とがある。

【００１８】９は上部基盤２に固定されている中間クイ
ルで、線材41はこの中間クイル９を経て前記圧送ローラ
３によりクイル６に案内され本発明装置の前面に送り出
されて線ばねに成形される。10はクイル６の中心線を中
心にクロスローラベアリングを介して回転自在に上部基
盤２に支持されている旋回テーブルであり、図５に示す
如く第１駆動手段を構成するサーボモータ12の出力軸に
固定されたギヤ13と噛み合っているリングギヤ11を介し
てクイル６の中心線を中心にして旋回して所定旋回位置
に位置決め駆動される。この旋回テーブル10の表面には
図３に示す如くトラックレール14とスライドユニット15
とから成る３個以上（図示した実施例で８個）のボール
式リニアウェイ16が、トラックレール14の摺動方向がク
イル６の中心線延長部方向にクイル６の中心線に対して
直角になるようにスライドユニット15が放射状に配置固
定されている。

【００１９】このリニアウェイ16のクイル６側を「前
部」と、またその反対の外側を「後部」と言い、スライ
ドユニット15を前部に摺動させることを「前進」と、ま
たその逆の後部に摺動させることを「後退」と言い、以
後この呼称で記述することにする。そして、次に記述す
るこのリニアウェイ16のスライドユニット15上に装着さ
れる成形工具の支持及び調整機構は、本実施例では二通
りあるが、いずれも従来の技術を用いた方式であるので
基本的構成のみを記述する。

【００２０】スライドユニット15には図３に示す如く支
持金具17又は18がスライドユニット15の摺動方向に対し
左右に位置調節可能で且つ着脱可能にネジ止めにより固
定されており、この支持金具17，18は共に図５に示す如
く前部で後述する工具支持アーム19，20を支持し後端部
にはカムフォロア21が前後に位置調節可能に設けられて
おり、このカムフォロア21の軸と一体に作成されている
Ｌ型の接片22が前記したトラックレール14の後端部に設
けられたストッパー23に当接してスライドユニット15の
初期位置が決められる。24は図３に示す如くスライドユ
ニット15を後部に引き付けている引張コイルばねであ
る。

【００２１】図５に示す如く、前記した支持金具17には
工具支持アーム19が、また前記した支持金具18には工具
支持アーム20が図８に示す如く上部基盤２の表面側に揺
動自在に、それぞれスライドユニット15の摺動方向と平
行に支持されており、工具支持アーム19の先端部にネジ
止めされた成形工具（コイル成形工具，切断工具，受金
工具，心金工具等）はその線材当接面とクイル６の先端
の面との間隔を調節ネジ25により調節ができるようにな
っている。

【００２２】工具支持アーム20の先端部には主に折曲成
形工具（時にはコイル成形工具も用いられる）がネジ止
めされていて、図８に示す如くこの折曲成形工具とクイ
ル６の先端の面との間隔が調節ネジ26により調節できる
ようになっており、27は調節ネジ26に荷重をかけている
引張コイルばねである。一方、この工具支持アーム20の
後部には図５及び図８に示す如くカムフォロア28が固定
されており、折曲成形工具を用いて線材41を折曲成形す
る際はスライドユニット15の前進終了直前に旋回テーブ
ル10上に設けられたブラケット29に位置調節可能にネジ
止めされている平カム30にカムフォロア28が当接してタ
イミングを合わせて前進させた受金工具を利して線材41
をクイル６側に押し付け所定の角度に折曲成形できるよ
うになっている。

【００２３】前記旋回テーブル10の外方には、図１，図
３及び図４に示す如くそれぞれ前記スライドユニット15
の個数以上の円弧カムユニット31が所望のスライドユニ
ット15をクイル６の中心線延長部方向に前進・後退させ
るために上部基盤２又は上部基盤２に立設されているボ
ルトがクイル６の中心線を中心にした円弧状の長孔を貫
通されておりナット2bで上部基盤２に固定されるクイル
６の中心線を中心にして所定角度範囲だけ旋回可能な駆
動源取付テーブル２′にクイル６を中心として放射状に
配置装着されている。32は円弧カムユニット31全体を支
持するスライドガイドで、図５に示す如くその摺動方向
をクイル６の中心線に向けてスライドプレート33が摺動
可能に支持されている。34はスライドプレート33を前
進，後退，位置決め駆動する第２駆動手段を構成するサ
ーボモータで、上部基盤２又は図５に示す如く上部基盤
２に装着されている駆動源取付テーブル２′に設けられ
た穴2aを通してスライドガイド32の内部にネジ止めされ
ており、図３及び図４に示す如くスライドプレート33に
設けられた長穴33aから前面に突き出させたサーボモー
タ34の出力軸35に固定されたカム36にスライドプレート
33のクイル６寄りにネジ止めされたカムフォロア37を常
時当接させるように一端がスライドプレート33にまた他
端がスライドガイド32に取り付けられた引張コイルばね
38が設けられている。

【００２４】更に、スライドプレート33のクイル６寄り
の先端には、図３及び図４に示す如く円弧カム39がその
円弧を成す内面39aをクイル６に向けて設けられてお
り、前記カムフォロア37がカム36の基円（サーボモータ
34の出力軸35の中心からの距離が最も短い部分）に位置
するとき（以後、この位置を「基点」と言う）、この円
弧カム39の円弧の内面39aはスライドユニット15が前記
初期位置に位置しているときの支持金具17，18用のカム
フォロア21の旋回軌道に微小の間隙を設けて対面させて
あり、旋回テーブル10の旋回により所定の角度に旋回位
置決めされたリニアウェイ16のカムフォロア21をサーボ
モータ34の駆動によるカム36の回転に伴って円弧カム39
の内面39aにより押し付けてスライドユニット15を最も
クイル６方向に前進させた位置である基準位置まで前進
させクイル６の先端から送り出される線材41に成形工具
を衝合させて線ばねを成形するのである。

【００２５】この場合、円弧カム39の内面39aは、図示
した実施例ではその曲率中心がスライドユニット15を基
準位置にまで前進させた時点の円弧カム39の位置におい
てクイル６の中心線上に一致するように設計されてお
り、この円弧カム39によりリニアウェイ16を作動できる
角度は図９に示す如く図示した実施例では40°以内で旋
回位置決めされたリニアウェイ16の位置がこの間のいず
れの角度にあっても基準位置まで前進させた成形工具の
前進度合は変化しないよう構成されている。一方、カム
フォロア37が前記基点に位置する場合は図示した実施例
では円弧カム39のリニアウェイ16を作動できる角度は30
°以内であり、線材41を成形する方向つまり角度が円弧
カム39が対応できる角度30°の外にある場合は次に記述
する方法による。

【００２６】図９はその説明図で、リニアウェイ16上の
カムフォロア21の動きを時系列的に図示してあり、第１
駆動手段のサーボモータ12の駆動によりその出力軸に固
定されたギヤ13と噛み合っているリングギヤ11を介して
旋回されて位置決めされる旋回テーブル10の表面に固定
されているボール式リニアウェイ16のスライドユニット
15に設けられているカムフォロア21を、サーボモータ12
の駆動により旋回テーブル10を介して旋回させて円弧カ
ム39の内面39aの一方の端部である位置Ａに一時停止さ
せ、次に図９の(Ｂ)に示す如く第２駆動手段のサーボモ
ータ34の駆動により回転させたカム36によりスライドプ
レート33にネジ止めされたカムフォロア37を押圧してス
ライドプレート33をその長穴33aに沿って前進させるこ
とにより円弧カム39を前進開始させると共に、サーボモ
ータ12を駆動してカムフォロア21が円弧カム39の内面39
aの一方の端部に当接した状態を維持するように旋回テ
ーブル10を旋回させて、カムフォロア21を位置Ｂを経て
所定の角度である位置Ｃに到達して位置決めするが、円
弧カム39の前進は続きカムフォロア21は規定の位置Ｄま
で直線的に前進し線材41の成形を完了させる。

【００２７】或いは、第１駆動手段のサーボモータ12の
駆動によりその出力軸に固定されたギヤ13と噛み合って
いるリングギヤ11を介して旋回されて位置決めされる旋
回テーブル10の表面に装着されているボール式リニアウ
ェイ16のスライドユニット15に設けられているカムフォ
ロア21を、サーボモータ12の駆動により旋回テーブル10
を介して旋回させて円弧カム39の内面39aの他方の端部
である位置Ｅに一時停止させ、次に図９の(Ｂ)に示す如
く第２駆動手段のサーボモータ34の駆動により回転させ
たカム36によってスライドプレート33にネジ止めされた
カムフォロア37を押圧してスライドプレート33をその長
穴33aに沿って前進させることにより円弧カム39を前進
開始させると共に、サーボモータ12を駆動してカムフォ
ロア21が円弧カム39の内面39aの一方の端部に当接した
状態を維持するように旋回テーブル10を旋回させて、カ
ムフォロア21を位置Ｆを経て所定の角度である位置Ｇに
到達して位置決めするが、円弧カム39の前進は続き、カ
ムフォロア21は規定の位置Ｈまで直線的に前進し線材41
の成形を完了させる。

【００２８】また、成形後のスライドユニット15の後退
及びリニアウェイ16の旋回等の関連動作は成形工具の前
進の場合の全く逆の動作によって行われるが、これは多
軸数値制御によって容易に調整可能である。

【００２９】以上に、円弧カム39による40°までの角度
への対応を記述したが、多くの場合30°で対応できる。
しかし極く稀ではあるが所要の角度が40°より大きな45
°に至るような場合には、図４，５に示す如く旋回テー
ブル10の外方にクイル６の中心線を中心として所定角度
だけ旋回可能で上部基盤６にナット2bで位置固定される
駆動源取付テーブル２′が設けられているとこの駆動源
取付テーブル２′を予め所定角度だけ旋回させておくこ
とによって対応したり、図１０に示す如く補助カム40を
円弧カム39の端部に継ぎ足して対応することも可能であ
り、補助カム40を円弧カム39の端部に継ぎ足して対応す
る場合のリニアウェイ16と円弧カム39の関連動作は前記
図９において説明したのと同様の方法によれば良い。

【００３０】以上に本発明における成形工具の前進後退
の基本的な作用について記述したが、前記した第１駆動
手段のサーボモータ12によるリニアウェイ16の旋回位置
決め駆動操作と、第２駆動手段のサーボモータ34による
円弧カム39の前進後退位置決め駆動操作と、第３駆動手
段のサーボモータ４による線材41を送り出す圧送ローラ
３の回転位置決め駆動操作とは、図示した実施例におい
ては多軸数値制御装置によって互いに同期させる制御で
行う。次にこれまでの装置全体にわたる記述を更に明確
にするために、２種類の線ばねの成形工程について、各
種成形工具の作用を記述する。

【００３１】前述した如き構成より成る本発明に係る線
ばねの成形装置を使用して線ばねの成形を行う操作につ
いて次に説明する。図１１は成形する線ばねの１例を示
す斜視図であり、部分ａから始まる成形順序について説
明する。図１２は成形開始前の成形工具の配置で、Ｔ₁
及びＴ₆はコイル成形工具を、Ｔ₂及びＴ₈は受金工具
を、Ｔ₃，Ｔ₅及びＴ₇は折曲成形工具を、Ｔ₄は切断工具
をそれぞれ示しているが、この４種類の成形工具は従来
の技術に従ったものであり、クイル６は上部基盤２に固
定されている場合について説明する。そして、この図１
２において、Ｍ₁〜Ｍ₈は円弧カムユニット31（以後、ユ
ニットと略称する）のアドレス番号（配置番号）で、図
１３は成形工程図で工程Ａから工程Ｋに至る１１工程と
してある。尚、図１４は図１１に示す線ばねを成形する
際のタイムシェアリングである。

【００３２】先ず、旋回テーブル10の外方にクイル６の
中心線を中心として所定角度範囲だけ旋回可能に駆動源
取付テーブル２′が配置されている場合には、その旋回
角度を規定して駆動源取付テーブル２′をナット2bで位
置固定する。そして、工程Ａの如く、第１駆動手段のサ
ーボモーター12を駆動して旋回テーブル10を反時計回り
に30°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモータ
ー４の駆動により線材41は部分ａの長さだけ送り出され
ている。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34
の駆動によりユニットＭ₁及びＭ₆により作動された受金
工具Ｔ₂及び折曲成形工具Ｔ₇が共に前進して線材41に当
接し、折曲部ｂが成形されると両工具Ｔ₂及びＴ₇は後退
する。

【００３３】次に、工程Ｂの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに30
°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター４
の駆動により線材41は部分ｃの長さだけ送り出されてい
る。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₂及びＭ₇により作動された受金工具
Ｔ₂及び折曲成形工具Ｔ₇が共に前進して線材41に当接
し、折曲部ｄが成形されると両工具Ｔ₂及びＴ₇は後退す
る。

【００３４】次に、工程Ｃの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに90
°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター４
の駆動により線材41は部分ｅの長さだけ送り出されてい
る。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₄及びＭ₁により作動された受金工具
Ｔ₂及び折曲成形工具Ｔ₇が共に前進して線材41に当接
し、折曲部ｆが成形されると両工具Ｔ₂及びＴ₇は後退す
る。

【００３５】次に、工程Ｄの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を反時計回りに
90°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター
４の駆動により線材41は部分ｇの長さだけ送り出されて
いる。次いで第２駆動手段のサーボモーター34の駆動に
よりユニットＭ₁により作動されたコイル成形工具Ｔ₁が
前進して線材41に当接すると、線材41の送り出しが開始
されてコイル部ｈの成形が開始され、工程Ｅの如く第３
駆動手段のサーボモーター４の駆動により線材41の送り
出しが続けられてコイル部ｈの座巻が成形されると、工
程Ｆの如く第３駆動手段のサーボモーター４の駆動によ
り線材41の送り出しが続けられている状態において第１
駆動手段のサーボモーター12を駆動して旋回テーブル10
を時計回りに15°旋回させ、コイル成形工具Ｔ₁により
コイル部ｈのピッチ付けが開始される。

【００３６】コイル部ｈのピッチ付けが終ると第３駆動
手段のサーボモーター４の駆動が停止されて線材41の送
り出しが停止され、工程Ｇの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を反時計回りに
15°旋回させると第３駆動手段のサーボモーター４の駆
動により線材41の送り出しが開始されて座巻が成形され
ると、第３駆動手段のサーボモーター４の駆動が停止さ
れて線材41の送り出しは停止され、第２駆動手段のサー
ボモーター34の駆動によりユニットＭ₁により作動され
たコイル成形工具Ｔ₁は後退する。

【００３７】次に、工程Ｈの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動しない状態で第３駆動手段のサーボ
モーター４の駆動により線材41は部分ｉの長さだけ送り
出され、第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆動
によりユニットＭ₂及びＭ₅により作動された受金工具Ｔ
₂及び折曲成形工具Ｔ₅が共に前進して線材41に当接し、
折曲部ｊが成形されると両工具Ｔ₂及びＴ₅は後退する。

【００３８】次に、工程Ｉの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を反時計回りに
45°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター
４の駆動により線材41は部分ｋの長さだけ送り出されて
いる。次いで第２駆動手段のサーボモーター34の駆動に
よりユニットＭ₅により作動されたコイル成形工具Ｔ₆が
前進して線材41に当接し、第３駆動手段のサーボモータ
ー４の駆動により線材41の送り出しが続けられてコイル
部ｌが成形されると線材41の送り出しが停止されコイル
成形工具Ｔ₆は後退する。

【００３９】次に、工程Ｊの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに45
°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター４
の駆動により線材41は部分ｍの長さだけ送り出されてい
る。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₈及びＭ₃により作動された受金工具
Ｔ₈及び折曲成形工具Ｔ₃が共に前進して線材41に当接
し、折曲部ｎが成形されると両工具Ｔ₈及びＴ₃は後退す
る。

【００４０】最後に、工程Ｋの如く、第１駆動手段のサ
ーボモーター12を駆動しない状態で第３駆動手段のサー
ボモーター４の駆動により線材41が部分ｏの長さだけ送
り出され、第２駆動手段のサーボモーター34の駆動によ
りユニットＭ₄により作動された切断工具Ｔ₄が前進して
線材41が切断されると切断工具Ｔ₄が後退し、図１１の
形状に成形された線ばねは落下する。

【００４１】また、図１５は成形する線ばねの他の例を
示す斜視図であり、部分ａから始まる成形順序について
以下に説明する。図１６は成形開始前の成形工具の配置
で、Ｔ₁はコイル成形工具を、Ｔ₂，Ｔ₆及びＴ₈は折曲成
形工具を、Ｔ₃及びＴ₇は受金工具を、Ｔ₄は芯金工具
を、Ｔ₅は切断工具をそれぞれ示しているが、この５種
類の成形工具並びに芯金工具は従来の技術に従ったもの
であり、クイル６は旋回テーブル10に連動されて旋回す
る場合について説明する。そして、この図１６におい
て、Ｍ₁〜Ｍ₈は円弧カムユニット31のアドレス番号（配
置番号）で、図１７は成形工程図で工程Ａから工程Ｉに
至る９工程としてある。尚、図１８は図１５に示す線ば
ねを成形する際のタイムシェアリングである。

【００４２】先ず、旋回テーブル10の外方にクイル６の
中心線を中心として所定角度範囲だけ旋回可能に駆動源
取付テーブル２′が配置されている場合には、その旋回
角度を規定して駆動源取付テーブル２′をナット2bで位
置固定する。そして、工程Ａの如く、第１駆動手段のサ
ーボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに
15°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター
４の駆動により線材41は部分ａの長さだけ送り出されて
いる。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の
駆動によりユニットＭ₃及びＭ₆により作動された受金工
具Ｔ₃及び折曲成形工具Ｔ₆が共に前進して線材41に当接
し、折曲部ｂが成形されると両工具Ｔ₃及びＴ₆は後退す
る。

【００４３】次に、工程Ｂの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに30
°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター４
の駆動により線材41は部分ｃの長さだけ送り出されてい
る。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₄及びＭ₇により作動された受金工具
Ｔ₃及び折曲成形工具Ｔ₆が共に前進して線材41に当接
し、折曲部ｄが成形されると両工具Ｔ₃及びＴ₆は後退す
る。

【００４４】次に、工程Ｃの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動しない状態で第３駆動手段のサーボ
モーター４の駆動により線材41は部分ｅの長さだけ送り
出され、第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆動
によりユニットＭ₄及びＭ₁により作動された受金工具Ｔ
₃及び折曲成形工具Ｔ₈が共に前進して線材41に当接し、
折曲部ｆが成形されると両工具Ｔ₃及びＴ₈は後退する。

【００４５】次に、工程Ｄの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を反時計回りに
45°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター
４の駆動により線材41は部分ｇの長さだけ送り出されて
いる。次いで第２駆動手段のサーボモーター34の駆動に
よりユニットＭ₁により作動されたコイル成形工具Ｔ₁が
前進して線材41に当接すると、第３駆動手段のサーボモ
ーター４の駆動により線材41の送り出しが開始されてコ
イル部ｈの成形が開始され、工程Ｅの如く線材の送り出
しが続けられて密着巻主コイル部ｈが成形されると、第
２駆動手段のサーボモーター34の駆動が停止されて線材
41の送り出しは停止されコイル成形工具Ｔ₁は後退す
る。

【００４６】次に、工程Ｆの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに90
°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター４
の駆動により線材41は部分ｉの長さだけ送り出されてい
る。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₆により作動された芯金工具Ｔ₄が前
進して線材41のクイル６側に軽く当接した後にユニット
Ｍ₃により作動されたコイル成形工具Ｔ₁が前進して線材
41のクイル６から少し離れた位置に当接すると、第３駆
動手段のサーボモーター４の駆動により線材41の送り出
しが開始されて芯金工具Ｔ₄とコイル成形工具Ｔ₁との二
つの工具に接触することによって半径の小さなコイル部
ｊの成形が開始され、コイル部ｊの成形が完了すると第
２駆動手段のサーボモーター34の駆動が停止されて線材
41の送り出しは停止されて両工具Ｔ₄及びＴ₁は後退す
る。この際、クイル６は成形工具の90°の旋回に連動し
ているので、主コイル部ｈの軸線とコイル部ｊの軸線と
は90°に成形される。

【００４７】次に、工程Ｇの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動して旋回テーブル10を時計回りに45
°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモーター４
の駆動により線材41は部分ｋの長さだけ送り出されてい
る。次いで第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₂及びＭ₅により作動された受金工具
Ｔ₇及び折曲成形工具Ｔ₂が共に前進して線材41に当接す
ると、折曲部ｌが成形されて両工具Ｔ₇及びＴ₂は後退す
る。

【００４８】次に、工程Ｈの如く、第１駆動手段のサー
ボモーター12を駆動しない状態で第３駆動手段のサーボ
モーター４の駆動により線材41は部分ｍの長さだけ送り
出され、第２駆動手段の２個のサーボモーター34の駆動
によりユニットＭ₆及びＭ₃により作動された受金工具Ｔ
₃及び折曲成形工具Ｔ₈が共に前進して線材41に当接し、
折曲部ｎが成形されて両工具Ｔ₃及びＴ₈は後退する。

【００４９】最後に、工程Ｉの如く、第１駆動手段のサ
ーボモーター12を駆動して旋回テーブル10を反時計回り
に135°旋回させ、この間に第３駆動手段のサーボモー
ター４の駆動により線材41は部分ｏの長さだけ送り出さ
れている。次いで第２駆動手段のサーボモーター34の駆
動によりユニットＭ₅により作動された切断工具Ｔ₅が前
進し線材41が切断されると切断工具Ｔ₅が後退して、図
１５の形状に成形された線ばねは落下する。

【００５０】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明において
は種類を異にする成形工具（前述した動作説明の場合で
４乃至５種類で、この種の装置の極く標準的な工具）を
限定的ではあるがそれぞれ複数配置してクイルを中心に
旋回させ線材の成形に最も適した方向から所要の１個の
成形工具或いは種類を異にする所要の複数の成形工具を
前進させることによって確実な手段で線材を成形でき
る。これを別の表現にすれば、全く同じ方向又は同じ方
向の近辺から種類を異にする成形工具の前進が可能とな
るのであり、理論的には360°にわたり如何なる角度の
成形にも対応できるのである。

【００５１】これにより本発明は従来の技術のように線
材の成形すべき方向と成形工具の前進方向とのずれから
生ずる無理な成形角度の調節手段或いは１個の成形工具
のみによる線材を送りながらの無理な折曲手段が全く不
用であり且つ線ばね成形後の線材の切断も最も都合のよ
い方向から実施可能となるので、従来の技術と比較して
以下の点で格段に改善されているのである。

【００５２】その第一の点は、線ばねの成形に当たり線
材の成形に最も適した方向から線材の成形に最も適した
成形工具１個或いは複数の成形工具を前進させることに
よって確実な手段で線材を成形できるので、生産に入る
前の段取り作業が単純化して極めて容易になり、当然段
取りの作業の時間も大幅に短縮されたばかりか、段取り
の技術的要素も平易になり、初級技術者でも所望の形状
の線ばね成形の段取りが可能になることである。

【００５３】第２の点は、従来の技術によっては成形不
可能とされていた形状の線ばねの成形が可能になるばか
りか、成形精度の維持に苦労し生産速度を低く設定され
ていた形状の線ばねの成形も容易になり且つ生産速度も
充分高めることができることである。

【００５４】第３の点は、量産試作或いは極く少量の生
産が近時多く求められるが、この場合成形工程数が多く
複雑な形状の線ばねであるにも拘らず所要の成形工具は
それぞれ一種類で良く、多量生産時と全く同様な手段で
確実な成形が可能であり、段取り作業が極めて容易にな
ったことである。

【００５５】第４の点は、一般に位置固定されて使用さ
れるクイルを成形工具の旋回に連動回転できるようにな
っているので、コイル部が複数あるコイルばねである複
合コイルばねやこれに類する複雑な形状の線ばねも極め
て容易に成形が可能になったことである。

【００５６】第５の点は、線材の折曲成形の際、クイル
の線材出口のエッジの影響は全く受けることがなく、ま
た線材を捩じりながらの成形工具の前進及びそれに伴う
補助金具とのタイミングの整合等を図る必要が無いの
で、成形工具の前後進速度をかなり速めることができる
ため、線ばねの成形速度をそれだけ高速に設定できるこ
とである。

【００５７】第６の点は、成形工具が装着されている旋
回テーブルの旋回という動作が伴うにも拘らず、旋回テ
ーブルの旋回中に線材の送り出しを行ったり、成形工具
の前後進を行ったりすることにより、旋回時間の影響を
無くすことが可能で、前述した第５の点と合わせて極め
て生産性の高いことである。

【００５８】第７の点は、クイルの中心軸を中心として
成形工具が装着されている旋回テーブルを旋回させても
各成形工具間のクイルの中心軸に対する関係に変化が無
いので、例えば線材の折曲の如く複数の成形工具を使用
する場合には常に同じ組の成形工具を使用して成形が可
能となるので、前述したように段取りの容易さと合わせ
て成形精度を良好に維持できることである。

【００５９】第８の点は、クイルの中心軸を中心にして
放射状に配置する成形工具の数を多くして同種の成形工
具を複数配置すれば、同じ成形を行う場合でもその成形
を行うのに旋回角度の小さい位置に位置する成形工具を
使用すればそれだけ旋回時間の短縮が可能であることで
ある。この効果は、旋回テーブルの外方にクイルの中心
線を中心にして所定角度だけ旋回可能な駆動源取付テー
ブルを配置するとより顕著となる。

【００６０】以上に列挙したような種々の効果を奏する
本発明に係る線ばねの成形方法及び装置の工業的は非常
に大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る線ばねの成形装置の１実施例の全
体正面図である。

【図２】図１の左側面図である。

【図３】上部基盤の正面図である。

【図４】旋回テーブルを旋回させた状態における所定角
度だけ旋回可能な駆動源取付テーブルを備えた上部基盤
の正面図である。

【図５】図４の中央における側断面説明図である。

【図６】クイルを固定した場合を示す図であって、(Ａ)
は正面図、(Ｂ)は(Ａ)におけるＸ−Ｘ線断面図である。

【図７】クイルを旋回テーブルと連動可能な状態とした
場合の図であって、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は(Ａ)における
Ｙ−Ｙ線断面図である。

【図８】工具支持アームと平カムとの関連を示す拡大説
明図である。

【図９】円弧カムとリニアウェイのカムフォロアとの関
係説明図であって、(Ａ)はカムが基点に位置する場合の
説明図、(Ｂ)はカムが回転して円弧カムが基準位置まで
前進した場合の説明図である。

【図１０】円弧カムに補助カムを取り付けた場合の関係
説明図である。

【図１１】本発明装置で成形する線ばねの１例を示す斜
視図である。

【図１２】図１１に示す線ばねの成形開始前の成形工具
の配置図である。

【図１３】図１１に示す線ばねの成形工程図である。

【図１４】図１１に示す線ばね成形のタイムシェアリン
グを示す図である。

【図１５】本発明装置で成形する線ばねの他の例を示す
斜視図である。

【図１６】図１５に示す線ばねの成形開始前の成形工具
の配置図である。

【図１７】図１５に示す線ばねの成形工程図である。

【図１８】図１５に示す線ばね成形のタイムシェアリン
グを示す図である。

【図１９】１個だけの成形工具によって全ての成形を行
う方式の従来装置における線材の折曲説明図である。

【図２０】１個だけの成形工具によって全ての成形を行
う方式の従来装置におけるクイルの説明図である。

【符号の説明】

１ 架台 ２ 上部基盤 2a 穴 2b ナット ２′ 駆動源取付テーブル ２″ ベアリング押えリング ３ 圧送ローラ ４ サーボモータ（圧送ローラ用） ５ マンドレル ６ クイル ７ 連結金具（クイル固定用） ８ 連結金具（旋回テーブル連動用） ９ 中間クイル 10 旋回テーブル 11 リングギヤ 12 サーボモータ（リングギヤ用） 13 ギヤ 14 トラックレール 15 スライドユニット 16 リニアウェイ 17 支持金具 18 支持金具 19 工具支持アーム 20 工具支持アーム 21 カムフォロア（支持金具用） 22 接片 23 ストッパー 24 引張コイルばね（スライドユニット用） 25 調節ねじ（工具支持アーム19用） 26 調節ねじ（工具支持アーム20用） 27 引張コイルばね 28 カムフォロア（工具支持アーム20用） 29 ブラケット 30 平カム 31 円弧カムユニット 32 スライドガイド 33 スライドプレート 33a スライドプレートの長穴 34 サーボモータ（円弧カムユニット用） 35 出力軸 36 カム 37 カムフォロア（スライドプレート用） 38 引張コイルばね 39 円弧カム 39a 円弧カムの内面 40 補助カム 41 線材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−226844（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−144542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−92136（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−40632（ＪＰ，Ａ) 実公 昭55−55870（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平３−57312（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21F 35/02 B21F 3/027

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線材を案内するクイルの中心線を中心に
   して放射状に配置された３個以上の成形工具をクイルの
   中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角又は略
   直角に前進させクイルの先端部から送り出される線材に
   衝合させて線ばねを成形するに際し、前記成形工具がそ
   れぞれ装着された旋回テーブルを前記クイルの中心線を
   中心にして旋回させて所望の１個或いは複数の該成形工
   具の線材当接面が線材の成形に適した方向に位置させた
   後、前記クイルの中心線を中心として回転自在な該クイ
   ルを回転させた後、前記クイルの中心線を中心にして放
   射状に該旋回テーブルの外方に配置されている前記成形
   工具の個数以上の中の対応する駆動手段を介して所望の
   前記成形工具をクイルの中心線延長部方向に前進させる
   ことにより線ばねを成形することを特徴とする線ばねの
   成形方法。
2. 【請求項２】 成形工具がそれぞれ装着された旋回テー
   ブルをクイルの中心線を中心にして旋回させて所望の１
   個或いは複数の該成形工具の線材当接面が線材の成形に
   適した方向に位置させる工程中に、クイルの先端部から
   線材を送り出す請求項１に記載の線ばねの成形方法。
3. 【請求項３】 線材を案内するクイルの中心線を中心に
   して放射状に配置された３個以上の成形工具をクイルの
   中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角又は略
   直角に前進させクイルの先端部から送り出される線材に
   衝合させて線ばねを成形する線ばねの成形装置におい
   て、成形工具が装着されたスライドユニットをクイルの
   中心線延長部方向にクイルの中心線に対して直角又は略
   直角に前進・後退可能に摺動させるトラックレールをそ
   れぞれ固定された旋回テーブルをクイルの中心線を中心
   にして旋回して所定旋回位置に停止させる第１駆動手段
   と、クイルの中心線を中心にして前記スライドユニット
   の個数以上放射状に旋回テーブルの外方に配置されてお
   り所望のスライドユニットをクイルの中心線延長部方向
   に前進・後退させる第２駆動手段とが、クイルの先端部
   から線材を送り出す第３駆動手段に同期して制御され且
   つクイルが該クイルの中心線を中心に回転自 在に支持さ
   れており、連結金具を介して回転不能な状態に固定され
   る場合と、別の連結金具を介して旋回テーブルに連結さ
   れて該旋回テーブルと共に回転される場合とに切り替え
   可能であることを特徴とする線ばねの成形装置。
4. 【請求項４】 第２駆動手段の駆動源が旋回テーブルの
   外方に配置されていてクイルの中心線を中心にして所定
   角度範囲だけ旋回可能な駆動源取付テーブルに装着され
   ている請求項３に記載の線ばねの成形装置。
5. 【請求項５】 第２駆動手段がクイルの中心線延長部方
   向に前進・後退可能な円弧カムを備えており、スライド
   ユニットに設けられたカムフォロアが前記円弧カムの円
   弧を成す内面に当接した状態で最もクイル側に移動した
   際に該円弧カムの内面の曲率中心がクイルの中心線上に
   ほぼ一致する円弧に設定されている請求項３又は４に記
   載の線ばねの成形装置。
6. 【請求項６】 円弧カムが、その端部に補助カムを継ぎ
   足し可能である請求項５に記載の線ばねの成形装置。