JP3524504B2 - スプリング製造装置 - 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、スプリング製造装
置に関し、例えば、スプリングとなるワイヤを連続して
送り出しながら、ツールにより強制的にワイヤを折曲、
湾曲あるいは捲回させて多様な形状のスプリングを製造
するスプリング製造装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のスプリング製造装置は、各ツール
は独立したサーボモータにて駆動制御され、ワイヤを中
心とした任意の角度でツールを配置して構成されてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、所望のスプ
リング形状に応じたツール位置の微調整は、熟練者の勘
で行われ、再現が難しく、最も時間の要する作業であ
る。 【０００４】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、ツール位置の微調整を自動制御で実行でき、短
時間で正確に実行できるスプリング製造装置を提供する
ことである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するため、本発明のスプリング製造装置は、ワ
イヤガイドの先端部からスプリングとなるワイヤを送り
出し、当該ワイヤガイドの先端付近のスプリング成形空
間において、当該ワイヤをツールにより強制的に折曲、
湾曲あるいは捲回させてスプリングを製造するスプリン
グ製造装置において、前記スプリング成形空間に送り出
されるワイヤに対して放射状に配置された複数のツール
と、前記複数のツールの各々を、当該スプリング成形空
間に送り出される前記ワイヤに向かってスライド可能に
支持し、前記ワイヤから遠い第１の端部が回転可能にテ
ーブル上に支持されたツールスライダと、前記ツールの
前記ワイヤに近い端部が前記ワイヤガイドの先端部から
送り出されるワイヤに対してスイングするように、前記
ツールスライダの前記ワイヤに近い第２の端部を支持す
る回転可能なリング部材と、前記リング部材を、前記テ
ーブル上において、前記ワイヤガイドの先端部から送り
出されるワイヤを中心として所定角度で回転駆動する駆
動手段とを具備する。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。尚、以下に
説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例
であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実
施形態を修正又は変形したものに適用可能である。 ［スプリング製造装置の構成］図１は、本実施形態のス
プリング製造装置を前方から見た外観斜視図である。図
２は、本実施形態のスプリング製造装置を後方から見た
外観斜視図である。図３は、本実施形態のスプリング製
造装置の正面図である。図４は、本実施形態のスプリン
グ製造装置の背面図である。図５は、本実施形態のスプ
リング製造装置の側面図である。 【０００７】図１乃至図５に示すように、本実施形態の
スプリング製造装置は、不図示の箱体状のベースの上部
に取り付けられて中央部が開口した正八角形状のテーブ
ル２００と、このテーブル２００の背面に配置されたワ
イヤフィード装置３００と、このテーブル２００の前面
に上記開口（ワイヤ軸）を中心として放射状に配置され
る複数のツールユニット４００とを備える。 【０００８】ワイヤフィード装置３００は、スプリング
となるワイヤを供給するワイヤフィード機構３１０と、
このワイヤフィード機構３１０からワイヤを送り出す一
対の対向する複数のワイヤフィードローラ対３２０と、
このワイヤフィードローラ対３２０により押し出される
ワイヤをスプリング成形空間に送出するワイヤガイド３
３０とを備える。 【０００９】ワイヤフィードローラ対３２０は、一対の
向かい合うローラによりワイヤを挟圧した状態で、各ロ
ーラをワイヤ送出方向に回転させることによりワイヤガ
イド３０３に設けられたワイヤ挿通孔の先端部からワイ
ヤを送出する。 【００１０】また、ワイヤフィードローラ３２０とワイ
ヤガイド３３０とは、ワイヤ軸線まわりに回転可能とさ
れ、一対のローラによりワイヤを挟圧した状態でワイヤ
を捩じることができるように構成されている。 【００１１】テーブル２００の前面には、ワイヤを強制
的に折曲、湾曲、捲回あるいは切断することにより所望
形状のスプリングに成形する少なくとも１つのツールユ
ニット４００が、スプリング成形空間に送出されるワイ
ヤに向かってスライド可能につつ、テーブル２００の八
角形の各辺から当該スプリング成形空間に向かって放射
状に配置されている。 【００１２】ツールユニット４００は、テーブル２００
の各辺に設けられた回転運動を並進運動に変換するサー
ボモータを駆動源とするクランク機構４０９によりスラ
イドされると共に、ツールユニット４００がツールユニ
ットの後端部を中心としてスイングするように支持され
ている。また、ツールユニット４００が、ツール軸まわ
りに回転する回転ツールを有する場合には、当該ツール
軸を回転させるサーボモータが駆動源として追加され
る。 ［ツールユニット］テーブル２００には、図６乃至図８
に例示するようなワイヤガイド３３０から送り出される
ワイヤを湾曲させる湾曲ツールユニット４１０や、図９
乃至図１１に例示するようなワイヤガイド３３０から送
り出されるワイヤを捲回する回転ツールユニット４２０
や、不図示の切断ツールユニットなどが取り付けられ
る。 【００１３】各々のツールユニット４００は、各種ツー
ルＴ１、Ｔ２を保持するスライダ４０１と、このスライ
ダ４０１をスライド自在又はツール軸まわりに回転自在
に軸支するスライドレール４０２と、このスライドレー
ル４０２を保持するスライドベース４０３とを備える。
また、回転ツールユニット４２０には、回転ツールＴ２
をスライダ４０１によりスライド可能に支持しつつ、回
転ツールＴ２をツール軸まわりに回転駆動させる回転軸
４２１と、この駆動軸を回転駆動させるサーボモータ４
２２とが設けられる。 【００１４】スライドベース４０３は、上記スライド機
構が設けられる軸孔４０４を中心として回転可能であっ
て、その中央両側部に対称に複数形成された長円状の回
転規制孔４０５により回転が規制されるようにテーブル
２００の前面に取り付けられる。回転規制孔４０５に
は、テーブル２００の対応する位置に設けられた突出軸
２０１が当該孔内を移動可能に挿入される。 【００１５】また、スライドベース４０３のスプリング
成形空間側の先端部には、ツールユニット４００をスイ
ング動作させるための駆動力を付与するスイング孔４０
６が設けられ、このスイング孔４０６には、後述するス
イングリング４５０に設けられたローラが挿入されて一
対の駒４０７により挟持される。 【００１６】ツールユニット４００は、ワイヤガイド３
３０の先端部から送り出されるワイヤから遠い端部が軸
孔４０４により回転自在に支持され、当該ワイヤに近い
端部がワイヤガイド３３０の先端部から送り出されるワ
イヤを中心として所定角度で回転駆動されるスイングリ
ング４５０に支持されている。 【００１７】この軸孔４０４、回転規制孔４０５及びス
イング孔４０６と、後述するスイングリング４５０によ
り、ツールユニット４００は、ワイヤガイド３３０の先
端部から送り出されるワイヤを中心として所定角度でス
イングするように支持される。 【００１８】これら各ツールユニットは、テーブル２０
０にツールユニット毎着脱可能とされ、ツールの種類や
配置等は任意に設定できる。 【００１９】また、ツールユニット４００には、図示の
ツール以外にも、曲げツール、抑えツール、切断ツール
等の他の形状のツールも取り付け可能である。 ［ツールユニットの支持構造］図１２及び図１３は、ツ
ールユニット４００のスイング支持構造を示す図であ
る。 【００２０】図１２及び図１３に示すように、ツールユ
ニット４００をスイングさせる円環状のスイングリング
４５０は、テーブル２００の中央部にワイヤを中心とし
て回転可能に配置され、その周縁部の一部から突出する
突出片４５１と、その一側面に所定の間隔を開けて設け
られ、ツールユニット４００の取り付け位置に対応する
ように設けられた一対のスイングローラ４５２とを備え
る。 【００２１】スイングリング４５０は、内輪４５０ａと
外輪４５０ｂとを有し、内輪４５０ａと外輪４５０ｂと
は、ボールベアリングのように相対的に回転可能となっ
ている。そして、スイングリング４５０の内輪４５０ａ
をテーブル２００の中央部に固定することにより、外輪
４５０ｂが回転自在に支持される。 【００２２】スイングローラ４５２は、スイングリング
４５０の一側面に回転自在に軸支されている。 【００２３】スイングリング４５０は、図１４及び図１
５に示すような、テーブル２００の背面に設けられた駆
動機構４６０のアーム４６１が突出片４５１に連結され
てサーボモータ４６２により押し引き駆動されることに
より、規制された範囲内で回転する。このスイングリン
グ４５０の回転により、ツールユニット４００がワイヤ
ガイド３３０の先端部から送り出されるワイヤを中心と
して所定角度でスイングする。 【００２４】スイングローラ４５２をスイング孔４０６
内で駒４０７により挟持させた複数のツールユニット４
００は、スイングリング４５０の回転により同時にスイ
ングされると共に、駒４０７を取り除いてツールユニッ
ト４００をボルト孔４０８で固定することによりスイン
グローラ４５２がスイング孔４０６内で自由に移動可能
となるので、スイングリング４５０が回転しても連動し
てスイングしないような構成となる。つまり、駒４０７
でスイングローラ４５２を挟持するか否かにより、複数
のツールユニット４００の全部又は一部をスイング不能
に支持可能であり、同時にスイングさせるツールユニッ
ト４００を選択することができる。 【００２５】上記構成によれば、複数のツールに対し
て、ツールの先端部がワイヤガイドの先端部から送り出
されるワイヤに対して同時にスイングするように支持さ
れており、これをモータにより自動制御にて駆動可能と
したので、ワイヤガイドから送り出されるワイヤに対す
る複数のツール位置の微調整を自動制御で同時に実行で
き、短時間で正確に実行できる。 ［各種ツールによるワイヤ成形例］図１６及び図１７
は、２次元成形における回転ツール曲げ加工を示す図で
ある。 【００２６】２次元成形において回転ツール曲げ加工を
行う場合には、ワイヤＷの曲げ方向に回転ツールＴ２を
回転させてその先端部でワイヤＷを曲げて、スプリング
のフック部等を形成する。この回転ツール曲げ加工では
ワイヤにキズを付けないで曲げることができる。 【００２７】図１８及び図１９は、２次元成形における
ツール曲げ加工を示す図である。 【００２８】２次元成形においてツール曲げ加工を行う
場合は、互いに対向する曲げツールＴ３をクランク機構
により上下方向に夫々スライドさせてワイヤＷを折り曲
げる。このツール曲げ加工は回転ツールの入るすき間が
ない場合に用いられる。 【００２９】図２０及び図２１は、３次元成形における
回転ツール巻き加工を示す図である。 【００３０】３次元成形において回転ツール巻き加工を
行う場合には、回転ツールＴ２を回転させて先端部でワ
イヤＷを巻いて、スプリングのコイル部等を形成する。
この回転ツール巻き加工はコイル外径とワイヤ径との比
率が小さいスプリングを成形でき、特にコイル内径を高
精度にでき、クラッチバネ等の成形に有用である。ま
た、ワイヤの断面が丸以外（例えば、断面矩形状ワイ
ヤ）のものの成形に向いている。 【００３１】図２２及び図２３は、３次元成形における
コイリング加工を示す図である。 【００３２】３次元成形においてコイリング加工を行う
場合には、ワイヤＷを押し出すことにより当接ツールＴ
１の先端部にワイヤを強制的に当接させ、ワイヤガイド
３３０の傾斜面上で巻き込んでいくことによりスプリン
グのコイル部等を形成する。このコイリング加工はコイ
ル外径を簡単に変更でき、コイルの巻き角度を制御しや
すい。また、当接ツールＴ１の先端部の溝位置を変える
ことで初張力やピッチを容易に設定できる。 【００３３】図２４及び図２５は、３次元成形における
ピッチ付きコイリング加工を示す図である。 【００３４】３次元成形においてピッチ付きコイリング
加工を行う場合には、ワイヤＷを押し出すことにより当
接ツールＴ１の先端部にワイヤＷを強制的に当接させワ
イヤガイド３３０の傾斜面上で巻き込んでいきながら、
ピッチツールＴ４を介在させてコイル間にピッチを付け
ながらスプリングのコイル部等を形成する。このピッチ
付きコイリング加工はコイル成形時にピッチを容易に設
定できる。 【００３５】図２６乃至図２８は、３次元成形における
フック起し加工を示す図である。 【００３６】フック起し加工は、回転ツールＴ２又は当
接ツールＴ１で既に２次元成形されたフック部分を、フ
ック起しツールＴ５、Ｔ６で更に曲げ成形して３次元形
状に成形するものである。 【００３７】３次元成形においてフック起し加工を行う
場合には、ワイヤＷを押し出すことにより当接ツールＴ
１の先端部にワイヤＷを強制的に当接させて曲げ、既に
２次元成形されたフック部分を曲げ成形して３次元形状
に成形する。 【００３８】図２９及び図３０は、プレス成形を示す図
である。 【００３９】プレス成形は、互いに対向するクランク曲
げツールＴ７でワイヤを挟むことでワイヤＷをクランク
形状等に成形するものである。 【００４０】プレス成形を行う場合には、互いに対向す
るプレスツールＴ７をクランク機構により上下方向に夫
々スライドさせてワイヤＷを挟圧して折り曲げる。この
プレス加工はワイヤＷを特殊な形状に成形する場合に用
いられる。 【００４１】図３１乃至図３４は、切断及び切断後のツ
ール曲げ加工を示す図である。 【００４２】切断加工を行う場合には、互いに対向する
抑えツールＴ８、Ｔ９でワイヤＷを挟持し、切断ツール
Ｔ１０をスライドさせてワイヤ切断する。 【００４３】更に、切断部分を曲げ加工する場合には、
図１６及び図１７で説明した手順により回転ツールＴ２
を用いて曲げ加工を行う。 【００４４】以上のように、２次元成形の場合には、１
つのツールを駆動するので、スイング支持構造によりツ
ールのワイヤに対する位置の微調整を自動で行うことが
できる。 【００４５】また、３次元成形、プレス成形、その他特
殊成形の場合には、２つ以上のツールを同時に駆動する
ので、複数のツールが同時にスイングすると不都合が生
じる場合がある。このため、上記駒４０７を取り除いて
固定してスイングしないように支持してもよい。 ［コントローラの構成］次に、本実施形態のスプリング
製造装置のコントローラの構成について説明する。 【００４６】図３５は、スプリング製造装置のコントロ
ーラの構成示すブロック図である。 【００４７】図３５に示すように、ＣＰＵ５０１はコン
トローラの全体を統括制御する。ＲＯＭ５０２はＣＰＵ
５０１の動作処理内容（プログラム）及び各種フォント
データを記憶している。ＲＡＭ５０３はＣＰＵ５０１の
ワークエリアとして使用される。表示部５０４は各種設
定を行ったり、その内容の表示、更には製造の過程等を
グラフ表示したりするために設けられる。外部記憶装置
５０５はフロッピー（登録商標）ディスクドライブ等で
あり、外部からプログラムを供給したり、或いはワイヤ
成形加工のための各種設定内容を保存するために使用さ
れる。この結果、例えば、ある成形加工（例えばスプリ
ングであればその自由長や径等）のためのパラメータを
記憶しておくことで、いつでもそのフロッピーをセット
して実行することで、同じ形状のスプリングを製造する
ことが可能になる。 【００４８】キーボード５０６は各種パラメータを設定
するために設けられ、センサ群５０７はワイヤの送り出
し量や、スプリングの自由長等を検知するために設けら
れる。 【００４９】各モータ５０８−１〜５０８−ｎは、ワイ
ヤフィードローラ３２０を駆動するモータ、ワイヤフィ
ードローラ対３２０とワイヤガイド３３０を回転するモ
ータ、ツールを駆動するモータ、スイングリングを駆動
するモータを表わし、各モータ５０８−１〜２０８−ｎ
は、夫々に対応するモータドライバ５０９−１〜５０９
−ｎにより駆動される。 【００５０】この制御ブロックでは、ＣＰＵ５０１は、
キーボード５０６から入力された指示に従い、例えば、
各種モータをそれぞれ独立して駆動したり、外部記憶装
置５０５との入出力、更には表示部５０４を制御するこ
とになる。 【００５１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のツールを、ツールの先端部が、ワイヤガイドの先
端部から送り出されるワイヤに対して同時にスイング可
能となるように支持したことにより、ワイヤガイドから
送り出されるワイヤに対する複数のツール位置の微調整
を自動制御で同時に実行でき、短時間で正確に実行でき
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本実施形態のスプリング製造装置を前方から見
た外観斜視図である。 【図２】本実施形態のスプリング製造装置を後方から見
た外観斜視図である。 【図３】本実施形態のスプリング製造装置の正面図であ
る。 【図４】本実施形態のスプリング製造装置の背面図であ
る。 【図５】本実施形態のスプリング製造装置の側面図であ
る。 【図６】湾曲ツールユニットの外観斜視図である。 【図７】湾曲ツールユニットの平面図である。 【図８】湾曲ツールユニットの側面図である。 【図９】回転ツールユニットの外観斜視図である。 【図１０】回転ツールユニットの平面図である。 【図１１】回転ツールユニットの側面図である。 【図１２】スイングリングを含むテーブルの外観斜視図
である。 【図１３】スイングリングの正面図である。 【図１４】スイングリングの駆動機構を示す平面であ
る。 【図１５】図１４のＩ−Ｉ断面図である。 【図１６】２次元成形における回転ツール曲げ加工を示
す図である。 【図１７】２次元成形における回転ツール曲げ加工を示
す図である。 【図１８】２次元成形におけるツール曲げ加工を示す図
である。 【図１９】２次元成形におけるツール曲げ加工を示す図
である。 【図２０】３次元成形における回転ツール巻き加工を示
す図である。 【図２１】３次元成形における回転ツール巻き加工を示
す図である。 【図２２】３次元成形におけるコイリング加工を示す図
である。 【図２３】３次元成形におけるコイリング加工を示す図
である。 【図２４】３次元成形におけるピッチ付きコイリング加
工を示す図である。 【図２５】３次元成形におけるピッチ付きコイリング加
工を示す図である。 【図２６】３次元成形におけるフック起し加工を示す図
である。 【図２７】３次元成形におけるフック起し加工を示す図
である。 【図２８】３次元成形におけるフック起し加工を示す図
である。 【図２９】プレス成形を示す図である。 【図３０】プレス成形を示す図である。 【図３１】切断及び切断後のツール曲げ加工を示す図で
ある。 【図３２】切断及び切断後のツール曲げ加工を示す図で
ある。 【図３３】切断及び切断後のツール曲げ加工を示す図で
ある。 【図３４】切断及び切断後のツール曲げ加工を示す図で
ある。 【図３５】スプリング製造装置のコントローラの構成示
すブロック図である。 【符号の説明】 ２００ テーブル ３００ ワイヤフィード装置 ３１０ ワイヤフィード機構 ３２０ ワイヤフィードローラ対 ３３０ ワイヤガイド ４００ ツールユニット ４５０ スイングリング

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ワイヤガイドの先端部からスプリングと
   なるワイヤを送り出し、当該ワイヤガイドの先端付近の
   スプリング成形空間において、当該ワイヤをツールによ
   り強制的に折曲、湾曲あるいは捲回させてスプリングを
   製造するスプリング製造装置において、前記スプリング
   成形空間に送り出されるワイヤに対して放射状に配置さ
   れた複数のツールと、 前記複数のツールの各々を、当該スプリング成形空間に
   送り出される前記ワイヤに向かってスライド可能に支持
   し、前記ワイヤから遠い第１の端部が回転可能にテーブ
   ル上に支持されたツールスライダと、 前記ツールの前記ワイヤに近い端部が前記ワイヤガイド
   の先端部から送り出されるワイヤに対してスイングする
   ように、前記ツールスライダの前記ワイヤに近い第２の
   端部を支持する回転可能なリング部材と、 前記リング部材を、前記テーブル上において、前記ワイ
   ヤガイドの先端部から送り出されるワイヤを中心として
   所定角度で回転駆動する駆動手段とを具備する ことを特
   徴とするスプリング製造装置。