JP3820568B2 - スプリング製造装置及び当該装置に搭載される駆動力伝達部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、その送り出されたワイヤをスプリング成形空間において、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、及び当該装置に搭載されるツールに対して駆動力を伝達する駆動力伝達部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスプリング製造装置として、成形テーブル上に９０°ごとに放射状に複数のツールを配置し、各々のツールを単一のギアで駆動可能とした構成がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、別のスプリング製造装置として、成形テーブル上のスプリング成形空間に送り出されるワイヤを中心として、成形テーブル上に４５°ごとに放射状に複数のツールを配置し、各々のツールをツール支持機構により支持してサーボモータにて独立して駆動制御する構成にすることで、多様な形状のスプリングを数値制御により成形可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）
また、別のスプリング製造装置として、成形テーブル上のスプリング成形空間に送り出されるワイヤを中心として、成形テーブル上に放射状に複数のツールを配置し、各々のツールをツール支持機構により支持してサーボモータにて独立して駆動制御する構成にすると共に、成形テーブルを円形とし、各々のツール支持機構を成形テーブルの外周部に任意の角度で配置可能としたことで、ワイヤを中心としたツールの配置角度の微調整を可能としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、別のスプリング製造装置として、成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤフィード機構をワイヤ軸線を中心として回転可能とし、ワイヤを回転させることによって、ワイヤを中心としてツールの配置角度を変更することと同じ効果を得るように構成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
上記従来のスプリング装置は、ワイヤに対する成形方向を任意の方向に変更する際の容易性やその任意の方向への変更自由度をいかに高めるかという課題の解決と共に進歩、発展してきた。
【０００６】
【非特許文献１】
帝人精機株式会社 「マルチ・フォーミング・マシン ＺＵＢ−３０６型」 制作 １９７２−１０．
【特許文献１】
特許第２６７５５２３号公報
【特許文献２】
特許第２６９０７０４号公報
【特許文献３】
特許第２９３９４７２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスプリング製造装置では、各々のツールを独立して制御可能にするために各々のツール支持機構にサーボモータが搭載され、また、ツールを駆動するサーボモータ以外に、ワイヤを送り出すワイヤフィードローラやワイヤフィード機構を回転させるサーボモータも必要となるため、ツール数の増加や新たな機能の付加により制御性や加工能力は向上するものの、サーボモータ数の増加により装置コストが増大するという弊害がある。
【０００７】
また、ツール支持機構を成形テーブルから取り外す際にはサーボモータも同時に取り外され、ツールの配置角度を微調整する際にはサーボモータも同時に移動することになるが、ツール支持機構は重量物であるため作業性が悪いといった問題もある。
【０００８】
また、複雑な形状のスプリングを成形する場合には、サーボモータ数が多く加工能力の高い装置を用い、簡単な形状のスプリングを成形する場合には、サーボモータ数が少なく低廉で簡素な装置を用いるというように用途に応じて使い分けがなされることもあり、サーボモータ数を減じて低廉とし、かつ加工能力の高い装置が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、ツール支持機構ごとに駆動源としてのサーボモータを設ける必要がなく、ツール支持機構とは独立して配置角度を任意に変更できるスプリング製造装置及び当該装置に搭載される駆動力伝達部品を提供することである。
【００１０】
また、他の目的は、ツール数の増加を許容しつつサーボモータ数を減じることができ、低廉かつ簡素な構造で加工能力の高いスプリング製造装置及び当該装置に搭載される駆動力伝達部品を提供することである。
【００１１】
【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、成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤ送出手段と、前記成形テーブル上において前記スプリング成形空間から放射状に複数配置可能とされ、前記スプリング成形空間に向けてスライド可能にツールを支持するツール支持手段と、前記成形テーブル上に配置され、前記ツールを前記スプリング成形空間に向けてスライド駆動するための駆動力を前記ツール支持手段に伝達する駆動力伝達手段と、前記駆動力を前記駆動力伝達手段に伝達する単一のギアと、を備え、前記駆動力伝達手段と前記ツール支持手段とを別体に構成し、前記駆動力伝達手段の前記成形テーブル上における位置が前記ツール支持手段とは独立して変更可能に構成されており、前記駆動力伝達手段は、前記ギアを共通の駆動源として前記成形テーブル上に複数配置可能である。
【００１３】
また、好ましくは、前記駆動力伝達手段は、前記ギアの駆動力により回転するカム部材が着脱可能に搭載され、前記ツール支持手段は当該カム部材に当接して前記ツールをスライドさせるスライダを備える。
【００１４】
また、好ましくは、前記カム部材は、前記ツールが前記スプリング成形空間に向けてスライドするように前記スライダを駆動する第１カムと、前記ツールを前記スプリング成形空間から退避させる方向にスライドさせるように前記スライダを駆動する第２カムとを有する。
【００１５】
また、好ましくは、前記駆動力伝達手段は、選択された前記ツール支持手段に対してのみ接続可能である。
【００１６】
また、好ましくは、前記ツール支持手段は、前記ツールをスライド可能に支持すると共に、当該ツールをツール軸まわりに回転可能に支持する。
【００１７】
また、好ましくは、前記ツール支持手段は、前記ツールをスライド可能に支持すると共に、前記ツールを前記成形テーブルに対して法線方向に移動可能に支持する。
【００１８】
本発明の駆動力伝達部品は、成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤ送出手段と、前記成形テーブル上において前記スプリング成形空間から放射状に複数配置可能とされ前記スプリング成形空間に向けてスライド可能にツールを支持するツール支持手段と、を有するスプリング製造装置に搭載される駆動力伝達部品であって、前記ツールを前記スプリング成形空間に向けてスライド駆動するための駆動力を前記ツール支持手段に伝達するシャフト部２６と、前記シャフト部の端部に固定され、前記成形テーブル上に設けられた単一のギアに噛合する伝達ギア２１と、前記シャフト部及び伝達ギアを軸支すると共に、前記伝達ギアが前記単一のギアに噛み合う状態で前記成形テーブル上における位置が変更可能に構成されたハウジング部３１と、を備え、前記ツール支持手段に対して分離可能に構成すると共に、前記成形テーブル上に複数配置可能に構成した。
【００２０】
また、好ましくは、前記シャフト部には前記伝達ギアの回転力により回転駆動されるカム部材が着脱可能に設けられ、前記ツール支持手段には前記ツールをスライド可能に支持するスライダが設けられており、前記カム部材は前記スライダの一端部に当接して当該スライダをスライド駆動する。
【００２１】
また、好ましくは、前記カム部材は、前記ツールが前記スプリング成形空間に向けてスライドするように前記スライダを駆動する第１カムと、前記ツールを前記スプリング成形空間から退避させる方向にスライドさせるように前記スライダを駆動する第２カムとを有する。
【００２３】
【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。
【００２４】
［スプリング製造装置の全体構成］
図１は、本発明に係る実施形態のスプリング製造装置の斜視図である。図２は、図１の左側面図である。図３は、図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分の正面図である。図４は、図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分に部分的にツールを取り付けた状態の正面図である。
【００２５】
図１乃至図４に示すように、本実施形態のスプリング製造装置１００は、箱体状のベース１０１から垂直上方に立設される成形テーブル２００と、この成形テーブル２００の背面に配置されたワイヤフィード装置３００と、この成形テーブル２００の前面にワイヤ軸線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４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃと、ベース１０１の側方に配設されたコントロールユニット５００とを備える。
【００２６】
成形テーブル２００は、円形部２０１と、この円形部２０１の下半円部分から下方に延びる延長部２０２とを備え、延長部２０２がベース１０１に取り付けられる。また、円形部２０１の中心部にはワイヤガイド３３０が配設され、このワイヤガイド３３０のワイヤ送出孔（ワイヤ軸線）を中心に放射状に複数のツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃが配設されてスプリング成形空間を画定している。
【００２７】
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とを備え、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がワイヤガイド３３０によりスプリング成形空間に送出される。
【００２８】
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３３０に設けられたワイヤ挿通孔３３１の先端部からワイヤを送出する。
【００２９】
また、ワイヤガイド３３０は、サーボモータ３１５によりワイヤ送出孔３３１（ワイヤ軸線）を中心として正逆両方向に回転制御可能に構成されている。また、ワイヤフィードローラ対３２０は、不図示のサーボモータによりワイヤ送出方向への回転が制御される。
【００３０】
ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃは、上記ワイヤガイド３３０のワイヤ送出孔３３１付近のスプリング成形空間に向かう方向或いはスプリング成形空間から退避する方向にスライド動作でツールを移動可能なスライドツールユニット４００Ａと、上記スライド動作に加えてツール軸まわりにツールを回転可能な回転ツールユニット４００Ｂと、上記スライド動作に加えて成形テーブル２００の前面においてワイヤ送出方向に平行な前後方向（つまり、成形テーブル２００の前面から法線方向）にツールを移動可能な前後ツールユニット４００Ｃとを備える。
【００３１】
上記スライドツールユニット４００Ａ、回転ツールユニット４００Ｂ及び前後ツールユニット４００Ｃは夫々成形テーブル２００の円形部２０１に対して着脱可能に設けられ、全てのツールユニットを合計して最大８個まで成形テーブル２００に取り付け可能である。
【００３２】
各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃには、ワイヤガイド３３０のワイヤ送出孔３３１からスプリング成形空間に送出されるワイヤを強制的に折曲、湾曲、捲回あるいは切断するツールがスライド動作のみ、スライドと回転動作、スライドと前後移動のいずれかが可能に搭載される。
【００３３】
各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃに搭載されたツールのスライド動作は、全てのツールユニットに対して共通の駆動源となる成形テーブル２００に配置された単一のリングギア１０と、このリングギア１０の回転力を各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃに伝達する駆動力伝達手段（部品）としてのカムシャフトブロック２０とによって実現される。
【００３４】
カムシャフトブロック２０は、ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃとは別体に（分離可能に）構成され、成形テーブル２００上におけるワイヤ軸線を中心とした配置角度が各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃとは独立して変更可能に構成されている。
【００３５】
リングギア１０は、ワイヤ軸線を中心として回転自在にリング状のローラベアリング１１を介して成形テーブル２００に軸支され、当該テーブルの背面に設けられた単一のサーボモータ１２（図５参照）により回動制御される駆動ギア１３に噛み合うことによって正逆両方向に回転駆動される。
【００３６】
駆動ギア１３は、成形テーブル２００の円形部２０１にワイヤ軸線を中心に環状に形成された溝部２０３内の所定位置に軸支されている。
【００３７】
カムシャフトブロック２０は、上記成形テーブル２００の溝部２０３に対して着脱可能であり、この溝部２０３内でリングギア１０に常時噛み合う伝達ギア２１を有する。また、カムシャフトブロック２０は、上記溝部２０３に対して締結又は解除可能とされ、解除状態で溝部２０３に沿って駆動ギア１３の位置以外において移動可能であり、締結状態で任意の角度に固定される。
【００３８】
カムシャフトブロック２０の配置角度は、カムシャフトブロック２０に形成された基準部２２を円形部２０１の外周部に設けられたスケール２０４の任意の位置に合わせることよって調整される。
【００３９】
カムシャフトブロック２０は、リングギア１０を共通の駆動源として成形テーブル２００上に複数配置可能である。また、カムシャフトブロック２０には、リングギア１０の駆動力により回転するカム部材３５，３６が着脱可能に搭載され、選択されたツールユニットに対してのみ駆動力を伝達するようにツールユニットに接続可能である。
【００４０】
尚、カムシャフトブロック２０は、ブロック単体ではもちろんのこと、ツールユニットに接続された状態であっても成形テーブル２００上での配置角度をツールユニットと一体的に任意の角度に変更可能である。
【００４１】
カムシャフトブロック２０に取り付けられるカム部材３５，３６は、リングギア１０及びカムシャフトブロック２０から伝達される回転運動を並進運動に変換してツールをツールユニットのスライダを介してスライド動作させる。
【００４２】
また、回転ツールユニット４００Ｂによるツールの回転動作は、当該ツールユニットにサーボモータ４０１Ｂが駆動源として付加されて実現される。同様に、前後ツールユニット４００Ｃによるツールの前後移動は、当該ツールユニットにサーボモータ４０１Ｃが駆動源として付加されて実現される。
【００４３】
尚、前後ツールユニット４００Ｃのサーボモータ４０１Ｃは、ツールの前後方向の位置決めをフィードバック制御により高精度で行い、例えば、コイル径の微調整やコイル径を徐々に大きく或いは小さくしていく成形を可能とする。
【００４４】
コントロールユニット５００は、装置全体の動作を制御するコントローラ５０１と、このコントローラ５０１にパラメータなどを入力したり、動作の開始／停止などを指示するキーボードや各種スイッチ類からなる操作部５０２と、装置の動作状態などを表示するＬＣＤなどからなる表示部５０３とを有する。
【００４５】
［カムシャフトブロック及び駆動ギア］
図５は図４の右側面図であり、カムシャフトブロック及び駆動ギアを部分的に断面で示す図である。図６は、図５に示すＡ部の拡大図である。図７は、本実施形態のスプリング製造装置に搭載されるカムシャフトブロックの斜視図である。図８は、図７の正面図である。図９は、図６の平面図である。図１０は、図９のＩ−Ｉ断面図である。
【００４６】
図５乃至図１０に示すように、カムシャフトブロック２０は、平ギアからなる伝達ギア２１がキー２３、ワッシャ２４及びナット２５を介して軸着されたシャフト部２６と、このシャフト部２６を軸方向に複数（例えば、３個）配設されたベアリング２７を介して軸支する中空状の軸支部２８と、伝達ギア２１の歯面を内周面側で一部露出する開口部２９が形成され、軸支部２８のフランジ部３０にビスなどにより締結固定されるハウジング部３１とを備える。
【００４７】
ハウジング部３１の外形は、上記成形テーブル２００の円形部２０１に形成された溝部２０３の形状に対応して略扇状に形成され、伝達ギア２１の歯面を一部露出する開口部２９とは反対側の外周面には基準部２２が設けられている。
【００４８】
また、ハウジング部３１の両側部の下部にはハウジング部３１との間で上記溝部２０３の前後側壁部を挟持することにより、カムシャフトブロック２０を上記溝部２０３に対して締結又は解除するためのコマ部３２が設けられ、このコマ部３２はボルト３３によりその締結力が調整可能とされる。
【００４９】
また、各コマ部３２にはボルト３３を中心として回転しないように内周面側と外周面側に夫々周り止めピン３４が設けられている。
【００５０】
上記溝部２０３は、成形テーブル２０１の前面側に開口してナット２５の外形より大きい幅に形成された入口部２０３ａと、この入口部２０３ａより後方側に連通して当該入口部２０３ａより大きく、コマ部３２の長さより大きい幅に形成された拡大部２０３ｂとを有し、カムシャフトブロック２０を成形テーブル２００の溝部２０３に装着する際には、ボルト３３を緩めて回り止めピン３４をコマ部３２から外し、コマ部３２の長手方向を溝部の円周方向に沿うように回転させて挿入し、その後、コマ部３２の長手方向を溝部の径方向に回転させて所望の配置角度に基準部２２を合わせてボルト３３を締めることにより上記入口部２０３ａと拡大部２０３ｂとにより形成される溝部２０３内の段差部を挟み込むように固定される。また、カムシャフトブロック２０を成形テーブル２００の溝部２０３から取り外す際には、上記と反対の手順を実行すればよい。
【００５１】
シャフト部２６における伝達ギア２１が軸着されていない他端部は軸支部２８から露出しており、後述するように、この他端部にツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃのツールをスライダを介してスライド動作させるカム部材３５，３６が取り付けられる。
【００５２】
上記溝部２０３における下半円部分の一部には、その径方向の幅が拡大されると共に、成形テーブル２００を前後に貫通する貫通孔２０３ｃが形成されており、この貫通孔２０３ｃに駆動ギア１３が配設されている。駆動ギア１３は、成形テーブル２０３の背面に設けられ、サーボモータ１２の駆動軸１２ａに接続された減速機１４の回転軸１４ａに締結器１５を介して軸着されている。
【００５３】
リングギア１０は、ローラベアリング１１を介して成形テーブル２００に軸支されており、その回転動作がサーボモータ１２により駆動制御される。
【００５４】
リングギア１０は、カムシャフトブロック２０を溝部２０３に沿って移動させたときに、溝部２０３のいずれの位置に配置したとしても、リングギア１０の歯面にカムシャフトブロック２０の伝達ギア２１が常時噛み合い、リングギア１０からの駆動力が伝達されるような形状とされ、例えば、溝部２０３の外径、内径或いは中心径と伝達ギア２１のピッチ円直径などに基づいて決定される。
【００５５】
［ツールユニット］
図１１は、カムシャフトブロックが取り付けられた状態のスライドツールユニットの平面図である。図１２は、図１１の側面図である。また、図１３は、スライドツールユニットとカムシャフトブロックとが接続されていない状態のスライドツールユニットの平面図である。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、スライドツールユニット４００Ａは、ワイヤガイドから送り出されるワイヤに当接して所望のコイル径でもって湾曲させるための湾曲ツールＴ１を保持するツール保持部４０３Ａと、このツール保持部４０３Ａが取り付けられるスライダ４０４Ａと、このスライダ４０４Ａをスライド自在に支持するスライドレール４０５Ａとを備える。
【００５７】
カムシャフトブロック２０は、そのハウジング部３１を介してスライドレール４０５Ａの後端部に取り付けられている。
【００５８】
また、スライダ４０４Ａの後方には、カムシャフトブロック２０のシャフト部２６に取り付けられた第１カム３５に常時当接する第１カムフォロア４０６Ａを有する第１従動ブロック４０７Ａと、この第１従動ブロック４０７Ａに取り付けられてカムシャフトブロック２０のシャフト部２６に取り付けられた第２カム３６に常時当接する第２カムフォロア４０８Ａを有する第２従動ブロック４０９Ａとが取り付けられている。
【００５９】
第１カム３５と第２カム３６とはシャフト部２６の軸方向に所定の隙間を持って重ね合わせたように連結部材３７に接続されて一体的に形成され、取付部材３８によりシャフト部２６に着脱可能に取り付けられる。
【００６０】
第１カム３５は、湾曲ツールＴ１がスプリング成形空間に向けて矢印Ｓ１方向にスライドするようにスライダ４０４Ａを駆動するカムプロフィールを有し、第２カム３６は、湾曲ツールＴ１をスプリング成形空間から退避させる矢印Ｓ２方向にスライドさせるようにスライダ４０４Ａを駆動するカムプロフィールを有する。
【００６１】
上記第１カム３５と第２カム３６とはツールＴ１を互いに逆方向にスライドさせる、所謂ダブルアクションカムを構成しており、高速スライドが可能となる効果がある。
【００６２】
図１３に示すように、スライドツールユニット４００Ａをスライドさせない状態にしたい場合には、シャフト部２６から第１カム３５及び第２カム３６を取り外し、また、第１従動ブロック４０７Ａから第２従動ブロック４０８Ａを取り外すことでカムシャフトブロック２０からの回転力がスライドツールユニットに伝達されなくなる（図４のスライドツールユニット４００Ａ−１参照）。
【００６３】
尚、スライドツールユニット４００Ａの他、回転ツールユニット４００Ｂと前後ツールユニット４００Ｃのスライド動作は、上記ダブルアクションカムで構成してもよいが、本実施形態では、カムシャフトブロック２０に第１カム３５だけを取り付けてツールをスプリング成形空間に向けて矢印Ｓ１方向にスライドさせると共に、ツールをスプリング成形空間から退避させる矢印Ｓ２方向へのスライドは引張スプリングの付勢力を用いるように構成されている。
【００６４】
［コントローラの電気的構成］
図１４は、スプリング製造装置のコントローラの電気的構成示すブロック図である。
【００６５】
図１４に示すように、コントローラ５０１はＣＰＵ５１１により装置全体を統括制御する。ＲＯＭ５１２はＣＰＵ５１１の動作処理内容（プログラム）等を記憶している。ＲＡＭ５１３はＣＰＵ５１１のワークエリアとして使用され、ＲＯＭ５１２からダウンロードされる制御プログラムや位置データ等の記憶に用いられる。
【００６６】
表示部５０３は液晶ディスプレイ等であり、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用いられる。外部記憶装置５１５はフレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ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、いつでもそのフレキシブルディスク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。
【００６７】
キーボード５１６は各種パラメータを設定するために設けられ、センサ群５１７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。
【００６８】
各モータ５１８−１〜５１８−ｎは、少なくともワイヤフィードローラ対３２０をワイヤ送出方向に回転させるサーボモータと、ワイヤガイド３３０をワイヤ送出孔３３１（ワイヤ軸線）を中心として回転させるサーボモータと、駆動ギア１３を駆動するサーボモータ１２とを含み、更に、回転ツールユニット４００Ｂや前後ツールユニット４００Ｃを搭載する場合には回転ツールを回転動作させたり、前後方向に動作させるサーボモータが選択的に付加可能である。各モータ５１８−１〜５１８−ｎは、夫々に対応するモータドライバ５１９−１〜５１９−ｎにより駆動される。
【００６９】
この制御ブロックでは、ＣＰＵ５１１は、キーボード５１６から入力された指示に従い、例えば、各サーボモータ５１８−１〜５１８−ｎをそれぞれ独立して数値制御すると共に、外部記憶装置５１５とのデータの入出力を行ったり、更には表示部５０３を表示制御することになる。
【００７０】
上記実施形態によれば、カムシャフトブロック２０をツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃとは別体に構成し、成形テーブル２００上における配置角度をツールユニットとは独立して変更可能に構成したことで、ツールユニットごとに駆動源としてのサーボモータを設ける必要がなく、装置に最低限必要なサーボモータとして、少なくとも３つのサーボモータ（つまり、ワイヤフィードローラ対３２０をワイヤ送出方向へ回転させるためのサーボモータ、ワイヤガイド３３０をワイヤ送出孔３３１（ワイヤ軸線）を中心として回転させるためのサーボモータ３１５、及び駆動ギア１３（リングギア１０）を回転させるためのサーボモータ１２）を搭載すればよいため、従来の装置に比べてサーボモータ数を減じることができ、低廉かつ簡素な構造で加工能力の高い装置が実現できる。
【００７１】
更に、カムシャフトブロック２０は、単一のリングギアを共通の駆動源として成形テーブル２００上に複数配置可能であり、ツールユニットとは独立して配置角度を任意に変更できるため、ツールユニットの配置角度を微調整する際にサーボモータを同時に移動する必要がなくなり、作業性の向上を図ることができる。
【００７２】
更に、カムシャフトブロック２０に対してカム部材が着脱自在に構成されていることで、成形テーブル上に取り付けられたツールユニットのうち、ユーザが使用したいツールを任意に選択でき、そのツールだけにカム部材を取り付けてツールを駆動可能に構成できるため、ツールユニットの取り付けや取り外しなどの手間を省くことができる。
【００７３】
また、カム部材がツールを互いに逆方向にスライドさせる第１カム３５と第２カム３６からなる、所謂ダブルアクションカムとして構成したことで、高速スライドが可能となる。
【００７４】
また、スライドツールユニット４００Ａの他、回転ツールユニット４００Ｂや前後ツールユニット４００Ｃなどを追加することができ、これらのツールユニットを追加した場合でもツールのスライド駆動のためにサーボモータを新たに付加する必要がなくなり、ツール数の増加を許容して加工能力を高めつつ、サーボモータ数を減じることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ツール支持手段ごとに駆動源としてのサーボモータを設ける必要がなく、ツール支持手段とは独立して配置角度を任意に変更できるという効果がある。
【００７６】
また、ツール数の増加を許容しつつサーボモータ数を減じることができ、低廉かつ簡素な構造で加工能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のスプリング製造装置の斜視図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分の正面図である。
【図４】図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分に部分的にツールを取り付けた状態の正面図である。
【図５】図４の右側面図であり、カムシャフトブロック及び駆動ギアを部分的に断面で示す図である。
【図６】図５に示すＡ部の拡大図である。
【図７】本実施形態のスプリング製造装置に搭載されるカムシャフトブロックの斜視図である。
【図８】図７の正面図である。
【図９】図６の平面図である。
【図１０】図９のＩ−Ｉ断面図である。
【図１１】カムシャフトブロックが取り付けられた状態のスライドツールユニットの平面図である。
【図１２】図１１の側面図である。
【図１３】スライドツールユニットとカムシャフトブロックとが接続されていない状態のスライドツールユニットの平面図である。
【図１４】スプリング製造装置のコントローラの電気的構成示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ リングギア
１１ ローラベアリング
１３ 駆動ギア
２０ カムシャフトブロック
３５ 第１カム（カム部材）
３６ 第２カム（カム部材）
１００ スプリング製造装置
１０１ ベース
２００ 成形テーブル
２０１ 円形部
２０２ 延長部
２０３ 溝部
２０４ スケール
３００ ワイヤフィード装置
３１０ ワイヤフィード機構
１２，３１５，４０１Ｂ，４０１Ｃ サーボモータ
３２０ ワイヤフィードローラ対
３３０ ワイヤガイド
４００Ａ スライドツールユニット
４００Ｂ 回転ツールユニット
４００Ｃ 前後ツールユニット
５００ コントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、その送り出されたワイヤをスプリング成形空間において、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、及び当該装置に搭載されるツールに対して駆動力を伝達する駆動力伝達部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスプリング製造装置として、成形テーブル上に９０°ごとに放射状に複数のツールを配置し、各々のツールを単一のギアで駆動可能とした構成がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、別のスプリング製造装置として、成形テーブル上のスプリング成形空間に送り出されるワイヤを中心として、成形テーブル上に４５°ごとに放射状に複数のツールを配置し、各々のツールをツール支持機構により支持してサーボモータにて独立して駆動制御する構成にすることで、多様な形状のスプリングを数値制御により成形可能としたものがある（例えば、特許文献１参照）
また、別のスプリング製造装置として、成形テーブル上のスプリング成形空間に送り出されるワイヤを中心として、成形テーブル上に放射状に複数のツールを配置し、各々のツールをツール支持機構により支持してサーボモータにて独立して駆動制御する構成にすると共に、成形テーブルを円形とし、各々のツール支持機構を成形テーブルの外周部に任意の角度で配置可能としたことで、ワイヤを中心としたツールの配置角度の微調整を可能としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、別のスプリング製造装置として、成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤフィード機構をワイヤ軸線を中心として回転可能とし、ワイヤを回転させることによって、ワイヤを中心としてツールの配置角度を変更することと同じ効果を得るように構成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
上記従来のスプリング装置は、ワイヤに対する成形方向を任意の方向に変更する際の容易性やその任意の方向への変更自由度をいかに高めるかという課題の解決と共に進歩、発展してきた。
【０００６】
【非特許文献１】
帝人精機株式会社 「マルチ・フォーミング・マシン ＺＵＢ−３０６型」 制作 １９７２−１０．
【特許文献１】
特許第２６７５５２３号公報
【特許文献２】
特許第２６９０７０４号公報
【特許文献３】
特許第２９３９４７２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスプリング製造装置では、各々のツールを独立して制御可能にするために各々のツール支持機構にサーボモータが搭載され、また、ツールを駆動するサーボモータ以外に、ワイヤを送り出すワイヤフィードローラやワイヤフィード機構を回転させるサーボモータも必要となるため、ツール数の増加や新たな機能の付加により制御性や加工能力は向上するものの、サーボモータ数の増加により装置コストが増大するという弊害がある。
【０００７】
また、ツール支持機構を成形テーブルから取り外す際にはサーボモータも同時に取り外され、ツールの配置角度を微調整する際にはサーボモータも同時に移動することになるが、ツール支持機構は重量物であるため作業性が悪いといった問題もある。
【０００８】
また、複雑な形状のスプリングを成形する場合には、サーボモータ数が多く加工能力の高い装置を用い、簡単な形状のスプリングを成形する場合には、サーボモータ数が少なく低廉で簡素な装置を用いるというように用途に応じて使い分けがなされることもあり、サーボモータ数を減じて低廉とし、かつ加工能力の高い装置が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、ツール支持機構ごとに駆動源としてのサーボモータを設ける必要がなく、ツール支持機構とは独立して配置角度を任意に変更できるスプリング製造装置及び当該装置に搭載される駆動力伝達部品を提供することである。
【００１０】
また、他の目的は、ツール数の増加を許容しつつサーボモータ数を減じることができ、低廉かつ簡素な構造で加工能力の高いスプリング製造装置及び当該装置に搭載される駆動力伝達部品を提供することである。
【００１１】
【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、成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤ送出手段と、前記成形テーブル上において前記スプリング成形空間から放射状に複数配置可能とされ、前記スプリング成形空間に向けてスライド可能にツールを支持するツール支持手段と、前記成形テーブル上に配置され、前記ツールを前記スプリング成形空間に向けてスライド駆動するための駆動力を前記ツール支持手段に伝達する駆動力伝達手段と、前記駆動力を前記駆動力伝達手段に伝達する単一のギアと、を備え、前記駆動力伝達手段と前記ツール支持手段とを別体に構成し、前記駆動力伝達手段の前記成形テーブル上における位置が前記ツール支持手段とは独立して変更可能に構成されており、前記駆動力伝達手段は、前記ギアを共通の駆動源として前記成形テーブル上に複数配置可能である。
【００１３】
また、好ましくは、前記駆動力伝達手段は、前記ギアの駆動力により回転するカム部材が着脱可能に搭載され、前記ツール支持手段は当該カム部材に当接して前記ツールをスライドさせるスライダを備える。
【００１４】
また、好ましくは、前記カム部材は、前記ツールが前記スプリング成形空間に向けてスライドするように前記スライダを駆動する第１カムと、前記ツールを前記スプリング成形空間から退避させる方向にスライドさせるように前記スライダを駆動する第２カムとを有する。
【００１５】
また、好ましくは、前記駆動力伝達手段は、選択された前記ツール支持手段に対してのみ接続可能である。
【００１６】
また、好ましくは、前記ツール支持手段は、前記ツールをスライド可能に支持すると共に、当該ツールをツール軸まわりに回転可能に支持する。
【００１７】
また、好ましくは、前記ツール支持手段は、前記ツールをスライド可能に支持すると共に、前記ツールを前記成形テーブルに対して法線方向に移動可能に支持する。
【００１８】
本発明の駆動力伝達部品は、成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤ送出手段と、前記成形テーブル上において前記スプリング成形空間から放射状に複数配置可能とされ前記スプリング成形空間に向けてスライド可能にツールを支持するツール支持手段と、を有するスプリング製造装置に搭載される駆動力伝達部品であって、前記ツールを前記スプリング成形空間に向けてスライド駆動するための駆動力を前記ツール支持手段に伝達するシャフト部２６と、前記シャフト部の端部に固定され、前記成形テーブル上に設けられた単一のギアに噛合する伝達ギア２１と、前記シャフト部及び伝達ギアを軸支すると共に、前記伝達ギアが前記単一のギアに噛み合う状態で前記成形テーブル上における位置が変更可能に構成されたハウジング部３１と、を備え、前記ツール支持手段に対して分離可能に構成すると共に、前記成形テーブル上に複数配置可能に構成した。
【００２０】
また、好ましくは、前記シャフト部には前記伝達ギアの回転力により回転駆動されるカム部材が着脱可能に設けられ、前記ツール支持手段には前記ツールをスライド可能に支持するスライダが設けられており、前記カム部材は前記スライダの一端部に当接して当該スライダをスライド駆動する。
【００２１】
また、好ましくは、前記カム部材は、前記ツールが前記スプリング成形空間に向けてスライドするように前記スライダを駆動する第１カムと、前記ツールを前記スプリング成形空間から退避させる方向にスライドさせるように前記スライダを駆動する第２カムとを有する。
【００２３】
【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。
【００２４】
［スプリング製造装置の全体構成］
図１は、本発明に係る実施形態のスプリング製造装置の斜視図である。図２は、図１の左側面図である。図３は、図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分の正面図である。図４は、図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分に部分的にツールを取り付けた状態の正面図である。
【００２５】
図１乃至図４に示すように、本実施形態のスプリング製造装置１００は、箱体状のベース１０１から垂直上方に立設される成形テーブル２００と、この成形テーブル２００の背面に配置されたワイヤフィード装置３００と、この成形テーブル２００の前面にワイヤ軸線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４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃと、ベース１０１の側方に配設されたコントロールユニット５００とを備える。
【００２６】
成形テーブル２００は、円形部２０１と、この円形部２０１の下半円部分から下方に延びる延長部２０２とを備え、延長部２０２がベース１０１に取り付けられる。また、円形部２０１の中心部にはワイヤガイド３３０が配設され、このワイヤガイド３３０のワイヤ送出孔（ワイヤ軸線）を中心に放射状に複数のツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃが配設されてスプリング成形空間を画定している。
【００２７】
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とを備え、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がワイヤガイド３３０によりスプリング成形空間に送出される。
【００２８】
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３３０に設けられたワイヤ挿通孔３３１の先端部からワイヤを送出する。
【００２９】
また、ワイヤガイド３３０は、サーボモータ３１５によりワイヤ送出孔３３１（ワイヤ軸線）を中心として正逆両方向に回転制御可能に構成されている。また、ワイヤフィードローラ対３２０は、不図示のサーボモータによりワイヤ送出方向への回転が制御される。
【００３０】
ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃは、上記ワイヤガイド３３０のワイヤ送出孔３３１付近のスプリング成形空間に向かう方向或いはスプリング成形空間から退避する方向にスライド動作でツールを移動可能なスライドツールユニット４００Ａと、上記スライド動作に加えてツール軸まわりにツールを回転可能な回転ツールユニット４００Ｂと、上記スライド動作に加えて成形テーブル２００の前面においてワイヤ送出方向に平行な前後方向（つまり、成形テーブル２００の前面から法線方向）にツールを移動可能な前後ツールユニット４００Ｃとを備える。
【００３１】
上記スライドツールユニット４００Ａ、回転ツールユニット４００Ｂ及び前後ツールユニット４００Ｃは夫々成形テーブル２００の円形部２０１に対して着脱可能に設けられ、全てのツールユニットを合計して最大８個まで成形テーブル２００に取り付け可能である。
【００３２】
各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃには、ワイヤガイド３３０のワイヤ送出孔３３１からスプリング成形空間に送出されるワイヤを強制的に折曲、湾曲、捲回あるいは切断するツールがスライド動作のみ、スライドと回転動作、スライドと前後移動のいずれかが可能に搭載される。
【００３３】
各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃに搭載されたツールのスライド動作は、全てのツールユニットに対して共通の駆動源となる成形テーブル２００に配置された単一のリングギア１０と、このリングギア１０の回転力を各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃに伝達する駆動力伝達手段（部品）としてのカムシャフトブロック２０とによって実現される。
【００３４】
カムシャフトブロック２０は、ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃとは別体に（分離可能に）構成され、成形テーブル２００上におけるワイヤ軸線を中心とした配置角度が各ツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃとは独立して変更可能に構成されている。
【００３５】
リングギア１０は、ワイヤ軸線を中心として回転自在にリング状のローラベアリング１１を介して成形テーブル２００に軸支され、当該テーブルの背面に設けられた単一のサーボモータ１２（図５参照）により回動制御される駆動ギア１３に噛み合うことによって正逆両方向に回転駆動される。
【００３６】
駆動ギア１３は、成形テーブル２００の円形部２０１にワイヤ軸線を中心に環状に形成された溝部２０３内の所定位置に軸支されている。
【００３７】
カムシャフトブロック２０は、上記成形テーブル２００の溝部２０３に対して着脱可能であり、この溝部２０３内でリングギア１０に常時噛み合う伝達ギア２１を有する。また、カムシャフトブロック２０は、上記溝部２０３に対して締結又は解除可能とされ、解除状態で溝部２０３に沿って駆動ギア１３の位置以外において移動可能であり、締結状態で任意の角度に固定される。
【００３８】
カムシャフトブロック２０の配置角度は、カムシャフトブロック２０に形成された基準部２２を円形部２０１の外周部に設けられたスケール２０４の任意の位置に合わせることよって調整される。
【００３９】
カムシャフトブロック２０は、リングギア１０を共通の駆動源として成形テーブル２００上に複数配置可能である。また、カムシャフトブロック２０には、リングギア１０の駆動力により回転するカム部材３５，３６が着脱可能に搭載され、選択されたツールユニットに対してのみ駆動力を伝達するようにツールユニットに接続可能である。
【００４０】
尚、カムシャフトブロック２０は、ブロック単体ではもちろんのこと、ツールユニットに接続された状態であっても成形テーブル２００上での配置角度をツールユニットと一体的に任意の角度に変更可能である。
【００４１】
カムシャフトブロック２０に取り付けられるカム部材３５，３６は、リングギア１０及びカムシャフトブロック２０から伝達される回転運動を並進運動に変換してツールをツールユニットのスライダを介してスライド動作させる。
【００４２】
また、回転ツールユニット４００Ｂによるツールの回転動作は、当該ツールユニットにサーボモータ４０１Ｂが駆動源として付加されて実現される。同様に、前後ツールユニット４００Ｃによるツールの前後移動は、当該ツールユニットにサーボモータ４０１Ｃが駆動源として付加されて実現される。
【００４３】
尚、前後ツールユニット４００Ｃのサーボモータ４０１Ｃは、ツールの前後方向の位置決めをフィードバック制御により高精度で行い、例えば、コイル径の微調整やコイル径を徐々に大きく或いは小さくしていく成形を可能とする。
【００４４】
コントロールユニット５００は、装置全体の動作を制御するコントローラ５０１と、このコントローラ５０１にパラメータなどを入力したり、動作の開始／停止などを指示するキーボードや各種スイッチ類からなる操作部５０２と、装置の動作状態などを表示するＬＣＤなどからなる表示部５０３とを有する。
【００４５】
［カムシャフトブロック及び駆動ギア］
図５は図４の右側面図であり、カムシャフトブロック及び駆動ギアを部分的に断面で示す図である。図６は、図５に示すＡ部の拡大図である。図７は、本実施形態のスプリング製造装置に搭載されるカムシャフトブロックの斜視図である。図８は、図７の正面図である。図９は、図６の平面図である。図１０は、図９のＩ−Ｉ断面図である。
【００４６】
図５乃至図１０に示すように、カムシャフトブロック２０は、平ギアからなる伝達ギア２１がキー２３、ワッシャ２４及びナット２５を介して軸着されたシャフト部２６と、このシャフト部２６を軸方向に複数（例えば、３個）配設されたベアリング２７を介して軸支する中空状の軸支部２８と、伝達ギア２１の歯面を内周面側で一部露出する開口部２９が形成され、軸支部２８のフランジ部３０にビスなどにより締結固定されるハウジング部３１とを備える。
【００４７】
ハウジング部３１の外形は、上記成形テーブル２００の円形部２０１に形成された溝部２０３の形状に対応して略扇状に形成され、伝達ギア２１の歯面を一部露出する開口部２９とは反対側の外周面には基準部２２が設けられている。
【００４８】
また、ハウジング部３１の両側部の下部にはハウジング部３１との間で上記溝部２０３の前後側壁部を挟持することにより、カムシャフトブロック２０を上記溝部２０３に対して締結又は解除するためのコマ部３２が設けられ、このコマ部３２はボルト３３によりその締結力が調整可能とされる。
【００４９】
また、各コマ部３２にはボルト３３を中心として回転しないように内周面側と外周面側に夫々周り止めピン３４が設けられている。
【００５０】
上記溝部２０３は、成形テーブル２０１の前面側に開口してナット２５の外形より大きい幅に形成された入口部２０３ａと、この入口部２０３ａより後方側に連通して当該入口部２０３ａより大きく、コマ部３２の長さより大きい幅に形成された拡大部２０３ｂとを有し、カムシャフトブロック２０を成形テーブル２００の溝部２０３に装着する際には、ボルト３３を緩めて回り止めピン３４をコマ部３２から外し、コマ部３２の長手方向を溝部の円周方向に沿うように回転させて挿入し、その後、コマ部３２の長手方向を溝部の径方向に回転させて所望の配置角度に基準部２２を合わせてボルト３３を締めることにより上記入口部２０３ａと拡大部２０３ｂとにより形成される溝部２０３内の段差部を挟み込むように固定される。また、カムシャフトブロック２０を成形テーブル２００の溝部２０３から取り外す際には、上記と反対の手順を実行すればよい。
【００５１】
シャフト部２６における伝達ギア２１が軸着されていない他端部は軸支部２８から露出しており、後述するように、この他端部にツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃのツールをスライダを介してスライド動作させるカム部材３５，３６が取り付けられる。
【００５２】
上記溝部２０３における下半円部分の一部には、その径方向の幅が拡大されると共に、成形テーブル２００を前後に貫通する貫通孔２０３ｃが形成されており、この貫通孔２０３ｃに駆動ギア１３が配設されている。駆動ギア１３は、成形テーブル２０３の背面に設けられ、サーボモータ１２の駆動軸１２ａに接続された減速機１４の回転軸１４ａに締結器１５を介して軸着されている。
【００５３】
リングギア１０は、ローラベアリング１１を介して成形テーブル２００に軸支されており、その回転動作がサーボモータ１２により駆動制御される。
【００５４】
リングギア１０は、カムシャフトブロック２０を溝部２０３に沿って移動させたときに、溝部２０３のいずれの位置に配置したとしても、リングギア１０の歯面にカムシャフトブロック２０の伝達ギア２１が常時噛み合い、リングギア１０からの駆動力が伝達されるような形状とされ、例えば、溝部２０３の外径、内径或いは中心径と伝達ギア２１のピッチ円直径などに基づいて決定される。
【００５５】
［ツールユニット］
図１１は、カムシャフトブロックが取り付けられた状態のスライドツールユニットの平面図である。図１２は、図１１の側面図である。また、図１３は、スライドツールユニットとカムシャフトブロックとが接続されていない状態のスライドツールユニットの平面図である。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、スライドツールユニット４００Ａは、ワイヤガイドから送り出されるワイヤに当接して所望のコイル径でもって湾曲させるための湾曲ツールＴ１を保持するツール保持部４０３Ａと、このツール保持部４０３Ａが取り付けられるスライダ４０４Ａと、このスライダ４０４Ａをスライド自在に支持するスライドレール４０５Ａとを備える。
【００５７】
カムシャフトブロック２０は、そのハウジング部３１を介してスライドレール４０５Ａの後端部に取り付けられている。
【００５８】
また、スライダ４０４Ａの後方には、カムシャフトブロック２０のシャフト部２６に取り付けられた第１カム３５に常時当接する第１カムフォロア４０６Ａを有する第１従動ブロック４０７Ａと、この第１従動ブロック４０７Ａに取り付けられてカムシャフトブロック２０のシャフト部２６に取り付けられた第２カム３６に常時当接する第２カムフォロア４０８Ａを有する第２従動ブロック４０９Ａとが取り付けられている。
【００５９】
第１カム３５と第２カム３６とはシャフト部２６の軸方向に所定の隙間を持って重ね合わせたように連結部材３７に接続されて一体的に形成され、取付部材３８によりシャフト部２６に着脱可能に取り付けられる。
【００６０】
第１カム３５は、湾曲ツールＴ１がスプリング成形空間に向けて矢印Ｓ１方向にスライドするようにスライダ４０４Ａを駆動するカムプロフィールを有し、第２カム３６は、湾曲ツールＴ１をスプリング成形空間から退避させる矢印Ｓ２方向にスライドさせるようにスライダ４０４Ａを駆動するカムプロフィールを有する。
【００６１】
上記第１カム３５と第２カム３６とはツールＴ１を互いに逆方向にスライドさせる、所謂ダブルアクションカムを構成しており、高速スライドが可能となる効果がある。
【００６２】
図１３に示すように、スライドツールユニット４００Ａをスライドさせない状態にしたい場合には、シャフト部２６から第１カム３５及び第２カム３６を取り外し、また、第１従動ブロック４０７Ａから第２従動ブロック４０８Ａを取り外すことでカムシャフトブロック２０からの回転力がスライドツールユニットに伝達されなくなる（図４のスライドツールユニット４００Ａ−１参照）。
【００６３】
尚、スライドツールユニット４００Ａの他、回転ツールユニット４００Ｂと前後ツールユニット４００Ｃのスライド動作は、上記ダブルアクションカムで構成してもよいが、本実施形態では、カムシャフトブロック２０に第１カム３５だけを取り付けてツールをスプリング成形空間に向けて矢印Ｓ１方向にスライドさせると共に、ツールをスプリング成形空間から退避させる矢印Ｓ２方向へのスライドは引張スプリングの付勢力を用いるように構成されている。
【００６４】
［コントローラの電気的構成］
図１４は、スプリング製造装置のコントローラの電気的構成示すブロック図である。
【００６５】
図１４に示すように、コントローラ５０１はＣＰＵ５１１により装置全体を統括制御する。ＲＯＭ５１２はＣＰＵ５１１の動作処理内容（プログラム）等を記憶している。ＲＡＭ５１３はＣＰＵ５１１のワークエリアとして使用され、ＲＯＭ５１２からダウンロードされる制御プログラムや位置データ等の記憶に用いられる。
【００６６】
表示部５０３は液晶ディスプレイ等であり、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用いられる。外部記憶装置５１５はフレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ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、いつでもそのフレキシブルディスク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。
【００６７】
キーボード５１６は各種パラメータを設定するために設けられ、センサ群５１７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。
【００６８】
各モータ５１８−１〜５１８−ｎは、少なくともワイヤフィードローラ対３２０をワイヤ送出方向に回転させるサーボモータと、ワイヤガイド３３０をワイヤ送出孔３３１（ワイヤ軸線）を中心として回転させるサーボモータと、駆動ギア１３を駆動するサーボモータ１２とを含み、更に、回転ツールユニット４００Ｂや前後ツールユニット４００Ｃを搭載する場合には回転ツールを回転動作させたり、前後方向に動作させるサーボモータが選択的に付加可能である。各モータ５１８−１〜５１８−ｎは、夫々に対応するモータドライバ５１９−１〜５１９−ｎにより駆動される。
【００６９】
この制御ブロックでは、ＣＰＵ５１１は、キーボード５１６から入力された指示に従い、例えば、各サーボモータ５１８−１〜５１８−ｎをそれぞれ独立して数値制御すると共に、外部記憶装置５１５とのデータの入出力を行ったり、更には表示部５０３を表示制御することになる。
【００７０】
上記実施形態によれば、カムシャフトブロック２０をツールユニット４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃとは別体に構成し、成形テーブル２００上における配置角度をツールユニットとは独立して変更可能に構成したことで、ツールユニットごとに駆動源としてのサーボモータを設ける必要がなく、装置に最低限必要なサーボモータとして、少なくとも３つのサーボモータ（つまり、ワイヤフィードローラ対３２０をワイヤ送出方向へ回転させるためのサーボモータ、ワイヤガイド３３０をワイヤ送出孔３３１（ワイヤ軸線）を中心として回転させるためのサーボモータ３１５、及び駆動ギア１３（リングギア１０）を回転させるためのサーボモータ１２）を搭載すればよいため、従来の装置に比べてサーボモータ数を減じることができ、低廉かつ簡素な構造で加工能力の高い装置が実現できる。
【００７１】
更に、カムシャフトブロック２０は、単一のリングギアを共通の駆動源として成形テーブル２００上に複数配置可能であり、ツールユニットとは独立して配置角度を任意に変更できるため、ツールユニットの配置角度を微調整する際にサーボモータを同時に移動する必要がなくなり、作業性の向上を図ることができる。
【００７２】
更に、カムシャフトブロック２０に対してカム部材が着脱自在に構成されていることで、成形テーブル上に取り付けられたツールユニットのうち、ユーザが使用したいツールを任意に選択でき、そのツールだけにカム部材を取り付けてツールを駆動可能に構成できるため、ツールユニットの取り付けや取り外しなどの手間を省くことができる。
【００７３】
また、カム部材がツールを互いに逆方向にスライドさせる第１カム３５と第２カム３６からなる、所謂ダブルアクションカムとして構成したことで、高速スライドが可能となる。
【００７４】
また、スライドツールユニット４００Ａの他、回転ツールユニット４００Ｂや前後ツールユニット４００Ｃなどを追加することができ、これらのツールユニットを追加した場合でもツールのスライド駆動のためにサーボモータを新たに付加する必要がなくなり、ツール数の増加を許容して加工能力を高めつつ、サーボモータ数を減じることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ツール支持手段ごとに駆動源としてのサーボモータを設ける必要がなく、ツール支持手段とは独立して配置角度を任意に変更できるという効果がある。
【００７６】
また、ツール数の増加を許容しつつサーボモータ数を減じることができ、低廉かつ簡素な構造で加工能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のスプリング製造装置の斜視図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分の正面図である。
【図４】図１のスプリング製造装置における成形テーブル部分に部分的にツールを取り付けた状態の正面図である。
【図５】図４の右側面図であり、カムシャフトブロック及び駆動ギアを部分的に断面で示す図である。
【図６】図５に示すＡ部の拡大図である。
【図７】本実施形態のスプリング製造装置に搭載されるカムシャフトブロックの斜視図である。
【図８】図７の正面図である。
【図９】図６の平面図である。
【図１０】図９のＩ−Ｉ断面図である。
【図１１】カムシャフトブロックが取り付けられた状態のスライドツールユニットの平面図である。
【図１２】図１１の側面図である。
【図１３】スライドツールユニットとカムシャフトブロックとが接続されていない状態のスライドツールユニットの平面図である。
【図１４】スプリング製造装置のコントローラの電気的構成示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ リングギア
１１ ローラベアリング
１３ 駆動ギア
２０ カムシャフトブロック
３５ 第１カム（カム部材）
３６ 第２カム（カム部材）
１００ スプリング製造装置
１０１ ベース
２００ 成形テーブル
２０１ 円形部
２０２ 延長部
２０３ 溝部
２０４ スケール
３００ ワイヤフィード装置
３１０ ワイヤフィード機構
１２，３１５，４０１Ｂ，４０１Ｃ サーボモータ
３２０ ワイヤフィードローラ対
３３０ ワイヤガイド
４００Ａ スライドツールユニット
４００Ｂ 回転ツールユニット
４００Ｃ 前後ツールユニット
５００ コントロールユニット
Claims (9)
- 成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤ送出手段と、
前記成形テーブル上において前記スプリング成形空間から放射状に複数配置可能とされ、前記スプリング成形空間に向けてスライド可能にツールを支持するツール支持手段と、
前記成形テーブル上に配置され、前記ツールを前記スプリング成形空間に向けてスライド駆動するための駆動力を前記ツール支持手段に伝達する駆動力伝達手段と、
前記駆動力を前記駆動力伝達手段に伝達する単一のギアと、を備え、
前記駆動力伝達手段と前記ツール支持手段とを別体に構成し、前記駆動力伝達手段の前記成形テーブル上における位置が前記ツール支持手段とは独立して変更可能に構成されており、
前記駆動力伝達手段は、前記ギアを共通の駆動源として前記成形テーブル上に複数配置可能であることを特徴とするスプリング製造装置。 - 前記駆動力伝達手段は、前記ギアの駆動力により回転するカム部材が着脱可能に搭載され、前記ツール支持手段は当該カム部材に当接して前記ツールをスライドさせるスライダを備えることを特徴とする請求項１に記載のスプリング製造装置。
- 前記カム部材は、前記ツールが前記スプリング成形空間に向けてスライドするように前記スライダを駆動する第１カムと、前記ツールを前記スプリング成形空間から退避させる方向にスライドさせるように前記スライダを駆動する第２カムとを有することを特徴とする請求項２に記載のスプリング製造装置。
- 前記駆動力伝達手段は、選択された前記ツール支持手段に対してのみ接続可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスプリング製造装置。
- 前記ツール支持手段は、前記ツールをスライド可能に支持すると共に、当該ツールをツール軸まわりに回転可能に支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスプリング製造装置。
- 前記ツール支持手段は、前記ツールをスライド可能に支持すると共に、前記ツールを前記成形テーブルに対して法線方向に移動可能に支持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスプリング製造装置。
- 成形テーブル上のスプリング成形空間にワイヤを送り出すワイヤ送出手段と、前記成形テーブル上において前記スプリング成形空間から放射状に複数配置可能とされ前記スプリング成形空間に向けてスライド可能にツールを支持するツール支持手段と、を有するスプリング製造装置に搭載される駆動力伝達部品であって、
前記ツールを前記スプリング成形空間に向けてスライド駆動するための駆動力を前記ツール支持手段に伝達するシャフト部と、
前記シャフト部の端部に固定され、前記成形テーブル上に設けられた単一のギアに噛合する伝達ギアと、
前記シャフト部及び伝達ギアを軸支すると共に、前記伝達ギアが前記単一のギアに噛み合う状態で前記成形テーブル上における位置が変更可能に構成されたハウジング部と、を備え、
前記ツール支持手段に対して分離可能に構成すると共に、前記成形テーブル上に複数配置可能に構成したことを特徴とする駆動力伝達部品。 - 前記シャフト部には前記伝達ギアの回転力により回転駆動されるカム部材が着脱可能に設けられ、
前記ツール支持手段には前記ツールをスライド可能に支持するスライダが設けられており、
前記カム部材は前記スライダの一端部に当接して当該スライダをスライド駆動することを特徴とする請求項７に記載の駆動力伝達部品。 - 前記カム部材は、前記ツールが前記スプリング成形空間に向けてスライドするように前記スライダを駆動する第１カムと、前記ツールを前記スプリング成形空間から退避させる方向にスライドさせるように前記スライダを駆動する第２カムとを有することを特徴とする請求項８に記載の駆動力伝達部品。
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