JP4408089B2 - 環状ワーク整列装置及び線材成形機 - Google Patents

Description

本発明は、線材成形機が線材から順次製造したリング、コイルバネその他の環状ワークをワーク挿通シャフトに沿って整列させる環状ワーク整列装置と、その環状ワーク整列装置を備えた線材成形機に関する。

一般に線材成形機は、図１５に示すように、送給された線材１を成形金具２に摺接させることで心金３を取り囲むようにリング、コイルバネその他の環状ワークを成形し、直動刃４を心金３に擦れ違わせるように降下して、環状ワークを線材１から切り離すという動作を繰り返す（例えば、特許文献１参照）。このようにして順次製造された環状ワークを整列させて次の工程（例えば、熱処理工程）に搬送するために環状ワーク整列装置が用いられる。従来の環状ワーク整列装置は、図１６に示すように、心金３の先端から下方に湾曲して延びた排出シュート５の下端部に、ワーク挿通シャフト６を突き合わせた構造になっていた。そして、順次製造された環状ワークが排出シュート５を伝わってワーク挿通シャフト６に挿通されて積み重ねられ、それら積み重ねた環状ワークが所定数に達すると、別のワーク挿通シャフト６に交換される。そのために、複数のワーク挿通シャフト６が間隔を開けてシャフト支持盤７に立設され、ワーク挿通シャフト６を交換する際には、シャフト支持盤７をスライドさせて別のワーク挿通シャフト６を排出シュート５の下端部に位置決めするようになっていた。
特開平８−１０８８３号公報（段落［０００２］〜［０００５］、第１図）

ところで、上記した従来の環状ワーク整列装置では、互いに突き合わされた排出シュート５とワーク挿通シャフト６とが心ずれを起こし、ワーク挿通シャフト６の先端に環状ワークが引っ掛かる事態が生じていた。特に、環状ワークが線材を一巻きにしてなるリングの場合には、ワーク挿通シャフト６の先端に引っ掛かる頻度が高かった。

そこで、本願発明者は、図１７に示すように、排出シュート５の下端部とワーク挿通シャフト６の上端部とに凹部５Ａと凸部６Ａとを設け、上下動機構８によりワーク挿通シャフト６を上昇させて、それら凹部５Ａと凸部６Ａとを嵌合させる機構を検討した。

しかしながら、上記した図１７の環状ワーク整列装置では、排出シュート５が心金３から延びた片持ち状態で一定姿勢に保持される程度の剛性を必要とするため、排出シュート５を細くすることが困難であった。このため、線材成形機にて小さな内径の環状ワークを製造した場合に、その環状ワークを排出シュート５に挿通させることができなくなる事態が生じ得た。また、上記した図１７の環状ワーク整列装置では、ワーク挿通シャフト６が上下動機構８にて押し上げられて傾動し、凸部６Ａと凹部５Ａとの心がずれ、この状態で上下動機構８がワーク挿通シャフト６をさらに押して排出シュート５を塑性変形させてしまう事態が起こり得た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、線材成形機が順次製造する環状ワークをスムーズにワーク挿通シャフトに移動して整列させることが可能であると共に、内径が比較的小さい環状ワークにも対応することが可能であり、さらには、ワーク挿通シャフトを交換する際に、ワーク挿通シャフトと排出シュートとの連結を確実に行うことが可能な環状ワーク整列装置及び線材成形機の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る環状ワーク整列装置は、線材成形機が順次製造したリング、コイルバネその他の環状ワークを、略円弧状に湾曲した排出シュートに挿通して降下させ、略鉛直方向に延びた断面円形のワーク挿通シャフトの上端部に案内することで、そのワーク挿通シャフトに沿って複数の環状ワークを積み重ねて整列させる環状ワーク整列装置において、排出シュートの上端部は、線材成形機に固定され、排出シュートの下端部とワーク挿通シャフトの上端部との間に設けられて上下方向で相互に嵌合し、それら排出シュートとワーク挿通シャフトとを心出しした状態に連結する心出し連結機構と、排出シュートの下端部を把持するためのシュートチャックと、シュートチャックを上下動させることで、排出シュートを弾性変形させながらワーク挿通シャフトに対して離間又は接近させるチャック上下動機構と、排出シュートの下端部に設けられて、ワーク挿通シャフトと同一径の略円柱形状をなしたシュート下端軸体とを備え、心出し連結機構は、シュート下端軸体又はワーク挿通シャフトの一方の端面の中心から起立した心棒と、他方の端面の中心に形成されて心棒を挿入可能な心孔とから構成され、心出し連結機構が連結状態になると、シュート下端軸体とワーク挿通シャフトとの端面同士が接合されるように構成したところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の環状ワーク整列装置において、排出シュートは、バネ線材で構成されたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載の環状ワーク整列装置において、排出シュートは、密着コイルバネで構成されたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の環状ワーク整列装置において、シュート下端軸体の上端部には、先端側がバネ線材又は密着コイルバネと略同一径のテーパ部が設けられたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の環状ワーク整列装置において、ワーク挿通シャフトの上端部を把持して、排出シュートの下端部と同軸上に保持するためのシャフトチャックを備えたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項５に記載の環状ワーク整列装置において、排出シュートの下端部及びワーク挿通シャフトの上端部は、共に断面円形をなし、シュートチャックの把持面には、排出シュートの下端部を心出しするためのＶ字溝が形成され、シャフトチャックの把持面には、ワーク挿通シャフトの上端部を心出しするためのＶ字溝が形成されたところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項５又は６に記載の環状ワーク整列装置において、ワーク挿通シャフトは、複数、一定の間隔を開けて配置され、それらワーク挿通シャフトを水平方向に移動して、順次、排出シュートの下端部との対向位置に位置決めするためのシャフト移動機構を設けたところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項７に記載の環状ワーク整列装置において、ワーク挿通シャフトの移動方向と交差する方向にシャフトチャックを進退させるチャック進退機構を備えたところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項７又は８に記載の環状ワーク整列装置において、ワーク挿通シャフトは、複数、一定の間隔を開けてシャフト支持盤から起立し、シャフト移動機構は、シャフト支持盤を移動させることで各ワーク挿通シャフトを、順次、排出シュートの下端部との対向位置に位置決めするように構成したところに特徴を有する。

請求項１０の発明は、請求項７乃至９の何れかに記載の環状ワーク整列装置において、ワーク挿通シャフトに積み重ねた環状ワークが予め設定された所定数に達したときに起動するシャフト交換プログラムを備え、シャフト交換プログラムは、シュートチャックに排出シュートを把持させかつ、シャフトチャックにワーク挿通シャフトを把持させる把持ステップと、チャック上下動機構によりシュートチャックを上方に移動して心出し連結機構による連結を解除する連結解除ステップと、シャフトチャックによる把持を解除するシャフト把持解除ステップと、シャフト移動機構によりワーク挿通シャフトを水平方向に移動して新しいワーク挿通シャフトを排出シュートの下端部との対向位置に位置決めするシャフト移動ステップと、シャフトチャックに新しいワーク挿通シャフトを把持させるシャフト把持ステップと、チャック上下動機構によりシュートチャックを下方に移動して心出し連結機構を連結状態にする連結ステップと、シュートチャック及びシャフトチャックによる把持を解除するチャック解除ステップとを有したところに特徴を有する。

請求項１１の発明に係る線材成形機は、請求項１乃至１０の何れかの環状ワーク整列装置を有したところに特徴を有する。

［請求項１，２，３及び１１の発明］
請求項１及び１１の構成によれば、排出シュートの下端部とワーク挿通シャフトの上端部との間に設けた心出し連結機構により、それら排出シュート及びワーク挿通シャフトが心出しされた状態に連結される。そして、心出し連結機構が連結状態になってシュート下端軸体及びワーク挿通シャフトの端面同士が接合されると、それらシュート下端軸体及びワーク挿通シャフトの間に段差及び隙間がなくなる。これにより、線材成形機が順次製造する環状ワークをスムーズにシュート下端軸体からワーク挿通シャフトに移動して整列させることができる。また、ワーク挿通シャフトに所定数の環状ワークが積み重ねられたら、シュートチャックにより排出シュートの下端部を把持し、チャック上下動機構によりシュートチャックを上方に移動することで、排出シュートがワーク挿通シャフトから上方に離間し、心出し連結機構の連結が解除される。そして、新たに別のワーク挿通シャフトを排出シュートの下方に配置し、チャック上下動機構にて排出シュートを下方に移動することにより、排出シュートと新たな別のワーク挿通シャフトとの間で心出し連結機構が連結状態になる。このように、排出シュートは、通常は線材成形機とワーク挿通シャフトとの間で両持ち状態になり、ワーク挿通シャフトの交換時でも、線材成形機とシュートチャックとの間で両持ち状態になるので、弾性変形し易い細い材料で排出シュートを構成しても排出シュートを一定姿勢に保持することができる。これにより、排出シュートを細くして、小さい内径の環状ワークに対応することができる。さらに、ワーク挿通シャフトの交換時に、ワーク挿通シャフトを上下動させる必要がなくなる。

なお、排出シュートを弾性変形させるためには、排出シュートをバネ線材で構成してもよいし（請求項２の発明）、密着コイルバネで構成してもよい（請求項３の発明）。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、シュート下端軸体にテーパ部を設けたことにより、バネ線材又は密着コイルバネからシュート下端軸体へと環状ワークをスムーズに案内することができる。

［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、ワーク挿通シャフトの上端部がシャフトチャックに把持されて排出シュートの下端部の同軸上に保持される。これにより、従来のワーク挿通シャフトの交換時に起こり得たワーク挿通シャフトの傾動が確実に防がれ、排出シュートとワーク挿通シャフトとの間で心出し連結機構による連結を確実に行うことができる。

［請求項６の発明］
請求項６の構成によれば、シュートチャックの把持面に形成されたＶ字溝の内面にシュート下端軸体が当接して心出しされ、シャフトチャックの把持面に形成されたＶ字溝の内面にワーク挿通シャフトが当接して心出しされる。これらにより、シュート下端軸体とワーク挿通シャフトとが互いに心出しされる。

［請求項７の発明］
請求項７の構成によれば、シャフト移動機構を作動させることで、複数のワーク挿通シャフトを、順次、排出シュートの下端部との対向位置に位置決することができる。

［請求項８の発明］
請求項８の構成によれば、チャック進退機構を作動させることで、移動中のワーク挿通シャフトとシャフトチャックとの干渉を避けることができる。

［請求項９の発明］
請求項９の構成によれば、複数のワーク挿通シャフトをシャフト支持盤毎、一度に搬送することができ、作業効率が向上する。

［請求項１０の発明］
請求項１０の構成によれば、ワーク挿通シャフトに挿通された環状ワークの数が予め設定された所定数に達したときにシャフト交換プログラムが起動する。すると、シュートチャックが排出シュートを把持しかつ、シャフトチャックがワーク挿通シャフトを把持する。次いで、チャック上下動機構によりシュートチャックが上方に移動されて心出し連結機構による連結が解除される。次いで、シャフトチャックによる把持を解除した後に、シャフト移動機構によりワーク挿通シャフトが水平方向に移動して新しいワーク挿通シャフトが排出シュートの下端部との対向位置に位置決めされ、この状態でシャフトチャックが新しいワーク挿通シャフトを把持した後に、チャック上下動機構によりシュートチャックが下方に移動されて心出し連結機構が連結状態になる。次いで、シュートチャック及びシャフトチャックによるチャックが解除され、ワーク挿通シャフトの自動交換が完了する。このように本発明によれば、自動的にワーク挿通シャフトの交換が可能になり、生産性が向上する。

以下、本発明の一実施形態に係る線材成形機１０及び環状ワーク整列装置３０を図１〜図１４に基づいて説明する。図１に示すように、線材成形機１０は、鉛直に起立した基台１１に、線材送給装置１２、成形工具１６，１７、切断工具１９及び心金工具１８を組み付けて備えている。図３に示すように、線材送給装置１２には、線材９０を上下方向で挟むようにして１対の送りローラ１３，１３が備えられている。これら上下の送りローラ１３，１３は対称的に回転し、これにより線材９０が成形領域Ｒに向けて送給される。また、線材９０は送りローラ１３，１３の前後で１対の送給ノズル１４，１５に挿通されており、そのうち一方の送給ノズル１５の先端部が線材成形機１０に備えた成形領域Ｒ内に突入している。

図４に示すように、一方の成形工具１６は、送給ノズル１５に対して前側斜め下方に配置され、他方の成形工具１７は送給ノズル１５に対して前側斜め上方に配置されている。また、各成形工具１６，１７の先端面には、線材摺接溝１６Ａ，１７Ａが形成されている。そして、送給ノズル１５から排出された線材９０が、成形工具１６，１７の各線材摺接溝１６Ａ，１７Ａの内面に摺接することで、上方に向けて円弧状に塑性変形されかつ、線材９０を所定長送給すると線材９０が螺旋状になり、基台１１から離れる側に成長していく。ここで、線材成形機１０により環状ワークＷとしてコイルバネを製造する場合には、線材９０を螺旋状に成形したところで、その成形部分を線材９０から切り離せばよい。また、環状ワークＷとしてリングを製造する場合には、線材９０を略一巻きの環状に成形したところで、その成形部分を線材９０から切り離せばよい。

成形工具１６，１７は、図示しないサーボモータを駆動源とした直動機構１６Ｋ，１７Ｋ（図１参照）によって直動可能に支持されている。そして、線材成形機１０に設定されたＮＣデータに応じてサーボモータがこれら成形工具１６，１７を位置決めし、環状ワークＷの内径が変更される。

図２に示すように、心金工具１８は、基台１１の前面１１Ａから水平方向に突出している。詳細には、図４に示すように、心金工具１８は、全体として断面が略半円形の柱構造をなし、水平方向に延びた角柱体２０の一端面から水平方向に延びている。また、角柱体２０は角筒状の心金ホルダ２１内に抜け止め状態に組み付けられ、さらに、その心金ホルダ２１が基台１１（図１参照）に固定されている。また、心金工具１８における平坦な側面１８Ａは、送給ノズル１５と対向する側に配置されている。そして、その側面１８Ａの上端部に位置したエッジが、線材９０における円弧状の塑性変形部分の内側最上部に隣接するようになっている。

図１に示すように、切断工具１９は心金工具１８の上方に配置され、モータ（図示せず）を駆動源とした直動機構１９Ｋによって直動可能に支持されている。そして、切断工具１９は、通常は、心金工具１８から上方に離れて退避しており、環状ワークＷを線材９０から切り離す際に降下し、切断工具１９のエッジと心金工具１８のエッジとの間で線材９０を切断する。そして、線材９０における円弧状の塑性変形部分のうち最も前面１１Ａ側の円弧の上端部が切断される。これにより、線材成形機１０側には、送給ノズル１５から排出された線材９０の円弧状の塑性変形部分が１／２円弧分だけ残り、その残された円弧状部分を成形工具１６，１７に当接した状態が維持される。そして、線材９０から環状ワークＷが切り離された後で再び線材９０を送給すると、次の環状ワークＷが成形される。

さて、本実施形態の環状ワーク整列装置３０は、図２に示すように、排出シュート３１を心金工具１８に固定して備えている。そして、線材成形機１０が順次製造した環状ワークＷを排出シュート３１に挿通して降下させ、ワーク挿通シャフト３４の上端部に案内することで、そのワーク挿通シャフト３４に沿って複数の環状ワークＷを積み重ねて整列させる。排出シュート３１は、ガイド線材３２の一端部に略円柱形状のシュート下端軸体３３を備えてなる。そのガイド線材３２は、例えば、ステンレス製で断面円形のバネ線材である。そして、心金工具１８には、ガイド線材３２の一端部を固定するためのシュート固定溝１８Ｍが形成されている。具体的には、図４に示すように、心金工具１８における平坦な側面１８Ａは、角柱体２０の側面２０Ａと面一になっており、それら側面１８Ａ，２０Ａの下縁部は一直線に繋がっている。そして、シュート固定溝１８Ｍは、それら両側面１８Ａ，２０Ａの下縁部に沿って延び、一端部が心金工具１８の先端面に開放している。また、シュート固定溝１８Ｍの深さは、ガイド線材３２の直径より僅かに小さくなっている。これにより、ガイド線材３２の一端部がシュート固定溝１８Ｍに収められると、ガイド線材３２の外周面の一部が角柱体２０の側面２０Ａから僅かに突出する。そして、その突出部分を押さえるようにして、角柱体２０の側面２０Ａに押さえ板２０Ｐが宛がわれ、この状態で角柱体２０及び押さえ板２０Ｐが心金ホルダ２１内に押し込まれている。また、心金ホルダ２１には、側方からセット螺子２１Ｎ，２１Ｎがねじ込まれ、これらセット螺子２１Ｎ，２１Ｎの先端を押さえ板２０Ｐに突き当てることで、シュート固定溝１８Ｍの内面と押さえ板２０Ｐとにガイド線材３２が摩擦係合して固定されている。

図５に示すように、シュート下端軸体３３は、全体として円柱形状をなし、その外径は心金工具１８の外径より小さくなっている。シュート下端軸体３３の上端側は先端から下方に向かって外形が大きくなったテーパ部３３Ａになっており、テーパ部３３Ａの先端側外径は、ガイド線材３２の線径と略同一になっている。そして、テーパ部３３Ａの心部には、先端に開放した図示しない軸孔が形成され、そこにガイド線材３２の端部が挿入されて例えば接着剤にて固定されている。また、シュート下端軸体３３のうちテーパ部３３Ａと反対側の端面３３Ｄには、その中心から釘状の心棒３３Ｂが延びている。

一方、ワーク挿通シャフト３４は、シュート下端軸体３３と同一径の丸棒状をなし、図１及び図２に示したシャフト支持盤３５から鉛直方向に起立している。また、シャフト支持盤３５は帯板状をなし、そのシャフト支持盤３５の長手方向に沿って複数のワーク挿通シャフト３４が等間隔に一列に配置されている。図５に示すように、ワーク挿通シャフト３４の上端側の端面３４Ｄには、その中心に前記心棒３３Ｂに対応した心孔３４Ｂが形成されている。そして、図６に示すように、心棒３３Ｂを心孔３４Ｂに挿入すると、シュート下端軸体３３とワーク挿通シャフト３４とが心出しされかつ、シュート下端軸体３３の端面３３Ｄとワーク挿通シャフト３４の端面３４Ｄとが接合される。

図１に示すように、シャフト支持盤３５は、ベルトコンベア３６によって搬送される。ベルトコンベア３６は、線材成形機１０の基台１１と対向する位置に配置されて線材９０の送給方向と平行に延びている。そして、このベルトコンベア３６の長手方向にシャフト支持盤３５の長手方向（即ち、複数のワーク挿通シャフト３４の並び方向）を合わせた状態にして、ベルトコンベア３６の搬送ベルト３６Ｂ上にシャフト支持盤３５が載置される。また、搬送ベルト３６Ｂからは、所定の間隔を開けて位置決め突起３６Ｃが突出している。そして、隣り合った１対の位置決め突起３６Ｃ，３６Ｃが、シャフト支持盤３５の両端寄り位置に貫通形成された位置決め孔３５Ａ，３５Ａに係合することで、搬送ベルト３６Ｂに対してシャフト支持盤３５、ひいては、ワーク挿通シャフト３４が位置決めされている。そして、ベルトコンベア３６が搬送ベルト３６Ｂを所定長毎送給することで、複数のワーク挿通シャフト３４が、順番に排出シュート３１におけるシュート下端軸体３３の下端部との対向位置に位置決めされる。

なお、複数のシャフト支持盤３５を隣接させて搬送ベルト３６Ｂに載置し、シャフト支持盤３５の各位置決め孔３５Ａに各位置決め突起３６Ｃを凹凸係合させると、隣接したシャフト支持盤３５，３５の間で隣り合ったワーク挿通シャフト３４，３４同士の間隔が、１つのシャフト支持盤３５におけるワーク挿通シャフト３４，３４同士の間隔と同じになるように設定されている。また、ベルトコンベア３６の上流側には、搬送ベルト３６Ｂ上にシャフト支持盤３５が載置されているか否かを検出するための支持盤検出センサが設けられている。

環状ワーク整列装置３０は、図２に示すように、ベルトコンベア３６を挟んだ両側に、シュート用マニュピレータ４０とシャフト用マニュピレータ５０とを対向配置して備えている。シュート用マニュピレータ４０は、鉛直方向に起立した支柱４０Ｓの上部に、本発明に係るチャック上下動機構４５とシュートチャック４１とを組み付けてなり、ベルトコンベア３６を挟んで線材成形機１０と反対側に配置されている。

チャック上下動機構４５は、支柱４０Ｓの側面上部に取り付けられ、チャック上下動機構４５の可動部にブラケット４０Ｂを介してシュートチャック４１が取り付けられている。そして、チャック上下動機構４５に備えた１対のエアー供給口（図示せず）のうち一方に圧縮エアーを供給すると、図８（Ｂ）から図９（Ｂ）の変化に示すように、ブラケット４０Ｂと共にシュートチャック４１が上昇する。また、他方のエアー供給口に圧縮エアーを供給すると、図１１（Ｂ）から図１２（Ｂ）の変化に示すように、ブラケット４０Ｂと共にシュートチャック４１が降下する。

図７（Ａ）に示すように、シュートチャック４１は、水平方向（詳細には、シャフト支持盤３５の長手方向）で対向した１対の把持爪４２，４２を備えている。これら把持爪４２，４２は、常には、図示しない弾性部材の弾発力により離されており、シュートチャック４１に圧縮エアーを供給すると、図８（Ａ）に示すように、把持爪４２，４２が互いに接近してシュート下端軸体３３を把持する。把持爪４２，４２の各把持面にはＶ字溝４２Ａ，４２Ａが形成されている。そして、シュート下端軸体３３がこれらＶ字溝４２Ａ，４２Ａの内面に当接して心出しされる。

図２に示すように、シャフト用マニュピレータ５０は、鉛直方向に起立した支柱５０Ｓの上部に、本発明に係るチャック進退機構５５とシャフトチャック５１とを組み付けた構成になっており、ベルトコンベア３６に対して線材成形機１０側に配置されている。

チャック進退機構５５は、支柱５０Ｓの上端面に取り付けられ、チャック進退機構５５の可動部にブラケット５０Ｂを介してシャフトチャック５１が取り付けられている。そして、チャック進退機構５５に備えた１対のエアー供給口（図示せず）の一方に圧縮エアーを供給すると、図７（Ｂ）から図８（Ｂ）の変化に示すように、ブラケット５０Ｂと共にシャフトチャック５１がワーク挿通シャフト３４側に前進する。また、他方のエアー供給口に圧縮エアーを供給すると、図９（Ｂ）から図１０（Ｂ）の変化に示すように、ブラケット５０Ｂと共にシャフトチャック５１がワーク挿通シャフト３４と干渉しない位置まで後退する。

図７（Ａ）に示すように、シャフトチャック５１は、シュートチャック４１と同様に、水平方向（詳細には、ベルトコンベア３６の長手方向）で対向した１対の把持爪５２，５２を備えている。これら把持爪５２，５２は、常には、図示しない弾性部材の弾発力により離されており、シャフトチャック５１に圧縮エアーを供給すると互いに接近してワーク挿通シャフト３４の上端部を把持する。把持爪５２，５２の各把持面にはＶ字溝５２Ａ，５２Ａが形成されている。そして、ワーク挿通シャフト３４がこれらＶ字溝５２Ａ，５２Ａの内面に当接して心出しされる。また、チャック進退機構５５によりシャフトチャック５１が前進した状態では、シャフトチャック５１のＶ字溝５２Ａ，５２Ａが、シュートチャック４１のＶ字溝４２Ａ，４２Ａに対して鉛直下方の重なる配置になっている（図８（Ａ）参照）。

上記したシュートチャック４１、チャック上下動機構４５、シャフトチャック５１及びチャック進退機構５５への圧縮エアーの供給路の途中には図示しない電磁バルブが備えられている。そして、線材成形機１０の制御盤に備えたバルブ駆動回路にてこれら電磁バルブが駆動される。また、線材成形機１０の制御盤にはベルトコンベア３６の駆動源であるモータの駆動回路も備えられている。

線材成形機１０の制御盤に備えた図示しないＲＯＭには、ワーク製造プログラムＰＧ１（図１３参照）が記憶されており、このワーク製造プログラムＰＧ１を実行することで線材９０から環状ワークＷを順次成形すると共に、上記したバルブ駆動回路及びモータの駆動回路が作動して環状ワーク整列装置３０が動作する。以下、ワーク製造プログラムＰＧ１の構成と併せて環状ワーク整列装置３０を含む線材成形機１０の動作について説明する。

線材成形機１０で所定の形状の環状ワークＷを製造するには、線材成形機１０の制御盤に備えたコンソールを用いて環状ワークＷの諸元（線材９０の線径、巻回径、巻回数等）を入力しておく。そして、シャフト支持盤３５をベルトコンベア３６上にセットし、ベルトコンベア３６の送給方向の先頭のワーク挿通シャフト３４の上端部に排出シュート３１のシュート下端軸体３３を連結しておく（図１及び図２参照）。この状態で制御盤のＣＰＵにワーク製造プログラムＰＧ１を実行させる。すると、図１３に示すように、環状ワークＷの諸元がＣＰＵに読み込まれ（Ｓ１）、カウンタＪが「０」に初期設定され（Ｓ２）、次いで、カウンタＫが「０」に初期設定される（Ｓ３）。

次いで、線材送給装置１２にて線材９０を所定長送給する（Ｓ４）。これにより、線材９０から例えばコイルバネとしての環状ワークＷが成形される。詳細には、線材９０が心金工具１８の周りを囲んだ螺旋状に塑性変形されて、その先端部が心金工具１８から突出して排出シュート３１に差し掛かった状態になる。そして、線材９０が所定長送給されたところで、切断工具１９が降下して心金工具１８との間で線材９０の一部を切断し（Ｓ５）、環状ワークＷが線材９０から切り離される。

すると、線材９０から切り離された環状ワークＷが、排出シュート３１のガイド線材３２に沿って降下し、そのシュート下端軸体３３からワーク挿通シャフト３４に案内される。ここで、シュート下端軸体３３の上端にテーパ部３３Ａが設けられているので、環状ワークＷをガイド線材３２からシュート下端軸体３３にスムーズに案内することができる。また、シュート下端軸体３３とワーク挿通シャフト３４とは同一径でありかつ、シュート下端軸体３３とワーク挿通シャフト３４との端面同士が接合されることで、それらシュート下端軸体３３及びワーク挿通シャフト３４の間に段差及び隙間がなくなるので（換言すると、シュート下端軸体３３及びワーク挿通シャフト３４の外周面同士が一体化されるので）、これらシュート下端軸体３３とワーク挿通シャフト３４の間でも環状ワークＷをスムーズに案内することができる。

上述の如く、環状ワークＷが１つ製造されたら、ワーク製造プログラムＰＧ１に設けられたカウンタＫが１インクリメントされる（Ｓ６）。具体的には、例えば切断工具１９が降下したことを条件にしてカウンタＫが１インクリメントされる。そして、そのカウンタＫが所定の上限値Ｍより小さいか否かが判別され（Ｓ７）、カウンタＫが上限値Ｍより小さい場合には（Ｓ７でＹＥＳ）、上述したステップＳ４〜Ｓ６の動作を繰り返して、環状ワークＷを順次製造していく。これにより、複数の環状ワークＷがワーク挿通シャフト３４に沿って上方向に積み重ねられていく。

そして、ワーク挿通シャフト３４に沿って積み重ねられた環状ワークＷの数がＭ個に達すると、それら環状ワークＷの上端部が図７（Ｂ）に示すようにワーク挿通シャフト３４の上端寄り位置に至る。このとき、カウンタＫが上限値Ｍより大きくなっているので（Ｓ７でＮＯ）、環状ワークＷの製造が一時休止され、本発明の「シャフト交換プログラム」に相当するシャフト交換処理（Ｓ８）が実行される。

シャフト交換処理（Ｓ８）が実行されると、図１４に示すように、シャフトチャック５１をチャック進退機構５５にて前進させてから（Ｓ２１）、シュートチャック４１とシャフトチャック５１とを共に閉じる（Ｓ２２）。これにより、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、シュートチャック４１が排出シュート３１のシュート下端軸体３３を把持し、かつ、シャフトチャック５１がワーク挿通シャフト３４の上端部を把持した状態になる。

次いで、チャック上下動機構４５にてシュートチャック４１を上昇する（Ｓ２３）。これにより、シュート下端軸体３３の心棒３３Ｂがワーク挿通シャフト３４の心孔３４Ｂから離脱し（図５参照）、ワーク挿通シャフト３４から排出シュート３１のシュート下端軸体３３が上方に離間する（図９（Ｂ）参照）。このとき、ワーク挿通シャフト３４が心棒３３Ｂと心孔３４Ｂとの離脱動作に伴う反動を受けても、ワーク挿通シャフト３４はシャフトチャック５１に把持されているので（図９（Ａ）参照）、ワーク挿通シャフト３４が振動することが防がれる。

次いで、シャフトチャック５１を開き（Ｓ２４）、チャック進退機構５５によりシャフトチャック５１を後退させる（Ｓ２５）。これにより、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、ベルトコンベア３６（図１参照）によるワーク挿通シャフト３４の移動領域からシャフトチャック５１が退避する。そして、ベルトコンベア３６が作動し、図１０（Ａ）に示した矢印Ｈの方向に、シャフト支持盤３５と共に複数のワーク挿通シャフト３４が所定量（所定のピッチ）だけ水平移動する（Ｓ２６）。これにより、環状ワークＷを挿通されていない別のワーク挿通シャフト３４がシュート下端軸体３３の鉛直下方に位置決めされる。

この状態で、チャック進退機構５５によりシャフトチャック５１を前進させてから（Ｓ２７）、シャフトチャック５１を閉じる（Ｓ２８）。すると、図１１（Ｂ）に示すように、そのワーク挿通シャフト３４がシャフトチャック５１によって把持される。このとき、ワーク挿通シャフト３４はシャフトチャック５１に形成されたＶ字溝５２Ａ，５２Ａの内面に当接して心出しされる。また、シュートチャック４１に把持されているシュート下端軸体３３も、そのシュートチャック４１に形成されたＶ字溝４２Ａ，４２Ａの内面との当接により心出しされている。これにより、ワーク挿通シャフト３４とシュート下端軸体３３とが同軸上に位置決めされる。この状態で、チャック上下動機構４５によりシュートチャック４１を降下する（Ｓ２９）。このように、心出しした状態でシュート下端軸体３３の心棒３３Ｂが、ワーク挿通シャフト３４の心孔３４Ｂに嵌合するので、従来のワーク挿通シャフトの交換時に起こり得たワーク挿通シャフト３４の傾動が防がれ、シュート下端軸体３３とワーク挿通シャフト３４との連結を確実に行うことができる（図６、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）参照）。

次いで、シュートチャック４１及びシャフトチャック５１を共に開き（Ｓ３０）、そして、チャック進退機構５５によりシャフトチャック５１を後退させ（Ｓ３１）、これによりワーク挿通シャフト３４の交換が完了する。

シャフト交換処理（Ｓ８）から抜けてワーク製造プログラムＰＧ１に戻ると、カウンタＪが１インクリメントされる（Ｓ９）。そして、このカウンタＪが、シャフト支持盤３５から起立したワーク挿通シャフト３４の数でもある上限値Ｎより小さいか否かが判別される（Ｓ１０）。ここで、カウンタＪの値が上限値Ｎより小さい場合は（Ｓ１０でＹＥＳ）、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３以降の上述した動作が繰り返される。

一方、カウンタＪが上限値Ｎより大きい場合は（Ｓ１０でＮＯ）、１つのシャフト支持盤３５に備えた全てのワーク挿通シャフト３４が環状ワークＷで満たされたと判断され、そのシャフト支持盤３５に対して後続の新たなシャフト支持盤３５の有無が前述した支持盤検出センサの検出信号に基づいて判別される（Ｓ１１）。そして、後続のシャフト支持盤３５が有る場合には（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の上述した動作が繰り返される。一方、後続のシャフト支持盤３５がなかった場合には（Ｓ１１でＮＯ）、このワーク製造プログラムＰＧ１が終了する。

さて、ワーク製造プログラムＰＧ１の終了後、環状ワークＷの諸元を変更して、再度、ワーク製造プログラムＰＧ１を実行すれば、異なる形状の環状ワークＷを製造することができる。このとき、環状ワークＷ（例えば、コイルバネ又はリング）の内径の設定値は、心金工具１８の外径と略同一の値まで小さくすることができる。これに対し、環状ワーク整列装置３０に備えた排出シュート３１は、心金工具１８の外径に比べて十分小さい外径のガイド線材３２を備え、このガイド線材３２が心金工具１８の端面から延びているので、線材成形機１０が製造する環状ワークＷであれば、必ず排出シュート３１のガイド線材３２に挿通される。そして、排出シュート３１に備えたシュート下端軸体３３、及び、ワーク挿通シャフト３４の各外径も心金工具１８の外径より小さくなっているので、ガイド線材３２に案内された環状ワークＷは確実にワーク挿通シャフト３４に沿って積み上げることができる。

このように本実施形態の環状ワーク整列装置３０が、排出シュート３１を細くして小さい内径の環状ワークＷに対応することができるようになったのは、排出シュート３１が、通常は線材成形機１０とワーク挿通シャフト３４との間で両持ち状態になり、ワーク挿通シャフト３４の交換時でも、線材成形機１０とシュートチャック４１との間で両持ち状態になるので、弾性変形し易い細い材料で排出シュート３１を構成しても排出シュート３１を一定姿勢に保持することができるからである。また、本実施形態の環状ワーク整列装置３０によれば、排出シュート３１を弾性変形させてワーク挿通シャフト３４から上方に離間させることで心棒３３Ｂと心孔３４Ｂの凹凸嵌合による連結を解除することができるので、ワーク挿通シャフト３４を上下動させる必要がなくなり、ワーク挿通シャフト３４を水平方向に移動して、別のワーク挿通シャフト３４に交換することができる。このとき、排出シュート３１とワーク挿通シャフト３４とは、上述したようにシュートチャック４１及びシャフトチャック５１の各Ｖ字溝４２Ａ，５２Ａによって互いに心出しされた状態で離間及び連結されるので、従来では発生し得たワーク挿通シャフト３４の傾動が防がれ、それら離間及び連結作業を確実かつスムーズに行うことができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記実施形態の排出シュート３１は、バネ線材（ガイド線材３２）で構成されていたが、排出シュートを密着コイルバネ、合成樹脂製の棒等で構成してもよい。

（２）前記実施形態では、ワーク挿通シャフト３４を直進移動させる構成であったが、鉛直軸を中心に回転するロータリーテーブルの周縁部に沿って複数のワーク挿通シャフト３４を等間隔に配置し、そのロータリーテーブルを回転させることで、ワーク挿通シャフト３４を順次交換してシュート下端軸体３３の下方に位置決めする構成にしてもよい。

（４）線材成形機１０によって成形する線材９０は、断面円形に限定されず、断面矩形であってもよい。

（５）前記実施形態のシャフトチャック５１に備えた１対の把持爪５２，５２を、互いに接近又は離間させて把持及びその解除を行うためには、例えば、それら把持爪５２，５２を平行移動させてもよいし、把持爪５２，５２をＶ字状に配置して対照的に回動させてもよい。また、シュートチャック４１に関しても同様である。

（６）前記実施形態では、チャック進退機構５５によりシャフトチャック５１全体をワーク挿通シャフト３４の移動領域に進退させる構造になっていたが、チャック進退機構５５を設けずにシャフトチャック５１全体を支柱５０Ｓに固定しておき、そのシャフトチャック５１の把持爪５２，５２を対照的に回動して把持及びその解除を行うと共に、把持を解除した際に把持爪５２，５２がワーク挿通シャフト３４の移動領域から外れる位置まで開脚（例えば、１８０度近く開脚）する構造にしてもよい。

本発明の一実施形態に係る線材成形機の正面図 線材成形機の側面図 線材成形機の一部拡大正面図 心金工具と排出シュートとの固定部分を示した斜視図 心棒と心孔とが離間した状態の断面図 心棒と心孔とが嵌合した状態の断面図 （Ａ）環状ワーク整列装置の平面図、（Ｂ）その側面図 （Ａ）環状ワーク整列装置の平面図、（Ｂ）その側面図 （Ａ）環状ワーク整列装置の平面図、（Ｂ）その側面図 （Ａ）環状ワーク整列装置の平面図、（Ｂ）その側面図 （Ａ）環状ワーク整列装置の平面図、（Ｂ）その側面図 （Ａ）環状ワーク整列装置の平面図、（Ｂ）その側面図 ワーク製造プログラムのフローチャート シャフト交換処理のフローチャート 従来の線材成形機の斜視図 従来の環状ワーク整列装置の斜視図 従来の環状ワーク整列装置の斜視図

符号の説明

１０ 線材成形機
１８ 心金工具
３０ 環状ワーク整列装置
３１ 排出シュート
３２ ガイド線材
３３ シュート下端軸体
３３Ｂ 心棒
３４ ワーク挿通シャフト
３４Ｂ 心孔
３５ シャフト支持盤
４１ シュートチャック
４２Ａ，５２Ａ Ｖ字溝
４５ チャック上下動機構
５１ シャフトチャック
５５ チャック進退機構
９０ 線材

Claims (11)

1. 線材成形機が順次製造したリング、コイルバネその他の環状ワークを、略円弧状に湾曲した排出シュートに挿通して降下させ、略鉛直方向に延びた断面円形のワーク挿通シャフトの上端部に案内することで、そのワーク挿通シャフトに沿って複数の環状ワークを積み重ねて整列させる環状ワーク整列装置において、
   前記排出シュートの上端部は、前記線材成形機に固定され、
   前記排出シュートの下端部と前記ワーク挿通シャフトの上端部との間に設けられて上下方向で相互に嵌合し、それら排出シュートとワーク挿通シャフトとを心出しした状態に連結する心出し連結機構と、
   前記排出シュートの下端部を把持するためのシュートチャックと、
   前記シュートチャックを上下動させることで、前記排出シュートを弾性変形させながら前記ワーク挿通シャフトに対して離間又は接近させるチャック上下動機構と、
   前記排出シュートの下端部に設けられて、前記ワーク挿通シャフトと同一径の略円柱形状をなしたシュート下端軸体とを備え、
   前記心出し連結機構は、前記シュート下端軸体又は前記ワーク挿通シャフトの一方の端面の中心から起立した心棒と、他方の端面の中心に形成されて前記心棒を挿入可能な心孔とから構成され、
   前記心出し連結機構が連結状態になると、前記シュート下端軸体と前記ワーク挿通シャフトとの端面同士が接合されるように構成したことを特徴とする環状ワーク整列装置。
2. 前記排出シュートは、バネ線材で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の環状ワーク整列装置。
3. 前記排出シュートは、密着コイルバネで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の環状ワーク整列装置。
4. 前記シュート下端軸体の上端部には、先端側が前記バネ線材又は前記密着コイルバネと略同一径のテーパ部が設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の環状ワーク整列装置。
5. 前記ワーク挿通シャフトの上端部を把持して、前記排出シュートの下端部と同軸上に保持するためのシャフトチャックを備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の環状ワーク整列装置。
6. 前記排出シュートの下端部及び前記ワーク挿通シャフトの上端部は、共に断面円形をなし、
   前記シュートチャックの把持面には、前記排出シュートの下端部を心出しするためのＶ字溝が形成され、
   前記シャフトチャックの把持面には、前記ワーク挿通シャフトの上端部を心出しするためのＶ字溝が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の環状ワーク整列装置。
7. 前記ワーク挿通シャフトは、複数、一定の間隔を開けて配置され、
   それらワーク挿通シャフトを水平方向に移動して、順次、前記排出シュートの下端部との対向位置に位置決めするためのシャフト移動機構を設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の環状ワーク整列装置。
8. 前記ワーク挿通シャフトの移動方向と交差する方向に前記シャフトチャックを進退させるチャック進退機構を備えたことを特徴とする請求項７に記載の環状ワーク整列装置。
9. 前記ワーク挿通シャフトは、複数、一定の間隔を開けてシャフト支持盤から起立し、
   前記シャフト移動機構は、前記シャフト支持盤を移動させることで前記各ワーク挿通シャフトを、順次、前記排出シュートの下端部との対向位置に位置決めするように構成したことを特徴とする請求項７又は８に記載の環状ワーク整列装置。
10. 前記ワーク挿通シャフトに積み重ねた前記環状ワークが予め設定された所定数に達したときに起動するシャフト交換プログラムを備え、
    前記シャフト交換プログラムは、
    前記シュートチャックに前記排出シュートを把持させかつ、前記シャフトチャックに前記ワーク挿通シャフトを把持させる把持ステップと、
    前記チャック上下動機構により前記シュートチャックを上方に移動して前記心出し連結機構による連結を解除する連結解除ステップと、
    前記シャフトチャックによる把持を解除するシャフト把持解除ステップと、
    前記シャフト移動機構により前記ワーク挿通シャフトを水平方向に移動して新しい前記ワーク挿通シャフトを前記排出シュートの下端部との対向位置に位置決めするシャフト移動ステップと、
    前記シャフトチャックに新しい前記ワーク挿通シャフトを把持させるシャフト把持ステップと、
    前記チャック上下動機構により前記シュートチャックを下方に移動して前記心出し連結機構を連結状態にする連結ステップと、
    前記シュートチャック及び前記シャフトチャックによる把持を解除するチャック解除ステップとを有したことを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の環状ワーク整列装置。
11. 請求項１乃至１０の何れかの環状ワーク整列装置を有したことを特徴とする線材成形機。

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