JP4467029B2 - ねじりコイルばね及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はねじりコイルばね及びその製造方法に関する。
「ねじりコイルばね」とは、線材を螺旋状に巻いてなり、ねじりモーメントを受けさせるようにした、ばねの総称であり、例えば「JIS B 2709」にて定義される、ばねがある。このようなねじりコイルばねは、図８に示すように用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来のねじりコイルばねの使用例図であり、支軸１０１に第１部材１０２並びに第２部材１０３を回転可能に取付け、これらの第１・第２部材１０２，１０３同士が互いに押合うように、第１部材１０２を第１ねじりコイルばね１０４で弾発するとともに、第２部材１０３を第２ねじりコイルばね１０５で弾発するようにしたことを示す。このように、各部材１０２，１０３を各ねじりコイルばね１０４，１０５で個別に弾発することが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、第１・第２ねじりコイルばね１０４，１０５という、２つのねじりコイルばねを必要とする。ところが、第１・第２ねじりコイルばね１０４，１０５を限られた狭いスペースで使用することも多い。ねじりコイルばね１０４，１０５の専有スペースを小さくすることが好ましい。しかも、ねじりコイルばね１０４，１０５の数量が多いので、組付け作業性の点でも改良の余地がある。
【０００４】
そこで本発明の目的は、複数の部材を弾発するねじりコイルばねを狭いスペースであっても配置できるようにするとともに、複数の部材を少ないねじりコイルばねで弾発することができる技術を提供することにある。さらに本発明の目的は、複数のねじりコイルばね部を集約したねじりコイルばねを、少ない工程で製造できる技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、２つのねじりコイルばね部並びにねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部を、１本の線材にて成形して１つのねじりコイルばねを製造するようにした、ねじりコイルばね製造方法において、このねじりコイルばね製造方法が、１つのねじりコイルばねの長さに相当する線材の中央部を芯金の中心又は中心近傍の芯金長手方向に長いスリットに圧入して止める工程と、芯金駆動用モータで芯金を回すとともに、スライド用モータで芯金をその長手方向の一方に移動させながら線材供給機で線材を供給し、芯金が回転する回数でコイルの巻き数を特定し、芯金長手方向への移動速度でコイルのピッチを特定して、芯金に止めた線材の一方を芯金に巻き付けることで一方のねじりコイルばね部を成形する工程と、芯金に止めた線材の他方の先端に重りを吊り下げて張り状態を維持し、芯金駆動用モータで芯金を回すとともに、スライド用モータで芯金をその長手方向の他方に移動させ、芯金が回転する回数でコイルの巻き数を特定し、芯金長手方向への移動速度でコイルのピッチを特定して、芯金に止めた線材の他方を芯金に巻き付けることで他方のねじりコイルばね部を成形する工程と、からなることを特徴とする。
【０００９】
１つのねじりコイルばねの長さに相当する線材の中央部を、最初に芯金の中心又は中心近傍に止める。その後に、芯金に止めた線材の両側を芯金に巻き付けることで、２つのねじりコイルばね部を成形する。このようにして、２つのねじりコイルばね部を、１本の線材にて成形することができる。
【００１０】
２つのねじりコイルばね部を成形した後には、線材のうち、芯金に止めてある中央部が芯金に巻かれずに残る。この中央部は、各ねじりコイルばね部の対向し合う面の各巻き端に連なった部分である。この連なった部分は、コイル中心線又はコイル中心線の近傍を横切ってコイル径方向へ延びる部分であって、各ねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部となる。
２つのねじりコイルばね部の成形を完了したときには、連結部も自動的に成形されることになる。従って、２つのねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部を成形する工程は必要ない。互いに独立したばね作用を成す２つのコイルばね部を１つに集約したねじりコイルばねを、少ない工程で容易に製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係るねじりコイルばねの構成図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
【００１２】
ねじりコイルばね１０は、第１ねじりコイルばね部１１と、第１ねじりコイルばね部１１に対して同一のコイル中心線Ｃｐ上に配列した第２ねじりコイルばね部１２と、これら第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２の対向し合う面の各巻き端（内側巻き端）１１ａ，１２ａに連なりコイル中心線Ｃｐ又はコイル中心線Ｃｐの近傍を横切ってコイル径方向へ延びる中間係止部１３と、第１ねじりコイルばね部１１の外側巻き端１１ｂに設けた第１巻端係止部１４と、第２ねじりコイルばね部１２の外側巻き端１２ｂに設けた第２巻端係止部１５とからなる。
【００１３】
第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２は、線材を螺旋状に巻いてなり、ねじりモーメントを受けさせる「ばね」である。中間係止部１３は直線状を呈する。第１巻端係止部１４は、先端にＵ字状フック１４ａを有したアームである。第２巻端係止部１５は、先端にＬ字状フック１５ａを有したアームである。
【００１４】
中間係止部１３を支えることで、第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２は、互いに独立した、ねじりばね作用をすることができる。ねじりコイルばね１０は、このような第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２を１本の線材にて一体に成形してなる、１つのダブルトーション形のばねである。
【００１５】
互いに独立したばね作用を成す２つのコイルばね部（第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２）を１つに集約したので、ばねの部品数を削減することができるとともに、ばねを小型にすることができる。従って、複数の部材を少ないねじりコイルばね１０で弾発することができる。しかも、複数の部材を弾発するねじりコイルばね１０を、狭いスペースに容易に配置することができる。
【００１６】
さらには、中間係止部１３を、コイル中心又はコイル中心の近傍を横切ってコイル径方向へ延びるようにしたので、第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２の外に中間係止部１３が突出することはない。その分、ねじりコイルばね１０を一層小型にすることができる。従って、ねじりコイルばね１０を狭いスペースに一層容易に配置することができる。
【００１７】
図２は本発明に係るねじりコイルばねの使用例図（その１）であり、支軸２１に第１部材２２並びに第２部材２３を回転可能に取付け、これらの第１・第２部材２２，２３同士が互いに押合うように、第１部材２２を第１ねじりコイルばね部１１で弾発するとともに、第２部材２３を第２ねじりコイルばね部１２で弾発するようにした、機構２０の使用例を示す。
【００１８】
支軸２１は、先端面２１ａから軸長手方向に長いスリット２１ｂを、軸中心に形成した丸棒である。このスリット２１ｂの幅は、中間係止部１３を嵌合し得る程度の小さいものである。
支軸２１に第１・第２ねじりコイルばね部１１，１２を差込むとともに、スリット２１ｂに中間係止部１３を差込んで掛け、第１部材２２のピン２２ａにＵ字状フック１４ａを掛け、第２部材２３の引掛孔２３ａにＬ字状フック１５ａを掛けることによって、ねじりコイルばね１０を取付けることができる。第１部材２２の係合凸部２２ｂと第２部材２３の係合凸部２３ｂとが互いに押合うように、第１・第２部材２２，２３を１つのねじりコイルばね１０によって弾発することができる。２４は抜止めピンである。
【００１９】
図３は本発明に係るねじりコイルばねの使用例図（その２）であり、上記図２に示される機構２０の組立状態を示す側面図である。この図は、支軸２１に第１部材２２、第２部材２３並びにねじりコイルばね１０をこの順に重ね、スリット２１ｂに中間係止部１３を掛け、支軸２１に抜止めピン２４を差込んで抜止めをしたことを示す。
【００２０】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るねじりコイルばねの変形例図である。
なお、変形例のねじりコイルばね１０Ａ，１０Ｂは、上記図１に示すねじりコイルばね１０と基本的に同じ構成であり、同一符号を付してその説明を省略する。
（ａ）は第１変形例のねじりコイルばね１０Ａを示す。このねじりコイルばね１０Ａは、第１ねじりコイルばね部１１の巻き方向に対して第２ねじりコイルばね部１２の巻き方向を逆にした構成である。
（ｂ）は第２変形例のねじりコイルばね１０Ｂを示す。このねじりコイルばね１０Ｂは、第１ねじりコイルばね部１１の巻き数に対して第２ねじりコイルばね部１２の巻き数を変えた構成である。
【００２１】
次に、ねじりコイルばねの製造方法について、図５〜図８に基づき説明する。
図５は本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その１）、図６は本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その２）、図７は本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その３）、図８は本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その４）である。
【００２２】
この製造方法で使用するねじりばね製造装置３０は、芯金駆動用モータ３１の出力軸に取付けた芯金３２と、芯金駆動用モータ３１並びに芯金３２を取付けるとともに芯金３２の長手方向に移動可能なスライドベース３３と、スライドベース３３をラックアンドピニオン機構３４（ピニオン３５とラック３６）を介してスライド駆動するスライド用モータ３７と、線材Ｗｉを収納する線材収納部４１と、線材収納部４１から線材Ｗｉを引出して芯金３２に供給する線材供給機４２とを、基本構成とした装置である。
【００２３】
芯金３２は丸棒状の回転体であり、先端面３２ａから芯金長手方向に長いスリット３２ｂを有する。このスリット３２ｂは、芯金３２の中心又は中心近傍に有る。スリット３２ｂの幅は、線材Ｗｉを軽く圧入し得る程度の小さいものである。
【００２４】
ねじりコイルばね製造方法は、先ず、図５において、線材収納部４１に収納された線材Ｗｉの一部を、線材供給機４２によって引出して芯金３２に供給する（第１工程）。
このときに供給された線材Ｗｉａの長さＬｎは、１つのねじりコイルばねの長さに相当する分の半分程度である。ここで、「１つのねじりコイルばねの長さ」とは、上記図１に示すねじりコイルばね１０を引き伸ばしたときの線の全長のことを言う。すなわち、ねじりコイルばね１０において、第１巻端係止部１４の先端から第２巻端係止部１５の先端までの、線の展開長さのことである。
【００２５】
次に、供給された線材Ｗｉａの先端Ｗｉｂから長さＬｎの部分Ｗｉｃ、すなわち、１つのねじりコイルばねの長さに相当する線材の中央部Ｗｉｃを、芯金３２のスリット３２ｂに軽く圧入する。このようにして、１つのねじりコイルばねの長さに相当する線材Ｗｉの中央部Ｗｉｃを芯金３２の中心又は中心近傍に止める（第２工程）。
【００２６】
次に、芯金駆動用モータ３１で芯金３２を回すとともに、スライド用モータ３７で芯金３２をその長手方向の一方Ｆｒに移動（例えば前進）させながら、線材供給機４２で線材Ｗｉを供給する。芯金３２が回転する回数はコイルの巻き数を特定し、芯金３２長手方向への移動速度はコイルのピッチを特定する。このときに芯金３２の回転速度と、芯金３２の長手方向への移動速度と、線材供給機４２の線材供給速度とは、互いに同期する。このようにして、芯金３２に止めた線材Ｗｉの一方Ｗｉｄ（線材Ｗｉのうちの線材供給機４２側Ｗｉｄ）を芯金３２に巻き付けることで、一方のねじりコイルばね部を成形する（第３工程）。
【００２７】
図６は、一方のねじりコイルばね部１１の成形を完了したことを示す。成形を完了した後に、芯金３２の回転並びに移動を停止するとともに、線材供給を停止する。次に、一方のねじりコイルばね部１１における巻き端部分１４の先端と、線材供給機４２から供給される線材Ｗｉとを、カッタ４３にて切り放す（第４工程）。
【００２８】
次に、図７において、芯金３２に止めた線材の他方Ｗｉａの先端Ｗｉｂに重り（ウエイト）４４を吊り下げる（第５工程）。この結果、線材の他方Ｗｉａは鉛直方向へ伸びた状態になる。芯金３２に止めた線材の他方Ｗｉａを芯金３２に巻き付けるのに必要な適度な張り状態を、維持するためである。
【００２９】
次に、芯金駆動用モータ３１で芯金３２を回すとともに、スライド用モータ３７で芯金３２をその長手方向の他方Ｒｒに移動（例えば後退）させる。線材の他方Ｗｉａの先端Ｗｉｂは、重り４４によって常に下方へ伸ばされた状態を維持している。従って、芯金３２を回すことで、芯金３２に止めた線材の他方Ｗｉａを芯金３２に巻き付けることができる。芯金３２が回転する回数はコイルの巻き数を特定し、芯金３２長手方向への移動速度はコイルのピッチを特定する。このときに芯金３２の回転速度と、芯金３２の長手方向への移動速度とは、互いに同期する。このようにして、芯金３２に止めた線材の他方Ｗｉａ（線材Ｗｉのうちの重り４４によって下方へ伸ばされた側）を芯金３２に巻き付けることで、他方のねじりコイルばね部を成形する（第６工程）。
【００３０】
図８は他方のねじりコイルばね部１２の成形を完了したことを示す。他方のねじりコイルばね部１２における巻き端部分１５を、芯金３２に巻かずに残してある。
【００３１】
ところで、線材Ｗｉの中央部Ｗｉｃは、２つのねじりコイルばね部１１，１２の成形が完了するまで、スリット３２ｂに止められたままである。すなわち、各ねじりコイルばね部１１，１２を成形した後には、線材のうち、芯金３２に止めてある中央部Ｗｉｃが芯金３２に巻かれることなく残る。
この中央部Ｗｉｃは、各ねじりコイルばね部１１，１２の対向し合う面の各巻き端に連なった部分である。この連なった部分は、コイル中心線又はコイル中心線の近傍を横切ってコイル径方向へ延びる部分であって、各ねじりコイルばね部１１，１２間を繋ぐ連結部１３となる。各ねじりコイルばね部１１，１２の成形を完了したときには、連結部１３も自動的に成形されていることになる。従って、連結部１３を成形する工程を特別に設ける必要はない。
【００３２】
このようにして、互いに独立したばね作用を成す２つのねじりコイルばね部１１，１２、並びにねじりコイルばね部１１，１２間を繋ぐ連結部１３を、１本の線材Ｗｉにて成形することができ、この結果、１つのねじりコイルばね１０を少ない工程で容易に製造することができる。
成形済みのねじりコイルばね１０を芯金３２から抜き取り、巻き端部分１４，１５の形を整えて（第７工程）、全ての製造工程を完了する。
【００３３】
完成したねじりコイルばね１０のうち、一方のねじりコイルばね部１１は、図１の第１ねじりコイルばね部１１に相当する。他方のねじりコイルばね部１２は、図１の第２ねじりコイルばね部１２に相当する。連結部１３は、図１の中間係止部１３に相当する。一方のねじりコイルばね部１１における巻き端部分１４は、図１の第１巻端係止部１４に相当する。他方のねじりコイルばね部１２における巻き端部分１５は、図１の第２巻端係止部１５に相当する。
【００３４】
なお、上記発明の実施の形態において、第１・第２巻端係止部１４，１５の形状については任意である。
また、図７に示す第５工程及び第６工程において、芯金３２に止めた線材の他方Ｗｉａを、芯金３２に巻き付けるのに必要な適度な張り状態を維持できればよく、重り４４を用いる方法に限定されない。
【００３８】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、２つのねじりコイルばね部並びにねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部を、１本の線材にて成形して１つのねじりコイルばねを製造するのに、先に、１つのねじりコイルばねの長さに相当する線材の中央部を芯金の中心又は中心近傍に止め、その後に、芯金に止めた線材の両側を芯金に巻き付けることで、２つのねじりコイルばね部を成形するようにしたので、２つのねじりコイルばね部を成形した後には、線材のうち、芯金に止めてある中央部を、芯金に巻くことなく残すことができる。
この中央部は、各ねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部となる。この結果、２つのねじりコイルばね部の成形を完了したときには、連結部も自動的に成形されることになる。従って、２つのねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部を成形する工程は必要ない。互いに独立したばね作用を成す２つのコイルばね部を１つに集約したねじりコイルばね部を、少ない工程で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るねじりコイルばねの構成図
【図２】本発明に係るねじりコイルばねの使用例図（その１）
【図３】本発明に係るねじりコイルばねの使用例図（その２）
【図４】本発明に係るねじりコイルばねの変形例図
【図５】本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その１）
【図６】本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その２）
【図７】本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その３）
【図８】本発明に係るねじりコイルばねの製造方法説明図（その４）
【図９】従来のねじりコイルばねの使用例図
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…ねじりコイルばね、１１…第１ねじりコイルばね部、１１ａ…第２ねじりコイルばね部に対向する面の巻き端、１１ｂ…第１ねじりコイルばね部の外側巻き端、１２…第２ねじりコイルばね部、１２ａ…第１ねじりコイルばね部に対向する面の巻き端、１２ｂ…第２ねじりコイルばね部の外側巻き端、１３…中間係止部（ねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部）、１４…第１巻端係止部、１５…第２巻端係止部、３２…芯金、３２ｂ…スリット、Ｃｐ…コイル中心線、Ｗｉ…線材、Ｗｉｃ…１つのねじりコイルばねの長さに相当する線材の中央部。

Claims (1)

1. ２つのねじりコイルばね部並びにねじりコイルばね部間を繋ぐ連結部を、１本の線材にて成形して１つのねじりコイルばねを製造するようにした、ねじりコイルばね製造方法において、
   このねじりコイルばね製造方法は、
   １つのねじりコイルばねの長さに相当する線材の中央部を芯金の中心又は中心近傍の前記芯金長手方向に長いスリットに圧入して止める工程と、
   芯金駆動用モータで前記芯金を回すとともに、スライド用モータで前記芯金をその長手方向の一方に移動させながら線材供給機で前記線材を供給し、前記芯金が回転する回数でコイルの巻き数を特定し、前記芯金長手方向への移動速度でコイルのピッチを特定して、前記芯金に止めた線材の一方を芯金に巻き付けることで一方のねじりコイルばね部を成形する工程と、
   前記芯金に止めた前記線材の他方の先端に重りを吊り下げて張り状態を維持し、前記芯金駆動用モータで前記芯金を回すとともに、前記スライド用モータで前記芯金をその長手方向の他方に移動させ、前記芯金が回転する回数でコイルの巻き数を特定し、前記芯金長手方向への移動速度でコイルのピッチを特定して、前記芯金に止めた線材の他方を芯金に巻き付けることで他方のねじりコイルばね部を成形する工程と、からなることを特徴とするねじりコイルばね製造方法。

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