JP5066506B2

JP5066506B2 - コイルバネ形成方法およびコイルバネ

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Publication number: JP5066506B2
Application number: JP2008275515A
Authority: JP
Inventors: 賢江藤
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2026-11-06
Also published as: JP2009061505A

Description

本発明は、コイルバネ形成方法およびコイルバネに係り、特に種々のピッチおよびピッチ角のコイルバネを正確に形成できるコイルバネ形成方法および前記コイルバネ形成方法で形成されたコイルバネに関する。

コイルバネ形成装置としては、たとえば芯金と、前記芯金に平行に設けられたリードスクリューとを有するものが知られている。前記コイルバネ形成装置のリードスクリューには、形成しようとするコイルバネのピッチおよびピッチ角に対応する螺旋状の溝が形成されている。前記コイルバネ形成装置においては、芯金とリードスクリューとを回転させつつ、リードスクリューの螺旋溝によって線材を芯金上に案内することにより、線材を所定のピッチおよびピッチ角で芯金に巻回してコイルバネを製造する。

しかしながら、前記コイルバネ成形装置は、リードスクリューの設計や製作に著しく手間が掛かること、リードスクリューの螺旋溝に対応するピッチおよびピッチ角を有するコイルバネしか製造できないので汎用性に欠けること、および途中でピッチやピッチ角が大きく変化するコイルバネの製造が極めて困難であることなど、種々の問題点がある。

そこで、上記リードスクリューに代えてプーリ状のガイドを使用する巻線機が開発された。前記巻線機は、芯金と、前記芯金の径方向に離間した位置に配設された１個のプーリ状ガイドとを有し、前記プーリ状ガイドは芯金の軸線方向に沿って所定の速度で移動する。線材は、前記プーリ状ガイドに案内されつつ芯金に巻回されるが、このとき前記プーリ状ガイドの移動速度を制御することにより、得られるコイルバネのピッチやピッチ角を制御できる。

しかしながら、前記巻線機においては、プーリ状ガイドは芯金から離れた位置に配設されているので、線材は、芯金上を直接案内されるわけではない。したがって、線材が実際に芯金上に巻回されるときのピッチおよびピッチ角を予想しながらプーリ状ガイドの動きを制御する必要があった。

このため、プーリ状ガイドを制御するための入力データの作成に手間がかかるだけでなく、得られるコイルバネのピッチがばらつくという問題もあった。また、前述のようにプーリ状ガイドと芯金とは互いに離間しているから、線材の動きを芯金上で直接には制御できない故に、ピッチが急激に変化するコイルバネを形成する場合、ピッチの変化にガイドの動きを追従させることが困難であった。そして、無理にガイドを移動させてピッチの変化に追従させようとすると、線材が芯金上でスリップしてピッチがばらつく原因になった。

前記巻線機の問題点を解決するものとして、芯金と、芯金駆動機構と、線材の先端部をつかんで芯金に固定するチャックと、前記芯金と平行に配置された案内部材と、前記案内部材に保持されて芯金と平行な方向に移動自在な可動ヘッドと、前記可動ヘッドに設けられ、前記芯金に対して接離する方向に往復動自在であるとともに芯金の径方向に延びる軸線を中心として旋回可能な第１のホルダと、前記第１のホルダを芯金に対して接離する方向に往復動するガイド駆動機構と、前記第１のホルダに設けられてコイルバネの材料に嵌合する溝部を有する第１のガイドと、前記第１のガイドがコイルバネのピッチに応じて芯金の回転速度と関連した速度で芯金の軸線方向に移動するように前記可動ヘッドを動かす軸方向駆動機構と、前記第１のホルダと一体に旋回する第２のホルダと、前記第２のホルダに設けられていて材料が外れないように材料に転接するとともに材料を前記第１のガイドに向かって送り出す第２のガイドと、第１のガイドと第２のガイドとが互いに連動してコイルバネのピッチ角に応じた方向に向くように前記ホルダの向きを制御する角度変更用アクチュエータとを備える巻線機が提案された（特許文献１）。
特公平２−３３４６０号公報

前記巻線機においては、線材の先端をチャックで把持して芯金上に固定してから線材の巻回を開始するが、前述のように、第１のガイドは芯金に接離する第１のホルダに設けられ、第１のガイドとともに線材を案内する第２のガイドは、前記第１のホルダと一体に旋回する第２のホルダに設けられている。したがって、線材の巻回を開始するときは、前記第１のガイドおよび第２のガイドは芯金から離間した位置に退避させる必要があるから、線材の巻回開始直後においては、コイルバネの形状を正確に制御することは困難であった。

また、第１のホルダと第２のホルダとは芯金の径方向に延びる軸線の周りに一体的に旋回する動きしかできないから、第１のガイドと第２のガイドとがとることのできる位置関係も限られている。したがって、製造されるコイルバネのピッチおよびピッチ角も自ずから限定される。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、種々のピッチおよびピッチ角のコイルバネを正確に製造できるコイルバネ形成装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、コイルバネ形成方法に関し、軸線の周りに回転する円柱状の芯金と、前記芯金の一端に設けられ、前記芯金と一体的に回転するクランプ部と、前記芯金の軸線に対して平行な方向に沿って互いに独立に移動可能に設けられているとともに、前記線材を前記芯金上に誘導する第１ガイド部材および第２ガイド部材と、を有するコイルバネ形成装置を用い、前記芯金に巻回しようとする線材の一端を前記クランプ部によって前記芯金上に把持した状態で、前記線材を線材供給手段から前記芯金に向かって供給しつつ、前記芯金を軸線の周りに回転させるとともに、前記第１ガイド部材を、線材と当接する第２ガイド部材と線材を芯金に巻回開始する位置との間にある線材に当接させた状態で、前記第1ガイド部材と前記第2ガイド部材とを前記芯金の一端から他端に向かって移動させて前記線材を前記芯金に巻回することを特徴とする。

前記コイルバネ形成方法で使用されるコイルバネ形成装置においては、線材供給手段から供給された線材は、第２ガイド部材と第１ガイド部材とによって芯金上の巻回開始位置に向かって案内される。そして、先端部がクランプ部によって芯金上に固定される。

線材の先端部が芯金上に固定されたら、芯金はコイルバネの巻回方向に回転し、同時に第１ガイド部材と第２ガイド部材とが芯金の軸線に対して平行に移動して線材が所定のピッチおよびピッチ角で芯金上に巻回されるように線材を案内する。

前記コイルバネ形成装置においては、第１ガイド部材と第２ガイド部材とを互いに等しい一定速度で移動させることにより、一定のピッチおよびピッチ角のコイルバネを形成できる。また、第１ガイド部材と第２ガイド部材とを互いに等しい速度で移動させるとともに前記速度を増加させると、第１ガイド部材および第２ガイド部材の移動方向に沿ってピッチおよびピッチ角を増加させることができる。反対に、また、第１ガイド部材と第２ガイド部材とを互いに等しい速度で移動させるとともに前記速度を減少させると、第１ガイド部材および第２ガイド部材の移動方向に沿ってピッチおよびピッチ角を減少させることができる。

また、第１ガイド部材を所定の速度で移動させつつ、第２ガイド部材を第１ガイド部材よりも高い速度で移動させると、第１ガイド部材を中心にして線材が屈曲し、前記屈曲部を境にして第１ガイド部材および第２ガイド部材の移動方向に沿って下流側においてより大きなピッチおよびピッチ角で線材が巻回される。反対に、第１ガイド部材を所定の速度で移動させつつ、第２ガイド部材を第１ガイド部材よりも低い速度で移動させると、前記線材の屈曲部を境にして第１ガイド部材および第２ガイド部材の移動方向に沿って下流側においてより小さなピッチおよびピッチ角で線材が巻回される。

このように、前記コイルバネ形成装置においては、第１ガイド部材および第２ガイド部材の移動速度を設定することにより、ピッチが一定のコイルバネだけでなく、軸線方向に沿ってピッチが増加するコイルバネおよび減少するコイルバネ、軸線方向に沿って所定の位置を境にしてより大きなピッチまたは小さなピッチで線材が巻回されたコイルバネなどを形成できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコイルバネ形成方法において、前記線材の巻回開始時に、前記線材の前記クランプ部で芯金上に把持された部分に隣接する部分を、前記第１ガイド部材および第２ガイド部材のうち、前記芯金に近い側に配設された第１ガイド部材によって保持することを特徴とする。

前記コイルバネ形成方法においては、第１ガイド部材は、巻回開始時において、線材の巻回開始位置から線材供給手段に近い側にオフセットした位置を保持する。したがって、線材は、巻回開始時から第１ガイド部材および第２ガイド部材によって所定の経路に沿って案内されるから、巻回開始時においてもコイルバネのピッチおよびピッチ角を正確に制御できる。したがって、自動車のサスペンション用コイルバネのように両端部にフラット座を有するものも正確に形成できる。

本発明のコイルバネ形成方法で使用されるコイルばね形成装置には、前記第１ガイド部材および第２ガイド部材が、何れも前記線材の経路を挟むように配設された１対のガイドローラを備えるとともに、前記ガイドローラは前記第１ガイド部材においては上方から、前記第２ガイド部材においては下方から前記線材に当接する形態のコイルばね形成装置も包含される。

前記コイルバネ形成装置においては、第１ガイド部材および第２ガイド部材の何れも前記線材の経路を挟むように配設された１対のガイドローラを備えるから、第１ガイド部材および第２ガイド部材の何れにおいても、線材との相対角度に関係なく、円滑に線材を送出できる。また、芯金に近い側の第１ガイド部材においては、線材を上側から押圧するから、コイルバネがより安定に形成できる。

本発明のコイルバネ形成方法で使用されるコイルばね形成装置には、更に前記第２ガイド部材が前記線材の経路を挟むように配設された１対のガイドローラを備えるとともに、前記第１ガイド部材が、前記線材に嵌合する溝を有するガイドローラと、前記ガイドローラを軸線の周りに回転可能に支持するとともに、前記ガイドローラの軸線および前記線材の供給経路に対して直交する回転軸の周りに回動可能に形成されたガイドローラ支持部材とを備えるコイルバネ形成装置も包含される。

前記コイルバネ形成装置においては、第２ガイド部材と線材との相対角度に関係なく、円滑に線材を送出できるから、第１ガイド部材と第２ガイド部材とを互いに異なる速度で移動させた場合においても第２ガイド部材で線材の折れが生じることがない。また、前記コイルバネ形成装置において第１ガイド部材と第２ガイド部材とを互いに異なる速度で移動させると、線材は第１ガイド部材の位置で屈曲されるが、そのとき、線材をガイドローラの溝から脱落させる力が線材とガイドローラとの間に作用する。しかしながら、第１ガイド部材においては、ガイドローラ支持部材が回転軸周りに回動してガイドローラの溝の方向と屈曲後の線材の方向とを一致させるから、前記力によって線材がガイドローラから脱落したり、線材がガイドローラの溝に強く擦られてガイドローラが損傷したりすることが防止される。

請求項３に記載の発明は、コイルバネに関し、請求項１または２に記載のコイルバネ形成方法で形成されているとともに、第１のピッチ角θ１を有する第１の部分と、前記第１のピッチ角θ１とは異なる第２のピッチ角θ２を有する第２の部分と、を有するが、前記第１の部分と前記第２の部分との間には、ピッチ角がθ１からθ２に連続的に移行する移行部を有しないことを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、種々のピッチおよびピッチ角のコイルバネが正確に製造できるコイルバネ形成方法が提供される。

１．実施形態１
本発明のコイルバネ形成方法で使用されるコイルバネ形成装置の一例である巻線機について以下に説明する。
実施形態１に係る巻線機１は、図１および図２に示すように、線材Ｗが巻回される円柱状の芯金２と、供給手段（図示せず。）から供給された線材Ｗを芯金２に向かって案内する第１ガイド部３および第２ガイド部４と、を備える。

第１ガイド部３と第２ガイド部４とは、ボール螺子機構５およびボール螺子機構６によって芯金２の軸線に対して平行に移動する。ボール螺子機構５およびボール螺子機構６は、芯金２に対して平行に設けられた板状の基板９上に設けられている。基板９におけるボール螺子機構５およびボール螺子機構６が設けられた側の面の下縁部には芯金２に対して平行にガイドレール７が設けられ、前記面の上縁部近傍にはガイドレール８が設けられている。ガイドレール７には第１ガイド部３と第２ガイド部４の下縁部が摺動可能に係合し、ガイドレール８には第１ガイド部３と第２ガイド部４の上縁部が摺動可能に係合している。これによって第１ガイド部３と第２ガイド部４は、基板９に対して平行な面内を移動するように案内される。

以下、巻線機１の各部分の詳細について説明する。
図１〜図４に示すように、芯金２の一端部には半径方向に沿って外側に向かってフランジ部２０が突設され、他端部にはモータ２４が取り付けられている。芯金２は、モータ２４によって線材Ｗを巻回する方向に沿って軸線の周りに回転する。芯金２の一端部には、芯金２に接離するとともに、芯金２と一体的に回転するクランプ部２２がフランジ部２０に隣接して設けられている。クランプ部２２が芯金２に近接することにより、線材Ｗが芯金２上に把持される。

第１ガイド部３は、図１〜図３に示すように、線材Ｗに当接して回転する１対の第１ガイドローラ３０と、第１ガイドローラ３０が軸支されている支持板３２と、ボール螺子機構５とガイドレール７およびガイドレール８とによって上下端が支持、案内される基台３４と、一端部において基台３４に支持され、他端において支持板３２を垂直な回転軸の周りに回転可能に支持する腕状部材３６とを有する。

図１および図２に示すように、基台３４には、ガイドレール７上を走行するブロック３４Ａおよびガイドレール８上を走行するブロック３４Ｂが固定されている。基台３４は、ブロック３４Ａおよびブロック３４Ｂによってガイドレール７およびガイドレール８に沿って案内される。

第１ガイドローラ３０は、本発明における第１ガイド部材に相当し、図２〜図６に示すように、円筒状の側面を有し、回転軸３１によって支持板３２に軸支されている。回転軸３１は側面から見て逆Ｖ字型即ちハの字型に配設されているから、第１ガイドローラ３０は側面から見てＶ字型即ち逆ハの字型に配設されている。したがって、第１ガイドローラ３０は線材Ｗの経路を両側から挟むように配設され、同時に線材Ｗの上側の面、言い換えれば芯金２に当接する側とは反対側の面に当接する。また、図３および図７に示すように、第１ガイドローラ３０は、支持板３２、腕状部材３６、および基台３４によって芯金２の端面から見て巻回開始位置の近傍における線材供給手段側、言い換えれば第２ガイド部４側にオフセットした位置に保持された状態で、芯金２の軸線に対して平行に移動する。

腕状部材３６は、図１および図２に示すように基台３４に設けられたボール螺子機構３５によって上下可能に支持されている。ボール螺子機構３５は基台３４に支承されたボール螺子３５Ａと、腕状部材３６に固定されているとともにボール螺子３５Ａに螺合するナット部３５Ｂと、ボール螺子３５Ａを回転させるモータ３５Ｃとから構成されている。モータ３５Ｃが回転することにより、ナット部３５Ｂが上下し、腕状部材３６および支持板３２の高さが設定される。これによって第１ガイドローラ３０の高さも設定される。

第２ガイド部４は、図１〜図３に示すように、１対の回転軸４１の周りに回転可能に支持された１対の第２ガイドローラ４０と、第２ガイドローラ４０が軸支されている板状の支持板４２と、ボール螺子機構６とガイドレール７およびガイドレール８とによって上下端が支持、案内される基台４４と、根元部において基台４４に水平に支持され、先端部において支持板４２を垂直面に対して平行に支持する腕状部材４６とを有する。

基台４４には、ガイドレール７上を走行するブロック４４Ａおよびガイドレール８上を走行するブロック４４Ｂが固定されている。基台４４は、ブロック４４Ａおよびブロック４４Ｂによってガイドレール７およびガイドレール８に沿って案内される。

第２ガイドローラ４０は、本発明における第２ガイド部材に相当し、図１〜図３に示すように、円筒状の側面を有し、回転軸４１によって支持板４２に軸支されている。第２ガイドローラ４０、回転軸４１、およびローラ支持板４２は、図４〜図６に示す第１ガイド部３における第１ガイドローラ３０、回転軸３１、および支持板３２の配置を上下逆転させた配置を取っている。したがって回転軸３１は側面から見てＶ字型即ち逆ハの字型に配設されているから、第２ガイドローラ４０は側面から見て逆Ｖ字型即ちハの字型に配設されている。したがって、第２ガイドローラ３０は線材Ｗの経路を両側から挟むように配設され、同時に線材Ｗの下側の面、言い換えれば芯金２に当接する側の面に当接する。また、図３および図７に示すように、第２ガイドローラ４０は、支持板４２、腕状部材４６、および基台４４によって第１ガイドローラ３０よりも線材供給手段側、言い換えれば芯金から遠ざかったに配設され、芯金２の軸線に対して平行に移動する。

図１および図２に示すように、腕状部材４６は基台４４に設けられたボール螺子機構４５によって上下可能に支持されている。ボール螺子機構４５は基台４４に支承されたボール螺子４５Ａと、腕状部材４６に固定されているとともにボール螺子４５Ａに螺合するナット部４５Ｂと、ボール螺子４５Ａを回転させるモータ４５Ｃとから構成されている。モータ４５Ｃが回転することにより、ナット部４５Ｂが上下し、腕状部材４６および支持板４２の高さが設定される。これによって第１ガイドローラ４０の高さも設定される。

ボール螺子機構５は、図１および図２に示すように、両端において基板９に対して平行に、しかも水平に支承されたボール螺子５０と、ボール螺子５０に螺合するとともに第１ガイド部３の基台３４の上端部に固定されたナット部５２と、ボール螺子５０を回転させるモータ５４とを備える。

同様に、ボール螺子機構６は、図１および図２に示すように、両端において基板９に対して平行に、しかも水平に支承されたボール螺子６０と、ボール螺子６０に螺合するとともに第２ガイド部４の基台４４の上端部に固定されたナット部６２と、ボール螺子６０を回転させるモータ６４とを備える。

以下、巻線機１の作用について説明する。
巻回開始前には、第１ガイド部３および第２ガイド部４は、夫々ボール螺子機構５およびボール螺子機構６によって巻回開始位置に移動する。これにより、図７において（Ａ）に示すように、第１ガイドローラ３０および第２ガイドローラ４０は、芯金２のフランジ部２０に隣接する位置に保持される。

供給手段によって線材Ｗを供給すると、供給された線材Ｗは、第１ガイドローラ３０と第２ガイドローラ４０とフランジ部２０とによって芯金２の軸線に直交する方向に沿って誘導され、芯金２とクランプ部２２との間に導入される。

線材Ｗが芯金２とクランプ部２２との間に導入されたら、線材Ｗをクランプ部２２と芯金２とで巻回開始位置に把持し、芯金２を矢印ａに示すようにコイルバネの巻回方向に回転させる。同時に、第１ガイド部３および第２ガイド部４を夫々矢印ｂおよび矢印ｃで示すように芯金２の他端部、即ちモータ２４が設けられた側の端部に向かって所定の速度で移動させることにより、図７の（Ｂ）および図８の（Ａ）に示すように線材は一定のピッチ角θ１で芯金２の表面に螺旋状に巻回され、コイルバネが形成される。

途中でピッチ角をθ１からθ２に増加させるには、図８において（Ｂ）に示すように、最初に第２ガイド部４の移動速度ｖｃを増加させる。これにより、線材Ｗは第１ガイド部３の第１ガイドローラ３０を中心にして矢印ｃの方向に屈曲される。線材Ｗが屈曲され、ピッチ角がピッチ角はθ２に増加したら、第１ガイド部３の移動速度ｖｂを、第２ガイド部４の移動速度ｖｃに等しい速度まで増加させ、線材Ｗの巻回を継続する。

また、図１０のように、両端にフラット座を有するコイルバネを形成するときは以下の手順で線材Ｗの巻回を開始すればよい。先ず、図９において（Ａ）に示すように、第１ガイド部３および第２ガイド部４を芯金２のフランジ部２０に隣接する位置に停止させた状態で芯金２を回転させ、フランジ部２０に沿って線材Ｗを巻回する。これにより、フラット座が形成される。フラット座が形成されたら、図９の（Ｂ）に示すように先ず、第２ガイド部４の移動を開始させ、ピッチ角がθ１になるまで線材Ｗを屈曲させる。線材Ｗが屈曲されたら、第１ガイド部３を第２ガイド部４と等しい速度で移動させる。線材Ｗが所定の巻数だけ芯金２に巻回されたら、先ず、第２ガイド部４を停止させ、芯金２に巻回される線材のピッチ角が０になったら第１ガイド部３を停止させる。

実施形態１の巻線機１においては、ボール螺子機構５およびボール螺子機構６を駆動、停止することにより、第１ガイド部３における第１ガイドローラ３０および第２ガイド部４における第２ガイドローラ４０の移動速度を独立に制御できる。また、第１ガイドローラ３０は、クランプ部２２の巻回開始位置からオフセットした位置において線材Ｗを保持するから、巻回開始時から線材Ｗのピッチおよびピッチ角を制御できる。

したがって、コイルバネの両端にフラット座を容易に形成でき、また、図９に示すように、フラット座から直ちに所定のピッチ角θ１でコイルバネを立ち上げることができる。したがって、安定したバネ特性を有し、収縮したときに線材同士が擦れて表面の塗装が剥れることが無く、腐食に強いコイルバネが得られる。

更に、図１１において実線で示すように、コイルバネの巻回途中でピッチ角をθ１からθ２に増加させ、再びθ１に戻す場合においてコイルバネのピッチ角を正確に制御できる。これに対して、従来の巻線機においては、同図において破線または二点鎖線で示すようにコイルバネのピッチの変化する部分にピッチ角がθ１からθ２に移行し、またはθ２からθ１に移行する移行部を設ける必要がある。

加えて、第１ガイド部３においては、１対のガイドローラ３０によって上方から線材Ｗを押圧し、第２ガイド部４においては、１対のガイドローラ４０によって下方から線材Ｗを支持しているから、線材Ｗの送りが円滑に行われる。

２．実施形態２
本発明のコイルバネ形成装置に包含される巻線機の別の例について以下に説明する。以下、図１〜図９と同一の符号はこれらの図面に示される要素と同一の要素を示す。
実施形態２に係る巻線機１０は、図１２に示すように、線材Ｗが巻回される円柱状の芯金２と、供給手段（図示せず。）から供給された線材Ｗを芯金２に向かって案内する第１ガイド部３および第２ガイド部４とを備える。

第１ガイド部３は、図１２、図１３、および図１４に示すように、線材Ｗに当接して回転する第１ガイドローラ１３０と、第１ガイドローラ１３０を水平な回転軸１３１の周りに回転するように支持する支持板３２と、ボール螺子機構５とガイドレール７およびガイドレール８とによって上下端が支持、案内される基台３４と、一端部において基台３４に支持され、他端において支持板３２を垂直な回転軸の周りに回転可能に支持する腕状部材３６とを有する。

第１ガイドローラ１３０は、本発明における第１ガイド部材に相当し、図１４に示すように、側面が円弧状に凹陥するプーリ状に形成され、円弧状に凹陥した側面において線材Ｗに当接する。また、図１３および図１６に示すように、第１ガイドローラ１３０は、支持板３２、腕状部材３６、および基台３４によって芯金２の端面から見て巻回開始位置の近傍における線材供給手段側、言い換えれば第２ガイド部４側にオフセットした位置に保持された状態で、芯金２の軸線に対して平行に移動する。

腕状部材３６は図１２に示すように高さ調整部材３７を介して基台３４に支持されている。高さ調整部材３５は高さ調整螺子（図示せず。）によって基台３４に対して上下可能に構成されている。高さ調整部材３７を上下させることにより、腕状部材３６および支持板３２の高さを設定でき、これによって第１ガイドローラ１３０の高さも設定される。

第２ガイド部４は、図１２、図１３、および図１５に示すように、１対の回転軸１４１の周りに回転可能に支持された１対の第２ガイドローラ１４０と、前記１対の回転軸１４１を正面から見て「ハ」の字型に支持する板状の支持板４２と、ボール螺子機構６とガイドレール７およびガイドレール８とによって上下端が支持、案内される基台４４と、根元部において基台４４に水平に支持され、先端部において支持板４２を垂直面に対して平行に支持する腕状部材４６とを有する。

第２ガイドローラ１４０は、図１５に示すように円筒状の側面を有し、前述のように２つの第２ガイドローラ１４０が回転軸１４１によって上方に向かって間隔が開くように軸支されている。これにより、第２ガイドローラ１４０は線材Ｗの経路を両側から挟むように配設され、同時に線材Ｗの上側の面、言い換えれば芯金２に当接する側とは反対側の面に当接する。

腕状部材４６は図１２に示すように螺子４５Ｂによって高さ調整部材４７に装着され、高さ調整部材４７は、高さ調整螺子４７Ａによって基台４４に対して上下可能に取り付けられている。また、腕状部材４６の根元部には螺子４７Ｂが挿通される長孔が水平方向に沿って開口している。第２ガイドローラ１４０は、高さ調整螺子４７Ａによって高さ調整部材４７を基台４４に対して上下させることにより高さを設定でき、螺子４７Ｂを緩めて腕状部材４６を水平方向に移動させることにより水平方向の位置を設定できる。第２ガイドローラ１４０は、第１ガイド部３における第１ガイドローラ１３０よりも芯金２から遠ざかった位置に保持される。

以上の点を除いて、巻線機１０は実施形態１に係る巻線機１と同様の構成を有する。

以下、巻線機１０の作用について説明する。
巻回開始前には、第１ガイド部３および第２ガイド部４は、夫々ボール螺子機構５およびボール螺子機構６によって巻回開始位置に移動する。これにより、図１６において（Ａ）に示すように、第１ガイドローラ１３０および第２ガイドローラ１４０は、芯金２のフランジ部２０に隣接する位置に保持される。

供給手段によって線材Ｗを供給すると、供給された線材Ｗは、第１ガイドローラ１３０と第２ガイドローラ４０とフランジ部２０とによって芯金２の軸線に直交する方向に沿って誘導され、芯金２とクランプ部２２との間に導入される。

線材Ｗが芯金２とクランプ部２２との間に導入されたら、線材Ｗをクランプ部２２と芯金２とで巻回開始位置に把持し、芯金２を矢印ａに示すようにコイルバネの巻回方向に回転させる。同時に、第１ガイド部３および第２ガイド部４を夫々矢印ｂおよび矢印ｃで示すように芯金２の他端部、即ちモータ２４が設けられた側の端部に向かって所定の速度で移動させることにより、図１６の（Ｂ）に示すように線材は一定のピッチ角θ１で芯金２の表面に螺旋状に巻回され、コイルバネが形成される。

図１は、実施形態１に係る巻線機の全体的な構成を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る巻線機の全体的な構成を示す正面図である。図３は、実施形態１に係る巻線機の第１ガイドローラ、第２ガイドローラ、芯金、およびその周辺の構成を示す概略図である。図４は、図１に示す巻線機の備える第１ガイドローラおよびその周辺の構成を示す拡大断面図である。図５は、図１に示す巻線機の備える第１ガイドローラおよびその周辺の構成を示す拡大側面図である。図６は、図１に示す巻線機の備える第１ガイドローラおよびその周辺の構成を示す拡大上面図である。図７は、図１に示す巻線機において芯金に線材を供給して巻回を開始するまでの手順を示す説明図である。図８は、図１に示す巻線機において芯金に線材を巻回するピッチ角をθ１からθ２に変更するときの第１ガイドローラおよび第２ガイドローラの動きを示す説明図である。図９は、図１に示す巻線機において端部にフラット座のあるコイルバネを形成するときの手順を示す説明図である。図１０は、両端にフラット座のあるコイルバネの一例を示す側面図である。図１１は、実施形態１の巻線機と従来の巻線機とについて、コイルバネを形成するときに途中でピッチ角をθ１からθ２に増加させ、再びθ１に戻したときのコイルバネのピッチと線材の巻数との関係を示す説明図である。図１２は、実施形態２に係る巻線機の全体的な構成を示す斜視図である。図１３は、実施形態２に係る巻線機の第１ガイドローラ、第２ガイドローラ、芯金、およびその周辺の構成を示す概略図である。図１４は、図１２に示す巻線機の備える第１ガイドローラおよびその周辺の構成を示す拡大図である。図１５は、図１２に示す巻線機の備える第２ガイドローラおよびその周辺の構成を示す拡大図である。図１６は、図１２に示す巻線機において芯金に線材を供給して巻回を開始するまでの手順を示す説明図である。

符号の説明

１巻線機
２芯金
３第１ガイド部
４第２ガイド部
５ボール螺子機構
６ボール螺子機構
７ガイドレール
８ガイドレール
９基板
１０巻線機
２０フランジ部
２２クランプ部
２４モータ
３０第１ガイドローラ
３２ローラ支持部
３４基台
３５高さ調整部材
３６腕状部材
４０第２ガイドローラ
４１回転軸
４２支持板
４４基台
４５ボール螺子機構
４５Ａボール螺子
４５Ｂナット部
４５Ｃモータ
４６腕状部材
４７高さ調整部材
５０ボール螺子
５２ナット部
５４モータ
６０ボール螺子
６２ナット部
６４モータ
１３０第１ガイドローラ
１４０第２ガイドローラ

Claims

軸線の周りに回転する円柱状の芯金と、
前記芯金の一端に設けられ、前記芯金と一体的に回転するクランプ部と、
前記芯金の軸線に対して平行な方向に沿って互いに独立に移動可能に設けられているとともに、前記線材を前記芯金上に誘導する第１ガイド部材および第２ガイド部材と、
を有するコイルバネ形成装置を用い、
前記芯金に巻回しようとする線材の一端を前記クランプ部によって前記芯金上に把持した状態で、前記線材を線材供給手段から前記芯金に向かって供給しつつ、前記芯金を軸線の周りに回転させるとともに、
前記第１ガイド部材を、線材と当接する第２ガイド部材と線材を芯金に巻回開始する位置との間にある線材に当接させた状態で、前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材とを前記芯金の一端から他端に向かって移動させて前記線材を前記芯金に巻回する
コイルバネ形成方法。
前記線材の巻回開始時に、前記線材の前記クランプ部で芯金上に把持された部分に隣接する部分を、前記第１ガイド部材および第２ガイド部材のうち、前記芯金に近い側に配設された第１ガイド部材によって保持する請求項１に記載のコイルバネ形成方法。
請求項１または２に記載のコイルバネ形成方法で形成されているとともに、第１のピッチ角θ１を有する第１の部分と、前記第１のピッチ角θ１とは異なる第２のピッチ角θ２を有する第２の部分と、を有するが、前記第１の部分と前記第２の部分との間には、ピッチ角がθ１からθ２に連続的に移行する移行部を有しないコイルバネ。