JP5858436B2

JP5858436B2 - ばね成形機

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Publication number: JP5858436B2
Application number: JP2013035401A
Authority: JP
Inventors: 倫敏塩▲崎▼; 智久下方
Original assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP2014161884A

Description

本発明は、第１加工ステージで線材から引張コイルばねの一端側フック部とコイル部とを成形すると共に他端側フック部を途中段階まで成形した後、その引張コイルばねを後続の線材から切り離して第２加工ステージに移動し、他端側フック部を完成させるばね成形機に関する。

この種のばね成形機は、一般に第１加工ステージで成形された引張コイルばねのコイル部を把持して第２加工ステージへと移動するコイル把持移送機構を備えている（例えば、特許文献１参照）。そして、従来のばね成形機では、コイル把持移送機構が第１及び第２の加工ステージの成形工具その他の被駆動部と同じ駆動源から動力を受けて、それら被駆動部と同期して動作する構造になっていた。

特開昭５５−１１７５３７号公報（Ｐ．１２〜Ｐ．１３，第１６図〜第２０図）

しかしながら、上記した従来のばね成形機では、成形対象となる引張コイルばねの形状を変更する場合に、駆動源から第１及び第２の加工ステージの被駆動部又はコイル把持移送機構へと動力を伝達する動力伝達部品（例えば、カム、ギヤ等）の交換が必要になるので、成形対象となる引張コイルばねの形状変更に手間がかかるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、成形対象となる引張コイルばねの形状変更に容易に対応可能なばね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の発明に係るばね成形機は、ベース盤の前面に第１加工ステージと第２加工ステージとコイル把持移送機構とを備え、第１加工ステージに送給される線材から引張コイルばねのコイル部とそのコイル部の一端面に直交した一端側フック部とを成形し、他端側フック部をコイル部の他端面と略同一面内に位置した途中段階まで成形した後、コイル把持移送機構にてコイル部を把持して他端側フック部を後続の線材から切り離し、成形途中の引張コイルばねを第２加工ステージに移動してから他端側フック部をコイル部の他端面から曲げ起こすばね成形機において、第１加工ステージ及び第２加工ステージに備えた成形工具その他の被駆動部の駆動源である加工用サーボモータと、コイル把持移送機構の駆動源である移送用サーボモータとを別個に設け、それら加工用サーボモータの位置と移送用サーボモータの位置とを対応させて位置制御するサーボリンク手段を備え、コイル把持移送機構には、同一の回動中心回りに回動する第１及び第２のレバーと、第１及び第２のレバーをそれぞれ別々に回動する第１及び第２の移送用サーボモータとが備えられ、第１及び第２のレバーの間でコイル部を把持すると共に、第１及び第２のレバーを、それらの相互間を一定角度に維持して回動することで引張コイルばねを第１加工ステージから第２加工ステージに移動するところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のばね成形機において、筒形シャフトと、その筒形シャフトの内側を貫通して両端部が外側に突出した貫通シャフトとを備え、貫通シャフトの一端部に第１レバーを一体回転可能に設けると共に、貫通シャフトの他端部の外周面に第１の出力側ピニオンを一体回転可能に設ける一方、筒形シャフトの一端部に第２レバーを一体回転可能に設けると共に、筒形シャフトの他端部の外周面に第２の出力側ピニオンを一体回転可能に設け、筒形シャフト及び貫通シャフトの中心軸を挟んだ両側に第１及び第２の移送用サーボモータを配置して、第１の移送用サーボモータにて回転駆動される第１の入力側ピニオンと第１の出力側ピニオンとの間をベース盤の前面に直動可能に支持された第１直動ラックにて連結すると共に、第２の移送用サーボモータにて回転駆動される第２の入力側ピニオンと第２の出力側ピニオンとの間をベース盤の前面に直動可能に支持された第２直動ラックにて連結したところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のばね成形機において、コイル部を把持したときに移送用サーボモータに通電する電流を予め設定された電流制限値に制限し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１の請求項に記載のばね成形機において、第１加工ステージにおける成形工程の途中で、第１加工ステージに備えた被駆動部が第１又は第２のレバーの可動領域に進入して引張コイルばねの一部を成形する前進成形処理を行うように構成され、第１加工ステージにおける成形工程のうち前進成形処理の終了前までは、第１又は第２のレバーをコイル部を把持する把持位置から離れた第１離間位置に待機させ、前進成形処理の終了後に、第１又は第２のレバーを第１離間位置より把持位置に接近した第２離間位置に移動して待機させるように制御する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１の請求項に記載のばね成形機において、第１加工ステージにおける成形工程の途中で、第１加工ステージに備えた成形工具を駆動してコイル部の一巻き目の成形歪みを補正するところに特徴を有する。

本発明のばね成形機では、第１及び第２の加工ステージの被駆動部の駆動源である加工用サーボモータと、コイル把持移送機構の駆動源である移送用サーボモータとを別個に設けて、それら加工用サーボモータの位置と移送用サーボモータの位置とを対応させて位置制御するので、コイル把持移送機構と第１及び第２の加工ステージの被駆動部とを同期させて動作させることができると共に、一方と他方のサーボモータの位置制御用の位置データの対応を変更することで、成形対象となる引張コイルばねの形状変更に容易に対応することができる。

また、本発明のばね成形機のコイル把持移送機構では、第１及び第２の移送用サーボモータによって別々に駆動可能な第１及び第２のレバーが同一の回動中心回りに回動するので、第１及び第２のレバーの間でコイル部を把持する把持動作と、コイル部を把持した状態で引張コイルばねを第１から第２の加工ステージに移動する移動動作とを、共に第１及び第２の移送用サーボモータの協働によって行うことができる。これにより、第１及び第２の移送用サーボモータの負荷を分散させて低負荷とし、それらサーボモータの小型化及び高速化を図ることができる。

ここで、コイル把持移送機構における第１及び第２の各レバーと第１及び第２の各移送用サーボモータとの間は、例えば、複数の平歯車で連結してもよいし、複数のベベルギヤで連結してもよい。また、請求項２の発明のように、各レバーと各移送用サーボモータとの間を、ベース盤の前面に直動可能に支持された第１及び第２の直動ラックを含む、所謂、ラックアンドピニオンによって連結してもよい。これにより、ベース盤の前面からのコイル把持移送機構の突出量を抑えることができる。

また、第１及び第２のレバーと第１及び第２の移送用サーボモータとのうち、例えば、一方のレバーと一方のサーボモータとの間のみをラックアンドピニオンによって連結し、他方のレバーと他方のサーボモータとを同軸上に並べて連結する構造も考えられるが、請求項２の発明では、第１及び第２のレバーと一体に回転する回動シャフト及び貫通シャフトの中心軸を挟んだ両側に第１及び第２の移送用サーボモータを配置して、回動シャフト及び貫通シャフトと第１及び第２の移送用サーボモータとの間を、所謂、ラックアンドピニオンによって連結したので、第１及び第２のレバーに把持されたコイル部の側方に、第１及び第２の移送用サーボモータに挟まれたスペースを確保することができる。これにより、成形対象となる引張コイルばねの形状の自由度を高くすることが可能となる。

さらに、請求項３の構成によれば、コイル把持移送機構によるコイル部に対する把持力を制限して、成形後のコイル部を塑性変形させてしまうことを防ぐことができる。

また、本発明によれば、上述の通り加工用と移送用のサーボモータを別個に設けたことで、第１及び第２の加工ステージの被駆動部とコイル把持移送機構との動作タイミングを任意かつ容易に変更することができるので、請求項４の発明のように、第１加工ステージに備えた被駆動部を、コイル把持移送機構に備えた第１又は第２のレバーと干渉させずに、それら第１又は第２のレバーの可動領域に進入する位置まで接近させることができる。即ち、第１加工ステージの被駆動部とコイル把持移送機構の第１及び第２のレバーの配置の自由度が高くなる。

さらに、本発明によれば、従来では困難であった、第１加工ステージにおける成形工程の途中で、第１加工ステージの成形工具にてコイル部の一巻き目の成形歪みを補正する処理を行うことができる（請求項５の発明）。

本発明の一実施形態に係るばね成形機の正面図ばね成形機の一部を拡大した正面図（Ａ）クイル、衝合工具、下曲工具等の側面図，（Ｂ）それらの正面図（Ａ）第１加工ステージから退避した衝合工具の側面図，（Ｂ）第１加工ステージに進入した衝合工具の側面図（Ａ）一端側フック部を曲げ起こすときの上曲工具等の正面図，（Ｂ）一端側フック部を曲げ起こした後のクイル、衝合工具の側面図（Ａ）コイル部の成形開始時の衝合工具等の側面図、（Ｂ）それらの正面図（Ａ）コイル部の成形終了時の衝合工具等の正面図、（Ｂ）引張コイルばねを後続の線材から切り離す前のコイル把持移送機構等の側面図（Ａ）引張コイルばねを後続の線材から切り離す直前に引張コイルばねを把持したコイル把持移送機構の側面図，（Ｂ）その正面図コイル把持移送機構及びコイル把持受取機構の側面図コイル把持移送機構及びコイル把持受取機構の側面図コイル把持移送機構及びコイル把持受取機構の側面図コイル把持移送機構の一部破断の正面図第２加工ステージで動作する固定側曲工具、可動側曲工具等の正面図コントローラの概念図

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のばね成形機１０は、鉛直に起立したベース盤１１を有し、そのベース盤１１の前面１１Ａの中央前方に第１加工ステージＳ１を備えている。また、第１加工ステージＳ１の周りには第１〜第４の工具直動機構部２１，２２，２３，２４が放射線状に配置されてベース盤１１の前面１１Ａに取り付けられている。なお、「加工ステージ」とは、加工が行われる境界を有しない領域（又は空間）を指し、本実施形態では、第１〜第４の工具直動機構部２１，２２，２３，２４により線材Ｗ（図３（Ａ）参照）が加工される領域が「第１加工ステージＳ１」になっている。以下、ベース盤１１の前面１１Ａと直交する水平方向を前後方向とすると共に、ベース盤１１に前方から向かって右側（図１及び図２における右側）を単に「右側」、その反対側を単に「左側」と呼んで説明を続ける。

図２には、ばね成形機１０における第１加工ステージＳ１の周辺部分が拡大して示されている。同図における符号１２は、クイルであって、ベース盤１１の前面１１Ａから第１加工ステージＳ１に向かって水平に突出している。クイル１２は、円柱体をその軸中心からずれた面で縦割りにして軸中心を含まない側を排除した構造をなしている。また、クイル１２の縦割面１２Ａは右側を向いている。クイル１２の軸中心には、線材送給孔１２Ｃが貫通形成されていて、ベース盤１１の後面側に備えた図示しない線材送給装置から線材送給孔１２Ｃを通して線材Ｗ（図３（Ａ）参照）が第１加工ステージＳ１に送給される。なお、クイル１２の先端面は、中心部が最も前方に位置するように膨出した形状になっている。

図１に示された第１〜第４の工具直動機構部２１，２２，２３，２４は、ベース盤１１の前面１１Ａと略平行に直動するスライダ２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓを備えていて、それら各スライダ２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓにおける直動方向の前端部に取り付けられた工具２１Ｋ，２２Ｋ，２３Ｋ，２４Ｋ（図５（Ａ）参照）が、第１加工ステージＳ１に対して進退するようになっている。具体的には、第１工具直動機構部２１は、クイル１２から斜め右上方に延びた直線上でスライダ２１Ｓが直動し、第２工具直動機構部２２は、クイル１２から鉛直上方に延びた直線上でスライダ２２Ｓが直動し、第３工具直動機構部２３は、クイル１２から左側方に延びた直線上でスライダ２３Ｓが直動し、さらに、第４工具直動機構部２４は、クイル１２から斜め左下方に延びた直線上でスライダ２４Ｓが直動するようにそれぞれ配置されている。

第１〜第４の工具直動機構部２１，２２，２３，２４には、ベース盤１１を貫通したカムシャフト２６がそれぞれ回転可能に設けられている。そして、図示しないカムが各カムシャフト２６と一体回転することで各スライダ２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓが直動するようになっている。また、カム入力ギヤ２７群の軸中心（即ち、カムシャフト２６群の軸中心）は、クイル１２の近傍位置を中心とした架空の基準円Ｅ１上に配置され、カムシャフト２６群の後端部には、それぞれ同じ大きさのカム入力ギヤ２７がそれぞれ一体回転可能に固定されている。そして、これらカム入力ギヤ２７群に共通して噛合したセンターギヤ２８が、ベース盤１１の後面側に設けられている。

センターギヤ２８は、円環状（ドーナッツ状）をなし、上記した基準円Ｅ１の中心を回転中心として回動するようにベース盤１１に支持されている。そして、本発明に係る加工用サーボモータ２９の回転動力を受けて回転駆動される。即ち、第１〜第４の工具直動機構部２１，２２，２３，２４のスライダ２１Ｓ，２２Ｓ，２３Ｓ，２４Ｓは、共通の加工用サーボモータ２９を駆動源として互いに連動して駆動される。なお、前述した線材送給装置（図示せず）からの線材は、センターギヤ２８の内側に通されている。

図５（Ａ）には、第１工具直動機構部２１（図１参照）に備えた工具２１Ｋ（以下、「上曲工具２１Ｋ」という）と、第２工具直動機構部２２（図１参照）に備えた工具２２Ｋ（以下、「衝合工具２２Ｋ」という）と、第３工具直動機構部２３（図１参照）に備えた工具２３Ｋ（以下、「心金工具２３Ｋ」という）と、第４工具直動機構部２４（図１参照）に備えた工具２４Ｋ（以下、「下曲工具２４Ｋ」という）とを前方から見た状態が示されている。

図３（Ａ）と図４（Ａ）とに比較して示すように、衝合工具２２Ｋは、上方からクイル１２の前方領域に進入すると共に、クイル１２に前方から対向させることが可能な傾斜面２２Ａを備えている。傾斜面２２Ａは、下方に向かうに従ってクイル１２から離れるように傾斜していて、その傾斜面２２Ａには、上下方向に延びた成形溝２２Ｂが形成されている。そして、傾斜面２２Ａがクイル１２に前方から対向した状態で、成形溝２２Ｂの中間位置と線材送給孔１２Ｃの延長線が交差するように配置されている（図３（Ｂ）参照）。この状態で、線材送給孔１２Ｃから線材Ｗが前方に送出されると、成形溝２２Ｂの内面に衝合して下方に案内され、円形に成形される。

図３（Ｂ）に示すように、心金工具２３Ｋは、左側方からクイル１２の前方領域に進入すると共に、先端に鉛直方向と平行な摺接平面２３Ａを有し、その摺接平面２３Ａが線材送給孔１２Ｃから送出直後の線材Ｗに左側方から宛われる。また、心金工具２３Ｋの上面には、先端側を段付き状に陥没させてカット用段差部２３Ｄが形成されている。

図３（Ｂ）に示すように、下曲工具２４Ｋは、先端部が直動方向に延びた帯板構造をなしている。その帯板構造の幅方向は、クイル１２の軸方向を向き、先端面は帯板構造の表裏両面間を連絡するように丸みを帯びた成形湾曲面２４Ａになっている。そして、その成形湾曲面２４Ａが、線材送給孔１２Ｃの略真下に位置し、円弧状に成形された線材Ｗの下端部に斜め左下方から宛われる。また、上記した衝合工具２２Ｋと心金工具２３Ｋと下曲工具２４Ｋとの協働により、線材Ｗを捻りながら円弧状に成形することができる。即ち、線材Ｗをコイル状に成形することができる。

図５（Ａ）に示すように、上曲工具２１Ｋは、下曲工具２４Ｋの帯板構造部分の上面と平行な第１平坦傾斜面２１Ａと、鉛直方向と平行な第２平坦傾斜面２１Ｂとを交差させた鋭角先端部２１Ｅを有している。また、第１工具直動機構部２１には、上曲工具２１Ｋが固定されたスライダ２１Ｓに重ねて図示しないサブスライダがスライダ２１Ｓと同一方向に直動可能に備えられ、カムシャフト２６と一体回転するカムも、スライダ２１Ｓ用とサブスライダ用との２つが重ねて取り付けられている。そして、図５（Ａ）に示したカットオフ工具２１Ｔがサブスライダに固定され、心金工具２３Ｋとカットオフ工具２１Ｔとが協働して線材Ｗを切断することができるようになっている。

図２に示すように、本実施形態のばね成形機１０は、第１加工ステージＳ１の下方に第２加工ステージＳ２を備えていて、図１３の右側に全体が示された引張コイルばね９０を第１加工ステージＳ１で途中まで成形してから、その残りを第２加工ステージＳ２で成形するようになっている。まずは、第１加工ステージＳ１で行われる引張コイルばね９０の成形工程について説明する。

線材Ｗから引張コイルばね９０を成形するには、衝合工具２２Ｋ、心金工具２３Ｋ、下曲工具２４Ｋの協働により、図３（Ａ）に示すように、線材Ｗから半円弧状の第１半円弧部８０を成形する。次いで、図４（Ａ）に示すように、衝合工具２２Ｋ、心金工具２３Ｋ、下曲工具２４Ｋを第１加工ステージＳ１から退避させて線材Ｗを所定量送給し、第１半円弧部８０から第１直線部８１が延びた状態にする。次いで、図４（Ｂ）に示すように、衝合工具２２Ｋを前進させて第１直線部８１を基端部から下方に折り曲げ、第１直線部８１の後尾に１／４円弧部８２を成形する。

次いで、図５（Ａ）に示すように、衝合工具２２Ｋを後退させてから、上曲工具２１Ｋと下曲工具２４Ｋとを互いにすれ違う位置まで前進させる。これにより、第１直線部８１が、上曲工具２１Ｋの第１平坦傾斜面２１Ａと下曲工具２４Ｋとの間に挟まれて１／４円弧部８２の下端部から右斜め上方に鋭角状に曲げられ、その後、上曲工具２１Ｋと下曲工具２４Ｋとが後退して、スプリングバックにより、第１直線部８１が１／４円弧部８２の下端部から右水平側方に延びた状態になる（図５（Ｂ）参照）。

次いで、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、衝合工具２２Ｋ、心金工具２３Ｋ及び下曲工具２４Ｋを前進させて１／４円弧部８２の後続の線材Ｗを捻りながら円弧状に成形していく。このようにして、図７（Ａ）に示すように、引張コイルばね９０のうち第１半円弧部８０と第１直線部８１とからなる一端側フック部９２とコイル部９１とを完成する。

次いで、衝合工具２２Ｋ、心金工具２３Ｋ、下曲工具２４Ｋを第１加工ステージＳ１から退避させて線材Ｗを所定量送給して、コイル部９１から第２直線部８３を延ばし、再度、図７（Ｂ）に示すように、衝合工具２２Ｋ、心金工具２３Ｋ、下曲工具２４Ｋを第１加工ステージＳ１へと前進させて、第２直線部８３の後端部に第２半円弧部８４を成形する。すると、第２直線部８３は、クイル１２の軸方向に沿って第２半円弧部８４からクイル１２の基端側（ベース盤１１側）に向かって延びかつコイル部９１の端面がクイル１２の縦割面１２Ａに宛われた状態になる。この状態で、図８（Ａ）に示すように、次述するコイル把持移送機構３０にてコイル部９１を把持し、図８（Ｂ）に示したカットオフ工具２１Ｔと心金工具２３Ｋとを前進させて第２半円弧部８４を後続の線材Ｗから切り離す。

このように第１加工ステージＳ１では、引張コイルばね９０は、第２半円弧部８４と第２直線部８３とからなる他端側フック部９３が、コイル部９１の端面と略同一面内に位置した途中段階まで成形される。そして、この引張コイルばね９０が、コイル把持移送機構３０に把持された状態で第２加工ステージＳ２に移動され、他端側フック部９３の第２直線部８３がコイル部９１の端面から直立した状態に成形されて、引張コイルばね９０が完成する。

次に、コイル把持移送機構３０の構成について説明する。図７（Ｂ）に示すように、コイル把持移送機構３０は、第１と第２のレバー３１，３２を備え、これら第１と第２のレバー３１，３２が、クイル１２の基端部の下方に配置された共通の回動軸Ｊ１を中心に互いに独立して回動するようになっている。また、第１及び第２のレバー３１，３２は、回動軸Ｊ１の軸方向から見て共にＬ字形状になっている。そして、例えば、図７（Ｂ）に示すように、第１レバー３１が、回動軸Ｊ１から上方に延びて途中で前側に略直角に曲がった姿勢になる一方、第２レバー３２が、回動軸Ｊ１から下方に延びて途中で前側に略直角に曲がった姿勢になって、コイル把持移送機構３０を開いた状態になる。

また、図１２に示すように、第１レバー３１は、第２レバー３２の左側に重ねて配置されている。さらに、第１及び第２のレバー３１，３２の先端部は、それぞれは回動軸Ｊ１の軸方向で厚くなったブロック体３１Ｋ，３２Ｋで構成され、それらブロック体３１Ｋ，３２Ｋ同士の回動領域が重なり合っている。そして、コイル把持移送機構３０を閉じると、図８（Ａ）に示すように、ブロック体３１Ｋ，３２Ｋ同士、即ち、第１及び第２のレバー３１，３２の先端部同士の間に引張コイルばね９０のコイル部９１が把持される。

詳細には、図７（Ｂ）に示すように、第１レバー３１の先端部には、ブロック体３１Ｋの先端面と内側面との角部を斜めにカットしてなる第１把持平面３１Ｃが備えられている。一方、第２レバー３２の先端部は、先端面である第２把持平面３２Ｃの外側縁部に先端突起３２Ｔを備え、その先端突起３２Ｔと第２把持平面３２Ｃとの間の段差面を傾斜させて第３把持平面３２Ｄとした構造をなしている。即ち、第２レバー３２の先端部は、第２把持平面３２Ｃと第３把持平面３２ＤとがＶ字状に交差したヤゲン構造になっている。

そして、図８（Ａ）に示すように、コイル把持移送機構３０が第１加工ステージＳ１の引張コイルばね９０を把持する際には、第１レバー３１における先端側の直線部分（図８（Ａ）の符号３１Ｂ）がクイル１２と略平行になった状態で、第１把持平面３１Ｃがコイル部９１に宛われると共に、第２レバー３２における先端側の直線部分（図８（Ａ）の符号３２Ｂ）がクイル１２と略直交した状態で、第２及び第３の把持平面３２Ｃ，３２Ｄがコイル部９１に宛われて引張コイルばね９０が把持される。このとき、コイル把持移送機構３０は、図８（Ｂ）に示すように、コイル部９１のうち一端側フック部９２側の端部を把持する。

図１２に示すように、第１及び第２のレバー３１，３２の回動軸上には、筒形シャフト３４とその内側を貫通した貫通シャフト３３とが設けられている。そして、筒形シャフト３４の左側端部に第２レバー３２が一体回転可能に固定され、筒形シャフト３４から左外側に突出した貫通シャフト３３の左側端部に第１レバー３１が一体回転可能に固定されている。また、筒形シャフト３４は、ベース盤１１から前方に突出したシャフト回動支持部３５に備えたメタル軸受（図示せず）にて回転可能に支持され、貫通シャフト３３は、筒形シャフト３４の内周面に備えたメタル軸受（図示せず）にて回転可能に支持されている。そして、筒形シャフト３４のうちシャフト回動支持部３５から突出した右側端部の外周面に、本発明に係る第２の出力側ピニオン３４Ｐが形成されている。また、貫通シャフト３３は、筒形シャフト３４の右側端部から外側に突出した部分の先端に、本発明に係る第１の出力側ピニオン３３Ｐが一体回転可能に取り付けられている。

図１に示すように、コイル把持移送機構３０には、第１レバー３１を駆動するための第１の移送用サーボモータ４８と、第２レバー３２を駆動するための第２の移送用サーボモータ４９とが備えられている。これら第１と第２の移送用サーボモータ４８，４９の前端部には、減速機４８Ｇ，４９Ｇが接続されている。そして。第１の移送用サーボモータ４８の減速機４８Ｇの出力回転軸に、本発明に係る第１の入力側ピニオン４８Ｐが一体回転可能に取り付けられる一方、第２の移送用サーボモータ４９の減速機４９Ｇの出力回転軸に、本発明に係る第２の入力側ピニオン４９Ｐが一体回転可能に取り付けられている。

また、シャフト回動支持部３５の右下部分には、第１支持突部３０Ｃがベース盤１１から前方に突出していて、そこに第１の移送用サーボモータ４８の減速機４８Ｇが固定されると共に、シャフト回動支持部３５の右上部分には、第２支持突部３０Ｂがベース盤１１から前方に突出していて、そこに第２の移送用サーボモータ４９の減速機４９Ｇが固定されている。そして、第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９が第１及び第２の支持突部３０Ｃ，３０Ｂの右側に配置される一方、第１及び第２の入力側ピニオン４８Ｐ，４９Ｐが各第２支持突部３０Ｃ，３０Ｂの左側に配置されている。また、図２に示すように、第２支持突部３０Ｂは第１支持突部３０Ｃより左側にずれた配置になっていて、第２の入力側ピニオン４９Ｐも、第１の入力側ピニオン４８Ｐより左側にずれた配置になっている。

図１２に示すように、ベース盤１１の前面１１Ａには、第１の入力側ピニオン４８Ｐが前方から対向する位置に上下方向に延びた第１の直動ガイド３９が設けられ、その第１の直動ガイド３９に第１の直動ラック３７が直動可能にスライド係合している。また、第２の入力側ピニオン４９Ｐが前方から対向する位置には、上下方向に延びた第２の直動ガイド３８が設けられ、その第２の直動ガイド３８に第２の直動ラック３６が直動可能にスライド係合している。そして、第１の直動ラック３７に第１の出力側ピニオン３３Ｐと第１の入力側ピニオン４８Ｐとが噛合し、第２の直動ラック３６に第２の出力側ピニオン３４Ｐと第２の入力側ピニオン４９Ｐとが噛合している。これにより、第１の移送用サーボモータ４８の出力が第１レバー３１を回動する動力として伝達される一方、第２の移送用サーボモータ４９の出力が、第２レバー３２を回動する動力として伝達される。

コイル把持移送機構３０では、上述の如く、図８（Ｂ）に示すように第１加工ステージＳ１において、引張コイルばね９０のコイル部９１における一端側フック部９２側の端部を、第１及び第２のレバー３１，３２の間で挟んで把持する。また、その際の第１及び第２のレバー３１，３２の間の角度を維持し、引張コイルばね９０を後続の線材Ｗから切り離してから、図９から図１０の変化に示すように、第１及び第２のレバー３１，３２を一体的に下方に回動することで、引張コイルばね９０を第２加工ステージＳ２に移送する。そのコイル把持移送機構３０から引張コイルばね９０を受け取るために、図２に示すように、第１加工ステージＳ１の下方には、コイル把持受取機構５０が備えられている。

コイル把持受取機構５０には、第１及び第２のレバー３１，３２の丁度、真下となる位置に回動支持突部５１が備えられ、その回動支持突部５１に、クランプレバー５２が回動可能に支持されている。図９に示すように、クランプレバー５２は、全体が上下方向に延び、上端部が後側（ベース盤１１側）に屈曲すると共に、下端部から前側と後側とに中継突部５２Ｂとシャフト固定突部５２Ａとが張り出した形状をなしている。そして、シャフト固定突部５２Ａから右側に延びたシャフト５２Ｊが回動支持突部５１に回動可能に支持されている。

また、図２に示すように、回動支持突部５１の下方には、第１中継スライダ５５がスライドレール５５Ｒに上下動可能に支持されている。そして、図９に示すように、第１中継スライダ５５とクランプレバー５２の中継突部５２Ｂとがリンクバー５４によって連結され、第１中継スライダ５５の上下動に伴ってクランプレバー５２が回動するようになっている。

具体的には、図２に示すように、第１中継スライダ５５の右側方には、左右方向に延びた第１中継レバー５６が備えられ、その第１中継レバー５６の右側端部がベース盤１１に回動可能に支持されている。そして、その第１中継レバー５６の左側端部が、第１中継レバー５６を左右方向に貫通した横向係合孔５５Ａに係合している。また、第１中継レバー５６の下方には、ベース盤１１を貫通したカムシャフト５７が備えられ、そのカムシャフト５７の後端部に一体回転可能に固定されたカム入力ギヤ５７Ｇが前記したセンターギヤ２８に噛合する一方、カムシャフト５７の前端部に一体回転可能に固定されたカム５７Ａが、第１中継レバー５６に取り付けられたカムフォロア５６Ｆに当接している。これにより、前述の加工用サーボモータ２９（図１参照）の動力によって第１中継レバー５６が回動して第１中継スライダ５５が上下動し、それらに連動してクランプレバー５２が回動する。

図２に示すように、クイル１２の真下でかつ回動支持突部５１の左斜め上方位置には、第２加工ステージ用台座５３が設けられている。そして、第２加工ステージ用台座５３の先端面（前面）のうち右側外縁部は、クランプレバー５２をベース盤１１側に回動したときに、クランプレバー５２の先端部と接合するクランプ受部５３Ｋになっている。また、図９に示すように、クランプレバー５２とクランプ受部５３Ｋの各接合面には、可動側把持溝５２Ｍと固定側把持溝５３Ｍとがそれぞれ形成されている。これら可動側及び固定側の把持溝５２Ｍ，５３Ｍは、断面半円形をなして互いに向かい合って円形孔を構成し、その円形孔の中心軸がベース盤１１の左右方向を向いている。そして、図１０に示すように、クランプレバー５２を第２加工ステージ用台座５３から離間させた状態で、コイル把持移送機構３０にて引張コイルばね９０を第１加工ステージＳ１から第２加工ステージＳ２まで移送すると、その引張コイルばね９０のコイル部９１における他端側フック部９３側の端部が、図１３に示すように、第２加工ステージ用台座５３の固定側把持溝５３Ｍに収まる。この状態で、図１１に示すように、クランプレバー５２を第２加工ステージ用台座５３側に回動することで、クランプレバー５２の可動側把持溝５２Ｍにもコイル部９１の他端側フック部９３側の端部が収まって、これらクランプレバー５２と第２加工ステージ用台座５３との間で引張コイルばね９０のコイル部９１が把持される。また、この状態で、引張コイルばね９０の他端側フック部９３は、コイル部９１から下方に延びた状態になる。

なお、これら可動側及び固定側の把持溝５２Ｍ，５３Ｍの内面には、コイル部９１の外周面の螺旋状の凹凸と係合可能な図示しない螺旋係合突条が形成されている。

図１３に示すように、第２加工ステージ用台座５３の先端面には、クランプ受部５３Ｋの左側に隣接させて固定側曲工具６４が固定されている。固定側曲工具６４は、左右の両側面が上下方向と平行で、下端面が右側面の下端部から左側面に向かって左上がりに傾斜した下端傾斜面６４Ｂになっている。なお、固定側曲工具６４の右側面は、クランプ受部５３Ｋより前方に突出している。

第２加工ステージ用台座５３の下方には、第２中継スライダ６０がスライドレール６０Ｒに直動可能に支持されている。この第２中継スライダ６０も、図１に示すように前述の第１中継スライダ５５と同様にセンターギヤ２８を通して加工用サーボモータ２９から動力を受けて直動する。具体的には、第２中継スライダ６０の下方には、第２中継レバー５８が設けられ、その第２中継レバー５８は、左側端部を中心に回動可能に支持されている。また、第２中継レバー５８の下方には、カムシャフト５９がベース盤１１を前後に貫通していて、カムシャフト５９の後端部に一体回転可能に固定されたカム入力ギヤ５９Ｇがセンターギヤ２８に噛合する一方、カムシャフト５９の前端部に一体回転可能に固定されたカム５９Ａが、第２中継レバー５８に取り付けられたカムフォロア５８Ｆに当接している。これにより、加工用サーボモータ２９（図１参照）の動力によって第２中継レバー５８が回動して第２中継スライダ６０が上下動する。

図１３に示すように、第２中継スライダ６０には、工具ホルダ６１が取り付けられている。工具ホルダ６１は、前後に延びた傾動シャフト６１Ｊを有して、その傾動シャフト６１Ｊを中心に第２中継スライダ６０に対して傾動する。また、工具ホルダ６１は、傾動シャフト６１Ｊから左側方に延びた回動アーム６１Ａの先端にコロ６１Ｆを備えると共に、傾動シャフト６１Ｊより上方に向かって突出した可動側曲工具６２を保持している。そして、工具ホルダ６１は、図示しないトーションばねにより傾動シャフト６１Ｊを中心に時計回り方向に付勢されると共に、図示しないストッパによって図１３に示した原点姿勢となるように位置決めされている。

また、可動側曲工具６２は、左右の両側面が上下方向と平行になっていて、上端面が右側面の上端から左側面に向かって左下がりに傾斜した上端傾斜面６２Ｂになっている。即ち、可動側曲工具６２の上端傾斜面６２Ｂと固定側曲工具６４の下端傾斜面６４Ｂとは、上下方向で対称的に傾斜している。また、可動側曲工具６２が原点姿勢となると、可動側曲工具６２の鋭角な上端角部６２Ａが、固定側曲工具６４の右側面より右側方にずれた位置に配置されるようになっている。

また、スライドレール６０Ｒの左側方には、上下方向に延びたカムレール６３が設けられている。カムレール６３のうち第２中継スライダ６０側を向いた側面には、上下方向の中間にカム傾斜面６３Ｂが備えられ、カム傾斜面６３Ｂより上側がカム傾斜面６３Ｂより下側より第２中継スライダ６０側に迫り出したカム平面６３Ｃになっている。そして、第２中継スライダ６０が上方に移動する途中で、コロ６１Ｆがカム傾斜面６３Ｂに乗り上がって工具ホルダ６１が傾動シャフト６１Ｊを中心に反時計回りに傾動する。これにより、可動側曲工具６２は、上昇しながら反時計回りに傾動することになる。

これにより、クランプレバー５２と第２加工ステージ用台座５３との間に引張コイルばね９０が把持されて、図１３に示すように他端側フック部９３が下方に延びた状態で第２中継スライダ６０側が上昇すると、その途中で、可動側曲工具６２の上端角部６２Ａが他端側フック部９３に右側から当接して左側に押し曲げていき、さらに、図１３の二点鎖線で示すように可動側曲工具６２の上端角部６２Ａが固定側曲工具６４の下端傾斜面６４Ｂに突き合わされる位置まで前進して、他端側フック部９３をコイル部９１から左斜め上方に延びた姿勢になるまで押し曲げる。そして、可動側曲工具６２が後退すると、スプリングバックにより他端側フック部９３がコイル部９１の端面から他端側フック部９３が直立した姿勢になって引張コイルばね９０が完成する。

図１４には、ばね成形機１０のコントローラ７０が設けられている。コントローラ７０は、加工用サーボモータ２９と第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９と上記した図示しない線材送給装置の駆動源である線材送給用サーボモータ７８（以下、適宜、纏めて「サーボモータ２９，４８，４９，７８」という）のサーボアンプ２９Ａ，４８Ａ，４９Ａ，７８Ａがそれぞれ接続されたメイン制御回路７１を備えている。また、コントローラ７０にはデータ入力操作部７３が備えられ、データ入力操作部７３の図示しないモード切替スイッチにてティーチングモードにすると、サーボモータ２９，４８，４９，７８の各出力回転軸を別個に任意の回転位置に移動することができる。

そして、データ入力操作部７３の図示しないポイント記憶ボタンをオン操作することで、それらサーボモータ２９，４８，４９，７８群の位置データ群を１組としたティーチングデータをメモリ７２に記憶させることができ、そのようなティーチングデータと所定のコマンドとを組み合わせて、ばね成形機１０の動作プログラムを作成することができる。

そして、データ入力操作部７３のモード切替スイッチにて実行モード（プレイバックモード）に切り替えて、動作プロフラムをメイン制御回路７１に実行させると、メイン制御回路７１が、ティーチングデータに基づいて所定周期毎のサーボモータ２９，４８，４９，７８の位置指令値を演算してサーボアンプ２９Ａ，４８Ａ，４９Ａ，７８Ａに付与する。即ち、本実施形態では、メイン制御回路７１が、本発明に係る「サーボリンク手段」に相当し、サーボモータ２９，４８，４９，７８群を相互に対応した位置に位置制御する。これにより、第１〜第４の工具直動機構部２１，２２，２３，２４とコイル把持移送機構３０とコイル把持受取機構５０と第１及び第２のスライダ５５，６０と線材送給装置とが対応して動作し、上述の如く線材Ｗから引張コイルばね９０を成形することができる。

また、動作プログラムのコマンドには、第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９の駆動電流の上限値を変更するコマンドが含まれている。これにより、コイル把持移送機構３０によるコイル部９１に対する把持力を制限して、成形後のコイル部９１を非正規の形状に塑性変形させてしまうことを防ぐことができるようになっている。

本実施形態のばね成形機１０の構成に関する説明は以上である。本実施形態のばね成形機１０によれば、以下のような作用効果を奏する。即ち、本実施形態のばね成形機１０では、第１及び第２の加工ステージＳ１，Ｓ２の被駆動部（衝合工具２２Ｋ、コイル把持受取機構５０，可動側曲工具６２等）の駆動源である加工用サーボモータ２９と、コイル把持移送機構３０の駆動源である第１と第２の移送用サーボモータ４８，４９とを別個に設けて、それら加工用サーボモータ２９の位置と第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９の位置とを対応させて位置制御するので、コイル把持移送機構３０と第１及び第２の加工ステージＳ１，Ｓ２の被駆動部とを同期させて動作させることができると共に、加工用サーボモータ２９の位置制御用の位置データと第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９の位置制御用の位置データとの対応を変更することで、成形対象となる引張コイルばね９０の形状変更に容易に対応することができる。

これに加え、第１及び第２の加工ステージＳ１，Ｓ２の被駆動部とコイル把持移送機構３０とが共通の駆動源で駆動されていた従来のばね成形機では困難であった以下のような動作も行わせることができる。即ち、第１加工ステージＳ１における引張コイルばね９０の成形工程の途中で、例えば上曲工具２１Ｋが第１又は第２のレバー３１，３２の可動領域に進入して引張コイルばね９０の一部を成形する前進成形処理を行うように動作プログラムを作成しておき、その前進成形処理が終了する前までは、第１又は第２のレバー３１，３２を上曲工具２１Ｋと干渉しない離間位置に待機させておき、前進成形処理が終了して上曲工具２１Ｋを後退させた後に、第１又は第２のレバー３１，３２を第１離間位置より把持位置に接近した第２離間位置に移動して待機させることもできる。このようにすれば、コイル把持移送機構３０による把持動作の高速化が図られる。また、例えば、第１加工ステージＳ１における成形工程において、コイル部９１の一巻目の形状が歪み易い場合に、その歪みを例えば下曲工具２４Ｋにて補正させるために、センターギヤ２８を複数回反転動作させ、その分だけコイル把持移送機構３０の離間位置における待機時間を長くすることもできる。

また、本実施形態のばね成形機の１０のコイル把持移送機構３０は、第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９によって別々に駆動可能な第１及び第２のレバー３１，３２が同一の回動中心回りに回動する構成になっているので、第１及び第２のレバー３１，３２の間でコイル部９１を把持する把持動作と、コイル部９１を把持した状態で引張コイルばね９０を第１加工ステージＳ１から第２加工ステージＳ２に移動する移動動作とを、共に第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９の協働によって行うことができる。これにより、第１及び第２の移送用サーボモータ４８，４９の負荷を分散させて低負荷とし、それらサーボモータ４８，４９の小型化及び高速化を図ることができる。

また、第１と第２の各レバー３１，３２と第１と第２の各移送用サーボモータ４８，４９との間を、ベース盤１１の前面に直動可能に支持された第１及び第２の直動ラック３７，３６を含む、所謂、ラックアンドピニオンによって連結したので、ベース盤１１の前面からのコイル把持移送機構３０の突出量を抑えることができる。

［他の実施形態］
本実施形態は、前記実施形態に限定されるものではなく、上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。

１０ばね成形機
１１ベース盤
１２クイル
２１Ｋ〜２４Ｋ工具（被駆動部）
２９加工用サーボモータ
３０コイル把持移送機構
３１第１レバー
３２第２レバー
３３貫通シャフト
３３Ｐ第１の出力側ピニオン
３４筒形シャフト
３４Ｐ第２の出力側ピニオン
３６第２の直動ラック
３７第１の直動ラック
４８第１の移送用サーボモータ
４９第２の移送用サーボモータ
４９Ｐ第２の入力側ピニオン
５２クランプレバー（被駆動部）
６２可動側曲工具（被駆動部）
７１メイン制御回路（サーボリンク手段）
９０引張コイルばね
９１コイル部
９２一端側フック部
９３他端側フック部
Ｓ１第１加工ステージ
Ｓ２第２加工ステージ
Ｗ線材

Claims

ベース盤の前面に第１加工ステージと第２加工ステージとコイル把持移送機構とを備え、前記第１加工ステージに送給される線材から引張コイルばねのコイル部とそのコイル部の一端面に直交した一端側フック部とを成形し、他端側フック部を前記コイル部の他端面と略同一面内に位置した途中段階まで成形した後、前記コイル把持移送機構にて前記コイル部を把持して前記他端側フック部を後続の前記線材から切り離し、成形途中の前記引張コイルばねを前記第２加工ステージに移動してから前記他端側フック部を前記コイル部の他端面から曲げ起こすばね成形機において、
前記第１加工ステージ及び前記第２加工ステージに備えた成形工具その他の被駆動部の駆動源である加工用サーボモータと、前記コイル把持移送機構の駆動源である移送用サーボモータとを別個に設け、それら加工用サーボモータの位置と移送用サーボモータの位置とを対応させて位置制御するサーボリンク手段を備え、
前記コイル把持移送機構には、同一の回動中心回りに回動する第１及び第２のレバーと、前記第１及び第２のレバーをそれぞれ別々に回動する第１及び第２の前記移送用サーボモータとが備えられ、
前記第１及び第２のレバーの間で前記コイル部を把持すると共に、前記第１及び第２のレバーを、それらの相互間を一定角度に維持して回動することで前記引張コイルばねを前記第１加工ステージから前記第２加工ステージに移動することを特徴とするばね成形機。
筒形シャフトと、その筒形シャフトの内側を貫通して両端部が外側に突出した貫通シャフトとを備え、
前記貫通シャフトの一端部に前記第１レバーを一体回転可能に設けると共に、前記貫通シャフトの他端部の外周面に第１の出力側ピニオンを一体回転可能に設ける一方、
前記筒形シャフトの一端部に前記第２レバーを一体回転可能に設けると共に、前記筒形シャフトの他端部の外周面に第２の出力側ピニオンを一体回転可能に設け、
前記筒形シャフト及び前記貫通シャフトの中心軸を挟んだ両側に前記第１及び第２の移送用サーボモータを配置して、前記第１の移送用サーボモータにて回転駆動される第１の入力側ピニオンと前記第１の出力側ピニオンとの間を前記ベース盤の前面に直動可能に支持された第１直動ラックにて連結すると共に、前記第２の移送用サーボモータにて回転駆動される第２の入力側ピニオンと前記第２の出力側ピニオンとの間を前記ベース盤の前面に直動可能に支持された第２直動ラックにて連結したことを特徴とする請求項１に記載のばね成形機。
前記コイル部を把持したときに前記移送用サーボモータに通電する電流を予め設定された電流制限値に制限したことを特徴とする請求項１又は２に記載のばね成形機。
前記第１加工ステージにおける成形工程の途中で、前記第１加工ステージに備えた前記被駆動部が前記第１又は第２のレバーの可動領域に進入して前記引張コイルばねの一部を成形する前進成形処理を行うように構成され、
前記第１加工ステージにおける成形工程のうち前記前進成形処理の終了前までは、前記第１又は第２のレバーを前記コイル部を把持する把持位置から離れた第１離間位置に待機させ、前記前進成形処理の終了後に、前記第１又は第２のレバーを前記第１離間位置より前記把持位置に接近した第２離間位置に移動して待機させるように制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のばね成形機。
前記第１加工ステージにおける成形工程の途中で、前記第１加工ステージに備えた成形工具を駆動して前記コイル部の一巻き目の成形歪みを補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載のばね成形機。