JP6991596B2

JP6991596B2 - ワイヤ成形装置

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Publication number: JP6991596B2
Application number: JP2020068621A
Authority: JP
Inventors: 研二金澤; 尚安藤
Original assignee: 株式会社板屋製作所
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2022-01-12
Anticipated expiration: 2040-04-06
Also published as: US20210308738A1; US11590557B2; JP2021164932A; DE102021108271A1

Description

本発明は、ワイヤを所望の形状に加工するワイヤ成形装置に関する。

従来のワイヤ成形装置では、ワイヤを最終的な製品形状に加工するために、ワイヤを折曲、湾曲あるいは捲回させる処理の他に、送り出したワイヤをワイヤ軸線まわりに回転させる（ねじる）処理が必要な場合がある。従来のワイヤ成形装置では、ワイヤを回転させる処理は、ワイヤを成形テーブル上にフィードするフィードローラにより行っていた。すなわち、一対のフィードローラでワイヤを挟圧しながらフィードローラをワイヤ軸線まわりに回動させることでワイヤを回転させている。

しかしながら、ワイヤを回転させる処理は、ワイヤが巻き方向に湾曲するような大きな曲率の曲げ癖を持っているので、ワイヤを回転する度に曲げ癖の方向が上下左右に変化し、最終的な製品形状にバラツキが出るなど加工に影響を及ぼしてしまう。また、ワイヤを回転させる処理は、一対のフィードローラでワイヤを挟圧しているものの、長時間にわたって繰り返しワイヤを回転していると、フィードローラとワイヤとの間にわずかな滑りが生じ、それが蓄積されていくと製品形状が不安定になる。さらに、ワイヤを回転させる処理によってワイヤ供給機構からフィードローラまでの間でワイヤがねじられることも、製品形状の安定性に影響する。ワイヤ供給機構からフィードローラまでの距離を十分とることによって、ねじりの影響は低減できるが、完全に取り除くことはできず、ワイヤの線径が細くなるほど著しくなる。

特許文献１、２には、ワイヤを回転させる処理を行わずに、ツールをワイヤの軸線まわりに回転可能としたワイヤ成形装置が提案されている。

特許文献１には、回転テーブル上に放射状に複数のツールスライドを配置し、回転テーブルの周囲の成形テーブル上にツールスライドに対応した個数の駆動機構を放射状に配置した構成が記載されている。特許文献２には、２次元方向に移動可能なテーブル上に回転テーブルを配置し、回転テーブル上に放射状に複数のツールスライドを配置し、ツール軸まわりに回転する回転ツール（スピナ）を回転テーブルにより任意の回転角度に設定可能とすると共に、回転ツールの角度位置によらずに回転ツールを駆動可能とした構成が記載されている。

特許第５１４８７５９号公報特許第５７９８１６２号公報

特許文献１では、回転テーブル上に放射状に複数のツールスライドが配置され、回転テーブルの周囲の成形テーブル上にツールスライドに対応した個数の駆動機構が放射状に配置されている。

ところが、回転テーブルの回転位置にかかわらず、常にツールを駆動可能にするためには、ツールスライドに対応した個数の駆動機構を成形テーブル上に配置する必要がある。さらに、特許文献１では、ツールスライドが取り付けられた回転テーブルを回転させる場合には、成形テーブル上の駆動機構を後方に退避させる必要がある。

上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明のワイヤ成形装置は、ワイヤをワイヤガイド（９１）の先端の成形空間に送り出し、放射状に配置された複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）を用いて所望の形状に加工するワイヤ成形装置（１）において、テーブル本体（２１）に回転自在に支持され、前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）が着脱可能であって、前記ワイヤガイド（９１）に対する前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）の相対的な位置を回転により変更可能な回転テーブル（２２）と、前記テーブル本体（２１）に支持され、前記回転テーブル（２２）を回転させるテーブル駆動機構（４０）と、前記回転テーブル（２２）に取り付けられ、前記複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）のうち前記ワイヤガイドに向かってスライド可能なスライドツール（Ｔ１）を支持する１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）と、前記テーブル本体（２１）に支持され、前記スライドツール（Ｔ１）をスライドさせる駆動力を前記スライドツールユニット（１００Ａ）に伝達するツールスライド機構（６０）と、前記回転テーブル（２２）に取り付けられ、前記複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）のうちツール軸まわりに回転可能な回転ツール（Ｔ２）を支持する１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）と、前記回転テーブル（２２）に支持され、前記回転ツール（Ｔ２）をツール軸まわりに回転させる駆動力を前記回転ツールユニット（１００Ｂ）に伝達するツール回転機構（７０）と、を備え、前記回転テーブル（２２）は、当該回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）および１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）の前記ワイヤガイド（９１）のワイヤ軸線を中心とした回転位置が可変であり、前記ツールスライド機構（６０）は、前記テーブル本体（２１）に回転自在に支持された単一の第１の動力伝達部材（６１）を有し、前記第１の動力伝達部材（６１）は、内周部にギヤ（６２）が形成されたリング状の外形を有し、前記第１の動力伝達部材（６１）の回転による駆動力が、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）に支持されたスライドツール（Ｔ１）に共通に伝達され、かつ、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）に共通に伝達されるように構成され、前記第１の動力伝達部材（６１）は、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）に支持されたスライドツール（Ｔ１）を前記ワイヤガイド（９１）に向かってスライドさせる駆動力を前記スライドツールユニット（１００Ａ）に伝達すると共に、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）と、を前記ワイヤガイド（９１）に向かってスライドさせる駆動力を前記回転ツールユニット（１００Ｂ）に伝達し、前記ツール回転機構（７０）は、前記回転テーブル（２２）に回転自在に支持された単一の第２の動力伝達部材（７１）を有し、前記第２の動力伝達部材（７１）は、外周部にギヤ（７３ａ、７３ｂ）が形成されたリング状の外形を有し、前記第２の動力伝達部材（７１）の回転による駆動力が、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）に共通に伝達されるように構成され、前記第２の動力伝達部材（７１）は、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）をツール軸まわりに回転させる駆動力を前記回転ツールユニット（１００Ｂ）に伝達する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、ワイヤをワイヤ軸線まわりに回転する動作を行うことなく、回転テーブル上に配置されたツールのスライド駆動や回転駆動、テーブルの回転を簡単な駆動機構を用いて高速に行うことができ、回転テーブル上に配置するツールの種類や個数も自由に設定できるワイヤ成形装置を実現することである。

上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、ワイヤをワイヤガイド（９１）の先端の成形空間に送り出し、放射状に配置された複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）を用いて所望の形状に加工するワイヤ成形装置（１）において、テーブル本体（２１）に回転自在に支持され、前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）が着脱可能であって、前記ワイヤガイド（９１）に対する前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）の相対的な位置を回転により変更可能な回転テーブル（２２）と、前記テーブル本体（２１）に支持され、前記回転テーブル（２２）を回転させるテーブル駆動機構（４０）と、前記回転テーブル（２２）に取り付けられ、前記複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）のうち前記ワイヤガイドに向かってスライド可能なスライドツール（Ｔ１）を支持するスライドツールユニット（１００Ａ）と、前記テーブル本体（２１）に支持され、前記スライドツール（Ｔ１）をスライドさせる駆動力を前記スライドツールユニット（１００Ａ）に伝達するツールスライド機構（６０）と、を備え、前記ツールスライド機構（６０）は、前記テーブル本体（２１）に回転自在に支持された単一の動力伝達部材（６１）を有し、前記動力伝達部材（６１）の回転による駆動力が、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた複数のスライドツール（Ｔ１）に共通に伝達されるように構成されている。

本発明によれば、ワイヤをワイヤ軸線まわりに回転する動作を行うことなく、回転テーブル上に配置されたツールのスライド駆動や回転駆動、テーブルの回転を簡単な駆動機構を用いて高速に行うことができ、回転テーブル上に配置するツールの種類や個数も自由に設定できるワイヤ成形装置を実現することができる。

本実施形態のスプリング製造装置の前面斜視図である。本実施形態のスプリング製造装置の正面図（ａ）および左側面図（ｂ）である。図１の成形テーブルの前面斜視図である。図１の成形テーブルの正面図である。図１とはツールの配置が異なる成形テーブルの正面図である。図３の成形テーブルからツールを取り除いた状態の前面斜視図である。図３の成形テーブルからツールを取り除いた状態の正面図である。図４のＩ－Ｉ断面であって、成形テーブルからワイヤフィーダおよびワイヤガイドユニットを取り除いた状態を示す断面図である。図７のＩＩ－ＩＩ断面であって、成形テーブルからワイヤフィーダおよびワイヤガイドユニットを取り除いた状態を示す断面図である。図１の成形テーブルの背面斜視図である。図１の成形テーブルの背面図である。図１１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。本実施形態のスプリング製造装置の制御系のブロック図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

なお、以下では、本発明のワイヤ成形装置を、ワイヤを所望の形状のスプリングに成形するスプリング製造装置に適用した例を説明するが、スプリング以外の部品を成形する装置にも適用可能である。

［装置構成］まず、図１から図１２を参照して、本実施形態のスプリング製造装置の構成および機能について説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態のスプリング製造装置１は、箱体状のベース１０と、ベース１０の上部に取り付けられる成形テーブル２０と、成形テーブル２０の背面に配置されたワイヤフィーダ３０と、成形テーブル２０の前面部に取り付けられるツールユニット１００と、を備える。

図３から図９に示すように、成形テーブル２０は、外枠を構成する矩形状のテーブル本体２１と、テーブル本体２１の中央部に配置される回転テーブル２２と、を備える。テーブル本体２１は、左右両側（Ｙ方向の両端部）に設けられた補強部材２１ａによりベース１０の上部に強固に支持される。テーブル本体２１は、中央部に円形状の開口部２３が形成され、開口部２３より径方向外側に全周にわたって外周溝部２４が形成されている。回転テーブル２２は、テーブル本体２１の外周溝部２４に回転自在に設けられ、中央部が開口した中空円盤状の外形を有する部材であり、前面部に後述する１つまたは複数のツールユニット１００の取り付けおよび取り外しが可能である。

テーブル本体２１には、回転テーブル２２を回転駆動するテーブル駆動機構４０と、回転テーブル２２に取り付けられたツールユニット１００のスライドツールＴ１または回転ツールＴ２をスライド駆動させるツールスライド機構６０と、回転ツールＴ２をツール軸まわりに回転駆動させるツール回転機構７０と、が設けられている。

回転テーブル２２には、テーブルの中空状の中央開口部２２ａにワイヤガイドユニット９０が配置され、ワイヤガイド９１のワイヤ軸線Ｗを中心として複数のツールユニット１００が放射状に配置される。また、回転テーブル２２の外周部２２ｂの背面側には、全周にわたって外ギヤ２８が形成されている。

回転テーブル２２は、テーブル本体２１の外周溝部２４に設けられたベアリング２７を介してテーブル本体２１に回転自在に支持されている。また、回転テーブル２２には、ワイヤガイドユニット９０のワイヤ軸線Ｗからの距離が同じ位置に複数の孔部２５が形成されている。本実施形態では、４５度の等間隔で８個の孔部２５が形成されている。これら孔部２５には、それぞれカム機構２６が配置されている。すなわち、カム機構２６は、回転テーブル２２の前面部に４５度の等間隔で８個配置され、回転テーブル２２におけるツール取り付け位置に対応して設けられる。カム機構２６は、回転軸２６ｂの前面側に偏心カム２６ａが取り付けられ、背面側にギヤ２６ｃが形成され、回転軸２６ｂがベアリング２６ｄにより円筒状のケース２６ｅ内に回転自在に支持されて構成されている。また、回転テーブル２２の外周部２２ｂの前面側にはベアリング７２を介してツール回転機構７０のリングギヤ７１が回転自在に支持されている。回転テーブル２２は、その前面部に１つまたは複数のツールユニット１００（本例では、４５度の等間隔で８個のツールユニット１００Ａ、１００Ｂ）が着脱可能である。なお、回転テーブル２２に配置可能なツールユニット数は８個に限らず、変更可能である。回転テーブル２２は、テーブル本体２１の背面部に設けられたテーブル駆動機構４０のサーボモータＭ１の駆動力により時計方向および反時計方向に任意の角度で回動可能である。テーブル駆動機構４０は、サーボモータＭ１の不図示の駆動ギヤが回転テーブル２２の外ギヤ２８に噛合し、サーボモータＭ１により回転駆動される。テーブル駆動機構４０は、図１３で後述するコントローラからの制御指令に従って、サーボモータＭ１の回転を外ギヤ２８などを介して回転テーブル２２に伝達することで、回転テーブル２２を予め設定した角度に回動できる。

ツールスライド機構６０は、内周部の全周に内ギヤ６２が形成されたリング状の外形を有するリング部材６１を有し、テーブル本体２１の開口部２３の内周部に設けられたベアリング６３を介して回転自在に支持されている。リング部材６１は、テーブル本体２１の背面部に設けられたツールスライド機構６０のサーボモータＭ２の駆動力により回転可能である。サーボモータＭ２の駆動ギヤ２がリング部材６１の内ギヤ６２に噛合し、リング部材６１は、サーボモータＭ２により回転駆動される。ツールスライド機構６０は、図１３で後述するコントローラからの制御指令に従って、サーボモータＭ２の回転を内ギヤ６２などを介してリング部材６１に伝達することで、リング部材６１を回転テーブル２２とは独立して所定の速度で相対回転できる。

ツール回転機構７０は、外周部の全周に２列の外ギヤ７３ａ、７３ｂが形成されたリング状の外形を有するリングギヤ７１を有し、回転テーブル２２の外周部に設けられたベアリング７２を介して回転自在に支持されている。リングギヤ７１は、テーブル本体２１の背面部に設けられたツール回転機構７０のサーボモータＭ３の駆動力により回転可能である。サーボモータＭ３の駆動ギヤ３がリングギヤ７１の背面側の外ギヤ７３ａに噛合し、リングギヤ７１は、サーボモータＭ３により回転駆動される。ツール回転機構７０は、図１３で後述するコントローラからの制御指令に従って、サーボモータＭ３の回転を外ギヤ７３ａなどを介してリングギヤ７１に伝達することで、リングギヤ７１を回転テーブル２２とは独立して所定の速度で相対回転できる。

回転テーブル２２に取り付けられるツールユニット１００は、スライドツールＴ１をワイヤ軸線Ｗに向けてスライドさせるスライドツールユニット１００Ａと、回転ツールＴ２をワイヤ軸線Ｗに向けてスライドさせると共に、ツール軸まわりに回転させる回転ツールユニット１００Ｂと、を含む。なお、スライドツールＴ１は、ワイヤを強制的に折曲するツール、ワイヤに当接して強制的に湾曲、捲回させるツール、ワイヤを切断するツールを含む。回転ツールＴ２は、ワイヤを強制的に折曲、捲回させるツールを含む。

スライドツールユニット１００Ａには、スライドツールＴ１がスライド可能に取り付けられる。スライドツールユニット１００Ａは、スライドツールＴ１を保持しスライドさせるためのスライダ１０２を備え、スライダ１０２がカム機構２６の偏心カム２６ａに当接することでツールＴ１をスライドさせる。カム機構２６は、偏心カム２６ａの回転軸２６ｂの背面側に設けられたギヤ２６ｃがツールスライド機構６０のリング部材６１の内ギヤ６２に噛合して偏心カム２６ａが回転する。

回転ツールユニット１００Ｂには、回転ツールＴ２が回転可能に取り付けられる。ツールＴ２はスピナと呼ばれる。回転ツールユニット１００Ｂは、回転ツールＴ２を保持し回転させるための軸ユニット１１２と、軸ユニット１１２をスライド可能に保持するスライダ１１１とを備え、スライダ１１１がカム機構２６の偏心カム２６ａに当接することでツールＴ２を保持する軸ユニット１１２をスライドさせ、軸ユニット１１２がツール回転機構７０のリングギヤ７１に噛み合う傘ギヤ対１１４ａ、１１４ｂを介して回転駆動されることでツールＴ２をツール軸まわりに回転駆動させる。

スプリング成形中において、ワイヤガイド９１に対するスライドツールＴ１と回転ツールＴ２の位置は、回転テーブル２２の回転方向および回転角度によって設定され、ワイヤガイド９１に接近または退避するスライドツールＴ１と回転ツールＴ２のスライド動作はカム機構２６の偏心カム２６ａのカムプロファイルおよび回転角度により設定され、回転ツールＴ２の回転動作はツール回転機構７０のリングギヤ７１の回転角度により設定される。

［スライドツールを駆動させる構成］
次に、図８および図９を参照して、スライドツールＴ１を駆動させる構成について説明する。

スライドツールユニット１００Ａは、回転テーブル２２に取り付けられるベース部材１０１と、ベース部材１０１にスライド可能に支持されるスライダ１０２と、スライダ１０２に取り付けられるツール保持部材１０３とを有する。

スライダ１０２は、ワイヤガイド９１とは反対方向の端部に、ベース部材１０１に固定された２本の圧縮バネ１０４が取り付けられ、これら圧縮バネ１０４によりワイヤガイド９１とは反対方向に常時付勢されている。スライドツールユニット１００Ａが回転テーブル２２に取り付けられた状態で、スライダ１０２は、ワイヤガイド９１とは反対方向の端部がカム機構２６の偏心カム２６ａに常時当接し、偏心カム２６ａがツールスライド機構６０のリング部材６１により回転することで、圧縮バネ１０４の付勢力に抗してワイヤガイド９１に向けてスライドする。カム機構２６は、偏心カム２６ａの回転軸２６ｂの背面側に設けられたギヤ２６ｃがツールスライド機構６０のリング部材６１の内ギヤ６２に噛合して偏心カム２６ａを回転され、回転する偏心カム２６ａがスライダ１０１に当接することによりカムプロファイルに応じてツールＴ１をスライドさせる。

そして、カム機構２６の回転軸２６ｂに形成されたギヤ２６ｃが、回転テーブル２２とは独立して相対回転するツールスライド機構６０のリング部材６１の内ギヤ６２に常時噛合していることで、スライドツールユニット１００Ａが回転テーブル２２によりどの位置に回転移動された状態でも回転ツールＴ１をスライド駆動可能となっている。

このような構成により、単一のリング部材６１を駆動力伝達部材として回転させることで、リング部材６１の回転による駆動力が、回転テーブル２２に取り付けられている複数のスライドツールＴ１に共通に伝達され、回転テーブル２２に取り付けられている全てのスライドツールユニット１００ＡのスライドツールＴ１を駆動させることができるようになる。

［回転ツールを駆動させる構成］
次に、図８および図９を参照して、回転ツールＴ２を駆動させる構成について説明する。

回転ツールユニット１００Ｂは、回転テーブル２２に取り付けられるベース部材１１０と、ベース部材１１０にスライド可能に支持されるスライダ１１１と、スライダ１１１に回転自在に支持される軸ユニット１１２と、軸ユニット１１２に接続されるツール保持部材１１３とを有する。

スライダ１１１は、ワイヤガイド９１とは反対方向の端部に、ベース部材１１０に固定された２本の圧縮バネ１０４が取り付けられ、これら圧縮バネ１０４によりワイヤガイド９１とは反対方向に常時付勢されている。回転ツールユニット１００Ｂが回転テーブル２２に取り付けられた状態で、スライダ１１１は、ワイヤガイド９１とは反対方向の端部がカム機構２６の偏心カム２６ａに常時当接し、偏心カム２６ａがツールスライド機構６０のリング部材６１により回転することで、圧縮バネ１０４の付勢力に抗してワイヤガイド９１に向けてスライドする。カム機構２６は、偏心カム２６ａの回転軸２６ｂの背面側に設けられたギヤ２６ｃがツールスライド機構６０のリング部材６１の内ギヤ６２に噛合して偏心カム２６ａを回転され、回転する偏心カム２６ａがスライダ１０１に当接することによりカムプロファイルに応じてツールＴ２をスライドさせる。

また、ベース部材１１０は、傘ギヤ対１１４を回転自在に支持する。傘ギヤ対１１４は、第１のギヤ部１１４Ａと、第２のギヤ部１１４Ｂを備える。第１のギヤ部１１４Ａは、一端部にリングギヤ７１の前面側の外ギヤ７３ｂに噛合する第１の平ギヤ１１５が形成され、他端部に第１の傘ギヤ１１６が取り付けられている。第２のギヤ部１１４Ｂは、軸ユニット１１２の端部に第２の傘ギヤ１１７が取り付けられている。

第１のギヤ部１１４Ａの第１の傘ギヤ１１６と、第２のギヤ部１１４Ｂの第２の傘ギヤ１１７が噛合していることで、ツール回転機構７０のリングギヤ７１が回転すると、
第１のギヤ部１１４Ａの回転軸の方向を９０度変換して第２のギヤ部１１４Ｂに駆動力が伝達され、第２のギヤ部１１４Ｂの回転駆動力により軸ユニット１１２が回転して、軸ユニット１１２に接続されるツールＴ２を保持するツール保持部材１１３が回転するように構成されている。

そして、第１のギヤ部１１４Ａが、回転テーブル２２とは独立して相対回転するツール回転機構７０のリングギヤ７１の前面側の一方の外ギヤ７３ｂに常時噛合していることで、回転ツールユニット１００Ｂが回転テーブル２２によりどの位置に回転移動された状態でも回転ツールＴ２をツール軸まわりに駆動可能となっている。

なお、ベース部材１１０には、カム機構２６の偏心カム２６ａを貫通させる開口部１１０ａが形成されており、回転ツールユニット１００Ｂは、カム機構２６が回転ツールＴ２と干渉しないように回転テーブル２２に取り付け可能となっている。

このような構成により、単一のリング部材６１を駆動力伝達部材として回転させることで、リング部材６１の回転による駆動力が、回転テーブル２２に取り付けられている複数の回転ツールＴ２に共通に伝達され、回転テーブル２２に取り付けられている全ての回転ツールユニット１００Ｂの回転ツールＴ２を駆動させることができるようになる。

また、単一のリングギヤ７１を駆動力伝達部材として回転させることで、リングギヤ７１の回転による駆動力が、回転テーブル２２に取り付けられている複数の回転ツールＴ２に共通に伝達され、回転テーブル２２に取り付けられている全ての回転ツールユニット１００Ｂの回転ツールＴ２を駆動させることができるようになる。

上述した構成によれば、スライドツールＴ１や回転ツールＴ２の駆動源をツールユニットと同数設ける必要がなく、また、駆動源の位置によってツールの回転位置が制限されず、退避動作なども行わずに、回転テーブル２２上に配置されたツールＴ１、Ｔ２のスライド駆動やツールＴ２の回転駆動、回転テーブル２２の回転を簡単な駆動機構を用いて高速に行うことができる。また、図４および図５に示すように、成形するスプリングの形状に応じた回転テーブル２２上に配置するツールＴ１、Ｔ２の種類や個数も自由に設定できる。図４では、５個のスライドツールユニット１００Ａと、３個の回転ツールユニット１００Ｂを回転テーブル２２に取り付けた状態を例示している。図５では、２個のスライドツールユニット１００Ａと、６個の回転ツールユニット１００Ｂを回転テーブル２２に取り付けた状態を例示している。

また、ワイヤをワイヤ軸線まわりに回転する動作を行う必要がないので、ワイヤの曲げ癖による製品形状への影響を最小限に抑えることができる。

また、ワイヤガイド９１を回動させないで、回転テーブル２２によりワイヤガイド９１に対するツールＴ１、Ｔ２の相対的な位置を変更可能である。これにより、ワイヤガイド９１を回動させる場合と同様に、ワイヤガイド９１の傾斜面９２側の空間を変化させることでスプリング成形空間を変化させ、ツールの取り付け位置に関係無く所望形状のスプリングを成形できるようになる。

［ワイヤフィーダの構成］
次に、図１０から図１２を参照して、ワイヤフィーダの構成について説明する。

図１０から図１２に示すように、ワイヤフィーダ３０は、ワイヤが巻き回された状態で保持されるワイヤ供給機構３１と、ワイヤ供給機構３１からワイヤを引き出して成形テーブル２０に送り出すワイヤ送出機構３２と、ワイヤ送出機構３２に支持されるワイヤガイドユニット９０と、を備える。ワイヤ供給機構３１はワイヤ送出機構３２に支持されており、ワイヤ送出機構３２と一体的に構成される。

ワイヤ送出機構３２は、フィーダ移動機構３８のサーボモータＭ６によりワイヤの送出方向（Ｚ方向）に沿ってレール３８ａ上を移動可能な本体部３３を有し、本体部３３の後方に、ワイヤ供給機構３１が取り付けられる。フィーダ移動機構３８は、支持部材３９により成形テーブル２０の背面部に固定される。

また、ワイヤ供給機構３１が取り付けられた本体部３３の内部にはワイヤの曲げ癖を矯正する機構３４と、上下一対のフィードローラ３５とが設けられ、本体部３３の前面部にはワイヤガイドユニット９０が回動可能に支持されている。

ワイヤ送出機構３２は、上下一対のフィードローラ３５によりワイヤを挟持しつつ回転することで、ワイヤ供給機構３１からワイヤを引き出し、ワイヤガイドユニット９０まで案内する。フィードローラ３５がワイヤを挟持する押圧力は本体部３３の上部に設けられたハンドル３６により調整可能である。

曲げ癖矯正機構３４は、上下に千鳥状に配置された小径の複数のローラにより構成され、ワイヤ供給機構３１から引き出されるワイヤの曲げ癖を矯正した上で、フィードローラ３５に送り出す。

ワイヤガイドユニット９０は、フィードローラ３５により送り出されるワイヤを、ワイヤガイド９１により先端部のスプリング成形空間に向けて送り出す。ワイヤガイドユニット９０は、ワイヤ送出機構３２の本体部３３の上部に設けられたサーボモータＭ５の駆動力がベルトを介して伝達されて回動される。スプリング成形空間として機能するのは、ワイヤガイド９１の傾斜面９２と、上記各ツールＴ１、Ｔ２とで囲まれたスペースである。フィードローラ３５は、フィードローラ駆動機構３７のサーボモータＭ４によりワイヤの送出方向に回転駆動される。

このようにワイヤガイド９１を回動させた場合も、ワイヤガイド９１を回動させずに回転テーブル２２を回転させる場合と同様に、ワイヤガイド９１の傾斜面９２側の空間を変化させることでスプリング成形空間を変化させ、ツールの取り付け位置に関係無く所望形状のスプリングを成形できるようになる。

また、ワイヤ送出機構３２がフィーダ移動機構３８によりワイヤの送出方向（Ｚ方向）に前後進可能であるので、ワイヤガイド９１がスプリング成形空間に位置する成形位置と、ワイヤガイド９１がスプリング成形空間から退避した退避位置との間で移動可能となる。このように、ワイヤフィーダ３０をワイヤの送出方向に移動可能にしたことで、ワイヤガイド９１をスプリング成形空間から十分に後退させてツールＴ１、Ｔ２の交換作業が容易になる。

［コントローラの構成］
次に、図１３を参照して、本実施形態のスプリング製造装置１のコントローラの構成について説明する。

図１３に示すように、ＣＰＵ２０１はコントローラの全体を統括制御する。ＲＯＭ２０２はＣＰＵ２０１の動作処理内容（プログラム）及び各種フォントデータを記憶している。ＲＡＭ２０３はＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。表示部２０４は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するために設けられる。外部記憶装置２０５はメモリカード等であり、外部からプログラムを供給したり、ある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コイル径等）のためのパラメータを記憶しておくことで、いつでもそのメモリカード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。

キーボード２０６は各種パラメータを設定するために設けられ、センサ群２０７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。

各モータ２０８－１～２０８－ｎは、テーブル駆動機構４０のサーボモータＭ１、ツールスライド機構６０のサーボモータＭ２、ツール回転機構７０のサーボモータＭ３、フィードローラ駆動機構３７のサーボモータＭ４、ワイヤガイドユニット９０のサーボモータＭ５、フィーダ移動機構３８のサーボモータＭ６に相当し、各モータ２０８－１～２０８－ｎは、夫々に対応するモータドライバ２０９－１～２０９－ｎにより駆動される。

なお、本例では、ＣＰＵ２０１は、キーボード２０６から入力された指示に従い、例えば、各種モータをそれぞれ独立して駆動したり、外部記憶装置２０５との入出力、更には表示部２０４を制御することになる。

なお、発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。例えば、ツールの種類や個数や配置は、本実施形態で例示した構成に限定されず、ワイヤの線径や製品形状に応じて任意に変更可能である。

１０…ベース
２０…成形テーブル
２１…テーブル本体
２１ａ…補強部材
２２…回転テーブル
２２ａ…中央開口部
２２ｂ…外周部
２３…開口部
２４…外周溝部
２５…孔部
２６…カム機構
２６ａ…偏心カム
２６ｂ…回転軸
２６ｃ…ギヤ
２６ｄ…ベアリング
２６ｅ…ケース
２７…ベアリング
２８…外ギヤ
３０…ワイヤフィーダ
３１…ワイヤ供給機構
３２…ワイヤ送出機構
３３…本体部
３４…曲げ癖矯正機構
３５…フィードローラ
３６…ハンドル
３７…フィードローラ駆動機構
３８…フィーダ移動機構
３８ａ…レール
３９…支持部材
４０…テーブル駆動機構
６０…ツールスライド機構
６１…リング部材（動力伝達部材）
６２…内ギヤ
６３…ベアリング
７０…ツール回転機構
７１…リングギヤ（動力伝達部材）
７２…ベアリング
７３ａ、７３ｂ…外ギヤ
１００Ａ…スライドツールユニット
１００Ｂ…回転ツールユニット
１０１…ベース部材
１０２…スライダ
１０３…ツール保持部材
１０４…圧縮バネ
１１０…ベース部材
１１０ａ…開口部
１１１…スライダ
１１２…軸ユニット
１１３…ツール保持部材
１１４…傘ギヤ対
１１４Ａ…第１のギヤ部
１１４Ｂ…第２のギヤ部
１１５…第１の平ギヤ
１１６…第１の傘ギヤ
１１７…第２の傘ギヤ
２０１…ＣＰＵ
２０２…ＲＯＭ
２０３…ＲＡＭ
２０４…表示部
２０５…外部記憶装置
２０６…キーボード
２０７…センサ群
Ｍ１～Ｍ６、２０８－１～２０８－ｎ…サーボモータ
２０９－１～２０９－ｎ…モータドライバ
Ｔ１、Ｔ２…ツール
Ｗ…ワイヤ軸線

Claims

ワイヤをワイヤガイド（９１）の先端の成形空間に送り出し、放射状に配置された複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）を用いて所望の形状に加工するワイヤ成形装置（１）において、
テーブル本体（２１）に回転自在に支持され、前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）が着脱可能であって、前記ワイヤガイド（９１）に対する前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）の相対的な位置を回転により変更可能な回転テーブル（２２）と、
前記テーブル本体（２１）に支持され、前記回転テーブル（２２）を回転させるテーブル駆動機構（４０）と、
前記回転テーブル（２２）に取り付けられ、前記複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）のうち前記ワイヤガイドに向かってスライド可能なスライドツール（Ｔ１）を支持する１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）と、
前記テーブル本体（２１）に支持され、前記スライドツール（Ｔ１）をスライドさせる駆動力を前記スライドツールユニット（１００Ａ）に伝達するツールスライド機構（６０）と、
前記回転テーブル（２２）に取り付けられ、前記複数のツール（Ｔ１、Ｔ２）のうちツール軸まわりに回転可能な回転ツール（Ｔ２）を支持する１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）と、
前記回転テーブル（２２）に支持され、前記回転ツール（Ｔ２）をツール軸まわりに回転させる駆動力を前記回転ツールユニット（１００Ｂ）に伝達するツール回転機構（７０）と、を備え、
前記回転テーブル（２２）は、当該回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）および１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）の前記ワイヤガイド（９１）のワイヤ軸線を中心とした回転位置が可変であり、
前記ツールスライド機構（６０）は、前記テーブル本体（２１）に回転自在に支持された単一の第１の動力伝達部材（６１）を有し、前記第１の動力伝達部材（６１）は、内周部にギヤ（６２）が形成されたリング状の外形を有し、
前記第１の動力伝達部材（６１）の回転による駆動力が、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）に支持されたスライドツール（Ｔ１）に共通に伝達され、かつ、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）に共通に伝達されるように構成され、
前記第１の動力伝達部材（６１）は、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数のスライドツールユニット（１００Ａ）に支持されたスライドツール（Ｔ１）を前記ワイヤガイド（９１）に向かってスライドさせる駆動力を前記スライドツールユニット（１００Ａ）に伝達すると共に、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）と、を前記ワイヤガイド（９１）に向かってスライドさせる駆動力を前記回転ツールユニット（１００Ｂ）に伝達し、
前記ツール回転機構（７０）は、前記回転テーブル（２２）に回転自在に支持された単一の第２の動力伝達部材（７１）を有し、前記第２の動力伝達部材（７１）は、外周部にギヤ（７３ａ、７３ｂ）が形成されたリング状の外形を有し、
前記第２の動力伝達部材（７１）の回転による駆動力が、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）に共通に伝達されるように構成され、
前記第２の動力伝達部材（７１）は、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた前記１つまたは複数の回転ツールユニット（１００Ｂ）に支持された回転ツール（Ｔ２）をツール軸まわりに回転させる駆動力を前記回転ツールユニット（１００Ｂ）に伝達することを特徴とするワイヤ成形装置。
前記ツールスライド機構（６０）は、前記内周部に形成されたギヤ（６２）を介して前記第１の動力伝達部材（６１）を回転させるモータ（Ｍ２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ成形装置。
前記ツール回転機構（７０）は、前記外周部に形成されたギヤ（７３ａ）を介して前記第２の動力伝達部材（７１）を回転させるモータ（Ｍ３）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ成形装置。
前記回転テーブル（２２）には、前記第１の動力伝達部材（６１）の駆動力を、前記回転テーブル（２２）に取り付けられた全てのスライドツール（Ｔ１）および回転ツール（Ｔ２）をスライドさせる駆動力として各ツールユニット（１００Ａ、１００Ｂ）に伝達するカム機構（２６）が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のワイヤ成形装置。
前記カム機構（２６）は、前記ワイヤガイド（９１）のワイヤ軸線（Ｗ）から放射状に前記回転テーブル（２２）の前面部に等間隔に配置され、前記回転テーブル（２２）におけるツール取り付け位置に対応して設けられ、
前記スライドツールユニット（１００Ａ）は、前記スライドツール（Ｔ１）が取り付けられ、前記カム機構（２６）の偏心カム（２６ａ）に当接してスライドするスライダ（１０２）を有し、
前記カム機構（２６）の偏心カム（２６ａ）の回転軸（２６ｂ）に設けられたギヤ（２６ｃ）が前記第１の動力伝達部材（６１）の前記内周部に形成されたギヤ（６２）に噛合して前記偏心カムを回転され、回転する前記偏心カム（２６ａ）が前記スライダに当接することにより前記スライドツール（Ｔ１）をスライドさせることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ成形装置。
前記回転ツールユニット（１００Ｂ）は、前記回転ツール（Ｔ２）が取り付けられるツール軸（１１２）を回転自在に支持するベース部材（１１１）と、前記ベース部材（１１１）に回転自在に支持された第１のギヤ部（１１４Ａ）と第２のギヤ部（１１４Ｂ）を備え、
前記第２の動力伝達部材（７１）の前記外周部に形成されたギヤ（７３ｂ）が前記第１のギヤ部（１１４Ａ）の軸に形成されたギヤ（１１５）に噛合し、前記第１のギヤ部（１１４Ａ）に噛合する前記第２のギヤ部（１１４Ｂ）が前記ツール軸（１１２）を回転させることにより前記回転ツール（Ｔ２）をツール軸まわりに回転させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のワイヤ成形装置。
前記第１のギヤ部（１１４Ａ）と前記第２のギヤ部（１１４Ｂ）は傘ギヤであり、前記第２の動力伝達部材（７１）の回転軸の方向を９０度変換して前記ツール軸に伝達することを特徴とする請求項６に記載のワイヤ成形装置。
前記回転テーブル（２２）は、外周部にギヤ（２８）が形成され、前面部に前記ツール（Ｔ１、Ｔ２）のツールユニット（１００Ａ、１００Ｂ）が着脱可能な中空円盤状の外形を有し、
前記第２の動力伝達部材（７１）は、前記外周部に２列のギヤ（７３ａ、７３ｂ）が形成されたリングギヤであり、
前記２列のギヤの一方のギヤ（７３ｂ）が前記第１のギヤ部（１１４Ａ）に噛合することを特徴とする請求項６または７に記載のワイヤ成形装置。
前記ワイヤガイド（９１）を支持し、前記ワイヤを前記ワイヤガイド（９１）に送り出すワイヤフィーダ（３０）と、
前記ワイヤフィーダ（３０）を、前記ワイヤの送出方向に沿って移動させるフィーダ移動機構（３８）と、をさらに有し、
前記ワイヤフィーダ（３０）は、前記ワイヤガイド（９１）が前記成形空間に位置する成形位置と、前記ワイヤガイド（９１）が前記成形空間から退避した退避位置との間で移動されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のワイヤ成形装置。
前記ワイヤフィーダ（３０）は、前記ワイヤを供給するワイヤ供給機構（３１）と、前記ワイヤ供給機構（３１）からワイヤを引き出して前記ワイヤガイド（９１）に送り出すワイヤ送出機構（３２）とを備え、
前記フィーダ移動機構（３８）は、サーボモータ（Ｍ６）の駆動力により前記ワイヤフィーダ（３０）を移動させることを特徴とする請求項９に記載のワイヤ成形装置。
前記ワイヤフィーダ（３０）は、前記ワイヤをワイヤ軸線（Ｗ）まわりに回動させないで送り出すことを特徴とする請求項９または１０に記載のワイヤ成形装置。