JPH06315732A - バネ切断機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単にカッターの延命を図るだけでなく、そ
れを極めて簡単が構造で実現し得るバネ切断機構を提供
しようとするものである。 【構成】 カムが３０回動或は回転すると、スライダ
部３２に取り付けられたカッターマウント４０は一次元
運動を行う。この間、固定軸５０に取り付けられたリン
ク部材５２は、その固定軸５０を中心としてカムから延
出した力点軸５４の円運動によって振り子運動を行う。
この結果、カッターマウントの作用軸４２が振らされる
ことになり、カッターマウント４０はスライダ部への取
り付け軸４１を中心として回動する。この結果、カッタ
ーマウント４０の端近傍に取り付けられたカッター７が
振らされ、カッター全体の動きは楕円運動となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバネ切断機構、詳しくは
順次製造されるバネを切断するバネ切断機構に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、先に特願平４−１９８１
９３号（平成４年７月２４日出願）で、線材をポイント
ツールに強制的に供給し、それでもって線材に径を生ぜ
しめ、尚且つ、径が生成された（湾曲した）線材を横方
向（曲げ面に対して略直角方向）に押しやる、或は湾曲
した線材間に鋭利な刃をもったウェッジ部材を割り込ま
せることでバネピッチを与える技術に関する提案をし
た。

【０００３】この場合、カッターを一次元方向に往復運
動を起こさせることで、芯がねとの間で線材を遮断す
る。

【０００４】この遮断の様子を示したのが図７である。
図中、８１がバネの元になる線材、８２及び８３がポイ
ントツール、８４が芯がね、８５がカッターである。

【０００５】線材８１が図示矢印方向に送られるとポイ
ントツール８２に当接する。更に強制的に線材８１の送
りを行うと、ポイントツール８２で曲げられ、更にポイ
ントツール８３（必ずしも必要ではない）を経て芯がね
８４に到達する。尚、バネにピッチを与える原理につい
ての詳細は省略する。

【０００６】こうして、１個のバネに必要な線材の送り
が終了した時点で、線材の送りを停止し、カッター８５
を図示の下方向に移動させ、芯がね８４とカッター８５
とで線材８１を切断する。図８はこの切断時のシーケン
スを示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、切断が完了
してカッター８５を図示Ａ方向に引き上げている間、切
り残った線材（次のバネになる）がカッター８５の側面
に圧接している。つまり、カッター８５を引き上げてい
る間、カッター８５は線材８１の切断面を擦りながら上
昇することになる。線材の径が数ミリ以上の比較的大き
なものである場合、この摩擦力（或は圧接力）は相当な
ものになる。

【０００８】この結果、カッターの刃の部分が破損した
り削られることになり、カッターは極めて短命なものと
なってしう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題に鑑
みなされたものであり、単にカッターの延命を図るだけ
でなく、それを極めて簡単が構造で実現し得るバネ切断
機構を提供しようとするものである。

【００１０】この課題を解決するため、本発明のバネ切
断機構は以下に示す構造をとる。すなわち、バネ成形部
位近傍にあるポイントツールに向けて線材を供給し、当
該ポイントツールに前記線材を当てることで強制的に湾
曲させて径を生ぜしめることでバネを製造する装置のバ
ネ切断機構において、モータにより回動し、該回動する
軸から所定の距離だけ隔てた位置から延出する力点軸を
備えたカムと、該カムの側面に当接して、前記線材の供
給方向にほぼ垂直方向に運動するスライダ部と、一方の
端近傍にバネ線材を切断するためのカッターを装着し、
他端近傍に延出した作用軸を有し、更に、略中央位置が
前記スライダ部に対して回動自在に取り付けられたカッ
ターマウントと、所定の固定軸に端近傍が回動自在に軸
支され、前記力点軸及び前記作用軸を摺動自在の保持す
るリンク部材とを備える。

【００１１】

【作用】かかる本発明の構造において、カムが回動或は
回転すると、スライダ部に取り付けられたカッターマウ
ントは一次元運動を行う。この間、固定軸に取り付けら
れたリンク部材は、その固定軸を中心としてカムから延
出した力点軸の円運動によて振り子運動を行う。この結
果、カッターマウントの作用軸が振らされることにな
り、カッターマウントはスライダ部への取り付け軸を中
心として回動する。この結果、カッターマウントの端近
傍に取り付けられたカッターが振らされ、カッター全体
の動きは楕円運動となる。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係る実施例
を詳細に説明する。

【００１３】尚、実施例におけるバネ製造は、先に提案
した特願平４−１９８１９３号に基づくものであり、以
下、そのバネ製造の原理を簡単に説明する。

【００１４】［ウェッジ方式によるバネピッチ成形の説
明］図１はウェッジ方式におけるバネ製造に係る主要部
分の構造を示しており、以下に各構成部分をその動作に
従って説明する。

【００１５】不図示の線材供給源からの線材１は、線材
ガイド２ａ、２ｂに設けられたガイド溝（図示せず）に
挿入されている。線材ガイド２ａと２ｂのほぼ中央位置
には線材を挟持するフィードローラ３ａ，３ｂが設けら
れている。これらフィードローラ３ａ，３ｂは後述する
線材送りモータによって図示矢印方向に回転し、線材１
をｙ方向に搬送するようになっている。線材ガイド２ｂ
の末端から排出された線材は、ポイントツール４ａ及び
４ｂに当てられ、強制的にｙ−ｚ平面にほぼ平行な面内
で曲げられる。このとき、線材１はポイントツール４
ａ，４ｂの位置に応じた径が与えられることになる。
尚、本願発明には直接は関係がないが、一個のバネ製造
中に、ポイントツール４ａ，４ｂは後述するポイント軸
モータによって図示の矢印方向に移動可能になってお
り、このモータを制御することで例えばテーパー状のバ
ネを製造することが可能になっている。また、ポイント
ツール４ａ，４ｂで曲げられた線材は所定方向に確実に
曲げられるように、線材１との当接面には溝が設けられ
てる。

【００１６】さて、上記状態において、フィードローラ
３ａ，３ｂの回転を継続すると、一捲き分の線材が互い
に密着された状態のバネが生成されるが、ここでウェッ
ジツール６がｚ方向に上昇すると、その刃部６ａが図示
の様に割り込むことになる。この結果、ピッチゼロのバ
ネ（実際は線材の太さ分のピッチを有するバネ）が有ピ
ッチ状態に成形されることになる。

【００１７】こうして、一個のバネが製造されると、後
述するカット軸モータによってカットツール７が下降
（−ｚ方向に移動）して、芯がね５との間で線材１が切
断される。

【００１８】［プッシュ方式によるバネピッチ成形の説
明］次に実施例におけるプッシュ方式によるバネピッチ
成形について説明する。

【００１９】図２はプッシュ方式におけるバネ製造に係
る主要部分の構造を示している。図１と異なるのは、ウ
ェッジツール６の代わりにプッシュツール２２が設けら
れている点である。尚、ポイントツール２１に示す様
に、実際のバネ成形部にはポイントツールを位置を変更
できるように、予め、数個の位置にポイントツール固定
用のマウント部が設けられているものである。但し、こ
のポイントツールの位置は図１のそれにしても構わな
い。

【００２０】さて、図２の構成において、線材１が供給
され、ポイントツール２１によって強制的に曲げられる
までの動作は、上述したウェッジ方式と同じである。異
なるのは、プッシュツール２２が矢印方向に移動して、
その曲げられた直後の線材をｘ方向に押し出すことによ
ってピッチが成形される点である。

【００２１】特願平４−１９８１９３号は上記ウェッジ
方式とプッシュ方式を同一駆動源で実現でき、かつ、そ
の切り替えが簡単に行えるものであるが、それ自体は本
願発明とは直接関係がないので、説明は省略する。

【００２２】［バネ切断機構の説明］さて、上記いずれ
の場合にも、１個のバネ製造に要する線材１の送りが完
了すると、カッター７が移動し、芯がね５との間で線材
１を切断することになるが、カッター７が単にｚ軸にの
み添って往復運動するのでは、先に説明したような不具
合が発生する。

【００２３】このため、本実施例では、カッター７の運
動（軌跡）を図５に示すように、少なくとも切断付近で
は楕円軌道に沿うようにした。

【００２４】このようにカッターがこの運動を行うこと
で、切断しつつある間、及び切断が完了して元の位置に
戻りつつある間、切断して残った線材１のカッター７に
対してカッター７が遠ざかることになるので、カッター
７に対して線材１が圧接することが実質的に無くなる。
尚、図示は誇張して示しており、実際はカッター７の横
方向の変位は数ミリ程度である。

【００２５】上記運動を実現するための構造を図４に示
し、以下その動作とともに各構成を説明する。

【００２６】スライダ部３２は、スライドベース３１に
図示上下方向に摺動自在に取り付けられている。また、
スライダ部３２の上端には、回転自在なカムフォロア
（図示せず）が取り付けられていて、このカムフォロア
は、スライドベース３１の上部に取り付けられたカム３
０の側面に当接している。また、スライダ部３２が常に
上方向に引っ張られるようにするため、カムスプリング
３５ａ，３５ｂの一端がカムスプリング取付部３４（ス
ライダ部３２に固定されている）に、他端がスライドベ
ースの低部にあるバネ取り付け軸３９に取り付けられて
いる。カム３０は不図示のカッターモータによる駆動を
受け回動するようになっている。

【００２７】従って、カッターモータを駆動するとカム
３０は図示矢印ａ方向に回転することになり、その結
果、スライダ部３２は上下方向に沿って運動することに
なる。換言すれば、スライダ部３２に取り付けられたカ
ッターマウント４０が上下運動し、結果としてカッター
７が上下運動するようになっている。

【００２８】次に、カッター７の左右方向への運動の原
理を説明する。

【００２９】カッターマウント４０はスライダ部３２に
軸４１を中心として図示矢印ｂ方向に回動自在に取り付
けられている。カッター７は、カッターマウント４０に
図示の如く圧着固定（取り外し可能）されている。

【００３０】一方、スライドベース３１の上部には支点
軸５０が取り付けられている。この支点軸５０にリンク
部材５１の軸受孔５２が挿入（但し、リンク部材５１が
脱落しないようになっている）され、リンク部材５１が
支点軸５０を支点として回動自在に取り付けられてい
る。

【００３１】また、カム３０からは力点軸５３が延びて
いる。但し、図６に示すように、この力点軸５４の中心
Ｑは、カム３０の回転軸の中心Ｐから所定の距離Δｘ
（実際は数ミリ）だけずれている。

【００３２】力点軸５４は、スライダ片５５に設けられ
た軸受孔５６に挿入される。そして、このスライダ部５
５はリンク部材５２のスライド溝５３に沿って摺動自在
に取り付けられる。

【００３３】以上の結果、カム３０がカッターモータの
作用で回転すると、力点軸５４がカム３０の回転軸Ｐを
中心として円運動を起こすことになる。すると、スライ
ダ片５５はリンク部材５２のガイド溝５３に沿って上下
運動を起こすととともに、リンク部材５１が支点軸５０
を中心として図示矢印ｃの如く、時計の振り子と同じ運
動する。

【００３４】さて、カッターマウント４０の上部には軸
４２があって、この軸４２を受けるための軸受孔５８を
有するスライダ片５７がリンク部材５２のガイド溝５３
に摺動自在に取り付けられている。もちろん、このスラ
イダ片５７は、軸４２に対して回転自在である。

【００３５】先に説明したように、カッターマウント４
０は、軸４１を中心として回動自在であるので、上述の
如く、リンク部材５２が振り子運動を起こすと（このと
き、スライダ片５７はリンク部材５２のガイド溝５３に
沿って上下運動することになる）、軸４２も左右に振ら
される。この結果、カッターマウント４０は軸４１を中
心として図示矢印ｂ方向に運動することになる。

【００３６】この間、スライダ部３２はカム３０の回転
によって上下運動することになるから、カッター７の先
端は図５に示す如く、楕円運動することになる。

【００３７】尚、図５において、楕円運動のうち半分が
ほぼ水平になっているのは、カム３０の半分が略真円
（半径が一様）となっているからである。これは、カッ
ターマウント４０の上下運動範囲を狭めることに役立っ
ている。

【００３８】また、図示では、リンク部材５１は、スラ
イダ片５５、５７を覆うように示しているが、実際は、
リンク部材５２には摺動自在ではあっても、これらスラ
イダ片５５、５７ははずれないようにガイドが設けられ
ている。

【００３９】［制御部の説明］以上、説明した処理を実
現するための制御部の構例を図５に示す。

【００４０】図示で、１００は本装置全体の制御を司る
ＣＰＵ、１０１はバネ製造における各種パラメータ等の
設定や動作或いは停止指示を与えるための操作部であ
り、その操作内容や装置の状態を示すための表示部１０
２が設けられている。尚、ＣＰＵ１００には、その動作
処理手順を記憶しているＲＯＭ、及びワークエリアとし
て使用するＲＡＭが設けられている。１０５〜１０８は
以下に説明する各モータ（いずれもサーボモータ）のド
ライバである。１０９は線材送りモータであって、フィ
ードローラ３ａ，３ｂの回転駆動源である。１１０はピ
ッチ軸モータであって、図１のウェッジツール６、或は
図２のプッシュツール２２の運動源である。１１１はポ
イント軸モータであって、図１におけるポイントツール
４ａ，４ｂ或いは図２におけるポイントツール２１の移
動を行わせるためのものである。尚、このポイント軸モ
ータ１１１は、主としてテーパー状のバネを製造する場
合に駆動されるものである。１１２は上記カム３０の回
転運動を起こさせるモータである。以上の如く、実施例
のバネ製造装置は４つのモータを備えていることにな
る。

【００４１】ここで、実施例のバネ製造にかかるＣＰＵ
１００の動作処理手順を簡単に説明する。

【００４２】操作部１０１からは、予めどのような径、
自由長のバネをいくつ製造するかなどの諸条件が入力さ
れているものとする。尚、説明を簡単にするため、ポイ
ント軸モータは非駆動し、一様な径のバネを製造するも
のとする。

【００４３】さて、ＣＰＵ１０１は、指示されたバネを
製造するため、それに要する線材長を算出し、その長さ
だけの線材を送るため、線材送りモータ１０９を駆動す
るとともに、ピッチ軸モータ１１０もそれに応じて駆動
する。

【００４４】バネ１個分の線材の供給がなされたと判断
したら、線材送りモータ、ピッチ軸モータ１１０を停止
する。そして、カット軸モータ１１２を駆動してカム３
０を１回転させ、線材１を切断する。

【００４５】こうして、予めセットされた数のバネが製
造されるまで、同様の処理を繰り返す。

【００４６】尚、操作部１０１から設定するパラメータ
としては、上述した他に、バネの形状を特定する情報バ
ネピッチや外径をどのようにするか（テーパ形状にする
かどうかなど）など、様々なものがある。バネの形状を
特定する情報に応じて、前述した各モータの回転速度や
回転数が決定されることになるが、それ自身は本願発明
とは直接関係がないので省略する。

【００４７】また、実施例では線材の径にかかわらず、
カッター７の楕円運動は一定であるが、線材の径などの
パラメータに応じてこの楕円運動の軌跡を変化させるよ
うにしても良い。例えば、カッターマウント４２の軸４
２の位置や回転軸４１の位置が微妙に異なるものを多数
容易すれば、簡単に切り替えられる。

【００４８】以上説明したように本実施例のバネ製造装
置によれば、カッター７の軌道を、線材切断付近では楕
円軌道とすることにより、カッター７の延命が図れる。
また、この楕円軌道を実現するための構造として、１つ
の駆動軸で回転（或は回動）するカム３０の運動によっ
てのみ、しかもその構造を極めて簡単にすることにより
精度良い楕円軌道を生ぜしめることが可能になる。

【００４９】尚、従前の一次元方向への移動によるカッ
ター運動と比較し、本実施例の構造によれば数倍から数
十倍の延命がなされた。

【００５０】また、線材の切断面にたいしても、従前で
は所謂「バリ」が発生しやすかったが、本実施例の構造
にすることにより切断面の形状は極めて良好な結果を得
ることができた。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ネ製造に用いられるカッターの延命がなされ、しかも極
めて簡単な構造で実現でき、精度良く切断することが可
能になる。

【００５２】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるウェッジ方式によるバネ製造部
位の構造とその動作を説明するための図である。

【図２】実施例におけるプッシュ方式によるバネ製造部
位の構造とその動作を説明するための図である。

【図３】実施例におけるバネ製造装置の制御部のブロッ
ク構成図である。

【図４】実施例におけるバネ切断にかかるカッターの運
動を発生させる構造を示す図である。

【図５】実施例のカッターの運動軌跡を示す図である。

【図６】実施例のカムの回転軸とカムに固定された力点
軸の関係を示す図である。

【図７】通常のバネ切断にかかるカッターの運動方向を
示す図である。

【図８】通常のバネ切断のカッター運動のシーケンスを
示す図である。

【符号の説明】

１ 線材 ２ａ，２ｂ 線材ガイド ３ａ，３ｂ フィードローラ ４ａ，４ｂ及び２１ ポイントツール ５ 芯がね ６ ウェッジツール ７ カットツール ２２ プッシュツール ３０ カム ３１ スライドベース ３２ スライダ ４０ カッターマウント ５０ 支点軸 ５１ リンク部材 ５４ 力点軸 ５５、５７ スライダ片

【手続補正書】

【提出日】平成５年５月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題に鑑
みなされたものであり、単にカッターの延命を図るだけ
でなく、それを極めて簡単な構造で実現し得るバネ切断
機構を提供しようとするものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バネ成形部位近傍にあるポイントツール
   に向けて線材を供給し、当該ポイントツールに前記線材
   を当てることで強制的に湾曲させて径を生ぜしめること
   でバネを製造する装置のバネ切断機構において、 モータにより回動し、該回動する軸から所定の距離だけ
   隔てた位置から延出する力点軸を備えたカムと、 該カムの側面に当接して、前記線材の供給方向にほぼ垂
   直方向に運動するスライダ部と、 一方の端近傍にバネ線材を切断するためのカッターを装
   着し、他端近傍に延出した作用軸を有し、更に、略中央
   位置が前記スライダ部に対して回動自在に取り付けられ
   たカッターマウントと、 所定の固定軸に端近傍が回動自在に軸支され、前記力点
   軸及び前記作用軸を摺動自在の保持するリンク部材とを
   備えることを特徴とするバネ切断機構。