JPS58112623A - ばね製造機の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は種々のばね製造機の調整方法に関する。

旧来のばね製造機は、１個のモーターにより線送りロー
ラを回転させると共に曲げツール、ピッチツール、カッ
ティングツール等の工具を作動させるようにしたもので
あったため、線送りローラの回転又は停止時期と工具の
作動又は停止時期との調整、換言すれば、工具作動カム
の形状決定、そのカム軸への取付位置、その動きを伝え
る動力伝達リンク機構の長さの決定等の調整作業が大変
困難であり、熟練者にあっても調整に相当の時間と労力
を要するという欠点があった。殊に、モーターの回転を
、クランクギヤー−クランクピン−セグメントギヤー−
ピニオン−ワンウェイクラッチ（ピニオンの一方向回転
のみを出力するクラッチ）を介して線送りローラに伝え
る形式のばね製造機にあっては、製造すべきばね展開長
、即ち線材送り出し長さの変化に伴って、線送り速度曲
線（カム軸回転角を横軸、線送り速度を縦軸に止って描
いたグラフ）が変化するため、調整が更に困難であると
いう欠点があった。

上記の如き欠点を解消するため、ばね製造機に線送りモ
ーターと工具作動モーターとの２個のモーターを装備す
ると共に、マイクロコンピュータり線送りモーターと工
具作動モータとの２個のモーターを制御するようにたば
ね製造機が開発されるに至った。このばね製造機は、製
造すべきばねの仕様に合わせてプログラミングを行なう
だけでよいので、旧来のばね製造機に比較して調整時間
を短縮出来るという利点はある。しかしながら、ばね製
造機に制御装置を組み合わせたものであるため、大変高
価なものとなる欠点があるのみならず、制御装置により
２個のモーターを頻繁に起動・停止させてばねを製造す
るものであるため、旧来のばね製造機に比較して生産が
上がらないという欠点があるため、結局ユーザーにとっ
てそれ程魅力のあるものではなかつｔコ。

この発明は、誤差の少ないばねを大量に生産出来且つ安
価である旧来のばね製造機を、熟練者でなくても極めて
簡単且つ短時間に調整することの出来る方法を提供する
ことを目的とするものである。

この発明方法は次の通りである。即ち、工具作動カム、
カム軸への取付は位置が決められた工具作動カム取付板
、工具系動力伝達リンク機構の長さ変更可能部等のばね
製造機の調整必要部分に目盛を付し、これら目盛値を含
むばね製造機の構造的特徴を数値化した基礎データー及
びばね製造機の調整に必要な数式等の基礎データーを、
ばね製造機と別個に設けたコンピューターに記憶させて
おき、このコンピューターに、使用するばね製造機、製
造すべきばねの仕様等の入力データーを入力して所定の
演算を行なわせ、工具作動カムの形状、工具系動力伝達
リンク機構の長さ、ばね展開長、謀送りローラの圧力を
含む出力データーを得、これらの出力データーに基づい
て、工具作動カム取付板の目盛を利用し、選定された工
具作動カムをカム軸に取付けたり、工具系動力伝達リン
ク機構の長さ変更可能部の目盛を利用してその長さを変
更するなどしてばね製造機を調整し、最後にばね製造機
を作動させつ５その微調整を行なうことを特徴とするも
のである。ここで、コンピューターに記憶させるとは、
コンピューター臼体に記憶させる外、フロッピーディス
ク、磁気テープ等の記憶手段に記憶したものをコンピュ
ーターに読み取らせることも含む。

以下に、この発明を、第１図に示す円錐台状の圧縮ばね
１を製作する場合の実施例に基づいて説明する。

ばね１は、止座巻部１ａ、これに続くテーパー巻部１ｂ
及び天座巻部１ｃにより構成されている。止座巻部１ａ
及び天座巻部１ｃはばね１の軸心に対して垂直となるよ
う＋ｔなされると共にばね１の軸心からの距離が変化し
ないようになされている。なお、製造しようとするばね
は、圧縮ばねに限定されるものではなく、引きばね、ね
じりばね等を製造するように、ばね製造機を調整するこ
とも勿論可能である。

第２図には、調整すべきばね製造機の一例を示しである
。この図において、ばね製造機１１に取付けられた１個
のモーター（図示略）の回転は、送り原動軸１２及びカ
ム軸１３に伝えられるようになされている。

原動軸１２にはクランクギヤー１４が固着され、このク
ランクギヤー１４にはその半径方向移動自在にクランク
ビン１５が設けられ、このクランクピン１５は展開長変
更装置（図示略）に移動させられて原動軸１２に対する
位置、換言すればその回転半径を変更し得るようになさ
れている。クランクビン１５はセグメントギヤー１６の
縦長溝１７に嵌まっており、このセグメンギャ−１６は
クランクビン１５の回転により揺動運動するようになさ
れている。セグメントギヤー１６にはピニオン１邑が噛
み合わされ、このピニオン１８の回転軸１９−には、そ
の一方向回転のみを出力するワンウェイクラッチ２０を
介して回転軸２１が連結され、この回転軸２１に取付け
られた歯車２２が下方のローラ軸２３に固着された歯車
２４に噛み合わされ、この歯車２４は上方のローラ軸２
５に固着された歯車２６に噛み合わされ、ローラ軸２８
．２５各々に相互に対向するようにして取付けられｔこ
線送りローラ２７．２８により線材Ｗが第２図において
右から左へ送られるようになされている。即ち、原動軸
１２により回転するクランクビン１５によりセグメント
ギヤー１６が揺動させられ、この揺動運動によりピニオ
ン１８が正逆回転するが、ワンウェイクラッチ２０の作
用により歯車２２は時計方向にのみ回転するようになさ
れ、この歯車２２の回転により線送りローラ２７．２８
は線材Ｗを左方に送り出すように回転する。線送りロー
ラ２８にはそれを上下動させる公知の圧下圧調節装置（
図示略）が設けられている。

カム軸１３には、この発明方法により選定された変形カ
ム２９が、カム軸１８に対する位置が決定された工具作
動カム取付板８２及びボルト８８により取付けられてい
る。変形カム２９は、標準化された標準カム８０とこれ
に重ね合わされる、外周面に円弧面一−−−−／／ 部及び傾斜面部を有する調節板８１とより構成され、前
記標準カム８０は、外周面が円弧面の円弧面部８０ａと
外周面が変形カム面の変形カム面部ａｏｂと両者の段差
をつなぐための外周面が傾斜面の傾斜面部８０ｃとより
形成され、この標準カム３０には例えば１０°おきに目
盛８４が形成され、この目盛８４の目盛線各々に対応し
て、始点となる１盛線からの角度が表示されている。こ
の標準カム３０は、良く製作される標準的なばねを決定
し、そのばねに対応して１個装作するものである。前記
調節板８１には標準カム８０の目盛３４を利用して、そ
れに対する調節板３１の位置を決めやすくするため、基
準縁８５が形成されている。前記カム取付板８２にも例
えばｌＯｏおきに目盛３６が付され、この目盛８６の目
盛線各々に対応して、始点となる目盛線からの角度が表
示されている。なお、カム取付板８２に目盛８６を付さ
ずに、カム軸１８に目盛を付すようにしてもよいことは
勿論である。変形カム２９には、動力伝達リンク機構３
７の一構成部材であるＬ字状揺動レバー３８の水平部８
８ｄの先端に取付けられたカムフォロワー３９が当接さ
れ、前記揺動レバー８８は軸４０によりばね製造機１１
の前壁１１ａに回転自在に取付けられ・・、この揺動レ
バー８８の垂直部８８ｂにはＡＬＬがあけられ、この長
孔４１の一側縁には目盛４２が付されている。この長孔
４１及び揺動杆４３の長孔４４にそれらを貫通するよう
にしてピン４５が嵌められ、このピン４５は揺動レバー
８８とは相対回転しないようになされると共に、所定の
目盛４２の位置にそれを止めることが出来るように指標
４６が形成されている。

更に、ピン４５は長孔４１．４４に沿って移動自在とな
されると共に所定の位置で固定し得るようになされてい
る。このピン４５の位置を変更することにより、揺動杆
４８の揺動角を変更することが出来る。

この揺動杆４３は軸４７によりばね製造１ｌＬ１１の前
壁１１ａに揺動自在に取付けられ、その先端に形成され
たねじ孔４８にスライド押しボルト４９がねじ嵌められ
、このボルト４９に固定ナツト５０がねじ嵌められてい
る。このような構成により、ボルト４９を回転させて、
揺動杆４８に対するその位置を変更した後、固定ナツト
５０を揺動杆４３に向けて締付けることをこより、ボル
ト４９の、揺動杆４８からの突出長さを自由に変更する
ことが出来る。揺動杆４ａの、軸４７よりやや上部に対
向するよ−うにして、ばね製造機１】の前壁１１ａにブ
ラケット５１が形成され、このブラケット５１に形成さ
れたねじ孔５２にボルトからなるストッパー５８がねじ
嵌められ、このストツノ′Ｆニー　５８に固定ナツト５
４がねじ嵌められている。前記スライド押しボルト４９
の先端はスライド５５の左端に当てられ、このスライド
５５は前壁１１ａに固着されたガイド５６に移動自在に
嵌められると共に、一端がガイド５６に他端がスライド
５５に当てられた弾発ばね５７により左方に付勢されて
いる。スライド５５には曲げツール５８が着脱自在に取
付けられている。この曲げツール５８は線材巻成空間部
５９に向かって突出している。前記スライド５５は、動
力伝達リンク機構３７により線材巻成空間５９に向かっ
て進退するようになされている。

上記の如く、ばね製造機１１の構造が決定すれば、線材
Ｗの送り出し長さ、換言すればばねの展開長に対応した
、カム軸１３の回転角に対する線材送り速度（線送り速
度曲線）を知ることが出来るので、線送り速度曲線を線
材Ｗの送り出し長さの関数として表わすことが出来る。

また、スライド５５の移動量を、変形カム２９のリフト
、動力伝達リンク機構３７のピン４５の位置、スライド
押しボルト４９の位置等、要するにスライド５５の移動
に関係する部材の形状や位置の関数として表わすことが
出来る。

更に、ばね１の仕様、例えばばね材の直径ｄ、止座巻部
１ａの直径Ｄ１、天座巻部１ｃの直径Ｄ２、巻数Ｎ等、
要するにばね１の形状を特定するに必要な所要側の変数
の関数としてばね展開長を表わすことが出来る。

上記の如き関数を得て、ばね製造機１１と別個に設けた
マイクロコンピュータ−を利用して、次の如き演算等を
行なわせる。即ち、コンピューターに製造すべきばね１
の所要の仕様値を入力すれば、コンピューターはそれら
の数値を得て、展開長を求めると共に第８図に示す如き
変形カムの図形を求める。ばね１の形状、更に詳しくば
ばね１の直径を変数とする関数に基づいて、曲げツール
５８、スライド５５を介して連動する動力伝達リンク機
構８７のＬ字状揺動レバー３８のカムフォロワー３９の
動きを得、究極的に変形カムの形状を得ることが出来る
ので、コンピューターにその演算を行なわせることによ
り変形カムの形状を簡単に求めることが出来る。上記コ
ンピューターによる演算は具体的には次のようになされ
るものである。即ち、コンピューターは、スライド押し
ボルト４９を定められた位置に固定すると共に、揺動レ
バー８８と揺動杆４３とを連結するピン４５を目盛４２
の所定位置、例えば一番下の位置に合わせた状態を設定
して演算を行ない、そのとき得られる変形カムの形状と
、予め多数準備された標準カムとを比較し、得られた変
形カム形状に１番近い形状の標準カムを選定し、その標
準カムと変形カムとの形状の差が設定された誤差の範囲
を越える場合には、ピン４５を設定された長さだけ移動
させた状態を設定して、第２回目の演算というように、
選定された変形カムとそれに一番近い標準カムとの形状
の差が設定された誤差の範囲に入るまで繰り返して、斯
かる条件が満足されると、変形カムの形状をプリンター
やカラーディスプレーに第３図の枠内に示すかたちであ
られす。このように、プリンターやディスプレーに表わ
すことにより、作業者は変形カムの形状を簡単に知るこ
とが出来る。このようにして変形カムを図形であられす
と共に、各標準カムには番号が付されているので、選定
された標準カムを番号で表示するようにしている。更に
標準カムの、カム軸１３への取付位置を示すため、第８
図の切断位置に相当する標準カムの位置をカム取付板３
２のどの目盛３６に合わせばよいかを表示し得るように
なっている。これが出来るのは、コンピューターにおい
て、カム軸１８がどの位置にあるときに切断が行なわれ
るかが判っているからである。前記と同様にして、ピッ
チツール作動カム、カッティングツール作動カム等の工
具作動カムを選定すると共に、それらの動力伝達リンク
機構の長さ変更可能部の長さを選定する。また、ばね材
の直径、その材質等に基づいて線送りローラ２７．２８
の線材Ｗの挟圧圧力をもコンピューターにより求める。

上記のようにして選定された標準カム３０を多数の標準
カムの中から選び出し、第８図の変形カムの図形を参照
しつ５、標準カム８０の大座巻終了に相当する部分に基
準縁３５を合わせるようにして、標準カム８０に調節板
３′１を重ね合わせる。このようにして一体化された変
形カム２９を、カム取付板３２の目盛８６を利用しつ＼
、コンピューターにより示されたようにカム軸１８に取
付ける。また動力伝達リンク機構３７のビン４５を、目
盛４２を利用して選定した位置に固定する。展開長のセ
ットは、ばね製造機１１の展開長表示装置をその展開長
に対応する位置に合わせた後、それを固定することによ
り行なわれる。

ピッチツール作動カム、カッティングツール作動カムの
取付は及び動力伝達リンク機構の調整も同様に行なわれ
る。また、線送りローラ２７．２Ｂの線材Ｗの挟圧圧力
もコンピューターの示す値に基づいて調節する。

このようにして、ばね製造機１１の調整を行なった後、
ばね製造機１１を手動で作動しつ一１微調整を行なう。

この時、標準カム８０の、第８図に示す変形カムの図形
の大座巻開始部に相当する部分がカムフォロワー８９に
当接したときに、揺動杆４３にストッパー５３が当接す
るようにストッパー５８の位置調節を行なうことが必要
である。このようにして、揺動杆４３がストッパー５８
に当接した後は、カムフォロワー８９は標準力ｉ１り浮
いた状態となるものである。このようにストッパー５８
により揺動杆４８の動きを規制する理由は次の通りであ
る。すなわち、第８図に示す如く、天座巻部に相当する
、図形にあられされた変形カムの外周面は円弧であるに
もかかわらず、標準カム８０は、最大展開長のばね製造
に使用し得るようになされているため、その天座巻部に
相当する・部分の外周面も変形カム面となされており、
そのｔこめカムフォロワー８９をそれに当接させると、
所望の天座巻部ＩＣを得ることが出来ないから、ストッ
パー５８により揺動杆４３の動きを規制して、所望の直
径Ｄ２を有する天座巻部ＩＣを得ることが出来るように
するためである。

このようにして調整されたばね製造機１１を作動するこ
とにより、第１図に示すような圧縮ばね１を得ることが
出来る。なお、第５１図の下方には、カムフォロワー８
９が第８図の変形カムの図形の如何なる位置にあるとき
にばね１の如何なる部分が形成されるかを示している。

圧縮ばね１の止座巻部１ａはカムフォロワー３９が第８
図のＤ−Ｅ間及びＡ−Ｂ間（以下、同様）を移動する間
に行なわれる。

即ち、天座巻部１ｃの巻成が終ると、線材Ｗの切断のた
め曲げツール５８は芯金（図示路）に向かって突出する
。この間が、カムフォロワー８９がＤ−Ｅ間を移動する
間であり、この間に線材Ｗの送９出しが行なわれ止座巻
部１ａの前半部が巻成される。而してカムフォロワー３
９がＥ−Ｂ間を移動する間には曲げツール５８は移動し
ない。そして、カムフォロワー３９がＥ−Ａ間を移動す
る間線送りは行なわれず、Ｅ−Ａ間の設定位置において
カッティングツールが作動して巻成されたばね１は線材
Ｗより切り放される。カムフォロワー８９がＡ−Ｅ間を
移動するとき線材Ｗの送り出しが行なわれる。而して、
Ａ−Ｂ間においては変形カム２９の外周面が円弧面であ
るので曲げツール５８は移動せずに直径変化のない止座
巻部１ａの後半部が巻成され、Ｂ＜間において曲げツー
ル５８の移動に伴ってテーパ巻部１ｂが巻成され、更に
０１間において、ストッパー５３により揺動杆４３の動
きを規制することにより直径変化のない天座巻部１ｃが
巻成され、前記した如（Ｄ−Ｅ間において止座巻部１ａ
の前半部が巻成される。このような順序によりばね１を
巻成していくものである。このばね巻成方法自体は、公
知のも・のである。

この発明方法によれば、ばね製造機の構造的特徴を数値
化すると共に、ばね製造機の調整に必要な関数を求め、
これらに基づいてばね仕様の変数を入力することにより
、ばね製造機の調整に必要な出力データーを得、この出
力データーに基づいてばね製造機を調整することが出来
るので、その調整時間を極めて短縮出来るのみならず、
熟練者カブ−ターに基づいてばね製造機を調整するよう
にしたものであって、ばね製造機１台に１台のコンピュ
ーターを組み合わせるものでないから、１台のコンピュ
ーターを多数のばね製造機の調整に使用出来て極めて経
済的であると共に、ばね製造機を使用しているときにも
、次に製造すべきばねに対応するようにばね製造機を調
整するためのデーターを得ることができるので、ばね製
造機の使用効率を高めることが出来る。また、ばねの仕
様及びばね製造機の調整に関する出力データーをコンピ
ューター自体又はプロツピーディスク等に記憶させてお
き、必要なとき直ち國その出力データーを呼び出して、
再利用出来るので、ばね製造機を前回調整したのと同じ
状態に再現出来るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の詳細な説明するためのものであって、
第１図は製造すべきばねの側面図、第２図は調整される
ばね製造機の一例を示す要部正面図、第８図はコンピュ
ーターにより描き出された変形カムの図形である。 １・・・圧縮ばね、１１・・・ばね製造機、１３・・・
カム軸、２７．２８・・・線送りローラ、２９・・・変
形カム、８２・・・工具作動カム取付板、３６・・・目
盛、８７・・・動力伝達リンク機構、４２・・・目盛、
Ｗ・・・線材 特許出願人　　新興機械工業株式会社 代理人　弁理士大西哲夫 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工具作動カム器、カム軸（ハ）への取付位置が決め
   られた工具作動カム取付板（３２、工具系動力伝達リン
   ク機構（３ηの長さ変更可能部等のばね製造機０ｐの調
   節必要部分に目盛を付し、これら目盛値を含むばね製造
   機ａηの構造的特徴を数値化した基礎データー及びばね
   製造機（＋１）の調整に必要な数式等の基礎データーを
   、ばね製造機αυと別個に設けたコンピューターに記憶
   させておき、このコンピューターに、使用するばね製造
   機（１１）、製造すべきばね（１）の仕様等の入力デー
   ターを入力して所定の演算を行なわせ、工具作動カムｆ
   ２ａの形状、工具系動力伝達リンク機構１３ηの長さ、
   ばね展開長、線送りローラ＠（ハ）の線材（５）の挟圧
   圧力を含む出力データーを得、これらの出力データーに
   基づいて、工具作動カム取付板（３２の目盛ばを利用し
   つ〜選定された工具作動カム四をカム軸（至）に取付け
   たり、工具系動力伝達リンク機構（３７１の長さ変更可
   能部の目盛＠２を利用してその長さを変更する等してば
   ね製造機αυを調整し、最後にばね製造機０υを作動さ
   せつ−その微調整を行なうことを特徴とするばね製造機
   の調整方法。 ２、前記出力データーのうち工具作動カム器の形状をプ
   リンターにより用紙に描くようにした特許請求の範囲第
   １項記載のばね製造機の調整方法。 ３、前記出力データーのうち工具作動カム四の形状をカ
   ラーディスプレイに表示するようにした特許請求の範囲
   第１項記載のばね製造機の調整方法。 ４、前記工具作動カム難として標準化されたカム関とこ
   のカム閑に重ね合わされる、円弧面を有する調節板闘と
   からなるものを使用する特許請求の範囲第１項記載のば
   ね製造機の調整方法。