JPS6249133B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はコイルばねなどを製造するコイリング
装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来のコイリング装置として、リードスクリユ
ーを用いたものが知られている。このものは、外
周面に成形用螺旋溝をもつリードスクリユーを、
ばねの材料を巻付ける芯金に近接して平行に設
け、これら芯金とリードスクリユーを同一駆動源
により同一周速度で互いに逆回転させるようにし
ている。そして材料の端部を芯金にチヤツクした
状態で芯金を回転させつつ材料を供給することに
より、リードスクリユーの螺旋溝に沿つて所定の
ピツチで材料が芯金に巻かれるようになつてい
る。

しかしながらこの場合、コイリングすべきばね
のピツチや径などに応じて多種類のリードスクリ
ユーを用意しなければならず、リードスクリユー
の製作や取扱い、保管、ランニングコストなどの
面で問題が多い。

一方、特公昭52―10816号公報に示されている
先行技術はリードスクリユーを用いないコイリン
グ装置であるが、以下のような問題がある。すな
わちこの先行技術においては、材料を巻付ける芯
金（マンドレル）に近接して案内を設け、この案
内を親ねじによつて移動させるようにするととも
に、この案内にキヤリツジとローラを設け、この
キヤリツジをシリンダによつてローラと独立に移
動できるようにしている。そして上記ローラは芯
金の真上に位置しており、ローラを巻始端に近付
けることに限界があるために、コイリング開始直
後の座巻部においては上記ローラはピツチ付与に
関与させずキヤリツジのみ移動させてピツチ角を
付与し、１巻き巻終えたところで上記ローラの片
フランジに材料を当てている。その後はローラと
キヤリツジの相対位置によりピツチ角度を付与す
るようにしている。

上記の如くピツチを決定する要因はローラとキ
ヤリツジにあるが、ローラは前記親ねじによつて
移動させられ、またキヤリツジは前記シリンダに
より駆動されるというようにピツチに関与するア
クチユエータが複数存在し、各々制御しなければ
ならないため、例えば巻始め等においてローラと
キヤリツジとの相対運動のとりかた、あるいは全
体の移動速度などとの関係を設定することが難し
く、所望のばね形状を得るに試行錯誤的にならざ
るを得ない。また制御回路系および機械装置系が
共に非常に複雑になる。しかもローラの高さが一
定であるため、例えば円錐コイルばねのようにコ
イル径の変化するばねでは巻込不可能である。し
かもピツチ角一定のためピツチ可変ばねも巻込不
可能である。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基づきなされたものでその
目的とするところは、制御回路系および機械装置
系が比較的簡単であり、また様々な種類のばねに
対しばね形状を設定し易いコイリング装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、断面が円形でかつ外周面に成形用螺
旋溝をもたないばね材料巻付け用の芯金と、この
芯金の端部に連結されて芯金を回転駆動する芯金
駆動ヘツドと、上記芯金駆動ヘツドに設けられて
コイルばね材料の先端をつかむチヤツクと、上記
芯金と平行に配設されたガイドと、このガイドに
添つて芯金の軸線方向に移動可能に設けられた可
動台と、この可動台に取付けられかつ上記チヤツ
クとぶつからないようにチヤツクの回転軌跡の外
側に配置されてコイルばねの材料を芯金に向かつ
て案内するガイドローラと、を備えたコイリング
装置に適用される。

そして本発明においては、上記可動台を上記芯
金の一端側から他端側に向かつて芯金の軸線方向
に添つて移動させる１つのアクチユエータを設け
るとともに、上記芯金の回転角を検出する第１の
検出器と上記ガイドローラの芯金に対する軸線方
向の位置を検出する第２の検出器とを設け、かつ
上記第１の検出器によつて検出される芯金の回転
角と第２の検出器によつて検出されるガイドロー
ラの位置とをフイードバツクするとともに予め入
力しておいたコイルばねのピツチに関するデータ
に基づいて所望のピツチが得られるように上記芯
金の回転位置に関連して前記アクチユエータにガ
イドローラ駆動用の信号を出力する演算処理部を
設けたことを特徴とする。

上記構成のコイリング装置はガイドローラの位
置が芯金の真上でなく芯金の側方に離れて位置し
ており、このためピツチ角は芯金に巻付けられて
いる材料の位置とガイドローラの位置とによつて
容易に決定できる。そしてピツチを決定するのは
ガイドローラを駆動する１個のアクチユエータだ
けであるから、制御が容易であり、様々なピツ
チ、コイル径のばねに対しても容易に対応でき、
制御回路系および機械装置系の構成も簡単であ
る。

また、成形用螺旋溝をもつリードスクリユーが
不要であるから、リードスクリユーの製作や取扱
い、保管などの問題を解消でき、かつ１種類の芯
金を用いて多様なピツチのコイルばねを成形でき
るので、ランニングコストも削減することができ
る。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例につき図面を参照して
説明する。第１図において図中１は芯金を示して
いる。この芯金１は円柱状ないし円錐状をなし、
ばねの材料Ａが巻付くものである。芯金１の外周
面には従来のリードスクリユーに見られるような
成形用螺旋溝は設けられていない。この芯金１の
一端側は芯金ホルダヘツド２により回転自在に支
持されている。この芯金ホルダヘツド２は、可動
ベース３に取付けられている。この可動ベース３
はガイド４，４に沿つて図示左右方向にスライド
可能であり、シリンダ機構５によつて往復駆動さ
れるようになつている。なお芯金ホルダヘツド２
と芯金１とは一体に移動する。

また芯金１の他端側に芯金１を回転させる芯金
駆動ヘツド７が設けられている。この芯金駆動ヘ
ツド７に対し芯金の端部１ａは挿脱可能である。
この芯金駆動ヘツド７は減速歯車機構８とブレー
キ９およびクラツチ１０などを介して、モータ１
１により回転駆動される。更に芯金駆動ヘツド７
のすなわち芯金１の回転角を検出するために第１
の検出器１２が設けられている。

また上記芯金駆動ヘツド７にチヤツク１５が設
けられている。このチヤツク１５は、芯金１の半
径方向に移動するものであり、シリンダ機構１６
によつて駆動され、材料の端部A₁をつかむよう
になつている。

また芯金１の側方に離れて芯金１と平行にガイ
ドローラ１７が設けられている。このガイドロー
ラ１７は軸１８によつてアーム１９に軸支されて
いる。このアーム１９は可動台２０に設けられて
いて、送りねじ２１を回転させることにより、ガ
イド２２，２２に沿つて芯金１の軸線方向（図示
左右方向）に往復移動できるようになつている。
上記ガイドローラ１７は、図面に示される如く、
チヤツク１５とぶつからないようにチヤツク１５
の回転軌跡の外側に配置されている。そしてこの
ガイドローラ１７はコイルばねの材料Ａを芯金１
に向かつて案内する。上記送りねじ２１は、アク
チユエータの一例としてのサーボモータ２５によ
り回転駆動される。このサーボモータ２５として
は、DCサーボモータあるいはACサーボモータ、
パルスモータ、油圧サーボモータなどのうち適宜
のものを採用する。

そして送りねじ２１の回転角は第２の検出器２
６により検出され、この回転角にもとづきガイド
ローラ１７の芯金１に対する軸方向の位置がエラ
ーカウンタ２７にフイードバツクされるようにな
つている。なおサーボモータ２５の回転角を直接
検出してフイードバツクするようにしてもよい。
２８はサーボ増幅器である。

そして上記サーボモータ２５を制御するために
マイクロプロセツサを使用した演算処理部３０が
設けられている。この演算処理部３０には第１の
検出器１２からの信号、すなわち芯金駆動ヘツド
７の回転角を示す信号が入力される。そして予め
入力されたデータに基づき芯金駆動ヘツド７の回
転角に関連してサーボモータ２５の回転、すなわ
ちガイドローラ１７の図示左右方向の位置を制御
するようになつている。また演算処理部３０にク
ラツチ・ブレーキ駆動ユニツト３１が接続され、
予め設定された時機にブレーキ９とクラツチ１０
を作動させるようになつている。

次に上記構成の作用について説明する。材料Ａ
をガイドローラ１７の溝を通して、その端部A₁
を芯金１とチヤツク１５との間に挿入する。そし
て演算処理部３０にスタート信号を送ると、シリ
ンダ機構１６が作動し、チヤツク１５により材料
の端部A₁がクランプされる。

次いでクラツチ１０が動作し、モータ１１の動
力が減速歯車機構８を径由して芯金駆動ヘツド７
に伝わり、芯金１を回転させる。一方、芯金駆動
ヘツド７の回転角は第１の検出器１２により検出
され、この信号を演算処理部３０のプリセツトカ
ウンターに入力する。プリセツトカウンターには
予め適当な方法（例えばキーボード、フロツピー
デイスク、磁気テープ等）で、ガイドローラ１７
の位置等に関するデータが入力されており、これ
に基づいてサーボモータ２５は加減速を行ない、
芯金１の回転角に対応してばねのピツチが形成さ
れていく。

芯金１に材料Ａを巻き終えると、演算処理部３
０よりクラツチ・ブレーキ駆動ユニツト３１に信
号が送られ、芯金１は回転を停止し、またサーボ
モータ２５がリターン動作を行なつてガイドロー
ラ１７は巻始めの位置に戻る。同時にシリンダ機
構５が動作し芯金ホルダヘツド２を図示右方向に
移動させて芯金１をばねから抜き去り、ばねの取
出しを行なう。こうしてばねが取り出されたの
ち、再び芯金１はシリンダ機構５により駆動ヘツ
ド７に接する位置まで復帰して、１サイクルを終
える。

上記コイリング装置によれば、巻始めから巻終
りに至るまでピツチ角は芯金１上の材料位置とガ
イドローラ１７との相対位置により決定されるか
ら目的とするばね形状を設定し易く、しかもピツ
チを決める要因となるのは１つのアクチユエータ
（サーボモータ２５）のみであるから、制御が容
易であり、制御回路系および機械装置系が共に簡
単なものとなり、かつコイル軸線方向にピツチが
変化するばねや、コイル径の変化する非円筒形の
ばねに対しても所望のピツチを比較的容易に得る
ことができ、作業の段取りも簡単である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、ピツチを付与
するための制御回路系あるいは機械装置系などが
簡単となり、またピツチあるいはコイル径などが
変化する製品に対しても容易に対応することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図であ
る。 １……芯金、７……芯金駆動ヘツド、１５……
チヤツク、１７……ガイドローラ、２５……サー
ボモータ（アクチユエータ）、３０……演算処理
部、Ａ……材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断面が円形でかつ外周面に成形用螺旋溝をも
   たないばね材料巻付け用の芯金と、この芯金の端
   部に連結されて芯金を回転駆動する芯金駆動ヘツ
   ドと、上記芯金駆動ヘツドに設けられてコイルば
   ね材料の先端をつかむチヤツクと、上記芯金と平
   行に配設されたガイドと、このガイドに添つて芯
   金の軸線方向に移動可能に設けられた可動台と、
   この可動台に取付けられかつ上記チヤツクとぶつ
   からないようにチヤツクの回転軌跡の外側に配置
   されてコイルばねの材料を芯金に向かつて案内す
   るガイドローラと、を備えたコイリング装置にお
   いて、 上記可動台を上記芯金の一端側から他端側に向
   かつて芯金の軸線方向に添つて移動させる１つの
   アクチユエータを設けるとともに、上記芯金の回
   転角を検出する第１の検出器と上記ガイドローラ
   の芯金に対する軸線方向の位置を検出する第２の
   検出器とを設け、かつ上記第１の検出器によつて
   検出される芯金の回転角と第２の検出器によつて
   検出されるガイドローラの位置をフイードバツク
   するとともに予め入力しておいたコイルばねのピ
   ツチに関するデータに基づいて所望のピツチが得
   られるように上記芯金の回転位置に関連して前記
   アクチユエータにガイドローラ駆動用の信号を出
   力する演算処理部を設けたことを特徴とするコイ
   リング装置。