TWI527639B - 圓錐彈簧之載重特性調節方法 - Google Patents

Description

圓錐彈簧之載重特性調節方法

本發明，係關於在線形彈簧成形裝置中，利用從為線材導引的線材送出部朝前方所送出的線材，抵合於在其前方所配置的成形工具並進行捲繞而成形的圓錐彈簧之載重特性調節系統。

作為藉由使線材捲繞而成形為線形彈簧的裝置，已知有如專利文獻1(日本專利特開2004-237352號)者。根據此裝置，線材，係藉由具有壓送滾輪的線材壓送手段從通心軸(線材送出部)送出於成形平台，抵合於從與線材之軸線正交之方向朝線形彈簧成形平台前進之線圈成形工具，並捲繞而成形為線圈。

又，所成形之線圈的直徑，係對應線圈成形工具與通心軸之距離而變化。即，所成形之線圈的直徑，係當成形工具與通心軸之距離越靠近，線圈徑越小，當成形工具與通心軸之距離越遠，則線圈徑越大。所以，藉由此線形彈簧成形裝置，使通心軸一邊利用通心軸移動手段以等速度朝線材之軸線方向移動(將通心軸從成形工具以等速度拉開)，當從通心軸以等速度所送出的線材抵合於線圈成形工具時，因為線圈徑會沿軸線方向逐漸地變化(增加)，而成形為近似圓錐形狀之彈簧。

但是，成為圓錐彈簧之素材的線材，由於製造批號的差異等，而具有線徑出現微少變異等特性的差異。所以，即便利用特性有些微差異的線材形成同一形狀之圓錐彈簧，所做出的圓錐彈簧，所獲得之載重特性就會產生變異，經常不具備在設計上所預定之範圍的載重特性。所以，在形成圓錐彈簧時，必需對應線材批號等進行調節所獲得載重特性的作業。

所以，圓錐彈簧之載重特性的調節，係以巧妙改變圓錐彈簧之完成形狀而進行。例如，圓錐彈簧，若使相對於線圈中心軸方向的圓錐彈簧外周之傾斜度，即沿線圈中心軸方向的線圈徑之增加度產生變化，利用外形巧妙的變化使所獲得之載重特性產生巧妙之變化。相對於線圈中心軸方向的圓錐彈簧外周之傾斜度，係將線形彈簧成形裝置以如圖7(a)所示進行設定，則如圖7(b)所示，在近似富士山型、近以錐型及近似碗型之間進行變化。

具體而言，在線形彈簧成形裝置的設定，將通心軸的移動速度固定於等速度，並將從通心軸以等速度送出的線材之傳送速度在途中進行切換。

圖7(a)，係表示在成形圓錐彈簧時的線形彈簧成形裝置之線材傳送速度之設定，圖7(b)，係表示對應設定的完成形狀。圖7(a)的左上圖與右上圖之各橫軸，係分別表示從通心軸的線材之傳送時間t。元件符號t1，係表示至線材傳送速度切換為止的時間，t2，係表示線材的總傳送時間。又，圖7(a)的左上圖之縱軸，係表示線材的傳送量X，右上圖的縱軸，係表示從通心軸的線材之傳送速度V。圖7(a)的左下圖之橫軸，係表示通心軸的移動時間(t1、t2係相同於線材的傳送時間)t，相同圖式的縱軸，係表示通心軸的移動距離P。

通心軸，係如上述以將如圖7(b)所示自P1至P3之間以等速進行移動(從線圈成形工具中拉開)之方式設定線形彈簧成形裝置。另一方面，線材，係以如圖7(a)右上圖所示以2階段之等速度自通心軸送出之方式設定線形彈簧成形裝置。

利用線形彈簧成形裝置所形成的圓錐彈簧之線圈圓周長，係相較於開始捲繞附近當然在捲繞結束附近者較長。所以，例如，如圖7(a)的右上圖(二點鏈線部分)所示，當由以等速度從P1移動至P3的線圈將線材以一定速度V0送出時，相對於如圖7(b)左圖所示線圈圓周長會從捲繞開始起至捲繞結束逐漸地增加，因為來自通心軸的線材之傳送量(傳送速度)並未增加而為一定，所以繞線圈一圈時的通心軸之移動比例，將從捲繞開始起朝捲繞結束逐漸地變大。因此，相對於線圈中心軸L0方向之圓錐彈簧外周的傾斜，係如圖7(b)的左圖所示，相較於開始捲繞附近在捲繞結束附近之傾斜較急劇。其結果，如圖7(b)的左圖所示，若將通心軸自P1至P2間的移動當作前半段(以下簡稱為前半段)，從P2至P3間當作後半段(以下簡稱為後半段)，則因為相對於線圈中心軸L0之圓錐彈簧外周的傾斜，係形成前半段為緩和，而後半段為急劇，所以完成的圓錐彈簧，係形成外周朝內側凹陷的近似富士山型(以下，將此形狀稱為近似富士山型)。

另一方面，相對於線圈中心軸L0之圓錐彈簧外周的傾斜，係當線材的傳送速度增加則傾斜變緩和，當線材的傳送速度減慢則傾斜變急劇。所以，如圖7(a)右上圖(實線部分)所示，當在前半段(0～t1)將來自通心軸的線材之傳送速度由V0減速至既定之等速度V1，並將後半段(t1～t2)的線材傳送速度從V0增速至既定之等速度V2時，圓錐彈簧外周的傾斜，便如圖7(b)中央圖所示，前半段會變得較(b)左圖更為急劇，後半段則變得更為緩和。其結果，圓錐彈簧的完成形狀，係從近似富士山型些微變化為外周之傾斜幾乎一定的近似錐型(以下，將此形狀稱為近似錐型)，而微調節所獲得的載重特性。

再者，如圖7(a)右上圖(單點鏈線部分)所示，當將前半段(0～t1)的線材傳送速度由V1進一步減速至V3，並將後半段(t1～t2)的線材傳送速度由V2增加至V4時，圓錐彈簧外周的傾斜，便如圖7(b)右圖所示，前半段會變得較(b)中央圖更為急劇，而後半段則變得更為緩和。其結果，圓錐彈簧的完成形狀，係從近似錐型些微變化為外周朝外側突出的近似碗型(以下，將此形狀稱為碗型)，而進一步微調節所獲得的載重特性。

如上述，習知之圓錐彈簧之載重特性的微調節，係藉由在線形彈簧成形裝置所設定，使通心軸從P1移動至P2的時間t1為止之前半段之等速度變數(在此，設為a)、與使通心軸從P2移動至P3之從時間t1起至t2為止的後半段之等速度變數(在此，設為b)的組合將圓錐彈簧進行試製，若未能獲得既定之載重特性，作業員便將等速度變數(a,b)的組合進行設定變更，在從富士山型至近似碗型之間再度試製形狀巧妙地不同的圓錐彈簧，直到獲得具有既定之載重特性的圓錐彈簧為止，反覆進行圓錐彈簧的試製而進行。

[先行技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2004-237352號

在成形圓錐彈簧時，作業者，必須在成形之圓錐彈簧能獲得既定之載重特性為止，將線形彈簧成形裝置的等速度變數(a,b)反覆進行無數次變更設定。決定最適合具有某特性之線材之等速度變數(a,b)的作業，係因為等速度變數(a,b)的組合數為非常龐大，所以直到發現最佳組合為止作業員將強制耗費龐大的勞力，同時耗費龐大的時間。

所以，決定適於具備某特性之線材的對線形彈簧成形裝置之設定值(習知為等速度變數a、b)之作業，最好盡可能可簡單且於短時間進行。所以，本發明申請人認為，在反覆進行圓錐彈簧成形時若能一邊減少對成形裝置輸入的變數之設定項目數，同時與習知同樣地使圓錐彈簧的完成形狀一邊產生變化可一邊調節載重之特性，或許就能減少因為反覆試製圓錐彈簧所造成的勞力與時間。

本發明，係有鑒於上述問題，為提供在調節利用試製複數個形狀巧妙地不同的圓錐彈簧所獲得之載重特性時，藉由減少將線形彈簧成形裝置設定的數值(習知係速度變數a、b)之項目數，俾大幅減少至該數值決定為止的作業時間與對作業者之負荷之，圓錐彈簧之載重特性調節系統者。

用以解決上述課題之第1發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，係當經由具有線材送出手段、成形工具、螺旋化手段及捲繞徑調節手段的線形彈簧成形裝置，進行圓錐彈簧成形時的載重特性調節系統；該線材送出手段係將線材從線材送出部沿上述線材的軸線方向送出；該成形工具係相對向於上述線材送出部至少配置一個，且使所送出的上述線材抵合並進行捲繞；該螺旋化手段係使上述線材的捲繞成為螺旋狀；該捲繞徑調節手段係藉由使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之距離進行動態變化而使上述線材的捲繞徑逐漸地變化；其中，利用上述線材送出手段使線材以等加速度從線材送出部送出，藉由調節該送出的等加速度，調節所生成之圓錐彈簧的載重特性，俾用以調節所生成之圓錐彈簧的載重特性。

(作用)藉由調節對線形彈簧成形裝置所設定輸入的線材之送出加速度，使圓錐彈簧的完成形狀變化，而成形為具備不同載重特性的圓錐彈簧。

習知，在近似富士山型、近似錐型及近似碗型之間所進行，圓錐彈簧之完成形狀之調節，即圓錐彈簧之載重特性之調節，雖然係由作業員變更對線形彈簧成形裝置所設定的「來自線材送出部的線材傳送速度之複數個組合(例如a,b)」而使圓錐彈簧之完成形狀產生變化所進行，但因為如上述組合的數量龐大，所以直到確保最適合之具有某特性的線材之「線材傳送速度組合」為止，需要龐大的時間與勞力。

但是，本案第1發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，並非藉由「線材傳送速度的組合」，而是藉由改變從線材送出部以一定的等加速度所送出的「線材之傳送加速度」，在近似富士山型、近似錐型及近似碗型之間進行，使與習知同樣之圓錐彈簧之形狀調節成為可能。

換言之，本案第1發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，係因為為了變更圓錐彈簧之完成形狀的線形彈簧成形裝置之設定項目僅有「線材之傳送加速度」一個項目而已，所以若未進行2個項目以上「線材傳送速度之組合」之設定變更，便無法獲得較與本案同樣之形狀變化的習知之調節系統的測試次數還少(習知的測試次數，係設定值的平方次)。即，直到獲得最適合其線材之設定值(於本發明為加速度)為止的測試次數與作業時間，係大幅地減少。

再者，第2發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，係當利用具有線材送出手段、成形工具、螺旋化手段及捲繞徑調節手段的線形彈簧成形裝置，使圓錐彈簧成形時的載重特性調節系統；該線材送出手段係將線材從線材送出部沿上述線材的軸線方向送出；該成形工具係相對向於上述線材送出部至少配置一個，且使所送出的上述線材抵合並進行捲繞；該螺旋化手段係使上述線材的捲繞成為螺旋狀；該捲繞徑調節手段係藉由使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之距離進行動態變化而使上述線材的捲繞徑逐漸地變化；其中，上述捲繞徑調節手段係使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之至少一者以等加速度進行移動，藉由調節該移動的等加速度，調節所生成之圓錐彈簧的載重特性，俾用以調節所生成之圓錐彈簧的載重特性。

(作用)本案第2發明取代本案第1發明中調節線材的傳送加速度，改為利用捲繞徑調節手段使線材送出部或成形工具之至少一方一邊以等加速度移動一邊使線材送出部與成形工具的距離產生變化，透過調節上述移動的等加速度，使圓錐彈簧的完成形狀變化，而調節圓錐彈簧之載重特性。

換言之，本案第2發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，係因為用以變更圓錐彈簧之完成形狀的線形彈簧成形裝置之設定項目僅「線材送出部或成形工具之一方的移動加速度」一個項目而已，所以若未進行2個項目以上「線材傳送速度之組合」之設定變更，便無法獲得較與本案同樣之形狀變化的習知調節系統的測試次數還少(習知的測試次數，係設定值的平方次)。即，至獲得對該線材最佳之設定值(於本發明為加速度)為止的測試次數與作業時間，係可大幅地減少。

而且於第3發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，係當利用具有線材送出手段、成形工具、螺旋化手段及捲繞徑調節手段的線形彈簧成形裝置，使圓錐彈簧成形時的載重特性調節系統；該線材送出手段係將線材從線材送出部沿上述線材的軸線方向送出；該成形工具係相對向於上述線材送出部至少配置一個，且使所送出的上述線材抵合並進行捲繞；該螺旋化手段係使上述線材的捲繞成為螺旋狀；該捲繞徑調節手段係藉由使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之距離進行動態變化而使上述線材的捲繞徑逐漸地變化；其中，上述螺旋化手段係以可一邊將上述線材朝圓錐彈簧的成形方向按押、一邊沿上述圓錐彈簧的成形方向移動之方式構成，且為使所捲繞之線材以對應上述該移動量的間距成為螺旋狀之間距工具，藉由使上述間距工具以等加速度移動，而使上述螺旋的間距逐漸變化，且藉由調節進行移動的上述間距工具之等加速度，調節所生成之圓錐彈簧的載重特性，俾用以調節所生成，圓錐彈簧的載重特性。

(作用)圓錐彈簧之載重特性，係即便藉由使圓錐彈簧的間距態樣產生變化亦可進行調節。本案第3發明，係使間距工具朝圓錐彈簧的成形方向以等加速度移動，使上述螺旋的間距逐漸變化，並藉由調節進行移動的上述間距工具之等加速度，使圓錐彈簧的完成形狀產生變化，而調節圓錐彈簧的載重特性。

換言之，本案第3發明的圓錐彈簧之載重特性調節系統，係因為用以變更圓錐彈簧之完成形狀的線形彈簧成形裝置之設定項目僅「間距工具的移動加速度」一個項目而已，所以若未進行2個項目以上「線材傳送速度之組合」之設定變更，便無法獲得較與本案同樣形狀變化的習知調節系統的測試次數還少(習知的測試次數，係設定值的平方次)。即，至獲得對該線材最佳之設定值(於本發明為加速度)為止的測試次數與作業時間，係可大幅地減少。

根據本案各發明所記載的圓錐彈簧之載重特性調節系統，若於圓錐彈簧的形狀變化時應變更的線形彈簧成形裝置之設定項目並非2個以上的組合而為1個項目，因為到獲得具有特定特性之線材所必要的線形彈簧成形裝置之設定值為止之測試次數減少，所以使上述設定值的決定作業變容易，大幅減少作業時間與對作業者的負荷。

關於線圈彈簧成形裝置(捲線機)的本發明之第1實施例利用圖1至圖5進行說明。

第1實施例的捲線機(coiling machine；線形彈簧成形裝置)150，係具備：線材送出單元151、端部加工車刀(paint tool)單元152、心骨153、間距工具154及切斷單元155。該線材送出單元151係將線材1朝成形平台200送出。該端部加工車刀單元152係使從線材送出單元151所送出的線材1抵合並強制地彎曲。該心骨153係導引已彎曲的線材1。該間距工具154係將已彎曲的線材1朝線圈成形方向按押而成形為螺旋狀之線圈。該切斷單元155係利用線圈末端等切斷線材1。

線材送出單元151係，具備：線材導引156、一對之進料滾輪(157a、157b)及線材送出部158。該線材導引156係具有沿線材1的軸線X1導引線材1的導引溝156a。該一對之進料滾輪(157a、157b)係利用未圖示之進料用馬達的驅動一邊夾持線材導引156上的線材1一邊旋轉，且朝線材導引156的前端側(圖式的D1方向)傳送。該線材送出部158係設置於線材導引156的前端且朝成形平台200送出線材。

端部加工車刀單元152之構成，係包含：端部加工車刀160、滑動平台161及捲繞徑調節手段162，該端部加工車刀160係於前端具有使從線材送出部158所送出的線材1抵合並彎曲的抵合溝159；該滑動平台161係於表面搭載端部加工車刀160；該捲繞徑調節手段162係使滑動平台161沿線材的軸線X1方向移動，並動態地調節端部加工車刀160的前端與線材送出部158之間隔(距離)。具有抵合溝159的端部加工車刀160之前端，係配置於與線材送出部158位於相對之位置。

再者，在線材送出部158與抵合溝159之間，朝圓錐彈簧的成形方向(圖4的CF方向。以下相同)且沿與軸線X1正交的直線X2(圖6之成形的線圈之中心軸)配置心骨153。心骨153，係具有半圓形狀之剖面，且圓形外周朝抵合溝側配置，並將以抵合溝159所彎曲的線材1朝間距工具154導引。

成形之線圈的直徑，係與線材送出部158和抵合溝159之距離L1成比例而變大形成。線材送出部158與抵合溝159之距離，係利用使端部加工車刀160靠近線材送出部158、或將端部加工車刀自線材送出部158分開之捲繞徑調節手段162進行調節。

捲繞徑調節手段162，係具備：一對之滑軌單元163、凸輪承接構件164、凸輪構件165及彈簧構件166。該一對之滑軌單元163係利用螺栓163f等固定於捲線機150的既定位置，且將滑動平台161可移動地保持在線材的軸線X1方向。該凸輪承接構件164係設置於滑動平台161的背面。該凸輪構件165係利用未圖示之凸輪用馬達進行轉動，並藉由按押凸輪承接部164的外周，使搭載於滑動平台161的端部加工車刀160沿線材的軸線X1方向朝一方移動。該彈簧構件166係對凸輪承接構件164賦予朝與凸輪構件165之按押方向為相反方向的蓄勢而將滑動平台161朝與利用凸輪構件165的移動方向之反方向移動。

滑軌單元163，係於上下設有滑軌(163a、163b)，且於後端部163e設有彈簧構件166的安裝部163c與停止器163d。滑動平台161，係由滑軌(163a、163b)從上下予以保持且沿線材之軸線X1朝TF方向(線材送出部158方向。以下相同)或TR方向(後端部163e方向。以下相同)之其中一方滑動。又，在滑動平台161，係安裝有將一端安裝於後端部163e的彈簧構件安裝部163c之彈簧構件166的另一端，而滑動平台161，係自彈簧構件166承受TR方向的蓄勢力。又，停止器163d，係沿線材之軸線X1可進退地螺接於後端部163e，從後端部163e朝TF方向突出的前端部163g，並未接觸於單元的後端部163e，而是藉由接觸於利用彈簧構件166所承受朝TR方向之蓄勢力的滑動平台161之後端部161a，俾完成停止器的角色。

於第1實施例中，圖3的凸輪構件165之外周的半徑，係形成朝逆時針d2方向增加之狀態。所以，若利用未圖示之凸輪用馬達使凸輪構件165朝順時針d1方向旋轉，凸輪承接部164，就會與為一體的滑動平台161一起沿滑軌(163a、163b)被朝TF方向按押，使滑動平台161上的端部加工車刀160之前端靠近線材送出部158。又，若使凸輪構件165朝逆時針d2方向反向旋轉，便會利用彈簧構件166的TR方向之蓄勢力，使凸輪構件165的外周一邊抵接於凸輪承接部164且進行旋轉，同時滑動平台161，係沿滑軌(163a、163b)朝TR方向移動，使端部加工車刀160離開線材送出部158。

再者，於第1實施例中，雖然沿線材之軸線X1進行進退動作的端部加工車刀160(捲繞徑調節手段162)僅有配置一個，但於捲線機150中，亦可使朝向線圈之中心軸X2進行進退動作的複數個端部加工車刀160(捲繞徑調節手段162)，於中心軸X2之周圍以輻射狀配置(未圖示)，並藉由使複數個端部加工車刀160於中心軸X2方向以動態地進行進退動作而調節所成形之線圈直徑。

又，在已彎曲的線材1之延伸方向，配置有鄰接地設置於心骨153，且使已彎曲之線材1抵合於前端的間距工具154。在間距工具154的前端，係設有從已彎曲之線材1的進入位置朝線圈彈簧成形方向(CF方向)傾斜，並將抵合的線材1朝線圈成形方向(CF方向)按押的按押部167。而且間距工具154，係利用未圖示之致動器機構等構成可沿與軸線X1正交的直線X3之圖4的CF方向、或與CF相反方向的CR方向(以下相同)進退，同時以直線X3為中心構成為可轉動。

如圖4、5所示，從線材送出部158送出，且利用端部加工車刀160的抵合溝沿與線圈彈簧成形方向正交之面被彎曲的線材1，係由已彎曲的內側一邊導引至心骨153，一邊接觸於間距工具154的按押部167。接觸於按押部167的線材1，係因為如圖6所示藉由被朝線圈彈簧成形方向(CF方向)按押而成為螺旋狀捲繞，成形為線圈彈簧。線圈彈簧成形後，將構成可朝成形平台200進退的切斷工具155之前端壓抵於線材1之應切斷的地方並予以切斷。

成形之線圈彈簧的間距，係將使線材1以抵合於按押部167的狀態之間距工具154與朝CF方向所移動的距離比例越變大，越返回CR方向則越變小。

圓錐彈簧的成形，係藉由隨線材1的捲繞之進行逐漸增減線圈直徑而進行。於本發明第1實施例的捲線機150中，例如如圖6所示控制未圖示之凸輪用馬達，藉由以既定之等速度使搭載端部加工車刀160的滑動平台161沿軸線X1朝右(TR方向)移動使得端部加工車刀160一邊逐漸地從線材送出部158拉開，一邊藉由將從線材送出部158以既定之等加速度所送出的線材1抵合於端部加工車刀160的抵合溝159可使圓錐彈簧成形。或者，與此相反地，亦可以既定之等加速度使滑動平台161(端部加工車刀160)一邊朝TR方向移動，一邊使從線材送出部158以既定之等速度所送出的線材1抵合於抵合溝159可形成圓錐彈簧。

又，圓錐彈簧的完成形狀，係藉由以下所示之控制，當使滑動平台161(端部加工車刀160)以等速度移動時調節線材的傳送等加速度，藉由調節將線材以等速度送出時的滑動平台161之移動等加速度，便可在近似富士山型、近似錐型及近似碗型之間輕易且自由地調節。

利用圖8對圓錐彈簧成形時的線形彈簧成形裝置之控制法，進行具體說明。如圖8(a)所示，係本發明各實施例的控制法。圖8(a)的左上圖與右上圖之各橫軸，係表示分別來自線材送出部158的線材傳送之經過時間t，上述左上圖的縱軸，係表示分別來自線材送出部158的線材傳送量X，上述右上圖的縱軸，係表示來自線材送出部158的線材傳送速度V。圖8(a)的左下圖之橫軸，係表示搭載端部加工車刀160的滑動平台161之移動時間t，上述左下圖的縱軸，係表示滑動平台161的移動量P。

端部加工車刀160(滑動平台161)，係藉由對未圖示之凸輪用馬達進行數值控制，使從線材送出部158所送出的線材1一邊核對於抵合溝159，一邊沿軸線X1以等速度移動t2時間，從圖8(a)左下圖的P1移動至P3。當利用未圖示之進料馬達的數值控制如圖8(a)右上圖所示將來自線材送出部158的線材之傳送速度假定始終為等速度V0時，便與習知同樣地，如圖8(b)之左圖所示，形成使圓錐彈簧外周面的中央朝內側凹陷的近似富士山型之圓錐彈簧。

於本實施例中，使線材的傳送速度如圖8(a)之右上圖所示將線形彈簧成形裝置設定成為V=a(t-t1)+V0，形成線材從線材送出部依既定的等加速度送出狀態。元件符號a，係關於加速度的變數(例如從0至100為止之由作業者以手動所變更設定為0以上的整數等)。元件符號t，係線材傳送的經過時間，元件符號t1，係成為t1＜t2的既定之時間之固定值(元件符號t2，係線材的總傳送時間)，元件符號V0係關於既定之等速度的固定值。作業者，係預先對線形彈簧成形裝置設定固定值(t2、t1、V0)，再藉由將變數a的設定改變為0、1、2、…100而一邊改變線材的傳送加速度一邊試製圓錐彈簧，反覆試製至獲得既定之載重特性為止。

若將變數a變得更大，以時間t1、速度V0的位置為中心，則速度的斜率，即加速度會變大。此時的線材傳送量，係如圖8(a)左上圖所示。即，當a=0時，線材傳送量成為X=V0×t，因為從線材開始傳送朝向傳送結束，相對於中心軸L0之圓錐彈簧外周的傾斜逐漸地變急劇，所以形成如圖8(b)之左圖所示的近似富士山型之圓錐彈簧。

另一方面，若作業者將關於加速度的設定值a增大為a=1、2、3，則線材傳送量X便成為X=a/2×t²+(V0-a×t1)×t，而送出如圖8(a)左上圖的實線所示之加速度之曲線狀。即，線材，係相較於設定為a=0時，因為於前半段被緩慢地送出，而於後半段被快速地送出，所以相對於中心軸L0之圓錐彈簧外周的傾斜，係形成線材傳送的前半段與後半段大致一定。其結果，圓錐彈簧的完成形狀，於既定值a時，係成為如圖8(b)之中央圖所示的「近似錐型」。

再者，當作業者將變數a設定為較上述「既定值a」大時，如圖8(a)左上圖的單點鏈線所示，因為前半段的線材傳送變得更緩慢，而後半段的線材傳送則變得更快速，所以圓錐彈簧的傾斜，係成為於線材傳送的前半段為急劇，而後半段為緩和。其結果，圓錐彈簧的完成形狀，在某值a時，係成為如圖8(b)之右圖所示的「近似碗型」。

作業者，如上所述，針對具有特定之特性的線材，若將關於線材之傳送加速度的變數僅1個項目從例如a=0變更為1、2、…100為止，便可使圓錐彈簧的完成形狀從近似富士山型巧妙地變化為近似碗型為止(或使間距之增加比例不同)，俾可調節所獲得的載重特性。當反覆試製形狀不同的圓錐彈簧，使所獲得之載重特性涵蓋於既定範圍時的設定值a，係因為成為其批號之線材的最佳值，所以若以設定值a量產圓錐彈簧，便可量產具有目標載重特性的圓錐彈簧。作業者，係只要變更設定關於加速度的變數一個種類便可調節載重特性，並無必要如習知的「速度之組合」變更2項以上的變數。所以，藉由可輕易確定具有既定之特性的線材之最佳設定值a，便可輕易地調節所獲得之圓錐彈簧的載重特性。

再者，於本實施例中，雖然將端部加工車刀160(滑動平台161)的移動速度固定為等速度，調節從線材送出部158所送出的線材1之等加速度俾使圓錐彈簧的完成形狀產生變化，但亦可與此相反，即便在捲線機150的設定時，例如，將線材1的傳送固定為等速度，使滑動平台161以滿足圖8左上圖、右上圖之條件(使滑動平台161的移動量為X、移動速度為V之定義式滿足)的等加速度進行移動，並調節其移動的等加速度(調節關於加速度的設定值a)，亦可使圓錐彈簧的完成形狀，同樣地產生(從近似富士山型至近似碗型為止)變化俾可進行載重特性的調節。又，當朝圓錐彈簧的中心軸X2可進退地將複數個端部加工車刀160進行複數個配置時(未圖示)，使各自所搭載的滑動平台161以滿足圖8左上圖、右上圖之條件的等加速度進行移動，而調節其移動的等加速度。

另一方面，圓錐彈簧的載重特性，係利用使圓錐彈簧的間距態樣產生變化亦可進行調節。由圓錐彈簧所產生的載重，係當使小直徑側的間距調節變大、大直徑側的間距調節變小，便變弱，而當使小直徑側的間距調節變大、大直徑側的間距調節變小，則相反地變強。

從此種觀點，圓錐彈簧的載重調節，亦可以上述圓錐彈簧滑動平台161(端部加工車刀160)的移動加速度調節與線材傳送加速度調節取代，改為藉由朝圓錐彈簧成形方向(CF方向)以等加速度移動的間距工具154之移動加速度調節亦可進行。

當藉由未圖示之致動器機構的控制使間距工具154在使圓錐彈簧成形的CF方向上以等加速度移動時，使圓錐彈簧的間距朝圖6的CF方向加速度地增加。當調節間距工具154的移動等加速度時，因為間距的增加態樣產生變化，使圓錐彈簧的完成形狀出現巧妙地變化，所以可進行於圓錐彈簧所獲得載重特性的調節。

所以，在捲線機150的設定時，例如，將來自線材送出部158的線材1之傳送速度(或加速度)、與滑動平台161之移動的速度(或加速度)予以固定，若使間距工具154以滿足圖8左上圖、右上圖之條件(使間距工具154的移動量為X、移動速度為V的定義式滿足)之等加速度進行移動，並調節其移動的等加速度(調節關於加速度的設定值a)，便可對應圓錐彈簧的間距增量之變化使完成形狀產生變化，以進行載重特性的調節。

於當時，作業者，關於捲線機150的設定，若僅將關於滑動平台161的移動加速度(當以間距工具154的移動加速度調節進行載重特性之調節時，則為間距工具的移動加速度)之變數1個項目例如從a=0變更至1、2、…100為止，便可使圓錐彈簧的完成形狀從近似富士山型巧妙地變化至近似碗型為止(或僅間距之增加比例為不同)，便可調節所獲得的載重特性。若反覆試製形狀不同的圓錐彈簧，只要以所獲得之載重特性涵蓋於既定範圍時的設定值a量產圓錐彈簧，便可利用該批號的線材，量產具有目標之載重特性的圓錐彈簧。作業者，只要變更設定關於加速度的變數一個種類，便可輕易地調節所獲得之圓錐彈簧的載重特性。

接著，對可成形之圓錐彈簧的線形彈簧成形裝置之第2實施例利用圖9至圖12進行說明。

與將線材送出部158予以固定並使端部加工車刀160側進行移動的第1實施例相反，第2實施例的線形彈簧成形裝置300，係將相當於端部加工車刀160的線圈成形工具120予以固定，並藉由使相當於線材送出部158的通心軸10側朝線材的軸線X1方向移動，進行圓錐彈簧的成形與載重特性之調節。

於此等圖式中，本實施例所示之線形彈簧成形裝置300，係具備：線材送出手段20、與線圈成形工具120，且利用使線圈成形工具120朝成形平台100前進，並藉由對從通心軸10的前端部朝成形平台100所送出之線材1抵合並進行捲繞，而成形為線圈彈簧之形態所構成。該線材送出手段20係具有將所夾持的線材1經由為線材導引的通心軸10，送出於前方的成形平台100(參照圖9)之一對的壓送滾輪22、22；該線圈成形工具120係朝成形平台100可進行進退動作。

元件符號3，係架台2上所設置的固定框體，於固定框體3，係沿線材1的軸線X1使通心軸10進行進退動作，並設有動態地變更線圈成形工具120與通心軸10之間隔的線性滑軌滑件(linear way silde)50(本案第1發明以後的捲繞徑調節手段)。即，在固定框體3中，使通心軸10與線材送出手段20經由滑動框體4被搭載為一體的滑動平台52，係可滑動地組裝於沿線材1的軸線X1。在滑動平台52為一體化的通心軸10，係介由利用於固定框體3所設置之伺服馬達M50旋轉驅動的滾珠螺桿54，沿線材1的軸線X1如圖10所示之KF方向或KR方向可進行進退動作。圖9的壓送滾輪22、22，係利用經由未圖示之齒輪機構承接驅動用馬達M22的驅動力，使上方的滾輪22朝逆時針方向旋轉，而下方的滾輪22朝順時針方向旋轉並將所挾持的線材1從通心軸10傳送出至成形平台100。

再者，在沿與線材1的軸線X1正交之方向的上方，配置有線性滑動件(linear silde)110。在此線性滑動件110，係搭載有搭載線圈成形工具120的工具滑動平台112，工具滑動平台112，係利用伺服馬達M110，對通心軸10前端的線形彈簧成形平台100進行進退動作。在伺服馬達M110的輸出軸與工具滑動平台112間，介設有將伺服馬達M110的旋轉轉換為直線運動的曲柄機構114，控制工具滑動平台112的進退動作。

線圈成形工具120，係由搭載將左撓用和右撓用之一對的線圈成形工具本體134A、134B設置於隔著上述旋轉軸133的相對向之在可進退動作之工具滑動平台112，擁有工具滑動平台112的進退方向和平行之旋轉軸133之旋轉體的工具支架132之工具旋轉單元131、與使旋轉單元131轉動之伺服馬達M132之構造而成。元件符號132a，係可旋轉地軸接於伺服馬達M132之輸出軸的齒輪，元件符號133a，係可旋轉地軸接於旋轉軸133的齒輪，藉由兩齒輪132a、133a互相嚙合使馬達驅動力傳達至旋轉單元131。

於此線圈成形工具120，係藉由驅動伺服馬達M132，因為可使右撓用工具本體134A與左撓用工具本體134B的配置顛倒，所以在成形平台100便可簡單地切換抵合於線材1的右撓用與左撓用工具本體134A、134B。

又，如圖11(a)、(b)、(c)所示，在扁平之矩形塊狀的工具支架132的左右側面角落部，使形成線材卡合用之溝槽(136a、137a)個別的線材抵合面(136、137)以朝反方向之方式配置右撓用工具本體134A與左撓用工具本體134B。如圖11(b)所示，右撓用之卡合溝136a，係朝右撓用工具本體134A的前端成為向右下傾斜的一對之平行溝，且如圖11(c)所示，左撓用之卡合溝137a，係朝左撓用工具本體134B的前端成為向左下傾斜的一對之平行溝。

當使線圈彈簧成形時，藉由工具滑動平台112的控制，使線圈成形工具120朝成形平台100往圖10的CF方向前進，將工具本體134A(或134B)配置於通心軸10之相對向，並抵合於從通心軸10的前端部朝成形平台100所送出的線材1。當右撓用工具本體134A於通心軸10之相對向時，線材1，將沿圖11(b)之右下傾斜的線材抵合溝136a如圖12所示以右撓進行捲繞。又，當利用伺服馬達M132使工具支架132旋轉180°，使左撓用工具本體134B於通心軸10之相對向時，使線材1利用左下傾斜的線材抵合溝137a以左撓進行捲繞。

成形之線圈彈簧的捲繞直徑，係與工具本體134A(或134B)和通心軸10之距離成比例變大。所以，當成形為如圖12所示之圓錐彈簧時，例如，使將線材以等加速度送出中之通心軸10所搭載的滑動平台52利用伺服馬達M50的數值控制，沿軸線X1朝圖10的KR方向以等速度移動，一邊將通心軸10從工具本體134A(或134B)拉開，一邊使線材1抵合於線材抵合溝136a(或137a)即可。或者，將線材以等速度送出中之通心軸10所搭載的滑動平台52利用伺服馬達M50的控制，一邊沿軸線X1朝左圖10的KR方向以等加速度移動，一邊使線材1抵合於線材抵合溝136a(或137a)即可。

又，在線形彈簧成形裝置300的設定時，例如，將滑動平台52(通心軸10)的移動固定為等速度，並使從通心軸10將線材1以滿足圖8左上圖、右上圖之條件(使線材1的傳送量為X、傳送速度為V之定義式滿足)的等加速度送出，而調節線材傳送的等加速度(調節關於加速度的設定值a)，或與其相反地將來自通心軸10的線材1之傳送速度固定為等速度，並使滑動平台52(通心軸10)以滿足圖8左上圖、右上圖之條件(使滑動平台52的移動量為X、移動速度為V的定義式滿足)之等加速度移動，藉由調節其等加速度(調節關於加速度的設定值a)，使圓錐彈簧的形狀產生變化，俾可調節所獲得的載重特性。

於當時，作業者，係在線形彈簧成形裝置300的設定時，僅將關於線材1的傳送加速度(或者，當利用滑動平台52的移動控制調節載重特性時，則為滑動平台52的移動加速度)之變數之1個項目例如從a=0變更至1、2、…100為止，便可使圓錐彈簧的完成形狀從近似富士山型巧妙地變化至近似碗型為止(或使間距之增加比例不同)，輕易地調節所獲得的載重特性。

1．．．線材

2．．．架台

3．．．固定框體

4．．．滑動框體

10．．．通心軸(線材送出部)

20．．．線材送出手段

22．．．壓送滾輪

50．．．線性滑軌滑件(捲繞徑調節手段)

52．．．滑動平台

54．．．滾珠螺桿

100．．．成形平台

110．．．線性滑動件

112．．．工具滑動平台

114．．．曲柄機構

120．．．線圈成形工具

131．．．工具旋轉單元

132．．．工具支架

132a、133a．．．齒輪

133．．．旋轉軸

134A．．．右撓用工具本體

134B．．．左撓用工具本體

136、137．．．線材抵合面

136a．．．右下傾斜的線材抵合溝(螺旋化手段)

137a．．．左下傾斜的線材抵合溝(螺旋化手段)

150．．．捲線機(線形彈簧成形裝置)

151．．．線材送出單元(線材送出手段)

152．．．端部加工車刀單元

153．．．心骨

154．．．間距工具(螺旋化手段)

155．．．切斷單元

156．．．線材導引

156a．．．導引溝

157a、157b．．．進料滾輪

158．．．線材送出部

159．．．抵合溝

160．．．端部加工車刀(成形工具)

161．．．滑動平台

161a．．．後端部

162．．．捲繞徑調節手段

163．．．滑軌單元

163a、163b．．．滑軌

163c．．．安裝部

163d．．．停止器

163e．．．後端部

163f．．．螺栓

163g．．．前端部

164．．．凸輪承接構件

165．．．凸輪構件

166．．．彈簧構件

167．．．按押部

200．．．成形平台

300．．．線形彈簧成形裝置

a．．．加速度變數

M110．．．伺服馬達

M132．．．伺服馬達

M22．．．驅動用馬達

M50．．．伺服馬達

X1．．．線材的軸線

圖1係於本發明所使用捲線機的第1實施例之前視圖。

圖2係第1實施例的端部加工車刀單元之前視圖。

圖3係自背面側所見之端部加工車刀單元的斜視圖。

圖4係線材送出部與端部加工車刀周邊的放大斜視圖。

圖5係線材送出部與端部加工車刀周邊的放大前視圖。

圖6係表示利用第1實施例的捲線機的圓錐彈簧之成形狀況之，線材送出部與端部加工車刀周邊的俯視圖。

圖7(a)係表示於習知技術來自線材送出部的線材傳送與線材送出部之移動的控制之圖式。(b)係表示根據(a)的控制所形成之圓錐彈簧之完成形狀的圖式。

圖8(a)係表示於本發明各實施例來自線材送出部的線材傳送與線材送出部的移動控制圖式。(b)係表示根據(a)的控制所形成之圓錐彈簧之完成形狀的圖式。

圖9係以剖面表示本發明之第2實施例的線圈彈簧成形裝置之一部分的前視圖。

圖10係圖9的線圈成形工具之放大剖面圖。

圖11(a)係表示關於工具支架的右撓用與左撓用之線圈成形用工具本體之配置的圖式。(b)係自(a)圖的II方向所見右撓用線圈成形用工具本體134A的圖式。(c)係自(a)圖的III方向所見左撓用線圈成形用工具本體134B的圖式。

圖12係表示利用第2實施例的線形彈簧成形裝置之圓錐彈簧的成形狀況之，同心軸與線圈成形工具本體周邊的俯視圖。

Claims (3)

1. 一種圓錐彈簧之載重特性調節方法，其特徵在於：係當經由具有線材送出手段、成形工具、螺旋化手段及捲繞徑調節手段的線形彈簧成形裝置，將圓錐彈簧成形為富士山型、錐型或者碗型中之任一形狀時的載重特性調節方法；該線材送出手段係將線材從線材送出部沿上述線材的軸線方向送出；該成形工具係相對向於上述線材送出部至少配置一個，且使所送出的上述線材抵合並進行捲繞；該螺旋化手段係使上述線材的捲繞成為螺旋狀；該捲繞徑調節手段係藉由使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之距離以等速度進行動態變化而使上述線材的捲繞徑逐漸地變化；其中，在將線材的傳送速度設定為V，將與線材的傳送加速度所相關之變數設定為a，將線材傳送的經過時間設定為t，將少於線材傳送之總時間的線材傳送之經過時間設定為定數t1，將在時間t1之線材傳送速度設定為定數V0之狀態下，藉由以線材的傳送速度成為V=a(t-t1)+V0之方式將變數a、定數t1及定數V0加以預先設定之上述線形彈簧成形裝置的線材送出手段，使線材以等加速度從線材送出部送出，而成形圓錐彈簧，藉由對每個所成形之圓錐彈簧變更上述變數a之設定而變更線材之送出的等加速度，使圓錐彈簧的完成形狀在富士山型-錐型-碗型之間變化，調節所成形之圓錐彈簧的載重 特性。
2. 一種圓錐彈簧之載重特性調節方法，其特徵在於：係當利用具有線材送出手段、成形工具、螺旋化手段及捲繞徑調節手段的線形彈簧成形裝置，將圓錐彈簧成形為富士山型、錐型或者碗型中之任一形狀時的載重特性調節方法；該線材送出手段係將線材從線材送出部沿上述線材的軸線方向以等速度送出；該成形工具係相對向於上述線材送出部至少配置一個，且使所送出的上述線材抵合並進行捲繞；該螺旋化手段係使上述線材的捲繞成為螺旋狀；該捲繞徑調節手段係藉由使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之距離進行動態變化而使上述線材的捲繞徑逐漸地變化；其中，在將上述線材送出部或成形工具之至少一者的移動速度設定為V，將與上述移動之加速度所相關之變數設定為a，將上述移動的經過時間設定為t，將少於上述移動之總時間的上述移動之經過時間設定為定數t1，將在時間t1之上述移動速度設定為定數V0之狀態下，以上述線材送出部或成形工具之至少一者的移動速度成為V=a(t-t1)+V0之方式將變數a、定數t1及定數V0加以預先設定之上述線形彈簧成形裝置的捲繞徑調節手段係使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之至少一者以等加速度進行移動，藉此成形圓錐彈簧，藉由對每個所成形之圓錐彈簧變更上述變數a之設定而 變更上述移動的等加速度，使圓錐彈簧的完成形狀在富士山型-錐型-碗型之間變化，調節所成形之圓錐彈簧的載重特性。
3. 一種圓錐彈簧之載重特性調節方法，其特徵在於：係當利用具有線材送出手段、成形工具、螺旋化手段及捲繞徑調節手段的線形彈簧成形裝置，將圓錐彈簧成形為富士山型、錐型或者碗型中之任一形狀時的載重特性調節方法；該線材送出手段係將線材從線材送出部沿上述線材的軸線方向送出；該成形工具係相對向於上述線材送出部至少配置一個，且使所送出的上述線材抵合並進行捲繞；該螺旋化手段係將上述線材的捲繞成為螺旋狀；該捲繞徑調節手段係藉由使線材送出中的上述線材送出部與成形工具之距離進行動態變化而使上述線材的捲繞徑逐漸地變化；其中，上述螺旋化手段係以可一邊將上述線材朝圓錐彈簧的成形方向按押、一邊沿上述圓錐彈簧的成形方向移動之方式構成，且為使所捲繞之線材以對應上述移動的間距成為螺旋狀之間距工具，藉由使上述間距工具以等加速度移動，而使上述螺旋的間距逐漸變化，藉此成形圓錐彈簧，藉由對每個所成形之圓錐彈簧變更移動的上述間距工具之等加速度，使圓錐彈簧的完成形狀在富士山型-錐型-碗型之間變化，調節所成形之圓錐彈簧的載重特性。