特許 5676983 端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5676983

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置

(51)【国際特許分類】

   B21F 35/02 20060101AFI20150205BHJP

   F16F 1/06 20060101ALI20150205BHJP

【ＦＩ】

   B21F35/02

   F16F1/06 A

   F16F1/06 N

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2010-198002(P2010-198002)

(22)【出願日】2010年9月3日

(65)【公開番号】特開2012-51025(P2012-51025A)

(43)【公開日】2012年3月15日

【審査請求日】2013年4月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100091351

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 哲

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100084618

【弁理士】

【氏名又は名称】村松 貞男

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100101812

【弁理士】

【氏名又は名称】勝村 紘

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(74)【代理人】

【識別番号】100127144

【弁理士】

【氏名又は名称】市原 卓三

(74)【代理人】

【識別番号】100141933

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 元

(72)【発明者】

【氏名】貫井 晃太郎

(72)【発明者】

【氏名】矢嶋 隆

(72)【発明者】

【氏名】森 有史

(72)【発明者】

【氏名】森島 隆行

【審査官】 間中 耕治

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１３６１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４３９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２００３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｆ ３／００ − ３／０６

Ｂ２１Ｆ ３５／００ − ３５／０２

Ｆ１６Ｆ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ロールと、前記第１ロールに対してコイル用線材の搬送方向と同一の側で、かつ該第１ロールの下流側に配置された第２ロールと、前記第１ロールおよび前記第２ロールに対向し、前記搬送方向の他の側に配置された第３ロールと、前記第３ロールを挟んで両側にそれぞれ設けられ、コイルばねの螺進方向に前後動する第１及び第２ピッチツールと、
を備えたコイルばね製造装置における端面平坦コイルばね製造方法であって、
前記コイル用線材を前記各ロールで所定の径で湾曲させるとともに、該コイル用線材の端部が所定位置まで進行したとき前記第１と第２ピッチツールの少なくとも一方を前進させて、該コイル用線材と前記第１ロールとの干渉を回避し、かつ、前記第２ロールを後退させ、前記コイル用線材を屈曲させ、その後前記第２ロールの後退を戻し、所定のピッチを付加してコイルばねを形成させることを特徴とした端面平坦コイルばね製造方法。

【請求項2】

第１ロールと、
前記第１ロールに対してコイル用線材の搬送方向と同一の側で、かつ該第１ロールの下流側に配置された第２ロールと、
前記第１ロールおよび前記第２ロールに対向し、前記搬送方向の他の側に配置された第３ロールと、
コイルばねの螺進方向に前後動するピッチツールと、を備え、
前記コイル用線材を、前記第１ロールと前記第２ロールと前記第３ロールにより所定の曲率に湾曲させ、前記ピッチツールにより、前記湾曲されたコイル用線材に所定のピッチを成形してコイルばねを製造するコイルばね製造装置において、
前記第２ロールを、製造される前記コイルばねの螺進方向に沿って前後進可能、かつ、前記コイル用線材の搬送方向と平行な直線を回転軸として傾動可能とし、
前記ピッチツールを、前記第３ロールを挟んだ両側にそれぞれ、互いに個別にコイルばねの螺進方向に前後動する第１ピッチツール及び第２ピッチツールとして設けたことを特徴とするコイルばね製造装置。

【請求項3】

前記第２ロールの前記回転軸を、該第２ロールのロール中心を通るように設定したことを特徴とする請求項２に記載のコイルばね製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも３つのロールでコイル用線材に湾曲を加えつつ、ピッチツールでコイル用線材にピッチを付与してコイルばねを製造する端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ロールを用いたコイルばね製造機は、例えば特許文献１に記載されているように、コイル用線材の搬送方向に沿って、搬送方向の一の側に２つの成形ロールを配置させ、これら２つの成形ロールに対向して、搬送方向の他の側に１つの支持ロールを、２つの成形ロールの間に配置させて構成されている。支持ロールは、上下方向に移動自在となっており、また２つの成形ロールは、支持ロールを中心として左右対称に配置されており、かつ２つの成形ロールは左右対称に移動可能となっている。更に、これら各ロールの下部には、コイルばねの螺進方向に進退可能なピッチツールが設けられている。

【0003】

コイルばね製造機は、２つの成形ロールの間隔と支持ロールの上昇量により、成形するコイルばねのばね外径を設定し、位置を適宜設定した３つのロール間にコイル用線材を通して湾曲成形し、そして湾曲されたコイル用線材を、ピッチツールでコイルばねの巻き進み方向に適宜押し出して、所定のピッチを成形して、任意の外径と任意のピッチを有するコイルばねを製造する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５７−２５２３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のコイルばね製造装置では、コイルバネの端面を任意に成形できなかった。したがって従来は、端面を平坦にしたコイルばねが必要な場合は、通常通り製造したコイルばねの端面に研削加工などの加工を行い、コイルばねの端面を中心軸に対して垂直で、かつ平面に形成していた。そのため、端面平坦のコイルバネは、製造に多くの手間とコストがかかっていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため本発明では、端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置を次のように構成した。

【0007】

コイルばね製造装置は、第１ロール（成形ロール）と第１ロールの下流側に設けられた第２ロール（成形ロール）とを、コイル用線材の搬送方向の一側に、搬送方向に沿って備え、かつこれら第１と第２ロールの間に第３ロール（支持ロール）を、第１及び第２ロールに対向するように備える。第１及び第２ロールは、それぞれコイル用線材の搬送方向に沿って移動可能であり、第３ロールは、コイル用線材の搬送方向に対して垂直に交差する方向に移動可能である。

【0008】

更に、コイル用線材の搬送方向下流側に設けられた第２ロールは、コイル用線材の搬送方向と平行な軸線を回転軸として、第１回転駆動装置で傾動可能とし、かつ第２ロールを、成形しようとするコイルばねの螺進方向に沿って第２回転駆動装置で移動可能に構成した。また、第３ロールの左右両側に、湾曲成形されたコイル用線材を、成形しようとするコイルばねの螺進方向に押し出す第１及び第２のピッチツールを備えて構成した。

【0009】

端面平坦コイルバネは、次のようにして製造する。コイル用線材を第１から第３の各ロールで所定の径で湾曲させる。コイル用線材の端部が３／４巻き程度まで進行したなら、ピッチツールを前進させ、コイル用線材と第１ロールとの干渉を回避する。それとともに、下流側の成形ロールを後退させ、コイル用線材に負のピッチを形成する。

【0010】

そして下流側の成形ロールの後退を徐々に戻し、下流側の成形ロールを上流側の成形ロールと直線上に配置する。それとともに、上流側の第１ピッチツール（コイル用線材の進行方向に沿って上流と下流を定める。）を前進させ、所定のピッチをコイル用線材に付加し、所望のピッチのコイルばねを成形する。

【0011】

またコイルばねが成形されたら、巻き終わり処理を次のようにして行う。下流側の成形ロールの位置に、コイル用線材のコイルばねとしての巻き終り位置が到達したなら、第１ピッチツールもしくは第２ピッチツールを後退させ、ピッチの成形を終了させるとともに、端面を平坦に形成する。

【発明の効果】

【0012】

本発明にかかる端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置は、次の効果を有する。
コイルばねの巻き始め、及び巻き終わりの端面を、コイルばねの中心に対して垂直な面内に形成させることができる。これにより、端面平坦なコイルバネを研削加工等を必要とせず、コイルばね製造装置によりコストと手間を大幅に低減させて製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明にかかるコイルばね製造装置の一実施形態を示す正面図である。

【図2】同コイルばね製造装置の一部を示す平面図である。

【図3】コイルばね製造装置の要部を示す正面図である。

【図4】コイルばね製造装置の要部を示す斜視図である。

【図5】ロールの配置状態を示す説明図である。

【図6】ロールの配置状態を示す説明図である。

【図7】ロールの配置状態を示す説明図である。

【図8】ロールの配置状態を示す説明図である。

【図9】コイルばねの一部を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明にかかる端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置の一実施形態について、図を用いて説明する。

【0015】

図１に、コイルばね製造装置１０を示す。コイルばね製造装置１０は、基盤１００と、コイル用線材３０を搬送する搬送部１２と、搬送部１２から送り出されてきたコイル用線材３０を湾曲させる湾曲成形部１４と、湾曲成形部１４で湾曲加工されたコイル用線材３０にピッチを付与するピッチ成形部１６などから構成されている。

【0016】

基盤１００は、板状部材で、ほぼ垂直に設けられている。搬送部１２は、１対の搬送ロール２０と、案内部材２２を具えて構成されている。搬送ロール２０は、図示しない駆動機構に連結しており、駆動機構により回転駆動し、コイル用線材３０を湾曲成形部１４に搬送する。案内部材２２は、基盤１００に固定され、コイル用線材３０を湾曲成形部１４に案内する。コイル用線材３０は、一般にばね鋼から形成された棒状部材で、所定の径を有している。尚、搬送ロール２０の数等は特定しない。

【0017】

湾曲成形部１４は、成形ロールとしての第１ロール３２及び第２ロール３４と、支持ロールとしての第３ロール３６などを備えて構成されている。第１ロール３２は、第１移動台４０上に設けられ、第２ロール３４は、第２移動台５０上に設けられ、第３ロール３６は、第４移動台８６上に設けられている。

【0018】

基盤１００には、コイル用線材３０の搬送方向に沿って設けられた案内レール４２と、駆動機構４４が、第１ロール３２の上方に取り付けられている。第１移動台４０は、案内レール４２上に移動可能に取り付けられている。駆動機構４４は、モータ４６と送りねじ機構４８を具え、モータ４６の駆動により第１移動台４０を案内レール４２に沿って前後進させる。また第１ロール３２には、駆動用モータ２４（図４参照。）が連結してあり、駆動用モータ２４により第１ロール３２が、第１移動台４０上にてロール中心を中心として回転駆動される。

【0019】

第２移動台５０は、第１移動台４０に対向して設けられている。第２移動台５０には、上述したように第２ロール３４が設けられている。第２移動台５０は、第３移動台５２に取り付けられている。第３移動台５２は、図２に示すようにガイドシャフト５６により基盤１００に対して垂直方向に移動可能に取り付けられている。基盤１００には、駆動機構６０が設けられている。駆動機構６０は、モータ６１と送りねじ機構６３を具え、モータ６１の駆動により第３移動台５２を基盤１００に対して垂直な方向に適宜移動させる。

【0020】

第３移動台５２には、図１にも示すように案内レール５８と、駆動機構６２が設けられている。案内レール５８は、コイル用線材３０の搬送方向に沿って設けてあり、第２移動台５０が移動可能に取り付けられている。駆動機構６２は、モータ６４と送りねじ機構６６を具え、モータ６４の駆動により第２移動台５０を第３移動台５２に対して案内レール５８に沿って前後進（紙面上に沿った方向である。）させる。

【0021】

また第２移動台５０には、傾動機構７０が設けられている、傾動機構７０は、第１回転駆動装置としてのモータ７２と、ベルト伝達機構７４と、支持ステー７６などから構成されている。支持ステー７６には第２ロール３４が支持されている。また支持ステー７６には回転支持軸７９が固定してある。回転支持軸７９は、保持部７８にコイル用線材３０の搬送方向に沿った中心線を中心として回動自在に取り付けられており、支持ステー７６が回転支持軸７９を介して、第２ロール３４の幅方向中心を中心として回動自在に支持されている。モータ６１とモータ７２は、サーボモータが好ましい。

【0022】

回転支持軸７９の他端には、歯付きプーリ８０が取り付けられている。歯付きプーリ８０は、例えば歯付きベルト（チェーン）８２によりモータ７２と連結され、モータ７２の駆動により回転支持軸７９は、保持部７８を支持中心として任意に回転駆動される。更に第２ロール３４には、駆動用モータ２６（図４参照。）が取り付けてあり、駆動用モータ２６により第２ロール３４は、ロール中心を中心として回転駆動される。第２ロール３４は、第１ロール３２のコイル用線材３０の搬送方向前方に対向して配置されている。第１ロール３２が上流側ロールであり、第２ロール３４が下流側ロールである。

【0023】

基盤１００上の第１ロール３２と第２ロール３４の間には、押圧機構８８が設けられ、第３ロール３６を有する第４移動台８６が押圧機構８８により上下方向、つまりコイル用線材３０の搬送方向と垂直な方向（紙面に沿った方向である。）に適宜移動可能となっている。また第３ロール３６には駆動用モータ２８（図４参照。）が連結されており、駆動用モータ２８により第３ロール３６は、ロール中心を中心として回転駆動される。

【0024】

ピッチ成形部１６は、第３ロール３６の左側、つまり上流に設けられた第１ピッチツール９０と右側、つまり下流側に設けられた第２ピッチツール９２とから構成されている。尚、上流下流は、コイル用線材３０の搬送方向を基準に定めている。第１ピッチツール９０は、ガイドピン９４と基部９６と駆動機構（図示せず。）などから構成されている。ガイドピン９４は、棒状の部材であり、基本的に第３ロール３６のロール中心を通る線上に配置され、下端が基部９６に一体に固定されている。

【0025】

基部９６は、ガイドシャフト９８等により基盤１００に対して垂直方向に移動自在に設けてあり、駆動機構により適宜前後方向（紙面に対し垂直方向である。）に移動される。尚第２ピッチツール９２は、第３ロール３６を通る中心線を中心にして第１ピッチツール９０と左右対称に形成されており、説明を省略する。また、第１ピッチツール９０と第２ピッチツール９２は個別に作動される。

【0026】

次に、コイルばね製造装置１０を用いた端面平坦なコイルばねを製造する製造方法について説明する。図９に成形するコイルばね１８を示す。コイルばね１８は、所望の径及びピッチで形成してあり、その端面１９が平坦で、かつコイルばね１８の中心軸２１に対して垂直な面内に形成されている。

【0027】

コイル用線材３０の先端を搬送部１２に取り付け、搬送ロール２０の駆動によりコイル用線材３０を湾曲成形部１４に搬送する。湾曲成形部１４に送られてきたコイル用線材３０は、成形ロールである第１ロール３２及び第２ロール３４と、支持ロールである第３ロール３６との間に通される。

【0028】

第１移動台４０を駆動機構４４により、また第２移動台５０を駆動機構６２によりそれぞれ適宜移動させ、第１ロール３２と第２ロール３４の間隔を所定の間隔に設定する。また押圧機構８８により第４移動台８６を上下動させ、成形しようとするコイルばね１８の径に対応させて、第３ロール３６を第１ロール３２と第２ロール３４の間に所定量押し込み、第１ロール３２と第２ロール３４と第３ロール３６の位置をそれぞれ所定の位置関係に設定する。

【0029】

第１ロール３２と第２ロール３４と第３ロール３６でコイル用線材３０を挟持させたら、駆動用モータ２４、２６、２８を駆動させ、それぞれに連結された第１ロール３２、第２ロール３４、第３ロール３６の各ロールを所定の速度で回転駆動させる。これにより、コイル用線材３０は、所望の曲率半径で図３に示すように湾曲形成される。そのときの第１ロール３２と第２ロール３４と第３ロール３６の前後方向の位置関係を図５に示す。図５では、第１ロール３２と第２ロール３４と第３ロール３６は同一平面内に配置されている。したがって、コイル用線材３０は同一平面内で湾曲成形される。

【0030】

コイル用線材３０の先端が、コイルばね１８の３／４巻き程度まで到達し、図３に示すように第１ロール３２に掛かる以前に、ピッチ成形部１６の駆動機構を作動させ、第１ピッチツール９０と第２ピッチツール９２の少なくとも一方を基盤１００に対して前面側、つまり図１の紙面に対して垂直な方向に所定量移動させる。すると、コイル用線材３０は、図４に示すように成形しようとするコイルばね１８の螺進方向に押圧され、第１ロール３２との干渉が回避される。同時にコイル用線材３０には、第１ピッチツール９０等を作動させたことにより、第２ロール３４との接点を支点として前方に屈曲される方向に力が付与される。

【0031】

第１ピッチツール９０等を作動させたなら、それに続けて、モータ６１を駆動させ、第２ロール３４を図６に示すように後退、つまり基盤１００に近づく方向に移動させる。第２ロール３４を後退させると、コイル用線材３０は、屈曲され、それ以降コイル用線材３０にピッチが形成される。また、搬送されてきたコイル用線材３０は、図６に示すように第２ロール３４と第３ロール３６の位置関係により、後方、つまり負のピッチが生じるように変形力が付与される。

【0032】

そしてコイル用線材３０を屈曲させたら図７に示すように、第２ロール３４を徐々に初期位置に戻し、第１ロール３２と正対させる。そして第１ピッチツール９０を前進させ、搬送されてくるコイル用線材３０に所定量のピッチを成形させる。

【0033】

かかる状態でコイル用線材３０を湾曲成形部１４に搬送して、図８に示すように所定のピッチでコイルばね１８を成形する。かかるコイルばね１８の成形は、従来と同様である。コイルばね１８は、所定の径とピッチで形成されるとともに、端面１９が平坦で、かつコイルばね３０の中心軸２１に対して垂直に形成されている。

【0034】

そして、コイルばね１８として所定の巻回が終了したら、終端における端面処理を行なう。終端における端面処理は、コイル用線材３０の終端の座面開始点が第２ロール３４に到達したとき、第１ピッチツール９０を徐々に初期位置に戻す。

【0035】

かかる状態でコイル用線材３０がほぼ１巻きされたら、コイルばね１８の終端側の端面が成形されたこととなり、コイルばね製造装置１０の作動を停止させる。これにより、両端が平坦なコイルばね１８が形成される。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明は、平坦端面のコイルばねを製造する端面平坦コイルばね製造方法、及びコイルばね製造装置に利用できる。
以下、本出願の出願当初にかかる特許請求の範囲に記載された内容を付記する。
［１］
第１ロールと、前記第１ロールに対してコイル用線材の搬送方向と同一の側で、かつ該第１ロールの下流側に配置された第２ロールと、前記第１ロールおよび前記第２ロールに対向し、前記搬送方向の他の側に配置された第３ロールと、前記第３ロールを挟んで両側にそれぞれ設けられ、コイルばねの螺進方向に前後動する第１及び第２ピッチツールと、を備えたコイルばね製造装置における端面平坦コイルばね製造方法であって、
前記コイル用線材を前記各ロールで所定の径で湾曲させるとともに、該コイル用線材の端部が所定位置まで進行したとき前記第１と第２ピッチツールの少なくとも一方を前進させて、該コイル用線材と前記第１ロールとの干渉を回避し、かつ、前記第２ロールを後退させ、前記コイル用線材を屈曲させ、その後前記第２ロールの後退を戻し、所定のピッチを付加してコイルばねを形成させることを特徴とした端面平坦コイルばね製造方法。
［２］
第１ロールと、
前記第１ロールに対してコイル用線材の搬送方向と同一の側で、かつ該第１ロールの下流側に配置された第２ロールと、
前記第１ロールおよび前記第２ロールに対向し、前記搬送方向の他の側に配置された第３ロールと、
コイルばねの螺進方向に前後動するピッチツールと、を備え、
前記コイル用線材を、前記第１ロールと前記第２ロールと前記第３ロールにより所定の曲率に湾曲させ、前記ピッチツールにより、前記湾曲されたコイル用線材に所定のピッチを成形してコイルばねを製造するコイルばね製造装置において、
前記第２ロールを、製造される前記コイルばねの螺進方向に沿って前後進可能、かつ、前記コイル用線材の搬送方向と平行な直線を回転軸として傾動可能とし、
前記ピッチツールを前記第３ロールを挟んだ両側にそれぞれ、第１ピッチツール及び第２ピッチツールとして設けたことを特徴とする端面平坦コイルばね製造装置。
［３］
前記第２ロールの前記回転軸を、該第２ロールのロール中心を通るように設定したことを特徴とする２に記載の端面平坦コイルばね製造装置。

【符号の説明】

【0037】

１０…コイルばね製造装置
１４…湾曲成形部
１６…ピッチ成形部
２４、２６、２８…駆動用モータ
３０…コイル用線材
３２…第１ロール
３４…第２ロール
３６…第３ロール
４０…第１移動台
４２…案内レール
４４、６０、６２…駆動機構
４６、６１、６４、７２…モータ
４８…送りねじ機構
５０…第２移動台
５２…第３移動台
５６…ガイドシャフト
５８…案内レール
６６…送りねじ機構
７０…傾動機構
７４…ベルト伝達機構
７９…回転支持軸
８６…第４移動台
９０…第１ピッチツール
９２…第２ピッチツール
９４…ガイドピン
１００…基盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】