特許 6128983 板ばねのキャンバー成形装置

(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】6128983

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】板ばねのキャンバー成形装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 53/00 20060101AFI20170508BHJP

   B21D 5/01 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   B21D53/00 B

   B21D5/01 H

   B21D5/01 L

   B21D5/01 Q

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-130364(P2013-130364)

(22)【出願日】2013年6月21日

(65)【公開番号】特開2015-3332(P2015-3332A)

(43)【公開日】2015年1月8日

【審査請求日】2016年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000210986

【氏名又は名称】中央発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】島谷 義貴

(72)【発明者】

【氏名】高山 晃直

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 秀和

(72)【発明者】

【氏名】原田 義美

【審査官】 豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５２２４３７０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２５７５８２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平６−１０６２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２１２１８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０１４６５１５２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２３８１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４６９３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ５３／００

Ｂ２１Ｄ ５／０１

Ｆ１６Ｆ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板材にキャンバー形状を付与して板ばねとするためのキャンバー成形装置であり、
チェーンと、
チェーンが伸びる第１方向に間隔を空けて配置され、チェーンが架け渡されると共に第１方向と交差する第２方向にチェーンを支持する複数のチェーン支持部と、
複数のチェーン支持部のそれぞれに設けられ、そのチェーン支持部の第２方向の位置を調整する位置調整機構と、
複数のチェーン支持部に架け渡されたチェーンに対して板材の一方の表面が接触するように板材を配置したときに、板材の他方の表面に当接して板材をチェーンに向かって押圧する押圧手段と、を有し、
押圧手段は、板材の他方の表面に当接するワイヤと、ワイヤを巻取るワイヤ巻取装置を有しており、
複数のチェーン支持部に架け渡されたチェーンに対して板材の一方の表面が接触するように板材が配置された状態でワイヤ巻取装置がワイヤを巻取ることで、ワイヤが板材の他方の表面に当接して板材をチェーンに向かって押圧する、キャンバー成形装置。

【請求項2】

チェーンは、板材の一方の表面と接触する接触部を有しており、その接触部は、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に幅を有している、請求項１に記載のキャンバー成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、板材（加工途中品）から板ばね（完成品）を製造するための技術に関する。詳しくは、板材にキャンバー形状（すなわち、湾曲形状（反り））を付与するキャンバー成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、板ばねのキャンバー成形装置を開示する。このキャンバー成形装置は、上部可変成形型と下部可変成形型を備えている。各可変成形型は、複数の成形フィンガーを備えており、各成形フィンガーは上下方向の位置が調整可能となっている。このため、このキャンバー成形装置では、まず、板材に付与するキャンバー形状に基づいて、各可変成形型のそれぞれの成形フィンガーの上下方向の位置を調整する。次いで、上部可変成形型と下部可変成形型の間に板材を配置し、その板材を上部可変成形型（成形フィンガー群）と下部可変成形型（成形フィンガー群）により押圧する。これにより、板材に所望のキャンバー形状を付与する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−２４９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のキャンバー成形装置では、板材に所望のキャンバー形状を付与できるものの、各可変成形型に多数の成形フィンガーが設けられる。このため、付与するキャンバー形状に応じて多数の成形フィンガーのそれぞれを位置調整しなければならない。したがって、板材に付与するキャンバー形状を変更しようとすると、その変更作業に長時間を要するという問題があった。

【0005】

本明細書は、１台の成形装置で種々のキャンバー形状を付与でき、かつ、キャンバー形状を変更する際の調整作業を短時間で行うことができるキャンバー成形装置を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書に開示されるキャンバー成形装置は、板材にキャンバー形状を付与する。このキャンバー成形装置は、チェーンと、チェーンが伸びる第１方向に間隔を空けて配置され、チェーンが架け渡されると共に第１方向と交差する第２方向にチェーンを支持する複数のチェーン支持部と、複数のチェーン支持部のそれぞれに設けられ、そのチェーン支持部の第２方向の位置を調整する位置調整機構と、複数のチェーン支持部に架け渡されたチェーンに対して板材の一方の表面が接触するように板材を配置したときに、板材の他方の表面に当接して板材をチェーンに向かって押圧する押圧手段と、を有する。

【0007】

このキャンバー成形装置では、まず、付与するキャンバー形状に応じて複数のチェーン支持部のそれぞれの位置を調整する。そして、位置調整されたチェーン支持部に架け渡されたチェーンに板材を押圧することで、板材にキャンバー形状を付与する。したがって、チェーン支持部の位置を調整することで、１台の成形装置で種々のキャンバー形状を付与することができる。また、チェーンが架け渡されるチェーン支持部は、チェーンの長手方向に間隔を空けて配置されるため、チェーンの長さ（成形対象となる板材の長手方向の長さ）に対してチェーン支持部の数を少なくすることができる。このため、キャンバー形状を変更する際の調整作業を短時間で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例のキャンバー成形装置の概略構成を示す図（キャンバー成形前）。

【図2】実施例のキャンバー成形装置の概略構成を示す図（キャンバー成形時）。

【図3】実施例のキャンバー成形装置の制御系の構成を示すブロック図。

【図4】実施例のキャンバー成形装置を用いてキャンバー成形する際の手順を示すフローチャート。

【図5】チェーンの一部を拡大して示す正面図。

【図6】チェーンの一部を拡大して示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

【0010】

（特徴１） 上記のキャンバー成形装置では、チェーンは、板材の一方の表面と接触する接触部を有しており、その接触部は、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に幅を有していてもよい。このような構成によると、チェーンと板材との接触面積を確保することができるため、板材にキャンバー形状が付与し易くなる。

【0011】

（特徴２） 上記のキャンバー成形装置では、押圧手段は、板材の他方の表面に当接するワイヤと、ワイヤを巻取るワイヤ巻取装置を有していてもよい。そして、複数のチェーン支持部に架け渡されたチェーンに対して板材の一方の表面が接触するように板材が配置された状態でワイヤ巻取装置がワイヤを巻取ることで、ワイヤが板材の他方の表面に当接して板材をチェーンに向かって押圧してもよい。このような構成によると、ワイヤを利用して板材をチェーンに押圧するため、チェーンの形状（キャンバー形状）に応じた押圧力を容易に板材に付与することができる。

【実施例】

【0012】

実施例に係るキャンバー成形装置１０を図面を参照して説明する。キャンバー成形装置１０は、自動車等に装備されるリーフ式サスペンションに用いられるリーフばね（板ばねの一種）を製造するために用いられる。キャンバー成形装置１０は、板材（加工途中品）にキャンバー形状を付与し、板ばね形状とする。なお、板材に付与されるキャンバー形状は、リーフ式サスペンションに求められる性能に応じて適宜設計される。

【0013】

図１，２に示すように、キャンバー成形装置１０は、ベース１２と、ベース１２に設けられた複数のチェーンガイド１４と、ベース１２に対向して配置されるシリンダ３９を備えている。キャンバー成形装置１０では、チェーンガイド１４に架け渡されるチェーン２２と、シリンダ３９に案内されるワイヤ３６によって、板材４０にキャンバー形状が付与される。

【0014】

チェーンガイド１４は、ベース１２の取付面１２ａ（図１の下側に示す面）の複数個所に取付けられている。具体的には、取付面１２ａの右端に２つのチェーンガイド１４がｘ方向に間隔を空けて配置され、取付面１２ａの中央に２つのチェーンガイド１４がｘ方向に間隔を空けずに配置され、取付面１２ａの左端に２つのチェーンガイド１４がｘ方向に間隔を空けて配置されている。右端に配置された２つのチェーンガイド１４と中央に配置された２つのチェーンガイド１４との間には間隔が設けられ、中央に配置された２つのチェーンガイド１４と左端に配置された２つのチェーンガイド１４との間にも間隔が形成されている。

【0015】

各チェーンガイド１４は、シリンダ１６と、シリンダ１６に対してｙ方向に進退動するピストン１８を備えている。シリンダ１６は、ベース１２の取付面１２ａからｙ方向（−）に突出している。ピストン１８は、シリンダ１６に対してｙ方向（−）に進退動可能に取付けられている。詳細には、ピストン１８は、図示しないサーボモータに接続されている。サーボモータを駆動することで、シリンダ１６に対するピストン１８のｙ方向の位置が調整される。ピストン１８の先端には、チェーン２２を案内する案内部が形成されている。複数のピストン１８（チェーンガイド１４）の先端に、チェーン２２が架け渡されている。

【0016】

ベース１２内には、ドラム２０ａ，２０ｂが配置されている。チェーン２２の一端はドラム２０ａに巻き付けられており、チェーン２２の他端はドラム２０ｂに巻き付けられている。ドラム２０ａの回転軸には、チェーン２２を巻き取るためのモータ５２（図３に図示）が接続されている。モータ５２によりドラム２０ａが駆動されると、ドラム２０ａにチェーン２２が巻き取られる。すなわち、ドラム２０ａが駆動ドラムであり、ドラム２０ｂが従動ドラムとなっている。ドラム２０ａにチェーン２２が巻き取られることで、チェーン２２に張力が付与される。チェーン２２に張力が付与されると、チェーン２２にｙ方向の力が作用しても、チェーン２２はその形状を保持することができる。

【0017】

ここで、チェーン２２は、図５，６に示すように、プレート２４，２６と支持ピン２８によって構成されている。プレート２４，２６の両端には貫通孔が形成されている。一対のプレート２６の貫通孔には支持ピン２８が挿通しており、その支持ピン２８の両端は一対のプレート２４の貫通孔に回転可能に支持されている。これによって、一対のプレート２４の間に一対のプレート２６が配され、一対のプレート２４と一対のプレート２６が支持ピン２８により連結されている。また、一対のプレート２４は、一対のプレート２６に対して支持ピン２８の軸周りに回動可能となっている。なお、図６から明らかなように、チェーン２２は、支持ピン２８の長さの分だけ幅Ｗを有しており、後述するように、この幅Ｗを有する面で板材４０に接触する。具体的には、幅Ｗを有する面において、プレート２４の厚み（又はプレート２６の厚み）×プレート２４の枚数（又はプレート２６の枚数）分だけ板材４０に接触する。なお、本実施例では、幅Ｗ方向に２枚のプレート（２４，２４），（２６，２６）が配置されたチェーン２２を用いたが、本明細書に開示の技術はこのような形態に限られない。例えば、幅方向に１枚、３枚、４枚又はそれ以上の枚数のプレートを配置してもよい。幅方向に配置するプレートの枚数を増減することで、プレートとチェーンの接触面積を適正化することができる。

【0018】

なお、ベース１２の取付面１２ａの両端には、ワイヤガイド３２が取付けられている。ワイヤガイド３２は、両端に配置されたチェーンガイド１４よりもさらに外側に配置されている。ワイヤガイド３２は、取付面１２ａからｙ方向（−）に突出している。ワイヤガイド３２の先端には、ワイヤ３６を案内する案内部が形成されている。

【0019】

図１，２に示すように、ベース１２に対向する位置には、一対のシリンダ３９が配置されている。シリンダ３９は、チューブ３８ｂと、図示しないピストンに取付けられたロッド３８ａを備えている。シリンダ３９は、図示しないフレーム（図示省略）に取付けられている。ロッド３８ａは、チューブ３８ｂに対してｙ方向（＋）に進退動可能に取付けられている。ロッド３８ａは、図示しない油圧装置によって駆動され、ワイヤ３６を介して板材４０をｙ方向（＋）に押圧するようになっている。ロッド３８ａの先端には、ワイヤ３６を案内する案内部が形成されている。

【0020】

ワイヤ３６は、シリンダ３９及びガイドローラ３４を介してワイヤ巻取装置５４（図３に図示）に接続されている。ガイドローラ３４は、ベース１２に取付けられたワイヤガイド３２の両側に配置されている。ガイドローラ３４は、ベース１２に対してｙ方向に進退動可能に設けられている。ガイドローラ３４には、ワイヤ３６を案内する案内部が形成されている。ガイドローラ３４は、ワイヤ３６をワイヤ巻取装置５４に案内する。ワイヤ巻取装置５４は、ベース１２側に配置され、ワイヤ３６を巻き取る一対のドラムと、一対のドラムの一方を回転駆動するモータを備えている。モータによりドラムを回転駆動することで、ドラムにワイヤ３６が巻き取られ、ワイヤ３６に張力が付与される。

【0021】

なお、図３に示すように、キャンバー成形装置１０は、上述した各部１４，５２，５４，３９を制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータにより構成されている。制御装置５０は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することで、各部１４，５２，５４，３９を制御する。

【0022】

上述したキャンバー成形装置１０を用いて、板材４０にキャンバー形状を付与する手順の一例を説明する。本実施例では、板ばねを製造する際の焼入れ処理を利用して板材４０にキャンバー形状を付与する。すなわち、板ばねを製造する際には、まず、ばね鋼（例えば、ＳＵＰ６，ＳＵＰ９，ＳＵＰ９Ａ，ＳＵＰ１１Ａ等）を所定寸法の板材に加工し、その板材に対して機械加工（例えば、穿孔加工、圧延加工等）を行うことによって目玉４２等を形成して半製品形状（以下、板材４０という。）とする。本実施例では、半製品形状とした板材４０を焼入れ処理のために加熱し、加熱された状態でキャンバー形状を付与し、その後、焼入れ処理を行う。本実施例では、焼入れ前の加熱により加熱された板材４０にキャンバー形状を付与するため、キャンバー形状を付与するためだけに加熱処理が行われることはない。なお、焼入れ後の板材４０には焼戻しやショットピーニング等の処理が行われる。その後、表面に塗料を吹付けて塗装し、板ばねが完成する。以下、キャンバー成形装置１０を用いて板材４０にキャンバー形状を付与するときのキャンバー成形装置１０の動作について説明する。

【0023】

まず、図４に示すように、各チェーンガイド１４を駆動して、ピストン１８の先端の位置（ｙ方向の位置）を調整する（Ｓ１０）。すなわち、板材４０に付与するキャンバー形状に応じて、制御装置５０は各チェーンガイド１４のピストン１８をシリンダ１６に対してｙ方向に移動させる。これによって、各チェーンガイド１４に架け渡されたチェーン２２の形状が、板材４０に付与するキャンバー形状に倣った形状となる。次に、制御装置５０はチェーン巻取モータ５２を駆動して、ドラム２０ａにチェーン２２を巻き取る（Ｓ１２）。これによって、チェーン２２に張力が付与され、チェーン２２が各チェーンガイド１４間に緩み無く架け渡される。その結果、チェーン２２にｙ方向の外力が作用しても、チェーン２２はその形状を保持することが可能となる。

【0024】

次に、キャンバー成形装置１０に板材４０をセットする（Ｓ１４）。すなわち、チェーンガイド１４に架け渡されたチェーン２２と、ガイドローラ３４間に架け渡されたワイヤ３６の間に板材４０をセットする。上述したように、板材４０は、焼入れのために加熱されており、焼入れ温度以上となっている。したがって、板材４０のキャンバー成形装置１０へのセットは、ロボットによって行われる。これによって、図１に示す状態となる。

【0025】

次に、制御装置５０は、シリンダ３９を駆動してロッド３８ａを伸長すると共に、ワイヤ巻取装置５２を駆動してワイヤ３６をドラムに巻き取る（Ｓ１６）。これによって、板材４０の一方の面（図１，２では下面）にワイヤ３６が当接し、板材４０をチェーン２２に向かって押圧する力がワイヤ３６から板材４０に作用する。このため、板材４０の他方の面（図１，２の上面）がチェーン２２に当接し、チェーン２２の形状に倣ったキャンバー形状が板材４０に付与される。図６から明らかなように、チェーン２２は、板材４０の短手方向に幅Ｗを有し、板材４０との接触面積が広く確保されている。このため、板材４０に曲げ加工をする間、チェーン２２は板材４０を適切に支持することができる。なお、ワイヤ３６が板材４０をチェーン２２に向かって押圧する際は、ガイドローラ３４がベース１２に向かって移動し、ベース１２に設けられたワイヤガイド３２の先端よりもベース１２側に移動する。このため、図２に示す状態では、ワイヤ３６はワイヤガイド３２を介してガイドローラ３４に案内されている。

【0026】

板材４０にキャンバー形状を付与すると、キャンバー成形装置１０から板材４０を取り出す（Ｓ１８）。具体的には、制御装置５０は、シリンダ３９を駆動してロッド３８ａを退動させ、チェーン２２とワイヤ３６の間から板材４０を取り出す。これによって、板材４０にキャンバー形状が付与される。

【0027】

上述した説明から明らかなように、本実施例のキャンバー成形装置１０では、各チェーンガイド１４の位置（ピストン１８のｙ方向の位置）を調整することで、チェーンガイド１４に架け渡されるチェーン２２の形状を調整することができる。このため、１台のキャンバー成形装置１０で、複数のキャンバー形状を板材に付与することができる。また、チェーン２２で板材４０を支持するため、チェーンガイド１４を板材４０の長手方向に離間して配置することができる。その結果、位置調整が必要となるチェーンガイド１４の数を減らすことができ、キャンバー形状を変更する際の調整作業を短時間で行うことができる。

【0028】

最後に、実施例と特許請求の範囲の記載の対応関係を説明する。ピストン１８のチェーン案内部が「チェーン支持部」の一例であり、チェーンガイド１４が「位置調整機構」の一例であり、ワイヤ３６、シリンダ３９及びワイヤ巻取装置５４が「押圧手段」の一例である。

【0029】

以上、本明細書に開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【0030】

例えば、上述した実施例では、板材４０に所望のキャンバー形状が付与されるよう６個のチェーンガイド１４によってチェーン２２の形状を調整したが、チェーン２２の形状を調整するチェーンガイドは６個に限られず、任意の数とすることができる。また、上述した実施例では、板材４０をチェーン２２に向かって押圧するためにワイヤ３６を用いたが、このような構成に限られず、ベース１２側と同様の構成（すなわち、チェーンガイド＋チェーン）を採用して板材を押圧してもよい。また、板材４０を成形するためにプレート２４，２６で構成されたチェーン２２を利用したが、このような形態に限られず、チェーンには、可撓性があり、かつ、一定の幅を有する長尺物を用いてもよい。

【0031】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0032】

１０：キャンバー成形装置
１２：ベース
１４：チェーンガイド
１６：シリンダ
１８：ピストン
２２：チェーン
３４：ガイドローラ
３６：ワイヤ
３９：シリンダ
４０：板材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】