(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的低コストで、線材との摺接面における耐摩耗性が比較的高い線材加工具を提供する。【解決手段】線材と摺接して該線材を変形させる線材加工具であって、土台部15A,16Aと、前記線材と摺接される摺接面を備える摺接部15B,16Bとを備え、前記摺接部15B,16Bは、前記土台部15A,16Aに比べて高い耐摩耗性を有し、かつ、前記土台部15A,16Aは、前記摺接部15B,16Bに比べて高い曲げ強度を有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材と摺接して該線材を変形させる線材加工具であって、
土台部と、
前記線材と摺接される摺接面を備える摺接部と、
を備え、
前記摺接部は、前記土台部に比べて高い耐摩耗性を有し、
かつ、前記土台部は、前記摺接部に比べて高い曲げ強度を有することを特徴とする線材加工具。
【請求項２】
前記摺接部は、セラミックスを主成分とすることを特徴とする請求項１記載の線材加工具。
【請求項３】
前記セラミックスは、ジルコニアまたはジルコニア強化アルミナを主成分とすることを特徴とする請求項１または２記載の線材加工具。
【請求項４】
前記土台部は、超硬合金を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の線材加工具。
【請求項５】
前記土台部は、表面に凹部を備え、
前記摺接部が前記凹部内に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の線材加工具。
【請求項６】
前記土台部は、表面に溝状凹部を備え、
前記摺接部は、前記溝状凹部の底面および内側側面と当接して配置されていることを特徴とする請求項５記載の線材加工具。
【請求項７】
前記土台部の前記凹部の底面に穴部を有し、
前記摺接部が突状部を有し、
前記底面の前記穴部に、前記突状部が挿通されていることを特徴とする請求項６記載の線材加工具。
【請求項８】
前記土台部の前記凹部の底面に穴部を有し、
前記摺接部が突状部を有し、
前記底面の前記穴部に、前記突状部が挿通されていることを特徴とする請求項６記載の線材加工具。
【請求項９】
前記土台部は貫通孔を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の線材加工具。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の線材加工具を備えて構成された、コイルバネ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を変形させるための線材加工具、および該線材加工具を具備したコイルバネ成形具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フィードローラ等の搬送装置によって線形の材料（線材）を長さ方向に移動させつつ、この線材にバネ成形具を摺接させて曲げ加工してコイルバネを製造するコイルバネの製造装置が、従来より用いられている。バネ成型具には、線材を変形する際に比較的大きな力がかかる。このため、従来のバネ成形具は、例えば、いわゆる超硬合金など、曲げ剛性等の機械的特性が比較的大きな材料で構成されていた。
【０００３】
近年、各種の機械装置等の小型化にともない、従来に比べて、線径に対するバネの曲率が比較的小さく、いわゆる、バネ定数が比較的大きいコイルバネが要求されている。バネ定数が比較的大きいコイルバネを成形する場合に、バネ成形具にかかる力（反力）は比較的大きく、バネ成形具と線材との摩擦力も比較的大きい。従来のバネ成形具は、線材との摺接面を含む全体が、超硬合金等の金属材料を主成分として構成されていた。
【０００４】
例えば、超硬合金を用いたバネ成形具など、従来のバネ成形具では、線材と成形具との摩擦によって、成形具が比較的早く摩耗して変形する。変形したバネ成形具を用いた場合、成形されるバネ形状のばらつきが比較的大きく、コイルバネの寸法精度が比較的大きくなる。このため、従来は、バネ成形具を比較的短期間しか使用することができなかった。
【０００５】
例えば下記特許文献１では、超音波振動機構等によってバネ成形具を微細振動させて、バネ成型具と線材との摩擦抵抗を低減させた、コイルバネピンの製造装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０７５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば上記特許文献１記載の製造装置では、バネ成型具を微細振動させるための、例えば超音波振動機構等の構成が必要であり、製造装置が比較的大型かつ高コストになるといった課題があった。また、かかる構成の装置であっても、バネ成形具自体の耐摩耗性は比較的小さく、バネ成形作業にともなうバネ成形具の摩耗は十分小さいとはいえなかった。このように従来では、特に、比較的小型で、かつバネ定数が比較的大きいバネを製造するにあたって、製造装置の高コスト化、大型化、交換作業等の増加にともなう作業量増加などの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、線材と摺接して該線材を変形させる線材加工具であって、土台部と、前記線材と摺接される摺接面を備える摺接部と、を備え、前記摺接部は、前記土台部に比べて高い耐摩耗性を有し、かつ、前記土台部は、前記摺接部に比べて高い曲げ強度を有することを特徴とする線材加工具を提供する。
【０００９】
また、上記線材加工具を備えて構成されたコイルバネ製造装置を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の線材加工具は、比較的低コストで、線材との摺接面における耐摩耗性が比較的高い。また、本発明のコイルバネ製造装置は、比較的低コストかつ、比較的小型な構成で、耐久性が比較的高い。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】コイルバネ製造装置の一実施形態について説明する概略側面図である。
【図２】コイルバネ製造装置の要部を拡大して示す概略斜視図である。
【図３】（ａ）は、バネ成形具の一実施形態について説明する概略上面図、（ｂ）は概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照し、線材加工具およびコイルバネ製造装置の実施形態について説明する。図１は、コイルバネ製造装置の一実施形態である、コイルバネ製造装置１について説明する概略側面図である。また、図２は、コイルバネ製造装置１の要部を拡大して示す概略斜視図である。
【００１３】
コイルバネ製造装置１は、フィードローラ１１〜１４、線材加工具の一実施形態であるバネ成形具１５および１６、ピッチ付与機構２０、切断機構２１等を備えて構成されている。
【００１４】
フィードローラ１１〜１４は、それぞれ、図示しないローラ駆動用モータによって回転駆動され、コイルバネの材料である線材９０を、成形領域Ｒに向けて送給したり、あるいは逆に引き戻すことができるように構成されている。なお、線材９０の送給路には、線材ガイド２３が配設されている。この線材ガイド２３には、線材９０が挿通可能な案内路が成形されており、線材９０はこの案内路にガイドされて成形領域Ｒに送給される。
【００１５】
成形領域Ｒには、バネ成形具１５および１６が配置されている。バネ成形具１５および１６は、線材９０と摺接することで、線材９０を所定の曲率に変形させる。バネ成形具１５および１６は、それぞれ、成形領域Ｒに配置固定された支持台１７および１８（図２において図示せず）に、固定ネジ３２、３５によって固定されている。支持台１７および１８は、位置および角度等が調整可能に構成されており、成形領域Ｒにおけるバネ成形具１５および１６の位置および配置も、調整可能な構成とされている。
【００１６】
コイルバネ製造装置１では、フィードローラ１１〜１４を介して、図１における右方向へ供給される線材９０は、バネ成形具１５と当接し、次いでバネ成形具１６と当接する。線材９０はバネ成形具１５およびバネ成形具１６に対して滑らかに摺接しながら、所定の曲率に塑性変形される。図２に示すように、バネ成形具の先端面には、螺旋状に成形される線材９０に沿うように線材摺接溝１５ａ，１６ａが形成されている。そして、成形領域Ｒに送給された線材９０が、各成形工具１５および１６の、線材摺接溝１５ａ、１６ａの内面（摺接面）に押しつけられ、円弧状に塑性変形されコイルばねが成形される。
【００１７】
ピッチ付与機構２０は、コイルバネに所定のピッチを付与するための機構であり、所定の曲率に変形されつつ移動する線材９０に摺接する摺接面２４を有している。摺接面２４は、製造するコイルバネのピッチに応じた、所定の位置および角度で配置されている。なお、２５は、変形される線材の内側をガイドする内型である。切断機構２１は、変形された線材９０を所定長さで切断するための機構であり、図１中の上下方向に移動可能なカッタ４７と、図示しないカッタ移動機構と、を備えて構成されている。
【００１８】
図３（ａ）は、本実施形態のバネ成形具１５について説明する概略上面図、図３（ｂ）は、バネ成形具１５について説明する概略側面図である。なお、バネ成形具１６についての説明は省略するが、バネ成形具１５と同様の構成を備えている。
【００１９】
バネ成形具１５は、支持台１７に固定される土台部１５Ａと、線材９０に対して摺接される摺接面５１を備える摺接部１５Ｂと、を備えて構成されている。土台部１５Ａと摺接部１５Ｂとは、土台部１５Ａの凹部５２の内面に塗布された接着剤によって接合されている。バネ成形具１５では、土台部１５Ａの曲げ強度は摺接部１５Ｂに比べて大きく、また、摺接部１５Ｂの耐摩耗性は土台部１５Ａに比べて高くされている。土台部１５Ａには、貫通穴５５が設けられている。
【００２０】
耐摩耗性とは、例えばＪＩＳ−Ａ５２０９にて規定される、落砂式摩耗試験器を用いて計測された摩耗量の大きさをいう。耐摩耗性がより高いとは、このＪＩＳ−Ａ５２０９による摩耗量が、より大きいことをいう。また、曲げ強度とは、例えばＪＩＳ−Ｚ２２４８に準拠して計測される曲げ強度の大きさをいう。
【００２１】
バネ成形具１５は、土台部１５Ａの貫通穴５５に挿通された固定ネジ３２によって、支持台１７に固定されている。バネ成形の際、土台部１５Ａの固定部分（貫通穴５５の近傍領域）には比較的大きな曲げ応力が生じる。一方、線材９０に摺接する摺接面５１には、比較的大きな摩擦力が生じる。バネ成形具１５では、土台部１５Ａを比較的曲げ強度の高い部材によって構成するとともに、摺接面５１を備える摺接部１５Ｂを、耐摩耗性が比較的高い部材によって構成している。これにより、土台部１５Ａの変形や劣化の程度を低く抑えるともに、摺接部１５Ｂの摩耗や変形の程度を低く抑えることができる。
【００２２】
土台部１５Ａは、例えば、金属材料を主成分とすることが好ましい。曲げ強度が比較的高い、いわゆる超硬合金等を主成分とすることが好ましい。超硬合金とは、炭化タングステン（ＷＣ）を主原料（主成分）とする、粉末治金法により焼結した合金を意味し、例えば、ＷＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系合金、ＷＣ−Ｎｉ系合金、ＷＣ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金等を用いればよい。
【００２３】
また、摺接部１５Ｂは、例えば、セラミックスを主成分とすることが好ましい。好ましいセラミックスとして、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、ジルコニア強化アルミナ、炭化珪素等を主成分として含むセラミックスが挙げられる。微小粒子が焼結されてなるセラミックスは、金属等と比較して耐摩耗性が比較的高い。また、微小粒子が焼結されてなるセラミックスは、金属等と比較して、表面の摩擦抵抗が比較的低くされている。このため、セラミックスを主成分とする材料で摺接部１５Ｂを構成した場合、摺接面に生じる摩擦力自体が比較的小さくなる。加えて、セラミックス材料は耐摩耗性が比較的大きく、金属等で摺接面を構成した場合に比べて、バネ成形における摺接部１５Ｂの摩耗量が少ない。
【００２４】
かかるセラミックスの中でも、ジルコニアおよびジルコニア強化アルミナは、熱膨張係数が比較的大きく、超硬合金等の金属との熱膨張係数差が比較的小さい。このため、バネ成形の際、比較的大きな摩擦熱が生じた場合でも、土台部１５Ａと摺接部１５Ｂとの接合部における熱応力が比較的小さく、熱応力に起因した破壊や機械強度の劣化等が比較的低減することができる。
【００２５】
本実施形態のバネ成形具１５では、土台部１５Ａは表面に凹部５２を備えており、摺接部１５Ｂが凹部５２内に配置固定されている。これにより、摺接部１５Ｂは土台部１５Ａに対して比較的強固に固定され、摺接部１５Ｂに比較的大きな力が加わった場合も、土台部１５Ａに対する摺接部１５Ｂの位置ずれ等の不具合が生じ難い。
【００２６】
また、バネ成形具１５では、凹部５２は溝状に形成されており、摺接部１５Ｂは、溝状凹部の底面および内側側面と当接して配置されている。土台部１５Ａを金属材料を主成分とし、摺接部１５Ｂをセラミックスを主成分として構成した場合、土台部１５Ａの熱膨張係数が摺接部１５Ｂの熱膨張係数に比べて大きい。すなわち、線材９０との摩擦によって摩擦熱が生じた際、摺接部１５Ｂの膨張の程度に比べて、土台部１５Ａの膨張の程度が大きくなる。本実施形態では、摺接部１５Ｂが、溝状凹部の底面および内側側面と当接しているので、摺接時の摩擦熱によって摺接部１５Ｂおよび土台部１５Ａが熱膨張した際、凹部に配置固定された摺接部１５Ｂには、より膨張した土台部１５Ａに挟み込まれるような圧縮応力が作用する。このため、比較的大きな力が作用するバネ成形時において、摺接部１５Ｂは土台部１５Ａに比較的強固に保持され、摺接部１５Ｂの脱落等の不具合が比較的発生し難い。
【００２７】
また、バネ成形具１５では、溝状に形成された凹部５２の底面に穴部５３が設けられ、摺接部１５Ｂには、この穴部５３に対応する突状部５５が設けられている。バネ成形具１５では、突状部５５が穴部５３に挿通された状態で、摺接部１５Ｂが土台部１５Ａに配置固定されており、摺接部１５Ｂの脱落等の不具合が比較的発生し難くされている。なお、図示しないが、バネ成形具１５では、溝状に形成された凹部５２の底面に突状部を設け、摺接部１５Ｂに、この突状部に対応する凹部が設けられていてもよい。この場合も、バネ成形具１５では、突状部が穴部に挿通された状態で、摺接部１５Ｂが土台部１５Ａに配置固定されており、摺接部１５Ｂの脱落等の不具合が比較的発生し難くされる。
【００２８】
コイルバネ成形具における、土台部と摺接部との接合形態については、特に限定されない。略直方体形状の土台部の一面に、摺接部が接合された形態であってもよい。また、土台部および摺接部が、上記実施形態とは異なる形状の係合部を備え、これた係合部同士が係合して、土台部と摺接部とが固定されていてもよい。
【００２９】
コイルバネ製造装置１によれば、線材と成形具との摩擦による成形具の摩耗が、比較的抑制されており、比較的長期にわたって、比較的高い寸法精度でコイルバネを成形することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、コイルバネ製造装置の例について説明したが、線材加工具は、コイルバネを製造する装置に用いることに限定されない。線材加工具は、例えば線材を曲げ加工する各種装置に用いることができる。
【００３１】
本発明に係る線材加工具、およびコイルバネ製造装置は、上述した実施例の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さまざまな形態に構成することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１１〜１４  フィードローラ
１５、１６  バネ成形具
１７、１８  支持具
２０  ピッチ付与機構
２１  切断機構
１５Ａ  土台部
１５Ｂ  摺接部
５３  穴部
５５  突状部
９０  線材
【図１】
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【図２】
2011005541.tif 000004
【図３】
2011005541.tif 000005