(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持壁から片持ち梁状に突出した芯金を取り巻くように線材からコイルばねを成形し、前記芯金に側方から接近する切断ツールの切断用エッジと前記芯金の切断用エッジとで前記線材を挟んで、前記コイルばねを後続の前記線材から切り離すばね成形機であって、
前記芯金は、丸棒形状をなし、
前記芯金の先端部には、前記丸棒形状の中心線を含む仮想平面に含まれるか又はその近傍に配置される中心切断面と、前記中心切断面に交差するサイド切断面とを有する切欠部が備えられ、
前記切欠部のうち前記芯金の外周面と前記中心切断面との交差部分が前記切断用エッジをなし、
前記サイド切断面は、前記芯金の先端面に向かうに従って前記中心線に近づくように傾斜しているばね成形機。
【請求項２】
前記切欠部を複数備える請求項１に記載のばね成形機。
【請求項３】
複数の前記切欠部が面対称に配置されている請求項１又は２に記載のばね成形機。
【請求項４】
複数の前記切欠部が前記中心線回りの複数位置に回転移動した状態に配置されている請求項１又は２に記載のばね成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持壁から突出する芯金を取り巻くように線材からコイルばねを成形し、切断ツールの切断用エッジと芯金の切断用エッジとで線材を挟んでコイルばねを後続の線材から切り離すばね成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のばね成形機の芯金は、一般に、断面四角形の角材の先端側を、上側が尖った断面形状（例えば、断面半円形や断面多角形）の片持ち梁部に切削してなる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５３４８４３号公報（図３，段落［００２３］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した従来のばね成形機では、芯金の母材である角材のうち上側の一角部が、片持ち梁部の上端の切断用エッジ部として流用されている。ここで、芯金を角材のままコイルばねの内側に配置してその角材の一角部をコイルばねの内周面に宛がうと、角材の上側の別の角部がコイルばねの内周面に干渉することになる。これを回避するために、上述の如く、芯金の先端側は、角材から上側が尖った断面形状の片持ち梁部に削り出される。
【０００５】
しかしながら、芯金の母材である角材は、上面が平坦な形状になっているので、その角材から上側が尖った断面形状の片持ち梁部に削り出す作業に手間がかかり、特に、曲面を有する断面半円形の片持ち梁部の削り出し作業には多大な手間がかかる。このため、芯金の製作コストが高くなることが問題になっていた。また、芯金は消耗品であると共に、コイルばねのコイル径や線材径に合わせて複数種類を保有しなければならない場合があるので、芯金の低コスト化が強く望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、芯金の製作コストを抑えることが可能なばね成形機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、支持壁から片持ち梁状に突出した芯金を取り巻くように線材からコイルばねを成形し、前記芯金に側方から接近する切断ツールの切断用エッジと前記芯金の切断用エッジとで前記線材を挟んで、前記コイルばねを後続の前記線材から切り離すばね成形機であって、前記芯金は、丸棒形状をなし、前記芯金の先端部には、前記丸棒形状の中心線を含む仮想平面に含まれるか又はその近傍に配置される中心切断面と、前記中心切断面に交差するサイド切断面とを有する切欠部が備えられ、前記切欠部のうち前記芯金の外周面と前記中心切断面との交差部分が前記切断用エッジをなし、前記サイド切断面は、前記芯金の先端面に向かうに従って前記中心線に近づくように傾斜しているばね成形機である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記切欠部を複数備える請求項１に記載のばね成形機である。
【００１０】
請求項３の発明は、複数の前記切欠部が面対称に配置されている請求項１又は２に記載のばね成形機である。
【００１１】
請求項４の発明は、複数の前記切欠部が前記中心線回りの複数位置に回転移動した状態に配置されている請求項１又は２に記載のばね成形機である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１のばね成形機では、芯金が丸棒形状をなすので、芯金は丸材から容易に製作することができる。また、芯金の先端部には、丸棒形状の中心線を含む仮想平面に含まれるか又はその近傍に配置される中心切断面と、中心切断面に交差するサイド切断面とを有する切欠部が備えられている。本構成よれば、切欠部の中心切断面が芯金の周方向の２箇所で交差しているものに比べて、芯金の強度が高くなると共に製作の手間がかからない。ここで、芯金を丸材のまま、又は、丸材を旋盤にて細く切削した状態のまま、コイルばねの内側に配置した場合、コイルばねの内周面に対して周方向の１箇所でのみ接触することになる。従って、その接触点となる部分又はその近傍に切断用エッジを形成すれば、従来のように角材から芯金を製作する場合に比べて容易にかつ短時間で芯金を製作することができ、また、そのようにして製作された芯金は、中心切断面に切断用エッジを備えた構造になる。換言すれば、切欠部のうち芯金の外周面と中心切断面との交差部分が切断用エッジをなす構造の本願発明に係る芯金は、従来より容易にかつ短時間で製作することができ、製作コストが抑えられる。
【００１８】
また、請求項１の構成の芯金は、回転切削工具を、丸棒体の先端部に対して斜めに横切るように移動して切欠部を容易に形成することができる。
【００１９】
請求項３の構成では、複数の切欠部が面対称に配置されているので、芯金を回転して一方の切欠部から他方の切欠部に変更して使用することで、コイルばねにおける被切断面の向きを逆向きに変更することができる。
【００２０】
請求項４の構成では、切欠部が、中心線回りの複数位置に回転移動した状態に複数形成されているので、１つの切欠部の切断用エッジが摩耗又は破損したら、芯金を回転させて別の切欠部の切断用エッジに変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るばね成形機の斜視図
【図２】芯金の斜視図
【図３】支持壁の芯金支持部分の側断面図
【図４】芯金及び切断ツールの正断面図
【図５】第２実施形態の芯金の斜視図
【図６】第３実施形態の芯金の斜視図
【図７】（Ａ）第４実施形態の芯金の斜視図，（Ｂ）第５実施形態の芯金の斜視図
【図８】第６実施形態に係る支持壁の芯金支持部分の側断面図
【図９】（Ａ）本発明の変形例に係る芯金の正面図、（Ｂ）その芯金の側面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のばね成形機１０は、支持壁１１の前面から突出した芯金２０の周囲に、線材送給ガイド１３、第１と第２の成形ツール１４，１５、及び、切断ツール１６を備えている。線材送給ガイド１３は、図示しない線材送給装置から支持壁１１の前面と平行かつ水平に送給されてくる線材９０を、芯金２０の下側近傍を通過するように案内する。
【００２６】
第１成形ツール１４は、芯金２０に対して線材送給ガイド１３とは反対側の斜め下方から突き合わされ、第２成形ツール１５は、芯金２０に対して線材送給ガイド１３とは反対側の斜め上方から突き合わされている。また、それら第１及び第２の成形ツール１４，１５の先端面には、案内溝１４Ｍ，１５Ｍが形成されている。そして、線材送給ガイド１３から送給されてくる線材９０が、案内溝１４Ｍ，１５Ｍの内面に摺接して芯金２０を取り巻くコイルばね９１に成形される。なお、第１及び第２の成形ツール１４，１５は、芯金２０に対して接離する方向に直動可能になっていて、これにより、任意のコイル径のコイルばね９１を成形することができる。
【００２７】
切断ツール１６は、上下方向に延びた角柱構造をなし、第２成形ツール１５側を向いた一側面１６Ａと下端面１６Ｂとの角部に切断用エッジ１６Ｅを備えている。また、切断ツール１６の下端面１６Ｂは、図４に示すように切断用エッジ１６Ｅから離れるに従って上側に向かうように傾斜している。そして、コイルばね９１が所定のコイル長まで成形されると、切断ツール１６が降下して、芯金２０の後述の切断用エッジ２４と切断ツール１６の切断用エッジ１６Ｅとの間で線材９０を挟んで切断し、コイルばね９１を後続の線材９０から切り離す。
【００２８】
図２には、芯金２０の全体が示されている。芯金２０は、例えば、所定長の炭素鋼等の丸材７０における先端角部の一部を回転切削工具８０（例えば、フライスカッター）で切除してなる。具体的には、丸材７０の軸方向と回転切削工具８０の軸方向とが直交する配置にして、丸材７０を図示しないフライス盤の治具に固定する。その状態で、丸材７０の中心線２０Ｃに対して傾斜する方向に回転切削工具８０を横移動（回転軸方向と直交する方向に移動）させる動作を繰り返して、丸材７０の先端角部の一部を切除していく。そして、最終的に、回転切削工具８０の端面８０Ａを、丸材７０の中心線２０Ｃを含む仮想平面２０Ｍに接するように配置して回転切削工具８０を横移動させることで、丸材７０に、仮想平面２０Ｍと重なる中心切断面２２を有した切欠部２１を形成する。このようにして、丸材７０から芯金２０が製作される。なお、必要に応じて丸材７０を切削加工して芯金２０とした後、熱処理や研削による仕上げ加工等を施してもよい。
【００２９】
芯金２０の切欠部２１は、丸材７０から前記した中心切断面２２の一側方部分を排除した形状をなしかつ、芯金２０の中心線２０Ｃに到達しない深さになっている。また、中心切断面２２と芯金２０の外周面２０Ｇとの交差部は、本発明に係る切断用エッジ２４になっていて、中心切断面２２のうち切断用エッジ２４の反対側には、芯金２０の先端から離れるに従って徐々に切断用エッジ２４に接近する傾斜縁部２２Ａが備えられている。そして、回転切削工具８０の側面８０Ｂにより形成されたサイド切断面２３が、切断用エッジ２４の傾斜縁部２２Ａに直交している。
【００３０】
図３に示すように、芯金２０を支持するために支持壁１１には、支持孔１２が貫通形成されている。そして、芯金２０のうち軸方向の中間位置より基端側が支持孔１２内に挿入されて本発明に係る丸棒幹部２０Ｌをなし、芯金２０のうち中間位置より先端側が支持壁１１の前方に片持ち梁状に突出して本発明に係る片持ち梁部２０Ｋになっている。
【００３１】
芯金２０を支持壁１１に固定するために、支持孔１２の後端部には、固定エレメント３０が取り付けられている。固定エレメント３０は、ベースリング３０Ａ（本発明の「リング固定部」に相当する）の後端内縁部から締付スリーブ３０Ｂ（本発明の「締付リング」に相当する）を延設した構造になっている。そして、支持孔１２の後端部を段付き状に拡径してなる後端凹部３１にベースリング３０Ａが嵌合されたボルトにて支持壁１１に固定され、締付スリーブ３０Ｂが支持壁１１の後方に突出している。また、締付スリーブ３０Ｂは、ベースリング３０Ａから離れるに従って外径が窄まった形状をなし、そのテーパー状の外周面にテーパー螺子３０Ｎが形成されている。さらに、締付スリーブ３０Ｂ及びベースリング３０Ａの内周面は支持孔１２の内周面と面一になっていて、その内側に芯金２０の丸棒幹部２０Ｌが嵌合している。また、締付スリーブ３０Ｂの周方向の複数位置には、後端から前端寄り位置に亘って図示しない複数の縦割りスリットが形成されている。そして、テーパー螺子３２Ｎを内周面に備えたナット３２（本発明の「外側テーパー部材」に相当する）が締付スリーブ３０Ｂのテーパー螺子３０Ｎに締め付けられて、締付スリーブ３０Ｂが縮径される。これにより、芯金２０が固定エレメント３０を介して支持壁１１に固定されている。
【００３２】
図１に示すように支持壁１１に固定された芯金２０の切欠部２１は、切断ツール１６の下方に位置しかつ、図４に示すように切欠部２１の中心切断面２２が、切断ツール１６における切断用エッジ１６Ｅ側の一側面１６Ａと面一に配置される。これにより、前述のように切断ツール１６が降下して、芯金２０の切断用エッジ２４と切断ツール１６の切断用エッジ１６Ｅとの間で挟まれた線材９０が切断されて、コイルばね９１が後続の線材９０から切り離される。
【００３３】
なお、本実施形態では、締付スリーブ３０Ｂのうちテーパー螺子３０Ｎが形成されている外周面が「外周テーパー面」に相当し、ナット３２のうちテーパー螺子３２Ｎが形成されている内周面が本発明に係る「内周テーパー面」に相当する。また、締付スリーブ３０Ｂとナット３２のテーパー螺子３０Ｎ，３２Ｎが本発明に係る「推進機構」に相当する。さらに、固定エレメント３０とナット３２とから本発明に係る「芯金固定手段」が構成されている。
【００３４】
本実施形態のばね成形機１０の構成に関する説明は以上である。次に、このばね成形機１０の作用効果について説明する。本実施形態のばね成形機１０の芯金２０は、丸材７０を回転切削工具８０（図２参照）を横切らせて容易に製作することができる。ここで、芯金２０を母材である丸材７０のまま、コイルばね９１の内側に配置した場合、コイルばね９１の内周面に対して周方向の１箇所でのみ接触することになる（図４参照）。そこで、丸材７０とコイルばね９１との接触点となる部分に切断用エッジ２４を形成すれば、従来のように角材から芯金を製作する場合に比べて、容易かつ短時間で芯金２０を製作することができ、また、そのようにして製作された芯金２０は、図２に示すように、丸棒幹部２０Ｌの中心線２０Ｃを含む仮想平面２０Ｍ内に切断用エッジ２４を備えた構造になる。換言すれば、丸棒幹部２０Ｌの中心線２０Ｃを含む仮想平面２０Ｍ内に切断用エッジ２４を備えた構造の本実施形態の芯金２０は、従来より容易かつ短時間で製作することができ、製作コストが抑えられる。また、支持壁１１に形成される支持孔１２も芯金２０に対応して断面円形になるので、従来の断面四角形の支持孔に比べ、容易かつ短時間で形成することができる。
【００３５】
［第２実施形態］
本実施形態のばね成形機に備えた芯金２０Ｖは、図５に示されており、切欠部２１Ｖの形状のみが前記第１実施形態と異なる。即ち、この芯金２０Ｖでは、丸棒体の先端部から断面半円形の半円柱体を切除して切欠部２１Ｖが形成され、切欠部２１Ｖの中心切断面２２Ｖが芯金２０Ｖの外周面における２箇所で交差して１対の切断用エッジ２４，２４を備えている。なお、切欠部２１Ｖのサイド切断面２３Ｖは、半円形をなして中心切断面２２Ｖと直交している。このような構造にしても、前記した第１実施形態と同様に、芯金２０Ｖの製作コストを抑えることができる。
【００３６】
［第３実施形態］
本実施形態のばね成形機に備えた芯金２０Ｗは、図６に示されており、片持ち梁部２０Ｋが、丸棒幹部２０Ｌから徐々に縮径したテーパー部２０Ｔを備え、そのテーパー部２０Ｔの先端に切欠部２１Ｖを有した本体部２０Ｈが設けられた構造をなしている。また、本体部２０Ｈは、前記第２実施形態の芯金２０Ｖの先端部と形状が同一でありかつ、外径は第２実施形態の芯金２０Ｖの先端部より小さくなっている。
【００３７】
本実施形態の芯金２０Ｗは、径が小さいコイルばねに使用することができる。また、径が小さいコイルばね用としての本実施形態の芯金２０Ｗと、径が大きいコイルばね用としての第２実施形態の芯金２０Ｖとを支持孔１２に交換して使用する場合に、それら芯金２０Ｖ，２０Ｗの丸棒幹部２０Ｌを同一形状にしておくことで、支持壁１１における芯金２０Ｖ，２０Ｗの固定構造を同じにすることができる。
【００３８】
［第４実施形態］
本実施形態のばね成形機に備えた芯金２０Ｘは、図７（Ａ）に示されており、１対の切欠部２１，２１を面対称に配置して備えている。この構成によれば、芯金２０Ｘを回転して一方の切欠部２１から他方の切欠部２１に変更して使用することで、コイルばね９１における被切断面の向きを逆向きに変更することができる。
【００３９】
［第５実施形態］
本実施形態のばね成形機に備えた芯金２０Ｙは、図７（Ｂ）に示されており、１対の切欠部２１，２１を中心線２０Ｃ回りに１８０度回転させた２位置に備えている。この構成によれば、１つの切欠部２１の切断用エッジ２４が摩耗又は破損したら、芯金２０Ｙを回転させて別の切欠部２１の切断用エッジ２４に変更することができる。
【００４０】
［第６実施形態］
本実施形態のばね成形機１０Ｖは、図８に示されており、第１実施形態のばね成形機１０とは、芯金２０の固定構造が異なる。即ち、本実施形態のばね成形機１０Ｖでは、支持孔１２の後端部に形成された後端凹部３１にアウターリング５４（本発明の「リング固定部」に相当する）とインナーリング５５（本発明の「締付リング」に相当する）とが収容されている。アウターリング５４は、後端凹部３１と支持孔１２との段差面３１Ｄに一端面が当接しかつ外周面が後端凹部３１の内周面に当接した状態になっている。また、アウターリング５４は、本発明に係る内側テーパー面５４Ａを内側に有し、その内側テーパー面５４Ａは段差面３１Ｄに向かって徐々に縮径している。
【００４１】
一方、インナーリング５５は、外側に本発明に係る外側テーパー面５５Ａを有し、その外側テーパー面５５Ａをアウターリング５４の内側テーパー面５４Ａに面当接させた状態でアウターリング５４と芯金２０との間の隙間に嵌合されている。
【００４２】
支持壁１１の後面には、支持孔１２を閉塞するようにエアシリンダ５０（本発明の「推進機構」に相当する）がブラケット５１を介して取り付けられている。また、エアシリンダ５０に備えた直動ロッド５２がブラケット５１を貫通し、その直動ロッド５２の先端部に取り付けられた加圧スリーブ５３（本発明の「推進機構」に相当する）が後端凹部３１と芯金２０との間の隙間に突入してインナーリング５５に当接している。
【００４３】
そして、図示しない所定の操作ボタンをオン操作することで加圧スリーブ５３がインナーリング５５を押圧した状態に保持される。これにより、アウターリング５４が拡径する一方、インナーリング５５が縮径して、アウターリング５４が後端凹部３１の内周面に摩擦固定されかつ、インナーリング５５が芯金２０の外周面に摩擦固定されかつ、アウターリング５４とインナーリング５５とが摩擦固定されて、芯金２０が支持壁１１に回転不能かつ直動不能に固定される。また、図示しない所定の操作ボタンをオフ操作することで加圧スリーブ５３が後退してアウターリング５４及びインナーリング５５が弾性復元し、芯金２０が支持壁１１に対して回転及び直動させることが可能になる。これにより、芯金２０の位置変更や交換を容易に行うことができる。
【００４４】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４５】
（１）前記第５実施形態の芯金２０Ｙは、１対の切欠部２１，２１を中心線２０Ｃ回りに１８０度回転させた２位置に備えていたが、３つの切欠部２１を芯金２０Ｙの周方向の３箇所に回転移動した状態に備えてもよく、例えば、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示した芯金２０Ｚのように、４つの切欠部２１を芯金２０Ｚの周方向の４箇所に回転移動した状態に備えてもよい。
【００４６】
（２）前記した各実施形態の芯金２０は、切断用エッジ２４が、丸棒幹部２０Ｌの中心線２０Ｃを含む仮想平面２０Ｍ内に含まれた構造であったが、仮想平面２０Ｍから近傍にずれた近傍仮想平面内に、切断用エッジ２４が含まれた構造であってもよい。例えば、図４において、仮想平面２０Ｍから左右の近傍にずれて、切断用エッジ２４及び中心切断面２２が設けられた構造であってもよい。
【００４７】
（３）前記した各実施形態の芯金２０の片持ち梁部２０Ｋは、丸棒の一部を切除した形状であったが、片持ち梁部は、上側が尖った断面多角形の角柱状であってもよい。
【００４８】
（４）支持壁に対する芯金の固定構造としては、例えば、支持孔の後面側の開口縁からスリーブを突出させ、そのスリーブと芯金とを合わせて側方から貫通するピンを備えた構造であってもよい。また、芯金を支持壁にキーにて回り止めすると共に、支持孔の後面側の開口を閉塞するプレートにボルトを貫通させて芯金に締め付け、芯金を直動不能に固定する構造であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ｖ  ばね成形機
１１    支持壁
１２    支持孔
１６    切断ツール
１６Ｅ  切断用エッジ
２０，２０Ｖ〜２０Ｚ    芯金
２０Ｃ    中心線
２０Ｇ    外周面
２０Ｋ    片持ち梁部
２０Ｌ    丸棒幹部
２０Ｍ    仮想平面
２０Ｔ    テーパー部
２１，２１Ｖ    切欠部
２２，２２Ｖ    中心切断面
２２Ａ  傾斜縁部
２４    切断用エッジ
３０    固定エレメント（芯金固定手段）
３０Ａ  ベースリング（リング固定部）
３０Ｂ  締付スリーブ（締付リング、推進機構）
３０Ｎ，３２Ｎ    テーパー螺子（推進機構）
３２    ナット（芯金固定手段、外側テーパー部材、推進機構）
５０    エアシリンダ（推進機構）
５３    加圧スリーブ（推進機構）
５４    アウターリング（リング固定部）
５４Ａ  内側テーパー面
５５    インナーリング（締付リング）
５５Ａ  外側テーパー面
７０    丸材
９０    線材
９１    コイルばね
【図１】
0006305953.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006305953.tif 000007
【図７】
0006305953.tif 000008
【図８】
0006305953.tif 000009
【図９】
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