【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は圧縮バネや引張バネを製造するための方法および装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】圧縮バネや引張バネを製造するためのバネ製造装置は純粋な機械式であるか、または数値制御（Ｎ／Ｃ）を用いた方式である。 このバネ製造装置には、バネに正確な寸法と必要な初期応力を与えるように、バネを湾曲に巻き込むためまたはバネの巻き部分を形成するための一つまたは二つのノーズが設けられる。
例えば端部の巻き部分の平面に所望の特性をもたせて巻き部分を終わらせるために、バネ製造装置の機器において、巻込みノーズの一方または両方を適切な初期の一定量だけ回転する。 特に、二つの巻込みノーズを備えたバネ製造装置では、右巻きのつる巻きバネの場合にはたいてい上方の巻込みノーズが回転せしめられ、左巻きのつる巻きバネの場合にはたいてい下方の巻込みノーズが回転せしめられる。 【０００３】一般に、ワイヤは各巻込みノーズの端部に設けられた短い溝部分（または通路部分）内をその長手方向に摺動するので、巻込みノーズをその軸線周りで回転させるにはワイヤを溝部分の両側の対面する二つの縁部に接触させつつ摺動させる必要があり、これにより完成した製品の予荷重値が所望の予荷重値になるようにワイヤが方向付けされることになる。 【０００４】予荷重値または初期張力は圧縮バネまたは引張バネでは大きく変化する。 なお、本技術で使用される用語「初期張力」とは一般にワイヤにバネの巻き部分を閉じた状態に保持する傾向を与える張力を示す。 【０００５】研削作業を必要としない通常の圧縮バネでは、端部の巻き部分または終端の巻き部分を条件に合った構成にするために適度の初期応力を与えれば十分である。 端部を平らにするために研削作業を必要とするバネの場合、研削作業によりワイヤの温度が上昇して材料内の応力が緩和され、所望していないのに端部が開いてしまう範囲では初期張力を大きくしなければならない。 最終的に引張バネがその本体全体に亘って均一な予荷重を有することを特徴とする場合には、概して高い初期張力または非常に高い初期張力が必要とされる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】いずれにせよ、製造装置の機器に関して、少なくとも一つの巻込みノーズが全製造行程に亘って固定されたままである場合、初期応力を正確な値にするために少なくとも一つの巻込みノーズを回転させることには例えば以下のような様々な欠点がある。 （ａ）筒状の圧縮バネや引張バネにおいて、最初の巻き部分がバネの初期端部に対応する位置で軸線方向に曲がった形状になってしまう。 （ｂ）バネ本体が直線または凹状または凸状であるテーパ付バネの場合、上記欠点（ａ）の他に、バネの直径が大きくなるにつれて初期応力が徐々に小さくなり、バネの最初の巻き部分に適用される一定の修正はより大きな直径の最後の湾曲にとってもはや十分ではなくなり、バネの終端でバネが開いてしまう可能性がある。 バネの巻き部分に与えられる初期応力を強めると、バネの初期端部において所望でない変形現象の量が大きくなることは明らかである。 逆に、初期の巻き部分においてこのような変形をなくすために初期応力を過度に減少させると、
確実にバネの最後の端部が開いてしまう。 （ｃ）一般に、中程度の値または大きい値のピッチを備えた全ての圧縮バネでは、端部の巻き部分のつる巻き角度とバネ本体のつる巻き角度とが非常に異なるので、巻込みノーズが通過する縁部で発生する高い接触圧によりワイヤに擦り痕（scrape mark）がついてしまう。 このようなワイヤの擦り痕（ｉ）や巻込みノーズの溝の縁部での重大な摩耗（ii）は、ピッチに応じて巻込みノーズの向きを変えることによってのみ防止可能であるが、巻込みノーズを初期方向に固定する現在の方法では不可能である。 【０００７】本発明の目的は上述した欠点を回避するような方法で連続的に応力を変化させることによって、バネを形成する全過程に亘ってワイヤの応力を制御することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明の一つ以上の巻込みノーズを備えた巻込み装置によりバネを製造する方法では、巻込みノーズまたは少なくとも一つの巻込みノーズは端部の巻き部分に適切な応力を与えるように最初に所定の角度だけ回転せしめられ、次いでこの巻込みノーズは次の巻き部分のために必要な応力を得るために一つ以上の異なった角度位置まで回転せしめられる。 上述したバネ製造方法を実行する本発明のバネ製造装置は、バネのワイヤを巻込むために巻込みノーズの角度を調節するための手段を備える。 上述したバネ製造装置において、バネのワイヤを巻き込むために巻込みノーズの角度を調整するための手段はバネの種類および特性に応じて適切な形状にされる交換可能なカムにより影響を受けるレバーを具備する。 上述したバネ製造装置において、バネのワイヤを巻き込むために巻込みノーズの角度を調整するための手段は空気圧式ピストンまたは油圧式ピストンで作動するアクチュエータを具備し、該ピストンはノーズを保持するシャフトに連結されたレバーアームを用いて巻込みノーズを所定の角度だけ回転するために提供され、アクチュエータはバネの種類またはその特性に応じた適切なプログラムにより電気的に制御される。 上述したバネ製造装置において、バネのワイヤを巻き込むために巻込みノーズの角度を調整するための手段は巻込みノーズを保持するシャフトを駆動する電気モータを具備し、巻き部分および電気モータの回転方向はバネの種類またはその特性に応じた適切なプログラムにより電気的に制御される。 上述したバネ製造装置において、シャフトを駆動するために、電気モータに巻込みノーズを保持するシャフトに取付けられた減速機が設けられる。 【０００９】本発明によれば、各バネの製造サイクルの間に、一つのノーズを備えた製造装置で巻込みノーズの角度を連続的に補正するか、または幾つかの巻込みノーズを備えた製造装置で少なくとも一つの巻込みノーズの角度を連続的に補正する方法が提供される。 【００１０】巻込みノーズの回転を制御することから得られる更なる利点は、圧縮バネのピッチを所望のピッチにするためにディバイダー工具を使用することなく適正な値にすることができ、実際、巻込みノーズを単純に回転することによりバネにピッチを与えることができ、ディバイダー工具を備えた装置を準備しなくてもよいことである。 【００１１】本発明の方法において巻込みノーズの回転を制御するための機構は例えば、（１）バネ巻き用の巻込みノーズを支持するシャフトがカムやレバーのような適切な機械システムに連結される機構、（２）巻込みノーズを支持するシャフトが、アクチュエータの制御下で空気圧式ピストンまたは油圧式ピストンにより移動させられるレバーにより回転せしめられる機構、（３）巻込みノーズのシャフトが電気モータにより直接的に作動せしめられ、この電気モータが減速装置を備え、且つ或るプログラムにより電気的に制御される機構の三つのタイプのうちの一つである。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、添付の図面に示した実施例を参照して本発明を説明する。 【００１３】応力の変化を制御する本発明の方法を、バネの製造装置の幾つかの実施例を例として説明する。 【００１４】図１にバネ製造装置１を部分的にのみ線図的に図示した。 このバネ製造装置１はワイヤ３を強制的に送るための一対以上のローラ２、２'を具備する。 ワイヤ３は心軸４周りに巻き込まれる。 【００１５】このバネ製造装置１では、適切に曲げるために、Ｕ字形状の凹部を備えた二つの巻込みノーズ（ヘッド）６および８にワイヤが案内されると、ワイヤを心軸４周りに向けるように上記凹部の底部でワイヤが摺動し、押力を受ける。 ノーズ６、８はそれぞれシャフト６'、８'に取付けられ、これらシャフト６'、８'
は、Ｕ字形状の凹部が所定の初期応力でワイヤを多少隙間なく湾曲させる方向を向くように、それぞれその軸線７周りで所定角度だけ回動することができる。 【００１６】図２および図３はそれぞれ正面図および側面図として線図的に機械的な構成を示す。 この構成では例えば巻込みノーズ６はケース９内でベアリング上で回転するシャフト６'に連結される。 シャフト６'はレバーアーム１１を具備する。 このレバーアーム１１はフォーク状結合部分１４により空気圧式ピストンまたは油圧式ピストンＰのロッド１２に係合せしめられる。 【００１７】図４はノーズ６を保持するシャフト６'を直接回転させる別の構造を線図的に示したものである。
このシャフト６'は結合部分１５により電気モータ２０
で駆動される減速機１８の出力部に連結される。 電気モータ２０はプロセッサによって電気的に制御されながら駆動される。 このプロセッサではバネの種類に応じて且つ供給されるワイヤの長さに応じてプログラムを変えることができる。 【００１８】巻込みノーズの回転を制御する必要があることは欠陥を示した図から明らかである。 このような欠陥は製造装置の機器に関して巻込みノーズの向きを固定して製造されたバネに見られる。 【００１９】図５（Ａ）に示したようにバネの端部の巻き部分のつる巻き角度とバネの本体部分の巻き部分のつる巻き角度とが中程度にまたは相当に異なる圧縮バネ（例えば図中のαおよびα'）ではバネの巻込み行程中に巻込みノーズを回転させることによりこのような角度変化を与えることができることは非常に重要である。 加えて、図５はバネの最初の巻き部分の初めの部分の典型的な曲り方を示し、これは図５（Ｂ）では引張バネで、
図５（Ｃ）ではテーパバネで示される。 図５（Ｄ）に拡大して示した欠陥は現存のタイプのバネでは許容されるが、平面的な状態が必要である時にバネの両側を研削しなければならないという非常に大きな問題を含んでいる。 【００２０】図６（Ａ）に示し、図６（Ｂ）に拡大して示したように、研削加工により巻き部分の断面Ａが減少し、これにより破壊の危険性が生じてしまう。 図７
（Ａ）および図７（Ｂ）は本発明の手段により達成される利点を示し、これにより端部の巻き部分の湾曲部の欠陥がなくなり、バネの端部が破壊されることはなくなる。 【００２１】最後に、直径の増加に伴って一定の初期張力の効果が減少することにより図５（Ｃ）にＸで示したように下面に対して開いてしまうことを防止するように、ワイヤの押し出しに関して修正制御をすることによりテーパバネの最後の大きな直径の巻き部分を平らな状態に維持することができるようになる。 【００２２】バネの巻込み行程における、ワイヤ用の巻込みノーズの回転の変化に関する定性的な例を図８および図９に示す。 これら図では、縦軸に初期応力の変化を巻込みノーズの回転の６０進測度で示し、横軸に所定のバネの製造に必要なワイヤの長さを示す。 図示した例では、図８は筒状バネの製造に関し、図９はテーパバネの製造に関する。 【図面の簡単な説明】 【図１】湾曲させるための二つの巻込みノーズを備えたバネの製造装置の作動部を示す正面線図である。 【図２】シャフトに保持された図１に示した巻込みノーズの一つの拡大正面線図であり、シャフトはレバー式制御装置により回転せしめられ、このシャフトのアームは例えば油圧シリンダまたは空気圧シリンダに連結される。 【図３】図２に線図的に示した巻込みノーズ用のレバー式制御装置を示す側面図である。 【図４】巻込みノーズを保持し且つ減速機を介して電気モータに直接連結されたシャフトを示す正面線図である。 【図５】（Ａ） 例として、製造装置の機器の一部を構成する巻込みノーズの一定の回転により製造される筒状圧縮バネを示す。 （Ｂ） 例として、製造装置の機器の一部を構成する巻込みノーズの一定の回転により製造される筒状引張バネを示す。 （Ｃ） 例として、製造装置の機器の一部を構成する巻込みノーズの一定の回転により製造されるテーパバネを示す。 （Ｄ） 図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示したバネの最初の巻き部分における欠陥を示す拡大図である。 【図６】（Ａ） 例えば巻込みノーズの一定の回転により製造された圧縮バネで行われる端部の研削段階を経た後の、図５（Ｄ）に示した最初の巻き部分における欠陥の更なる有害な結果を示す。 （Ｂ） 図６（Ａ）に示した欠陥の拡大図である。 【図７】（Ａ）は端部の研削段階を経た後に、本発明のワイヤ用の巻込みノーズの可変回転で製造された圧縮バネで得られた結果の図であり、（Ｂ）は（Ａ）の拡大図である。 【図８】筒状バネの場合において供給されるワイヤの長さに対する巻込みノーズの回転角度で示した、初期応力の変化状態に関する定性的なグラフである。 【図９】テーパバネの場合において供給されるワイヤの長さに対する巻込みノーズの回転角度で示した、初期応力の変化状態に関する定性的なグラフである。 【符号の説明】 １…製造装置 ２、２'…ローラ ６、８…巻込みノーズ ６'、８'…シャフト ７…軸線 |
