Producing method of coil spring

申请号 JP2012272912 申请日 2012-12-14 公开(公告)号 JP2014117717A 公开(公告)日 2014-06-30
申请人 Suncall Corp; サンコール株式会社; 发明人 KISHIHARA RYUJI; WADA NAOYA; TERADOKO KEIICHIRO;
摘要 PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient producing method of a coil spring capable of increasing natural oscillation frequency while preventing or reducing concentration of local stress upon elastic deformation operation.SOLUTION: The method includes a spiral formation process for forming a spiral object comprising a fixed spiral part, a first movable spiral part and a second movable spiral part from a straight long member 100 in a manner that an approximately straight long member 100 is transported to one side in a first direction along a longitudinal direction by a pair of transporting rollers 120, and one side in a second direction of the long member 100 is engaged with a pressing member 130 moveable in the second direction. In the spiral formation process, the position in the second direction of the pressing member 130 is adjusted, based on a signal from a rotational speed sensor detecting the rotational speed of the transporting rollers 120, in a state of recognizing the relationship between the position in the longitudinal direction of the long member 100 engaged with the pressing member 130 and the position in the circumferential direction after being formed into the spiral object.
权利要求
  • 座巻き部として作用する固定巻き部と前記固定巻き部の終端部から続く複数の可動巻き部とが実質的に同一平面内で螺旋状に巻き回されたぜんまいばねであって、前記複数の可動巻き部のうち少なくとも径方向最内方に位置する第1可動巻き部が、前記ぜんまいばねが自由長状態から縮径する方向に弾性変形された保有弾性状態において、径方向内方側に隣接する前記固定巻き部及び径方向外方側に隣接する第2可動巻き部の双方とは周方向同一位置において接触せず、且つ、周方向に変位された複数の位置で前記固定巻き部又は前記第2可動巻き部の何れか一方とのみ接触しているぜんまいばねの製造方法において、
    少なくとも一対の搬送ローラによって略直線状の長尺部材を長手方向に沿った第1方向の一方側へ搬送しつつ、前記第1方向及び前記搬送ローラの回転軸方向の双方と直交する第2方向に移動可能とされ且つ前記一対の搬送ローラより前記第1方向の一方側の作業領域に配置された押圧部材に前記長尺部材の前記第2方向一方側を係合させることで、直線状の前記長尺部材から前記固定巻き部、前記第1可動巻き部及び前記第2可動巻き部を含む螺旋体を形成する螺旋形成工程を含み、
    前記螺旋形成工程は、前記一対の搬送ローラの少なくとも一方の回転数を検出する回転数センサからの信号に基づき、前記押圧部材に係合している前記長尺部材の長手方向位置と前記螺旋体に形成された後の周方向位置との関係を認識した状態で、前記押圧部材の前記第2方向位置を制御するように構成されていることを特徴とするぜんまいばねの製造方法。
  • 前記螺旋形成工程は、前記第1可動巻き部における複数の周方向位置に小曲率部を形成し、且つ、前記第2可動巻き部には前記複数の小曲率部に対応した周方向位置に大曲率部を形成するように構成され、前記複数の小曲率部が、前記固定巻き部には接触しない状態で対応する前記大曲率部に接触することを特徴とする請求項1に記載のぜんまいばねの製造方法。
  • 前記螺旋形成工程の前に実行される始端側切断工程であって、前記長尺部材の先端側が前記作業領域に到達するように前記一対の搬送ローラによって前記長尺部材を搬送した状態で前記作業領域に配設された切断部材によって前記長尺部材を切断して前記ぜんまいばねの始端部を形成すると共に、この時点での前記回転数センサからの信号に基づき前記始端部に対応した初期位置を認識する始端側切断工程と、
    前記螺旋形成工程の後に実行される終端側切断工程であって、前記作業領域に配置された前記切断部材によって前記螺旋体を前記長尺部材から切断して前記ぜんまいばねを得る終端側切断工程とを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のぜんまいばねの製造方法。
  • 前記始端側切断工程及び前記螺旋形成工程の間に実行される内端側取付フック形成工程であって、前記長尺部材のうち前記始端部から続く所定部位に対して、前記作業領域に配置された内端側取付フック形成部材を作用させて内端側取付フックを形成する内端側取付フック形成工程と、
    前記螺旋形成工程及び前記終端側切断工程の間に実行される外端側取付フック形成工程であって、前記螺旋形成工程によって形成された前記螺旋体の外端部位に対して、前記作業領域に配置された外端側取付フック形成部材を作用させて外端側取付フックを形成する外端側取付フック形成工程とをさらに含み、
    前記終端側切断工程は、前記外端側取付フックの搬送方向下流側を切断することを特徴とする請求項3に記載のぜんまいばねの製造方法。
  • 前記長尺部材は、断面形状が対向する一対の第1辺及び対向する一対の第2辺を有する矩形状とされており、
    前記螺旋形成工程において、前記押圧部材は前記長尺部材の前記一対の第1辺の一方に係合しており、前記押圧部材が前記第2方向に沿って前記一対の第1辺の一方の側から他方の側へ向かって移動されるに従って前記押圧部材によって螺旋状に形成されている部位の曲率半径が小さくなり且つ前記押圧部材が前記第2方向に沿って前記一対の第1辺の他方の側から一方の側へ向かって移動されるに従って前記押圧部材によって螺旋状に形成されている部位の曲率半径が大きくなるように構成されており、
    前記長尺部材が前記押圧部材によって前記螺旋体に形成される前の状態において、前記一対の第1辺の他方は前記一対の第2辺の対応端部同士を結ぶ直線に沿いつつ、前記一対の第1辺の一方は前記一対の第2辺の対応端部同士を結ぶ直線に比して外方へ膨出された凸状とされていることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載のぜんまいばねの製造方法。
  • 说明书全文

    本発明は、ぜんまいばねの製造方法に関する。

    ぜんまいばねは、例えば、内燃機関においてクランク軸から回転動を受けてカム軸を回転駆動する為のバルブタイミング調整装置等の種々の用途において広く利用されている。

    前記バルブタイミング調整装置は、クランク軸に作動連結されたハウジングとカム軸に作動連結されたベーンロータとを備え、前記ハウジングの内部空間が前記ベーンロータにおけるベーンによって遅室及び進角室に区画されており、前記遅角室又は前記進角室の一方に作動油を供給し且つ他方から排出させることによって、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの回転位相を変化させ得るようになっている。

    ここで、前記バルブタイミング調整装置には、さらに、前記ハウジングに対する前記ベーンロータの回転位相を最も遅角側の位置と最も進角側の位置との間の中間位相に保持して、内燃機関の始動性向上を図る為に、ぜんまいばねが備えられている。

    前記ぜんまいばねは、前記ベーンロータが中間位相よりも遅角側に位置する際において前記ベーンロータを中間位相へ向けて進角側へ付勢し得るように前記ハウジング及び前記ベーンロータの間に介挿されており、これにより、内燃機関の始動時における前記ベーンロータの回転移動を中間位相に保持して、内燃機関の始動性を向上させ得るようになっている。

    ぜんまいばねは、長尺の線材が略同一平面内において螺旋状に巻き回されてなる部材であり、縮径する方向に内端部及び外端部が周方向に相対移動されることで保有弾性を有する状態となる。

    図9に、従来のぜんまいばねの平面図を示す。
    図9(a)〜(c)は、それぞれ、ぜんまいばねの自由長状態、初期トルク発生状態(ぜんまいばねが所定の初期トルクを発生するように自由長状態から縮径方向に弾性変形された状態)及び最大トルク発生状態(ぜんまいばねが最大トルクを発生するように初期トルク発生状態から縮径方向に弾性変形された状態)を示している。

    図9(a)に示すように、従来のぜんまいばねは、自由長状態において、径方向内方に位置する内端部から径方向外方に位置する外端部へ行くに従って曲率半径が略一定割合で大きくなる(半径が略一定割合で大きくなる)ように構成されている。

    斯かる構成の従来のぜんまいばねにおいては、図9(b)及び(c)に示すように、初期トルク発生状態や最大トルク発生状態等の保有弾性を有する状態に置かれた際に、最内方に位置する第1巻き部分から径方向最外方に位置する第n巻き部分(図示の形態においては第3巻き部分)に至る全ての巻き部分が周方向に関し略同一位置(以下、周方向第1位置と称す)の一箇所のみで径方向に隣接する他の巻き部分と接触することになる。

    即ち、前記従来のぜんまいばねにおいては、全ての巻き部分において、前記周方向第1位置以外の周方向全領域が、周方向に隣接する他の巻き部分との摩擦接触を受けること無く、自由に弾性変形可能な領域となっており、従って、ぜんまいばね全体の固有振動数が低くなるという問題があった。

    このような従来のぜんまいばねが、例えば、前記特許文献1に記載のようなバルブタイミング調整装置に用いられた場合には、内燃機関の出力回転数が増加して、ぜんまいばねに付加される振動の周波数が固有振動数に近づくと共振が生じ、ぜんまいばねに大きな負荷が掛かってしまう。

    さらに、径方向に関し中央に位置する巻き部が前記周方向第1位置において径方向内方に位置する巻き部及び径方向外方に位置する巻き部に接触状態で狭圧されることになり、弾性変形動作時に前記周方向第1位置に応力が集中し、この部分の損傷を招く虞があった。
    従って、固有振動数を上昇させることができ且つ弾性変形動作時における局所的な応力集中を防止又は低減できるぜんまいばねが望まれている。

    特開2010−180862号公報

    本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、固有振動数を上昇させることができ且つ弾性変形動作時における局所的な応力集中を防止又は低減できるぜんまいばねを効率的に製造し得る製造方法の提供を目的とする。

    本発明は、前記目的を達成する為に、座巻き部として作用する固定巻き部と前記固定巻き部の終端部から続く複数の可動巻き部とが実質的に同一平面内で螺旋状に巻き回されたぜんまいばねであって、前記複数の可動巻き部のうち少なくとも径方向最内方に位置する第1可動巻き部が、前記ぜんまいばねが自由長状態から縮径する方向に弾性変形された保有弾性状態において、径方向内方側に隣接する前記固定巻き部及び径方向外方側に隣接する第2可動巻き部の双方とは周方向同一位置において接触せず、且つ、周方向に変位された複数の位置で前記固定巻き部又は前記第2可動巻き部の何れか一方とのみ接触しているぜんまいばねの製造方法において、少なくとも一対の搬送ローラによって略直線状の長尺部材を長手方向に沿った第1方向の一方側へ搬送しつつ、前記第1方向及び前記搬送ローラの回転軸方向の双方と直交する第2方向に移動可能とされ且つ前記一対の搬送ローラより前記第1方向の一方側の作業領域に配置された押圧部材に前記長尺部材の前記第2方向一方側を係合させることで、直線状の前記長尺部材から前記固定巻き部、前記第1可動巻き部及び前記第2可動巻き部を含む螺旋体を形成する螺旋形成工程を含み、前記螺旋形成工程は、前記一対の搬送ローラの少なくとも一方の回転数を検出する回転数センサからの信号に基づき、前記押圧部材に係合している前記長尺部材の長手方向位置と前記螺旋体に形成された後の周方向位置との関係を認識した状態で、前記押圧部材の前記第2方向位置を制御するように構成されたぜんまいばねの製造方法を提供する。

    一形態においては、前記螺旋形成工程は、前記第1可動巻き部における複数の周方向位置に小曲率部を形成し、且つ、前記第2可動巻き部には前記複数の小曲率部に対応した周方向位置に大曲率部を形成するように構成され、前記複数の小曲率部が、前記固定巻き部には接触しない状態で対応する前記大曲率部に接触するものとされる。

    好ましくは、本発明に係る前記ぜんまいばねの製造方法は、さらに、前記螺旋形成工程の前に実行される始端側切断工程であって、前記長尺部材の先端側が前記作業領域に到達するように前記一対の搬送ローラによって前記長尺部材を搬送した状態で前記作業領域に配設された切断部材によって前記長尺部材を切断して前記ぜんまいばねの始端部を形成すると共に、この時点での前記回転数センサからの信号に基づき前記始端部に対応した初期位置を認識する始端側切断工程と、前記螺旋形成工程の後に実行される終端側切断工程であって、前記作業領域に配置された前記切断部材によって前記螺旋体を前記長尺部材から切断して前記ぜんまいばねを得る終端側切断工程とを含み得る。

    より好ましくは、本発明に係る前記ぜんまいばねの製造方法は、さらに、前記始端側切断工程及び前記螺旋形成工程の間に実行される内端側取付フック形成工程であって、前記長尺部材のうち前記始端部から続く所定部位に対して、前記作業領域に配置された内端側取付フック形成部材を作用させて内端側取付フックを形成する内端側取付フック形成工程と、前記螺旋形成工程及び前記終端側切断工程の間に実行される外端側取付フック形成工程であって、前記螺旋形成工程によって形成された前記螺旋体の外端部位に対して、前記作業領域に配置された外端側取付フック形成部材を作用させて外端側取付フックを形成する外端側取付フック形成工程とをさらに含み得る。
    この場合、前記終端側切断工程は、前記外端側取付フックの搬送方向下流側を切断するものとされる。

    前記長尺部材は、断面形状が対向する一対の第1辺及び対向する一対の第2辺を有する矩形状とされ得る。
    そして、前記螺旋形成工程において、前記押圧部材は前記長尺部材の前記一対の第1辺の一方に係合し、前記押圧部材が前記第2方向に沿って前記一対の第1辺の一方の側から他方の側へ向かって移動されるに従って前記押圧部材によって螺旋状に形成されている部位の曲率半径が小さくなり且つ前記押圧部材が前記第2方向に沿って前記一対の第1辺の他方の側から一方の側へ向かって移動されるに従って前記押圧部材によって螺旋状に形成されている部位の曲率半径が大きくなるように構成され得る。

    この場合、好ましくは、前記長尺部材が前記押圧部材によって前記螺旋体に形成される前の状態においては、前記一対の第1辺の他方は前記一対の第2辺の対応端部同士を結ぶ直線に沿いつつ、前記一対の第1辺の一方は前記一対の第2辺の対応端部同士を結ぶ直線に比して外方へ膨出された凸状とされ得る。

    本発明に係るぜんまいばねの製造方法によれば、保有弾性状態において、第1可動巻き部が径方向内方側に隣接する固定巻き部及び径方向外方側に隣接する第2可動巻き部の双方とは周方向同一位置において接触せず、且つ、周方向に変位された複数の位置で前記固定巻き部又は前記第2可動巻き部の何れか一方とのみ接触するぜんまいばねを、効率的に製造することができる。

    図1(a)〜(c)は、本発明の一実施の形態に係るぜんまいばねの製造方法によって製造されたぜんまいばねの平面図であり、図1(a)〜(c)は、それぞれ、自由長状態、初期トルク発生状態及び最大トルク発生状態を示している。

    図2は、図1に示す前記ぜんまいばねが初期トルク発生状態とされた際の巻数と曲率との関係を示すグラフである。

    図3は、図1に示す前記ぜんまいばねが最大トルク発生状態とされた際の巻数と曲率との関係を示すグラフである。

    図4(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に係るぜんまいばねの製造方法における工程模式図であり、それぞれ、前記ぜんまいばねの素材となる長尺部材を搬送している状態、及び、始端側切断工程を示している。

    図5(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に係るぜんまいばねの製造方法における工程模式図であり、それぞれ、内端側取付フック形成工程、及び、螺旋形成工程の一部を示している。

    図6(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に係るぜんまいばねの製造方法における工程模式図であり、それぞれ、螺旋形成工程の一部、及び、外端側取付フック形成工程の一部を示している。

    図7(a)及び(b)は、本発明の一実施の形態に係るぜんまいばねの製造方法における工程模式図であり、それぞれ、外端側取付フック形成工程の一部、及び、終端側切断工程を示している。

    図8(a)及び(b)は、それぞれ、図6(a)におけるVIII(a)-VIII(a)線及びVIII(b)-VIII(b)線に沿った断面図である。 図8(c)及び(d)は、それぞれ、従来のぜんまいばねにおける図8(a)及び(b)に対応した断面図である。

    図9(a)〜(c)は、従来のぜんまいばねの平面図であり、図9(a)〜(c)は、それぞれ、自由長状態、初期トルク発生状態及び最大トルク発生状態を示している。

    図10は、図9に示す従来のぜんまいばねが初期トルク発生状態とされた際の巻数と曲率との関係を示すグラフである。

    図11は、図9に示す前記ぜんまいばねが最大トルク発生状態とされた際の巻数と曲率との関係を示すグラフである。

    以下、本発明に係るぜんまいばねの製造方法の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

    まず、本実施の形態に係る製造方法によって製造されるぜんまいばね1の構成について説明する。
    図1に前記ぜんまいばね1の平面図を示す。
    図1(a)〜(c)は、それぞれ、前記ぜんまいばね1の自由長状態、初期トルク発生状態(所定の初期トルクを発生するように自由長状態から縮径方向に弾性変形された状態)及び最大トルク発生状態(最大トルクを発生するように初期トルク発生状態から縮径方向に弾性変形された状態)を表している。

    図1(a)〜(c)に示すように、前記ぜんまいばね1は、長尺部材100が実質的に同一平面内で螺旋状に巻き回されることで、径方向最内方に位置し、座巻き部として作用する固定巻き部10と、前記固定巻き部10の終端部から続く複数の可動巻き部20とを有している。

    前記固定巻き部10は、始端側の一端部10aが前記ぜんまいばね1の内端部を形成し、且つ、他端部10bが前記一端部10aから螺旋状に延びて前記可動巻き部20につながる終端部を形成している。

    図示の形態においては、前記ぜんまいばね1の内端部から略1.25巻き領域が前記固定巻き部10として作用している。
    又、前記ぜんまいばね1の内端部(前記固定巻き部の始端部)には内端側取付フック2aが形成されている。

    前記複数の可動巻き部20は、前記固定巻き部10の径方向外方に位置するように前記固定巻き部10の終端部10bから延びる第1可動巻き部20(1)と、前記第1可動巻き部20(1)の径方向外方に位置するように前記第1可動巻き部20(1)の終端部から延びる第2可動巻き部20(2)とを有している。

    図1(a)〜(c)に示すように、前記ぜんまいばね1においては、前記第2可動巻き部20(2)の終端部が前記ぜんまいばね1の外端部を形成しており、前記外端部(前記第2可動巻き部20(2)の終端部)には外端側取付フック2bが形成されている。

    なお、本実施の形態においては、前記可動巻き部が2つとされている前記ぜんまいばね1を製造する場合を例に説明するが、当然ながら、本発明は斯かる形態に限定されるものではなく、前記可動巻き部が3つ以上とされたぜんまいばねを製造する際にも適用可能である。

    前記ぜんまいばね1においては、自由長状態(図1(a)に示す状態)から縮径する方向に弾性変形されて保有弾性状態(図1(b)及び(c)に示す状態)とされた際に、前記第1可動巻き部20(1)が、径方向内方側に隣接する前記固定巻き部10及び径方向外方側に隣接する前記第2可動巻き部20(2)の双方とは周方向同一位置においては接触せず、且つ、周方向に変位された複数の位置で前記固定巻き部10又は前記第2可動巻き部20(2)の何れか一方とのみ接触するように構成されている。

    具体的には、図1(b)及び(c)に示すように、前記第1可動巻き部20(1)は、前記保有弾性状態において、始端部から周方向外方へ所定角度離間された第1位置25aにおいて前記固定巻き部10とは径方向に離間された状態で前記第2可動巻き部20(2)とのみ接触し、前記第1位置25aから周方向外方へ所定角度離間された第2位置25bにおいて前記固定巻き部10とは径方向に離間された状態で前記第2可動巻き部20(2)とのみ接触し、且つ、前記第2位置25bから周方向外方へ所定角度離間された第3位置25cにおいて前記固定巻き部10とは径方向に離間された状態で前記第2可動巻き部20(2)とのみ接触している。

    なお、前記ぜんまいばね1においては、前記保有弾性状態の際に、前記第1可動巻き部20(1)は、さらに、周方向に関し前記第2位置25b及び前記第3位置25cの間の第4位置25dにおいて前記第2可動巻き部20(2)とは径方向に離間された状態で前記固定巻き部10とのみ接触している。

    このように、前記ぜんまいばね1においては、前記保有弾性状態において、前記第1可動巻き部20(1)が、前記固定巻き部10及び第2可動巻き部20(2)の双方と周方向同一位置において接触せず、且つ、周方向に変位された複数の位置で前記固定巻き部10又は前記第2可動巻き部20(2)の何れか一方とのみ接触するように構成されている。

    斯かる構成を備えた前記ぜんまいばね1は、従来のぜんまいばねに比して、固有振動数を高めることができ、さらに、局所的な応力集中を有効に防止することができる。

    図9(a)〜(c)に、それぞれ、従来のぜんまいばね200の自由長状態、初期トルク発生状態及び最大トルク発生状態における平面図を示す。

    又、図10に、従来のぜんまいばね200が初期トルク発生状態(図9(b))とされた際の巻数と曲率との関係を示す。
    図11に、従来のぜんまいばね200が最大トルク発生状態(図9(c))とされた際の巻数と曲率との関係を示す。

    図9(a)に示すように、従来のぜんまいばね200は、自由長状態において、径方向内方に位置する内端部から径方向外方に位置する外端部へ行くに従って曲率半径が略一定割合で大きくなる(半径が略一定割合で大きくなる)ように構成されている。

    斯かる構成の従来のぜんまいばね200においては、図9(b)及び(c)に示すように、初期トルク発生状態や最大トルク発生状態等の保有弾性状態とされた際には、最内方に位置する第1巻き部分210(1)から径方向最外方に位置する第3巻き部分210(3)に至る全ての巻き部分が周方向に関し略同一位置(以下、周方向第1位置205と称す)の一箇所のみで径方向に隣接する他の巻き部分と接触することになる。

    この場合、全ての巻き部分の各々において、前記周方向第1位置205以外の周方向全領域が、径方向に隣接する他の巻き部分との摩擦接触を受けること無く自由に弾性変形可能な領域となり、従って、ぜんまいばね全体の固有振動数が低くなり、共振が生じやすい。

    さらに、前記従来構成においては、径方向に関し中央に位置する巻き部(図示の形態においては第2巻き部分210(2))が前記周方向第1位置205において径方向内方に位置する巻き部(210(1))及び径方向外方に位置する巻き部210(3)によって狭圧されることになり、弾性変形動作時に前記周方向第1位置205に応力が集中するという問題も生じる。

    これに対し、前記ぜんまいばね1においては、前記第1可動巻き部20(1)は周方向に変位された複数の位置25a、25b、25cで前記固定巻き部10又は前記第2可動巻き部20(2)の何れか一方とのみ接触している。 従って、固有振動数を上昇させて、共振の発生を有効に防止することができる。

    さらに、前記第1可動巻き部20(1)は、周方向同一位置において前記固定巻き部及び前記第2可動巻き部の双方と同時には接触しないように構成されている。 従って、弾性変形動作時に所定箇所に応力集中が生じることを有効に防止できる。

    図2及び図3に、それぞれ、前記ぜんまいばね1が初期トルク発生状態(図1(b))とされた際及び最大トルク発生状態(図1(c))とされた際の巻数と曲率との関係を示す。

    図1(a)〜(c)、図2及び図3に示すように、前記第1可動巻き部20(1)は、周方向両側に比して曲率半径が小とされた複数の小曲率部を有している。
    図示の形態においては、前記複数の小曲率部は、第1〜第3小曲率部21a〜21cを含んでいる。

    前記第1小曲率部21aは、前記固定巻き部10の終端部10bから周方向に離間された位置に設けられている。
    前記第2小曲率部21bは、前記第1小曲率部21aから周方向に離間された位置に設けられている。
    前記第3小曲率部21cは、前記第2小曲率部21bから周方向に離間された位置に設けられている。

    図1(a)〜(c)、図2及び図3に示すように、前記ぜんまいばね1においては、前記第1小曲率部21aより周方向始端側及び終端側に、それぞれ、前記第1小曲率部21aよりも曲率半径が大とされた第1移行領域22a及び第2移行領域22bが設けられている。
    即ち、前記第1小曲率部21aは、周方向に関し前記第1及び第2移行領域22a、22bの間に位置している。

    前記第2小曲率部21bは前記第2移行領域22bの周方向終端側に位置しており、前記ぜんまいばね1には、さらに、前記第2小曲率部21bより周方向終端側に前記第2小曲率部21bよりも曲率半径が大とされた第3移行領域22cが設けられている。
    即ち、前記第2小曲率部21bは、周方向に関し前記第2及び第3移行領域22b、22cの間に位置している。

    前記第3小曲率部21cは前記第3移行領域22cの周方向終端側に位置しており、前記ぜんまいばね1には、さらに、前記第3小曲率部21cより周方向終端側に前記第3小曲率部21cよりも曲率半径が大とされた第4移行領域22dが設けられている。
    即ち、前記第3小曲率部21cは、周方向に関し前記第3及び第4移行領域22c、22dの間に位置している。

    一方、前記第2可動巻き部20(2)には、周方向に関し前記第1〜第3小曲率部21a〜21cとそれぞれ対応した位置に第1〜第3大曲率部23a〜23cが設けられており、前記第1〜第3大曲率部23a〜23cの各々は、周方向両側に比して曲率半径が大とされている。

    斯かる構成において、前記第1〜第3小曲率部21a〜21cが、それぞれ、対応する前記第1〜第3大曲率部23a〜23cに接触している。

    詳しくは、前記第1小曲率部21aは前記固定巻き部10との間に隙間を存しつつ前記第1大曲率部23aに接触し、前記第2小曲率部21bは前記固定巻き部10との間に隙間を存しつつ前記第2大曲率部23bに接触し、前記第3小曲率部21cは前記固定巻き部10との間に隙間を存しつつ前記第3大曲率部23cに接触している。

    なお、前記ぜんまいばね1には、図1(a)〜(c)に示すように、前記第4移行領域22dより周方向終端側に、順に、前記第4移行領域22dよりも曲率が小とされた第4小曲率部21d、前記第4小曲率部21dより曲率が大とされた第5移行領域22e、前記第5移行領域22eよりも曲率が小とされた第5小曲率部21e、前記第5小曲率部21eより曲率が大とされた第6移行領域22f、前記第6移行領域22fよりも曲率が小とされた第6小曲率部21f、及び、前記第6小曲率部21fより曲率が大とされた第7移行領域22gが設けられている。

    斯かる構成において、前記第5〜第7移行領域22e〜22gが、それぞれ、前記第1〜第3大曲率部23a〜23cとして作用している。

    又、前記ぜんまいばね1においては、図1(b)及び(c)に示すように、前記第1可動巻き部20(1)は、前記保有弾性状態において、周方向に関し前記第2及び第3小曲率部21b、21cの間の中間が前記第2可動巻き部20(2)との間に隙間を存しつつ前記固定巻き部10に接触しており、これにより、固有振動数のさらなる上昇を図っている。

    次に、前記ぜんまいばね1を製造する為の本実施の形態に係る製造方法について説明する。
    図4(a)及び(b)、図5(a)及び(b)、図6(a)及び(b)並びに図7(a)及び(b)に、前記製造方法における工程模式図を示す。

    前記製造方法は、少なくとも一対の搬送ローラ120によって略直線状の長尺部材100を長手方向に沿った第1方向の一方側へ搬送しつつ、位置変更可能な押圧部材130に係合させることで、直線状の前記長尺部材100から前記固定巻き部10、前記第1可動巻き部20(1)及び前記第2可動巻き部20(2)を含む螺旋体を形成する螺旋形成工程を含んでいる(図6(a))。

    前記押圧部材130は、図6(a)に示すように、前記第1方向及び前記搬送ローラ120の回転軸方向の双方と直交する第2方向に移動可能とされている。
    前記押圧部材130は、前記一対の搬送ローラ120より前記第1方向の一方側に位置する作業領域190において前記長尺部材100の前記第2方向一方側に係合するように配置されており、前記押圧部材130の前記第2方向位置を変化させることで、前記螺旋体の曲率半径を変化させ得るようになっている。
    前記押圧部材130は、直線状の前記長尺部材100を螺旋状に変形させ得る限り種々の形態をとり得る。 例えば、前記押圧部材130は、前記回転軸と平行な状態で前記第2方向に沿って位置変更可能とされるピン状部材と、前記ピン状部材に相対回転自在に支持されるローラー部材とを有し得る。 斯かる構成によれば、前記長尺部材100を直線状から螺旋状に変形させる際に、表面に擦り傷等が生じることを有効に防止できる。

    詳しくは、前記一対の搬送ローラ120の少なくとも一方には回転数を検出する回転数センサ(図示せず)が備えられている。
    そして、前記螺旋形成工程は、前記回転数センサからの信号に基づき、現時点において前記押圧部材130に係合している前記長尺部材100の部分が前記螺旋体に形成された後の状態においてどの部分を形成するか(即ち、前記螺旋体のうちのどの巻き部に位置し且つその巻き部内において周方向に関しどこに位置するか)を認識した状態で、前記押圧部材130の前記第2方向に関する位置制御を行うように構成されている。

    ここで、前述の通り、前記押圧部材130は、前記長尺部材100のうち前記第2方向に関し一方側(即ち、前記長尺部材100が螺旋状に形成された後の状態において径方向外方を向く側)に係合するように配置されており(図6(a)参照)、前記押圧部材130を前記第2方向他方側へ移動させるに従って螺旋体における曲率半径が小さくなり、且つ、前記押圧部材130を前記第2方向一方側へ移動させるに従って螺旋体における曲率半径が大きくなるようになっている。

    好ましくは、前記搬送ローラ120の搬送方向下流側(前記第1方向一方側)には、前記長尺部材100を前記作業領域190に向けて案内するガイド140が備えられる。
    本実施の形態においては、前記搬送ローラ120の搬送方向上流側(前記第1方向他方側)に、前記長尺部材100を安定して前記搬送ローラ120へ案内するガイド145が備えられている。

    本実施の形態に係る前記製造方法は、さらに、前記螺旋形成工程の前に実行される始端側切断工程及び前記螺旋形成工程の後に実行される終端側切断工程を含んでいる。

    前記始端側切断工程は、前記長尺部材100の先端側が前記作業領域190に到達するように前記一対の搬送ローラ120によって前記長尺部材100を搬送した状態(図4(a))で、前記作業領域190に配設される切断部材150によって前記長尺部材100を切断して前記ぜんまいばねの始端部を形成するように構成されている(図4(b))。
    前記切断部材150によって前記長尺部材100を切断した際の前記回転数センサからの信号に基づき、前記始端部に対応した初期位置を認識することができる。

    前記終端側切断工程は、前記作業領域190に配置された前記切断部材150によって前記螺旋体を前記長尺部材100から切断するように構成されている(図7(b))。
    なお、前記長尺部材100から複数の前記ぜんまいばね1を連続的に製造する場合には、一のぜんまいばね1を製造する際の前記終端側切断工程を、次のぜんまいばね1を製造する際の前記始端側切断工程として利用することができる。
    当然ながら、これに代えて、一のぜんまいばね1を製造する際の前記終端側切断工程と次のぜんまいばね1を製造する際の前記始端側切断工程とを別作業とすることも可能である。

    前述の通り、前記ぜんまいばね1は、内端部(前記固定巻き部10の始端部10a)に前記内端側取付フック2aを有しており、且つ、外端部(最外方に位置する可動巻き部20(2)の終端部)に前記外端側取付フック2bを有している。

    従って、前記製造方法は、さらに、内端側取付フック形成工程(図5(a))及び外端側取付フック形成工程(図6(b)及び図7(a))を含んでいる。

    前記内端側取付フック形成工程は、前記始端側切断工程(図4(b))及び前記螺旋形成工程(図5(b)及び図6(a))の間に実行され、前記長尺部材100のうち前記始端部10aから続く所定部位に対して、前記作業領域190に配置された内端側取付フック形成部材110を作用させて前記内端側取付フック2aを形成するように構成されている。

    詳しくは、前記内端側取付フック形成部材は、図5(a)に示すように、前記長尺部材100のうち前記螺旋体に形成された後の状態において径方向内方を向く側に係合するフック用固定ピン111と、前記螺旋体に形成された後の状態において径方向外方を向く側に係合するフック用可動ピン115と有している。

    前記フック用可動ピン115は前記フック用固定ピン111との間に前記長尺部材100の先端部を狭持した状態で前記フック用固定ピン111回りに移動され、これにより、前記内端側取付フック2aが形成される。

    前記外端側取付フック形成工程は、前記螺旋形成工程(図5(b)及び図6(a))及び前記終端側切断工程(図7(b))の間に実行され、前記螺旋形成工程によって形成された前記螺旋体の外端部位に対して、前記作業領域190に配置された外端側取付フック形成部材160を作用させて前記外端側取付フック2bを形成するように構成されている。

    詳しくは、前記外端側取付フック形成部材160は、図6(b)及び図7(a)に示すように、前記螺旋体の径方向外方を向く側に係合するフック用固定ピン161と、前記螺旋体の径方向内方を向く側に係合するフック用可動ピン165と有している。

    前記フック用可動ピン165は前記フック用固定ピン161との間に前記螺旋体を形成する前記長尺部材100を狭持した状態で前記フック用固定ピン161回りに移動され、これにより、前記外端側取付フック2aが形成される。

    本実施の形態に係る前記製造方法は、例えば、前記搬送ローラ120、前記押圧部材130、前記切断部材150、前記内端側取付フック形成部材110及び前記外端側取付フック形成部材をそれぞれ作動させるアクチュエータ(図示せず)と、前記アクチュエータに対する動作プログラムが格納され、前記回転数センサからの信号に応じて前記動作プログラムに基づき前記各アクチュエータの作動制御を司る制御装置(図示せず)とを備えた製造装置を用いて好適に実施される。

    図8(a)及び(b)に、それぞれ、図6(a)におけるVIII(a)-VIII(a)線及びVIII(b)-VIII(b)線に沿った断面図を示す。

    図8(a)に示すように、前記長尺部材100は、断面形状が対向する一対の第1辺101(1)、101(2)及び対向する一対の第2辺102(1)を有する略矩形状とされている。
    本実施の形態に係る前記製造方法においては、図8(a)に示すように、前記長尺部材100は、前記押圧部材130によって螺旋体に形成される前の初期状態において、前記一対の第1辺の他方101(2)(螺旋体に形成された際に径方向内方を向く側)が前記一対の第2辺102(1)、102(2)の対応端部同士を結ぶ直線に沿いつつ、前記一対の第1辺の一方101(1)(前記押圧部材130に係合する側であり、螺旋体に形成された際に径方向外方を向く側)が前記一対の第2辺102(1)、102(2)の対応端部同士を結ぶ直線(図8(a)における2点鎖線)に比して外方へ膨出された凸状とされている。

    斯かる構成によれば、前記押圧部材130によって前記長尺部材100が直線状から螺旋体に形成された後において、前記長尺部材100の断面形状を略矩形状とすることができる(図8(b)参照)。

    即ち、前記押圧部材130によって直線状の前記長尺部材100から螺旋体を形成する際に、前記長尺部材100のうち前記押圧部材130に係合する側(即ち、前記螺旋体に形成された後の状態において径方向外方を向く側)が前記押圧部材130によって押圧されて、薄肉化される。

    例えば、図8(c)に示すように、前記押圧部材130によって前記螺旋体に形成される前の初期状態において断面略矩形状の長尺部材100'を用いたとすると、前記押圧部材130による前記螺旋体への形成後においては、図8(d)に示すように、径方向外方を向く側101(1)が凹状に凹んでしまう。

    これに対し、本実施の形態においては、前述の通り、前記長尺部材100は、前記押圧部材130によって前記螺旋体に形成される前の初期状態において、前記一対の第1辺の一方101(1)(前記螺旋体に形成された後の状態において径方向外方を向く側)が前記一対の第2辺102(1)、102(2)の対応端部同士を結ぶ直線に比して外方へ膨出された凸状とされている(図8(a)参照)。

    斯かる構成によれば、前記長尺部材100が前記押圧部材130によって直線状から螺旋体に形成された後の状態において、図8(b)に示すように、前記長尺部材100の断面を略矩形状とすることができる。
    従って、径方向に隣接する巻き部との接触面積を有効に確保することができる。

    1 ぜんまいばね2a 内端側取付フック2b 外端側取付フック10 固定巻き部20(1) 第1可動巻き部20(2) 第2可動巻き部21a〜21c 第1〜第3小曲率部23a〜23c 第1〜第3大曲率部100 長尺部材101(1)、101(2) 一対の第1辺102(1)、102(2) 一対の第2辺120 搬送ローラ130 押圧部材150 切断部材

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