一种卷绕机，螺旋弹簧的制造方法，和螺旋弹簧与流程

本发明涉及用于制造螺旋弹簧的卷绕机，和螺旋弹簧的制造方法，以及螺旋弹簧。

背景技术：

众所周知的用于制造螺旋弹簧的装置有如专利文件1中所述的具有两个卷绕辊的卷绕机。这种卷绕机通过第1卷绕辊和第2卷绕辊将从导线机的前端送出的螺旋弹簧材料(金属丝)弯曲成圆弧状。一旦形成一个螺旋弹簧，通过刀具切断(剪断)金属丝。当螺旋弹簧的金属丝直径较小时，通过刀具切断金属丝没有特别的问题。但是当金属丝的直径较大时(例如超过φ15mm时)，当通过冷锻卷绕拉伸强度大的高硬度金属丝时，通过传统的刀具来剪断金属丝是困难的。而且还存在刀具或刀刃容易损伤的问题。

在专利文件2记载的螺旋弹簧制造装置中，提出了使用圆盘形研石的切断手段。这种切断手段兼具将成形的螺旋弹簧的端部的座卷部沿螺旋弹簧的直径方向切断的功能和研磨座卷部的端面的功能。专利文件2中的圆盘形研石沿螺旋弹簧的直径方向移动。所谓的螺旋弹簧的直径方向即指与螺旋弹簧生长方向(线圈的轴线方向)垂直的方向。在切断座卷部时，通过夹具固定螺旋弹簧。

【先行技术文件】

【专利文件】

【专利文件1】特开昭62-50028号公报

【专利文件2】特许第4317252号公报。

技术实现要素：

【本发明所要解决的课题】

专利文件2的圆盘形研石可一边研磨座卷部的端面一边切断金属丝。因此，圆盘形研石在螺旋弹簧的直径方向(即线圈的直径方向)上移动。由于圆盘形研石的移动量依据线圈直径，因此有移动量大的问题，并且切断所需的时间长。而且，由于沿线圈直径方向切断金属丝，与沿金属丝的直径方向切断金属丝时的圆形切断面相比，沿线圈直径方向切断金属丝的切断面积更大，圆盘形研石的摩擦损耗也更大。

本发明目的在于提供一种可以沿金属丝的直径方向切断成形为螺旋形的螺旋弹簧的卷绕机和螺旋弹簧的制造方法以及螺旋弹簧。

【解决课题的手段】

卷绕机的一个实施例具备使金属丝沿金属丝的轴线方向移动的传送导辊，用于插入所述金属丝的导线机，第1成形导辊，第2成形导辊，螺距工具，支撑机构和切断旋转体。从所述导线机出来的所述金属丝与所述第1成形导辊相接。所述第2成形导辊相对于所述第1成形导辊，配置于所述金属丝的移动方向的前方。通过在所述第1成形导辊和第2成形导辊之间弯曲所述金属丝，形成圆弧部。所述螺距工具相对于所述第2成形导辊，配置于所述金属丝的移动方向的前方。所述支撑机构在切断所述金属丝时支撑所述金属丝的圆弧部。所述切断旋转体在所述第2成形导辊和所述螺距工具之间沿金属丝的直径方向切断由所述支撑机构支撑的所述金属丝。

一个实施例的螺旋弹簧是成形为螺旋形的由金属丝制成的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的所述金属丝的两端(前端和后端)分别具有沿金属丝的直径方向通过研削切断的圆形研削切断面。

所述支撑机构的一例包括配置于所述第2成形导辊和所述螺距工具之间的夹紧工具。夹紧工具可以具有多个，也可以通过一个夹紧工具前端分成两个的事物。夹紧工具的一例是在夹紧金属丝时设置于所述螺距工具的相对侧。另外所述第2成形导辊的圆周具有连续的槽，所述支撑机构也可以包括该第2成形导辊。在所述圆弧部的内侧设有支撑部件，所述支撑机构也可以包括该支撑部件。

所述夹紧工具的一例也可以具备一对夹紧臂和调节部件。所述夹紧臂从金属丝的直径方向的两侧夹住所述金属丝。所述调节部件调节所述夹紧臂间的距离。所述支撑机构也可以具有保持部件，所述保持部件具有用于插入所述金属丝的v形凹部，也可以具有使所述金属丝的切断面朝远离所述切断旋转体的方向移动的控制部。

【发明效果】

通过本发明，可以将成形为螺旋形的螺旋弹簧在第2成形导辊和螺距工具之间沿金属丝的直径方向切断。由此，与沿线圈直径方向切断金属丝相比，切断旋转体的移动量较小，切断所需时间较短。切断时支撑金属丝的支撑机构也可以利用夹紧工具或螺距工具、第2成形导辊等。在切断金属丝时，通过所述支撑机构可能牢固地支撑金属丝。

附图说明

图1为根据第1实施例的卷绕机正面示意图。

图2为该卷绕机的局部侧视图。

图3为该卷绕机的局部平面图。

图4为该卷绕机的电结构方框图。

图5为示出该卷绕机的控制部功能的一例流程图。

图6为示出在该卷绕机中，螺旋弹簧切断后的状态的正面图。

图7为根据第2实施例的卷绕机的正面示意图。

图8为图7所示的卷绕机的局部侧视图。

图9为根据第3实施例的卷绕机的正面示意图。

图10为图9所示的卷绕机的局部侧视图。

具体实施方式

以下参照图1至图6对第1实施例的卷绕机和螺旋弹簧的制造方法进行说。

图1模块化地示出了卷绕机10的一部分。卷绕机10具备多个传送导辊(供料辊)11a，11b。传送导辊11a，11b使螺旋弹簧的材料(金属丝1)沿图1所示的箭头f1的方向(沿金属丝1的轴线x1的方向)移动。金属丝1由弹簧钢制成。金属丝1的钢种或尺寸没有特别规定，但是可以是如拉伸强度为1900～2100mpa，或超过2100mpa的钢，也可以是金属丝直径超过φ15mm的钢。

卷绕机10具有插入金属丝1的导线机12、第1成形导辊13、第2成形导辊14、支撑部件20、螺距工具21。从导线机12的前端12a出来的金属丝1最初与所述第1成形导辊13相接。穿过第1成形导辊13的金属丝1与所述第2成形导辊14相接。

第1成形导辊13相对于导线机12的前端12a设置于金属丝1的移动方向的前方(移动方向下游侧)。第2成形导辊14相对于第1成形导辊13，设置于金属丝1的移动方向的前方。从导线机12的前端12a向第1成形导辊13送出金属丝1。从导线机12的前端12a送出的金属丝1以导线机12的前端12a为实质弯曲起点，在导线机12的前端12a和第1成形导辊13之间弯曲为圆弧状。

通过第1成形导辊13的金属丝1通过在第1成形导辊13和第2成形导辊14之间进一步弯曲成圆弧状，形成圆弧部1a。该圆弧部1a向螺距工具21的方向移动。

在第1成形导辊13的外周部沿圆周方向形成有连续的槽13a。第2成形导辊14的外周部沿圆周方向也形成有连续的槽14a。本实施例的第1成形导辊13和第2成形导辊14分别为以轴为中心可自由旋转的导辊部件。在其他实施例中，第1成形导辊和第2成形导辊也可以是分别为由非旋转的销部件构成的事项。

通过第1成形导辊13和第2成形导辊14，金属丝1上形成圆弧部1a。支撑部件20设置于圆弧部1a的内侧。支撑部件20上也可以形成和成形导辊13、14的槽13a、14a相同的槽。如图1所示，圆弧部1a的弯曲内侧表面也可以与支撑部件20的上表面侧的接触部20a相接。支撑部件20的侧面20b为沿上下方向延伸的平面。支撑部件20也可称为心轴。根据螺旋弹簧的构造也可以省略支撑部件20。

螺距工具21相对第2成形导辊14，设置于金属丝1的移动方向的前方。螺距工具21与金属丝1的圆弧部1a相接。金属丝1的圆弧部1a被螺距工具21沿螺旋弹簧2的生成方向f2(如图2和图3所示)推动。由此，螺旋弹簧2变成具有螺距。通过上述金属丝1的连续成形，由螺旋形金属丝1制成的螺旋弹簧2(如图6所示示例)制造而成。

螺旋弹簧的形态各式各样。例如，线圈直径和螺距可以沿螺旋弹簧的轴线方向变化。即可以是圆柱形螺旋弹簧、桶形螺旋弹簧、鼓形螺旋弹簧、锥形螺旋弹簧、螺距不等螺旋弹簧、具有负螺距部分的螺旋弹簧等各式各样的螺旋弹簧。

本实施例的卷绕机10具备包括切断旋转体22的切断机构23、和支撑机构24。支撑机构24支撑切断金属丝1时金属线1的圆弧部1a。本实施例的支撑机构24包括螺距工具21和夹紧工具25。如果在空间上有余裕，也可以并用传统卷绕机中使用的剪断式刀具和包含本实施例的切断旋转体22的切断机构23。

如图2和图3所示，螺距工具21相对于螺旋弹簧2的生成方向f2与圆弧部1a的后表面1b相接。与此相反，夹紧工具25相对于螺旋弹簧2的生成方向f2与圆弧部1a的前表面1c相接。即圆弧部1a的前后两面1b、1c被螺距工具21和夹紧工具25夹住。通过该支撑机构24，可以抑制圆弧部1a在金属丝的直径方向d1(如图3所示)上移动。

如图3所示，金属丝1的圆弧部1s的部分插入第2成形导辊14的槽14a中。由此，可以抑制金属丝1沿金属丝的直径方向d1移动。即支撑机构24也可以包括第2成形导辊14。

金属丝1的圆弧部1a由支撑机构24支撑。切断机构23沿金属丝1的直径方向d1切断第2成形导辊14和螺距工具21之间的由支撑机构24支撑的圆弧部1a。切断旋转体22可以在图3所示的待机位置p1和切断位置p2之间来回往复移动。

图3所示的切断机构23包括圆盘形切断旋转体22、包括电机的旋转单元31、和致动器32。切断旋转体22以轴30为中心旋转。旋转单元31用于使切断旋转体22旋转。致动器32用于使切断旋转体22在待机位置p1和切断位置p2之间移动。轴30的位置可以是在切断螺旋弹簧处的上方或下方中的任何一侧。致动器32的一例具有滚珠螺杆33。致动器32使旋转单元31沿引导部件35在金属丝的直径方向d1上移动。切断旋转体22的圆周面上设有刃部。该刃部具有可以研削切断金属丝1的如硬质合金刀片或金钢石刀片的硬度。

切断旋转体22沿如图2所示的箭头r方向旋转。但是，也可以沿和箭头r相反的方向旋转。切断旋转体22通过在金属丝的直径方向上旋转移动来切断金属丝1。在切断金属丝1时金属丝1由支撑机构24支撑。金属丝1的下表面可以通过支撑部件20的接触部20a来支撑。即支撑部件20的接触部20a也可以是支撑机构24的一部分。

图4为示出卷绕机10的电结构的一例方框图。卷绕机10具备用作控制器的cpu(centralprocessingunit)40。该cpu40通过总线41与rom(readonlymemory)42、ram(randomaccessmemory)43、通信接口部44、显示/操作用驱动器45、传送金属丝用驱动器46、第1导辊移动用驱动器47、第2导辊移动用驱动器48、螺距工具用驱动器49、切断旋转体用驱动器50、夹紧工具移动用驱动器51等连接。

rom42中存储有用于控制cpu40的程序和各种固定数据。ram43具备记忆区间，所述记忆区间存储有形成螺旋弹簧所需的各种数据等。通信接口部44控制和外部设备之间进行的数据通信。显示/操作用驱动器45用于控制显示操作部55。通过操作显示操作部55，可以将形成螺旋弹簧所需的信息存储于ram43等的存储器中。

传送金属丝用驱动器46用于控制使传送导辊11a、11b旋转的电机60。第1导辊移动用驱动器47用于控制驱动第1成形导辊13的驱动机构61。第2导辊移动用驱动器48用于控制驱动第2成形导辊14的驱动机构62。螺距工具用驱动器49用于控制驱动螺距工具21的驱动机构63。切断旋转体用驱动器50用于控制驱动切断旋转体22的驱动机构64。夹紧工具移动用驱动器51用于控制使夹紧工具25移动的驱动机构65。

通过上述包括cpu40的电结构(控制部70)包括控制传送导辊11a、11b的旋转动作的控制电路，控制第1成形导辊13和第2成形导辊14的位置的控制电路，控制螺距工具21的位置的控制电路和控制切断旋转体22的动作的控制电路。

控制部70根据输入的螺旋弹簧的形状数据(例如线圈直径)来控制导辊驱动机构61、62。例如控制导辊驱动机构61、62以改变第1成形导辊13和第2成形导辊14的位置。控制部70可以通过通信接口部44连接个人电脑71。个人电脑71包括显示部72、输入操作部73、定位设备74、和可移动存储介质75等。

通过卷绕机10形成螺旋弹簧的工序基于存储于控制部70中的计算机程序和控制用的形状数据，通过cpu40实现自动化。

图5为示出存储于控制部70中的计算机程序的部分功能的流程图。

图5中的步骤st1中，金属丝1通过传送导辊11a、11b向导线机12移动。通过导线机12的金属丝1向第1成形导辊13移动。金属丝1的温度例如和室温相同(冷锻加工温度)。但是也可以根据卷绕条件的不同，加热至适于温锻加工的温度区域(例如数百度)。

图5中的步骤st2中，连续移动的金属丝1通过在第1成形导辊13和第2成形导辊14之间弯曲成圆弧形而形成圆弧部1a。进一步地，该圆弧部1a通过与螺距工具21相接，形成螺旋形的由金属丝1形成的螺旋弹簧。

在步骤st3中，判断是否形成了螺旋弹簧1个量的长度。在步骤st3中如果为“no”，则返回步骤st1，继续金属丝1的成形。在步骤st3中如果是“yes”，则进行步骤st4，停止金属丝1的移动。

在步骤st5中，金属丝1的圆弧部1a由支撑机构24支撑，进行步骤st6。在步骤st6中，旋转的切断旋转体22向金属丝1移动(前进)。由此，金属丝1如图6所示通过切断旋转体22在金属丝的直径方向被切断。切断金属丝1后进行步骤st7。

在步骤st7中，第2成形导辊14沿图6所示的箭头f3所示的方向移动微小量(数mm程度)。由此，通过金属丝1的弹性(回弹等)，金属丝1的切断面1d从切断旋转体22离开。为了使螺旋弹簧2的后端侧的金属丝切断面几乎与此同时从切断旋转体22离开，也可以控制夹紧工具25。之后进行步骤st8。

在步骤st8中，切断旋转体22移动(后退)至待机位置p1(如图3所示)。此时由于金属丝1的切断面1d(如图6所示)从切断旋转体22离开，可以避免金属丝1的切断面1d和切断旋转体22彼此摩擦。

在步骤st9中，判断是否形成了预定数量的螺旋弹簧。当形成了预定数据的螺旋弹簧(步骤st9中为“yes”)时，则多个螺旋弹簧的制造告一段落。当没有形成预定数量的螺旋弹簧时(步骤st9中为“no”)，则返回步骤st1，开始下一个的螺旋弹簧制造。

如上所述的本实施例的螺旋弹簧的制造方法包括以下工序。

(1)通过传送导辊11a、11b使金属丝1沿金属丝1的轴线方向向导线机12移动，

(2)从导线机12出来的金属丝1通过第1成形导辊13和第2成形导辊14和螺距工具21形成为螺旋形，

(3)当形成了螺旋弹簧1个量的长度时停止金属丝1的移动，

(4)通过支撑机构24支撑金属丝1的圆弧部1a，

(5)使切断旋转体22从待机位置沿金属丝1的直径方向向金属丝1移动(前进)，

(6)通过旋转的切断旋转体22在第2成形导辊14和螺距工具21之间沿金属丝的直径方向切断金属丝1，

(7)使切断后的金属丝1的切断面1d从切断旋转体22中离开，

(8)当切断旋转体22后退至待机位置p1后，

(9)再次开始金属丝1的移动，制造下一个螺旋弹簧。

本实施例的卷绕机10在使圆形剖面的金属丝1成形为螺旋形的同时，通过切断机构23在金属丝的直径方向上切断金属丝1。由此，金属丝1的两端(前端和后端)分别具有沿金属丝的直径方向切断的圆形研削切断端面1e、1f(如图6所示)。研削切断端面1e、1f和通过传统的切断装置剪断的剪断面不同。本实施例的研削切断端面1e、1f通过切断旋转体22一边研削金属丝1一边切断而形成。在切断旋转体22的周面设置有硬质合金刀片或金钢石刀片等。切断旋转体22也可以如磨床(抛光机)，在旋转体的周围设置比金属丝1更硬的研磨颗粒。

图7示出根据第2实施例的具有支撑机构24的卷绕机10a。图8为图7所示的卷绕机10a的局部的平面图。如图8所示的支撑机构24a具备一对夹紧臂25a、25b和螺丝等调节部件80。夹紧臂25a、25b彼此相对以夹住金属丝1。调节部件80用于调节一侧的夹紧臂25a和另一侧的夹紧臂25b之间的距离g1(如图8所示)。夹紧臂25a、25b可绕轴81旋转。根据金属丝1的直径，夹紧臂25a、25b之间的距离g1可以通过调节部件80来调节。通过这些夹紧臂25a、25b，构成夹紧工具25。

如图7所示，从导线机12出来的金属丝1通过第1成形导辊13和第2成形导辊14和螺距工具21成形为螺旋形。当以上述方式形成1个螺旋弹簧的长度后，切断旋转体22向金属丝1移动到切断位置。

当切断金属丝1时，金属丝1由夹紧臂25a、25b支撑。在这种状态下，金属丝1被切断旋转体22切断。在切断金属丝1时，金属丝1的圆弧部1a被夹紧臂25a、25b从前后两侧支撑。因此，可以抑制金属丝1的移动。关于其他结构和作用，由于该卷绕机10a与第1实施例的卷绕机10(如图1-图6所示)相同，因此两者相同部分用相同符号表示并省略说明。

图9示出了根据第3实施例的具备支撑机构24b的卷绕机10b。图10为图9所示的卷绕机10b的局部平面图。如图9所示的支撑机构24b具有彼此相对的一对保持部件91、92。保持部件91、92设置于第2成形导辊14和螺距工具21之间。保持部件91、92的前端(下端)分别形成有v形凹部93、94。如图10所示，v形凹部93、94中插入金属丝1的圆弧部1a。

如图9所示，从导线机12出来的金属丝1通过第1成形导辊13和第2成形导辊14和螺距工具21成形为螺旋形。当以这种方式形成1个量的螺旋弹簧后，切断旋转体22朝向金属丝1移动到切断位置。此时切断旋转体22进入保持部件91、92之间。因此，可以避免切断旋转体22与保持部件91、92相接。

当切断金属丝1时，金属丝1由保持部件91、92支撑。在这种状态下，金属1被切断旋转体22切断。在切断金属丝1时，金属丝1的圆弧部1a被保持部件91、92的凹部93、94支撑。因此，可以抑制金属丝1的移动。本实施例的保持部件91、92构造成从金属丝1的上方按压。当空间上有余裕时也可以从金属丝1的下方按压。

本实施例的卷绕机10b也可以仅使用支撑机构24b作为支撑金属丝1的手段。或者如图9虚线所示，并用夹紧工具25。关于其他结构和作用，由于该卷绕机10b与第1实施例的卷绕机10(如图1-图6所示)相同，因此两者相同部分用相同符号表示并省略说明。

产业上可利用性

本发明可以应用于各种形态的螺旋弹簧。另外在实施本发明时，不必说可以根据需要对传送导辊、导线机、第1成形导辊、第2成形导辊、螺距工具、支撑机构、切断旋转体等构成卷绕机的各要素的结构和配置等的形态进行各种变更。

符号说明

1···金属丝(螺旋弹簧的材料)，1a···圆弧部，1d···切断面，2···螺旋弹簧，10、10a、10b···卷绕机，11a、11b···传送导辊，12···导线机，13···第1成形导辊，13a···槽，14···第2成形导辊，14a···槽，20···支撑部件，21···螺距工具，22···切断旋转体，23···切断机构，24、24a、24b···支撑机构，25···夹紧工具，25a、25b···夹紧臂，70···控制部，80···调节部件，91、92···保持部件，93、94···v形凹部，d1···金属丝的直径方向。