成形ツール駆動機構
【課題】従来より長い線材成形品を成形することが可能な成形ツール駆動機構の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の成形ツール駆動機構２０では、ツール固定メインテーブル３０Ａとは反対側にツール固定サブテーブル３０Ｂを備えている。このツール固定サブテーブル３０Ｂの後方には、回転ヘッド３２が位置することはないので、その分、ツール固定サブテーブル３０Ｂの後方スペースは、ツール固定メインテーブル３０Ａ側より広く（奥行きが深く）なっている。従って、従来は、回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長いコイルばねＣＳ２を、ツール固定サブテーブル３０Ｂ側で成形することができる。
【解決手段】本発明の成形ツール駆動機構２０では、ツール固定メインテーブル３０Ａとは反対側にツール固定サブテーブル３０Ｂを備えている。このツール固定サブテーブル３０Ｂの後方には、回転ヘッド３２が位置することはないので、その分、ツール固定サブテーブル３０Ｂの後方スペースは、ツール固定メインテーブル３０Ａ側より広く（奥行きが深く）なっている。従って、従来は、回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長いコイルばねＣＳ２を、ツール固定サブテーブル３０Ｂ側で成形することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形ツールを保持しかつ位置決制御して線材送給装置から送給された線材に衝合し、その線材を成形するための成形ツール駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形ツール駆動機構は、線材送給装置との対向面側に、線材送給方向と平行な軸回りに回転駆動される回転ヘッドを備え、その回転ヘッドのうち、回転中心から外側にずれた位置には線材送給装置に向かって突出した旋回支持台が備えられている。旋回支持台には、線材送給方向と直交する軸回りに回転駆動される旋回シャフトが備えられ、その旋回シャフトのうち、回転ヘッドの回転中心側の端部に、成形ツールを保持したツール固定テーブルが設けられていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８３９３３８号公報（段落［００２１］〜［００３６］、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の成形ツール駆動機構では、ツール固定テーブルの後方に回転ヘッドが位置しており、その回転ヘッドとの干渉を避けつつ線材を成形していたために、比較的短い線材成形品しか成形することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より長い線材成形品を成形することが可能な成形ツール駆動機構の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る成形ツール駆動機構は、成形ツールを保持しかつ位置決制御して線材送給装置から送給された線材に衝合し、その線材を成形するための成形ツール駆動機構であって、線材送給装置に対して線材送給方向で対向したベース部材と、ベース部材のうち線材送給装置との対向面側に配置されかつベース部材に対して回転可能に取り付けられ、線材送給方向と平行な第１回転軸の回りに回転駆動される回転ヘッドと、回転ヘッドのうち第１回転軸からオフセットした外縁部から線材送給装置に向かって突出したヘッド支持突部と、ヘッド支持突部に対して回転可能に取り付けられ、第１回転軸と直交する第２回転軸の回りに回転駆動される末端回転部材と、末端回転部材のうち回転ヘッドの回転中心側を向いた端部に設けられて、成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定メインテーブルと、末端回転部材のうちツール固定メインテーブルと反対側の端部に設けられ、回転ヘッドの外側面より側方に突出したツール固定面を有し、成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定サブテーブルとが備えられたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の成形ツール駆動機構において、回転ヘッドから線材送給装置と反対側に延びかつベース部材に回転可能に支持された円筒シャフトの一端に回転ヘッドを連結すると共に、他端に回転ヘッドを回転駆動するための第１回転駆動モータを連動回転可能に連結し、第２回転軸と平行に延びた中継シャフトを、回転ヘッドの内部に回転可能に設けて、その中継シャフトの一端部と、末端回転部材のうちヘッド支持突部の内部に収容された部分との間を連動回転可能に連結し、円筒シャフト内に設けられて円筒シャフトと同心な軸を中心にして回転可能なインナーシャフトの先端部と中継シャフトの他端部とを、回転ヘッド内でベベルギヤにて連動回転可能に連結し、末端回転部材を回転駆動するための第２回転駆動モータとインナーシャフトの基端部とを連動回転可能に連結したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の成形ツール駆動機構において、成形ツール駆動機構には、ベース部材を線材送給方向と平行な第１直動軸の方向に往復駆動するため第１直動機構と、ベース部材を線材送給方向と直交する第２直動軸の方向に往復駆動するため第２直動機構とが備えられたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の成形ツール駆動機構において、ベース部材を第１直動軸と第２直動軸との双方に直交する第３直動軸の方向に往復駆動するため第３直動機構が備えられたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の成形ツール駆動機構において、線材が成形ツールを素通りした場合にその線材が突き当てられる保護壁を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、回転ヘッドは、常にツール固定メインテーブルの後方に位置しており、ツール固定サブテーブルの後方に回転ヘッドが位置することはないから、その分、ツール固定サブテーブルの後方スペースは、ツール固定メインテーブル側より広く（奥行きが深く）なる。これにより、従来は回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長い線材成形品を、ツール固定サブテーブル側で成形することができる。また、ツール固定メインテーブルとツール固定サブテーブルとの２つを備えたことで、従来より多くの成形ツールを保持可能となり、従来より複雑な形状も成形可能となる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、第１回転駆動モータが円筒シャフトを回転させると、回転ヘッドが第１回転軸の回りに回転駆動する。一方、第２回転駆動モータが円筒シャフト内でインナーシャフトを回転させると、そのインナーシャフトの先端にベベルギヤを介して連結された中継シャフトが連動回転し、中継シャフトの一端部にヘッド支持突部の内部で連結された末端回転部材が第２回転軸の回りに回転駆動する。これらにより、ツール固定メインテーブル及びツール固定サブテーブルの位置及び姿勢を、第１回転軸回り及び第２回転軸回りに変化させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ベース部材に備えたツール固定メインテーブルとツール固定サブテーブルの位置を互いに直交する２方向、即ち、線材送給方向と平行な第１直動軸の方向と、線材送給方向と直交する第２直動軸の方向とに変位させることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、ベース部材に備えたツール固定メインテーブルとツール固定サブテーブルの位置を、互いに直交する３方向（第１直動軸、第２直動軸及び、それらと直交する第３直動軸の各方向）に変位させることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、万が一、線材が成形ツールと衝合せずにを素通りしても、保護壁に突き当てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１に示すように線材成形機１０のベースプレート１１には、成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２とが水平方向で対峙して固定されており、図２に示すように、成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２との間には、切断ツール駆動機構５０が設けられている。
【００１６】
図３に示すように、線材送給装置１２には、上下に並んで対をなした送りローラ１３，１３が水平方向に３対設けられている。これら各対の送りローラ１３，１３の間に線材９０を挟み、上下の送りローラ１３，１３を対称回転させることで線材９０を成形ツール駆動機構２０側に送給したり、或いは、その逆向きに引き戻すことができる。また、各送りローラ１３は、それぞれ別々のサーボモータ１６によって駆動されるようになっており、これにより線材９０の送給量を制御することができる。
【００１７】
図１に示すように線材送給装置１２のうち、成形ツール駆動機構２０との対向面（以下、線材送給装置１２の前面１２Ａという）には、クイル１４が固定されている。クイル１４には、線材９０の断面形状に対応した、例えば、断面円形の線材挿通孔が貫通形成されている。そして、線材送給装置１２により送給された線材９０はこの線材挿通孔を通して成形ツール駆動機構２０側に送給される。このクイル１４により線材９０の側方への移動が規制される。
【００１８】
図４に示すように、切断ツール駆動機構５０は線材送給装置１２の前面１２Ａのうち、クイル１４の側方位置に取り付けられている。切断ツール駆動機構５０は、クイル１４側を向いた前面に切断ツール５４を備え、線材送給装置１２の前面１２Ａとの間に設けられた第１直動部５１によって、切断ツール５４を上下方向に往復駆動させる。第１直動部５１は、ボールネジ機構５２とスライダ機構５３とから構成され、サーボモータ５１Ｍ１に、ボールネジ機構５２のボールネジ５２Ｂの一端部が連結されている。そして、サーボモータ５１Ｍ１がボールネジ５２Ｂを回転させると、スライダ機構５３に案内されて切断ツール５４が上下方向に移動する。
【００１９】
図示しないが、切断ツール駆動機構５０は、上述した第１直動部５１と同様のボールネジ機構及びスライダ機構を水平方向に延ばした構造の第２直動部を備えており、ボールネジ機構に備えたボールネジの一端部に、サーボモータ５１Ｍ２が連結されている。そして、サーボモータ５１Ｍ２がボールネジを回転させると、切断ツール５４がスライダ機構に案内されて水平方向に移動し、クイル１４の前方領域（図４の右側領域）に対して側方から進退するようになっている。
【００２０】
切断ツール駆動機構５０は、図８（Ａ）に示す後述の成形ツールＴ１〜Ｔ３によって線材９０が成形されている間は、切断ツール５４を線材送給装置１２の側方に退避させており、成形が完了すると成形ツールＴ１〜Ｔ３の代わりに切断ツール５４をクイル１４の前方領域に進入させる。そして、ツール駆動サーボモータ５５により切断ツール５４が作動して、線材９０の基端部が切断される。
【００２１】
次に、成形ツール駆動機構２０について図５〜図７を参照しつつ詳説する。図６に示すように、成形ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１に固定された固定ハウジング１１Ｈの内側に収容されている。成形ツール駆動機構２０は、第１可動ベース４０の内側に第２可動ベース４１を備え、さらに、第２可動ベース４１の内側に、本発明の「ベース部材」に相当する第３可動ベース４２を備えている。そして、ベースプレート１１及び固定ハウジング１１Ｈと第１可動ベース４０との間、第１可動ベース４０と第２可動ベース４１との間、第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間にそれぞれ設けられた第１〜第３直動機構によって、第３可動ベース４２を互いに直交する三方向に直動させる構成になっている。
【００２２】
第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間に備えた第１直動機構の具体的な構成は以下の通りである。即ち、第２可動ベース４１の上壁４１Ａと下壁４１Ｂとには、それぞれ線材９０の送給方向に延びて平行に並んだレール２１Ｓ１，２１Ｓ１備えられ、第３可動ベース４２の上壁及び下壁にそれぞれ設けられたスライダ２１Ｓ２，２１Ｓ２が、それらレール２１Ｓ１，２１Ｓ１に直動可能に係合している。
【００２３】
また、図５に示すように第２可動ベース４１の下壁４１Ｂから起立して線材９０の送給方向で対向した１対の壁部の間には、レール２１Ｓ１，２１Ｓ１と平行に延びたボールネジ２１Ｂ１が差し渡されて回転可能に支持されている。そして、第３可動ベース４２から垂下した支持壁４２Ａ（図６を参照）にボールナット２１Ｂ２が固定され、そのボールナット２１Ｂ２とボールネジ２１Ｂ１とが螺合している。さらに、第２可動ベース４１には、第１直動機構の駆動源である第１直動軸サーボモータ２１Ｍが取り付けられ、その第１直動軸サーボモータ２１Ｍの出力回転軸にボールネジ２１Ｂ１の一端部が連結されている。これらにより第１直動機構が構成され、第１直動軸サーボモータ２１Ｍがボールネジ２１Ｂ１を回転させると、第３可動ベース４２がレール２１Ｓ１，２１Ｓ１上を移動する。即ち、第３可動ベース４２が線材９０の送給方向と平行な第１直動軸ＡＸ１（図５参照）の方向に往復動する。
【００２４】
ベースプレート１１及び固定ハウジング１１Ｈと第１可動ベース４０との間に備えた第２直動機構は、上記第１直動機構と同様な構造をなしている。即ち、図５及び図６に示すように、ベースプレート１１の上面及び固定ハウジング１１Ｈの上壁下面には、線材９０の送給方向と直交した水平方向（図５における紙面に直交する方向、図６における左右方向）に延びたレール２２Ｓ１，２２Ｓ１が備えられ、第１可動ベース４０には、レール２２Ｓ１，２２Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２２Ｓ２，２２Ｓ２が備えられている。また、ベースプレート１１にはレール２２Ｓ１と平行に延びたボールネジ２２Ｂ１が回転可能に支持され、第１可動ベース４０には、ボールネジ２２Ｂ１に螺合したボールナット２２Ｂ２が備えられている。
【００２５】
さらに、ベースプレート１１には、第２直動機構の駆動源である第２直動軸サーボモータ２２Ｍが取り付けられ、その第２直動軸サーボモータ２２Ｍの出力回転軸にボールネジ２２Ｂ１の一端部がギヤ連結されている。これらにより第２直動機構が構成され、第２直動軸サーボモータ２２Ｍがボールネジ２２Ｂ１を回転させると、第１可動ベース４０がレール２２Ｓ１，２２Ｓ１上をスライドする。即ち、第１可動ベース４０と共に第３可動ベース４２が、線材９０の送給方向（第１直動軸ＡＸ１）と直交する水平方向（本発明の「第２直動軸の方向」に相当する）に往復動する。
【００２６】
第１可動ベース４０と第２可動ベース４１との間に備えた第３直動機構も、上記第１及び第２直動機構と同様な構造をなしている。即ち、図６に示すように、第１可動ベース４０の両側辺には、上下方向に延びたレール２３Ｓ１，２３Ｓ１が備えられており、第２可動ベース４１の両側辺には、レール２３Ｓ１，２３Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２３Ｓ２，２３Ｓ２が備えられている。また、第１可動ベース４０の一側辺には、レール２３Ｓ１と平行に延びたボールネジ２３Ｂ１が回転可能に支持されており、第２可動ベース４１の一側辺にはボールネジ２３Ｂ１に螺合したボールナット２３Ｂ２が備えられている。
【００２７】
さらに、第１可動ベース４０には、第３直動機構の駆動源である第３直動軸サーボモータ２３Ｍが取り付けられ、その第３直動軸サーボモータ２３Ｍの出力回転軸にボールネジ２３Ｂ１の一端部が連結されている。これらにより第３直動機構が構成され、第３直動軸サーボモータ２３Ｍがボールネジ２３Ｂ１を回転させると、第２可動ベース４１がレール２３Ｓ１，２３Ｓ１上をスライドする。即ち、第２可動ベース４１と共に第３可動ベース４２が、ベースプレート１１に対して線材９０の送給方向（第１直動軸ＡＸ１）と直交する上下方向（本発明の「第３直動軸の方向」に相当する）に往復動する。ここで、第２可動ベース４１の上壁には、１対の直動シリンダ６０，６０（油圧シリンダ、エアシリンダなど）から延びたシリンダロッド６１，６１の先端部が連結されており、これら直動シリンダ６０，６０と第３直動軸サーボモータ２３Ｍとが協働して、第２可動ベース４１を上下動させるようになっている。
【００２８】
上述の如く三方向に直動可能な第３可動ベース４２には、成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定するためのツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂが取り付けられている。このツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂは、以下に説明する第１回転機構及び第２回転機構によって互いに直交する軸回りに回転可能な構成になっている。
【００２９】
第１回転機構の具体的な構成は以下の通りである。即ち、図７に示すように、第３可動ベース４２には、線材９０の送給方向に延びた円筒シャフト３１Ｓがベアリングによって回転可能に軸支され、円筒シャフト３１Ｓのうちクイル１４側の端部には、線材送給装置１２との対向した前面壁４２Ｂからクイル１４側に突出した回転ヘッド３２が固定されている。第３可動ベース４２のうち、クイル１４とは反対側の後面には、第１回転機構の駆動源である第１回転駆動サーボモータ２４Ｍが取り付けられ、その第１回転駆動サーボモータ２４Ｍ（本発明の「第１回転駆動モータ」に相当する）の出力回転軸と円筒シャフト３１Ｓとが平ギヤ２４Ｇ１，２４Ｇ２を介して連結されている。これらにより第１回転機構が構成され、第１回転駆動サーボモータ２４Ｍによって円筒シャフト３１Ｓを回転させると、回転ヘッド３２が線材９０の送給方向と平行な第１回転軸Ｊ１の回りに回動する。
【００３０】
第２回転機構の具体的な構成は以下の通りである。即ち、図７に示すように円筒シャフト３１Ｓの内側には、ベアリングによりインナーシャフト３３Ｓが回転可能に軸支されている。また、回転ヘッド３２のうち、第１回転軸Ｊ１から外側にオフセットした（円筒シャフト３１Ｓの回転中心から外側にずれた）外縁部からはクイル１４に向かって旋回支持台３４（本発明の「ヘッド支持突部」に相当する）が突出している。そして、回転ヘッド３２の内部には、第１回転軸Ｊ１と直交する軸回りに回転する中継シャフト３５が備えられ、旋回支持台３４には、中継シャフト３５と平行な軸回りに回転する旋回シャフト３６（本発明の「端末回転部材」に相当する）が備えられている。
【００３１】
インナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間は、回転ヘッド３２の内部で１対のベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１により連結されており、中継シャフト３５と旋回シャフト３６との間は、旋回支持台３４の内部で平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１により連結されている。
【００３２】
図７に示すように第３可動ベース４２の後面側には、第２回転機構の駆動源である第２回転駆動サーボモータ２５Ｍ（本発明の「第２回転駆動モータ」に相当する）がインナーシャフト３３Ｓと同軸上に取り付けられ、その第２回転駆動サーボモータ２５Ｍの出力回転軸とインナーシャフト３３Ｓの一端部とが連結されている。これらにより第２回転機構が構成され、第２回転駆動サーボモータ２５Ｍがインナーシャフト３３Ｓを回転させると、回転ヘッド３２の内部で中継シャフト３５が連動回転し、さらに旋回シャフト３６が第１回転軸Ｊ１と直交する第２回転軸Ｊ２の回りに連動回転する。
【００３３】
旋回シャフト３６は旋回支持台３４を第２回転軸Ｊ２方向に貫通しており、旋回支持台３４から突出した両端部には、それぞれツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂが固定されている。ツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂは、図８（Ａ）に示すように、例えば、平面形状が略三角形をなし、その各角部にそれぞれ成形ツールＴ１〜Ｔ３が固定されている。
【００３４】
詳細には、旋回シャフト３６のうち、第１回転軸Ｊ１（回転ヘッド３２の回転中心）側の端部に固定されたツール固定メインテーブル３０Ａは、第１回転軸Ｊ１側（図７における上方）を向いたツール固定面３０Ｐ１を備え、そのツール固定面３０Ｐ１に互いに異なる成形ツールＴ１〜Ｔ３が、例えばボルト固定されている。
【００３５】
一方、旋回シャフト３６のうち、ツール固定メインテーブル３０Ａとは反対側の端部に固定されたツール固定サブテーブル３０Ｂは、第１回転軸Ｊ１とは反対の外側（図７における下方）を向きかつ、回転ヘッド３２の外側面より外側に突出したツール固定面３０Ｐ２を備え、そのツール固定面３０Ｐ２に、互いに異なる成形ツールＴ１〜Ｔ３がボルト固定されている。
【００３６】
また、ツール固定メインテーブル３０Ａに固定された成形ツールＴ１〜Ｔ３では、図８（Ｂ）に示す比較的短いコイルばねＣＳ１が成形され、ツール固定サブテーブル３０Ｂに備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３では、図８（Ｃ）に示す比較的長いコイルばねＣＳ２が成形される。即ち、コイルばねＣＳ１，ＣＳ２は、コイル部９１の両端部から巻回軸方向に直線部９２，９２が延び、直線部の先端がＵ字状に湾曲したフック部９３，９３となっている。そして、コイルばねＣＳ１に比べてコイルばねＣＳ２の方が、直線部９２，９２が長くなっている。
【００３７】
ここで、コイルばねＣＳ１，ＣＳ２は、直線部９２，９２の長さ以外は同一形状なので、ツール固定メインテーブル３０Ａに固定された成形ツールＴ１〜Ｔ３と、ツール固定サブテーブル３０Ｂに固定された成形ツールＴ１〜Ｔ３は、同じ組合せとなっている。
【００３８】
線材成形機１０には、上記した各サーボモータ２１Ｍ〜２５ＭをＮＣ制御する図示しない制御部が備えられている。そして、この制御部がＮＣプログラムを実行することで、２種類のコイルばねＣＳ１，ＣＳ２のうちの何れか一方が製造される。即ち、第１〜第３直動機構及び、第１及び第２回転機構によってツール固定テーブル３０Ａ（３０Ｂ）の姿勢及び位置が変えられ、線材９０と衝合させる成形ツールＴ１〜Ｔ３が適宜変更される。すると、クイル１４から排出された線材９０の先端側から順に、フック部９３、直線部９２、コイル部９１、直線部９２、フック部９３が成形され、最後に、切断ツール駆動機構５０に備えた切断ツール５４によって、クイル１４側の基端部が切断される。これによりコイルばねＣＳ１（ＣＳ２）が１つ完成し、以下、このＮＣプログラムを繰り返して実行することで、線材９０から複数のコイルばねＣＳ１（ＣＳ２）を連続して製造することができる。
【００３９】
ここで、コイルばねＣＳ１（ＣＳ２）のうち、コイル部９１は以下のようにして成形される。即ち、成形ツールＴ１〜Ｔ３のうち、成形ツールＴ１の先端面には、線材９０を案内するための線材摺接溝Ｔｚが形成されている。クイル１４から排出された線材９０は線材摺接溝Ｔｚの内面に押し付けられ、この状態で線材送給装置１２が線材９０を送給することにより、図９（Ａ）から図９（Ｂ）の変化に示すように、後続の線材９０が円弧状に塑性変形され、コイル部９１が成形される。なお、コイルばねＣＳ１（ＣＳ２）のその他の部位（フック部９３，９３及び直線部９２，９２）を成形する際のツール固定テーブル３０の動作は公知（例えば、特許第３８３９３３８号公報参照）であるので、詳細な説明は割愛する。
【００４０】
ところで、ツール固定メインテーブル３０Ａに備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３で線材９０を成形している過程で、線材９０が成形ツールＴ１〜Ｔ３に衝合せず、素通りした場合には、ツール固定メインテーブル３０Ａの後方に備えた回転ヘッド３２に線材９０が突き当たる。
【００４１】
また、ツール固定サブテーブル３０Ｂに備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３で線材９０を成形している過程で、線材９０が成形ツールＴ１〜Ｔ３を素通りした場合には、ツール固定サブテーブル３０Ｂの後方に備えた第３可動ベース４２の前面壁４２Ｂに線材９０が突き当たる。
【００４２】
即ち、万が一、線材９０が成形ツールＴ１〜Ｔ３を素通りしても、成形ツール駆動機構２０の一部で受け止めることができる。これにより、線材９０が線材成形機１０の外側に突き出すことが防がれる。なお、回転ヘッド３２の外面を構成する外殻壁及び第３可動ベース４２の前面壁４２Ｂは、本発明の「保護壁」に相当する。
【００４３】
さて、図５に示すように、回転ヘッド３２は、線材送給方向において常にツール固定メインテーブル３０Ａの後方に位置している。このため、ツール固定メインテーブル３０Ａ側では、回転ヘッド３２との干渉を避けつつ成形を行う必要があり、図８（Ｂ）に示した比較的短いコイルばねＣＳ１しか成形することができない。即ち、図８（Ｃ）に示した比較的長いコイルばねＣＳ２は、成形途中で回転ヘッド３２と干渉するため、成形することは不可能である。
【００４４】
これに対し、本実施形態の成形ツール駆動機構２０では、ツール固定メインテーブル３０Ａとは反対側にツール固定サブテーブル３０Ｂを備えている。このツール固定サブテーブル３０Ｂの後方には、回転ヘッド３２が位置することはないので、その分、ツール固定サブテーブル３０Ｂの後方スペースは、ツール固定メインテーブル３０Ａ側より広く（奥行きが深く）なっている。従って、従来は、回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長いコイルばねＣＳ２を、ツール固定サブテーブル３０Ｂ側で成形することができる（図７を参照）。また、これら２つのツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂを備えたことで、長さの異なる２種類のコイルばねＣＳ１，ＣＳ２を成形可能となり、成形可能なコイルばねのバリエーションが増える。なお、ツール固定サブテーブル３０Ｂ側では、コイルばねＣＳ２のみならず、比較的短いコイルばねＣＳ１も成形できることは勿論である。
【００４５】
［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。
【００４６】
（１）上記実施形態では、ツール固定メインテーブル３０Ａとツール固定サブテーブル３０Ｂとに、同じ成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定していたが、各テーブル３０Ａ，３０Ｂで異なる成形ツールを固定してもよい。即ち、本実施形態の成形ツール駆動機構２０には、最大で６種類の異なる成形ツールを保持することができる。このようにすれば、従来より複雑な形状も成形可能となり、線材成形品の形状のバリエーションを増やすことができる。なお、ツール固定テーブルに固定された成形ツールの数は３つに限るものではなく、１つ或いは３つ以外の複数の成形ツールを固定してもよい。
【００４７】
（２）インナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間は、ベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１によって連結されていたが、例えば、ウォームとウォームホイールによって連結してもよい。また、中継シャフト３５と旋回シャフト３６との間は、平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１によって連結されていたが、例えば、プーリーとベルトで連結してもよい。
【００４８】
（３）切断ツール駆動機構５０に備えた切断ツール５４は、以下のような構成でもよい。即ち、線材９０の送給方向で互いにずらして上下に配置された１対の切断刃を設け、上側の切断刃と下側の切断刃とが重なるようにして擦れ違う際に、両切断刃のエッジ部の間で線材９０を切断する構成でもよい。
【００４９】
また、固定刃と可動刃とを備え、可動刃を固定刃に対して相対回転させることで、可動刃が固定刃の内側に重なるようにすれ違い、その際に可動刃と固定刃のエッジ部の間で線材９０を切断する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る線材成形機の側断面図
【図２】線材成形機の平面図
【図３】線材送給装置の部分断面図
【図４】線材切断装置の側面図
【図５】成形ツール駆動機構の側断面図
【図６】成形ツール駆動機構の背面図
【図７】第３可動ベースの拡大側断面図
【図８】（Ａ）ツール固定テーブルの平面図、（Ｂ）ツール固定メインテーブル側で成形されるコイルばねの側面図、（Ｃ）ツール固定サブテーブル側で成形されるコイルばねの側面図
【図９】コイルばねのコイル部が成形される過程を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１２ 線材送給装置
２０ 成形ツール駆動機構
２４Ｍ 第１回転駆動サーボモータ（第１回転駆動モータ）
２５Ｍ 第２回転駆動サーボモータ（第２回転駆動モータ）
３０Ａ ツール固定メインテーブル
３０Ｂ ツール固定サブテーブル
３０Ｐ１，３０Ｐ２ ツール固定面
３１Ｓ 円筒シャフト
３２ 回転ヘッド
３３Ｇ１，３５Ｇ１ ベベルギヤ
３３Ｓ インナーシャフト
３４ 旋回支持台（ヘッド支持突部）
３５ 中継シャフト
３６ 旋回シャフト（末端回転部材）
４２ 第３可動ベース（ベース部材）
４２Ｂ 前面壁（保護壁）
９０ 線材
ＡＸ１ 第１直動軸
Ｊ１ 第１回転軸
Ｊ２ 第２回転軸
Ｔ１〜Ｔ３ 成形ツール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形ツールを保持しかつ位置決制御して線材送給装置から送給された線材に衝合し、その線材を成形するための成形ツール駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形ツール駆動機構は、線材送給装置との対向面側に、線材送給方向と平行な軸回りに回転駆動される回転ヘッドを備え、その回転ヘッドのうち、回転中心から外側にずれた位置には線材送給装置に向かって突出した旋回支持台が備えられている。旋回支持台には、線材送給方向と直交する軸回りに回転駆動される旋回シャフトが備えられ、その旋回シャフトのうち、回転ヘッドの回転中心側の端部に、成形ツールを保持したツール固定テーブルが設けられていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８３９３３８号公報（段落［００２１］〜［００３６］、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の成形ツール駆動機構では、ツール固定テーブルの後方に回転ヘッドが位置しており、その回転ヘッドとの干渉を避けつつ線材を成形していたために、比較的短い線材成形品しか成形することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より長い線材成形品を成形することが可能な成形ツール駆動機構の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る成形ツール駆動機構は、成形ツールを保持しかつ位置決制御して線材送給装置から送給された線材に衝合し、その線材を成形するための成形ツール駆動機構であって、線材送給装置に対して線材送給方向で対向したベース部材と、ベース部材のうち線材送給装置との対向面側に配置されかつベース部材に対して回転可能に取り付けられ、線材送給方向と平行な第１回転軸の回りに回転駆動される回転ヘッドと、回転ヘッドのうち第１回転軸からオフセットした外縁部から線材送給装置に向かって突出したヘッド支持突部と、ヘッド支持突部に対して回転可能に取り付けられ、第１回転軸と直交する第２回転軸の回りに回転駆動される末端回転部材と、末端回転部材のうち回転ヘッドの回転中心側を向いた端部に設けられて、成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定メインテーブルと、末端回転部材のうちツール固定メインテーブルと反対側の端部に設けられ、回転ヘッドの外側面より側方に突出したツール固定面を有し、成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定サブテーブルとが備えられたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の成形ツール駆動機構において、回転ヘッドから線材送給装置と反対側に延びかつベース部材に回転可能に支持された円筒シャフトの一端に回転ヘッドを連結すると共に、他端に回転ヘッドを回転駆動するための第１回転駆動モータを連動回転可能に連結し、第２回転軸と平行に延びた中継シャフトを、回転ヘッドの内部に回転可能に設けて、その中継シャフトの一端部と、末端回転部材のうちヘッド支持突部の内部に収容された部分との間を連動回転可能に連結し、円筒シャフト内に設けられて円筒シャフトと同心な軸を中心にして回転可能なインナーシャフトの先端部と中継シャフトの他端部とを、回転ヘッド内でベベルギヤにて連動回転可能に連結し、末端回転部材を回転駆動するための第２回転駆動モータとインナーシャフトの基端部とを連動回転可能に連結したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の成形ツール駆動機構において、成形ツール駆動機構には、ベース部材を線材送給方向と平行な第１直動軸の方向に往復駆動するため第１直動機構と、ベース部材を線材送給方向と直交する第２直動軸の方向に往復駆動するため第２直動機構とが備えられたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の成形ツール駆動機構において、ベース部材を第１直動軸と第２直動軸との双方に直交する第３直動軸の方向に往復駆動するため第３直動機構が備えられたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の成形ツール駆動機構において、線材が成形ツールを素通りした場合にその線材が突き当てられる保護壁を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、回転ヘッドは、常にツール固定メインテーブルの後方に位置しており、ツール固定サブテーブルの後方に回転ヘッドが位置することはないから、その分、ツール固定サブテーブルの後方スペースは、ツール固定メインテーブル側より広く（奥行きが深く）なる。これにより、従来は回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長い線材成形品を、ツール固定サブテーブル側で成形することができる。また、ツール固定メインテーブルとツール固定サブテーブルとの２つを備えたことで、従来より多くの成形ツールを保持可能となり、従来より複雑な形状も成形可能となる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、第１回転駆動モータが円筒シャフトを回転させると、回転ヘッドが第１回転軸の回りに回転駆動する。一方、第２回転駆動モータが円筒シャフト内でインナーシャフトを回転させると、そのインナーシャフトの先端にベベルギヤを介して連結された中継シャフトが連動回転し、中継シャフトの一端部にヘッド支持突部の内部で連結された末端回転部材が第２回転軸の回りに回転駆動する。これらにより、ツール固定メインテーブル及びツール固定サブテーブルの位置及び姿勢を、第１回転軸回り及び第２回転軸回りに変化させることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、ベース部材に備えたツール固定メインテーブルとツール固定サブテーブルの位置を互いに直交する２方向、即ち、線材送給方向と平行な第１直動軸の方向と、線材送給方向と直交する第２直動軸の方向とに変位させることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、ベース部材に備えたツール固定メインテーブルとツール固定サブテーブルの位置を、互いに直交する３方向（第１直動軸、第２直動軸及び、それらと直交する第３直動軸の各方向）に変位させることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、万が一、線材が成形ツールと衝合せずにを素通りしても、保護壁に突き当てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１に示すように線材成形機１０のベースプレート１１には、成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２とが水平方向で対峙して固定されており、図２に示すように、成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２との間には、切断ツール駆動機構５０が設けられている。
【００１６】
図３に示すように、線材送給装置１２には、上下に並んで対をなした送りローラ１３，１３が水平方向に３対設けられている。これら各対の送りローラ１３，１３の間に線材９０を挟み、上下の送りローラ１３，１３を対称回転させることで線材９０を成形ツール駆動機構２０側に送給したり、或いは、その逆向きに引き戻すことができる。また、各送りローラ１３は、それぞれ別々のサーボモータ１６によって駆動されるようになっており、これにより線材９０の送給量を制御することができる。
【００１７】
図１に示すように線材送給装置１２のうち、成形ツール駆動機構２０との対向面（以下、線材送給装置１２の前面１２Ａという）には、クイル１４が固定されている。クイル１４には、線材９０の断面形状に対応した、例えば、断面円形の線材挿通孔が貫通形成されている。そして、線材送給装置１２により送給された線材９０はこの線材挿通孔を通して成形ツール駆動機構２０側に送給される。このクイル１４により線材９０の側方への移動が規制される。
【００１８】
図４に示すように、切断ツール駆動機構５０は線材送給装置１２の前面１２Ａのうち、クイル１４の側方位置に取り付けられている。切断ツール駆動機構５０は、クイル１４側を向いた前面に切断ツール５４を備え、線材送給装置１２の前面１２Ａとの間に設けられた第１直動部５１によって、切断ツール５４を上下方向に往復駆動させる。第１直動部５１は、ボールネジ機構５２とスライダ機構５３とから構成され、サーボモータ５１Ｍ１に、ボールネジ機構５２のボールネジ５２Ｂの一端部が連結されている。そして、サーボモータ５１Ｍ１がボールネジ５２Ｂを回転させると、スライダ機構５３に案内されて切断ツール５４が上下方向に移動する。
【００１９】
図示しないが、切断ツール駆動機構５０は、上述した第１直動部５１と同様のボールネジ機構及びスライダ機構を水平方向に延ばした構造の第２直動部を備えており、ボールネジ機構に備えたボールネジの一端部に、サーボモータ５１Ｍ２が連結されている。そして、サーボモータ５１Ｍ２がボールネジを回転させると、切断ツール５４がスライダ機構に案内されて水平方向に移動し、クイル１４の前方領域（図４の右側領域）に対して側方から進退するようになっている。
【００２０】
切断ツール駆動機構５０は、図８（Ａ）に示す後述の成形ツールＴ１〜Ｔ３によって線材９０が成形されている間は、切断ツール５４を線材送給装置１２の側方に退避させており、成形が完了すると成形ツールＴ１〜Ｔ３の代わりに切断ツール５４をクイル１４の前方領域に進入させる。そして、ツール駆動サーボモータ５５により切断ツール５４が作動して、線材９０の基端部が切断される。
【００２１】
次に、成形ツール駆動機構２０について図５〜図７を参照しつつ詳説する。図６に示すように、成形ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１に固定された固定ハウジング１１Ｈの内側に収容されている。成形ツール駆動機構２０は、第１可動ベース４０の内側に第２可動ベース４１を備え、さらに、第２可動ベース４１の内側に、本発明の「ベース部材」に相当する第３可動ベース４２を備えている。そして、ベースプレート１１及び固定ハウジング１１Ｈと第１可動ベース４０との間、第１可動ベース４０と第２可動ベース４１との間、第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間にそれぞれ設けられた第１〜第３直動機構によって、第３可動ベース４２を互いに直交する三方向に直動させる構成になっている。
【００２２】
第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間に備えた第１直動機構の具体的な構成は以下の通りである。即ち、第２可動ベース４１の上壁４１Ａと下壁４１Ｂとには、それぞれ線材９０の送給方向に延びて平行に並んだレール２１Ｓ１，２１Ｓ１備えられ、第３可動ベース４２の上壁及び下壁にそれぞれ設けられたスライダ２１Ｓ２，２１Ｓ２が、それらレール２１Ｓ１，２１Ｓ１に直動可能に係合している。
【００２３】
また、図５に示すように第２可動ベース４１の下壁４１Ｂから起立して線材９０の送給方向で対向した１対の壁部の間には、レール２１Ｓ１，２１Ｓ１と平行に延びたボールネジ２１Ｂ１が差し渡されて回転可能に支持されている。そして、第３可動ベース４２から垂下した支持壁４２Ａ（図６を参照）にボールナット２１Ｂ２が固定され、そのボールナット２１Ｂ２とボールネジ２１Ｂ１とが螺合している。さらに、第２可動ベース４１には、第１直動機構の駆動源である第１直動軸サーボモータ２１Ｍが取り付けられ、その第１直動軸サーボモータ２１Ｍの出力回転軸にボールネジ２１Ｂ１の一端部が連結されている。これらにより第１直動機構が構成され、第１直動軸サーボモータ２１Ｍがボールネジ２１Ｂ１を回転させると、第３可動ベース４２がレール２１Ｓ１，２１Ｓ１上を移動する。即ち、第３可動ベース４２が線材９０の送給方向と平行な第１直動軸ＡＸ１（図５参照）の方向に往復動する。
【００２４】
ベースプレート１１及び固定ハウジング１１Ｈと第１可動ベース４０との間に備えた第２直動機構は、上記第１直動機構と同様な構造をなしている。即ち、図５及び図６に示すように、ベースプレート１１の上面及び固定ハウジング１１Ｈの上壁下面には、線材９０の送給方向と直交した水平方向（図５における紙面に直交する方向、図６における左右方向）に延びたレール２２Ｓ１，２２Ｓ１が備えられ、第１可動ベース４０には、レール２２Ｓ１，２２Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２２Ｓ２，２２Ｓ２が備えられている。また、ベースプレート１１にはレール２２Ｓ１と平行に延びたボールネジ２２Ｂ１が回転可能に支持され、第１可動ベース４０には、ボールネジ２２Ｂ１に螺合したボールナット２２Ｂ２が備えられている。
【００２５】
さらに、ベースプレート１１には、第２直動機構の駆動源である第２直動軸サーボモータ２２Ｍが取り付けられ、その第２直動軸サーボモータ２２Ｍの出力回転軸にボールネジ２２Ｂ１の一端部がギヤ連結されている。これらにより第２直動機構が構成され、第２直動軸サーボモータ２２Ｍがボールネジ２２Ｂ１を回転させると、第１可動ベース４０がレール２２Ｓ１，２２Ｓ１上をスライドする。即ち、第１可動ベース４０と共に第３可動ベース４２が、線材９０の送給方向（第１直動軸ＡＸ１）と直交する水平方向（本発明の「第２直動軸の方向」に相当する）に往復動する。
【００２６】
第１可動ベース４０と第２可動ベース４１との間に備えた第３直動機構も、上記第１及び第２直動機構と同様な構造をなしている。即ち、図６に示すように、第１可動ベース４０の両側辺には、上下方向に延びたレール２３Ｓ１，２３Ｓ１が備えられており、第２可動ベース４１の両側辺には、レール２３Ｓ１，２３Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２３Ｓ２，２３Ｓ２が備えられている。また、第１可動ベース４０の一側辺には、レール２３Ｓ１と平行に延びたボールネジ２３Ｂ１が回転可能に支持されており、第２可動ベース４１の一側辺にはボールネジ２３Ｂ１に螺合したボールナット２３Ｂ２が備えられている。
【００２７】
さらに、第１可動ベース４０には、第３直動機構の駆動源である第３直動軸サーボモータ２３Ｍが取り付けられ、その第３直動軸サーボモータ２３Ｍの出力回転軸にボールネジ２３Ｂ１の一端部が連結されている。これらにより第３直動機構が構成され、第３直動軸サーボモータ２３Ｍがボールネジ２３Ｂ１を回転させると、第２可動ベース４１がレール２３Ｓ１，２３Ｓ１上をスライドする。即ち、第２可動ベース４１と共に第３可動ベース４２が、ベースプレート１１に対して線材９０の送給方向（第１直動軸ＡＸ１）と直交する上下方向（本発明の「第３直動軸の方向」に相当する）に往復動する。ここで、第２可動ベース４１の上壁には、１対の直動シリンダ６０，６０（油圧シリンダ、エアシリンダなど）から延びたシリンダロッド６１，６１の先端部が連結されており、これら直動シリンダ６０，６０と第３直動軸サーボモータ２３Ｍとが協働して、第２可動ベース４１を上下動させるようになっている。
【００２８】
上述の如く三方向に直動可能な第３可動ベース４２には、成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定するためのツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂが取り付けられている。このツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂは、以下に説明する第１回転機構及び第２回転機構によって互いに直交する軸回りに回転可能な構成になっている。
【００２９】
第１回転機構の具体的な構成は以下の通りである。即ち、図７に示すように、第３可動ベース４２には、線材９０の送給方向に延びた円筒シャフト３１Ｓがベアリングによって回転可能に軸支され、円筒シャフト３１Ｓのうちクイル１４側の端部には、線材送給装置１２との対向した前面壁４２Ｂからクイル１４側に突出した回転ヘッド３２が固定されている。第３可動ベース４２のうち、クイル１４とは反対側の後面には、第１回転機構の駆動源である第１回転駆動サーボモータ２４Ｍが取り付けられ、その第１回転駆動サーボモータ２４Ｍ（本発明の「第１回転駆動モータ」に相当する）の出力回転軸と円筒シャフト３１Ｓとが平ギヤ２４Ｇ１，２４Ｇ２を介して連結されている。これらにより第１回転機構が構成され、第１回転駆動サーボモータ２４Ｍによって円筒シャフト３１Ｓを回転させると、回転ヘッド３２が線材９０の送給方向と平行な第１回転軸Ｊ１の回りに回動する。
【００３０】
第２回転機構の具体的な構成は以下の通りである。即ち、図７に示すように円筒シャフト３１Ｓの内側には、ベアリングによりインナーシャフト３３Ｓが回転可能に軸支されている。また、回転ヘッド３２のうち、第１回転軸Ｊ１から外側にオフセットした（円筒シャフト３１Ｓの回転中心から外側にずれた）外縁部からはクイル１４に向かって旋回支持台３４（本発明の「ヘッド支持突部」に相当する）が突出している。そして、回転ヘッド３２の内部には、第１回転軸Ｊ１と直交する軸回りに回転する中継シャフト３５が備えられ、旋回支持台３４には、中継シャフト３５と平行な軸回りに回転する旋回シャフト３６（本発明の「端末回転部材」に相当する）が備えられている。
【００３１】
インナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間は、回転ヘッド３２の内部で１対のベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１により連結されており、中継シャフト３５と旋回シャフト３６との間は、旋回支持台３４の内部で平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１により連結されている。
【００３２】
図７に示すように第３可動ベース４２の後面側には、第２回転機構の駆動源である第２回転駆動サーボモータ２５Ｍ（本発明の「第２回転駆動モータ」に相当する）がインナーシャフト３３Ｓと同軸上に取り付けられ、その第２回転駆動サーボモータ２５Ｍの出力回転軸とインナーシャフト３３Ｓの一端部とが連結されている。これらにより第２回転機構が構成され、第２回転駆動サーボモータ２５Ｍがインナーシャフト３３Ｓを回転させると、回転ヘッド３２の内部で中継シャフト３５が連動回転し、さらに旋回シャフト３６が第１回転軸Ｊ１と直交する第２回転軸Ｊ２の回りに連動回転する。
【００３３】
旋回シャフト３６は旋回支持台３４を第２回転軸Ｊ２方向に貫通しており、旋回支持台３４から突出した両端部には、それぞれツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂが固定されている。ツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂは、図８（Ａ）に示すように、例えば、平面形状が略三角形をなし、その各角部にそれぞれ成形ツールＴ１〜Ｔ３が固定されている。
【００３４】
詳細には、旋回シャフト３６のうち、第１回転軸Ｊ１（回転ヘッド３２の回転中心）側の端部に固定されたツール固定メインテーブル３０Ａは、第１回転軸Ｊ１側（図７における上方）を向いたツール固定面３０Ｐ１を備え、そのツール固定面３０Ｐ１に互いに異なる成形ツールＴ１〜Ｔ３が、例えばボルト固定されている。
【００３５】
一方、旋回シャフト３６のうち、ツール固定メインテーブル３０Ａとは反対側の端部に固定されたツール固定サブテーブル３０Ｂは、第１回転軸Ｊ１とは反対の外側（図７における下方）を向きかつ、回転ヘッド３２の外側面より外側に突出したツール固定面３０Ｐ２を備え、そのツール固定面３０Ｐ２に、互いに異なる成形ツールＴ１〜Ｔ３がボルト固定されている。
【００３６】
また、ツール固定メインテーブル３０Ａに固定された成形ツールＴ１〜Ｔ３では、図８（Ｂ）に示す比較的短いコイルばねＣＳ１が成形され、ツール固定サブテーブル３０Ｂに備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３では、図８（Ｃ）に示す比較的長いコイルばねＣＳ２が成形される。即ち、コイルばねＣＳ１，ＣＳ２は、コイル部９１の両端部から巻回軸方向に直線部９２，９２が延び、直線部の先端がＵ字状に湾曲したフック部９３，９３となっている。そして、コイルばねＣＳ１に比べてコイルばねＣＳ２の方が、直線部９２，９２が長くなっている。
【００３７】
ここで、コイルばねＣＳ１，ＣＳ２は、直線部９２，９２の長さ以外は同一形状なので、ツール固定メインテーブル３０Ａに固定された成形ツールＴ１〜Ｔ３と、ツール固定サブテーブル３０Ｂに固定された成形ツールＴ１〜Ｔ３は、同じ組合せとなっている。
【００３８】
線材成形機１０には、上記した各サーボモータ２１Ｍ〜２５ＭをＮＣ制御する図示しない制御部が備えられている。そして、この制御部がＮＣプログラムを実行することで、２種類のコイルばねＣＳ１，ＣＳ２のうちの何れか一方が製造される。即ち、第１〜第３直動機構及び、第１及び第２回転機構によってツール固定テーブル３０Ａ（３０Ｂ）の姿勢及び位置が変えられ、線材９０と衝合させる成形ツールＴ１〜Ｔ３が適宜変更される。すると、クイル１４から排出された線材９０の先端側から順に、フック部９３、直線部９２、コイル部９１、直線部９２、フック部９３が成形され、最後に、切断ツール駆動機構５０に備えた切断ツール５４によって、クイル１４側の基端部が切断される。これによりコイルばねＣＳ１（ＣＳ２）が１つ完成し、以下、このＮＣプログラムを繰り返して実行することで、線材９０から複数のコイルばねＣＳ１（ＣＳ２）を連続して製造することができる。
【００３９】
ここで、コイルばねＣＳ１（ＣＳ２）のうち、コイル部９１は以下のようにして成形される。即ち、成形ツールＴ１〜Ｔ３のうち、成形ツールＴ１の先端面には、線材９０を案内するための線材摺接溝Ｔｚが形成されている。クイル１４から排出された線材９０は線材摺接溝Ｔｚの内面に押し付けられ、この状態で線材送給装置１２が線材９０を送給することにより、図９（Ａ）から図９（Ｂ）の変化に示すように、後続の線材９０が円弧状に塑性変形され、コイル部９１が成形される。なお、コイルばねＣＳ１（ＣＳ２）のその他の部位（フック部９３，９３及び直線部９２，９２）を成形する際のツール固定テーブル３０の動作は公知（例えば、特許第３８３９３３８号公報参照）であるので、詳細な説明は割愛する。
【００４０】
ところで、ツール固定メインテーブル３０Ａに備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３で線材９０を成形している過程で、線材９０が成形ツールＴ１〜Ｔ３に衝合せず、素通りした場合には、ツール固定メインテーブル３０Ａの後方に備えた回転ヘッド３２に線材９０が突き当たる。
【００４１】
また、ツール固定サブテーブル３０Ｂに備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３で線材９０を成形している過程で、線材９０が成形ツールＴ１〜Ｔ３を素通りした場合には、ツール固定サブテーブル３０Ｂの後方に備えた第３可動ベース４２の前面壁４２Ｂに線材９０が突き当たる。
【００４２】
即ち、万が一、線材９０が成形ツールＴ１〜Ｔ３を素通りしても、成形ツール駆動機構２０の一部で受け止めることができる。これにより、線材９０が線材成形機１０の外側に突き出すことが防がれる。なお、回転ヘッド３２の外面を構成する外殻壁及び第３可動ベース４２の前面壁４２Ｂは、本発明の「保護壁」に相当する。
【００４３】
さて、図５に示すように、回転ヘッド３２は、線材送給方向において常にツール固定メインテーブル３０Ａの後方に位置している。このため、ツール固定メインテーブル３０Ａ側では、回転ヘッド３２との干渉を避けつつ成形を行う必要があり、図８（Ｂ）に示した比較的短いコイルばねＣＳ１しか成形することができない。即ち、図８（Ｃ）に示した比較的長いコイルばねＣＳ２は、成形途中で回転ヘッド３２と干渉するため、成形することは不可能である。
【００４４】
これに対し、本実施形態の成形ツール駆動機構２０では、ツール固定メインテーブル３０Ａとは反対側にツール固定サブテーブル３０Ｂを備えている。このツール固定サブテーブル３０Ｂの後方には、回転ヘッド３２が位置することはないので、その分、ツール固定サブテーブル３０Ｂの後方スペースは、ツール固定メインテーブル３０Ａ側より広く（奥行きが深く）なっている。従って、従来は、回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長いコイルばねＣＳ２を、ツール固定サブテーブル３０Ｂ側で成形することができる（図７を参照）。また、これら２つのツール固定テーブル３０Ａ，３０Ｂを備えたことで、長さの異なる２種類のコイルばねＣＳ１，ＣＳ２を成形可能となり、成形可能なコイルばねのバリエーションが増える。なお、ツール固定サブテーブル３０Ｂ側では、コイルばねＣＳ２のみならず、比較的短いコイルばねＣＳ１も成形できることは勿論である。
【００４５】
［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。
【００４６】
（１）上記実施形態では、ツール固定メインテーブル３０Ａとツール固定サブテーブル３０Ｂとに、同じ成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定していたが、各テーブル３０Ａ，３０Ｂで異なる成形ツールを固定してもよい。即ち、本実施形態の成形ツール駆動機構２０には、最大で６種類の異なる成形ツールを保持することができる。このようにすれば、従来より複雑な形状も成形可能となり、線材成形品の形状のバリエーションを増やすことができる。なお、ツール固定テーブルに固定された成形ツールの数は３つに限るものではなく、１つ或いは３つ以外の複数の成形ツールを固定してもよい。
【００４７】
（２）インナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間は、ベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１によって連結されていたが、例えば、ウォームとウォームホイールによって連結してもよい。また、中継シャフト３５と旋回シャフト３６との間は、平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１によって連結されていたが、例えば、プーリーとベルトで連結してもよい。
【００４８】
（３）切断ツール駆動機構５０に備えた切断ツール５４は、以下のような構成でもよい。即ち、線材９０の送給方向で互いにずらして上下に配置された１対の切断刃を設け、上側の切断刃と下側の切断刃とが重なるようにして擦れ違う際に、両切断刃のエッジ部の間で線材９０を切断する構成でもよい。
【００４９】
また、固定刃と可動刃とを備え、可動刃を固定刃に対して相対回転させることで、可動刃が固定刃の内側に重なるようにすれ違い、その際に可動刃と固定刃のエッジ部の間で線材９０を切断する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る線材成形機の側断面図
【図２】線材成形機の平面図
【図３】線材送給装置の部分断面図
【図４】線材切断装置の側面図
【図５】成形ツール駆動機構の側断面図
【図６】成形ツール駆動機構の背面図
【図７】第３可動ベースの拡大側断面図
【図８】（Ａ）ツール固定テーブルの平面図、（Ｂ）ツール固定メインテーブル側で成形されるコイルばねの側面図、（Ｃ）ツール固定サブテーブル側で成形されるコイルばねの側面図
【図９】コイルばねのコイル部が成形される過程を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１２ 線材送給装置
２０ 成形ツール駆動機構
２４Ｍ 第１回転駆動サーボモータ（第１回転駆動モータ）
２５Ｍ 第２回転駆動サーボモータ（第２回転駆動モータ）
３０Ａ ツール固定メインテーブル
３０Ｂ ツール固定サブテーブル
３０Ｐ１，３０Ｐ２ ツール固定面
３１Ｓ 円筒シャフト
３２ 回転ヘッド
３３Ｇ１，３５Ｇ１ ベベルギヤ
３３Ｓ インナーシャフト
３４ 旋回支持台（ヘッド支持突部）
３５ 中継シャフト
３６ 旋回シャフト（末端回転部材）
４２ 第３可動ベース（ベース部材）
４２Ｂ 前面壁（保護壁）
９０ 線材
ＡＸ１ 第１直動軸
Ｊ１ 第１回転軸
Ｊ２ 第２回転軸
Ｔ１〜Ｔ３ 成形ツール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形ツールを保持しかつ位置決制御して線材送給装置から送給された線材に衝合し、その線材を成形するための成形ツール駆動機構であって、
前記線材送給装置に対して線材送給方向で対向したベース部材と、
前記ベース部材のうち前記線材送給装置との対向面側に配置されかつ前記ベース部材に対して回転可能に取り付けられ、前記線材送給方向と平行な第１回転軸の回りに回転駆動される回転ヘッドと、
前記回転ヘッドのうち前記第１回転軸からオフセットした外縁部から前記線材送給装置に向かって突出したヘッド支持突部と、
前記ヘッド支持突部に対して回転可能に取り付けられ、前記第１回転軸と直交する第２回転軸の回りに回転駆動される末端回転部材と、
前記末端回転部材のうち前記回転ヘッドの回転中心側を向いた端部に設けられて、前記成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定メインテーブルと、
前記末端回転部材のうち前記ツール固定メインテーブルと反対側の端部に設けられ、前記回転ヘッドの外側面より側方に突出したツール固定面を有し、前記成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定サブテーブルとが備えられたことを特徴とする成形ツール駆動機構。
【請求項２】
前記回転ヘッドから前記線材送給装置と反対側に延びかつ前記ベース部材に回転可能に支持された円筒シャフトの一端に前記回転ヘッドを連結すると共に、他端に前記回転ヘッドを回転駆動するための第１回転駆動モータを連動回転可能に連結し、
前記第２回転軸と平行に延びた中継シャフトを、前記回転ヘッドの内部に回転可能に設けて、その中継シャフトの一端部と、前記末端回転部材のうち前記ヘッド支持突部の内部に収容された部分との間を連動回転可能に連結し、
前記円筒シャフト内に設けられて前記円筒シャフトと同心な軸を中心にして回転可能なインナーシャフトの先端部と前記中継シャフトの他端部とを、前記回転ヘッド内でベベルギヤにて連動回転可能に連結し、
前記末端回転部材を回転駆動するための第２回転駆動モータと前記インナーシャフトの基端部とを連動回転可能に連結したことを特徴とする請求項１に記載の成形ツール駆動機構。
【請求項３】
前記成形ツール駆動機構には、前記ベース部材を前記線材送給方向と平行な第１直動軸の方向に往復駆動するため第１直動機構と、
前記ベース部材を前記線材送給方向と直交する第２直動軸の方向に往復駆動するため第２直動機構とが備えられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形ツール駆動機構。
【請求項４】
前記ベース部材を前記第１直動軸と前記第２直動軸との双方に直交する第３直動軸の方向に往復駆動するため第３直動機構が備えられたことを特徴とする請求項３に記載の成形ツール駆動機構。
【請求項５】
前記線材が前記成形ツールを素通りした場合にその線材が突き当てられる保護壁を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の成形ツール駆動機構。
【請求項１】
成形ツールを保持しかつ位置決制御して線材送給装置から送給された線材に衝合し、その線材を成形するための成形ツール駆動機構であって、
前記線材送給装置に対して線材送給方向で対向したベース部材と、
前記ベース部材のうち前記線材送給装置との対向面側に配置されかつ前記ベース部材に対して回転可能に取り付けられ、前記線材送給方向と平行な第１回転軸の回りに回転駆動される回転ヘッドと、
前記回転ヘッドのうち前記第１回転軸からオフセットした外縁部から前記線材送給装置に向かって突出したヘッド支持突部と、
前記ヘッド支持突部に対して回転可能に取り付けられ、前記第１回転軸と直交する第２回転軸の回りに回転駆動される末端回転部材と、
前記末端回転部材のうち前記回転ヘッドの回転中心側を向いた端部に設けられて、前記成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定メインテーブルと、
前記末端回転部材のうち前記ツール固定メインテーブルと反対側の端部に設けられ、前記回転ヘッドの外側面より側方に突出したツール固定面を有し、前記成形ツールを含む任意のツールを固定可能なツール固定サブテーブルとが備えられたことを特徴とする成形ツール駆動機構。
【請求項２】
前記回転ヘッドから前記線材送給装置と反対側に延びかつ前記ベース部材に回転可能に支持された円筒シャフトの一端に前記回転ヘッドを連結すると共に、他端に前記回転ヘッドを回転駆動するための第１回転駆動モータを連動回転可能に連結し、
前記第２回転軸と平行に延びた中継シャフトを、前記回転ヘッドの内部に回転可能に設けて、その中継シャフトの一端部と、前記末端回転部材のうち前記ヘッド支持突部の内部に収容された部分との間を連動回転可能に連結し、
前記円筒シャフト内に設けられて前記円筒シャフトと同心な軸を中心にして回転可能なインナーシャフトの先端部と前記中継シャフトの他端部とを、前記回転ヘッド内でベベルギヤにて連動回転可能に連結し、
前記末端回転部材を回転駆動するための第２回転駆動モータと前記インナーシャフトの基端部とを連動回転可能に連結したことを特徴とする請求項１に記載の成形ツール駆動機構。
【請求項３】
前記成形ツール駆動機構には、前記ベース部材を前記線材送給方向と平行な第１直動軸の方向に往復駆動するため第１直動機構と、
前記ベース部材を前記線材送給方向と直交する第２直動軸の方向に往復駆動するため第２直動機構とが備えられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形ツール駆動機構。
【請求項４】
前記ベース部材を前記第１直動軸と前記第２直動軸との双方に直交する第３直動軸の方向に往復駆動するため第３直動機構が備えられたことを特徴とする請求項３に記載の成形ツール駆動機構。
【請求項５】
前記線材が前記成形ツールを素通りした場合にその線材が突き当てられる保護壁を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の成形ツール駆動機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１２６２８８（Ｐ２００８−１２６２８８Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１５１５４（Ｐ２００６−３１５１５４）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００１１６９７６）旭精機工業株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００１１６９７６）旭精機工業株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
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