線材成形機
【課題】従来のものより剛性を高めることが可能な線材成形機の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の線材成形機１０は、ベースプレート１１Ａとベースプレート１１Ａから起立した起立壁１１Ｂ，１１Ｂと、起立壁１１Ｂ，１１Ｂを挟んでベースプレート１１Ａに上方から対向した天井壁１１Ｃとを一体に固定してなるベースフレーム１１に、線材送給装置１２と切断ツール駆動機構５０と成形ツール駆動機構２０とが保持され、しかも、成形ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１Ａと天井壁１１Ｃとに上下の両端部が保持されたから、線材送給装置１２と成形ツール駆動機構２０との間に剛性が従来より高められる。これにより、線材９０の径が太くなってもコイルばねを安定して成形することができる。
【解決手段】本発明の線材成形機１０は、ベースプレート１１Ａとベースプレート１１Ａから起立した起立壁１１Ｂ，１１Ｂと、起立壁１１Ｂ，１１Ｂを挟んでベースプレート１１Ａに上方から対向した天井壁１１Ｃとを一体に固定してなるベースフレーム１１に、線材送給装置１２と切断ツール駆動機構５０と成形ツール駆動機構２０とが保持され、しかも、成形ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１Ａと天井壁１１Ｃとに上下の両端部が保持されたから、線材送給装置１２と成形ツール駆動機構２０との間に剛性が従来より高められる。これにより、線材９０の径が太くなってもコイルばねを安定して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、線材を送給する線材送給装置と、線材送給装置から送給された線材を成形するための成形ツールと、線材送給装置から送給された線材を切断する切断ツールとを備えた線材成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の線材成形機として、図１１に示したものは、線材送給装置１の前面壁１Ａに成形ツール駆動機構２が取り付けられている。成形ツール駆動機構２は、前面壁１Ａに取り付けられた直動機構に対して上下方向にスライド可能に取り付けられた第一台盤４と、第一台盤４上で線材の送給方向と直交する水平方向にスライド可能に取り付けられた第二台盤５と、第二台盤５上で、線材の送給方向と平行な水平方向にスライド可能に取り付けられたメインボディ６とを備え、そのメインボディ６の先端に成形ツールが取り付けられていた。
【特許文献１】特許３８３９３３８号公報（段落［００１８］〜［００３６］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の線材成形機では、第一台盤４が片持ち状態に支持されているため、線材の径が太くなって成形ツール駆動機構２にかかる負荷が増大した場合に、線材送給装置１と成形ツール駆動機構２との間の剛性が問題となり得た。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来のものより剛性を高めることが可能な線材成形機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の発明に係る線材成形機は、線材を水平方向に送給すると共に、線材が挿通されて線材の側方への移動を規制する線材送給ガイドを有した線材送給装置と、線材送給装置から送給された線材に衝合されて線材を成形するための成形ツールと、成形ツールが取り付けられ、その成形ツールを位置決制御するための成形ツール駆動機構と、線材送給装置から送給された線材を切断する切断ツールと、切断ツールが取り付けられ、その切断ツールを駆動するための切断ツール駆動機構と、線材送給装置と成形ツール駆動機構と切断ツール駆動機構とを保持するためのベースフレームとを備えてなる線材成形機において、ベースフレームには、ベースプレートと、ベースプレートから起立した起立壁と、起立壁を挟んでベースプレートに上方から対向した天井壁とを一体に固定して備え、線材送給装置は、起立壁に保持され、切断ツール駆動機構は、起立壁に保持されると共に、線材送給装置の前方領域に側方から切断ツールを進退させるように構成され、成形ツール駆動機構は、線材送給装置に対して線材送給方向の前方に配置されると共に、上下の両端部をベースプレートと天井壁とに保持さ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に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースを備えて、その第１直動方向に成形ツールを直動可能とすると共に、その第１直動方向で、第１可動ベースの上下の両端部を、ベースプレートと天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドを設けたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構に、第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースを備えて、その第２直動方向に成形ツールを直動可能とし、第１可動ベースに、第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部を設けて、第２直動方向で、第２可動ベースを１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結した第２直動ガイドとを備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースと、第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースと、第１直動方向と第２直動方向とにそれぞれと直交する第３直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第３可動ベースとを備えて、それら第１、第２及び第３の直動方向に成形ツールを直動可能とし、第１直動方向で、第１可動ベースの上下の両端部を、ベースプレートと天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドと、第１可動ベースに形成されて、第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部と、第２直動方向で、第２可動ベースを１対の第１対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第２直動ガイドと、第２可動ベースに形成されて、第３可動ベースを間に挟んで対向した１対の第２対向支持部と、第３直動方向で、第３可動ベースを１対の第２対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第３直動ガイドとを備え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の何れかに記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構には、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かつ、成形ツールが固定された固定テーブルとが備えられたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５に記載の線材成形機において、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設けたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構の一部で保護壁を構成したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
線材成形機では、成形ツール駆動機構によって所定位置に位置決めされた成形ツールに、線材送給装置から送給された線材が衝合して塑性変形され、所定の形状に成形される。成形が完了すると、切断ツール駆動機構によって線材送給装置の前方領域に側方から切断ツールが進入して、線材の基端部を切断する。ここで、線材の径を太くした場合には、成形時に成形ツール駆動機構にかかる負荷が大きくなるので、線材送給装置と成形ツール駆動機構との間には高い剛性が要求される。これに対し、本発明によれば、ベースプレートとベースプレートから起立した起立壁と、起立壁を挟んでベースプレートに上方から対向した天井壁とを一体に固定してなるベースフレームに、線材送給装置と切断ツール駆動機構と成形ツール駆動機構とが保持され、しかも、成形ツール駆動機構は、ベースプレートと天井壁とに上下の両端部が保持されたから、線材送給装置と成形ツール駆動機構との間の剛性が従来より高められる。よって、線材の径を太くしても、安定して成形することが可能となる。
【００１３】
ここで、本発明の「ベースプレート」には、地面又は床面や、地面又は床面上に設置された「台」が含まれる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、成形ツールを第１可動ベースと共に、水平方向を向いた第１直動方向に直動させて、任意の位置に位置決めすることができる。ここで、第１可動ベースは、その上下の両端部をベースプレートと天井壁とに直動可能に連結されているから、何れか一端部のみで連結した場合より、第１可動ベースとベースフレームとの間の剛性を高めることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、成形ツールを第２可動ベースと共に、第１直動方向と直交する第２直動方向に直動させて、任意の位置に位置決めすることができる。ここで、第２可動ベースは、第１可動ベースのうち第２可動ベースを挟んで対向した１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結されているから、第１対向支持部の何れか一方のみに連結した場合より、第１可動ベースと第２可動ベースとの間の剛性を高めることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、成形ツールを、互いに直交する三方向、即ち、水平方向を向いた第１直動方向と、第１直動方向と直交する第２直動方向と、第１直動方向と第２直動方向とにそれぞれ直交する第３直動方向とに直動させて、任意の位置に位置決めすることができる。ここで、第１可動ベースは、その上下の両端部をベースプレートと天井壁とに直動可能に連結され、第２可動ベースは、第１可動ベースのうち第２可動ベースを挟んで対向した１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結され、第３可動ベースは、第２可動ベースのうち第３可動ベースを挟んで対向した１対の第２対向支持部の両方に直動可能に連結されている。これにより、ベースフレームと第１可動ベースとの間及び、第１〜第３の各可動ベース間の剛性が高められ、成形ツール駆動機構自体の剛性を高めることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、成形ツールが固定された固定テーブルを、線材送給方向と平行な第１回転軸の回りと、その第１回転軸と直交した第２回転軸の回りに回転させることができる。これにより、成形ツールの位置及び姿勢を変更することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、万が一、線材が成形ツールを素通りしても、保護壁で受け止めることができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、別途、保護壁を設ける必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、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、切断ツール駆動機構５０が配置されている。そして、これら成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２と切断ツール駆動機構５０とが、共通のベースフレーム１１に保持されている。
【００２１】
ベースフレーム１１は、地面又は床面に固定されたベースプレート１１Ａと、ベースプレート１１Ａから鉛直に起立して成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２とが対峙した水平方向に並んだ１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂと、それら１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂを挟んでベースプレート１１Ａに上方から対向した天井壁１１Ｃとを一体に固定した構造をなしている。
【００２２】
図３に示すように、線材送給装置１２は、ベースフレーム１１のうち、１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂに保持されている。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。
【００２３】
図１に示すように、１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂのうち、成形ツール駆動機構２０に近い側の起立壁１１Ｂの前面には、クイル１４（本発明の「線材送給ガイド」に相当する）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により起立壁１１Ｂを貫通して送給された線材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。
【００２４】
図４に示すように、切断ツール駆動機構５０は、成形ツール駆動機構２０に対峙した起立壁１１Ｂの前面で、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のうちクイル１４側を向いた前端部には切断ツール５４が備えられ、起立壁１１Ｂ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。
【００２５】
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前方の成形領域Ｒに対して側方から進退するようになっている。
【００２６】
この切断ツール駆動機構５０は、図８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を成形領域Ｒ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に換わって切断ツール５４を成形領域Ｒ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、成形領域Ｒに排出された線材９０の基端部が切断される。
【００２７】
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、ベースフレーム１１のうち、線材送給方向の前方には、ベースプレート１１Ａと天井壁１１Ｃとの間に挟まれて一体に固定されたハウジング１１Ｈが備えられている。ハウジング１１Ｈは線材送給方向に貫通した門形構造をなしている。そして、成形ツール駆動機構２０は、このハウジング１１Ｈの内側に収容され、上下の両端部が、ハウジング１１Ｈの天板を介してベースフレーム１１の天井壁１１Ｃとベースプレート１１Ａとに直動可能に連結されている。
【００２８】
成形ツール駆動機構２０は、線材送給方向に貫通した角筒構造の第１可動ベース４０を備え、その第１可動ベース４０の内側空間に、第１可動ベース４０と同じく角筒構造をなした第２可動ベース４１を備え、さらに、第２可動ベース４１の内側空間に、成形ツールＴ１〜Ｔ３を保持した第３可動ベース４２を備えている。そして、ベースプレート１１Ａ及びハウジング１１Ｈと第１可動ベース４０との間に設けられた第１直動ガイドと、第１可動ベース４０と第２可動ベース４１との間に設けられた第２直動ガイドと、第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間に設けられた第３直動ガイドとによって、第３可動ベース４２に備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３を、互いに直交する３方向に直動させる構成になっている。
【００２９】
第１直動ガイドの具体的な構成は以下の通りである。即ち、図５及び図６に示すように、ベースプレート１１Ａの上面及びハウジング１１Ｈの天板下面には、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）に延びて平行に並んだ１対のレール２２Ｓ１，２２Ｓ１がそれぞれ備えられ、第１可動ベース４０のうち上下に対向した上壁４０Ａ及び下壁４０Ｂには、それらレール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１１Ａ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ており、第１可動ベース４０の下面から垂下した支持壁４０Ｃには、ボールネジ２２Ｂ１に螺合したボールナット２２Ｂ２が固定されている。
【００３０】
さらに、ベースプレート１１Ａには、第１直動ガイドの駆動源である第１直動軸サーボモータ２２Ｍが取り付けられ、その第１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１直動ガイドが構成され、第１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の送給方向と直交する水平方向（以下「第１直動方向Ｚ」という）に往復動し、その第１直動方向Ｚの任意の位置に成形ツールＴ１〜Ｔ３を位置決め可能となっている。
【００３１】
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２直動ガイドも、上記第１直動ガイド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のうち水平方向で対向した両側壁４０Ｄ，４０Ｄ（本発明の「１対の第１対向支持部」に相当する）には、上下方向に延びた１対のレール２３Ｓ１，２３Ｓ１が設けられており、第２可動ベース４１の両側辺には、それらレール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の一方の側壁４０Ｄ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が設けられている。
【００３２】
さらに、第１可動ベース４０には、第２直動ガイドの駆動源である第２直動軸サーボモータ２３Ｍが取り付けられ、その第２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２直動ガイドが構成され、第２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、線材９０の送給方向と直交する上下方向（以下、「第２直動方向Ｙ」という）に往復動し、その第２直動方向Ｙの任意の位置に成形ツールＴ１〜Ｔ３を位置決め可能となっている。
【００３３】
ここで、第２可動ベース４１の上壁４１Ａ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２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。
【００３４】
第３直動ガイド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のうち、上下に対向した上壁４１Ａと下壁４１Ｂ（本発明の「１対の第２対向支持部」に相当する）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が備えられ、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。
【００３５】
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３直動ガイドの駆動源である第３直動軸サーボモータ２１Ｍが取り付けられ、その第３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３直動ガイドが構成され、第３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上をスライドする。即ち、第３可動ベース４２が線材９０の送給方向と平行な第３直動方向Ｘ（図５の左右方向）に往復動して、その第３直動方向Ｘの任意の位置に成形ツールＴ１〜Ｔ３を位置決め可能となっている。
【００３６】
第３可動ベース４２には、成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定するための固定テーブル３０が取り付けられている。固定テーブル３０は、第３可動ベース４２に備えた以下に説明する第１回転機構及び第２回転機構によって互いに直交する第１回転軸Ｊ１と第２回転軸Ｊ２の回りに回転可能な構成になっている。
【００３７】
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。
【００３８】
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が備えられている。
【００３９】
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。
【００４０】
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と直交した第２回転軸Ｊ２の回りに連動回転する。
【００４１】
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）側の端部は、旋回支持台３４を貫通しており、ここに成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定するための固定テーブル３０が固定されている。固定テーブル３０は、図８に示すように、例えば、平面形状が略三角形をなしており、その各角部にそれぞれ異なる成形ツールＴ１〜Ｔ３がボルト固定されている。
【００４２】
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。この制御部がＮＣプログラムを実行することで、上述した第１〜第３直動ガイド、第１及び第２回転機構が駆動し、固定テーブル３０の姿勢及び位置が変えられる。これにより、線材９０と衝合する成形ツールＴ１〜Ｔ３が順次切り替えられて、例えば、コイルばねが製造される。
【００４３】
より具体的には、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。線材９０は、成形ツールＴ２によって予め先端部が曲げられた状態で成形ツールＴ１の線材摺接溝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、コイルばねが成形される。成形ツールＴ１〜Ｔ３による成形が完了すると、第３可動ベース４２が後退して成形ツールＴ１〜Ｔ３が成形領域Ｒから退避し、代わりに、切断ツール５４が成形領域Ｒに進入する。そして切断ツール５４によって、線材９０のクイル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を連続して製造することができる。
【００４４】
ここで、線材送給装置１２から送給された線材９０が、万が一、成形ツールＴ１〜Ｔ３に衝合せず素通りした場合でも、固定テーブル３０の後方に備えた回転ヘッド３２に突き当たるので、線材９０が線材成形機１０の外側に飛び出すことはない。なお、回転ヘッド３２の外面を構成する外殻壁は本発明の「保護壁」に相当する。
【００４５】
ところで、コイルばねを成形するための線材９０の径を太くした場合には、成形時に成形ツール駆動機構２０にかかる負荷が増大するので、線材送給装置１２と成形ツール駆動機構２０との間には高い剛性が要求される。これに対し、本実施形態によれば、ベースプレート１１Ａとベースプレート１１Ａから起立した起立壁１１Ｂ，１１Ｂと、起立壁１１Ｂ，１１Ｂを挟んでベースプレート１１Ａに上方から対向した天井壁１１Ｃとを一体に固定してなるベースフレーム１１に、線材送給装置１２と切断ツール駆動機構５０と成形ツール駆動機構２０とが保持され、しかも、成形ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１Ａと天井壁１１Ｃとに上下の両端部が保持されたから、線材送給装置１２と成形ツール駆動機構２０との間に剛性が従来より高められる。これにより、線材９０の径が太くなってもコイルばねを安定して成形することができる。
【００４６】
また、第１可動ベース４０の上下両端部は、ベースフレーム１１のうちハウジング１１Ｈの天板とベースプレート１１Ａとに直動可能に連結され、第２可動ベース４１の左右両側部は、第１可動ベース４０の両側壁４０Ｄ，４０Ｄに直動可能に連結され、第３可動ベース４２の上下両端部は、第２可動ベース４１の上壁４１Ａ及び下壁４１Ｂに直動可能に連結されたので、ベースフレーム１１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との間及び、第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間の剛性がそれぞれ向上する。即ち、成形ツール駆動機構２０自体の剛性が向上し、第１直動方向Ｚ、第２直動方向Ｙ及び第３直動方向Ｘにおける成形ツールＴ１〜Ｔ３の位置制御を精度よく行うことができ、コイルばねを精度よく成形することができる。
【００４７】
なお、本実施形態の線材成形機１０では、線材９０の送給方向で、クイル１４を挟んで線材送給装置１２と対向した位置に成形ツール駆動機構２０が設けられ、そこに成形ツールＴ１〜Ｔ３が保持されている。即ち、クイル１４が取り付けられた起立壁１１Ｂの前面には、成形ツールを直動させる成形スライド等、他の部材を取り付けるためのスペースが不要なので、本実施形態では、起立壁１１Ｂのうち、切断ツール駆動機構５０が取り付けられていない側の壁体（図４の二点鎖線で示した部分）を切除した構造となっている。これにより、作業者は、線材送給方向の側方から成形領域Ｒの近傍まで近づくことが可能となり（図２を参照）、成形ツールＴ１〜Ｔ３の取り替えや、成形ツール駆動機構２０のメンテナンス作業等を、効率よくかつ安全に行うことができる。
【００４８】
［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。
【００４９】
（１）上記実施形態では、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。
【００５０】
（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。
【００５１】
（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。
【００５２】
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。
【００５３】
（４）上記実施形態では、旋回シャフトのうち、第１回転軸Ｊ１側の端部にのみ固定テーブル３０を取り付けていたが、図１０に示すように、固定テーブル３０とは反対側の端部にサブ固定テーブル３０Ｂを取り付けてもよい。このようにすれば、より多くの成形ツールを保持可能となり、より複雑な形状の成形品を成形することが可能となる。また、固定テーブル３０の後方には、回転ヘッド３２が位置しているため空きスペースが狭いが、サブ固定テーブル３０Ｂの後方には回転ヘッド３２が位置していない分、空きスペースが広くなっている。よって、サブ固定テーブル３０Ｂ側では、固定テーブル３０側より長尺の成形品（例えば、コイルばねやトーションばね）を成形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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】固定テーブルの平面図
【図９】コイルばねの成形過程を示す図
【図１０】他の実施形態（４）に係る第３可動ベースの拡大側断面図
【図１１】従来の線材成形機の側断面図
【符号の説明】
【００５５】
１０ 線材成形機
１１ ベースフレーム
１１Ａ ベースプレート
１１Ｂ 起立壁
１１Ｃ 天井壁
１２ 線材送給装置
１４ クイル（線材送給ガイド）
２０ 成形ツール駆動機構
３０ 固定テーブル
３２ 回転ヘッド
３４ 旋回支持台
４０ 第１可動ベース
４２ 第３可動ベース
４０Ａ 上壁
４０Ｄ，４０Ｄ 側壁（１対の第１対向支持部）
４１ 第２可動ベース
４１Ａ 上壁（第２対向支持部）
４１Ｂ 下壁（第２対向支持部）
５０ 切断ツール駆動機構
５４ 切断ツール
９０ 線材
Ｊ１ 第１回転軸
Ｊ２ 第２回転軸
Ｒ 成形領域
Ｔ１〜Ｔ３ 成形ツール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を送給する線材送給装置と、線材送給装置から送給された線材を成形するための成形ツールと、線材送給装置から送給された線材を切断する切断ツールとを備えた線材成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の線材成形機として、図１１に示したものは、線材送給装置１の前面壁１Ａに成形ツール駆動機構２が取り付けられている。成形ツール駆動機構２は、前面壁１Ａに取り付けられた直動機構に対して上下方向にスライド可能に取り付けられた第一台盤４と、第一台盤４上で線材の送給方向と直交する水平方向にスライド可能に取り付けられた第二台盤５と、第二台盤５上で、線材の送給方向と平行な水平方向にスライド可能に取り付けられたメインボディ６とを備え、そのメインボディ６の先端に成形ツールが取り付けられていた。
【特許文献１】特許３８３９３３８号公報（段落［００１８］〜［００３６］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の線材成形機では、第一台盤４が片持ち状態に支持されているため、線材の径が太くなって成形ツール駆動機構２にかかる負荷が増大した場合に、線材送給装置１と成形ツール駆動機構２との間の剛性が問題となり得た。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来のものより剛性を高めることが可能な線材成形機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の発明に係る線材成形機は、線材を水平方向に送給すると共に、線材が挿通されて線材の側方への移動を規制する線材送給ガイドを有した線材送給装置と、線材送給装置から送給された線材に衝合されて線材を成形するための成形ツールと、成形ツールが取り付けられ、その成形ツールを位置決制御するための成形ツール駆動機構と、線材送給装置から送給された線材を切断する切断ツールと、切断ツールが取り付けられ、その切断ツールを駆動するための切断ツール駆動機構と、線材送給装置と成形ツール駆動機構と切断ツール駆動機構とを保持するためのベースフレームとを備えてなる線材成形機において、ベースフレームには、ベースプレートと、ベースプレートから起立した起立壁と、起立壁を挟んでベースプレートに上方から対向した天井壁とを一体に固定して備え、線材送給装置は、起立壁に保持され、切断ツール駆動機構は、起立壁に保持されると共に、線材送給装置の前方領域に側方から切断ツールを進退させるように構成され、成形ツール駆動機構は、線材送給装置に対して線材送給方向の前方に配置されると共に、上下の両端部をベースプレートと天井壁とに保持さ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に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースを備えて、その第１直動方向に成形ツールを直動可能とすると共に、その第１直動方向で、第１可動ベースの上下の両端部を、ベースプレートと天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドを設けたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構に、第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースを備えて、その第２直動方向に成形ツールを直動可能とし、第１可動ベースに、第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部を設けて、第２直動方向で、第２可動ベースを１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結した第２直動ガイドとを備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースと、第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースと、第１直動方向と第２直動方向とにそれぞれと直交する第３直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第３可動ベースとを備えて、それら第１、第２及び第３の直動方向に成形ツールを直動可能とし、第１直動方向で、第１可動ベースの上下の両端部を、ベースプレートと天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドと、第１可動ベースに形成されて、第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部と、第２直動方向で、第２可動ベースを１対の第１対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第２直動ガイドと、第２可動ベースに形成されて、第３可動ベースを間に挟んで対向した１対の第２対向支持部と、第３直動方向で、第３可動ベースを１対の第２対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第３直動ガイドとを備え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の何れかに記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構には、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かつ、成形ツールが固定された固定テーブルとが備えられたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５に記載の線材成形機において、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設けたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の線材成形機において、成形ツール駆動機構の一部で保護壁を構成したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
線材成形機では、成形ツール駆動機構によって所定位置に位置決めされた成形ツールに、線材送給装置から送給された線材が衝合して塑性変形され、所定の形状に成形される。成形が完了すると、切断ツール駆動機構によって線材送給装置の前方領域に側方から切断ツールが進入して、線材の基端部を切断する。ここで、線材の径を太くした場合には、成形時に成形ツール駆動機構にかかる負荷が大きくなるので、線材送給装置と成形ツール駆動機構との間には高い剛性が要求される。これに対し、本発明によれば、ベースプレートとベースプレートから起立した起立壁と、起立壁を挟んでベースプレートに上方から対向した天井壁とを一体に固定してなるベースフレームに、線材送給装置と切断ツール駆動機構と成形ツール駆動機構とが保持され、しかも、成形ツール駆動機構は、ベースプレートと天井壁とに上下の両端部が保持されたから、線材送給装置と成形ツール駆動機構との間の剛性が従来より高められる。よって、線材の径を太くしても、安定して成形することが可能となる。
【００１３】
ここで、本発明の「ベースプレート」には、地面又は床面や、地面又は床面上に設置された「台」が含まれる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、成形ツールを第１可動ベースと共に、水平方向を向いた第１直動方向に直動させて、任意の位置に位置決めすることができる。ここで、第１可動ベースは、その上下の両端部をベースプレートと天井壁とに直動可能に連結されているから、何れか一端部のみで連結した場合より、第１可動ベースとベースフレームとの間の剛性を高めることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、成形ツールを第２可動ベースと共に、第１直動方向と直交する第２直動方向に直動させて、任意の位置に位置決めすることができる。ここで、第２可動ベースは、第１可動ベースのうち第２可動ベースを挟んで対向した１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結されているから、第１対向支持部の何れか一方のみに連結した場合より、第１可動ベースと第２可動ベースとの間の剛性を高めることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、成形ツールを、互いに直交する三方向、即ち、水平方向を向いた第１直動方向と、第１直動方向と直交する第２直動方向と、第１直動方向と第２直動方向とにそれぞれ直交する第３直動方向とに直動させて、任意の位置に位置決めすることができる。ここで、第１可動ベースは、その上下の両端部をベースプレートと天井壁とに直動可能に連結され、第２可動ベースは、第１可動ベースのうち第２可動ベースを挟んで対向した１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結され、第３可動ベースは、第２可動ベースのうち第３可動ベースを挟んで対向した１対の第２対向支持部の両方に直動可能に連結されている。これにより、ベースフレームと第１可動ベースとの間及び、第１〜第３の各可動ベース間の剛性が高められ、成形ツール駆動機構自体の剛性を高めることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、成形ツールが固定された固定テーブルを、線材送給方向と平行な第１回転軸の回りと、その第１回転軸と直交した第２回転軸の回りに回転させることができる。これにより、成形ツールの位置及び姿勢を変更することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、万が一、線材が成形ツールを素通りしても、保護壁で受け止めることができる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、別途、保護壁を設ける必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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、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、切断ツール駆動機構５０が配置されている。そして、これら成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２と切断ツール駆動機構５０とが、共通のベースフレーム１１に保持されている。
【００２１】
ベースフレーム１１は、地面又は床面に固定されたベースプレート１１Ａと、ベースプレート１１Ａから鉛直に起立して成形ツール駆動機構２０と線材送給装置１２とが対峙した水平方向に並んだ１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂと、それら１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂを挟んでベースプレート１１Ａに上方から対向した天井壁１１Ｃとを一体に固定した構造をなしている。
【００２２】
図３に示すように、線材送給装置１２は、ベースフレーム１１のうち、１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂに保持されている。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。
【００２３】
図１に示すように、１対の起立壁１１Ｂ，１１Ｂのうち、成形ツール駆動機構２０に近い側の起立壁１１Ｂの前面には、クイル１４（本発明の「線材送給ガイド」に相当する）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により起立壁１１Ｂを貫通して送給された線材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。
【００２４】
図４に示すように、切断ツール駆動機構５０は、成形ツール駆動機構２０に対峙した起立壁１１Ｂの前面で、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のうちクイル１４側を向いた前端部には切断ツール５４が備えられ、起立壁１１Ｂ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。
【００２５】
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前方の成形領域Ｒに対して側方から進退するようになっている。
【００２６】
この切断ツール駆動機構５０は、図８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を成形領域Ｒ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に換わって切断ツール５４を成形領域Ｒ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、成形領域Ｒに排出された線材９０の基端部が切断される。
【００２７】
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、ベースフレーム１１のうち、線材送給方向の前方には、ベースプレート１１Ａと天井壁１１Ｃとの間に挟まれて一体に固定されたハウジング１１Ｈが備えられている。ハウジング１１Ｈは線材送給方向に貫通した門形構造をなしている。そして、成形ツール駆動機構２０は、このハウジング１１Ｈの内側に収容され、上下の両端部が、ハウジング１１Ｈの天板を介してベースフレーム１１の天井壁１１Ｃとベースプレート１１Ａとに直動可能に連結されている。
【００２８】
成形ツール駆動機構２０は、線材送給方向に貫通した角筒構造の第１可動ベース４０を備え、その第１可動ベース４０の内側空間に、第１可動ベース４０と同じく角筒構造をなした第２可動ベース４１を備え、さらに、第２可動ベース４１の内側空間に、成形ツールＴ１〜Ｔ３を保持した第３可動ベース４２を備えている。そして、ベースプレート１１Ａ及びハウジング１１Ｈと第１可動ベース４０との間に設けられた第１直動ガイドと、第１可動ベース４０と第２可動ベース４１との間に設けられた第２直動ガイドと、第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間に設けられた第３直動ガイドとによって、第３可動ベース４２に備えた成形ツールＴ１〜Ｔ３を、互いに直交する３方向に直動させる構成になっている。
【００２９】
第１直動ガイドの具体的な構成は以下の通りである。即ち、図５及び図６に示すように、ベースプレート１１Ａの上面及びハウジング１１Ｈの天板下面には、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）に延びて平行に並んだ１対のレール２２Ｓ１，２２Ｓ１がそれぞれ備えられ、第１可動ベース４０のうち上下に対向した上壁４０Ａ及び下壁４０Ｂには、それらレール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１１Ａ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ており、第１可動ベース４０の下面から垂下した支持壁４０Ｃには、ボールネジ２２Ｂ１に螺合したボールナット２２Ｂ２が固定されている。
【００３０】
さらに、ベースプレート１１Ａには、第１直動ガイドの駆動源である第１直動軸サーボモータ２２Ｍが取り付けられ、その第１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１直動ガイドが構成され、第１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の送給方向と直交する水平方向（以下「第１直動方向Ｚ」という）に往復動し、その第１直動方向Ｚの任意の位置に成形ツールＴ１〜Ｔ３を位置決め可能となっている。
【００３１】
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２直動ガイドも、上記第１直動ガイド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のうち水平方向で対向した両側壁４０Ｄ，４０Ｄ（本発明の「１対の第１対向支持部」に相当する）には、上下方向に延びた１対のレール２３Ｓ１，２３Ｓ１が設けられており、第２可動ベース４１の両側辺には、それらレール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の一方の側壁４０Ｄ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が設けられている。
【００３２】
さらに、第１可動ベース４０には、第２直動ガイドの駆動源である第２直動軸サーボモータ２３Ｍが取り付けられ、その第２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２直動ガイドが構成され、第２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、線材９０の送給方向と直交する上下方向（以下、「第２直動方向Ｙ」という）に往復動し、その第２直動方向Ｙの任意の位置に成形ツールＴ１〜Ｔ３を位置決め可能となっている。
【００３３】
ここで、第２可動ベース４１の上壁４１Ａ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２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。
【００３４】
第３直動ガイド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のうち、上下に対向した上壁４１Ａと下壁４１Ｂ（本発明の「１対の第２対向支持部」に相当する）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が備えられ、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。
【００３５】
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３直動ガイドの駆動源である第３直動軸サーボモータ２１Ｍが取り付けられ、その第３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３直動ガイドが構成され、第３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上をスライドする。即ち、第３可動ベース４２が線材９０の送給方向と平行な第３直動方向Ｘ（図５の左右方向）に往復動して、その第３直動方向Ｘの任意の位置に成形ツールＴ１〜Ｔ３を位置決め可能となっている。
【００３６】
第３可動ベース４２には、成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定するための固定テーブル３０が取り付けられている。固定テーブル３０は、第３可動ベース４２に備えた以下に説明する第１回転機構及び第２回転機構によって互いに直交する第１回転軸Ｊ１と第２回転軸Ｊ２の回りに回転可能な構成になっている。
【００３７】
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。
【００３８】
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が備えられている。
【００３９】
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。
【００４０】
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と直交した第２回転軸Ｊ２の回りに連動回転する。
【００４１】
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）側の端部は、旋回支持台３４を貫通しており、ここに成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定するための固定テーブル３０が固定されている。固定テーブル３０は、図８に示すように、例えば、平面形状が略三角形をなしており、その各角部にそれぞれ異なる成形ツールＴ１〜Ｔ３がボルト固定されている。
【００４２】
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。この制御部がＮＣプログラムを実行することで、上述した第１〜第３直動ガイド、第１及び第２回転機構が駆動し、固定テーブル３０の姿勢及び位置が変えられる。これにより、線材９０と衝合する成形ツールＴ１〜Ｔ３が順次切り替えられて、例えば、コイルばねが製造される。
【００４３】
より具体的には、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。線材９０は、成形ツールＴ２によって予め先端部が曲げられた状態で成形ツールＴ１の線材摺接溝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、コイルばねが成形される。成形ツールＴ１〜Ｔ３による成形が完了すると、第３可動ベース４２が後退して成形ツールＴ１〜Ｔ３が成形領域Ｒから退避し、代わりに、切断ツール５４が成形領域Ｒに進入する。そして切断ツール５４によって、線材９０のクイル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を連続して製造することができる。
【００４４】
ここで、線材送給装置１２から送給された線材９０が、万が一、成形ツールＴ１〜Ｔ３に衝合せず素通りした場合でも、固定テーブル３０の後方に備えた回転ヘッド３２に突き当たるので、線材９０が線材成形機１０の外側に飛び出すことはない。なお、回転ヘッド３２の外面を構成する外殻壁は本発明の「保護壁」に相当する。
【００４５】
ところで、コイルばねを成形するための線材９０の径を太くした場合には、成形時に成形ツール駆動機構２０にかかる負荷が増大するので、線材送給装置１２と成形ツール駆動機構２０との間には高い剛性が要求される。これに対し、本実施形態によれば、ベースプレート１１Ａとベースプレート１１Ａから起立した起立壁１１Ｂ，１１Ｂと、起立壁１１Ｂ，１１Ｂを挟んでベースプレート１１Ａに上方から対向した天井壁１１Ｃとを一体に固定してなるベースフレーム１１に、線材送給装置１２と切断ツール駆動機構５０と成形ツール駆動機構２０とが保持され、しかも、成形ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１Ａと天井壁１１Ｃとに上下の両端部が保持されたから、線材送給装置１２と成形ツール駆動機構２０との間に剛性が従来より高められる。これにより、線材９０の径が太くなってもコイルばねを安定して成形することができる。
【００４６】
また、第１可動ベース４０の上下両端部は、ベースフレーム１１のうちハウジング１１Ｈの天板とベースプレート１１Ａとに直動可能に連結され、第２可動ベース４１の左右両側部は、第１可動ベース４０の両側壁４０Ｄ，４０Ｄに直動可能に連結され、第３可動ベース４２の上下両端部は、第２可動ベース４１の上壁４１Ａ及び下壁４１Ｂに直動可能に連結されたので、ベースフレーム１１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との間及び、第２可動ベース４１と第３可動ベース４２との間の剛性がそれぞれ向上する。即ち、成形ツール駆動機構２０自体の剛性が向上し、第１直動方向Ｚ、第２直動方向Ｙ及び第３直動方向Ｘにおける成形ツールＴ１〜Ｔ３の位置制御を精度よく行うことができ、コイルばねを精度よく成形することができる。
【００４７】
なお、本実施形態の線材成形機１０では、線材９０の送給方向で、クイル１４を挟んで線材送給装置１２と対向した位置に成形ツール駆動機構２０が設けられ、そこに成形ツールＴ１〜Ｔ３が保持されている。即ち、クイル１４が取り付けられた起立壁１１Ｂの前面には、成形ツールを直動させる成形スライド等、他の部材を取り付けるためのスペースが不要なので、本実施形態では、起立壁１１Ｂのうち、切断ツール駆動機構５０が取り付けられていない側の壁体（図４の二点鎖線で示した部分）を切除した構造となっている。これにより、作業者は、線材送給方向の側方から成形領域Ｒの近傍まで近づくことが可能となり（図２を参照）、成形ツールＴ１〜Ｔ３の取り替えや、成形ツール駆動機構２０のメンテナンス作業等を、効率よくかつ安全に行うことができる。
【００４８】
［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。
【００４９】
（１）上記実施形態では、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。
【００５０】
（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。
【００５１】
（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。
【００５２】
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。
【００５３】
（４）上記実施形態では、旋回シャフトのうち、第１回転軸Ｊ１側の端部にのみ固定テーブル３０を取り付けていたが、図１０に示すように、固定テーブル３０とは反対側の端部にサブ固定テーブル３０Ｂを取り付けてもよい。このようにすれば、より多くの成形ツールを保持可能となり、より複雑な形状の成形品を成形することが可能となる。また、固定テーブル３０の後方には、回転ヘッド３２が位置しているため空きスペースが狭いが、サブ固定テーブル３０Ｂの後方には回転ヘッド３２が位置していない分、空きスペースが広くなっている。よって、サブ固定テーブル３０Ｂ側では、固定テーブル３０側より長尺の成形品（例えば、コイルばねやトーションばね）を成形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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】固定テーブルの平面図
【図９】コイルばねの成形過程を示す図
【図１０】他の実施形態（４）に係る第３可動ベースの拡大側断面図
【図１１】従来の線材成形機の側断面図
【符号の説明】
【００５５】
１０ 線材成形機
１１ ベースフレーム
１１Ａ ベースプレート
１１Ｂ 起立壁
１１Ｃ 天井壁
１２ 線材送給装置
１４ クイル（線材送給ガイド）
２０ 成形ツール駆動機構
３０ 固定テーブル
３２ 回転ヘッド
３４ 旋回支持台
４０ 第１可動ベース
４２ 第３可動ベース
４０Ａ 上壁
４０Ｄ，４０Ｄ 側壁（１対の第１対向支持部）
４１ 第２可動ベース
４１Ａ 上壁（第２対向支持部）
４１Ｂ 下壁（第２対向支持部）
５０ 切断ツール駆動機構
５４ 切断ツール
９０ 線材
Ｊ１ 第１回転軸
Ｊ２ 第２回転軸
Ｒ 成形領域
Ｔ１〜Ｔ３ 成形ツール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を水平方向に送給すると共に、線材が挿通されて前記線材の側方への移動を規制する線材送給ガイドを有した線材送給装置と、
前記線材送給装置から送給された線材に衝合されて前記線材を成形するための成形ツールと、
前記成形ツールが取り付けられ、その成形ツールを位置決制御するための成形ツール駆動機構と、
前記線材送給装置から送給された線材を切断する切断ツールと、
前記切断ツールが取り付けられ、その切断ツールを駆動するための切断ツール駆動機構と、
前記線材送給装置と前記成形ツール駆動機構と前記切断ツール駆動機構とを保持するためのベースフレームとを備えてなる線材成形機において、
前記ベースフレームには、ベースプレートと、前記ベースプレートから起立した起立壁と、前記起立壁を挟んで前記ベースプレートに上方から対向した天井壁とを一体に固定して備え、
前記線材送給装置は、前記起立壁に保持され、
前記切断ツール駆動機構は、前記起立壁に保持されると共に、前記線材送給装置の前方領域に側方から前記切断ツールを進退させるように構成され、
前記成形ツール駆動機構は、前記線材送給装置に対して線材送給方向の前方に配置されると共に、上下の両端部を前記ベースプレートと前記天井壁とに保持されたことを特徴とする線材成形機。
【請求項２】
前記成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースを備えて、その第１直動方向に前記成形ツールを直動可能とすると共に、その第１直動方向で、前記第１可動ベースの上下の両端部を、前記ベースプレートと前記天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドを設けたことを特徴とする請求項１に記載の線材成形機。
【請求項３】
前記成形ツール駆動機構に、前記第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースを備えて、その第２直動方向に前記成形ツールを直動可能とし、
前記第１可動ベースに、前記第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部を設けて、前記第２直動方向で、前記第２可動ベースを前記１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結した第２直動ガイドとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の線材成形機。
【請求項４】
前記成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースと、前記第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースと、前記第１直動方向と前記第２直動方向とにそれぞれと直交する第３直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第３可動ベースとを備えて、それら第１、第２及び第３の直動方向に前記成形ツールを直動可能とし、
前記第１直動方向で、前記第１可動ベースの上下の両端部を、前記ベースプレートと前記天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドと、
前記第１可動ベースに形成されて、前記第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部と、
前記第２直動方向で、前記第２可動ベースを前記１対の第１対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第２直動ガイドと、
前記第２可動ベースに形成されて、前記第３可動ベースを間に挟んで対向した１対の第２対向支持部と、
前記第３直動方向で、前記第３可動ベースを前記１対の第２対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第３直動ガイドとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の線材成形機。
【請求項５】
前記成形ツール駆動機構には、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かつ、前記成形ツールが固定された固定テーブルとが備えられたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の線材成形機。
【請求項６】
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設けたことを特徴とする請求項１乃至５に記載の線材成形機。
【請求項７】
前記成形ツール駆動機構の一部で前記保護壁を構成したことを特徴とする請求項６に記載の線材成形機。
【請求項１】
線材を水平方向に送給すると共に、線材が挿通されて前記線材の側方への移動を規制する線材送給ガイドを有した線材送給装置と、
前記線材送給装置から送給された線材に衝合されて前記線材を成形するための成形ツールと、
前記成形ツールが取り付けられ、その成形ツールを位置決制御するための成形ツール駆動機構と、
前記線材送給装置から送給された線材を切断する切断ツールと、
前記切断ツールが取り付けられ、その切断ツールを駆動するための切断ツール駆動機構と、
前記線材送給装置と前記成形ツール駆動機構と前記切断ツール駆動機構とを保持するためのベースフレームとを備えてなる線材成形機において、
前記ベースフレームには、ベースプレートと、前記ベースプレートから起立した起立壁と、前記起立壁を挟んで前記ベースプレートに上方から対向した天井壁とを一体に固定して備え、
前記線材送給装置は、前記起立壁に保持され、
前記切断ツール駆動機構は、前記起立壁に保持されると共に、前記線材送給装置の前方領域に側方から前記切断ツールを進退させるように構成され、
前記成形ツール駆動機構は、前記線材送給装置に対して線材送給方向の前方に配置されると共に、上下の両端部を前記ベースプレートと前記天井壁とに保持されたことを特徴とする線材成形機。
【請求項２】
前記成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースを備えて、その第１直動方向に前記成形ツールを直動可能とすると共に、その第１直動方向で、前記第１可動ベースの上下の両端部を、前記ベースプレートと前記天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドを設けたことを特徴とする請求項１に記載の線材成形機。
【請求項３】
前記成形ツール駆動機構に、前記第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースを備えて、その第２直動方向に前記成形ツールを直動可能とし、
前記第１可動ベースに、前記第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部を設けて、前記第２直動方向で、前記第２可動ベースを前記１対の第１対向支持部の両方に直動可能に連結した第２直動ガイドとを備えたことを特徴とする請求項２に記載の線材成形機。
【請求項４】
前記成形ツール駆動機構に、水平方向を向いた第１直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第１可動ベースと、前記第１直動方向と直交する第２直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第２可動ベースと、前記第１直動方向と前記第２直動方向とにそれぞれと直交する第３直動方向の任意の位置に位置決め制御可能な第３可動ベースとを備えて、それら第１、第２及び第３の直動方向に前記成形ツールを直動可能とし、
前記第１直動方向で、前記第１可動ベースの上下の両端部を、前記ベースプレートと前記天井壁とにそれぞれ直動可能に連結した第１直動ガイドと、
前記第１可動ベースに形成されて、前記第２可動ベースを間に挟んで対向した１対の第１対向支持部と、
前記第２直動方向で、前記第２可動ベースを前記１対の第１対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第２直動ガイドと、
前記第２可動ベースに形成されて、前記第３可動ベースを間に挟んで対向した１対の第２対向支持部と、
前記第３直動方向で、前記第３可動ベースを前記１対の第２対向支持部の両方にそれぞれ直動可能に連結した第３直動ガイドとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の線材成形機。
【請求項５】
前記成形ツール駆動機構には、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かつ、前記成形ツールが固定された固定テーブルとが備えられたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の線材成形機。
【請求項６】
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設けたことを特徴とする請求項１乃至５に記載の線材成形機。
【請求項７】
前記成形ツール駆動機構の一部で前記保護壁を構成したことを特徴とする請求項６に記載の線材成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１２６２８９（Ｐ２００８−１２６２８９Ａ）
【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２００６−３１５１５５（Ｐ２００６−３１５１５５）
【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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