线圈弹簧制造装置及线圈弹簧的制造方法

摘要

线圈弹簧制造装置(10)具有弯曲钢丝(W)的芯铁(11)，将钢丝(W)提供至芯铁(11)的供给装置(12)，引导钢丝(W)的引导部材料(15，16)，固定钢丝(W)前端(W1)的拉锁(13)和夹紧结构(71)。夹紧结构(71)在钢丝(W)的前端(W1)到达芯铁(11)前，夹住钢丝(W)的两侧。而且所述夹紧结构(71)通过旋转手段以支点(80)为中心转动，通过滑动手段沿着芯铁(11)的轴线X1)的方向滑动。钢丝(W)通过夹紧结构(71)被夹住，夹紧结构(71)一边转动，一边根据需要滑动，进而使钢丝(W)的一部分形成负螺距的线圈弹簧的弯曲部。

说明书

技术领域

本发明涉及线圈弹簧制造装置和线圈弹簧的制造方法，特别关于具有负螺距基座卷曲部的线圈弹簧的制造装置和制造方法。

背景技术

为了生产车辆悬架结构等使用的线圈弹簧，现在常用对线圈弹簧材料加热成型(线圈绕制)的线圈弹簧制造装置。线圈弹簧的材料是由钢材组成的棒状钢丝。日本专利文件公开号第61-20641号(专利文件1)，以及日本专利文件公开号第2010-242835号(专利文件2)公开了线圈弹簧制造装置。所述线圈弹簧制造装置包括芯铁，使芯铁转动的旋转结构，将加热的钢丝提供给所述芯铁的供给结构，保持所述钢丝前端的拉锁和引导结构。引导结构引导所述钢丝，使所述钢丝按照指定的螺距在所述芯铁中卷曲。

车辆悬架装置使用的线圈弹簧在下侧的基座卷曲部和上侧的基座卷曲部之间压缩产生反作用力。根据悬架结构的样式，线圈弹簧的形状差异很大。例如图8所示的线圈弹簧1中，为了使其反作用力线(FLP：force line position)最适宜，具有负螺距的基座卷曲部1a。负螺距的基座卷曲部1a与线圈弹簧1的中心轴X和直角的线Y相对，形成负螺距角(－θ)。

目前非公开的文件提出了负螺距线圈弹簧基座卷曲部的形成方法，文件中提出在钢丝移动路径的图中配置一对夹紧装置。具有夹紧装置的线圈弹簧制造装置中国年，钢丝在进入芯铁卷曲前通过夹紧结构夹住，在钢丝的前端部形成负螺距的基座卷曲部的卷曲。

【现有技术文件】

【专利文件】

【专利文件1】专利文件公开号第61-20641号

【专利文件2】专利文件公开号第2010-242835号。

发明内容

【发明拟解决的技术问题】

然而仅仅通过夹紧材料夹住钢丝的前端部，负螺距的基座卷曲部的弯曲的长度或角度受到了夹紧材料的形状或配置的限制。因此现有的线圈弹簧制造装置中，负螺距部分的长度或角度过小，影响期望的负螺距部分的形成，仍然有改善的余地。

因此本发明提供了一种线圈弹簧制造装置，负螺距部分的长度或者负螺距角度比现有线圈弹簧制造装置大，并提供了线圈弹簧的制造方法。

【发明解决技术问题的方法】

本发明的1个实施例中的线圈弹簧制造装置包括用于卷曲钢丝(线圈弹簧材料)的芯铁，具有芯铁转动头部的旋转结构，将所述钢丝提供给所述芯铁的供给结构，配置在所述芯铁转动头部的拉锁，引导部材料，夹紧结构和驱动手段。所述芯铁转动头部使所述芯铁转动。所述拉锁将所述钢丝的前端固定至所述芯铁。所述导向部材料沿着所述芯铁的轴线方向移动，引导所述芯铁中卷曲的钢丝。所述夹紧结构配置在所述芯铁和所述供给装置之间，夹住所述钢丝长度方向的一部分(例如将变成负螺距的基座卷曲部)。所述夹紧结构中插入所述钢丝，所述旋转手段使所述夹紧结构向所述钢丝弯曲的方向旋转。

本实施例中，所述夹紧结构还具有滑动手段，能够沿着所述芯铁的轴线移动。所述夹紧结构具有配置在所述导向部材料和所述供给结构之间的第1夹紧部材料，以及与所述第1夹紧部材料相对，配置在所述钢丝移动方向上流侧的第2夹紧部材料。所述转动手段包括使第2夹紧部材料改变方向的第1转动用往复运动气缸，将所述第1夹紧部材料变换至第2夹紧部材料反对侧方向的第2转动用往复运动气缸。所述滑动手段具有使所述第1夹紧部材料沿着所述轴线方向移动的第1滑动用往复运动气缸，以及使所述第2夹紧部材料沿着所述轴线方向移动的第2滑动用往复运动气缸。

实施例中还具有负螺距基座卷曲部的第1拉锁部材料和负螺距以外的基座卷曲部的第2拉锁部材料。所述第1拉锁部材料为了使负螺距的基座卷曲部卷曲，安装至所述芯铁驱动头部。所述第2拉锁部材料为了使负螺距以外的基座卷曲部卷曲，代替所述第1拉锁部材料安装所述芯铁驱动单元。所述第1拉锁部材料沿着所述轴线的长度大于所述第2拉锁部材料。

【发明效果】

本发明提供了一种线圈弹簧制造装置和制造方法。线圈弹簧钢丝的一部分(例如基座卷曲部)能形成负螺距部分的卷曲部，此外，负螺距部分的长度或角度比现有的线圈弹簧大。

附图说明

图1是第1实施例的线圈弹簧制造装置的平面图。

图2是图1所述线圈弹簧制造装置的夹紧结构扩大后的平面图。

图3是图2所述夹紧结构转动状态的平面图。

图4是图1所示线圈弹簧制造装置的模式平面图。

图5是第2实施例的线圈弹簧制造装置的平面图。

图6是图5所示线圈弹簧制造装置的模式平面图。

图7是负螺距以外的基座卷曲部形成过程中使用的拉锁的凭main图。

图8是具有负螺距基座卷曲部的线圈弹簧的部分侧视图。

具体实施方式

下面参考图1至图4对第1实施例的线圈弹簧制造装置进行说明。

图1所示的线圈弹簧制造装置10包括芯铁11，供给装置12，拉锁13，旋转结构14，一对导向部材料15，16，夹紧单元20和具有控制功能的控制部30。线圈弹簧1的材料是由弹簧钢组成的棒状钢丝W。芯铁11对钢丝W弯曲。供给结构12将钢丝W提供给芯铁11。拉锁13将钢丝W的前端W1固定至芯铁11。旋转结构14使芯铁11旋转。导向部材料15，16位于芯铁11的附近，配置在远离芯铁11的位置。控制部30由计算机等信息处理装置组成。

供给装置12具有多个通过马达驱动的传送辊，使钢丝W移动至芯铁11。钢丝W的截面可以是圆形，椭圆形或者卵圆形，或者是多个圆弧形状组合而成。芯铁11可以是圆柱形，其它形状如圆锥形也是可以的。

芯铁11一侧的端部11a通过转动结构14的芯铁驱动头部保持。芯铁驱动头部40通过减速齿轮结构41、制动42和拉锁43，在马达44的介导下旋转驱动。减速齿轮结构41中配置能够检测芯铁驱动头部40旋转角度的检测器45。

拉锁13通过螺栓等固定手段48(如图4所示)，可以安装和拆卸的固定至芯铁驱动头部40。拉锁13通过往复运动气缸单元47沿着芯铁11的直径方向移动，固定至钢丝W的前端W1。拉锁13从芯铁驱动头部40的端面40a沿着芯铁11的轴线X1方向延伸。

本实施例的拉锁13包括第1拉锁部材料13a(如图4和图6所示)和第2拉锁部材料13b(如图7所示)。负螺距的基座卷曲部卷曲时，第1拉锁部材料13a安装在芯铁驱动头部。螺距之外的基座卷曲部卷曲时，第2拉锁部13b代替第1拉锁部13a安装在芯铁驱动头部40。第1拉锁部材料13a的长度L1(如图4所示)比第2附件部材料13b的长度L2(如图7所示)更大。L1，L2是沿着轴线X1方向的长度。

减速齿轮结构41、制动42，拉锁43和马达44等构成旋转结构14。旋转结构14使芯铁11旋转。制动42和拉锁43通过拉锁、制动控制器46在预设的时间工作。拉锁、制动控制部46通过控制部30进行控制。例如拉锁43产生动作，马达44的动力通过减速齿轮结构41传递至芯铁驱动头部40。右卷曲线圈弹簧成形时，芯铁11旋转至如图1箭头R1所示的方向。左卷曲线圈弹簧成形时，芯铁11旋转至箭头R2所示的方向。

芯铁11的另一端部11b通过芯铁螺栓50能够自由转动。芯铁螺栓50通过气缸结构50驱动。芯铁螺栓50沿着导向杆50在芯铁11的轴线X1的方向上(图1的箭头X2所示)移动。

导向部材料15，16具有引导芯铁11内弯曲的钢丝W的作用。导向部材料通过具有圆头螺钉和继电器的驱动结构，沿着芯铁11的轴线X1的方向移动。导向部材料15，16根据已经成形的线圈弹簧1的螺距角移动，引导钢丝W。负螺距的基座卷曲部在形成时，钢丝W需要偏向负螺距的方向。因此，如图4和图6的箭头E1所示，导向部材料15，16从与轴线X1平行的基准位置Z转动至负螺距。

在钢丝W移动至芯铁11的路径中，配置兼具有夹紧单元20的钢丝W的导向。夹紧单元20根据钢丝W的移动方向，配置在导向部材料15，16的上流侧。夹紧单元20包括框架60，配置在框架的圆头螺钉61，使圆头螺钉61旋转的继电器62，检测圆头螺钉61旋转的检测器63，基本部材料70和配置在基本部材料70的夹紧结构71和辅助部材料72，73。框架60沿着芯铁11的轴线X1的方向延伸。基本部材料70通过圆头螺钉61沿着轴线X1的方向移动。除了使用继电器62使圆头螺钉61旋转，还使用用作驱动源的气缸等液压气缸。负螺距基座卷曲部在形成时，根据负螺距角度的大小，辅助部材料72，73会影响钢丝W的移动。此时，可以至少取出一侧的辅助部材料72。

移动结构由源头螺钉61、继电器62和检测器63组成。辅助部材料70通过移动结构沿着芯铁11的轴线X1的方向(图1箭头X3所示)移动。圆头螺钉61的旋转位置通过检测器63检测出。根据检测出的圆头螺钉61的旋转位置，计算出基本部材料70的位置。基本部材料70的位置通过继电器62反馈。继电器62的一个例子是DC继电器，也可以使用AC继电器、脉冲继电器，液压继电器。

图2是夹紧结构71一部分扩大显示的平面图。夹紧结构71包括可动台71、可动台81、配置在可动台81上的一堆夹具部材料82，83、使可动台81旋转的旋转用往复运动气缸84，滑动用往复运动气缸85(如图1所示)和夹紧用往复运动气缸86。可动台81以支点81为中心沿着箭头A的方向转动。滑动用往复运动气缸85使可动台81沿着箭头方向滑动。夹具用往复运动气缸86将夹具部材料82，83驱动至夹紧位置和松开位置。

可动台81通过旋转用往复运动气缸84，以支点80为中心转动至箭头A(图2所示)的方向。也就是说所述可动台81沿着芯铁11的轴线X1在面内转动。可动台81以支点80为中心转动，夹紧部材料81沿着芯铁11的轴线在面内转动，变换夹紧部材料82，83的方向。转动用往复运动气缸84利用转动手段变换夹紧部材料82，83的方向。

可动台81通过滑动用往复运动气缸85(如图1所示)沿着芯铁11的轴线方向X1转动。滑动用往复运动气缸85利用滑动手段是夹紧部材料82，83移动。通过滑动手段，夹紧部材料82，83沿着芯铁11的轴线X1的方向(如图2箭头B所示)移动。

至少一侧的夹紧部材料82通过夹紧用往复运动气缸86沿着图2箭头C1所示的第1方向和箭头C2所示的第2方向驱动。也就是说夹紧结构71在使钢丝W夹紧的位置(夹紧位置)和钢丝W松开的位置(松开位置)移动。夹紧用往复运动气缸86具有使夹紧部材料82在夹紧位置和松开位置移动的功能。

转动用往复运动气缸84，滑动用往复运动气缸85和夹紧用往复运动气缸86分别采用电动往复运动气缸。电动往复运动气缸包括圆头螺钉和继电器。作为电动往复运动气缸的替代，也可以使用油压继电器等流体压力往复运动气缸。

如图1至图4所示，夹紧部材料82，83的上流侧(钢丝W移动方向的上流侧)，分别配置支持部材料72，73。通过供给结构12向支持部材料72，73运送的钢丝W穿过支持部材料72，73。此外钢丝W通过夹紧部材料82，83之间。钢丝W通过夹紧部材料82，83之间时，夹紧部材料82，83在松开的位置。此外所述钢丝W通过导向部材料15，16通向芯铁11。

控制部30(如图1所示)具有旋转结构14或往复运动气缸20的功能。例如芯铁驱动头部40的旋转位置通过检测器45检测出信号。所述信号被输入控制部30。控制部30通过预先设定的方法(例如键盘输入、记录媒介等)，输入需要成形的弹簧形状或螺距角等数据。控制部30输入数据后，基于芯铁驱动头部40的旋转位置，控制导向部材料15，16和往复运动气缸20的位置(芯铁11沿着轴线X1的方向)。

下面的实施例对线圈弹簧10的作用进行说明。

图2是夹紧结构71在第1位置(初始位置)待机的状态。图3是夹紧结构71以支点80为中心沿着箭头A1的方向转动状态的示意图。夹紧结构71沿着箭头A1转动，移动至第2位置时，夹紧部材料82，83的方向发生变化。图4显示了负螺距的基座卷曲部在卷曲时的部分线圈弹簧10的制造装置和钢丝W的部分模式示意图。

传递至芯铁11的钢丝W预先在加热炉加热到变形点A1。加热后的钢丝W通过供给装置12移动至芯铁11。接着钢丝W的前端穿过支持部材料72，73之间插入夹紧部材料82，83之间。

负螺距的基座卷曲部在卷曲时，钢丝W的前端W1的指定长度到达夹紧部材料82，83时，停止提供钢丝W。接着夹紧部材料82，83移动至夹紧位置，钢丝W被加在夹紧部材料82，83之间。在这个状态下，夹紧部材料82，83以支点80为中心沿着箭头A1变换方向。根据需要夹紧部材料82，83沿着箭头B1所示的方向滑动。这样钢丝W的前端部W3发生弯曲。负螺距的基座卷曲部形成角度为－θ的弯曲部W2。

钢丝W的弯曲部W2后，夹紧部材料82，83返回第1位置(如图2所示的初始位置)。而且夹紧部材料82，83移动至松开位置时松开钢丝W，钢丝W向芯铁11的方向移动。钢丝W的前端W1如果插入拉锁13，拉锁驱动往复运动气缸47产生动作。钢丝W的前端W1通过拉锁13固定至芯铁11。

钢丝W的前端W1通过拉锁13得到固定，通过供给结构12使钢丝W一边向芯铁11传送，一边旋转芯铁。此外芯铁11旋转的同时，导向部材料15，16和往复运动气缸单元20沿着芯铁11的轴线X1方向移动。这样钢丝W通过导向部材料15，16引导，一边在芯铁11内按指定的螺距卷曲。

如图4所示，钢丝W的前端部W3形成卷曲部W2。所述卷曲部在芯铁11内卷曲，形成负螺距的基座卷曲部1a(如图8所示)。

芯铁11中钢丝W的卷曲结束后，控制部30向夹紧制动控制部46发送信号，结束芯铁11的旋转。此外继电器62进行返回动作，导向部材料15，16和夹紧单元20返回初始位置。此外气缸结构51产生动作，使芯铁螺栓50从芯铁11的头部向远离的方向移动。芯铁螺栓50离开芯铁11后，从芯铁11取出成形的线圈弹簧。线圈弹簧从芯铁11取出时，通过气缸结构51芯铁螺钉50返回原来的位置，回到最初的状态。

本实施例的线圈弹簧制造装置10具有以支点80为中心进行方向变换的夹紧结构71。而且夹紧结构71能够沿着芯铁11的轴线X1的方向滑动。通过所述夹紧结构71钢丝W在芯铁11弯曲前，钢丝W的一部分预先形成弯曲部W2。因此线圈弹簧负螺距的部分(例如负螺距的基座卷曲部)的长度和负螺距的角度都比现有线圈弹簧制造装置大。

以上说明的本实施例的线圈弹簧的制造方法包括以下一连串工序。

(1)将芯铁11供给给钢丝W；

(2)钢丝的前端W1在到达芯铁11前，夹紧结构71从两侧夹住钢丝的前端部W3；

(3)夹紧部结构71夹住钢丝的前端部W3时，夹紧结构71的方向发生变化，并且夹紧结构71沿着芯铁11的轴线X1方向移动；

(4)到达芯铁11的钢丝的前端W1通过拉锁13固定至芯铁11；

(5)使芯铁11旋转；

(6)钢丝W通过导向部材料15，16一遍被沿着芯铁11的轴线X1的方向引导，一遍使钢丝W卷曲在芯铁中。

图5和图6显示了第2实施例的线圈弹簧制造装置10’。所述实施例的线圈弹簧制造装置10’的夹紧单元20’具有第1夹紧结构71A和第2夹紧结构71B。第1夹紧结构71A以第1支点80A(如图6所示)为中心转动。第2夹紧结构71B以第2支点80B(如图6所示)为中心转动。

第1夹紧结构71A具有第1夹紧部材料82A、83A，第1旋转用往复运动气缸84A，第1滑动用往复运动气缸85A，第1夹紧用往复运动气缸86A。第1旋转用往复运动气缸84A具有第1转动手段的功能。第1转动手段能够改变第1夹紧部材料82A，83A的方向。第1滑动用往复运动气缸85A具有第1滑动手段的功能。第1滑动手段使第1夹紧部材料82A，83A沿着芯铁11的轴线X1的方向移动。第1夹紧用往复运动气缸86A驱动第1夹紧部材料82A，83A夹紧位置和松开位置。

第2夹紧结构71B具有第1夹紧部材料82B、83B，第2旋转用往复运动气缸84B，第2滑动用往复运动气缸85B，第2夹紧用往复运动气缸86B。第2旋转用往复运动气缸84B具有第2转动手段的功能。第2转动手段能够改变第2夹紧部材料82B，83B的方向。第2滑动用往复运动气缸85B具有第2滑动手段的功能。第2滑动手段使第2夹紧部82B，83B沿着芯铁11的轴线X1的方向移动。第2夹紧用往复运动气缸86B驱动第1夹紧部材料82B，83B夹紧位置和松开位置。

如图6所示，钢丝W沿着长度方向的一部分(负螺距的部分)被第1夹紧结构71A和第2夹紧结构71B夹持。所述状态下，第1夹紧结构71A沿着箭头A1的方向转动，第1夹紧结构71A沿着箭头B1的方向滑动。此外第2夹紧结构71B与第1夹紧结构71A相反的方向(箭头2所示的方向)转动。根据需要，第2夹紧结构71B沿着箭头B2所示的方向滑动。这样能够对第1夹紧结构71A和第2夹紧结构71B的动作进行控制，负螺距的基座卷曲部的部分的弯曲部w2的角度变为－θ。

负螺距之外(零螺距或正螺距)的基座卷曲部进行弯曲时，如图7所示，第2拉锁部材料13b安装至芯铁驱动头部40进行弯曲。第2拉锁部材料13b的长度L2(如图7所示)比第1拉锁部材料13a的长度L1(如图4所示)更短。正螺距的基座卷曲部在形成时，将导向部材料15，16向相反方向转动(如图7箭头E2所示的方向)。

【生产上的可能性】

本发明实施过程中，线圈弹簧的形态，钢丝供给装置或芯铁，芯铁旋转结构，引导钢丝的导向部材料，夹紧结构，以及线圈弹簧制造装置的具体形态，只要不偏离本发明的技术思想的范围可以进行变换。此外本发明的线圈弹簧制造装置，还可以用于基座卷曲部之外的负螺距部分的形成。

【符号说明】

1…线圈弹簧、1a…基座卷曲部、10，10’…线圈弹簧制造装置、11…芯铁、12…供给结构、13…拉锁结构、13a…第1拉锁部材料、13b…第2拉锁部材料、14…旋转结构、15,16…导向部材料、20…夹紧单元、30…控制部、70…基本部材料、71…夹紧结构、71A…第1夹紧结构、71B…第2夹紧结构、72，73…辅助部材料、80…支点、82，83…夹紧部材料、82A，83A…第1夹紧部材料、82B，83B…第2夹紧部材料、84…转动用往复运动气缸(转动手段)、84A…第1转动用往复运动气缸(第1转动手段)、84B…第2转动用往复运动气缸(第2转动手段)、85…滑动用往复运动气缸(滑动手段)、85A…第1滑动用往复运动气缸(第1滑动手段)、85B…第2滑动用往复运动气缸(21滑动手段)、W…钢丝、W1…前端、W2…弯曲部、W3…前端部。