JPH10122285A - 円筒形状ばねの製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばね - Google Patents
円筒形状ばねの製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばねInfo
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- JPH10122285A JPH10122285A JP29796996A JP29796996A JPH10122285A JP H10122285 A JPH10122285 A JP H10122285A JP 29796996 A JP29796996 A JP 29796996A JP 29796996 A JP29796996 A JP 29796996A JP H10122285 A JPH10122285 A JP H10122285A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望のばね諸元を備えた精密なばねを得るこ
とができるばねの製造方法およびそれにより得られる精
密加工されたばねを提供する。 【解決手段】 所望のばね７の外径ａまたは内径ｂなら
びに長さｃ、線径、巻数等のばね諸元に合った円筒形状
のばね素材を製作し、該円筒形状のばね素材に螺旋溝３
を加工形成して前記ばね７を製造する。
とができるばねの製造方法およびそれにより得られる精
密加工されたばねを提供する。 【解決手段】 所望のばね７の外径ａまたは内径ｂなら
びに長さｃ、線径、巻数等のばね諸元に合った円筒形状
のばね素材を製作し、該円筒形状のばね素材に螺旋溝３
を加工形成して前記ばね７を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ばねの形状が外
径、内径、長さ、巻数で規定された円筒形状ばねの製造
方法およびそれにより製造された円筒形状ばねに関す
る。
径、内径、長さ、巻数で規定された円筒形状ばねの製造
方法およびそれにより製造された円筒形状ばねに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】コイルばねとしては、断面が円、正方
形、長方形をした線状のばね材料を螺旋状に巻き、必要
に応じ焼入れして製造された圧縮および引張コイルばね
が一般的に知られている。
形、長方形をした線状のばね材料を螺旋状に巻き、必要
に応じ焼入れして製造された圧縮および引張コイルばね
が一般的に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コイルばねは、線状の
ばね材料を心棒に対して螺旋状に巻き付けるようにして
加工されるが、線状のばね材料の持つ特性（スプリング
バック）によって、コイルばねの内径が心棒の直径より
大きく加工されてしまう。こうしたことからコイルばね
の外径、内径を所望の形状寸法に正確に加工することは
難しい。さらに、コイルばねは、線状のばね材料から加
工されるために、コイルばねの長さ方向の端面形状を平
面状に加工することができない。
ばね材料を心棒に対して螺旋状に巻き付けるようにして
加工されるが、線状のばね材料の持つ特性（スプリング
バック）によって、コイルばねの内径が心棒の直径より
大きく加工されてしまう。こうしたことからコイルばね
の外径、内径を所望の形状寸法に正確に加工することは
難しい。さらに、コイルばねは、線状のばね材料から加
工されるために、コイルばねの長さ方向の端面形状を平
面状に加工することができない。
【０００４】そこで、線状のばね材料からコイルばねの
形状に加工した後に、内径、外径、端面を所望の形状寸
法に精度よく追加工することが考えられるが、ばねの持
つ弾性変形による逃げ作用のために、こうした追加工を
精度よく行うことは非常に困難である。よって、従来の
コイルばねでは、相手部材との嵌め合い精度や長さ方向
の端面のすわり精度を高精度に実現できない。
形状に加工した後に、内径、外径、端面を所望の形状寸
法に精度よく追加工することが考えられるが、ばねの持
つ弾性変形による逃げ作用のために、こうした追加工を
精度よく行うことは非常に困難である。よって、従来の
コイルばねでは、相手部材との嵌め合い精度や長さ方向
の端面のすわり精度を高精度に実現できない。
【０００５】また、工作機械の主軸装置等の狭い場所に
取り付け、強力なばね力を発生するばねが要求される場
合に、線状のばね材料から加工するコイルばねでは、取
付部分に見合った細いばね材料を用いなければならない
ために強力なばね力を発生することができない。ばね力
を強力にしようとすると、太いばね材料を用いる必要が
あり取付寸法が大きくなってしまう。
取り付け、強力なばね力を発生するばねが要求される場
合に、線状のばね材料から加工するコイルばねでは、取
付部分に見合った細いばね材料を用いなければならない
ために強力なばね力を発生することができない。ばね力
を強力にしようとすると、太いばね材料を用いる必要が
あり取付寸法が大きくなってしまう。
【０００６】例えば、工作機械の高速回転する主軸装置
の工具クランプ手段に圧縮コイルばねを用いた場合、相
手部材（ドローバーまたは主軸）との嵌め合いや長さ方
向の端面のすわりの悪さにより、主軸が高速で回転した
ときにアンバランスが生じて振動が発生してしまい、加
工精度に悪影響を及ぼしてしまう。
の工具クランプ手段に圧縮コイルばねを用いた場合、相
手部材（ドローバーまたは主軸）との嵌め合いや長さ方
向の端面のすわりの悪さにより、主軸が高速で回転した
ときにアンバランスが生じて振動が発生してしまい、加
工精度に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００７】そこで本発明は、外径、内径、長さ、端面
等の形状寸法が高精度な円筒形状ばねを容易に製造する
製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばねを提
供することを目的とする。
等の形状寸法が高精度な円筒形状ばねを容易に製造する
製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばねを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】所望のばねの外径または
内径ならびに長さ、線径、巻数等のばね諸元に合った円
筒形状のばね素材を製作し、前記円筒形状のばね素材に
螺旋溝を加工形成して所望のばね諸元を備えたばねを製
造する円筒形状ばねの製造方法が提供される。
内径ならびに長さ、線径、巻数等のばね諸元に合った円
筒形状のばね素材を製作し、前記円筒形状のばね素材に
螺旋溝を加工形成して所望のばね諸元を備えたばねを製
造する円筒形状ばねの製造方法が提供される。
【０００９】
【作用】所望のばねの外径または内径ならびに長さ、線
径、巻数等のばね諸元に合った加工は、円筒形状にばね
素材を加工する段階で高精度に行うことができる。その
円筒形状に加工されたばね素材に切削加工、放電加工等
の加工方法を用いて螺旋溝を形成することにより、必要
とするばね諸元を備えた円筒形状ばねを製造することか
ら、外径、内径、長さ、端面等の形状寸法が高精度な円
筒形状ばねを製造することができる。
径、巻数等のばね諸元に合った加工は、円筒形状にばね
素材を加工する段階で高精度に行うことができる。その
円筒形状に加工されたばね素材に切削加工、放電加工等
の加工方法を用いて螺旋溝を形成することにより、必要
とするばね諸元を備えた円筒形状ばねを製造することか
ら、外径、内径、長さ、端面等の形状寸法が高精度な円
筒形状ばねを製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に従
って説明する。図１は本発明の製造方法で製造された円
筒形状ばねの一実施形態を示すもので、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図であり、図２は本発明の製造方法で
製造された円筒形状ばねの別の実施形態を示すもので、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図であり、また、図３は
本発明実施形態の円筒形状ばねを圧縮ばねとして工具ク
ランプ手段に用いた主軸装置の断面図である。
って説明する。図１は本発明の製造方法で製造された円
筒形状ばねの一実施形態を示すもので、（ａ）は上面
図、（ｂ）は側面図であり、図２は本発明の製造方法で
製造された円筒形状ばねの別の実施形態を示すもので、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図であり、また、図３は
本発明実施形態の円筒形状ばねを圧縮ばねとして工具ク
ランプ手段に用いた主軸装置の断面図である。
【００１１】図１に示す円筒形状ばねの製造過程は次の
通りである。 旋盤のチャックにばね素材をクランプして、必要寸
法とする外径ａ、内径ｂ、長さｃを加工した後、長さ方
向の一端面１を平面状に加工する。 で円筒形状に加工されたばね素材をメタルソー又
はエンドミルを用い、円筒形状のばね素材を軸線回りに
回転させながら軸線方向に送り、所望のばねのばね諸元
に合った螺旋溝３を切削、形成する。螺旋溝３の形成
後、所定長さｃに切断して他端面５を平面状に加工す
る。このようにして円筒形状のばね素材にクランプ代を
残しながら加工し、最後にクランプ代を切断するとよ
い。また、上記螺旋溝３の形成は、ワイヤ電極または棒
状電極による放電加工でも行うことができる。また、円
盤砥石による研削加工で行なうこともできる。 焼入れは、の加工後に行うようにしてもよいし、
素材それ自体のままでよければそのまま使用するように
して、状況に応じて使い分ける。勿論、素材は加工後の
ばねとしての性能を発揮できる材質を用いる必要があ
る。
通りである。 旋盤のチャックにばね素材をクランプして、必要寸
法とする外径ａ、内径ｂ、長さｃを加工した後、長さ方
向の一端面１を平面状に加工する。 で円筒形状に加工されたばね素材をメタルソー又
はエンドミルを用い、円筒形状のばね素材を軸線回りに
回転させながら軸線方向に送り、所望のばねのばね諸元
に合った螺旋溝３を切削、形成する。螺旋溝３の形成
後、所定長さｃに切断して他端面５を平面状に加工す
る。このようにして円筒形状のばね素材にクランプ代を
残しながら加工し、最後にクランプ代を切断するとよ
い。また、上記螺旋溝３の形成は、ワイヤ電極または棒
状電極による放電加工でも行うことができる。また、円
盤砥石による研削加工で行なうこともできる。 焼入れは、の加工後に行うようにしてもよいし、
素材それ自体のままでよければそのまま使用するように
して、状況に応じて使い分ける。勿論、素材は加工後の
ばねとしての性能を発揮できる材質を用いる必要があ
る。
【００１２】上述したように、円筒形状ばね７の長さ方
向の両端面１，５は、平面状に形成されているので、ば
ね７の両端面１，５に圧縮力を付与しての使用に際して
は、ばね７に対する均一な加圧、即ち、被加圧体に対す
る均一な荷重を与えることができる。
向の両端面１，５は、平面状に形成されているので、ば
ね７の両端面１，５に圧縮力を付与しての使用に際して
は、ばね７に対する均一な加圧、即ち、被加圧体に対す
る均一な荷重を与えることができる。
【００１３】よって、ばね７の使用に際し、相手部材と
の嵌め合いにより精密嵌合状態として使用できるので、
外径（外周面９）基準または内径（内周面11）基準とし
て利用可能となる。
の嵌め合いにより精密嵌合状態として使用できるので、
外径（外周面９）基準または内径（内周面11）基準とし
て利用可能となる。
【００１４】さらに図１に示すように、長さ方向の両端
部にばね部13となっていない環状支持部15、17が形成さ
れるよう、螺旋溝３をばね素材の長さ方向の端面１，５
に達しないように加工した円筒形状ばね７の場合は、そ
の端面に引掛手段を取付ることにより引張ばねとして利
用することもでき、また、相手部材と環状支持部15、17
のみを嵌合、固定させてばね部13を逃がすようにして使
用することもできる。
部にばね部13となっていない環状支持部15、17が形成さ
れるよう、螺旋溝３をばね素材の長さ方向の端面１，５
に達しないように加工した円筒形状ばね７の場合は、そ
の端面に引掛手段を取付ることにより引張ばねとして利
用することもでき、また、相手部材と環状支持部15、17
のみを嵌合、固定させてばね部13を逃がすようにして使
用することもできる。
【００１５】勿論、図２に示すように、通常のばねの形
状である、環状支持部15、17を備えないばね部13のみの
円筒形状ばね19も、ばねとしての諸元を高精度に加工す
ることができる。また、必要に応じ、適宜内外形状のば
ねを作成することも可能である。
状である、環状支持部15、17を備えないばね部13のみの
円筒形状ばね19も、ばねとしての諸元を高精度に加工す
ることができる。また、必要に応じ、適宜内外形状のば
ねを作成することも可能である。
【００１６】本発明による円筒形状ばねの使用例を、図
３に示すように、工作機械の主軸装置において工具把持
のためにドローバー23に挿着されている皿ばねの代わり
に、本発明による円筒形状ばね７を円筒形状圧縮ばねと
して用いた場合により説明する。
３に示すように、工作機械の主軸装置において工具把持
のためにドローバー23に挿着されている皿ばねの代わり
に、本発明による円筒形状ばね７を円筒形状圧縮ばねと
して用いた場合により説明する。
【００１７】主軸頭21にはフロントベアリング25、リヤ
ベアリング27で回転可能に軸支された中空主軸29が設け
られており、該主軸29はその外周部に固定されたギヤ31
を介してモータ（図示省略）により駆動されることによ
り主軸頭21に対して回転する。また、主軸29の下端には
工具（図示省略）のテーパシャンクが当接するテーパ穴
33が形成され、主軸29にはその内部にドローバー23が嵌
挿され、ドローバー23の下端には工具把持部35、その上
端には、工具把持部35で工具を把持し、ドローバー23を
上方に引き上げてテーパ穴33に工具を装着するための円
筒形状ばね７が、主軸29の上側肩部29a の上側外周に嵌
挿された状態に保持するばね押え37と螺合する上端ねじ
部23a が形成されている。また、ベアリング25，27外側
にはそれぞれベアリング押え25a ，27a 、ロックナット
25b ，27b 、ばね押え37には緩み止め37a が設けられて
いる。
ベアリング27で回転可能に軸支された中空主軸29が設け
られており、該主軸29はその外周部に固定されたギヤ31
を介してモータ（図示省略）により駆動されることによ
り主軸頭21に対して回転する。また、主軸29の下端には
工具（図示省略）のテーパシャンクが当接するテーパ穴
33が形成され、主軸29にはその内部にドローバー23が嵌
挿され、ドローバー23の下端には工具把持部35、その上
端には、工具把持部35で工具を把持し、ドローバー23を
上方に引き上げてテーパ穴33に工具を装着するための円
筒形状ばね７が、主軸29の上側肩部29a の上側外周に嵌
挿された状態に保持するばね押え37と螺合する上端ねじ
部23a が形成されている。また、ベアリング25，27外側
にはそれぞれベアリング押え25a ，27a 、ロックナット
25b ，27b 、ばね押え37には緩み止め37a が設けられて
いる。
【００１８】主軸頭21上側には、円筒形状ばね７の弾性
力に抗してドローバー23を下方に押圧して、工具を主軸
29より取り外すためのアンクランプシリンダ39が取付台
41に設けられており、ドローバー23は、アンクランプシ
リンダ39内をエア導入口43よりのエア圧により移動させ
られるアンクランプピストン45の下降により、円筒形状
ばね７の弾性力に抗して押し下げられ、主軸29から工具
のアンクランプがなされるよう構成されている。
力に抗してドローバー23を下方に押圧して、工具を主軸
29より取り外すためのアンクランプシリンダ39が取付台
41に設けられており、ドローバー23は、アンクランプシ
リンダ39内をエア導入口43よりのエア圧により移動させ
られるアンクランプピストン45の下降により、円筒形状
ばね７の弾性力に抗して押し下げられ、主軸29から工具
のアンクランプがなされるよう構成されている。
【００１９】従来装置においては、円筒形状ばね７の代
わりに複数枚の皿ばねがドローバー23の外周部に挿着さ
れているので、どうしても主軸29の高速回転に際し、皿
バネが重心の移動を伴いがちであるのに対し、本発明に
よれば、円筒形状ばね７は主軸29の外周部に精度よく滑
嵌合させた状態とすることができるので、主軸29が高速
回転しても、ばね７の重心の移動は生ぜず、ばね７の重
心移動に伴う振動の発生を避けることができる。また、
皿ばね同士のすわりの問題もなく、皿ばねとドローバー
23との間にこじりが発生せず、安定した工具クランプ力
を発生することができる。
わりに複数枚の皿ばねがドローバー23の外周部に挿着さ
れているので、どうしても主軸29の高速回転に際し、皿
バネが重心の移動を伴いがちであるのに対し、本発明に
よれば、円筒形状ばね７は主軸29の外周部に精度よく滑
嵌合させた状態とすることができるので、主軸29が高速
回転しても、ばね７の重心の移動は生ぜず、ばね７の重
心移動に伴う振動の発生を避けることができる。また、
皿ばね同士のすわりの問題もなく、皿ばねとドローバー
23との間にこじりが発生せず、安定した工具クランプ力
を発生することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、切削加工、研削加工、
放電加工等の通常の加工方法により、外径、内径、長
さ、端面等の形状寸法が高精度な円筒形状ばねを容易に
製造することが可能となる。
放電加工等の通常の加工方法により、外径、内径、長
さ、端面等の形状寸法が高精度な円筒形状ばねを容易に
製造することが可能となる。
【００２１】そのため、工作機械の主軸装置における工
具クランプ手段等、相手部材（主軸またはドローバー）
との高い取付精度が要求される場所、高速回転時にバラ
ンスの良いことが要求される場所に適用する円筒形状ば
ねを提供することができる。
具クランプ手段等、相手部材（主軸またはドローバー）
との高い取付精度が要求される場所、高速回転時にバラ
ンスの良いことが要求される場所に適用する円筒形状ば
ねを提供することができる。
【００２２】例えば上述した図３に示す実施形態のよう
に、工作機械の主軸装置において工具把持のためにドロ
ーバーに挿着されている皿ばねの代わりに、本発明によ
る円筒形状ばねを圧縮ばねとして用いると、振動発生の
少ない主軸装置が得られる。
に、工作機械の主軸装置において工具把持のためにドロ
ーバーに挿着されている皿ばねの代わりに、本発明によ
る円筒形状ばねを圧縮ばねとして用いると、振動発生の
少ない主軸装置が得られる。
【図１】本発明の製造方法で製造された円筒形状ばねの
一実施形態を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は側
面図である。
一実施形態を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は側
面図である。
【図２】本発明の製造方法で製造された円筒形状ばねの
別の実施形態を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は
側面図である。
別の実施形態を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は
側面図である。
【図３】本発明実施形態の円筒形状ばねを圧縮ばねとし
て工具クランプ手段に用いた主軸装置の断面図である。
て工具クランプ手段に用いた主軸装置の断面図である。
【符号の説明】 １ 端面 ３ 螺旋溝 ５ 端面 ７ 円筒形状ばね ９ 外周面 11 内周面 13 ばね部 15，17 環状支持部
Claims (6)
- 【請求項１】 所望のばねの外径または内径ならびに長
さ、線径、巻数等のばね諸元に合った円筒形状のばね素
材を製作し、前記円筒形状のばね素材に螺旋溝を加工形
成して、所望のばね諸元を備えたばねを製造することを
特徴とする円筒形状ばねの製造方法。 - 【請求項２】 前記螺旋溝の形成は、メタルソーまたは
エンドミルによる切削加工で行う請求項１に記載の円筒
形状ばねの製造方法。 - 【請求項３】 前記螺旋溝の形成は、棒状電極またはワ
イヤ電極による放電加工で行う請求項１に記載の円筒形
状ばねの製造方法。 - 【請求項４】 ばねの形状が外径、内径、長さ、巻数で
規定され、長さ方向の端面が平面状に形成されてなる請
求項１から３のいずれか１項に記載の製造方法で製造さ
れた円筒形状ばね。 - 【請求項５】 前記螺旋溝は、前記円筒形状のばね素材
の長さ方向の端面に達しないように形成され、前記円筒
形状ばねの両端部にばね部のない環状支持部を有してな
る請求項４に記載の円筒形状ばね。 - 【請求項６】 前記螺旋溝は、前記円筒形状のばね素材
の長さ方向の端面に開口するように形成され、前記円筒
形状の長さ方向の全長にわたってばね部が形成されてな
る請求項４に記載の円筒形状ばね。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29796996A JPH10122285A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 円筒形状ばねの製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばね |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29796996A JPH10122285A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 円筒形状ばねの製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばね |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122285A true JPH10122285A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17853445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29796996A Pending JPH10122285A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 円筒形状ばねの製造方法およびそれにより製造された円筒形状ばね |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10122285A (ja) |
Cited By (11)
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| JP2007510482A (ja) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | ビーダーマン・モテーク・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクタ・ハフツング | 骨用の安定化装置のためのばね部材、およびばね部材の製造方法 |
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| WO2015152452A1 (ko) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | 김형우 | 코일스프링 제작방법 |
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1996
- 1996-10-22 JP JP29796996A patent/JPH10122285A/ja active Pending
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