(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部と板状部とを備えるプレス成形部品において、筒状部と板状部が相互につながる内径側屈曲部の外角側コーナ部近傍の筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側に、コーナ部を取り巻いてプレスによる溝が形成されたことを特徴とするプレス成形部品。
【請求項２】
前記プレス成形部品は、自動変速機の摩擦係合装置に用いられるドラム状部材である、請求項１記載のプレス成形部品。
【請求項３】
パンチとダイスによりプレス成形部品を成形する方法において、該成形部品の筒状部の内周側をパンチにより支持しながら、筒状部に連なる板状部をパンチでダイスに圧接して成形するプレス時に、筒状部と板状部が相互につながる内径側屈曲部の外角側コーナ部近傍の筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側に、パンチの圧接によりコーナ部を取り巻いて溝を成形することを特徴とする、成形方法。
【請求項４】
パンチとダイスによりプレス成形部品を成形する装置において、パンチのダイスとの対向面に、前記成形部品の筒状部と板状部が相互につながる内径側屈曲部の外角側コーナ部近傍の筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側にコーナ部を取り巻いて溝を成形する凸条を設けたことを特徴とする、成形装置。
【請求項５】
前記凸条は、ダイスに対向する側を上底とする断面台形状をなしている、請求項４記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形部品及びその成形方法並びに成形装置に関し、特にドラム状部品のコーナ部のプレス成形に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドラム状部品を製造するのに、板状の材料を絞り加工することで筒状とする加工方法が採られる。こうしたドラム状部品は、例えば、図５に示すように、自動変速機などの摩擦係合装置としての多板クラッチや多板ブレーキの段付のドラムＤとして用いられる。この例では、段付ドラムＤの小径の筒状部Ｄｓは、油圧サーボのピストンＰが摺動するシリンダとされ、大径の筒状部Ｄｌは、摩擦係合要素Ｆの支持部とされる。
【０００３】
ところで、こうしたドラム状部品の筒状部Ｄｓと板状部Ｄｆとをつなぐ屈曲部Ｌのコーナ部には、プレス加工によると、ある程度の丸み（それを断面でみたときの半径を表す意味で、一般にアール（Ｒ）とよばれるので、これに倣い本明細書を通じてコーナ部の丸みをコーナアールという）が形成されるのを避けられない。このコーナアールは、通常のプレス成形では、板厚と同程度以下にすることは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなコーナアールは、部品の使用形態によって、好ましくないことがある。特に、上記の例のように、コーナアールがシリンダの一端となるような場合、ピストンＰのシール部がコーナアールにかかると、サーボ油圧の漏れが生じる。したがって、こうした場合はコーナアールをシール部の摺動域外とすることになり、その分だけドラムＤに余分の軸長が必要となり、装置のコンパクト化の妨げとなる。逆にいえば、コーナアールを小さくできれば、その分だけ限られたスペース内でピストンＰのストローク量を有効に確保できることになる。
【０００５】
そこで、絞り加工により予め成形され、ドラム状部品となる図６の（Ａ）に示すようなワークＷのプレス成形時に、板状部Ｄｆとなる側を図の（Ｂ）に示すように、平押パンチａによりダイスｂとの間で圧縮し、筒状部Ｄｌと板状部Ｄｆとの境目の外角側コーナアールＲを小さくしている。しかしながら、こうした平押パンチａによる圧縮では、ワークＷの板厚と同等程度のコーナアールＲを得るのが限界である。また、よりコーナアールを小さくするために、パンチａの圧縮力を上げても、材料がコーナ部とは反対側に広がってしまい、十分にコーナアールを小さくすることができない。そこで、こうした材料の肉の外径方向への逃げを防ぐべく、図７に示すように、外周側をダイスｃにより拘束する方法も考えられないではないが、そのようにすると、ワークＷの板状部Ｄｆとダイスｃ間の荷重が高くなるため、ダイスｃの型割れや、ワークＷのダイスｃへの張り付きによる払い出し時の変形が懸念される。
【０００６】
そこで本発明は、プレス成形品において、全周にわたり小さな内径側コーナアールが得られる形状を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
更に本発明は、上記小さなコーナアールをもつプレス成形品の利用による自動変速機のコンパクト化を第２の目的とする。
【０００８】
次に、本発明は、上記のような成形部品を成形する方法を提供することを第３の目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記成形方法の実施に使用する装置を提供することを第４の目的とする。
【００１０】
更に、本発明は、上記成形装置において、パンチの耐久性の向上と、型抜け性能の向上を図りながら、小さなコーナアールの形成を促進するパンチ形状を提供することを第５の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、本発明は、筒状部と板状部とを備えるプレス成形部品において、筒状部と板状部が相互につながる内径側屈曲部の外角側コーナ部近傍の筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側に、コーナ部を取り巻いてプレスによる溝が形成されたことを特徴とする。
【００１２】
また、第２の目的を達成するため、前記プレス成形部品は、自動変速機の摩擦係合装置に用いられるドラム状部材とされる。
【００１３】
また、第３の目的を達成するため、パンチとダイスによりプレス成形部品を成形する方法において、該成形部品の筒状部の内周側をパンチにより支持しながら、筒状部に連なる板状部をパンチでダイスに圧接して成形するプレス時に、筒状部と板状部が相互につながる内径側屈曲部の外角側コーナ部近傍の筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側に、パンチの圧接によりコーナ部を取り巻いて溝を成形する構成とされる。
【００１４】
また、第４の目的を達成するため、パンチとダイスによりプレス成形部品を成形する装置において、パンチのダイスとの対向面に、前記成形部品の筒状部と板状部が相互につながる内径側屈曲部の外角側コーナ部近傍の筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側にコーナ部を取り巻いて溝を成形する凸条を設けた構成とされる。
【００１５】
更に、第５の目的を達成するため、前記凸条は、ダイスに対向する側を上底とする断面台形状をなしている構成とされる。
【００１６】
【発明の作用及び効果】
上記の構成を採る請求項１記載のプレス成形部品では、材料の肉を板状部の内径側に塑性流動させてプレス成形部品の内径側コーナアールを小さくする溝を、コーナ部の板面側に位置させているので、溝の形成で小さなコーナアールを得ながら、該溝が筒状部側内面の使用に支障のない形態を実現できる。また、溝を筒状部外周面の延長線上に位置する板状部側に形成することで、材料の肉を板状部の内径側のコーナ部に有効に塑性流動させてコーナアールを小さくしながら、部品強度を損なうことのない部品形態が得られる。更に、コーナ部を取り巻いて溝を成形することで、プレス成形部品のコーナアールを全周にわたって小さくすることができる。
【００１７】
更に、請求項２に記載の構成によると、コーナアールが小さいことで、限られたスペース内で自動変速機の摩擦係合装置であるクラッチやブレーキのピストンストロークを長くすることができる。その結果、自動変速機の軸方向寸法を短縮することができる。
【００１８】
次に、請求項３に記載の成形方法によると、プレス成形部品の筒状部と板状部のつながる内径側コーナ部の近傍に溝を成形するので、溝成形時に材料の肉をコーナ部に向かって溝の内径側に塑性流動させることができ、コーナアールの小さなプレス成形部品を得ることができる。
【００１９】
次に、請求項４に記載の成形装置によると、パンチに溝成形用凸条を設けることにより、凸条がプレス成形部品の筒状部と板状部のつながる内径側コーナ部の近傍に溝を成形するときに、材料の肉が板状部の外径側に流れるのを防止できるだけでなく、内径側のコーナ部に積極的に塑性流動させることができ、パンチに溝成形凸条を設けるだけで、プレス成形部品のコーナアールを小さくすることができる。
【００２０】
更に、請求項５に記載の構成によると、凸条の台形側面のコーナ部側の傾斜により、材料の肉のコーナ部方向への押し出しが助長され、肉の流動が良くなるため、コーナアールを一層小さくすることができる。また、凸条の台形側面の両側の傾斜により、パンチの抜けがよくなり、加工後の成形部品の払出しが容易となる。更に、凸条の台形の上底が平面であるため、パンチの凸条の耐久性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態について説明する。図１は実施形態に係るプレス成形部品の軸方向断面を示すもので、この部品は、３つの円筒形の筒状部１１，１２，１３と、３つの円板形の板状部１４，１５，１６と、１つの円錐部１７を備える周方向に一様な断面の段付のドラム状部材１とされている。
【００２２】
本発明に従い、ドラム状部材１の筒状部１１と板状部１４が相互につながる屈曲部Ｌの外角側コーナ部Ｒ近傍の板状部１４側に、プレスによる溝１８が形成されている。この溝１８は、筒状部１１外周面Ｓの延長線上に位置するように、コーナ部Ｒを取り巻いて形成されている。
【００２３】
図２に示すように、この実施形態に係るプレス成形部品としてのドラム状部材１は、例えば自動変速機の摩擦係合装置に、その油圧サーボのシリンダとして用いられる。この使用形態では、ドラム状部材１の板状部１４は、その後の溝切り加工により溝間にスプラインの山を形成され、変速機ケース２の内周スプライン溝２１に回り止め嵌合され、他のドラム状部材３により軸方向止めされている。このドラム状部材１の内周には、同様の形状のピストン４が軸方向可動に嵌挿されており、ピストン４の軸方向両端部近傍に配置したオーリング４１，４２により、ドラム状部材１の筒状部内周とピストン４の同様の筒状部外周との間が漏れ止めされている。
【００２４】
周知のように、ピストン４は、それとドラム状部材１からなるシリンダとの間に油圧を供給することで、当初のリターンスプリング５の荷重による後退位置（図示の位置）から、リターンスプリング５を圧縮しつつ軸方向（図の例において右方向）に押し出され、ピストン４の先端でブレーキプレート６を押圧することで摩擦係合装置を係合に至らしめるわけであるが、その際、ピストン４の移動に伴って、ピストン４の先端側に嵌合されたオーリング４１もドラム状部材１の筒状部１１の先端側に摺動する。そして、オーリング４１がドラム状部材１のコーナアールに達する寸前までがピストンストロークの係合方向の限界となる。なぜなら、オーリング４１がコーナアールに達すると、油漏れを生じる恐れがあるからである。
【００２５】
かくして、この実施形態の摩擦係合装置によると、コーナアールが実質上板厚の半分程度まで減少しているので、従来の板厚以上のコーナアールがある場合に比べて、同じピストンストロークを得るのにドラム状部材１からなるシリンダの軸方向寸法をその分だけ短くすることができる。このことは、ひいては自動変速機全体の軸方向寸法の縮小による軽量・コンパクト化に役立つ。しかも、コーナアールＲを全周にわたって小さくする溝１８を、コーナ部の板面側に位置させているので、部品強度を損なうことなく、溝１８が筒状部側内面をピストン摺動面とする使用に支障のない形態を実現できる。
【００２６】
次に、図３は、上記プレス成形部品を成形するための装置を示す。図において左半分は成形前、右半分は成形後の状態を表している。この装置は、溝成形パンチ７とダイス８によりプレス成形部品Ｗを成形する装置とされており、ダイス８を保持するロアホルダ９０には、ワークＷを保持し、成形のための下降及び払い出しのための上昇が可能にパッドスプリング９１により支持されたパッド９２と、その外周を囲むように配置され、同様に昇降可能なリフタ９３と、更にその外周を囲むように配置され、外周側を押さえプレート９４で押さえて固定されたダイス８とを備えている。
【００２７】
一方、アッパープレート１００には、ワークＷの内周側に嵌まるパンチ１０１がバッキングプレート１０２を介して固定され、その外周を取り巻くように溝成形パンチ７がノックアウトピン１０３に案内されてパンチ１０１に対して昇降可能にノックアウト１０４に支持して配置されている。溝成形パンチ７には、溝成形用凸条７１が設けられている。凸条７１は、ダイス８に対向する側を上底とする断面台形状をなしている。なお、図において、符号９５はガイドブッシュ、９６はリフターピン、９７はクッションピン、９８はスプールリテーナ、１０５はガイドポスト、１０６はアッパーホルダ、１０７はアダプタプレートを示す。
【００２８】
最後に、図３及び図４を参照しながら成形方法を説明する。図３に示すように、素材Ｗは、この形態では、絞り加工により既に他の部分を成形され、板状部１４のみが、大きなコーナアールのままとされている。この状態のワークＷを加工部を上にしてパッド９２上に心合わせして位置決めする。
【００２９】
ここで昇降台を下降させると、図４に示すように、溝成形パンチ７が下降し、それに伴いパンチ１０１も下降し、ワークＷの円周に嵌合する。この成形前の状態が図４の（Ａ）に示されており、ワークＷがパンチ１０１、ダイス８及びリフタ９３により筒状部１１と板状部１５とを支持されて不動に拘束される。
【００３０】
次いで、成形に入り、図４の（Ｂ）に示すように、溝成形パンチ７を下降させる。これにより、板状部１４の下面がまだダイス８に当接しないうちに、凸条７１のワークＷへの食い込みが始まり、それに伴い材料の凸条７１より径方向内側の肉がコーナ部方向（矢印方向）に塑性流動する。この場合の凸条７１の径方向位置は、材料の凸条７１より径方向内側への押し出しを有効に行え、かつ加工上可能な限りコーナアールに近い位置として、前記のようにワークＷの筒状部１１の外周面の延長線上とされている。
【００３１】
更に溝成形パンチ７による圧縮が進行して、図４の（Ｃ）に示すように、板状部１４の下面がダイス８に当接し、若干の圧縮が板面全体に作用するところで、成形ストロークを終了させる。かくして、ワークＷの屈曲部にワークの板厚の半分程度のコーナアールを成形することができる。この工程で、屈曲部の内角側コーナ部のコーナアールＲ’もダイス８の内周側上角部の面取りに合わせて形成される。この場合、本発明により材料の肉のコーナ部方向への塑性流動は、既に十分に行われているので、従来のような板状部１４の全面の圧縮は実質上必要でなため、圧縮荷重を格別大きくする必要はない。
【００３２】
こうして成形が終わると、図３の左半分に示す位置に向かって昇降台を上昇させる。このとき、当初溝成形パンチ７で押さえられたワークＷからパンチ１０１が抜け、次に溝成形パンチ７の凸条７１の台形側面の両側の傾斜により抜けのよいパンチ７が抜ける。以後は、従来と同様にパッド９２の上昇によりワークＷの払い出しが行われる。
【００３３】
以上詳述したように、この成形装置とそれを用いた成形方法によると、溝成形パンチ７に溝成形用凸条７１を設けることにより、凸条７１がプレス成形部品１の筒状部１１と板状部１４のつながるコーナ部の近傍に溝１８を成形するときに、材料の肉が板状部１４の外径側に流れるのを防止できるだけでなく、内径側にコーナ部に向かって積極的に塑性流動させることができ、パンチ７に溝成形凸条７１を設けるだけで、プレス成形部品のコーナアールを小さくすることができる。更に、凸条７１の台形側面のコーナ部側の傾斜により、材料の肉のコーナ部方向への押し出しが助長され、肉の流動が良くなるため、コーナアールを一層小さくすることができる。また、凸条７１の台形側面の両側の傾斜により、パンチ７の抜けがよくなり、加工後の成形部品の払出しが容易となる。更に、凸条７１の台形の上底が平面であるため、パンチ７の凸条の耐久性が向上する。
【００３４】
以上、本発明を一実施形態に基づき詳説したが、本発明は上記実施形態の開示内容のみに限定されることなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したプレス成形部品の一実施形態を示す軸方向断面図である。
【図２】上記プレス成形部品の自動変速機への組み込み状態を示す軸横断方向部分断面図である。
【図３】本発明を適用した成形装置の構成をその作動も含めて示す縦断面図である。
【図４】本発明の成形方法を段階的に示す加工説明図である。
【図５】従来の自動変速機の摩擦係合装置のドラムとその関連部品を示す軸方向断面図である。
【図６】従来のプレス成形部品のコーナ部の成形方法を示す加工説明図である。
【図７】従来のプレス成形部品のコーナ部の他の成形方法を示す加工説明図である。
【符号の説明】
１  ドラム状部材（プレス成形部品）
７  溝成形パンチ
８  ダイス
１１  筒状部
１４  板状部
１８  溝
７１  凸条
Ｌ  屈曲部
Ｒ  コーナアール（コーナ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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