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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein becherförmiges Bauteil mit einem gewellten Innenumfangsabschnitt und ein Herstellungsverfahren und ein Herstellungsgerät für dieses.
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STAND DER TECHNIK
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Ein becherförmiges Bauteil ist für eine Kupplungstrommel in einem Automatikgetriebe eines Fahrzeugs und dergleichen verwendet worden. Das becherförmige Bauteil hat einen scheibenförmigen Bodenabschnitt, einen Zylinderabschnitt, der sich von dem Außenumfang des Bodenabschnitts erhebt, und einen gewellten Innenumfangsabschnitt, der an der Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts vorgesehen ist. Das becherförmige Bauteil mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt kann durch Pressen oder Flowforming geformt werden. Im Vergleich zu Pressen erfordert Flowforming eine Anlage mit einem komplizierteren Aufbau und erzeugt eine größere Menge von Reststoffen bzw. Resten nach dem Prozess. Somit ist es wahrscheinlich, dass die Anlagekosten und der Einheitspreis des Bauteils hoch sind. Im Vergleich zu Pressen erfordert das Flowforming eine längere Prozesszeit und hat somit eine niedrigere Produktionseffizienz.
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Wenn somit das becherförmige Bauteil durch Pressen geformt wird, können die Anlagekosten und der Einheitspreis des Bauteils verringert werden und eine Produktionseffizienz kann im Vergleich zu dem Fall erhöht werden, in dem das becherförmige Bauteil durch Flowforming geformt wird. Pressen wird deshalb bevorzugt im Hinblick auf die Herstellungskosten und Produktionseffizienz verwendet.
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All die herkömmlichen Presslinge, die verfügbar sind, haben eine gewellte Form an der Außenumfangsfläche, um eine gewellte Form an der Innenumfangsfläche zu formen.
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Beispielsweise beschreibt Patentdokument 1 ein becherförmiges Bauteil 9 mit einem gewellten Innenumfangsabschnitt, der durch Pressen hergestellt wird. Wie in 16 und 17 gezeigt ist, hat das becherförmige Bauteil 9 als ein herkömmlicher Pressling einen Bodenabschnitt 92 und einen Zylinderabschnitt 90, der sich von dem Bodenabschnitt 92 erhebt. Das becherförmige Bauteil 9 hat Keilnuten 911 und Keilvorsprünge 912 an der Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts 90 und hat auch äußere Vorsprünge 913 und äußere Nuten 914 an der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts 90 an Positionen, die zu den Keilnuten 911 bzw. den Keilvorsprüngen 912 korrespondieren, an der Innenumfangsfläche. Eine Nutbodenfläche 915 von jeder der äußeren Nuten 914 ist aus einer Schräge geformt, die in Bezug auf die Achse des Zylinderabschnitts 90 nach außen in Richtung zu einem Öffnungsendabschnitt 93 an der Seite entgegengesetzt zu einem Endabschnitt an der Seite des Bodenabschnitts 92 des Zylinderabschnitts 90 geneigt ist.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-57687 ( JP 2006-57687 A )
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Das becherförmige Bauteil 9 als ein herkömmlicher Pressling hat die folgenden Probleme.
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In dem becherförmigen Bauteil 9 sind die äußeren Nuten 914 an der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts 90 über die gesamte Länge in der Axialrichtung des Zylinderabschnitts 90 an Positionen korrespondierend zu den Keilvorsprüngen 912 an der Innenumfangsfläche vorgesehen. Somit ist die Dicke an den Keilvorsprüngen 912 durch die Tiefe der äußeren Nutvorsprünge 914 verringert. Da die Dicke an den Keilvorsprüngen 912 somit verringert ist, neigt der Zylinderabschnitt 90 dazu, eine geringere Festigkeit zu haben.
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Der Öffnungsendabschnitt 93 des Zylinderabschnitts 90 ist als ein geöffneter Abschnitt geformt und hat somit eine niedrigere Steifigkeit als ein Bodenendabschnitt 94, für den der Bodenabschnitt 92 als eine Verstärkung dient. Demzufolge ist der Öffnungsendabschnitt 93 anfälliger für einen Einfluss der Verringerung der Dicke an den Keilvorsprüngen 912, und somit ist es wahrscheinlich, dass ein Defekt aufgrund einer Verformung und einer Biegung in dem Öffnungsendabschnitt 93 auftritt.
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht des vorstehend beschriebenen Umstands gemacht und zielt darauf ab, ein becherförmiges Bauteil mit einem gewellten Innenumfangsabschnitt vorzusehen, dessen Festigkeit ausreichend gewährleistet ist und das kostengünstig ist, und ein Herstellungsverfahren und ein Herstellungsgerät für dieses vorzusehen.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein becherförmiges Bauteil mit einem gewellten Innenumfangsabschnitt vor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das becherförmige Bauteil durch Pressen geformt ist; das becherförmige Bauteil einen scheibenförmigen Bodenabschnitt, einen Zylinderabschnitt, der in Bezug auf einen Außenumfang des Bodenabschnitts aufrecht steht, und den gewellten Innenumfangsabschnitt hat, der eine Vielzahl von Innenumfangsvorsprüngen hat, die sich entlang einer Axialrichtung des Zylinderabschnitts über eine gesamte Länge in der Axialrichtung einer Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts erstrecken und radial nach innen von dem Zylinderabschnitt vorstehen, und Innenumfangsaussparungen hat, von denen jede zwischen benachbarten der Innenumfangsvorsprünge ausgebildet ist; Außenumfangsvorsprünge an einer Basisendabschnittsseite einer Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts vorgesehen sind, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist, und durch Einkerben der Außenumfangsfläche radial nach innen von dem Zylinderabschnitt an Positionen ausgebildet sind, die zu den Innenumfangsvorsprüngen korrespondieren; und ein glatter Außenumfangsabschnitt mit im Allgemeinen dem gleichen Durchmesser über einen gesamten Umfang der Außenumfangsfläche an einer Öffnungsendabschnittsseite der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts vorgesehen ist, die eine Seite entgegengesetzt zu der Basisendabschnittsseite ist, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Herstellungsverfahren für ein becherförmiges Bauteil mit einem gewellten Innenabschnitt vor, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: einen Ziehschritt des Formens eines scheibenförmigen Materials in eine Becherform mit einem Bodenabschnitt und einem Zylinderabschnitt, der in Bezug auf den Bodenabschnitt aufrecht steht; einen ersten Abstreckziehschritt des Formens, an einer Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts, des gewellten Innenumfangsabschnitts, der eine Vielzahl von Innenumfangsvorsprüngen, die radial nach innen von dem Zylinderabschnitt vorstehen, und Innenumfangsaussparungen hat, die jeweils zwischen benachbarten der Innenumfangsvorsprünge geformt sind; und einen zweiten Abstreckziehschritt des Formens, an einer Basisendabschnittsseite einer Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist, von Außenumfangsaussparungen durch Einkerben der Außenumfangsfläche radial nach innen von dem Zylinderabschnitt an Positionen, die zu den Innenumfangsvorsprüngen korrespondieren, wobei ein glatter Außenumfangsabschnitt mit im Allgemeinen dem gleichen Durchmesser über einen gesamten Umfang der Außenumfangsfläche an einer Öffnungsendabschnittsseite der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts vorgesehen ist, die eine Seite entgegengesetzt zu der Basisendabschnittsseite ist, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Herstellungsgerät für ein becherförmiges Bauteil mit einem gewellten Innenabschnitt vor, das einen scheibenförmigen Bodenabschnitt und einen Zylinderabschnitt hat, der in Bezug auf den Bodenabschnitt aufrecht steht, und in dem der gewellte Innenumfangsabschnitt an einer Innenfläche des Zylinderabschnitts geformt ist, wobei das Herstellungsgerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist: einen Stempel, der eine im Allgemeinen Säulenform hat und an einer Außenumfangsfläche einen Stempelzahnformungsabschnitt hat, der zu dem gewellten Innenumfangsabschnitt korrespondiert; und eine Vielzahl von Werkzeugen, die das becherförmige Bauteil in Zusammenwirken mit dem Stempel formen, wobei: die Vielzahl von Werkzeugen wenigstens ein Ziehwerkzeug, das ein kreisförmiges Ziehloch zum Formen eines scheibenförmigen Materials in eine Becherform hat, ein erstes Abstreckziehwerkzeug, das ein kreisförmiges erstes Abstreckziehloch zum Abstreckziehen einer Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts hat, wenn an der Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts der gewellte Innenumfangsabschnitt geformt wird, der eine Vielzahl von Innenumfangsvorsprüngen, die radial nach innen von dem Zylinderabschnitt vorstehen, und Innenumfangsaussparungen hat, die jeweils zwischen benachbarten der Innenumfangsvorsprünge geformt sind, und ein zweites Abstreckziehwerkzeug umfassen, das ein zweites Abstreckziehloch mit Werkzeugvorsprüngen zum Formen, an einer Basisendabschnittsseite der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist, von Außenumfangsaussparungen durch Einkerben der Außenumfangsfläche radial nach innen von dem Zylinderabschnitt an Positionen hat, die zu den Innenumfangsvorsprüngen korrespondieren; wobei der Stempelzahnformungsabschnitt eine Vielzahl von Stempelzahnabschnitten, die sich entlang einer Axialrichtung des Stempels erstrecken und radial nach außen von dem Stempel in der Radialrichtung vorstehen, und Stempelnutabschnitten hat, die jeweils zwischen benachbarten der Stempelzahnabschnitte vorgesehen sind; die Werkzeugvorsprünge an Positionen vorgesehen sind, die zu den Stempelzahnabschnitten des Stempelzahnformungsabschnitts korrespondieren, und radial nach innen von dem zweiten Abstreckziehwerkzeug vorstehen; das Ziehwerkzeug, das erste Abstreckziehwerkzeug und das zweite Abstreckziehwerkzeug der Reihe nach angeordnet sind, wobei Mittelachsen der Werkzeuge auf einer geraden Linie angeordnet sind; und der Stempel angeordnet ist, um sequenziell durch das Ziehloch, das erste Abstreckziehloch und das zweite Abstreckziehloch hindurchzugehen.
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Wirkungen der Erfindung
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In dem becherförmigen Bauteil sind die Außenumfangsaussparungen an der Basisendabschnittsseite der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist, durch Einkerben der Außenumfangsfläche radial nach innen von dem Zylinderabschnitt an Positionen geformt, die zu den Innenumfangsvorsprüngen korrespondieren. Der glatte Außenumfangsabschnitt ist an der Öffnungsendseite der Außenumfangsfläche des Zylinderabschnitts geformt, die entgegengesetzt zu der Seite ist, an der der Bodenabschnitt angeordnet ist. Der glatte Außenumfangsabschnitt hat keine Wellung und hat im Allgemeinen den gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche. Somit kann die Festigkeit des becherförmigen Bauteils erhöht werden, und der gewellte Innenumfangsabschnitt kann sicher geformt werden. Im Speziellen ist beim Pressen eine Verformungsrate an einem Verbindungsabschnitt groß, der den Bodenabschnitt und den Zylinderabschnitt verbindet. Somit kann ein unzureichendes Füllen des Materials in den Innenumfangsvorsprüngen an einem Abschnitt in der Nähe des Verbindungsabschnitts auftreten. Um dies anzugehen sind die Außenumfangsaussparungen an der Basisendabschnittsseite geformt, und somit kann ein Abschnitt in den Innenumfangsvorsprüngen, bei denen ein unzureichendes Füllen wahrscheinlich auftritt, mit einer ausreichenden Menge des Materials gefüllt werden. Demzufolge kann der gewellte Innenumfangsabschnitt sicher geformt werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann der gewellte Innenumfangsabschnitt in genauer Weise entlang der gesamten Länge in der Axialrichtung geformt werden, wobei die Außenumfangsaussparungen nur an der Basisendabschnittsseite geformt sind. Somit sind an der Öffnungsendseite der Außenumfangsfläche die Außenumfangsaussparungen nicht geformt, sondern der glatte Außenumfangsabschnitt ist an der Öffnungsendseite geformt. Der glatte Außenumfangsabschnitt hat im Allgemeinen den gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche und ist somit nicht von dem Außenumfang an den Positionen eingekerbt, die zu den Innenumfangsvorsprüngen korrespondieren. Demzufolge ist die Dicke nicht verringert. Somit kann die Festigkeit eines Abschnitts des Zylinderabschnitts an der Öffnungsendseite erhöht werden.
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Das Herstellungsverfahren für das becherförmige Bauteil mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt hat den Ziehschritt, den ersten Abstreckziehschritt und den zweiten Abstreckziehschritt. Somit kann ein exzellentes becherförmiges Bauteil, wie vorstehend beschrieben ist, leicht erhalten werden.
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Das Herstellungsgerät für das becherförmige Bauteil mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt hat den Stempel und wenigstens drei Werkzeuge einschließlich des Ziehwerkzeugs, des ersten Abstreckziehwerkzeugs und des zweiten Abstreckziehwerkzeugs. Somit kann mit dem Herstellungsgerät für das becherförmige Bauteil ein exzellentes Herstellungsverfahren, wie es vorstehend beschrieben ist, sicher erreicht werden, und das becherförmige Bauteil kann leicht hergestellt werden.
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Das Ziehwerkzeug, das erste Abstreckziehwerkzeug und das zweite Abstreckziehwerkzeug sind gerade angeordnet, und somit kann die Bearbeitung mit dem Ziehwerkzeug, dem ersten Abstreckziehwerkzeug und dem zweiten Abstreckziehwerkzeug in einem einzelnen Hub des Stempels durchgeführt werden. Demzufolge kann die Produktivität des becherförmigen Bauteils verbessert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine erklärende Ansicht eines becherförmigen Bauteils mit einem gewellten Innenumfangsabschnitt in einer ersten Ausführungsform.
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2 ist eine Teilschnittansicht entlang Linien, die durch Pfeile A-A in 1 gekennzeichnet sind.
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3 ist eine Teilschnittansicht entlang Linien, die durch Pfeile B-B in 2 gekennzeichnet sind.
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4 ist eine Teilschnittansicht entlang Linien, die durch Pfeile C-C in 2 gekennzeichnet sind.
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5 ist eine erklärende Ansicht eines Herstellungsgeräts für ein becherförmiges Bauteil in der ersten Ausführungsform, bevor es geformt wird.
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6 ist eine erklärende Ansicht des Herstellungsgeräts für ein becherförmiges Bauteil in der ersten Ausführungsform in einem Zustand, in dem ein Material sandwichartig umgeben ist.
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7 ist eine erklärende Ansicht des Herstellungsgeräts für ein becherförmiges Bauteil in der ersten Ausführungsform nach einem Ziehschritt.
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8 ist eine erklärende Ansicht des Herstellungsgeräts für ein becherförmiges Bauteil in der ersten Ausführungsform nach einem ersten Abstreckziehschritt.
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9 ist eine erklärende Ansicht des Herstellungsgeräts für ein becherförmiges Bauteil in der ersten Ausführungsform nach einem zweiten Abstreckziehschritt.
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10 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines oberen Stempels und eines unteren Stempels in der ersten Ausführungsform.
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11 ist eine erklärende Ansicht, die die Form des oberen Stempels aus Sicht in einer Richtung darstellt, die durch einen Pfeil E in 10 gekennzeichnet ist.
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12 ist eine Querschnittsansicht entlang Linien, die durch Pfeile F-F in 5 gekennzeichnet ist.
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13 ist eine Schnittansicht entlang Linien, die durch Pfeile G-G in 12 gekennzeichnet ist.
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14A ist eine Teilschnittansicht des Materials vor einem Formen, 14B ist eine Teilschnittansicht des Materials, das durch den oberen Stempel und den unteren Stempel sandwichartig umgeben ist, und 14C ist eine Teilschnittansicht des becherförmigen Bauteils nach dem Ziehschritt, in der ersten Ausführungsform.
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15A ist eine erklärende Ansicht des becherförmigen Bauteils nach dem ersten Abstreckziehschritt und 15B ist eine erklärende Ansicht des becherförmigen Bauteils nach dem zweiten Abstreckziehschritt, in der ersten Ausführungsform.
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16 ist eine erklärende Ansicht eines becherförmigen Bauteils im Stand der Technik.
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17 ist eine Schnittansicht entlang Linien, die durch Pfeile H-H in 16 gekennzeichnet sind.
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FORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Das becherförmige Bauteil kann eine Kupplungstrommel in einem Automatikgetriebe mit einer Schnappringnut sein, die an der Öffnungsendseite der Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts geformt ist. Die Kupplungstrommel hat eine Becherform, und der gewellte Innenumfangsabschnitt ist an der Innenumfangsfläche des Zylinderabschnitts geformt, während die Schnappringnut an der Öffnungsendseite an der Innenumfangsfläche geformt ist. Ein Abschnitt des Zylinderabschnitts, an dem die Schnappringnut geformt ist, ist dünner als die anderen Abschnitte des Zylinderabschnitts und somit ist es wahrscheinlich, dass die Festigkeit verringert ist.
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Um somit die Verringerung der Festigkeit aufgrund der Schnappringnut zu verhindern und eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, ist es wirksam, den Abschnitt, der zu der Schnappringnut korrespondiert, dick zu machen. Wenn das becherförmige Bauteil mit dem gewellten Innenabschnitt als eine Kupplungstrommel verwendet wird, ist die Dicke an den Innenumfangsvorsprüngen nicht verringert und die Dicke in der Nähe der Schnappringnut kann sichergestellt werden. Durch derartiges Sicherstellen der Dicke kann eine Festigkeit zum Halten von Komponenten, wie einer Kupplungsplatte, und eine Drehsteifigkeit zum Unterdrücken eines Verformungsbetrags aufgrund einer Drehung verbessert werden. Somit kann eine kostengünstige Kupplungstrommel erhalten werden, die die erforderten Eigenschaften erfüllt.
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In dem Herstellungsgerät für das becherförmige Bauteil kann die Innenumfangsfläche des zweiten Abstreckziehwerkzeugs mit einem Abschnitt mit verringertem Durchmesser, einem verjüngten Eingangsabschnitt mit einem Durchmesser, der sich von einem Öffnungsrand des zweiten Abstreckziehlochs, durch das hindurch der Stempel eintritt, zu dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser hin allmählich verringert, und einem verjüngten Ausgangsabschnitt versehen sein, der einen Durchmesser hat, der sich von dem anderen Öffnungsrand an der Seite entgegengesetzt zu dem einen Öffnungsrand in Richtung zu dem Abschnitt mit verringertem Durchmesser allmählich verringert. In diesem Fall kann eine Kontaktfläche zwischen den Werkzeugvorsprüngen an dem zweiten Abstreckziehloch und der Außenumfangsfläche des becherförmigen Bauteils während eines Formens der Außenumfangsaussparungen des becherförmigen Bauteils klein sein. Somit kann die Kraft, die von den Werkzeugvorsprüngen auf die Außenumfangsfläche des becherförmigen Bauteils aufgebracht wird, konzentriert werden. Demzufolge können die Außenumfangsaussparungen an dem becherförmigen Bauteil genau geformt werden, während ein Abstreckziehwiderstand verringert wird.
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Ausführungsform
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(Erste Ausführungsform)
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Eine Ausführungsform eines becherförmigen Bauteils mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt und ein Herstellungsverfahren und ein Herstellungsgerät für dieses werden mit Bezug auf 1 bis 15 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein becherförmiges Bauteil 1 mit einem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 durch Pressen geformt und hat einen scheibenförmigen Bodenabschnitt 11 und einen Zylinderabschnitt 2, der in Bezug auf den Außenumfang des Bodenabschnitts 11 aufrecht steht. Das becherförmige Bauteil 1 mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 hat den gewellten Innenumfangsabschnitt 210 mit einer Vielzahl von Innenumfangsvorsprüngen 211 und Innenumfangsaussparungen 212. Die Innenumfangsvorsprünge 211 erstrecken sich entlang der Axialrichtung des Zylinderabschnitts 2 über die gesamte Länge in der Axialrichtung einer Innenumfangsfläche 21 des Zylinderabschnitts 2 und stehen radial nach innen von dem Zylinderabschnitt 2 vor. Die Innenumfangsaussparungen 212 sind jeweils zwischen benachbarten der Innenumfangsvorsprünge 211 geformt.
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An einer Seite eines Basisendabschnitts 231 der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2, an der der Bodenabschnitt 11 angeordnet ist, sind Außenumfangsaussparungen 221 an den Positionen geformt, die zu den Innenumfangsvorsprüngen 211 korrespondieren. Die Außenumfangsaussparungen 221 sind durch Einkerben der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2 radial nach innen geformt. Ein glatter Außenumfangsabschnitt 224 mit im Allgemeinen dem gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche 22 ist an einer Seite eines Öffnungsendabschnitts 232 entgegengesetzt zu der Seite geformt, an der der Bodenabschnitt 11 in dem Zylinderabschnitt 2 angeordnet ist.
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Das becherförmige Bauteil 1 mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 dieser Ausführungsform wird detaillierter beschrieben.
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In dieser Ausführungsform ist eine Richtung entlang der Achse des becherförmigen Bauteils 1 als die Axialrichtung definiert, während eine Richtung senkrecht zu der Axialrichtung als die Radialrichtung definiert ist.
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Eine distale Endseite eines oberen Stempels 31 eines Herstellungsgeräts 3, das später beschrieben wird, ist als die untere Seite definiert, während eine Seite entgegengesetzt dazu als die obere Seite definiert ist.
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Das becherförmige Bauteil 1 dieser Ausführungsform ist eine Kupplungstrommel in einem Automatikgetriebe zur Verwendung in einem Fahrzeug.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat das becherförmige Bauteil 1 den scheibenförmigen Bodenabschnitt 11 und den Zylinderabschnitt 2, der in Bezug auf den Außenumfang des Bodenabschnitts 11 aufrecht steht.
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Der Bodenabschnitt 11 hat eine Ringform mit einem Durchgangsloch 111, das an dessen Mitte ausgebildet ist.
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Der Zylinderabschnitt 2 hat einen größeren Durchmesser als der Bodenabschnitt 11. Der Bodenabschnitt 11 und der Zylinderabschnitt 2 sind durch einen verjüngten Becherabschnitt 12 verbunden, dessen Durchmesser sich von dem Durchmesser des Zylinderabschnitts 2 zu dem Durchmesser des Bodenabschnitts 11 verringert.
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Die Innenumfangsfläche 21 und die Außenumfangsfläche 22 sind mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 bzw. den Außenumfangsaussparungen 221 versehen.
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Wie in 1 und 3 gezeigt ist, erstreckt sich der gewellte Innenumfangsabschnitt 210 über die gesamte Länge in der Axialrichtung der Innenumfangsfläche 21. Der gewellte Innenumfangsabschnitt 210 hat die Vielzahl von Innenumfangsvorsprüngen 211, die sich entlang der Axialrichtung erstrecken und radial nach innen von dem Zylinderabschnitt 2 vorstehen, und die Innenumfangsaussparungen 212, die jeweils zwischen benachbarten der Innenumfangsvorsprünge 211 geformt sind. Die Innenumfangsvorsprünge 211 haben jeweils eine im Allgemeinen Trapezquerschnittsform an einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung. Benachbarte Vorsprünge der Innenumfangsvorsprünge 211 sind in vorbestimmten Abschnitten geformt, wo die Innenumfangsaussparungen 212, die jeweils eine Aussparungsbodenfläche 214 haben, geformt sind.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt ist, ist die Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2 mit den Außenumfangsaussparungen 221 und dem glatten Außenumfangsabschnitt 224 versehen.
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Die Außenumfangsaussparungen 221 sind an Positionen geformt, die zu den Innenumfangsvorsprüngen 211 an der Außenumfangsfläche 22 und an der Seite des Basisendabschnitts 231 der Außenumfangsfläche 22 korrespondieren, an der der Bodenabschnitt 11 angeordnet ist. Die Außenumfangsaussparungen 221 haben jeweils einen ebenen Abschnitt 222, der an einer Ebene senkrecht zu der Normale zu der Außenumfangsfläche 22 geformt ist, und eine Schräge 223, die in Bezug auf den flachen Abschnitt 222 geneigt ist. Der ebene Abschnitt 222 ist an der Seite des Basisendabschnitts 231 der Außenumfangsaussparungen 221 ausgebildet. Die Schräge 223 ist an der Seite des Öffnungsendes 232 der Außenumfangsaussparungen 221 geformt und ist in Bezug auf die Mittelachse des Zylinderabschnitts 2 von dem ebenen Abschnitt 222 zu dem Öffnungsendabschnitt 232 geneigt.
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Der glatte Außenumfangsabschnitt 224 ist an der Seite des Öffnungsendabschnitts 232 der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2 vorgesehen. Der glatte Außenumfangsabschnitt 224 hat im Allgemeinen den gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche 22, und die äußere Form des glatten Außenumfangsabschnitts 224 an der Ebene senkrecht zu der Axialrichtung ist im Allgemeinen ein echter Kreis.
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Wie in 1 gezeigt ist, hat eine Kupplungstrommel als das becherförmige Bauteil 1 eine Schnappringnut 215, die an einer Position näher zu dem Öffnungsende 232 an der Innenumfangsfläche 21 des Zylinderabschnitts 2 geformt ist und umfänglich an einer Position geformt ist, die zu dem glatten Außenumfangsabschnitt 224 korrespondiert. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Schnappringnut 215 durch Schneiden der Innenumfangsvorsprünge 211 in solch einer Weise geformt, dass die Positionen von Nutbodenflächen 216 der Schnappringnut 215 in der Radialrichtung im Allgemeinen die gleichen sind, wie die Positionen der Aussparungsbodenflächen 214.
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Als nächstes wird das Herstellungsgerät 3 für das becherförmige Bauteil 1 zum Herstellen des becherförmigen Bauteils 1 beschrieben.
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Wie in 5 gezeigt ist, hat das Herstellungsgerät 3 für das becherförmige Bauteil 1 Folgendes: einen oberen Stempel 31 mit einer im Allgemeinen Säulenform; drei Werkzeuge einschließlich eines Ziehwerkzeugs 41, eines ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 und eines zweiten Abstreckziehwerkzeugs 43, die das becherförmige Bauteil 1 in Zusammenwirkung mit dem oberen Stempel 31 formen; und eine Einhub-Pressmaschine (nicht gezeigt), die eine Hin- und Herbewegung des oberen Stempels 31 in der Axialrichtung bewirkt.
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Wie in 5, 10 und 11 gezeigt ist, hat der obere Stempel 31 eine im Allgemeinen Säulenform, die sich entlang der Axialrichtung erstreckt. Der obere Stempel 31 hat, an einer Stempelaußenumfangsfläche 311, einen Stempelzahnformungsabschnitt 312 mit Stempelzahnabschnitten 315, die eine Form haben, die zu den Innenumfangsaussparungen 212 des gewellten Innenumfangsabschnitts 210 des becherförmigen Bauteils 1 korrespondiert, und Stempelnutabschnitte 316 mit einer Form, die zu den Innenumfangsvorsprüngen 211 korrespondiert. Ein distaler Stempelendabschnitt 313 an einem unteren Ende des oberen Stempels 31 hat, an einem Außenumfangsrandabschnitt, einen verjüngten Stempelabschnitt 314, dessen Durchmesser sich in Richtung zu dem distalen Ende des oberen Stempels 31 verringert.
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Ein Basisendabschnitt des oberen Stempels 31 ist mit einer oberen Antriebsquelle (nicht gezeigt) der Einhub-Pressmaschine gekoppelt und ist auf diese Weise aufgebaut, um sich in der Axialrichtung hin und her bewegen zu können.
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Wie in 5 und 10 gezeigt ist, ist ein unterer Stempel 32 unterhalb des oberen Stempels 31 angeordnet. Der untere Stempel 32 hat eine im Allgemeinen Säulenform, die sich in der Axialrichtung erstreckt, und hat eine untere Stempelaussparung 321 mit einer Form, die zu dem distalen Stempelendabschnitt 313 an einer oberen Fläche davon korrespondiert.
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Der untere Stempel 32 hat einen unteren Endabschnitt, der mit einer unteren Antriebsquelle (nicht gezeigt) der Einhub-Pressmaschine gekoppelt ist, und ist somit aufgebaut, um sich in der Oben-Unten-Richtung hin und her bewegen zu können.
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Wie in 5 gezeigt ist, hat das Ziehwerkzeug 41 eine im Allgemeinen Ringform und die Innenumfangsfläche von diesem bildet ein kreisförmiges Ziehloch 411 zum Formen eines scheibenförmigen Materials 10 in eine Becherform. Das Ziehloch 411 ist mit einer Ausrundung 412 an einem oberen Randabschnitt an der oberen Seite versehen und hat einen Stempelfreigabeabschnitt 413 mit einer verjüngten Form, dessen Durchmesser sich von dem unteren Ende der Ausrundung 412 nach unten erhöht.
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Das erste Abstreckziehwerkzeug 412 ist unterhalb des Ziehwerkzeugs 41 angeordnet.
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Wie in 5 gezeigt ist, hat das erste Abstreckziehwerkzeug 42 eine im Allgemeinen Ringform, und die Innenumfangsfläche von diesem formt ein kreisförmiges erstes Abstreckziehloch 420 zum Abstreckziehen der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2, um den gewellten Innenumfangsabschnitt 210 zu bilden. Das erste Abstreckziehloch 420 hat einen ersten verjüngten Eingangsabschnitt 421 und einen ersten verjüngten Ausgangsabschnitt 422.
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Der erste verjüngte Eingangsabschnitt 421 hat einen Durchmesser, der sich von einem Öffnungsrand an der oberen Seite in Richtung zu einem ersten Abschnitt 423 mit verringertem Durchmesser bei einer im Allgemeinen mittleren Position in der Axialrichtung des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 verringert.
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Der erste verjüngte Ausgangsabschnitt 422 hat einen Durchmesser, der sich von dem ersten Abschnitt 423 mit verringertem Durchmesser des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 in Richtung zu einem Öffnungsrand an der unteren Seite verringert. Das erste Abstreckziehloch 420 hat eine Kreisquerschnittsform in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung bei einer beliebigen Position.
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Das erste Abstreckziehwerkzeug 42 ist aufgebaut, um in einem vorbestimmten Winkel um die Mittelachse von sich jedes Mal dann drehbar zu sein, wenn ein Formen für eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt wird. Somit kann eine ungleichmäßige Abnutzung des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 verhindert werden und es kann somit eine längere Lebensdauer haben.
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Im Speziellen wird unter Verwendung des oberen Stempels 31 und des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 ein starkes Abstreckziehen mit einer hohen Abstreckziehrate zwischen den Stempelzahnabschnitten 315 des Stempelzahnformungsabschnitts 312 und des ersten Abstreckziehlochs 420 durchgeführt. Das harte Abstreckziehen wird von einem hohen Oberflächendruck begleitet, und deshalb ist es wahrscheinlich, dass sich die Abschnitte des ersten Abstreckziehlochs 420, die den Stempelzahnabschnitten 315 zugewandt sind, abnützen, und somit tritt eine ungleichmäßige Abnutzung an der Innenumfangsfläche des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 auf.
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In Anbetracht dessen ist das erste Abstreckziehwerkzeug 42 dieser Ausführungsform aufgebaut, um in einem vorbestimmten Winkel jedes Mal dann drehbar zu sein, wenn ein Formen für eine vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist. Somit können die Abschnitte des ersten Abstreckziehlochs 420, die den Stempelzahnabschnitten 315 zugewandt sind, bewegt werden, um den Stempelnutabschnitten 316 zugewandt zu sein. Demzufolge kann eine ungleichmäßige Abnutzung der Innenumfangsfläche des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 verhindert werden und das erste Abstreckziehwerkzeug 42 kann eine längere Lebensdauer haben.
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Die Anzahl von Malen des Formens, die erforderlich sind, um das erste Abstreckziehwerkzeug 42 zu drehen, und der Drehwinkel des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 können je nach Wunsch festgelegt werden.
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Das zweite Abstreckziehwerkzeug 43 ist unterhalb des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 angeordnet.
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Wie in 5, 12 und 13 gezeigt ist, hat das zweite Abstreckziehwerkzeug 43 eine im Allgemeinen Ringform, und die Innenumfangsfläche von diesem formt ein zweites Abstreckziehloch 430, das mit Werkzeugvorsprüngen 434 zum Formen der Außenumfangsaussparungen 221 versehen ist.
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Wie in 13 gezeigt ist, hat das zweite Abstreckziehloch 430 einen zweiten verjüngten Eingangsabschnitt 431 und einen zweiten verjüngten Ausgangsabschnitt 432. Der zweite verjüngte Eingangsabschnitt 431 hat einen Durchmesser, der sich von einem oberen Öffnungsrand an der oberen Seite in Richtung zu einem zweiten Abschnitt 433 mit verringertem Durchmesser bei einer im Allgemeinen mittleren Position in der Axialrichtung des zweiten Abstreckziehwerkzeugs 43 verringert. Der zweite verjüngte Ausgangsabschnitt 432 hat einen Durchmesser, der sich von einem unteren Öffnungsrand an der unteren Seite in Richtung zu dem zweiten Abschnitt 433 mit verringertem Durchmesser des zweiten Abstreckziehwerkzeugs 43 verringert.
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Die Werkzeugvorsprünge 434 sind geformt, um sich entlang der Axialrichtung an der Oberfläche zu erstrecken, die den zweiten verjüngten Eingangsabschnitt 431 und den zweiten verjüngten Ausgangsabschnitt 432 bildet.
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Wie in 5 gezeigt ist, sind das Ziehwerkzeug 41, das erste Abstreckziehwerkzeug 42 und das zweite Abstreckziehwerkzeug 43 an einem Pressenbasisabschnitt 45 gestapelt, der an einer Bodenfläche angeordnet ist, und zwar in dieser Reihenfolge von oben. Das Ziehwerkzeug 41, das erste Abstreckziehwerkzeug 42 und das zweite Abstreckziehwerkzeug 43 sind in solch einer Weise angeordnet, dass die Mittellinien der Werkzeuge auf einer einzelnen geraden Linie angeordnet sind.
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Das becherförmige Bauteil 1 wird mit dem auf diese Weise aufgebauten Herstellungsgerät 3 für das becherförmige Bauteil 1 hergestellt.
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Zuerst wird das Material 10, das durch Pressen in eine Ringform geformt ist, wie in 14A gezeigt ist, auf dem unteren Stempel 32 platziert, wie in 5 gezeigt ist.
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Dann wird, wie in 6 gezeigt ist, der obere Stempel 31 durch die obere Antriebsquelle nach unten bewegt. Hier verformt sich das Material 10 entlang des distalen Stempelendabschnitts 313 und der unteren Stempelaussparung 321 an der oberen Fläche des unteren Stempels 32, so dass der Bodenabschnitt 11 und eine Schräge 13, die von dem Bodenabschnitt 11 nach oben geneigt ist, ausgebildet werden, wie in 14B gezeigt ist.
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Dann geht die Herstellung weiter zu einem Ziehschritt.
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Wie in 7 gezeigt ist, wird der Ziehschritt durchgeführt, wenn sich das Material 10 nach unten bewegt, während es durch den oberen Stempel 31 und den unteren Stempel 32 sandwichartig umgeben ist, um durch das Ziehloch 411 des Ziehwerkzeugs 41 hindurchzugehen. Somit wird, wie in 14C gezeigt ist, der Zylinderabschnitt 2, der aufrecht steht, in einem Abschnitt an der Außenumfangsseite eines Außenumfangsseitenabschnitts der Schräge 13 des Materials 10 geformt.
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Dann geht die Herstellung weiter zu einem ersten Abstreckziehschritt.
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Wie in 8 gezeigt ist, wird der Abstreckziehschritt durchgeführt, wenn sich das Material 10 nach unten bewegt, während es von dem oberen Stempel 31 und dem unteren Stempel 32 sandwichartig umgeben ist, um durch das erste Abstreckziehloch 420 des ersten Abstreckziehwerkzeugs 42 hindurchzugehen. An der Innenumfangsfläche 21 des Zylinderabschnitts 2, der durch den oberen Stempel 31 und das erste Abstreckziehwerkzeug 42 abstreckgezogen wird, bewegt sich das Material entlang den Stempelzahnformungsabschnitten 312 des oberen Stempels 31. Somit wird der gewellte Innenabschnitt 210 an der Innenumfangsfläche 21 des Zylinderabschnitts 2 geformt, wie in 15A gezeigt ist. Zu dieser Zeit könnte ein Abschnitt 219, der unzureichend mit Material gefüllt ist, in den Innenumfangsvorsprüngen 211 an einem Verbindungsabschnitt geformt werden, der den becherförmigen Abschnitt 12 und den Zylinderabschnitt 2 verbindet. Bei dem Punkt, an dem der erste Abstreckziehschritt beendet ist, ist die Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2 eine glatte gekrümmte Fläche.
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Dann geht die Herstellung weiter zu einem zweiten Abstreckziehschritt.
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Wie in 9 gezeigt ist, wird der Abstreckziehschritt durchgeführt, wenn sich das Material 10 nach unten bewegt, während es von dem oberen Stempel 31 und dem unteren Stempel 32 sandwichartig umgeben ist, um in das zweite Abstreckziehwerkzeug 43 eingesetzt zu werden, wie in 9 gezeigt ist. Die Abwärtsbewegung des oberen Stempels 31 und des unteren Stempels 32 wird gestoppt, wenn der zweite Abschnitt 433 mit verringertem Durchmesser (13) des zweiten Abstreckziehwerkzeugs 43 die Nähe der Mitte in der Axialrichtung des Zylinderabschnitts 2 des becherförmigen Bauteils 1 erreicht. Somit ist der Verbindungsabschnitt in den Innenumfangsvorsprüngen 211, der den becherförmigen Abschnitt 12 und den Zylinderabschnitt 2 verbindet, mit einer ausreichenden Menge des Materials gefüllt. Darüber hinaus verbleibt eine sanft gekrümmte Fläche an der Seite des Öffnungsendabschnitts 232 der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2. Demzufolge ist der glatte Außenumfangsabschnitt 224 mit im Allgemeinen dem gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche 22 vorgesehen. Die Herstellung des becherförmigen Bauteils 1 mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 ist somit beendet.
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Als nächstes werden Betriebe und Effekte dieser Ausführungsform beschrieben.
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In dem becherförmigen Bauteil 1 sind Außenumfangsaussparungen 221 an der Seite des Basisendabschnitts 231 der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2 geformt, an der der Bodenabschnitt 11 angeordnet ist. Die Außenumfangsaussparungen 221 sind durch Einkerben der Außenumfangsfläche 22 radial nach innen von dem Zylinderabschnitt 2 an Positionen geformt, die zu den Innenumfangsvorsprüngen 211 korrespondieren. Der glatte Außenumfangsabschnitt 224 ist an der Seite des Öffnungsendes 232 der Außenumfangsfläche 22 des Zylinderabschnitts 2 geformt, die entgegengesetzt zu der Seite ist, an der der Bodenabschnitt 11 angeordnet ist. Der glatte Außenumfangsabschnitt 224 ist nicht gewellt und hat im Allgemeinen den gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche 22. Somit kann die Festigkeit des becherförmigen Bauteils 1 erhöht werden, und der gewellte Innenumfangsabschnitt 210 kann sicher geformt werden.
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Im Speziellen ist beim Pressen eine Verformungsrate groß an dem Verbindungsabschnitt, der den Bodenabschnitt 11 und den Zylinderabschnitt 2 verbindet, was zu einem unzureichenden Füllen des Materials in den Innenumfangsvorsprüngen 211 an dem Abschnitt in der Nähe des Verbindungsabschnitts führen kann. In Anbetracht dessen sind die Außenumfangsaussparungen 221 an der Seite des Basisendabschnitts 231 geformt, und somit kann der Abschnitt in den Innenumfangsvorsprüngen 211, an dem ein unzureichendes Füllen wahrscheinlich auftritt, mit einer ausreichenden Menge des Materials gefüllt werden. Demzufolge kann der gewellte Innenumfangsabschnitt 210 sicher geformt werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann der gewellte Innenumfangsabschnitt 210 genau entlang der gesamten Länge in der Axialrichtung geformt werden, wobei die Außenumfangsaussparungen 221 nur an der Seite des Basisendabschnitts 231 geformt sind. Somit sind an der Seite des Öffnungsendes 232 der Außenumfangsfläche 22 die Außenumfangsaussparungen 221 nicht geformt, sondern der glatte Außenumfangsabschnitt 224 ist an der Seite des Öffnungsendes 232 geformt. Der glatte Außenumfangsabschnitt 224 hat im Allgemeinen den gleichen Durchmesser über den gesamten Umfang der Außenumfangsfläche 22 und ist somit nicht von dem Außenumfang an den Positionen eingekerbt, die zu den Innenumfangsvorsprüngen 211 korrespondieren, und die Dicke ist nicht verringert. Somit kann die Festigkeit des Abschnitts des Zylinderabschnitts 2 an der Seite des Öffnungsendes 232 erhöht werden.
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Das becherförmige Bauteil 1 ist eine Kupplungstrommel in einem Automatikgetriebe mit der Schnappringnut 215 an der Seite des Öffnungsendes 232 der Innenumfangsfläche 21 des Zylinderabschnitts 2. Die Kupplungstrommel hat eine Becherform, und der gewellte Innenumfangsabschnitt 210 ist an der Innenumfangsfläche 21 des Zylinderabschnitts 2 der Kupplungstrommel vorgesehen, während die Schnappringnut 215 an der Seite des Öffnungsendes 232 der Innenumfangsfläche 21 geformt ist. Der Abschnitt, an dem die Schnappringnut 215 geformt ist, ist dünner als die anderen Abschnitte, und somit ist es wahrscheinlich, dass die Festigkeit verringert ist.
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Um die Verringerung der Festigkeit aufgrund der Schnappringnut 216 zu verhindern und eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, ist es wirksam, den Abschnitt, der zu der Schnappringnut 215 korrespondiert, dick zu machen. Da das becherförmige Bauteil 1 mit dem gewellten Innenabschnitt 210 als eine Kupplungstrommel verwendet wird, ist die Dicke an den Innenumfangsvorsprüngen 211 nicht verringert und die Dicke in der Nähe der Schnappringnut 215 kann gewährleistet werden. Durch derartiges Gewährleisten der Dicke können eine Festigkeit zum Halten von Komponenten, wie eine Kupplungsplatte, und eine Drehsteifigkeit zum Unterdrücken eines Verformungsbetrags aufgrund einer Drehung erhöht werden. Somit kann eine kostengünstige Kupplungstrommel erhalten werden, die erforderte Eigenschaften erfüllt.
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Das Herstellungsverfahren für das becherförmige Bauteil 1 mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 umfasst den Ziehschritt, den ersten Abstreckziehschritt und den zweiten Abstreckziehschritt. Somit kann ein exzellentes becherförmiges Bauteil 1, wie es vorstehend beschrieben ist, leicht erhalten werden.
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Das Herstellungsgerät für das becherförmige Bauteil 1 mit dem gewellten Innenumfangsabschnitt 210 hat den oberen Stempel 31 und wenigstens drei Werkzeuge, und zwar das Ziehwerkzeug 41, das erste Abstreckziehwerkzeug 42 und das zweite Abstreckziehwerkzeug 43. Somit kann mit dem Herstellungsgerät für das becherförmige Bauteil 1 ein exzellentes Herstellungsverfahren, wie es vorstehend beschrieben ist, sicher erreicht werden, und das becherförmige Bauteil 1 kann leicht hergestellt werden.
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Das Ziehwerkzeug 41, das erste Abstreckziehwerkzeug 42 und das zweite Abstreckziehwerkzeug 43 sind gerade angeordnet. Demzufolge kann die Bearbeitung mit dem Ziehwerkzeug 41, dem ersten Abstreckziehwerkzeug 42 und dem zweiten Abstreckziehwerkzeug 43 in einem einzelnen Hub des oberen Stempels 31 durchgeführt werden, und die Produktivität des becherförmigen Bauteils 1 kann erhöht werden.
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Die Innenumfangsfläche des zweiten Abstreckziehwerkzeugs 43 ist mit dem zweiten Abschnitt 433 mit verringertem Durchmesser, dem zweiten verjüngten Eingangsabschnitt 431, der einen Durchmesser hat, der sich von dem oberen Öffnungsrand an der oberen Seite des zweiten Abstreckziehlochs 430 zu dem zweiten Abschnitt 433 mit verringertem Durchmesser verringert, und dem verjüngten Ausgangsabschnitt 432 mit einem Durchmesser versehen, der sich von dem unteren Öffnungsrand an der unteren Seite zu dem zweiten Abschnitt 433 mit verringertem Durchmesser verringert. Demzufolge kann eine Kontaktfläche zwischen dem zweiten Abstreckziehloch 430 und der Außenumfangsfläche 22 des becherförmigen Bauteils 1 während eines Formens der Außenumfangsaussparungen 221 des becherförmigen Bauteils 1 klein gemacht werden. Somit kann eine Kraft, die von den Werkzeugvorsprüngen 434 auf die Außenumfangsfläche 22 des becherförmigen Bauteils 1 aufgebracht wird, konzentriert werden. Demzufolge können die Außenumfangsaussparungen 221 an dem becherförmigen Bauteil 1 genau geformt werden, während ein Abstreckziehwiderstand verringert wird.
