JP2009172616A - 金属板材へのコイルスプリング固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属かす等が生じず、小さな内径のコイルスプリングでも、金属板材に十分な強度で固定できる、金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供する。
【解決手段】この固定方法は、金属板材１０に先端が曲面状をなす第１ポンチを打ち込んで、曲面状に突出したエンボス突起２０を形成する突起形成工程と、エンボス突起２０にコイルスプリング５の一端を嵌め込んで、コイルスプリング５を仮固定する仮固定工程と、コイルスプリング５内に第２ポンチ５６を挿入し、第２ポンチ５６でエンボス突起２０を押し潰して、エンボス突起２０の外周によりコイルスプリング５の一端を抱き込むようにかしめて固定するかしめ工程とを含むものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、金属板材にコイルスプリングを固定する際に用いられる、金属板材へのコイルスプリング固定方法に関する。

例えば、自動車のオートマチックトランスミッションには、その内部に複数枚のクラッチが配設され、これらのクラッチには、作動油の油圧によって押されるピストンが接離して、回転力が伝達されるようになっている。このピストンは、作動油の油圧が減圧した場合には、リテーナによって付勢されて、クラッチから離れるようになっている。このようなリテーナは、所定形状の金属板材に複数のコイルスプリングが固定されて構成されている。

金属板材にコイルスプリングを固定する方法としては、例えば、金属板材に下穴を開け、この下穴にパンチ等を押し込んで、下穴の周縁部にバーリング加工を施して、筒状壁を絞り形成する。この筒状壁にコイルスプリングの一端を嵌め込んで、同筒状壁の上端部を内側からかしめて、コイルスプリングに係合させることにより、金属板材にコイルスプリングを固定するようになっている。

また、バーリング加工を用いずに、金属板材にコイルスプリングを固定させる方法も採用されている。下記特許文献１には、円板状の基板の周方向に配設される複数のばね受け部にコイルばねを固定させてなるスプリング組立体であって、ばね受け部を基板の軸方向に突出し上面を備える柱状体と、この柱状体の上面の一部に径方向に突出するばね掛止部とで構成し、このばね掛止部にコイルばねの一端に設けられた縮径部を固定したスプリング組立体が開示されており、その実施形態にはスプリングの固定工程が記載されている。すなわち、ポンチにより基板にエンボス加工を施して、上部中央が緩やかに窪み、全体として円台状をなした突起状の柱状体を形成する。その後、テーパ状の先端を有するポンチで、柱状体の上端を打圧して、中央をより深く窪ませると共に、その周縁部を鋭角形状に成形する。そして、柱状体外周にコイルばねの一端を配置して、柱状体の上端を大径のポンチで打圧することにより、鋭角状の周縁部が潰れて、コイルばねにかしめ付けられるようになっている。
実公平３−５４９９４号公報

上述した、金属板材にバーリング加工による筒状壁を形成した後、コイルスプリングをかしめ付ける固定方法では、下穴を開ける際やバーリング加工をする際に、バリ等に起因する金属かすなどが生じることがあった。そのため、オートマチックトランスミッションのリテーナとして用いた場合、作動油等に金属かす等が混入する可能性が生じる。また、上記固定方法では、穴開けバーリング加工後、筒状壁を内側からかしめるために、筒状壁を極端に小さくすることはできず、ある程度大きな内径のコイルスプリングでないと、かしめ固定には適用できない。

上記特許文献１記載の固定方法においては、大径のポンチで、柱状体の鋭角状をなした周縁部を押し潰すようになっているが、変形しにくい周縁部にポンチが当接するので、鋭角状の周縁部を十分に押し潰すことができず、コイルばねに強固にかしめることができない場合があった。

更に、柱状体は、基板からエンボス状に突出した円台状をなしているので、鋭角状の周縁部が大径のポンチで強く押されると、例えば、基板と該基板から立ち上がる柱状体とのコーナー部近傍や、柱状体外周の角部等に応力が集中して、破断や割れ等が生じることがあった。このように破断や割れ等が生じた柱状体によって、コイルばねをかしめても、コイルばねを強固に固定することはできないばかりか、破断によって金属かすが発生するという不都合があった。

したがって、本発明の目的は、金属かす等が生じることがなく、小さな内径のコイルスプリングでも、金属板材に十分な強度で固定することができる、金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の第１は、金属板材にコイルスプリングをかしめにより固定する方法において、金属板材に先端が曲面状をなす第１ポンチを打ち込んで、曲面状に突出したエンボス突起を形成する突起形成工程と、前記エンボス突起にコイルスプリングの一端を嵌め込んで、コイルスプリングを仮固定する仮固定工程と、前記コイルスプリング内に第２ポンチを挿入し、該第２ポンチで前記エンボス突起を押し潰して、前記エンボス突起の外周により前記コイルスプリングの一端を抱き込むようにかしめて固定するかしめ工程とを含むことを特徴とする金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供するものである。

上記発明によれば、先端が曲面状をなす第１ポンチによって、金属板材に曲面状に突出したエンボス突起を形成し、このエンボス突起にコイルスプリングの一端を嵌め込んで仮固定した状態で、コイルスプリングを通して第２ポンチを挿入し、エンボス突起を押し潰して、エンボス突起の外周によりコイルスプリングの一端を抱き込むようにかしめて固定するようにしたので、孔開け加工等を施さないことにより、バリ等に起因する金属かすなどが発生することがない。このため、例えば、自動車のオートマチックトランスミッションに用いられ、作動油の油圧が減圧したとき、クラッチからピストンを離す方向に付勢するリテーナに、上記の固定方法を適用した際に、前記作動油に金属かすなどが混入してしまうことを防止することができる。また、エンボス突起形成後、これを押し潰すことによりかしめるので、従来のように、バーリング加工して筒状壁を形成した後、該筒状壁を内側からかしめる必要がなく、内径が小さなコイルスプリングでも、金属板材に確実に固定することができる。

また、エンボス突起の頂部に第２ポンチが押圧されると、曲面状に突出したエンボス突起の頂部からその周辺に向けて押し潰し力が効率的に作用するので、頂部周辺を容易に変形させて広く扁平化させることができ、コイルスプリングの一端を抱き込むようにして効率的にかつ強固にかしめることができる。更に、エンボス突起は、その全体が曲面状の壁部をなしているため、第２ポンチにより押圧された場合でも、特定箇所に押圧力が集中しにくく、破断や割れを生じることを防止することができる。したがって、かしめ時に破断や割れによる金属かすが発生することも防止できる。

本発明の第２は、前記第１の発明において、前記突起形成工程において、穴を有する支持台で前記金属板材を支持すると共に、前記第１ポンチの外径をＤ２とし、前記穴の内径を内径Ｄ１とし、前記金属板材の厚さをｔ１としたとき、Ｄ１−Ｄ２＜２ｔ１となるように設定する金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供するものである。

上記発明によれば、金属板材から立ち上がった周壁が頂部壁に対して肉薄とされたエンボス突起を効果的に形成することができるので、第２ポンチでエンボス突起を押し潰したとき、エンボス突起の周壁が潰れやすくなり、頂部壁周辺が広く偏平化された形状として、コイルスプリングの一端をかしめやすくすることができる。

本発明の第３は、前記第２の発明において、前記エンボス突起の周壁の厚さが、前記金属板材の厚さの４０〜６０％となるように形成する金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供するものである。

上記発明によれば、エンボス突起の周壁の厚さを上記のように設定することにより、第２ポンチにより天井部を押し広げやすくなり、コイルスプリングの一端をかしめやすくことができる。

本発明の第４は、前記第１〜３のいずれか１つの発明において、前記かしめ工程は、前記コイルスプリングの内側に前記第２ポンチが配置された第１金型と、前記金属板材の前記エンボス突起の突出方向反対側の面を受ける受け部を有する第２金型とを備え、前記受け部は、前記エンボス突起の突出方向反対側の内面に入り込む突出部を有する装置を用い、前記受け部の突出部を前記エンボス突起の突出方向反対側の内面に入り込ませて、前記金属板材を前記受け部に当接させたとき、前記突出部の端面と前記エンボス突起の内面との間に所定のクリアランスが設けられるようにする金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供するものである。

上記発明によれば、突出部の端面とエンボス突起の内面との間に所定のクリアランスが設けられるようにしたので、エンボス突起の頂部壁を第２ポンチで押圧したとき、エンボス突起の内面が突出部の端面に当接するまで、頂部壁を偏平化しながら広げて押し潰すことができるので、コイルスプリングの一端を効果的にかしめることができる。

本発明の第５は、前記第１〜４のいずれか１つの発明において、前記コイルスプリングの一端は、所定の外径で巻回された太巻き部と、該太巻き部の内側に、それよりも小さな外径で巻回された細巻き部とを有する二重巻き構造をなし、前記エンボス突起の偏平化された周縁が、前記細巻き部に係合するようにかしめられる金属板材へのコイルスプリング固定方法を提供するものである。

通常、コイルスプリングは、金属線材が螺旋状に巻回されて形成されているため、その端部を金属板材に当接させても、螺旋状に巻回された線材のごく一部がかしめられるだけになる傾向があるが、上記発明によれば、小さな外径で巻回された細巻き部をかしめることによって、エンボス突起の偏平化された周縁を、細巻き部の周方向の広い範囲に係合させることができ、コイルスプリングを更に強固に固定することができる。

本発明の金属板材へのコイルスプリング固定方法によれば、先端が曲面状の第１ポンチで、金属板材に曲面状のエンボス突起を突出させた後、これにコイルスプリングの一端を嵌め込んで仮固定し、該エンボス突起を第２ポンチで押し潰して、エンボス突起の外周によりコイルスプリングの一端を抱き込むようにかしめて固定するようにしたので、孔開け加工等を施す必要がなく、金属かすの発生を防止でき、小さな内径のコイルスプリングでも確実にかしめ固定することができる。

また、エンボス突起に第２ポンチが押圧されると、曲面状に突出したエンボス突起の頂部壁からその周辺に向けて押し潰し力が効率的に作用して、頂部壁周辺を容易に変形させて平化でき、コイルスプリングの一端を強固にかしめることができる。更に、エンボス突起は、その全体が曲面状の壁部をなしているため、第２ポンチにより押圧されても、特定箇所に押圧力が集中しにくく、破断や割れを防止することができる。

以下、図１〜１０を参照して、本発明の金属板材へのコイルスプリング固定方法（以下、「スプリング固定方法」という）の一実施形態について説明する。

本発明のスプリング固定方法は、例えば、図１０に示すオートマチックトランスミッション８０に組み込まれる、リテーナ１を形成する際に用いられる。図１０に示すように、オートマチックトランスミッション８０は、ケース８１と、該ケース８１内の所定位置に配置される複数枚のクラッチ８３と、該クラッチ８３に接離するようにスライド動作するピストン８５とを有している。クラッチ８３は、ブレーキをかける相手の回転要素８４に所定間隔で連結された複数の摩擦板８３ａと、これらの摩擦板８３ａの間に配置された複数の摩擦相手板８３ｂとからなっている。リテーナ１は、ケース８１の所定箇所にスナップリング８６を介して固定され、ピストン８５をクラッチ８３から離れる方向に付勢するものである。また、ケース８１内には、作動油が充填された油圧室８７が設けられ、作動油が加圧されると、リテーナ１の付勢力に抗してピストン８５がスライドして、クラッチ８３の摩擦相手板８３ｂを摩擦板８３ａに押圧させて、回転力を伝達させる、又は、回転要素にブレーキをかける。一方、作動油が減圧された場合には、リテーナ１の付勢力によって、クラッチ８３からピストン８５が離れ、摩擦相手板８３ｂが摩擦板８３ａから離れて回転力が伝わらないようになっている。

図１に示すように、リテーナ１は、環状の金属板材１０と、これに固定された複数のコイルスプリング５とから形成されており、本発明のスプリング固定方法は、このようなリテーナ１を形成すべく、金属板材１０に複数のコイルスプリング５を固定するときに、好適に用いることができる。

前記金属板材１０の外側周縁からは、リブ状の枠状壁１２が立設し、同金属板材１０の内側には、周方向に沿って均等な間隔をあけて、切欠き状のスライド溝１４が形成されている。また、金属板材１０には、複数のエンボス突起２０が形成され、このエンボス突起２０にコイルスプリング５の一端を嵌め込んでかしめることにより、金属板材１０にコイルスプリング５が固定されるようになっている。

図６（ａ）,（ｂ）に示すように、この実施形態におけるコイルスプリング５は、金属線材を螺旋状に巻回して形成されており、その一端は、所定の外径で巻回された太巻き部６と、該太巻き部６の内側に、それよりも小さな外径で巻回された細巻き部８とを有する二重巻き構造をなしている。前記エンボス突起２０は、細巻き部８に係合するように、かしめられるようになっている。

上記のようなリテーナ１を形成すべく、金属板材１０にコイルスプリング５を固定する際には、金属板材１０にエンボス突起２０を形成するための突起形成装置３０（図２参照）と、エンボス突起２０をコイルスプリング５にかしめるためのかしめ装置５０（図４参照）とが用いられる。

図２に示すように、この実施形態における突起形成装置３０は、支持台３２と、該支持台３２の上方に配置され、同支持台３２に対して昇降可能とされた昇降台３８とを有している。支持台３２は、金属板材１０の下面側を支持するための、ダイブロック３３を有しており、このダイブロック３３の中央には、円形状の穴３４が貫通して設けられている。同ダイブロック３３の一側部からは、昇降台３８に向かって円柱状のスライドガイド３６が立設されている。

一方、昇降台３８は、その一側部に前記スライドガイド３６を受け入れて、これを摺動させるガイド孔４０が形成され、同昇降台３８の上方には、図示しないプレス装置の駆動ラムに連結される、シャンク４１が突設されている。それにより、図示しないプレス装置の駆動ラムが上下移動すると、支持台３２に対して昇降台３８が昇降動作するようになっている。

また、昇降台３８には、金属板材１０の上面側に突き当る押えブロック４３が設けられている。更に、昇降台３８の中央には、押えブロック４３に連通するセット孔４４が設けられ、これに第１ポンチ４５が挿入されて、その先端４７が押えブロック４３の下面から突出した状態で保持されている。

第１ポンチ４５は、円柱状に伸びる軸部４６を有しており、その先端４７が曲面状をなしている。図３（ａ）に示すように、この実施形態の第１ポンチ４５の先端４７は、半球状の曲面をなしている。この形態に限らず、第１ポンチ４５の先端４７を、図３（ｂ）に示すように、所定径の円弧状や、図３（ｃ）に示すように、楕円形を半分にカットした形状等としてもよい。また、図３（ｄ）に示すように、第１ポンチ４５の軸部４６の先端側を次第に縮径させたテーパ面４６ａとしてもよい。

そして、支持台３２に対して昇降台３８が下降すると、支持台３２の穴３４に向けて、金属板材１０の上面側に第１ポンチ４５が打ち込まれて、図５（ｂ）及び図６に示すように、金属板材１０に曲面状のエンボス突起２０が形成される。このとき、第１ポンチ４５は、押えブロック４３が金属板材１０の上面側に突き当るまで下降する。

また、図５（ａ）に示すように、第１ポンチ４５は、その軸心Ｓ２が、支持台３２の穴３４の軸心Ｓ１に整合するよう配置されている。更に、図５（ｂ）に示すように、エンボス突起２０を形成したとき、金属板材１０から立ち上がった周壁２２が、頂部壁２４に対して肉薄となるように、第１ポンチ４５の外径Ｄ２と、穴３４の内径Ｄ１とが設定されている。具体的には、厚さをｔ１としたとき、Ｄ１−Ｄ２＜２ｔ１となるように設定することが好ましく、０．７＜Ｄ１−Ｄ２＜２ｔ１となるように設定することがより好ましく、Ｄ１−Ｄ２≒２ｔ１となるように設定することが最も好ましい。言い換えると、第１ポンチ４５外周と穴３４内周との間に、金属板材１０の厚さｔ１の好ましくは２倍以下、より好ましくは０．７〜２倍、最も好ましくは約１倍の隙間（左右両側を合わせた隙間）が設けられる。

次に、エンボス突起２０を押し潰して、コイルスプリング５にかしめるための、かしめ装置５０について説明する。図４に示すように、このかしめ装置５０は、第１金型５２と、この第１金型５２の上方に配置され、同第１金型５２に対して昇降可能とされた第２金型６０とを有している。第１金型５２は、支持ブロック５３を有しており、その中央には、所定深さで環状の保持溝５４が形成され、これにコイルスプリング５が挿入されて保持される。

また、保持溝５４の内側には、円柱状の第２ポンチ５６が設けられており、この先端部がエンボス突起２０の外周面に当接して、該エンボス突起２０を突出方向側から押し潰す部分となっている。第２ポンチ５６の先端部は、平坦面となっている。また、支持ブロック５３の一側部からは、第２金型６０に向かって円柱状のスライドガイド５８が立設している。

一方、第２金型６０は、その一側部に前記スライドガイド５８を受け入れて摺動させるガイド孔６２が形成され、同第２金型６０の上方には、図示しないプレス装置の駆動ラムに連結される、シャンク６３が突設されている。その結果、図示しないプレス装置の駆動ラムが上下移動すると、第１金型５２に対して第２金型６０が昇降動作するようになっている。

また、第２金型６０の中央には、セット孔６４が形成されており、これに円柱状の受け部６６が挿入されて、その先端部が第２金型６０の下面から突出した状態で保持されている。この受け部６６の先端面中央からは、円形突起状の突出部６８が設けられている。図７に示すように、受け部６６は、前記突出部６８がエンボス突起２０の突出方向反対側の内面に入り込むと共に、同突出部６８外周の段状の肩部６９が、金属板材１０のエンボス突起２０の突出方向反対側の面に当接して、これを受けとめるようになっている。

また、図７に示すように、突出部６８の外径Ｄ４は、エンボス突起２０の内径Ｄ３よりも小さく形成され、かつ、同突出部６８の突出高さＨ２は、エンボス突起２０の突出高さＨ１（金属板材１０の上面から頂部壁２４の底部内面までの距離）よりも低く形成されている。その結果、突出部６８が、エンボス突起２０の突出方向反対側の内面に入り込み、肩部６９が金属板材１０に当接したとき、突出部６８の先端面と、エンボス突起２０の内面との間には、所定のクリアランスＣが設けられるようになっている。

そして、第１金型５２に対して第２金型６０が下降して、突出部６８がエンボス突起２０内面に入り込むと共に、肩部６９が金属板材１０上面のエンボス突起２０周縁に当接して、金属板材１０が押し下げられると、第２ポンチ５６がエンボス突起２０の突出方向側から当接して、これを押し潰すようになっている。なお、この実施形態では、金属板材１０の上面を押えて、下面側から第２ポンチ５６でエンボス突起２０を押し潰しているが、例えば、受け部６６を有する第２金型６０の上方に、第２ポンチ５６を有する第１金型５２を昇降可能に配置して、エンボス突起２０の突出側を上側に向けて、これを第２ポンチ５６で押し潰すようにしてもよく、特に限定されない。

次に、上述の突起形成装置３０及びかしめ装置５０を用いた、本発明によるスプリング固定方法について説明する。

このスプリング固定方法は、金属板材１０にエンボス突起２０を形成する突起形成工程と、エンボス突起２０にコイルスプリング５を仮固定する仮固定工程と、エンボス突起２０をかしめてコイルスプリング５に固定させるかしめ工程とを含んでいる。

始めに、突起形成装置３０を用いて突起形成工程を行う。まず、突起形成装置３０の支持台３２のダイブロック３３上に、金属板材１０を載置する。この状態で、図示しないプレス装置の駆動ラムにより、シャンク４１を介して昇降台３８が下降すると、支持台３２に支持された金属板材１０を挟み込むようにして、第１ポンチ４５の穴３４に向けて、金属板材１０の上面側に第１ポンチ４５が打ち込まれて、図５（ｂ）及び図６に示すように、金属板材１０に曲面状のエンボス突起２０が形成される。なお、第１ポンチ４５は、押えブロック４３が金属板材１０の上面側に突き当るまで下降する。

このとき、この実施形態においては、穴３４を設けた支持台３２で金属板材１０を支持したので、金属板材１０は、その下面側が穴３４の内周縁に支持された状態で、上面側から第１ポンチ４５に押し付けられるようになっている。

それによって、図５（ａ）に示すように、金属板材１０の第１ポンチ４５の先端４７が当接した部分及びその周辺Ｆが、曲面状の頂部壁２４となるように絞り成形されると共に、金属板材１０の穴３４周縁に支持された部分及びその近傍Ｇが、第１ポンチ４５の打ち込み深さに応じて押圧され、次第に薄く引き伸ばされて、頂部壁２４より肉薄の周壁２２となるように絞り成形される。その結果、金属板材１０に、金属板材１０から立ち上った周壁２２と、該周壁２２を覆う頂部壁２４とからなる、エンボス突起２０が形成される（図５（ｂ）参照）。

このように、穴３４を有する支持台３２で金属板材１０を支持した状態で、金属板材１０を挟んで穴３４に向けて、第１ポンチ４５を打ち込むようにしたので、金属板材１０から立ち上がった周壁２２が、頂部壁２４に対して肉薄とされたエンボス突起２０を、効果的に形成することができ、後述するかしめ工程において、第２ポンチ５６でエンボス突起２０を押し潰したとき、エンボス突起２０の周壁２２が容易に潰れて曲がりやすくなるので、コイルスプリング５の一端をかしめやすくすることができる。

また、例えば、第１ポンチ４５の外径Ｄ２と、穴３４の内径Ｄ１とを適宜設定して、エンボス突起２０の周壁２２の厚さｔ２を、金属板材１０の厚さｔ１の４０〜６０％となるように形成することが好ましい。更に、周壁２２の厚さｔ２は、金属板材１０の厚さｔ１に対して５０％であることが、より好ましい。エンボス突起２０の周壁２２の厚さｔ２を上記のように設定することにより、後述するかしめ工程において、第２ポンチ５６により頂部壁２４を押し広げやすくなり、コイルスプリング５の一端をかしめやすくことができる。周壁２２の厚さｔ２が金属板材１０の厚さｔ１の４０％未満である場合は、周壁２２が薄すぎてエンボス突起２０の剛性を保持しにくくなり、周壁２２の厚さｔ２が金属板材１０の厚さｔ１の６０％超である場合は、周壁２２が厚くなりすぎて、かしめ工程にて周壁２２が潰れにくく、作業性が低下する恐れが生じる。また、エンボス突起２０の頂部壁２４の厚さｔ３は、周壁２２の厚さｔ２よりも厚くなるようにすることが好ましい。

なお、この実施形態では、第１ポンチ４５の外径Ｄ２が穴３４の内径Ｄ１よりも小さくなるように形成され、第１ポンチ４５外周と穴３４内周との間に、金属板材１０の厚さｔ１の好ましくは２倍以下、より好ましくは０．７〜２倍、最も好ましくは約１倍の隙間（左右両側を合わせた隙間）が設けられているので、周壁２２を肉薄に形成しやすくなっている。

次に、エンボス突起２０に、コイルスプリング５を仮固定する仮固定工程を行う。この実施形態では、図４に示すかしめ装置５０の保持溝５４に、コイルスプリング５を挿入して、二重巻き構造をなす一端を、支持ブロック５３の上面から突出した状態で保持する。その状態で、エンボス突起２０の突出側を下側に向けて、図６（ａ）に示すように、コイルスプリング５の一端にエンボス突起２０を嵌め込んで、図４に示すように、金属板材１０にコイルスプリング５を仮固定する（なお、便宜上、図６（ａ）ではエンボス突起２０の突出側が上方を向いている）。ここでは、二重巻き構造をなすコイルスプリング５の一端の細巻き部８に、エンボス突起２０を嵌入されて仮固定されると共に、金属板材１０が支持ブロック５３から浮いた状態に保持される。

次に、かしめ装置５０を用いて、かしめ工程を行って、エンボス突起２０をかしめてコイルスプリング５に固定する。この工程について、図７〜９を参照して説明する。すなわち、保持溝５４に挿入保持されたコイルスプリング５の一端に、突出側を下向きにしてエンボス突起２０が嵌め込まれた状態で、図示しないプレス装置の駆動ラムで、シャンク６３を介して第２金型６０が下降すると、図７に示すように、受け部６６の突出部６８がエンボス突起２０内面に入り込むと共に、肩部６９が金属板材１０上面のエンボス突起２０周縁に当接して、コイルスプリング５の付勢力に抗して、金属板材１０が押し下げられていく。

そして、コイルスプリング５内周を通して、第２ポンチ５６がエンボス突起２０の突出方向側から当接、すなわち、第２ポンチ５６がエンボス突起２０の頂部壁２４の外側端面に当接して、エンボス突起２０が押圧される。これにより、図８に示すように、頂部壁２４よりも肉薄の周壁２２が塑性変形して外側に曲げられると共に、平坦な第２ポンチ５６先端によって、曲面状の頂部壁２４が偏平に押し広げられる。

更に、受け部６６の肩部６９によってエンボス突起２０が押し下げられていく。このとき、突出部６８の端面とエンボス突起２０の内面との間に所定のクリアランスＣが設けられていることにより、図９に示すように、エンボス突起２０の内面が突出部６８の端面に当接するまで、第２ポンチ５６により頂部壁２４を偏平化しながら押し潰される。それによって、頂部壁２４の周辺がフランジのように広く偏平化した形状となり、これが細巻き部８に係合してかしめられ、コイルスプリング５の一端を抱き込むようにして、金属板材１０にコイルスプリング５が固定される。

このように、突出部６８の端面とエンボス突起２０の内面との間に所定のクリアランスＣが設けられていることにより、エンボス突起２０の内面が突出部６８の端面に当接するまで、第２ポンチ５６で頂部壁２４を偏平化しながら広げて押し潰すことができるので、コイルスプリング５の一端を効果的にかしめることができる。

以上のように、このスプリング固定方法によれば、第１ポンチ４５により金属板材１０に曲面状のエンボス突起２０を形成後（突起形成工程）、これにコイルスプリング５の一端を仮固定させ（仮固定工程）、コイルスプリング５を通して第２ポンチ５６で、エンボス突起２０を押し潰して、その外周でコイルスプリング５の一端をかしめ固定するようにして（かしめ工程）、従来のように、孔開けし、バーリング加工後、かしめるといった工程を採用しないので、バリ等に起因する金属かすなどが発生することがない。

そのため、本発明のスプリング固定方法によって、金属板材１０に対して複数のコイルスプリング５を固定されてなるリテーナ１を、図１０に示すオートマチックトランスミッション８０に組み込んだ場合に、油圧室８７内にて流動する作動油に金属かすなどが混入してしまうことを防止することができる。また、エンボス突起２０を形成後、これを第２ポンチ５６で押し潰すことによりかしめるので、従来のように、バーリング加工して筒状壁を形成した後、該筒状壁を内側からかしめる必要がなく、内径が小さなコイルスプリング５でも、金属板材１０に確実に固定することができる。

また、エンボス突起２０を曲面状に突出させたことにより、かしめ工程で、エンボス突起２０の頂部壁２４に第２ポンチ５６が押圧されると、曲面状に突出したエンボス突起２０の頂部壁２４からその周辺に向けて押し潰し力が効率的に作用するので、頂部壁２４周辺を容易に変形させて広く扁平化させることができ、コイルスプリング５の一端を抱き込むようにして効率的にかつ強固にかしめることができる。更に、エンボス突起２０は、その全体が曲面状の壁部をなしているため、第２ポンチ５６により押圧された場合でも、例えば、頂部壁２４のフランジ状に偏平化した部分や、金属板材１０とそれから立ち上がる周壁２２とのコーナー部等の、特定箇所に押圧力が集中しにくく、破断や割れを生じることを防止することができる。したがって、かしめ時に破断や割れによる金属かすが発生することも防止できる。

更に、この実施形態では、コイルスプリング５の一端に形成された、細巻き部８にエンボス突起２０の外周がかしめられるようになっている。通常のコイルスプリングは、単に金属線材が螺旋状に巻回されて形成されているため、その端部を金属板材１０に当接させても、螺旋状に巻回された線材のごく一部がかしめられるだけになる傾向があるところ、この実施形態では、小さな外径で巻回された細巻き部８をかしめることとしたので、エンボス突起２０の偏平化された周縁を、細巻き部８の周方向の広い範囲に係合させることができ、コイルスプリング５を更に強固に固定することができる。

本発明の金属板材へのコイルスプリング固定方法により、形成されたリテーナの斜視図である。 同金属板材へのコイルスプリング固定方法に用いられる、突起形成装置の断面図である。 第１ポンチの形状を示す説明図である。 同金属板材へのコイルスプリング固定方法に用いられる、かしめ装置の断面図である。 （ａ）は突起形成工程の説明図、（ｂ）はそれにより形成されたエンボス突起の断面図である。 （ａ）はエンボス突起及びそれに仮固定されるコイルスプリングを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視線における断面図である。 かしめ工程の第１手順を示す説明図である。 かしめ工程の第２手順を示す説明図である。 かしめ工程の第３手順を示す説明図である。 リテーナが組み込まれたオートマチックトランスミッションの要部拡大断面図である。

符号の説明

１ リテーナ
５ コイルスプリング
１０ 金属板材
２０ エンボス突起
２２ 周壁
２４ 頂部壁
３０ 突起形成装置
３２ 支持台
３４ 穴
３８ 昇降台
４５ 第１ポンチ
４７ 先端
５０ かしめ装置
５２ 第１金型
５４ 保持溝
５６ 第２ポンチ
６０ 第２金型
６６ 受け部
６８ 突出部

Claims (5)

1. 金属板材にコイルスプリングをかしめにより固定する方法において、
   金属板材に先端が曲面状をなす第１ポンチを打ち込んで、曲面状に突出したエンボス突起を形成する突起形成工程と、
   前記エンボス突起にコイルスプリングの一端を嵌め込んで、コイルスプリングを仮固定する仮固定工程と、
   前記コイルスプリング内に第２ポンチを挿入し、該第２ポンチで前記エンボス突起を押し潰して、前記エンボス突起の外周により前記コイルスプリングの一端を抱き込むようにかしめて固定するかしめ工程とを含むことを特徴とする金属板材へのコイルスプリング固定方法。
2. 前記突起形成工程において、穴を有する支持台で前記金属板材を支持すると共に、前記第１ポンチの外径をＤ２とし、前記穴の内径を内径Ｄ１とし、前記金属板材の厚さをｔ１としたとき、Ｄ１−Ｄ２＜２ｔ１となるように設定する請求項１記載の金属板材へのコイルスプリング固定方法。
3. 前記エンボス突起の周壁の厚さが、前記金属板材の厚さの４０〜６０％となるように形成する請求項２記載の金属板材へのコイルスプリング固定方法。
4. 前記かしめ工程は、前記コイルスプリングの内側に前記第２ポンチが配置された第１金型と、前記金属板材の前記エンボス突起の突出方向反対側の面を受ける受け部を有する第２金型とを備え、
   前記受け部は、前記エンボス突起の突出方向反対側の内面に入り込む突出部を有する装置を用い、
   前記受け部の突出部を前記エンボス突起の突出方向反対側の内面に入り込ませて、前記金属板材を前記受け部に当接させたとき、前記突出部の端面と前記エンボス突起の内面との間に所定のクリアランスが設けられるようにする請求項１〜３のいずれか１つに記載の金属板材へのコイルスプリング固定方法。
5. 前記コイルスプリングの一端は、所定の外径で巻回された太巻き部と、該太巻き部の内側に、それよりも小さな外径で巻回された細巻き部とを有する二重巻き構造をなし、
   前記エンボス突起の偏平化された周縁が、前記細巻き部に係合するようにかしめられる請求項１〜４のいずれか１つに記載の金属板材へのコイルスプリング固定方法。

Images