JP3546647B2 - Press molded part, molding method and molding apparatus - Google Patents
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Description
【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)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a press-formed part, a method of forming the same, and a forming apparatus, and more particularly to press-forming a corner of a drum-shaped part.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to manufacture a drum-shaped component, a processing method of drawing a plate-shaped material into a cylindrical shape by drawing is used. For example, as shown in FIG. 5, such a drum-shaped component is used as a stepped drum D of a multi-plate clutch or a multi-plate brake as a friction engagement device such as an automatic transmission. In this example, the small-diameter cylindrical portion Ds of the stepped drum D is a cylinder on which the piston P of the hydraulic servo slides, and the large-diameter cylindrical portion Dl is a support portion of the friction engagement element F. .
[0003]
By the way, the corner of the bent portion L connecting the cylindrical portion Ds and the plate-shaped portion Df of such a drum-shaped component has a certain degree of roundness (in terms of a radius when viewed in cross section, Since it is generally called a radius (R), it is inevitable that a rounded corner portion is referred to as a corner radius throughout this specification. It is difficult to make the corner radius equal to or less than the sheet thickness by ordinary press molding.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Such a corner radius may not be preferable depending on the use form of the component. In particular, when the corner radius is one end of the cylinder as in the above example, if the seal portion of the piston P is applied to the corner radius, leakage of servo hydraulic pressure occurs. Therefore, in such a case, the corner radius is outside the sliding range of the seal portion, and an extra shaft length is required for the drum D, which hinders the compactness of the apparatus. Conversely, if the corner radius can be reduced, the stroke amount of the piston P can be effectively secured within the limited space.
[0005]
Therefore, when a work W formed in advance by drawing and forming a drum-shaped part as shown in FIG. 6A is press-formed, the side to be the plate-shaped portion Df is flattened as shown in FIG. The pressing punch a compresses the die B with the die b to reduce the outer corner R of the boundary between the cylindrical part Dl and the plate part Df. However, in the compression by the flat pressing punch a, there is a limit in obtaining a corner radius R approximately equal to the thickness of the work W. Further, even if the compressive force of the punch a is increased in order to further reduce the corner radius, the material spreads to the side opposite to the corner portion, and the corner radius cannot be sufficiently reduced. Therefore, in order to prevent the flesh of the material from escaping in the outer diameter direction, it is not possible to consider a method of restricting the outer peripheral side with a die c as shown in FIG. Since the load between the shape part Df and the die c is increased, there is a concern that the die c may be cracked or deformed at the time of dispensing due to the work W sticking to the die c.
[0006]
Accordingly, a first object of the present invention is to provide a press-formed product having a shape in which a small inner radius can be obtained over the entire circumference .
[0007]
A second object of the present invention is to reduce the size of the automatic transmission by using a press-formed product having the small corner radius.
[0008]
Next, a third object of the present invention is to provide a method for molding the molded part as described above.
[0009]
A fourth object of the present invention is to provide an apparatus used for carrying out the molding method.
[0010]
Further, a fifth object of the present invention is to provide a punch shape which promotes formation of a small corner radius while improving the durability of the punch and the mold release performance in the above-mentioned molding apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the present invention provides a press-formed part having a tubular portion and a plate-shaped portion, in the vicinity of an outer corner side bent portion of an inner diameter side bent portion where the tubular portion and the plate-shaped portion are connected to each other. A groove formed by pressing around the corner portion is formed on the plate-shaped portion located on an extension of the outer peripheral surface of the cylindrical portion .
[0012]
In order to achieve the second object, the press-formed part is a drum-shaped member used for a friction engagement device of an automatic transmission.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of forming a press-formed part using a punch and a die, wherein the plate-shaped part connected to the cylindrical part is supported while supporting the inner peripheral side of the cylindrical part of the formed part by the punch. During pressing, in which the cylindrical part and the plate-shaped part are connected to each other, the plate-shaped part located on the extension of the outer peripheral surface of the cylindrical part in the vicinity of the outer corner of the bent part on the inner diameter side In addition, a groove is formed around the corner portion by pressing the punch.
[0014]
In order to achieve the fourth object, in an apparatus for forming a press-formed part by a punch and a die, an inner surface of the punched part facing a die is connected to a cylindrical part and a plate part of the formed part. On the plate-like portion located on an extension of the outer peripheral surface of the cylindrical portion near the outer corner on the outer corner side of the bent portion, a ridge for forming a groove around the corner is provided.
[0015]
Furthermore, in order to achieve the fifth object, the ridge is configured to have a trapezoidal cross section with the side facing the die as the upper bottom.
[0016]
Function and effect of the present invention
In the press-formed part according to
[0017]
Further, according to the configuration of the second aspect , since the corner radius is small, a piston stroke of a clutch or a brake, which is a friction engagement device of the automatic transmission, can be lengthened in a limited space. As a result, the axial dimension of the automatic transmission can be reduced.
[0018]
Next, according to the forming method of the third aspect , since the groove is formed near the inner diameter side corner portion where the cylindrical portion and the plate-shaped portion of the press-formed part are connected, the material of the material is formed into the corner portion at the time of groove formation. Plastic flow can be caused toward the inner diameter side of the groove toward the groove, and a press-formed part having a small corner radius can be obtained.
[0019]
Next, according to the molding apparatus of the fourth aspect , by providing the groove with a groove forming protrusion on the punch, the protrusion is formed near the inner diameter side corner portion where the cylindrical portion and the plate portion of the press-formed part are connected. When molding, it is possible not only to prevent the flesh of the material from flowing to the outer diameter side of the plate-shaped portion, but also to positively plastically flow the corner portion on the inner diameter side, and to provide a groove forming ridge on the punch By itself, the corner radius of the press-formed part can be reduced.
[0020]
Further, according to the configuration of the fifth aspect, the inclination of the trapezoidal side surface of the ridge on the side of the corner promotes the extruding of the meat in the direction of the corner, and the flow of the meat is improved. It can be even smaller. In addition, the inclination of both sides of the trapezoidal side surface of the ridge makes it easier to remove the punch, and facilitates the dispensing of the formed part after processing. Further, since the upper base of the trapezoid of the ridge is flat, the durability of the ridge of the punch is improved.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an axial cross section of a press-formed part according to an embodiment. This part is composed of three cylindrical
[0022]
According to the present invention, a
[0023]
As shown in FIG. 2, the drum-shaped
[0024]
As is well known, the piston 4 compresses the
[0025]
Thus, according to the frictional engagement device of this embodiment, since the corner radius is substantially reduced to about half of the plate thickness, the same piston stroke is obtained as compared with the conventional case where the corner radius is greater than the plate thickness. However, the axial dimension of the cylinder composed of the drum-shaped
[0026]
Next, FIG. 3 shows an apparatus for forming the press-formed part. In the figure, the left half shows the state before molding, and the right half shows the state after molding. This device is a device for forming a press-formed part W by a
[0027]
On the other hand, a
[0028]
Lastly, a molding method will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the material W has another portion already formed by drawing, and only the plate-shaped
[0029]
When the elevator is lowered, the
[0030]
Next, molding starts, and the
[0031]
Further, as the compression by the
[0032]
When the molding is completed in this way, the elevator is raised toward the position shown in the left half of FIG. At this time, the
[0033]
As described above in detail, according to the molding apparatus and the molding method using the same, the
[0034]
As described above, the present invention has been described in detail based on one embodiment. However, the present invention is not limited to only the disclosed contents of the above-described embodiment, and various detailed configurations within the scope of the claims are described. It is needless to say that the present invention can be implemented by changing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an axial sectional view showing one embodiment of a press-formed part to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view in the axial direction showing a state in which the press-formed part is assembled into an automatic transmission.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a molding apparatus to which the present invention is applied, including its operation.
FIG. 4 is a process explanatory diagram showing the forming method of the present invention step by step.
FIG. 5 is an axial sectional view showing a drum of a friction engagement device of a conventional automatic transmission and its related parts.
FIG. 6 is a processing explanatory view showing a conventional method for forming a corner portion of a press-formed part.
FIG. 7 is a processing explanatory view showing another method of forming a corner portion of a conventional press-formed part.
[Explanation of symbols]
1 Drum-shaped members (press-formed parts)
7 Groove forming
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