JP3903402B2

JP3903402B2 - 打ち抜き加工におけるだれ抑制方法

Info

Publication number: JP3903402B2
Application number: JP34411997A
Authority: JP
Inventors: 倉沢浩樹; 細川直次; 千葉喜照
Original assignee: Aida Engineering Ltd; Aisin AW Co Ltd; Aisin AW Industries Co Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd; Aisin AW Co Ltd; Aisin AW Industries Co Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11156456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打ち抜き加工におけるだれ抑制方法に関し、特に、車両用自動変速装置におけるクラッチ装置、またはブレーキ装置用のバッキングプレートの製造に用いて好適な方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図５に例示する。はじめに、素材、すなわちコイル材料、あるいは定尺材料をプレス機械に取り付けた型で打ち抜き加工し、リング状の部材を得る。このとき、図６に示すように、リング状の部材の外周部にだれが発生することになる。このだれは同図中のＸ、あるいはＹで表現される。
【０００３】
上記だれは素材の硬さや型のクリアランス、すなわちパンチとダイのクリアランスによって左右される。すなわち、素材の硬度が低いほど、型のクリアランスが大きほどだれは大きくなる。
【０００４】
ところで、一般に車両用自動変速装置では、変速を行うために、湿式多板式の摩擦係合装置であるクラッチ装置およびブレーキ装置が用いられている。これらの装置の一例を図１２に断面図で示す。湿式多板式の摩擦係合装置１００は、油圧ピストン１０１と該油圧ピストン１０１により押圧される摩擦板群１０２およびこれらを収容する筒状部材であるドラム１０４を有している。前記摩擦板群１０２は、ハブ１０３にスプライン嵌合する複数枚の第１の摩擦板１０２ａと、ドラム１０４にスプライン嵌合する複数枚の第２の摩擦板１０２ｂとからなり、これら第１の摩擦板１０２ａおよび第２の摩擦板１０２ｂが軸方向に交互に配置されている。また、前記油圧ピストン１０１と前記ドラム１０４との間には油圧室１０５が形成されており、前記油圧ピストン１０１はリターンスプリング１０６により図中右方向に付勢されている。該油圧室１０５に圧油が供給されると、前記油圧ピストン１０１はリターンスプリング１０６の付勢力に抗して左方向に移動し、前記摩擦材群１０２を押圧する。そして、前記摩擦板群１０２を挟んで前記油圧ピストン１０１と反対側には、バッキングプレート１０７が配設されている。該バッキングプレート１０７は前記摩擦板群１０２とともに前記ドラム１０４内に収容され、該ドラム１０４に係止されるスナップリング１０８により軸方向の移動が規制され、前記油圧ピストン１０１による押圧力を受け止める。このため、前記摩擦板群１０２は、前記油圧ピストン１０１と前記バッキングプレート１０７との間で押圧され、前記ハブ１０３と前記ドラム１０４とを一体的に係合させる。このように、バッキングプレート１０７は圧力が負荷される部材であるので、だれがバッキングプレート１０７のスプライン歯ＳＰを形成する外周側に発生すると、摩擦係合装置１００にバッキングプレート１０７を組み込んだ際に組み付け寸法等にバラツキが発生し、また、内周側に発生すると、バッキングプレート１０７の当たり面積が減少して耐久性を低下させてしまう。よって、何れの場合も結果としてバッキングプレートとしての機能が低下することになる。このため、バッキングプレートを打ち抜き加工する際は、だれの発生を極力抑制しなければならない。
【０００５】
ここで、だれを小さくするためには、前記型のクリアランスを小さくすることが考えられるが、型のクリアランスを小さくすると型の寿命が短くなるなどの問題を伴うので自ずと限度がある。そこで、従来は、図５のｃに示すようにリング状の部材の上面を研摩加工することによって、だれを消滅させていた。よって、従来は、打ち抜き加工の他に研摩加工が必要であった。また、近年では、時代の要請により自動車の軽量化や低燃費化が求められており、自動変速機も小型・軽量化が求められるようになってきた。このため、前記バッキングプレート１０７もより狭いスペース内に配置されるようになり、他の部品との干渉防止のために、図１２および図１３に示すように、その外周側、あるいは内周側の何れか一方の板厚を薄くした薄肉部Ｔを有する、いわゆる段付形状に形成されることが多い（なお、図１３中において図１２と同一番号で示されているものは、図１２中の部材と同様の機能を果たす部材である）。このような段付バッキングプレートにおいては、狭いスペース内に配置され、他の部品との干渉を避ける必要から、段付部の形状精度が求められる。そして、以前は、この段付部（薄肉部）を切削加工等により形成していたが、近年では生産性向上およびコスト低減を狙って、プレス機による据え込み加工により形成するようになってきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の方法においては、打ち抜き加工後に研磨加工を必要とし、また、打ち抜き加工時のだれを小さくした場合は型の寿命が短くなるため、生産性の低下およびコストの上昇といった問題があった。そこで本発明は、板材料の打ち抜き加工時のだれの発生を抑制できる方法を提供することを第１の目的とし、特に、車両用自動変速装置の摩擦係合装置に用いられるバッキングプレートの成形に好適であり、バッキングプレートの機能を向上させることの出来る加工方法を提供することを第２の目的とする。また、段付バッキングプレートの薄肉部を据え込み加工により形成する場合、図１１に示すように段付部に素材の肉引けが発生し、段付部の要求形状精度（理想的な段付部の形状を図１１中に破線で示す）の確保が困難であるといった問題があった。そこで本発明は、据え込み加工による段付部の形状精度の良好な段付バッキングプレートの加工方法を提供することを第３の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、第１の目的を達成するため、最終加工品の内周または外周の輪郭の打ち抜き加工に先立ち、打ち抜き加工をする位置の近傍で最終加工品でない側にあらかじめ据え込み型により据え込み加工を行い、打ち抜き加工をする位置の近傍に加工硬化を生じさせ、前記据え込み加工されて薄くなった部分から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き型により打ち抜き加工する。それにより据え込み加工の時に素材の打ち抜き加工する位置の近傍が加工硬化し、また、打ち抜き加工時の応力が、だれが発生されると予測される部分に及ばないようにし、だれの発生を抑制する構成とする。
また、据え込み加工を行う金型のダイの少なくとも製品として残る部分の据え込みに係る部分に、打ち抜き加工する部分に向かって下がる傾斜を設けることにより、据え込み加工品の肉厚をだれの発生する部分に向かって厚くなるようにし、打ち抜き加工におけるだれを打ち消す構成とする。
また、第２の目的を達成するため、外周側に据え込み加工によりスプライン状の輪郭を形成し、該スプライン状の輪郭から元の厚さの部分に若干入った位置で外周側に打ち抜き加工することによりスプライン歯を形成し、スプライン歯部分でのだれの発生を抑制する構成とし、自動変速機の摩擦係合装置にバッキングプレートを組み込んだ際の寸法等のバラツキを低減する。また、リング状の部材の内周側に据え込み加工を行い、前記据え込み加工されて薄くなった部分から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き加工し、内周側におけるだれの発生を抑制する構成とし、当たり面積を確保する。
そして、第３の目的を達成するため、打ち抜き加工に先立ち、打ち抜き加工される部分の近傍に据え込み加工を行うときに、最終製品で薄肉にすべき部分にも同時に据え込み加工を行うことにより、段付部における素材の肉引けを防止する構成とし、段付き部の形状精度を良好にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１において、Ａは素材から打ち抜き加工されて得られたリング状の部材である。同図のＢは前記リング状の部材Ａの外周部を据え込み加工したものである。Ｂの外周部は元の板厚ｔ１から板厚ｔ３に据え込まれて薄くなっている。この据え込みする範囲は、最終の外径Ｄ１より若干大きな部分、すなわちＤ１＋ΔＤの外側部分とする。換言すれば、最終的に打ち抜きされる部所は、据え込まれて薄くなっている部分と元の厚さの部分の境界線から元の厚さの部分に若干入った所である。
【０００９】
続いて、図１の据え込み加工品Ｂの据え込み部は、直径Ｄ１の位置で打ち抜き加工されて最終加工品になる。
【００１０】
図２は、図１の据え込み加工に用いられる型を示している。下型であるダイ３に対向させて上型プレート１が設けられ、上型プレート１に各種部材が下記のように組み込まれて上型を構成している。
【００１１】
上型プレート１に据え込みパンチ２が固定され、カウンターパンチ４が昇降自在に組み込まれ、このカウンターパンチ４はピン５で付勢される構造になっている。上記上型プレート１はプレス機械のスライドに固定され、下型はボルスタに固定され、スライドの昇降運動に伴って上型は昇降運動し、上下型によって下記の手順で据え込み加工が行われる。
【００１２】
ダイ３の上にリング状素材Ａが供給された状態で、上型の下降に伴って上型は下降する。カウンターパンチ４はピン５で付勢されリング状素材Ａを押さえる。
【００１３】
続いて、据え込みパンチ２が下降し、リング状素材Ａの外周部は据え込み加工される。スライドが上昇すると上型も上昇し、据え込み加工は終了する。
【００１４】
図３は、据え込み加工された据え込み加工品Ｂを打ち抜き加工するときに用いられる型を示している。下型プレート１１にパンチ８が固定され、これらの部材で下型が構成されている。
【００１５】
上記下型に対向させて上型が設けられている。上型プレート６に打ち抜きダイ７が固定され、カウンターパンチ９が昇降自在に組み込まれ、このカウンターパンチ９はピン１０で付勢される構造になっている。これらの部材で上型が構成されている。
【００１６】
上記上型はプレス機械のスライドに固定され、下型はボルスタに固定される。スライドの昇降運動に伴って上型は昇降し、上下型によって据え込み加工品Ｂは下記の手順で打ち抜き加工される。
【００１７】
パンチ８の上に据え込み加工品Ｂが供給され、スライドの下降に伴って上型が下降し、カウンターパンチ９はピン１０で付勢され、据え込み加工品Ｂを押さえる。
【００１８】
続いて、打ち抜きダイ７が下降し、据え込み加工品Ｂは打ち抜き加工され、スライドが上昇して打ち抜き加工は終了する。この打ち抜き加工においては、打ち抜き加工する位置の素材が前工程の据え込み加工により加工硬化していること、及び前述のΔＤが小さいことにより、材料のせん断加工が早期に起こり、だれの発生が抑制されるとともに打ち抜き加工された面が滑らかになる。
【００１９】
図４は図２の要部、すなわち据え込み加工に用いる型の要部を示すものである。ダイ３の上面が、外に向かって低くなるように傾斜している。カウンターパンチ４及び据え込みパンチ２の下面は水平であり、材料流動は内側にも起こることから据え込み加工品Ｂの肉厚は外に向かって大きくなる。そして、据え込み加工を行うことにより据え込み加工品Ｂは塑性変形し、下面が平らになるため前記肉厚の変化は据え込み加工品のだれを打ち消すことになる。
【００２０】
上記実施例における実際の主な寸法を以下に示す。Ｄ１≒１５０ｍｍ、Ｄ２≒１５５、ΔＤ＝０．６〜１．０ｍｍ、ｔ１＝３．５ｍｍ，ｔ３＝２．２５ｍｍ，α＝０．５〜３°である。
【００２１】
上記寸法は例示であってこれらの寸法にこだわることはない。上記実施例は、リング部材を対象としているが、本願発明は単なる円板でも適用出来る。そして、上記実施例は外周部を据え込み加工して打ち抜き加工する構成になっているが、内周部を据え込み加工して打ち抜き加工してもよい。その場合は、据え込みパンチ２と打ち抜きダイ７は内周部に配備される。さらに、上記実施例は円形部材を対象にしているが、外周部、あるいは内周部にスプライン歯を形成したバッキングプレートや、もっと複雑な形状をした部材にも同様に適用出来る。
【００２２】
図７は、外周部にスプライン歯を形成した段付バッキングプレートの工程説明図である。図７において、Ａ’は素材を打ち抜き加工して得られたリング状素材である。該リング状素材Ａ’に、外周側の最終製品形状の輪郭よりも若干外径側に寄った部分と、内周側の薄肉部とされる部分とに同時に据え込み加工を施すことにより、据え込み加工品Ｂ’が得られる。このとき、据え込み加工品Ｂ’の外周側には、据え込み加工によりスプライン状の輪郭Ｓが形成される。また、内外周を同時に据え込み加工することにより、段付部での肉引けが抑制され、段付部の形状精度が極めて良好となる。次に、前記据え込み加工品Ｂ’の内周側および外周側を打ち抜き加工することにより、外周部にスプライン歯ＳＰが形成され、内周側に薄肉部Ｔが形成された最終加工品、すなわち段付バッキングプレートＢＫが得られる。外周側打ち抜き加工に際しては、外周側の前記スプライン状の輪郭Ｓよりも若干内径側に寄った位置で打ち抜き加工され、これにより、だれのないスプライン歯ＳＰを得ることが出来る。
【００２３】
図８は図７の据え込み加工に用いられる型を示している。なお、図８において図２と共通の部材は同一符号で示す。下型であるダイ３に対向させて上型プレート１が設けられ、該上型プレート１に各種部材が下記のように組み込まれて上型を構成している。
【００２４】
上型プレート１に外周据え込みパンチ２’および内周据え込みパンチ１２が同心状に固定され、さらに、前記外周据え込みパンチ２’と内周据え込みパンチ１２との間に、カウンターパンチ４が同心状かつ昇降自在に組み込まれている。該カウンターパンチ４の上方には、上型プレート１に組み込まれたピン５が配設されており、前記カウンターパンチ４は、該ピン５により下方に向かって付勢される構造になっている。また、上記上型プレート１はプレス機械のスライド（図示せず）に固定され、下型であるダイ３はボルスタ（図示せず）に固定される。そして、前記スライドの昇降運動に伴って上型は昇降運動し、前記上型および下型により、下記の手順で据え込み加工が行われる。
【００２５】
まず、ダイ３の上にリング状素材Ａ’が供給された状態で、スライドの降下に伴って上型が降下する。この際、カウンターパンチ４がピン５により下方に向かって付勢され、前記リング状素材Ａ’を押さえる。
【００２６】
さらにスライドが降下すると、前記カウンターパンチ４に続いて内周据え込みパンチ１２および外周据え込みパンチ２’が降下し、リング状素材Ａ’は内周部の薄肉部Ｔとされる部分および外周部の打ち抜き加工される部分の近傍を同時に据え込み加工され、据え込み加工品Ｂ’となる。このとき、内周部および外周部を同時に据え込み加工することにより、段付部における素材の肉引けが防止され、段付部が高い形状精度で形成される。その後、スライドの上昇に伴って上型が上昇し、据え込み加工は終了する。
【００２７】
図９は据え込み加工品Ｂ’を打ち抜き加工する際に用いられる型を示している。なお、図９において図３と共通の部材は同一符号で示す。下型プレート１１にはパンチ８が固定され、これらの部材で下型が構成されている。一方、上型プレート６には、外周打ち抜きダイ７’および内周打ち抜きダイ１３が同心状に固定されており、更に、前記外周打ち抜きダイ７’と内周打ち抜きダイ１３との間に、カウンターパンチ９が同心状かつ昇降自在に組み込まれている。該カウンターパンチ９の上方には、上型プレート６に組み込まれたピン１０が配設されており、前記カウンターパンチ９は、該ピン１０により下方に向かって付勢される構造になっている。そして、これらの部材で上型が構成され、該上型は前記下型に対向させて設けられている。また、上記上型プレート１はプレス機械のスライド（図示せず）に固定され、下型はボルスタ（図示せず）に固定される。そして、前記スライドの昇降運動に伴って上型は昇降運動し、前記上型および下型により、前記据え込み加工品Ｂ’は下記の手順で打ち抜き加工される。
【００２８】
まず、パンチ８の上に据え込み加工品Ｂ’が供給され、スライドの下降に伴って上型が下降する。この際、カウンターパンチ９がピン１０により下方に向かって付勢され、前記据え込み加工品Ｂ’を押さえる。更にスライドが降下すると、前記カウンターパンチ９に続いて内周打ち抜きダイ１３および外周打ち抜きダイ７’が降下し、据え込み加工品Ｂ’は内周部および外周部を打ち抜き加工される。その後、スライドの上昇に伴って上型が上昇し、打ち抜き加工は終了する。
【００２９】
図１０は、図８に示す型の要部を示すものである。図示のように、ダイ３の上面は、外周側に向かって低くなるように傾斜しており、少なくとも外周パンチ２’およびカウンターパンチ４の下面は水平となっている。このような型構造による作用効果は、図４に示したものと同様であり、冗長を避けるため、説明は省略する。
【００３０】
以上、段付バッキングプレートの加工方法について、内周側に薄肉部を有し、外周側にスプライン歯を形成したものを例に説明したが、これ以外にも、外周側に薄肉部およびスプライン歯を形成したものや、内周側にスプライン歯を形成したもの等、種々の段付バッキングプレートの加工に本願発明を適用することが出来る。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１の構成によれば、最終加工品の内周または外周の輪郭の打ち抜き加工に先立ち、打ち抜き加工をする位置の近傍で最終加工品でない側にあらかじめ据え込み型により据え込み加工を行い、打ち抜き加工する位置の近傍に加工硬化を生じさせ、前記据え込み加工されて薄くなった部分から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き型により打ち抜き加工することにより、素材の打ち抜き加工する位置の近傍が加工硬化し、また打ち抜き加工時の応力が、だれが発生されると予測される部分に及ばないようにしたため、打ち抜き加工におけるだれの発生を抑制することが出来る。
また、請求項２の構成によれば、据え込み加工を行う金型のダイの、少なくとも製品として残る部分の据え込みに係わる部分に、打ち抜き加工する部分に向かって下がる傾斜を設けたことにより、据え込み加工品の肉厚をだれの発生する部分に向かって厚くなるようにしたため、打ち抜き加工におけるだれを打ち消すことができる。
また、請求項３の構成によれば、据え込み加工により外周側にスプライン状の輪郭を形成し、該スプライン状の輪郭から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き加工することによりスプライン歯を形成するようにしたため、スプライン歯部分でのだれの発生が抑制され、自動変速機の摩擦係合装置のバッキングプレートに用いた場合、バッキングプレート組み付け時の寸法等のバラツキを低減することが出来、摩擦係合装置の信頼性を向上させることができる。
また、請求項４の構成によれば、リング状の部材の内周側に据え込み加工を行い、前記据え込み加工されて薄くなった部分から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き加工することにより、内周側におけるだれの発生が抑制され、自動変速機の摩擦係合装置のバッキングプレートに用いた場合、バッキングプレートの当たり面積を確保することが出来、バッキングプレートの耐久性を向上させることができる。
また、請求項５の構成によれば、打ち抜き加工に先立ち、打ち抜き加工される部分の近傍と最終形状で薄肉部とされる部分とに同時に据え込み加工を行い、前記打ち抜き加工する部分の据え込み加工されて薄くなった部分から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き加工することにより、段付部の形状精度を良好にすることが出来、段付バッキングプレートの機能および品質を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】工程説明図
【図２】据え込み加工用の型の縦断面図
【図３】打ち抜き加工用の型の縦断面図
【図４】図２の要部説明図
【図５】従来の工程図
【図６】だれの説明図
【図７】段付バッキングプレートの工程説明図
【図８】段付バッキングプレートの据え込み加工用の型の縦断面図
【図９】段付バッキングプレートの打ち抜き加工用の型の縦断面図
【図１０】図８の要部説明図
【図１１】段付バッキングプレートの段付部の肉引けを説明する部分断面図
【図１２】摩擦係合装置の一例を示す縦断面図
【図１３】摩擦係合装置の他の例を示す縦断面図
【符号の説明】
１は上型プレート、２は据え込みパンチ、２’は外周据え込みパンチ、３はダイ、４はカウンターパンチ、５はピン、６は上型プレート、７は打ち抜きダイ、７’は外周打ち抜きダイ、８はパンチ、９はカウンターパンチ、１０はピン、１１は下型プレート、１２は内周据え込みパンチ、１３は内周打ち抜きダイ、１００、１００’は摩擦係合装置、１０１、１０１’は油圧ピストン、１０２、１０２’は摩擦板群、１０２ａ、１０２ａ’は第１の摩擦板、１０２ｂ、１０２ｂ’は第２の摩擦板、１０３，１０３’はハブ、１０４、１０４’はドラム、１０５、１０５’は油圧室、１０６はリターンスプリング、１０７、１０７’はバッキングプレート、１０８、１０８’はスナップリング、Ａ、Ａ’はリング状素材、Ｂ、Ｂ’は据え込み加工品、Ｃは最終加工品、ＢＫは段付バッキングプレート、Ｓはスプライン状輪郭、ＳＰはスプライン歯、Ｔは薄肉部、である。

Claims

最終加工品の内周または外周の輪郭の打ち抜き加工に先立ち、打ち抜き加工をする位置の近傍で最終加工品でない側にあらかじめ据え込み型により据え込み加工を行い、打ち抜き加工をする位置の近傍に加工硬化を生じさせ、前記据え込み加工されて薄くなった部分から元の厚さの部分に若干入った位置で打ち抜き型により打ち抜き加工することを特徴とする打ち抜き加工におけるだれ抑制方法。
前記据え込み型のダイの、少なくとも製品として残る部分の据え込みに係る部分に、打ち抜き加工する部分に向かって下がる傾斜を設けることを特徴とする請求項１に記載の打ち抜き加工におけるだれ抑制方法。
前記最終加工品は、自動変速機の摩擦係合装置に用いられるバッキングプレートであり、外周側に前記据え込み加工によりスプライン状の輪郭を形成し、外周側に前記打ち抜き加工によりスプライン歯を形成することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の打ち抜き加工におけるだれ抑制方法。
前記最終加工品は、自動変速機の摩擦係合装置に用いられるバッキングプレートであり、リング状の部材の内周側にスプライン歯を形成し、内周側に前記打ち抜き加工することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３の何れか１項に記載の打ち抜き加工におけるだれ抑制方法。
打ち抜き加工される位置の近傍に据え込み加工を行うときに、最終製品で薄肉にすべき部分にも同時に据え込み加工を行うことを特徴とする請求項１、２、３または４の何れかに記載の打ち抜き加工におけるだれ抑制方法。