JP3953044B2 - キャリアプレート及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は自動変速機などに用いられる遊星歯車装置を構成するキャリアのキャリアプレート及びその製造方法に関する。
一般に、自動車の自動変速機には遊星歯車装置が設けられており、遊星歯車装置は、リングギヤ、サンギヤ、これらリングギヤとサンギヤとに噛合するピニオン及びこのピニオンを支持するキャリアとで構成されている。
図９は、この様な遊星歯車装置のキャリアプレートの一例を示すものである（特許文献１参照）。このキャリアプレート１０１は、ピニオンギヤの支軸を支持する中空円盤状のキャリア本体１０２と、該キャリア本体１０２の外周端から軸方向に延びる複数の舌片状の脚部１０３とからなっている。
そして、このキャリアプレート１０１は、プレスで打ち抜かれた円板状の打ち抜き素材から舌片状の脚部を有するキャリア素材（ブランクとも云う）１０４を打ち抜き、その後キャリア素材１０４の脚部１０３を軸方向に折り曲げて形成される。キャリア素材１０４は、図９（ｂ）に示すように、打ち抜き形成された中空円板状のキャリア本体１０２の外周に複数の舌片状の脚部１０３が放射状に等間隔で配置されている。
しかし、この様な形状のキャリアプレートにあっては、円板状の打ち抜き素材に対して、脚部１０３が放射状に配置されるために、キャリアプレート１０１の打ち抜き素材に対する歩留まりが極めて低いものとなる。
キャリアプレートはその剛性が必要とされる強度部材である。このため、軽量化の要請に応えるためには、使用する鋼材を従来の熱延鋼板から強度の高い炭素鋼や合金鋼へと材料を高級化しなければならない。従来は、部品コストに占める材料費の割合は比較的低く、加工費の占める割合の方が大きかった。しかし、前記のように材料の高級化に伴い部品コストに占める材料費の割合が上昇しており、材料歩留まりの一層の向上によるコスト削減が求められるようになった。
特開平７−１３６７２１号公報
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、必要な剛性と高い材料歩留まりとを有するキャリアプレートとその製造方法とを提供することである。
本発明のキャリアプレートは、ギヤを支持するプレート部と、該プレート部の外縁部に軸線方向に延在する複数の脚部とを有するキャリアプレートであって、
前記プレート部の外接円の接線に対して略垂直な折り曲げ線に沿って曲げられた脚部を有することを特徴とする。
また、本発明のキャリアプレートの製造方法は、ギヤを支持するプレート部と、該プレート部の外縁部に軸線方向に延在する複数の脚部とを有するキャリアプレートの製造方法において、材料から円または多角形の板状素材を打ち抜く素材打ち抜き工程と、前記板状素材から該板状素材の外接円の略円周方向に延びる舌部を有するブランクを打ち抜くブランク打ち抜き工程と、前記舌部を軸線方向に前記ブランクの外接円の接線に対して略垂直な折り曲げ線に沿って折り曲げる折り曲げ工程とを有することを特徴とする。
ここで、舌部はブランクの外接円の接線を含む外周方向に配置することが望ましい。
本発明のキャリアプレートは、プレート部の外縁部に軸線方向に延在する脚部の折り曲げ線が、プレート部の外接円の円周方向に対して略垂直方向であるので、脚部を折り曲げる前のブランクの舌部を外接円の略円周方向とすることができる。従って、キャリアプレートの剛性を低下させることなく板状素材からのブランクの歩留まりを大幅に向上することができ、使用する鋼材を高級な炭素鋼や合金鋼に変更しても部材コストを低減することができる。
以下、図面に沿って、本発明の実施形態の一例である実施例について説明する。
図１は、材料として厚さ９ｍｍの炭素鋼板（Ｓ３５Ｃ）を用いて形成した本発明の実施例を示すキャリアプレート１の斜視図である。この図に示すように、キャリアプレート１は、変形板状のプレート部２の外縁部に円周方向等間隔で軸線Ｈ方向に３個の脚部３が延在するように形成されている。なお、プレート部２には回転軸を挿通する軸穴４とピニオンギヤを支持する支持穴５とが形成されている。
図２は、図１のキャリアプレート１をＡ方向から見た平面概要図である。図２に示すように、本実施例のキャリアプレート１の脚部３は、プレート部２の外接円Ｓの接線Ｋに略垂直の線Ｌに沿って折り曲げられている。
この様なキャリアプレート１は、次のようにして製造することができる。
先ず、素材打ち抜き工程で板状または帯状の材料から板状素材１０（図３）を打ち抜く（この実施例では円板状）。この時、回転軸を挿通する軸穴４とピニオンギヤを支持する支持穴５とを同時に打ち抜いて形成してもよい。
次に、ブランク打ち抜き工程では、円板状素材１０から図３に示す舌部３を有するブランク１１を打ち抜く。ブランク１１は、プレート部２と、プレート部２に一体的に連なってＬ字状をなす舌部３とから構成されている。ここで、舌部３は、おおよそ円板状素材の外周縁１１ａの周方向で接線Ｋ’に略平行に配置されている。
次いで、このブランク１１を所定のダイスとポンチとの間に入れてブランク１１の舌部３を折り曲げる。例えば、舌部３ａの場合には、舌部３ａをプレート部２の外接円２ａ（１１ａとの同心円）の接線Ｋに略垂直の折り曲げ線Ｌに沿って軸線方向に折り曲げればよい。
すなわち、本実施例においては、舌片状の脚部３をブランク１１のように配置することにより円板状素材１０に対する歩留まりを向上することができる。以下に、歩留まりの向上について従来方法により形成されたキャリアプレートを比較例として説明する。
図４、５は、従来技術によるキャリアプレートを模式的に示したものである。このキャリアプレートは、材料として厚さ９ｍｍのＳＡＰＨ４４０−ＯＤを用いて形成され、実施例と同様に３本の脚部を備えており、ほぼ同一の剛性を有するものである。図４は、図２と同様に脚部を折り曲げた後のキャリアプレートのＡ視平面図であり、図５はブランク形状を示す。
比較例のキャリアプレート３０は、実施例と同様にプレート部３１と、プレート部３１の外周部から軸線方向に延設された３本の脚部３２とから構成されている。しかし、比較例においては、脚部３２は、プレート部３１の外接円３１ａの周方向Ｓに沿って折り曲げられている。これは、図５に示すように、舌部３２が円板状素材４０の径方向Ｊに延伸するように配置されているブランクを用いたためである。
ここで、実施例の円板状素材１０に対するブランク１１の歩留まりと、比較例の円板状素材４０に対するブランク４１の歩留まりとを比較したところ、実施例では約４０％の歩留まりの向上が見られた。
また、比較例のキャリアプレートはＳＡＰＨ４４０−ＯＤを用いて形成したが、実施例では強度の高い高価なＳ３５Ｃを用いて成形した。実施例では高価な材料を使用したにもかかわらず、歩留まりを大幅に向上することができたので、実施例の製造コストを比較例に対して約３０％低減することができた。
ところで、実施例ではブランクを打ち抜く円板状素材は板状または帯状の材料鋼板から打ち抜きで形成している。上記の歩留まり比較は、打ち抜きされた円板状素材に対するブランクの歩留まりの比較であるが、ブランクの形状を変更することにより円板状素材の大きさも変化する。本実施例と比較例とでは、比較例の円板状素材の直径を１とすると、実施例の円板状素材の直径は０．７であった。すなわち、ブランク形状を比較例から実施例の形状に変更することにより、材料鋼板に対するブランクの歩留まりを、さらに一層向上させることができる。
なお、本発明は、以上の実施例に限定することなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することができる。例えば、実施例では、まずブランクを打ち抜く板状素材を材料鋼板から打ち抜いて準備したが、板状素材を準備することなく、材料鋼板から直接ブランクを打ち抜き形成することもできる。
その一例を図６、７に示した。図６は、上記の実施例のように３本の脚部を有するキャリアプレートであり、図７はそのブランク形状を示す。ブランクはその外接形状が略正三角形である。従って、例えば、図８に示すような抜き方で幅Ｗの材料鋼板から直接ブランク打ち抜きするようにすれば、キャリアプレートの材料歩留まりをなお一層向上させることができ、コストを大幅に低減することができる。
また、本実施例ではキャリアプレートの材料を炭素鋼のＳ３５Ｃとしたが、さらに高強度が必要な場合には、合金鋼のＳＣｒやＳＣＭなども好適に用いることができる。
本発明は、遊星歯車装置のキャリアプレートに適用して好適である。特に自動車においては自動変速機や無段変速機などの遊星歯車装置のキャリアに適用して大幅な材料歩留まりの向上と製造コストの削減とを図ることができる。
実施例のキャリアプレートを示す斜視図である。 図１のＡ視平面概要図である。 実施例の板状素材とブランクの形状を示す平面模式図である。 比較例のキャリアプレートのＡ視（図１参照）平面概要図である。 比較例の板状素材とブランクの形状を示す平面模式図である。 図７に示す三角形状のブランクから形成したキャリアプレートのＡ視（図１参照）平面概要図である。 他の実施例のキャリアプレートのブランク形状を示す平面模式図である。 図７のブランクを材料鋼板から打ち抜く打ち抜き方法の一例を示す図である。 従来技術になるキャリアプレートを説明する説明図である。（ａ）成形後の斜視図である。（ｂ）ブランク形状を示す平面模式図である。
符号の説明
１、３０：キャリアプレート ２、３１：プレート部 ３、３２：舌部 ４：軸穴 ５：支持穴 １０、４０：板状素材 １１、４１：ブランク Ｈ：軸線 Ｌ：折り曲げ線

Claims (2)

  1. ギヤを支持するプレート部と、該プレート部の外縁部に軸線方向に延在する複数の脚部とを有するキャリアプレートであって、
    前記プレート部の外接円の接線に対して略垂直な折り曲げ線に沿って曲げられた脚部を有することを特徴とするキャリアプレート。
  2. ギヤを支持するプレート部と、該プレート部の外縁部に軸線方向に延在する複数の脚部とを有するキャリアプレートの製造方法において、
    材料から円または多角形の板状素材を打ち抜く素材打ち抜き工程と、
    前記板状素材から該板状素材の外接円の略円周方向に延びる舌部を有するブランクを打ち抜くブランク打ち抜き工程と、
    前記舌部を軸線方向に前記ブランクの外接円の接線に対して略垂直な折り曲げ線に沿って折り曲げる折り曲げ工程と、
    を有することを特徴とするキャリアプレートの製造方法。
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