JP6172715B2 - 鋳造部品ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造部品ユニットの製造方法に関する。

自動車等の自動変速機には、変速動作を行うための油圧を供給する油圧制御装置が設けられる。油圧制御装置は、略平板状を成した複数の鋳造部品（ボディ部材）を組み合わせて構成されたバルブボディを有する。各ボディ部材の厚さ方向一方の側面には多数の油溝が形成され、この側面同士を対向させて固定することにより、バルブボディの内部に多数の油路が形成される。バルブボディに設けられたバルブスプールを移動させて油路を切り替えることにより、自動変速機に供給される油圧が制御される。

油圧制御装置は、複数のボディ部材を鋳造により成形する鋳造工程、各ボディ部材の厚さ方向一方の側面に設けられた平坦面やボルト孔に切削加工を施す加工工程、各ボディ部材を洗浄して切削粉を除去する洗浄工程、複数のボディ部材を固定してバルブボディを組み立てると共に、バルブボディにバルブスプール等の部品を組み付ける組付工程を経て製造される。

例えば下記の特許文献１には、パレットに載置したワークに対して洗浄液を噴射することで、ワークの洗浄を行う洗浄装置が示されている。また、下記の特許文献２には、保持治具で保持したバルブボディに対して、他の部品（軸状部品）を組み付ける組付装置が示されている。

特開２０１２−７６２１５号公報 特開２００５−２１２０７３号公報

上記のような洗浄装置及び組付装置を用いた場合、ワークを保持するためのパレットが装置ごとに設けられる。このように、装置ごとにパレットを設けると、複数種のパレットが必要となってコスト高を招くと共に、洗浄装置のパレットから組付装置のパレットにワークを移載する必要が生じ、工数が増える。また、洗浄工程を経たワークを、組付装置のパレットに取り付けると、組付装置のパレットに付着した異物（ゴミ）がワークに付着し、その後の組付工程で異物が油路に混入して油の流れ不良等の不具合を招く恐れがある。このような不具合を回避するため、組付装置のパレットを予め洗浄するための別途の洗浄装置が必要となり、設備コスト高を招く。

上記のような問題を解消するためには、例えば、洗浄工程と組付工程で共通のパレットを使用することが考えられる。しかし、洗浄工程では、ワークのうち、少なくとも切削加工が施された部分に洗浄液を噴き付けて洗浄する必要があるため、この部分を保持具で押さえて保持することはできない。特に、バルブボディのボディ部材の場合、厚さ方向一方の側面（油溝が形成された面）に設けられた平坦面やボルト孔に切削加工が施されるため、ボディ部材を厚さ方向両側からクランプしたり、ボルト孔を利用して保持することができない。例えば、ボディ部材を、厚さ方向と直交する方向でクランプすることも考えられる。しかし、ボディ部材は略平板状を成しているため、厚さ方向両側の側面と比べて、縁部（厚さ方向両側の側面以外の側面）の面積が小さく、且つ、縁部には鋳造時のゲートカット跡等の凹凸が形成されている。このため、ボディ部材の縁部を保持できる領域は限られており、縁部のみを保持するだけでは、組付工程でパレットに対するボディ部材の保持が不安定となる恐れがある。このように、洗浄工程と組付工程の双方で使用可能なパレットを用意することは容易ではないため、上述のように各工程で別々のパレットを用いているのが現状である。

以上のような事情から、本発明は、鋳造部品ユニットの製造にあたり、洗浄工程と組付工程で共通のパレットを使用することを可能とし、低コスト化及び工数削減を図ることを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、厚さ方向と直交する方向に延在する略平板状を成し、厚さ方向一方の側面の外周端に凹部を有する鋳造部品を成形する鋳造工程と、前記鋳造部品の厚さ方向一方の側面のうち、前記凹部を除く領域に設けられた平坦面に切削加工を施す加工工程と、パレットに設けたクランプ部材を、成形面からなる前記凹部に押し当てて前記鋳造部品を厚さ方向両側からクランプすることにより、前記鋳造部品を前記パレットに装着するパレット装着工程と、前記鋳造部品を前記クランプ部材でクランプして前記パレットに装着した状態で、前記鋳造部品を洗浄する洗浄工程と、前記鋳造部品を前記クランプ部材でクランプして前記パレットに装着した状態のまま、前記鋳造部品に他の部品を組み付けて鋳造部品ユニットを形成する組付工程とを順に経て行う鋳造部品ユニットの製造方法を提供する。

このように、鋳造工程において、鋳造部品の厚さ方向一方の側面の外周端に凹部を成形することにより、その後の加工工程で上記側面に切削加工（フライス加工）を施した際、凹部には切削加工が施されず、成形面のままで残される。この成形面からなる凹部にクランプ部材を押し当てて鋳造部品をクランプすることにより、鋳造部品をパレットに強固に保持させることができる。このとき、クランプ部材を押し当てた凹部には洗浄液が噴き付けられないが、凹部は切削加工が施されていない成形面であるため、切削屑がほとんど付着しておらず、洗浄しなくても問題ない。以上のように、鋳造部品の厚さ方向一方の側面の外周端に成形面からなる凹部を設け、この凹部を利用して鋳造部品をクランプ保持することで、鋳造部品を十分に洗浄し、且つ、鋳造部品をパレットに強固に保持させることができるため、洗浄工程及び組付工程の双方で共通のパレットを使用することが可能となる。

鋳造部品のうち、鋳造による成形面は、切削加工が施された部分と比べて、寸法精度が低い。従って、鋳造部品のうち、クランプ部材が厚さ方向両側から当接する部分が何れも鋳造による成形面であると、組付工程において、パレットに対する鋳造部品の厚さ方向の位置決め精度が不足し、組み付けに支障を来たす恐れがある。そこで、上記の製造方法は、前記鋳造工程で、前記鋳造部品の厚さ方向他方の側面に凸部を設け、前記加工工程で、前記凸部の頂面に切削加工を施し、前記パレット装着工程において、前記凹部及び前記凸部に前記クランプ部材を押し当てて前記鋳造部品を厚さ方向両側からクランプすることが好ましい。このように、切削により高精度に仕上げられた凸部の頂面にクランプ部材を押し当てることで、切削面からなる凸部の頂面を基準として鋳造部品を高精度に位置決めすることができる。

上記の製造方法は、例えば、前記鋳造部品ユニットが、自動変速機の油圧制御装置であり、前記鋳造部品が、前記油圧制御装置のバルブボディに設けられ、厚さ方向一方の側面に油溝が形成されたボディ部材である場合に好適に適用することができる。

以上のように、本発明によれば、洗浄工程及び組付工程の双方で共通のパレットを使用してパレット数を削減することができるため、低コスト化及び工数削減を図ることができる。

油圧制御装置の正面図である。 上記油圧制御装置のバルブボディのボディ部材の平面図である。 （Ａ）は、ボディ部材を保持するパレットの正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）図のＢ方向から見た側面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＣ方向から見た側面図である。 取付台にパレットをセットした状態を示す平面図である。 図４のパレットにボディ部材をセットした状態を示す平面図である。 図５のボディ部材をパレットのクランプ部材でクランプした状態を示す平面図である。 図６のＡ−Ａ線における断面図である。 洗浄工程を示す側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、バルブボディの組立手順を概念的に示す正面図である。

図１に、自動車の自動変速機に供給する油圧を制御する油圧制御装置１００（鋳造部品ユニット）を示す。油圧制御装置１００は、バルブボディ１と複数のバルブスプール２とを備える。

バルブボディ１は、厚さ方向（図１の上下方向）と直交する方向に延在する略平板状を成した複数のボディ部材（鋳造部品）を有する。本実施形態のバルブボディ１は、第１ボディ部材１０及び第２ボディ部材２０と、これらの間に配されたセパレータ３０とを有する。

第１ボディ部材１０の厚さ方向一方の側面１１（第２ボディ部材１０と対向する面、図１の下面）には、図２に示すように、多数の油溝１２が形成される。側面１１のうち、油溝１２の間の領域（図２の散点領域）には、平坦面１３が設けられる。平坦面１３には切削加工（フライス加工）が施されている。平坦面１３には、複数のボルト孔１４が形成される。ボルト孔１４の内周面には、切削加工によりネジ溝が形成されている。側面１１の外周端の複数箇所には凹部１５が設けられる。凹部１５は、平坦面１３よりも厚さ方向他方側（図２の紙面奥側）に後退している。第１ボディ部材１０の厚さ方向他方の側面１６（図１の上面）のうち、凹部１５の裏側には、凸部１７が設けられる（図７参照）。凸部１７の頂面は、切削加工で平坦に仕上げられている。一方、厚さ方向一方の側面１１に設けられた油溝１２及び凹部１５や、厚さ方向他方の側面１６のうち、凸部１７の頂面を除く領域は、切削加工が施されておらず、鋳造による成形面となっている。

第２ボディ部材２０にも、第１ボディ部材１０と同様に、油溝、平坦面、ボルト孔、凹部、凸部等が設けられる（図示省略）。第２ボディ部材２０の油溝の形状や形成箇所は、第１ボディ部材１０とは異なる。第２ボディ部材２０のボルト孔は、第１ボディ部材１０に対応した位置、すなわち、共通のボルトが挿通可能な位置に設けられる。

セパレータ３０は、薄板状の部材であり、複数の貫通孔（図示省略）が設けられる。セパレータ３０は、第１ボディ部材１０の油溝１２が形成された側面１１と、第２ボディ部材２０の油溝が形成された側面２１とで挟持される（図１参照）。この状態で、第１ボディ部材１０の油溝１２と第２ボディ部材２０の油溝とが、セパレータに設けられた貫通孔を介して所望の位置で連通される。

バルブスプール２は、第１ボディ部材１０に設けられた挿入孔１８あるいは第２ボディ部材２０に設けられた挿入孔２８に摺動可能な状態で挿入される（図示省略）。バルブスプール２を、挿入孔１８，２８内において、軸方向（摺動方向）の所定位置に配することで、バルブボディ１の内部に所定の油路が形成される。そして、制御部（図示省略）からの指令に基づいてバルブスプール２を移動させることで、バルブボディ１の内部に形成される油路が切り替えられる。

次に、油圧制御装置１００の製造方法を、バルブボディ１の製造方法を中心に説明する。

（１）鋳造工程
まず、第１ボディ部材１０及び第２ボディ部材２０を鋳造により成形する。本実施形態では、アルミ溶湯によるダイカスト鋳造により各ボディ部材１０，２０を成形する。鋳造されたボディ部材１０，２０は、完成品とほぼ同様の形状に成形される。具体的に、例えば第１ボディ部材１０には、油溝１２、平坦面１３、ボルト孔１４（ネジ溝無し）、凹部１５、凸部１７等が鋳造により成形される。

（２）加工工程
次に、各ボディ部材１０，２０を加工装置に搬入し、各ボディ部材１０，２０に対して切削加工を施す。具体的には、第１ボディ部材１０のうち、第２ボディ部材２０と対向する側面１１の平坦面１３に切削加工（フライス加工）を施す。また、第１ボディ部材１０のボルト孔１４の内周面に切削加工を施し、ネジ溝を形成する。同様に、第２ボディ部材２０の平坦面及びボルト孔にも切削加工を施す。

（３）パレット装着工程
次に、各ボディ部材１０，２０を、それぞれパレットに装着する。以下、第１ボディ部材１０をパレット４に固定する手順を説明するが、第２ボディ部材２０のパレットへの固定手順も同様であるため、重複説明は省略する。

パレット４は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、クランプ部材４１を有する。図示例では、パレット４に複数のクランプ部材４１が設けられ、具体的には、互いに離隔した一対のクランプ部材４１が設けられる。クランプ部材４１は、フレーム４２を介して平板状のベース４３に取り付けられる。各クランプ部材４１は、フレーム４２に固定された固定部４１ａと、固定部４１ａに対して移動可能な可動部４１ｂとを備える。可動部４１ｂは、固定部４１ａに対して接近離反する方向｛図３（Ｂ）（Ｃ）の左右方向｝、及び、ボディ部材１０に対して接近離反する方向｛図３（Ａ）の左右方向｝でスライド可能とされる。固定部４１ａと可動部４１ｂとの間には、可動部４１ｂをクランプ解除方向｛固定部４１ａから離反する方向、図３（Ｂ）の右側、図３（Ｃ）の左側｝に付勢するスプリング４１ｃが設けられる。固定部４１ａと可動部４１ｂはボルト４１ｄを介して連結され、ボルト４１ｄを締め付けることにより、可動部４１ｂがクランプ方向（固定部４１ａに接近する方向）に移動する。

この他、パレット４には、転倒を防止するためのガイド部４４と、ボディ部材１０の縁部に当接させる当接ピン４５と、ボディ部材１０の厚さ方向他方側の側面１６を支持する支持部４６が設けられる。ガイド部４４は、例えばベース４３から上方に突出して設けられる。ガイド部４４は、ボディ部材１０の重心に対して、フレーム４２と厚さ方向で反対側に設けられる。当接ピン４５は、ベース４３の複数箇所から上方に突出して設けられる。支持部４６は、フレーム４２と一体に設けられる。

パレット４へのボディ部材１０の取付は、以下の手順で行われる。まず、図４に示すように、取付台５の上にパレット４を平置き状態でセットする。取付台５には、パレット４を位置決めするパレット位置決めピン５１と、第１ボディ部材１０を位置決めするボディ位置決めピン５２とが設けられる。パレット４のフレーム４２に設けられた位置決め用の凹部４７に、取付台５のパレット位置決めピン５１を嵌合させることで、パレット４が取付台５に対して位置決めされる。このとき、クランプ部材４１の可動部４１ｂは、後にセットされる第１ボディ部材１０から離反する側に後退した位置に配される。

次に、図５に示すように、パレット４に第１ボディ部材１０をセットする。具体的には、取付台５のボディ位置決めピン５２に第１ボディ部材１０を当接させながら、第１ボディ部材１０をパレット４の上（詳しくは、クランプ部材４１の固定部４１ａ及び支持部４６の上）に載置する。これにより、第１ボディ部材１０がパレット４及び取付台５に対して位置決めされる。このとき、パレット４の当接ピン４５は、第１ボディ部材１０の縁部に当接している。

この状態で、図６に示すように、クランプ部材４１の可動部４１ｂを第１ボディ部材１０側にスライドさせ、固定部４１ａと可動部４１ｂとの間に第１ボディ部材１０の外周部を配置する。そして、ボルト４１ｄを締め付けることで、固定部４１ａと可動部４１ｂとで第１ボディ部材１０を厚さ方向両側からクランプする（図７参照）。具体的には、可動部４１ｂを、第１ボディ部材１０の側面１１の外周端に設けられた成形面からなる凹部１５に押し付けると共に、固定部４１ａを、凹部１５の裏側（図７の下側）に設けられた凸部１７の頂面に押し付ける。以上により、第１ボディ部材１０が、パレット４に対して所定位置に配された状態で、パレット４に固定される。このとき、クランプ部材４１の可動部４１ｂは、凹部１５の内部に完全に収容されており、具体的には、可動部４１ｂの厚さ方向一方の側面（図７の上面）が、第１ボディ部材１０の平坦面１３よりも厚さ方向他方側（図７の下方）に配される。また、第１ボディ部材１０の凸部１７の頂面は切削加工で高精度に仕上げられているため、この部分をクランプ部材４１の固定部４１ａで支持することで、第１ボディ部材１０がパレット４に対して厚さ方向で精度良く位置決めされる。

（４）洗浄工程
次に、第１ボディ部材１０及び第２ボディ部材２０をパレットに装着した状態で、各ボディ部材１０，２０に洗浄液を噴き付けて洗浄する。具体的には、図８に示すように、洗浄装置の載置台５１の上に、ボディ部材１０，２０を装着した複数のパレット４を載置する（厳密には、第１ボディ部材１０を保持するパレット４と、第２ボディ部材２０を保持するパレット４とは、クランプ部材４０の位置等が異なるが、基本的な構成は同様であるため同じ符号で示している。）図示例では、２組のボディ部材１０，２０が洗浄装置に搬入される。このとき、パレット４のベース４３が載置台の上に載置され、各ボディ部材１０，２０が縦置き状態で配置される（平坦面１３，２３が鉛直方向とされる）。この状態で、各ボディ部材１０，２０に対し、ノズル５２から噴射した洗浄液を噴き付けて、切削加工部（特に平坦面及びボルト孔）に付着した切削粉を除去する。このとき、パレット４のガイド部４４が、洗浄装置に設けられた保持部５３で保持されることで、パレット４の転倒が防止される。

この洗浄工程において、クランプ部材４１でクランプされたボディ部材１０の凹部１５は、可動部４１ｂで押さえられているため洗浄液が当たらず、洗浄されない。しかし、凹部１５は、切削加工が施されていない成形面であるため、切削粉がほとんど付着しておらず、洗浄しなくても問題ない。また、凹部１５の厚さ方向反対側に設けられた凸部１７は、クランプ部材４１の固定部４１ａで押さえられているため洗浄されない。しかし、凸部１７は、バルブボディ１を組み立てた状態で外部に露出する面に設けられるため、凸部１７の頂面に付着した切削粉がボディ部材１０の内部側の側面１１に回り込んで油路に混入する恐れはほとんどない。

（５）組付工程
次に、各ボディ部材１０，２０を、パレットに装着した状態のまま組付装置に搬入する。本実施形態では、図９（Ａ）に示すように、第１ボディ部材１０を、平坦面１３を水平且つ上向きにした状態で、組付装置にセットする。組付装置には位置決めピン（図示省略）が設けられ、この位置決めピンを、パレット４のフレーム４２に設けられた位置決め用の凹部４７に嵌合させることで、組付装置に対してパレット４及びボディ部材１０，２０が所定位置に位置決めされる。この状態で、各ボディ部材１０，２０に対してバルブスプール２等の部品が組み付けられる。

その後、図９（Ｂ）に示すように、第１ボディ部材１０の平坦面１３にセパレータ３０を載置する。このとき、セパレータ３０は、第１ボディ部材１０の凹部１５を覆う位置まで延びている場合があるため、凹部１５に配したクランプ部材４１の可動部４１ｂとセパレータ３０との干渉が懸念される。本実施形態では、クランプ部材４１の可動部４１ｂの上面が、第１ボディ部材１０の平坦面１３よりも下方に配されているため、クランプ部材４１でクランプした状態のまま、セパレータ３０を、可動部４１ｂと干渉することなく平坦面１３に載せることができる。そして、バルブスプール２等が組み付けられた第２ボディ部材２０をパレット４から取り外し、厚さ方向一方の側面２１に設けられた平坦面２３を下向きにした状態で、第１ボディ部材１０に載置されたセパレータ３０の上に載置する｛図９（Ｃ）参照｝。この状態で、両ボディ部材１０，２０をボルトで締め付けてバルブボディ１を組み立てた後、第１ボディ部材１０をパレット４から取り外すことで、油圧制御装置１００が完成する。

以上のように、洗浄工程及び組付工程で共通のパレットを使用することで、これらの工程で異なる種類のパレットを用意する必要がなく、コストを削減できる。また、ボディ部材１０，２０をパレットに装着した状態のまま洗浄及び組み付けを施すことにより、洗浄装置のパレットから組付装置のパレットにボディ部材１０，２０を移載する工程が不要となるため、工数を削減できる。さらに、組付装置には、洗浄装置で洗浄されたパレットが搬入されるため、組付工程においてパレットに付着した異物がボディ部材１０，２０に付着する事態を防止できる。

また、本実施形態では、上記のように、ボディ部材１０，２０がクランプ部材でクランプされることで、パレットに対して強固に保持されているため、組み付け時の負荷でボディ部材１０，２０がパレットに対してずれる事態を防止できる。さらに、本実施形態では、パレット４に設けた当接ピン４５をボディ部材１０，２０の縁に厚さ方向と直交する方向から当接させることで、ボディ１０，２０の厚さ方向と直交する方向の移動｛図３（Ａ）の下方への移動｝を規制している。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、バルブボディ１が二個のボディ部材（第１ボディ部材１０及び第２ボディ部材２０）で構成した場合を示したが、三個以上のボディ部材を積層したバルブボディに本発明を適用してもよい。この場合、中間のボディ部材には、厚さ方向両側の側面に油溝、平坦面、及び凹部が設けられる。

また、本発明は、油圧制御装置に限らず、厚さ方向と直交する方向に延在する略平板状を成した鋳造部品に、切削加工及び洗浄を施した後、他の部品を組み付けて鋳造部品ユニットを形成する場合であれば、適用することができる。

１ バルブボディ
２ バルブスプール
４ パレット
１０ 第１ボディ部材
１１ 厚さ方向一方の側面
１２ 油溝
１３ 平坦面
１４ ボルト孔
１５ 凹部
２０ 第２ボディ部材
３０ セパレータ
４１ クランプ部材
４１ａ 固定部
４１ｂ 可動部
１００ 油圧制御装置

Claims (3)

1. 厚さ方向と直交する方向に延在する略平板状を成し、厚さ方向一方の側面の外周端に凹部を有する鋳造部品を成形する鋳造工程と、
   前記鋳造部品の厚さ方向一方の側面のうち、前記凹部を除く領域に設けられた平坦面に切削加工を施す加工工程と、
   パレットに設けたクランプ部材を、成形面からなる前記凹部に押し当てて前記鋳造部品を厚さ方向両側からクランプすることにより、前記鋳造部品を前記パレットに装着するパレット装着工程と、
   前記鋳造部品を前記クランプ部材でクランプして前記パレットに装着した状態で、前記鋳造部品を洗浄する洗浄工程と、
   前記鋳造部品を前記クランプ部材でクランプして前記パレットに装着した状態のまま、前記鋳造部品に他の部品を組み付けて鋳造部品ユニットを形成する組付工程とを順に経て行う鋳造部品ユニットの製造方法。
2. 前記鋳造工程で、前記鋳造部品の厚さ方向他方の側面に凸部を設け、前記加工工程で、前記凸部の頂面に切削加工を施し、前記パレット装着工程において、前記凹部及び前記凸部に前記クランプ部材を押し当てて前記鋳造部品を厚さ方向両側からクランプする請求項１記載の鋳造部品ユニットの製造方法。
3. 前記鋳造部品ユニットが、自動変速機の油圧制御装置であり、前記鋳造部品が、前記油圧制御装置のバルブボディに設けられ、厚さ方向一方の側面に油溝が形成されたボディ部材である請求項１又は２記載の鋳造部品ユニットの製造方法。

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