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1. WO1998051939 - THIN-WALLED RING-SHAPED MEMBER AND METHOD OF MANUFACTURING SAME

Примечание: Текст, основанный на автоматизированных процессах оптического распознавания знаков. Для юридических целей просьба использовать вариант в формате PDF
明細書

薄肉リング状部材およびその製造方法

技術分野

本発明は、高速で回転する薄肉リング状部材およびその製造方法に関するもの で、例えば自動車のトランスミッションに装備されるフリクションブレー卜に適 用することができる。

背景技術

フリクションプレートは、自動車等のトランスミッションにおいて、ギヤチェ ンジの際のショックを防止すべくクラツチ側と歯車側とを同期回転させる際に ffl いられるものである。

従来のフリクションブレートは、鋼板をプレス機でリング状に打ち抜く力、、ま たは鋼板帯板を幅広面が同一平面に位置するようにコィリングし、その後、重な り合った部分を切断して切断端部同士を溶接することによって製造されている。 しかしながら、ブレスでは打ち抜きによって多くの端材が発生するため、素材 ロスが多く、コスト的に不利である。

一方、コィリングする方法では、溶接後に溶接肉盛りを除去して表面を平滑に する必要があり、そのために切削 · パフ研摩等の仕上げ加工を施さなければなら ず、工程が複雑化する。なお、溶接しないで両端同 ±を非固定とすれば i.t上げ加 ェも不要となる力;、フリクションプレートはトランスミッシヨンに組み込まれた ギヤと嚙み合って高速回転(最大で 8000rpm程度)するものであるから、非固定 では遠心力によって外径膨れが発生し、外径側の部品と接触するという不具合を 生じる。

そこで、本発明は、このような素材ロスを少なくし又はなくし、かつ加工コス 卜を低減することを目的とする。

発明の開示

本発明にかかる薄肉リング状部材は、回転させて使用する、幅広面を半径方向 に向けた薄肉リング状部材であって、幅広而を半径方向に向けつつコィリングさ せた金属製の帯板材の端部同士を、円周方向の離反力に杭して相互に係合する凹 凸からなる継手で連結したものである。

継手は、帯板材の両端部同士を嵌合させたものとしたり、あるいは帯板材の両 端部問に跨って形成された穴に継手部材を圧入したものとする。

内周部または外周部の何れか一方、または双方の幅狭面に円周方向の溝を設け 、溝内で帯板材の端部同士を溶接すれば、薄肉リング状部材の強度をさらに高め ることができる。

^肉リング状部材の内周部および外周部の何れか一方、又は双方にトランスミ ッションのギヤと啮み合わせるための歯部を形成すれば、フリクションブレート として使用することができる。

上記薄肉リング状部材は、金属製の帯板材をその幅広面を半径方向に向けつつ コィリングさせて幅広面同士を重ね合わせ、その重なり合った部分をプレスしつ つ切断することにより、切断端部に円周方向の離反力に抗して相互に係合する凹 凸を形成すると共に、ブレス圧によりこの凹凸を嵌合させて切断端部同士を連結 することにより製造できる。

また、金属製の带板材をその幅広面を半径方向に向けつつコィリングさせてそ の両端部同士を突き合わせ、 P1周方向中央部の幅を狭くした穴を帯板材の両端部 を跨ぐように設けて、この穴にほぼ同形状の継手部材を圧入して両端部同士を連 結することによつても製造できる。

これらの方法で得られた薄肉リング状部材の内周部および外周部を環状に打ち 抜きつつ、内周部又は外周部の何れか一方、又は双方にトランスミッションギヤ と喃み合わせるための歯部を形成すれば、フリクションプレートを製造すること ができる。

本発明によれば、切断端部が円周方向の離反力に抗して係合する凹凸からなる 継手で連結されているので、高速回転させた際にも遠心力等によってリング状部 材が外径膨れを生じることはない。しかも溶接工程やそれに伴う研削、パフェ程 を省略することができるので工程の簡略化が図れる。また、コィリングで成形す ることから材料の無駄が少なく、材料コス卜の低減に顕著な効果を奏する。 薄肉リング状部材の内周部および外周部を環状に打ち抜きつつ、内周部又は外 周部の何れか一方、又は双方にトランスミッションギヤと嚙み合わせるための歯 部を形成すれば、同軸度に狂いのない高精度のフリクションプレートが製造可能 となる。

図面の簡単な説明

図 1 Aは薄肉リング状部材の成形装置の平面図である。

図 1 Bは上記成形装置の側面図である。

図 2 Aはパンチ部における平面図である。

図 2 Bはパンチ部の図 1 A中矢印 X方向から見た縦断面図である。

図 3はコィリングローラの拡大断面図である。

図 4は帯板材の断面図である。

図 5は切断完了直後におけるパンチ部の縦断面図である。

図 6は本発明にかかる薄肉リング状部材の平面図である。

図 7はプレス機の縦断面図である。

図 8は本発明にかかるフリクションプレー卜の平面図である。

図 9 A〜 Cは継手の他の実施例を示す拡大平面図である。

図 1 0は薄肉リング状部材の他の実施形態を示す平面図である。

図 1 1 は図 1 0 中の X _ X線での断面図である。

図 1 2は図 1 0 に示す継手の拡大平面図である。

図 1 3 Aおよび Bは継手の他の実施例を示す拡大平面図である。

図 1 4は薄肉リング状部材の他の実施例を示す斜視図である。

図 1 5は薄肉リング状部材の他の実施例を示す斜視図である。

¾明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を図 1乃至図 1 3に基づいて説明する。

図 1 Aおよび Bは、フリクションプレー卜の前素材である薄肉リング状部材を 成形するための装置の平面図( A図)および側面図( B図)である。

この装置は、鉄や鋼(SPCCや S15C等)等の金属材料からなる帯板材( 1 ) を、 その幅広面(lb) を半径方向に向けてコィリングするコィリング部( 2 ) と、コ ィリングされた帯板材( 1 ) を切断して切断端部同士を嵌合固定するプレス部( 3 ) とで構成される。

コィリング部( 2 ) は、帯板材( 1 ) を所定速度で送るためのローラ( 5 ) 、 帯板材( 1 ) の供給方向を規制するガイド( 6 ) 、帯板材( 1 ) の薄肉面(la) と接触してこれを内径側に押圧し、帯板材( 1 ) をコィリングする複数(図面で は 2つ)のコィリングローラ( 7 ) 、およびコィリングした帯板材( 1 ) を所定 径に成形するリコイル部材( 8 ) を具備する。

ガイド( 6 ) から繰り出された帯板材( 1 ) は、 2つのコィリングローラ( 7 ) を通過する際に、その幅方向外径側を拘束されて内径側に変位し、幅広面(lb ) を半径方向に向けてコィリングされる(両薄肉面(la) の一方がリングの内径 面となり、他方が外径面となる)。コイリング後の帯板材( 1 ) の先端部(lc) は、コィリング部( 2 ) をさらに一周させ、再度コィリングローラ( 7 ) を通過 させてプレス部( 3 ) の近傍で待機させておく。この場合、帯板材( 1 ) はコィ リングローラ( 7 ) からプレス部( 3 ) にかけての部分で 2段になり、それ以外 の部分では一段になる。コィリングローラ( 7 ) の周側面には、図 3 に示すよう に、その全周にわたって溝 (7a) が形成されており、この溝(7a) に 2段の带板 材 ( 1 ) のうちの下段の带板材(1A) が収容される。上段の带板材(IB) は、テ —パ面状に形成されたコィリングローラ( 7 ) の上面( 7b ) に乗り上げるので、 上下の帯板材(1A) (1B) の問に隙間が形成され、これにより上下 2段のコイリ ングが可能となる。

コィリング中には、帯板材( 1 ) にその内径側に向けて肉移動が生じるので、 コィリング前の帯板材( 1 ) は、図 4にハッチングで示すように、予め内径側と なる部分を外径側となる部分よりも肉薄にした台形型の断面とし、コィリング後 の厚さが半径方向で均一になるようにする。

プレス部( 3 ) は、図 2 Aおよび Bに示すように、上パンチ(10) 、下パンチ (11) およびダイ(12) で構成される(なお、図 2 Bは、図 1 Aの矢印 X方向か ら見た縦断面図である)。ダイ(12) には、上パンチ 0) による抜き形状(下 面形状)と同形状の抜き穴(13) が形成され、この抜き穴(13) にばね(14) で 弾性的に支持された下パンチ(1U が上下動可能に収納されている。下パンチ( 11) の上面形状は、上パンチ(10) の下面形状と同形である。

ダイ(12) の上面のうち、帯板材( 1 ) の供給方向(帯板材 1の進行方向、す なわち図 2 Bに矢示する方向)と反対側の面(12a ) は一段低くなつている。上 下のパンチ(10) (11) は、帯板材( 1 ) の幅(L1) よりも大きい幅(L2) に形 成され、かつその供給方向側の端面には、上下方向に一速に突出部(10a ) (11 a ) が形成されている。この突出部(10a ) (11 a ) は、横断面において供給方 向側を幅広とする略台形状に形成されている。

打ち抜きに際しては、図示のように带板材( 1 ) の端部(lc) を突出部(10 a ) (11 a ) よりも僅かにその供給方向側に突出させ、上下のパンチ(10) (11) の間に 2段の帯板材(1A) (1B) を介在させた状態で上パンチ(10) を降下させ る。この時、上述のようにダイ(12) の上面のうち、帯板材( 1 ) の供給方向と 反対側の面(12a ) がー段低くなつているので、上下の帯板材(IB) (1A) は矩 形的に打ち抜かれるのではなく、上パンチ(10) の供給方向側の角部(10b ) と ダイ(12) 角部(12b ) との喃み合い部分で切断される。この時の切断線は、突 出部(10a ) (11 a ) の形状に対応した台形状の屈曲形状となる。

図 5に示すように、上段の带板材(1B) の切断端部( 1 B1) が下段の帯板材( 1A) の切断端部( 1 A1 ) と対向する位置まで上パンチ(10) を降下させると、そ の時のプレス圧によって上段の带板材(1B) の切断端部( 1 B1) に形成された台 形型凸部と、下段の帯板材(1A) の切断端部( 1 A1) に形成された台形型凹部と が互いに嵌合する。その後、上パンチ(10) を上昇させて製品を取り出せば、図 6に示すように、相互に嵌合する凹部(17a ) および凸部(17b ) からなる継手 (17) で端部同士を連結した薄肉のリング状部材(21) が得られる。この継手( 17) は、円周方向の離反力が作用する際にもこれに抗して係合状態を保持するの で、遠心力等により当該離反力が生じてもリング状部材(21) の形状を保持し、 両端部の分離を確実に阻止することができる。

なお、上記ブレス部( 3 ) のように、継手の成形と嵌合を 1 台の装置で同時に 行なえば、作業時問の短縮化やスペースの効率利 ffl等の点で有利である力5、特に これらを問題としない場合には、継手の成形及び嵌合を別装置で行なっても構わ ない。

このようにして得られたリング状部材(21) は、図 7 に示すプレス機(22) に 移送される。このプレス機(22) の上型(23) は、内抜きパンチ(24) と、内抜 きパンチ(24) の外径側にリング状部材(21) の幅よりも小さい隙間をあけて同 心配置した外抜きパンチ(25) とで構成される。一方、下型(26) は、リング状 部材(21) の内径寸法よりも大きい寸法の内径穴(27a ) を有するグイ(27) と 、ダイ(27) の外周側にスプリング(28) を介して弾性的に支持され、リング状 部材(21 ) の外径寸法よりも小さい内径寸法を有するストリッパ( 29 ) とで構成 される。内抜きパンチ(24) の外周面とダイ(27) の内周面には互いに嵌合する 凹条および凸条からなる歯形成部(30) (31) が形成されている。

このブレス機(22) において、ダイ(27) の上にリング状部材(21) を位置合 わせしてセットし、上型(23) を降下させると、リング状部材(21) の内周部と 外周部が環状に打ち抜かれ、同時に上型(23) と下型(26) の歯形成部(30) ( 31) 同士が喃み合って、図 8に示すように内周部にトランスミッションと嚙合す る歯部(32) を有するフリクションプレート(41) が成形される。このように内 周部および外周部の双方をプレスで環状に打ち抜くようにすれば、内外径面の同 心度を確保してフリクションプレート(41) の精度を向上させることができる。 なお、以上の説明ではフリクションプレート( 41 ) の内周部にのみ歯部( 32 ) を形成する場合を例示したが、外周部にのみ歯部を設けたり、内周面と外周而の 双方に歯部を形成することも可能である。また、歯部(32) の形成工程を省略し 、歯部(32) のない一般的なリング状部材として用いることも可能である。

このフリクションプレート(41) は、切断端部が円周方向の離反力に抗して係 合する凹凸(17a ) (17b ) からなる継手(17) で連結されているので、卜ラン スミッションの回転軸等に装着して高速回転させた際にも、遠心力によってプレ ート(41) が外径膨れを生じることはない。しかも従来工程で必須の溶接工程や 研削、バフ工程を省略することができるので工程の簡略化が図れる。また、材料 の無駄が少ないので、従来のように板材からその全体をプレス成形する場合に比

ベると約 40%の素材量で足り、材料コス卜の低減に顕著な効果を奏する。

継手 (17) の凹凸形状は、円周方向の離反力が作用する際にもこれに抗して係 合状態を保持する形状であれば足り、本実施形態のように台形状とする他(図 9 A ) 、円形としたり(同図 B ) 、あるいは鉤型とする(同図 C ) ことも可能であ る。

また、パンチ部( 3 ) は、コィリングした帯板材( 1 ) を重ね合わせることの できる位置に配置すればよく、図示の位置のほか、ガイド( 6 ) と上流側のコィ リングローラ( 7 ) との間の領域等に配置してもよい。この場合、帯板材( 1 ) の重ね合わせ長さは、 10~15mm程度あれば足りる。

リング状部材(21) やフリクションプレート(41) は、上述のようにプレート 状 (薄肉面 laが直線状となる形状)とする他、非プレート状(薄肉面 laが非直線 的となる形状)とすることもできる。例えば、薄肉而 laが波状となるような波板 形状である。この場合の波加工は、コィリングと同時に行なってもよいし、ある いは図 6に示すプレート状のリング状部材(21) を成形した後、図 7に示すプレ ス機( 22 ) でプレスする際に行なってもよい。

継手 (17) としては、コィリング後の帯板材( 1 ) の両端同士を突き合わせ、 図 1 0乃至図 1 2に示すように、突き合せ部分の半径方向中央部に帯板材( 1 ) の両端部を跨ぐような、例えば眼鏡型の穴(30) をプレス成形し、この穴(30) に別途製作した同形状の継手郃材(31) を圧入し、かしめてもよい。この場合の 穴 (30) や継手部材(31) は、円周方向の中央部分を狭くして、帯板材( 1 ) に 作用する円周方向の離反力に対して対抗できるものとする。穴(30) や継手部材 (31) は、幅の狭い中央部分を中心として左右対称な形状とし、かつ幅狭部分が 帯板材( 1 ) の突き合せ部分に一致するように形成される。継手部材(31) は、 図 1 1 に示すように、両端部をほぼ円形とする他、台形(図 1 3 A ) としたり、 矩形若しくはひし形(図 1 3 B ) とすることもできる。

リング状部材(21 : フリクションプレート 41も含まれる)のさらなる強度を図 るため、図 1 4および図 1 5 に示すように、リング状部材 21の内周部の幅狭面に 円周方向の溝(33 :環状溝が望ましい)を設け、この溝(33) の内部で帯板材( 1 ) の端部同士を、 T i g溶接等の余肉のできにくい方法で溶接してもよい(溶

接部分にハッチングを付す)この構造は、特に板厚方向でのせん断力に対する 強度向上に顕著な効果を奏し、例えば幅 1 ~ 2 深さ 0 . 5 mm程度の溝を設け た場合は約 3倍の強度向上を図ることができる。なお、溝(33) 内に溶接部(34 ) を設けたのは、溶接後の余肉が内径側に突出し、内径部に嵌合された相手側の 部材と接触するような事態を防止するためである。この方法は、図 1 4に示すよ うに、帯板材( 1 ) の両端部同士を嵌合して連結したさせた場合のみならず、図 1 5 に示すように、両端部間に跨って形成された穴(30) に継手部材(31) を圧 入して連結する場合にも適用することができる。また、図示は省略するが、リン グ状部材(21) の外周部に溝(33) を設けて溝内で溶接してもよく、また、内外 周部の双方に同様の処理を施してもよい。