JP6699579B2 - プレス成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレス成形方法に関するものであり、例えば、トルクコンバータを構成するフロントカバーのプレス成形方法に関する。

特許文献１には、トルクコンバータを構成するフロントカバーのプレス成形方法が記載されている。特許文献１のフロントカバーは、円板状の円板部と、円板部の外周縁に接続された外周フランジ部とを有している。そして、外周フランジ部を成形する際には、素材に対して、プレスによる曲げ加工を施すことが記載されている。

特開平１０−２７４３１６号公報

フロントカバーの外周フランジ部に、背切部が形成されるように曲げ加工を施すフランジダウンを行う場合には、プレス型の上刃と下刃との間のクリアランスを、背切部の幅だけ大きくすると、素材が片寄り、外周フランジ部にシワが発生することがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、外周フランジ部のシワの発生を抑制し、背切部の寸法精度を向上させることができるプレス成形方法を提供する。

本発明の一態様に係るプレス成形方法は、円板状の円板部と、前記円板部の外周縁から前記円板部の一方の面側に成形された外周フランジ部と、を備えたフロントカバーを成形するプレス成形方法であって、前記外周フランジ部に、前記外周縁から順に、円筒状の小径円筒部と、円環状の背切部と、前記小径円筒部よりも大きい径を有する円筒状の大径円筒部と、を成形するプレス成形方法であって、前記小径円筒部及び前記背切部を絞り加工によって成形する第１工程と、前記大径円筒部を曲げ加工によって成形する第２工程と、を備え、前記第１工程および前記第２工程における上刃と下刃との間のクリアランスを被加工材の厚さとする。このような構成により、外周フランジ部のシワの発生を抑制し、背切部の寸法精度を向上させることができる。

本発明により、外周フランジ部のシワの発生を抑制し、背切部の寸法精度を向上させることができるプレス成形方法を提供する。

実施形態に係るプレス成形方法により成形されたフロントカバーを例示した正面図である。 実施形態に係るプレス成形方法により成形されたフロントカバーを例示した断面図であり、図１のＡＡ線による断面図を示す。 実施形態に係るプレス成形方法により成形されたフロントカバーを例示した断面図であり、図１のＡＡ線による断面図において、中心軸から一方の端部までを示す。 実施形態に係るフロントカバーを成形するプレス成形方法を例示したフローチャート図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るフロントカバーを成形するプレス成形方法を例示した工程断面図である。 比較例に係るフロントカバーを例示した側面図である。 比較例に係るフロントカバーを成形するプレス成形方法を例示した工程断面図である。 実施形態に係るプレス成形方法により成形されたフロントカバーにおいて、外周フランジ部の振れの測定結果及び測定位置を例示した図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施形態）
実施形態に係るプレス成形方法を説明する。本実施形態に係るプレス成形方法は、例えば、トルクコンバータのフロントカバーをプレス加工により成形する方法である。まず、本実施形態に係るプレス成形方法で成形されたフロントカバーの構成を説明する。

図１〜図３は、実施形態に係るプレス成形方法により成形されたフロントカバーを例示した図であり、図１は、正面図を示し、図２及び図３は、図１のＡＡ線による断面図を示す。図３では、フロントカバーの断面における中心軸から一方の端部までを示している

図１〜図３に示すように、フロントカバー１は、例えば、深皿状であり、円板状の円板部１０と、円筒状の外周フランジ部２０とを備えている。フロントカバー１は、トルクコンバータを構成する前面のカバーとなっている。トルクコンバータは、車両のエンジンで発生した駆動力を伝達する機能を有している。トルクコンバータのフロントカバー１は、高速回転による遠心力に充分堪え得るように、所定の厚さ以上の厚さを有し、変形にも強い高張力鋼板を材料として成形されている。このようにして、トルクコンバータのフロントカバー１は、剛性を確保している。

円板部１０は、円板状であり、中心軸１１を有している。図２及び図３に示すように、円板部１０は、上面１２及び下面１３を有している。例えば、下面１３を一方の面とすれば、上面１２は、一方の面の反対側の面となっている。なお、上面１２及び下面１３という名称は、フロントカバー１を説明するための便宜的なものであり、フロントカバー１を使用するときに、上面１２が下面１３より上方に位置することを意味するものではない。外周フランジ部２０は、円板部１０の外周縁１４の全周に渡って、下面１３側に接続されている。

円板部１０には、中心軸１１を中心とした同心円状に凹凸形状が形成されている。円板部１０の上面１２において、円板部１０の中央部分には、上方に突出したボス部１５が設けられている。円板部１０のボス部１５は、エンジンに接合された回転軸が接続され、エンジンからの駆動力が伝達される部分である。また、円板部１０の上面１２には、中心軸を中心とした同心円状の凸部が形成されている。このような凹凸形状とすることで、フロントカバー１は、剛性を確保することができる。

外周フランジ部２０は、円板部１０の外周縁１４から、円板部１０の下面１３側に成形されている。外周フランジ部２０は、外周縁１４の全周に渡って成形されている。外周フランジ部２０は、中心軸１１方向の下面１３側に延びた円筒状となっている。

外周フランジ部２０は、小径円筒部３０、背切部４０及び大径円筒部５０を有している。小径円筒部３０、背切部４０及び大径円筒部５０は同じ中心軸１１を有している。背切部４０は、中心軸１１方向において、小径円筒部３０と大径円筒部５０との間に配置されている。大径円筒部５０の内径及び外径はそれぞれ、小径円筒部３０の内径及び外径よりもおおきくなっている。すなわち、大径円筒部５０は、小径円筒部３０よりも大きい径を有している。したがって、背切部４０は、小径円筒部３０と大径円筒部５０との間で段差となっている。このように、外周フランジ部２０は、背切部４０において段差が形成されている。

図３に示すように、小径円筒部３０は、円筒状となっている。小径円筒部３０の一方の端部３１は、円板部１０の外周縁１４に接続されている。小径円筒部３０の他方の端部３２は、背切部４０に接続されている。

背切部４０は、円環状となっている。背切部４０の一方の端部４１は、小径円筒部３０の他方の端部３２に接続されている。よって、背切部４０は、小径円筒部３０が外周縁１４に接続した端部３１とは反対側の端部３２に接続されている。背切部４０の他方の端部４２は、大径円筒部５０に接続されている。

大径円筒部５０は、円筒状となっている。大径円筒部５０の一方の端部５１は、背切部４０の他方の端部４２に接続されている。よって、大径円筒部５０は、背切部４０が小径円筒部３０に接続した端部４１とは反対側の端部４２に接続されている。

このように、フロントカバー１の外周フランジ部２０には、背切部４０が設けられ、外周フランジ部２０の径を一部拡大させている。よって、トルクコンバータの内部に、トルクコンバータの構成部品を搭載することができる。

次に、トルクコンバータのフロントカバー１を成形するプレス成形方法を説明する。図４は、実施形態に係るフロントカバー１を成形するプレス成形方法を例示したフローチャート図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るフロントカバー１を成形するプレス成形方法を例示した工程断面図である。図５では、図１のＡＡ線による断面図において、中心軸１１から一方の端部までを示している

図４のステップ１１及び図５（ａ）に示すように、まず、フロントカバー１の円板部１０を絞り加工によって成形する。具体的には、例えば、被加工材の素材を下型の下刃の上に配置させ、上方から上型の上刃をプレスして絞り加工する。その際に、円板部１０となる被加工材の板伸びを抑制しつつ複数の絞り加工を行うことによって、円板部１０の上面１２に所定の凹凸形状を成形する。

次に、図４のステップＳ１２及び図５（ｂ）に示すように、背切部４０までの外周フランジ部２０を絞り加工によって成形する。具体的には、上面１２に所定の凹凸形状が成形された被加工材に対して、上方から上型の上刃をプレスして絞り加工する。このようにして、小径円筒部３０及び背切部４０を絞り加工によって成形する（第１工程）。この工程により、図のＡで囲んだ範囲が成形される。中心軸１１方向から見て背切部４０よりも外側には被加工材が位置している。この工程における上刃と下刃との間のクリアランスを被加工材の厚さと同じ厚さに設定している。これにより、小径円筒部３０及び背切部４０は、上下刃間のクリアランスと同じ厚さを有するように成形される。例えば、小径円筒部３０及び背切部４０よりも内側の部分は下刃を示し、小径円筒部３０及び背切部４０よりも外側の部分は上刃を示している。

次に、図４のステップＳ１３及び図５（ｃ）に示すように、背切部４０よりも外側の被加工材を曲げ加工によって成形する。具体的には、円板部１０及び外周フランジ部２０の背切部４０までが成形された被加工材において、背切部４０よりも外側の部分を上刃でプレスして曲げ加工を行う。このようにして、大径円筒部５０を曲げ加工によって成形する（第２工程）。

この工程を経て、図のＢで囲んだ範囲のように、背切部４０を有する外周フランジ部２０を成形することができる。この工程においても、上刃と下刃との間のクリアランスを被加工材の厚さと同じ厚さに設定している。これにより、大径円筒部５０は、上下刃間のクリアランスと同じ厚さを有するように成形される。例えば、大径円筒部５０よりも内側の部分は下刃を示し、大径円筒部５０よりも外側の部分は上刃を示している。

このように、本実施形態のプレス成形方法では、外周フランジ部２０に、外周縁１４から順に、円筒状の小径円筒部３０と、円環状の背切部４０と、小径円筒部３０よりも大きい径を有する円筒状の大径円筒部５０と、を成形する。そして、背切部４０までの外周フランジ部２０を絞り加工によって成形し、背切部４０よりも外側を曲げ加工によって成形する。その際に、上刃と下刃との間のクリアランスを被加工材の厚さとしている。このような工程を経て、図１〜図３に示すようなフロントカバー１を成形することができる。

次に、本実施形態に係るフロントカバー１のプレス成形方法の効果を説明する前に、比較例に係るフロントカバー１００のプレス成形方法を説明する。その後、比較例と対比させて、本実施形態の効果を説明する。

図６は、比較例に係るフロントカバー１００を例示した側面図である。図６に示すように、円板部１１０及び外周フランジ部１２０を有するフロントカバー１００において、外周フランジ部１２０に、小径円筒部１３０、背切部１４０及び大径円筒部１５０が成形されている。しかしながら、比較例の外周フランジ部１２０には、波うち状のシワ１６０が発生している。

図７は、比較例に係るフロントカバー１００を成形するプレス成形方法を例示した工程断面図である。図７では、中心軸１１１から一方の端部までを示している。図７に示すように、比較例では、フロントカバー１００の外周フランジ部１２０を成形する際には、小径円筒部１３０、背切部１４０及び大径円筒部１５０を含む外周フランジ部１２０を、一度に、曲げ加工により成形している。

図７では、フロントカバー１の外周フランジ部１２０の成形途中の状態を示している。下刃１７２の上に円板部１１０が配置された被加工部材の端部を上刃１７１が押さえている。この状態から、さらに、上刃１７１が下降して、外周フランジ部１２０における小径円筒部１３０、背切部１４０及び大径円筒部１５０が成形される。

比較例では、曲げ加工によって背切部１４０を形成している。このため、上型の上刃１７１と下型の下刃１７２との間のクリアランス１６１は、被加工材の厚みよりも背切部１４０の分だけ大きくなっている。例えば、背切部１４０の径方向の幅を２．１ｍｍとした場合には、上刃１７１と下刃１７２との間のクリアランス１６１は、被加工材の厚さの４．５ｍｍを加えた６．６ｍｍとなる。したがって、上刃１７１と下刃１７２との間のクリアランス１６１を、被加工材の厚さとする場合と比べると、比較例のクリアランス１６１は、約１．５倍となっている。

このように、上刃１７１と下刃１７２との間のクリアランス１６１を被加工材の厚さよりも大きくして曲げ加工を行うと、上刃１７１と下刃１７２との間に隙間が形成される。そして、形成された隙間に被加工材が片寄ることにより、ある部分では凝集し、ある部分では分散する。その結果、図６に示すように、外周フランジ部１２０の周方向に波うち状のシワ１６０が発生することになる。

次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態のプレス成形方法によれば、背切部４０を有する外周フランジ部２０の成形を、背切部４０までの外周フランジ部２０を絞り加工する第１工程と、背切部４０よりも外側の外周フランジ部２０を曲げ加工する第２工程との２工程に分けている。曲げ加工において、背切部４０よりも外側の外周フランジ部２０を成形するので、外周フランジ部２０のシワの発生を抑制することができる。

また、本実施形態のプレス成形方法においては、第１工程及び第２工程に分けているので、各工程における上刃と下刃との間のクリアランスを被加工材の厚さと同じ厚さとすることができる。例えば、被加工材の厚さが４．５ｍｍであれば、クリアランスを４．５ｍｍとする。これにより、外周フランジ部２０のシワの発生を抑制するとともに、背切部４０の面精度を向上させることができる。なお、絞り加工を行う第１工程におけるシワの発生を抑制するための対策として、外周フランジ部２０にクッションパットによる被加工材の押さえ機構を取り付けてもよい。

また、本実施形態では、各工程における上刃と下刃との間のクリアランスを、被加工材の厚さと同じ厚さとしているので、背切部４０の段差の寸法、及び、背切部４０の両端のＲ形状の寸法の精度を向上させることができる。比較例のように、背切部１４０を１つの曲げ加工により成形すると、外周フランジ部１２０に発生したシワを消滅させるために加工力を付加しなければならない。

実施形態に係るフロントカバー１は、トルクコンバータの外郭を成す部材であり、エンジンの駆動力を、流体を媒体とした回転遠心力により、ミッションに対して伝達する役割を担っている。そのような役割のフロントカバー１において、最外周部の外周フランジ部２０にシワ、すなわち振れがあると、円滑な回転を阻害し、回転ムラを引き起こす。

図８は、実施形態に係るプレス成形方法により成形されたフロントカバー１において、外周フランジ部２０の振れの測定結果及び測定位置を例示した図である。周方向の軸は、外周フランジ部２０の周縁の位置を、基準点からの中心角で示した角度であり、単位は、［Ｘ１０°］である。全周回ると３６０°となる。径方向の軸は、振れの値であり、単位は、［ｍｍ］である。図８では、実施形態の場合（実線）の他、比較例の場合（点線）も示している。また、図の右側に測定位置を示した図を示す。

図８に示すように、フロントカバー１の外周フランジ部２０の振れは、実施形態の場合には、０［ｍｍ］から０．０８［ｍｍ］の間の値となっており、最大値から最小値を引いた値は、０．０８［ｍｍ］である。これに対して、比較例の場合には、−０．０３［ｍｍ］から０．２２［ｍｍ］の間の値となっており、最大値から最小値を引いた値は０．２５［ｍｍ］である。このように、本実施形態の場合には、比較例に比べて、振れの値を格段に小さくすることができる。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。

１ フロントカバー
１０ 円板部
１１ 中心軸
１２ 上面
１３ 下面
１４ 外周縁
１５ ボス部
２０ 外周フランジ部
３０ 小径円筒部
３１、３２ 端部
４０ 背切部
４１、４２ 端部
５０ 大径円筒部
５１ 端部
１００ フロントカバー
１１０ 円板部
１１１ 中心軸
１２０ 外周フランジ部
１３０ 小径円筒部
１４０ 背切部
１５０ 大径円筒部
１６０ シワ
１７１ 上刃
１７２ 下刃

Claims (1)

1. 円板状の円板部と、前記円板部の外周縁から前記円板部の一方の面側に成形された外周フランジ部と、を備えたフロントカバーを成形するプレス成形方法であって、
   前記外周フランジ部に、前記外周縁から順に、円筒状の小径円筒部と、円環状の背切部と、前記小径円筒部よりも大きい径を有する円筒状の大径円筒部と、を成形するプレス成形方法であって、
   前記小径円筒部及び前記背切部を絞り加工によって成形する第１工程と、
   前記大径円筒部を曲げ加工によって成形する第２工程と、
   を備え、
   前記第１工程および前記第２工程における上刃と下刃との間のクリアランスを被加工材の厚さとする、
   プレス成形方法。