JPS60227934A - 薄壁、半環状シエルの成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ０発明の目的 産業上の利用分野 本発明の成形法は、加工品を対向する定間隔のダイの凹
面と凸面間に入れて成形する薄板金成形法に関する。特
に、本発明の方法は、平薄板素材から薄壁７半環状シエ
ルを成形する方法であって。

平薄板素材を先ず円筒バンドに成形し、溶接し。

次に内側ヘカールさせ、グイ表面で圧縮する方法であっ
て、それによって溶接部の引張り破断をなくし加工品を
グイ表面へ正確に整合させる。

従来の技術 本発明の方法は、薄壁、環状溝、断面が一般にＵ字型（
または横方向に２分された）の環状シェル（ドーナツ型
中空体）の成形に適する。それらのシェルは現在、ロー
タを形成するために半径方向に伸びる羽根（またはフィ
ン）がシェルの外表面の溝に固定された液体カップリン
グまたは液体変速装置に使用されている。２つのロータ
が、開口、対面関係に羽根つき環状中空体を形成する自
動車用トルクコンバーターに使用されている。従って、
その半環状シェルの外表面形状はトルクコンバーターの
適切な作用に重要である。例えば、自動車用トルクコン
バーターに使用される半環状シェルの外側の公差は材料
の厚さの１５％に維持しなければならない。従って、厚
さＯ，１Ｏ１６ｚ（０，０ｕＯｉｎ）の環状シェルの公
差は±０，０５１ｃｒｎ（０，００２ｉｎ）に維持しな
ければならない。

環状シェルは現在、平薄板全素材からワッシャー状ブラ
ンク（素板）を切断または打ち抜きによって工業的に成
形されているため、かなりの材料ぐずが生じてシェルの
コストが高くなる。そのブランクは次に従来のダイ・ス
タンピング法で半環状シェルに成形される。

発明が解決しようとする問題点 本発明の方法はスクラップを実質的になくし、従ってシ
ェルのコストを下げる。ゼネラル・モータズ社に譲渡さ
れている米国特許第３，８５１，５１７号は、スクラッ
プをなくするところの平ストリップ原料から半環状シェ
ルを成形する方法を開示しているが、商業的には成功し
なかった。この特許に開示されている方法は矩形の薄板
金素材を利用し、それを円筒に転造し、溶接する。次に
１円筒端部を第１の予備成形ダイセットに押し込んで円
筒の最上縁を先ず外側へ曲げる。円筒の外側へ曲がった
端部（フレア部）は１次に一定間隔のグイ凹面とこれに
整合する外側へ曲がったダイ凸面を有する第２のカーリ
ング用ダイセットへ押し込んで１円筒を張力下で外側へ
カーリングさせて半環状シェルを成形する、最後に、そ
のシェルは第５の再打ちダイセット内で最終形状に成形
する。

その溶接物は、溶接部がカールの成形中の極度の引張応
力下に置かれるため、成形前に精密に調節し、平らにし
、平滑にしなければならなかった。

にもかかわらず、前記米国特許第３．８５１．５１７号
に開示された方法は、円筒を外側へカーリングさせるこ
とによって生じる引張応力下で溶接部が再三再四破断す
るため工業的に成功しなかった。

そしてその方法は最終的に放棄された。さらに。

加工品はカーリング工程によって生じる引張力下でダイ
凹面から引き離される傾向にあって、シェルの臨界外公
差を制御することを困難にしている。

本発明の方法は、円筒バンドを内側へカーリングさせ５
溶接物を圧縮状態に置くことによって、前記特許におけ
る固有の問題を排除する。実際に、半環状シェルは２本
発明の方法によってバンドのつき合せ部を別の手段で溶
接（または接合）することなく、成形することができる
、そして本法は他の用途にも適する。さらに、そのシェ
ルはプレスの１行程で成形することができるため、前記
特許において必要な円筒フレア部の予備成形の必要がな
い。

口０発明の構成 本発明の薄壁、半環状シェルの成形法は、矩形平シート
を円筒バンドに成形し、そして望ましくは、特に前記半
環状シェルに対しては、円筒バンドのつき合せ自由端部
を接合させることを含む。

次に、その円筒バンドの１端は、対向する定間隔の凹面
および凸面のダイ表面によって画定される内側へカーリ
ングした半環状空間へ円滑に調和する円筒開口を有する
ダイセットへ押し込まれる。

円筒バンドの直径は、グイ表面の半径方向外延部に位置
するダイセットの開口の公称直径に等しい。

円筒バンドが凹面と凸面のダイ表面間の環状空間に押し
込められる際に、バンドは圧縮下で次第に内側ヘカール
して半環状空間と合致する。かくして１円筒は圧縮力下
に置かれて、加工品の環状外表面はグイ凹面と正確に一
致する。

自動車のトルク・コンバータのようなカップリングまた
はコンバータに適する環状シェルの望ましい成形法にお
いて、バンドの自由端は溶接されることが望ましい。そ
の溶接部はワイピングして。

バンドが次第に内伸ヘカールされる際にダイの環状、凹
面へ圧縮されて、溶接された表面をそのグイ凹面へ正確
に一致させる。

かくして、溶接物は、前述した先行技術の方法における
ように引張破壊を受けない。理解されるように、溶接部
は母材のように純粋ではなく、約２０％エクスパンドさ
れると間約用途において破壊する。圧縮力には既知の限
度はない。さらに。

半環状シェルはプレスの１行程で本発明の方法によって
成形することができるので１円筒のフレア端部を予備成
形する必要がない（もちろん、半環状シェルは再打ちダ
イで再度プレスしてさらに複雑な形状にすることができ
る）。最後に、環状シェルの臨界外表面は、圧縮カーリ
ング工程でグイ凹面と正確に一致するので、正確な公差
内に容易に保たれる。

本発明法の他の利点および特徴は、本発明法の次の詳細
な説明からさらに十分に理解できるであろう。

第１図は５本発明の方法によって成形される薄壁、環状
チャンネルまたは半環状シェル２ｏを示す。シェル２０
は円筒外リップ２２、Ｕ−形中間部２１１および内リッ
プ２６からなる。シェル２゜は第２図に示すような円筒
バンド３ｏから成形される。円筒バンド３０は圧延され
た平らな直線ストリップから成形されて、第１図に示す
半環状シェルに溶接部分を形成する所２ｇで溶接される
。

第２図に示すような円筒バンド３ｏの成形は、ゼネラル
・モータズ社に譲渡された前記米国特許第３．８５１，
５１７号にさらに詳しく記載されている。

第１図の半環状シェル２ｏは第５図と第４図に示すダイ
セット・アセンブリ３１ｉによって成形される。ダイ・
セット・アセンブリ３１１はライザー５８の円筒穴ＩＩ
Ｏに入る環状円筒ラム５６を含む。

ライザー３８は、ラム３６が第５図に示す位置の上に上
昇するとき円筒バンド３ｏを受けるコニカル・カウンタ
ボア１４２を含む。ラム５６は円筒ハンド５０と係合す
る環状リップ１１および端部１１６を含む。

円筒バンド５０は、最初に円筒バンドを受ける環状円筒
表面５２と、円筒穴５６で終わる環状凹表面５１１を有
するカール・ダイ５ｏに入る。カール・ダイ５０内に入
る環状成形用ポスト６ｏは、カール・ダイの円筒表面５
２に対向する円筒外表面６２と、カール・ダイの凹表面
５＋１に対向する環状凸表面６哩を有する。このように
、成形ポスト６０とカール・ダイ５０は、以下に説明す
るように円筒バンド３０を受け入れるＵ形の環状スペー
スを形成する。

ダイセット・アセンプＩＪ　５１１は静１円筒中心ポス
ト６６、スプリング・パッド６８、および成形ポスト６
０内の円筒インサート５８へ偶奇される複数のコイルば
ね７０も含む。円筒外面を有する中心ガイドポスト７２
はラム５６をテレスコープ関係に受け入れる、そしてラ
ムはダイピン７６を受け入れるコニカル・フランジ７ｕ
ヲ含ｔｒ。ダイピン７６は上ダイプラテン（図示せず）
へボルト締めまたは他の方法で固定される。開示の実施
態様においては、１１個のダイピン７６と１＋個の：＋
イルばね７０がある。本発明法を説明するのにダイアセ
ンブリの半分だけを示し、そのダイアセンブリは通常従
来のボルスタ・アセンブリのカールダイ５０を支える下
ダイ・プラテン（図示せず）を含むことが当業者には理
解されるであろう。前記の米国特許も参照される。

本発明の方法は、平ス）　ＩＪツブ素材から第２図の円
筒バンド３０を成形する工程と、２ｇで示すストリップ
の自由端を溶接する工程を含む。前述のように、バンド
の自由端はティグ溶接を含む他の手段等で接合すること
もできる。実際に２本発明の方法は成形中にバンドを圧
縮するので、バンドはそのつき合わせる自由端を接合す
ることなく。

Ｕ字形環状チャンネルに成形される。

次に、円筒バンド３０の一端は、カールダイ５０と成形
ポスト６０によって画定される半環状空間へ押し込まれ
る。望ましい実施態様における半環状空間への開口は対
向する円筒表面５２．６２によって画定されるように円
筒形である。図示のように、その円筒形開口は環状四面
５１１と環状凸面６１１によって画定される半環状空間
へスムーズに調和する。円筒バンド５０の公称直径は、
カールダイ５０と成形ポスト６０間の円筒開口の公称直
径に等しい。１筒バンドの対向端はラム３６の環状リッ
プＩＩＩＩによって係合される。かくして、ラム５６の
降下は第５図において円筒バンドを下方へ押し入れ、カ
ールダイ５０と成形ポスト６０間でバンドを半径方向内
側へ徐々にカールさせ、第４図に示すように円筒バンド
と溶接部２ｇを圧縮する。かくして、半環状シェル２０
はプレスの１行程で成形されるので、前記の引用特許に
記載されているように予備成形工程の必要がない。

前述のように５本発明の方法は、ワッシャー形ブランク
から半環状シェルをダイ成形する工程を含む現在の方法
よりも材料コストが５０％節約できる。半環状シェルの
外表面は、バンドを内側ヘカールさせ、バンドを圧縮し
て、バンドをカールダイに合致させるので、カールダイ
の凹面５ｕに精密に一致する。さらに重要なことは、溶
接部２８が圧縮下に置かれるので、前記引用特許に記載
されている方法において経験されるような溶接部の引張
破壊が排除される。さらに、溶接部２８の外表面は凹面
５１１でワイピングされるので、溶接部は凹面５１１と
精密に合致する。バンドは、成形中に引張シよシむしろ
圧縮下に置かれるので、バンドはダイ外表面から引き離
される傾向がなく、臨界外表面を公差内に維持する。

半環状シェル２０は、用途に応じてさらに多くの工程で
成形される。例えば、自動車の流体コンバータ用コアリ
ング・インペラは、第５図の８０で示すようにシャフト
を受ける円筒内面を含む。

この形状は第６図に示すように再打ちダイセットで成形
される。第５図に示す半環状シェル８０は。

円筒、内リップ部８２と外生環状部ｇｑを含む。

再打ちダイアセンブリは、第５図および第４図のカール
ダイ５０に対応する雌ダイ部材８６を含み、静１円筒中
心ポスト９２を受ける環状凹面８８を有する。成形ポス
ト９１１は環状凸面９６と円筒面９Ｆ！を含む。第５図
および第４図に関して既に説明したように、雌ダイ部材
８６および成形ボス）９１＋はそれらの間に半環状空間
を画定するために一定の間隔を有する。そして半環状シ
ェル８０はダイ部材によって成形される。

第６図に示す再打ちダイアセンブリの開示実施態様にお
いて、半環状シェル８０は環状リップ１０２を有する外
リテーナ・リング１００と環状リップ１０６を見する内
リテーナ・リング１０１１によって保持される。第１図
に示す半環状シェル２０は雌グイ部材８６内に挿入され
る。そして成形ポスト９１１とリテーナ・リング１００
．１０１１を雌グイ内へ降下させて、第５図に示す半環
状シェル８０の最終形状に成形する。シェルの形状変化
は第７図と第８図を比較することによって良く理解でき
る、第７図は第１図の半環状シェル２０の横断面形状を
示し、第８図は第５図の半環状シェル８０の横断面形状
を示す。再打ちダイアセンブリはシェルを広げて、円筒
形外リップを第８図に示すように連続、外生環状部８Ｉ
ｌに再成形する。

そして内リップ２６は第８図に示すように円筒リップ８
２に再成形する。

ハ１発明の効果 かくして、本発明の方法は、シート材料の矩形ストリッ
プから第２図に示すように転造そして溶接し２シエルを
成形することによって半環状シェルの成形コストをかな
り下げる。これは材料の実質的な節約をもたらす。さら
に、シェルは、溶接部２ｇに引張応力を与えることなく
第う図および第４図に示すように、プレスの１行程で成
形される。シェルは用途に応じて種々の材料から成形す
ることができる。例えば、コアリング・インペラは１例
えば０．１０ｃｙ＋＋（０，Ｏｎ　Ｏｉｎ　）の厚さを
有る１０１０または１０１ｇ鋼板から成形することがで
きる。前述のように、溶接部２ｇは第５図および第４図
に示すようにカール成形工程中は圧縮下に置かれる。シ
ェルの外リップ２２は第６図の再打ちダイセット・アセ
ンブルにおいて広げられるが、その展開は溶接部の破壊
を回避するために１０％以下である。かくて１本発明の
方法は製造において溶接部を破壊するところの溶接部に
かかる引張力を回避して、第５図に示すような複雑な形
状の半環状シェルｇｏを成形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法によって成形した半環状シェル
の側面図である。第２図は、第１図の半環状シェルを形
成する円筒バンドの側面図である。 第５図は１本発明の方法に使用されるダイセットの一実
施態様の側１部分横断面図であって、第２図の円筒バン
ドを成形するためのラム始動状態を示す。第４図は、第
５図に示すグイセットの側横断面図であって、ラムを下
げて第１図に示す半環状シェルを成形した状態を示す。 第５図は、再打ち後における第１図の半環状シェルを示
す。第６図は、第５図の半環状シェルの成形に利用した
再打ちダイの一実施例の部分、側横断面図である。 第７図は第１図に示した半環状シェルの側横断面図であ
る。第８図は第５図に示した半環状シェルの側横断面図
である。 図中符号の説明 ２０．ＩＨ）−一半環状シエル　２Ｆ３−一ストリップ
自由端部（または溶接部） ５０−−円筒バンド　３１１−−ダイセット・アセンブ
リ３６−−ラム　３ｇ−−ライザ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａｌ　自由端部と上下の縁を有する長方形平シー
   トを円筒バンドに成形し、前記自由端部をつきあわせ、
   前記上下の縁で前記円筒バンドの上下端部を形成させる
   工程； （ｂｌ　前記つきあわせ端部を接合する工程；（ｃｌ　
   前記円筒バンドの１端を５はＶ等間隔で整合する凹面と
   凸面の固定グイ表面と半環状空間の半径方向外側部に前
   記円筒バンドの公称直径と同一直径の開口を有するグイ
   部材の間に画定される前記半環状空間に押し込み、前記
   円筒バンドの他端と係合させ、前記固定ダイ表面間の前
   記円筒バンドを前記半環状空間における前記凹面と凸面
   のダイ表面間で半径方向内側へ漸次カーリングさせ、前
   記円筒バンドと前記つきあわせ端部間の接合部を圧縮す
   ることによって、前記円筒バンドを半環状形に成形する
   工程からなることを特徴とするＵ字形横断面を有する薄
   壁、半環状シェルの成形法。 ２、ｆａ）　自由端部と上下の縁を有する長方形平シー
   トを、前記自由端部がつきあわされた円筒バンドに成形
   する工程； （ｂ）前記円筒バンドのつきあわせ端部を溶接する工程
   ； （ｃ）　外径方向外側に円筒開口を有し、該開口に隣接
   するはｙ円筒形空間から半環状空間へ円滑に調和する前
   記半環状空間を形成するはソ等間隔の対向する凹面と凸
   面の固定グイ表面を有するダイセットを提供する工程；
   および （ｄｉ　前記バンドの他端を係合さすことによって前記
   円筒バンドの１端を前記円筒開口に押し込み、前記バン
   ドを圧縮下で前記凹面と凸面の固定ダイ表面間の半環状
   空間へ漸次カーリングさせ、前記溶接部を前記凹面のグ
   イ表面へワイピングおよび圧縮し、そして前記円筒バン
   ドを前記凹面のダイ表面と正確に合致する環状外面を有
   する半環状形に成形する工程からなることを特徴とする
   Ｕ字形横断面を有する薄壁、半環状シェルの成形法。 ３、（ａｌ　自由端部を有する長方形平シートを。 前記自由端部をつきあわせることによって円筒バンドに
   成形する工程； （ｂｌ　前記円筒バンドのつきあわせ端部を接合する工
   程； （ｃｌ　前記円筒バンドの１端を、半径方向外側部に円
   筒開口と、該円筒開口と円滑に調和するＵ字形空間の開
   口を形成するは譬等間隔で整合する凹面と凸面の固定ダ
   イ表面を有するダイセットに挿入する工程；および （ａｌ　前記バンドの他端を保合さすことによって前記
   円筒バンドを前記凹面と凸面のダイ表面間に押し込み、
   該円筒バンドを内側へカーリングさせ、該円筒バンドの
   外面をダイの外囲面と正確に合致させ、前記バンドのつ
   きあわせ端部間の接合部を圧縮しては′！１″Ｕ字形横
   断面のチャンネル状シェルを成形する工程からなること
   を特徴とするは”ｆＵ字形横断面の薄壁、チャンネル状
   シェルの成形法。 １４、（ａｌ　自由端部を有する長方形平シートを前記
   自由端をつきあわせることによってホソ円筒バンドを曲
   げる工程； （ｂｌ　前記円筒バンドのつきあわせ自由端部を接合す
   る工程； （ｃ）　前記円筒バンドと同一直径の円筒形性開口を有
   し、かつ内側に曲がった凹面と凸面に円滑に調和する前
   記外聞口に円筒空間を画定し該円筒空間と通じるＵ字形
   空間を画定する定間隔のダイ部材を有するダイセットに
   前記円筒バンドの円筒形の一端を挿入する工程；（ａ）
   前記円筒バンドを前記ダイセット空間に押し込み、該円
   筒バンドを任縮力下で漸次カーリングさせて５円筒形外
   リツプと円形内リップ部で終わるＵ字形中間部を有する
   半環状シェルを成形する工程；および ｔｅｌ　対向するダイ部材間に前記半環状シェルを再打
   ちして前記外リップを、前記つきあわせ端部間の接合部
   の許容応力内でｌＯ％以下押し拡げ、前記内リップを円
   筒形内壁に再成形する工程からなることを特徴とする円
   筒形内リップ部と連続、Ｕ字形半環状外側部を有するＵ
   字形横断面の薄壁、半環状シェルの成形法。