JP2009274124A - 自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴をピンによる押し出しで作成することとし、その場合のピンへの偏荷重の解消、押し出しで流動する材料による変形及び引けの問題を解消すること。
【解決手段】二次加工体の先端面板部３ｃの背面の周端に沿った円環状の領域を平坦に成形した上で、二次加工体を下型１１ｆの上に載せ、かつ上型１０ｆ、１０ｇで抑えた上で、下型１１ｆにクッション圧を加えつつ、バネ座止まり穴加工ピン１３を二次加工体の先端面板部３ｃの背面側からこれに対して押し出し加工動作させ、押し出された材料を上型１０ｆの逃げ穴１０ｆ１に流動させて、バネ座止まり穴を作成し、その後、正面側に流動突出した突出部３ｃｐを旋盤で旋削除去する。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷間鍛造技術により自動車変速機用ピストンの先端面板部の背面に複数のバネ座止まり穴を、効率よく、かつバネ座止まり穴加工ピンの耐久性を保持しながら、精度高く加工する自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に関するものである。

鍛造技術による自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法は現時点では提案されていない模様である。
例えば、特許文献１の多板クラッチ装置には、ピストンの先端面板部の内面にバネ座止まり穴（この文献では単に凹部と称している）が配されている例が示されているが、その成形方法に関しては全く触れていない。

特許文献２の油圧機器部品の製造方法では、自動車変速機用ピストンのダイキャスト鋳造と塑性加工とを組み合わせた製法が示されているが、その先端面板部にバネ座止まり穴を備えた例はなく、当然、バネ座止まり穴に関しては何も示されていない。

他の分野の止まり穴加工に関しては、特許文献３、４、５等の若干の提案例があるが、いずれも本件のバネ座止まり穴とは、その加工対象の材質やサイズ等が全く異なり、しかもその方法も鍛造技術ではなく、全く関連がない。

本件出願人が知るところによれば、自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴は、現時点ではドリル加工によって成形されるのが一般的のようである。しかしバネ座止まり穴をドリル加工によって作成した場合は、作成された穴の底部がドリル先端形状に対応するテーパ状、即ち、中央に向かって徐々に深くなる態様の底部形状となる。このような底部形状ではバネ端を安定して保持することはできないので、引き続いてエンドミルによる再加工が必要となり、これによって底部を平坦面に加工せざるを得ない。ドリル加工によってバネ座止まり穴を作成する場合は、当然、バネ座止まり穴の数だけその加工を繰り返さざるを得ないため、非常に非能率的であるが、更に同数のエンドミル加工も必要であり、一層非能率的である。

そこで特許文献６のような取付座の提案がある。この取付座は、下面が円錐状又は円錐台状で上面が平坦に成形された部材であり、ドリルで加工された穴の底部にこの取付座を挿入配置して該底部を平坦にし、バネ座等として良好に使用可能にしようとする趣旨のものである。これは、バネ座止まり穴として用いる穴の場合は、ドリル加工によるだけで作成するのでは無理があることを示し、かつエンドミル加工を用いることなくその問題点を解決する手段を示したものであるが、余分な部品を使用すること及び必要なバネ座止まり穴の数だけドリル加工を繰り返す必要があるという非能率性は解決できていない。

また本件の場合は、自動車変速機用ピストンの先端面板部の背面側にバネ座止まり穴を作成するものであり、該バネ座止まり穴の底部の厚みは薄くならざるを得ない。ドリル加工によって穴をあけようとすると、云うまでもなく、ドリル先端で穴あけ剪断応力が働くことになり、前記のような自動車変速機用ピストンの先端面板部に開口するバネ座止まり穴の場合は、その底部が薄いため、該底部に容易に歪み穴又は割れが発生する虞がある。

特開２００１−１０７９８１号公報 特開平１１−４７８６９号公報 特公平０３−５１５１３号公報 特開２００２−３６１５０７号公報 特開２００３−１５４８号公報 実開昭６２−４９０１５号公報

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消し、自動車変速機用ピストンの先端面板部に、それ自体を成形する鍛造技術を利用して能率的にバネ座止まり穴を加工することとし、更にこのような自動車変速機用ピストンの先端面板部のバネ座止まり穴加工に鍛造技術を採用することにより生じる新たな問題点、即ち、バネ座止まり穴加工面の平坦性の確保の問題、バネ座止まり穴加工ピンによる押し出し加工動作の際の流動する材料の逃げ方向による問題、及びその流動抵抗による問題等のない自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法を提供することを解決の課題とする。

本発明の１は、ピストン本体の先端面板部の背面にその周端に沿って複数のバネ座止まり穴を作成する自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法であって、
前記複数のバネ座止まり穴を作成する、前記ピストン本体の先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域を平坦に成形した上で、
前記バネ座止まり穴と同数でその配列と同一の配列で配したバネ座止まり穴加工ピンを、前記ピストン本体の先端面板部の背面側から、その先端面板部周端に沿った円環状の領域に対して、前方押し出し加工動作をさせることにより、該領域に対応する数及び配列のバネ座止まり穴を作成すると共に、それらのバネ座止まり穴加工ピンの押し出し加工動作により押し出される材料を各々該先端面板部の正面側に流動突出させることとした自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法である。

前記「ピストン本体の先端面板部」は、文字通りの「ピストン本体の先端面板部」ばかりでなく、ピストン本体の成形途上ではあるが、その先端面板部の部位の成形が既に完了しており、該先端面板部の変形を生じさせることなく、ピストン本体の完成のためのそれ以外の部位の成形をすることが可能になっている先端面板部をも含むものとする。従ってまたそのような先端面板部を有するピストン本体の成形途上のものは、これもピストン本体と称することがある。特許請求の範囲中及び本明細書中では、明細書の発明を実施するための最良の形態中の実施例の記述を除いて、そのように称することとする。

本発明の２は、本発明の１の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、板状の金属材料を、その中央部に中央穴を打ち抜くと共に、周囲を斜め外方に立ち上がる周側部とすべく絞り加工し、次いで該周側部を直立させ、更に該周側部の内側に位置する先端面板部を平打ち加工することにより該先端面板部の背面の周端を増肉させ、その後、該周側部の外周をしごくことにより該先端面板部の背面の周端部付近の増肉及び該面と周側部外面との直角性を確保することにより、前記複数のバネ座止まり穴を作成する、前記ピストン本体の先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域を平坦に成形するものである。

本発明の３は、本発明１又は２の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、前記バネ座止まり穴加工ピンの先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域に対する前方押し出し加工動作を、前記ピストン本体の上下面を上型及び下型で抑えながら、該下型に開口したバネ座止まり穴加工ピンと同一配列のガイド穴を通じて行い、他方、このバネ座止まり穴加工ピンによる前方押し出し加工動作で流動する材料を該上型に該バネ座止まり穴加工ピンと同一配列で構成した逃げ穴によりこの中に流動突出させるべく誘導することとしたものである。

本発明の４は、本発明の３の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、前記下型に、少なくとも、前記バネ座止まり穴加工ピンによる前方押し出し加工動作中に、上昇方向のクッション圧を加えることとしたものである。

本発明の５は、本発明の１、２、３又は４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、前記上型に構成する逃げ穴の断面積を、バネ座止まり穴加工ピンによって作成されるバネ座止まり穴の底部がその前方を逃げる流動材料の引張りに起因する引けを生じない程度に設定するものである。

本発明の６は、本発明の１、２、３又は４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、前記上型に構成する逃げ穴の断面積を、バネ座止まり穴加工ピンによって作成されるバネ座止まり穴の断面積の４５〜５５％に設定するものである。

本発明の７は、本発明の１、２、３又は４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、前記上型に構成する各逃げ穴の断面の一部をピストン本体の前記先端面板部から立ち上がる周側部と重畳するように位置決めすることとし、重畳する一部の断面積の逃げ穴断面積に対する割合（重畳部断面積／逃げ穴の断面積×１００）＝１０〜２０（％）に設定するものである。

本発明の８は、本発明の１、２、３、４、５、６又は７の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法に於いて、前記ピストン本体の先端面板部の正面側に流動突出した突出部を削除することとしたものである。

本発明の１の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、バネ座止まり穴の作成面を平坦にしたピストン本体を成形した後は、バネ座止まり穴加工ピンによる１ストロークの前方押し出し加工動作によって極めてスピーディに複数のバネ座止まり穴が加工できる。このバネ座止まり穴の加工は、以上のように、ピストン本体の円環状のバネ座止まり穴の作成領域を平坦にした上で行うものであるから、バネ座止まり穴加工ピンに無用の負担を掛けることがなく、それ故、十分に長いその耐久性を確保することができる。なお、該複数のバネ座止まり穴は、それらを定角度間隔に配列する場合、一部のみを定角度間隔で配列する場合、或いは全てをランダムに配列する場合のいずれの場合でも適用できるのは云うまでもない。

またこのバネ座止まり穴の加工は、バネ座止まり穴加工ピンを用いた前方押し出し加工によって行うものであり、それ故、当然、何らかの形で型により、バネ座止まり穴を開口する部位の前方の材料が逃げる部位以外に材料が流動するのを防止して、バネ座止まり穴を加工するピストン本体に無用の変形を生じさせることもない。

本発明の２の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、ピストン本体の先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域を、自動車変速機用ピストンのピストン本体を成形する過程で平坦に成形することが可能であり、そのための特別の工程を必要としない。また該ピストン本体を成形する工程は、特別複雑でもなく、簡明に行い得る工程である点も好都合である。前記領域を平坦にするためには、これ以外にも種々の方法を採用することが可能であるが、上記のように、この方法によれば、ピストン本体を成形する簡明な工程を実施する過程でその平坦化の工程も完了するものであり、極めて能率的である。

本発明の３の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、バネ座止まり穴加工ピンによる前方押し出し加工を、ピストン本体の上下面を上型及び下側で抑えながら、下型のガイド穴を通じて行い、かつ上型の対応する位置に開口した逃げ穴を通じて流動する材料を逃がすこととすることにより、ピストン本体の他の部位への材料の流動による無用の変形を防止しながら、余分の材料の前記逃げ穴への流動突出を許容して、バネ座止まり穴の作成を良好に行い得るようにしたものである。

本発明の４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、上型と下型で、ピストン本体の上下面を抑えながら、バネ座止まり穴加工ピンによる下方からの前方押し出し加工によりバネ座止まり穴を作成する際に、下型に該押し出しと同方向である上昇方向のクッション圧を加えることにより、バネ座止まり穴加工ピンによる押し出し動作で流動する材料が下型側に流動して膨出するのを確実に防止できるようにしたものである。

本発明の５の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、前記上型に成形する逃げ穴の断面積を適切に設定することにより、バネ座止まり穴加工ピンの前方押し出し動作の際の材料の流動を適切に抑制し、作成されるバネ座止まり穴の底部が引けるのを防止することができる。即ち、作成されるバネ座止まり穴の底部形状が平坦でなくなる問題を解消することができる。或いは、底部の引けた部分が、例えば、バネ座止まり穴の開口側と反対側に突出した材料による突出部を削除した場合に開口となってしまうような問題を回避することができる。

本発明の６の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、前記上型に成形する逃げ穴の断面積を作成されるバネ座止まり穴の断面積の４５〜５５％に設定することにより、バネ座止まり穴加工ピンの前方押し出し動作の際に生じる可能性のあるバネ座止まり穴底部の前記引けの問題を解消することができる。なお、該逃げ穴の断面積を作成されるバネ座止まり穴の断面積の４８〜５２％に設定するならば上記引けの問題の解決の観点からより好ましい。

本発明の７の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、前記上型に構成する各逃げ穴の断面の一部をピストン本体の前記先端面板部から立ち上がる周側部と適切な割合で重畳させてあるため、該周側部がバネ座止まり穴加工ピンによる前方押し出し動作によって流動する材料の流動に対する適切な抵抗となり、成形されるバネ座止まり穴の底部にその前方を流動して逃げる流動材料の引張りに起因する引けが生じる虞を解消することができる。

本発明の８の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、バネ座止まり穴と反対側の面に流動突出した突出部を削除してしまうので、それが邪魔になるような問題は生じない。突出部は、特に問題にならなければ、残しておいても良いが、削除してしまえば、如何なる場合にも不都合はない。またこの突出部の削除は、旋盤等による旋削の一工程で極めて簡単に行うことが可能である。

また本発明の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法は、所定材質の金属板材を加工し、押し出し加工によりバネ座止まり穴を成形するものであり、ドリル加工等と比較して圧倒的にスピーディに加工できるものではあるが、一般的に云って、板材のような周囲に材料の余裕が少ない部材にこのようなバネ座止まり穴を加工するのは、割れや変形その他の不都合な問題が生じ易く極めて困難であり、以上の本発明の１〜８を駆使し、手順を尽くして初めてそれらの問題を解決し得、精度の高いバネ座止まり穴を成形することが可能になるものである。

本発明を実施する最良の形態を図面を参照しながら実施例に基づいて説明する。

この実施例では、図１(a)に示すように、板厚９．０ｍｍのＳ２５Ｃの鋼板を外径１０５ｍｍに切断して円盤状のブランク１を作成し、ショットブラストでスケールを除去した上で、固形潤滑剤であるボンデ処理を施した。なお、この実施例では、円盤状のブランク１を作成するのに、以上のように、Ｓ２５Ｃの鋼板を採用したが、これに代えて、ＳＡＥ１０２０、ＳＡＥ１０１８、或いはその他の同等品を自由に採用することもできる。

この後、図１(b)及び図２(a)に示すように、抜き用のパンチ１２ａにより、該円盤状のブランク１の中央部を円形に打ち抜き中央穴２ａを開口すると共に、上型１０ａ及び下型１１ａによる絞り加工で、該中央穴２ａの周囲を斜めに立ち上がる周側部２ｂに成形し、これによって一次加工体２を作成する。このように、周側部２ｂを斜めに立ち上げる絞り加工をするのは、次の曲げ及びサイジング鍛造工程で後述する材料の所望の流れを確保し、後述するように、このブランク１で成形する二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側周端部近傍の平坦性を確保するためである。

このときの、一次加工体２の周側部２ｂの角度、即ち、該一次加工体２を平面上に置いた場合に、その平面と該一次加工体２の周側部２ｂとの作る角度αは、図１(b)に示すように、この実施例では、４０度としたが、３０度〜６０度の範囲内であれば、次の鍛造工程に於ける二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側周端部近傍の平坦性を確保するために有効である。
なお、敢えて述べると、前記ブランク１を直ちにその周側部が直角に立ち上がるように絞り加工したのでは、その後に、二次加工体３の先端面板部３ｃに該当する部位の背面側周端付近の平坦化を図るために、そのＲ部を増肉しようとしても適切な材料の流動性を得ることができず、増肉不可となる。

次いで、図１(c)及び図２(b)に示すように、該一次加工体２の周側部２ｂを、その内周端と外周端の途中の部位で曲げ加工してその外周側を立ち上げ、これを周側部３ａとし、その上端を直角に曲げ加工して外方に張り出させ、これを張出部３ｂとし、周側部３ａの下端から内側に張り出す張出部は、先端面板部３ｃとする。なお、同時に、該張出部３ｂの外周端側下面は若干下方に膨出させておく。更に同時に、図２(b)に示すように、これらを上型１０ｂ、１０ｃ及び下型１１ｂ、１１ｃで加圧するサイジングを行う。こうして作成された加工品が二次加工体３である。これは、一次加工体２を以上のように鍛造加工して、図１(c)に示す形状の二次加工体３に加工するものであるため、前記先端面板部３ｃの背面側周端３ｃ１への材料の流れが良好に行われ、該二次加工体３の背面側の周端付近の平坦性が確保できることになる。

なお、前記先端面板部３ｃは、この段階で、成形完了段階のピストン本体の先端面板部と同一形状、即ち、先端面板部の成形としては既に完了状態となっている。前記二次加工体３は、該先端面板部３ｃ以外の部位がまだ成形完了状態のピストン本体になっていない部材である。

以上の如く構成されたこの実施例の二次加工体３は、外径：１３３ｍｍ、高さ：２６ｍｍ、中央穴の内径：５７ｍｍ、先端面板部３ｃの周端の径、即ち、周側部３ａの最下部の外径：１０５ｍｍ、ドーナツ状の先端面板部３ｃの背後側の面の幅：４８ｍｍである。

こうして、この実施例では、適切に二次加工体３を作成した後、図３(a)、(b)に示すように、該二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側周端近傍に、この実施例では、２６個のバネ座止まり穴５、５…を作成する。これらのバネ座止まり穴５、５…は、この実施例では、穴径：９．４ｍｍ、深さ：６．９ｍｍとし、２６個のバネ座止まり穴５、５…は、各バネ座止まり穴５、５…の中心間を結ぶ円の径が９１．４ｍｍになるように、定角度間隔で、円環状に配列するものとする。

なおこの実施例では、二次加工体３の段階で、以上のように、バネ座止まり穴５、５…の加工をすることとしたが、ピストン本体の成形の完了後に、バネ座止まり穴５、５…の加工を行うこととしても良いのは云うまでもない。

以上の二次加工体３の先端面板部３ｃの背面に以上のバネ座止まり穴５、５…を作成する工程も鍛造加工で行う。この工程を行う加工装置は以下の通りである。
図４に示すように、下型１１ｆは、前記二次加工体３をその正面を上向きにして載置すべく構成する。該下型１１ｆの上面形状は、基本的に該二次加工体３の背面側の形状に対応する形状となっている。上型１０ｆ、１０ｇは、その下面が、基本的に該二次加工体３の正面側の形状に対応する形状となっている。

前記下型１１ｆは、その上に載置された二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側に作成すべきバネ座止まり穴５、５…に対応する位置関係で、２６本のバネ座止まり穴加工ピン１３、１３…の通過用の２６箇所のガイド穴１１ｆ１、１１ｆ１…が構成してあり、更に一つのノックアウトピン通過用の通過穴１１ｆ２も開口してある。該ガイド穴１１ｆ１、１１ｆ１…は、平面又は底面から見れば、当然、バネ座止まり穴５、５…の配列と同様な円環状の定角度間隔の配列となっている。

更に該下型１１ｆの下部は、油圧クッション装置によって支持されている。図中１４は油圧クッション装置から上方に立ち上がるクッション支柱である。該クッション支柱１４、１４…は、油圧クッション装置の上部から４本のそれが立ち上がり、前記下型１１ｆをバランス良く支持するようになっている。該油圧クッション装置は、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工中に該下型１１ｆを上昇方向に加圧し、該バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…の押し出し加工動作によって流動する材料が二次加工体３の背面側に膨出することがないようにするためのものである。

図５は、矢印ａ１に示すように、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工を行った場合の材料の流動の仕方を説明する図であり、このように押し出し加工をすると、型で全外面が抑えられていれば、材料はそれ以外の逃げ易い方向、即ち、同図中、矢印ａ２、ａ３に示すように、先端面板部３ｃ側及び周側部３ａ側にそれぞれ流動しようとする。従って、型の抑えが不十分であれば、当然、それらの部位の外面に膨出が生じ、二次加工体３の形状は崩れてしまうことになる。前記下型１１ｆに下方から加えるクッション圧は、前記のように、これを防止すべく二次加工体３を下方から抑えるものであるが、図４に示すように、該下型１１ｆは同時にその周側部３ａの側方をも抑えるようになっている。前記上型１０ｆ、１０ｇは、前記のように、二次加工体３を上方から抑え、かつ同時にその周側部３ａを内側から抑えてもいる。

図５中、３ｃ２は、下型１１ｆへのクッション圧が不足している場合に、二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側に材料が流動して膨出する膨出部を示しており、３ｃ３は、同様の場合に、上型１０ｆの抑え圧力が不足し、後述するその逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…に流動すべき材料が先端面板部３ｃの正面側に流動膨出した膨出部を示している。同図中、矢印ａ４は、クッション圧を表示しているが、これが適切であり、上型１０ｆ、１０ｇも同様の抑え圧で上方から抑えていれば、以上の両膨出部３ｃ２、３ｃ３が生じることはない。その分の材料は、詳細には後述する上型１０ｆの逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…に流動することになる。こうして二次加工体３は、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工を経ても、正確な形状を保持することができる。

前記上型１０ｆ、１０ｇの内、中央側の上型１０ｆには、前記下型１１ｆのガイド穴１１ｆ１、１１ｆ１…に上下対応させた位置関係で同数の逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…が開口してある。これらは、前記バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…の押し出し加工動作によって流動する材料をその中に逃がす趣旨の開口部である。これらの逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…の断面積ｄａは、この実施例では、バネ座止まり穴５、５…の断面積ＤＡの約４９．３％に設定した。即ち、この実施例では、逃げ穴１０ｆ１の内径は、６．６ｍｍに設定したものであり、前記のように、バネ座止まり穴５の穴径は９．４ｍｍであるから、比率ｄａ／ＤＡ＝π（６．６／２）²／π（９．４／２）² となり、その値は、約０．４９３であり、前記のように、百分率で云うと、約４９．３％である。このような比率ｄａ／ＤＡにするのは、前記バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…の押し出し加工動作の際の材料の流動を適切な抵抗を有するものに設定する趣旨である。

図６は、上型１０ｆに開口した逃げ穴１０ｆ１の断面積ｄａを、バネ座止まり穴加工ピン１３の押し出し加工によって作成されるバネ座止まり穴５の断面積ＤＡに比して所要比率以上に大きく成形した場合のバネ座止まり穴５に於ける引けの状態を示した説明図である。この場合は、バネ座止まり穴５の底部に引けが生じ、中央上部に向かって徐々に細くなりながら延びる概ねテーパ状の空間ｋが生じている。図７に示すように、この実施例では、バネ座止まり穴５の底部の厚みｔ、即ち、バネ座止まり穴５の底面５ａと二次加工体３の先端面板部３ｃの正面側の面３ｃｓとの間隔は１ｍｍに設定されているため、図６のように、バネ座止まり穴５の底部に、引けが生じていると、先端面板部３ｃの正面側に突出した突出部３ｃｐを削除した場合に該バネ座止まり穴５の底部に穴が開いた状態になる不都合が生じる。

それ故、前記上型１０ｆに構成する逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…の断面積ｄａのバネ座止まり穴５の断面積ＤＡに対する比率ｄａ／ＤＡは、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作によって作成されるバネ座止まり穴５、５…の底部に引けが生じない程度の材料の流動となるように、流動に対する適切な抵抗が生じ得るように設定する。流動に対する適切な抵抗を生じさせることにより、前記引けを生じさせないようにする趣旨である。この比率ｄａ／ＤＡ×１００は、使用されるブランク１の素材の展延性等の性質によって同一ではないが、概ね４５〜５５％程度が適当である。４８〜５２％であればより好ましい。

なお、この実施例では、図４に示すように、更に前記逃げ穴１０ｆ１の断面の一部を二次加工体３の先端面板部３ｃから立ち上がる周側部３ａと重畳させてあり、これが前記逃げ穴１０ｆ１の断面積ｄａのバネ座止まり穴５の断面積ＤＡに対する比率ｄａ／ＤＡを、前記のように、約０．４９３、即ち、百分率で約４９．３％に設定したことと相まって、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作によって生じる材料の流動に一層適切な抵抗を生じさせ、作成されるバネ座止まり穴５、５…の底部５ａに引けを生じさせないようになっているものである。

以上のように、前記逃げ穴１０ｆ１の断面の一部を前記周側部３ａと重畳させてあるため、図８(a)、(b)に示すように、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作によって二次加工体３の先端面板部３ｃの正面側に突出する突出部３ｃｐは、当然、その一部が該周側部３ａと重畳する。その重畳部ｗの断面積ｗａの突出部３ｃｐの断面積（＝逃げ穴１０ｆ１の断面積ｄａ）ｐａに対する割合ｗａ／ｐａは、この実施例では、突出部３ｃｐの断面積ｐａが、前記のように、その直径が６．６ｍｍであるから、３４．２１１９ｍｍ²であり、重畳部ｗの断面積ｗａが４．９ｍｍ²であるから、４．９／３４．２、即ち、０．１４３となり、この場合の割合ｗａ／ｐａ×１００は、１４．３％となることが分かる。そしてこの重畳状態で、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作によって生じる材料の流動に対する抵抗が適切なものとなった。

これに関しては、以上の外、逃げ穴１０ｆ１の径を６．５ｍｍにした場合及び７ｍｍにした場合、その他多数の例を試験してみたが、重畳部ｗの断面積ｗａの突出部３ｃｐの断面積（逃げ穴１０ｆ１の断面積ｄａ）ｐａに対する割合ｗａ／ｐａは、０．１〜０．２、即ち、その百分率ｗａ／ｐａ×１００＝１０〜２０％に設定すると、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作によって生じる材料の流動に対する抵抗が適切なものとなり、成形されるバネ座止まり穴５、５…の底面５ａに引けが生じることがないことが分かった。

因みに、前記逃げ穴１０ｆ１の径、即ち、突出部３ｃｐの径を６．５ｍｍにした場合のその断面積ｐａは３３．１８３１ｍｍ²であり、この場合の重畳部ｗの断面積ｗａは４．５９ｍｍ²であるから、逃げ穴１０ｆ１の断面積（突出部３ｃｐの断面積ｐａ）ｄａに対する割合ｗａ／ｐａは、０．１３８、即ち、その百分率ｗａ／ｐａ×１００＝１３．８％となる。また前記逃げ穴１０ｆ１の径、即ち、突出部３ｃｐの径を７．０ｍｍにした場合のその断面積ｐａは３８．４８４５１ｍｍ²であり、この場合の重畳部ｗの断面積ｗａは６．２２ｍｍ²であるから、逃げ穴１０ｆ１の断面積（突出部３ｃｐの断面積ｐａ）ｄａに対する割合ｗａ／ｐａは、０．１６２、即ち、その百分率ｗａ／ｐａ×１００＝１６．２％となる。
いずれも適切な範囲内にあり、バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作によって生じる材料の流動に対する抵抗が適切なものとなる。

更に、当然、前記下型１１ｆのガイド穴１１ｆ１、１１ｆ１…にはバネ座止まり穴加工ピン１３、１３…が昇降進退自在に配してあり、前記ノックアウトピン通過用の通過穴１１ｆ２には、ノックアウトピン１５が昇降自在に挿入してある。

なお、前記下型１１ｆ及び前記上型１０ｆ、１０ｇは、ＳＫＤ６１の鋼材で作成し、ラジカル窒化処理を施したものである。また前記バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…は超硬合金で作成したものである。

以上の加工装置を用いて前記二次加工体３の先端面板部３ｃの背後側の面の周端に沿った領域にバネ座止まり穴５、５…を作成する。
図４に示すように、二次加工体３をその背面側を下に向けて下型１１ｆ上に載置し、上型１０ｆ、１０ｇを下降させて、その下面を該二次加工体３の正面側に当接させる。この後、前記油圧クッション装置を動作させ、そのクッション支柱１４、１４…で下型１１ｆに上向きクッション圧を加え、同時に上型１０ｆ、１０ｇにも下向きの加圧力を加える。

この状態で、前記バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…を上昇させて、前方押し出し加工動作をさせ、二次加工体３の先端面板部３ｃの背後側の面にバネ座止まり穴５、５…を加工する。これによってバネ座止まり穴５、５…が作成される部位から押し出され流動する材料は、その前方の上型１０ｆに開口された逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…中に流動移動し、該バネ座止まり穴５、５…が適切に作成されることになる。逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…の断面積ｄａは、前記のように、適切に設定され、また逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…の断面の一部を二次加工体３の先端面板部３ｃから立ち上がる周側部３ａと適切な割合で重畳させてあるため、作成されるバネ座止まり穴５、５…の底部５ａに引けの発生することもない。

また下型１１ｆに、前記のように、適切なクッション圧が加えられ、上型１０ｆ、１０ｇにもこれに対応する加圧力が加えられているため、流動する材料が、前記逃げ穴１０ｆ１、１０ｆ１…以外の部位に流動して、二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側等の無用の部位に膨出し、その本来の形状を変形させてしまうような問題も生じない。それ故、二次加工体３は正常な形状を維持することができる。

また以上のバネ座止まり穴加工ピン１３、１３…による押し出し加工動作は、前記のように、予め平坦化が行われた二次加工体３の先端面板部３ｃの背面側の周端に沿った領域に対して加えられるものであるため、該バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…に偏った荷重がかかる虞が無い。それ故、該バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…はその高い耐久性を得、長寿命を確保することができる。またこれにより該バネ座止まり穴加工ピン１３、１３…が直線往復動作を正確に維持することができるため、精度の高いバネ座止まり穴５、５…の加工ができることにもなる。

次いでこの実施例では、旋盤による旋削加工で、図３に示すように、二次加工体３の正面側に突出した突出部３ｃｐ、３ｃｐ…を削除する。
なお、以上の二次加工体３は、この後、既存の公知の方法により、張出部３ｂを加工して、シリンダに摺動接触する摺動周側部を作成し、ピストン本体に仕上げる。

従ってこの実施例の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法によれば、ドリル加工によるより遥かにスピーディに、かつ精度の高いバネ座止まり穴５、５…を加工することができる。
またこの実施例では、所定素材の金属板材を加工し、押し出し加工によりバネ座止まり穴を成形するものであり、以上のように、スピーディに加工できるものではあるが、周囲に材料の余裕が少なく、割れや、変形その他の問題を生じさせることなく、正確なそれを成形することは極めて困難である。それにもかかわらず、この実施例では、以上の説明によって理解されるように、手順を尽くすことにより、精度の高いバネ座止まり穴を確実に成形することに成功しているものである。

(a)は実施例の二次加工体を作成するための円盤状のブランクの断面図、(b)は一次加工体の断面図、(c)は二次加工体の断面図。 (a)は鍛造装置で一次加工体を加工している状態を示す断面図、(b)は鍛造装置で二次加工体を加工している状態を示す断面図。 (a)は二次加工体にバネ座止まり穴を開口したその断面図、(b)はバネ座止まり穴を開口した二次加工体の背面図。 鍛造装置で二次加工体にバネ座止まり穴を加工している状態を示す断面図。 バネ座止まり穴加工ピンで押し出し加工動作をした場合の二次加工体内の材料の流動とクッション圧を説明する二次加工体の断面部分説明図。 バネ座止まり穴加工ピンで押し出し加工動作をした場合に上型の逃げ穴中に流動する材料による引張と作成されるバネ座止まり穴の底部に生じる「引け」を説明するための二次加工体の断面部分説明図。 適切な上型に構成する逃げ穴の断面積とバネ座止まり穴の断面積との関係を説明するための断面説明図。 (a)は突出部が突出した状態の二次加工体の概略正面図、(b)は(a)の一部を拡大した突出部断面と周側部の重畳割合を説明する正面説明図。

符号の説明

１ ブランク
２ 一次加工体
２ａ 中央穴
２ｂ 周側部
３ 二次加工体
３ａ 周側部
３ｂ 張出部
３ｃ 先端面板部
３ｃ１ 先端面板部の背面側周端
３ｃ２ 先端面板部の背面側に膨出する膨出部
３ｃ３ 先端面板部の正面側に流動膨出した膨出部
３ｃｐ 突出部
３ｃｓ 先端面板部の正面側の面
５ バネ座止まり穴
５ａ バネ座止まり穴の底面
１０ａ 鍛造装置の一次加工体加工用の上型
１０ｂ 鍛造装置の二次加工体用の中央側の上型
１０ｃ 鍛造装置の二次加工体用の外周側の上型
１０ｆ 鍛造装置のバネ座止まり穴加工用の中央側の上型
１０ｆ１ 逃げ穴
１０ｇ 鍛造装置のバネ座止まり穴加工用の外周側の上型
１１ａ 鍛造装置の一次加工体加工用の下型
１１ｂ 鍛造装置の二次加工体用の中央側の下型
１１ｃ 鍛造装置の二次加工体用の外周側の下型
１１ｆ 鍛造装置のバネ座止まり穴加工用の中央側の下型
１１ｆ１ ガイド穴
１１ｆ２ 通過穴
１２ａ パンチ
１３ バネ座止まり穴加工ピン
１４ クッション支柱
１５ ノックアウトピン
α 一次加工体の周側部との作る角度
ａ１ バネ座止まり穴加工ピンの押し出し方向を示す矢印
ａ２ 先端面板部方向に向かう材料の流動方向を示す矢印
ａ３ 周側部方向に向かう材料の流動方向を示す矢印
ａ４ クッション圧の方向を示す矢印
ｄａ 逃げ穴の断面積
ＤＡ バネ座止まり穴の断面積
ｄａ／ＤＡ 比率
ｋ テーパ状の空間
ｐａ 突出部の断面積
ｔ バネ座止まり穴の底部の厚み
ｗ 重畳部
ｗａ 重畳部の断面積
ｗａ／ｐａ 重畳部の断面積の突出部の断面積に対する割合

Claims (8)

1. ピストン本体の先端面板部の背面にその周端に沿って複数のバネ座止まり穴を作成する自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法であって、
   前記複数のバネ座止まり穴を作成する、前記ピストン本体の先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域を平坦に成形した上で、
   前記バネ座止まり穴と同数でその配列と同一の配列で配したバネ座止まり穴加工ピンを、前記ピストン本体の先端面板部の背面側から、その先端面板部周端に沿った円環状の領域に対して、前方押し出し加工動作をさせることにより、該領域に対応する数及び配列のバネ座止まり穴を作成すると共に、それらのバネ座止まり穴加工ピンの押し出し加工動作により押し出される材料を各々該先端面板部の正面側に流動突出させることとした自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
2. 板状の金属材料を、その中央部に中央穴を打ち抜くと共に、周囲を斜め外方に立ち上がる周側部とすべく絞り加工し、次いで該周側部を直立させ、更に該周側部の内側に位置する先端面板部を平打ち加工することにより該先端面板部の背面の周端を増肉させ、その後、該周側部の外周をしごくことにより該先端面板部の背面側の周端部付近の増肉及び該面と周側部外面との直角性を確保することにより、前記複数のバネ座止まり穴を作成する、前記ピストン本体の先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域を平坦に成形する請求項１の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
3. 前記バネ座止まり穴加工ピンの先端面板部の背面の周端に沿った円環状の領域に対する前方押し出し加工動作を、前記ピストン本体の上下面を上型及び下型で抑えながら、該下型に開口したバネ座止まり穴加工ピンと同一配列のガイド穴を通じて行い、他方、このバネ座止まり穴加工ピンによる前方押し出し加工動作で流動する材料を該上型に該バネ座止まり穴加工ピンと同一配列で構成した逃げ穴によりこの中に流動突出させるべく誘導することとした請求項１又は２の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
4. 前記下型に、少なくとも、前記バネ座止まり穴加工ピンによる前方押し出し加工動作中に、上昇方向のクッション圧を加えることとした請求項３の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
5. 前記上型に成形する逃げ穴の断面積を、バネ座止まり穴加工ピンによって成形されるバネ座止まり穴の底部がその前方を逃げる流動材料の引張りに起因する引けを生じない程度に設定する請求項１、２、３又は４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
6. 前記上型に構成する逃げ穴の断面積を、バネ座止まり穴加工ピンによって作成されるバネ座止まり穴の断面積の４５〜５５％に設定する請求項１、２、３又は４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
7. 前記上型に構成する各逃げ穴の断面の一部をピストン本体の前記先端面板部から立ち上がる周側部と重畳するように位置決めすることとし、重畳する一部の断面積の逃げ穴断面積に対する割合（重畳部断面積／逃げ穴の断面積×１００）＝１０〜２０（％）に設定する請求項１、２、３又は４の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。
8. 前記ピストン本体の先端面板部の正面側に流動突出した突出部を削除することとした請求項１、２、３、４、５、６又は７の自動車変速機用ピストンのバネ座止まり穴加工方法。

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