JP3859366B2

JP3859366B2 - Method for removing residual stress after press forming

Info

Publication number: JP3859366B2
Application number: JP21815998A
Authority: JP
Inventors: 啓三小林; 尚久樅山; 勲高瀬; 一能伊藤; 三喜今田; 和昭渡辺; 邦裕岩月; 勝司猿木
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: JP2000051945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形後の残留応力の除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機においては、トルクコンバータを備え、クランクシャフトに出力されたエンジンの回転を、前記トルクコンバータを介して変速装置の入力軸に伝達するようになっている。
前記トルクコンバータは、ポンプインペラ、タービンランナ、ステータ、ロックアップクラッチ装置及びダンパ装置によって構成される。そして、前記トルクコンバータにおいて、エンジンから伝達された回転はフロントカバーを介してポンプインペラに伝達され、該ポンプインペラの回転に伴って発生する油の流れによってタービンランナを回転させ、該タービンランナの回転を前記入力軸に伝達するようになっている。
【０００３】
また、前記ロックアップクラッチ装置は、軸方向に移動自在に配設された平板としてのロックアップピストンを備え、該ロックアップピストンに摩擦材が貼（ちょう）付される。そして、車両が発進した後、あらかじめ設定された車速が得られると、ロックアップピストンとフロントカバーとが接触させられ、ロックアップクラッチ装置が係合させられる。その結果、エンジンの回転が油を介することなく入力軸に直接伝達される。
【０００４】
ところで、前記ロックアップピストンは、環状の平板部、及び該平板部の外周縁から垂直に延びる筒状部から成り、例えば、プレス成形によって加工され、形成される（実開平４−３２３５２号公報参照）。この場合、プレス成形が行われた後に平板部と筒状部との接線部分、すなわち、外周コーナ折曲部に引張応力が残留してしまう。
【０００５】
図２は従来のロックアップピストンにおける引張応力の残留メカニズムを説明する第１の図、図３は従来のロックアップピストンにおける引張応力の残留メカニズムを説明する第２の図である。
図において、７１はロックアップピストン、７２は平板部、７３は筒状部、７４は外周コーナ折曲部である。
【０００６】
前記ロックアップピストン７１をプレス成形によって形成する場合、荷重を加えている間において、前記外周コーナ折曲部７４の内側の折曲中心ａと外側の折曲中心ｂとを結ぶ線Ｌ１上において、応力Ｆ１が発生する。該応力Ｆ１は矢印Ａ側が引張応力であり、矢印Ｂ側が圧縮応力であり、折曲中心ａの近傍においては圧縮応力が発生することになる。
【０００７】
その後、荷重を加えないようにすると、前記線Ｌ１上において、応力Ｆ２が発生する。該応力Ｆ２も矢印Ａ側が引張応力であり、矢印Ｂ側が圧縮応力であるが、折曲中心ａの近傍においては引張応力が残留することになる。その結果、ロックアップピストン７１の耐久性が低下してしまう。
そこで、前記折曲中心ａの近傍に残留した引張応力によってロックアップピストン７１の耐久性が低下することがないように、プレス成形が行われた後のロックアップピストン７１の全体に浸炭焼入れ処理、ガス軟窒化処理等の高温処理を施し、ロックアップピストン７１の表面を硬化させるとともに、前記引張応力を除去するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のロックアップピストン７１においては、該ロックアップピストン７１の全体に高温処理を施すと、残留した引張応力だけでなく圧縮応力をもロックアップピストン７１の全体において除去してしまうので、ロックアップピストン７１が変形してしまう。その結果、摩擦材が貼付されるロックアップピストン７１のライニング面の精度が低下してしまうので、ライニング面を切削によって仕上げる必要が生じ、その分ロックアップピストン７１の板厚が小さくなる。したがって、ロックアップピストン７１の板厚をあらかじめ切削される分だけ大きくしておく必要が生じるので、ロックアップピストン７１のコストが高くなってしまうだけでなく、重量も大きくなってしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の平板の加工方法の問題点を解決して、外周コーナ折曲部において引張応力が残留することがなく、耐久性を向上させることができ、コストを低くすることができるとともに、重量を小さくすることができるプレス成形後の残留応力の除去方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のプレス成形後の残留応力の除去方法においては、平板部、及び該平板部の周縁から垂直に延びる筒状部を備えたプレス成形品における前記平板部と筒状部との接触部分であるコーナ折曲部の内側に、押付部材を押し付けて塑性変形を行う。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図４は本発明の実施の形態におけるトルクコンバータの縦断面図、図５は本発明の実施の形態におけるダンパ装置の正面図である。
図４に示されるように、トルクコンバータは、ポンプインペラ１１、該ポンプインペラ１１と共にトーラスを構成するタービンランナ１２、ステータ１３、ロックアップクラッチ装置１４及びダンパ装置１５によって構成される。
【００１３】
そして、前記トルクコンバータにおいて、図示されないエンジンから伝達された回転は、図示されないクランクシャフトを介してフロントカバー１６に伝達され、該フロントカバー１６に固定されたポンプインペラ１１に伝達される。この場合、該ポンプインペラ１１が回転すると、トーラス内の油は、トルクコンバータの軸の周囲を流れ、遠心力が加わってポンプインペラ１１、タービンランナ１２及びステータ１３間を循環する。
【００１４】
そして、車両の発進時等、前記ポンプインペラ１１が回転を開始したばかりで、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との回転速度差が大きい場合、該タービンランナ１２から流れ出た油はポンプインペラ１１の回転を妨げる方向に流れる。そこで、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間にステータ１３が配設され、該ステータ１３は、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との回転速度差が大きいときに、ポンプインペラ１１の回転を助ける方向に油の流れを変換する。
【００１５】
そして、前記タービンランナ１２の回転速度が高くなり、前記ポンプインペラ１１と前記タービンランナ１２との回転速度差が小さくなると、ステータ１３のブレード３１の表側に当たっていた油が裏側に当たるようになって、油の流れが妨げられる。
そこで、前記ステータ１３が一定方向にだけ回転可能にされ、アウタレース１８及びインナレース１９から成るワンウェイクラッチ１７が前記ステータ１３の内周側に配設される。したがって、油がブレード３１の裏側に当たるようになると、ワンウェイクラッチ１７によってステータ１３は自然に回転するようになるので、前記油は円滑に循環する。前記アウタレース１８はステータ１３に固定され、インナレース１９は図示されない自動変速機のケースに固定される。
【００１６】
このように、前記トルクコンバータは、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との回転速度差が大きいときには、トルク変換機として作動させられて伝達トルクを増幅し、回転速度差が小さいときには、流体継手として作動させられる。
次に、ロックアップクラッチ装置１４について説明する。
【００１７】
車両が発進した後、あらかじめ設定された車速が得られると、ロックアップクラッチ装置１４が係合させられるようになっている。そして、ロックアップクラッチ装置１４が係合させられると、前記エンジンの回転が油を介することなく図示されない変速装置の入力軸に直接伝達されるので、燃費を良くすることができる。また、前記ロックアップクラッチ装置１４は、図示されないロックアップリレーバルブによって油の供給が切り換えられて作動し、平板としてのロックアップピストン２１が軸方向に移動することによって、該ロックアップピストン２１とフロントカバー１６とが摩擦材２０を介して接離させられる。
【００１８】
そのために、前記ロックアップピストン２１とフロントカバー１６との間に解放側油室Ｒ１が、ロックアップピストン２１とタービンランナ１２との間に係合側油室Ｒ２がそれぞれ形成される。したがって、前記解放側油室Ｒ１に油が供給されると、ロックアップクラッチ装置１４が解放され、前記係合側油室Ｒ２に油が供給されると、ロックアップクラッチ装置１４が係合させられる。
【００１９】
そして、該ロックアップクラッチ装置１４が係合させられると、前記クランクシャフトの回転が、フロントカバー１６、ロックアップピストン２１、ダンパ装置１５及びタービンハブ２３を介して、前記入力軸に直接伝達される。そのために、前記タービンハブ２３の内周にスプライン溝２３ａが形成され、該スプライン溝２３ａによってタービンハブ２３と前記入力軸とがスプライン嵌（かん）合されるようになっている。
【００２０】
なお、６１は前記タービンハブ２３とフロントカバー１６との間に配設されたスラストベアリング、６５は前記ステータ１３とタービンハブ２３との間に配設されたスラストベアリング、６６は前記ステータ１３とスリーブ６７との間に配設されたスラストベアリングである。
次に、ダンパ装置１５について説明する。
【００２１】
図５に示されるように、該ダンパ装置１５は、伝達トルクの変動を吸収するためのものであり、ロックアップピストン２１に形成された突起を圧潰（あっかい）することによりかしめが行われ、かしめ部５８によってロックアップピストン２１に固定される。また、ダンパ装置１５は、ロックアップピストン２１と一体的に回転させられるドライブプレート５７、該ドライブプレート５７と対向させて配設され、前記タービンランナ１２と一体に回転させられるドリブンプレート３２、スプリング３３、３４等から成る。
【００２２】
前記スプリング３３は、第１ステージ用のものであり、ロックアップピストン２１の円周方向における複数箇所、例えば、６箇所に配設される。また、前記スプリング３４は、第２ステージ用のものであり、ロックアップピストン２１の円周方向における複数箇所、例えば、２箇所に配設される。そして、スプリング３４は、スプリング３３より短く形成され、スプリング３３の伝達トルクが屈曲点トルクに到達した後に撓（たわ）み始める。
【００２３】
したがって、前記フロントカバー１６から摩擦材２０を介して伝達された回転は、前記ダンパ装置１５を介してタービンハブ２３に伝達されるが、この場合、スプリング３３、３４が収縮し、伝達トルクの変動を吸収するので、振動、騒音等が発生するのを防止することができる。
前記ポンプインペラ１１は、ブレード４１、アウタシェル４３及びインナコア４５から成り、また、タービンランナ１２は、ブレード４２、アウタシェル４４及びインナコア４６から成る。そして、前記アウタシェル４４は、ドリブンプレート３２と共に、リベット４７によってタービンハブ２３と連結される。
【００２４】
ところで、前記ロックアップピストン２１は、軸方向に延び、前記タービンハブ２３に形成された摺（しゅう）動面に沿って軸方向に摺動する第１の筒状部５１、該第１の筒状部５１から径方向外方に延びる第１の平板部５２、該第１の平板部５２から径方向外方に延びる湾曲部５３、該湾曲部５３から径方向外方に延びる第２の平板部５４、及び該第２の平板部５４から軸方向に延びる第２の筒状部５５から成る。
【００２５】
そして、該第２の筒状部５５によってスプリング３３の外側保持部Ｑ１が形成される。この場合、前記ロックアップピストン２１の最外周部分に前記スプリング３３が配設されることになるので、フロントカバー１６と前記トーラスとの間に形成される空間を十分に利用することが可能になり、スプリング３３の径を大きく設定することができる。したがって、前記スプリング３３のばね定数を小さくし、その結果、固有振動数を小さくすることができる。
【００２６】
また、前記ロックアップピストン２１と共にスプリング３３を包囲して保持するとともに、ロックアップピストン２１の回転をスプリング３３、３４に伝達するために、ドライブプレート５７が配設される。
本実施の形態において、該ドライブプレート５７は、ピース化され、ほぼ扇状の形状を有する８個のプレート片７４によって形成される。そして、該各プレート片７４をロックアップピストン２１の円周方向における８箇所において互いに隣接させて配設することによって、ドライブプレート５７の全体が環状の形状にされる。
【００２７】
また、このとき、互いに隣接するプレート片７４間に、径方向内方に向けて開口する８個のバランスウェイト挿入溝８３が形成される。したがって、所定のバランスウェイト挿入溝８３にバランスウェイト８４を挿入し、固定することによって、ロックアップピストン２１を回転させたときにバランスを採ることができる。
【００２８】
そして、前記プレート片７４の中央の内周縁にストッパ７８が立ち上げて形成され、中央の外周縁にスプリング駆動爪Ｍが径方向外方に突出させて形成され、両端部の外周縁に前記スプリング３３を内側から保持する内側保持部Ｑ２が立ち上げて形成される。
前記スプリング駆動爪Ｍは、ロックアップクラッチ装置１４が係合させられてロックアップピストン２１が正方向（図５における反時計回り方向）に回転する際（以下「正駆動時」という。）、及びエンジンブレーキ時等においてロックアップピストン２１が逆方向（図５における時計回り方向）に回転する際（以下「逆駆動時」という。）に、いずれもスプリング３３を押圧する。そのために、前記スプリング駆動爪Ｍは、スプリング３３の端面に沿って湾曲して延び、正駆動時に押圧面Ｍａが、逆駆動時に押圧面Ｍｂがスプリング３３の端面にそれぞれ当たる。また、前記スプリング駆動爪Ｍの幅は径方向外方になるほど広くされる。
【００２９】
このように、互いに隣接する２個のプレート片７４の各スプリング駆動爪Ｍ、前記外側保持部Ｑ１及び内側保持部Ｑ２によってスプリング収容部９１が形成され、該スプリング収容部９１内にスプリング３３が収容され保持される。
一方、前記ドリブンプレート３２は、前記タービンランナ１２に沿って延び、円周方向における８箇所に前記スプリング駆動爪Ｍに対応させてスプリング当接爪部Ｔが径方向外方に突出させて形成される。該スプリング当接爪部Ｔは、ロックアップピストン２１の正駆動時及び逆駆動時にスプリング３３を受ける。そのために、前記スプリング当接爪部Ｔは、前記スプリング駆動爪Ｍに向けて立ち上げられる立上がり部Ｔ１を有し、正駆動時に押圧面Ｔａが、逆駆動時に押圧面Ｔｂがそれぞれスプリング３３の端面に当たる。なお、前記スプリング駆動爪Ｍと同様に、スプリング当接爪部Ｔの幅は径方向外方になるほど広くされる。
【００３０】
また、前記ドリブンプレート３２は、径方向における前記各スプリング当接爪部Ｔより内側に、前記各ストッパ７８に対応させて弧状の規制穴８９が形成される。そして、前記スプリング３３が圧縮され、ストッパ７８が規制穴８９の端部８９ａ、８９ｂに当たると、スプリング３３のそれ以上の圧縮が規制される。
前記構成のダンパ装置１５において、正駆動時に、各スプリング駆動爪Ｍの押圧面Ｍａ及び各スプリング当接爪部Ｔの押圧面Ｔａが両側から各スプリング３３を押圧し、圧縮させる。したがって、ダンパ装置１５によって伝達トルクの変動を吸収することができるので、前記伝達トルクの変動がそのまま入力軸に伝達されることがなく、振動、騒音等が発生するのを防止することができる。
【００３１】
また、逆駆動時に、各スプリング駆動爪Ｍの押圧面Ｍｂ及び各スプリング当接爪部Ｔの押圧面Ｔｂが両側から各スプリング３３を押し、圧縮させる。したがって、ダンパ装置１５によって伝達トルクの変動を吸収することができる。
なお、スプリング当接爪部Ｔの根元に発生する応力を分散させるために、スプリング当接爪部Ｔの根元に、径方向外方に突出させて、かつ、タービンランナ１２側に突出させて隆起部Ｔｃ、Ｔｄが形成される。
【００３２】
ところで、前記ロックアップピストン２１をプレス成形によって形成する場合、ロックアップピストン２１の外周、すなわち、第２の平板部５４と第２の筒状部５５との間にコーナ折曲部としての外周コーナ折曲部６９が形成されるが、ロックアップピストン２１に荷重を加えた後、荷重を加えないようにすると、前記外周コーナ折曲部６９の内側の折曲中心ａの近傍に引張応力が残留する。
【００３３】
そこで、前記折曲中心ａの近傍にローラ加工を施し、前記引張応力を除去するようにしている。
図１は本発明の実施の形態における外周コーナ折曲部の内側の折曲中心の近傍にローラ加工を施す状態を示す図である。
図において、２１はロックアップピストン、５４は第２の平板部、５５は第２の筒状部、６９は外周コーナ折曲部、８１は該外周コーナ折曲部６９の内側の折曲中心ａの近傍にローラ加工を施すための押付部材としての円盤状のローラである。
【００３４】
該ローラ８１は、図示されない駆動装置を駆動することによって、回転中心軸８２を中心にして回転させられ、外周縁部８５に連続して湾曲する湾曲面を備える。前記ローラ８１は、前記外周コーナ折曲部６９の内側の折曲中心ａと外側の折曲中心ｂとを結ぶ線Ｌ１に対してほぼ直角の方向に延びるように回転中心軸８２がセットされる。
【００３５】
そして、ロックアップピストン２１を図示されない治具上にセットし、前記ローラ８１に、図示されない押圧手段によって矢印Ｃ方向に荷重Ｐを加え、外周縁部８５を外周コーナ折曲部６９の内側に押し付ける。また、前記ローラ８１には図示されない送り手段が配設され、該送り手段は、前記外周縁部８５を外周コーナ折曲部６９の内側の表面に沿って矢印Ｄ方向に送る。このとき、回転中心軸８２の傾きは一定にされる。なお、前記矢印Ｃ方向は線Ｌ１とほぼ平行にされるので、回転中心軸８２は矢印Ｃ方向に対してほぼ直角にされる。
【００３６】
したがって、前記外周コーナ折曲部６９の内側の折曲中心ａの近傍に塑性加工が施されるので、前記折曲中心ａの近傍に残留した引張応力を小さくしたり、除去したりすることができる。なお、荷重Ｐを大きくすることによって、折曲中心ａの近傍に残留した引張応力を除去するだけでなく、折曲中心ａの近傍に圧縮応力を残留させることもできる。なお、円盤状のローラ８１に代えて球状のローラを使用することもできる。また、断面がほぼ三角形状で、稜（りょう）線部分に面取りが施された三角形ローラを使用することもできる。その場合、三角形ローラの回転に伴って面取りが施された稜線部分が外周コーナ折曲部６９の内側に押し付けられる。前記三角形ローラを使用すると、前記稜線部分を外周コーナ折曲部６９の内側の表面に沿って移動させる必要がなくなる。
【００３７】
このように、ロックアップピストン２１の外周コーナ折曲部６９の内側において、折曲中心ａの近傍に残留した引張応力を小さくしたり、除去したりすることができるだけでなく、折曲中心ａの近傍に圧縮応力を残留させることもできるので、ロックアップピストン２１が無用に変形することがなく、ロックアップピストン２１の耐久性を向上させることができる。また、ロックアップピストン２１において摩擦材２０（図４）が貼付されるロックアップピストン２１のライニング面を切削によって仕上げる必要がなくなる。したがって、ロックアップピストン２１の板厚をあらかじめ切削される分だけ大きくしておく必要がないので、ロックアップピストン２１のコストを低くすることができるだけでなく、重量を小さくすることができる。
【００３８】
この場合、外周コーナ折曲部６９の内側からだけローラ加工を施すことによって、引張応力を除去したり圧縮応力を残留させたりするようになっているので、ロックアップピストン２１の厚さ方向における応力の内部バランスが狂うと、ロックアップピストン２１が変形してしまう。
そこで、最大ヘルツ応力Ｐ_MAXが、ロックアップピストン２１を形成する材料の降伏応力の５±２倍になるように、荷重Ｐが設定される。この場合、外周コーナ折曲部６９の内側はプレス成形によって加工硬化を生じているので、前記降伏応力は加工硬化が生じた後の値とする。
【００３９】
このように、外周コーナ折曲部６９の内側からだけローラ加工が施されても、ロックアップピストン２１の厚さ方向における応力の内部バランスの狂いが少なくなるので、ロックアップピストン２１が変形することがなくなる。
例えば、ロックアップピストン２１を鋼板で形成する場合、プレス成形が行われた後、加工硬化によって外周コーナ折曲部６９の内側の降伏応力は６０〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕になる。したがって、最大ヘルツ応力Ｐ_MAXは、降伏応力の３〜７倍の範囲にするために、
１８０≦Ｐ_MAX≦４２０〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕
にする必要がある。したがって、荷重Ｐを、
１０≦Ｐ≦１２０〔ｋｇｆ〕
にするのが好ましい。
【００４０】
また、前記ローラ８１の外周縁部８５の曲率半径、すなわち、先端半径Ｒ４を０．８〜１．２〔ｍｍ〕にし、送り手段の送り速度を０．０２５〜０．５〔ｍｍ／ｒｅｖ〕にする。
なお、本実施の形態は、ロックアップピストン２１の厚さが比較的薄く、３〔ｍｍ〕程度であり、外周コーナ折曲部６９の内側の曲率半径が比較的小さく、１．８〔ｍｍ〕程度である場合に適用される。
【００４１】
また、前記ローラ加工を施す範囲を、第２の平板部５４を第２の筒状部５５より大きくすると、ローラ加工時におけるロックアップピストン２１の変形量を少なくすることができる。
例えば、厚さが３〔ｍｍ〕の鋼板を使用し、プレス成形によって、内径Ｒ１が２４０〔ｍｍ〕であり、外周コーナ折曲部６９の内側の曲率半径Ｒ２が１．６５〔ｍｍ〕のロックアップピストン２１を形成すると、外周コーナ折曲部６９の内側に加工硬化が生じ、硬度がＨｖ２５０になり、降伏応力は６０〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕になる。
【００４２】
そして、ロックアップピストン２１にローラ加工を施すために、半径Ｒ３が２０〔ｍｍ〕、先端半径Ｒ４が１．０〔ｍｍ〕のローラ８１を回転させながら、５０〔ｋｇｆ〕の荷重Ｐを加えたところ、外周コーナ折曲部６９の内側に５０〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕の圧縮応力を残留させることができた。
なお、ヤング率をＥとし、ポアソン比をνとすると、このときの最大ヘルツ応力Ｐ_MAXは、

になる。
【００４３】
ここで、ヤング率Ｅが２１０００〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕であり、ポアソン比νが０．２８である場合、最大ヘルツ応力Ｐ_MAXは３１４〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕になり、この値は降伏応力（６０〔ｋｇｆ／ｍｍ²〕）の約５倍である。
本実施の形態においては、ロックアップピストン２１の外周に形成された外周コーナ折曲部６９にローラ加工を施すようになっているが、ロックアップピストン２１の内周、すなわち、第１の筒状部５１と第１の平板部５２との間に形成された内周コーナ折曲部、直線状のコーナ折曲部等にローラ加工を施すこともできる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、プレス成形後の残留応力の除去方法においては、平板部、及び該平板部の周縁から垂直に延びる筒状部を備えたプレス成形品における前記平板部と筒状部との接触部分であるコーナ折曲部の内側に、押付部材を押し付けて塑性変形を行う。
この場合、平板部と筒状部との接触部分であるコーナ折曲部の内側において、折曲中心の近傍に残留した引張応力を小さくしたり、除去したりすることができるだけでなく、折曲中心の近傍に圧縮応力を残留させることもできるので、平板が無用に変形することがなく、平板の耐久性を向上させることができる。また、平板のライニング面を切削によって仕上げる必要がなくなるので、平板の板厚をあらかじめ切削される分だけ大きくしておく必要がない。したがって、平板のコストを低くすることができるだけでなく、重量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における外周コーナ折曲部の内側の折曲中心の近傍にローラ加工を施す状態を示す図である。
【図２】従来のロックアップピストンにおける引張応力の残留メカニズムを説明する第１の図である。
【図３】従来のロックアップピストンにおける引張応力の残留メカニズムを説明する第２の図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるトルクコンバータの縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるダンパ装置の正面図である。
【符号の説明】
２１ロックアップピストン
５４第２の平板部
５５第２の筒状部
６９外周コーナ折曲部
８１ローラ
８５外周縁部
ａ、ｂ折曲中心
Ｐ荷重
Ｌ１線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for removing residual stress after press molding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an automatic transmission is provided with a torque converter, and the rotation of the engine output to the crankshaft is transmitted to the input shaft of the transmission via the torque converter.
The torque converter includes a pump impeller, a turbine runner, a stator, a lockup clutch device, and a damper device. In the torque converter, the rotation transmitted from the engine is transmitted to the pump impeller through the front cover, and the turbine runner is rotated by the flow of oil generated along with the rotation of the pump impeller. Is transmitted to the input shaft.
[0003]
The lock-up clutch device includes a lock-up piston as a flat plate disposed so as to be movable in the axial direction, and a friction material is attached to the lock-up piston. Then, after the vehicle has started, when a preset vehicle speed is obtained, the lockup piston and the front cover are brought into contact with each other, and the lockup clutch device is engaged. As a result, the rotation of the engine is directly transmitted to the input shaft without passing through oil.
[0004]
Incidentally, the lock-up piston is composed of an annular flat plate portion and a cylindrical portion extending perpendicularly from the outer peripheral edge of the flat plate portion, and is processed and formed by, for example, press molding (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-32352). ). In this case, tensile stress remains in the tangent portion between the flat plate portion and the cylindrical portion, that is, the outer peripheral corner bent portion after press molding.
[0005]
FIG. 2 is a first diagram illustrating a residual mechanism of tensile stress in a conventional lockup piston, and FIG. 3 is a second diagram illustrating a residual mechanism of tensile stress in a conventional lockup piston.
In the figure, 71 is a lock-up piston, 72 is a flat plate portion, 73 is a cylindrical portion, and 74 is a peripheral corner bent portion.
[0006]
When the lockup piston 71 is formed by press molding, while applying a load, on the line L1 connecting the inner bending center a and the outer bending center b of the outer peripheral corner bending portion 74, Stress F1 is generated. The stress F1 is tensile stress on the arrow A side, compressive stress on the arrow B side, and compressive stress is generated in the vicinity of the bending center a.
[0007]
Thereafter, if no load is applied, a stress F2 is generated on the line L1. The stress F2 is tensile stress on the arrow A side and compressive stress on the arrow B side, but tensile stress remains in the vicinity of the bending center a. As a result, the durability of the lockup piston 71 is lowered.
Therefore, the entire lockup piston 71 after the press molding is subjected to carburizing and quenching treatment so that the durability of the lockup piston 71 is not deteriorated by the tensile stress remaining in the vicinity of the bending center a. A high temperature treatment such as gas soft nitriding is performed to harden the surface of the lock-up piston 71 and to remove the tensile stress.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional lockup piston 71, if the entire lockup piston 71 is subjected to a high temperature treatment, not only the residual tensile stress but also the compressive stress is removed in the entire lockup piston 71. The lock-up piston 71 is deformed. As a result, the accuracy of the lining surface of the lock-up piston 71 to which the friction material is applied is lowered, so that it is necessary to finish the lining surface by cutting, and the plate thickness of the lock-up piston 71 is reduced accordingly. Therefore, it is necessary to increase the plate thickness of the lockup piston 71 in advance by cutting, so that not only the cost of the lockup piston 71 is increased, but also the weight is increased.
[0009]
The present invention solves the problems of the conventional flat plate processing method, so that no tensile stress remains in the outer corner corner bent portion, durability can be improved, and cost can be reduced. A further object is to provide a method for removing residual stress after press molding that can reduce the weight.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the method for removing residual stress after press molding according to the present invention, the flat plate portion and the cylindrical portion in the press-molded product provided with a flat plate portion and a cylindrical portion extending perpendicularly from the periphery of the flat plate portion. A pressing member is pressed inside the corner bent portion that is a contact portion to perform plastic deformation.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
4 is a longitudinal sectional view of the torque converter in the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view of the damper device in the embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the torque converter includes a pump impeller 11, a turbine runner 12 that forms a torus together with the pump impeller 11, a stator 13, a lockup clutch device 14, and a damper device 15.
[0013]
In the torque converter, the rotation transmitted from the engine (not shown) is transmitted to the front cover 16 via a crankshaft (not shown) and is transmitted to the pump impeller 11 fixed to the front cover 16. In this case, when the pump impeller 11 rotates, the oil in the torus flows around the shaft of the torque converter and is circulated between the pump impeller 11, the turbine runner 12, and the stator 13 by applying centrifugal force.
[0014]
When the pump impeller 11 has just started to rotate, such as when the vehicle starts, and the rotational speed difference between the pump impeller 11 and the turbine runner 12 is large, the oil that has flowed out of the turbine runner 12 rotates the pump impeller 11. It flows in the direction that disturbs. Therefore, a stator 13 is disposed between the pump impeller 11 and the turbine runner 12, and the stator 13 assists the rotation of the pump impeller 11 when the rotational speed difference between the pump impeller 11 and the turbine runner 12 is large. Convert the oil flow to
[0015]
When the rotational speed of the turbine runner 12 increases and the rotational speed difference between the pump impeller 11 and the turbine runner 12 decreases, the oil that hits the front side of the blade 31 of the stator 13 comes into contact with the back side. Flow is hindered.
Therefore, the stator 13 is rotatable only in a certain direction, and a one-way clutch 17 including an outer race 18 and an inner race 19 is disposed on the inner peripheral side of the stator 13. Accordingly, when the oil comes into contact with the back side of the blade 31, the stator 13 naturally rotates by the one-way clutch 17, so that the oil circulates smoothly. The outer race 18 is fixed to the stator 13, and the inner race 19 is fixed to a case of an automatic transmission (not shown).
[0016]
Thus, when the rotational speed difference between the pump impeller 11 and the turbine runner 12 is large, the torque converter is operated as a torque converter to amplify the transmission torque, and when the rotational speed difference is small, the torque converter operates as a fluid coupling. Be made.
Next, the lockup clutch device 14 will be described.
[0017]
When a preset vehicle speed is obtained after the vehicle has started, the lockup clutch device 14 is engaged. When the lock-up clutch device 14 is engaged, the rotation of the engine is directly transmitted to the input shaft of a transmission (not shown) without passing through oil, so that fuel efficiency can be improved. The lock-up clutch device 14 is operated by switching oil supply by a lock-up relay valve (not shown), and the lock-up piston 21 as a flat plate moves in the axial direction. The cover 16 is brought into and out of contact with the friction material 20.
[0018]
For this purpose, a release side oil chamber R1 is formed between the lockup piston 21 and the front cover 16, and an engagement side oil chamber R2 is formed between the lockup piston 21 and the turbine runner 12. Therefore, when oil is supplied to the release side oil chamber R1, the lockup clutch device 14 is released, and when oil is supplied to the engagement side oil chamber R2, the lockup clutch device 14 is engaged. .
[0019]
When the lockup clutch device 14 is engaged, the rotation of the crankshaft is directly transmitted to the input shaft via the front cover 16, the lockup piston 21, the damper device 15, and the turbine hub 23. . For this purpose, a spline groove 23a is formed on the inner periphery of the turbine hub 23, and the turbine hub 23 and the input shaft are spline-fitted (engaged) by the spline groove 23a.
[0020]
In addition, 61 is a thrust bearing disposed between the turbine hub 23 and the

front cover

16, 65 is a thrust bearing disposed between the stator 13 and the

turbine hub

23, and 66 is the stator 13 and a sleeve. 67 is a thrust bearing disposed in between.
Next, the damper device 15 will be described.
[0021]
As shown in FIG. 5, the damper device 15 is for absorbing fluctuations in transmission torque, and caulking is performed by crushing the protrusions formed on the lockup piston 21, It is fixed to the lockup piston 21 by the caulking portion 58. Further, the damper device 15 is disposed so as to face the drive plate 57 that is rotated integrally with the lockup piston 21, the driven plate 32 that is rotated integrally with the turbine runner 12, and the spring 33. , 34 etc.
[0022]
The springs 33 are for the first stage, and are arranged at a plurality of locations, for example, 6 locations in the circumferential direction of the lockup piston 21. The springs 34 are for the second stage, and are arranged at a plurality of locations, for example, two locations in the circumferential direction of the lockup piston 21. The spring 34 is formed shorter than the spring 33 and starts to bend (bend) after the transmission torque of the spring 33 reaches the bending point torque.
[0023]
Therefore, the rotation transmitted from the front cover 16 via the friction material 20 is transmitted to the turbine hub 23 via the damper device 15. In this case, the

springs

33 and 34 contract and the transmission torque varies. Therefore, it is possible to prevent vibration and noise from occurring.
The pump impeller 11 includes a blade 41, an outer shell 43 and an inner core 45, and the turbine runner 12 includes a blade 42, an outer shell 44 and an inner core 46. The outer shell 44 is connected to the turbine hub 23 by a rivet 47 together with the driven plate 32.
[0024]
By the way, the lock-up piston 21 extends in the axial direction, and slides in the axial direction along a sliding surface formed on the turbine hub 23, and the first cylindrical portion 51, the first cylinder. A first flat plate portion 52 extending radially outward from the shape portion 51, a curved portion 53 extending radially outward from the first flat plate portion 52, and a second flat plate extending radially outward from the curved portion 53 And a second cylindrical portion 55 extending in the axial direction from the second flat plate portion 54.
[0025]
The second cylindrical portion 55 forms an outer holding portion Q1 of the spring 33. In this case, since the spring 33 is disposed on the outermost peripheral portion of the lock-up piston 21, it is possible to fully utilize the space formed between the front cover 16 and the torus. The diameter of the spring 33 can be set large. Therefore, the spring constant of the spring 33 can be reduced, and as a result, the natural frequency can be reduced.
[0026]
A drive plate 57 is disposed to surround and hold the spring 33 together with the lockup piston 21 and to transmit the rotation of the lockup piston 21 to the

springs

33 and 34.
In the present embodiment, the drive plate 57 is formed by eight plate pieces 74 which are formed into pieces and have a substantially fan-like shape. The plate pieces 74 are disposed adjacent to each other at eight locations in the circumferential direction of the lock-up piston 21 so that the entire drive plate 57 is formed into an annular shape.
[0027]
Further, at this time, eight balance weight insertion grooves 83 are formed between the plate pieces 74 adjacent to each other and open inward in the radial direction. Therefore, by inserting and fixing the balance weight 84 in the predetermined balance weight insertion groove 83, it is possible to achieve a balance when the lockup piston 21 is rotated.
[0028]
A stopper 78 is formed on the inner peripheral edge of the center of the plate piece 74, and a spring driving claw M is formed on the outer peripheral edge of the center so as to protrude radially outward. The springs are formed on the outer peripheral edges of both ends. An inner holding portion Q2 for holding 33 from the inside is raised and formed.
The spring driving pawl M is engaged when the lockup clutch device 14 is engaged and the lockup piston 21 rotates in the forward direction (counterclockwise direction in FIG. 5) (hereinafter referred to as “at the time of forward driving”). The spring 33 is pressed when the lockup piston 21 rotates in the reverse direction (clockwise direction in FIG. 5) during engine braking or the like (hereinafter referred to as “during reverse drive”). Therefore, the spring driving claw M extends in a curved manner along the end surface of the spring 33, and the pressing surface Ma hits the end surface of the spring 33 during forward driving and the pressing surface Mb hits the end surface of the spring 33 during reverse driving. Further, the width of the spring driving claw M is increased as it goes outward in the radial direction.
[0029]
In this way, the spring accommodating portion 91 is formed by the spring driving claws M of the two plate pieces 74 adjacent to each other, the outer retaining portion Q1 and the inner retaining portion Q2, and the spring 33 is accommodated in the spring accommodating portion 91. And retained.
On the other hand, the driven plate 32 extends along the turbine runner 12 and is formed with spring contact claws T projecting radially outward at eight locations in the circumferential direction so as to correspond to the spring drive claws M. The The spring contact claw T receives a spring 33 when the lockup piston 21 is driven forward and backward. For this purpose, the spring contact claw T has a rising portion T1 that rises toward the spring drive claw M, and the pressing surface Ta is the end surface of the spring 33 during forward driving and the pressing surface Tb is during reverse driving. It hits. As in the case of the spring driving claw M, the width of the spring abutting claw T is increased as it goes outward in the radial direction.
[0030]
Further, the driven plate 32 is formed with arc-shaped restriction holes 89 corresponding to the stoppers 78 on the inner side of the spring contact claw portions T in the radial direction. When the spring 33 is compressed and the stopper 78 hits the end portions 89a and 89b of the restriction hole 89, further compression of the spring 33 is restricted.
In the damper device 15 having the above-described configuration, the pressing surfaces Ma of the spring driving claws M and the pressing surfaces Ta of the spring contact claws T press the springs 33 from both sides and compress them at the time of positive driving. Therefore, since the fluctuation of the transmission torque can be absorbed by the damper device 15, the fluctuation of the transmission torque is not transmitted to the input shaft as it is, and it is possible to prevent the occurrence of vibration, noise and the like.
[0031]
Moreover, at the time of reverse drive, the pressing surface Mb of each spring drive claw M and the pressing surface Tb of each spring contact claw part T push each spring 33 from both sides, and compress it. Therefore, fluctuations in the transmission torque can be absorbed by the damper device 15.
In addition, in order to disperse the stress generated at the base of the spring contact claw T, the protrusion protrudes radially outward from the base of the spring contact claw T and protrudes toward the turbine runner 12 side. Portions Tc and Td are formed.
[0032]
By the way, when the lockup piston 21 is formed by press molding, the outer periphery of the lockup piston 21, that is, the outer periphery corner as a corner bent portion between the second flat plate portion 54 and the second cylindrical portion 55. Although a bent portion 69 is formed, if a load is not applied after a load is applied to the lockup piston 21, a tensile stress remains in the vicinity of the bent center a inside the outer peripheral corner bent portion 69. To do.
[0033]
Therefore, a roller process is performed in the vicinity of the bending center a to remove the tensile stress.
FIG. 1 is a diagram showing a state in which roller processing is performed in the vicinity of the inner bending center of the outer peripheral corner bending portion in the embodiment of the present invention.
In the figure, 21 is a lock-up piston, 54 is a second flat plate portion, 55 is a second cylindrical portion, 69 is an outer peripheral corner bent portion, and 81 is an inner bent center a of the outer peripheral corner bent portion 69. It is a disk-shaped roller as a pressing member for performing roller processing in the vicinity.
[0034]
The roller 81 includes a curved surface that is rotated around the rotation center shaft 82 by driving a driving device (not shown) and is continuously curved at the outer peripheral edge portion 85. The rotation center shaft 82 is set so that the roller 81 extends in a direction substantially perpendicular to a line L1 connecting the inner bending center a and the outer bending center b of the outer peripheral corner bending portion 69. .
[0035]
Then, the lock-up piston 21 is set on a jig (not shown), a load P is applied to the roller 81 by a pressing means (not shown), and the outer peripheral edge 85 is pressed to the inner side of the outer peripheral corner bent part 69. . Further, the roller 81 is provided with a feeding means (not shown), and the feeding means feeds the outer peripheral edge portion 85 along the inner surface of the outer peripheral corner bent portion 69 in the direction of arrow D. At this time, the inclination of the rotation center shaft 82 is made constant. Since the arrow C direction is substantially parallel to the line L1, the rotation center axis 82 is substantially perpendicular to the arrow C direction.
[0036]
Therefore, since plastic working is performed in the vicinity of the bending center a inside the outer peripheral corner bending portion 69, the tensile stress remaining in the vicinity of the bending center a can be reduced or removed. it can. Note that by increasing the load P, not only the tensile stress remaining in the vicinity of the bending center a can be removed, but also the compressive stress can be left in the vicinity of the bending center a. A spherical roller may be used instead of the disk-shaped roller 81. Further, it is possible to use a triangular roller having a substantially triangular cross section and having chamfered ridge lines. In this case, the ridge line portion that is chamfered along with the rotation of the triangular roller is pressed against the inner side of the outer peripheral corner bent portion 69. When the triangular roller is used, it is not necessary to move the ridge line portion along the inner surface of the outer peripheral corner bent portion 69.
[0037]
Thus, not only can the tensile stress remaining in the vicinity of the bending center a be reduced or removed inside the outer peripheral corner bending portion 69 of the lock-up piston 21, Since compressive stress can be left in the vicinity, the lockup piston 21 is not unnecessarily deformed, and the durability of the lockup piston 21 can be improved. Further, it is not necessary to finish the lining surface of the lockup piston 21 to which the friction material 20 (FIG. 4) is attached in the lockup piston 21 by cutting. Therefore, it is not necessary to increase the plate thickness of the lock-up piston 21 in advance by cutting, so that not only the cost of the lock-up piston 21 can be reduced but also the weight can be reduced.
[0038]
In this case, since the tensile stress is removed or the compressive stress is left by performing the roller processing only from the inner side of the outer peripheral corner bent portion 69, the stress in the thickness direction of the lockup piston 21 is reduced. If the internal balance of this is out of order, the lock-up piston 21 will be deformed.
Therefore, the load P is set so that the maximum Hertz stress P _MAX is 5 ± 2 times the yield stress of the material forming the lockup piston 21. In this case, since the inside of the outer periphery corner bending part 69 has produced work hardening by press molding, let the said yield stress be a value after work hardening has arisen.
[0039]
As described above, even if the roller machining is performed only from the inner side of the outer peripheral corner bent portion 69, the internal balance of the stress in the thickness direction of the lockup piston 21 is reduced, so that the lockup piston 21 is deformed. Disappears.
For example, when the lock-up piston 21 is formed of a steel plate, the yield stress inside the outer peripheral corner bent portion 69 becomes 60 [kgf / mm ² ] due to work hardening after press forming. Therefore, to make the maximum Hertz stress P _MAX in the range of 3-7 times the yield stress,
180 ≦ P _MAX ≦ 420 [kgf / mm ² ]
It is necessary to. Therefore, the load P is
10 ≦ P ≦ 120 [kgf]
Is preferable.
[0040]
Further, the radius of curvature of the outer peripheral edge 85 of the roller 81, that is, the tip radius R4 is set to 0.8 to 1.2 [mm], and the feeding speed of the feeding means is 0.025 to 0.5 [mm / rev]. To.
In this embodiment, the lock-up piston 21 is relatively thin, about 3 [mm], the radius of curvature inside the outer peripheral corner bent portion 69 is relatively small, and 1.8 [mm]. It is applied when it is a degree.
[0041]
If the second flat plate portion 54 is made larger than the second cylindrical portion 55 in the range where the roller machining is performed, the deformation amount of the lockup piston 21 during the roller machining can be reduced.
For example, a steel plate having a thickness of 3 [mm] is used, and by press forming, an inner diameter R1 is 240 [mm], and a radius of curvature R2 inside the outer peripheral corner bent portion 69 is 1.65 [mm]. When the up piston 21 is formed, work hardening occurs inside the outer peripheral corner bent portion 69, the hardness becomes Hv250, and the yield stress becomes 60 [kgf / mm ² ].
[0042]
Then, in order to process the lockup piston 21 with a roller, a load P of 50 [kgf] was applied while rotating a roller 81 having a radius R3 of 20 [mm] and a tip radius R4 of 1.0 [mm]. However, a compressive stress of 50 [kgf / mm ² ] could remain inside the outer periphery corner bent portion 69.
When the Young's modulus is E and the Poisson's ratio is ν, the maximum Hertz stress P _{MAX at} this time is

become.
[0043]
Here, when the Young's modulus E is 21000 [kgf / mm ² ] and the Poisson's ratio ν is 0.28, the maximum Hertz stress P _MAX is 314 [kgf / mm ² ], and this value is the yield stress ( 60 [kgf / mm ² ]).
In the present embodiment, the outer peripheral corner bent portion 69 formed on the outer periphery of the lockup piston 21 is subjected to roller processing, but the inner periphery of the lockup piston 21, that is, the first cylindrical shape. The inner peripheral corner bent portion and the linear corner bent portion formed between the portion 51 and the first flat plate portion 52 can be subjected to roller processing.
[0044]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, in the method for removing residual stress after press molding, the flat molded article and the press molded article provided with the cylindrical portion extending perpendicularly from the peripheral edge of the flat plate section. A pressing member is pressed against the inside of a corner bent portion that is a contact portion between the flat plate portion and the cylindrical portion, and plastic deformation is performed.
In this case, not only can the tensile stress remaining in the vicinity of the bending center be reduced or removed inside the corner bent portion, which is the contact portion between the flat plate portion and the cylindrical portion, but also the bent portion. Since compressive stress can be left in the vicinity of the center, the flat plate is not unnecessarily deformed, and the durability of the flat plate can be improved. Further, since it is not necessary to finish the lining surface of the flat plate by cutting, it is not necessary to increase the thickness of the flat plate by the amount that is cut in advance. Therefore, not only can the cost of the flat plate be reduced, but also the weight can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a state in which roller processing is performed in the vicinity of a bending center inside an outer peripheral corner bending portion in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a first diagram illustrating a residual mechanism of tensile stress in a conventional lockup piston.
FIG. 3 is a second view for explaining a residual mechanism of tensile stress in a conventional lock-up piston.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the torque converter in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view of the damper device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
21 lock-up piston 54 second flat plate portion 55 second cylindrical portion 69 outer peripheral corner bent portion 81 roller 85 outer peripheral edge portions a and b bent center P load L1 line

Claims

The flat plate portion, and the inside of the corner bent portion is a contact portion of the peripheral edge of the plate portion and the flat portion and the cylindrical portion of the press-formed product having a tubular portion extending vertically, with press pressing member A method of removing residual stress after press forming , characterized by performing plastic deformation .

The method for removing residual stress after press forming according to claim 1, wherein the pressing member is a roller having a curved surface.

The method for removing residual stress after press molding according to claim 1, wherein the roller is rotated and the outer peripheral edge of the roller is moved along the inside of the corner bent portion .

The load when pressing the pre-Symbol pressing member, the maximum Hertzian stress, the press according to any one of claims 1 to 3 is set to be 5 ± 2 times the yield stress of the material forming the flat plate A method for removing residual stress after molding .

The method for removing residual stress after press forming according to any one of claims 1 to 4, wherein the press-formed product is a lock-up piston for a torque converter of an automatic transmission.