JP2006275089A - クラッチドラム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な大きさのトルク伝達ができ、かつ転造加工における、治具破損が生じにくいクラッチドラム及びクラッチドラムの製造方法を提供する。
【解決手段】摩擦板１２が係合するスプライン５を内周に形成したクラッチドラム１において、スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先４ａを有する。また、クラッチドラムの製造方法は、スプラインを内周に形成したクラッチドラムの製造方法であって、回転方向の歯元が曲面を有する歯型成形工具上で転造することでスプラインを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機等に使用される多板クラッチ用のクラッチドラム及び該クラッチドラムを有する多板クラッチに関する。また、クラッチドラムの製造方法に関する。

オートマチック車等に用いられる自動変速機には、湿式多板クラッチが組み込まれている。このようなクラッチは、一端が開放された円筒形状の回転体であるクラッチドラムを備えている。クラッチドラムは入力側部材に連結されており、その内部には、複数のフリクションプレート及びセパレータプレートとが軸方向で交互に収容されている。また、ピストンがクラッチドラム内に配置されている。

このように構成された多板クラッチでは、ピストンに作動油圧が伝わると、フリクションプレート及びセパレータプレートはピストンに押圧されて互いに圧着される。これにより、入力部材に連結されたクラッチドラム、フリクションプレート及びセパレータプレート、出力側部材が一体となって回転する。エンジンのトルクは、このようなクラッチの動作により、入力側部材から出力側部材へと伝達される。

クラッチドラムは、円盤部と円盤部の外周端から垂直方向に延びる円筒部とを有している。円筒部の内周面には、スプラインが形成され、このスプラインにフリクションプレートまたはセパレータプレートが係合する。すなわち、フリクションプレートまたはセパレータプレートはスプラインに沿って軸方向に移動可能となっている。

このようなクラッチドラムのスプライン加工は、強度確保及び製造コスト削減のために、切削加工でなく、転造加工により成形加工を行なうことが多い。このように成形すると精度が高く、かつ強度的にもすぐれたスプライン付きクラッチドラムが製造できる。

上述のように、クラッチドラムには多板クラッチがセットされるが、トルクを伝達するためにできるだけ多板クラッチのスプラインとの接触面積を多くするためにクラッチドラムのスプランの歯先を小さく加工している。このような例は、例えば、特許文献１や図５に示されている。

一般的な転造加工方法としては、図５に示すように、カップ状のクラッチドラム１００を、歯型のついた成形工具１０２を装着したマンドレルと圧力ローラ１０１からなる装置により矢印の方向に転造加工し、クラッチドラム１００の内周にスプラインを形成する。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開２０００−２０５２９４号公報

成形工具を装着し回転駆動されるマンドレルにカップ状のワークを装着し、単数または複数の圧力ローラが軸方向に移動するときに、マンドレルまたは成形工具と単数または複数の圧力ローラとの間で金属のフローフォーミングが生じる。その際、ワークの肉厚が減少し長さが増大し、かつワークの内径面に歯型が成形されクラッチドラムが作られる。

この場合、特にマンドレルまたは成形工具の回転方向側の歯元及びクラッチドラムの対面する歯先には加工中に特に過大な応力が加わり、例えば、図５のA領域においてマンドレル側の歯型成形工具の歯元には破損や亀裂、ドラムの歯先にはキズなどの不具合が生ずる。

従って、本発明の目的は、十分な大きさのトルク伝達ができ、かつ転造加工における、治具破損が生じにくいクラッチドラム及びクラッチドラムの製造方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のクラッチドラムは、
摩擦板が係合するスプラインを内周に形成したクラッチドラムにおいて、スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先を有することを特徴としている。

また、上記目的を達成するため、本発明のクラッチドラムの製造方法は、
スプラインを内周に形成したクラッチドラムの製造方法であって、回転方向の歯元が曲面を有する歯型成形工具上で転造することでスプラインを形成することを特徴としている。

更に、上記目的を達成するため、本発明のクラッチ装置は、
内周にスプラインを形成したクラッチドラムと、
スプラインに係合する歯を外周に有する複数の摩擦板と、
摩擦板と軸方向で交互に配置されるセパレータプレートと、
摩擦板とセパレータプレートとを係合させるため押圧するピストンと、
からなり、スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先を有し、摩擦板の歯は、周方向両縁部の一方に曲面の歯元を有し、歯先は歯元に対応していることを特徴としている。

本発明は、以下の効果を有する。
トルク伝達を行なわない側の歯先の曲面を大きくすることにより、成形工具も歯先加工部の曲率を大きくできるため、加工時の過大な応力が軽減でき、成形工具の破損が防止できる。またクラッチドラムの曲面の大きい反対側の面をトルク伝達面とすれば歯面の面圧が軽減できインデンテーション（圧痕）を防止できる。

付随効果としてクラッチドラムの歯先部と摩擦板との間に間隙ができるために、この間隙が多板クラッチの潤滑油の油路もしくは、クラッチパック内の油排出通路としても利用でき、空転時の引き摺りトルクの低減や冷却効果の向上にも寄与する。

スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先を有し、摩擦板の歯は、周方向両縁部の一方に曲面の歯元を有し、歯先は前記歯元に対応しているため、片面交互貼りなどの裏表を決めて組み合わせる場合の逆組防止も可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、図において同一部分は同一符号にて示している。また、以下の実施例は例示として説明するものであり、いかなる意味においても本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の実施例を示す断面図であり、成形工具によりクラッチドラムにスプラインを成形する様子を示している。軸方向に延在する複数の歯３を有する成形工具２と、ローラ１０との間に円筒形のクラッチドラム１を挟み、ローラ１０、クラッチハウジング１、成形工具２を図中の矢印方向に回転させ、ローラ１０を軸方向に移動させることで、図１に示すように、内周に軸方向に延在する複数のスプライン４を有するクラッチドラム１が形成される。

ローラ１０は、不図示の押圧機構によりクラッチドラム１の外周面を回転しながら押圧する。図１ではローラ１０は１個だけ示しているが、クラッチドラム１の外周面の周方向で複数個配置することができる。

成形工具２の外周に設けた歯３の周方向の一縁部における歯元は、所定の曲率を有する曲面部３ａとなっている。他方の縁部は、従来のようにほぼ直角の角部３ｂとなっている。成形工具２による転造により形成されるクラッチドラム１のスプライン５の歯４は、周方向の一縁部における歯元が所定の曲率を有する曲面部４ａとなっている。また、他方の縁部は、ほぼ直角の角部４ｂとなっている。

転造により形成されるため、成形工具２の曲面部３ａとスプライン５の曲面部４ａとは互いに相補的な形状となっている。転造時、成形工具２に亀裂が発生しやすい回転方向の接触部（図２のＡ領域に相当）が、曲面部３ａと曲面部４ａとの接触関係になるため、転造加工時の過大な応力を軽減できる。これにより、成形工具２の破損を防止できる。

また、摩擦板を装着して動作させるとき、クラッチドラム１の曲面の大きい反対側の面、すなわち、曲面部３ａ及び４ａの反対側をトルク伝達面とすれば従来クラッチと同じ歯面の有効面積が確保できインデンテーション（圧痕）を防止できる。

次に、図２及び３を参照して、クラッチドラム１と摩擦板１２との係合関係を説明する。図２は、クラッチドラムに係合した摩擦板を示す部分正面図であり、図３は、摩擦板の変形例を示す、クラッチドラムに係合した摩擦板を示す部分正面図である。

図２において、転造によりスプラインを形成したクラッチドラム１のスプライン５に摩擦板１２が係合している。摩擦板１２は、外周に複数の歯１３を備え、この歯１３がスプライン５に嵌合する。図２から明らかなように、スプライン５の歯４の曲面部４ａと摩擦板１２の歯１３の周方向の一縁部１３ａとが対向する。このため、曲面部１４ａとほぼ直角の縁部１３ａとの間に軸方向に延在する間隙１５が画成される。

間隙１５が多板クラッチ部の潤滑油の油路もしくは、クラッチパック内の油排出通路としても利用でき、空転時の引き摺りトルクの低減や冷却効果の向上にも寄与する。また、クラッチ作動時にトルクを伝達する際には、縁部１３ｂと縁部４ｂとの係合部が荷重を受けるので、歯面の面圧が軽減できインデンテーション（圧痕）の発生を防止できる。

図３は、摩擦板１２の変形例を示す図である。この例では、摩擦板１２の歯１３の歯元の一縁部１３ｃがスプライン５の曲面部４ａに相補的な曲率を有する曲面として形成されている。このようにすることにより、片面交互貼りなどの裏表を決めて組み合わせる場合、摩擦板１２の逆組防止ができる。

次に、図４を用いて、本発明のクラッチドラムの製造方法を説明する。図４は、本発明のクラッチドラムを製造する装置の断面図である。クラッチドラム１の製造装置５０は、マンドレル２０、マンドレル２０上に固定された成形工具２、上方よりワークを押えて固定する押え部材２１とからなっている。ワークとしてのほぼ円筒形でカップ形状をしたクラッチドラム１は、成形工具２を覆うように嵌合し、押え部材２１により上方から成形工具２へと固定状態に保持される。

クラッチドラム１は、円盤部１ａと円盤部１ａから一体に軸方向に延在するほぼ円筒形の内周を有する円筒部１ｂとからなっている。クラッチドラム１の内周形状に対応した成形工具２の外周には、軸方向に延在する複数の歯３が形成されている。複数の歯３は、それぞれ周方向等配に設けられ、外径方向に突出している。

クラッチドラム１の円筒部１ｂの外周には、複数のローラ１０が接触可能に配置されている。ローラ１０は、クラッチドラム１の外周において、周方向等配に複数設けられている。

クラッチドラム１は、上述の製造装置５０を用いて、次のように製造される。マンドレル２０に載置され、そこに固定された成形工具２に、内周にスプラインの形成されていないクラッチドラム１が載置される。クラッチドラム１の円盤部１ａが、成形工具２の上面と押え部材２１との間で挟まれて固定状態に保持される。

図４のように配置した状態で、クラッチドラム１の内周に形成するスプラインの歯形を成形する成形工具２及びローラ１０は、それぞれ図４において矢印方向に回転する。この回転方向は、図１に示した矢印の回転方向と同じである。

ローラ１０は、クラッチドラム１に接触して回転しながら、クラッチドラム１を内方へ押圧する。この転造により、成形工具２の外周に設けられた歯３に相補的なスプラインがクラッチドラム１の内周面に形成される。図１に示すように、成形工具２の歯３は回転方向の歯元が曲面を有するので、それに対応するクラッチドラム１側のスプラインの歯先は曲面部４ａを有するように形成される。

転造時、更にローラ１０はクラッチドラム１の軸方向に沿って、すなわち図４における矢印B方向に移動する。これにより、クラッチドラム１の肉厚が減少し長さが増大し、かつ内径面にスプライン５が成形されクラッチドラム１が作られる。

本発明は、湿式または乾式多板クラッチのいずれにも適用できる。また、ローラは、単数、複数のいずれであっても良い。

本発明の実施例を示す断面図である。 クラッチドラムに係合した摩擦板を示す部分正面図である。 摩擦板の変形例を示す、クラッチドラムに係合した摩擦板を示す部分正面図である。 本発明のクラッチドラムを製造する装置の断面図である。 従来のクラッチドラムの成形を示す断面図である。

符号の説明

１ クラッチドラム
２ 成形工具
３ 歯
４ 歯
５ スプライン
１０ ローラ
１２ 摩擦板
５０ 製造装置

Claims (6)

1. 摩擦板が係合するスプラインを内周に形成したクラッチドラムにおいて、前記スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先を有することを特徴とするクラッチドラム。
2. 請求項１のクラッチドラムにおいて、前記曲面の歯先の反対側の前記スプラインと前記摩擦板との係合面はトルク伝達面または伝達トルクの大きい側であることを特徴とするクラッチドラム。
3. 請求項１のクラッチドラムにおいて、回転方向の歯元が曲面を有する歯型成形工具上で転造することで該スプラインを形成することを特徴とするクラッチドラムの製造方法。
4. 内周にスプラインを形成したクラッチドラムと、
   前記スプラインに係合する歯を外周に有する複数の摩擦板と、
   前記摩擦板と軸方向で交互に配置されるセパレータプレートと、
   前記摩擦板とセパレータプレートとを係合させるため押圧するピストンと、
   からなり、前記スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先を有し、前記摩擦板及び前記セパレータプレートの歯は、周方向両縁部の一方に曲面の歯元を有し、前記歯先は前記歯元に対応していることを特徴とするクラッチ装置。
5. 内周にスプラインを形成したクラッチドラムと、
   前記スプラインに係合する歯を外周に有する複数の摩擦板と、
   前記摩擦板と軸方向で交互に配置されるセパレータプレートと、
   前記摩擦板とセパレータプレートとを係合させるため押圧するピストンと、
   からなり、前記スプラインは、周方向両縁部の一方に曲面の歯先を有し、前記曲面の歯先の側に、前記スプラインと前記摩擦板の間にオイルが流通する油路が画成されていることを特徴とするクラッチ装置。
6. 請求項４または５のクラッチ装置において、前記曲面の歯先の反対側の前記スプラインと前記摩擦板及び前記セパレータプレートとの係合面はトルク伝達面または伝達トルクの大きい側であることを特徴とするクラッチ装置。
   

Images