JP4123705B2 - Automotive automatic transmission clutch drum - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用自動変速機の動力伝達系に組み込まれて多板式クラッチを構成することになるクラッチドラムの改良に関し、特に、底壁部と内周面に内歯車部が形成された主胴部とからなる略有底円筒状のドラム本体とは別に、この主胴部とはほぼ逆方向に突出する円筒状の補助胴部を備えたクラッチドラムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用自動変速機の動力伝達系に組み込まれて例えば多板式のフロントクラッチを構成することになるクラッチドラムとして図5に示すような構造のものがある。
【0003】
この従来のクラッチドラム51は、クラッチピストン収容部となるべき小径胴部52を含む段付き状の底壁部53と主胴部54とで略有底円筒状に形成されたドラム本体55と、上記底壁部53に溶接接合されて主胴部54とは逆方向に突出することになる補助胴部としての接続フランジ部56と、この接続フランジ部56に接合された内歯車57等から構成されている。そして、周知のように主胴部54の内部には多数のクラッチディスクが収容されることから、主胴部54の内周にはそれらのクラッチディスクと係合することになるスプラインもしくはセレーション等の内歯車部58が形成されていて、さらに主胴部54の開放端部内周には上記クラッチディスクの抜け止めのためのスナップリングが装着される周溝59が形成される。
【0004】
この場合、上記ドラム本体55や接続フランジ部56は軽量化のために薄板状の鋼板にて形成されていることから、上記のように周溝59を形成するとその部分では局部的な薄肉化によって強度の低下が予想されることから、主胴部54の開放端部外周には周溝59部分の強度低下を補うべく補強リング60を圧入固定してある。
【0005】
なお、上記ドラム本体55の底壁部53中央にはインプットシャフト61が連結される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の構造では、予め別部品として構成された接続フランジ部56や補強リング60をドラム本体55に対して溶接接合もしくは圧入固定する構造であるため、単に部品点数や組付工数が多いばかりでなく、クラッチドラム51本来の機能よりして部品相互の精度保証のための二次的工数も必要とすることから、クラッチドラム51単体での著しいコストアップが余儀なくされることとなって好ましくない。
【0007】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、とりわけ部品点数や組付工数を削減してコストダウンを図ったクラッチドラムの構造を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、内周面に内歯車部が形成された主胴部と底壁部とからなる略有底円筒状のドラム本体と、このドラム本体の底壁部から分岐して該底壁部と所定角度をなす円筒状の補助胴部と、この補助胴部に接合される歯車部材とを備えていて、上記主胴部と補助胴部とがほぼ同径となるように主胴部と底壁部および補助胴部のそれぞれがスピニング工法により一枚の板金素材をもって一体に形成されているとともに、上記底壁部、主胴部、補助胴部の順にその肉厚が漸次小さくなるように形成されていて、さらに上記主胴部および補助胴部における底壁部側の根元部のそれぞれが、上記主胴部の軸心に直角な基準線に対して鋭角な開先角度をもって屈曲成形されているとともに、上記補助胴部の根元部の開先角度が、上記主胴部の根元部の開先角度よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【0009】
この場合、上記主胴部の根元部の開先角度は請求項2に記載のように例えば10度に設定されている。
加えて、上記主胴部の内周に形成されることになる内歯車部は、請求項3に記載のようにスピニング工法によって成形されたものであることが望ましい。
【0010】
上記スピニング工法としては、例えば特表平9−506295号公報に記載されているようないわゆる回転肉寄せスピニング工法を採用する。この回転肉寄せスピニング工法によれば、所定厚みの母材を薄肉化させるかの如く徐々に肉寄せして、その肉寄せされた材料を母材に対して所定角度をなす板状部として成長させることにより、従来は別部品で構成されていた補助胴部までもドラム本体と一体に成形することが可能となる。
【0011】
したがって、請求項1に記載の発明によれば、塑性加工であるスピニング工法をもってドラム本体の底壁部と主胴部のほか補助胴部までもが最初から一体に形成されているため、部品点数および加工工数が削減されることになる。しかも、主胴部と補助胴部は共に母材たる底壁部から二股状に分岐することになることから、スピニング工法の利点としてその主胴部と補助胴部の板厚を任意に設定することが可能であり、主胴部および補助胴部の板厚の最適化とともにクラッチドラム全体の重量軽減が図れることになる。同時に、本来のクラッチドラムとして機能する際に補助胴部には回転入力が作用することになるが、上記板厚の最適化によって回転入力に対する内部応力も均等化されるようになる。
【0012】
また、請求項3に記載の発明のように、主胴部の内周に対して別に例えば回転しごきスピニング成形を施して内歯車部を成形すると、成形に伴って材料が加工硬化を起こし、内歯車部として必要な所要の硬度を確保できるようになる。そのため、硬度維持のための熱処理や表面処理等の二次的処理が不要となる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の構造を前提とした上で、上記主胴部の端部内周にはスナップリングを装着するための周溝が形成されている一方、同じく主胴部の端部外周のうち周溝に相当する部分には局部的に厚肉化されたリム部が全周にわたって一体に形成されていることを特徴としている。
【0014】
したがって、請求項4に記載の発明では、ドラム本体の底壁部と主胴部および補助胴部に加えて、従来の補強リングに相当するリム部までもが最初から一体に形成されているため、部品点数および加工工数が一段と削減されることになる。特にリム部は従来の補強リングと全く同様の機能、すなわちスナップリングを装着するための周溝を形成したことに伴う強度低下を補うものであるが、別部品を後から圧入するものと異なり主胴部との間で金属組織の連続性が保たれることから、従来の補強リングと同等の機能を有しながらも外径寸法を大幅に小さくできるようになる。
【0015】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、ドラム本体の主胴部と底壁部および補助胴部のそれぞれがスピニング工法により一枚の板金素材をもって一体に形成されているため、クラッチドラム各部の板厚寸法の最適化と重量軽減が図れるほか、従来の構造と比べて部品点数および加工工数が削減されて大幅なコストダウンが可能となる。
また、主胴部および補助胴部のそれぞれの根元部をスピニング工法により開先角度をもって曲折形成したので、特に補助胴部の根元部近傍での内部応力の均等化のための板厚の最適化を図ることができるとともに、スピニング成形に伴う根元部の加工硬化によりその硬度が高まり、各根元部の薄肉化を図ることができる。
【0016】
また、請求項3に記載の発明によれば、主胴部の内周に形成されることになるスプライン等の内歯車部はスピニング工法によって成形されたものであるから、その内歯車部についての加工硬化に伴う高硬度化を期待できるようになり、その高硬度化のための熱処理や表面処理等の二次的処理が不要となって、さらなる加工工数の削減により一段とコストダウンを図ることができる効果がある。
【0017】
さらに請求項4に記載の発明によれば、主胴部の端部外周のうちスナップリング装着用の周溝に相当する部分には局部的に厚肉化されたリム部が全周にわたって一体に形成されていることから、従来の補強リングよりも高い補強効果が得られるとともに外径寸法を小さくでき、さらに一層の部品点数の削減と組付工数の削減を図ることができる利点がある。特にリム部は従来の補強リングと全く同様の機能、すなわちスナップリングを装着するための周溝を形成したことに伴う強度低下を補うものであるが、別部品を後から圧入するものと異なり主胴部との間で金属組織の連続性が保たれることから、従来の補強リングと同等の機能を有しながらも外径寸法を大幅に小さくできるようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1〜3は本発明に係る自動変速機用クラッチドラムの好ましい実施の形態を示す図である。
【0019】
図1に示すように、クラッチドラム1は、底壁部2と主胴部3とにより略有底円筒状に形成されたドラム本体4を中心として形成されていて、上記底壁部2から略Y字状に分岐するような形態で主胴部3とは逆方向に突出する補助胴部としての接続フランジ部5を備えている点で従来のものとほぼ同様であるが、上記接続フランジ部5がドラム本体4とともに一枚の板金素材をもって例えば回転肉寄せスピニング工法により一体に形成されていて、且つ主胴部3の開放端部の外周にはスナップリング装着用の周溝6の外側に位置する厚肉状のリム部7が同じくスピニング工法によって一体に形成されている点で従来のものと異なっている。
【0020】
上記底壁部2には主胴部3と同心状に小径胴部8が一体に形成されており、これにより底壁部2自体がいわゆる段付き状のものとして形成されているとともに、小径胴部8には図示しないクラッチピストンが摺動可能に収容配置されることになる。
【0021】
なお、図5と同様に、接続フランジ部5には歯車部材として動力伝達用の内歯車57が、底壁部2の中央の穴9にはインプットシャフト61がそれぞれ後から接合される。また、底壁部2には軽量化のために複数の穴10が形成される。これらの穴加工は、クラッチドラム1自体のスピニング成形後にプレス加工もしくは機械加工を施すことにより形成される。
【0022】
そして、上記主胴部3の内周面の全長にわたって内歯車部としてのスプライン(あるいはセレーション)11が形成されていて、そのスプライン11の開放端部側の一部を切除するようにしてスナップリングを装着するための周溝6が形成されている。上記スプライン11は図2に示すように、隣接する二つ一組の歯形部11a,11aとその歯形部間の歯溝11bよりも幅広の歯溝12とを有する不等ピッチタイプのもので、上記のように周溝6が形成されることでその部分では歯たけ強度が低下することから、これを補うために上記のように周溝6の外側を局部的に厚肉化してその全周にわたりリム部7を突出形成してある。
【0023】
なお、スプライン11はドラム本体4のスピニング加工後に別に回転しごきスピニング成形を施すことにより形成され、そのスピニング成形に伴う加工硬化のために各歯面の硬度は90〜100HRB程度まで高められている。また、上記主胴部3のうちスプラインの歯溝12に相当する部分には軽量化のために複数の穴13が形成される。
【0024】
ここで、クラッチドラム1全体を通して小径胴部8の肉厚(板厚)t1が最も大きくなるように設定されている一方で、底壁部2のうち小径胴部8以外の肉厚をt2、主胴部の根元部側の肉厚をt3、補助胴部5の肉厚をt4としたとき、各肉厚の関係としてt2<t3+t4となるように設定されていて、より具体的には、例えばt2=2.6〜3.0mm、t3=2.0〜2.4mm、t4=1.6〜2.0mm程度に設定されている。同時に、主胴部3および補助胴部5の根元部は基準線Cに対して所定の開先角度θ1,θ2をもって曲折成形され、特に基準線Cに対する主胴部3の開先角度θ1は例えば10°に設定されている。これらの開先角度θ1,θ2の値は上記板厚寸法t2、t3およびt4とともに、実際のクラッチドラム使用時に該クラッチドラムへ回転入力が作用した際のその補助フランジ部5の根元部近傍での内部応力を均等化する上で重要な要素となる。
【0025】
同様に、リム部7は図3に示すように母材たる主胴部3の一般部の板厚t5を局部的に厚肉化することにより形成されるものでるあが、主胴部3の一般部の板厚t5が例えば1.45mm程度であるのに対してリム部7の板厚t6は1.85mm程度に設定されている。
【0026】
このようなクラッチドラム1は、特表平9−506295号公報のほか特願平2000−69945号等に示されるようないわゆる回転肉寄せスピニング成形を何回か繰り返すことにより成形される。より具体的には、図4に示すようにマンドレル21とテールストック22とで円板状のワークWを加圧拘束した上でこれらを回転駆動させ、回転肉寄せスピニング成形を司る中実円錐台形状の成形ローラ23をワークに押し付けて、その板厚tを減少させるべくワークWの軸心方向に向かって所定速度Vaで移動させる。この成形ローラ23の移動に伴いワークW自体が薄肉化することによって生じた材料が徐々にワークWの中心部側に寄せ集められて***し、同図に示すような円筒状の胴部Bとして成長することになる。
【0027】
このとき、上記胴部Bは内周面側にてテールストック22にて格別拘束されていないものの、ワークWの板厚tに対する成形ローラ23の進入深さh、胴部Bの外径dとワークWの直径Dとの比d/D、胴部Bの肉厚Tとh寸法との比h/T、胴部Bの体積VとDおよびh寸法との関係V/πD2hのほか、成形ローラ23の先端曲率半径rおよび角度α等の値を適宜設定することにより、その胴部Bの内周面は平滑な筒状面として仕上げられるとともに、肉厚寸法Tも一定したものとなり、内外周面間の同心精度および円筒形状精度も必要充分なものとなる。
【0028】
ただし、図4は母材の肉寄せ裂開を含むような回転肉寄せスピニング成形の基本形態を示しているにすぎず、図4に示した工法を基本としつつ成形条件を変えて何回かのスピニング成形を施すことにより最終的に図1に示したような完全一体化構造のクラッチドラム1の中間成形体が成形される。そして、この後、主胴部3の内周面に別の回転しごきスピニング成形を施してスプライン11を形成する一方、さらに周溝6や穴10,13の形成のための機械加工もしくはプレス加工を施すことにより、最終的に図1に示したクラッチドラム1が得られることになる。
【0029】
なお、上記主胴部3の内周面に形成されることになるスプライン11の歯面の硬度は最低でも75HRB程度は必要とされるものであるが、上記回転しごきスピニング成形に伴う加工硬化によってその硬度は90〜100HRB程度まで高められており、したがってスプライン11の歯面の硬度維持のための熱処理や表面処理等の後処理は一切必要としないことになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るクラッチドラムの好ましい実施の形態を示す断面説明図。
【図2】図1をa方向から見た要部拡大説明図。
【図3】図1のb部拡大説明図。
【図4】図1に示すクラッチドラムを成形するための回転肉寄せスピニング成形の基本形態を示す工程説明図。
【図5】従来のクラッチドラムの一例を示す断面説明図。
【符号の説明】
1…クラッチドラム
2…底壁部
3…主胴部
4…ドラム本体
5…接続フランジ部(補助胴部)
6…スナップリング用の周溝
7…リム部
11…スプライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a clutch drum which is incorporated in a power transmission system of an automatic transmission for an automobile to constitute a multi-plate clutch, and more particularly, to a main body having an inner gear portion formed on a bottom wall portion and an inner peripheral surface. The present invention relates to an improvement of a clutch drum provided with a cylindrical auxiliary drum portion that protrudes in a direction substantially opposite to the main drum portion, in addition to the substantially bottomed cylindrical drum body including the drum portion.
[0002]
[Prior art]
As a clutch drum incorporated in a power transmission system of an automatic transmission for an automobile and constituting a multi-plate type front clutch, for example, there is a structure as shown in FIG.
[0003]
The
[0004]
In this case, since the drum
[0005]
An
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional structure has a structure in which the
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and in particular, provides a clutch drum structure that reduces costs by reducing the number of parts and the number of assembly steps.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a substantially bottomed cylindrical drum body having a main barrel portion and a bottom wall portion having an inner gear portion formed on the inner peripheral surface, and a branch body branched from the bottom wall portion of the drum body. A cylindrical auxiliary body part that forms a predetermined angle with the bottom wall part, and a gear member that is joined to the auxiliary body part so that the main body part and the auxiliary body part have substantially the same diameter. The main body, the bottom wall, and the auxiliary body are each integrally formed with a single sheet metal material by a spinning method , and the thickness of the bottom wall, the main body, and the auxiliary body is in that order. A groove that is formed so as to gradually become smaller, and each of the base portion on the bottom wall side of the main body portion and the auxiliary body portion has an acute groove with respect to a reference line perpendicular to the axis of the main body portion. together are bent formed at an angle, GMA angle of the root portion of the auxiliary body portion, the main body portion It is characterized by being larger than the opening location angle of the root portion.
[0009]
In this case, the groove angle of the base portion of the main body portion is set to, for example, 10 degrees as described in claim 2 .
In addition, it is desirable that the internal gear portion to be formed on the inner periphery of the main body portion is formed by a spinning method as described in
[0010]
As the spinning method, for example, a so-called rotating meat gathering spinning method as described in JP-T-9-506295 is adopted. According to this rotating meat gathering spinning method, the base material having a predetermined thickness is gradually brought together as if it is thinned, and the gathered material is grown as a plate-like portion having a predetermined angle with respect to the base material. By doing so, it is possible to integrally mold the drum body as well as the auxiliary body portion that has conventionally been constituted by separate parts.
[0011]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the bottom wall portion of the drum main body and the main body portion as well as the auxiliary body portion are integrally formed from the beginning by the spinning method which is plastic processing. And the processing man-hours will be reduced. Moreover, since both the main body and the auxiliary body are bifurcated from the bottom wall as the base material, the plate thickness of the main body and the auxiliary body is arbitrarily set as an advantage of the spinning method. Therefore, it is possible to reduce the weight of the entire clutch drum while optimizing the plate thicknesses of the main drum portion and the auxiliary drum portion. At the same time, the rotational input acts on the auxiliary body when functioning as the original clutch drum, but the internal stress with respect to the rotational input is also equalized by the optimization of the plate thickness .
[0012]
Further, as in the invention described in
[0013]
The invention described in
[0014]
Therefore, in the invention according to the fourth aspect, in addition to the bottom wall portion of the drum body, the main body portion, and the auxiliary body portion, the rim portion corresponding to the conventional reinforcing ring is integrally formed from the beginning. The number of parts and the number of processing steps are further reduced. In particular, the rim part has the same function as the conventional reinforcing ring, that is, it compensates for the decrease in strength caused by the formation of the peripheral groove for attaching the snap ring. Since the continuity of the metal structure is maintained between the body portion and the body portion, the outer diameter can be greatly reduced while having the same function as the conventional reinforcing ring.
[0015]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, each of the main drum portion, the bottom wall portion, and the auxiliary drum portion of the drum main body is integrally formed with a single sheet metal material by the spinning method. In addition to optimizing the thickness dimension and reducing the weight, the number of parts and the number of processing steps can be reduced compared to the conventional structure, enabling a significant cost reduction.
In addition, since the base part of the main body part and the auxiliary body part are bent with a groove angle by a spinning method, optimization of the plate thickness is made especially to equalize the internal stress near the base part of the auxiliary body part In addition, the hardness of the base part is increased by the work hardening of the base part associated with the spinning molding, and the thickness of each base part can be reduced.
[0016]
Further, according to the invention described in
[0017]
Furthermore, according to the invention described in
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 are views showing a preferred embodiment of a clutch drum for an automatic transmission according to the present invention.
[0019]
As shown in FIG. 1, the clutch drum 1 is formed around a
[0020]
The bottom wall portion 2 is integrally formed with a small
[0021]
As in FIG. 5, a power transmission
[0022]
A spline (or serration) 11 as an internal gear portion is formed over the entire length of the inner peripheral surface of the
[0023]
The
[0024]
Here, the thickness (plate thickness) t1 of the small
[0025]
Similarly, as shown in FIG. 3, the
[0026]
Such a clutch drum 1 is formed by repeating so-called rotary meat gathering spinning forming as shown in Japanese Patent Application No. 9-506295 and Japanese Patent Application No. 2000-69945. More specifically, as shown in FIG. 4, the disk-shaped workpiece W is pressure-constrained by the
[0027]
At this time, the body portion B is not particularly restricted by the
[0028]
However, FIG. 4 only shows the basic form of the rotational flesh-spinning forming that includes the flesh tearing of the base material, and several times by changing the molding conditions based on the method shown in FIG. As a result, the intermediate molded body of the clutch drum 1 having a completely integrated structure as shown in FIG. 1 is finally formed. Then, another rotating ironing spinning process is performed on the inner peripheral surface of the
[0029]
Note that the hardness of the tooth surface of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a preferred embodiment of a clutch drum according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of main parts when FIG. 1 is viewed from a direction.
FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a part b in FIG. 1;
FIG. 4 is a process explanatory view showing a basic form of rotary meat gathering spinning molding for molding the clutch drum shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing an example of a conventional clutch drum.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Clutch drum 2 ...
6 ...
Claims (4)
上記主胴部と補助胴部とがほぼ同径となるように主胴部と底壁部および補助胴部のそれぞれがスピニング工法により一枚の板金素材をもって一体に形成されているとともに、
上記底壁部、主胴部、補助胴部の順にその肉厚が漸次小さくなるように形成されていて、
さらに上記主胴部および補助胴部における底壁部側の根元部のそれぞれが、上記主胴部の軸心に直角な基準線に対して鋭角な開先角度をもって屈曲成形されているとともに、
上記補助胴部の根元部の開先角度が、上記主胴部の根元部の開先角度よりも大きく設定されていることを特徴とする自動車用自動変速機のクラッチドラム。A substantially bottomed cylindrical drum body having a main barrel portion and a bottom wall portion having an inner gear portion formed on the inner peripheral surface, and a predetermined angle with the bottom wall portion branched from the bottom wall portion of the drum body. A cylindrical auxiliary drum portion formed , and a gear member joined to the auxiliary drum portion ,
Each of the main body part, the bottom wall part and the auxiliary body part is integrally formed with one sheet metal material by a spinning method so that the main body part and the auxiliary body part have substantially the same diameter ,
It is formed so that its wall thickness gradually decreases in the order of the bottom wall, main trunk, auxiliary trunk,
Further , each of the base portion on the bottom wall portion side in the main body portion and the auxiliary body portion is bent and formed with an acute groove angle with respect to a reference line perpendicular to the axis of the main body portion ,
A clutch drum of an automatic transmission for an automobile , wherein a groove angle of a root portion of the auxiliary body portion is set larger than a groove angle of a root portion of the main body portion .
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