WO2019035422A1 - クラッチ板保持用筒状部品及びそのプレス成形方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a cylindrical part for holding a clutch plate and a press forming method thereof, and the same part can be used for a clutch hub or the like in an automobile transmission.
- a clutch in an automobile transmission includes a clutch hub for mounting a clutch pack.
- the clutch hub is a press-formed product from a steel plate, and includes a plate-like portion extending in the radial direction from the boss on the rotating shaft, and a cylindrical portion extending in the axial direction from the plate-like portion.
- the tubular portion alternately forms in the circumferential direction the radially outward projecting portions and the radially inward projecting portions each extending in the longitudinal direction, and in the outer circumferential portion of the tubular portion, the radially outward
- the longitudinal recess between the projections of the sleeve engages with the projection on the inner periphery of the clutch plate to make the clutch plate slidable in the longitudinal direction, and in the inner periphery of the cylindrical portion
- the longitudinal recess of the sleeve is adapted to form an oil groove for the flow of cooling oil (clutch oil) of the clutch plate.
- the clutch plate In the slip mode of the clutch, the clutch plate generates frictional heat, but cooling by the clutch oil prevents the clutch plate from overheating. That is, the clutch oil from the oil supply groove at the center of the rotating shaft is made to flow in the longitudinal direction through the oil supply groove through the plate-like portion of the clutch hub under centrifugal force and flow out from the end of the oil supply groove . Then, it is desired that the clutch oil be retained by the oil groove to increase the cooling efficiency, and the flow rate to the clutch pack sliding portion be increased.
- a dam (dam structure) is formed at the end of the longitudinal oil groove on the inner periphery of the cylindrical portion of the clutch hub.
- Patent Document 1 In this prior art, in order to form a weir, after press-forming a clutch hub from a steel plate, pressing processing (stamping) by a punch is performed to the end face of a cylindrical part.
- Patent Document 2 describes a forward / backward switching device for a continuously variable transmission (CV ⁇ ) equipped with a clutch hub as an embodiment of the clutch plate holding tubular product of the present invention.
- Patent Document 3 describes a reverse clutch.
- Such a cross-sectional shape of the weir is a shape that makes the flow resistance slight when viewed from the flow of the clutch oil in the oil groove, and from the viewpoint of improving the cooling efficiency of the clutch plate by prolonging the retention time of the clutch oil by the weir Then it was impossible to say that it was ideal.
- the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to extend the residence time of clutch oil in a weir and to enable efficient cooling of a clutch plate.
- the cylindrical product for press-forming from a single steel plate and for holding a clutch plate, which becomes the present invention A plate-like portion extending in the radial direction with respect to the rotation axis; and a tubular portion extending in the axial direction from the plate-like portion;
- the cylindrical portion alternately forms, in the circumferential direction, radially outward protrusions and radially inward protrusions that each extend in the longitudinal direction.
- the longitudinal recess between the radially outward projecting portions adjacent in the circumferential direction engages the projecting portion on the inner peripheral portion of the clutch plate to make the clutch plate slidable in the longitudinal direction
- longitudinal concave portions between radially inward projections adjacent in the circumferential direction form an oil groove for cooling the clutch plate
- the cylindrical part is slightly separated from the end of the plate-like part and the end of the cylindrical part on the separation side toward the plate-like part, extending radially inward from the bottom of the oil groove while securing integration with both side surfaces Equipped with a weir as a pressed part,
- the weir is characterized in that it has an upright shape on the back side so as to cause retention of the oil flowing through the oil groove.
- the forming surface on the back side of the crucible be an angle close to the upright surface as long as it does not interfere with the insertion and removal of the forming tool after pressing, and further, the angle is the center line of the cylindrical part Preferably, the angle is in the range of 90 degrees to 100 degrees when measured from the outside of the clutch hub to the parallel reference line.
- the cylindrical part as the work is held by the outer pressing tool having an inner circumferential shape complementary to the outer circumference thereof, and is arranged axially opposed to the end face of the cylindrical portion from the outside
- a punch and an inner pressing tool disposed radially opposite to the bottom surface of the oil groove are provided, and the cylindrical portion is viewed from the end face while the inner pressing tool is in contact with the bottom surface of the bottom of the oil groove
- the crucible has a press-formed surface by the forming tool not only on the front surface but also on the back surface. Therefore, it is possible to cut out the back surface of the coffin as long as it does not interfere with the operation for inserting and removing the forming tool after pressing (because it is not disfigured), the flow of clutch oil in the oil groove by the coffin Can effectively cause the stagnation of the clutch plate and achieve the intended cooling of the clutch plate by the clutch oil.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a forward / backward switching device in a vehicle provided with a clutch hub according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a partial perspective view showing the clutch hub looking up somewhat from the open end side.
- FIG. 3 is a perspective view from the same point of view as FIG. 2, but showing the work prior to pressing of the eyebrow.
- FIG. 4 is a partial enlarged view of FIG. 1 and shows the shape of a weir at the front end of the cylindrical portion of the clutch hub.
- FIG. 5 is a plan view of a forming apparatus for press forming a wedge from the work shown in FIG. 3, which is drawn along the line V--V in FIG. 6 (a).
- FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the forming apparatus, and is a plan view of the apparatus for performing press forming of the crucible from the work shown in FIG. 3, which is drawn along the line VI-VI in FIG. Indicates a mold open state, and (b) indicates a state in which the process is slightly advanced.
- FIG. 7 is the same as FIG. 6, but (c) shows that the pressing process has been further advanced, and (d) shows that the forming of the crucible has been completed.
- FIG. 8 schematically shows a step of forming a weir on a work by the forming apparatus of FIG. 5 and FIG. 6 (FIG.
- FIG. 9 schematically shows the positional relationship of the forming tool with respect to the work before (a), during (b) and after (c) in the prior art, according to FIG.
- FIG. 10 shows the temperature rise in slip mode in four drive plates (shown as # 1, # 2, # 3 and # 4) from the back side to the front side attached to the clutch hub of FIG. It is a schematic graph which shows a line graph and analysis flow volume (bar graph).
- reference numeral 10 denotes a planetary gear type forward and reverse switching device of a vehicle provided with a belt type continuously variable transmission (CVT), as described in Patent Document 2
- CVT continuously variable transmission
- the forward / reverse switching device 10 is located on the drive train between the engine and the CVT.
- the forward / backward switching device 10 includes a forward clutch 12 and a reverse clutch 14. Although the forward clutch 12 is shown in detail, the reverse clutch 14 is only schematically shown for the sake of simplicity.
- the forward / backward switching device 10 includes a planetary gear mechanism 16 in addition to the forward clutch 12 and the reverse clutch 14 described above.
- the planetary gear mechanism 16 has a sun gear 18, a ring gear 20, and a plurality of planetary gears 22 meshing with the sun gear 18 inside and meshing with the ring gear 20 outside and equally spaced in the circumferential direction with the planetary gear shaft 24 It is known that it consists of three rotating elements, a carrier 28 rotatably supported by a needle bearing 26.
- the sun gear 18 has a spline 18-1 on its inner circumferential surface, and a rotating shaft (not shown) fitted to the spline 18-1 is connected to the engine side, and can receive rotational driving force from the engine.
- the end plate 30 fixed to one end of the ring gear 20 has a spline 30-1 on its inner periphery, and is connected to the CVT side (not shown) fitted to the spline 30-1 to allow rotation in the forward or reverse direction. It is transmitted to the CVT.
- the forward clutch 12 includes a clutch drum 32, a hydraulic piston 34, a return spring 36, a spring support plate 40, and a clutch hub 42 (clutch according to the present invention It consists of a plate holding tubular part) and a clutch pack 44.
- the clutch pack 44 is composed of a drive plate 46, a driven plate 48, and a friction material (made of glass fiber or resin), and is fixed to one surface (only) of the drive plate 46 (drive 50)
- the clutch plate 52 of the present invention comprises the plate 46 and the clutch facing 52 (of the drive plate 46) which is also made of a friction material and is adhered (bonded) to one surface (only) of the driven plate 48.
- the drive plate 46 and the driven plate 48 are alternately arranged along the axial direction, and the clutch facing 50 on one side of the drive plate 46 and the clutch facing 52 on one side of the driven plate 48 are adjacent to the drive plate 46 and the driven plate It alternates axially between 48 and 48. Further, as will be described later, the carrier 28 of the planetary gear set 16 receives the clutch engagement force via the clutch facing 50 fixed to one surface of the closest drive plate 46, so the configuration of the forward clutch 12 It also functions as a driven plate 48 in the clutch pack 44.
- annular groove 54 is formed on the opposite side of the drive plate 46 to which the clutch facing 50 is not fixed concentrically and over the entire circumference, and the opposite side of the driven plate 48 to which the clutch facing 52 is not fixed is also concentrically formed. Further, annular grooves 56 are formed over the entire circumference, and these annular grooves 54, 56 can help to reduce the sliding friction with the opposing clutch facing by the clutch oil holding function.
- the clutch pack 44 adopts the configuration in which the clutch facings 50 and 52 are installed on only one side of each of the drive plate and the driven plates 46 and 48, but the idea of the present invention is The present invention is also applicable to a clutch pack in which clutch facings are provided on both sides.
- the clutch drum 32 has cylindrical shapes in the inner periphery, middle and outer periphery
- the inner peripheral cylindrical portion 32-1 is rotatably attached to the hub portion 18-2 of the sun gear 18 by a needle bearing 60.
- the clutch drum 32 is rotatably fitted to the drum support portion 61 projecting in a columnar shape from the transmission case side fixed side in the intermediate cylindrical portion 32-2.
- the hydraulic piston 34 is disposed axially movably with respect to the clutch drum 32, and forms a hydraulic chamber 62 sealed with cylindrical seal members 63A and 63B on the inner and outer circumferences with the clutch drum 32.
- the hydraulic oil port 64 formed in the intermediate cylindrical portion 32-2 of the clutch drum 32 opens to the hydraulic chamber 62, while the hydraulic fluid is transferred to the drum support portion 61 which receives the clutch hydraulic fluid from a clutch driving hydraulic pump (not shown).
- a passage 66 and an annular groove 68 on the outer periphery thereof are formed, and the annular groove 68 has a rotatable seal structure by the seal ring 69 on both sides, whereby the hydraulic oil port 64, the annular groove 68 and the hydraulic oil passage 66 It is possible to introduce clutch hydraulic fluid into the hydraulic chamber 62 or to discharge hydraulic fluid from the hydraulic chamber 62.
- the return spring 36 Since the return spring 36 is disposed between the hydraulic piston 34 and the spring support plate 40 and the spring support plate 40 is in contact with the snap ring 70 on the intermediate cylindrical portion 32-2 of the clutch drum 32, the return spring 36 is returned.
- the spring 36 biases the hydraulic piston 34 to abut against the opposing surface of the clutch drum 32 as shown in FIG. 1 (to minimize the volume of the hydraulic chamber 62).
- the drive portion 34-1 of the outer periphery of the hydraulic piston 34 is positioned away from the clutch pack 44.
- the driven plate 48 in the clutch pack 44 has spline projections 48-1 on the outer periphery, and the clutch drum 32 forms a spline groove 32-4 on the entire axial length of the inner peripheral surface of the outer peripheral cylindrical portion 32-3.
- the drive plate 46 integrally rotates with respect to the clutch drum 32, but can move in the axial direction.
- a clutch oil introduction port 78 is formed in the intermediate cylindrical portion 32-2 of the clutch drum 32, and the clutch transmission oil introduction port 78 is formed by the spring support plate 40 and the piston 34 on the hydraulic piston 34 side away from the hydraulic chamber 62.
- the chamber is opened to the separated canceller chamber 80.
- the canceller chamber 80 is sealed by the seal 71 with the opposite surface of the piston 34 on the outer periphery because a cancel pressure is generated when the piston 34 retracts, but there is a gap on the inner peripheral side.
- the clutch engagement oil supplied from the port 78 is supplied and filled in the internal space of the clutch drum 32 excluding the hydraulic chamber 62 and the planetary gear mechanism 16 with an appropriate pressure.
- the clutch hub 42 which is a cylindrical part for holding a clutch plate according to the present invention, is a press-formed product of a single steel plate, and has a plate-like portion 72 extending in the radial direction with respect to the rotation axis; And a cylindrical portion 74 extending in the axial direction from an outer peripheral portion of the cylindrical portion 72.
- the central hole 72-1 of the plate-like portion 72 is inserted and welded to the intermediate cylindrical portion 18-3 of the sun gear 18, and is integrally rotated with the sun gear 18.
- FIG. 2 is a partial perspective view showing the clutch hub 42 somewhat looking up from the open end side of the cylindrical portion 74, and the cylindrical portion 74 is an outer radius extending in the axial direction toward the cylindrical portion 74.
- Protrusions 74-1 in the opposite direction and projections 74-2 in the radially inward direction are alternately formed in the circumferential direction.
- An axially recessed portion which becomes a spline groove 74-3 is formed between circumferentially adjacent radially outward projecting portions 74-1.
- Spline protrusions 46-1 (FIG. 1) formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner periphery of the drive plate 46 are engaged with the spline grooves 74-3, whereby the drive plate 46 is integral with the clutch hub 42. It rotates but is slidable relative to the clutch hub 42 in the axial direction.
- an axial recessed portion to be an oil groove 74-4 for cooling the clutch plate is formed between the radially inward protruding portions 74-2 adjacent in the circumferential direction.
- the oil groove 74-4 is located on the inner surface side of the radially outward protrusion 74-1.
- an oil hole 74-5 opens at the bottom of each oil groove 74-4 at an axially intermediate portion, and the oil hole 74-5 penetrates the cylindrical portion 74 in the radial direction, and the cylindrical portion
- the outer peripheral surface of the cover 74 can be opened to serve to refuel the drive plate 46, the driven plate 48, and the clutch facings 50, 52 that constitute the clutch pack 44.
- FIG. 3 is a perspective view from the same viewpoint as FIG.
- FIG. 2 schematically showing the shape of a clutch hub (hereinafter referred to as a work W) before forming the wedge 76 by a punch.
- a work W a clutch hub
- FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the ridge 76 of FIG. 1 and is obtained by pressing with a punch described later, the radially upright front surface (punch slightly retracted from the front surface of the cylindrical portion 74 , And the back surface 76-2 is slightly inclined, but forms a sharp forming surface (a forming surface by the inner pressing tool 84 described later) 76-2.
- the forming surface 76-2 is at an angle ⁇ (relative to the reference line L parallel to the center line) with respect to the inner peripheral surface of the oil groove 74-4 so as to stand up as far as possible to enable removal of the inner presser 84 after wedge forming. (Measured inward from the outside of the clutch hub 42).
- the angle ⁇ be as close to 90 degrees as possible for effective retention of the clutch oil by the weir 76, but a value up to about 100 degrees for reliable removal of the inner presser 84 after the weir 76 is formed.
- An appropriate value is selected from The end face 76-3 of the cylindrical portion 74 of the clutch hub is chamfered in the finishing process.
- the clutch engaging oil supplied from the clutch transmission oil introduction port 78 is a spring support plate as shown by arrow a. It flows through the gap portion 40, is guided to the cylindrical portion 74 of the clutch hub 42 under centrifugal force, and is guided to the oil groove 74-4 as shown by the arrow b, and the oil hole 74-5 as shown by the arrow c. It is circulated and goes to the clutch pack 44.
- the clutch pack 44 is engaged between the hydraulic piston 34 and the carrier 28, and since the engagement of the clutch pack 44 is weak, the clutch plate 50, 52 is connected to the drive plate 46.
- a slip engagement state that allows the drive plate 46 to slip
- a clutch completely engaged state that does not allow the drive plate 46 to slip relative to the drive plate 46 when the hydraulic pressure to the hydraulic chamber 62 rises further. be able to.
- the slip engagement operation of the clutch pack 44 leads to a temperature rise of the drive plate 46 and the driven plate 48 constituting the clutch pack 44 due to frictional heat, but the clutch inflow (arrow c) via the oil hole 74-5 The temperature rise is suppressed by the cooling effect of oil. Then, the clutch oil flowing in the oil groove 74-4 in the axial direction (arrow b) cools the drive plate 46 through the cylindrical portion 74 of the clutch hub 42, which in turn cools the entire clutch pack 44. It will contribute. Further, according to the present invention, the weir 76 formed on the separated side end of the plate-like portion 74 of each oil hole 74-5, that is, the downstream end of the clutch oil in the flow direction b has its back surface 76-2 (FIG.
- the reverse clutch 14 is not shown, but only from the drive plate, the driven plate, and the clutch facing located between the adjacent drive plate and the driven plate. And a hydraulic piston similar to the hydraulic piston 34.
- a specific structure of the reverse clutch 14 is described in Patent Document 3 and the like, and in the present embodiment, the reverse clutch 14 can be configured in the same manner as this. And about a clutch hub, the cooling property of the clutch pack from a clutch hub can be improved by comprising the oil path of the inner periphery of the cylindrical part according to this invention.
- FIG. 3 shows a clutch hub before the press forming of the wedge 76, and in order to distinguish the clutch hub 42 after the press forming of the wedge 76, It is called.
- the workpiece W has an axis between the radially outward protrusions 74-1, the radially inward protrusions 74-2, and the adjacent radially outward protrusions 74-1 alternately arranged in the circumferential direction.
- Recesses (engagement grooves with drive plate 46) to be spline grooves 74-3 in the direction, and axial recesses (oil grooves 74-4) between adjacent radially inward projections 74-2 are already formed.
- the ridge 76 is not formed, and it is pressed along the outer periphery of the oil groove 74-4 from the radially outward protrusion 74-1 to the radially inner protrusion 74-2 at the time of press forming.
- the end face portion of the workpiece W which is slightly beyond is pushed in the axial direction by the punch, and the flow of the meat by this causes the formation of the weir 76 in FIG.
- FIGS. 5 and 6 show an apparatus for press forming the wedge 76, and with respect to FIGS. 5 and 6 (a), the forming apparatus is in a ready position for beginning forming.
- a plurality of forming devices are provided spaced apart in the circumferential direction, and a plurality of punches 82 moved in the axial direction of the work W, and a plurality of equally spaced apart in the circumferential direction, the inner presser moved in the radial direction of the work W And an external work holding device for restricting and holding the work W at the entire outer circumference.
- the outer pressing member 85 has a shape complementary to the outer peripheral surface consisting of the protrusions 74-1 and the recesses 74-3 (also see FIG.
- Each inner pressing member 84 receives a press forming force on the opposite side of the punch 82 sandwiching the wedge 76 at the time of press forming the wedge 76 to the end of the oil groove 74-4 and prevents sagging of the back surface of the wedge 76. Achieve the function of making the upright surface as much as possible.
- the inner presser 84 is movably installed on the die base 86 in the radial direction.
- the die base 86 is vertically movably mounted on the base 88 via the vertical die cushion 87.
- six die cushions 87 are installed at equal intervals in the circumferential direction.
- nine inner pressers 84 are provided at equal intervals in the circumferential direction.
- the radial die cushion of the inner presser 84 is shown schematically at 89.
- a work support plate 90 is installed on the die base 86 with the inner pressing tool 84 interposed therebetween, and the work W is mounted on the work support plate 90.
- a press plate 91 is installed on a mechanical or hydraulic drive source (not shown) above the workpiece support plate 90.
- the die base 86 includes nine radial die slide grooves 86-1 and each inner presser 84 is radially movably accommodated in the respective radial die slide grooves 86-1.
- the cam driver 92 is provided upright on the base 88, and the nine inner pressers 84 are simultaneously driven in the radial direction.
- each inner presser 84 is provided with a bifurcated tip 84a.
- the configuration of the entire oil groove 74-4 of the work W is completed such that the formation of the weir 76 is completed in one process by changing the configuration such as doubling the number of tip portions 84a provided on one inner presser 84. It is also possible.
- the forming operation of the weir 76 will be described as an operation of forming one weir 76 by cooperation of the punch 82 and the inner presser 84.
- the press plate 91 is retracted upward, and the work W is placed on the die base 86. Due to the upward spring force of the die cushion 87, the die base 86 is at the highest elevation position, and the positional relationship between the cam driver 92 and each inner presser 84 is the innermost radius by the radial spring force of the corresponding die cushion 89. It is positioned away from the inner circumferential surface of the corresponding one oil groove 74-4 of the work W.
- the punch 82 is also spaced apart from the end face of the clutch hub. From this position, the press plate 91 starts to descend (arrow a) to form a bowl.
- step (b) the press plate 91 is lowered to a position abutted against the workpiece W, and the die base 86 and the inner presser 84 on the die base 86 are lowered against the die cushion 87 via the workpiece support plate 90. Since the engagement between the cam drive surface 92-1 and the cam follower surface 84-1 deepens, the inner pressers 84 move outward in the radial direction against the spring force of the corresponding die cushion 87, respectively.
- step (c) the inner pressing member 84 abuts on the opposite surface (bottom surface of the oil groove 74-4) of the work W by further lowering of the press plate 91, and the punch 82 also abuts on the end face of the work W Show the condition.
- Step (d) shows the position of the press plate 91 at the completion of the pressing step, and by pressing the end face of the work W, the punch 82 causes the wall of the end face of the work W to plastically flow radially inward to form a weir
- the press plate 91 is raised to the initial position of (a) to perform the subsequent pressing process of the work W, and the elastic force of the die cushion 87 causes the die base 86 and the inner press 84 and the work receiving plate 90 Ascending to the initial position of a) (arrow a '), the inner pressing tool 84 is retracted to the initial position of (a) by the elastic force of the die cushion 89.
- FIG. 8 schematically illustrates the formation of a weir by means of a press forming apparatus with respect to one oil groove 74-4.
- the punch 82 is positioned opposite to the radially outward projection 74-1 of the work W and the end of the oil groove 74-4 inside thereof. 8 corresponds generally to the portion shown by A in FIG. 6 (b), but the punch 82 and the inner pressing tool 84 for the workpiece W in a state rotated 90 degrees counterclockwise from FIG. 6 (b) It is illustrated in the positional relationship of
- FIG. 8B shows a state in which the end face of the work is pressed by the punch 82 while the inner presser 84 is in contact with the bottom of the groove (generally corresponds to the portion shown by B in FIG. 7D). Since the work W is constrained in the radially outward direction (upward in the figure) by the outer presser 85 as well as being restrained in the pressing direction (left and right direction in the figure), the work W is pressurized by the punch 82 The meat of the end face of the work W plastically flows radially inward (downward in the drawing) to form a weir 76. And since the inner pressing tool 84 is located on the opposite side of the punch 82 with the wedge 76, it is possible to prevent the sagging of the meat.
- FIG. 8C shows the state in which the formation of the ridges is completed and the punch 82 and the inner presser 84 are retracted, and it can be seen that the ridges 76 integrated with the inner surface of the groove are formed on both sides.
- the area where punch 82 of punch 76 hits is an upright front face 76-1 and the back face forms a sharp back face 76-2 according to the shape of contact face 84-2 with the work of inner presser 84 .
- the surface 76-2 is preferably as close to an upright surface as possible, but when it approaches 90 degrees, the spring force of the radial die cushion 89 due to biting with the work W Since the smooth backward movement of the inner presser 84 may be obstructed only by the smoothed back movement of the inner presser 84, the inclination angle of the back surface 76-2 of the weir 76 (see FIG. 4). It becomes the limit value of ⁇ ).
- the oil groove 74-4 is located inside the protrusion 74-1 of the work W, and the end surface shape of the punch 82 is the protrusion 74- 1 and the shape of the oil groove 74-4 are approximately similar to the shape of the oil groove 74-4, but slightly smaller than the protrusion 74-1 and slightly larger than the oil groove 74-4. It is appropriately designed to obtain the flow of meat necessary for forming.
- the shape of the inner periphery of the work W in particular, the shape of the oil groove 74-4 in the vicinity of the weir 76 is changed.
- the work W is held on the entire outer periphery by the complementary uneven outer presser 85 (FIG. 5), and the outer peripheral shape of the work W changes regardless of the forming process of the weir 76. It is maintained without.
- FIGS. 9 (a) to 9 (c) schematically illustrate press forming of a wedge on a work W in Patent Document 1 in comparison with FIGS. 8 (a) to 8 (c) in the present invention.
- the use of the punch 182 on the front side in Patent Document 1 is similar, but the back side is free. Therefore, since there is no restriction on the flow of meat at the time of pressing by the punch 182, the wedge 176 formed by pressing is upright with the front face 176-1 but the back face 176-2 deviates, and the retention effect of lubricating oil by the wedge 176 Was not enough (because the oil flow quickly climbed the weir 176 as an arrow), so it was not possible to do enough cooling.
- FIG. 10 shows the measurement result (line graph) of the temperature of the drive plate 46 in the clutch pack 44 in the slip mode according to the present invention and the prior art and the analysis result (bar graph) of the passing flow rate of the oil groove 74-4.
- line graph the measurement result of the temperature of the drive plate 46 in the clutch pack 44 in the slip mode according to the present invention and the prior art and the analysis result (bar graph) of the passing flow rate of the oil groove 74-4.
- four drive plates 46 are provided, but from the left to the right in FIG. 1 (from the plate-like portion 72 to the separation side) # 1, # 2, # 3, # 4 respectively.
- the black circle indicates the installation location of the thermocouple for temperature measurement. From the plate-like part 72 (clutch oil supply source side) where temperature rise is a problem, a remarkable temperature rise suppression effect can be seen for # 3 and # 4 drive plate 46 on the separation side.
- the beneficial effects of the structure of weir 76 in the present invention are shown.
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Abstract
クラッチ油の滞留時間を延長し、クラッチ板の効率的な冷却を可能とすることを目的とする。外周においてクラッチ板が係合するクラッチハブ(42)は一枚の鋼板よりプレス成形され、内周面に、円周方向に間隔をおいて、各々が軸方向に延びるクラッチ板の冷却用の油溝(74-4)が複数形成される。各油溝(74-4)の端部に半径内方に延設されるプレス成形部としての堰(76)が形成される。堰(76)のプレス成形は、クラッチハブ(42)の前面側をパンチ(82)により押圧しつつ、裏面側に内押え具(84)を配置して行なわれる。堰(76)は、いずれも成形具による成形面である直立した前面(76-1)と裏面(76-2)とから成る。裏面(76-2)は内押え具(84)の抜去が可能な限りにおいて切り立つようにされ、油溝(74-4)におけるクラッチ油の滞留時間を延長し、クラッチ板の冷却効率を高めることができる。
Description
この発明はクラッチ板保持用筒状部品及びそのプレス成形方法に関し、同部品は自動車用トランスミッションにおいてクラッチハブ等に使用することができるものである。
自動車用トランスミッションにおけるクラッチは、クラッチパックを装着するためのクラッチハブを備えている。クラッチハブは鋼板からのプレス成形品であり、回転軸上のボス部より半径方向に延設される板状部と、板状部から軸方向に延設される筒状部とを備えており、筒状部は、夫々が長手方向に延びる半径外方への突部と半径内方への突部とを円周方向に交互に形成しており、筒状部外周においては半径外方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の内周部における突部と係合することによりクラッチ板を長手方向に摺動自在とし、筒状部内周においては、半径内方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の冷却油(クラッチ油)の流通のための油溝を形成するようにされる。
クラッチのスリップモードではクラッチ板は摩擦熱を発生するがクラッチ油による冷却によりクラッチ板は過熱を防止するようにしている。即ち、回転軸の中心の給油溝からのクラッチ油は、遠心力下で、クラッチハブの板状部を介して給油溝を長手方向に流通され、給油溝の端部より流出するようにされる。そして、冷却効率を高めるべく油溝でクラッチ油を滞留させ、クラッチパック摺動部への流量を増大させることが希求される。
油溝での潤滑油若しくは冷却油の滞留時間の延長のための技術としては、クラッチハブの円筒状部の内周における長手方向油溝の端部に堰(ダム構造部)を形成するようにしたものが提案されている(特許文献1)。この従来技術においては、堰の形成のため、鋼板からのクラッチハブのプレス成形後に、筒状部の端面にパンチによる押圧加工(スタンピング)を行っている。即ち、パンチによる押圧の際に、クラッチハブは、外周においては、クラッチハブと相補的な内周凹凸形状を有する環状保持部材により、内周においては、給油溝の内接円に沿った外周面を呈する環状保持部材に支持され、この状態でパンチがクラッチハブの筒状部における突部端面に軸方向に押圧され、その変形による肉はフリーな半径内方に塑性流動するため、油溝の一般底面より半径内方への延出部分である堰を形成することができる。
尚、本発明のクラッチ板保持用筒状製品の実施形態としてのクラッチハブを備えた連続可変変速機(CVТ)用の前進後退切替装置については特許文献2に記載されている。また、後退クラッチについては特許文献3に記載されている。
従来技術においては、パンチの裏面側の部分はフリーとなっており、パンチにより加圧されたときの肉の流れは、基本的には、パンチの移動方向である軸方向に生じ、余肉が半径方向に張り出すように生ずる。そのため、パンチによる加工完了時に出来上がった堰の形状は、断面において、パンチの当たる前面側は半径方向に直立するが、後面側においては、油溝の底面側が最も肉厚で、半径内方程薄肉となるように大きく傾斜して(だれて)形成される。特許文献1の図3にこの形状が分かり易く示されている。堰のこのような断面形状は、油溝におけるクラッチ油の流れからみると、流れの抵抗を軽微とする形状であり、堰によるクラッチ油の滞留時間の延長によるクラッチ板の冷却効率の向上の観点では理想的とは言い得ないものとなっていた。
本発明は以上の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、堰におけるクラッチ油の滞留時間を延長し、クラッチ板の効率的な冷却を可能とすることを目的とする。
本発明は以上の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、堰におけるクラッチ油の滞留時間を延長し、クラッチ板の効率的な冷却を可能とすることを目的とする。
この発明になる、一枚の鋼板よりプレス成形され、クラッチ板の保持のための筒状製品は、
回転軸に対して半径方向に延設される板状部と、板状部から軸方向に延設される筒状部とを具備しており、
筒状部は、夫々が長手方向に延びる半径外方への突部と半径内方への突部とを円周方向に交互に形成しており、
筒状部外周においては円周方向に隣接する半径外方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の内周部における突部と係合することによりクラッチ板を長手方向に摺動自在とし、
筒状部内周においては、円周方向に隣接する半径内方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の冷却用の油溝を形成しており、
筒状部は板状部と離間側の筒状部の端部から僅かに板状部側に離間して、油溝の底面から両側側面との一体を確保しつつ半径内方に延設されるプレス成形部としての堰を備え、
堰は裏面側において油溝を流通する油の滞留を惹起させるべく切り立った形状をなすことを特徴とする。
回転軸に対して半径方向に延設される板状部と、板状部から軸方向に延設される筒状部とを具備しており、
筒状部は、夫々が長手方向に延びる半径外方への突部と半径内方への突部とを円周方向に交互に形成しており、
筒状部外周においては円周方向に隣接する半径外方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の内周部における突部と係合することによりクラッチ板を長手方向に摺動自在とし、
筒状部内周においては、円周方向に隣接する半径内方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の冷却用の油溝を形成しており、
筒状部は板状部と離間側の筒状部の端部から僅かに板状部側に離間して、油溝の底面から両側側面との一体を確保しつつ半径内方に延設されるプレス成形部としての堰を備え、
堰は裏面側において油溝を流通する油の滞留を惹起させるべく切り立った形状をなすことを特徴とする。
堰の裏面側の成形面は、プレス加工後の成形具の抜き差しに支障を生じない限りにおいて直立面に近い角度とされることが好ましく、更には、その角度は、筒状部品の中心線と平行な基準線に対して、クラッチハブの外側より内側に向けて計測したとき、90度から100度の範囲の角度であることが好ましい。
堰のプレス成形に際しては、ワークとしての筒状部品は、その外周と相補的な内周形状を有する外押え具により保持され、筒状部の端面に外側より軸方向に対向して配置されるパンチと、油溝の底面に向けて半径方向に対向して配置される内押え具とが備えられており、内押え具を油溝の底面の底面に当接させつつ筒状部を端面から軸方向にパンチにて押圧し、パンチと内押え具間に肉を流動させることで、堰のプレス成形を行なうことができる。
本発明によれば、堰は前面はもとより裏面においても成形具によるプレス成形面をなしている。そのため、堰の裏面をプレス加工後の成形具の抜き差しのための動作に支障を来たさない限りにおいて切り立たせることができるため(だれていないため)、堰による油溝におけるクラッチ油の流れの滞留を効果的に起こさせ、クラッチ油によるクラッチ板の所期の冷却を行なうことができる。
次に本発明の実施形態について説明すると、図1において、10はベルト式の連続可変変速機(CVT)を備えた車輛の遊星歯車式の前進後退切替装置を示しており、特許文献2に記載のように、前進後退切替装置10はエンジンとCVTとの間における駆動トレーン上に位置している。
前進後退切替装置10は、前進用クラッチ12及び後退用クラッチ14を備える。前進用クラッチ12は詳細構成を示すが、簡明のため後退用クラッチ14は概略構成のみ示す。前進後退切替装置10は前述の前進用クラッチ12及び後退用クラッチ14に加え遊星歯車機構16を備える。遊星歯車機構16は、サンギヤ18と、リングギヤ20と、各々が内側ではサンギヤ18に噛合し外側ではリングギヤ20に噛合し、円周方向に等間隔に配置された複数のプラネタリギヤ22をプラネタリギヤ軸24とニードルベアリング26とで回転自在に軸支するキャリヤ28と、の3回転要素から成る周知のものである。サンギヤ18は内周面にスプライン18-1を有し、このスプライン18-1に嵌合する図示しない回転軸がエンジン側に連結され、エンジンからの回転駆動力を受けることができる。リングギヤ20の一端に固定されるエンドプレート30は内周にスプライン30-1を有しており、このスプライン30-1に嵌合する図示しないCVT側に連結され、前進方向若しくは後退方向の回転がCVTに伝達される。
前進後退切替装置10における前進用クラッチ12の構成について説明すると、前進用クラッチ12はクラッチドラム32と、油圧ピストン34と、リターンスプリング36と、スプリング受板40と、クラッチハブ42(本発明のクラッチ板保持用筒状部品)と、クラッチパック44とから構成される。後述の通り、クラッチパック44はドライブプレート46と、ドリブンプレート48と、摩擦材(ガラス繊維や樹脂を素材とする)より成りドライブプレート46の片面(のみ)に固着されたクラッチフエーシング50(ドライブプレート46とで本発明のクラッチ板を構成する)と、同じく摩擦材より成りドリブンプレート48の片面(のみ)に固着(接着)されたクラッチフエーシング52(ドライブプレート46とで本発明のクラッチ板を構成する)とから成る。ドライブプレート46とドリブンプレート48とは軸方向に沿って交互に配置され、ドライブプレート46の片面のクラッチフエーシング50とドリブンプレート48の片面のクラッチフエーシング52とは隣接するドライブプレート46とドリブンプレート48との間において軸方向に交互に位置する。また、後述のように、遊星歯車装置16のキャリヤ28は、最近接側のドライブプレート46の片面に固着されたクラッチフエーシング50を介してクラッチ係合力を受けることから、前進用クラッチ12の構成部分となり、クラッチパック44におけるドリブンプレート48の機能も担っている。そして、ドライブプレート46におけるクラッチフエーシング50を固着しない反対側面に同芯にかつ全周に亘り円環状溝54が形成され、ドリブンプレート48におけるクラッチフエーシング52を固着しない反対側面に同じく同芯にかつ全周に亘り円環状溝56が形成され、これらの円環状溝54, 56は、そのクラッチ油保持機能により、対向するクラッチフエーシングとの摺動摩擦を軽減することに役立てることができる。この実施形態においては、上述のように、クラッチパック44は、クラッチフエーシング50, 52をドライブプレート、ドリブンプレート46, 48の夫々の片面のみに設置した構成を採用するが、本発明の思想は、クラッチフエーシングを両面に設置したタイプのクラッチパックにも適用可能である。
前進後退切替装置10を構成する上記パーツの具体的構造、更には、パーツ間の連結、位置関係についてより詳細に説明すると、図1において、クラッチドラム32は、内周、中間及び外周における筒状部32-1, 32-2, 32-3を有しており、内周筒状部32-1においてニードルベアリング60によってサンギヤ18のハブ部18-2に回転可能に取り付けられる。また、クラッチドラム32は、中間筒状部32-2において、トランスミッションケース側固定側より柱状に突出するドラムサポート部61に対し回転可能に嵌合されている。油圧ピストン34はクラッチドラム32に対し軸方向に移動可能に配置され、クラッチドラム32との間に内周及び外周にて筒状シール部材63A, 63Bによりシールされた油圧室62を形成する。油圧室62にクラッチドラム32の中間筒状部32-2に形成された作動油ポート64が開口し、一方、図示しないクラッチ駆動用油圧ポンプからのクラッチ作動油を受けるドラムサポート部61に作動油通路66及びその外周の環状溝68が形成され、環状溝68は両側においてシールリング69による回転可能シール構造となっており、これにより作動油ポート64、環状溝68及び作動油通路66を経由しての油圧室62へのクラッチ作動油の導入又は油圧室62からの作動油排出が可能となっている。リターンスプリング36は油圧ピストン34とスプリング受板40との間に配置され、スプリング受板40がクラッチドラム32の中間筒状部32-2上のスナップリング70に当接されていることから、リターンスプリング36は油圧ピストン34を図1に示すようにクラッチドラム32対向面と当接するべく(油圧室62の容積を最小とするべく)付勢している。油圧室62の油圧が低い図1の状態においては、油圧ピストン34は外周の駆動部34-1がクラッチパック44から離間位置しており、これは前進クラッチ12の非締結状態となる。
クラッチパック44におけるドリブンプレート48は外周にスプライン突起48-1を有し、クラッチドラム32は外周筒状部32-3の内周面の軸方向全長にスプライン溝32-4を形成しており、スプライン溝32-4, スプライン突起48-1間の嵌合により、クラッチドラム32に対しドライブプレート46は一体回転するが軸方向には移動可能となっている。クラッチドラム32の中間筒状部32-2にはクラッチ油導入ポート78が形成され、クラッチ伝達油導入ポート78は油圧ピストン34に関し油圧室62より離間側において、スプリング受板40とピストン34とで仕切られたキャンセラ室80に開口する。キャンセラ室80は、ピストン34後退時のキャンセル圧を生ずるため、外周におけるピストン34対向面とはシール71により封止されているが、内周側には隙間があり、このため、クラッチ伝達油導入ポート78から供給されるクラッチ係合油は、油圧室62を除いたクラッチドラム32の内部空間及び遊星歯車機構16に適宜の圧力にて供給充満さる。
本発明のクラッチ板保持用筒状部品であるクラッチハブ42は、一枚の鋼板よりのプレス成形品であり、回転軸に対して半径方向に延設される板状部72と、板状部72の外周部から軸方向に延設される筒状部74とを備える。板状部72は、その中心孔72-1がサンギヤ18の中間筒状部18-3に挿入・溶接され、サンギヤ18と一体回転される。図2はクラッチハブ42をその筒状部74の開口端側から幾分見上げて示す部分的斜視図であり、筒状部74は、夫々が筒状部74に向けて軸方向に延びる半径外方への突部74-1と半径内方への突部74-2とを円周方向に交互に形成している。円周方向に隣接する半径外方への突部74-1の間はスプライン溝74-3となる軸方向の凹部を形成する。このスプライン溝74-3に、ドライブプレート46の内周に円周方向に等間隔に形成されるスプライン突起46-1(図1)が係合され、これによりドライブプレート46はクラッチハブ42と一体回転はするが軸方向に対してはクラッチハブ42に対して摺動自在とされる。図2において、円周方向に隣接する半径内方への突部74-2の間はクラッチ板の冷却用の油溝74-4となる軸方向の凹部を形成する。図2から分かるように、油溝74-4は半径外方への突部74-1の内面側に位置する。図1に示すように各油溝74-4の底面には軸方向中間部において油孔74-5が開口し、油孔74-5は筒状部74を半径方向に貫通し、筒状部74の外周面に開通し、クラッチパック44を構成するドライブプレート46と、ドリブンプレート48と、クラッチフエーシング50, 52への給油に役立てることができる。図2において、クラッチハブ42の筒状部74の端面から僅かに板状部72側に離間して各油溝74-4の底面より堰76が側面との一体を維持しつつ半径内方に突出するように形成され、この堰76は油溝74-4でのクラッチ油の滞留を積極的に起こさせ、これによりクラッチ板、延いては、クラッチパック44の冷却効率を高める意図で設けられたものである。尚、図2は油溝74-4と堰76の位置関係を視覚的に明確化するための模式的斜視図であり、図1の油孔74-5は図示されてない。また、図3は、パンチによる堰76の成形前のクラッチハブ(以下ワークW)の形状を模式的に示す図2と同一視点からの斜視図である。後述するように、ワークWの半径外方への突部74-1を筒状部74の開口側端面においてパンチにより押圧することにより堰76の成形が行なわれる。
図4は図1の堰76の断面形状を拡大して示しており、後述のパンチによるプレスにより得られる、筒状部74の前面から軸方向に幾分後退した半径方向に直立した前面(パンチによる成形面)76-1を備え、裏面76-2はやや傾斜しているが、切り立った成形面(後述内押え具84による成形面)76-2をなしている。成形面76-2は、堰成形後の内押え具84の抜去を可能としうる限りにおいて直立するように、油溝74-4内周面に対する角度θ(中心線と平行な基準線Lに対しクラッチハブ42の外側より内側に向けて計測)を呈している。この角度θは堰76によるクラッチ油の効果的な滞留のためにはなるべく90度に近いことが好ましいが、堰76の成形後の内押え具84の確実な抜去のため100度程度までの値から適当な値が選択される。尚、クラッチハブの筒状部74の端面76-3は仕上げ工程で面取りされている。
本発明に係るクラッチハブ42の筒状部近辺のクラッチ油の流れについて説明すると、図1において、クラッチ伝達油導入ポート78から供給されるクラッチ係合油は、矢印aのように、スプリング受板40の隙間部分を流通し、遠心力下でクラッチハブ42の筒状部74に導かれ、矢印bのように油溝74-4に導かれると共に、矢印cのように油孔74-5を流通され、クラッチパック44に向かう。
油圧室62へのクラッチ制御油圧の導入により、その圧力が高くなりリターンスプリング36の設定圧を超えると、油圧ピストン34はリターンスプリング36に抗してクラッチパック44に向け移動され、油圧ピストン34は外周の駆動部34-1がクラッチパック44の油圧ピストン34に最近接側のドリブンプレート48において当接し、油圧ピストン34から最離間側のドライブプレート46はその片面に固着されるクラッチフエーシング50を介してキャリヤ28の対向面に当接される。そして、キャリヤ28は遊星歯車装置16に近接側においてスナップリング75によってクラッチドラム32の外周筒状部32-3の内周に係止されている。そのため、油圧室62への油圧の増大と共に、クラッチパック44は油圧ピストン34とキャリヤ28との間で締結され、クラッチパック44の締結が弱いためドライブプレート46に対しクラッチフエーシング50, 52を介してのドライブプレート46の滑りを許容するスリップ係合状態を経由し、油圧室62への油圧がそれ以上に上昇した場合のドライブプレート46に対するドライブプレート46の滑りを許容しないクラッチ完全締結状態に至ることができる。
クラッチパック44のスリップ係合動作は、摩擦熱により、クラッチパック44を構成するドライブプレート46及びドリブンプレート48の温度上昇に繋がるが、油孔74-5を介して流入(矢印c)されるクラッチ油の冷却効果により温度上昇を抑制する。そして、油溝74-4を軸方向(矢印b)に流通するクラッチ油はクラッチハブ42の筒状部74を介してドライブプレート46を冷却し、これは延いてはクラッチパック44全体の冷却に寄与することになる。そして、本発明により、各油孔74-5の板状部74の離間側端部、即ち、クラッチ油の流れ方向bの下流側端部、に形成される堰76は、その裏面76-2(図4)、即ち、クラッチ油の流れbに当たる面が切り立っていることから、各油溝74-4でのクラッチ油の流れの大きな抵抗となり、油溝74-4におけるクラッチ油の滞留時間を延長させ、冷却効果を高めることができる。これに対して、図9で後述するように特許文献1の従来技術の場合は、堰の裏面の傾斜が大きいため、堰をスムースに乗り越えるクラッチ油の流れが生じやすいため、クラッチハブ側からの冷却効果が不十分となる。
後退用クラッチ14については、略示のみでその詳細構造は図示しないが、前進用クラッチ12と同様にドライブプレートと、ドリブンプレートと及び隣接するドライブプレート及びドリブンプレート間に位置するクラッチフエーシングとからなるクラッチパックを備え、また、油圧ピストン34と同様の油圧ピストンを備える。後退用クラッチ14の具体的構造は特許文献3等に記載され、本実施形態において後退用クラッチ14はこれと同様の構造とすることができる。そして、クラッチハブについては、その筒状部の内周の油路を本発明に従い構成することにより、クラッチハブからのクラッチパックの冷却性を高めることができる。
次に、本発明の堰のプレス成形について説明すると、図3は堰76のプレス成形前のクラッチハブを示しており、堰76のプレス成形後のクラッチハブ42との区別のため以下ワークWと称する。ワークWは、円周方向に交互に配置された半径外方への突部74-1、半径内方への突部74-2、隣接する半径外方への突部74-1間の軸方向のスプライン溝74-3となる凹部(ドライブプレート46との係合溝)、隣接する半径内方への突部74-2間の軸方向の凹部(油溝74-4)はすでに形成されているが、堰76は未成形であり、プレス成形時に、半径外方への突部74-1から半径内方の突部74-2にかけての油溝74-4の外周に沿ってこれを少し超えたワークWの端面部位がパンチにより軸方向に押圧され、これによる肉の流れは図2における堰76の形成に至らしめる。
図5及び図6(図7)は堰76のプレス成形のための装置を示しており、図5及び図6(a)に関しては、成形装置は成形開始のための準備位置にある。成形装置は、円周方向に離間して複数設けられ、ワークWの軸方向に移動するパンチ82と、同じく円周方向に離間して複数設けられ、ワークWの半径方向に移動する内押え具84と、ワークWを全外周にて規制保持するワーク外押え具85とを備える。図5に示すように、外押え具85はワークWの外周の全周において交互に位置する突部74-1及び凹部74-3(図3も参照)より成る外周面と相補的な形状の内周面を備えており、これにより、外押え具85は、その内周面でワークWの外周の凹凸形状にピタリと嵌り合うようになっており、そのため、堰76の形成のためのプレス加工中にワークWの外周形状を非変形に維持することができる。即ち、堰形成のためのプレス加工がワークWの外周形状に影響しないようになっている。
各内押え具84は、油溝74-4の端部への堰76のプレス形成時に、堰76を挟んだパンチ82の反対側のプレス成形力を受け、堰76の裏面のダレを防止し、出来得る限りの直立面とする機能を達成する。図6(a)に示すように、内押え具84は、ダイベース86上に半径方向に移動可能に設置される。ダイベース86は、上下方向ダイクッション87を介して基台88上に上下方向可動に載置される。図5に示すようにダイクッション87は円周方向に等間隔に6個設置されている。図5に示すように、内押え具84は円周方向に等間隔に離間して9個設けられる。内押え具84の半径方向ダイクッションを89にて模式的に示す。ダイベース86上には、内押え具84を挟んでワーク受板90が設置され、ワーク受板90上にワークWが載置される。ワーク受板90の上方に図示しない機械式若しくは油圧式の駆動源にプレス板91が設置される。ダイベース86は9個の半径方向ダイ摺動溝86-1を備え、各内押え具84は夫々の半径方向ダイ摺動溝86-1に半径方向可動に収容される。図6(図7)に示すように基台88にカムドライバ92が直立して設けられ、9個の内押え具84が一斉に半径方向に駆動されるようにされる。即ち、カムドライバ92の先端にカム駆動面92-1を形成しており、このカム駆動面92-1は各内押え具84のカム従動面84-1と対抗して設けられ、プレス板91の下方駆動(図6(a)の矢印a)されたときの、ワークW、ワーク受板90及びダイベース86を介しての各内押え具84のカムドライバ92に対する下方移動により、各内押え具84の半径方向移動(矢印b)が得られる。図5に示すように、この実施形態においては、各内押え具84は二股に別れた先端部84aを備えている。そして、内押え具84の二股に別れた先端部84aに対応してパンチ82も二股に別れた先端部82aを有している。即ち、一つのパンチ82と一つの内押え具84とは、対向する先端部82a, 84aの協働により、隣接する2本の油溝74-4における堰76の形成に同時に関与する。従って、カムドライバ92の一回の半径方向駆動で2×9=18の油溝74-4の堰76の成形を行なうことがでる。そして、ダイベース86を回転することによりワークの残り油溝74-4の堰形成が行なわれ、ワークの堰形成は都合2工程で完了する。また、一つの内押え具84に設けられる先端部84aの数を倍に増やす等の構成変更により、一工程でワークWの全油溝74-4について堰76の成形が完了するように構成することも可能である。尚、以下は簡明のため、堰76の成形動作をパンチ82と内押え具84との協働により一つの堰76の成形を行なう動作として説明する。
成形装置の動作を説明すると、図6(a)に示すようにプレス板91は上方に後退位置され、ワークWはダイベース86に載置される。ダイクッション87の上向きのスプリング力により、ダイベース86は最上昇位置をとっており、カムドライバ92と各内押え具84との位置関係は、対応のダイクッション89の半径方向スプリング力により最半径内方位置をとり、ワークWの対応の一つの油溝74-4の内周面から離間位置している。また、パンチ82もクラッチハブの端面から離間位置する。この位置からプレス板91が堰成形のため下降(矢印a)を開始する。
工程(b)においては、プレス板91は、ワークWに当接する位置まで下降され、ワーク受板90を介し、ダイベース86及びダイベース86上の内押え具84は、ダイクッション87に抗し下降し、カム駆動面92-1とカム従動面84-1との係合が深まってゆくため、各内押え具84は、夫々、対応のダイクッション87のスプリング力に抗し半径外方向に移動を開始する。
工程(c)は、プレス板91の更なる下降により、内押え具84がワークWの対向面(油溝74-4の底面)に当接し、また、パンチ82もワークWの端面に当接した状態を示す。
工程(d)は、プレス工程完了時のプレス板91の位置を示し、パンチ82はワークWの端面を押圧することによりワークWの端面の肉が半径内方に塑性流動され、堰を形成する
堰の成形後にワークWの後続するプレス工程の実施のためプレス板91が(a)の初期位置まで上昇され、ダイクッション87の弾性力によりダイベース86及び内押え具84並びにワーク受板90で(a)の初期位置まで上昇(矢印a´)し、また、内押え具84はダイクッション89の弾性力で(a)の初期位置まで後退される。
図8はプレス成形装置による堰の形成について、一つの油溝74-4について模式的に説明するもので、(a)は堰の成形開始直前を示し、パンチ82及び内押え具84はワークWからまだ離れて位置しているが、パンチ82は、ワークWの半径外方への突部74-1及びその内側の油溝74-4の端部に対向位置している。尚、図8は図6(b)のAにて示す部位に概ね対応するが、図6(b)から反時計方向に90度回した状態でのワークWに対するパンチ82と内押え具84との位置関係において図示されている。
図8(b)では溝の底面に内押え具84を当接させつつパンチ82によりワーク端面を押圧した状態(図7(d)のBにて示す部位に概ね対応する)を示す。ワークWは加圧方向(図の左右方向)に拘束されていることはもとより、外押え具85により半径外方(図の上方)に拘束を受けているため、パンチ82による加圧を受けたワークWの端面の肉は半径内方(図の下方)に塑性流動し、堰76を形成する。そして、堰76を挟みパンチ82の反対側に内押え具84が位置していることにより、肉のダレを阻止することができる。
図8(c)は堰の形成が終了し、パンチ82及び内押え具84が後退した状態を示し、両側において溝の内側面と一体化された堰76の成形が行なわれることが分かる。堰76のパンチ82が当たった部位は直立した前面76-1となり、裏面側は内押え具84のワークとの当接面84-2の形状に準じた、切り立った裏面76-2を形成する。図4に関連して説明した通り、面76-2は出来得る限り直立面に近いことが好適であるが、90度に近くなると、ワークWとの食付きによって半径方向ダイクッション89のスプリング力のみでは内押え具84のスムースな後退に支障が起こりうることから、内押え具84のスムースな後退運動に支障を来たさないことが堰76の裏面76-2の傾斜角度(図4のθ)の限界値となる。
図8(a)のA-A線矢視図に示すように、ワークWの突部74-1の内側に油溝74-4が位置しており、パンチ82の端面形状は突部74-1及び油溝74-4の形状と略相似であるが、突部74-1よりやや小さく油溝74-4よりやや大きくされ、これらの大きさの関係は、パンチ82による押圧により堰76を形成するために必要となる肉の流れが得られるように適宜設計される。
また、パンチによる堰76のプレス成形において、ワークWの内周の形状、特に、堰76の近接部分における油溝74-4の形状は変化される。しかしながら、プレス工程中において、ワークWは全外周において相補的な凹凸形状の外押え具85(図5)により保持されており、ワークWの外周形状は堰76の成形工程に拘わらず変化することなく維持される。
図9(a)-(c)は特許文献1におけるワークWに対する堰のプレス成形を本発明における図8(a)-(c)の対比で模式的に説明するものである。特許文献1において前面側でパンチ182を使用することは同様であるが、裏面側はフリーとなっている。そのため、パンチ182によるプレスの際の肉の流れは規制がないため、プレス加工により出来る堰176は前面176-1は直立するが、裏面176-2はだれてしまい、堰176による潤滑油の滞留効果は不十分のため(油の流れが矢印のように堰176を直ぐに乗り越えてしまうため)、冷却を十分行い得なかった。これに対して本発明では堰76の裏面76-2は内押え具84による成形面であるため、切り立たせることができ、油溝74-4におけるクラッチ油の流れの十分な滞留効果を得ることができる(図4)。
図10は本発明と従来とでスリップモードでのクラッチパック44におけるドライブプレート46の温度の測定結果(折れ線グラフ)及び油溝74-4の通過流量の解析結果(棒グラフ)を示す。図1に示すようにドライブプレート46は4枚設置されているが、同図左より右に向けて(板状部72から離間側に向けて)夫々♯1,♯2,♯3,♯4にて表し、温度測定用の熱電対の設置箇所を黒丸にて示す。温度上昇が問題となる板状部72(クラッチ油供給源側)から離間側の♯3,♯4のドライブプレート46について顕著な温度上昇抑制効果が見られ、解析流量の結果から見ても、本発明における堰76の構造による有益な効果を表している。
10…前進後退切替装置
12…前進用クラッチ
14…後退用クラッチ
16…遊星歯車機構
18…サンギヤ
20…リングギヤ
22…プラネタリギヤ
28…キャリヤ
32…クラッチドラム
34…油圧ピストン
36…リターンスプリング
40…スプリング受板
42…クラッチハブ(本発明のクラッチ板保持用筒状部品)
44…クラッチパック
46…ドライブプレート
48…ドリブンプレート
50, 52…クラッチフエーシング(ドライブプレートとで本発明のクラッチ板)
61…ドラムサポート部
62…油圧室
64…作動油ポート
66…作動油通路
72…クラッチハブの板状部
74…クラッチハブの筒状部
74-1…クラッチハブの筒状部における半径外方への突部
74-2…クラッチハブの筒状部における半径内方への突部
74-3…クラッチハブの筒状部におけるスプライン溝
74-4…クラッチハブの筒状部における油溝
74-5…クラッチハブの筒状部における油孔
76…堰
76-1…堰の前面(パンチによる成形面)
76-2…堰の裏面(内押え具による成形面)
80…キャンセラ室
82…パンチ
82a…パンチの先端部
84…ワークの内押え具
84-1…内押え具のカム従動面
84a…内押え具の先端部
86…ダイベース
87…上下方向ダイクッション
88…基台
90…ワーク受板
91…プレス板
92…カムドライバ
92-1…カムドライバのカム駆動面
12…前進用クラッチ
14…後退用クラッチ
16…遊星歯車機構
18…サンギヤ
20…リングギヤ
22…プラネタリギヤ
28…キャリヤ
32…クラッチドラム
34…油圧ピストン
36…リターンスプリング
40…スプリング受板
42…クラッチハブ(本発明のクラッチ板保持用筒状部品)
44…クラッチパック
46…ドライブプレート
48…ドリブンプレート
50, 52…クラッチフエーシング(ドライブプレートとで本発明のクラッチ板)
61…ドラムサポート部
62…油圧室
64…作動油ポート
66…作動油通路
72…クラッチハブの板状部
74…クラッチハブの筒状部
74-1…クラッチハブの筒状部における半径外方への突部
74-2…クラッチハブの筒状部における半径内方への突部
74-3…クラッチハブの筒状部におけるスプライン溝
74-4…クラッチハブの筒状部における油溝
74-5…クラッチハブの筒状部における油孔
76…堰
76-1…堰の前面(パンチによる成形面)
76-2…堰の裏面(内押え具による成形面)
80…キャンセラ室
82…パンチ
82a…パンチの先端部
84…ワークの内押え具
84-1…内押え具のカム従動面
84a…内押え具の先端部
86…ダイベース
87…上下方向ダイクッション
88…基台
90…ワーク受板
91…プレス板
92…カムドライバ
92-1…カムドライバのカム駆動面
Claims (7)
- 一枚の鋼板よりプレス成形され、クラッチ板の保持のための筒状製品であって、
回転軸に対して半径方向に延設される板状部と、板状部から軸方向に延設される筒状部とを具備しており、
筒状部は、夫々が長手方向に延びる半径外方への突部と半径内方への突部とを円周方向に交互に形成しており、
筒状部外周においては円周方向に隣接する半径外方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の内周部における突部と係合することによりクラッチ板を長手方向に摺動自在とし、
筒状部内周においては、円周方向に隣接する半径内方への突部間の長手方向凹部がクラッチ板の冷却用の油溝を形成しており、
筒状部は板状部と離間側の筒状部の端部から僅かに板状部側に離間して、油溝の底面から両側側面との一体を確保しつつ半径内方に延設されるプレス成形部としての堰を備え、
堰は裏面側において油溝を流通する油の滞留を惹起させるべく切り立った形状をなすことを特徴とするクラッチ板保持用筒状部品。 - 請求項1に記載の発明において、堰の裏面側の成形面の角度は、筒状部品の中心線と平行な基準線に対して、クラッチハブの外側より内側に向けて計測したとき、90度から100度の範囲の角度であるクラッチ板保持用筒状部品。
- 請求項1若しくは2に記載の発明において、前記堰は前面も裏面も堰のプレス加工時に成形具と当接するプレス成形面として構成されることを特徴とするクラッチ板保持用筒状部品。
- 請求項3に記載の発明において、堰の裏面側の成形面は、プレス加工後の成形具の抜き差しに支障を生じない限りにおいて切り立つようにされるクラッチ板保持用筒状部品。
- 請求項1に記載のクラッチ板保持用筒状部品における堰のプレス成形方法であって、板状部と、板状部から軸方向に延設され、夫々が長手方向に延びる半径外方への突部と半径内方への突部とを円周方向に交互に形成し、円周方向に隣接する半径外方への突部の間にクラッチ板との係合のための長手方向凹部を有し、円周方向に隣接する半径内方への突部の間に油溝となる長手方向凹部を有した筒状部とを具備して成るワークを準備し、ワークをその外周と相補的な内周形状を有する外押え具により外周にて保持し、筒状部の端面に外側より軸方向に対向して配置されるパンチと、油溝の底面に向けて半径方向に対向して配置される内押え具とが備えられ、内押え具を油溝の底面の底面に当接させつつ筒状部を端面から軸方向にパンチにて押圧し、パンチと内押え具間に肉を流動させることで、堰のプレス成形を行なう方法。
- 請求項4に記載の発明において、堰の裏面側の成形面は、プレス加工後の成形具の半径内方への後退に支障を生じない限りにおいて急峻に切り立つようにされる方法。
- 請求項6に記載の発明において、堰の裏面側の成形面の角度は、筒状部品の中心線と平行な基準線に対して、クラッチハブの外側より内側に向けて計測したとき、90度から100度の範囲の角度である方法。
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