(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム内面に形成されたスプライン内歯と、ドラム開口端側の円筒部の周上に複数形成されたカムカット溝を有し、両側のカムカット溝に挟まれて残った部分を嵌合爪とするドラムの製造方法において、
前記スプライン内歯と円筒部を有する内歯付きドラムを先に作り、
前記内歯付きドラムのスプライン内歯を溝カット加工時のドラム回り止めとしながらカッターにより円筒部の周上に複数のカムカット溝を形成したことを特徴とするドラムの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のドラムの製造方法において、
前記内歯付きドラムを、成形機に設定されるフローフォーミング金型の外周に内歯型を形成し、プリフォーム素材をフォーミングローラによるしごきでフローフォーミング金型に流し込むように塑性変形させるフローフォーミング成形により製造したことを特徴とするドラムの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のドラムの製造方法において、
前記スプライン内歯の歯底中心とカムカット溝の中心及びスプライン内歯の歯底中心と嵌合爪の中心を一致させ、スプライン内歯とカムカット溝及びスプライン内歯と嵌合爪の位置関係を全てについて同じ関係に設定したことを特徴とするドラムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の多板クラッチのクラッチドラム等として適用されるドラムの製造方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スプライン内歯とカムカット溝を有を有し、両側のカムカット溝に挟まれて残った部分を嵌合爪とするドラムの製造方法は、下記に述べる製造方法によっていた。
【０００３】
まず、鋳造等により製造されたドラム原形を、図７に示すように、溝カット加工装置のホルダーによりドラム原形の外周面を両側の２箇所位置にて保持し、保持したままカッターによりカムカット溝を切除する。そして、この溝カット加工をドラム原形をインデックスにて回しながら周上の複数位置で行なう。この溝カット加工が終了した後、ドラム原形の内面にスプライン内歯を歯切り加工等により形成することで行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のドラムの製造方法にあっては、溝カット加工を行なう際のドラム原形の保持が、外力に対する保持抵抗力が低い周面保持であるため、カッターの当たり方（刃先の当たる位置）により押し力にずれが生じ、このずれがドラム原形に対し図７の矢印に示すように回転力となって作用し、カムカット溝を設計位置に切ることができないという問題があった。
【０００５】
この結果、両側のカムカット溝に挟まれて残った部分を嵌合爪として組立時にシェルに対し嵌合結合させる際、嵌合爪の位置や幅のばらつきにより、シェル結合ガタを生じ、異音発生の原因ともなる。また、嵌合爪の位置や幅のばらつきが大きい場合には、シェルに対し簡単に嵌合結合させることができず、現物合わせにより多大な組み付け工数を要したり、さらには、組み付け不能になる場合もあり得る。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、嵌合爪の位置精度や幅精度を高め、良好な組み付け性や結合ガタによる異音の発生防止を達成するドラムの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題の解決手段１（請求項１）は、ドラム内面に形成されたスプライン内歯と、ドラム開口端側の円筒部の周上に複数形成されたカムカット溝を有し、両側のカムカット溝に挟まれて残った部分を嵌合爪とするドラムの製造方法において、
前記スプライン内歯と円筒部を有する内歯付きドラムを先に作り、
前記内歯付きドラムのスプライン内歯を溝カット加工時のドラム回り止めとしながらカッターにより円筒部の周上に複数のカムカット溝を形成したことを特徴とする。
（解決手段２）
上記課題の解決手段２（請求項２）は、請求項１記載のドラムの製造方法において、
前記内歯付きドラムを、成形機に設定されるフローフォーミング金型の外周に内歯型を形成し、プリフォーム素材をフォーミングローラによるしごきでフローフォーミング金型に流し込むように塑性変形させるフローフォーミング成形により製造したことを特徴とする。
（解決手段３）
上記課題の解決手段３（請求項３）は、請求項１または請求項２記載のドラムの製造方法において、
前記スプライン内歯の歯底中心とカムカット溝の中心及びスプライン内歯の歯底中心と嵌合爪の中心を一致させ、スプライン内歯とカムカット溝及びスプライン内歯と嵌合爪の位置関係を全てについて同じ関係に設定したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は請求項１，２，３に記載の発明に対応する。
［ドラムの構成について］
図１は実施の形態１の製造方法に製造されたドラムを示す縦断面図、図２は実施の形態１の製造方法に製造されたドラムを示す嵌合部側面図、図３はドラムの嵌合爪を示す図２のＡ部拡大図である。
【０００９】
ドラムＤは、図１に示すように、外面にピストン摺動面１ａを有するボス部１と、内面にピストン摺動面２ａとスプライン内歯２ｂを有するドラム部２により構成され、スプライン内歯２ｂはドラム開口端面の途中位置まで形成され、スプライン内歯２ｂの端部からドラム開口端面位置までスプライン内歯２ｂの歯底の径を内径として円筒部２ｃが形成されている。
【００１０】
このスプライン内歯２ｂと円筒部２ｃを有する内歯付きドラムは、後述するように、成形機に設定されるフローフォーミング金型７の外周に内歯型７ａを形成し、プリフォーム素材１２を外側フォーミングローラ１０によるしごきでフローフォーミング金型７に流し込むように塑性変形させるフローフォーミング成形により製造される。
【００１１】
前記内歯付きドラムは、後加工により油穴３やリング溝４ａ，４ｂや嵌合爪５やカムカット溝６が形成される。
【００１２】
前記カムカット溝６は、ドラム開口端側の円筒部２ｃの周上に複数形成され、両側のカムカット溝６，６に挟まれて残った部分が嵌合爪５とされる。
【００１３】
前記スプライン内歯２ｂとカムカット溝６の関係は、図２及び図３に示すように、スプライン内歯２ｂの歯底２ｂ’の中心とカムカット溝６の中心を一致させ（中心線Ｌ１）、また、スプライン内歯２ｂの歯底２ｂ’の中心と嵌合爪５の中心を一致させ（中心線Ｌ２）、スプライン内歯２ｂとカムカット溝６及びスプライン内歯２ｂと嵌合爪５の位置関係を全てについて同じ関係となるように設定されている。つまり、スプライン内歯２ｂの１つの歯底２ｂ’位置にカムカット溝６がある場合、隣の歯底２ｂ’位置には嵌合爪５があるというように、１６歯数によるスプライン内歯２ｂに対し８個のカムカット溝６と８個の嵌合爪５を形成している。
【００１４】
尚、スプライン内歯２ｂの歯頂部には、半円断面の油溝２ｂ”がそれぞれに形成されている。
［ドラムの製造方法について］
図４は実施の形態１のドラムの製造方法におけるフローフォーミング成形の各工程を示す図、図５は実施の形態１のドラムの製造方法における溝カット加工を説明するための溝カット加工装置を示す図である。
【００１５】
実施の形態１のドラムの製造方法は、スプライン内歯２ｂと円筒部２ｃを有する内歯付きドラムを先にフローフォーミング成形により作り、内歯付きドラムのスプライン内歯２ｂを溝カット加工時のドラム回り止めとしながらカムカット溝６を形成することを特徴とする。
【００１６】
まず、内歯付きドラムのフローフォーミング成形について説明する。
【００１７】
使用されるフローフォーミング成形機は、回転とストロークが可能なボス部プレス型９とフローフォーミング金型７とが同軸上に対向配置され、他に外側フォーミングローラ１０と内側フォーミングローラ１１を備えている。この成形機により、素材設定工程とボス部プレス工程とドラム部フローフォーミング工程とボス部フローフォーミング工程を経過して内歯付きドラムＤが製造される。以下、各工程について述べる。
【００１８】
前記素材設定工程は、センタ穴１２ａを有する円板状のプリフォーム素材１２を予め用意し、図４（イ）  に示すように、図外のホールダにより保持されているプリフォーム素材１２のセンタ穴１２ａとボス部プレス型９の先端部９ａとを符合させてフローフォーミング成形機に設定する工程である。
【００１９】
前記ボス部プレス工程は、図４（ロ）  に示すように、設定されたプリフォーム素材１２を相対的にボス部プレス型９を用いて軸方向に加圧することで、センタ穴１２ａをボス穴として軸方向に突出するボス部１を成形する工程である。
【００２０】
前記ドラム部フローフォーミング工程は、図４（ハ）  に示すように、プレス成形されたボス部１を有する素材１２を成形機に設定したまま、軸方向の位置が固定である外側フォーミングローラ１０に対しフローフォーミング金型７を軸方向に移動させながら外側フォーミングローラ１０によるしごきで金型に流し込む塑性変形を素材１２に生じさせ、内面にピストン摺動面２ａとスプライン内歯２ｂと円筒部２ｃを有するドラム部２を成形する工程である。
【００２１】
前記ボス部フローフォーミング工程は、図４（ニ）  に示すように、ボス部プレス型９のみをボス部１から抜き、代わりに内側フォーミングローラ１１を挿入し、フローフォーミング金型７を内側フォーミングローラ１１に向かって軸方向に移動させることで、内側フォーミングローラ１１によりボス部１の外面にピストン摺動面１ａを成形する工程である。
【００２２】
尚、ボス部フローフォーミング工程を終了すると、内側フォーミングローラ１１を元の位置に戻し、製品離型具を用いてフローフォーミング金型７から成形製品が離型される。
【００２３】
次に、フローフォーミング成形された内歯付きドラムにカムカット溝６を形成する溝カット加工について説明する。
【００２４】
使用される溝カット加工装置は、下定盤１３、上定盤１４、ダイ１５、ベースブロツク１６、回り止め部材１７、カッター１８等を備えている。前記回り止め部材１７には外周位置にスプライン内歯２ｂの歯底２ｂ’に符合する回り止め突条１７ａが形成されている。
【００２５】
溝カット加工は、フローフォーミング成形により製造された内歯付きドラムを内面保持すると共に、回り止め部材１７の回り止め突条１７ａをスプライン内歯２ｂの歯底２ｂ’に嵌合させて回り止め状態とし、この状態にてカッター１８によりカムカット溝６を切除する。そして、スプライン内歯２ｂを利用した回り止め状態を維持しながらの溝カット加工を、内歯付きドラムをインデックスにて回しながら周上の８箇所の位置で行なう。
［ドラムの製造方法が適用される自動変速機について］
図５は実施の形態１の製造方法により製造されたドラムＤが適用された自動変速機の動力伝達機構の一部を示す断面図である。
【００２６】
図５において、３０はインプットシャフト、３１は第２シャフト、３２は第１多板クラッチ、Ｄはドラム、３３は第１クラッチピストン、３４は第１クラッチプレート、３５は第２多板クラッチ、３６は第２クラッチドラム、３７は第２クラッチピストン、３８は第２クラッチプレート、３９はブレーキバンド、４０はシェル、４１はサンギヤ、４２はピニオン、４３はリングギヤ、４４はピニオンキャリアである。
【００２７】
実施の形態１のドラムＤは、自動変速機内に設けられた第１多板クラッチ３２のクラッチドラムとして適用されていて、ドラム部２のスプライン内歯２ｂに、第１クラッチプレート３４が軸方向へ摺動可能にスプライン嵌合され、ボス部１とドラム部２の両ピストン摺動面１ａ，２ａに、クラッチ締結力を付与する環状の第１クラッチピストン３３が摺動可能に設けられている。また、ドラム部２の円筒部２ｃに形成されたカムカット溝６には、第２多板クラッチ３５及びプラネタリギヤを覆うシェル４０が爪嵌合により結合され、第１多板クラッチ３２の締結時、インプットシャフト３０の回転が、第２クラッチドラム３６→第１クラッチプレート３４→ドラムＤ→シェル４０を介してサンギヤ４１に伝達される。
【００２８】
次に、作用効果を説明する。
［ドラム製造方法について］
ドラム製造において、溝カット加工→スプライン内歯加工という手順にて製造する場合、外力に対するドラム原形の保持抵抗力が低い周面保持となるため、カッターの当たり方により押し力にずれが生じ、このずれがドラム原形に対し回転力となって作用し、カムカット溝を設計位置に切ることができない。この結果、嵌合爪の位置や幅のばらつきにより、シェル結合ガタを生じ異音発生の原因となるし、シェルに対し簡単に嵌合結合ができず、現物合わせにより多大な組み付け工数を要したり、さらには、組み付け不能になる場合もあり得る。
【００２９】
これに対し、実施形態１では、スプライン内歯２ｂと円筒部２ｃを有する内歯付きドラムを先にフローフォーミング成形により作り、内歯付きドラムのスプライン内歯２ｂを溝カット加工時のドラム回り止めとしながらカムカット溝６を形成するドラム製造方法を採用しているため、溝カット加工時のドラム回り止めによりカムカット溝６が設定された位置で精度良く切られることになり、両側のカムカット溝６，６に挟まれて残った部分である嵌合爪５の位置精度や幅精度が高められる。
【００３０】
よって、シェル４０に対し簡単に嵌合結合できるという良好な組み付け性が確保されるし、シェル４０との結合ガタも高精度であることに対応して最小限の量に小さく抑えられ、伝達されるトルクが変動した時に相対回転による衝突音である異音の発生も防止できる。
［内歯付きドラムのフローフォーミング成形について］
まず、フローフォーミングとは、金型に素材を設定し、金型と共に素材を回転させ、成形部に対しフォーミングローラの押圧を保ったまま金型に沿ってフォーミングローラを相対移動させ、ローラによるしごきで押し出された材料を金型に流し込みながら成形する冷間の回転塑性加工をいう。
【００３１】
よって、このフローフォーミングを実施の形態１のように内歯付きドラムの製造に採用すると、プレス成形のような弾性変形領域でのスプリングバックがなくてスプライン内歯２ｂを機械加工精度並みの高精度で成形できる。このように、スプライン内歯２ｂの精度が高いことで、溝カット加工時に回り止めとして十分に使えるし、嵌合爪５の位置精度や幅精度も高レベルの精度を確保できる。
【００３２】
また、フローフォーミングは、冷間の塑性加工のために加工硬化が大きく、さらに、金属組織の結晶が地滑りや微細化する等のファイバーフロー現象が生かされるので機械的性質（引張強さ・靭性・疲労強度）が素材強度より高まるというメリットもある。
［スプライン内歯と嵌合構造の位置関係について］
従来の溝カット加工→スプライン内歯加工という手順によるドラム製造方法の場合、スプライン内歯とカムカット溝及びスプライン内歯と嵌合爪の位置関係がドラム毎にバラバラとなる。従って、スプライン内歯に対しクラッチプレートを嵌合する場合、スプライン内歯の位置をドラム内を見て確認しながらの作業となり、プレートの嵌合に多大な手間を要する。
【００３３】
これに対し、実施の形態１では、スプライン内歯２ｂの歯底２ｂ’の中心とカムカット溝６の中心を一致させ、また、スプライン内歯２ｂの歯底２ｂ’の中心と嵌合爪５の中心を一致させ、スプライン内歯２ｂとカムカット溝６及びスプライン内歯２ｂと嵌合爪５の位置関係を全てについて同じ関係となるように設定されているため、カムカット溝６あるいは嵌合爪５の位置により外側からスプライン内歯２ｂの位置が認識でき、簡単にクラッチプレート３４をスプライン内歯２ｂに嵌合することができる。
（その他の実施の形態）
実施の形態１では、自動変速機のクラッチドラムへの適用例を示したが、ボス部とドラム部が一体に設けられるような部品であれば自動変速機のクラッチドラム以外にも本発明の製造方法を適用することができる。
【００３４】
実施の形態１では、内歯付きドラムをフローフォーミング成形する例を示したが、溝カット加工前にスプライン内歯を機械加工するようにしても良い。
【００３５】
実施の形態１では、スプライン内歯とカムカット溝及びスプライン内歯と嵌合爪の位置関係を全てについて同じ関係となるように設定する例を示したが、要求されるスプライン内歯の数や嵌合爪の数に応じて必ずしも同じ位置関係とならないものであっても本願発明に含まれる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、ドラム内面に形成されたスプライン内歯と、ドラム開口端側の円筒部の周上に複数形成されたカムカット溝を有し、両側のカムカット溝に挟まれて残った部分を嵌合爪とするドラムの製造方法において、スプライン内歯と円筒部を有する内歯付きドラムを先に作り、内歯付きドラムのスプライン内歯を溝カット加工時のドラム回り止めとしながらカッターにより円筒部の周上に複数のカムカット溝を形成したため、嵌合爪の位置精度や幅精度を高め、良好な組み付け性や結合ガタによる異音の発生防止を達成することができるという効果が得られる。
【００３７】
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載のドラムの製造方法において、内歯付きドラムを、成形機に設定されるフローフォーミング金型の外周に内歯型を形成し、プリフォーム素材をフォーミングローラによるしごきでフローフォーミング金型に流し込むように塑性変形させるフローフォーミング成形により製造したため、請求項１記載の発明の効果に加え、高精度のスプライン内歯を有する内歯付きドラムを容易に製造することができるし、溝カット加工時に回り止めとして使われるスプライン内歯の精度が高いことで、嵌合爪の位置精度や幅精度も高レベルの精度を確保できる。
【００３８】
請求項３記載の発明にあっては、請求項１または請求項２記載のドラムの製造方法において、スプライン内歯の歯底中心とカムカット溝の中心及びスプライン内歯の歯底中心と嵌合爪の中心を一致させ、スプライン内歯とカムカット溝及びスプライン内歯と嵌合爪の位置関係を全てについて同じ関係に設定したため、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加え、カムカット溝あるいは嵌合爪の位置により外側からスプライン内歯の位置が認識でき、組み付け時、簡単にクラッチプレート等をスプライン内歯に嵌合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の製造方法に製造されたドラムを示す縦断面図である。
【図２】実施の形態１の製造方法に製造されたドラムを示す嵌合部側面図である。
【図３】実施の形態１の製造方法に製造されたドラムの嵌合爪を示す図２のＡ部拡大図である。
【図４】実施の形態１のドラムの製造方法におけるフローフォーミング成形の各工程を示す図である。
【図５】実施の形態１のドラムの製造方法における溝カット加工を説明するための溝カット加工装置を示す図である。
【図６】実施の形態１の製造方法により製造されたドラムが適用された自動変速機の動力伝達機構の一部を示す断面図である。
【図７】従来のドラムの製造方法における溝カット加工の説明図である。
【符号の説明】
Ｄ  ドラム
１  ボス部
１ａ  ピストン摺動面
２  ドラム部
２ａ  ピストン摺動面
２ｂ  スプライン内歯
２ｃ  円筒部
３  油溝
４ａ，４ｂ  リング溝
５  嵌合爪
６  カムカット溝
７  フローフォーミング金型
７ａ  内歯型
９  ボス部プレス型
９ａ  先端部
１０  外側フォーミングローラ
１１  内側フォーミングローラ
１２  プリフォーム素材
１２ａ  センタ穴
１７  回り止め部材
１８  カッター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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