(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複数のスプライン溝から成る内歯スプラインを有するクラッチドラムと、該クラッチドラムに軸方向可動に嵌挿されたピストンと、外周に突出形成された爪をスプライン溝に嵌合させてクラッチドラムに軸方向可動に回り止め支持したクラッチプレートと、外周に突出形成された爪をスプライン溝に嵌合させてピストンとクラッチプレートとの間でクラッチドラムに軸方向可動に回り止め支持したクッションプレートとを有するとともに、
前記クラッチドラムの内歯スプラインは、クラッチプレートの爪が嵌合するクラッチプレート用スプライン溝と、クッションプレートの爪が嵌合するクッションプレート用スプライン溝とを備え、
該クッションプレート用スプライン溝は、クラッチプレート用スプライン溝と比べて、溝幅が広く、深さが浅くされ、
前記クラッチプレート及びクッションプレートの爪は、それらが嵌合するスプライン溝に対応する爪とされ、
前記クッションプレートの爪の幅は、クラッチプレート用スプライン溝の溝幅より広く、かつ、クッションプレート用スプライン溝の溝幅より狭くされ、
前記クラッチプレートの爪の幅は、クラッチプレート用スプライン溝の溝幅より狭くされ、
前記クッションプレートの爪の外径は、クッションプレート用スプライン溝の内径より小さくされ、
前記クラッチプレートの爪の外径は、クッションプレート用スプライン溝の外径より大きく、かつ、クラッチプレート用スプライン溝の内径より小さくされ、
前記クッションプレートは、内周縁においてピストンの端面を当接させ、外周縁において、クラッチプレートの爪とクッションプレートの爪とを互いに当接しない位置に置いた状態で、クラッチプレートを当接させて配設されることを特徴とする多板クラッチ。
【請求項２】
マンドレルの先端に素材を固定し、マンドレルを回転させつつ複数のローラにより素材をマンドレルの外周側に被せながら押し付けて、内周側に２種類のスプライン溝を備えたカップ形のクラッチドラム構成部材を成形するクラッチドラムの成形方法において、
前記素材は、マンドレルの外周側の互いに周方向の異なる位置に設けられた、前記２種類のスプライン溝のうちの一方の、溝幅が広く深さが浅いスプライン溝を形成するための凸条、及び前記２種類のスプライン溝のうちの他方の、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝を形成するための凸条に押し付けられ、前記両スプライン溝が周方向の異なる位置に形成された内歯スプラインを備え、外周面に凹凸を備えないカップ形に成形されることを特徴とするクラッチドラムの成形方法。
【請求項３】
マンドレルと、該マンドレルの先端に素材を固定する固定手段と、素材をマンドレルの外周側に被せながら押し付ける複数のローラとを有するとともに、マンドレルを回転しつつ前記複数のローラに対して相対的に軸方向移動させて、カップ形のクラッチドラム構成部材に、２種類のスプライン溝から成る内歯スプラインを備えた内周面、及び凹凸を備えない外周面を形成するクラッチドラムの成形装置において、
前記マンドレルの外周側に内歯スプライン成形部を設け、
該内歯スプライン成形部は、前記２種類のスプライン溝のうちの一方の、溝幅が広く深さが浅いスプライン溝を形成するための凸条、及び前記２種類のスプライン溝のうちの他方の、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝を形成するための凸条を互いに周方向の異なる位置に有することを特徴とするクラッチドラムの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多板クラッチとそのクラッチドラムの成形方法及び成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機のギヤトレイン中に組み込まれて変速に関与する回転部材間で動力を伝達する多板クラッチは、油圧サーボを配したクラッチドラムと、その径方向内側に配したクラッチハブと、それらの間に配したクラッチプレートとで構成され、油圧サーボに作動油を供給することで、油圧サーボのピストンをクラッチプレート側に押し出し、駆動側のプレート（通常はセパレータプレート）と従動側のプレート（通常は摩擦材ディスク）を押圧することで係合される。このクラッチの係合時に、油圧サーボのピストンには、供給される油圧の脈動による軸方向の微小な振動が生じているため、ピストンで直接プレートを押圧すると、この振動がプレート側に伝わり、特にクラッチ係合によるトルク伝達の開始時に、係合荷重の変動によるジャダが生じる。そこで、従来、こうした油圧の脈動によるジャダを低減するため、ピストンとプレートとの間にクッションプレートを挿入している。
【０００３】
ところで、こうした多板クラッチにおけるセパレータプレートは、環状の板部材とされ、動力伝達のために、図９に示すように、その外周から径方向に突出する複数（例えば、円周に沿って等間隔に１８箇所）の爪２１’をクラッチドラム内周に形成されたスプライン溝１１’に係合させて、軸方向可動に回り止め支持されている。一方、クッションプレートは、環状の皿ばねで構成され、ピストンやセパレータプレートに対する相対回転を起こさないように、セパレータプレートと同様にその外周から径方向に突出する複数の爪３１’をクラッチドラムの内周スプライン溝１１’に係合させて軸方向可動に回り止め支持されている。そして、上記のように、クッションプレートは、サーボピストンの押圧力を緩衝させてセパレータプレートに伝達する機能を果たすもので、その外周と内周との間に所定のキャンバーが付されており、例えば内周縁にピストンの端面を当接させ、外周縁をセパレータプレートの端面に当接させて荷重を伝達する構成となっており、これら内外周位置関係で作用することにより所期のばね特性が得られる設定とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の多板クラッチでは、クッションプレートの荷重に対するばね特性は、回り止め爪での当接がないものとして設定されているが、実際には、クッションプレートの爪３１’とクラッチプレートの爪２１’は、クラッチドラムの共通のスプライン溝１１’に嵌合された配置により、回り止め用爪３１’がクラッチプレートの爪２１’と当接すると、回り止め用爪３１’のある部分でクラッチプレートに負荷される荷重が低下してしまうばかりでなく、クッションプレートは、上記のようにキャンバーが付された皿ばねであるため、荷重に対する変位の進行で、回り止め用爪３１’の先端から内側へ当接位置が変化して、ストローク中のばね特性が所期の特性のようにならないため、クラッチ係合時のジャダを有効に低減するには問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、こうしたジャダを低減することのできる多板クラッチを提供することを第１の目的とする。
【０００６】
ところで、クッションプレートの爪をクラッチプレートに当接させない手法として、クッションプレートの爪にテーパを付して爪がセパレータプレートに当接しないようにすることも考えられるが、こうした構成を採ると、クッションプレートの加工コストが大となる。そこで本発明は、上記ジャダを低減する多板クラッチにおいて、クラッチプレートとクッションプレートの爪が互いに当接しない構成を低コストで得ることを第２の目的とする。
【０００７】
また、クッションプレートの爪をクラッチプレートに当接させない手法として、異なるスプライン溝に係合させる場合、セパレータプレートについては、その爪の幅、高さ共にクッションプレートのそれらより大きくし、スプライン溝についても、これに合わせて大きくして、セパレータプレートをクッションプレート用の溝に組み込むことはできないようにする方法も考えられるが、このようにしてもセパレータプレート用の溝にクッションプレートの爪が入るようになっているため、クッションプレートの誤組み付けの恐れがある。したがって、組み付けの際に作業者が溝位置と爪の位置を確認しながら作業することになり、しかも、誤組み付けの恐れを完全に回避することはできない。そこで本発明は、上記ジャダを低減する多板クラッチにおいて、クラッチプレートとクッションプレートの誤組み付けを防止することを第３の目的とする。
【０００８】
次に、本発明は、上記のような誤組み付けを防止するクラッチドラム構成部材を成形する方法を提供することを第４の目的とする。
【０００９】
更に、本発明は、上記成形方法の実施に使用する装置を提供することを第５の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１〜第３の目的を達成するため、本発明は、内周に複数のスプライン溝から成る内歯スプラインを有するクラッチドラムと、該クラッチドラムに軸方向可動に嵌挿されたピストンと、外周に突出形成された爪をスプライン溝に嵌合させてクラッチドラムに軸方向可動に回り止め支持したクラッチプレートと、外周に突出形成された爪をスプライン溝に嵌合させてピストンとクラッチプレートとの間でクラッチドラムに軸方向可動に回り止め支持したクッションプレートとを有する。
また、前記クラッチドラムの内歯スプラインは、クラッチプレートの爪が嵌合するクラッチプレート用スプライン溝と、クッションプレートの爪が嵌合するクッションプレート用スプライン溝とを備える。
そして、該クッションプレート用スプライン溝は、クラッチプレート用スプライン溝と比べて、溝幅が広く、深さが浅くされ、前記クラッチプレート及びクッションプレートの爪は、それらが嵌合するスプライン溝に対応する爪とされ、前記クッションプレートの爪の幅は、クラッチプレート用スプライン溝の溝幅より広く、かつ、クッションプレート用スプライン溝の溝幅より狭くされ、前記クラッチプレートの爪の幅は、クラッチプレート用スプライン溝の溝幅より狭くされ、前記クッションプレートの爪の外径は、クッションプレート用スプライン溝の内径より小さくされ、前記クラッチプレートの爪の外径は、クッションプレート用スプライン溝の外径より大きく、かつ、クラッチプレート用スプライン溝の内径より小さくされる。
また、前記クッションプレートは、内周縁においてピストンの端面を当接させ、外周縁において、クラッチプレートの爪とクッションプレートの爪とを互いに当接しない位置に置いた状態で、クラッチプレートを当接させて配設される。
【００１３】
また、第４の目的を達成するため、マンドレルの先端に素材を固定し、マンドレルを回転させつつ複数のローラにより素材をマンドレルの外周側に被せながら押し付けて、内周側に２種類のスプライン溝を備えたカップ形のクラッチドラム構成部材を成形するクラッチドラムの成形方法において、前記素材は、マンドレルの外周側の互いに周方向の異なる位置に設けられた、前記２種類のスプライン溝のうちの一方の、溝幅が広く深さが浅いスプライン溝を形成するための凸条、及び前記２種類のスプライン溝のうちの他方の、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝を形成するための凸条に押し付けられ、前記両スプライン溝が周方向の異なる位置に形成された内歯スプラインを備え、外周面に凹凸を備えないカップ形に成形される。
【００１４】
そして、第５の目的を達成するため、マンドレルと、該マンドレルの先端に素材を固定する固定手段と、素材をマンドレルの外周側に被せながら押し付ける複数のローラとを有するとともに、マンドレルを回転しつつ前記複数のローラに対して相対的に軸方向移動させて、カップ形のクラッチドラム構成部材に、２種類のスプライン溝から成る内歯スプラインを備えた内周面、及び凹凸を備えない外周面を形成するクラッチドラムの成形装置において、前記マンドレルの外周側に内歯スプライン成形部を設け、該内歯スプライン成形部は、前記２種類のスプライン溝のうちの一方の、溝幅が広く深さが浅いスプライン溝を形成するための凸条、及び前記２種類のスプライン溝のうちの他方の、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝を形成するための凸条を互いに周方向の異なる位置に有する。
【００１５】
【発明の作用及び効果】
このような構成を採った本発明に係る多板クラッチでは、クラッチプレートの爪とクッションプレートの爪が当接することがないので、クッションプレートの爪の当接による荷重の低下を防止することができる。したがって、クッションプレートは設定した荷重のクッションとして作用し、クラッチ係合時のジャダを十分に低減することができる。
【００１６】
そして、クラッチドラムのスプライン溝をクラッチプレート用とクッションプレート用とに別けて設けてあるため、両プレートの爪が当接しないので、クッションプレートの荷重が低下しない。よって、クッションプレートが設定した荷重のクッションとして作用するため、クラッチ係合時のジャダを十分に低減することができる。
【００１７】
更に、一方のスプライン溝が他方に対して幅が広く、深さが浅いため、それぞれの溝に対応した爪を持つクラッチプレート及びクッションプレートは、同じスプライン溝に組み付けることができなくなる。したがって、この構成により簡単な組み立て作業で誤組み付けを確実に防止でき、それにより両プレートの爪が当接しない状態を保障することができる。
【００１８】
次に、請求項２に記載の成形方法によると、単一の成形工程でカップ形の円筒形部材の内周側にスプラインの溝幅が広く深さが浅いスプライン溝と、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝を有する内歯スプラインを成形することができる。したがって、この成形方法により低コストで、クラッチプレートとクッションプレートとの誤組み付けを防止でき、それにより、クラッチ係合時のジャダを十分に低減することができるクラッチドラムを得ることができる。更に、上記の方法により成形したクラッチドラムは、プレス成形に比して剛性の高い素材によりカップ形の円筒部材とすることができるため、クラッチドラムの剛性が高くなる。
【００１９】
次に、請求項３に記載の成形装置によると、マンドレルに溝幅が広く深さが浅いスプライン溝と、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝成形部とを設けることにより、格別の他の加工を要することなく、単一のフローフォーミング加工で、カップ形の円筒形部材の内周側に内歯スプラインを成形しつつ、溝幅が広く深さが浅いスプライン溝と、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝とを成形することができる。したがって、クラッチプレートとクッションプレートとの誤組み付けを防止でき、クラッチ係合時のジャダを十分に低減することができるクラッチドラムを安価に成形することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態について説明する。図１は実施形態に係る多板クラッチの断面をハブ側の部材の図示を省略して示すもので、多板クラッチＣは、内周に複数のスプライン溝１１からなる内歯スプラインを有するクラッチドラム１と、クラッチドラム１に軸方向可動に嵌挿されたサーボピストン６と、外周に突出形成された爪２１をスプライン溝１１に嵌合させてクラッチドラム１に軸方向可動に回り止め支持したクラッチプレート（本形態においてセパレータプレート２）と、外周に突出形成された爪３１をスプライン溝１１に嵌合させてサーボピストン６とセパレータプレート２との間でクラッチドラム１に軸方向可動に回り止め支持したクッションプレート３とを備える。
【００２１】
本発明に従い、セパレータプレート２の爪２１とクッションプレート３の爪３１は、互いに軸方向に当接しない配置とされている。具体的には、図において、上方に示すセパレータプレート用のスプライン溝１１ｓにはセパレータプレート２の爪２１が嵌合し、下方に示すクッションプレート用のスプライン溝１１ｃにはクッションプレート３の爪３１が嵌合していることから判るように、両爪２１，３１は互いに異なる周方向位相位置のスプライン溝１１ｓ，１１ｃに嵌合している。なお、図において、符号４はバッキングプレート、４１はそれを軸方向止めするスナップリングを示し、５は摩擦材ディスク、６はクラッチドラム１をシリンダとしてその中に軸方向摺動自在に嵌合されたサーボピストン、６１はそのリターンスプリング、６２はそのばねシート、７はクラッチドラム１に溶接等で固定して一体化され、クラッチドラム１のハブと、該ハブに連結したサンギヤとを兼ねる入力軸部材を示す。
【００２２】
図２に軸横断方向断面及び図３に斜視状態で示すように、クラッチドラム１の両スプライン溝１１ｓ，１１ｃの何れか一方（本形態において、クッションプレート３の爪３１が嵌合するスプライン溝１１ｃ）は、他方（すなわち、セパレータプレート２の爪２１が嵌合するスプライン溝１１ｓ）に対し、溝幅が広く（それぞれの溝幅をｗc 、ｗs として、ｗc ＞ｗs ）、深さが浅い溝（それぞれの溝の深さをｄc 、ｄs として、ｄc ＜ｄs ）とされている。こうした形態を採ることにより、クラッチドラム１の開口側（図３において上方）から奥部に組み込まれるクッションプレート３の爪３１は、それが嵌合する溝形状に合わせて爪３１の幅を広くすることで、溝幅の狭いセパレータプレート用の溝１１ｓには入らず、逆に、開口部に対して手前側に組み込まれるセパレータプレート２の爪２１は、山の高さを高くすることで、深さの浅いクッションプレート用の溝１１ｃには嵌まらない。
【００２３】
このように、互いに逆の溝には組み込み自体が不可能であるため、誤組み付けの可能性を完全に排除できる利点が得られる。かくして、誤りなくクッションプレート３とセパレータプレート２とを組み付けられた多板クラッチＣは、爪３１，２１同士が当接することがないので、互いに本来の外径位置同士で当接して負荷荷重を伝達する組み付け状態となり、所期のジャダ低減効果を発揮するようになる。
【００２４】
こうした構成からなる多板クラッチＣは、その油圧サーボに、図１に示す入力軸部材７の油路７１から作動油を供給することで、リターンスプリング６１に抗して押し出される。その際、ピストン６の先端は、当初クッションプレート３の内周縁部で該プレート３に接し、それによりクッションプレート３に負荷される荷重は、クッションプレート３の外周縁部でセパレータプレート２の外周縁部に伝達される。この場合、クッションプレート３の外周縁部から径方向外側に張り出している爪３１は、セパレータプレート２の爪２１に接することはない。したがって、伝達される荷重が爪の当接で弱められることがない。また、セパレータプレート２に対する荷重の負荷位置もクッションプレート３の変形につれて爪の先端から外径位置に変化することもないので、ピストンストローク中のばね定数も所期の特性を保つ。
【００２５】
こうして係合が進み、セパレータプレート２及びバッキングプレート４間で摩擦材ディスク５が押圧されてドラム１の動力がセパレータプレート２から摩擦材ディスク５を経て図示しないクラッチハブに伝達されるわけであるが、こうした動力伝達状態で、ピストン６のスラスト力は、クッションプレート３からセパレータプレート２及び摩擦材ディスク５を交互に経てバッキングプレート４に伝達され、更にスナップリング４１によりドラム１に伝達され、ドラム１に逆方向にかかる油圧の反力とバランスする。
【００２６】
次に、図４及び図５は、上記多板クラッチのドラムを成形するための装置を示す。この装置Ｎは、フローフォーミング装置とされており、ベース８上に対向して配置された主軸台８１と往復台８２とを備えている。そして、主軸台８１の回転軸のチャックにはマンドレル９が固定され、マンドレル９と軸心を合わせて往復台８２には、マンドレル９の先端に素材Ｗを固定する固定手段としてテイルストック８３が回転可能かつ軸方向可動に支持されている。往復台８２には、テイルストック８３の軸線を中心としてテイルストック８３を周方向にみて等分の角度位置に、素材Ｗをマンドレル９の外周側に被せながら押し付けるそれぞれ３つのローラ８４ａ，８４ｂ，８４ｃがスライダ８５ａ，８５ｂ，８５ｃを介してテイルストック８３の径方向に油圧シリンダ８６ａ，８６ｂ，８６ｃにより可動に往復台８２に支持されている。なお、主軸台８１と往復台８２は互いに相対的に軸方向に移動可能であれば足りるが、本形態では、加工に際して主軸台８１をベース８上で往復台８２に向かって前進させる形態を採っている。
【００２７】
図６に断面形状を示すように、マンドレル９の外周側には、内歯スプライン成形部９１が設けられている。この内歯スプライン成形部９１は、本発明に従い、溝幅が広く、深さが浅いスプライン溝を形成する幅広で山の低い凸条９１ｃと、溝幅が狭く、深さが深いスプライン溝を形成する幅狭で山高の凸条９１ｓとで構成されている。この形態では、凸条９１ｃは円周上に等配に９箇所（ただし、３〜１８箇所の形成が可能）、凸条９１ｓは円周上に等配に１８箇所設けられ、残りの箇所には加工の際に素材の肉の流れを均等化するための溝を形成する凸条９１ｄが設けられている。
【００２８】
最後に、上記のような多板クラッチＣのドラムの成形方法を説明する。図７に示すように、ドラムの成形のための素材Ｗは、プレス加工素材に比べて剛性の高い鋼板からなり、環状の板材とされている。成形に際しては、マンドレル９の先端に素材Ｗをテイルストック８３で押しつけて固定し、その状態でマンドレル９をテイルストック８３と共に回転させながら複数のローラにより素材Ｗの周縁部をマンドレル９の外周側に被せるように押し付けてカップ形部材を成形する。
【００２９】
複数のローラは、本形態では、マンドレル９の外周を取り巻くように配置された３個のローラからなり、各々荒仕上げローラ８４ａ、中仕上げローラ８４ｂ、仕上げローラ８４ｃとされている。これらのローラは、マンドレル９に対して軸方向位置が異なる配置とされており、荒仕上げローラ８４ａがマンドレル９に向かって最前方、中仕上げローラ８４ｂが中間、仕上げローラ８４ｃが後方に位置し、加工時にはマンドレル９に対して互いに異なる径方向位置に置かれる。したがって、マンドレル９に固定された素材Ｗの１回転で各ローラのそれぞれの荒仕上げ、中仕上げ及び仕上げ機能を果たし、通過箇所の成形を完了する。
【００３０】
図８は、各ローラの機能を模式的に示すもので、左側の部分は加工前の状態、右側の部分は加工後の状態を示す。図に示すように、荒仕上げローラ８４ａは、マンドレル９の回転軸線Ｘに対して最も遠い半径方向位置Ｒ１に設定され、仕上げローラ８４ｃは、マンドレル９の回転軸線Ｘに対して最も近い半径方向位置Ｒ３に設定され、中仕上げローラ８４ｂは、それらの中間的位置Ｒ２に設定される。したがって、これらのローラ８４ａ，８４ｂ，８４ｃに対してマンドレル９を回転させながら送ることにより、素材Ｗは各ローラによりマンドレル９の外周側に被さるように押し付けられ、このフローフォーミング加工により、図には示されていないが、スプライン溝は、段階的に溝角部まで肉が入り込みマンドレルの各凸条に符合する溝形状となる。
【００３１】
以上詳述したように、この成形装置とそれを用いた成形方法によると、マンドレル９に溝幅が広く深さが浅いスプライン溝と、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝成形部９１を設けることにより、格別の他の加工を要することなく、単一のフローフォーミング加工で、カップ形の円筒形部材の内周側に内歯スプラインを成形しつつ、溝幅が広く深さが浅いスプライン溝１１ｃと、溝幅が狭く深さが深いスプライン溝１１ｓとを成形することができる。したがって、クラッチプレート２とクッションプレート３の誤組み付けを防止でき、クラッチ係合時のジャダを十分に低減することができるクラッチドラム１を低コストで成形することができる。
【００３２】
以上、本発明を一実施形態に基づき詳説したが、本発明は上記実施形態の開示内容のみに限定されることなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的構成を変更して実施可能なものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した多板クラッチの一実施形態を示す軸方向断面図である。
【図２】上記多板クラッチの軸横断方向部分断面図である。
【図３】上記多板クラッチのドラムの斜視図である。
【図４】本発明を適用した成形装置の側面図である。
【図５】上記成形装置の往復台の正面図である。
【図６】上記成形装置のマンドレルの軸横断方向部分断面である。
【図７】本発明の成形方法を概念的に示す斜視図である。
【図８】上記成形方法による素材を成形を模式化して示す断面図である。
【図９】従来の多板クラッチの軸横断方向部分断面図である。
【符号の説明】
Ｃ  多板クラッチ
１  クラッチドラム
２  セパレータプレート（クラッチプレート）
３  クッションプレート
１１ｓ  クラッチプレート用スプライン溝（内歯スプライン）
１１ｃ  クッションプレート用スプライン溝（内歯スプライン）
２１  爪
３１  爪
Ｗ  素材
８３  テイルストック（固定手段）
８４ａ，８４ｂ，８４ｃ  ローラ
９  マンドレル
９１ｓ  凸条
９１ｃ  凸条
９１  内歯スプライン成形部
【図１】
0003991391.tif 000002
【図２】
0003991391.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003991391.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003991391.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003991391.tif 000009
【図９】
0003991391.tif 000010