(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する自動車用自動変速機のクラッチドラム。
【請求項２】
上記主胴部の根元部の開先角度が１０度に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用自動変速機のクラッチドラム。
【請求項３】
上記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ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用自動変速機のクラッチドラム。
【請求項４】
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する請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用自動変速機のクラッチドラム。
【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隆起し、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
【図１】
0004123705.tif 000002
【図２】
0004123705.tif 000003
【図３】
0004123705.tif 000004
【図４】
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【図５】
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