JP2004237339A

JP2004237339A - クラッチハウジングの製造方法

Info

Publication number: JP2004237339A
Application number: JP2003031021A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takagi; 政行高木
Original assignee: NSK Warner KK
Current assignee: NSK Warner KK
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Also published as: US7350391B2; US20040250593A1

Abstract

【課題】外側ドラム部の形状の影響を受けることなく容易に油孔や切欠きの加工を可能とすると同時に、一体成形素材を使うことにより強度と精度の向上が可能になる、量産可能なクラッチハウジングの製造方法を提供する。
【解決手段】軸部（１１）と軸部と一体に軸部を囲む外側ドラム部（１３，１４）とを有するよう一体成形されたクラッチハウジング（１）の製造方法であって、軸部の少なくとも一部に対して半径方向で対向しない領域（１５）を設けるため、外側ドラム部の外周円筒部（１４）を軸部に対して軸方向にオフセットして成形する第１の工程と、前記領域に機械加工を施す第２の工程と、塑性加工によりオフセットを元に戻し、前記領域と前記外周円筒部とを互いに対向させ、クラッチハウジングをほぼ完成品に成形する第３の工程とから成ることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両等の自動変速機に用いられるクラッチハウジングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などの自動変速機、すなわちオートマチックトランスミッション（ＡＴ）には、ドラム型のクラッチハウジングが用いられている。このようなクラッチハウジングは、冷間鍛造技術で所定の精度、寸法に製造されている。
【０００３】
通常、クラッチハウジングは、中央の軸部と、それに結合された外側ドラム部とからなっている。軸部と外側ドラム部とは溶接や加締めなどにより強固に結合されている。
【０００４】
また、クラッチハウジングを熱間鍛造によって予め製品形状に鍛造し、その後冷間鍛造により所定の精度を確保するようにした製造方法が知られている。（例えば特許文献１参照）この例では、軸部と外側ドラム部とは一体に形成されている。
【０００５】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平３−１８９０４４号公報（第２−３頁、第１図等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した、クラッチハウジングには、以下のような問題点がある。
従来のクラッチハウジングは、内周にスプラインの設けられた外側ドラム部と軸部とを別の部材で加工した後、溶接や加締め等で一体に締結していた。そのため、軸部に油孔や切欠を形成することが容易になる反面、締結部の強度と精度が悪くなるという問題があった。
【０００７】
別部材を結合して製造する場合の問題を解決するには、例えば特許文献１に記載のように鍛造により一体成形することが必要である。ところが、このように一体成形すると、外側ドラム部と軸部とを別部材で構成して結合する方法に比べて、強度や精度では向上するものの、軸部に油孔や切欠を、所望の形態で形成することが困難になるという問題点が残ってしまう。
【０００８】
外側ドラム部が穴あけ工具類の軸部への侵入を妨害するので、軸部に開ける油孔は、軸心に対して垂直に開けることができず、斜めに開けることになる。斜めに開ける場合、軸部にドリルなどの穿孔機を正確に位置決めすることができず、所定の位置に正確に油孔が開けられないという別の問題が生じる。また、軸部に設ける溝等の切欠加工についても同様な問題が生じる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、外側ドラム部の形状の影響を受けることなく容易に油孔や切欠きの加工を可能とすると同時に、一体成形素材を使うことにより強度と精度の向上が可能になる、量産可能なクラッチハウジングの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のクラッチハウジングの製造方法は、
軸部と軸部と一体に軸部を囲む外側ドラム部とを有するよう一体成形されたクラッチハウジングの製造方法であって、
軸部の少なくとも一部に対して半径方向で対向しない領域を設けるため、外側ドラム部の外周円筒部を軸部に対して軸方向にオフセットして成形する第１の工程と、
前記領域に機械加工を施す第２の工程と、
塑性加工によりオフセットを元に戻し、前記領域と前記外周円筒部とを互いに対向させ、クラッチハウジングをほぼ完成品に成形する第３の工程と、
から成ることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施態様】
本発明では、第１の工程において、軸部の少なくとも一部に対して半径方向で対向しないように、外側ドラム部の外周円筒部を軸部に対して軸方向にオフセットして成形しているので、外側ドラム部の形状の影響を受けることなく容易に油孔や切欠きの加工を可能とする。
【００１２】
また、本発明では、熱間鍛造によりワークを、軸部と軸部と一体に軸部を囲む外側ドラム部とを有する予備製品に成形する第１の工程を有するので、一体成形素材を使うことにより強度と精度の向上が可能になる。
【００１３】
以上述べた特徴から、量産が可能なクラッチハウジングを製造できる。
【００１４】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示している。また以下説明する各実施例は本発明を例示として説明するものであり、限定するものでないことは言うまでもない。
【００１５】
図１（ａ）〜図１（ｄ）は、本発明によるクラッチドラム、すなわちクラッチハウジングの製造方法の一実施例を示す断面図であり、熱間鍛造によりワークから予備製品を成形するまでの順序を示している。先ず、図１（ａ）に示すように、クラッチハウジングに適した材質の棒状のワーク（素材）Ｗ１を、製造するクラッチハウジングに必要な形状及び容積となるよ予め所定の大きさにして準備する。
【００１６】
次に、このワークＷ１を塑性加工に適した温度に加熱し、熱間鍛造による塑性加工にて図１（ｂ）に示す形状に成形して、ワークＷ２を作る。その後、所定温度に加熱されたワークＷ２を鍛造金型内に入れ、熱間鍛造により製品の粗形状に成形して、図１（ｃ）に示すように、軸方向に貫通した貫通孔を有する軸部１１と、軸部１１から外形方向に延在するほぼ円形の外側ドラム部１２とを有するワークＷ３を得る。
【００１７】
最後に、フィニシャーにより、図１（ｄ）に示すように、軸方向に貫通した貫通孔１６を中心に有する軸部１１と、軸部１１と一体の外側ドラム部１２とからなる、予備製品としてのクラッチハウジング１を成形する。図１に示す第１の工程では、軸部の少なくとも一部に対して半径方向で対向しないように、外周円盤部１３の外周円筒部１４を軸部１１に対して軸方向にオフセットして成形する。オフセット量Ｄは、クラッチハウジング１の大きさ等に応じて所定の値に設定する。
【００１８】
上述のように、オフセットして成形することにより、軸部１１の領域１５の半径方向の周囲に旋盤などの工具の接近を妨害しない自由な空間が生まれ、後述の第２の工程において行われる加工が非常に容易になる。図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す第１の工程は、熱間鍛造で行うことが好ましいが、温間もしくは冷間鍛造で行うこともできる。また、外周円盤部１３と外周円筒部１４とで外側ドラム部を構成している。
【００１９】
第１の工程の次に、図２（ａ）〜（ｃ）に示す第２の工程に進む。第２の工程では、主に機械加工が行われる。図２は、予備成形されたクラッチハウジング１に、油孔を開け、切欠などの所定の加工をする様子を示す軸方向断面図であり、図３は、図２の加工が終わった状態で示す、クラッチハウジング１の軸方向断面図である。
【００２０】
図２（ａ）での工程では、クラッチハウジング１をチャック２０で固定保持し、図１（ｄ）の状態の軸部１１の貫通孔１６を旋盤などで研削し、貫通孔の内径を大きくして貫通孔１７を得る。これに先立って、軸部１１の内外周の表面と外側ドラム部１２の表面に研削加工を行い、表層を削り取る処理が行われる。
【００２１】
次に、図２（ｂ）において、クラッチハウジング１の軸部１１の領域１５を加工するため、チャック２０は図２（ａ）とは反対側の軸部１１を把持する。ここでは、貫通孔１７の領域１５側を研削して貫通孔１７より径の大きな円筒形の貫通孔１９を形成する。貫通孔１９には、クラッチハウジング１の軸部１１に嵌合する不図示の軸を支持する軸受（不図示）が配置される。図２（ｂ）では、さらに軸部１１の領域１５の外周面にストッパーリング（不図示）が嵌合する円周溝２１を形成する。
【００２２】
図２（ｃ）では、軸部１１の領域１５に、貫通孔１９に対して半径方向に貫通した２種類の油孔２２及び２３をドリル等で形成する。油孔２２は、外周円盤部１３の軸部１１に対する根元に近い位置に設けられ、油孔２３は、軸方向で油孔２２と円周溝２１との間に設けられている。油孔２２及び２３は、それぞれ軸部１１の軸心に対してほぼ直角に設けられている。このため、従来斜めに開けていたときに比べて、油孔２２及び２３を介しての油の出入りが円滑になる。また、加工が容易になるとともに、ドリルの歯が立てやすく正確な位置に穿孔できる。２種類の油孔２２及び２３は、それぞれ周方向に複数個設けられている。それぞれの油孔間の間隔は円周方向等分であることが好ましい。
【００２３】
図２（ａ）〜図２（ｃ）のいずれかの段階で、ミーリングなどにより軸部１１の外周にキー溝等の切欠きを更に設けることもできる。また、図２（ａ）〜図２（ｃ）において行われる研削などの加工は、冷間で行う。
【００２４】
図３は、第２の工程で、クラッチハウジング１の加工、特に軸部１１周辺の加工を終えた状態のクラッチハウジング１を示す軸方向断面図である。図１及び図２にも示してあるが、軸部１１と外周円筒部１４との間の外周円盤部１３の内側には突起１８が設けられている。この突起１８は、後述する図５に示すような形状に成形され、不図示のクラッチピストンの一端が係合する。
【００２５】
図３から明らかなように、外周円筒部１４の自由端１４ａと突起１８の先端が同一平面にあるように、外周円盤部１３は、軸部１１に対してオフセットされている。上記平面は、軸部１１に対してほぼ直角として構成されているが、必要であれば、鈍角を画成するように更にオフセットすることもできる。
【００２６】
図４は、第３の工程を示しており、図３に示すクラッチハウジング１をフローフォーミング成形法により、外側ドラムの内周にスプライン３３が設けられたほぼ完成品に成形されたクラッチハウジング１を示す軸方向断面図である。クラッチハウジング１をフローフォーミング成形した後は、外周円盤部１３は、軸部１１に対してほぼ直角の関係となり、外周円筒部１４は軸部１１に対してほぼ平行に離隔した状態となる。スプライン３３には、クラッチハウジング１内に配置される不図示の摩擦係合装置のセパレータプレートが係合する。
【００２７】
塑性加工法の一種である、フローフォーミングを用いると、最初から一体品としてスプラインを低コストで成形でき、スプライン部を冷間で成形するので強度が高くなる、また一体構造なので溶接によるひずみが発生しないため精度が確保できる、等多くの利点が得られる。
【００２８】
図５は、第３の工程後、仕上げを行い完成品となったクラッチハウジング１を示す軸方向断面図である。ここでは、製品全体を研削などにより仕上げる。従って、図４に示すものに比べて全体として肉薄になっている。図５の仕上げ工程では、領域１５と反対側の軸部１１の内周面にスプライン３１を形成する。このスプライン３１には、対応するスプラインを外周に備えた駆動軸（不図示）が嵌合し、クラッチハウジング１は駆動軸と一体に回転するように支持される。また、軸部１１内で、貫通孔１９と貫通孔１７との間に、両者の中間の径を有する第３の貫通孔３５を研削により形成する。
【００２９】
仕上げ工程では、突起１８が更に加工され、Ｏ−リングが嵌合する円周溝３２が形成される。ここで、完成品となったクラッチハウジング１の軸部１１に設けられた油孔２２及び２３について説明する。摩擦係合装置を締結するため、外周円盤部１３に隣接して設けられるクラッチピストン（不図示）を作動させるため、外周円盤部１３との間に画成される油圧室（不図示）に油圧を供給するために油孔２２が設けられている。
【００３０】
また、クラッチピストンの軸方向外側には、クラッチピストンの押圧をキャンセルするためのキャンセラー（不図示）が設けられ、クラッチピストンとキャンセラーとの間に画成される油圧室に油圧を供給するために油孔２３が設けられている。
【００３１】
上述の説明において、図１から図３に示すクラッチハウジングと、図４及び図５に示すクラッチハウジングの大きさが異なるが、これは図４及び図５において細部を示すために説明の便宜上若干拡大したもので、製品の実際の大きさを示すものではない。本発明の製造方法で成形されたクラッチハウジングは、オートマチックトランスミッションに用いることができるが、内部に組み込まれる多板式摩擦係合装置は、湿式、乾式のいずれでも良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した本発明のクラッチハウジングの製造方法によれば、次のような効果が得られる。
外側ドラム部の形状の影響を受けることなく容易に油孔や切欠きの加工を可能とすると同時に、一体成形素材を使うことにより強度と精度の向上が可能となり、クラッチハウジングを量産可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクラッチハウジングの製造方法の一実施例を示す断面図であり、熱間鍛造によりワークから予備製品を成形する順序を示している。
【図２】予備成形されたワークに、油孔開け、切欠などの所定の加工をする様子を示す説明図である。
【図３】図２における加工が終わった状態で示す、クラッチハウジングの軸方向断面図である。
【図４】第３の工程においてフローフォーミングにより、外側ドラムの内周にスプラインが設けられたほぼ完成品に成形されたクラッチハウジングを示す軸方向断面図である。
【図５】第３の工程後、仕上げを行い完成品となったクラッチハウジングを示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
１クラッチハウジング
１１軸部
１５領域
１４外周円筒部
２２、２３油孔
３３スプライン

Claims

軸部と軸部と一体に軸部を囲む外側ドラム部とを有するよう一体成形されたクラッチハウジングの製造方法であって、
軸部の少なくとも一部に対して半径方向で対向しない領域を設けるため、外側ドラム部の外周円筒部を軸部に対して軸方向にオフセットして成形する第１の工程と、
前記領域に機械加工を施す第２の工程と、
塑性加工によりオフセットを元に戻し、前記領域と前記外周円筒部とを互いに対向させ、クラッチハウジングをほぼ完成品に成形する第３の工程と、
から成ることを特徴とするクラッチハウジングの製造方法。
前記第３の工程における前記塑性加工はフローフォーミングであり、フローフォーミングにより、外側ドラム部の内周にスプラインを設けるとともにクラッチハウジングをほぼ完成品に成形することを特徴とする請求項１に記載のクラッチハウジングの製造方法。
前記第２の工程における前記機械加工は、前記軸部に油孔を開けることと、軸部外周に溝を形成することを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチハウジングの製造方法。
前記第３の工程の後に、研削等により仕上げをする仕上げ工程を行うことを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のクラッチハウジングの製造方法。
前記第１の工程は熱間鍛造で行われ、前記第３の工程は冷間鍛造で行われることを特徴とする請求項１−４のいずれか１項に記載のクラッチハウジングの製造方法。