JP3478091B2 - フランジ付クラッチハブとその成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラッチハブとそ
の成形方法に関し、特に、絞り加工で形成されるに適し
たフランジ付クラッチハブと、その絞り成形加工技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機に用いられる通常のクラッチ
ハブは、変速機の軸側の回転部材やプラネタリギヤのリ
ングギヤフランジ等の適宜の回転部材の径方向フランジ
に溶接等で固定される。したがって、こうしたクラッチ
ハブは、図７に示すように、クラッチの摩擦材を軸方向
可動に支持する円筒状のスプライン部ｓと、それに連な
り回転部材に固定される内径側フランジ部ｆとからなる
いわゆるカップ状の形状をなしている。こうしたクラッ
チハブは、生産性と軽量コンパクト化のため、鋼板のプ
レス品とされる。そして、クラッチハブは、図８に示す
ように、予め成形したカップ形状のワークｗを、先端を
緩やかな角度の導入形状とする歯形ダイスＤとパンチＰ
とを用いて絞り加工することで、上記スプライン部ｓを
形成される。

【０００３】ところで、自動変速機の多段化やコンパク
ト化に伴い、その変速機機構部の一層の高密度化が要請
され、各構成部材に複数の機能を持たせることが必要と
なる。そうしたことから、クラッチハブの場合も、他の
クラッチやブレーキのハブやドラムを兼ねる機能追加の
要請がある。こうした場合、クラッチハブの形状は複雑
化し、通常、上記円筒状のスプライン部ｓの一端側に内
径側フランジ部ｆが連なるとともに、他端側に外径側フ
ランジ部が連なるフランジ付のカップ形状となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、スプライ
ン部ｓの一端部から径方向外方に延在する外径側フラン
ジ部を有するフランジ付カップ形状のクラッチハブの場
合、フランジのないカップ形状のクラッチハブの場合と
は異なり、円筒状部の外周を軸方向の全長に渡ってスプ
ライン部ｓとすることができなくなる。その理由は、ス
プライン部ｓを成形する歯形ダイスは、ワークへの導入
を円滑にするため、所定の長さの導入角部分を要し、こ
の部分では、完全なスプライン歯を成形することができ
ないからである。したがって、こうした形状のクラッチ
ハブで、単純なカップ形状のクラッチハブと同様の有効
長のスプライン部を得ようとすると、クラッチハブの軸
方向寸法が長くなることは避けがたい。

【０００５】また、スプライン部の加工自体も単純なカ
ップ形状のものに比べて困難となる。すなわち、図９に
示すように、スプライン部成形前の外径側フランジ部
ｆ’の根元の湾曲（以下、コーナアールという）Ｒを図
に破線で示すように大きくすると、スプライン部成形時
に歯形ダイスＤの導入角の先端Ｄｐがワークｗのコーナ
アールＲと点接触し、その後方部分が局部的に引っ張ら
れ、前方の部分が圧縮されるため、スプライン部ｓの肉
ひけや、スプライン部とフランジ部との連なる角部の折
れ込みを生じる。そこで、逆に、図１０に示すように、
ワークｗのコーナアールＲ’を破線で示すように小さく
すると、スプライン部成形時に歯形ダイスＤの押圧力
が、小さなコーナアールＲ’の付与で剛性が高くなった
コーナアール部にかかり、その部分より後方の部分が引
っ張られるため、クラッチハブの軸方向寸法Ｈが変化し
てしまう。このように、クラッチハブの機能追加には、
寸法増加の点でも加工技術の点でも解決すべき問題点が
ある。

【０００６】そこで、本発明は、機能追加のためにフラ
ンジ付きのカップ状となるクラッチハブの軸方向寸法の
増大を抑えることができるハブ形状を提供することを第
１の目的とする。

【０００７】次に、本発明は、上記フランジ付クラッチ
ハブの軸方法寸法の増大を更に抑制することを第２の目
的とする。

【０００８】更に、本発明は、多機能化したフランジ付
クラッチハブの軸方向寸法の増大を抑制するとともに、
自動変速機に使用することで、コンパクト化に貢献でき
るフランジ付クラッチハブを提供することを第３の目的
とする。

【０００９】次に、本発明は、多機能化したフランジ付
クラッチハブの成形に際しての肉ひけや折れ込みを防止
し、フランジ付クラッチハブの軸方向寸法のバラツキを
防止することを第４の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、軸方向に延びる筒状部の一端に、径
方向外方に延びる外径側フランジ部を有するクラッチハ
ブであって、前記筒状部と外径側フランジ部は、２段階
に傾斜角の異なる傾斜部を経て連なり、前記筒状部から
それに連なる傾斜部にかけてスプライン部が形成された
ことを特徴とする。

【００１１】次に、上記第２の目的を達成するため、前
記外径側フランジ部の内周側に連なる傾斜部の傾斜角
は、スプライン部が形成された傾斜部の傾斜角より大き
い構成が採られる。

【００１２】更に、上記第３の目的を達成するため、前
記外径側フランジ部の外周側には、外周スプライン部が
形成された構成とされる。

【００１３】次に、上記第４の目的を達成するため、本
発明は、軸方向に延びる筒状部の一端に、径方向外方に
延びる外径側フランジ部を有するクラッチハブの前記筒
状部にスプライン部を成形する方法であって、予め、外
径側フランジ部の根元部分に傾斜部を形成する工程と、
絞り加工で、前記筒状部から傾斜部にかけてスプライン
部を成形する工程とからなることを特徴とする。

【００１４】

【発明の作用及び効果】上記請求項１に記載の構成で
は、フランジ付クラッチハブは、スプライン部の一端側
に２段の傾斜部が形成され、２段目の傾斜部から外径側
フランジ部が延在する形状となっているため、１段目の
傾斜部までをスプライン部とすることでスプライン部の
有効長を確保して、フランジ付クラッチハブの軸方向寸
法の増大を防ぐことができる。

【００１５】次に、請求項２に記載の構成では、径方向
フランジ部の内周側に連なる傾斜部の傾斜角が大きくさ
れているため、該傾斜角を付したことによる軸方向寸法
の増加が抑制され、それによりフランジ付クラッチハブ
の軸方法寸法をより短縮することができる。

【００１６】更に、請求項３に記載の構成では、スプラ
イン部の外周側に径方向フランジ部を介して外周スプラ
イン部が形成されているので、多機能なフランジ付クラ
ッチハブの軸方向寸法の増大を抑制しながら、自動変速
機への利用により、そのコンパクト化に貢献することが
できる。

【００１７】次に、請求項４に記載の構成では、予め、
径方向フランジ部の根元部分に歯形ダイスの導入部の角
度より大きい傾斜部を成形してスプライン部を成形する
ので、肉ひけ、折れ込みを防止しながらフランジ付クラ
ッチハブを成形することができる。また、前記傾斜部が
スプライン部成形時の押圧力を吸収するので、フランジ
付クラッチハブの軸方向寸法のバラツキを防止すること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。まず、図１は第１実施形態のフランジ
付クラッチハブを断面で示す。このフランジ付クラッチ
ハブ１は、内径側フランジ部１０から軸方向に延びる円
筒状部ｓの一端に、径方向外方に延びる外径側フランジ
部１２を有する形状とされている。そして、円筒状部ｓ
と外径側フランジ部１２は、２段階に傾斜角（軸に対す
る円錐面の開き角をいう）の異なる傾斜部１３ａ，１３
ｂを経て連なり、円筒状部ｓからそれに連なる傾斜部１
３ａにかけてスプライン歯形を備えるスプライン部１１
が形成されている。そして、外径側フランジ部１２の内
周側に連なる傾斜部１３ｂの傾斜角は、スプライン部１
１が形成された傾斜部１３ａの傾斜角より大きい。更
に、外径側フランジ部１２の外周側には、外周スプライ
ン部を構成するスプライン歯１４が形成されている。

【００１９】こうした形状のフランジ付クラッチハブで
は、円筒状部ｓからそれに連なる傾斜部１３ａにかけて
スプライン歯が形成されているため、スプライン歯を外
径側フランジ部１２の近傍まで形成したスプライン部１
１とすることができる。それにより、円筒状部ｓの軸長
を最大限有効にスプライン部１１とすることができる。
また、外径側フランジ部１２のスプライン歯１４を他の
部材のスプライン部に係合させることで、フランジ面を
摩擦係合要素の押圧面とする機能追加が可能となる。

【００２０】次に、図２は第２実施形態のフランジ付ク
ラッチハブを断面で示す。このフランジ付クラッチハブ
１は、実質上、上記第１実施形態のフランジ付クラッチ
ハブと同様のものであるが、外周スプライン部を円筒状
のスプライン部１５としている点で第１実施形態のもの
と異なる。したがって、対応する部位に第１実施形態の
ものに付したと同様の符号を付し、相違点のみ説明する
と、スプライン部１５は、外径側フランジ部１２の外周
側からスプライン部１１と逆方向に延びるものとされて
いる。この場合のスプライン部１５と外径側フランジ部
１２とが連なる部位は、内径側フランジ部１０とスプラ
イン部１１とが連なる部位と同様に、単純なコーナアー
ルを持つ形状とされている。

【００２１】こうした形状のフランジ付クラッチハブで
は、単一のクラッチハブのスプライン部１１とスプライ
ン部１５とにそれぞれ異なる摩擦係合要素の摩擦材又は
セパレータプレートを軸方向可動に支持することができ
るため、２つのクラッチ又はクラッチとブレーキのハブ
として機能させることができるようになる。

【００２２】次に、図３は第３実施形態のフランジ付ク
ラッチハブを断面で示す。このフランジ付クラッチハブ
１は、実質上、上記第２実施形態のフランジ付クラッチ
ハブと同様のものであるが、外周スプライン部１６を第
２実施形態のものとは逆方向に延在させている点で第２
実施形態のものと異なる。したがって、対応する部位に
第２実施形態のものに付したと同様の符号を付し、相違
点のみ説明すると、スプライン部１６は、外径側フラン
ジ部１２の外周側からスプライン部１１と同方向に延び
るものとされている。この場合のスプライン部１６と外
径側フランジ部１２とが連なる部位も、内径側フランジ
部１０とスプライン部１１とが連なる部位と同様に、単
純なコーナアールを持つ形状とされている。

【００２３】こうした形状のフランジ付クラッチハブで
は、単一のクラッチハブのスプライン部１１とスプライ
ン部１６とがそれぞれ異なる軸方向位置に配置されるた
め、それぞれ異なる軸方向位置に配置される摩擦係合要
素の摩擦材又はセパレータプレートを軸方向可動に支持
することができ、この場合は２つのクラッチのハブ、ク
ラッチとドラム又はクラッチのハブとブレーキのハブと
して機能させることができるようになる。

【００２４】次に、上記各実施形態のフランジ付クラッ
チハブを製造する際の、本発明に従う共通の加工方法を
説明する。図４に示すように、ワークｗは、前段階の加
工で、フランジ付きのカップ状とされ、その際に、外径
側フランジ部１２の根元部分に、スプライン部１１とさ
れる円筒状部ｓと外径側フランジ部１２とをつなぐ傾斜
部１３を形成される。この傾斜部１３の角度は、後の絞
り工程に用いるダイスの導入角より若干大きな角度とさ
れる。

【００２５】次に、図５に示すように、絞り工程で、歯
形パンチＰに被せたワークｗに対して歯形ダイスＤを下
降させると、歯形ダイスＤの先端は、従来の加工と同様
に内径側フランジ部１０と円筒状部ｓとをつなぐコーナ
アール部から絞りを開始し、円筒状部ｓにスプライン歯
を形成して行く。そして、歯形ダイスＤの先端部が傾斜
部１３に達すると、歯形ダイスＤの先端は、ワークｗの
傾斜部１３と全周で接し、導入角度より若干大きな角度
に成形された傾斜部１３の傾斜角を小さくする変形を生
じさせながら傾斜部１３ａに歯形を形成していくことに
なる。この傾斜部１３ａの変形は主として角度変化とな
るため、材料が軸方向に引っ張られることによる肉ひけ
が生じにくい加工となり、しかも傾斜部１３ａを歯形パ
ンチＰの歯形に押しつける形態で歯形を形成すること
で、外径側フランジ部１２の近傍までスプライン歯を形
成することができる。それにより、円筒状部ｓの軸方向
長さに比してスプライン部１１を最大限に形成すること
ができる。

【００２６】こうして得られるフランジ付クラッチハブ
は、その後、外径側フランジ部１２の外周にスプライン
歯１４（図１参照）を形成することで、前記第１実施形
態に示す形状となる。また、更に、外径側フランジ部１
２の中間径部を逆方向に絞り成形し（図２参照）、それ
により形成される円筒状ｓ１に従来の方法と同様の方法
でスプライン部１５を形成することで、前記第２実施形
態に示す形状のフランジ付クラッチハブとすることがで
きる。この場合の外径側スプライン部１５の成形の際に
は、加工部の端部には、径方向フランジがないため、従
来のカップ形状のワークの加工と同様の絞り加工による
歯形形成が可能である。また、外径側フランジ部１２の
中間径部を同方向に絞り成形し（図３参照）、それによ
り形成される円筒状部ｓ２に従来の方法と同様の方法で
スプライン部１６を形成することで、前記第３実施形態
に示す形状のフランジ付クラッチハブとすることができ
る。この場合にも、ワークｗの加工方向前端には径方向
フランジがない加工となるので、従来の方法と同様の方
法でスプライン部１６を形成することができる。

【００２７】最後に、図６は、上記絞り加工に使用する
プレス装置の構成を示す。この装置は、下型のパンチホ
ルダＨｐにノックピンＮで位置決めされ、ボルトＢで固
定され、外周にスプライン成形用の外周歯形を有するパ
ンチＰと、パンチＰの外周を取り巻くクッションプレー
トＣとを備える下型に対して、上型のダイホルダＨｄに
セットプレートＰｓにより位置決め固定され、スプライ
ン成形用の内周歯形を有するダイスＤと、ダイスＤ内に
挿入され、ワークの内径側フランジ部を押さえるノック
アウトＯと、その押さえ力を調整する調整プレートＰｃ
とを備える上型を下降させることで、図示しないワーク
の円筒状部にスプライン歯を形成する装置とされてい
る。この装置によるスプライン歯成形の工程は、前記の
とおりである。

【００２８】かくして、上記実施形態の加工方法によれ
ば、予め、外径側フランジ部１２の根元部分に歯形ダイ
スＤの導入角より大きい角度の傾斜部１３を成形してお
いて円筒状部ｓにスプライン部１１を成形するので、成
形面に沿う肉ひけや、成形面の先端の折れ込みを防止し
ながらフランジ付クラッチハブを成形することができ
る。また、予め傾斜部１３を形成しておくことで、傾斜
部１３がスプライン部成形時の押圧力を吸収するので、
外径側フランジ部１２に伝わる応力が緩衝され、加工後
のフランジ付クラッチハブの軸方向寸法のバラツキを防
止することができる。

【００２９】そして、特に加工素材に、冷間圧延鋼板を
使用する場合、圧延方向とそれに直交する方向で塑性変
形時の延びが異なる異方性があるため、絞り加工時に外
径側フランジ部１２の内周側まで変形が及ぶと、加工に
よりフランジ部１２が波うつ変形が生じるが、本発明の
方法により傾斜部１３で変形を緩衝させることで、こう
したフランジ部１２の波うちを防ぎ、その平坦度を向上
させることができる。

【００３０】以上、本発明を数種の実施形態に基づき詳
説したが、本発明はこれらの実施形態に限るものではな
く、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体
的構成を変更して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るフランジ付クラッ
チハブの軸方向半截断面図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係るフランジ付クラッ
チハブの軸方向半截断面図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係るフランジ付クラッ
チハブの軸方向半截断面図である。

【図４】本発明のフランジ付クラッチハブの前加工形状
を示す軸方向半截断面図である。

【図５】本発明のフランジ付クラッチハブの絞り加工方
法を示す工程説明図である。

【図６】本発明のフランジ付クラッチハブの加工装置を
示す断面図である。

【図７】従来のクラッチハブの形状を示す軸方向半截断
面図である。

【図８】従来のクラッチハブの加工方法を模式化して示
す工程説明図である。

【図９】従来の絞り加工方法をフランジ付クラッチハブ
に適用した工程説明図である。

【図１０】従来の他の絞り加工方法をフランジ付クラッ
チハブに適用した工程説明図である。

【符号の説明】

１ フランジ付クラッチハブ １１ スプライン部 １２ 外径側フランジ部 １３ 傾斜部 １４〜１６ 外周スプライン部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｄ 13/60 Ｆ１６Ｄ 13/60 Ａ (56)参考文献 特開 平11−47874（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−338445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−139432（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−21435（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00 B21D 22/26 B21D 53/26 - 53/28 F16D 13/60

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に延びる筒状部の一端に、径方向
   外方に延びる外径側フランジ部を有するクラッチハブで
   あって、前記筒状部と外径側フランジ部は、２段階に傾
   斜角の異なる傾斜部を経て連なり、前記筒状部からそれ
   に連なる傾斜部にかけてスプライン部が形成されたこと
   を特徴とする、フランジ付クラッチハブ。
2. 【請求項２】 前記外径側フランジ部の内周側に連なる
   傾斜部の傾斜角は、スプライン部が形成された傾斜部の
   傾斜角より大きい、請求項１記載のフランジ付クラッチ
   ハブ。
3. 【請求項３】 前記外径側フランジ部の外周側には、外
   周スプライン部が形成された、請求項１又は２記載のフ
   ランジ付クラッチハブ。
4. 【請求項４】 軸方向に延びる筒状部の一端に、径方向
   外方に延びる外径側フランジ部を有するクラッチハブの
   前記筒状部にスプライン部を成形する方法であって、 予め、外径側フランジ部の根元部分に傾斜部を形成する
   工程と、 絞り加工で、前記筒状部から傾斜部にかけてスプライン
   部を成形する工程とからなることを特徴とする、フラン
   ジ付クラッチハブの成形方法。