JP5392218B2 - 多板クラッチおよびクラッチハブの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、筒状部を有するクラッチハブと、クラッチハブの筒状部の外周にスプライン嵌合される複数のクラッチ板とを含む多板クラッチおよび複数のクラッチ板と共に多板クラッチを構成するクラッチハブの製造方法に関する。

従来、この種の多板クラッチとしては、クラッチハブ側に連結される受動側クラッチ板とクラッチリテーナ（クラッチドラム）側に連結される駆動側クラッチ板とを交互に複数枚ずつ重合させた重合クラッチ板をピストンと共にクラッチリテーナに組み込むことにより構成された自動変速機用多板クラッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。この多板クラッチでは、クラッチリテーナ内に組み込まれる重合クラッチ板の外側端面が、当該重合クラッチ板のエンドプレート分を加えた位置でクラッチリテーナの外周部を内方向に突出させた突出部に係止される。そして、かかる突出部は、クラッチリテーナの外側縁部あるいは外側縁部よりやや入り込んだ位置でスプライン溝の外周面側よりの山部を内方に突き出したり、クラッチリテーナの外側縁部を内側へ折り曲げたりすることにより形成される。

特開平５−１８０２４２号公報

ところで、上述のような多板クラッチは、一般に、クラッチ板の潤滑や冷却のためにクラッチハブの外周に形成された連通穴を介してクラッチ板に作動油を供給できるように構成される。ここで、クラッチハブの外周に形成された連通穴からクラッチ板に充分な量の作動油を供給するためには、スプライン溝の山部の裏側の凹部に作動油を溜めると共にクラッチハブの開放端からの作動油の流出が抑制されるようにクラッチハブの開放端に堰部を設けると好ましい。このような堰部をクラッチハブの開放端に形成するに際しては、上記従来の多板クラッチのクラッチリテーナに形成された突出部のように、スプライン溝の山部を内方に突き出すことが考えられる。しかしながら、かかる手法によりクラッチハブに堰部を形成しても、堰部（突出部）の両側等に隙間が形成されてしまうのでクラッチハブの開放端からの作動油の流出を充分に抑制することができず、しかもスプラインの歯面に乱れが生じることによりクラッチハブの全長（軸方向長さ）を大きくせざるを得なくなるおそれがある。また、クラッチハブの外側縁部を内側へ折り曲げてもクラッチハブの開放端に堰部を形成することができるが、この場合にも、外側縁部を内側へ折り曲げる分だけクラッチハブの全長（軸方向長さ）が大きくなってしまう。更に、クラッチハブの端部にスナップリングを装着すれば、当該スナップリングにより堰部を構成することができるが、この場合には、クラッチハブの全長（軸方向長さ）が大きくなると共に部品点数すなわちコストの増加を招いてしまう。更に、クラッチハブを切削加工により形成すれば、クラッチハブの開放端からの作動油の流出を良好に抑制可能な堰部を形成可能となるが、クラッチハブの製造コストが大幅に増加してしまう。

そこで、本発明は、スプライン歯の歯面の乱れやコストアップ、クラッチハブの大型化を抑制しつつクラッチ板を良好に潤滑・冷却することができる多板クラッチの提供を主目的とする。

本発明による多板クラッチおよびクラッチハブの製造方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による多板クラッチは、
筒状部を有するクラッチハブと、該クラッチハブの筒状部の外周にスプライン嵌合される複数のクラッチ板とを含む多板クラッチにおいて、
前記クラッチハブの筒状部の外周には複数のスプライン歯が形成されると共に、各スプライン歯の内側には凹部が形成されており、各凹部の一端には、前記筒状部の一端側で前記スプライン歯の一部を内側に窪ませて窪み部を形成すると共に前記窪み部の一部を残して前記筒状部の該窪み部の一部よりも前記一端側の部分を除去することにより堰部が形成されていることを特徴とする。

この多板クラッチを構成するクラッチハブは、外周に複数のスプライン歯が形成されると共に各スプライン歯の内側に凹部が形成された筒状部を有し、各凹部の一端には、筒状部の一端側でスプライン歯の一部を内側に窪ませて窪み部を形成すると共に窪み部の一部を残して筒状部の窪み部の一部よりも一端側の部分を除去することにより堰部が形成されている。このように、スプライン歯の一部を内側に窪ませると共に窪み部の一部を残して筒状部の一端側の部分を除去して堰部を形成すれば、堰部周辺のスプライン歯の歯面の乱れを良好に抑制すると共に、クラッチハブの全長（軸方向長さ）の増加を抑制しつつ、全体に均一な高さを有する堰部を得ることができる。そして、このような堰部は、比較的単純なプレス加工（半抜き加工）および切断加工により得ることができることから、クラッチハブの製造コストの増加を抑制することができる。従って、このクラッチハブを用いることで、スプライン歯の歯面の乱れやコストアップ、クラッチハブの大型化を抑制しつつクラッチ板を良好に潤滑・冷却可能な多板クラッチを得ることができる。

また、前記クラッチハブの筒状部には、該筒状部の外側と前記凹部とを連通する連通穴が形成されてもよい。これにより、堰部によりクラッチハブの凹部の一端から作動流体が流出するのを抑制しつつ連通穴からクラッチ板側に充分な量の作動流体を供給してクラッチ板を良好に潤滑・冷却することが可能となる。

本発明によるクラッチハブの製造方法は、
外周にスプライン嵌合される複数のクラッチ板と共に多板クラッチを構成するクラッチハブの製造方法であって、
（ａ）筒状部を有する部材の外周に複数のスプライン歯を形成すると共に各スプライン歯の内側に凹部を形成するステップと、
（ｂ）前記筒状部の一端側で前記スプライン歯の一部を内側に窪ませて窪み部を形成するステップと、
（ｃ）前記窪み部の一部を残して前記筒状部の該窪み部の一部よりも前記一端側の部分を除去することにより前記凹部の一端に堰部を形成するステップと、
を含むものである。

この方法によれば、堰部周辺のスプライン歯の歯面の乱れを良好に抑制すると共に、クラッチハブの全長（軸方向長さ）の増加を抑制しつつ、最終的な高さ（窪み部の深さ）は若干低くなるものの全体に均一な高さを有する堰部をクラッチハブに形成することができる。また、ステップ（ｂ）では比較的単純なプレス加工を用いればよく、ステップ（ｃ）では比較的単純な切断加工を用いればよいので、この方法によれば、クラッチハブの製造コストの増加を抑制することができる。従って、この方法により製造されたクラッチハブを用いることで、スプライン歯の歯面の乱れやコストアップ、クラッチハブの大型化を抑制しつつクラッチ板を良好に潤滑・冷却可能な多板クラッチを得ることができる。

また、ステップ（ｂ）は、半抜き加工により前記スプライン歯の一部を内側に窪ませて前記窪み部を形成するものであってもよい。これにより、スプライン歯の歯面の乱れを抑制しつつ全体に均一な深さ（高さ）を有する窪み部を筒状部に形成することができる。

更に、ステップ（ａ）は、プレス加工により前記筒状部に前記スプライン歯および前記凹部を形成するものであってもよい。これにより、筒状部を有する部材の外周に複数のスプライン歯および凹部を容易に形成することができる。

本発明の実施例に係る多板クラッチ１を含む変速装置１０を例示する概略構成図である。 多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の要部を示す要部拡大図である。 多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の製造手順を示す説明図である。 多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の製造手順を示す説明図である。 多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の製造手順を示す説明図である。 多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の製造手順を示す説明図である。 多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の製造手順を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例に係る多板クラッチ１を備えた変速装置を示す概略構成図である。同図に示す変速装置１０は、車両に搭載される有段自動変速機であり、トルクコンバータを介してエンジンのクランクシャフトに連結されるインプットシャフト１１や、複数の遊星歯車や複数のブレーキ、クラッチを含む変速機構、デファレンシャルギヤを介して車両の駆動輪に連結される図示しないアウトプットシャフト等を含む。実施例の多板クラッチ１は、油圧クラッチとして構成されており、変速装置１０のインプットシャフト１１と変速機構に含まれる遊星歯車１２のプラネタリキャリア１３とを連結すると共に両者の連結を解除することができるものである。

図１に示すように、多板クラッチ１は、インプットシャフト１１に固定されるクラッチドラム２と、遊星歯車１２のプラネタリキャリア１３に固定されるクラッチハブ３と、クラッチドラム２の内周に摺動自在にスプライン嵌合される複数の環状のクラッチ板（ドリブンプレート）４と、クラッチハブ３の外周に摺動自在にスプライン嵌合される複数の環状のクラッチ板（ドライブプレート）５と、クラッチドラム２内に軸方向に摺動自在に配置されてクラッチ板４，５に向けて移動可能なクラッチピストン６と、クラッチピストン６よりもアウトプットシャフト側に配置されると共にクラッチドラム２内で発生する遠心油圧をキャンセルするためのキャンセル油室をクラッチピストン６と共に画成するキャンセルプレート７と、クラッチピストン６とキャンセルプレート７との間に配置されるリターンスプリング８とを含む。このように構成される多板クラッチ１は、オイルポンプに接続された油圧制御ユニット（何れも図示せず）から供給される作動油の油圧を用いてクラッチピストン６を複数のクラッチ板４，５に向けて移動させ、クラッチピストン６とスナップリング２１を介してクラッチドラム２に固定されたリテーニングプレート２２との間に複数のクラッチ板４，５を挟み付けることによりクラッチドラム２とクラッチハブ３とを連結する。これにより、クラッチドラム２とクラッチハブ３とが一体に回転可能となり、エンジンからの動力をインプットシャフト１１からクラッチドラム２およびクラッチハブ３を介して遊星歯車１２のプラネタリキャリア１３へと伝達することができる。

上述の多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３は、図１からわかるように、有底筒体として構成されており、中心に開口を有すると共に遊星歯車１２のプラネタリキャリア１３に固定される基部３１と、基部３１から軸方向に延出されると共に基部３１とは反対側の端部が開放された筒状部３２とを有する。図１および図２に示すように、筒状部３２の外周には、上述のクラッチ板５を摺動自在に支持するための複数のスプライン歯３３がそれぞれクラッチハブ３の軸方向に延びるように複数形成されており、各スプライン歯３３の内側（裏側）には、クラッチハブ３の軸方向に延びる凹部３４が形成されている。また、各凹部３４の先端（図１における左端）には、堰部３５が形成されている。各堰部３５は、図２に示すように、筒状部３２の開放端の内面から対応する凹部３４の先端をある程度塞ぐように径方向内側に向けて延出されている。更に、筒状部３２には、堰部３５の近傍に位置すると共に各スプライン歯３３の内側の凹部３４と筒状部３２の外側とを連通するように連通穴３６が形成されている。

このように構成されるクラッチハブ３を備えた多板クラッチ１では、車両の走行（エンジンの運転）に伴ってオイルポンプが作動すると、インプットシャフト１１に形成された油路等を介して作動油がクラッチハブ３の内部にも供給される。そして、クラッチハブ３内に供給された作動油は、クラッチハブ３の内周に形成された複数の凹部３４内に溜まった後、連通穴３６を介してクラッチ板４，５の周囲に流れ込む。この際、クラッチハブ３の各凹部３４の先端には、上述の堰部３５が形成されていることから、作動油がクラッチハブ３の開放端側すなわち各凹部３４の先端側から流出するのが抑制される。従って、実施例の多板クラッチ１では、各連通穴３６からクラッチ板４，５側に充分な量の作動油を供給して複数のクラッチ板４，５を良好に潤滑・冷却することが可能となる。なお、クラッチ板４，５を潤滑・冷却した作動油は、クラッチドラム２の外周に形成された油穴２３等を介して図示しないオイルパンに流れ込む。

次に、図３から図８等を参照しながら、上述の多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３の製造行程について説明する。

クラッチハブ３の製造に際しては、まず、金属板に対して図示しないプレス成型装置を用いて打ち抜き加工と絞り加工とを施すことにより、中心に開口を有する基部と当該基部から軸方向に延出された円筒部とを有する金属製の有底筒体を得る。次いで、こうして得られた有底筒体に対して図示しないスプライン成型用のプレス成形装置を用いたプレス加工を施すことにより、当該有底筒体の円筒部の外周に複数のスプライン歯３３を形成すると共に各スプライン歯３３の内側に凹部３４をスプライン歯３３と同時に形成する。これにより、図３および図４に示すように、基部３１と、外周に複数のスプライン歯３３を有すると共に各スプライン歯３３の内側に凹部３４を有する筒状部３２０とを含むクラッチハブ３の半製品３０を得る。このように、プレス加工を用いれば、円筒を有する有底筒体の外周に複数のスプライン歯３３および凹部３４を容易に形成することができる。ここで、半製品３０の筒状部３２０は、その軸方向長さが最終的に得られるクラッチハブ３の筒状部３２の軸方向長さよりも長くなるように形成される。そして、筒状部３２０には、各スプライン歯３３の内側の凹部３４と筒状部３２の外側とを連通するように連通穴３６が形成される。

続いて、半製品３０に対して半抜き加工を施すことにより、筒状部３２０の開放端側で各スプライン歯３３の一部を内側に窪ませる。実施例では、図４および図５に示すように、複数（例えば２〜５本程度）のスプライン歯３３に対して筒状部３２０の内側から半抜きダイ１００を押し当てると共に当該複数のスプライン歯３３に筒状部３２０の外側から半抜きパンチ１０１を押し当てることにより、対象となるスプライン歯３３の一部を内側に窪ませる。これにより、図５および図６に示すように、スプライン歯３３には、筒状部３２０の開放端側に位置するように凹部３４内に突出する窪み部３５０が形成される。こうした半抜き加工は、複数本のスプライン歯３３ごとに施工され、最終的にすべてのスプライン歯３３に対して窪み部３５０が形成される。なお、図５の例では、図示するような半抜きダイ１００を用いて窪み部３５０の開放端側（図中左側）の一部をスプライン歯３３から切り離しているが、これに限られるものではない。すなわち、窪み部３５０は、要求される深さを有していればよく、他の半抜きダイを用いて、窪み部３５０をスプライン歯３３と完全に繋がった状態に形成してもよい。

そして、すべてのスプライン歯３３に対して窪み部３５０が形成された半製品３０に切断加工を施し、窪み部３５０の一部を残して筒状部３２０の当該窪み部３５０の一部よりも開放端側の部分を除去する。実施例では、図７に示すように、複数（例えば２〜５本程度）のスプライン歯３３に対して筒状部３２０の内側からダイ２００を押し当てた状態で当該複数のスプライン歯３３に対応した筒状部３２０の開放端側の部分をパンチ２０１により切断する。これにより、図２および図７に示すように、スプライン歯３３の内側（裏側）の凹部３４の一端には、当該凹部３４の開放端をある程度塞ぐように径方向内側に向けて延びる堰部３５が形成される。なお、筒状部３２０の軸方向における切断位置は、除去されることなく残される窪み部３５０の高さが堰部３５に要求される高さとなるように定められる。こうした切断加工は、複数本のスプライン歯３３ごとに施工され、最終的に、すべての凹部３４の一端に堰部３５が形成され、こうしてクラッチハブ３の製造が完了する。なお、必要に応じて、クラッチハブ３の筒状部３２の端面（開放端側の端面）に表面仕上加工を施してもよい。

以上説明したように、実施例の多板クラッチ１を構成するクラッチハブ３は、外周に複数のスプライン歯３３が形成されると共に各スプライン歯３３の内側に凹部３４が形成された筒状部３２を有し、各凹部３４の一端には、筒状部３２すなわち半製品３０の筒状部３２０の一端側（開放端側）でスプライン歯３３の一部を内側に窪ませて窪み部３５０を形成すると共に窪み部３５０の一部を残して筒状部３２０の当該窪み部３５０の一部よりも一端側の部分を除去することにより堰部３５が形成されている。このように、スプライン歯３３の一部を内側に窪ませると共に窪み部３５０の一部を残して筒状部３２０（３２）の一端側（開放端側）の部分を除去して堰部３５を形成すれば、堰部３５の周辺におけるスプライン歯３３の歯面の乱れを良好に抑制すると共に、クラッチハブ３の全長（軸方向長さ）の増加を抑制しつつ、最終的な高さ（窪み部３５０の深さ）は若干低くなるものの全体に均一な高さを有する堰部３５を得ることができる（図２参照）。

クラッチハブ３の内周側の各凹部３４の一端に上述のような堰部３５を形成することにより、堰部３５によってクラッチハブ３の各凹部３４の一端から作動油が流出するのを抑制しつつ連通穴３６からクラッチ板４，５側に充分な量の作動油を供給してクラッチ板４，５を良好に潤滑・冷却することが可能となる。そして、上述の堰部３５は、比較的単純なプレス加工すなわち半抜き加工および切断加工により得ることができることから、堰部３５の形成に伴うクラッチハブ３の製造コストの増加を抑制することができる。従って、上述の堰部３５を有するクラッチハブ３を用いることで、スプライン歯３３の歯面の乱れやコストアップ、クラッチハブ３の大型化を抑制しつつクラッチ板４，５を良好に潤滑・冷却可能な多板クラッチ１を得ることができる。

また、上記実施例のように、半抜き加工によりスプライン歯３３の一部を内側に窪ませて窪み部３５０を形成すれば、堰部３５の周辺におけるスプライン歯３３の歯面の乱れを抑制しつつ全体に均一な深さ（高さ）を有する窪み部３５０を筒状部３２に形成することが可能となる。そして、堰部３５の周辺におけるスプライン歯３３の歯面の乱れを減らすことで、上記実施例において最もクラッチピストン６側に位置するクラッチ板４のクラッチハブ３に対する摺動範囲をできるだけ筒状部３２の開放端側まで拡大することが可能となる。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例では、筒状部３２を有するクラッチハブ３とクラッチハブ３の筒状部３２の外周にスプライン嵌合される複数のクラッチ板４とを含む多板クラッチ１が「多板クラッチ」に相当し、クラッチハブ３の筒状部３２の外周に形成された複数のスプライン歯３３が「スプライン歯」に相当し、各スプライン歯３３の内側に形成された凹部３４が「凹部」に相当し、各凹部３４の一端に形成された堰部３５が「堰部」に相当し、筒状部３２すなわち半製品３０の筒状部３２０の一端側でスプライン歯３３の一部を内側に窪ませることにより形成される窪み部３５０が「窪み部」に相当し、筒状部３２の外側と凹部３４とを連通する連通穴３６が「連通穴」に相当する。ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない

本発明は、多板クラッチの製造産業において利用可能である。

１ 多板クラッチ、２ クラッチドラム、３ クラッチハブ、４ クラッチ板、５ クラッチ板、６ クラッチピストン、７ キャンセルプレート、８ リターンスプリング、１０ 変速装置、１１ インプットシャフト、１２ 遊星歯車、１３ プラネタリキャリア、２１ スナップリング、２２ リテーニングプレート、２３ 油穴、３０ 半製品、３１ 基部、３２，３２０ 筒状部、３３ スプライン歯、３４ 凹部、３４ 凹部、３５ 堰部、３６ 連通穴、１００ 半抜きダイ、１０１ 半抜きパンチ、２００ ダイ、２０１ パンチ、３５０ 窪み部。

Claims (5)

1. 筒状部を有するクラッチハブと、該クラッチハブの筒状部の外周にスプライン嵌合される複数のクラッチ板とを含む多板クラッチにおいて、
   前記クラッチハブの筒状部の外周には複数のスプライン歯が形成されると共に、各スプライン歯の内側には凹部が形成されており、各凹部の一端には、前記筒状部の一端側で前記スプライン歯の一部を内側に窪ませて窪み部を形成すると共に前記窪み部の一部を残して前記筒状部の該窪み部の一部よりも前記一端側の部分を除去することにより堰部が形成されていることを特徴とする多板クラッチ。
2. 請求項１に記載の多板クラッチにおいて、
   前記クラッチハブの筒状部には、該筒状部の外側と前記凹部とを連通する連通穴が形成されていることを特徴とする多板クラッチ。
3. 外周にスプライン嵌合される複数のクラッチ板と共に多板クラッチを構成するクラッチハブの製造方法であって、
   （ａ）筒状部を有する部材の外周に複数のスプライン歯を形成すると共に各スプライン歯の内側に凹部を形成するステップと、
   （ｂ）前記筒状部の一端側で前記スプライン歯の一部を内側に窪ませて窪み部を形成するステップと、
   （ｃ）前記窪み部の一部を残して前記筒状部の該窪み部の一部よりも前記一端側の部分を除去することにより前記凹部の一端に堰部を形成するステップと、
   を含むクラッチハブの製造方法。
4. 請求項３に記載のクラッチハブの製造方法において、
   ステップ（ｂ）は、半抜き加工により前記スプライン歯の一部を内側に窪ませて前記窪み部を形成することを特徴とするクラッチハブの製造方法。
5. 請求項３または４に記載のクラッチハブの製造方法において、
   ステップ（ａ）は、プレス加工により前記筒状部に前記スプライン歯および前記凹部を形成することを特徴とするクラッチハブの製造方法。

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