Clutch housing and a method of manufacturing the same

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。

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。

通常、クラッチハウジングは、中央のボス部と、それに結合されたドラム部とからなっている。 ボス部と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。 図１０及び１１に示すように、ハウジング１０は、電子ビーム溶接などでボス部材１１とドラム部１２とを接合して構成される。 ここで、ボス部材１１の材質は、要求機能・強度上、調質を必要としている。 また、ドラム部１２は塑性加工性を考慮し材質の硬度を適宜選定するが、硬度はそれほど必要とされていない。 図１０は、ボス部１１がハウジング１０の内部に延在し、図１１は、ボス部１１がハウジング１０の外部へと延在している。

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、ボス部とドラム部とは一体に形成されている。 ボス部と塑性加工により歯型成形したドラム部からなる、一体型ハブ付クラッチドラム製造方法において、強度が必要なボス部に対し、所定の硬度になるよう熱処理を施していた。

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。

特開平３−１８９０４４号公報（第２−３頁、第１図等）

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。
従来の一体型のクラッチハウジングは、ドラム部を含めて全体を調質していたが、調質を行うと加工性が悪くなるという問題があった。

更に、ドラム部の硬度もボス部と同様に硬くなり、ドラム部の歯型塑性加工において硬度が高すぎるため加工時の材料割れや加工治具の寿命低下、強い塑性変形加工力による加工装置の振動等による不具合が生じていた。 また、ドラム部の歯型塑性加工後にボス部の熱処理も実施するのであるが、このときドラム部の塑性加工後に変形が発生する等の欠点があった。

従って、本発明の目的は、一体成型クラッチハウジングを製造するのに調質を廃止して加工性を向上させると同時に、一体成形素材を使うことにより硬度と強度とを両立させた、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。

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、
ボス部とボス部と一体に設けられたドラム部とを有するクラッチハウジングの製造方法であって、
前記ボス部と前記ドラム部とを熱間鍛造により一体成形する工程と、
前記一体成形工程に連続して、前記ボス部の少なくとも一部を強制冷却する工程とから成ることを特徴としている。

また、本発明のクラッチハウジングは、
ボス部とボス部と一体に設けられたドラム部とを有するクラッチハウジングの製造方法であって、
前記ボス部と前記ドラム部とを熱間鍛造により一体成形する工程と、
前記一体成形工程に連続して、前記ボス部の少なくとも一部を強制冷却する工程とから成るクラッチハウジングの製造方法により製造されたことを特徴としている。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。
鍛造後に調質処理が行なわれず、必要部分にのみ硬度を有することで、フローフォーミング加工を施す部位の硬度を調整して加工性を向上させることができる。 ひいては、コストパフォーマンスの向上が得られる。 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。

また、ボス部の必要な硬さと、ドラム部の塑性加工に必要な硬さを得るために、熱間鍛造の余熱を利用し、ボス部に必要な硬さを得るための熱処理と、ドラム部の塑性加工に必要な硬さを得るための空中放冷処理（焼ならし）を同時に行うことにより、スプラインの加工性が向上すると共に、低コストでの一体型ハブ付クラッチドラムの連続した製造が可能となる。

接合なしで一体化した鍛造品を塑性加工する時に、調質を廃止して加工性を向上させると共に、硬度が必要な部分にのみ鍛造直後に水に浸漬させて、表面硬度だけでなく、心部硬度もあわせて、熱処理相当の硬度・強度を成立させる。

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。

図１は、本発明の実施例を示すクラッチハウジングの軸方向断面図である。 本発明の製造方法で作られた、クラッチハウジング１は、ほぼ円筒形のドラム部３と、ドラム部３と一体に成型されたボス部２とからなっている。 ボス部２は、ドラム部３と一体に成型された円盤部５と、円盤部５の中央に一体に設けられ、不図示の軸が嵌合し、ハブとして機能する軸部４とからなっている。

ドラム部３の内周にはスプライン６が形成されている。 ドラム部３の外部には、軸部４の貫通部７に嵌合する軸（不図示）の支持された摩擦係合装置（不図示）が収容され、不図示のフリクションプレートがスプライン６に軸方向移動可能に係合する。 ボス部２は、ドラム部３と反対方向に延在している。 すなわち、ドラム部３の外側に延在している。

クラッチハウジング１は、以下のように製造される。 先ず、塑性加工に適した鋼材からなるワーク（不図示）を熱間鍛造または冷間鍛造により成形し、図１に示すクラッチハウジング１を作る。

その後、調質はせずに硬度が必要な部分にのみ鍛造直後に水に浸漬させる。 これにより、表面硬度だけでなく、心部硬度もあわせて、熱処理相当の硬度・強度を成立させる。 水に浸漬させる、すなわち水焼入れを行うのは、硬度が必要なボス部２であり、ドラム部３には水焼入れを行わなくてよい。

ボス部に対して強制冷却する、水焼入れの工程を図３を用いて説明する。 図３は、ボス部の強制冷却とドラム部の空中放冷工程を示す図である。 不図示の素材より熱間鍛造から連続的にボス部に強制冷却による水焼入れが行われる。 ドラム部４を下にして、クラッチハウジング１を容器２０に入った水２１の中に浸していく。 熱間鍛造から連続的に行われるため、ボス部２には余熱が充分ある。 そのため、水に浸漬することで強制冷却される。 このため、充分な硬度が得られるのである。

上記、強制冷却工程において、ドラム部３は水中に没しないように保持して、空気中で放冷処理をされる。 すなわち、ボス部２の強制冷却とドラム部３の空中放冷処理とが、同時に実施される。 ボス部２が、図２に示す形態、すなわちドラム部３内に延在しているクラッチハウジングの場合は、ボス部２のみに水が当たるように、水を噴射する方法で強制冷却する。

ボス部２のうち、特に硬度が必要な軸部４のみを水焼入れして、円盤部５には水焼入れをしないようにすることもできる。 硬度が必要な部分について水焼入れをした後、フローフォーミングによりクラッチハウジング１に塑性加工を施す。 本発明はボス部の必要な硬さと、ドラム部の塑性加工に必要な硬さを得るために行うものである。

フローフォーミング加工では、ドラム部３の形状を整え、スプライン６などを形成する。 このとき、ドラム部３には、硬度を与える水焼入れ処理を施していないため、フローフオーミング加工による塑性加工で、割れなどが発生して加工性が著しく損なわれてしまうという恐れがない。 すなわち、必要部分にのみ硬度を与えることで、フローフォーミング加工を施す部位、ドラム部３などの硬度を調整して加工性を向上させることができる。

次に、図２を参照して本発明の他の実施例を説明する。 図２では、ボス部２の軸部４が、ドラム部３の内部に延在している点である。 その他の点については、図１について説明したものとほぼ同じである。

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。

以下、本発明が適用できるクラッチハウジングの形状の例を図４−図９を用いて説明する。 図４は、本発明が適用できるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図であり、基本的な構成は図１のものと同じである。 図５は、図４において、ボス部２が中実であるクラッチハウジング１の一例を示す軸方向断面図である。 図５から明らかなように、ボス部２には貫通部７がない。

図４及び図５のクラッチハウジング１は、いずれも図３に示す方法でボス部２の軸部４と中実の軸部１４とを水に浸漬して水焼入れすることができる。 図５のようにボス部２が中実の軸部１４となっている場合では、図４に示すようにボス部２に貫通部がある場合に比べて、浸漬時間を長くする。

図６は、本発明が適用できるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図であり、図７は、図６において、ボス部２が中実であるクラッチハウジング１の一例を示す軸方向断面図である。 図７から明らかなように、ボス部２には貫通部７がない。

図６では、ボス部２は、クラッチハウジング１の外側に突出する軸部４と内側に突出する軸部１５とを一体に有する構成となっている。 軸部１５は、外側ドラム部３の軸方向開口端３ａと面一となる位置まで軸方向に延在している。 また、図７の例では、ボス部２は、クラッチハウジング１の外側に突出する中実の軸部１４と内側に突出する中実の軸部１６とを一体に有する構成となっている。 軸部１６は、外側ドラム部３の軸方向開口端３ａと面一となる位置まで軸方向に延在している。

図６及び図７のクラッチハウジング１は、いずれも図３に示す方法でボス部２を水に浸漬して水焼入れすることができる。 しかしながら、クラッチハウジング１内に延在する軸部１５（図６）や軸部１６（図１７）は、水の噴射等の方法で、焼入れをすることができる。 また、図７のようにボス部２の軸部１５が中実の場合では、図４に示すようにボス部２に貫通部がある場合に比べて、浸漬時間を長くする。

図８は、本発明が適用できるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図であり、図９は、図８において、ボス部２が中実であるクラッチハウジング１の一例を示す軸方向断面図である。 図９から明らかなように、ボス部２には貫通部７がない。

図８では、ボス部２は、クラッチハウジング１の内側に突出する軸部１７のみを有する構成となっている。 この軸部１７は、外側ドラム部３の軸方向開口端３ａと面一となる位置まで軸方向に延在している。 また、図９の例では、ボス部２は、クラッチハウジング１の内側に突出する中実の軸部１８のみを有する構成となっている。 軸部１８は、外側ドラム部３の軸方向開口端３ａと面一となる位置まで軸方向に延在している。

図８及び図９のクラッチハウジング１は、いずれも水の噴射などの方法でボス部２の軸部１７と中実の軸部１８とを焼入れすることができる。 図４−図９に示す例においては、クラッチハウジング１の内周のスプラインはまだ設けられていない。 また、クラッチハウジング１の内部に延在するボス部２の軸部１５、１６、１７及び１８などについても、水中に漬ける状態で水焼入れをすることもできる。

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。

以上説明した本発明では、素材を熱間鍛造して、ボス部とドラム部を一体に形成し、その後、空中放冷処理と強制冷却処理とを同時に処理し、続いてドラム部にスプライン加工を施し、最後に仕上げ切削を行う。 このような熱処理方法を利用することにより連続した低コストの製造工程が可能となる。

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。

本発明の実施例を示すクラッチハウジングの軸方向断面図である。

本発明の他の実施例を示すクラッチハウジングの軸方向断面図である。

ボス部の強制冷却とドラム部の空中放冷工程を示す図である。

本発明が適用できるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図である。

図４において、ボス部が中実であるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図である。

本発明が適用できるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図である。

図６において、ボス部が中実であるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図である。

本発明が適用できるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図である。

図８において、ボス部が中実であるクラッチハウジングの一例を示す軸方向断面図である。

従来のクラッチハウジングの軸方向断面図である。

従来のクラッチハウジングの他例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 ２ ボス部 ３ ドラム部 ４ 軸部 ５ 円盤部 ６ スプライン