JP2002061733A - トルクコンバータのインペラとフロントカバーとの接合方法、及びトルクコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクコンバータの組み立て後の加工作業を
不要とする、あるいはその加工作業量を小さく抑えるこ
とのできるトルクコンバータのインペラとフロントカバ
ーとの接合方法を提供する。 【解決手段】 トルクコンバータのフロントカバーのカ
バー側外周部２ａとインペラのインペラ側外周部３ａ１
とを接合するにあたり、まず、インペラ側外周部３ａ１
にインペラ側凹部３２を形成し、カバー側外周部２ａの
カバー側先端部２１をインペラ側凹部３２に合う形状に
形成する。次に、カバー側先端部２１とインペラ側凹部
３２とを、接着剤を付加し、焼ばめして係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に使われて
いる、エンジン側の回転体からトランスミッション側の
回転体にトルクを伝達するトルクコンバータ、特に、フ
ロントカバーとインペラとを接合する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に、トルクコンバータの縦断面図の
一例を示す。トルクコンバータ１０１は、主として、フ
ロントカバー１０２と、３種の羽根車（インペラ１０
３，タービン１０４，ステータ１０５）とから構成さ
れ、車両のエンジンからフロントカバー１０２に入力さ
れたトルクをタービン１０４に伝達して、タービン１０
４に固定されるトランスミッション側のシャフト１６０
に出力する。

【０００３】インペラ１０３は、インペラシェル１０３
ａと、インペラシェル１０３ａの内側に装着された複数
のインペラブレード１０３ｂと、インペラシェル１０３
ａの内周端に固定されているインペラハブ１０３ｃとを
有している。タービン１０４は、タービンシェルと、タ
ービンシェルに装着された複数のタービンブレードとを
有している。インペラ１０３がフロントカバー１０２と
ともに回転すると、この回転により速度エネルギーを持
った作動油がインペラ１０３，タービン１０４，ステー
タ１０５の間を循環し、タービン１０４が作動油の速度
エネルギーを吸収してシャフト１６０を回転させる。

【０００４】また、トルクコンバータ１０１は、作動油
を介さずにフロントカバー１０２からタービン１０４へ
とトルクを伝えることのできるロックアップクラッチ１
０９を備えており、燃費の向上が図られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すように、従
来のトルクコンバータ１０１では、インペラシェル１０
３ａの外周端部とフロントカバー１０２の外周端部とが
アーク溶接されており、ビードＢができている。このア
ーク溶接は、全周にわたって行われる。

【０００６】しかし、全周をアーク溶接する際に、イン
ペラシェル１０３ａやフロントカバー１０２の形状に熱
影響が生じる。すなわち、全周溶接によって、インペラ
シェル１０３ａやフロントカバー１０２が変形（歪）を
起こす。このため、従来においては、エンジンやトラン
スミッションとの取り合い部分での所定の精度を確保す
るために、トルクコンバータを組み立てた後に切削等の
加工を施している。

【０００７】本発明の課題は、トルクコンバータの組み
立て後の加工作業を不要とする、あるいはその加工作業
量を小さく抑えることのできるトルクコンバータのイン
ペラとフロントカバーとの接合方法、及びトルクコンバ
ータを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の接合方
法は、トルクコンバータのフロントカバーとインペラと
を接合する方法であって、第１工程と、第２工程とを備
えている。第１工程では、フロントカバー及びインペラ
に、互いに係合しうるフロントカバー側係合部及びイン
ペラ側係合部を形成する。第２工程では、フロントカバ
ー側係合部及びインペラ側係合部を、接着剤を付加し、
焼ばめして係合させる。

【０００９】ここでは、従来の全周溶接に代えて、比較
的投入熱量の少ない焼ばめという接合方法を中心に据え
ている。そして、トルクコンバータの気密性を確保する
ために、接着剤を介してフロントカバー側係合部及びイ
ンペラ側係合部を係合させる手法を併用している。

【００１０】このため、アーク溶接による全周溶接を行
ったときと同等のトルクコンバータの気密性を確保しつ
つ、フロントカバーとインペラとの接合時に生じるフロ
ントカバーやインペラの熱変形を小さく抑えることがで
きる。したがって、トルクコンバータの組み立て後に加
工作業を行わなくても、あるいは少しの加工作業を行う
ことによって、トルクコンバータに必要な寸法精度を確
保することができるようになる。

【００１１】請求項２に記載の接合方法は、請求項１に
記載の接合方法であって、フロントカバー側係合部及び
インペラ側係合部は、互いに係合しうる凹部及び凸部で
ある。

【００１２】ここでは、凹部及び凸部が接着剤を介して
係合するため、トルクコンバータの気密性を確保しやす
くなる。請求項３に記載の接合方法は、請求項２に記載
の接合方法であって、凹部及び凸部をかしめる第４工程
をさらに備えている。

【００１３】ここでは、凹部及び凸部に対して、焼ばめ
に加えて、カシメを行う。このように凹部及び凸部をか
しめることによって、さらにトルクコンバータの気密性
の確保が容易となる。

【００１４】請求項４に記載の接合方法は、請求項１に
記載の接合方法であって、フロントカバー側係合部及び
インペラ側係合部は、互いに螺合する一対のネジ部であ
る。ここでは、一対のネジ部であるフロントカバー側係
合部及びインペラ側係合部が接着剤を介して螺合するた
め、トルクコンバータの気密性を確保しやすくなる。

【００１５】請求項５に記載の接合方法は、請求項１に
記載の接合方法であって、第１工程において、フロント
カバー及びインペラに、互いに接触しうるフロントカバ
ー側カシメ部及びインペラ側カシメ部をさらに形成す
る。また、フロントカバー側カシメ部及びインペラ側カ
シメ部を、カシメ部材によってかしめる第４工程をさら
に備えている。

【００１６】ここでは、フロントカバーやインペラとは
別部材であるカシメ部材によって、フロントカバー側カ
シメ部及びインペラ側カシメ部をかしめている。このた
め、トルクコンバータの気密性の確保がさらに容易とな
る。また、カシメ部材が別部材であることから、カシメ
部材を除去することによってトルクコンバータの分解が
可能であり、再組立も比較的容易に行うことができる。

【００１７】請求項６に記載のトルクコンバータは、エ
ンジン側の回転体からトランスミッション側の回転体に
トルクを伝達するトルクコンバータであって、フロント
カバーと、インペラと、タービンとを備えている。フロ
ントカバーは、エンジン側の回転体に連結される。イン
ペラは、フロントカバーとともに作動油室を形成する。
タービンは、トランスミッション側の回転体に連結さ
れ、作動油室の作動油を介してフロントカバー及びイン
ペラの回転に伴って回転する。そして、フロントカバー
の外周部とインペラの外周部とは、請求項１から５のい
ずれかの接合方法によって締結される。

【００１８】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］ ＜トルクコンバータの全体構成＞図１は、本発明の一実
施形態に係る接合方法を用いたトルクコンバータ１を示
している。ここでは、Ｏ−Ｏがトルクコンバータ１の回
転軸であり、図の左側にエンジン（図示せず）が配置さ
れ、図の右側にトランスミッション（図示せず）が配置
されている。

【００１９】このトルクコンバータ１は、エンジン側の
クランクシャフト５０からトランスミッションのメイン
ドライブシャフト６０にトルクを伝達するための機構で
あり、主として、エンジン側のクランクシャフト５０に
フレキシブルプレート５１を介して連結されるフロント
カバー２と、本実施形態の一実施形態であるインペラシ
ェル３ａを含むインペラ３と、タービン４と、ステータ
５と、ロックアップクラッチ９とから構成されている。
フロントカバー２とインペラ３のインペラシェル３ａと
は、後述するように互いの外周部が接合され、両者で作
動油室を形成している。

【００２０】＜トルクコンバータの詳細構成＞インペラ
３は、インペラシェル３ａと、インペラシェル３ａの内
側に固定された複数のインペラブレード３ｂと、インペ
ラシェル３ａの内周端に固定されているインペラハブ３
ｃとから構成されている。

【００２１】タービン４は、作動油室内でインペラシェ
ル３ａと対向するように配置されており、主に、タービ
ンシェル４ａと、タービンシェル４ａに固定された複数
のタービンブレード４ｂとから構成されている。タービ
ンシェル４ａの内周端は、タービンハブ８のフランジ部
に複数のリベットにより固定されている。また、タービ
ンハブ８の内周には、トランスミッション側から延びる
メインドライブシャフト６０と連結するためのスプライ
ン孔が形成されている。

【００２２】ステータ５は、インペラ３とタービン４と
の間に配置されており、ワンウェイクラッチを介して、
トランスミッションのハウジングに固定されたステータ
シャフト７０に固定されている。

【００２３】ロックアップクラッチ９は、フロントカバ
ー２とタービン４とを機械的に連結するための機構であ
り、フロントカバー２とタービン４との間に配置され
る。 ＜作動油＞フロントカバー２とインペラシェル３ａとで
形成される作動油室には、インペラ３とタービン４とを
流体的に連結するために、またロックアップクラッチ９
を作動させるために、作動油が充填されている。この作
動油は、タービンハブ８とフロントカバー２の内周部と
の隙間から導入され、ロックアップクラッチ９とフロン
トカバー２との隙間を通ってタービン４の外周側周辺に
流れる。この作動油は、インペラシェル３ａとタービン
シェル４ａの外周部との隙間からインペラ３とタービン
４との間に形成される空間に流入し、ステータ５の内周
部とタービンシェル４ａの内周部との隙間から流出され
る。このような作動油の循環は、トルクコンバータ１内
での発熱をトルクコンバータ１の外部に流出させる。

【００２４】＜トルクコンバータの動作＞エンジン側の
クランクシャフト５０からのトルクは、フレキシブルプ
レート５１からフロントカバー２に入力される。このト
ルクは、フロントカバー２に固定されているインペラシ
ェル３ａにも伝達される。これにより、インペラ３が回
転し、作動油がインペラ３側からタービン４側へと流れ
る。この作動油の流れによってタービン４が回転し、タ
ービン４のトルクはタービンハブ８を介してメインドラ
イブシャフト６０に出力される。

【００２５】＜フロントカバーとインペラシェルとの接
合について＞次に、一体となって作動油室を形成するフ
ロントカバー２とインペラ３のインペラシェル３ａとの
接合について説明する。

【００２６】フロントカバー２とインペラシェル３ａと
の外周端同士を接合するために、まず、フロントカバー
２のカバー側外周部２ａ及びインペラシェル３ａのイン
ペラ側外周部３ａ１を、図２に示すような断面形状に形
成する。

【００２７】カバー側外周部２ａのカバー側先端部２１
の手前部分の内周側には、環状のカバー側凹部２２を形
成する。また、インペラ側外周部３ａ１のインペラ側先
端部３１の手前部分の外周側には、インペラ側凹部３２
を形成する。このインペラ側凹部３２は、カバー側先端
部２１が係合するような形状に形成される。また、イン
ペラ側先端部３１は、カバー側先端部２１がインペラ側
凹部３２に入り込んだときに、カバー側凹部２２に入
り、手前側テーパー面３２ａがカバー側凹部２２のテー
パー面２２ａに当たるように形成される。

【００２８】次に、上記のような形状に形成されたカバ
ー側外周部２ａとインペラ側外周部３ａ１とを焼ばめす
る。具体的には、カバー側外周部２ａを加熱して膨張さ
せ、そこにインペラ側外周部３ａ１を所定の位置に挿入
する。すると、カバー側外周部２ａの冷却に従ってイン
ペラ側凹部３２にカバー側先端部２１がはまりこみ、両
テーパー面２２ａ，３２ａが密着し、カバー側外周部２
ａがインペラ側外周部３ａ１に係合する。この焼ばめに
おいては、係合したときに接触する面に対して、接着剤
が塗布される。したがって、係合して接合状態となった
カバー側外周部２ａとインペラ側外周部３ａ１との間に
は、接着剤の層が形成されることになる。この接着剤に
は、トルクコンバータ１の使用時における２００℃を超
える高温にも耐えられるように、耐熱性を有する接着剤
が選択される。

【００２９】＜本実施形態のフロントカバーとインペラ
シェルとの接合方法の特徴＞ （１）ここでは、従来のアーク溶接による全周溶接に代
えて、比較的投入熱量の少ない焼ばめという接合方法を
採り、トルクコンバータ１の気密性を確保するために接
着剤を使用している。

【００３０】このため、アーク溶接による全周溶接を行
ったときと同等のトルクコンバータ１の気密性を確保し
つつ、フロントカバー２のカバー側外周部２ａとインペ
ラシェル３ａのインペラ側外周部３ａ１との接合時に生
じるフロントカバー２やインペラシェル３ａの熱変形を
小さく抑えることができる。したがって、トルクコンバ
ータ１の組み立て後に精度確保のための加工作業を行わ
なくても、あるいは少しの加工作業を行うことによっ
て、トルクコンバータ１に必要な寸法精度を確保するこ
とができるようになる。

【００３１】（２）ここでは、焼ばめによる接合と接着
剤による接合との併用に加えて、カバー側外周部２ａ及
びインペラ側外周部３ａ１に、互いに係合するカバー側
先端部２１及びインペラ側凹部３２を形成している。こ
のため、トルクコンバータ１の気密性を確保しやすい ［第２実施形態］上記第１実施形態では、凸状のカバー
側先端部２１と、それに対応するインペラ側凹部３２と
を形成して、トルクコンバータ１の気密性の向上を図っ
ているが、接着剤及び焼ばめによる接合によって十分に
気密性が確保できる条件が揃っている場合には、図３に
示すように、カバー側外周部２ａのカバー側先端部２２
１の内周側に切欠きを形成し、その切欠きの内周面２２
１ａ及び端面２２１ｂにインペラ側外周部３ａ１のイン
ペラ側先端部２３１を係止させるように焼ばめすること
も可能である。

【００３２】［第３実施形態］上記第１実施形態では、
インペラ側外周部３ａ１の外周側にインペラ側凹部３２
を形成し、カバー側先端部２１をインペラ側凹部３２に
係合するように内に向けて凸状に形成している（図２参
照）が、これに代えて、図４に示すように、フロントカ
バー２のカバー側外周部２ａの先端部を内周面が雌ネジ
３２１ａとなっているカバー側先端部３２１に形成し、
インペラシェル３ａのインペラ側外周部３ａ１の先端部
を外周面が雄ネジ３３１ａとなっているインペラ側先端
部３３１に形成してもよい。

【００３３】ここでは、焼ばめを行うときに、フロント
カバー２のカバー側外周部２ａを加熱して、外周部イン
ペラ３をフロントカバー２にねじ込むことになる。ま
た、焼ばめ時には、接着剤を雌ネジ３２１ａと雄ネジ３
３１ａとの間に介在させる。

【００３４】このようにすれば、焼ばめによる接合と接
着剤による接合との併用に加えて、ねじ込みによる接合
が加わるため、さらにトルクコンバータ１の気密性を確
保しやすくなる。

【００３５】［第４実施形態］本実施形態では、フロン
トカバー２とインペラシェル３ａとの外周端同士を接合
するために、まず、フロントカバー２のカバー側外周部
２ａ及びインペラシェル３ａのインペラ側外周部３ａ１
を、図５に示すような断面形状に形成する。

【００３６】インペラ側外周部３ａ１の先端部には、外
周面から外方に突出する環状の凸部４３５が形成され
る。また、カバー側外周部２ａの先端部には、凸部４３
５を外側から覆う凹部４２５が形成される。

【００３７】次に、上記のような形状に形成されたカバ
ー側外周部２ａとインペラ側外周部３ａ１とを焼ばめす
る。具体的には、カバー側外周部２ａを加熱して膨張さ
せ、凹部４２５に凸部４３５が入るように、カバー側外
周部２ａとインペラ側外周部３ａ１とを合わせる。する
と、カバー側外周部２ａの冷却に従って凹部４２５に凸
部４３５がはまりこみ、カバー側外周部２ａがインペラ
側外周部３ａ１に係合する。この焼ばめにおいては、係
合したときに接触する面に対して、接着剤が塗布され
る。

【００３８】さらに、本実施形態では、凹部４２５を凸
部４３５に対してかしめる。このカシメ処理によって、
カバー側外周部２ａとインペラ側外周部３ａ１との接合
度合いがより向上し、トルクコンバータ１の気密性も上
がる。

【００３９】［第５実施形態］上記第４実施形態では、
カバー側外周部２ａに凹部４２５を設け、その凹部４２
５を凸部４３５に対してかしめているが、フロントカバ
ー２やインペラシェル３ａとは別にカシメ処理のための
カシメ部材５５０（図６参照）を用意してもよい。

【００４０】本実施形態では、フロントカバー２とイン
ペラシェル３ａとの外周端同士を接合するために、ま
ず、フロントカバー２のカバー側外周部２ａ及びインペ
ラシェル３ａのインペラ側外周部３ａ１を、図６に示す
ような断面形状に形成する。

【００４１】カバー側外周部２ａの先端部には、端面の
内周側からインペラ３側に突出する環状の第１凸部５２
４と、外周面から外方に突出する環状の第２凸部５２５
とが形成される。

【００４２】インペラ側外周部３ａ１の先端部には、内
周面に設けられる環状の切欠き５３４と、外周面から外
方に突出する環状の第３凸部５３５とが形成される。次
に、上記のような形状に形成されたカバー側外周部２ａ
とインペラ側外周部３ａ１とを焼ばめする。具体的に
は、インペラ側外周部３ａ１を加熱して膨張させ、切欠
き５３４に第１凸部５２４が入るように、カバー側外周
部２ａとインペラ側外周部３ａ１とを合わせる。する
と、インペラ側外周部３ａ１の冷却に従って切欠き５３
４に第１凸部５２４がはまりこみ、カバー側外周部２ａ
がインペラ側外周部３ａ１に係合する。この焼ばめにお
いては、係合したときに接触する面に対して、接着剤が
塗布される。

【００４３】さらに、本実施形態では、隣接する第２凸
部５２５及び第３凸部５３５を、図６に示すように、別
に用意したカシメ部材５５０によってかしめる。このカ
シメ処理によって、カバー側外周部２ａとインペラ側外
周部３ａ１との接合度合いが向上し、トルクコンバータ
１の気密性も上がる。また、カシメ部材５５０が別部材
であることから、カシメ部材５５０を除去することによ
ってカバー側外周部２ａとインペラ側外周部３ａ１との
接合を解除することが可能となり、再接合も比較的容易
に行うことができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明では、従来の全周溶接に代えて、
比較的投入熱量の少ない焼ばめという接合方法を中心に
据え、接着剤を介してフロントカバー側係合部及びイン
ペラ側係合部を焼ばめしているため、全周溶接を行った
ときと同等のトルクコンバータの気密性を確保しつつ、
フロントカバーとインペラとの接合時に生じるフロント
カバーやインペラの熱変形を小さく抑えることができ
る。したがって、トルクコンバータの組み立て後に加工
作業を行わなくても、あるいは少しの加工作業を行うこ
とによって、トルクコンバータに必要な寸法精度を確保
することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るトルクコンバータ
の縦断面図。

【図２】図１のトルクコンバータの外周部の拡大図。

【図３】第２実施形態のトルクコンバータの外周部の拡
大図。

【図４】第３実施形態のトルクコンバータの外周部の拡
大図。

【図５】第４実施形態のトルクコンバータの外周部の拡
大図。

【図６】第５実施形態のトルクコンバータの外周部の拡
大図。

【図７】従来のトルクコンバータの縦断面図。

【符号の説明】

１ トルクコンバータ ２ フロントカバー ３ インペラ ３ａ インペラシェル ４ タービン ２１ カバー側先端部（フロントカバー側係合部） ３１ インペラ側先端部 ３２ インペラ側凹部（インペラ側係合部） ５０ クランクシャフト（エンジン側の回転体） ６０ メインドライブシャフト（トランスミッショ
ン側の回転体） ２２１ カバー側先端部（フロントカバー側係合部） ２３１ インペラ側先端部（インペラ側係合部） ３２１ａ 雌ネジ（ネジ部） ３３１ａ 雄ネジ（ネジ部） ４２５ 凹部（フロントカバー側係合部） ４３５ 凸部（インペラ側係合部） ５２４ 第１凸部（フロントカバー側係合部） ５２５ 第２凸部（フロントカバー側カシメ部） ５３４ 切欠き ５３５ 第３凸部（インペラ側カシメ部） ５５０ カシメ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 真次 大阪府寝屋川市木田元宮１丁目１番１号 株式会社エクセディ内 (72)発明者 三浦 秀喜 大阪府寝屋川市木田元宮１丁目１番１号 株式会社エクセディ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トルクコンバータのフロントカバーとイン
   ペラとを接合する方法であって、 前記フロントカバー及び前記インペラに、互いに係合し
   うるフロントカバー側係合部及びインペラ側係合部を形
   成する第１工程と、 前記フロントカバー側係合部及び前記インペラ側係合部
   を、接着剤を付加し、焼ばめして係合させる第２工程
   と、を備えた接合方法。
2. 【請求項２】前記フロントカバー側係合部及び前記イン
   ペラ側係合部は、互いに係合しうる凹部及び凸部であ
   る、請求項１に記載の接合方法。
3. 【請求項３】前記凹部及び凸部をかしめる第４工程をさ
   らに備えた、請求項２に記載の接合方法。
4. 【請求項４】前記フロントカバー側係合部及び前記イン
   ペラ側係合部は、互いに螺合する一対のネジ部である、
   請求項１に記載の接合方法。
5. 【請求項５】前記第１工程において、前記フロントカバ
   ー及び前記インペラに、互いに接触しうるフロントカバ
   ー側カシメ部及びインペラ側カシメ部をさらに形成し、 前記フロントカバー側カシメ部及び前記インペラ側カシ
   メ部を、カシメ部材によってかしめる第４工程をさらに
   備えた、請求項１に記載の接合方法。
6. 【請求項６】エンジン側の回転体からトランスミッショ
   ン側の回転体にトルクを伝達するトルクコンバータであ
   って、 前記エンジン側の回転体に連結されるフロントカバー
   と、 前記フロントカバーとともに作動油室を形成するインペ
   ラと、 前記トランスミッション側の回転体に連結され、前記作
   動油室の作動油を介して前記フロントカバー及び前記イ
   ンペラの回転に伴って回転するタービンと、を備え、 前記フロントカバーの外周部と前記インペラの外周部と
   が、請求項１から５のいずれかの接合方法によって締結
   される、トルクコンバータ。