JP2002161965A - トルクコンバータの羽根車及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレードの形状精度が高くなるトルクコンバ
ータの羽根車の製造方法を提供する。 【解決手段】 まず、複数のタービンブレードを配置に
合った状態で保持し、それらのタービンブレードのタブ
４２ｂに下方からダイ６１を当接させる。次に、ダイ６
１の上に載っているタブ４２ｂに対して、上方からター
ビンコア４３の被結合部４３ａを載せる。そして、ダイ
６１の上に載っているタブ４２ｂ及びコア４３の被結合
部４３ａに対して、上方からパンチ６２を打ち下ろす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ
の羽根車及びその製造方法、特に羽根車のコアとブレー
ドとの結合に関する。

【０００２】

【従来の技術】トルクコンバータは、車両等において、
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ために用いられている。このトルク
コンバータは、一般に、フロントカバーと、３種の羽根
車（インペラ，タービン，ステータ）とから構成されて
いる。エンジン側の回転体からフロントカバーにトルク
が入力されると、インペラがフロントカバーとともに回
転する。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，タービン，ステータの間を循環
し、タービンが作動油の速度エネルギーを吸収し、ター
ビンに固定されるトランスミッション側のシャフトにト
ルク出力する。

【０００３】このようなトルクコンバータには、上記の
ように羽根車が組み込まれている。羽根車は、主とし
て、外側の環状シェル、内側の環状コア、及び複数のブ
レードとから構成されている。ブレードは、円周方向に
等間隔に並び、一端がシェルに、他端がコアに結合され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】トルクコンバータの羽
根車を製造する過程においては、それぞれ別々に成形さ
れるシェル、コア、及びブレードを結合させる必要があ
る。従来においては、まず、シェルに対してブレードを
結合させている。そして、次にコアを用意し、ブレード
の羽根本体から延びるタブをコアに形成されたスリット
に挿入して、ブレードのタブとコアとをかしめ（カシ
メ）や溶接によって結合させている。しかし、このよう
な製造方法においては、コアのスリットにブレードのタ
ブを挿入する作業の効率が悪くなることが多い。現状に
おいては、タブを所定のスリットに挿入するために、ブ
レードをたたいたりしながら時間をかけて作業を行って
いる。

【０００５】また、従来は、上記のように、ブレードの
羽根本体から延びるタブをコアのスリットに挿入し、そ
れを折り曲げる又は溶接することによってブレードとコ
アとを結合させている。したがって、タブを折り曲げる
手法を採る場合には、折り曲げ加工時に羽根本体を保持
しなければならず、タブの折り曲げの影響を受けて羽根
本体の形状が変化してしまうという不具合がある。ま
た、タブをコアに溶接する手法を採る場合にも、溶接の
際の熱や歪の影響が羽根本体に及び、羽根本体の形状が
変化してしまう不具合がある。

【０００６】本発明の課題は、ブレードの形状精度が高
くなるトルクコンバータの羽根車、及びその製造方法を
提供することにある。また、別の本発明の課題は、トル
クコンバータの羽根車の製造における作業効率を向上さ
せることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトルク
コンバータの羽根車は、外側のシェルと内側のコアとの
間に複数のブレードが配置されているトルクコンバータ
の羽根車であって、ブレードは、その第１部が、コアの
第２部と重ね合わされ塑性加工により結合されている。

【０００８】ここでは、従来のようにコアに設けたスリ
ットにブレードのタブを差し込むといった構造を採らず
に、ブレードの一部（第１部）とコアの一部（第２部）
とを重ね合わせ、その重ね合わせ部分に塑性加工を施す
ことによって、コアとブレードとを結合させている。こ
のため、ブレードについては、その第１部だけを保持し
ながら結合作業を行うことができるようになる。すなわ
ち、重ね合わせた部分に塑性加工を施すときに、ブレー
ドの第１部以外の部分を保持せずに加工することが可能
であり、重ね合わされて塑性加工が施される第１部は変
形するが、それ以外の部分については殆ど変形しないよ
うにすることができる。これにより、結合前のブレード
の形状精度が結合後においても高く保持されるようにな
る。

【０００９】なお、通常の羽根車ではブレードとコアと
が交差する構造となるため、本体部分と交差する方向に
延びるタブ（第１部）をブレードに形成して、そのタブ
とコアの第２部とを重ねて塑性加工を施すことが望まし
い。この場合には、例えば、タブの上にコアの第２部を
載せて、タブの下面をダイで保持しながら上からパンチ
を打ち下ろすことができる。すると、ブレードの本体に
は、塑性加工の影響が殆ど生じないことになる。

【００１０】また、塑性加工としては、重なり部分に切
り込みを入れる、重なり部分の中央を打ち抜く、重なり
部分の中央を絞る、重なり部分の一部を曲げるなど、種
々の形態が考えられる。

【００１１】請求項２に記載のトルクコンバータの羽根
車は、請求項１に記載の羽根車であって、ブレードとコ
アとは、さらに、ろう付けにより接合されている。ここ
では、塑性加工により結合されたブレード及びコアが更
にろう付けされるため、塑性加工による結合度合いを仮
止め程度にすることができる。また、塑性加工によりあ
る程度の強度が確保されている場合においても、ろう付
けによって、羽根車の強度を更に向上させることができ
る。

【００１２】請求項３に記載のトルクコンバータの羽根
車は、請求項１又は２に記載の羽根車であって、ブレー
ドの第１部とコアの第２部とは、パンチ及びダイの間に
挟まれ、パンチのダイへのプレスによって塑性加工され
る。

【００１３】ここでは、パンチ及びダイの間にブレード
の第１部及びコアの第２部を挟んでプレスすることによ
って、両者を塑性加工して結合させている。したがっ
て、ブレード及びコアは、第１部及び第２部がダイに保
持された状態で、プレスによって結合される。すなわ
ち、第１部以外のブレードの他の部分については、塑性
変形させるためには保持する必要がなく、プレスによる
力が作用して変形が生じる恐れが殆どなくなる。

【００１４】請求項４に記載の製造方法は、請求項１か
ら３のいずれかに記載のトルクコンバータの羽根車を製
造する製造方法である。この製造方法は、第１工程と、
第２工程と、第３工程とを備えている。第１工程では、
複数のブレードを配置に合った状態で保持し、それらの
ブレードの第１部に下方からダイを当接させる。第２工
程では、ダイの上に載っているブレードの第１部に対し
て、上方からコアの第２部を載せる。第３工程では、ダ
イの上に載っているブレードの第１部及びコアの第２部
に対して、上方からパンチを押圧させる。

【００１５】ここでは、従来のようにコアに設けたスリ
ットにブレードのタブを差し込んで塑性加工や溶接を行
うといった手法を採らずに、下面がダイに保持されたブ
レードの一部（第１部）にコアの一部（第２部）を載
せ、その重ね合わせ部分にパンチを打ち下ろす等して押
圧させることで塑性加工を施し、コアとブレードとを結
合させている。すなわち、ブレードについては、その第
１部だけをダイで保持しながら結合作業を行うことがで
きる。したがって、第１部及び第２部にパンチを押圧さ
せるときに、ブレードの第１部以外の部分には殆ど力が
作用せず、第１部は塑性変形するが、それ以外の部分に
ついては殆ど変形しない。このように、ここでは、結合
前のブレードの形状精度が結合後においても高く保持さ
れるようになる。

【００１６】請求項５に記載の製造方法は、請求項４に
記載の製造方法であって、第１工程では、全てのブレー
ドを配置に合った状態で保持し、全てのブレードの第１
部の下面にダイを当接させる。

【００１７】ここでは、適切に配置された全てのブレー
ドの第１部の下面にダイを当接させているため、各ダイ
に対してパンチが押圧されると、全てのブレードが適切
な配置でコアに結合される。なお、パンチによる押圧に
ついては、１つのパンチにより順番に各ブレードをコア
に結合させていってもよいし、複数のパンチにより多数
のブレードを同時にコアに結合させてもよい。

【００１８】請求項６に記載の製造方法は、請求項５に
記載の製造方法であって、全てのブレードに対してパン
チを用意する。そして、第３工程では、全てのブレード
の第１部及びその上に載っているコアの第２部に対し
て、パンチを同時に押圧させる。

【００１９】ここでは、適切に配置された全てのブレー
ドの第１部の下面にダイが当接している状態で、パンチ
をブレードの数だけ用意して、同時にパンチを押圧させ
ている。これにより、同時に全てのブレードがコアに結
合した状態となる。すなわち、ここでは、作業効率が上
がり生産性が向上する。

【００２０】請求項７に記載の製造方法は、請求項４か
ら６のいずれかに記載の製造方法であって、第４工程を
さらに備えている。第４工程では、第１工程、第２工
程、及び第３工程によりユニット化されたコア及びブレ
ードをシェルと合わし、ブレードとシェルとを結合させ
る。

【００２１】従来、シェルに結合されたブレードのタブ
をコアに挿入する作業で時間がかかっているが、ここで
は先にブレードをコアに結合させてユニット化し、それ
を後からシェルと結合させている。これにより、作業が
容易となり、作業効率が向上する。

【００２２】特に、ブレードとコアとを塑性加工によっ
て仮止め結合した状態で、それをシェルに合わせて結合
させる場合には、作業効率が非常によくなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る羽根車
（インペラ１３及びタービン１４）を含むトルクコンバ
ータを、図１に示す。トルクコンバータ１０は、Ｏ−Ｏ
を回転軸とするものであり、図の左側に配されるエンジ
ン（図示せず）と図の右側に配されるトランスミッショ
ン（図示せず）との間に配置される。

【００２４】＜トルクコンバータ１０の構成＞このトル
クコンバータ１０は、エンジン側のクランクシャフト８
１からトランスミッションのメインドライブシャフト９
１にトルクを伝達するための機構であり、主として、フ
ロントカバー１２と、インペラ１３と、タービン１４
と、ステータ１５と、ロックアップクラッチ１９とから
構成されている。

【００２５】フロントカバー１２は、フレキシブルプレ
ート１１を介してクランクシャフト８１に連結される。
インペラ１３は、インペラシェル１３ａと、インペラシ
ェル１３ａの内側に固定された複数のインペラブレード
３２と、インペラブレード３２の内側に固定される環状
のインペラコア３３と、インペラシェル１３ａの内周端
に固定されているインペラハブ１３ｂとから構成されて
いる。フロントカバー１２とインペラ１３のインペラシ
ェル１３ａとは、図１に示すように互いの外周部が接合
され、両者で作動油室を形成する。

【００２６】タービン１４は、作動油室内でインペラシ
ェル１３ａと対向するように配置されており、主に、タ
ービンシェル４１と、タービンシェル４１に固定された
複数のタービンブレード４２と、タービンブレード４２
の内側に固定される環状のタービンコア４３とから構成
されている。タービンシェル４１の内周端は、内周面に
メインドライブシャフト９１と連結するためのスプライ
ン孔が形成されているタービンハブ１８に固定される。

【００２７】ステータ１５は、インペラ１３とタービン
１４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９２に固定されている。

【００２８】ロックアップクラッチ１９は、フロントカ
バー１２とタービン１４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１２とタービン１４との間に
配置される。

【００２９】＜トルクコンバータ１０の動作＞エンジン
側のクランクシャフト８１からのトルクは、フレキシブ
ルプレート１１からフロントカバー１２に入力される。
このトルクは、フロントカバー１２に固定されているイ
ンペラシェル１３ａにも伝達される。これにより、イン
ペラ１３が回転し、作動油がインペラ１３側からタービ
ン１４側へと流れる。この作動油の流れによってタービ
ン１４が回転し、タービン１４のトルクはタービンハブ
１８を介してメインドライブシャフト９１に出力され
る。

【００３０】＜羽根車の製造方法＞次に、羽根車である
インペラ１３及びタービン１４の製造について説明す
る。どちらも同様の製法によって作られるため、ここで
は、タービン１４を例に取って説明する。

【００３１】〔タービン１４の詳細構成〕図２に、ター
ビン１４の平面図を示す。上記のように、タービン１４
は、中央に円孔が開けられたタービンシェル４１と、複
数のタービンブレード４２と、タービンブレード４２の
内側に固定される環状のタービンコア４３とから構成さ
れる。これらの各構成要素４１，４２，４３は、それぞ
れ別々に成形され、位置決めされた上で結合される。

【００３２】タービンブレード４２には、図２及び図３
に示すように、ブレード本体４２ａから延びるタブ４２
ｂが形成されている。タブ４２ｂは、ブレード本体４２
ａと交差している。

【００３３】なお、図２においては、理解の容易のた
め、タービンブレード４２の枚数を実際よりも少なくし
たものを示している。 〔各構成要素４１，４２，４３の結合順序〕従来は、タ
ービンブレードをタービンシェルに固定した後に各ター
ビンブレードの内側端を結ぶようにタービンコアを装着
させており、タービンコアの装着の際にはタービンブレ
ードの本体部分を保持しながらタブをタービンコアにか
しめたり溶接したりしている。

【００３４】これに対し、本実施形態における製造方法
では、まず複数のタービンブレード４２をタービンコア
４３と結合させて１ユニットとして、その後にユニット
化されたタービンブレード４２及びタービンコア４３を
タービンシェル４１に固定する手順を採っている。

【００３５】〔タービンブレード４２とタービンコア４
３との結合〕 （仮止め結合）タービンブレード４２とタービンコア４
３とを結合させる際には、まず、図４に示すプレス装置
を用いて、両者４２，４３を仮止め結合させる。

【００３６】図４のプレス装置は、ダイ６１と、パンチ
６２と、下型７１と、上型７２とを備えている。下型７
１は、環状の型であり、全てのタービンブレード４２を
位置決めして保持することができる。

【００３７】各タービンブレード４２は、そのブレード
本体４２ａが下型７１の位置決め部７１ａ，７１ｂ，７
１ｃにより位置決めされた状態で、下型７１により保持
される。このときには、図４に示すように、タービンブ
レード４２のタブ４２ｂが略水平状態となる。そして、
これらのタブ４２ｂの下面には、タービンブレード４２
の数量だけ用意されているダイ６１の上面が当接する。

【００３８】下型７１及びダイ６１によって全てのター
ビンブレード４２を保持させたら、次に、各タービンブ
レード４２のタブ４２ｂの上にタービンコア４３を載置
する。このときのタービンコア４３の位置は、下型７１
によって自動的に所定位置に決められる。そして、この
タービンコア４３の載置により、各タブ４２ｂの上方に
位置するタービンコア４３の被結合部４３ａと各タブ４
２ｂとが重なり合った状態となる。

【００３９】次に、下型７１の上に上型７２がセットさ
れる。この上型７２には、図４に示すように、鉛直方向
に延びる円柱状の穴７２ａが形成されている。穴７２ａ
は、上型７２をセットしたときに、タブ４２ｂの真上に
くる。

【００４０】下型７１をセットしたら、次に、ダイ６１
に向けてパンチ６２を打ち下ろす。ここでは、１つのパ
ンチ６２が順番に各タブ４２ｂの上方に位置するように
パンチ６２又は型７１，７２を回転させ、タービンブレ
ード４２を１つずつタービンコア４３に結合させてい
く。なお、パンチ６２は、上型７２の穴７２ａを通って
ダイ６１に打ち下ろされる。

【００４１】パンチ６２がダイ６１に打ち下ろされる
と、図３に示すように、タービンコア４３の被結合部４
３ａ及びタービンブレード４２のタブ４２ｂは、ダイ６
１の上部に形成されている凹部６１ａにはまり込むよう
に塑性変形する。この塑性変形により、被結合部４３ａ
とタブ４２ｂとが結合される。

【００４２】（結合強度の確保）上記のように仮止め結
合されたタービンブレード４２及びタービンコア４３
は、製品強度を確保するために、ろう付けされる。ろう
付けは、ユニット化されたタービンブレード４２及びタ
ービンコア４３をタービンシェル４１に固定した後に行
ってもよいし、タービンシェル４１に固定する前に行っ
てもよい。タービンブレード４２及びタービンコア４３
をタービンシェル４１に固定した後にろう付けを行う場
合には、タービンブレード４２とタービンコア４３との
ろう付け及びタービンブレード４２とタービンシェル４
１とのろう付けを同時に行ってもよい。

【００４３】なお、タービンブレード４２及びタービン
コア４３をタービンシェル４１に固定するときには、か
しめや溶接などの従来技術を用いてもよい。 ＜羽根車の製造に関する特徴＞ （１）従来は、タービンブレードをタービンシェルに固
定した後に各タービンブレードの内側端を結ぶようにタ
ービンコアを装着させており、タービンコアの装着の際
にはタービンブレードの本体部分を保持しながらタブを
タービンコアにかしめたり溶接したりしている。このた
め、図６に示すようにタービンコア１４３のスリット１
４３ａにタービンブレード１４２のタブ１４２ｂを差し
込むときに、タービンブレード１４２をたたいたりしな
ければならず、作業に時間がかかっている。また、図６
に示すようにタブ１４２ｂの先端をタービンコア１４３
にかしめるときには、タービンブレード１４２のブレー
ド本体１４２ａを固定しながらタブ１４２ｂをかしめる
必要があるため、ブレード本体１４２ａにも力が作用し
てブレード本体１４２ａの形状精度が悪化することがあ
る。

【００４４】これに対し、本実施形態においては、従来
のようにコアに設けたスリットにブレードのタブを差し
込んで塑性加工や溶接を行うといった手法を採らずに、
下面がダイ６１に保持されたタービンブレード４２のタ
ブ４２ｂにタービンコア４３の被結合部４３ａを載せ、
その重ね合わせ部分にパンチ６２を打ち下ろして押圧さ
せることで塑性加工を施し、両者４２，４３を結合させ
ている。このため、タブ４２ｂ及び被結合部４３ａにパ
ンチ６２を打ち下ろすときに、ブレード本体４２ａには
殆ど力が作用せず、タブ４２ｂは塑性変形するがブレー
ド本体４２ａについては殆ど変形が起こらない。したが
って、ここでは、仮止め結合前のタービンブレード４２
の形状精度が仮止め結合後においても高く保持される。

【００４５】また、本実施形態における製造方法では、
まず複数のタービンブレード４２をタービンコア４３と
結合させて１ユニットとして、その後にユニット化され
たタービンブレード４２及びタービンコア４３をタービ
ンシェル４１に固定する手順を採っている。そして、ダ
イ６１，パンチ６２及び型７１，７２によって、タービ
ンブレード４２とタービンコア４３とを簡単に位置決め
した上で、両者４２，４３を仮止め結合させることがで
きる。したがって、従来のように作業に時間がかかるこ
とがなくなり、作業効率が向上する。

【００４６】（２）ここでは、仮止め結合したタービン
ブレード４２及びタービンコア４３に対して最終的にろ
う付けを行うため、強度面では、従来の溶接による結合
よりも疲労強度が向上することになる。

【００４７】［他の実施形態］ （Ａ）上記実施形態では、１つのパンチ６２によって、
各タービンブレード４２のタブ４２ｂを順番にタービン
コア４３に仮止め結合させているが、パンチ６２をター
ビンブレード４２の数量だけ用意して、同時に全てのパ
ンチ６２を打ち下ろすことによって１ショットで仮止め
結合を終わらせることも可能である。この場合には、作
業時間が非常に短縮され、生産性が向上する。

【００４８】（Ｂ）上記実施形態では、図３及び図４に
示すように、タービンコア４３の被結合部４３ａ及びタ
ービンブレード４２のタブ４２ｂの重なり部分の中央付
近にパンチ６２を打ち下ろし、両者４３ａ，４２ｂを図
３に示すように塑性変形させて仮止め結合させている
が、図５に示すように、パンチ６５をダイ６４に打ち下
ろすことによって両者４３ａ，４２ｂを貫通する穴を開
け、それによる両者４３ａ，４２ｂの塑性変形で仮止め
結合を行ってもよい。

【００４９】また、その他の塑性加工として、両者４３
ａ，４２ｂの重なり部分に切り込みを入れる、両者４３
ａ，４２ｂの重なり部分の中央を絞る、両者４３ａ，４
２ｂの重なり部分の一部を曲げるなど、種々の形態が考
えられる。

【００５０】（Ｃ）上記実施形態では、仮止め結合によ
ってタービンブレード４２のタブ４２ｂに形成される凸
部がタービンシェル４１側にくるようになっているが、
トルクコンバータ１０の性能上影響を与えない部位に形
成するようにすれば、流体通路側に突出するようにして
も、その反対側に突出するようにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】本発明では、ブレードの一部（第１部）
とコアの一部（第２部）とを重ね合わせ、その重ね合わ
せ部分に塑性加工を施すことによってコアとブレードと
を結合させているため、塑性加工を施すときにブレード
の第１部以外の部分を保持せずに加工することが可能で
あり、重ね合わされて塑性加工が施される第１部は変形
するが、それ以外の部分については殆ど変形しないよう
にすることができる。これにより、結合前のブレードの
形状精度が結合後においても高く保持されるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る羽根車を含むトルク
コンバータの縦断面図。

【図２】タービンの平面図。

【図３】図２のIII−III矢視図。

【図４】タービンブレードとタービンコアとを結合させ
るためのプレス装置の概略図。

【図５】他の実施形態におけるタービンブレードとター
ビンコアとの塑性変形を示す図。

【図６】従来のタービンブレードとタービンコアとの塑
性変形を示す図。

【符号の説明】

１０ トルクコンバータ １４ タービン（羽根車） ４１ タービンシェル（シェル） ４２ タービンブレード（ブレード） ４２ａ ブレード本体 ４２ｂ タブ（第１部） ４３ タービンコア（コア） ４３ａ 被結合部（第２部） ６１ ダイ ６２ パンチ ７１ 下型 ７２ 上型

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外側のシェルと内側のコアとの間に複数の
   ブレードが配置されているトルクコンバータの羽根車で
   あって、 前記ブレードは、その第１部が、前記コアの第２部と重
   ね合わされ塑性加工により結合されている、トルクコン
   バータの羽根車。
2. 【請求項２】前記ブレードと前記コアとは、さらに、ろ
   う付けにより接合されている、請求項１に記載のトルク
   コンバータの羽根車。
3. 【請求項３】前記ブレードの第１部と前記コアの第２部
   とは、パンチ及びダイの間に挟まれ、前記パンチの前記
   ダイへのプレスによって塑性加工される、請求項１又は
   ２に記載のトルクコンバータの羽根車。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載のトルク
   コンバータの羽根車を製造する製造方法であって、 複数の前記ブレードを配置に合った状態で保持し、それ
   らの前記ブレードの第１部に下方からダイを当接させる
   第１工程と、 前記ダイの上に載っている前記ブレードの第１部に対し
   て、上方から前記コアの第２部を載せる第２工程と、 前記ダイの上に載っている前記ブレードの第１部及び前
   記コアの第２部に対して、上方からパンチを押圧させる
   第３工程と、を備えた製造方法。
5. 【請求項５】前記第１工程では、全ての前記ブレードを
   配置に合った状態で保持し、全ての前記ブレードの第１
   部の下面に前記ダイを当接させる、請求項４に記載の製
   造方法。
6. 【請求項６】全ての前記ブレードに対して前記パンチを
   用意し、 前記第３工程では、全ての前記ブレードの第１部及びそ
   の上に載っている前記コアの第２部に対して、前記パン
   チを同時に押圧させる、請求項５に記載の製造方法。
7. 【請求項７】前記第１工程、前記第２工程、及び前記第
   ３工程によりユニット化された前記コア及び前記ブレー
   ドを前記シェルと合わし、前記ブレードと前記シェルと
   を結合させる第４工程をさらに備えた、請求項４から６
   のいずれかに記載の製造方法。