JP2013155856A - トルクコンバータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】性能の低下および製造設備のコストアップを抑制できながら、シェルにブレードを位置精度よく取り付けることができる、トルクコンバータおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】シェル２の内面上には、複数のブレード４が放射状に配置される。ブレード４は、平坦部１１、メインブレード部１２およびサブブレード部１３を一体的に備えている。平坦部１１は、シェル２の内面に沿って配置され、スポット溶接により、シェル２に接合されている。メインブレード部１２は、平坦部１１におけるブレード４の並び方向の一方側の端部から立ち上がっている。サブブレード部１３は、平坦部１１におけるブレード４の並び方向の他方側の端部から立ち上がっている。これにより、各メインブレード部１２の間に、サブブレード部１３が配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、トルクコンバータおよびその製造方法に関する。

自動変速機を搭載した自動車では、エンジンなどの駆動源からの駆動力（トルク）がトルクコンバータを介して自動変速機に伝達される。

トルクコンバータは、フロントカバー、ポンプインペラ、タービンランナおよびステータを備えている。ポンプインペラおよびタービンランナは、同じ回転軸線を中心に回転可能に設けられ、腕状のシェルの内面上に複数のブレードが回転軸線を中心とする等角度間隔で配置された構成を有している。フロントカバーおよびポンプインペラのシェルは、互いに固定されて、それらの間に空間を形成している。タービンランナおよびステータは、その空間に収容されている。ステータは、ポンプインペラとタービンランナとの間に配置されている。また、フロントカバーとポンプインペラのシェルとの間の空間は、オイル（オートマチックトランスミッションフルード）で満たされている。

駆動源からの駆動力により、フロントカバーおよびポンプインペラが一体的に回転される。ポンプインペラが回転すると、ポンプインペラからタービンランナに向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナのブレードで受けられて、タービンランナが回転する。そして、タービンランナの回転が自動変速機に伝達されることにより、トルクコンバータを介した駆動源から自動変速機への駆動力の伝達が達成される。ステータが設けられていることにより、タービンランナからポンプインペラに戻されるオイルの流れがポンプインペラの回転を加速する方向に偏向され、ポンプインペラの回転トルクが増幅される。

ポンプインペラおよびタービンランナの各ブレードは、シェルの内面上の所定の位置に配置されて、その基端部がシェルに固定されている。

ブレードをシェルに固定する手法としては、たとえば、タブ曲げ手法が広く用いられている。タブ曲げ手法では、ブレードの基端部に形成されているタブをシェルの内面側からシェルに形成されているスリット孔に挿通させ、タブの先端部をシェルの外面側で折り曲げることにより、ブレードをシェルに固定する。

タブをスリット孔にスムーズに挿通させることができるように、スリット孔の幅は、タブの厚さよりも大きく設定されている。そのため、ブレードの位置が所定の位置からずれることがある。

また、ブレードをシェルに固定する手法として、ブレードの基端部を屈曲させて形成されたフランジをシェルの内面に当接させて、プレス加工またはレーザ溶接により、フランジをシェルに接合する手法が提案されている。これらの手法によれば、ブレードの位置が所定の位置からずれることを防止できる。

特開２００１−９０８０２号公報 特開平７−８８６６６号公報

しかしながら、プレス加工を採用した手法では、各ブレード間の間隔をプレス加工のパンチがフランジに当接可能な間隔まで広げる必要がある。そのため、シェルの内面上に配置可能なブレードの数が減少する。その結果、トルクコンバータの性能が低下する。

一方、レーザ溶接を採用した手法では、レーザ溶接のための設備が高価であるという問題がある。レーザ溶接に代えてスポット溶接を採用し、トルクコンバータの製造設備を安価に抑えることが考えられるが、この場合、各ブレード間の間隔を電極がフランジに当接可能な間隔まで広げる必要があり、プレス加工を採用した手法と同様の問題が生じる。

本発明の目的は、性能の低下および製造設備のコストアップを抑制できながら、シェルにブレードを位置精度よく取り付けることができる、トルクコンバータおよびその製造方法を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るトルクコンバータは、シェルと、前記シェルの内面上に放射状に配置される複数のブレードとを含む。そして、前記ブレードは、前記シェルの内面に沿って配置され、前記シェルの内面に接合された平坦部と、前記平坦部における前記ブレードの並び方向の一方側の端部から立ち上がったメインブレード部と、前記平坦部における前記並び方向の他方側の端部から前記メインブレード部よりも低く立ち上がったサブブレード部とを一体的に備えている。

シェルの内面上には、複数のブレードが放射状に配置される。ブレードは、平坦部、メインブレード部およびサブブレード部を一体的に備えている。平坦部は、シェルの内面に沿って配置される。メインブレード部は、平坦部におけるブレードの並び方向の一方側の端部から立ち上がっている。サブブレード部は、平坦部におけるブレードの並び方向の他方側の端部から立ち上がっている。

これにより、各メインブレード部間に、サブブレード部が配置される。そのため、各メインブレード部間の間隔が広げられることにより、ブレード（メインブレード部）の数が減っても、それによるトルクコンバータの性能の損失をサブブレード部によって補うことができる。そのため、トルクコンバータの性能の低減を抑制することができる。

また、平坦部、メインブレード部およびサブブレード部が一体的に形成されているので、平坦部をシェルの内面に接合することにより、シェルに対するメインブレード部の取付けとサブブレード部の取付けとが同時に達成される。そのため、サブブレード部が設けられることによる製造工程数の増加はない。しかも、平坦部がシェルの内面に接合される構成であるので、各ブレードをシェルに対して位置精度よく取り付けることができる。

さらに、サブブレード部の高さがメインブレード部の高さよりも低いので、各メインブレード部間の間隔が各メインブレード部間にプレス加工用のパンチまたはスポット溶接用の電極を挿入可能な間隔にされた構成では、パンチまたは電極の移動がサブブレードによって阻害されずに、パンチまたは電極を平坦部に当接させることができる。パンチまたは電極を平坦部に当接させることができるので、プレス加工またはスポット溶接により、平坦部をシェルの内面に接合させることができる。よって、製造設備のコストアップを抑制できながら、シェルにブレードを位置精度よく取り付けることができる。

メインブレード部が並び方向の一方側に傾斜して延びている場合、サブブレード部は、少なくとも一部が並び方向の他方側に配置されるメインブレード部がオーバハングした部分に配置されていることが好ましい。

これにより、各メインブレード部間の間隔を小さくすることができ、トルクコンバータの性能の低下を一層抑制することができる。

以上の構成を有するトルクコンバータは、平坦部がシェルの内面に沿って延び、平坦部の一端部から立ち上がったメインブレード部が平坦部に対してブレードの並び方向の一方側に位置し、平坦部の他端部から立ち上がったサブブレード部が平坦部に対して並び方向の他方側に位置するように、平坦部、メインブレード部およびサブブレード部を有するブレードを配置する工程と、メインブレード部とサブブレード部との間にスポット溶接用の電極またはプレス加工用のパンチを挿入し、電極またはパンチを平坦部に当接させて、スポット溶接またはプレス加工により、平坦部をシェルの内面に接合する工程とを含む方法によって製造することができる。

本発明によれば、トルクコンバータの性能の低下および製造設備のコストアップを抑制できながら、シェルにブレードを位置精度よく取り付けることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータのタービンランナの一部を示す正面図（タービンランナの内側を回転軸線方向から見た図）である。 図２は、シェルおよびブレードの断面図である。 図３Ａは、シェルにブレードを取り付ける工程を示す断面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示される工程の次の工程を示す断面図である。 図４は、シェルおよびブレードの断面図であり、プレス加工によってシェルにブレードが取り付けられる変形例について説明するための図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレード取付構造が採用されたトルクコンバータのタービンランナの一部を示す正面図（タービンランナの内側を回転軸線方向から見た図）である。

タービンランナ１は、シェル２、コアリング３および複数のブレード４を備えている。シェル２、コアリング３およびブレード４は、金属板からなる。

シェル２は、正面視円形状の中央部５と、中央部５の外側を取り囲むリング状の外周部６とを備えている。外周部６は、断面略円弧状に形成されており、外周部６の内面は、凹んだ湾曲面をなしている。

コアリング３は、シェル２の外周部６よりも小さい幅のリング状に形成されている。コアリング３は、外周部６の内面に対向して配置されている。

ブレード４は、シェル２の外周部６とコアリング３との間に、外周部６の周方向に等間隔を空けて、シェル２の回転軸線（中心線）を中心とする放射状に配置されている。ブレード４は、スポット溶接により、シェル２に固定され、タブ７を折り曲げることにより、コアリング３に固定されている。

図２は、シェルおよびブレードの断面図である。

ブレード４は、金属板を屈曲して形成されている。ブレード４は、平坦部１１、メインブレード部１２およびサブブレード部１３を一体的に備えている。

平坦部１１は、シェル２の外周部６の内面に沿って配置され、外周部６の径方向に延びている。平坦部１１は、たとえば、スポット溶接により、外周部６の内面に接合されている。

メインブレード部１２は、ブレード４の並び方向（外周部６の周方向に同じ。）の一方側の端部から立ち上がり、周方向の他方側に凸となるように緩やかに湾曲しつつ、一方側に傾斜している。

サブブレード部１３は、ブレード４の並び方向の他方側の端部であって、外周部６の径方向の外側の端部から立ち上がり、メインブレード部１２とほぼ同じ傾斜角度で傾斜して延びている。サブブレード部１３の高さは、メインブレード部１２の高さよりも低い。具体的には、サブブレード部１３の高さは、サブブレード部１３の全体がメインブレード部１２がオーバハングした部分内に収まる高さに設定されている。

図３Ａ，３Ｂは、シェルにブレードを取り付ける工程を順に示す断面図である。

ブレード４は、スポット溶接により、シェル２（外周部６）に取り付けられる。

具体的には、図３Ａに示されるように、まず、シェル２の内面上に、ブレード４が配置される。このとき、ブレード４は、並び方向の一方側のブレード４の平坦部１１およびメインブレード部１２の境界を含む鉛直面Ｖ１と並び方向の他方側のブレード４のメインブレード部１２の先端縁を含む鉛直面Ｖ２との間に、スポット溶接に用いられる電極２１の幅よりも大きい間隔が形成されるように配置される。

次に、電極２１が平坦部１１の上方に配置される。また、電極２１と対をなす電極２２がシェル２の下方に配置される。電極２１と電極２２とは、水平方向において同じ位置に配置され、互いに上下方向に対向している。

そして、図３Ｂに示されるように、電極２１が平坦部１１に当接されるとともに、電極２２がシェル２の外面に当接される。その後、電極２１と電極２２との間に電流が流され、シェル２および平坦部１１における電極２１と電極２２との間に挟まれた部分がジュール熱で溶融して接合される。これにより、シェル２へのブレード４の取付けが完了する。

以上のように、シェル２の内面上には、複数のブレード４が放射状に配置される。ブレード４は、平坦部１１、メインブレード部１２およびサブブレード部１３を一体的に備えている。平坦部１１は、シェル２の内面に沿って配置される。メインブレード部１２は、平坦部１１におけるブレード４の並び方向の一方側の端部から立ち上がっている。サブブレード部１３は、平坦部１１におけるブレード４の並び方向の他方側の端部から立ち上がっている。

これにより、各メインブレード部１２間に、サブブレード部１３が配置される。そのため、各メインブレード部１２間の間隔が広げられることにより、ブレード４（メインブレード部１２）の数が減っても、それによるトルクコンバータの性能の損失をサブブレード部１３によって補うことができる。そのため、トルクコンバータの性能の低減を抑制することができる。

また、平坦部１１、メインブレード部１２およびサブブレード部１３が一体的に形成されているので、平坦部１１をシェル２の内面に接合することにより、シェル２に対するメインブレード部１２の取付けとサブブレード部１３の取付けとが同時に達成される。そのため、サブブレード部１３が設けられることによる製造工程数の増加はない。しかも、平坦部１１がシェル２の内面に接合される構成であるので、各ブレード４をシェル２に対して位置精度よく取り付けることができる。

さらに、サブブレード部１３は、その高さがメインブレード部１２の高さよりも低く、並び方向の他方側に配置されるメインブレード部１２がオーバハングした部分に配置されている。そのため、スポット溶接用の電極２１を平坦部１１に当接させるときに、電極２１の移動がサブブレード４によって阻害されない。したがって、電極２１を平坦部１１に当接させることができるので、スポット溶接により、平坦部１１をシェル２の内面に接合させることができる。よって、製造設備のコストアップを抑制できながら、シェル２にブレード４を位置精度よく取り付けることができる。

また、サブブレード部１３が並び方向の他方側に配置されるメインブレード部１２がオーバハングした部分に配置されていることにより、各メインブレード部１２間の間隔を小さくすることができる。具体的には、並び方向の一方側のブレード４の平坦部１１およびメインブレード部１２の境界を含む鉛直面と並び方向の他方側のブレード４のメインブレード部１２の先端縁を含む鉛直面との間の間隔が電極２１を挿入可能な最小の間隔となるまで、各メインブレード部１２間の間隔を小さくすることができる。その結果、トルクコンバータの性能の低下を一層抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、シェル２とブレード４とがスポット溶接によって接合される場合を例にとった。しかしながら、これに限らず、図４に示されるように、パンチ３１を用いたプレス加工により、シェル２とブレード４とが接合されてもよい。この場合には、並び方向の一方側のブレード４の平坦部１１およびメインブレード部１２の境界を含む鉛直面と並び方向の他方側のブレード４のメインブレード部１２の先端縁を含む鉛直面との間の間隔がパンチ３１を挿入可能な最小の間隔となるまで、各メインブレード部１２間の間隔を小さくすることができる。

また、本発明がトルクコンバータのタービンランナ１に適用された場合を取り上げたが、トルクコンバータのポンプインペラに本発明が適用されてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ タービンランナ（トルクコンバータ）
２ シェル
４ ブレード
１１ 平坦部
１２ メインブレード部
１３ サブブレード部
２１ 電極
３１ パンチ

Claims (3)

1. シェルと、
   前記シェルの内面上に放射状に配置される複数のブレードとを含み、
   前記ブレードは、前記シェルの内面に沿って配置され、前記シェルの内面に接合された平坦部と、前記平坦部における前記ブレードの並び方向の一方側の端部から立ち上がったメインブレード部と、前記平坦部における前記並び方向の他方側の端部から前記メインブレード部よりも低く立ち上がったサブブレード部とを一体的に備えている、トルクコンバータ。
2. 前記メインブレード部は、前記並び方向の一方側に傾斜して延びており、
   前記サブブレード部は、少なくとも一部が前記並び方向の他方側に配置される前記メインブレード部がオーバハングした部分に配置されている、請求項１に記載のトルクコンバータ。
3. シェルの内面上に複数のブレードが放射状に配置された構成を有するトルクコンバータを製造する方法であって、
   平坦部が前記シェルの内面に沿って延び、前記平坦部の一端部から立ち上がったメインブレード部が前記平坦部に対して前記ブレードの並び方向の一方側に位置し、前記平坦部の他端部から立ち上がったサブブレード部が前記平坦部に対して前記並び方向の他方側に位置するように、前記平坦部、前記メインブレード部および前記サブブレード部を有する前記ブレードを配置する工程と、
   前記メインブレード部と前記サブブレード部との間にスポット溶接用の電極またはプレス加工用のパンチを挿入し、前記電極または前記パンチを前記平坦部に当接させて、スポット溶接またはプレス加工により、前記平坦部を前記シェルの内面に接合する工程とを含む、トルクコンバータの製造方法。

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