JP2016205509A - トルクコンバータにおけるブレードの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、ブレードがシェルに安定して強固に固定されるトルクコンバータにおけるブレードの取付構造を提供する。
【解決手段】トルクコンバータにおけるブレードの取付構造１は、凹部２０を有するシェル２と、凹部２０に挿入されるタブ３１を有するブレードと、を備える。タブ３１は、凹部２０の深さ方向に圧縮されることで、凹部２０の幅方向に広がるように塑性変形された屈曲片３１１を備える。記屈曲片３１１は、上記塑性変形に伴って凹部２０の両側面２１，２２及び底面２３の各々に圧接される角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、シェルに複数のブレードが取り付けられたトルクコンバータにおけるブレードの取付構造に関する。

従来、自動車などに搭載される自動変速機の流体伝動装置として、トルクコンバータが利用されている。トルクコンバータは、入力側のポンプインペラと、出力側のタービンランナと、両者間に介在されてオイルの流れを制御するステータと、を備える。

ポンプインペラ及びタービンランナは、代表的には、図２に示すように椀状のシェル２と、シェル２の内周面２ｉに固定される複数のブレード３と、を備える。各ブレード３は、シェル２への固定部分として複数のタブを備え、シェル２は、タブがそれぞれ挿入される複数の凹部を備える。

ブレードは、凹部にタブを挿入した後ロウ付けしたり、溶接したり、凹部近傍をかしめたりして、シェルに固定される。シェルにブレードをかしめて固定する例として、タブに折り曲げ突起を設け、このタブを凹部に挿入後、凹部近傍にポンチを打ち付けてシェルの凹部近傍領域を塑性変形させ、タブの折り曲げ突起を固定するかしめ部を形成する、ことが挙げられる（特許文献１）。

特開平７−２５９９５１号公報

シェルとブレードとをロウ付けしたり、溶接したりすれば、両者を強固に固定できる。しかし、ロウ付けは、タブの挿入、ロウ材の充填、ロウ材の固化、といった工程が必要なため工程数が多く、製造性に劣る。また、ロウ付けは、重量の増大、原価が高い、といった問題もある。溶接は、ブレードと溶接設備との位置合わせに時間が掛かり、製造性に劣る。隣り合うブレード間の間隔が狭いことからも、作業性に劣る。上記位置合わせを高精度に行わないと、溶接不良によるブレードの固定強度の低下を招く。

一方、かしめによる固定は、ロウ付けよりも工程数が少なく、溶接設備が不要であり、原価も低い。しかし、ポンチの打ち付けによるかしめ部の形成では、ポンチの打ち込みの調整が難しく、かしめ部のかしめ量が安定し難い。そのため、シェルに対するブレードの固定状態にばらつきが生じる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、簡易な構成で、ブレードがシェルに安定して強固に固定されるトルクコンバータにおけるブレードの取付構造を提供することにある。

本発明の一態様に係るトルクコンバータにおけるブレードの取付構造は、凹部を有するシェルと、前記凹部に挿入されるタブを有するブレードと、を備える。前記タブは、前記凹部の深さ方向に圧縮されることで、前記凹部の幅方向に広がるように塑性変形された屈曲片を備える。前記屈曲片は、前記塑性変形に伴って前記凹部の両側面及び底面の各々に圧接される角部を備える。

上記のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造は、凹部に挿入されたタブが屈曲片の角部によって凹部の両側面及び底面の各々に圧接して固定されるため、ブレードがシェルに強固に固定される。シェルに対するブレードの固定は、ブレードを凹部の深さ方向に押圧することで容易に行うことができる。それは、ブレードを凹部の深さ方向に押圧すると、屈曲片の角部が凹部の両側面及び底面という異なる三か所に対してバランスよく圧接されるからである。ブレードを凹部の深さ方向に押圧することでシェルに対するブレードの固定を行えるため、凹部近傍をかしめる場合に問題となり得る固定状態のばらつきを抑制できる。よって、上記のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造は、簡易な構成で、ブレードがシェルに強固に固定されている上に、その固定状態が安定している。

実施形態１に係るトルクコンバータにおけるブレードの取付構造について、（Ａ）は、取付構造の構築後におけるブレードのタブとシェルとの近傍を拡大して示す部分断面図であり、（Ｂ）は、取付構造の構築前におけるシェルにブレードのタブを挿入した状態を説明する部分断面図である。 トルクコンバータのポンプインペラの一部であって、その内側を回転軸の軸方向から見た部分平面図である。 実施形態１に係るトルクコンバータにおけるブレードの取付構造について、シェルにタブを挿入する前のブレードを示す斜視図である。 トルクコンバータのポンプインペラの一部であって、ブレードがシェルとコアリングとに取り付けられている部分を回転軸に平行な平面で切断した部分断面図である。

以下、図面を参照して、本発明のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造の具体例を説明する。図において同一符号は同一名称物を示す。なお、図示したタブ及び凹部の個数は例示であり、適宜変更できる。

《実施形態１》
・全体構成
実施形態１のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造１は、図１〜図４に示すように、ポンプインペラのシェル２と、シェル２に固定される複数のブレード３と、を備える。シェル２は、図２，４に示すように、椀状であり、その内周面２ｉに凹部２０（図４）を備える。複数のブレード３は、図２に示すように、シェル２の内周面２ｉに回転軸Ｏを中心として等角度の間隔で固定されている。各ブレード３は、図３，４に示すように、シェル２の内周面２ｉに沿った湾曲した外周縁を有する円弧状のブレード本体３０と、ブレード本体３０の外周縁から突出する複数のタブ３１（ここでは三つのタブ）と、を備える。ブレード３は、タブ３１がシェル２の凹部２０に挿入されることで、シェル２に固定される。本実施形態１のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造１の主たる特徴とするところは、タブ３１が、角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃを有する屈曲片３１１を備えることにある。タブ３１の角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃが、凹部２０の両側面２１，２２及び底面２３の各々に対する固定部分となる。以下、詳細を説明する。

・タブ
タブ３１は、図１，３，４に示すように、ブレード本体３０の外周縁から外方に突出して形成されている。タブ３１は、凹部２０に挿入されて凹部２０の深さ方向に圧縮されることで、凹部２０の幅方向に広がるように塑性変形される屈曲片３１１を備える（図１）。この屈曲片３１１は、上記塑性変形に伴って凹部２０の両側面２１，２２及び底面２３の各々に圧接される角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃを備える。つまり、各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃは、屈曲片３１１のうち、凹部２０の一側面２１、他側面２２、底面２３のそれぞれに対向する位置に設けられている。

屈曲片３１１は、ブレード本体３０側から順に、凹部２０の一側面２１、底面２３、他側面２２に向かって屈曲しながら延設された部材である。具体的には、屈曲片３１１は、凹部２０の底面２３に対向する角部３１１ｃが、ブレード本体３０の外周縁と凹部２０の底面２３とを繋ぐ直線上に位置し、凹部２０の両側面２１，２２に対向する角部３１１ａ，３１１ｂが、上記直線を挟んで対称に位置するように屈曲している。この屈曲形状によって、タブ３１が凹部２０の深さ方向に圧縮されると、屈曲片３１１の塑性変形に伴い、各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃが各面２１，２２，２３に対して略垂直方向にバランスよく圧接力を作用することができる（詳細は後述する）。

屈曲片３１１は、一端部がブレード本体３０の外周縁と直接的又は間接的に接続され、他端部が自由端となっている。ここでは、屈曲片３１１は、一端部がブレード本体３０と間接的に接続され（詳細は後述する）、他端部が角部３１１ｂとなっている。タブ３１（屈曲片３１１）は、ブレード本体３０と一体物であり、プレス成形によって形成されている。なお、図１に示すブレード３のうち、白抜き部分がタブ３１であり、ハッチング部分がブレード本体３０である。また、ハッチング部分の下端が後述する当接面３０ｃに相当する。

タブ３１は、屈曲片３１１の圧縮前の状態（取付構造１の構築前）では、ブレード本体３０からの突出量がシェル２の凹部２０の深さよりも大きく（図１（Ｂ））、屈曲片３１１の圧縮後の状態（取付構造１の構築後）では、その突出量がシェル２の凹部２０の深さと実質的に同じとなる（図１（Ａ））。つまり、屈曲片３１１の圧縮前におけるタブ３１の突出量は、凹部２０の深さと屈曲片３１１の所望の圧縮量との合計とすればよい。そうすることで、ブレード本体３０の外周縁（当接面３０ｃ、図３，４）がシェル２の内周面２ｉに当接する（図４）までタブ３１（ブレード３）を押圧すれば、屈曲片３１１は所望の圧縮状態となり、各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃは凹部２０の各面２１，２２，２３を圧接して固定されることになる。

タブ３１の屈曲片３１１は、その圧縮前の状態では、凹部２０の両側面２１，２２に対向する角部３１１ａ，３１１ｂ間の距離が、凹部２０の幅（図１の左右方向の距離）と同等以下程度であることが挙げられる。そうすることで、タブ３１を凹部２０に挿入し易く、かつ上記タブ３１のブレード本体３０からの突出量（屈曲片３１１の圧縮前）を小さくすることができる。それは、タブ３１を凹部２０に挿入した状態において、屈曲片３１１の角部３１１ａ，３１１ｂが凹部２０の両側面２１，２２に近接しているため、角部３１１ａ，３１１ｂを各面２１，２２に圧接させるために必要な屈曲片３１１の広がり（凹部２０の幅方向の広がり）を小さくできるからである。

この例では、タブ３１は、そのブレード本体３０側に、屈曲片３１１の圧縮状態を調整する調整部３１２を備える。調整部３１２は、一端部がブレード本体３０の外周縁と接続され、他端部が屈曲片３１１の一端部と接続される直線状の部材である。調整部３１２は、凹部２０の深さ方向に沿って形成される。調整部３１２は、屈曲片３１１の圧縮前の状態において、屈曲片３１１の形状・大きさなどを一定としたとき、調整部３１２の長さを調整することで、屈曲片３１１の圧縮状態として例えば凹部２０の幅方向への広がりを調整することができる。調整部３１２の長さを長くすることで、屈曲片３１１への圧縮（圧縮量）が大きくなるため、屈曲片３１１の広がりを大きくできる。一方、調整部３１２の長さを短くすることで、屈曲片３１１への圧縮（圧縮量）が小さくなるため、屈曲片３１１の広がりを小さくできる。調整部３１２の長さは、ブレード本体３０の当接面３０ｃがシェル２の内周面２ｉに当接したときに、屈曲片３１１が所望の圧縮状態となり、各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃが凹部２０の両側面２１，２２及び底面２３のそれぞれに適切に圧接された状態となる長さを選択する。

・ブレード本体
ブレード本体３０は、シェル２の内周面２ｉに対して立設するように固定されている（図４）。本実施形態１では、ブレード本体３０は、その外周縁側領域にシェル２の内周面２ｉに略平行となる面（加圧面３０ｐ）を備える（図１（Ｂ），３）。具体的には、ブレード本体３０は、内周側から外周側に向かって立設するように設けられるが、外周縁側領域でシェル２の内周面２ｉに平行する方向に若干延設され、さらにシェル２の内周面２ｉに直交する方向に延設されたクランク状となっている。

シェル２に対するブレード３の固定は、タブ３１をシェル２の凹部２０に挿入し、ブレード３を凹部２０の深さ方向に押圧することで行う。ブレード本体３０に加圧面３０ｐが形成されているため、この加圧面３０ｐをハンマーＨなどの押圧部材で押圧できる。加圧面３０ｐの幅は、ハンマーＨなどで押圧可能な程度であればよく、狭い方がブレード３の幅を狭くできて小型化できる。ブレード本体３０の外周縁は、シェル２の内周面２ｉに当接される当接面３０ｃである（図３）。

・取付方法
実施形態１の取付構造１は、例えば、ブレード３のタブ３１をシェル２の凹部２０に挿入⇒ブレード３を押圧、という工程を経て構築することができる。挿入及び押圧は、ブレード３の枚数及びタブ３１の個数に応じて繰り返し行う。

まず、ブレード３のタブ３１をシェル２の凹部２０に挿入する（図１（Ｂ））。タブ３１の屈曲片３１１の幅（角部３１１ａ，３１１ｂ間の距離）が、凹部２０の幅と同等以下程度であるため、タブ３１を凹部２０に挿入し易い。このとき、タブ３１は、屈曲片３１１の角部３１１ｃが凹部２０の底面２３に接触した状態で、ブレード本体３０側の部分（調整部３１２）が凹部２０の開口側から若干突出している。

次に、ブレード３を押圧する（図１（Ｂ））。ここでは、ブレード本体３０の加圧面３０ｐをハンマーＨで押圧する。そうすると、加圧面３０ｐからの荷重が調整部３１２に作用する（白矢印）。そして、この荷重によって、屈曲片３１１の角部３１１ｃが凹部２０の底面２３に圧接されると共に、その角部３１１ｃを支点として、屈曲片３１１が凹部２０の深さ方向に圧縮され、屈曲片３１１の角部３１１ａ，３１１ｂが互いに離反する方向（凹部２０の幅方向）に広がり、角部３１１ａ，３１１ｂが凹部２０の両側面２１，２２に圧接される。このとき、各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃから各面２１，２２，２３に圧接力が作用する（黒矢印）。ブレード３の押圧は、ブレード本体３０の当接面３０ｃ（図３）がシェル２の内周面２ｉに当接するまで行う。

取付構造１が構築されると、図１（Ａ）に示すように、屈曲片３１１の各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃは、凹部２０の各面２１，２２，２３にそれぞれ圧接し、さらに各面２１，２２，２３に食い込んで固定される。

・その他
ブレード３は、外周縁側がシェル２に固定されると共に、内周縁側が円環状のコアリング５に固定される（図２，４）。そのため、ブレード３は、その内周縁から突出する複数のタブ３５を円環状のコアリング５への固定部分として備える。コアリング５は、図２に示すように、タブ３５がそれぞれ挿通される複数のタブ孔５０を備える。

ブレード３のコアリング５への固定は、上述した取付構造１の構築後、コアリング５のタブ孔５０にタブ３５を挿入し（図４の二点鎖線を参照）、タブ３５を折り曲げる（図２，４）。このとき、ブレード３は、シェル２に強固に固定されているため、タブ３５の折り曲げを安定して行える。

・効果
実施形態１のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造１は、屈曲片３１１の各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃが、凹部２０の両側面２１，２２及び底面２３のそれぞれに食い込んで固定されているため、ブレード３がシェル２に対して強固に固定される。取付構造１の構築前におけるタブ３１の屈曲片３１１の形状・大きさを調整することで、ブレード本体３０の外周縁（当接面３０ｃ）がシェル２の内周面２ｉに当接するまでブレード３を押圧すれば、屈曲片３１１が所望の圧縮状態に塑性変形され、その塑性変形に伴って各角部３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃが各面２１，２２，２３に対してバランスよく圧接される。よって、タブ３１をシェル２の凹部２０に挿入して、ブレード３を凹部２０の深さ方向に押圧するだけで、シェル２に対するブレード３の固定を容易に行うことができる上に、固定力が実質的に一定となるように管理し易い。そのため、上記の取付構造１は、シェル２に対するブレード３の固定を、安定して精度良く行うことができる。

上記の取付構造１は、ブレード本体３０にシェル２の内周面２ｉに略平行となる加圧面３０ｐが形成されているため、この加圧面３０ｐをハンマーＨなどの押圧部材で押圧でき、タブ３１を凹部２０の深さ方向に押圧し易い。加圧面３０ｐがブレード本体３０の外周縁近傍に形成されていることでタブ３１に近く、また加圧面３０ｐがシェル２の内周面２ｉに略平行となっているため、加圧面３０ｐに作用する荷重をタブ３１に効果的に伝達できる。

上記の取付構造１は、タブ３１が調整部３１２を備えることで、屈曲片３１１の圧縮状態を制御し易い。調整部３１２が凹部２０の深さ方向に沿った直線状であるため、調整部３１２の長さを調整することで、屈曲片３１１の圧縮量を画一化し、作業者による圧縮量のばらつきを抑制することができる。

上記の取付構造１は、ブレード３のタブ３１をシェル２の凹部２０に挿入⇒ブレード３を押圧、という簡易な工程で構築することができる。よって、従来のようなかしめ作業を不要とでき、作業性に優れる。もちろん、上記の取付構造１の構築後に、従来のようなかしめ作業を行ってもよい。この場合、上記の取付構造１によってブレード３はシェル２に強固に固定できているため、かしめ量を削減することができる。

《変形例１−１》
実施形態１では、ブレード本体３０の外周縁近傍をクランク状に形成し、ブレード本体３０に加圧面３０ｐを設ける形態を説明した。その他、ブレード本体は、内周側から外周側に亘って一様に平坦であってもよい。この場合、ブレード本体の内周縁をハンマーなどで押圧することで、実施形態１と同様に、屈曲片を所望の圧縮状態に塑性変形でき、その塑性変形に伴う各角部の圧接による凹部への固定を行うことができる。

《変形例１−２》
実施形態１では、タブ３１が調整部３１２を備え、屈曲片３１１がブレード本体３０に対して調整部３１２を介して間接的に接続される形態を説明した。その他、タブは調整部を備えず屈曲片からなり、屈曲片がブレード本体に直接的に接続されていてもよい。この場合であっても、取付構造の構築前における屈曲片の形状・大きさを調整することで、ブレードの押圧によって屈曲片を所望の圧縮状態に塑性変形でき、その塑性変形に伴う各角部の圧接による凹部への固定を行うことができる。

《実施形態２》
実施形態１では、屈曲片３１１が、ブレード本体３０側から順に、凹部２０の一側面２１、底面２３、他側面２２に向かって屈曲しながら延設された形状（図１を参照）である形態を説明した。その他、屈曲片は、ブレード本体側から順に、図１に示す凹部２０の他側面２２、底面２３、一側面２１に向かって屈曲しながら延設された形状であってもよい。また、屈曲片は、ブレード本体側から順に、図１に示す凹部２０の一側面２１、他側面２２、底面２３に向かって屈曲しながら延設されたジグザグ形状であってもよい。このジグザグ形状は、ブレード本体側から順に、図１に示す凹部２０の他側面２２、一側面２１、底面２３に向かって屈曲しながら延設されてもよい。

ブレード本体が備える複数のタブは、屈曲片が全て同一形状であってもよいし、上述した形状を組み合わせてもよい。また、ブレード本体が備える複数のタブは、屈曲片を備えるタブと、屈曲片を備えないタブ（従来用いていた直線状などのタブ）とを組み合わせてもよい。屈曲片を備えないタブの場合、かしめによって固定すればよい。例えば、図３における右端のタブを従来の直線状のタブとし、他のタブを本発明における屈曲片を備えるタブとしても良い。但し、直線状のタブをブレードのどの位置のタブに用いるかは、この例に限定されるわけではない。

《実施形態３》
実施形態１，２では、トルクコンバータのポンプインペラのシェルにブレードを固定する場合について説明した。その他、トルクコンバータのタービンランナのシェルにブレードを固定する場合に、実施形態１，２の取付構造を適用できる。

本発明のトルクコンバータにおけるブレードの取付構造は、自動車のエンジンなどの動力を自動変速機に伝達するトルクコンバータにおいて、ポンプインペラのシェルやタービンランナのシェルとブレードとの固定に利用できる。

１ トルクコンバータにおけるブレードの取付構造
２ シェル ２ｉ 内周面
２０ 凹部 ２１ 一側面 ２２ 他側面 ２３ 底面
３ ブレード
３０ ブレード本体 ３０ｐ 加圧面 ３０ｃ 当接面
３１ タブ ３１１ 屈曲片 ３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ 角部
３１２ 調整部
３５ タブ
５ コアリング ５０ タブ孔
Ｈ ハンマー

Claims (1)

1. 凹部を有するシェルと、
   前記凹部に挿入されるタブを有するブレードと、を備え、
   前記タブは、前記凹部の深さ方向に圧縮されることで、前記凹部の幅方向に広がるように塑性変形された屈曲片を備え、
   前記屈曲片は、前記塑性変形に伴って前記凹部の両側面及び底面の各々に圧接される角部を備えるトルクコンバータにおけるブレードの取付構造。

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