JP4062142B2

JP4062142B2 - トルクコンバータとその組立方法

Info

Publication number: JP4062142B2
Application number: JP2003077808A
Authority: JP
Inventors: 明彦佐野; 力上谷; 吉孝三浦
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP2004286105A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトルクコンバータの構造または組立方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術とその解決すべき課題】
トルクコンバータは、そのインペラシェルとコンバータカバーとをアーク溶接で結合することにより組み立てるようにしたものが一般的である。
【０００３】
しかしながら、アーク溶接による組立では、溶接時に生じるスパッタが嵌合部の隙間を抜けてコンバータ内に侵入し、金属粒状の夾雑物となってＡＴＦに混入するのが避けられないので、これをろ過するためにメッシュの細かい高性能なフィルタを設ける必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１６１０９号公報
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を摩擦撹拌により結合する構成とする。このために、インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を形成する内外接合面を、軸方向から寄り付く摩擦撹拌用のスターロッドに対向する端面上に露出させた構造とする。また、前記接合面を摩擦撹拌により結合する際に前記スターロッドの荷重を支持する肩部をインペラシェルまたはコンバータカバーに形成する。
【０００６】
本発明によるトルクコンバータの組立は、前記スターロッド押圧時の荷重を前記嵌合部端面の背面側に設けた肩部で支持しながら摩擦撹拌加工することにより行う。
【０００７】
【作用・効果】
本発明によれば、インペラシェルまたはコンバータカバーに形成した肩部にてスターロッドの押圧荷重を支持させながら摩擦撹拌による結合を行うので、インペラシェルとコンバータカバーとを強固に結合することができる。
【０００８】
摩擦撹拌加工ではスパッタが発生しないためトルクコンバータ内部への夾雑物の混入がなく、したがって高性能フィルタを設ける必要がない。また、摩擦撹拌加工では加工物に対する熱的負担が少ないため、組立時の熱変形を考慮した設計を行う必要がなく、特にコンバータカバーの内面にロックアップクラッチのフェーシング部を形成する場合にその形状精度を確保しやすい。さらに、従来のアーク溶接では困難であったアルミ系材料からなるインペラシェル、コンバータカバーの適用も可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１または図２は、実施形態に係るトルクコンバータの要部を概略的に示した半断面図である。図１において、１はトルクコンバータのインペラシェル、２はコンバータカバー、３はステータ、４はタービンランナ、５はロックアップクラッチを示している。インペラシェル１は、図示したようにインペラ６と対向するタービンランナ４を収装するように端部が開放した湾曲形の断面形状をしており、その開放端部に略円盤状のコンバータカバー２を嵌合することでトルクコンバータの容器部分を構成する。
【００１０】
インペラシェル１外周端の内側部分は、コンバータカバー２外周の接合面と嵌合する内側接合面となっており、これら内外の接合面は、軸方向から寄り付くＦＳＷ加工のためのスターロッド７に対向する端面上に露出する態様で嵌合部（インロー）８を形成している。
【００１１】
インペラシェル１には、その外周部１ａを挟んで前記嵌合部８と軸方向の相対する位置に肩部１ｂを形成している。この肩部１ｂは、摩擦撹拌加工（以下「ＦＳＷ」と表す。）による結合を行う際に、図示したジグ１０に載置してスターロッド７からの荷重を支持させるためのものである。肩部１ｂと嵌合部８との間には必要に応じてリブ１ｃを形成して軸方向の強度および剛性を確保する。嵌合部８はインペラシェル１およびコンバータカバー２の全周にわたって設けるが、肩部１ｂおよびリブ１ｃは要所にのみ設けるようにしてもよい。
【００１２】
ＦＳＷによる結合は、コンバータカバー２を嵌合したインペラシェル１の肩部１ｂをジグ１０に載せ、嵌合部８の接合面の上方からスターロッド７を寄り付かせて行う。回転するスターロッド７の先端部（プローブ）を接合面に当接することにより摩擦熱で加工物を溶融し、スターロッド７を接合面に沿って移動させるとその後方部分が固相接合状態となる。嵌合部８の接合面に沿ってスターロッド７を全周的に移動させることで結合は完了する。
【００１３】
図２は本発明の第２の実施形態である。この実施形態は、インペラシェル１外周の接合面とコンバータカバー２内周の接合面との間にインペラシェル１側からスターロッド７が寄り付くように嵌合部８を形成し、前記接合面の延長線上に位置するコンバータカバー２の外周端面を肩部２ｂとして形成した点で第１の実施形態と異なる。
【００１４】
この実施形態ではＦＳＷの作業時にインペラシェル１の側面にスターロッド７が寄り付くことから、嵌合部８を形成する肩部２ｂをやや外側へ張り出してあり、その分だけトルクコンバータの外径が大きくなる。ただし、コンバータカバー２の嵌合部８を形成する外周部分がそのまま肩部２ｂとなっているので、ＦＳＷ作業時のスターロッド７の荷重を支持させる際の強度および剛性の確保という点では有利である。
【００１５】
図３と図４に、インペラシェル１とコンバータカバー２との間の嵌合構造および組立方法の詳細を示す。これらは、インペラシェル１とコンバータカバー２とのあいだの接合面Ｓよりも内周側に位置するようにインペラシェル１に環状溝１１を、コンバータカバー２にこの環状溝１１に嵌合する環状突起１２をそれぞれ形成し、これら環状溝１１と環状突起１２とは組立完了状態で締り嵌め状態となるようにその形状または寸法を設定してある。
【００１６】
より詳細には、図３のものは環状溝１１と環状突起１２をそれぞれ相互に嵌合可能なように内外径が同一の直円筒状に、ただし環状突起１２の長さは環状溝１１の深さよりもやや長く形成してある。インペラシェル１とコンバータカバー２とを、図の（ａ）の位置から環状突起１２の先端部が環状溝１１の底部に当接する（ｂ）の位置まで嵌合したのち、軸方向に強い押圧力を作用させてコンバータカバー２を本来の嵌合完了位置まで移動させることで、（ｃ）に示したように環状突起１２を圧縮変形により径方向に膨張させて環状溝１１に強く密着させる。図４のものは、環状溝１１と環状突起１２とをテーパ形状とし、本来の嵌合位置の直前（ｂ）の位置で両者が当接するようにそれぞれの寸法を設定してある。この位置からコンバータカバー２を強く押圧して（ｃ）の位置に移動させることで環状溝１１と環状突起１２とのあいだの径方向の変形により応力を残留させて相互に密着状態とする。なお、環状溝１１をコンバータカバー２に、環状突起１２をインペラシェル１にそれぞれ設ける構成とすることもできる。
【００１７】
また、これらの実施形態では、前記環状溝１１と環状突起１２とによる嵌合構造の外側かつ接合面Ｓの一端に環状に空洞部１３を形成している。この空洞部１３を設けたことにより、ＦＳＷ作業時のスターロッドの押圧に伴い、空洞部１３の近傍にてインペラシェル１とコンバータカバー２の嵌合部８が図の（ｃ）に矢印で示したように互いに近接する向きに変形して接合面Ｓの密着度を高める。ＦＳＷ作業時には接合面間のギャップをできるだけ小さくすることが望ましいので、前記空洞部１３による接合面の密着作用により、ＦＳＷによる結合をより適切に行うことができる。
【００１８】
このようにして、図３または図４に示した実施形態によれば、環状溝１１と環状突起１２との強固な嵌合構造と、より良好なＦＳＷ加工結果が得られることにより、トルクコンバータの気密性をいっそう高めることができる。
【００１９】
ところで、この実施形態のトルクコンバータを組み立てるには、前述したようにして環状溝１１と環状突起１２とが締り嵌め状態となるようにインペラシェル１とコンバータカバー２とを嵌合させたうえでＦＳＷを実施するようにしてもよいが、環状溝１１と環状突起１２との間の締り嵌めそのものをＦＳＷ作業時のスターロッドからの荷重を利用して行わせることができる。すなわち、図３または図４の（ｂ）に示したように、環状溝１１と環状突起１２とが変形する直前の位置までインペラシェル１とコンバータカバー２とを嵌合させた状態で、嵌合部８の端面上に露出させた接合面Ｓにスターロッド（図示せず）を押圧してＦＳＷの作業を開始する。このとき、スターロッドの先端部に作用する押し付け力により接合と同時にコンバータカバー２を下方に押し込み、環状突起１２を変形させる。これにより、トルクコンバータの組立作業効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトルクコンバータの要部概略を示す半断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るトルクコンバータの要部概略を示す半断面図。
【図３】嵌合部の構造に関する実施形態の組立状態を示すための説明図。
【図４】嵌合部の構造に関する他の実施形態の組立状態を示すための説明図。
【符号の説明】
１トルクコンバータのインペラシェル
１ｂ肩部
２コンバータカバー
２ｂ肩部
５ロックアップクラッチ
７ＦＳＷ（摩擦撹拌加工）用のスターロッド
８嵌合部
１１環状溝
１２環状突起
１３空洞部

Claims

インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を形成する内外接合面を、軸方向から寄り付く摩擦撹拌加工用のスターロッドに対向する端面上に露出させると共に、前記接合面を摩擦撹拌により結合する際に前記スターロッドの荷重を支持する肩部をインペラシェルまたはコンバータカバーに形成したことを特徴とするトルクコンバータ。
インペラシェル内周の接合面とコンバータカバー外周の接合面との間にコンバータカバー側からスターロッドが寄り付く嵌合部を形成し、インペラシェルにその外周壁部を介してインペラ側の軸方向位置にてスターロッドの荷重を支持するように肩部を形成した請求項１に記載のトルクコンバータ。
インペラシェル外周の接合面とコンバータカバー内周の接合面との間にインペラシェル側からスターロッドが寄り付くように嵌合部を形成し、前記接合面の延長線上に位置するコンバータカバーの外周端面を肩部として形成した請求項１に記載のトルクコンバータ。
インペラシェルとコンバータカバーとの間の嵌合部を、その端面上に露出した接合面にスターロッドを押圧して摩擦撹拌により結合するトルクコンバータの組立方法であって、
スターロッド押圧時の荷重を前記嵌合部端面の背面側に設けた肩部で支持しながら摩擦撹拌加工することを特徴とするトルクコンバータの組立方法。
前記接合面よりも内周側に位置するようにインペラシェルまたはコンバータカバーの一方に環状溝を、他方にこの環状溝に嵌合する環状突起をそれぞれ形成し、これら環状溝と環状突起とは組立完了状態で締り嵌め状態となるようにその形状または寸法が設定されている請求項１に記載のトルクコンバータ。
前記環状溝と環状突起との嵌合部と前記接合面との間に、接合面の一端に位置するように環状に空洞部を形成した請求項５に記載のトルクコンバータ。
インペラシェルまたはコンバータカバーの一方に、これらの嵌合部を形成する内外接合面よりも内周側に位置するように環状溝を、他方にこの環状溝に嵌合する環状突起を形成し、前記環状溝と環状突起とは組立完了状態で締り嵌め状態となるようにその形状または寸法が設定されると共に、
前記嵌合部はその端面上に露出させた接合面に摩擦撹拌加工用のスターロッドを押圧してインペラシェルとコンバータカバーとを結合するトルクコンバータの組立方法であって、
前記摩擦撹拌加工時のスターロッドの押圧力により前記環状溝と環状突起との間に締り嵌めの締結力を発生させることを特徴とするトルクコンバータの組立方法。