JP4540696B2 - トルクコンバータのブレード構造及びトルクコンバータのブレード構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータのブレード構造及びトルクコンバータのブレード構造の製造方法に関するものである。

トルクコンバータは、流体を介した動力伝達のためシェルに複数の羽根状の部材（ブレード）を備えている。従来、シェルへのブレードの取り付けは、ブレード一枚ずつ行われていたため作業時間が増加していた。

このような課題に対して、一枚の鋼板を加工することにより、複数のブレードを一体に連結したブレード部材を成形するブレード部材の成型方法（特許文献１参照。）がある。
特開平０９−０４２４１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のようなブレード部材では、長方形状の部材を、一端の折り曲げ量と他端の折り曲げ量とを調整することにより形成されるが、この工程は例えば予め決められた所定量だけ鋼板の連結部を曲げるようにコンピュータ制御されたロボットにより行われるため、複雑な曲げ工程をブレード一つ一つに対して行う必要があり、作業効率は高くない。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、プレス加工等により、複数のブレードを一体としたブレード構造を、容易かつ迅速な方法によって形成することができるトルクコンバータのブレード構造を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、環状のシェル部材の内壁に複数のブレードがシェル部材の周方向に所定間隔をおいて装着されるトルクコンバータのブレード構造において、平面薄板から、周方向に並べられた複数のブレードと、ブレードを連結する第１の枝部と、第１の枝部が連結される板状部と、隣接する板状部を連結するとともに径方向外側に突出した略くの字形状の第１の調整部とからなる円環状の第１の連結部と、第１の連結部より径方向中心側でブレードを連結する第２の枝部と、隣接する第２の枝部を連結するとともに径方向内側に突出した略くの字形状の第２調整部とからなる円環状の第２の連結部と、を備える第１の形状を打ち抜き、ブレードを第１の連結部と第２の連結部との間で湾曲させ、湾曲されたブレードを第１の連結部と第２の連結部とに対して所定の角度となるように傾斜させ、第１の形状を径方向外側に広げ、第１の調整部及び第２の調整部が変位することによって隣接する複数のブレート間の距離を変更すると共に、第１の形状よりも径方向が拡大された第２の形状に変更することにより形成されることを特徴とする。

本発明によると、第１の形状を径方向外側に広げることにより、第１の連結部と第２の連結部とに連結され、複数のブレードが一体となったブレード構造を形成するので、ブレードを容易かつ迅速に形成でき、作業効率を向上させることができると共に、材料の歩留りを向上させることができる。

本発明の実施形態のトルクコンバータの構成について図１を用いて説明する。トルクコンバータ１は、車両のエンジンと自動変速機との間に配設される流体継手である。

本実施形態のトルクコンバータ１は、図示しないエンジンからの回転が伝達されるフロントカバー２と、フロントカバー２に取り付けられフロントカバー２と一体に回転するリヤカバー３と、リヤカバー３の内壁に設けられたポンプインペラ４と、ポンプインペラ４と向かい合って配置されるタービンランナ５と、タービンランナ５の回転を図示しない自動変速機に伝達するアウトプットシャフト６と、を備える。

タービンランナ５は、略環状のタービンシェル（シェル部材）１０と、タービンシェル１０に接合するブレード構造１１と、を備える。

ここで、ブレード構造１１について、図２を用いて説明する。

ブレード構造１１は、その全体が略円環状の形状を備え、その円環状の周方向に、ブレード１２が周方向に所定の間隔で配設されている。

ブレード構造１１は、周方向に配設された複数枚のブレード１２と、タービンシェル１０の内壁に接合し、第１枝部１３を介してブレード１２に連結する環状の第１連結部１４と、第１連結部１４よりもタービンシェル１０の径方向中心側でタービンシェル１０の内壁に接合し、第２枝部１５を介してブレード１２に連結する環状の第２連結部１６と、を備える。

ブレード１２と第１連結部１４と第２連結部１６とは、詳しくは後述するが、一枚の金属プレートから構成される。

第１連結部１４は、第１枝部１３を介してブレード１２に連結する平板状の板部１９と、この板部１９を互いに連結する略「く」の字形状の第１調整部２０と、を備える。この第１調整部２０は板部１９よりも断面が小さいので変形可能に構成される。後述するブレード構造１１の成型工程において、この第１調整部２０が変形することにより、隣接するブレード１２間の距離及びブレード構造１１の径を調節する（広げる）ことができる。なお、第１調整部２０は、ブレード構造１１の径方向中心側に開口し、径方向外側に突起した形状を備える。

また、第２連結部１６は、第２枝部１５を連結する略「く」の字形状の第２調整部１８を備える。この第２調整部１８は変形可能に構成され、後述するブレード構造１１の成型工程において、隣接するブレード１２間の距離及びブレード構造１１の径を調節する（広げる）ことができる。なお、第２調整部１８は、ブレード構造１１の径方向外側に開口し、径方向中心側に突起した形状を備える。

ブレード１２は、タービンシェル１０に設けた溝に嵌着される突起部１７を備える。ブレード１２は、トルクコンバータ１において流体に所望する流れを作り出すような形状に湾曲し、さらにタービンシェル１０に対して所定角度を有して取り付けられる。突起部１７が溝に嵌着されると、タービンシェル１０の径方向、周方向におけるブレード１２の位置が決まり、隣接するブレード１２は所定間隔をおいて配設される。つまり、突起部１７はタービンシェル１０に対するブレード１２の位置を決める。

ブレード構造１１は、第１連結部１４と第２連結部１６とがタービンシェル１０に溶接され、突起部１７によって位置決めされたブレード１２とタービンシェル１０とがろう接合される。

なお、第１連結部１４及び第２連結部１６と、タービンシェル１０との接合、ブレード１２とタービンシェル１０との接合は、上記方法に限られるものではなく、トルクコンバータ１の性能を保持して、ブレード構造１１をタービンシェル１０に接合できるものであればよい。

以上のように、ブレード１２が、第１枝部１３及び第２枝部１５を介して、第１連結部１４及び第２連結部１６と一体としたブレード構造１１を構成するので、複数のブレード１２を同時に取り付けることができると共に、ブレード構造１１をタービンシェルに取り付ける際に、タービンシェル１０の溝に対するブレード１２の位置決めを容易に行うことができる。

次に、ブレード構造１１の成型工程について、図３から図６を用いて説明する。

図３は、ブレード構造１１の成型工程を示すフローチャートである。図４から図６は、各工程におけるブレード構造１１の正面図及び断面図を示す。

まず、ステップＳ１００において、抜き工程を行う。この工程では一枚の平板薄板の金属プレートをプレスによって打ち抜く。この工程により、第１連結部１４、第２連結部１６、ブレード１２等を備えた平板状の部材（第１の形状）が形成される（図４参照）。

なお、この図４（ａ）に示すように、この平板状の部材は、径方向中心側から、円環状の第２連結部１６、周方向に所定の間隔で並べられたブレード１２及び円環状の第１連結部１４を備える。

ステップＳ１０１では第１曲げ工程を行う。この工程では金型を用いてブレード１２をプレスすることで、ブレード１２を湾曲させて所定の形状に成型する（図５参照）。この工程によって、タービンシェル１０にブレード構造１１を取り付けた際のブレード１２の形状がほぼ形成される。

図５（ｂ）に示すように、この工程では、平板状の部材の鉛直方向下側から上側に向けて隆起させるように各ブレード１２を湾曲させる。

ステップＳ１０２では第２曲げ工程を行う。この工程では金型を用いてブレード構造１１をプレスし、ステップＳ１０１によって成型したブレード１２を第１連結部１４及び第２連結部１６に対して回転させて、各ブレードをブレード構造１１の周方向に対して傾斜させる（図６参照）。この工程により、タービンシェル１０にブレード構造１１を取り付けた場合のタービンシェル１０に対するブレード１２の角度が決定される。

ステップＳ１０３では広げ工程を行う。この工程では、プレスまたは他の方法によって、円環状に形成された第１連結部１４、ブレード１２及び第２連結部１６を、径方向外側に広げる。この工程によって、ブレード構造１１が径方向に拡大される。これによりブレード構造１１が所望の径に設定されると共に、隣接するブレード１２間の距離が拡大され、ブレード１２間の距離が所望の距離に設定される。

このとき、第１連結部１４において、第１調整部２０が変形し、板部１９は変形しない。また、第２連結部１６において、第２調整部１８が変形する。

この結果、円環状の第１の形状（図４）から、径方向に拡大した第２の形状（図２）を形成することができる。すなわち、第２の形状は第１の形状と比較して径方向に拡大されている。

ステップＳ１０４では、第３曲げ工程を行う。この工程では第１連結部１４と第２連結部１６とをタービンシェル１０の内壁の傾斜に合わせてプレスする。例えば、ブレード構造１１をタービンシェル１０の内壁の傾斜と同様の形状にプレスした後、ブレード構造１１をタービンシェル１０に組み込む。

このようにして成型されたブレード構造１１は、ブレード１２の突起部１７がタービンシェル１０の溝にかしめられて、タービンシェル１０に対して位置決めされ、ろう付け、または溶接によりタービンシェル１０に装着される。

以上の工程によって、一枚の平面薄板から、タービンシェル１０に容易に取り付けることができるブレード構造１１を成型することができる。

なお、本実施形態では、ブレード１２を湾曲及び傾斜（第１曲げ工程及び第２曲げ工程）させた後に、径方向への拡大（広げ工程）を行ったが、この順序に限られるものではない。例えば、ブレード構造１１を径方向に拡大させてから、ブレード１２を湾曲及び傾斜させてもよい。

本発明の実施形態の効果について説明する。

この実施形態ではブレード１２を、第１枝部１３を介して第１連結部１４に連結し、第２枝部１５を介して第２連結部１６に連結し、ブレード１２を一体に連結するブレード構造１１とする。これによって、複数のブレード１２をタービンシェル１０に同時に取り付けることができ、作業時間が大幅に短縮される。また、ブレード構造１１をタービンシェル１０に取り付ける際に、タービンシェル１０に設けた溝の位置とブレード１２の位置とを容易に合わせることができ、ブレード構造１１をタービンシェル１０に取り付ける際の作業効率を向上させることができる。

また、第１連結部１４は、板部１９と、第１調整部２０と、を備えたので、板部１９により、一体に成形されたブレード構造１１の強度を保つと共に、隣接するブレード１２間の距離及びブレード構造１１の径を調節することができる。

特に、前述の広げ工程によって、径方向が比較的小さい（面積が小さい）第１の形状から、径方向が比較的大きい（面積が大きい）第２の形状を備えるブレード構造１１を形成することが可能となり、材料の歩留りを向上させることができる。

また、ブレード１２は、ブレード１２がタービンシェル１０と当接する面から突出し、タービンシェル１０に設けた溝に嵌着する突起部１７を設ける。これにより、ブレード構造１１をタービンシェル１０に取り付ける際に、突起部１７を溝に嵌着させることで、タービンシェル１０に対するブレード１２の位置決めを行うことができる。そのため、容易にブレード構造１１をタービンシェル１０に取り付けることができ、作業効率を向上させることができる。

なお、図４に示したように、第１連結部１４の板部１９において、ブレード１２を連接する第１枝部１３は、板部１９の略中央に備えられているが、第１枝部１３を板部１９の略中央からオフセットして備えてもよい。すなわち、第１枝部１３を、板部１９の略中央から、ブレード１２の湾曲とは反対側にオフセットしてもよい。このようにすることにより、広げ工程（ステップＳ１０３）によって第１調整部２０が変形したときに、ブレード構造１１におけるブレード１２の径方向の角度を、ブレード１２の湾曲側にオフセットさせることができる。

また、第２連結部１６の第２調整部１８において、第２枝部１５の位置をオフセットすることで同様の効果が得られる。

なお、前述の実施形態では、タービンシェル１０にブレード構造１１を取り付ける例について説明したが、インペラシェル（リヤカバー３）に取り付けるブレードについて、前述のブレード構造１１を適用してもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態のトルクコンバータを示す概略構成図である。 （ａ）本発明の第１実施形態のブレード構造のポンプインペラから見た場合の正面図である。（ｂ）ブレード構造の断面図である。 本発明の第１実施形態のブレード構造の成型工程を示すフローチャートである。 （ａ）本発明の第１実施形態のブレード構造の正面図である。（ｂ）断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態のブレード構造の正面図である。（ｂ）断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態のブレード構造の正面図である。（ｂ）断面図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ
５ タービンランナ
１０ タービンシェル（シェル部材）
１１ ブレード構造
１２ ブレード
１３ 第１枝部
１４ 第１連結部
１５ 第２枝部
１６ 第２連結部
１７ 突起部
１８ 第２調整部
１９ 板部
２０ 第１調整部

Claims (3)

1. 環状のシェル部材の内壁に複数のブレードが前記シェル部材の周方向に所定間隔をおいて装着されるトルクコンバータのブレード構造において、
   平面薄板から、
   周方向に並べられた前記複数のブレードと、
   前記ブレードを連結する第１の枝部と、前記第１の枝部が連結される板状部と、隣接する前記板状部を連結するとともに径方向外側に突出した略くの字形状の第１の調整部とからなる円環状の第１の連結部と、
   前記第１の連結部より径方向中心側で前記ブレードを連結する第２の枝部と、隣接する前記第２の枝部を連結するとともに径方向内側に突出した略くの字形状の第２調整部とからなる円環状の第２の連結部と、
   を備える第１の形状を打ち抜き、
   前記ブレードを前記第１の連結部と前記第２の連結部との間で湾曲させ、
   前記湾曲されたブレードを前記第１の連結部と前記第２の連結部とに対して所定の角度となるように傾斜させ、
   前記第１の形状を径方向外側に広げ、前記第１の調整部及び前記第２の調整部が変位することによって隣接する前記複数のブレート間の距離を変更すると共に、前記第１の形状よりも径方向が拡大された第２の形状に変更することにより形成されることを特徴とするトルクコンバータのブレード構造。
2. 前記第１の枝部は、前記板状部の中央に対して前記ブレードの湾曲側と反対側にオフセットして備えられることを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータのブレード構造。
3. 環状のシェル部材の内壁に複数のブレードが前記シェル部材の周方向に所定間隔をおいて装着されるトルクコンバータのブレード構造の製造方法において、
   平面薄板から、周方向に並べられた前記複数のブレードと、前記ブレードを連結するとともに、隣接する前記ブレード間の距離を調整する第１の調整部を備える円環状の第１の連結部と、前記第１の連結部より径方向中心側で前記ブレードを連結するとともに、隣接する前記ブレード間の距離を調整する第２の調整部を備える円環状の第２の連結部と、を備える第１の形状を打ち抜く抜き工程と、
   前記ブレードを前記第１の連結部と前記第２の連結部との間で湾曲させ、前記湾曲されたブレードを前記第１の連結部と前記第２の連結部とに対して所定の角度となるように傾斜させる曲げ工程と、
   前記第１の形状を径方向外側に広げ、前記第１の調整部及び前記第２の調整部が変位させて前記複数のブレート間の距離を変更すると共に、前記第１の形状よりも径方向が拡大された第２の形状に変更する広げ工程と、を備えることを特徴とするトルクコンバータのブレード構造の製造方法。

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