JP6537104B2 - 分割成形一体型ステータ - Google Patents

Description

本発明は、主として自動車等におけるトルクコンバータに使用されるステータに関する。

自動車のトルクコンバータにおけるステータは、エンジン側に位置するタービンランナとトランスミッション側に位置するポンプインペラとの間に配置され、これら部材間を循環するオイルの流れを制御してタービンランナ側のオイルをポンプインペラ側へ効率的に当てることでエンジン側のトルクを増幅させる機能を有するものである。

図８および図９に示すように、一般には、ステータ４１は、アルミニウム合金等を用いて鋳造成形された全体が一体のものであって、固定シャフト（図示せず）上に支持するためのワンウェイクラッチ４２の外周に固定されたステータハブ４３と、ステータハブ４３の外方に形成されたステータコア４４と、ステータコア４４と前記ステータハブ４３との間において、それらの円周方向に一定間隔をあけて放射状に設けられた所定形状のブレード４５を有しており、また前記ワンウェイクラッチ４２の前側にはリテーナ４６が取り付けられている。

そして、図１０に示すように、前記ブレード４５は、当該ステータ４１のトルク増幅機能を高めるために、その翼型（翼の断面形状）におけるキャンバーラインＣＬの曲率を図示のものよりも大きくしてポンプインペラの回転を増強させることが行なわれている。

またこの他、自動車のアイドリング時から発進時に至る一連のトルク伝達を効率的且つアクティブに行うために、各ブレードを前後に二分割すると共に、その前側翼部材と後側翼部材との位置関係を変動させることで前記キャンバーラインＣＬ並びに翼型を状況に応じて変化させて作動オイルの循環流路面積を適宜制御するようにした種々のステータも知られている。

特開２００９−２４８１５号公報 実開平１−１４３４５７号公報 特許第３５３９６４９号公報 実開平２−２２４６１号公報 実開平４−２８２５８号公報 特開平８−２７０４８号公報 特開平９−９６３４９号公報 特表２００９−５３１６０５号公報

図１１に示すように、一般に、ステータを成形するための射出成形金型においては、一対のホルダー５１・５２内にそれぞれ入れ子５３・５４が配置され、これら入れ子５３・５４間に所定形状のステータを成形するためのキャビティＣが形成されている。そして、所定形状のステータの成形後に前記ホルダー５１や５２を当該成形金型における軸方向Ａ・Ｂ（金型ストローク方向）に移動させるだけでステータを脱型することができる（以下、「軸抜き成形」という）。

しかしながら、前述したキャンバーラインＣＬの曲率が大きいブレードを有するステータの場合には、前述したごとくホルダー５１や５２を単に当該成形金型における軸方向Ａ・Ｂに移動させるとブレードの一部が入れ子５３・５４に引っ掛かって脱型できない事態が生ずる。

そのため、図１２に示すように、一対のホルダー６１・６２内における入れ子６３・６４間にステータの各ブレードを成形するためのスライドコア６５を円周方向に多数配置して、キャビティＣ内でステータハブとブレードを成形した後、ホルダー６１や６２を軸方向Ａ・Ｂに移動させると共に各スライドコア６５を径方向Ｄ・Ｅに（金型ストローク方向と直交する方向）に解放移動させる（以下、「径抜き成形」という）必要があった。したがって、このような径抜き成形は、前述した軸抜き成形の場合に比べて成形作業に多大な手間を要するという問題があった。また、このような径抜き成形作業後においては、更に前記成形したステータハブ外周から放射状に突出した各ブレードの外端を囲むようにバンドを巻いて環状のステータコアを形成する必要があることから、前述した径抜き成形作業の手間と相俟って製造に多大な時間とコストがかかるという課題があった。

また、各ブレードを二分割したステータにおいても、前記と同様に成形作業並びに最終的な完成作業に多くの手間と時間を要するという問題があった。

本発明は、キャンバーラインの曲率が大きいブレードを備えたステータであっても、軸抜き成形が可能なようにすることを目的としている。

請求項１記載の本発明は、ステータハブと、ステータハブの外周に一定間隔をあけて放射状に突設された多数のブレードと、各ブレードの外端を囲むように形成されたステータコアを有するステータであって、軸方向に二分割した前側ステータ部材と後側ステータ部材とをそれぞれ別々に成形した後、前側ステータ部材と後側ステータ部材を接合して一体のものとしたことを特徴とする分割成形一体型ステータである。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載の分割成形一体型ステータについて、前側ステータ部材と後側ステータ部材との分割形態が、ステータコアおよびブレードについては、前後に、ほぼ二等分する形で径方向に縦割りされて、前側ステータコア部材と後側ステータコア部材、並びに前側ブレード部材と後側ブレード部材とに分割され、内周側のステータハブについては、後側ステータハブ部材がステータハブの上部中央部分から上部後側角部に至る範囲となされ、この後側ステータハブ部材を除く残りの範囲が前側ステータハブ部材となされているものである。

請求項３記載の本発明は、前記請求項１記載の分割成形一体型ステータについて、前側ステータ部材と後側ステータ部材との分割形態が、ステータコアおよびブレードについては、前後に、ほぼ二等分する形で径方向に縦割りされて、前側ステータコア部材と後側ステータコア部材、並びに前側ブレード部材と後側ブレード部材とに分割され、内周側のステータハブについては、前側ステータハブ部材がステータハブの上部中央部分から上部前側角部に至る範囲となされ、この前側ステータハブ部材を除く残りの範囲が後側ステータハブ部材となされているものである。

請求項４記載の本発明は、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載の分割成形一体型ステータについて、前側ステータ部材と後側ステータ部材が、両部材の当接部分における嵌合とかしめによって接合されていることを技術的特徴とするものである。

請求項５記載の本発明は、前記請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載の分割成形一体型ステータを有するトルクコンバータである。

請求項６記載の本発明は、ステータハブと、ステータハブの外周に一定間隔をあけて放射状に突設された多数のブレードと、各ブレードの外端を囲むように形成されたステータコアを有するステータの製造方法であって、軸方向に二分割した前側ステータ部材と後側ステータ部材とをそれぞれ別々に成形する工程と、成形した前側ステータ部材と後側ステータ部材を接合して一体のものとする工程を有する分割成形一体型ステータの製造方法である。

本発明は、前述した通り、ステータハブと、ステータハブの外周に一定間隔をあけて放射状に突設された多数のブレードと、各ブレードの外端を囲むように形成されたステータコアを有するステータであって、軸方向に二分割した前側ステータ部材と後側ステータ部材とをそれぞれ別々に成形した後、前側ステータ部材と後側ステータ部材を接合して一体のものとすることを要旨とするものであるため、ステータのトルク増幅機能を高めるために、その翼型（翼の断面形状）におけるキャンバーラインの曲率を大きくした場合でも、前側ステータ部材と後側ステータ部材をそれぞれ軸抜き成形した後、これら両部材を接合すれば良いため、手間と時間とコストを要する従来の径抜き成形を一切行う必要がなくなる。

本発明の実施形態における第一製造段階でのステータの縦断面図である。 同じく第一製造段階でのステータにおける後側ステータ部材の正面図である。 同じく第一製造段階でのステータにおけるブレードの翼型である。 同実施形態における第二製造段階でのステータの縦断面図である。 同じく第二製造段階でのステータにおけるブレードの翼型である。 本発明の他の実施形態を示す、第一製造段階のステータの縦断面図である。 図６の実施形態における前側ステータハブ部材と後側ステータハブ部材の接合の一例を示す要部拡大図である。 従来の一般的なステータの縦断面図である。 図８のステータの正面図である。 図８のステータにおけるブレードの翼型である。 軸抜き成形の要領を示す金型の概略図である。 径抜き成形の要領を示す金型の概略図である。

次に、本発明の実施形態に係るステータを図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

なお、本出願において、前後方向は図１を基準とし、「前」とは図１のステータの軸方向における左側方向を指し、「後」とは同右側方向を指すものとする。

（実施形態１）

図１および図２に示すように、ステータ１は、例えばアルミニウム合金等を用いて鋳造成形されるものであって、固定シャフト（図示せず）上に支持するためのワンウェイクラッチ２の外周に固定されたステータハブ３と、ステータハブ３の外方に形成されたステータコア４と、ステータコア４と前記ステータハブ３との間において、それらの円周方向に一定間隔をあけて放射状に設けられた所定形状のブレード５を有しており、また前記ワンウェイクラッチ２の前側にはリテーナ６が取り付けられている。

そして、図１および図３に示すように、本実施形態では、ステータ１は、第一製造工程として、ブレード５が前後方向（軸方向に）に二分割されるように、前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂとに分けて軸抜きの射出成形が行われ、前側ステータ部材１Ａが前側ステータハブ部材３Ａ、前側ステータコア部材４Ａおよび前側ブレード部材５Ａを有し、後側ステータ部材１Ｂが後側ステータハブ部材３Ｂ、後側ステータコア部材４Ｂおよび後側ブレード部材５Ｂを有する構成となされている。

前記ブレード５は、本実施形態では、そのキャンバーラインＣＬの曲率が大きいものである。しかしながら、前記ブレード５は、前述した通り、第一製造工程では、前側ブレード部材５Ａと後側ブレード部材５Ｂとに分割された構成となっている。

次に、図４および図５に示すように、ステータ１は、第二製造工程として、前述した前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂが種々の接合手段によって最終的に合体されて全体が一体となされたものである。

前記接合手段としては、例えば図１に示すように、前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂとの当接部分ＢＦにおいて、その円周方向に所定間隔を間隔をあけて、前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂをかしめる。また図２に示すように、前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂとの回り止めのために、例えば、後側ステータ部材１Ｂの内周に、一定間隔をあけて嵌合凸部９を設け、前側ステータ部材１Ａには前記嵌合凸部９に嵌め合わされる嵌合凹部（図示せず）を設ける。

また、前記前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂとの他の接合手段としては、前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１ＢとをＣリングで係合すると共に、前側ステータ部材１Ａから後側ステータ部材１Ｂにわたってピンを貫通状に立てることにより、両部材１Ａ・１Ｂを結合させる。

またこの他、接合手段には、前述したもの以外に、圧入等の機械的接合や圧接等の冶金的接合も含まれる。

また、図１および図３に示すように、本実施形態におけるステータ１の前記第一製造工程における前側ステータ部材１Ａと後側ステータ部材１Ｂとの分割形態は、より詳細には、ステータコア４およびブレード５については、前後に、ほぼ二等分する形で径方向に縦割りされて、前側ステータコア部材４Ａと後側ステータコア部材４Ｂ、並びに前側ブレード部材５Ａと後側ブレード部材５Ｂとに分割され、内周側のステータハブ３については、後側ステータハブ部材３Ｂが上部中央部分ｃから上部後側角部ｅに至る狭い範囲となされ、この後側ステータハブ部材３Ｂを除く広い範囲が前側ステータハブ部材３Ａとなされている。

しかしながら、本発明において、ステータ１の分割形態は前述したものに限定されず、軸方向において二分割するいずれの構造であっても良い。

（実施形態２）

図６および図７に示すように、本発明の他の実施形態を述べると、ステータ２１は、前述した実施形態に係るステータ１と比較して分割形態が前後に逆となっている。すなわち、ステータ２１は、第一製造工程として、ブレード２５が前後方向（軸方向に）に二分割されるように、前側ステータ部材２１Ａと後側ステータ部材２１Ｂとに分けて軸抜きの射出成形が行われ、前側ステータ部材２１Ａが前側ステータハブ部材２３Ａ、前側ステータコア部材２４Ａおよび前側ブレード部材２５Ａを有し、後側ステータ部材２１Ｂが後側ステータハブ部材２３Ｂ、後側ステータコア部材２４Ｂおよび後側ブレード部材２５Ｂを有する構成となされている。

そして、本実施形態におけるステータ２１の前記第一製造工程における前側ステータ部材２１Ａと後側ステータ部材２１Ｂとの分割形態は、ステータコア２４およびブレード２５については、前後に、ほぼ二等分する形で径方向に縦割りされて、前側ステータコア部材２４Ａと後側ステータコア部材２４Ｂ、並びに前側ブレード部材２５Ａと後側ブレード部材２５Ｂとに分割され、内周側のステータハブ２３については、前側ステータハブ部材２３Ａが上部中央部分ｃから上部前側角部ｅに至る狭い範囲となされ、この前側ステータハブ部材２３Ａを除く広い範囲が後側ステータハブ部材２３Ｂとなされている。

次に、第二製造工程として、前側ステータ部材２１Ａと後側ステータ部材２１Ｂの接合について述べると、前側ステータ部材２１Ａと後側ステータ部材２１Ｂとの当接部分ＢＦにおいて、前側ステータ部材２１Ａには円周方向に一定間隔をあけて嵌合凹部３０が形成され、後側ステータ部材２１Ｂには、嵌合凹部３０と嵌め合わされる嵌合凸部２９が形成されている。そして、これら嵌合凸部２９と嵌合凹部３０との嵌め合わせによって、前側ステータ部材２１Ａと後側ステータ部材２１Ｂとの相対的な回転が阻止される。更に、前記嵌合凸部２９と嵌合凹部３０との嵌め合わせ箇所の間において、それぞれ二ヶ所にかしめＳが施されている。すなわち、本実施形態では、嵌合凸部２９と嵌合凹部３０との嵌め合わせ並びに前記かしめＳによって、前側ステータ部材２１Ａと後側ステータ部材２１Ｂとが接合されている。

本発明に係るステータによれば、キャンバーラインの曲率が大きい場合でも従来のような径抜き成形ではなく、軸抜き成形が行えるため、製造における手間と時間とコストの大幅な削減が可能となり、トルクコンバータにおけるステータの分野において幅広い利用が期待できる。

１ ステータ
１Ａ 前側ステータ部材
１Ｂ 後側ステータ部材
３ ステータハブ
３Ａ 前側ステータハブ部材
３Ｂ 後側ステータハブ部材
４ ステータコア
４Ａ 前側ステータコア部材
４Ｂ 後側ステータコア部材
５ ブレード
５Ａ 前側ブレード部材
５Ｂ 後側ブレード部材

Claims (3)

1. ステータハブと、ステータハブの外周に一定間隔をあけて放射状に突設された多数のブレードと、各ブレードの外端を囲むように形成されたステータコアを有するステータであって、軸方向に二分割した前側ステータ部材と後側ステータ部材とをそれぞれ別々に成形した後、前側ステータ部材と後側ステータ部材を接合した一体のものであり、前記前側ステータ部材と前記後側ステータ部材との分割形態が、ステータコアおよびブレードについては、前後に、ほぼ二等分する形で径方向に縦割りされて、前側ステータコア部材と後側ステータコア部材、並びに前側ブレード部材と後側ブレード部材とに分割され、内周側のステータハブについては、後側ステータハブ部材がステータハブの上部中央部分から上部後側角部に至る範囲となされ、この後側ステータハブ部材を除く残りの範囲が前側ステータハブ部材となされている、分割成形一体型ステータ。
2. 前側ステータ部材と後側ステータ部材が、両部材の当接部分における嵌合とかしめによって接合されている、請求項１記載の分割成形一体型ステータ。
3. 請求項１または請求項２記載の分割成形一体型ステータを有するトルクコンバータ。

Images