JPH06137402A - 流体継手におけるブレードの取付構造およびそのブレードを取り付けるシェルの加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレード組付角度を小さくしたポンプあるい
はタービンの生産性を向上させる。 【構成】 シェル１００の凹曲面状の内面１０２に複数
のブレード１０１を取付けたポンプとタービンとが互い
に対向して配置された流体継手であって、前記シェル１
００の凹曲面状の内面１０２のうちブレード１０１を取
付けるべき箇所に、該箇所を外面１０５側に窪ませるこ
とにより傾斜面１０６が形成されるとともに、その傾斜
面１０６にほぼ垂直にブレード差込み部１０８が形成さ
れ、前記ブレード１０１がその側縁部１０３に形成した
突部１０４を前記ブレード差込み部１０８に前記傾斜面
１０６に対してほぼ垂直な方向に差し込んでシェル１０
０に対して固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トルクコンバータな
どの流体を介してトルクの伝達を行う流体継手に関し、
特に流体の螺旋流を生じさせるポンプやその螺旋流を受
けて回転するタービンにおけるブレードの取付構造およ
びそのブレードを取り付けるシェルの加工方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の流体継手が実開平２−５１７５
３号公報に記載されており、その一般的なポンプ１およ
びタービン２の一例を図６および図７に示す。図６に示
すポンプ１のシェル３は、全体として環状をなすととも
に、その内面４は凹曲面状に形成されており、その内面
４にタブ取付溝５が形成されている。一方、ブレード６
は、シェル３の内面４にシェル３の半径方向に沿って放
射状に取付けられる薄板状の部材であり、シェル３の内
面４に沿うよう湾曲した側縁部にタブ７が突設されてい
る。そしてブレード６は、そのタブ７をタブ取付溝５に
挿入するとともに、タブ取付溝５をかしめて固定されて
いる。なお、ブレート６の他方の側縁部にもタブ８が形
成されており、このタブ８をリング状のインナーコア９
の孔に差し込むとともにかしめることにより、ブレード
６とインナーコア９とが固定されている。

【０００３】また図７に示すタービン２のシェル１１は
全体として環状をなすとともに、その内面１２が凹曲面
状に形成されており、その内面１２に複数の組付スリッ
ト１３が形成されている。これに対してタービンブレー
ド１４は、前述したポンプブレード６と同様な薄板状の
部材であり、シェル１１の内面に沿うよう湾曲した側縁
部にタブ１５が突設されている。そしてタービンブレー
ド１４は、そのタブ１５を組付スリット１３に挿入する
とともにかしめることにより、シェル１１に固定されて
いる。なお、タービンブレード１４の他方の側縁部にも
タブ１６が形成されており、このタブ１６をリング状の
インナーコア１７に差し込んでかしめることによりター
ビンブレード１６とインナーコア１７とが固定されてい
る。

【０００４】上述した各ブレード６，１４のシェル３，
１１に対する組付角度（バイアス角）θは、図８の
（Ａ）および（Ｂ）に示すようにほぼ９０°に設定され
ており、したがってタブ取付溝５や組付スリット１３は
シェル３，１１の内面４，１２に垂直に形成すればよい
ので、従来一般には、タブ取付溝５や組付スリット１３
の加工ならびに各シェル３，１１の椀形への成形をプレ
ス加工によって行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでトルクコンバ
ータの伝達効率は、ブレードの組付角度θによって変化
し、取付角度θを小さくすることにより伝達効率が向上
する。しかしながら上述した従来のブレード取付構造で
は、組付角度θを小さくした場合、伝達効率の低下や量
産性の欠如などの問題が生じる。すなわちブレードをシ
ェルに対して９０°より小さい組付角度で取付ける場
合、前述したタブ取付溝や組付スリットをシェルの内面
に対して斜めに形成することが好ましいが、これらの溝
やスリットをプレス加工によって斜めに形成するとすれ
ば、ポンチの折損が頻発するおそれがある。また放電加
工やレーザ切断などによって前記の溝やスリットを斜め
に加工することもできるが、この種の加工方法では、加
工速度が遅いために生産性が劣り、また製品コストが高
くなってしまう。そこで敢えてプレス加工法を採用する
とすれば、溝やスリットをシェルの内面に垂直に形成す
るとともに、その幅を、タブを斜めに差し込めるように
広くすることになる。

【０００６】しかしながら前記溝やスリットの幅を、タ
ブの厚さより広くした場合には、タブをこれらの溝やス
リットに単に差し込んだだけでは、ブレードの組付角度
が決まらないので、ブレードの組付が難しく、特に機械
による自動組付けはほとんど不可能になる。さらに溝を
かしめてブレードを固定する場合には、溝の幅が広いと
かしめ強度を得にくく、ブレードの固定強度が不充分に
なるおそれがあり、またブレードの組付角度が小さい場
合には、コイニングポンチをシェルの内面に対して斜め
に突き当てることになるので、コイニングポンチが折損
するおそれがある。そしてまた、スリット幅がタブの厚
さより広い場合には、ブレードを取付けた後もスリット
とタブとの間に隙間があき、これが原因となってトルク
コンバータの伝達効率が悪くなるおそれが多分にある。

【０００７】また一方、平板状のプレス素材を椀形に絞
り成形する場合、それぞれの箇所の加工形状に応じて引
張力や圧縮力が複雑に作用することは周知のとおりであ
る。したがってブレードの取付角度を９０°より小さい
角度に設定するべく前記の溝やスリットをシェルの内面
に対して斜めに形成する場合、それらの溝やスリットを
形成した後に椀形に絞り成形するとすれば、すでに加工
してある溝やスリットが変形したり、その角度に狂いが
生じるおそれがある。また反対に椀形に絞り成形した後
に前記の溝やスリットをその凹曲面に斜めに形成すると
すれば、極めて困難な加工を余儀無くされるおそれがあ
る。

【０００８】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、ブレードを小さい組付角度に容易に固定する
ことができ、しかも生産性の良好な取付構造およびシェ
ルの加工方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の取付構造は、シェルの凹曲面状の内面
に複数のブレードを取付けたポンプとタービンとが互い
に対向して配置された流体継手において、前記シェルの
凹曲面状の内面のうちブレードを取付けるべき箇所に、
該箇所を外面側に窪ませることにより傾斜面が形成され
るとともに、その傾斜面にほぼ垂直にブレード差込み部
が形成され、前記ブレードがその側縁部に形成した突部
を前記ブレード差込み部に前記傾斜面に対してほぼ垂直
な方向に差し込んでシェルに対して固定されていること
を特徴とするものである。

【００１０】またこの発明の加工方法は、ブレードを取
り付けるための内面が凹曲面状に湾曲している流体継手
のシェルの加工方法において、シェル用素材のうち前記
ブレードを取り付ける箇所に、そのブレードの側縁部に
設けた突部を差し込むブレード差込み部を形成する加工
と、その差込み部がシェル用素材全体の一般面に対して
傾斜した傾斜面に開口するようブレード差込み部の近傍
をシェルの外面側に突出させる加工とを行った後、ブレ
ードを取り付けるべき内面が凹曲面となるよう前記シェ
ル用素材の絞り加工を行うことを特徴とする方法であ
る。

【００１１】

【作用】この発明におけるシェルは、従来のものと同様
に、凹曲面状に窪んだ内面を有しており、その内面のう
ちブレードを取付けるべき箇所は外面側に窪んでおり、
その窪み部分に傾斜面が形成されている。その傾斜面に
形成したブレード差込み部は、傾斜面に対してほぼ垂直
であるから、ブレードの側縁部に形成した突部をそのブ
レード差込み部に挿入してシェルに対して固定すれば、
ブレードは傾斜面に対してはほぼ垂直になるが、シェル
の内面に対しては、所定の角度、傾斜した状態になる。
すなわちブレードの組付角度が小さくなる。上記のブレ
ード差込み部は、これが開口している傾斜面に対しては
ほぼ垂直であるから、プレス加工によって形成する場
合、ポンチは傾斜面にほぼ垂直に突き当てることにな
り、ポンチの折損のおそれはない。またブレード差込み
部が溝であって、かしめることによりブレードを固定す
る場合、コイニングポンチは傾斜面にほぼ垂直に突き当
てるから、コイニングポンチが折損するおそれがない。
さらにブレード差込み部の幅は、ブレードに形成した突
部の厚さと同一もしくはその厚さより若干広い程度であ
ればよいので、突部をブレード差込み部に挿入すること
によりブレードの組付角度が決まり、したがって自動組
付が容易になり、また隙間が生じて伝達効率が低下する
などのことがない。

【００１２】またこの発明の方法で得られるシェルは、
その内面の全体が凹曲面をなし、かつブレード差込み部
の近傍が、外面側に凸となった形状である。そのブレー
ド差込み部は、従来のブレード取付溝や組付スリットと
ほぼ同じ形状のものであり、その近傍が外面側に凸とな
るように加工されていることにより、ブレード差込み部
はシェルの内面全体の一般面に対して傾斜したものとな
る。これらのブレード差込み部の加工およびその近傍を
外面側へ突出させる加工は、その前後を問わずに行うこ
とができ、いずれか一方の加工を行った後に他方の加工
を行ってもよく、あるいは両方の加工を同時に行っても
よい。

【００１３】そしてこの発明の方法では、上記ブレード
差込み部およびその近傍の加工を、平板状のシェル用素
材に施した後、その曲面を凹曲面に湾曲させる絞り加工
を行う。したがってこの絞り加工の時点では、ブレード
差込み部近傍の外面側へ凸となった部分が補強ビードと
して機能し、その結果、絞り加工によるブレード差込み
部の変形が防止される。

【００１４】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて説明す
る。まずこの発明のブレード取付構造について説明する
と、この発明で対象とする流体継手は、図６あるいは図
７を参照して説明したポンプおよびタービンに類似した
ポンプおよびタービンを備えており、そのポンプシェル
およびタービンシェルは、全体として環状をなすととも
に、内面が凹曲面状に形成されている。図１はこの発明
によるタービンシェル１００のうちブレード１０１の取
付箇所を示している。この図１は、タービンシェル１０
０の外周部の接線と平行な方向にシェル１００を切断し
た切断図であり、したがって内面１０２は図１の紙面に
垂直な方向において凹曲面状に湾曲している。またブレ
ード１０１は図７に示す従来のものとほぼ同一の形状の
薄板部材であり、シェル１００の内面に沿って湾曲して
いる側縁部１０３に固定用の突部であるタブ１０４が形
成されている。シェル１００の内面１０２のうちブレー
ド１０１を取付けるべき箇所は、図１に示すように、断
面Ｖ字状に外面１０５側に窪まされており、その結果、
二つの傾斜面１０６，１０７が形成されている。なお、
これらの傾斜面１０６，１０７の前記内面１０２に対す
る角度θ1 ，θ2 は共に等しくてもよく、あるいは相互
に異なっていてもよい。

【００１５】これらの傾斜面１０６，１０７のうちの一
方の傾斜面１０６には、ブレード差込み部としてのスリ
ット１０８が、その傾斜面１０６に垂直に形成されてい
る。このスリット１０８は、ブレード１０１に形成した
タブ１０４を挿通させるためのものであって、その幅お
よび長さは、タブ１０４の厚さおよび長さより若干大き
く設定されている。そしてブレード１０１は、そのタブ
１０４をスリット１０８に平行に挿入し（すなわち傾斜
面１０６に垂直に挿入し）、スリット１０８から突出し
たタブ１０４の端部をかしめることにより、シェル１０
０に対して固定されている。したがって傾斜面１０６が
シェル１００の内面１０２に対して所定角度θ1 、傾斜
しているために、ブレード１０１の取付角度θは、９０
°より小さい角度に設定されている。換言すれば、高バ
イアス化したタービンとされている。

【００１６】上述したスリット１０８は、傾斜面１０６
を形成した後、その傾斜面１０６の一部を穿孔すること
により形成でき、その場合、傾斜面１０６の一部を垂直
に打ち抜いてもよく、したがってスリット１０８を形成
するためにプレス加工を採用することができ、またポン
チの折損のおそれもない。さらにスリット１０８はタブ
１０４を平行に挿入するものであるから、タブ１０４と
の間のクリアランスは僅少でよく、したがって組付後に
隙間が生じたり、圧力漏れを生じて伝達効率が低下した
りするおそれが少ない。

【００１７】図２はブレード１０１の取付角度を更に小
さくする例を示す断面図であり、ここに示す例は、傾斜
面１０６のうちスリット１０８を形成する箇所にコイニ
ング加工を施して、第２傾斜面１０９を形成したもので
ある。すなわち第２傾斜面１０９は、傾斜面１０６のう
ちスリット１０８の開口部の周囲の比較的狭い範囲に形
成されており、その傾斜角度θ3 は、傾斜面１０６の傾
斜角度θ1 より大きく設定されている。そしてスリット
１０８はこの第２傾斜面１０９に対して垂直に形成され
ている。またブレード１０１はそのタブ１０４をスリッ
ト１０８に差し込んで、図１に示す例と同様にしてシェ
ル１００に固定されている。

【００１８】このような図２に示す構成であっても、ス
リット１０８は第２傾斜面１０９に対して垂直であるか
ら、前述した図１に示す構成と同様な効果を奏する。な
お、図２に示す構成では、傾斜面１０６とブレード１０
１の側縁部１０３の面との角度が一致せずに傾きが生じ
るが、その角度αはシェル１００の内面１０２に直接ス
リットを形成する従来のものに比較して、最小限にする
ことができる。

【００１９】つぎにこの発明をポンプに適用した例を図
３を参照して説明する。ここに示すポンプシェル２００
は従来のものとほぼ同様に全体として環状をなすととも
に、その内面２０２が凹曲面状に形成されており、その
内面２０２のうちブレード２０１を取付けるべき箇所が
図３に示すように、断面Ｖ字状に外面２０５側に窪まさ
れて、二つの傾斜面２０６，２０７が形成されている。
その一方の傾斜面２０６には、ブレード差込み部として
タブ組付溝２０８が傾斜面２０６にほぼ垂直に形成され
ている。

【００２０】一方、ブレード２０１は、図６に示す従来
のものとほぼ同一形状の薄板部材であり、シェル２００
の内面２０２に沿って湾曲している側縁部２０３に、固
定用の突部であるタブ２０４が形成されている。そして
そのタブ２０４を組付溝２０８に平行に差し込んだ状態
で、傾斜面２０６のうち組付溝２０８に隣接する箇所に
コイニングポンチ２１０を垂直に突き当ててコインニン
グ溝２１１を形成することにより、材料の流動を生じさ
せ、その結果、組付溝２０８をかしめることにより、ブ
レード２０１がシェル２００に固定されている。したが
ってブレード２０１の組付角度θは９０°より小さい角
度に設定されている。

【００２１】図３に示す構成であれば、組付溝２０８が
傾斜面２０６に対して垂直であるから、ポンチ（図示せ
ず）を使用したプレス加工によって組付溝２０８を形成
してもポンチが折損するおそれがなく、換言すれば高バ
イアス化するポンプシェル２００の加工をプレス加工に
よって行うことができる。また組付溝２０８はタブ２０
４を平行に挿入するものであるから、長さおよび幅はタ
ブ２０４の長さおよび厚さとほぼ等しくてよく、したが
ってタブ２０４を組付溝２０８に差し込めば、ブレード
２０１の組付角度θがほぼ決まり、しかも組付溝２０８
のかしめはコイニングポンチ２１０によるプレス加工で
可能なので、ブレード２０１の取付を自動化することが
容易である。これに加え、組付溝２０８の幅を広くする
必要がないので、ブレード２０１の固定強度を高くする
ことができる。

【００２２】つぎにこの発明の加工方法を説明する。図
４は上述したタービンシェル１００の加工手順を示す概
略的な工程図であって、まず金属板である平板状のシェ
ル用素材１２０の所定箇所に打ち抜き加工を施し、ブレ
ード差込み部であるスリット１０８を形成する。ついで
平板状のシェル用素材１２０をダイ１２１上にセットす
るとともに、スリット１０８の近傍にポンチ１２２を下
降させてその部分をＶ溝状に窪ませて外面側に突出さ
せ、前記傾斜面１０６，１０７を形成する。なお、この
Ｖ溝状の部分の深さおよび開き角度等の形状は、次工程
の絞り加工による変形を見込んだ形状とする。またこの
Ｖ溝状の部分の加工形状を安定させるために、ノックア
ウト１２３を下側からあてがってストッパーとして機能
させることが好ましい。

【００２３】そしてＶ溝状の加工の終了したシェル用素
材１２０に対して絞り加工を施し、環状の椀形状に成形
する。その場合、引張荷重や圧縮荷重によってＶ溝の形
状が若干変化することがあるが、Ｖ溝の部分は変形を見
込んで形成されており、またこのＶ溝の部分はシェル１
００の外面１０５側に突出していて、補強ビードと同等
の作用を行い、したがってスリット１０８の形状に異常
を来すことはない。

【００２４】また前述したポンプシェル２００を成形加
工する場合について説明すると、図５に示すように、先
ず金属製の平板部材であるポンプ用素材２２０にコイニ
ング加工による組付溝２０８を形成し、ついでダイ２２
１およびポンチ２２２によりＶ溝状の加工をその組付溝
２０８の近傍に施す。この場合も、次工程の絞り加工に
よる変形を見込んでＶ溝状の部分の加工を行い、また加
工形状の安定化のためにノックアウト２２３を下側から
あてがってストッパーとして機能させることが好まし
い。そしてＶ溝状の加工の終了したポンプ用素材２２０
に対して絞り加工を施し、椀形状に成形する。その場
合、前述したタービンシェル１００と同様に、Ｖ溝状に
加工した部分が補強ビードと同等の作用を行うので、組
付溝２０８の変形が防止される。

【００２５】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ないのであって、ブレードを取付けるべき箇所を外面側
に突出させる形状は、断面Ｖ字状以外の形状（例えば半
円形状）に窪ませるなどの種々の態様が可能である。ま
たこの発明の方法は、シェル素材を椀形に絞り成形する
に先立って、ブレード取付溝や組付スリットなどのブレ
ード差込み部とその近傍を外面側へ突出させる加工とを
行えばよいのであり、これらのブレード差込み部の加工
と外面側への突出加工との前後は特に問わない。そして
この発明は、トルクコンバータ以外の流体継手における
ブレードの取付構造およびシェルの加工方法に適用する
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ブレードの組付角度を９０°より小さい角度に設定して
ブレードをシェルの内面に取付けるにあたり、ブレード
の側縁部に形成した突部を差し込むためのブレード差込
み部を、シェル内面の外面側への窪み部の傾斜面に形成
したから、ブレード差込み部と傾斜面とのなす角度がほ
ぼ９０°でよく、したがってブレード差込み部の加工を
プレス加工によって行うことができ、またブレード差込
み部のかしめ加工を行う場合にもプレス加工が可能であ
り、したがって生産性を向上させ、また低コスト化を図
ることができる。またブレード差込み部の幅は前記突部
の厚さに対して特に広くする必要はないので、突部をブ
レード差込み部に挿入すればブレードの取付角度が決ま
り、したがって自動組付が容易であり、またブレード差
込み部をかしめて固定する場合には、固定強度を高める
ことができる。さらにシェルの内面を窪ませることによ
り流体継手としての容量が増大するために、その設計の
自由度が増すうえに、シェルの内面に形成する傾斜面の
角度を適宜に設定することによりブレードの組付角度を
適当な角度にすることができるので、設計あるいは生産
上の最適化を図ることができる。そしてまたブレード差
込み部をスリットとする場合、不必要に大きい隙間が生
じることがないので、伝達効率の低下を防止することが
できる。これに加え、この発明においては、シェルの内
面の一部を外面側に窪ませることにより、シェルの外面
にビードと同様に作用する突条を形成することもできる
ので、シェルの剛性を高めて、その変形を防止すること
ができる。

【００２７】またこの発明の方法によれば、ブレード差
込み部の近傍を外面側に突出させた部分が、椀形への絞
り成形時に補強ビードとして機能するので、ブレード差
込み部の形状や角度に狂いが生じることを防止し、効率
の良い加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明をトルクコンバータのタービンに適用
した例を示す部分断面図である。

【図２】この発明をトルクコンバータのタービンに適用
した他の例を示す部分断面図である。

【図３】この発明をトルクコンバータのポンプに適用し
た例を示す部分断面図である。

【図４】この発明の方法によるタービンシェルの加工手
順を概略的に示す工程図である。

【図５】この発明の方法によるポンプシェルの加工手順
を概略的に示す工程図である。

【図６】ポンプブレードの従来の取付構造を示す部分断
面図である。

【図７】タービンブレードの従来の取付構造を示す部分
断面図である。

【図８】従来のポンプブレードおよびタービンブレード
におけるタブの固定状態を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１００ タービンシェル １０１，２０１ ブレード １０２，２０２ 内面 １０３，２０３ 側縁部 １０４，２０４ タブ １０５，２０５ 外面 １０６，２０６ 傾斜面 １０８ スリット １０９ 第２傾斜面 ２００ ポンプシェル ２０６ 傾斜面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェルの凹曲面状の内面に複数のブレー
   ドを取付けたポンプとタービンとが互いに対向して配置
   された流体継手において、 前記シェルの凹曲面状の内面のうちブレードを取付ける
   べき箇所に、該箇所を外面側に窪ませることにより傾斜
   面が形成されるとともに、その傾斜面にほぼ垂直にブレ
   ード差込み部が形成され、前記ブレードがその側縁部に
   形成した突部を前記ブレード差込み部に前記傾斜面に対
   してほぼ垂直な方向に差し込んでシェルに対して固定さ
   れていることを特徴とする流体継手におけるブレードの
   取付構造。
2. 【請求項２】 ブレードを取り付けるための内面が凹曲
   面状に湾曲している流体継手のシェルの加工方法におい
   て、 シェル用素材のうち前記ブレードを取り付ける箇所に、
   そのブレードの側縁部に設けた突部を差し込むブレード
   差込み部を形成する加工と、その差込み部がシェル用素
   材全体の一般面に対して傾斜した傾斜面に開口するよう
   ブレード差込み部の近傍をシェルの外面側に突出させる
   加工とを行った後、ブレードを取り付けるべき内面が凹
   曲面となるよう前記シェル用素材の絞り加工を行うこと
   を特徴とする流体継手におけるブレードを取り付けるシ
   ェルの加工方法。