JP6668809B2 - コアレストルクコンバータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータのブレードを固定するコア部材を廃止したコアレストルクコンバータ及びその製造方法に関する。

特許文献１には、コア部材の廃止に伴い、複数のブレードと係合する無端リングを設けた技術が開示されている。

特開平９−１３７８５６号公報

特許文献１の技術にあっては、無端リングの凹部を複数のブレードとトルクコンバータの軸方向で係合させる構造となっているため、凹部とブレードとの間の周方向及び径方向に遊びを設け、組み付け性を確保する必要がある。しかしながら、無端リングをブレードに固定する際には、周方向や径方向の遊びによる偏移を排除するために、無端リングの芯だし工程を行う必要があり、組み付け工数が増大するという問題があった。
本発明の目的は、芯だし工程を排除可能なコアレストルクコンバータ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のコアレストルクコンバータでは、外径側を覆う凹湾曲面を有するシェル内に配置された複数のブレードと係合するリング状部材を有し、このリング状部材により、ブレードに形成された係合部と径方向で係合して径方向外向きの弾性力を発生させることとした。

よって、リング状部材を組み付ける際、芯だし工程を必要とすることなく組み付けることができ、組み付け工数の増大を防止できる。

実施例１のコアレストルクコンバータを表す断面図である。 実施例１のポンプインペラを表す概略斜視図である。 実施例１のリング状部材を表す概略斜視図である。 実施例１のインペラブレードを表す概略図である。 実施例１のポンプインペラに作用する力を表す概略図である。 実施例１のインペラブレードとリング状部材の組み付け部の拡大概略図である。 実施例２のリング状部材の部分拡大図である。 実施例３の係合部の部分拡大図である。 実施例４のリング状部材の端部付近の部分拡大図である。

〔実施例１〕
図１は、実施例１のコアレストルクコンバータを表す断面図である。コアレストルクコンバータは、エンジントルクが入力されるコンバータカバー１と、コンバータカバー１に接続されたポンプインペラ２と、ポンプインペラ２の軸方向において対向する位置に配置され、図外の変速機入力軸とタービンハブ３を介して連結されるタービンランナ４と、ポンプインペラ２とタービンランナ４との間の内径部に配置され、図外のケースにワンウェイクラッチ５を介して接続されたステータ６と、を有する。また、ポンプインペラ２とタービンランナ４とを機械的に接続するロックアップクラッチ７を有する。

図２は実施例１のポンプインペラを表す概略斜視図である。ポンプインペラ２は、ポンプシェル２０と、インペラブレード２１と、各インペラブレード２１を内径側において連結するリング状部材３０と、を有する。ポンプシェル２０は、径方向に延在すると共に、軸方向変速機側に膨出し（図１参照）、インペラブレード２１の外径側を覆う凹湾曲面２０ａを有する。凹湾曲面２０ａには、インペラブレード２１のシェル側当接面に複数形成された固定爪２１ａが嵌入する固定溝２０ｂが形成されている。インペラブレード２１は、ポンプシェル２０の凹湾曲面２０ａ内に設置される際、固定爪２１ａを固定溝２０ｂに嵌入し、ロウ付けすることでポンプシェル２０に対して固定される。

図３は実施例１のリング状部材を表す概略斜視図である。リング状部材３０は、プレート状の鋼をＣ字型形状に形成した有端リングであり、回転軸と略平行な内周面及び外周面を有する。第１端部３１と第２端部３２との間には、自然状態において所定間隔を有する隙間ｓ１が設けられている。隙間ｓ１が狭くなると、外径側に向けて拡径するように付勢力を発生する。リング状部材３０は、後述するインペラブレード２１の爪部２２ａが挿入される複数のスリット３００を有する。尚、図３では省略して示したが、リング状部材３０の全周に亘って、インペラブレード２１の数に応じたスリット３００が複数形成されている。

ここで、第１端部３１に隣接するスリット３００を第１スリット３１ａ、第２端部３２に隣接するスリット３００を第２スリット３２ａとする。リング状部材３０をインペラブレード２１に取り付けた際、第１スリット３１ａと第２スリット３２ａとの距離は、インペラブレード２１がポンプシェル２０に設置される際の間隔と一致する。このとき、隙間ｓ１は自然状態よりも狭くなるように取り付けられている。また、第１スリット３１ａと係合するインペラブレード２１は、第２スリット３２ａ側に流体圧が作用する圧力面を有する。第２スリット３２ａと係合するインペラブレード２１は、第１スリット３１ａ側に流体圧が作用しない圧力面の裏面を有する。言い換えると、第１端部３１から第１スリット３１ａまでの距離は、第２端部３２から第２スリット３２ａまでの距離よりも長い。よって、隙間ｓ１は、インペラブレード２１の圧力面よりも、隣接するインペラブレード２１の圧力面の裏面に近くなる位置に配置される。これにより、圧力差が大きくなる圧力面近傍に隙間ｓ１が位置しないため、流体漏れが抑制され、流体性能の低下を回避する。

図４は実施例１のインペラブレードを表す概略図である。図４（ａ）は、ポンプインペラ２の内径側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は、ポンプインペラ２の周方向からみた斜視図である。尚、簡略化のため、固定爪２１ａは図示していない。インペラブレード２１は、リング状部材３０と径方向において係合する係合部２２を有する。係合部２２は、リング状部材３０と径方向において当接する当接面２２ｂと、略放射方向（図２参照）に延在されリング状部材３０のスリット３００に挿入される爪部２２ａと、を有する。爪部２２ａは、回転軸方向においてポンプシェル２０とは反対側、すなわちエンジン側に形成されている。よって、インペラブレード２１を組み付け後、ロウ付けする前の段階であっても、リング状部材３０が脱落することを回避できる。係合部２２は、インペラブレード２１がポンプシェル２０に固定された状態では、凹湾曲面２０ａと径方向に対向する内径側において、ポンプシェル２０の中心と同心の円周上に並ぶように形成されている。

インペラブレード２１をポンプシェル２０に組み付ける際には、ポンプシェル２０の凹湾曲面２０ａ内に、係合部２２がポンプシェル２０の中心と同心の円周上に並ぶように均等配置し、リング状部材３０に隙間ｓ１が狭くなる圧縮力を作用させて、リング状部材３０の外径を縮径させる。尚、縮径したリング状部材３０の直径は、爪部２２ａの先端を通る仮想円の直径よりも小さくなるように設計されている。そして、係合部２２の内径側に縮径状態のリング状部材３０を配置し、リング状部材３０の円周方向位置をスリット３００と爪部２２ａとが一致するように調整し、リング状部材３０の圧縮力を解除する。

このとき、爪部２２ａは略放射方向に延在しているため、スリット３００が爪部２２ａに挿入されつつリング状部材３０が拡径していき、当接面２２ｂとリング状部材３０の外周とが当接するまで拡径する。リング状部材３０が当接面２２ｂに当接後は、リング状部材３０が複数のインペラブレード２１に対して径方向外向きの押し付け力Ｆを発生する。

図５は実施例１のポンプインペラに作用する力を表す概略図である。図５に示すように、リング状部材３０は、インペラブレード２１に対して径方向外向きに押し付け力Ｆが作用する。尚、係合部２２の位置は、ポンプシェル２０の中心と同心の円周上に並ぶように配置されているため、リング状部材３０の圧縮力を解除するだけで、リング状部材３０は調心される。よって、リング状部材３０の芯だし工程を行う必要が無く、組み付け工程を簡略化できる。

図６は実施例１のインペラブレードとリング状部材の組み付け部の拡大概略図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ視点を変更した斜視図であり、図中のハッチング部分がロウ付け部分である。リング状部材３０の径方向内周側端部である内周面３０ａの下方にはステータ６が位置し、インペラブレード２１とステータ６の間の隙間の流路断面積を確保する必要がある。そこで、爪部２２ａの径方向内周側端部２２ａ１の径方向位置を、リング状部材３０の内周面３０ａの径方向位置と同一となるように形成した。これにより、爪部２２ａが流路断面積に与える影響を回避することができ、流体性能の低下を回避できる。尚、爪部２２ａの径方向内周側端部２２ａ１がリング状部材３０の内周面３０ａよりも径方向外側であれば、同一でなくても同様の作用効果が得られる。

実施例１では、インペラブレード２１の爪部２２ａとリング状部材３０のスリット３００とを当接させた後、スリット３００と爪部２２ａとの間の隙間を全周に亘ってロウ付けすることで、強度を確保する。ここで、インペラブレード２１のポンプシェル２０に対する組み付け誤差等により、リング状部材３０をインペラブレード２１に係合させたとき、一部のインペラブレード２１の係合部２２とリング状部材３０との間に隙間が発生するおそれがある。しかしながら、図４に示すように、リング状部材３０からインペラブレード２１に対して径方向外向きの押し付け力Ｆが作用するため、リング状部材３０は、インペラブレード２１に押し付けられる。これにより、係合部２２と爪部２２ａとの間の隙間を抑制でき、機械的な係合状態を確保しやすくなることで、組み付け後のインペラブレード２１の剛性を確保できる。また、スリット３００と爪部２２ａとの間の隙間を小さくすることができるため、ロウ付け時のロウの厚みを抑制することで、ロウ付け強度の低下を抑制できる。

次に、タービンランナ４について説明する。タービンランナ４は、タービンシェル４ａと、タービンブレード４ｃと、リング状部材３０とを有する。タービンブレード４ｃは、インペラブレード２１と同様の係合部２２を有する。また、タービンランナ４に設けられるリング状部材３０も、ポンプインペラ２に供えられたリング状部材３０と同じ形状である。基本的に、タービンランナ４を製造する際にも、上述したポンプインペラ２の製造方法と同様の製造工程により製造することができる。

ただし、タービンランナ４の場合、タービンシェル４ａとタービンブレード４ｃとをロウ付けで固定していない。具体的には、タービンシェル４ａに形成された固定溝４０ｂにタービンブレード４ｃのシェル側当接面に複数形成された固定爪４１ａを嵌入させて保持するのみである。よって、リング状部材３０を組み付ける際、リング状部材３０の圧縮力を解除すると、リング状部材３０による押し付け力Ｆによって、各タービンブレード４ｃがタービンシェル４ａに押し付けられる。このとき、リング状部材３０とタービンブレード４ｃの係合部２２との間に若干の隙間があったとしても、押し付け力Ｆにより最も隙間が小さくなるようにタービンブレード４ｃの位置もしくは向きが微調整される。よって、タービンシェル４ａ、タービンブレード４ｃ及びリング状部材３０の機械的結合力が高まり、タービンブレード４ｃの剛性を高めることができる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記の作用効果が得られる。
（１）外径側を覆う凹湾曲面２０ａ，４０ａを有する円形のポンプシェル２０，タービンシェル４ａ（シェル）と、凹湾曲面２０ａ，４０ａ内において周方向に均等配置された複数のインペラブレード２１，タービンブレード４ｃ（ブレード）と、複数のインペラブレード２１，タービンブレード４ｃと係合するリング状部材３０と、を有し、インペラブレード２１，タービンブレード４ｃは、凹湾曲面２０ａ，４０ａと径方向に対向する内径側において、ポンプシェル２０，タービンシェル４ａの中心と同心の円周上に並び、リング状部材３０と径方向において対向する係合部２２を有し、リング状部材３０は、Ｃ字型形状の有端リングであって、複数のインペラブレード２１，タービンブレード４ｃに対して径方向外向きの押し付け力Ｆを発生し、係合部２２と径方向で係合する。
よって、リング状部材３０を組み付ける際、芯だし工程を必要とすることなく組み付けることができ、組み付け工数の増大を防止できる。

（２）リング状部材３０は係合部２２に対応する位置に形成された複数のスリット３００を有し、係合部２２は、略放射方向に延在されスリット３００に挿入される爪部２２ａである。
よって、リング状部材３０の押し付け力Ｆが生じる向きと係合方向を合わせることで、組み付け時に縮径状態から拡径するときも、スリット３００内に爪部２２ａがスムーズに入り込むため、容易に組み付けることができる。

（３）爪部２２ａは、コアレストルクコンバータの回転軸方向においてポンプシェル２０，タービンシェル４ａとは反対側に形成されている。
よって、リング状部材３０を組み付けた後、ロウ付け前においてもリング状部材３０の脱落を防止することができ、組み付け容易性を確保できる。

（４）爪部２２ａの径方向内周側端部２２ａ１の径方向位置は、リング状部材３０の径方向内周側端部である内周面３０ａの径方向位置と同一もしくは径方向外側である。
よって、流路断面積に与える影響を抑制することができ、流体性能の低下を抑制できる。

（５）スリット３００と爪部２２ａは、ロウ付け固定する。
一般に、部材間の隙間が大きい場合、ロウ付けしたとしても、十分な強度を確保しにくい。これに対し、リング状部材３０の押し付け力Ｆによりスリット３００と爪部２２ａの機械的結合を効果的に行うことで隙間を小さくできる。よって、両者をロウ付けする際もロウ材が隙間に安定的に充填され、十分な強度を得ることができる。

（６）リング状部材３０の第１端部３１及び第２端部３２（両端部）は、複数のインペラブレード２１，タービンブレード４ｃのうち、任意のブレードの圧力面よりも、該任意のブレードに隣接するブレードの圧力面の裏面に近くなる位置に配置される。
よって、圧力差が大きくなる圧力面近傍に隙間ｓ１が位置しないため、流体漏れが抑制され、流体性能の低下を抑制する。

（７）外径側を覆う凹湾曲面２０ａ，４０ａを有する円形のポンプシェル２０，タービンシェル４ａと、Ｃ字型形状の有端リングであるリング状部材３０と、凹湾曲面２０ａ，４０ａ内に配置され、凹湾曲面２０ａ，４０ａと径方向に対向する内径側にリング状部材３０と径方向において対向する係合部２２を有する複数のインペラブレード２１，タービンブレード４ｃと、を備えたコアレストルクコンバータの製造方法であって、ポンプシェル２０，タービンシェル４ａの凹湾曲面内に、前記係合部が前記シェルの中心と同心の円周上に並ぶように前記複数のブレードを均等配置する工程と、リング状部材３０に圧縮力を作用させて縮径させ、縮径状態で前記係合部の内径側に配置する工程と、係合部２２の内径側で、リング状部材３０の圧縮力を解除し、リング状部材３０が複数のインペラブレード２１，タービンブレード４ｃに対して径方向外向きの弾性力を発生するように組み付ける工程と、を有する。
よって、リング状部材３０を組み付ける際に芯だし工程を必要とすることなく組み付けることができ、組み付け工数の増大を防止できる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図７は実施例２のリング状部材の部分拡大図である。実施例２のスリット３００は、リング状部材３０の外径側となる外周面３０ｂにおけるスリット開口幅Ｌ１のほうが、リング状部材３０の内径側となる内周面３０ａにおけるスリット開口幅Ｌ２よりも大きくなるように形成されている。これにより、リング状部材３０を縮径させてインペラブレード２１やタービンブレード４ｃの係合部２２に組み付け後、圧縮力を解除してリング状部材３０を拡径する際に、爪部２２ａをスリット３００にスムーズに挿入するガイド機能を果たすことで、組み付け容易性を確保できる。尚、具体的に幅Ｌ１とＬ２を形成する方法としては、例えばリング状部材３０を製造する初期の段階において、板状の部材に外周面３０ｂとなる面側から打ち抜き加工でスリット３００を形成すればよい。これにより、加工時のだれ（プレス歯が板に切り込む際に周辺の母材を巻き込む現象）により幅Ｌ１が広くなる。この特性を利用することで、幅Ｌ１とＬ２を容易に形成できる。

以上説明したように、実施例２にあっては、下記の作用効果が得られる。
（８）スリット３００の周方向幅は、径方向内側よりも径方向外側が大きい。
よって、リング状部材３０を組み付ける際に、爪部２２ａをスリット３００にスムーズに挿入するガイド機能を得ることができ、組み付け容易性を確保できる。

〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図８は実施例３の係合部の部分拡大図である。実施例３の爪部２２ａは、径方向外周側端部２２ａ２の周方向幅Ｐ２が、径方向内周側端部２２ａ１の周方向幅Ｐ１よりも大きく形成されている。これにより、リング状部材３０を縮径させてインペラブレード２１やタービンブレード４ｃの係合部２２に組み付け、その後、圧縮力を解除してリング状部材３０を拡径する際に、爪部２２ａをスリット３００に挿入する際のガイド機能を果たすことで、組み付け容易性を確保できる。

以上説明したように、実施例３にあっては、下記の作用効果が得られる。
（９）爪部２２ａの周方向幅は、径方向内側よりも径方向外側が大きい。
よって、リング状部材３０を組み付ける際に、爪部２２ａをスリット３００に挿入するときのガイド機能を得ることができ、組み付け容易性を確保できる。

〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図９は実施例４のリング状部材の端部付近の部分拡大図である。実施例１では、第１端部３１及び第２端部３２には、それぞれ略直角に切断された端面が形成されていた。これに対し、実施例４の第１端部３１は、周方向において内径側に傾斜する第１傾斜面３１０を有し、第２端部３２は、周方向において外径側に傾斜する第２傾斜面３２０を有する。

リング状部材３０を縮径させてインペラブレード２１やタービンブレード４ｃの係合部２２に組み付ける際、図９（ａ）に示すように、第１端部３１と第２端部３２とが径方向において重なるようにスライドする。よって、リング状部材３０を容易に縮径することができ、リング状部材３０の自然状態における隙間ｓ１を小さくすることができる。また、拡径後の隙間ｓ１も小さくできるため、流体性能の低下を抑制できる。また、係合部２２に組み付け後、圧縮力を解除して拡径後にあっては、図９（ｂ）に示すように、第１傾斜面３１０と第２傾斜面３２０とが径方向において重なる領域を有する。これにより、隙間ｓ１を小さくすることができ、流体漏れが抑制され、流体性能の低下を抑制する。

以上説明したように、実施例４にあっては下記の作用効果が得られる。
（１０）リング状部材の第１端部３１（一方の端部）は、周方向において内径側に傾斜する第１傾斜面３１０を有し、第２端部３２（他方の端部）は、周方向において外径側に傾斜する第２傾斜面３２０を有し、第１傾斜面３１０と第２傾斜面３２０とは、径方向において重なる領域を有する。
よって、端部の隙間ｓ１を小さくすることができ、流体漏れを抑制することで流体性能の低下を抑制できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。例えば、実施例では、リング状部材３０を回転軸と略平行な内周面と外周面を持つ形状としたが、回転軸に対して傾斜した内周面と外周面を持つ形状としてもよい。この場合、傾斜方向は、外周面がシェルの径方向に延在する部分と向き合うように傾斜させることが好ましい。この場合、リング状部材３０の押し付け力Ｆは、径方向に加えて軸方向シェル側に生じるため、より効果的にブレードを固定できる。
また、リング状部材３０の断面形状は四角形状に限らず、楕円形や円形等であってもよい。このとき、係合部の形状もリング状部材３０の断面形状に合わせて形成することで機械的係合を確保できる。
また、各実施例の発明を適宜組み合わせてもよい。

１ コンバータカバー
２ ポンプインペラ
３ タービンハブ
４ タービンランナ
４ａ タービンシェル
４ｃ タービンブレード
２０ ポンプシェル
２０ａ 凹湾曲面
２０ｂ 固定溝
２１ インペラブレード
２２ 係合部
２２ａ 爪部
２２ａ１ 径方向内周側端部
２２ａ２ 径方向外周側端部
２２ｂ 当接面
３０ リング状部材
３０ａ 内周面
３０ｂ 外周面
３１ 第１端部
３１ａ 第１スリット
３２ 第２端部
３２ａ 第２スリット
４０ａ 凹湾曲面
３００ スリット
３１０ 第１傾斜面
３２０ 第２傾斜面

Claims (10)

1. 外径側を覆う凹湾曲面を有する円形のシェルと、
   前記凹湾曲面内において周方向に均等配置された複数のブレードと、
   前記複数のブレードと係合するリング状部材と、
   を有し、
   前記ブレードは、前記凹湾曲面と径方向に対向する内径側において、前記シェルの中心と同心の円周上に並び、前記リング状部材と径方向において対向する係合部を有し、
   前記リング状部材は、Ｃ字型形状の有端リングであって、前記複数のブレードに対して径方向外向きの弾性力を発生し、前記係合部と径方向で係合することを特徴とするコアレストルクコンバータ。
2. 請求項１に記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記リング状部材は前記係合部に対応する位置に形成された複数のスリットを有し、
   前記係合部は、略放射方向に延在され前記スリットに挿入される爪部であることを特徴とするコアレストルクコンバータ。
3. 請求項２に記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記爪部は、前記コアレストルクコンバータの回転軸方向において前記シェルとは反対側に形成されていることを特徴とするコアレストルクコンバータ。
4. 請求項２または３に記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記爪部の径方向内周側端部の径方向位置は、前記リング状部材の径方向内周側端部の径方向位置と同一もしくは径方向外側であることを特徴とするコアレストルクコンバータ。
5. 請求項２ないし４いずれか一つに記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記スリットの周方向幅は、径方向内側よりも径方向外側が大きいことを特徴とするコアレストルクコンバータ。
6. 請求項２ないし５に記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記爪部の周方向幅は、径方向内側よりも径方向外側が大きいことを特徴とするコアレストルクコンバータ。
7. 請求項２ないし６いずれか一つに記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記スリットと前記爪部は、ロウ付け固定することを特徴とするコアレストルクコンバータ。
8. 請求項１ないし７いずれか一つに記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記リング状部材の両端部は、前記複数のブレードのうち、任意のブレードの圧力面よりも、該任意のブレードに隣接するブレードの圧力面の裏面に近くなる位置に配置されることを特徴とするコアレストルクコンバータ。
   
   
   
9. 請求項１ないし８いずれか一つに記載のコアレストルクコンバータにおいて、
   前記リング状部材の一方の端部は、周方向において内径側に傾斜する第１の傾斜面を有し、他方の端部は、周方向において外径側に傾斜する第２の傾斜面を有し、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とは、径方向において重なる領域を有することを特徴とするコアレストルクコンバータ。
10. 外径側を覆う凹湾曲面を有する円形のシェルと、
    Ｃ字型形状の有端リングであるリング状部材と、
    前記凹湾曲面内に配置され、前記凹湾曲面と径方向に対向する内径側に前記リング状部材と径方向において対向する係合部を有する複数のブレードと、
    を備えたコアレストルクコンバータの製造方法であって、
    前記シェルの凹湾曲面内に、前記係合部が前記シェルの中心と同心の円周上に並ぶように前記複数のブレードを均等配置する工程と、
    前記リング状部材に圧縮力を作用させて縮径させ、縮径状態で前記係合部の内径側に配置する工程と、
    前記係合部の内径側で、前記リング状部材の圧縮力を解除し、前記リング状部材が前記複数のブレードに対して径方向外向きの弾性力を発生するように組み付ける工程と、
    を有することを特徴とするコアレストルクコンバータの製造方法。

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