JP4482020B2 - 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ると共に、第１の連結部を平面薄板の水平面に対して傾斜させ、複数のブレート間の距離を変更すると共に、第１の形状を径方向に縮小させることにより形成され、前記第１の連結部は、前記ブレードを連結する変位可能な第１の調整部と、隣接する前記第１の調整部を互いに連結する第１の弧部と備え、前記第１の調整部は、前記ブレードと前記第１の弧部とを連結する第１の枝部及び第２の枝部を備え、前記第１の調整部は、前記第１の枝部と前記第２の枝部とを周方向に重ならせると共に、前記第１の弧部を周方向に傾斜させることで、隣接する前記ブレード間の距離を調節することを特徴とする。

本発明によると、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ると共に、第１の連結部を平面薄板の水平面に対して傾斜させ、第１の枝部と第２の枝部とを周方向に重ならせると共に、第１の弧部を周方向に傾斜させることで、隣接する前記ブレード間の距離を調節することによって、複数のブレート間の距離を変更することにより、第１連結部と第２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。

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調整部２０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調整部１８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、ブレード１２を連結する第１調整部２０と、隣接するこの第１調整部２０を互いに連結する円弧状の第１弧部１９と、を備える。

第１調整部２０は、図５において後述するように、第１枝部２２と第２枝部２３とから構成されている。この第１枝部２２及び第２枝部２３が、成型工程において、周方向に折り畳まれることによって、ブレード１２間の距離を調節すると共に、第１連結部１４の径を調節する。

また、第２連結部１６は、ブレード１２を連結する第２調整部１８と、隣接するこの第２調整部１８を互いに連結する円弧状の第２弧部２１と、を備える。第２調整部１８は、第１調整部２０と同様に、第３枝部２４と第４枝部２５とから構成されている。この第３枝部２４及び第４枝部２５が、成型工程において、周方向に折り畳まれることによって、ブレード１２間の距離を調節すると共に、第２連結部１６の径を調節する。

なお、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（図４参照）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調整部２０及び第２調整部１８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８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８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面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。

また、この図４（ａ）に示すように、第１調整部２０は、ブレード構造１１の径方向外側に略「く」の字形状に開口した形状を備える。また、第２調整部１８は、ブレード構造１１の径方向中心側に略「く」の字形状に開口した形状を備える。

図５は、この第１調整部２０及び第２調整部１８のより詳細な正面図である。図５（ａ）は、図４の丸Ａで囲まれた部分の拡大図であり、図５（ｂ）は、図４の丸Ｂで囲まれた部分の拡大図である。

図５（ａ）に示すように、第１調整部２０は、第１枝部２２と第２枝部２３とから構成される。第１調整部２０は、この第１枝部２２及び第２枝部２３により径方向外側に略「く」の字形状に開口した形状を備える。なお、第１調整部２０において、第１枝部２２は、第１連結部１４の時計回り左側に、第２枝部２３は、第１連結部１４の時計回り右側に、それぞれ備えられる。

また、図５（ｂ）に示すように、第２調整部１８は、第３枝部２４と第４枝部２５とから構成される。第２調整部１８は、この第３枝部２３及び第４枝部２４により径方向内側に略「く」の字形状に開口した形状を備える。なお、第２調整部１８において、第３枝部２４は、第２連結部１６の時計回り左側に、第４枝部２５は、第２連結部１６の時計回り右側に、それぞれ備えられる。

後述する第２曲げ工程において、第１調整部２０は、第１枝部２２と第２枝部２３とが重なり合うように折り曲げ加工され、第２調整部１８は、第３枝部２４と第４枝部２５とが重なり合うように折り曲げ加工される。

そして第３曲げ工程において、第１枝部２２と第２枝部２３とが密着するように折り曲げ加工され、第３枝部２４と第４枝部２５とが密着するように折り曲げ加工される。

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６参照）。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６（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。

なお、このステップＳ１０１の第１曲げ工程によって、ブレード構造１１が径方向に若干縮小されるが、第１調整部２０及び第２調整部１８のくの字形状が若干変位することにより、第１連結部１４及び第２連結部１６が全体として変形することなく円環状に保たれる。

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１２をブレード構造１１の周方向に対して傾斜させる（図７参照）。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。

この第２曲げ工程において、第１調整部２０及び第２調整部１８が、ブレード１２が回転されると共に、周方向に対して所定の角度をもって折り曲げられる。

図８及び図９は、この第２曲げ工程によって加工された第１連結部１４及び第２連結部１６の状態を具体的に説明した図である。

なお、図８（ａ）は、第２曲げ工程におけるブレード構造１１の正面図を示す。図８（ｂ）は、第１視点（ＶＩＥＷ Ａ）から第１連結部１４を水平方向に観察した側面図であり、図８（ｃ）は、第２視点（ＶＩＥＷ Ｂ）から第２連結部１６を水平方向に観察した側面図である。また、図９は、第３視点（ＤＥＴＡＩＬ Ｅ）から、第１連結部１４の第１調整部２０付近を観察した斜視図である。

図８（ｂ）に示すように、第１調整部２０は、前述の第２曲げ工程により、ブレード１２の傾斜と同じ角度（ブレード構造１１の水平面に対して反時計回りに右上がりの傾斜）によって折り曲げ加工される。このとき、第１枝部２２と第２枝部２３とが変位されて、ブレード１２の傾斜と同じ角度によって折り曲げられる。

そして、前述の第２曲げ工程により、第１連結部１４の第１弧部１９は、ブレード構造１１の水平面に対して反時計回りに右上がりの傾斜によって折り曲げ加工される。

より具体的には、第１調整部２０において、第１枝部２２が、第２枝部２３の下側に重なるように折り曲げ加工される。第１連結部１４において、第１調整部２０周辺では、この重なり部分によって、第１連結部１４が周方向に短縮される。

このとき、図９に示すように、第１調整部２において、各ブレード１２がブレード構造１１の水平面に対して所定の角度に折り曲げられると共に、第１枝部２２が第２枝部２３の下側となるように折り曲げ加工される。なお、この状態では、第１枝部２２と第２枝部２３とは若干の間隔が存在する。

このように、第１弧部１９及び第１調整部２０が、ブレード構造１１の水平面に対して所定の傾斜によって折り曲げ加工されると共に、第１調整部２０において第１枝部２２及び第２枝部２３が重なるように曲げ加工されることによって、第１連結部１４が周方向及び径方向に短縮される。

また、図８（ｃ）に示すように、第２調整部１８は、前述の第２曲げ工程によりにより、ブレード１２の傾斜と同じ角度（ブレード構造１１の水平面に対して時計回りに左上がりの傾斜）によって折り曲げ加工される。このとき、第３枝部２４と第４枝部２５とを変位させて、ブレード１２の傾斜と同じ角度によって折り曲げられる。

そして、前述の第２曲げ工程により、第２連結部１６の第２弧部２１は、ブレード構造１１の水平面に対して時計回りに左上がりの傾斜によって折り曲げ加工される。

より具体的には、第２調整部１８において、第３枝部２４が、第４枝部２５の下側に重なるように折り曲げ加工される。第２連結部１６において、第２調整部１８周辺では、この重なり部分によって、第２連結部１６が周方向に短縮される。

このように、第２弧部２１及び第２調整部１８が、ブレード構造１１の水平面に対して所定の傾斜によって折り曲げ加工されると共に、第２調整部１８において第３枝部２４及び第４枝部３５が重なるように曲げ加工されることによって、第２連結部１６が周方向及び径方向に短縮される。

この第２曲げ工程によって、第１連結部１４及び第２連結部１６が周方向に所望の径に調整（短縮）されると共に、各ブレード１２間の距離が所望の距離に調整（短縮）される。この所望の径及び所望の距離は、第１弧部１９及び第２弧部２１の傾斜、第１調整部２０及び第２調整部１８における各枝部の重なり部分の幅を調節することにより得られる。

なお、第１調整部２０及び第２調整部１８は、必ずしも二つの枝部により構成される必要はなく、ブレード１２の傾斜と同じ角度によってプレス加工により折り曲げ加工できるものであれば、どのような形状でもよい。例えば、第１連結部１４及び第２連結部１６が、枝部を有しない円環状の形状であってもよい。

また、第１調整部２０及び第２調整部１８のみを折り曲げ加工して、第１弧部１９及び第２弧部２１を傾斜させなくてもよい。

ステップＳ１０３では、第３曲げ工程を行う。この工程ではプレス等の加工によって、第１連結部１４と第２連結部１６とを周方向に縮小する。

具体的には、第１調整部２０において、重ね合わせられた第１枝部２２及び第２枝部２３がより密着するようにプレス加工する。同様に、第２調整部１８において、重ね合わせられた第３枝部２４及び第４枝部２５がより密着するようにプレス加工する。

図１０は、この第３曲げ工程によって加工された第１連結部１４及び第２連結部１６の状態を具体的に説明した図である。

なお、図１０（ａ）は、第２曲げ工程におけるブレード構造１１の正面図を示す。図１０（ｂ）は、第１視点（ＶＩＥＷ Ａ）から第１連結部１４を水平方向に観察した側面図であり、図１０（ｃ）は、第２視点（ＶＩＥＷ Ｂ）から第２連結部１６を水平方向に観察した側面図である。

図１０（ｂ）に示すように、第１調整部２０において、重ね合わせられた第１枝部２２及び第２枝部２３が、より密着するようにプレス加工される。同様に、第２調整部１８において、重ね合わせられた第３枝部２４及び第４枝部２５が、より密着するようにプレス加工される（図１０（ｃ））。

このようにすることによって、第１連結部１４及び第２連結部１６が周方向により縮小されると共に、隣接するブレード１２間の距離が縮小される（図１０（ａ））。

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。

なお、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１連結部１４及び第２連結部１６は、周方向に所定の傾斜による若干の段差を備えている。そのため、タービンシェル１０の内面に、この段差に対応するような凹凸を予め加工しておくことが好適である。

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。

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調整部２０を介して第１連結部１４に連結し、第２調整部１８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、第１調整部２０と第１弧部１９とを備え、第１調整部２０において、第１枝部２２と第２枝部２３とが重なり合うように折り畳み加工されると共に、第１弧部１９が、ブレード構造１１の水平面に対して所定の傾斜を持つように加工される。同様に、第２連結部１６は、第２調整部１８と第２弧部２１とを備え、第２調整部１８において、第３枝部２４と第４枝部２５とが重なり合うように折り畳み加工されると共に、第２弧部２１が、ブレード構造１１の水平面に対して所定の傾斜を持つように加工される。従って、プレス加工のみによって、ブレード構造１１の径を縮小すると共に、隣接するブレード１２の距離を縮小することができる。

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、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）本発明の実施形態の第１連結部の詳細図である。（ｂ）第２連結部の詳細図である。 （ａ）本発明の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）本発明の実施形態のブレード構造の正面図である。（ｂ）側面図である。（ｃ）側面図である。 本発明の実施形態のブレード構造の第１連結部の詳細図である。 （ａ）本発明の実施形態のブレード構造の正面図である。（ｂ）側面図である。（ｃ）側面図である。

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 第１弧部
２０ 第１調整部
２１ 第２弧部

Claims (5)

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ると共に、前記第１の連結部を前記平面薄板の水平面に対して傾斜させることで、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の形状を径方向に縮小させることにより形成され、
   前記第１の連結部は、前記ブレードを連結する変位可能な第１の調整部と、隣接する前記第１の調整部を互いに連結する第１の弧部と備え、
   前記第１の調整部は、前記ブレードと前記第１の弧部とを連結する第１の枝部及び第２の枝部を備え、
   前記第１の調整部は、前記第１の枝部と前記第２の枝部とを周方向に重ならせると共に、前記第１の弧部を周方向に傾斜させることで、隣接する前記ブレード間の距離を調節す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２の連結部は、前記ブレードを連結する変位可能な第２の調整部と、隣接する前記第２の調整部を互いに連結する第２の弧部と備え、
   前記第２の調整部は、前記ブレードと前記第２の弧部とを連結する第３の枝部及び第４の枝部を備え、
   前記第２の調整部は、前記第３の枝部と前記第４の枝部とを周方向に重ならせると共に、前記第２の弧部を周方向に傾斜させることで、隣接する前記ブレード間の距離を調節す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. 前記第１の調整部は、前記第１の枝部と前記第２の枝部とにより径方向外側に開口した略くの字形状を備えることを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータのブレード構造。
4. 前記第２の調整部は、前記第３の枝部と前記第４の枝部とにより径方向内側に開口した略くの字形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載のトルクコンバータのブレード構造。
5. 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共に、前記ブレードと前記第１の弧部とを連結する第１の枝部及び第２の枝部を備えた、変位可能な第１の調整部と、隣接する前記第１の調整部を互いに連結する第１の弧部と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共に、前記ブレードと前記第２の弧部とを連結する第３の枝部及び第４の枝部を備えた、変位可能な第２の調整部と、隣接する前記第２の調整部を互いに連結する第２の弧部と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、前記第１の枝部と前記第２の枝部とを周方向に重ならせ、前記第１の弧部を前記平面薄板の水平面に対して傾斜させ、前記第３の枝部と前記第４の枝部とを周方向に重ならせると共に、前記第２の弧部を前記平面薄板の水平面に対して傾斜させることで、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の形状を径方向に縮小させる曲げ工程と、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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