JP2004286105A - トルクコンバータとその組立方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インペラシェル1とコンバータカバー2との嵌合部8を、スパッタが発生しないFSW(摩擦撹拌加工)により結合する構成とする。このために、インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を形成する内外接合面を、軸方向から寄り付くFSW用のスターロッド7に対向する端面上に露出させた構造とする。また、前記接合面をFSWにより結合する際に前記スターロッドの荷重を支持する肩部1bをインペラシェルまたはコンバータカバーに形成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はトルクコンバータの構造または組立方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術とその解決すべき課題】
トルクコンバータは、そのインペラシェルとコンバータカバーとをアーク溶接で結合することにより組み立てるようにしたものが一般的である。
【0003】
しかしながら、アーク溶接による組立では、溶接時に生じるスパッタが嵌合部の隙間を抜けてコンバータ内に侵入し、金属粒状の夾雑物となってATFに混入するのが避けられないので、これをろ過するためにメッシュの細かい高性能なフィルタを設ける必要がある。
【0004】
【特許文献1】特開2001−116109号公報
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を摩擦撹拌により結合する構成とする。このために、インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を形成する内外接合面を、軸方向から寄り付く摩擦撹拌用のスターロッドに対向する端面上に露出させた構造とする。また、前記接合面を摩擦撹拌により結合する際に前記スターロッドの荷重を支持する肩部をインペラシェルまたはコンバータカバーに形成する。
【0006】
本発明によるトルクコンバータの組立は、前記スターロッド押圧時の荷重を前記嵌合部端面の背面側に設けた肩部で支持しながら摩擦撹拌加工することにより行う。
【0007】
【作用・効果】
本発明によれば、インペラシェルまたはコンバータカバーに形成した肩部にてスターロッドの押圧荷重を支持させながら摩擦撹拌による結合を行うので、インペラシェルとコンバータカバーとを強固に結合することができる。
【0008】
摩擦撹拌加工ではスパッタが発生しないためトルクコンバータ内部への夾雑物の混入がなく、したがって高性能フィルタを設ける必要がない。また、摩擦撹拌加工では加工物に対する熱的負担が少ないため、組立時の熱変形を考慮した設計を行う必要がなく、特にコンバータカバーの内面にロックアップクラッチのフェーシング部を形成する場合にその形状精度を確保しやすい。さらに、従来のアーク溶接では困難であったアルミ系材料からなるインペラシェル、コンバータカバーの適用も可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1または図2は、実施形態に係るトルクコンバータの要部を概略的に示した半断面図である。図1において、1はトルクコンバータのインペラシェル、2はコンバータカバー、3はステータ、4はタービンランナ、5はロックアップクラッチを示している。インペラシェル1は、図示したようにインペラ6と対向するタービンランナ4を収装するように端部が開放した湾曲形の断面形状をしており、その開放端部に略円盤状のコンバータカバー2を嵌合することでトルクコンバータの容器部分を構成する。
【0010】
インペラシェル1外周端の内側部分は、コンバータカバー2外周の接合面と嵌合する内側接合面となっており、これら内外の接合面は、軸方向から寄り付くFSW加工のためのスターロッド7に対向する端面上に露出する態様で嵌合部(インロー)8を形成している。
【0011】
インペラシェル1には、その外周部1aを挟んで前記嵌合部8と軸方向の相対する位置に肩部1bを形成している。この肩部1bは、摩擦撹拌加工(以下「FSW」と表す。)による結合を行う際に、図示したジグ10に載置してスターロッド7からの荷重を支持させるためのものである。肩部1bと嵌合部8との間には必要に応じてリブ1cを形成して軸方向の強度および剛性を確保する。嵌合部8はインペラシェル1およびコンバータカバー2の全周にわたって設けるが、肩部1bおよびリブ1cは要所にのみ設けるようにしてもよい。
【0012】
FSWによる結合は、コンバータカバー2を嵌合したインペラシェル1の肩部1bをジグ10に載せ、嵌合部8の接合面の上方からスターロッド7を寄り付かせて行う。回転するスターロッド7の先端部(プローブ)を接合面に当接することにより摩擦熱で加工物を溶融し、スターロッド7を接合面に沿って移動させるとその後方部分が固相接合状態となる。嵌合部8の接合面に沿ってスターロッド7を全周的に移動させることで結合は完了する。
【0013】
図2は本発明の第2の実施形態である。この実施形態は、インペラシェル1外周の接合面とコンバータカバー2内周の接合面との間にインペラシェル1側からスターロッド7が寄り付くように嵌合部8を形成し、前記接合面の延長線上に位置するコンバータカバー2の外周端面を肩部2bとして形成した点で第1の実施形態と異なる。
【0014】
この実施形態ではFSWの作業時にインペラシェル1の側面にスターロッド7が寄り付くことから、嵌合部8を形成する肩部2bをやや外側へ張り出してあり、その分だけトルクコンバータの外径が大きくなる。ただし、コンバータカバー2の嵌合部8を形成する外周部分がそのまま肩部2bとなっているので、FSW作業時のスターロッド7の荷重を支持させる際の強度および剛性の確保という点では有利である。
【0015】
図3と図4に、インペラシェル1とコンバータカバー2との間の嵌合構造および組立方法の詳細を示す。これらは、インペラシェル1とコンバータカバー2とのあいだの接合面Sよりも内周側に位置するようにインペラシェル1に環状溝11を、コンバータカバー2にこの環状溝11に嵌合する環状突起12をそれぞれ形成し、これら環状溝11と環状突起12とは組立完了状態で締り嵌め状態となるようにその形状または寸法を設定してある。
【0016】
より詳細には、図3のものは環状溝11と環状突起12をそれぞれ相互に嵌合可能なように内外径が同一の直円筒状に、ただし環状突起12の長さは環状溝11の深さよりもやや長く形成してある。インペラシェル1とコンバータカバー2とを、図の(a)の位置から環状突起12の先端部が環状溝11の底部に当接する(b)の位置まで嵌合したのち、軸方向に強い押圧力を作用させてコンバータカバー2を本来の嵌合完了位置まで移動させることで、(c)に示したように環状突起12を圧縮変形により径方向に膨張させて環状溝11に強く密着させる。図4のものは、環状溝11と環状突起12とをテーパ形状とし、本来の嵌合位置の直前(b)の位置で両者が当接するようにそれぞれの寸法を設定してある。この位置からコンバータカバー2を強く押圧して(c)の位置に移動させることで環状溝11と環状突起12とのあいだの径方向の変形により応力を残留させて相互に密着状態とする。なお、環状溝11をコンバータカバー2に、環状突起12をインペラシェル1にそれぞれ設ける構成とすることもできる。
【0017】
また、これらの実施形態では、前記環状溝11と環状突起12とによる嵌合構造の外側かつ接合面Sの一端に環状に空洞部13を形成している。この空洞部13を設けたことにより、FSW作業時のスターロッドの押圧に伴い、空洞部13の近傍にてインペラシェル1とコンバータカバー2の嵌合部8が図の(c)に矢印で示したように互いに近接する向きに変形して接合面Sの密着度を高める。FSW作業時には接合面間のギャップをできるだけ小さくすることが望ましいので、前記空洞部13による接合面の密着作用により、FSWによる結合をより適切に行うことができる。
【0018】
このようにして、図3または図4に示した実施形態によれば、環状溝11と環状突起12との強固な嵌合構造と、より良好なFSW加工結果が得られることにより、トルクコンバータの気密性をいっそう高めることができる。
【0019】
ところで、この実施形態のトルクコンバータを組み立てるには、前述したようにして環状溝11と環状突起12とが締り嵌め状態となるようにインペラシェル1とコンバータカバー2とを嵌合させたうえでFSWを実施するようにしてもよいが、環状溝11と環状突起12との間の締り嵌めそのものをFSW作業時のスターロッドからの荷重を利用して行わせることができる。すなわち、図3または図4の(b)に示したように、環状溝11と環状突起12とが変形する直前の位置までインペラシェル1とコンバータカバー2とを嵌合させた状態で、嵌合部8の端面上に露出させた接合面Sにスターロッド(図示せず)を押圧してFSWの作業を開始する。このとき、スターロッドの先端部に作用する押し付け力により接合と同時にコンバータカバー2を下方に押し込み、環状突起12を変形させる。これにより、トルクコンバータの組立作業効率を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るトルクコンバータの要部概略を示す半断面図。
【図2】本発明の第2の実施形態に係るトルクコンバータの要部概略を示す半断面図。
【図3】嵌合部の構造に関する実施形態の組立状態を示すための説明図。
【図4】嵌合部の構造に関する他の実施形態の組立状態を示すための説明図。
【符号の説明】
1 トルクコンバータのインペラシェル
1b 肩部
2 コンバータカバー
2b 肩部
5 ロックアップクラッチ
7 FSW(摩擦撹拌加工)用のスターロッド
8 嵌合部
11 環状溝
12 環状突起
13 空洞部
Claims (7)
- インペラシェルとコンバータカバーとの嵌合部を形成する内外接合面を、軸方向から寄り付く摩擦撹拌加工用のスターロッドに対向する端面上に露出させると共に、前記接合面を摩擦撹拌により結合する際に前記スターロッドの荷重を支持する肩部をインペラシェルまたはコンバータカバーに形成したことを特徴とするトルクコンバータ。
- インペラシェル内周の接合面とコンバータカバー外周の接合面との間にコンバータカバー側からスターロッドが寄り付く嵌合部を形成し、インペラシェルにその外周壁部を介してインペラ側の軸方向位置にてスターロッドの荷重を支持するように肩部を形成した請求項1に記載のトルクコンバータ。
- インペラシェル外周の接合面とコンバータカバー内周の接合面との間にインペラシェル側からスターロッドが寄り付くように嵌合部を形成し、前記接合面の延長線上に位置するコンバータカバーの外周端面を肩部として形成した請求項1に記載のトルクコンバータ。
- インペラシェルとコンバータカバーとの間の嵌合部を、その端面上に露出した接合面にスターロッドを押圧して摩擦撹拌により結合するトルクコンバータの組立方法であって、
スターロッド押圧時の荷重を前記嵌合部端面の背面側に設けた肩部で支持しながら摩擦撹拌加工することを特徴とするトルクコンバータの組立方法。 - 前記接合面よりも内周側に位置するようにインペラシェルまたはコンバータカバーの一方に環状溝を、他方にこの環状溝に嵌合する環状突起をそれぞれ形成し、これら環状溝と環状突起とは組立完了状態で締り嵌め状態となるようにその形状または寸法が設定されている請求項1に記載のトルクコンバータ。
- 前記環状溝と環状突起との嵌合部と前記接合面との間に、接合面の一端に位置するように環状に空洞部を形成した請求項5に記載のトルクコンバータ。
- インペラシェルまたはコンバータカバーの一方に、これらの嵌合部を形成する内外接合面よりも内周側に位置するように環状溝を、他方にこの環状溝に嵌合する環状突起を形成し、前記環状溝と環状突起とは組立完了状態で締り嵌め状態となるようにその形状または寸法が設定されると共に、
前記嵌合部はその端面上に露出させた接合面に摩擦撹拌加工用のスターロッドを押圧してインペラシェルとコンバータカバーとを結合するトルクコンバータの組立方法であって、
前記摩擦撹拌加工時のスターロッドの押圧力により前記環状溝と環状突起との間に締り嵌めの締結力を発生させることを特徴とするトルクコンバータの組立方法。
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