JP3625161B2 - 流体伝動装置用バランスピース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体のバランス取りを行うバランサ用溶接機に装着される流体伝動装置用バランスピースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流体伝動装置用バランスピースとしては、例えば図５に示すようなものがある。また、このバランスピース２００を使用した従来技術として実開平７−２１２７１号公報に記載のものがある。この公報によると、バランサ上に保持された回転体上に上下動自在に支持された溶接ヘッド６の先端に設けられ、かつ下端面に開口部を有する溶接ガンと、開口部に負圧を供給する補機類とを備えている。そして、溶接ガンの電極部は、バランスピース２００の平面形状と同形状とされている。これにより、バランスピース２００が回転体上の正確な位置に運ばれ溶接されるから、信頼性が高く、またバランスピース２００の位置決めも開口部に吸着させればよいので作業性も向上するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバランスピース２００においては、突起部２００ａの先端と、バランスピースの端部２００ｂとの距離が長いため、タービンコアに溶接する際、わずかの傾きや溶接時の押圧によるたわみにより突起部２００ａと端部２００ｂの両方がタービンコアに接触してしまう。このとき、プロジェクション溶接のように、火花を集中的に飛ばして溶接する場合は、突起部２００ａのみが接触して初めて火花がでるが、突起部２００ａと端部２００ｂの両方が接触した場合、突起部２００ａからうまく火花がでないため、溶接強度が低下するという問題があった。
【０００４】
図６には、従来のバランスピースを使用してタービンのバランス取りを行った場合を示す。図のように、タービンコアにはタービンブレードの爪が植え込みされ、かつロウ付けされている。よって、バランスを取るためにある程度の重量が必要な際、前記ロウ付けされた爪部の間隙に、その隙間の大きさを上限としたバランスピースを複数溶接しなければならない。これにより、作業工程の増加を招くという問題があった。
【０００５】
また、バランス取りは、極力一点に集中してバランスピースを配置することが望ましいが、上述のように、小さなバランスピースしか使用できない場合、バランスピースを円周方向に複数溶接するため、バランスを取るための重量を一点に集中することができず、バランスが取りきれないという問題があった。これらの問題は、タービンコアの幅が小さいときは特に大きな問題となっていた。
【０００６】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、回転体のバランスを取るためにバランスピースを溶接する際、確実にバランスピースの突起部のみを接触させるとともに、タービンブレードの爪部のような凸部があったとしても、複数のバランスピースを用いることなく一点に集中してバランス取りを行うことのできる流体伝動装置用バランスピースを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の問題を解決するために、請求項１記載の発明では、アウターシェルとインナコアの間にブレードを備えた流体伝動装置のバランス取りを行うバランサ用の溶接機に装着され、溶接時の火花を集中させるための突起部を備え、前記インナコアに溶接する事で重量バランスを取るバランスピースにおいて、
前記バランスピースに、インナコアから離れる方向に立ち上げ部を設けることで前記インナコア側に突出した凸部を形成し、かつ、この凸部には前記突起部が含まれていることとし、前記立ち上げ部の高さを、少なくとも前記ブレードを前記インナコアに固定するための爪部の高さ以上に形成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載のバランスピースには、アウターシェルとインナコアの間にブレードを備えた流体伝動装置のバランス取りを行うバランサ用の溶接機に装着され、溶接時の火花を集中させるための突起部が備えられ、前記インナコアに溶接する事で重量バランスが取られる。
【００１０】
このとき、前記バランスピースに、インナコアから離れる方向に立ち上げ部を設けることで前記インナコア側に突出した凸部が形成され、かつ、この凸部には前記突起部が含まれている。
【００１１】
よって、溶接部である突起部の次に、インナコアからの距離が近いのは前記凸部の端部である。従来技術のバランスピースでは、インナコアからの距離が近いのはバランスピースの端部である。ここで、本願発明のバランスピースの前記突起部と前記凸部の端部とを結んだ直線の長さと、従来技術のバランスピースの前記突起部と前記バランスピースの端部を結んだ直線の長さを比較すると、本願の方が短い構成となっている。これら直線の長さは、傾きを許容する範囲と比例しており、本願の方が短いということは、傾きを許容する範囲が広いことを表している。よって、わずかの傾き等により、突起部以外が接触してしまうことがなく、確実に溶接する事が出来る。
【００１２】
また、前記立ち上げ部の高さが、前記ブレードを前記インナコアに固定するための爪部の高さ以上に形成されている。
【００１３】
よって、バランス取りの際、ある程度の重量が必要な場合において、従来では前記爪部を避ける必要があったため、爪部の隙間の大きさを限度としたサイズのバランスピースを、爪部を避けるように複数溶接する必要があったのに対し、本願では、爪部の隙間に前記凸部のみ収まる構成となっているため、必要な重量を持つサイズのバランスピースを一カ所の溶接により設けることができるため、作業性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、従来のように複数のバランスピースがバラバラに構成されているのに対し、本願は一カ所に集中的に重量を構成することが可能となるため、確実にバランスを取ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［トルクコンバータの構成］
図１は、本発明の実施の形態を適用したトルクコンバータの全体構成図である。
【００１６】
このトルクコンバータは、図外のエンジンからの回転を入力する入力軸１と、コンバータカバー２と、インペラアッセンブリ３と、ワンウェイクラッチ５（以下ＯＷＣと記載する）を備えたステータ４と、タービンアッセンブリ６により構成されている。
【００１７】
また、このトルクコンバータは多板式ロックアップクラッチ８を備えており、コンバータカバー２に接続されたロックアップクラッチ８と、タービンアッセンブリ６に接続されたロックアップダンパ７により構成されている。
【００１８】
コンバータカバー２にはボス２１およびインペラアッセンブリ３が溶接接続されている。このインペラアッセンブリ３は、インペラシェル３１，ポンプインペラ３２，インペラコア３３および回転支持部材３４より構成されている。
【００１９】
ステータ４はＯＷＣ５と共に図外のミッションケースに連結された固定部材にＯＷＣインナレース５２を介して支持されている。このＯＷＣ５はＯＷＣアウタレース５３と、ベアリングサポート５１と、ＯＷＣインナレース５２により構成され、一方向の回転のみを許容している。このＯＷＣ５と、インペラアッセンブリ３およびタービンアッセンブリ６の間にはそれぞれ相対回転を妨げないよう、スラストベアリング５５が設けられている。
【００２０】
タービンアッセンブリ６は、タービンシェル６１，タービンランナ６２，タービンコア６３およびタービンハブ６３により構成されている。このタービンハブ６５には、タービンリベット６６によりロックアップダンパ７が接続されている。
【００２１】
ロックアップダンパ７は、ドライブプレート７１，サイドプレート７２，トーションスプリング７３およびハブプレート７４により構成され、ドライブプレート７１およびサイドプレート７２とハブプレート７４はトーションスプリング７３を介して接続されている。ハブプレート７４にはハブ７５が設けられ、このハブ７５にはクラッチプレート８３がスプライン嵌合している。
【００２２】
ロックアップクラッチ８は、コンバータカバー２に接続されたドラム８１，リテーニングプレート８２，クラッチプレート８３，ピストン８４およびハブロックアップ８５により構成され、組付時にはハブロックアップ８５の突起８５ａにより、ワッシャサポート２２を介してスラストワッシャ２３がセンタリングされると共に、コンバータカバー２に溶接される。
【００２３】
［バランスピースの溶接装置の構成］
図４は本実施の形態のバランスピースを溶接装置の全体構成図を示したものである。バランサの回転軸Ｃに中心軸を一致させて、トルクコンバータのタービンアセンブリ６が載置されている。このタービンアセンブリ６には、タービンシェル６１と、タービンコア６３との間にタービンブレード６４が植え込まれて設けられている。
【００２４】
上記タービンアセンブリ６のタービンコア６３上にバランスピース１００を点溶接するために、前記バランサには、図４に示されているように、上記回転軸Ｃからバランスピース１００が点溶接される設定半径距離Ｒにある位置の上方に、上下動自在に溶接ヘッド４０６が設けられている。
【００２５】
また、この溶接ヘッド４０６の上方には、流体圧シリンダ、例えばエアーシリンダ４０７のピストンロッド４０８が上下動自在に駆動されるように設けられていると共に、このピストンロッド４０８の下端には上記溶接ヘッド４０６が連動連結されている。
【００２６】
ところで、タービンコア６３の断面形は図４に示したように円弧状であるが、全体の形状は上記断面形を回転軸Ｃを中心に回したような三次元曲面を形成している。そこで、上記タービンコア６３上に安定して溶接できるようなバランスピース１００として、図２に示されているように、回転軸Ｃからの設定半径距離Ｒを半径として円弧状のものが用いられている。バランスピース１００の下面中心には突起部１００ａが形成されており、立ち上げ部１００ｄによって凸部１００ｃが台形状に突出した形で形成されている。また、前記突起部１００ａは点溶接の際の溶接電流集中点となる。
【００２７】
一方、溶接ヘッド４０６の下端には、図４に示されているような溶接ガン４０９がテーパーシャンク４１０によって取り付けられている。溶接ガン４０９には、上部にテーパーシャンク４１０が設けられているほかに、下部に電極部４１１が設けられている。この電極部４１１の横断面形はバランスピース１００の円弧形状に合わせて形成され、下端先端面も同形状の平面となっている。これにより、バランスピース１００が溶接ガン４０９の先端面に吸着されるとき、容易に位置決めができる。同じく、円弧状断面の電極部４１１により、溶接ガン４０９はタービンコア６３の三次曲面に干渉しない。
【００２８】
尚、図４においては溶接ガン４０９の理解を容易にするために、溶接ガン４０９はエアーシリンダの軸Ｄ回りに９０°回転させて示してある。
【００２９】
上記電極部４１１の下面には、吸着用の開口部４１２が設けられていて、この開口部４１２からは上方へ通気口４１３が設けられ、更に水平方向に設けられたギャラリ４１４に合流している。
【００３０】
上記開口部４１２，通気口４１３，ギャラリ４１４を負圧にするための負圧供給機４１５は、空気圧源に接続されたフィルターレギュレータ４１６，電磁弁４１７，エアーを流して直行する流路を負圧にする真空スイッチ４１８，吸い込むエアーを濾過するコンバムフィルタ４１９および真空スイッチ４１８から流出するエアーの消音を行うサイレンサ４２０が設けられている。
【００３１】
［トルクコンバータの作用］
次に、このロックアップクラッチ付きのトルクコンバータの作用を説明する。
【００３２】
エンジンからの回転はコンバータカバー２に溶接接続されたボス２１を介して伝達され、コンバータカバー２に溶接により接合されたインペラアッセンブリ３を回転する。この回転により発生したオイルの流れがステータ４を介してタービンアッセンブリを回転する。これにより駆動力を伝達するが、インペラアッセンブリ３の回転数とタービンアッセンブリ６の回転数比がある値（例えばインペラアッセンブリ３の回転数が１００に対しタービンアッセンブリ６の回転数が８０）になると、ステータ４におけるトルク増幅作用はなくなり、ステータ４は回転しはじめる。この段階になると、インペラアッセンブリ３とタービンアッセンブリ６の回転数はこれ以上近づかなくなる。この時は、ロックアップクラッチ８がロックアップする事で、エンジンからの回転を直接タービンアッセンブリ６に伝達する。これにより、トルクコンバータの出力軸にエンジンの回転をそのまま伝達することができる。
【００３３】
このように、トルクコンバータのインペラアッセンブリ３やタービンアッセンブリ６には、エンジンと同様の回転が与えられるため、これら回転体のバランスがとれていない場合、騒音や振動を発生し、機能や耐久性の低下を招く。よって、以下にはタービンアッセンブリ６に本実施の形態のバランスピースを適用しバランスを取るためのバランスピースの溶接装置の作用を説明する。
【００３４】
［バランスピースの溶接装置の作用］
まず、エアーシリンダ４０７によりピストンロッド４０８を上昇させて溶接ヘッド４０６を休止位置とした後、タービンアセンブリ６がバランサ上に回転軸Ｃ似合わせて載置固定される。そしてバランサが回転されて、タービンアセンブリ６のアンバランス量とその位置が検出される。
【００３５】
バランサの回転を止め、アンバランス位置が溶接ガン４０９の真下に来るように停止させると、電磁弁４１７が開になる。するとエアーは真空スイッチ４１８を通過してサイレンサ４２０から外気へ流出すると同時に、真空スイッチ４１８内の上記の流れと直行する管路からはエアーが吸い込まれるようになる。したがって、開口部４１２からは外部のエアーが吸い込まれて、通気口４１３，ギャラリ４１４，コンバムフィルタ４１９，真空スイッチ４１８，サイレンサ４２０に流れるようになる。
【００３６】
そこで、先にバランサにより検出されたタービンアセンブリ６のアンバランス量に見合うバランスピース１００を選択して、溶接ガン４０９の下端先端面に押し当てて位置決めさせると、開口部４１２からエアーが吸い込めなくなるから通気口４１３，ギャラリ４１４が真空になり、バランスピース１００は溶接ガン４０９に吸着される。
【００３７】
尚、バランスピース１００の溶接ガン４０９に対する位置決めは、電極部４１１の水平断面形がバランスピース１００の円弧形状に一致するようにしてあるので、位置決めは容易であり、熟練の必要はなく、正確に行えるから作業性が向上する。
【００３８】
バランスピースが溶接ガン４０９の電極部下端に位置決めされ、開口部４１２の負圧で先端面に吸着されると、溶接ヘッドに取り付けられた溶接ガン４０９はエアーシリンダ４０７によって溶接位置まで下降される。そして、バランスピース４０５の突起部がタービンコア６３に押圧され、電極部４１１とタービンコア６３との間に電流が流されると、突起部１００ａは溶融され、バランスピース１００はタービンコア６３に溶接される。
【００３９】
このとき、バランスピース１００の円弧形状はタービンコア６３の溶接位置における曲率と一致しているので、ぐらつくことなく安定した溶接が行われるため、溶接強度が低下したり、バランスピース１００が反るようなことはない。
【００４０】
また、バランスピース１００はタービンコア６３に接触する前に、すでに溶接ガン４０９の先端面に正確に位置決め吸着されており、そのままエアーシリンダ４０７により垂直に下降されてタービンコア６３に接触の上、溶接されるようになっているので、溶接位置決めも正確である。
【００４１】
図３には、本発明の実施の形態を適用したタービンランナの拡大図を示す。
【００４２】
尚、本実施の形態ではインナコア６３が非常に小さいものを使用しており、爪部６４をロウ付けした場合、爪部と爪部の間隙は非常に狭いものである。しかしながら図に示すように、爪部６４と爪部６４の間には、突起部１００ａを含む凸部１００ｃが収まるよう構成され、それ以外の部分は立ち上げ部１００ｄによって持ち上がっているため、爪部６４のロウ付け部分に干渉することがない。また、溶接部である突起部の次に、インナコア６３からの距離が近いのは前記凸部１００ｃの端部である。従来技術のバランスピースでは、インナコアからの距離が近いのはバランスピースの端部である。ここで、本実施の形態におけるバランスピース１００の前記突起部１００ａと前記凸部１００ｃの端部とを結んだ直線の長さと、従来技術のバランスピースの突起部と前記バランスピースの端部を結んだ直線の長さを比較すると、本実施の形態の方が短い構成となっている。これら直線の長さは、傾きを許容する範囲と比例しており、本実施の形態の方が短いということは、傾きを許容する範囲が広いことを表している。よって、わずかの傾きや、溶接時の押圧によるバランスピース１００のたわみにより、突起部以外が接触してしまうことがなく、確実に溶接する事が出来る。
【００４３】
また、本実施の形態におけるバランスピース１００は、立ち上げ部１００ｄの高さが、タービンブレード６２をインナコア６３に固定するための爪部６４の高さ以上に形成されている。
【００４４】
よって、バランス取りの際、ある程度の重量が必要な場合において、従来では前記爪部を避ける必要があったため、爪部の隙間の大きさを限度としたサイズのバランスピースを、爪部を避けるように複数溶接する必要があったのに対し、本実施の形態では、爪部６４の隙間に凸部１００ｃのみ収まる構成となっているため、必要な重量を持つサイズのバランスピースを一カ所の溶接により設けることができるため、作業性の向上を図ることができる。
【００４５】
また、従来図６に示すように複数のバランスピースがバラバラに構成されているのに対し、本実施の形態では一カ所に集中的に重量を構成することが可能となるため、確実にバランスを取ることができる。
【００４６】
バランスピース１００がタービンコア６３上に溶接された後、電磁弁４１７を閉鎖すると、真空スイッチ４１８内のエアーの流れが止まるから、開口部４１２の負圧も解除される。したがって、溶接ガン４０９は溶接されたバランスピース１００に対する吸着力が解消されて、エアーシリンダ４０７により上方へ引き上げられる。
【００４７】
この後、念のためバランサが再度回転されて、タービンアセンブリ６の残留アンバランス量とその位置が再チェックされる。
【００４８】
［本実施の形態の作用および効果］
本実施の形態のバランスピース１００には、タービンシェル６１とインナコア６３の間にタービンブレード６２を備えたトルクコンバータのバランス取りを行うバランサ用の溶接機に装着され、溶接時の火花を集中させるための突起部１００ａが備えられ、インナコア６３に溶接する事で重量バランスが取られる。
【００４９】
このとき、バランスピース１００がインナコア６３から離れる方向に立ち上げ部１００ｄを設けることでインナコア６３側に凸部１００ｃが形成され、かつ、この凸部１００ｃには突起部１００ａが含まれている。
【００５０】
よって、溶接部である突起部１００ａの次に、インナコア６３からの距離が近いのは凸部１００ｃの端部である。従来技術のバランスピースでは、インナコアからの距離が近いのはバランスピースの端部である。ここで、本実施の形態の突起部１００ａと凸部１００ｃの端部とを結んだ直線の長さと、従来技術のバランスピースの突起部とバランスピースの端部を結んだ直線の長さを比較すると、本実施の形態の方が短い構成となっている。これら直線の長さは、傾きを許容する範囲と比例しており、本実施の形態の方が短いということは、傾きを許容する範囲が広いことを表している。よって、わずかの傾きや溶接時の押圧によるたわみにより、突起部１００ａ以外が接触してしまうことがなく、確実に溶接する事が出来る。
【００５１】
また、本実施の形態におけるバランスピース１００では、立ち上げ部１００ｄの高さが、タービンブレード６２をインナコア６３に固定するための爪部６４の高さ以上に形成されている。
【００５２】
よって、バランス取りの際、ある程度の重量が必要な場合において、従来では前記爪部を避ける必要があったため、爪部の隙間の大きさを限度としたサイズのバランスピースを、爪部を避けるように複数溶接する必要があったのに対し、本実施の形態では、爪部６４の隙間に凸部１００ｃのみ収まる構成となっているため、必要な重量を持つサイズのバランスピース１００を一カ所の溶接により設けることができるため、作業性の向上を図ることができる。
【００５３】
また、従来のように複数のバランスピースがバラバラに構成されているのに対し、本実施の形態は一カ所に集中的に重量を構成することが可能となるため、確実にバランスを取ることができる。
【００５４】
（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態として、トルクコンバータのタービンランナに適用した場合を図面に基づいて説明したが、この構成に限られるものではない。基本的には、回転体に対して適用可能であり、流体伝動装置または車輪等でも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を適用したトルクコンバータの全体構成を表す図である。
【図２】実施の形態のバランスピースを示す図である。
【図３】実施の形態のタービンへの適用例を示す図である。
【図４】実施の形態のバランサ用溶接装置の全体構成図である。
【図５】従来技術のバランスピースを示す図である。
【図６】従来技術のタービンへの適用例を示す図である。
【符号の説明】
１ 出力軸
２ コンバータカバー
３ インペラアッセンブリ
４ ステータ
５ ワンウェイクラッチ
６ タービンアッセンブリ
７ トーションダンパ
８ ロックアップクラッチ
２１ ボス
２２ ワッシャサポート
２３ スラストワッシャ
３１ インペラシェル
３２ ポンプインペラ
３３ インペラコア
３４ 支持部材
５１ ベアリングサポート
５２ ＯＷＣインナレース
５３ ＯＷＣアウタレース
５５ スラストベアリング
６１ タービンシェル
６２ タービンランナ
６３ タービンコア
６４ 爪部
６５ タービンハブ
６６ タービンリベット
７１ ドライブプレート
７２ サイドプレート
７３ トーションスプリング
７４ ハブプレート
７５ ハブ
８１ ドラム
８２ リテーニングプレート
８３ クラッチプレート
８４ ピストン
８５ ハブロックアップ
８６ 油路
８７ ブッシュ
１００ バランスピース
１００ａ 突起部
１００ｂ 端部
１００ｃ 凸部
１００ｄ 立ち上げ部
２００ バランスピース
２００ａ 突起部
２００ｂ 端部
４０６ 溶接ヘッド
４０７ エアシリンダ
４０９ 溶接ガン
４１１ 電極部
４１２ 開口部
４１３ 通気孔
４１５ 負圧供給手段
Ｃ 回転軸
Ｒ 円弧角

Claims (1)

1. アウターシェルとインナコアの間にブレードを備えた流体伝動装置のバランス取りを行うバランサ用の溶接機に装着され、
   溶接時の火花を集中させるための突起部を備え、前記インナコアに溶接する事で重量バランスを取るバランスピースにおいて、
   前記バランスピースに、インナコアから離れる方向に立ち上げ部を設けることで前記インナコア側に突出した凸部を形成し、かつ、この凸部には前記突起部が含まれていることとし、
   前記立ち上げ部の高さを、少なくとも前記ブレードを前記インナコアに固定するための爪部の高さ以上に形成したことを特徴とする流体伝動装置用バランスピース。

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