JP6622530B2 - トルクコンバータ - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータの構造に関する。

トルクコンバータは、フロントカバーとインペラシェルとが接合されて形成される油室に、インペラブレード、タービンランナ及びステータからなる３種の羽根により、回転を伝達するものである。

従来、フロントカバーとインペラシェルとは、溶接により接合することが一般的であった。しかしながら、トルクコンバータの全周に渡って溶接を行なうと、溶接時の熱による歪みが発生し、これを後加工で修正することが困難であるという問題があり、特に軸方向の寸法精度が低下するという問題があった。さらに、溶接時のスパッタがトルクコンバータ内に混入することにより、トルクコンバータの品質が低下するという問題があった。

このような問題に対して、フロントカバーとインペラシェルとを螺合構造とした上で、これらを部分的に溶接するトルクコンバータ（引用文献１参照）が開示されている。

特開平０５−２０３０１５号公報

特許文献１に記載の技術では、フロントカバーとインペラシェルとを螺合し、部分的に溶接が行なわれているが、溶接熱による歪み発生や、作動油の熱や作動油の油圧によるフロントカバーとインペラシェルとの膨張によって、螺合部分の隙間が拡大し作動油が漏れ出す可能性があるという問題がある。これに対して、シール等を設けて油室を封止する構成も考えられるが、溶接時の熱によりシールが損傷する可能性があり、油室を完全に封鎖することが難しいという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、溶接によらず油室を封止して、溶接熱による歪みや溶接スパッタの混入を防止できるトルクコンバータを提供することを特徴とする。

本発明の一実施態様によると、駆動力源の回転が入力されるフロントカバーと、フロントカバーに固定され、フロントカバーとで油室を形成するインペラシェルと、を備えるトルクコンバータであって、フロントカバーには、第１ネジ部が形成され、インペラシェルには、第２ネジ部が形成され、第１ネジ部と第２ネジ部とが螺合されることでフロントカバーとインペラシェルとが連結され、第１ネジ部と第２ネジ部とが螺合された状態で、フロントカバーとインペラシェルとの相対位置を固定するピンが螺合された部位にて嵌装される、ことを特徴とする。
また、本発明の一実施態様によると、駆動力源の回転が入力されるフロントカバーと、
フロントカバーに固定され、フロントカバーとで油室を形成するインペラシェルと、を備
えるトルクコンバータであって、フロントカバーには、第１ネジ部が形成され、インペラ
シェルには、第２ネジ部が形成され、第１ネジ部と第２ネジ部とが螺合されることでフロ
ントカバーとインペラシェルとが連結され、第１ネジ部と第２ネジ部とが螺合された状態
で、フロントカバーとインペラシェルとの相対位置を固定するピンが嵌装され、ピンはスプリングピンであり、フロントカバー又はインペラシェルに圧入されて固定されることを特徴とする。

上記態様によると、フロントカバーとインペラシェルとが螺合された状態でピンによりフロントカバーとインペラシェルとの相対位置を固定するので、溶接を行なうことなく、溶接の熱による歪みを発生させることがないので、油室を封止することができる。

本発明の実施形態のトルクコンバータの説明図である。 本発明の実施形態のトルクコンバータの接合部分の説明図である。 本発明の実施形態のトルクコンバータの接合部分の説明図である。 本発明の実施形態のトルクコンバータの接合部分の説明図である。 本発明の実施形態のトルクコンバータの接合部分の説明図である。 本発明の実施形態のトルクコンバータの接合部分の説明図である。

以下に、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態のトルクコンバータ１の説明図である。

トルクコンバータ１は、フロントカバー２及びインペラシェル３とからなる油室４と、インペラブレード５と、タービンランナ６と、ステータ７とを備える。

トルクコンバータ１は、フロントカバー２とインペラシェル３とが連結されて構成される油室４から構成される。油室４は、円筒状かつ軸方向に膨出した形状を有し、内部に作動油が満たされる。

フロントカバー２は複数のボス１２を備える。ボス１２には図示しないエンジン等の駆動源の駆動軸が連結され、回転が伝達される。インペラシェル３は、フロントカバー２に連結されてフロントカバー２と一体に回転する。インペラシェル３の内周にはインペラブレード５が備えられる。

タービンランナ６には、作動油を介してインペラブレード５の回転トルクが伝達される。ステータ７は、タービンランナ６からの流れをインペラブレード５の入口に導くと共に、タービンランナ６から受ける反力に応じてトルク増幅作用を発生させる。タービンランナ６の回転は、図示しない出力軸に伝達される。

フロントカバー２は、鉄又は鉄を主体とした合金により形成される。インペラシェル３は、アルミニウム又はアルミニウムを主体とした合金により形成される。

フロントカバー２は、駆動源の回転を受けるボス１２が例えば溶接により固定されるため、強度が高い材質を用いることが好適である。一方で、インペラシェル３は、インペラブレード５を支える強度さえあればよく、後述するように、加工性がよく、フロントカバー２よりも大きな膨張率を有する材質を用いることが好適である。

このように構成されたトルクコンバータ１において、次に、フロントカバー２とインペラシェル３との固定構造を説明する。

図２は、本実施形態のフロントカバー２とインペラシェル３との固定部分の説明図であり、図１の要部Ａの拡大図である。

フロントカバー２とインペラシェル３とにはそれぞれ雌ネジ部２ａ（第１ネジ部）と雄ネジ部３ａ（第２ネジ部）が形成されており、フロントカバー２とインペラシェル３とは、雌ネジ部２ａと雄ネジ部３ａとが螺合されて連結される。

フロントカバー２の端部には、雌ネジ部２ａよりも端部側に突き当たり部２ｂが形成される。インペラシェル３の端部には、雄ネジ部３ａよりも端部側に溝部３ｂが形成され、雄ネジ部３ａよりも手前側に受け部３ｃが形成される。

フロントカバー２とインペラシェル３とは、雌ネジ部２ａに雄ネジ部３ａがねじ込まれ、フロントカバー２の突き当たり部２ｂと受け部３ｃとが当接することにより、フロントカバー２とインペラシェル３との位置関係が決定される。

溝部３ｂには、油室４内の作動油の漏出を防止するための作動油封止部材であるＯリング３ｄが嵌装される。Ｏリング３ｄは、油室４内部の作動油を密閉する。

フロントカバー２とインペラシェル３とは、前述のように異なる材質で形成される。特にインペラシェル３の材質をフロントカバー２よりも熱膨張率が大きい材質とすることで、油室４内の作動油の温度上昇により、インペラシェル３の雄ネジ部３ａが外側のフロントカバー２の雌ネジ部２ａに対して径方向外側に膨張するので、フロントカバー２とインペラシェル３との螺合部分での隙間を縮小ないし密着させることができ、作動油の漏れを防止することができる。

さらに、インペラシェル３は、前述のように材質をアルミニウム合金とすることで熱膨張率をフロントカバー２よりも大きくできるだけでなく、例えば鋳造やダイカスト等により形成することでその外形や肉厚の自由度が高まる。これにより、溝部３ｂ等の外形構造を容易に形成することができる。

フロントカバー２とインペラシェル３との間には、周方向に複数のピン２０が挿入される。

図３は、本実施形態のフロントカバー２とインペラシェル３との固定部分の説明図であり、ピン２０の説明図である。

ピン２０は、フロントカバー２の周方向に複数設けられたピン孔部２１と、ピン孔部２１に対応する位置でインペラシェル３に複数設けられたピン凹部２２とに挿入される。

ピン２０は、円筒形状を有し、軸方向の端部において端部に向かって徐々に縮径された形状を有する。

ピン２０は、フロントカバー２のピン孔部２１を貫通してインペラシェル３のピン凹部２２へと嵌装される。ピン２０がフロントカバー２とインペラシェル３とに嵌装されることで、フロントカバー２とインペラシェル３との相対位置が固定され、フロントカバー２とインペラシェル３との螺合方向の位置関係が変位して螺合が緩むこと、及び、熱膨張によりフロントカバー２とインペラシェル３との軸方向の位置関係が変位することが防止される。

ピン２０をピン孔部２１及びピン凹部２２に嵌装した後に、フロントカバー２のピン孔部２１付近で、かしめ等の方法により、ピン孔部２１の開口部分を塑性変形させてピン孔部２１の径を縮め、ピン２０を抜け止めする。かしめの一例として、ピン孔部２１の開口部分の近隣箇所にポンチやタガネ等で打ち込み跡２１ｂを形成する。打ち込み跡２１ｂはピン孔部２１に対して一カ所ないし複数カ所であってもよいし、ピン孔部２１の開口部分を一周に亘って形成してもよい。

ピン２０、ピン孔部２１及びピン凹部２２は、フロントカバー２とインペラシェル３との周方向に１カ所ないし複数カ所設けられる。例えば周方向に等間隔で３カ所のピン２０を備えるが、これよりも多い数のピン２０を備えてもよい。

図４は、本実施形態のフロントカバー２とインペラシェル３との固定部分の別の例の説明図である。

図３においてフロントカバー２とインペラシェル３とをピン２０により固定した。これに対して図４では、ピン２０の代わりに小ネジ３０により固定する例を示す。

図４において、小ネジ３０は、フロントカバー２に設けられたピン孔部２１に挿入され、ピン孔部２１に対応する位置でインペラシェル３に設けられたネジ穴部２３に螺合される。小ネジ３０をピン孔部２１及びネジ穴部２３に嵌装した後に、フロントカバー２のピン孔部２１付近を叩き、かしめ等の方法によりピン孔部２１の開口部分を塑性変形させてピン孔部２１の径を縮め、小ネジ３０の抜け止めを行なう。

このように、小ネジ３０によってフロントカバー２とインペラシェル３とを固定することで、フロントカバー２とインペラシェル３との間をより密着させることができる。

図５は、本実施形態のフロントカバー２とインペラシェル３との固定部分のさらに別の例の説明図である。

図３においてフロントカバー２とインペラシェル３とをピン２０により固定した。これに対して図５では、ピン２０の代わりにスプリングピン４０により固定する例を示す。

スプリングピン４０は、断面形状が略「Ｃ」形状であり、その径を拡大する方向に弾力を有する。スプリングピン４０は、フロントカバー２に設けられたピン孔部２１との間に径隙間を有し、これを貫通し、ピン孔部２１に対応する位置でインペラシェル３に設けられたピン凹部２２に圧入される。これによりスプリングピン４０の弾力によりスプリングピン４０がピン凹部２２の内壁を押圧してピン凹部２２に密着し、フロントカバー２とインペラシェル３とを固定する。

スプリングピン４０をピン孔部２１及びピン凹部２２に嵌装した後に、フロントカバー２のピン孔部２１付近を叩き、かしめ等の方法によりピン孔部２１の開口部分を塑性変形させてピン孔部２１の径を縮め、スプリングピン４０の抜け止めを行なう。

このように、弾力を有するスプリングピン４０がピン凹部２２へと圧入されることで、スプリングピン４０とピン凹部２２の内壁とが隙間無く密着し、振動等によりスプリングピン４０が摺動することがなくなり、スプリングピン４０とピン凹部２２との間が摩耗することが防止される。

さらに、油室４内部の作動油の圧力、又は、フロントカバー２とインペラシェル３との熱膨張差により、スプリングピン４０の中心軸がピン孔部２１の中心軸に対して斜めに変位する場合がある。この場合、スプリングピン４０とピン孔部２１との間に適切な径隙間が設けられていることで、スプリングピン４０とピン孔部２１との圧接が回避され、摩耗、損傷が防止できる。

図６は、本実施形態のフロントカバー２とインペラシェル３との固定部分の別の例の説明図である。

図６に示す例では、インペラシェル３の溝部３ｅがインペラシェル３の受け部３ｃに形成されている点で図２に示す例とは相違する。

このように、Ｏリング３ｄの位置を螺合部分より手前または後ろとすることで、油室４の構成に応じて、作動油の漏れをより効率的に防止することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態は、駆動力源の回転が入力されるフロントカバー２と、フロントカバー２に固定され、フロントカバー２とで油室４を形成するインペラシェル３と、を備えるトルクコンバータ１であって、フロントカバー２には、第１ネジ部としての雌ネジ部２ａが形成され、インペラシェル３には、第２ネジ部としての雄ネジ部３ａが形成され、雌ネジ部２ａと雄ネジ部３ａとが螺合されることでフロントカバー２とインペラシェル３とが連結され、雌ネジ部２ａと雄ネジ部３ａとが螺合された状態で、フロントカバー２とインペラシェル３との相対位置を固定するピン（ピン２０、小ネジ３０又はスプリングピン４０）が嵌装される。

本発明の実施形態は、このような構成により、フロントカバー２とインペラシェル３とを螺合により連結し、相対位置を固定するピンが嵌装されるので、溶接を行なうことなくフロントカバー２とインペラシェル３とを固定できるので、溶接の熱による歪みや溶接スパッタの混入を防止できる。これにより、溶接を行なうことなく、作動油が油室４から漏れることを防止できる。この効果は請求項１から３に対応する。

また、本発明の実施形態では、フロントカバー２とインペラシェル３との間に、作動油封止部材であるＯリング３ｄが介装されるので、作動油が油室４から漏れることを防止できる。本実施形態では溶接を行なわないので、Ｏリング３ｄが熱による損傷をすることがない。

また、本発明の実施形態では、第１ネジ部は雌ネジであり第２ネジ部は雄ネジであり、インペラシェル３は、フロントカバー２よりも熱膨張率が大きい材質（例えばアルミニウム合金）で形成されるので、油室４内の作動油の熱により、インペラシェル３がフロントカバー２より膨張することで、雄ネジ部３ａが雌ネジ部２ａの内周により密着するので、溶接を行なうことなく、作動油が油室４から漏れることを防止できる。

また、本発明の実施形態では、ピン２０は、フロントカバー２をかしめることによってピン凹部２２及びピン孔部２１内に閉じ込められるので、遠心力によりピン２０が外れることが防止される。

また、本発明の実施形態では、ピン（小ネジ３０）はネジ構造を有し、インペラシェル３に螺合されて固定されるので、遠心力により小ネジ３０が外れることが防止される。この効果は請求項２に対応する。

また、本発明の実施形態では、ピンはスプリングピン４０であり、インペラシェル３に圧入されて固定されるので、遠心力によりスプリングピン４０が外れることが防止される。この効果は請求項３に対応する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明の実施形態では、溶接を行なわないことにより熱による歪みの影響を排除できることが特徴である。従って、雌ネジ部２ａと雄ネジ部３ａとの噛合い精度を高くして作動油の漏れを防止する螺合構造とすることができれば、Ｏリング３ｄを備えない構成であってもよいし、フロントカバー２とインペラシェル３とを同一の材質とする構成であってもよい。

本発明の実施形態では、フロントカバー２が雌ネジ部２ａを有し、インペラシェル３が雄ネジ部３ａを有し、インペラシェル３がフロントカバー２よりも熱膨張率が大きな材質により構成された例を示したが、これに限られない。フロントカバー２を雄ネジとし、インペラシェル３を雌ネジとした上で、フロントカバー２がインペラシェル３よりも熱膨張率が大きな材質としてもよい。

１ トルクコンバータ
２ フロントカバー
２ａ 雌ネジ部
２ｂ 突き当たり部
３ インペラシェル
３ａ 雄ネジ部
３ｂ 溝部
３ｃ 受け部
３ｄ Ｏリング
３ｅ 溝部
４ 油室
５ インペラブレード
６ タービンランナ
７ ステータ
１２ ボス
２０ ピン
２１ ピン孔部
２１ｂ 打ち込み跡
２２ ピン凹部
２３ ネジ穴部
３０ 小ネジ
４０ スプリングピン

Claims (2)

1. 駆動力源の回転が入力されるフロントカバーと、前記フロントカバーに固定され、前記フロントカバーとで油室を形成するインペラシェルと、を備えるトルクコンバータであって、
   前記フロントカバーには、第１ネジ部が形成され、
   前記インペラシェルには、第２ネジ部が形成され、
   前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とが螺合されることで前記フロントカバーと前記インペラシェルとが連結され、
   前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とが螺合された状態で、前記フロントカバーと前記インペラシェルとの相対位置を固定するピンが前記螺合された部位にて嵌装される、ことを特徴とするトルクコンバータ。
2. 駆動力源の回転が入力されるフロントカバーと、前記フロントカバーに固定され、前記フロントカバーとで油室を形成するインペラシェルと、を備えるトルクコンバータであって、
   前記フロントカバーには、第１ネジ部が形成され、
   前記インペラシェルには、第２ネジ部が形成され、
   前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とが螺合されることで前記フロントカバーと前記インペラシェルとが連結され、
   前記第１ネジ部と前記第２ネジ部とが螺合された状態で、前記フロントカバーと前記インペラシェルとの相対位置を固定するピンが嵌装され、
   前記ピンはスプリングピンであり、前記フロントカバー又は前記インペラシェルに圧入されて固定されることを特徴とするトルクコンバータ。

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