(57)【要約】【課題】  圧力容器の軽量化と耐圧性の確保とを両立できるトルクコンバータを提供する。【解決手段】  トルクコンバータ格納容器6を構成するフロントカバー8およびインペラシェル7がアルミ系材料で形成されたトルクコンバータ1であって、トルクコンバータ格納容器6に取り付けられ、アルミ系材料よりも剛性の高い材料で形成された補強板24〜28を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器を構成するフロントカバーおよびインペラシェルがアルミ系材料で形成されたトルクコンバータであって、
前記圧力容器に取り付けられ、前記アルミ系材料よりも剛性の高い材料で形成された補強部材を備えるトルクコンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載のトルクコンバータであって、
前記補強部材は、前記圧力容器に鋳包みされているトルクコンバータ。
【請求項３】
請求項１に記載のトルクコンバータであって、
前記補強部材は、前記圧力容器の外表面に固定されているトルクコンバータ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のトルクコンバータであって、
前記補強部材は、前記フロントカバーの中心部周辺に設けられた円形状の補強板であるトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧力容器を構成するインペラシェルおよびフロントカバーがアルミ系材料で形成されたトルクコンバータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-237391号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、鉄系材料で形成された圧力容器と比べて軽量化は図れるものの、剛性の低下により変形しやすくなるため、耐圧性が不足するという問題があった。
本発明の目的の一つは、圧力容器の軽量化と耐圧性の確保とを両立できるトルクコンバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、圧力容器に取り付けられ、アルミ系材料よりも剛性の高い材料で形成された補強部材を備える。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、圧力容器の軽量化と耐圧性の確保とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１のトルクコンバータ1の部分断面図である。
【図２】実施形態１の第１補強板24の正面図である。
【図３】第１補強板24の外周側に肉抜き24bを形成した例である。
【図４】第１補強板24の外周側に肉抜き24c,24dを形成した例である。
【図５】実施形態２のトルクコンバータ30の部分断面図である。
【図６】リベット31により第１補強板24をフロントカバー8に固定した例である。
【図７】メカニカルクリンチングにより第１補強板24をフロントカバー8に固定した例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
［トルクコンバータの全体構成］
図１は、実施形態１のトルクコンバータ1の部分断面図である。
トルクコンバータ1は、エンジンの出力軸（クランクシャフト）および自動変速機の入力軸間に設けられている。以下の説明では、クランクシャフトの回転軸線Oに沿う方向を軸方向、回転軸線Oの放射方向を径方向、回転軸線O周りの方向を周方向という。
実施形態１のトルクコンバータ1は、ステータ2およびロックアップクラッチ1aを備える。ステータ2は、ポンプインペラ3、タービンランナ4およびワンウェイクラッチ5を有する。これら各要素は、圧力容器であるトルクコンバータ格納容器6の内部に収容されている。
【０００９】
トルクコンバータ格納容器6は、インペラシェル7およびフロントカバー8を有する。インペラシェル7およびフロントカバー8は、アルミ系材料（アルミニウム合金）を用いて鋳造により成形されている。インペラシェル7のクランクシャフト側の開口部7aと、フロントカバー8の変速機入力軸側の開口部8aとは、コールドスプレー法により形成された金属層9によって一体に固定されている。
ポンプインペラ3は、インペラシェル7の内側壁に設けられた羽根状のインペラブレード10から構成されている。
タービンランナ4は、ポンプインペラ3と対向する位置に配置され、タービンシェル11とタービンシェル11の内側に設けられた羽根状のタービンブレード12から構成されている。
【００１０】
ステータ2は、ポンプインペラ3とタービンランナ4との間に設けられており、基部13と基部13から径方向に延びる羽根状のステータブレード14から構成されている。基部13は、変速機ハウジングとの間にワンウェイクラッチ5を介して設けられている。ワンウェイクラッチ5は、インペラシェル7に固定されたインペラハブ15との間に配置されたニードルベアリング16と、タービンシェル11に固定されたタービンハブ17との間に配置されたニードルベアリング18とにより、軸方向に位置決めされている。
ロックアップクラッチ1aは、タービンハブ17に軸方向に摺動自在に保持されたロップアップピストン19と、タービンシェル11にリベット20によって固定されたトーションダンパ21とを有する。
【００１１】
フロントカバー8は、図外のドライブプレートを介してクランクシャフトと連結されている。フロントカバー8のクランクシャフト側において、径方向外側には、スタッドボルト22が周方向に等間隔で複数設けられている。スタッドボルト22は、ドライブプレートに形成されたボルト穴を貫通し、図外のナットと締結されている。フロントカバー8のクランクシャフト側において、径方向内側には、クランクシャフト側に突出するパイロットボス23が設けられている。パイロットボス23は、トルクコンバータ1とクランクシャフトとを連結する際に、両者の軸心合わせに用いられるものであり、クランクシャフトの先端に設けられた嵌合孔に嵌入されている。
トルクコンバータ格納容器6の内部には、オイルが充填されており、ポンプインペラ3、タービンランナ4、ステータブレード14によるオイルの流れによってトルク増幅作用を発生させている。
【００１２】
実施形態１のトルクコンバータ格納容器6は、複数の補強板（補強部材）24〜28を備える。各補強板24〜28は、アルミ系材料よりも剛性の高い材料、すなわちヤング率の高い材料、具体的には、鉄系材料で形成されている。各補強板24〜28は、鋳包みによりトルクコンバータ格納容器6に埋設されている。すなわち、各補強板24〜28は、トルクコンバータ格納容器6を構成するインペラシェル7およびフロントカバー8をそれぞれ鋳造する際、鋳型内にあらかじめ設置され、その周囲に溶融金属（アルミ系材料）が流し込まれることにより、インペラシェル7およびフロントカバー8と一体化（鋳包み）されている。
【００１３】
第１補強板24は、フロントカバー8の径方向内側部分8bであって、フロントカバー8の中心部周辺に設けられている。第２補強板25は、フロントカバー8の最外周に形成された湾曲部8cに設けられている。第３補強板26は、インペラシェル7の最外周に形成された湾曲部7bに設けられている。第４補強板27は、湾曲部7bよりも径方向内側に形成された湾曲部7cに設けられている。第５補強板28は、インペラシェル7の径方向内側部分7dに設けられている。
【００１４】
各補強板24〜28は、径方向内側部分8b、湾曲部8c、湾曲部7b、湾曲部7cおよび径方向内側部分7dの形状に沿う環状に形成されている。例えば、第１補強板24は、図２に示すように、中心に円形の肉抜き24aを有する円環状に形成されている。なお、図３および図４に示すように、第１補強板24の外周側に肉抜きを形成してもよい。図３では、第１補強板24の外周側に、周方向に等間隔で４つの肉抜き24bが形成されている。肉抜き24bはスリット状であり、第１補強板24の外周縁から径方向内側へ延びる。図４では、第１補強板24の外周側に、周方向幅が互いに異なる肉抜き24c,24dが周方向に交互に配置されている。
【００１５】
次に、実施形態１の各補強板24〜28の作用を説明する。
近年、トルクコンバータの軽量化を狙いとし、トルクコンバータ格納容器を構成するインペラシェルおよびフロントカバーを、従来の鉄系材料よりも比重の低い材料、例えばアルミ系材料で形成したトルクコンバータが知られている。ところが、トルクコンバータ格納容器の素材を鉄系材料からアルミ系材料に置換した場合、軽量化は図れるものの、剛性が低下する。トルクコンバータ格納容器は、ロックアップクラッチおよび潤滑のための油圧や回転による遠心油圧によって内圧を受ける圧力容器であるから、剛性が低下すると変形しやすくなり、耐圧性が不足する。このため、従来の鉄系材料と同等の耐圧性を確保するためには、トルクコンバータ格納容器の肉厚を増大させる必要があり、軽量化効果の低下や軸長の増大を招く。
【００１６】
これに対し、実施形態１のトルクコンバータ1は、アルミ系材料で形成されたトルクコンバータ格納容器6に取り付けられ、アルミ系材料よりも剛性の高い鉄系材料で形成された補強板24〜28を備える。これにより、肉厚および軸長の増大を抑制しつつ、トルクコンバータ格納容器6の剛性を向上できる。この結果、圧力容器であるトルクコンバータ格納容器6の軽量化と耐圧性の確保との両立を図れる。
【００１７】
トルクコンバータ格納容器6を構成するインペラシェル7およびフロントカバー8は、アルミ鋳造により成形され、各補強板24〜28は、トルクコンバータ格納容器6に鋳包みされている。これにより、インペラシェル7およびフロントカバー8をアルミ鋳造する工程で各補強板24〜28を一体化できるため、各補強板24〜28をトルクコンバータ格納容器6に固定する工程が不要であり、工程増加による生産効率の低下を抑制できる。
【００１８】
各補強板24〜28のうち、第１補強板24はフロントカバー8の径方向内側部分8bに設けられ、第５補強板28はインペラシェル7の径方向内側部分7dに設けられている。ここで、トルクコンバータ格納容器6は、内圧によって軸方向に大きく変形する。このとき、径方向内側部分の変形量は、径方向外側部分の変形量よりも大きくなる。そこで、補強板24,28をトルクコンバータ格納容器6の変形代が大きな箇所に設けることにより、トルクコンバータ格納容器6の変形を効果的に抑制できる。
【００１９】
各補強板24〜28のうち、第２補強板25、第３補強板26および第４補強板27は、トルクコンバータ格納容器6の各湾曲部8c,7b,7cに設けられている。トルクコンバータ格納容器6の変形時、各湾曲部8c,7b,7cは他の部分よりも応力集中が生じやすい。そこで、補強板25,26,27を応力集中が生じやすい箇所に設けることにより、トルクコンバータ格納容器6の剛性を効果的に向上できる。
第１補強板24は、環状に形成され、フロントカバー8の中心部周辺に設けられている。これにより、補強部材をフロントカバー8の外周側に配置した場合と比べて、第１補強板24の半径を小さくできるため、軽量化を図れると共にイナーシャの増加を抑制できる。
【００２０】
実施形態１にあっては、以下の効果を奏する。
(1) トルクコンバータ格納容器6を構成するフロントカバー8およびインペラシェル7がアルミ系材料で形成されたトルクコンバータ1であって、トルクコンバータ格納容器6に取り付けられ、アルミ系材料よりも剛性の高い材料で形成された補強板24〜28を備える。これにより、トルクコンバータ格納容器6の軽量化と耐圧性の確保とを両立できる。
【００２１】
(2) 各補強板24〜28は、トルクコンバータ格納容器6に鋳包みされている。これにより、工程増加による生産効率の低下を抑制できる。
【００２２】
(3) 第１補強板24は、フロントカバー8の中心部周辺に設けられた環状の補強板である。これにより、フロントカバー8の変形を効果的に抑制できる。また、フロントカバー8の重量増およびイナーシャの増加を抑制できる。
【００２３】
〔実施形態２〕
実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
図５は、実施形態２のトルクコンバータ30の部分断面図である。
実施形態２のトルクコンバータ30は、各補強板24〜28がトルクコンバータ格納容器6の外表面に固定されている点で実施形態１と相違する。各補強板24〜28は、インペラシェル7およびフロントカバー8に対し、溶接によりに接合されている。図５の●（黒丸印）は、溶接位置を示す。溶接方法は、例えば、ろう接（ろう付け、はんだ付け）、CMT（コールド・メタル・トランスファー）、摩擦攪拌接合、レーザー溶接等である。
【００２４】
図６および図７に他の接合方法を示す。図６は、リベット31により第１補強板24をフロントカバー8に固定した例である。リベット31をセルフピアスリベットとすることにより、下穴加工および下穴合わせを省ける。図７は、メカニカルクリンチングによりクリンチング部32を形成して第１補強板24をフロントカバー8に固定した例である。メカニカルクリンチングは、リベットが不要であるため、コスト面に優れる。なお、図６および図７には、第１補強板24のみを記載したが、他の補強板25〜28についても同様である。
【００２５】
実施形態２にあっては、以下の効果を奏する。
(4) 各補強板24〜28は、トルクコンバータ格納容器6の外表面に固定されている。これにより、インペラシェル7およびフロントカバー8を鋳造以外の方法で成形する場合、すなわち、鋳包みにより各補強板24〜28をトルクコンバータ格納容器6と一体化する方法が適用できない場合であっても、各補強板24〜28をトルクコンバータ格納容器6に固定できる。
【００２６】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
補強部材は、アルミ系材料よりも剛性の高い（ヤング率の高い）材料であれば、鉄系材料に限らない。
補強部材は１つ以上であればよい。
各補強板24〜28の軽量化を図るための肉抜きは、所望の位置に設定できるが、イナーシャの増加を抑制するとの観点から、補強板の径方向内側部分よりも径方向外側部分に設けるのが好ましい。また、実施形態１では、第１補強板24の肉抜き24aは無くてもよい。なお、実施形態２では、パイロットボス23との干渉を回避するために、第１補強板24の肉抜き24aは必要である。
【符号の説明】
【００２７】
1  トルクコンバータ
6  トルクコンバータ格納容器（圧力容器）
7  インペラシェル
8  フロントカバー
24〜28  補強板（補強部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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