(57)【要約】【課題】簡単な制御で、トルクコンバータの回転バランスを高精度に調整する。【解決手段】フロントカバー３とポンプインペラ５とを溶接して接合するにあたり、両者の境界に設けられる溶接ビードＷの終端Ｗ２と始端Ｗ１とを重複させて重複部Ｑを形成し、この重複部Ｑの円周方向長さを調整することによりコンバータハウジングＣ／Ｈのバランスを調整する。【選択図】図４
2015140905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントカバー及びポンプインペラからなるコンバータハウジングを有するトルクコンバータを製造するための方法であって、
前記フロントカバーと前記ポンプインペラとを溶接して接合するにあたり、両者の境界に設けられる溶接ビードの終端と始端とを重複させて重複部を形成し、この重複部の円周方向長さを調整することにより前記コンバータハウジングのバランスを調整することを特徴とするトルクコンバータの製造方法。
【請求項２】
フロントカバー及びポンプインペラからなるコンバータハウジングを有するトルクコンバータであって、
前記フロントカバーと前記ポンプインペラとの境界に、一定幅の溶接ビードが全周に設けられ、溶接ビードの始端と終端との重複部が、接合前のコンバータハウジングのアンバランスを抑制するバランスウエイトとして機能す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、トルクコンバータ及びその製造方法に関し、特に、トルクコンバータの回転バランスを高精度に調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータは、エンジンの出力軸の回転を、流体（オイル）を介してトランスミッションの入力軸に伝達するものであり、エンジンの出力軸に連結されたフロントカバーと、フロントカバーに溶接により固定されたポンプインペラと、フロントカバーとポンプインペラとで構成されるコンバータハウジングの内部に配置され、トランスミッションの入力軸に連結されたタービンランナとを備える。コンバータハウジングの内部にはオイルが満たされる。エンジンの出力軸が回転すると、ポンプインペラがオイルに流れを発生させ、この流れでタービンランナが回転駆動され、トランスミッションの入力軸が回転する。
【０００３】
トルクコンバータには、回転時の振動を抑制するために、重量バランスを調整するためのバランスウエイトが設けられる。従来のトルクコンバータのバランス調整は、例えば、トルクコンバータを組み立てた後、タービンを固定した状態でコンバータハウジングを回転させて回転バランスを測定し、この測定結果に基づいて、コンバータハウジングの表面の所定箇所に所定重さの金属チップ（バランスウエイト）を固定することで行われていた。この場合、金属チップは、抵抗溶接（スポット溶接）等によりコンバータハウジングに固定されるが、溶接が十分でないと回転時にコンバータハウジングから剥がれてしまう恐れがある。また、コンバータハウジングの外側に、金属チップを配するためのスペースを確保する必要があるため、このスペースの分だけ他の部材の設計が制限される。さらに、取り付けるべき金属チップの重さは製品ごとに異なるため、コンバータハウジングに固定する金属チップの個数が製品ごとに異なり、工数の違いによりサイクルタイムにばらつきが生じる。この場合、サイクルタイムの長い製品（すなわち金属チップの個数が多い製品）に合わせて生産計画を立てざるを得ず、生産性の低下を招く。
【０００４】
例えば特許文献１では、フロントカバーとポンプインペラとを溶接する溶接ビードの量をアンバランス位置で多くすることにより、トルクコンバータの回転バランスを調整する方法が示されている。具体的には、トルクコンバータを回転させながら、フロントカバーとポンプインペラとの境界に溶接ビードを形成し、溶接棒がアンバランス位置に来たときに溶接棒の送り速度を速くすることで、この部分の溶接ビード量を多くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように溶接棒がアンバランス位置にきたときに溶接棒の送り速度を上げても、溶接棒が湾曲したり、溶接棒がワークに当接してスパッタが発生したりすることがあるため、溶接ビードの位置や量を高精度に制御することは難しい。また、溶接棒の送り速度を速くすると、それに応じて電圧等の制御も必要となるため、制御が複雑となる。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、簡単な制御で、トルクコンバータの回転バランスを高精度に調整することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するためになされた本発明は、フロントカバー及びポンプインペラからなるコンバータハウジングを有するトルクコンバータを製造するための方法であって、前記フロントカバーと前記ポンプインペラとを溶接して接合するにあたり、両者の境界に設けられる溶接ビードの終端と始端とを重複させて重複部を形成し、この重複部の円周方向長さを調整することにより前記コンバータハウジングのバランスを調整することを特徴とするものである。
【０００９】
このように、本発明では、溶接ビードの始端と終端とを重複させることにより、この部分の溶接ビードの量を多くしている。この場合、溶接ビードの始端と終端との重複部の円周方向長さを調整することにより、コンバータハウジングのバランスを調整することができる。これにより、溶接の開始位置と終了位置を設定するだけで、コンバータハウジングのバランス調整を行うことができるため、溶接棒の送り速度や電圧等を制御する必要が無く、制御を簡略化できる。また、溶接機とコンバータハウジングとを一定速度で相対回転させながら、溶接棒を一定速度で送り出して溶接を行うことができるため、溶接棒の撓みやスパッタの発生が生じることはほとんどない。従って、溶接ビードの重複部の円周方向長さが高精度に設定され、トルクコンバータの回転バランスを高精度に調整することができる。
【００１０】
上記の方法では、例えば、接合前の前記コンバータハウジングのアンバランスのピーク位置と、位相が１８０°異なる円周方向位置に、前記溶接ビードの重複部を配置することができる。このような位置に溶接ビードの重複部を配することで、一箇所の重複部でコンバータハウジングのバランス調整を行うことができるため、１台の溶接機でコンバータハウジングの溶接及びバランス調整を行うことが可能となる。
【００１１】
また、上記の方法では、円周方向等間隔に配置した複数の溶接機を用いて溶接を行うこともできる。この場合、各溶接機による溶接ビードの終端を、隣接する溶接機による溶接ビードの始端に重複させて、前記重複部を複数箇所に形成し、各重複部の円周方向長さをそれぞれ調整することにより、前記コンバータハウジングのバランスを調整することができる。
【００１２】
上記の方法によれば、フロントカバー及びポンプインペラからなるコンバータハウジングを有するトルクコンバータであって、前記フロントカバーと前記ポンプインペラとの境界に、一定幅の溶接ビードが全周に設けられ、溶接ビードの始端と終端との重複部が、接合前のコンバータハウジングのアンバランスを抑制するバランスウエイトとして機能するトルクコンバータを得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の方法によれば、簡単な制御で、トルクコンバータの回転バランスを高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】トルクコンバータの断面図である。
【図２】（ａ）はフロントカバーのアンバランスを示す平面図、（ｂ）はポンプインペラのアンバランスを示す平面図、（ｃ）はフロントカバーとポンプインペラを組み合わせた状態を示す平面図、（ｄ）は（ｃ）のアンバランスのベクトルを拡大して示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るトルクコンバータの製造方法を示す図であって、１台の溶接機でコンバータハウジングに溶接を施す様子を示す平面図である。
【図４】フロントカバー及びポンプインペラの溶接部の拡大図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るトルクコンバータの製造方法を示す図であって、３台の溶接機でコンバータハウジングに溶接を施す様子を示す平面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る製造方法の位相設定工程を示す図であって、フロントカバー及びポンプインペラのアンバランスのベクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に、トルクコンバータ１の一例の断面図（回転中心よりも上側のみ）を示す。トルクコンバータ１は、フロントカバー３、ポンプインペラ５、タービン６、ステータ７、ロックアップクラッチ８等で構成されている。
【００１６】
フロントカバー３は、エンジンの出力軸（クランクシャフト９）にドライブプレート４を介して連結され、クランクシャフト９と一体に回転する。フロントカバー３は、軸方向と直交する円盤部３１と、円盤部３１の軸心からエンジン側（図中右側）に突出した突出部３２と、円盤部３１の外周端からトランスミッション側（図中左側）に延在した円筒部３３とを有する。図示例のフロントカバー３は、金属板のプレス加工により、円盤部３１、突出部３２、及び円筒部３３が一体成形される。円盤部３１は、連結部３４を介してドライブプレート４にボルト固定される。突出部３２の外周面は、クランクシャフト９の端面に設けられた軸方向孔の内周面に嵌合している。
【００１７】
ポンプインペラ５は、インペラシェル５１と、このインペラシェル５１内に固設された複数のインペラブレード５２と、インペラシェル５１の回転中心側に形成されたインペラハブ５３とを備えている。インペラシェル５１の外周端は、フロントカバー３の円筒部３３のトランスミッション側端部と嵌合し、溶接により固定される。こうして溶接部（溶接ビードＷ）を介して一体化されたフロントカバー３及びポンプインペラ５で、コンバータハウジングＣ／Ｈが構成される。インペラハブ５３には爪部５４が形成されており、この爪部５４はオイルポンプ１０のロータ１１の係合部１２に係合している。つまり、ポンプインペラ５の回転動力がオイルポンプ１０のロータ１１に伝達され、オイルポンプ１０が駆動されるようになっている。
【００１８】
タービン６は、タービンシェル６１と、タービンシェル６１内に固設された複数のタービンブレード６２と、タービンシェル６１の回転中心側に固定されたタービンハブ６３とを備えている。タービンハブ６３は、トランスミッションのインプットシャフト２にスプライン嵌合されている。タービン６は、フロントカバー３とポンプインペラ５との間に配置される。タービンブレード６２とインペラブレード５２とは、軸方向で互いに対向している。
【００１９】
ステータ７は、ポンプインペラ５とタービン６との間の内径側領域に配置されている。ステータ７は、ステータキャリア７１と、ステータキャリア７１の外径側に設けられ、タービン６からインペラ５へと戻される作動油の方向を調整するための複数のステータブレード７２とを備えている。ステータ７は、ワンウェイクラッチ７３を介して、ステータシャフト７４に支持されている。ステータキャリア７１と、インペラシェル５１およびタービンハブ６３との間には、それぞれスラストベアリング７５が介設されている。ワンウェイクラッチ７３のインナーレース７３ａは、トランスミッションのハウジングＨに固定されたステータシャフト７４の外周にスプライン嵌合されている。
【００２０】
ロックアップクラッチ８は、タービンハブ６３に設置されている。フロントカバー３の円盤部３１の内面の外周部に設けられた平坦面に、ロックアップクラッチ８を押し付けることにより、トルクコンバータ１の入力側に設けられたフロントカバー３と出力側に設けられたタービンハブ６３とが直接連結される。これにより、エンジンのクランクシャフト９の回転が、ドライブプレート４、フロントカバー３、ロックアップクラッチ８、タービンハブ６３を介して、トランスミッションのインプットシャフト２に直接伝達される。尚、特に必要が無ければ、ロックアップクラッチ８を省略してもよい。
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ１の製造方法を説明する。
【００２２】
（１）バランス測定工程
まず、フロントカバー３及びポンプインペラ５の回転バランスを測定する。具体的に、フロントカバー３を回転させながら振動を測定し、この測定結果に基づいて、フロントカバー３のアンバランスの大きさ（重さ）及び位相（円周方向位置）を計算する。同様に、ポンプインペラ５を回転させながら振動を測定し、この回転振動の測定結果に基づいて、ポンプインペラ５のアンバランスの大きさ及び位相を計算する。尚、実際のフロントカバー３及びポンプインペラ５のアンバランスは円周方向に分布しているが、図２（ａ）及び（ｂ）では、フロントカバー３及びポンプインペラ５のアンバランスのピークを、それぞれベクトルＵ３及びＵ５（以下、アンバランスベクトルＵ３，Ｕ５と言う）で示している。
【００２３】
（２）位相設定工程
フロントカバー３及びポンプインペラ５のそれぞれのバランス測定結果に基づいて、両者を固定する最適な円周方向位置（最適位相）を設定する。本実施形態では、フロントカバー３とポンプインペラ５とを組み合わせたときのアンバランスのピークの大きさが最小となる円周方向位置を、最適位相として設定する。具体的には、図２（ｂ）に示すように、フロントカバー３のアンバランスベクトルＵ３の位相と、ポンプインペラ５のアンバランスベクトルＵ５の位相とが１８０°異なるように、フロントカバー３に対してポンプインペラ５を回転させ｛図２（ｂ）の点線矢印参照｝、このフロントカバー３及びポンプインペラ５の相対的な円周方向位置を最適位相とする。
【００２４】
（３）組立工程
次に、トルクコンバータ１を組み立てる。具体的には、ステータ７、タービン６、及びロックアップクラッチ８が組み付けられたポンプインペラ５の外周端に、フロントカバー３の円筒部３３を嵌合させる。このとき、ポンプインペラ５とフロントカバー３とを、上記のバランス測定工程で求めた最適位相で嵌合させることにより｛図２（ｃ）参照｝、フロントカバー３のアンバランスベクトルＵ３とポンプインペラ５のアンバランスベクトルＵ５とが打ち消し合い、これらを合算したアンバランスベクトルＵの大きさが最小となる｛図２（ｄ）参照｝。
【００２５】
この状態で、ポンプインペラ５の外周端及びフロントカバー３の円筒部３３の全周を溶接することで、コンバータハウジングＣ／Ｈが構成される。具体的には、図３に示すように、溶接機１００に対して、フロントカバー３及びポンプインペラ５（接合前のコンバータハウジングＣ／Ｈ）を回転させながら、溶接機１００の溶接棒１０１をフロントカバー３とポンプインペラ５の境界に接近させて通電することで、溶接が行われる。図示例では、溶接機１００を固定させた状態で、フロントカバー３及びポンプインペラ５を図中時計回り方向に回転させながら、溶接が行われる。フロントカバー３及びポンプインペラ５の回転速度や、溶接棒１０１の送り出し速度は一定とされ、これにより、フロントカバー３とポンプインペラ５との境界に、一定幅（詳しくは、円周方向単位長さあたりの体積が一定）の溶接ビードＷが形成される。溶接ビードＷがフロントカバー３及びポンプインペラ５の外周を一周したら、図４に示すように、溶接ビードＷの終端Ｗ２を始端Ｗ１に重複させる。
【００２６】
溶接ビードＷの重複部Ｑは、コンバータハウジングＣ／Ｈのアンバランスを抑制するバランスウエイトとして機能する。具体的に、溶接ビードＷの重複部Ｑは、接合前のコンバータハウジングＣ／Ｈのアンバランスのピーク位置（ベクトルＵ方向）と位相が１８０°異なる円周方向位置Ｐ（図３及び図４参照）に配される。すなわち、この円周方向位置Ｐが、溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向範囲内に配されるように、溶接ビードＷの始端Ｗ１及び終端Ｗ２が設定される。溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向長さ（すなわちバランスウエイトの重さ）は、接合前のコンバータハウジングＣ／Ｈのアンバランスを抑制するように設定される。例えば、溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向長さは、重複部Ｑの重量が、接合前のコンバータハウジングＣ／Ｈのアンバランスのピークを相殺する重さとなるように設定される。
【００２７】
このように、溶接ビードＷの重複部Ｑをバランスウエイトとして機能させることで、バランス測定工程で算出された回転バランス（詳しくは、最適位相で組み合わせたフロントカバー３及びポンプインペラ５のアンバランスベクトルＵの大きさ及び方向）に基づいて、溶接ビードＷの始端Ｗ１及び終端Ｗ２の円周方向位置を設定するだけで、適切な重さのバランスウエイトを設けることができる。この場合、コンバータハウジングＣ／Ｈの回転速度や溶接棒１０１の送り出し速度を一定とすることができるため、制御を簡略化できると共に、スパッタ等を発生させることなく安定した溶接ビードＷを形成することができる。これにより、溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向長さ（バランスウエイトの重量）が高精度に形成されるため、トルクコンバータ１の回転バランスを高精度に調整することができる。さらに、本実施形態では、接合前のフロントカバー３及びポンプインペラ５のアンバランス量が最小となるように最適位相を設定しているため、バランスウエイトの大きさ、すなわち溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向長さを可及的に小さくすることができ、溶接棒の材料コストが低減されると共に、溶接の作業時間を短縮できる。
【００２８】
（４）バランス確認工程
上記のようにトルクコンバータ１を組み立てた後、コンバータハウジングＣ／Ｈを回転させてバランスを測定し、アンバランス量が所定範囲内にあることを確認する。具体的には、ステータ７及びタービン６の回転を治具で固定した状態で、コンバータハウジングＣ／Ｈのみを回転させ、このときの振動を測定する。その結果、コンバータハウジングＣ／Ｈのアンバランス量が所定範囲内であれば良品と判定され、アンバランス量が所定範囲を超えていれば不良品と判定される。尚、特に必要が無ければ、バランス確認工程を省略してもよい。
【００２９】
本発明は上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明するが、上記の実施形態と同様の機能を有する部位には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００３０】
例えば、上記の実施形態では、１台の溶接機１００を用いてフロントカバー３とポンプインペラ５との溶接を行う場合を示したが、これに限らず、複数の溶接機を用いて溶接を行ってもよい。図５に示す実施形態では、円周方向等間隔に配置した３台の溶接機１００を用いて溶接を行っている。この場合、各溶接機１００による溶接ビードＷの終端Ｗ２が、隣接する溶接機１００による溶接ビードＷの始端Ｗ１の上に重複される。このとき、溶接機１００ごとに溶接終了位置（溶接ビードＷの終端Ｗ２の円周方向位置）を設定することにより、各溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向長さが個別に調整される。これにより、各重複部Ｑを合算したバランスウエイトを任意の大きさに設定することが可能となる。特に、各重複部Ｑを、円周方向等間隔に配置した３箇所以上に設けることで、各重複部Ｑを合算したバランスウエイトを任意の円周方向位置に設けることが可能となる。
【００３１】
また、上記の実施形態では、位相決定工程において、フロントカバー３とポンプインペラ５とを組み合わせたアンバランス量（ピークの大きさ）が最小となる円周方向位置を最適位相とする場合を示したが、これに限られない。例えば、フロントカバー３とポンプインペラ５とを組み合わせたアンバランスのピークの大きさが、各製品で同じになるように、最適位相を設定してもよい。すなわち、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、フロントカバー３のアンバランスベクトルＵ３の大きさや、ポンプインペラ５のアンバランスベクトルＵ５の大きさは、製品ごとに異なるが、これらの相対的な位相（すなわち、ベクトルＵ３とベクトルＵ５との間の角度）を適宜設定することで、これらを合わせたベクトルＵの大きさを常に一定になるようにする。これにより、接合前のコンバータハウジングＣ／Ｈに生じるアンバランスの大きさが常に一定となるため、組立工程においてコンバータハウジングＣ／Ｈに設けるバランスウエイトの重さ、すなわち溶接ビードＷの重複部Ｑの円周方向長さを常に一定にすることができ、製造を簡略化できる。
【００３２】
また、上記の実施形態では、コンバータハウジングＣ／Ｈを組み立てる前に、フロントカバー３及びポンプインペラ５のバランスを個別に測定する場合を示したが、これに限らず、例えば、フロントカバー３とポンプインペラ５とを仮固定した後、これを回転させてバランスを測定してもよい。フロントカバー３とポンプインペラ５との仮固定は、例えば、円周方向に離隔した複数箇所に溶接を施すことで行われる。
【符号の説明】
【００３３】
１     トルクコンバータ
２     インプットシャフト
３     フロントカバー
４     ドライブプレート
５     ポンプインペラ
６     タービン
７     ステータ
８     ロックアップクラッチ
９     クランクシャフト
１００ 溶接機
１０１ 溶接棒
Ｃ／Ｈ コンバータハウジング
Ｗ     溶接ビード
Ｗ１   溶接ビードの始端
Ｗ２   溶接ビードの終端
Ｑ     溶接ビードの重複部
【図１】
2015140905.tif 000003
【図２】
2015140905.tif 000004
【図３】
2015140905.tif 000005
【図４】
2015140905.tif 000006
【図５】
2015140905.tif 000007
【図６】
2015140905.tif 000008