(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のシェルと、前記シェルのスリットに固定されるタブを有する複数のブレードからなる流体羽根車の製造方法であって、
円環状のシェルを用意するシェル準備工程と、
前記シェルに、前記スリットと、前記スリットの長手方向の両端部において前記スリットの長手方向と交差する幅方向に向かって延びるように切り起こされた一対の第１切り起こし部とを含むタブ固定部を形成するタブ固定部形成工程と、
前記スリット内に前記ブレードのタブを挿入するタブ挿入工程と、
前記タブ挿入工程の後に、前記タブ及び前記第１切り起こし部をローリングかしめすることで、前記タブを折り曲げて前記シェルに固定するとともに、前記第１切り起こし部により前記タブの長手方向両側にある前記スリットの隙間を覆うタブ固定工程と、
を備えた流体羽根車の製造方法。
【請求項２】
前記タブ固定部は、前記スリットの長辺に前記スリットの長手方向にわたって形成され、前記第１切り起こし部と同じ方向に切り起こされた第２切り起こし部を含み、
前記タブ固定工程は、前記第２切り起こし部を前記タブ及び第１切り起こし部とともにローリングかしめすることにより、前記第２切り起こし部により前記タブの幅方向片側にある前記スリットの隙間を覆う工程をさらに含んでいる、請求項１に記載の流体羽根車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体羽根車の製造方法、特に、円環状のシェルとシェルのスリットに固定されるタブを有する複数のブレードとからなる流体羽根車の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体羽根車の一例としてのトルクコンバータは、３種の羽根車（インペラー、タービン、ステータ）からなるトーラスを形成し、トーラス内の作動油により入力側回転体から出力側回転体にトルクを伝達する装置である。インペラーとタービンは軸方向に対向して配置されている。インペラー及びタービンは、円環状のシェルと、シェルの内側に放射状に配置された複数のブレードと、ブレードの内側にさらに固定された環状のコアとから構成されている。
【０００３】
このようなトルクコンバータにおけるタービンの製造工程について説明する。タービンを構成する複数のブレードにはタブが形成されており、また、そのシェルにはタブに対応して複数のスリットが形成されている。ブレードのタブは、スリットに挿入された後、ローリングかしめされることによって折り曲げられて、シェルにブレードが固定される。このようにして、タービンが組み立てられる。
【０００４】
このようなタービンでは、加工性及び組み立て性を考慮して、タブの断面の寸法よりもスリットの寸法を大きくしているため、組み立て後、タブとスリットの周縁部との間に隙間ができてしまう。この隙間から作動油がシェルの外側（反ブレード側）に漏洩するため、トルク伝達効率が低下してしまう。
このような隙間を塞ぐために、スリット形状を工夫をした特開平３−１７７６５１号公報に記載の方法がある。この方法では、スリット長手方向の両端部にスリットの長手方向に向かって延びるように切り起こされた一対の切り起こし部を設け、タブを折り曲げる際に、それらの切り起こし部をスリットの両端部に押し込んで、スリット長手方向の両端部の隙間を塞いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、タブを折り曲げる方向と切り起こし部を押し込む方向とが異なっているため、タブをローリングによってかしめる際に、切り起こし部をスリットに容易に押し込めない。これにより、スリットの両端部の隙間を十分に塞ぐことができなくなる等、タービンの組み立て性に悪影響を及ぼす。
【０００６】
本発明の課題は、円環状のシェルとシェルのスリットに固定されるタブを有する複数のブレードとからなる流体羽根車の製造方法において、タブとスリットの周縁部との間の隙間を塞ぐ方法を改善し、流体羽根車の組み立て性を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の流体羽根車の製造方法は、円環状のシェルと、シェルのスリットに固定されるタブを有する複数のブレードからなる流体羽根車の製造方法であって、以下の工程を備えている。
○円環状のシェルを用意するシェル準備工程
○シェルに、スリットと、スリットの長手方向の両端部においてスリットの長手方向と交差する幅方向に向かって延びるように切り起こされた一対の第１切り起こし部とを含むタブ固定部を形成するタブ固定部形成工程
○スリット内にブレードのタブを挿入するタブ挿入工程
○タブ挿入工程の後に、タブ及び第１切り起こし部をローリングかしめすることで、タブを折り曲げてシェルを固定するとともに、第１切り起こし部によりタブの長手方向両側にあるスリットの隙間を覆うタブ固定工程
この流体羽根車の製造方法では、以下のような作用及び効果が得られる。
【０００８】
○タブ固定部形成工程において、スリットの長手方向の両端部に一対の第１切り起こし部が形成されるため、実質的に、スリットの長手方向の長さがタブの長手方向の長さよりも長くなる。これにより、タブ挿入工程において、スリットにタブが挿入しやすくなる。
○タブ固定部形成工程において、一対の第１切り起こし部がスリットの幅方向に向かって延びるように切り起こされているため、タブ固定工程において、タブを折り曲げてシェルに固定する際に、第１切り起こし部をタブの折り曲げ方向と同じ方向に倒して、タブの長手方向両側にあるスリットの隙間を覆うことができる。これにより、タブの長手方向両側にあるスリットの隙間をローリングかしめによって容易に塞ぐことができる。つまり、タブとスリットの周縁部との間の隙間を塞ぐ方法が改善され、流体羽根車の組み立て性が向上している。
【０００９】
請求項２に記載の流体羽根車の製造方法は、請求項１において、タブ固定部は、スリットの長辺にスリットの長手方向にわたって形成され第１切り起こし部と同じ方向に切り起こされた第２切り起こし部を含み、タブ固定工程は、第２切り起こし部をタブ及び第１切り起こし部とともにローリングかしめすることにより、前記第２切り起こし部によりタブの幅方向片側にあるスリットの隙間を覆う工程をさらに含んでいる。
【００１０】
この流体羽根車の製造方法では、第２切り起こし部がさらに形成されるので、実質的に、スリットの幅方向の長さがタブの幅方向の長さよりも長くなる。これにより、タブ挿入工程において、スリットにタブが挿入しやすくなる。
また、第２切り起こし部が第１切り起こし部と同じ方向に向かって切り起こされているため、タブ固定工程において、タブをローリングかしめによって折り曲げてシェルに固定する際に、第２切り起こし部をタブの折り曲げ方向と同じ方向に倒して、タブの幅方向片側にあるスリットの隙間を覆うことができ、トルク伝達効率の低下の防止にも寄与できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（１）構造
図１は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ１の縦断面概略図である。トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフト２からトランスミッションの入力シャフト３にトルクを伝達するための装置である。図１の左側に図示しないエンジンが配置され、図１の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＯ−Ｏがトルクコンバータ１の回転軸である。
【００１２】
トルクコンバータ１は、主に、フレキシブルプレート４とトルクコンバータ本体５とから構成されている。フレキシブルプレート４は、円板状の薄い部材からなり、トルクを伝達するとともにクランクシャフト２からトルクコンバータ本体５に伝達される曲げ振動を吸収するための部材である。したがって、フレキシブルプレート４は、回転方向にはトルク伝達に十分な剛性を有しているが、曲げ方向には剛性が低くなっている。
【００１３】
トルクコンバータ本体５は、主に、フレキシブルプレート４の外周部が固定されたフロントカバー１１と、３種の羽根車（インペラー２１、タービン２２、ステータ２３）からなるトーラス形状の流体作動室６と、ロックアップ装置７とから構成されている。
フロントカバー１１は、円板状の部材であり、内周端に軸方向に延びる円筒形状の部材であるセンターボス１６を有している。センターボス１６は、クランクシャフト２の中心孔内に挿入されている。
【００１４】
フロントカバー１１の外周部には、トランスミッション側に延びる外周側筒状部１１ａが形成されている。この外周側筒状部１１ａの先端にインペラー２１のインペラーシェル２６の外周縁が溶接によって固定されている。この結果、フロントカバー１１と流体作動室６との間に、空間９が形成されており、ロックアップ装置７が配置されている。また、フロントカバー１１のロックアップ装置７に対向する面には、摩擦面１１ｂが形成されている。
【００１５】
インペラー２１は、主に、インペラーシェル２６と、その内側に固定された複数のインペラーブレード２７と、インペラーブレード２７のタービン２２側に固定されたコア２８と、インペラーシェル２６の内周部に固定されたインペラーハブ２９とから構成されている。
タービン２２は、インペラー２１に軸方向に対向して配置されている。タービン２２は、タービンシェル３０と、複数のタービンブレード３１と、タービンブレード３１のインペラー２１側に固定されたコア３２と、タービンシェル３０の内周縁に固定されたタービンハブ３９とから構成されている。
【００１６】
タービンハブ３９はフランジ部３９ａとボス部３９ｂとから構成されている。タービンハブ３９のボス部３９ｂの内周面には、入力シャフト３に係合するスプラインが形成されている。これにより、タービンハブ３９は入力シャフト３と一体回転するようになっている。
タービンシェル３０は、環状かつ円板状の部材であり、流体作動室６側に凹となる湾曲形状断面を有している。そして、その内周端は、複数のリベット４０によってタービンハブ３９のフランジ部３９ａに固定されている。また、タービンシェル３０には、複数のタブ固定部３３が形成されており、後述のタービンブレード３１のタブ３１ａを固定している。タブ固定部３３は、スリット３３ａと一対の第１切り起こし部３３ｂと第２切り起こし部３３ｃとから構成されており、それらの具体的な構成は後述のタブ３１ａとの関係及び組み立て方法において説明する。
【００１７】
複数のタービンブレード３１は、タービンシェル３０に対して放射状に、すなわち、タービンシェル３０の半径方向に延びかつ回転方向に並んで配置された板状の部材である。タービンブレード３１には、舌形状の複数のタブ３１ａを有している。各タブ３１ａは、それぞれ対応するタブ固定部３３において、かしめられて固定されている。具体的には、図２に示すように、タブ３１ａは、タブ３１ａの断面と同じ寸法を有するスリット３３ａに挿入されて、その先端部がスリット幅方向に折り曲げられている。また、スリット３３ａの長手方向の両端部には、スリット３３ａの長手方向に交差する幅方向に向かって延びる一対の切り起こし部３３ｂが形成されており、タブ３１ａの長手方向の両端部とスリット３３ａの長手方向の両端部との隙間を塞いでいる。さらに、スリット３３ａのタブ３１ａが折り曲げられていない方の長辺には、第１切り起こし部３３ｂと同じ方向に延びる第２切り起こし部３３ｃが形成されており、スリット３３ａのタブ３１ａが折り曲げられていない方の長辺に形成される隙間を塞いでいる。このように、切り起こし部３３ｂと第２切り起こし部３３ｃとによって、タブ３１ａとスリット３３ａの周縁部との間の隙間が塞がれている。
【００１８】
コア３２は、タービンブレード３１のインペラー２１側に配置された環状かつ円板状の部材であり、タービンブレード３１側に凸となる湾曲形状断面を有している。本実施形態では、タービンブレード３１へのコア３２の固定についても、タービンシェル３０へのタービンブレード３１の固定と同様であり、コア３２に形成された複数のタブ固定部３４に、これらに対応してタービンブレード３１に形成されたタブ３１ｂが固定されている。
【００１９】
ステータ２３は、インペラー２１の内周部とタービン２２の内周部との間に設置されており、タービン２２からインペラー２１に戻る作動油の流れを整流するための機構であり、主に、環状のステータキャリア４５と、ステータキャリア４５の外周面に設けられた複数のステータブレード４６とから構成されている。ステータキャリア４５は、ワンウェイクラッチ４７を介して筒状の固定シャフト４９に支持されている。固定シャフト４９は、入力シャフト３の外周面とインペラーハブ２９の内周面との間を延びている。
【００２０】
フロントカバー１１のセンターボス１６とタービンハブ３９との軸方向間には第１スラストベアリング４１が配置されている。この第１スラストベアリング４１が配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第１ポート１７が形成されている。すなわち、第１ポート１７は、入力シャフト３の中心孔３ａと、タービンハブ３９のボス部３９ｂの外周側とを連通させている。また、タービンハブ３９とステータ２３の内周部（具体的にはワンウェイクラッチ４７）との間には第２スラストベアリング４２が配置されている。この第２スラストベアリング４２が配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第２ポート１８が形成されている。すなわち、第２ポート１８は、入力シャフト３と固定シャフト４９との間の油路と、作動流体室６とを連通させている。さらに、ステータ２３とインペラー２１との軸方向間には、第３スラストベアリング４３が配置されている。この第３スラストベアリングが配置された部分において、半径方向両側に作動油が連通可能な第３ポート１９が形成されている。すなわち、第３ポート１９は、固定シャフト４９及びインペラーハブ２９との間の油路と、流体作動室６とを連通させている。なお、各油路は、図示しない油圧回路に接続されており、独立して第１〜第３ポート１７〜１９に作動油の供給・排出が可能となっている。
【００２１】
ロックアップ装置７は、タービン２２とフロントカバー１１との間の空間９に配置されており、必要に応じて両者を機械的に連結するための機構である。ロックアップ装置７は、主に、ピストン７４と、弾性連結機構７５とから構成されている。ピストン７４は、フロントカバー１１の摩擦面１１ｂに対向する位置に摩擦連結部７４ａを有している。
【００２２】
（２）タービンの製造
タービン２２の製造について説明する。タービン２２は、タービンシェル３０を準備するシェル準備工程と、タービンシェル３０にスリット３３ａと一対の第１切り起こし部３３ｂと第２切り起こし部３３ｃとからなる複数のタブ固定部３３を形成するタブ固定部形成工程と、タービンブレード３１に形成されたタブ３１ａをタブ固定部３３のスリット３３ａに挿入するタブ挿入工程と、タブをローリングかしめすることでタービンブレード３１をタービンシェル３０に固定するタブ固定工程とによって製造される。以下、各工程について詳述する。
【００２３】
▲１▼シェル準備工程
円板状の素材をプレス加工等により環状かつ湾曲形状に成形して、タービンシェル３０を得る。
▲２▼タブ固定部形成工程
シェル準備工程で準備されたタービンシェル３０に、複数のスリット３３ａを打ち抜き加工により形成するとともに、第１切り起こし部３３ｂ及び第２切り起こし部３３ｃを形成する。これにより、タービンシェル３０には、スリット３３ａと第１切り起こし部３３ｂと第２切り起こし部３３ｃとからなる複数のタブ固定部３３が形成される。以下に、タブ固定部について、図３、図６及び図７を用いて詳述する。
【００２４】
タブ固定部３３は、スリット３３ａと一対の第１切り起こし部３３ｂと第２切り起こし部３３ｃとからなり、各タブ３１ａに対応して配置されている。スリット３３ａは、タブ３１ａの断面と概ね同じ寸法を有する長方形状の孔である。一対の第１切り起こし部３３ｂは、タブ３１ａを固定する前は、スリット３３ａの長手方向の両端部においてスリット３３ａの幅方向に向かって延びるように切り起こされた長方形状の部分であり、スリット３３ａの長手方向の長さＬ（タブ３１ａの長手方向長さと同じ）をＬ１に増加させている。第２切り起こし部３３ｃは、タブ３１ａを固定する前は、スリットの長辺の一方の長手方向にわたって、第１切り起こし部３３ｂの同じ方向に切り起こされた部分であり、スリット３３ａを平面視した際の幅方向の長さＷ（タブ３１ａの幅方向長さと同じ）をＷ１に増加させている。これらの切り起こし部３３ｂ、３３ｃによって、タブ３１ａをスリット３３ａに挿入した際に、スリット３３ａの周縁部とタブ３１ａとの間に隙間が形成されるようになっている。
【００２５】
▲３▼タブ挿入工程
タービンシェル３０と別に複数のタブ３１ａを有するタービンブレード３１を準備し、各タブ３１ａをそれぞれ対応するタブ固定部３３のスリット３３ａに挿入する。ここで、タブ３１ａは、図４に示すようなタービンブレード３１のタービンシェル３０の湾曲形状に沿う辺に形成された舌形状の突起を有している。
【００２６】
▲４▼タブ固定工程
タブ３１ａのスリット３３ａから突出した部分を、図８に示すローラ５０によってローリングかしめすることで折り曲げる。
ローラ５０について説明する。
ローラ５０は、タブ３１ａの長手方向の長さＬよりも僅かに長い円筒長さを有する第１円筒部５０ａと、その両端に形成された第１切り起こし部３３ｂのスリット長手方向の長さ（（Ｌ１−Ｌ）の０．５倍）より長い円筒長さを有する一対の第２円筒部５０ｂとから構成されている。そして、一対の第２円筒部５０ｂは、第１円筒部５０ａの半径に比べてタブ３１ａの肉厚分だけ大きな半径を有している。
【００２７】
次に、ローラ５０によるタブ３１ａのタブ固定部３３への固定について詳述する。
図８に示すように、ローラ５０は、回転方向Ｒの方向に回転させられると、第２円筒部５０ｂによって第１切り起こし部３３ｂをスリット３３ａ側に倒してゆく。そして、第１切り起こし部３３ｂがある程度倒された後、第１円筒部５０ａが第２切り起こし部３３ｃを倒し、さらに、タブ３１ａを折り曲げる。最終的には、図２に示すように、タブ３１ａが折り曲げられ、スリット３３ａの長手方向の両端部とタブ３１ａの長手方向の両端部との隙間が第１折り曲げ部３３ｂによって塞がれ、スリット３３ａとタブ３１ａの長辺との間の隙間が第２切り起こし部３３ｃによって塞がれた状態が得られる。
【００２８】
尚、本実施形態においては、タービンブレード３１のコア３２への固定もタービンシェル３０への固定と同様な方法で行われる。具体的には、図５に示されるコア３２に形成された複数のタブ固定部３４に、それに対応してタービンブレード３１に形成されたタブ３１ｂを挿入し、タブ３１ｂが折り曲げて、タービンブレード３１をコア３２に固定する。
【００２９】
以上のタービン２２の製造方法では、以下のような効果がある。
タブ固定部形成工程において、第１切り起こし部３３ｂ及び第２切り起こし部３３ｃによって、スリット３３ａの長手方向の長さ及び幅方向の長さは、実質的に長くなっている。これにより、タブ挿入工程において、各部材の寸法精度が悪い場合であっても、タブ３１ａをスリット３３ａに容易に挿入することが可能である。
【００３０】
また、タブ固定工程において、第１切り起こし部３３ｂ及び第２切り起こし部３３ｃがスリット３３ａの幅方向に向かって延びるように切り起こされているため、タブ３１ａを折り曲げるのと同時に、切り起こし部３３ｂ、３３ｃを倒すことができ、タブ３１ａとスリット３３ａの周縁部との間の隙間を塞ぐことができる。これにより、タブ３１ａとスリット３３ａの周縁部との間の隙間をローリングかしめによって容易に塞ぐことができ、タービン２２の組み立て性を向上させることができる。
（３）動作
次に、本実施形態のトルクコンバータ１の動作について説明する。
【００３１】
エンジン始動直後には、第１ポート１７及び第３ポート１９からトルクコンバータ本体５内に作動油が供給され、第２ポート１８から作動油が排出される。第１ポート１７から供給された作動油はフロントカバー１１とピストン７４との間を外周側に流れ、流体作動室６に流れ込む。このとき、ピストン７４のフロントカバー１１側の油圧がタービン２２側の油圧より高くなり、ロックアップ解除状態になっている。ロックアップが解除されているときには、フロントカバー１１とタービン２２との間のトルク伝達は、インペラー２１とタービン２２との間の流体駆動によって行われている。
【００３２】
このとき、インペラー２１の回転速度とタービン２２の回転速度との差が大きいため、流体作動室６の油圧が空間９の油圧よりも高くなっている。すると、タービンシェル３０のタブ固定部３３の隙間を介して、流体作動室６内の作動油が空間９へ漏洩しやすくなるが、本実施形態では、タブ固定部３３の隙間が塞がれているため、従来に比べて、作動油の漏洩を小さくできる。これにより、トルク伝達効率を向上させることができる。
【００３３】
次に、トルクコンバータ１の速度比が上がり、入力シャフト３が一定の回転数に達すると、第１ポート１７から空間９の作動油が排出される。この結果、ピストン７４のタービン２２側の油圧がフロントカバー１１側の油圧より高くなり、ピストン７４がフロントカバー１１側に移動させられ、ロックアップ装置７の摩擦連結部７４ａがフロントカバー１１の摩擦面１１ｂに押し付けられる。これにより、フロントカバー１１とタービン２２との間のトルク伝達は、ロックアップ装置７を介して機械的に行われる。
【００３４】
このとき、インペラー２１の回転速度とタービン２２の回転速度との差が小さくなるため、流体作動室６の油圧が、空間９のうちピストン７４のタービン２２側の油圧よりも過渡的に低くなることがある。すると、タービンシェル３０のタブ固定部３３の隙間を介して、空間９の作動油が流体作動室６へ漏洩しやすくなり、ロックアップ装置７のピストン７４を流体作動室６側に引っ張る力が作用する。これにより、ロックアップ装置７の動作の応答性を損なうことがある。しかし、本実施形態では、タブ固定部３３の隙間が塞がれているため、従来に比べて作動油の漏洩を小さくできる。これにより、ロックアップ装置７の動作の応答性を損なうことがない。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
本実施形態では、第１切り起こし部の形状を長方形状にしていたが、これに限定されない。例えば、図９に示す三角形状のものであってもよいし、図１０に示す台形形状のものであってもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、トルクコンバータを用いて説明したが、本発明は流体継手等その他の流体羽根車にも採用できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る流体羽根車の製造方法では、タブを折り曲げてシェルに固定する際に、第１切り起こし部をタブの折り曲げ方向と同じ方向に倒して、タブとスリットの周縁部との隙間を覆うことができる。これにより、タブとスリットの周縁部との間の隙間をローリングかしめによって容易に塞ぐことができ、組み立て性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータの縦断面概略図。
【図２】タービン組み立て後のタブ固定部の拡大斜視図。
【図３】タービンシェルの縦断面図。
【図４】タービンブレードの平面図。
【図５】コアの縦断面図。
【図６】タービン組み立て前のタブ固定部の拡大斜視図（第１切り起こし部は長方形状）。
【図７】タービン組み立て前のタブ固定部の拡大平面図。
【図８】ローラによりタブをタブ固定部に固定する工程を説明する図。
【図９】第１切り起こし部を三角形状にした場合のタブ固定部の拡大斜視図。
【図１０】第１切り起こし部を台形形状にした場合のタブ固定部の拡大斜視図。
【符号の説明】
１    トルクコンバータ
２２    タービン
３０    タービンシェル
３１    タービンブレード
３１ａ  タブ
３３    タブ固定部
３３ａ  スリット
３３ｂ  第１切り起こし部
３３ｃ  第２切り起こし部
【図１】
0003892688.tif 000002
【図２】
0003892688.tif 000003
【図３】
0003892688.tif 000004
【図４】
0003892688.tif 000005
【図５】
0003892688.tif 000006
【図６】
0003892688.tif 000007
【図７】
0003892688.tif 000008
【図８】
0003892688.tif 000009
【図９】
0003892688.tif 000010
【図１０】
0003892688.tif 000011