| 【発明の名称】 |
トルクコンバータ製造方法及びその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐々木 広治
|
| 【要約】 |
【課題】簡単な機構で効率的に第１のシェルと第２のシェルを結合できるので、熱による歪みや変色が発生せず、品質の高いトルクコンバータのハウジングを得ること。
【解決手段】トルクコンバータにおける羽根車が固定された第１のシェルと第２のシェルとを接合する方法において、前記第１のシェルにその球面状の角度よりも緩やかに外方向に延びるリング状テーパー面をもつ段差端部を形成すると共に、該段差端部先端面となる端面と前記第２のシェルの端面それぞれに径がほぼ同一のリングプロジェクションを形成し、前記第１のシェルと第２のシェルの前記リングプロジェクション同士を突き合わせ、その突き合わせ方向に前記リング状テーパー面と前記第２のシェル間に加圧力をかけながら前記第１のシェルと第２のシェルのリングプロジェクション間に１００ミリ秒以下の時間大電流を流して、前記第１のシェルと第２のシェルをプロジェクション溶接することを特徴とするトルクコンバータ製造方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トルクコンバータにおける羽根車が固定された第１のシェルと第２のシェルとを接合する方法において、前記第１のシェルにその球面状の角度よりも緩やかに外方向に延びるリング状テーパー面をもつ段差端部を形成すると共に、該段差端部先端面となる端面と前記第２のシェルの端面それぞれに径がほぼ同一のリングプロジェクションを形成し、前記第１のシェルと第２のシェルの前記リングプロジェクション同士を突き合わせ、その突き合わせ方向に前記リング状テーパー面と前記第２のシェル間に加圧力をかけながら前記第１のシェルと第２のシェルのリングプロジェクション間に１００ミリ秒以下の時間大電流を流して、前記第１のシェルと第２のシェルをプロジェクション溶接することを特徴とするトルクコンバータ製造方法。
【請求項２】 トルクコンバータにおける羽根車が固定された第１のシェルと第２のシェルとを接合する装置であって、商用電力を直流に変換する整流回路と、該整流回路からの直流電流により充電される複数のコンデンサを並列接続したコンデンサバンクと、該コンデンサバンクの充電エネルギーを選択的に溶接トランスの１次巻線に放電させる放電スイッチと、前記溶接トランスの２次巻線に接続された第１、第２の溶接電極とを備えた製造装置において、前記第１のシェルはその球面状の角度よりも緩やかに外方向に延びるリング状テーパー面をもつ段差端部を備え、前記第１の溶接電極は前記リング状テーパー面に適合する環状テーパー面を内側角部に沿って備え、該環状テーパー面を前記第１のシェルの前記リング状テーパー面に当接させ、前記第１、第２の溶接電極の加圧機構の作用により前記第１のシェルの前記リング状テーパー面と前記第２のシェルとの間に相対的に逆方向の加圧力をかけ、その状態で前記コンデンサバンクから前記溶接トランスを通して前記第１のシェルと第２のシェルのプロジェクション間に大電流を流して、前記第１のシェルと第２のシェルとをプロジェクション溶接することを特徴とするトルクコンバータ製造装置。
【請求項３】 請求項２において、前記第１の溶接電極の前記環状テーパー面は前記加圧力の方向に対して３０度から８０度の範囲内にあることを特徴とするトルクコンバータ製造装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】 この発明は、自動車などに用いられるトルクコンバータの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 一般に、入力軸トルクに対して出力軸トルクが変化する流体トルクコンバータ（以下、トルクコンバータという）は、入力軸と出力軸とを一直線上に配置し、入力軸にポンプ羽根車を結合、出力軸にタービン羽根車を結合して対向させて羽根車を構成し、その羽根車を第１のシェルに固定して液体と一緒に第１のシェルと第２のシェルからなるハウジング内に納め、入力軸を回せば液体がポンプ羽根車により回りだし、タービン羽根車を回転させることにより出力軸が回転を行うようになっている。
【０００３】 従来のトルクコンバータのハウジングは、第１のシェルと第２のシェルの端部とを組み合わせて電子ビーム溶接又はアーク溶接、あるいはろう付けにより接合していた。従来例として図４を用いて、ろう付けにより羽根車が固定された第１のシェル１とフロントカバーとなる第２のシェル２とをろう付けする方法について簡単に説明する。
【０００４】 第１のシェル１は押さえ金具３に安定に支持される。押さえ金具３は第１のシェル１の球状の外面１ａに適合する形状の面を有し、比較的広い面積で第１のシェル１を受ける。第１のシェル１の端部は外周に沿ってある幅で薄くなっており、第２のシェル２の端部は内周に沿ってある幅で薄くなっている。第１のシェル１の端部の外径は第２のシェル２の端部の内径よりも若干小さくなっており、第２のシェル２の端部がある幅で第１のシェル１の端部に被さる。この状態で第１のシェル１と第２のシェル２との重なり部の双方をろう材４でもってろう付けし、中の液体が漏れないように封止する。
【０００５】 このようなろう付け又は電子ビーム溶接、アーク溶接による方法は、第１のシェルと第２のシェルの端部に沿って全周を順次溶接して行かなければならないので、作業時間が大幅にかかってしまうことと、長い間溶接エネルギーを注入するために溶接時の熱でハウジングが高温になってしまい、歪みなどが生じることが大きな欠点であった。
【０００６】 このような欠点を解決する方法としては、良く知られているコンデンサスポット方式を採用して短時間に大電流を流せば良いが、次のような難しい問題がある。
（１）既存の第１のシェルと第２のシェルは球面形状の外面を有しているので、それらの間の接触抵抗を小さくするためには大きな加圧力、例えば数１０トン以上の加圧力をかけねばならず、必然的に第１のシェルと第１の溶接電極、及び第２のシェルと第２の溶接電極との接触面積を大きくする必要がある。したがって、加圧力を均一にかけるようにすることが難しく、部分的に加圧力が大きくなって歪みが生じる可能性があった。
（２）第１のシェルと第２のシェルの形状にバラツキがある場合があり、この場合には第１のシェルと第２のシェルとが突き合わされる端面間の接触が不均一になるため、溶接電流の大きい部分と小さい部分とが生じ、このような電流密度の違いによって各部分の溶接品質が不均一になるという問題があり、実用化されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】 したがって、本発明では上述のような種々の問題点を解決し，トルクコンバータの第１のシェルと第２のシェルをコンデンサ式リングプロジェクション溶接により短時間でそれら双方を機械的に結合すると同時に、完全密封し、結合時の熱による悪影響のない品質の良好なトルクコンバータのハウジングを得ることを課題としている。
【０００８】
【問題を解決するための手段】 前述のような課題を解決するため、第１の発明では、トルクコンバータにおける羽根車が固定された第１のシェルと第２のシェルとを接合する方法において、前記第１のシェルにその球面状の角度よりも緩やかに外方向に延びるリング状テーパー面をもつ段差端部を形成すると共に、該段差端部先端面となる端面と前記第２のシェルの端面それぞれに径がほぼ同一のリングプロジェクションを形成し、前記第１のシェルと第２のシェルの前記リングプロジェクション同士を突き合わせ、その突き合わせ方向に前記リング状テーパー面と前記第２のシェル間に加圧力をかけながら前記第１のシェルと第２のシェルのリングプロジェクション間に実質的に１００ミリ秒以下の時間大電流を流して、前記第１のシェルと第２のシェルをプロジェクション溶接することを特徴とするトルクコンバータ製造方法を提供する。
【０００９】 前述のような課題を解決するため、第２の発明では、トルクコンバータにおける羽根車が固定された第１のシェルと第２のシェルとを接合する装置であって、商用電力を直流に変換する整流回路と、該整流回路からの直流電流により充電される複数のコンデンサを並列接続したコンデンサバンクと、該コンデンサバンクの充電エネルギーを選択的に溶接トランスの１次巻線に放電させる放電スイッチと、前記溶接トランスの２次巻線に接続された第１、第２の溶接電極とを備えた製造装置において、前記第１のシェルはその球面状の角度よりも緩やかに外方向に延びるリング状テーパー面をもつ段差端部を備え、前記第１の溶接電極は前記リング状テーパー面に適合する環状テーパー面を内側角部に沿って備え、該環状テーパー面を前記第１のシェルの前記リング状テーパー面に当接させ、前記第１、第２の溶接電極の加圧機構の作用により前記第１のシェルの前記リング状テーパー面と前記第２のシェルとの間に相対的に逆方向の加圧力をかけ、その状態で前記コンデンサバンクから前記溶接トランスを通して前記第１のシェルと第２のシェルのプロジェクション間に大電流を流して、前記第１のシェルと第２のシェルとをプロジェクション溶接することを特徴とするトルクコンバータ製造装置を提供する。
【００１０】 前述のような課題を解決するため、第３の発明では、請求項２において、前記第１の溶接電極の前記環状テーパー面は前記加圧力の方向に対して３０度から８０度の範囲内にあることを特徴とするトルクコンバータ製造装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態及び実施例】 この発明の特徴は、トルクコンバータのハウジングを構成する第１のシェルと第２のシェルの結合に当たって、事前に第１のシェルの端部にテーパー面をもつ段差部を設けると共に、それぞれの端面にリングプロジェクションを設け、第１のシェルの端部にテーパー面を利用してそれらリングプロジェクション同士に均一で大きな加圧力をかけた状態で、実質的に１００ミリ秒以下の短時間に、例えば数十万アンペア以上の大電流を前記第１のシェルと第２のシェル間に通電するようにしたものである。
【００１２】 図１ないし図３により本発明の１実施例について説明する。図１及び図２において、第１のシェル１と第２のシェル２は断面を示している。第１のシェル１と第２のシェル２それぞれの円周端部にはリングプロジェクション１Ａ、２Ａが形成され、リングプロジェクション１Ａと２Ａ同士がぴったり合うように等しい輪郭の細い幅の円周頂部Ｘを有する。リングプロジェクション１Ａと２Ａは図２（Ａ）に示すように、端部を両側から一定の傾斜で削った形にして端面の中央に細い幅の円周頂部Ｘを形成しても良く、また、同図（Ｂ）に示すように、一端側の傾斜を他端側の傾斜よりも長くして端面のいずれか側に寄った位置に細い幅の円周頂部Ｘを形成しても良い。
【００１３】 重要なのは、羽根車（図示せず）が固定された第１のシェル１は端部にある傾斜のテーパー面１Ｂをもつ段差部１Ｃを備えたことである。テーパー面１Ｂの角度は第１、第２の溶接電極３、４の相対的な加圧力の方向Ｐに対して３０〜８０°の範囲、好ましくは４５〜７０°の範囲が良い。テーパー面１Ｂの角度が、３０°よりも小さい場合には方向Ｐの加圧力が十分に印加することができず、また８０°を越える場合には加圧力による内側方向への回転力が大きくなり、溶接部が内側方向に歪むことがあり好ましくない。
【００１４】 これに伴い、第１の溶接電極３は内側角部の全周に沿ってテーパー面１Ｂに適合するテーパー面３Ａを有する。テーパー面３Ａの角度は第１のシェル１のテーパー面１Ｂの角度と補角であり、第１と第２の溶接電極３と４の相対的な加圧力の方向Ｐに対して１５０〜１００°の範囲、好ましくは１３５〜１１０°の範囲が良い。第１の溶接電極３のテーパー面３Ａの中央の内径は第１のシェル１のテーパー面１Ｂ中央の外径とほぼ等しいか、又は幾分大きくなっている。したがって、第１のシェル１が第１の溶接電極３に載置され、加圧力を受けるとき、第１のシェル１のテーパー面１Ｂの全面が第１の溶接電極３のテーパー面３Ａに密着する。第１のシェル１のテーパー面１Ｂと第１の溶接電極３のテーパー面３Ａとはこのような構造関係にある。
【００１５】 次に、図３をも用いてトルクコンバータのハウジングの製造について説明する。先ず、最初に図１と図２に示すように第１のシェル１と第２のシェル２のリングプロジェクション１Ａと２Ａとが突き合わされる状態で第１の溶接電極３にセットされる。このとき図示していないが、第１のシェル１と第２のシェル２とのリングプロジェクション１Ａと２Ａが突き合わされ、かつその状態を保持するため、ほぼ等間隔に配置されたクランプ部材が３方又は４方から前進して第１のシェル１と第２のシェル２の双方を所定のクランプ力でクランプする。この状態で第２の溶接電極４が下降し、図示していない加圧機構の働きで第２のシェル２に加圧力を加える。第１のシェル１と第２のシェル２間には図２の矢印で示す加圧力Ｐが働く。
【００１６】 このとき、第１のシェル１は前に述べたような範囲の傾斜をもつ段差部１Ｃのテーパー面１Ｂで第１の溶接電極３のテーパー面３Ａによって受けられているから、加圧力Ｐのほとんどは段差部１Ｃのテーパー面１Ｂにかかり、第１のシェル１と第２のシェル２のリングプロジェクション１Ａと２Ａの当接面にほぼ垂直にかかるので、加圧力Ｐが最小で済む。なお、加圧力Ｐが最小で済むといっても、その加圧力Ｐはシェル１と第２のシェル２の大きさにもよるが、数トン以上必要である。
【００１７】 次に図２で示す回路において、商用交流電源５からの交流電力は整流装置６により直流電力に変換される。その直流電力は多数の電解コンデンサを並列接続してなるコンデンサバンク７を充電する。コンデンサバンク７に充電されたエネルギーはサイリスタなどからなる放電スイッチ８のオンにより、溶接トランス９の１次巻線を通して短時間で放電され、これに伴い溶接トランス９の２次巻線から溶接電極３と４を通して第１のシェル１と第２のシェル２に大電流が１００ミリ秒よりも短い時間流れる。この大電流はピーク値で数１０万アンペア、第１のシェル１と第２のシェル２の大きさによっては１００万アンペアを越える。この大電流はリングプロジェクション１Ａと２Ａの狭い幅の当接面Ｘを集中して流れ、非常に効率的に第１のシェル１と第２のシェル２の突き合わせ部分を溶融させて結合する。
【００１８】 ここで、図示していない前記クランプ部材は、大電流が流れるとき発生する磁界によりかなり大きな力が第１のシェル１と第２のシェル２に作用し、第１のシェル１と第２のシェル２の当接面Ｘがずれることがあるので、結合が完了するまで第１のシェル１と第２のシェル２をクランプしているのが好ましい。しかし、溶接電極の構造又はシェルの構造などにより、結合時におけるクランプ作用は必ずしも必要ではない。
【００１９】 なお、第１の溶接電極３は段差部のテーパー面近傍だけで第１のシェル１に接触する構造となっているので、このことが大電流の通流により発生する熱の第１のシェル１への悪影響をさらに無くしている。また、第２の溶接電極４も最小限の面積で第２のシェル２に接触する構造となっており、同様に熱による悪影響を小さくしている。
【００２０】
【発明の効果】 以上述べたように本発明によれば，トルクコンバータの羽根車が固定された第１のシェルの端部に所定の範囲の傾斜のテーパー面をもつ段差部を形成し、そのテーパー面に適合するテーパー面をもつ溶接電極で第１のシェルを受けているので、最小の加圧力で第１のシェルと第２のシェルのプロジェクション間を有効に加圧でき、簡単な機構で効率的に第１のシェルと第２のシェルを結合できるので、熱による歪みや変色が発生せず、品質の高いトルクコンバータのハウジングを得ることのできる |
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０３９７６
【氏名又は名称】オリジン電気株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年１１月１２日（１９９９．１１．１２） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０２７（Ｐ２００１−１４１０２７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２２０３２ |
|