WO2006090483A1 - 歯車ポンプおよびこれを用いた自動変速機用オイルポンプ - Google Patents

Abstract

本発明の歯車ギヤ（１）は、ポンプギヤ（２）を収容するポンプボデｲ（８）およびポンプカバ−（９）に、それぞれ吸入ポ−ト（５）が設けられる。各吸入ポ−ト（５）の底には、それぞれ、ポンプギヤ（２）の回転方向に延びる段差（８ｃ），（９ｃ）を有する。各段差（８ｃ），（９ｃ）より内周側の底（８ｄ），（９ｄ）の深さは、各段差（８ｃ），（９ｃ）より外周側の底（８ｅ），（９ｅ）の深さより深く設定される。これらの段差（８ｃ），（９ｃ）により、吸入された油中の気泡が各吸入ポ−ト（５）の内周側に集められ、内周側に集められた気泡は、吸入された作動油の一部が内周側から漏出する際、この作動油の漏出とともに強制的に効率よく外部に排出される。

Description

明細書

歯車ポンプおよびこれを用いた自動変速機用オイルポンプ 背景技術

本発明は、 例えば自動車の自動変速機等の種々の油圧機械に用いられ、 液圧を 発生する歯車ポンプおよびこれを用いた自動変速機の技術分野に関し、 特に、 歯 車ポンプおよびこの歯車ポンプを用いることで高速回転するオイルポンプのキヤ ビテーシヨンの発生を抑制するようにした自動変速機の技術分野に関するもので める。

自動車等の車両の自動変速機においては、 複数の回転要素を有するプラネタリ ギヤユニットおよびこれらの複数の回転要素をそれそれ係合または係止させるク ラッチやブレーキからなる複数の摩擦係合要素を有する自動変速機が種々開発さ れている。 このような自動変速機は、 摩擦係合要素の係合および非係合を適宜制 御してプラネ夕リギヤュニットの複数の回転要素の回転をそれぞれ制御すること により、 自動変速制御を行うようになっている。

その場合、 特開平 1 1ー8 2 6 4 4号公報に開示されているように、 摩擦係合 要素の係合および非係合の制御は自動変速機の油圧制御装置で車速や運転条件に 応じて制御された油圧により行われているが、 この油圧制御装置に供給される油 圧はオイルポンプで形成されている。

このオイルポンプはこの特開平 1 1— 8 2 6 4 4号公報にも開示されているよ うに歯車ポンプで構成されていることが多く、 この歯車ポンプは車両のェンジン で回転駆動されるポンプギヤによって油圧を発生し、 この油圧を前述のように油 圧制御装置への供給を始め、 自動変速機のトルクコンバータ、 自動変速機の各潤 滑部等にも供給するようになっている。

図 6 ( a ) および （b ) に示すように、 この歯車ポンプ 1には、 そのポンプギ ャ 2が所定数の外歯 3 aを有するドライブギヤ 3と所定数の内歯 4 aを有するド リプンギャ 4とからなる一対のギヤから構成される内歯歯車ポンプが用いられて いる。 ドライブギヤ 3とドリブンギヤ 4とは偏心して設けられていて、 互いの外 歯 3 aと内歯 4 aとの一部が吸入ポート 5と吐出ポート 6との境界部 7において 嚙合するとともに、 この嚙合部と回転中心に関してほぼ反対側の外歯 3 a tの歯 先端と内歯 4 a tの歯先端とが接触するようにするようにして、 ポンプボディ ( 0/Pボディ） 8とポンプカバー （0/Pカバ一） 9とからなるケ一シング 1 0内に形成されるギヤ室 1 1に配設される。 吸入ポート 5および吐出ポート 6は、 いずれもポンプボディ 8とポンプカバー 9とに設けられている。

そして、 駆動源である図示しないエンジンの駆動力で回転軸 1 2を介してドラ イブギヤ 3が回転しかっこのドライブギヤ 3の回転でドリブンギヤ 4も同方向に 回転することにより、 互いに嚙合する外歯 3 aと内歯 4 aとが順次変わっていく。 そして、 ドライブギヤ 3の外周とドリブンギヤ 4の内周との間に形成されかつ吸 入ポート 5に連通するポンプ室 1 3の容積が次第に増大することで、 吸入ポート 5から作動油を吸入し、 ポンプ室 1 3が吸入ポート 5から遮断されるとともに吐 出ポート 6に連通し、 その後ポンプ室 1 3の容積が次第に減少することで、 ボン プ室 1 3に吸入された作動油が吐出ポート 6から吐出されるようになる。

なお、 図 6 ( b ) には回転軸 1 2が図示を省略されている。

ところで、 このような自動変速機に用いられる比較的高速回転するオイルボン プにおいては、 作動油中に混入する気泡によるキヤピテ一シヨンやこのキヤビテ —シヨンによる各部材のェロージヨンの発生をできるだけ抑制することが求めら れる。

キヤビテ一シヨンやキヤビテ一ションェ D—ジョンの発生を抑制する従来の歯 車ポンプとして、 吸入ポートが作動油の流れ方向で上流から下流にいくに従って 浅くなり、 かつポンプ回転軸の中心に近い内周側で深く、 ポンプ回転軸の中心か ら遠い外周側で浅くなるように、 三次元的に連続的にねじれた底面を有する歯車 ポンプが特許第 2 8 5 4 9 0 3号公報において提案されている。

この特許第 2 8 5 4 9 0 3号公報に開示の歯車ポンプ 1によれば、 吸入ポート が作動油の流れ方向で下流側にいくほどかつ外周側になるほど浅くなつているの で、 吸入ポートを流れる作動油は流れるに従って次第に内周側に送り込まれるよ うになる。 これにより、 吸入ポートを流れる作動油に遠心力が作用しても、 内周 側の作動油の充填率が高くなり、 キヤビテ一ションが発生しやすい内周側におい て、 このキヤビテーションの発生を抑制することができる。 また、 キヤビテ一シヨンの発生を抑制する他の従来の歯車ポンプとして、 吸入 ポートの終端部に、 この吸入ポートの深さを終端に近づくにつれて周方向に浅く するスロープ部を有するとともに、 このスロープ部の深さを径方向外方から径方 向内方へ向けて漸次深くする傾斜面を有する歯車ポンプが、 特開平 9— 4 5 6 9 号公報において提案されている。

この特開平 9— 4 5 6 9号公報に開示の歯車ポンプ 1によれば、 吸入ポートが その終端部において作動油の流れ方向で下流側にいくほどかつ径方向外方になる ほど浅くなつているので、 吸入ポートの終端部においてこの終端部を流れる作動 油は、 流れるに従って次第に径方向内方に流入するようになる。 これにより、 キ ャビテーシヨンが発生しやすい径方向内方において、 このキヤビテーシヨンの発 生を抑制することができる。

ところで前述の特許第 2 8 5 4 9 0 3号公報おょぴ特開平 9— 4 5 6 9号公報 にそれそれ開示の歯車ポンプでは、 いずれも、 吸入ポートの底面が、 作動油の流 れ方向下流側にいくに従って連続的に浅くかつ内周側にいくに従って連続的に深 くなるようにねじれた傾斜面とされている。

しかしながら、 このように吸入ポートの底面を連続的にねじれた傾斜面とする と、 遠心力が作用する作動油を効率よく内周側に移動させることができるものの、 吸入ポートの底面が連続的な傾斜面となっているため、 作動油中の気泡を効果的 に内周側に集めることは難しい。

また、 特許第 2 8 5 4 9 0 3号公報および特開平 9— 4 5 6 9号公報に開示の 吸入ポートは、 いずれも、 深さが連続的に異なるようにねじれた傾斜面の底面と されているため、 吸入ポートを形成する円弧状の溝の加工が難しく、 面倒である という問題がある。 発明の開示

本発明は、 このような事情に鑑みてなされたものであって、 その目的は、 油中 の気泡を内周側に集めて排出することで、 キヤビテーションの発生を効果的に抑 制することのできる歯車ポンプを提供することである。

本発明の他の目的は、 油中の気泡によるキヤビテーシヨンの発生を効果的に抑 制しつつ、 吸入ポ一トを容易に加工することのできる歯車ポンプを提供すること である。

本発明の更に他の目的は、 オイルポンプのキヤビテーシヨンの発生を抑制して、 変速制御をより確実に行うことのできる自動変速機を提供することである

前述の目的を達成するために、 請求項 1の発明の歯車ポンプは、 吸入ポート、 吐出ポートおよびギヤ室が形成されたケーシングと、 該ケーシングのギヤ室に互 いに嚙合する一対のギヤが回転可能に配設され、 これら一対のギヤが回転するこ とで、 前記ケーシングに設けられた吸入ポートから作動液を吸入するとともに、 前記作動液を吐出ポートから吐出する歯車ポンプにおいて、 前記吸入ポートの底 が前記ギヤの回転方向に延びる段差を有しており、 前記吸入ポートの前記段差よ り内周側の底の深さが、 前記吸入ポートの前記段差より外周側の底の深さより深 くなるように設定されていることを特徴としている。

また、 請求項 2の発明の歯車ポンプは、 前記吸入ポートの前記段差より外周側 の底が、 その深さが前記吸入ポートの終端に向かって浅くなるようにスロープ状 に形成されていることを特徴としている。

更に、 請求項 3の発明の歯車ポンプは、 前記吸入ポートの前記段差より内周側 の底が、 その深さが前記吸入ポートの終端に向かつて浅くなるようにスロープ状 に形成されていることを特徴としている。

更に、 請求項 4の発明の歯車ポンプは、 前記吸入ポートの前記段差より外周側 のスロープ状の底が異なる複数の傾斜角から複数段階に傾斜するようにされてい ることを特徴としている。

更に、 請求項 5の発明の歯車ポンプは、 前記吸入ポートの前記段差より内周側 のスロープ状の底は一定の傾斜角に設定されていることを特徴としている。

更に、 請求項 6の発明の歯車ポンプは、 前記段差より外周側のスロープ状の底 の前記複数の傾斜角は、 前記吸入ポートの終端から近い側の前記傾斜角が遠い側 より小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項 4記載の歯車ボン プ。

更に、 請求項 7の発明の歯車ポンプは、 前記段差が、 前記吸入ポートの吸入開 始端から前記終端にかけて設けられていることを特徴としている。 更に、 請求項 8の発明の歯車ポンプは、 少なくとも、 前記吸入ポ一トの外周側 のスロープ状の底は、 そのスロープが前記吸入ポートの終端近傍部で終了すると ともに、 スロープ終了部から前記吸入ポートの終端までの底面が前記ケ一シング の前記ギヤと対向する面と面一にされていることを特徴としている。

更に、 請求項 9の発明の歯車ポンプは、 前記ケーシングが、 前記ギヤを収容す るポンプボディとこのボンプボディの取り付けられるポンプカバーとからなり、 前記吸入ポートが前記ポンプボディおよび前記ポンプカバーに設けられていると ともに、 前記段差は、 前記ポンプボディの吸入ポートおよび前記ポンプカバーの 吸入ポートの少なくとも一方に設けられていることを特徴としている。

更に、 請求項 1 0の発明の歯車ポンプは、 前記ポンプボディおよび前記ポンプ カバーが、 いずれも、 アルミニウム等の軽量金属を用いてダイカスト錶造により 形成されていることを特徴としている。

更に、 請求項 1 1の発明の自動変速機は、 複数の回転要素を有するブラネ夕リ ギヤュニットと、 これらの複数の回転要素をそれそれ係合または係止させるクラ ヅチゃブレーキからなる複数の摩擦係合要素と、 オイルポンプから供給された油 圧を所定の大きさに制御した油圧を前記摩擦係合要素に供給する油圧制御装置と を有し、 前記油圧制御装置により前記摩擦係合要素の係合および非係合を油圧制 御することで、 エンジン等の駆動源からの駆動力を自動変速して出力する自動変 速機において、 前記オイルポンプが請求項 1ないし 9のいずれか 1記載の歯車ポ ンプから構成されていることを特徴としている。

このように構成された請求項 1ないし 1 0の発明の歯車ポンプにおいては、 吸 入ポートの底がギヤの回転方向に延びる段差を有しているとともに、 吸入ポート の段差より内周側の底の深さが、 吸入ポートの段差より外周側の底の深さより深 くなるように設定されているので、 吸入ポートの段差により、 吸入された作動油 中の気泡を吸入ポ一トの内周側に効率よく集めることができるとともに、 内周側 に集められた気泡が吸入ポートの外周側に移動するのをより確実に抑制すること ができる。 しかも、 吸入された作動油の一部が内周側から漏出する際、 内周側に 集められた気泡を、 この作動油の漏出とともに強制的に効率よく外部に排出させ ることができる。 これにより、 歯車ポンプの高速回転時にもキヤビテ一シヨンの 発生を効果的に抑制することができ、 キヤビテーシヨンエロージョンをより確実 に防止することができるようになる。

また、 吸入ポートの段差はケ一シングの錶造時に一緒に形成することができる ので、 吸入ポートを容易に加工することができる。 しかも、 従来から既存の歯車 ポンプのケーシングに設けられた吸入ポートに段差を設けることができるので、 従来のケ一シングに段差を設けるだけで、 歯車ポンプの他の構成要素はそのまま 使用することができ、 歯車ポンプの新たな専用の構成要素を形成しなくても済ま せることができる。 これにより、 大きな設計変更を必要としなく、 歯車ポンプの コストをより一層低減できる。

特に、 請求項 2の発明の歯車ポンプにおいては、 吸入ポートの段差より外周側 の底を、 その深さが吸入ポートの終端に向かって浅くなるようにスロープ状に形 成しているので、 作動油中の気泡を吸入ポートの内周側により効果的に集めるこ とができるとともに、 吸入ポートの外周側にある作動油をなめらかに流動させて ロスを少なくして一対のギヤ間のポンプ室に封じ込めて吐出ポートから吐出させ ることができるようになる。 これにより、 キヤビテーシヨンの発生を効果的に抑 制しつつ、 ポンプ交力率を向上させることができる。

また、 請求項 3の発明の歯車ポンプにおいては、 吸入ポートの段差より内周側 の底を、 その深さが吸入ポートの終端に向かって浅くなるようにスロープ状に形 成しているので、 吸入ポートの内周側にある作動油もなめらかに流動させてロス を少なくして一対のギヤ間のポンプ室に封じ込めて吐出ポートから吐出させるこ とができるようになる。 これにより、 キヤピテーシヨンの発生を効果的に抑制し つつ、 ポンプ効率を向上させることができる。

更に、 請求項 4の発明の歯車ポンプにおいては、 吸入ポートのスロープ状の底 を異なる複数の傾斜角から複数段階に傾斜するようにしているので、 吸入ポート の始端から終端にかけての各部位の底の傾斜角を、 吸入ポートの形状、 ギヤの大 きさ、 吸入ポートに対するギヤの歯の位置、 ギヤの通常使用時の回転数等の歯車 ポンプの設計仕様および運転条件に応じて段階的に設定することができる。 これ により、 吸入された作動油中の気泡を吸入ポートの内周側により一層効率よく集 めることができる。 更に、 請求項 5の発明の歯車ポンプにおいては、 前記吸入ポートの前記段差よ り内周側のスロープ状の底を一定の傾斜角に設定しているので、 吸入ポ一トに吸 入された作動油中の気泡を吸入ポートの内周側に更に効果的に集めることができ る。

更に、 請求項 6の発明の歯車ポンプにおいては、 段差より外周側のスロープ状 の底の複数の傾斜角を、 吸入ポ一トの終端から近い側の傾斜角が遠い側より小さ くなるように設定しているので、 吸入ポートから吸入された作動油をなめらかに 流動させてロスを少なくして一対のギヤ間のポンプ室に効率よく封じ込めること ができる。 これにより、 キヤビテーシヨンの発生を効果的に抑制しつつ、 ポンプ 効率を向上させることができる。

更に、 請求項 7の発明の歯車ポンプにおいては、 段差を吸入ポートの吸入開始 端から終端にかけて設けているので、 吸入された作動油中の気泡を吸入ポートの 内周側により確実に集めることができる。

更に、 請求項 8の発明の歯車ポンプにおいては、 少なくとも、 吸入ポートの外 周側の底のスロープを吸入ポートの終端近傍部で終了させるとともに、 スロープ 終了部から吸入ポートの終端までの底面をケーシングのギヤと対向する面と面一 にしているので、 吸入された作動油中の気泡を吸入ポートの内周側により効果的 に集めつつ、 吸入ポートから吸入された作動油をなめらかに流動させてロスを少 なくして一対のギヤ間のポンプ室に効率よく封じ込めることができる。 これによ り、 キヤビテーシヨンの発生を効果的に抑制しつつ、 ポンプ効率を向上させるこ とができる。

更に、 請求項 9の発明の歯車ポンプにおいては、 段差をポンプボディの吸入ポ ートおよびポンプカバ一の吸入ポートの少なくとも一方に設けているので、 吸入 ポートの形状、 ギヤの大きさ、 吸入ポートに対するギヤの歯の位置、 ギヤの通常 使用時の回転数等の歯車ポンプの設計仕様および運転条件に応じて、 段差を必要 な部分に無駄なくより効果的に設けることができる。

更に、 請求項 1 0の発明の歯車ポンプにおいては、 ポンプボディおよびポンプ カバーを、 いずれも、 アルミニウム等の軽量金属からダイカスト錶造により形成 しているので、 吸入ポートのスロープをより正確にかつより簡単に形成すること ができる。 しかも、 ポンプボディおよびポンプカバーの軽量化を図ることができ るとともに、 材料費を節約することができる。 これにより、 歯車ポンプのコスト を低減することができる。

更に、 請求項 1 1の発明の自動変速機においては、 自動変速機のオイルポンプ に、 請求項 1ないし 1 0のいずれか 1記載の歯車ポンプを用いているので、 自動 変速機のオイルポンプの高速回転時にもキヤビテーシヨンの発生を効果的に抑制 することができ、 キヤビテ一シヨンエロ一ジョンをより確実に防止することがで きるようになる。 これにより、 自動変速機による変速制御を高速回転時を含めて 運転条件に応じてより正確に行うことができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明にかかる歯車ポンプの実施の形態の一例を自動変速機に用いた 状態を部分的に示す軸方向に沿う部分断面図である。

図 2は、 図 1における I I— II線に沿って見た図である。

図 3は、 図 1における III— III線に沿って見た図である。

図 4は、 図 1に示す例の歯車ポンプにおけるケ一シングのポンプボディ （OZ Pボディ） を示し、 （a ) は正面図、 （b ) は （a ) における IVB— IVB線に沿う 断面図である。

図 5は、 図 1に示す例の歯車ポンプにおけるケ一シングのポンプカバ一 （0/ Pカバー） を示し、 （a ) は正面図、 （b ) は （a ) における VB— VB線に沿う断 面図である。

図 6は、 従来の歯車ポンプの一例を示し、 （a ) は自動変速機に用いられた状 態を部分的に示す軸方向に沿う部分断面図、 （b ) は （a ) における VIB— VIB線 に沿って見た図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を用いて、 本発明を実施するための最良の形態について説明する。 図 1は、 本発明の歯車ポンプの実施の形態の一例を自動変速機に用いた状態を 部分的に示す軸方向に沿う、 図 6 ( a ) と同様の部分断面図であり、 また、 図 2 は図 1における II一 II線に沿って見た、 図 6 (b) と同様の図 （具体的には、 ポ ンプカバー 9と回転軸 12を省略しで II— II線に沿って見た図） であり、 更に、 図 3は図 1における III— III線に沿って見た図 （具体的には、 ポンプボディ 8と 回転軸 12を省略して III一 III線に沿って見た図） である。 なお、 前述の従来と 同じ構成要素には同じ符号を付すことにより、 その詳細な説明は省略する。

図 1ないし図 3に示すように、 この例の歯車ポンプ 1は、 前述の図 6 (a) お よび （b) に示す歯車ポンプ 1と同様に、 ポンプギヤ 2が外歯 3 aを有するドラ イブギヤ 3と内歯 4 aを有するドリブンギヤ 4との一対のギヤからなる内歯歯車 ポンプとして構成されている。 ポンプギヤ 2はケ一シング 10のポンプボディ

(0/Pボディ） 8に形成されるギヤ室 1 1内に収容されている。

ドライブギヤ 3の両側面 3 b , 3 cには、 第 1の所定数の円柱状のくぼみ （デ インプル） 14, 14,···が形成されている。 これらのくぼみ （ディンプル） 14 14，···は、 それそれ、 内、 外周側においてドライブギヤ 3と同心円上に配置さ れている。 その場合、 内周側に配置されているくぼみ （ディンプル） 14， 14, …は、 それぞれ、 隣接する外歯 3 a間の底部と同一の径方向線 （不図示） 上にそ れらの底部より内側に形成されている。

また、 外周側に配置されているくぼみ （ディンブル） 14， 14,…は、 それそ れ、 各外歯 3 aにそれらの外歯 3 aの周方向中心に形成されている。 その場合、 外周側上に配置されているくぼみ （ディンプル） 14， 14,…は、 それそれ、 吸 入ポート 5および吐出ポート 6に直面可能となっている。 内、 外周側の各くぼみ

(ディンプル） 14, 14，···には、 油が溜まるようになつている。 これらのくぼ み （ディンプル） 14, 14,···をこのように設けることで、 ドライブギヤ 3は動 的にバランスしており、 安定した回転が得られるようになつている。

更に、 ドリブンギヤ 4の両側面 4 b, 4 cにも、 前述のくぼみ （ディンプル） 14と同形状でかつ同寸法の第 2の所定数のくぼみ （ディンプル） 17， 17 , ··· が形成されている。 これらのくぼみ （ディンプル） 17，17,···は、 それそれ、 ドリブンギヤ 4と同心でかつ内歯 4 aの底部の位置の径と同一径またはほぼ同一 径の円上に内歯 4 aの周方向中心に位置して設けられている。 その場合、 各くぼ み （ディンプル） 17, 17，···も、 それそれ、 吸入ポート 5および吐出ポート 6 に直面可能となっている。 これらのくぼみ （ディンプル） 17, 17,…にも、 油 が溜まるようになつている。 これらのくぼみ （ディンプル） 17, 17，···をこの ように設けることで、 ドリブンギヤ 4は動的にバランスしており、 安定した回転 が得られるようになつている。

前述の各くぼみ （ディンプル） 14, 17は、 いずれも、 同じドライブギヤ 3 およびドリブンギヤ 4にこれらの各くぼみ （ディンプル） 14, 17が設けられ ない場合に比し、 歯車ポンプ 1の吐出性能おょぴこれらのギヤ 3 , 4の強度がと もに低下しないように、 それらの大きさおよび数が設定されている。

ケ一シング 10のポンプボディ （0/Pボディ） 8は、 例えばアルミニウム等 の軽量金属を用いてダイカスト鍩造により製造される。 図 4 (a) および （b) に示すように、 このポンプボディ （0/Pボディ） 8には、 ギヤ室 11を形成す るための凹部 8bが形成されており、 吸入ポート 5がその一部をこの凹部 8 b内 に位置するようにして設けられているとともに、 吐出ポート 6が同様にその一部 をこの凹部 8 b内に位置するようにして設けられている。

図 1、 図 2および図 4 (a) 、 (b) に示すように、 凹部 8 b内に位置する吸 入ポート 5はその中央付近から終端にかけて、 円周方向に延びる円弧状の段差 8 cが形成されている。 そして、 この段差 8 cより内周倒の吸入ポート 5の底 8 d が深く、 また、 段差 8 cより外周側の吸入ポート 5の底 8 eが浅く設定されてい る。

その場合、 図 4 (a) および （c) に示すように、 段差 8 cより内周側の吸入 ポート 5の底 8 dの深さをポンプボディ （0/Pボディ） 8とポンプカバ一 （0 /Pカバ一） 9との合わせ面から底 8 dの底面までの長さと定義すると、 この底 8 dの深さは、 段差 8 cが形成されない吸入ポート 5始端側の部分の底の深さと ほぼ同じ深さから吸入ポート 5の終端まで直線的に一定の傾斜角で浅くなるよう なスロープ状に形成されている。 これに対して、 段差 8 cより外周側の吸入ポー ト 5の底 8 eの深さ （この底 8 eの深さの定義も前述の底 9 dの深さの定義と同 様である） は、 吸入ポート 5の始端から途中までは、 段差 8 cの形成されない吸 入ポート 5始端側の部分の底の深さとほぼ同じ深さから、 内周側の底 8 dの深さ の一定の傾斜角より大きな一定の傾斜角で吸入ポート 5の途中まで直線的に浅く なるようなスロープ状に形成されている。 更に、 吸入ポート 5の途中から吸入ポ ート 5の終端までは、 段差 8 cより外周側の吸入ポ一ト 5の底 8 eは、 内周側の 底 8 dの深さの一定の傾斜角より小さな一定の傾斜角で直線的に浅くなるような スロープ状に形成されている。 したがって、 段差 8 cはその始端から吸入ポート 5の途中までは連続的に大きくなり、 吸入ポート 5の途中からその終端までは連 続的に小さくなるように設定されている。

また、 ケ一シング 1 0のポンプカバー （OZPカバー） 9も、 0/Pボディ 8 と同様に、 例えばアルミニウム等の軽量金属を用いてダイカスト錶造により製造 される。 図 5 ( a ) および （b ) に示すようにケ一シング 1 0のポンプカバー

( 0/Pカバ一） 9には、 ポンプボディ （0/Pボディ） 8が嵌合される凹部 9 bが形成されており、 吸入ポート 5がその一部をこの凹部 9 b内に位置するよう にして設けられているとともに、 吐出ポート 6が同様にその一部をこの凹部 9 b 内に位置するようにして設けられている。 なお、 図 5 ( b ) にはポンプカバ一

( 0/Pカバ一） 9に嵌合された回転軸 1 2も示されている。

図 1、 図 3および図 5 ( a ) 、 ( b ) に示すように、 凹部 9 b内に位置する吸 入ポ一ト 5はその中央付近 （ドリブンギヤ 4の外終端が位置する付近） から終端 にかけて、 一対のギヤ 3 , 4の回転方向つまり円周方向に延びる段差 9 cが形成 されている。 そして、 この段差 9 cより内周側の吸入ポート 5の底 9 dの深さ

(この底 9 dの深さの定義も前述の底 8 dの深さの定義と同様である） が段差 9 cより外周側の吸入ポート 5の底 9 eの深さ （この底 9 eの深さの定義も前述の 底 8 dの深さの定義と同様である） より深くなるように設定されている。

その場合、 内周側の吸入ポ一ト 5の底 9 dおよび外周側の吸入ポート 5の底 9 eは、 ともに、 それらの深さが段差 9 cの形成されない吸入ポート 5始端側の部 分の底の深さとほぼ同じ深さから始まって吸入ポート 5終端に向かって浅くなる ようなスロープ状に形成されている。 このとき、 スロープ状は、 段差 9 cの始端 から中央付近までは、 外周側の吸入ポート 5の底 9 eの深さの変化勾配 （つまり、 底 9 eの傾斜角） が内周側の吸入ポート 5の底 9 dの深さの変化勾配 （つまり、 底 9 dの傾斜角） より大きく、 また、 段差 9 cのほぼ中央付近から終端までは、 逆に外周側の吸入ポート 5の底 9 eの深さの変化勾配が内周側の吸入ポート 5の 底 9 dの深さの変化勾配より小さく、 段階的に変化する異なる 2つ傾斜角を有す るスロープ状に形成されている。 つまり、 外周側の吸入ポート 5の底 9 eは、 吸 入ポート 5の終端近傍部の傾斜角が吸入ポート 5の、 終端から終端近傍部より遠 い側の傾斜角より小さく、 なだらかに変化するように設定されている。 したがつ て、 段差 9 cの大きさはその始端から中央付近までは連続的に大きくなり、 また、 中央付近から終端に向かつて連続的に小さくなる段階的に変化するように設定さ れている。

そして、 ポンプカバ一 （0/Pカバ一） 9の凹部 9 bに、 ポンプボディ （0ノ Pボディ） 8が嵌合されることにより、 ギヤ室 1 1が形成される。 このとき、 ポ ンプボディ （0/Pボディ） 8の吸入ポート 5とポンプカバ一 （0/Pカバー） 9の吸入ポート 5とが軸方向に整合 （対向） するとともに、 ポンプボディ （0/ Pボディ） 8の吐出ポート 6とポンプカバ一 （OZPカバ一） 9の吐出ポート 6 とが軸方向に整合 （対向） するようになる。 そして、 形成されたギヤ室 1 1に、 前述の図 1に示すように一対のドライブギヤ 3とドリブンギヤ 4とが配設される。 更に、 従来の自動変速機に用いられているオイルポンプにおいては、 キヤビテ —シヨンエロ一ジョンおよび摩耗を低減するために、 一般的に次の 3つが行われ ている。 すなわち、

(1) オイルポンプボデ一およびオイルポンプカバーの少なくとも一方にハイシリ コン等の高強度で高硬度のアルミニゥム材を使用する、

(2) T 6等の熱処理により、 アルミ材の硬度をアップする、

(3) オイルポンプカバ一のみをアルミニウム材で形成する場合は、 鉄プレートを 使用する。

しかし、 （1)の場合には高強度 '高硬度のアルミニウム材を使用するため、 材 料費が高いばかりでなく歯車の寿命が短く、 コストが高くなるという問題がある、 また、 （2)の場合には熱処理を行うため、 スペースやランニングコスト等を含む 設備費が高いばかりでなく素材形状が悪化するおそれがあり、 生産性が悪いとい う問題がある。 更に、 （3)の場合には鉄プレートを使用するため、 吐出性能が低 下するばかりでなく重量が大きくなるという問題がある。

そこで、 本発明のこの例の歯車ポンプ 1では、 図 2および図 3に示すようにポ ンプ室 1 3内の作動油が最初に吐出ポート 6に開放される部位 6 aが摩耗によつ て吐出性能に大きく影響を及ぼすため、 例えばギヤ嚙み合い部等の部位に、 それ それ、 ジュラルミンやハイシリコン等の高強度で高硬度のアルミニウム材が部分 的にピン形状にされて圧入されている。

このように、 高強度で高硬度のアルミニゥム材を部分的に使用することにより、 コストアップを最小限に抑制するとともに吐出性能を低下させなく、 しかも重量 を増加させずに、 キヤビテーシヨンエロ一ジョンおよび摩耗を効率よく低減して いる。

この例の歯車ポンプ 1の他の構成は、 前述の図 6に示す従来の歯車ポンプ 1と 同じである。

このように構成されたこの例の歯車ポンプ 1においては、 前述の特許文献 1に 開示の歯車ポンプ 1の場合と同様に、 駆動源である図示しないエンジンの駆動力 で回転軸 1 2を介してドライブギヤ 3が図 2において反時計方向 （図 3において 時計方向） に回転するとともにこのドライブギヤ 3の回転でドリブンギヤ 4も同 方向に回転することにより、 ドライプギヤ 3の外周とドリブンギヤ 4の内周との 間に形成されるポンプ室 1 3の容積が次第に増大することで、 吸入ポート 5から 作動油がポンプ室 1 3内に吸入される。 更にドライブギヤ 3およびドリプンギャ 4が同方向に回転することで、 ポンプ室 1 3が吸入ポート 5から遮断されるとと もに吐出ポート 6に連通し、 その後、 ポンプ室 1 3の容積が次第に減少すること で、 ポンプ室 1 3に吸入された作動油が吐出ポート 6から吐出されるようになる。 吸入ポート 5を通してポンプ室 1 3内に吸入される作動油は円弧状に流動する ようになる。 このため、 作動油に遠心力が作用して外周側の作動油の圧力が外周 側の作動油の圧力より大きくなることで、 作動油中の気泡が内周側に集まるよう になる。 このとき、 内周側の吸入ポート 5の底 8 d， 9 dが外周側の吸入ポート 5の底 8 e , 9 eより浅く、 吸入ポート 5の内周側の気泡が円弧状の段差 8 c , 9 cにより吸入ポート 5の外周側に移動し難いことから、 作動油中の気泡は効果的 に吸入ポート 5の内周側に集まるようになる。

そして、 気泡が吸入ポート 5の内周側に集まった状態、 つまり気泡がドライブ ギヤ 3側に集まった状態で、 ポンプ室 1 3が吸入ポート 5から遮断されると、 ポ ンプ室 1 3内の作動油中の気泡はそのままドライブギヤ 3側に集まった状態を保 持しながら圧縮される。 この状態で、 ポンプ室 1 3が吸入一吐出間のボンビング チャンバ一部で閉じ込みが瞬間的に生じ、 次に吐出ポート 6に連通されると、 前 述のようにボンプ室 1 3内の作動油が圧縮されてボンビングチャンノ 一部から吐 出ポート 6へ吐出される。 このとき、 作動油の一部がドライブギヤ 3の側面 3 b とポンプボディ 8のギヤ室側面 8 aとの間およびドライブギヤ 3の側面 3 cとポ ンプカバ一 9のギヤ室側面 9 aとの間を通ってポンプボディ 8の内周孔に漏出す る。 この作動油の漏出とともに、 気泡がポンプ室 1 3から強制的に排出される。 したがって、 歯車ポンプ 1の高速回転時に、 作動油中の気泡によるキヤビテー シヨンの発生がより確実に抑制されるとともに、 このキヤビテ一シヨンによるキ ャビテーシヨンエロージョンが低減される。

また、 ドライブギヤ 3の両側面 3 b， 3 cおよびドリブンギヤ 4の両側面 4 b , 4 cに、 それぞれ、 所定数のくぼみ （ディンプル） 1 4 , 1 4 , ··· ; 1 7 , 1 7 , ··· を設けているので、 これらのくぼみ （ディンプル） 1 4 , 1 4 , ···； 1 7， 1 7，··· には、 それそれ油が溜まるようになる。 そして、 各くぼみ （ディンプル） 1 4 , 1 4，···； 1 7， 1 7 , ···内に溜まった油が、 ドライブギヤ 3およびドリブンギヤ 4の回転および毛細管現象によってドライブギヤ 3の両側面 3 b , 3 cおよびド リブンギヤ 4の両側面 4 b , 4 cとボンプボディ 8のギヤ室側面 8 aおよびポン プカバ一 9のギヤ室側面 9 aとの間に浸み出し、 これ'らの間に油膜が形成される。 この例の歯車ポンプ 1によれば、 吸入ポート 5に、 内周側の底 8 d， 9 dが深 くかつ外周側の底 8 e , 9 eが浅くなるような円弧状の段差 8 c , 9 cを設けてい るので、 吸入ポート 5を通してポンプ室 1 3内に吸入される作動油中の気泡を効 果的に内周側に集めることができる。 そして、 吸入された作動油の一部が内周側 から漏出する際、 内周側に集められた気泡を、 この作動油の漏出とともに強制的 に効率よく外部に排出させることができる。 これにより、 歯車ポンプ 1の高速回 転時にも、 作動油中の気泡によるキヤビテーシヨンの発生を確実に抑制すること ができ、 その結果、 キヤビテ一シヨンエロ一ジョンをより確実に防止することが できる。

また、 各吸入ポート 5の段差 8 c， 9 cはポンプボディ 8およびポンプカバ一 9の鏡造時に一緒に形成することができるので、 各吸入ポート 5を容易に加工す ることができる。 しかも、 従来から既存の歯車ポンプ 1のケーシング 1 0に設け られた吸入ポート 5にこれらの段差 8 c , 9 cを設けることができるので、 従来 のケ一シング 1 0の吸入ポート 5に段差を設けるだけで、 歯車ポンプ 1の他の構 成要素はそのまま使用することができ、 歯車ポンプ 1の新たな専用の構成要素を 形成しなくても済ませることができる。 これにより、 大きな設計変更を必要とし なく、 歯車ポンプ 1のより一層コストを低減できる。

更に、 各吸入ポート 5の内、 外周側の底 8 e , 9 d , 9 eを、 それらの深さが各 吸入ポート 5の終端に向かって浅くなるようにスロープ状に形成しているので、 作動油中の気泡を各吸入ポート 5の内周側により効果的に集めることができると ともに、 各吸入ポート 5の外周側にある油をなめらかに流動させてロスを少なく して一対のギヤ 3 , 4間のポンプ室 1 3に封じ込めて吐出ポート 6から吐出させ ることができるようになる。 これにより、 キヤビテーシヨンの発生を効果的に抑 制しつつ、 ポンプ効率を向上させることができる。 ·

更に、 吸入ポート 5の外周側の底 9 eを、 終端近傍部の傾斜角を、 吸入ポート 5の、 終端から終端近傍部より遠い側の傾斜角より小さく変化するように設定し ているので、 吸入ポート 5から吸入された油をなめらかに流動させてロスを少な くして一対のギヤ 3 , 4間のポンプ室 1 3に効率よく封じ込めることができる。 これにより、 キヤピテーシヨンの発生を更に効果的に抑制しつつ、 ポンプ効率を より一層向上させることができる。

更に、 各段差 8 c , 9 cを吸入ポート 5の吸入開始端から終端にかけて設けて いるので、 吸入された油中の気泡を吸入ポート 5の内周側により確実に集めるこ とができる。

更に、 ポンプボディ 8およびポンプカバー 9を、 いずれも、 アルミニウム等の 軽量金属からダイカスト錶造により形成しているので、 吸入ポート 5の底 8 e , 9 d， 9 eのスロープ状をより正確にかつより簡単に形成することができる。 し かも、 ポンプボディ 8およびポンプカバー 9の軽量化を図ることができるととも に、 材料費を節約することができる。 これにより、 歯車ポンプ 1のコストを低減 することができる。 更に、 この例の歯車ポンプ 1を自動変速機のオイルポンプに用いることにより、 自動変速機のオイルポンプの高速回転時にもキヤビテーシヨンの発生を効果的に 抑制することができ、 キヤピテ一シヨンエロ一ジョンをより確実に防止すること ができるようになる。 これにより、 自動変速機による変速制御を高速回転時を含 めて運転条件に応じてより正確に行うことができる。

なお、 前述の例の歯車ポンプ 1では、 ポンプボディ 8に形成された内周側の吸 入ポート 5の底 8 dがほぼ一定の深さに設定されているが、 内周側の吸入ポート 5の底 8 dを、 外周側の吸入ポート 5の底 8 eと同様に、 吸入ポート 5の終端に 向かって連続的に浅くなるスロープ状に形成することもできる。

また、 ポンプカバ一 9に形成された外周側の吸入ポート 5の底 9 eが段階的に 変化する異なる 2つ傾斜角を有するスロープ状とされているが、 本発明はこれに 限定されることなく、 吸入ポート 5の底 9 eを、 異なる 3つ以上の複数の傾斜角 から複数段階に変化するスロープ状に形成することもできる。 更に、 吸入ポート 5の底 9 eを、 傾斜角が連続的に変化する曲面状のスロープ状や、 一定の傾斜角 の平面状のスロープ状と傾斜角が連続的に変化する曲面状のスロープ状とを組み 合わせたスロープ状に形成することもできる。 このように、 吸入ポート 5の底 9 eのスロープ状を、 異なる複数の傾斜角から複数段階にまたは傾斜角が連続的に 変化する曲面状に傾斜するようにしているので、 吸入ポート 5の始端から終端に かけての各部位の底の傾斜角を、 吸入ポート 5の形状、 ギヤ 3， 4の大きさ、 吸 入ポ一ト 5に対するギヤ 3 , 4の歯の位置、 ギヤ 3 , 4の通常使用時の回転数等の 歯車ポンプ 1の設計仕様および運転条件に応じて段階的に設定することができる。 これにより、 吸入された油中の気泡を吸入ポ一ト 5の内周側により一層効率よく 集めることができる。

更に、 ポンプボディ 8に形成される内、 外周側の吸入ポート 5の底 8 d , 8 e を、 前述のポンプカバー 9に形成された内、 外周側の吸入ポート 5の底 9 d , 9 eと同じ形成することもできるし、 また、 ポンプカバー 9に形成される.内、 外周 側の吸入ポート 5の底 9 d , 9 eを、 前述のポンプボディ 8に形成された内、 外 周側の吸入ポート 5の底 8 d，8 eと同じ形成することもできる。

更に、 ポンプボディ 8およびポンプカバー 9の各吸入ポート 5の終端近傍部に おいて、 各外周側の吸入ポートの底 8 e, 9 eを、 それらのスロープ状が吸入ポ —ト 5の終端近傍部で終了するとともに、 スロープ状終了部から各吸入ポート 5 の終端までの底面が、 それそれポンプギヤ 2と対向するギヤ室側面 8 a， 9 aと 面一となるようにスロープ状を形成することもできる。 これにより、 吸入された 作動油中の気泡を吸入ポート 5の内周側により効果的に集めつつ、 吸入ポート 5 から吸入された油をなめらかに流動させて口スを少なくして一対のギヤ 3 , 4間 のポンプ室 13に効率よく封じ込めることができる。 これにより、 キヤビテーシ ヨンの発生をより一層効果的に抑制しつつ、 ポンプ効率をより効果的に向上させ ることができる。

更に、 段差 8 c, 9 cは、 必ずしもポンプボディ 8の吸入ポート 5およびボン プカバ一 9の吸入ポート 5の両方に設ける必要はなく、 ポンプボディ 8およびポ ンプカバー 9のいずれか一方に設けることもできる。 このようにすれば、 吸入ポ —ト 5の形状、 ギヤ 3, 4の大きさ、 吸入ポート 5に対するギヤ 3，4の歯の位置、 ギヤ 3 , 4の通常使用時の回転数等の歯車ポンプ 1の設計仕様および運転条件に 応じて、 段差 8 c,9 cを必要な部分に無駄なくより効果的に設けることができ る。

更に、 前述の例では、 ドライブギヤ 3の両側面 3 b , 3 cおよびドリブンギヤ 4の両側面 4 b， 4 cに、 それそれ、 くぼみ （ディンプル） 14, 14,··· ; 17， 17,···を設けるものとしているが、 本発明の歯車ポンプ 1では、 これらのくぼ み （ディンプル） 14, 14,··· ; 17, 17,···は必ずしも設ける必要はなく、 省 略することもできる。

更に、 図 1に部分的に示す自動変速機はその全体を詳細に示されていないが、 本発明の歯車ポンプが適用される自動変速機としては、 複数の回転要素を有する ブラネ夕リギヤュニットと、 これらの複数の回転要素をそれそれ係合または係止 させるクラッチやブレーキからなる複数の摩擦係合要素と、 歯車ポンプから供給 された油圧を所定の大きさに制御した油圧を前記摩擦係合要素に供給する油圧制 御装置とを有し、 油圧制御装置により前記摩擦係合要素の係合および非係合を油 圧制御することで、 ェンジン等の駆動源からの駆動力を自動変速して出力する、 例えば前述の特許文献 1に開示されている自動変速機を始め、 従来周知の自動変 速機を用いることができる。 更には、 本発明の歯車ポンプは、 駆動源と組み合わ される発進または変速もしくはそれらの両方を自動化した有段または無段の半自 動または全自動変速機にも用いることができる。 産業上の利用可能性

本発明の歯車ポンプは、 例えば自動車の自動変速機等の種々の油圧機械に用い られ、 液圧を発生する歯車ポンプに好適に利用することが可能であり、 また、 本 発明の自動変速機は、 例えば自動車の自動変速機等の種々の自動変速機に好適に 利用することが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 吸入ポート、 吐出ポートおよびギヤ室が形成されたケーシングと、 該ケーシ ングのギヤ室に互いに嚙合する一対のギヤが回転可能に配設され、 これら一対の ギヤが回転することで、 前記ケ一シングに設けられた吸入ポートから作動液を吸 入するとともに、 前記作動液を吐出ポートから吐出する歯車ポンプにおいて、 前記吸入ポートの底は前記ギヤの回転方向に延びる段差を有しており、 前記吸入ポートの前記段差より内周側の底の深さは、 前記吸入ポートの前記段 差より外周側の底の深さより深くなるように設定されていることを特徴とする歯 車ポンプ。

2 . 前記吸入ポートの前記段差より外周側の底は、 その深さが前記吸入ポートの 終端に向かって浅くなるようにスロープ状に形成されていることを特徴とする請 求項 1記載の歯車ポンプ。

3 . 前記吸入ポートの前記段差より内周側の底は、 その深さが前記吸入ポートの 終端に向かって浅くなるようにスロープ状に形成されていることを特徴とする請 求項 2記載の歯車ポンプ。

4 . 前記吸入ポートの前記段差より外周側のスロープ状の底は異なる複数の傾斜 角から複数段階に傾斜するようにされていることを特徴とする請求項 2または 3 記載の歯車ポンプ。

5 . 前記吸入ポートの前記段差より内周側のスロープ状の底は一定の傾斜角に設 定されていることを特徴とする請求項 3記載の歯車ポンプ。

6 . 前記段差より外周側のスロープ状の底の前記複数の傾斜角は、 前記吸入ポー トの終端から近い側の前記傾斜角が遠い側より小さくなるように設定されている ことを特徴とする請求項 4記載の歯車ポンプ。

7 . 前記段差は、 前記吸入ポートの吸入開始端から前記終端にかけて設けられて いることを特徴とする請求項 1ないし 6のいずれか 1記載の歯車ポンプ。

8 . 少なくとも、 前記吸入ポートの外周側のスロープ状の底は、 そのスロープが 前記吸入ポ一トの終端近傍部で終了するとともに、 スロープ終了部から前記吸入 ポートの終端までの底面が前記ケ一シングの前記ギヤと対向する面と面一にされ ていることを特徴とする請求項 1ないし 7のいずれか 1記載の歯車ポンプ。

9 . 前記ケーシングは、 前記ギヤを収容するポンプボディとこのポンプボディの 取り付けられるポンプカバーとからなり、

前記吸入ポートは前記ポンプボディおよび前記ポンプカバーに設けられている とともに、 前記段差は、 前記ポンプボディの吸入ポートおよび前記ポンプカバー の吸入ポートの少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項 1ない し 8のいずれか 1記載の歯車ポンプ。

1 0 . 前記ポンプボディおよび前記ポンプカバーは、 いずれも、 アルミニウム等 の軽量金属を用いてダイカスト錶造により形成されていることを特徴とする請求 項 1ないし 9のいずれか 1記載の歯車ポンプ。

1 1 . 複数の回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、 これらの複数の回転 要素をそれぞれ係合または係止させるクラッチやブレーキからなる複数の摩擦係 合要素と、 オイルポンプから供給された油圧を所定の大きさに制御した油圧を前 記摩擦係合要素に供給する油圧制御装置とを有し、

前記油圧制御装置により前記摩擦係合要素の係合および非係合を油圧制御する ことで、 ェンジン等の駆動源からの駆動力を自動変速して出力する自動変速機に おいて、

前記オイルポンプが請求項 1ないし 1 0のいずれか 1記載の歯車ポンプから構 成されていることを特徴とする自動変速機。