(57)【要約】【課題】油中の気泡を内周側に集めて排出することで、キャビテーションの発生を抑制し、キャビテーションエロージョンをより確実に防止することのできる歯車ポンプおよび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。【解決手段】ポンプギヤ２を収容するポンプボディ８およびポンプカバー９に、それぞれ吸入ポート５が設けられる。各吸入ポート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を有している。各吸入ポート５の段差８ｃ,９ｃより内周側の底８ｄ,９ｄの深さは、各吸入ポート５の段差８ｃ,９ｃより外周側の底８ｅ,９ｅの深さより深くなるように設定されている。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ート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。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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噛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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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ー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。
【請求項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。
【請求項１０】
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鋳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。
【請求項１１】
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、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１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ャビテーショ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ある。
【背景技術】
【０００２】
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タリギヤユ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。
【０００３】
その場合、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このオイルポンプはこの特許文献１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エ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。
【０００５】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、この歯車ポンプ１には、そのポンプギヤ２が所定数の外歯３ａを有するドライブギヤ３と所定数の内歯４ａを有するドリブンギヤ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３ａと内歯４ａとの一部が吸入ポート５と吐出ポ−ト６との境界部７において噛合するとともに、この噛合部と回転中心に関してほぼ反対側の外歯３ａ1の歯先端と内歯４ａ1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（Ｏ／Ｐボディ）８とポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）９とからなるケーシング１０内に形成されるギヤ室１１に配設される。吸入ポート５および吐出ポ−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。
【０００６】
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１２を介してドライブギヤ３が回転しかつこのドライブギヤ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、互いに噛合する外歯３ａと内歯４ａ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１３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１３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１３の容積が次第に減少することで、ポンプ室１３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１２が図示を省略されている。
【０００７】
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ポンプにおいては、作動油中に混入する気泡によるキャビテーションやこのキャビテーションによる各部材のエロージョンの発生をできるだけ抑制することが求められる。
キャビテーションやキャビテーションエロー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提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
この特許文献２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っているので、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、キャビテーションが発生しやすい内周側において、このキャビテーションの発生を抑制することができる。
【０００９】
また、キャビテーショ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提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
この特許文献３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っているので、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、キャビテーションが発生しやすい径方向内方において、このキャビテーションの発生を抑制することができる。
【特許文献１】特開平１１−８２６４４号公報。
【特許文献２】特許第２８５４９０３号公報。
【特許文献３】特開平９−４５６９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで前述の特許文献２および３にそれぞ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、特許文献２および３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。
【００１２】
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、キャ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ャビテーションの発生を効果的に抑制しつつ、吸入ポー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、オイルポンプのキャビテーショ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
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の課題を解決するために、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噛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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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記載の歯車ポンプ。
【００１８】
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。
【００１９】
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ー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。
【００２０】
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。
【００２１】
更に、請求項１０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鋳造により形成されていることを特徴としている。
【００２２】
更に、請求項１１の発明の自動変速機は、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、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。
【発明の効果】
【００２３】
このように構成された請求項１ないし１０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ー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ャビテーションの発生を効果的に抑制することができ、キャビテーショ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。
【００２４】
また、吸入ポートの段差はケーシングの鋳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、従来のケー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。
【００２５】
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、キャビテーショ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。
【００２６】
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、キャビテーショ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、吸入ポー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、吸入ポー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、キャビテーショ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、キャビテーショ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。
【００３１】
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ー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。
【００３２】
更に、請求項１０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鋳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。
【００３３】
更に、請求項１１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１０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ャビテーションの発生を効果的に抑制することができ、キャビテーショ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。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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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−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−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。
【００３５】
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３ａを有するドライブギヤ３と内歯４ａ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はケーシング１０のポンプボディ（Ｏ／Ｐボディ）８に形成されるギヤ室１１内に収容されている。
【００３６】
ドライブギヤ３の両側面３ｂ,３ｃには、第１の所定数の円柱状のくぼみ（ディンプル）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、それぞれ、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３ａ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。
【００３７】
また、外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、各外歯３ａにそれらの外歯３ａ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、それぞれ、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っている。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っている。
【００３８】
更に、ドリブンギヤ４の両側面４ｂ,４ｃ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、それぞれ、ドリブンギヤ４と同心でかつ内歯４ａ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４ａ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、それぞれ、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っている。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っている。
【００３９】
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の吐出性能およびこれらのギヤ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。
【００４０】
ケーシング１０のポンプボディ（Ｏ／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鋳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（Ｏ／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８ｂ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８ｂ内に位置するようにして設けられている。
【００４１】
図１、図２および図４（ａ）、（ｂ）に示すように、凹部８ｂ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８ｃが形成されている。そして、この段差８ｃより内周側の吸入ポート５の底８ｄが深く、また、段差８ｃより外周側の吸入ポート５の底８ｅが浅く設定されている。
【００４２】
その場合、図４（ａ）および（ｃ）に示すように、段差８ｃより内周側の吸入ポート５の底８ｄの深さをポンプボディ（Ｏ／Ｐボディ）８とポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）９との合わせ面から底８ｄの底面までの長さと定義すると、この底８ｄの深さは、段差８ｃ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８ｃより外周側の吸入ポート５の底８ｅの深さ（この底８ｅの深さの定義も前述の底９ｄ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８ｃ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８ｄ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８ｃより外周側の吸入ポート５の底８ｅは、内周側の底８ｄ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８ｃ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。
【００４３】
また、ケーシング１０のポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）９も、Ｏ／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鋳造により製造される。図５（ａ）および（ｂ）に示すようにケーシング１０のポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）９には、ポンプボディ（Ｏ／Ｐボディ）８が嵌合される凹部９ｂが形成されており、吸入ポート５がその一部をこの凹部９ｂ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９ｂ内に位置するようにして設けられている。なお、図５（ｂ）にはポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）９に嵌合された回転軸１２も示されている。
【００４４】
図１、図３および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、凹部９ｂ内に位置する吸入ポート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９ｃが形成されている。そして、この段差９ｃより内周側の吸入ポート５の底９ｄの深さ（この底９ｄの深さの定義も前述の底８ｄの深さの定義と同様である）が段差９ｃより外周側の吸入ポート５の底９ｅの深さ（この底９ｅの深さの定義も前述の底８ｄ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。
【００４５】
その場合、内周側の吸入ポート５の底９ｄおよび外周側の吸入ポート５の底９ｅは、ともに、それらの深さが段差９ｃ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９ｃの始端から中央付近までは、外周側の吸入ポート５の底９ｅの深さの変化勾配（つまり、底９ｅの傾斜角）が内周側の吸入ポート５の底９ｄの深さの変化勾配（つまり、底９ｄの傾斜角）より大きく、また、段差９ｃ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９ｅの深さの変化勾配が内周側の吸入ポート５の底９ｄ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９ｅ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。したがって、段差９ｃ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っ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。
【００４６】
そして、ポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）９の凹部９ｂに、ポンプボディ（Ｏ／Ｐボディ）８が嵌合されることにより、ギヤ室１１が形成される。このとき、ポンプボディ（Ｏ／Ｐボディ）８の吸入ポート５とポンプカバー（Ｏ／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（Ｏ／Ｐボディ）８の吐出ポート６とポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）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１１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。
【００４７】
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、キャビテーションエロー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) オイルポンプボデー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ウム材を使用する、
(2) Ｔ６等の熱処理により、アルミ材の硬度をアップする、
(3) オイルポンプカバー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。
【００４８】
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。
【００４９】
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１３内の作動油が最初に吐出ポート６に開放される部位６ａが摩耗によって吐出性能に大きく影響を及ぼすため、例えばギヤ噛み合い部等の部位に、それぞれ、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。
【００５０】
このように、高強度で高硬度のアルミニウ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、キャビテーションエロー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。
【００５１】
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１２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るポンプ室１３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１３内に吸入される。更にドライブギヤ３およびドリブンギヤ４が同方向に回転することで、ポンプ室１３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１３の容積が次第に減少することで、ポンプ室１３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。
【００５２】
吸入ポート５を通してポンプ室１３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８ｄ,９ｄが外周側の吸入ポート５の底８ｅ,９ｅより浅く、吸入ポート５の内周側の気泡が円弧状の段差８ｃ,９ｃ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。
【００５３】
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１３が吸入ポート５から遮断されると、ポンプ室１３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１３が吸入−吐出間のポンピングチャンバー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、前述のようにポンプ室１３内の作動油が圧縮されてポンピングチャンバー部から吐出ポート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３ｂとポンプボディ８のギヤ室側面８ａとの間およびドライブギヤ３の側面３ｃとポンプカバー９のギヤ室側面９ａ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１３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ャビテーションの発生がより確実に抑制されるとともに、このキャビテーションによるキャビテーションエロージョンが低減される。
【００５４】
また、ドライブギヤ３の両側面３ｂ,３ｃおよびドリブンギヤ４の両側面４ｂ,４ｃに、それぞれ、所定数のくぼみ（ディンプル）１４,１４,…；１７,１７,…を設けているので、これらのくぼみ（ディンプル）１４,１４,…；１７,１７,…には、それぞれ油が溜まるようになる。そして、各くぼみ（ディンプル）１４,１４,…；１７,１７,…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３ｂ,３ｃおよびドリブンギヤ４の両側面４ｂ,４ｃとポンプボディ８のギヤ室側面８ａおよびポンプカバー９のギヤ室側面９ａとの間に浸み出し、これらの間に油膜が形成される。
【００５５】
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８ｄ,９ｄが深くかつ外周側の底８ｅ,９ｅが浅くなるような円弧状の段差８ｃ,９ｃを設けているので、吸入ポート５を通してポンプ室１３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ャビテーションの発生を確実に抑制することができ、その結果、キャビテーションエロージョンをより確実に防止することができる。
【００５６】
また、各吸入ポート５の段差８ｃ,９ｃはポンプボディ８およびポンプカバー９の鋳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１０に設けられた吸入ポート５にこれらの段差８ｃ,９ｃを設けることができるので、従来のケーシング１０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。
【００５７】
更に、各吸入ポート５の内、外周側の底８ｅ,９ｄ,９ｅ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１３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、キャビテーショ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。
【００５８】
更に、吸入ポート５の外周側の底９ｅ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１３に効率よく封じ込めることができる。これにより、キャビテーショ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８ｃ,９ｃ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。
【００５９】
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鋳造により形成しているので、吸入ポート５の底８ｅ,９ｄ,９ｅ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。
【００６０】
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ャビテーションの発生を効果的に抑制することができ、キャビテーショ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。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。
【００６１】
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８ｄ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８ｄを、外周側の吸入ポート５の底８ｅ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。
【００６２】
また、ポンプカバー９に形成された外周側の吸入ポート５の底９ｅ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９ｅ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９ｅ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９ｅ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ート５の内周側により一層効率よく集めることができる。
【００６３】
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８ｄ,８ｅ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９ｄ,９ｅ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９ｄ,９ｅ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８ｄ,８ｅと同じ形成することもできる。
【００６４】
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８ｅ,９ｅを、それらのスロープ状が吸入ポート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、それぞれポンプギヤ２と対向するギヤ室側面８ａ,９ａ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ロ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、キャビテーショ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。
【００６５】
更に、段差８ｃ,９ｃは、必ずしもポンプボディ８の吸入ポート５およびポンプカバー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、吸入ポート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８ｃ,９ｃ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。
【００６６】
更に、前述の例では、ドライブギヤ３の両側面３ｂ,３ｃおよびドリブンギヤ４の両側面４ｂ,４ｃに、それぞれ、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。
【００６７】
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、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、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、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】
【００６８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】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】図１におけるII−II線に沿って見た図である。
【図３】図１におけるIII−III線に沿って見た図である。
【図４】図１に示す例の歯車ポンプにおけるケーシングのポンプボディ（Ｏ／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】図１に示す例の歯車ポンプにおけるケーシングのポンプカバー（Ｏ／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】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。
【符号の説明】
【００７０】
１…歯車ギヤ、２…ポンプギヤ、３…ドライブギヤ、３ａ…外歯、４…ドリブンギヤ、４ａ…内歯、５…吸入ポート、６…吐出ポ−ト、８…ポンプボディ（Ｏ／Ｐボディ）、８ｃ…段差、８ｄ…内周側の吸入ポートの底、８ｅ…外周側の吸入ポートの底、９…ポンプカバー（Ｏ／Ｐカバー）、９ｃ…段差、９ｄ…内周側の吸入ポートの底、９ｅ…外周側の吸入ポートの底、１０…ケーシング、１１…ギヤ室、１３…ポンプ室
【図１】
2005076542.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005076542.tif 000005
【図４】
2005076542.tif 000006
【図５】
2005076542.tif 000007
【図６】
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