(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートマチックトランスミッションの油圧発生機構をカバーするとともに、その肉厚内に前記油圧発生機構に対する油路を備えたオイルポンプ本体を製造する方法において、
中子用砂１００重量部に対して、フェノールレジンを１．２〜２．０重量部、ステアリン酸カルシウムを０．１〜０．１５重量部、酸化第２鉄を０．２〜０．５重量部添加してなるバインダを配合したシェル砂により前記油路に対応した形状を有するシェル中子を成型する工程と、
このシェル中子を前記油路に対応する部位に配置した状態でオイルポンプ本体を成型する金型の製品キャビティに溶融金属を注入する工程と、
前記溶融金属が凝固した粗形材を脱型する工程と、
前記粗形材を４５０℃程度の温度で６〜８時間程度の長時間に亘り加熱処理を施すことにより前記シェル中子のバインダを焼失させる工程と、
前記バインダを焼失させたシェル中子の中子用砂を崩壊させて粗形材より排除する工程と、
を含むことを特徴とするオイルポンプ本体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートマチックトランスミッションの油圧発生機構をカバーするオイルポンプ本体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車に搭載されるオートマティックトランスミッションには、トランスミッション各部で必要となる油圧を発生するための油圧発生機構が設けられている。この油圧発生機構をカバーするオイルポンプ本体は、吸入口および吐出口を有するとともに、その肉厚内に多数の油路を構成しており、油圧発生機構で発生した油圧を、これらの油路を通じてトランスミッション各部に伝達するようにしている。
【０００３】
上記のようなオイルポンプ本体は、鋳造により成型されることが多く、またその油路は、オイルポンプ本体の成型後においてガンドリル等の孔開け工具を適用して構成するのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オイルポンプ本体の油路は、必ずしも直線状に延在するとは限らず、油圧の供給先に応じて最適となるように、あるいはオイルポンプ本体に設けたボルト挿通孔等の障害物を迂回するため、適宜屈曲もしくは湾曲しながら延在させることが好ましい場合がある。また、油圧供給先の用途によっては、途中で断面積を変更すべき場合もある。
【０００５】
しかしながら、上述したガンドリル等の孔開け工具は、一度の加工によって直線状に延在する同一断面積の孔を形成することしかできない。従って、湾曲しながら延在する油路に関してはこれを構成することができず、油圧回路を設計する場合に大きな制限が加わることになる。
【０００６】
一方、屈曲しながら延在する油路や途中で孔径が変化する油路を形成する場合には、直線状の孔を相互に連通するように複数本形成した後に、不要部分を盲栓で閉塞する作業が必要になる。こうした油路の成形方法にあっては、工程数が多く、しかも複数の孔を互いに高精度に形成しなければならないばかりか、これらの作業を油路のそれぞれに対して個別に実施しなければならないため、オイルポンプ本体の製造作業を著しく煩雑化するとともに、製造コストを著しく増大させる要因となる。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、製造作業の煩雑化および製造コストの増大を招来することなく、任意形状の油路を容易に構成することのできるオイルポンプ本体の製造方法を提供することを解決課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、オートマチックトランスミッションの油圧発生機構をカバーするとともに、その肉厚内に前記油圧発生機構に対する油路を備えたオイルポンプ本体を製造する方法において、中子用砂１００重量部に対して、フェノールレジンを１．２〜２．０重量部、ステアリン酸カルシウムを０．１〜０．１５重量部、酸化第２鉄を０．２〜０．５重量部添加してなるバインダを配合したシェル砂により前記油路に対応した形状を有するシェル中子を成型する工程と、このシェル中子を前記油路に対応する部位に配置した状態でオイルポンプ本体を成型する金型の製品キャビティに溶融金属を注入する工程と、前記溶融金属が凝固した粗形材を脱型する工程と、前記粗形材を４５０℃程度の温度で６〜８時間程度の長時間に亘り加熱処理を施すことにより前記シェル中子のバインダを焼失させる工程と、前記バインダを焼失させたシェル中子の中子用砂を崩壊させて粗形材より排除する工程と、を含むようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
図４は本発明に係るオイルポンプ本体の一実施形態を示した図、図５は油圧発生機構を備えたトランスミッションの概念図、図６は油圧発生機構からオイルポンプ本体を取り外した状態を示す分解斜視図である。
【００１０】
ここで例示するオイルポンプ本体１０は、自動車用オートマティックトランスミッション１００に内蔵した油圧発生機構１１０をカバーすることにより、該油圧発生機構１１０とともに、トランスミッション１００の各部へ油圧を供給するためのオイルポンプを構成するものである。
【００１１】
油圧発生機構１１０は、オイルポンプハウジング１１１に設けたアウタロータ１１２と、このアウタロータ１１２に噛み合うインナロータ１１３とを備えた、いわゆるギアポンプ型のものであり、上述したオートマティックトランスミッション１００においてトルクコンバータ部１２０と歯車列による変速機構部１３０との間に配置してある。
【００１２】
オイルポンプ本体１０は、オイルポンプハウジング１１１よりも十分大きな円板状を成しており、その内端面を介して上述したアウタロータ１１２およびインナロータ１１３をカバーするようにオイルポンプハウジング１１１の一端に取り付けられるものである。このオイルポンプ本体１０は、その中心部にシャフト貫通孔１１を有し、またその肉厚内に複数の油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８を有している。
【００１３】
シャフト貫通孔１１は、大径部１１ａと小径部１１ｂとを有した貫通孔である。このシャフト貫通孔１１には、油路１４，１５，１６，１７，１８に対応する油穴を持ったシャフト１１５が圧入により支持されており、トルクコンバータ部１２０および変速機構部１３０への油圧の供給を可能にしている。
【００１４】
それぞれの油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８は、油圧発生機構１１０に対して圧油を流通させる際の通路となるもので、油圧発生機構１１０の吸入口１２ａおよび吐出口１３ａとなる油路（以下、主油路１２，１３という）と、該油圧発生機構１１０で発生した油圧をトランスミッション１００の各部へ供給するための油路（以下、副油路１４，１５，１６，１７，１８という）とを有している。
【００１５】
主油路１２，１３は、いずれも大きな扁平断面形状を成すもので、それぞれの基端部がオイルポンプ本体１０の内端面においてオイルポンプハウジング１１１に対向する部位に開口する一方、それぞれの先端部がオイルポンプ本体１０の外端面においてその外周縁部に開口している。
【００１６】
副油路１４，１５，１６，１７，１８は、上述した主油路１２，１３に対していずれも小さな円形断面形状を成すもので、それぞれの基端部がシャフト貫通孔１１の小径部１１ｂに開口する一方、それぞれの先端部がオイルポンプ本体１０の外端面においてその外周縁部に開口している。
【００１７】
図４からも明らかなように、これら主油路１２，１３および副油路１４，１５，１６，１７，１８は、それぞれ基端部の開口から先端部の開口に至る経路が、圧油の流れが最適となるように、また油圧の供給先に応じて最適となるように、あるいはオイルポンプ本体１０に設けたボルト挿通孔等の障害物を迂回するように、適宜屈曲もしくは湾曲しながら延在し、さらに、それぞれの断面積が途中で適宜変化するように構成してある。また、副油路１７，１８に関しては、その中間部がオイルポンプ本体１０の内端面においてオイルポンプハウジング１１１に対向する部位にも開口している。
【００１８】
以下、上記のような構成を有するオイルポンプ本体１０の製造方法について、図１乃至図３を参照しながら順次説明する。
【００１９】
ここで例示する製造方法を概略的に述べれば、図１に示すように、上下一対のカバー成型用金型２００によって画成される製品キャビティ２１０に溶融金属、例えばアルミニウムの溶融金属を注入することによってオイルポンプ本体１０を成型するようにした、いわゆる鋳造方法である。
【００２０】
まず、この製造方法では、図２に示すように、上述した各油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８に対応した形状を有するシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを成型する。
【００２１】
シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、珪砂等の中子用砂にバインダとして熱硬化性樹脂を配合したシェル砂によって成型したものである。このシェル砂を２００〜３００℃程度に加熱した中子成型用金型（図示せず）の中にブロー供給すれば、屈曲したもの、湾曲したもの、途中で断面積が変化するもの等、任意の形状のシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを容易に、かつ高精度に構成することができる。すなわち、加熱した中子成型用金型の内部においてバインダが熱硬化することになるため、このバインダが中子用砂とともに殻状に構成され、シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが型どおりの形状を呈するようになる。
こうして成型されたシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃには、単体での強度の他に、鋳造時の溶湯流入圧力に抗する強度が求められる一方、鋳造終了後には容易に崩壊して排出しなければならず、鋳造前後において相反する強度特性が必要になる。
このような要求を満足するシェル砂としては、例えば珪砂にフェノールレジンを配合し、さらにヘキサミン、ステアリン酸カルシウムおよび酸化第２鉄を添加したものを用いることができる。ここで用いる珪砂は、粒度がＡＦＳ５５〜６５の砂を５０〜７０重量部、粒度がＡＦＳ７５〜８５の砂を３０〜５０重量部の割合で配合し、さらに崩壊促進剤をフェノールレジン１００重量部に対して５〜１０重量部添加したものである。フェノールレジンは、上述した熱硬化性樹脂に相当するものであり、珪砂１００重量部に対して１．２〜２．０重量部配合してある。ヘキサミンは、硬化剤として機能するもので、フェノールレジン１００重量部に対して１０〜２０重量部添加する。ステアリン酸カルシウムは、中子用砂の流動性および離型性を向上させるためもので、珪砂１００重量部に対して０．１〜０．１５重量部添加する。酸化第２鉄は、巣の発生を防止するためのもので、珪砂１００重量部に対して０．２〜０．５重量部添加してある。
このシェル砂によれば、常温および鋳造時の強度を維持し、かつ鋳造後の加熱により容易に崩壊するという、上述した強度特性を得ることができるようになる。
【００２２】
本実施形態の場合には、３本の副油路１４，１５，１６に対応した第１シェル中子２０Ａ（図２（ａ）参照）と、２本の副油路１７，１８に対応した第２シェル中子２０Ｂ（図２（ｂ）参照）と、主油路１２，１３に対応した第３シェル中子２０Ｃ（図２（ｃ）参照）と、をそれぞれ構成するようにしている。各シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、それぞれ位置決め用の突起２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを有した中子本体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと、各中子本体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃから突出した油路構成部分２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃと、を有しており、それぞれの油路構成部分２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃがオイルポンプ本体１０に構成すべき油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８に対応した形状を成している。
【００２３】
次いで、図１（ａ）および図３に示すように、上型２０１を下型２０２に対して開成させた状態で、これらシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの油路構成部分２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを、カバー成型用金型２００の製品キャビティ２１０においてそれぞれの油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８に対応した位置に配置する。この場合、下型２０２の上面に位置決め用の凹部２０３を形成し、この凹部２０３に各シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの位置決め用突起２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを嵌合させるようにすれば、当該シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを容易に、かつ精度よく位置決め配置することが可能になる。
【００２４】
次いで、図１（ｂ）に示すように、上型２０１を下型２０２に対して閉塞させ、湯口２０４を通じて製品キャビティ２１０に溶融金属を注入する。
この場合、アルミニウムの溶融金属は、製品キャビティ２１０への注入直後において７００〜８００℃程度の高温状態となる。しかしながら、この高温状態は、継続的なものではないためシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの芯まで加熱するには至らず、却ってその熱によりシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのバインダを安定状態に維持する。つまり、溶融金属の注入時にあっても各シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、崩壊することなくそのままの形状を維持することになり、注入された溶融金属の侵入を確実に阻止する。
【００２５】
注入した溶融金属が凝固して製品キャビティ２１０内に粗形材１０′が成型されたら、再び上型２０１を下型２０２に対して開成させ、図１（ｃ）に示すように、当該粗形材１０′を製品キャビティ２１０から脱型させる。
【００２６】
次いで、図１（ｄ）に示すように、多数の粗形材１０′をガス炉などの加熱装置３００に収容させ、４５０℃程度の温度で６〜８時間程度の長時間に亘り加熱熱処理を実施する。
この場合、アルミニウム溶融金属の注入時よりも低い温度での加熱処理ではあるものの、粗形材１０′が長時間高温状態に曝されることになるため、シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのバインダがやがて焼失し、粗形材１０′の内部には中子用砂のみが残るようになる。
【００２７】
バインダが焼失したシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにあっては、つまり中子用砂が単体となったシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにあっては、もはやその形状を維持することが困難である。従って、粗形材１０′に対して振動や空気圧を作用させるだけでシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが容易に崩壊し、粗形材１０′から排除することができるようになる。
【００２８】
シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが排除された粗形材１０′には、図１（ｅ）に示すように、その肉厚内において油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８を構成する部分にシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの形状に合致した空洞１２′，１３′，１４′，１５′，１６′，１７′，１８′が構成されることになる。従って、この粗形材１０′の外表面に対して適宜切削加工を施し、外径形状を所望の寸法に仕上げれば、上述した空洞１２′，１３′，１４′，１５′，１６′，１７′，１８′を油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８としたオイルポンプ本体１０が完成するようになる。
【００２９】
このように、製品キャビティ２１０にシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを配置した状態で溶融金属を注入すれば、ガンドリル等の孔開け工具による深孔加工やその後不要部分に盲栓を施す作業を何等行うことなく、このシェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに対応した油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８を高精度に構成することができるようになる。しかも、シェル中子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに関しては、上述したように、加熱した中子成型用金型にバインダを配合した中子用砂を供給するだけで、屈曲したもの、湾曲したもの、途中で断面積が変化するもの等、任意形状のものを容易に成型することができ、一方、多数のものに対しても同時に熱処理を施せば、バインダを焼失させて容易に分解除去することができるものである。従って、任意形状の油路１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８を容易、かつ安価に構成することが可能になる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、ギアポンプ型の油圧発生機構１１０をカバーするオイルポンプ本体１０を例示しているが、その他の型式の油圧発生機構をカバーするものにももちろん適用することができる。またその形状や材質も上記のものに限定されず、円板状以外の形状のものやアルミニウム以外の材質からなるものであっても構わない。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、３本の副油路１４，１５，１６に対応した第１シェル中子２０Ａと、２本の副油路１７，１８に対応した第２シェル中子２０Ｂと、主油路１２，１３に対応した第３シェル中子２０Ｃと、をそれぞれ構成するようにしているが、各油路毎に個別のシェル中子を成型したり、全ての油路を一体のシェル中子で成型するようにしても構わない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、注湯の際に配置してあったシェル中子のバインダを焼失させることにより、ガンドリル等の孔開け工具による加工や盲栓を施す作業を何等行うことなく、このシェル中子の形状に対応した油路を構成することができるようになる。しかも、シェル中子に関しては、加熱した型にバインダを配合した中子用砂を供給しさえすれば、当該型の内部において熱硬化し、屈曲したもの、湾曲したもの、途中で断面積が変化するもの等、任意形状のものを容易に成型することができ、一方、多数のオイルポンプ本体に対して同時に熱処理を施せば、バインダを焼失させて容易に分解除去することができるものである。これらの結果、本発明によれば、任意形状の油路を容易、かつ安価に構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るオイルポンプ本体の製造方法を順に示す概念図である。
【図２】  （ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ金型に配置するシェル中子の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】  金型にシェル中子を配置した状態を示す斜視図である。
【図４】  図１の方法により製造されたオイルポンプ本体の一実施形態を示すもので、（ａ）は端面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】  油圧発生機構を備えたトランスミッションの概念図である。
【図６】  油圧発生機構からオイルポンプ本体を取り外した状態の分解斜視図である。
【符号の説明】
１０      オイルポンプ本体
１０′    粗形材
１１      シャフト貫通孔
１１ａ    大径部
１１ｂ    小径部
１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８      油路
１２′，１３′，１４′，１５′，１６′，１７′，１８′      空洞
１２ａ      吸入口
１３ａ      吐出口
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ      シェル中子
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ      突起
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ      中子本体
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ      油路構成部分
１００      オートマティックトランスミッション
１１０      油圧発生機構
１１１      オイルポンプハウジング
１１２      アウタロータ
１１３      インナロータ
１１５      シャフト
１２０      トルクコンバータ部
１３０      変速機構部
２００      カバー成型用金型
２０１      上型
２０２      下型
２０３      凹部
２０４      湯口
２１０      製品キャビティ
３００      加熱装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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