(57)【要約】【課題】リリーフ機能を内蔵した低コストなポンプ装置を提供する。【解決手段】ポンプ装置１は、吸入ポート１２１及び吐出ポート１１３を有するハウジング１０と、シャフト１８と、吸入ポート１２１から吸入した作動油を吐出ポート１１３に移送する回転部材１６，１７と、ハウジング１０の内周面とシャフト１８の外周面１８ａとの対向領域であり、吐出ポート１１３と作動油の低圧領域とを接続するリリーフ通路１９と、吐出ポート１１３における作動油の圧力が第一所定圧Ｐ３より小さい場合にリリーフ通路１９を常時閉止し、吐出ポート１１３における作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３以上に昇圧した場合に、リリーフ通路１９を開放する軸受２０２と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート及び吐出ポートを有するハウジングと、
前記ハウジング内に回転可能に支持されるシャフトと、
前記ハウジング内に設けられ、前記シャフトの回転に応じて回転し、前記吸入ポートから吸入した作動油を前記吐出ポートに移送する回転部材と、
前記ハウジングの内周面と前記シャフトの外周面との対向領域であり、前記吐出ポートと前記作動油の低圧領域とを接続するリリーフ通路と、
前記リリーフ通路上に設けられ、前記ハウジングに対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受であり、前記吐出ポートにおける前記作動油の圧力が第一所定圧より小さい場合に前記リリーフ通路を常時閉止し、前記吐出ポートにおける前記作動油の圧力が前記第一所定圧以上に昇圧した場合に、前記ハウジングに対して軸線方向に移動することによって前記リリーフ通路を開放する前記軸受と、
を備える、ポンプ装置。
【請求項２】
前記リリーフ通路は、前記ハウジングの前記内周面に形成され、
前記軸受は、前記ハウジングの前記内周面に取り付けられる、請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記吐出ポートの前記作動油の圧力が前記第一所定圧以上に昇圧した場合、前記吐出ポートの前記作動油は、前記回転部材の側面を通過して前記リリーフ通路に流される、請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記軸受は、
前記吐出ポートの前記作動油の圧力が前記第一所定圧以上に昇圧し、前記軸受が前記軸線方向に移動して前記リリーフ通路を開放する際、
前記吐出ポートの前記作動油の圧力が、前記第一所定圧と、前記第一所定圧より小さな第二所定圧との間に入るよう前記軸線方向への移動量が設定される、請求項１−３の何れか一項に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記低圧領域は、前記ポンプ装置の外方にある大気圧空間である、請求項１−４の何れか１項に記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記低圧領域は、前記ポンプ装置内の前記吸入ポートと連通される空間である、請求項１−４の何れか１項に記載のポンプ装置。
【請求項７】
前記ハウジングの内部に回転不能に固定され、内周面にカム面を有するカムリングをさらに備え、
前記回転部材は、
前記カムリングの内周側に回転可能に設けられ、外周面から径方向内側に延びる複数の収容溝及び前記複数の収容溝の径方向内側端部にそれぞれ形成され前記吐出ポートと連通する背圧室を有するロータと、
前記複数の収容溝に摺動可能にそれぞれ収容され、前記カム面と前記ロータの外周面との間の空間を周方向に区画して複数のポンプ室を形成する複数のベーンと、を備え、
前記吐出ポートの前記作動油の圧力が前記第一所定圧以上に昇圧し、前記軸受が前記軸線方向に移動して前記リリーフ通路を開放する際、各前記背圧室に収容された作動油が、前記ロータの側面を通過して前記リリーフ通路に流される、請求項１−６の何れか１項に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オイルなどの作動流体（作動油）を油圧機器に供給する油圧供給源として、ベーンポンプやギヤポンプなどを用いたポンプ装置が知られている。例えば、ポンプ装置は、車両のトランスミッション等に加圧オイルを供給する。このとき、ポンプ装置は、エンジンなどの回転駆動力から動力を得てオイルを汲み上げる。そして、汲み上げたオイルの圧力を例えば電磁式の圧力調整弁によって調圧し、トランスミッション等に供給している。
【０００３】
しかしながら、このようなポンプ装置では、圧力調整弁のみによって供給圧力の調整を行っているため、圧力調整弁が故障すると調圧ができない。これにより、例えばトランスミッション等への供給圧力が必要以上に上昇してしまい、トランスミッションの制御が良好に行なえない事態も想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０５０５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、このような現象に対処するため、特許文献１に示すように、ポンプ（ベーンポンプ）と、圧力調整弁との間の油圧ラインにリリーフ弁を設ける技術がある。これにより、調圧値が必要以上に上昇しようとしても、予め設定された所定の上限圧力値においてリリーフ弁が開弁し油圧ライン圧を開放する。従って、トランスミッションに供給されるオイルの圧力上昇は抑制され、過大圧力によるトランスミッション及びポンプ装置の故障が防止できる。しかしながら、リリーフ弁は、ポンプ装置に対して外付けであり、高コストである。これに対し、外付けのリリーフ弁を廃止し、コスト低減したいとの強い要望がある。
【０００６】
そこで、本発明は、リリーフ機能を内蔵した低コストなポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のポンプ装置は、吸入ポート及び吐出ポートを有するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に支持されるシャフトと、前記ハウジング内に設けられ、前記シャフトの回転に応じて回転し、前記吸入ポートから吸入した低圧状態の前記作動油を昇圧して前記吐出ポートに移送する回転部材と、前記ハウジングの内周面と前記シャフトの外周面との対向領域であり、前記吐出ポートと前記作動油の低圧領域とを接続するリリーフ通路と、前記リリーフ通路上に設けられ、前記ハウジングに対して前記シャフトを回転可能に支持する軸受であり、前記吐出ポートにおける前記作動油の圧力が第一所定圧より小さい場合に前記リリーフ通路を常時閉止し、前記吐出ポートにおける前記作動油の圧力が前記第一所定圧以上に昇圧した場合に、前記ハウジングに対して軸線方向に移動することによって前記リリーフ通路を開放する前記軸受と、を備える。
【０００８】
このように、ポンプ装置の内部にリリーフ通路を設けた。そして、リリーフ通路上に軸受を設け、軸受を移動させることで、リリーフ通路を開放するよう構成した。このように、従来、シャフトの支持部材として使用していた軸受にリリーフ機能を兼用して持たせることにより、安価にリリーフ機能を有したポンプ装置が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一実施形態に係るポンプ装置の軸方向断面図である。
【図２】図１のII-II矢視断面図である。
【図３】図１におけるリリーフ機構部分の拡大断面図である。
【図４】図３においてＧ方向から見たリリーフ通路を示す図である。
【図５】リリーフ機構が作動した状態における圧力Ｐ１及び通路Ｅにおける圧力Ｐ２と、経過時間との関係を示すグラフである。
【図６】リリーフ機構が作動した状態の説明図である。
【図７】変形例１を説明する図である。
【図８】変形例２を説明する図である。
【図９】第二実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１．第一実施形態）
（１−１.ポンプ装置）
本発明の第一実施形態について、図１〜図６を参照して具体的に説明する。図１は、第一実施形態に係るポンプ装置１の軸方向断面図である。図２は、図１のII−II矢視切断線におけるポンプ装置１の断面図である。
【００１１】
このポンプ装置１は、例えば自動車のオートマチックトランスミッション（自動変速機）のトランスミッションケースに収容され、トランスミッションケース内のオイルパン（オイルタンク）に貯留された作動油を汲み上げてトランスミッションの各部に圧送するために用いられるオイルポンプである。
【００１２】
ポンプ装置１は、第一ハウジング１１及び第二ハウジング１２からなるハウジング１０と、ハウジング１０に収容されたサイドプレート１３，１４、カムリング１５、ロータ１６、及び複数のベーン１７と、ロータ１６に回転力を伝達するシャフト１８と、リリーフ通路１９と、軸受２０１及び軸受２０２（円筒すべり軸受）と、を備える。リリーフ通路１９及び軸受２０２によって、リリーフ機構ＲＭが構成される。
【００１３】
サイドプレート１３，１４及びカムリング１５は、ハウジング１０に対して回転不能に配置される。ロータ１６及び複数のベーン１７は、シャフト１８を介して伝達される駆動源の回転力を受けてハウジング１０に対して一方向に回転する。なお、このとき、駆動源は自動車のエンジンである。図２では、ロータ１６及び複数のベーン１７の回転方向を矢印Ａで示している。ロータ１６及び複数のベーン１７は、本発明の「回転部材」を構成する。
【００１４】
シャフト１８は、ハウジング１０内に回転可能に支持される。詳細には、シャフト１８は、第一ハウジング１１に設けられた軸受２０１及び第二ハウジング１２に設けられた軸受２０２によって回転可能に支持される。軸受２０１は、第一ハウジング１１に形成されるシャフト挿通孔１１ａに圧入される。また、軸受２０２は、第二ハウジング１２に形成されるシャフト挿通孔１２ａに圧入される。シャフト挿通孔１２ａは図１における右方に底面１２ｂを備える。上述したように、第二ハウジング１２に設けられた軸受２０２は、本発明に係るリリーフ機構ＲＭを構成する。詳細については後に述べる。
【００１５】
軸受２０１及び軸受２０２は、共に公知の円筒すべり軸受である。軸受２０１，２０２に支持されハウジング１０内に挿通されたシャフト１８は、軸線方向における中央部がロータ１６に連結される。また、図１におけるシャフト１８の左端部は、ハウジング１０の外部に突き出ている。
【００１６】
本実施形態では、シャフト１８の軸方向中央部がロータ１６（回転部材）にスプライン嵌合し、ロータ１６とシャフト１８とが一体で回転する。また、シャフト１８の図１における左側端部には、スプロケット（図略）が装着される。スプロケットには、例えば、トルクコンバータの出力回転部材であるポンプインペラの回転がチェーンを介して伝達される。そして、シャフト１８が、自動車に搭載されたエンジン等の駆動源の回転力及び回転数に応じて回転される。
【００１７】
第一ハウジング１１と第二ハウジング１２とは、シャフト１８の回転軸の軸線方向に向って並んでいる。また、第一ハウジング１１と第二ハウジング１２との間には、シート状のシール部材（図略）が介在され、シール部材を挟んでボルト締結される。
【００１８】
第一ハウジング１１は、サイドプレート１３、カムリング１５、ロータ１６及び複数のベーン１７を収容する収容空間１１０を備える。収容空間１１０における底面側（第二ハウジング１２とは反対側）には、サイドプレート１３が収容される。
【００１９】
カムリング１５は、収容空間１１０内において、サイドプレート１３の軸線方向における開口側に配置される。カムリング１５は、収容空間１１０の内部に回転不能に固定されるとともに、内周面１５ａに楕円状のカム面を有する（図２参照）。具体的には、サイドプレート１３とカムリング１５とは、一端部が第一ハウジング１１に圧入された一対のピンＰｉｎ（図２に示す）によって、ハウジング１０に対して相対回転不能に位置決め支持される。また、カムリング１５は、サイドプレート１３と第二ハウジング１２に収容されるサイドプレート１４との間に挟持される。
【００２０】
回転部材を構成するロータ１６及び複数のベーン１７は、カムリング１５の内側（内周側）に配置される。ロータ１６は、カムリング１５の内周側に回転可能に設けられ、外周面１６ａから径方向内側に延びる複数の収容溝２２を有する（図２参照）。
【００２１】
収容溝２２は、図１に示すように、ロータ１６におけるサイドプレート１３側の軸方向端面１６ｂ、及びサイドプレート１４側の軸方向端面１６ｃに開放される。それぞれのベーン１７は、収容溝２２に一部が摺動可能に収容され、ロータ１６の径方向に移動可能である。ベーン１７の先端部はロータ１６の外周面１６ａから収容溝２２の外部に突出している。また、収容溝２２の径方向内側端部には、ベーン１７を径方向外側へ押し出すための圧力が導入される背圧室２３が形成される。
【００２２】
図１に示すように、サイドプレート１３，１４には、周方向に形成される背圧溝２４がそれぞれ形成され、ロータ１６の複数の背圧室２３には、この背圧溝２４を介して圧力Ｐ０（大気圧）より大きな圧力に昇圧された作動油が供給される。ベーン１７は、ロータ１６の回転に伴う遠心力、及び背圧室２３に供給される作動油の圧力によって収容溝２２から外方へ押し出され、その先端部がカムリング１５の内周面１５ａに摺接する。
【００２３】
カムリング１５の内部（径方向内側）には、カムリング１５の内周面１５ａ及びロータ１６の外周面１６ａとの間で形成される周方向の空間Ａｒ１を、ロータ１６の周方向において隣り合う一対のベーン１７により区画して複数のポンプ室５０が形成される。本実施形態では、１０個のベーン１７がロータ１６と共に回転する。このため、カムリング１５の内部には、１０個のポンプ室５０が形成される。
【００２４】
図１に示す吐出ポート１１３（高圧領域）は、サイドプレート１３内及び第一ハウジング１１内に形成され、各ポンプ室５０と連通可能となっている。吐出ポート１１３は、ポンプ室５０で圧縮された作動油が吐出されるポートである。本実施形態では、吐出ポート１１３は周方向において二箇所形成される。
【００２５】
ロータ１６が回転することにより、圧縮され、吐出ポート１１３に吐出された作動油は、トランスミッションの油圧ライン（図略）に供給される。油圧ライン（図略）に供給された作動油は、ポンプ装置１の外部に設けられた電磁式の圧力調整弁（図略）によって、所定の圧力Ｐ１（例えば、１ＭＰａ〜５ＭＰａ）に調圧される。なお、このとき、油圧ラインと接続される吐出ポート１１３における作動油の圧力も所定の圧力Ｐ１となる。そして、圧力Ｐ１に調圧された油圧ライン（図略）の作動油は、トランスミッションの各アクチュエータ機器を作動させる。
【００２６】
第二ハウジング１２は、オイルタンク（図略）に貯留される低圧（大気圧Ｐ０）の作動油を吸入する低圧領域の吸入ポート１２１、及び前述したリリーフ機構ＲＭを備える。本実施形態では、吸入ポート１２１は、第二ハウジング１２に二箇所設けられている（図２の破線１２１参照）。なお、図１における吸入ポート１２１は、模式的に記載されたものであり、吸入ポート１２１の実際の配置位置と図１に記載された位置は一致しない場合もある。なお、図１に記載の吐出ポート１１３についても同様である。
【００２７】
これらの吸入ポート１２１は、第二ハウジング１２が備える図略の吸入口と接続される。吸入口は、トランスミッションケース内に設けられるオイルパン（オイルタンク）の貯留部に接続され、貯留部に貯留される作動油の吸入が可能な構成となっている。
【００２８】
図２に示すように、カムリング１５の内周面１５ａは楕円形状である。このため、ロータ１６がＡ方向に回転すると、各ベーン１７はカムリング１５のカム面である内周面１５ａに沿って作動し、各ポンプ室５０の容積は増減する。このとき、所定のポンプ室５０が、周方向において吸入ポート１２１（図２における破線１２１参照）を通過していく際、所定のポンプ室５０の容積は徐々に増大する。これにより、作動油が吸入ポート１２１からポンプ室５０内に吸引され流入する。
【００２９】
その後、所定のポンプ室５０がさらにＡ方向に回転し、吐出ポート１１３に近づくと、所定のポンプ室５０の容積は徐々に減少していく。これにより、ポンプ室５０内の作動油は圧縮されながら吐出ポート１１３に近づくとともに吐出ポート１１３から吐出される。
【００３０】
このように、ロータ１６及び複数のベーン１７は、その回転によって吸入ポート１２１（低圧領域）から吸入した低圧状態（大気圧状態）の作動油を圧縮、昇圧して吐出ポート１１３に移送する。そして、上述した様に、吐出ポート１１３に接続される油圧ラインに設けられる圧力調整弁が制御されて吐出ポート１１３における作動油の圧力が圧力Ｐ１に制御される。なお、吐出ポート１１３に流入する作動油の量は、ロータ１６の回転速度に比例して増減する。
【００３１】
そして、このとき、ロータ１６の背圧室２３、及びサイドプレート１４に形成され背圧室２３と連通する背圧溝２４には、吐出ポート１１３の圧力Ｐ１と同等の圧力Ｐ１が付与される。このため、背圧溝２４を起点とし、若干の隙間を有する通路Ｃ、通路Ｄ、通路Ｅ及び通路Ｆを通って作動油が圧力Ｐ０の低圧領域（大気圧領域）に向かって漏出することがわかっている（図１及び図３参照）。なお、ここで言う低圧領域とは、ポンプ装置１の外方の大気圧空間であり、トランスミッションケース内において作動油が貯留されるオイルタンクの領域である。
【００３２】
図３に示すように、通路Ｃは、ロータ１６の軸方向端面１６ｃとサイドプレート１４との間で形成される隙間である。通路Ｄは、シャフト１８の外周面１８ａと外周面１８ａに対向するサイドプレート１４の内周面との間で形成される隙間である。また、通路Ｅは、シャフト１８の外周面１８ａと、ハウジング１０のシャフト挿通孔１２ａとの間で形成される隙間である。さらに通路Ｆは、シャフト１８の外周面１８ａと軸受２０２の内周面との間で形成される隙間である。
【００３３】
上記通路Ｃ〜Ｆには、背圧溝２４を起点として作動油が漏出してくる。従って、軸受２０２の通路Ｅ側の端面２０２ａには作動油による比較的大きな圧力Ｐ２が加わっている。ただし、端面２０２ａに加わる作動油の圧力Ｐ２は、通常、吐出ポート１１３の圧力Ｐ１（＝背圧溝２４の圧力Ｐ１）よりも小さい（Ｐ２＜Ｐ１）。また、上記通路Ｃ〜Ｆのうち、通路Ｆの通路断面積が最も小さい。このため、通路Ｆが絞りとなる。
【００３４】
（１−２．リリーフ機構ＲＭの構成）
次に、リリーフ機構ＲＭの構成について、図１，図３，図４に基づき説明する。前述したように、リリーフ機構ＲＭは、リリーフ通路１９及び軸受２０２によって構成される。なお、本実施形態のリリーフ機構ＲＭは、ポンプ装置１の作動時において、上記で説明した軸受２０２の通路Ｅ側の端面２０２ａにかかる作動油の圧力Ｐ２を利用してリリーフ機構を成立させるものである。
【００３５】
リリーフ通路１９は、第二ハウジング１２（ハウジング１０）の内周面とシャフト１８の外周面１８ａとの対向領域である。ここでいう、第二ハウジング１２（ハウジング１０）の内周面とは、リリーフ通路１９の内周面１９ａである。そして、リリーフ通路１９は、リリーフ機構ＲＭが作動して軸受２０２が軸線方向における図１の右方向に移動し、通路Ｅに対しリリーフ通路１９の一部が開口した場合に、通路Ｃ〜通路Ｅを介して吐出ポート１１３と作動油の低圧領域であるトランスミッションケース内とを接続する。
【００３６】
なお、上述したように、吐出ポート１１３は、ロータ１６の背圧室２３、及び背圧室２３と連通する背圧溝２４と同じ圧力を有する領域である。また、図１の左側部分である第一ハウジング１１側においても、上記通路Ｃ〜通路Ｆと同様の通路Ｃ´〜通路Ｆ´を有する。これにより、上記と同様に、リリーフ機構を設けることは可能である。しかし、第一実施形態においては、リリーフ機構ＲＭは、第一ハウジング１１側には設けない。
【００３７】
詳細には、リリーフ通路１９は、第二ハウジング１２におけるシャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１の周方向における一部（本実施形態では一箇所）に対し、図３におけるＧ方向からドリル等によって穴あけ加工を行ない形成される通路（孔）である。そして、軸線方向における軸受２０２と重複する部分において、リリーフ通路１９の形状は、軸線に直交する断面が略半円形状となっている（図４参照）。このとき、リリーフ通路１９は、シャフト１８が挿通されるシャフト挿通孔１２ａの底面１２ｂからリリーフ通路１９の先端１９ｂまでの長さＬが、Ｌ１となるよう形成される（図３参照）。Ｌ１については、後に詳細に説明する。
【００３８】
軸受２０２は、リリーフ通路１９上に設けられる。つまり、軸受２０２は、図１，図３に示すように、軸線方向においてリリーフ通路１９と少なくとも一部が重複するよう配置される。また、軸受２０２は、端面２０２ａがリリーフ通路１９の先端１９ｂよりも通路Ｅ側に位置するよう第二ハウジング１２（ハウジング１０）のシャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１に、圧入荷重Ｆ１で圧入される。このとき、軸受２０２は、シャフト挿通孔１２ａの底面１２ｂから軸受２０２の端面２０２ａまでの距離が距離Ｌ２となるよう配置される。
【００３９】
そして、端面２０２ａと軸線方向において背向する軸受２０２の端面２０２ｂと、シャフト挿通孔１２ａの底面１２ｂとの間の距離を距離Ｌ３とすると、上述したＬ１及びＬ２とは、Ｌ３＞（Ｌ２−Ｌ１）の関係を有する。なお、圧入荷重Ｆ１、及び距離Ｌ２，Ｌ３については、後に詳細に説明する。
【００４０】
（１−３．ポンプ装置の作動等について）
次に、上述した構成からなるポンプ装置１の作動について説明するとともに、リリーフ機構ＲＭの配置に係る長さＬ１及び距離Ｌ２等の設定方法について説明する。ポンプ装置１のシャフト１８がスプロケットを介しエンジンによって回転されると、ロータ１６がカムリング１５の内部で回転する。次に、ロータ１６の回転によって容積が拡大する吸入工程の各ポンプ室５０（１８０度ずれて位置する）では、一対の吸入ポート１２１から作動油が吸入される。
【００４１】
また、ロータ１６の回転によって容積が徐々に縮小し、吸入したオイルを圧縮する圧縮行程の後に、さらに容積が縮小する吐出工程のポンプ室５０では、サイドプレート１３及び第一ハウジング１１（ハウジング１０）に形成された吐出ポート１１３に作動油が供給される。
【００４２】
吐出ポート１１３に供給された作動油は、トランスミッションの油圧ライン（図略）に向かって供給される。油圧ライン（図略）に供給された作動油は、ポンプ装置１の外部に設けられた電磁式の圧力調整弁（図略）によって、所定の圧力Ｐ１（例えば、１ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲であり、本実施形態では５ＭＰａとして説明する）に調圧される。通常は、所定の圧力Ｐ１（５ＭＰａ）に調圧された作動油によってトランスミッションが備える各アクチュエータが良好に制御される（図５のグラフ中、「通常の作動」と記載された範囲参照）。
【００４３】
しかしながら、このとき、油圧ラインにおいては、圧力調整弁が故障し圧力調整できなくなったものとする。こうなると、吐出ポート１１３に発生した作動油の圧力Ｐ１が、制御において適切な圧力（５ＭＰａ）を大きく越え、過大圧力ＰＮＧ（例えば、３０ＭＰａ以上）となる虞がある。これにより、吐出ポート１１３の油圧がトランスミッションの油圧ライン、及びポンプ装置１の各部を変形等させ、本来の機能に悪影響を与える場合がある。
【００４４】
そこで、本発明においては、吐出ポート１１３の圧力Ｐ１（吐出圧）が、トランスミッションの通常の制御において要求される圧力（５ＭＰａ）を越えた場合（図５中、時間Ｑより右側の領域）においても、上述したリリーフ機構ＲＭが作動（時間Ｒ）し、吐出ポート１１３の圧力Ｐ１を、過大圧力ＰＮＧより小さな圧力である第一所定圧Ｐ３（例えば、２５ＭＰａ）以下の圧力（例えば、７ＭＰａ）で維持するよう、図６に示すように、リリーフ通路１９が通路Ｅに開口面積Ｓ１で開口する。
【００４５】
なお、本実施形態において、開口面積Ｓ１は、上述したように、吐出ポート１１３の圧力（吐出圧）を、過大圧力ＰＮＧ（３０ＭＰａ）を超えさせないとともに、トランスミッションの各アクチュエータの制御をも同時に可能とする面積である。開口面積Ｓ１の設定方法については以降で説明する。
【００４６】
このとき、各油圧ラインのアクチュエータの制御が実施可能な吐出ポート１１３の最低圧力（第二所定圧Ｐ４に相当する）は、例えば１ＭＰａである（図５参照）。つまり、吐出ポート１１３の作動油の圧力Ｐ１が、第一所定圧Ｐ３（２５ＭＰａ）と、第一所定圧Ｐ３より小さな第二所定圧Ｐ４（１ＭＰａ）との間に入るようリリーフ機構ＲＭの開口面積Ｓ１が設定され、設定された開口面積Ｓ１に基づき軸受２０２の軸線方向への移動量である距離Ｌ３が設定される。
【００４７】
実際には、リリーフ機構ＲＭにおいて、上記の作動を成立させるため、まず、吐出ポート１１３における作動油の圧力Ｐ１と、圧力Ｐ１に対応する通路Ｅにおける作動油の圧力Ｐ２と、の相関関係を実験により求める。その後、吐出ポート１１３における作動油の第一所定圧Ｐ３を、例えば２５ＭＰａと設定し、第一所定圧Ｐ３（２５ＭＰａ）に対応する通路Ｅにおける作動油の圧力Ｐ２１（例えば，７ＭＰａ）を上記実験結果から求める。
【００４８】
このとき、第一所定圧Ｐ３は、３０ＭＰａ以下であり、且つできるだけ３０ＭＰａに近い値で設定されることが好ましい。ただし、第一所定圧Ｐ３が３０ＭＰａに近すぎると、リリーフ機構ＲＭの作動ばらつきによって、吐出ポート１１３における作動油の圧力Ｐ１が、３０ＭＰａを越える虞もある。よって、本実施形態では、リリーフ機構ＲＭの作動のバラつきを考慮し、一例として第一所定圧Ｐ３を、２５ＭＰａとした。
【００４９】
第一所定圧Ｐ３を２５ＭＰａに設定することにより、吐出ポート１１３の圧力Ｐ１が上昇してリリーフ機構ＲＭが作動した後に、例えばエンジン回転数が低下し、これに伴いポンプ装置１のシャフト１８の回転数が低下しても、吐出ポート１１３においては、第二所定圧Ｐ４である１ＭＰａ以上の油圧（圧力Ｐ１）を確保し易い。ただし、これはあくまで一例であって、第一所定圧Ｐ３は、２５ＭＰａより大きくても良いし、小さくても良い。
【００５０】
そして、上記条件が成立するよう、リリーフ通路１９が通路Ｅに開口する開口部の開口面積Ｓ１を、通路Ｅにおける作動油の圧力Ｐ２１に基づき設定する。つまり、通路Ｅにおいて圧力Ｐ２１の作動油がリリーフ通路１９に流出することにより、図５のグラフに示すような結果、即ち、吐出ポート１１３における第一所定圧Ｐ３（例えば、２５ＭＰａ）を、例えば７Ｍｐａ前後に減圧させることができる開口面積Ｓ１を求める。
【００５１】
なお、図５のグラフに示すように、本実施形態では、リリーフ通路１９が通路Ｅに開口面積Ｓ１だけ開口したとき（時間Ｒ位置参照）、通路Ｅにおける作動油の圧力Ｐ２は、０（大気圧）近傍まで低下する。しかし、吐出ポート１１３における圧力Ｐ１は、例えば、７Ｍｐａ前後に維持されるので、トランスミッションの油圧ライン及びポンプ装置１の各部は変形等が抑制されるとともに、各アクチュエータの制御も良好に実施できる。
【００５２】
そして、このとき、求めた開口面積Ｓ１となるよう、シャフト挿通孔１２ａの底面１２ｂからリリーフ通路１９の先端１９ｂまでのリリーフ通路１９の長さＬ１と、底面１２ｂから軸受２０２の端面２０２ａまでの距離Ｌ２と、が設定される。
【００５３】
また、第一所定圧Ｐ３（例えば、２５ＭＰａ）に対応する、通路Ｅにおける作動油の圧力Ｐ２１が軸受２０２の端面２０２ａに付与された場合に、軸受２０２が、軸線方向に距離Ｌ３だけ移動するよう、シャフト挿通孔１２ａの内周面への軸受２０２の圧入荷重Ｆ１が設定される。
【００５４】
つまり、軸受２０２の端面２０２ａの面積をＳ２とし、通路Ｅにおける作動油の圧力を圧力Ｐ２１としたとき、圧入荷重Ｆ１は、下記式（１）となる。
Ｆ１＝Ｐ２１×Ｓ２・・・・（1）
ただし、圧入荷重Ｆ１は、式（1）によって求めるのではなく、実験を繰り返し行って求めても良い。
【００５５】
（１−４.リリーフ機構の作動について）
上記において、吐出ポート１１３における作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３より小さい場合には、図３に示すように、軸受２０２は、通路Ｅに対してリリーフ通路１９を常時閉止する。つまり、通路Ｅにおける作動油の圧力Ｐ２は第一所定圧Ｐ３に対応する圧力Ｐ２１より小さいので、軸受２０２は軸線方向に移動しない。これにより、軸受２０２の端面２０２ａがリリーフ通路１９の先端１９ｂよりも、通路Ｅ側に配置された状態が維持される。従って、リリーフ通路１９と通路Ｅとの間に、軸受２０２が介在され、開口部を閉止する。
【００５６】
また、トランスミッションにおける油圧ラインにおいて、電磁式の圧力調整弁（図略）が故障して調圧不能となり、吐出ポート１１３における作動油の圧力Ｐ１が、第一所定圧Ｐ３以上に昇圧しようとした場合には、軸受２０２の端面２０２ａには、少なくとも第一所定圧Ｐ３に対応する圧力Ｐ２１が付与される。これにより、軸受２０２は、端面２０２ａに、圧力Ｐ２１を受け、第二ハウジング１２（ハウジング１０）に対して軸線方向（図３において右方向）に付勢され、図３に示す距離Ｌ３だけ移動し、端面２０２ｂが底面１２ｂに当接して停止する（図６参照）。
【００５７】
なお、このとき、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、Ｌ３＞（Ｌ１−Ｌ２）の関係を有する。また、Ｌ３−（Ｌ１−Ｌ２）だけリリーフ通路１９が通路Ｅに対して軸線方向に開口することでリリーフ通路１９は通路Ｅに対して開口面積Ｓ１分だけ開放される。そして、吐出ポート１１３における作動油は、背圧室２３、背圧溝２４、通路Ｃ、通路Ｄ、通路Ｅ及びリリーフ通路１９を通過して低圧領域であるトランスミッションケース内に流出される。
【００５８】
これによって、吐出ポート１１３における作動油の圧力、及び吐出ポート１１３に接続されるトランスミッションの油圧ラインにおける圧力は第一所定圧Ｐ３（例えば、２５ＭＰａ）と第二所定圧Ｐ４（例えば、１ＭＰａ）との間の圧力に減圧される。ただし、この態様に限らず、第二所定圧Ｐ４は設定せず、吐出ポート１１３における圧力Ｐ１は大気圧まで減圧されてもよい。これによって、少なくともトランスミッションの油圧ライン及びポンプ装置１を変形、又は破壊することが防止される。
【００５９】
（１−５．第一実施形態による効果）
上記第一実施形態によれば、ポンプ装置１は、ハウジング１０内に設けられ、シャフト１８の回転に応じて回転し、吸入ポート１２１から吸入した低圧状態の作動油を昇圧して吐出ポート１１３に移送するロータ１６及び複数のベーン１７（回転部材）を備える。また、ポンプ装置１は、第二ハウジング１２（ハウジング１０）の内周面とシャフト１８の外周面１８ａとの対向領域であり、吐出ポート１１３と作動油の低圧領域とを接続するリリーフ通路１９を備える。
【００６０】
さらに、ポンプ装置１は、リリーフ通路１９上に設けられ、第二ハウジング１２に対してシャフト１８を回転可能に支持する軸受２０２を備える。そして、軸受２０２は、吐出ポート１１３における作動油の圧力が第一所定圧Ｐ３より小さい場合にリリーフ通路１９を常時閉止し、吐出ポート１１３における作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３以上に昇圧した場合に、ハウジング１０に対して軸線方向に移動することによってリリーフ通路１９を開放する。
【００６１】
上記第一実施形態では、ポンプ装置１の外部ではなく、ポンプ装置１の内部にリリーフ通路１９を設けた。そして、リリーフ通路１９上に軸受２０２を設け、軸受２０２を軸線方向に移動させることで、リリーフ通路１９を通路Ｅに開放するよう構成した。このように、従来、シャフト１８の支持部材として使用していた軸受２０２にリリーフ機能を兼用して持たせることにより、安価にリリーフ機能を有したポンプ装置１が製造できる。
【００６２】
また、上記第一実施形態によれば、リリーフ通路１９は、ハウジング１０（第二ハウジング１２）のシャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１に形成され、軸受２０２は、シャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１に取り付けられる。このように、通常の軸受構造に対し、リリーフ通路１９をシャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１に形成するだけでリリーフ機構が構成できるので、非常に簡易であり大幅なコスト低減が図れる。
【００６３】
また、上記第一実施形態によれば、吐出ポート１１３の作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３以上に昇圧した場合、リリーフ機構ＲＭが作動し、リリーフ通路１９が開放される。このため、吐出ポート１１３の作動油は、回転部材を構成するロータ１６の側面の通路Ｃを通過してリリーフ通路１９に流される。このように従来からポンプ装置が有するロータ１６の側面の通路Ｃをリリーフ用の通路として利用しリリーフ機能を成立させるので、リリーフ機構ＲＭが安価に構成できる。
【００６４】
また、上記第一実施形態によれば、リリーフ機構ＲＭの軸受２０２は、吐出ポート１１３の作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３以上に昇圧し、軸受２０２が軸線方向に移動して通路Ｅに対してリリーフ通路１９を開放する際、吐出ポート１１３の作動油の圧力Ｐ１が、第一所定圧Ｐ３と、第一所定圧Ｐ３より小さな第二所定圧Ｐ４との間に入るよう軸線方向への移動量である距離Ｌ３が設定される。
【００６５】
このとき、第一実施形態においては、第二所定圧Ｐ４を、トランスミッションの各アクチュエータを作動させ車両の走行を維持可能とする油圧に設定した。これにより、吐出ポート１１３の作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３以上に昇圧し、リリーフ機構ＲＭが作動しても、車両は走行を続け、退避場所に余裕をもって移動できる。
【００６６】
また、上記第一実施形態によれば、低圧領域は、ポンプ装置１の外方にある大気圧空間の領域であり、具体的には、トランスミッションケース内において、作動油が貯留される領域である。これにより、トランスミッションケース内に取付けられるポンプ装置１においては、リリーフ通路１９の出口には、特別な通路を設ける必要がないので、低コストに構成できる。
【００６７】
また、上記第一実施形態によれば、ポンプ装置１は、ハウジング１０の内部に回転不能に固定され内周面１５ａにカム面を有するカムリング１５を備える。また、ポンプ装置１は、回転部材であるカムリング１５の内周側に回転可能に設けられ、外周面から径方向内側に延びる複数の収容溝２２及び複数の収容溝２２の径方向内側端部にそれぞれ形成され吐出ポート１１３と連通する背圧室２３を有するロータ１６と、複数の収容溝２２に摺動可能にそれぞれ収容され、カム面とロータ１６の外周面１６ａとの間の空間を周方向に区画して複数のポンプ室を形成する複数のベーン１７と、を備える。
【００６８】
そして、吐出ポート１１３の作動油の圧力Ｐ１が第一所定圧Ｐ３以上に昇圧し、軸受２０２が軸線方向に移動してリリーフ通路１９を開放する際、各背圧室２３に収容された作動油が、ロータ１６の側面を通過してリリーフ通路１９に流される。このように、ポンプ装置１はベーンポンプである。このため、ロータ１６が有する背圧室２３とシャフト１８との間の距離が短いので、背圧室２３の作動油が、ロータ１６の側面及びシャフト１８の外周面１８ａを伝って外部に漏出し易い。そこで本発明においては、ロータ１６の側面及びシャフト１８の外周面１８ａを伝って漏出する作動油を積極的に利用し、シャフト１８の外周側に配置される軸受２０２を油圧によって移動させることで、リリーフ機構ＲＭを構成した。これにより、軸受２０２を利用したリリーフ機構を作動させることで、効果的に吐出ポート１１３における圧力を減少させることができる。
【００６９】
（２．変形例）
なお、上記第一実施形態では、リリーフ機構ＲＭを図１における右側の第二ハウジング１２に設けたが、この態様には限らない。変形例１として、リリーフ機構ＲＭは、図７に示すように、左側の第一ハウジング１１（ハウジング１０）に設けても良い。この場合、背圧溝２４を起点とし、若干の隙間を有する上述した通路Ｃ´、通路Ｄ´、通路Ｅ´を介してリリーフ機構ＲＭと接続すればよい。このとき、リリーフ機構ＲＭは、リリーフ通路１９０及び軸受２０１によって構成される。また、リリーフ通路１９０及び軸受２０１の配置及び組み付け等については、第一実施形態におけるリリーフ通路１９及び軸受２０２と同様である。
【００７０】
ただし、変形例１では、上記実施形態の底面１２ｂに相当する軸受２０１の軸線方向左方への移動を規制するものがない。そこで、図７に示すように軸受２０１を圧入するシャフト挿通孔１１ａの外方側端面にシャフト挿通孔１２ａの底面１２ｂに相当する停止部材１２１ｂを固定すればよい。このような態様によっても、第一実施形態のリリーフ機構ＲＭと同様の機能及び効果を有する。なお、変形例１の態様に限らず、変形例１のリリーフ機構ＲＭと第一実施形態のリリーフ機構ＲＭとを同時に設けても良い。これによっても、同様の効果が期待できる。
【００７１】
また、上記第一実施形態のリリーフ機構ＲＭでは、リリーフ通路１９がハウジング１０（第二ハウジング１２）のシャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１に形成され、軸受２０２は、シャフト挿通孔１２ａの内周面１２ａ１に取り付けられた。しかし、この態様には限らない。図８に示すように、変形例２として、リリーフ通路１９がシャフト１８の外周面１８ａに形成され、軸受２０２がシャフト１８の外周面１８ａに取り付けられてリリーフ機構ＲＭが構成されてもよい。これによっても第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００７２】
（３．第二実施形態）
次に、第二実施形態について図９に基づき説明する。第一実施形態のポンプ装置１では、リリーフ機構ＲＭのリリーフ通路１９を低圧領域に接続する際、低圧領域は、ポンプ装置１の外方にある大気圧空間の領域であり、具体的には、作動油が貯留されるトランスミッションケース内とした。しかしこの態様には限らず、図９に示すように、第二実施形態のポンプ装置１０１として、リリーフ機構ＲＭのリリーフ通路１１９が接続される低圧領域を吸入ポート１２１としても良い。この場合、リリーフ通路１１９は、第二ハウジング１２の外方に貫通していない。また、リリーフ通路１１９は接続通路１１９ａを介して吸入ポート１２１と接続される。このような態様によっても、第一実施形態のポンプ装置１と同様の効果が期待できる。
【００７３】
なお、上記実施形態において、ポンプ装置１，１０１は、ベーンポンプである。しかしながら、この態様には限らず、例えば公知のギヤポンプ（図略）によってポンプ装置を構成してもよい。この場合においても、リリーフ機構ＲＭを、上記実施形態と同様にギヤを回転させるシャフトとシャフトを支持するハウジングとの間に設ければよい。ギヤポンプの場合、通常歯車の外周部分で作動油を移送する。このため、作動油が移送される部分とシャフトとは径方向において距離があるので、作動油が移送される部分から歯車の端面を通過してリリーフ機構ＲＭに到達する作動油の量および圧力は減少するが、これによっても低コスト化に対して相応の効果は期待できる。
【００７４】
また、上記実施形態においては、ポンプ装置１，１０１を、トランスミッション用のオイルポンプ装置として説明したが、これはあくまで一例である。ポンプ装置１，１０１は、ステアリング装置、工作機械等、油圧を用いて作動する様々な機器に対して油圧を供給するオイルポンプとして適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１，１０１；ポンプ装置、  １０；ハウジング、  １１；第一ハウジング（ハウジング）、  １１ａ，１２ａ；シャフト挿通孔、  １２；第二ハウジング（ハウジング）、  １５；カムリング、  １６；ロータ（回転部材）、  １７；ベーン（回転部材）、  １８；シャフト、  １９，１１９，１９０；リリーフ通路、  ２３；背圧室、  １１３；吐出ポート、  １２１；吸入ポート、  ２０１，２０２；軸受、  Ｐ３；第一所定圧、  Ｐ４；第二所定圧、  Ｓ，Ｓ１；開口面積。
【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】
2019116850.tif 000008
【図７】
2019116850.tif 000009
【図８】
2019116850.tif 000010
【図９】
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