JP5358524B2 - 可変容量形ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ベーンポンプに関する。

従来、可変容量形（型）のベーンポンプが知られている。例えば特許文献１に記載の可変容量形ベーンポンプでは、ロータの外周側にベーンを保持する複数のスリットが形成され、ロータの内周側に駆動軸と噛合うセレーションが形成されている。

特開２００８−１１１３６４号公報

しかし、 上記従来の可変容量形ベーンポンプでは、ロータの強度を十分に確保できないおそれがある、という問題があった。本発明の目的とするところは、ロータの強度を向上することができる可変容量形ベーンポンプを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、好ましくは、複数のスリットの夫々をロータ側セレーションの径方向内側に向かって凸形状となる凸部のいずれかと位相が略一致するように配置した。

よって、ロータの強度を向上することができる。

ポンプ１の回転軸Ｏを通る断面を示す（図２のII−II断面）。 ポンプ１の回転軸Ｏに対して垂直方向に切った断面を示す（図１のI−I視断面）。 駆動軸２に嵌合したロータ３の正面図である。 図２のポンプ部の拡大図である。 図２のセレーション部の拡大図である。

以下、本発明の可変容量形ベーンポンプを実現する形態を、図面に基づき説明する。

［実施例１の構成］
実施例１の可変容量形ベーンポンプ（以下、ポンプ１という）は、車両の油圧式アクチュエータへの油圧供給源として用いられる。具体的には自動車の油圧パワーステアリング装置の油圧発生源となる。なお、例えば自動変速機への油圧供給源として本発明のベーンポンプを用いてもよい。ポンプ１は内燃機関（エンジン）のクランクシャフトにより駆動され、作動流体としての作動油を吸入・吐出する。図１は、ポンプ１の回転軸（軸心）Ｏを通る断面（図２のII−II断面に略相当）を示す。以下、説明のため、直交座標系を設ける。回転軸Ｏ（駆動軸２）が伸びる方向をｘ軸とし、フロントハウジング１１に対してリアハウジング１２の側をｘ軸正方向とする。図１の法線方向（紙面に対して垂直方向）をｙ軸とし、回転軸Ｏに対してプラグ部材７０（コイルばね７１）の側をｙ軸正方向とする。ｘ軸及びｙ軸に直交する方向をｚ軸とし、回転軸Ｏに対して制御バルブ７の側をｚ軸正方向とする。

ポンプ１は、吐出容量（１回転あたりに吐出する流体量。ポンプ容量。）を可変にできる可変容量形であり、作動油を吸入・吐出するポンプ部（ポンプユニット100）と、吐出容量を制御する制御部（制御バルブ７）とを、一体のユニットとして有している。ポンプユニット100は、ポンプハウジング（ポンプボディ）１０に収容されており、駆動軸２、ロータ３、ベーンＶ、及びカムリング４を有している。ポンプハウジング１０は、フロントハウジング１１及びリアハウジング１２を有している。これらが複数のボルトＢ等により一体に締結されることでポンプハウジング１０が形成されている。フロントハウジング１１は、ｘ軸正方向側に開口する凹部110を有する有底カップ形状のハウジング部材である。凹部110は、ポンプユニット100等を収容する空間であり、ｘ軸負方向側に底部111を有し、内周側に筒状部112を有している。リアハウジング１２は、フロントハウジング１１（凹部110）の開口部を閉塞する板形状のハウジング部材（ポンプカバー）である。

駆動軸２は、ｘ軸方向に延び、ポンプハウジング１０に軸支（回転自在に支持）されたポンプ軸である。駆動軸２のｘ軸負方向側は、フロントハウジング１１をｘ軸方向に貫通する孔113に設置され、孔113に設けられた軸受（ブッシュ）114に支持される。駆動軸２のｘ軸正方向側は、リアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120からｘ軸方向所定深さまで設けられた孔123に設置され、孔123に設けられた軸受（ブッシュ）124に支持される。駆動軸２のｘ軸負方向側は、プーリを介してエンジン出力軸と接続している。なお、フロントハウジング１１の孔113のｘ軸負方向端であって駆動軸２の外周にはオイルシールＯＳが設置され、ポンプハウジング１０の内外を液密に保っている。ポンプハウジング１０は、内部にポンプ要素収容部を有している。すなわち、フロントハウジング１１（凹部110）の底部111には円盤状のプレッシャプレート（サイドプレート）６が嵌装される。プレッシャプレート６には駆動軸２が貫通する孔６４が設けられている。フロントハウジング１１（凹部110）の筒状部112には、プレッシャプレート６のｘ軸正方向側に、ロータ３、ベーンＶ、カムリング４、及びアダプタリング５が、ｘ軸方向略同位置に収装される。リアハウジング１２は、ｘ軸正方向側から、これらロータ３等と極僅かな隙間を介して対向しており、これらロータ３等は、プレッシャプレート６及びリアハウジング１２によりｘ軸方向両側から挟まれている。プレッシャプレート６のｘ軸正方向側の面６１、アダプタリング５の内周面、及びリアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120により、駆動軸２、ロータ３、ベーンＶ、及びカムリング４からなるポンプ要素（ポンプユニット100）を収容する空間（ポンプ要素収容部）が形成されている。駆動軸２は、ポンプ要素収容部内のｘ軸方向所定範囲において、その外周側に、セレーションの軸部としての軸側セレーション部２０を有している。

ポンプハウジング１０には、吸入口及び吐出口が設けられている。吸入口として、プレッシャプレート６のｘ軸正方向側の面６１には溝（吸入ポート６２）が形成され、リアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120には、吸入ポート６２とｘ軸方向で対向する位置に、溝（吸入ポート121）が形成されている。また、吐出口として、プレッシャプレート６のｘ軸正方向側の面６１には溝（吐出ポート６３）が形成され、リアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120には、吐出ポート６３とｘ軸方向で対向する位置に、溝（吐出ポート122）が形成されている。また、ポンプハウジング１０には、吸入通路ＩＮ及び吐出通路ＯＵＴが設けられている。吸入通路ＩＮの一端はリザーバＲＳＶに接続するとともに、他端は吸入口（吸入ポート６２,121）に連通している。吐出通路ＯＵＴの一端はパワーステアリング装置（パワーシリンダ）に接続するとともに、他端は吐出口（吐出ポート６３,122）に連通している。このように吸入ポート６２,121及び吐出ポート６３,122は、それぞれ吸入通路ＩＮ及び吐出通路ＯＵＴと接続し、ロータ３とカムリング４の間に形成されるポンプ室Ｒへの作動油の給排を行う。また、ポンプハウジング１０には、背圧ポートが設けられている。プレッシャプレート６のｘ軸正方向側の面６１には吸入ポート６２の内周側に溝（吸入側背圧ポート６５）が形成され、リアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120には、吸入側背圧ポート６５とｘ軸方向で対向する位置に、溝（吸入側背圧ポート125）が形成されている。また、プレッシャプレート６のｘ軸正方向側の面６１には吐出ポート６３の内周側に溝（吐出側背圧ポート６６）が形成され、リアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120には、吐出側背圧ポート６６とｘ軸方向で対向する位置に、溝（吐出側背圧ポート126）が形成されている。吸入側背圧ポート６５,125には吐出圧が供給され、吐出側背圧ポート６６,126にも吐出圧が供給される。

アダプタリング５はｙ軸方向を長軸、ｚ軸方向を短軸とする略楕円状の円環部材であり、その外周側はフロントハウジング１１（筒状部112）に収装されるとともに、内周側はカムリング４を収装する。アダプタリング５のｙ軸正方向側には、径方向貫通孔５２がｙ軸方向に貫通形成されている。アダプタリング５の内周面５３のｚ軸正方向端部にはシール溝５０が形成されており、シール溝５０にはシール部材Ｓが設置されている。アダプタリング内周面５３のｚ軸負方向端部には、回転軸Ｏよりも若干ｙ軸正方向側にピン溝５１が形成されており、ピン溝５１にはピン部材４０（のｚ軸負方向側）が嵌合している。ピン部材４０はｘ軸方向両端部がポンプハウジング１０（フロントハウジング１１及びリアハウジング１２）に固定されている。アダプタリング５は、ポンプ駆動時にフロントハウジング１１内で回転しないよう、ピン部材４０によりフロントハウジング１１に対して回転を規制される。カムリング４は、ポンプ要素収容部内で移動（揺動）可能に収装された揺動部材である。カムリング４は略円環状の部材であり、その外径はアダプタリング内周面５３の短軸と略同じ寸法に設けられている。カムリング外周面４２のｚ軸負方向側には、回転軸Ｏよりも若干ｙ軸正方向側にピン溝４３が形成されており、ピン溝４３にはピン部材４０（のｚ軸正方向側）が嵌合している。ピン部材４０はアダプタリング５に対するカムリング４の位置ズレ（相対回転）を抑制する。カムリング４は、アダプタリング５（ポンプハウジング１０）に対して、ピン部材４０の近傍の平面部５４で支持されており、平面部５４を支点にｙｚ平面内で揺動自在である。カムリング４の中心Ｃは、回転軸Ｏと略一致した位置から、回転軸Ｏに対してｙ軸負方向側に所定距離だけオフセットした位置まで移動可能に設けられている。フロントハウジング１１のｙ軸正方向端部には、アダプタリング５の径方向貫通孔５２と略同軸に、孔114がｙ軸方向に貫通形成されている。孔114には有底カップ形状のプラグ部材７０が挿入される。プラグ部材７０は孔114を封止してポンプハウジング１０内外の液密性を保つとともに、そのｙ軸負方向側の内周部でコイルばね７１を保持する。コイルばね７１はｙ軸方向へ伸縮可能であり、径方向貫通孔５２を通ってカムリング外周面４２に当接し、カムリング４をｙ軸負方向へ常時付勢する。

ロータ３は、カムリング４の内周側に収装されている。ロータ３の外径（最大径）はカムリング内周面４１の直径よりも小径に設けられている。カムリング４が揺動し、ロータ３とカムリング４の相対位置が変化した場合であっても、ロータ３の外周はカムリング内周面４１と当接しないように設けられている。ロータ３は、その内周側に、ｘ軸方向に延びる貫通孔３０を有している。貫通孔３０には、駆動軸２が貫通している。貫通孔３０には、セレーションのボス部としてのロータ側セレーション部３１が設けられている。ロータ側セレーション部３１は駆動軸２の軸側セレーション部２０に嵌合している。すなわち、ロータ３はセレーションにより駆動軸２に固定されて回転駆動される。ロータ３は、外周側に複数のスリット（スロット）ＳＬ１〜ＳＬ１１を有している。複数のスリットＳＬは、ｘ軸方向からみて放射状に、ロータ３を周方向に略等分割する位置に７以上の奇数個（本実施例１では１１個）配置されるように形成されている。各スリットＳＬは、ロータ外周面３２から回転軸Ｏに向かって所定深さまで、ロータ径方向に直線状に延びて設けられた溝であって、ロータ３のｘ軸方向全範囲に亘って所定幅で形成されている。

ベーンＶ１〜Ｖ１１は、略矩形状の板部材（羽根）であり、複数（本実施例１では１１枚）設けられ、各スリットＳＬに１枚ずつ出没可能（径方向に進退自在）に収容されている。なお、スリットＳＬとベーンＶの数は１１に限らない。ベーンＶのロータ外径側（回転軸Ｏから離れる側）の先端部（ベーン先端部）は、カムリング内周面４１に対応した緩やかな曲面状に形成されている。ロータ３における各スリットの内径側（回転軸Ｏに向かう側）の端部（スリット基端部）は、ｘ軸方向からみてスリット本体の（ロータ周方向）幅よりも大径の略楕円形であり、ロータ３のｘ軸方向全範囲に形成され、略円筒状である。なお、スリット基端部を略円筒状に形成せず、例えばスリット本体と同様の溝形状としてもよい。スリット基端部と、このスリットＳＬに収容されたベーンＶのロータ内径側の端部（ベーン基端部）との間には、このベーンＶの背圧室（受圧部）ＢＲが形成されている。ロータ外周面３２には、各スリットＳＬに対応する周方向位置に、ｘ軸方向からみて略台形状の突出部３３が設けられている。突出部３３は、ロータ３のｘ軸方向全範囲に亘って、ロータ外周面３２から所定高さまで突出するように形成されている。突出部３３の略中央位置には、各スリットＳＬの開口部が設けられている。（突出部３３及びスリット基端部を含めた）スリットＳＬのロータ径方向長さは、ベーンＶのロータ径方向長さと略同じ寸法に設けられている。突出部３３を設けることで、スリットＳＬのロータ径方向長さが所定以上確保され、（例えば後述する第１閉じ込み領域Ｙ１でベーンＶがスリットＳＬから最大限突出したとしても）スリットＳＬにおけるベーンＶの保持性が確保されている。言い換えると、突出部３３によりベーンＶの保持性を向上しつつ、ロータ外周面３２から突出部３３以外の肉を除いているため、この除肉分だけポンプ室Ｒの容積を大きくしてポンプ効率を向上し、かつロータ３全体を軽量化して動力損失を軽減している。

ベーンＶ１〜Ｖ１１は、ロータ３及びカムリング４と共に複数のポンプ室Ｒ１〜Ｒ１１を形成している。すなわち、ｘ軸方向からみて、ロータ３の外周面３２とカムリング４の内周面４１との間の環状領域は、隣り合うベーンＶ１〜Ｖ１１により画成され、これによりポンプ室Ｒ１〜Ｒ１１が形成されている。図２の回転軸Ｏ周りの矢印に示すように、ロータ３（駆動軸２）は、ｘ軸正方向側からみて反時計回り方向に回転する。カムリング４が揺動によりロータ３に対して偏心した状態（カムリング４の中心Ｃが回転軸Ｏに対してｙ軸負方向側に偏倚した状態）にあれば、ロータ３の回転に伴って各ポンプ室Ｒ１〜Ｒ１１の容積が変化する。ロータ３の回転に伴い複数のポンプ室Ｒ１〜Ｒ１１の容積が増大する領域が吸入領域であり、ロータ３の回転に伴い複数のポンプ室Ｒ１〜Ｒ１１の容積が減少する領域が吐出領域である。このようにベーンＶ１〜Ｖ１１は、カムリング４内に吸入領域と吐出領域とを夫々１つずつ形成する。ポンプハウジング１０の吸入口（吸入ポート６２,121）は、ロータ３の外周に略沿って略円弧状に設けられ、吸入領域に開口する。ポンプハウジング１０の吐出口（吐出ポート６３,122）は、ロータ３の外周に略沿って略円弧状に設けられ、吐出領域に開口する。ロータ３の回転に伴い各ポンプ室Ｒの容積が変化することにより、吸入領域では吸入口からポンプ室Ｒへ作動油が吸入（供給）され、吐出領域ではポンプ室Ｒから吐出口へ作動油が吐出（排出）される。吐出ポート６３の始端にはノッチ630が設けられている。ノッチ630は、ロータ回転方向に流路断面積が徐々に大きくなる絞り部を構成している。吸入領域に存在する背圧室ＢＲは吸入側背圧ポート６５,125に連通し、吐出領域に存在する背圧室ＢＲは吐出側背圧ポート６６,126に連通するように構成されているため、背圧室ＢＲ１〜ＢＲ１１には作動油が供給されてベーンＶ１〜Ｖ１１を径方向外側に付勢する。すなわち、ポンプ作動時、ベーンＶ１〜Ｖ１１は、遠心力でカムリング内周面４１に押しつけられると共に、カムリング４とロータ３との相対位置によらず、背圧室ＢＲ１〜ＢＲ１１から背圧（吐出圧）を受けることで、スリットＳＬ１〜ＳＬ１１に挿入されつつカムリング内周面４１に液密に当接した状態を維持するよう、付勢される。

ロータ回転方向で、吸入ポート６２,121の終端と吐出ポート６３（ノッチ630）,122の始端との間の区間には、プレッシャプレート６のｘ軸正方向側の面６１やリアハウジング１２のｘ軸負方向側の面120に溝が設けられておらず、この区間に対応する角度範囲に、ポンプ１の第１閉じ込み領域Ｙ１が設けられている。同様に、吐出ポート６３,122の終端と吸入ポート６２,121の始端との間の区間には、第２閉じ込み領域Ｙ２が設けられている。第１閉じ込み領域Ｙ１及び第２閉じ込み領域Ｙ２は、これらの領域内にあるポンプ室Ｒの作動油を閉じ込め、吐出ポート６３,122と吸入ポート６２,121とがポンプ室Ｒを介して連通することを抑制する区間であり、吸入領域と吐出領域との境界部位であって、回転軸Ｏを挟んでｙ軸方向で互いに対向する位置に設けられている。第１，第２閉じ込み領域Ｙ１，Ｙ２の範囲は、夫々、ロータ回転方向で隣接するベーンＶ同士の間（２つのベーンＶの対向する側面間）の距離（１ピッチ）よりも若干大きく設けられている。

カムリング４が略楕円状のアダプタリング５に収装されることにより、ポンプ要素収容部としてのアダプタリング５の内周面５３とカムリング４の外周面４２との間には２つの空間（第１流体圧室Ａ１及び第２流体圧室Ａ２）が画成されている。カムリング４の（回転軸Ｏに対する）偏心量が増大する側（ｙ軸負方向側）への移動に伴い、ｙ軸負方向側に設けられた第１流体圧室Ａ１は容積が減少し、ｙ軸正方向側に設けられた第２流体圧室Ａ２は容積が増大する。このとき、シール部材Ｓがカムリング４の外周面４２に摺接することで、第１、第２流体圧室Ａ１，Ａ２の液密性が担保される。フロントハウジング１１には、ポンプユニット100のｚ軸正方向側に、制御バルブ７が設けられている。なお、制御バルブ７はキャップ８により閉塞される。制御バルブ７は、第１流体圧室Ａ１又は第２流体圧室Ａ２の圧力を制御することにより、カムリング４の偏心量を制御する制御手段である。具体的には、吐出ポート６３,122は、吐出通路ＯＵＴ及びオリフィスＯＲを介して制御バルブ７のｙ軸正方向側の圧力室７ｂに接続し、オリフィスＯＲの下流圧を供給する。また、吐出ポート６３,122は、制御バルブ７のｙ軸負方向側の圧力室７ａと接続し、吐出圧を供給する。制御バルブ７はこのオリフィス下流圧と吐出圧に基づき制御圧を生成し、制御圧は油路７ｃを介して第１流体圧室Ａ１に導入される。一方、第２流体圧室Ａ２には、吸入ポート121と連通した低圧供給通路121aを介して吸入圧が導入される。したがって第２流体圧室Ａ２には吸入圧、第１流体圧室Ａ１には制御圧が夫々導入されることとなり、この第１、第２流体圧室Ａ１，Ａ２の差圧によってカムリング４がｙ軸方向に揺動する。一方、コイルばね７１は、揺動量が最大となる方向（ｙ軸負方向側）にカムリング４を常時付勢し、圧力の安定しないポンプ始動時において吐出量（カムリング４の揺動位置）を安定させる。なお、第２流体圧室Ａ２に制御圧を導入することとしてもよいし、第１、第２流体圧室Ａ１，Ａ２の両方に制御圧を導入することとしてもよい。要は、両室Ａ１，Ａ２の圧力差を制御することができればよい。

図３は、駆動軸２に嵌合したロータ３をｘ軸方向から見た正面図である。駆動軸２の軸側セレーション部２０は、駆動軸２の外周に設けられ、ｘ軸方向に延びる複数（本実施例１では２２個）の溝200を備えている。複数の溝200同士が駆動軸２の周方向に略等間隔に配置されることにより、駆動軸２の外周に凹部201と凸部202とが繰り返されるように形成されている。ロータ３のロータ側セレーション部３１は、ロータ３の貫通孔３０の内周に設けられ、ｘ軸方向に伸びる複数の溝310を備えている。複数の溝310同士が貫通孔３０の周方向に略等間隔に配置されることにより、貫通孔３０の内周に凹部311と凸部312とが繰り返されるように形成されている。ロータ側セレーション部３１の複数の溝310は、軸側セレーション部２０の複数の溝200と同数個、具体的には２２個設けられている。ロータ側セレーション部３１（複数の溝310）は、軸側セレーション部２０（複数の溝200）と噛合うことにより、駆動軸２の回転（力）をロータ３に伝達する。軸側セレーション部２０の複数の溝200は、ロータ３の複数のスリットＳＬ１〜ＳＬ１１の整数（自然数）倍個設けられており、本実施例１では、２倍の個数である２２個（＝１１×２）だけ設けられている。また、複数のスリットＳＬ１〜ＳＬ１１の夫々は、ロータ側セレーション部３１の凸部312のいずれかと位相が略一致するように配置されている。例えば、スリットＳＬ１（スリット本体）は、ある１つの凸部312と回転軸Ｏとを結ぶ径方向直線上に延びており（スリットＳＬ１のロータ周方向での中心線が上記径方向直線と略一致しており）、回転軸Ｏの周りでの位相が上記凸部312と略一致している。他のスリットＳＬ２〜ＳＬ１１についても同様である。軸側セレーション部２０の凹部201と凸部202、及びロータ側セレーション部３１の凹部311と凸部312の夫々は、スリットＳＬ１〜ＳＬ１１の偶数倍個設けられており、本実施例１では、最小の偶数倍である２倍の数だけ、すなわち２２個（＝１１×２）設けられている。

［実施例１の作用］
以下、ポンプ１の作用を説明する。
図４は、図２のポンプ部の拡大図であり、吸入領域と吐出領域との切換域でロータ３に加わる荷重の状態を示す。駆動軸２の回転に伴い、軸側セレーション部２０と当接し噛合うロータ側セレーション部３１（の凸部312）には荷重（力）Ｆ１が作用する。この荷重Ｆ１は、駆動軸２の回転力（トルク）のほか、ポンプ１の吐出圧により、ロータ側セレーション部３１が軸側セレーション部２０に押し付けられることによる荷重を含む。この荷重Ｆ１により、駆動軸２の回転力がロータ３に伝達されてロータ３が回転すると共に、ロータ３には、軸側セレーション部２０と噛合うロータ側セレーション部３１の近傍で、内部応力αが発生する。一方、スリットＳＬ１〜ＳＬ１１には夫々ベーンＶが設置され、隣り合うベーンＶはポンプ室Ｒを画成している。あるポンプ室Ｒが閉じ込み領域から吐出領域又は吸入領域へ移行する際、このポンプ室Ｒ内の圧力は、吐出圧と吸入圧との差の分だけ変化する。例えば、閉じ込み領域にあったポンプ室Ｒが吐出領域にかかると、このポンプ室Ｒの圧力は吸入圧から吐出圧まで上昇するように増大変化する。言い換えると、閉じ込み領域に存在して吐出側のポンプ室Ｒと吸入側のポンプ室Ｒとを画成するベーンＶの回転方向両側に、異なる圧力（吐出圧と吸入圧）が作用する場面（回転位相）がある。図４で、このベーンＶに作用する差圧（吐出圧−吸入圧）による荷重をＦ２で示す。この荷重Ｆ２はロータ３に伝達され、このベーンＶを収容するスリットＳＬの開口部を開く方向の荷重（抉り力）Ｆ３，Ｆ４としてロータ３に作用する。この荷重Ｆ３，Ｆ４により，ロータ３には、スリットＳＬの近傍、特にスリットＳＬ（背圧室ＢＲ）の底部（径方向内端Ｐ）の近傍で、内部応力βが発生する。したがって、ロータ３においては、スリットＳＬの径方向内端Ｐと貫通孔３０の内周面（ロータ側セレーション部３１）とをロータ径方向（放射方向）で連結する部位で、内部応力α、βの両方が作用する（応力が集中する）こととなり、この部位の強度が不足するおそれが高い。しかし、従来、セレーション（の溝数）とロータ３のスリットＳＬ（の数）とは別々の設計要素だったため、上記部位の強度不足に対処することが容易でなかった。

これに対し、本実施例１では、ロータ３のスリットＳＬとロータ側セレーション部３１の凸部312との位相、具体的にはスリットＳｌの径方向内端Ｐと凸部312の頂点（歯先中心）とのロータ回転方向での角度位置が、略一致するように配置した。よって、スリットＳＬの径方向内端Ｐとロータ３の貫通孔３０の内周面との間を径方向で結ぶ部位の肉厚（径方向内端Ｐから貫通孔３０の内周面までの径方向距離）Ｌを十分に確保し、強度を向上することができる。すなわち、ロータ３のいずれかのスリットＳＬと凸部312との位相が一致していない場合、このスリットＳＬの内周側における上記径方向肉厚Ｌが小さくなり、これによりロータ３の強度が不足するおそれがある。例えば、いずれかのスリットＳＬとロータ側セレーション部３１の凹部311との位相が一致するように配置された場合には、このスリットＳＬの内端Ｐを通る上記部位における径方向肉厚Ｌが最小となり、強度上の最弱部位となる（上記部位が危険断面となる）おそれがある。
これに対し、本実施例１では、上記径方向肉厚Ｌが大きくなるよう、ロータ側セレーション部３１の凸部312とスリットＳｌとの位相を略一致させた。よって、上記径方向肉厚Ｌを最大値Ｌｍａｘに確保することができ、これによりロータ３の強度を向上させることができる。言い換えると、ロータ３の強度を確保しつつ、ポンプ１の更なる小型化を図ることが可能である。すなわち、駆動軸２の曲げ剛性を高めるために駆動軸２の径は一定以上確保する必要がある一方、ロータ３の強度については、これを一定以上確保するためにスリットＳＬと凸部312との位相を調整するだけでよく、これによりロータ３の径の不要な増大を回避することができる。
ここで、軸側セレーション部２０の溝200（ロータ側セレーション部３１の溝310）の数は、スリットＳＬ１〜ＳＬ１１の整数倍（１１×２＝２２）個設けられているため、溝200，310及びスリットＳＬが周方向に略等間隔に配置される構成にあって、ロータ側セレーション部３１のどの凸部312についても、スリットＳＬと位相を略一致させることができる。よって、強度確保が容易となる。なお、位相が厳密に一致していなくてもよく、例えば、任意のスリットＳＬの位相が、ロータ３の凹部311よりも凸部312寄りであれば、任意のスリット形成部位における上記径方向肉厚Ｌを平均よりも大きくすることができる。この場合も、強度上の最弱部位をなくして、ある程度の強度を確保することができる。本実施例１では、スリットＳＬと凸部312の位相を略一致させたため、強度を最も向上する（ポンプ１の小型化を効果的に図る）ことができる。なお、スリットＳＬは径方向に直線状に延びていなくてもよく、例えば径方向に傾いていてもよいし、曲線状に延びていてもよい。これらの場合も、スリットＳＬの径方向内端Ｐと凸部312との位相が略一致していれば本実施例１と同様の効果を得ることができる。

複数のスリットＳＬ１〜ＳＬ１１は、奇数個（本実施例１では１１個）設けられている。よって、ポンプ１の圧力変動を抑制することができる。すなわち、上記のように、あるポンプ室Ｒが閉じ込み領域から吐出領域又は吸入領域へ移行する際、このポンプ室Ｒ内の圧力は、吐出圧と吸入圧との差の分だけ変化する。ここで、スリットＳＬ（ベーンＶ）が偶数個設けられている場合には、対向する一対の閉じ込み領域（吸入領域終端から吐出領域始端に至る第１閉じ込み領域Ｙ１と、吐出領域終端から吸入領域始端に至る第２閉じ込み領域Ｙ２）の夫々に存在する２つのポンプ室Ｒは、ロータ３の回転に応じて、一方は吐出領域へ、他方は吸入領域へと、略同時に移行することとなる。よって、上記２つのポンプ室Ｒには、略同時に、上記圧力変化が発生する。これにより、ポンプ１の圧力変動や振動が増大するおそれがある。これに対し、本実施例１では、スリットＳＬを奇数個設けている（ベーンＶを奇数枚設けている）ため、対向する一対の閉じ込み領域Ｙ１，Ｙ２（に存在する２つのポンプ室Ｒ）に略同時に上記圧力変動が発生することが抑制される。これにより、ポンプ１の圧力変動や振動を抑制できる。

ロータ側セレーション部３１が設けられたロータ３の貫通孔３０の内径、具体的には、各凹部311の底部を結ぶ面（歯底円）の直径である大径Ｄ１と、各凸部312の頂部を結ぶ面（歯先円）の直径である小径Ｄ２とを測定する際、通常、ノギス等の測定器やピン等の測定治具を用いて、内径の（中心Ｏを通る）２点間の距離を計測することになる。すなわち、直径方向で貫通孔３０の内径を計測することになる。従来は、ロータ側セレーション部３１の形状（溝310の数）が特に限定されていなかったため、内径の上記２点間の距離を計測することが容易でなく、また、計測結果が不正確になるおそれがあった。例えば、ロータ側セレーション部３１の溝310の数が奇数個であれば、貫通孔３０の内周面においてロータ３の回転軸Ｏを挟んで対向する（回転軸Ｏを通る径方向直線上に存在する）のは凸部312と凹部311の組み合わせになるため、直径方向での２点間の計測により小径Ｄ２や大径Ｄ１を計測することが困難になる。これに対し、本実施例１では、ロータ側セレーション部３１（の溝310）の数を、（奇数個である）スリットＳＬの数の偶数倍（２倍）だけ設けることとしたため、ロータ側セレーション部３１（の溝310）の数が偶数個（１１×２＝２２）となる。よって、図３に示すように、回転軸Ｏに対してロータ側セレーション部３１（の溝310）が対称に配置され、ロータ側セレーション部３１の凹部311と凸部312は、凹部311同士、又は凸部312同士が夫々回転軸Ｏに関して対称位置に配置される（回転軸Ｏを通る径方向直線上に位置する）。したがって、ロータ３の貫通孔３０の内径である大径Ｄ１と小径Ｄ２を測定する際、計測点となる２点が凹部311同士（大径Ｄ１の場合）又は凸部312同士（小径Ｄ２の場合）となり、貫通孔３０の直径方向を測定すれば足りることになるため、ノギス等の測定器やピン等の測定治具を用いた計測が容易かつ正確となる。言い換えると、大径Ｄ１や小径Ｄ２を測定するために特殊な測定器や測定治具を用いなくてもよい。よって、ロータ３の生産性を向上できる。

図５は、図２のセレーション部の拡大図であり、ポンプ作動時におけるセレーション部の噛合い状態を示す。本実施例１では、ロータ側セレーション部３１の溝310（凹部311と凸部312の夫々）の数、言い換えると軸側セレーション部２０の溝200（凹部201と凸部202の夫々）の数は、ロータ３のスリットＳＬの２倍（１１×２＝２２）だけ設けられている。よって、ロータ３の強度を向上させることができる。すなわち、ポンプ１の作動時、ロータ３は、高圧である吐出領域から圧力を受けるため、吐出領域側から吸入領域側へ（すなわちｚ軸正方向側へ）付勢される。ここで、図５に示すように、軸側セレーション部２０の歯面とロータ側セレーション部３１の歯面との間には、僅かな隙間δが存在しうる。一方、軸側セレーション部２０が設けられた駆動軸２は、ポンプハウジング１０に軸支されている。よって、ポンプハウジング１０に対する駆動軸２の径方向変位は抑制される（駆動軸２の回転軸はＯのままである）。一方、ロータ３は、駆動軸２に対して上記僅かな隙間δの分だけ径方向に変位しうる（ロータ３の回転軸Ｏ'はＯに対して僅かにオフセットしうる）ため、上記付勢力によって、駆動軸２に対して僅かに変位する。このときロータ側セレーション部３１と軸側セレーション部２０との噛合いは、上記付勢力によるロータ３の位置変化に伴い、部分的なものとなる。すなわち、軸側セレーション部２０の歯（凹部201と凸部202）及びロータ側セレーション部３１の歯（凹部311と凸部312）は、駆動軸２の外周全てに亘って互いに噛合い当接するのではなく、駆動軸２の外周におけるｚ軸負方向側の一部分（例えば図５の点線で囲んだ部分）で当接し噛合い、駆動軸２の駆動力をロータ３に伝達する。ロータ３の凸部312に発生する応力が増大するのはこの噛み合い部分においてである。ポンプ吐出圧が高圧になるほど、ロータ側セレーション部３１の歯にかかる荷重は全体として増大するため、許容応力を超えないように、個々の歯（凸部312）の歯厚を厚くするか、個々の歯（凸部312）にかかる荷重を小さくする必要がある。ここで、ロータ３の径方向変位により、軸側セレーション部２０と実際に噛合う凸部312の個数は、凸部312の全数（２２個）よりも減少するが、上記のように応力が増大する凸部312の個々の強度を向上させるために、例えば凸部312の全数を増減させてみても、実際に軸側セレーション部２０と当接し噛合う凸部312(A)（図５の点線で囲んだ部分）の個数はあまり変わらず、全数の増減とは比例しないことを、本出願人は見出した。よって、本実施例１では、ロータ側セレーション部３１の凸部312の数を、スリットＳＬの数の偶数倍のうち最小値である２倍とした。これにより、凸部312の１つずつの大きさ（歯厚）を、他の偶数倍（４倍、６倍・・・）の数としたときよりも、大きくすることができる。したがって、上記のようにロータ側セレーション部３１（の溝310）の数をスリットＳＬの数の偶数倍とすることでロータ貫通孔３０の内径の測定を容易かつ正確にすることができるだけでなく、駆動軸２の軸側セレーション部２０と噛合うロータ側セレーション部３１の凸部312の強度をより向上させることができる。

上記のように、駆動軸２（ロータ３）の回転に伴い、軸側セレーション部２０と噛合うロータ側セレーション部３１の凸部312には荷重Ｆ１が作用し、その近傍で内部応力αが発生する（図４）。また、あるベーンＶの両側に異なる圧力が作用するのは、このベーンＶが閉じ込み領域に存在するとき（より具体的には閉じ込み領域から吐出領域又は吸入領域への切換域）であり、この閉じ込み領域にあるベーンＶを保持するスリットＳＬはベーンＶからの抉り力（スリットＳＬの開口を広げようとする荷重Ｆ３，Ｆ４）を大きく受け、径方向内端部に内部応力βが発生する。ここで、この抉り力を受けるスリットＳＬと、最も高い内部応力αが発生しているロータ側セレーション部３１の凸部312(A)との位相が一致した場合、ロータ３にかかる荷重が局所的に増大する（内部応力α、βが集中する）おそれがある。これに対し本実施例１では、図４に示すように、ロータ３の回転に伴い、ロータ側セレーション部３１の凸部312のうち軸側セレーション部２０との噛合いにより最も高い内部応力αが発生する箇所（図５の点線で囲んだ部分）の凸部312(A)は、吸入領域の終端から吐出領域の始端までの間に形成される第１閉じ込み領域Ｙ１よりも吐出領域側に位置するように構成されている。このように、荷重Ｆ３，Ｆ４を受けて径方向内端部に内部応力βが派生するスリットＳＬと、荷重Ｆ１を受けて最も高い内部応力αが発生する凸部312 (A)との位相をずらすことにより、ロータ３の局所的な負荷の増大を緩和することができる。したがって、ロータ３の強度をより効果的に向上することができる。なお、上記凸部312(A)は、吐出領域の終端から吸入領域の始端までの間に形成される第２閉じ込み領域Ｙ２よりも吐出領域側に位置してもおり、これによって、第２閉じ込み領域Ｙ２側でも上記と同様の作用を得る。

複数のスリットＳＬ１〜ＳＬ１１は、奇数個の中でも、７以上の数（本実施例１では１１個）設けられている。上記のように、スリットＳＬには、そのスリットＳＬが収容するベーンＶの回転方向両側にかかる圧力変化が急激であるときに瞬間的な動的応力がかかり、スリットＳＬ（を形成するロータ３）にかかる負荷が最も大きくなる。例えば、あるベーンＶが第１閉じ込み領域Ｙ１から吐出領域（吐出ポート６３,122）に移行するとき、そのベーンＶの回転方向両側に吸入圧が作用した状態から一瞬にして吸入圧と吐出圧の差圧が作用する状態へ移行するため、このベーンＶを収容するスリットＳＬにかかる負荷（荷重Ｆ３，Ｆ４）が最大となる。このとき、このスリットＳＬと隣り合うスリットＳＬのうち回転方向前側のスリットＳＬに略対応する凸部312が、荷重Ｆ１を受けて最も高い内部応力αが発生する凸部312 (A)となる場合、隣接するスリットＳＬ同士の間のロータ内周側の部位に高い内部応力α,βが生じることになり、ロータ３の強度上、不利となる。ここで、スリットＳＬの数が、７未満の数（５や３）である場合、隣り合うスリットＳＬ同士が十分に離れている可能性が高いため、上記のような問題が少ないが、７以上の数である場合、上記のような強度不足が問題となりやすい。これに対し、本実施例１では、スリットＳＬが７以上であるため、本願発明を適用することで、ロータ３の強度不足をより効果的に抑制することができる。

［実施例１の効果］
以下、実施例１のポンプ１が奏する効果を列挙する。
（１）ポンプ１は、内部にポンプ要素収容部を有するポンプハウジング１０と、ポンプハウジング１０に軸支される駆動軸２と、ポンプ要素収容部内に移動可能に設けられ、環状に形成されたカムリング４と、「カムリング４内に設けられ、駆動軸２が貫通する貫通孔３０と、周方向に略等間隔に配置されるように形成された複数のスリットＳＬと、を有するロータ３」と、「駆動軸２の外周に設けられｘ軸方向に延びる複数の溝200を備え、複数の溝200同士が周方向に略等間隔に配置されることにより駆動軸２の外周に凹部201と凸部202とが繰り返されるように形成された軸側セレーション部２０」と、「ロータ３の貫通孔３０の内周に設けられｘ軸方向に延びる複数の溝310を備え、複数の溝310は軸側セレーション部２０と同数個設けられると共に複数の溝310同士が周方向に略等間隔に配置されることにより貫通孔３０の内周に凹部311と凸部312とが繰り返されるように形成され、複数のスリットＳＬの夫々がロータ３の凸部312のいずれかと位相が略一致するように配置され、軸側セレーション部２０と噛合うことにより駆動軸２の回転をロータ３に伝達するロータ側セレーション部３１」と、「複数のスリットＳＬの夫々全てに進退自在に設けられ、カムリング４及びロータ３と共に複数のポンプ室Ｒを形成すると共に、ロータ３の回転に伴い複数のポンプ室Ｒのうち容積が増大する吸入領域と容積が減少する吐出領域とをカムリング４内に１つずつ形成するベーンＶ」と、ポンプハウジング１０に設けられ、吸入領域に開口する吸入口（吸入ポート６２,121）と、ポンプハウジング１０に設けられ、吐出領域に開口する吐出口（吐出ポート６３,122）と、ポンプハウジング１０に設けられ、吸入口に連通する吸入通路ＩＮと、ポンプハウジング１０に設けられ、吐出口に連通する吐出通路ＯＵＴと、を有する。
よって、複数のスリットＳＬの夫々がロータ側セレーション部３１の凸部312のいずれかと位相が略一致するため、スリットＳＬの径方向内端Ｐとロータ３の貫通孔３０の内周面との間の肉厚Ｌを確保してロータ３の強度を向上することができる。なお、カムリング４が「環状に形成された」とは、その一部分が切れていても（非連続的であっても）全体として環状であればよいという意味である。また、本実施例１では、第１流体圧室Ａ１又は第２流体圧室Ａ２の圧力を制御することによりカムリング４の偏心量を制御する制御手段（制御バルブ７）を設けたが、制御バルブ７以外の制御手段により流体圧室Ａの圧力を制御してもよいし、圧力制御以外の制御手段によりカムリング４の偏心量を制御することとしてもよい。

（２）軸側セレーション部２０の複数の溝200は、複数のスリットＳＬの整数倍個設けられることとした。よって、溝200,310及びスリットＳＬが周方向に略等間隔に配置される構成にあって、ロータ３のどのスリットＳＬについても、ロータ側セレーション部３１の凸部312と位相を略一致させることができるため、強度確保が容易である。

（３）複数のスリットＳＬは、略径方向に（直線的に）延びることとした。よって、ロータ３の製造が容易である。

（４）複数のスリットＳＬは、奇数個設けられることとした。よって、ポンプ１の圧力変動や振動を抑制できる。

（５）軸側セレーション部２０の凹部201と凸部202及びロータ側セレーション部３１の凹部311と凸部312の夫々は、ロータ３のスリットＳＬの偶数倍の数設けられることとした。よって、ロータ３の貫通孔３０の内径である大径Ｄ１と小径Ｄ２の計測が容易かつ正確となるため、ロータ３の生産性を向上できる。

（６）具体的には、軸側セレーション部２０の凹部201と凸部202及びロータ側セレーション部３１の凹部311と凸部312の夫々は、ロータ３のスリットＳＬの２倍の数設けられることとした。よって、凸部312の１つずつの大きさ（歯厚）を大きくすることができるため、ロータ３の強度を向上させることができる。

（７）ロータ３の回転に伴い、ロータ側セレーション部３１の凸部312のうち軸側セレーション部２０の凹部201との噛合いにより最も高い内部応力αが発生する箇所の凸部312(A)は、吸入領域の終端から吐出領域の始端までの間に形成される第１閉じ込み領域Ｙ１よりも吐出領域側に位置するように構成される。よって、第１閉じ込み領域Ｙ１においてロータ３に内部応力βを発生させるスリットＳＬと、軸側セレーション部２０との噛合いによる内部応力αを最も高く発生する凸部312(A)との位相をずらすことで、ロータ３の強度を向上させることができる。

（８）複数のスリットＳＬは、７以上設けられることとした。よって、より有効に上記（１）（７）の効果を得ることができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実現するための形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

１ 可変容量形ベーンポンプ
２ 駆動軸
２０ 軸側セレーション部
２００ 溝
２０１ 凹部
２０２ 凸部
３ ロータ
３０ 貫通孔
３１ ロータ側セレーション部
３１０ 溝
３１１ 凹部
３１２ 凸部
４ カムリング
６２ 吸入ポート（吸入口）
６３ 吐出ポート（吐出口）
１０ ポンプハウジング
１２１ 吸入ポート（吸入口）
１２２ 吐出ポート（吐出口）
ＳＬ１〜ＳＬ１１ スリット
Ｒ１〜Ｒ１１ ポンプ室
Ｖ１〜Ｖ１１ ベーン
ＩＮ 吸入通路
ＯＵＴ 吐出通路

Claims (4)

1. 内部にポンプ要素収容部を有するポンプハウジングと、
   前記ポンプハウジングに軸支される駆動軸と、
   前記ポンプ要素収容部内に移動可能に設けられ、環状に形成されたカムリングと、
   前記カムリング内に設けられ、前記駆動軸が貫通する貫通孔と、略径方向に延びる７以上の奇数個設けられた複数の溝であって前記複数の溝同士が周方向に略等間隔に配置されるように形成された複数のスリットと、を有するロータと、
   前記駆動軸の外周に設けられ軸方向に延びる複数の溝を備え、前記複数の溝は前記複数のスリットの整数倍個設けられると共に前記複数の溝同士が周方向に略等間隔に配置されることにより前記駆動軸の外周において径方向外側に向かって凸形状となる凸部と径方向外側に向かって開口する溝形状を有する凹部とが繰り返されるように形成された軸側セレーション部と、
   前記ロータの貫通孔の内周に設けられ軸方向に延びる複数の溝を備え、前記複数の溝は前記軸側セレーション部と同数個設けられると共に前記複数の溝同士が周方向に略等間隔に配置されることにより前記貫通孔の内周において径方向内側に向かって凸形状となる凸部と径方向内側に向かって開口する溝形状を有する凹部とが繰り返されるように形成され、前記複数のスリットの夫々が前記ロータの凸部のいずれかと位相が略一致するように配置され、前記軸側セレーション部と噛合うことにより前記駆動軸の回転を前記ロータに伝達するロータ側セレーション部と、
   前記複数のスリットの夫々全てに進退自在に設けられ、前記カムリング及び前記ロータと共に複数のポンプ室を形成すると共に、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室のうち容積が増大する吸入領域と容積が減少する吐出領域とを前記カムリング内に１つずつ形成するベーンと、
   前記ポンプハウジングに設けられ、前記吸入領域に開口する吸入口と、
   前記ポンプハウジングに設けられ、前記吐出領域に開口する吐出口と、
   前記ポンプハウジングに設けられ、前記吸入口に連通する吸入通路と、
   前記ポンプハウジングに設けられ、前記吐出口に連通する吐出通路と、
   前記ポンプ要素収容部と前記カムリングとの間に形成される空間であって、前記カムリングの偏心量が増大する側への前記カムリングの移動に伴い容積が減少する側に設けられた第１流体圧室及び容積が増大する側に設けられた第２流体圧室と、
   前記第１流体圧室又は前記第２流体圧室の圧力を制御することにより、前記カムリングの偏心量を制御する制御手段と、を有する
   ことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
2. 請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
   前記軸側セレーション部の凹部と凸部及び前記ロータ側セレーション部の凹部と凸部の夫々は、前記ロータのスリットの偶数倍の数設けられる
   ことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
3. 請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
   前記軸側セレーション部の凹部と凸部及び前記ロータ側セレーション部の凹部と凸部の夫々は、前記ロータのスリットの２倍の数設けられる
   ことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
4. 請求項３に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
   前記ロータの回転に伴い、前記ロータ側セレーション部の凸部のうち前記軸側セレーション部の凹部との噛合いにより最も高い内部応力が発生する箇所の前記ロータ側セレーション部の凸部は、前記吸入領域の終端から前記吐出領域の始端までの間に形成される閉じ込み領域よりも前記吐出領域側に位置するように構成される
   ことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。

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