JP6042969B2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、オイルポンプとして用いられるベーンポンプに関するものである。

オイルポンプとして用いられるベーンポンプにおいて、ロータの外周に凹部（えぐり部）を設けることにより、ベーンのストロークを確保しながら、ポンプ室へのオイルの吸い込み面積を確保できるようにして、油吸入時の抵抗を低減し、ポンプ室内の圧力低下を抑制して、キャビテーション発生による流量低下を抑えるようにした技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ロータの外周に凹部を設けることにより、キャビテーション発生が抑制されキャビテーション発生に起因したオイルの流量低下が抑えられても、所望のポンプ性能が得られない場合があることが判明した。

本発明者は、この原因を探求した。以下、図５を参照して説明する。はじめに、ロータの外周に凹部を設けたベーンポンプについて説明する。図５に示すように、ロータ１１１には複数のスリット溝１１２が放射状に形成され、各スリット溝１１２内にはそれぞれベーン１２１が出没可能に収容されている。ロータ１１１は、内周にカム面１３２が形成されたカムリング１３１の内部に配置され、ロータ１１１から外方へ突出する各ベーン１２１の先端はカムリング１３１内周のカム面１３２に摺接している。

各スリット溝１１２の基部には、ベーン１２１をカムリング１３１のカム面１３２に押し付ける付勢力を与えるための背圧孔１１３が形成され、各背圧孔１１３は環状に連通しており、図示しない油路からオイルを供給される。背圧孔１１３内のオイルの油圧がベーン１２１の基部に作用してベーン１２１をカムリング１３１のカム面１３２に押し付ける。

ロータ１１１及びカムリング１３１は、図示しないポンプハウジング内に装備され、ロータ１１１の外周面１１４とカムリング１３１内周のカム面１３２との間は隣り合う各ベーン１２１，１２１の壁面によって区画されてポンプ室１４１が形成される。また、ポンプ室１４１の両端方向（ロータ１１１の回転軸の延在方向両側）は、ポンプハウジングのカバー部材或いはポンプハウジングに内装されるエンドプレート等の端部区画部材によってそれぞれ区画される。

カム面１３２によってポンプ室１４１の容積が拡大する箇所には図示しない吸入ポートが設けられ、カム面１３２によってポンプ室１４１の容積が縮小する箇所には図示しない吐出ポートが設けられている。各ポンプ室１４１には、吸入ポートからオイルが吸入され、吐出ポートからオイルが吐出される。ロータ１１１の外周面１１４には、スリット溝１１２の近傍を除いて凹部１１５がロータ１１１の軸方向にわたって形成されている。

ここで、キャビテーションの発生を抑制してポンプの吸い込み性能を向上させるには、凹部１１５を深くして吸い込み面積を大きくすることが有効であるが、本発明者は、ポンプの吸い込み性能が、吸入ポートと凹部との関係にも左右されることを見出した。

つまり、吸い込み性能の向上のために、吸い込み面積を大きくしようとして、凹部の底面をポンプ軸心に近づけても（つまり、凹部を深くしても）、製造誤差によって、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面が、凹部の底面に対し、ポンプ軸心から離れた状態となったり、近づいた状態となったりすると、吸入ポート側とポンプ室側とで、オイルが流れる空間である流路に対し、凹凸状態が逆転する。このように、流路に対し、吸入ポート側とポンプ室側で凹凸状態が逆転すると、そこを流れるオイルの圧力損失が大きく変化して、吸い込み性能にも大きな影響を与えることになる。このようなメカニズムで、ポンプの吸い込み性能が大きく変化して、ポンプ毎の性能にバラツキが生じてしまうことを究明したのである。

本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、オイルの吸い込み面積を確保して、ポンプ室内の圧力低下を抑制してキャビテーション発生による流量低下を抑えつつ、ポンプ毎の性能を安定させることができるようにした、ベーンポンプを提供することを目的とする。

実開昭６１−１８１８８８号公報

本発明は、上記の目的を達成するために創案されたもので、本発明のベーンポンプは、以下の要旨構成を有している。

（１）すなわち、本発明のベーンポンプは、ポンプハウジング内に、外周面に複数のスリット溝が放射状に形成されたロータと、前記各スリット溝内に出没可能に収容されたベーンと、前記ロータの外周に配置され前記各ベーンの先端が摺接するカム面を内周に備えたカムリングと、前記ロータの軸方向両端にそれぞれ装備された端部区画部材（例えば、ポンプカバー又はサイドプレート）とを有し、前記ロータの前記外周面，前記カム面，隣り合う前記ベーンの壁面及び前記端部区画部材により包囲されて各ポンプ室が形成され、前記端部区画部材に、前記ポンプ室にオイルを吸入させる吸入ポートと前記ポンプ室からオイルを吐出させる吐出ポートとをそなえたベーンポンプであって、前記各ポンプ室の内周を構成する前記スリット溝間の前記ロータの前記外周面に、前記スリット溝が形成された端部の先端を結ぶ円周よりもこの両端部間の中央部分が凹んだ凹部が形成され、前記吸入ポートのポンプ軸心側の壁面である吸入ポート内壁面が、前記凹部の底面よりもポンプ軸心に接近した位置に設定されている。なお、前記吸入ポート内壁面が、前記底面よりもポンプ軸心に接近した位置とは、前記吸入ポート内壁面のポンプ軸心からの距離が、前記底面のポンプ軸心からの距離よりも短く、前記吸入ポート内壁面が前記底面よりもポンプ軸心に接近していることを意味する。

（２）製造公差を含んだ前記凹部の底面のポンプ軸心からの距離の最大値と、製造公差を含んだ前記吸入ポート内壁面の前記ポンプ軸心からの距離の最大値とが、等しく設定されていることが好ましい。

（３）また、前記凹部の底面の製造公差と前記吸入ポート内壁面の製造公差のうち、一方の製造公差が相対的に小さく設定されていることが好ましい。この場合、前記凹部の底面の製造公差が、前記吸入ポート内壁面の製造公差よりも小さく設定されていることが好ましい。

（４）あるいは、製造公差を含んだ前記凹部の底面のポンプ軸心からの距離の最小値は、製造公差を含んだ前記吸入ポート内壁面の前記ポンプ軸心からの距離の最大値よりも大きく設定されていることも好ましい。

（５）前記ロータは焼結により形成され、前記端部区画部材は砂型鋳造により形成されていることが好ましい。

（１）本発明のベーンポンプによれば、各ポンプ室の内周を構成するスリット溝間のロータの外周面に、スリット溝が形成された端部の先端を結ぶ円周よりもこの両端部間の中央部分が凹んだ凹部が形成され、さらに、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面である吸入ポート内壁面が、凹部の底面よりもポンプ軸心に接近した位置に設定されているので、ポンプ毎の性能のバラツキを抑制することができる。

ポンプの性能を左右するオイルの吸い込み性能については、ロータ側の形状だけでなく、吸入ポート側の形状も大きな影響を与えることが判明した。本願発明では、この点に着目して、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面を、凹部の底面よりもポンプ軸心に近づけている。この吸入ポートの壁面の位置設定により、製造誤差があって、その誤差分、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面が、ポンプ軸心から離れても、又、凹部の底面がポンプ軸心側に近づいても、凹部の底面に対し、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面が、オイルが通流する流路側に突出するのを抑制して、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面と凹部の底面の凹凸の関係が、ポンプ毎に異なることを抑制する。

このため、予め凹部の底面が、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面より流路側へ突出した状態を設計に織り込めば、所望のオイルの吸い込み性を有するポンプを得ることができ、ポンプ毎の性能のバラツキを抑えることができる。

（２）また、製造公差を含んだ凹部の底面のポンプ軸心からの距離の最大値と、製造公差を含んだ吸入ポート内壁面のポンプ軸心からの距離の最大値とが等しく設定されると、各距離が最大値となって吸い込み面積としては最小となる一番厳しい状態でも、吸入ポート内壁面が凹部の底面よりも突出することがないので、オイルが流れる流路に段差が生じることによる損出をなくして吸い込み性の低下を抑制することができる。

（３）また、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面と、凹部の底面との凹凸の関係がポンプ毎に入れ替わるのを抑制するために、製造誤差である製造公差そのものを小さくする場合、一方の製造公差のみを相対的に小さくすることで、部品製造コストの増大を抑制することができる。この場合、製造公差を小さくするのは、ロータ側である凹部の底面が好適である。

ベーンポンプの場合、ポンプ室内の圧力低下を抑制してキャビテーション発生による流量低下を抑えることが必要であり、この流量低下の抑制には、オイルの吸い込み面積を確保することが有効である。スリット溝が形成された端部の先端を結ぶ円周よりもこの両端部間の中央部分が凹んだ凹部を形成すると、オイルの吸い込み面積を確保することができる。特に、オイルの吸い込み面積を確保するうえでは、凹部の底面をポンプ軸心に近づけるほど効果的である。一方、ポンプ室に凹部を形成すると、吐出口付近におけるポンプ室の容積をゼロにすることが不可能になり、吐出工程後もポンプ室内にオイルが残留することになるため凹部にはオイルが残る。オイルには、エアが含まれるが、ロータによって回転するオイルは、遠心力によりエアを多く含む部分とそうでない部分とに分離され、エアを多く含むオイルは、回転中心に近い凹部に残ってしまう。この結果、凹部に溜まったオイルに含まれるエアが吸入側で膨張して析出するため、吸入されるオイルの量が低下しオイルの吐出量の低下を招く。特に、凹部が深くなり溜まるオイル量が多くなると、それに応じてエアも増え、吐出流量脈動、吐出圧脈動を引き起こし、オイルポンプ内の流量制御弁の動作不良や、オイルポンプのノイズを引き起こす。

このように、ロータの凹部は、深過ぎても浅過ぎても吸い込み性の悪化を招くため、ロータ側の製造公差は小さくして、吸い込み性の悪化を抑制する。一方、端部区画部材はロータほどには加工精度が要求されないため、製造公差は大きくする。すなわち、ロータに加工される凹部の底面の製造公差は、端部区画部材に設けられた吸入ポート内壁面の製造公差よりも小さく設定される。これにより、製造コストの増加を抑えながら、凹部に残留するオイル内のエアによる吐出流量脈動、吐出圧脈動の発生を抑制することができ、ベーンポンプの性能を向上させることができる。

（４）また、製造公差を含んだ凹部の底面のポンプ軸心からの距離の最小値は、製造公差を含んだ吸入ポート内壁面のポンプ軸心からの距離の最大値よりも大きく設定されると、凹部によって決定される吸い込み面積に対し、吸入ポート内壁面が凹部の底面よりも突出することがないので、吸入ポート側とポンプ室側の凹凸状態の逆転の影響を排除することができ、ベーンポンプに求められる性能をポンプ毎に確保し易くなる。

（５）さらに、ロータを焼結により、端部区画部材を砂型鋳造により形成すれば、ロータの製造公差を小さくすることができ、端部区画部材の製造公差は大きくなるが製造コストの増加を抑えることができる。

本発明の一実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す縦断面図であり、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の一実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す要部横断面図である。 本発明の一実施形態にかかるベーンポンプの構造を説明する図であり、（ａ）はそのロータの斜視図、（ｂ）はそのロータ半部の横断面図である。 本発明の一実施形態にかかるベーンポンプの凹部の底面と吸入ポート内壁面とのポンプ軸心基準の位置関係を、凹部底面の形成されるロータ及び吸入ポート内壁面の形成される端部区画部材の各製造公差とに関連して示す図である。 本発明の課題を説明するベーンポンプの要部横断面図である。

以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す。なお、このベーンポンプはオイルポンプとして用いられるものである。

〔ベーンポンプの構造〕
まず、本実施形態にかかるベーンポンプの構造を説明する。このベーンポンプは、図１，図２に示すように、ポンプハウジング２内に、ロータ１１及びカムリング３１が装備される。ロータ１１は、ポンプハウジング２内の中心部に配備された回転軸１に一体回転するように結合されている。回転軸１は、図示しないエンジン（内燃機関）やモータ（電動機）に直接又は間接的に接続されて回転駆動される。

このロータ１１には複数のスリット溝１２が、図２に示すように横断面視で放射状に形成されており、各スリット溝１２内にはそれぞれベーン２１が出没可能に収容されている。カムリング３１は、このロータ１１の外周に配置され、カムリング３１の内周には、回転軸１の軸心（回転中心、ポンプ軸心）１ｃに対して距離が変化する曲面により構成されたカム面３２が形成されている。各ベーン２１の先端はこのカムリング３１内周のカム面３２に摺接している。なお、本実施形態では、カム面３２は回転中心に最接近する箇所と回転中心から最離隔する箇所とが、１８０度位相を変えて全周の２箇所にそれぞれ設けられている。

また、本実施形態では、各スリット溝１２の基端（回転軸１の軸心１ｃ側端部）に背圧孔１３が形成され、各背圧孔１３は連通路１３Ａによって連通接続されている。後述の吐出ポート４３から吐出されるオイル（作動油）の一部が、連通路１３Ａを通じて各背圧孔１３に供給され、この背圧孔１３に供給されるオイルの圧力（背圧）によって各スリット溝１２内のベーン２１が外方のカム面３２に向けて付勢されて、各ベーン２１の先端がこの付勢力によってカム面３２に摺接している。

また、ロータ１１の軸の延在方向一端（図１中、下端）は、ポンプハウジング２の一端の内部に介装されるサンドプレート（端部区画部材）２Ａによって、ロータ１１の軸方向他端（図１中、上端）は、ポンプハウジング２の他端の開口部に結合されるポンプカバー（端部区画部材）２Ｂによって、それぞれ吸入ポート４２及び吐出ポート４３を除いて閉塞されている。

これにより、ロータ１１の外周面１４，カムリング３１のカム面３２，隣り合うベーン２１の壁面，及びエンドプレート２Ａ，ロータ端部閉塞部分２Ｂにより包囲、区画されてポンプ室４１が形成される。そして、このポンプ室４１にオイルを吸入させる吸入ポート４２とポンプ室４１からオイルを吐出させる吐出ポート４３とが設けられている。吸入ポート４２及び吐出ポート４３は、カム面３２の形状に対応させて１８０度位相を変えて全周の２箇所にそれぞれ設けられている。

吸入ポート４２は、カム面３２の形状によってロータ１１の回転に伴ってポンプ室４１の容積が拡大する箇所に設けられ、吐出ポート４３は、カム面３２の形状によってロータ１１の回転に伴ってポンプ室４１の容積が縮小する箇所に設けられている。本実施形態では、吸入ポート４２はロータ１１の軸の延在方向両端（図１中、上下端）にそれぞれ設けられ、吐出ポート４３はロータ１１の軸の延在方向一端（図１中、下端）に設けられている。なお、図２中には、吸入ポート４２及び吐出ポート４３の配置箇所を二点鎖線で模式的に示すもので、ポート形状を厳密に特定するものではない。

両端の吸入ポート４２はそれぞれ連通路４２ｂを通じて連通しており、ロータ１１の回転によって、吸入ポート４２には吸入流路４４，４４ａ，４４ｂを通じて図示しないタンク等からオイルが導入され、吐出ポート４３からはオイルが吐出され、一方の吐出ポート４３から吐出されたオイルは吐出流路４５ａを通じて他方の吐出ポート４３と合流して、他方の吐出ポート４３から吐出流路４５ｂを通じて図示しないオイル被供給部に供給される。

本実施形態では、ポンプ室４１の内周面を形成するロータ１１の外周面１４に、特徴的な構造が設けられている。つまり、図３に示すように、ロータ１１の外周面１４には、スリット溝１２の両縁に沿って外方（周外方向）に隆起した隆起縁部１６が延設され、各ポンプ室４１に臨む２つの隆起縁部１６，１６の相互間には、これら２つの隆起縁部１６，１６よりも窪んだ凹部１５が形成されている。

この凹部１５を形成することによって、ロータ１１の外径やカムリング３１の内径やスリット溝１２の径方向深さを変更しないで、吸入ポート４２におけるオイルの吸い込み面積を増大して、ベーン２１の移動ストロークを確保しながら、高速運転時のオイルの吸い込み性を向上することができる。これにより、オイル吸い込み時のキャビテーションの発生を抑制でき、ポンプの回転音や吐出脈動を小さくすることができる。

また、図１に示すように、吸入ポート４２のポンプ軸心１ｃ側の壁面である吸入ポート内壁面４２ａが、凹部１５の底面１５ａよりもポンプ軸心１ｃに接近した位置に設定されている。換言すれば、吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離（以下、吸入ポート内壁面距離ともいう）ｒ₂を、凹部１５の底面１５ａのポンプ軸心１ｃからの距離（以下、凹部底面距離ともいう）ｒ₁未満に設定している。ただし、この設定は、製造公差を考慮しない各距離の中央値（基準値）の設定である。

ここで、製造公差を考慮して説明する。凹部１５が形成されるロータ１１の製造公差±ｔ₁（ただし、ｔ₁＞０）を、吸入ポート４２が形成される端部区画部材（サンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂ）の製造公差±ｔ₂（ただし、ｔ₂＞０）よりも小さく設定し、製造公差±ｔ₁を含んだ凹部１５の底面１５ａのポンプ軸心１ｃからの距離（以下、凹部底面距離ともいう）の最大値ｒ_1MAXと、製造公差±ｔ₂を含んだ吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離（以下、吸入ポート内壁面距離ともいう）の最大値ｒ_2MAXとを、等しく設定している。なお、以下の製造公差ｔ₁，ｔ₂の表記は、製造公差±ｔ₁，±ｔ₂をその大きさ（絶対値）に着目して示すものである。

つまり、凹部底面距離の中央値（基準値）をｒ₁とし、吸入ポート内壁面距離の中央値（基準値）をｒ₂とすると、製造公差±ｔ₁を含んだ凹部底面距離の最大値ｒ_1MAX（＝ｒ₁＋ｔ₁）と、製造公差±ｔ₂を含んだ吸入ポート内壁面距離の最大値ｒ_2MAX（＝ｒ₂＋ｔ₂）とは、次式（１），（１´）の関係となる。また、凹部１５が形成されるロータ１１の製造公差ｔ₁と、吸入ポート４２が形成される端部区画部材２Ａ，２Ｂの製造公差ｔ₂とは、次式（２）の関係となる。

したがって、凹部底面距離の中央値ｒ₁と、吸入ポート内壁面距離の中央値ｒ₂とは、次式（３）の関係となる。
ｒ_1MAX＝ｒ_2MAX ・・・（１）
∴ｒ₁＋ｔ₁＝ｒ₂＋ｔ₂ ・・・（１´）
ｔ₁＜ｔ₂ ・・・（２）
ｒ₁＞ｒ₂ ・・・（３）

なお、図４は、凹部底面距離の中央値ｒ₁と、吸入ポート内壁面距離の中央値ｒ₂と、ロータ１１の製造公差±ｔ₁と、端部区画部材２Ａ，２Ｂの製造公差±ｔ₂と、凹部底面距離の最大値ｒ_1MAXと、吸入ポート内壁面距離の最大値ｒ_2MAXと、の関係を示す。図４においては、各製造公差±ｔ₁，±ｔ₂の大きさ及び各中央値ｒ₁，ｒ₂の差の大きさを、把握の便宜上から極端に大きく誇張して示している。

また、凹部１５が形成されるロータ１１は焼結（金属粉末焼結）により形成され、吸入ポート４２が形成される端部区画部材であるサンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂは砂型鋳造により形成されている。このように、ロータ１１と端部区画部材２Ａ，２Ｂとで異なる加工法を用いているのは、コストと製品の性能とを両立させるためである。

つまり、金型を用いて金属粉末を成型して焼結する金属粉末焼結と、砂型鋳造とを比較すると、金属粉末焼結の方が金型を用いるため砂型鋳造よりも加工精度が高いが、加工コストもかかる。単に、加工精度だけを重視すれば、ロータ１１だけでなくサンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂにも金属粉末焼結を用いればよいが、それではコスト増を招く。そこで、加工精度が要求されるロータ１１を焼結により加工し、比較的加工精度が要求されないサンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂを砂型鋳造により加工している。

これは、ロータ１１の場合、その外周面１４や両端面１７ａ，１７ｂに加工精度が要求されるだけでなく、多数のスリット溝１２など各部においても加工精度が要求されるので、加工コストがかかっても焼結による加工が適している。これに対して、サンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂはロータ１１と摺接する面やポンプハウジング２と接合する面など要部のみ加工精度が要求されるので、要部だけを仕上げ加工すればよく、砂型鋳造により低コストで加工できる。

上記の、凹部１５が形成されるロータ１１の製造公差±ｔ₁と、吸入ポート４２が形成されるサンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂの製造公差±ｔ₂との関係も、このように、焼結は加工精度が高いが、砂型鋳造はこれに比べて加工精度が低いという特性に対応したものになっている。

〔ベーンポンプによる作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかるベーンポンプは、上述のように構成されているので、以下のような作用及び効果を得ることができる。つまり、本ベーンポンプによれば、ロータ１１の回転によりポンプ室４１が吸入ポート４２と連通すると、吸入ポート４２からポンプ室４１内にオイルが吸入され、その後ポンプ室４１が吐出ポート４３と連通すると、ポンプ室４１内のオイルが吐出ポート４３から吐出される。

ポンプ室４１の内周面を形成するロータ１１の外周面１４には、スリット溝１２の両縁に沿って外方に隆起した隆起縁部１６が延設され、各隆起縁部１６の相互間に凹部１５が形成されているので、スリット溝１２の深さが確保され、ベーン１１の出没移動のストロークの確保及びスリット溝１２周りの強度及び剛性の確保をでき、さらに、凹部１５の形成によりオイルの吸い込み面積を十分に確保することができることから、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時に生じ易いキャビテーションの発生を抑制することができる。

ただし、凹部１５の底面のポンプ軸心１ｃからの距離と吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離との実際の大小関係が、ポンプ毎に異なると、オイルの流路に対する凹凸関係が吸入ポート側とポンプ室４１側とで異なることになるため、ポンプ毎の性能のバラツキが大きくなる虞がある。そこで、本ベーンポンプでは、吸入ポート４２のポンプ軸心側の壁面４２ａを凹部１５の底面１５ａよりもポンプ軸心１ｃに近づける構成とした。このように、吸入ポート内壁面４２ａが、凹部１５の底面１５ａよりもポンプ軸心１ｃに接近した位置に設定すると、製造誤差を含んだとしても、吸入ポート内壁面４２ａが凹部１５の底面１５ａより突出するのを抑制して、凹部１５の底面１５ａのポンプ軸心１ｃからの距離と吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離との実際の大小関係が、ポンプ毎に異なることを抑制することができる。

本実施形態では、製造公差±ｔ₁を含んだ凹部１５の底面１５ａのポンプ軸心１ｃからの距離（凹部底面距離）の最大値ｒ_1MAXと、製造公差±ｔ₂を含んだ吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離（吸入ポート内壁面距離）の最大値ｒ_2MAXとを、等しく設定している。

これにより、特に、各距離が最大値となって吸い込み面積としては最小となる一番厳しい状態でも、吸入ポート内壁面４２ａが凹部１５の底面１５ａよりも突出することがないので、吸い込み性に対して、吸入ポート４２側の悪影響（すなわち、吸入ポート側の流路面積とポンプ室の吸い込み面積とが異なることによる生じるオイル通流時の損失）を排除することができ、ベーンポンプに求められる性能を確保することができる。

また、凹部１５の底面１５ａをポンプ軸心１ｃに近づけて吸い込み面積を増大させると、キャビテェーションの発生を抑制する効果は得られるが、吸い込み面積を大きくするために、凹部５の底面１５ａをポンプ軸心１ｃに近づければ近づけるほど、凹部１５が深くなり、ポンプ室４１からオイルを吐出した後に凹部１５に残るオイル量が増える。これにより、凹部１５に残るエアの量も増えて、逆に、吸い込み性が悪化する。つまり、凹部１５は、深過ぎても浅過ぎても吸い込み性の悪化を招くため、ベーンポンプのトータル性能を向上させることが難しい。

そこで、本実施形態では、凹部１５を有するロータ１１の製造公差ｔ₁を、端部区画部材２Ａ，２Ｂの製造公差ｔ₂よりも小さく設定している。このように、ロータの凹部は、製造公差ｔ₁を小さくすることにより、凹部１５の深さが製品毎に深過ぎたり浅過ぎたりしないようにして吸い込み性を確保する。一方、端部区画部材２Ａ，２Ｂの製造公差ｔ₂は、ロータ１１ほどには加工精度が要求されないため、この製造公差ｔ₂は大きくして、製造コストの増加を抑えている。

また、本実施形態では、深過ぎても浅過ぎても吸い込み性の悪化を招く凹部１５を有する外周面１４や両端面１７ａ，１７ｂに加工精度が要求されるだけでなく、多数のスリット溝１２など各部においても加工精度が要求されるロータ１１には、比較的加工コストがかかるが加工精度が高い金属粉末焼結により加工し、要部だけを部分的に仕上げ加工すればよい端部区画部材（サンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂ）には、比較的加工コストの低い砂型鋳造により加工している。このため、ベーンポンプの必要な精度を確保して性能向上を図りながらコスト増を抑えることができる。

本実施形態では、製造管理上重要な製造公差を考慮して、吸入ポート４２の内壁面４２ａと凹部１５の底面１５ａとの位置関係を設定している。つまり、凹部１５を有するロータ１１の製造公差ｔ₁を、端部区画部材２Ａ，２Ｂの製造公差ｔ₂よりも小さく設定して、製造公差±ｔ₁を含んだ凹部１５の底面１５ａのポンプ軸心１ｃからの距離（凹部底面距離）の最大値ｒ_1MAXと、製造公差±ｔ₂を含んだ吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離（吸入ポート内壁面距離）の最大値ｒ_2MAXとを、等しく設定している。

また、金属粉末焼結を用いて加工するロータ１１は製造公差ｔ₁を小さくすることができるのに対して、砂型鋳造を用いて加工する端部区画部材（サンドプレート２Ａやポンプカバー２Ｂ）は製造公差ｔ₂を小さくすることが困難である。ロータ１１の製造公差ｔ₁を端部区画部材２Ａ，２Ｂの製造公差ｔ₂よりも小さく設定する本実施形態にかかる構成は、この特性に利用していることにもなる。

このように、本ベーンポンプによれば、製造コストの増加を抑えながら、凹部１５に残留するオイル内のエアによる吐出流量脈動、吐出圧脈動の発生を抑制すると共に、製造公差の小さい凹部の底面位置に略応じた分だけのポンプ室へのオイルの吸い込み面積を確保してキャビテーション発生を抑制することができ、ベーンポンプのトータル性能を向上させることができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態を適宜変更して実施することができる。例えば、凹部の底面の製造公差と、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面である吸入ポート内壁面の製造公差とを同レベルとした場合には、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面である吸入ポート内壁面を、凹部の底面よりも一定以上ポンプ軸心に接近した位置に設定することが好ましい。

あるいは、凹部の底面の製造公差と、吸入ポートのポンプ軸心側の壁面である吸入ポート内壁面の製造公差との大小にかかわらず、製造公差を含んだ凹部１５の底面１５ａのポンプ軸心１ｃからの距離の最小値を、製造公差を含んだ吸入ポート内壁面４２ａのポンプ軸心１ｃからの距離の最大値よりも大きく設定することも有効である。この場合、吸入ポート内壁面４２ａを、確実に凹部の底面１５ａよりもポンプ軸心１ｃに接近した位置に設定することができ、一層確実にベーンポンプ毎の性能のバラツキを抑えることができる。

オイルポンプとして広く適用することができ、特に、ポンプの小型化や高速化を促進する上で、極めて有効である。

Claims (3)

1. ポンプハウジング内に、外周面に複数のスリット溝が放射状に形成されたロータと、前記各スリット溝内に出没可能に収容されたベーンと、前記ロータの外周に配置され前記各ベーンの先端が摺接するカム面を内周に備えたカムリングと、前記ロータの軸方向両端にそれぞれ装備された端部区画部材とを有し、前記ロータの前記外周面，前記カム面，隣り合う前記ベーンの壁面及び前記端部区画部材により包囲されて各ポンプ室が形成され、前記端部区画部材に、前記ポンプ室にオイルを吸入させる吸入ポートと前記ポンプ室からオイルを吐出させる吐出ポートとをそなえたベーンポンプであって、
   前記各ポンプ室の内周を構成する前記スリット溝間の前記ロータの前記外周面に、前記スリット溝が形成された端部の先端を結ぶ円周よりもこの両端部間の中央部分が凹んだ凹部が形成され、
   前記吸入ポートのポンプ軸心側の壁面である吸入ポート内壁面が、前記凹部の底面よりもポンプ軸心に接近した位置に設定され、
   製造公差を含んだ前記凹部の底面のポンプ軸心からの距離の最小値は、製造公差を含んだ前記吸入ポート内壁面の前記ポンプ軸心からの距離の最大値よりも大きく設定されているベーンポンプ。
2. 前記凹部の底面の製造公差と前記吸入ポート内壁面の製造公差のうち、一方の製造公差が相対的に小さく設定されている請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記凹部の底面の製造公差が、前記吸入ポート内壁面の製造公差よりも小さく設定されている請求項１に記載のベーンポンプ。

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