(57)【要約】【課題】作動流体中に気体が含まれる環境下でも安定した運転が可能なベーンポンプを提供すること。【解決手段】ベーンポンプ１００は、ロータ３１及びカムリング３３の一側面に当接して配置されるサイド部材３６と、サイド部材３６に形成され、ポンプ室３４の作動流体を吐出する吐出ポート６１と、サイド部材３６に形成され、ロータ３１の回転方向に向かって開口面積が徐々に大きくなり吐出ポート６１の端部に連通するノッチ６２と、ポンプ室３４の圧力を検出する圧力検出器７１と、ポンプ室３４が少なくともノッチ６２に連通している際の圧力検出器７１の検出結果に基づいて、駆動源１の回転数を制御するコントローラ７０と、を備える。【選択図】図１
2019052588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シャフトを駆動する駆動源と、
前記駆動シャフトに連結されたロータと、
前記ロータに対して径方向に往復動自在に設けられた複数のベーンと、
前記ロータを収容すると共に前記ロータの回転に伴って内周面に前記ベーンの先端部が摺接するカムリングと、
前記ロータ、前記カムリング、及び一対の隣り合う前記ベーンによって区画されるポンプ室と、
前記ロータ及び前記カムリングの一側面に当接して配置されるサイド部材と、
前記サイド部材に形成され、前記ポンプ室の作動流体を吐出する吐出ポートと、
前記サイド部材に形成され、前記ロータの回転方向に向かって開口面積が徐々に大きくなり前記吐出ポートの端部に連通するノッチと、
前記ポンプ室の圧力を検出する圧力検出器と、
前記ポンプ室が少なくとも前記ノッチに連通している際の前記圧力検出器の検出結果に基づいて、前記駆動源の回転数を制御するコントローラと、を備える
ことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のベーンポンプであって、
前記圧力検出器は、前記ロータに設けられ、
前記コントローラは、
前記圧力検出器の検出結果に基づいて、前記ノッチ及び前記吐出ポートを通じて作動流体を吐出する吐出区間の回転角度範囲を演算し、
前記吐出区間の回転角度範囲に基づいて前記駆動源の回転数を制御する
ことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項３】
請求項２に記載のベーンポンプであって、
前記コントローラは、前記吐出区間の回転角度範囲と予め定められた前記吐出ポートの回転角度範囲との比較に基づいて、前記駆動源の回転数を制御することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載のベーンポンプであって、
前記コントローラは、前記吐出区間の回転角度範囲が予め定められた前記吐出ポートの回転角度範囲未満である場合には、前記駆動源の回転数を制限することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項５】
請求項１に記載のベーンポンプであって、
ポンプ回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、
前記圧力検出器は、前記ロータに設けられ、
前記コントローラは、
前記圧力検出器の検出結果に基づいて演算される、吸込区間から吐出区間に移行した際の前記ポンプ室の閉じ込み圧力に基づく差圧と、前記回転数取得手段によって取得される、前記閉じ込み圧力発生時のポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、
前記差圧とポンプ回転数に応じて変化する予め定められた差圧との比較に基づいて、前記駆動源の回転数を制御することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項６】
請求項１に記載のベーンポンプであって、
ポンプ回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、
前記圧力検出器は、前記ポンプ室が前記ノッチに連通している際の圧力を検出可能なように非回転部材に設けられ、
前記コントローラは、
前記圧力検出器によって検出された圧力と、圧力検出時に前記回転数取得手段によって取得されたポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、
前記圧力検出器によって検出された圧力とポンプ回転数に応じて変化する予め定められた圧力との比較に基づいて、前記駆動源の回転数を制御することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載のベーンポンプであって、
前記駆動源は、電動モータであり、
前記ロータと前記電動モータは、前記駆動シャフトを介して同軸的に連結されることを特徴とするベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動モータによって駆動され自動変速機へ作動油を供給する電動式ポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−４６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の電動式ポンプとして、ポンプの吐出流量が自動変速機で必要とされる必要流量以上となるように電動モータの回転数を制御されるものがある。
【０００５】
しかし、作動油中に気体が含まれている場合には、ポンプの実際の吐出流量は、ポンプの押しのけ容積とポンプ回転数とから算出される流量よりも低下してしまう。したがって、作動油中に含まれる気体量が多くなると、気体含有に起因する吐出流量の低下を補うため、ポンプ回転数が上昇してしまう。ポンプ回転数の上昇は、騒音の発生やポンプの故障を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作動流体中に気体が含まれる環境下でも安定した運転が可能なベーンポンプ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】
第１の発明は、ベーンポンプであって、ロータ及びカムリングの一側面に当接して配置されるサイド部材と、サイド部材に形成され、ポンプ室の作動流体を吐出する吐出ポートと、サイド部材に形成され、ロータの回転方向に向かって開口面積が徐々に大きくなり吐出ポートの端部に連通するノッチと、ポンプ室の圧力を検出する圧力検出器と、ポンプ室が少なくとも前記ノッチに連通している際の圧力検出器の検出結果に基づいて、駆動源の回転数を制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、ノッチに連通している際のポンプ室の圧力は、作動流体中に含まれる気体量に応じて変化するため、ノッチに連通している際のポンプ室の圧力に基づいて駆動源の回転数を制御することによって、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプの回転数制御が可能となる。
【０００９】
第２の発明は、圧力検出器は、ロータに設けられ、コントローラは、圧力検出器の検出結果に基づいて、ノッチ及び吐出ポートを通じて作動流体を吐出する吐出区間の回転角度範囲を演算し、吐出区間の回転角度範囲に基づいて駆動源の回転数を制御することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、ノッチ及び吐出ポートに連通している際のポンプ室の圧力に基づいて吐出区間の回転角度範囲を演算し、その吐出区間の回転角度範囲に基づいて駆動源の回転数を制御するため、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプの回転数制御が可能となる。
【００１１】
第３の発明は、コントローラは、吐出区間の回転角度範囲と予め定められた吐出ポートの回転角度範囲との比較に基づいて、駆動源の回転数を制御することを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、コントローラは、吐出区間の回転角度範囲が予め定められた吐出ポートの回転角度範囲未満である場合には、駆動源の回転数を制限することを特徴とする。
【００１３】
第３及び４の発明では、駆動源の回転数を制御にあたり、ベーンポンプの外部から信号を受信する必要がなく、ベーンポンプのみで制御が完結する。よって、ベーンポンプを含めたシステム全体のポンプ回転数制御を単純なものとすることができる。
【００１４】
第５の発明は、ポンプ回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、圧力検出器は、ロータに設けられ、コントローラは、圧力検出器の検出結果に基づいて演算される、吸込区間から吐出区間に移行した際のポンプ室の閉じ込み圧力に基づく差圧と、回転数取得手段によって取得される、閉じ込み圧力発生時のポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、差圧とポンプ回転数に応じて変化する予め定められた差圧との比較に基づいて、駆動源の回転数を制御することを特徴とする。
【００１５】
第５の発明では、吸込区間から吐出区間に移行した際のポンプ室の閉じ込み圧力に基づく差圧に基づいて駆動源の回転数を制御するため、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプの回転数制御が可能となる。
【００１６】
第６の発明は、ポンプ回転数を取得する回転数取得手段をさらに備え、圧力検出器は、ポンプ室がノッチに連通している際の圧力を検出可能なように非回転部材に設けられ、コントローラは、圧力検出器によって検出された圧力と、圧力検出時に回転数取得手段によって取得されたポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、圧力検出器によって検出された圧力とポンプ回転数に応じて変化する予め定められた圧力との比較に基づいて、駆動源の回転数を制御することを特徴とする。
【００１７】
第６の発明では、ポンプ室がノッチに連通している際の圧力に基づいて駆動源の回転数を制御するため、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプの回転数制御が可能となる。
【００１８】
第７の発明は、駆動源は、電動モータであり、ロータと電動モータは、駆動シャフトを介して同軸的に連結されることを特徴とする。
【００１９】
第７の発明では、ベーンポンプの駆動源が電動モータであるため、ベーンポンプの回転数を精度良く制御することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、作動流体中に気体が含まれる環境下でもベーンポンプの安定した運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るベーンポンプの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るベーンポンプのポンプロータ、カムリング、及びサイドプレートの側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るベーンポンプのサイドプレートの側面図である。
【図４Ａ】駆動シャフトの回転角度に対するポンプ室の圧力変化を示す図であり、作動流体中の気体割合がＡ１％である場合を示す。
【図４Ｂ】駆動シャフトの回転角度に対するポンプ室の圧力変化を示す図であり、作動流体中の気体割合がＡ２％である場合を示す。
【図５】駆動シャフトの回転角度に対するポンプ室の圧力変化を示す実験データであり、作動流体中の気体割合がＡ２％である場合におけるポンプ回転数が異なる３つの圧力波形を示している。
【図６】ポンプロータの断面図である。
【図７】ポンプ室の圧力の時間変化を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るベーンポンプの断面図である。
【図９】ポンプ室の圧力の時間変化を示す図である。
【図１０】作動流体中の気体割合毎の、ポンプ回転数と差圧との関係を示すマップである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るベーンポンプの断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るベーンポンプのサイドプレートの側面図である。
【図１３】作動流体中の気体割合毎の、ポンプ回転数とポンプ室の圧力との関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜７を参照して、本発明の第１実施形態に係るベーンポンプ１００について説明する。
【００２４】
ベーンポンプ１００は、車両や産業機械に搭載される油圧機器に作動油（作動流体）を供給する油圧供給源として用いられる。本実施形態では、ベーンポンプ１００が、車両に搭載される自動変速機、具体的にはベルト式無段変速機構（ＣＶＴ）に作動油を供給する場合について説明する。
【００２５】
図１に示すように、ベーンポンプ１００は、駆動源としての電動モータ１の動力によって駆動する。ベーンポンプ１００と電動モータ１は、駆動シャフト４を介して同軸的に連結される。ベーンポンプ１００と電動モータ１によって電動ベーンポンプ１０１が構成される。
【００２６】
電動モータ１は、軸受２ａ，２ｂを介してモータハウジング３に回転自在に支持された駆動シャフト４と、周方向に並ぶ複数の永久磁石を有し駆動シャフト４に固定されたモータロータ５と、モータハウジング３の内周に固定されコイルが巻き回されたステータ６と、を備える。モータロータ５とステータ６は、同心円状に配置され、両者の間には僅かな隙間が存在する。
【００２７】
モータハウジング３は、略有底筒状の本体部３ａと、本体部３ａの開口部を閉塞すると共にベーンポンプ１００が連結されるモータカバー３ｂと、を備える。本体部３ａとモータカバー３ｂは、モータカバー３ｂに形成された環状のインロー部３ｃが本体部３ａの内周面に嵌合することによって一体に組み付けられる。
【００２８】
軸受２ａは本体部３ａの底部に固定され、軸受２ｂはモータカバー３ｂの中空部３ｄの内周面に固定される。駆動シャフト４は、２つの軸受２ａ，２ｂによって回転自在に支持され、モータカバー３ｂの中空部３ｄを挿通して延設される。駆動シャフト４は、電動モータ１に設けられた軸受２ａ，２ｂによってのみ支持され、ベーンポンプ１００には、駆動シャフト４を支持する軸受は設けられない。
【００２９】
図１及び２に示すように、ベーンポンプ１００は、駆動シャフト４に連結されたポンプロータ３１と、ポンプロータ３１に対して径方向に往復動自在に設けられた複数のベーン３２と、ポンプロータ３１を収容すると共にポンプロータ３１の回転に伴って内周のカム面３３ａにベーン３２の先端部が摺接するカムリング３３と、ポンプロータ３１及びカムリング３３を収容するポンプハウジング４０と、を備える。
【００３０】
ポンプロータ３１、カムリング３３、及び一対の隣り合うベーン３２によってポンプ室３４が区画される。
【００３１】
ポンプロータ３１は環状部材であり、駆動シャフト４の先端部にスプライン結合によって連結される。ポンプロータ３１には、外周面に開口するスリット３１ｂが放射状に形成され、スリット３１ｂにはベーン３２が摺動自在に挿入される。スリット３１ｂの底部には、ベーン３２によって背圧室３１ａが区画される。
【００３２】
カムリング３３は、カム面３３ａが短径と長径を有する略楕円形状をした環状部材である。カムリング３３は、ポンプロータ３１の回転に伴ってポンプ室３４の容積を拡張する２つの吸込領域５０と、ポンプロータ３１の回転に伴ってポンプ室３４の容積を収縮する２つの吐出領域６０と、を有する。つまり、ポンプロータ３１が１回転する間に、ベーン３２は２往復しポンプ室３４は収縮と拡張を２回繰り返す。吸込領域５０と吐出領域６０は、カム面３３ａの形状によって規定される。
【００３３】
ポンプロータ３１及びカムリング３３の一側面にはサイド部材としての第１サイドプレート３６が当接して配置され、他側面には第２サイドプレート３７が当接して配置される。このように、第１サイドプレート３６と第２サイドプレート３７は、ポンプロータ３１及びカムリング３３を両側から挟んだ状態で配置され、ポンプ室３４を区画する。
【００３４】
第１サイドプレート３６は、ポンプロータ３１とポンプハウジング４０の底面４０ｂとの間に配置される。第２サイドプレート３７は、ポンプロータ３１とモータカバー３ｂとの間に配置される。
【００３５】
ポンプロータ３１、カムリング３３、第１サイドプレート３６、及び第２サイドプレート３７は、ポンプハウジング４０に凹状に形成されたポンプ収容部４０ａに収容される。ポンプハウジング４０とモータカバー３ｂはボルトによって締結され、ポンプ収容部４０ａの開口部は、モータハウジング３のモータカバー３ｂによって閉塞される。
【００３６】
図３に示すように、第１サイドプレート３６は、円板状部材であり、２つの吸込ポート５１と２つの吐出ポート６１とを有する。吸込ポート５１は、第１サイドプレート３６の外周に円弧状に切り欠かれて形成される。吸込ポート５１は、カムリング３３の吸込領域５０に対応して形成され、ポンプ室３４に作動油を導く。
【００３７】
吐出ポート６１は、第１サイドプレート３６に円弧状に貫通して形成される。吐出ポート６１は、カムリング３３の吐出領域６０に対応して形成され、ポンプ室３４の作動油を吐出する。吐出ポート６１の端部には、ポンプロータ３１の回転方向に向かって開口面積が徐々に大きくなるノッチ６２が形成される。ノッチ６２は、第１サイドプレート３６の表面に、溝状に形成される。ノッチ６２が形成されることにより、ポンプロータ３１の回転に伴い、ポンプ室３４から吐出ポート６１へのノッチ６２を通じた作動油の流れが促されるため、後述する高圧室４２の急激な圧力変動が防止される。
【００３８】
第１サイドプレート３６には、高圧室４２からポンプロータ３１の背圧室３１ａ（図２参照）へ作動油を導く２つの背圧通路５５が貫通して形成される。背圧通路５５は、カムリング３３の吸込領域５０に対応して円弧状に形成される。これにより、吸込領域５０を通過する背圧室３１ａ（図２参照）には高圧室４２から作動油が導かれるので、吸込領域５０を通過するベーン３２は、背圧室３１ａ内の圧力によりスリット３１ｂから突出し、カムリング３３のカム面３３ａに押圧される。また、第１サイドプレート３６には、背圧室３１ａが連通する円弧溝５６が４つ形成される。
【００３９】
図１に示すように、第２サイドプレート３７は環状部材であり、その中心部には軸方向に貫通し駆動シャフト４が挿通する貫通孔３７ａが形成される。第２サイドプレート３７はベーンポンプ１００の必須の構成ではなく、廃止することが可能である。この場合には、第１サイドプレート３６とモータカバー３ｂが、ポンプロータ３１及びカムリング３３を両側から挟みポンプ室３４を区画する。
【００４０】
カムリング３３と第１サイドプレート３６は、２つの位置決めピン４６によって相対回転が規制される。これにより、カムリング３３の吸込領域５０及び吐出領域６０に対する第１サイドプレート３６の吸込ポート５１及び吐出ポート６１の位置決めが行われる。
【００４１】
位置決めピン４６は、カムリング３３及び第２サイドプレート３７を挿通し、一端側が第１サイドプレート３６に形成された位置決め穴３６ｄに挿入され、他端側がモータカバー３ｂに形成された位置決め穴３ｅに挿入される。このように、カムリング３３、第１サイドプレート３６、及び第２サイドプレート３７は、位置決めピン４６によってモータカバー３ｂに対して位置決めされる。
【００４２】
モータカバー３ｂの中空部３ｄの内周面には、駆動シャフト４の外周面が摺接するシール部材４５が設けられる。シール部材４５によって、ベーンポンプ１００から電動モータ１への作動油の漏れが防止される。
【００４３】
ポンプ収容部４０ａの底面４０ｂには、第１サイドプレート３６の吐出ポート６１に連通する高圧室４２が環状に形成される。高圧室４２は、ポンプ収容部４０ａの底面４０ｂに配置される第１サイドプレート３６によって区画される。高圧室４２は、ポンプハウジング４０の外面に開口して形成される吐出通路４１に連通する。
【００４４】
ポンプハウジング４０には、第１サイドプレート３６の吸込ポート５１に連通する吸込通路（図示省略）も形成される。吸込通路は、作動油が貯留されたタンクに連通する。
【００４５】
電動モータ１の駆動により駆動シャフト４が回転すると、駆動シャフト４に連結されたポンプロータ３１が回転し、それに伴ってカムリング３３内の各ポンプ室３４は、吸込ポート５１を通じて作動油を吸込み、吐出ポート６１を通じて作動油を高圧室４２に吐出する。高圧室４２の作動油は、吐出通路４１を通じてベルト式無段変速機構へ供給される。このように、カムリング３３内の各ポンプ室３４は、ポンプロータ３１の回転に伴う拡縮によって作動油を給排する。
【００４６】
ベーンポンプ１００は、吐出通路４１を通じてベルト式無段変速機構へ供給される作動油の吐出流量を制御するコントローラ７０（図１参照）を備える。ベーンポンプ１００の吐出流量は、ポンプの押しのけ容積とポンプ回転数との積によって決まる。ベーンポンプ１００は固定容量型ポンプであるため、ポンプの押しのけ容積は一定である。つまり、ポンプの押しのけ容積は予め決まっている。したがって、コントローラ７０は、ポンプ回転数、つまり電動モータ１の回転数を制御することによって、ベーンポンプ１００の吐出流量を制御する。具体的には、コントローラ７０は、ベーンポンプ１００の吐出流量がベルト式無段変速機構で必要とされる作動油の必要流量を超えるように電動モータ１の回転数を制御する。ベルト式無段変速機構の必要流量は、各種センサによって検出される信号、主には、アクセル開度や車速、ベルト式無段変速機構内の作動油の油温、ベルト式無段変速機構に供給される作動油の圧力、ベルト式無段変速機構の入力軸及び出力軸回転数、ベルト式無段変速機構の変速比に基づいて演算される。ベルト式無段変速機構の必要流量は、コントローラ７０にて演算してもよいし、ベルト式無段変速機構の駆動を制御するＣＶＴコントローラで演算し、その演算結果をコントローラ７０で受信するようにしてもよい。
【００４７】
コントローラ７０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースはコントローラ７０に接続された機器との情報の入出力に使用される。コントローラ７０は、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。コントローラ７０は、本実施形態では、ポンプハウジング４０の外表面に設けられる（図１参照）。なお、コントローラ７０は、モータハウジング３の外表面や、モータハウジング３又はポンプハウジング４０の内部に設けてもよいし、ベーンポンプ１００及び電動モータ１とは別に設けてもよい。
【００４８】
ここで、作動油中に気体（空気）が含まれている場合には、ベーンポンプ１００の実際の吐出流量は、ポンプの押しのけ容積とポンプ回転数とから算出される流量よりも低下してしまい、ベルト式無段変速機構の必要流量を下回ってしまう。したがって、作動油中に含まれる気体量が多くなると、気体含有に起因する吐出流量の低下を補うため、ポンプ回転数が上昇してしまう。ポンプ回転数の上昇は、騒音の発生やポンプの故障を招く。この事象について、図４及び５を参照して詳しく説明する。
【００４９】
図４Ａ及び４Ｂは、駆動シャフト４の回転角度に対するポンプ室３４の圧力変化を示す実験データである。図４Ａは作動油中の気体割合がＡ１％である場合を示し、図４Ｂは作動油中の気体割合がＡ２％である場合を示す。気体割合Ａ１％は、気体割合Ａ２％よりも低い（Ａ１＜Ａ２）。ポンプ回転数は、図４Ａ及び４ＢともＲ２ｒｐｍであり、油温等のその他の条件も図４Ａ及び４Ｂで同一である。図５は、駆動シャフト４の回転角度に対するポンプ室３４の圧力変化を示す実験データであり、作動油中の気体割合がＡ２％である場合におけるポンプ回転数が異なる３つの圧力波形を示している。ポンプ回転数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の大小関係は、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３である。３つの圧力波形は、回転数以外の油温等のその他の条件は同一である。
【００５０】
図４Ａ，４Ｂ，５において、圧力が高い区間は、ノッチ６２及び吐出ポート６１を通じて作動油を吐出する吐出区間θ１である。つまり、吐出区間θ１の圧力は、ポンプ室３４の吐出圧力である。図４Ａと図４Ｂの比較からわかるように、作動油中の気体割合が高い図４Ｂの方が吐出区間θ１の回転角度範囲が小さくなっている。これは、作動油中の気体割合が高いと、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じるためである。このように、作動油中の気体割合が高いと、吐出区間θ１の回転角度範囲が小さくなるため、ポンプ室３４から吐出される作動油の流量が少なくなってしまう。そして、作動油中の気体含有に起因する吐出流量の低下を補って必要流量を確保すべくポンプ回転数が上昇してしまう。
【００５１】
図５中の３つの圧力波形の比較からわかるように、ポンプ回転数が大きい方が吐出区間θ１の回転角度範囲が小さくなっている。これは、回転数が大きいとポンプ室３４がノッチ６２を通過する時間が短くなり、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じるためである。このように、図４Ａ，４Ｂ，５からわかるように、作動油中の気体割合が高いと、吐出区間θ１の回転角度範囲が小さくなり、気体含有に起因する吐出流量の低下を補うためポンプ回転数が上昇してさらに吐出区間θ１の回転角度範囲が小さくなる。つまり、作動油中の気体割合が高い程、ポンプ回転数が大きくなり、その結果として吐出区間θ１の回転角度範囲が小さくなる傾向を示す。
【００５２】
ノッチ６２を通じた作動油の吐出に遅れが生じず吐出圧力の上昇に遅れが生じない場合には、吐出区間θ１の回転角度範囲は、ノッチ６２及び吐出ポート６１が形成された設計上の回転角度範囲、つまりノッチ６２の先端部６２ａから吐出ポート６１の回転方向後端部６１ｂまでの回転角度範囲θ１ｄ（図３参照）と一致する。吐出区間θ１の回転角度範囲は、作動油中の気体割合が高い程小さくなり、作動油中の気体割合があるレベルに達すると、吐出ポート６１が形成された設計上の回転角度範囲、つまり吐出ポート６１の回転方向前端部６１ａから回転方向後端部６１ｂまでの回転角度範囲θ０ｄ（図３参照）と一致してしまう。つまり、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が行われなくなってしまう。このような状態では、作動油中の気体含有に起因する吐出流量の低下を補うためポンプ回転数が過度に上昇している可能性があり、騒音の発生やポンプの故障を招くおそれがある。また、ポンプ回転数が過度に上昇していなくとも、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が行われない場合には、ポンプ室３４から高圧室４２へ吐出ポート６１を通じて一気に作動油が流れ込むことになるため、騒音の発生やポンプの故障を招くおそれがある。
【００５３】
本実施形態では、このような事態の発生を防ぐために、ポンプ室３４の圧力に基づいて吐出区間θ１の回転角度範囲を演算し、その回転角度範囲に基づいてポンプ回転数を制御する。以下に、詳細に説明する。
【００５４】
図６に示すように、ポンプロータ３１には、ポンプ室３４の圧力を検出する圧力検出器としての圧力センサ７１が設けられる。ポンプロータ３１には、内外周面に開口して径方向に貫通する貫通孔３１ｃが形成される。圧力センサ７１は、貫通孔３１ｃに装着されて固定される。圧力センサ７１は、複数のポンプ室３４のうちベーン３２ａと３２ｂによって区画されたポンプ室３４ａの圧力を検出する（図６では、ベーン３２ａ，３２ｂ以外のベーン３２の図示を省略する）。圧力センサ７１は、その端面がポンプ室３４ａに露出するように設けられるため、ポンプ室３４ａの圧力を精度良く検出することができる。
【００５５】
圧力センサ７１によって検出された圧力信号は、ポンプハウジング４０に設けられたスリップリング７２（図１参照）を介してコントローラ７０へ出力される。圧力センサ７１とスリップリング７２は、配線７３を介して電気的に接続される。配線７３は、ポンプロータ３１の貫通孔３１ｃ（図６参照）、第１サイドプレート３６に形成された貫通孔（図示せず）、及びポンプハウジング４０に形成された貫通孔（図示せず）を挿通する。スリップリング７２は、第１サイドプレート３６に設けるようにしてもよい。
【００５６】
圧力センサ７１は、ベーンポンプ１００の部材のうち回転部材であるポンプロータ３１に設けられる。したがって、圧力センサ７１によって検出される圧力は、ポンプロータ３１の回転に伴うポンプ室３４ａの圧力の時間変化を示すものとなる。圧力センサ７１は、ポンプロータ３１の回転中、所定周期でポンプ室３４ａの圧力を検出し、その検出結果をコントローラ７０へ出力する。
【００５７】
図７に、圧力センサ７１によって検出されたポンプ室３４ａの圧力の時間変化を示す。図７の縦軸は、ポンプ室３４ａの圧力であり、横軸は時間である。図７において、圧力が高い区間は、ノッチ６２及び吐出ポート６１を通じて作動油を吐出する吐出区間θ１であり、圧力が低い区間は、吸込ポート５１を通じて作動油を吸込む吸込区間θ２である。
【００５８】
本実施形態では、コントローラ７０が、圧力センサ７１の検出結果に基づいて、吐出区間θ１の回転角度範囲を演算する場合について説明する。本実施形態では、ポンプロータ３１の１回転の間に、ポンプ室３４ａはノッチ６２及び吐出ポート６１を通じた作動油の吐出を２回行う。つまり、３６０度の回転の間に吐出区間θ１が２つ存在する。したがって、図７において、隣り合う吐出区間θ１間の回転角度範囲は１８０度である。ここで、上述したように、ノッチ６２を通じて作動油を吐出し始める吐出区間θ１の開始角度θ１ｓ（図３参照）は、作動油中の気体割合やポンプ回転数によって吐出区間θ１毎に異なる。しかし、ポンプ室３４ａが吐出ポート６１の回転方向後端部６１ｂを通過して吸込ポート５１に連通するタイミングである吐出区間θ１の終了角度θ１ｆ（図３参照）は、作動油中の気体割合やポンプ回転数に関係なく各吐出区間θ１で略同じとなる。したがって、隣り合う吐出区間θ１の終了角度θ１ｆ間の回転角度範囲は設計値の１８０度となる。
【００５９】
図７において、圧力センサ７１によって検出されたポンプ室３４ａの圧力から吐出区間θ１の開始角度θ１ｓに対応する時刻Ｔｓと、終了角度θ１ｆに対応する時刻Ｔｆと、を求める。具体的には、吸込区間θ２の平均圧力Ｐｓと吐出区間θ１の平均圧力Ｐｄとの圧力差ΔＰの所定割合の圧力を基準圧力Ｐｂとし、基準圧力Ｐｂ時点の時刻をＴｓ，Ｔｆとする。基準圧力Ｐｂは、圧力差ΔＰの１０〜５０％とする。これは、基準圧力Ｐｂを圧力差ΔＰの１０％未満とすると、吸込区間θ２内の誤差圧力を抽出する可能性があり、また、基準圧力Ｐｂを圧力差ΔＰの５０％以上とすると、圧力が大きくなり過ぎ、吐出区間θ１が実際よりも短くなるおそれがあるためである。なお、吐出区間θ１の開始角度θ１ｓに対応する時刻Ｔｓとして、圧力のピーク時点の時刻（図７の時刻Ｔｓ´）としてもよい。ただ、この場合、吐出区間θ１が実際よりも短くなるおそれがある。
【００６０】
隣り合う吐出区間θ１の時刻Ｔｆ間の時間をＴ１、吐出区間θ１の時刻ＴｓとＴｆ間の時間をＴ２とすると、時間Ｔ１に対応する回転角度範囲は上述のように１８０度であるため、吐出区間θ１の回転角度範囲Ｘ（時間Ｔ２に対応する回転角度範囲）は、以下の（１）式によって演算される。
【００６１】
Ｘ＝１８０×Ｔ２／Ｔ１・・・（１）
このように、駆動シャフト４の回転角度が不明な場合であっても、圧力センサ７１の検出結果に基づいて吐出区間θ１の回転角度範囲を得ることができる。コントローラ７０は、演算した吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて、電動モータ１の回転数を制御してポンプ回転数を制御する。具体的には、コントローラ７０は、演算した吐出区間θ１の回転角度範囲と吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄ（図３参照）との比較に基づいて、電動モータ１の回転数を制御する。吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄは、ベーンポンプ１００の仕様によって決まるものであり、コントローラ７０のＲＯＭに予め記憶されている。このように、コントローラ７０は、演算した吐出区間θ１の回転角度範囲と予め定められた吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄとの比較に基づいて、電動モータ１の回転数を制御する。
【００６２】
具体的に説明すると、吐出区間θ１の回転角度範囲が回転角度範囲θ０ｄ未満である場合には、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が行われていないことを意味する。このような状況は、作動油中の気体割合が高くなっており、ポンプ回転数も過度に上昇している過酷な運転状態になっていることが予想されるため、このまま運転を継続した場合には、騒音の発生やポンプの故障を招くおそれがある。そこで、コントローラ７０は、この場合には、電動モータ１の回転数を制限する。電動モータ１の回転数を制限するは、電動モータ１の回転数がこれ以上上昇しないように現状維持に制御するか、又は電動モータ１の回転数を強制的に下げる制御である。電動モータ１の回転数を強制的に下げる場合には、電動モータ１の回転数を所定回転数だけ下げてもよいし、吐出区間θ１の回転角度範囲が回転角度範囲θ０ｄ以上になるまで電動モータ１の回転数を下げてもよい。
【００６３】
作動油中の気体割合は、ベルト式無段変速機構の運転状態に応じて変化する。また、ポンプ回転数が大きくなると作動油が撹拌されて気体割合が高くなる。このように、作動油中の気体割合は、常時変化する。したがって、作動油中の気体割合が高くなり、吐出区間θ１の回転角度範囲が回転角度範囲θ０ｄ未満となった場合に、電動モータ１の回転数を制限することにより、作動油中の気体割合を低くすることができる。
【００６４】
コントローラ７０は、演算した吐出区間θ１の回転角度範囲が回転角度範囲θ０ｄ以上と判定した場合には、ノッチ６２を通じて作動油が吐出されている正常な吐出状態であるため、電動モータ１の回転数を制限することなく通常制御を行う。
【００６５】
上記（１）式による吐出区間θ１の回転角度範囲の演算は、１つの吐出区間θ１の回転角度範囲のみの演算では誤差が大きいおそれがある。そこで、吐出区間θ１の回転角度範囲として、複数の吐出区間θ１の回転角度範囲の平均値を用いてもよい。
【００６６】
以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００６７】
ベーンポンプ１００では、圧力センサ７１の検出結果に基づいて吐出区間θ１の回転角度範囲を演算し、その吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて電動モータ１の回転数が制御される。吐出区間θ１の回転角度範囲は、ノッチ６２及び吐出ポート６１に連通している際のポンプ室３４の圧力に基づいて演算される。ノッチ６２は作動油の流れを絞るものであるため、ノッチ６２に連通している際のポンプ室３４の圧力は、作動油中の気体の影響を受け易く、作動油中に含まれる気体量に応じて変化する。したがって、ノッチ６２及び吐出ポート６１に連通している際のポンプ室３４の圧力に基づいて吐出区間θ１の回転角度範囲を演算し、その吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて電動モータ１の回転数を制御することによって、作動油中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ１００の回転数制御が可能となる。これにより、作動油の気体含有に起因するポンプ回転数の過度な上昇が防止され、騒音の発生やポンプの故障を防止することができる。よって、作動油中に気体が含まれる環境下でも、ベーンポンプ１００の安定した運転が可能となる。
【００６８】
また、ベーンポンプ１００は、演算された吐出区間θ１の回転角度範囲と予め定められた吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄとの比較に基づいて電動モータ１の回転数を制御するものであって、ポンプ回転数を制御するために作動油中の気体量やポンプ吐出流量を検出する必要がない。このように、ベーンポンプ１００やベーンポンプ１００から作動油が供給されるベルト式無段変速機構等の油圧機器に、作動油中の気体量を計測するセンサやポンプ吐出流量を検出する流量センサを設ける必要がない。また、吐出区間θ１の回転角度範囲は、ポンプロータ３１に設けられた圧力センサ７１の検出結果に基づいて演算されるため、ベーンポンプ１００の外部に圧力センサを設ける必要もない。以上のように、本実施形態では、ベーンポンプ１００の回転数を制御するにあたり、ベーンポンプ１００の外部、つまりベルト式無段変速機構等の油圧機器から信号を受信する必要がなく、ベーンポンプ１００のみで制御が完結する。よって、ベーンポンプ１００を含めたシステム全体のポンプ回転数制御を単純なものとすることができる。
【００６９】
以下に、本第１実施形態の変形例について説明する。
【００７０】
（１）上記実施形態では、ベーンポンプ１００の駆動源が電動モータ１であった。しかし、ベーンポンプ１００の駆動源は、ベーンポンプ１００の回転数を制御可能なものであれば、他の駆動源であってもよい。
【００７１】
（２）上記実施形態では、吐出区間θ１の回転角度範囲は、圧力センサ７１の検出結果に基づき上記（１）式を用いて演算するものであった。これに代えて、電動モータ１に、駆動シャフト４の回転角度を検出するレゾルバやエンコーダ等の回転角度検出器を設け、この回転角度検出器及び圧力センサ７１の検出結果から吐出区間θ１の回転角度範囲を演算するようにしてもよい。
【００７２】
（３）上記実施形態では、演算された吐出区間θ１の回転角度範囲が予め定められた吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄ未満の場合に、電動モータ１の回転数を制限するものであった。これに代えて、演算された吐出区間θ１の回転角度範囲が所定角度又は所定割合減少した場合に、電動モータ１の回転数を制限するようにしてもよい。このように、本実施形態は、演算された吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて電動モータ１の回転数を制御するものであればよい。
【００７３】
＜第２実施形態＞
次に、図４Ａ，４Ｂ，５，８〜１０を参照して、本発明の第２実施形態に係るベーンポンプ２００について説明する。以下では、上記第１実施形態に係るベーンポンプ１００と異なる点について説明し、ベーンポンプ１００と同一の構成には、図面中に同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
上記第１実施形態に係るベーンポンプ１００は、演算された吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて電動モータ１の回転数を制御するものであった。これに対して、ベーンポンプ２００は、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘに基づいて電動モータ１の回転数を制御する。以下に詳しく説明する。
【００７５】
ポンプ室３４が吸込区間θ２から吐出区間θ１へ移行する際には、ポンプ室３４の作動油は一瞬閉じ込められた状態となり、ポンプ室３４が吐出区間θ１のノッチ６２に連通した際に吐出圧力が一気に上昇する。したがって、図４Ａ，４Ｂ，５からわかるように、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際には、吐出圧力が最大となるピーク圧力（図４Ａ，４Ｂ，５のＰｍａｘ）が発生する。このピーク圧力が閉じ込み圧力Ｐｍａｘである。
【００７６】
図４Ａと図４Ｂの比較からわかるように、作動油中の気体割合が高い図４Ｂの方が閉じ込み圧力Ｐｍａｘが高くなっている。これは、作動油中の気体割合が高いと、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じ、その分吐出圧力の立ち上がりが大きくなるためである。
【００７７】
また、図５中の３つの圧力波形の比較からわかるように、ポンプ回転数が大きい方が閉じ込み圧力Ｐｍａｘが高くなっている。これは、ポンプ回転数が大きいとポンプ室３４がノッチ６２を通過する時間が短くなり、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じ、その分吐出圧力の立ち上がりが大きくなるためである。
【００７８】
このように、図４Ａ，４Ｂ，５からわかるように、作動油中の気体割合が高い程、また、ポンプ回転数が大きい程、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘは大きくなる傾向を示す。このように、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘは、作動油中の気体割合及びポンプ回転数と相関関係がある。特に、ノッチ６２は作動油の流れを絞るものであるため、ポンプ室３４がノッチ６２に連通した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘは、作動油中の気体割合及びポンプ回転数の影響をより受け易い。
【００７９】
図９に、ポンプロータ３１に設けられた圧力センサ７１によって検出されたポンプ室３４ａの圧力の時間変化を示す。
【００８０】
コントローラ７０は、圧力センサ７１の検出結果に基づいて、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際のポンプ室３４ａの閉じ込み圧力Ｐｍａｘと吐出圧力との差圧ΔＰを演算する。具体的には、図９に示すように、閉じ込み圧力Ｐｍａｘと吐出圧力の平均圧力Ｐａｖｅとの差圧ΔＰを演算する。ポンプ室３４ａの吐出圧力は、ポンプ室３４ａが吐出ポート６１に連通するまでは安定しない。したがって、平均圧力Ｐａｖｅは、ポンプ室３４ａが吐出ポート６１に連通している際の吐出圧力の平均値や、吐出区間θ１のうち吐出圧力が安定しない初期の所定時間を除いた区間の吐出圧力の平均値とするのが好ましい。
【００８１】
また、差圧ΔＰは、閉じ込み圧力Ｐｍａｘと吸込圧力との差であってもよい。このように、差圧ΔＰは、閉じ込み圧力Ｐｍａｘに基づく差圧ΔＰ、つまり閉じ込み圧力Ｐｍａｘの変化量であればよく、閉じ込み圧力Ｐｍａｘと比較する圧力は限定されない。
【００８２】
差圧ΔＰの演算は、１つの吐出区間θ１の閉じ込み圧力Ｐｍａｘのみでは誤差が大きいおそれがある。そこで、差圧ΔＰとして、複数の吐出区間θ１の閉じ込み圧力Ｐｍａｘについて差圧ΔＰを演算し、その平均値を用いるようにしてもよい。
【００８３】
ベーンポンプ２００は、ポンプ回転数を検出する回転数取得手段としての回転数センサ８２（図８参照）をさらに備える。回転数センサ８２は、駆動シャフト４の回転数を検出することによってポンプ回転数を取得する。回転数センサ８２の検出結果は、コントローラ７０へ出力される。
【００８４】
コントローラ７０には、図１０に示すマップが予め記憶されている。図１０のマップ中の各線は、作動油中の気体割合毎の、ポンプ回転数と差圧ΔＰとの関係を示す理想線であり、予め実験により求められるものである。図１０のマップは、作動油中の気体割合が高い程、また、ポンプ回転数が大きい程、差圧ΔＰが大きくなる特性を有する。これは、上述したように、作動油中の気体割合が高いと、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じ、その分閉じ込み圧力Ｐｍａｘが大きくなるためである。また、ポンプ回転数が大きいと、ポンプ室３４がノッチ６２を通過する時間が短くなり、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じ、その分閉じ込み圧力Ｐｍａｘが大きくなるためである。特に、ノッチ６２は作動油の流れを絞るものであるため、ポンプ室３４がノッチ６２に連通した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘは、作動油中の気体割合及びポンプ回転数の影響をより受け易く、図１０に示すような特性となる。
【００８５】
コントローラ７０は、閉じ込み圧力Ｐｍａｘと吐出圧力の平均圧力Ｐａｖｅとの差圧ΔＰと、その閉じ込み圧力Ｐｍａｘ発生時に回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、その差圧ΔＰと図１０のマップの理想線との比較に基づいて、電動モータ１の回転数を制限する。
【００８６】
具体的に説明すると、コントローラ７０は、まず、電動モータ１の回転数を制限する基準の気体割合を予め決める。ここでは、図１０のマップ中の気体割合Ａ４％の理想線を基準線とする。図１０中の気体割合Ａ３，Ａ４，Ａ５の大小関係は、Ａ３＜Ａ４＜Ａ５である。
【００８７】
次に、コントローラ７０は、回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数に対応付けられた差圧ΔＰと気体割合Ａ４％の理想線の差圧ΔＰとを比較する。回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数に対応付けられた差圧ΔＰ（図１０中差圧Ｐ１）が気体割合Ａ４％の理想線の差圧ΔＰよりも大きいと判定した場合には、作動油中の気体割合が高くなっており、ポンプ回転数も過度に上昇している過酷な運転状態になっていることが予想されるため、このまま運転を継続した場合には、騒音の発生やポンプの故障を招くおそれがある。そこで、コントローラ７０は、この場合には電動モータ１の回転数を制限する。一方、回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数に対応付けられた差圧ΔＰ（図１０中圧力Ｐ２）が気体割合Ａ４％の理想線の差圧ΔＰ以下と判定した場合には、正常な吐出状態であるため、電動モータ１の回転数を制限することなく通常制御を行う。
【００８８】
なお、図１０のマップ中の理想線は、作動油の温度や粘性によって変化する。そのため、作動油の温度や粘性毎に複数のマップを用意するようにしてもよい。
【００８９】
また、図１０のマップ中の理想線から基準線を決める際、ポンプ回転数に応じて基準線を変更してもよい。例えば、低ポンプ回転数では、気体割合Ａ５％の理想線を基準線とし、高ポンプ回転数では、気体割合Ａ４％の理想線を基準線とするようにしてもよい（Ａ４＜Ａ５）。
【００９０】
ここで、図１０のマップを用いれば、閉じ込み圧力Ｐｍａｘと吐出圧力の平均圧力Ｐａｖｅとの差圧ΔＰと、その閉じ込み圧力Ｐｍａｘ発生時に回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数とから、作動油中の気体割合を推定することができる。さらに、図１０のマップからわかるように、差圧ΔＰは、ポンプ回転数が所定回転に達すると急激に大きくなるため、騒音の発生やポンプの故障を招き、ベーンポンプ１００の安定した運転が困難となるおそれがある。そこで、作動油中の気体割合毎に、ポンプ回転数の最大限界回転数（ＮＡ３ｍａｘ，ＮＡ４ｍａｘ，ＮＡ５ｍａｘ）を設定し、ポンプ回転数が最大限界回転数を超えないように電動モータ１の回転数を制御するようにしてもよい。
【００９１】
例えば、図９から閉じ込み圧力Ｐｍａｘと吐出圧力の平均圧力Ｐａｖｅとの差圧ΔＰがＰ３と演算され、その閉じ込み圧力Ｐｍａｘ発生時に回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数がＮ１であった場合には、図１０のマップを参照することによって、作動油中の気体割合は現状Ａ４％であると推定できる。そして、図１０のマップから、気体割合Ａ４％に対応する最大限界回転数ＮＡ４ｍａｘを設定し、ポンプ回転数が最大限界回転数ＮＡ４ｍａｘを超えないように電動モータ１の回転数を制御する。
【００９２】
以上の第２実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００９３】
吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘに基づいて電動モータ１の回転数を制御することによって、上記第１実施形態と同様に、作動油中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ２００の回転数制御が可能となる。これにより、作動油の気体含有に起因するポンプ回転数の過度な上昇が防止され、騒音の発生やポンプの故障を防止することができる。よって、作動油中に気体が含まれる環境下でも、ベーンポンプ２００の安定した運転が可能となる。
【００９４】
以下に、本第２実施形態の変形例について説明する。
【００９５】
上記実施形態では、ポンプ回転数は、回転数センサ８２を用いて取得する場合について説明した。これに代わり、ポンプ回転数は、圧力センサ７１の検出結果に基づいて取得することも可能である。図９を参照して説明すると、第１実施形態で説明したように、隣り合う吐出区間θ１の終了角度θ１ｆ間の回転角度範囲は設計値の１８０度である。また、隣り合う吐出区間θ１の終了角度θ１ｆに対応する時刻Ｔｆ間の時間はＴ１である。よって、回転角度範囲の設計値１８０度と時間Ｔ１とからポンプ回転数を演算することができる。このように、圧力センサ７１の検出結果に基づいてポンプ回転数を取得することができるため、回転数センサ８２が不要となる。よって、コストを低減することができる。
【００９６】
＜第３実施形態＞
次に、図１１〜１３を参照して、本発明の第３実施形態に係るベーンポンプ３００について説明する。以下では、上記第１実施形態に係るベーンポンプ１００と異なる点について説明し、ベーンポンプ１００と同一の構成には、図面中に同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
上記第１実施形態に係るベーンポンプ１００では、圧力センサ７１は回転部材であるポンプロータ３１に設けられる。これに対して、ベーンポンプ３００では、ポンプ室３４の圧力を検出する圧力検出器としての圧力センサ８１は、ベーンポンプ３００の部材のうち非回転部材である第１サイドプレート３６に設けられる。このように、圧力センサ８１は非回転部材に設けられるため、第１及び第２実施形態では必要であったスリップリングは不要となる。
【００９８】
図１２に示すように、圧力センサ８１は、第１サイドプレート３６におけるポンプロータ３１が摺接する表面３６ａに埋め込まれ、ポンプロータ３１の回転を阻害しないように、その端面が第１サイドプレート３６の表面３６ａから突出しないように設けられる。
【００９９】
圧力センサ８１は、ノッチ６２の近傍、具体的には、ノッチ６２の径方向外側に設けられる。なお、圧力センサ８１は、ノッチ６２の径方向内側に設けてもよい。
【０１００】
圧力センサ８１は、非回転部材である第１サイドプレート３６に設けられるため、圧力センサ８１によって検出される圧力は、複数のポンプ室３４のうちのある一つのポンプ室３４の圧力の連続した時間変化ではなく、各ポンプ室３４が圧力センサ８１を通過する際の圧力となる。具体的には、圧力センサ８１は、ノッチ６２の近傍に設けられるため、各ポンプ室３４がノッチ６２に連通している際の圧力が検出される。
【０１０１】
ベーンポンプ３００は、ポンプ回転数を取得する回転数取得手段としての回転数センサ８２（図１１参照）をさらに備える。回転数センサ８２は、駆動シャフト４の回転数を検出することによってポンプ回転数を取得する。
【０１０２】
圧力センサ８１及び回転数センサ８２の検出結果は、コントローラ７０へ出力される。コントローラ７０には、図１３に示すマップが予め記憶されている。
【０１０３】
図１３のマップ中の各直線は、作動油中の気体割合毎の、ポンプ回転数とポンプ室３４の圧力との関係を示す理想線であり、予め実験により求められるものである。気体割合Ａ３，Ａ４，Ａ５の大小関係は、図１０と同様に、Ａ３＜Ａ４＜Ａ５である。図１３のマップは、圧力センサ８１が図１２に示す位置に設けられた場合の実験データである。図１３のマップは、作動油中の気体割合が高い程、また、ポンプ回転数が大きい程、圧力が小さくなる特性を有する。これは、第１実施形態で説明したように、作動油中の気体割合が高いと、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じるためである。また、ポンプ回転数が大きいと、ポンプ室３４がノッチ６２を通過する時間が短くなり、ノッチ６２を通じた作動油の吐出が遅れ、吐出圧力の上昇に遅れが生じるためである。また、ノッチ６２は作動油の流れを絞るものであるため、ノッチ６２に連通している際のポンプ室３４の圧力は、作動油中の気体割合及びポンプ回転数の影響をより受け易く、図１３に示すような特性となる。
【０１０４】
コントローラ７０は、圧力センサ８１によって検出された圧力と、圧力検出時に回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、その圧力と図１３のマップの理想線との比較に基づいて、電動モータ１の回転数を制御する。
【０１０５】
具体的に説明すると、コントローラ７０は、まず、電動モータ１の回転数を制限する基準の気体割合を予め決める。ここでは、図１３のマップ中の気体割合Ａ４％の理想線を基準線とする。
【０１０６】
次に、コントローラ７０は、回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数に対応付けられた圧力センサ８１によって検出された圧力と気体割合１０％の理想線の圧力とを比較する。回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数に対応付けられた圧力センサ８１によって検出された圧力（図１３中圧力Ｐ１）が気体割合Ａ４％の理想線の圧力未満であると判定した場合には、作動油中の気体割合が高くなっており、ポンプ回転数も過度に上昇している過酷な運転状態になっていることが予想されるため、このまま運転を継続した場合には、騒音の発生やポンプの故障を招くおそれがある。そこで、コントローラ７０は、この場合には電動モータ１の回転数を制限する。一方、回転数センサ８２によって検出されたポンプ回転数に対応付けられた圧力センサ８１によって検出された圧力（図１３中圧力Ｐ２）が気体割合Ａ４％の理想線の圧力以上と判定した場合には、正常な吐出状態であるため、電動モータ１の回転数を制限することなく通常制御を行う。
【０１０７】
なお、図１３のマップ中の理想線は、作動油の温度や粘性によって変化する。そのため、作動油の温度や粘性毎に複数のマップを用意するようにしてもよい。
【０１０８】
また、図１３のマップ中の理想線から基準線を決める際、ポンプ回転数に応じて基準線を変更してもよい。例えば、低ポンプ回転数では、気体割合Ａ５％の理想線を基準線とし、高ポンプ回転数では、気体割合Ａ４％の理想線を基準線とするようにしてもよい。
【０１０９】
また、図１３のマップの理想線の圧力と比較する圧力センサ８１によって検出される圧力は、所定時間内の最大圧力や平均圧力でもよいし、ポンプロータ３１が所定回転する間の最大圧力や平均圧力でもよく、適宜決められる。
【０１１０】
また、圧力センサ８１は、第１サイドプレート３６ではなく、非回転部材であるカムリング３３に設けてもよい。その場合には、圧力センサ８１は、カムリングの内周面であってノッチ６２の径方向外側に設けられる。
【０１１１】
以上の第３実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【０１１２】
各ポンプ室３４がノッチ６２に連通している際の圧力を検出し、その圧力に基づいて電動モータ１の回転数を制御することによって、上記第１及び第２実施形態と同様に、作動油中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ３００の回転数制御が可能となる。これにより、作動油の気体含有に起因するポンプ回転数の過度な上昇が防止され、騒音の発生やポンプの故障を防止することができる。よって、作動油中に気体が含まれる環境下でも、ベーンポンプ３００の安定した運転が可能となる。
【０１１３】
また、圧力センサ８１がベーンポンプ３００の非回転部材に設けられるため、スリップリングが不要となり、ベーンポンプ３００の構造を単純なものとすることができる。
【０１１４】
以上のように、上記第１実施形態は、ノッチ６２及び吐出ポート６１に連通している際のポンプ室３４の圧力に基づいて吐出区間θ１の回転角度範囲を演算し、その吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて電動モータ１の回転数を制御するものである。また、上記第２実施形態は、ポンプ室３４がノッチ６２に連通した際の閉じ込み圧力Ｐｍａｘに基づいて電動モータ１の回転数を制御するものである。また、上記第３実施形態は、各ポンプ室３４がノッチ６２に連通している際の圧力を検出し、その圧力に基づいて電動モータ１の回転数を制御するものである。このように、本発明は、ポンプ室３４が少なくともノッチ６２に連通している際のポンプ室３４の圧力に基づいて、電動モータ１の回転数を制御するものである。
【０１１５】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【０１１６】
ベーンポンプ１００，２００，３００は、駆動シャフト４を駆動する駆動源１と、駆動シャフト４に連結されたロータ３１と、ロータ３１に対して径方向に往復動自在に設けられた複数のベーン３２と、ロータ３１を収容すると共にロータ３１の回転に伴って内周面にベーン３２の先端部が摺接するカムリング３３と、ロータ３１、カムリング３３、及び一対の隣り合うベーン３２によって区画されるポンプ室３４と、ロータ３１及びカムリング３３の一側面に当接して配置されるサイド部材３６と、サイド部材３６に形成され、ポンプ室３４の作動流体を吐出する吐出ポート６１と、サイド部材３６に形成され、ロータ３１の回転方向に向かって開口面積が徐々に大きくなり吐出ポート６１の端部に連通するノッチ６２と、ポンプ室３４の圧力を検出する圧力検出器７１と、ポンプ室３４が少なくともノッチ６２に連通している際の圧力検出器７１の検出結果に基づいて、駆動源１の回転数を制御するコントローラ７０と、を備える。
【０１１７】
この構成では、ノッチ６２に連通している際のポンプ室３４の圧力は、作動流体中に含まれる気体量に応じて変化するため、ノッチ６２に連通している際のポンプ室３４の圧力に基づいて駆動源１の回転数を制御することによって、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ１００，２００，３００の回転数制御が可能となる。よって、作動流体中に気体が含まれる環境下でもベーンポンプ１００，２００，３００の安定した運転が可能となる。
【０１１８】
また、圧力検出器７１は、ロータ３１に設けられ、コントローラ７０は、圧力検出器７１の検出結果に基づいて、ノッチ６２及び吐出ポート６１を通じて作動流体を吐出する吐出区間θ１の回転角度範囲を演算し、吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて駆動源１の回転数を制御する。
【０１１９】
この構成では、ノッチ６２及び吐出ポート６１に連通している際のポンプ室３４の圧力に基づいて吐出区間θ１の回転角度範囲を演算し、その吐出区間θ１の回転角度範囲に基づいて駆動源１の回転数を制御するため、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ１００の回転数制御が可能となる。
【０１２０】
また、コントローラ７０は、吐出区間θ１の回転角度範囲と予め定められた吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄとの比較に基づいて、駆動源１の回転数を制御する。
【０１２１】
また、コントローラ７０は、吐出区間θ１の回転角度範囲が予め定められた吐出ポート６１の回転角度範囲θ０ｄ未満である場合には、駆動源１の回転数を制限する。
【０１２２】
これらの構成では、駆動源１の回転数を制御にあたり、ベーンポンプ１００の外部から信号を受信する必要がなく、ベーンポンプ１００のみで制御が完結する。よって、ベーンポンプ１００を含めたシステム全体のポンプ回転数制御を単純なものとすることができる。
【０１２３】
また、ポンプ回転数を取得する回転数取得手段８２をさらに備え、圧力検出器７１は、ロータ３１に設けられ、コントローラ７０は、圧力検出器７１の検出結果に基づいて演算される、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際のポンプ室３４の閉じ込み圧力Ｐｍａｘに基づく差圧ΔＰと、回転数取得手段８２によって取得される、閉じ込み圧力発生時のポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、差圧ΔＰとポンプ回転数に応じて変化する予め定められた差圧ΔＰとの比較に基づいて、駆動源１の回転数を制御する。
【０１２４】
この構成では、吸込区間θ２から吐出区間θ１に移行した際のポンプ室３４の閉じ込み圧力Ｐｍａｘに基づく差圧ΔＰに基づいて駆動源１の回転数を制御するため、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ２００の回転数制御が可能となる。
【０１２５】
また、ポンプ回転数を取得する回転数取得手段８２をさらに備え、圧力検出器７１は、ポンプ室３４がノッチ６２に連通している際の圧力を検出可能なように非回転部材３６に設けられ、コントローラ７０は、圧力検出器７１によって検出された圧力と、圧力検出時に回転数取得手段８２によって取得されたポンプ回転数と、を対応付けて記憶し、圧力検出器７１によって検出された圧力とポンプ回転数に応じて変化する予め定められた圧力との比較に基づいて、駆動源１の回転数を制御する。
【０１２６】
この構成では、ポンプ室３４がノッチ６２に連通している際の圧力に基づいて駆動源１の回転数を制御するため、作動流体中に含まれる気体量を考慮したベーンポンプ３００の回転数制御が可能となる。
【０１２７】
また、駆動源は、電動モータ１であり、ロータ３１と電動モータ１は、駆動シャフト４を介して同軸的に連結される。
【０１２８】
この構成では、ベーンポンプ１００，２００，３００の駆動源が電動モータ１であるため、ベーンポンプ１００，２００，３００の回転数を精度良く制御することができる。
【０１２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１３０】
例えば、上記実施形態では、自動変速機がベルト式無段変速機構を備える変速機である場合について説明したが、自動変速機は作動油の圧力を利用して作動するものであればどのような形式のものであってもよく、トロイダル式無段変速機構や遊星歯車機構を備えたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１００，２００，３００・・・ベーンポンプ、１・・・電動モータ（駆動源）、４・・・駆動シャフト、３１・・・ポンプロータ（ロータ）、３３・・・カムリング、３４，３４ａ・・・ポンプ室、３６・・・第１サイドプレート（サイド部材）、６１・・・吐出ポート、６１ａ・・・吐出ポートの回転方向前端部、６１ｂ・・・吐出ポートの回転方向後端部、６２・・・ノッチ、６２ａ・・・ノッチの先端部、７０・・・コントローラ、７１，８１・・・圧力センサ（圧力検出器）、７２・・・スリップリング、８２・・・回転数センサ（回転数取得手段）
【図１】
2019052588.tif 000003
【図２】
2019052588.tif 000004
【図３】
2019052588.tif 000005
【図４Ａ】
2019052588.tif 000006
【図４Ｂ】
2019052588.tif 000007
【図５】
2019052588.tif 000008
【図６】
2019052588.tif 000009
【図７】
2019052588.tif 000010
【図８】
2019052588.tif 000011
【図９】
2019052588.tif 000012
【図１０】
2019052588.tif 000013
【図１１】
2019052588.tif 000014
【図１２】
2019052588.tif 000015
【図１３】
2019052588.tif 000016