轴向活塞泵及具有轴向活塞泵的动力传递装置的制作方法

专利名称：轴向活塞泵及具有轴向活塞泵的动力传递装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够使用能与驱动轴(主动轴) 一体旋转的凸轮装置 来使设置在缸室内的活塞在驱动轴的轴向上往复运动的轴向活塞泵。本发 明还涉及一种具有轴向活塞泵的动力传递装置。
背景技术：
已知一种传统的多行程型轴向活塞泵，其具有凸轮部件，该凸轮部件 具有朝向驱动轴轴向的凸轮面并与驱动轴一体旋转，且其中在凸轮面上滚
动的辊子支撑至在轴向上往复运动的活塞上(见日本专利申请特开No. 2006-233972 (JP-A-2006-233972 ))。
JP-A-2006-233972中所公开的泵的凸轮部件的各凸轮面的形状是恒定 的，且由于活塞的行程量恒定，泵容积无法改变。从而，JP-A-2006-233972 中所7>开的泵不适于根据情况改变泵容积。
但是，当这样的泵结合在诸如汽车等车辆的自动变速器中，且动力传
输出侧的转速差来驱动泵时，由于在从静止启动时输入侧和输出侧的显著 转速差，泵所吸入的油的流速增大，从而油的吸入阻力增大，这可能会阻 碍辊子跟随凸轮面运动。从而，期望根据泵容积的情况改变这种构造，并 防止泵所吸入的油的流速增大。

发明内容
因此，本发明提供一种能够改变泵容积的轴向活塞泵，以及一种具有 这种泵的车辆动力传递装置。
因此，根据本发明的一个方面，本发明的轴向活塞泵提供一种能够使 用能与驱动轴一体旋转的凸轮装置来使设置在缸室内的活塞在驱动轴的轴
向上往复运动的轴向活塞泵。所述凸轮装置具有固定凸轮部件，所述固 定凸轮部件具有能够与连接至所述活塞的凸轮随动件接触的凸轮面且能够 与所述驱动轴一体旋转，所述固定凸轮部件在所述轴向上的移动被限制； 以及可动凸轮部件，所述可动凸轮部件具有能够与所述凸轮随动件接触的 凸轮面且能够与所述驱动轴一体旋转，所述可动凸轮部件在所述轴向上的 移动被允许，所述固定凸轮部件的所述凸轮面在所述轴向上的不规则差异 与所述可动凸轮部件的所述凸轮面在所述轴向上的不规则差异彼此不同。
根据该轴向活塞泵，活塞的行程量可以通过分别使用在各自凸轮面上 具有不同的不规则差异的固定凸轮部件和可动凸轮部件而变化。结果，泵 容积可以才艮据情况而变化。由于固定凸轮部件在轴向上的运动受限制，即 使在例如可动凸轮部件由于任何原因再也无法运动的情况下，也可以确保 与固定凸轮部件的凸轮面相对应的活塞行程。
另外，在该轴向活塞泵中，固定凸轮部件的凸轮面的不规则差异和可 动凸轮部件的凸轮面的不规则差异之间在幅度上的关系可以根据用途而变 化。例如，在所述固定凸轮部件的所述凸轮面的不规则差异小于所述可动 凸轮部件的所述凸轮面的不规则差异的轴向活塞泵中，这种轴向活塞泵适 用于当需要较小的泵容积而不是较大的泵容积时。
例如，当该方面的泵被结合到诸如汽车等车辆的自动变速器中时，即 使在发动机启动后的瞬间发动机转矩不稳定的状态下，也可以选择较小的 泵容积而无需移动可动凸轮部件。从而，即使在无法获得较大的泵驱动转 矩时也能获得相对较高的液压。
另外，在所述轴向活塞泵中，所述凸轮装置还可以具有在受限状态和 释放状态之间切换的凸轮生效装置，在所述受限状态，所述可动凸轮部件 在所述轴向上被限制于有效位置，在所述有效位置中所述凸轮随动件能够 跟随所述可动凸轮部件的所述凸轮面，在所述释放状态，所述可动凸轮部 件被限制于所述有效位置的限制被解除。根据该方面，通过在可动凸轮受
限制并在有效位置生效的受限状态与释;j文状态之间切换，固定凸轮部件可 以在切换的同时生效。
虽然没有特别地限定，但是凸轮生效装置可以通过磁力或其它动力源 在受限状态和释放状态之间变换。例如，所述凸轮生效装置可以具有控制 室和压力调节部，流体被导入所述控制室以便使所述可动凸轮部件移动到 并限制于所述有效位置，所述压力调节部能够调节所述控制室内的压力从 而使所述可动凸轮部件在所述受限状态和所述释放状态之间切换，其中所 述压力调节部可以使用从所述缸室排出的流体来调节所述控制室内的压力。
根据上述轴向活塞泵，由于从缸室排出的流体可以用于在受限状态和 释放状态之间转换，从而具有无需用于搮纵可动凸轮部件的特别的动力源 的优点。用作油或其它工作介质的流体可以用作上述流体。
在上述轴向活塞泵中，所述凸轮生效装置还可以具有止动部件，所迷 止动部件用于调节所述可动凸轮部件的移动，使得被限制于所述有效位置 的所述可动凸轮部件的所述凸轮面的最下方部分的位置与所述固定凸轮部 件的所述凸轮面的最下方部分的位置对齐，或者到达比所述固定凸轮部件 的所述最下方部分的位置更靠近所述活塞的位置。
根据该轴向活塞泵，该止动部件可以将可动凸轮部件可靠地固定保持 在有效位置中，且由于当可动凸轮部件受限制时止动部件不受固定凸轮部 件的影响，所以能够提高凸轮生效装置的可靠性。
在上述轴向活塞泵中，所述可动凸轮部件可以构造成使得其轴向刚度 小于所述固定凸轮部件的轴向刚度，在这种情况下，可以通过使所述可动
上的力臂，而使所述可动凸轮部件的刚度较低。另外，可以通过使形成所 述可动凸轮部件的材料的杨氏模量小于形成所述固定凸轮部件的材料的杨 氏模量，而使所述可动凸轮部件的刚度较低。此外，可以通过使所述可动 凸轮部件的承栽部分的轴向厚度小于所述固定凸轮部件的承栽部分的轴向 厚度，而使所述可动凸轮部件的刚度较低。
在变换凸轮以使其从固定凸轮部件生效成可动凸轮部件的情况下，在 变换的过程中，随着沿着固定凸轮部件和可动凸轮部件的凸轮面的活塞行 程，缸体内的液压可能波动。根据上述轴向活塞泵，由于可动凸轮部件的 轴向刚度低于固定凸轮部件的轴向刚度，因此在变换过程中活塞沿着凸轮 部件凸轮面的行程被抑制。结果，可以抑制在凸轮变换时缸体内的液压波 动。
本发明的另 一方面提供一种设置在行驶用动力源和驱动轮之间的动力
传递路径内的动力传递装置。该动力传递装置具有连接至所述动力传递 路径的输出侧和输入侧之一的驱动轴；与所述驱动轴共轴布置且连接至所 述动力传递路径的输出侧和输入侧中的另一个的从动轴；能够与所述驱动 轴一体旋转的凸轮装置；在其中形成有在所述驱动轴的轴向上延伸的缸室 且能够与所述驱动轴一体旋转的缸体；以及被插入所述釭室内从而可往复 运动的活塞。所述动力传递装置具有能够通过所述凸轮装置使所述活塞在 所述轴向上往复运动，以使吸入所述缸室的流体从所述釭室排出的轴向活 塞泵。所述凸轮装置具有固定凸轮部件，所述固定凸轮部件具有能够与 连接至所述活塞的凸轮随动件接触的凸轮面且能够与所述驱动轴一体旋 转，所述固定凸轮部件在所述轴向上的移动被限制；可动凸轮部件，所述 可动凸轮部件具有能够与所述凸轮随动件接触的凸轮面且能够与所述驱动 轴一体旋转，所述可动凸轮部件在所述轴向上的移动被允许；以及凸轮生 效装置，所述凸轮生效装置使用从所述缸室排出的流体来在受限状态和释 放状态之间切换，在所述受限状态，所述可动凸轮部件在所述轴向上被限 制于有效位置，在所述有效位置中所述凸轮随动件能够跟随所述可动凸轮 部件的所述凸轮面，在所述释放状态，所述可动凸轮部件被限制于所述有 效位置的限制被解除。所述轴向活塞泵的特征在于，所述固定凸轮部件的 所述凸轮面在所述轴向上的不规则差异小于所述可动凸轮部件的所述凸轮 面在所述轴向上的不规则差异。
根据该动力传递装置，由于轴向活塞泵布置在动力传递路径的输出侧 和输入侧之间，该泵可以由输入侧和输出侧之间的转速差驱动，以吸油或
排油。设置在该泵中的凸轮装置具有在各自的凸轮面上具有不同的不规则 差异的固定凸轮部件和可动凸轮部件，使得这些凸轮部件能够才艮据车辆行 驶条件和行驶用动力源的条件而单独使用。在输入侧和输出侧之间的转速 差很显著的车辆启动情况下，可以通过降低泵容积而防止泵所吸入的油的 流速增大，由此可以确保凸轮从动件相对于凸轮面的随动能力。在稳定行 驶时，输入侧和输出侧之间的转速差可以通过增大泵容积而降低，防止了 泵中的能量损失。而且，即使在凸轮生效装置不能容易地在启动动力源后 立即获得所使用液压的情况下，也能使在其凸轮面上具有较小不规则差异 的固定凸轮部件自动生效。在难以获得液压时，当车辆停止时，输入侧和 输出侧之间的转速差显著。因此，即使在这种情况下，使在其凸轮面上具 有较小不规则差异的固定凸轮部件生效也可以确保凸轮从动件相对于凸轮 面的随动能力。
除了轴向活塞泵外，该动力传递路径可以具有各种装置。例如，作为 本发明动力传递装置的一个实施例，还可以在所述动力传递装置中设置位 于所述动力传递路径内且使用带的无级变速器。
根据上述动力传递装置，在使用带的无级变速器中，即使在其中输入 侧和输出侧之间的转速差显著的车辆启动等情况下，也可以确保凸轮从动 件相对于凸轮面的随动能力，并防止泵中的能量损失。
另外，所述动力传递装置还可以具有能够调节从所述缸室排出的流 体的流量的调节装置；和用于基于所述行驶用动力源的工作状态和所述车 辆的行驶条件来控制所述调节装置的控制装置。
根据上述动力传递装置，可以通过控制调节装置来控制从泵中排出的 流体的流量，且可以控制动力传递装置的输入侧和输出侧之间的转速差。 因此，该轴向活塞泵可以用作启动装置。
如上所述，根据本发明，活塞的行程量可以通过分别使用在各自的凸 轮面上具有不同的不规则差异的固定凸轮部件和可动凸轮部件而改变。结 果，泵容积可以才艮据情况而变化。


将在下面参考附图对本发明实施例的详细说明中说明本发明的特征、
优点及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，附图中 图l是示出简化的车辆的动力传动路径和其它元件的原理图，该车辆
设有动力传递装置，该动力传递装置结合有涉及本发明实施例的泵； 图2是示出图1中泵的主要部分的纵剖视图； 图3是沿着图2中所示箭头III方向的示意图4是示出泵的涉及与润滑油流动相关的元件的纵剖视图，该元件在 图2中示出；
图5是示出沿着图4中的线V-V的截面的水平剖视图； 图6是示出沿着图4中的线VI-VI的截面的水平剖视图7是示出沿着图4中的线vn-vn的截面的水平剖视图8是示出沿着图4中的线VDM1的截面的水平剖视图； 图9是示出沿着图4中的线K-1X的截面的水平剖视图； 图IO是示出沿着图4中的线X-X的截面的水平剖碎见图； 图ll是示出沿着图4中的线XI-XI的截面的水平剖视图； 图12是示出沿着图4中的线XD-XII的截面的水平剖视图。
具体实施例方式
下面将参考附图更详细地说明本发明的实施例。
图l是示出简化的车辆动力传动路径和其它元件的原理图，该车辆设 有动力传递装置，该动力传递装置结合有涉及本发明实施例的轴向活塞泵。 车辆1设有内燃机2作为其行驶用动力源。内燃机2的输出转矩被输入至 容纳在箱体3内的动力传递装置4,然后在进行了档位变换和其它各种操 作后被传递至驱动轮12。动力传递装置4构造成使得经由緩冲机构5传递 至输入轴6的转矩经由泵7、前进/倒退转换装置8、无级变速器9、传动装 置10和末级减速齿轮11传递至驱动轮12。车辆1设有用作用于控制整个 车辆1的计算机的电子控制单元(ECU) 110，和用于在来自于ECU 110
的输出信号基础上控制动力传递装置4的液压元件的液压控制装置120。
泵7既具有用作液压源的油泵功能，又具有用作车辆1的启动装置的 动力传递功能。该泵7构造成多行程型轴向活塞泵，其能够通过凸轮单元 13使活塞14在输入轴6的轴线Axl方向上往复运动，且能够在凸轮单元 13的每次旋转中使活塞14至少往复运动两次，凸轮单元13用作能够与用 作驱动轴的输入轴6 —体旋转的凸轮装置。活塞14的旋转传递至共轴布置 在输入轴6外侧的中空连接鼓15。
前i^/倒退转换装置8设置在连接鼓15与无级变速器9的第一轴16之 间并在正转方向和反转方向之间切换第一轴16的旋转方向。前进/倒退转 换装置8具有行星齿轮机构17。该行星齿轮机构17具有与第一轴16 —体 旋转的太阳齿轮17a、与太阳齿轮17a共轴布置的齿圏17b、与太阳齿轮 17a和齿圏17b啮合的小齿轮17c、以及行星架17d，行星架17d保持小齿 轮17c围绕太阳齿轮17a从而使小齿轮17c能够围绕太阳齿轮17a旋转和 自转。前进/倒退转换装置8还具有将太阳齿轮17a和齿圏17b彼此连接或 分离该连接的离合器20，以及禁止行星架17d旋转和解除旋转禁止的制动 装置21。前ii/倒退转换装置8通过由离合器20将太阳齿轮17a和齿圏17b 彼此连接，在制动装置21允许行星架17d旋转的状态下，将第一轴16的 旋转方向切换到正转方向；并通过由离合器20使太阳齿轮17a和齿圏17b 之间的连接分离，在制动装置21禁止行星架17d旋转的状态下，将第一轴 16的旋转方向切换到反转方向。
无级变速器9构造成使用带的传统无级变速器。该无级变速器9改变 与第一轴16 —体旋转的主动带轮23的槽宽及与连接至传动装置10的第二 轴24—体旋转的从动带轮25的槽宽，以改变巻绕在带轮23、 25之间的带 26的巻绕直径。从而，第一轴16和第二轴24之间的转速比能够连续变化。 从无级变速器9输出的旋转由传动装置10、然后由末级减速齿轮ll减速， 然后输出至连接至驱动轮12的驱动轴27。
下面，将参考图2至12详细说明图1中所示的泵7。图2是示出泵7 主要部分的纵剖视图。注意图2示出泵7的元件的特征部分的截面，其中
由于泵7的可动元件在一个图中表示，这些可动元件的位置相对于轴线Axl 的方向在图中上半部分和下半部分之间不同。
如图2中所示，泵7具有容纳诸如凸轮单元13和活塞14之类元件的 泵壳体30。在泵壳体30中，输入轴6和连接鼓15被共轴支承成能够自由 旋转。如图2右侧所示，输入轴6和连接鼓15在轴承31布置在它们中间 的状态下彼此共轴接合，从而可以彼此相对旋转。中间件32用花键连接至 连接鼓15的外周并安装在该连接鼓15上，从而可与其一体地旋转。该中 间件32经由轴承33可旋转地支承于泵壳体30的开口部30a。输入轴6构 造为阶梯轴，其外径向着图2的左手侧逐步增大，且在输入轴6的中央形 成在轴线Axl方向(下文中称为"轴向")上延伸并向左开口的油孔35。 用于将油引入预定位置的阶梯轴形式的引导件36共轴嵌合在油孔35中。 注意，作为润滑油的油通过供给通路101供应到输入轴6和连接鼓15之间。 供给通路101由插入到引导件36中央的供油管100和输入轴6的油孔35 而构成。作为润滑油供应的油被引向动力传递装置4的各个部件。
凸轮单元13设置在输入轴6外周上从而可与输入轴6 —体旋转。由凸 轮单元13驱动的活塞14插入到缸体40的缸室41内从而能够往复运动， 缸体40与输入轴6共轴布置。在凸轮单元13和缸体40之间，在输入轴6 的外周上安装有旋转阀47，用于在从缸室41吸油和向缸室41排油之间切 换。在缸体40和输入轴6之间设置有承受径向负载的轴承43。突出至缸 体40侧面一部分的轴套44安装在输入轴6上，而承受轴向负载的轴承45 设置在轴套44和缸体40的侧面之间。缸体40被制成可借助于这些轴承 43、 45而相对于输入轴6旋转。缸体40具有从缸体40的侧面向图2的右 手侧突出的突出部46。该突出部46用花键连接至与连接鼓15 —体旋转的 中间件32上。从而，缸体40可以与连接鼓15—体旋转，同时相对于输入 轴6旋转。
图3是沿着图2中所示箭头m方向的示意图。如图2和图3中所示， 凸轮单元13具有具有能够与辊子50接触的凸轮面52且在轴向上的移动 受限的固定凸轮部件51，辊子50用作可旋转地连接至活塞14的凸轮从动
件；具有能够与辊子50接触的凸轮面54且能够在轴向上移动的第一可动 凸轮部件53;具有能够与辊子50接触的凸轮面56且能够在轴向上移动的 第二可动凸轮部件55;以及能够使两个凸轮部件53、 55分别在轴向上移 动到预定位置并将这些凸轮部件53、 55限制于这些位置的移动装置57。 另外，在缸室41内设有用于将辊子50推压至凸轮面52、 54、 55上的施压 部件58，例如螺;旋弹簧，以使辊子50跟随各个凸轮部件51、 53、 55。这 些凸轮部件51、 53、 55共轴布置，固定凸轮部件51布置在最内侧，第二 可动凸轮部件53布置在最外侧，而第一可动凸轮部件53布置在两者中间。
如图2中所示，固定凸轮部件51用花键连接至输入轴6的外周，从而 相对于输入轴6不可转动并与输入轴6 —体旋转。输入轴6的径向向外突 出的突出部分6a限制固定凸轮部件51在轴向上从活塞14上分离，即向着 图2左手侧的移动。固定凸轮部件51还压入配合到输入轴6的外周上，从 而其向图2右手侧的移动也受限。注意，可通过为输入轴6提供止动环或 轴套而限制固定凸轮部件51在轴向上的移动。第一可动凸轮部件53在允 许第一可动凸轮部件53在轴向上移动的状态下用花键连接至固定凸轮部 件51，从而能够与输入轴6—体旋转。同样，第二可动凸轮部件55在允 许第二可动凸轮部件55在轴向上移动的状态下用花键连接至第一可动凸 轮部件53，从而能够与输入轴6—体旋转。
如图3中所示，固定凸轮部件51的凸轮面52在轴向上的不规则差异， 即升程量L1，小于其它凸轮部件53、 55的升程量L2、 L3。此外，第一可 动凸轮部件53的升程量L2小于第二可动凸轮部件55的升程量L3。从而， 在这些升程量Ll至L3之间建立了 L1<L2<L3的关系。活塞14的行程量 可以通过从这三个凸轮部件51、 53、 55中适当地选择一个凸轮部件以推入 辊子50 (活塞14)而相应地改变。换句话说，泵7的容积可以改变。
为了借助于凸轮部件推入辊子50，或者换句话说，为了使凸轮部件生 效，该特定凸轮部件需要在轴向上被限制到预定位置。在这点上，由于固 定凸轮部件51在轴向上移动受限，通过不把其它可动凸轮部件53、 55限 制到它们的位置(见图2中所示轴线Axl下侧的部分)中，使固定凸轮部
件51自动生效。
第一可动凸轮部件53的活动范围被设置为，使其能够在处于凸轮面 54的顶点54a位于固定凸轮部件51凸轮面52的顶点52a的位置P2上或 比位置P2靠后的假想线上的位置，与处于凸轮面54的最低部分54b位于 凸轮面52的最低部分52b的位置Pl上或比位置Pl靠前的实线上的位置 之间运动。如图2中所示，在第一可动凸轮部件53的活动范围内，其后退 运动由与输入轴6共轴布置成在轴向上无法移动的止动部件61限制，而第 一可动凸轮部件53的前进运动由固定凸轮部件51限制。如图3中所示， 第二可动凸轮部件55的活动范围被同样设置，使其能够在处于凸轮面56 的顶点56a位于位置P2上或比位置P2靠后的假想线上的位置，与处于凸 轮面56的最低部分56b位于位置Pl上或比位置Pl靠前的实线上的位置 之间运动。如图2中所示，在第二可动凸轮部件55的活动范围内，其后退 运动由与输入轴6共轴布置成在轴向上无法移动的止动部件62限制，而第 二可动凸轮部件55的前进运动由止动部件63限制，止动部件63在止动部 件61和止动部件63之间与输入轴6共轴布置成在轴向上不可移动。这些 止动部件61至63保持在输入轴6的突出部分6a和安装在输入轴6上的轴 套64之间，从而被禁止在轴向上运动。
移动装置57利用液压工作且具有用于将第一可动凸轮部件53移动 和限制到图3中实线所示位置的第一控制室71;用于将第二可动凸轮部件 55移动和限制到图3中所示位置的第二控制室72;和用于调节作为工作油 导向各个控制室71、 72的油的液压(压力)的油压调节装置73(见图1)。 这里，油与和本发明有关的流体相对应，而油压调节装置73与和本发明有 关的压力调节部相对应。第一控制室71设置在由第一可动凸轮部件53、 止动装置61和输入轴6围绕的区域中。第二控制室72设置在由第二可动 凸轮部件55、止动装置62和止动装置63围绕的区域中。如图1中所示， 油压调节装置73作为控制动力传递装置4各部分液压的液压控制装置120 的部件的一部分。设置在液压控制装置120中的油压调节装置73的适当操 作允许单独调节导入各个控制室71、 72的油的液压。在下文中与泵7所吸
入和所排出的油的流动一起，说明具有油压调节装置73的移动装置57的 油的流动。
图4是示出泵7涉及油流动的元件的纵剖视图，该元件在图2中示出。 图5至12是分别表示沿着图4中线V-V、线VI-VI、线VE-VII、线VflMl、
线IX-IX、线x-x、线xi-xi和线xn-xii的截面的水平剖;f见图。注意油的流动 在这些图中由箭头线表示。
如图4和5中所示，在缸体40中，在周向上以相等的间隔形成有十二 个缸室41，且每一缸室41均具有活塞14。在缸体40中形成有油路81。 每一油路81具有与各釭室41连通且在轴向开口的开口部81a。如图4和 图6至9中所示，在旋转阀47中沿着周向以相等的间隔交替形成十个吸入 口82和十个排出口83。在此实施例中，每一凸轮面52、 54、 56具有十个 凹陷部分和凸起部分，其数量与吸入口 82和排出口 83的数量相对应。每 一吸入口 82具有在轴向开口的开口部82a和在径向开口的开口部82b。每 一排出口 83也具有在轴向开口的开口部83a和在径向开口的开口部83b。 吸入口 82的开口部82a和排出口 83的开口部83a与缸体40的油路81的 开口部81a在径向上布置在相同位置，从而与开口部81a连通。从图4、 7 和9中可以看出，吸入口 82的开口部82b和排出口 83的开口部83b在轴 向上布置在不同4立置。具体地，吸入口 82的开口部82b i殳于开口部82b 能与形成在引导件36和输入轴6中的吸入通路84连通的位置上，而排出 口 83的开口部83b设于开口部83b能与形成在输入轴6和引导件36中的 排出通路85连通的位置上。
由于如上所述，旋转阀47的吸入口 82与吸入通路84连通而排出口 83与排出通路85连通，所以当缸体40根据缸体40和凸轮单元13之间的 旋转差而相对于^t转阀47旋转时，与缸体40的油路81的开口部81a连通 的口在吸入口 82和排出口 83之间依次变换。从而，当缸室41处于吸油行 程时，油经吸入通路84和吸入口 82被导入缸室41，而当缸室41处于排 油行程时，缸室41的油经排出口 83和排出通路85排出。
下面，说明油在移动装置57中的流动。如图4和图10至12中所示，移动装置57还具有用于将润滑油导入第一控制室71的第一导入通路91， 和用于将润滑油导入第二控制室72的第二导入通路92。如图4和11中所 示，第一导入通路91具有在引导件36中形成且在轴向延伸的纵向通路 91a，和在径向延伸并与纵向通路91a和第一控制室71连通的横向通路 91b。纵向通路91a在引导件36的左端开口并与形成在泵壳体30的内表面 上的第一控制通路93连通。横向通路91b形成在引导件36和输入轴6中。 另一方面，如图4和12中所示，第二导入通路92具有在引导件36中形成 且在轴向延伸的纵向通路92a，和在径向延伸并与纵向通路92a和第二控 制室72连通的横向通路92b。纵向通路92a在引导件36的左端开口并与 形成在泵壳体30的内表面上的第二控制通路94连通。注意，第二导入通 路92的纵向通路92a和第一导入通路91的纵向通路91a在引导件36左端 的开口位置在周向上不同，且这些纵向通路91a、 92a在由诸如0型密封 圏之类的密封装置密封的状态下与第一和第二控制通路93、94连通。结果， 笫一导入通路91的纵向通路91a仅与笫一控制通路93连通，而第二导入 通路92的纵向通路92a仅与第二控制通路94连通。
如图l和4中所示，油压调节装置73具有用于独立调节第一控制通路 93的液压和笫二控制通路94的液压的笫一控制阀96和第二控制阀97。第 一控制阀96能够在允许第一控制通路93和排出通路85之间连通的状态与 使第一控制通路93通向油盘115 (图1)的状态之间切换。第二控制阀97 能够在允许第二控制通路94和排出通路85之间连通的状态与使第二控制 通路94通向油盘的状态之间切换。从而，第一控制通路93通过第一控制 阀96与排出通路85连通，第一控制通路93的液压增大，且第一导入通路 91和第一控制室71被充满油。结果，第一控制室71的容积增大且第一可 动凸轮部件53被限制于有效位置(见图2中所示轴线Axl上方的部分及 图3)。此状态与和本发明有关的受限状态相对应。另一方面，当第一控 制通路93通过第一控制阀96通向油盘115时，第一控制通路93的液压减 小。结果，第一控制室71的液压减小且被限制于其有效位置的第一可动凸 轮部件53被释放(见图2中所示轴线Axl下方的部分及图3 )。此状态与
和本发明有关的释放状态相对应。同样在第二控制通路94中，当第二控制 通路94与排出通路85通过第二控制阀97而彼此连通时，第二控制通路 94的液压增大，且第二导入通路92和第二控制室72被充满油。结果，第 二控制室72的容积增大且第二可动凸轮部件55被限制于有效位置(见图 2中所示轴线Axl上方的部分及图3)。另一方面，当第二控制通路94通 过第二控制阀97通向油盘115时，第二控制通路94的液压减小。结果， 第二控制室72的液压减小而被限制于其有效位置的第二可动凸轮部件55 被释放(见图2中所示轴线Axl下方的部分及图3 )。
从而，通过借助于第一控制阀96和第二控制阀97将第一控制通路93 和第二控制通路94通向油盘115,使图2和3中所示的固定凸轮部件51 生效。而且，通过借助于第一控制阀96允许第一控制通路93和排出通路 85彼此连通，并借助于第二控制阀97使第二控制通路94通向油盘115， 使第一可动凸轮部件53生效。此外，通过借助于第一控制阀96使第一控 制通路93通向油盘115,并借助于第二控制阀97允许第二控制通路94和 排出通路85彼此连通，使第二可动凸轮部件55生效。注意在图3中所示 的实施例中，受限第二可动凸轮部件55的凸轮面56最低部分56b的位置 被设置为与受限第一可动凸轮部件53的凸轮面54最低部分54b的位置相 同或处于凸轮面54的最低部分54b的位置前方。由于该原因，通过允许第 一控制通路93和第二控制通路94借助于第一控制阀96和第二控制阀97 与排出通路85连通，可使第二可动凸轮部件55生效。从而，例如，通过 在保持第一可动凸轮部件53生效的同时允许第二控制通路94与排出通路 85借助于第二控制阀97彼此连通，可使第二可动凸轮部件55生效。结果， 可以很容易地控制使这些可动凸轮部件53、 55生效的操作的切换过渡。
当在待生效的凸轮之间变换时，在变换过程中禁止活塞14沿着两个以 上凸轮的凸轮面的行程。从而，图2中所示的固定凸轮部件51、第一可动 凸轮部件53和第二可动凸轮部件55构造成，使可动凸轮部件53、 55的轴 向刚度低于固定凸轮部件51的轴向刚度。轴向刚度表示凸轮部件51、 53、 55的尺寸在轴向上的改变程度，这种改变是由活塞14的负载造成的。具 体地，此实施例中说明的可动凸轮部件53、 55构造成，使得各可动凸轮部 件53、 55尺寸的改变程度大于固定凸轮部件51尺寸的改变程度。更具体 地，凸轮部件51、 53、 55如下构造。
如图2中所示，第一可动凸轮部件53具有承受活塞14的负载和第一 控制室71的负载的承载部分53a。该承载部分53a由杨氏模量小于构成固 定凸轮部件51承载部分51a的材料的杨氏模量的材料构成。承载部分51a 承受活塞14的负载和输入轴6的突出部分6a的负载(承受反作用力)。 另外，第一可动凸轮部件53构造成，承载部分53a的轴向厚度小于固定凸 轮部件51的承载部分51a的轴向厚度。而且，第一可动凸轮部件53构造 成，承载部分53a的力臂长于固定凸轮部件51的承载部分51a的力臂。承 载部分53a的力臂等于第一控制室71和凸轮面54之间在径向上的距离， 而承载部分51a的力臂等于突出部分6a和凸轮面52之间在径向上的距离。 以这种方式，第一可动凸轮部件53构造成刚度低于固定凸轮部件51的刚 度。注意，作为另一个实施例，用于相对于固定凸轮部件51，减小第一可 动凸轮部件53的材料的杨氏模量、减小其厚度和增大其力臂的方法中的至 少一个可以用在第一可动凸轮部件53上，以将第一可动凸轮部件53的刚 度降低到小于固定凸轮部件51的刚度。
第二可动凸轮部件55具有用于承受活塞14的负载和第二控制室72 的负载的承载部分55a。该承载部分55a由杨氏模量小于构成固定凸轮部 件51承载部分51a的材料的杨氏模量的材料构成。从而，第二可动凸轮部 件55构造成刚度小于固定凸轮部件51的刚度。注意，与上面所述的情况 相同，用于将承栽部分55a的轴向厚度减小至小于承载部分51a的轴向厚 度和将承载部分55a的力臂增大至大于承载部分51a的力臂的方法中的至 少一个可以用在第二可动凸轮部件55上，以将第二可动凸轮部件55的刚 度降低到小于固定凸M件51的刚度。
由于在使凸轮生效的变换过程中禁止活塞14沿着两个以上凸轮的凸 轮面的行程，所以可以防止缸室41的液压波动。
由于如图2中所示，第一控制室71和第二控制室72构造成与输入轴
6 —体旋转，输入轴6的旋转在第一控制室71和第二控制室72的油中产 生离心力，从而产生离心液压。从而，移动装置57还具有用于防止第一可 动凸轮部件53和笫二凸轮部件55与控制命令相反而由该离心液压驱动的 第一取消室75和第二取消室76。油通过如图4和10中所示的形成在引导 件36和输入轴6上的取消通路99提供至第一取消室75和第二取消室76。
回到图1，下面说明动力传递装置4的各部分的控制。动力传递装置4 由ECU110和液压控制装置120控制。反映内燃机2的工作状态和车辆1 的行驶状态的各种参数被输入至ECU110。例如，内燃机2的转速从曲柄 角度传感器111输入，而车辆1的行驶速度从车速传感器112输入。基于 这些参数，ECU 110输出用于控制内燃机2的信号和用于控制液压控制装 置120的信号。除了具有第一控制阀96和第二控制阀97的油压调节装置 73外，液压控制装置120还具有如下所述的流量调节阀113等。液压控制 装置120基于来自ECU110的输出信号控制这些阀，从而控制动力传递装 置4的泵7、前进/倒退转换装置8和无级变速器9的工作。
关于泵7的工作控制，液压控制装置120基于来自ECU110的输出信 号控制图4中所示的第一控制阀96和第二控制阀97，从而选择适于当前 状况的凸轮部件。例如，通过根据在车辆1行驶时内燃机2的负载来控制 第一控制阀96和第二控制阀97,单独使用固定凸轮部件51、第一可动凸 轮部件53和笫二可动凸轮部件55。结果，泵7的容积可以根据内燃机2 的工作状态和车辆1的行驶状态而改变，且泵7的能量损失可以降低。另 外，由于当车辆1启动时与内燃机2相连的输入轴6的转速和与驱动车轮 12相连的连接鼓15的转速之间的显著差异(旋转差)，吸入缸室41的油 的流速增大，因而吸油阻力增大，这易于阻碍辊子50沿着凸轮面运动。即 使在这样的情况下，通过使具有较小升程量的固定凸轮部件51生效，也可 以防止油的流速增大，且可以确保辊子50相对于凸轮面的随动能力。而且， 在难以在发动机启动后立即获得足够的液压的情况下，当车辆停止时输入 轴6和连接鼓15之间的旋转差显著。但是，在不向第一控制室71和第二 控制室72提供液压的情况下，使具有较小升程量的固定凸轮部件51自动
生效。从而，即使在这种情况下也能确保辊子50相对于凸轮面的随动能力。
如图1中所示，泵7的排出通路85设有用于调节从泵7排出的油的流 量的调节阀113。在车辆启动时，流量调节阀113工作以调节从泵7排出 的油的流量，从而能够控制泵7的输出侧，即连接鼓15的转速。这样，可 使泵7用作启动装置。
前ii/倒退转换装置8和无级变速器9以与现有技术中相同的方式净皮控 制。具体地，关于前^/倒退转换装置8的控制，ECU110基于来自于用于 检测车辆1的变速杆位置的变速位置传感器(未示出)的信号来检测前进 或后退请求，并控制离合器20和制动装置21，以实现该请求。关于无级 变速器9的控制，ECU110控制主动带轮23和从动带轮25的槽宽，从而 获得与内燃机2的转速和车辆1的车速成比例的适当传动齿轮比。
本发明不限于上述实施例，从而在本发明的范围内可能有各种类型的 变化。动力传递装置不是根据本发明实施例的泵的唯一应用对象。从而， 根据本发明的泵可以用于各种目的。虽然在上述实施例中凸轮单元13位于 输入侧而缸体40 (活塞14)位于输出侧，但本发明也可以在凸轮单元13 位于输出侧而缸体40 (活塞14)位于输入侧的实施例中来实施。
此外，两个可动凸轮部件53、 55被描述为根据本发明的可动凸轮部件 的例子，但可动凸轮部件的数量没有限制。从而，本发明可实现为具有一 个或三个以上可动凸轮部件的泵。
权利要求
1. 一种轴向活塞泵(7)，所述轴向活塞泵使用与驱动轴(6)一体旋转的凸轮装置(13)来使设置在缸室(41)内的活塞(14)在所述驱动轴(6)的轴向上往复运动，其特征在于所述凸轮装置(13)具有:固定凸轮部件(51)，所述固定凸轮部件具有能够与连接至所述活塞(14)的凸轮随动件接触的凸轮面(52)且与所述驱动轴(6)一体旋转，所述固定凸轮部件(51)在所述轴向上的移动被限制；以及可动凸轮部件(53，55)，所述可动凸轮部件具有能够与所述凸轮随动件接触的凸轮面(54，56)且与所述驱动轴(6)一体旋转，所述可动凸轮部件(53，55)在所述轴向上的移动被允许，所述固定凸轮部件(51)的所述凸轮面(52)在所述轴向上的不规则差异与所述可动凸轮部件(53，55)的所述凸轮面(54，56)在所述轴向上的不规则差异彼此不同。
2. 根据权利要求l所述的轴向活塞泵(7)，其特征在于， 在所述凸轮装置(13 )中，所述固定凸轮部件(51)的所述凸轮面(52 )的不MJH差异小于所述可动凸轮部件(53， 55)的所述凸轮面(54， 56) 的不规则差异。
3. 根据权利要求1或2所述的轴向活塞泵(7 )，其特征在于 所述凸轮装置(13)还具有在受限状态和释放状态之间切换的凸轮生效装置(71， 72, 73)，在所述受限状态，所述可动凸轮部件(53， 55) 在所述轴向上被限制于有效位置，在所述有效位置中所述凸轮随动件能够 跟随所述可动凸轮部件(53, 55)的所述凸轮面(54， 56),在所述释i文 状态，所述可动凸轮部件(53， 55)被限制于所述有效位置的限制被解除。
4. 根据权利要求3所述的轴向活塞泵(7)，其特征在于 所述凸轮生效装置(71， 72， 73)具有控制室(71, 72)和压力调节部(73)，流体,皮导入所述控制室以便使所述可动凸轮部件(53， 55)移 动到并限制于所述有效位置，所述压力调节部能够调节所述控制室(71， 72)内的压力从而使所述可动凸轮部件(53, 55)在所述受限状态和所述 释放状态之间切换，所述压力调节部(73)使用从所述缸室(41)排出的 流体来调节所述控制室(71， 72)内的压力。
5. 根据权利要求3所述的轴向活塞泵(7)，其特征在于 所述凸轮生效装置(71， 72， 73)还具有止动部件(61， 62， 63)，所述止动部件用于调节所迷可动凸轮部件(53, 55)的移动，使得被限制 于所述有效位置的所述可动凸轮部件(53， 55)的所述凸轮面(54, 56) 的最下方部分的位置与所述固定凸轮部件(51)的所述凸轮面(52)最下 方部分的位置对齐，或者到达比所述固定凸轮部件(51)的所述最下方部 分的位置更靠近所述活塞(14)的位置。
6. 根据权利要求3所述的轴向活塞泵(7 )，其特征在于 所述可动凸轮部件(53， 55)的轴向刚度小于所述固定凸轮部件(51)的轴向刚度。
7. 根据权利要求6所述的轴向活塞泵(7)，其特征在于 所述可动凸轮部件(53， 55)的承载部分(53a， 55a)的力臂长于所述固定凸轮部件(51)的承载部分(51a)在所述轴向上的力臂。
8. 根据权利要求6所述的轴向活塞泵(7),其特征在于 形成所述可动凸轮部件(53， 55)的材料的杨氏模量小于形成所述固定凸轮部件(51)的材料的杨氏模量。
9. 根据权利要求6所述的轴向活塞泵(7 ),其特征在于 所述可动凸轮部件(53， 55)的承载部分(53a， 55a)的轴向厚度小于所述固定凸轮部件(51)的承载部分(51a)的轴向厚度。
10. —种动力传递装置，所述动力传递装置设置在车辆(1)的行驶 用动力源(2)和驱动轮(12)之间的动力传递路径内，其特征在于包括驱动轴(6)，所述动力传递路径的输出侧和输入侧之一连接至所述驱 动轴；从动轴(15),所述从动轴与所述驱动轴(6)共轴布置，并且所述动 力传递路径的输出侧和输入侧中的另 一个连接至所述从动轴； 与所述驱动轴(6) —体旋转的凸轮装置(13);缸体(40),所述缸体内形成有在所述驱动轴(6)的轴向上延伸的缸 室(41),并且所述缸体能够与所述从动轴(15) —体旋转；活塞(14),所述活塞被插入所述缸室(41)且往复运动；以及轴向活塞泵(7)，所述轴向活塞泵能够通过所述凸轮装置(13)使所 述活塞(14)在所述轴向上往复运动，并使吸入所述缸室(41)的流体从 所述缸室(41)排出，其中所述凸轮装置(13)具有固定凸轮部件(51),所述固定凸轮部件 具有能够与连接至所述活塞(14)的凸轮随动件接触的凸轮面(52)且能 够与所述驱动轴(6) —体旋转，所述固定凸轮部件(51)在所迷轴向上的 移动^皮限制；可动凸轮部件(53， 55)，所述可动凸轮部件具有能够与所 述凸轮随动件接触的凸轮面(54， 56 )且能够与所述驱动轴(6 ) —体旋转， 所述可动凸轮部件在所述轴向上的移动被允许；以及凸轮生效装置(71, 72， 73)，所述凸轮生效装置使用从所述缸室(41)排出的流体来在受限 状态和释放状态之间切换，在所述受限状态，所述可动凸轮部件(53， 55) 在所迷轴向上被限制于有效位置，在所述有效位置中所述凸轮随动件能够 跟随所述可动凸轮部件(53， 55)的所述凸轮面(54， 56),在所述释放 状态，所述可动凸轮部件(53， 55)被限制于所述有效位置的限制被解除， 所述固定凸轮部件(51)的所述凸轮面(52)在所述轴向上的不规则差异 小于所述可动凸轮部件(53, 55)的所述凸轮面(54， 56)在所述轴向上 的不规则差异。
11. 根据权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于还包括 无级变速器(9)，所述无级变速器设置在所述动力传递路径内且具有带(26)。
12. 根据权利要求10或11所述的动力传递装置，其特征在于还包括 调节装置(120)，所述调节装置用于调节从所述釭室(41)排出的流体的流量；和控制装置(ill),所述控制装置用于基于所述行驶用动力源(2)的 工作状态和所述车辆(1)的行驶状态来控制所述调节装置(120)，
全文摘要
本发明涉及一种轴向活塞泵及具有轴向活塞泵的动力传递装置。多行程型轴向活塞泵(7)使用与输入轴(6)一体旋转的凸轮单元(13)，使设置在缸室(41)内的活塞在轴向(Ax1)往复运动。该凸轮单元(13)具有具有能够与辊子(50)接触的凸轮面且能够与输入轴(6)一体旋转的固定凸轮部件(51)，该固定凸轮部件(51)在轴向上的运动受限制；及具有能够与辊子(50)接触的凸轮面且能够与输入轴一体旋转的两个可动凸轮部件(53，55)，这些可动凸轮部件(53，55)在轴向上的运动被允许。固定凸轮部件(51)的凸轮面(52)的不规则差异小于可动凸轮部件(53，55)的凸轮面(54，56)的不规则差异。从而，提供了能够改变泵容积的轴向活塞泵和具有该轴向活塞泵的车辆动力传递装置。
文档编号F04B1/12GK101377189SQ20081021251
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月31日
发明者桑原信也, 盐人广行, 藤吉直志 申请人:丰田自动车株式会社