JPH0124941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、定容量型油圧ポンプと、可変容量型
油圧モータとの組合せよりなる油圧式無段変速装
置、詳しくは入力軸に結合されたポンプシリンダ
にその回転中心を囲む環状配列の多数のポンププ
ランジヤを摺合してなる油圧ポンプと、出力軸に
連なり前記ポンプシリンダを同心上で囲繞するよ
う配設されたモータシリンダにその回転中心を囲
む環状配列の多数のモータプランジヤを摺合して
なる油圧モータとの間に油圧閉回路を形成し、前
記モータシリンダに、それとポンプシリンダとの
相対回転に伴い各ポンププランジヤに往復動を与
えるポンプ斜板を固設し、また固定のミツシヨン
ケースに、前記モータシリンダの回転に伴い各モ
ータプランジヤに往復動を与え、且つその往復動
ストロークを任意に調節し得るモータ斜板を傾動
自在に枢支したものに関する。

かかる変速装置において、各モータプランジヤ
の外端に、モータ斜板に滑接するモータシユーを
首振り自在に連結し、これらシユーの背面に共通
の座板を重ね、その座板の背面に摺動自在に当接
する押え板を、モータ斜板を支持する斜板ホルダ
に固着し、モータシリンダ内の圧力変動によりモ
ータプランジヤの推力が急減してもモータシユー
が浮き上がるのを防止するようにしたものが知ら
れているが、モータシユー、座板および押え板の
三者を常に当接関係に保つことは加工精度上極め
て困難であることから、モータシユーの満足すべ
き浮き上がり防止効果を得ることは実際上容易で
はない。

本発明は上記に鑑み提案されたもので、前記モ
ータシユーの浮き上がりおよび振動を効果的に抑
制し、しかも前記各モータプランジヤに無用な側
圧が加わることを防止することができるようにし
た前記油圧式無段変速装置を提供することを目的
とする。

以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、１は長手方向に分割された二つのケース
半体１ａ，１ｂを結合してなるミツシヨンケース
で、それに装備される変速装置は油圧ポンプＰと
油圧モータＭとより構成される。

油圧ポンプＰは、入力軸２に中心部をスプライ
ン結合部３されたポンプシリンダ４と、そのポン
プシリンダ４にその回転中心を囲むように設けら
れた環状配列の多数のシリンダ孔５，５…にそれ
ぞれ摺合した多数のポンププランジヤ６，６…と
を有し、入力軸２には図示しないエンジンからの
動力がフライホイール７を介して伝達される。一
方、油圧モータＭは、ポンプシリンダ４を同心上
で囲繞してそれと相対的に回転し得るように配設
されたモータシリンダ８と、そのモータシリンダ
８にその回転中心を囲むように設けられた環状配
列の多数のシリンダ孔９，９…それぞれ摺合した
多数のモータプランジヤ１０，１０…を有する。

モータシリンダ８の軸方向両端面には一対の支
軸１１，１１′が突設されており、一方の支軸１
１がボールベアリング１２を介して右ケース半体
１ｂの端壁に、また他方の支軸１１′はニードル
ベアリング１３を介して左ケース半体１ａの端壁
にそれぞれ支持される。そして一方の支軸１１の
外端に、モータシリンダ８と共にボールベアリン
グ１２のインナレース１２ａを挾持する止環１４
が係止され、またそのアウタレース１２ｂの外周
外端部に係止した別の止環１５が右ケース半体１
ｂの端壁外面の環状凹部１６に係合され、さらに
アウタレース１２ｂの外端に当接する押え板１７
がボルト１８により右ケース半体１ｂに着脱可能
に固着され、かくしてボールベアリング１２およ
び支軸１１の右ケース半体１ｂに対する軸方向移
動が阻止される。

他方の支軸１１′は歯車１９を一体に形成され
て出力軸とされ、油圧モータＭの出力は上記歯車
１９から取出され、中間歯車２０を介して差動歯
車装置２１へと伝達されるようになつている。

モータシリンダ８の内側には、各ポンププラン
ジヤ６に対し一定角度傾斜したポンプ斜板２２が
固定されており、このポンプ斜板２２の傾斜面に
滑接するポンプシユー６ａが各ポンププランジヤ
６外端に首振り自在に付設される。かくして、ポ
ンプ斜板２２はポンプシリンダ４の回転に伴い各
ポンププランジヤ６に往復動を与えて吸入および
吐出行程を繰返させることができる。

ミツシヨンケース１にはモータシリンダ８の出
力軸１１′近傍を囲繞する斜板ホルダ２４がその
両外側面から突出する一対のトラニオン軸２４ａ
を介して傾動自在に枢支されており、各モータプ
ランジヤ１０の外端に対向するモータ斜板２３が
上記斜板ホルダ２４に嵌着される。したがつて、
モータ斜板２３は斜板ホルダ２４と共にトラニオ
ン軸２４ａ周りに傾動してモータシリンダ８の軸
線に対る傾斜角度を任意に変えることができる。

またモータ斜板２３の傾斜面には一体の円環状
モータシユー７０が支承される。このモータシユ
ー７０は、その外周面をラジアルベアリング７１
を介して斜板ホルダ２４に支持され、またシユー
７０背面の外周段部７０ａは、斜板ホルダ２４に
ボルト７２で固着した押え板７３によりスラスト
ベアリング７４を介して押圧され、これによりモ
ータシユー７０は常に定位置で回転してモータ斜
板２３上を摺動することができる。

モータシユー７０にはモータプランジヤ１０，
１０…がすべて揺動自在の連接杆７５を介して連
接される。即ち、各モータプランジヤ１０は、そ
の外端面に開口する円筒状の有底孔７６を有し、
その孔７６に挿入された連接杆７５は、その内端
のボールジヨイント７５ａを介してモータプラン
ジヤ１０に首振り自在に連結され、また連接杆７
５は有底孔７６外に長く突出し、その外端のボー
ルジヨイント７５ａを介してモータシユー７０と
も首振り自在に連結させる。

またモータシユー７０は自在継手７７を介して
モータシリンダ８に連結される。自在継手７７
は、モータシリンダ８の適所外周にスプライン結
合７８した継手内輪７９と、この継手内輪７９と
モータシユー７０との間に介在する環状の自在リ
ンク８０とより構成されて、自在リンク８０は一
対の枢軸８１，８１を介して継手内輪７９に、ま
た他の一対の枢軸８２，８２を介してモータシユ
ー７０にそれぞれ揺動自在に連結される。その
際、枢軸８１，８１と枢軸８２，８２とは自在リ
ンク８０の互いに直交する２本の直径線上にそれ
ぞれ配置される。８３，８４はそれぞれ枢軸８
１，８２のためのベアリングである。

而して、モータシリンダ８から継手内輪７９を
回転すれば、その回転トルクは枢軸８２，８２を
介して自在リンク８０に伝達し、自在リンク８０
はモータ斜板２３の傾斜に応じて揺動しながら回
転し枢軸８１，８１を介してモータシユー７０に
回転トルクを伝達するので、モータシユー７０は
モータシリンダ８に同期して回転する。かくして
モータ斜板２３は、モータシリンダ８の回転に伴
いモータシユー７０および連接杆７５を介して各
モータプランジヤ１０に往復動を与えて膨脹およ
び収縮行程を繰返させることができる。

その際モータプランジヤ１０のストロークはモ
ータ斜板２３を各モータプランジヤ１０に対し垂
直となる直立位置から図示の最大傾斜位置へ傾動
することにより零から最大に無段階に調節するこ
とができる。

油圧ポンプＰと油圧モータＭ間には後述する分
配盤Ｄおよび分配環２５を介して油圧閉回路が形
成される。而して、入力軸２よりポンプシリンダ
４を回転したとき、吐出行程のポンププランジヤ
６を収容するシリンダ孔５から吐出される高圧の
作動油が膨脹行程のモータプランジヤ１０を収容
するシリンダ孔９に給送される一方、収縮行程の
モータプランジヤ１０を収容するシリンダ孔９か
ら排出される作動油が吸入行程のポンププランジ
ヤ６を収容するシリンダ孔５に還流し、その間、
吐出行程のポンププランジヤ６がポンプ斜板２２
を介してモータシリンダ８に与える反動トルク
と、膨脹行程のモータプランジヤ１０がモータ斜
板２３から受ける反動トルクとの和によつてモー
タシリンダ８は回転される。

モータシリンダ８の作動中、モータ斜板２３の
傾きに起因して、連接杆７５の両端のボールジヨ
イント７５ａ，７５ｂの各中心の回転軌跡は同一
円筒面に収まらないから、両回転軌跡のずれに応
じて連接杆７５はモータプランジヤ１０の有底孔
７６内でボールジヨイント７５ａを支点として揺
動し、その揺動はモータプランジヤ１０に何等拘
束されない。そして、モータプランジヤ１０群の
略半数は常に膨脹行程にあつてそれら背面側のモ
ータ油室の高い油圧により連接杆７５を介して円
環状モータシユー７０の半周部分をモータ斜板２
３に対して押圧しているので、その押圧力はモー
タシユー７０の他の半周部分にも及ぶ。したがつ
てモータシユー７０の摺動面全体をモータ斜板２
３に対し常に押し付けらる結果、収縮行程側のモ
ータ油室に何等かの原因により急激な圧力低下が
起きてもモータシユー７０の一部がモータ斜板２
３から浮き上がることはない。

この場合、ポンプシリンダ４に対するモータシ
リンダ８の変速比は次式によつて与えられる。

変速比＝ポンプシリンダ４の回転数／モータシリンダ
８の回転数 ＝１＋油圧モータＭの容量／油圧ポンプＰの容量 上式から明らかなように、油圧モータＭの容量
を零から或る値に変えれば、変速比を１から或る
必要な値まで変えることができる。ところで、油
圧モータＭの容量はモータプランジヤ１０のスト
ロークにより決定されるので、モータ斜板２３を
前述のように直立位置から或る傾斜角まで傾動さ
せることにより変速比を１から或る値まで無段階
に調節することができる。モータ斜板２３の傾動
操作のために油圧サーボモータS₁がミツシヨンケ
ース１に設けられている。

モータシユー７０は前面にモータプランジヤ１
０，１０…と同数の油圧ポケツト８５を有し、こ
の油圧ポケツト８５をモータシリンダ８内の油室
に連通させるために、モータプランジヤ１０、連
接杆７５およびモータシユー７０に一連の通孔８
６，８７，８８が穿設される。したがつて、モー
タシリンダ８の作動中には、その内部の圧油が油
圧ポケツト８５に供給され、そしてその圧油は、
モータプランジヤ１０からモータシユー７０に加
わる推力を支承するようにモータシユー７０に圧
力を及ぼすので、モータシユー７０とモータ斜板
２３との接触圧力を低減させ、同時にモータシユ
ー７０とモータ斜板２３との摺動面を潤滑するこ
とができる。

モータシリンダ８は、その軸方向に分割された
第１〜４部分８ａ〜８ｄより構成され、第１部分
８ａには前記支軸１１′およびポンプ斜板２２が
設けられ、また第２部分８ｂには前記シリンダ孔
９のうちモータプランジヤ１０の摺動を案内する
軸受孔９ａが設けられ、また第３および第４部分
８ｃ，８ｄには前記シリンダ孔９のうち軸受孔９
ａより若干大径の一連の油室孔９ｂが設けられ、
そして第３部分８ｃは分配盤Ｄを構成している。

第１部分８ａは第２部分８ｂとの対向端部に連
結フランジ２６を一体に有し、そのフランジ２６
がそれに対向する第２部分８ｂの端面の位置決め
孔２７に密合されると共に複数本のボルト２８に
より第２部分８ｂに固着される。また第２、第３
および第４部分８ｂ，８ｃ，８ｄは、それらの各
接合部にノツクピン２９，３０を嵌入して相互に
位置決めされると共に複数本のボルト３１により
一体的に結合される。

前記入力軸２は、その外端部をニードルベアリ
ング３２を介して前記支軸１１′の中心部に、ま
たその内端部をニードルベアリング３３を介して
前記分配盤Ｄの中心にそれぞれ支持される。

入力軸２とポンプシリンダ４の対向周面間には
それらの前記スプライン結合部３に隣接して環状
ばね室５６が形成されており、該室５６に圧縮ば
ね５７が収容され、このばね５７は、その右端を
ポンプシリンダ４に係止した座板５８に、またそ
の左端を入力軸２に係止した座板５９にそれぞれ
弾発的に当接させる。一方、入力軸２の、ポンプ
シリンダ４の左端面から突出した部分にはモータ
シリンダ８の内端面に対向するストツパ板６０が
係止され、それらの対向面間にニードルスラスト
ベアリング６１が介装される。したがつて前記ば
ね５７の弾発力は座板５８を介してポンプシリン
ダ４を分配盤Ｄに圧接して、それらの回転摺動部
からの漏油を防止し、その弾発力の反力は座板５
９、入力軸２、ストツパ板６０およびニードルス
ラストベアリング６１を介してモータシリンダ８
に伝達して支持される。

前記押え板１７にはモータシリンダ８の支軸１
１を貫通する固定軸３５がピン３６を介して連結
されており、この固定軸３５の内端に、分配盤Ｄ
に接する分配環２５が偏心的に支持され、この分
配環２５によつてモータシリンダ８の第４部分８
ｄの中空部３７が内側室３７ａと外側室３７ｂと
に区画される。一方、分配盤Ｄには吐出および吸
入ポート３８，３９が穿設してあり、その吐出ポ
ート３８により吐出行程にあるポンププランジヤ
６のシリンダ孔５と前記内側室３７ａ間が連通さ
れ、また吸入ポート３９により吸入行程にあるポ
ンププランジヤ６のシリンダ孔５と前記外側室３
７ｂ間が連通される。また分配盤Ｄには多数の連
絡ポート４０，４０…が穿設されており、これら
によつてモータシリンダ８のシリンダ孔９，９…
が前記内側室３７ａまたは外側室３７ｂに連通さ
れる。

したがつてポンプシリンダ４の回転時、ポンプ
プランジヤ６の吐出行程により生成された高圧の
作動油を吐出ポート３８から内側室３７ａへ、さ
らにそれと連通状態にある連絡ポート４０を経て
膨脹行程のモータプランジヤ１０のシリンダ孔９
に流入してそのプランジヤ１０に推力を与え、一
方、収縮行程のモータプランジヤ１０により排出
される作動油は外側室３７ｂに連通する連絡ポー
ト４０および吸入ポート３９を介して吸入行程の
ポンププランジヤ６のシリンダ孔５に還流し、こ
のような作動油の循環により前述のような油圧ポ
ンプＰから油圧モータＭへの伝動が行われる。

前記固定軸３５は中心孔４１と、その側壁を貫
通する複数個（図では２個）の短絡ポート４２，
４３を有し、これら短絡ポート４２，４３の内端
は中心孔４１を介して前記内側室３７ａに連な
り、またそれらの外端は固定軸３５の外周溝４
４，４５を介して前記外側室３７ｂに連なり、そ
してこれら短絡ポート４２，４３は中心孔４１に
摺合するクラツチ弁４８の右動と左動により開閉
されるようになつている。即ちクラツチ弁４８が
右動位置にあるときは、短絡ポート４２，４３は
開放されて内外両側室３７ａ，３７ｂ間を連通
し、分配盤Ｄの吐出ポート３８から吐出される作
動油が直ちに吸入ポート３９に短絡して油圧モー
タＭへの作動油の給送が行われないので、油圧モ
ータＭを不作動にした、所謂クラツチ・オフ状態
となり、次にクラツチ弁４８を左動して短絡ポー
ト４２，４３を共に閉塞したときは、油圧ポンプ
ＰからモータＭへの作動油の循環作用が生起する
のでクラツチ・オンの状態となる。その間のクラ
ツチ弁４８の中間位置では、短絡ポート４２，４
３の開度に応じて作動油の循環が生起して半クラ
ツチ状態となる。

クラツチ弁４８の先端には弁杆５０が螺着さ
れ、その球状端部５０ａに傘状弁体５１が首振り
可能に連結され、この弁体５１は、クラツチ弁４
８がクラツチ・オンの位置を越えて左動したとき
吐出ポート３８を閉塞するように分配盤Ｄに密着
することができる。この弁体５１による吐出ポー
ト３８の閉塞はモータ斜板２３を直立状態にして
変速比を１：１にしたときに行うもので、これに
よりポンププランジヤ６を油圧的にロツクしてポ
ンプシリンダ４からポンププランジヤ６群および
ポンプ斜板２２を介してモータシリンダ８を機械
的に駆動することができ、したがつてモータプラ
ンジヤ１０のモータ斜板２３に与える推力が消失
し、その推力による各部の負担を軽減することが
できる。

前記クラツチ弁４８の摺動操作のために、固定
軸３５に油圧サーボモータS₂が設けられている。

左ケース半体１ａの外側には補給ポンプＦが装
備され、そのポンプは入力軸２により駆動され図
示しない油溜から油を吸入して一定圧力の作動油
を生成するようになつており、そしてこのポンプ
Ｆの吐出ポート５２は、入力軸２内の油路５３を
介し、さらに逆止弁５４，５５を介して分配盤Ｄ
の吐出ポート３８および、前記外側室３７ｂにそ
れぞれ連通している。したがつて油圧ポンプＰと
油圧モータＭの油圧閉回路から作動油が漏洩した
とき、その分を補給ポンプＦから自動的に補給す
ることができる。

以上のように本発明によれば、モータ斜板２３
の傾斜面に一体の円環状モータシユー７０を摺動
自在に支承し、このシユー７０に複数のモータプ
ランジヤ１０，１０…をそれぞれ揺動自在の連接
杆７５を介して連接し、前記モータシユー７０と
モータシリンダ８とを自在継手７７を介して連結
し、モータシリンダ８からモータシユー７０を同
期回転させるようにしたので、一部のモータプラ
ンジヤ１０に加わる高油圧によりモータシユー７
０全体をモータ斜板２３の傾斜面に押し付けるこ
とができ、したがつてモータシユー７０の浮き上
がりや振動が抑制されるため、モータシユー７０
およびモータ斜板２３の摩耗、損傷が極めて少な
く、またモータシユー７０の振動による騒音の発
生も、浮き上がりによる作動効率の低下もない。

しかも、常に揺動自在の連接杆７５はモータプ
ランジヤ１０に側圧を殆んど与えることなくモー
タ斜板２３とモータプランジヤ１０間の推力の授
受を効率良く行うことができ、したがつてモータ
プランジヤ１０はこじり現象を起すことなく常に
円滑に摺動して摩耗が少なく、動力の摩擦損失を
著しく減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断側面
図、第２図はその―線断面図である。 Ｍ…油圧モータ、Ｐ…油圧ポンプ、１…ミツシ
ヨンケース、２…入力軸、４…ポンプシリンダ、
６…ポンププランジヤ、８…モータシリンダ、１
０…モータプランジヤ、１１′…出力軸、２２…
ポンプ斜板、２３…モータ斜板、７０…モータシ
ユー、７５…連接杆、７７…自在継手。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸２に結合されたポンプシリンダ４にそ
   の回転中心を囲む環状配列の多数のポンププラン
   ジヤ６，６…を摺合してなる油圧ポンプＰと、出
   力軸１１′に連なり前記ポンプシリンダ４を同心
   上で囲繞するよう配設されたモータシリンダ８に
   その回転中心を囲む環状配列の多数のモータプラ
   ンジヤ１０，１０…を摺合してなる油圧モータＭ
   との間に油圧閉回路を形成し、前記モータシリン
   ダ８に、それとポンプシリンダ４との相対回転に
   伴い各ポンププランジヤ６に往復動を与えるポン
   プ斜板２２を固設し、また固定のミツシヨンケー
   ス１に、前記モータシリンダ８の回転に伴い各モ
   ータプランジヤ１０に往復動を与え、且つその往
   復動ストロークを任意に調節し得るモータ斜板２
   ３を傾動自在に枢支してなるものにおいて、前記
   モータ斜板２３の傾斜面に一体の円環状モータシ
   ユー７０を摺動自在に支承し、このモータシユー
   ７０に前記複数のモータプランジヤ１０，１０…
   をそれぞれ揺動自在の連接杆７５を介して連接
   し、前記モータシユー７０と前記モータシリンダ
   ８とを、それらが同期回転し得るように自在継手
   ７７を介して連結したことを特徴とする、油圧式
   無段変速装置。