JPH0212307B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、車両用油圧式変速機、特に斜板式油
圧ポンプを囲繞する斜板式油圧モータのモータシ
リンダに分配端壁が設けられ、その分配端壁に
は、該分配端壁との間に油室を画成すべく基本的
に中空円筒状の支軸が固設され、その支軸内に
は、前記分配端壁に摺接する分配環を先端に有す
る固定軸が挿入されて、その固定軸により前記油
室が、該固定軸及び支軸間の環状の低圧油室と、
該支軸及び分配端壁間の高圧油室とに画成され、
前記分配端壁が、前記油圧ポンプ及び油圧モータ
間、並びに前記高圧油室及び低圧油室間での作動
油の授受を行うべく構成され、前記油圧ポンプ及
び油圧モータ間が油圧閉回路をなして連結される
形式の変速機に関する。

(2) 従来の技術 従来、斯かる油圧式変速機において低圧油室の
シールは、その低圧油室に隣接して前記支軸の内
周面と固定軸の外周面との間に介装した接触式の
弾性シール部材、例えばシールリングにより行う
ようにしていた。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところが斯かる油圧式変速機では、車両減速時
に油圧モータがポンプ作用を生じ、その吐出によ
り油圧ポンプがモータとして回転しようとするこ
とにより、エンジンブレーキ効果が得られるので
あるが、特に高速走行時にそのような減速作用を
生じると、前記シール部材に高回転摩擦および高
油圧が働き、該シール部材の耐久性能上好ましく
ない。

そこでこのような問題を解決するために、前記
支軸および固定軸間に、少なくとも何れか一方と
の間に所定の間〓を有する非接触式シール部材を
設けることが考えられるが、その場合、車両の通
常の運転状態では問題はないのであるが、特に減
速運転時には次のような、この種油圧式変速機に
特有の問題を生じることを本発明者等は究明し
た。即、油温が上昇して作動油の粘度が低下する
と、前記間〓から漏洩する油量が増加するが、こ
のような漏洩油の増加は、前記低圧油室が低下で
ある車両の通常運転時には問題とならないもの
の、特に減速運転時には、本来高圧となるべき低
圧油室内に油圧の低下を招いてエンジンブレーキ
効果を損なうという問題を生じるのである。

本発明は上記に鑑み提案されたもので、上記問
題を全て解決し得る車両用油圧式変速機を提供す
ることを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 そして上記目的を達成するために本発明によれ
ば、斜板式油圧ポンプを囲繞する斜板式油圧モー
タのモータシリンダに分配端壁が設けられ、その
分配端壁には、該分配端壁との間に油室を画成す
べき基本的に中空円筒状の支軸が固設され、その
支軸内には、前記分配端壁に摺接する分配環を先
端に有する固定軸が挿入されて、その固定軸によ
り前記油室が、該固定軸及び支軸間の環状の低圧
油室と、該支軸及び分配端壁間の高圧油室とに画
成され、前記低圧油室に隣接して前記支軸の内周
面と前記固定軸の外周面との間にはシール部が設
けられ、前記分配端壁は、前記油圧ポンプ及び油
圧モータ間、並びに前記高圧油室及び低圧油室間
での作動油の授受を行うべく構成され、前記油圧
ポンプ及び油圧モータ間が油圧閉回路をなして連
結される車両用油圧式変速機において、前記シー
ル部は、前記固定軸及び支軸の何れか一方に一体
的に設けられると共に、その他方よりも熱膨張率
の大なる材料により、該他方との間に環状の微小
間〓を形成するように構成される。

(2) 作用 上記構成によれば、シール部は、その相手部材
たる固定軸または支軸に対して非接触状態に保持
されるから、摩耗劣化する虞れがない上、車両の
減速運転時に発生する低圧油室内の高油圧に耐え
得る高剛性の材料で形成することが可能となる。

また上記シール部の熱膨張によれば、油温が上
昇して作動油の粘度が低下するにつれ、前記微小
間〓を小さくして該間〓からの作動油の漏洩量を
極力少なくすることができるから、車両の特に減
速運転時においても上記作動油の漏洩に因る低圧
油室内の油圧低下が起こらず、従つて常に良好な
エンジンブレーキ効果が得られる。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、先ず本発明の第１実施例を示す第１図に
おいて、油圧式無段変速機Ｔと、前、後進歯車装
置Ｇとから車両用伝動装置が構成され、これら
Ｔ，Ｇはミツシヨンケース１内に収容される。

油圧式無段変速機Ｔは、定容量型斜板式油圧ポ
ンプＰと、可変容量型油圧モータＭとより構成さ
れる。

油圧ポンプＰは、左側に入力軸２、右端に支軸
３を突出させたポンプシリンダ４を有し、その入
力軸２は中応部で２分され、その両部分がスプラ
イン連結筒５を介して相互に軸方向にのみ移動可
能に連結され、そしてその先端部はミツシヨンケ
ース１の左側壁を貫通して外部に突出し、そこで
エンジンクランク軸Ｅに付設したフライホイール
６と連結される。

ポンプシリンダ４には多数の貫通段付シリンダ
孔７，７…が該シリンダ４の回転中心を囲む環状
配列に穿設され、図示例では各段付シリンダ孔７
は、左半分が大径孔７ｌ、右半分が小径孔７ｒと
され、それらの段差部が受圧部が受圧面８に形成
される。上記各段付シリンダ孔７には相対向する
大小一対のポンププランジヤ９ｌ，９ｒが摺合し
てそれらの間にポンプ油室７Ａを画成する。画プ
ランジヤ９ｌ，９ｒはそれぞれ底部を外端に向け
た有底円筒形をなし、大径ポンププランジヤ９ｌ
の中空部には両プランジヤ９ｌ，９ｒを互いに離
反方向に弾発するコイルばね１１が収容され、小
径ポンププランジヤ９ｒの中空部には、上記ばね
１１内に挿入されてその座屈を防止するばね案内
棒１０の基部が嵌着される。そのばね案内棒１０
はポンププランジヤ９ｌ，９ｒより比重の軽い材
料により成形されている。

一方、油圧モータＭは、ポンプシリンダ４を囲
繞する。それと同心のモータシリンダ１２を有
し、このモータシリンダ１２には多数の貫通シリ
ンダ孔１３，１３…が該シリンダ１２の回転中心
を囲む環状配列に穿設され、またその右端には分
配端壁１２ａが一体に形成される。上記各孔１３
には相向する同径一対のモータプランジヤ１４
ｌ，１４ｒが摺合してそれらの間にモータ油室１
３Ａを画成する。更にモータシリンダ１２の左、
右両端面には中空の出力軸１６および基本的に円
筒状の支軸１７がそれぞれボルト１５により固着
され、その出力軸１６は外周面をベアリング１８
を介してミツシヨンケース１の左端壁に支持さ
れ、その内周面ではベアリング１９，２０を介し
て前記入力軸２を支持する。また支軸１７は外周
面をベアリンク２１を介してミツシヨンケース１
の右端壁に支持される。モータシリンダ１２はそ
の内側でポンプシリンダ４の支軸３をベアリング
２２を介して支持し、そしてその支軸３端面と分
配端壁１２ａとを密接させる。支軸３の端部外周
にはモータシリンダ１２の内周面に接するシール
リング２３が嵌装される。

またモータシリンダ１２の内側には左方のポン
ププランジヤ９ｌ群および右方のポンププランジ
ヤ９ｒ群の各外端にそれらの軸線に対しそれぞれ
一定角度傾斜して当接する対称的配置の左右一対
のポンプ斜板２４ｌ，２４ｒがスラストおよびラ
ジアルベアリング２５ｌ，２６ｌ；２５ｒ，２６
ｒを介して支持される。而して各ポンプ斜板２４
ｌ，２４ｒはモータシリンダ１２との相対回転時
に、前記コイルばね１１と協働して各ポンププラ
ンジヤ９ｌ，９ｒ群に往復運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。

また油圧モータＭにおいて、左方のモータプラ
ンジヤ１４ｌ群および右方のモータプランジヤｒ
群の各外端にそれぞれ当接する左右一対のモータ
斜板２７ｌ，２７ｒが対称的に配置される。これ
らモータ斜板２７ｌ，１７ｒをスラストおよびラ
ジアルベアリング２８ｌ，２９ｌ；２８ｒ，２９
ｒを介してそれぞれ支持する斜板枠３１ｌ，３１
ｒはモータシリンダ１２の回転軸線と直交する軸
線をもつトラニオン軸（図示せず）をそれぞれ一
体に有し、それらの軸は、ミツシヨンケース１に
回転自在に支持されると共に、連動装置（図示せ
ず）を介して互いに連動連結される。而して両モ
ータ斜板２７ｌ，２７ｒは、各モータプランジヤ
１４ｌ，１４ｒ群に対し垂直となる直立位置から
図示の最大傾斜位置へ対称的に傾動でき、そして
それらの傾斜位置でモータシリンダ１２が回転す
るとき、各モータプランジヤ１４ｌ，１４ｒ群に
順次往復動を与えて膨張および収縮行程を繰返さ
せることができ、それらモータプランジヤ１４
ｌ，１４ｒの摺動ストロークはモータ斜板２７
ｌ，２７ｒの傾斜角度により決定される。

油圧ポンプＰと油圧モータＭとの間には次のよ
うにして油圧閉回路が形成される。即ちモータシ
リンダ１２の支軸１７に分配端壁１２ａが臨む油
室３８が形成され、その油室３８に、分配端壁１
２ａにそれぞれ穿設した多数の連結ポート３９，
３９…と各一つの吐出ポート４１および吸入ポー
ト４２とが開口し、吐出ポート４１の開口端はモ
ータシリンダ１２の回転中心線上に、連結ポート
３９，３９…の開口端は吐出ポート４１を囲む同
一円上に、また吸入ポート４２は連結ポート３９
群の外側にそれぞれ位置する。ミツシヨンケース
１に位置決めピン４３を介して位置決め固定され
た固定軸４４は支軸１７の外端より油室３８に突
入し、その突入端部に分配環４５がモータシリン
ダ１２の回転中心に対し一定量偏心して取付けら
れる。この分配環４５は分配端壁１２ａに摺接し
て油室３８を、固定軸４４及び支軸１７間の環状
の高圧油室３８ｈと、該支軸１７と分配端壁１２
ａ間の低圧油室３８ｌとに区分し、その高圧油室
３８ｈを介して前記吐出ポート４１と膨張行程の
モータ油室１３Ａに連なる連結ポート３９とが連
通し、低圧油室３８ｌを介して吸入ポート４２と
収縮行程のモータ油室１３Ａに連なる連絡ポート
３９とが連通する。一方、分配端壁１２ａに当接
するポンプシリンダ４の支軸３端面には、各ポン
プ油室７Ａに連なる多数の連絡ポート４７，４７
…が開口し、それらポートのうち、吐出行程のポ
ンプ油室７Ａに連なるものが前記吐出ポート４１
に、また吸入行程のポンプ油室７Ａに連なるもの
が前記吸入ポート４２にそれぞれ連通するように
なつている。

上記構成において、エンジンクランク軸Ｅの回
転により入力軸２を介してポンプシリンダ４が回
転されると、ポンププランジヤ９ｌ，９ｒの吐出
行程によりポンプ油室７Ａで生成される高圧油は
吐出ポート４１から高圧油室３８ｈへ、さらにそ
れと連通状態の連結ポート３９を経て膨張行程の
モータ油室１３Ａに流入してその油室に臨む対向
プランジヤ１４ｌ，１４ｒに推力を与え、一方、
収縮行程のモータプランジヤ１４ｌ，１４ｒによ
り排出される作動油は低圧油室３８ｌに連通する
連絡ポート３９および吸入ポート４２を介して吸
入行程のポンププ油室７Ａに還流する。この間、
吐出行程のポンププランジヤ９ｌ，９ｒがポンプ
斜板２４ｌ，２４ｒを介してモータシリンダ１２
に与える反動トルクと、膨張行程のモータプラン
ジヤ１４ｌ，１４ｒがモータ斜板２７ｌ，２７ｒ
から受ける反動トルクとの和によりモータシリン
ダ１２が回転され、その出力軸１６から出力され
る。

この場合、ポンプシリンダ４に対するモータシ
リンダ１２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１２の回転数＝１＋油圧モータＭの容量／
油圧ポンプＰの容量 上式より明らかなように、油圧モータＭの容量
を零から最大値まで変えれば、変速比を１から或
る必要な値まで変えることができ、そして油圧モ
ータＭの容量は対向モータプランジヤ１４ｌ，１
４ｒのストロークにより決定されるので、両モー
タ斜板２７ｌ，２７ｒを前述のように直立位置か
ら最大斜角まで傾動させることにより上記変速作
用を無段階に得ることができる。

固定軸４４は中空に形成されており、その側壁
には、高、低圧油室３８ｈ，３８ｌ間を連通し得
る短絡ポート５１が穿設され、そのポート５１を
開閉する円筒状のクラツチ弁５２が固定軸４４の
中空部に回転自在に嵌合される。クラツチ弁５２
は先端部側壁に制御溝５３を、また基端部に図示
しないクラツチ制御装置に連なる回動板５４をそ
れぞれ備え、その回動板５４の回動操作により制
御溝５３を短絡ポート５１に合致させて短絡ポー
ト５１を全開したときクラツチ・オフ状態・制御
溝５３を短絡ポート５１の位置からずらせて短絡
ポート５１を全閉りしたときクラツチ・オン状態
（図示状態）、短絡ポート５１を半開したとき半ク
ラツチ状態が得られる。即ち、クラツチ・オフ状
態では吐出ポート４１から高圧油室３８ｈに吐出
される作動油が短絡ポート５１を通して低圧油室
３８ｌ、したがつて吸入ポート４２に直ちに短絡
して油圧モータＭを不作動にし、またクラツチ・
オン状態では上記のような作動油の短絡が阻止さ
れ、油圧ポンプＰからモータＭへの作動油の循環
作用が生起し、通常の伝動が行われる。

クラツチ弁５２には、パイロツト弁５５により
操作される油圧サーボモータ５７が内蔵され、そ
のサーボピストン５８の先端部はクラツチ弁５２
の内径より小径の弁杆５８ａに形成されて高圧油
室３８ｈに突入し、その先端に吐出ポート４１に
対する閉塞弁５９が首振り可能に付設されてい
る。而してサーボピストン５８の左動により閉塞
弁５９を分配端壁１２ａに密着させれば吐出ポー
ト４１を閉じることができる。この閉塞はモータ
斜板２７ｌ，２７ｒを直立状態にして変速比を
１：１に制御したとき行うもので、これによりポ
ンププランジヤ９ｌ，９ｒ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９ｌ，９
ｒ群およびポンプ斜板２４ｌ，２４ｒを介してモ
ータシリンダ１２を機械的に駆動することがで
き、その結果、モータプランジヤ１４ｌ，１４ｒ
のモータ斜板２７ｌ，２７ｒに与える推力が消失
し、その推力による各部ベアリングの負荷が取り
除かれる。

第２図を併せて参照して、低圧油室３８ｌのシ
ールを果すために、該低圧油室３８ｌに隣接して
固定軸４４の外周面には、シール部６０が設けら
れる。このシール部６０は、リング状に形成され
たものを、固定軸４４の外周面に固着して成るも
のであり、固着構造としては嵌合、接着、圧着の
いずれであつてもよく、またメツキや溶射によつ
てシール部６０を形成してもよい。しかもこのシ
ール部６０の外面と支軸１７の内面との間には環
状の微小間隙６１が形成される。

ところで、同心状に配置された２つの部材間か
らの流体漏出量Ｑは、一般的に次式で与えられ
る。

Ｑ＝πdh³／12μ・ΔP／ｌ ここで、符号ｄは内方の部材の直径、符号ｈは内
外両部材間の間隔、符号ΔPはシールすべき部分
の圧力差、符号ｌはシール構造を施した部分の長
さ、符号μは流体粘度である。

上記式から明らかなように、作動油の油温が上
昇して粘度μが低下すると、漏出量Ｑが増大する
ものであり、この漏出量Ｑを低減するには、間隔
ｈを小さくすることが望まれる。

そこで、本発明に従えば、シール部６０が、支
軸１７より熱膨張率の大なる材料により形成され
る。そうすると、油温が上昇したときに、シール
部６０が支軸１７よりも大きな割合で径方向に膨
張し、微小間隙６１が小さくなる。これにより漏
出量Ｑの低減が可能となる。なお、微小間隙６１
は、必要なエンジンブレーキの効果に応じて設定
される。

再び第１図を参照して、前、後進歯車装置Ｇ
は、出力軸１６に固設された一対の駆動歯車７９
_１，７９₂を有し、一方の駆動歯車７９₂に噛合す
る被動歯車８０₁と、他方の駆動歯車７９₂に中間
歯車８１を介して噛合する被動歯車８０₂とが、
出力軸１６と平行にしてミツシヨンケース１に回
転自在に支承された副軸７８に回転自在に設けら
れる。両被動歯車８１₁，８１₂は各対向部に駆動
クラツチ歯輪８２₁，８２₂を一体に有し、それら
の間に副軸７８に固設した被動クラツチ歯輪８３
が配設され、このクラツチ歯輪８３はそれに常時
係合する環状のクラツチ部材８４を介してクラツ
チ歯輪８２₁または８２₂と選択的に連結すること
ができる。

さらに副軸７８には、図示しない差動装置に連
結した歯車（図示せず）が設けられており、クラ
ツチ部材８４の動作に応じて前記差動装置が車両
の前進方向および後進方向に切換えて駆動され
る。

次にこの実施例の作用について説明すると、シ
ール部６０は、支軸１７に接触しないので、車両
の高速走行時に減速作用を生じても、シール部６
０に高回転摩擦および高圧が作用することはな
く、耐久性能を向上することができる。しかも、
シール部６０と支軸１７との間の微小間隙６１
は、充分なエンジンブレーキ効果が得られるよう
に設定されるので、非接触式であつても充分なエ
ンジンブレーキを得ることができる。

また作動油の油温が上昇したときを想定する
と、微小間隙６１がより小さくなることにより、
作動油の粘度低下にも拘らず、充分なシール機能
が得られ、したがつてエンジンブレーキ効果の低
下が防止される。

第３図は本発明の第２実施例を示すものであ
り、上述の実施例とは逆に、固定軸４４よりも熱
膨張率の大なる材料により形成されたシール部６
２が固定軸４４の外周面との間に微小間隙６３を
形成して支軸１７の内面に設けられる。

第４図、第５図および第６図は、本発明の第
３、第４および第５実施例をそれぞれ示すもので
あり、第３実施例では固定軸４４に設けたシール
部６４の外周に複数の環状溝６５が設けられ、第
４実施例では自定軸４４に設けたシール部６０に
対向する部分で支軸１７の内面に複数の環状溝６
６が設けられ、第５実施例では固定軸４４に設け
たシール部６７に複数の環状突部６８が設けられ
るとともに、それらの環状突部６８に対応して支
軸１７の内面に複数の環状溝６７が設けられる。

このような第３〜第５実施例では、作動油の流
動抵抗が大となり、作動油の漏出がより一層低減
される。

第７図は本発明の第６実施例を示すものであ
り、固定軸４４は支軸１７よりも熱膨張率の大な
る材料で形成され、この固定軸４４には、支軸１
７の内面との間に環状の微小間〓７０を形成すべ
く、半径方向外方に突出したシール部７１が一体
的に設けられる。

第８図は本発明の第７実施例を示すものであ
り、第１実施例と同様のシール部６０に加えて、
支軸１７および固定軸４４間には軸受７２が介装
され、この軸受７２により支軸１７のたわみが防
止される。

第９図は本発明の第８実施例を示すものであ
り、二層構造したシール部７３が固定軸４４の外
面に設けられる。すなわち、シール部７３は、支
軸１７よりも熱膨張率の大なる内輪部分７４と、
支軸１７および内輪部分７４よりも熱膨張率の大
なる外輪部分７５とを、一体に結合して成るもの
であり、外輪部分７６の厚みの調節により、支軸
１７およびシール部７３間の微小間〓７６の変化
量を調節可能である。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、斜板式油圧ポン
プを囲繞する斜板式油圧モータのモータシリンダ
に分配端壁が設けられ、その分配端壁には、該分
配端壁との間に油室を画成すべく基本的に中空円
筒状の支軸が固設され、その支軸内には、前記分
配端壁に摺接する分配環を先端に有する固定軸が
挿入されて、その固定軸により前記油室が、該固
定軸及び支軸間の環状の低圧油室と、該支軸及び
分配端壁間の高圧油室とに画成され、前記低圧油
室に隣接して前記支軸の内周面と前記固定軸の外
周面との間にはシール部が設けられ、前記分配端
壁は、前記油圧ポンプ及び油圧モータ間、並びに
前記高圧油室及び低圧油室間での作動油の授受を
行うべく構成され、前記油圧ポンプ及び油圧モー
タ間が油圧閉回路をなして連結される車両用油圧
式変速機において、前記シール部は、前記固定軸
及び支軸の何れか一方に一体的に設けられると共
に、その他方との間に環状の微小間〓を形成する
ように構成されるので、上記シール部は、その相
手部材たる固定軸または支軸に対して非接触状態
に保持されるために、摩耗劣化する虞れがない
上、車両の減速運転時に発生する低圧油室内に高
油圧に耐え得る高剛性の材料で形成することが可
能となり、従つて該シール部の耐久性向上に大い
に寄与し得る。

また特に、固定軸及び支軸の一方に設けられる
上記シール部は、その固定軸及び支軸の他方より
も熱膨張率の大きな材料で形成されるので、油温
が上昇して作動油の粘度が低下するにつれ、前記
微小間〓を小さくして該間〓からの作動油の漏洩
量を極力少なくすることができ、従つて車両の特
に減速運転時においても上記作動油の漏洩に因る
低圧油室内の油圧低下が起こらず、常に良好なエ
ンジンブレーキ効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示
すものであり、第１図は車両用伝動装置の縦断側
面図、第２図は第１図の要部拡大断面図、第３
図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図お
よび第９図は本発明の第２、第３、第４、第５、
第６、第７および第８実施例の第２図に対応した
断面図である。 １２……モータシリンダ、１２ａ……分配端
壁、１７……支軸、３８……油室、３８ｈ……高
圧油室、３８ｌ……低圧油室、４４……固定軸、
４５……分配環、６０，６２，６４，６７，７
１，７３……シール部、６１，６３，７０，７６
……微小間〓、Ｍ……斜板式油圧モータ、Ｐ……
斜板式油圧ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 斜板式油圧ポンプＰの囲繞する斜板式油圧モ
   ータＭのモータシリンダ１２に分配端壁１２ａが
   設けられ、その分配端壁１２ａには、該分配端壁
   １２ａとの間に油室３８を画成すべく基本的に中
   空円筒状の支軸１７が固設され、その支軸１７内
   には、前記分配端壁１２ａに摺接する分配環４５
   を先端に有する固定軸４４が挿入されて、その固
   定軸４４により前記油室３８が、該固定軸４４及
   び支軸１７間の環状の低圧油室３８ｌと、該支軸
   １７及び分配端壁１２ａ間の高圧油室３８ｈとに
   画成され、前記低圧油室３８ｌに隣接して前記支
   軸１７の内周面と前記固定軸４４の外周面との間
   にはシール部６０，６２，６４，６７，７１，７
   ３が設けられ、前記分配端壁１２ａは、前記油圧
   ポンプＰ及び油圧モータＭ間、並びに前記高圧油
   室３８ｈ及び低圧油室３８ｌ間での作動油の授受
   を行うべく構成され、前記油圧ポンプＰ及び油圧
   モータＭ間が油圧閉回路をなして連結される車両
   用油圧式変速機において、前記シール部６０，６
   ２，６４，６７，７１，７３は、前記固定軸４４
   及び支軸１７の何れか一方に一体的に設けられる
   と共に、その他方よりも熱膨張率の大なる材料に
   より、該他方との間に環状の微小間〓６１，６
   ３，７０，７６を形成するように構成されたこと
   を特徴とする、車両用油圧式変速機。