JPH03103646A - プランジャ式油圧ユニットおよびこの油圧ユニットを用いた油圧機械式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧ポンプ、油圧モータ等として用いられる
プランジャ式油圧ユニットおよびこの油圧ユニットを用
いて構成された油圧機械式無段変速機に関する。

（従来の技術） プランジャ式油圧ポンプ、モータは従来から良く知られ
ており、これらを用いた油圧式無段変速機も従来から広
く用いられている。

例えば、特開昭８１−１５３０６７号公報や、米国特許
第２．８４４，００２号に開示の油圧式無段変速機があ
る。これらの変速機は、油圧ユニットとしてアキシャル
プランジャ式油圧ポンプおよびモータを用い、ポンプと
モータを背中合わせに配列するとともにポンプシリンダ
ケーシングおよびモータシリンダケーシングを一体結合
し、入力軸としてのポンプ軸と出力軸としてのモータ軸
とを同一軸上に配列して構成されている。入力軸が駆動
されると、ポンプからの吐出油はモータに送られてモー
タが駆動され、このモータ軸の回転が変速機出力軸回転
として取り出されるのであるが、このポンプとモータの
間での油のやりとりを行わせるため両者の間に分配機構
が配設されている。

この分配機構は、ポンプおよびモータシリンダケーシン
グに一体結合された分配／）ウジングと、このハウジン
グ内に径方向に摺動自在に配設された分配スプールと，
この分配スプールの摺動を行わせる分配カムとから構成
されている。

但し、この分配カムは、特開昭６１−１５３０５７号公
報号公報に開示の変速機の場合には、分配ハウジングを
囲むようにして取り付けられた部材であり、その内周面
は分配スプールの外端と当接する。この分配カムの内周
面はボンブおよびモータシリンダケーシ／グの軸とは偏
心して位置している。以下、このような分配カムを有す
る機構を外カム機構と称する。このため、ポンプおよび
モータシリンダケーシシグが回転されて分配ノ＼ウジン
グがこれらとともに回転すると、分配スプールも分配ハ
ウジングとともに回転し、且つ分配カムの内周面との当
接により案内されて上記偏心量と同じだけ径方向に往復
動される。

分配ハウジングには、ボンブシリンダケーシングのシリ
ンダ孔内に連通する油路およびモータシリンダケーシン
グのシリンダ孔内に連通ずる油路が形成されており、分
配スプールが径方向に往復動されると、このスプールに
形成された溝番こより、ボ〉′ブシリンダケーシングの
圧縮側シリンダ孔内とモータシリンダケーシングの膨張
側シリンダ孔内とを連通させ、ポンプシリンダケーシン
グの膨張側シリンダ孔内とモータシリンダケーシングの
圧縮側シリンダ孔内とを連通させる。このため、ポンプ
からの吐出油はモータのに送られてモータ軸を回転させ
、さらにポンプの吸入側に戻される。

また、米国特許第２．８４４．００２号の変速機での分
配カムは、モータ軸を囲むようにしてモータ内に突出す
る支持部材の先端にモータ軸から偏心して取り付けられ
たリング状部材であり、その外周面に分配スプールの内
端が当接している。以下、この分配カムを有する機構を
内カム機構と称する。この場合にも、分配ノ１ウジング
の回転に応じて分配スプールは上記偏心量に対応する距
離だけ径方向に往復動される。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような分配機構を用いる場合において、内カム機
構を用いると、上記米国特許の図からも良く分かるよう
に、内カム機構を支持するためモータ軸を囲むようにモ
ータ内部に突出する固定支持部材を配設する必要があり
、その構造が複雑化するという問題がある。また、上記
米国特許の場合にはカム機構は固定支持部材により固定
保持されており、その偏心位置は固定である。ところが
、分配カムを回転させその偏心位置を移動させてモータ
軸回転を逆転させるといった制御が要求されることがあ
り、上記のような内カム機構の場合には、この分配カム
を回転させるための機構が複雑になりやすいという問題
がある。

一方、外カム機構を用いると、この分配カムの支持は変
速機ハウジングにより直接行うことができるので、その
構造が簡単であるという利点がある。しかしながら、分
配スプールの外端が当接する分配カムの内周面径が大き
く、分配カムの内周面と分配スプールの外端との当接部
の相対速度が大きくなり、この部分が焼き付きや摩耗を
起こす可能性があるなどという問題がある。

本発明は以上の問題に鑑みたもので、その構造が比較的
簡単で、偏心位置の可変調整が可能であり、且つ内カム
機構を採用して分配スプールとの当接部の相対滑り速度
が小さくなる分配カムを有した油圧ユニットを提供する
こと、およびこのような油圧ユニットを用いた油圧機械
式無段変速機を提供することを目的とする。

口．発明の構成 （課題を解決するための手段） 上記目的達成のため、本発明に係るプランジャ式油圧ユ
ニットにおいては、固定保持したメインシャフトにカム
部材を取り付け、これを中心に回転自在なシリンダケー
シングのシリンダ孔内にプランジャを摺動自在に挿入す
るとともにこれをカム部材と繋げ、シリンダケーシング
の回転に応じてプランジャをシリンダ孔内で往復勤させ
るように構成しており、さらに、シリンダ孔を入口ポー
トおよび出口ポートと選択的に連通させる分配機構を配
設している。この分配機構は、シリンダケーシングに一
体結合された分配ハウジングと、この分配ハウジング内
に径方向に摺動自在に配設された分配スプールと、メイ
ンシャフトの一端側に回転可能に取り付けられるととも
に分配スプールの内端に繋がった分配カムと、メインシ
ャフトの他端側からメインシャフト内を貫通して配設さ
れて分配カムに繋がった駆動シャフトとから構成され、
この駆動シャフトにより分配カムをメインシャフト上で
回転させることができるようになっている。

また、本発明に係る油圧機械式無段変速機にお７いては
、それぞれポンププランジャおよびモータプランジャが
摺動自在に挿入されたポンプシリンダケーシングおよび
モータシリンダケーシングを一体に結合するとともに変
速機ハウジングにより回転自在に支持し、回転自在なポ
ンプシャフトに取り付けたポンプ用カム部材によりポン
ププランジャの往復動を行わせ、固定支持したモータシ
ャフトにモータ用カム部材を取り付けてモータプランジ
ャの往復動によりモータシリンダケーシングを回転させ
るように構成しており、さらに、ポンプシリンダケーシ
ングのシリンダ孔とモータシリンダケーシングのシリン
ダ孔とを選択的に連通させる分配機構を有している。

この分配機構は、前記油圧ユニットの場合と同様に、ポ
ンプおよびモータシリンダケーシングに一体結合された
分配ハウジングと、この分配ハウジング内に径方向に摺
動自在に配設された分配スプールと、モータシャフトの
一端側に回転可能に取り付けられるとともに分配スプー
ルの内端に繋がった分配カムと、モータシャフトの他端
側からモータシャフト内を貫通して配設され分配カムに
繋がった駆動シャフトとから構成され、この駆動シャフ
トにより分配カムをモータシャフト上で回転させること
ができるように構成している。

（作用） 上記のような構成の油圧ユニットを用いる場合には、分
配機構に内カム機構を採用しているので、カム面の滑り
速度が小さくなる。さらに、この分配カムは固定保持さ
れたメインシャフトに回転自在に取り付けられ、このメ
インシャフトを貫通して配設された駆動シャフトと、ギ
ヤ係合等により繋がっているので、この駆動シャフトを
回転させることにより、分配カムを回転させてその偏心
位置を簡単に移動させることができる。

また、上記構成の油圧機械式無段変速機においては、上
記油圧ユニットをモータとして用いており、変速機ハウ
ジングによりモータシャフトを固定保持し、このモータ
シャフトの内側端部に内カム機構タイプの分配カムを回
転自在に取り付けている。上記と同様に、モータシャフ
トに貫通配設された駆動シャフトはギヤ係合等により分
配カムと繋がっているので、この駆動シャフトを外部か
ら回転させることにより、分配カムを回転させてその偏
心位置の移動を行うことができる。

なお、本発明に係る油圧ユニット、すなわち、油圧ポン
プ、モータは、ラジアル式およびアキシャル式プランジ
ャポンプおよびモータのいずれにも適用できる。但し、
ラジアル式のポンプおよびモータの場合には、プランジ
ャに往復動を与えるためのポンプ用およびモータ用偏心
カム部材を所定偏心軸上で回転させてその容量を可変制
御できるようにすることが多い。このように偏心カム部
材を回転させるとプランジャの上もしくは下死点の位置
が移動するため、これに合わせて分配機構の分配カムの
偏心位置も移動させる必要がある。本発明の場合には、
このような偏心位置移動制御が容易であり、ラジアル式
油圧ユニットニ特に適している。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について
説明する。

第１図に、本発明に係る油圧機械式無段変速機ＣＶＴを
示している。この油圧機械式無段変速機ＣＶＴは、変速
機ハウジングｌ内に配置したラジアル式油圧ポンプＰと
、ラジアル式油圧モータＭとから構成される。これら油
圧ボンプＰおよび油圧モータＭはともにその容量を可変
制御可能であり、いずれか一方もしくは両方の容量を可
変制御して変速機入力軸１２の回転を無段階に変速して
変速機出力軸９１に伝達する。

変速機ハウジング１は、３分割されており、第ｌハウジ
ング１ａと第２ハウジング１ｂとに囲まれた第ｌ空間８
ａ内に油圧ボンプＰおよび油圧モータＭが配設され、第
２ハウジング１ｂと第３ハウジングＩＣとに囲まれた第
２空間８ｂ内に出力ギヤ列が配設されている。

まず、油圧ボンプＰについて、矢印ＩＩ−ｎに沿った断
面を示す第２図を併用して説明する。

油圧ポンプＰはポンプケーシングｌ１を有し、このケー
シング１ｌは後述のモータケーシング５１と一体結合さ
れて、ボールベアリング２ａ，２ｂを介して変速機ハウ
ジング１により回転自在に支持されている。このケーシ
ング１１は、２分割された左右ケーシング１１ａ．１ｌ
ｂを複数のボルト２９により締め付けて構成されている
。

ポンプメインシャフト１２は外部からの駆動を可能にす
るため外方に突出しており、その内側端面にはメインシ
ャフト１２の軸心Ｃｔから距ｉ１１Ｌ，だけ偏心した軸
心Ｃ２を有するクランクビン１４がメインシャフト１２
と一体に形成されている。クランクビン１４の先端部は
シャフト支持部材１３に嵌合結合している。ポンプメイ
ンシャフト１２．クランクピン１４およびシャフト支持
部材１３は一体となってボールベアリング３２ａ，３２
ｂを介してポンプケーシング１１により回転自在に支持
されており、その回転軸は軸心Ｃ１である。このため、
クランクビン１４の軸心Ｃ２は軸心Ｃ１を中心とした公
転運動を行う。なお、メインシャフト１２とベアリング
３２ａとの間には、後述する二一ドルベアリング３４お
よび回動スリーブ１Ｂが配設されている。

クランクピン１４には、クランクビン軸心Ｃ２から距離
Ｌ２だけ偏心した軸心Ｃ３を有する偏心カラー１５が回
動自在に取り付けられている。この偏心カラー１５の右
側部には内歯歯車１５ａが形成されており、この内歯歯
車１５ａは回動スリーブ１６の外歯歯車１６ａと噛合す
る。

回動スリーブｌ６は二一ドルベアリング３４によりメイ
ンシャフト１２に対して回動自在となっている。ところ
が、このメインシャフト１２には、このシャフト１２の
外歯スプライン１２ａと噛合する内歯スプライン１７ｂ
を有した摺動スリーブ１７が軸方向に摺動自在に取り付
けられており、この摺動スリーブ１７の外歯スプライン
１７ａが上記回動スリーブ１６の内歯スプライン１６ｂ
と噛合している。このため、メインシャフト１２，摺動
スリーブ１７，回動スリーブｌ６および偏心カラー１５
は、一体回転する。この場合、偏心カラー１５の軸心Ｃ
３は、メインシャフトｌ２の軸心Ｃ１を中心とした公転
運動を行う。

このような構成から分かるように、偏心カラー１５の内
歯歯車１５ａ１回動スリーブ１６および摺動スリーブ１
７により、偏心カラー１５の回転を拘束する拘束手段が
構成され、この拘束手段と偏心カラー１５とにより請求
の範囲に言うポンプ用カム部材が構成される。

ここで、摺動スリーブ１７の内歯スプラインエ７ｂおよ
びメインシャフト１２の外歯スプライン１２ａはストレ
ートスプラインであり、摺動スリーブ１７の外歯スプラ
イン１７ａおよび回動スリーブ１６の内歯スプラインｌ
６ｂはヘリカルスプラインである。このため、摺動スリ
ーブ１７を軸方向に摺動させるとヘリカルスプラインに
より回動スリーブ１６がメインシャフト１２に対し相対
回転される。この回動スリーブ１６の回転ハ、歯車１　
６　ａ．　　１　５　ａを介して偏心カラー１５に伝達
され、偏心カラーｌ５はクランクピン１４を中心として
回動される。このことから分かるように、上述の拘束手
段は、偏心カラーｌ５の回転位置を調整する位置調整機
能を有している。

なお、本例では、摺動スリーブ１７の内歯スプライン１
７ｂおよびメインシャフト１２の外歯ス？ライン１２ａ
をストレートスプラインとなしト摺動スリーブ１７の外
歯スプライン１７ａおよび回動スリーブ１６の内歯スプ
ラインｔａｂをヘリカルスプラインとしているが、逆の
構成でも良く、また、両者をヘリカルスプラインとして
も良い。

この偏心カラー１５の回動の場合の軸心Ｃ３の移動を第
３図に示す。この図では、クランクピン１４に対して偏
心カラー１５が時計回りに９０’回動された場合を示し
ている。最初は、メインシャフト１２の軸心Ｃ１、クラ
ンクビン１４の軸心ＣＱおよび偏心カラー１５の軸心Ｃ
３は同一直線上に並んで位置しており、この状態から偏
心カラー１５がクランクビン１４回りに９０″回動され
て１５′で示す位置に移動すると、偏心カラー１５′の
軸心は０３′で示す位置に移動する。このため、メイン
シャフト１２の軸心Ｃ■と偏心カラー１５′の軸心Ｃ３
との距離（偏心カラー１５の軸心Ｃ３のメインシャフト
１２の軸心Ｃｌに対する公転半径）は、距離Ｌ３　　　
（＜Ｌ３　）となる。

なお、この距離Ｌ３は、上記最初の状態（図示のように
、ｃｔｓｃ２ｔｃａが同一直線上に並んだ状態）で最大
であり、この状態から偏心カラー１５の回動に応じて距
離Ｌ．は漸減し、これが１８０ｅ回動したときに最小と
なる。この最小の場合で、軸Ｃ１に対する軸Ｃ２の偏心
距離Ｌ１と、軸Ｃ２に対する軸Ｃ３の偏心距１！ｔ　Ｌ
　２とが等しい場合には、上記距離（公転半径）Ｌ３は
零となる。

すなわち、摺動スリーブ１７を軸方向に移動させること
により、偏心カラー１５のメインシャフト１２に対する
偏心距！ｌ！Ｉ（公転半径）Ｌ３を変えることができる
。この摺動スリーブ１７の移動は、先端１８ａが摺動ス
リーブ１７の端部に取り付けられたベアリング１７ｃに
係合し、軸１９を中心に回動自在なレバー１８を回動さ
せることにより行われる。

一方、偏心カラー１５には、二一ドルベアリング３３に
より相対回転自在に連結リング２０が取り付けられる。

このため、連結リング２０は軸心Ｃ３を中心に偏心カラ
ー１５上を回転可能となっている。さらに、この連結り
冫グ２０の回りには、半径方向放射状に７個のポンプシ
リンダ２５が配設されている。これら各シリンダ２５は
それぞれ一対のトラ二オン部２５ｂにおいてポンプケー
シング１１に揺動自在に取り付けられている。

そして、各シ′リンダ２５のシリンダ孔２５ａは内径側
に開口するとともに、各シリンダ孔２５ａ内に内径側か
ら６個のポンププランジャ２２および１個のボンブプラ
ンジャ２３が摺動自在に挿入されている。６個のポンプ
プランジャ２２はそれぞれ、内径側端部２２ａが、連結
リング２０に形成された６箇所のアーム部２０ａにピン
２１により回動自在に連結されている。残り１個のポン
ププランジャ２３は、その内径側端部２３ａが連結リン
グ２０と一体結合している。

シリンダ孔２５ａの内部空間は左トラ二オン部２５ｂに
成形された油通孔２５ｃを通って、ボンプケーシング１
１に形成された第２回路油路４ｂに連通ずる。この第２
回路油路４ｂは流入方向の油の流れのみを許容するチェ
ックバルブ３５を介して第１回路油路４ａに繋がり、さ
らに、流出方向の油の流れのみを許容するチェックバル
ブ３６を介して第３回路油路４Ｃにも繋がる。

第１回路油路４ａは、第１〜第４補給油路３ａ〜３ｄを
介して変速機ハウジング内のオイルサンブに繋がる。な
お、第１補給油路３ａは変速機ハウジング１に形成され
オイルサンブに連通する油路で、第２補給油路３ｂはモ
ータシャフト５２内に軸方向に貫通して配設された駆動
シャフト８７（後述）内に形成された油路で、第３油路
３Ｃおよび第４油路３ｄはモータシャフト５２と後述す
る分配機構のボディ８１との間の空間およびこのボディ
８１に固設された油受け渡し部材３７に形成された油路
であり、図示のように運通している。

次に、油圧モータＭの構成について説明する。

なお、とのモータＭの主要部は油圧ポンプＰと相似であ
り、その構造は極めて類似している。

このモータのケーシング５１は、２分割された左右のケ
ーシング５１ａ，５ｌｂを複数のボルト（図示せず）に
より締め付けて構成されており、ポンプケーシング１１
と一体結合されている。

モータメインシャフト５２は左端部において、変速機ハ
ウジングｔにボルト６ａにより固定結合された保持部材
６とスプライン結合している。このため、モータメイン
シャフト５２は固定保持される。このシャフト５２の右
側端面には、第４図にその位置関係を示すように、メイ
ンシャフト５２の軸心Ｃ４から距離Ｌ４だけ偏心した軸
心Ｃ５を有するクランクビン５４がメインシャフト５２
と一体に形或されている。クランクピン５４の先端部は
シャフト支持部材５３に嵌合結合している。モータメイ
ンシャフト５２，クランクピン５４およびシャフト支持
部材５３は一体となって、ボールベアリング７１ａ，７
ｌｂを介してモータケーシング５ｌに対して回転自在と
なっており、その回転軸は軸心Ｃ４である。なお、メイ
ンシャフト５２とベアリング７１ａとの間には、後述す
るベアリング７３および回動スリーブ５６が配設されて
いる。

クランクビン５４には、クランクビン軸心ＣＩ５から距
１１ｉ　Ｌ　５だけ偏心した軸心Ｃ６を有する偏心カラ
ー５５が回動自在に取り付けられている。この偏心カラ
ー５５の左側部には内歯歯車５５ａが形成されており、
この内歯歯車５５ａは回動スリーブ５６の外歯歯車５８
ａと噛合する。

回動スリーブ５８はベアリング７３によりメインシャフ
ト５２に対して回動自在となっているのであるが、回動
スリーブ５６の左端にはウォームギャ５７がスプライン
結合して取り付けられ、このウォームギャ５７は変速機
ハウジング１に支持されたウォームピニオン５８と噛合
している。通常は、ウォームビニオン５８は静止保持さ
れており、このため、回動スリーブ５６および偏心カラ
ー５５はモータメインシャフト５２と同様に静止保持さ
れている。

但し、ウォームピニオン５８は外部から回転させること
か可能であり、このピニオン５８を回転させれば回動ス
リーブ５６をメインシャフト５２に対し相対回転させる
ことができる。この回動スリーブ５６の回転は、歯車５
６ａ，５５ａを介して偏心カラー５５に伝達され、偏心
カラー５５はクランクピン５４を中心として回動される
。

この偏心カラー５５の回動の場合の軸心Ｃ８の移動を第
４図に示す。この図では、クランクピン５４に対して偏
心カラー５５が時計回りに９０″回動された場合を示し
ている。最初は、メインシャフト５２の軸心Ｃ４、クラ
ンクビン５４の軸心Ｃ５および偏心カラー５５の軸心Ｃ
６は同一直線上に並んで位置しており、この状態から偏
心カラー５５がクランクピン５４回りに９０’回動され
て５５′で示す位置に移動すると、偏心カラー５５′の
軸心はＣ８１で示す位置に移動する。このため、メイン
シャフト５２の軸心Ｃ４と偏心カラー５５′の軸心Ｃｅ
との距１ｉｉ（偏心カラー５５の軸心Ｃｅのメインシャ
フト５２の軸心Ｃ４に対する公転半径）は、距離１，６
１　（＜　Ｌｅ　＞と短くなる。

なお、この距ｍＬ８は、油圧ポンプＰの場合と同様に、
上記最初の状態（図示のように、Ｃ４，ＣＩ５，Ｃ８が
同一直線上に並んだ状態）で最大であり、この状態から
偏心カラー５５が１８０６回動したときに最小となる。

この最小の場合で、軸Ｃ４に対する軸Ｃ５の偏心距ＩＬ
４と、軸Ｃ５に対する軸Ｃ６の偏心距離Ｌ５とが等しい
場合には、上記距ｍ（公転半径）Ｌｅは零となる。

一方、偏心カラー５５には、二一ドルベアリング７４に
より相対回転自在に連結リング６０が取り付けられる。

このため、連結リング６０は軸心Ｃ８を中心に偏心カラ
ー５Ｓ上を回転可能となっている。さらに、この連結リ
ング６０の回りには、半径方向放射状に５個のモータシ
リンダ６５が配設されている。これら各シリンダ６５は
それぞれ一対のトラ二オン部８５ｂにおいてモータケー
シング５１に揺動自在に取り付けられている。

そして、各シリンダ６５のシリンダ孔６５ａは内径側に
開口するとともに、各シリンダ孔８５ａ内に内径側から
４個のモータプランジャ６２および１個のモータプラン
ジャ６３が摺動自在に挿入されている。４個のモータプ
ランジャ６２はそれぞれ、内径側端部８２ａが、連結り
冫グ６０に形成された４ｔＭ所のアーム部６０ａにピン
６１により回動自在に連結されている。残り１個のモー
タプランジャ６３は、その内径側端部８３ａが連結リン
グ６０と一体結合している。

シリンダ孔８５ａの内部空間は右トラ二オン部６５ｂに
成形された油通孔８５ｃを通って、モータケーシング５
１に形成された第４回路油路４ｄに連通ずる。

この第４回路油路４ｄは、ポンプケーシング１１とモー
タケーシング５１との結合部に配設された分配機構８０
により、前述の第１回路油路４ａもしくは第３回路油路
４ｃと選択的に連通ずるようになっている。この分配機
構８０について第１図および矢印Ｖ一■に沿った断面を
示す第５図に基づいて説明する。

この分配機構８０は、ポンプおよびモータケーシング１
１．５１間に扶持された分配ハウジング８１を有し、こ
のハウジング８１には、油圧モータＭの各シリンダ８５
に対応して半径方向に延びた分配スプール挿入孔８１ａ
が５箇所に形成されている。各スプール挿入孔８１ａに
は、分配スプール８２が摺動自在に挿入されており、各
スプール８２の外端部が外周保持リング８４に保持され
、内端部は分配カム８６に取り付けられたボールベアリ
ング８５の外周面８５ａに当接している。

分配カム８６は、モータメインシャフト５２と一体結合
されたシャフト支持部材５３の端部上に回転自在に取り
付けられており、その右側内周部には内歯ギャ８８ａが
形成されている。この内歯ギャ８８ａは、モータメイン
シャフト５２、クランクピン５４およびシャフト支持部
材５３内を軸方向に貫通して配設された駆動シャフト８
７の右端部に形成された外歯ギャ８７ａと噛合している
。この駆動シャフト８７の左端にはウォームギヤ８８が
スプライン結合して取り付けられ、このウォームギャ８
８は変速機ハウジング１に支持されたウォームピニオン
８９と噛合している。通常は、ウォームピニオン８９は
静止保持されており、回動スリーブ８６も静止保持され
ているが、外部からウォームピニオン８９を回転させる
ことにより分配カム８６を回転させることができるよう
になっている。なお、駆動シャフト８７は中空に形成さ
れており、その内部空間により、前述の第２補給油路３
ｂが形成される。

分配カム８６の外周面は、第５図に示すように、シャフ
ト支持部材５３の軸心（すなわち、モータメインシャフ
ト５２の軸心）Ｃ４から偏心した中心Ｃ７を有しており
、この外周面に取り付けられるボールベアリング８５の
中心も偏心した位置Ｃ７にある。このため、分配ハウジ
ング８１がポンプケーシング１１およびモータケーシン
グ５１と一体回転されると、ボールベアリング８５の外
周面に当接する分配スプール８２は挿入孔８ｌａ内にお
いて、上記中心Ｃ７の偏心量に相当する距離の往復動を
行う。すなわち、分配カム８６およびボールベアリング
８５により分配カムが構成されている。

なお、分配カム８６の内周面の中心はＣ４であリ、ウォ
ームピニオン８９を回転させて分配カム８６を回転させ
ると、分配カム８６の外周面の中心Ｃ７は中心Ｃ４を中
心として公転する。このたメ、ウォームピニオン８９を
回転させることにより、上記分配スプール８２の往復運
動の上および下死点の位置を移動させることができる。

また、分配ハウジング８１には、第１回路油路４ａに連
通ずる第１連通孔５ａと、第４回路油路４ｄに連通ずる
第２連通孔５ｂと、第３回路油路４ｃと連通ずる第３連
通孔５ｃとが、スプール挿入孔８１ａに連通して形成さ
れている。また、スプール８２には図示のようなスプー
ル溝８２ａが形成されており、スプール８２のスプール
挿入孔８１ａ内での往復運動に応じて、スプール溝８２
ａにより、第１連通孔５ａと第２連通孔５ｂとが連通し
たり、第２連通孔５ｂと第３連通孔５ｃとが連通したり
するようになっている。具体的には、分配スプール８２
が外方に移動されると、第２連通孔５ｂと第３連通孔５
Ｃとが運通され、分配スプール８２が内方に移動される
と第１連通孔５ａと第２連通孔５ｂとが連通される。

以上のように構成された油圧機械式無段変速機ＣＶＴの
作動について説明する。

この変速機ＣＶＴの駆動はポンプメインシャフト（変速
機入力軸）１２を回転駆動することにより行われる。ポ
ンプメインシャフトｌ２が回転駆動されると、このシャ
フト１２と一体に偏心カラー１５が回転し、この偏心カ
ラーｌ５に相対回転自在に取り付けられた連結り冫グ２
０はポンプメインシャフト１２の軸心Ｃ，を中心とした
偏心カラー１５の軸心Ｃ３の公転運動と同じ公転運動を
行う。このため、連結リング２０に連結されたポンブプ
ランジャ２２および２３はポンプシリンダ２５のシリン
ダ孔２５ａ内で往復運動する。

ここで、ボンププランジャ２３が連結リング２０と一体
結合されているが、これが他のプランジャ２２と同様に
ピン２１により回動自在に連結されている場合には、第
６図に示すように、ポンプケーシング１１に対し連結リ
ング２０が自由に相対回転する。このため、メインシャ
フト１２の矢印Ａ方向の回転に応じて連結リング２０も
Ａ方向に回転し、図示のようにシリンダ２５の外面がケ
ーシングｉｔｂのボノレト２９用フランジ１１ｄに当接
するという問題や、このフランジｌｉｄが充分に離れて
いる場合にはプランジャ２２がシリンダ２５から抜け出
すという問題があり、これではプランジャ２２の確実な
往復運動が得られない。このため、本例では、１個のプ
ランジャ２３が連結り冫グ２０に一体結合され、ケーシ
ング１１に対する連結リング２０の所定以上の相対回転
変位を阻止する。これにより、連結り冫グ２０の公転運
動に伴い、ポンブプランジャ２２および２３はポンプシ
リンダ２５のシリンダ孔２５ａ内でスムーズに往復運動
する。

このようにしてプランジャ２２．２３が往復運動すると
、チェックバルブ３５．３８の作用にょり、プランジャ
２２．２３が膨張行程にあるシリンダ室内に、第１回路
油路４ａから第２回路油路４ｂを通って油が吸入され、
収縮行程にあるシリンダ室内から油が第２回路油路４ｂ
を通って第３回路油路４ｃにに吐出される。この場合に
おいて、各プランジャ２２．２３は連結リング２０に繋
がっているので、連結リング２０から各プランジャ２２
．２３へ、このプランジャ２２．２３を押す方向および
引っ張る方向の両方向の力および運動の伝達が可能であ
る。このため、チャージポンプによる吸入側の与圧等を
行わなくても、膨張行程にあるシリンダ室内への油の吸
入も問題なく行わせることができる。

第３回路油路４ｃに吐出された油は、分配機構８０によ
り、第３連通孔５Ｃおよび第２連通孔５ｂを通って膨張
行程側にあるモータシリンダ孔６５ａ内に供給され、こ
のシリンダ孔６５ａ内のモータプランジャ６２もしくは
６３を膨張方向に移動させる。モータプランジャ６２．
６３の膨張方向への移動に応じて、このモータプランジ
ャ６２，６３が連結された連結リング６０が偏心カラー
５５上で回転し、モータシリンダケーシング５１が回転
駆動される。なお、このときポンプシリンダ２５が受け
る油圧反力の回転方向成分がポンプシリンダケーシング
１１およびこれと一体に繋がったモータシリンダケーシ
ング５１を回転駆動する機械的な力として作用する。こ
の回転は、シリンダケーシング５ｌの端部に形成された
ドライブギャ５１ｃおよびこれと噛合するドリブンギャ
９１ａを介して変速機出力軸９１に伝達される。

なお、モータシリンダケーシング５１の回転に伴い、収
縮側にあるモータプランジャ６２．６３が収縮され、こ
のプランジャ６２．６３がｆｆ人されたシリンダ孔６５
ａ内の油は、分配機構８０により第２連通孔５ｂおよび
第１連通孔５ａを通って、第ｌ回路油路４ａに排出され
、ポンプＰの吸入側に戻され再び循環される。

このようにポンプメインシャフト１２が駆動されると、
油圧ポンブＰの吐出油が油圧モータＭに供給されて、上
記ポンプシリンダ２５が受ける油圧反力の回転方向成分
による機械的な駆動と併せて、この油圧モータＭが駆動
される。なお、油圧モータＭを駆動した油は第１回路油
路４ａに排出さ．れ、再び油圧ポンプＰに吸入されるの
であるが、途中の漏れ分等は、第１〜第４補給油路３ａ
〜３ｄから吸入されて補われる。

上記駆動において、油圧ポンプＰの吐出油量はポンプメ
インシャフト１２とポンプケーシング１１との相対回転
数に対応するのであるが、ポンプケーシング１１は回転
自在に支持され且つモータシリンダケーシング５１に一
体に連結されているので、油圧ポンプＰの吐出油量はそ
の容量が一定ならば、ポンプメインシャフト１２とモー
タシリンダケーシング５１との回転数差に比例する。

ここで、油圧ポンプＰの容量（１回転当たりの吐出油量
）は、ポンププランジャ２２．２３の往復ストロークに
比例する。この往復ストロークは、レバー１８を回動さ
せて偏心カラー１５の偏心距離Ｌ３を調整することによ
り可変制御できる。この場合、第３図に示すように、メ
インシャフト１２の軸心Ｃ１、クランクピン１４の軸心
Ｃ２および偏心カラー１５の軸心Ｃ３が図示のように同
一直線上に並んで位置した状態で、偏心距離Ｌ３が最大
であり、この状態から偏心カラーｌ５の回動に応じて距
離Ｌ３は漸減し、これが１８００回動したときに最小と
なるので、レバー１８の回動制御によりポンプ容量を最
大から最小まで無段階に可変制御できる。

なお、軸Ｃ１に対する軸Ｃ２の偏心距ｉ＠　Ｌ　ｒと、
軸Ｃ２に対する軸Ｃ３の偏心距ｉｆ！ｌｉ　Ｌ　２とが
等しい場合には、上記距ｔｌ！（公転半径）Ｌ３の最小
値は零となり、ポンプ容量の最小値は零となる。

すなわち、ポンプメインシャフト１２が回転してもポン
プ吐出油量は零となり、これにより変速機のニュートラ
ル状態が得られる。

同様に、油圧モータＭの容量は、ウォームピニオン５８
の回転に応じて最大容量から最小容量まで可変制御可能
である。この場合において、メインシャフト５２の軸心
Ｃ４に対するクランクピン５４の軸心Ｃｌｓの偏心距Ｉ
！ｊｉＬ４と、クランクピン５４の軸心Ｃ６に対する偏
心カラー５５の軸心Ｃ８の偏心距離Ｌ６とが等しい場合
には、油圧モータＭの容量の最小値は零となる。

このため、レバー１８の回動量およびウォームピニオン
５８の回転量を適宜制御することにより、入力回転（ポ
ンプメインシャフト１２の回転）数に対する出力回転（
変速機出力軸９１の回転）数の比（＝入力回転数／出力
回転数）、すなわち、変速比を理論的には無限大から１
．０まで無段階に可変制御できる。この場合において、
油圧モータＭが所定容量であり、油圧ボンプＰの容量が
零に極く近い状態で変速比が無限大となる。

また、油圧ポンプＰが所定容量であり、油圧モータＭの
容量が零の状態で変速比が１．０の状態（ポンプシャフ
トとモータケーシングが直結した状態）となり、動力伝
達は全て機械的な伝達となる。

なお、分配機構８０において、膨張行程側のシリンダ孔
６５ａ内に油圧ポンプＰからの油を供給し、収縮行程側
のシリンダ孔８５ａ内の油を油圧ポンブＰの吸入側に戻
すため、偏心して取り付けられたボールベアリング８５
の最遠点方向（第５図で矢印Ｒ方向であり、スプール８
２を最も外側に押し出す方向）は、偏心カラー５５の最
遠点方向（矢印Ｐで示す方向であり、モータプランジャ
６２を上死点に位置せしめる方向）に対し直角の位置に
なる。

この場合において、油圧モータＭの吐出量を変更するた
めウォームビニオン５８を回動させテ偏心カラー５５を
クランクビン５４回りに回動させると、偏心カラー５５
の最遠点方向も変化する。

例えば、第４図において説明したように、偏心カラー５
５をクランクピン５４の回りに９０’回動すると、偏心
カラー５５の中心はＣ。からＣ６に移動し、最遠点方向
は矢印Ｐ方向からＱ方向に４５″移動する。このため、
この場合には、分配機構８０において偏心して取り付け
られたボールベアリング８５の最遠点方向（スプール８
−２を最も外側に押し出す方向）も４５゜移動する必要
があり、この移動はウオームピニオン８９の回転により
行われる。

さらに、ウォームピニオン８９によりボールベアリング
８５の最遠点方向を上記とは反対の方向、すなわち、１
８０’回転した方向にすると、モータＭは上記とは逆方
向に回転する。すなわち、ウォームピニオン８９により
この変速機ＣＶＴのリバース設定を行うこともできる。

以上においては、油圧ボンブＰと油圧モータＭとにより
油圧機械式無段変速機ＣＶＴを構成した例を示したが、
次に単体で構成されて油圧ポンプもしくは油圧モータと
して用いられるラジアルプランジャ式油圧ユニツ｝ＨＵ
について、第７図を用いて説明する。

この油圧ユニットＨＵは、３分割構成のノ＼ウジング１
０１　（１０１ａ，１０ｌｂ，１０Ｌｃ）を有し、この
ハウジング１０１内に、前述の油圧モータＭと類似の構
成の部品が組み込まれて構成されている。

ボルト結合された左右のケーシング１５Ｌａ．１５ｌｂ
からなるケーシング１５１が一対のボールベアリング１
０２ａ，１０２ｂを介してハウジング１０１により回転
自在に支持されている。メインシャフト１５２は、この
ケーシング１５１の中心を軸方向に延びるとともに、ベ
アリング１０３ａ，１０３ｂによりケーシングに対して
相対回転自在に配設されている。メインシャフト１５２
はハウジング１０１に固定された保持部材１０６とスプ
ライン結合して固定保持されている。

このシャフト１５２の右側端面にはメインシャフト１５
２の軸心Ｃ４から距ｍ　Ｌ　４だけ偏心した軸心ＣＩＳ
を有するクランクピン１５４がメインシャフト１５２と
一体に形成されている。なお、各軸心の位置関係は第４
図の場合と同じである。

クランクピン１５４の先端部はシャフト支持部材１５３
に嵌合結合している。これらメインシャフト１５２，　
クランクピン１５４およびシャフト支持部材１５３は一
体となって固定保持されている。

クランクピン１５４には、クランクピン軸心Ｃ６から距
１ｉ１Ｌ５だけ偏心した軸心Ｃ８を有する偏心カラー１
５５が回動自在に取り付けられている。この偏心カラー
１５５の左側部に形成された内面歯車は回動スリーブ１
５６の外歯歯車と噛合する。

回動スリーブ１５６はメインシャフト１５２に対して回
動自在であるが、回動スリーブ１５６の左端にはウォー
ムギャ１５７が取り付けられ、このウォームギャ１５７
はウオームピニオン１５８と噛合している。このピニオ
ン１５８を回転させれば回動スリーブ１５６をメインシ
ャフト１５２に対し相対回転させることができる。この
回動スリーブ１５６の回転は偏心カラー１５５に伝達さ
れ、偏心カラー１５５はクランクビン１５４を中心とし
て回動される。

この偏心カラー１５５の回動の場合の軸心Ｃ６の移動は
第４図に示した油圧モータの場合と同じであるのでその
説明は省略する。

一方、偏心カラー１５５には、二一ドルベアリング１７
４により相対回転自在に連結リング１６０が取り付けら
れる。このため、連結リング１６０は軸心Ｃ８を中心に
偏心カラー１５５上を回転可能となっている。さらに、
この連結リング１６０の回りには、半径方向放射状に５
個のシリンダ１６５が配設されている。これら各シリン
ダ１６５はそれぞれ一対のトラ二オン部１６５ｂにおい
てタケーシング１５１に揺動自在に取り付けられている
。各シリンダ１６５のシリンダ孔は内径側に開口すると
ともに、各シリンダ孔内に内径側から４個のプランジャ
１６２および１個のプランジャ１６３が摺動自在に挿入
されている。これら部品の構成は前述の油圧モータＭの
部品と同じなのでその説明は省略する。

シリンダ孔の内部空間は右トラニオン部１６５ｂに成形
された油通孔１６５ｃを通って、ケーシング１５１に形
成された第２油路１０４ｂに連通ずる。この第２油路１
０４ｂは、ケーシング１５１に結合配設された分配機構
１８０に繋がる。

この分配機構１８０は、ケーシング１５１に一体結合さ
れた分配ハウジング１８１と、このハウジング１８１に
各シリンダ６５に対応して形成されたスプール挿入孔内
に挿入された分配スプール１８２と、各スプール１８２
の外端部を保持する外周保持リング１８４と、シャフト
支持部材１５３の端部に回転自在に取り付けられた回動
スリーブ１８６と、この回動スリーブ１８６に偏心して
取り付けられたボールベアリング１８５とを有する。さ
らに、回動スリーブ１８６の内周側に形成された内歯ギ
ャ１８８ａが、メインシャフト１５２内に貫通配設され
た駆動シャツ｝１８７の端部に形成された外歯ギャ１８
７ａと噛合し、この駆動シャフト１８７の左端部にはウ
オームギャ１８８が取り付けられ、このウオームギャ１
８８はウォームピニオン１８９と噛合して構成されてい
る。なお、この構成は、前述の変速機ＣＶＴにおける分
配機構８０と同じである。

分配ハウジング１８１には、前記第２油路１０４ｂに連
通ずる第２連通孔１０５ｂと、第ｌ油路１０４ａに連通
する第ｌ連通孔１０５ａと、第３油路１０４ｃに連通す
る第１連通孔１０５ｃとが、それぞれスプール挿入孔に
連通して形成されている。このハウジング１８１がケー
シング１５１とともに回転されると、前述の油圧モータ
Ｍの場合と同様に、スプール１８２が挿入孔内で往復動
され、スプールに形成された溝の作用により、第１連通
孔１０５ａと第２連通孔１０５ｂとが連通したり、第２
連通孔１０５ｂと第３連通孔１０５ｃとが連通したりす
る。なお、第１油路１０４ａは吐出ポート１１１に連通
し、第３油路１０４Ｃは吸入ポート１１０に連通する。

また、ケーシング１５１は左端に形成されたギヤを介し
て軸１９１に連結しており、ケーシング１５１の回転は
軸１９１に伝達されるようになっている。

以上の構成の油圧ユニットＨＵは、油圧モータとしても
油圧ボンブとしても用いることができる。

油圧モータとして用いる場合には、吸入ポート１１０か
ら第３油路１０４ｃ内に圧油を供給する。この圧油は、
分配機構８０の作用により膨張行程側にあるシリンダ１
８５のシリンダ孔内に送られ、このシリンダ孔内のプラ
ンジャ１６２もしくは１６３を膨張方向に移動させる。

プランジャ１８２，１８３の膨張方向への移動に応じて
、これらプランジャ１６２，１６３が連結された連結リ
ング１Ｂ・０が偏心カラー１５５上で回転し、ケーシン
グ１５１が回転駆動される。この回転は、ケーシング１
５１の端部に形成されたドライブギャおよびこれと噛合
するドリブンギャを介して軸１９１に伝達され、この軸
１９１が回転駆動される。

なお、ケーシング１５１の回転に伴い、収縮側にあるモ
ータプランジャ１８２．１８３が収縮され、このプラン
ジャ１８２，１６３が挿入されたシリンダ孔内の油は、
分配機構１８０により第２連通孔１０５ｂおよび第１油
路１０４ａを通って吐出ポート１１１に排出される。

一方、この油圧ユニットＨＵを油圧ポンプとして用いる
場合には、軸１９１を回転駆動すれば良く、これにより
、吸入ポート１１０から吸入された油が吐出ポート１１
１から吐出される。

なお、ポート１１０を吐出ポートとして用い、ポート１
１１を吸入ポートとして用いても良いのは無論のことで
ある。

また、いずれの場合でも、ウォームビニオン１５８を回
動させることにより、その容量を可変制御することがで
きるがその作動は前述の油圧モータＭの場合と同じなの
でその説明は省略する。

ハ．発明の効果 以上説明したように、本発明に係る油圧ユニットでは、
分配機構に内カム機構を採用しているので、カム面の滑
り速度を小さくすることができる。さらに、この分配カ
ムを、固定保持きれたメインシャフトに回転自在に取り
付けるとともに、このメインシャフトを貫通して配設し
た駆動シャフトと、ギヤ係合等により繋げ、この駆動シ
ャフトを回転させて、分配カムを回転させるようにして
いるので、その構造が簡単であり、且つ分配カムの偏心
位置を簡単に移動させることができる。

また、本発明に係る油圧機械式無段変速機においては、
上記油圧ユニットをモータどして用いており、変速機ハ
ウジングによりモータシャフトを固定保持し、このモー
タシャフトの内側端部に内カム機構タイプの分配カムを
回転自在に取り付けるとともに、上記と同様に、モータ
シャフトに貫通配設された駆動シャフトと分配カムとを
ギヤ係合等により繋げているので、分配カムの回転機構
構造が簡単である。また、この駆動シャフトは外部から
回転させることが可能であり、分配カムの偏心位置の移
動制御を外部から簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧機械式無段変速機を示す断面
図、 第２図は上記無段変速機を構成する油圧ボンブの矢印■
一■に沿った断面図、 第３図は上記油圧ポンプの各部材の軸心の位置関係を示
す概略図、 第４図は上記無段変速機を構成する油圧モータの各部材
の軸心の位置関係を示す概略図、第５図は上記無段変速
機の分配機構の矢印Ｖ−■に沿った断面図、 第６図は上記油圧ポンプの一部を取り出して示す断面図
、 第７図は本発明に係る油圧ユニットの例を示す断面図で
ある。 １・・・変速機ハウジング　１１・・・ポンプヶーシン
グ１２・・・ポンプメインシャフト １４・・・クランクピン　　１５・・・偏心カラー５１
・・・モータメインシャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）固定保持されたメインシャフトと、このシャフトに
   取り付けられたカム部材と、前記メインシャフトを中心
   に回転自在なシリンダケーシングと、このシリンダケー
   シングに形成された複数のシリンダ孔内にそれぞれ摺動
   自在に挿入されるとともに前記カム部材と繋がり、前記
   シリンダケーシングの回転に応じて前記シリンダ孔内を
   往復動する複数のプランジャと、前記シリンダ孔を入口
   ポートおよび出口ポートと選択的に連通させる分配機構
   とを有してなるプランジャ式油圧ユニットにおいて、 前記分配機構は、前記シリンダケーシングに一体結合さ
   れた分配ハウジングと、この分配ハウジング内に径方向
   に摺動自在に配設された分配スプールと、前記メインシ
   ャフトの一端側に回転可能に取り付けられるとともに前
   記分配スプールの内端に繋がった分配カムと、前記メイ
   ンシャフトの他端側から前記メインシャフト内を貫通し
   て配設されて前記分配カムに繋がった駆動シャフトとか
   ら構成され、この駆動シャフトにより前記分配カムを前
   記メインシャフト上で回転させることができるように構
   成されていることを特徴とするプランジャ式油圧ユニッ
   ト。 ２）前記駆動シャフトは前記メインシャフトに対して回
   転自在であり、この駆動シャフトの端部に形成された外
   歯車と前記分配カムの内周側に形成された内歯車とが噛
   合しており、前記駆動シャフトを回転させることにより
   前記分配カムの回転を行わせるようにしたことを特徴と
   する請求項第１項に記載のプランジャ式油圧ユニット。 ３）前記分配ハウジングには、前記シリンダ孔に連通す
   る油路、前記入口ポートに連通する油路および前記出口
   ポートに連通する油路が形成されており、前記分配スプ
   ールには、この分配スプールの径方向の摺動に応じて、
   前記シリンダ孔に連通する油路と前記入口ポートに連通
   する油路とを、もしくは前記シリンダ孔に連通する油路
   と前記入口ポートに連通する油路とを連通させる溝が形
   成されていることを特徴とする請求項第１項記載のプラ
   ンジャ式油圧ユニット。 ４）変速機ハウジングと、前記変速機ハウジングにより
   回転自在に支持されるとともに一体に結合されたたポン
   プシリンダケーシングおよびモータシリンダケーシング
   と、これらケーシングに形成されたシリンダ孔内にそれ
   ぞれ摺動自在に挿入された複数のポンププランジャおよ
   び複数のモータプランジャと、前記ポンプシリンダケー
   シングに同軸で且つ相対回転自在に配設された駆動用ポ
   ンプシャフトと、このポンプシャフトに取り付けられて
   前記ポンププランジャを往復摺動させるポンプ用カム部
   材と、前記モータシリンダケーシングに同軸に配設され
   るとともに前記変速機ハウジングに固定支持されるモー
   タシャフトと、このモータシャフトに取り付けられ、前
   記モータプランジャの往復摺動により前記モータシリン
   ダケーシングを回転駆動させるモータ用カム部材と、前
   記ポンプシリンダケーシングのシリンダ孔と前記モータ
   シリンダケーシングのシリンダ孔とを選択的に連通させ
   る分配機構とを有してなる油圧機械式無段変速機におい
   て、 前記分配機構は、前記ポンプおよびモータシリンダケー
   シングに一体結合された分配ハウジングと、この分配ハ
   ウジング内に径方向に摺動自在に配設された分配スプー
   ルと、前記モータシャフトの一端側に回転可能に取り付
   けられるとともに前記分配スプールの内端に繋がった分
   配カムと、前記モータシャフトの他端側から前記モータ
   シャフト内を貫通して配設され前記分配カムに繋がった
   駆動シャフトとから構成され、この駆動シャフトにより
   前記分配カムを前記モータシャフト上で回転させること
   ができるように構成されていることを特徴とする油圧機
   械式無段変速機。 ５）前記駆動シャフトが中空であり、この中空部を通っ
   てチャージ油の供給を行うことを特徴とする請求項第４
   項記載の油圧機械式無段変速機。 ６）前記分配ハウジングには、前記ポンプシリンダケー
   シングのシリンダ孔内に連通する油路および前記モータ
   シリンダケーシングのシリンダ孔内に連通する油路が形
   成されており、前記分配スプールには、この分配スプー
   ルの径方向の摺動に応じて、前記ポンプシリンダケーシ
   ングの圧縮側シリンダ孔内と前記モータシリンダケーシ
   ングの膨張側シリンダ孔内とを連通させ、前記ポンプシ
   リンダケーシングの膨張側シリンダ孔内と前記モータシ
   リンダケーシングの圧縮側シリンダ孔内とを連通させる
   溝が形成されていることを特徴とする請求項第４項に記
   載の油圧機械式無段変速機。