JPH0689832B2 - 油圧式無段変速機 - Google Patents

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、油圧ポンプと油圧モータとから構成される油
圧式無段変速機に関する。

（従来の技術） 少なくともいずれか一方の容量が可変となった油圧ポン
プと油圧モータを組み合わせた油圧式無段変速機は従来
から種々の形式のものが知られており、また実用化され
ている。

例えば、特公昭32−7159号公報、特開昭62−224769号公
報等に開示されているように、固定容量斜板アキシャル
ポンプと可変容量斜板アキシャルモータとを組み合わせ
た油圧式無段変速機がある。この変速機においては、ポ
ンプ斜板とモータシリンダとが一体結合されており、モ
ータ斜板が軸と直角になりモータ容量が零となったとき
には、ポンプとモータが直結して一体回転する形式、す
なわちハイドルメカニカル（HMT）形式の変速機が構成
されている。

このようなアキシャル式のポンプ、モータを用いるもの
ばかりでなく、ラジアル式のポンプ、モータを用いるも
のを数多く知られている。例えば、特公昭45−39365号
公報に開示のものがあり、この公報に開示の油圧ユニッ
トは、プランジャとしてボールを用い、外周側に配置さ
れた偏心カム部材によりこのボールをシリンダ内でラジ
アル方向に往復動させて、ポンプもしくはモータ作用を
行うように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） このような油圧式無段変速機においては、その構成はで
きる限りシンプルで且つコンパクであることが要求され
る。ところが、このような油圧式無段変速機を自動車等
に用いる場合、ポンプおよびモータの容量の可変制御が
可能で且つその制御が容易であり、種々の走行要求に対
しても充分な対応が可能であることが望ましい。

本発明はこのような事情に鑑みたもので、シンプル且つ
コンパクトな構成で、種々の制御に対応可能なような油
圧式無段変速機を提供することを目的とする。

ロ．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の手段として、本発明においては、
ポンプシリンダケーシングと、このポンプシリンダケー
シングに対し回転自在なポンプシャフトと、このポンプ
シャフトと一体回転するポンプ用カム部材と、ポンプシ
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た複数のポンププランジャと
を有し、ポンプシャフトと一体回転されるポンプ用カム
部材によりポンププランジャをシリンダ孔内で往復動さ
せ油の吸入・吐出を行わせるようにした油圧ポンプと、
モータシリンダケーシングと、このモータシリンダケー
シングに対し回転自在なモータシャフトと、このモータ
シャフトと一体回転するモータ用カム部材と、モータシ
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た複数のモータプランジャと
を有し、油圧ポンプからの吐出油によりモータプランジ
ャをシリンダ孔内で往復動させるとともにこの往復動を
モータ用カム部材を介してモータシャフトに伝達してこ
れを回転駆動するようにした油圧モータと、モータシリ
ンダケーシングを固定支持するとともにポンプシリンダ
ケーシングを回転自在に支持する変速機ハウジングとに
よって、油圧式無段変速機を構成しており、且つ、ポン
プシリンダケーシングとモータシャフトとを連結してい
る。

この場合において、油圧ポンプおよび油圧モータは、ポ
ンプシリンダおよびモータシリンダがそれぞれほぼ半径
方向に延びて配設されるラジアル式のユニットであって
も良いし、ポンプシリンダおよびモータシリンダがそれ
ぞれほぼ軸方向に延びて配設されるアキシャル式のユニ
ットであっても良い。

（作用） 上記構成の油圧式無段変速機の場合には、ポンプ用カム
部材によりポンププランジャをシリンダ孔内で往復動さ
せ油の吸入・吐出を行うのであるが、このときの往復動
のストロークを可変制御することにより可変油圧ポンプ
となり、同様に、油圧モータにおいて、油圧ポンプから
の吐出油によりモータプランジャをシリンダ孔内で往復
動させるときでの往復動ストロークを可変制御すること
により可変容量油圧モータとなる。このため、ポンプお
よびモータの少なくとも一方を可変容量制御可能な構成
にすることにより、変速比を無段階に制御可能な油圧式
無段変速機が得られる。

なお、油圧モータの容量を可変制御にしてこの容量を零
にすれば油圧ロック状態となり、ポンプシリンダケーシ
ングとモータシャフトとが連結しているので、ポンプシ
ャフトとモータシャフトが直結状態となり変速比1.0の
状態となる。

上記の場合においへ、ラジアル式ポンプもしくはモータ
の場合にはカム部材として偏心カムが用いられ、この偏
心カムの偏心量を調整して可変容量制御が可能であり、
アキシャル式ポンプもしくはモータの場合にはカム部材
として斜板が用いられ、この斜板の傾斜角を調整して可
変容量制御が可能である。

（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、本発明に係る油圧式無段変速機CVTを示して
いる。この油圧式無段変速機CVTは、変速機ハウジング
１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。これら油圧ポンプ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ポ
ンプメインシャフト（変速機入力軸）12の回転を無段階
に変速してモータメインシャフト（変速機出力軸）51に
伝達する。

変速機ハウジング１は、３分割されており、第１ハウジ
ング1aと第２ハウジング1bとに囲まれた第１空間8a内に
油圧ポンプＰが配設され、第２ハウジング1bと第３ハウ
ジング1cとに囲まれた第２空間8b内に油圧モータＭが配
設されている。

まず、油圧ポンプＰについて、矢印II−II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、ボールベアリング31a,31b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たポンプケ
ーシング11を有する。このケーシング11は、２分割され
た左右ケーシング11a,11bを複数のボルト35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C₁から距離L₁だけ偏心した軸心C₂を有する
クランクピン14がメインシャフト12と一体に形成されて
いる。クランクピン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,32b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、クランクピン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、後述するニードルベアリング34
および回動スリーブ16が配設されている。

クランクピン14には、クランクピン軸心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
車15aが形成されており、この内歯車15aは回動スリーブ
16の外歯車16aと噛合する。

回動スリーブ16はニードルベアリング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16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C₃は、メインシャフト12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
車15a、回動スリーブ16および摺動スリーブ17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17b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16b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の回転は、歯車16a,15aを介して偏心カラー15
に伝達され、偏心カラー15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15の回転位置を調整する位置調整機
能を有している。

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、クランクピン14の軸
心C₂および偏心カラー15の軸心C₃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がクランクピ
ン14回りに90゜回動されると、偏心カラー15の軸心は
C₃′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C₁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C₁に対する公転
半径）L₃は、距離L₃′（＜L₃）となる。

なお、この距離L₃は、上記最初の状態（C₁,C₂,C₃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L₃は漸減し、これが180゜
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
離L₂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
離（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の溝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、ニードルベアリング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、この連結リング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
ニオン部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個のポンププランジャ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の内部空間は左右トラニオン部25bに成形
された油通孔25c,25dを通って、ポンプケーシング11に
形成された油流入孔3bおよび油流出孔3cに連通する。油
流入孔3bは流入方向の油の流れのみを許容するチェック
バルブ28を介して油路3aに繋がり、さらに、油路3aは油
受け渡しリング27を介して変速機ハウジング１に形成さ
れた第１油路2a,2bに連通する。なお、第１油路2aはス
トレーナ７を介して第２空間8bに連通する。

また、油路3cは流出方向の油の流れのみを許容するチェ
ックバルブ29を介して油路3dに繋がり、さらに、油路3d
は油受け渡しリング30を介して変速ハウジングに形成さ
れた第２油路４に連通する。

次に、第１図およびこの図の矢印IV−IVに沿った断面を
示す第４図を併用して油圧モータＭの構成について説明
する。

このモータＭのケーシングは変速機ハウジング１により
形成されており、モータケーシングは固定保持される。

モータメインシャフト51は外部への動力取り出しを可能
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51の軸心C₄から距離L₄だけ偏心した軸心C₅を
有するクランクピン53がメインシャフト51と一体に形成
されている。クランクピン53の先端部はシャフト支持部
材52に嵌合結合している。モータメインシャフト51,ク
ランクピン53およびシャフト支持部材52は一体となっ
て、ボールベアリング71a,71bを介して変速機ハウジン
グ（モータケーシング）１により回転自在に支持されて
おり、その回転軸は軸心C₄である。このため、クランク
ピン53の軸心C₅は軸心C₄を中心とした公転運動を行う。
なお、メインシャフト51とベアリング71aとの間には、
後述するニードルベアリング73および回動スリーブ55が
配設され、シャフト支持部材52とベアリング71bとの間
には、後述するニードルベアリング74および回動スリー
ブ86が配設されている。

クランクピン53には、クランクピン軸心C₅から距離L₅だ
け偏心した軸心C₆を有する偏心カラー54が回動自在に取
り付けられている。この偏心カラー54の左側部には内歯
車54aが形成されており、この内歯車54aは回動スリーブ
55の外歯車55aと噛合する。

回動スリーブ55はニードルベアリング73によりメインシ
ャフト51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51には、このシャフト51の外歯スプラ
イン51aと噛合する内歯スプライン56bを有した摺動スリ
ーブ56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56の外歯スプライン56aが上記回動スリー
ブ55の内歯スプライ55bと噛合している。このため、メ
インシャフト51,摺動スリーブ56,回動スリーブ55および
偏心カラー54は、一体回転する。この場合、偏心カラー
54の軸心C₆は、メインシャフト51の軸心C₄を中心とした
公転運動を行う。

ここで、摺動スリーブ56の内歯スプライン56bおよびメ
インシャフト51の外歯スプライン51aはストレートスプ
ラインであり、摺動スリーブ56の外歯スプライン56aお
よび回動スリーブ55の内歯スプライ55bはヘリカルスプ
ラインである。このため、摺動スリーブ56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55が
メインシャフト51に対し相対回転される。この回動スリ
ーブ55の回転は、歯車55a,54aを介して偏心カラー54に
伝達され、偏心カラー54はクランクピン53を中心として
回動される。

この偏心カラー54の回動の場合の軸心C₆の移動を第５図
に示す。この図では、クランクピン53に対して偏心カラ
ー54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51の軸心C₄、クランクピン53の軸
心C₅および偏心カラー54の軸心C₆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54がクランクピ
ン53回りに90゜回動されると、偏心カラー54の軸心は
C₆′で示す位置に移動する。このため、メインシャフト
51の軸心C₄と偏心カラー54の軸心C₆との距離（偏心カラ
ー54の軸心C₆のメインシャフト51の軸心C₄に対する公転
半径）L₆は、距離L₆′（＜L₆）となる。

なお、この距離L₆は、油圧ポンプＰの場合と同様に、上
記最初の状態（C₄,C₅,C₆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54が180゜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の偏心距離L₄と、軸C₅に対する軸C₆の偏心距離L₅と
が等しい場合には、上記距離（公転半径）L₆は零とな
る。

このように、摺動スリーブ56を軸方向に移動させること
により、偏心カラー54のメインシャフト51に対する偏心
距離（公転半径）L₆を変えることができる。この摺動ス
リーブ56の移動は、先端58aが摺動スリーブ56の溝56cに
係合し、軸59を中心に回動自在なレバー58を回動させる
ことにより行われる。

一方、偏心カラー54には、ニードルベアリング72により
相対回転自在に環状のガイドリング60が取り付けられ
る。このため、ガイドリング60は軸心C₆を中心に偏心カ
ラー54上を回転自在となっている。さらに、このガイド
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62が配設されている。これら各シリンダ62はそれ
ぞれ一対のトラニオン部62bにおいて変速機ハウジング
（モータケーシング）１に揺動自在に取り付けられてい
る。

そして、各シリンダ62のシリンダ孔62aは内径側に開口
するとともに、各シリンダ孔62a内に内径側から５個の
モータプランジャ61が摺動自在に挿入されている。５個
のポンププランジャ61はそれぞれ、内径側端面61aが、
ガイドリング60の外周面60aに当接している。

シリンダ孔62aの内部空間はトラニオン部62bに成形され
た油通孔62cを通って、変速機ハウジング１に形成され
た第３油路５と連通している。

以上のように構成された油圧ポンプＰおよび油圧モータ
Ｍにおいて、ポンプケーシング11bに形成された内歯ス
プライン11cと、モータメインシャフト51に一体結合さ
れたシャフト支持部材52に形成された外歯スプライ52b
と噛合しており、ポンプケーシング11とモータメインシ
ャフト51とは連結されて一体回転するようになってい
る。

さらに、以上の構成において、油圧ポンプＰから第２油
路４に流出される油を、膨張行程にある油圧モータＭの
シリンダ孔62a内へ供給し、収縮行程にある油圧モータ
Ｍのシリンダ孔62a内の油を、油圧ポンプＰの吸入側に
繋がる第２油路2aへ流出させるため、分配機構80が油圧
モータＭの側方に設けられている。

この分配機構80について、第１図および矢印VI−VIに沿
った断面を示す第６図に基づいて説明する。

この分配機構80は、変速機ハウジング１の内側壁に固設
された固定ボディ81を有し、この固定ボディ81には、油
圧モータＭの各シリンダ62に対応して半径方向に延びた
スプール挿入孔81dが５箇所に形成されている。各スプ
ール挿入孔81d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の外端部は外周保持リング84
に保持され、内端部は回動スリーブ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。

回動スリーブ86はボールベアリング71bにより変速機ハ
ウジング１に回転自在に支持されており、モータメイン
シャフト51の軸心C₄を中心に回転自在となっている。但
し、ボールベアリング85は、この軸心C₄から偏心した軸
心C₇を中心として回転するように偏心して回動スリーブ
86に取り付けられている。このため、回動スリーブ86が
軸心C₄を中心に回転されると、軸心C₇は軸心C₄を中心と
して公転運動を行い、ボールベアリング85はこの軸心C₇
の公転運動に合わせて偏心運動を行い、スプール82は挿
入孔81d内において軸心C₇の偏心量に相当する距離の往
復運動を行う。

また、回動スリーブ86の内歯スプライン86aは摺動スリ
ーブ87の外歯スプライン87aと噛合し、摺動スリーブ87
の内歯スプライン87bはシャフト支持部材52の外歯スプ
ライン52aと噛合しており、回動スリーブ86および摺動
スリーブ87はモータメインシャフト51と一体回転する。

摺動スリーブ87は軸方向に摺動自在であり、先端88aが
溝87cに係合し、軸89を中心に回動自在なレバー88を回
動させることにより左右に摺動される。上記内歯スプラ
イン86aおよび外歯スプライン87aがヘリカルスプライン
であり、内歯スプライン87bおよび外歯スプライン52aが
ストレートスプライであり、レバー88の回動により摺動
スリーブ87を摺動させれば、ヘリカルスプラインの作用
により、回動スリーブ86が軸心C₄を中心に回動される。

固定ボディ81には、第２油路４に連通する第１連通孔81
aと、第３油路５に連通する第２連通孔81bと、第１油路
2aと連通した環状の溝６に連通する第３連通孔81cと
が、スプール挿入孔81d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81d内での往
復運動に応じて、スプール溝82dにより、第１連通孔81a
と第２連通孔81bとが連通したり、第２連通孔81bと第３
連通孔81cとが連通したりするようになっている。具体
的には、上述したボールベアリング85の公転運動によ
り、分配スプール82が外方に移動されると、第２連通孔
81bと第３連通孔81cとが連通され、分配スプール82が内
方に移動されると第１連通孔81aと第２連通孔81bとが連
通される。

以上のように構成された油圧式無段変速機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12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15に相
対回転自在に取り付けられた連結リング20はポンプメイ
ンシャフト12の軸心C₁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に連結されたポンププランジャ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、ポンププランジャ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７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11bのボル
ト35用フランジ11dに当接するという問題や、このフラ
ンジ11d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が連結リング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、連結リング20の
公転運動に伴い、ポンププランジャ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28,29の作用により、プランジャ22,23が膨
張行程にあるシリンダ室内に、第１油路2a,2b、油流入
孔3a,3bおよび油通孔25c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通孔25dおよび油流出孔3c
を通って油が第２油路４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２油路４に吐出された油は、分配機構80により、膨張
行程側にあるモータシリンダ孔62a内に供給され、この
シリンダ孔62a内のモータプランジャ61を膨張方向に移
動させる。モータプランジャ61の膨張方向への移動に応
じて、このモータプランジャ61の内径側端面61aが当接
するガイドリング60が押圧され、偏心カラー54が回転駆
動される。この偏心カラー54は前述のようにモータメイ
ンシャフト51と一体回転するため、このモータメインシ
ャフト51も回転駆動される。なお、偏心カラー54の回転
に伴い、収縮側にあるモータプランジャ61が収縮され、
このプランジャ61が挿入されたシリンダ孔62a内の油
は、分配機構80を介して溝６に排出され、この溝６に連
通する第１油路2a,2bに供給される。

このようにポンプメインシャフト12が駆動されると、油
圧ポンプＰの吐出油が油圧モータＭに供給されてこの油
圧モータＭが駆動される。なお、油圧モータＭを駆動し
た油は溝６に排出され、第１油路2a,2bを介して再び油
圧ポンプＰに吸入されるのであるが、途中の漏れ分等
は、ストレーナ７から第２空間8b内の油が吸入されて補
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メインシャフト51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とモータメインシャフト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15の回動
に応じて距離L₃は漸減し、これが180゜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の偏心距離L₁と、軸C₂に対する
軸C₃の偏心距離L₂とが等しい場合には、上記距離（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、レバー58の回動に応じ
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51の軸心C₄に対するクラ
ンクピン53の軸心C₅の偏心距離L₄と、クランクピンの軸
心C₅に対する偏心カラー54の軸心C₆の偏心距離L₅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、両レバー18,58の回動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（モータメインシャフト51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、油圧ポンプ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1.0の状態（ポ
ンプシャフトとモータシャフトが直結した状態）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62
a内に、第２油路４に送られる油圧ポンプＰからの油を
供給し、収縮行程側のシリンダ孔62a内の油を溝６から
第１油路2a,2bを介して油圧ポンプ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６図で矢印Ｒ方向であり、スプール82を最も
外側に押し出す方向）は、偏心カラー54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61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
めのレバー58を回動させて偏心カラー54をクランクピン
53回りに回動させると、偏心カラー54の最遠点方向も変
化する。例えば、第５図において説明したように、偏心
カラー54をクランクピン53の回りに90゜回動すると、偏
心カラー54の中心はC₆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において回動スリーブ86に偏心し
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82を最も外側に押し出す方向）も45゜移動する必
要があり、この移動はレバー88の回動により行われる。

また、ボールベアリング85の偏心軸心C₇の位置を上記の
場合と反対の位置（180゜回転した位置）にすると、ポ
ンプＰからの作動油の流入およびモータＭからの作動油
の流出経路が逆転し、モータＭを逆転させることができ
る。

以上の例においては、油圧ポンプＰの容量可変制御のた
めの回動スリーブ16の回動、油圧モータＭの可変容量制
御のための回動スリーブ55の回動および分配機構80の作
動制御のための回動スリーブ86の回動は、それぞれ回動
スリーブ16,55,86の内歯スプライン16b,55b,86aと摺動
スリーブ17,56,87の外歯スプライン17a,56a,87aとをヘ
リカルスプライン噛合させることにより行っている。し
かしながら、本発明はこのような例に限られるものでは
なく、上記内歯スプライン16b,55b,86aと上記外歯スプ
ライン17a,56a,87aとをストレートスプライン噛合さ
せ、代わりに、摺動スリーブ17,56,87の内歯スプライン
17b,56b,57bとシャフト12,51およびシャフト支持部材52
の外歯スプライン12a,51a,52aとをヘリカルスプライン
噛合させるように構成しても良い。

さらには、両スプライン噛合をともにヘリカルスプライ
ン噛合にしても良い。但し、ヘリカルスプライン噛合の
場合には、噛合部材にスラスト反力が作用するという問
題があり、このスラスト反力保持が可能な構成とする必
要がある。これに対して、一方をストレートスプライン
噛合とすれば、この噛合部においてはスラスト反力は発
生しないという利点がある。

以上説明した油圧式無段変速機においては、油圧ポンプ
と油圧モータとはその構造が異なり、油圧ポンプではカ
ム部材に取り付けられた連結リングとプランジャとが直
接連結されているが、油圧モータではカム部材に取り付
けられたガイドリングにプランジャの内端が当接するよ
うになっている。しかしながら、本発明に係る油圧式無
段変速機はこのような構成に限られるものではなく、油
圧ポンプと同様な構成の油圧モータを用いても良く、逆
に油圧モータと同様な構成の油圧ポンプを用いても良
い。但し、本例の油圧モータの構成の場合には、ガイド
リングとプランジャとが当接するので、ガイドリングか
らプランジャを引っ張る方向の力および運動の伝達を行
わせることができず、この構成の油圧ポンプを用いた場
合には、吸入側を与圧するためのチャージポンプ等が必
要となる。

以上においては、油圧ポンプおよび油圧モータとして、
ラジアル式ユニットを用いる例を示したが、本発明に係
る無段変速機はこれに限られるものではなく、アキシャ
ル式ユニットを用いたものでも良い。

例えば、第８図に模式的に示すように、アキシャル式油
圧ポンプＰ′とアキシャル式油圧モータＭ′とから無段
変速機CVT′を構成しても良い。

この油圧ポンプＰ′は、ポンプシャフト101と、このシ
ャフト101に傾動自在で且つ一体回転するように取り付
けられたポンプ斜板102と、変速機ハウジング（図示せ
ず）に回転自在に支持されたポンプシリンダ103と、こ
のシリンダ103に軸方向に延びて形成された複数のシリ
ンダ孔103a内に摺動自在に挿入された複数のポンププラ
ンジャ104と、ポンプシャフト101と一体回転してポンプ
斜板102の傾動制御を行うポンプアクチュエータ105とか
ら構成される。

油圧モータＭ′は、ポンプシリンダ103に一体結合され
たモータシャフト121と、このシャフト121に傾動自在で
且つ一体回転するように取り付けられたモータ斜板122
と、変速機ハウジング（図示せず）に固定支持されたモ
ータシリンダ123と、このシリンダ123に軸方向に延びて
形成された複数のシリンダ孔123a内に摺動自在に挿入さ
れた複数のモータプランジャ124と、モータシャフト121
と一体回転してモータ斜板122の傾動制御を行うポンプ
アクチュエータ125とから構成される。

ポンプシリンダ103とモータシリンダ123との間には、ポ
ンプシリンダ室からの吐出油を膨張行程側のモータシリ
ンダ室に供給し、収縮側のモータシリンダ室から排出さ
れた油をポンプの吸入側に戻すための分配機構110が配
設されている。

ここで、アクチュエータ105および125により、ポンプ斜
板102およびモータ斜板122の傾動角を制御すれば、ポン
プおよびモータの容量を制御でき、無段変速制御を行う
ことができる。この場合の作動原理は、第１図から第７
図に示したラジアル式ユニットを用いた変速機の場合と
同様なのでその説明は省略する。

なお、この例ではアクチュエータ105および125は各シャ
フト101,121とともに回転する構成であるが、各シャフ
ト上に摺動スライダを配設し、アクチュエータにより摺
動されるスライダにより斜板102,122の傾動制御を行う
ようにしても良い。このようすれば、アクチュエータは
固定することができる。

ハ．発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、油圧ポンプから
の吐出油により油圧モータを駆動するように構成し、モ
ータシリンダケーシングを固定支持するとともにポンプ
シリンダケーシングを回転自在に支持し、且つ、ポンプ
シリンダケーシングとモータシャフトとを連結している
油圧式無段変速機を構成しているので、コンパクトな構
成の油圧式無段変速機を得ることができるばかりでな
く、ポンプおよびモータの少なくとも一方を可変容量制
御することにより、変速比を無段階に制御可能なハイド
ルメカニカル式の無段変速機が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧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ポンプの矢印II
−II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矢印IV
−IVに沿った断面図、 第５図は上記油圧モータの各部材の軸心の位置関係を示
す概略図、 第６図は上記無段変速機の分配機構の矢印VI−VIに沿っ
た断面図、 第７図は上記油圧ポンプの一部を取り出して示す断面
図、 第８図は本発明に係る油圧式無段変速機の異なる例を示
す概略図である。 １……変速機ハウジング、11……ポンプケーシング 12……ポンプメインシャフト 14……クランクピン、15……偏心カラー 20……連結リング 22,23……ポンププランジャ 25……ポンプシリンダ 51……モータメインシャフト 53……クランクピン、54……偏心カラー 60……ガイドリング、61……モータプランジャ 62……モータシリンダ、82……分配スプール CVT……油圧無段変速機 Ｐ……油圧ポンプ、Ｍ……油圧モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプシリンダケーシングと、このポンプ
   シリンダケーシングに対し回転自在なポンプシャフト
   と、このポンプシャフトと一体回転するポンプ用カム部
   材と、前記ポンプ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た複数の
   ポンププランジャとから構成され、前記ポンプシャフト
   の回転駆動によりこのポンプシャフトと一体回転される
   前記ポンプ用カム部材により前記ポンププランジャを前
   記シリンダ孔内で往復動させ油の吸入・吐出を行わせる
   ようにした油圧ポンプと、 モータシリンダケーシングと、このモータシリンダケー
   シングに対し回転自在なモータシャフトと、このモータ
   シャフトと一体回転するモータ用カム部材と、前記モー
   タ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た複数のモータプランジ
   ャとから構成され、前記油圧ポンプからの吐出油により
   前記モータプランジャを前記シリンダ孔内で往復動させ
   るとともにこの往復動を前記モータ用カム部材を介して
   前記モータシャフトに伝達して前記モータシャフトを回
   転駆動するようにした油圧モータと、 前記モータシリンダケーシングを固定支持するととも
   に、前記ポンプシリンダケーシングを回転自在に支持す
   る変速機ハウジングとから構成され、 前記ポンプシリンダケーシングと前記モータシャフトと
   が連結されていることを特徴とする油圧式無段変速機。
2. 【請求項２】前記油圧ポンプおよび前記油圧モータは、
   前記ポンプシリンダおよび前記モータシリンダがそれぞ
   れ前記ポンプシャフトおよび前記モータシャフトに対し
   てほぼ半径方向に延びて配設されるラジアル方式のユニ
   ットであることを特徴とする請求項第１項記載の油圧式
   無段変速機。
3. 【請求項３】前記油圧ポンプおよび前記油圧モータは、
   前記ポンプシリンダおよび前記モータシリンダがそれぞ
   れ前記ポンプシャフトおよび前記モータシャフトに対し
   てほぼ軸方向に延びて配設されるアキシャル式のユニッ
   トであることを特徴とする請求項第１項記載の油圧式無
   段変速機。
4. 【請求項４】前記ポンプシャフト、前記ポンプシリンダ
   ケーシングおよび前記モータシャフトの回転軸が同一軸
   上に配設されていることを特徴とする請求項第１項から
   第３項のいずれかに記載の油圧式無段変速機。