JPH09166196A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型化、重量化を招くことなく、従来と同じ
無段階の変速を維持しつつ、特に部分負荷運転時の無段
変速機の伝達効率の向上を図る。 【解決手段】 ２つの遊星歯車機構及び３つのクラッチ
機構を有する機械式トランスミッション（ＭＴ）を入力
軸と出力軸との間に介装する一方、入力側を入力軸に接
続し出力側を一方の遊星歯車機構を介して出力軸に接続
した静液圧式トランスミッション（ＨＳＴ）を並設す
る。ＨＳＴの液圧モータの斜板（61）の斜板角度を、斜
板角度切換機構により、変速比に応じて３つに分けた運
転モードの内の第２モードの変速域の中央値で、それま
での最大斜板角度（１７度）から半減させて８．５度に
切換えるとともに、第３モードの変速比域の中央値で、
さらに半減させて４．２５度に切換えてメイン圧力を高
くする。これらの切換に対応させて液圧ポンプ側の斜板
（51）の増減変更比率を第２モードの中央値で半減し、
さらに、第３モードの中央値で半減して斜板（61）の斜
板角度切換に伴う変速比の変動を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バス、トラック、
各種建設機械、もしくは、各種産業機械等に用いられる
無段変速機に関し、特に、ハイドロメカニカルトランス
ミッション（Hydro Mechanical Transmission ；以下、
「ＨＭＴ」という）といわれる無段変速機に関する。こ
のＨＭＴは、流体の静圧エネルギーを利用するハイドロ
スタティックトランスミッション（Hydro Static Trans
mission ；以下、「ＨＳＴ」という）と、メカニカルト
ランスミッション（以下、「ＭＴ」という）とを、遊星
機構等を介して組み合わせることにより、無段階で連続
した変速を行うようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の無段変速機として
は、米国特許第４，３４１，１３１号公報、もしくは、
特開昭５４−３５５６０号公報により提案されたものが
知られている。これは、可変斜板を有する油圧ポンプ、
及び、固定斜板を有する油圧モータを互いに結合させた
ＨＳＴと、２つの遊星機構及び３つのクラッチ機構等を
備えたＭＴとを組み合わせたものであり、上記２つの遊
星機構の各増速比（歯車比）の関係を特定条件に設定し
たものである。

【０００３】通常、このようなＨＭＴにおいては、図１
に一例を示すように、上記油圧ポンプの可変斜板がＨＭ
Ｔの変速比に応じて３つの運転モードに分けて変更制御
され、これにより、例えばエンジン等の駆動源からＨＭ
Ｔの入力軸に入力される一定回転数の回転が、ＨＭＴの
出力軸に対し回転数を無段階かつ連続的に変化させて伝
達されるようにシステムが設計されている。この場合、
上記油圧ポンプの可変斜板は、第１モード，第２モード
及び第３モードの３つの各運転モードにおいて、最大斜
板位置（例えば斜板角度１７度前後）と、中立位置（斜
板角度ゼロ）との間で斜板角度が徐々に増減変更制御さ
れるようになっている。

【０００４】そして、上記可変斜板の斜板角度の増減変
更制御により、上記油圧ポンプから油圧モータへ吐出油
を送る通路内の圧力（ＨＳＴのメイン圧力）は、図２に
示すように、発進から低変速比域（低速域）の第１モー
ドから中変速比域（中速域）の第２モードへ、第２モー
ドから高変速比域（高速域）のモード３へと移行するに
従い低圧側に移行し、ＨＳＴが伝達するトルクも小さく
なる。

【０００５】一方、上記のＨＳＴにおけるメイン圧力
と、その伝達効率との関係は、図３に示すように、メイ
ン圧力がゼロから所定の低圧側領域ではＨＳＴの伝達効
率がゼロから急激に増大し、上記メイン圧力が所定値
（例えば１００Ｋｇ／ｃｍ2 前後）以上の高圧側領域で
は上記伝達効率が比較的高い値（例えば０．８〜０．
９）以上の範囲で徐々に増加するという特性を有してい
る。つまり、上記メイン圧力がある程度以上の高圧側領
域では、ＨＳＴは比較的高いほぼ一定値の伝達効率を発
揮するものの、低圧側領域ではメイン圧力のわずかな低
下により上記伝達効率の大幅な低下を招き、しかも、伝
達効率の落ち込み度合いが上記メイン圧力値が低圧側で
ある程大きくなるという特性を有している。

【０００６】従って、上記のＨＳＴにおいては、第１モ
ードから高変速比側の第３モードに移行するに従い上記
の如くメイン圧力が低下するために、そのメイン圧力の
低下に伴いＨＳＴの伝達効率も低下する傾向にある。こ
の場合、全負荷運転時（定格動力時）では、最もメイン
圧力が低下する上記の第３モードでも図２に示すように
１００Ｋｇ／ｃｍ2 前後のメイン圧力を発揮するため、
ＨＳＴの伝達効率の低下度合いもわずかであり比較的高
い値の伝達効率を維持している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のＨＭ
Ｔを車両に搭載した場合には、全負荷運転は急加速時や
登坂時等の特殊な場合に限られ、部分負荷運転での使用
が主であり、近年、省エネルギーの観点から、部分負荷
時の効率が重視されるようになってきている。

【０００８】しかし、上記の部分負荷運転状態で使用す
る場合にはＨＳＴのメイン圧力が全負荷運転時の場合よ
りもかなり低下し、特にモード２の後半からモード３の
高変速比領域でのメイン圧力は極めて低い値の範囲（例
えば２０〜３０Ｋｇ／ｃｍ2）になってしまうことにな
る（図２の破線参照）。この場合、このようなメイン圧
力の低圧側領域では、メイン圧力の低下に伴うＨＳＴの
伝達効率の落ち込み度合いが全負荷運転時の高圧側領域
でのそれと比べはるかに大きいため（図３参照）、ＨＳ
Ｔの伝達効率が著しく低下してしまう。この著しい低下
の結果、ＨＭＴ全体の伝達効率の低下を招くことにな
る。すなわち、部分負荷運転時におけるＨＭＴ全体の予
測効率を図４に示すように、入力回転数が一定の場合
（同図の実線参照）においては、第２モードの高変速比
側から第３モードの低変速比側までの範囲と、第３モー
ドの高変速比側とにおいてＨＭＴの伝達効率の落ち込み
が生じ、特に第３モードの高変速比側においてその伝達
効率の落ち込み度合いが高くなる。なお、同図に破線に
より出力回転数を一定にした場合の予測効率を示すが、
この場合にも上記と同傾向を示し、特に第３モードの高
変速比側で伝達効率のピーク値を示した後、伝達効率は
低下する。

【０００９】また、特に、上記のＨＭＴを搭載した車両
においては、部分負荷運転が使用される頻度が比較的高
く、その分、上記のＨＭＴの伝達効率の低下が発生する
頻度も高くなるという不都合もある。

【００１０】一方、このような不都合を解消するため
に、油圧モータ側の斜板を固定とせずに、その油圧モー
タ側の斜板を油圧ポンプ側と同様に可変斜板により構成
し、油圧モータ側の可変斜板の斜板角度を徐々に変更す
ることも考えられるが、このようにすると、ＨＳＴの大
型化、重量化を招き、これに伴い、ＨＭＴが大型化、重
量化するという不都合を生じる上、上記油圧モータ側の
可変斜板の斜板角度を油圧ポンプ側の可変斜板の斜板角
度との関係に基づいて変更するための制御が必要となっ
て装置の複雑化を招くことになる。加えて、油圧モータ
側の斜板角度の変更に伴いＨＳＴにおける変速比が変動
してしまう。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ＨＭＴの大型
化、重量化を招くことなく、従来と同じ無段階の変速を
維持しつつ、特に部分負荷運転時のＨＭＴの伝達効率の
向上を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、動力源に接続可能な入力軸
（１）と、出力軸（２）と、上記入力軸（１）と出力軸
（２）との間に介装され複数のクラッチ機構（10，11，
12）及び遊星歯車機構（７，８）を備えた機械式トラン
スミッション（３）と、上記入力軸（１）及び出力軸
（２）に対し並列に配設され入力側が上記動力源に接続
可能にされ出力側が遊星歯車機構（７）を介して上記出
力軸（２）に接続された静液圧式トランスミッション
（４）とを備えるものである。また、上記静液圧式トラ
ンスミッション（４）として、可変斜板（51）の斜板角
度の増減変更制御により上記動力源からの入力回転を所
定の吐出液量に変換する液圧ポンプ（５）と、所定の傾
斜状態の斜板（61）により上記液圧ポンプ（５）からの
吐出液圧を回転力に変換する液圧モータ（６）とを備え
るものとする。さらに、上記機械式トランスミッション
（３）と、静液圧式トランスミッション（４）とを変速
比に応じて複数の運転モードに分けて作動させることに
よって、上記入力軸（１）に入力する一定回転数の入力
回転を無段階で変速させて上記出力軸（２）に伝達する
ように構成された無段変速機を前提とする。このものに
おいて、上記液圧モータ（６）の斜板（61）の斜板角度
を、高変速比側の運転モードへの切換えに伴う上記吐出
液圧の低下に応じて斜板角度がゼロとなる中立位置の側
へより小さい角度になるように段階的に切換える斜板角
度切換機構（14）を備える。加えて、上記液圧ポンプ
（５）の可変斜板（51）の斜板角度の増減変更を、上記
斜板角度切換機構（14）による液圧モータ（６）の斜板
角度の切換えに対応して、上記液圧モータ（６）の斜板
（61）が切換前の斜板角度で一定にされた場合と同じ変
速比になるよう制御する増減変更制御手段（13）を備え
る構成とするものである。

【００１３】上記の構成の場合、液圧モータ（６）側の
斜板（61）の斜板角度を変更するものとして、その斜板
角度を段階的に切換える斜板角度切換機構（14）を設け
ているため、液圧ポンプ（５）側の如く連続的に斜板角
度が変化する可変斜板（51）を上記の液圧モータ（６）
側に設ける場合と比べて、複雑な制御を追加することな
く簡易に、軽量に、かつ、コンパクトに斜板角度の変更
が可能になる。そして、上記液圧モータ（６）側の斜板
（61）の斜板角度が、高変速比側の運転モードへの切換
えに吐出液圧の低下に応じてより小さい角度、すなわ
ち、斜板角度がゼロである中立位置側に対しより近付い
た傾斜位置に切換えられる。この切換えにより、液圧モ
ータ（６）の各ピストン（64）の行程量が切換前よりも
少なくなり、これに伴い、各ピストン（64）のシリンダ
室（64a ）内の容積変化量も小さくなる。このため、液
圧ポンプ（５）から液圧モータ（６）側に吐出される同
じ液量に対し、上記液圧モータ（６）の各ピストン（6
4）に作用する液圧、すなわち、メイン圧力は増大す
る。これにより、従来ではメイン圧力の低下により伝達
効率の低下を招いていた高変速比側運転モードや部分負
荷運転状態にあっても、上記メイン圧力の増大に伴い静
液圧式トランスミッション（４）の伝達効率の向上が図
られ、この結果、無段変速機全体の伝達効率の向上が図
られる。特に、上記部分負荷運転状態においてはメイン
圧力が極端な低圧力域になるため、メイン圧力のわずか
な増大によっても伝達効率の大幅な増大が図られる。

【００１４】しかも、上記の斜板角度の切換に対応し
て、液圧ポンプ（５）側の可変斜板（51）の斜板角度が
増減変更制御手段（13）によって上記液圧モータ（６）
側の斜板角度が切換前の状態で一定にされた場合と同じ
変速比になるように制御されるため、従来の液圧モータ
（６）側の斜板として斜板角度が固定された固定斜板を
用いた場合と同じ変速比が維持される。

【００１５】従って、従来と同じ変速比を維持して無段
変速を実現しつつ伝達効率の向上が図られる上、このよ
うな作用が機器や制御の追加，変更を最小限に抑えて簡
易かつコンパクトに達成される。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明における斜板角度切換機構（14）として、液圧モータ
（６）の斜板角度の切換えを、液圧ポンプ（５）の可変
斜板（51）が増減変更制御の途中で中立位置に位置付け
られた時点で行うように構成するものである。

【００１７】上記の構成の場合、液圧モータ（６）側の
斜板角度の切換えが、液圧ポンプ（５）の可変斜板（5
1）が中立位置、すなわち、斜板角度がゼロで静液圧式
トランスミッション（４）の入力側を空転状態にする位
置に位置付けられた時点で行われるため、上記の液圧モ
ータ（６）側の斜板角度の切換え時点では液圧モータ
（６）側に対する液圧ポンプ（５）側からの吐出液圧に
基づく負荷が無負荷状態になる。このため、上記液圧モ
ータ（６）側の斜板角度の切換えが液圧ポンプ（５）側
の可変斜板（51）の斜板角度の増減変更制御と干渉する
ことなく行うことができるようになる。その上、上記液
圧モータ（６）側の斜板角度の切換えも抵抗を受けずに
スムースに行うことが可能となり、斜板角度切換機構
（14）をより簡易に構成することが可能となる。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、運転モードとして、発進か
ら低変速比域の第１モードと、中変速比域の第２モード
と、高変速比域の第３モードとを備えるものとする。そ
して、斜板角度切換機構（14）を、上記第２モード及び
第３モードにおいて、液圧モータ（６）の斜板（61）を
上記第１モードの時の斜板角度よりも中立位置側の小さ
い角度に切換える構成とするものである。

【００１９】上記の構成の場合、液圧モータ（６）側の
斜板角度が２段階に切換えられる。すなわち、変速比が
第１モードの時よりも高変速比側であって液圧ポンプ
（５）からの吐出液圧が第１モードの時よりも低下する
第２モード及び第３モードにおいて、斜板角度切換機構
（14）により液圧モータ（６）側の斜板角度がより小さ
い角度へ切換えられ、これによって、メイン圧力が増大
し、これに伴い伝達効率の向上が図られる。

【００２０】請求項４記載の発明は請求項３記載の発明
を具体化した一例であり、この請求項４記載の発明は、
請求項３記載の発明において、斜板角度切換機構（14）
を、第２モードの変速比域のほぼ中央値の変速比におい
て液圧モータ（６）の斜板（61）をそれまでの斜板角度
の半減値の斜板角度に切換えるように構成する。加え
て、増減変更制御手段（13）を、液圧ポンプ（５）の可
変斜板（51）が上記第２モードの変速比域の最小値で最
大斜板角度となり上記変速比域のほぼ中央値で斜板角度
がゼロの中立状態になるような増減変更比率で上記可変
斜板の斜板角度の増減変更制御を行う一方、上記第２モ
ードの変速比域のほぼ中央値から高変速比側の範囲にお
いて上記増減変更比率の半減値の増減変更比率で上記可
変斜板（51）の斜板角度の増減変更制御を行う構成とす
るものである。

【００２１】上記の構成の場合、第２モードの変速比域
のほぼ中央値の変速比、すなわち、液圧ポンプ（５）の
可変斜板（51）が中立状態とされる時点において、液圧
モータ（６）側の斜板角度が斜板角度切換機構（14）に
よってそれまでの半減値の斜板角度に切換えられ、同時
に、この切換えに対応して液圧ポンプ（５）側の可変斜
板（51）の増減変更比率が増減変更制御手段（13）によ
って半減される。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、斜板角度切換機構（14）を、第３モードに
おいて、液圧モータ（６）の斜板（61）を第２モードの
時の斜板角度よりもさらに中立位置側の小さい角度に切
換える構成とするものである。

【００２３】上記の構成の場合、液圧モータ（６）側の
斜板角度が３段階に切換えられる。すなわち、変速比が
第１モードの時よりも高変速比側であって液圧ポンプ
（５）からの吐出液圧が第１モードの時よりも低下する
第２モードにおいて、斜板角度切換機構（14）により液
圧モータ（６）側の斜板角度がより小さい角度へ切換え
られ、これによって、メイン圧力が増大し、これに伴い
伝達効率の向上が図られる。そして、上記第２モードよ
りもさらに吐出液圧が低下する第３モードにおいて、上
記斜板角度切換機構（14）により上記液圧モータ（５）
側の斜板角度が上記切換後の斜板角度よりも小さい角度
に切換えられ、これによって、上記第２モードよりもさ
らに低下度合いが大きい傾向にある第３モードのメイン
圧力が請求項３記載の発明の場合よりも増大され、これ
に伴い伝達効率も請求項３記載の発明の場合よりも増大
される。

【００２４】請求項６記載の発明は請求項５記載の発明
を具体化した一例であり、この請求項６記載の発明は、
請求項５記載の発明において、斜板角度切換機構（14）
を、第２モードの変速比域のほぼ中央値の変速比におい
て液圧モータ（６）の斜板（61）をそれまでの斜板角度
の半減値の斜板角度に切換える一方、第３モードの変速
比域のほぼ中央値の変速比において上記液圧モータ
（６）の斜板（61）を上記切換え後の斜板角度のさらに
半減値の斜板角度に切換えるように構成する。加えて、
増減変更制御手段（13）を、液圧ポンプ（５）の可変斜
板（51）の斜板角度の増減変更制御を、上記第２モード
の変速比域の最小値からほぼ中央値の範囲において上記
可変斜板（51）が上記最小値の変速比で最大斜板角度と
なり上記のほぼ中央値の変速比で斜板角度がゼロの中立
状態になるような増減変更比率で行い、上記第２モード
の変速比域のほぼ中央値から高変速比側の範囲において
上記増減変更比率の半減値の増減変更比率で行い、上記
第３モードの変速比域のほぼ中央値から高変速比側の範
囲において上記半減値の増減変更比率のさらに半減値の
増減変更比率で行う構成とするものである。

【００２５】上記の構成の場合、第２モードの変速比域
のほぼ中央値の変速比、すなわち、液圧ポンプ（５）の
可変斜板（51）が中立状態とされる時点において、液圧
モータ（６）側の斜板角度が斜板角度切換機構（14）に
よってそれまでの半減値の斜板角度に切換えられ、同時
に、この切換えに対応して液圧ポンプ（５）側の可変斜
板（51）の増減変更比率が増減変更制御手段（13）によ
って半減される。そして、第３モードの変速比域のほぼ
中央値の変速比、すなわち、第２モードの場合と同様に
液圧ポンプ（５）の可変斜板（51）が中立状態とされる
時点において、液圧モータ（６）側の斜板角度が斜板角
度切換機構（14）によってそれまでの斜板角度のさらに
半減値の斜板角度に切換えられ、同時に、この切換えに
対応して液圧ポンプ（５）側の可変斜板（51）の増減変
更比率が増減変更制御手段（13）によってそれまでの半
減された増減変更比率のさらに半減値とされる。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明における斜板角度切換機構（14）として、液圧モータ
（６）の斜板（61）の回転軸（Ｅ）に直交する方向の端
部側に位置付けられて上記斜板（61）の端部側部位を中
立位置の側に段階的に位置変換させることにより上記斜
板（61）を回転軸（Ｅ）回りに傾動させる位置変換手段
を備える構成とするものである。

【００２７】上記の構成の場合、斜板角度切換機構（1
4）が具体的に特定される。すなわち、液圧モータ
（６）の斜板（61）の回転軸（Ｅ）に直交する方向の端
部側部位を位置変換手段、例えば油圧もしくは空気圧の
シリンダ等によって中立位置の側に段階的に位置変換さ
せることにより、その斜板（61）が上記回転軸（Ｅ）回
りに傾動して斜板角度がより小さいものに切換えられ
る。これにより、上記斜板角度切換機構（14）が位置変
換手段によって簡易に構成される。

【００２８】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明における位置変換手段を、弾性支持部材（146 ）と、
アクチュエータ（145 ）とを備えるものとする。そし
て、弾性支持部材（146 ）を、液圧モータ（６）の斜板
（61）の回転軸（Ｅ）に直交する方向の一側に位置付け
られ、上記斜板（61）の一側部位に対し斜板（61）の傾
動方向と逆方向に弾性反力を付与して上記斜板（61）を
支持する構成とする。また、アクチュエータ（145 ）
を、液圧モータ（６）の斜板（61）の回転軸（Ｅ）に直
交する方向の他側に位置付けられ、段階的に伸長して上
記斜板（61）の他側部位を押すことにより、その斜板
（61）の他側部位を上記弾性支持部材（146 ）による弾
性反力に抗して位置変換させる構成とするものである。

【００２９】上記の構成の場合、位置変換手段が例えば
コイルスプリング等の弾性支持部材（146 ）と、例えば
シリンダ等のアクチュエータ（145 ）とにより簡易に構
成される。すなわち、アクチュエータ（145 ）が段階的
に伸長して斜板（61）の他側部位を押すことにより、斜
板（61）は弾性支持部材（146 ）の弾性反力に抗してよ
り小さい角度の斜板角度になるよう段階的に傾動する。
これにより、斜板角度の段階的な切換えが行われる。上
記の傾動に際し、弾性支持部材（146 ）により傾動方向
と逆方向に弾性反力が付与されているため、上記アクチ
ュエータ（145）は斜板（61）の他側部位を押すだけの
構成を有していればよい上、斜板（61）の他側にのみア
クチュエータ（145 ）を設ければ済む。すなわち、アク
チュエータ（145 ）の先端と斜板とを連結する必要はな
く、また、斜板（61）の一側部位及び他側部位の両側に
それぞれアクチュエータを設ける必要もなくなる。

【００３０】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明における弾性支持部材（146 ）に、液圧による支持力
を付加するものである。

【００３１】上記の構成の場合、アクチュエータ（145
）の段階的伸長により斜板（61）が傾動する際に、そ
の斜板（61）に弾性反力と液圧による支持力との双方が
傾動方向とは逆方向に作用するため、弾性反力のみの場
合の過渡的な振動やがたつきの発生のおそれが解消され
る。このため、液圧モータ（６）側の斜板角度の段階的
切換がスムースかつ確実に行われる。

【００３２】請求項１０記載の発明は、請求項７〜請求
項９の内のいずれか１に記載の発明において、位置変換
手段を、静液圧式トランスミッション（４）に対し作動
液体を補給するチャージポンプ（43）のチャージ圧力に
よって作動される構成とするものである。

【００３３】上記の構成の場合、位置変換手段が、静液
圧式トランスミッション（４）に補給される作動液体の
チャージ圧力を利用して作動されるため、特別な駆動源
を新たに設ける必要がない。このため、斜板角度切換機
構（14）がより簡易に構成される請求項１１記載の発明
は、請求項７〜請求項１０の内のいずれか１に記載の発
明において、位置変換手段として、単独もしくは組み合
わせにより液圧モータ（６）の斜板（61）の各切換段階
での斜板角度の切換量に対応したストロークを発生させ
る１もしくは複数のアクチュエータ（142 ，143 ）を直
列に配設する構成とするものである。

【００３４】上記の構成の場合、斜板角度の切換段階数
と同数のアクチュエータ（142 ，143 ）の内から切換段
階に対応した１つのアクチュエータ（142 または143 ）
のみを作動させることにより所定の斜板角度への切換が
行われる。すなわち、第１の切換段階では、第１切換段
階の斜板角度の切換量に対応したストロークを有するア
クチュエータ（142 ）を選択してこのアクチュエータ
（142 ）のみを作動させ、第２の切換段階では、その第
２切換段階の切換量に対応したストロークを有するアク
チュエータ（143 ）のみを作動させ、以下、同様にして
切換段階に応じて所定のアクチュエータを作動させるこ
とにより所定の斜板角度への切換が確実に行われる。ま
た、１つのアクチュエータにより行う場合には、その１
つのアクチュエータを書く切換段階毎のストロークずつ
作動される。

【００３５】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
記載の発明における機械式トランスミッション（３）と
して、静液圧トランスミッション（４）の出力側と連動
するよう接続された第１太陽歯車（71）と、この第１太
陽歯車（71）に係合されてその周囲を公転する第１遊星
歯車（72）と、この第１遊星歯車（72）に係合される一
方、出力軸（２）と連結された第１内歯歯車（73）とを
有する第１遊星歯車機構（７）と、上記第１太陽歯車
（71）とは互いに独立した第２太陽歯車（81）と、この
第２太陽歯車（81）に係合されてその周囲を上記第１内
歯歯車（73）と同期して公転する第２遊星歯車（82）
と、この第２遊星歯車（82）に係合される一方、上記第
１遊星歯車（72）と同期して回転する第２内歯歯車（8
3）とを有する第２遊星歯車機構（８）とを備えるもの
とする。加えて、上記第１遊星歯車（72）及び第２内歯
歯車（83）の両者を非回転部（103 ）に対し断続切換可
能に連結する第１クラッチ手段（10）と、上記第２太陽
歯車（81）を入力軸（１）に対して断続切換可能に連結
する第２クラッチ手段（11）と、上記第１遊星歯車（7
2）及び第２内歯歯車（83）の両者を上記入力軸（１）
に対し断続切換可能に連結する第３クラッチ機構（12）
とを備える。そして、上記第１及び第２の両遊星歯車機
構（７，８）を、第１太陽歯車（71）と第１内歯歯車
（73）との間の歯車比をＹとし、第２太陽歯車（81）と
第２内歯歯車（83）との間の歯車比をＸとした場合に、
Ｙ＝Ｘ＋１の関係が成立するように設定するものであ
る。

【００３６】上記の構成の場合、入力軸（１）からの入
力回転を出力軸（２）に対し確実に無段階でかつ連続し
たリニアな変速比で変速させて伝達させ得る機械式トラ
ンスミッション（３）の一構成が具体的に特定される。

【００３７】さらに、請求項１３記載の発明は、請求項
１２記載の発明において、機械式トランスミッション
（３）が、運転モードとして、発進から低変速比域で第
１クラッチ機構（10）をのみ接続状態にする第１モード
と、中変速比域で第２クラッチ機構（11）をのみ接続状
態にする第２モードと、高変速比域で第３クラッチ機構
（12）をのみ接続状態にする第３モードとを備える構成
とするものである。

【００３８】上記の構成の場合、３つの運転モードに分
けて作動させる場合の構成が具体的に特定される。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００４０】図５及び図６は本発明の実施形態に係る無
段変速機であるＨＭＴを示し、同図中、１は動力源とし
てのエンジン（図示省略）に接続されてエンジンからの
一定回転数の回転が入力される入力軸、２は駆動輪（図
示省略）等に接続される出力軸、３は上記入力軸（１）
と出力軸（２）との間に介装された機械式トランスミッ
ションとしてのＭＴである。また、４は上記入力軸
（１）、ＭＴ（３）、及び、出力軸（２）に対し並列に
配設された静液圧式トランスミッションとしてのＨＳＴ
であって、このＨＳＴ（４）は可変斜板（51）を有する
入力側の液圧ポンプ（５）と、段階的切換えされる斜板
（61）を有する出力側の液圧モータ（６）とを備えてい
る。

【００４１】（ＭＴの構成）上記ＭＴ（３）は、第１遊
星歯車機構（７）と、第２遊星歯車機構（８）と、中間
軸（９）と、第１〜第３の３つのクラッチ機構（10，1
1，12）とを備えたものである。以下、各機構（７，
８，10，11，12）について詳細に説明する。

【００４２】上記第１遊星歯車機構（７）は、第１太陽
歯車（71）と、この第１太陽歯車（71）と噛み合う第１
遊星歯車（72）と、この第１遊星歯車（72）と噛み合う
第１内歯歯車（73）と、上記第１遊星歯車（72）を保持
する第１キャリア（74）とを備えている。また、上記第
２遊星歯車機構（32）は、上記中間軸（９）に形成され
た第２太陽歯車（81）と、この第２太陽歯車（81）と噛
み合う第２遊星歯車（82）と、この第２遊星歯車（82）
と噛み合う第１内歯歯車（83）と、上記第２遊星歯車
（82）を保持する第２キャリア（84）とを備えている。

【００４３】そして、上記第１太陽歯車（71）は、出力
軸（２）と結合された管状部材（75）を介して歯車（7
6）と一体的に形成されており、この歯車（76）と、後
述の歯車（66）とを介して上記液圧モータ（６）と接続
されている。つまり、上記第１太陽歯車（71）を介し
て、液圧モータ（６）と出力軸（２）とが互いに接続さ
れている。また、上記第１キャリア（74）は管状部材
（77）に取付けられており、この管状部材（77）の内周
面には上記第２内歯車（83）が形成され、これにより、
第１遊星歯車（72）と第２内歯歯車（83）とが互いに同
期して回転するようになっている。さらに、上記第１内
歯歯車（73）は鍔状部材（78）の外周側に形成され、こ
の鍔状部材（78）には上記第２キャリア（84）が取付け
られている。この鍔状部材（78）は上記出力軸（２）に
一体的に取付けられており、これにより、上記第２遊星
歯車（82）は上記第１内歯歯車（73）と同期して回転
し、かつ、上記第１内歯歯車（73）及び第２遊星歯車
（82）が出力軸（２）と結合されるようになっている。

【００４４】上記第１クラッチ機構（10）は、複数のク
ラッチプレート（101 ）と、この各クラッチプレート
（101 ）を間に挟む複数のプレッシャープレート（102
）とを備えている。各プレッシャープレート（102 ）
は本ＨＭＴが搭載される車体側の非回転部（103 ）（図
６にのみ示す）に相対回転を阻止した状態で固定されて
おり、これにより、上記第１クラッチ機構（10）は接続
状態にすることによりブレーキ力を付与するようになっ
ている。上記各クラッチプレート（101 ）は上記管状部
材（77）の周囲に取付けられており、これにより、上記
第１クラッチ機構（10）は、第１遊星歯車（72）と第２
内歯歯車（83）とを上記非回転部（103 ）に対し断続切
換可能に連結するようになっている。

【００４５】上記第２クラッチ機構（11）は、中間軸
（９）の周囲に取付けられた複数のクラッチプレート
（111 ）と、筒状部材（112 ）の内周面に設けられたプ
レッシャープレート（113 ）とを備えている。上記筒状
部材（112 ）は歯車（114 ）を介して入力軸（１）と連
結されており、これにより、上記第２クラッチ機構（1
1）は第２太陽歯車（81）を上記入力軸（１）に対し断
続切換可能に連結するようになっている。

【００４６】上記第３クラッチ機構（12）は、上記管状
部材（77）の周囲に取付けられた複数のクラッチプレー
ト（121 ）と、上記筒状部材（112 ）の内周面に設けら
れたプレッシャープレート（122 ）とを備えたものであ
り、これにより、上記第１遊星歯車（72）と第２内歯歯
車（83）とを上記入力軸（１）に対し断続切換可能に連
結するようになっている。

【００４７】このような構造において、上記第１及び第
２の両遊星歯車機構（７，８）の各要素の歯車比（増速
比）が以下の関係を有するように設定されており、これ
により、後述の第１〜第３モードの３つの運転モードの
切換前後で実質的に連続した伝達比を与えるようになっ
ている。すなわち、図７の遊星速度線図に示すように、
第１太陽歯車（71）と第１内歯歯車（73）との間の歯車
比をＹとし、第２太陽歯車（81）と第２内歯歯車（83）
との間の歯車比をＸとした場合に、Ｙ＝Ｘ＋１の関係が
成立するように設定されている。このように設定されて
いれば、第１及び第２との両運転モード間の切換え前後
で、第２太陽歯車（83）の回転数は第２クラッチ機構
（11）により係合される入力軸（１）の回転数（図７で
は１８００ｒｐｍ）と一致し、第２及び第３の両運転モ
ード間の切換え前後で、第３クラッチ機構（12）で係合
される入力軸（１）の回転数と一致することになる。

【００４８】（ＨＳＴの構成）一方、上記ＨＳＴ（４）
は互いにほぼ同じ構成の一対の油圧ユニットにより構成
されるものであり、エンジンからの回転力が入力される
入力側の油圧ユニットを液圧ポンプ（５）と呼び、変速
後の回転力が出力される出力側の油圧ユニットを液圧モ
ータ（６）と呼ぶものである。

【００４９】上記液圧ポンプ（５）は、図８にも示すよ
うに、スプラインを介してポンプ軸（52）と一体に回転
するシリンダブロック（53）と、このシリンダブロック
（53）内に円周方向に列状に収容された複数の往復動ピ
ストン（54，54，…）と、上記シリンダブロック（53）
に対し非回転状態で液密に結合された非回転ブロック
（55）と、この複数の往復動ピストン（54，54，…）の
往復動の行程を調整する可変斜板（51）とを備えてい
る。そして、上記ポンプ軸（52）に連結された歯車（5
6）が入力軸（１）の歯車（114 ）に噛み合わされ、こ
れにより、上記ポンプ軸（52）にエンジンからの回転力
が入力するようになっている。また、上記非回転ブロッ
ク（55）の内部には、上記複数の往復動ピストン（54，
54，…）の各シリンダ室（54a ）と連通可能な２つの円
弧状の開口（55a ，55b ）（Ａキドニー及びＢキドニ
ー；図９参照）が形成され、このＡキドニー（55a ）も
しくはＢキドニー（55b ）は、後述の液圧モータ（６）
側の非回転ブロック（65）の対応するＡキドニー（65a
）もしくはＢキドニー（65b ）とそれぞれ連通管（57a
，57b ）を介して連通されている。

【００５０】さらに、上記可変斜板（51）は、上記ポン
プ軸（52）の位置を横切る直径を回転軸（Ｐ）として、
斜板角度がゼロとなる中立位置（Ｎ）を挟んで最大の斜
板角度（例えば１７度）となる両最大傾斜位置（Ｍ，
Ｍ′）の間を傾動可能となっており、この可変斜板（5
1）の斜板角度が増減変更制御手段（13）によって３つ
の運転モードに応じた所定の増減変更比率で連続的に増
減変更されるようになっている。

【００５１】また、上記液圧モータ（６）は、スプライ
ンを介してモータ軸（62）と一体に回転するシリンダブ
ロック（63）と、このシリンダブロック（63）内に円周
方向に列状に収容された複数の往復動ピストン（64，6
4，…）と、上記シリンダブロック（63）に対し非回転
状態で液密に結合された非回転ブロック（65）と、この
複数の往復動ピストン（64，64，…）の往復動の行程を
調整する斜板（61）とを備えている。そして、上記モー
タ軸（62）に連結された歯車（66）が、第１太陽歯車
（71）に結合された歯車（76）に噛み合わされ、これに
より、上記モータ軸（62）からの回転力が第１太陽歯車
（71）に伝達されるようになっている。そして、上記非
回転ブロック（65）の内部には、他の上記非回転ブロッ
ク（55）と同様に、上記複数の往復動ピストン（64，6
4，…）の各シリンダ室（64a ）と連通可能なＡキドニ
ー（65a ）及びＢキドニー（65b ）（図９参照）が形成
されている。また、上記斜板（61）は、斜板角度切換機
構（14）により後述の第１〜第３モードという３つの運
転モードに応じて斜板角度が切換えられるようになって
いる。

【００５２】このようなＨＳＴ（４）の作動原理につい
て概説すると、エンジンからの回転が入力軸（１）、歯
車（114 ）及び歯車（56）を介してポンプ軸（52）に伝
達されても、可変斜板（51）が中立位置Ｎに位置してい
る場合には各ピストン（54）がストロークしないため、
各シリンダ（54a ）内の作動油は液圧モータ（６）側に
は吐出されずに、シリンダブロック（53）は空転状態に
なる。ところが、上記可変斜板（51）が最大傾斜位置Ｍ
側に傾くと、その斜板角度に応じて各ピストン（54）が
ストロークしこのストロークに応じた吐出量の圧油が一
方のキドニー（55a または55b ）及び一方の連通管（57
a または57b ）を通して液圧モータ（６）の各シリンダ
室（64a ）に吐出されることになる。この吐出量の圧油
を受けた上記液圧モータ（６）の各ピストン（64）が傾
斜状態の斜板（61）を押すことにより、シリンダブロッ
ク（63）が上記吐出量に応じた回転数で回転し、この回
転がモータ軸（62）、歯車（66）及び歯車（76）を経て
第１太陽歯車（71）に伝達される。そして、上記シリン
ダブロック（63）から他方のキドニー（65b または65a
）及び他方の連通管（57b または57a ）を通して液圧
ポンプ（５）側に戻される。この際、上記可変斜板（5
1）が（＋）側の最大傾斜位置Ｍ側の斜板角度である
と、液圧モータ（６）のシリンダブロック（63）は入力
回転と同方向に正転し、逆に、上記可変斜板（51）が
（−）側の最大傾斜位置Ｍ′側の斜板角度であると、上
記シリンダブロック（63）は入力回転と逆方向に逆転す
るようになる。

【００５３】上記ＨＳＴ（４）の回路構成を図１０に基
づいて説明すると、両連通管（57a，57b ）は、スプリ
ングセンタの３ポート３位置弁（41）を介してタンク
（42）と接続されて低圧側の連通管（57a または57b ）
から圧油が戻されるようになっている一方、チャージポ
ンプ（43）によりタンク（42）からの作動油が低圧側の
連通管（57a または57b ）に補給されるようにそれぞれ
逆止弁（44a ，44b ）を介してチャージ回路（45）と接
続されている。また、上記チャージポンプ（41）のチャ
ージ圧を利用して上記斜板角度切換機構（14）が作動さ
れるように回路構成されている。

【００５４】上記斜板角度切換機構（14）は、１つのシ
リンダ（141 ）内に３つのピストン（142 ，143 ，144
）が直列に配設されたアクチュエータ（145 ）と、圧
縮コイルスプリングにより斜板（61）側に突出するよう
付勢された弾性支持部材としてのピン部材（146 ）とを
備えている。上記３つのピストン（142 ，143 ，144 ）
は、斜板（61）の中立位置（斜板角度ゼロ）及び第１〜
第３の各モードにおける斜板角度の切換量に対応したス
トロークを有するように設定されており、各ピストン
（142 ，143 ，144 ）を作動させるために上記シリンダ
（141 ）の各部位が４ポート３位置のスプール制御弁
（147 ）もしくは４ポート２位置のスプール制御弁（14
8 ）を介してチャージ回路（45）と接続されて圧油が供
給されるようになっている。また、上記ピン部材（146
）の背面側が上記チャージ回路（45）と接続され、上
記ピン部材（146 ）に対しチャージ圧が突出側に常時作
用するようになっている。この際、上記ピン部材（146
）の断面積が上記シリンダ（141 ）の断面積よりも所
定量小さく設定されて、いずれかのピストン（142 ，14
3 ，144 ）の伸長作動力よりも上記ピン部材（146 ）の
支持力（反力）の方が弱くなるようにされている。そし
て、上記アクチュエータ（145 ）は斜板（61）の回転軸
としての回転中心（Ｅ）を挟んで一側位置に位置付けら
れ、上記ピン部材（146）は他側位置に位置付けられて
いる。

【００５５】そして、上記斜板角度切換機構（14）にお
いては、一対のスプール制御弁（147 ，148 ）の切換制
御により斜板（61）の斜板角度が切換えられるようにな
っている。すなわち、両スプール制御弁（147 ，148 ）
がノーマル位置（図１０参照）にある時にチャージ回路
４５からの圧油の供給が停止されて全てのピストン（14
2 ，143 ，144 ）が縮小状態とされ、これにより、斜板
（61）は上記ピン部材（146 ）により押されて最大斜板
角度（例えば１７度）の状態に維持される。そして、図
１１に示すように、一方のスプール制御弁（147 ）のみ
右位置に切換えられ、圧油の供給を受けたピストン（14
2 ）が所定量伸長作動することにより前方の他の２つの
ピストン（143 ，144 ）を押す結果、斜板（61）が回転
中心（Ｅ）を支点として傾動して上記最大斜板角度の半
減値（８．５度）の斜板角度に切換えられる（１段階
目）。また、図１２に示すように、一方のスプール制御
弁（147 ）のみ左位置に切換えられ、圧油の供給を受け
たピストン（143 ）が所定量伸長作動することにより前
方のピストン（144 ）を押す結果、斜板（61）が回転中
心（Ｅ）を支点としてさらに傾動して上記１段階目の斜
板角度のさらに半減値（４．２５度）の斜板角度に切換
えられる（２段階目）。さらに、図１３に示すように、
一方のスプール制御弁（147 ）がノーマル位置に、他方
のスプール制御弁（148 ）が右位置にそれぞれ切換えら
れ、圧油の供給を受けたピストン（144）が所定量伸長
作動する結果、斜板（61）が回転中心（Ｅ）を支点とし
てさらに傾動して斜板角度がゼロの中立位置に切換えら
れる。

【００５６】（ＭＴ及びＨＳＴの運転）ＭＴ（３）とＨ
ＳＴ（４）とは変速比に応じて区分された３つの運転モ
ード、すなわち、発進から低変速比域（低速域）の第１
モードと、中変速比域（中速域）の第２モードと、高変
速比域（高速域）の第３モードの３つの運転モードに分
けて作動制御されるようになっている。

【００５７】上記ＭＴ（３）における作動制御を図６及
び図７に基づいて説明すると、第１モードでは、第１ク
ラッチ機構（10）のみが接続状態にされ、これにより、
入力軸（１）からの回転入力はＨＳＴ（４）側にのみ伝
達され、出力軸（２）はＨＳＴ（４）からの伝達力のみ
によって回転されることになる。そして、この第１モー
ドにおける前進側の変速範囲は図７の矢印Ｍ1 の範囲に
なる。また、第２モードでは、第２クラッチ機構（11）
のみが接続状態にされ、これにより、入力軸（１）から
の回転入力はＨＳＴ（４）及び中間軸（９）の双方に伝
達され、出力軸（２）は第２遊星歯車機構（８）を介し
た中間軸（９）からの伝達力と、第１遊星歯車機構
（７）を介したＨＳＴ（４）からの伝達力との混合によ
って回転される。そして、この第２モードにおける変速
範囲は図７の矢印Ｍ2 の範囲になる。さらに、第３モー
ドでは、第３クラッチ機構（11）のみが接続状態にさ
れ、これにより、入力軸（１）からの回転入力はＨＳＴ
（４）及び管状部材（77）の双方に伝達され、出力軸
（２）はそれぞれ第１遊星歯車機構（７）を介した管状
部材（77）及びＨＳＴ（４）の双方からの伝達力によっ
て回転される。そして、この第３モードにおける変速範
囲は図７の矢印Ｍ3 の範囲になる。このようにして、図
７に〜で示す切換時の回転数のように出力軸（２）
は無段階で連続して変速されるようになっている。

【００５８】一方、上記ＨＳＴ（４）における作動制御
を図１４に基づいて説明すると、液圧モータ（６）の斜
板（61）は、第１モードから切換回転数に対応する第
２モードの変速比域の中央値までの範囲において斜板角
度切換機構（14）が無制御状態にされて最大斜板角度
（１７度）に固定される。そして、上記第２モードの中
央値の変速比（切換回転数）において、上記斜板角度
切換機構（14）のスプール制御弁（147 ）が右位置に切
換えられて上記斜板（61）の斜板角度は半減値の８．５
度に切換えられる（図１１参照）。次に、切換回転数
に対応する第３モードの変速比域の中央値において、上
記スプール制御弁（147 ）が左位置にかええられて上記
斜板（61）の斜板角度は上記半減値のさらに半減値の
４．２５度に切換えられる（図１２参照）。

【００５９】また、液圧ポンプ（５）の可変斜板（51）
は、上記液圧モータ（５）の斜板（61）の斜板角度の切
換に対応して上記可変斜板（51）の斜板角度の増減変更
比率が変更されるようになっている。すなわち、第１モ
ードでは、液圧ポンプ（５）の可変斜板（51）が増減変
更制御手段（13）によって発進時の中立位置（斜板角度
ゼロ）から高変速比側に移行するにつれて徐々に傾動さ
れて第２モードとの切換回転数に対応する変速比で最
大斜板角度（−１７度）になるような増減変更比率で
（−）側に連続的に傾動されて斜板角度が連続的に変更
される。第２モードでは、上記最大斜板角度（−１７
度）から絶対値で上記と同じ増減変更比率で（＋）側に
連続的に傾動され、上記第２モードの変速比域の中央値
（切換回転数）で可変斜板（51）が中立位置になった
時点において上記液圧モータ（６）の斜板（61）の斜板
角度の切換えに同期して上記増減変更比率が半減され
る。そして、この半減された増減変更比率により可変斜
板（61）が連続的に傾動されて第２モードから第３モー
ドへの切換位置（切換回転数）で８．５度の斜板角度
に至り、この切換位置において上記の半減された増減変
更比率と同じ増減変更比率で（−）側に傾動するように
切換えられて第３モードの変速比域の中央位置（切換回
転数）において中立位置に戻る。この中立位置におい
て、上記液圧モータ（６）の斜板（61）の斜板角度がさ
らに半減値に切換えられるのに同期して、液圧ポンプ
（５）の可変斜板（61）の増減変更比率がさらに半減さ
れる。

【００６０】なお、上記の図１４において、一点鎖線及
び二点鎖線は従来の無段変速機における場合を示してお
り、図１４の一点鎖線は従来の液圧モータの斜板が運転
モードの如何に拘らず最大斜板角度１７度で固定する固
定斜板とされた場合を示し、また、同図の二点鎖線は従
来の液圧ポンプの可変斜板の増減変更制御が第１〜第３
の各モードにおいて絶対値として同じ値の増減変更比率
で行われる場合を示している。

【００６１】（実施形態の作用・効果）上記の液圧モー
タ（６）の斜板（61）の斜板角度の切換えによるＨＳＴ
（４）のメイン圧力の変化を、特に部分負荷運転状態に
おける場合を示す図１５に基づいて説明する。なお、図
１５では、見易くするために、上記メイン圧力を図２の
場合と異なり絶対値で表示している。

【００６２】上記の如く液圧モータ（６）の斜板（61）
斜板角度が第２モードの変速比域の中央値（切換回転数
の変速比位置）でそれまでの１７度の最大斜板角度か
ら半減された８．５度の斜板角度に切換えられるため、
液圧モータ（６）の各ピストン（64）のストロークがそ
れまでの最大斜板角度の場合よりも小さくなり、これに
伴い、各シリンダ室（64a ）内の容積変化が小さくな
る。このため、液圧ポンプ（５）の吐出油を供給する側
の連通管（57a ，57b ）から上記各ピストン（64）が受
けるメイン圧力が、上記第２モードの中央値から高変速
比側に最大斜板角度の場合（同図に一点鎖線で示す場
合）よりも高くなる。そして、高変速比側に移行するに
従い上記メイン圧力が低下するものの、上記液圧モータ
（６）の斜板（61）の斜板角度が第３モードの変速比域
の中央値（切換回転数の変速比位置）においてさらに
半減されて４．２５度に切換えられる。このため、上記
メイン圧力が再び高くなる。従って、第２モードから第
３モードへの切換位置（切換回転数の位置）では、メ
イン圧力が従来の固定斜板の場合のａからｂの値に増大
し、また、第３モードの最大変速比の位置で固定斜板の
場合のｃからｄの値に増大することになる。

【００６３】そして、上記のメイン圧力の増大によりＨ
ＳＴ（４）の伝達効率の向上が図られ、その結果、ＨＭ
Ｔ全体の伝達効率の向上が図られる。特に、上記の部分
負荷運転状態で、かつ、高変速比側領域である第２モー
ド及び第３モードのメイン圧力が極めて低い低圧域とな
る範囲では、上記メイン圧力の増大により、ＨＳＴ
（４）の伝達効率が大幅に向上し、その結果、ＨＭＴ全
体の伝達効率の大幅な向上を図ることができる。図１６
に部分負荷運転状態におけるＨＭＴの伝達効率の変化を
示すように、入力回転数一定の場合、同図にｅで示す従
来の無段変速機における伝達効率がｆで示す伝達効率に
改善することができる。特に、第２モードから第３モー
ドへの切換え前後、及び、第３モードの最大変速比側の
範囲でのＨＭＴの伝達効率の落ち込みがなくなり、上記
の範囲を含めて高変速比域において、比較的高く平準化
された伝達効率を発揮させることができる。

【００６４】そして、液圧モータ（６）の斜板（61）の
斜板角度の切換えを、液圧ポンプ（５）の可変斜板（5
1）が中立位置に変更されるタイミングと同期させて行
っているため、上記の斜板（61）の斜板角度の切換えを
スムースに行うことができる上、可変斜板（51）の増減
変更制御手段（13）による制御に影響を与えることはな
い。

【００６５】また、このような部分負荷運転時の大幅な
伝達効率の向上という作用・効果を、斜板（61）の斜板
角度を段階的に切換えるという簡易な斜板角度切換機構
（14）の追加だけで達成することができる。

【００６６】なお、図１６にｈ及びｉで示す曲線は、出
力回転数を一定にした場合の従来の伝達効率（ｈ参照）
と、本実施形態の予想伝達効率（ｉ参照）とを示し、こ
の場合においても、上記の入力回転数一定の場合と同様
に、従来の無段変速機における伝達効率の落ち込みを防
止して向上させることができる上、特に第３モードの最
大変速比側において変速比が高くなる程高い伝達効率に
することができる。

【００６７】加えて、上記の液圧モータ（６）の斜板
（61）の斜板角度が中立側へ切換えられることに伴い、
そのシリンダブロック（63）はより高い回転数で回転す
る傾向になるが、上記斜板（61）の斜板角度の切換えに
対応して液圧ポンプ（５）の可変斜板（51）の斜板角度
の増減変更比率を変更しているため、固定斜板の液圧モ
ータを有する従来の無段変速機における変速比と同じ変
速比を維持することができ、これにより、無段階で連続
した変速を実現させることができる。

【００６８】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
液圧モータ（６）の斜板（61）の斜板角度の切換えを第
２モード及び第３モードのそれぞれで行い、２段階の切
換えを行うようにしているが、これに限らず、例えば第
２モードでの１段階の切換えだけにしてもよい。すなわ
ち、第２モードの変速域の中央値の変速比において、上
記斜板（61）の斜板角度を１７度から半分の８．５度へ
切換えるだけにしてもよい。このように第３モードの変
速比域の中央値でさらに半分の４．２５度への切換えを
行わない場合においても、図１６にｇで示すように、従
来の無段変速機における伝達効率の落ち込みを防止して
第３モードの最大変速比側での伝達効率の大幅な向上を
得ることができる。

【００６９】上記実施形態では、斜板角度切換機構（1
4）としてアクチュエータ（145 ）とピン部材（146 ）
との組み合わせを例示したが、これに限らず、回転中心
Ｅを挟んで両側位置にそれぞれ配設した一対のシリンダ
により構成したり、あるいは、斜板（61）の一側部位に
ピストンの先端を連結した１つのシリンダにより構成
し、電磁比例弁等による供給油量の調整により斜板角度
切換量に対応したストロークにするようにしてもよい。

【００７０】また、上記実施形態の斜板角度切換機構
（14）におけるスプール制御弁（147）を単純な電磁開
閉弁と置換してもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における無段変速機によれば、液圧モータ側の斜板を
固定斜板とした従来の無段変速機の場合と同じ変速比を
維持して無段変速を実現しつつ、特に部分負荷運転状態
における低回転・高変速比域での伝達効率の大幅な向上
を図ることができる。その上、このような効果を機器や
制御の追加，変更を最小限に抑えて簡易，軽量かつコン
パクトに達成させることができる。

【００７２】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明による効果に加えて、液圧モータ側の斜板角度
の切換えを、液圧ポンプ側の可変斜板の斜板角度の増減
変更制御に影響を及ぼすことなく、スムースに行うこと
ができる上、斜板角度切換機構のより簡易化も図ること
ができる。

【００７３】請求項３記載の発明によれば、請求項１ま
たは請求項２記載の発明による効果に加えて、第１モー
ドの時よりも高変速比側の第２モード及び第３モードに
おいて、低下傾向にあるメイン圧力を増大化させること
ができ、これに伴い伝達効率の向上を図ることができ
る。

【００７４】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明による効果を具体的に実現させることができ
る。

【００７５】請求項５記載の発明によれば、請求項３記
載の発明による効果に加えて、第２モードよりもさらに
低下度合いが大きい傾向にある第３モードのメイン圧力
を請求項３記載の発明の場合よりも増大させることがで
き、これに伴い伝達効率も請求項３記載の発明の場合よ
りも増大させることができる。

【００７６】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明による効果を具体的に実現させることができ
る。

【００７７】請求項７記載の発明によれば、請求項１記
載の発明による効果を達成させるための斜板角度切換機
構の構成を具体的に特定することができる。

【００７８】請求項８記載の発明によれば、請求項７記
載の発明による効果に加えて、斜板角度切換機構として
の位置変換手段をより簡易に構成することができる。

【００７９】請求項９記載の発明によれば、請求項８記
載の発明による効果に加えて、液圧モータ側の斜板の斜
板角度の切換えに際し、過渡的な振動やがたつきの発生
のおそれを解消して、上記斜板角度の段階的切換をより
スムースかつ確実に行うことができる。

【００８０】請求項１０記載の発明によれば、請求項７
〜請求項９の内のいずれか１に記載の発明による効果に
加えて、斜板角度切換機構としての位置変換手段の作動
のための駆動源を新たに設ける必要がなく、斜板角度切
換機構をより簡易に構成することができる。

【００８１】請求項１１記載の発明によれば、請求項７
〜請求項１０の内のいずれか１に記載の発明による効果
に加えて、斜板角度切換機構をより一層簡易にかつ具体
的に構成することができる。

【００８２】また、請求項１２記載の発明によれば、請
求項１記載の発明による効果に加えて、入力軸からの入
力回転を出力軸に対し確実に無段階でかつ連続したリニ
アな変速比で変速させて伝達させ得る機械式トランスミ
ッションの一構成を具体的に特定することができる。

【００８３】さらに、請求項１３記載の発明によれば、
請求項１２記載の発明による効果に加えて、３つの運転
モードに分けて作動させる場合の構成を具体的に特定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液圧ポンプの可変斜板の斜板角度とＨＭＴ変速
比との関係と、入力軸及び出力軸の回転数とＨＭＴ変速
比との関係とを関連付けて示す説明図である。

【図２】ＨＳＴのメイン圧力と、ＨＭＴの変速比との関
係図である。

【図３】ＨＳＴのメイン圧力と、ＨＳＴの伝達効率との
関係図である。

【図４】従来の無段変速機の伝達効率と、ＨＭＴの変速
比との関係図である。

【図５】本発明の実施形態に係る無段変速機を簡略化し
た一部切欠正面図である。

【図６】図５の無段変速機の一部省略模式図である

【図７】第１及び第２遊星歯車機構の遊星速度線図であ
る。

【図８】ＨＳＴを示す簡略縦断面図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線における両非回転
ブロックを示す断面説明図である。

【図１０】ＨＳＴの回路構成及び斜板角度切換機構の構
成を示す説明図である。

【図１１】斜板角度８．５度の時の斜板角度切換機構の
状態を示す説明図である。

【図１２】斜板角度４．２５度の時の斜板角度切換機構
の状態を示す説明図である。

【図１３】斜板角度０度の時の斜板角度切換機構の状態
を示す説明図である。

【図１４】液圧モータ側の斜板角度及び液圧ポンプ側の
斜板角度と、ＨＭＴ変速比との関係図である。

【図１５】ＨＳＴのメイン圧力と、ＨＭＴの変速比との
関係図である。

【図１６】ＨＭＴの伝達効率と、ＨＭＴの変速比との関
係図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ３ ＭＴ（機械式トランスミッシ
ョン） ４ ＨＳＴ（静液圧式トランスミ
ッション） ５ 液圧ポンプ ６ 液圧モータ ７ 第１遊星歯車機構 ８ 第２遊星歯車機構 １０ 第１クラッチ機構 １１ 第２クラッチ機構 １２ 第３クラッチ機構 １３ 増減変更制御手段 １４ 斜板角度切換機構 ４３ チャージポンプ ４５ チャージ回路 ５１ 可変斜板 ６１ 斜板 ７１ 第１太陽歯車 ７２ 第１遊星歯車 ７３ 第１内歯歯車 ８１ 第２太陽歯車 ８２ 第２遊星歯車 ８３ 第２内歯歯車 １０３ 非回転部 １４２，１４３，１４４ ピストン（アクチュエータ） １４５ アクチュエータ（位置変換手
段） １４６ ピン部材（弾性支持部材，位
置変換手段） Ｅ 斜板の回転中心（斜板の回転
軸） Ｎ 中立位置

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源に接続可能な入力軸（１）と、出
   力軸（２）と、上記入力軸（１）と出力軸（２）との間
   に介装され複数のクラッチ機構（10，11，12）及び遊星
   歯車機構（７，８）を備えた機械式トランスミッション
   （３）と、上記入力軸（１）及び出力軸（２）に対し並
   列に配設され入力側が上記動力源に接続可能にされ出力
   側が遊星歯車機構（７）を介して上記出力軸（２）に接
   続された静液圧式トランスミッション（４）とを備え、 上記静液圧式トランスミッション（４）は、可変斜板
   （51）の斜板角度の増減変更制御により上記動力源から
   の入力回転を所定の吐出液量に変換する液圧ポンプ
   （５）と、所定の傾斜状態の斜板（61）により上記液圧
   ポンプ（５）からの吐出液圧を回転力に変換する液圧モ
   ータ（６）とを備え、 上記機械式トランスミッション（３）と、静液圧式トラ
   ンスミッション（４）とを変速比に応じて複数の運転モ
   ードに分けて作動させることによって、上記入力軸
   （１）に入力する一定回転数の入力回転を無段階で変速
   させて上記出力軸（２）に伝達するように構成された無
   段変速機において、 上記液圧モータ（６）の斜板（61）の斜板角度を、高変
   速比側の運転モードへの切換えに伴う上記吐出液圧の低
   下に応じて斜板角度がゼロとなる中立位置の側へより小
   さい角度になるように段階的に切換える斜板角度切換機
   構（14）と、 上記液圧ポンプ（５）の可変斜板（51）の斜板角度の増
   減変更を、上記斜板角度切換機構（14）による液圧モー
   タ（６）の斜板角度の切換えに対応して、上記液圧モー
   タ（６）の斜板（61）が切換前の斜板角度で一定にされ
   た場合と同じ変速比になるよう制御する増減変更制御手
   段（13）とを備えていることを特徴とする無段変速機。
2. 【請求項２】 請求項１において、 斜板角度切換機構（14）は、液圧モータ（６）の斜板角
   度の切換えを、液圧ポンプ（５）の可変斜板（51）が増
   減変更制御の途中で中立位置に位置付けられた時点で行
   うように構成されていることを特徴とする無段変速機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 運転モードとして、発進から低変速比域の第１モード
   と、中変速比域の第２モードと、高変速比域の第３モー
   ドとを備えており、 斜板角度切換機構（14）は、上記第２モード及び第３モ
   ードにおいて、液圧モータ（６）の斜板（61）を上記第
   １モードの時の斜板角度よりも中立位置側の小さい角度
   に切換えるように構成されていることを特徴とする無段
   変速機。
4. 【請求項４】 請求項３において、 斜板角度切換機構（14）は、第２モードの変速比域のほ
   ぼ中央値の変速比において液圧モータ（６）の斜板（6
   1）をそれまでの斜板角度の半減値の斜板角度に切換え
   るように構成され、 増減変更制御手段（13）は、液圧ポンプ（５）の可変斜
   板（51）が上記第２モードの変速比域の最小値で最大斜
   板角度となり上記変速比域のほぼ中央値で斜板角度がゼ
   ロの中立状態になるような増減変更比率で上記可変斜板
   の斜板角度の増減変更制御を行う一方、上記第２モード
   の変速比域のほぼ中央値から高変速比側の範囲において
   上記増減変更比率の半減値の増減変更比率で上記可変斜
   板（51）の斜板角度の増減変更制御を行うように構成さ
   れていることを特徴とする無段変速機。
5. 【請求項５】 請求項３において、 斜板角度切換機構は（14）、第３モードにおいて、液圧
   モータ（６）の斜板（61）を第２モードの時の斜板角度
   よりもさらに中立位置側の小さい角度に切換えるように
   構成されていることを特徴とする無段変速機。
6. 【請求項６】 請求項５において、 斜板角度切換機構（14）は、第２モードの変速比域のほ
   ぼ中央値の変速比において液圧モータ（６）の斜板（6
   1）をそれまでの斜板角度の半減値の斜板角度に切換え
   る一方、第３モードの変速比域のほぼ中央値の変速比に
   おいて上記液圧モータ（６）の斜板（61）を上記切換え
   後の斜板角度のさらに半減値の斜板角度に切換えるよう
   に構成され、 増減変更制御手段（13）は、液圧ポンプ（５）の可変斜
   板（51）の斜板角度の増減変更制御を、上記第２モード
   の変速比域の最小値からほぼ中央値の範囲において上記
   可変斜板（51）が上記最小値の変速比で最大斜板角度と
   なり上記のほぼ中央値の変速比で斜板角度がゼロの中立
   状態になるような増減変更比率で行い、上記第２モード
   の変速比域のほぼ中央値から高変速比側の範囲において
   上記増減変更比率の半減値の増減変更比率で行い、上記
   第３モードの変速比域のほぼ中央値から高変速比側の範
   囲において上記半減値の増減変更比率のさらに半減値の
   増減変更比率で行うようにように構成されていることを
   特徴とする無段変速機。
7. 【請求項７】 請求項１において、 斜板角度切換機構（14）は、液圧モータ（６）の斜板
   （61）の回転軸（Ｅ）に直交する方向の端部側に位置付
   けられて上記斜板（61）の端部側部位を中立位置の側に
   段階的に位置変換させることにより上記斜板（61）を回
   転軸（Ｅ）回りに傾動させる位置変換手段を備えている
   ことを特徴とする無段変速機。
8. 【請求項８】 請求項７において、 位置変換手段は、 液圧モータ（６）の斜板（61）の回転軸（Ｅ）に直交す
   る方向の一側に位置付けられ、上記斜板（61）の一側部
   位に対し斜板（61）の傾動方向と逆方向に弾性反力を付
   与して上記斜板（61）を支持する弾性支持部材（146 ）
   と、 液圧モータ（６）の斜板（61）の回転軸（Ｅ）に直交す
   る方向の他側に位置付けられ、段階的に伸長して上記斜
   板（61）の他側部位を押すことにより、その斜板（61）
   の他側部位を上記弾性支持部材（146 ）による弾性反力
   に抗して位置変換させるアクチュエータ（145 ）とを備
   えていることを特徴とする無段変速機。
9. 【請求項９】 請求項８において、 弾性支持部材（146 ）には、液圧による支持力が付加さ
   れていることを特徴とする無段変速機。
10. 【請求項１０】 請求項７〜請求項９の内のいずれか１
    において、 位置変換手段は、静液圧式トランスミッション（４）に
    対し作動液体を補給するチャージポンプ（43）のチャー
    ジ圧力によって作動されるように構成されていることを
    特徴とする無段変速機。
11. 【請求項１１】 請求項７〜請求項１０の内のいずれか
    １において、 位置変換手段は、単独もしくは組み合わせにより液圧モ
    ータ（６）の斜板（61）の各切換段階での斜板角度の切
    換量に対応したストロークを発生させる１もしくは複数
    のアクチュエータ（142 ，143 ）が直列に配設されて構
    成されていることを特徴とする無段変速機。
12. 【請求項１２】 請求項１において、 機械式トランスミッション（３）は、 静液圧トランスミッション（４）の出力側と連動するよ
    う接続された第１太陽歯車（71）と、この第１太陽歯車
    （71）に係合されてその周囲を公転する第１遊星歯車
    （72）と、この第１遊星歯車（72）に係合される一方、
    出力軸（２）と連結された第１内歯歯車（73）とを有す
    る第１遊星歯車機構（７）と、 上記第１太陽歯車（71）とは互いに独立した第２太陽歯
    車（81）と、この第２太陽歯車（81）に係合されてその
    周囲を上記第１内歯歯車（73）と同期して公転する第２
    遊星歯車（82）と、この第２遊星歯車（82）に係合され
    る一方、上記第１遊星歯車（72）と同期して回転する第
    ２内歯歯車（83）とを有する第２遊星歯車機構（８）
    と、 上記第１遊星歯車（72）及び第２内歯歯車（83）の両者
    を非回転部（103 ）に対し断続切換可能に連結する第１
    クラッチ手段（10）と、 上記第２太陽歯車（81）を入力軸（１）に対して断続切
    換可能に連結する第２クラッチ手段（11）と、 上記第１遊星歯車（72）及び第２内歯歯車（83）の両者
    を上記入力軸（１）に対し断続切換可能に連結する第３
    クラッチ機構（12）とを備えており、 上記第１及び第２の両遊星歯車機構（７，８）は、第１
    太陽歯車（71）と第１内歯歯車（73）との間の歯車比を
    Ｙとし、第２太陽歯車（81）と第２内歯歯車（83）との
    間の歯車比をＸとした場合に、 Ｙ＝Ｘ＋１ の関係が成立するように設定されていることを特徴とす
    る無段変速機。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 機械式トランスミッション（３）は、運転モードとし
    て、発進から低変速比域で第１クラッチ機構（10）をの
    み接続状態にする第１モードと、中変速比域で第２クラ
    ッチ機構（11）をのみ接続状態にする第２モードと、高
    変速比域で第３クラッチ機構（12）をのみ接続状態にす
    る第３モードとを備えていることを特徴とする無段変速
    機。