JPH11223175A - プランジャ式油圧ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ孔内の油圧が低圧でシリンダが高速
回転するような場合にもスリッパとプランジャ本体との
嵌合状態を維持する。 【解決手段】 シリンダ孔内に摺動自在に挿入されたプ
ランジャ２００が、椀状に形成されたスリッパ２０５
と、スリッパと摺動自在に嵌合するプランジャ本体２０
１と、スリッパ２０５とプランジャ本体２０１とを連結
する連結部材２１０とから構成される。シリンダ孔内の
油圧によりプランジャ本体を押し付ける第１軸方向力Ｆ
１と、スリッパとの摺接面の油圧によりプランジャ本体
を引き離す第２軸方向力Ｆ２と、シリンダ回転時にスリ
ッパに加わる遠心力によりプランジャ本体を引き離す第
３軸方向力Ｆ３とが、Ｆ１＞（Ｆ２＋Ｆ３）で表される
関係を満足するように、シリンダ孔内の油圧を制御する
油圧制御手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜板プランジャ式
の油圧ポンプ、モータ等から構成されるプランジャ式油
圧ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】斜板プランジャ式油圧ポンプ、モータ
は、例えば、回転自在なシリンダに、その回転軸を囲む
環状配列で複数のシリンダ孔が形成され、このシリンダ
孔にそれぞれ軸方向に摺動自在に円筒状のプランジャが
嵌合挿入され、プランジャの端部に取り付けられたスリ
ッパを斜板に摺接させて構成される。油圧ポンプの場合
には、シリンダを回転させることによりスリッパが斜板
上を摺動してプランジャがシリンダ孔内で往復されて油
の吐出、吸入を行うようになっており、油圧モータの場
合には、シリンダ孔内への油の供給、排出を行うことに
より、スリッパを斜板上で移動させ、シリンダを回転さ
せる。

【０００３】このような斜板プランジャ式油圧ポンプ、
モータにおいては、スリッパは斜板に摺接しながらプラ
ンジャとともにシリンダの回転軸を中心として回転移動
するため、スリッパはプランジャ端部に首振り自在に連
結する必要がある。このような連結部の構造について、
従来から種々の提案がなされており、例えば、実開昭５
８−１８９３７７号公報、実公昭６０−３３５０号公
報、米国特許第４，４５４，８０２号等に開示の構造が
ある。

【０００４】これらにおいては、凸球面状外周面および
凹球面状内周面を有して椀状に形成され、軸方向端部に
リング状スリッパ面を有してなるスリッパと、軸方向一
端部に凸球面状外周面と摺動自在に嵌合する球状凹面が
形成され、内部が軸方向他端部に開口する中空の円筒状
に形成されたプランジャ本体と、このプランジャ本体内
に、他端部から軸方向に延びるとともに一端部およびス
リッパを貫通して配設され、凸球面状外周面と球状凹面
が摺動自在に嵌合した状態でスリッパとプランジャ本体
とを連結させる連結部材とから構成されるプランジャア
センブリが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような連結部材を
介してスリッパとプランジャ本体とを連結させる構成の
場合、スリッパとプランジャ本体との摺動性を確保する
ため、両者の間には若干のクリアランスが設けられる。
ところがこのようなクリアランスを設けると、シリンダ
が高速回転するときに、スリッパに加わる遠心力が、ス
リッパをプランジャ本体から引き離す方向に作用し、ス
リッパの凸球面状外周面とプランジャ本体の球状凹面と
の嵌合部が離れて隙間が生じ、この隙間を介して油が漏
れ出すという現象が発生することがあることが分かっ
た。通常では、シリンダ孔内の油圧がプランジャ本体を
スリッパの方に押し付けるように作用するため、シリン
ダ孔内の油圧が高い場合にはこのような油の漏れの問題
は生じないのであるが、シリンダ孔内の油圧が低く、且
つシリンダが高速回転するときにこのような問題が生じ
ることも分かった。

【０００６】例えば、斜板プランジャ型の油圧ポンプお
よびモータから油圧式無段変速機構を構成し、これと並
列に機械的な動力伝達機構を設けて無段変速機を構成
し、さらに、機械動力伝達機構のみにより動力伝達を行
わせるロックアップ機構を設けてなる無段変速機が知ら
れている。このような無段変速機において、ロックアッ
プ機構を作動させたときには、油圧式無段変速機構によ
る動力伝達は行われないので油圧ポンプおよびモータ間
の油圧が低くなり、且つ油圧ポンプおよびモータシリン
ダが高速回転される状態が発生する。この場合に、スリ
ッパに加わる遠心力によりスリッパがプランジャ本体か
ら離れ、上記のような油の漏れの問題が発生しやすい。

【０００７】なお、実開昭５８−１８９３７７号公報、
実公昭６０−３３５０号公報に開示の構造では、連結部
材を介してスリッパをプランジャ本体側に引っ張るスプ
リングを設け、スリッパがプランジャ本体から離れにく
くするようになっている。しかしながら、スリッパに作
用する遠心力はシリンダの回転速度に応じて変化するの
に対して、スプリング力は一定の値である。このため、
上述のような油の漏れを防止するには、最大の遠心力が
作用したときにスリッパが離れないようなスプリング力
を設定する必要があり、スプリング力が大きくなりすぎ
て、スリッパとプランジャ本体との摺動性が低下した
り、この摺動部の磨耗が発生したりするという問題があ
る。

【０００８】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
シリンダ孔内の油圧が低圧でシリンダが高速回転するよ
うな場合にもスリッパとプランジャ本体との嵌合状態が
維持され、油の漏れの問題が生じることがないようなプ
ランジャ式油圧ユニットを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、回転軸を中心として回転するシ
リンダ、このシリンダの回転軸を囲む環状配列で軸方向
に延びて形成されたシリンダ孔内に摺動自在に挿入され
たプランジャ、およびこのプランジャの先端が摺動可能
に当接する斜板を有してプランジャ式油圧ユニットが構
成される。このプランジャは、凸球面状外周面および凹
球面状内周面を有して椀状に形成され、軸方向端部に斜
板と摺接するリング状スリッパ面を有してなるスリッパ
と、軸方向一端部に凸球面状外周面と摺動自在に嵌合す
る球状凹面が形成されたプランジャ本体と、軸方向一端
側に凹球面状内周面と摺接する頭部を有するとともに、
この頭部に一体に繋がって軸方向他端側に延びる脚部が
前記スリッパを貫通して前記プランジャ本体内に突出し
て前記プランジャ本体と固定結合される連結部材とから
構成される。その上で、シリンダ孔内の油圧によりプラ
ンジャ本体をスリッパに向けて押し付ける第１軸方向力
Ｆ１と、スリッパの椀状内部空間内に作用する油圧によ
りスリッパからプランジャ本体を引き離すように作用す
る第２軸方向力Ｆ２と、プランジャ式油圧ユニットにお
いてシリンダの回転時にスリッパに加わる遠心力により
スリッパからプランジャ本体を引き離すように作用する
第３軸方向力Ｆ３とが、次式（１）で表される関係を満
足するように、シリンダ孔内の油圧を制御する油圧制御
手段を有する。

【００１０】

【数１】Ｆ１＞（Ｆ２＋Ｆ３） ・・・（１）

【００１１】式（１）の関係を満足するかぎり、シリン
ダの回転によりスリッパに遠心力が作用した状態であっ
ても、シリンダ孔内の油圧力によりスリッパとプランジ
ャ本体とが常に接触した状態に保持され、これら両者の
間に隙間が生じて油が漏れるおそれは全くなくなる。な
お、油圧制御手段による油圧制御により、スリッパをプ
ランジャ本体に押し付ける力を常に一定もしくは最適に
設定することが可能であり、両者の摺動性を確保し、且
つ両者の間の磨耗を効果的に防止しつつ、両者が離れる
ことを確実に防止できる。

【００１２】なお、上記構成において、連結部材の脚部
をプランジャ本体に対して軸方向に移動可能に連結し、
さらに、プランジャ本体内に、頭部を凹球面状内周面に
押し付ける方向の軸方向力を連結部材に加える付勢部材
を設けてプランジャを構成しても良い。この場合には、
シリンダ孔内の油圧によりプランジャ本体をスリッパに
向けて押し付ける第１軸方向力Ｆ１と、スリッパの椀状
内部空間内に作用する油圧によりスリッパからプランジ
ャ本体を引き離すように作用する第２軸方向力Ｆ２と、
シリンダの回転時にスリッパに加わる遠心力によりスリ
ッパからプランジャ本体を引き離すように作用する第３
軸方向力Ｆ３と、付勢部材により連結部材を介してスリ
ッパをプランジャ本体に押し付けるように作用する第４
軸方向力Ｆ４とが、次式（２）で表される関係を満足す
るように、シリンダ孔内の油圧を制御する油圧制御手段
が用いられる。

【００１３】

【数２】 （Ｆ１＋Ｆ４）＞（Ｆ２＋Ｆ３） ・・・（２）

【００１４】付勢部材（例えば、スプリング）による第
４軸方向力Ｆ４が常にスリッパをプランジャ本体に押し
付けるように作用するため、シリンダ孔内の油圧が零で
も両者はある程度の押し付け力を有して嵌合する状態と
なり、このような場合でも両者の間に隙間が生じること
がない。但し、シリンダが回転してスリッパに遠心力が
加わった場合に、この遠心力によってスリッパをプラン
ジャ本体から引き離す方向の力（Ｆ３）と対向するよう
なシリンダ孔内の油圧が油圧制御手段により設定され
る。このため、付勢部材の力は小さな値でよく、この付
勢部材の付勢力によりスリッパとプランジャ本体との摺
動性が損なわれたり、両者の間に磨耗が生じたりするお
それをほとんどなくすことができる。

【００１５】なお、本発明は特に、少なくともいずれか
一方が可変容量型の斜板プランジャ式油圧ポンプおよび
油圧モータからなる油圧式無段変速機構と、油圧式無段
変速機構と並列に配設されて機械的な動力伝達を行う機
械動力伝達機構と、機械式動力伝達機構のみにより動力
伝達を行わせるロックアップ機構とを備えて構成される
プランジャ式油圧ユニットに用いるのに適している。こ
の場合、油圧制御手段は、ロックアップ機構が作動され
ているときに、油圧ポンプもしくは油圧モータのシリン
ダ孔内の油圧が上記式（１）もしくは（２）を満足する
ように油圧制御を行う。

【００１６】ロックアップ機構が作動されているときに
は、油圧式無段変速機構を介しての動力伝達はなくなる
ので、油圧ポンプとモータ間を連結する閉回路内の油圧
が低下するのであるが、油圧制御手段はこの閉回路内の
油圧を、上記式（１），（２）を満足するように調圧す
るため、スリッパに遠心力が作用した場合でも、スリッ
パとプランジャ本体の間に隙間が生じることが確実に防
止される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプランジャ式
油圧ユニットの好ましい実施形態について説明する。図
１に本発明に係るプランジャ式油圧ユニットを構成する
無段変速機Ｔの構成を示すが、この図から分かるよう
に、本例では変速機ＴはＦＦ駆動方式もしくはＲＲ駆動
方式として用いられる。無段変速機Ｔは、いわゆるハイ
ドロメカニカル式無段変速機であり、機械伝動ユニット
１とハイドロスタティック式無段変速ユニット２とを組
み合わせて構成される。この無段変速機Ｔを駆動するエ
ンジンＥは、機械伝動ユニット１を挟むようにして無段
変速ユニット２と反対側に配設されている。

【００１８】機械伝動ユニット１は、動力分割装置３、
動力伝達装置４、終減速装置５を第１ケーシング１ｃ内
に配設して構成される。動力分割装置３は、エンジンＥ
の出力軸７とトルクダンパ８を介して接続された変速機
入力軸９と、この入力軸９に直結されたキャリア１１
と、このキャリア１１に対向するとともに入力軸９と同
軸に延びたポンプ入力軸１０とを有する。さらに、キャ
リア１１には入力軸９の周りを公転する位置に複数のピ
ニオン軸１２が一体に設けられ、これら各ピニオン軸１
２の上には、一体結合された大小一対のビニオンギヤ１
３，１４が回転自在に配設されている。ポンプ入力軸１
０には大径ピニオン１３と噛合する小径サンギヤ１５が
結合配設されており、さらに、小径ピニオン１４と噛合
する大径サンギヤ１６がポンプ入力軸１０の上に回転自
在に配設されている。

【００１９】大径サンギヤ１６と一体結合した中間ドラ
イブギヤ１８がポンプ入力軸１０の上に回転自在に配設
され、この中間ドライブギヤ１８と噛合する中間ドリブ
ンギヤ１９がモータ出力軸１７に結合して配設されてい
る。なお、これらドライブおよびドリブンギヤ１８，１
９により動力伝達装置４が構成されている。モータ出力
軸１７にはファイナルドライブギヤ２０も結合されてお
り、ディファレンシャル機構２２を内蔵するファイナル
ドリブンギヤ２１がこのファイナルドライブギヤ２０と
噛合し、これにより終減速装置５が構成されている。デ
ィファレンシャル機構２２からは左右の車輪駆動軸２３
L，２３Rが延びており、これら駆動軸２３L，２３Rを介
して左右の車輪（図示せず）に駆動力が伝達され、車両
が駆動される。

【００２０】無段変速ユニット２は、可変斜板プランジ
ャタイプの油圧ポンプ２４、可変斜板プランジャタイプ
の油圧モータ２５およびこれらを相互に連通する油圧閉
回路２６を形成した制御盤２７から構成される。制御盤
２７は機械伝動ユニット１の側部に接合配設されてお
り、ポンプ入力軸１０およびモータ出力軸１７を回転自
在に支持する。このため、制御盤２７は、機械伝動ユニ
ット１と油圧ポンプ２４および油圧モータ２５との間に
配置される。

【００２１】油圧ポンプ２４は、ポンプ入力軸１０と同
軸に連結されるとともに制御盤２７のバルブプレート面
２７ａに回転摺接自在に配設されたポンプシリンダ２８
と、このポンプシリンダ２８の回転軸を囲む環状配列で
形成された複数のシリンダ孔２９に摺動自在に嵌合挿入
された複数のポンププランジャ３０と、各ポンププラン
ジャ３０の先端に首振り自在に取り付けられたシュー３
１が摺動可能に当接する可変揺動可能なポンプ斜板３２
とを備えて構成されている。すなわち、この油圧ポンプ
２４は、可変容量タイプの斜板プランジャポンプであ
る。

【００２２】ポンプ斜板３２はポンプ入力軸１０に直交
する（図１における紙面に直交する）トラニオン軸３３
を中心として揺動可能であり、図において実線で示すよ
うにポンプ入力軸１０と直交する直立位置（このときポ
ンプ斜板角α＝０）と、二点鎖線で示すように左右に揺
動傾斜した所定の左右各最大傾斜位置（α＝αR(MAX)，
αF(MAX)）との間で揺動し得るようになっており、これ
によりポンプシリンダ２８が回転されたときにおけるポ
ンププランジャ３０の往復ストロークが変化する。直立
位置でポンプ入力軸１０がエンジンＥにより回転駆動さ
れても、往復ストロークは零でポンプ吐出油量は零であ
り、最大傾斜位置に向かって揺動角を増加させるに応じ
て往復ストロークが増加してポンプ吐出量が増加する。
なお、左右いずれに傾斜するかによって吐出方向が逆転
し、後述するように、この傾斜方向により車両の前後進
方向が決まる。

【００２３】油圧モータ２５は、モータ出力軸１７と同
軸に連結されるとともに制御盤２７のバルブプレート面
２７ａに回転摺接自在に配設されたモータシリンダ３４
と、このモータシリンダ３４の回転軸を囲む環状配列で
形成された複数のシリンダ孔３５に摺動自在に嵌合挿入
された複数のモータププランジャ２００と、各モータプ
ランジャ２００の先端に首振り自在に取り付けられたシ
ュー３７が摺動可能に当接する可変揺動可能なモータ斜
板３８とを備えて構成されている。すなわち、この油圧
モータ２５は、可変容量タイプの斜板プランジャモータ
である。

【００２４】モータ斜板３８はモータ出力軸１７に直交
する（図１における紙面に直交する）トラニオン軸３９
を中心として揺動可能であり、図において二点鎖線で示
すようにモータ出力軸１７と直交する直立位置（モータ
斜板角β＝０）と、実線で示すように右方に揺動傾斜し
た所定の最大傾斜位置（β＝β(MAX)）との間で揺動し
得るようになっている。

【００２５】上記油圧ポンプ２４および油圧モータ２５
を収容する第２ケーシング２ｃは制御盤２７及び機械伝
動ユニット１が収容される第１ケーシングに結合され
る。

【００２６】

【変速機の作動】以上の構成の無段変速機の作動を説明
する。エンジンＥが駆動されると、その出力軸７からト
ルクダンパ８を介して変速機にエンジン出力が伝達さ
れ、変速機入力軸９およびキャリア１１がエンジン出力
軸７と同一の速度で回転駆動される。キャリア１１が回
転駆動されると、エンジン動力は大小径ピニオン１３，
１４を介して小径および大径サンギヤ１５，１６に分割
して伝達される。

【００２７】このような動力の分割は、油圧ポンプ２４
および油圧モータ２５の斜板角に応じて異なるので、両
斜板角α,βと変速機の総合速度比ｅとの関係を図２に
示し、この図を参照して説明する。なお、総合速度比ｅ
は変速機Ｔの入出力回転数の比であり、式（３）により
求められる。また、図２における縦軸がポンプおよびモ
ータ斜板角度を表し、プラス側が右方向揺動、マイナス
側が左方向揺動を意味する。横軸は総合速度比ｅを表
し、プラス側が前進方向の速度比、マイナス側が後進方
向の速度比を意味する。図において実線がポンプ斜板角
を示し、破線がモータ斜板角を示す。

【００２８】

【数３】 総合速度比ｅ＝（Ｎｏ）／（Ｎｉ） ・・・（３） 但し、Ｎｉ ： 変速機入力軸９の回転速度 Ｎｏ ： ファイナルドリブンギヤ２１の回転速度

【００２９】ここでポンプ斜板３２が直立位置（α＝
０）にあり、モータ斜板３８が最大揺動位置（β＝β(M
AX)）にあるときには、ポンプシリンダ２８はフリー回
転可能で吐出が零となり、モータシリンダ３４は油圧ポ
ンプ２４からの供給油がないため油圧的にロックした状
態となり固定保持される。このため、大径サンギヤ１６
および中間ドライブギヤ１８が静止した状態で、キャリ
ア１１の回転に応じて小径サンギヤ１５（およびこれに
繋がるポンプ入力軸１０とポンプシリンダ２８）が自由
に回転し、エンジン出力は空転消費され、左右車輪駆動
軸２３Ｌ，２３Rには伝えられない。この状態は図２に
おける縦線ａで示す状態であり、総合速度比ｅ＝０であ
り、変速機Ｔは無限大の変速比の状態となる。

【００３０】但し、この状態はシフトレバー（運転席に
おいて運転者が操作するシフトレバー）ポジションが
Ｄ，Ｒレンジのように走行レンジにあるときに設定され
る状態である。シフトレバーがＰもしくはＮレンジ位置
にあるときには、モータ斜板角β＝０として、モータシ
リンダ３４もフリー回転可能になし、中立状態を作り出
す制御が行われる。

【００３１】この状態からポンプ斜板３２を右方向に揺
動させると、この揺動に応じて油圧ポンプ２４から作動
油の吐出が開始され、この吐出作動油が油圧モータ２５
に供給されて油圧モータ２５のモータ出力軸１７（およ
びモータシリンダ３４）が駆動される。なお、このとき
の回転駆動力がモータ出力軸１７から左右の車輪駆動軸
２３L，２３Rを介して車輪に伝達されると車輪は前進方
向に駆動されるようになっている。モータ出力軸１７の
回転速度はポンプ斜板角αが大きくなるのに応じて増加
し、これが最大斜板角αF(MAX)となると図２の縦線ｂで
示す状態となる。このため、総合速度比ｅは、零（縦線
ａ）から、ｅ１（縦線ｂ）まで増加する。但し、このよ
うにモータ出力軸１７の回転が増加するとき、小径ピニ
オン１４、大径サンギヤ１６、中間ドライブギヤ１８お
よび中間ドリブンギヤ１９を介して（動力伝達装置を介
して）機械的な動力伝達が同時に行われ、それに対応し
てポンプ入力軸１０の回転は減少する。

【００３２】ポンプ斜板角が最大斜板角αF(MAX)となる
と（縦線ｂの状態に達すると）、次に、モータ斜板角β
が最大角から徐々に小さくなるように揺動される。これ
によりモータ出力軸１７の回転速度が縦線ｂの状態から
さらに増加し、モータ斜板角βが零（直立位置）となっ
た時点で最大となる（縦線ｃの状態であり、このとき総
合速度比ｅ２となる）。

【００３３】但し、上述のように、このようにモータ出
力軸１７の回転速度が増加するのに応じて動力伝達装置
４を介して行われる機械的な動力伝達も増加し、ポンプ
入力軸１０の回転は減少し、モータ斜板角βが零（直立
位置）となった時点でポンプ入力軸１０（およびポンプ
シリンダ２８）の回転が零となるように、動力分割装置
３および動力伝達装置４のギヤ比が設定されている。な
お、モータ斜板角βが零（直立位置）となった時にはモ
ータシリンダ３４はフリー回転可能な状態となり、且つ
ポンプシリンダ２８は油圧ロック状態となり静止保持さ
れる。このため、この状態（縦線ｃの状態）では動力伝
達装置４により機械的な動力伝達のみが行われる。この
状態のときに、後述するようにロックアップブレーキが
作動され、油圧ポンプおよびモータからなる無段変速ユ
ニット２の作動を機械的に制限し、動力伝達装置４のみ
により確実に動力伝達を行わせる。

【００３４】一方、縦線ａの状態からポンプ斜板３２を
左方向に揺動させると、油圧ポンプ２４から作動油が油
圧閉回路２６において上記と逆方向に吐出される。この
ため、この作動油の供給により油圧モータ２５のモータ
出力軸１７（およびモータシリンダ３４）が上記と逆方
向（後進方向）に駆動される。モータ出力軸１７の回転
速度はポンプ斜板角αが大きくなるのに応じて増加し、
これが最大斜板角αR(MAX)となると図２の縦線ｄで示す
状態となる。このため、総合速度比ｅは、零（縦線ａ）
から、ｅ３（負の値）まで変化する。

【００３５】

【動力伝達用油圧閉回路】上記油圧式無段変速ユニット
２における油圧閉回路２６およびその制御油圧回路系に
ついて図３を参照して説明する。この図においては油圧
ポンプ２４および油圧モータ２５を記号化して表してお
り、油圧ポンプ２４の一方のポート２４ｂと油圧モータ
２５の一方のポート２５ａとを繋ぐ第１油路２６ａと、
油圧ポンプ２４の他方のポート２４ａと油圧モータ２５
の他方のポート２５ｂとを繋ぐ第２油路２６ｂとから油
圧閉回路２６が構成される。

【００３６】前述のように、油圧ポンプ２４のポンプ斜
板３２は直立位置（中立位置）を中心として左右に揺動
可能であり、これを右方向（前進方向）に揺動させると
ポート２４ａから吸入した作動油をポート２４ｂから吐
出し、油圧モータ２５のポート２５ａに供給して油圧モ
ータ２５を前進方向に回転駆動する。駆動後は作動油は
ポート２５ｂから排出されてポート２４ａに供給され、
閉回路２６内を循環される。このとき、油圧モータ２５
の回転駆動により車輪を駆動しているのであれば、第１
油路２６ａ内の油圧が駆動力に対応した高圧となり、第
２油路２６ｂ内の油圧が低圧となる。一方、コースティ
ング走行を行っているときのように、車輪の回転をエン
ジンブレーキ作用により減速する状態の場合には、第２
油路２６ｂ内の油圧がエンジンブレーキ力に対応した高
圧となり、第１油路２６ａ内の油圧が低圧となる。

【００３７】なお、ポンプ斜板３２を左方向（後進方
向）に揺動させると、上記と全く逆の作動油の流れが発
生して、油圧モータは後進方向に回転駆動される。この
ときの第１および第２油路２６ａ，２６ｂ内の油圧も上
記と逆関係となる。

【００３８】上記のように油圧ポンプ、モータ間で駆動
力伝達が行われるのであるが、油圧閉回路２６内を循環
される作動油は動力伝達に応じて発熱して油温が上昇
し、ゴミなどが溜まり、且つ一部はプランジャの隙間等
を通ってタンク内に漏れ出すため、油圧閉回路内の作動
油の一部を交換して作動油の冷却、補給、および清浄化
（フラッシング）を行うようになっている。そのため、
オイルタンク４１内の作動油をサクションフィルター４
２を介して第１ライン１００に供給するチャージポンプ
４３が配設されている。なお、チャージポンプ４３はエ
ンジンＥにより直接駆動されるものであり、エンジン回
転数に比例した吐出量となる。

【００３９】チャージポンプ４３から第１ライン１００
に吐出された作動油は、レギュレータバルブ６０により
調圧されて所定のライン圧ＰLとなる。第１ライン１０
０は図示のように分岐されており、分岐第１ライン１０
０ａには減圧バルブからなるモジュレータバルブ６５が
繋がっており、このモジュレータバルブ６５の出力側に
繋がる第２ライン１０１の油圧を所定のモジュレート圧
Ｐｍに調圧する。このモジュレータバルブ６５の構成を
図５に示しており、ハウジング内にスプリング６７によ
り左方に付勢された状態でスプール６６を配設して構成
される。ポート６５ａに繋がる分岐第１ライン１００ａ
の作動油圧が、スプリング６７の押力と制御ライン１０
１の油圧力とがバランスする油圧（一定油圧）まで減圧
されて制御ライン１０１内にモジュレート圧Ｐｍが作り
出される。なお、図における×印はドレンに繋がること
を意味する。

【００４０】第２ライン１０１も複数に分岐しており、
分岐第２ライン１０１ａには第１リニアソレノイドバル
ブ５１が繋がる。第１リニアソレノイドバルブ５１は制
御電流（Ｉ）に基づいてモジュレート圧Ｐｍを調圧し、
図６に示すように制御電流（Ｉ）に比例する制御圧ＰCL
を制御ライン１１０を介してレギュレータバルブ６０に
作用させる。

【００４１】レギュレータバルブ６０の構成を図４に示
しており、図において左右に摺動するスプール６１と、
このスプール６１を左方に付勢するスプリング６２と
を、ハウジング内に配設して構成される。ハウジングに
は図示のように複数のポート６０ａ〜６０ｅが設けられ
ており、ポート６０ａ，６０ｂが第１ライン１００に繋
がり、ポート６０ｃがチャージライン１３０に繋がり、
ポート６０ｄが排出ライン１３１に繋がり、ポート６０
ｅが上記制御ライン１１０に繋がる。

【００４２】このため、スプール６１は内部連通孔６１
ａを介して左端部に第１ライン１００からのライン圧Ｐ
L を受け、右端にはスプリング６２の付勢力と制御圧Ｐ
CLを受ける。上述のように制御圧ＰCLは第１リニアソレ
ノイドバルブ５１により調圧可能であるため、第１リニ
アソレノイドバルブ５１に通電される制御電流（Ｉ）を
制御することによりライン圧ＰL を図７に示すように制
御可能である。レギュレータバルブ６０においてはこの
ようにしてライン圧ＰL の調圧が行われるが、このと
き、余剰油はスプール６１が右動してまずボート６０ｃ
側がポート６０ａ側と連通してチャージライン１３０に
流れ、さらに余剰油があるときにはポート６０ｄ側がポ
ート６０ｂ側と連通して排出ライン１３１に排出され
る。

【００４３】チャージライン１３０は、図３に示すよう
に、第１および第２油路２６ａ，２６ｂに繋がるチャー
ジ供給ライン１０５ａ，１０６ａと、チェックバルブ４
４ａ，４４ｂを介して繋がっている。このため、チャー
ジライン１３０に流れる作動油は、チャージライン１３
０からいずれかのチェックバルブ４４ａ，４４ｂを介し
て第１および第２油路２６ａ，２６ｂのうちの低圧側の
油路に供給され、これにより油圧閉回路２６内への作動
油の補給が行われる。

【００４４】また、排出ライン１３１に排出された作動
油は、オイルクーラー１５１により冷却された後、潤滑
部１５２を通ってタンク４１に戻される。

【００４５】図３に示すように、油圧閉回路２６を構成
する第１および第２油路２６ａ，２６ｂにはそれぞれチ
ャージ排出ライン１０５ｂ，１０６ｂが繋がっており、
これら排出ライン１０５ｂ，１０６ｂにはシャトルバル
ブ７０が接続されている。シャトルバルブ７０の構成を
図８に示しており、ハウジング内に左右に摺動自在に配
設されたスプール７１と、このスプール７１を左右から
付勢する一対のスプリング７２，７３とから構成され
る。

【００４６】両排出ライン１０５ｂ，１０６ｂの油圧は
それぞれスプール７１の右端および左端に作用するよう
になっており、第１および第２油路２６ａ，２６ｂのい
ずれか一方が高圧で他方が低圧となると、スプール７１
は高圧側の押圧力により押されて移動する。これにより
ポート７０ａ，７０ｂのうちの低圧側の作動油を受ける
側がポート７０ｃ側と連通し、低圧側の油路の作動油が
排出ライン１３２に排出される。これにより、油圧閉回
路２６内の作動油の補給分に対応する量の作動油が排出
され、作動油の冷却、フラッシング等が行われる。但
し、この排出ライン１３２には低圧リリーフバルブ７４
が設けられており、低圧側の油路の油圧はこのリリーフ
バルブ７４により設定される。なお、排出ライン１３２
に排出された作動油もオイルクーラー１５１で冷却され
た後、潤滑部１５２を通ってタンク４１に戻される。

【００４７】この油圧閉回路２６には、さらに、第１お
よび第２油路２６ａ，２６ｂ内の最大油圧を設定する高
圧リリーフバルブ７５Ｆ，７５Ｒがリリーフライン１０
５ｃ，１０６ｃを介して接続配設されている。これら高
圧リリーフバルブはその構成が同一なので、一方のバル
ブ７５Ｆを例にして図９を参照して説明する。

【００４８】このバルブ７５Ｆはハウジング内に二つの
独立したスプール７６，７７を有し、第１スプール７６
は第１スプリング７９ａにより右方に付勢されており、
この付勢力により右動されるとポート７５ａとポート７
５ｂとを遮断し、この付勢力に抗して左動されると両ポ
ート７５ａ，７５ｂを連通させる。ポート７５ａはリリ
ーフライン１０５ｃを介して第１油路２６ａと連通し、
ポート７５ｂは分岐チャージライン１３０ａと連通す
る。第１スプール７６にはオリフィス７６ａが設けられ
ており、ポート７５ａに作用する第１油路２６ａの油圧
は定常状態においては第１スプール７６の左右両側に作
用し、第１スプリング７９ａの付勢力を受けて第１スプ
ール７６は右動した状態となる。

【００４９】一方、第２スプール７７は第２スプリング
７９ｂにより左方に付勢されている。第２スプリング７
９ｂは右端部において閉塞弁部材７８を右方に付勢して
おり、これにより閉塞弁部材７８は、第１スプール７９
ａの挿入空間と連通するとともにオリフィスを有した連
通路７９ｃを閉塞する。第２スプール７７の左端部が対
向するポート７５ｃは制御ライン１０７を介して第２リ
ニアソレノイドバルブ５２と繋がっている。第２リニア
ソレノイドバルブ５２は分岐ライン１００ｂからのライ
ン圧ＰL を調圧して制御電流に応じた制御油圧ＰCHを制
御ライン１０７に供給するものであり、これにより第２
スプール７７の左端に作用する油圧力を第２リニアソレ
ノイドバルブ５２の制御電流に基づいて制御することが
できる。

【００５０】この高圧リリーフバルブ７５Ｆにおいて、
閉塞弁部材７８には、右方向から第１油路２６ａ内の油
圧が作用し、左方向から第２スプリング７９ｂの付勢力
が作用する。ところで、第２スプリング７９ｂは左端部
が第２スプール７７に当接しており、制御ライン１０７
からの制御油圧ＰCHにより押圧力が加算された付勢力と
なる。このことから分かるように、第２リニアソレノイ
ドバルブ５２により制御油圧ＰCHを制御すれば、閉塞弁
部材７８を右方向に押圧する力を制御することができ
る。

【００５１】このような右方向への押圧力を受けて閉塞
弁部材７８は連通路７９ｃを閉塞しているが、連通路７
９ｃに作用する第１油路２６ａ内の油圧がこの押圧力よ
り高くなると閉塞弁部材７８は左動されて連通路７９ｃ
をドレンに連通させる。これにより第１スプール７６の
オリフィス７６ａを通る油の流れが生じて第１スプール
７６の左右に油圧差が発生し、第１スプール７６は左動
され、ポート７５ａと７５ｂとが連通する。この結果、
第１油路２６ａ内の作動油は分岐チャージライン１３０
ａに排出され、チェックバルブ４４ｂを介して第２油路
２６ｂに送られる。

【００５２】すなわち、第１油路２６ａ内の油圧が所定
圧以上となると、閉塞弁部材７８が開放されて第１スプ
ール７６が左動し、第１油路２６ａ内の作動油が低圧側
の第２油路２６ｂに排出され、第１油路２６ａ内の油圧
を所定圧以下に保持する。なお、第２油路２６ｂ内の油
圧が高圧の場合には、他方の高圧リリーフバルブ７５Ｒ
により低圧側となる第１油路２６ａに排出され、第２油
路２６ｂ内が所定圧以上となるのが抑制される。このよ
うに高圧リリーフバルブ７５Ｆ，７５Ｒにより第１およ
び第２油路２６ａ，２６ｂ内の油圧が所定圧以上となる
のを防止するのであるが、この所定圧は上記説明から分
かるように、第２および第３リニアソレノイドバルブ５
２，５３の電流制御により可変設定可能である。なお、
本例では、図１０に示すように、制御電流（Ｉ）に比例
して、高圧リリーフ圧（ＰHF，ＰHR）を可変設定可能で
ある。

【００５３】本例の油圧ポンプ２４および油圧モータ２
５の制御盤２７のバルブプレート面２７ａには、それぞ
れ図１１に示すような形状のバルブ板が形成されてい
る。なお、油圧ポンプおよび油圧モータのバルブ板はサ
イズ等は異なるが基本形状およびその役割は同一なの
で、油圧ポンプ２４のバルブ板１５０を例にして図１１
を参照しながら説明する。

【００５４】油圧ポンプ２４においてはポンプシリンダ
２８の端面がバルブ板１５０と摺接しながらエンジン駆
動により図における矢印Ａ方向（時計回り）に回転す
る。ここで、ポンプ斜板３２が前進側に傾動されるとポ
ンプシリンダ２８の回転に応じてポンププランジャ３０
はシリンダ孔内で往復動される。このとき、ポンププラ
ンジャ３０は、図１１における下端において上死点（T.
D.C.）に位置し、上端において下死点（B.D.C.）に位置
し、左半分における上死点から下死点まで移動する行程
では油の吸入を行い、右半分における下死点から上死点
まで移動する行程では油の吐出を行う。

【００５５】このため、バルブ板１５０の左半分には第
２油路２６ｂに繋がる半円形状の第１ポート１５１が形
成され、右半分には第１油路２６ａに繋がる半円形上の
第２ポート１５２が形成されている。ここで、第１ポー
ト１５１の回転方向入口側および第２ポート１５２の回
転方向入口側には、ポンプシリンダ２８の回転に応じて
各シリンダ孔２９が各ポート１５１，１５２と連通を開
始するときの急激な油圧変化を抑えるためのメインノッ
チ１５１ａ，１５２ａが入口側に向かって延びて形成さ
れている。さらに、これらメインノッチ１５１ａ，１５
２ａに並んでサブノッチ１５３，１５４が図示のように
独立して形成されている。

【００５６】サブノッチ１５３，１５４はメインノッチ
１５１ａ，１５２ａおよび両ポート１５１，１５２から
は離れて独立しているため、このままでは、ノッチとし
ての役割は果たさない。しかしながら、サブノッチ１５
３，１５４は図において破線で示すように、それぞれ短
絡油路１５５ａ，１５５ｂおよび１５６ａ，１５６ｂを
介して吸入および第２ポート１５１，１５２と連通して
いる。但し、両短絡路にはそれぞれ可変ノッチバルブ８
０Ａ，８０Ｂが設けられており、この短絡油路の連通・
遮断を制御する。

【００５７】可変ノッチバルブ８０Ａ，８０Ｂは同一構
成であり、図１２に示すように構成される（この図では
可変ノッチバルブ８０Ａを例にして示している）。この
バルブ８０Ａは、ハウジング内に左右に摺動自在に配設
されたバルブスプール８１と、このバルブスプール８１
を右方に付勢するスプリング８２と、バルブスプール８
１の左端部に摺動自在に嵌合する支持スプール８３とか
ら構成される。ハウジングには、短絡油路１５５ａと連
通する第１ポート８０ａと、短絡油路１５５ｂと連通す
る第２ポート８０ｂと、制御ライン１０２と連通する第
３ポート８０ｃが設けられている。バルブスプール８１
がスプリング８２に付勢されて図示のように右動した状
態では、スプール８１の右端により第１および第２ポー
ト８０ａ，８０ｂ間が遮断され、バルブスプール８１が
左動されると両ポート８０ａ，８０ｂが連通する。な
お、第１ポート８０ａに作用する油圧はスプール８１内
の小孔８１ａを介して支持スプール８３との間の空間８
４にも作用するため、バルブスプール８１がこの油圧に
よりスラスト力を受けることがない。

【００５８】制御ライン１０２は、図３に示すように、
オリフィス４５ａを介して分岐第２ライン１０１ｂと繋
がるとともに、開閉制御ソレノイドバルブ４５と繋が
る。開閉制御ソレノイドバルブ４５は制御ライン１０２
をドレンに開放可能なバルブであり、これをドレンに開
放させることにより制御ライン１０２内を低圧にする。
一方、開閉制御ソレノイドバルブ４５により制御ライン
１０２がドレンから遮断されるときには制御ライン１０
２内には分岐第２ライン１０１ｂからのモジュレート圧
Ｐｍが発生する。

【００５９】開閉制御ソレノイドバルブ４５により制御
ライン１０２が低圧に保持された状態では、可変ノッチ
バルブ８０Ａ内において、バルブスプール８１はスプリ
ング８２に付勢されて右動して短絡油路１５５ａ，１５
５ｂ間は遮断される。このため、このときにはサブノッ
チ１５３は作用しない。一方、開閉制御ソレノイドバル
ブ４５により制御ライン１０２にモジュレート圧Ｐｍが
発生すると、この油圧によりバルブスプール８１は左動
されて短絡油路１５５ａ，１５５ｂが連通し、サブノッ
チ１５３が使用可能となる。

【００６０】なお、ここでは、可変ノッチバルブ８０Ａ
について説明したが可変ノッチバルブ８０Ｂについても
同様の制御が同時に行われる。また、油圧モータ２５に
ついても同様のサブノッチが設けられており、開閉制御
ソレノイドバルブ４６により制御ライン１０３内の油圧
を可変設定して可変ノッチバルブ８０Ｃ，８０Ｄの作動
を制御し、サブノッチの使用制御がなされる。

【００６１】

【斜板角制御系】次に、ポンプ斜板３２およびモータ斜
板３８の揺動角制御系について、図１３を参照して説明
する。この制御は分岐第１ライン１００ｄからのライン
圧ＰL と、分岐第２ライン１０１ｃからのモジュレート
圧Ｐｍとを用いて行われる。なお、図３および図１３の
丸囲み記号ａおよびｂ同士がそれぞれ接続していること
を意味する。

【００６２】ポンプ斜板３２の揺動を行わせるために、
一対のサーボシリンダ９２ａ，９２ｂが図示のように設
けられており、これらが摺合配設されたサーボシリンダ
孔９１ａ，９１ｂには、サーボ制御ライン１２１，１２
２を介してポンプコントロールバルブ８４が繋がる。こ
のバルブ８４は四方弁からなり、スプール８５の位置に
応じて分岐第１ライン１００ｄからのライン圧ＰL をサ
ーボ制御ライン１２１，１２２に振り分け供給する。ス
プール８５はスプリング８６により右方に付勢されると
ともに、左端ポート８４ａに作用する油圧力を受け、両
者のバランスによりその位置が設定される。

【００６３】すなわち、左端ポート８４ａに作用する油
圧力を制御すれば、スプール８５の位置制御が可能であ
り、これによりサーボシリンダ９２ａ，９２ｂの作動を
制御してポンプ斜板３２の角度制御が可能である。この
ため、左端ポート８４ａには制御ライン１１１を介して
第４リニアソレノイドバルブ５４からのポンプ制御油圧
ＰCPが供給される。第４リニアソレノイドバルブ５４は
分岐第２ライン１０１ｃからのモジュレート圧Ｐｍを制
御電流に基づいて調圧し、制御電流に比例するポンプ制
御油圧ＰCPを作り出し、これを制御ライン１１１に供給
するバルブである。このため、第４リニアソレノイドバ
ルブ５４の通電電流制御によりポンプコントロールバル
ブ８４の作動制御を行い、ポンプ斜板３２の角度制御が
可能となっている。

【００６４】モータ斜板３８の角度制御も同様であり、
一対のサーボシリンダ９６ａ，９６ｂが摺合配設された
サーボシリンダ孔９５ａ，９５ｂに、サーボ制御ライン
１２３，１２４を介してモータコントロールバルブ８７
が繋がる。このバルブ８７もポンプコントロールバルブ
８４と同様に、左端ポート８７ａに作用する油圧力を制
御して、スプール８８の位置制御が可能であり、これに
よりサーボシリンダ９６ａ，９６ｂの作動を制御してモ
ータ斜板３８の角度制御が可能である。左端ポート８７
ａには制御ライン１１２を介して第５リニアソレノイド
バルブ５５からモータ制御油圧ＰCMが供給される。この
ため、第５リニアソレノイドバルブ５５の通電電流制御
によりモータコントロールバルブ８７の作動制御を行
い、モータ斜板３８の角度制御が可能となっている。

【００６５】本例の油圧ポンプ２４にはさらに、ポンプ
シリンダ２８を静止保持するロックアップブレーキ９３
が設けられている。前述のように、前進側においてポン
プ斜板角α＝αF(MAX)で且つモータ斜板角β＝０となっ
た状態（図２における縦線ｃの状態）では、理論的には
（伝達ロスがない場合には）ポンプシリンダ２８の回転
は零となり動力伝達装置４により機械的な動力伝達のみ
が行われる。しかしながら、実際には油の漏れ等による
ロスがあるため、ポンプシリンダ２８が若干回転し、そ
れだけ動力伝達装置４による動力伝達が低下する。そこ
で、このようなときに、ロックアップブレーキ９３によ
りポンプシリンダ２８を強制的に静止保持し、機械的な
動力伝達のみを行わせて、伝達効率を高めるようにして
いる。

【００６６】ロックアップブレーキ９３は湿式多板式ブ
レーキからなり、ピストン１０４の押圧力を受けてブレ
ーキを作動させる。このピストン１０４に押圧力を付与
するためのロックアップ油圧ＰLBは、第６リニアソレノ
イドバルブ５６により作り出されて、ロックアップライ
ン１１３を介して供給される。なお、第６リニアソレノ
イドバルブ５６は制御電流に比例するロックアップ油圧
ＰLBを作り出すことが可能であり、これによりロックア
ップブレーキ９３を部分係合から完全係合までの間で任
意に制御可能である。

【００６７】ロックアップブレーキ９３が完全係合され
たときには、動力伝達装置４のみにより動力伝達がなさ
れ、油圧式無段変速ユニット２には駆動力が作用しない
ため、油圧閉回路２６内の油圧は低下する。このとき、
油圧閉回路２６内の油圧はシャトルバルブ７０を介して
接続された低圧リリーフバルブ７４により設定される油
圧となる。すなわち、ロックアップブレーキ９３が係合
された状態においては、低圧リリーフバルブ７４により
油圧閉回路２６内の油圧を制御可能である。本発明にお
いては、後述するように、この油圧閉回路２６内の油圧
を制御してポンプおよびモータプランジャにおけるスリ
ッパとプランジャ本体との嵌合状態を維持させるように
なっている。このため、低圧リリーフバルブ７４は電磁
制御弁から構成され、そのリリーフ圧を任意に可変設定
可能となっている。

【００６８】

【プランジャ構成】以上のような構成の無段変速機Ｔに
おいて、無段変速ユニット２を構成する油圧ポンプ２４
および油圧モータ２５に用いられているプランジャアセ
ンブリの構成について以下に説明する。但し、ポンププ
ランジャ３０とモータプランジャ２００とは寸法が相違
するのみで、その構成は同一なので、モータプランジャ
２００を例にしてその構造などを詳しく説明する。

【００６９】このモータプランジャ２００を図１４に示
しており、このモータプランジャ２００は、有底中空円
筒状のプランジャ本体２０１と、椀状のスリッパ２０５
と、これら両部材２０１，２０５を連結する連結部材２
１０とから構成される。プランジャ本体２０１は斜板と
は反対側（図における左側）端部に開口２０１ａを有し
た有底の中空円筒形状をしており、底部すなわち図にお
ける右側端部に球状凹面２０１ｂが形成されており、さ
らに、底部に軸方向に貫通する貫通孔２０１ｃが形成さ
れている。

【００７０】プランジャ本体２０１の右端部にスリッパ
２０５が嵌合配設されており、この部分を拡大して図１
５に示している。スリッパ２０５は、プランジャ本体２
０１の球状凹面２０１ｂと嵌合する凸球面状外周面２０
５ａと、この外周面２０５ａと同心の凹球面状内周面２
０５ｂとを有した椀状に形成されており、軸方向右端部
にリング状スリッパ面２０５ｃを有している。また、ス
リッパ２０５を軸方向に貫通する貫通孔２０７が図示の
ように左側に広がるテーパ形状を有し形成されている。

【００７１】連結部材２１０は、棒部材２１１と頭部部
材２１５とから構成される。棒部材２１１は、棒状の本
体の左端部にフランジ状の蓋部２１１ａを有し、この蓋
部２１１ａはプランジャ本体２０１の開口２０１ａを覆
って取り付けられ、プランジャ本体２０１に溶接接合さ
れる。棒部材２１１の本体部はプランジャ本体２０１の
円筒状中空空間２０２内に挿入されるとともに貫通孔２
０１ｃに挿入され、さらに、球状凹面２０１ｂに凸球面
状外周面２０５ａが嵌合した状態のスリッパ２０５の貫
通孔２０７に挿入され、スリッパ２０５の凹球面状内周
面２０５ｂ内に突出する。頭部部材２１５は、凹球面状
内周面２０５ｂに嵌合摺接する球状凸面２１５ａを有す
るとともに軸方向に貫通する貫通孔を有する。この貫通
孔は右側においてテーパ状に広がる開口部を有する。

【００７２】棒部材２１１の本体は上記のようにスリッ
パ２０５の貫通孔２０７に挿入された後、さらに頭部部
材２１５の貫通孔に挿入される。そして、先端部２１１
ｂがこの貫通孔のテーパ状開口部内に押し広げられるよ
うにしてかしめて固定される。これにより、棒部材２１
１と頭部部材２１５とが結合され、この結果、球状凹面
２０１ｂに凸球面状外周面２０５ａが嵌合した状態でプ
ランジャ本体２０１とスリッパ２０５とが連結部材２１
０により連結される。なお、棒部材２１１にはその内部
を軸方向に貫通する連通孔２１２が形成されており、こ
の連通孔２１２を介してモータシリンダ孔３５内の油が
スリッパ２０５側に潤滑油として導入される。

【００７３】このように構成されたモータプランジャ２
００に作用する力のバランスについて図１５を参照して
説明する。モータプランジャ２００はモータシリンダ孔
３５内の油圧力を受け、プランジャ本体２０１をスリッ
パ２０５の方に押圧する（図において軸方向右方に押圧
する）第１軸方向力Ｆ１を受ける。この力Ｆ１は、プラ
ンジャ本体２０１の軸直角の断面積をＡｃとし、シリン
ダ孔３５内の油圧をＰｃとすると、Ｆ１＝Ｐｃ×Ａｃで
表される。

【００７４】モータシリンダ孔３５内の作動油は棒部材
２１１の連通孔２１２を介してスリッパ側に導入され、
スリッパ２０５の凸球面状外周面２０５ａとプランジャ
本体２０１の球状凹面２０１ｂとの間にもこの油圧が作
用し、これが、スリッパ２０５からプランジャ本体２０
１を引き離すように作用する第２軸方向力Ｆ２として作
用する。

【００７５】通常は、モータシリンダ孔３５内の油圧が
高圧であり、スリッパ２０５の凸球面状外周面２０５ａ
とプランジャ本体２０１の球状凹面２０１ｂとの嵌合面
積がシリンダ孔３５におけるプランジャ本体２０１の受
圧面積より小さく、且つ、この嵌合部に作用する油圧は
シリンダ孔３５内の油圧より低くなるため、Ｆ１＞Ｆ２
という関係が成立し、プランジャ本体２０１はスリッパ
２０５の方に押し付けられ、モータプランジャ２００は
モータ斜板３８の摺動面３８ａに押し付けられる。な
お、両軸方向力Ｆ１，Ｆ２の差は、シリンダ孔３５内の
油圧が高い程大きく、この油圧が低くなるとその差も小
さくなる。

【００７６】ここで上述のように、ロックアップブレー
キ９３が係合された状態では、モータシリンダ孔３５内
の油圧が低圧となるため、第１および第２軸方向力Ｆ
１，Ｆ２の差が小さくなる。この状態で、モータシリン
ダ３４は高速回転されるため、モータプランジャ２００
にこの回転の対応する遠心力Ｆｃが作用する。プランジ
ャ本体２０１はシリンダ孔３５内に摺合されているた
め、モータシリンダ３４によりこの遠心力は受け止めら
れる。

【００７７】ところが、スリッパ２０５に作用する遠心
力Ｆｃはプランジャ本体２０１の先端（右端）に首振り
自在に取り付けられているため、スリッパ２０５の凸球
面状外周面２０５ａとプランジャ本体２０１の球状凹面
２０１ｂとの嵌合部における最も外端点Ｐに作用する。
この遠心力Ｆｃは、モータシリンダ３４の回転中心に対
するプランジャ２００の回転半径Ｒと、スリッパ２０５
の質量Ｍと、シリンダ３４の回転角速度ωにより決ま
り、Ｆｃ＝Ｍ・Ｒ・ω² となる。

【００７８】この遠心力Ｆｃは、スリッパ２０５の重心
位置Ｇにおいて外周方向に作用する力であり、点Ｐにお
いては、重心位置Ｇと点Ｐとを結ぶ方向の合力となり、
その軸方向分力Ｆ３が、スリッパ２０５からプランジャ
本体２０１を引き離すように作用する第３軸方向力Ｆ３
（＝Ｆｃ／ｔａｎθ）となる。このため、この状態で
は、第１軸方向力Ｆ１がプランジャ本体２０１をスリッ
パ２０５に押し付ける力として作用し、第２軸方向力Ｆ
２と第３軸方向力Ｆ３とがプランジャ本体２０１をスリ
ッパ２０５から引き離す力として作用する。

【００７９】この場合において、ロックアップブレーキ
９３が係合された状態ではモータシリンダ孔３５内の油
圧が低圧で、第１および第２軸方向力Ｆ１，Ｆ２の差が
小さくなっており、ここに遠心力に伴う第３軸方向力Ｆ
３が加わると、プランジャ本体２０１をスリッパ２０５
から引き離す力（＝Ｆ２＋Ｆ３）が第１軸方向力Ｆ１よ
り大きくなり、プランジャ本体２０１がスリッパ２０５
から離れ、この隙間からシリンダ孔３５内の油が漏れ出
すおそれがある。

【００８０】このようなことから、本装置においては、
ロックアップブレーキ９３が作動している状態のときに
は、低圧リリーフバルブ７４のリリーフ圧設定を高くし
て、シリンダ孔３５内の油圧を高める制御を行うように
している。すなわち、低圧リリーフバルブ７４が特許請
求の範囲の油圧制御手段を構成している。このようにし
てシリンダ孔３５内の油圧を高くすることにより、Ｆ１
＞（Ｆ２＋Ｆ３）となる関係を常時維持させ、プランジ
ャ本体２０１がスリッパ２０５から離れるようなことを
確実に防止する。具体的には、遠心力Ｆｃは、式からも
分かるようにモータの回転速度により求まることから、
モータの回転速度に応じてリリーフ圧を制御し、また、
Ｆ１の小さい状態が予め想定されるロックアップの作動
時には、リリーフ圧の設定を高くする。このため、図３
に示すように、低圧リリーフバルブ７４には低圧制御装
置７４ｂからの制御油圧が作用し、このようなリリーフ
圧制御を行うように構成されている。

【００８１】このため、低圧リリーフバルブ７４により
設定されるリリーフ圧は、モータシリンダ３４の回転数
に応じて高くなる圧である。さらに、第１軸方向力Ｆ１
が、第２および第３軸方向力Ｆ２，Ｆ３の合力より大き
くなりすぎると、プランジャ本体２０１とスリッパ２０
５との摺接部の面圧が高くなりすぎ、摺動性が低下した
り、この部分の磨耗の問題が発生する。このため、第１
軸方向力Ｆ１と、第２および第３軸方向力Ｆ２，Ｆ３の
合力（Ｆ２＋Ｆ３）との差が所定値となるように、シリ
ンダ３４の回転速度に応じて低圧リリーフバルブ７４の
リリーフ圧を制御する。

【００８２】以上の構成のモータプランジャ２００に代
えて、図１６に示すような構成のモータプランジャ３０
０を用いることもできる。このモータプランジャ３００
は、有底中空円筒状のプランジャ本体３０１と、椀状の
スリッパ３０５と、これら両部材３０１，３０５を連結
する連結部材３１０と、プランジャ本体３０１の中空空
間内に軸方向に移動可能に挿入配設された支持部材３２
０と、プランジャ本体３０１と支持部材３２０との間に
配設された圧縮スプリング３２５とから構成される。プ
ランジャ本体３０１は斜板とは反対側端部に開口した有
底の中空円筒形状をしており、底部すなわち図における
右側端部に球状凹面３０１ｂが形成されており、さら
に、底部に軸方向に貫通する貫通孔３０１ｃが形成され
ている。

【００８３】プランジャ本体３０１の右端部にスリッパ
３０５が嵌合配設されており、この部分を拡大して図１
７に示している。スリッパ３０５は、プランジャ本体３
０１の球状凹面３０１ｂと嵌合する凸球面状外周面３０
５ａと、この外周面３０５ａと同心の凹球面状内周面３
０５ｂとを有した椀状に形成されており、軸方向右端部
にリング状スリッパ面３０５ｃを有している。また、ス
リッパ３０５を軸方向に貫通する貫通孔３０７が図示の
ように左側に広がるテーパ形状を有し形成されている。

【００８４】連結部材３１０は、棒部材３１１と頭部部
材３１５とから一体に構成される。棒部材３１１の右端
に頭部部材３１５が形成されており、頭部部材３１５が
スリッパ３０５の凹球面状内周面３０５ｂと摺接した状
態で、棒部材３１５がスリッパ３０５の貫通孔３０７お
よびプランジャ本体３０１の貫通孔３０１ｃを貫通して
プランジャ本体３０１の中空空間内に延びて配設され
る。さらに、支持部材３２０に形成された貫通孔３２１
内に挿入されて左端部３１３が押し広げられて支持部材
３２０と結合される。これにより、球状凹面３０１ｂに
凸球面状外周面３０５ａが嵌合した状態でプランジャ本
体３０１とスリッパ３０５とが連結部材３１０および支
持部材３２０により連結される。なお、棒部材３１１に
は連通孔３１２ａおよび連通溝３１２ｂが形成されてお
り、これら連通孔３１２ａおよび連通溝３１２ｂを介し
てモータシリンダ孔３５内の油がスリッパ３０５側に潤
滑油として導入される。なお、圧縮スプリング３２５は
支持部材３２０を挿入する前にプランジャ本体３０１の
中空空間内に配設されており、プランジャ本体３０１に
対して支持部材３２０を左方に付勢する第４軸方向力Ｆ
４を加える。

【００８５】このように構成されたモータプランジャ３
００に作用する力のバランスについて図１７を参照して
説明する。モータプランジャ３００はモータシリンダ孔
３５内の油圧力を受け、プランジャ本体３０１をスリッ
パ３０５の方に押圧する（図において軸方向右方に押圧
する）第１軸方向力Ｆ１を受ける。

【００８６】スリッパ３０５の凸球面状外周面３０５ａ
とプランジャ本体３０１の球状凹面３０１ｂとの間にも
この油圧が作用し、これが、スリッパ３０５からプラン
ジャ本体３０１を引き離すように作用する第２軸方向力
Ｆ２として作用する。

【００８７】また、モータシリンダ３４が回転されるこ
とによりスリッパ３０５に作用する遠心力Ｆｃは、前述
の場合と同様に、スリッパ３０５の凸球面状外周面３０
５ａとプランジャ本体３０１の球状凹面３０１ｂとの嵌
合部における最も外端点Ｐに作用する。この遠心力Ｆｃ
は、スリッパ３０５の重心位置Ｇにおいて外周方向に作
用する力であり、点Ｐにおいては、重心位置Ｇと点Ｐと
を結ぶ方向の合力となり、その軸方向分力Ｆ３が、スリ
ッパ３０５からプランジャ本体３０１を引き離すように
作用する第３軸方向力Ｆ３（＝Ｆｃ／ｔａｎθ）とな
る。

【００８８】また、圧縮スプリング３２５の付勢力Ｆ４
は、連結部材３１０を介してスリップ３０５をプランジ
ャ本体３０１の引きつける力として作用する。この力を
第４軸方向力Ｆ４と称し、これはプランジャに対しては
図において右方向に作用する力となる。

【００８９】この場合には、第１および第４軸方向力Ｆ
１，Ｆ４がプランジャ本体３０１をスリッパ３０５に押
し付ける力となり、第２および第３軸方向力Ｆ２，Ｆ３
がプランジャ本体３０１をスリッパ３０５から引き離す
力となる。このため、（Ｆ１＋Ｆ４）＜（Ｆ２＋Ｆ３）
となると、プランジャ本体３０１がスリッパ３０５から
離れ、この隙間からシリンダ孔３５内の油が漏れ出すお
それがある。

【００９０】このため、本装置においても、ロックアッ
プブレーキ９３が作動している状態のときには、低圧リ
リーフバルブ７４のリリーフ圧設定を高くして、シリン
ダ孔３５内の油圧を高める制御を行い、（Ｆ１＋Ｆ４）
＞（Ｆ２＋Ｆ３）となる関係を常時維持させ、プランジ
ャ本体３０１がスリッパ３０５から離れるようなことを
確実に防止する。なお、この場合には、遠心力に対応す
る力Ｆ３については低圧リリーフバルブ７４のリリーフ
圧設定により対処できるため、圧縮スプリング３２５の
付勢力Ｆ４は必要最小限の値でよく、この付勢力Ｆ４に
よりプランジャ本体３０１とスリッパ３０５との摺接部
の面圧が高くなりすぎるようなことはなく、両者の摺動
性を確保するとともにこの部分の磨耗を防止できる。な
お、第１軸方向力Ｆ１の最大値は、機械的に発生し得る
油圧であり、斜板角と回転数および耐久圧等からおのず
と決まる油圧である。

【００９１】図１６に示すモータプランジャ３００の場
合には、プランジャ本体３０１の中空空間内に支持部材
３２０が挿入配設されているため、中空となる容積、す
なわち、シリンダ孔３５内の作動油が流入する容積が小
さくなっている。この中空空間に流入する油は、プラン
ジャの往復動に伴う吸入、排出油量に影響せず、シリン
ダ孔３５内の油圧による圧縮性の影響を受けるため、容
積効率を低下させる要因となる。このため、このように
中空容積を小さくすることにより、容積効率の低下を防
止することができる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリンダ孔内の油圧によりプランジャ本体をスリッパに
向けて押し付ける第１軸方向力Ｆ１と、スリッパの椀状
内部空間内に作用する油圧によりスリッパからプランジ
ャ本体を引き離すように作用する第２軸方向力Ｆ２と、
プランジャ式油圧ユニットにおいてシリンダの回転時に
スリッパに加わる遠心力によりスリッパからプランジャ
本体を引き離すように作用する第３軸方向力Ｆ３とが、
式 Ｆ１＞（Ｆ２＋Ｆ３）・・・（１） で表される関
係を満足するように、シリンダ孔内の油圧が油圧制御手
段により制御されるため、シリンダの回転によりスリッ
パに遠心力が作用した状態であっても、シリンダ孔内の
油圧力によりスリッパとプランジャ本体とが常に接触し
た状態に保持され、これら両者の間に隙間が生じて油が
漏れることを確実に防止することができる。特に、この
油圧制御手段による油圧制御により、スリッパをプラン
ジャ本体に押し付ける力を常に一定もしくは最適に設定
することが可能であり、両者の摺動性を確保し、且つ両
者の間の磨耗を効果的に防止しつつ、両者が離れること
を確実に防止できる。

【００９３】なお、上記構成において、連結部材の脚部
をプランジャ本体に対して軸方向に移動可能に連結し、
さらに、プランジャ本体内に、頭部を凹球面状内周面に
押し付ける方向の軸方向力を連結部材に加える付勢部材
を設けてプランジャを構成しても良く、この場合には、
上記の第１〜第３軸方向力Ｆ１〜Ｆ３と、付勢部材によ
り連結部材を介してスリッパをプランジャ本体に押し付
けるように作用する第４軸方向力Ｆ４とが、式 （Ｆ１
＋Ｆ４）＞（Ｆ２＋Ｆ３）・・・（２） で表される関
係を満足するように、シリンダ孔内の油圧が油圧制御手
段により制御される。このため、この場合には、付勢部
材（例えば、スプリング）による第４軸方向力Ｆ４が常
にスリッパをプランジャ本体に押し付けるように作用す
るため、シリンダ孔内の油圧が零でも両者はある程度の
押し付け力を有して嵌合する状態となり、このような場
合でも両者の間に隙間が生じることがない。

【００９４】さらにこの場合には、シリンダが回転して
スリッパに遠心力が加わった場合に、この遠心力によっ
てスリッパをプランジャ本体から引き離す方向の力（Ｆ
３）と対向するようなシリンダ孔内の油圧を油圧制御手
段により設定することができるため、付勢部材の力は小
さな値でよく、この付勢部材の付勢力によりスリッパと
プランジャ本体との摺動性が損なわれたり、両者の間に
磨耗が生じたりするおそれをほとんどなくすことができ
る。

【００９５】なお、本発明は特に、少なくともいずれか
一方が可変容量型の斜板プランジャ式油圧ポンプおよび
油圧モータからなる油圧式無段変速機構と、油圧式無段
変速機構と並列に配設されて機械的な動力伝達を行う機
械動力伝達機構と、機械式動力伝達機構のみにより動力
伝達を行わせるロックアップ機構とを備えて構成される
プランジャ式油圧ユニットに用いるのに適しており、油
圧制御手段は、ロックアップ機構が作動されているとき
に、油圧ポンプもしくは油圧モータのシリンダ孔内の油
圧が上記式（１）もしくは（２）を満足するように油圧
制御を行う。ロックアップ機構が作動されているときに
は、油圧式無段変速機構を介しての動力伝達はなくなる
ので、油圧ポンプとモータ間を連結する閉回路内の油圧
が低下するのであるが、油圧制御手段はこの閉回路内の
油圧を、上記式（１），（２）を満足するように調圧す
るため、スリッパに遠心力が作用した場合でも、スリッ
パとプランジャ本体の間に隙間が生じることが確実に防
止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプランジャ式油圧ユニットを構成
する車両用油圧式無段変速機の構成を示す概略図であ
る。

【図２】この油圧式無段変速機におけるポンプおよびモ
ータの斜板角度と総合速度比との関係を表すグラフであ
る。

【図３】この油圧式無段変速機における油圧閉回路およ
びその制御油圧回路系の構成を示す油圧回路図である。

【図４】上記制御油圧回路系に用いられるレギュレータ
バルブの構成を示す概略断面図である。

【図５】上記制御油圧回路系に用いられるモジュレータ
バルブの構成を示す概略断面図である。

【図６】第１リニアソレノイドバルブにおける制御電流
（Ｉ）と制御圧（Ｐｃ）との関係を示すグラフである。

【図７】レギュレータバルブにおける制御圧（Ｐ）とラ
イン圧（ＰL ）との関係を示すグラフである。

【図８】上記制御油圧回路系に用いられるシャトルバル
ブの構成を示す概略断面図である。

【図９】上記制御油圧回路系に用いられる高圧リリーフ
バルブの構成を示す概略断面図である。

【図１０】この高圧リリーフバルブによる高圧リリーフ
圧（ＰH ）と第２及び第３リニアソレノイドバルブの制
御電流（Ｉ）との関係を示すグラフである。

【図１１】油圧ポンプのバルブ板のバルブプレート面形
状および可変ノッチバルブ配設構成を示す概略図であ
る。

【図１２】可変ノッチバルブの構成を示す概略断面図で
ある。

【図１３】ポンプ及びモータの斜板の揺動角制御系を示
す油圧回路図である。

【図１４】上記油圧ポンプを構成するモータプランジャ
の構成を示す断面図である。

【図１５】このモータプランジャのスリッパ部分を拡大
して示す断面図である。

【図１６】上記油圧ポンプを構成するモータプランジャ
の異なる例を示す断面図である。

【図１７】このモータプランジャのスリッパ部分を拡大
して示す断面図である。

【符号の説明】

１ 機械伝動ユニット ２ 無段変速ユニット ３ 動力分割装置 ４ 動力伝達装置 ５ 終減速装置 ２４ 油圧ポンプ ２５ 油圧モータ ２６ 油圧閉回路 ３２ ポンプ斜板 ３８ モータ斜板 ６０ レギュレータバルブ ６５ モジュレータバルブ ７０ シャトルバルブ ７５ 高圧リリーフバルブ ８０ 可変ノッチバルブ ８４ ポンプコントロールバルブ ８７ モータコントロールバルブ ９３ ロックアップブレーキ ２００，３００ モータプランジャ ２０１，２０１ プランジャ本体 ２０５，３０５ スリッパ ２１０，３１０ 連結部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を中心として回転するシリンダ、
   このシリンダの回転軸を囲む環状配列で軸方向に延びて
   形成されたシリンダ孔内に摺動自在に挿入されたプラン
   ジャ、およびこのプランジャの先端が摺動可能に当接す
   る斜板を有して構成されたプランジャ式油圧ユニットに
   おいて、 前記プランジャが、 凸球面状外周面および凹球面状内周面を有して椀状に形
   成され、軸方向端部に前記斜板と摺接するスリッパ面を
   有してなるスリッパと、 軸方向一端部に前記凸球面状外周面と摺動自在に嵌合す
   る球状凹面が形成されたプランジャ本体と、 軸方向一端側に前記凹球面状内周面と摺接する頭部を有
   するとともに、この頭部に一体に繋がって軸方向他端側
   に延びる脚部が前記スリッパを貫通して前記プランジャ
   本体と連結される連結部材とを備えて構成され、 前記シリンダ孔内の油圧により前記プランジャ本体を前
   記スリッパに向けて押し付ける第１軸方向力Ｆ１と、 前記スリッパの椀状内部空間内に作用する油圧により前
   記スリッパから前記プランジャ本体を引き離すように作
   用する第２軸方向力Ｆ２と、 前記プランジャ式油圧ユニットにおいて前記シリンダの
   回転時に前記スリッパに加わる遠心力により前記スリッ
   パから前記プランジャ本体を引き離すように作用する第
   ３軸方向力Ｆ３とが、 Ｆ１＞（Ｆ２＋Ｆ３） ・・・（１） で表される関係を満足するように、 前記シリンダ孔内の油圧を制御する油圧制御手段を有す
   ることを特徴とするプランジャ式油圧ユニット。
2. 【請求項２】 前記プランジャ式油圧ユニットが、 少なくともいずれか一方が可変容量型の斜板プランジャ
   式油圧ポンプおよび油圧モータからなる油圧式無段変速
   機構と、 この油圧式無段変速機構と並列に配設されて機械的な動
   力伝達を行う機械動力伝達機構と、 前記機械式動力伝達機構のみにより動力伝達を行わせる
   ロックアップ機構とを備えて構成され、 前記油圧制御手段は、前記ロックアップ機構が作動して
   いるときに、前記油圧ポンプもしくは前記油圧モータの
   シリンダ孔内の油圧が前記式（１）を満足するように油
   圧制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のプラン
   ジャ式油圧ユニット。
3. 【請求項３】 前記プランジャが、 凸球面状外周面および凹球面状内周面を有して椀状に形
   成され、軸方向端部に前記斜板と摺接するスリッパ面を
   有してなるスリッパと、 軸方向一端部に前記凸球面状外周面と摺動自在に嵌合す
   る球状凹面が形成されたプランジャ本体と、 軸方向一端側に前記凹球面状内周面と摺接する頭部を有
   するとともに、この頭部に一体に繋がって軸方向他端側
   に延びる脚部が前記スリッパを貫通して前記プランジャ
   本体と連結される連結部材と、 前記プランジャ本体内に配設され、前記頭部を前記凹球
   面状内周面に押し付ける力を前記連結部材に加える付勢
   部材とを備えて構成され、 前記シリンダ孔内の油圧により前記プランジャ本体を前
   記スリッパに向けて押し付ける第１軸方向力Ｆ１と、 前記スリッパの椀状内部空間内に作用する油圧により前
   記スリッパから前記プランジャ本体を引き離すように作
   用する第２軸方向力Ｆ２と、 前記プランジャ式油圧ユニットにおいて前記シリンダの
   回転時に前記スリッパに加わる遠心力により前記スリッ
   パから前記プランジャ本体を引き離すように作用する第
   ３軸方向力Ｆ３と、 前記付勢部材により前記連結部材を介して前記スリッパ
   を前記プランジャ本体に押し付けるように作用する第４
   軸方向力Ｆ４とが、 （Ｆ１＋Ｆ４）＞（Ｆ２＋Ｆ３） ・・・（２） で表される関係を満足するように、 第４軸方向力Ｆ４が設定された前記付勢部材を有するこ
   とを特徴とする請求項１もしくは２に記載のプランジャ
   式油圧ユニット。