JP2001108096A

JP2001108096A - 油圧式無段変速装置の斜板角制御機構

Info

Publication number: JP2001108096A
Application number: JP29186299A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Sakamoto; 訓彦坂本
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2001-04-20
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: JP4127746B2

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧式無段変速装置の斜板角度制御機構のコ
スト削減を図るとともに、コンパクト化を図ることを課
題とする。【解決手段】斜板角を制御する油圧サーボ機構６を有
した油圧式無段変速装置１において、電磁比例弁から成
る自動斜板角度制御バルブ６１を油圧サーボ機構６に接
合して油圧式無段変速装置１の斜板角制御機構を構成す
る。該斜板角は、操作レバー２０の手動操作、または、
前記電磁弁の電子制御により操作可能とする。すなわ
ち、手動操作と電子制御を併用することが可能な構造と
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、油圧サーボ機構に
より斜板角を制御する油圧式無段変速装置の斜板角制御
機構に技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、油圧式無段変速装置において
は、斜板角を制御するための油圧サーボ機構を斜板角制
御機構として具備したものがあった。この油圧サーボ機
構は、該油圧サーボを構成する手動斜板角度制御バルブ
のスプールの位置に連動して、該スプールの外周部を覆
うピストンが動作し、これにより斜板角度を任意に制御
するように構成していた。そして、該斜板角度制御機構
には、油圧式無段変速装置の上下面等に電磁弁を装着し
て、ある任意の角度で斜板を保持している状態のピスト
ンの両端面に、電磁弁から強制的にパイロット圧を供給
して、斜板角を制御するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電磁弁を斜板
角度制御機構と別体として、油圧式無段変速装置の上下
面等に装着したのでは、装置全体を大型化するとともに
該電磁弁は本装置専用の電磁弁なので、該電磁弁自体、
製造コストも高くなっていた。

【０００４】本発明は、前記の点を鑑み、市販の電磁弁
を使用する等して油圧式無段変速装置の斜板角度制御機
構のコスト削減を図るとともに、また、装置自体のコン
パクト化を図ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。すなわち、請求項１においては、油
圧ポンプと油圧モータとを一体的に形成するとともに、
斜板角を制御する油圧サーボ機構を一体的に有した油圧
式無段変速装置において、電磁比例弁により油圧サーボ
機構の操作部材を位置制御する機構ユニットを油圧サー
ボ機構に接合して構成した。

【０００６】また、請求項２においては、前記油圧式無
段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、弾
性体でピストンを両側から付勢して斜板角の中立位置を
保持する構成とし、該ピストンの両側にそれぞれ電磁比
例弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの両側
に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピ
ストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成した。

【０００７】また、請求項３においては、前記斜板角制
御を、油圧ポンプの斜板角制御と油圧モータの斜板角制
御との両方に適用した。

【０００８】また、請求項４においては、前記油圧式無
段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、付
勢部材によりピストンの一端部を、位置固定された他端
部側へ付勢して、斜板角の中立位置を保持する構成と
し、該ピストンの他端部側にのみ電磁弁を設けて、該電
磁比例弁によって該ピストンの他端部側に構成された油
路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動さ
せて斜板角制御を行うように構成したこ。

【０００９】また、請求項５においては、前記油圧式無
段変速装置において、油圧サーボ機構の手動操作を行う
操作レバーを設け、電磁比例弁による斜板角制御に加え
て、該操作レバーの手動操作により斜板角制御を行うこ
とを可能とした。

【００１０】また、請求項６においては、前記油圧式無
段変速装置において、前記ピストンと油圧サーボ機構の
スプールとを連結するピン部材を、該ピストンと一体的
に構成した。

【００１１】また、請求項７においては、前記油圧式無
段変速装置において、前記ピストンが円周方向に回転す
ることを防止する回り止め部材を設けた。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の油圧式無段変速装置を示す斜視
図、図２は同じく側面断面図、図３は同じく側面図一部
断面図、図４はサーボ機構を示す油圧ポンプの正面図一
部断面図、図５は中立位置保持機構の実施例１を示す平
面図一部断面図、図６は同じく側面断面図、図７は電磁
弁での電流がＯＦＦ時における電磁弁の平面断面図、図
８は電磁弁での電流がＯＮ時における電磁弁の平面断面
図、図９は中立位置保持機構の実施例２を示す平面図一
部断面図、図１０は同じく後面図、図１１は中立位置保
持機構の実施例３を示す平面図一部断面図、図１２はピ
ストンの一実施例を示す斜視図、図１３は図１２におけ
るピストンを中立位置保持機構へ配設したときの様子を
示す中立位置保持機構の側面断面図、図１４はピストン
の別実施例を示す斜視図である。

【００１３】まず、油圧式無段変速装置についての全体
構成について説明する。図１、図２に示すように、油圧
式無段変速装置（以降ＨＳＴと記載する）１において
は、可変容量式油圧ポンプ２１および可変容量式油圧モ
ータ２２がハウジング３に内包されると共に、油路板４
の同一面に配設されている。可変容量式油圧ポンプ２１
は、駆動軸２１ａ、該駆動軸２１ａが挿嵌され駆動軸２
１ａと共に回動するシリンダブロック２１ｂ、該シリン
ダブロック２１ｂに摺動自在に挿嵌されたプランジャ２
１ｅ、及び該プランジャ２１ｅに当接した可動斜板２１
ｃにより構成されている。可動斜板２１ｃはプランジャ
２１ｅの摺動量を規制し、該可変容量式油圧ポンプ２１
の作動油の吐出量を調節可能に構成されている。油路板
４には図示せぬ油路が設けられており、可変容量式油圧
ポンプ２１より作動油が該油路を介して油圧モータ２２
に供給される。

【００１４】可変容量式油圧モータ２２は可変容量式油
圧ポンプ２１と同様に、油路板４に挿嵌し、一端をハウ
ジング３により回動自在に支持された出力軸２２ａ、該
出力軸２２ａが挿嵌され駆動軸２１ａと共に回動するシ
リンダブロック２２ｂ、該シリンダブロック２２ｂに摺
動自在に挿嵌されたプランジャ２２ｅおよび該プランジ
ャ２２ｅに当接した可動斜板２２ｃにより構成されてい
る。該シリンダブッロク２２ｂは出力軸２２ａとともに
回動する構成になっており、該シリンダブッロク２２ｂ
にはプランジャ２２ｅが摺動自在に挿嵌されている。該
プランジャ２２ｅはハウジング３に配設された可動斜板
２２ｃに当接している。

【００１５】上記の構成により、エンジン３の駆動力が
駆動軸２１ａに入力され、油圧ポンプ２１が駆動され
る。そして、該油圧ポンプ２１の駆動により吐出された
作動油が油路板４を介して油圧モータ２２に供給され
て、該作動油の流出入により油圧モータ２２が駆動さ
れ、油圧モータ２２の駆動力が出力軸２２ａに伝達され
る構成となっている。

【００１６】以上の如く構成されたＨＳＴ１は、油圧ポ
ンプ２１と油圧モータ２２が上下に並設され、油圧ポン
プ２１の駆動軸２１ａの前端部には図示せぬチャージポ
ンプが付設されている。また、図３及び図４に示すよう
に、油圧ポンプ２１の一側方及び油圧モータ２２の他側
方にはそれぞれ油圧サーボ機構６・６が配設されてい
る。油圧サーボ機構６・６は、ピストン７１と、該ピス
トン７１の内部に配置されスプール７２を有する手動斜
板角度制御バルブ６２・６２等とから構成されるもの
で、ＨＳＴ１のハウジング３内部に埋め込まれて一体的
に構成されている。

【００１７】次に、油圧サーボ機構６の構成について、
ここでは油圧ポンプ２１側に配設したサーボ機構６を参
照しながら説明する。図４に示すように、ハウジング３
内における、前記油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ（油
圧モータ２２においては可動斜板２２ｃ）の側部にシリ
ンダ室７０を形成し、該シリンダ室７０内にピストン７
１を収納し、該ピストン７１側面に可動斜板２１ｃ（油
圧モータ２２においては可動斜板２２ｃ）の側部より突
設したピン軸２３が嵌合され、該ピストン７１の軸心位
置には貫通孔を開口して、この貫通孔内にスプール７２
が摺動自在に嵌装されている。

【００１８】そして、前記ピストン７１にはシリンダ室
７０の上部と下部を連通する油路が形成され、該油路は
スプール７２の摺動により連通又は遮断されてピストン
７１の上下の油室に圧油を送油し、該ピストン７１を上
下方向に摺動できるようにしている。また、前記スプー
ル７２の下部外周には嵌合溝７５が設けられ、該嵌合溝
７５にピン４１の一端部４１ａが嵌合されている。該ピ
ン４１の他端部４１ｂは、後述する中立保持機構１１を
構成する捩じりバネ４０により挟持されており、該ピン
４１の一端部４１ａは前記ピストン７１側面に開口した
開口７１ａからハウジング３内部に挿入されて嵌合溝７
５に嵌合している。さらに、油圧サーボ機構６の操作レ
バー２０を回動操作することにより、捩じりバネ４０を
介してピン４１が上下回動し、これに伴ってスプール７
２が上下移動するように構成されており、このスプール
７２により手動斜板角度制御バルブ６２が構成されてい
るのである。

【００１９】また、ハウジング３の油圧サーボ機構６が
構成されている部分には中立位置保持機構１１が一体的
に付設され、該中立位置保持機構１１には図３等に示す
自動斜板角制御バルブ６１が一体的に取り付けられてい
る。該自動斜板角制御バルブ６１は電磁比例弁により構
成されており、ＨＳＴ１の駆動軸２１ａに接続されるエ
ンジンの負荷や足回りの負荷等をセンサ等の検出手段に
より検出し、検出値に応じて自動斜板角度制御バルブ６
１を切換えるように構成している。自動斜板角度制御バ
ルブ６１の切換により前記ピン４１を上下回動してスプ
ール７２を上下移動し、これによりピン軸２３が嵌合さ
れるピストン７１が上下移動される。このようにして前
記油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃの側部（油圧モータ
２２においては可動斜板２２ｃの側部）に設けたピン軸
２３を上下に移動させて、該可動斜板２１ｃ（または可
動斜板２２ｃ）が最終的に変速のために回動するように
構成している。

【００２０】このように、自動斜板角度制御バルブ６１
と手動斜板角度制御バルブ６２とにより、ピストン７１
とスプール７２とを操作することで可動斜板２１ｃ・２
２ｃを回動し、ＨＳＴ１を変速するようにしている。ま
た、油圧サーボ機構６の操作レバー２０の部分には前記
可動斜板２１ｃ・２２ｃの中立位置を保持する中立位置
保持機構１１が構成されている。

【００２１】次に、斜板角を電子制御する電磁比例弁に
より構成された自動斜板角度制御バルブ６１を、油圧サ
ーボ機構６へ一体的に付設される中立位置保持機構１１
へ一体的に取り付けて構成した本発明に係る実施例（実
施例１）について図５乃至図７を参照しながら説明す
る。図５に示すように、中立位置保持機構１１は、側面
視「凸」字を反時計回りに状９０°回転させた形状のケ
ーシング１０に内装されており、該中立位置保持機構１
１の後端上下部（図５における右端上下部）にそれぞれ
略円筒状の自動斜板角度制御バルブ６１・６１を固定ボ
ルト６３・６３・・・で締結して固設している。該自動
斜板角度制御バルブ６１・６１から延出される配線６５
・６５の他端は、図示せぬ電磁比例弁制御用コントロー
ラに接続する。

【００２２】図５及び図７に示すように、前記ケーシン
グ１０の後部（図５における右側）に位置するケーシン
グ後部１０ｂには、上下方向に貫通する空洞１０ｃが穿
孔され、該空洞１０ｃには中立位置保持機構１１の構成
部材が挿設されている。ケーシング後部１０ｂにおけ
る、空洞１０ｃの後方（図５においては右方）には、上
下方向に貫通する空洞をさらに二本穿孔し、該空洞を空
洞１０ｃ側から順に、チャージポンプから圧油が供給さ
れるポンプポート１０ｄ、ドレンへ返油するタンクポー
ト１０ｅとする。また、前記ケーシング後部１０ｂの後
端面に配設した円筒状の自動斜板角度制御バルブ６１・
６１の軸心位置からタンクポート１０ｅ、ポンプポート
１０ｄを経て空洞１０ｃまで貫通するスプール孔１０ｆ
・１０ｆを開口し、すなわち、該スプール孔１０ｆ・１
０ｆと空洞１０ｃ、ポンプポート１０ｄ及びタンクポー
ト１０ｅとを連通している。該スプール孔１０ｆ・１０
ｆにはスプール１２・１２を挿設して空洞１０ｃ、ポン
プポート１０ｄ及びタンクポート１０ｅにおけるスプー
ル孔１０ｆ・１０ｆとの連通部を塞いでいる。また、該
スプール１２・１２の頭部１２ａ・１２ａは自動斜板角
度制御バルブ６１・６１の軸心に配設した軸方向に摺動
自在な可動鉄心６６・６６の一端と近接させる。また、
スプール１２・１２の脚部１２ｂ・１２ｂの油路と当接
する位置においてスプール脚部１２ｂ・１２ｂの半径方
向に貫通孔を開口し、また、該貫通孔の半径方向中央
部、スプール１２・１２における軸心位置から軸方向に
スプール１２・１２の脚先１２ｃ・１２ｃまで穿孔して
油の抜け道となるバイパス１２ｄ・１２ｄを形成する。

【００２３】図５及び図６に示すように、前記空洞１０
ｃには、ピストン３４が長手方向（図５における上下方
向）へ摺動自在に挿嵌されている。空洞１０ｃ内におけ
るピストン３４の両外側にはアジャストボルト３８・３
８が挿嵌されている。該アジャストボルト３８・３８の
外側端部はキャップ３９・３９に螺装され、内側端部
は、ピンストン３４内に嵌入している。そして、アジャ
ストボルト３８・３８は回転させることで、長手方向へ
移動可能に構成されており、通常は固定ボルト４２・４
２により位置固定されている。また、前記ピン４１の他
端部４１ｂが該ケーシング１０の空洞１０ｃ内に挿入さ
れている。

【００２４】ピストン３４の略中央部には、ピン４１の
他端部４１ｂの径と略同一径の固定穴３４ａが形成さ
れ、該他端部４１ｂは固定穴３４ａと位置を合わせてケ
ーシング１０内へ挿入されている。また、ケーシング１
０の空洞１０ｃ内においては、ピストン３４の両側に、
バネ受け３５・３５がピストン３４の軸心方向へ摺動自
在に設けられている。

【００２５】該バネ受け３５・３５は、キャップ３９・
３９とバネ受け３５・３５との間に圧縮状態で介装され
るバネ３６・３６により固定穴３４ａ側へ付勢されてお
り、前記アジャストボルト３８・３８の頭部３８ａ・３
８ａに係止している。図５における上下のアジャストボ
ルト３８・３８の各頭部３８ａ・３８ａ間の寸法は、ピ
ストン３４に形成される上下の段差部３４ｂ・３４ｂ間
の寸法と合わせるように調整しており、これにより、前
記バネ受け３５・３５は該段差部３４ｂ・３４ｂにも係
止している。そして、ピストン３４は、アジャストボル
ト３８・３８の各頭部３８ａ・３８ａに係止して位置決
めされているバネ受け３５・３５により両側から挟みこ
まれる構成となっている。

【００２６】前記操作レバー２０は、ケーシング１０の
ケーシング前部１０ａの左右中央部の回動軸２５を中心
に回動自在に支持されており、図６に示すように、ケー
シング前部１０ａの反操作レバー配置面側において、ピ
ン４１を支持する支持アーム２６が該回動軸２５により
回動自在に軸支されている。前記ケーシング前部１０ａ
の支持アーム２６配設面側において、回動軸２５の外周
部には前記捩じりバネ４０が回動自在に外嵌され、該捩
じりバネ４０によりピン４１の他端部４１ｂが挟持され
ている。また、回動軸２５には該回動軸２５と一体的に
回動する連動アーム２７が固設されており、該連動アー
ム２７は捩じりバネ４０により挟持されている。

【００２７】そして、操作レバー２０を回動操作する
と、回動軸２５に固設される連動アーム２７、及び該連
動アーム２７を挟持する捩じりバネ４０が一体的に回動
される。さらに、捩じりバネ４０に挟持されるピン４１
が、該捩じりバネ４０と一体的に回動される。また、ケ
ーシング１０には、前記空洞１０ｃ略中央部からケーシ
ング１０の支持アーム２６配設面側へ貫通する長孔１０
ｇが形成されており、該長孔１０ｇはケーシング後部１
０ｂの長手方向に長く形成されている。すなわち、操作
レバー２０を回動操作すると、ピン４１が長孔１０ｇに
沿って、連動アーム２７及び捩じりバネ４０を介して一
体的に回動されて、図４における前記スプール７２を移
動操作するように構成されている。

【００２８】また、操作レバー２０が回動操作されてい
ない状態においては、ピン４１の他端部４１ｂが固定穴
３４ａ嵌入しているピストン３４は、バネ３６・３６に
より付勢され、アジャストボルト３８・３８に係止して
位置決めされているバネ受け３５・３５によって挟み込
まれて一定位置に保持されている。そして、本ＨＳＴ１
においては、上述の如く、操作レバー２０に操作力がか
かっていなくて、ピストン３４がバネ受け３５・３５に
より一定位置に保持されている状態で、油圧ポンプ２１
の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃ
が中立位置に位置するように調節されている。すなわ
ち、ピストン３４、バネ３６・３６、アジャストボルト
３８・３８、及びバネ受け３５・３５等によりＨＳＴ１
の油圧ポンプ２１及び油圧モータ２２の中立位置を保持
する中立位置保持機構１１を構成しており、該中立位置
保持機構１１により、ピン４１及び油圧サーボ機構６を
通じて、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モー
タ２２の可動斜板２２ｃを中立位置に保持するようにし
ている。本中立位置保持機構１１においては、アジャス
トボルト３８・３８を回転操作して、頭部３８ａ・３８
ａによるバネ受け３５・３５の係止位置を変えること
で、ピストン３４の挟み込み位置を調節し、中立位置の
調整を行うことができるようにしている。

【００２９】次に電磁比例弁からなる自動斜板角度制御
バルブ６１により、中立位置保持機構１１のピストン３
４を上下に摺動させて、ピン４１、スプール７２及びピ
ストン７１を通じて可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角を
制御する制御機構を図７及び図８を参照しながら説明す
る。図７に示すように、前記自動斜板角度制御バルブ６
１は、ソレノイド６７、軸方向に摺動可能な可動鉄心６
６、及びソレノイド６７の磁力を増加させる固定鉄心６
７等で構成されており、電気信号のＯＮ・ＯＦＦによっ
て制御される強力な電磁石を構成している。

【００３０】すなわち、ソレノイド６７に電流が流れて
いない状態においては、スプール１２のスプール頭部１
２ａはバネ６８により電磁比例弁６１側へ付勢されてお
り、該スプール頭部１２ａに当接する可動鉄心６６はス
プール１２により反空洞１０ｃ側へ付勢されている。こ
の場合、スプール１２のバイパス１２ｄにおける半径方
向に開口した部分はタンクポート１０ｅの部分に位置し
ており、該タンクポート１０ｅと空洞１０ｃとはバイパ
ス１２ｄにより連通されている。この状態から、ソレノ
イド６４に電流が流れて電磁石が励磁されると、図８に
示すように、可動鉄心６６はスプール１２側に吸着され
て移動する。従って、該スプール１２は可動鉄心６６に
よって空洞１０ｃ側に押されて移動し、スプール脚部１
２ｂの半径方向に開口した部分のバイパス１２ｄがポン
プポート１０ｄ位置に来て、該バイパス１２ｄを介して
ポンプポート１０ｄと空洞１０ｃが連通する。このと
き、スプール頭部１２ａと当節してスプール１２の外周
に配設したバネ６８は縮み、スプール１２の移動を制限
している。ポンプポート１０ｄと空洞１０ｃとが連通す
ることで、チャージポンプで加圧されたポンプポート１
０ｄ内の圧油は、ポンプポート１０ｄ側から空洞１０ｃ
側へと流れ、空洞１０ｃ内の圧力が高まり、該圧力によ
り空洞１０ｃ内に配設されたピストン３４を押して摺動
移動させるのである。

【００３１】すなわち、図５において、前記ケーシング
１０における操作レバー２０側を前側と見なした場合、
例えば、上側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流
すと、上部側のキャップ３９とピストン３４との間に形
成される空洞１０ｃが、ポンプポート１０ｄと連通し、
該空洞１０ｃ内に圧油が流入する。また、この場合、下
側の自動斜板角度制御バルブ６１には電流は流しておら
ず、下部側のキャップ３９とピストン３４との間に形成
される空洞１０ｃは、タンクポート１０ｅと連通して、
該空洞１０ｃ内の油はタンクポート１０ｅ側へ返油可能
となっている。上部側の空洞１０ｃに圧油が流入する
と、ピストン３４が下方に押されて、下方のバネ３６の
付勢力に抗して摺動移動するとともに、下部側の空洞１
０ｃ内の油がタンクポート１０ｅへ返油される。逆に、
下側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すととも
に、上側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流さな
かった場合は、下部側の空洞１０ｃに圧油が流入してピ
ストン３４が上方へ摺動移動することとなる。このよう
に、自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すことによ
り、ピストン３４を上下方向に摺動移動させることがで
きるのである。

【００３２】また、上部側の自動斜板角度制御バルブ６
１に電流を流し、スプール１２のバイパス１２ｄを介し
てポンプポート１０ｄと空洞１０ｃとが連通している状
態において、電流を遮断すると、ソレノイド３４で構成
された電磁石の吸引力がなくなり、前記バネ６８の付勢
力によりスプール１２が自動斜板角度制御バルブ６１に
押し戻されて、上部側の空洞１０ｃはタンクポート１０
ｅと連通する。これにより、上下部の空洞１０ｃがとも
にタンクポート１０ｅと連通することとなって、ピスト
ン３４をバネ３６・３６の付勢力が互いに釣り合う位
置、すなわち中立位置にまで戻すことができる。尚、逆
に下部側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流して
いる状態の場合においても同様である。さらに、上下の
自動斜板角度制御バルブ６１に共に電流を流さなかった
場合には、上部側の空洞１０ｃと下部側の空洞１０ｃと
の両方がタンクポート１０ｅと連通するため、ピストン
３４にはポンプポート１０ｄからのチャージ圧がかから
ず、該ピストン３４は中立位置で停止することとなる。

【００３３】このように、上下の自動斜板角度制御バル
ブ６１の作動を、電流のＯＮ・ＯＦＦにより制御するこ
とにより、ピストン３４を上下に摺動移動することがで
き、該ピストン３４の位置を制御することができるので
ある。そして、ピストン３４を摺動移動させることによ
り、該ピストン３４に嵌合するピン４１が、ケーシング
１０の長孔１０ｇに沿って摺動され、さらに、該ピン４
１が、図４における前記スプール７２を移動操作して、
油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の
可動斜板２２ｃの斜板角を制御することができるのであ
る。

【００３４】尚、自動斜板角度制御バルブ６１は、ソレ
ノイド６４に流れる電流量に比例して可動鉄心６６に推
力が働き、スプール１２を押すのである。こうして該ス
プール１２が押されると、ポンプポート１０ｄと空洞１
０ｃが連通して該空洞１０ｃへ高圧油が流れ込むのであ
る。該スプール１２に働く力は、脚先１２ｃの表面積と
空洞１０ｃ内の圧力の積となり、また、スプール１２に
はバネ６８からの付勢力が働き、これらのスプール１２
に働く力が可動鉄心６６に働く推力と釣り合うまで、該
空洞１０ｃ内の圧力は加圧される。この空洞１０ｃ内の
圧力とピストン３４の端面の表面積の積が、バネ３６に
よる付勢力と釣り合うまで、ピストン３４は摺動移動す
るのである。すなわち、ソレノイド６４に流れる電流値
とピストン３４の移動量は線形的に比例し、これによ
り、油圧サーボ機構６のスプール７２を駆動し、可動斜
板２１ｃ・２２ｃの斜板角の回転制御を行なうのであ
る。このような構成の前記自動斜板角制御バルブ６１
は、センサ等の検出手段により検出したエンジンの負荷
や足回りの負荷等を電磁比例弁制御用コントローラにフ
ィードバックすることにより、可動斜板２１ｃ・２２ｃ
の斜板角を最適な状態にコントロールするために、可動
鉄心６６の伸縮タイミングを電気的に制御している。

【００３５】また、本ＨＳＴ１０においては、上述の如
く、左右両側の自動斜板角度制御バルブ６１・６１に電
流がＯＦＦの状態において、ピン４１がケーシング１０
の左右中央位置でバネ受け３５・３５により保持されて
いる状態で、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧
モータ２２の可動斜板２２ｃが中立位置に位置するよう
に調節されている。すなわち、ピストン３４、バネ３６
・３６、及びバネ受け３５・３５等によりＨＳＴ１０の
油圧ポンプ２１及び油圧モータ２２の中立位置を保持す
る中立位置保持機構１１を構成しており、該中立位置保
持機構１１により、ピン４１及び油圧サーボ機構６を通
じて、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ
２２の可動斜板２２ｃを中立位置に保持するようにして
いる。

【００３６】このように、中立位置保持機構１１を、油
圧サーボ機構６のスプール７２を駆動するスプール駆動
部としてのピン４１と同一径の固定穴３４ａをピストン
３４に形成して、該固定穴３４ａにピン４１を嵌装し、
ピン４１が嵌装されたピストン３４を、バネ３６・３６
によりバネ受け３５・３５を介して両側から挟み込んで
中立位置を保持する構成としたので、該中立位置保持機
構１１を簡単な構成とするとともに小型化することがで
き、中立位置の調整も容易に行うことが可能となる。ま
た、ピン４１が嵌入するピストン３４を、バネ３６・３
６により付勢されるバネ受け３５・３５にて挟みこんで
中立位置を保持するように構成しているため、バネ３６
・３６の付勢力を止め輪等の付加部材により受けること
が必要でなくなり、止め輪が外れる等の心配がなくなっ
て耐久性を向上させることができる。さらに、中立位置
保持の精度を向上させることが可能となる。

【００３７】次に自動斜板角度制御バルブ６１を、油圧
サーボ機構６へ一体的に付設される中立位置保持機構１
１へ一体的に取り付けた構成の別実施例（実施例２）を
説明する。図９及び図１０に示すように、中立位置保持
機構１１’のケーシング１０の構成においては、ピスト
ン３４をケーシング１０の空洞１０ｃ内に摺動自在に配
設し、該ピストン３４内にキャップ３９によって支持さ
れるアジャストボルト３８を挿入している。該アジャス
トボルト３８はネジ部材に構成され、該アジャストボル
ト３８の途中部には固定ナット４３が螺装されている。
また、アジャストボルト３８における固定ナット４３の
外側からはロックナット３３が締結され、固定ナット４
３の位置を固定されている。ピストン３４内におけるキ
ャップ３９側端部には止輪３７を嵌装しており、該止輪
３７の内側にバネ受け３５を摺動自在に設けるととも
に、ピストン３４内の段差部３４ｂ側にバネ受け３５を
摺動自在に設けている。また、ピストン３４の軸心方向
略中央部の外周に形成される固定穴３４ａにゼンキピン
４１が嵌装されている。

【００３８】そして、止輪３７側のバネ受け３５と段差
部３４ｂ側のバネ受け３５との間にバネ３６を圧縮状態
で介装して、該バネ受け３５・３５を外側方向へ付勢し
ている。この状態においては、キャップ３９側のバネ受
け３５は、止輪３７及び固定ナット４３に係止し、段差
部３４ｂ側のバネ受け３５は、該段差部３４ｂ及びアジ
ャストボルト３８の頭部３８ａに係止しており、これに
よってピストン３４が位置固定されている。このよう
に、バネ３６の付勢力によりピストン３４が位置固定さ
れている状態にて、ピン４１及び油圧サーボ機構６を通
じて該ピストン３４と連結される、油圧ポンプ２１の可
動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃが中
立位置となるように調整されている。

【００３９】また、可動斜板２１ｃ・２２ｃの回転角度
の制御は、手動による操作レバー２０の回動操作とケー
シング後面両側方に固設した自動斜板角度制御バルブ６
１・６１の電子制御により行うことができる。操作レバ
ー２０を手動により操作してピン４１を回動させ、可動
斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角を制御する動作原理は、前
記実施例１と同様でありここでは省略し、次に、電子制
御によるピストン３４の動作原理を説明する。図９にお
ける右側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流す
と、ソレノイド６４に流れる電流量に比例して可動鉄心
６６に推力が働き、スプール１２が空洞１０ｃ側へ移動
して、前述の場合と同様に、キャップ３９とピストン３
４の右端部との間に形成される空洞１０ｃが、ポンプポ
ート１０ｄと連通し、該空洞１０ｃ内に高圧油が流入す
る。該スプール１２に働く力は、脚先１２ｃの表面積と
空洞１０ｃ内の圧力の積となり、また、スプール１２に
はバネ６８からの付勢力が働き、これらのスプール１２
に働く力が可動鉄心６６に働く推力と釣り合うまで、該
空洞１０ｃ内の圧力は加圧される。こうして、該圧力と
ピストン３４の端面の表面積の積が、バネ３６による付
勢力と釣り合うまで、ピストン３４は摺動移動するので
ある。また、この場合、左側の自動斜板角度制御バルブ
６１には電流は流しておらず、ピストン３４の左端部に
形成される空洞１０ｃは、タンクポート１０ｅと連通し
て、該空洞１０ｃ内の油はタンクポート１０ｅ側へ返油
可能となっている。こうして、右側の空洞１０ｃに圧油
が流入すると、ピストン３４が左方に押されて、バネ３
６の付勢力に抗しながら摺動移動するとともに、左側の
空洞１０ｃ内の油がタンクポート１０ｅへ返油される。
この場合、左側のバネ受け３５（段差部３４ｂ側）はア
ジャストボルト３８の頭部３８ａに係止してそのままの
位置で停止しており、右側（キャップ３９側）のバネ受
け３５は止輪３７に係止してピストン３４とともにバネ
３６を圧縮しながら左方へ移動する。

【００４０】逆に、左側の自動斜板角度制御バルブ６１
に電流を流すとともに、右側の自動斜板角度制御バルブ
６１に電流を流さなかった場合は、左側の空洞１０ｃに
圧油が流入してピストン３４が右方へ摺動移動すること
となる。この場合、右側のバネ受け３５は固定ナット４
３に係止してそのままの位置で停止しており、左側のバ
ネ受け３５はピストン３４の段差部３４ｂに係止して該
ピストン３４とともにバネ３６を圧縮しながら右方へ移
動する。このように、自動斜板角度制御バルブ６１に電
流を流すことにより、ソレノイド６４に流れる電流値と
ピストン３４の移動量は線形的に比例し、ピストン３４
を左右方向に摺動移動させて、油圧サーボ機構６のスプ
ール７２を駆動し、可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角の
回転制御を行なうのである。

【００４１】また、図７乃至図９において、図９におけ
る右側の自動斜板角度制御バルブ６１のみに電流を流
し、スプール１２のバイパス１２ｄを介してポンプポー
ト１０ｄとピストン３４の右側の空洞１０ｃとが連通し
ている状態において、電流を遮断すると、ソレノイド３
４で構成された電磁石の吸引力がなくなり、前記バネ６
８の付勢力によりスプール１２が自動斜板角度制御バル
ブ６１に押し戻されて、ピストン３４より右側の空洞１
０ｃはタンクポート１０ｅと連通する。これにより、左
右部の空洞１０ｃがともにタンクポート１０ｅと連通し
てピストン３４には圧油からの力がかからなくなるた
め、該ピストン３４が、バネ３６の付勢力により位置固
定されると中立位置にまで戻すことができる。尚、逆に
左側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流している
状態の場合においても同様である。

【００４２】このように、左右の自動斜板角度制御バル
ブ６１の作動を、電流値を制御することにより、ピスト
ン３４を左右に摺動移動することができ、該ピストン３
４の位置を制御することができるのである。そして、ピ
ストン３４を摺動移動させることにより、該ピストン３
４に嵌合するピン４１が、ケーシング１０の長孔１０ｇ
に沿って摺動され、さらに、該ピン４１が、前記スプー
ル７２を移動操作して、油圧ポンプ２１の可動斜板２１
ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃの斜板角を制御
することができるのである。このように構成した実施例
２は、実施例１に比べて部材点数を削減でき、中立位置
保持機構１１のコストの削減を図ることができる。

【００４３】次に自動斜板角度制御バルブ６１について
の更に別実施例（実施例３）を説明する。図１１に示す
ように、実施例３は、実施例１におけるピストン３４の
一側に配置されるバネ３６、及びバネ受け３５・３５を
取り外すとともに、該ピストン３４の他側に配置される
自動斜板角度制御バルブ６１を取り外した構成としてい
る。すなわち、中立位置保持機構１１”のケーシング１
０の構成において、空洞１０ｃ内におけるピストン３４
の両外側にはアジャストボルト３８・３８が挿嵌されて
いる。該アジャストボルト３８・３８の外側端部はキャ
ップ３９・３９に螺装され、該キャップ３９・３９の内
側端部は、ピンストン３４内に嵌入している。そして、
アジャストボルト３８・３８はキャップ３９・３９に対
して回転させることで、長手方向へ移動可能に構成され
ており、通常は固定ボルト４２・４２により位置固定さ
れている。

【００４４】ピストン３４の略中央部には、ピン４１の
他端部４１ｂの径と略同一径の固定穴３４ａが形成さ
れ、該他端部４１ｂは固定穴３４ａと位置を合わせてケ
ーシング１０の空洞１０ｃ内へ挿入されている。また、
ケーシング１０の空洞１０ｃ内においては、ピストン３
４の他側に、バネ受け３５がピストン３４の軸心方向へ
摺動自在に設けられている。該バネ受け３５は、キャッ
プ３９とバネ受け３５との間に圧縮状態で介装されるバ
ネ３６により固定穴３４ａ側へ付勢されており、ピスト
ン３４の他側に配置されるアジャストボルト３８の頭部
３８ａ及びピストン３４の段差部３４ｂに係止してい
る。また、ピストン３４の一側は、該ピストン３４の一
側に配置されるアジャストボルト３８の頭部３８ａに当
接して、該ピストン３４がそれ以上一側へ移動すること
を規制している。そして、ピストン３４が該頭部３８ａ
当接した位置で保持されている状態において、可動斜板
２１ｃ・２２ｃの斜板角が最大角となるようにアジャス
トボルト３８・３８を調節して位置決めをしている。

【００４５】このような構成において、ピストン３４の
摺動を電子制御する場合、１つの自動斜板角度制御バル
ブ６１に流す電流値で行い、すなわち、電流値を大きく
すると、前述の場合と同様に、電磁石の働きによりスプ
ール１２を空洞１０ｃ側へ押し、ポンプポート１０ｄか
ら空洞１０ｃへと油を供給してピストン３４を他側に摺
動させる。この場合、例えば本機構を油圧モータ２２に
適用した場合、可動斜板２２ｃの斜板角はピストン３４
が摺動するに従って減少し、やがて中立位置となる。さ
らにピストン３４が摺動すると、出力軸２２ａの回転が
逆転する方向に斜板角が増加していく。また、電流値を
小さくすれば、電磁石の吸引力が小さくなり、スプール
１２は図８に示すバネ６８の付勢力により自動斜板角度
制御バルブ６１側へ押し戻されて、空洞１０ｃとタンク
ポート１０ｅとが連通し減圧する。すると、ピストン３
４は、バネ３６の付勢力により、空洞１０ｃ内の圧油を
タンクポート１０ｅへ返油しながら一側へ摺動移動す
る。そして、該ピストン３４の一側がアジャストボルト
３８の頭部３８ａに当接した位置で停止する。

【００４６】また、実施例１と同様に手動により操作レ
バーを回動して可動斜板２１ｃ・２２ｃの回転角度の調
節を行なうこともできる。このように構成することによ
り、実施例１及び実施例２に比べて、更に部品点数を削
減でき、中立位置保持機構１１のコストの削減を図るこ
とができる。

【００４７】最後に中立位置保持機構１１を構成するピ
ストン３４の別実施例を説明する。中立位置保持機構１
１においては、両側のバネ３６・３６により付勢されて
中立位置に保持されるピストン３４を、手動または、電
子制御により左右方向に摺動させてピン４１を移動さ
せ、該ピン４１に連結されるスプール７２を上下方向に
摺動させて斜板角２１ｃ・２２ｃを回動させるのである
が、本実施例においては、ピストン３４及びピン４１
を、図１２及び図１３に示すように一体的に形成するこ
ともできる。このように構成することにより、図６に示
すようにピストン３４の固定穴３４ａとピン４１との間
で嵌合する部分で生ずる摺動方向のずれや軸廻りの回転
によるずれを解消でき動力の伝達効率が高まる。また、
一体型としたピン付きピストン３４’とすることで、剛
体としての強度も高まる。

【００４８】また、空洞１０ｃ内に摺動自在に挿嵌され
るピストン３４は、長手方向に摺動するとともに軸心回
りに回転可能である。従って、図６に示すように、ピス
トン３４に嵌入するピン４１をケーシング１０の長孔１
０ｇによりガイドして、該ピストン３４の回転を防止し
ている。また、図１４に示すように、ピストン３４”の
外周面に突起部３４”ｂを突設し、該突起部３４”ｂの
摺動を案内する案内溝１０ｈをケーシング１０内の空洞
１０ｃ内面に掘削して、該ピストン３４の回転を防止す
ることもできる。

【００４９】あるいは、ピストン３４の側面に案内溝を
掘削し、前記空洞内面に突起部を突設する構造としても
よく、凸部と凹部が嵌合して摺動し回転を防止する構造
であれば、その形状等特に限定するものではない。この
ように構成することにより、前記突起部３４”ｂが案内
溝１０ｈに沿って摺動するのでピストン３４”の軸廻り
の回転を防止でき、ピストン３４”は軸方向の運動にの
みに制限される。このようにピストン３４の軸廻りの回
転を防止することにより、ピストン３４”はピン４１に
モーメントを加えないため、ピン４１における外周部分
の他の部材と接する部分での摩擦を軽減することがで
き、ピン４１を滑らかに摺動させることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。すなわち、請求項１記載
の如く、電磁比例弁により油圧サーボ機構の操作部材を
位置制御する機構ユニットを油圧サーボ機構に接合して
構成したことにより、油圧サーボ機構をコンパクトにま
とめあげることができ、また、該電磁弁には、市販のも
のを使用しているので、コスト削減にも繋がる。

【００５１】また、請求項２記載の如く、前記油圧式無
段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、弾
性体でピストンを両側から付勢して斜板角の中立位置を
保持する構成とし、該ピストンの両側にそれぞれ電磁比
例弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの両側
に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピ
ストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成したこ
とにより、手動操作に比べてより精度の高い制御を実現
し、また電子制御機能を備えた装置全体としてコンパク
トにまとめあげることができる。

【００５２】また、請求項３記載の如く、前記斜板角制
御を、油圧ポンプの斜板角制御と油圧モータの斜板角制
御との両方に適用したことにより、油圧式無段変速装置
の変速範囲を広く確保しつつ、高精度に制御することが
可能となる。

【００５３】また、請求項４記載の如く、前記油圧式無
段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、付
勢部材によりピストンの一端部を、位置固定された他端
部側へ付勢して、斜板角の中立位置を保持する構成と
し、該ピストンの他端部側にのみ電磁弁を設けて、該電
磁比例弁によって該ピストンの他端部側に構成された油
路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動さ
せて斜板角制御を行うように構成したことにより、さら
に部品点数を減らすことができ、より安価に装置を製作
でき、また、装置全体の大きさもコンパクトにまとめあ
げることができる。

【００５４】また、請求項５記載の如く、前記油圧式無
段変速装置において、油圧サーボ機構の手動操作を行う
操作レバーを設け、電磁比例弁による斜板角制御に加え
て、該操作レバーの手動操作により斜板角制御を行うこ
とを可能としたことにより、何らかのトラブルで手動操
作機構あるいは、電子制御機能が故障したとしても、他
のもう一方の操作で対処することができる。

【００５５】また、請求項６記載の如く、前記油圧式無
段変速装置において、前記ピストンと油圧サーボ機構の
スプールとを連結するピン部材を、該ピストンと一体的
に構成したことにより、ピストンとピンとの間の嵌合す
る部分で生ずる摺動方向のずれや軸廻りの回転によるず
れを解消でき動力の伝達効率が高まる。また、ピンとピ
ストンを一体型とすることで、剛体としての強度も高ま
る。

【００５６】また、請求項７記載の如く、前記油圧式無
段変速装置において、前記ピストンが円周方向に回転す
ることを防止する回り止め部材を設けたことにより、ピ
ストンの軸廻りの回転を防止し、該ピストンの運動を軸
方向の摺動移動に規制し、また、該ピストンからピンに
モーメントを加えないため、ピンにおける外周部分の他
の部材と接する部分での摩擦を軽減することができ、ピ
ンを滑らかに摺動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の斜板角度制御機構を有する油圧式無段
変速装置を示す斜視図。

【図２】同じく側面断面図。

【図３】同じく側面図一部断面図。

【図４】サーボ機構を示す油圧ポンプの正面図一部断面
図。

【図５】中立位置保持機構の実施例１を示す平面図一部
断面図。

【図６】同じく側面断面図。

【図７】電磁弁での電流がＯＦＦ時における電磁弁の平
面断面図。

【図８】電磁弁での電流がＯＮ時における電磁弁の平面
断面図。

【図９】中立位置保持機構の実施例２を示す平面図一部
断面図。

【図１０】同じく後面図。

【図１１】中立位置保持機構の実施例３を示す平面図一
部断面図

【図１２】ピストンの一実施例を示す斜視図。

【図１３】図１２におけるピストンを中立位置保持機構
へ配設したときの様子を示す中立位置保持機構の側面断
面図。

【図１４】ピストンの別実施例を示す斜視図。

【符号の説明】

１油圧式無段変速装置６油圧サーボ機構１０ケーシング１１中立位置保持機構１２スプール２０操作レバー２１油圧ポンプ２１ｃ可動斜板２２油圧モータ２２ｃ可動斜板３４ピストン４１ピン６１自動斜板角度制御バルブ６２手動斜板角度制御バルブ７２スプール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ポンプと油圧モータとを一体的に形
成するとともに、斜板角を制御する油圧サーボ機構を一
体的に有した油圧式無段変速装置において、電磁比例弁
により油圧サーボ機構の操作部材を位置制御する機構ユ
ニットを油圧サーボ機構に接合して構成したことを特徴
とする油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項２】前記油圧式無段変速装置において、斜板
角の中立位置保持機構を、弾性体でピストンを両側から
付勢して斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピス
トンの両側にそれぞれ電磁比例弁を設けて、該電磁比例
弁によって該ピストンの両側に構成された油路内の油圧
を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角
制御を行うように構成したことを特徴とする請求項１記
載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項３】前記斜板角制御を、油圧ポンプの斜板角
制御と油圧モータの斜板角制御との両方に適用したこと
を特徴とする請求項２記載の油圧式無段変速装置の斜板
角制御機構。
【請求項４】前記油圧式無段変速装置において、斜板
角の中立位置保持機構を、付勢部材によりピストンの一
端部を、位置固定された他端部側へ付勢して、斜板角の
中立位置を保持する構成とし、該ピストンの他端部側に
のみ電磁弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストン
の他端部側に構成された油路内の油圧を調節することに
より、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように
構成したことを特徴とする請求項１記載の油圧式無段変
速装置の斜板角制御機構。
【請求項５】前記油圧式無段変速装置において、油圧
サーボ機構の手動操作を行う操作レバーを設け、電磁比
例弁による斜板角制御に加えて、該操作レバーの手動操
作により斜板角制御を行うことを可能としたことを特徴
とする請求項２又は請求項４記載の油圧式無段変速装置
の斜板角制御機構。
【請求項６】前記油圧式無段変速装置において、前記
ピストンと油圧サーボ機構のスプールとを連結するピン
部材を、該ピストンと一体的に構成したことを特徴とす
る請求項２又は請求項４又は請求項５記載の油圧式無段
変速装置の斜板角制御機構。
【請求項７】前記油圧式無段変速装置において、前記
ピストンが円周方向に回転することを防止する回り止め
部材を設けたことを特徴とする請求項６記載の油圧式無
段変速装置の斜板角制御機構。