JP2002243018A - 液圧機械式変速装置及びその変速装置を搭載した車両 - Google Patents

液圧機械式変速装置及びその変速装置を搭載した車両

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JP2002243018A
JP2002243018A JP2001036593A JP2001036593A JP2002243018A JP 2002243018 A JP2002243018 A JP 2002243018A JP 2001036593 A JP2001036593 A JP 2001036593A JP 2001036593 A JP2001036593 A JP 2001036593A JP 2002243018 A JP2002243018 A JP 2002243018A
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transmission
input shaft
hydraulic
hst
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Nobuyuki Tani
信幸 谷
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Daikin Sauer Danfoss Ltd
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    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン(13)側から入力軸(25)に入力される
回転力を一旦、分割して機械式変速機（ＭＴ）(23)と静
液圧式変速機（ＨＳＴ）(24)とによりそれぞれ伝達し、
再度合成して出力軸(26)から車輪(12)，(16)側へ出力す
るようにした液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）(T)におい
て、ＡＴＶ(A)への搭載性を高めるために、レイアウト
の自由度を向上し、軸方向寸法を短縮し、さらにＨＳＴ
(24)部分の冷却性及びメンテナンス性も向上させる。 【解決手段】 ＡＴＶ(A)の車体(1)に横置きに搭載した
エンジン(13)の車体右側にＨＭＴ(T)を配設し、入力軸
(25)及び出力軸(26)をエンジン(13)のクランク軸(13a)
に平行にかつ互いに並列に配置する。入力軸(25)をクラ
ンク軸(13a)に直結し、その軸上にＭＴ(23)の入力ギヤ
(27)を配置するとともに、該入力軸(25)の車体右側端に
ＨＳＴ(24)の液圧ピストンポンプ(30)を接続する。出力
軸(26)の車体右側端にＭＴ(23)の遊星歯車機構(28)を接
続し、さらにその車体右側にＨＳＴ(24)の液圧ピストン
モータ(31)を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量可変のピスト
ンポンプ／モータからなる静液圧式変速機と機械式変速
機とを組み合わせた液圧機械式変速装置、及びその変速
装置を搭載した車両に関するものであり、特に、３輪な
いし４輪バギー車等の全地勢走行車（All-Terrain Vhie
cle：以下ＡＴＶという）やトラクタ、或いは自動二輪
車等のように運転座席の下方に変速装置が配置される場
合に好適な変速装置の入出力軸等のレイアウトの技術分
野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、４輪バギー車等の変速装置と
しては、ベルト伝動機構による無段変速機を備えたもの
が多く用いられているが、このようなベルト式の無段変
速機は特に過酷な使用条件下において頻繁なメンテナン
スが要求されることから、近年、これを静液圧式変速機
（Hydro-Static Transmission：以下ＨＳＴという）等
に置き換えることが行われている。
【０００３】例えば、特開平７−１１３４５４号公報に
は、機械式変速機（Manual Transmission：以下ＭＴと
いう）とＨＳＴとを組み合わせた液圧機械式変速装置
（Hydro-Mechanical Transmission：以下ＨＭＴとい
う）を自動二輪車に適用したものが開示されている。こ
のものでは、ＨＳＴを構成する斜板式ピストンポンプと
ピストンモータとを同一軸心上に対向配置し、該ポンプ
及びモータのシリンダバレルを中心部の出力軸と一体化
することにより、ＨＭＴ全体を円筒形状に収めて、これ
を歯車列等と同様にレイアウトできるようにしている。
具体的には、車体に横置きに搭載した単気筒エンジンの
後方に、前記ＨＭＴをその出力軸がクランク軸と平行に
なるように、即ち車体の左右方向に延びるように配置
し、さらに、１次減速機構と２次減速機構とをそれぞれ
ＨＭＴの左右に振り分けて配置して、変速装置全体がエ
ンジンに対して左右に飛び出さないようにレイアウトし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来例
の変速装置の場合、比較的軸方向に長い斜板式ピストン
ポンプとピストンモータとを同一軸心上に対向配置して
いることから、それらが全体として軸方向について長く
なることが避けられず、このため、特にＡＴＶや自動二
輪車等のように運転者の跨る座席の下方に変速装置が配
置されているものにおいて、該運転者の脚部との干渉を
避けようとすると、該変速機におけるレイアウトの自由
度が著しく制限されるという実状がある。
【０００５】また、前記したポンプ／モータの対向配置
により、該ポンプ／モータを含むＨＳＴ部分が必然的に
変速装置の内方寄りに位置することになり、元来、ＭＴ
に比べれば発熱の大きいＨＳＴを十分に冷却することが
困難になって、作動油温の上昇によるトラブルが発生し
やすい。しかも、変速装置の内方寄りに位置するＨＳＴ
部分のメンテナンスは容易ではなく、ましてやこのＨＳ
Ｔ部分を単独で運転テストすることはできないので、Ｈ
ＳＴの信頼性が低下し、変速装置全体としても耐久信頼
性が損なわれる虞れがある。
【０００６】加えて、そのようにＨＳＴ部分が変速装置
の内方寄りに位置することから、該ＨＳＴの作動油はエ
ンジンオイル又はギヤオイルと共通化せざるを得ないの
であるが、通常、ＨＳＴの作動油はエンジンオイルは勿
論、ギヤオイルに比べても適切な温度条件が大きく異な
るものなので、この作動油の特性を適切に維持すること
が難しく、さらには作動油の劣化やスラッジの混入等の
不具合が生じやすい。
【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、液圧機械式変速装置
（ＨＭＴ）の特にＨＳＴ部分の配置に工夫を凝らし、該
変速装置全体として軸方向寸法を短縮しながら、同時に
レイアウトの自由度向上を図り、さらにＨＳＴ部分の冷
却性及びメンテナンス性も向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、差動歯車機構を有する機械式変速機
（ＭＴ）と液圧ポンプ／モータからなる静液圧式変速機
（ＨＳＴ）とを備えた液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）に
おいて、入力軸と出力軸とを互いに並列に配置するとと
もに、該入力軸(25)からの入力を受ける液圧ポンプと液
圧モータとをいずれもＨＭＴの外方寄りに配置して、該
ＨＭＴを車両に搭載したときに、ＨＳＴ部分がエンジン
とは反対側でかつ車両の外方寄りに位置するようにし
た。
【０００９】具体的に、請求項１の発明では、入力軸(2
5)と、出力軸(26)と、該入力軸(25)及び出力軸(26)の間
に介設された差動歯車機構(28)を有する機械式変速機(2
3)と、前記入力軸(25)に接続された液圧ポンプ(30)と、
このポンプ(30)に閉回路(32)により接続されるととも
に、前記差動歯車機構(28)を介して出力軸(26)に接続さ
れた液圧モータ(31)とを有し、該ポンプ(30)及びモータ
(31)の少なくとも一方が容量可変とされた静液圧式変速
機(24)とを備えた液圧機械式変速装置(T)を前提とす
る。
【００１０】そして、前記入力軸(25)及び出力軸(26)を
互いに並列に配置し、その入力軸(25)の軸方向一側の端
部に前記液圧ポンプ(30)を接続させる一方、該入力軸(2
5)の反対側の他側の端部は駆動源(13)の軸(13a)と接続
させ、かつ、該両端部の中間の入力軸(25)上に前記機械
式変速機(23)における入力ギヤ(27)を回転一体に設け
る。また、前記出力軸(26)の軸方向一側の端部に前記差
動歯車機構(28)を接続させ、さらにこの差動歯車機構(2
8)の前記一側に前記液圧モータ(31)を接続させる構成と
する。
【００１１】前記構成の液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）
(T)によれば、まず、入力軸(25)と出力軸(26)とを互い
に並列に配置していて、入力側の液圧ポンプ(30)と出力
側の液圧モータ(31)とが同一軸心上に配置されないの
で、該ポンプ及びモータ(31)からなる静液圧式変速機
（ＨＳＴ）(24)の軸方向寸法が自ずと短縮され、また、
ＨＳＴ(24)部分のレイアウトの自由度が大きくなる。
【００１２】また、例えば、ＨＭＴ(T)を車両(A)に搭載
してその駆動源(13)に接続した状態では、該駆動源(13)
の軸(13a)の方向について一側にＨＭＴ(T)の入力軸(25)
と液圧ポンプ(30)とが順に配置されるとともに、それら
と並列に出力軸(26)、差動歯車機構(28)及び液圧モータ
(31)が順に配置されることになり、結局、ＨＭＴ(T)が
全体として駆動源(13)の軸方向一側に配置されるととも
に、このＨＭＴ(T)内において前記ポンプ(30)及びモー
タ(31)からなるＨＳＴ(24)部分が相対的に駆動源(13)か
ら離れて外方寄りに位置付けられる。
【００１３】ここで、一般的に、駆動源(13)は車両(A)
の中心付近に配置されるものであるから、前記のように
駆動源(13)の軸方向一側において該駆動源(13)から離れ
るように位置付けられたＨＳＴ(24)部分は、パワートレ
インの中で相対的に車体外方に位置することになり、こ
れにより、例えば走行風によるＨＳＴ(24)部分の冷却が
容易に行えるようになる。また、車体外方に位置するＨ
ＳＴ(24)部分のメンテナンスは容易に行えるので、その
信頼性が高まり、ひいてはＨＭＴ(T)全体としても耐久
信頼性を向上できる。
【００１４】さらに、そのようにＨＳＴ(24)部分が外方
寄りに位置することから、このＨＳＴ(24)の作動液をそ
れ以外のギヤオイル等とは独立に循環させる構成とする
ことができ、このようにすれば、ＨＳＴ(24)の作動液の
特性を適切に維持することが容易になり、劣化やスラッ
ジの混入等の不具合が生じることもない。
【００１５】請求項２の発明では、液圧機械式変速装置
（ＨＭＴ）(T)の入力軸(25)を駆動源(13)の軸(13a)に対
しその出力回転を直接、受け入れるように接続するもの
とする。このことで、駆動源(13)とＨＭＴ(T)との間の
１次減速機構を省略して、パワートレインの軽量・コン
パクト化とコスト低減とが図られる。
【００１６】請求項３の発明では、静液圧式変速機（Ｈ
ＳＴ）(24)のケーシング(81)を機械式変速機（ＭＴ）(2
3)のケーシング(80)と別体の構造とする。こうすること
で、ＨＭＴ(T)から車体外方に位置するＨＳＴ(24)の部
分だけを容易に取り外すことができるので、そのメンテ
ナンスがさらに容易になる上に、ＨＳＴ(24)だけを単独
で運転テストすることも可能になり、これによりＨＳＴ
(24)ひいてはＨＭＴ(T)の信頼性を一層、向上できる。
【００１７】請求項４の発明では、液圧機械式変速装置
（ＨＭＴ）(T)の出力軸(26)の軸方向他側の端部に副変
速機(14)を接続するものとする。こうすることで、副変
速機(14)により変速レンジを広げることができる一方、
パワートレインの中に副変速機(14)配置スペースを確保
しなくてはならないので、請求項１の発明によりＨＭＴ
(T)におけるレイアウトの自由度を大きくできることが
特に有効なものとなる。
【００１８】次に、請求項５の発明は、駆動源(13)から
の出力回転を変速して車輪(12)，(16)側へ伝達する変速
装置を搭載した車両(A)を対象とし、前記駆動源(13)が
その軸(13a)を車幅方向に向けて車両(A)に横置きに搭載
されており、前記変速装置が、入力軸(25)と、出力軸(2
6)と、該入力軸(25)及び出力軸(26)の間に介設された差
動歯車機構(28)を有する機械式変速機(23)と、前記入力
軸(25)に接続された液圧ポンプ(30)、及びこのポンプ(3
0)に閉回路(32)により接続されるとともに前記差動歯車
機構(28)を介して出力軸(26)に接続された液圧モータ(3
1)を有し、該ポンプ（30)及びモータ(31)の少なくとも
一方が容量可変とされた静液圧式変速機(24)とを備えた
液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）(T)とする。
【００１９】そして、前記ＭＴ(23)及びＨＳＴ(24)を車
幅方向について駆動源(13)の中心部よりも一側に配設
し、前記入力軸(25)及び出力軸(26)を駆動源(13)の軸(1
3a)に平行に車幅方向に延びかつ互いに車体前後方向に
離れるように並列に配置する。そして、前記入力軸(25)
の車幅方向一側の端部に前記液圧ポンプ(30)を接続させ
る一方、反対側の他側の端部は駆動源(13)の軸(13a)と
接続させ、かつ、該両端部の中間の入力軸(25)上に前記
ＭＴ(23)における入力ギヤ(27)を回転一体に設ける。ま
た、前記出力軸(26)の車幅方向一側の端部に前記差動歯
車機構(28)を接続させ、さらにこの差動歯車機構(28)の
車幅方向一側に前記液圧モータ(31)を接続させる構成と
する。
【００２０】前記構成のＨＭＴ(T)を搭載した車両(A)に
よれば、請求項１の発明と同じく、ＨＭＴ(T)のＨＳＴ
(24)部分におけるレイアウトの自由度が高く、このＨＭ
Ｔ(T)を車両(A)に横置きに搭載した駆動源(13)に対して
並列に配置しても、車幅方向寸法の増大を抑制できると
ともに、ＨＳＴ(24)部分がパワートレインの車幅方向の
一側の端部に配置されて、冷却性やメンテナンス性が大
幅に向上する等の作用効果が得られる。
【００２１】請求項６の発明では、請求項５の発明にお
ける液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）(T)の少なくとも一
部分が車両(A)の運転座席の下方に位置するものとす
る。この場合には、特に運転者の脚部とＨＭＴ(T)との
干渉が問題となるので、請求項５の発明の如く、ＨＭＴ
(T)の車幅方向寸法の増大を抑制できることが特に有効
なものとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】（実施形態１）以下、本発明の実
施形態１を図面に基づいて説明する。この実施形態は、
本発明に係る液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）(T)を４輪
駆動のＡＴＶ(A)に搭載したものである。図１は、この
ＡＴＶ(A)の外観を示し、符号(1)は、詳細は省略するが
パイプフレームからなる車体であって、この車体(1)の
上側には前方から後方に向かって順に、左右にフェンダ
(2)，(2)の設けられたフロントカウル(3)、ハンドル
(4)、燃料タンク(5)、シート（運転座席）(6)、及び左
右にフェンダ(7)，(7)の設けられたリヤカウル(8)が配
設されている。
【００２３】前記フロントカウル(3)の下方の車体最前
部にはバンパー(9)と一体にアンダーカウル(10)が設け
られ、その後方には左右両側にストラットサスペンショ
ン(11)を介して前車輪(12)，(12)が配設されている。ま
た、前記燃料タンク(5)の下方からシート(6)の下方に亘
って、エンジン(13)（駆動源）、ＨＭＴ(T)及び副変速
機(14)からなるパワートレインが配設されており、ＨＭ
Ｔ(T)はシート(6)の略真下に位置している。そして、そ
のパワートレインの後方には、車体(1)の左右両側にそ
れぞれトレーリングアームサスペンション(図示せず)を
介して後車輪(16)，(16)が配設されている。
【００２４】図２は、ＡＴＶ(A)のエンジン(13)から車
輪(12)，(16)までの動力伝達系路の構成を車体上方から
見た状態で模式的に示していて、このエンジン(13)は、
クランク軸(13a)をＡＴＶ(A)の車幅方向に向けて横置き
に搭載されている。このエンジン(13)の右側（車幅方向
一側）にはクランクケースに接してＨＭＴ(T)が配置さ
れ、このＨＭＴ(T)の後端部はエンジン(13)のクランク
ケース後端部よりも車体後方まで延びていて、その左側
（車幅方向他側）、即ちエンジン(13)の車体後方には副
変速機(14)と、この副変速機(14)からの出力回転の向き
を変えるための一対のベベルギヤ(17)，(17)とが配置さ
れている。このうちの被駆動側のベベルギヤ(17)は、車
体(1)の下方において車体前後方向に延びるドライブシ
ャフト(18)上に設けられていて、該ドライブシャフト(1
8)の前後両端部がそれぞれディファレンシャルギヤ(1
9)，(19)を介して、前輪車軸(20)及び後輪車軸(21)に接
続されている。言い換えると、ＨＭＴ(T)は、車幅方向
についてエンジン(13)の中心部よりも右側に設けられて
いて、パワートレインの中で車幅方向の外方寄りに位置
している。
【００２５】前記ＨＭＴ(T)は、エンジン(13)のクラン
ク軸(13a)からの入力回転を一旦、２つに分割し、それ
ぞれ機械式変速機（ＭＴ）(23)及び静液圧式変速機（Ｈ
ＳＴ）(24)により伝達した後に、該ＭＴ(23)の遊星歯車
機構(28)（差動歯車機構）により合成して、出力するも
のである。すなわち、図３及び図４にそれぞれ示すよう
に、前記ＭＴ(23)は、エンジン(13)の車体右側に突出す
るクランク軸(13a)端に直結された入力軸(25)と、この
入力軸(25)の中間部にスプラインにより回転一体に設け
られた入力ギヤ(27)と、出力軸(26)と同一軸心上に配置
されて、前記入力ギヤ(27)からの入力回転を受け入れる
遊星歯車機構(28)とからなる。また、前記ＨＳＴ(24)
は、斜板式アキシャルピストンポンプ(30)（以下、単に
ピストンポンプという）と斜板式アキシャルピストンモ
ータ(31)（以下、単にモータという）とが閉回路(32)に
より接続されたものである。
【００２６】前記ＭＴ(23)の遊星歯車機構(28)は、モー
タ(31)の軸(33)に回転一体に設けられたサンギヤ(34)
と、このサンギヤ(34)に噛み合いかつその周囲を自転し
ながら公転する複数のプラネタリギヤ(35)（図には１つ
のみ示す）と、内周の内歯が前記複数のプラネタリギヤ
(35)に噛合するとともに、外周には入力ギヤ(27)と噛合
する外歯が形成されたリングギヤ(36)と、出力軸(26)の
一側の端部に回転一体に設けられ、前記複数のプラネタ
リギヤ(35)をそれぞれ回転自在に支持するプラネタリキ
ャリア(37)とからなる。
【００２７】そして、前記入力軸(25)へ入力された回転
力は、その一部分が入力ギヤ(27)から遊星歯車機構(28)
のリングギヤ(36)へと伝達される一方、残りの回転力が
ピストンポンプ(30)により油圧力に変換されて、閉回路
(32)を介してモータ(31)に伝えられ、このモータ(31)に
より再び回転力に変換されてモータ軸(33)上のサンギヤ
(34)へ伝達される。そうして、それぞれ回転するリング
ギヤ(36)とサンギヤ(34)とからそれらに噛合する複数の
プラネタリギヤ(35)に伝えられた回転力が合成されて、
プラネタリキャリア(37)から出力軸(26)に出力されるよ
うになっている。
【００２８】以下、この実施形態のＨＭＴ(T)の構成を
さらに詳しく説明する。まず、図３に示すように、前記
ＭＴ(23)とＨＳＴ(24)とは１つのケーシングに一体的に
設けられている。すなわち、ＨＭＴ(T)のケーシング本
体(40)は、入力軸(25)の軸方向について一側（車体右
側）と反対側の他側（車体左側）とに区画されており、
その隔壁部(40a)よりも車体右側の部分が、その開口端
をエンドキャップ(41)により閉止されていて、ＨＳＴ(2
4)のピストンポンプ(30)とモータ(31)とを一緒に収容す
るＨＳＴ収容部(40b)とされている。また、該ケーシン
グ本体(40)における隔壁部(40a)よりも車体左側の部分
はカバー部材(42)により閉止されていて、その内部にＭ
Ｔ(23)を収容するＭＴ収容部(40c)とされている。
【００２９】この実施形態の場合、ＨＭＴ(T)の入力軸
(25)は、ピストンポンプ(30)のポンプ軸と一体に形成さ
れており、この一体の入力軸(25)がケーシング本体(40)
の車体前方側（図の上側）において、カバー(42)から隔
壁部(40a)及びエンドキャップ(41)まで貫通して車幅方
向に延びるように配置されていて、該カバー(42)、隔壁
部(40a)及びエンドキャップ(41)にそれぞれ配設された
転がり軸受(45)，(46)，(47)により回転自在に支持され
ている。言い換えると、前記入力軸(25)は、図に仮想線
Ｃで示す部位を境にして、クランク軸(13a)からの回転
を受け入れる本来の入力軸部(25a)と、ポンプ軸の機能
を有するポンプ軸部(25b)とが一体となったものであ
る。尚、入力軸(25)とポンプ軸とを別々に形成して、そ
れらをカップリング等により結合するようにしてもよ
い。
【００３０】一方、ＨＭＴ(T)の出力軸(26)は、ケーシ
ング本体(40)の車体後方側（図の下側）において前記入
力軸(25)と平行に車幅方向に延びるように配置されてい
て、カバー部材(42)の外方側（図の左側）に突出するよ
うに形成された円筒状のボス部(42a)内において、この
ボス部(42a)に配設された２つの転がり軸受(48)，(48)
により回転自在に支持されている。つまり、前記入力軸
(25)及び出力軸(26)は、エンジン(13)のクランク軸(13
a)と平行に車幅方向に延びていて、互いに車体前後方向
に離れて並列に配置されている。また、該出力軸(26)
は、モータ(31)の軸(33)と同一軸心上に位置し、その車
体左側（車幅方向他側）の端部が図示しないカップリン
グにより副変速機(14)の主軸に接続されている一方、車
体右側（車幅方向一側）の端部が遊星歯車機構(28)のプ
ラネタリキャリア(37)に接続されている。
【００３１】すなわち、ＨＳＴ(24)のモータ軸(33)は、
ケーシング本体(40)の隔壁部(40a)を貫通して車幅方向
に延びていて、該隔壁部(40a)及びエンドキャップ(41)
にそれぞれ配設された転がり軸受(49)，(50)により回転
自在に支持されている。そして、該隔壁部(40a)を貫通
してＭＴ収容部(40c)の内部に突出するモータ軸(33)上
に、該隔壁部(40a)から近い順に遊星歯車機構(28)のリ
ングギヤ(36)、サンギヤ(34)及びプラネタリキャリア(3
7)が配設されている。前記リングギヤ(36)は、モータ軸
(33)上に軸受(51)，(51)により回転自在に配設された円
盤状のプレート部(36a)とこのプレート部の外周寄りの
面に取り付けられた円環状のギヤ部(36b)とからなり、
該ギヤ部(36b)の内周側にはプラネタリギヤ(35)に対し
外側から噛み合う内歯が形成され、また、外周側には入
力ギヤ(27)に噛み合うように外歯が形成されている。
【００３２】また、前記サンギヤ(34)は、モータ軸(33)
に対しスプラインにより回転一体に接続されていて、前
記リングギヤ(36)との間に位置するプラネタリギヤ(35)
に対し内側から噛み合うようになっている。さらに、前
記プラネタリキャリア(37)は、出力軸(26)の端部に外挿
されてスプラインにより回転一体に固定された筒状部(3
7a)を有し、この筒状部(37a)の一側に相対的に大径の拡
径部(37b)と円盤状の鍔部(37c)とが設けられていて、該
拡径部(37b)の内部に圧入された転がり軸受(52)によ
り、モータ軸(33)の車幅方向他側の端部に回転自在に取
り付けられている。このプラネタリキャリア(37)の鍔部
(37c)には、円周方向に等間隔を空けた複数箇所にそれ
ぞれピン(53)，(53)，…（図には１つだけ示す）が配設
されており、この各ピン(53)に嵌合された転がり軸受(5
4)に各々プラネタリギヤ(35)が回転自在に支持されてい
る。
【００３３】要するに、ＭＴ(23)の遊星歯車機構(28)
は、出力軸(26)の車体右側に位置し、該出力軸(26)の車
体右側の端部に接続される一方、ケーシング本体(40)の
隔壁部(40a)を挟んで車体右側に位置するモータ(31)の
軸(33)にも接続されている。尚、該モータ軸(33)を図に
仮想線Ｃ′で示す部位を境にして、遊星歯車機構(28)の
中心軸と本来のモータ軸(33)とに分割し、これらの２つ
の軸を当該部位においてカップリング等により結合する
ようにしてもよい。
【００３４】続いて、ＨＳＴ(24)のピストンポンプ(30)
の構造について、より詳しく説明する。このピストンポ
ンプ(30)は、入力軸(25)のポンプ軸部(25b)にシリンダ
バレル(56)を一体的に設けたものであり、詳細は図示し
ないが、該シリンダバレル(56)の内部には、軸心(X)を
中心とする円周上位置に周方向に所定間隔を空けて、該
軸心(X)の方向に長い複数のシリンダ室(57)，(57)，…
が設けられている。この各シリンダ室(57)の軸方向一側
（図の右側）には、シリンダバレル(56)の軸方向一側の
端面に開口するように個別にポート(58)が形成され、一
方、該各シリンダ室(57)の他側はシリンダバレル(56)の
軸方向他側の端面に開口していて、それぞれピストン(5
9)を往復動可能に収容している。
【００３５】そして、前記シリンダバレル(56)の他側の
端面に対向して、ピストン(59)，(59)，…の往復動スト
ロークを調節する可変斜板(60)が配設されている。この
斜板(60)には、シリンダ室(57)から突出するピストン(5
9)の端部を当接状態にて保持するスラスト板(61)が２つ
の転がり軸受(62)，(63)により支持されていて、ピスト
ン(59)及びシリンダバレル(56)と共に軸心(X)の周りを
滑らかに回転できるようになっている。また、該可変斜
板(60)は、その斜板角度が零になる中立位置を挟んで、
図３に示すように斜板角度が最大になる正転側と逆転側
との両方の最大傾斜位置の間で傾動可能に構成され、図
示しないが、油圧シリンダやＤＣモータ等のアクチュエ
ータにより傾動されて、傾斜角度が増大ないし減少され
るようになっている。
【００３６】そうして、前記入力軸(25)及びシリンダバ
レル(56)がエンジン(13)からの入力により回転駆動され
ると、ピストン(59)，(59)，…は軸心(X)の周りを公転
しながら、それぞれ可変斜板(60)の傾斜角度に対応する
ストロークを往復動し、これにより、各シリンダ室(57)
への作動油の給排が行われることになる。すなわち、作
動油の吐出行程にあるシリンダ室(57)では、斜板(60)の
傾斜に沿ってピストン(59)がシリンダ室(57)に押し込ま
れ、これにより、該シリンダ室(57)内の作動油がポート
(58)を介してシリンダバレル(56)から吐出される。一
方、吸入行程にあるシリンダ室(57)では、ピストン(59)
はポート(58)を介してシリンダ室(57)に流入する作動油
の圧力（チャージ圧）を受けて、斜板(60)の傾斜に沿っ
て徐々に該シリンダ室(57)から押し出される。
【００３７】そのような各シリンダ室(57)への作動油の
給排は、シリンダバレル(56)のポート側の端面に摺接す
るバルブプレート(65)を介して行われる。すなわち、バ
ルブプレート(65)は、エンドキャップ(41)内に形成され
た一対の油通路(66)，(66)、即ち液圧ピストンポンプ(3
0)とモータ(31)との間で閉回路(32)を構成する一対の油
通路に対して、シリンダ室(57)，(57)，…の連通状態を
切り替えるものであり、詳細は図示しないが、全体とし
て扁平な円筒状とされ、前記各通路(66)にそれぞれ対応
するようなシリンダバレル(56)の円周方向に長い２つの
円弧状断面の孔部(68)，（68)が設けられたものであ
る。そして、前記の如く、吐出行程にあるシリンダ室(5
7)，(57)，…から吐出された作動油はバルブプレート(6
5)の一方の孔部（68)を介して一方の油通路(66)に流通
する一方、他方の油通路(66)から還流する作動油は他方
の孔部（68)を介して吸入行程にあるシリンダ室(57)，
(57)，…に供給される。
【００３８】また、前記バルブプレート(65)は、シリン
ダバレル(56)のポート側端面に対してコイルバネ(69)に
より押圧付勢されたフローティングタイプのものであ
る。すなわち、バルブプレート(65)は、シリンダバレル
(56)のポート側の端面に摺接する摺接面を備えた相対的
に大径の大筒部材(65a)と、この大筒部材の内側に嵌合
された小筒部材(65b)とからなり、この小筒部材(65b)が
エンドキャップ(41)に設けられた環状の溝部に圧入され
て固定されるとともに、この小筒部材(65b)に対して大
筒部材(65a)が遊嵌状態で取り付けられて、コイルバネ
(69)によりシリンダバレル(56)のポート側端面に対して
押圧されている。
【００３９】このように、シリンダバレル(56)と摺接す
る大筒部材(65a)をフローティングタイプのものとする
ことで、シリンダバレル(56)やエンドキャップ(41)の寸
法の誤差を吸収して、該シリンダバレル(56)のポート側
の端面とバルブプレート(65)との摺接状態を良好に維持
することができる。尚、図示しないが、前記大筒部材(6
5a)と小筒部材(65b)との間にはＯリング等が配設されて
いて、該両部材間における作動油の漏れ量を所定量以下
に保てるようになっている。
【００４０】さらに、前記入力軸(25)の先端は、エンド
キャップ(41)に形成された孔部を貫通していて、その端
部には、ＨＳＴ(24)の閉回路(32)における漏れ油を補給
するためのチャージポンプ(70)が配設されている。この
チャージポンプ(70)は、例えばトロコイドポンプからな
るもので、図４に示すように、エンジン(13)のオイルパ
ンとは独立したオイル溜まり(71)から作動油を汲み上げ
て、閉回路(32)を構成する一対の油通路(66)，(66)のう
ちの低圧側の方に対し、チェック弁(72)，(72)を介して
作動油を供給するようになっている。このときに、低圧
側の油通路(66)へ供給される作動油の圧力が閉回路(32)
におけるいわゆるチャージ圧であり、その値はブリード
オフ弁(73)により設定されている。
【００４１】また、前記閉回路(32)には、一対の油通路
(66)，(66)のうちの高圧側において作動油の圧力状態が
所定以上に高くなったときに、この高圧側の油通路(66)
から低圧側の油通路(66)に作動液圧を逃がすよう、一対
のリリーフ弁(74)，(74)が配設されるとともに、これと
は別に、所定の条件下で前記一対の油通路(66)，(66)同
士を連通させて、ＨＳＴ(24)における動力伝達を遮断す
るための電磁弁からなるバイパス弁(75)が配設されてい
る。このバイパス弁(75)は、通常は前記一対の油通路(6
6)，(66)同士を連通させない閉止位置（図に示す位置）
とされる一方、図外のコントローラからの制御信号を受
けて、該油通路(66)，(66)同士を連通させる連通位置に
切り替えられ、これにより、ＨＳＴ(24)ひいてはＨＭＴ
(T)を、動力の伝達を行わない動力遮断状態に切り替え
るクラッチの機能を有するものである。
【００４２】そして、ＨＳＴ(24)の入力側のピストンポ
ンプ(30)が前記の如く構成されているのに対して、出力
側のモータ(31)も、斜板（76)の傾斜角度が固定されて
いることを除いて略同様に構成されているので、このモ
ータ(31)についてはピストンポンプ(30)と同様の部材に
は同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。これら
のピストンポンプ(30)及びモータ(31)は、上述したよう
に、ＨＭＴ(T)のケーシング本体(40)におけるＨＳＴ収
容部(40b)に収容されているが、このＨＳＴ収容部(40b)
の内部は作動油により満たされてはおらず、その代わり
に、図３に仮想線で示すように、作動油を噴射するノズ
ル(80)，(80)，…が設けられている。
【００４３】前記ノズル(80)，(80)，…は、例えば図示
の如く、エンドキャップ(41)の内壁においてＨＳＴ収容
部(40b)の内部に臨んで開口するように設ければよく、
或いはケーシング本体(40)に設けてもよい。このノズル
(80)にはチャージポンプ(70)から作動油を供給して、噴
霧状の作動油を噴出させるようにしており、これによ
り、ケーシングの内部に作動油を満たす場合に比べて、
ピストンポンプ(30)及びモータ(31)のシリンダバレル(5
6)の回転抵抗を大幅に減少させることができるととも
に、摺動部に対しては噴霧状の作動油を供給して潤滑及
び冷却を適切に行うことができる。尚、図示しないが、
前記ＨＳＴ収容部(40b)の底部には作動油を排出するド
レイン通路が設けられている。
【００４４】次に、本実施形態に係るＨＭＴ(T)の運転
動作を説明すると、まず、ＡＴＶ(A)のエンジン(13)の
運転により入力軸(25)が回転され、この回転力の一部が
ＭＴ(23)を介して、即ち入力軸(25)上の入力ギヤ(27)か
ら遊星歯車機構(28)のリングギヤ(36)へと伝達されると
ともに、ピストンポンプ(30)のシリンダバレル(56)が回
転される。このシリンダバレル(56)の回転によりピスト
ン(59)，(59)，…が傾斜状態の可変斜板(60)に沿って往
復動し、これにより、該ピストンポンプ(30)とモータ(3
1)との間で作動油の供給が行われることで、前記入力軸
(25)に伝達された回転力の一部がモータ(31)に伝えられ
る。
【００４５】すなわち、前記モータ(31)のシリンダバレ
ル(56)が閉回路(32)により供給される作動油を受けて回
転されて、該シリンダバレル(56)と一体のモータ軸(33)
が回転されることで、この回転力がモータ軸(33)上のサ
ンギヤ(34)に伝達される。かくして、前記の如く入力ギ
ヤ(27)からリングギヤ(36)へと伝達される回転力とＨＳ
Ｔ(24)を介してサンギヤ(34)に伝達される回転力とが複
数のプラネタリギヤ(35)を介して合成され、プラネタリ
キャリア(37)から出力軸(26)に出力される。そして、そ
の出力軸(26)の回転が副変速機(14)、ドライブシャフト
(18)及び車軸(20)，(21)等を介して、ＡＴＶ(A)の前後
左右の４車輪(12)，(16)，…にそれぞれ伝達される。
【００４６】したがって、この実施形態１に係る液圧機
械式変速装置（ＨＭＴ）(T)によれば、まず、前記図３
に示すように、該ＨＭＴ(T)の入力軸(25)と出力軸(26)
とを互いに平行にかつ並列に配置し、ピストンポンプ(3
0)及びモータ(31)をそれぞれ入力軸(25)及び出力軸(26)
と同一軸心上に配置している。すなわち、従来例（特開
平７−１１３４５４号公報）のＨＭＴと比較して、ＨＳ
Ｔ(24)部分のレイアウトの自由度が高いことを利用し
て、ＨＭＴ(T)を特に軸方向についてコンパクトなもの
とすることができ、これにより、この実施形態のＡＴＶ
(A)ように、運転者の跨るシート(6)の真下にＨＭＴ(T)
が配置されているものであっても、その運転者の脚部と
ＨＭＴ(T)との干渉を容易に回避することができる。ま
た、ＨＭＴ(T)の出力軸(26)に接続する副変速機(14)の
配置スペースを容易に確保できる。
【００４７】また、図２にも示すように、ＨＭＴ(T)
は、車幅方向についてエンジン(13)の中心部よりも右側
に設けられていて、パワートレインの中で最も右側に位
置しており、さらに、このＨＭＴ(T)内においてピスト
ンポンプ(30)及びモータ(31)からなるＨＳＴ(24)部分
は、図３に示すように車体右側の端部、即ち外方寄りに
位置しているから、走行風によるＨＳＴ(24)部分の冷却
が容易に行える。また、ＨＳＴ(24)部分のメンテナンス
も容易になるので、その信頼性が高まり、ひいてはＨＭ
Ｔ(T)全体としても耐久信頼性を向上できる。
【００４８】さらに、この実施形態では、ＨＳＴ(24)の
閉回路(32)に対する作動油の補給をエンジン(13)のオイ
ル供給系とは独立にオイル溜まり(71)から行うようにし
ており、このことで、ＨＳＴ(24)の作動油の特性を適切
に維持することが容易になり、劣化やスラッジの混入等
の不具合が生じることもない。加えて、この実施形態で
は、ＨＭＴ(T)の入力軸(25)をエンジン(13)のクランク
軸(13a)に直結し、通常、この間に配設される１次減速
機構を省略しており、このことによってもパワートレイ
ン全体としての軽量・コンパクト化とコスト低減とが図
られる。
【００４９】ここで、前記ＨＭＴ(T)の入力軸(25)をエ
ンジン(13)のクランク軸(13a)に直結するためには、少
なくともピストンポンプ(30)をエンジン(13)と同等の高
速回転域で運転できるようにしなければならないが、こ
の実施形態では、前記入力軸(25)のポンプ軸部(25b)に
シリンダバレル(56)を一体成形して、該シリンダバレル
(56)の回転運動を実質的に振れ（偏心）の無いものと
し、併せて、ＨＳＴ収容部(40b)内は作動油を満たさな
い構造とすることで、シリンダバレル(56)の許容回転速
度を十分に（例えば６０００ｒｐｍくらい）高めること
ができる。
【００５０】尚、この実施形態では、ＨＭＴ(T)をパワ
ートレインの中で車体右側寄りに設け、さらに、そのＨ
ＭＴ(T)の中で車体右側寄りにＨＳＴ(24)部分を配置し
ているが、これに限らず、ＨＭＴ(T)及びＨＳＴ(24)を
いずれも車体左側寄りに設けるようにしてもよい。
【００５１】（実施形態２）図５は、本願発明の実施形
態２に係るＨＭＴ(T)を搭載したＡＴＶ(A)の動力伝達系
路の構成を示す。この実施形態２では、ＨＭＴ(T)のケ
ーシングをＨＳＴ側とＭＴ側とに分離できるような構造
としたものであり、その点を除けば、実施形態２のＨＭ
Ｔ(T)の構成は前記実施形態１のものと同様なので、以
下、同一部材には同一の符号を付してその説明は省略す
る。そして、同図に示すように、この実施形態２の場
合、ＨＭＴ(T)のケーシングは、ＭＴ(23)を収容するＭ
Ｔケーシング(80)とＨＳＴ(24)を収容するＨＳＴケーシ
ング(81)とに分割できるようになっていて、そのうちの
ＭＴケーシング(80)は、副変速機(14)のケーシングと一
体に構成されている。
【００５２】図６に示すように、前記ＨＳＴケーシング
(81)は、ＨＳＴ(24)のピストンポンプ(30)とモータ(31)
とを一緒に収容するケーシング本体(82)と、その開口端
を閉止するエンドキャップ(41)とからなる。該ピストン
ポンプ(30)のポンプ軸(83)は、前記図３に仮想線Ｃで示
す部位を境にして、本来の入力軸の機能を有する部分と
別体に形成されたもので、このポンプ軸(83)は、ケーシ
ング本体(82)とエンドキャップ(41)とにそれぞれ配設さ
れた転がり軸受(46)，(47)により支持されるとともに、
図外の入力軸の端部にカップリング等により結合される
ようになっている。
【００５３】また、モータ(30)の軸(84)も、前記ポンプ
軸(83)と同様に遊星歯車機構(28)の中心軸（図示せず）
とは別体とされ、ケーシング本体(82)及びエンドキャッ
プ(41)にそれぞれ配設された転がり軸受(49)，(50)によ
り支持されていて、前記中心軸の端部にカップリング等
により結合されるようになっている。
【００５４】したがって、この実施形態２によれば、前
記実施形態１と同様の作用効果が得られる上に、ＨＳＴ
ケーシング(81)をＭＴケーシング(82)と別体の構造とし
たことにより、パワートレインにおいて車体外方に位置
するＨＳＴ(24)の部分だけをＨＭＴ(T)から容易に取り
外すことができ、そのメンテナンスが極めて容易になる
上に、ＨＳＴ(24)だけを単独で運転テストすることも可
能になるので、ＨＳＴ(24)の信頼性、ひいてはＨＭＴ
(T)の信頼性を大幅に向上できる。
【００５５】尚、本発明は、前記実施形態１，２の構成
に限定されるものではなく、その他の種々の構成を包含
するものである。すなわち、前記各実施形態では、本願
発明に係るＨＭＴ(T)をＡＴＶ(A)に適用しているが、こ
れに限らず、例えば、トラクタ等の農業車両やフォーク
リフトのような産業車両、或いはゴルフカート等の種々
の車両にＨＭＴ(T)を適用することが可能である
【００５６】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
に係る液圧機械式変速装置（ＨＭＴ）(T)によると、入
力軸(25)と出力軸(26)とを並列に配置したことで、この
ＨＭＴ(T)のＨＳＴ(24)部分のレイアウトの自由度を高
め、かつＨＭＴ(T)全体をコンパクト化できる。また、
前記ＨＳＴ(24)部分をＨＭＴ(T)の外方寄りに配置し
て、車載時にＨＳＴ(24)部分を車両の外方寄りに位置付
けるようにしたことで、ＨＳＴ(24)の冷却が容易にな
り、メンテナンス性も向上し、もって耐久信頼性を向上
できる。その上さらに、このＨＳＴ(24)の作動液をギヤ
オイル等とは独立に循環させる構成とすることができ、
これにより、作動液の特性維持が容易になる。
【００５７】請求項２の発明によると、駆動源(13)と変
速機との間の１次減速機構を省略して、パワートレイン
を軽量・コンパクト化しかつコストを低減できる。
【００５８】請求項３の発明によると、ＨＭＴ(T)から
ＨＳＴ(24)部分だけを容易に取り外すことができるよう
になるので、ＨＳＴ(24)のメンテナンス等がさらに容易
になり、ＨＭＴ(T)の耐久信頼性を一層、向上できる。
【００５９】請求項４の発明によると、パワートレイン
内に副変速機(14)の配置スペースを確保する上で、請求
項１の発明の効果が有効なものになる。
【００６０】請求項５の発明に係る液圧機械式変速装置
（ＨＭＴ）を搭載した車両によると、請求項１の発明と
同様の効果が得られ、特に、ＨＭＴ(T)の車幅方向寸法
の増大を抑制できることで運転座席の居住性が向上し、
また、該ＨＭＴ(T)においてＨＳＴ(24)部分を車両(A)の
側方に配置できることで、その冷却性やメンテナンス性
が大幅に向上するという優れた効果が得られる。
【００６１】請求項６の発明によると、ＨＭＴ(T)と運
転者の脚部との干渉が問題となりやすい場合に、そのＨ
ＭＴ(T)の車幅方向寸法を抑制できることが特に有効に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＨＭＴを搭載したＡＴＶの外観を
概略的に示す斜視図である。
【図２】ＡＴＶの動力伝達系路の構成を車体上方から見
た状態で示す模式図である。
【図３】ＨＭＴの構成を示す断面図である。
【図４】ＨＭＴの構成を示すスケルトン図である。
【図５】実施形態２に係る図２相当図である。
【図６】実施形態２に係る図３相当図である。
【符号の説明】
(A) ＡＴＶ（車両） (T) 液圧機械式変速装置（ＨＭＴ） (6) シート（運転座席） (12)，(16) 車輪 (13) エンジン（駆動源） (13a) クランク軸（駆動源の軸） (14) 副変速機 (23) 機械式変速機（ＭＴ） (24) 静液圧式変速機（ＨＳＴ） (25) 入力軸 (26) 出力軸 (27) 入力ギヤ (28) 出力ギヤ (30) 液圧ピストンポンプ (31) 液圧ピストンモータ (32) 閉回路 (60)，(76) 斜板 (80) ＭＴケーシング (81) ＨＳＴケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 57/02 ３０３ Ｆ１６Ｈ 57/02 ３０３Ｅ ３０３Ｇ ３１１ ３１１

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸(25)と、出力軸(26)と、 前記入力軸(25)及び出力軸(26)の間に介設された差動歯
    車機構(28)を有する機械式変速機(23)と、 前記入力軸(25)に接続された液圧ポンプ(30)と、このポ
    ンプ(30)に閉回路(32)により接続されるとともに、前記
    差動歯車機構(28)を介して出力軸(26)に接続された液圧
    モータ(31)とを有し、該ポンプ(30)及びモータ(31)の少
    なくとも一方が容量可変とされた静液圧式変速機(24)と
    を備えた液圧機械式変速装置(T)において、 前記入力軸(25)及び出力軸(26)が互いに並列に配置さ
    れ、 前記入力軸(25)の軸方向一側の端部に前記液圧ポンプ(3
    0)が接続される一方、該入力軸(25)の反対側の他側の端
    部が駆動源(13)の軸(13a)と接続され、かつ、該両端部
    の中間の入力軸(25)上に前記機械式変速機(23)における
    入力ギヤ(27)が回転一体に設けられ、 前記出力軸(26)の軸方向一側の端部に前記差動歯車機構
    (28)が接続され、さらに、該差動歯車機構(28)の前記一
    側に前記液圧モータ(31)が接続されていることを特徴と
    する液圧機械式変速装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 入力軸(25)は、駆動源(13)の軸(13a)に対しその出力回
    転を直接、受け入れるように接続されていることを特徴
    とする液圧機械式変速装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、 静液圧式変速機(24)のケーシング(81)は、機械式変速機
    (23)のケーシング(80)と別体の構造とされていることを
    特徴とする液圧機械式変速装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、 出力軸(26)の軸方向他側の端部に副変速機(14)が接続さ
    れていることを特徴とする液圧機械式変速装置(T)。
  5. 【請求項５】 駆動源(13)からの出力回転を変速して車
    輪(12)，(16)側へ伝達する変速装置を搭載した車両(A)
    であって、 前記駆動源(13)がその軸(13a)を車幅方向に向けて車両
    (A)に横置きに搭載され、 前記変速装置が、入力軸(25)と、出力軸(26)と、該入力
    軸(25)及び出力軸(26)の間に介設された差動歯車機構(2
    8)を有する機械式変速機(23)と、前記入力軸(25)に接続
    された液圧ポンプ(30)、及びこのポンプ(30)に閉回路(3
    2)により接続されるとともに前記差動歯車機構(28)を介
    して出力軸(26)に接続された液圧モータ(31)を有し、該
    ポンプ（30)及びモータ(31)の少なくとも一方が容量可
    変とされた静液圧式変速機(24)とを備えた液圧機械式変
    速装置(T)であり、 前記機械式変速機(23)及び静液圧式変速機(24)が車幅方
    向について駆動源(13)の中心部よりも一側に配設され、 前記入力軸(25)及び出力軸(26)が駆動源(13)の軸(13a)
    に平行に車幅方向に延び、かつ互いに車体前後方向に離
    れて並列に配置され、 前記入力軸(25)の車幅方向一側の端部に前記液圧ポンプ
    (30)が接続される一方、反対側の他側の端部は駆動源(1
    3)の軸(13a)と接続され、かつ、該両端部の中間の入力
    軸(25)上に前記機械式変速機(23)における入力ギヤ(27)
    が回転一体に設けられ、 前記出力軸(26)の車幅方向一側の端部に前記差動歯車機
    構(28)が接続され、さらに、該差動歯車機構(28)の車幅
    方向一側に前記液圧モータ(31)が接続されていることを
    特徴とする液圧機械式変速装置を搭載した車両。
  6. 【請求項６】 請求項５において、 変速装置(T)の少なくとも一部分が車両(A)の運転座席
    (6)の下方に位置することを特徴とする液圧機械式変速
    装置を搭載した車両。
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