JP2002500733A - １：１比率のロックアップクラッチを備える連続可変の静水圧トランスミッション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 動力装置からのパワーを連続的な（無限の）可変比率で負荷に伝達できる流体トランスミッションに関する。入力シャフト(14)によって駆動される流体ポンプユニット(18)と、固定された流体モータユニット(20)と、斜板カムのポートを通じてポンプユニットとモータユニットとの間で作動流体のポンピングされた交換に応答して出力シャフト(16)にトルクを発生させる中間のくさび形状の斜板カム(22)とを備える連続可変の流体トランスミッションにおいて、比率コントローラを設けて、斜板カムの角度的向きを変更することによってトランスミッションを変更し、さらに、１：１の伝達比に設定されたときに、ロックアップクラッチ(26)を出力シャフト(16)に直接に機械的結合を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 １：１比率のロックアップクラッチを備える連続可変の静水圧トランスミッシ ョン関連特許 ここに開示した本願発明は、米国特許第５,４２３,１８３号、第５,４８６,１ ４２号、第５,５２４,４３７号及び第５,６７８,４０５号に開示されているよう な、くさび形状の斜板カムを備える連続可変の静水圧トランスミッションへの特 別な応用である。それらの特許の開示は参考としてここに組み入れる。発明の分野 本願発明は流体動力伝達装置に関し、特に、動力装置からのパワーを連続的な （無限の）可変比率で負荷に伝達できる静水圧トランスミッションに関する。発明の背景 上で引用した米国特許には、基本的に流体動力伝達ポンプユニット及び流体動 力伝達モーターユニットを備え、それらが、中間にあるくさび形状の斜板カムに 対し軸線方向に対向して整列するように配置された流体動力伝達機械が開示され ている。そのポンプユニットは動力装置によって駆動される入力シャフトに接続 されており、一方、モーターユニットは固定された装置のハウジングに固定され ている。出力シャフトは入力シャフトと同軸で、負荷に駆動力を伝えるように結 合され、また、斜板カムに結合されている。ポンプユニットが動力装置によって 駆動されると、流体が斜板カム内に特別に形成されたポートを経由してポンプユ ニットとモーターユニットとの間をポンプによって往復する。その結果、すべて が同一方向に作用する３つのトルク成分が斜板カムに働き、それにより、負荷を 駆動するための出力トルクが出力シャフトに生じる。それらのトルクの内の２つ は、回転ポンプユニットから斜板カムに働く機械的成分とモーターユニットから シャイ板カムに働く流体力学的成分とである。第３番目の成分は純粋な静水圧的 成分であり、それは、斜板カムのポートの円周上で対向する端部面に作用する流 体圧力によって作られる力の差によって生じる。斜板カムはくさび形状なのでそ の斜板カムのポートはそれらの別々の表面領域にある。 伝達比を変えるためには、出力シャフトに対する斜板カムの角度的方向を変え る。伝達比、つまり、入力シャフト／出力シャフトの速度比は、１：０から１： １までの間で連続的に変わることができるので、動力装置は特にそのもっとも効 率的な作動点に設定された一定速度で作動することができる。１：０（ニュート ラル）伝達比の設定を利用できるのでクラッチの必要性が排除された。従来の連 続的可変の流体トランスミッション、つまり、動力伝達流体の流量が、高くなる 伝達比に比例して増加し、それによって、最大流量が最大の伝達比の設定で生じ るようなトランスミッションとは異なり、引用した特許に開示された流体動力伝 達装置における流量は比率の変化範囲の中間点で最大に達し、それから段々と減 少して最大の伝達比の設定で実質的にゼロになる。従って、動力伝達流体の流量 による損失は減少し、また、高い比率での従来の流体トランスミッションの非常 にうるさい甲高い音を避けることができる。斜板カムに作用する多数のトルク成 分、出力速度範囲の上方の半分の範囲における流体動力伝達の流量の減少、及び 最適な性能の動力装置の入力の提供の可能性のため、引用した出願の流体動力伝 達機械は、車両の動力伝達系において高効率、静かさ、連続的可変の流体トラン スミッションのような特別の利点のある用途を持つ。発明の概要 本願発明の目的は、改良された連続的可変の静水圧トランスミッションを提供 する点にある。 本願発明の別の目的は、連続的可変の静水圧トランスミッションにおける伝達 比率を制御するための設備に改良を提供する点にある。 本願発明のさらに別の目的は、引用した米国特許に開示されたような連続的可 変の静水圧トランスミッションの改良された比率コントローラを提供する点にあ る。本願発明の別の目的は、１：１の伝達比率の改良された伝達性能及び効率を 提供する点にある。 これらの目的及び他の目的を達成するために、本願発明に係る連続的可変の静 水圧トランスミッションは、ハウジングと、このハウジングにジャーナル結合さ れた入力シャフトと、この入力シャフトによって駆動される流体ポンプユニット と、そのハウジングに固定された流体モータと、流体ポンプユニットと流体モー タユニットとの間に配置されていて、流体ポンプユニットと流体モータユニット との間に動力伝達用流体のポンピングされた流体を供給するポートを含むくさび 形状の斜板カムとを備える。その斜板カムは出力シャフトにトルク結合の関係で 結合され、さらに、無限の数の角度的位置を持ち、それにより、無限の数の伝達 比率のそれぞれに設定される。 トランスミッションは、さらに、入力シャフトを直接に出力シャフトに結合す るロックアップクラッチと、伝達比率を１：０から１：１の間に設定する角度的 位置に斜板カムを旋回し、さらに、斜板カムを１：１に伝達比率に設定する角度 的位置に旋回したときにはロックアップクラッチをかみ合わせる比率コントロー ラとを備える。 本願発明の別の特徴、利点及び目的は以下の詳細な説明で述べるが、一部はそ の説明から自明であり、又は発明の実施例に教示されている。本願発明の目的及 び他の利点は詳細な説明、請求の範囲及び添付図面に特に指摘する装置によって 実現及び達成される。 これまでの説明及び以下の詳細な説明はあくまでも例示かつ説明のためのもの で、また、請求の範囲の発明を更に説明するためのものでもある。 添付図面は本願発明の更なる説明を提供するもので、また、本願明細書の一部 に組み込まれかつ一部を構成し、本願発明の望ましい実施例を表わし、さらに、 詳細な説明とともに本願発明の原理を説明するものである。図面の簡単な説明 図１は本願発明に係る連続的可変静水圧トランスミッションの縦断面図である 。 図２は図１のトランスミッションの一部の縦断面図で、トランスミッションが １：０から１：１までの間の比率に設定されたときの様々な部分の位置を示す。 図３は図２の３−３線に沿って見た断面図である。 図４は図１のトランスミッションの流体配管図である。 図５ないし図８は図１及び図４に示すトランスミッション比率制御バルブの４ つの位置を示す一部分の断面図である。望ましい実施例の詳細な説明 本願発明の望ましい実施例に係る連続的可変の静水圧トランスミッションの概 略を図１に１０として示しており、それは、基本的な構成要素としてハウジング １２を備えており、その内部では、入力シャフト１４と出力シャフト１６とが、 概略、端と端とを接して同軸的にジャーナル結合されている。ハウジングの外に ある入力シャフト１４の端部は動力装置（図示せず）に駆動結合され、ハウジン グの外にある出力シャフト１６の端部は負荷（図示せず）に駆動結合される。入 力シヤフト１４は概略１８で示す流体ポンプユニットを駆動する。概略２０で示 す流体モータユニットは、ポンプユニット１８に対し軸線方向に対向するように ハウジング１２に固定されている。概略２２で示すくさび形状の斜板カムは、ポ ンプユニットとモータユニットの間の位置で出力シャフト１６に駆動するように 結合され、さらに、斜板カムにはポンプユニットとモータユニットの間で動力伝 達流体を交換するためのポートが形成されている。図４に概略２４で示す比率コ ントローラは、斜板カム２２に接続されていて、出力シャフトの軸線２５に対す る斜板カムの向きの角度を旋回して調節し、それにより、出力シャフトの速度に 対する入力シャフトの速度の伝達比率を設定する。本願発明の特徴によると、比 率コントローラ２４が斜板カム２２を１：１の伝達比率の位置に旋回すると、該 略２６で示すロックアップクラッチが、入力シャフト１４を直接に出力シャフト １６に結合するように係合される。 ここで図１を詳細に説明すると、概略円筒状のハウジング１２は、ボルト（図 示せず）によって適正な位置に固定される端部カバー３０を備え、ハウジングの 開かれた入口端部が閉じられている。入力シャフト１４はその端部カバーの中央 開口を通ってハウジング１２内に延びており、また、端部カバーにはローラーベ アリングのリング３１が設けられていて入力シャフト１４が回転するようにジャ ーナル接続されている。３２で示すように入力シャフトは端ぐり機で穴が開けら れていて出力シャフト１６の左側の端部の終端部を受け入れている。端ぐり穴３ ２にぴったりと嵌ったローラーベアリングリング３３は出力シャフト１６に内側 端部ジャーナル支持部を提供する。入力シャフト１４の内側終端部は張り出すよ うに形成されていて軸線方向に折れ曲がった環状リップ３７を持つ半径方向フ ランジ３６を提供し、その環状リップは適当な手段（図示せず）によって環状の 平歯車３８に固定されている。その平歯車は入力シャフト１４によって駆動され て、排出ポンプ４０の入力シャフトに固定された平歯車３９と噛合しており、ま た、そのポンプは、ハウジング１２の底側に固定されたパン４３によって形成さ れた動力伝達流体だめ４２内に配置されている。 環状の平歯車３０には流体ポンプユニット１８用の環状のピストンキャリア４ ６も固定されている。そのキャリアの半径方向への延出部には軸線方向に延在す るポスト４８の環状のアレーが設けられており、そのポストはポンプピストン５ ０が旋回するように取り付けられる球面ベアリング４９を備える自由端部を持つ 。それらのポンプピストンは環状のポンプシリンダーブロック５２に形成された シリンダー５１の環状アレーに滑動自在に受け入れられる。キャリア４６の軸線 方向延出部は、ポンプシリンダーブロックを旋回するように取り付けるために球 面ベアリング５３を備える。ポンプピストン５０及びポンプシリンダーブロック ５２は旋回するように取り付けられているので、流体ポンプユニット１８が入力 シャフト１４によって駆動されるにつれて、シリンダブロックの歳差運動が行わ れる。 さらに図１を参照すると、流体モータユニット２０は流体ポンプユニット１８ と実質的に等価であるが、それが適当な手段（図示せず）によって環状のマニホ ールドブロック５６を介して固定されている点は異なる。そのマニホールドブロ ックはモータピストンキャリアとして機能し、軸線方向に延在する中空のポスト ５８を備えており、そのポストは、モータピストン６０を旋回するよう取り付け る球面ベアリング５９を取り付けるのに適した自由端部を備える。次に環状モー タシリンダーブロック６２はマニホールドブロック５６の軸線方向延出部に取り 付けられた球面ベアリング６３によって旋回するように取り付けられる。ポンプ シリンダーブロック５２の場合と同様に、モーターシリンダーブロックはモータ ピストン６０を滑動自在に受け入れるようにシリンダー６４の環状アレーを備え る。モータピストン及びモータシリンダブロックは回転しないが、それらの旋回 取付によってモータシリンダーブロックの歳差運動（章動）を提供する。 さらに、図１に示すように、環状フランジ７０が出力シャフトの所定の軸線方 向位置にキー止めされていて入力シャフトフランジ３６とポンプピストンキャリ ア４６との間に半径方向に突出する延長部７１を提供する。ナット７３が出力シ ャフト１６にねじ込まれていてフランジ７０の軸線方向位置を確定する。フラン ジ延長部７１の右側の半径方向の面には孔が形成されていて環状ベアリングプレ ート７２を受け入れており、そのプレートは米国特許第５,４９３,８６２号に説 明された方法に適し、それにより、典型的には異なる速度で回転する出力シャフ トフランジ７０とポンプピストンキャリア４６との間に流体スラストベアリング 効果を提供する。フランジ延長部７１の左側の半径方向の面はロックアップクラ ッチ２６の環状クラッチプレート７４を提供するようにされている。クラッチプ レート７４の円錐形の周囲の表面７５は、図１に示すように、フランジリップ３ ７の円錐形の内側表面７６と係合して入力シャフト１４と出力シャフト１６との 直接の結合を提供する。 出力シャフト１６の右側端部は端部カバー８０の中央開口を通って延出してハ ウジング１２の開かれた出力端部を閉じている。ローラーベアリング８１は端部 カバーの開口にぴったり適合して出力シャフトがハウジングを出たその出力シャ フトにジャーナル保持を提供する。マニホールドブロック５６の中央開口に適合 したローラベアリング７９によって出力シャフトに中間ジャーナル保持が提供さ れている。出力シャフトの端部にボルトで止められたフランジアダプター８２は 、負荷（図示せず）への駆動結合を容易にする。出力シャフトと一体的にフラン ジ８４が形成されており、それは端部カバー８０とマニホールドブロック５６と の間で半径方向に突出する。ポートプレート８６が、マニホールドブロック５６ と滑動する接触を行うようにフランジ８４の左側の半径方向の面にピン止めされ ている。 図１及び図３に示すように、アーム９０は出力シャフト１６に駆動結合するよ うにキー止めされ、さらに、終端に向かって放射状外側に広がっていて、そこで そのアームに斜板カム２２を旋回するように結合する交差ピン９２を保持する。 斜板カムの入力及び出力面は比較的鋭角を形成していてその斜板カムのくさび形 状を提供する。ポート９４（図３）は、斜板カムの入力及び出力面の腎臓のよう な形状の凹部（図示せず）の間に延在し、それらの面はポンプ５２及びモータ ６２のシリンダーブロックの端部面と滑動する接触を行っている。シリンダーブ ロックの端部面の開口９６は斜板カムのポート９４と連通してポンプユニット１ ８とモータユニット２０との間で動力伝達流体のポンプによる流入・流出を行う 。引用した特許で説明されているように、その時トルクが斜板カム上に発生し、 それは出力トルクとしてアーム９０を経由して出力シャフト１６に伝達される。 比率コントローラ２４の１つの部品として、図１及び図２に概略を１００で示 す環状の作動ピストンの一部は、斜板カム２２の対向する両側に軸線方向に離隔 された状態で、出力シャフト１６の大径の部分に、滑動するように取り付けられ ている。作動ピストン１００は、互いに適当な手段（図示せず）によって結合さ れた、シリンダー部分１０１及び軸線方向に短いシリンダー部分１０２からなる ２部分構造である。ピストン部分１０１は、出力シャフト１６の大径部分１６ａ 上に滑動自在に設けられていて右側に延びたスカート１０１ａと、その出力シャ フトの小径部分１６ｂにのるシリンダー面で終端する半径方向内側に向かって延 びるショルダー１０１ｂとを持つ。図２にもっとも良く示すように、そのピスト ンショルダー１０１ｂの右側の半径方向への面と、出力シャフトの大径の部分１ ６ａから小径部分１６ｂまでの移行部分とは、環状の作動チャンバー１０４の軸 線方向への範囲を画定する。スカート１０１ａ及びショルダー１０１ｂとに嵌ま り込んだシール１０５によって、作動チャンバー１０４から流体が漏れないよう にされている。ショルダー１０１ｂの左側に向かうピストン部分１０１の軸線方 向延長部分には凹部１０１ｃが形成されていて、そこには、ヨーク１０６がぴっ たりとはまるように収容されている。図３にもっとも良く示すように、ヨーク１ ０６は、出力シャフト１６に固定された斜板カムのアーム９０の半径方向内側の 端部の周りを１８０°にわたって延びるアーチ状に形成されている。そのヨーク の終端部は直径方向に対向するトラニオン１０６ａの形状にされており、そのト ラニオンはヨークを斜板カム２２に旋回するように結合するためのピン１０８を 受け入れる。 ピストン部分１０２は、出力シャフトのフランジ７０の大径のシリンダー部分 ７０ａ上に滑動自在に取り付けられたシリンダー状スカート１０２ａと、軸線方 向への転向リップ１０２ｃで終端する半径方向転向ショルダー１０２ｂとを備え ており、そのリップは出力シャフトのフランジ７０の小径のシリンダー延長部分 ７０ｂにのっかっている。ショルダー１０２ｂの半径方向左側の面及び出力フラ ンジ７０の大径のシリンダー部分と小径のシリンダー部分との間の半径方向への 移行部分は、環状の作動チャンバー１１０の軸線方向への範囲を確定する。ピス トン部分１０２のスカート部分１０２ａ及びリップ１０２ｃによって、作動流体 が作動チャンバー１１０からもれることを防いでいる。 次の説明により明らかなように、作動ピストン１００は、作動チャンバー１０ ４及び１１０内に作動流体の差圧を生じさせることによって、軸線方向に沿って 反対方向に駆動される。つまり、作動チャンバー１０４の流体の圧力が作動チャ ンバー１１０の流体の圧力を越える場合には、作動ピストン１００は左方向に向 かって駆動される。作動ピストンとヨーク１０６との間の結合は固定され、直角 に出力シャフトの軸線と交差する旋回軸（ピンの軸線１０８）の周りをヨークが 旋回するように斜板カム２２に旋回結合（ピン１０８）され、さらに、アーム９ ０に斜板カムが旋回結合（ピン９２）されているため、作動ピストンの左側への 移動行程によって斜板カムがピン９２の周りを反時計回りに旋回運動する。 引用した特許に説明されているように、斜板カムの時計方向への旋回運動は伝 達比率を小さくする。斜板カムの左側（入口）面が出力シャフトの軸線に直交す る場合には、ポンプシリンダーブロック５２もそのようになる。その時には、回 転するポンプシリンダーブロックの歳差運動は存在せず、その結果、ポンプピス トン５０はポンプシリンダー５１内では作動流体をポンピングするようには往復 動しない。これは、斜板カム２２のニユートラル状態（１：０伝達設定）である 。 一方、作動チャンバー１１０内の作動流体の圧力が作動チャンバー１０４の作 動流体の圧力を越えた場合には、作動ピストン１００は右側に向かって駆動され て斜板カム２２を時計回りの方向に旋回し、その結果、伝達比率を大きくする。 １：１の伝達比率は、斜板カムの右側（出力）面が出力シャフトの軸線２５と直 交するとき(図１に示す角度方向)、達成される。この斜板カムの向きにおいては 、モータシリンダーブロック６２も出力シャフト軸線と直交する。従って、モー タピストン６０はそれらのモータシリンダー６４内では往復動せず、作動流体を ポンピングしない。その時斜板カムに作用する機械的、流体力学的及び流体静 力学的トルク成分は、入力シャフトと同一の速度、つまり、１：１の伝達比で、 出力シャフト１６を追加的に駆動する。作動ピストンの部分１０１にはスロット １０１ｃが設けられており、そのスロットを通って斜板カムのアーム９０が延出 する。そのスロットは作動ピストン１００の完全な軸線方向への動きを提供する ように充分なクリアラン又を提供するように軸線方向に広がっている。 図１に示すように、比率コントローラ２４の第２の要素として、概略が１２０ で示されている比率制御バルブが、出力シャフト１６の出力端部にドリルであけ られた端ぐり穴１２２に設けられている。その端ぐり穴は端部プラグ１２３によ って密閉されている。比率制御バルブ１２０は、液だめポンプ４０によってポン ピングされた補給作動流体の制御圧力によって端ぐり穴１２２内に軸線方向に沿 って配置されている。図１及び図４に概略を示すように、ポンプ４０によって液 だめ４２からくみ上げられた補給流体は、その液だめ内の液中に沈む位置にハウ ジング１２によって取り付けられたバルブブロック１２５の通路（概略１２４で 示す）を通ってポンピングされる。それらの通路はバルブブロック内に設けられ た比例式ソレノイド圧力減少バルブ１２６につながる。そのソレノイドバルブか ら、その作動流体は、マニホールドブロック５６内の通路(概略１２７で示す)、 ポートプレート８６、出力シャフトフランジ８４及び端部プラグ１２３を通過し て、端部プラグ１２３と制御バルブ１２０のピストンヘッド１３０との間に画定 された制御バルブ作動チャンバー１２８まで流れる。図４に示すように、ポンプ ４０によってポンピングされた補給作動流体は、斜板カム２２の低圧側にある、 チェックバルブ１３１のいずれかの一方、ポートプレート８６、マニホールドブ ロック５６及び流体モータユニット２０にも流れて作動流体の損失を補充する。 引用した米国特許第５,４８６,１９２号は適当な補給作動流体回路の詳細を得る ために参照することができる。 バルブピストンヘッド１３０に固定されかつそれから左側に延びているものは 、軸線方向に長く延びたバルブスプール１３２で、それは、端ぐり穴１２２に固 定されて配置されているバルブ本体１３４に滑動自在に受け入れられている。以 下に説明するように、バルブスプール１３２の軸線方向への位置に応じて、比率 制御作動チャンバー１０４が、端ぐり穴１２２につながる出力シャフトの角度の あ る通路１３６を経由して加圧又は排出され、比率制御作動チャンバー１１０が、 端ぐり穴につながる出力シャフトの軸線方向への通路１３８を経由して加圧又は 排出され、さらに、ロックアップクラッチの作動チャンバー１４０が、端ぐり穴 につながる出力シャフト及び出力フランジ７０の通路１４２を経由して加圧又は 排出される。作動チャンバーを加圧するために斜板カム２２の高圧側に生じる流 体圧力には、流体モータユニット２０、マニホールド５６、ポートプレート８６ 及び端ぐり穴１２２とバルブ本体１３４との間に形成された環状キャビティー１ ４６につながる出力シャフト通路１４４を経由してアクセスすることができる。 斜板カム２２の高圧側からの作動流体の引き出しに適した流体モータユニット、 マニホールド及びポートプレートの詳細は米国特許第５,４８６,１４２号を参照 することができる。作動チャンバー１０４、１１０及び１４０を排出するために 、端ぐり穴１２２とバルブ本体１３４との間に形成された環状キャビティー１５ ０につながる出力シャフト通路１４８を介して大気圧にアクセスすることができ る。 図５は、伝達比率を１：０から１：１までのいずれかの必要な伝達比に設定す るように、ソレノイドバルブ１２６の作動によってバルブヘッド１３０に生じた 制御された圧力によって位置決めされた制御バルブスプール１３２を示す。それ から、バルブスプール１３２上のランド１５２が、出力シャフト通路１３８につ ながるバルブ本体１３４内の内部通路１５４をブロックし、それにより、作動チ ャンバー１１０を離隔するということがわかる。同様に、バルブスプールのラン ド１５６が端ぐり穴１２２と出力シャフト通路１３６との間の環状キャビティー １６０につながる内側バルブ本体通路１５８をブロックし、それにより、作動チ ャンバー１０４を離隔する。その結果、それらのチャンバー内に閉じ込められて いる作動流体の圧力は均一にされて、作動ピストン１００の軸線方向位置を確定 し、それにより、伝達の設定を保持する。同時に、該略１６２で示す流体回路は 、出力シャフト通路１４２及び１４８とバルブ本体１３４及びバルブスプール１ ３２の通路とを通じて環状キャビティー１５０に開放される。従って、ロックア ップクラッチの作動チャンバー１４０は、ロックアップクラッチプレート７４が 図２に１つの概略を示しているスプリングによって係合が解除された位置まで偏 るように排出される。 図６は伝達比を減少させるように又は下降行程にあるようにソレノイドバルブ １２６によって配置された制御バルブスプール１３２を示す。それからわかるよ うに、バルブ本体の通路１５４がブロックされない位置までランド１５２が移動 しているので、比率制御作動チャンバー１１０につながる出力シャフト通路１３ ８は流体回路１６２に結合され、それはロックアップクラッチの作動チャンバー １４０を排出してロックアップクラッチを係合が解除された位置に保持する。従 って、作動チャンバー１１０も大気圧まで排出される。しかし、バルブスプール ランド１５６はバルブ本体の内部通路１５８をブロックしない位置に移動してい るので、高圧作動流体を含む環状キャビティー１４６と比率制御作動チャンバー １０４との間の概略１６８で示す流体回路は開放される。その時その作動チャン バーは加圧されて作動ピストン１００を左側に駆動し、それにより、斜板カム２ ２に反時計回りに比率が減少する旋回運動を生じさせる。 図７は伝達比率を増加させるように又は上昇行程にあるようにソレノイドバル ブ１２６によって配置された制御バルブスプール１３２を示す。ここでは、ラン ド１５６が、比率制御作動チャンバー１０４と環状キャビティー１５０の大気圧 との間において概略１７０で示す排出流体回路を開くように配置される。また、 このランド１５６の位置は図７に示されているように高圧流体キャビティー１４ ６から作動チャンバー１０４までつながるような図６に示す流体回路１６８をブ ロックする。流体回路１６２は開放しつづけて、ロックアップクラッチの作動チ ャンバー１４０を排出された状態に維持する。ただし、ランド１５２は、そのと きは、左側位置にあって、高圧流体キャビティー１４６からバルブ本体１３４及 び出力シャフト通路１３８を経由して作動チャンバー１１０までつながるような 概略１７４で示す流体回路を確定する。その時そのチャンバーは、作動チャンバ ー１０４が排出されるにつれて加圧され、作動ピストン１００が右側に駆動され て斜板カム２２を時計回りの比率増加（上昇行程）の方向に旋回する。作動チャ ンバー１４０は流体回路１６２を通じて排出された状態に維持されるので、ロッ クアップクラッチ２６は依然として係合が解除された状態を維持する。 図７のバルブスプール１３２の位置が斜板カムを１：１の伝達比率の上昇行程 に移行させると、ソレノイドバルブ１２６はそのバルブスプールを図８に示す位 置まで移動する。ランド１５２はもっとも左側の位置に置かれており、それは図 ７に示す流体回路１７４を遮断しないことがわかる。従って、比率制御作動チャ ンバー１１０は加圧されつづけ、それは比率制御作動ピストン１００を右側に駆 動することに役立つ。ランド１５６は高圧流体キャビティー１４６から比率制御 作動チャンバー１０４までつながるような図６に示す流体回路１６８を遮断しつ づける。しかし、ここでは、バルブスプールランド１８０はキャビティー１５０ への排出アクセスをブロックする位置にある。従って、ロックアップクラッチ作 動チャンバー１４０への排出流体回路１６２と図７に示す比率制御作動チャンバ ー１０４への排出流体回路１６２とはこのときには遮断される。作動チャンバー １０４はそのときは離隔されるので、そこに閉じ込められた作動流体の圧力は、 流体回路１７４を通じて確立された作動チャンバー１１０内の流体圧力とつりあ うレベルを表わす。作動ピストン１００の位置は従って斜板カム２２の１：１比 率の位置を維持するように固定される。さらに、図８に示すランド１５６の位置 は、概略１８２で示すように高圧流体キャビティー１４６からロックアップクラ ッチ作動チャンバー１４０までつながる流体回路を形成する。そのチャンバーへ の加圧はクラッチプレート７４を入力シャフトフランジ３６のリップ３７と係合 させ、さらに、ロックアップクラッチと係合させてトランスミッション１０の動 力伝達要素をバイパスする直結の入力・出力シャフトの機械的駆動結合を確立す る。ロックアップクラッチ２６の係合によりもたらされたその直結の機械的結合 は改善された効率の１：１伝達比の作動を提供するということを認識するであろ う。 図４は他の図面を参照しながら上述した流体回路の簡略図である。上では言及 していないが、図４に示されている要素としては、作動流体クーラー１９０及び チェックバルブ１９２があり、それにより、出力シャフト通路１４４が、斜板カ ム２２の高圧側のみに流体結合することを保証する。制御バルブ１２０の位置「 ２」は、伝達比率を設定するような図５に示すバルブスプール位置を表わす。制 御バルブの位置「１」は伝達比率を下方に動かすような図６のバルブスプール位 置を表わす。スプリング１９４は安全限界として追加することができ、ソレノイ ドバルブ１２６から制御バルブの位置決め流体圧力が失われたときに、制御バ ルブスプールを位置「１」に偏らせることができる点に注目すべきである。制御 バルブの位置「３」は伝達比率を上昇工程に移行するためのバルブスプール位置 を表わし、制御バルブ位置「４」は１：１の伝達比を設定しさらにロックアップ クラッチ２６と係合するような図８に示すバルブスプール位置を表わす。 図４にさらに示すように、コントローラ１９６は、例えば、選択的に制御バル ブ作動チャンバー１２８を加圧するために電気的制御のソレノイドバルブ１２６ に用いることができ、その結果、入力シャフト速度、出力シャフト速度、スロッ トル位置等のような様々なパラメータ入力に応答して、望ましい制御バルブの位 置決め及び関連する伝達比率制御を達成することができる。 当業者は本願発明の範囲を逸脱することなく本願発明に係る装置に様々な修正 及び変更を行うことができることは自明である。従って、本願発明の修正及び変 更が請求の範囲及び等価のものの範囲内にある場合には、本願発明はそれらを包 含するように解釈することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 タッカー、クライブ アメリカ合衆国、マサチューセッツ州 01201、ピッツフィールド、カラティナ・ アベニュー 19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと、 該ハウジングにジャーナル結合された入力シャフトと、 該入力シャフトによって駆動される流体ポンプユニットと、 前記ハウジングに固定された流体モータユニットと、 前記ハウジングにジャーナル結合された出力シャフトと、 前記流体ポンプユニットと前記流体モータユニットとの間に配置されたくさ び形状の斜板カムであって、前記流体ポンプユニットと前記流体モータユニッ トとの間に作動流体のポンピングされた流れを提供するポートを含み、前記斜 板カムが前記出力シャフトにトルク結合関係で結合されさらに無限の角度的位 置に旋回してそれぞれに無限の数の伝達比率を設定するくさび形状の斜板カム と、 前記入力シャフトを直接に前記出力シャフトに選択的に結合するロックアッ プクラッチと、 １：０と１：１との間で伝達比率を設定する角度的位置まで前記斜板カムを 旋回し、前記斜板カムが１：１の伝達比に設定する角度的位置まで旋回された ときには、前記ロックアップクラッチを係合するように結合されている比率コ ントローラとを備える連続可変の静水圧トランスミッション。 ２ 請求項１のトランスミッションにおいて、前記比率コントローラは、 前記斜板カムに結合された作動ピストンと、 第１及び第２の作動チャンバーと、 前記第１及び第２の作動チャンバー内に流体圧力差を生じさせるように選択 的に作動できる流体バルブを備え、それにより、作動ピストンの動きを生じさ せて、反対方向の、伝達比率増加方向及び伝達比率減少方向に前記斜板カムを 旋回し、さらに、前記伝達比が１：１まで増加すると、前記ロックアップクラ ッチを係合して前記入力シャフトを前記出力シャフトに結合する流体回路とを 含むトランスミッション。 ３ 請求項２のトランスミッションにおいて、前記流体バルブは、前記入力及び 出力シャフトの一方と結合する制御バルブを含み、さらに、前記流体回路は前 記制御バルブから前記第１作動チャンバー、第２作動チャンバー及び前記ロッ クアップクラッチを係合するように加圧されている第３の作動チャンバーまで それぞれがつながる前記一方のシャフト内の第１、第２及び第３の流体通路を 備えるトランスミッション。 ４ 請求項３のトランスミッションにおいて、前記流体回路はさらにオペレータ から入力された出力シャフト速度コマンドに応答して前記制御バルブを選択的 に移動するように流体工学的に結合された位置決めバルブを備えるトランスミ ッション。 ５ 請求項４のトランスミッションにおいて、前記制御バルブは、 前記第１及び第２の作動チャンバーを離隔し、前記第３の作動チャンバーを 排出して１：０から１：１までの間の伝達比に設定する第１バルブ位置と、 前記第１及び第３の作動チャンバーを排出し、さらに、前記第２の作動チャ ンバーを加圧して前記伝達比を小さくする第２バルブ位置と、 前記第２及び第３の作動チャンバーを排出し、さらに、前記第１の作動チャ ンバーを加圧する第３バルブ位置と、 前記第１及び第３の作動チャンバーを加圧し、さらに、前記第２の作動チャ ンバーを１：１の伝達比で離隔する第４バルブ位置とを含むトランスミッショ ン。 ６ 請求項５のトランスミッションにおいて、前記制御バルブ並びに前記第１、 第２及び第３の流体通路は前記出力シャフトに設けられるトランスミッション 。 ７ 請求項６のトランスミッションにおいて、前記作動ピストン並びに前記第１ 及び第２の作動チャンバーは前記出力シャフトを囲む環状要素であるトランス ミッション。 ８ 請求項７のトランスミッションにおいて、前記作動ピストンは軸線に沿って 反対方向に移動するように前記出力シャフトに取り付けられているトランスミ ッション。 ９ 請求項８のトランスミッションにおいて、前記比率コントローラは、さらに 、前記作動ピストンに固定されるとともに前記出力シャフトの長手方向軸線と 交差する横方向旋回軸線において前記斜板カムに旋回するように結合されてい るヨークを備えるトランスミッション。 10 請求項９のトランスミッションにおいて、さらに、一方の端部で前記出力シ ャフトに固定されていて、前記斜板カムに旋回するように結合されている自由 端部を持つ横方向アームを備えるトランスミッション。