JP2948970B2 - 静油圧式無段変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アキシャルプランジャ
型の静油圧式無段変速装置（Ｈ. Ｓ. Ｔ. ）に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１に、斜板形可変容量アキシャルポン
プＰと斜板形定容量アキシャルモータＭとを一体化した
アキシャルプランジャ型の静油圧式無段変速装置が示さ
れている。

【０００３】斜板形可変容量アキシャルポンプＰは、入
力軸１によって一定方向に回転駆動されるシリンダブロ
ック２、このシリンダブロック２に入力軸軸心と平行に
スライド自在に装備される複数のプランジャ３、外部か
ら角度変更調節される斜板４、シリンダブロック２の端
面に摺接するようにケース５側に固定される弁板６、等
を備え、各プランジャ３の先端を斜板４に接触支持させ
た状態でシリンダブロック２を回転させることによっ
て、押し込み操作されるプランジャ３で加圧された高圧
の油を弁板６に形成したポート７から圧送し、引出し操
作されるプランジャ３の吸引作用によって、弁板６に形
成した他方のポート８から油を吸入するように構成され
る。

【０００４】また、斜板形定容量アキシャルモータＭ
は、出力軸１１備えたシリンダブロック１２このシリン
ダブロック１２に装備される複数のプランジャ１３、一
定角度の固定斜板１４、シリンダブロック１２の端面に
摺接する弁板１６等を備え、前記アキシャルポンプＰか
らの高圧油が押し込み状態のプランジャ１３群に供給さ
れることで、固定斜板１４に先端を支持されたプランジ
ャ１３が固定斜板１４に沿って伸出しながらシリンダブ
ロック１２を固定斜板１４に対して相対的に回転され、
このシリンダブロック１２の回転を出力軸１１から取り
出すように構成されている。

【０００５】そして、前記斜板４の角度を零、つまり入
力軸１に対して直角にすると、アキシャルポンプＰから
の吐出油量が零となってアキシャルモータＭの出力軸１
１は停止して、中立状態がもたらされる。また、前記斜
板４を中立位置から正または逆に傾斜操作することで、
前記ポート７，８の一方が高圧側（吐出側）、他方が低
圧側（吸入側）となり、それによってアキシャルモータ
Ｍへの圧油供給方向が切り換わって出力軸１１の回転方
向が正または逆になるとともに、斜板４の角度が大きく
なるほどアキシャルポンプＰからの吐出油量が増大して
出力軸１１の回転速度が大きくなる。

【０００６】上記静油圧式無段変速装置においては、斜
板形可変容量アキシャルポンプＰの斜板４の中立位置が
一点であるためにこれを確保するのが困難であり、車両
の走行変速装置として使用する際には、中立確保のため
に次のような種々の手段が採られている。

【０００７】 アキシャルポンプＰとアキシャルモー
タＭとを繋ぐ高圧側の油路と低圧側の油路とをバイパス
油路で連通するとともに、このバイパス油路中に開閉自
在な中立弁を設け、斜板４が中立位置を含む設定範囲内
に操作されることに連動して前記中立弁を開路させ、以
て、強制的に中立域を形成する。 斜板４を中立位置
に機械的に付勢するデテント機構を斜板操作軸（トラニ
オン軸と呼称される）あるいは、その操作系に装備す
る。 シリンダブロック２に形成するプランジャ装着
孔と、これに摺動自在に装着されるプランジャ３とのク
リアランスを大きく設定することで油のリーク量を増や
し、これによって、斜板４が厳密に中立位置になくて
も、アキシャルモータＭへの高圧油の流入を実質的にな
くして中立幅を拡大する。 図８に示されるように、
アキシャルポンプＰの弁板６において、対をなす油出入
り用のポート７，８の対向する端部にＶ溝状のノッチ２
０を形成することで、高圧・低圧間の油リーク流量を増
やして実質的な中立幅を大きくする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の中
立確保手段には夫々次のような不具合があった。 (イ) 中立弁を用いる手段は、部品点数、油路、組み
立て工数が増えてコストアップを招く。 (ロ) 中立デテント機構を用いる手段は、部品点数、
組み立て工数が増えてコストアップを招くのみならず、
中立デテント機構自体に正確な調整が必要で組み立て作
業性の低下をもたらす。 (ハ) シリンダブロック２とプランジャ３とのクリアラ
ンスを大きく設定する手段は、高温時にチャージ圧が
低下してプランジャ摺動面に油切れが発生しやすく、ま
た、プランジャ３がシリンダブロック２に対して振れる
ことによって圧力脈動が大きくなり、やがて作動不能に
なる現象（ブロックリフト）が発生しやすくなる。 (ニ) アキシャルポンプＰの弁板４に対をなして形成し
た油出入り用のポート７，８の対向する端部にノッチ２
０を形成する手段は、上記手段(ハ) の不具合はない
が、このノッチ２０の設定が難しい。例えば、ノッチ２
０が小さいと高圧・低圧部位の間での圧力変化が急激で
油リークも少なく、斜板４が中立に復帰しやすくなる
が、その反面、斜板４の操作が重くなったり、エロージ
ョン（油の急激な流動による部品の損傷）が発生しやす
くなる。逆にノッチ２０が大きいと油リークが多くなっ
て前記エロージョンの発生は少なくなるとともに、斜板
４の操作力が小さくなるが、斜板４の中立への復帰性能
が低下するとともに、アキシャルポンプＰの容積効率が
低下する不具合がでる。

【０００９】本発明は、このよう従来手段に見られた不
具合を簡単な改造で解消しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の特
徴構成は、プランジャ３群を装備して回転するシリンダ
ブロック２の端部に摺接する弁板６に、対をなす油出入
り用のポート７，８をシリンダブロック軸心を中心とす
る円弧状に形成したアキシャルプランジャ型の静油圧式
無段変速装置において、対をなす前記油出入り用のポー
ト７，８の対向する端部同志を小断面積の溝２１で連通
接続するとともに、この溝２１の断面積をその全長に亘
って略一定にしてある点にある。

【００１１】請求項２に係る発明の特徴構成は、請求項
１記載の静油圧式無段変速装置において、前記ポート
７，８の端部に、先端側ほど断面積が小さくなるノッチ
２０を形成し、このノッチ２０の先端に前記溝２１を接
続してある点にある。

【００１２】請求項３に係る発明の特徴構成は、請求項
１または２記載の静油圧式無段変速装置において、前記
溝２１をシリンダブロック軸心を中心とする円弧状に形
成してある点にある。

【００１３】

【作用】請求項１に係る発明の構成によると、小断面積
の溝２１で連通接続された高圧側のポートと低圧側のポ
ートと対向端部の間の圧力分布は滑らかに変化すること
になり、エロージョンの発生が抑制されるとともに、適
度の油リークによって実質的な中立幅が増大する。

【００１４】静油圧式無段変速装置を車両の走行変速用
に利用する場合、車体が平地で動き始める時の負荷圧は
その車体固有の略一定値となるものであり、中立操作域
でポート圧が前記した車体起動のための前記負荷圧に満
たなければ、車体を確実に停止させることができる。こ
こで、ポート間を断面積が略一定の溝２１で連通する構
造とすると、中立時における油リークを決定する要素は
溝２１の断面積だけとなり、この断面積を適当に設定す
ることで、車体に対応した過不足のない油リークをもた
らして、中立域での車体停止状態を確保することが可能
となる。

【００１５】因みに、ノッチだけの油リークで中立域を
得る場合には、ノッチの長さ、幅、深さ、断面積の変化
具合、など、油リークを変化させる要素が多いものとな
り、車体に応じた油リークを得るノッチを決定し、か
つ、これを精度良く加工することが難しいものとなる。

【００１６】請求項２に係る発明の構成によると、一定
小断面積の溝２１の導入によって中立幅の拡大ができる
ので、ポート端部に形成するノッチ２０を大きくする必
要はなく、その結果、ノッチ２０による中立復帰力を斜
板操作力があまり大きくならないで、かつ、ポンプ容積
効率もあまり低下させない適度の大きさに設定すること
ができる。

【００１７】請求項３に係る発明の構成によると、回転
切削加工によって環状の溝の形成が行える。

【００１８】

【発明の効果】〔請求項１に係る発明の効果〕 (1) 弁板に簡単な溝加工を施すだけの改造によって実質
的な中立幅を拡大できるので、中立弁や中立デテント機
構を別途装備する必要なく、安価な構成で中立位置を確
保して、走行用変速装置に好適な性能を得ることができ
る。 (2) プランジャのクリアランスによる油リークを利用す
る構成ではないので、高温時の油切れを回避して耐久性
を高く維持するとともに、プランジャの振れによるブロ
ックリフト現象の発生を未然に回避することができる。 (3) ポート間を連通接続する溝の断面積の設定だけで油
リークを設定できるので、ノッチだけの油リークで中立
を得る手段に比して油リークの設定が容易となり、この
変速装置を走行用に利用する車体の起動用の負荷圧に対
応した過不足のない好適な油リークを確保して、車体に
応じた適切な中立域を得ることが容易となる。

【００１９】〔請求項２に係る発明の効果〕 (4) ポート端部のノッチのみによって油リークを調整す
るものではないので、中立幅を拡大できるものでありな
がらノッチを大きくする必要がなくなり、以て、斜板の
中立復帰力を操作性を悪化しない程度で、かつ、ポンプ
容積効率もあまり低下させない適度にノッチの大きさを
容易に設定できるようになった。

【００２０】〔請求項３に係る発明の効果〕 (5) 油リークを設定する一定小断面積の溝を回転切削加
工により簡単容易、かつ、精度よく形成することがで
き、コストアップを招くことなく性能に優れた静油圧式
無段変速装置を製作することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
が、静油圧式無段変速装置自体の構成は、従来の技術の
項で説明したものと変わりないので、重複を避けるため
にこでは全体構成の説明は省略し、本発明の特徴構成に
ついてのみ説明する。

【００２２】図２は、前記斜板形可変容量アキシャルポ
ンプＰに備えた前記弁板６の正面を示し、３個の小ポー
ト７ａ，８ａを並べてなる油出入り用の一対のポート
７，８が、プランジャ３群の回転軌跡に沿う円弧状に配
置して穿設されるとともに、各ポート７，８の端部が適
当間隔をもって対向配備されている。各ポート７，８の
一端部には、断面Ｖ形のノッチ２０が形成されて、両ポ
ート７，８間で圧油のリークが発生するように構成され
るとともに、対向するポート７，８間に亘って小断面積
のＶ形の溝２１が形成されて、両ポート７，８間で圧油
のリーク量が適切に制御されている。

【００２３】前記溝２１は、シリンダブロック２の回転
軸心を中心として環状に切削形成されたものであり、各
ポート７，８を構成する各小ポート７ａ，８ａ間も同寸
法の溝２１ａが形成されている。尚、この小ポート間の
溝２１ａは前記溝２１を２箇所に同時加工する形態上か
ら形成されたもので性能上には関係がなく、前記溝２１
だけが形成されればよい。

【００２４】因みに、図５は、前記溝２１を直角Ｖ溝に
した場合の開口幅Ｗとポンプ容積効率ηとの関係の一例
を示し、この場合は、開口幅Ｗを０. ２〜０. ４ｍｍ程
度に設定するとポンプ容積効率を低下させることなく圧
油のリーク量を適度に確保できるものである。

【００２５】また、図６は、前記ノッチ２０の大きさＤ
と斜板４の中立付近での復帰力Ｆｎ、および斜板４の最
大操作力Ｆｍとの一般的な関係を示すものであり、この
場合はノッチ２０の大きさＤをｄ1 〜ｄ2 の範囲に設定
するのが、斜板操作があまり重くなり過ぎず、かつ、適
度の中立復帰作用を得る上で妥当である。

【００２６】〔別実施例〕 前記溝２１の断面形状は、図７（ａ），（ｂ）に示され
るように、角溝状や丸溝状として実施するもよい。ま
た、前記溝２１を直線溝として加工しても性能的には変
わりない。

【００２７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】静油圧式無段変速装置の縦断側面図

【図２】本発明に係る静油圧式無段変速装置に備えた弁
板の正面図

【図３】ポート端部の縦断側面図

【図４】ポート端部の縦断正面図

【図５】溝の開口幅とポンプ容積効率の関係を示す特性
図

【図６】ノッチの大きさと斜板復帰力および最大操作力
の関係を示す特性図

【図７】溝の変形例を示す断面図

【図８】従来の弁板の正面図

【符号の説明】

２ シリンダブロック ３ プランジャ ６ 弁板 ２０ ノッチ ２１ 溝

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャ（３）群を装備して回転する
   シリンダブロック（２）の端部に摺接する弁板（６）
   に、対をなす油出入り用のポート（７），（８）をシリ
   ンダブロック軸心を中心とする円弧状に形成したアキシ
   ャルプランジャ型の静油圧式無段変速装置において、対をなす前記油 出入り用のポート（７），（８）の対向
   する端部同志を小断面積の溝（２１）で連通接続すると
   ともに、この溝（２１）の断面積をその全長に亘って略
   一定にしてあることを特徴とする静油圧式無段変速装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の静油圧式無段変速装置
   であって、前記ポート（７），（８）の端部に、先端側
   ほど断面積が小さくなるノッチ（２０）を形成し、この
   ノッチ（２０）の先端に前記溝（２１）を接続してある
   ことを特徴とする静油圧式無段変速装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の静油圧式無段変
   速装置であって、前記溝（２１）をシリンダブロック軸
   心を中心とする円弧状に形成してあることを特徴とする
   静油圧式無段変速装置。