JP3079230B2

JP3079230B2 - 斜板式油圧装置

Info

Publication number: JP3079230B2
Application number: JP03199621A
Authority: JP
Inventors: 勉林; 正角田; 芳浩中島; 圭宏吉田; 修中川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 1991-08-08
Filing date: 1991-08-08
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: JPH0544813A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油ポンプや油圧モータ
に適用される斜板式油圧装置、特に、シリンダと、この
シリンダにその軸線を囲んで環状に配設された多数のプ
ランジャと、これらプランジャの先端に対向して前記シ
リンダと相対回転可能に配設された斜板ホルダと、この
斜板ホルダにベアリングを介して回転自在に支承され
て、前記各プランジャの先端に形成された球状端部と当
接する斜板とを備え、この斜板には、前記各プランジャ
の球状端部が係合する球状凹部を設けたものゝ改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】かゝる油圧装置は、例えば特開昭６１−
２７４１６６号公報に開示されているように既に知られ
ており、従来のものでは、斜板を単一材料製としてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記斜板に
は、球状凹部底面の耐摩耗性、並びにスラスト荷重に耐
え得る高強度及びベアリングとの相性が要求されるが、
油圧装置の高性能化をより図ろうとすると、これらの性
質を単一の材料で満足させることが極めて困難となる。

【０００４】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、斜板の前記性質を全て満足させ得て高性能を発揮
し得る前記油圧装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、斜板は、斜板ホルダにベアリング
を介して外周面及び外端面が支承される外側体と、この
外側体の内端面に形成した環状凹所に嵌合して一体的に
接合されると共に球状凹部を有する内側体とから構成さ
れ、前記環状凹所は、前記外側体の外周面を支承するベ
アリングの内側に該凹所内の前記内側体が位置する深さ
に形成される。

【０００６】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。

【０００７】先ず図１において、自動二輪車のパワーユ
ニットＵは、エンジンＥと静油圧式無段変速機Ｔとから
構成されており、エンジンＥのクランク軸１および静油
圧式無段変速機Ｔは共通のケーシング４に収容、支持さ
れる。静油圧式無段変速機Ｔは、入力筒軸５および出力
軸３１をクランク軸１と平行にしてケーシング４内に配
置されるものであり、クランク軸１は一次減速装置２を
介して入力筒軸５に連結され、自動二輪車の図示しない
後輪には出力軸３１が二次減速装置３を介して連結され
る。

【０００８】図２において、静油圧式無段変速機Ｔは、
定容量型の斜板式油圧ポンプＰと、可変容量型の斜板式
油圧モータＭとが、通常の負荷運転中には低圧路となる
が逆負荷運転中には高圧路となる内側油路５２、ならび
に通常の負荷運転中には高圧路となるが逆負荷運転中に
は低圧路となる外側油路５３を介して油圧閉回路を構成
すべく接続されて成るものであり、油溜８７から油を汲
上げる補給ポンプ８８に連なる補給油路４７は、第１逆
止弁４９を介して内側油路５２に接続されるとともに第
２逆止弁５０を介して外側油路５３に接続される。また
内側油路５２および外側油路５３間を結ぶ短絡油路４８
には、運転者のクラッチ操作に応じて開閉作動するクラ
ッチ弁５１が介設される。

【０００９】次に静油圧式無段変速機Ｔの構成について
詳細に説明すると、図３において、斜板式油圧ポンプＰ
は、一次減速装置２の出力スプロケット２ａを備えた入
力筒軸５と、この入力筒軸５の内周壁にボールベアリン
グ６を介して相対回転自在に支承されるポンプシリンダ
７と、該ポンプシリンダ７にその回転軸線を囲むように
環状配列で設けられた多数かつ奇数のシリンダ孔８，８
…にそれぞれ摺動自在に嵌合される複数のポンププラン
ジャ９，９…と、各ポンププランジャ９，９…の外端に
前面を係合、当接させるポンプ斜板１０と、このポンプ
斜板１０をポンプシリンダ７の軸線と直交する仮想トラ
ニオン軸線Ｏ₁を中心にしてポンプシリンダ７の軸線に
対し一定角度傾斜させた状態に保持すべくスラストベア
リング１３およびラジアルベアリング１４を介して該斜
板１０を支承するポンプ斜板ホルダ１２とから構成され
る。このポンプ斜板ホルダ１２は入力筒軸５と一体に形
成されている。

【００１０】前記ポンプ斜板１０は、入力筒軸５の回転
時、ポンププランジャ９，９…に往復動を与えて吸入お
よび吐出行程を繰返させることができる。

【００１１】次に図４において、油圧モータＭは、ポン
プシリンダ７と同軸上でそれの左方に配置されるモータ
シリンダ１７と、該モータシリンダ１７にその回転軸線
を囲むように設けられたシリンダ孔１８，１８…にそれ
ぞれ摺動可能に嵌合される複数のモータプランジャ１
９，１９…と、各モータプランジャ１９，１９…の外端
に前面を係合、当接させるモータ斜板２０と、スラスト
ベアリング２７およびラジアルベアリング２８を介して
前記モータ斜板２０を支承するモータ斜板ホルダ２２
と、該モータ斜板ホルダ２２の背面を支承するモータ斜
板アンカ２３とから構成される。前記シリンダ孔１８，
１８…は油圧ポンプＰにおけるシリンダ孔８，８…と同
数の奇数個がモータシリンダ１７に穿設される。また相
互に当接するモータ斜板ホルダ２２およびモータ斜板ア
ンカ２３の対向当接面２２ａ，２３ａは、モータシリン
ダ１７の軸線とトラニオン軸線Ｏ₂との交点を中心とす
る球面状に形成される。しかもモータ斜板ホルダ２２
は、前記トラニオン軸線Ｏ₂まわりの相対回動を可能と
してモータ斜板アンカ２３に支承される。

【００１２】モータ斜板アンカ２３のモータシリンダ１
７側端部には筒状のシリンダホルダ２４が連設され、こ
のシリンダホルダ２４とモータシリンダ１７の外周との
間にはボールベアリング２５が介設される。

【００１３】モータ斜板２０は、パルスモータ８０に連
結されているボールねじ機構７９によりモータ斜板ホル
ダ２２がトラニオン軸線Ｏ₂まわりに回動せしめられる
ことにより、モータシリンダ１７の軸線に対し直角とな
る直立位置と、或る角度で傾倒する最大傾斜位置との間
で作動するものであり、その傾斜状態では、モータシリ
ンダ１７の回転に伴いモータプランジャ１９，１９…に
往復動を与えて膨脹および収縮行程を繰り返させること
ができる。

【００１４】ポンプシリンダ７およびモータシリンダ１
７は相互に一体に結合されてシリンダブロックＢを構成
するものであり、このシリンダブロックＢには、同軸の
出力軸３１および軸３２が一体に設けられる。すなわち
シリンダブロックＢにおけるモータシリンダ１７のモー
タ斜板２０に対向する部分の中心部から出力軸３１が一
体に突設され、前記シリンダブロックＢにおけるポンプ
シリンダ７のポンプ斜板１０に対向する部分の中心部か
ら前記出力軸３１と同軸にして軸３２が一体に突設され
る。

【００１５】軸３２はポンプ斜板１０およびポンプ斜板
ホルダ１２を貫通するものであり、アンギュラコンタク
トボールベアリング３３を介してポンプ斜板ホルダ１２
の端部を支承するための二つ割コッタ３４が、軸３２の
端部に固定される。またポンプ斜板ホルダ１２とケーシ
ング４との間にはボールベアリング３５が介設される。

【００１６】出力軸３１は、モータ斜板２０、モータ斜
板ホルダ２２およびモータ斜板アンカ２３を貫通するよ
うに延びており、モータ斜板アンカ２３よりも軸方向外
方側で出力軸３１の外周には、支持筒３９がスプライン
３７を介して結合されるとともに二つ割コッタ３８で固
着され、出力軸３１および支持筒３９とモータ斜板アン
カ２３との間には、アンギュラコンタクトボールベアリ
ング４１が介装され、ケーシング４および支持筒３９間
にはオイルシール４２が介装される。また前記２次減速
装置３の入力スプロケット３ａは支持筒３９を介して出
力軸３１に取付けられる。

【００１７】図３及び図４において、シリンダブロック
Ｂ、出力軸３１及び軸３２の中心部には一連の前記補給
油路４７が設けられ、これに前記第１及び第２逆止弁４
９，５０と、これらより上流位置を占めるオイルフィル
タ８６とが装着される。また、この補給油路４７の上流
端は別のオイルフィルタ８９を介して前記補給ポンプ８
８の吐出口に接続される。補給ポンプ８８は前記ポンプ
斜板ホルダ１２から駆動される。

【００１８】また、ポンプシリンダ７のシリンダ孔８，
８…群とモータシリンダ１７，１７…群との間におい
て、シリンダブロックＢには、環状の前記内側油路５２
と、環状の前記外側油路５３とが、シリンダブロックＢ
の回転軸線を中心として同心状に形成される。さらに、
シリンダブロックＢには、その外周面から内側油路５２
に達する、前記シリンダ孔８，８…と同数の第１及び第
２弁孔５７，５７…；５８，５８…がそれぞれ放射状に
穿設される。その際、第１弁孔５７，５７…はシリンダ
孔８，８…群側に、また第２弁孔５８，５８…はシリン
ダ孔１８，１８…群側にそれぞれ配置される。さらにま
た、シリンダブロックＢには、その軸線に沿って隣接す
るシリンダ孔８，８…および第１弁孔５７…を相互に連
通する複数のポンプポート５９，５９…と、軸線に沿っ
て隣接するシリンダ孔１８，１８…および第２弁孔５
８，５８…を相互に連通する複数のモータポート６０，
６０…とが穿設される。

【００１９】前記第１弁孔５７，５７…にはスプール型
の第１分配弁６１，６１…が、また前記第２弁孔５６，
５６…には同じくスプール型の第２分配弁６２，６２…
がそれぞれ摺動自在に嵌合される。そして、第１分配弁
６１，６１…の外端にはそれらを囲む第１偏心輪６３
が、また第２分配弁６１，６１…の外端にはそれらを囲
む第２偏心輪６４が、それぞれボールベアリグ６５，６
６を介して係合される。しかも第１分配弁６１，６１…
の外端部は第１偏心輪６３と同心関係の第１強制輪６７
により相互に連結され、また第２分配弁６１，６１…の
外端部は第２偏心輪６４，６４…と同心関係にある第２
強制輪６８により相互に連結される。

【００２０】第１偏心輪６３は入力筒軸５に一体に設け
られるものであり、図５に示すように仮想トラニオン軸
線Ｏ₁に沿ってシリンダブロックＢの中心から所定距離
ε₁だけ偏心して配置される。また第２偏心輪６４は前
記シリンダホルダ２４に連設されるものであり、図６で
示すように仮想トラニオン軸線Ｏ₂に沿ってシリンダブ
ロックＢの中心から所定距離ε₂だけ偏心して配設され
る。

【００２１】而して、入力筒軸５とポンプシリンダ７す
なわちシリンダブロックＢとの間に相対回転が生じる
と、各第１分配弁６１は、第１偏心輪６３により第１弁
孔５７において偏心量ε₁の２倍の距離をストロークと
してポンプシリンダ７の半径方向内方位置および外方位
置間を往復動される。そして、図５に示すように、油圧
ポンプＰの吐出領域Ｄでは、第１分配弁６１は前記内方
位置側を移動して、対応するポンプポート５９を外側油
路５３に連通するとともに内側油路５２と不通にし、そ
れにより吐出行程中のポンププランジャ９によりシリン
ダ孔８から外側油路５３へ作動油が圧送される。また油
圧ポンプＰの吸入領域Ｓでは、第１分配弁６１は前記外
方位置側を移動して、対応するポンプポート５９を内側
油路５２に連通するとともに外側油路５３と不通にし、
それにより吸入行程中のポンププランジャ９により内側
油路５２からシリンダ孔８に作動油が吸入される。

【００２２】また、モータシリンダ１７すなわちシリン
ダブロックＢが回転すると、各第２分配弁６２は、第２
偏心輪６４により第２弁孔５８において偏心量ε₂の２
倍の距離をストロークとしてシリンダブロックＢの半径
方向内方位置および外方位置間を往復動される。そして
図６に示すように、油圧モータＭの膨脹領域Ｅｘでは、
第２分配弁６２は前記内方位置側を移動し、対応するモ
ータポート６０を外側油路５３に連通するとともに該モ
ータポート６０および内側油路５２間を不通にし、それ
により外側油路５３から膨脹行程中のモータプランジャ
１９のシリンダ孔１８に高圧の作動油が供給される。ま
た油圧モータＭの収縮領域Ｓｈでは、第２分配弁６２は
前記外方位置側を移動し、対応するモータポート６０を
内側油路５２に連通するとともに該モータポート６０お
よび外側油路５３間を不通にし、それにより収縮行程中
のモータプランジャ１９のシリンダ孔１８から内側油路
５２へ作動油が排出される。

【００２３】かくして、シリンダブロックＢは、ポンプ
シリンダ７が吐出行程のポンププランジャ９を介してポ
ンプ斜板１０から受ける反動トルクと、モータシリンダ
１７が膨脹行程のモータプランジャ１９を介してモータ
斜板２０から受ける反動トルクとの和によって回転さ
れ、その回転トルクは出力軸３１から２次減速装置３へ
伝達される。

【００２４】この場合、入力筒軸５に対する出力軸３１
の変速比は次式によって与えられる。

【００２５】したがって、油圧モータＭの容量を零から或る値に変え
れば、変速比を１から或る必要な値まで変えることがで
きる。しかも、その油圧モータＭの容量はモータプラン
ジャ１９のストロークにより決定されるので、モータ斜
板２０を直立位置から或る傾斜位置まで傾動させること
により変速比を１から或る値まで無段階に制御すること
ができる。

【００２６】再び図３及び図４において、前記ポンプ及
びモータプランジャ９，９…；１９，１９…の先端は球
状端部９ａ，９ａ…；１９ａ，１９ａ…に形成され、こ
れらはポンプ及びモータ斜板１０，２０に形成された環
状配列の多数の球状凹部１０ａ，１０ａ…；２０ａ，２
０ａ…に係合される。上記球状凹部１０ａ，１０ａ…；
２０ａ，２０ａ…は、斜板１０，２０の如何なる回転位
置においても、球状端部９ａ，９ａ…；１９ａ，１９ａ
…との適正な係合状態が確保されるように、各球状端部
９ａ，１９ａよりも大きい曲率半径を持っている。

【００２７】各斜板１０，２０は、ベアリング１３，１
４；２７，２８を介して斜板ホルダ１２，２２に外端面
及び外周面が支承される外側体１０Ａ，２０Ａと、この
外側体１０Ａ，２０Ａの内端面に形成された環状凹所４
３，４４に嵌合して一体に接合した内側体１０Ｂ，２０
Ｂとから構成され、この内側体１０Ｂ，２０Ｂに前記球
状凹部１０ａ，１０ａ…が設けられる。また外側体１０
Ａ，２０Ａの前記環状凹所４３，４４は、外側体１０
Ａ，２０Ａの外周面を支承するベアリング１４，２８の
内側に該凹所内の内側体１０Ｂ，２０Ｂが位置する深さ
に形成される。

【００２８】この場合、外側体１０Ａ，２０Ａは強度が
高く、且つベアリング１３，１４；２７，２８との相性
が良い材料、例えばＪＩＳ−ＳＣＭ４２０材で構成さ
れ、内側体１０Ｂ，２０Ｂは外側体１０Ａ，２０Ａより
も耐摩耗性が高い材料、例えばＷＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＪＩ
Ｓ−ＳＫＨ５１で構成される。また、外側及び内側体１
０Ａ，１０Ｂ；２０Ａ，２０Ｂの接合には、ろう付け、
溶接、ねじ止め等が用いられる。

【００２９】次にこの実施例の作用について説明する。

【００３０】油圧ポンプＰ及び油圧モータＭの作動中、
ポンプ斜板１０はポンププランジャ９，９…群から、ま
たモータ斜板２０はモータプランジャ１９，１９…群か
らそれぞれ反対方向のスラスト荷重を受けるが、ポンプ
斜板１０が受けるスラスト荷重はスラストローラベアリ
ング１３、ポンプ斜板ホルダ１２、アンギュラコンタク
トローラベアリング３３及び二つ割りコッタ３４を介し
て軸３２に支承される。またモータ斜板２０が受けるス
ラスト荷重はスラストローラベアリング２７、モータ斜
板ホルダ２２、モータ斜板アンカ２３、支持筒３９及び
二つ割りコッタ３８を介して出力軸３１に支承される。
したがって、上記スラスト荷重は、軸３２及び出力軸３
１に引張応力を生じさせるだけであるから、これらの軸
を支持するケーシング４には上記スラスト荷重を負担さ
せずに済み、その軽量化を図ることができる。

【００３１】また、ポンプ及びモータ斜板１０，２０と
ポンプ及びモータプランジャ９，９…；１９，１９…群
とは、球状凹部１０ａ，１０ａ…；２０ａ，２０ａ…と
球状端部９ａ，９ａ…；１９ａ，１９ａ…とで係合して
いるので、それぞれの係合面積が比較的広いことから、
それらの間の面圧を極力低く抑えることができる。そし
て、ポンプ及びモータシリンダ７，１７とポンプ及びモ
ータ斜板１０，２０との相対回転時には、各斜板１０，
２０は対応するプランジャ群を介してシリンダ７，１７
とそれぞれ同期回転するので、斜板１０，２０とプラン
ジャ群との間に大きな摺動は起こらない。

【００３２】しかも、球状凹部１０ａ，１０ａ…；２０
ａ，２０ａ…と球状端部９ａ，９ａ…；１９ａ，１９ａ
…との協働により、プランジャ９，９…；１９，１９…
群から斜板１０，２０に調心作用が与えられる。即ち、
各球状端部９ａ，１９ａが球状凹部１０ａ，２０ａの底
面に加える押圧力の分力の大半は出力軸３１または軸３
２を中心にしてシリンダ７，１７の半径方向内方または
外方へ向けられ、これら分力が調心力となって斜板１
０，２０を正規の位置に保持しようとするのである。

【００３３】このような調心作用中、各プランジャ９，
１９は対応する球状凹部１０ａ，２０ａ内でその底面を
僅かに摺動するが、各斜板１０，２０の球状凹部１０
ａ，２０ａを有する内側体１０Ｂ，２０Ｂは外側体１０
Ａ，２０Ａよりも耐摩耗性の高い材料で構成されるの
で、各球状凹部１０ａ，２０ａの底面の摩耗変形は殆ど
なく、したがって正規の形状を常に保って調心機能を的
確に発揮することができる。

【００３４】一方、外側体１０Ａ，２０Ａは、高強度
で、且つベアリング１３，１４；２７，２８との相性が
良好な材料で構成されているから、プランジャ９，９
…；１９，１９…群からのスラスト荷重に充分に耐え得
ると共に、上記ベアリングの寿命を損わない。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、斜板を、
斜板ホルダにベアリングを介して外周面及び外端面が支
承される外側体と、球状凹部を有して外側体に接合され
る内側体とから構成したので、外側体は高強度で且つベ
アリングとの相性が良好な材料製とし、内側体は外側体
よりも耐摩耗性の高い材料製とするなど、それぞれの機
能に最適な材料を自由に選択することができ、このよう
な選択により、外側体はプランジャ群からの大なるスラ
スト荷重に充分に耐え得ると共に、前記ベアリングの延
命に寄与し、また内側体の球状凹部は摩耗変形が極めて
少なく、常にプランジャと協働して斜板の調心を的確に
図ることができ、以上により油圧装置の高油圧化を図
り、高トルクの伝達を可能にする。また特に内側体は、
外側体の内端面に形成した環状凹所に嵌合され、その環
状凹所は、外側体の外周面を支承するベアリングの内側
に該凹所内の内側体が位置する深さに形成されるので、
斜板を内側体と外側体の二部材より分割構成しても、ベ
アリングにより外端面及び外周面が支承される外側体内
に内側体を極力コンパクトに収めることができて、全体
として斜板の小型化が図られる。また各プランジャの球
状端部から内側体の球状凹部を経て斜板に径方向のサイ
ドスラストが作用しても、これを、外側体の外周面側に
有って内側体を囲繞するベアリングを介して斜板ホルダ
に安定よく受け止めさせることができるから、斜板の倒
れ防止に効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した自動二輪車用パワーユニット
の縦断平面図

【図２】上記パワーユニット中の静油圧式無段変速機の
油圧回路図

【図３】同静油圧式無段変速機の油圧ポンプ部拡大縦断
面図

【図４】同静油圧式無段変速機の油圧モータ部拡大縦断
面図

【図５】図３の５−５線断面図

【図６】図４の６−６線断面図

【符号の説明】

７ポンププランジャ１０ポンプ斜板１０Ａ外側体１０Ｂ内側体１０ａ球状凹部１２ポンプ斜板ホルダ１３スラストベアリング１４ラジアルベアリング１９モータプランジャ１９ａ球状端部２０モータ斜板２０Ａ外側体２０Ｂ内側体２０ａ球状凹部２２モータ斜板ホルダ２７スラストベアリング２８ラジアルベアリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島芳浩埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者吉田圭宏埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者中川修富山県富山市下野新3839−60 (56)参考文献特開平２−180376（ＪＰ，Ａ) 特開平３−89058（ＪＰ，Ａ) 特開平３−163253（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−110873（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 39/00 - 39/14 F04B 1/00 - 7/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ（７，１７）と、このシリンダ
（７，１７）にその軸線を囲んで環状に配設された多数
のプランジャ（９，１９）と、これらプランジャ（９，
１９）の先端に対向して前記シリンダ（７，１７）と相
対回転可能に配設された斜板ホルダ（１２，２２）と、
この斜板ホルダ（１２，２２）にベアリング（１３，１
４；２７，２８）を介して回転自在に支承されて、前記
各プランジャ（９，１９）の先端に形成された球状端部
（９ａ，１９ａ）と当接する斜板（１０，２０）とを備
え、この斜板（１０，２０）には、前記各プランジャ
（９，１９）の球状端部（９ａ，１９ａ）が係合する球
状凹部（１０ａ，２０ａ）を設けた斜板式油圧装置にお
いて、前記斜板（１０，２０）は、前記斜板ホルダ（１２，２
２）にベアリング（１３，１４；２７，２８）を介して
外周面及び外端面が支承される外側体（１０Ａ，２０
Ａ）と、この外側体（１０Ａ，２０Ａ）の内端面に形成
した環状凹所（４３，４４）に嵌合して一体的に接合さ
れると共に前記球状凹部（１０ａ，２０ａ）を有する内
側体（１０Ｂ，２０Ｂ）とから構成され、前記環状凹所（４３，４４）は、前記外側体（１０Ａ，
２０Ａ）の外周面を支承するベアリング（１４，２８）
の内側に該凹所（４３，４４）内の前記内側体（１０
Ｂ，２０Ｂ）が位置する深さに形成されることを特徴と
する、斜板式油圧装置。