JP3695576B2 - 静油圧式無段変速機 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとを組み合わせた静油圧式無段変速機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】
斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を設けるとともに、出力軸に平行なポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔が穿設されたシリンダブロックに上記出力軸を圧入して一体的に連結した静油圧式無段変速機が、例えば特開平９‐３０３５２５号公報に開示されている。このような従来の静油圧式無段変速機においては、出力軸とシリンダブロックの圧入部分のすぐ外側で、圧入の影響によりシリンダ孔(ピストン室)が変形し、円形断面が保たれなくなる。したがって、シリンダ孔内径を大きくせざるを得ない。そうすると、ピストンとシリンダ孔内壁との隙間が大きくなり、油の漏れ量が増加して効率が低下するという課題があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は、前記従来の課題を解決するために、斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を設けるとともに、出力軸に平行なポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔が穿設されたシリンダブロックに上記出力軸を圧入して一体的に連結した静油圧式無段変速機において、上記ポンプシリンダ孔と上記モータシリンダ孔の奥部の直径を入口部の直径よりも大きくするとともに、該入口部の内側の上記出力軸との接触部には圧入部を設けないことを特徴とする静油圧式無段変速機を提案するものである。
【０００４】
本発明は上記のとおり構成され、ポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔の奥部の直径を入口部の直径よりも大きくしたので、出力軸の圧入によりシリンダ孔が変形しても、ピストンとの干渉が防止される。
【０００５】
本発明はまた、シリンダ孔の入口部の内側の出力軸との接触部には圧入部分を設けないので、シリンダ孔の入口部は変形しない。したがって、入口部の内径はポンプピストン、モータピストンと適切なクリアランスを保つように定めることができ、その結果、油の過大な洩出を、ひいては効率の低下を防止することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の静油圧式無段変速機の一実施形態を示す縦断面図、図２は図１中のシリンダブロックの近傍を拡大し、シリンダ孔からピストンを抜き去った状態を示す図である。
【０００７】
まず図１において、左半分は定容量型の斜板式油圧式ポンプＰ、右半分は可変容量型の斜板式油圧モータＭをそれぞれ示し、これら油圧ポンプＰと油圧モータＭとで無段変速機Ｔが構成される。
【０００８】
油圧ポンプＰは、ケーシング１に軸受２を介して回転自在に支承される入力筒軸６と、この入力筒軸６に軸受３を介して相対回転可能に支承されるポンプシリンダ７と、このポンプシリンダ７にその回転軸線Ａを囲むように穿設された環状配列の複数かつ奇数のシリンダ孔８にそれぞれ摺動自在に嵌装されたポンプピストン９と、これらポンプピストン９の外端に前面を当接させるポンプディンプルプレート10とから構成されている。そして上記入力筒軸６の一部がポンプ斜板６ａを形成して、上記ポンプディンプルプレート10がポンプシリンダ７の軸線Ａに対し一定角度傾斜した姿勢を保持するよう、軸受４等を介して該ポンプディンプルプレート10を支承する。
【０００９】
入力筒軸６の右端部に、図示しないクランク軸に連結される入力ギヤ５が固着される。
【００１０】
ポンプ斜板６ａは、入力筒軸６の回転時、ポンプディンプルプレート10を介して各ポンプピストン９に往復動を与えて吸入・排出行程を繰返させることができる。
【００１１】
一方油圧モータＭは、ポンプシリンダ７と同軸でその右側に配されケーシング11に軸受12を介して回転自在に支承されるモータシリンダ17と、このモータシリンダ17にその回転軸線Ａを囲むよう穿設された環状配列の複数かつ奇数のシリンダ孔18に、それぞれ摺動自在に嵌合されたモータピストン19と、これらモータピストン19の外端に前面を当接させるモータディンプルプレート20と、軸受14等を介して該モータディンプルプレート20を支承するモータ斜板21とから構成されている。
【００１２】
上記ケーシング11の一部は、モータ斜板アンカ11ａを形成して上記モータ斜板21の背面を支承する。モータ斜板21の背面とモータ斜板アンカ11ａの前面は球面で当接しており、ねじ駆動機構22によってモータ斜板21、モータディンプルプレート20の傾斜角を任意に設定することができる。そして、モータ斜板21の傾斜状態でモータシリンダ17の回転に伴い、モータピストン19に往復動を与えて、膨張・収縮行程を繰返させることができる。
【００１３】
上記ポンプシリンダ７とモータシリンダ17とは、一体に形成されてシリンダブロックＢを構成し、このシリンダブロックＢの中心部には、これを貫通する出力軸27が圧入される。シリンダブロックＢと出力軸27との間にはスプライン28が設けられて、回転方向に結合される。この場合、シリンダ孔８、18の奥部８ａ、18ａの内方の符号29、29で示された部分が圧入部分となり、シリンダ孔８、18の入口部８ｂ、18ｂの内方の符号30、30で示された部分はルーズな部分となっている（図２参照）。
【００１４】
また、この出力軸27は左端を軸受31を介してケーシング１に回転自在に支承され、また入力筒軸６との間にも軸受32が設けられて、互いに回転自在になっている。そして、右端近傍が軸受33を介してケーシング11に回転自在に支承されている。また右端にはスプライン34が設けられて、図示しない車両の駆動軸と結合できるようになっている。
【００１５】
図１および図２に示すように、ポンプシリンダ７とモータシリンダ17の間において、シリンダブロックＢの内周側には、圧入された出力軸27の外周面との間に環状の内側油路41（低圧油路）が形成され、その外周側には、該シリンダブロックＢの外周面に嵌合してろう付けされたスリーブ40との間に環状の外側油路42（高圧油路）が形成される。また、これら両油路41,42間の環状隔壁とスリーブ40には、これらを放射状に貫通する第１弁孔43群と第２弁孔44群がそれぞれシリンダ孔８群とシリンダ孔18群に隣接するように穿設される。そして、各隣接する第１弁孔43とシリンダ孔８および第２弁孔44とシリンダ孔18は、それぞれ相互に連通される。各第１弁孔43にはスプール型の第１分配弁45が、また各第２弁孔44には同じくスプール型の第２分配弁46がそれぞれ嵌装される。
【００１６】
第１分配弁45の外周は入力筒軸６の内面に嵌装された第１スリップリング47に常に当接するよう同心関係の第１のエキスパンドリング49により、また第２分配弁46の外周はケーシング11の内面に嵌装された第２スリップリング48に常に当接するよう第２のエキスパンドリング50により相互に連結されている。第１スリップリング47および第２スリップリング48の軸線とシリンダブロックＢの回転軸線Ａとは、紙面に交わる方向に偏心している。その偏心量と方向は第１スリップリング47と第２スリップリング48とで同一ではない。
【００１７】
油圧ポンプＰの入力筒軸６とポンプシリンダ７との間に相対回転が生じると、各第１分配弁45は第１弁孔43内を往復動される。そして油圧ポンプＰの吐出領域では、第１分配弁45は第１弁孔43の内端側へ移動して、対応するシリンダ孔８を外側油路42に連通するとともに内側油路41と不通にし、吐出行程中のポンプピストン９によりシリンダ孔８から外側油路42へ作動油が圧送される。また吸入領域では、第１分配弁45は第１弁孔43の外端側へ移動して、対応するシリンダ孔８を内側油路41に連通するとともに外側油路42と不通にし、吸入行程中のポンプピストン９により内側油路41からシリンダ孔８へ作動油が吸入される。
【００１８】
一方油圧モータＭでは、モータシリンダ17が回転すると、各第２分配弁46は第２弁孔44内を往復動される。そして油圧モータＭの膨張領域では、第２分配弁46は第２弁孔44の内端側へ移動して、対応するシリンダ孔18を外側油路42に連通するとともに内側油路41と不通にし、外側油路42から膨張行程中のモータピストン19のシリンダ孔18に高圧の作動油が供給される。また収縮領域では、第２分配弁46は第２弁孔44の外端側へ移動して、対応するシリンダ孔18を内側油路41に連通するとともに外側油路42を不通にし、収縮行程中のモータピストン19のシリンダ孔18から内側油路41へ作動油が戻される。
【００１９】
こうして、シリンダブロックＢは、吐出行程のポンプピストン９を介してポンプ斜板６ａから受ける反力トルクと、膨張行程のモータピストン19を介してモータ斜板21から受ける反力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27へ伝達される。
【００２０】
そして、ねじ駆動機構22を介してモータ斜板21、モータディンプルプレート20の傾斜角を変化させることにより、変速比を無段階に制御することができる。
【００２１】
本実施形態においては、図２に示されるようにポンプシリンダ孔８とモータシリンダ孔18の奥部８ａ、18ａの直径を入口部８ｂ、18ｂの直径よりも0.5ｍｍ〜1.0ｍｍ程度大きくしてある。
【００２２】
奥部８ａ、18ａは、前記のとおり出力軸27がシリンダブロックＢに圧入された部分29、29のすぐ外側に位置するので、圧入の影響によりシリンダ孔８、18が変形し、円形断面が保たれない。そこで従来はシリンダ孔８、18の内径全体を大きく、すなわちポンプピストン９、モータピストン19とシリンダ孔８、18内壁との隙間を広くしていたが、本実施形態では、シリンダ孔８、18が変形する奥部８ａ、18ａの直径のみを大きくして、ポンプピストン９、モータピストン19との干渉を防止するものである。
【００２３】
シリンダ孔８、18の入口部８ｂ、18ｂは、出力軸27がシリンダブロックＢにルーズに挿入された部分30、30の外側に位置するので、シリンダ孔８、18の変形は生じず、したがってその内径はポンプピストン９、モータピストン19と適切な隙間を保つよう定められる。そして、シリンダ入口部８ｂ、18ｂにおいてシリンダ孔8、18とポンプピストン９、モータピストン19との隙間が適切であれば、油が過大に洩出すことはなく、したがって効率の低下も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の静油圧式無段変速機の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は図１中のシリンダブロック近傍を拡大し、シリンダ孔からピストンを抜き去った状態を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ…油圧ポンプ、Ｍ…油圧モータ、Ｔ…静油圧式無段変速機、Ａ…回転軸線、Ｂ…シリンダブロック、１…ケーシング、２,３,４…軸受、５…入力ギヤ、６…入力筒軸、６ａ…ポンプ斜板、７…ポンプシリンダ、８…シリンダ孔、９…ポンプピストン、10…ポンプディンプルプレート、11…ケーシング、11ａ…モータ斜板アンカ、12,14…軸受、17…モータシリンダ、18…シリンダ孔、19…モータピストン、20…モータディンプルプレート、21…モータ斜板、22…ねじ駆動機構、27…出力軸、28…スプライン、29…圧入部分、30…ルーズな部分、31,32,33…軸受、34…スプライン、40…スリーブ、41…内側油路、42…外側油路、43…第１弁孔、44…第２弁孔、45…第１分配弁、46…第２分配弁、47…第１スリップリング、48…第２スリップリング、49…第１のエキスパンドリング、50…第２のエキスパンドリング。
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとを組み合わせた静油圧式無段変速機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】
斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を設けるとともに、出力軸に平行なポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔が穿設されたシリンダブロックに上記出力軸を圧入して一体的に連結した静油圧式無段変速機が、例えば特開平９‐３０３５２５号公報に開示されている。このような従来の静油圧式無段変速機においては、出力軸とシリンダブロックの圧入部分のすぐ外側で、圧入の影響によりシリンダ孔(ピストン室)が変形し、円形断面が保たれなくなる。したがって、シリンダ孔内径を大きくせざるを得ない。そうすると、ピストンとシリンダ孔内壁との隙間が大きくなり、油の漏れ量が増加して効率が低下するという課題があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は、前記従来の課題を解決するために、斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を設けるとともに、出力軸に平行なポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔が穿設されたシリンダブロックに上記出力軸を圧入して一体的に連結した静油圧式無段変速機において、上記ポンプシリンダ孔と上記モータシリンダ孔の奥部の直径を入口部の直径よりも大きくするとともに、該入口部の内側の上記出力軸との接触部には圧入部を設けないことを特徴とする静油圧式無段変速機を提案するものである。
【０００４】
本発明は上記のとおり構成され、ポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔の奥部の直径を入口部の直径よりも大きくしたので、出力軸の圧入によりシリンダ孔が変形しても、ピストンとの干渉が防止される。
【０００５】
本発明はまた、シリンダ孔の入口部の内側の出力軸との接触部には圧入部分を設けないので、シリンダ孔の入口部は変形しない。したがって、入口部の内径はポンプピストン、モータピストンと適切なクリアランスを保つように定めることができ、その結果、油の過大な洩出を、ひいては効率の低下を防止することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の静油圧式無段変速機の一実施形態を示す縦断面図、図２は図１中のシリンダブロックの近傍を拡大し、シリンダ孔からピストンを抜き去った状態を示す図である。
【０００７】
まず図１において、左半分は定容量型の斜板式油圧式ポンプＰ、右半分は可変容量型の斜板式油圧モータＭをそれぞれ示し、これら油圧ポンプＰと油圧モータＭとで無段変速機Ｔが構成される。
【０００８】
油圧ポンプＰは、ケーシング１に軸受２を介して回転自在に支承される入力筒軸６と、この入力筒軸６に軸受３を介して相対回転可能に支承されるポンプシリンダ７と、このポンプシリンダ７にその回転軸線Ａを囲むように穿設された環状配列の複数かつ奇数のシリンダ孔８にそれぞれ摺動自在に嵌装されたポンプピストン９と、これらポンプピストン９の外端に前面を当接させるポンプディンプルプレート10とから構成されている。そして上記入力筒軸６の一部がポンプ斜板６ａを形成して、上記ポンプディンプルプレート10がポンプシリンダ７の軸線Ａに対し一定角度傾斜した姿勢を保持するよう、軸受４等を介して該ポンプディンプルプレート10を支承する。
【０００９】
入力筒軸６の右端部に、図示しないクランク軸に連結される入力ギヤ５が固着される。
【００１０】
ポンプ斜板６ａは、入力筒軸６の回転時、ポンプディンプルプレート10を介して各ポンプピストン９に往復動を与えて吸入・排出行程を繰返させることができる。
【００１１】
一方油圧モータＭは、ポンプシリンダ７と同軸でその右側に配されケーシング11に軸受12を介して回転自在に支承されるモータシリンダ17と、このモータシリンダ17にその回転軸線Ａを囲むよう穿設された環状配列の複数かつ奇数のシリンダ孔18に、それぞれ摺動自在に嵌合されたモータピストン19と、これらモータピストン19の外端に前面を当接させるモータディンプルプレート20と、軸受14等を介して該モータディンプルプレート20を支承するモータ斜板21とから構成されている。
【００１２】
上記ケーシング11の一部は、モータ斜板アンカ11ａを形成して上記モータ斜板21の背面を支承する。モータ斜板21の背面とモータ斜板アンカ11ａの前面は球面で当接しており、ねじ駆動機構22によってモータ斜板21、モータディンプルプレート20の傾斜角を任意に設定することができる。そして、モータ斜板21の傾斜状態でモータシリンダ17の回転に伴い、モータピストン19に往復動を与えて、膨張・収縮行程を繰返させることができる。
【００１３】
上記ポンプシリンダ７とモータシリンダ17とは、一体に形成されてシリンダブロックＢを構成し、このシリンダブロックＢの中心部には、これを貫通する出力軸27が圧入される。シリンダブロックＢと出力軸27との間にはスプライン28が設けられて、回転方向に結合される。この場合、シリンダ孔８、18の奥部８ａ、18ａの内方の符号29、29で示された部分が圧入部分となり、シリンダ孔８、18の入口部８ｂ、18ｂの内方の符号30、30で示された部分はルーズな部分となっている（図２参照）。
【００１４】
また、この出力軸27は左端を軸受31を介してケーシング１に回転自在に支承され、また入力筒軸６との間にも軸受32が設けられて、互いに回転自在になっている。そして、右端近傍が軸受33を介してケーシング11に回転自在に支承されている。また右端にはスプライン34が設けられて、図示しない車両の駆動軸と結合できるようになっている。
【００１５】
図１および図２に示すように、ポンプシリンダ７とモータシリンダ17の間において、シリンダブロックＢの内周側には、圧入された出力軸27の外周面との間に環状の内側油路41（低圧油路）が形成され、その外周側には、該シリンダブロックＢの外周面に嵌合してろう付けされたスリーブ40との間に環状の外側油路42（高圧油路）が形成される。また、これら両油路41,42間の環状隔壁とスリーブ40には、これらを放射状に貫通する第１弁孔43群と第２弁孔44群がそれぞれシリンダ孔８群とシリンダ孔18群に隣接するように穿設される。そして、各隣接する第１弁孔43とシリンダ孔８および第２弁孔44とシリンダ孔18は、それぞれ相互に連通される。各第１弁孔43にはスプール型の第１分配弁45が、また各第２弁孔44には同じくスプール型の第２分配弁46がそれぞれ嵌装される。
【００１６】
第１分配弁45の外周は入力筒軸６の内面に嵌装された第１スリップリング47に常に当接するよう同心関係の第１のエキスパンドリング49により、また第２分配弁46の外周はケーシング11の内面に嵌装された第２スリップリング48に常に当接するよう第２のエキスパンドリング50により相互に連結されている。第１スリップリング47および第２スリップリング48の軸線とシリンダブロックＢの回転軸線Ａとは、紙面に交わる方向に偏心している。その偏心量と方向は第１スリップリング47と第２スリップリング48とで同一ではない。
【００１７】
油圧ポンプＰの入力筒軸６とポンプシリンダ７との間に相対回転が生じると、各第１分配弁45は第１弁孔43内を往復動される。そして油圧ポンプＰの吐出領域では、第１分配弁45は第１弁孔43の内端側へ移動して、対応するシリンダ孔８を外側油路42に連通するとともに内側油路41と不通にし、吐出行程中のポンプピストン９によりシリンダ孔８から外側油路42へ作動油が圧送される。また吸入領域では、第１分配弁45は第１弁孔43の外端側へ移動して、対応するシリンダ孔８を内側油路41に連通するとともに外側油路42と不通にし、吸入行程中のポンプピストン９により内側油路41からシリンダ孔８へ作動油が吸入される。
【００１８】
一方油圧モータＭでは、モータシリンダ17が回転すると、各第２分配弁46は第２弁孔44内を往復動される。そして油圧モータＭの膨張領域では、第２分配弁46は第２弁孔44の内端側へ移動して、対応するシリンダ孔18を外側油路42に連通するとともに内側油路41と不通にし、外側油路42から膨張行程中のモータピストン19のシリンダ孔18に高圧の作動油が供給される。また収縮領域では、第２分配弁46は第２弁孔44の外端側へ移動して、対応するシリンダ孔18を内側油路41に連通するとともに外側油路42を不通にし、収縮行程中のモータピストン19のシリンダ孔18から内側油路41へ作動油が戻される。
【００１９】
こうして、シリンダブロックＢは、吐出行程のポンプピストン９を介してポンプ斜板６ａから受ける反力トルクと、膨張行程のモータピストン19を介してモータ斜板21から受ける反力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27へ伝達される。
【００２０】
そして、ねじ駆動機構22を介してモータ斜板21、モータディンプルプレート20の傾斜角を変化させることにより、変速比を無段階に制御することができる。
【００２１】
本実施形態においては、図２に示されるようにポンプシリンダ孔８とモータシリンダ孔18の奥部８ａ、18ａの直径を入口部８ｂ、18ｂの直径よりも0.5ｍｍ〜1.0ｍｍ程度大きくしてある。
【００２２】
奥部８ａ、18ａは、前記のとおり出力軸27がシリンダブロックＢに圧入された部分29、29のすぐ外側に位置するので、圧入の影響によりシリンダ孔８、18が変形し、円形断面が保たれない。そこで従来はシリンダ孔８、18の内径全体を大きく、すなわちポンプピストン９、モータピストン19とシリンダ孔８、18内壁との隙間を広くしていたが、本実施形態では、シリンダ孔８、18が変形する奥部８ａ、18ａの直径のみを大きくして、ポンプピストン９、モータピストン19との干渉を防止するものである。
【００２３】
シリンダ孔８、18の入口部８ｂ、18ｂは、出力軸27がシリンダブロックＢにルーズに挿入された部分30、30の外側に位置するので、シリンダ孔８、18の変形は生じず、したがってその内径はポンプピストン９、モータピストン19と適切な隙間を保つよう定められる。そして、シリンダ入口部８ｂ、18ｂにおいてシリンダ孔8、18とポンプピストン９、モータピストン19との隙間が適切であれば、油が過大に洩出すことはなく、したがって効率の低下も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の静油圧式無段変速機の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は図１中のシリンダブロック近傍を拡大し、シリンダ孔からピストンを抜き去った状態を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ…油圧ポンプ、Ｍ…油圧モータ、Ｔ…静油圧式無段変速機、Ａ…回転軸線、Ｂ…シリンダブロック、１…ケーシング、２,３,４…軸受、５…入力ギヤ、６…入力筒軸、６ａ…ポンプ斜板、７…ポンプシリンダ、８…シリンダ孔、９…ポンプピストン、10…ポンプディンプルプレート、11…ケーシング、11ａ…モータ斜板アンカ、12,14…軸受、17…モータシリンダ、18…シリンダ孔、19…モータピストン、20…モータディンプルプレート、21…モータ斜板、22…ねじ駆動機構、27…出力軸、28…スプライン、29…圧入部分、30…ルーズな部分、31,32,33…軸受、34…スプライン、40…スリーブ、41…内側油路、42…外側油路、43…第１弁孔、44…第２弁孔、45…第１分配弁、46…第２分配弁、47…第１スリップリング、48…第２スリップリング、49…第１のエキスパンドリング、50…第２のエキスパンドリング。
Claims (1)
- 斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を設けるとともに、出力軸に平行なポンプシリンダ孔とモータシリンダ孔が穿設されたシリンダブロックに上記出力軸を圧入して一体的に連結した静油圧式無段変速機において、上記ポンプシリンダ孔と上記モータシリンダ孔の奥部の直径を入口部の直径よりも大きくするとともに、該入口部の内側の上記出力軸との接触部には圧入部を設けないことを特徴とする静油圧式無段変速機。
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