JP4046954B2 - 静油圧式無段変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は組み付け作業性を向上させた静油圧式無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車や自動車の無段変速機として静油圧式のものが知られている。このような静油圧式の無段変速機は、例えば特公平７−５６３４０号公報、特開平４−２０３５５３号公報などに開示されている。その概略構成を図４に示す。
【０００３】
図４に示すように、この静油圧式無段変速機は、エンジンのクランク軸側と接続される定容量型の斜板式油圧ポンプＰと、駆動輪側に接続される可変容量型の斜板式油圧モータＭとを有している。油圧ポンプＰと油圧モータＭとは、通常の負荷運転中には低圧路であるが減速時つまり逆負荷運転中には高圧路となる内側油路（低圧油路）５２、並びに通常の負荷運転中には高圧路であるが逆負荷運転中には低圧路となる外側油路（高圧油路）５３とを介して油圧閉回路を構成すべく接続されている。油溜８７から油を吸い上げる補給ポンプ８８に連なる補給油路４７は、第１逆止弁９５を介して内側油路５２に接続されると共に、第２逆止弁９６を介して外側油路５３に接続されている。
【０００４】
また、内側油路５２及び外側油路５３間には、運転者のクラッチ操作に応じて作動するクラッチ弁６９が介設されている。これらのクラッチ弁６９は、両油路５２、５３間を遮断するクラッチオン位置、両油路５２、５３間を連通するクラッチオフ位置、並びに両油路５２、５３を連通したまま外部に開放する連通・放出位置の三つの位置を切り換え可能となっている。
【０００５】
外側油路５３と内側油路５２との間には調圧弁９７が設けられている。この調圧弁９７により、通常の負荷運転中、つまり加速時に、高圧側である外側油路５３の油路が一定値以上になった場合、外側油路５３の作動油の一部を内側油路５２に導いて、外側油路５３内の油圧が過大になるのを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の静油圧式無段変速機において、定容量の斜板式油圧ポンプＰは、ポンプ斜板（入力軸）に対し所定の傾斜角度で組み付けられるプレートと、出力軸と一体のシリンダブロックに形成された多数のシリンダ孔内にそれぞれ摺動可能に収容され、外端が前記プレートに係合されるポンププランジャ（ピストン）とを有している。前記プレートと前記ポンププランジャ外端との係合は、プレートの表面に形成されたディンプル穴に前記各ポンププランジャの外端の球状部を当接させることによりなされている。
【０００７】
一方、シリンダブロックにおいて、各シリンダ孔の内側には半径方向にバルブ孔が形成され、そこに、半径方向に移動可能に分配弁が収容され、これらの分配弁の放射方向への往復移動によりシリンダ孔が内側油路と外側油路とに切り換えられる。分配弁の移動は分配弁の頭部が、前記ポンプ斜板に設けられたリング状の偏心カムによって駆動される。従って、油圧ポンプＰはポンプ斜板（入力軸）の回転によりプレートを揺動させてポンププランジャを往復動させ、また、偏心カムにより分配弁を移動させて内側油路と外側油路との切換える動作を行うため、これら部品の組付けを正確に行わなければ、油圧ポンプによる正確な吸入、吐出を実現することができない。その内でも特に、プレートに対するポンププランジャの組付けは、所定の傾斜角度で組付けられるプレート上のディンプル穴にポンププランジャの外端を正確に位置決めして当接させなければならない。
【０００８】
従来、プレートとポンププランジャとの位置合わせは、作業者が手作業により、ポンプ斜板を回転させながら、ポンププランジャの先端半球状部とプレートのディンプル穴との接触を触感で合わせていた。
【０００９】
しかし、作業者の触感に頼っていたので、プレートのディンプル穴とポンププランジャの位置が定まらないことがある。特に、量産の短いタクトで、熟練していない作業者が組み付ける際に、ポンププランジャがプレートのディンプル穴に収まらず、ディンプル穴の外に乗り上げてしまうことがあるなど、組み付けにかなりの時間がかかり、コストアップの原因ともなっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の構成は、定容量の斜板式油圧ポンプと可変容量の斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を構成した静油圧式無段変速機において、前記油圧ポンプは、ポンプ斜板、当該ポンプ斜板に対して所定の傾斜角度で回転自在に設けられるプレート、及び当該プレートに係合するプランジャを有し、当該プレートにはディンプル穴が形成され、当該プランジャは当該ディンプル穴に当接することで当該プレートに係合し、当該ポンプ斜板及び当該プレートに、当該プレートに当該プランジャを係合させるときに位置決め治具と係合する係合部を設けたことを特徴とする静油圧式無段変速機。
【００１１】
上記構成の静油圧式無段変速機によれば、プレート及びポンプ斜板に、当該ポンプ斜板及びプレートを出力軸と一体のシリンダブロックに組み付ける作業においてプレートにプランジャを係合させるときに位置決め治具と係合する係合部を設けたことにより、組み付けに際しては、プレート及びポンプ斜板に設けた係合部に位置決め治具を係合させることでポンプ斜板にプレートが固定される結果、プレートのディンプル穴の位置とプランジャの位置とが定まるため、プレートとプランジャとの係合を容易かつ正確に行うことができ、油圧ポンプを正確に組立てることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、自動二輪車等の車輌のパワーユニットに適用した実施の一形態に係る静油圧式無段変速機の構造を、その縦断面である図１に基づき説明する。
【００１３】
図１において、斜板式油圧ポンプＰは、一次減速装置の出力ギヤ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持されたポンプシリンダ７と、このポンプシリンダ７にその回転軸線を囲むように環状配列で設けられた多数のシリンダ孔８と、シリンダ孔８内にそれぞれ摺動自在に嵌合された複数のポンププランジャ９と、各ポンププランジャ９の外端に前面を係合、当接させるプレート１０と、このプレート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センターＯ１を中心にしてポンプシリンダ７の軸線に対して一定角度傾斜させた状態に保持すべくアンギュラコンタクトベアリング１３及びラジアルベアリング１４を介して該プレート１０を支承するポンプ斜板１２とから構成される。ポンプ斜板１２は前記入力筒軸５と一体に形成される。前記ポンプ斜板１２は、入力筒軸５の回転時、ポンププランジャ９にプレート１０、ベアリング１３、１４を介して往復動を与えて吸入及び吐出行程を繰り返させる。
【００１４】
前記プレート１０の表面にはポンププランジャ９と同数のディンプル穴１０ａが形成されている。ポンププランジャ９の外端は半球状部９ａとなっており、この半球状部９ａがディンプル穴１０ａに係合する。
【００１５】
油圧モータＭは、シリンダブロックＢの前記ポンプシリンダ７と一体をなし、かつ前記ポンプシリンダ７と同軸上で図１の右方に位置するモータシリンダ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と、シリンダ孔１８内にそれぞれ摺動可能に嵌合された複数のモータプランジャ１９と、各モータプランジャ１９の外端に前面を係合、当接させるプレート２０と、アンギュラコンタクトベアリング２７及びラジアルベアリング２８を介して前記プレート２０を支承するモータ斜板２２と、該モータ斜板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。
【００１６】
相互に当接するモータ斜板２２及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センター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２２は、前記トラニオン軸センターＯ２回りの相対回転を可能としてモータ斜板アンカ２３に支承される。
【００１７】
モータ斜板アンカ２３のモータシリンダ１７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。
【００１８】
プレート２０は、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２２がトラニオン軸センターＯ２回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、あ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に往復動を与えて膨張及び収縮行程を繰り返させることができる。
【００１９】
ポンプシリンダ７及びモータシリンダ１７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、前述のようにこのシリンダブロックＢと出力軸３１とが一体になっている。
【００２０】
出力軸３１のシリンダブロックＢを境にして一方側は、プレート１０及びポンプ斜板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１２の端部を支承する。また、ポンプ斜板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。
【００２１】
出力軸３１のシリンダブロックＢを境にして他方側は、プレート２０、モータ斜板２２及びモータ斜板アンカ２３を貫通するように延びている。出力軸３１の端部側（図１中右方端側）においてはアンギュラコンタクトベアリング４１を介してモータ斜板アンカ２３が支承される。モータ斜板アンカ２３はケーシング４と一体とされている。出力軸３１の軸方向外方側で出力軸３１の外周には第２次減速装置の入力ギヤ３ａが取り付けられる。
【００２２】
シリンダブロックＢと一体の中空の出力軸３１の内部は補給油路４７となっている。出力軸３１の一端部（図１中左方端部）において補給油路４７は、オイルフィルタ８９、補給ポンプ８８を介して油溜８７に接続されている。なお、出力軸３１の他端部において補給油路４７はプラグ４８で閉塞されているか、もしくは、絞りをもって開放されている。
【００２３】
ポンプシリンダ７のシリンダ孔８群とモータシリンダ１７のシリンダ孔１８群との間において、出力軸３１の外周面には環状の溝が形成され、出力軸３１に一体的に嵌合されるシリンダブロックＢの内周面とで環状の内側油路５２が形成されている。また、シリンダブロックＢの外周面には環状の溝が形成され、シリンダブロックＢの外周面に一体的に嵌合されたリング体５６の内周面とで環状の外側油路５３が形成されている。
【００２４】
ポンプシリンダ７のシリンダ孔８群とモータシリンダ１７のシリンダ孔１８群との間におけるシリンダブロックＢの内側油路５２と外側油路５３との間の環状隔壁、並びに外側油路５３の外周壁すなわちリング体５６を放射状に貫通するようにして、前記シリンダ孔８と同数の第１弁孔５７がシリンダ孔８群側に設けられ、やはり前記シリンダ孔１８と同数の第２弁孔５８がシリンダ孔１８群側にそれぞれ設けられている。各シリンダ孔８と各第１弁孔５７とはポンプポート５９により連通されており、各シリンダ孔１８と各第２弁孔５８とはモータポート６０により連通されている。
【００２５】
前記第１弁孔５７にはスプール型の第１分配弁６１が、また前記第２弁孔５８には同じくスプール型の第２分配弁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の外端にはそれら第１分配弁６１を囲む第１偏心輪（偏心カム）６３が、また第２分配弁６２の外端にはそれら第２分配弁６２を囲む第２偏心輪（偏心カム）６４が、それぞれスリップリング（又はボールベアリング）６５、６６を介して係合される。
【００２６】
第１分配弁６１の外端部は第１偏心輪６３と同心関係の第１エキスパンドリング６７により相互に連結され、また第２分配弁６２の外端部は第２偏心輪６４と同心関係にある第２エキスパンドリング６８により相互に連結される。
【００２７】
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、前記ポンプ斜板１２の斜動中心（仮想トラニオン軸センターＯ１）に沿ってシリンダブロックＢの中心から所定距離だけ偏心して位置される。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、前記モータ斜板２０の傾動中心（仮想トラニオン軸センターＯ２）に沿ってシリンダブロックＢの中心から所定距離だけ偏心して位置される。
【００２８】
ここで、第１分配弁６１の作用について説明すると、入力筒軸５とポンプシンダ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において前記偏心距離の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及び外方位置間を往復動される。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に連通すると共に内側油路５２とを不通にし、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。
【００２９】
また、油圧ポンプＰの吸入領域では、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に連通すると共に外側油路５３とを不通にし、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。
【００３０】
第２分配弁６２の作用について説明すると、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において前記偏心距離の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及び外方位置間を往復動される。油圧モータＭの膨張領域では、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に連通すると共にモータポート６０及び内側油路５２間を不通にし、それにより外側油路５３から膨張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。
【００３１】
また、油圧モータＭの収縮領域では、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に連通すると共にモータポート６０及び外側油路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。
【００３２】
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１２から受ける反動トルクと、モータシリンダ１７が膨張行程のモータプランジャ１９を介してモータ斜板２２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次減速装置に伝達される。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。
【００３３】
変速比＝１＋（油圧モータＭの容量／油圧ポンプＰの容量）
【００３４】
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２２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。
【００３５】
図１では表れていないが、シリンダブロックＢの外周部には１２０度ずつ等間隔でかつ相互に隣接する第１弁孔５７間並びに第２弁孔５８間に図１に示したクラッチ弁が設けられている。このクラッチ弁は、クラッチレバーの操作により、内側油路５２と外側油路５３との間を遮断するクラッチオン位置と、このクラッチオン位置から移動して、内側油路５２と外側油路５３との間を連通するクラッチオフ位置と、このクラッチオフ位置から更に移動して内側油路５２と外側油路５３との間を連通すると共に内側油路５２及び外側油路５３を外部に開放する連通・放出位置とを切り換え可能となっている。
【００３６】
図２には静油圧式無段変速機の組み立ての一工程を示す。図３には（ａ）にはポンプ斜板組立体の断面、同図（ｂ）にはプレート１０の正面を示す。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、ポンプ斜板組立体１６１は、油圧ポンプＰのケースを構成する入力筒軸５内（ポンプ斜板１２に該当する部分）にアンギュラコンタクトベアリング１３及びラジアルベアリング１４によりプレート１０が中心軸線に対し一定角度傾斜させた状態で支持されてなる。プレート１０の表面には、ポンププランジャ９の端部の球状部９ａと係合されるディンプル穴１０ａが所定数（ここでは７個）形成される。プレート１０の背面に、図３（ｂ）に示すように切り欠き１６２が形成される。入力筒軸５内にはシリンダブロックＢのポンプシリンダ７を回転自在に支持するためのボールベアリング６も嵌合される。尚、入力筒軸５のポンプ斜板１２のフランジ部１２ａには後述する位置決め治具の位置決めのための係合部として切り欠き１２ｂが形成されている。入力筒軸５の端部のフランジ部５ａは、一次減速機の出力ギヤ２ａを取り付けるためのボルト穴、及び、ギヤの位置決めのためのノック穴５ｂがあけられている。
【００３８】
図２に示すように、治具ベース１６３には、出力軸３１とシリンダブロックＢとの組立体１６４が設置される。シリンダブロック・出力軸組立体１６４は、出力軸３１と一体のシリンダブロックＢのポンプシリンダ７のシリンダ孔８にポンププランジャ９を組み付け、さらに第１弁穴５７に第１分配弁６１を組み込んでなる。第１分配弁６１は第１エキスパンドリング６７により結合され、その外側にはスリップリング６５が設けられる。
【００３９】
治具ベース１６３は上面が基準面１６５となっており、この基準面１６５に凹部が設けられ、その底面が、シリンダブロックＢを受けるための受け面１６６となっている。受け面１６６には、出力軸３１を導き入れかつ位置決めするための位置決め孔１６７が形成されている。また、基準面１６５にはポンプ斜板組立体１６１の位置決めのためのピン穴１６８があけられている。
【００４０】
治具ベース１６３の位置決め孔１６７に出力軸３１を挿入し、シリンダブロックＢのモータシリンダ１７側の端面を受け面１６６で受けさせて、入力筒軸５の端面が基準面１６５上に載せられる。治具ベース１６３に対するシリンダブロック・出力軸組立体１６４の位置決めは出力軸３１に設けられたスプラインの溝を埋めて山を潰した山潰し部３２を利用して成される。
【００４１】
ポンプ斜板組立体１６１はシリンダブロック・出力軸組立体１６４の上方から挿入され、入力筒軸５の端部内側がスリップリング６５に嵌合され、ベアリング６がシリンダ７に嵌合され、ポンプ斜板組立体１６１の端面が治具ベース１６３の基準面１６５上に載せられる。入力筒軸５のフランジ部５ａのノック穴５ｂと基準面１６５のピン穴１６８とが合わされ、そこに位置決めピン１６９が挿入され、ポンプ斜板組立体１６１の位置合わせがなされる。
【００４２】
ポンプ斜板組立体１６１の入力筒軸５のポンプ斜板１２側の端部に位置決め用治具１７１が嵌合される。位置決め用治具１７１は、リング状をなすベース部１７２と、ベース部１７２から突出し、ポンプ斜板１２のフランジ部１２ａに設けられた切り欠き１２ｂに嵌合する基準合わせ部１７３と、基準合わせ部１７３から延び、先端に球状の位置合わせ部１７４を有する所定の長さの位置合わせ軸１７５とからなっている。
【００４３】
この位置決め用治具１７１の位置合わせ軸１７５の先端の位置合わせ部１７４をプレート１０の背面の切り欠き（溝）１６２に嵌合させることにより、プレート１０とポンプ斜板とを固定してディンプル穴１０ａとポンププランジャ９との位置合わせがなされる。つまり、治具ベース１６３に対しシリンダブロック・出力軸組立体１６４の位置が決められ、治具ベース１６３に対しポンプ斜板組立体１６１の位置が決められ、ポンプ斜板組立体１６１に対し位置決め用治具１７１の位置が決められ、この位置決め用治具１７１でディンプル穴１０ａに対応する切り欠き１６２との位置合わせを行うので、ディンプル穴１０ａとポンププランジャ９との位置が一義的に決まり、その位置合わせが容易かつ正確になされるのである。
【００４４】
以上の位置合わせ及び組み付けが終了すると、位置決め用治具１７１が入力筒軸５から外され、そこに、出力軸３１に対し入力筒軸５を支持するためのベアリング３３が嵌め込まれる。その後、ポンプ斜板組立体１６１は治具ベース１６３から外され、油圧モータＭ側のアセンブリー、部品の組み付けがなされる。
【００４５】
尚、位置決め用の治具１７１、切り欠き１６２としては上記のものに限らず、種々の形状のものが採用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明に係る静油圧式無段変速機によれば、定容量の斜板式油圧ポンプと可変容量の斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を構成した静油圧式無段変速機において、前記油圧ポンプのプレート及びポンプ斜板に、当該ポンプ斜板及びプレートを組み付けるときに位置決め治具と係合する係合部を設けたので、プレートのディンプル穴とポンププランジャの位置が一義的に定まることから、熟練者でなくても油圧ポンプの組み付けを簡単かつ正確に行うことができるようになり、組み付けタクトタイムを短縮でき、コストダウンともなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静油圧式無段変速機の概略構成図である。
【図２】静油圧式無段変速機の組み付け作業状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）はポンプ斜板組立体の断面図であり、（ｂ）はポンプ斜板の正面図である。
【図４】静油圧式無段端変速機の概略構成図である。
【符号の説明】
４ ケーシング、 ５ 入力筒軸、
８ シリンダ孔、 ７ ポンプシリンダ、
１０ プレート、 １０ａ ディンプル穴
１２ ポンプ斜板、 １２ａ 切り欠き、
１７ モータシリンダ、 １８ シリンダ孔、
２２ モータ斜板、 ３１ 出力軸、
４７ 補給油路、 ５２ 内側油路、
５３ 外側油路、 ５６ リング体、
６１ 第１分配弁、 ６２ 第２分配弁、
６３ 第１偏心輪、 ６４ 第２偏心輪、
６７ 第１エキスパンドリング、 ６８ 第２エキスパンドリング、
８８ 補給ポンプ、 ９５ 第１逆止弁、
９６ 第２逆止弁、９７ 調圧弁、
１６１ ポンプ斜板組立体、 １６２ 切り欠き、
１６３ 治具ベース、 １６４ シリンダブロック・出力軸組立体、
１７１ 位置決め用治具、 １７３ 位置合わせ部、
１７４ 位置合わせ軸、 Ｂ シリンダブロック、
Ｐ 斜板式油圧ポンプ、 Ｍ 斜板式油圧モータ、

Claims (2)

1. 定容量の斜板式油圧ポンプと可変容量の斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を構成した静油圧式無段変速機において、
   前記油圧ポンプは、ポンプ斜板、当該ポンプ斜板に対して所定の傾斜角度で回転自在に設けられるプレート、及び当該プレートに係合するプランジャを有し、
   当該プレートにはディンプル穴が形成され、当該プランジャは当該ディンプル穴に当接することで当該プレートに係合し、
   当該ポンプ斜板及び当該プレートに、当該プレートに当該プランジャを係合させるときに位置決め治具と係合する係合部を設けたことを特徴とする静油圧式無段変速機。
2. 前記ポンプ斜板は、軸受を介して前記静油圧式無段変速機の出力軸に支承され、
   前記位置決め治具は、前記出力軸の一端側から挿入されて前記ポンプ斜板と前記プレートとに係合し、
   前記プレートと前記プランジャとの係合が終了した後は、前記位置決め治具を外し、そこに前記軸受が嵌め込まれることを特徴とする請求項１記載の静油圧式無段変速機。

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