JP4401304B2

JP4401304B2 - 静油圧式無段変速機

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Publication number: JP4401304B2
Application number: JP2005032653A
Authority: JP
Inventors: 圭宏吉田; 一彦中村; 英夫奥崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: US20060174616A1; GB2423134B; DE102006005561B4; US7380399B2; GB0600799D0; JP2006220192A; GB2423134A; DE102006005561A1

Description

本発明は静油圧式無段変速機に関するものであり、特に、クラッチ弁小径部を介して高圧油路と低圧油路とを短絡させて動力の伝達を切換えるために、シリンダ内に設ける短絡用油路の配置構造に関するものである。

従来の技術においては、高圧油路と低圧油路とを短絡させるための短絡用油路は、ポンプシリンダの隣り合うプランジャ孔の狭い隙間を通して複数個設けられていた（例えば、特許文献１参照。）。このため短絡用油路は大径の油路を設けることが出来なかったので、特に、低温環境下におけるクラッチＯＦＦ時に、圧損により高圧油路の圧力が十分に下がらず、クラッチＯＦＦのフィーリングが悪いという課題があった。

特願２００４−０７０３３１（図１５）。

本発明は上記従来技術の課題を解決し、低温環境下におけるクラッチＯＦＦ時においても高圧油路の圧力を十分に下げることが出来るよう、十分大きい径の短絡用油路の配置構造を提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、シリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧ポンプと、上記とは別のシリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧モータとの間において、上記油圧ポンプ側から上記油圧モータ側に作動油を送る高圧油路と、上記油圧モータ側から上記油圧ポンプ側へ作動油を送る低圧油路と、上記プランジャを上記高圧油路または上記低圧油路に切換える切換弁を含む油圧回路とを、上記油圧ポンプのシリンダと上記油圧モータのシリンダとの間に設けられたバルブボディ内に内外２重に構成すると共に、変速機軸内に設けたクラッチ弁を摺動させクラッチ弁小径部を介して上記高圧油路と上記低圧油路とを短絡させて動力の伝達を切換える静油圧式無段変速機において、上記高圧油路と上記低圧油路とのうち外方に位置する油路とクラッチ弁小径部とを連通する油路を、上記油圧ポンプまたは油圧モータの何れかのシリンダの、隣り合う開口通路の間に設けると共に、上記油路を設けるシリンダの上記プランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの端面との距離を、他方のシリンダのプランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの他方側の端面との距離に比して大きくしたことを特徴とする静油圧式無段変速機に関するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静油圧式無段変速機において、上記バルブボディとの距離が大きい方のプランジャ孔径を、他方のプランジャ孔径より小さくしたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、シリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧ポンプと、上記とは別のシリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧モータとの間において、上記油圧ポンプ側から上記油圧モータ側に作動油を送る高圧油路と、上記油圧モータ側から上記油圧ポンプ側へ作動油を送る低圧油路と、上記プランジャを上記高圧油路または上記低圧油路に切換える切換弁を含む油圧回路とを、上記油圧ポンプのシリンダと上記油圧モータのシリンダとの間に設けられたバルブボディ内に内外２重に構成すると共に、変速機軸内に設けたクラッチ弁を摺動させクラッチ弁小径部を介して上記高圧油路と上記低圧油路とを短絡させて動力の伝達を切換える静油圧式無段変速機において、上記高圧油路と上記低圧油路とのうち外方に位置する油路とクラッチ弁小径部とを連通する油路を、上記油圧ポンプシリンダの、隣り合う開口通路の間に設けると共に、上記油圧ポンプシリンダの上記プランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの油圧ポンプ側端面との距離を、上記油圧モータシリンダのプランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの油圧モータ側端面との距離に比して大きくしたことを特徴とする静油圧式無段変速機に関するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の静油圧式無段変速機において、上記油圧ポンプのプランジャ孔径を上記油圧モータのプランジャ孔径より小さくしたことを特徴とするものである。

請求項１の発明において、油圧ポンプまたは油圧モータの何れかのシリンダの、隣り合う開口通路、即ちプランジャ孔に比して小径の開口通路の間に油路を設けることとし、また、プランジャ孔の奥端面とバルブボディの端面との距離を大きくして、油路を設ける開口通路の軸方向長さを大きくしたので、プランジャ孔に制限されることなく、大径の油路を設けることが出来、クラッチＯＦＦ時に高圧油路の圧力を十分に下げることが出来る。

請求項２の発明において、上記バルブボディとの距離が大きい方のプランジャ孔径を小さくしたので、一層大径の油路を設けることが出来る。

請求項３の発明においては、油路を、上記油圧ポンプシリンダの、隣り合う開口通路の間に設けると共に、上記油圧ポンプシリンダの上記プランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの油圧ポンプ側端面との距離を大きくして、油圧ポンプシリンダ内に大径の油路の設置を可能とした。

請求項4の発明においては、上記油圧ポンプのプランジャ孔径を小さくして、油圧ポンプシリンダ内に一層大径の油路の設置を可能とした。

図１は本発明の一実施形態に係るパワーユニット２を備えた自動二輪車１の側面図である。この自動二輪車１には、ヘッドパイプ３に連なり後下方へ傾斜する一対のメインフレーム４と、ヘッドパイプ３の下部から下方へ下がり、後方へ湾曲し、その先端部が上記メインフレーム４の後端部に接続される一対のサブフレーム５が設けてある。

上記メインフレーム４とサブフレーム５とが形成する側面視がほぼ三角形の空間に、内燃機関６と変速機７とを一体化したパワーユニット２が搭載されている。ヘッドパイプ３にはフロントフォーク８が回動可能に支持され、その上端には操縦用ハンドル９が装着され、下端には前輪10が軸支されている。メインフレーム４の後部には、一対のリヤフォーク11がその前端を枢支され、上下方向に揺動可能になっている。リヤフォーク11の中央部とメインフレーム４の後端部との間にリヤクッション（図示なし）が装着されている。リヤフォーク11の後端には後輪12が軸支されている。

上記内燃機関６は、水冷式Ｖ型２気筒内燃機関であり、気筒は前後方向にＶ型に開いている。上記内燃機関６のクランク軸は車両進行方向に直交し、車両の左右方向に向けて配置されている。変速機７の変速機軸は上記クランク軸と平行である。後輪駆動軸（図示なし）は、変速機の出力軸に直交する連絡軸85（図２）に接続されて、車両の後方へ伸び、後輪12の回転軸に達して、後輪12を駆動する。

上記２個の気筒の車両前後方向に設けられている排気ポートに連なる排気管13は、内燃機関６の前方へ伸び、変速機７の下方を回って車体後部に至り、排気消音器14に接続されている。車体フレーム４の上部には、燃料タンク17が装着され、その後方にシート18が装備されている。この内燃機関６は水冷式であり、シリンダやオイルを冷却する過程で昇温した冷却水は、サブフレーム５の前面に取りつけられたラジエータ19で冷却される。

図２は、上記自動二輪車に搭載されるパワーユニット２の左面図である。矢印Ｆは車両搭載時の前方を指している。前側気筒24Ｆと後側気筒24Ｒとは同じ内部構造であるから、後側気筒24Ｒのみ断面を示してある。また、クランクケース部分は、左クランクケースカバーを取り外した状態を示し、内部の主な回転軸や歯車やスプロケットの位置を示してある。

図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面展開図である。この図は後側気筒24Ｒとクランク軸30と静油圧式無段変速機Ｔの変速機軸100とを含む断面を展開した図である。上記後側気筒24Ｒは左側クランクピン31に連なるピストン33を保持する気筒である。

図２、図３において、パワーユニット２の主な外殻は、左クランクケース20Ｌと右クランクケース20Ｒとからなるクランクケース20、左クランクケースカバー21Ｌ、右クランクケースカバー21Ｒ、および前側気筒24Ｆと後側気筒24Ｒとのそれぞれに設けられたシリンダブロック25、シリンダヘッド26、およびシリンダヘッドカバー27からなっている。以下に述べる気筒部分の説明は後側気筒24Ｒに基づいて行う。

図３において、左右のクランクケース20Ｌ、20Ｒに保持された左側軸受28と右側軸受29によって、クランク軸30が回転可能に支持されている。クランク軸30の左側クランクピン31に、コンロッド32とピストン33が連なり、ピストン33はシリンダブロック25のシリンダ穴34に摺動可能に保持されている。シリンダヘッド26の上記ピストン33に対向する部分に燃焼室35が形成され、シリンダヘッド26の壁体を貫通して、先端が上記燃焼室35に臨み、後端が外部に露出する点火プラグ36が設けてある。

図２において、燃焼室35には排気ポート40と吸気ポート41とが連なっている。排気ポート40は、前側気筒24Ｆでは前方へ、後側気筒24Ｒでは後方へ向けて延びている。吸気ポート41は、何れの気筒でも両気筒の間の空間で上方へ延びている。排気ポート40には排気弁42、吸気ポート41には吸気弁43が設けてある。また、シリンダヘッドカバー27の中には、カム軸44が設けられ、カム軸44の上方に排気ロッカーアーム軸45、吸気ロッカーアーム軸46が設けられ、これらのアーム軸に設けられた排気ロッカーアーム47、吸気ロッカーアーム48は、上記カム軸44のカム44ａ、44ｂに駆動されて、上記排気弁42、吸気弁43のステム頂部を押して各弁を開閉駆動する。図３において、カム軸44は、その端部に設けられたカム軸従動スプロケット49とクランク軸30に設けられたカム軸駆動スプロケット50とに掛け回されたカム軸駆動チェーン51によって駆動される。

図２において、クランクケース20の下部には、低圧オイルポンプと高圧オイルポンプとをオイルポンプ軸91を介して一体化したオイルポンプ集合体90が設けてある。低圧オイルポンプは内燃機関６に向けて、高圧オイルポンプは静油圧式無段変速機Ｔに向けてオイルを送る。オイルポンプ集合体はオイルパン92内のオイルを下部のオイルストレーナ93を経由して吸入する。オイルポンプ軸91に嵌装されたオイルポンプ軸従動スプロケット94と、クランク軸30に設けられたオイルポンプ軸駆動スプロケット95とに掛け回されたオイルポンプ駆動チェーン96によって、オイルポンプ集合体90は内燃機関６によって駆動される。クランクケースの後部にオイルクーラ97と低圧用オイルフィルタ98が見える。高圧用オイルフィルタはクランクケースの右側に設けてあるので、図示されていない。

図３において、クランク軸30の左端部に設けてあるクランク軸出力歯車37は、隣接するカム式トルクダンパ38との組合せによって機能する歯車で、静油圧式無段変速機Ｔの斜板プランジャ式油圧ポンプＰのケーシング110に取り付けてある変速機入力歯車116に噛合っている。クランク軸出力歯車37とカム式トルクダンパ38は、クランク軸30にスプライン結合されたカラー60上に構成されている。クランク軸出力歯車37はカラー60上に回動自在に嵌装され、その側面に円弧状凹面を有する凹カム37ａが形成されている。カラー60外周のスプラインにリフタ61が軸方向移動可能に嵌装され、同リフタ61の端面に円弧状凸面を有する凸カム61ａが形成され、同凸カム61ａは上記凹カム37ａに噛み合っている。カラー60の端部にはスプリングホルダ62がスプラインとコッタによって固定されている。同スプリングホルダ62と上記リフタ61との間に皿ばね63が設けられ、上記凸カム61ａを上記凹カム37ａの方へ付勢している。

定常速度の運転の場合は、クランク軸30のトルクはカラー60、リフタ61、凸カム61ａ、凹カム37ａ、クランク軸出力歯車37の順に伝達され、クランク軸出力歯車37はクランク軸30と共に回転する。過大トルクがクランク軸30に入力されたときには、凸カム61ａは、凹カム37ａのカム面で周方向に滑ると共に、皿ばね63の付勢力に抗して軸方向へ移動し、過大トルクを吸収し、衝撃を緩和する。

上記クランク軸出力歯車37はバックラッシュ低減ギヤであり、中央部の厚い主ギヤ64と、上記主ギヤ64に対して同軸的回動可能に保持された薄い副ギヤ65と、同副ギヤ65を主ギヤ64に対して周方向に付勢する副ギヤ付勢コイルばね66とで構成してある。バックラッシュ低減ギヤが通常のギヤとが噛合ったとき、周方向に付勢され迫り出した副ギヤが、主ギヤと通常ギヤとの間に生じるバックラッシュ間隙を埋めるので、ガタが無くなり騒音が低減され静粛となる。本件の場合は、クランク軸出力歯車37と変速機入力歯車116との噛み合いが静粛となる。

図３において、クランク軸30の後方に静油圧式無段変速機Ｔが設けてある。静油圧式無段変速機Ｔは遠心式ガバナークラッチＣと斜板式油圧ポンプＰと斜板式油圧モータＭとを変速機軸100を介して組み合せた装置である。変速機入力歯車116によって、斜板式油圧ポンプＰのケーシング110の回転速度が所定速度以上に上がると、遠心式ガバナークラッチＣの作用によって、静油圧式無段変速機Ｔが接続状態となり、変速が行われる。静油圧式無段変速機Ｔにおいては、斜板式油圧モータＭの斜板の傾斜状態に応じた変速比で変速され、変速された回転力は、油圧ポンプＰ、油圧モータＭと一体回転する変速機軸100から取り出される。斜板式油圧モータＭの斜板の傾斜角は、モータサーボ機構によって変えられる。静油圧式無段変速機Ｔの構造・作用については後述する。

図４は図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。これは、変速機軸100から連絡軸85に至る動力伝達経路を示している。変速機軸100に平行に、ニュートラル状態とドライブ状態とを切換えるためのニュートラル・ドライブ切換用クラッチ75のニュートラル・ドライブ切換え軸76が右クランクケース20Ｒと右クランクケースカバー21Ｒにボールベアリングを介して回転可能に支持されている。上記ニュートラル・ドライブ切換え軸76に平行に、出力軸80が左クランクケース20Ｌと右クランクケース20Ｒとにボールベアリングを介して回転可能に支持されている。更に、上記出力軸80に直交して、連絡軸85が出力軸80の左端部の近くに設けられた連絡軸支持部84に回転可能に支持されている。連絡軸支持部84は、左クランクケース20Ｌの外側に取り付けられている（図２も参照）。

図４において、変速機軸100には歯車68が固定されている。ニュートラル・ドライブ切換え軸76には、歯車77が軸に対して回転可能に遊嵌されている。この歯車77は、変速機軸100に固定された変速機出力歯車68に噛合っている。歯車77に隣接して、係合歯78ａを有する摺動部材78が、ニュートラル・ドライブ切換え軸76に軸方向摺動可能に遊嵌されている。上記ニュートラル・ドライブ切換え軸76と歯車77と摺動部材78とによって、変速機軸100から出力軸80へ向かう動力伝達を断続することのできるニュートラル・ドライブ切換用クラッチ75が構成されている。ニュートラル・ドライブ切換用クラッチ75は、摺動部材78の係合歯78ａが歯車77から外れると、ニュートラル状態となり、摺動部材78を摺動させ、係合歯78ａを歯車77の係合部に係合させると、動力伝達経路は接続され、ドライブ状態となる。

図４において、上記歯車77の、上記摺動部材78の反対側で歯車77に隣接して、ニュートラル・ドライブ切換え軸76に、歯車79が嵌着されている。出力軸80の右端に、ニュートラル・ドライブ切換え軸76の上記歯車79に噛合う歯車81が嵌着されている。出力軸80の他端に傘歯車82が一体的に形成されている。連絡軸85の前端に傘歯車86が一体に形成され、上記出力軸80の傘歯車82に噛み合っている。連絡軸85の後端にはスプライン85ａが設けてあり、後輪駆動軸が接続できるようになっている。これらの軸および歯車によって、静油圧式無段変速機Ｔの回転出力が後輪駆動軸に伝達される。

図５は、静油圧式無段変速機Ｔの縦断面図である。静油圧式無段変速機Ｔは斜板プランジャ式油圧ポンプＰと斜板プランジャ式油圧モータＭと遠心式ガバナークラッチＣとを備えて構成され、静油圧式無段変速機Ｔの出力軸となる変速機軸100がその中心を貫通して配設されている。変速機軸100は、左端が左クランクケースカバー21ＬにボールベアリングＢ1、Ｂ2によって、右端が右クランクケース20ＲにボールベアリングＢ3によって回転自在に支持されている。

油圧ポンプＰは、変速機軸100と同軸かつ相対回転可能に配設されたポンプケーシング110と、ポンプケーシング110の内部においてポンプケーシングの回転軸に対して所定角度傾いて配設されたポンプ斜板111と、同ポンプ斜板111と対向して配設されたポンプシリンダ112と、ポンプシリンダ112内に中心軸を囲んで環状に配列されたポンププランジャ孔113内に摺動可能に配設された複数のポンププランジャ114とから構成される。ポンプケーシング110は、一端部が変速機軸100にベアリングＢ2によって、他端部がポンプシリンダ112にベアリングＢ4によって回転可能に支持されるとともに、左クランクケースカバー21Ｌに対してベアリングＢ1によって回転可能に支持されている。ポンプ斜板111は、ポンプケーシング110に対してベアリングＢ5、Ｂ6によって上記所定角度傾いて相対回転可能に配設されている。

ポンプケーシングの外周には、ボルト115によって締結された変速機入力歯車116が取り付けられている。また、ポンププランジャ114の外側端部は外方に突出してポンプ斜板111の斜板面111ａに当接係合され、ポンププランジャ114の内側端部はポンププランジャ孔113内にポンプ油室113ａを形成する。ポンププランジャ孔113の端部には吐出孔および吸入孔として作用するポンプ開口通路117が形成されている。変速機入力歯車116が回転駆動されるとポンプケーシング110が回転し、その内部に配設されたポンプ斜板111がポンプケーシング110の回転に伴って揺動し、ポンププランジャ114は斜板面111ａの揺動に応じてポンププランジャ孔113内を往復移動し、ポンプ油室113ａ内の作動油を吐出したり吸入したりする。

図の中央部において、ポンプ偏心環状部材118がポンプケーシング110の右端部にボルト119によって取り付けてある。このポンプ偏心環状部材118の内周面118ａは、ポンプケーシング110の回転軸に対して偏心した円筒状に形成されている。したがって、この内周面118ａは変速機軸100およびポンプシリンダ112の中心線に対しても同様に偏心した円筒状となっている。

油圧モータＭのケーシング130は、右クランクケース20Ｒに結合されて固定保持されている。モータケーシング130は、球面部材131と延長部材132とからなり、ボルト133で結合されている。球面部材131の内面には支持球面131ａが形成されている。油圧モータＭは、モータケーシング130と、上記支持球面131ａに摺接して支持されたモータ揺動部材134と、モータ揺動部材134内にベアリングＢ7、Ｂ8により回転可能に支持されたモータ斜板135と、モータ斜板135と対向するモータシリンダ136と、モータシリンダ136においてその中心軸を囲んで環状に配列され軸方向に貫通する複数のモータプランジャ孔137内に摺動可能に配設されたモータプランジャ138とから構成される。モータシリンダ136はその外周部においてベアリングＢ9を介してモータケーシング130の延長部材132に回転自在に支持されている。モータ揺動部材134は、変速機軸100の中心線に対して直角方向（紙面に垂直な方向）に伸びる揺動中心Ｏを中心として揺動可能である。

モータプランジャ138の外側端部は外方に突出してモータ斜板135の斜板面135ａに当接係合され、モータプランジャ138の内側端部はモータプランジャ孔137内にモータ油室137ａを形成する。モータプランジャ孔137の端部には、モータの吐出口および吸入口として作用するモータ開口通路139が形成されている。モータ揺動部材134の端部が外径側に突出して形成されたアーム部134ａは径方向外方に突出してモータサーボ機構Ｓに連結されており、モータサーボ機構Ｓによりアーム部134ａが左右に移動する制御が行われ、モータ揺動部材134を揺動中心Ｏを中心として揺動させる制御が行われる。モータ揺動部材134が揺動すると、その内部に回転可能に支持されているモータ斜板135も一緒に揺動し、斜板角度が変化する。

図６は、静油圧式無段変速機Ｔの分配バルブ160付近の拡大縦断面図である。ポンプシリンダ112とモータシリンダ136との間に分配バルブ160が配設されている。分配バルブ160のバルブボディ161は、ポンプシリンダ112とモータシリンダ136との間に挟持され、ロー付けによりこれらのシリンダと一体結合されている。モータシリンダ136は変速機軸100にスプライン101によって結合されている。したがって、ポンプシリンダ112、分配バルブ160、モータシリンダ136は、変速機軸100と一体となって回転する。一体結合されたポンプシリンダ112、分配バルブ160のバルブボディ161、およびモータシリンダ136を出力回転体Ｒと呼ぶ。出力回転体Ｒを変速機軸に取り付ける構造について述べる。ポンプシリンダ左端位置に対応する変速機軸100の外周側に軸方向長さの短い大径部102が形成してある。ポンプシリンダ112の左端面がこの大径部102の端面に当接して、左方向の位置決めがなされる。

一方出力回転体Ｒの右側の位置決めは、モータシリンダ136に対向して変速機軸100に取り付けられた係止部材150によって行われる。係止部材150は、コッタ151、リテーナリング152、およびＣ形クリップ153から構成される。係止部材150取付けのために、変速機軸100には、外周のスプライン101を横切って、環状の第１係止溝103、および第２係止溝104が形成されている。第１係止溝103には図７に示される半円状に分割形成された一対のコッタ151が嵌め込んで取り付けられる。その上に図８に示されるリテーナリング152が取り付けられる。リテーナリング152の先端部152ａがコッタ151の外周面を覆い、リテーナリング152の内向きフランジ152ｂがコッタの側面に当接する。さらに第２係止溝104に図９に示すＣ形クリップ153が取り付けられ、リテーナリング152の抜け止めがなされる。以上の結果、モータシリンダ136の右端面が係止部材150に当接して右方向の位置決めがなされる。

以上のように、出力回転体Ｒは周方向はスプライン101によって、左方向は大径部102によって、右方向は係止部材150によって変速機軸100に対して位置決めされて一体化され、変速機軸100と共に回転する。なお、リテーナリング152の内周環状溝152ｃと外周傾斜部152ｄを結ぶ潤滑油噴射ノズル152ｅが、全周に３個穿設してある。

図６において、分配バルブ160を構成するバルブボディ161内には、円周方向に等間隔で配置され径方向に延びる複数のポンプ側弁孔162と、同様のモータ側弁孔163とが、２列に並んで形成されている。ポンプ側弁孔162内にはポンプ側切替弁164が、モータ側弁孔163内にはモータ側切替弁165が、それぞれ摺動可能に配設されている。

ポンプ側弁孔162はポンププランジャ孔113に対応して形成されている。ポンププランジャ孔113の内側端部に形成されている各ポンプ開口通路117と、上記の各ポンプ側弁孔162とをそれぞれ連通する複数のポンプ側連通路166が、バルブボディ161に設けてある。モータ側弁孔163はモータプランジャ孔137に対応して形成されている。モータプランジャ孔137の内側端部に形成されている各モータ開口通路139と、上記の各モータ側弁孔163とをそれぞれ連通する複数のモータ側連通路167が、バルブボディ161に設けてある。

分配バルブ160において、ポンプ側切替弁164の外周端を囲む位置にポンプ側カムリング168が配設され、モータ側切替弁165の外周端を囲む位置にはモータ側カムリング169が配設されている。ポンプ側カムリング168はポンプケーシング110の先端にボルト119によって結合されたポンプ偏心環状部材118の内周面118ａに取り付けられている（図５）。モータ側カムリング169はモータケーシング130の延長部材132の先端に摺接して位置するモータ偏心環状部材140の内周面140ａに取り付けられている（図５）。ポンプ側カムリング168の内周面には、ポンプ側切替弁164の外側端がポンプ側規制リング170を介して摺動可能に係止され、モータ側カムリング169の内周面には、モータ側切替弁165の外側端がモータ側規制リング171を介して摺動可能に係止されている。ポンプ側、モータ側いずれにおいても、カムリングと規制リングとは相対回転可能となっている。

バルブボディ161の内周面と向き合う変速機軸100の外周面には、内側通路172として作用する環状凹部が削設されている。ポンプ側弁孔162およびモータ側弁孔163の内端がこの内側通路172に連通している。バルブボディ161内の外周の近くには、ポンプ側弁孔162とモータ側弁孔163とを連通する外側通路173が形成されている。

ここで、上記分配バルブ160の作動について述べる。内燃機関の駆動力が変速機入力歯車116に伝達されてポンプケーシング110が回転すると、この回転に応じてポンプ斜板111が揺動する。ポンプ斜板111の斜板面111ａに当接係合されたポンププランジャ114は、ポンプ斜板111の揺動によって、ポンププランジャ孔113内を軸方向に往復移動する。ポンププランジャ113の内方移動時にポンプ油室113ａからポンプ開口通路117を通って作動油が吐出され、外方移動時にポンプ開口通路117を通ってポンプ油室113ａ内に作動油が吸入される。

この時、ポンプケーシング110の端部に結合されたポンプ偏心環状部材118の内周面118ａに取り付けられたポンプ側カムリング168はポンプケーシング110と共に回転する。ポンプ側カムリング168は、ポンプケーシング110の回転中心に対して偏心している。即ちバルブボディに対しても偏心して取り付けられているので、ポンプ側カムリング168の回転に応じてポンプ側切替弁164がポンプ側弁孔162内を径方向に往復移動する。

このように、ポンプ側切替弁164が往復移動し、バルブボディ161の中で径方向内方へ移動すると、ポンプ側切替弁164の小径部164ａによってポンプ側連通路166が径方向外方へ開き、ポンプ開口通路117と外側通路173とが連通する。ポンプ側切替弁164がバルブボディ161の中で径方向外方へ移動するとポンプ側連通路166が径方向内方へ開き、ポンプ開口通路117と内側通路172とが連通する。

ポンプケーシング110の回転に伴ってポンプ斜板111が揺動し、ポンププランジャ114が最も外側に押し出された位置（下死点）と、最も内側に押し込まれた位置（上死点）との間で往復移動するのに対応して、ポンプ側カムリング168はポンプ側切替弁164を径方向に往復動させる。この結果、ポンプケーシング110の回転に伴ってポンププランジャ114が下死点から上死点に移動して、ポンプ油室113ａ内の作動油がポンプ開口通路117から吐出される。この時、ポンプ開口通路117は外側通路173に連通しているので、作動油は外側通路173に送出される。一方、ポンプケーシング110の回転に伴って、ポンププランジャ114が上死点から下死点に移動する時には、内側通路172内の作動油がポンプ開口通路117を通ってポンプ油室113ａ内に吸入される。即ち、ポンプケーシング110が回転駆動されると、変速機軸100を挟んで、一方の側のポンプ油室113ａから吐出された作動油は外側通路173に供給され、変速機軸100の他方の側のポンプ油室113ａへは内側通路172から作動油が吸入される。

一方、モータケーシング130の端部に摺接して位置しているモータ環状偏心部材140の内周面140ａに取り付けられたモータ側カムリング169は、モータ偏心環状部材140が通常位置にあるときにはモータシリンダ136、出力回転体Ｒおよび変速機軸100の回転中心に対して偏心して位置しており、モータシリンダ136が回転すると、その回転に応じてモータ側切替弁165がモータ側弁孔163内を径方向に往復動する。

モータ側切替弁165がバルブボディ161の中で径方向内方へ移動すると、モータ側切替弁165の小径部165ａによってモータ側連通路167が径方向外方へ開き、モータ開口通路139と外側通路173とが連通する。モータ側切替弁165がバルブボディ161の中で径方向外方へ移動するとモータ側連通路167が径方向内方へ開き、モータ開口通路139と内側通路172とが連通する。

油圧ポンプＰから吐出された作動油は外側通路173に送られ、この作動油はモータ側連通路167、モータ開口通路139を通ってモータ油室137ａ内に供給され、モータプランジャ138は軸方向外方に押圧される。モータプランジャ138の外側端は、モータ斜板135が上死点から下死点へ移動する部分に摺接するように構成されており、この軸方向外方への押圧力により、モータプランジャ138は、上死点から下死点まで移る間に、モータ揺動部材134とベアリングＢ7、Ｂ8とが形成する傾斜面に沿って、モータ斜板135と共に移動する。この結果モータシリンダ136はモータプランジャ138に押されて回転駆動される。モータシリンダ136の回転に伴って、モータプランジャ138の往復動に対応して、モータ側カムリング169はモータ側切替弁165をバルブボディ161の径方向に往復動させる。

変速機軸100を中心として、上記とは反対側のモータシリンダ136は、モータ斜板135の回転と共に変速機軸100の周りを移動しつつ、下死点から上死点まで移動し、モータ油室137ａ内の作動油はモータ開口通路139から内側通路172に送られ、ポンプ側連通路166、ポンプ開口通路117を通ってポンプ油室113ａ内に吸収される。

以上のように、油圧ポンプＰと油圧モータＭとをつなぐ油圧閉回路が分配バルブ160によって構成され、油圧ポンプＰの回転に応じて吐出された作動油が、油圧閉回路の一方（外側通路173）を介して油圧モータＭに送られてこれを回転駆動し、さらに、油圧モータＭの回転に伴って吐出された作動油は油圧閉回路の他方（内側通路172）を介して油圧ポンプＰに戻される。

上記の静油圧式無段変速機Ｔにおいて、内燃機関６によって油圧ポンプＰが駆動され、油圧モータＭの回転駆動力が分配バルブ160および油圧モータＭを介して変速され、変速機軸100から取り出され、車輪に伝達される。車両が走行する状態の時には、外側通路173が高圧側油路となり、内側通路172が低圧側油路となる。一方、降坂路走行等において、車輪の駆動力が変速機軸100から油圧モータＭに伝達され、油圧ポンプＰの回転駆動力が内燃機関６に伝達されてエンジンブレーキ作用が生じる状態の時には、内側通路172が高圧側油路となり、外側通路173が低圧側油路となる。

静油圧式無段変速機Ｔの変速比はモータ揺動部材134の傾斜角を変化させることによって無段階に変化させることができる。モータ揺動部材134の傾斜角を変え、モータ斜板の傾斜がゼロ、即ちモータ斜板が変速機軸に直交となった時、トップ変速比となり、ロックアップアクチュエータＡ（図５）の作用によって、偏心部材140の偏心量がゼロとなり、偏心部材140の中心はモータシリンダ136の中心と一致し、ポンプケーシング110、ポンプシリンダ112、モータシリンダ136、および変速機軸100は略一体回転して効率的な動力伝達がなされる。

図１０は遠心式ガバナークラッチＣ付近の縦断面図である。静油圧式無段変速機Ｔにおいては、内側通路172と外側通路173とを連通させると、高油圧が発生しなくなり、油圧ポンプＰと油圧モータＭとの間の動力伝達が行われなくなる。すなわち、内側通路172と外側通路173との連通開度の制御を行うことによってクラッチ制御が行われる。

遠心式ガバナークラッチＣはポンプケーシング110の端部にボルト180によって結合されたカムプレート部材181およびスプリングシート部材182と、カムプレート部材181の内面に径方向に斜めに延びて形成された複数のカムプレート溝181ａ内にそれぞれ受容されたローラ183と、カムプレート溝181ａと対向するアーム部184ａを有する受圧プレート184と、上記受圧プレート184のアーム部184ａがローラ183を受容溝181ａ内に押圧するように一端がスプリングシート部材182に支えられ他端で受圧プレート184を付勢するコイルばね185と、上記受圧プレート184の中央部を貫通して一体的に接続されると共に上記カムプレート部材181の中央貫通孔181ｂに挿通され、変速機軸の軸線方向に摺動する摺動軸186と、上記摺動軸186のクラッチ弁係止部186ａに係止された棒状クラッチ弁187とから構成される。コイルばね185の一端はスプリングシート部材182の内向きフランジに形成されたスプリングシート182ａに支えられている。上記受圧プレート184と上記摺動軸186とは互いに別体として製作された後、一体に結合されて、ローラ受け部材188として構成されている。受圧プレート184は型を用いたプレス成形によって製作され、摺動軸186は機械切削加工によって製作され、両者は溶接によって一体に結合される。

ポンプケーシング110が静止状態、すなわちカムプレート部材181もスプリングシート部材182も回転していない状態では、コイルばね185が受圧プレート184に加える付勢力によりアーム部184ａがローラ183をカムプレート溝181ａ内に押し付ける。カムプレート溝181ａは斜めになっているのでローラ183はカムプレート部材181の径方向内方に押し込まれ、受圧プレート184と、これと一体の摺動軸186と、摺動軸186に係止されている棒状クラッチ弁187は、左方に移動した状態となっている。

ポンプケーシング110が変速機入力歯車116（図５）を介して回転駆動され、カムプレート部材181、スプリングシート部材182が回転すると、遠心力によってローラ183はカムプレート部材181の傾斜面に沿って径方向外方へ押し出され、アーム部184ａを右方へ押し、受圧プレート184はコイルばね185の付勢力に抗して右方へ動く。受圧プレート184とこれと一体の摺動軸186の右方向への移動量はローラ183に作用する遠心力によって決まる。即ちポンプケーシング110の回転速度に応じて決まる。ポンプケーシング110の回転速度が高まると、摺動軸186に係止されている棒状クラッチ弁187は変速機軸100の内部に延びたクラッチ弁孔105内の奥部へ移動する。このようにしてポンプケーシングの回転によってローラ183に作用する遠心力を用いて遠心式ガバナ機構が構成される。

図１０に示されるように、変速機軸100には、クラッチ弁孔105と内側通路172とをつなぐ内側通路連絡油路190が形成され、変速機軸100およびポンプシリンダ112には、クラッチ弁孔105と外側通路173とをつなぐ外側通路連絡油路191、環状溝192および短絡用の斜め油路193が形成されている。ポンプケーシング110が静止状態の時には、棒状クラッチ弁187の小径部187ａを介して、内側通路連絡油路190と外側通路連絡油路191とが連通し、結果的に内側通路172と外側通路173が連通するので、クラッチは断となっている。

ポンプケーシングの回転が所定速度以上となり、上記ガバナ機構の遠心力作用によって、棒状クラッチ弁187がクラッチ弁孔105の最奥部へ移動すると、棒状クラッチ弁187の小径部187ａが外側通路連絡油路191のクラッチ弁孔105側の開口から外れ、外側通路連絡油路191の開口は棒状クラッチ弁187の大径部側面187ｂで塞がれる（図６における棒状クラッチ弁187の位置参照）ので、内側通路172と外側通路173の連通が遮断され、油圧ポンプＰと外側通路173と油圧モータＭと内側通路172とからなるオイル循環の閉回路が形成され、静油圧式無段変速機Ｔが機能する。クラッチ開放状態からクラッチ接続状態への移行はローラの移動によっているので、これに応じて、クラッチは徐々に接続される。

図１１は作動油と潤滑油の供給経路を示す静油圧式無段変速機Ｔの要部縦断面図である。作動油は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ集合体90の高圧オイルポンプから、クランクケース内の油路を経由して、変速機軸100の中心に軸方向に形成された変速機軸中心油路200に右端から供給される。変速機軸中心油路200はその最奥部において、径方向に延びて外周に至る油路201につながる。油路201はさらに、変速機軸100と一体となって回転する出力回転体Ｒ（モータシリンダ136、バルブボディ161、ポンプシリンダ112）内において変速機軸100と平行に形成された出力回転体内油路202とつながる。出力回転体内油路202は、モータシリンダ136内の油路202ａ、バルブボディ161内の油路202ｂ、ポンプシリンダ112内の油路202ｃからなる油路である。

ポンプシリンダ112内には、外側通路173内に補充油を供給するためのチェックバルブ210が設けてある。出力回転体内油路202は、その最奥部で径方向外方に向かう油路203を介してチェックバルブ210とにつながり、必要に応じて（油圧閉回路からの作動油の漏れに応じて）、作動油がバルブボディ161の外側通路173へ供給される。ポンプシリンダ112の別の部分に、内側通路172に作動油を補充する油路とチェックバルブが上記と同様に設けてあり、必要に応じて内側通路172にも作動油が供給される（図示省略）。

出力回転体内油路202の最奥部に対応する変速機軸100の外周には外周環状溝204が設けてあり、出力回転体内油路202の最奥部が連通している。変速機軸100のクラッチ弁孔105の内周には内周環状溝205が設けてあり、１箇所の連通油路206によって、前記外周環状溝204と連通している。連通油路206にはオリフィス206ａが設けてある。変速機軸100には、上記クラッチ弁孔内周環状溝205に連通して変速機軸100の外周に向かう潤滑油噴射ノズル207が変速機軸周囲に３箇所穿設してある。出力回転体内油路202内に供給されたオイルの一部が、外周環状溝204、連通油路206、内周環状溝205、および潤滑油噴射ノズル207を経て噴射され、ポンプ斜板111等が潤滑される。

変速機軸100には、変速機軸中心油路200から、出力回転体Ｒの右端位置決め部の係止部材150へ向かう径方向油路208が１箇所設けてあり、その内側端部にはオリフィス208ａが設けてある。リテーナ152の内周に形成されている環状溝152ｃに、上記径方向油路208の外側端部が連通している。上記内周環状溝152ｃと連通しリテーナリング152の外周傾斜部152ｄの周囲に３箇所穿設してある潤滑油噴射ノズル152ｅに、変速機軸中心油路200内に供給されたオイルの一部が径方向油路208、内周環状溝152ｃを経て供給され、潤滑油噴射ノズル152ｅから噴射され、モータ斜板135等が潤滑される。

図１１においてポンププランジャ孔113の奥端面113ｂとバルブボディ161のポンプ側端面161ａとの距離Ｌ1は、モータプランジャ孔137の奥端面137ｂとバルブボディ161のモータ側端面161ｂとの距離Ｌ2に比して大きくしてある。これは、ポンプＰ側には、ポンプシリンダ112のポンププランジャ孔113の奥端面113ｂとバルブボディ161のポンプ側端面161ａとの間に、クラッチ弁孔105と外側通路173とをつなぐ斜め油路193（図１０）を穿設する必要があるため、ポンププランジャ孔113をバルブボディ161から離してある。他方のモータＭ側には斜め油路を設ける必要がないので、モータプランジャ孔137の奥端面137ｂとバルブボディ161のモータ側端面161ｂとの距離は小さい。

以上詳述した本実施形態においては、次の効果がもたらされる。
（１）油圧ポンプシリンダ112において、プランジャ孔113に比して小径の開口通路117の間に斜め油路193を設けることとし、また、プランジャ孔113の奥端面113ｂとバルブボディの端面161ａとの距離Ｌ1を大きくして、開口通路117の軸方向長さを大きくしたので、プランジャ孔113に制限されることなく、大径の斜め油路193を設けることが出来、クラッチＯＦＦ時に高圧油路173の圧力を十分に下げることが出来る。
（２）上記油圧ポンプシリンダ112のプランジャ孔113の径を小さくしたので、一層大径の斜め油路193を設けることが出来る。

本発明の一実施形態に係るパワーユニット２を備えた自動二輪車１の側面図である。上記自動二輪車に搭載されるパワーユニット２の左面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面展開図である。図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。静油圧式無段変速機Ｔの縦断面図である。分配バルブ160付近を示す静油圧式無段変速機Ｔの要部縦断面図である。コッタ151の２面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。リテーナリングの２面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。Ｃ形クリップの２面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。遠心式ガバナークラッチＣ付近を示す静油圧式無段変速機Ｔの要部縦断面図である。作動油と潤滑油の供給経路を示す静油圧式無段変速機Ｔの要部縦断面図である。

符号の説明

100…変速機軸、112…ポンプシリンダ、113…ポンププランジャ孔、113ｂ…奥端面、114…ポンププランジャ、117…ポンプ開口通路、136…モータシリンダ、137…モータプランジャ孔、137ｂ…奥端面、138…モータプランジャ、139…モータ開口通路、161…バルブボディ、161ａ…ポンプ側端面、161ｂ…モータ側端面、172…内側通路、173…外側通路、187…棒状クラッチ弁、187ａ…小径部、187ｂ…大径部側面、190…内側通路連絡油路、191…外側通路連絡油路、192…環状溝、193…斜め油路。

Claims

シリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧ポンプと、上記とは別のシリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧モータとの間において、
上記油圧ポンプ側から上記油圧モータ側に作動油を送る高圧油路と、
上記油圧モータ側から上記油圧ポンプ側へ作動油を送る低圧油路と、
上記プランジャを上記高圧油路または上記低圧油路に切換える切換弁を含む油圧回路とを、
上記油圧ポンプのシリンダと上記油圧モータのシリンダとの間に設けられたバルブボディ内に内外２重に構成すると共に、
変速機軸内に設けたクラッチ弁を摺動させクラッチ弁小径部を介して上記高圧油路と上記低圧油路とを短絡させて動力の伝達を切換える静油圧式無段変速機において、
上記高圧油路と上記低圧油路とのうち外方に位置する油路とクラッチ弁小径部とを連通する油路を、上記油圧ポンプまたは油圧モータの何れかのシリンダの、隣り合う開口通路の間に設けると共に、
上記油路を設けるシリンダの上記プランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの端面との距離を、他方のシリンダのプランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの他方側の端面との距離に比して大きくしたことを特徴とする静油圧式無段変速機。
上記バルブボディとの距離が大きい方のプランジャ孔径を、他方のプランジャ孔径より小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の静油圧式無段変速機。
シリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧ポンプと、上記とは別のシリンダに設けた複数のプランジャからなる油圧モータとの間において、
上記油圧ポンプ側から上記油圧モータ側に作動油を送る高圧油路と、
上記油圧モータ側から上記油圧ポンプ側へ作動油を送る低圧油路と、
上記プランジャを上記高圧油路または上記低圧油路に切換える切換弁を含む油圧回路とを、
上記油圧ポンプのシリンダと上記油圧モータのシリンダとの間に設けられたバルブボディ内に内外２重に構成すると共に、
変速機軸内に設けたクラッチ弁を摺動させクラッチ弁小径部を介して上記高圧油路と上記低圧油路とを短絡させて動力の伝達を切換える静油圧式無段変速機において、
上記高圧油路と上記低圧油路とのうち外方に位置する油路とクラッチ弁小径部とを連通する油路を、上記油圧ポンプシリンダの、隣り合う開口通路の間に設けると共に、
上記油圧ポンプシリンダの上記プランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの油圧ポンプ側端面との距離を、上記油圧モータシリンダのプランジャ孔の奥端面と上記バルブボディの油圧モータ側端面との距離に比して大きくしたことを特徴とする静油圧式無段変速機。
上記油圧ポンプのプランジャ孔径を上記油圧モータのプランジャ孔径より小さくしたことを特徴とする請求項３に記載の静油圧式無段変速機。