JP4585336B2

JP4585336B2 - 油圧式無段変速装置の操作機構

Info

Publication number: JP4585336B2
Application number: JP2005060957A
Authority: JP
Inventors: 謙悟笹原; 豪朗野崎
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: JP2006242335A

Description

本発明は、油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の操作機構の技術に関する。より詳しくは、ＨＳＴのサーボ機構を用いた操作機構に関する。

従来、ＨＳＴ式無段変速装置の操作機構において、サーボ機構を用いるものが知れている。そして、可動斜板を傾動させるピストン内に油路の切替を行うスプールを配設し、このスプールの中空部を介して、その両端をドレン圧とし、ピストン両端へ作動圧を導く油路を設けている（例えば、特許文献１を参照）。また、ピストンに油路を設けるために、穿孔や封印を行っている。
特開平１０−９６４７０号公報

しかし、従来のピストンの構成においては、パイロット圧を導く油路が長くなるとともに、スプールや操作用の開口部を回避したレイアウトをとる必要がある。また、ピストンに油路を設けるために、穿孔や封印を行うので、製造コストが高くなる。このため、ピストンの加工に多くの労力を必要とするものであり、製造コストが高くなる。そこで、簡便な構成で、製造コストの少ないＨＳＴ式無段変速装置の操作用サーボ機構の提供を課題とする。

請求項１に記載のごとく、可動斜板（４）を傾動することにより、回転数を無段階に変速する油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の操作機構であって、該可動斜板（４）をサーボ機構（１０）により操作し、該サーボ機構（１０）は、ピストン（５）と、スプール（６）と、操作アーム（８）により構成し、該ピストン（５）は、ケース（３）のシリンダ部（３ｂ）内に摺動自在に嵌装し、前記ピストン（５）の内部にスプール（６）を摺動自在に嵌装し、該操作アーム（８）の操作によりロッド（９）を操作し、該ロッド（９）をスプール（６）と係合し、前記ロッド（９）によりスプール（６）を摺動操作し、該スプール（６）の摺動操作により、前記ピストン（５）の両端に圧力差を発生させ、前記ピストン（５）をシリンダ部（３ｂ）内で摺動させ、前記ピストン（５）に可動斜板（４）の係合部（４ｂ）を係合させ、前記可動斜板（４）を傾動する構成とし、前記ピストン（５）中央部に設けた開口部（１７）より前記ロッド（９）を挿入し、前記スプール（６）を操作可能とし、前記ピストン（５）において、前記スプール（６）の一端側のパイロットポート（１１）にパイロット圧をかけ、前記スプール（６）の他端側にも、前記スプール（６）に穿設した中空部（６ｂ）によりパイロット圧を導き、前記スプール（６）の両端部にパイロット圧をかけ、前記ピストン（５）中央部に開口部（１７）を設け、該開口部（１７）が、前記ピストン（５）内のパイロットポート（１１）にかかるパイロット圧油のドレン油路を兼用し、前記開口部（１７）と前記スプール（６）の両端部との間に、前記ピストン（５）の両端側に設けたパイロット圧導入部と前記開口部（１７）との間を接続する油路（１４・１５）を穿設し、該油路（１４）の一端部、開口部（１７）、該油路（１５）の一端部と順に配置し、前記油路（１４・１５）を、前記開口部（１７）の両側に設けたものである。

請求項１に記載のごとく、油圧式無段変速装置の操作機構を構成したので、ピストン両端面へ作動圧を導く２本の油路が、スプール操作用の開口部を跨がなくなる。油路を直接ピストン端面に接続することができる。そして、ピストンを型成形により製造可能となり、切削加工を旋盤工程のみとすることができる。

また、油路を直接ピストン端面に接続することができる。そして、ピストンを型成形により製造可能となり、切削加工を旋盤工程のみとすることができる。

また、油路を直接ピストン端面に接続することができるので、油路の長さを短くできる。そして、ピストンを型成形により製造可能となり、切削加工を旋盤工程のみとすることができる。

また、油路を直接ピストン端面に接続することができるので、ピストンを型成形により製造可能となり、切削加工を旋盤工程のみとすることができる。
また、型成形することにより、ピストン側面からの孔の加工や封印が不要となり、製造コストを低減できる。

サーボ機構のピストンにおいて油路を簡便に構成することにより、サーボ機構に用いるピストンの製造を容易にする。

以下、本発明の実施例について、ＨＳＴの可変式油圧ポンプを用いて説明する。

ＨＳＴは可変式油圧ポンプと油圧モータとを接続し、可変式油圧ポンプよりの作動油吐出量により油圧モータの駆動制御を行うものである。

図１は可変式油圧ポンプの側面断面図であり、図２はサーボ機構の平面一部断面図である。

可変式油圧ポンプ１は入力軸２より伝達される駆動力により作動油を吐出させる。可変式油圧ポンプ１の作動油吐出量は可動斜板４の角度により調節される。可変式油圧ポンプ１は、可動斜板４、プランジャブロック３６、プランジャ３６ｂと、これらを覆うケース３により構成されている。入力軸２にはプランジャブロック３６が係合しており、プランジャブロック３６は入力軸２と一体的に回動する。プランジャブロック３６にはプランジャ３６ｂ・３６ｂ・・の一端部が挿入されている。そして、プランジャ３６ｂの他端は可動斜板４に当接している。プランジャ３６ｂは入力軸２と平行に配設されており、入力軸２が駆動されると、可動斜板４の下面に当接しながら、プランジャブロック３６に対して往復摺動する構成となっている。プランジャブロック３６はセンタセクション７上に配設されており、このセンタセクション７を介して作動油を図示しない油圧モータに供給する。

可動斜板４は、サーボ機構１０により操作され、可動斜板４の角度を調節する。サーボ機構１０は、ピストン５、スプール６、操作アーム８により構成されている。操作アーム８にはロッド９が接続しており、このロッド９によりスプール６を操作する。ピストン５は両端をケース３のシリンダ部３ｂに挿入した構成となっており、スプール６の操作によるピストン５の両端における圧力差によりピストン５を摺動させるものとなっている。ピストン５には可動斜板４の係合部４ｂが接続されており、ピストン５を移動させることにより、可動斜板４が傾動する構成となっている。そして、ケース３のサーボ機構１０を構成部には、管継手ボルト３ｂが装着されている。管継手ボルト３ｂは、図１に示すごとく、ピストン５のくぼんだ部分（径が小さくなった部分）に挿入されている。この状態でピストン５はケース３に対して摺動可能となっている。ピストン５が延出方向を回転軸として回動しようとすると、ピストン５と管継手ボルト３ｂとが接触し、ピストン５の回動が規制される。また、管継手ボルト３ｂはパイロット油路の一部を構成するものであり、管継手ボルト３ｂを介してサーボ機構１０にパイロット油圧が供給される。

次に、ピストン５とスプール６の構成について説明する。図３はピストンおよびスプールの断面図であり、図３（ａ）は側面断面図であり、図３（ｂ）は平面断面図である。図４はピストンの断面図であり、図４（ａ）は側面断面図であり、図４（ｂ）は平面断面図である。そして、図５はスプールの側面図であり、図５（ａ）はスプールの平面図であり、図５（ｂ）はスプールの側面図である。ピストン５が、延出方向に沿って、孔が設けられており、この孔にスプール６が配設されている。スプール６はピストン５内においてピストン５の延出方向に対して摺動可能に構成されている。スプール６の中央部には、操作アーム８により回動するロッド９が係合しており、操作アーム８によりスプール６を摺動可能に構成している。ピストン５にはパイロット油圧を供給するパイロットポート１１、ピストン５の一側端に接続する油路１４、他端に接続する油路１５が構成されており、中央部にはロッド９とスプール６とが係合可能となるように、開口部１７が構成されている。ここで、開口部１７はピストン５に設けた油圧回路においてドレンとなるものである。スプール６を操作するための開口部１７をドレン用の空間とするとともに、開口部１７をピストン５の中央部に設けたので、スプール６の操作を容易にし、ピストン５内部に構成される油圧回路を簡便にすることができる。

ピストン５には、図４に示すように、中央を延出方向に貫通する孔が設けられており、この孔に沿って、パイロットポート１１、油路１４・１５、開口部１７が構成されている。パイロットポート１１はこの孔に直交する方向に設けられており、パイロットポート１１構成部においてピストン５が内側にくぼんだ構成となっている。これにより、管継手ボルトがピストン５の回り止めとパイロット油路を兼ねることが出来る。孔の両端は蓋１２・１２により閉じられており、止め輪１３により抜止めを行っている。蓋１２にはＯリング１６が装着されており、パイロット圧による作動油の漏れを防止している。そして、ピストン５において油路１４は、ピストン５の一端側に設けた開口部に接続している。ピストン５には中央を延出方向に貫通する孔において、一端側にパイロットポート１１を設け、油路１４の一端部、開口部１７、油路１５の一端部と順に構成することにより、ピストン５の端部に至る油路１４の長さおよび油路１５の長さを短く構成でき、加工にかかる労力を軽減できる。また、油路１４・１５の一端部が開口部１７に隣接するので、油路１４・１５に接続するスプール６の摺動面の確認およびメンテナンスを容易に行うことができる。そして、油路１４・１５の構成を簡便にすることができ、ピストン５の鋳造による製造が可能となる。

スプール６は、図５に示すように、端部に大径部２１・２１を構成しており、中央部に係合部２２を構成している。大径部２１はピストン５の内周面に挿嵌して油路の開閉を行う部分であり、大径部２１の縁部には、切欠き２１ｂが設けられている。これにより、大径部２１で油路の開閉を行う場合に、まず、切欠き２１ｂを介して作動油のリークが生じるので、スプール６の移動による油路切替え時においても急激な油圧変化を生じにくく、円滑なピストン５の制御を行うことができる。そして、スプール６は中空部（６ｂ）が構成されており、一端側よりスプール６内に流入した作動油が他端側に流出可能に構成されている。また、スプール６の係合部２２には、操作アーム８のロッド９が係合する。スプール６の中央に係合部２２を設けて、スプール６の摺動を行うので、スプール６の重心近傍に駆動力を伝達できるので、スプール６のピストン５内におけるずれを生じにくく、円滑なスプール６の操作を行うことができる。

次に、スプール６の油路切替によるピストン５の摺動制御構成について説明する。図６はピストンの摺動制御構成を示す図であり、図６（ａ）は中立状態を示し、図６（ｂ）は左への移動状態を示し、図６（ｃ）は右への移動状態を示す。ピストン５において、スプール６の一端側には、パイロットポート１１にはパイロット圧がかけられており、他端側にもスプール６内を介してパイロット圧がかけられている。図６（ａ）に示す中立位置においては、スプール６によりパイロットポート１１と油路１４・１５への接続が絶たれている。これにより、ピストン５のいずれの端にもパイロット圧が供給されない。そして、図６（ｂ）に示す左移動状態においては、スプール６が中立位置より左に移動させることにより、パイロットポート１１と油路１５とが接続し、油路１４がドレンに接続する。そして、ピストン５の右側にパイロット圧がかかり、ピストン５は左に移動する。スプール６はロッド９に係合し、位置が保持されており、ピストン５が左に移動することにより、スプール６がピストン５の中立位置に戻ることなり、ピストン５の移動がとまり、ピストン５の位置が保持される。そして、図６（ｃ）に示す右移動状態においては、スプール６が中立位置より右に移動させることにより、パイロットポート１１と油路１４とが接続し、油路１５がドレンに接続する。そして、ピストン５の左側にパイロット圧がかかり、ピストン５は右に移動する。ピストン５が右に移動することにより、スプール６がピストン５の中立位置に戻ることなり、ピストン５の移動が止まり、ピストン５の位置が保持される。このように、ピストン５において、スプール６端の配置位置がパイロット圧導入部となり、油路１４・１５がピストン移動用の油路となる。そして、ドレンである開口部１７が、パイロット圧導入部とピストン移動用の油路との間に配置される。これにより、ピストン５を簡便な構造とすることができる。

可変式油圧ポンプの側面断面図。サーボ機構の平面一部断面図。ピストンおよびスプールの断面図。ピストンの断面図。スプールの側面図。ピストンの摺動制御構成を示す図。

１可変式油圧ポンプ
５ピストン
６スプール
９ロッド
１１パイロットポート
１４・１５油路

Claims

可動斜板（４）を傾動することにより、回転数を無段階に変速する油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）の操作機構であって、該可動斜板（４）をサーボ機構（１０）により操作し、該サーボ機構（１０）は、ピストン（５）と、スプール（６）と、操作アーム（８）により構成し、該ピストン（５）は、ケース（３）のシリンダ部（３ｂ）内に摺動自在に嵌装し、前記ピストン（５）の内部にスプール（６）を摺動自在に嵌装し、該操作アーム（８）の操作によりロッド（９）を操作し、該ロッド（９）をスプール（６）と係合し、前記ロッド（９）によりスプール（６）を摺動操作し、該スプール（６）の摺動操作により、前記ピストン（５）の両端に圧力差を発生させ、前記ピストン（５）をシリンダ部（３ｂ）内で摺動させ、前記ピストン（５）に可動斜板（４）の係合部（４ｂ）を係合させ、前記可動斜板（４）を傾動する構成とし、前記ピストン（５）中央部に設けた開口部（１７）より前記ロッド（９）を挿入し、前記スプール（６）を操作可能とし、前記ピストン（５）において、前記スプール（６）の一端側のパイロットポート（１１）にパイロット圧をかけ、前記スプール（６）の他端側にも、前記スプール（６）に穿設した中空部（６ｂ）によりパイロット圧を導き、前記スプール（６）の両端部にパイロット圧をかけ、前記ピストン（５）中央部に開口部（１７）を設け、該開口部（１７）が、前記ピストン（５）内のパイロットポート（１１）にかかるパイロット圧油のドレン油路を兼用し、前記開口部（１７）と前記スプール（６）の両端部との間に、前記ピストン（５）の両端側に設けたパイロット圧導入部と前記開口部（１７）との間を接続する油路（１４・１５）を穿設し、該油路（１４）の一端部、開口部（１７）、該油路（１５）の一端部と順に配置し、前記油路（１４・１５）を、前記開口部（１７）の両側に設けたことを特徴とする油圧式無段変速装置の操作機構。