JP4701366B2

JP4701366B2 - 走行用静油圧式無段変速装置

Info

Publication number: JP4701366B2
Application number: JP2001001714A
Authority: JP
Inventors: 薫徳咲川; 信也坂倉
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-01-09
Also published as: JP2002206638A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の伝動経路に介挿される走行用の静油圧式無段変速装置（以下、ＨＳＴという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動源からの動力の無段変速及び／又は正逆切換を行って駆動輪に伝えることができるＨＳＴに対して、従来から種々の改良がなされてきている。
例えば、特開2000-234662号には、中立復帰機構を備えたＨＳＴが開示されている。該中立復帰機構は、車輌を停止させる際に、ＨＳＴによるダイナミックブレーキを利用する為に備えられている。即ち、該中立復帰機構は、可動斜板等のＨＳＴ出力調整部材に作動的に連結された操作レバーやペダル等の操作部材を運転者が解除した場合に、該出力調整部材を自動的に中立位置へ戻すように構成されており、これにより、ＨＳＴによるダイナミックブレーキ作用を有効利用し得るようになっている。
【０００３】
しかしながら、前記中立復帰機構は、単に、制御軸回りに支持されたねじりスプリングの付勢力のみによって前記出力調整部材を中立位置へ戻すように構成されている為、該出力調整部材を迅速に中立位置へ戻すことができず、これにより、車輌の制動距離の増大を招いたり、さらに、走行条件等によっては出力調整部材を中立位置へ戻すことができず、前記ダイナミックブレーキ作用を有効に利用できないという不都合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術に鑑みなされたものであり、運転者による操作部材の解除時に出力調整部材を迅速に中立位置へ復帰させることができる，構造簡単な走行用ＨＳＴを提供することを一の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、少なくとも一方が吸引／吐出量を変化させ得る出力調整部材を備えた可変容積型の油圧ポンプユニット及び油圧モータユニットと、該両ユニットを油圧的に接続する一対の油圧ラインと、前記出力調整部材を中立位置へ向けて付勢する中立復帰機構とを備えた走行用ＨＳＴであって、前記中立復帰機構は、前記出力調整部材を傾転させる制御軸回りに支持されたねじりスプリングと、前記出力調整部材が中立位置に位置する際には基準位置に位置し且つ該出力調整部材の傾転に応じて前記制御軸回りに揺動する係止ピンであって、該揺動の際に前記ねじりスプリングの何れか一方の端部を押動するように構成された係止ピンと、前記係止ピンの揺動時に前記ねじりスプリングの他方の端部を固定するように構成された固定部材と、前記係止ピンの揺動時に該係止ピンを基準位置へ向けて付勢する補助装置とを備え、前記補助装置は、前記出力調整部材が中立位置から車輌前進方向へ傾転された場合にのみ、作用するように構成された走行用ＨＳＴを提供する。
【０００６】
好ましくは、前記出力調整部材は、車輌後進方向の最大出力が車輌前進方向の最大出力よりも小さくなるように構成されているものとすることができる。
一態様においては、前記係止ピンの揺動範囲を画する係止ピン揺動範囲規制機構を備え、該係止ピン揺動範囲規制機構によって、前記出力調整部材の出力幅を設定することができる。
【０００７】
又、前記補助装置は、前記係止ピンに当接する押動部材と、前記係止ピンの揺動時に該押動部材を介して該係止ピンを基準位置へ向けて付勢する付勢部材とを備えるものとすることができる。
好ましくは、前記付勢部材は、先端部が前記押動部材に当接し且つ基端部が付勢力調整部材によって保持されたスプリングであり、前記付勢力調整部材は、前記スプリングの伸縮方向に沿った任意位置に固定され得るように構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るＨＳＴの好ましい実施の形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態に係るＨＳＴ１が適用された車輌の油圧回路図であり、図２は前記ＨＳＴ１の横断平面図である。又、図３及び図４は、それぞれ、図２におけるIII-III線断面図及びIV-IV線矢視図である。
なお、本実施の形態においては、前記車輌として、昇降機能付モア装置を備えた車輌を採用している。図１における符号１００は、前記モア装置を駆動する為の動力取出用油圧機構であり、符号２００は、前記モア装置を昇降する為の油圧機構である。
【０００９】
図１〜図４に示されるように、前記ＨＳＴ１は、少なくとも一方が可変容積型とされた油圧ポンプユニット１０及び油圧モータユニット２０と、該両ユニットを支持するセンターセクション３０と、前記両ユニット１０，２０を油圧的に接続するように、該センターセクション３０に形成された一対の油圧ライン４０と、前記両ユニット１０，２０を液密に囲繞するように前記センターセクション３０に連結されたハウジング５０とを備えている。
【００１０】
本実施の形態においては、前記油圧ポンプユニット１０を可変容積型とし、前記油圧モータユニット２０を固定容積型としているが、当然ながら、油圧ポンプユニットを固定容積型とし、油圧モータユニットを可変容積型とすることも可能であるし、両ユニットを可変容積型とすることも可能である。
【００１１】
前記油圧ポンプユニット１０は、駆動源３００に作動的に連結されるように、一端部が前記センターセクション３０を貫通して外方へ延在されたポンプ軸１１と、該ポンプ軸１１の回転に伴って該ポンプ軸１１の軸線回りに回転運動を行うと共に、該回転運動に連動して往復運動を行うピストンユニット１２と、前記一対の油圧ライン４０に連通されると共に、該ピストンユニット１２を往復動自在に支持するシリンダブロック１３と、傾転位置によって前記ピストンユニット１２のストローク長を規制し、該ピストンユニット１２による吸入／吐出油量を変化させる出力調整部材１４と、該出力調整部材１４の傾転位置を調整する制御軸１５とを有している。
【００１２】
なお、本実施の形態においては、図２及び図３に示されるように、油圧ポンプユニット１０としてアキシャルピストンタイプの油圧ポンプを採用している為、前記出力調整部材１４としては可動斜板が採用されている。従って、ラジアルピストンタイプの油圧ポンプユニットを採用した場合には、前記出力調整部材としてカムリングが用いられる。
【００１３】
前記ポンプ軸１１は、前端部１１ａがセンターセクション３０から前方へ延在され且つ後端部１１ｂがハウジング５０から後方へ延在されている。前記前端部１１ａは、図２に示されるように、前記一対の油圧ライン４０への圧油供給用チャージポンプ６０と、前記モア装置昇降用油圧機構２００へ圧油を供給する為の補助ポンプ７０とを支持している。一方、前記後端部１１ｂは、後輪駆動用の動力取出部を形成している。
【００１４】
図３及び図４に示されるように、前記制御軸１５は、前記ハウジング５０に相対回転自在に支持され、且つ、前記出力調整部材１４に対して相対回転不能とされた本体部１５ａと、該本体部１５ａからハウジング５０の外方へ延びる外方部１５ｂとを備えており、ハウジング５０の外方から前記出力調整部材１４の傾転位置を変更し得るようになっている。即ち、前記制御軸１５の外方部１５ｂを軸線回りに回転させることによって、前記出力調整軸１４を傾転させ得るようになっている。
本実施の形態においては、前記制御軸１５の外方部１５ｂに揺動アーム６５を連結させ、該揺動アーム６５の自由端部と運転席近傍に配設される操作レバー等の操作部材とを適宜の連結部材（図示せず）で連結させている。
なお、前記制御軸１５と出力調整部材１４とは、一体形成することも可能であるし、別体として連動させることも可能である。
【００１５】
好ましくは、ハウジング５０に前記出力調整部材（可動斜板）１４が挿通し得る開口５０ａを形成することができる。斯かる開口５０ａを形成することによって、制御軸１５と出力調整部材（可動斜板）１４とを一体化させた状態で、ハウジング５０に設置させることが可能となる。なお、該開口５０ａの内周面と制御軸１５の外周面との間の間隙は、軸受ボス付のプレート状のフタ５１によって閉塞することができる。
【００１６】
固定容積型とされた前記油圧モータユニット２０は、前記一対の油圧ライン４０に連通されたシリンダブロック２３と、該シリンダブロック２３内に摺動自在に支持され、前記一対の油圧ライン４０からの圧油によって往復運動と共に、回転運動を行うピストンユニット２２と、該ピストンユニット２２の回転運動によって軸線回りに回転するモータ軸２１とを有しており、前記油圧ポンプユニット１０における出力調整部材１４の傾転位置に応じた回転出力を前記モータ軸２１から出力し得るようになっている。
本実施の形態においては、前記モータ軸２１から前輪駆動力を取り出し得るように、該モータ軸２１の前端部２１ａをセンターセクション３０から前方へ延在させている。
【００１７】
本実施の形態に係るＨＳＴ１は、さらに、前記出力調整部材１４が車輌前進方向又は車輌後進方向へ傾転された際に、該出力調整部材１４を中立位置へ向けて付勢する中立復帰機構８０を備えている。なお、車輌前進方向及び後進方向とは、それぞれ、前記モータ軸２１上に、車輌を前進及び後進させる方向への回転出力が現れる，出力調整部材１４の傾転方向を言う。
【００１８】
図５及び図６に、それぞれ、出力調整部材１４が中立位置及び車輌前進方向最大出力位置に位置する際の，図４におけるＶ-Ｖ線断面図を示す。
図３〜図６に示されるように、該中立復帰機構８０は、前記制御軸１５の外方部１５ｂ回りに支持されたねじりスプリング８１と、前記出力調整部材１４が中立位置に位置する際には基準位置Ｎに位置し、且つ、該出力調整部材１４が車輌前進方向及び車輌後進方向へ傾転すると、該傾転位置に応じた変位量だけ前記制御軸１５の軸線回りにＡ方向及びＢ方向へそれぞれ揺動する係止ピン８２とを備えている。
【００１９】
本実施の形態においては、前記係止ピン８２は、基端部８２ａが前記出力調整部材１４に連結され、且つ、先端部８２ｂがフタ５１に形成された円弧状スロット５１ａから外方へ延在されており（図４参照）、該先端部８２ｂを挟んで揺動方向両側に前記ねじりスプリング８１の両端部がそれぞれ位置するようになっている（図５及び図６参照）。
斯かる構成により、前記係止ピン８２は、車輌前進方向（Ａ方向）及び車輌後進方向（Ｂ方向）への揺動時に、それぞれ、前記ねじりスプリング８１の一端部８１ａ及び他端部８１ｂを該ねじりスプリング８１の付勢力に抗して押動するようになっている。
【００２０】
さらに、前記中立復帰機構８０は、前記係止ピン８２の車輌前進方向及び車輌後進方向への揺動時に、それぞれ、前記ねじりスプリング８１の他端部８１ｂ及び一端部８１ａを固定する固定部材８３を備えている。即ち、該固定部材８３は、前記係止ピン８２がねじりスプリング８１の一端部８１ａを押動する際には、該ねじりスプリング８１の他端部８１ｂの移動を規制し、且つ、前記係止ピン８２がねじりスプリング８１の他端部８１ｂを押動する際には、該ねじりスプリング８１の一端部８１ａの移動を規制するようになっている。
【００２１】
本実施の形態においては、前記中立復帰機構８０は、塵等の不純物のハウジング内への混入を有効に防止すべく、前記ねじりスプリング８１及び係止ピン８２を覆うように前記フタ５１の外表面に取り付けられるカバー部材８５を備えており、該カバー部材８５に固定される固定ピンを前記固定部材８３として用いている。
【００２２】
好ましくは、該固定ピン８３は、前記ねじりスプリング８１の両端部８１ａ，８１ｂ間に介挿される本体部８３ａと、該本体部８３ａから偏心されて外方へ延びる偏心部８３ｂとを備えた偏心ピンとすることができる。これにより、前記偏心部８３ｂを軸線回りに回転させることによって、制御軸１５に対する本体部８３ａの相対位置を変更させることができ、ＨＳＴ組立後における出力調整部材１４の中立位置調整を容易に行うことができる。
【００２３】
前記中立復帰機構８０は、さらに、前記係止ピン８２の揺動時に該係止ピン８２を基準位置Ｎへ向けて付勢する補助装置９０を備えている。
図５及び図６に示されるように、該補助装置９０は、外方端部が前記カバー部材８５から外方へ延在するように、該カバー部材８５に固定される筒状ケーシング９１と、先端部が前記係止ピン８２の揺動時に該係止ピン８２に当接するように、前記筒状ケーシング９１内に軸線方向摺動自在に収容されたプッシュピン９２と、前記筒状ケーシング９１の外方端部を閉塞する蓋部材９３と、前記プッシュピン９２の基端部と前記蓋部材９３との間に配設された付勢スプリング９４とを備えている。
【００２４】
前記補助装置９０は、前記プッシュピン９２の軸線方向が前記係止ピン８２の揺動方向と略一致するように配設されている。即ち、該補助装置９０は、図６に示されるように、係止ピン８２が基準位置Ｎから車輌前進方向（Ａ方向）及び／又は車輌後進方向（Ｂ方向）へ揺動される際、該係止ピン８２が前記付勢スプリング９４の付勢力に抗してプッシュピン９２を軸線方向へ押動するように構成されている。
【００２５】
好ましくは、前記蓋部材９３は、前記筒状ケーシング９１に対し軸線位置調整自在に固定されるものとすることができる。斯かる構成により、前記付勢スプリング９４の付勢力を適宜調整することが可能となる。
【００２６】
斯かる構成のＨＳＴ１においては、出力調整部材１４に作動的に連結された操作レバー等の操作部材（図示せず）を運転者が解除すると、該出力調整部材１４が自動的に且つ迅速に中立位置へ戻る。従って、車輌を停止させる際に、ＨＳＴ１によるダイナミックブレーキを有効に利用して、車輌の制動距離を短縮させることができる。
【００２７】
即ち、運転者が操作部材及び制御軸１５を介して出力調整部材１４を車輌前進方向又は車輌後進方向の何れかへ傾転させると、前記係止ピン８２は、制御軸回りに支持されたねじりスプリング８１及び補助装置９０の付勢スプリング９４の２つの付勢部材の付勢力に抗して揺動する。従って、運転者が前記操作部材を解除すると、前記係止ピン８２は、ねじりスプリング８１及び付勢スプリング９４の双方の付勢力によって基準位置Ｎへ戻されることになり、出力調整部材１４は迅速に中立位置へ復帰する。
出力調整部材１４として可動斜板を用い、且つ、該可動斜板とピストンユニットとが自在継手１６（図２及び図３参照）によって連結されてなるシュータイプの場合には、可動斜板の中立位置への自己復帰モーメントが小さい為、前記効果は特に有効である。
【００２８】
又、前記補助装置９０は、主要な構成部材がプッシュピン９２及び付勢スプリング９４だけであるという簡単な構造である為、ＨＳＴ全体の大型化や複雑化を招くことなく前記効果を得ることができる。
【００２９】
好ましくは、前記出力調整部材１４の傾転範囲を規制することができ、これにより、車輌速度が過度に上昇することを有効に防止できる。本実施の形態においては、前記ハウジング５０に、前記係止ピン８２の揺動範囲を画するスロット５０ｂを形成し、該スロット５０ｂによって係止ピン８２の揺動範囲、即ち、出力調整部材１４の傾転範囲を規制している。より好ましくは、前記出力調整部材１４の傾転範囲は、車輌後進方向を車輌前進方向より狭くすることができ、これにより、車輌後進時の最高速度を有効に抑えることができる。
なお、出力調整部材１４の傾転範囲の制限構造は前記構成の他に種々の構成を採用し得る。例えば、ハウジング５０の内部に、出力調整部材１４に当接し得る一対のストッパーを設けることも可能である。
【００３０】
さらに、前記補助装置９０は、所望により、前記係止ピン８２の車輌前進方向又は車輌後進方向の何れか一方、若しくは双方に選択的に備えられる。即ち、前記カバー部材８５における前記係止ピン８２の車輌前進方向及び車輌後進方向の双方の側壁に、補助装置取付用の開口８５ａを形成しておけば、別途の作業や部材を要することなく、適宜、補助装置９０を選択的に装着することができる。従って、例えば、後進走行時における急停車を防止したい場合には、係止ピン８２の車輌前進方向へのみ補助装置９０を備えることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係るＨＳＴによれば、可変容積型ユニットにおける出力調整部材の傾転動作に連動して制御軸回りに揺動する係止ピンを設け、該係止ピンが基準位置から揺動された際に、制御軸に支持されるねじりスプリングの付勢力に加え、補助装置からの付勢力によって、前記係止ピンを基準位置へ向けて付勢するように構成したので、運転者が出力調整部材の操作を解除した場合に、該出力調整部材が自動的に且つ迅速に中立位置へ戻る。
従って、車輌停止時にＨＳＴによるダイナミックブレーキ作用を迅速且つ有効に得ることができ、車輌の制動距離を短縮させることが可能となる。
さらに、前記補助装置は前記出力調整部材が中立位置から車輌前進方向へ傾転された場合にのみ作用するように構成されているので、車輌後進時における急停止を有効に防止することができる。
【００３２】
又、前記補助装置を、前記係止ピンに当接する押動部材と、前記係止ピンの揺動時に該押動部材を介して該係止ピンを基準位置へ向けて付勢する付勢部材とを備えるものとすれば、極めて簡単な構造でありながら前記効果を得ることができる。
【００３３】
さらに、前記付勢部材を、先端部が前記押動部材に当接し且つ基端部が付勢力調整部材によって保持されたスプリングとし、前記付勢力調整部材を、前記スプリングの伸縮方向に沿った任意位置に固定され得るように構成すれば、該スプリングによる前記係止ピンへの付勢力を適宜調整することができる。
従って、ＨＳＴによるダイナミックブレーキ作用を所望に合わせて適宜調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るＨＳＴの好ましい実施の形態が適用された車輌の油圧回路図である。
【図２】図２は、図１に示されたＨＳＴの横断平面図である。
【図３】図３は、図２におけるIII-III線断面図である。
【図４】図４は、図２におけるIV-IV線矢視図である。
【図５】図５は、図４におけるＶ-Ｖ線断面図であり、係止ピンが基準位置に位置する状態を示している。
【図６】図６は、図４におけるＶ-Ｖ線断面図であり、係止ピンが前進方向最大位置に位置する状態を示している。
【符号の説明】
１ＨＳＴ
１０可変容積型油圧ポンプユニット
１４出力調整部材（可動斜板）
１５制御軸
２０固定容積型油圧ポンプユニット
４０一対の油圧ライン
８０中立復帰機構
８１ねじりスプリング
８２係止ピン
８３固定部材
９０補助装置
９２プッシュピン
９３蓋部材
９４付勢スプリング

Claims

少なくとも一方が吸引／吐出量を変化させ得る出力調整部材を備えた可変容積型の油圧ポンプユニット及び油圧モータユニットと、該両ユニットを油圧的に接続する一対の油圧ラインと、前記出力調整部材を中立位置へ向けて付勢する中立復帰機構とを備えた走行用静油圧式無段変速装置であって、
前記中立復帰機構は、前記出力調整部材を傾転させる制御軸回りに支持されたねじりスプリングと、
前記出力調整部材が中立位置に位置する際には基準位置に位置し且つ該出力調整部材の傾転に応じて前記制御軸回りに揺動する係止ピンであって、該揺動の際に前記ねじりスプリングの何れか一方の端部を押動するように構成された係止ピンと、
前記係止ピンの揺動時に前記ねじりスプリングの他方の端部を固定するように構成された固定部材と、
前記係止ピンの揺動時に該係止ピンを基準位置へ向けて付勢する補助装置とを備え、
前記補助装置は、前記出力調整部材が中立位置から車輌前進方向へ傾転された場合にのみ、作用するように構成されていることを特徴とする走行用静油圧式無段変速装置。
前記出力調整部材は、車輌後進方向の最大出力が車輌前進方向の最大出力よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の走行用静油圧式無段変速装置。
前記補助装置は、前記係止ピンに当接する押動部材と、前記係止ピンの揺動時に該押動部材を介して該係止ピンを基準位置へ向けて付勢する付勢部材とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走行用静油圧式無段変速装置。
前記付勢部材は、先端部が前記押動部材に当接し且つ基端部が付勢力調整部材によって保持されたスプリングであり、
前記付勢力調整部材は、前記スプリングの伸縮方向に沿った任意位置に固定され得るように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の走行用静油圧式無段変速装置。