JP4953698B2 - 油圧式無段変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、産業機械や車両等、各種の産業分野で広く利用可能な油圧式無段変速装置の技術に関し、より詳しくは、油圧式無段変速装置に適用される油圧サーボ機構の技術に関する。

従来より油圧サーボ機構は、小さな操作力によって大きな駆動力を得ることができると共に、操作量の調整が精度良く容易にできるため、各種装置の可動部分の駆動調整手段として広く用いられている。例えば油圧サーボ機構は、油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）や油圧−機械式変速装置（ＨＭＴ）において、可変容積型の油圧ポンプもしくは油圧モータの可動斜板の傾斜角度を変更調整するための駆動機構として用いられている。また、第一および第二の回転軸と、軸線方向に往復動する第一および第二のプランジャと、同じく軸線方向に往復動する第一および第二のスプールと、該第一および第二のプランジャ、第一および第二のスプールを収容して第一の回転軸と一体的に回転するシリンダブロックと、軸線に対する傾斜角を変更可能な斜板面において第一のプランジャと当接する可動斜板と、軸線に対して所定の傾斜角を成す斜板面において第二のプランジャと当接しつつ第二の回転軸と一体的に回転する固定斜板と、を具備する油圧式無段変速装置において、前記可動斜板の傾斜角を変更可能に構成した技術が特許文献１および特許文献２に開示されており、これらの油圧式無段変速装置では、傾斜角を変更するための駆動調整機構として油圧サーボ機構が用いられている。
特開２００５−０８３４９７号公報 特開２００５−０８３４９８号公報

これまで油圧無段変速装置に適用されてきた油圧サーボ機構は、シリンダ内に摺接され実際の出力たる大きな駆動力を発生させるピストンを具備し、該ピストンの内部に位置制御のための操作子となるサーボスプールを内蔵する二重胴方式の油圧サーボ機構が一般的であり、発生させうる駆動力の割に油圧サーボ機構自体が大きくなってしまうため、レイアウト上の自由度が低いという問題があった。また、公知技術においては、油圧サーボ機構を油圧式無段変速装置における可動斜板の駆動機構として用いる場合、油圧サーボ機構と油圧式無段変速装置を分離した構成として、油圧サーボ機構を別途油圧無段変速装置近傍に配設して、リンク機構を介して駆動力を伝達する構成としている。このため、取付スペースを余分に確保する必要があった。このような状況から、油圧式無段変速装置をコンパクトに構成することは困難であった。そこで本発明では、このような現状を鑑み、機能を確保しつつレイアウト上の自由度を改良した油圧サーボ機構を提供するとともに、コンパクトな構成を実現した油圧式無段変速装置を提供することを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、プランジャ式可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータの可動斜板を油圧サーボ機構（３）により傾動させる油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構（３）は、可動斜板（６）の一端に連結して傾動駆動する傾動用ピストン（１５）と、該傾動用ピストン（１５）の摺動方向に対して直角方向、かつ、前記可動斜板（６）と略平行に配置するサーボスプール（１３）と、該サーボスプール（１３）と前記可動斜板（６）とを連結するフィードバックリンク（２４）を具備し、前記油圧サーボ機構（３）は、前記傾動用ピストン（１５）と、前記サーボスプール（１３）を、同一のケースである入力側ハウジング（４）内に配置したものである。

請求項２においては、請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構（３）が、前記フィードバックリンク（２４）を、前記傾動用ピストン（１５）と略平行に配置するとともに、該フィードバックリンク（２４）の一端を前記可動斜板（６）と枢結し、中途部を前記サーボスプール（１３）と枢結し、他端を前記入力側ハウジング（４）に枢支したものである。

請求項３においては、請求項２記載の油圧式無段変速装置において、前記フィードバックリンク（２４）の支点部（５５）と、前記可動斜板（６）の回動中心（Ｏ）を離間させ、かつ、前記フィードバックリンク（２４）と前記可動斜板（６）との枢結部（６ｄ）と、前記可動斜板（６）の回動中心（Ｏ）を離間させ、さらに、前記フィードバックリンク（２４）の支点部（５５）と、前記フィードバックリンク（２４）とサーボスプール（１３）との枢結部（３４）を離間させるように、前記フィードバックリンク（２４）と前記可動斜板（６）との枢結部（６ｄ）と、前記フィードバックリンク（２４）とサーボスプール（１３）との枢結部（３４）を配置したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、プランジャ式可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータの可動斜板を油圧サーボ機構（３）により傾動させる油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構（３）は、可動斜板（６）の一端に連結して傾動駆動する傾動用ピストン（１５）と、該傾動用ピストン（１５）の摺動方向に対して直角方向、かつ、前記可動斜板（６）と略平行に配置するサーボスプール（１３）と、該サーボスプール（１３）と前記可動斜板（６）とを連結するフィードバックリンク（２４）を具備したので、装置を小型化することができる。また、装置の取付作業を容易にすることができる。さらに、フィードバック機構を簡素化することができる。

また、前記油圧サーボ機構（３）は、前記傾動用ピストン（１５）と、前記サーボスプール（１３）を、同一のケースである入力側ハウジング（４）内に配置したので、装置の小型化に寄与することができる。

請求項２においては、請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構（３）が、前記フィードバックリンク（２４）を、前記傾動用ピストン（１５）と略平行に配置するとともに、該フィードバックリンク（２４）の一端を前記可動斜板（６）と枢結し、中途部を前記サーボスプール（１３）と枢結し、他端を前記入力側ハウジング（４）に枢支したので、簡単な構成で、精度の良いフィードバック機構を構成することができる。

請求項３においては、請求項２記載の油圧式無段変速装置において、前記フィードバックリンク（２４）の支点部（５５）と、前記可動斜板（６）の回動中心（Ｏ）を離間させ、かつ、前記フィードバックリンク（２４）と前記可動斜板（６）との枢結部（６ｄ）と、前記可動斜板（６）の回動中心（Ｏ）を離間させ、さらに、前記フィードバックリンク（２４）の支点部（５５）と、前記フィードバックリンク（２４）とサーボスプール（１３）との枢結部（３４）を離間させるように、前記フィードバックリンク（２４）と前記可動斜板（６）との枢結部（６ｄ）と、前記フィードバックリンク（２４）とサーボスプール（１３）との枢結部（３４）を配置したので、サーボ機構の分解能を高くすることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係る油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した側面一部断面図、図２は油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した斜視図である。

図３は本発明の一実施例に係る油圧サーボ機構の構成を示した側面一部断面図、図４は本発明の一実施例に係るシリンダブロックを示す斜視図である。

図５は同じくシリンダブロックを示す背面図、図６は同じく図５におけるＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図、図７は同じくＢ−Ｂ断面を示す斜視図である。

図８は本発明の一実施例に係るタイミングスプールを示す平面図、図９は同じくタイミングスプールを示す斜視図である。

図１０は同じくシリンダブロック挿入時のタイミングスプールを示す側面一部断面図、図１１は本発明の一実施例に係るスプールカムを示す斜視図、図１２は本発明の一実施例に係るタイミングスプールおよびプランジャの一連の動作を示す模式図である。

図１３は本発明の一実施例に係る出力側斜板を示す斜視図、図１４は同じく出力側斜板を示す正面図、図１５は同じく出力側斜板を示す左側面図、図１６は本発明の一実施例に係るチェックリリーフ弁の油圧系路を示す系統図である。

図１７は本発明の一実施例に係る油圧サーボ機構の第一態様を示す展開図、図１８は同じく油圧サーボ機構の第二態様を示す展開図、図１９は同じく油圧サーボ機構の第三態様を示す展開図、図２０は同じく油圧サーボ機構の油圧系統図である。

まず、本発明の一実施例に係る、油圧式無段変速装置１の全体構成について、図１乃至図１６を用いて説明をする。なお、説明の便宜上、図１中に示す矢印Ａの方向を前方とする。図１に示す如く、本発明の一実施例に係る油圧式無段変速装置１は、可変容量型の油圧ポンプと固定容量型の油圧モータからなり、主に、入力軸２と、前記入力軸２の軸線方向に往復動する第一のプランジャである入力側プランジャ８・８・・・と、第二のプランジャである出力側プランジャ１０・１０・・・と、同じく軸線方向に往復動する第一のスプールである入力側タイミングスプール９・９・・・と、第二のスプールである出力側タイミングスプール１１・１１・・・と、前記各プランジャ８・１０および各タイミングスプール９・１１を収容して入力軸２と一体的に回転するシリンダブロック７と、軸線に対する傾斜角を変更可能な斜板面において前記入力側プランジャ８・８・・・と当接する入力側斜板６と、軸線に対して所定の傾斜角を成す斜板面において前記出力側プランジャ１０・１０・・・と当接しつつ回転する出力側斜板１２と、前記入力側斜板６の駆動機構である油圧サーボ機構３等によって構成されている。本実施例に係る油圧式無段変速装置１は、油圧ポンプは斜板保持部材５、入力側斜板６、シリンダブロック７、入力側プランジャ８、入力側タイミングスプール９、入力側スプールカム３７等より構成され、また、油圧モータはシリンダブロック７、出力側プランジャ１０、出力側タイミングスプール１１、出力側スプールカム４７、出力側斜板１２等より構成されている。このように、一つのシリンダブロック７に油圧ポンプと油圧モータの各プランジャ８・１０を収納する構成として、コンパクト化を図っている。

以下では図１を用いて、入力軸２の詳細説明を行う。入力軸２は、エンジン等の駆動源からの駆動力を油圧式無段変速装置１に伝達するための軸であり、軸心部において油圧式無段変速装置１各部に作動油を供給するための油路２ｂが軸線方向に穿設され、また軸線方向の略中央部にはチェックリリーフ弁３８ａ・３８ｂを設けるための拡径部を有している。入力軸２は、入力側円錐コロ軸受２１および入力側針状コロ軸受２２を介して入力側ハウジング４に回転自在に軸支される。該入力側円錐コロ軸受２１の内輪は、スペーサ６０と入力軸２の先端部２ａ側から螺装される入力側軸受締付ナット２３により、入力軸２に対して相対回転不能に固定される。また、入力軸２にはシリンダブロック７がスプライン嵌合により相対回転不能に固定される。

以下では図１乃至図３を用いて、前記入力軸２を軸支する軸受部材である入力側ハウジング４の詳細説明を行う。図１または図２に示す如く、入力側ハウジング４は、該入力側ハウジング４の基本構成部分である軸受ハウジング部４ａと、該軸受ハウジング部４ａの上方に形成される油圧サーボ機構３の出力部３ａと、前記軸受ハウジング部４ａの前進方向に向かって左方に形成される油圧サーボ機構３の調整部３ｂの各部からなる構成としている。なお、これらの油圧サーボ機構３の出力部３ａ、調整部３ｂ等の配置勝手は限定するものではなく、適宜変更可能である。軸受ハウジング部４ａには、前記入力軸２を貫通させるための貫通孔が穿設され、該貫通孔の内周面前部には入力側円錐コロ軸受２１の外輪が嵌合し、内周面後部には入力側針状コロ軸受２２が嵌合する。

図１または図２に示す如く、油圧サーボ機構３の出力部３ａは、前記軸受ハウジング部４ａの上方に前後方向に形成された出力部シリンダ４ｂと、該出力部シリンダ４ｂにおいて前後方向に往復摺動可能に内挿されるパワーピストン１５と、該パワーピストン１５の後端部に固設される掛止部材１６等で構成されている。パワーピストン１５の前端部には拡径部１５ａが形成され、該拡径部１５ａの前端面と出力部シリンダ４ｂによって前側油室１７を構成するとともに、該拡径部１５ａの後端面と出力部シリンダ４ｂによって後側油室１８を構成している。そして、各油室１７・１８内の油圧を変化させることにより、パワーピストン１５を前後方向に往復摺動可能としている。前記前側油室１７の前方側の壁部には、調整ボルト１９が螺設されており、該調整ボルト１９の後端部が前記拡径部１５ａの前端面と当接するように構成している。このように構成することにより、調整ボルト１９を出力部シリンダ４ｂ内部へ臨ませる長さを調整して、パワーピストン１５の前方側への摺動位置を制限することができるようにしている。また、調整ボルト１９をロックナット５３で固定可能な構成として、調整ボルト１９を出力部シリンダ４ｂ内部へ臨ませる長さを保持できるようにしている。掛止部材１６は、後述する入力側斜板６の掛止部６ｃを掛止する断面視略コの字型の部材であり、コの字の開放側を下方に向ける態様で前記パワーピストン１５の後端部に固設されている。なお、本実施例においては、パワーピストン１５はシリンダロッドにより構成するようにしており、装置全体の小型化に有利な構成としているが、パワーピストン１５の構成はこれに限定するものではない。

図３に示す如く、油圧サーボ機構３の調整部３ｂは、前記軸受ハウジング部４ａの左方側部に上下方向に形成された調整部シリンダ４ｃと、該調整部シリンダ４ｃに内挿されて上下方向に往復摺動可能に構成されるサーボスプール１３と、該サーボスプール１３の下方において調整部シリンダ４ｃに内挿されるフィードバックスプール１４と、サーボスプール１３とフィードバックスプール１４に介装するバネ部材２０等で構成されている。

サーボスプール１３は、複数の拡径部（ランド部）および縮径部を有しており、上側から順に、第一拡径部１３ａ、第一縮径部１３ｂ、第二拡径部１３ｃ、第二縮径部１３ｄ、第三拡径部１３ｅ、第三縮径部１３ｆ、第四拡径部１３ｇ、第四縮径部１３ｈ、第五拡径部１３ｉを有する構成としている。また、サーボスプール１３の軸芯上には、サーボスプール１３の下端面１３ｊから第一拡径部１３ａの上下方向略中央部に至る油路１３ｍが穿設されている。該油路１３ｍは軸受ハウジング部４ａ内部に穿設した油路を介して図示しない作動油タンク２７に連通されており、作動油が該油路１３ｍおよび接続口４ｑを介して作動油タンク２７にドレンされる構成としている。さらに該油路１３ｍは、第一縮径部１３ｂに穿設される油路１３ｎおよび第三縮径部１３ｆに穿設される油路１３ｐに連通する構成としている。

調整部シリンダ４ｃは、サーボスプール１３の各拡径部１３ａ・１３ｃ・１３ｅ・１３ｇ・１３ｉの外径寸法と略同一の内径寸法を有する第一膨張部４ｄと、フィードバックスプール１４の拡径部の外形寸法と略同一の内径寸法を有する第二膨張部４ｅと、バネ部材２０を収容可能な内径寸法を有し第一膨張部４ｄおよび第二膨張部４ｅを連通している収縮部４ｆからなる構成としている。第一膨張部４ｄの頂部はプラグ５４により閉塞されており、該プラグ５４と第一膨張部４ｄとサーボスプール１３の上端面１３ｋにより頂部油室３９を形成するようにしている。そして、該頂部油室３９と比例調整弁２５が油路４ｇにより連通されており、比例調整弁２５を調整して、頂部油室３９内の油圧を調整可能な構成としている。

第一膨張部４ｄの上方中途部には、サーボスプール１３の各拡径部１３ａ・１３ｃ・１３ｅ・１３ｇ・１３ｉの外径寸法に比してさらに拡張された上部油室４０が形成されており、該上部油室４０と前記後側油室１８が油路４ｈにより連通される構成としている。該上部油室４０は、サーボスプール１３の上下位置に応じて、サーボスプール１３の第一縮径部１３ｂと連通するか、サーボスプール１３の第二縮径部１３ｄと連通するか、または他の油室等とは連通しない状態を維持するか、という異なる三態様を取り得るように構成している。

また、第一膨張部４ｄの下方中途部にも、サーボスプール１３の各拡径部１３ａ・１３ｃ・１３ｅ・１３ｇ・１３ｉの外径寸法に比してさらに拡張された下部油室４４が形成されており、該下部油室４４と前記前側油室１７が油路４ｉにより連通される構成としている。該下部油室４４は、前記上部油室４０と同様に、サーボスプール１３の上下位置に応じて、サーボスプール１３の第二縮径部１３ｄと連通するか、サーボスプール１３の第三縮径部１３ｆと連通するか、または他の油室等とは連通しない状態を維持するか、という異なる三態様を取り得るように構成している。

また、サーボスプール１３の第二縮径部１３ｄと調整部シリンダ４ｃによって形成される空間は、油路４ｊによって図示しないチャージポンプ２６と連通するようにしており、該第二縮径部１３ｄと連通した油室（即ち、上部油室４０または下部油室４４のうちいずれか）には、高圧の作動油が供給されるようにしている。

図３に示す如く、フィードバックスプール１４は、第二膨張部４ｅの内径寸法に略一致した外形寸法を有する第一および第二拡張部１４ａ・１４ｃと縮小部１４ｂからなる構成としている。該縮小部１４ｂが形成する凹部には、リンクピン３４が遊嵌されており、該リンクピン３４の上下変位に応じて、フィードバックスプール１４も上下に変位する構成としている。また、リンクピン３４は、調整部シリンダ４ｃの左側面に形成された長孔状の窓部から調整部シリンダ４ｃの外側に臨ませて設けられている。そして、リンクピン３４をフィードバックリンク２４に枢支して、該リンクピン３４が入力側斜板６の角度と連係して上下に変位するように構成している。このように、本実施例に係る油圧サーボ機構３は、出力部３ａと調整部３ｂを分離した構成として、出力部３ａと調整部３ｂをフィードバックリンク２４で連係させることにより、油圧サーボ機構３のレイアウト上の自由度を向上させている。

以下では図１または図２を用いて斜板保持部材５の詳細説明を行う。図１または図２に示す如く、斜板保持部材５は、前記軸受ハウジング部４ａの後方に隣接して配設されており、入力側斜板６の斜板面６ａの傾斜角（斜板面６ａと入力軸２の軸線とが成す角度）を変更可能に、入力側斜板６を支持するための部材であり、略中央に孔が穿設されている。そして、斜板保持部材５は軸受ハウジング部４ａに対して、ボルト締結により固定される。斜板保持部材５の後端部（保持部５ａ）は略半円状に窪んだ形状を有している。該半円状に窪んだ部位には斜板用メタル軸受２８がスプリングピン等により固設されている。

以下では図１、図２または図１７を用いて入力側斜板６の詳細説明を行う。図１、図２または図１７に示す如く、入力側斜板６は、入力軸２の回転駆動力を入力側プランジャ８が往復動する力（すなわち、シリンダブロック７内に形成された油圧回路内の作動油の油圧）に変換するとともに、斜板面６ａの傾斜角を変更することにより入力側プランジャ８の往復動時のストローク（すなわち、入力側プランジャ８が往復動時に圧送する作動油の量）を変更するものである。入力側斜板６は略中央に入力軸２が貫通する孔が穿設された部材であり、その一方に平板面である斜板面６ａが形成される。斜板面６ａには入力側プランジャ８の突出端（当接盤８ｃ）が当接（または係合）する。一方、他方の板面には保持部６ｂが突設される。保持部６ｂの形状は、前記斜板保持部材５の保持部５ａの半円状に窪んだ部位と対応しており、入力側斜板６は保持部６ｂにて斜板保持部材５の保持部５ａ（より厳密には側面視において半円状に窪んだ部位に設けられた斜板用メタル軸受２８）と当接しつつ回動することが可能であり、斜板面６ａの傾斜角（斜板面６ａと入力軸２の軸線とが成す角度）を変更することが可能である。なお、入力側斜板６の略中央に穿設された孔の直径は、入力側斜板６が回動しても入力軸２が干渉することが無い大きさとなっている。

以下では図１、図２および図４乃至図７を用いて本発明の油圧装置である油圧式無段変速装置におけるシリンダブロックの実施の一形態であるシリンダブロック７について詳細説明する。図１、図２および図４に示す如く、シリンダブロック７は略円柱形状の部材であり、シリンダブロック７の略中央部には入力側端面７ａから出力側端面７ｂに入力軸２を貫通する貫通孔７ｃが穿設され、該貫通孔７ｃの内周面の前端部（入力側端面７ａ側の端部）にはスプライン加工が施されている。一方、シリンダブロック７に入力軸２を貫装したときに前記シリンダブロック７のスプライン加工された部位と対応する入力軸２の外周面にもスプライン加工が施されており、シリンダブロック７は入力軸２とスプライン嵌合して相対回転不能かつ一体的に回転する。入力側端面７ａは入力側斜板６と対向する面であり、出力側端面７ｂは出力側斜板１２と対向する面である。入力側端面７ａおよび出力側端面７ｂは、いずれも入力軸２の軸線と直交している。

図５乃至図７に示す如く、シリンダブロック７には、計七箇所の入力側プランジャ孔３１・３１・・・と、計七箇所の入力側タイミングスプール孔３２・３２・・・とが、シリンダブロック７の入力側端面７ａから入力軸２の軸線方向に向けて穿設されている。入力側プランジャ孔３１・３１・・・は入力側プランジャ８・８・・・を収容するためにシリンダブロック７に穿設された孔であり、その長手方向は入力軸２の軸線と平行である。また、入力側プランジャ孔３１・３１・・・は出力側端面７ｂまで貫通せず、入力側端面７ａと出力側端面７ｂとの中間となる位置よりもやや出力側端面７ｂ寄りとなる位置まで穿たれている。入力側タイミングスプール孔３２・３２・・・は入力側タイミングスプール９・９・・・を収容するためにシリンダブロック７に穿設された孔であり、その長手方向は入力軸２の軸線と平行である。また、入力側タイミングスプール孔３２・３２・・・は出力側端面７ｂまで貫通している。

図５に示す如く、入力側プランジャ孔３１・３１・・・は、入力軸２の軸線方向から見て、入力軸２が貫装される貫通孔７ｃから等距離（同心円上）、かつ隣接する入力側プランジャ孔３１・３１間の距離が等距離（貫通孔７ｃ軸心に対して等角度）となるように配置されている。また、入力側タイミングスプール孔３２・３２・・・も、入力軸２の軸線方向から見て、入力軸２が貫装される貫通孔７ｃから等距離（同心円上）、かつ隣接する入力側タイミングスプール孔３２・３２間の距離が等距離（貫通孔７ｃ軸心に対して等角度）となるように配置されている。さらに、入力側タイミングスプール孔３２・３２・・・は、入力側プランジャ孔３１・３１・・・よりも貫通孔７ｃからの距離が近く、かつ、入力側プランジャ孔３１と隣接する後述する出力側プランジャ孔４１との距離は等距離となるように配置されている。つまり、貫通孔７ｃの中心を通り、かつ、入力側プランジャ孔３１とその隣りの後述する出力側プランジャ孔４１の間を線対称とする線分上に入力側タイミングスプール孔３２の中心が配置されている。

図５乃至図７に示す如く、シリンダブロック７に穿設された入力側プランジャ孔３１とこれに最も近くに隣接する入力側タイミングスプール孔３２を一組として７組設けられ、各組の入力側プランジャ孔３１と入力側タイミングスプール孔３２は連通孔３３によりそれぞれ連通される。このとき、連通孔３３・３３・・・は入力軸２の軸線方向においてシリンダブロック７の略中央となる位置に穿設され、入力側プランジャ孔３１と入力側タイミングスプール孔３２の軸心間を最短で連通し、半径方向よりも傾斜させている。本実施例においては、該連通孔３３・３３・・・の形成方法として、シリンダブロック７を鋳造物として、鋳造時にシェル中子を用いて形成する方法を採用している。これにより、機械加工の工数を低減することができるとともに、削孔端部の閉塞に必要であったプラグ処理やプラグ処理に必要なリブを無くすことができ、部品点数の削減やシリンダブロックの軽量化を可能としている。また、連通孔３３・３３・・・と入力側プランジャ孔３１・３１・・・との合流部である合流部３６の内径は、入力側タイミングスプール孔３２の内径よりも拡径して形成されている。このように構成することにより、入力側タイミングスプール９の拡径部９ａにより入力側プランジャ孔３１と入力側油室３５および出力側油室４５とが遮断されているとき（中立位置）に、拡径部９ａの外周に均等に油圧が作用するため入力側タイミングスプール９が入力側タイミングスプール孔３２の内部である特定の円周方向に押し付けられることを防止することが可能である。

図５乃至図７に示す如く、シリンダブロック７には、計七箇所の出力側プランジャ孔４１・４１・・・と計七箇所の出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・とがシリンダブロック７の出力側端面７ｂから入力軸２の軸線方向に向けて穿設されている。出力側プランジャ孔４１・４１・・・は出力側プランジャ１０・１０・・・を収容するためにシリンダブロック７に穿設された孔であり、その長手方向は入力軸２の軸線と平行である。また、出力側プランジャ孔４１・４１・・・は入力側端面７ａまで貫通せず、入力側端面７ａと出力側端面７ｂとの中間となる位置よりもやや入力側端面７ａ寄りとなる位置まで穿たれている。出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・は出力側タイミングスプール１１・１１・・・を収容するためにシリンダブロック７に穿設された孔であり、その長手方向は入力軸２の軸線と平行である。また、出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・は入力側端面７ａまで貫通している。

図５に示す如く、出力側プランジャ孔４１・４１・・・は、入力軸２の軸線方向から見て、入力軸２が貫装される貫通孔７ｃから等距離（同心円上）、かつ隣接する出力側プランジャ孔４１・４１間の距離が等距離（貫通孔７ｃ軸心に対して等角度）となるように配置されている。また、出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・も、入力軸２の軸線方向から見て、入力軸２が貫装される貫通孔７ｃから等距離（同心円上）、かつ隣接する出力側タイミングスプール孔４２・４２間の距離が等距離（貫通孔７ｃ軸心に対して等角度）となるように配置されている。さらに、出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・は、出力側プランジャ孔４１・４１・・・よりも貫通孔７ｃからの距離が近く、かつ、出力側プランジャ孔４１と隣接する前記入力側プランジャ孔３１のいずれからも等距離となるように配置されている。つまり、貫通孔７ｃの中心を通り、かつ、出力側プランジャ孔４１と入力側プランジャ孔３１の間を線対称とする線分上に出力側タイミングスプール孔４２の中心が配置されている。

図５乃至図７に示す如く、出力側プランジャ孔４１に最も近くに配設される出力側タイミングスプール孔４２を一組として計七組設けられ、各組の出力側プランジャ孔４１と出力側タイミングスプール孔４２の間には連通孔４３がそれぞれ穿設される。このとき、連通孔４３・４３・・・は入力軸２の軸線方向においてシリンダブロック７の略中央となる位置に穿設され、出力側プランジャ孔４１と出力側タイミングスプール孔４２の軸心間を最短で連通し、半径方向よりも傾斜させている。本実施例においては、前記連通孔３３・３３・・・の形成方法と同様に、連通孔４３・４３・・・についても鋳造時にシェル中子を用いて形成する方法を採用している。また、連通孔４３・４３・・・と出力側プランジャ孔４１・４１・・・との合流部である合流部４６の内径は、出力側タイミングスプール孔４２の内径よりも拡径して形成されている。このように構成することにより、出力側タイミングスプール１１の拡径部１１ａにより出力側プランジャ孔４１と入力側油室３５および出力側油室４５とが遮断されているとき（中立位置）に、拡径部１１ａの外周に均等に油圧が作用するため出力側タイミングスプール１１が出力側タイミングスプール孔４２の内部である特定の円周方向に押し付けられることを防止可能である。

図５乃至図７に示す如く、入力側プランジャ孔３１・３１・・・と、出力側プランジャ孔４１・４１・・・とは、入力軸２の軸線方向から見て、等間隔で交互に隣接する（すなわち、貫通孔７ｃを中心とする同心円上において入力側プランジャ孔３１→出力側プランジャ孔４１→入力側プランジャ孔３１→出力側プランジャ孔４１→・・・の順に配列される）。また、出力側タイミングスプール孔３２・３２・・・と、出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・とは、同じく入力軸２の軸線方向から見て、等間隔で交互に隣接する（すなわち、貫通孔７ｃを中心とする同心円上において入力側タイミングスプール孔３２→出力側タイミングスプール孔４２→入力側タイミングスプール孔３２→出力側タイミングスプール孔４２→・・・の順に配列される）。

図６および図７に示す如く、シリンダブロック７の貫通孔７ｃの内周面には、第一の内周溝および第二の内周溝からなる計二箇所の内周溝が形成されている。該内周溝は内周面の周方向にリング状に形成されており、いずれの内周溝も入力側タイミングスプール孔３２・３２・・・および出力側タイミングスプール孔４２・４２・・・と連通している。なお、以後の説明では、入力側端面７ａに近い第一の内周溝と入力軸２の外周面とで囲まれた空間を入力側油室３５とし、出力側端面７ｂに近い第二の内周溝と入力軸２の外周面とで囲まれた空間を出力側油室４５とする。

なお、本実施例においてはシリンダブロック７に収容される入力側プランジャ８、入力側タイミングスプール９、出力側プランジャ１０、出力側タイミングスプール１１の個数はそれぞれ七個であるがこれに限定されず、複数個であれば同様の効果を奏する。

以下では、図１、図２、図５および図６を用いて本発明の油圧装置である油圧式無段変速装置における第一のプランジャの実施の一形態である入力側プランジャ８、および本発明の油圧装置である油圧式無段変速装置における第二のプランジャの実施の一形態である出力側プランジャ１０の詳細説明を行う。なお、本実施例においては入力側プランジャ８と出力側プランジャ１０とは部品共用化のために同一形状としているが、これに限定されず、ポンプ容量及びモータ容量等に応じて入力側プランジャ８と出力側プランジャ１０とが異なる形状や個数で構成しても良い。

図１および図２に示す如く、入力側プランジャ８は、入力軸２の回転駆動力をシリンダブロック７に形成された油圧回路内の作動油の圧力に変換するものである。また、出力側プランジャ１０は、シリンダブロック７に形成された油圧回路内の作動油の圧力を出力側斜板１２の回転駆動力に変換するものである。また、図１、図５および図６に示す如く、入力側プランジャ８・８・・・は入力側プランジャ孔３１・３１・・・に収容され、出力側プランジャ１０・１０・・・は出力側プランジャ孔４１・４１・・・に収容される。

図１に示す如く、出力側プランジャ１０は主にプランジャ部１０ａ、ボール１０ｂ、当接盤１０ｃ等で構成される。プランジャ部１０ａは略円筒形状の部材であり、シリンダブロック７の出力側プランジャ孔４１に摺接しつつ往復動可能である。ボール１０ｂは略球状の部材であり、略円盤形状の部材である当接盤１０ｃと一体的に固設される。当接盤１０ｃはボール１０ｂによりプランジャ部１０ａの突出端（出力側端面７ｂより出力側斜板１２に向かって突出している側の端部）に揺動可能に連結されるとともに、プランジャ部１０ａの突出端はボール１０ｂにより閉塞される（より厳密には、ボール１０ｂおよび当接盤１０ｃには潤滑用油路が穿設されており、出力側プランジャ孔４１内の作動油は少量ずつ該潤滑用油路から当接盤１０ｃと出力側斜板１２との当接面に漏出し、該当接面を潤滑している）。

プランジャ部１０ａの内部にはバネ押さえ２９およびバネ３０が収容される。バネ３０はその一端がバネ押さえ２９と当接し、他端がプランジャ部１０ａの開口端から突出して出力側プランジャ孔４１の底壁面に当接している。従って、出力側プランジャ１０はバネ３０により、シリンダブロック７の出力側端面７ｂから突出する方向（すなわち、出力側斜板１２の斜板面１２ａに当接盤１０ｃが当接する方向）に付勢されている。

また、入力側プランジャ８も、主にプランジャ部、ボール、当接盤等で構成され、前記出力側プランジャ１０と同様の構成としている。そして、プランジャ部の内部にはバネ押さえおよびバネが収容され、バネはその一端がバネ押さえと当接し、他端がプランジャ部の開口端から突出して入力側プランジャ孔３１の壁面に当接している。従って、入力側プランジャ８はバネにより、シリンダブロック７の入力側端面７ａから突出する方向（すなわち、入力側斜板６の斜板面６ａに当接盤が当接する方向）に付勢されている。

以下では、図１および図８乃至図１２を用いて本発明の油圧装置である油圧式無段変速装置における第一のスプールの実施の一形態である入力側タイミングスプール９、および本発明の油圧装置である油圧式無段変速装置における第二のスプールの実施の一形態である出力側タイミングスプール１１の詳細説明を行う。なお、図８に示す如く、本実施例においては入力側タイミングスプール９と出力側タイミングスプール１１とは部品共用化のために同一形状としているが、これに限定されず、入力側タイミングスプール９と出力側タイミングスプール１１とが異なる形状でも良い。

図８および図９に示す如く、入力側タイミングスプール９は、入力側プランジャ８を収容する入力側プランジャ孔３１に出入する作動油の流路を切り替えるものである。入力側タイミングスプール９は外径の異なる略円柱形状の部材を有し、主に拡径部９ａ、拡径部９ｂ・９ｂ、弁軸部９ｃ・９ｃ、係合部９ｄ等で構成される。拡径部９ａおよび拡径部９ｂ・９ｂは略円柱形状の部位であり、その外径はシリンダブロック７に形成された入力側タイミングスプール孔３２の内径と略同じとなっている。従って、拡径部９ａおよび拡径部９ｂ・９ｂは入力側タイミングスプール孔３２に対して気密的に摺接しつつ往復動することが可能である。なお、拡径部９ｂ・９ｂの外周には溝が適宜形成されている。拡径部９ａは入力側タイミングスプール９の長手方向（往復動する方向）において中間部（または略中央部）に配置される。また、拡径部９ｂ・９ｂは入力側タイミングスプール９の長手方向において両端に位置する。弁軸部９ｃは拡径部９ａおよび拡径部９ｂ・９ｂよりも外径が小さい略円柱形状の部位であり、拡径部９ａと拡径部９ｂ・９ｂとの間に位置する。係合部９ｄは一方の拡径部９ｂから入力側タイミングスプール９の長手方向に向けて突設される。係合部９ｄと拡径部９ｂとの接続部はくびれた形状であり、入力側スプールカム３７に係合する。本実施例では、係合部９ｄを断面視略そろばん玉状に形成して、入力側スプールカム３７の溝部３７ａとの係合箇所における接触面圧を低減させるとともに、製作性を向上させている。また、係合部９ｄを断面視略円弧状に形成してもよい。

図１１に示す如く、入力側スプールカム３７は、略リング形状の円筒カム部材であって、該リングの外周面に断面視略円弧状の溝部３７ａが形成されている。そして、該溝部３７ａに前記係合部９ｄが係合するように構成している。このように、前記係合部９ｄと断面視略円弧状の溝部３７ａを接触させることにより、接触面圧を低減させて、入力側タイミングスプール９をスムーズに駆動させることができる。

また、入力側スプールカム３７は、入力側ハウジング４側の外周に互いに平行な二面幅状の凹部（すり割）３７ｂ・３７ｂが形成されており、図３に示すように、入力側ハウジング４の軸心部よりシリンダブロック７側に突出したボス部４ｒの端面側の内周に、前記凹部３７ｂ・３７ｂと略同形状に形成した互いに平行な二面幅状の凸部４ｓ・４ｓと係合して相対回転不能に軸支されるように構成している。さらに、入力側スプールカム３７は、外周に前記二面幅状の凹部３７ｂ・３７ｂとは異なる位置に、誤組み防止用の第三の凹部３７ｃが形成されており、ボス部４ｒの端面側の内周に形成された第三の凸部４ｔと係合するように構成している。

図１０、図１２に示す如く、入力側タイミングスプール９は係合部９ｄがシリンダブロック７の入力側端面７ａから突出する向きとなるように、入力側タイミングスプール孔３２に摺動可能に嵌装される。係合部９ｄに連なる拡径部９ｂは、入力側タイミングスプール９が入力側タイミングスプール孔３２内で往復動しても、常に第一の内周溝により形成される入力側油室３５と入力側タイミングスプール孔３２とが連通する連絡部よりも入力側端面７ａ側に位置する。また、係合部９ｄから遠い方の拡径部９ｂは、入力側タイミングスプール９が入力側タイミングスプール孔３２内で往復動しても、常に第二の内周溝により形成される出力側油室４５と入力側タイミングスプール孔３２とが連通する連絡部よりも出力側端面７ｂ側に位置する。

さらに、拡径部９ａは、入力側プランジャ孔３１と入力側タイミングスプール孔３２とを連通する連絡油路（連通孔３３）と、入力側タイミングスプール孔３２との合流部３６と対応する位置に配置される。このとき、合流部３６の内径は拡径部９ａの外径よりも大きくなるように構成されており、かつ、入力側タイミングスプール９の長手方向（往復動する方向）における合流部３６の長さと拡径部９ａの長さとが略同じに構成される。従って、図１２に示す如く、拡径部９ａは、入力側タイミングスプール９が入力側タイミングスプール孔３２内で摺動することにより、（１）入力側油室３５と入力側プランジャ孔３１とが遮断されて出力側油室４５と入力側プランジャ孔３１とが連通される位置と、（２）入力側油室３５と出力側油室４５と入力側プランジャ孔３１とがいずれも遮断される位置と、（３）入力側油室３５と入力側プランジャ孔３１とが連通されて出力側油室４５と入力側プランジャ孔３１とが遮断される位置、の計三つの位置をとることが可能である。

また、図８または図９に示す如く、入力側タイミングスプール９の拡径部９ａは、該拡径部９ａの入力側油室３５および出力側油室４５双方に対して（つまり、高圧側・低圧側の双方に）、円柱状肩部に部分的に切欠き部９ｅを形成するようにしている。但し、切欠き部９ｅの形状は限定するものではない。これにより、入力側プランジャ孔３１が、入力側油室３５または出力側油室４５と連通するときに、油路の切り換え初期のタイミングにおいて、微小な作動油の流路を作り出すことにより、油路内の急激な圧力変化による脈動が発生するのを抑制することができる。そして、入力側タイミングスプール９が動作する際に発生する騒音を低減することができる。

なお、入力側タイミングスプール９の長手方向における合流部３６の長さと拡径部９ａの長さとの関係は本発明の油圧式無段変速装置の駆動特性に応じて適宜選択されるものであるため、本実施例の如く、入力側タイミングスプール９の長手方向における合流部３６の長さと拡径部９ａの長さとを略同じに構成する場合に限定されない。すなわち、入力側タイミングスプール９の長手方向において、合流部３６を拡径部９ａよりも長くしても、短くしても良い。

図８および図９に示す如く、出力側タイミングスプール１１は、出力側プランジャ１０を収容する出力側プランジャ孔４１に出入する作動油の流路を切り替えるものである。出力側タイミングスプール１１は外径の異なる略円柱形状の部材を有し、主に拡径部１１ａ、拡径部１１ｂ・１１ｂ、弁軸部１１ｃ・１１ｃ、係合部１１ｄ等で構成される。拡径部１１ａおよび拡径部１１ｂ・１１ｂは略円柱形状の部位であり、その外径はシリンダブロック７に形成された出力側タイミングスプール孔４２の内径と略同じとなっている。従って、拡径部１１ａおよび拡径部１１ｂ・１１ｂは出力側タイミングスプール孔４２に対して気密的に摺接しつつ往復動することが可能である。拡径部１１ａは出力側タイミングスプール１１の長手方向（往復動する方向）において中間部（または略中央部）に配置される。また、拡径部１１ｂ・１１ｂは出力側タイミングスプール１１の長手方向において両端に位置する。弁軸部１１ｃは拡径部１１ａおよび拡径部１１ｂ・１１ｂよりも外径が小さい略円柱形状の部位であり、拡径部１１ａと拡径部１１ｂ・１１ｂとの間に位置する。係合部１１ｄは一方の拡径部１１ｂから出力側タイミングスプール１１の長手方向に向けて突設される。係合部１１ｄと拡径部１１ｂとの接続部はくびれた形状であり、出力側スプールカム４７に係合する。本実施例では、入力側タイミングスプール９と同様に、係合部１１ｄを断面視略そろばん玉状に形成して、出力側スプールカム４７との係合箇所における接触面圧を低減するようにしている。また、係合部１１ｄを断面視略円弧状に形成してもよい。

図１１に示す如く、出力側スプールカム４７は、略リング形状の円筒カム部材であって、該リングの外周面に断面視略円弧状の溝部４７ａが形成されている。そして、該溝部４７ａに前記係合部１１ｄが係合するように構成している。このように、前記係合部１１ｄと断面視略円弧状の溝部４７ａを接触させることにより、接触面圧を低減させて、出力側タイミングスプール１１をスムーズに駆動させることができる。

また、出力側スプールカム４７は、入力側スプールカム３７と同様に、出力側斜板１２側の外周に互いに平行な二面幅状の凹部４７ｂ・４７ｂが形成されており、出力側斜板１２の軸心部にシリンダブロック７側に突出して形成した保持部１２ｂの前端部の内周部に形成された互いに平行な二面幅状の凸部１２ｄ・１２ｄと係合して相対回転不能に軸支されるように構成している。さらに、出力側スプールカム４７は、外周に前記二面幅状の凹部４７ｂ・４７ｂとは異なる位置に誤組み防止用の第三の凹部４７ｃが形成されており、出力側斜板１２の保持部１２ｂの前端部に形成された第三の凸部１２ｅと係合するように構成している。

図１０に示す如く、出力側タイミングスプール１１は係合部１１ｄがシリンダブロック７の出力側端面７ｂから突出する向きとなるように、出力側タイミングスプール孔４２に摺動可能に嵌装される。係合部１１ｄに連なる拡径部１１ｂは、出力側タイミングスプール１１が出力側タイミングスプール孔４２内で往復動しても、常に第二の内周溝により形成される出力側油室４５と出力側タイミングスプール孔４２とが連通する連絡部よりも出力側端面７ｂ側に位置する。また、係合部１１ｄから遠い方の拡径部１１ｂは、出力側タイミングスプール１１が出力側タイミングスプール孔４２内で往復動しても、常に第一の内周溝により形成される入力側油室３５と出力側タイミングスプール孔４２とが連通する連絡部よりも入力側端面７ａ側に位置する。

さらに、拡径部１１ａは、出力側プランジャ孔４１と出力側タイミングスプール孔４２とを連通する連絡油路（連通孔４３）と、出力側タイミングスプール孔４２との合流部４６と対応する位置に配置される。このとき、合流部４６の内径は拡径部１１ａの外径よりも大きくなるように構成されており、かつ、出力側タイミングスプール１１の長手方向（往復動する方向）における合流部４６の長さと拡径部１１ａの長さとが略同じに構成される。従って、図１２に示す如く、拡径部１１ａは、出力側タイミングスプール１１が出力側タイミングスプール孔４２内で摺動することにより、（１）入力側油室３５と出力側プランジャ孔４１とが遮断されて出力側油室４５と出力側プランジャ孔４１とが連通される位置と、（２）入力側油室３５と出力側油室４５と出力側プランジャ孔４１とがいずれも遮断される位置と、（３）入力側油室３５と出力側プランジャ孔４１とが連通されて出力側油室４５と出力側プランジャ孔４１とが遮断される位置、の計三つの位置をとることが可能である。

また、図８または図９に示す如く、前記入力側タイミングスプール９の拡径部９ａと同様に、出力側タイミングスプール１１の拡径部１１ａは、該拡径部１１ａの円柱状肩部に部分的に切欠き部１１ｅを形成するようにしている。これにより、出力側タイミングスプール１１が動作する際に発生する騒音を低減することができる。

なお、出力側タイミングスプール１１の長手方向における合流部４６の長さと拡径部１１ａの長さとの関係は本発明の油圧式無段変速装置の駆動特性に応じて適宜選択されるものであるため、本実施例の如く、出力側タイミングスプール１１の長手方向における合流部４６の長さと拡径部１１ａの長さとを略同じに構成する場合に限定されない。すなわち、出力側タイミングスプール１１の長手方向において、合流部４６を拡径部１１ａよりも長くしても、短くしても良い。

以下では図１、図２、図１３乃至図１５を用いて本実施例における第二の斜板である出力側斜板１２の詳細説明を行う。出力側斜板１２は、出力側プランジャ１０を往復動させる力（すなわち、シリンダブロック７内に形成された油圧回路内の作動油の圧力）を出力軸等の回転駆動力に変換するものである。図１または図１３に示す如く、出力側斜板１２は入力軸２（厳密には入力軸２に外嵌されたスペーサ５０）が貫通する貫通孔が設けられた略円筒形状の部材であり、その前部には斜板面１２ａが設けられている。斜板面１２ａは平面であり、斜板面１２ａには出力側プランジャ１０の突出端（当接盤１０ｃ）が当接する。斜板面１２ａは入力軸２の軸線に対して所定の傾斜角（斜板面１２ａと入力軸２の軸線とが成す角度）を成している。

図１または図２に示す如く、出力側斜板１２の後端は出力ケース４８と固定され、出力側斜板１２と出力ケース４８とが一体的に回転するようにしている。なお、出力側斜板１２の貫通孔後端には出力側円錐コロ軸受５１の外輪が嵌設され、出力側斜板１２の貫通孔とスペーサ５０との間には出力側針状コロ軸受５２が介装されるので、出力側斜板１２は入力軸２と相対回転可能である。図１３乃至図１５に示す如く、出力側斜板１２は、本実施例においては、アルミダイキャスト製としており、大幅な軽量化を図っている。また、出力側斜板１２の外周部には補強リブ４９を複数配置して、出力側プランジャ１０・１０・・・から受ける当接力に耐えうる剛性を確保している。

また、図１４または図１５に示す如く、補強リブ４９は、入力軸２と平行で、かつ、複数の各補強リブ４９が互いに平行となるように構成している。補強リブ４９の間隔は、斜板面１２ａと入力軸２と直交する面（例えば、シリンダブロック７の出力側端面７ｂ）からの距離に略反比例して配置するようにしている。さらに、補強リブ４９の幅を、斜板面１２ａと入力軸２と直交する面（例えば、シリンダブロック７の出力側端面７ｂ）からの距離に略反比例して変化させて、効果的に剛性を確保するようにし、重量バランス及び回転バランスがとれるようにしている。但し、補強リブ４９の厚みは、製作性を考慮して一定とすることもできる。

また、補強リブ４９は、入力軸２と平行で、かつ、斜板面１２ａ上の上死点Ａおよび下死点Ｂを含む面に対して垂直な傾斜基準面Ｃと平行な面で突出するように構成している。これにより、鋳造時の型抜き作業において、一定方向に引き抜くことが可能となり、出力側斜板１２をアルミダイキャスト製とすることができる。また、鋳造作業も容易となる。なお、本実施例においては、出力側斜板１２として固定斜板を用いているが、出力側斜板１２として可動斜板を採用することも可能である。

以下では図１および図１６を用いて本実施例におけるチェックリリーフ弁３８ａ・３８ｂの詳細説明を行う。図１または図１６に示す如く、チェックリリーフ弁３８ａ・３８ｂは、前記各プランジャ８・１０等を作動させる作動油の補給経路上に設けて、作動油の逆流を防止するチェック弁の機能と、油圧系路内の圧力上昇を規定値以下とするために油圧系路内の圧力に応じて作動油を放出させるリリーフ弁の機能とを併せ持つように一体的に構成したものである。本実施例では、入力側油室３５と出力側油室４５にそれぞれ連通するように、二個のチェックリリーフ弁３８ａ・３８ｂをそれぞれに対応して設けて、入力軸２の拡径部において、互いのチェックリリーフ弁３８ａ・３８ｂが直角方向で平行となる向きで、かつ、入力軸２の軸線に直交するようにして設けるようにしている。これにより、油圧式無段変速装置１の小型化を可能とするとともに、入力軸２の軸線上の油路２ｂと連通して油圧系路の簡略化を可能としている。

また、本実施例においては、リリーフ弁としての機能が働いた場合の作動油の放出口を、作動油の補給経路（チェック弁の一次側）である油路２ｂに接続するようにしており、リリーフ弁機能の作動時に作動油の補給が追いつかなくなる不具合をなくして、かつ、作動油補給用のチャージポンプ２６の容量を小さくできるようにしている。以上が、本発明の一実施例に係る、油圧式無段変速装置１の全体構成についての説明である。

次に、本発明の一実施例に係る、出力回転数を変化させるための制御手段としての油圧サーボ機構３による入力側斜板６の角度調整動作について、図１７乃至図２０を用いて説明をする。図１、図２、図３、図１７、図２０において、前述の如く、軸受ハウジング部４ａの上部にパワーピストン１５を入力軸２と平行に前後方向に配置し、該パワーピストン１５の後端を入力側斜板６の一端に連結している。該パワーピストン１５の側部に上下方向にサーボスプール１３とフィードバックスプール１４を上下に配置し、該フィードバックスプール１４にはフィードバックリンク２４を介して入力側斜板６と連動連結している。このような構成において、前記サーボスプール１３は電磁比例弁から構成される比例調整弁２５を制御することで、該比例調整弁２５から吐出される油圧を変化させて上下に摺動させて変位させることができる。該サーボスプール１３の位置に応じて、前側油室１７にチャージポンプ２６からの圧油が送油され、後側油室１８が作動油タンク２７と連通する第一態様と（Ａ位置）、前側油室１７と作動油タンク２７が連通し、後側油室１８にチャージポンプ２６からの圧油が送油される第二態様と（Ｂ位置）、前側油室１７および後側油室１８に通じる油路４ｉ・４ｈがブロックされる第三態様（中立位置）に切り換えることができる。

このとき、各態様によってパワーピストン１５が前後に摺動し、この動作にリンクして入力側斜板６が回動され、またこの回動角度に応じて、フィードバックリンク２４を介してフィードバックスプール１４が変位されるように構成している。そして、フィードバックスプール１４の変位がバネ部材２０を介してサーボスプール１３に伝達され、入力側斜板６の角度がフィードバックされるようにしている。つまり、比例調整弁２５からの出力に応じて、入力側斜板６が一定の動作を行うように補償されるように構成している。

図３、図１７に示す如く、前記第一態様（即ち、上部油室４０と下部油室４４が第二縮径部１３ｄを介して連通し、第一縮径部１３ｎから油路１３ｍを介して接続口４ｑと連通している態様、サーボスプール１３がＡ位置）においては、上部油室４０と第二縮径部１３ｄが連通していることにより、前記前側油室１７内にチャージポンプ２６から作動油が送油され、後側油室１８内の作動油は作動油タンク２７に戻されてパワーピストン１５は後方に摺動される。

また、図１８に示す如く、前記第二態様（即ち、上部油室４０が第二縮径部１３ｄを介して油路４ｈと連通し、下部油室４４が第三縮径部１３ｆ、油路１３ｐ・１３ｍを介して接続口４ｑと連通している態様、サーボスプール１３がＢ位置）においては、上部油室４０が油路４ｈと連通していることにより、前記後側油室１８内にチャージポンプ２６から作動油が供給され、前記前側油室１７内の作動油は作動油タンク２７に戻されてパワーピストン１５は前方に摺動される。

また、図１９に示す如く、前記第三態様（即ち、上部油室４０および下部油室４４が他の油室等とは連通していない態様、中立位置）においては、パワーピストン１５はその時の位置が保持される。

図１７乃至図１９に示す如く、パワーピストン１５の先端に設けた掛止部材１６は、入力側斜板６の掛止部６ｃを掛止しており、前記三つの態様に応じて、掛止部６ｃを略前後方向に移動して入力側斜板６を回動駆動するようにしている。このとき、掛止部６ｃがコの字状の内壁部に沿って上下方向に摺動可能な構成としているため、入力側斜板６の回動時に生じる掛止部６ｃの上下方向の変位を吸収可能としている。このように構成することにより、パワーピストン１５の前後方向の往復摺動にリンクして、入力側斜板６が往復回動されるように構成している。また、入力側斜板６の斜板面６ａにおいて、収縮行程中（ポンプ時）もしくは圧縮行程中（モータ時）の入力側プランジャ８が当接する範囲（高圧側）には、入力側プランジャ８による高い押圧力が作用する。これに対して、収縮行程中の入力側プランジャ８が当接する範囲（低圧側）には、前記膨張行程中の入力側プランジャ８から受ける押圧力に比して低い押圧力しか作用しない。本実施例の油圧式無段変速装置１においては、車両進行方向に向かって左側が高圧側、右側が低圧側となるように構成している。このため、前記掛止部６ｃは入力軸２の軸線に対して、左側（即ち、高圧側）にオフセットして配置される構成としている。つまり、入力側プランジャ８・８・・・の不均一な当接力により入力側斜板６が受けるモーメントを助長しないように考慮した構成としている。これにより、入力側斜板６の枢支部に掛かる不均一な応力を軽減して、入力側斜板６の回動をスムーズにすることができる。

フィードバックリンク２４は、平板状の鋼板製部材であり、前記パワーピストン１５と略平行に配置して、長手方向の一端が軸受ハウジング部４ａの左方側面に突出した軸５５に回動自在に支持してリンク機構の支点部を構成している。また、フィードバックリンク２４の長手方向の他端には、後方を開放した略Ｕ字型の切欠き部２４ａが形成されており、入力側斜板６の左方に突設されたレバーピン６ｄを掛止してリンク機構の力点を構成している。ここで、入力側斜板６の回動に伴って、支点−力点間の距離が変化するが、切欠き部２４ａに遊びを持たせることで、レバーピン６ｄの前後方向の変位を吸収可能に構成している。また、フィードバックリンク２４の略中央部において、前記リンクピン３４を枢支しており、リンク機構の作用点を構成している。つまり、フィードバックリンク２４の支点と、入力側斜板６の回動中心を最大限離間させ、かつ、フィードバックリンク２４と入力側斜板６との枢結部（力点）と、入力側斜板６の回動中心を最大限離間させ、さらに、フィードバックリンク２４の支点と、フィードバックリンク２４とサーボスプール１３との枢結部（リンクピン３４・作用点）を最大限離間させるように、配置した構成としている。このとき、フィードバックリンク２４の各枢支点（即ち、支点・力点・作用点の各点）を結ぶ略延長線上に、入力側斜板６の回動中心Ｏが概ね配置されるように構成している。これにより、前記力点の振幅を最大限大きく取ることが可能となり、調整部３ｂの分解能向上に寄与することができる。また、作用点を極力力点に近づけるように構成することによっても、作用点の振幅を大きく取ることが可能となり、調整部３ｂの分解能向上に寄与することができる。このように構成することにより、パワーピストン１５によって回動される入力側斜板６の角度変化を、リンクピン３４の略上下方向の変位に変換し、それに応じてフィードバックスプール１４が上下方向に摺動される。つまり、図１７に示す如く、本実施例においては、入力側斜板６が時計回りに回動した場合には、フィードバックスプール１４は上方に変位し、また、図１８に示す如く、入力側斜板６が反時計回りに回動した場合には、フィードバックスプール１４は下方に変位するように構成している。

そして、フィードバックスプール１４が変位することにより、バネ部材２０が伸縮されて、それに応じてバネ部材２０により生じる反力が変化するように構成している。このバネ部材２０により生じる反力がサーボスプール１３に作用し、該バネ部材２０により生じる反力と、前記頂部油室３９内の油圧とがバランスする位置でサーボスプール１３が静止するように構成している。つまり、中立位置でサーボスプール１３の摺動が停止される。このとき、バネ部材２０のバネ定数を適当に選定することにより、油圧と反力がバランスする際には、サーボスプール１３の上下位置が必ず前記第三態様（即ち、図１９に示す上部油室４０および下部油室４４が他の油室等とは連通していない態様）を形成する状態となり、パワーピストン１５の位置が保持されるようにして、フィードバック機構を構成するようにしている。

また、本実施例においては、パワーピストン１５が後方に変位して、入力側斜板６が図１７における時計回りに回動するときに出力側斜板１２の回転出力が増加し、反対に、パワーピストン１５が前方に変位して入力側斜板６が図１８における反時計回りに回動するときに出力側斜板１２の回転出力が減少するように構成している。出力側斜板６を増速側に回動させる場合に入力側プランジャ８から受ける当接力は、出力側斜板６を減速側に回動させる場合に入力側プランジャ８から受ける当接力に比して大きいため、出力側斜板６を増速側に回動させるためにはより大きな駆動力が必要となる。このため、増速時にはパワーピストン１５が後方に摺動する、つまり、パワーピストン１５の受圧面積が大きい側の前側油室１７に受圧した場合を増速側に構成することにより、必要駆動力の大小に合致した構成とすることができる。これにより、パワーピストン１５のピストン径や油圧供給圧力を小さくすることができる。以上が、本発明の一実施例に係る、油圧サーボ機構３による入力側斜板６の角度調整動作についての説明である。

以上の説明に示す如く、プランジャ式可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータの可動斜板（入力側斜板６）を油圧サーボ機構３により傾動させる油圧式無段変速装置１において、前記油圧サーボ機構３が、入力側斜板６の一端に連結して傾動駆動するパワーピストン１５と、パワーピストン１５の摺動方向に対して直角方向、かつ、入力側斜板６の板面と略平行に配置するサーボスプール１３と、サーボスプール１３と入力側斜板６とを連結するフィードバックリンク２４を具備する構成としている。これにより、サーボスプール１３と入力側斜板６をできるだけ近づけて配置することが可能となり、その上部にパワーピストン１５を直角方向に配置することから油圧式無段変速装置１を小型化することができるのである。また、軸受ハウジング部４ａの上部に油圧サーボ機構３を配置し、側部にフィードバックリンク２４を配置するので、油圧式無段変速装置１への取付作業を容易にすることができるのである。また、フィードバック機構を簡素化することができるのである。

また、油圧サーボ機構３が、パワーピストン１５と、サーボスプール１３を、同一のケースである入力側ハウジング４に設けた構成としている。これにより、油圧式無段変速装置１の小型化に寄与することができ、また、両者をできるだけ近づけて配置して油路構成を短くすることができるのである。

また、油圧サーボ機構３が、フィードバックリンク２４を、パワーピストン１５と略平行に配置するとともに、フィードバックリンク２４の一端を入力側斜板６と枢結し、中途部をサーボスプール１３と枢結し、他端を入力側ハウジング４に枢支した構成としている。これにより、簡単な構成で、パワーピストン１５により入力側斜板６を精度良く傾倒でき、かつ、フィードバックリンク２４によりサーボスプール１３を精度良く摺動できるので、精度の良いフィードバック機構を構成することができるのである。

また、フィードバックリンク２４の支点と、入力側斜板６の回動中心を最大限離間させ、かつ、フィードバックリンク２４と入力側斜板６との枢結部と、入力側斜板６の回動中心を最大限離間させ、さらに、フィードバックリンク２４の支点と、フィードバックリンク２４とサーボスプール１３との枢結部を最大限離間させるように、フィードバックリンク２４と入力側斜板６との枢結部と、フィードバックリンク２４とサーボスプール１３との枢結部を配置した構成としている。これにより、油圧サーボ機構３の分解能を高くすることができるのである。

また、パワーピストン１５を、入力側プランジャ８を収容するシリンダブロック７の回転軸心を通り、入力側斜板６の回動軸心と直角な面よりも、入力側プランジャ８が高圧で当接する側にオフセットして配置した構成としている。これにより、入力側斜板６に不適切な応力が掛かることを防止できるのである。また、入力側斜板６をスムーズに回動させることができるのである。

また、パワーピストン１５が、シリンダロッドにより構成されるものである。これにより、油圧式無段変速装置１を小型化することができるのである。

また、パワーピストン１５が伸長する方向に摺動した場合には、油圧式無段変速装置１が増速側に作動するように入力側斜板６を回動させ、かつ、パワーピストン１５が収縮する方向に摺動した場合には、油圧式無段変速装置１が減速側に作動するように入力側斜板６を回動させる構成としている。これにより、増速側に入力側斜板６を回動させるにはより大きな駆動力が必要であるため、パワーピストン１５の受圧面積が大きい方の面に受圧したとき（つまり、前側油室１７側に受圧し、パワーピストン１５が伸長する方向に摺動するとき）に入力側斜板６を増速側に回動させる構成とすることにより、ピストン径および供給油圧を小さくすることができるのである。

本発明の一実施例に係る油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した側面一部断面図。 油圧式無段変速装置の全体的な構成を示した斜視図。 本発明の一実施例に係る油圧サーボ機構の構成を示した側面一部断面図。 本発明の一実施例に係るシリンダブロックを示す斜視図。 同じくシリンダブロックを示す背面図。 同じく図５におけるＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図。 同じくＢ−Ｂ断面を示す斜視図。 本発明の一実施例に係るタイミングスプールを示す平面図。 同じくタイミングスプールを示す斜視図。 同じくシリンダブロック挿入時のタイミングスプールを示す側面一部断面図。 本発明の一実施例に係るスプールカムを示す斜視図。 本発明の一実施例に係るタイミングスプールおよびプランジャの一連の動作を示す模式図。 本発明の一実施例に係る出力側斜板を示す斜視図。 同じく出力側斜板を示す正面図。 同じく出力側斜板を示す左側面図。 本発明の一実施例に係るチェックリリーフ弁の油圧系路を示す系統図。 本発明の一実施例に係る油圧サーボ機構の第一態様を示す展開図。 同じく油圧サーボ機構の第二態様を示す展開図。 同じく油圧サーボ機構の第三態様を示す展開図。 同じく油圧サーボ機構の油圧系統図。

１ 油圧式無段変速装置
３ 油圧サーボ機構
６ 入力側斜板
１３ サーボスプール
１５ パワーピストン
２４ フィードバックリンク

Claims (3)

1. プランジャ式可変容量型の油圧ポンプまたは油圧モータの可動斜板を油圧サーボ機構（３）により傾動させる油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構（３）は、可動斜板（６）の一端に連結して傾動駆動する傾動用ピストン（１５）と、該傾動用ピストン（１５）の摺動方向に対して直角方向、かつ、前記可動斜板（６）と略平行に配置するサーボスプール（１３）と、該サーボスプール（１３）と前記可動斜板（６）とを連結するフィードバックリンク（２４）を具備し、前記油圧サーボ機構（３）は、前記傾動用ピストン（１５）と、前記サーボスプール（１３）を、同一のケースである入力側ハウジング（４）内に配置したことを特徴とする油圧式無段変速装置。
2. 請求項１記載の油圧式無段変速装置において、前記油圧サーボ機構（３）が、前記フィードバックリンク（２４）を、前記傾動用ピストン（１５）と略平行に配置するとともに、該フィードバックリンク（２４）の一端を前記可動斜板（６）と枢結し、中途部を前記サーボスプール（１３）と枢結し、他端を前記入力側ハウジング（４）に枢支したことを特徴とする油圧式無段変速装置。
3. 請求項２記載の油圧式無段変速装置において、前記フィードバックリンク（２４）の支点部（５５）と、前記可動斜板（６）の回動中心（Ｏ）を離間させ、かつ、前記フィードバックリンク（２４）と前記可動斜板（６）との枢結部（６ｄ）と、前記可動斜板（６）の回動中心（Ｏ）を離間させ、さらに、前記フィードバックリンク（２４）の支点部（５５）と、前記フィードバックリンク（２４）とサーボスプール（１３）との枢結部（３４）を離間させるように、前記フィードバックリンク（２４）と前記可動斜板（６）との枢結部（６ｄ）と、前記フィードバックリンク（２４）とサーボスプール（１３）との枢結部（３４）を配置したことを特徴とする油圧式無段変速装置。

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