JP4975502B2 - 静油圧式無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ポンプと油圧モータとを油圧閉回路を介して繋いで構成され、これら油圧ポンプおよび油圧モータの少なくともいずれかの容量を可変制御して油圧ポンプの入力回転を変速して油圧モータの出力回転として取り出すように構成された静油圧式無段変速機に関する。

このような静油圧式無段変速機は従来から種々の形式の構成が知られており、実用化されている。例を挙げれば、本出願人の提案による特許文献１〜４に開示の静油圧式無段変速機がある。これら特許文献に開示の静油圧式無段変速機は、斜板プランジャポンプと、斜板プランジャモータと、斜板プランジャポンプの吐出口および吸入口を斜板プランジャモータの吸入口および吐出口に繋ぐ油圧閉回路とを有して構成され、エンジンによりポンプ斜板部材が駆動されるように構成され、ポンプシリンダとモータシリンダとが結合されて出力シャフト上に結合配設され、モータ斜板部材が回転規制されるとともにモータ斜板角度が可変調整可能となっている。

ところでこれら特許文献に開示の静油圧式無段変速機は、純粋な静油圧式無段変速機（ＨＳＴ：Hydro Static Transmission）ではなく、機械的な動力伝達も組み合わせた機械油圧機械式変速機（ＨＭＴ：Hydro Mechanical Transmission）であり、油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを回転させる動力伝達過程において、斜板の傾動角の可変制御に応じて油圧ポンプから油圧モータに流れる油量が減少して油圧ポンプの入力回転と油圧モータの出力回転とが略同期したときに油圧閉回路を閉止してロックアップを行わせるロックアップ機構を備えた構成となっている。

特開平６−４２４４６号公報 特許第２９２０７７２号公報 特開平９−１００９０９号公報 特開２００５−２５６９７９号公報

このようにロックアップ作動は油圧ポンプと油圧モータを繋ぐ油圧閉回路を閉止してポンプ・モータ間の油の流れを遮断するものであるため、油圧ポンプから油圧モータに流れる油量が減少して油圧ポンプの入力回転と油圧モータの出力回転とが略同期したときに行うようにしなければならない。ところが、上記特許文献等に開示の従来のロックアップ機構は、油圧ポンプの入力回転と油圧モータの出力回転とが略同期しなくても、油圧閉回路を閉止できる構成であり、何らかの制御等により適正なレシオ（変速比）範囲以外でロックアップされる可能性がある。

本発明はこのような問題に鑑みたもので、ロックアップ機構の誤作動を機械的に阻止できるような構成の静油圧式無段変速機を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る静油圧式無段変速機は、斜板プランジャ式油圧ポンプと斜板プランジャ式油圧モータとを油圧閉回路を介して繋いで構成され、前記油圧ポンプおよび油圧モータの少なくともいずれかの斜板の傾動角を可変制御して前記油圧ポンプの入力回転を変速して前記油圧モータの出力回転として取り出すように構成され、前記斜板の傾動角の可変制御に応じて前記油圧ポンプから前記油圧閉回路を介して前記油圧モータに流れる油量が減少して前記油圧ポンプの入力回転と前記油圧モータの出力回転とが略同期したときに前記油圧閉回路を閉止してロックアップを行わせるロックアップ機構を備える。そして、前記ロックアップ機構が、ロックアップ制御油圧を受けて作動して前記油圧閉回路を閉止するように構成されており、前記ロックアップ制御油圧を供給するロックアップ制御油路が、前記斜板の傾動に応じて開閉される開口を有し、前記斜板の傾動角が前記油圧ポンプの入力回転と前記油圧モータの出力回転とが略同期するときのロックアップ角度の近傍になるときに前記開口を閉止するように構成されている。

そして、この静油圧式無段変速機において、前記斜板は、その傾動軸を中心とする凸円筒面状と凸球面形状に形成された揺動被支持面を有し、ボディ側には前記揺動被支持面と接合する凹円筒面状と凹球面形状に形成された揺動支持面が形成され、前記揺動支持面に前記揺動被支持面を接合させて摺動させることにより、前記斜板を前記傾動軸を中心として揺動させるように構成されており、前記ロックアップ制御油路が前記ボディ内を通って形成されるとともに前記開口が前記揺動支持面に設けられており、前記斜板が前記ロックアップ角度の近傍まで揺動されたときに前記開口が前記揺動被支持面により覆われるように構成されている。

上記の構成の本発明に係る静油圧式無段変速機によれば、前記ロックアップ制御油圧を供給するロックアップ制御油路が、前記斜板の傾動に応じて開閉される開口を有し、前記斜板の傾動角が前記油圧ポンプの入力回転と前記油圧モータの出力回転とが略同期するときのロックアップ角度の近傍になるときに前記開口を閉止するように構成されているので、斜板の傾動角がロックアップ角度の近傍に位置していないとき、すなわち、ロックアップ状態でないときにはロックアップ制御油路が上記開口において解放された状態となり、ロックアップ制御油圧がロックアップ制御油路に供給されても上記解放から排出されるため、ロックアップ機構がロックアップ制御油圧を受けて油圧閉回路を閉止するようなことがない。一方、斜板の傾動角がロックアップ角度の近傍に位置すると上記開口が閉止されるので、ロックアップ制御油圧をロックアップ制御油路に供給すると、これがロックアップ機構に供給されて油圧閉回路を閉止してロックアップ作動が行われる。これにより、たとえ制御的な誤作動等によりロックアップ制御油路にロックアップ制御油圧が供給されても、斜板の傾動角がロックアップ角度近傍にない限り油圧閉回路が閉止されることがなく、ロックアップが誤って作動するような不具合の発生を確実に防止できる。

そして、斜板が凸円筒面状と凸球面形状の揺動被支持面を有し、ボディ側にこの揺動被支持面と摺動自在に接合する凹円筒面状と凹球面形状の揺動支持面が形成された構成の場合には、ボディ内を通って形成されるロックアップ制御油路の開口を揺動支持面に設け、斜板がロックアップ角度の近傍まで揺動されたときにこの開口が揺動被支持面により覆われるように構成することにより、斜板の傾動角がロックアップ角度近傍にない限り油圧閉回路が閉止されることがなく、ロックアップが誤って作動するような不具合の発生を確実に防止できる構成を簡単に設けることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、図２に本発明に係る静油圧式無段変速機を有して構成される自動二輪車の全体外観を示している。図２においては、自動二輪車の側面カバー部材を一部取り除いて内部構造を露出させた状態で示している。この自動二輪車１００は、メインフレーム１１０と、メインフレーム１１０の前端部に斜め上下に延びる軸を中心として回動自在に取り付けられたフロントフォーク１２０と、フロントフォーク１２０の下端に回転自在に取り付けられた前輪１０１と、メインフレーム１１０の後部に水平に延びる枢結軸１３０ａを中心として枢結されて上下に揺動自在に取り付けられたスイングアーム１３０と、スイングアーム１３０の後端に回転自在に取り付けられた後輪１０２とを備えて構成される。

メインフレーム１１０には、燃料タンク１１１、乗員が座るシート１１２、停車時に車体を立設状態で保持するメインスタンド１１３ａおよびサブスタンド１１３ｂ、夜間走行時等において前方を照明するヘッドライト１１４、エンジン冷却水の冷却を行うラジエータ１１５、後輪１０２を駆動する回転駆動力を発生するパワーユニットＰＵ等が取り付けられている。フロントフォーク１２０には、乗員が操作して転舵操作を行うハンドル（ステアリングハンドル）１２１、後方視界を得るためのリアビューミラー１２２等が取り付けられている。スイングアーム１３０内には、後述するように、パワーユニットＰＵから発生した回転駆動力を後輪に伝達するためのドライブシャフトが設けられている。

このような構成の自動二輪車１００において、パワーユニットＰＵに本発明に係る静油圧式無段変速機ＣＶＴが用いられており、このパワーユニットＰＵについて以下に説明する。まず、図３にパワーユニットＰＵの概略構成を示しており、パワーユニットＰＵは、回転駆動力を発生するエンジンＥと、その出力回転を無段階に変速する静油圧式無段変速機ＣＶＴと、この静油圧式無段変速機ＣＶＴの出力回転の方向切換および伝達を行う伝達ギヤ列ＧＴとを有して構成される。

図２に示すように、エンジンＥはＶバンクを有するＶ型気筒エンジンからなり、シリンダ１が斜め前後上方にＶ字上に延びて配設されている。このエンジンＥは、ヘッド部に給排気バルブ１ａ，１ｂを有したシリンダ１内にピストン２を配設して構成される。エンジンＥにおいては、吸気バルブ１ａおよび排気バルブ１ｂを所定タイミングで開閉し、燃料混合気をシリンダ室内で燃焼させてピストン２を往復動させ、このピストン２の往復運動を連結ロッド２ａを介してクランク部３ａに伝達し、クランクシャフト３が回転駆動される。クランクシャフト３の端部にはダンパ４ａを有した入力駆動ギヤ４が取り付けられており、クランクシャフト３の回転駆動力が入力駆動ギヤ４に伝達される。

クランクシャフト３には駆動スプロケット８ａが取り付けられ、チェーン８ｂを介してポンプ駆動軸９ａ，９ｂに取り付けられた従動スプロケット８ｃに回転駆動力を伝達する。ポンプ駆動軸９ａ，９ｂにはオイルポンプＯＰおよびウォーターポンプＷＰが図示のように配設されており、エンジンＥにより駆動される。オイルポンプＯＰから吐出された作動油は後述のように静油圧式無段変速機ＣＶＴの補充油および潤滑油として供給されるが、図２に示すように、パワーユニットＰＵの後下部に配設されたオイルクーラ１１６により冷却され、オイルフィルタ１１７により濾過される。また、ウォーターポンプＷＰから吐出された冷却水はエンジンＥの冷却に用いられるが、エンジンＥにより高温となった冷却水はラジエータ１１５により冷却される。

静油圧式無段変速機ＣＶＴは斜板プランジャ式の油圧ポンプＰと斜板プランジャ式の油圧モータＭとを有して構成される。斜板プランジャ式の油圧ポンプＰを構成するポンプケーシングに結合された入力従動ギヤ５が上記入力駆動ギヤ４と噛合しており、エンジンＥの回転駆動力が入力従動ギヤ５に伝達されてポンプケーシングが回転駆動される。なお、油圧ポンプＰは斜板角一定の固定容量タイプであり、油圧モータＭは斜板角可変の可変容量タイプであり、モータ斜板角を可変調節するためのモータサーボ機構ＳＶを有する。静油圧式無段変速機ＣＶＴの詳細は後述するが、この静油圧式無段変速機ＣＶＴにより無段階に変速された出力回転は、変速機出力シャフト６に出力される。

変速機出力シャフト６には、伝達ギヤ列ＧＴが繋がっており、変速機出力シャフト６の回転は伝達ギヤ列ＧＴにより前進−中立切換、減速等が行われる。伝達ギヤ列ＧＴは、変速機出力シャフト６と平行に延びたカウンターシャフト１０および第１出力駆動シャフト１５を有し、変速機出力シャフト６に結合配設された第１ギヤ１１と、カウンターシャフト１０に軸方向に移動自在且つカウンターシャフト１０と一体回転するように配設された第２ギヤ１２と、カウンターシャフト１０に結合配設された第３ギヤ１３と、第３ギヤ１３と常時噛合するとともに第１出力駆動シャフト１５に結合配設された第４ギヤ１４とを有して構成される。第２ギヤ１２はドライバーのチェンジ操作に応じてカウンター軸１０の上を軸方向に移動され、第１ギヤ１１と噛合して前進状態となり、第１ギヤ１１から離れて中立状態となる。

一方、第１出力駆動シャフト１５の先端には出力駆動ベベルギヤ１５ａが取り付けられており、この出力駆動ベベルギヤ１５ａと噛合する出力従動ベベルギヤ１６ａから第２出力駆動シャフト１６に回転駆動力が伝達される。第２出力駆動シャフト１６はユニバーサルジョイント１７を介してドライブシャフト１８に繋がり、上述のように、ドライブシャフト１８はスイングアーム１３０の内部を通って後輪１０２に繋がっており、後輪１０２に回転駆動力が伝達されてこれが駆動される。なお、スイングアーム１３０のメインフレーム１１０に対する枢結軸１３０ａと同軸にユニバーサルジョイント１８が位置する。

次に、上記静油圧式無段変速機ＣＶＴについて、図１および図４〜図６を参照して説明する。静油圧式無段変速機ＣＶＴは斜板プランジャ式の油圧ポンプＰと斜板プランジャ式の油圧モータＭとを有して構成され、変速機出力シャフト６がその中心を貫通して延びて配設されている。なお、変速機出力シャフト６は変速機ハウジングＨＳＧに対してボールベアリング７ａ，７ｂ，７ｃにより回転自在に支持されている。

油圧ポンプＰは、変速機出力シャフト６の上にこれと同軸且つ相対回転自在に配設されたポンプケーシング２０と、ポンプケーシング２０の内部にポンプケーシング２０の回転中心軸に対して所定角度傾いて配設されたポンプ斜板部材２１と、このポンプ斜板部材２１と対向して配設されたポンプシリンダ２２と、ポンプシリンダ２２においてその中心軸を囲む環状配列で軸方向に延びて形成された複数のポンププランジャ孔２２ａ内に摺動自在に配設された複数のポンププランジャ２３とから構成される。ポンプケーシング２０は、変速機出力シャフト６及びポンプシリンダ２２の上にベアリング７ｂおよび２２ｃにより回転自在に支持されるとともに変速機ハウジングＨＳＧに対してベアリング７ａにより回転自在支持されている。ポンプ斜板部材２１は、ポンプケーシング２０に対してベアリング２１ａ，２１ｂにより上記所定角度傾いた軸を中心として回転自在に配設されている。すなわち、ポンプシリンダ２２は、ベアリング２２ｃにより、ポンプケーシング２０に対して同軸上で相対回転自在に支持されている。

ポンプケーシング２０の外周には、ボルト５ａにより締結されて入力従動ギヤ５が取り付けられている。また、ポンププランジャ２３の外側端部は外方に突出してポンプ斜板部材２１の斜板面２１ｃに当接係合され、ポンププランジャ孔２２ａ内に位置する内側端部は後述する分配バルブ５０のバルブボディ５１と対向してポンププランジャ孔２２ａ内にポンプ油室２３ａを形成する。なお、ポンププランジャ孔２２ａの端部にはポンプ吐出口および吸入口として作用するポンプ開口２２ｂが形成されている。上述したように入力従動ギヤ５が回転駆動されるとポンプケーシング２０が回転駆動され、その内部に配設されたポンプ斜板部材２１がポンプケーシング２０の回転に伴って揺動され、ポンププランジャ２３は斜板面２１ｃの揺動移動に応じてポンププランジャ孔２２ａ内を往復移動し、ポンプ油室２３ａの内部の作動油を吐出したり、吸入したりする。

ポンプケーシング２０の、図における右端部にポンプ偏心部材２０ａがボルト５ｂにより結合されて取り付けられている。このポンプ偏心部材２０ａの内周面２０ｂはポンプケーシング２０の回転軸に対して偏心した円筒状に形成されている。このように偏心した内周面２０ｂを有するポンプ偏心部材２０ａをポンプケーシング２０とは別体に構成したため、その製造が容易である。

油圧モータＭは、変速機ハウジングＨＳＧに結合されて固定保持されたモータケーシング３０（複数のケーシング３０ａ，３０ｂからなる）と、モータケーシング３０（ケーシング３０ｂ）の内面に形成された支持円筒面３０ｃに摺接して支持され、変速機出力シャフト６の中心軸に対して直角方向（紙面に垂直な方向）に延びる揺動中心Ｏを中心として揺動自在に支持されたモータ揺動部材３５と、モータ揺動部材３５内にベアリング３１ａ，３１ｂにより回転自在に支持されて配設されたモータ斜板部材３１と、このモータ斜板部材３１と対向するモータシリンダ３２と、モータシリンダ３２においてその中心軸を囲む環状配列で軸方向に貫通形成された複数のモータプランジャ孔３２ａ内に摺動自在に配設された複数のモータプランジャ３３とから構成される。なお、モータシリンダ３２はその外周部においてベアリング３２ｃを介してモータケーシング３０により回転自在に支持されている。

油圧モータＭにおいては、モータケーシング３０の、図面における左端部に位置してロックアップ機構９０（図１５〜図１７を参照）が設けられており、このロックアップ機構９０を構成するモータ偏心部材９１がモータケーシング３０の先端に摺接している。ロックアップ機構９０については後述するが、モータ偏心部材９１に形成された円筒状の内周面９１ａが、モータシリンダ３２と同軸に位置するロックアップ位置と、モータシリンダ３２の回転軸に対して偏心した位置に位置する通常位置とで揺動移動されるように構成されている。

モータプランジャ３３の外側端部は外方に突出してモータ斜板部材３１の斜板面３１ａに当接係合され、プランジャ孔３２ａ内に位置する内側端部はバルブボディ５１と対向してモータプランジャ孔３２ａ内にモータ油室３３ａを形成する。なお、モータプランジャ孔３２ａの端部にはモータ吐出口および吸入口として作用するモータ開口３２ｂが形成されている。モータ揺動部材３５の端部が外径側に突出して形成されたアーム部３５ａは径方向外方に突出してモータサーボ機構ＳＶに連結されており、モータサーボ機構ＳＶによりアーム部３５ａが図１等における左右に移動する制御が行われ、モータ揺動部材３５を揺動中心Ｏを中心として揺動させる制御が行われる。このようにモータ揺動部材３５が揺動されると、その内部に回転自在に支持されたモータ斜板部材３１も一緒に揺動され、その斜板角度が変化する。

ポンプシリンダ２２およびモータシリンダ３２の間に分配バルブ５０が配設されている。図５および図６にこの部分を拡大して示しており、分配バルブ５０のバルブボディ５１は、ポンプシリンダ２２及びモータシリンダ３２の間に挟持されてロー付けにより一体結合され、且つモータシリンダ３２が変速機出力シャフト６にスプライン結合されている。このため、ポンプシリンダ２２、分配バルブ５０、モータシリンダ３２および変速機出力シャフト６は一体回転する。

このように一体結合されたポンプシリンダ２２、分配バルブ５０（のバルブボディ５１）およびモータシリンダ３２を出力回転体と称するが、この出力回転体を変速機出力シャフト６上に軸方向の所定位置に位置決めして取り付ける構成について説明する。この位置決めのため、変速機出力シャフト６には外周側にフランジ状に突出した規制部６ｆが形成されており、ポンプシリンダ２２の左側端面が規制部６ｆに当接して左方向の位置決めが行われる。一方、出力回転体の右方向位置決めは、モータシリンダ３２の右側端面に対向して変速機出力シャフト６に取り付けられた係止部材８０により行われる。

図１２〜図１４に詳しく示すように、係止部材８０の取付のため、変速機出力シャフト６にはそれぞれ環状の第１係止溝６ｇ及び第２係止溝６ｈが形成されている。第１係止溝６ｇには、図７に示すようにそれぞれ半円状に分割形成された一対のコッター部材８１が内周部８１ａを第１係止溝６ｇ内に入り込ませて取り付けられる。そして、この上に、図８に示すリテーナリング８２が取り付けられ、リテーナリング８２の側板部８２ｂがコッター部材８１の側面に当接するとともに外周板部８２ａがコッター部材８１の外周面８１ｂに覆い被さってコッター部材８１をこのまま保持する。さらに、第２係止溝６ｈに、図９に示すサークリップ８３が取り付けられて、リテーナリング８２をこの状態で保持する。この結果、モータシリンダ３２の右側端面が係止部材８０に当接して右方向の位置決めがなされる。以上の構成から分かるように、出力回転体は規制部６ｆと係止部材８０とに挟まれて変速機出力シャフト６上で位置決めされて取り付けられる。

次に、分配バルブ５０を説明する。特に図５および図６に分かりやすく示すように、分配バルブ５０を構成するバルブボディ５１内には、径方向に延びて円周方向に等間隔で形成された複数のポンプ側スプール孔５１ａおよび複数のモータ側スプール孔５１ｂが２列に並んで形成されている。ポンプ側スプール孔５１ａ内にポンプ側スプール５３が、モータ側スプール孔５１ｂ内にモータ側スプール５５がそれぞれ摺動自在に配設されている。

ポンプ側スプール孔５１ａはポンププランジャ孔２２ａに対応して形成されており、バルブボディ５１に、それぞれ対応するポンプ開口２２ｂ（ポンプ油室２３ａ）とポンプ側スプール孔５１ａとを連通する複数のポンプ側連通路５１ｃが形成されている。モータ側スプール孔５１ｂはモータプランジャ孔３２ａに対応して形成されており、バルブボディ５１に、それぞれ対応するモータ開口３２ｂ（モータ油室３３ａ）とモータ側スプール孔５１ｂとを連通する複数のモータ側連通路５１ｄが形成されている。

分配バルブ５０においてはさらに、ポンプ側スプール５３の外周端部を囲む位置にポンプ側カムリング５２が配設され、モータ側スプール５５の外周端部を囲む位置にモータ側カムリング５４が配設されている。ポンプ側カムリング５２は、ポンプケーシング２０の先端にボルト５ｂにより結合されたポンプ偏心部材２０ａの内面にポンプケーシング２０の回転中心軸から偏心して形成された内周面２０ｂ内に取り付けられており、ポンプケーシング２０に回転自在に支持される。モータ側カムリング５４はモータケーシング３０の先端に摺接して位置するモータ偏心部材９１の内周面９１ａ内に取り付けられている。なお、ポンプ側カムリング５２の内周面にポンプ側スプール５３の外周端が相対回転自在に係止されており、モータ側カムリング５４の内周面にモータ側スプール５５の外周端が相対回転自在に係止されている。

バルブボディ５１の内周面と変速機出力シャフト６の外周面との間に内側通路５６が形成されており、ポンプ側スプール孔５１ａおよびモータ側スプール孔５１ｂの内周端部がこの内側通路５６に連通している。また、バルブボディ５１内にはポンプ側スプール孔５１ａとモータ側スプール孔５１ｂとを連通する外側通路５７が形成されている。

ここで、上記構成の分配バルブ５０の作動について説明する。エンジンＥの駆動力が入力従動ギヤ５に伝達されてポンプケーシング２０が回転駆動されると、この回転に応じてポンプ斜板部材２１が揺動する。このため、ポンプ斜板部材２１の斜板面２１ｃに当接係合されたポンププランジャ２３は、ポンプ斜板部材２１の揺動によってポンププランジャ孔２２ａ内を軸方向に往復移動され、ポンププランジャ２３の内方への移動に応じてポンプ油室２３ａからポンプ開口２２ｂを通って作動油が吐出され、且つ外方への移動に応じてポンプ開口２２ｂを通ってポンプ室２３ａ内に作動油が吸入される。

このとき、ポンプケーシング２０の端部に結合されたポンプ偏心部材２０ａの内周面２０ｂに取り付けられたポンプ側カムリング５２はポンプケーシング２０とともに回転されるが、ポンプ側カムリング５２はポンプケーシング２０の回転中心に対して偏心して取り付けられているため、ポンプ側カムリング５２の回転に応じてポンプ側スプール５３がポンプ側スプール孔５１ａ内を径方向に往復動される。このようにポンプ側スプール５３が往復動され、ポンプ側スプール５３が図５及び図６に示す状態から内径側に移動されるとスプール溝５３ａを介してポンプ側連通路５１ｃと外側通路５７とが連通し、ポンプ側スプール５３が図５及び図６に示す状態から外径側に移動されるとポンプ側通路５１ｃと内側通路５６とが連通する。

ここで、ポンプケーシング２０の回転に伴って斜板部材２１が揺動されてポンププランジャ２３が最も外側に押し出された位置（これを下死点と称する）と最も内側に押し込まれた位置（これを上死点と称する）との間で往復動されるのに対応して、ポンプ側カムリング５２はポンプ側スプール５３を径方向に往復動させるようになっている。この結果、ポンプケーシング２０の回転に伴ってポンププランジャ２３が下死点から上死点に移動してポンプ油室２３ａ内の作動油がポンプ開口２２ｂから吐出されると、この作動油はポンプ側連通路５１ｃを通って外側通路５７内に送出される。一方、ポンプケーシング２０の回転に伴ってポンププランジャ２３が上死点から下死点に移動するときには、内側通路５６内の作動油がポンプ側連通路５１ｃおよびポンプ開口２２ｂを通ってポンプ油室２３ａ内に吸入される。このことから分かるように、ポンプケーシング２０が回転駆動されると、外側通路５７には油圧ポンプＰから吐出された作動油が供給され、内側通路５６からは油圧ポンプＰに作動油が吸入される。

一方、モータケーシング３０の端部に摺接して位置するモータ偏心部材９１の内周面９１ａに取り付けられたモータ側カムリング５４は、モータ偏心部材９１が通常位置に位置するときにはモータシリンダ３２（出力回転体および変速機出力シャフト６）の回転中心に対して偏心して位置するため、モータシリンダ３２が回転されるとその回転に応じてモータ側スプール５５がモータ側スプール孔５１ｂ内を径方向に往復動される。このようにモータ側スプール５５が往復動され、モータ側スプール５５が図５及び図６に示す状態から内径側に移動されるとスプール溝５５ａを介してモータ側連通路５１ｄと外側通路５７とが連通し、モータ側スプール５５が図５及び図６に示す状態から外径側に移動されるとモータ側通路５１ｄと内側通路５６とが連通する。なお、モータ偏心部材９１がロックアップ位置に位置した場合については後で説明することとし、ここでは通常位置に位置しているとして説明する。

ここで、上述したように、油圧ポンプＰから吐出された作動油が外側通路５７に送られており、この作動油はモータ側連通路５１ｄからモータ開口３２ｂを通ってモータ油室３３ａ内に供給され、モータプランジャ３３は軸方向外方に押圧される。このように軸方向外方への押圧力を受けるモータプランジャ３３の外側端部が図１のようにモータ揺動部材３５が揺動された状態のモータ斜板部材３１における上死点から下死点に至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３３がモータ斜板部材３１に沿って上死点から下死点まで移動するようにモータシリンダ３２が回転駆動される。

このような回転駆動を行わせるために、モータシリンダ３２の回転に伴ってモータプランジャ３３が最も外側に押し出された位置（下死点）から最も内側に押し込まれた位置（上死点）までの間で往復動されるのに対応して、モータ側カムリング５４はモータ側スプール５５を径方向に往復動させるようになっている。このようにしてモータシリンダ３２が回転駆動されると、この回転に応じてモータプランジャ３３がモータ斜板部材３１に沿って下死点から上死点まで移動するときに内方に押されて移動し、モータ油室３３ａ内の作動油がモータ開口３２ｂからモータ側連通路５１ｄを通って内側通路５６に送られる。このようにして内側通路５６に送られた作動油は、上述したように、ポンプ側連通路５１ｃおよびポンプ開口２２ｂを通ってポンプ油室２３ａ内に吸入される。

以上の説明から分かるように、エンジンＥの回転駆動力を受けてポンプケーシング２０が回転駆動されると、油圧ポンプＰから外側通路５７に作動油が吐出され、これが油圧モータＭに送られてモータシリンダ３２を回転駆動する。モータシリンダ３２を回転駆動した作動油は内側通路５６に送られ、内側通路５６から油圧ポンプＰに吸入される。このように油圧ポンプＰと油圧モータＭとを繋ぐ油圧閉回路が分配バルブ５０により構成され、油圧ポンプＰの回転に応じて油圧ポンプＰから吐出された作動油が油圧閉回路を介して油圧モータＭに送られてこれが回転駆動され、さらに油圧モータＭの駆動を行って吐出された作動油は油圧閉回路を介して油圧ポンプＰに戻される。

この場合に、エンジンＥにより油圧ポンプＰを駆動し、油圧モータＭの回転駆動力が車輪に伝達されて車両が走行する状態のときには、外側通路５７が高圧側油路となり、内側通路５６が低圧側油路となる。一方、降坂路走行等におけるように車輪の駆動力が油圧モータＭに伝達され、油圧ポンプＰの回転駆動力がエンジンＥに伝達されてエンジンブレーキ作用が生じる状態のときには、内側通路５６が高圧側油路となり、外側通路５７が低圧側油路となる。

このとき、ポンプシリンダ２２とモータシリンダ３２は変速機出力シャフト６に結合されて一体回転するため、上記のようにモータシリンダ３２が回転駆動されるとポンプシリンダ２２も一緒に回転し、ポンプケーシング２０とポンプシリンダ２２との相対回転速度が小さくなる。このため、ポンプケーシング２０の回転速度Ｎｉと、変速機出力シャフト６の回転速度Ｎｏ（すなわち、ポンプシリンダ２２およびモータシリンダ３２の回転速度）との関係は、ポンプ容量Ｖｐおよびモータ容量Ｖｍとに対して次式（１）のようになる。

（数１）
Ｖｐ・（Ｎｉ−Ｎｏ）＝Ｖｍ・Ｎｏ （１）

モータ容量Ｖｍは、モータサーボ機構ＳＶによりモータ揺動部材３５を揺動させる制御により無段階に変化させることが可能である。すなわち、上記式（１）においてポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉが一定とした場合、モータ容量Ｖｍを無段階に変化させる制御を行うと変速機出力シャフト６の回転が無段階に変速するが、このことから分かるようにモータサーボ機構ＳＶによりモータ揺動部材３５を揺動させてモータ容量Ｖｍを変化させることにより変速制御が行われる。

ここで、モータ揺動部材３５の揺動角度を小さくする制御を行うと、モータ容量Ｖｍは小さくなり、上記式（１）の関係においてポンプ容量Ｖｐは一定で、ポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉが一定とした場合、変速機出力シャフト６の回転がポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉに近づくように増速される制御、すなわち、トップ変速段への無段階変速制御となる。そして、モータ斜板角度が零、すなわち直立状態となった時点で、理論的にはＮｉ＝Ｎｏの変速比（トップ変速比）となり、油圧ロック状態となってポンプケーシング２０がポンプシリンダ２２、モータシリンダ３２および変速機出力シャフト６と一体回転して機械的な動力伝達がなされる。

上記のようにモータ容量を無段階に変化させる制御はモータ揺動部材３５を揺動させてモータ斜板角度を可変制御することにより行われるが、このようにモータ揺動部材３５を揺動させるためのモータサーボ機構ＳＶについて、主として図１０を参照して、以下に説明する。

モータサーボ機構ＳＶは、モータ揺動部材３５のアーム部３５ａの近傍に位置して変速機出力シャフト６と平行に延び、ベアリング４０ａ，４０ｂにより変速機ハウジングＨＳＧに対して回転自在に支持されたボールネジシャフト４１と、このボールネジシャフト４１の外周に形成された雄ネジ４１ａに螺合して配設されたボールナット４０とを有する。なお、ボールナット４０の内周にはケージによりネジ状に並んで保持された多数のボールによりボール雌ネジが形成されており、このボール雌ネジが雄ネジ４１ａに螺合している。ボールナット４０はモータ揺動部材３５のアーム部３５ａと連結されており、ボールネジシャフト４１を回転駆動するとボールナット４０がボールネジシャフト４１上を左右に移動され、モータ揺動部材３５が揺動される。

このようにボールネジシャフト４１を回転駆動するために、変速機ハウジングＨＳＧの外側面に斜板制御モータ（電気モータ）４７が取り付けられている。この斜板制御モータ４７の駆動軸４６と平行に延びてアイドルシャフト４３が設けられ、このアイドルシャフト４３の上にギヤ４４および４５を有するアイドルギヤ部材が回転自在に取り付けられている。斜板制御モータ４７の駆動軸４６の先端にはギヤ４６ａが形成されており、このギヤ４６ａは上記ギヤ４５と噛合している。一方、上記ボールネジシャフト４１の左側部が左方に突出して形成されたシャフト部４１ｂには、ギヤ４２が結合して取り付けられており、このギヤ４２は上記ギヤ４４と噛合している。

このため、斜板制御モータ４７の回転駆動制御を行って駆動軸４６を回転させると、この回転がギヤ４５に伝達され、これと一体回転するギヤ４４からギヤ４２に伝達されてボールネジシャフト４１を回転駆動させる。そして、ボールネジシャフト４１の回転に応じてボールナット４０がこのシャフト４１上を左右に移動され、モータ揺動部材３５を揺動させる制御が行われる。このように斜板制御モータ４７の回転をギヤ４６ａ，４５，４４，４２を介してボールネジシャフト４１に伝達する構成であるため、これらギヤのギヤ比を適宜設定することにより、その伝達レシオを自由に変更設定可能である。

斜板制御モータ４７は、図２に示すように、Ｖ型気筒エンジンＥにおける後側シリンダ１の根本部後側の近傍に外部に露出して配設されている。シリンダ１は変速機ハウジングＨＳＧに一体結合されており、斜板制御モータ４７は、後側シリンダ１と変速機ハウジングＨＳＧとに挟まれた空間内に位置して配設されている。このように後側シリンダ１と変速機ハウジングＨＳＧとの挟まれた空間内に斜板制御モータ４７を配設することにより、この空間を有効利用でき、図２に示すスイングアーム１３０の枢結軸１３０ａから離れた位置にあるため、スイングアーム１３０との干渉を避けるためにスイングアームの形状が制限されることが全く無い。また、走行中に車体下方からの跳ね水や、前方から当たる雨水、埃等に対して斜板制御モータ４７を保護することができる。さらに、斜板制御モータ４７は、図１０に示すように車体左右方向中心より左側に偏って配設されており、走行中に前方から流れる空気流を斜板制御モータ４７に効率よく当てて、その冷却を効果的に行うようにしている。

以上のように構成された静油圧式無段変速機ＣＶＴにおいて、内側通路５６と外側通路５７とを連通させると高圧油が発生しなくなり、油圧ポンプＰと油圧モータＭとの間での動力伝達を遮断できる。すなわち、内側通路５６と外側通路５７との連通開度制御を行うことによりクラッチ制御が可能となる。このクラッチ制御を行うためのクラッチ装置ＣＬが静油圧式無段変速機ＣＶＴに設けられており、このクラッチ装置ＣＬについて、図１１〜図１４も加えて参照しつつ、以下に説明する。

クラッチ装置ＣＬは、ポンプケーシング２０の端部にボルト６０ｂにより結合された回転体６０と、この回転体６０の内側面に径方向に斜めに延びて形成された複数の受容溝６０ａ内にそれぞれ受容されたウエイト６１（ボールないしローラ）と、受容溝６０ａと対向するアーム部６２ａを有したディスク状の受圧体６２と、アーム部６２ａがウエイト６１を受容溝６０ａ内に押圧するように受圧体６２を付勢するバネ６３と、受圧体６２の一端側の係止部６２ｃに係止されたバルブスプール７０とから構成される。

回転体６０には回転中心軸を中心とする貫通孔６０ｃが形成されて、受圧体６２の円筒部６２ｂがこの貫通孔６０ｃ内に移動可能に挿入されており、受圧体６２は軸方向に移動可能である。このため、ポンプケーシング２０が静止状態で回転体６０も回転していない状態では、バネ６３が受圧体６２に与える付勢力によりアーム部６２ａがウエイト６１を受容溝６０ａ内に押し付ける。このとき、受容溝６０ａは図示のように斜めに延びて形成されているため、ウエイト６１は径方向内方に押し込まれ、受圧体６２は図１、図１１に示すように左動した状態となる。

この状態からポンプケーシング２０が回転駆動されて回転体６０が回転すると、遠心力によりウエイト６１は受容溝６０ａ内において径方向外方に押し出される。このようにウエイト６１が遠心力により外径方向に押し出されると、ウエイト６１が受容溝６０ａに沿って斜め右に移動してアーム部６２ａを右方向に押し、受圧体６２はバネ６３の付勢に抗して右動される。受圧体６２の右方向への移動量はウエイト６１に作用する遠心力、すなわち、ポンプケーシング２０の回転速度に応じて変化し、所定回転速度以上のときには図４に示す位置まで右動される。このように軸方向左右に移動する受圧体６２の係止部６２ｃに係止されるバルブスプール７０は、変速機出力シャフト６の端部に開口して軸方向に延びたスプール孔６ｄ内に嵌入配設されており、受圧体６２とともに軸方向左右に移動される。

このことから分かるように、回転体６０、ウエイト６１および受圧体６２により、ポンプケーシング２０の回転によりウエイト６１に作用する遠心力を用いて、油圧ポンプＰの入力回転速度に対応する軸方向のガバナ力を発生させるガバナ機構が構成される。

一方、このスプール孔６ｄが形成される変速機出力シャフト６には、図５および図６並びに図１１〜図１４に詳しく示すように、内側通路５６から分岐してスプール孔６ｄに繋がる内側分岐油路６ａと、外側通路５７から分岐した連通路５７ａからスプール孔６ｄに繋がる外側分岐油路６ｂ，６ｃとが形成されている。図５および図１２は図１に対応しており、受圧体６２が左動されてバルブスプール７０が左動した状態を示しており、この状態においては、バルブスプール７０の右溝部７２を介して内側分岐油路６ａと外側分岐油路６ｃとが連通し、内側通路５６と外側通路５７とが連通する。一方、図６および図１４は図４に対応しており、受圧体６２が右動されてバルブスプール７０が右動した状態を示しており、この状態においては、バルブスプール７０の中央ランド部７３により、内側分岐油路６ａと外側分岐油路６ｃとが遮断され、内側通路５６と外側通路５７も遮断される。なお、図１３は、バルブスプール７０が中間位置に位置した状態を示す。

上述したようにポンプケーシング２０が回転静止状態ではバルブスプール７０が左動されるため、このときには内側分岐油路６ａと外側分岐油路６ｃとが連通して油圧ポンプPと油圧モータＭとの間の動力伝達が遮断されて、クラッチ開放状態となる。この状態からポンプケーシング２０が回転駆動されると、その回転速度に応じてウエイト６１に作用する遠心力により受圧体６２が徐々に右動され、バルブスプール７０も一緒に右動される。この結果、バルブスプール７０の中央ランド部７３により内側分岐油路６ａと外側分岐油路６ｃとが徐々に遮断され、クラッチが徐々に接続される。

本実施形態に係る静油圧式無段変速機ＣＶＴにおいては、エンジンＥによりポンプケーシング２０が回転駆動されるときに、エンジン回転速度が低回転時（アイドリング時）ではバルブスプール７０が左動されてクラッチ開放状態となり、エンジン回転が上昇するに応じてクラッチが徐々に接続されるようになっている。

なお、バルブスプール７０における中央ランド部７３の外径ｄ１と左ランド部７４の外径ｄ２とが、ｄ１＜ｄ２となるように設定されている。このため、バルブスプール７０が右動されてクラッチ接続状態となったときに、バルブスプール７０の左溝部７５内に作用する外側通路５７内の油圧がバルブスプール７０を左動させる方向に作用する。この左方向の押圧力は左溝部７５に作用する油圧の大きさと、上記外径ｄ１，ｄ２の差による受圧面積差に対応する。この受圧面積差は一定であるが、左溝部７５に作用する油圧は外側通路５７内の油圧であり、駆動力に応じて変化し、駆動力が大きい程、高圧となる。この構成が請求の範囲に規定する油圧力付与手段に対応する。

このことから分かるように、バルブスプール７０の移動によるクラッチ接続制御は、ポンプケーシング２０の回転速度に対応してウエイト６１に作用する遠心力により発生するガバナ力（Ｆgov）と、バネ６３の付勢力（Ｆspg）と、上記バルブスプール７０の左溝部７５に作用する油圧による押圧力（Ｆp）とのバランス（Ｆgov＝Ｆp＋Ｆspg）に応じて行われる。具体的には、ポンプケーシング２０の回転が高くなるに応じてクラッチ接続させる制御を行うとともに、外側通路５７の油圧が高くなるに応じて（油圧ポンプＰから油圧モータＭへの伝達駆動力が大きくなるに応じて）クラッチを開放させる方向の力を付与する制御となる。

このようにしてクラッチ接続および開放制御を行うときの中間段階の状態、すなわち、半クラッチ状態を図１３に示している。この状態においては、バルブスプール７０の中央ランド部７３の右端部７３ａが外側分岐油路６ｂと僅かに連通し、内側通路５６と外側通路５７とが部分的に連通する状態、すなわち半クラッチ状態となる。この半クラッチ状態では、バルブスプール７０の軸方向の僅かな動きにより内側通路５６と外側通路５７とが連通・遮断されるが、バルブスプール７０の軸方向の動きは上述のようにガバナ力（Ｆgov）と付勢力と油圧による押圧力でバランスするので、急なスロットル操作により、油圧による押圧力が急激に上昇すると、バルブスプール７０がクラッチ開放側に作動し、内側通路５６と外側通路５７とが連通遮断を繰り返し、動力を安定して伝達することが難しい。

このため、バルブスプール７０があまり敏感に反応して移動することがないようにしてクラッチ性能を安定化させるため、緩衝機構が設けられており、この緩衝機構について図１および図４に図１１を加えて参照して説明する。図示のように、バルブスプール７０における左ランド部７４の左側に変動油室形成溝７６を設け、この変動油室形成溝７６の左側部に左ランド部７４より小径のガイドランド部７１を設けている。ガイドランド部７１は、スプール孔６ｄの左端部内に配設されたガイド部材７７内に嵌入され、変動油室形成溝７６の外周にスプール孔６ｄとガイド部材７７および左ランド部７４に囲まれた変動油室７８ａが形成されている。

さらに、バルブスプール７０内に軸方向に延びる油溜形成孔７０ｅが形成されており、油溜形成孔７０ｅの右端部は開放されてモジュレータバルブ１５０が配設されており、左端部は閉塞されてオリフィス孔７０ｄが形成されている。この結果、油溜形成孔７０ｅがモジュレータバルブ１５０により閉塞されて油溜油室７８ｂが形成されている。バルブスプール７０には変動油室形成溝７６と油溜形成孔７０ｅとを連通させる連通孔７０ｃが形成されており、変動油室７８ａと油溜油室７８ｂとは連通孔７０ｃを介して互いに繋がっている。

このように連通孔７０ｃを介して繋がる変動油室７８ａおよび油溜油室７８ｂにより緩衝機構が構成されており、その作動を説明する。バルブスプール７０が軸方向における左方向に移動されると、ガイド部材７７はスプール孔６ｄ内に固定保持されているため、変動油室７８ａ内の容積が小さくなり油室内の作動油が左ランド部７４により圧縮される。このとき、油溜油室７８ｂ内の容積は変動できないため、この圧縮力が抵抗となってバルブスプール７０の移動が抑制されて緩やかとなる。一方バルブスプール７０が軸方向における右方向に移動されると、変動油室７８ａ内の容積が大きくなるが、連通孔７０ｃの直径を調整する（小さくする）ことにより、容積を大きくする方向の力に対する抵抗力が作用し、バルブスプール７０の移動が抑制されて緩やかとなる。

なお、油溜形成孔７０ｅの左端部は閉塞されているがオリフィス孔７０ｄが形成されており、このオリフィス孔７０ｄを油が流れるため、上記抵抗力の大きさをこのオリフィス孔７０ｄにより調整している。なお、このオリフィス孔７０ｄは受圧体６２の係止部６２ｃとバルブスプール７０の左端部との係止連結部に開口しており、オリフィス孔７０ｄを通って排出される油により係止連結部の潤滑を行うようになっている。

このような構成の緩衝機構において、変動油室７８ａおよび油溜油室７８ｂ内に作動油を充満させておくために、モジュレータバルブ１５０が取り付けられており、これについて図１２〜図１４も参照しつつ説明する。バルブスプール７０における右溝部７２にモジュレータバルブ１５０に連通する連通孔７０ａが形成されており、右溝部７２内の作動油が連通孔７０ａを通りモジュレータバルブ１５０に流れる。モジュレータバルブ１５０はいわゆる減圧バルブからなり、油溜油室７８ｂ内の油圧をモジュレータバルブ１５０により設定する所定低圧に保持するように右溝部７２内の作動油を油溜油室７８ｂ内に供給する。このため、変動油室７８ａおよび油溜油室７８ｂ内にはモジュレータバルブ１５０により設定される所定低圧の作動油が常に充満される。

ここで、油溜油室７８ｂ内の油はオリフィス孔７０ｄを通って常時排出されるため、この排出分の油量がモジュレータバルブ１５０を介して補充される。この補充油は右溝部７２内の油であり、右溝部７２はクラッチの接続状態に応じて低圧側の油路である内側通路５６および高圧側の油路である外側通路５７と連通しているため、内側通路５６および外側通路５７内の作動油、すなわち油圧閉回路内の作動油が補充油として用いられる。このため、油圧閉回路内の作動油が補充油の量だけ常時排出されて新しい作動油と交換され（なお、この作動油交換システムについては後述する）、閉回路内の作動油が高温となることを防止できる。

さらに、バルブスプール７０には油溜油室７８ｂ（油溜油室形成孔７０ｅ）から左ランド部７４の外面に貫通する排出孔７０ｂが形成されており、変速機出力シャフト６にスプール孔６ｄから外部に繋がる排出孔６ｅが形成されている。図１３に示すように、半クラッチ状態位置にバルブスプール７０が位置したときに、バルブスプール７０の外周溝７０ｆを介して両排出孔７０ｂ，６ｅが連通するように構成されている。この結果、半クラッチ状態では、油溜油室７８ｂ内の作動油が両排出孔７０ｂ，６ｅを介して外部に排出される。

上述のように半クラッチ状態では内側通路５６と外側通路５７とが部分的に連通する状態となり、この部分的な連通部を通って油圧閉回路内で高圧側油路から低圧側油路に作動油が流れるため、油圧閉回路内の作動油温が上昇し易い状態である。ところが、このように半クラッチ状態で油溜油室７８ｂ内の作動油が両排出孔７０ｂ，６ｅを介して外部に排出されると、その排出分がモジュレータバルブ１５０を介して補充される。この補充油は右溝部７２内の油であり、右溝部７２はクラッチの接続状態に応じて内側通路５６および外側通路５７と連通しているため、内側通路５６および外側通路５７内の作動油、すなわち油圧閉回路内の作動油が補充油として用いられる。このため、油圧閉回路内の作動油が補充油の量だけ常時排出されて新しい作動油と交換され（なお、この作動油交換システムについては後述する）、特に半クラッチ状態において閉回路内の作動油が高温となることを効果的に防止できる。

以上説明したクラッチ装置ＣＬを構成するバルブスプール７０は軸方向に延びる長尺円筒状部材であり、ガイド部材７７内に嵌入されるガイドランド部７１、中央ランド部７３および左ランド部７４の外形寸法に高い寸法精度が要求されるため、第１スプール部材１７１と第２スプール部材１７２とに二分割して構成している。この構成について、図１９を参照して説明する。

第１スプール部材１７１は、受圧体６２の係止部６２ｃに係止される被係止部１７１ｄを左端側に有し、これに隣接してガイド部材７７内に嵌入されるガイドランド部７１を有した円筒状部材である。なお、ガイドランド部７１は、ガイド部材７７内に嵌入されてバルブスプール７０の軸方向移動をガイド部としての役割を果たすとともに、この嵌合部が変動油室７８ａを形成するシール部としての役割を果たすものであり、その外径寸法は高い精度に仕上げることが要求される。

この第1スプール部材１７１は、ガイドランド部７１の右側に変動油室形成溝７６が形成され、その右端部には、同心に位置して軸方向内方に延びるとともに右端側に開口した嵌合穴１７１ｂが形成された嵌合凹部１７１ａが設けられている。この嵌合凹部１７１ａには軸直角方向に延びる第１連結穴１７１ｃが貫通形成されており、第１連結穴１７１ｃの外周に周方向に凹んだ環状の保持溝１７１ｄが形成されている。

一方、第２スプール部材１７２は、右溝部７２、中央ランド部７３、左溝部７５および左ランド部７４を有し、内側分岐油路６ａと外側分岐油路６ｂ，６ｃとの連通・遮断制御を行ってクラッチ制御を行うバルブ部が形成されている。このバルブ部において、中央ランド部７３および左ランド部７４は、上述のようにバルブ作用を担う部分であり、その外径寸法は高い精度に仕上げることが要求される。

第２スプール部材１７２の左端部には、同心に位置して軸方向左側に突出する円筒状の嵌合突起円筒面１７２ｂを有する嵌合凸部１７２ａが設けられている。この嵌合突起円筒面１７２ｂは上記嵌合穴１７１ｂと嵌合する寸法に形成されており、嵌合穴１７１ｂと嵌合した状態で上記第１連結穴１７１ｃと整合して軸直角方向に延びる第２連結穴１７２ｃが貫通形成されている。

このような構成の第１スプール部材１７１および第２スプール部材１７２が、嵌合凸部１７２ａを嵌合凹部１７１ａと嵌合させた状態で整合する第１および第２連結穴１７１ｃ，１７２ｃに連結ピン１７３を挿入し、この連結ピン１７３を中心として揺動可能に連結され、バルブスプール７０が構成される。このようにバルブスプール７０を第１および第２スプール部材１７１，１７２に分割して構成することにより、高い寸法精度を要求される外径部が、第１スプール部材１７１はガイドランド部７１のみとなり、第２スプール部材１７２は中央ランド部７３および左ランド部７４の二カ所のみとなるので、これらスプール部材の製造が容易で外径寸法精度を高くすることも簡単となる。

なお、連結ピン１７３は第１および第２連結穴１７１ｃ，１７２ｃ内に比較的緩やかに挿入されており、連結ピン１７３が抜け出すのを防止するため、保持溝１７１ｄ内にリング部材１７４が取り付けられている。この結果、リング部材１７４は第１連結穴１７１ｃの外周端開口部を覆って取り付けられることになり、連結ピン１７３の両端側を塞いで、これが抜け出すことがない。

このリング部材１７４は、断面円形もしくは矩形状の線材を複数回リング状に曲げ加工したコイル状に形成されている。このため、コイル径を拡げるようにしてリンク部材１７４を保持溝１７１ｄ内に簡単に取り付けることができる。なお、リンク部材１７４の両側端面１７４ａ，１７４ｂは平面状に加工され、図１９（Ｃ）に示すように、左右幅が全周に亘って等しくなっている。この左右幅は保持溝１７１ｄの幅より若干狭く設定されており、リング部材１７４は保持溝１７１ｄ内にがたつくことなく取り付けられる。

なお、この実施形態では、線材を複数回リング状に曲げ加工してコイル状に形成してリング部材１７４を構成しているが、太めの線材を用いて一回のみリング状に曲げ加工したものでも良い。但し、この場合には、端部同士をオーバーラップさせて周方向に隙間が生じ無いように構成するのが望ましい。

以上のように構成される静油圧式無段変速機ＣＶＴには、変速比が１．０となった状態、すなわち、油圧ポンプＰの入力回転と油圧モータＭの出力回転とが同一回転となった状態で油圧閉回路を閉止してロックアップ状態とするロックアップ機構９０が設けられている。このロックアップ機構９０について、図１５〜図１７を参照して説明する。ロックアップ機構９０は、前述したように、モータケーシング３０の先端に摺接して配設されたモータ偏心部材９１を有する。モータ偏心部材９１は全体がリング状に形成され、その内周面９１ａ内にモータ側カムリング５４が配設されている。このモータ偏心部材９１の上端には係止部９１ａが形成されており、この係止部９１ａが係止ピン９２によりモータケーシング３０に枢結されており、モータ偏心部材９１は係止ピン９２を中心としてモータケーシング３０に対して揺動可能となっている。

モータ偏心部材９１を揺動させるため、モータ偏心部材９１の下側に位置してロックアップアクチュエータＬＡがモータケーシング３０に取り付けられている。このロックアップアクチュエータＬＡは、モータケーシング３０に固設されたシリンダ９６と、シリンダ９６のシリンダ孔内に摺動自在に配設されたピストン９４と、シリンダ孔を塞いでシリンダ９６に取り付けられた蓋部材９５と、ピストン９４を蓋部材９５の方に付勢するバネ９７とから構成される。シリンダ孔内はピストン９４により二分割されてロックアップ作動油室９６ａとロックアップ解放室９６ｂとが形成されており、ロックアップ解放室９６ｂ内にバネ９７が配設されている。ピストン９４の端部はシリンダ９６から外方に突出し、その突出部９４ａが連結ピン９３を介してモータ偏心部材９１の下部に形成された連結部９１ｂに枢結されている。

このような構成のロックアップ機構９０において、ロックアップ作動油室９６ａの油圧を解放すると、ロックアップ解放室９６ｂに配設したバネ９７の付勢力によりピストン９４が蓋部材９５の側に移動される。このとき、図１６に示すように、連結部９１ｂがシリンダ９６の外端面９６ｃに当接し、この状態でモータ偏心部材９１の内周面９１ａの中心Ｃ２は、変速機出力シャフト６および出力回転体（モータシリンダ３２）の中心Ｃ１に対して偏心して位置、モータ偏心部材９１が通常位置に位置する。

一方、ロックアップ作動油室９６ａにロックアップ作動油圧を供給すると、この油圧力によりピストン９４がバネ９７の付勢に抗して図において右動されて突出部９４ａがさらに突出される。これによりモータ偏心部材９１が係止ピン９５を中心として図において反時計回りに揺動され、図１７に示すように、モータ偏心部材９１の側部に形成された当接面９１ｃがモータケーシング３０と一体に形成された位置決め突起９８の当接面９８ａと当接する。この状態でモータ偏心部材９１の内周面９１ａの中心Ｃ２は、変速機出力シャフト６および出力回転体（モータシリンダ３２）の中心Ｃ１と重なり、モータ偏心部材９１がロックアップ位置に位置する。

ここで前述説明した油圧モータＭの構成および分配バルブ５０の構成から分かるように、モータ偏心部材９１がロックアップ位置に位置すると、その内周面９１ａ内に配設されたモータ側カムリング５４の中心がモータシリンダ３２の回転中心と一致し、モータシリンダ３２が回転してもモータ側スプール５５は往復動されなくなり、モータプランジャ３３への高圧油の供給が遮断される。この時、内側通路５６とは連通する構造となっている。この結果、モータプランジャ３３での圧縮損失や作動油漏れの低減、および、モータプランジャ３３に高圧が作用しないことによるベアリング等の機械的な動力損失の低減、さらに、モータ側スプール５３の摺動抵抗の低減が可能となり、動力伝達効率が向上する。

以上の説明から分かるように、ロックアップ機構９０において、ロックアップ作動油室９６ａにロックアップ作動油圧を供給するとモータ偏心部材９１が揺動されてロックアップ位置に位置してロックアップ状態となる。すなわち、静油圧式無段変速機ＣＶＴの変速比の如何に拘わらずロックアップ作動油室９６ａにロックアップ作動油圧を供給すれば油圧的にロックアップ状態を作り出せる構成である。しかしながら、前述のように、変速比が略１．０となったときにロックアップを行わせるべきものであるため、ロックアップ作動油圧の供給を変速比が１．０近傍にならないと行えないようにしている。この構成について、図１、図4および図２０を参照して説明する。

ロックアップ作動油室９６ａにロックアップ作動油圧を供給するロックアップ制御油路１３１，１３２，１３３が、変速機ハウジングＨＳＧおよびモータケーシング３０（３０ａ，３０ｂ）内に図示のように形成されている。なお、ロックアップ制御油路１３１は図示しないロックアップ制御油圧供給制御バルブに繋がって、このバルブにより制御されてロックアップ制御油圧の供給を受ける。また、ロックアップ制御油路１３３は、上記ロックアップ機構９０のロックアップ作動油室９６ａに繋がる。このため、基本的には、ロックアップ制御油圧供給制御バルブによる油圧供給制御を行ってロックアップ作動制御を行えるようになっている。

しかしながら、ロックアップ制御油路１３２から分岐した分岐油路１３４が、上述のモータケーシング３０の内面に形成された凹球面状の支持球面３０ｃに開口して形成されており、ロックアップ作動油は分岐油路１３４から開口部１３４ａを通ってケーシング内に排出されるようになっている。ここで、支持球面３０ｃにはモータ斜板部材３１を回転自在に支持するモータ揺動部材３５の背面側を形成する凸球面状の揺動被支持面３５ｂが摺接しており、図１および図４に示すように、斜板角が比較的大きい状態では、開口部１３４ａは開放されている。一方、図２０に示すように、斜板角が零（斜板面が軸直角方向）となる近傍位置においては、揺動被支持面３５ｂが分岐油路１３４の開口部１３４ａを覆ってこれを閉止させる。

このように、斜板角がほぼ零となる近傍位置、すなわち、変速比がほぼ１．０となる近傍位置のときに、分岐油路１３４の開口部１３４ａが閉塞される構成である。このため、変速比が１．０となってロックアップが必要となる斜板角位置の近傍においてのみ、ロックアップ制御油路１３１〜１３３を介してロックアップ作動油室９６ａにロックアップ制御油圧を供給可能となる。そして、それ以外の斜板角すなわちロックアップを必要としない斜板角のときには、分岐油路１３４が開口部１３４ａにおいて開放されるため、ロックアップ制御油路１３１にロックアップ制御油圧が供給されても分岐油路１３４を通ってケーシング内に排出され、ロックアップ作動油室９６ａにロックアップ制御油圧が作用することがない。

次に、油圧閉回路内への作動油の補充システム構成について、図１２〜図１４および図１８を参照して説明する。図１８に示すように、作動油の補充はオイルポンプＯＰ（図３参照）により行われるようになっており、エンジンＥにより駆動されたオイルポンプＯＰからの吐出油が変速機ハウジングＨＳＧ内の油路を介して変速機出力シャフト６内に軸方向に延びて形成された油路１６０に供給される。油路１６０は先端部において変速機出力シャフト６内を径方向に延びて外周に開口して形成された油路１６１と繋がる。油路１６１はさらに、出力回転体（モータシリンダ３２、バルブボディ５１およびポンプシリンダ２２）内を軸方向に延びて形成された油路１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃと繋がり、油路１６２ｃの先端には外部に連通するオリフィス１６４が形成されており、オリフィス１６４から外部に流出する作動油により変速機内部の潤滑が行われる。

ポンプシリンダ２２内には、外側通路５７内に補充油を供給するための第１チェックバルブ１７０ａおよび外側通路５７内の油圧が所定高圧を超えるときに作動油をリリーフさせるための第１リリーフバルブ１７５ａが図１２〜図１４に示すように設けられている。さらに、図１２〜図１４には示していないが、これらと同様な構成であり、内側通路５６内に補充油を供給するための第２チェックバルブ１７０ｂおよび外側通路５７内の油圧が所定高圧を超えるときに作動油をリリーフさせるための第２リリーフバルブ１７５ｂも設けられている。

そして図示のように、ポンプシリンダ２２内に油路１６２ｃと第１チェックバルブ１７０ａとを繋げる油路１６３ａが形成されており、オイルポンプＯＰから供給される作動油が必要に応じて（油圧閉回路からのリークに応じて）第１チェックバルブ１７０ａを介して外側通路５７内に補充油が供給される。なお、油路１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃは複数形成されており、ポンプシリンダ２２内に油路１６２ｃと第２チェックバルブ１７０ｂとを繋げる油路１６３ｂが形成されており、オイルポンプＯＰから供給される作動油が必要に応じて（油圧閉回路からのリークに応じて）第２チェックバルブ１７０ｂを介して内側通路５６内に補充油が供給される。

一方、外側通路５７内の油圧が付勢手段により設定された所定高圧を超えて第１リリーフバルブ１７５ａからリリーフされた作動油は、ポンプシリンダ２２内に形成された戻し油路１６５ａ内に排出される。この戻し油路１６５ａは変速機出力シャフト６の外周面にリング状に形成されるとともにポンプシリンダ２２と嵌合されて囲まれたリング状の油路１６６と連通している。この油路１６６は油路１６３ａを介して油路１６２ｃに連通しており、このことから分かるように、第１リリーフバルブ１７５ａからリリーフされた作動油は、オイルポンプＯＰから供給される補充油供給油路内に排出される。なお図示していないが、第２リリーフバルブ１７５ｂからリリーフされた作動油も、戻し油路１６５ｂからリング状油路１６６および油路１６３ｂを通って油路１６２ｃ、すなわち、補充油供給油路内に排出される。

このように第１及び第２リリーフバルブ１７５ａ，１７５ｂからリリーフされた作動油は戻し油路１６５ａ，１６５ｂを通って補充油供給油路１６２ｃに排出される構成であり、リリーフ油が油圧閉回路内に戻されることが無いため、油圧閉回路内の油温上昇を抑えることができる。また、補充油供給油路１６２ｃ内の油圧は安定した状態を保っているので、高圧側油路内の作動油を効率良くリリーフさせることができる。

なお、補充油供給油路が変速機出力シャフト６から出力回転体内に延び、第１及び第２リリーフバルブ１７５ａ，１７５ｂおよび戻し油路１６５ａ，１６５ｂがポンプシリンダ２２（出力回転体）内に配設され、戻し油路１６５ａ，１６５ｂがポンプシリンダ２２内において補充油供給油路１６２ｃに繋がる構成となっているため、戻し油路１６５ａ，１６５ｂを短くできるなど、高圧リリーフ構造をポンプシリンダ２２内にコンパクトに納めてコンパクトな構成とすることができる。また、戻し油路１６５ａ，１６５ｂが変速機出力シャフト６の外周面におけるポンプシリンダ２２との嵌合部に周方向に延びて形成されたリング状の油路１６６を介して補充油供給油路１６２ｃ（および１６３ａ，１６３ｂ）と繋がる構成であり、この部分の油路連結構造が簡単である。

なお、本発明に係る無段変速機を自動二輪車に採用した実施形態を説明したが、本発明は自動二輪車に適用されることに限定されるものではなく、四輪走行車および自動車を含む車両や汎用機等、種々の動力伝達構成機構に採用することが可能である。

本発明に係る静油圧式無段変速機の構成を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機を有した自動二輪車の外観図である。 上記静油圧式無段変速機を有して構成されるパワーユニットの動力伝達経路構成を示す模式図である。 上記静油圧式無段変速機の構成を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機の一部の構成を拡大して示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機の一部の構成を拡大して示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機における回転体の位置決めに用いられるコッター部材の正面図および断面図である。 上記静油圧式無段変速機における回転体の位置決めに用いられるリテーナリングの正面図および断面図である。 上記静油圧式無段変速機における回転体の位置決めに用いられるサークリップの正面図および断面図である。 上記静油圧式無段変速機におけるモータサーボ機構を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機における油圧ポンプおよびクラッチ装置の構造を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機における変速機出力シャフトおよび出力回転体の構造を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機における変速機出力シャフトおよび出力回転体の構造を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機における変速機出力シャフトおよび出力回転体の構造を示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機におけるロックアップ機構の構造を示す断面図である。 上記ロックアップ機構が通常位置にあるときの構造を図１５の矢印Ｙ−Ｙに沿って切断した状態で示す断面図である。 上記ロックアップ機構がロックアップ位置にあるときの構造を図１５の矢印Ｙ−Ｙに沿って切断した状態で示す断面図である。 上記静油圧式無段変速機の油路構成を示す油圧回路図である。 上記静油圧式無段変速機のクラッチ装置を構成するバルブスプールの構成を示す部分断面図である。 上記静油圧式無段変速機において、変速比１．０近傍の状態でのモータ斜板周辺の構成を示す断面図である。

符号の説明

ＣＶＴ 静油圧式無段変速機
Ｐ 油圧ポンプ
Ｍ 油圧モータ
６ 変速機出力シャフト（支持シャフト）
６ａ 内側分岐油路（低圧側クラッチ油路）
６ｂ，６ｃ 外側分岐油路（高圧側クラッチ油路）
６ｄ スプール孔
６ｅ 排出孔（シャフト側補助排出油路）
５６ 内側通路（低圧側油路）
５７ 外側通路（高圧側通路）
７０ バルブスプール
７０ｂ 排出孔（スプール側補助排出油路）
７０ｄ オリフィス孔（作動油排出孔）
７２ 右溝部（連通溝）
７３ 中央ランド部（外周面）
７８ｂ 油溜油室

Claims (1)

1. 斜板プランジャ式油圧ポンプと斜板プランジャ式油圧モータとを油圧閉回路を介して繋いで構成され、前記油圧ポンプおよび油圧モータの少なくともいずれかの斜板の傾動角を可変制御して前記油圧ポンプの入力回転を変速して前記油圧モータの出力回転として取り出すように構成された静油圧式無段変速機において、
   前記斜板の傾動角の可変制御に応じて前記油圧ポンプから前記油圧閉回路を介して前記油圧モータに流れる油量が減少して前記油圧ポンプの入力回転と前記油圧モータの出力回転とが略同期したときに前記油圧閉回路を閉止してロックアップを行わせるロックアップ機構を備え、
   前記ロックアップ機構が、ロックアップ制御油圧を受けて作動して前記油圧閉回路を閉止するように構成されており、
   前記ロックアップ制御油圧を供給するロックアップ制御油路が、前記斜板の傾動に応じて開閉される開口を有し、前記斜板の傾動角が前記油圧ポンプの入力回転と前記油圧モータの出力回転とが略同期するときのロックアップ角度の近傍になるときに前記開口を閉止するように構成されており、
   前記斜板は、その傾動軸を中心とする凸円筒面状と凸球面状に形成された揺動被支持面を有し、ボディ側には前記揺動被支持面と接合する凹円筒面状と凹球面状に形成された揺動支持面が形成され、前記揺動支持面に前記揺動被支持面を接合させて摺動させることにより、前記斜板を前記傾動軸を中心として揺動させるように構成されており、
   前記ロックアップ制御油路が前記ボディ内を通って形成されるとともに前記開口が前記揺動支持球面に設けられており、前記斜板が前記ロックアップ角度の近傍まで揺動されたときに前記開口が前記揺動被支持球面により覆われるように構成されていることを特徴とする静油圧式無段変速機。

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