JP5978495B2 - 油圧式無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダブロックに対して油圧ポンプと油圧モータとを配置してなる油圧式無段変速機に関する。

従来、ＨＭＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）あるいはこれに類する油圧式無段変速機として、下記特許文献１に開示されているようなものが提案されている。この油圧式無段変速機は、シリンダブロックに対し、可変容量型の油圧ポンプおよび油圧モータを配置した構成とされている。この油圧式無段変速機は、油圧ポンプ用構成部材として、上記シリンダブロックの軸線方向一方に、シリンダブロック内に往復摺動可能に嵌入された油圧ポンプ用プランジャ、該油圧ポンプ用プランジャの端部に摺接する油圧ポンプ用斜板、該油圧ポンプ用斜板の傾斜量を変化させる油圧サーボなどを備えている。また、上記シリンダブロックの軸線方向他方には、油圧モータ用構成部材として、シリンダブロック内に往復摺動可能に嵌入された油圧モータ用プランジャ、該油圧モータ用プランジャの端部に摺接する固定傾斜角の油圧モータ用斜板などを備えている。

シリンダブロックは入力軸と一体に回転し、このシリンダブロックに嵌入された油圧ポンプ用プランジャが軸線方向に対して傾斜した油圧ポンプ用斜板等によって往復動されて、油圧を発生させる。これにより発生した油圧によって油圧モータ用プランジャを往復動させることで、当該油圧モータ用プランジャに押圧される油圧モータ用斜板が回転される。

特開２００８−１８５１１１号公報 特開２００３−３２９１２５号公報 日景繁行、日比利文、安保佳寿：変速機を取り巻く環境とＣＶＴ技術、自動車技術会論文集、Ｖｏｌ．５８、Ｎｏ．１、２００４、ｐ６３−６８

ところで、上記油圧式無段変速機に関し、本願出願人は、図６に示すような変速システムについて研究ないし検討を行っている。この変速システムを有する油圧式無段変速機は、搖動中心Ｏを中心に揺動可能な油圧ポンプ用斜板５０、該斜板７０の傾斜量を変化させるために上記斜板７０に設けられた接続片１０２に連結されたアクチュエータ１０４（油圧シリンダ）のほか、変速制御用バルブ２００、ステップモータ１５０、リンクバー１６０等を備えている。

変速制御用バルブ２００は、スプール２０１の位置を切り替えることで、アクチュエータ１０４のシリンダロッド１０５を伸長または伸縮させて所望の位置で保持させることができる。油圧ポンプ用斜板５０における、プランジャとの摺接面が入力軸（不図示）に対して略直交する状態になると変速比が１となる。変速比が１の状態より、アクチュエータ１０４のシリンダロッド１０５が収縮すると、油圧ポンプ用斜板５０は、図６において搖動中心Ｏを中心に左回転し、変速比がＨｉ側へ変化する（減速比が小さくなる）。一方、変速比が１の状態より、アクチュエータ１０４のシリンダロッド１０５が伸長すると、油圧ポンプ用斜板５０は、図６において搖動中心Ｏを中心に右回転し、変速比がＬｏ側へ変化し（減速比が大きくなり）、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量がある値に達すると、ニュートラル状態となる。更に、油圧ポンプ用斜板５０が右回転すると、リバース状態となる。

リンクバー１６０の両端部には、油圧ポンプ用斜板５０の一部と、直動型ステップモータ１５０の出力軸１５１とがそれぞれ連結されている。また、リンクバー１５０の中間部には、変速制御用バルブ２００のスプール２０１の一端部が連結されている。なお、上記リンクバー１６０に類似するものは、特許文献２、非特許文献１に開示されている。

ステップモータ１５０の出力軸１５１の位置を変化させることで、変速制御用バルブ２００のスプール２０１が連動して動作し、アクチュエータ１０４、油圧ポンプ用斜板５０も作動する。その結果、ステップモータ１５０で設定した任意の変速比に機械的にフィードバックされ、この変速制御システムを狙いの変速比に収束させることができるようになっている。なお、図６に示す変速制御用バルブ２００のスプール２０１は、アクチュエータ１０４の作動油出入口１０４ａ，１０４ｂと、ライン圧およびドレンポートとを遮断して、シリンダロッド１０５の位置を保持させる位置（収束位置）にある。

例えば、変速要求によるステップモータ１５０の作動、ステップモータ１５０の作動後の収束過渡期、入力トルクの変化等により、変速制御用バルブ２００のスプール２０１が収束位置から図７に示すように、図中右側へ移動すると、ライン圧がアクチュエータ１０４のロッド側ポート１０４ａに供給され、ヘッド側ポート１０４ｂの油圧が変速制御用バルブ２００のドレンポートから解放される。これにより、アクチュエータ１０４のシリンダロッド１０５が収縮し、油圧ポンプ用斜板５０は、Ｌｏ側からＨｉ側へ変化する方向へ搖動中心Ｏを中心に回転（左回転）する。この回転は、油圧ポンプ用斜板５０とリンクバー１６０を介して連動する変速制御用バルブ２００のスプール２０１を収束位置へ移動させ、スプール２０１が収束位置に戻ると、アクチュエータ１０４の動作および油圧ポンプ用斜板５０の回転が停止する。

また、変速要求によるステップモータ１５０の作動、ステップモータ１５０の作動後の収束過渡期、入力トルクの変化等により、変速制御用バルブ２００のスプール２０１が収束位置から図８に示すように、図中左側へ移動すると、ライン圧がアクチュエータ１０４のヘッド側ポート１０４ｂに供給され、ロッド側ポート１０４ａの油圧が変速制御用バルブ２００のドレンポートから解放される。これにより、アクチュエータ１０４のシリンダロッド１０５が伸長し、油圧ポンプ用斜板５０は、Ｈｉ側からＬｏ側へ変化する方向へ搖動中心Ｏを中心に回転（右回転）する。この回転は、油圧ポンプ用斜板５０とリンクバー１６０を介して連動する変速制御用バルブ２００のスプール２０１を収束位置へ移動させ、スプール２０１が収束位置に戻ると、アクチュエータ１０４の動作および油圧ポンプ用斜板５０の回転が停止する。

ところが、以上のような変速制御システムを有する油圧式無段変速機をＩＶＴ等に適用する場合、前進と後進の切り分けを、ステップモータを動作させる範囲を制御的に制限することでしか規制できない。このため、ドイバーが選択した進行方向にのみ走行することに対する保証が十分でない。

本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたものであり、前進と後進の切り分けをハード的に保証することができる油圧式無段変速機を提供することを目的とする。

本発明の油圧式無段変速機は、エンジンの回転動力が入力される入力軸に対して回転一体に同軸線上に設けられたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの軸線方向一方において、同軸線周りの円周上に間隔をあけて往復摺動可能に挿入された複数の油圧ポンプ用プランジャと、前記油圧ポンプ用のプランジャの先端に摺接し、前記軸線に対する傾斜量を変更可能に設けられた油圧ポンプ用斜板と、前記シリンダブロックの軸線方向他方において、同軸線周りの円周上に間隔をあけて往復摺動可能に挿入された油圧モータ用プランジャと、前記油圧モータ用プランジャの先端が摺接する油圧モータ用斜板と、前記油圧ポンプ用斜板の前記傾斜量を変更するための斜板用アクチュエータと、変速要求に従って駆動するステップモータと、前記斜板用アクチュエータへ供給する油圧を制御して、当該斜板用アクチュエータの出力部の変位量を調整するための変速制御用バルブと、両端部に前記ステップモータの出力部および前記油圧ポンプ用斜板を、中間部に前記変速制御用バルブのスプールを連結したリンクバーと、を備え、前記油圧ポンプ用斜板の前記軸線に対する傾斜量を変更することにより、前進、ニュートラル、後進の切替を行うものを前提としている。そして、前記変速制御用バルブは、スリーブ弁孔を有するバルブハウジングと、前記スリーブ弁孔に移動自在に挿入された、スプール弁孔を有するスリーブと、前記スプール弁孔に移動自在に挿入されたスプールと、を有するものであり、前記スリーブは、Ｄレンジ圧によってＤレンジ位置に、Ｒレンジ圧によってＲレンジ位置に位置が切替わるように設けられ、前記スリーブがＤレンジ位置にあるとき、ステップモータの全可動範囲に対して、前記油圧ポンプ用斜板の前記傾斜量が、前進からニュートラルの範囲に制限され、前記スリーブがＲレンジ位置にあるとき、ステップモータの全可動範囲に対して、前記油圧ポンプ用斜板の前記傾斜量が、ニュートラルから後進の範囲に制限されるように構成されたことを特徴とするものである。

かかる構成を備える油圧式無段変速機によれば、上記変速制御用バルブを採用したことにより、前進と後進の切り分けを制御に頼らずハード的に行うことができる。これにより、制御上の故障・誤作動や電気的デバイスの故障・誤作動が発生しても十分な安全性が確保される。また、ステップモータが故障して作動しなくなっても、変速制御用バルブにＤレンジ圧又はＲレンジ圧が供給されることで、少なくとも前後進の切替が可能となる。

また、本発明の油圧式無段変速機は、上記構成を備えるものにおいて、シフト操作部と連動して、スプールが各シフトレンジに応じた位置をとるマニュアルバルブを備えたものとし、前記変速制御用バルブには、前記マニュアルバルブが前進レンジにあるときに、当該マニュアルバブルからＤレンジ圧が供給されるＤポートと、前記マニュアルバルブが後進レンジにあるときに、当該マニュアルバブルからＲレンジ圧が供給されるＲポートとが別々に設けられており、さらに、前記変速制御用バルブには、前記マニュアルバブルから前記ＤポートにＤレンジ圧が供給され、前記スリーブがＤレンジ位置に移動した場合にＤレンジ圧を出力し、前記マニュアルバブルから前記ＲポートにＲレンジ圧が供給され、前記スリーブがＲレンジ位置に移動した場合にＲレンジ圧を出力する出力ポートが設けられているものとする。そして、前記出力ポートからＤレンジ圧又はＲレンジ圧が出力された場合に限り、油圧式無段変速機から駆動輪に至るまでの途中に設けられたクラッチに対する作動油圧が供給されるように構成された、ものとすることが望ましい。

かかる構成を備える油圧式無段変速機によれば、変速制御用バルブのスリーブの位置がスティック等により切替わらなかったときは、クラッチに作動油圧が供給されず、クラッチは常に切れた状態となり、車両の走行を禁止できる。

本発明によれば、前進と後進の切り分けを制御に頼らずハード的に行うことができる。これにより、制御上の故障・誤作動や電気的デバイスの故障・誤作動が発生しても十分な安全性が確保される。また、ステップモータが故障して作動しなくなっても、変速制御用バルブにＤレンジ圧又はＲレンジ圧が供給されることで、少なくとも前後進の切替が可能となる。

本発明の実施の形態に係る油圧式無段変速機を搭載した車両のドライブトレーンの一部を示した断面図である。 本発明の実施の形態に係る油圧式無段変速機の要部を示した図である。 本発明の実施の形態に係る油圧式無段変速機の要部を示した図であって、シフトレンジがＤレンジにあるときの状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る油圧式無段変速機の要部を示した図であって、シフトレンジがＲｅｖレンジにあるときの状態を示す図である。 リンクバーの位置、傾き等を示す図である。 本願発明の前段階で検討された油圧式無段変速機の要部を示した図である。 本願発明の前段階で検討された油圧式無段変速機の要部を示した図である。 本願発明の前段階で検討された油圧式無段変速機の要部を示した図である。

以下、本発明の実施形態に係る油圧式無段変速機１０について図面を参照しながら説明する。以下では、先ず、油圧式無段変速機１０等の全体構成について説明し、その後、油圧式無段変速機１０の特徴的な部分について説明する。

図１に示す油圧式無段変速機１０は、いわゆるＨＭＴあるいはこれに類するものである。この油圧式無段変速機１０は、入力軸２０、シリンダブロック３０、油圧ポンプ用プランジャ４０、油圧ポンプ用斜板５０、油圧モータ用プランジャ６０、油圧モータ用斜板７０、及び斜板傾斜調整機構１００等を主要な構成部材として備えている。

油圧式無段変速機１０は、シリンダブロック３０に対して可変容量型の油圧ポンプＰおよび油圧モータＭを配置することにより構成された油圧式無段変速部Ｘを有する。油圧式無段変速部Ｘは、入力軸２０とシリンダブロック３０とが一体的に回転することにより油圧ポンプＰにおいて発生する油圧を油圧モータＭに供給し、回転動力を出力部９０に出力する。以下、油圧式無段変速部Ｘを中心として構成される油圧式無段変速機１０の各部の構成について、さらに詳細に説明する。

入力軸２０は、ボールベアリング２２，２４を介してトランスミッションケース１６内に回転自在に支持されている。この入力軸２０には、エンジン（図示せず）の回転動力が、ダンパー１２を介して伝達される。

シリンダブロック３０は、入力軸２０の途中位置に一体的に設けられている。シリンダブロック３０の軸線方向一方側（エンジン側）には、油圧ポンプＰが構成され、他方側には油圧モータＭが構成されている。

具体的には、油圧ポンプＰは、シリンダブロック３０の一方側に設けられた油圧ポンプ用プランジャ４０及び油圧ポンプ用斜板５０によって主要部が構成されている。油圧ポンプ用プランジャ４０は、シリンダブロック３０の一方側（エンジン側）に、軸線周りの円周上に等間隔をあけて往復摺動可能に複数挿入されている。油圧ポンプ用プランジャ４０は、スプリング４１によって油圧ポンプ用斜板５０側に付勢されている。なお、本実施形態では油圧ポンプ用プランジャ４０は３個以上の奇数個とされている。

油圧ポンプ用斜板５０は、ポンプ用クレードル５２、ポンプ用斜板本体５４、及びベアリング５６，５８によって主要部が構成されている。油圧ポンプ用斜板５０は、ポンプ用クレードル５２に対し、ポンプ用斜板本体５４を装着した構成とされている。ポンプ用クレードル５２とポンプ用斜板本体５４との間には、ベアリング５６，５８が介在している。これにより、ポンプ用斜板本体５４は、ポンプ用クレードル５２に対して回転自在に支持されている。

ポンプ用クレードル５２は、入力軸２０の軸線回りに回転不能に支持されている。また、ポンプ用クレードル５２は、後に詳述する斜板傾斜調整機構１００に対して接続されている。油圧ポンプ用斜板５０は、斜板傾斜調整機構１００を作動させ、ポンプ用クレードル５２を入力軸２０の軸線上に位置する揺動中心Ｏを中心として揺動させることにより、ポンプ用斜板本体５４の入力軸２０の軸線に対する傾斜量を任意に調整することができる。

油圧ポンプＰは、入力軸２０の回転に伴ってシリンダブロック３０及びこれに装着されている油圧ポンプ用プランジャ４０が軸線回りに回転することにより、ポンプ作用を発動する。具体的には、入力軸２０に連動してシリンダブロック３０が入力軸２０の軸線回りに一周する間に、シリンダブロック３０とポンプ用斜板本体５４との間において各油圧ポンプ用プランジャ４０がストローク可能な長さが増減する。そのため、入力軸２０の回転に伴い、シリンダブロック３０と共に油圧ポンプ用プランジャ４０が入力軸２０の軸線回りに回転すると、ポンプ用斜板本体５４に摺接している油圧ポンプ用プランジャ４０が往復動し、油圧ポンプ用スプール弁Ｖ１とともにポンプ作用を発動する。なお、油圧ポンプ用スプール弁Ｖ１は、シリンダブロック３０の内径側に設けられ、各プランジャ４０毎に設けられている。各油圧ポンプ用スプール弁Ｖ１は、それぞれ対応するプランジャ４０の回転位置に応じて開閉弁動作をし、プランジャ４０によって吸入又は排出される作動油の油路を切り換える。

このようにして、油圧ポンプＰにおいて発生する油圧は、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量に応じて調整される。油圧ポンプＰにおいて発生した油圧は、油圧モータＭ側（油圧モータ用プランジャ６０の基部を押圧するシリンダブロック３０内の油圧室）に供給される。

油圧モータＭは、シリンダブロック３０の軸線方向他方側（エンジン及び油圧ポンプＰとは反対側）に設けられた油圧モータ用プランジャ６０及び油圧モータ用斜板７０によって主要部が構成されている。油圧モータ用プランジャ６０は、入力軸２０の軸線周りの円周上に等間隔をあけて往復摺動可能に複数挿入されている。油圧モータ用プランジャ６０は、スプリング６１によって油圧モータ用斜板７０側に付勢されている。油圧ポンプ用プランジャ４０と油圧モータ用プランジャ６０とはシリンダブロック３０内での周方向位置を違えている。なお、本実施形態では油圧モータ用プランジャ６０は３個以上の奇数個とされている。

油圧モータ用斜板７０は、モータ用クレードル７２、モータ用斜板本体７４及びベアリング７６，７８によって主要部が構成されている。油圧モータ用斜板７０は、モータ用クレードル７２に、モータ用斜板本体７４を装着した構成とされている。モータ用クレードル７２とモータ用斜板本体７４との間には、ベアリング７６，７８が介在している。これにより、モータ用斜板本体７４は、モータ用クレードル７２に対して回転可能に支持されている。

モータ用クレードル７２は、上述したポンプ用クレードル５２とは異なり角度調整不可能とされ、入力軸２０に対して回転可能に支持されている。具体的には、モータ用クレードル７２は、入力軸２０を挿通可能な略筒状の部材であり、その軸穴に嵌着されたボールベアリング８０を介して入力軸２０に対して相対回転自在に支持されている。また、モータ用クレードル７２の一端側の外周部は、アンギュラボールベアリング８８を介してトランスミッションケース１６内に回転自在に支持されている。

モータ用斜板本体７４は、入力軸２０に対して所定の角度で傾斜するように取り付けられている。つまり、油圧モータ用斜板７０において、モータ用斜板本体７４は、一定の角度で保持されており、上述した油圧ポンプ用斜板５０のポンプ用斜板本体５４のように傾斜量を変更することができない。また、モータ用斜板本体７４には、油圧モータ用プランジャ６０がスプリング６１によって付勢され、摺接している。

油圧モータＭは、入力軸２０の回転に伴ってシリンダブロック３０及びこれに装着されている油圧モータ用プランジャ６０が入力軸２０の軸線回りに回転することにより、モータとしての機能を発揮する。具体的には、油圧モータ用プランジャ６０は、油圧モータ用スプール弁Ｖ２を介して油圧ポンプＰ側から供給される圧油によって往復動摺動し、油圧モータ用斜板７０にスラスト荷重を与えつつ、シリンダブロック３０と共に入力軸２０の軸線回りに回転する。これにより、油圧モータＭがモータとしての機能を発揮し、出力部９０に向けて回転動力を出力させる。なお、上記油圧モータ用スプール弁Ｖ２は、シリンダブロック３０の内径側に周方向に設けられ、各プランジャ６０毎に設けられている。各スプール弁Ｖ２は、それぞれ対応するプランジャ６０の回転位置に応じて開閉弁動作をし、プランジャ６０によって吸入又は排出される作動油の油路を切り換える。

油圧モータＭから出力される回転速度（減速比）は、上述した油圧ポンプＰから供給される油圧に応じて変化する。そのため、斜板傾斜調整機構１００を作動させて油圧ポンプ用斜板５０の傾斜を変化させることにより、出力部９０に出力される回転速度（減速比）を調整することができる。

図１に示すように、出力部９０は、油圧ポンプＰの作用に伴い発生した回転動力を差動ギア１２０及びこれに接続されたドライブシャフト１２２に向けて出力する。出力部９０は、入力軸２０に対して略平行に配置された出力軸９２（第二軸）を中心として構成されている。出力軸９２は、ボールベアリング９３を介してトランスミッションケース１６内に回転自在に支持されている。出力軸９２には、軸方向にクラッチ９５、パーキングギア９７、及び平行軸ギア９８がこの順で設けられている。

出力軸９２の一端側には、第二平行軸ギア９６が一体的に回転可能なように設けられている。また、第二平行軸ギア９６は、モータ用クレードル７２の外周部に一体的に設けられた第一平行軸ギア９４と噛合している。そのため、油圧ポンプＰの作動によって発生した回転動力が、両ギア９４，９６を介して入力軸２０から出力軸９２に伝達される。また、出力軸９２の他端側には、平行軸ギア９８が設けられている。平行軸ギア９８は、差動ギア１２０側に設けられた平行軸ギア１２４と噛合している。これにより、油圧ポンプＰから出力軸９２に伝達された回転動力は、差動ギア１２０を介してドライブシャフト１２２に伝達される。

油圧式無段変速機１０は、斜板傾斜調整機構１００を用いて油圧ポンプ用斜板５０の傾斜を調整することにより、出力部９０を介してドライブシャフト１２２に出力される回転速度（減速比）の調整を行うだけでなく、出力される回転方向を切り替えることができる。斜板傾斜調整機構１００は、油圧ポンプ用斜板５０のポンプ用クレードル５２に接続された接続片１０２と、接続片１０２に接続されたアクチュエータ１０４とを有し、上記アクチュエータ１０４を作動させることにより、ポンプ用クレードル５２を揺動させ、傾斜量を調整することができる。

ここで、油圧式無段変速機１０においては、アクチュエータ１０４を収縮させ、油圧ポンプ用斜板５０を図１中に矢印Ａ方向に傾斜させることにより、減速比を減少させ、出力部９０に出力される回転速度を加速させることができる。これとは逆に、アクチュエータ１０４の突出量を増加させ、矢印Ａとは逆方向（矢印Ｂ方向）に傾斜させることにより、減速比を増加させ、出力部９０に出力される回転速度を減速させることができる。油圧ポンプ用斜板本体５４のプランジャ４０との接触面が入力軸２０に対して略直交すると、プランジャ４０は、往復動を停止したまま入力軸の周りを回転するため、ポンプＰから油圧モータＭに油圧が供給されず、減速比が１となり、入力軸２０とモータ用クレードル７２に形成された第一平行軸ギア９４は同速回転する。

一方減速比１の状態より、油圧ポンプ用斜板５０を減速方向（矢印Ｂ方向）に所定の角度だけ傾斜させると、減速比が無限大になり、ニュートラル状態となる。減速比が無限大になる際の油圧ポンプ用斜板５０の角度を境界角度θとした場合、油圧ポンプ用斜板５０を境界角度θよりもさらに矢印Ｂ方向（減速方向／減速比の増加方向）に傾斜させると、出力部９０に出力される回転方向を逆転させることができる。

次に、油圧式無段変速機１０の特徴的な部分について説明する。油圧式無段変速機１０は、図２に示すように、変速制御用バルブ１３０、ステップモータ１５０、リンクバー１６０、マニュアルバルブ１７０等を備えている。なお、図６〜図８に基づき説明した構成部材と同様のものについては同符号を付している。

変速制御用バルブ１３０は、バルブハウジング１３１、スリーブ１３２、スプール１３３等で構成されている。バブルハウジング１３１は弁孔１３４（以下「スリーブ弁孔１３４」という。）を有し、このスリーブ弁孔１３４に、スリーブ１３２が移動自在に挿入されている。また、スリーブ１３２も弁孔１３５（以下「スプール弁孔１３５」という。）を有し、このスプール弁孔１３５にスプール１３３が移動自在に挿入されている。

変速制御用バルブ１３０は、マニュアルバルブ１７０からＤレンジ圧が供給される第１ポート１３６ａ（Ｄポート）、マニュアルバルブ１７０からＲレンジ圧が供給される第２ポート１３６ｂ（Ｒポート）、Ｄレンジ圧又はＲレンジ圧を出力する第３ポート１３６ｃ（出力ポート）、ライン圧が供給される第４ポート１３６ｄ、アクチュエータ１０４のロッド側ポート１０４ａと連通する第５ポート１３６ｅ、アクチュエータ１０４のヘッド側ポート１０４ｂと連通する第６ポート１３６ｆ等を有している。

第１ポート１３６ａに、マニュアルバルブ１７０からＤレンジ圧が供給されると、スリーブ１３２は、Ｄレンジ位置（図２において中心線より下側に示すような左位置）に移動する。一方、第２ポート１３６ｂにマニュアルバルブ１７０からＲレンジ圧が供給されると、スリーブ１３２は、リターンスプリング１３７の付勢力に抗して、Ｒレンジ位置（図２において中心線より上側に示すような右位置）に移動する。

スプール１３３の収束位置、つまり、変速制御用バルブ１３０がアクチュエータ１０４の作動油出入口１０４ａ，１０４ｂと、ライン圧およびドレンポートとを遮断するときのスプール１３３の位置は、スリーブ１３２とともに移動する。すなわち、スリーブ１３２がＤレンジ位置（図２において左位置）にあるとき、スプール１３３の収束位置も左側へ移動し、スリーブ１３２がＲレンジ位置（図２において右位置）にあるとき、スプール１３３の収束位置も右側へ移動する。

ステップモータ１５０は、例えば直動式のものからなり、車両のトランスミッション用ＥＣＵ（不図示）からの指令に従ってその出力軸１５１の位置を変更する。

リンクバー１６０の両端部には、油圧ポンプ用斜板５０の一部（第２接続片１０３）と、ステップモータ１５０の出力軸１５１とがそれぞれ連結されている。さらに、リンクバー１６０の中間部には、変速制御用バルブ１３０のスプール１３３の一端部が連結されている。

マニュアルバルブ１７０は、一般的なＣＶＴ、ＡＴ等で使用されているマニュアルバルブと同様に、運転席に設置されたシフト操作部と連動して、スプール１７１が各シフトレンジに応じた位置をとるようになっている。シフト操作部によるシフトレンジが、「Ｌ」、「２」、「Ｄ」等の前進レンジにあるとき、変速制御用バルブ１３０の第１ポート１３６ａにライン圧をＤレンジ圧として供給する。一方、シフトレンジが、「Ｒ」、つまり、後進レンジにあるとき、変速制御用バルブ１３０の第２ポート１３６ｂにライン圧をＲレンジ圧として供給する。なお、シフトレンジが、ニュートラルポジション、パーキングポジションにあるとき、ライン圧は第１および第２ポート１３６ａ，１３６ｂの何れにも供給されない。このとき、変速制御用バルブ１３０のスリーブ１３２は、リターンスプリング１３７によってＤレンジ位置に配置される。

以上の構成によれば、変速制御用バルブ１３０のスリーブ１３２がＤレンジ位置にあるとき（図３参照）、ステップモータ１５０の全可動範囲に対して、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量が、前進からニュートラルの範囲に制限され、変速制御用バルブ１３０のスリーブ１３２がＲレンジ位置にあるとき（図４参照）、ステップモータ１５０の全可動範囲に対して、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量が、ニュートラルから後進の範囲に制限される。

すなわち、スリーブ１３２がＤレンジ位置にあるときのスプール１３３の収束位置と、スリーブ１３２がＲレンジ位置にあるときのスプール１３３の収束位置とをある程度違えることにより、スプール１３３とリンクバー１６０との連結点Ｐｄ，Ｐｒ（図５参照）の位置もある程度相違させることができる。そして、リンクバー１６０は、上記連結点を支点として動作することから、ステップモータ１５０の出力軸１５１の全可動範囲に対して、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量の範囲を制限することができる。本実施形態では、スリーブ１３２がＤレンジ位置にあるときに、スプール１３３とリンクバー１６０との連結点が図５に示す左側の連結点Ｐｄとなり、ステップモータ１５０の出力軸１５１とリンクバー１６０との連結点Ｐｓの全可動範囲Ｓに対して、油圧ポンプ用斜板５０の第２接続片１０３とリンクバー１６０との連結点Ｐａの可動範囲が制限される結果、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量が、前進からニュートラルの範囲（図５のハッチングＡで示す範囲）に制限される。また、スリーブ１３２がＲレンジ位置にあるときは、スプール１３３とリンクバー１６０との連結点が図５に示す右側の連結点Ｐｒとなり、ステップモータ１５０の出力軸１５１の出力軸１５１とリンクバー１６０との連結点Ｐｓの全可動範囲Ｓに対して、油圧ポンプ用斜板５０の第２接続片１０３とリンクバー１６０との連結点Ｐａの可動範囲が制限される結果、油圧ポンプ用斜板５０の傾斜量が、ニュートラルから後進の範囲（図５のハッチングＢで示す範囲）に制限される。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態に係る油圧式無段変速機１０によれば、スリーブ１３２、スプール１３３等を有する変速制御用バルブ１３１を採用したことにより、前進と後進の切り分けを制御に頼らずハード的に行う（保証する）ことができる。これにより、制御上の故障・誤作動や電気的デバイス（ステップモータ１５０）の故障・誤作動が発生しても十分な安全性が確保される。また、ステップモータ１５０が故障して作動しなくなっても、マニュアルバルブ１７０から変速制御用バルブ１３０にＤレンジ圧又はＲレンジ圧が供給されることで、少なくとも前後進の切替が可能となる。

ところで、上記変速制御用バルブ１３０には、マニュアルバブル１７０から第１ポート１３６ａ（Ｄポート）にＤレンジ圧が供給され、スリーブ１３２がＤレンジ位置に移動した場合にＤレンジ圧を出力し、マニュアルバブル１７０から第２ポート１３６ｂ（Ｒポート）にＲレンジ圧が供給され、スリーブ１３２がＲレンジ位置に移動した場合にＲレンジ圧を出力する第３ポート１３６ｃ（出力ポート）が設けられている。また、油圧式無段変速機１０から駆動輪（図示せず）に至るまでの途中に回転動力を断接するクラッチ９５が設けられており、第３ポート１３６ｃからＤレンジ圧又はＲレンジ圧が出力された場合に限り、クラッチ９５の作動油圧が供給されるように、この油圧式無段変速機１０の油圧回路（図示せず）が構築されている。したがって、クラッチ９５は、この作動油圧が供給されている場合に限り、クラッチの断接動作が可能となり、作動油圧が供給されていない場合は、常にクラッチ断の状態となり、動力を伝達することができない。よって、変速制御用バルブ１３０のスリーブ１３２の位置がスティック等により切替わらなかったときは、クラッチ９５に作動油圧が供給されず、クラッチは常に切れた状態となり、車両の走行を禁止できる。これにより、運転者がシフト操作を前進レンジにしたにもかかわらず、車両が後進することや、シフト操作を後進レンジにしたにもかかわらず車両が前進することを確実に防止できる。

本発明は、例えば、自動車、自動二輪車、トラクター等の作業用車両をはじめとする車両全般において搭載される油圧式無段変速機として利用可能であり、特に軽自動車等のコンパクトな構成の車両において好適に利用可能である。

１０ 油圧式無段変速機
２０ 入力軸
３０ シリンダブロック
４０ 油圧ポンプ用プランジャ
５０ 油圧ポンプ用斜板
６０ 油圧モータ用プランジャ
７０ 油圧モータ用斜板
９５ クラッチ
１０４ アクチュエータ（斜板用アクチュエータ）
１３０ 変速制御用バルブ
１５０ ステップモータ
１５１ ステップモータの出力軸（ステップモータの出力部）
１６０ リンクバー
１３１ バルブハウジング
１３２ スリーブ
１３３ スプール
１３４ スリーブ弁孔
１３５ スプール弁孔
１３６ｃ 第３ポート

Claims (2)

1. エンジンの回転動力が入力される入力軸に対して回転一体に同軸線上に設けられたシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの軸線方向一方において、同軸線周りの円周上に間隔をあけて往復摺動可能に挿入された複数の油圧ポンプ用プランジャと、
   前記油圧ポンプ用のプランジャの先端に摺接し、前記軸線に対する傾斜量を変更可能に設けられた油圧ポンプ用斜板と、
   前記シリンダブロックの軸線方向他方において、同軸線周りの円周上に間隔をあけて往復摺動可能に挿入された油圧モータ用プランジャと、
   前記油圧モータ用プランジャの先端が摺接する油圧モータ用斜板と、
   前記油圧ポンプ用斜板の前記傾斜量を変更するための斜板用アクチュエータと、
   変速要求に従って駆動するステップモータと、
   前記斜板用アクチュエータへ供給する油圧を制御して、当該斜板用アクチュエータの出力部の変位量を調整するための変速制御用バルブと、
   両端部に前記ステップモータの出力部および前記油圧ポンプ用斜板を、中間部に前記変速制御用バルブのスプールを連結したリンクバーと、
   を備え、
   前記油圧ポンプ用斜板の前記軸線に対する傾斜量を変更することにより、前進、ニュートラル、後進の切替を行う油圧式無段変速機であって、
   前記変速制御用バルブは、
   スリーブ弁孔を有するバルブハウジングと、
   前記スリーブ弁孔に移動自在に挿入された、スプール弁孔を有するスリーブと、
   前記スプール弁孔に移動自在に挿入されたスプールと、
   を有し、
   前記スリーブは、Ｄレンジ圧によってＤレンジ位置に、Ｒレンジ圧によってＲレンジ位置に位置が切替わるように設けられ、前記スリーブがＤレンジ位置にあるとき、ステップモータの全可動範囲に対して、前記油圧ポンプ用斜板の前記傾斜量が、前進からニュートラルの範囲に制限され、前記スリーブがＲレンジ位置にあるとき、ステップモータの全可動範囲に対して、前記油圧ポンプ用斜板の前記傾斜量が、ニュートラルから後進の範囲に制限されるように構成されたことを特徴とする油圧式無段変速機。
2. 請求項１に記載の油圧式無段変速機において、
   シフト操作部と連動して、スプールが各シフトレンジに応じた位置をとるマニュアルバルブを備えており、
   前記変速制御用バルブには、前記マニュアルバルブが前進レンジにあるときに、当該マニュアルバルブからＤレンジ圧が供給されるＤポートと、前記マニュアルバルブが後進レンジにあるときに、当該マニュアルバルブからＲレンジ圧が供給されるＲポートとが別々に設けられており、
   さらに、前記変速制御用バルブには、前記マニュアルバルブから前記ＤポートにＤレンジ圧が供給され、前記スリーブがＤレンジ位置に移動した場合にＤレンジ圧を出力し、前記マニュアルバルブから前記ＲポートにＲレンジ圧が供給され、前記スリーブがＲレンジ位置に移動した場合にＲレンジ圧を出力する出力ポートが設けられており、
   前記出力ポートからＤレンジ圧又はＲレンジ圧が出力された場合に限り、油圧式無段変速機から駆動輪に至るまでの途中に設けられたクラッチに対する作動油圧が供給されるように構成された、ことを特徴とする油圧式無段変速機。

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