JPH0826927B2 - 液圧式変速装置 - Google Patents

液圧式変速装置

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JPH0826927B2
JPH0826927B2 JP59177286A JP17728684A JPH0826927B2 JP H0826927 B2 JPH0826927 B2 JP H0826927B2 JP 59177286 A JP59177286 A JP 59177286A JP 17728684 A JP17728684 A JP 17728684A JP H0826927 B2 JPH0826927 B2 JP H0826927B2
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hydraulic
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H39/00Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution
    • F16H39/04Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution with liquid motor and pump combined in one unit
    • F16H39/06Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution with liquid motor and pump combined in one unit pump and motor being of the same type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は種々の産業様機械などにおいて、回転動力
源の回転数を変えて伝達し使用するための変速機に関す
る。
(ロ)従来技術 液圧ポンプと液圧モータとを対として機能する液圧期
間を組み合わせた流体式変速機は無段階に変速できるの
で、利用範囲が広く、数多く研究・開発されている。こ
のような液圧機関の例としては特開昭58−77179号公報
に開示されている回転形流体エネルギー変換機や、斜板
形や斜軸形のピストンポンプ・モータを組み合わせるこ
とにより、流体変速機を形成できる。しかし、従来の場
合、ポンプのみ可変容量、モータ固定とする例が多く、
この場合には変速範囲が狭く、ポンプ・モータそれぞれ
可変の場合にも個別に容量を変える方式が多く制御が複
雑となっていた。
(ハ)発明の目的 この発明は前述のような液圧機関を用いて効率が優
れ、入出力回転数の比を連続的に滑らかに変えることが
でき、構造の簡単な液圧式変速装置を提供することを目
的とする。
(ニ)発明の構成 この発明の液圧式変速装置は、前述の回転形エネルギ
ー変換機のような、変動部材(偏心部材)の変位によっ
て液体の吐出量が変化する形式の液圧機関を複数個用い
る。これらの液圧機関の一つを液圧ポンプ、他方を液圧
式モータとし、これらの流体流路を互いに結合するとと
もに、変動部材の変位を制御する制御機構を設けたもの
である。すなわち、この発明が第1に提供する圧式変速
装置は、それぞれが、回転軸芯方向に円錐面が形成され
かつハウジング内に配設された付勢手段により回転軸芯
に対して垂直方向に付勢される偏心部材と、この偏心部
材の前記円錐面に回転可能に嵌合されるとともにこの円
錐面に対して垂直方向に形成された複数個のシリンダが
配設されたシリンダバレルと、このシリンダバレルの各
シリンダに摺動自在に挿着された複数個のピストンと、
これら各ピストンの外側端に当接するテーパ面を有する
とともに回転軸芯方向一端が回転軸に連接される回転可
能な環状保持部材とを有し、各ピストンの外側端と環状
保持部材との接合面に静圧ベアリングが構成されてなる
液圧ポンプと液圧モータとを備え、液圧ポンプからの吐
出液を液圧モータに供給するよう接続するとともに、前
記偏心部材を偏心させて液圧ポンプからの吐出量および
液圧モータの回転量を変更させることにより、液圧ポン
プ側への入力回転を液圧モータ側からの出力回転に変速
して伝達する変速装置であって、前記各偏心部材を挟ん
で前記各付勢手段とは反対側で前記各偏心部材に当接す
ることにより前記各付勢手段の付勢方向とは反対方向に
作動させる作動手段を設け、この作動手段は前記液圧ポ
ンプの偏心部材を作動する間は前記液圧モータの偏心部
材を作動せず、また前記液圧モータの偏心部材を作動す
る間は前記液圧ポンプの偏心部材を作動させないよう構
成したものである。また、この発明は第2に提供すると
する液圧式装置は、それぞれが、回転軸芯方向に円錐面
が形成されかつハウジング内に配設された付勢手段によ
り回転軸芯に対して垂直方向に付勢される偏心部材と、
この偏心部材の前記円錐面に回転可能に嵌合されるとと
もにこの円錐面に対して垂直方向に形成された複数個の
シリンダが配設されたシリンダバレルと、このシリンダ
バレルの各シリンダに摺動自在に挿着された複数個のピ
ストンと、これら各ピストンの外側端に当接するテーパ
面を有するとともに回転軸芯方向一端が回転軸に連接さ
れる回転可能な環状保持部材とを有し、各ピストンの外
側端と環状保持部材との接合面に静圧ベアリングが構成
されてなる液圧ポンプと液圧モータとを備え、液圧ポン
プからの吐出液を液圧モータに供給するよう接続すると
ともに、前記偏心部材を偏心させて液圧ポンプからの吐
出量および液圧モータの回転量を変更させることによ
り、液圧ポンプ側への入力回転を液圧モータ側からの出
力回転に変速して伝達する変速装置であって、前記各偏
心部材を挟んで前記各付勢手段とは反対側で前記各偏心
部材に当接することにより前記各付勢手段の付勢方向と
は反対方向に作動させる作動手段を設け、この作動手段
は前記液圧ポンプの偏心部材を作動すると同時に液圧モ
ータの偏心部材を作動させるよう構成したものである。
(ホ)実施例 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図はこの発明が第1に提供する装置の第1の実施例を
示している。
1および2は、前掲特開昭58−77179号公報に記載の
「回転形流体エネルギー変換機」であり、1は液圧ポン
プ、2は液圧モータである。図示されていない回転駆動
源からの回転力は、ポンプ1の回転軸16に入力され、液
圧エネルギーに変換され、変換されたエネルギーはモー
タ2で再び機械的エネルギーに変換されて回転軸26より
出力され、この回転軸26に連結される装置を駆動する。
「回転形流体エネルギー変換機」の構造及び動作は上記
公報に詳述されているので、ここでは簡単に説明する。
11、13及び21、23はそれぞれ液圧ポンプ1及び液圧モ
ータ2のハウジングでありこれらハウジング内には軸受
33、34を介して回転自在に保持された回転軸16、26を有
する。一方、回転軸と垂直方向に移動可能なように保持
されたピントル12及び22は、一端を截頭円錐形状をなし
ている。この円錐上略垂直に配設される複数個のピスト
ン17又は27を配設せしめるごとくシリンダ穴15、25を有
するシリンダバレル14又は24が前記ピントル12、22の円
錐上に回転可能なよう嵌合されている。なお、ピストン
17、27は摺動可能なようにシリンダバレルに挿着されて
いる。また、ハウジング13、23の内面に形成された円錐
面と回転軸16、26と一体の環状保持部材16F、26Fの外周
の円錐面との間に第1の静圧ベアリング16a、26aが形成
され、他方ピストン17、27の端面と環状保持部材16F、2
6Fの内面部に各ピストン端面が当接するように設けられ
たテーパ面との間には第2の静圧ベアリング16b、26bが
形成される。今、図示しない駆動装置でポンプ回転軸16
にトルクが与えられると、この第1、第2の静圧ベアリ
ング16a、16bにより、入力トルクに見合った偶力が発生
し、この偶力により直接機械的エネルギーが流体エネル
ギーに変換される。この流体エネルギー即ち高圧流体は
図示しない、ピントル12の円錐の2分する長形状の流路
を通じてポンプ流出口18を通じ吐出される。吐出された
この流体は図示していない流路を通じてモータ流入口28
に流れ、この流体エネルギーは上記ポンプ作動の逆作用
をし、出力回転軸26に偶力を与え、この偶力が回転軸26
よりトルクとして出力される。仕事を終えた流体はモー
タ排出口29を通じ、図示されなていない流路を経てポン
プ側吸入口19に入り、循環することになる。なお液圧ポ
ンプ、液圧モータ間を結合する流路には必要に応じ、ク
ロスリリーフバブル、ブースバルブ等が組み込まれてい
るのは公知である。
ポンプ1の液体吐出量は回転軸16の回転中心m1とシリ
ンダバレル14の回転中心n1のずれ(偏心量)d1によって
変化するが、この偏心量d1はピントル12を回転軸芯と垂
直方向に変位させることによって変えることができる。
従って、ピントル12は偏心部材として機能し、上記d1は
ピントル12の変位(偏心量)とみなすことができる。ピ
ントル12はバネ8によって一方向に付勢されており、ま
た作動棒4によってバネ8の弾力と逆方向に作動され
る。作動棒4にはレバー3が取り付けられており、手動
または機械的な力により操作が可能である。
液圧モータ2の液体流量に対する回転数は回転軸26の
回転中心m2とシリンダバレル24の回転中心n2のずれd2
(ピントル22の変位)により変えることができる。ピン
トル22はバネ9の弾力によって一方向に付勢されされて
おり、また作動棒4によってバネ9の弾力と逆方向に作
動される。液体ポンプ1及び液圧モータ2の両ハウジン
グ11と21は連結部材5とネジ7によって、連結されてお
り、作動棒4は連結部材5の案内に沿って左右に摺動可
能である。作動棒4とハウジング11と21の間にオーリン
グ等のシール部材6によりシールされている。
作動棒4の左右の作動(レバーの作動量)によるピン
トル12及びピントル22の変位(偏心量)を第3図に基づ
いて説明する。作動棒4が左端に位置するとき(作動量
0のとき)、ピントル12は作動棒4に押されて左端に位
置しハウジング11に当接している。この場合のピントル
12の偏心量は−Eである。このとき液圧モータ側のピン
トル22はバネ9に押されて左端側でハウジング21に接し
ており、作動棒4とピントル22との間には空隙Lが存在
し作動棒4はピントル22に作用していない。このときの
ピントル22の偏心量を+Eとする。
次に作動棒4を右に移動していくと、ピントル12はバ
ネ8に付勢されて右に変位するが、ピントル22の方は作
動棒4がピントル22に当接して押す位置(作動量L)に
なるまでは変位しない。ピントル12の右端はハウジング
11に当接して止まる。さらに作動棒4を右方に移動させ
ると、ピントル12の変位はないが、ピントル22が作動棒
4に押されて右に変位する。なお、ピントル12、22の変
位を右方向にそれぞれ正及び負としたのは、同符号の場
合に同方向の回転となるようにしたためである。
第4図は入力回転数を一定値(No)とし、液圧ポンプ
1と液圧モータ2間のピストン径と本数が等しいとした
場合の出力回転数と作動棒4の変位の関係を示す。作動
棒4(レバー)が左端にあるとき(作動量0のとき)出
力回転は入力回転と逆方向で同一の回転数となり、ピン
トル12の偏心量(ポンプの偏心量)が0のときは出力回
転が0となる。液圧ポンプ側と液圧モータ側の偏心量が
等しくなったとき、出力回転は入力回転に等しくなり、
さらに作動棒4を作動させると出力回転数が増加する。
つぎに、この発明の第2の実施例の構成を第2図にし
たがって説明する。第1の実施例と同様の「回転形流体
エネルギー変換機」を用いるものとし、第1図に示した
構成部品と同一のものは同一符号を付している。第1の
実施例では液圧ポンプ1と液圧モータ2が並列に配置さ
れているが、第2の実施例では第2図に示すように直列
に配置され、一つのハウジング10によって連結固定され
ている。液圧ポンプ1及び液圧モータ2の動作は第1の
実施例における説明と同一であるが、ピントル12、22の
偏心量は、第1の実施例の作動棒4に相当する回転式の
レバー37の作動によって操作される。すなわち、偏心部
材であるピントル12、22はそれぞれバネ8、9によって
付勢されるとともにピン35、36のをかいしてレバー37に
よってこのバネ8、9に抗して押圧されレバー37の回転
によって偏心量が変わる。レバー37の作動量(回転量)
とピントル12、22の変位の関係は第3図と同様であり、
出力回転数の変化は第4図と同様である。
さて、この発明が第2に提供する変速装置は、両液圧
機関の変動部材が同時的でかつ連動する構成であり、そ
の一例が第5図に示されている。
第5図は第1図における装置において外見上長さLが
零となった場合のものである。この図の液圧ポンプ及び
液圧モータとしての作動については、第1図の場合と同
一であり説明は省略する。この装置の場合は作動棒4の
変位によって両ピントル12、22が連動して変位する。そ
して液圧ポンプ1の容量が増減するとき液圧モータ2の
容量が増減してシーケンス的な制御を可能にしている。
この第2の発明は第2図のレバー式操作入力作動機構の
場合にも同様に実施できることは当然である。なお、上
記各実施例図における31、32はドレインポートである。
以上この発明の構成について説明したが、上記ならび
に図示例には限定されない。例えば、付勢手段としての
バネ8、9や操作入力作動機構としての作動棒4レバー
3やピン35、36、レバー37は一実施例にすぎず、他の方
式たとえばカムカムを回転制御させるようにすることも
でき、またレバーの場合でもその操作力は流体圧力やね
じ送り機構などの機械的さらには電磁気力を用いる方式
とすることも可能である。
(ヘ)効果 以上により明らかなように、この発明が提供する液圧
式変速装置は、その液圧ポンプと液圧モータのそれぞれ
が、回転軸芯方向に円錐面が形成されかつハウジング内
に配設された付勢手段により回転軸芯に対して垂直方向
に付勢される偏心部材と、この偏心部材の前記円錐面に
回転可能に嵌合されるとともにこの円錐面に対して垂直
方向に形成された複数個のシリンダが配設されたシリン
ダバレルと、このシリンダバレルの各シリンダに摺動自
在に挿着された複数個のピストンと、これら各ピストン
の外側端に当接するテーパ面を有するとともに回転軸芯
方向一端が回転軸に連接される回転可能な環状保持部材
とを有し、各ピストンの外側端と環状保持部材との接合
面に静圧ベアリングが構成されてなるもので、この静圧
ベアリングの介在によって摩擦抵抗がなくてエネルギー
変換の効率がよく、したがって偏心部材を回転軸芯に対
して垂直方向に偏心させ易く、円滑な変速操作を保障す
るものである。しかも各偏心部材の偏心作動機構は、各
偏心部材を挟んで前記各付勢手段とは反対側で各偏心部
材に当接することにより前記各付勢手段の付勢方向とは
反対方向に作動するよう構成したものであり、簡単な構
造で広範囲の滑らかな変速操作(無段変速)を可能とし
制御機構の作動量と出力回転数がほぼ比例するような単
純な関係となるので、操作性に優れた変速装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図及び第5図はこの発明の実施例を示す図
であり、第3図及び第4図は実施例の変速装置の制御動
作を説明するための図である。 1…液圧ポンプ、2…液圧モータ、4…作動棒、5…連
結部材、8、9…バネ、10、11、13、21、23…ハウジン
グ、12、22…ピントル(偏心部材)、14、24…シリンダ
バレル、15、25…シリンダ、16、26…回転軸、16F、26F
…環状保持部材、16a、26a…第1の静圧ベアリング、16
b、26b…第2の静圧ベアリング、17、27…ピストン、1
8、29…流入口、19、28…流出口、35、36…ピン、37…
レバー。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−29966(JP,A) 特公 昭44−4173(JP,B1) 特公 昭48−33302(JP,B1) 特公 昭49−10791(JP,B1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれが、回転軸芯方向に円錐面が形成
    されかつハウジング内に配設された付勢手段により回転
    軸芯に対して垂直方向に付勢される偏心部材と、この偏
    心部材の前記円錐面に回転可能に嵌合されるとともにこ
    の円錐面に対して垂直方向に形成された複数個のシリン
    ダが配設されたシリンダバレルと、このシリンダバレル
    の各シリンダに摺動自在に挿着された複数個のピストン
    と、これら各ピストンの外側端に当接するテーパ面を有
    するとともに回転軸芯方向一端が回転軸に連接される回
    転可能な環状保持部材とを有し、各ピストンの外側端と
    環状保持部材との接合面に静圧ベアリングが構成されて
    なる液圧ポンプと液圧モータとを備え、液圧ポンプから
    の吐出液を液圧モータに供給するよう接続するととも
    に、前記偏心部材を偏心させて液圧ポンプからの吐出量
    および液圧モータの回転量を変更させることにより、液
    圧ポンプ側への入力回転を液圧モータ側からの出力回転
    に変速して伝達する変速装置であって、前記各偏心部材
    を挟んで前記各付勢手段とは反対側で前記各偏心部材に
    当接することにより前記各付勢手段の付勢方向とは反対
    方向に作動させる作動手段を設け、この作動手段は前記
    液圧ポンプの偏心部材を作動する間は前記液圧モータの
    偏心部材を作動せず、また前記液圧モータの偏心部材を
    作動する間は前記液圧ポンプの偏心部材を作動させない
    よう構成されていることを特徴とする液圧式変速装置。
  2. 【請求項2】それぞれが、回転軸芯方向に円錐面が形成
    されかつハウジング内に配設された付勢手段により回転
    軸芯に対して垂直方向に付勢される偏心部材と、この偏
    心部材の前記円錐面に回転可能に嵌合されるとともにこ
    の円錐面に対して垂直方向に形成された複数個のシリン
    ダが配設されたシリンダバレルと、このシリンダバレル
    の各シリンダに摺動自在に挿着された複数個のピストン
    と、これら各ピストンの外側端に当接するテーパ面を有
    するとともに回転軸芯方向一端が回転軸に連接される回
    転可能な環状保持部材とを有し、各ピストンの外側端と
    環状保持部材との接合面に静圧ベアリングが構成されて
    なる液圧ポンプと液圧モータとを備え、液圧ポンプから
    の吐出液を液圧モータに供給するよう接続するととも
    に、前記偏心部材を偏心させて液圧ポンプからの吐出量
    および液圧モータの回転量を変更させることにより、液
    圧ポンプ側への入力回転を液圧モータ側からの出力回転
    に変速して伝達する変速装置であって、前記各偏心部材
    を挟んで前記各付勢手段とは反対側で前記各偏心部材に
    当接することにより前記各付勢手段の付勢方向とは反対
    方向に作動させる作動手段を設け、この作動手段は前記
    液圧ポンプの偏心部材を作動すると同時に液圧モータの
    偏心部材を作動させるよう構成されていることを特徴と
    する液圧式変速装置。
JP59177286A 1984-08-24 1984-08-24 液圧式変速装置 Expired - Lifetime JPH0826927B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2141282A1 (de) * 1971-08-18 1973-03-01 Bosch Gmbh Robert Hydrostatisches getriebe mit innerer leistungsverzweigung
DE2144131C3 (de) * 1971-09-03 1980-10-09 Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim Leiterstab für elektrische Maschinen, insbesondere für Turbogeneratoren
JPS4910791A (ja) * 1972-05-26 1974-01-30

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