JPH08296712A - 複合無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全回転数域にわたって動力伝達効率を向上す
ることができる複合無段変速装置を提供する。 【構成】 静油圧式無段変速装置３と遊星歯車装置５と
を組み合わせた複合無段変速装置１であって、静油圧式
無段変速装置３を、入力軸７に結合される可変斜板９に
より制御する可変斜板プランジャーポンプ１１と、入力
軸７に回転可能に設けられた固定斜板１３を出力部材と
して出力軸１５に出力する固定斜板プランジャーポンプ
１７とによって構成し、複合無段変速装置１の入力軸４
５を静油圧式無段変速装置３の入力軸７に連結すると共
に、遊星歯車装置５のサンギヤ３７に連結し、前記静油
圧式無段変速装置３の出力軸１５をキャリヤ４１に連結
すると共に、リングギヤ４３を複合無段変速装置１の出
力軸５５に連結したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静油圧式無段変速装
置と遊星歯車装置とを組み合わせた複合無段変速装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の複合無段変速装置として
は例えば特開平５−６０２０２号公報に記載された図６
に示すようなものがある。

【０００３】この複合無段変速装置１０１は、ＨＳＴ無
段変速装置１０３と遊星歯車装置１０５とを組み合わせ
たものである。

【０００４】ＨＳＴ無段変速装置１０３は、入力軸１０
７に結合される可変油圧ポンプ１０９と、この可変油圧
ポンプ１０９によって駆動され出力軸１１１に結合され
る油圧モータ１１３とからなるものであり、遊星歯車装
置１０５はサンギヤ１１５，プラネタリギヤ１１７，キ
ャリヤ１１９，リングギヤ１２１からなるものであり、
このうちのサンギヤ１１５，キャリヤ１１９，リングギ
ヤ１２１を駆動３要素とするものである。

【０００５】図６に示す複合無段変速装置１０１は、Ｈ
ＳＴ無段変速装置１０３の入力軸１０７に連結した入力
軸１２３を遊星歯車装置１０５のサンギヤ１１９にも連
結し、ＨＳＴ無段変速装置１０１の出力軸１１１を遊星
歯車装置１０５のキャリヤ１１９に連結するとともに、
リングギヤ１２１を出力軸１２５に設定したものであ
る。このようにすることにより、入力軸１２３に入力さ
れた回転数（＋回転）はＨＳＴ無段変速装置の変速レバ
ー（図示省略）を操作することにより、０から−ＭＡＸ
回転まで無段変速されて出力軸１２５に出力されること
になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の複
合無段変速装置にあっては、出力回転数が中高速域の場
合は、ＨＳＴ無段変速装置１０３へ分流する動力が少な
く、油圧動力比（全伝達動力に対する油圧伝達動力の
比）が小さいため、動力伝達損失が少くなって装置全体
の効率がよくなる。

【０００７】しかしながら、出力回転数が低速域の場合
にはＨＳＴ無段変速装置１０３へ分流する動力が多くな
り、油圧動力比が大きくなるため、油圧洩れ等の損失が
大きくなり動力伝達効率が大幅に低下する。

【０００８】また、油圧動力比が負のときは、ポンプ１
０９がモータ作用をし、モータ１１３がポンプ作用をす
ることになり、油圧動力の環流が生じて動力損失が大き
くなる等の問題があった。

【０００９】そこでこの発明は、全回転数域にわたって
動力伝達効率を向上することができる複合無段変速装置
の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の複合無段変速装置は、静油圧式無段変速
装置と遊星歯車装置とを組み合わせた複合無段変速装置
であって、前記静油圧式無段変速装置を、該静油圧式無
段変速装置の入力軸に結合され可変斜板の角度制御によ
りオイル流量を制御する可変斜板プランジャーポンプ
と、前記入力軸に結合され前記可変斜板プランジャーポ
ンプのオイル流量制御により差動装置として作用し、前
記入力軸に回転自在に設けられた固定斜板を出力部材と
して静油圧式無段変速装置の出力軸に出力する固定斜板
プランジャーポンプとによって構成し、この複合無段変
速装置の入力軸を前記静油圧式無段高速装置の入力軸に
連結すると共に、前記遊星歯車装置のサンギヤ，キャリ
ヤ，リングギヤの３要素のうちのいづれか１つに連結
し、前記静油圧式無段変速装置の出力軸を前記３要素の
残りの２つのいづれか１つに連結すると共に、残りの１
つをこの複合無段変速装置の出力軸に連結したことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１の複合無段変速装置によれば複合無段
変速装置の入力軸に入力された動力は静油圧式無段変速
装置の入力軸と遊星歯車装置のサンギヤ，キャリヤ，リ
ングギヤの３要素のうちのいづれか１つとに分流されて
両径路を流れ、上記３要素の残りの２つのいづれか１つ
で合流され、残りの１つで出力軸に出力される。

【００１２】この複合無段変速装置が中高速域の出力回
転数を出すときには、静油圧式無段変速装置に分流する
動力はごくわずかなものとなり、動力伝達効率がよくな
る。

【００１３】また、この複合無段変速装置が低速域の出
力回転数を出すときは、静油圧式無段変速装置の動力伝
達比が大きくなるが、この場合には、静油圧式無段変速
装置の機械的な動力伝達径路による動力伝達も大きくな
るため、油圧動力伝達径路による油圧動力比はごくわず
かなものとなり、動力伝達効率がよくなる。

【００１４】従って、この複合無段変速装置によれば、
全回転数域にわたって、高い動力伝達効率を得ることが
できる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１はこの発明の一実施例に係る複合無段
変速装置のスケルトン図である。

【００１７】この複合無段変速装置１は、静油圧式無段
変速装置３と遊星歯車装置５とを組み合わせたものであ
る。

【００１８】静油圧式無段変速装置３は、図２に示すよ
うに入力軸７に結合され可変斜板９の角度制御によりオ
イル流量を制御する可変斜板プランジャーポンプ１１
と、前記入力軸７に結合され前記可変斜板プランジャー
ポンプ１１のオイル流量制御によって差動装置として作
用し、前記入力軸７に回転自在に設けられた固定斜板１
３を出力部材として静油圧式無段変速装置３の出力軸１
５に出力する固定斜板プランジャーポンプ１７とからな
るものである。

【００１９】可変斜板プランジャーポンプ１１は、図示
しないケーシング内に静油圧式無段変速装置３の入力軸
７と一体に設けられたシリンダーブロック１９と、この
シリンダーブロック１９に設けられた複数のシリンダー
２１と、これらシリンダー２１内に液密摺動自在に嵌入
されその球状外端を可変斜板９に摺動可能に保持された
ピストン２３とからなる、可変斜板９はケーシングにト
ラニオン２５を介して傾動可能に支持され、図示しない
操作レバーに連結されている。前記複数のシリンダー２
１は、シリンダーブロック１９に軸芯を中心とする円上
で円周方向に沿って所定の間隔を隔てて形成され、シリ
ンダーブロック１９の外端面（入力側）から軸方向に設
けられている。

【００２０】固定斜板プランジャーポンプ１７は、図示
しないケーシング内に前記入力軸７と一体に設けられた
シリンダーブロック２７と、このシリンダーブロック２
７に設けられた複数のシリンダー２９と、これらシリン
ダー２９内に液密摺動自在に嵌入され、その球状外端を
固定斜板１３に摺動可能に保持されたピストン３１とか
らなる、固定斜板１３は所定角度の斜面１３ａを有し、
入力軸７に回転自在に支持され、この固定斜板１３に静
油圧式無段変速装置３の出力軸１５が結合されている。
前記複数のシリンダー２９は、可変斜板プランジャーポ
ンプ１１のシリンダー２１と同軸上にシリンダーブロッ
ク２７の外端面（出力側）から軸方向に設けられてい
る。

【００２１】可変斜板プランジャーポンプ１１のシリン
ダー２１の内端側と固定斜板プランジャーポンプ１７の
シリンダー２９の内端側とは、オイル通路２１ａ，２９
ａを介して連通されている。

【００２２】こうして静油圧式無段変速装置３が構成さ
れており、この静油圧式無段変速装置３は、入力軸７に
一体に設けられたシリンダーブロック１９，２７と可変
斜板９及び固定斜板１３とにより機械的な動力伝達径路
３３が形成され、シリンダー２１，２９とピストン２
３，３１とにより油圧動力伝達径路３５が形成されてい
る。

【００２３】遊星歯車装置５は、サンギヤ３７，プラネ
タリギヤ３９，キャリヤ４１，リングギヤ４３を駆動３
要素とするものである。

【００２４】この複合無段変速装置１の入力軸４５は、
入力側ギヤ４７，４９を介して静油圧式無段変速装置３
の入力軸７に連結されるとともに、遊星歯車装置５のサ
ンギヤ３７，キャリヤ４１，リングギヤ４３の３要素の
うちのいづれか１つとも連結されている。

【００２５】一方、静油圧式無段変速装置３の出力軸１
５は出力側ギヤ５１，５３を介して上記３要素の残りの
２つのいづれか１つに連結されている。

【００２６】そして、上記３要素の残った１つをこの複
合無段変速装置１の出力軸５５に連結している。

【００２７】図１に示す例は、入力軸４５を入力側ギヤ
４７，４９を介して静油圧式無段変速装置３の入力軸７
に連結するとともに、遊星歯車装置５のサンギヤ３７に
も連結している。

【００２８】一方、静油圧式無段変速装置３の出力軸１
５は出力側ギヤ５１，５３を介して遊星歯車装置５のキ
ャリヤ４１に連結し、リングギヤ４３を出力軸５５に連
結している。

【００２９】つぎに、上記一実施例の作用について説明
する。

【００３０】この複合無段変速装置１の入力軸４５に入
力された動力は、入力側ギヤ４７，４９により分流され
て、静油圧式無段変速装置３と遊星歯車装置５のサンギ
ヤ３７の両径路を流れ、キャリヤ４１で合流されてリン
グギヤ４３に連結した出力軸５５から出力される。

【００３１】静油圧式無段変速装置３の入力軸７に入力
された回転は、可変斜板プランジャーポンプ１１の操作
レバー（図示省略）を操作して可変斜板９の角度を制御
することにより、０から入力軸７への入力回転の間で無
段変速されて出力軸１５に出力される。

【００３２】出力軸１５に出力された出力回転は、出力
側ギヤ５１，５３を介してサンギヤ３７の入力回転とキ
ャリヤ４１で合流され、リングギヤ４３から複合無段変
速装置１の出力軸５５に出力される。

【００３３】このときの複合無段変速装置１の変速比
（出力軸５５の出力回転数／入力軸４５の入力回転数）
αは、静油圧式無段変速装置３の変速比（出力軸１５の
出力回転数／入力軸の入力回転数）をβ、遊星歯車装置
５の各ギヤ比による定数をａとすると、 α＝ａ（１−β）………（１） によって与えられる。

【００３４】例えば、可変斜板９の角度を図２のＡ位置
すなわち、固定斜板プランジャーポンプ１７の固定斜板
１３の斜面１３ａの角度と同じにすると可変斜板プラン
ジャーポンプ１１のピストン２３と固定斜板プランジャ
ーポンプ１７のピストン３１が同一ストロークをするの
で、オイル流量が１００％となり固定斜板プランジャー
ポンプ１７の固定斜板１３は回転せず静油圧式無段変速
装置３の変速比βは０となる。

【００３５】このときの複合無段変速装置１の変速比例
αは、式（１）よりα＝ａとなる。

【００３６】つぎに、可変斜板９の角度を図２のＢ位
置、すなわち、直角にすると、可変斜板プランジャーポ
ンプ１１のピストン２３は入力軸７が回転してもストロ
ークしないので、オイル流量は０となり固定斜板プラン
ジャーポンプ１７の固定斜板１３は入力軸７と同期回転
し、静油圧式無段変速装置３の変速比βは１となる。

【００３７】このときの複合無段変速装置１の変速比α
は、式（１）より、α＝０となる。

【００３８】また、可変斜板９の角度を図２のＣ位置、
すなわち、図２のＡ位置とＢ位置の中間位置の角度にす
ると、差動原理でオイル流量が１／２となり、固定斜板
プランジャーポンプ１７の固定斜板１３の回転が入力軸
７の入力回転数の１／２となる。従って、静油圧式無段
変速装置３の変速比βは１／２となる。

【００３９】このときの複合無段変速装置１の変速比α
は、式（１）より、α＝（１／２）ａとなる。

【００４０】上記のような静油圧式無段変速装置３の作
用において、固定斜板プランジャーポンプ１７の固定斜
板１３の負荷により発生した油圧は、可変斜板プランジ
ャーポンプ１１でモータとして作用し入力軸７にトルク
として発生する。

【００４１】図３，４，５は、この複合無段変速装置１
内の動力の流れを模型的に示す説明図で、油圧系と機械
系で分担する動力の大きさを示している。

【００４２】図３は可変斜板９を図２のＡ位置にした場
合を示している。この場合は、静油圧式無段変速装置３
へ分流する動力が少なく、ほとんどの動力が遊星歯車装
置５へ流れるため、油圧洩れや発熱による動力損失が防
止され装置全体の動力伝達効率が向上する。

【００４３】図４は可変斜板９を図２のＢ位置にした場
合を示している。この場合には、ほとんどの動力が遊星
歯車装置５と静油圧式無段変速装置３の機械的な動力伝
達径路３３を流れ油圧動力伝達径路３５へ流れる動力が
少ないため、油圧洩れや発熱による動力損失が防止さ
れ、装置全体の動力伝達効率が向上する。

【００４４】図５は可変斜板９を図２のＣ位置にした場
合を示している。この場合は、ほとんどの動力が遊星歯
車装置５へ流れ、静油圧式無段変速装置３を流れる動力
は機械的な動力伝達径路３３と油圧動力伝達径路３５と
に分流されるため、油圧動力伝達径路３５を流れる動力
は少くなり、油圧洩れや発熱による動力損失が防止さ
れ、装置全体の動力伝達効率が向上する。

【００４５】なお、この複合無段変速装置１において
も、低速域で環流が生じる場合があるが、この複合無段
変速装置１では、静油圧式無段変速装置３の油圧動力伝
達径路３５による動力伝達はわずかであり、機械的な動
力伝達径路３３によって伝達されるので動力伝達効率の
低下を防止することができる。

【００４６】上記のように、この複合無段変速装置１が
中高速域の出力回転数を出力するときには、ほとんどの
動力が遊星歯車装置５に流れ、静油圧式無段変速装置３
に分流する動力はごくわずかなものとなり、装置全体の
動力伝達効率が向上する。

【００４７】また、この複合無段変速装置１が低速域の
出力回転数を出力するときは、静油圧式無段変速装置３
の動力伝達比が大きくなるが、この場合には、静油圧式
無段変速装置３の機械的な動力伝達径路３３による動力
伝達も大きくなるため、油圧動力伝達径路３５による油
圧動力比はごくわずかなものとなり、装置全体の動力伝
達効率が向上する。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の複合無段変速装置によれば、中高速域の出力回転数
を出力するときには、ほとんどの動力が遊星歯車装置に
流れ、静油圧式無段高速装置に分流する動力はごくわず
かなものとなり、装置全体の動力伝達効率が向上する。

【００４９】また、低速域の出力回転数を出力するとき
は、静油圧式無段変速装置の動力伝達比が大きくなる
が、この場合には、静油圧式無段変速装置の機械的な動
力伝達径路による動力伝達も大きくなるため、油圧動力
径路による油圧動力比はごくわずかなものとなり、装置
全体の動力伝達効率が向上する。

【００５０】従って、この複合無段変速装置によれば、
全回転数域にわたって、高い動力伝達効率を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る複合無段変速装置の
スケルトン図である。

【図２】静油圧式無段変速装置の要部の構造を示す断面
図である。

【図３】図１の複合無段変速装置の動力の流れを模型的
に示す説明図である。

【図４】図１の複合無段変速装置の動力の流れを模型的
に示す説明図である。

【図５】図１の複合無段変速装置の動力の流れを模型的
に示す説明図である。

【図６】従来例に係る複合無段変速装置のスケルトン図
である。

【符号の説明】

１ 複合無段変速装置 ３ 静油圧式無段変速装置 ５ 遊星歯車装置 ７ 静油圧式無段変速装置の入力軸 ９ 可変斜板 １１ 可変斜板プランジャーポンプ １３ 固定斜板 １５ 静油圧式無段変速装置の出力軸 １７ 固定斜板プランジャーポンプ ３７ サンギヤ ４１ キャリヤ ４３ リングギヤ ４５ 複合無段変速装置の入力軸 ５５ 複合無段変速装置の出力軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静油圧式無段変速装置と遊星歯車装置と
   を組み合わせた複合無段変速装置であって、前記静油圧
   式無段変速装置を、該静油圧式無段変速装置の入力軸に
   結合され可変斜板の角度制御によりオイル流量を制御す
   る可変斜板プランジャーポンプと、前記入力軸に結合さ
   れ前記可変斜板プランジャーポンプのオイル流量制御に
   より差動装置として作用し、前記入力軸に回転可能に設
   けられた固定斜板を出力部材として静油圧式無段変速装
   置の出力軸に出力する固定斜板プランジャーポンプとに
   よって構成し、この複合無段変速装置の入力軸を前記静
   油圧式無段変速装置の入力軸に連結すると共に、前記遊
   星歯車装置のサンギヤ，キャリヤ，リングギヤの３要素
   のうちのいづれか１つに連結し、前記静油圧式無段変速
   装置の出力軸を前記３要素の残りの２つのいづれか１つ
   に連結すると共に、残りの１つをこの複合無段変速装置
   の出力軸に連結したことを特徴とする複合無段変速装
   置。