JPH09511320A

JPH09511320A - 連続可変水圧トランスミッションの改良型伝達比コントローラ

Info

Publication number: JPH09511320A
Application number: JP8523502A
Authority: JP
Inventors: フィルソン、ローレンス・レイ
Original assignee: ロッキード・マーチン・コーポレーション
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-11-11
Anticipated expiration: 2015-10-31
Also published as: KR970702446A; DE69506530D1; CN1145662A; EP0753113B1; US5535589A; JP3566729B2; TW311974B; CA2185993A1; AU4016795A; ATE174412T1; MXPA96004415A; DE69506530T2; BR9507207A; WO1996023993A1; EP0753113A1; KR100398845B1; PL316635A1

Abstract

(57)【要約】連続可変水圧トランスミッションは、水圧ポンプユニット（１８）に連結されて該ユニットを駆動する入力シャフト（１４）と、固定された水圧モータユニット（２０）と、出力シャフト（１６）とを有する。楔型の制水板（２２）は、出力シャフト（１６）を駆動するため該シャフトに回動自在に設けられ、制水板（２２）に設けたスロットを介してポンプユニット（１８）とモータユニット（２０）との間で交換される加圧流体から生じる出力トルクを受ける。水圧作動の伝達比コントローラは、水圧ポンプユニット（１８）のポンプポートプレート（８８）と水圧モータユニット（２０）のモータポートプレート（１０８）を支持する球面ベアリング（９０、１１０）の軸方向の位置をシフトさせることにより出力シャフト軸（２５）に対する制水板角の角度を調整して伝達比を変える。

Description

【発明の詳細な説明】連続可変水圧トランスミッションの改良型伝達比コントローラ関連出願本出願に開示される発明は、特に、１９９３年７月１３日出願の米国出願第08 /093,192号と、１９９４年１１月２１日出願の米国出願第08/342,472号に開示される連続可変水圧トランスミッションの応用に関する（但し、これに限定されるものではない）。これらの出願の開示は本願において参照され利用される。

技術分野本発明は水圧機械に関し、特に、連続（無限）可変伝達比でもって動力を主駆動装置からロード（被動装置の意、以下、本明細書において同じ）に伝達可能な水圧トランスミッションに関する。

背景技術上記米国出願に開示される水圧機械は、中間楔型制水板に対して対向しかつ軸方向において直線上に位置する水圧ポンプユニットと水圧モータユニットとを含んでなる。そのポンプユニットは主駆動装置によって駆動される入力シャフトに連結され、一方、モータユニットは動くことのない機械ハウジングに取り付けられている。入力シャフトと同軸であり、ロードを駆動するためロードに連結された出力シャフトは制水板に連結されている。ポンプユニットが主駆動装置によって駆動されると、静水圧の流体は制水板に形成した複数のポートを介してポンプユニットとモータユニットとの間を往復ポンプ輸送される。その結果、３つのトルク成分−これらはすべて同じ方向に作用する−は制水板に与えられて、出力シャフトに出力トルクを与えてロードを駆動する。これらのトルク成分のうちの２つは、回転ポンプユニットによって制水板に与えられる１つの機械的成分と、モータユニットによって制水板に与えられる１つの水圧機械成分である。第３の成分は、制水板ポートの周囲上で対向する端面に作用する水圧によって生じる大きさの異なる力から生じる純粋な水圧成分である。なお、制水板は楔型形状を呈するため、上記制水板ポートの対向端面の表面積は異なる。

伝達比を変えるため、制水板の出力シャフトの軸に対する角度を変化させる。

伝達比、即ち、速度比は、１：０の比から１：１の比までの通常のフォワードレンジを含みリバースレンジとオーバドライブレンジの間で連続的に可変である。

主駆動体は、その最も効果的に作動する点において基本的に設定された一定速度でもって作動することができる。伝達比を１：０に設定できることで、クラッチを使用しないことが可能である。リバースレンジが可能なことによりリバースギヤセットの必要性をなくすことができる。従来の可変水圧トランスミッションにおいては、作動液の流量は伝達比の増大に比例して増え、伝達比が最大に設定されたところで最大流量が生じていたが、このような従来のトランスミッションとは異なり、前記米国出願に開示された水圧機械における流量は、伝達比の範囲の中間点において最大となり、その後急に減少して（１：１）の伝達比設定のところで基本的に０となる。従って、液体の流れによるロスは減少し、従来の高い比率の水圧トランスミッションによる泣き声のような耳障りな音をなくすことができる。制水板に多重のトルク成分を与え、出力速度範囲の上半分における液体流量の減少させ、更に最適駆動装置入力を採用することができるので、前記米国出願の水圧機械は、高率で、静かな、連続可変水圧トランスミッションとして車両駆動列に利用できるという特別な利点を備えている。

発明の概要本発明の１目的は、前記米国出願の水圧機械を改良し、サイズや、部品数及び製造コストを経済的にすることにある。

本発明の別の目的は、伝達比、すなわち、制水板の角度の調整を可能にする改良を与えることにある。

これらの目的を達成するため、連続可変水圧トランスミッションとしての本発明の水圧機械は、ハウジングと；該ハウジングに回転可能に設けられ主駆動装置から入力トルクを受け取る入力シャフトと；前記入力シャフトによって駆動され環状に配列した複数のポンプピストン及びポンプシリンダを備える第１キャリアと、第１環状ポートプレートと、前記第１ポートプレートを歳差運動が可能なように前記第１キャリアに支承する第１球面ベアリングとを有する水圧ポンプユニットと；前記ハウジングに固定された第２キャリアであって、環状に配列された複数のモータピストン及びモータシリンダを支持する第２キャリアと、第２ポートプレートと、前記第２ポートプレートを歳差運動が可能なように前記第２キャリアに支承する第２球面ベアリングとを有するモータユニットと；前記ハウジングに回転可能に設けられロードに駆動トルクを与えるため前記ロードに連結された出力シャフトと；前記出力シャフトを囲う環状の制水板であって互いに鋭角をなす入力面と出力面とを備え、入力面は前記第１ポートプレートと面接触し、前記出力面は前記第２ポートプレートと面接触し、さらに、前記第１及び第２ポートプレートに形成されたポートを介して前記ポンプシリンダと前記モータシリンダとの間においてポンプ輸送される流体を通過させるスロットをさらに含む環状制水板と；前記制水板をトルク伝達可能に前記出力シャフトに対して回動回動自在に連結する連結装置と；前記第１及び第２の球面ベアリングに調和した力を与えて前記第１及び第２ポートプレートの歳差運動を生じさせ、前記入力シャフトと出力シャフトとの所望の速度比に従い前記出力シャフトの軸に対する前記制水板の角度を調整して設定する伝達比コントローラとを含んでなる。

本発明の別の特徴、利点及び目的は以下に述べる説明に記されかつこの説明から部分的に明白であり、あるいは、発明の実施により学ぶことができる。本発明の目的及び利点は、以下の記載説明、請求の範囲及び添付図面により説明される装置によって理解される。

これまで述べた一般的な説明及び以下の詳細な説明は例示的かつ説明的なものであり、請求の範囲に記載される発明の説明を与えるためのものであることが理解される。

添付の図面は、発明の理解を容易にするものであり、明細書に組み入れられてその一部を構成するものであり、本発明の好ましい実施例を図示するものであり、説明と合わせて本発明の原理の説明を容易にするものである。

図面の簡単な説明図（１枚のみ）は、本発明の実施例の連続可変水圧トランスミッションの断面図。

好ましい実施例の詳細な説明本発明の好ましい実施例の連続可変水圧トランスミッション１０は、基本構成要素として、ハウジング１２と、このハウジング内に回転自在に設けられ同心円上に位置し端と端がほぼ突き合わされた状態にされた入力シャフト１４及び出力シャフト１６とを有する。入力シャフト１４のハウジングの外部に存する部分の端部には、主駆動装置（図示省略）に対する連動連結を容易にするために、番号１４ａで示すように、スプラインが設けられており、一方、出力シャフト１６のハウジングの外部に存する部分の端部は、ロード（図示省略）に対する連動連結を容易にするために、番号１６ａで示すように、スプラインが設けられている。

入力シャフト１４は水圧ポンプユニット１８を駆動する。水圧モータユニット２０は、ポンプユニット１８に軸方向に対向するようにハウジング１２に取り付けられている。楔型制水板２２はポンプユニットとモータユニットとの間に配設されて出力シャフト１６を駆動するため該出力シャフトに連結され、また、ポンプユニットとモータユニット間において流体を給排出するためポートを備える。コントローラ２６は、出力シャフト軸２５に対して制水板を回動させその角度を調整することにより出力シャフトの速度に対する入力シャフトの速度である伝達比を設定するように働く。

ここで、図をさらに詳細に参照して説明する。円筒形のハウジング１２は、環状に配列された複数のボルト（図ではその１つが番号３１で示されている）で固定されたカバー３０を有し、このカバーはハウジングの入力側開口端部を塞いでいる。入力シャフト１４はカバー３０の中央開口３２を介してハウジング１２内に延伸する。カバーの中央開口３２に嵌合された複数のベアリング３５は入力シャフト１４を回転自在に支承する。カバー開口３２にはシール３６が設けられており、このシールは入力シャフトの周面をシールしてそこから流体が漏出することを防止する。

入力シャフト１４の内端は、半径方向にスカート状に広がり、ベルの口の形状の内端３８を与えている。このシャフト内端３８のすぐ左側において、入力シャフト１４はスプールギヤ４０を担持する。このスプールギヤ４０はギア４１と係合し、ギア４１は、ハウジング１２に固定された底部パン４６によって与えられる水ため４４から補充流体を引き込む掃水ポンプ４２を駆動するためにそのポンプ４２に連結されている。入力シャフト１４の内側端部には、出力シャフト１６の細径内側端部を受けるため円筒状切欠き４７とした座ぐりを形成している。該切欠き４７に嵌合したベアリング４８は出力シャフトの内側端部を回転自在に支承する。

内側エンドピース５０と、外側エンドピース５１との間において出力シャフト１６には、環状ポンプユニットキャリア５２、制水板カップリングアーム５４、環状モータピストンキャリア５６、環状マニホルドブロック５８のアセンブリが取り付けられている。このアセンブリは、エンドピース５１の裏側に当てがわれ出力シャフト溝に取り付けたＣ型クリップ５７によって一緒に保持される。モータピストンキャリアとマニホルドブロックは複数のボルト５９によってハウジング１２に取り付けられている。これらのボルト５９はまた出力エンドカバー６０をハウジング１２に固定する。出力エンドカバー６０の中央開口に嵌合されたリングベアリング６２は出力シャフトを出力端において回転自在に支持する。出力シャフト１６とポンプユニットキャリア５２との間、及び出力シャフトとモータユニットキャリア５６との間に位置するベアリング６４は、出力シャフトがこれらのキャリア５２、５６に対して回転するとき、これらのキャリアを回転自在に支持する。半径方向に延伸する制水板カップリングアーム５４は、キー６５により出力シャフトに係合され、かつ、制水板２２を出力シャフト１６に対して回動自在に連動連結するためにピン６７を受ける横方向の孔を有する。ピン６７の軸は出力シャフト軸２５に対して直角をなす。

入力シャフト端部３８とポンプユニットキャリア５２にはギヤ歯７４が形成され、これらの歯７４が噛合するので、ポンプユニットキャリア５２は入力シャフト１４に連動連結されている。ポンプユニットキャリアは、水圧ポンプユニット１８に含まれる複数のピストンとシリンダの組を支持する。これらのピストンとシリンダの組、例えば、１０組であり、そのうちの２つを７６で示す、は上記米国出願第08/093,192号に開示されるように出力シャフト軸２５と同軸上に環状に均等間隔で配列されている。図に示すように、各ポンプピストン・シリンダの組７６はピストン７８を含み、このピストン７８にポンプユニットキャリア５２に固定され軸方向に延伸する円筒ポスト７９が入れ子となるように取り付けられる。各ピストン７８の左端は半径方向にスカート状に広がるピストンヘッド８０を形成し、このピストンヘッドは、ポンプユニットキャリア５２に設けられた別のシリンダ８２内を往復動する。各ピストン７８の右端は肩が形成され、この肩にクリップ８５によって軸方向にピストンに固定された環状球面ブッシング８４を受け、このブッシングの半径方向の限られた運動を許容している。ブッシング８４の球面状の外表面は環状のポートプレート８８の球面状の内表面８６を支持する。ポートプレート８８の中央開口９１に環状の球状ベアリング９０が固定されている。この球面ベアリングは、それの面と同じ球状面であって、ポンプユニットキャリア５２の中央開口に穿設された円筒切欠きに摺動自在に受けられる環状ベアリング支持ブロック９４の球状面９２によって支承されている。ポートプレート８８が球面ベアリングによって支承されているので、このポートプレートの回転軸の歳差運動が可能となる。

水圧モータユニット２０は、基本的に、水圧ポンプユニット１８と同じ構造である。しかしながら、上記したように、ポンプユニットキャリア５２に相当する環状モータユニットキャリア５６はボルト５９によってハウジング１２に取り付けられている。ポンプピストン７８に相当する複数のモータピストン１００の各々は、シリンダ１０４内を往復動するピストンヘッド１０２と、環状モータユニットポートプレート１０８の球面状のベアリング面に係合する球面ブッシングを支持するピストンフット（ピストン脚部）を有する。環状球面ベアリング１１０はモータユニットポートプレート１０８の中央開口に固定され、モータユニットキャリア５６の中央開口に穿設された円筒切欠き１１４に摺動自在に受けられる環状ベアリングブロック１１２の球面状の面１１１に係合する。モータユニット２０はハウジング１２に固定されているので、モータユニットキャリアとモータユニットポートプレート１０８は回転しないが、モータユニットポートプレート１０８が球面ベアリングで支承されているので、このモータユニットポートプレートの歳差運動を可能にする。

制水板２２は、ポンプユニット１８とモータユニット２０との間の運転位置においてカップリングアーム５４によって出力シャフト１６を駆動するため該シャフトに連結されており、その入力面をポンプユニットポートプレート８８の面に摺動自在に接触させ、一方、出力面をモータユニットポートプレート１０８の面に摺動自在に接触させている。制水板２２の入力面と出力面は鋭角を成すように互いに傾いており、これにより、制水板の楔型形状を与えている。複数のポート（図示省略）は制水板の入力面と出力面との間に延伸し、円筒形ポンプ・モータピストン取付ポストの半径方向の孔１４２、ポンプユニットポートプレート８８の孔１２０及びモータユニットポートプレート１０８の孔１２２を介して、ポンプユニットシリンダ８２とモータユニットシリンダ１０４との間の連通を与える。これについては上記米国出願08/093,192に詳しく説明されている。

上記米国出願08/093,192に詳しく説明されるように、伝達比（入力シャフト速度に対する出力シャフト速度）は、出力シャフト軸２５に対する制水板２２の角度を調整することによって変えられる。制水板２２の入力面が出力シャフト軸２５に直角なとき、モータユニットポートプレート１０８の軸は出力シャフト軸と一致する。その結果ポンプユニットキャリアの駆動される回転はポンプピストン７８の往復動を生じさせず、従って、ポンピユニット１８による水圧流体のポンピング動作は生じない。これはトランスミッション１０のニュートラル設定（１：０）である。１：０のニュートラル設定を超えて制水板を反時計回りに更に回転させることにより、連続可変伝達比の限定されたリバースレンジを与えることができ、出力シャフト１６は入力シャフト回転と反対方向に駆動される。

制水板がピン６７の回りをニュートラル設定から時計回りに回転されると、回転するポンプユニットポートプレートの軸は出力シャフト軸に対してある角度で歳差する。これによるポンプユニットポートプレートの歳差運動は、該ポートプレートに回転自在に連結されたポンプピストン７６をポンプシリンダ８２内で往復動させ水圧流体をポンプ輸送する。ポンプピストンストロークはポンプユニットポートプレート８８の歳差角度位置によって決定される。制水板をさらに時計回りに回転させると、上記ポートプレート８８の歳差角が大きくなり、従って、ポンプユニットのポンプ動作は増大される。伝達比はこのように増大する。制水板２２の出力面が出力シャフト軸２５に直角なとき、モータユニットポートプレート１０８の軸は出力シャフト軸に一致して歳差する。その結果、モータユニットピストン１００の水圧流体ポンプ動作は生じない。ポンプユニット１８と制水板２２は次に基本的に水圧ロックされ、ポンプユニットポートプレート８８と制水板２２との間の相対的な回転運動は生じない。これは、トランスミッション１０の１：１比の設定である。制水板をさらに時計方向に回転させることにより、連続可変伝達比の限定されたオーバドライブレンジを与え、このレンジにおいては出力シャフトは入力シャフトと同じ方向に、しかも非常に早い速度で、駆動される。

本発明の特徴の１つとして、出力シャフト軸２５に対する制水板角度による伝達比の変更は、球面ベアリング９０、１１０を介してポンプユニットポートプレート８８とモータユニットポートプレート１０８をそれぞれ支持するサーポートブロック９４、１１２の軸方向の位置をずらすことによって生じた調和した力をポンプユニットポートプレート８８とモータユニットポートプレート１０８に与えることによってに達成される。この目的のため、ポンプユニットキャリア５２とベアリングサポートブロック９４は、軸方向において対向する肩を備え、この肩は、ポンプユニットキャリアとベアリングサポートブロックの半径方向に対向するスカート部とともに、環状チャンバ１３０を形成する。同様に、モータユニットキャリア５６とベアリングサポートブロック１１２に形成された軸方向に対向する肩及び半径方向に対抗するスカート部は環状チャンバ１３２を形成する。

図示の制水板角の場合、チャンバ１３０の容積は軸方向に膨張した状態にあり、チャンバ１３２の容積は軸方向に収縮した状態にあることがわかる。その結果、球面ベアリング９０、１１０はともに、これらの球面ベアリングによって支持されるポンプユニットポートプレート８８とモータユニットポートプレート１０８と同様に、軸方向の右側位置にシフトされる。ポンプユニットポートプレート８８とモータユニットポートプレート１０８が軸方向の左側にシフトされると、制水板２２はピボットピン６７の回りを反時計回りに回転するように付勢される。このことは、チャンバ１３２の容積を軸方向に膨張させ、チャンバ１３の容積を軸方向に収縮させることによって達成される。

チャンバ１３０内の流体圧を確立するために、環状の入力ポートプレート１３４は、出力シャフト１６の内側エンドピース５０の半径方向延伸面１３５に対して固定される。従って、出力シャフトと入力ポートプレート１３４は一緒に回転する。上記米国出願08/342,472に詳しく説明されるように、入力ポートプレート１３４は、円周方向に細長く直径上で対抗する関係にある腎臓形のポート１３８、１４０を備える。ポスト７９を支持する円筒ポンプピストンの半径方向の孔１４２は、ポンプシリンダ８２と、ポートプレート１３４のポート１３８、１４０とを流体連通する。従って、ポンプシリンダからの水圧流体は流れて入力ポートプレート１３４のポート１３８、１４０を満たす。従って、これらのポート１３８、１４０内の水圧流体は、ポンプユニット１８が入力シャフト１４によって駆動されると、ポンプシリンダ８２内の流体圧に従い加圧される。ポンプピストン７８とポンプシリンダ８２が楔型の制水板２２の最も薄い点からその直径上の対抗する最も厚い点まで回転したとき、協働するポンプシリンダの容積は漸次減少し、従って、これらのポンプシリンダ内の流体は加圧される。これは水圧ポンプユニット１８の高圧側、即ち、ポンピング側である。

ポンプピストンとポンプシリンダが制水板の最も厚い点から最も薄い点まで回転すると、協働するポンプシリンダ８２の容積は漸次膨張する。これは水圧ポンプユニット１８の低圧側即ち吸引側である。ポート１３８、１４０は、ポンプシリンダ８２内の流体と連通するため、これらのポートの内の１つのポート内の流体は、ポンピング側に含まれるポンプシリンダ内の流体の平均流体圧力に相当する高い圧力まで加圧され、これらのポートの他のポート内の流体は、水圧ポンプユニット１８の吸引側（低圧側）に含まれるポンプシリンダ内の流体の平均流体圧となる。

上記米国出願第08/342,472号に詳しく説明されるように、流路１５０、１５２は出力シャフト１６の環状エンドピース５０に穿設されている。流路１５０は入力ポートプレートポート１３８からシャトルバルブ１５４まで延伸し、流路１５２はポート１４０からバルブ１５４まで延伸する。エンドピース５０の軸方向の流路１５６と、この流路と一直線上にあり入力ポートプレート１３４を通る孔１５７は、入力ポートプレート１３４の環状キャビティ１５８とシャトルバルブ１５４とを連通させる。ポンプユニットキャリア５２の軸方向流路１６０は環状キャビティ１５８をチャンバ１３０と連続的に流体連通させる。

運転時に、シャトルバルブ１５４は、水圧ポンプユニットの低圧側のみを、低圧ポート１３８、流路１５０、孔１５６、１５７及び流路１６０を介して、チャンバ１３０と連続的に流体連通させる。このように、環状キャビティ１５８は、ポートプレート孔１５７とポンプユニットキャリア流路１６０とを、これらの相対的な角位置にかかわらず、連続的に流体連通させることに留意されたい。

ここで、トランスミッション１０の出力端に付いて考えると、先に述べたとおり、環状マニホルドブロック５８は出力シャフト１６をモータユニットキャリア５６と出力シャフトのエンドピース５１との間の軸方向位置において出力シャフト１６を囲む。エンドピース５１の半径方向面は切り欠かれており、この切欠きに環状の出力ポートプレート１７２を固定して受ける。従って、出力ポートプレート１７２は出力シャフト１７２とともに回転し、一方、先に述べたように、マニホルドブロック５８はボルト５９によってハウジング１２に固定され静止している。

マニホルドブロック５８と、出力ポートプレート１７２は、好ましくは、米国出願08/342,472に開示される構造とし、水圧モータユニット２０の高圧側のモータシリンダ１０４から比コントロールバルブ１７８の右側ポート１７６まで到達する水圧回路に含まれる流体ライン１７４に共通して示される流路及びポートをそれぞれ与える。マニホルドブロック５８の別の流路は、チャンバ１３２及びモータユニットキャリア５６の環状流路１８６からコントロールバルブ１７８の中央ポート１８８まで達する流体回路１８４に含まれる。

運転において、所望の伝達比（制水板角）を保持するため、コントロールバルブ１７８は閉じた中央位置にある。チャンバ１３２は次に密閉され、２つのチャンバ１３０、１３２内の流体圧は等しくなり、サポートブロック９４、１１２の軸方向位置と、球面ベアリング９０、１１０の歳差位置を固定する。従って、制水板は、伝達比を設定するように維持される。球面ベアリングサーポとブロックに生じる軸方向の水圧力は反対方向であり、ポンプユニットポートプレート８８とモータユニットポートプレート１０８の面をほぼ制水板２２の入力面と出力面とに押し付けることに留意されたい。

伝達比を減少（制水板２２を反時計方向に回転）させたいとき、コントロールバルブ１７８を左側にシフトさせ、水圧回路の経路１７４、１８４を介してチャンバ１３２をモータユニット２０の高圧側と流体連通指させる。チャンバ１３２の流体圧は迅速にチャンバ１３０の流耐圧を超え、チャンバ１３２の容積は膨張し、チャンバ１３０の容積は収縮する。球面ベアリング９０、１１０は故にそれぞれのサポートブロック９２、１１４によって左側へシフトされて制水板２２を反時計回りに回転させる。所望の制水板角（低い伝達比）を達成したいとき、コントロールバルブ１７８は再び閉鎖中央位置へ位置され、チャンバ１３０と１３２内の流体圧のバランスが再度確立され、シフトされた球面ベアリングの軸方向位置保持して制水板角度を低伝達比に設定する。

伝達比を大きく（制水板を時計方向に回転）させたいとき、コントロールバルブ１７８は右側へシフトされ、チャンバ１３２を流体ライン１９２を介して水ため４４の大気圧にさらす。その結果、チャンバ１３０の流体圧はチャンバ１３２の流体圧を超える。チャンバ１３０の容積は膨張し、チャンバ１３２の容積は縮小し、球面ベアリングは軸方向右側へシフトされ制水板２２を時計方向へ回転させる。再び、所望の高い伝達比を達成されるとき、コントロールバルブは閉鎖された中央位置に再度置かれ、チャンバ１３０、１３２内の流体圧バランスを再度達成させ制水板角を高伝達比に保持する。

上記説明から明らかなように、本発明は、上記米国出願に開示されるタイプの無限可変水圧トランスミッションであって、コンパクトなサイズであり、部品数の少なく、かつ、製造コストを削減できるといった利点を有する水圧トランスミッションを提供することができる。伝達比コントローラの設計に球面ベアリングを用いることは制水板角を変えるための極めて有効かつ効果的なアプローチを与える。

本発明の趣旨から逸脱することなく本発明の装置に種々の変更や変形が可能であることは当業者にとって明白である。従って、本発明は、そういった変更変形が添付の請求の範囲及びその同等物と解されるものの範囲にある限り、それらを含む。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続可変水圧トランスミッションであって、ハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に設けられ主駆動装置からトルクを受ける入力シャフトと、前記入力シャフトによって駆動され環状に配列した複数のポンプピストン及びポンプシリンダを備える第１キャリアと、第１環状ポートプレートと、前記環状第１ポートプレートを歳差運動が可能なように前記第１キャリアに支承させる第１球面ベアリングとを有するポンプユニットと、前記ハウジングに固定された第２キャリアであって環状に配列された複数のモータピストン及びモータシリンダを支持する第２キャリアと、第２ポートプレートと、前記第２ポートプレートを歳差運動が可能なように前記第２キャリアに支承させる第２球面ベアリングとを有するモータユニットと、前記ハウジングに回転可能に設けられロードに駆動トルクを与えるため前記ロードに連結された出力シャフトと、前記出力シャフトを囲う環状の制水板であって互いに鋭角をなす入力面と出力面とを備え、入力面は前記第１ポートプレートに直面し、前記出力面は前記第２ポートプレートに直面し、さらに、前記第１及び第２ポートプレートに形成されたポートを介して前記ポンプシリンダと前記モータシリンダとの間においてポンプ輸送される流体を通過させるスロットをさらに含む環状制水板と、前記制水板をトルク伝達可能に前記出力シャフトに対して回動回動自在に連結する連結装置と、前記第１及び第２の球面ベアリングに選択的に調和した力を与えて前記第１及び第２ポートプレートに歳差運動を生じさせ、前記入力シャフトと出力シャフトとの所望の速度比に従い前記出力シャフトの軸に対する前記制水板の角度を調整し設定する伝達比コントローラとを、含んでなるトランスミッション。
【請求項２】請求項１のトランスミッションであって、前記伝達比コントローラは、前記出力シャフトに対する前記第１及び第２球面ベアリングの軸方向位置を調節して前記第１及び第２ポートプレートの歳差する位置を確立する力を与える流体回路を含んでなるトランスミッション。
【請求項３】請求項１のトランスミッションであって、前記連結装置は半径方向に延伸するアームを有し、該アームの内端は前記出力シャフトに固定され、自由端は前記制水板に回動自在に連結されたトランスミッション。
【請求項４】請求項３のトランスミッションであって、前記連結装置は、前記出力シャフト軸に対して直角方向に延伸するピンであって前記アーム自由端を回動自在に前記制水板に連結するピンをさらに含んでなるトランスミッション。
【請求項５】請求項２のトランスミッションであって、前記第１球面ベアリングは前記第１ポートプレートに固定され、前記第２球面ベアリングは前記第２ポートプレートに固定され、前記トランスミッションは、さらに、前記第１キャリアを軸方向に摺動自在に支持し、かつ、前記第１球面ベアリングと係合する環状ベアリング面を有する第１サポートブロックと、前記第２キャリアを軸方向に摺動自在に支持し、かつ、前記第２球面ベアリングと係合する環状ベアリング面を有する第２サポートブロックと、有してなり、前記伝達比コントローラは、前記第１及び第２サポートブロックの調和した軸方向運動を生じさせ、前記出力シャフト軸に対する前記制水板角度を設定するために前記第１及び第２ポートプレートの歳差位置を調整し確立するように作動するトランスミッション。
【請求項６】請求項５のトランスミッションであって、前記第１キャリアと、前記第１サポートブロックは第１チャンバを形成し、前記第２キャリアと、前記第２サポートブロックは第２チャンバを形成し、前記伝達比コントローラは前記第１及び第２チャンバ内に流体差圧を生じさせて前記第１及び第２サポートブロックの調和した軸方向運動を生じさせるトランスミッション。
【請求項７】請求項６のトランスミッションであって、前記伝達比コントローラは、前記第１チャンバ内の流体の圧力を制御流体圧に維持するため前記第１チャンバを連続的に前記ポンプユニットの低圧側へ接続する第１流体回路と、前記モータユニットの高圧側と連通する第２流体回路と、前記第２チャンバに接続された第３流体回路と、コントロールバルブであって、選択的に、前記第３流体回路を閉じ、前記第１チャンバ内の制御流体圧のバランスをとるように前記第２チャンバ内に流体圧を生じさせて、前記第１及び第２サポートブロックの軸方向位置を維持し、前記第３流体回路を前記第２流体回路に接続し、前記第１チャンバ内の制御流体圧よりも高い流体圧を前記第２チャンバ内に生じさせて前記第２チャンバの容積を膨張させかつ前記第１チャンバの容積を収縮させて、前記第１及び第２サポートブロックをともに第１軸方向にシフトさせ、前記第３流体回路を前記制御流体圧よりも低い圧力にさらし、前記第１チャンバ内流体制御圧よりも低い流体圧を前記第２チャンバ内に発生させて前記第２チャンバの容積を収縮させかつ前記第１チャンバの容積を膨張させ、前記第１及び第２サポートブロックの軸方向位置をともに前記第１軸方向位置と反対方向の第２軸方向位置にシフトさせるコントロールバルブとを、含んでなるトランスミッション。
【請求項８】請求項５のトランスミッションであって、前記ポンプユニットのピストンは前記第１ポートプレートに対して回転自在に連結され、前記モータユニットのピストンは前記第２ポートプレートに対して回転自在に連結されたトランスミッション。
【請求項９】請求項８のトランスミッションであって、前記ポンプユニットは、前記第１ポートプレート歳差位置によって決定されるストロークでもって前記ポンプユニットピストンを入れ子式に軸方向に往復動させるように受け入れる第１円筒ポストをさらに含み、前記モータユニットは、前記第２ポートプレート歳差位置によって決定されるストロークでもって前記モータユニットピストンを入れ子式に軸方向に往復動させるように受け入れる第２円筒ポストをさらに含んでなるトランスミッション。
【請求項１０】請求項９のトランスミッションであって、前記第１円筒ポストは、前記ポンプユニットシリンダを前記第１ポートプレートのポートに流体連結する半径方向開口を有し、前記第２円筒ポストは、前記モータユニットシリンダを前記第２ポートプレートのポートに流体連結する半径方向開口を有してなるトランスミッション。
【請求項１１】連続可変水圧トランスミッションであって、ハウジングと、前記ハウジング内に回転自在に設けられ主駆動装置からトルクを受ける入力シャフトと、前記入力シャフトによって駆動され環状に配列した複数のポンプピストン及びポンプシリンダを備える第１キャリアと、軸方向位置が調節可能でありかつ球状ベアリング面を備える第１環状サポートブロックと、第１ポートプレートと、前記第１ポートプレートに固定され前記第１環状サポートブロック球状ベアリング面と係合する環状球面ベアリングとを有するポンプユニットと、前記ハウジングに固定された第２キャリアであって環状に配列された複数のモータピストン及びモータシリンダを支持する第２キャリアと、軸方向位置が調節可能でありかつ球状ベアリング面を備える第２環状サポートブロックと、第２ポートプレートと、前記第２ポートプレートに固定され前記第２環状サポートブロック球状ベアリング面と係合する環状球面ベアリングとを有するモータユニットと、前記ハウジングに回転可能に設けられロードに駆動トルクを与えるため前記ロードに連結された出力シャフトと、前記出力シャフトを囲う環状の制水板であって互いに鋭角をなす入力面と出力面とを備え、入力面は前記第１ポートプレートと面接触し、前記出力面は前記第２ポートプレートと面接触し、さらに、前記第１及び第２ポートプレートに形成されたポートを介して前記ポンプシリンダと前記モータシリンダとの間においてポンプ輸送される流体を通過させるスロットをさらに含む環状制水板と、前記制水板をトルク伝達可能に前記出力シャフトに対して回動回動自在に連結する連結装置と、前記第１及び第２の球面ベアリングに選択的に調和した力を与えて前記第１及び第２サポートブロックの軸方向位置をシフトさせ、前記第１及び第２ポートプレートに歳差運動を生じさせ、前記出力シャフト軸に対する制水板の角度を調整する伝達比コントローラとを、含んでなるトランスミッション。
【請求項１２】請求項１１のトランスミッションであって、前記第１キャリアと、前記第１サポートブロックは第１チャンバを形成し、前記第２キャリアと、前記第２サポートブロックは第２チャンバを形成し、前記伝達比コントローラは前記第１及び第２チャンバ内に流体差圧を生じさせて前記第１及び第２サポートブロックの調和した軸方向運動を生じさせるトランスミッション。
【請求項１３】請求項１２のトランスミッションであって、前記伝達比コントローラは、前記第１チャンバ内の流体の圧力を制御流体圧に維持するため前記第１チャンバを連続的に前記ポンプユニットの低圧側へ接続する第１流体回路と、前記モータユニットの高圧側と連通する第２流体回路と、前記第２チャンバに接続された第３流体回路と、コントロールバルブであって、選択的に、前記第３流体回路を閉じ、前記第１チャンバ内の制御流体圧のバランスをとるように前記第２チャンバ内に流体圧を生じさせて、前記第１及び第２サポートブロックの軸方向位置を維持し、前記第３流体回路を前記第２流体回路に接続し、前記第１チャンバ内の制御流体圧よりも高い流体圧を前記第２チャンバ内に生じさせて前記第２チャンバの容積を膨張させかつ前記第１チャンバの容積を収縮させて、前記第１及び第２サポートブロックをともに第１軸方向にシフトさせ、前記第３流体回路を前記制御流体圧よりも低い圧力にさらし、前記第１チャンバ内流体制御圧よりも低い流体圧を前記第２チャンバ内に発生させて前記第２チャンバの容積を収縮させかつ前記第１チャンバの容積を膨張させ、前記第１及び第２サポートブロックの軸方向位置をともに前記第１軸方向位置と反対方向の第２軸方向位置にシフトさせるコントロールバルブとを、含んでなるトランスミッション。
【請求項１４】請求項１３のトランスミッションであって、前記ポンプユニットのピストンは前記第１ポートプレートに対して回転自在に連結され、前記モータユニットのピストンは前記第２ポートプレートに対して回転自在に連結されたトランスミッション。
【請求項１５】請求項１４のトランスミッションであって、前記ポンプユニットは、前記第１ポートプレート歳差位置によって決定されるストロークでもって前記ポンプユニットピストンを入れ子式に軸方向に往復動させるように受け入れる第１円筒ポストをさらに含み、前記モータユニットは、前記第２ポートプレート歳差位置によって決定されるストロークでもって前記モータユニットピストンを入れ子式に軸方向に往復動させるように受け入れる第２円筒ポストをさらに含んでなるトランスミッション。
【請求項１６】請求項１５のトランスミッションであって、前記第１円筒ポストは、前記ポンプユニットシリンダを前記第１ポートプレートのポートに流体連結する半径方向開口を有し、前記第２円筒ポストは、前記モータユニットシリンダを前記第２ポートプレートのポートに流体連結する半径方向開口を有してなる含んでなるトランスミッション。