JPH11500815A - 連続可変液圧トランスミッション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連続可変液圧トランスミッションは、液圧ポンプユニットを駆動するように結合された入力シャフトと、固定された液圧モータユニット、及び出力シャフトを含む。楔形状斜板は、出力シャフトに対して、この斜板における貫通孔を通じたポンプユニットとモータユニットとの間の加圧作動液の交換による出力トルクを受けるように駆動接続されて、旋回自在に取り付けられている。液圧で作動する伝達比制御器は、斜板に旋回自在にリンク結合され、出力シャフト軸に対する斜板角度を選択的に調整することにより、伝達比を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】 連続可変液圧トランスミッション 関連出願 本願に開示される発明は、必ずしも限定する必要はないものの、特に、継続出 願中の１９９３年７月１３日出願の米国出願第08/093,102号、１９９４年１１月 ３日出願の米国出願第08/333,688号、及び１９９４年１１月２１日出願の米国出 願第08/342,472号に開示された連続可変液圧トランスミッションに適用される。 これらの出願に開示されたものは、本願に参照され組み合わせられる。 発明の分野 本発明は液圧機械に関し、更に詳しくは、連続（無段階）可変伝達比で駆動装 置から負荷装置へ力を伝達可能な液圧トランスミッションに関する。 発明の背景 発明者が引用した米国特許出願第08/093,102号に開示された液圧機械は、中間 に位置する楔状斜板に対して軸方向に整列した関係で対向して配置された液圧ポ ンプユニットと液圧モーターユニットとを含んでなる。そのポンプユニットは、 駆動装置により駆動される入力シャフトに連結され、一方、モーターユニットは 動くことのない機械ハウジングに取り付けられている。入力シャフトに同軸をな し、且つ負荷装置（被駆動装置）を駆動するために負荷装置に連結された出力シ ャフトは、トルクが伝達される関係で斜板を旋回させるように連結されている。 ポンプユニットが駆動装置により駆動されると、静圧流体は、斜板のポートを介 して、ポンプとモーターユニットとの間で往復ポンプ輸送される。その結果、全 て同方向に働く三つのトルク成分が斜板に加わり、出力シャフトに出力トルクを 生起して負荷装置を駆動する。これらのトルクのうち二つは、回転ポンプユニッ トにより斜板に加わる機械的成分と、モーターユニットにより斜板に加わる流体 力学的成分である。第三の成分は、純粋な液圧成分であり、これは、斜板ポート の周囲上で対向する端面に作用する液圧によって生じる力差に起因している。尚 、その対向端面は、斜板が楔形状であるために、表面積が異なる。 伝達比を変えるために、斜板の角度付けは、出力シャフトの軸に関して可変で ある。伝達比、即ち速度比は連続的に可変であるから、駆動装置は、その最も効 果的な作動点に基本的に設定された一定速度で駆動できる。伝達比設定を１：０ （ニュートラル）に設定できるので、クラッチの必要性を排することができる。 従来の連続可変液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 大に比例して増加し、伝達比が最大に設定されたところで最大の流量が生じてい たが、このような従来のトランスミッションとは異なり、発明者が引用した米国 特許出願に開示された液圧機械における流量比は、伝達比の範囲の中間点にて最 大に達し、次いで、次第に減少し、最高の伝達比設定のところで実質的に零にな る。従って、流体の流れによる損失は減少し、従来の液圧トランスミッションの 高い伝達比における不快な騒音が回避される。斜板に複数のトルク成分を加え、 出力速度範囲の上半分における流体流量を減少させ、更に最適性能の駆動装置入 力を調整できるので、発明者が引用した出願の液圧機械は、高効率で、静穏な連 続的可変液圧トランスミッションとして車両用駆動列に利用できるという特別な 利点を有する。 発明の概要 本発明の目的は、発明者が引用した米国出願第08/093,192号に開示された液圧 トランスミッションにおける改良を提供し、大きさ、部品数及び製造コストの経 済化を達成することである。 本発明の付加的な目的は、低圧補給作動液が液圧トランスミッションに導入さ れる方式と、作動液圧力が伝達比制御器を利用して伝達比設定及び変更を可能と する方式とに改良を提供することである。 本発明の更なる目的は、連続（無段階）可変方式における液圧トランスミッシ ョンの出力速度に対する入力速度の比を設定及び変更するための制御器の改良を 提供することである。 これらの目的を達成するために、本発明の液圧機械は、その連続可変液圧トラ ンスミッションとしての適用において、ハウジングと；駆動装置からの入力トル クを受けるためにハウジングに支承された入力シャフトと、負荷装置へトルクを 与えるためにハウジングに回転自在に支承された入力シャフトと；入力シャフト に連結された液圧ポンプと；ハウジングに固定された液圧モーターユニットと； ポンプユニットに対向する入力面とモーターユニットに対向する出力面との間で 延在するポートを含む楔形状斜板と；斜板及び出力シャフトにトルクが結合され る関係で枢軸に結合された継手と；ポンプ及びモータユニットの一つを包囲する 関係で出力シャフトに対して同軸に配置された制御シリンダと、制御シリンダに より可動に取り付けられ、且つ斜板に対してリンクをなす制御ピストンとを含み 、制御ピストンの軸移動が、継手の旋回軸について斜板の伝達比変更旋回運動に 変換される伝達伝達比制御器とを備える。 本発明の更なる特徴、利点、目的は、以下の説明に記載されており、一部は説 明から明らかにされるか、または本発明を実施することによっても学ばれるであ ろう。本発明の目的と利点は、以下に記載された説明及び添付の請求項、また同 様に添付の図面に詳細に記載された装置により具体化され、達成される。 これまで述べた一般的な説明及び後述の詳細な説明は共に例示的且つ説明的な ものであり、請求項に記載された発明の更なる解釈が意図されていることが理解 されるであろう。 添付の図面は、本発明の更なる理解を与えるために意図され、明細書の一部に 組み入れられてその一部を構成するものであり、本発明の好適な実施例が示され 、説明と合せて本発明の原理の説明に容易にするものである。 図面の簡単な説明 図１は本発明の好適実施例により構成された連続的可変流体トランスミッショ ンの縦断面図であり、 図２は図１のトランスミッションの入力端部分の縦断面の部分的拡大図であり 、マニホルドブロックの異なる断面を併せて示す。図３及び図４は、図１及び図 ２に見られる弁板の対向面の平面図である。 図５は、図１及び図２に見られるマニホルドブロックの一つの面の平面図であ る。 図６は、図１及び図２の液圧トランスミッションに利用された外部伝達比制御 弁の模式図である。 同様な参照符号は図面の幾つかの図を通じて同様な部分を示す。 好適実施例の詳細な説明 本発明の好適実施例に係る連続的可変液圧トランスミッションは、図１の全体 図において全体的に１０で示されており、基本的構成要素として、入力シャフト １４と出力シャフト１６とが同軸に、一般に端と端とを合わせる関係で回転自在 に支承されたハウジング１２を備える。ハウジングに対して外部の入力シャフト １４の端部は、１４ａで示されるように切り欠きが設けられ、駆動装置（図示せ ず）に対する駆動接続を容易にし、一方、ハウジングに対して外部の出力シャフ ト１６の端部は、１６ａで示されるように切り欠きが設けられ、負荷装置（図示 せず）に対する駆動接続を容易にする。入力シャフト１４は、全体的に１８で示 される液圧ポンプユニットを駆動する。全体的に２０で示される液圧モーターユ ニットは、ポンプユニット１８に対して軸方向に対向する関係でハウジングに固 定されている。全体的に２２で示される楔状斜板は、ポンプユニットとモーター ユニットとの間の位置において、出力シャフトに駆動力が伝達されるように出力 シャフトに結合されると共に、孔を穿たれ、一つの孔は２３で示され、ポンプユ ニットとモーターユニットとの間の作動液の交換に適合される。制御ピストン２ ４は、出力シャフト軸２５に対する斜板２２の傾角を旋回的に調整する目的で、 斜板２２にリンク結合され、それにより出力シャフト速度対入力シャフト速度の 伝達比が調整可能に設定される。 ここで図１及び図２をより詳細に共に参照すると、中空ハウジング１２は、一 つが３１で示されるボルトからなるボルト円形配列により、所定の場所に固定さ れたカバー３０を含み、このカバーはハウジングの開放入力端を閉止する。入力 シャフト１４はカバー及び全体的に３４で示されるマニホルド組立体における中 央開口を通じてハウジング１２へ延在し、マニホルド組立体は、ボルト３１によ り、カバーとハウジングとの間の所定の場所へ固定されている。カバー及びマニ ホルド組立体開口に嵌合されたベアリング３５は、回動のために入力シャフト１ ４を回転自在に支承する。ボルト３７によりカバー３０に取り付けられた環状端 キャップ３６は、作動液の漏洩を防ぐように入力シャフトに抗するシール３８を 保持する。 図２に最も明らかなように、入力シャフト１４の内端は、出力シャフト１６の 減少径内端部分４２を収容する中空凹所４０を与えるように、端逃げされている 。凹所４０に嵌合されたローラベアリング４４は、出力シャフトのために内端軸 支持を与える。マニホルド組立体３４のハブ部材４５を越える入力シャフトの内 端部分は、径方向状フランジ４７を規定するように裾広がりであり、このフラン ジ４７は、環状スラストワッシャ４９の分割中央開口（一般に４８で示される） に網状に係合する分割周辺面を有する。円形弁板５０はマニホルド組立体３４と スラストワッシャ４９との間に配置されている。 スラストワッシャ４９の右径方向面は、支持体５６の径方向状に裾広がりの左 端部分を収容するように窪んでいる。この支持体５６は、液圧ポンプユニット１ ８に含まれる複数のピストンのためのものである。これらのピストン、例えば一 つが５８で示される十個のピストンは、発明者が引用した出願に開示された方式 で、出力シャフト軸２５に同心円状の円形配列に均一に分配されている。ここで 図２に示されたように、各々のポンプピストン５８は、ピストン支持体５６の穴 を通じて延在し、４９ａで示されるようにスラストワッシャ４９におけるテーパ ー状穴に捩子止めされた延伸ボルト６１によりピストン支持体５６に装着された ピストンヘッド６０を含む。ピストンヘッド６０は、ボルト６１により支持され たブッシング６３に嵌め込まれた環状ベアリングの球面状外表面に一致する球面 状内表面を与えるように形成されている。独立スリーブ６４もまたボルト６１に 支持され、ボルトが緩められた際には、ブッシング６３は、ベアリング６２とピ ストンヘッド６０とがピストン支持体５６に対して軸方向に離間する関係の適切 な状態で所定の場所に締め付けられる。その結果、各々のピストンヘッド６０は 限定的な径方向の旋回移動のために装着される。 ポンプピストン支持体５６の中空右端部分は、環状ポンプシリンダブロック６ ８の中央開口に形成された球面６７に合致する環球状ベアリングを支持する。環 状圧縮スプリング６９は、支持体５６と球面状ベアリング６６に設けられた軸方 向に対向する肩部に抗して働き、球面状ベアリングをトランスミッションの出力 端へ向かって右方向へ付勢する。ローラーベアリングリング７０はポンプピスト ン支持体５６の中央開口に規制され、それを通じて出力シャフト１６が延在し、 ポンプピストン支持体５６のための支承が与えられる。シリンダブロック６８は 、 ポンプピストン５８を個々に収容するためのポンプシリンダ７２の円形配列を含 む。ポンプピストンヘッド６０及びポンプシリンダブロック６８の球状ベアリン グの装着の効果により、出力シャフト軸２５に対するポンプシリンダブロック軸 の歳差運動が調節される。 図１に戻ると、液圧モータユニット２０は基本的に液圧ポンプユニット１８と 構造的に等価である。しかしながら、回転ポンプピストン支持体５６に等価な円 形モーターピストン支持体７４は、ボルト７５の円形配列によりハウジング１２ に取り付けることに代えられている。これらのボルトはまた、全体的に７６で示 すように、モーターピストン装着を助け、各々が、ポンプピストン５８と同様な 方式においてスリーブ７９によりポンプピストン支持体７４に対して離れた関係 に位置した環状ベアリングに旋回的に装着されたピストンヘッド７７を含む。モ ーターシリンダブロック８０は、環球状ベアリング８２を介して支持体７４に旋 回的に装着されている。環状圧縮スプリング８３は球状ベアリングをトランスミ ッション１０の入力端へ向かって左方向へ付勢する。再度、ポンプシリンダブロ ック６８の場合の如く、各々がモーターピストン７６を収容するように、シリン ダブロック８０にモーターシリンダ８４の円形配列が形成されている。モータユ ニット２０がボルト７５によりハウジング１２に固定されているので、モータピ ストン７６及びシリンダブロック８０は回動しないが、モーターピストンヘッド ７７からボルト７５及びモーターシリンダブロック８０から支持体７４への球状 ベアリング装着は、モーターシリンダブロック軸の章動（歳差）運動を調整する 。 更に図１に示される如く、出力シャフト１６は、モーターピストン支持体７４ における中央開口を通じて右方向へ延在し、そこに支持ローラーベアリングリン グ８５が配置され、更に、一つが８７で示される複数のボルトによりハウジング １２へ取り付けられたハブ形状出力端閉止体８６の中央開口を通じて、ハウジン グの外部へ延在する。端部閉止中央開口に配置されたローラーベアリングリング ８９は、出力軸のために更なる回転自在な支承を与える。ボルト９３により端閉 止体８６に取り付けられた環状端キャップ９２は、作動液の漏洩を防ぐために、 ハウジングからの最終的出口点において出力軸シャフト１６の面に抗するシール ９４を規定する。 斜板２２は、出力シャフトへ取り付けられて径方向に対向するハブに各々が収 容された横ピン９６により、ポンプユニット１８とモーターユニット２０との間 の操作位置における出力軸１６に駆動力が伝達されるように連結されている。出 力シャフト軸２５に対して直角をなすピン９６の共通軸は、出力シャフト軸２５ に対する斜板傾角の伝達比変更調整に適合するように、斜板２２のための旋回軸 を構成する。 図２に戻り、斜板２２は、ポンプシリンダブロック６８の面１０２と密接に褶 動接触した入力面１０１と、モーターシリンダブロック８０の面１０４と密接に 褶動接触した出力面１０３とを含む。斜板２２の入力及び出力面は、それぞれ斜 板の楔形状を与えるために鋭角に傾けられている。斜板の入力と出力との面の間 に延在するポート２３は、発明者が引用した特許出願により詳細に説明及び図示 されたように、ポンプシリンダブロック６８のシリンダ７２への各々の開口１０ ７と、モーターシリンダブロック８０におけるシリンダ８４への各々の開口１０ ８とに連通している。 伝達比制御ピストン２４は、右側中空部分１１０と左側中空部分１１２とを備 え、これらは基本的にねじ山１１３により基本的に端と端とを合わされて結合さ れている。伝達比制御ピストン２４は、制御シリンダ１１４に褶動可能に装着さ れ、制御シリンダ１１４には径方向に対向した一対の右方向延在耳１１６が設け られ、この耳は斜板軸ピン９６が延在する孔を有する。ピストン部分１１０の出 力端は、一対の密接して角度的に離間したタング（tang）１１８を形成し、これ はピン１２０の端部に取り付けるために孔を穿たれ、このピン１２０の端部は、 密接に離間した関係でタング１１８の間に位置するリンク１２２の一端に旋回自 在に順次に取り付けられている。リンク１２２の他端はピン１２４に旋回自在に 接続され、ピン１２４は、リンクに対して側方に配置された関係で角度方向に密 接して離間した一対のタング１２６により支持されている。タング１２６はコネ クタブロック１２８の径方向外側へ突出し、コネクタブロック１２８は斜板２２ に形成された凹所１２９内に嵌合し、横係止ピン１３０により所定位置に保持さ れている。 制御ピストン２４の軸方向往復運動は、斜板が出力シャフト１６に対する旋回 接続（ピン９６）について旋回するような斜板の角度移動に変換されることが明 らかである。斜板旋回ピン９６に対するこの接続と制御シリンダ耳１１６の接続 との効果により、制御ピストン２４と制御シリンダ１１４とが出力シャフト１６ と一体的に回転する。制御ピストン部分１１６の自由端部１１０ａは、発明者の 米国特許出願第08/093,192号に詳細に説明されたように、斜板２２、圧縮ポンプ シリンダブロック６８及びモーターシリンダブロック８０の偏心質量を平衡させ る目的のために、環状に分配された釣り合い質量を与えるように形成されている 。 更に図２の拡大図を参照すると、制御シリンダ１１４の左端には、径方向内側 へ延在するリップ１３２が形成され、これは、制御シリンダ内に組み立てられた 弁板５０を圧縮嵌合方式で係合させる軸方向係止部材として働く。締め付け環１ ３４は、周辺が制御シリンダ１１４の内部捩子部分１３５に係合する捩子を有し 、リップ１３２に抗して弁板５０を確実に締め付けるように捩子込まれている。 従って、環状弁板５０は出力シャフトと共に一体的に回転する。 制御ピストン部分１１２の左端は、制御シリンダ１１４の球面に褶動して係合 するように径方向内側へ突出する環状肩１４０が設けられるように形成されてい る。制御シリンダは、制御ピストン部分１１２の内側中空面に褶動して係合する ように径方向外側へ突出する環状肩１４２が設けられるように形成されている。 対向する肩１４０及び１４２により軸方向に規定された制御ピストン部分１１２ と制御シリンダ１１４との間の間隙は、環状制御チャンバ１４６を与える。他の 環状制御チャンバ１４８は、肩１４２とピストン部分１１０の入力（左）端面１ ４９とにより軸方向に規定された制御シリンダと制御ピストン部分１１２との間 の径方向の間隙により与えられている。シールリング１５０は、チャンバ１４６ 及び１４８からの作動液漏洩を防ぐために肩１４０及び１４２に組み込まれてい る。 角度方向に離間した場所において、流路１５２（図１）及び１５４（図２）を 設けるために制御シリンダ１１４の左端へ長手穴が開けられている。流路１５２ は、肩１４２の出力（右）側への径方向流路１５３において終端することにより 、 チャンバ１４８へ開口する。短手流路１５４は肩１４２の左（入力）側における 径方向流路１５５において終端することにより、チャンバ１４６へ開口する。流 路１５２及び１５４の外側端は、図２において１５６で示されるように塞がれて いる。図２に見られるように、流路１５４は、制御シリンダ１１４に開けられた 短手接続流路１５９を介して弁板５０に開けられた径方向流路１５８に連通する 。径方向流路１５８の内端は長手流路１６０に連通し、この長手流路１６０は次 いで、図３に示すように、弁板５０の入力径面１６３に形成された浅い環状キャ ビティ１６２に連通する。キャビティ１６２の径に等しい径にて、長手流路１６ ４が、マニホルド組立体３４のハブ４５に圧縮嵌合された環状マニホルドブロッ ク１６６へ開けられている。長手流路１６４の左端は径方向流路１６８へ開口し 、その外側端は、マニホルドブロック１６６におけるポート１７０において終端 する。 同様な方式で、図１に示されているように、制御シリンダ１１４における長手 流路１５２が、弁板５０に開けられた径方向流路１７２へ、制御シリンダ１１４ における短手接続流路１７３を介して連通する。径方向流路１７２の内端は、長 手流路１７４に連通し、この流路１７４は、弁板５０（図３）の入力径面１６３ に形成された浅い環状キャビティ１７５へ開口する。長手流路１７７は、キャビ ティ１７５の径に等しい径にて、マニホルドブロック１６６の右面へ開けられて いる。流路１７７の内端は径方向流路１７８へ開口し、その外側端は、マニホル ドブロックにおけるポート１８０において終端する。 弁板５０が出力シャフトにより回転し、マニホルドブロック１６６がボルト３ １によりハウジング１２に固定されているけれども、回転弁板と固定マニホルド ブロックとの角度関係に拘らず、弁板における環状キャビティ１６２及び１７５ が、長手流路１６０と１６４との間、及び長手流路１７４と１７７との間で、連 続的な流体連通を与えることが明らかである。従って、伝達操作の間、ポート１ ７０はチャンバ１４６と連続的な流体連通にあり、ポート１８０はチャンバ１４ ８と連続的な流体連通にある。 液だめポンプ１８２からの補給作動液の供給を保証するために、マニホルドブ ロック１６６において、三つの付加的なポートが１２０°の角度方向に離間した 位置で形成されている。これらの構成ポートの一つが図１において１８４で示さ れている。各々の構成ポートは、マニホルドブロック１６６に開けられた径方向 流路１８６に連通し、これは次いで、角度方向流路に連通し、この角度方向流路 は、図３に示される如く、弁板５０の左径方向面１６３へ形成された最外側半環 状キャビティ１９０に対面する関係でマニホルドブロックの右径方向面へ開口し ている。図２に示されるように、最終マニホルドポート１９２はマニホルドブロ ック１６６における径方向流路１９３に連通し、これは次いで、長手流路１９４ に連通し、この長手流路１９４は、弁板面１６３（図３）に形成された環状キャ ビティに対面する関係でマニホルドブロックの右径面に開口している。 マニホルドブロック１６６の右径面１９９におけるマニホルド流路の相関的な 角度及び径方向位置は、図５に示されている。図１及び図２に示されたマニホル ドブロック１６６、弁板５０及び制御シリンダ１４４の部分は、その中の異なる 流路の液圧流の流れの関係を最もよく表すように選択されており、実際の角度関 係を示すものではないが、実際の角度関係はマニホルドブロック１６６の場合は 図５に示される。 図４の平面図に示される弁板５０の径方向右面２００は、径方向に対向する一 対の半環状（腎臓形状(kidney-shaped)）面キャビティ２０２及び２０４を与え るように形成されている。一対の腎臓形状ポート２０６は、弁板５０を通じてキ ャビティ１９０と２０２との間に流体連通を与え、一方、一対の腎臓形状ポート ２０８は、図３に示される如く、キャビティ２０４と１９６との間に流体連通を 与える。 図２に戻ると、ポンプピストン取り付けボルト６１には、軸方向穴２１０（仮 想線で示される）が開けられているので、ポンプシリンダ７２における液圧は、 弁板５０の右面２００（図４）に支えられるスラストワッシャ４９の左径方向面 に形成された分離凹所２１２に連通されている。従って、ポンプシリンダ液圧は 、弁板２００における面キャビティ２０２及び２０４に連通し、更に弁板１６３ （図３）における面キャビティ１９０及び１９６にポート２０６及び２０８を介 して連通している。 ポンプピストン５８及びポンプシリンダ７２が、楔形状斜板２２の最薄位置か ら、その径方向に対向した最厚位置へ回転する際には、共動ポンプシリンダの容 量が次第に減少するので、これらポンプシリンダ内の作動液が加圧される。これ は液圧ポンプユニット１８の高圧即ち排出側と見做される。ポンプピストン及び ポンプシリンダが、斜板２２の最厚位置から最薄位置へ回転する際には、共動ポ ンプシリンダ７２の容量が次第に拡大する。これは液圧ポンプユニット１８の低 圧即ち吸引側と見做される。 弁板５０と斜板２２が、共に出力シャフトに連結されているので、一体的に回 転することにより、ポンプユニット１８の高圧（排出）及び低圧（吸引）側に対 する弁板面キャビティの角度関係が、入力対出力シャフト速度比に拘らず、斜板 により規定されるように固定され続ける。斜板に対する弁板５０の傾きは、マニ ホルドブロックポート１８４及び流路１８６，１８８を通じて、液だめポンプ１ ８２から導入された弁板面キャビティ１９０及び２０６内の作動液が、ポンプピ ストン取り付けボルト６１内の穴２１０により与えられた流体的接続の効果によ り、ポンプユニット１８の吸引側に関係したポンプシリンダ７２内の平均液圧力 であると見做せるものである。１２０°離間した三つの構成流路１８８を設けた ことは、少なくとも二つの構成ポートが、弁板５０（図３）の左径方向面１６３ における１８０°弧状面キャビティ１９０に常に流体連通することを保証する。 その結果として、ポンプユニット１８内の作動液の窮乏が防止される。 一方、ポンプピストン取り付けボルト６１内の穴２１０を通じて弁板面キャビ ティ１９６及び２０４を満たした作動液は、ポンプユニット１８の高圧（排出） 側に関係したポンプシリンダ７２内の平均液圧へ加圧される。上述したように、 弁板キャビティ１９６内の高圧の作動液は、マニホルド流路１９３及び１９４を 通じてポート１９２に連通する。 図６に示すように比制御弁２２０は、中立（１：０）伝達比を発生する出力シ ャフト軸２５に対して垂直をなす斜板入力（左）面１０１の反時計方向の斜板鋭 角の限定を受ける逆転速度範囲を越え、中立（１：０）から１：１の伝達比の前 進速度範囲を越え、ここで斜板出力（右）面１０３は軸２５に対して直角をなし 、図２に示された斜板角により表されるように、限定を受けるオーバードライブ 速度範囲に達する行程（変更）をトランスミッション１０に与える。第一弁 ポート２２２は、液圧管路２２３によりマニホルドポート１７０へ接続され、図 ２に示される如く、制御ピストン環状チャンバ１４６に流体連通される。第二弁 ポート２２４は、液圧管路２２５によりマニホルドポート１８０へ接続され、図 １に示される如く、制御ピストン環状チャンバ１４８に流体連通される。第三弁 ポート２２６は、液圧管路２２７によりマニホルドポート１９２へ接続され、図 ２に示される如く、斜板キャビティ１９６へ高圧流体が連通する。第四番目でし かも最後の弁ポート２２８は、液だめ２３０へ帰還する液圧管路２２９へ接続さ れている。制御弁操作は、オペレーター２２１を介して、２３２，２３４及び２ ３６で示された三つの弁位置の選択された一つの位置の弁スプールの往復運動に より達成される。図６に示されるように、比制御弁２２０が弁位置２３４にある ときは、四つの全ての弁ポートが閉止し、制御ピストンチャンバ１４６と１４８ の液圧を等しくさせる。従って制御ピストン１１０の軸方向位置は、制御チャン バ内の均衡した液圧により堅固に保持され、所望の伝達率に設定される。図１及 び図２の反時計方向における旋回斜板２２により伝達比を減少させるために、制 御弁スプールは、オペレーター２２１を介して、左方向へ移動し、弁位置２３６ を設定し、ここで弁ポート２２６は弁ポート２２４に液体接続され、弁ポート２ ２２は弁ポート２２８に液体接続されている。環状中央チャンバ１４８及び環状 制御チャンバ１４６への高圧作動液の流れが、液だめ２３０へ排出されることが 明らかである。次いで、チャンバ１４８における液圧がチャンバ１４６における 液圧を越えるが、これはチャンバ１４６の容積が収縮するのに応じて、チャンバ １４８の容積が拡大するためである。従って制御ピストン１１０が軸方向に右側 へ推進して、斜板２２が、リンク１１２により与えられた制御ピストンへの結合 の効果により反時計方向へ旋回する。所定の低伝達比が達成された際、オペレー タ２２１が右方向へ移動し、中央弁位置２３４を再設定し、弁ポートを開放する 。制御チャンバ１４６及び１４８における液圧は迅速に等しくなり、新たな低伝 達比を設定する。伝達比を増進させる際は、弁ポート２２６を弁ポート２２２へ 、弁２２４を弁ポート２２８へ接続させる弁位置が設定されるように、弁オペレ ータ２２１が右方向へ引かれる。高圧作動液が次いで制御チャンバ１４６に流れ るが、制御チャンバ１４８は液だめ２３０へ出口が与えられる。制 御ピストン１１０が次いで左へ推進し、斜板２２が反時計方向へ旋回する。所定 の高伝達比が達成された際、中央弁位置２３４がオペレータ２２１により再設定 される。制御チャンバ１４６及び１４８における液圧は迅速に平衡へ復帰し、新 たな高伝達比を設定する。 三位置スプール弁よりもむしろ、共同譲渡された１９９５年１月３０日出願の 米国出願第08/380,269号に開示されたような、一対のパルス幅調整電磁弁の形式 をとる比制御弁が高く評価され、それに開示されたものは、ここに引用されて組 み込まれている。 上述の説明から、本発明は発明者が引用した出願第08/093,192号に開示された 形式の無限可変液圧トランスミッションに小型化、部品数削減、及び製造コスト 削減の利点を与えたものを提供できることが明らかである。上記に開示された好 適実施例では、制御ピストン２４及び制御シリンダ１１４は、ポンプユニット１ ８を包囲する関係に配置されているが、これらの要素はモーターユニット２０を 包囲するように配置できることが明らかである。そして弁板５０及びマニホルド ブロック１６６は、発明者が引用した出願第08/342,472号に開示された方式で、 モーターピストン取付けボルト７５内の穴を通じてモーターシリンダ８４と連通 してモータユニットの出力側に配置され得る。 本発明の趣旨から逸脱することなく、本装置に様々な変更及び変化をなし得る ことは、当業者には明らかである。従って本発明は、添付の請求の範囲及びその 等価物の趣旨の範囲内で与えられる本発明についての変更及び変化を包含するこ とが意図されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続可変液圧トランスミッションであって、 ハウジングと、 駆動装置からの入力トルクを受けるために上記ハウジングに回転自在に支承 された入力シャフトと、 出力トルクを負荷装置へ加えるために上記ハウジングに回転自在に支承され た出力シャフトと、 上記入力シャフトに駆動されるように連結された液圧ポンプユニットと、 上記ハウジングに固定された液圧モータユニットと、 上記液圧ポンプユニットと液圧モータユニットとの間で作動液を移送するよ うに適合された穴を含み、上記液圧ポンプユニットと液圧モータユニットとの間 に作動自在に配置された楔形状斜板と、 この斜板と上記出力シャフトをトルクが伝達される関係で旋回自在に接続す る継手と、 伝達比制御器であり、この伝達比制御器は、上記液圧ポンプユニットとモー タユニットとのうちの一つを包囲する関係で上記出力シャフト軸に同軸に配置さ れた制御シリンダと、この制御シリンダにより可動に取り付けられ、且つ上記斜 板にリンク接続された制御ピストンとを含み、この制御ピストンの軸方向移動が 上記継手の旋回軸まわりの上記斜板の伝達比変更旋回移動に変換されることとを 備える連続可変液圧トランスミッション。 ２．前記伝達比制御器が、前記制御シリンダと制御ピストンとの間に規定された 第一と第二の環状制御チャンバを更に含み、この第一と第二の環状制御チャンバ における作動液の圧力差が前記制御ピストンの軸方向移動を引き起こす請求項１ に記載された連続可変液圧トランスミッション。 ３．第一と第二の制御チャンバは、前記制御シリンダ及び制御ピストンの径方向 及び軸方向に対向した面部分により規定されている請求項２に記載された連続可 変液圧トランスミッション。 ４．前記制御シリンダは、前記制御ピストン、斜板及び出力シャフトと一体的に 回転する間に、固定された軸位置における前記継手に接続されている請求項３ に記載された連続可変液圧トランスミッション。 ５．前記伝達比制御器が、第一と第二のチャンバに流体連通した制御弁を更に含 み、この制御弁は、次の状態、即ち、１）第一と第二の制御チャンバにおける作 動液の圧力均衡が、前記斜板の角度位置を所定の伝達比に設定する状態、２）第 二の制御チャンバにおける作動液圧力よりも大きな第一の制御チャンバにおける 作動液圧力が、前記斜板を旋回軸のまわりに伝達比を増大させる方向へ旋回させ る状態、３）第一の制御チャンバにおける作動液圧力よりも大きな第二の制御チ ャンバにおける作動液圧力が、前記斜板を旋回軸のまわりに伝達比を減少させる 方向へ旋回させる状態のいずれか一つの状態を作るように選択的に操作可能であ る請求項４に記載された連続可変液圧トランスミッション。 ６．旋回軸から径方向に離れた場所において、前記制御ピストンの自由端を前記 斜板に対して旋回自在に接続するリンクを更に含む請求項５に記載された連続可 変液圧トランスミッション。 ７．前記伝達比制御器が、前記液圧ポンプユニットとモータユニットとの一つに おける加圧作動液の供給源へ前記制御弁を接続する作動液回路を更に含む請求項 ５に記載された連続可変液圧トランスミッション。 ８．前記出力シャフトと一体的に回転するように結合されると共に、液圧管路を 含む環状弁板と、 前記ハウジングに取り付けられたマニホルドとを更に備え、前記マニホルド は、前記弁板液圧管路に連通する液圧管路を含み、前記弁板とマニホルドとの液 圧管路は、第一の制御チャンバ、第二の制御チャンバ、液圧ポンプユニット及び モータユニットの一つにおける加圧作動液の供給源の各々と前記制御弁との間を 接続する分離した作動液回路を与えるように配置されている請求項５に記載され た連続可変液圧トランスミッション。 ９．前記出力シャフトと一体的に回転するように結合された環状弁板であって、 この弁板は、１）第一と第二の径方向にオフセットされた環状キャビティを内部 に有する径方向面と、２）第一の制御チャンバと第一の環状キャビティとの間の 流体連通を与える第一の流路と、３）第二の制御チャンバと第二の環状 キャビティとの間の流体連通を与える第二の流路とを含むことと； 前記ハウジングに固定されたマニホルドであって、このマニホルドは、１） 前記弁板径方向面に褶動して相互に係合する径方向面と、２）別々の液圧管路に より前記制御弁に接続された第一と第二のポートと、３）第一の環状キャビティ に整合された前記マニホルド径方向面における第一の開口へ第一のポートから導 かれた第一の流路と、４）第二の環状キャビティに整合された前記マニホルド径 方向面における第二の開口へ第二のポートから導かれた第二の流路とを含むこと とを更に備える請求項５に記載された連続可変液圧トランスミッション。 10．前記弁板径方向面が、第一と第二のキャビティから径方向にオフセットされ た第三の環状キャビティを更に含み、この第三のキャビティは、前記液圧ポンプ ユニットとモータユニットとの一つにおける加圧作動液の供給源に流体連通する ことと、前記マニホルドが、１）液圧管路により前記制御弁に連結された第三の ポートと、２）第三の環状キャビティに整合された前記マニホルド径方向面にお ける第三の開口へ第三のポートから導かれた第三の流路とを更に含む請求項９に 記載された連続可変液圧トランスミッション。 11．前記弁板径方向面が、第一、第二及び第三のキャビティから径方向にオフセ ットされた第四の環状キャビティを更に含み、この第四のキャビティは、前記液 圧ポンプユニットとモータユニットとの一つにおける加圧作動液の供給源に流体 連通することと、前記マニホルドが、１）補給作動液の供給源へ接続された第四 のポートと、２）第四のキャビティに連通するように位置した前記マニホルドに おける第四の開口へ第四のポートから導かれた第四の流路とを更に含む請求項１ ０に記載された連続可変液圧トランスミッション。 12．第三のキャビティが、液圧ポンプユニットの高圧側に連通し、第四のキャビ ティが、液圧ポンプユニットの低圧側に連通する請求項１１に記載された連続可 変液圧トランスミッション。 13．前記液圧ポンプユニットが、 ポンプシリンダの円形配列を規定するシリンダブロックと、 出力シャフトに駆動可能に結合された支持体と、 異なる一つのポンプシリンダに摺動的に収容された位置におけるマウントに より、各々が支持体に取り付けられた複数のポンプピストンとを備え、上記マウ ントは軸方向穴を有し、この穴は、第三のキャビティと前記液圧ポンプの高圧側 へ回転するポンプシリンダとの間の流体連通と、第四キャビティと前記液圧ポン プの低圧側へ回転するポンプシリンダとの間の流体連通とを与える請求項１２に 記載された連続可変液圧トランスミッション。 14．第一、第二、第三、及び第四のキャビティが、前記弁板の第一径方向面に形 成されると共に、前記弁板が更に、 第一径方向面に対向する第二の径方向面と、 第二の径方向面に形成された第五の半環状キャビティと、この第五のキャビ ティと前記液圧ポンプユニットの高圧側へ回転するポンプシリンダとの間の流体 連通を与える複数の第一の取り付け穴と、 第六のキャビティから、その液圧ポンプユニットの低圧側へ回転するポンプ シリンダとの間の流体連通を与える複数の第二の取り付け穴と、 第三のキャビティと第五のキャビティとの間の流体連通を与える第一の軸状 ポートと、 第一の軸状ポートから径方向にオフセットされ、且つ第四のキャビティと第 六のキャビティとの間の流体連通を与える第二の軸状ポートとを含む請求項１３ に記載された連続可変液圧トランスミッション。 15．連続可変液圧トランスミッションであって、 ハウジングと、 上記ハウジング内に回転自在に支承された入力シャフトと、 上記ハウジング内に回転自在に支承され、軸を有する出力シャフトと、 液圧ポンプユニットであり、この液圧ポンプユニットは、上記入力シャフト により回動されるように、この入力シャフトに結合された支持体と、各々が貫通 穴を有するマウントにより円形配列をなして上記支持体に取り付けられた複数の ポンプピストンと、上記ポンプピストンがそれぞれ褶動的に収容されたポンプシ リンダの円形配列を規定するシリンダブロックとを含むことと、 液圧モータユニットであり、この液圧モータユニットは、ハウジングに固定 された支持体と、円形配列をなして上記支持体に取り付けられた複数のモータピ ストンと、上記モータピストンがそれぞれ褶動的に収容されたモータシリンダの 円形配列を規定するシリンダブロックとを含むことと、 上記液圧ポンプユニットと液圧モータユニットとの間の操作位置にて、上記 出力シャフトに駆動力が伝達されるように軸支された楔形状斜板であり、上記ポ ンプシリンダとモータシリンダとの間で作動液のポンピング交換に適応するポー トを含み、この楔形状斜板は、ポンプシリンダが回転する間、径方向に対向した 液圧ポンプの高圧側と低圧側とを規定することと、 上記出力シャフト軸に対する上記楔形状斜板の傾角を調整することにより、 入力シャフト対出力シャフト速度の伝達比を変化させるように組み合わされた制 御器と、 上記ハウジングに取り付けられたマニホルドであり、このマニホルドは、径 方向面と、この径方向面にて角度方向に離間した複数の対応する第一の開口に、 等しい径方向位置にて終端する複数の第一の内部流路とを含むことと、 上記マニホルドと上記ポンプピストン支持体との間に位置し、上記出力シャ フトと一体的に回転するように接続された弁板であり、この弁板は、上記マニホ ルド径方向面に相互に褶動して係合する第一径方向面と、第一の開口の径方向位 置に対応する径方向位置にて第一の径方向面に形成された半環状第一キャビティ とを含み、上記マニホルドに対する弁板の回転の間、第一のキャビティと少なく とも一つの第一の開口との間に流体連通が保持され、 この弁板は更に、第一の径方向面に対向する第二の径方向面と、上記液圧ポ ンプユニットの低圧側へ回転するポンプシリンダとの間を、ポンプピストン取り 付け貫通孔を介して連通する角度位置にて第二の径方向面に形成された弧状第二 キャビティと、第一と第二のキャビティの間の連通を与える第一の軸方向ポート とを含むことと、 上記液圧ポンプユニットの低圧側へ回転するポンプシリンダへ補給作動液を 供給するように第一の内部流路に接続された液だめポンプとを備える連続可変液 圧トランスミッション。 16．上記マニホルドが、相対的に角度方向に離間した少なくとも三つの第一の開 口を含み、マニホルドに関連した弁板の回転中に第一のキャビティと少なくとも 二つの第一の開口との間に補給液の連通が保持される請求項１５に記載の連続可 変液圧トランスミッション。 17．上記マニホルドが、上記液だめポンプを第一の流路へ接続するための少なく とも一つの第一の周辺ポートを更に含む請求項１５に記載の連続可変液圧トラン スミッション。 18．上記マニホルドが、１）第二の周辺ポートと、２）第一の開口径方向位置か ら径方向にオフセットされた位置にて、上記マニホルド径方向面の第二の開口へ 、第二の周辺ポートから導かれた第二の内部流路とを更に含み、上記弁板が、１ ）第二の開口と連続連通にある位置において、第一の径方向面に形成された環状 の第三のキャビティと、２）第二のキャビティに対して径方向に対向する関係に ある位置にて第二の径方向面に形成された弧状の第四のキャビティであり、この 第四のキャビティは、液圧ポンプユニットの高圧側へ回転するポンプシリンダへ 上記ポンプシリンダ取り付け貫通孔を介して流体連通することと、３）第三と第 四とのキャビティの間に流体連通を与える第二の軸方向ポートとを含む請求項１ ７に記載の連続可変液圧トランスミッション。 19．上記伝達伝達比制御器が、 上記液圧ポンプユニットを包囲する関係で上記出力シャフトに同軸に配置さ れた制御シリンダと、 この制御シリンダにより可動に取り付けられ、上記斜板にリンク結合された 中空制御ピストンとを含み、上記制御ピストンの軸方向移動が、上記出力シャフ ト軸に直交関係で交差する旋回軸まわりの上記斜板の伝達比変更旋回移動に変換 される請求項１８記載の連続可変液圧トランスミッション。 20．上記伝達伝達比制御器が、 上記制御シリンダと上記制御ピストンとの間に規定された第一と第二の環状 制御チャンバを更に含み、この第一と第二との環状制御チャンバにおける作動液 圧力差が、上記制御ピストンの軸方向移動を生じる請求項１９記載の連続可変液 圧トランスミッション。 21．第一と第二の制御チャンバが、上記制御シリンダと制御ピストンの径方向及 び軸方向に対面した面部分により規定された請求項２０記載の連続可変液圧トラ ンスミッション。 22．上記制御シリンダが、上記制御ピストン、斜板及び出力シャフトとの一体的 回転の間に軸方向位置に固定されている請求項２１記載の連続可変液圧トランス ミッション。 23．上記マニホルドが、１）第三の周辺ポートと、２）この第三の周辺ポートか ら、第一と第二の開口より径方向にオフセットされた上記マニホルド径方向面に おける第三の開口へと導かれた第三の内部流路と、３）第四の周辺ポートと、４ ）この第四の周辺ポートから、第一、第二及び第三の開口より径方向にオフセッ トされた上記マニホルド径方向面における第四の開口へと導かれた第四の内部流 路とを更に含むと共に、上記弁板が、１）第三の開口と連続的に流体連通する位 置において第一の径方向面に形成された第五の環状キャビティと、２）この第五 の環状キャビティと第一の制御チャンバとへ流体連通で接続される第一の内部流 路と、３）第四の開口と連続的に流体連通する位置における第一の径方向面に形 成された第六の環状キャビティと、４）第六のキャビティ及び第二の制御チャン バへ流体連通で接続される第二の内部流路とを更に含む請求項２２記載の連続可 変液圧トランスミッション。 24．上記伝達伝達比制御器が、第二、第三及び第四の周辺ポートと個々に流体連 通する制御弁を含み、この制御弁は、以下の状態、即ち１）第一と第二の制御チ ャンバにおける作動液圧力平衡が、斜板の角度位置を所定の伝達比に設定する状 態、２）第二の制御チャンバの作動液圧力よりも大きな第一の制御チャンバの作 動液圧力が、斜板を旋回軸まわりに伝達比を増大させる方向へ旋回させる状態、 ３）第一の制御チャンバの作動液圧力よりも大きな第二の制御チャンバの作動液 圧力が、斜板を旋回軸まわりに伝達比を減少させる方向へ旋回させる状態のうち のいずれか一つを与えるように選択的に操作可能な請求項２３記載の連続可変液 圧トランスミッション。