JPH1172157A

JPH1172157A - 無段変速機

Info

Publication number: JPH1172157A
Application number: JP23386697A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kinoue; 憲嗣紀ノ上
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】発進時および低速走行時の出力軸トルクの増
大を図る。【解決手段】静液圧式トランスミッション４の液圧ポ
ンプ５の吐出液圧が所定の設定圧を越えたときに、機械
式トランスミッション３の回転と静液圧式トランスミッ
ション４の回転とを接続するために互いに噛み合う１対
の接続歯車６６，７６の噛合い部に、液圧ポンプ５の吐
出液圧を供給する機構２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ
を備えることにより、歯車モータ２１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バス、トラック、
各種建設機械、もしくは、各種産業機械等に用いられる
無段変速機に関し、特に、流体の静圧エネルギーを利用
する静液圧式トランスミッション（Hydro Static Trans
mission ; 以下、「ＨＳＴ」と記す）と、機械式トラン
スミッション（以下、「ＭＴ」と記す）とを、遊星歯車
機構等を介して組合せることにより、無段階で連続した
変速を行なうようにした、ハイドロメカニカルトランス
ミッション（Hydro Mechanical Transmission ; 以下、
「ＨＭＴ」と記す）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の無段変速機として
は、米国特許第４，３４１，１３１号公報、もしくは、
特開昭５４−３５５６０号公報により提案されたものが
知られている。この従来の無段変速機は、図５に示すよ
うに、可変斜板５１を有する液圧ポンプ５と固定斜板６
１を有する液圧モータ６とを互いに結合させたＨＳＴ
４、第１および第２の２つの遊星歯車機構７，８、これ
らの各遊星歯車機構７，８の作動条件を切換えるための
第１〜第３の３つのクラッチ機構１０，１１，１２等を
備えたＭＴ３とを組合せたものである。この無段変速機
は、第１および第２の遊星歯車機構７，８の各歯数比の
関係を特定の条件に設定し、かつ、３つの運転モードに
分けて運転する場合の各モード切換えの際に、可変斜板
５１を固定斜板と同じ斜板角度（最大斜板角度）とする
等の条件の下で変速制御を行なうものである。

【０００３】通常、このようなＨＭＴにおいては、図６
に示すように、液圧ポンプ５の可変斜板５１がＨＭＴの
変速比に応じて第１〜第３の３つの運転モード（図６で
はＭ１，Ｍ２，Ｍ３と表示）に分けて変更制御され、こ
れにより、たとえばエンジン等の駆動源からＨＭＴの入
力軸１に入力される一定回転数の回転が、ＨＭＴの出力
軸２に対して、回転数を無段階かつ連続的に変化させて
伝達されるようにシステムが設計されている。この場
合、可変斜板５１は、図６に２点鎖線で示すように、第
１〜第３の各運転モードにおいて、最大斜板角度（たと
えば１７度）位置と、中立位置（斜板角度ゼロ）との間
で、斜板角度が一定の増減変更比率で徐々に増減変更制
御される。一方、液圧モータ６の固定斜板６１の角度
は、図６に一点鎖線で示すように、常に上記最大斜板角
度に設定されている。そして、可変斜板５１が固定斜板
６１と同じ最大斜板角度になる変速位置（図６において
ＩおよびIII で示す回転数と対応する変速比の位置）に
おいて、第１運転モードから第２運転モードへの切換
え、および、第２運転モードから第３運転モードへの切
換えが行なわれる。

【０００４】ところで、この種の無段変速機において
は、定速走行を維持する場合の伝達効率を向上するため
に、ＨＳＴ４を介した動力伝達を遮断して入力軸１から
出力軸２への伝達をＭＴ３のみを介したものに切換え
る、いわゆるロックアップ運転を行わせることがある。
上記従来の３つの運転モードの無段変速機の場合、バイ
パス軸１５という特別な機構を追加しても、ロックアッ
プ作動点として図６においてＩ〜Ｖで示す５つの回転数
に制限されていたために、特に低変速比域での相隣接す
るロックアップ作動点間の効率の大幅な低下を招く上
に、エンジン回転数の大幅な変動に伴い運転者に違和感
を感じさせるという問題があった。

【０００５】そこで本発明者らは、平成８年３月１２日
出願の特願平８−５４４３４号において、ロックアップ
作動点を増加してロックアップ運転時の変速効率の向上
を図った、図７に示す４つの運転モードの無段変速機を
すでに提案した。図７において、図５に示した従来の無
段変速機と共通または相当の要素には、共通の参照符号
をつけて、その詳細な説明を省略する。

【０００６】この４つの運転モードの無段変速機は、図
７に示すように、第１および第２の遊星歯車機構７，８
に加えて第３の遊星歯車機構１１５を有するとともに、
これらの各遊星歯車機構７，８の作動条件を切換えるた
めに、第１〜第３のクラッチ機構１０，１１，１２に加
えて第４および第５のクラッチ機構１３，１４を有する
ことにより、４つの運転モードに切換え可能にしてい
る。また、可変斜板５１の斜板角度の増減変更制御等を
行なうロックアップ作動制御手段１８を備えることによ
り、ロックアップ作動点を、図５に示した従来の３つの
運転モードの無段変速機の場合に対して、ＨＳＴの大型
化を招くことなく、しかもＨＭＴ全体としての出力増大
を図りつつ、ロックアップ作動点の増大を実現し、ロッ
クアップ運転時の変速効率の向上を達成している。

【０００７】この無段変速機に用いられるＨＳＴ４の作
動原理の概略は、図８を参照して次のように説明され
る。エンジンからの回転が入力軸１，歯車１１４および
歯車５６を介してポンプ軸５２に伝達されても、可変斜
板５１が中立位置Ｎに位置している場合には、液圧ポン
プ５の各ピストン５４がストロークしないため、各シリ
ンダ５４ａ内の作動油は液圧モータ６側には吐出されず
に、シリンダブロック５３は空転状態になる。ところ
が、可変斜板５１が最大傾斜位置Ｍ側に傾くと、その斜
板角度に応じて各ピストン５４がストロークし、このス
トロークに応じた吐出量の圧油が一方のキドニー５５ａ
（または５５ｂ）および一方の連通管５７ａ（または５
７ｂ）を通して、液圧モータ６の各シリンダ室６４ａに
吐出されることになる。この吐出量の圧油を受けた液圧
モータ６の各ピストン６４が傾斜状態の固定斜板６１を
押すことにより、シリンダブロック６３が上記吐出量に
応じた回転数で回転し、この回転が、図７に示すよう
に、モータ軸６２，歯車６６および歯車７６を経て第１
太陽歯車７１に伝達される。

【０００８】液圧モータ６の各ピストン６４に吐出され
た圧油は、シリンダブロック３から他方のキドニー６５
ｂ（または６５ａ）および他方の連通管５７ｂ（または
５７ａ）を通して液圧ポンプ５側に戻される。この際、
可変斜板５１が（＋）側の最大傾斜位置Ｍ側の斜板角度
であると、液圧モータ６のシリンダブロック６３は入力
回転と同方向に正転し、逆に、可変斜板５１が（−）側
の最大傾斜位置Ｍ´側の斜板角度であると、液圧モータ
６のシリンダブロック６３は入力回転と逆方向に逆転す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
構造を有するＨＭＴからなる無段変速機には、図９に基
づいて説明される、次のような問題があった。なお、図
９（ａ）（ｂ）においては、第１〜第４の４つの運転モ
ードをＭ１〜Ｍ４の記号で標記している。また、図９
（ｂ）のグラフにおける各線は、次の各状態での最大出
力軸トルクの推移を表している。 (i) 細い１点鎖線で示す曲線：エンジンの最大トルクが
ＨＭＴによりすべて伝達されたと仮定したときの最大出
力軸トルク、すなわちエンジンの最大トルクにＨＭＴで
の減速比を乗じた値の推移。 (ii)太い破線で示す曲線: 第１および第２運転モードの
切り換え点を作動点とするロックアップ運転状態での最
大出力軸トルクの推移。 (iii) 太い２点鎖線で示す曲線（一部水平な直線部を含
む）: ＨＭＴが通常運転状態（非ロックアップ状態）に
おける最大出力軸トルクの推移。 (iv)運転モード切り換えごとに正負に反転する矩形波状
の細い実線：ＨＳＴの最大トルクの推移。

【００１０】ＨＭＴによる最大伝達トルクＴhmt は、Ｈ
ＳＴの最大伝達トルクＴhst （液圧モータ６を回転させ
るための液圧であるいわゆるメイン圧力、すなわち、液
圧ポンプ５と液圧モータ６とを接続する連通管５７ａ，
５７ｂのうちの高圧側の液圧が、許容最高圧力となる時
のトルク）にＭＴでの減速比を乗じたものとして、次の
式（１）で表わされる。

【００１１】

【数１】

【００１２】上記式（１）のＲ１は歯車６６，７６によ
る減速比を、Ｒ２は太陽歯車７１および内歯歯車７３に
よる減速比を表し、Ｒ１＊Ｒ２はＭＴによる減速比を表
すことになる。

【００１３】中高速域、すなわち、第２運転モードの中
央から高速域側においては、ＨＭＴの最大出力トルクが
エンジン最大出力よりも大きいために、図９（ｂ）にお
いて太い２点鎖線で示すように、ＨＭＴ通常運転状態で
の最大出力軸トルクは、エンジン最大トルクをすべて伝
達し、エンジン最大トルクに基づく出力軸トルクの双曲
線に沿って変化する。すなわち、出力軸回転数が増加す
るにしたがって最大出力軸トルクが双曲線状に減少して
いる中高速領域では、ＨＳＴ作動圧力に余裕があるため
に、エンジンの出力限界によって最大出力軸トルクが決
まっており、特に問題は生じない。

【００１４】しかしながら、第２運転モードの中央より
も低速域では、ＨＳＴ作動圧力が上限に達しているため
に、エンジン出力に余裕があっても、それ以上最大出力
軸トルクは増加せず、図９（ｂ）に示すように、ＨＭＴ
通常運転状態での最大出力軸トルクがほぼ一定の値で推
移する。そのため、低速域において車両に十分な登坂力
を与えるためには、出力軸のトルクが十分ではない。

【００１５】このような低速域におけるトルク不足を補
うための方策として、第１運転モードと第２運転モード
との切り換え点における変速比において、通常運転から
ロックアップ運転に切り換えて、ＭＴを出力軸に直結し
た状態で発進することが考えられる。この発進モードに
おいては、たとえば、第１のクラッチ機構１０を係合し
た状態でエンジンの回転数を漸増させ、エンジンの発生
トルクを大きくし、さらに第２のクラッチ機構１１の作
動液圧を徐々に昇圧させることによって行なわれる。こ
の場合、第２のクラッチ機構１１のクラッチが滑りなが
ら、液圧上昇によって伝達トルクも増大し、出力軸トル
クが負荷トルクを越えれば車両発進し、やがて、滑って
いたクラッチが液圧の上昇により完全に係合する。

【００１６】このようなロックアップ運転による発進の
場合、図９（ｂ）において太い破線で示すように、低速
域においてＨＭＴ最大トルクよりも出力軸トルクの増大
が図れる。しかしながらこの場合においても、得られる
最大の出力軸トルクは、クラッチの滑りが生じる時点で
上限に達し、この出力軸トルクの上限値は、このロック
アップ運転モードにおける変速比（４モードのＨＭＴに
おいては１１％）およびエンジン出力トルクによって制
限される。そのために、低速域においてやはり十分な出
力軸トルクが得られない場合もある。また、停止位置か
らクラッチを滑らせて発進するため、クラッチが吸収す
べき滑りエネルギーも大きく、エンストや急発進の原因
になり得る。

【００１７】一方、出力軸トルクを大きくするために
は、ＨＳＴの容量またはＭＴでの減速比を上げることが
必要であるが、後者の場合はＨＳＴの許容回転数の制限
があり、前者の場合には重量・コストの増大や無負荷損
失の増大による、部分負荷時効率、すなわち、平坦路の
定速走行などのようにエンジン出力の最大値を使わない
時の負荷効率が低下するという問題もある。

【００１８】この発明は、上記従来の問題点を解消する
ため、ＨＳＴの容量またはＭＴでの減速比を上げること
なく、低速域における出力軸トルクを増大することので
きるＨＭＴを備えた無段変速機を提供することを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の本発明の無段変速機は、動力源に接続され
る入力軸１と、出力軸２と、入力軸１と出力軸２との間
に介装されたＭＴ３と、入力軸１および出力軸２に対し
て並列に配設されるとともに、入力側が入力軸１に接続
され、出力側がＭＴ３を介して出力軸２に接続されたＨ
ＳＴ４とを備え、さらに、ＭＴ３の回転とＨＳＴ４の回
転とを接続するための互いに噛み合う１対の接続歯車６
６，７６の噛合い部に、ＨＳＴ４の液圧ポンプ５の吐出
液圧が所定の設定圧を越えたときにその吐出液圧を供給
することによって、該１対の接続歯車６６，７６を駆動
する、歯車駆動手段を含む。

【００２０】この構成によれば、出力トルクが過大とな
ってＨＳＴ４の液圧ポンプ５の吐出液圧が所定の設定圧
を越えると、この吐出液圧が１対の接続歯車６６，７６
の噛合い部に供給され、それによって、歯車モータの原
理によってこれらの１対の接続歯車６６，７６が回転駆
動される。その結果、ＨＳＴ４による伝達トルクが限界
値を越えた場合においても、この歯車駆動手段による駆
動トルクが付加されて、ＨＭＴによる最大伝達トルクを
増大させることができる。

【００２１】本発明の無段変速機は、より具体的には、
請求項２に記載のように、動力源に接続される入力軸１
と、出力軸２と、入力軸１と出力軸２との間に介装さ
れ、複数のクラッチ機構１０，１１，１２および複数の
遊星歯車機構７，８を含むＭＴ３と、入力軸１および出
力軸２に対して並列に配設されるとともに、入力側が入
力軸１に接続され、出力側がＭＴ３を介して出力軸２に
接続されたＨＳＴ４とを備え、ＨＳＴ４は、可変斜板５
１の斜板角度の増減変更制御により、入力軸１からポン
プ軸５２に入力する回転力を所定の吐出液圧に変換する
入力側の液圧ポンプ５と、所定の傾斜状態の斜板６１に
より液圧ポンプ５から液連通路５７ａ，５７ｂを介して
供給される吐出液圧を回転力に変換してモータ軸６２を
回転させる出力側の液圧モータ６とを有し、通常運転に
おいてＭＴ３とＨＳＴ４とを変速比に応じて複数の運転
モードに別けて作動させることにより、入力軸１に入力
する入力回転を無段階に変速させて出力軸２に伝達する
ように構成された無段変速機であって、ＭＴ３の回転と
ＨＳＴ４の回転とを接続するために互いに噛み合う１対
の接続歯車６６，７６の噛み合い部の近傍に、該１対の
接続歯車間に液圧を供給可能なように液圧作動室２６
ａ，２６ｂを形成するとともに、液連通路５７ａ，５７
ｂと液圧作動室２６ａ，２６ｂとの間を接続する液圧供
給路２２ａ，２２ｂの途中にリリーフ弁２３ａ，２３ｂ
を配設することにより、液圧ポンプ５の吐出液圧がリリ
ーフ弁２３ａ，２３ｂの作動圧力を越えた状態で、該吐
出液圧によって駆動される歯車モータを構成したもので
ある。

【００２２】このように構成された本実施の形態のＨＭ
Ｔは、次のように動作する。ＨＳＴ４の可動斜板５１が
傾いた状態で液圧モータ６が駆動されると、液圧ポンプ
５と液圧モータ６との間の一方の連通管５７ａ内の液圧
が上昇する。出力トルクが過大となってＨＳＴのメイン
圧が上昇し、リリーフ弁２３ａ（または２３ｂ）の作動
圧力を越えると、このリリーフ弁２３ａ（または２３
ｂ）から圧液が排出されて、この圧液が連通管２２ａ
（または２２ｂ）を介して、歯車モータ構成部２１の一
方の液圧作動室２６ａ（または２６ｂ）に供給される。

【００２３】このようにして液圧作動室２６ａ（または
２６ｂ）に液圧が供給されることにより、周知の歯車モ
ータの原理にしたがって、液圧作動室２６ａ（または２
６ｂ）内の歯車６６，７６間の噛み合い部の隙間の容積
が増加する方向に、歯車６６，７６が回転駆動される。
その結果、ＨＳＴ４の伝達トルクと同方向のＨＭＴの伝
達トルクが増大することになる。また、出力トルクが低
下して、ＨＳＴのメイン圧がリリーフ弁２３ａ，２３ｂ
の作動圧力以下になると、リリーフ弁２３ａ，２３ｂか
らの液圧の漏洩が停止して自動的に歯車モータの駆動が
停止する。

【００２４】本発明の好ましい実施例においては、請求
項３に記載のように、リリーフ弁２３ａ，２３ｂと液連
通路５７ａ，５７ｂとの間の液圧供給路２２ａ，２２ｂ
に、リリーフ弁２３ａ，２３ｂよりも作動圧力を高く設
定した他のリリーフ弁２４ａ，２４ｂを接続することに
より、リリーフ弁２３ａ，２３ｂと液連通路５７ａ，５
７ｂとの間の液圧が他のリリーフ弁２４ａ，２４ｂの作
動圧力を越えた場合に、該他のリリーフ弁２４ａ，２４
ｂを介して圧液を自由流出させることを可能にしてい
る。

【００２５】このような構成を採用することによって、
負荷が大きすぎるために歯車モータを使用してもＨＭＴ
を駆動できない場合は、増設した他のリリーフ弁２４
ａ，２４ｂから液圧を逃がすことによって、ＨＳＴを高
圧から保護され、過大な負荷によるＨＭＴの破損が防止
される。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下、この発明の実施の形態１につい
て、図１ないし図３に基づいて説明する。図１には、図
７に示した４つの運転モードを有するＨＭＴに本発明を
適用した実施の形態を、ＨＭＴ全体について概略かつ模
式的に示しており、本発明に関連する付加的な構成部分
以外は、図７に示したＨＭＴの構成と同様である。した
がって、図７のＨＭＴと共通の構成要素については、図
１においても同一の参照符号を付して、その詳細な説明
を省略する。

【００２７】図１に示された本実施の形態のＨＭＴが図
７に示されたものと相違しているのは、液圧モータ６の
モータ軸６２に直結された歯車６６と第１太陽歯車７１
に直結された歯車７６との噛み合い部に、歯車モータ構
成部２１を設けるとともに、ＨＳＴ４の液圧ポンプ５の
液圧を供給する連通管２２ａ，２２ｂと、これらの連通
管２２ａ，２２ｂのそれぞれに介装されて、液圧ポンプ
５から歯車モータ構成部２１への液圧の供給を規制する
高圧リリーフ弁２３ａ，２３ｂとが配設されている点の
みである。

【００２８】歯車モータ構成部２１は、図２（ａ）
（ｂ）に示すように、歯車６６と歯車７６との噛み合い
部をその両側（図２（ａ）における左右）から、歯車６
６，７６の両側面とはわずかな隙間を介して、１対の板
状部２１ａ，２１ｂで挟むとともに、これらの板状部２
１ａ，２１ｂの両端（図２（ｂ）における左右両端）近
傍において挟まれた１対の略三角形状部２１ｃ，２１ｄ
によって、歯車６６と歯車７６との噛み合い部の前後
（図２（ｂ）における左右）を閉鎖する構成を有してい
る。１対の板状部２１ａ，２１ｂおよび１対の略三角形
状部２１ｃ，２１ｄによって囲まれた、歯車６６，７６
の噛み合い部の前後近傍には、１対の液圧作動室２６
ａ，２６ｂが形成され、これらの液圧作動室２６ａ，２
６ｂに、連通管２２ａ，２２ｂがそれぞれ接続される。

【００２９】このように構成された本実施の形態のＨＭ
Ｔは、次のように動作する。ＨＳＴ４の可動斜板５１が
（＋）側に傾いた状態で液圧モータ６が駆動されると、
液圧ポンプ５と液圧モータ６との間の一方の連通管５７
ａ内の液圧が上昇する。出力トルクが過大となってＨＳ
Ｔのメイン圧が上昇し、リリーフ弁２３ａの動作設定値
を越えると、このリリーフ弁２３ａから圧液が排出され
て、この圧液が連通管２２ａを介して、歯車モータ構成
部２１の一方の液圧作動室２６ａに供給される。

【００３０】このようにして液圧作動室２６ａに液圧が
供給されることにより、周知の歯車モータの原理にした
がって、液圧作動室２６ａ内の歯車６６，７６間の噛み
合い部の隙間の容積が増加する方向、すなわち矢印Ａ
１，Ａ２で示す方向に、歯車６６，７６が回転駆動され
る。その結果、ＨＳＴ４の出力トルクと同方向のＨＭＴ
の出力トルクが増大することになる。この歯車モータに
よって得られる出力トルクは、ＨＳＴ４自体の最大出力
トルクの３倍〜５倍、回転数は１／３〜１／５倍程度で
ある。

【００３１】ＨＳＴ４の可動斜板５１が、上記とは逆に
（−）側に傾いた状態で液圧モータ６が駆動されると、
液圧ポンプ５と液圧モータ６との間の他方の連通管５７
ｂ内の液圧が上昇する。出力トルクが過大となってＨＳ
Ｔのメイン圧が上昇し、リリーフ弁２３ｂの動作設定値
を越えると、このリリーフ弁２３ｂから圧液が排出され
て、この圧液が連通管２２ｂを介して、歯車モータ構成
部２１の他方の液圧作動室２６ｂに供給される。

【００３２】このようにして液圧作動室２６ｂに液圧が
供給されることにより、今度は液圧作動室２６ｂ内の歯
車６６，７６間の噛み合い部の隙間の容積が増加する方
向、すなわち矢印Ｂ１，Ｂ２で示す方向に、歯車６６，
７６が回転駆動される。その結果、やはりＨＳＴ４の出
力トルクと同方向のＨＭＴの出力トルクが増大すること
になる。

【００３３】本実施の形態を用いた場合の、図９（ｂ）
に対応する特性、すなわち、本実施の形態におけるＨＭ
Ｔの、出力軸回転数（または変速比）の増加に伴う出力
軸トルクの推移を、図３のグラフに示す。モード切り換
えに伴う変速比および可変斜板の斜板角の変化と出力軸
回転数との関係については、本実施の形態の場合も図９
（ａ）と共通であるため、省略している。

【００３４】図３のグラフにおいて、細い１点鎖線，太
い破線，太い２点鎖線で示す各線は、図９（ｂ）のグラ
フにおける対応する各線と同旨の最大出力軸トルクの推
移を示している。太い直線で示した部分は、本実施の形
態特有の特性であり、第１の運転モード（Ｍ１）におい
て本実施の形態における歯車モータが作動した状態の、
最大出力軸トルクの推移を示している。

【００３５】このように、本実施の形態のＨＭＴの構成
によれば、第１運転モードの低速領域における最大出力
トルクを大幅に増大させることが可能となる。すなわ
ち、ＨＳＴ４のメイン圧が許容最大圧力に達してほぼ水
平に推移する最大の出力軸トルクの上限値を、歯車モー
タの駆動トルク分だけ上昇する。よって、図３に示した
本実施の形態の特性を利用して車両の発進を行なうこと
により、緊急脱出時の迅速な発進なども容易に行えるよ
うになり、安全性が向上する。また、図３において太い
破線で示したロックアップ運転状態を利用した発進モー
ドにおいては、前段階に本実施の形態の歯車モータを作
動させることにより、最大出力トルクの上限値が増大す
るだけでなく、ロックアップ運転状態に移行する時点で
は出力軸やＭＴ軸の回転数が上がっているために、クラ
ッチの係合によるエンストやクラッチの滑りの発生が抑
制される。

【００３６】また、本実施の形態の歯車モータによって
トルクの増大が可能になるために、ＨＳＴに対する最大
伝達トルクの要求が低減されることになり、ＨＳＴの小
型計量化およびコストの低減が図られるとともに、特に
低負荷運転における効率の向上を図ることができる。

【００３７】出力トルクが低下して、ＨＳＴのメイン圧
がリリーフ弁２３ａ，２３ｂの作動圧力以下になると、
リリーフ弁２３ａ，２３ｂからの液圧の漏洩が停止し
て、歯車６６，７６間に設けられた液圧作動室２６ａ，
２６ｂへの液圧の供給がなくなるため、自動的に歯車モ
ータの駆動が停止し、歯車モータの補助的トルクを併用
しない運転状態に復帰する。

【００３８】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について、図４に基づいて説明する。なお、図４に
おいては、図１に示した上記実施の形態１の構成と同一
または相当の要素については、同一の参照符号を付し
て、その詳細な説明を省略する。

【００３９】本実施の形態のＨＭＴが上記実施の形態１
と異なるのは、高圧リリーフ弁２３ａおよび２３ｂと歯
車モータ部２１との間の位置の連通管２２ａ，２２ｂの
それぞれに、高圧リリーフ弁２３ａおよび２３ｂよりも
作動圧力を高圧に設定した他の高圧リリーフ弁２４ａお
よび２４ｂをさらに設けて、ＨＳＴのメイン圧がこれら
の高圧リリーフ弁２４ａおよび２４ｂの設定作動圧力を
越えた場合に、圧油を逃がしてオイルタンク２５ａ，２
５ｂに回収するようにしたものである。

【００４０】上記実施の形態１の構成においても設けら
れている通常の高圧リリーフ弁２３ａ，２３ｂの作動圧
力をたとえば５０Ｐａとすると、これらの高圧リリーフ
弁２３ａ，２３ｂから逃がした液圧は、最大５０Ｐａの
圧力で歯車モータ部２１を駆動することになる。しかし
なら、歯車モータ部２１における液圧による駆動の負荷
抵抗がこの最大圧力を上回ると、高圧リリーフ弁２３
ａ，２３ｂの２次側、すなわち高圧リリーフ弁２３ａ，
２３ｂと歯車モータ部２１との間における液圧が５０Ｐ
ａ以上となり、しかも高圧リリーフ弁２３ａ，２３ｂか
ら液圧を逃がせないことから、ＨＳＴを高圧から保護で
きないことになる。

【００４１】そこで、高圧リリーフ弁２３ａ，２３ｂと
歯車モータ部２１との間の位置の連通管２２ａ，２２ｂ
のそれぞれに、作動圧力がたとえば５５Ｐａの高圧リリ
ーフ弁２４ａ，２４ｂを増設することによって、高圧リ
リーフ弁を２段構成とし、高圧リリーフ弁２３ａ，２３
ｂの２次側の液圧が５５Ｐａを越えた場合に、増設した
高圧リリーフ弁２４，２４ｂから圧油を自由流出させる
ようにしたのが、本実施の形態の構成である。すなわ
ち、本実施の形態のＨＭＴの構成により、負荷が大きす
ぎるために歯車モータ２１を使用してもＨＭＴを駆動で
きない場合は、増設した高圧リリーフ弁２４ａ，２４ｂ
から液圧を逃がすことによって、ＨＳＴを高圧から保護
することができる。

【００４２】なお、上記各実施の形態の開示は例示に過
ぎないものであって、本発明の範囲を制限するものでは
なく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、
特許請求の範囲に均等の意味および範囲内でのすべての
変更が含まれることが意図される。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１あるいは請
求項２に記載の本発明の無段変速機によれば、出力トル
クが過大となってＨＳＴ４の液圧ポンプ５の吐出液圧が
所定の設定圧を越えると、この吐出液圧が１対の接続歯
車６６，７６の噛合い部に供給され、それによって、歯
車モータの原理によってこれらの１対の接続歯車６６，
７６が回転駆動される。したがって、ＨＳＴ４による伝
達トルクが限界値を越えた場合においても、この歯車モ
ータによる駆動トルクが付加されて、ＨＭＴによる最大
伝達トルクを増大させることができる。

【００４４】その結果、ＨＳＴの容量を増大することな
く、特に低速走行モードにおけるＨＭＴによる最大伝達
トルクを増大させることが可能になって、発進時の出力
軸トルクの増大による緊急脱出の容易化などを図ること
ができる。また、歯車モータを付加することによって、
仕様決定段階におけるＨＳＴ４自体の最大伝達トルクに
対する要求が緩和されるため、ＨＳＴ４の小型化が可能
となり、重量コストの低減や、特に低負荷時の効率の向
上が図られる。

【００４５】また、請求項３に記載のようなリリーフ弁
の２段構成を採用することによって、負荷が大きすぎる
ために歯車モータを使用してもＨＭＴを駆動できない場
合において、増設した他のリリーフ弁２４ａ，２４ｂか
ら液圧を逃がすことにより、ＨＳＴを高圧から保護する
ことができる。その結果、過大な負荷によるＨＭＴの破
損が防止されるとともに、ＨＭＴを適用した車両の安全
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における無段変速機の
概略全体構成を模式的に示す図である。

【図２】この発明の実施の形態１における無段変速機
の、ＨＳＴおよび歯車モータ構成部近傍のみを模式的に
示す図である。

【図３】この発明の実施の形態１における無段変速機の
出力軸トルクの推移を、出力軸回転数（または変速比）
を横軸にとって示す図である。

【図４】この発明の実施の形態２における無段変速機
の、ＨＳＴおよび歯車モータ構成部近傍のみを模式的に
示す図である。

【図５】３つの運転モードを有する従来の無段変速機の
構成を示す模式図である。

【図６】図１に示した無段変速機における、可変斜板５
１および固定斜板６１の斜板角度とＨＭＴ変速比との関
係、ならびに、入力軸１および出力軸２の回転数とＨＭ
Ｔ変速比との関係を、互いに関係付けて示す説明図であ
る。

【図７】本発明者らが特願平８−５４４３４号において
すでに提案した、４つの運転モードを有する無段変速機
を模式的に示す図である。

【図８】（ａ）は、図７に示した無段変速機に用いられ
るＨＳＴの構造を簡略化して示す断面図、（ｂ）は、
（ａ）のＣ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線における各非回転ブロ
ック５５，６５の断面を、連通管５７ａ，５７ｂによる
接続の態様を含めて模式的に示す説明図である。

【図９】（ａ）は、図７に示した４つの運転モードの無
段変速機に用いられるＨＭＴの、モード切り換えに伴う
変速比および可変斜板の斜板角の変化を、出力軸回転数
を横軸にとって示す図、（ｂ）は、同じ無段変速機のＨ
ＭＴの出力軸トルクの推移を、出力軸回転数（または変
速比）を横軸にとって示す図である。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３ＭＴ（機械式トランスミッション）４ＨＳＴ（静液圧式トランスミッション）５液圧ポンプ６液圧モータ７第１遊星歯車機構８第２遊星歯車機構１０第１クラッチ機構１１第２クラッチ機構１２第３クラッチ機構１３第４クラッチ機構１４第５クラッチ機構２１歯車モータ構成部２２ａ，２２ｂ連通管２３ａ，２３ｂ高圧リリーフ弁（リリーフ弁）２４ａ，２４ｂ増設した高圧リリーフ弁（他のリリー
フ弁）２６ａ，２６ｂ液圧作動室５１可変斜板５２ポンプ軸６１固定斜板６２モータ軸６６，７６歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力源に接続される入力軸（１）と、出
力軸（２）と、前記入力軸（１）と前記出力軸（２）と
の間に介装された機械式トランスミッション（３）と、
前記入力軸（１）および前記出力軸（２）に対して並列
に配設されるとともに、入力側が前記入力軸（１）に接
続され、出力側が前記機械式トランスミッション（３）
を介して前記出力軸（２）に接続された静液圧式トラン
スミッション（４）とを備えた無段変速機であって、前記機械式トランスミッション（３）の回転と前記静液
圧式トランスミッション（４）の回転とを接続するため
の互いに噛み合う１対の接続歯車（６６，７６）の噛合
い部近傍に、前記静液圧式トランスミッション（４）の
液圧ポンプ（５）の吐出液圧が所定の圧力を越えたとき
に、その吐出液圧を供給することによって、該１対の接
続歯車（６６，７６）を駆動する、歯車駆動手段を含
む、無段変速機。
【請求項２】動力源に接続される入力軸（１）と、出
力軸（２）と、前記入力軸（１）と前記出力軸（２）と
の間に介装され、複数のクラッチ機構（１０，１１，１
２）および複数の遊星歯車機構（７，８）を含む機械式
トランスミッション（３）と、前記入力軸（１）および
前記出力軸（２）に対して並列に配設されるとともに、
入力側が前記入力軸（１）に接続され、出力側が前記機
械式トランスミッション（３）を介して前記出力軸
（２）に接続された静液圧式トランスミッション（４）
とを備え、前記静液圧式トランスミッション（４）は、可変斜板
（５１）の斜板角度の増減変更制御により、前記入力軸
（１）からポンプ軸（５２）に入力する回転力を所定の
吐出液圧に変換する入力側の液圧ポンプ（５）と、所定
の傾斜状態の斜板（６１）により前記液圧ポンプ（５）
から液連通路（５７ａ，５７ｂ）を介して供給される吐
出液圧を回転力に変換してモータ軸（６２）を回転させ
る出力側の液圧モータ（６）とを有し、通常運転において前記機械式トランスミッション（３）
と前記静液圧式トランスミッション（４）とを変速比に
応じて複数の運転モードに別けて作動させることによ
り、前記入力軸（１）に入力する入力回転を無段階に変
速させて前記出力軸（２）に伝達するように構成された
無段変速機であって、前記機械式トランスミッション（３）の回転と前記静液
圧式トランスミッション（４）の回転とを接続するため
に互いに噛み合う１対の接続歯車（６６，７６）の噛み
合い部の近傍に、該１対の接続歯車間に液圧を供給可能
なように液圧作動室（２６ａ，２６ｂ）を形成するとと
もに、前記液連通路（５７ａ，５７ｂ）と前記液圧作動
室（２６ａ，２６ｂ）との間を接続する液圧供給路（２
２ａ，２２ｂ）の途中にリリーフ弁（２３ａ，２３ｂ）
を配設することにより、前記液圧ポンプ（５）の前記吐
出液圧が前記リリーフ弁（２３ａ，２３ｂ）の作動圧力
を越えた状態で、該吐出液圧によって駆動される歯車モ
ータを構成した、無段変速機。
【請求項３】前記リリーフ弁（２３ａ，２３ｂ）と前
記液連通路（５７ａ，５７ｂ）との間の前記液圧供給路
（２２ａ，２２ｂ）に、前記リリーフ弁（２３ａ，２３
ｂ）よりも作動圧力を高く設定した他のリリーフ弁（２
４ａ，２４ｂ）を接続することにより、前記リリーフ弁
（２３ａ，２３ｂ）と前記液連通路（５７ａ，５７ｂ）
との間の液圧が前記他のリリーフ弁（２４ａ，２４ｂ）
の作動圧力を越えた場合に、該他のリリーフ弁（２４
ａ，２４ｂ）を介して圧液を自由流出させることを可能
にした、請求項２記載の無段変速機。