JPS5914637B2 - 無段変速機付ポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン回転軸と無段変速機を介して連結され
吐出流量を一定化ならしめるポンプ装置に関するもので
、その目的は、ポンプの流体送出路中に設けた絞り前後
の圧力差によって無段変速機の変速比を制御せしめる変
速動作時のヒスプリシスを減少することであり、またポ
ンブロークの側面に摺接する側板の圧力室側受圧面積を
減じてポンプ負荷に応じた適正な加圧力を作用させるこ
とである。

従来エンジン回転軸に連結されたポンプから動力舵取装
置等に供給する流量を一定にするために、各種の流量制
御方式が考えられているが、ポンプから吐出される余剰
流を吸入側にバイパスする流量制御弁方式はポンプ消費
動力が大きい欠点がある。

このため必要とする一定量の流体しかポンプが吐出しな
いよ・うにするポンプ速度−走化方式の方が消費動力軽
減の見地から好ましく注目されるようになってきた。

かかるポンプ速度−走化方式には無段変速機を介してポ
ンプをエンジン回転軸と連結し、ポンプ速度が一定とな
るようにポンプの流体送出路中に絞りを設け、この絞り
前後の圧力差を一定に保つべく無段変速機の変速機構を
自動制御するものがあり、これにおいてはポンプの流体
送出路中に挿入された絞りと、この絞り前後の圧力差に
よって作動され無段変速機の前記変速機構に連結された
圧力応動装置とが設けられている。

かかる構成のポンプ装置において、圧力応動装置は無段
変速機の変速抵抗に抗して変速比を変化させるべく作動
するが、増速と減速ではその変速抵抗が異るため、圧力
応動装置が作動しだす絞り前後の圧力差にも変化が生ず
る。

この子方差の変化は、無段変速機の変速特性にヒステリ
シスを生じさせる。

このヒステリシスは小さい程好ましいが、無段変速機の
変速抵抗変化を零にすることは機構上不可能に近く変速
特注向上の大きな障害になっていた。

本発明はかかる欠点をなくするために、圧力応動装置の
有効受圧面積を可及的に大きくすることにより変速抵抗
変化に対する圧力差の変化分を減少させるようにしたも
のであり、併せて圧力室に面する側板の有効受圧面積を
減じさせてポンプ負荷に応じた適正な加圧力を無段変速
機に作用させるようにしたものである。

以下実施例によって説明する。

第１図は本発明の作動原理を示すもので、１はエンジン
、２は無段変速機、３はポンプである。

無段変速機２はポンプ３と同軸的に連結されたものであ
り、無段変速機２の被動軸２ｂはポンプ回転軸３ａと連
結され、無段変速機２の原動軸２ａにはプーリ５が固着
され、エンジン回転軸６に固着されたプーリ７とベルト
８にて連結されている。

前記ポンプ３は定容量ポンプであり、このポンプ３の吐
出流体送出路１０は動力舵取装置１８に連通されている
。

−この流体送出路１０の途中には絞り１１が設けられ、
この絞り１１通過後の送出路１０は圧力逃し弁１６が設
けられている。

前記絞り１１の前後の流体下方がシリンダ１２の左右室
１２ａ、１２ｂに導入される。

シリンダ１２のピストンロッド１３は前記無段変速機２
の変速機構と作動的に連結され、絞り１１の前後に生ず
る圧力差によって変速比を制御するようになっている。

前記シリンダ１２の低圧側の室１２ｂに挿入されたスプ
リング１４は無段変速機２の原動軸回転に対する被動中
軸回転を高める方向に前記変速機構に押圧力を作用せし
めるためのものである。

尚このスプリング１４は必らずしもシリンダ内に設ける
必要はない。

このスプリング１４のバネ定数をＫとするとたわみ量δ
のときのスプリング力ＦはＦ＝にδとなる。

一方絞り１１の前後の流体圧力をＰｌ、Ｐ２とし、ピス
トン１５の左右有効面積をＳとするとＳ −（Ｐ １Ｐ
２ ） −Ｆ のときピストンに作用する押圧力は平衡する。

このとき絞り１１の前後に圧力差△Ｐが発生するとすれ
ば、 となり、圧力差△Ｐはスプリング１４のたわみ量δに比
例し、ピストン１５はδの変位量をもたらし、このピス
トン１５の変位量δが絞り１１の前後の圧力差をほぼ一
定に保つべく変速機構を操作し変速化を自動制御する。

この結果絞り１１の開度を一定とすればこの絞り１１を
通過して送出路１０に送られる流量はほぼ一定に保たれ
る。

このような無段変速機２の変速比制御は、換言すればエ
ンジン１の回転変速の変化に対し、ポンプ回転速度をほ
ぼ一定に保たせるような変速制御となり、ポンプ３から
はほぼ一定量の流体が吐出されることになる。

ところで動力舵取装置１８の最高負荷時には流体の連続
的な流れが遮断されるため流体送出路１０内の圧力が増
大し、圧力逃し弁１６の設定圧以上になるとこの圧力逃
し弁１６を開し）てポンプ吸入側、即ち油槽に流体を放
出する。

これによって絞り１１を通過する流量は高負荷作用前と
同じ状態が保たれ、絞り１１前後の圧力差も一定に保た
れる。

したがって圧力応動装置１２は作動せず無段変速機２の
変速比は変化しないのでポンプは一定量の流体を吐出し
、動力舵取装置１８の負荷が軽減すれば流体の連続的な
流れが再び生ずるので、圧力逃し弁１６が閉じるだけで
動力舵取装置１Ｂが必要とする一定量の流体供給が達成
されるのである。

次に第１図の作動原理に基づく本発明の具体例を第２図
によって説明する。

ポンプ本体２０には、無段変速機Ｔを収納する拡大内孔
２１とポンプ構成体Ｐを収納する内孔２２が同心的に穿
設されている。

拡大内孔２１には、互に対向する同軸的装置の一対の回
転摩擦板２３．２４と、両摩擦板２３．２４の転動面２
３ａ 、２４ａに接触して転動するボール２５と、この
ボール２５を転勤可能に保持しこれの自転軸を変速機軸
線を通る面内で傾斜させる保持ローラ２６と、この保持
ローラ２６の回転支持軸２６ａをケージ２６ｂを介して
揺動可能に保持する保持ケース２７が収納されている。

回転摩擦板２３に突設された原動軸２８はポンプ本体２
０の一端面に固着された蓋部材２９に軸受３０を介して
軸方向変位のみ阻止して軸承され、回転摩擦板２４に突
設された被動軸３１はポンプ構成体Ｐの収納される内孔
２２に挿入され、軸受３２を介してポンプ本体２０に軸
承され軸受３２とともに軸方向移動が許容されている。

原動軸２８の一端にはプーリ５が固着され、このプーリ
５はエンジン回転軸６に設けられたプーリγよりベルト
８を介して駆動される。

被動軸３１にはこれを貫通して中空内孔３３が穿設され
るとともに外周面にはスプライン３４が刻設されている
。

前記ポンプ本体２０の内孔２２には、ポンプケーシング
を形成するカムリング４０及びカムリング４０の内周面
４０ａに摺接し放射方向に移動可能な複数のベーン４１
を備えたポンプロータ４２を中央にしてその両端面に接
触する側板４３．４４を積層してなるポンプ構成体Ｐが
収納され、更にとの内孔２２の開口端部を閉塞する蓋体
４５が側板４４さの間にスプリング４６を介装して収納
され、止めリング４７にて抜止めされている。

この蓋体４５と一方の側板４４との間には圧力室６１が
形成され、この圧力室６７にはポンプより吐出される流
体が流入する。

この圧力室６１に面する側板４４には中央に筒状の突出
部４４ａが突設され、この突出部内周面にはポンプロー
タ４２と同心状にポンプ吐出流体の受圧面積を減するた
めの規制シリンダ４４ｃが形成されている。

また蓋体４５にはこの規制シリンダ４４ｃと同径の小径
シリンダ４５ｃ及びこの小径シリンダ４５ｃより大きな
径の大径シリンダ４５ｂが同心状に形成されている。

前記規制シリンダ４４ｃ及び小径シリンダ４５ｃに嵌合
する小径ピストン４９ｃを両端に、前記大径シリンダ４
５ｂに嵌合する大径ピストン４５ｂを中央にして一体形
成したピストン体４９がこれらシリンダ内に摺動可能に
嵌挿されている。

ピストン体４９は、前記被動軸３１の中空内孔３３を貫
通し軸受ブツシュ５１．５２にて回転及び軸方向移動を
許容して軸承されたロッド５３の一端に連結されている
。

ロッド５３の他端は前記保持ケース２１内に挿入され、
ケージ２６ｂに突設されたピン２６ｃに係合する係合部
５４ａを有する引掛は部材５４と連結され、この引掛は
部材５４を図示右方向に押圧するスプリング５５が保持
ケース２７との間に介装されている。

前記ポンプ本体２０の上方には油槽６０が固着され、油
槽底部に設けられた筒状突出部６１はポンプ本体２０の
縦穴６２に嵌挿され、カムリング４０の周囲に形成され
た環状流路６３を介してポンプ吸入領域に通ずる吸入通
路をなしている。

前記側板４３．４４にはポンプ吐出領域に対応して円弧
状の溝６５及び円弧状の貫通穴６６が形成され、側板４
４と蓋体４５との間に形成される圧力室６７に連通され
、通路８１にてポンプ本体２０の側板４３との間の室に
も連通されている。

この圧力室６７に吐出される流体は、第６図に示すよう
にポンプ本体２０に穿設された送出路６８と絞り７０を
介して連通し、送出口６９より動力舵取装置等に供給さ
れる。

かかる絞り１０の＠後の圧力流体即ち、圧力室６７の圧
力流体は大径シリンダに嵌合する大径ピストン４９ｂの
右室に導入され、絞り７０通過後の送出路６Ｂの圧力流
体は通路７２゜７３を介してシリンダ４５ｂのピストン
左室に導入され 肉圧力流体の圧力差に応じた押圧力が
ピストン体４９に作用し、ロッド５３を介して引掛は部
材５４をスプリング５５に抗して軸方向に変位させ、保
持ローラ２６の回転支持軸２６ａを保持ケース２１に対
して揺動変位させる。

これによって第２図に示すように保持ローラ２６と摩擦
板２３．２４の転勤面２３ａ、２４ａとにより接触保持
されるボール２５の自転軸が軸線を通る平面内で軸線に
対する角度が変化される。

この自転軸が軸線と平行であれば、ボール２５の自転中
心に対する摩擦板２３．２４の転軸面までの有効半径ｒ
ｌ 、 ｒ２が等しくなり変速比はｌ：１となる。

自転軸が右に傾むけば有効半径ｒ１がｒ２より大きくな
り、変速比は１以下となって被動軸３１は減速される。

また自転軸が左に傾むけば有効半径ｒ２がｒｌより大き
くなり、変速比は１以上となり被動軸３１は増速される
。

ここにおいて、ピストン体４９の大径ピストン４９ｂは
小径はストン４９ｃよりもはるかに大きな直径となって
いるため大きな有効受圧面積が確保される。

したがってこの大径ピストン４９ｂの両側面に作用する
小さな圧力差でもって無段変速機の変速抵抗に打勝つこ
とができ、増速、減速の： 際のヒステリシスを大幅に
減することができる。

前記側板４３と４４のポンプロータ摺動面の反対側には
ポンプ吐出流体が作用し互に対向する方向に流体押圧力
を受ける。

ここに側板４３のかかる流体押圧力の作用する有効面積
Ｂに対し、側板］ ４４のかかる流体押圧力の作用する
有効面積Ａが大きくかつ所定の面積比が保たれるように
規制シリンダ４４ｃにてその有効面積Ａが設定されてい
るため、側板４４に作用する流体押圧力がその面積差分
（Ａ−Ｂ）だけ大きくカムリング４０を介して側板４３
を図示右方向に押圧する。

この押圧力は軸受３２を介して被動軸３１及び摩擦板２
４に作用し、ボール２５と摩擦板２３．２４の転軸面２
３ａ 、２４ａにポンプ負荷に応じた適正な接触圧を生
じさせる。

この接触圧は前記側板４４を押圧するスプリング４６に
よっても与えられる。

したがってポンプ負荷圧力がない状態ではかかるスプリ
ング４６による接触圧が生じ原動軸２８の回転を被動軸
３１に伝える。

この場合ポンプ駆動トルクは小さいので転軸面における
弱い接触圧でもスリップすることはない。

ポンプ負荷圧力が高くなると、流体による側板４４の押
圧力も高くなり接触圧を高め、ポンプ駆動トルクに応じ
た動力伝達を可能ならしめる。

第４図、第５図において８０は圧力逃し弁であり、この
圧力逃し弁８０は絞り１０通過後の流体送出路６Ｂと環
状流路６３とを連通ずる連通穴８４がポンプ本体２０に
穿設され、この連通穴８４にはスプリング８５、スプリ
ング受け８６、ボール弁８γ、弁座８８を形成したプラ
グ８９が挿入されて構成されている。

この圧力逃し弁８０はポンプ負荷圧が高くなりスプリン
グ８５の設定圧以上になるとボール弁８７を開きポンプ
吐出流体を吸入側に逃す作用をなす。

ここに動力舵取装置１８を通じての連続的な流体の流れ
が閉ざされるような高負荷作用時にはポンプ吐出流体の
全量がこの圧力逃し弁８０から油槽に放出されるので絞
り１０前後の圧力差は圧力逃し弁８０が開く前と同じ圧
力差が持続され、これによって変速比は変化することな
く一定に維持される。

したがって負荷が解除されれば動力舵取装置１８を通じ
ての流れが再現されるので圧力逃し弁８０が閉止するだ
けで直ちに元の状態に復帰することができ流量特性の乱
れをなくすることができる。

以上の如く、本発明のポンプ装置はエンジン回転軸１の
回転速度が変化しても絞り７０＠後の圧力差が一定とな
るように変速比の自動制御が行われるが、この圧力差に
応動するシリンダ４５ｃの直径を側板４４に形成された
規制シリンダ４４ｃの直径よりも大きく形成しであるの
で、ピストン体４９の有効受圧面積を大きくでき変速時
Ｏこおけるヒステリシスを減することができる。

しかも側板４４に形成された規制シリンダ４４ｃにピス
トン体４９の小径ピストン４９ｃを嵌合せしめたことに
より、側板４４の有効受圧面積を減じ、他方の側板４３
の有効受圧面積差を設定することができるのでポンプ負
荷に応じた適正な加圧力を無段変速機に作用させること
ができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本発明の実施例を示すもので、第１図は作動
原理の説明図、第２図は無段変速機を内蔵するポンプ装
置の縦断面図、第３図は第２図におけるＩＩＩ−ＩＩＩ
矢視断面図、第４図は第２図におけるＩＶ−ＩＶ矢視断
面図、第５図は第４図におけるＶ−■矢視断面図、第６
図は第４図におけるＶｌ−Ｖｌ矢視断面図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・無段変速機、
３・・・・・・ポンプ、１０・・・・・・送出路、１１
，７０・・・・・・絞り、１２・・・・・・変速比制御
用シリンダ、２０・・・・−・ポンプ本体、２３ 、２
４・・・・・・回転摩擦板、２５・・・・・・ボール、
２６・・・・・・保持ローラ、２７・・・・・・保持ケ
ース、２８・・・・・・原動軸、３１・・・・・・被動
軸、４０・・・・・・カムリング、４１・・・・・・ベ
ーン、４２・・・・・・ポンプロータ、４３．４４・・
・・・・側板、４５・・・・・・蓋体、４８・・・・・
ウリンダ、４９・・・・・・ピストン体、５３・・・・
・・ランド、５４・・・・・・引掛は部材、６８・・・
・・・送出路、８０・・・・・圧力逃し弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン回転軸より無段変速機を介して駆動される
   ポンプの流体送出路中に絞りを設け、この絞り受後の圧
   力差によって前記無段変速機の変速化を制御するように
   したポンプ装置において、前記無段変速機の原動軸と被
   動軸を同軸的に配列するとともにポンプ本体に回転軸承
   し、前記被動軸はポンプ本体内に挿入してポンブローク
   と係止し、このポンプロータの一側に摺接する圧力室側
   の側板にはポンプ吐出流体の有効受圧面積を減少させる
   ための受圧面規制シリンダをポンブロークと同心的に形
   成し、この受圧面規制シリンダと同径の小径シリンダ及
   びこの受圧面規制シリンダよりも十分大きな同心状の大
   径シリンダを前記圧力室を閉塞する蓋体に形成し、前記
   受圧面規制シリンダ及び／」・径シリンダに嵌合する小
   径ピストンを両端に、前記大径シリンダに嵌合する大径
   ピストンを中央に一体形成してなるピストン体を前記被
   動軸延長線上に配列し、このピストン体は前記被動軸の
   中心を貫通する連結ロッドを介して前記無段変速機の変
   速機構に連結し、前記大径ピストンの左右のシリンダ室
   だけに前記絞り前後の圧力流体を導入したことを特徴と
   する無段変速機付ポンプ装置。