JPS5944535B2 - 油圧式無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等に適用される油圧式無段変速機、特に
入力軸に連なる多プランジャ型油圧ポンプと；これと油
圧的に連結した、出力軸に連なる多プランジャ型油圧モ
ータと；固定機枠に傾動自在に支持され、傾斜角を変化
させることにより前記油圧モータにおけるプランジャの
摺動ストロークを無段階に調節することができるモータ
斜板と：このモータ斜板を操作する油圧モータとよりな
る変速機に関し、前記油圧ポンプを前記油圧サーボモー
タの油圧源に有効に利用できるようにして、従来専ら油
圧サーボモータのために設けられていたポンプ等の油圧
源を省略し、構成の簡素化とコストの低減を図ることを
目的とするものである。

以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、１および２は油圧変速機を構成する油圧ポンプおよび
モータで、それぞれのポンプシリンダ３およびモータシ
リンダ４は、前者を内側にして互いに同軸上に、且つ相
対回転し得るように配設され、それらシリンダ３、４に
は環状に配列する多数のポンププランジャ５およびモー
タプランジャ６をそれぞれ掴合させる。そしてポンププ
ランジャ５の外端を連結されるポンプ斜板Ｔをモータシ
リンダ４にベアリング８、８’を介して回転自在に支承
させ、ポンプシリンダ３とモータシリンダ４間の圧油の
授受を制御する分配盤９をモータシリンダ４の内周壁に
固設すると共にポンプシリンダ３の右端面に回転自在に
接触させる。またモータプランジャ６の外端を連結され
るモータ斜板１０はこれを図示しない固定機枠に耳軸１
１を介して枢支される傾動板１２にベアリング１３、１
３’を介して回転自在に支承させ、この傾動板１２は次
に述べる油圧サーボモータ１４の作動により任意の傾斜
角度に保持できるようになつている。油圧サーボモータ
１４は固定のサーボシリンダ１５と、その内部を右側お
よび左側油室１５ａ、１５ｂに区画するサーボピストン
１６と、それを貫通するパイロット弁ＩＴとから構成さ
れ、サーボピストン１６に前記傾動板１２の操作腕１２
ａが連結される。

左側油室１５ｂには作動油導入口１８を開口させ、これ
に分配盤９の後述する吐出ポート３４に連通される作動
油路を接続し、サーボピストン１６にはパイロット弁Ｉ
Ｔの左右動に応じて両油室１５ａ、１５ｂを連通したり
左側油室１５ｂを油溜２０に開放したりする供給ボート
２１および排出ボート２２を設ける。したがつて、パイ
ロット弁１７をその右動限から左動限の範囲で摺動させ
ればサーボピストン１６はパイロット弁１７の動きに追
従するように、作動油導入口１８に供給される圧油によ
り作動され、それによつて傾動板１２、したがつてモー
タ斜板１０の傾斜角を最大から最小（起立状態）に調節
することができる。尚、上記パイロット弁１７は手動若
しくは、車速とエンジンのスロットル開度とを感知する
自動制御装置（図示せず）により操作される。

ポンプシリンダ３の左端部には、図示しないエンジンに
より回転駆動される入力軸２３をスプライン結合する一
方、モータシリンダ４の左端に入力軸２３を同軸上で囲
繞する中空の出力軸２４を一体に突設し、その先端に出
力歯車２５を付設する。

出力軸２４はベアリング２６を介して機枠２７に支承さ
れる。またモータシリンダ４の右端には機枠２γにベア
リング２８を介して支承される支軸２９を一体に突設し
、その支軸２９に固定軸３０を貫通させてその外端をキ
ー３１により機枠２ｒに結合し、その内端に分配環３２
を偏心的に取付ける。

而して分配環３２は分配盤９に接触して分配盤９とモー
タシリンダ４の右端壁間に画成される室３３を内側室３
３ａと外側室３３ｂとに区画する。分配盤９には吐出お
よび吸入ボート３４，３５を穿設し、その吐出ボート３
４により吐出行程に存するポンププランジャ５の摺合油
室と内側室３３ａ間を連通し、また吸入ボート３５によ
り吸入行程に存するポンププランジャ５の摺合油室と外
側室３３ｂ間を連通する。さらに分配盤９には放射方向
に延びる多数の連絡ボート３６を穿設すると共に、それ
らの内方開口端を前記吐出ボート３４の右方開口端を中
心にして環状に配夕１ル、これら連絡ボート３６により
モータプランジャ６の摺合油室を内側室３３ａまたは外
側室３３ｂに連通する。固定軸３０には弁軸３７を摺動
および回動自在に貫通させ、この弁軸３７はその摺動に
伴い前記吐出ボート３４を開閉し得る弁部３８を内端に
備えている。

また弁軸３７は内側室３３ａに開口する油路３９と、そ
の油路３９に開口する弁孔４０とを有し、弁軸３７の所
定の回動位置で上記弁孔４０に合致する短絡孔４１を前
記固定軸３０に穿設して、その孔の外端を外側室３３ｂ
に開口させる。尚、上記弁軸３７の回動は手動若しくは
、車速、エンジンの回転数およびスロットル開度等を感
知する自動制御装置（図示せず）により制御される。

さらに弁軸３７には、これをその回動を妨害することな
く摺動させるよう、適当な機枠に枢支４２されるシフト
レバー４３を介して作動ピストン４４を連接し、そのピ
ストン４４を収容する油圧シリンダ４５内の油圧室４５
ａはこれを切換弁４６により前記作動油路１９または油
溜２０に選択的に連通させ得るようにし、油圧シリンダ
４５内の大気室４５ｂには作動ピストン４４の戻しばね
４７を収納する。上記切換弁４６は前記モータ斜板１０
に連動していて、モータ斜板１０が起立したときのみ油
圧室４５ａを作動油路１９に連通し、それ以外のときに
は油圧室４５ａを油溜２０に開放するように作動する。
４８は油圧ポンプ１１ＩＣ作動油を補給する給油ポンプ
で、ギヤーポンプより構成されて前記入力軸２３で駆動
されるよ゛うになつており、そのポンプケーシング４９
に開口する吐出口５０を、入力軸２３およびポンプシリ
ンダ３の中心部に形成した給油路５１を介して分配盤９
の吐出および吸入ボート３４，３５に連通させ、その連
通部には分配盤９側から給油ポンプ４８側への圧油の逆
流を阻止する逆止弁５２，５２″を設ける。

給油ポンプ４８の吸入口およびそれに連なる油溜は図示
を省略した。５３は油圧ポンプ１の吐出圧力を常に略一
定に調整する油圧制御装置で、その装置本体５４には左
右に隣接するシリンダ室５５および弁室５６が形成して
あり、シリンダ室５５をそれに摺合する受圧ピストン５
７により左右の二室５５ａ，５５ｂに区分し、左室５５
ａを前記作動油路１９に、また右室５５ｂを給油ポンプ
４８の吐出口５０にそれぞれ常時連通させて、受圧ピス
トン５７の左、右両端面に油圧ポンプ１および給油ポン
プ４８の各吐出圧力を対抗的に作用させ、さらに右室５
５ｂには受圧ピストン５７を左方へ弾発する戻しばね５
８を設ける。

受圧ピストン５７はその両端面にその摺動ストロークを
一定に制限するストッパ５９，５９″を突出させている
。他方、弁室５６には給油ポンプ４８の吐出口５０に連
通する弁孔６０を開口して、それにリリーフ弁６１を係
合させると共にその弁６１を常時閉じ側に弾発する調圧
ばね６２の基端を可動ばね座板６３で支承し、その座板
６３と前記受圧ピストン５７間を、弁室５６とシリンダ
室５５間の隔壁を摺動自在に貫通する連接杆６４を介し
て連結する。弁室５６内部ぱ油溜２０に開放される。次
にこの実施例の作用を説明すると、先ず油圧変速機の伝
動作用についてであるが、原動機により入力軸２３を駆
動してポンプシリンダ３を回転すれば、ポンププランジ
ャ５はポンプ斜板７上を旋回することにより往復動を生
じ、その際ポンププランジャ５の吐出行程に伴いその摺
合油室から吐出される圧油は吐出ボート３４から内側室
３３ａへ、さらにそれと連通状態にある連絡ボート３６
を経て膨脹行程のモータプランジャー６の摺合油室へ流
入して、そのモータプランジャ６にモータ斜板１０方向
の推力を与える。一方、排出行程のモータプランジャ６
により排出される油は外側室３３ｂに連通する連絡ボー
ト３６および吸入ボート３５を介して吸入行程のポンプ
プランジャ５の摺合油室に還流する。而してモータプラ
ンジャ６の推力はモータ斜板１０により、その表面に垂
直な力と平行な力とに分解され、後者の分力がモータシ
リンダ４に回転トルクとして作用し、その回転トルクは
油圧モータ２の出力として出力軸２４から取出される。

この場合、入力軸２３の回転数を一定とすれば、モータ
斜板１０の図示の最大傾斜時にモータプランジャ６の摺
動ストロークが最大となつて出力軸２４の回転トルクは
最大、回転数は最小となり（ＬＯＷ状態）、モータ斜板
１０の傾斜角が減少する（起立状態に近づく）につれて
モータプランジャ６の摺動ストロークが減少し、出力軸
２４の回転トルクは無段階に減少していくと共にその回
転数は無段階に増加していく。而してモータ斜板１０が
完全に起立すると、それに連動して切換弁４６が前述の
ように油圧室４５ａを作動油路１９に連通させるため、
作動油路１９からの油圧を受けて作動ピストン４４が戻
しばね４７に抗して右動し、そしてシフトレバー４３を
介して弁軸３７を左動して弁部３８により吐出ボート３
４を閉塞し、その結果、ポンププランジャー５が油圧的
にロックされて摺動が不能となり、ポンプおよびモータ
シリンダ３，４はポンププランジャ５およびポンプ斜板
７を介して機械的に一体に結合され、モータプランジャ
６に油圧ポンプ１の吐出圧力をかけることなく入力軸２
３の回転トルクを出力軸２４にそのまま伝達させること
ができる（ＴＯＰ状態）。したがつて、この状態ではモ
ータプランジャ６のモータ斜板１０に与える推力が無く
なつてモータ斜板１０を支承するベアリング１３，１３
′の摩擦損失が著しく減少し、伝動効率および耐久性が
向土する。こうして油圧ポンプ１から油圧モータ２を１
駆動しているとき、弁軸３７を適宜回動して弁孔４０を
短絡孔４１に合致させると、吐出ボート３４から吐出さ
れる圧油はすべて油路３９、弁孔４０、短絡孔４１およ
び外側室３３ｂを経て吸入ボート３５１ｆＣ．短絡する
ので、油圧ポンプ１は油圧モータ２を駆動し得なくなり
、所謂クラッチ・オフの状態が得られ、また弁軸３７の
回動を調節することにより弁孔４０と短絡孔４１との連
通口を適度に狭搾して吐出ボート３４からの圧油の一部
を短絡させれば、油圧ポンプ１から油圧モータ２への伝
動を適当に制限した半クラッチ状態が得られる。

次に油圧制御装置５３の作用について説明すると、いま
、油圧ポンプおよびモータ１，２において作動油の流出
も、また補充もないとすれば、油圧ポンプ１の吐出圧力
、すなわち吐出ボート３４における油圧は第３図の線Ｘ
のように出力軸２４の負荷の増大に応じて上昇し、同時
に、吐出ボート３４に常時連通するシリンダ室５５の左
室５５ａの油圧も同様に上昇する。しかし、この左室５
５ａの油圧が右室５５ｂの油圧（給油ポンプ４８の吐出
圧力）および戻しばね５８の所定のセット荷重に打ち勝
つに至れば、受圧ピストン５７は左室５５ａ１したがつ
て油圧ポンプ１の吐出圧力の土昇に応じて左動限から右
動限まで変位してばね座板６３を後退させるので、リリ
ーフ弁６１の開弁圧力を決定する調圧ばね６２のセット
荷重が減少し、その結果、給油ポンプ４８の吐出圧力は
第３図の線Ｙに示すように受圧ピストン５７が左動限に
位置するときが最も高く、その右動に応じて減少するも
ので、この特性は油圧ポンプ１の吐出圧力Ｘの特性と正
反対である。ところで実際には、油圧ポンプ１はその作
動中、給油ポンプ４８から作動油の補給を絶えず受けて
いるので、油圧ポンプ１の実際の吐出圧力は上記油圧Ｘ
およびＹを総合したものとなり、第３図の線ｚに示すよ
うに常に一定値を保つものである。したがつてこの油圧
ポンプ１から作動油路１９を介してモータ斜板１０操作
用の油圧サーボモータ１４および弁軸３７摺動用の油圧
シリンダ４５へ給油される作動油の圧力も一定となり、
それらを油圧モータ２の負荷変動に拘らず常に正常に作
動することができる。以上のように本発明によれば、油
圧変速機の油圧モータに接続される給油ポンプの吐出圧
力を油圧ポンプの吐出圧力の上昇に応じて減少するよう
にして油圧ポンプの吐出圧力を油圧モータの負荷の軽重
に拘らず常に略一定に保持し、そしてその油圧ポンプを
油圧源としてモータ斜板操作用の油圧サーボモータを作
動するようにしたので、油圧サーボモータには常に略一
定の作動油圧を作用させて、これを的確に作動させるこ
とができ、変速が適正に行われ、しかも従来使用してい
たサーボモータ専用の油圧源が省略されて構成が簡素化
され、コストの低減を図ることができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
の油圧式無段変速機の要部縦断側面図、第２図は第１図
の■−■線拡大断面図、第３図は油圧ポンプの吐出圧力
Ｘ、給油ポンプの吐出圧力Ｙおよびそれらの総合圧力ｚ
の特性グラフである。 １・・・・・・油圧ポンプ、２・・・・・・油圧モータ
、１０・・・・・・モータ斜板、１４・・・・・・油圧
サーボモータ、４８・・・・・・給油ポンプ、５３・・
・・・・油圧制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸に連なる多プランジャ型油圧ポンプと；これ
   と油圧的に連結した、出力軸に連なる多プランジャ型油
   圧モータと；前記油圧ポンプに作動油を常時補給する給
   油ポンプと；固定機枠に傾動自在に支持され、傾斜角を
   変化させることにより前記油圧モータにおけるプランジ
   ャの摺動ストロークを無段階に調節することができるモ
   ータ斜板と；このモータ斜板を操作する油圧サーボモー
   タとよりなるものにおいて前記給油ポンプにその吐出圧
   力を前記油圧ポンプの吐出圧力の上昇に応じて減少させ
   得る油圧制御装置を接続すると共に、前記油圧ポンプを
   前記油圧サーボモータの油圧源とすべくそれらを連通さ
   せた油圧式無段変速機。