JPS61153054A - 静油圧式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明は、定容量の斜板式油圧ポンプと可変容　。

量の斜板式油圧モータとの間に油圧閉回路を形成してな
る静油圧式無端変速機の改良に関する。

（２）　　従来の技術 かかる静油圧式無段変速機は、例えば特公昭５９−３８
４６７号公報に記載されているように、既に知られてい
る。

（３）　　発明が解決しようとする問題点従来の静油圧
式無段変速機では、油圧モータのモータシリンダに固設
された分配盤に油圧ポンプのポンプシリンダを回転摺動
自在に圧接させ、それらの回転摺動面を貫通する油路を
通して油圧ポンプ及び油圧モータの作動油の授受を行う
ようにしている。このため、分配盤及びポンプシリンダ
の相対向する回転摺動面間から圧油が漏洩し易く、その
漏洩によれば伝動効率の低下を招く。

そこで、本発明は、油圧ポンプ及び油圧モータ間で作動
油の授受を確実に行い得るようにして、伝動効率の高い
前記静油圧式無段変速機を提供することを目的とする。

Ｂ０発明の構成 （１）　　問題点を解決するための手段上記目的を達成
するために、本発明は、油圧ポンプのポンプシリンダ及
び油圧モータのモータシリンダを出力軸に一体的に結合
し、ポンプシリンダの環状に配列された多数のシリンダ
孔と、モータシリンダの環状に配列された多数のシリン
ダ孔との間に、前者の全てのシリンダ孔と吐出弁を介し
て連通ずる環状の高圧油路、及び同シリンダ孔と吸入弁
を介して連通ずる環状の低圧油路を同心的に形成すると
共に、半径方向外方位置及び内方位置間を往復動して後
者の多数のシリンダ孔をそれぞれ前記高圧油路と低圧油
路とに交互に連通させる多数の分配弁を放射状に配設し
、これら分配弁には、ポンプシリンダ及びモータシリン
ダの回転に伴い各分配弁に往復動を与える偏心輪を係合
し、モータシリンダの各シリンダ孔を、その膨脹行程で
は前記高圧油路に、収縮行程では前記低圧油路に連通さ
せるようにしたことを特徴とする。

（２）作　用 油圧ポンプの吐出行程にあるシリンダ孔から送り出され
る高圧の作動油は、吐出弁を開いて高圧油路に移り、そ
して偏心輪により制御される分配弁を介して油圧モータ
の膨脹行程にあるシリンダ孔に給送される。一方、油圧
モータの収縮行程にあるシリンダ孔から排出される低圧
の作動油は、偏心輪により制御される分配弁を介して低
圧油路に移り、そして吸入弁を開いて、油圧ポンプの吸
入行程にあるシリンダ孔に吸入される。こうして、油圧
ポンプ及び油圧モータ間で作動油の授受が繰返され、こ
れにより油圧ポンプから油圧モータへの動力伝達が行わ
れる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、第１図において、自動二輪車のエンジンの動力は、そ
のクランク軸１からチェン式１次減速装置２、静油圧式
無段変速機Ｔ及びチェン式２次減速装置３を順次経て図
示しない後車輪に伝達される。

無段変速機Ｔは定容量型の斜板式油圧ポンプＰ及び可変
容量型の斜板式油圧モータＭからなり、そしてクランク
軸１を支承するクランクケース４をケーシングとして、
それに収容される。

油圧ポンプＰは、１次減速装置２の出カスブロケット２
ａを一体に備えたカップ状の入力部材５と、この入力部
材５の内周壁にニードルベアリング６を介して相対回転
自在に嵌合されるポンプシリンダ７と、このポンプシリ
ンダ７にその回転中心を囲むように設けられた環状配列
の複数且つ奇数のシリンダ孔８．８・・・にそれぞれ摺
合されるポンププランジャ９．９・・・と、これらポン
ププランジャ９，９・・・の外端に当接するポンプ斜板
１０とから構成される。

ポンプ斜板ｌＯは、ポンプシリンダ７の軸線に対し一定
角度傾斜した姿勢で入力部材５の内端壁にスラストロー
ラベアリング１１を介して回転自在に前面を支承され、
入力部材５の回転時、ポンププランジャ９．９・・・に
往復動を与えて吸入及び吐出行程を繰り返させることが
できる。

入力部材５は、その背面をスラストローラベアリング１
２を介して支持筒１３に支承される。

一方、油圧モータＭは、ポンプシリンダ７に同軸上で密
着結合されるモータシリンダ１７と、このモータシリン
ダ１７の内、外画端面の中心部にそれぞれ一体に形成さ
れて軸方向に延びる支軸２４及び出力軸２５と、モータ
シリンダ１７にその回転中心を囲むように設けられた環
状配列の複数且つ奇数のシリンダ孔１８．１８・・・に
それぞれ摺合されるモータプランジャ１９．１９・・・
と、これらモータプランジャ１９．１９・・・の外端に
当接するモータ斜板２０と、このモータ斜板２０の背面
をスラストローラベアリング２１を介して支承する斜板
ホルダ２２と、更にこの斜板ホルダ２２の背面を支承す
る斜板アンカ２３とから構成される。

モータ斜板２０は、モータシリンダ１７の軸線に対し直
角となる直立位置と、成る角度で傾斜する傾斜位置の間
を傾動し得るようになっており、その傾斜位置では、モ
ータシリンダ１７の回転に伴いモータプランジャ１９．
１９・・・に往復動を与えて膨張及び収縮行程を繰り返
させることができる。

前記支軸２４はポンプシリンダ７の中心部を貫通し、こ
れにナンド２６を螺合することによりポンプシリンダ７
及びモータシリンダ１７が相互に一体的に結着される。

さらに支軸２４は、入力部材５をも貫通すると共に該部
材５をニードルベアリング２７を介して回転自在に支承
する。

支軸２４は外周には、支持筒１３がスプライン嵌合され
、そしてナツト３０で固着される。その支持筒１３及び
ローラベアリング３１を介して支軸２４はクランクケー
ス４に回転自在に支承される。

前記出力軸２５は、モータ斜板２０．斜板ホルダ２２及
び斜板アンカ２３の中心部を貫通し、その端部には、斜
板アンカ２３の背面をスラストローラベアリング３２を
介して支承する支持筒３３がスプライン嵌合され、そし
て２次減速装置３の入力スプロケット３ａと共にナツト
３４で固着され、上記支持筒３３及びローラベアリング
３５を介して出力軸２５はクランクケース４に回転自在
に支承される。

前記支軸２４には、ポンプ斜板ｌＯの内周面と相対的に
全方向傾動可能にスプライン係合する球状スプライン部
材３６が固着され、また前記出力軸２５には、モータ斜
板２０の内周面と相対的に全方向傾動可能にスプライン
係合する球状スプライン部材３７が固着される。これに
よって、ポンププランジャ９．９・・・群とポンプ斜板
１０、モータプランジャ１９．１９・・・群とモータ斜
板２０の各間の摺擦が極力防止される。

油圧ポンプＰ及び油圧モータＭ間には、次のようにして
油圧閉回路が形成される。

モータシリンダ１７には、モータシリンダ１７のシリン
ダ孔８．８・・・群とポンプシリンダ７のシリンダ孔１
８．８・・・群との間において、環状の高圧油路４０、
及びそれを囲繞する環状の低圧油路４１が設けられ、高
圧油路４０はポンプシリンダ７のシリンダ孔８，８・・
・にそれぞれ吐出弁４２゜４２・・・を介して連通され
、低圧油路４１も同じくシリンダ孔８．８・・・にそれ
ぞれ吸入弁４３．４３・・・を介して連通される。した
がって、吐出弁４２及び吸入弁４３はそれぞれポンププ
ランジャ９゜９・・・の本数と同数設けられる。

また、これら高、低圧油路４０．４１は、モータシリン
ダ１７のシリンダ孔１８．１８・・・にそれぞれ分配弁
４４．４４・・・を介して相互に連通される。したがっ
て、分配弁４４はモータプランジャ１９．１９・・・の
本数と同数設けられる。

分配弁４４．４４・・・はスプール型であって、シリン
ダ孔１８．１８・・・群と高、低圧油路４０，４１との
間でモータシリンダ１７に放射状に設けた弁孔４５．４
５・・・に摺合され、その弁孔４５の半径方向内方位置
を占めるとき対応するシリンダ孔１８と高圧油路４０と
の間を連通ずると共に低圧油路４１との間を遮断し、ま
たその弁孔４５の半径方向外方位置を占めるとき対応す
るシリンダ孔１８と低圧油路４１との間を連通ずると共
に高圧油路４０との間を遮断するようになっている。

これら分配弁４４．４４・・・を制御すべく、弁孔４５
，４５・・・には分配弁４４．４４・・・を半径方向外
方へ付勢する弁ばね４６，４６・・・が収納されると共
に、各分配弁４４の外端に、偏心輪４７の内周面が係合
される。

偏心輪４７は、クランクケース４に嵌着されるポールベ
アリング４８の内輪から構成され、そして第２図に示す
ように、モータ斜板２０の傾動軸線０の方向にモータシ
リンダ１７の中心から一定距離ε偏心した位置に設置さ
れる。したがって、モータシリンダ１７が回転すると、
各分配弁４４は、その弁孔４５内で偏心輪４７の偏心量
εをストロークとして前記外方位置及び内方位置間を往
復動する。

また各分配弁４４は、その弁孔４５の内方位置にきたと
き、低圧油路４１に補給油路４９を連通ずる機能をも有
する。補給油路４９は前記支軸２４の中心部に設けられ
ると共に補給ポンプ５０の吐出ボートに接続される。

補給ポンプ５０は、クランク軸１から駆動されて、クラ
ンクケース４の底部の油溜５１の油を補給油路４９へ比
較的低い圧力をもって給送するようになっている。

第１図、第３図及び第４図において、前記モータ斜板２
０の外周面２０ａは、その傾動軸線Ｏに中心を持つ球面
に形成され、このモータ斜板２０をスラストローラベア
リング２１と共に収容するように、前記斜板ホルダ２２
の前面には球状の凹部５２が形成される。また斜板ホル
ダ２２の背面２２ａはモータ斜板２０の傾動軸線Ｏを中
心とする円弧面に形成されており、この斜板ホルダ２２
を前記傾動軸線０周りに回動自在に支承するように、斜
板アンカ２３の前面には半円筒状の凹部５３が形成され
る。この斜板アンカ２３は、前記出力軸２５周りに回動
しないように、位置決めビン５４を介してクランクケー
ス４に連結される。

また斜板ホルダ２２の両端には、前記傾動軸線０上に並
ぶ一対のトラニオン軸５５．５５’が一体に突設され、
これらトラニオン軸５５．５５’は、ニードルベアリン
グ５６を介して斜板アンカ２３に回転自在に支承される
。換言すれば、これらトラニオン軸５５．５５’によっ
て前記傾動軸、ｖｊｌＯが規定される。

一方のトラニオン軸５５の外端には作動レバー５７が固
設される。

而して、作動レバー５７をもってトラニオン軸５５を回
動すれば、それと一体の斜板ホルダ２２も回動し、モー
タ斜板２０の回転中でも、これを自由に傾動させること
ができる。

上記構成において、１次減速装置２から油圧ポンプＰの
入力部材５が回転されると、ポンプ斜板１０によりポン
ププランジャ９．９・・・に吸入及び吐出行程が交互に
与えられる。すると、各ポンププランジャ９は、吸入行
程を行うとき低圧油路４１から作動油を吸入し、吐出行
程を行うとき高圧油路４０へ高圧の作動油を給送する。

高圧油路４０に送られた高圧の作動油は、膨脹行程のモ
ータプランジャ１９を収容するシリンダ孔１８に内方位
置の分配弁４４を介して給送される一方、収縮行程のモ
ータプランジャ１９を収容するシリンダ孔１８内の作動
油は外方位置の分配弁４４を介して低圧油路４１へ排出
される。

この間に、ポンプシリンダ７が吐出行程のポンププラン
ジャ９を介してポンプ斜板１ｏから受ける反動トルクと
、モータシリンダ１７が膨脹行程のモータプランジャ１
９を介してモータ斜板２゜とから受ける反動トルクとの
和によって、ポンプシリンダ７及びモータシリンダ１７
は回転され、その回転トルクは出力軸２５から２次減速
装置３へ伝達される。

この場合、入力部材５に対する出力軸２５の変速比は次
式によって与えられる。

したがって、油圧モータＭの容量を零から成る値に変え
れば、変速比を１から成る必要な値まで変えることがで
きる。

ところで、油圧モータＭの容量はモータプランジャ１９
のストロークにより決定されるので、モータ斜板２０の
直立位置から成る傾斜位置まで傾動させることにより変
速比を１から成る値まで無段階に制御することができる
。

油圧ポンプＰ及び油圧モータＭのこのような作動中、ポ
ンプ斜板１はポンププランジャ９．９・・・群から、ま
たモータ斜板２０はモータプランジャ１９．１９・・・
群からそれぞれ反対方向のスラスト荷重を受けるが、ポ
ンプ斜板１０が受けるスラスト荷重はスラストローラベ
アリングＩｆ入力部材５、スラストローラベアリング１
２．支持筒１３及びナソ）３０を介して支軸２４に支承
され、またモータ斜板２０が受けるスラスト荷重はスラ
ストローラベアリング２１、斜板ホルダ２２、斜板アン
カ２３、スラストローラベアリング３２、支持筒３３、
スプロケット３ａ及びナフト３４を介して出力軸２５に
支承される。しかも支軸２４及び出力軸２５は、モータ
シリンダ１７を介して一体に連結されているので、上記
スラスト荷重は、モータシリンダ１７系に引張応力を生
じさせるだけで、支軸２４及び出力軸２５を支持するク
ランクケース４には全く作用しない。

また上記作動中、油圧ポンプＰ及び油圧モータＭ間の油
圧閉回路から作動油が漏洩すれば、分配弁４４が弁孔４
５の内方位置にきたとき、その分配弁４５を通して補給
油路４９から低圧油路４１へ漏洩分の作動油が補給され
る。

再び第２図において、モータ斜板２０の傾動操作のため
に、前記トラニオン軸５５の作動レバー５７には変速制
御装置６０が接続される。

変速制御装置６０は、斜板アンカ２３に固設されたシリ
ンダ６１と、このシリンダ６１に摺合されて作動レバー
５７の先端をその回動方向で挟持するように対向する一
対の第１及び第２ピストン６２、．６２．とを備え、こ
れらピストン６２１゜６２ｇはその摺動により作動レバ
ー５７を回動し得るように配置される。

また第１及び第２ピストン６２．．６２□はそれぞれ対
向するシリンダ６１の端壁との間に第１及び第２油室６
３．．６３□を画成し、これら油室６３．．６３．には
、対応するピストン６２．。

６２ｇを作動レバー５７に向って押圧するばね６４、．
６４□が収納される。

第１及び第２油室６３１．６３□は、途中に変速制御弁
６５を介装した油圧導管６６を介して相互に連通され、
これらの内部には作動油が封入される。

前記変速制御弁６５は、固定の弁面６７と、この弁面６
７の弁孔６８に回転自在に嵌合される回動弁６９とから
なり、回動弁６９は、その外端に固設される変速し・バ
ー７０によりホールド位置Ａと、その両側の減速位置Ｂ
及び増速位置Ｃとに回動操作される。

回動弁６９には、逆止弁７１を介装した連通ポート７２
が設けられ、また弁面６７には、第１油室６３菫に連な
り弁孔６８の一例に開口する第に叉ポート７３．と、第
２油室６３□に連なり弁孔６８の他側に開口する第２二
叉ポート７３．とが設けられる。そして連通ポート７２
は、回転弁６９のホールド位ＷＡでは、いずれの二叉ポ
ート７３、．７３□とも連通せず、減速位置Ｂでは両二
叉ポート７３．．７３□間を連通し且つ前者７３、から
後者７３□への一方向のみ油の流れを許容し、増速位置
Ｃでは両二叉ポー）７３．．７３２間を連通し且つ後者
７３ｇから前者７３．への一方向のみ油の流れを許容す
るようになっている。

ところで、モータプランジャ１９．１９・・・の本数が
奇数としであるために、モータシリンダ１７の回転中、
モータプランジャ１９．１９・・・群がモータ斜板２０
に及ぼすスラスト荷重は、モータ斜板２０の傾動軸線０
を境としてその一側と他側とで強弱が交互に変わり、モ
ータ斜板２０には振動的な傾動トルクが作用する。そし
て、この振動的な傾動トルクは、作動レバー５７を介し
て第１及び第２ピストン６２ｔ、６２ｇに押圧力として
交互に作用する。

そこで、変速レバー７０を図示のように減速位置Ｂにシ
フトすれば、逆止弁７１によって、第１６３、から第２
油室６３ｔへの油の流れは許容されるが、それと逆方向
の流れを阻止されるので、作動レバー５７から第１ピス
トン６２．に押圧力が作用するときだけ、第１油室６３
＋から第２油室６３ｚへ油が流れ、その結果両ピストン
６２＋、６２□は第１油室６３．側へ移動し、作動レバ
ー５７を、モータ斜板２０の傾斜方向へ回動させること
ができる。

これとは反対に変速レバー７０を増速位置Ｃにシフトす
れば、逆止弁７１によって第２油室６３２から第１油室
６３．への油の流れは許容されるが、それと逆方向の流
れは阻止されるので、作動レバー５７から第２ピストン
６２．に押圧力が作用するときだけ、第２油室６３□か
ら第１油室６３、へ油が流れ、その結果両ピストン６２
．，６２□は第２油６３！側へ移動し、作動レバー５７
をモータ斜板２０の直立方向へ回動させることができる
。

変速レバー７０をホールド位置Ａに戻せば、両油室ｓａ
＋、ｓ３ｚ間の連通は完全に遮断され、その間の油の流
通が阻止されるため、両ピストン６２１．６２□は移動
不能となって、そのときの位置で作動レバー５７を保持
し、モータ斜板２０を直立位置または傾斜位置に固定す
ることができる。

前記高、低圧油路４０．４１間には、１個または複数個
のピストン形クラッチ弁８０が設けられる。このクラッ
チ弁８０は、高圧油路４０から低圧油路４１を貫通して
モータシリンダ１７の外周面に開口する半径方向の弁孔
８１に摺合され、その弁孔８１の半径方向内方位置（ク
ラッチオン位置）を占めるとき両油路４０，４１間を遮
断し、半径方向外方位置（クラッチオフ位置）を占める
とき両油路４０．４１間を連通ずるようになっている。

クラッチ弁８０はクラッチオフ位置側に付勢されるよう
に、その内端に高圧油路４０の油圧を受け、その外端に
は、ポンプシリンダ７の外周に摺動自在に設けられたク
ラッチ制御環８２が係合される。

クラッチ制御環８２は、クラッチ弁８０のクラッチオン
位置を規定する円筒状内周面８２ｂ、及びその内周面の
一端に連なりクラッチ弁８０のクラッチオフ位置を規定
するテーパ面８２ｂを有し、そしてクラッチ弁８０をク
ラッチオン位置に保持する側に、ばね８３によって付勢
される。このばね８３は、クラッチ制御環８２と、ポン
プシリンダ７の外周に係止されたリテーナ８４との間に
縮設される。

クラッチ制御環８２は、シフトフォーク８５、中間レバ
ー８６及びクラッチワイヤ８７を介して図示しないクラ
ッチ操作レバーに連結される。シフトフォーク８５はク
ラッチ制御環８２の外周溝８８に係合し、その基部に固
着された作動棒８９がクランクケース４を貫通して中間
レバー８６と連接される。

而して、クラッチワイヤ８７を牽引することにより、シ
フトフォーク８５を介してクラッチ制御環８２をばね８
３の力に抗して図で右動させれば、クラッチ制御環８２
のテーパ面８２ｂがクラッチ弁８０に対向することから
、クラッチ弁８０は高圧油路４０の圧力により外方位置
、即ちクラッチオフ位置へ動かされる。その結果、高圧
油路４０及び低圧油路４１は弁孔８１を介して短絡する
ため、高圧油路４０の圧力が低下し、油圧モータＭへの
圧油の給送を不能にし、油圧モータＭを不作動状態にす
ることができる。

また、クラッチ制御環８２を左動してクラッチ弁８０を
クラッチオン位置へ作動すれば、高圧及び低圧油路４０
．４１を通して油圧ポンプＰ及び油圧モータＭ間で作動
油の前述のような循環が行われ、油圧モータＭを作動状
態に復帰させることができる。

クラッチ制御環８２の上記右動位置と左動位置との中間
位置では、クラッチ弁８０により両油路４０．４１間の
連道口が適度に絞られ、その開度に応して作動油の循環
が行われるので、油圧モータＭを半クラツチ状態とする
ことができる。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、油圧ポンプのポンプシリ
ンダ及び油圧モータのモータシリンダを出力軸に一体的
に結合し、ポンプシリンダの環状に配列された多数のシ
リンダ孔と、モータシリンダの環状に配列された多数の
シリンダ孔との間に、前者の全てのシリンダ孔と吐出弁
を介して連通ずる環状の高圧油路、及び同シリンダ孔と
吸入弁を介して連通ずる環状の低圧油路を同心的に形成
すると共に、半径方向外方位置及び内方位置間を往復動
して後者の多数のシリンダ孔をそれぞれ前記高圧油路と
低圧油路とに交互に連通させる多数の分配弁を放射状に
配設し、これら分配弁には、ポンプシリンダ及びモータ
シリンダの回転に伴い各分配弁に往復動を与える偏心輪
を係合し、モータシリンダの各シリンダ孔を、その膨脹
行程では前記高圧油路に、収縮行程では前記低圧油路に
連通させるようにしたので、ポンプシリンダ及びモータ
シリンダを相対回転させることなく、油圧ポンプ及び油
圧モータ間の作動油の授受を行うことができ、しかも往
復動する分配弁では作動油の漏洩が極めて少なく、した
がって上記作動油の授受は確実で、伝動効率の向上に大
いに寄与することができる。

【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図は自動二
輪車の動力伝達系に介装した静油圧式無段変速機の縦断
平面図、第２図及び第３図は第１図の■−■線及び■−
■断面図、第４図は第１図の要部の分解斜視図である。 ε・・・偏心量、Ｍ・・・油圧モータ、０・・・モータ
斜板の傾動軸線、Ｐ・・・油圧ポンプ、Ｔ・・・無段変
速機、４・・・ケーシングとしてのクランクケース、５
・・・入力部材、７・・・ポンプシリンダ、８・・・シ
リンダ孔、９・・・ポンププランジャ、ｌＯ・・・ポン
プ斜板、１７・・・モータシリンダ、１８・・・シリン
ダ孔、１９・・・モータプランジャ、２０・・・モータ
斜板、２２・・・斜板ホルダ、２３・・・斜板アンカ、
２４・・・支軸、２５・・・出力軸、２６・・・ナンド
、３２・・・スラストローラベアリング、３３・・・支
持筒、３４・・・ナツト、４０・・・高圧油路、４１・
・・低圧油路、４２・・・吐出弁、４３・・・吸入弁、
４４・・・分配弁、４７・・・偏心輪、５４・・・位置
決めビン、５５．５５’・・・トラニオン軸、５７・・
・作動レバー、６０・・・変速制御装置第１１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定容量の斜板式油圧ポンプと可変容量の斜板式油圧モー
   タとの間に油圧閉回路を形成してなる静油圧式無端変速
   機において、油圧ポンプのポンプシリンダ及び油圧モー
   タのモータシリンダを出力軸に一体的に結合し、ポンプ
   シリンダの環状に配列された多数のシリンダ孔と、モー
   タシリンダの環状に配列された多数のシリンダ孔との間
   に、前者の全てのシリンダ孔と吐出弁を介して連通する
   環状の高圧油路、及び同シリンダ孔と吸入弁を介して連
   通する環状の低圧油路を同心的に形成すると共に、半径
   方向外方位置及び内方位置間を往復動して後者の多数の
   シリンダ孔をそれぞれ前記高圧油路と低圧油路とに交互
   に連通させる多数の分配弁を放射状に配設し、これら分
   配弁には、ポンプシリンダ及びモータシリンダの回転に
   伴い各分配弁に往復動を与える偏心輪を係合し、モータ
   シリンダの各シリンダ孔を、その膨脹行程では前記高圧
   油路に、収縮行程では前記低圧油路に連通させるように
   したことを特徴とする、静油圧式無段変速機。