JPS6123412B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入力軸に連なる斜板式油圧ポンプと
出力軸に連なる斜板式油圧モータの間に油圧閉回
路を形成し、前記油圧モータを、その斜板の傾斜
角を自由に変更できるようにして可変容量型に構
成した油圧式無段変速機の正逆転制御装置に関す
るもので、その目的とするところは、油圧モータ
への作動油の流れの方向を変えることにより油圧
モータの回転方向を正逆に切換えられるように
し、しかもその切換方向と関係なく変速機のクラ
ツチ操作を支障なく行うことができるようにし
た、構造簡単且つコンパクトな前記油圧式無段変
速機の正逆転制御装置を提供することを目的と
し、その特徴は、油圧モータが正回転するように
作動油の流れの方向を制御する正転制御位置およ
び前記油圧モータが逆回転するように作動油の流
れの方向を制御する逆転制御位置間を変位する分
配環と；固定部に回転自在に支持された中空軸部
と前記分配環に連結する偏心端部とを備えた正逆
転制御軸と；前記分配環を前記正転制御位置と逆
転制御位置とに保持し得るよう前記正逆転制御軸
の回転角度を一定に制限するストツパ装置と；前
記正逆転制御軸を往復回転駆動し得る油圧シリン
ダ等の駆動装置と；よりなり、前記正逆転制御軸
の前記中空軸部には、前記油圧ポンプの吐出ポー
トと吸入ポート間を短絡させる短絡ポートが穿設
されると共に、該短絡ポートを開閉し得るクラツ
チ弁が軸方向摺動可能に嵌入されることにある。

以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、第１図において１は長手方向に分割さ
れた二つのケース半体１ａ，１ｂを結合してなる
ミツシヨンケースで、それに装備される変速機は
油圧ポンプＰと油圧モータＭとより構成される。

油圧ポンプＰは、入力軸２に貫通されると共に
それにスプライン結合３されたポンプシリンダ４
と、そのポンプシリンダ４にその回転中心を囲む
ように設けられた環状配例の多数のシリンダ孔
５，５………にそれぞれ摺合した多数のポンププ
ランジヤ６，６………とより構成され、入力軸２
には図示しないエンジンからの動力がフライホイ
ール７を介して伝達される。一方、油圧モータＭ
は、ポンプシリンダ４を同心上で囲繞してそれと
相対的に回転し得るように配設されたモータシリ
ンダ８と、そのモータシリンダ８にその回転中心
を囲むように設けられた環状配列の多数のシリン
ダ孔９，９………にそれぞれ摺合した多数のモー
タプランジヤ１０，１０………とより構成されて
いる。

モータシリンダ８の軸方向両端面には一対の支
軸１１，１１′が突設されており、一方の支軸１
１はボールベアリング１２を介して右ケース半体
１ｂの端壁に、また他方の支軸１１′はニードル
ベアリング１３を介して左ケース半体１ａの端壁
にそれぞれ支持される。そして一方の支軸１１の
外端に、モータシリンダ８と共にボールベアリン
グ１２のインナーレース１２ａを挟持する止環１
４が係止され、またそのアウタレース１２ｂの外
周外端部に係止した別の止環１５が右ケース半体
１ｂの端壁外面の環状凹部１６に係合され、さら
にアウタレース１２ｂの外端に当接する押え板１
７がボルト１８により右ケース半体１ｂに着脱可
能に固着され、かくしてボールベアリング１２お
よび支軸１１の右ケース半体１ｂに対する軸方向
移動が阻止される。

他方の支軸１１′は歯車１９を一体に形成され
て出力軸とされ、油圧モータＭの出力は上記歯車
１９から取出され、中間歯車２０を介して差動歯
車装置２１へと伝達される。

モータシリンダ８の内側には、各ポンププラン
ジヤ６に対し一定角度傾斜したポンプ斜板２２が
固定されており、このポンプ斜板２２の表面を滑
らかに摺動し得る摺動片６ａが各ポンププランジ
ヤ６の球状端部に首振り自在に付設され、かくし
てポンプ斜板２２はポンプシリンダ４の回転に伴
い各ポンププランジヤ６に往復動を与えて吸入お
よび吐出行程を繰返させることができる。

各モータプランジヤ１０にはモータ斜板２３が
対設され、このモータ斜板２３は、その両外側か
ら突出する一対のトラニオン軸２４をミツシヨン
ケース１の両ケース半体１ａ，１ｂ間に回転自在
に支承させて、各モータプランジヤ１０に対し垂
直となる鎖線示の直立位置から実線示の最大傾斜
位置まで自由に傾動することができ、それによつ
てモータプランジヤ１０のストロークを零から最
大に無段階に調節するとができる。

油圧ポンプＰと油圧モータＭ間には後述する分
配盤Ｄおよび分配環２５を介して油圧閉回路が形
成される。而して入力軸２よりポンプシリンダ４
を回転したとき、吐出行程のポンププランジヤ６
を収容するシリンダ孔５から吐出される高圧の作
動油が膨脹行程のモータプランジヤ１０を収容す
るシリンダ孔９に給送される一方、収縮行程のモ
ータプランジヤ１０を収容するシリンダ孔９から
排出される作動油が吸入行程のポンププランジヤ
６を収容するシリンダ孔５に還流し、その間、吐
出行程のポンププランジヤ６がポンプ斜板２２を
介してモータシリンダ８に与える反動トルクと、
膨脹行程のモータプランジヤ１０がモータ斜板２
３から受ける反動トルクとの和によつてモータシ
リンダ８は回転される。

この場合、ポンプシリンダ４に対するモータシ
リンダ８の変速比は次式によつて与えられる。

変速比＝ポンプシリンダ４の回転数／モータシリンダ８
の回転数 ＝＋１油圧モータＭの容量／油圧ポンプＰの容量 上式から明らかなように、油圧モータＭの容量
を零から或る値に変えれば、変速比を１から或る
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ヤ１０のスト
ロークにより決定されるので、モータ斜板２３を
前述のように直立位置から或る傾斜角まで傾動さ
せることにより変速比を１から或る値まで無段階
に調節することができる。モータ斜板２３の傾動
操作のために油圧サーボモータS₁がミツシヨンケ
ース１に設けられている。

モータシリンダ８は、その軸方向に分割された
第１〜４部分８ａ〜８ｄより構成される。

第１部分８ａはカツプ状をなし、その外端に歯
車１９を持つた前記出力軸１１′を一体に備え、
そして内側端面で前記ポンプ斜板２２を支持して
いる。

第２部分８ｂは円筒状をなし、その周壁には前
記シリンダ孔９のうちモータプランジヤ１０の支
承孔９ａが全長に亘り設けられ、またその中空部
には前記ポンプシリンダ４が収容される。第３部
分８ｃは円盤状を、また第４部分８ｄは環状をな
し、これらに前記シリンダ孔９のうち支承孔９ａ
より若干大径の一連のモータ油圧室９ｂが設けら
れ、さらに第３部分８ｃの中心盤状部により分配
盤Ｄが構成される。

第１部分８ａには第２部分８ｂとの対向端部に
連結フランジ２６を一体に突設し、そのフランジ
２６を、それに対向する第２部分８ｂの端面の位
置決め凹部２７に密合して両部分８ａ，８ｂを同
軸線上に整合する。そして、この連結フランジ２
６を複数本の結合ボルト２８により第２部分８ｂ
に固着する。

また第２、第３および第４部分８ｂ，８ｃ，８
ｄは、それぞれの各接合部にノツクピン２９，３
０を嵌入して相互に位置決めし、そして複数本の
結合ボルト３１により第２および第４部分８ｂ，
８ｄ間を緊締連結すると共にそれらにより第３部
分８ｃを強固に挾持し、かくして第１〜４部分８
ａ〜８ｄは一体に結合される。

前記入力軸２は、その外端部をニードルベアリ
ング３２を介して前記支軸１１′の中心部に、ま
たその内端部をニードルベアリング３３を介して
前記分配盤Ｄの中心にそれぞれ支持され、その入
力軸２とポンプシリンダ４の対向周面間に前記ス
プライン結合部３と隣接して形成した環状ばね室
５６に圧縮ばね５７が収容され、このばね５７は
その右端をポンプシリンダ４に係止した座板５８
に、またその左端を入力軸２に係止した座板５９
にそれぞれ弾発的に当接させる。一方、入力軸２
の、ポンプシリンダ４の左端面から突出した部分
にはモータシリンダ８の内端面に対向するストツ
パ板６０が係止され、それらの対向面間にニード
ルスラストベアリング６１が介装される。したが
つて前記ばね５７の弾発力は座板５８を介してポ
ンプシリンダ４を分配盤Ｄに圧接して、それらの
回転摺動部からの漏油を防止し、その弾発力の反
力は座板５９、入力軸２、ストツパ板６０および
ニードルスラストベアリング６１を介してモータ
シリンダ８に伝達して支持される。

モータシリンダ８の支軸１１には、その中心部
を貫通する正逆転制御軸６２の中空軸部６２ｂが
回転自在に支持され、その外端部はニードルスラ
ストベアリング６３を介して前記押え板１７に支
承される。前記中空軸部６２ｂの内端側には偏心
端部６２ａが一体に連設され、その外周面に分配
盤Ｄに接する分配環２５を嵌合支持する。而して
分配環２５は、モータシリンダ８の第４部分８ｄ
の中空部３７を内側室３７ａと外側室３７ｂとに
区画し、そして制御軸６２を回転させると分配盤
Ｄの中心線周りを偏心運動をするようになつてい
る。

正逆転制御軸６２の回転角度を規制するため
に、第２図に示すように制御軸６２の外周面に突
設したストツパピン６４を挾んで略180゜の間隔
を存して対向する一対の第１および第２ストツパ
６５，６５′が押え板１７の内側面に突設されて
いる。而して、ストツパピン６４が第１ストツパ
６５に当接するときは、分配環２５は第３図Ａに
示すように分配盤Ｄの中心線からトラニオン軸２
４の軸線に沿つて右方へ偏位した正転制御位置に
保持され、またストツパピン６４が第２ストツパ
６５′に当接するときは、分配環２５は第３図Ｂ
に示すように、上記中心線から左方へ偏位した逆
転制御位置に保持される。尚、第１図では便宜
上、分配環２５を分配盤Ｄの中心線より下方へ偏
位させたが、実際には上記のような偏心位置を占
めるものである。

再び第２図において、正逆転制御軸６２の外周
にはピニオン歯車６６が刻設されており、これに
セクタ歯車６７が噛合する。セクタ歯車６７のボ
ス６７ａは右ケース半体１ｂに立設した軸６８に
枢支され、ボス６７ａの外端に固設した作動レバ
ー６９には油圧操作シリンダ７０が連動してい
る。

油圧操作シリンダ７０は、固定のシリンダ本体
７１と、その内部を前面油室７２と背面油室７３
とに区画する作動ピストン７４とより構成され、
作動ピストン７４のピストンロツド７４ａが背面
油室７３を貫通して前記作動レバー６９と連結す
る。前記油室７２は切換弁７５を介して油圧源７
６と油溜７７とに接続され、背面油室７３は油圧
源７６と常時連通している。尚、油圧源７６には
油圧ポンプＰを利用してもよい。

而して油圧操作シリンダ７０は、正逆転制御軸
６２を往復回転駆動し得る、本発明の駆動装置を
構成している。

いま、切換弁７５を図示の位置にセツトすれ
ば、油圧操作シリンダ７０の前面油室７２が油溜
７７と連通すると共に背面油室７３が油圧源７６
と連通するので、背面油室７３に流入する圧油に
より作動ピン７４が上昇し、セクタ歯車６７を介
してピニオン歯車６６、したがつて制御軸６２を
左回りに回転し、ストツパピン６４が第１ストツ
パ６５に当接することにより分配環２５が第３図
Ａの正転制御位置に保持され、これによつて吐出
ポート３８と連絡ポート４０，４０………の右側
群とが連通する。

そこで、ポンプシリンダ４を回転すれば、ポン
ププランジヤ６の吐出行程により生成される高圧
の作動油は吐出ポート３８から内側室３７ａと、
連絡ポート４０，４０………の右側群を経てモー
タ油圧室９ｂ，９ｂ………の右側群に流入して、
対応するモータプランジヤ１０，１０………の右
側群に推力を与えるので、これらプランジヤ１
０，１０………はモータ斜板２３の右側斜面に沿
つて膨脹行程を営み、その結果モータシリンダ８
は右回りの正回転を行う。

一方、モータプランジヤ１０，１０………の左
側群はモータ斜板２３の左側斜面によつて収縮行
程を営み、それらに対応するモータ油圧室９ｂ，
９ｂ………の作動油を連絡ポート４０，４０……
…の左側群、外側室３７ｂを介して吸入ポート３
９へ還流させる。かくして油圧ポンプＰから油圧
モータＭへの正転伝動が行われる。

次に切換弁７５を図示と反対位置に切換えれ
ば、油圧操作シリンダ７０の両油室７２，７３が
共に油圧源７６と連通するが、作動ピストン７４
の前面の受圧面積は背面のそれよりも大きいの
で、それらの差の面積に働く前面油室７２の油圧
により作動ピストン７４は下降してセクタ歯車６
７を介してピニオン歯車６６、したがつて制御軸
６２を右回りに回転し、ストツパピン６４が第２
ストツパ６５′に当接することにより分配環２５
が第３図Ｂの逆転制御位置に保持され、これによ
つて今度は吐出ポート３８と連絡ポート４０，４
０………の左側群とが連通する。したがつて上記
と同様の作用によりモータプランジヤ１０，１０
………の左側群が膨脹行程、右側群が収縮行程を
営み、モータシリンダ８は左回りの逆回転を行
う。

油圧ポンプＰの作動中、その吐出圧力すなわち
内側室３７ａの油圧により制御軸６２に外方への
大なるスラスト荷重が加わるが、その外端面は前
述のようにニードルスラストベアリング６３を介
して押え板１７により支承されているので、制御
軸６２は上記スラスト荷重に妨げられることなく
スムーズに回転して正逆転制御を行うことができ
る。

第４図は上記制御軸６２の外端面支承構造の別
の実施例を示すもので、それは制御軸６２の外端
面と押え板１７の間に油圧室７８を形成し、これ
を油路７９を介して内側室３７ａ、したがつて油
圧ポンプＰの吐出ポート３８に連通したものであ
る。而してこの油圧室７８において制御軸６２の
外端面に作用する油圧により前記スラスト荷重が
打消されるため、制御軸６２を前実施例と同様に
スムーズに回転することができる。

第１図において、前記制御軸６２の中空軸部６
２ｂは、中心孔４１と、その側壁を貫通する複数
個（図では２個）の短絡ポート４２，４３を有
し、これら短絡ポート４２，４３の内端は中心孔
４１を介して前記内側室３７ａに連なり、またそ
れらの外端は制御軸６２の外側溝４４，４５を介
して前記外側室３７ｂに連なり、そしてこれら短
絡ポート４２，４３は中心孔４１に摺合するクラ
ツチ弁４８の右動と左動により開閉されるように
なつている。即ちクラツチ弁４８が右動位置にあ
るときは、短絡ポート４２，４３は開放されて
内、外両側室３７ａ，３７ｂ間を連通し、分配盤
Ｄの吐出ポート３８から吐出される作動油が直ち
に吸入ポート３９に短絡して油圧モータＭへの作
動油の給送が行われないので、油圧モータＭを不
作動にした、所謂クラツチ・オフ状態となり、次
にクラツチ弁４８を左動して短絡ポート４２，４
３を共に閉塞したときは、油圧ポンプＰからモー
タＭへの作動油の循環作用が生起するのでクラツ
チ・オンの状態となる。

クラツチ弁４８の先端には弁杆５０が螺着さ
れ、その球状端部５０ａに傘状弁体５１が首振り
可能に連結され、この弁体５１は、クラツチ弁４
８がクラツチ・オンの位置を越えて左動したとき
吐出ポート３８を閉塞するように分配盤Ｄに密着
することができる。この弁体５１による吐出ポー
ト３８の閉塞はモータ斜板２３を直立させて
TOP状態にしたときに行うもので、これにより
ポンププランジヤ６を油圧的にロツクしてポンプ
シリンダ４からポンププランジヤ６群およびポン
プ斜板２２を介してモータシリンダ８を機械的に
駆動することができ、したがつてモータプランジ
ヤ１０のモータ斜板２３に与える推力が消失し、
その推力による各部の負担を軽減することができ
る。

前記クラツチ弁４８の摺動操作のために、制御
軸６２に油圧サーボモータS₂が設けられている。

左ケース半体１ａの外側には補給ポンプＦが装
備され、そのポンプは入力軸２により駆動され図
示しない油溜から油を吸入して一定圧力の作動油
を生成するようになつており、そしてこのポンプ
Ｆの吐出ポート５２は、入力軸２内の油路５３を
介し、さらに逆止弁５４，５５を介して分配盤Ｄ
の吐出ポート３８および、前記外側室３７ｂにそ
れぞれ連通している。したがつて油圧ポンプＰと
油圧モータＭの油圧閉回路から作動油が漏洩した
とき、その分を補給ポンプＦから自動的に補給す
ることができる。

以上のように本発明によれば、油圧モータが正
回転するように作動油の流れの方向を制御する正
転制御位置および前記油圧モータが逆回転するよ
うに作動油の流れの方向を制御する逆転制御位置
間を変位する分配環と；固定部に回転自在に支持
された中空軸部と前記分配環に連結する偏心端部
とを備えた正逆転制御軸と；前記分配環を前記正
転制御位置と逆転制御位置とに保持し得るよう前
記正逆転制御軸の回転角度を一定に制限するスト
ツパ装置と；前記正逆転制御軸を往復回転駆動し
得る油圧シリンダ等の駆動装置と；を備えるの
で、その駆動装置を作動して正逆転制御軸を往復
回転駆動し、分配環を前記正転制御位置と逆転制
御位置との間で偏心移動させるだけで、油圧モー
タへの作動油の流れ方向を切換制御することがで
き、従つて逆転歯車装置を用いることなく油圧モ
ータの回転方向を正逆に円滑に切換えることがで
きる。

また前記正逆転制御軸の前記中空軸部には、油
圧ポンプの吐出ポートと吸入ポート間を短絡させ
る短絡ポートが穿説されると共に、該短絡ポート
を開閉し得るクラツチ弁が軸方向摺動可能に嵌入
されるので、そのクラツチ弁の、上記中空軸部内
の往復摺動により、変速機のクラツチ操作を的確
に行うことができ、しかも該クラツチ弁に対する
摺動操作は正逆転制御軸の回転位置に関係なく行
うことができるから、上記クラツチ操作を油圧モ
ータの正逆転何れの場合にも支障なく行うことが
できる。また上記正逆転制御軸は、分配環を偏心
回転操作するための操作軸と、クラツチ弁を摺合
させるシリンダとに兼用されるから、変速機の構
造を簡単小型化する上で有利であり、コストの低
減に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した油圧式無段変速機の
縦断側面図、第２図はその−線断面図、第３
図は分配環と連結ポートとの位置関係の説明図で
そのＡは正転制御状態、そのＢは逆転制御状態を
示し、第４図は正逆転制御軸の外端面支承構造の
別の実施例を示す縦断側面図である。 ２３……モータ斜板、２５……分配環、６２…
…正逆転制御軸、６２ａ……偏心端部、６２ｂ…
…中空軸部、３８……吐出ポート、３９……吸入
ポート、４２，４３……短絡ポート、４８……ク
ラツチ弁、６３……ニードルスラストベアリン
グ、６４，６５，６５′……ストツパ装置、６６
……ピニオン歯車、６７……セクタ歯車、７０…
…油圧操作シリンダ、７５……切換弁、７６……
油圧源、７８……油圧室、Ｍ……油圧モータ、Ｐ
……油圧ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 斜板式油圧ポンプと斜板式油圧モータの間に
   油圧閉回路を形成し、前記油圧モータを、その斜
   板の傾斜角を自由に変更できるようにして可変容
   量型に構成した油圧式無段変速機において、前記
   油圧モータが正回転するように作動油の流れの方
   向を制御する正転制御位置および前記油圧モータ
   が逆回転するように作動油の流れの方向を制御す
   る逆転制御位置間を変位する分配環と；固定部に
   回転自在に支持された中空軸部と前記分配環に連
   結する偏心端部とを備えた正逆転制御軸と；前記
   分配環を前記正転制御位置と逆転制御位置とに保
   持し得るよう前記正逆転制御軸の回転角度を一定
   に制限するストツパ装置と；前記正逆転制御軸を
   往復回転駆動し得る油圧シリンダ等の駆動装置
   と；よりなり、前記正逆転制御軸の前記中空軸部
   には、前記油圧ポンプの吐出ポートと吸入ポート
   間を短絡させる短絡ポートが穿設されると共に、
   該短絡ポートを開閉し得るクラツチ弁が軸方向摺
   動可能に嵌入されることを特徴とする、油圧式無
   段変速機の正逆転制御装置。 ２ 前記正逆転制御軸の外端面とそれを支承する
   前記固定部との間にスラストベアリングを介装し
   た、特許請求の範囲第１項記載の油圧式無段変速
   機の正逆転制御装置。 ３ 前記正逆転制御軸の外端面とそれを支承する
   前記固定部との間に前記油圧ポンプの吐出ポート
   と連通する油圧室を形成した、特許請求の範囲第
   １項記載の油圧式無段変速機の正逆転制御装置。