KR100591186B1

KR100591186B1 - 유압식 무단변속기 및 동력전달장치

Info

Publication number: KR100591186B1
Application number: KR1020047020435A
Authority: KR
Inventors: 오오우치다다케시; 시오자키슈지; 마츠야마히로시; 니우히데카즈
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2006-06-19
Also published as: JP2004019835A; EP1515067B1; EP1515067A4; AU2003244136A1; WO2003106863A1; US20060156717A1; EP1515067A1; KR20050008827A; CN1662756A

Abstract

유압식 무단변속기는, 제1 플런저와 그 제1 플런저가 맞닿는 경사판을 갖는 제1 유압장치와, 제2 플런저와 그 제2 플런저가 맞닿는 경사판을 갖는 제2 유압장치를 구비하고 있다. 실린더 블록에는, 제1 및 제2 플런저를 각각 수납하는 제1 및 제2 플런저 구멍, 제1 및 제2 플런저 구멍을 연결하는 유압폐회로, 이 유압폐회로 내의 작동유의 흐름방향을 전환시키는 분배밸브를 수납하는 분배밸브 구멍이 각각 형성되어 있다. 실린더 블록을 관통하는 축이 마련되고, 당해 축과 실린더 블록이 동기회전 하고, 제1 및 제2 플런저 구멍이 각각 상기 축과 평행하게 형성되고, 제2 유압장치의 경사판이 상기 축의 주위에서 회전 자유롭게 지지되어 있다. 그리고, 상기 축이 실린더 블록의 양측에서 각각 쓰러스트-래디얼 겸용 베어링 및 래디얼 베어링으로 지지되어 있다.

유압, 무단변속기, 동력전달장치, 플런저, 실린더 블록, 축, 경사판, 베어링

Description

유압식 무단변속기 및 동력전달장치{Hydraulic stepless speed changer and power transmission device}

본 발명은, 산업기계나 차량 등, 각종 산업분야에서 널리 이용 가능한 유압식 무단변속기 및 동력전달장치에 관한 것이다.

종래, 제1 유압장치와 제2 유압장치를 조합하여, 제1 유압장치와 제2 유압장치에 공통의 실린더 블록이 회전되도록 한 유압식 무단변속기가 공지되어 있다. 이와 같은 종래의 장치에 있어서는, 실린더 블록의 외주면을 베어링으로 지지하도록 하고 있다. 이 때문에, 변속기 전체의 외경이 대형화하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 실린더 블록의 외주면을 지지하는 베어링이 불필요하게 되어, 변속기의 외경을 작게 할 수 있는 유압식 무단변속기 및 동력전달장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 유압식 무단변속기는, 제1 플런저와 그 제1 플런저가 맞닿는 경사판을 갖는 제1 유압장치와, 제2 플런저와 그 제2 플런저가 맞닿는 경사판을 갖는 제2 유압장치를 구비하고, 제1 및 제2 플런저를 각각 수납하는 제1 및 제2 플런저 구멍이 하나의 실린더 블록에 형성되고, 제1 및 제 2 플런저 구멍을 연결하는 유압폐회로가 실린더 블록에 형성되고, 이 유압폐회로 내의 작동유의 흐름방향을 전환시키는 분배밸브를 수납하는 분배밸브 구멍이 실린더 블록에 형성되고, 실린더 블록을 관통하는 축을 가지며, 당해 축과 실린더 블록이 동기회전 하고, 상기 제1 및 제2 플런저 구멍이 각각 상기 축과 평행하게 형성되고, 상기 제2 유압장치의 경사판이 상기 축의 주위에서 회전 자유롭게 지지되어 있다. 그리고, 상기 축이 실린더 블록의 양측에서 각각 쓰러스트-래디얼 겸용 베어링 및 래디얼 베어링으로 지지된 것을 특징으로 한다.

실시형태의 무단변속기에 있어서, 상기 실린더 블록의 양측에 있어서의 쓰러스트-래디얼 겸용 베어링 및 래디얼 베어링은, 각각 단일의 부재에 의해서 지지되고 있는 것이 바람직하다. 또, 상기 분배밸브 구멍은 상기 축과 평행하고, 또한 제1 및 제2 플런저 구멍보다도 축에 근접하여 배치되며, 상기 플런저 구멍과 분배밸브 구멍을 연결하는 유로가 직경방향을 따라서 상기 실린더 블록에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 분배밸브 구멍은 상기 축과 평행하고, 또한 실린더 블록을 관통하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

실시형태의 무단변속기에 있어서, 상기 제1 및 제2 플런저 구멍보다도 축에 근접하도록, 축방향을 따라서 상기 실린더 블록에 고압챔버 및 저압챔버가 병설되고, 상기 축에 스플라인부가 형성되어, 그 스플라인부에서 상기 축이 실린더 블록에 끼워맞춰지고, 상기 저압챔버가 상기 축의 스플라인부와 연통하고 있는 것이 바람직하다.

실시형태의 무단변속기에 있어서, 제2 유압장치의 경사판의 외주면은, 동 경 사판의 경사판면에 수직한 선을 제1 가공 중심축으로 하여 절삭되고, 상기 축의 중심선을 가공 중심축으로 하여 절삭되고, 더욱이 상기 축의 중심선에 평행하고, 상기 경사판면과 그 경사판면과는 반대쪽 면과의 사이의 간격이 좁아지는 쪽에서 오프셋된 선을 제2 가공 중심축으로 하여 절삭되어 형성되고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 어느 하나의 실시형태의 무단변속기와, 상기 축으로의 동력을 전달 또는 차단하는 장치와, 제2 유압장치의 경사판의 회전력을 입력하고 또한 제2 유압장치의 경사판과 동방향 또는 역방향의 회전을 출력하는 장치로 동력전달장치를 구성하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명을 구체화한 실시형태의 무단변속기의 평단면도.

도 2는 무단변속기의 좌측부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 3은 무단변속기의 우측부를 확대하여 도시하는 단면도.

도 4는 무단변속기의 실린더 블록의 횡단면도.

도 5는 동력전달장치의 개념도.

도 6은 제1 전환밸브 및 제2 전환밸브에 의한 포트의 개구 타이밍을 나타내는 설명도.

도 7a 및 도 7b는 제1 요크부재의 제조공정 설명도.

도 8a 및 도 8b는 제1 요크부재의 제조공정 설명도.

도 9a 및 도 9b는 제1 요크부재의 제조공정 설명도.

도 10a 및 도 10b는 제1 요크부재의 제조공정 설명도.

도 11은 무단변속기의 작용을 설명하기 위한 개념도.

도 12는 동 무단변속기의 작용을 설명하기 위한 개념도.

도 13은 시프트 레버의 평면도.

도 14는 행정용적과 출력회전수와의 관계를 표시한 특성도.

이하, 본 발명을 작업용 차량의 주행용으로 사용되는 유압식 무단변속기(이하, 무단변속기(20)라고 한다)와, 동 무단변속기(20)를 포함하는 동력전달장치(400)로 구체화한 실시형태를, 도 1 ~ 도 14에 따라서 설명한다.

(동력전달장치)

도 1에 도시된 바와 같이 무단변속기(20)는, 작업용 차량의 파워 유닛의 케이스(26) 내에 수납되어 있다. 무단변속기(20)는, 제1 유압장치(100)와 제2 유압장치(200)를 구비하며, 제1 유압장치(100)와 제2 유압장치(200)와의 사이에 유압 폐회로 C(도 11 및 도 12 참조)가 형성되어 있다.

도 5는 무단변속기(20)를 포함하는 동력전달장치(400)를 나타내는 개념도이다. 무단변속기(20)의 입력축(21)은 엔진(22)의 크랭크축에 클러치 기구(300)를 통하여 연결되어 있다. 무단변속기(20)의 출력측에 위치하는 요크(23)에는, 기어 시프트 장치(150)(CST)가 접속되어 있다. 상기 클러치 기구(300)는 예를 들면 도시하지 않은 발로 밟는 클러치 페달에 연동하여 차단되거나 연결된다.

기어 시프트 장치(150)는, 종감속장치(도시생략)에 구동 토크를 전달하는 출 력축(155)을 구비하고, 더욱이 기어 시프트 장치(150)는 그 출력축(155)에 연결된 전진 클러치(152), 후진 클러치(153), 및 톱니바퀴열을 구비하고 있다.

전진 클러치(152)의 구동 클러치 플레이트는, 출력 기어(24)에 맞물려진 기어(151)를 구비하고 있다. 그리고, 시프트 레버(146)(도 13 참조)의 조작에 의해, 전진 클러치(152)가 연결되면, 요크(23)로부터, 출력 기어(24), 기어(151), 전진 클러치(152) 및 출력축(155)을 통하여, 종감속장치에 구동 토크를 전달한다.

또한, 출력 기어(24)에는, 아이들러 기어(156), 이 아이들러 기어(156)와 공통의 축을 가지는 아이들러 기어(157) 및 중간 기어(159)를 통하여, 기어(160)가 연결되어 있다. 그리고, 시프트 레버(146)의 조작에 의해, 후진 클러치(153)가 연결되면, 상기 요크(23)로부터 출력 기어(24), 아이들러 기어(156, 157), 중간 기어(159), 기어(160) 및 출력축(155)을 통하여, 종감속장치에 구동 토크가 전달된다.

또, 본 실시형태에서는, 상기 엔진(22)이 원동기, 클러치 기구(300)가 단접(斷接)장치, 기어 시프트 장치(150)가 정역회전 전환장치에 각각 상당한다.

즉, 클러치 기구(300)는, 「축으로의 동력의 전달 및 차단 중 어느 하나를 행하는 장치」에 상당한다. 또한, 기어 시프트 장치(150)는 「제2 유압장치의 경사판의 회전력을 전달하고 또한 제2 유압장치의 경사판과 동방향 또는 역방향의 회전을 부여하는 장치」에 상당한다.

(무단변속기)

무단변속기(20)의 케이스(26)는, 서로 대향하는 한 쌍의 지지 측벽(26a, 26b)을 구비하고 있다. 양 지지 측벽(26a, 26b)에는, 설치구멍(27a, 27b)이 형성되고, 각 설치구멍(27a, 27b)에는, 측벽부재(28, 29)가 케이스(26)의 외부로부터 각각 끼워맞춰져 있다. 그리고, 각 측벽부재(28, 29)는, 대응하는 지지 측벽(26a, 26b)에 대해서 복수의 볼트로 체결 고정되어 있다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이, 무단변속기(20)의 입력축(21)의 입력단은, 케이스(26)의 측벽부재(28)에 대해서 베어링부(32)를 통하여 회전 자유롭게 지지되어 있다. 또한, 케이스(26)의 측벽부재(29)에는, 출력 회전부로서의 요크(23)가, 베어링부(33)를 통하여 회전운동 자유롭게 지지되어 있다. 그리고, 입력축(21)의 출력단은, 요크(23)와 동축 상에 위치되도록, 요크(23)에 대하여 베어링부(10)를 통하여 회전운동 자유롭게 관통되어 지지되고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 측벽부재(28)에는, 그 내측면 중앙으로부터 안쪽으로 돌출하는 돌출부(28c)가 형성되어 있다. 또한, 측벽부재(28)에는, 한 쌍의 베어링 수납구멍(34, 35)이 동축 상에 위치되도록 병설되어 있다. 외측 베어링 수납구멍(35)은, 내측 베어링 수납구멍(34)보다도 큰 내경을 가진다. 양 베어링 수납구멍(34, 35)의 사이에 있어서, 측벽부재(28)에는, 내측 베어링 수납구멍(34)보다도 작은 직경의 관통구멍(36)이 베어링 수납구멍(34, 35)과 동축이 되도록 형성되어 있다. 내측 베어링 수납구멍(34)에는 래디얼(radial) 베어링으로서의 니들 베어링(38)이 배치되어 있다. 또한, 외측 베어링 수납구멍(35)에는, 쓰러스트(thrust)-래디얼 겸용 베어링으로서의 원추 롤러 베어링(39)이 끼워맞춤 고정되어 있다.

그리고, 입력축(21)의 입력단은 니들 베어링(38) 및 원추 롤러 베어링(39)을 통하여, 측벽부재(28)에 대해서 지지되고 있다. 또한, 외측 베어링 수납구멍(35)의 개구는, 측벽부재(28)에 볼트(15a)로 체결 고정된 커버(15)로 덮여 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 커버(15)의 관통구멍(15b)에는 시일 부재(25)를 통하여 입력축(21)이 관통되어 있다.

측벽부재(28)는, 니들 베어링(38) 및 원추 롤러 베어링(39)의 하우징으로서, 단일 부재로 이루어진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 원추 롤러 베어링(39)의 외륜(39a)은, 베어링 수납구멍(35)의 안쪽 단차부 저면 및 내주면에 맞닿아 있다. 커버(15)의 관통구멍(15b) 내에 있어서, 입력축(21)의 입력단 외주에는 너트(40)가 나사결합되고, 동 너트(40)는 원추 롤러 베어링(39)의 내륜(39b)에 맞닿아 있다.

또, 입력축(21)의 입력단 측에 있어서, 원추 롤러 베어링(39)의 내륜(39b)에 인접하도록 확경부(21a)가 형성되어, 내륜(39b)의 이동을 규제한다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 커버(15)의 관통구멍(15b)에 있어서, 너트(40)을 수납하고 있는 부위의 내경은, 원추 롤러 베어링(39)의 내륜(39b)의 최대 외경(커버(15) 측의 외경)보다 작게 설정되어 있다. 게다가 커버(15)의 내륜(39b)측 측면은, 서로 마주하는 내륜(39b)의 측면과 평행이 되도록 형성되는 동시에, 내륜(39b)에 대해서 근접 배치되어, 서로 맞닿음 가능한 크기로 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 커버(15)의 측면과 내륜(39b)과의 거리는 미소하다. 따라서, 실린더 블록(42)이 후술하는 크레이들(45), 크레이들 홀더(91), 측벽부재 (28)를 통하여 원추 롤러 베어링(39)의 외륜(39a)를 가압하였을 때에, 내륜(39b)이 커버(15)에 최초로 맞닿는다. 이 맞닿음에 의해, 원추 롤러 베어링(39)의 외륜(39a)과 내륜(39b) 사이의 최대 간격이 제한된다.

원추 롤러 베어링(39) 및 니들 베어링(38)에 의해, 베어링부(32)가 구성되어 있다. 니들 베어링(38)은 래디얼 베어링에 상당한다.

베어링 수납구멍(34)의 개구부에는, 베어링 수납구멍(34)보다 직경이 확대된 베어링 설치 단차부(34a)(도 2 참조)가 형성되고, 동 베어링 설치 단차부(34a)에는 래디얼 베어링(16)이 설치되어 있다.

상기 래디얼 베어링(16)은 외륜(16a)과 내륜(16b)을 구비하고 있고, 동 외륜(16a)은 베어링 설치 단차부(34a)의 직경이 확대된 단차부 저면 및 주위면에 맞닿음 및 고정되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 래디얼 베어링(16)은 그 축심이 실린더 블록(42)의 축심 O에 대해서 일정 각도 경사한 상태로 배치되어 있고, 그 내륜(16b)은 제1 전환밸브(66)를 소정 타이밍에 축심 O 방향(이하, 축방향이라고도 한다.)으로 미끄럼 운동시키기 위한 캠을 구성하고 있다. 내륜(16b)의 출력측 측면은 캠면(17)이 된다.

또, 실린더 블록(42)과 입력축(21)을 조립할 때, 실린더 블록(42)의 축심 O는 입력축(21)의 축심(중심선)과 일치한다.

(제1 유압장치)

제1 유압장치(100)는, 입력축(21)과, 실린더 블록(42), 제1 플런저(43), 및 상기 제1 플런저(43)에 대해서 맞닿음하는 경사판면(44)을 포함하는 크레이들(45)을 구비하고 있다.

측벽부재(28)의 내측면에는, 대략 판 모양의 크레이들 홀더(91)가 복수의 볼트(92)로 체결 고정되어 있다. 크레이들 홀더(91)에는, 입력축(21)의 축선을 따라서 뻗어있는 관통구멍(91b)이 형성되어 있다. 관통구멍(91b)에는 상기 측벽부재(28)의 돌출부(28c)가 끼워맞춰져 있다. 크레이들(45)의 중앙부에는 관통구멍(45a)이 형성되고, 그 관통구멍(45a)에 돌출부(28c)가 삽입 관통되어 있다.

크레이들 홀더(91)의 실린더 블록(42)측 측면에 있어서, 관통구멍(91b)의 주연부분에는, 지지면(91c)이 단면이 원호형상으로 오목하게 마련되어 있다. 지지면(91c)에는, 하프 베어링(91d)을 통하여 크레이들(45)이 경사운동 자유롭게 지지되어 있다. 상세하게 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 크레이들(45)은 실린더 블록(42)의 축심 O와 직교하는 트래니온 축선 TR을 중심으로 하여 경사운동 자유롭다. 즉, 크레이들(45)은, 경사판면(44)을 포함하는 가상평면이, 축심 O와 직교하는 위치를 직립위치로 한다. 그리고, 이 직립위치를 기준으로 하여, 크레이들(45)은 도 2에 있어서 반시계 회전방향으로 소정 각도 기울어진 위치(제1 위치)와, 직립위치를 기준으로 하여 시계 회전방향으로 소정 각도 기울어진 위치(제2 위치)와의 사이를 경사운동 가능하다.

본 실시형태에서는, 경사판면(44)이 직립위치로 배치되었을 때를 기준으로, 도 2에 있어서, 시계 회전방향을 정방향으로 하고, 반시계 회전 방향을 역방향이라고 한다.

그리고, 본 실시형태에서는 도 14의 출력 회전수　Nout = Nin 을 경계로, Nout ＞ Nin 일 때에 역방향으로 크레이들(45)이 경사운동하고, Nout ＜ Nin 일 때에 정방향으로 경사운동한다. 또, 출력 회전수라는 것은, 요크(23)의 회전수이다.

도 2는, 크레이들(45)이 제1 위치에 배치되었을 때, 경사판면(44)이 역방향의 최대 경사운동 각도위치까지 경사운동한 상태를 나타내고 있다. 또한, 크레이들(45)이 제2 위치에 배치되었을 때, 경사판면(44)에 대해서는 정방향의 최대 경사운동 각도위치에 배치된다. 크레이들(45)은, 제1 유압장치(100), 즉 가변용량형 유압장치의 경사판에 상당한다.

실린더 블록(42)은, 입력축(21)에 대해서 스플라인 끼워맞춤에 의해 일체로 연결되어 있고, 그 입력단이 입력축(21)의 걸림 플랜지(46)에 걸려 있다. 즉, 입력축(21)의 주위면에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 축심 O에 평행하고 또한 입력축(21)의 원주방향으로 뻗은 복수의 키 홈에 의해 스플라인부(21c)가 형성되어 있다. 동 스플라인부(21c)에 대해서 실린더 블록(42)의 내주면에 형성된 복수의 홈이 끼워맞춰져 있다. 상기 실린더 블록(42)은 대략 원통형으로 형성되고, 양단 외주면은, 중앙부 외주면보다도 직경이 축소되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 실린더 블록(42)에는, 그 회전중심(축심 O)의 주위에 복수의 제1 플런저 구멍(47)이 환형상으로 배열되어, 축심 O와 평행으로 연장 설치되어 있다. 각 제1 플런저 구멍(47)은, 크레이들(45) 측으로 개구되어 있다.

각 제1 플런저 구멍(47)에는, 제1 플런저(43)가 미끄럼 운동 자유롭게 배치되어 있다. 각 제1 플런저(43)는 대략 통형상으로 형성되고, 그 축선 상에는 스프 링 수납구멍(43a)이 형성되어 있다. 각 스프링 수납구멍(43a)의 내부 끝에는 걸림 단차부(43c)가 형성되어 있다. 각 스프링 수납구멍(43a) 내에는, 걸림 단차부(43c)에 걸리는 스프링 걸림부재(43d) 및 코일 스프링(43b)이 수납되어 있다. 각 코일 스프링(43b)은 제1 플런저 구멍(47)의 저부에 맞닿고, 스프링 걸림부재(43d)를 통하여 제1 플런저(43)를 크레이들(45) 측으로 가압하고 있다. 각 제1 플런저(43)의 선단에는, 강철구(48)가 구름운동 자유롭게 끼어맞춰져 있고, 각 제1 플런저(43)는 강철구(48) 및 슈(49)를 통하여 경사판면(44)에 맞닿아 있다.

그리고, 각 코일 스프링(43b)의 가압력에 의해, 각 제1 플런저(43)가 크레이들(45)의 경사판면(44)에 압착되기 때문에, 크레이들(45)이 크레이들 홀더(91) 및 측벽부재(28)을 통하여 원추 롤러 베어링(39)의 외륜(39a)을 억누른다. 이 때문에, 원추 롤러 베어링(39)의 외륜(39a)에 축방향(실린더 블록(42)의 축심 O 방향)의 힘이 항상 작용한다. 따라서, 원추 롤러 베어링(39)에 대해서, 시임 조정에 의한 번잡한 작업을 생략하고, 원추 롤러 베어링(39)에 예압을 부여하고 있다.

경사 상태의 경사판면(44)은 실린더 블록(42)의 회전에 수반해 각 제1 플런저(43)를 왕복 작동시켜, 흡입, 토출행정의 작용을 부여한다.

(제2 유압장치)

제2 유압장치(200)는, 실린더 블록(42)에 미끄럼 운동 자유롭게 배치된 복수의 제2 플런저(58), 및 상기 제2 플런저(58)에 대해서 맞닿음하는 회전 경사면(51)을 가지는 요크(23)를 구비하고 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측벽부재(29)에는, 베어링 수납구멍(52), 및 그 베어링 수납구멍(52)보다도 직경이 작은 관통구멍(53)이 동축이 되도록 각각 형성되어 있다. 그리고, 베어링 수납구멍(52)에는 볼 베어링(54)이 끼워맞춰지고, 관통구멍(53)에는 베어링(56)이 끼워맞춰져 있다.

요크(23)는, 제1 요크 부재(23A)와 제2 요크 부재(23B)로 구성되어 있다. 제1 요크 부재(23A)는 대략 통형상으로 형성되고, 제2 요크 부재(23B)는 바닥이 있는 원통형상으로 형성되어 있다. 그리고, 제1 요크 부재(23A)의 기단부에 형성된 연결 플랜지(37)와, 제2 요크 부재(23B)의 선단부에 형성된 연결 플랜지(41)가 맞닿은 상태에서, 볼트(50)로 서로 체결됨으로써, 양 요크 부재(23A, 23B)는 일체로 연결되어 있다.

제1 요크 부재(23A)는, 제2 유압장치(200)의 경사판에 상당한다. 또한, 요크(23)는, 제2 요크 부재(23B)의 길이방향의 대략 중앙 외주 및 출력단 외주가 볼 베어링(54) 및 베어링(56)에 각각 끼워맞춰짐으로써, 케이스(26)에 대하여 회전운동 자유롭게 지지되어 있다.

제2 요크 부재(23B)의 출력단은, 볼 베어링(54)을 끼워맞춘 외주면보다도 작은 직경으로 형성되어 있고, 관통구멍(53)으로부터 외부로 돌출되어 있다. 제2 요크 부재(23B)의 출력단에는, 출력 기어(24)가 설치되어 있다. 회전 경사면(51)은, 제1 요크 부재(23A)에 있어서, 실린더 블록(42) 측의 끝면에 형성되어 있고, 축심 O에 대해서 일정 각도 경사되어 있다. 회전 경사면(51)은, 경사판면에 상당한다.

제1 요크 부재(23A)는, 축심 O와 공통의 축심을 구비하는 동시에, 서로 연통 하는 베어링 구멍(30a) 및 베어링 수납구멍(30b)을 구비하고 있다. 베어링 수납구멍(30b)은, 베어링 구멍(30a)보다도 직경이 확대되는 동시에 제1 요크 부재(23A)의 기단면 측에서 개구되어 있다.

한편, 제2 요크 부재(23B)에는, 그 연결 플랜지(41)의 끝면으로부터 대략 중앙부에 걸쳐서, 축심 O와 공통의 축심을 가지는 큰 직경의 베어링 수납구멍(50a), 중간 직경의 수납구멍(50b), 및 작은 직경의 베어링 수납구멍(50c)이 순차적으로 형성되어 있다. 베어링 수납구멍(50a)과 베어링 수납구멍(30b)은 같은 직경이다.

상기 베어링 수납구멍(30b)에는, 쓰러스트-래디얼 겸용 베어링으로서의 원추 롤러 베어링(31)이 끼워맞춤 고정되어 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 원추 롤러 베어링(31)의 외륜(31a)은, 베어링 수납구멍(30b) 안쪽의 단차부 저면 및 내주면에 맞닿아 있다. 원추 롤러 베어링(31)의 내륜(31b)은 입력축(21)에 끼워맞춰져 있다. 또한, 내륜(31b)과 실린더 블록(42)의 회전 경사면(51) 측의 끝부 사이에 있어서, 입력축(21)에는, 슬리브(13)가 끼워맞춰져 있다.

그리고, 수납구멍(50b) 내에 있어서, 입력축(21)의 출력단측 외주에는 너트(14)가 나사결합되고, 원추 롤러 베어링(31)의 내륜(31b)에 맞닿아 있다. 동 너트(14)의 나사결합에 의해, 내륜(31b)이 도 3의 왼쪽으로 가압되어, 슬리브(13)를 가압하고, 슬리브(13)는, 실린더 블록(42)의 회전 경사면(51) 측의 끝면에 맞닿아 있다.

도 1, 도 3에 도시된 바와 같이 수납구멍(50b)의 내경은 원추 롤러 베어링(31)의 내륜(31b)의 최대 외경(측벽부재(29) 측의 외경)보다 작게 되어 있다. 게 다가 제2 요크 부재(23B)의 베어링 수납구멍(50a)과 소직경인 수납구멍(50b)과의 사이에 형성되는 걸림 단차부(50d)는, 그 마주하는 내륜(31b)의 측면과 평행한 면을 구비하며, 내륜(31b)에 대해서 근접 배치되어, 서로 맞닿음 가능하다.

본 실시형태에서는, 걸림 단차부(50d)와 내륜(31b)과의 사이의 거리는 미소하다. 따라서, 실린더 블록(42)이 제1 요크 부재(23A)를 통하여 원추 롤러 베어링(31)의 외륜(31a)을 가압하였을 때에, 내륜(31b)이 걸림 단차부(50d)에 최초로 맞닿는다. 이 맞닿음에 의해, 원추 롤러 베어링(31)의 외륜(31a)과 내륜(31b) 사이의 최대 간격이 제한된다.

슬리브(13)와 베어링 구멍(30a) 사이에는, 니들 베어링(12)이 배치되고, 니들 베어링(12)과 원추 롤러 베어링(31)에 의해, 제1 요크 부재(23A)에 입력축(21)이 회전운동 자유롭게 지지되어 있다. 또, 입력축(21)의 너트(14)의 나사결합부보다도 선단에 위치하는 출력단은, 제2 요크 부재(23B)의 베어링 수납구멍(50c)에 배치된 니들 베어링(11)을 통하여 제2 요크 부재(23B)에 대해서 회전운동 자유롭게 지지되어 있다.

니들 베어링(12) 및 원추 롤러 베어링(31)에 의해, 베어링부(10)가 구성되어 있다. 니들 베어링(12)은 래디얼 베어링에 상당한다. 또한, 볼 베어링(54)과 베어링(56)에 의해, 베어링부(33)가 구성되어 있다.

제1 요크 부재(23A)의 실린더 블록(42) 측의 개구부에는, 래디얼 베어링(18)이 배치되어 있다. 상기 래디얼 베어링(18)은 외륜(18a)과 내륜(18b)을 구비하고 있고, 동 외륜(18a)은 개구부의 단차부 저면 및 내주면에 맞닿음 고정되어 있다.

상기 래디얼 베어링(18)은 그 축심이 실린더 블록(42)의 축심 O에 대해서 일정 각도 경사된 상태로 배치되어 있고, 그 내륜(18b)은 제2 전환밸브(76)를 소정 타이밍에 축심 O 방향으로 미끄럼 운동시키기 위한 캠을 구성하고 있다. 그 때문에, 내륜(18b)의 입력측은 캠 면(19)이 되고 있다.

(제1 요크 부재의 제조 방법)

여기에서, 제1 요크 부재(23A)의 제조 방법에 대해서, 도 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 및 10b에 따라서 설명한다.

우선, 원관형상의 소재 WO를 절단한다. 이 때, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 소재 WO의 우측 끝은 그 끝면이 축심 M에 대해서 수직으로 교차하도록 절단되고, 소재 WO의 좌측 끝은 그 끝면이 축심 M에 대해서 소정 각도 기울어지도록 절단된다. 소재 WO의 축심 M은, 실린더 블록(42)의 축심 O와 일치한다. 계속해서, 상기 좌측 끝은, 제2 전환밸브(76)가 맞닿는 래디얼 베어링(18)용의 가공대분(加工代分) N을 남기고, 경사면을 절삭한다. 이 경사면은 회전 경사면(51)이 된다. 또한, 가공대분 N은, 회전 경사면(51)으로부터 수직으로 돌출되는 높이를 가지며, 대략 링 형상이다. 도 7a에 있어서, 해칭 부분은, 소재 WO의 절제부분을 나타내고 있다.

다음에, 회전 경사면(51)에 수직인 선 P를 제1 가공 중심축, 즉 회전축으로 하여 소재 WO의 외주면을 절삭가공 한다. 또, 선 P는, 축심 M에 교차하는 동시에, 소재 WO의 외주면 전부가 절삭가공 될 수 있도록 설정된다. 이 때, 회전 경사면 (51) 근방에는 플랜지부 F를 남기도록 하여, 소재 WO를 절삭가공 한다. 또한, 이 때, 제1 요크 부재(23A)의 회전 밸런스를 조정하기 위해서, 축방향 치수가 큰 쪽(도 8a, 도 8b에 있어서는 하부측)을, 작은 쪽(도 8a, 도 8b에 있어서는 상부측)보다도 많이 절삭한다.

다음에, 실린더 블록(42)의 축심 O(중심선)를 가공 중심축으로 하여, 즉 소재 WO의 축심 M을 가공 중심축으로 하여, 소재 WO의 외주면을 절삭가공 하여, 연결 플랜지(37)를 위한 외주면을 포함하는 주위면 SU를 형성한다(도 9a 및 도 9b 참조). 또, 조립 후의 실린더 블록(42)의 축심 O는, 입력축(21)의 축심(중심선)과 일치한다.

계속해서, 실린더 블록(42)의 축심 O(중심선)에 평행하고, 즉 소재 WO의 축심 M에 평행하고, 또한 소정량 e만큼 도 10a의 상방으로 오프셋된 선 α를 상정한다. 다시 말해서, 선 α는, 회전 경사면(51)과 그 회전 경사면(51)에 대향하는 면(나중의 연결 플랜지(37))과의 사이의 간격이 좁아지는 쪽으로 오프셋 되고 있다.

이 선 α를 제2 가공 중심축으로 하여, 소재 WO의 외주면을 절삭가공 하여, 연결 플랜지(37)를 형성한다. 그리고, 절삭가공에 의해, 도 3에 도시된 베어링 구멍(30a), 베어링 수납구멍(30b)을, 축심 O를 가공 중심축으로 하여 형성한다. 또한, 래디얼 베어링(18)용의 개구부의 단차부를, 래디얼 베어링(18)의 경사 방향에 따라서 절삭가공한다.

다시, 무단변속기(20)의 구성에 대해서 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실린더 블록(42)의 중앙부에는, 그 회전 중 심의 주위에 제1 플런저 구멍(47)과 같은 수의 제2 플런저 구멍(57)이 환형상으로 배열되어, 축심 O와 평행하게 연장 설치되어 있다. 동 제2 플런저 구멍(57)의 피치원은 상기 제1 플런저 구멍(47)의 피치원과 동심 및 동직경으로 되어 있다. 또한, 각 제2 플런저 구멍(57)은 서로 인접하는 제1 플런저 구멍(47) 사이에 위치하도록, 도 4에 도시된 바와 같이 실린더 블록(42)의 원주방향에 있어서, 제1 플런저 구멍(47)과는 서로 1/2 피치씩 어긋나게 배치되어 있다.

제2 플런저 구멍(57)은 실린더 블록(42)의 끝면에 있어서, 상기 요크(23) 측으로 개구되어 있다. 각 제2 플런저 구멍(57)에는, 플런저(58)가 미끄럼 운동 자유롭게 배치되어 있다. 제2 플런저(58)는 대략 통형상으로 형성되고, 제2 플런저(58) 내에는 스프링 수납구멍(58a)이 형성되어 있다. 스프링 수납구멍(58a)의 내부 끝에는 걸림 단차부(58c)가 형성되어 있다. 스프링 수납구멍(58a) 내에는, 걸림 단차부(58c)에 걸리는 스프링 걸림부재(58d) 및 스프링으로서의 코일 스프링(58b)이 수납되어 있다. 코일 스프링(58b)은 제2 플런저 구멍(57)의 저부에 맞닿고, 스프링 걸림부재(58d)를 통하여 플런저(58)를 회전 경사면(51)을 향하여 가압하고 있다. 제2 플런저(58)의 선단에는, 강철구(59)가 구름운동 자유롭게 끼워맞춰져 있다. 플런저(58)는 강철구(59) 및 슈(60)을 통하여 회전 경사면(51)에 맞닿아 있다.

그리고, 코일 스프링(58b)의 가압력에 의해, 플런저(58)가 제1 요크 부재(23A)의 회전 경사면(51)에 눌려지기 때문에, 제1 요크 부재(23A)가 원추 롤러 베어링(31)의 외륜(31a)를 억누른다. 이 때문에, 원추 롤러 베어링(31)의 외륜(31a) 에 축방향(실린더 블록(42)의 축심 O 방향)의 힘이 항상 작용한다. 따라서, 원추 롤러 베어링(31)에 대해서, 시임 조정에 의한 번잡한 작업을 생략하고, 원추 롤러 베어링(31)에 예압을 부여하고 있다.

상기 회전 경사면(51)과 실린더 블록(42)과의 상대회전에 수반해 플런저(58)가 왕복 작동하여 흡입, 토출행정을 반복한다. 본 실시형태에서는, 제1 유압장치(100)의 최대 행정용적 VPmax는, 제2 유압장치(200)의 최대 행정용적 VMmax와 같아지도록 설정되어 있다.

(유압 폐회로)

다음에, 상기 제1 유압장치(100)와 제2 유압장치(200)와의 사이에 형성되어 있는 유압 폐회로 C에 대해서 설명한다.

실린더 블록(42)의 내주면에는, 동시에 환형상의 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62)가 실린더 블록(42)의 축방향을 따라서 병설되어 있다. 제1 챔버(61)는, 고압 챔버에 상당하고, 제2 챔버(62)는, 저압 챔버에 상당한다.

제2 챔버(62)는, 도 1, 도 3에 도시된 바와 같이 스플라인부(21c)와 연통되고, 제2 챔버(62) 내의 작동유 일부가 윤활유로서 공급 가능하도록 되어 있다. 또, 스플라인부(21c)에 공급된 작동유는 실린더 블록(42)의 외부로 누출된다.

실린더 블록(42)에는 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62)에 연통하는 동시에 제1 플런저 구멍(47)과 같은 개수의 제1 밸브구멍(63)이, 실린더 블록(42)의 축심 O와 평행이 되도록 형성되어 있다.

또한, 실린더 블록(42)에는 상기 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62)에 연통하는 동시에, 제2 플런저 구멍(57)과 같은 개수의 제2 밸브구멍(64)이, 실린더 블록(42)의 축심 O와 평행이 되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 밸브구멍(63) 및 제2 밸브구멍(64)은 각각, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위에 환형상으로 배치되어 있다.

제1 밸브구멍(63) 및 제2 밸브구멍(64)은 분배밸브 구멍에 상당한다. 제1 밸브구멍(63)의 피치원은 제2 밸브구멍(64)의 피치원과 동심 및 동직경으로 되어 있다. 또한, 양 밸브구멍은, 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)보다도 안쪽에 위치되도록, 즉, 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)보다도 입력축(21) 측에 위치되도록 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)의 피치원보다도 그 피치원의 직경은 작게 되어 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이 각 제1 밸브구멍(63)은 인접하는 제2 밸브구멍(64) 사이에 위치되도록, 실린더 블록(42)의 원주방향에 있어서, 제2 밸브구멍(64)과는 서로 1/2 피치씩 어긋나게 배치되어 있다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 밸브구멍(63)과 제2 밸브구멍(64)은, 축심 O를 사이에 두고 서로 마주하게 위치되어 있다. 또한, 제1 밸브구멍(63)과 제1 플런저 구멍(47)의 각 중심, 및 제2 밸브구멍(64)과 제2 플런저 구멍(57)의 각 중심은, 도 4에 도시된 바와 같이 축심 O로부터 직경방향으로 방사상으로 뻗어있는 직선 상에 위치되도록 배치되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 유로(65)는, 제1 플런저 구멍(47)의 저부와, 제1 밸브구멍(63)의 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62) 사이의 부위와의 사이를 연통하 도록, 실린더 블록(42)의 직경방향을 따라 형성되어 있다.

각 제1 밸브구멍(63)에는, 제1 챔버(61)와 제2 챔버(62)와의 사이에 있어서, 대응하는 제1 플런저 구멍(47)에 연통하는 제1 유로(65)의 포트 U가 형성되어 있다. 각 제1 밸브구멍(63)에는, 스풀 형의 제1 전환밸브(66)가 미끄럼 운동 자유롭게 배치되어 있다. 제1 전환밸브(66)는 분배밸브에 상당한다. 이 제1 전환밸브(66)는 제1 밸브구멍(63) 내에 배치되어 있기 때문에, 실린더 블록(42)에 대해서 제1 밸브구멍(63)과 마찬가지의 배치 구성으로 되어 있다. 따라서, 제1 전환밸브(66)는 실린더 블록(42)의 축심 O와 평행하게 배치되어 있다.

제1 밸브구멍(63)의 요크(23)측 개구부에는, 실린더 블록(42)에 볼트(63a)로 체결 고정된 덮개판(63b)이 설치되어 있다. 제1 전환밸브(66)와 덮개판(63b) 사이에는 코일 스프링(63c)이 내장되어 있고, 코일 스프링(63c)에 의해 제1 전환밸브(66)는 래디얼 베어링(16)을 향하여 가압되고 있다.　제1 전환밸브(66)는 래디얼 베어링(16)의 내륜(16b)과 맞닿음으로써, 실린더 블록(42)의 축방향을 따라 왕복운동하여, 도 6에 도시된 바와 같은 변위를 실현한다.

내륜(16b)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전환밸브(66)가 포트 폐쇄위치 n0를 중심으로 하여 포트 U와 제2 챔버(62)를 연통시키는 제1 통로위치 n1과, 포트 U와 제1 챔버(61)를 연통시키는 제2 통로위치 n2와의 사이에서, 각 제1 전환밸브(66)를 왕복이동 시킨다.

제1 유압장치(100)에는 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각도에 대응하여, 0도 ~ 180도의 범위에서 영역 H, 180도 ~360(0)도의 범위에서 영역 I가 설정되 어 있다. 여기에서, 영역 H란 포트 U와 제2 챔버(62)가 연통하는 구간을 모두 포함하는 영역이고, 영역 I란 포트 U와 제1 챔버(61)가 연통하는 구간을 모두 포함하는 영역이다.

상기 경사판면(44)이 직립위치로부터 역방향의 최대 경사운동 각도위치로 변위하였을 경우, 도 14에 있어서, 이 때의 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP는, 0 내지 VMmax가 된다. 도 14에 있어서, 세로축은 제1 유압장치(100) 또는 제2 유압장치(200)의 1회전당 행정용적을 나타내고, 가로축은 요크(23)(출력 회전부)의 출력 회전수 Nout을 나타내고 있다. 동 도면에 있어, 실선은 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP의 변화를 나타내고, 일점쇄선은 제2 유압장치(200)의 행정용적 VM의 변화를 나타내고 있다. 그리고, 입력축(21)의 입력 회전수가 Nin일 때, 출력 회전수 Nout(요크(23)의 회전수)은 Nin 내지 2 Nin의 범위의 속도가 되도록, 본 실시형태에서는 제1 유압장치(100)의 작동유 토출량이 설정되어 있다.

제1 유압장치(100)의 행정용적이란, 제1 플런저(43)와 제1 플런저 구멍(47)으로 형성되는 플런저 공간이, 실린더 블록(42)이 1회전하는 동안에, 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62)와 주고받는 작동유량이다. 제2 유압장치(200)의 행정용적이란, 제2 플런저(58)와 제2 플런저 구멍(57)으로 형성되는 플런저 공간이, 요크(23)(출력 회전부)가 실린더 블록(42)에 대해서 1회전하는 동안에, 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62)와 주고받는 작동유량이다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 1에 도시된 바과 같이 경사판면(44)이 역방향으로 경사운동한 경우에, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유는 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)에 흡입되고, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유는 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)으로부터 토출된다. 그리고, 경사판면(44)이 정방향으로 경사운동한 경우에, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유는 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)으로부터 토출되고, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유는 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)에 흡입된다. 작동유를 토출하는 챔버 및 흡입하는 챔버는, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각에 대응한 영역 H, I에 의해 정해진다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 유로(75)는, 제2 플런저 구멍(57)의 저부와, 제2 밸브구멍(64)의 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62) 사이의 부위와의 사이를 연통하도록 실린더 블록(42)의 직경방향을 따라 형성되어 있다. 각 제2 밸브구멍(64)에는, 제1 챔버(61)와 제2 챔버(62)와의 사이에 있어서, 대응하는 제2 플런저 구멍(57)에 연통하는 제2 유로(75)의 포트 W가 형성되어 있다. 각 제2 밸브구멍(64)에는, 스풀형의 제2 전환밸브(76)가 상기 제2 플런저(58)에 대해서 평행이 되도록 미끄럼 운동 자유롭게 배치되어 있다. 제2 전환밸브(76)는 분배밸브에 상당한다. 제2 전환밸브(76)는 제2 밸브구멍(64) 내에 배치되어 있기 때문에, 실린더 블록(42)에 대해서 제2 밸브구멍(64)과 마찬가지의 배치 구성으로 되어 있다. 따라서, 제2 전환밸브(76)는 실린더 블록(42)의 축심 O와 평행하게 배치되어 있다.

제2 밸브구멍(64)의 경사판면(44)에 대향하는 개구부에는, 실린더 블록(42)에 복수의 볼트(64a)로 체결 고정된 덮개판(64b)이 설치되어 있다. 각 제2 전환밸 브(76)와 덮개판(64b) 사이에는 코일 스프링(64c)이 내장되어 있고, 각 코일 스프링(64c)으로 각 제2 전환밸브(76)는 래디얼 베어링(18) 측으로 가압되고 있다. 각 제2 전환밸브(76)는 래디얼 베어링(18)의 내륜(18b)과 맞닿음으로써, 실린더 블록(42)의 축방향을 따라서 왕복운동 하여, 도 6에 도시된 바와 같은 변위를 실현한다.

또, 도 6에 있어서, 좌측 래디얼 베어링(16)의 내륜(16b)과, 우측 래디얼 베어링(18)의 내륜(18b)과의 상대위치는, 양자가 대응하는 외륜(16a), 내륜(18b)에 대해서 회전 자유롭게 되어 있기 때문에 변화하지만, 설명의 편의상 그 변화는 무시하고 있다.

그리고, 제2 유압장치(200)에는 요크(23)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대회전에 대응하여, 0도 ~ 180도의 범위에서 영역 J, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 영역 K가 설정되어 있다. 여기에서, 영역 J란 포트 W와 제1 챔버(61)가 연통하는 구간을 모두 포함한 영역이고, 영역 K란 포트 W와 제2 챔버(62)가 연통하는 구간을 모두 포함한 영역이다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 3과 같이 경사판면(44)이 역방향으로 경사운동한 경우에, 요크(23)(출력 회전부)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각이 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유는 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)에 흡입된다. 또한, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유는 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)으로부터 토출된다.

경사판면(44)이 정방향으로 경사운동한 경우에, 요크(23)(출력 회전부)의 실 린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유는 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)으로부터 토출되고, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유는 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)으로 흡입된다. 작동유를 토출하는 챔버 및 흡입하는 챔버는, 요크(23)(출력 회전부)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각에 대응한 영역 J, K에 의해 정해진다.

상기 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57), 제1 챔버(61), 제2 챔버(62), 제1 밸브구멍(63), 제2 밸브구멍(64), 제1 유로(65), 제2 유로(75), 포트 U 및 포트 W에 의해, 유압 폐회로 C가 구성되어 있다.

도 1, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유압 폐회로 C에 작동유를 충전하기 위해서, 입력축(21) 내에는 축심 O를 따라 축 구멍(99)이 마련되어 있다. 축 구멍(99)은 측벽부재(28)의 관통구멍(36)에 대응하는 부위에 있어서, 반경방향으로 뻗어있는 도입유로(99a)를 가지고 있다. 동 도입유로(99a)는 입력축(21)의 외주면에 형성된 외주 홈(21b)에 연통되어 있다. 측벽부재(28)에는 외주 홈(21b)에 연통하는 유로(28a)가 마련되어 있다.

상기 유로(28a)는, 크레이들 홀더(91)에 마련된 유로(91a) 및 측벽부재(28)에 마련된 유로(28b)에 연통되어 있다. 상기 유로(28b, 91a), 유로(28a) 내에는 도시하지 않는 충전 펌프로부터 작동유가 공급된다.

한편, 입력축(21)에 있어서, 제1 챔버(61) 및 제2 챔버(62)에는, 축 구멍(99)에 연통 가능한 밸브 본체를 개폐하는 차지밸브(90)(역지밸브)가 각각 배치되어 있다. 동 차지밸브(90)의 밸브 본체는 유압 폐회로 C 내의 유압이 축 구멍(99) 내의 차지압에 이를 때까지 개구되어, 축 구멍(99) 내의 작동유를 유압 폐회로 C에 공급한다. 또, 차지밸브(90)는 작동유가 축 구멍(99)으로 역류하는 것을 방지한다.

(무단변속기의 작용)

상기와 같이 구성된 무단변속기(20)의 크레이들(45)의 경사운동에 수반하는 작용을 설명한다. 또, 엔진(22)의 크랭크축으로부터 입력축(21)에 전달되는 입력 회전수 Nin은 설명의 편의상, 일정한 것으로 하여 설명한다.

(출력 회전수 Nout이 Nin과 같은 경우)

도 13에 나타내는 시프트 레버(146)를 조작해, 크레이들(45)을 통하여 경사판면(44)을 직립위치에 위치시킨다. 이 상태에 있어서는, 엔진(22)의 구동력에 의해 입력축(21)을 통하여 실린더 블록(42)이 정방향으로 회전수 Nin으로 회전한다. 이 때, 출력축(155)은 실린더 블록(42)과 역방향으로 회전하지만, 이 상태를 정방향의 회전이라고 한다,

경사판면(44)은 실린더 블록(42)의 축심 O에 대해서 직립위치의 중립상태에 있을 때, 제1 유압장치(100)의 플런저(43)는 경사판면(44)에 따라서는 왕복운동 되지 않는다. 따라서, 이 상태에서는 유압 폐회로 C 내를 작동유가 순환하지 않는다. 이 때문에, 제2 유압장치(200)에 있어서는 각 플런저(58)가 스트로크 운동을 할 수 없는 상태로 슈(60)를 통하여 회전 경사면(51)에 맞닿아 걸어맞춰진다. 그 때문에, 실린더 블록(42)과 회전 경사면(51)과는 직결 상태가 되어 일체로 회전한다.

즉, 이 상태는, 입력축(21)과 기어(151)가 직결된 상태이다. 따라서, 회전 경사면(51)에 부여된 정방향으로의 회전은, 요크(23), 연결된 전진 클러치(152), 및 출력축(155)을 통하여 종감속장치로 전달된다.

상기 경사판면(44)이 직립위치에 배치되어 있는 경우에는, 도 14에 도시된 바와 같이 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP는 0이 되어, 출력 회전수 Nout(요크(23)의 회전수)은 입력 회전수 Nin과 같아지게 된다.

(출력 회전수 Nout이 Nin과 2 Nin의 사이인 경우)

시프트 레버(146)를 조작해, 크레이들(45)을 통하여 경사판면(44)을 역방향으로 경사운동시켜, 소정의 역방향의 경사운동 각도위치와 직립위치와의 사이의 영역에 위치시킨다. 소정의 역방향의 경사운동 각도위치란, 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP의 절대값이 제2 유압장치(200)의 행정용적 VM의 절대값(= VMmax)과 같아지는 위치이다.

이 경우, 엔진(22)의 구동력에 의해, 입력축(21)을 통하여 실린더 블록(42)이 회전수 Nin으로 회전한다. 그러면, 제1 유압장치(100)는, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유를 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)으로 흡입하고, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유를 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)으로부터 토출한다. 작동유를 토출 및 흡입하는 챔버는, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각에 대응한 영역 H, I에 의해 정해진다.

또, 제1 유압장치(100)가 토출, 흡입하는 작동유량은, 경사판면(44)의 역방향으로의 경사운동각이 커지게 됨에 따라 증가한다. 이 때, 제2 유압장치(200)는, 요크(23)(출력 회전부)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유를 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)으로 흡입하고, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유를 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)으로부터 토출한다. 작동유를 토출하는 챔버 및 흡입하는 챔버는, 요크(23)(출력 회전부)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각에 대응한 영역 J, K에 의해 정해진다.

이 결과, 실린더 블록(42)이 입력축(21)을 통하여 구동되는 입력 회전수 Nin과, 플런저(58)의 회전 경사면(51)으로의 돌출 가압작용에 의한 정방향의 회전수와의 합성(합)에 의해 회전 경사면(51)이 회전된다. 이 회전 경사면(51)에 부여되는 정방향의 회전은, 요크(23), 연결된 전진 클러치(152), 및 출력축(155)을 통하여 종감속장치로 정방향의 회전으로서 전달된다.

경사판면(44)이 직립위치로부터 소정의 역방향의 경사운동 각도위치 측으로 변위하면, 도 14에 있어서 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP는 0으로부터 VMmax로 증가하고, 그에 따라 출력 회전수 Nout은 Nin으로부터 2 Nin으로 증속된다. 또, 출력 회전수 Nout이 Nin으로부터 2 Nin으로 변화할 때의 제2 유압장치(200)의 행정용적 VM은 VMmax인 채이다. 이 상태의 작동유의 흐름 및 회전의 모습은, 도 12에 도시되어 있고, 이 때 유압 폐회로 C에서는 작동유가 도면 중의 화살표로 표시된 바와 같이 흐른다. 또한, 회전수 Nin, Nout에 붙여진 화살표는, 해당하는 부재의 회전방향을 나타내고 있다.

(출력 회전수 Nout이 0과 Nin의 사이인 경우)

시프트 레버(146)를 조작해, 크레이들(45)을 통하여 경사판면(44)를 정방향으로 경사운동시켜 직립위치로부터 정방향의 경사운동 각도위치에 배치시킨다. 또, 정방향의 경사운동 각도위치 중, 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP의 절대값이 제2 유압장치(200)의 행정용적 VM의 절대값과 같아지는 위치를, 소정의 정방향의 경사운동 각도위치라고 한다.

이 경우, 경사판면(44)이 정방향으로 경사운동하기 때문에, 엔진(22)의 구동력에 의해 입력축(21)을 통하여 실린더 블록(42)이 회전한다. 그러면, 제1 유압장치(100)는, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유를 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)으로부터 토출한다. 또한, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유를 포트 U를 통하여 제1 플런저 구멍(47)으로 흡입한다. 작동유를 토출하는 챔버 및 흡입하는 챔버는, 실린더 블록(42)의 축심 O 주위의 회전각에 대응한 영역 H, I에 의해 정해진다. 또, 제1 유압장치(100)가 토출, 흡입하는 작동유량은, 경사판면(44)의 정방향으로의 경사운동각이 커짐에 따라 증가한다.

이 때, 제2 유압장치(200)는, 요크(23)(출력 회전부)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각 0도 ~ 180도의 범위에서 작동유를 포트 W를 통하 여 제2 플런저 구멍(57)으로부터 토출한다. 또, 180도 ~ 360(0)도의 범위에서 작동유를 포트 W를 통하여 제2 플런저 구멍(57)으로 흡입한다. 작동유를 토출하는 챔버 및 흡입하는 챔버는, 요크(23)(출력 회전부)의 실린더 블록(42)에 대한 축심 O 주위의 상대 회전각에 대응한 영역 J, K에 의해 정해진다.

이 결과, 플런저(58)의 회전 경사면(51)에 대한 가압작용에 의해, 상기 「출력 회전수 Nout이 Nin과 2 Nin의 사이인 경우」와는 역방향의 회전을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 역방향의 회전수와, 실린더 블록(42)의 정방향의 회전수와의 합성(합)이, 요크(23), 연결된 전진 클러치(152), 출력축(155)을 통하여 종감속장치로 전달된다.

이 때의 회전수의 합은, 역방향의 회전수만큼 감소한 정방향의 회전수가 되기 때문에, 출력 회전수 Nout은 「출력 회전수 Nout이 Nin인 경우」와 비교하여 작아진다.

본 실시형태에서는, 경사판면(44)이 직립위치로부터 정방향의 최대 경사운동 각도위치 측으로 변위하면, 도 14에 있어서 제1 유압장치(100)의 행정용적 VP는 0으로부터 -VMmax(여기에서, 「－」는 포트 U로부터 제2 챔버(62)에 작동유가 토출되는 경우를 의미하고 있다.)를 향하여 증가하고, 그에 따라 출력 회전수 Nout은 Nin으로부터 0으로 감속된다.

또, 이 때의 출력 회전수 Nout이 Nin으로부터 0으로 변화할 때의 제2 유압장치(200)의 1회전당 행정용적 VM은 -VMmax이다.(여기에서, 「－」는 제2 챔버(62)로부터 포트 W에 작동유가 흡입되는 경우를 의미하고 있다.)

도 11은, 이 때의 상태의 모식도이다. 제1 챔버(61)는, 제2 챔버(62)보다도 고압으로 되어 있고, 유압 폐회로 C에서는, 작동유가 도면 중의 화살표로 표시된 바와 같이 흐른다. 또한, 회전수 Nin, Nout에 붙여진 화살표는, 해당하는 부재의 회전방향을 나타내고 있다.

(출력 회전수 Nout이 0인 경우)

클러치 기구(300)에 의해서 엔진(22)으로부터의 입력 회전을 차단함으로써 요크(23)을 정지시킨다.

(출력 회전수 Nout이 0 미만인 경우)

클러치 기구(300)의 차단상태에서, 시프트 레버(146)를 후진 영역으로 시프트 하면, 이 시프트 레버(146)의 조작에 응동하여, 기어 시프트 장치(150)의 전진 클러치(152)가 분리되고 후진 클러치(153)가 접속된다. 이 때, 엔진(22)측으로부터의 회전이 무단변속기(20)에 전해지지 않게 되기 때문에, 플런저(58)의 회전 경사면(51)에 대한 가압 작용이 없어져, 요크(23)는 제2 유압장치(200)로부터 자유롭게 된다. 이 때문에, 요크(23)의 후진 클러치(153)의 접속, 즉 후진시의 전환을 용이하게 실시할 수가 있다. 그리고, 시프트 레버(146)를 후진 영역으로 시프트 완료한 후에는, 클러치 기구(300)를 다시 접속상태로 한다. 또, 전진측으로 되돌릴 때에도 발로 밟는 클러치 페달을 밟아, 클러치 기구(300)를 차단상태로 한다. 이 때, 같은 이유로 전진시의 전환을 용이하게 행할 수가 있다.

(출력 회전수 Nout이 0과 -Nin의 사이인 경우)

후진 클러치(153)의 접속이 행해진 후에는, 출력 회전수 Nout, 제1 유압장치(100) 및 제2 유압장치(200)의 최대 행정용적의 변화 상태는, 도 11에 도시한 전진(정회전)의 경우, 즉 출력 회전수 Nout이 0과 Nin의 사이인 경우와 같기 때문에, 그 설명을 생략한다. 도 11은 작동유의 흐름 및 회전 방향을 나타내고 있다. 회전 경사면(51)에 부여되는 회전은, 요크(23), 아이들러 기어(156), 아이들러 기어(157), 후진 클러치(153), 출력축(155)을 통하여 종감속장치에 전달된다.

(출력 회전수 Nout이 Nin과 -2 Nin의 사이인 경우)

이 경우도, 제1 유압장치(100)와 제2 유압장치(200)의 작용은, 출력 회전수 Nout이 Nin과 2 Nin의 사이인 경우와 같기 때문에, 그 설명을 생략한다. 도 12는 작동유의 흐름 및 회전 방향을 나타내고 있다. 회전 경사면(51)에 부여되는 회전은, 요크(23), 아이들러 기어(156), 아이들러 기어(157), 후진 클러치(153), 출력축(155)을 통하여 종감속장치에 전달된다.

본 실시형태에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시형태의 유압식 무단변속기에서는, 제1 플런저(43)와, 그 제1 플런저(43)가 맞닿는 크레이들(45)(경사판)을 가지는 제1 유압장치(100)와, 제2 플런저(58)와, 그 제2 플런저(58)가 맞닿는 제1 요크 부재(23A)(경사판)를 가지는 제2 유압장치(200)를 구비한다. 또한, 제1, 제2 플런저(43, 58)를 각각 수납하는 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)을 공통의 실린더 블록(42)에 형성하고, 쌍방의 플런저 구멍을 연결하는 유압 폐회로 C를 실린더 블록(42)에 형성하고 있다. 또한, 유압 폐회로 C 내의 작동유의 흐름 방향을 전환하는 제1 전환밸브(66), 제2 전환밸브(76)(분배밸브)를 수납하는 제1 밸브구멍(63), 제2 밸브구멍(64)(분배밸브 구멍)을 실린더 블록(42)에 형성하고 있다. 그리고, 실린더 블록(42)을 관통하는 입력축(21)을 가지며, 입력축(21)과 실린더 블록(42)이 동기 회전하도록 구성하고, 쌍방의 플런저 구멍이 각각 입력축(21)과 평행하게 형성되어 있다. 또, 제2 유압장치(200)의 회전 경사면(51)이 실린더 블록(42)의 축심 O 주위에서 회전 자유롭게 지지되어 있다. 또한, 입력축(21)이 실린더 블록(42)의 양측에서 각각 원추 롤러 베어링(39, 31)(쓰러스트-래디얼 겸용 베어링) 및 니들 베어링(38), 니들 베어링(12)(래디얼 베어링)으로 지지되어 있다.

이 결과, 실린더 블록(42)이, 그 양측에 마련된 원추 롤러 베어링(39, 31) 및 니들 베어링(38), 니들 베어링(12)으로 지지되므로, 실린더 블록(42)의 외주에 베어링을 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 유압식 무단변속기의 직경방향 치수를 컴팩트하게 할 수가 있다.

(2) 본 실시형태의 유압식 무단변속기에서는, 원추 롤러 베어링(39)과 니들 베어링(38)의 측벽부재(28)는 단일 부재로 형성되어 있다. 또한, 원추 롤러 베어링(31)과 니들 베어링(12)의 제1 요크 부재(23A)는 단일 부재로 형성되어 있다.

이 결과, 원추 롤러 베어링(39) 및 니들 베어링(38)을 끼워맞추기 위한, 베 어링 수납구멍(35)이나 베어링 수납구멍(34)의 가공 중심축은 공통으로 할 수 있다. 이 때문에, 베어링 수납구멍(35)이나 베어링 수납구멍(34)의 가공을 용이하게, 정밀도 좋게 행할 수 있다. 또한, 베어링 수납구멍(50a, 50c)의 가공도 마찬가지로 행할 수 있다.

(3) 본 실시형태에서는, 제1 밸브구멍(63), 제2 밸브구멍(64)(분배밸브 구멍)을 입력축(21)과 평행으로 또한 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)보다 입력축(21)에 근접하여 형성하였다. 또한, 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)과 제1 밸브구멍(63), 제2 밸브구멍(64)과를 연결하는 제1 유로(65), 제2 유로(75)가 최단이 되므로, 작동유의 낭비를 저감시킬 수 있다.

(4) 본 실시형태에서는, 제1 밸브구멍(63), 제2 밸브구멍(64)(분배밸브 구멍)을 입력축(21)과 평행으로, 또한 실린더 블록(42)을 관통하도록 형성하였다. 이 결과, 실린더 블록(42)의 한 쪽으로부터 가공을 행하는 것만으로, 이들 구멍을 형성할 수 있어, 가공 공정수를 저감시키고, 가공 정밀도도 향상시킬 수 있다.

(5) 본 실시형태의 유압식 무단변속기에서는, 제1 챔버(61)(고압챔버)와 제2 챔버(62)(저압챔버)를, 제1 플런저 구멍(47), 제2 플런저 구멍(57)보다도 입력축(21)에 근접하여 형성하고, 실린더 블록(42)의 축방향을 따라서 병설하였다. 또한, 실린더 블록(42)을 입력축(21)에 대해서 스플라인 끼워맞춤 하여, 제2 챔버(62)(저압챔버)를 입력축(21)에 형성된 스플라인부(21c)와 연통하도록 하였다.

이 결과, 스플라인부(21c) 용의 윤활유로를 특별히 마련하지 않고도, 그 스플라인부(21c)의 윤활을 행할 수 있다. 또한, 작동유는 스플라인부(21c)로부터 실 린더 블록(42)의 외부로 누출되지만, 저압의 제2 챔버(62)로부터의 누출이므로, 유압식 무단변속기의 용적 효율이 악화되는 것은 아니다.

(6) 본 실시형태의 유압식 무단변속기에서는, 제2 유압장치(200)의 제1 요크 부재(23A)(경사판)는, 그 외주면을 제1 요크 부재(23A)의 회전 경사면(51)(경사판면)에 수직인 선 P를 제1 가공 중심축으로 하여 절삭하였다. 다음에, 소재 WO의 축심 M을 가공 중심축으로 하여, 외주면을 절삭가공해서, 연결 플랜지(37)를 위한 외주면을 포함한 원주면 SU를 형성하였다(도 9a 및 도 9b 참조). 더욱이, 소재 WO의 축심 M에 평행으로, 또한 소정의 방향으로 오프셋된 선 α를 상정하였다. 이 선 α를 제2 가공 중심축으로 하여, 소재 WO의 외주면을 절삭가공해서, 연결 플랜지(37)를 형성하였다. 이 결과, 제2 유압장치(200)의 제1 요크 부재(23A)의 회전 밸런스가, 간단한 절삭가공만으로 조정될 수 있다.

(7) 본 실시형태의 동력전달장치(400)는, 상기 유압식 무단변속기를 구비하며, 나아가서 입력축(21)으로의 동력을 전달 또는 차단하는 수단으로서, 클러치 기구(300)를 구비하고 있다. 게다가 동력전달장치(400)는, 제2 유압장치(200)의 제1 요크 부재(23A)의 회전력을 입력하고 또한 제2 유압장치(200)의 제1 요크 부재(23A)(경사판)와 동방향 또는 역방향의 회전을 출력하는 수단으로서, 기어 시프트 장치(150)를 구비하고 있다. 이 결과, 상기 (1) ~ (6)에 기재된 유압식 무단변속기의 이점을 가지는 동력전달장치를 실현할 수 있다.

(8)　상기 모든 실시형태에서는, 클러치 기구(300)을 작동시킴으로써, 요크(23)의 회전방향을 전환할 때에 동 요크(23)에 걸리는 토크를 해방시킬 수 있어, 회전방향의 전환을 용이하게 행할 수 있다.

또, 본 발명의 실시형태는, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 하기와 같이 변경하여도 좋다.

상기 실시형태의 니들 베어링(11) 및 니들 베어링(38)의 구성을 볼 베어링으로 대신하는 것.

제1 밸브구멍(63), 제2 밸브구멍(64)을 실린더 블록(42)에 관통시키는 구성을 대신하여, 바닥을 가지는 구멍으로 하는 것. 이렇게 하면, 볼트(63a), 덮개판(63b), 볼트(64a), 덮개판(64b)을 생략할 수 있다.

입력축(21)의 요크(23)측 출력단을 출력 기어(24)의 지름보다 소직경으로 형성하고, 출력 기어(24)의 끝면으로부터 돌출시켜, 돌출된 끝부를 PTO축(Power Take Off shaft)으로 하는 것.

Claims

제1 플런저(43)와 그 제1 플런저(43)가 맞닿는 경사판(45)을 갖는 제1 유압장치(100)와, 제2 플런저(58)와 그 제2 플런저(58)가 맞닿는 경사판(23A)을 갖는 제2 유압장치(200)를 구비하고, 제1 및 제2 플런저(43, 58)를 각각 수납하는 제1 및 제2 플런저 구멍(47, 57)이 하나의 실린더 블록(42)에 형성되고, 제1 및 제2 플런저 구멍(47, 57)을 연결하는 유압폐회로(C)가 실린더 블록(42)에 형성되고, 이 유압폐회로(C) 내의 작동유의 흐름방향을 전환시키는 분배밸브(76)를 수납하는 분배밸브 구멍(64)이 실린더 블록(42)에 형성되고, 실린더 블록(42)을 관통하는 축(21)을 가지며, 당해 축(21)과 실린더 블록(42)이 동기회전 하고, 상기 제1 및 제2 플런저 구멍(47, 57)이 각각 상기 축(21)과 평행하게 형성되고, 상기 제2 유압장치(200)의 경사판(45)이 상기 축(21)의 주위에서 회전 자유롭게 지지된 유압식 무단변속기로서,

상기 축(21)이 실린더 블록(42)의 양측에서 각각 쓰러스트-래디얼 겸용 베어링(31, 39) 및 래디얼 베어링(12, 38)으로 지지되며,

상기 실린더 블록(42)의 양측에 있어서의 쓰러스트-래디얼 겸용 베어링(31, 39) 및 래디얼 베어링(12, 38)은, 각각 단일의 부재(23A, 28)에 의해서 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 유압식 무단변속기.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 분배밸브 구멍(64)은 상기 축(21)과 평행하고, 또한 제1 및 제2 플런저 구멍(47, 57)보다도 축(21)에 근접하여 배치되며,

상기 플런저 구멍(47, 57)과 분배밸브 구멍(64)을 연결하는 유로(65, 75)가 직경방향을 따라서 상기 실린더 블록(42)에 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 무단변속기.
제 1 항에 있어서, 상기 분배밸브 구멍(64)은 상기 축(21)과 평행하고, 또한 실린더 블록(42)을 관통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유압식 무단변속기.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 플런저 구멍(47, 57)보다도 축(21)에 근접하도록, 축방향을 따라서 상기 실린더 블록(42)에 고압챔버(61) 및 저압챔버(62)가 병설되고,

상기 축(21)에 스플라인부(21c)가 형성되어, 그 스플라인부(21c)에서 상기 축(21)이 실린더 블록(42)에 끼워맞춰지고,

상기 저압챔버(62)가 상기 축(21)의 스플라인부(21c)와 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 유압식 무단변속기.
제 1 항에 있어서, 제2 유압장치(200)의 경사판(23A)의 외주면은, 동 경사판(23A)의 경사판면에 수직한 선(P)을 제1 가공 중심축으로 하여 절삭되고, 상기 축(21)의 중심선(M)을 가공 중심축으로 하여 절삭되고, 더욱이 상기 축(21)의 중심선(M)에 평행하고, 상기 경사판면(51)과 그 경사판면(51)과는 반대쪽 면과의 사이의 간격이 좁아지는 쪽에서 오프셋된 선(α)을 제2 가공 중심축으로 하여 절삭되어 형성되고 있는 것을 특징으로 하는 유압식 무단변속기.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 유압식 무단변속기와,

상기 축(21)으로의 동력을 전달 또는 차단하는 장치(300)와,

제2 유압장치(200)의 경사판(23A)의 회전력을 입력하고 또한 제2 유압장치(200)의 경사판(23A)과 동방향 또는 역방향의 회전을 출력하는 장치(150)로 이루어지는 동력전달장치.