JP3986584B2

JP3986584B2 - 静油圧式無段変速機

Info

Publication number: JP3986584B2
Application number: JP11864796A
Authority: JP
Inventors: 芳浩中島; 弘志唐津; 一彦中村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: EP0807770A3; DE69725922D1; EP0807770A2; JPH09303525A; DE69725922T2; US5974799A; EP0807770B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車や自動車に使用される静油圧式無段変速機に関し、特に、斜板の傾斜角が固定の油圧ポンプと斜板の傾斜角が可変の油圧モータとを低圧油路及び高圧油路よりなる油圧閉回路を介して相互に連通してなるものゝ改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
定容量型の斜板式油圧ポンプと可変容量型の斜板式油圧モータとを備えた静油圧式無段変速機であってポンプシリンダとモータシリンダとが一体に形成されたものは、その変速比が、
変速比＝１＋（油圧モータの容量／油圧ポンプの容量）
により与えられるため、実用上の変速比は１〜３程度となる。かかる静油圧式無段変速機において、入力部材及び出力部材間の動力伝達を半クラッチ状態にして車両に発進機能を与えるために、従来は油圧ポンプに連なる高圧油路に遠心ガバナーにより作動するクラッチ弁を設け、車両の発進時にクラッチ弁を開弁して高圧油路の油圧を排出ポートに逃がすとともに、回転の増加に伴ってクラッチ弁を次第に閉弁して高圧油路の油圧を油圧モータに伝達するようにしていた。
【０００３】
また、特開昭６３−１１１３６２号公報には、油圧ポンプの分配弁を作動させる偏心輪の偏心方向の位相を変化させることにより、油圧ポンプのポンプ効率の向上を図ったものが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両に発進機能を与えるために静油圧式無段変速機にクラッチ弁を設けたものは、構造が複雑であるばかりか油温の変化によって作動安定性が低下する問題があった。
【０００５】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、油圧ポンプの分配弁を作動させる偏心輪の偏心方向の位相を制御することにより、簡単な構造で発進時に大変速比を実現してスムーズな発進を可能にすることが可能な静油圧式無段変速機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、斜板の傾斜角が固定の油圧ポンプと斜板の傾斜角が可変の油圧モータとを低圧油路及び高圧油路よりなる油圧閉回路を介して相互に連通した静油圧式無段変速機であって、前記油圧ポンプは、軸線回りに回転可能に支持されたポンプシリンダと、このポンプシリンダに環状配列されて複数のポンププランジャが摺動自在に嵌合する複数のシリンダ孔と、これらシリンダ孔を前記油圧閉回路に選択的に連通させる複数の第１分配弁と、これら第１分配弁を作動させるべく前記軸線に対して偏心配置された第１偏心輪とを備えてなり、前記油圧モータは、前記ポンプシリンダと一体に前記軸線回りに回転可能に支持されたモータシリンダと、このモータシリンダに環状配列されて複数のモータプランジャが摺動自在に嵌合する複数のシリンダ孔と、これらシリンダ孔を前記油圧閉回路に選択的に連通させる複数の第２分配弁と、これら第２分配弁を作動させるべく前記軸線に対して偏心配置された第２偏心輪とを備えてなる静油圧式無段変速機において、前記ポンプシリンダを回転自在に支持する入力筒軸に形成したガイドピン支持部に、前記油圧ポンプの斜板の仮想トラニオン軸線に対して軸線回りに４５°傾斜する方向に配置されたガイドピンを固定し、前記第１偏心輪に一体に設けた偏心ウエイトを前記ガイドピンに摺動自在に支持し、前記偏心ウエイトが遠心力で移動するのを押し留めるコイルスプリングを設け、前記第１偏心輪の偏心方向の位相角を、前記偏心ウエイトに作用する遠心力で前記コイルスプリングの弾発力に抗して前記軸線回りに変化させることにより、油圧ポンプの吐出行程にある複数のシリンダ孔の一部を高圧油路に連通させるとともに残部を低圧油路に連通させ、且つ油圧ポンプの吸入行程にある複数のシリンダ孔の一部を低圧油路に連通させるとともに残部を高圧油路に連通させ、これにより油圧ポンプの実質的な容量を変化させて変速比を制御することを特徴とする。
【０００７】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記低圧油路及び高圧油路を油圧ポンプ及び油圧モータ間で短絡させるニュートラルバルブを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、変速比ｒが１≦ｒ＜３の範囲を油圧モータの斜板の傾斜角により制御するとともに、変速比ｒがｒ≧３の範囲を油圧ポンプの第１偏心輪の偏心方向の位相角により制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図１５は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動二輪車用静油圧式無段変速機の縦断平面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図５に対応する作用の説明図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図７の８方向矢視図、図９は図７の９方向矢視図、図１０は図２の１０−１０線断面図、図１１は図２及び図３における外側油路の展開図、図１２はトルクリミットバルブの縦断面図、図１３はニュートラルバルブの縦断面図、図１４及び図１５は偏心方向可変手段の作用を説明する図である。
【００１１】
図１〜図３に示すように、自動二輪車のパワーユニットにおけるミッションケース１は左右のケース半体１Ａ，１Ｂをボルト２により結合して構成される。このミッションケース１に、斜板の傾斜角が固定の油圧ポンプＰと、該油圧ポンプＰとの間に油圧閉回路を構成する斜板の傾斜角が可変の油圧モータＭとからなる無段変速機Ｔが収納される。
【００１２】
油圧ポンプＰは、右ケース半体１Ｂの外端部にラジアルベアリング３を介して回転自在且つ軸方向変位可能に支承される入力筒軸４と、この入力筒軸４に第１アンギュラコンタクトベアリング５を介して相対回転自在に支承されるポンプシリンダ６と、このポンプシリンダ６にその回転軸線Ａ（図１参照）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７にそれぞれ摺動自在に嵌装される複数のポンププランジャ８と、これらポンププランジャ８の外端に前面を当接させるポンプ斜板９と、このポンプ斜板９を、ポンプシリンダ６の軸線Ａと直交する仮想トラニオン軸線Ｏ₁（図２参照）を中心にしてポンプシリンダ６の軸線Ａに対し一定角度傾斜した姿勢に保持すべく該斜板９をスラストベアリング１０及びラジアルベアリング１１を介して支承するポンプ斜板ホルダ１２とから構成されており、このポンプ斜板ホルダ１２は入力筒軸４と一体に形成される。
【００１３】
入力筒軸４の右端部は、右ケース半体１Ｂの外方へ突出しており、そこに図示しないエンジンの動力が入力される入力ギヤ１３が固着される。
【００１４】
而して、ポンプ斜板９は、入力筒軸４の回転時、各ポンププランジャ８に往復動を与えて吸入及び吐出行程を繰返させることができる。
【００１５】
一方、油圧モータＭは、ポンプシリンダ６の軸線Ａと同軸上でその左方に配置されるとともに、左ケース半体１Ａに第２アンギュラコンタクトベアリング１５を介して回転自在に支承されるモータシリンダ１６と、このモータシリンダ１６にその軸線Ａ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１７にそれぞれ摺動自在に嵌合される複数のモータプランジャ１８と、これらモータプランジャ１８の外端に前面を当接させるモータ斜板１９と、このモータ斜板１９をスラストベアリング２０及びラジアルベアリング２１を介して支承するモータ斜板ホルダ２２と、更にこのモータ斜板ホルダ２２の背面を支承するモータ斜板アンカ２３とから構成されており、モータ斜板アンカ２３は左ケース１Ａの外端部に複数のボルト２４で固着される。
【００１６】
モータ斜板ホルダ２２及びモータ斜板アンカ２３の当接対向面ｆ₁，ｆ₂は、モータシリンダ１６の軸線Ａと直交するトラニオン軸線Ｏ₂（図２参照）を中心とした半円筒面になっていて、モータ斜板ホルダ２２のトラニオン軸線Ｏ₂周りの傾動を可能にしている。
【００１７】
モータ斜板ホルダ２２及びモータ斜板アンカ２３のトラニオン軸線Ｏ₂方向での相対摺動を拘束するために、図３に示すように、モータ斜板アンカ２３の一端面に当接するフランジ２２ａがモータ斜板ホルダ２２の一端に形成されるとともに、モータ斜板アンカ２３の他端面に当接する変速レバー２５がモータ斜板ホルダ２２の他端面にボルト２６で固着される。したがって、上記変速レバー２５を回動操作すれば、モータ斜板ホルダ２２はトラニオン軸線Ｏ₂周りに傾動して、モータ斜板１９をモータシリンダ１６の軸線に対し直角となる直立位置と、或る角度で傾倒する最大傾斜位置との間で角度調節することができる。
【００１８】
而して、モータ斜板１９の傾斜状態でモータシリンダ１６を回転すれば、モータ斜板１９によりモータプランジャ１８に往復動を与えて、膨脹及び収縮行程を繰返させることができる。
【００１９】
前記ポンプシリンダ６及びモータシリンダ１６は一体に形成されてシリンダブロックＢを構成し、このシリンダブロックＢの中心部には、これを貫通する出力軸２７がスプライン２８を介して回転方向に結合される。この出力軸２７は左右一対のサークリップ２９，３０によりシリンダブロックＢに軸方向にも連結される。
【００２０】
またこの出力軸２７は、その左端部をモータ斜板１９の手前で終らせるとともに、その右端部を入力筒軸４に貫通してその外方へ突出させ、その突出端部に図示しない自動二輪車の後輪に対し動力を出力する出力ギヤ３１が付設される。その際、出力軸２７はラジアルベアリング３２を介して入力筒軸４に回転自在且つ軸方向変位可能に支承される。
【００２１】
前記入力筒軸４は、ポンプ斜板ホルダ１２と一体化されてラジアルベアリング３を介して右ケース半体１Ｂに支承される漏斗状部４ａと、第１アンギュラコンタクトベアリング５を介してポンプシリンダ６を支承する円筒状部４ｂとに分割されており、両者４ａ，４ｂはボルト３３により結合される。その際、両者４ａ，４ｂ間に第１アンギュラコンタクトベアリング５のアウタレース５ｏが挟持される。また同ベアリング５のインナレース５ｉはポンプシリンダ６の外周面上に後述のスリーブ３４及びサークリップ３５により固定される。こうして入力筒軸４及びポンプシリンダ６は、第１アンギュラコンタクトベアリング５にそれぞれ軸方向移動不能に連結される。
【００２２】
前記第２アンギュラコンタクトベアリング１５は、モータ斜板アンカ２３を左ケース半体１Ａの外端部に結合する複数のボルト２４に、その半径方向内側で近接配置される。そして該ベアリング１５のアウタレース１５ｏは、左ケース半体１Ａ及びモータ斜板アンカ２３間に挟止された押え板３６により左ケース半体１Ａに固定され、そのインナレース１５ｉはモータシリンダ１６の外周面上に後述のスリーブ３４及びサークリップ４７により固定される。こうしてモータ１６及びモータ斜板アンカ２３は第２アンギュラコンタクトベアリング１５にそれぞれ軸方向移動不能に連結される。
【００２３】
ポンプ斜板９をポンプシリンダ６と同期回転させるために、ポンプ斜板９の前面には、各ポンププランジャ８の球状端部８ａが係合する球状凹部９ａが形成される。
【００２４】
また、モータ斜板１９をモータシリンダ１６と同期回転させるために、モータ斜板１９の前面には、各モータプランジャ１８の球状端部１８ａが係合する球状凹部１９ａが形成される。
【００２５】
前記球状凹部９ａ，１９ａは、いずれも対応する前記球状端部８ａ，１８ａの半径より大なる半径を有していて、如何なる作動位置においても球状端部８ａ，１８ａとの係合状態が保たれるようになっている。
【００２６】
図２、図３及び図１１に示すように、ポンプシリンダ６及びモータシリンダ１６間において、シリンダブロックＢの内周側には、出力軸２７の外周面との間に環状の内側油路５０（低圧油路）が形成され、その外周側には、該ブロックＢの外周面に嵌合してろう付けされたスリーブ３４との間に環状の外側油路５１（高圧油路）が形成される。また、これら両油路５０，５１間の環状隔壁及びスリーブ３４には、これらを放射状に貫通する第１弁孔５２群及び第２弁孔５３群がそれぞれシリンダ孔７群及びシリンダ孔１７群に隣接するように穿設される。そして、各隣接する第１弁孔５２及びシリンダ孔７はポンプポートａを介して相互に連通され、また各隣接する第２弁孔５３及びシリンダ孔１７はモータポートｂを介して相互に連通される。各第１弁孔５２にはスプール型の第１分配弁５５が、また各第２弁孔５３には同じくスプール型の第２分配弁５６がそれぞれ嵌装される。
【００２７】
図４に示すように、第１分配弁５５群の外周には、各弁５５の外端に係合する第１偏心輪５７が配設され、各第１分配弁５５と第１偏心輪５７との係合を常に確保するために、第１偏心輪５７と同心関係の第１強制輪５８が各第１分配弁５５にクリップ５９を介して連結される。
【００２８】
第１偏心輪５７はボールベアリングで構成されており、後述するように入力筒軸４の回転数に応じて偏心状態が自動的に変化する。図４は入力筒軸４の回転数が大きい高速運転状態に対応するものであって、この高速運転状態では従来のこの種の無段変速機Ｔと同様に、第１偏心輪５７は前記仮想トラニオン軸線Ｏ₁に沿って出力軸２７の中心から所定距離ε₁偏心した位置に保持されている。
【００２９】
したがって、入力筒軸４及びポンプシリンダ６間に相対回転が生じると、各第１分配弁５５は、第１偏心輪５７により第１弁孔５２内を偏心量ε₁の２倍の距離をストロークとして往復動される。そして油圧ポンプＰの吐出領域Ｄでは、第１分配弁５５は第１弁孔５２の内端側へ移動して、対応するポンプポートａを外側油路５１に連通するとともに内側油路５０と不通にし、吐出行程中のポンププランジャ８によりシリンダ孔７から外側油路５１へ作動油が圧送される。また吸入領域Ｓでは、第１分配弁５５は第１弁孔５３の外端側へ移動して、対応するポンプポートａを内側油路５０に連通するとともに外側油路５１と不通にし、吸入行程中のポンププランジャ８により内側油路５０からシリンダ孔７に作動油が吸入される。
【００３０】
また図１０に示すように、各第２分配弁５６群の外周には、各弁５６の外端に係合する第２偏心輪６０が配設され、各第２分配弁５６と第２偏心輪６０との係合を常に確保するために、第２偏心輪６０と同心関係の第２強制輪６１が各第２分配弁５６にクリップ６２を介して連結される。
【００３１】
第２偏心輪６０はボールベアリングで構成されていて、前記トラニオン軸線Ｏ₂に沿って出力軸２７の中心から所定距離ε₂偏心した位置に保持されるように左ケース半体１Ａに取付けられる。
【００３２】
したがって、モータシリンダ１６が回転すると、各第２分配弁５６は、第２偏心輪６０により第２弁孔５３内を偏心量ε₂の２倍の距離をストロークとして往復動される。そして、油圧モータＭの膨脹領域Ｅでは、第２分配弁５６は第２弁孔５３の内端側へ移動して対応するモータポートｂを外側油路５１に連通するとともに内側油路５０と不通にし、外側油路５１から膨脹行程中のモータプランジャ１８のシリンダ孔１７に高圧の作動油が供給される。また収縮領域Ｒでは、第２分配弁５６は第２弁孔５３の外端側へ移動して、対応するモータポートｂを内側油路５０に連通するとともに外側油路５１と不通にし、収縮行程中のモータプランジャ１８のシリンダ孔１７から内側油路５０へ作動油が戻される。
【００３３】
かくして、シリンダブロックＢは、吐出行程のポンププランジャ８がポンプ斜板９に押し付けられる押付力により発生する回転トルクと、膨脹行程のモータプランジャ１８がモータ斜板１９に押し付けられる押付力により発生する回転トルクとの和によって回転され、その回転トルクは出力軸２７へ伝達される。
【００３４】
図１から明らかなように、モータ斜板１９の傾斜角を変更する変速レバー２５の先端は油圧サーボモータ１１０に接続される。油圧サーボモータ１１０の作動は、補給ポンプ６９の回転軸１１１に設けた油圧ガバナー１１２と、アクセル開度に連動して作動するスロットル弁１１３とに接続された制御弁１１４により制御されるもので、油圧サーボ１１０はエンジン回転数（即ち、前記補給ポンプ６９の回転軸１１１の回転数）の増加に伴ってモータ斜板１９の傾斜角をＬＯＷ位置（最大傾斜位置）からＴＯＰ位置（直立位置）に向けて減少させるとともに、アクセル開度の減少に伴ってモータ斜板１９の傾斜角をＬＯＷ（最大傾斜位置）位置からＴＯＰ位置（直立位置）に向けて減少させる。
【００３５】
この場合、入力筒軸４に対する出力軸２７の変速比は次式によって与えられる。
【００３６】
変速比＝１＋（油圧モータＭの容量／油圧ポンプＰの容量） …（１）
したがって、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から或る値（例えば３）まで変えることができる。またその油圧モータＭの容量はモータプランジャ１８のストロークによって決定されるので、モータ斜板１９を直立位置から或る傾斜位置まで傾動させることにより例えば変速比を前記１から３まで無段階に制御することができる。
【００３７】
図１〜図３において、出力軸２７の中心部には、油圧モータＭ側から補給孔６５が穿設され、その入口にモータ斜板アンカ２３から延出してモータ斜板ホルダ２２及びモータ斜板１９の中心部を貫通する導油管６６がブッシュ６７を介して相対回転可能に嵌挿される。この導油管６６は、入力筒軸４からギヤ列６８を介して駆動される補給ポンプ６９の吐出口にミッションケース１及びモータ斜板アンカ２３に形成された油路７０を介して連通する。而して、入力筒軸４の回転中、補給ポンプ６９は、ミッションケース１底部の油路から汲み上げた作動油を油路７０及び導油管６６を通して補給孔６５に供給する。
【００３８】
補給孔６５は、出力軸２７及びシリンダブロックＢに穿設された第１及び第２分岐路７２，７３を介して前記内側及び外側油路５０，５１に接続され、第１及び第２分岐路７２，７３には第１及び第２逆止弁７４，７５が設けられる。また出力軸２７の補給孔６５と内側油路５０との間に第３逆止弁７１が設けられる。而して、通常運転時、油圧ポンプＰ及び油圧モータＭ各部からの漏油により内側油路５０が減圧すると、第３逆止弁７１が開いて補給孔６５から内側油路５０に作動油を補給し、またエンジンブレーキ時に外側油路５１が減圧すると、第２逆止弁７５が開いて補給孔６５から外側油路５１に作動油を補給することができ、更にエンジンブレーキ時に内側油路５０の油圧が過剰に昇圧すると、第１逆止弁７４が開いて内側油路５０から補給孔６５に油圧を逃がすことができる。
【００３９】
前記導油管６６の周壁には複数の噴孔７６が設けられ、これらから噴出する作動油によりモータ斜板１９周りを潤滑するようになっている。また出力軸２７には、補給孔６５に連通する噴孔７７が設けられ、これから噴出する作動油によりポンプ斜板９周りを潤滑するようになっている。
【００４０】
図３及び図１２に示すように、トルクリミットバルブ７８は、内側及び外側油路５０，５１間に亘りシリンダブロックＢに穿設されたシリンダ状の取付孔９８に摺動自在に嵌装されて一端を内側油路５０に臨ませる弁ピストン９９と、この弁ピストン９９の他端に対向して取付孔９８に固定される栓体１００とを有しており、弁ピストン９９及び栓体１００間に、排出ポート１０１を介して油溜に開放される油室１０２が画成され、この油室１０２に弁ピストン９９を内側油路５０側へ付勢する戻しばね１０３が収納される。
【００４１】
栓体１００には、外側油路５１に連なる通孔１０４と、この通孔１０４を上記油室１０２に開放する円錐状の弁座１０５とが設けられ、この弁座１０５に着座し得る、弁ピストン９９より遙かに小径の球状弁体１０６がリテーナ１０７を介して弁ピストン９９に付設される。
【００４２】
而して、弁ピストン９９よりも遙かに小径の球状弁体１０６の一部に外側油路５１の高油圧が常時作用するものであるから、万一、油圧モータＭに過負荷が加わって、外側油路５１に過大油圧が発生した場合には、その過大油圧の弁体１０６に対する押圧力が内側油路５０の油圧の弁ピストン９９に対する押圧力を上回って弁体１０６を押し開け、外側油路５１の過大油圧を排出ポート１０１に放出させ、前記過負荷を回避することができる。
【００４３】
次に、図５〜図９に基づいて、車両の発進時に第１偏心輪５７の偏心方向を自動的に変化させるための偏心方向可変手段１３１の構造を説明する。
【００４４】
第１アンギュラコンタクトベアリング５を介してポンプシリンダ６を回転自在に支持する入力筒軸４の円筒状部４ｂには一対のガイドピン支持部１３２が一体に形成されており、これらガイドピン支持部１３２に２本のガイドピン１３３がソケットヘッドねじ１３４で固定される。２本のガイドピン１３３は相互に平行であり、且つその方向は油圧ポンプＰの仮想トラニオン軸線Ｏ₁に対して軸線Ａ回りに４５°傾斜している。
【００４５】
前記第１偏心輪５７は概略環状に形成された偏心ウエイトリング１３５の内周に支持される。偏心ウエイトリング１３５の一側面から軸線Ａ方向に突設された４個のガイト突起１３６が前記２本のガイドピン１３３の外周に摺動自在に嵌合しており、これにより偏心ウエイトリング１３５は第１偏心輪５７と共に仮想トラニオン軸線Ｏ₁に対して軸線Ａ回りに４５°傾斜したガイドピン１３３の方向に移動可能である。偏心ウエイトリング１３５はガイドピン１３３と平行な直径線上の一端に軸線Ａ方向に張り出すウエイト部１３５ａを備えるとともに、他端に軸線Ａ方向に張り出すバネ受け部１３５ｂを備える。そして、バネ受け部１３５ｂにクリップ１４０で係止されたバネ座１４１と入力筒軸４の円筒状部４ｂに形成されたバネ座１３７との間に、２本のコイルスプリング１３８，１３９が縮設される。
【００４６】
前記ウエイト部１３５ａに作用する遠心力が小さい低速運転状態では、偏心ウエイトリング１３５は前記コイルスプリング１３８，１３９の弾発力によって入力筒軸４の円筒状部４ｂに対して図６及び図７の矢印Ｘ′方向に移動している。このとき偏心ウエイトリング１３５の中心（つまり第１偏心輪５７の中心）は図６のＰ_L位置にあり、軸線Ａから見た第１偏心輪５７の中心Ｐ_Lの偏心方向は仮想トラニオン軸線Ｏ₁方向に対して軸線Ａ回りに９０°ずれており、またその偏心量はε₁になる。
【００４７】
また前記低速運転状態から高速運転状態に移行する過程で、前記ウエイト部１３５ａに作用する遠心力が増加してコイルスプリング１３８，１３９のセット荷重に打ち勝つと、偏心ウエイトリング１３５はコイルスプリング１３８，１３９を圧縮しながら図５及び図７の矢印Ｘ方向に移動する。而して、偏心ウエイトリング１３５の回転数が所定値以上の状態では、偏心ウエイトリング１３５の中心（つまり第１偏心輪５７の中心）は図５のＰ_H位置に達し、軸線Ａから見た第１偏心輪５７の中心Ｐ_Hの偏心方向は仮想トラニオン軸線Ｏ₁方向に一致し、またその偏心量はε₁になる。
【００４８】
このようにして、無段変速機Ｔが低速運転状態にあって偏心ウエイトリング１３５のウエイト部１３５ａに作用する遠心力が小さいときには、図６に示すように第１偏心輪５７の中心Ｐ_Lの仮想トラニオン軸線Ｏ₁方向の偏心量は零になり、それと直交する方向の偏心量はε₁になる。また無段変速機Ｔが高速運転状態にあって偏心ウエイトリング１３５のウエイト部１３５ａに作用する遠心力が大きいときには、図４及び図５に示すように第１偏心輪５７の中心Ｐ_Hの仮想トラニオン軸線Ｏ₁方向の偏心量はε₁になり、それと直交する方向の偏心量は零になる。
【００４９】
図２及び図１３に示すように、ニュートラルバルブ８１は、内側油路５０及び外側油路５１間に亘りシリンダブロックＢに穿設されたシリンダ状の取付孔８２にクリップ８３で固定された弁筒８４と、この弁筒８４に摺動自在に嵌合するスプール８５と、前記弁筒８４に嵌合して固定されるカップ状栓体８６と、このカップ状栓体８６の底部に装着された弁体８７と、この弁体８７と前記スプール８５との間に縮設された戻しばね８８とを備える。
【００５０】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００５１】
エンジン回転数及びアクセル開度に応じて油圧サーボモータ１１０が作動し、モータ斜板１９の傾斜角をＬＯＷ（最大傾斜位置）位置からＴＯＰ位置（直立位置）に向けて減少させると、油圧モータＭの容量が零に向けて次第に減少する。その結果、式（１）から明らかなように、静油圧式無段変速機Ｔの変速比は油圧モータＭの容量が油圧ポンプＰの容量の２倍であって変速比ｒ＝３になるＬＯＷ状態から、油圧モータＭの容量が零であって変速比ｒ＝１になるＴＯＰ状態まで連続的に変化する。逆にモータ斜板１９の傾斜角の増加により油圧モータＭの容量が増加すると、静油圧式無段変速機Ｔの変速比はＴＯＰ状態からＬＯＷ状態まで連続的に変化する。
【００５２】
この場合、偏心方向可変手段１３１により第１偏心輪５７の偏心方向が変化することにより、発進時の変速比は変速比ｒ＝無限大から前記変速比ｒ＝３まで自動的に変化することになる。以下、その作用を説明する。
【００５３】
車両の発進時に入力筒軸４にエンジンの駆動力が伝達された瞬間、その入力筒軸４の円筒部分４ｂに半径方向摺動自在に支持された偏心ウエイトリング１３５は回転数が低い状態にあるため、該偏心ウエイトリング１３５はコイルスプリング１３８，１３９の弾発力で図６の位置にあり、第１偏心輪５７の中心Ｐ_Lは仮想トラニオン軸線Ｏ₁に直交する方向に偏心している。
【００５４】
このとき、図１４及び図１５（Ｂ）に示すように、第１偏心輪５７に案内された第１分配弁５５は、油圧ポンプＰの吐出行程にあるシリンダ孔７の半数と吸入行程にあるシリンダ孔７の半数とを外側油路（高圧油路）５１に連通させ、且つ油圧ポンプＰの吐出行程にあるシリンダ孔７の残りの半数と吸入行程にあるシリンダ孔７の残りの半数とを内側油路（低圧油路）５０に連通させる状態にある。したがって、吐出行程にあるシリンダ孔７から吐出された作動油の半量は外側油路５１を経て吸入行程にあるシリンダ孔７に吸入されてしまい、また吐出行程にあるシリンダ孔７から吐出された作動油の残りの半量は内側油路５０を経て吸入行程にあるシリンダ孔７に吸入されてしまうため、油圧ポンプＰの容量は実質的に零になる。
【００５５】
而して、油圧ポンプＰから吐出された作動油は油圧モータＭに供給されることなく、油圧ポンプＰ、内側油路５０及び外側油路５１の内部を循環する。その結果、入力筒軸４の回転は出力軸２７に伝達されず、静油圧式無段変速機Ｔの変速比は無限大となる。
【００５６】
入力筒軸４の回転数が増加して円筒部分４ｂに半径方向摺動自在に支持された偏心ウエイトリング１３５のウエイト部１３５ａに作用する遠心力が増加すると、偏心ウエイトリング１３５はコイルスプリング１３８，１３９の弾発力に抗して図５の位置に移動し、第１偏心輪５７の中心Ｐ_Hは仮想トラニオン軸線Ｏ₁に沿う方向に偏心する。
【００５７】
このとき、図１４及び図１５（Ａ）に示すように、第１偏心輪５７に案内された第１分配弁５５は、油圧ポンプＰの吐出行程にある全てのシリンダ孔７を外側油路（高圧油路）５１に連通させ、且つ吸入行程にある全てのシリンダ孔７を内側油路（低圧油路）５０に連通させる状態にあるため、油圧ポンプＰの吐出行程にあるシリンダ孔７から吐出された作動油の全量が外側油路５１を経て油圧モータＭの膨張行程にあるシリンダ孔１７に供給されるとともに、油圧モータＭの収縮行程にあるシリンダ孔１７から排出された作動油の全量が内側油路５０を経て油圧ポンプＰの吸入行程にあるシリンダ孔７に戻されることになり、その結果油圧ポンプＰの容量は最大になる。
【００５８】
而して、作動油は油圧ポンプＰ、外側油路５１、油圧モータＭ及び内側油路５０よりなる油圧閉回路を循環し、もはや油圧ポンプＰの吐出行程にあるシリンダ孔７から吐出された作動油が同じ油圧ポンプＰの吸入行程にあるシリンダ孔７に直接吸入されることはなくなる。このとき、モータ斜板１９が最大傾斜角にあれば、静油圧式無段変速機Ｔの変速比はＬＯＷになり、そこからモータ斜板１９の傾斜角を直立位置に変化させれば、変速比はＬＯＷ（変速比ｒ＝３）からＴＯＰ（変速比ｒ＝１）まで無段階に変化させることができる。
【００５９】
また入力筒軸４の回転数の増加に伴って第１偏心輪５７の偏心方向がＰ_L方向（図６参照）からＰ_H方向（図５参照）へと連続的に移行する過程では、油圧ポンプＰの吐出行程にある複数のシリンダ孔７の一部が外側油路５１に連通するとともに残部が内側油路５０に連通し、また油圧ポンプＰの吸入行程にある複数のシリンダ孔７の一部が内側油路５０に連通するとともに残部が外側油路５１に連通する。その結果、図１４において、油圧ポンプＰはＢ−Ａに相当する量の作動油を吐出し、Ｄ−Ｃに相当する量の作動油を吸入することになるため、油圧ポンプＰの実質的な容量は零と前記最大値との中間の値になり、その結果変速比は無限大から前記ＬＯＷ（変速比ｒ＝３）まで連続的に変化する。このように、第１偏心輪５７の偏心方向の変更とモータ斜板１９の傾斜角の変更とを併用することにより、変速比を最終的に無限大から１までの極めて広範囲に亘って制御することができ、特に車両の発進時には変速比を瞬間的に無限大にして充分なトルクを駆動輪に伝達し、スムーズな発進を可能にすることができる。
【００６０】
更に、第１偏心輪５７の偏心方向が変化する過程で、油圧ポンプＰから油圧モータＭに供給される作動油の量は前記偏心方向に応じて一義的に決定され、出力側の負荷の大小に応じて変化しないため、変速比も出力側の負荷の大小に左右されずに一義的に決定されて変速比の精密な制御が可能となる。
【００６１】
ところで、車両の発進時において未だ油圧モータＭが作動しておらず、したがって内側油路５０に作用する油圧が低いとき、図１３に示す如くニュートラルバルブ８１は戻しばね８８の弾発力でスプール８５の半径方向内端が内側油路５０の壁面に当接しており、外側油路５１は弁筒８４の外周に形成した環状溝８９、弁筒８４を半径方向に貫通するポート９０、スプール８５を半径方向に貫通するポート９１、スプール８５を軸方向に貫通する弁座９２及びカップ状栓体８６を半径方向に通過する通孔９３を介して油溜に連通している。したがって、何らかの理由で第１偏心輪５７の中心が図６のＰ_L位置に完全に戻らないために、或いはそのように予め設定したことにより外側油路５１に油圧が発生しても、該油圧はニュートラルバルブ８１を介して油溜に逃がされてしまい、油圧ポンプＰが吐出する作動油により油圧モータＭが駆動されることはない。また、この状態では出力軸２７側からの油圧モータＭの駆動が可能となるため、人力による車両の取り回しを自由に行うことができる。
【００６２】
入力筒軸４の回転数が増加して内側油路５０に作用する油圧が僅かにでも増加すると、スプール８５が戻しばね８８に抗して半径方向外側に移動する。その結果、スプール８５のポート９１と弁筒８４のポート９０とが連通しなくなって外側油路５１は内側油路５０及び油溜との連通を遮断され、またスプール８５の弁座９２が弁体８７に着座して内側油路５０は油溜との連通を遮断される。
【００６３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００６４】
例えば、実施例では第１偏心輪５７を遠心力で移動させて偏心方向を変化させているが、任意の駆動源を用いて偏心方向を変化させることも可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、斜板の傾斜角が固定の油圧ポンプの第１分配弁を作動させるべく軸線に対して偏心配置された第１偏心輪の偏心方向の位相角を可変としただけの簡単な構造により、斜板の傾斜角が可変の油圧モータの容量を変化させて得られる変速比の範囲を越えて無限大までの任意の変速比を得ることができる。しかも、前記変速比は第１偏心輪の偏心方向の位相角に応じて一義的に決定されて出力側の負荷の大小に応じて変化しないため、的確な変速比制御が可能となる。これにより、例えば車両の発進時に変速比を増加させることにより、出力側のトルクを増加させてスムーズな発進を可能とすることができる。更に、第１偏心輪の偏心方向の位相角を該第１偏心輪に作用する遠心力で変化させるので、第１偏心輪を移動させるための特別の駆動源が不要になって構造が簡略化される。
【００６６】
また請求項２に記載された発明によれば、低圧油路及び高圧油路を油圧ポンプ及び油圧モータ間で短絡させるニュートラルバルブを設けたので、第１偏心輪の偏心方向のずれに係わらず、完全なニュートラル状態を実現することができる。
【００６７】
また請求項３に記載された発明によれば、変速比ｒが１≦ｒ＜３の範囲を油圧モータの斜板の傾斜角により制御するとともに、変速比ｒがｒ≧３の範囲を油圧ポンプの第１偏心輪の偏心方向の位相角により制御するので、変速比を極めて広範囲に亘って制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る自動二輪車用静油圧式無段変速機の縦断平面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図２の５−５線断面図
【図６】図５に対応する作用の説明図
【図７】図５の７−７線断面図
【図８】図７の８方向矢視図
【図９】図７の９方向矢視図
【図１０】図２の１０−１０線断面図
【図１１】図２及び図３における外側油路の展開図
【図１２】トルクリミットバルブの縦断面図
【図１３】ニュートラルバルブの縦断面図
【図１４】偏心方向可変手段の作用を説明する図
【図１５】偏心方向可変手段の作用を説明する図
【符号の説明】
Ａ軸線
Ｍ油圧モータ
Ｏ ₁ 仮想トラニオン軸線
Ｐ油圧ポンプ
４入力筒軸
６ポンプシリンダ
７シリンダ孔
８ポンププランジャ
９油圧ポンプの斜板
１６モータシリンダ
１７シリンダ孔
１８モータプランジャ
１９モータ斜板（斜板）
５０内側油路（低圧油路、油圧閉回路）
５１外側油路（高圧油路、油圧閉回路）
５５第１分配弁
５６第２分配弁
５７第１偏心輪
６０第２偏心輪
８１ニュートラルバルブ
１３２ガイドピン支持部
１３３ガイドピン
１３５偏心ウエイト
１３８コイルスプリング
１３９コイルスプリング

Claims

斜板（９）の傾斜角が固定の油圧ポンプ（Ｐ）と斜板（１９）の傾斜角が可変の油圧モータ（Ｍ）とを低圧油路（５０）及び高圧油路（５１）よりなる油圧閉回路を介して相互に連通した静油圧式無段変速機であって、
前記油圧ポンプ（Ｐ）は、軸線（Ａ）回りに回転可能に支持されたポンプシリンダ（６）と、このポンプシリンダ（６）に環状配列されて複数のポンププランジャ（８）が摺動自在に嵌合する複数のシリンダ孔（７）と、これらシリンダ孔（７）を前記油圧閉回路に選択的に連通させる複数の第１分配弁（５５）と、これら第１分配弁（５５）を作動させるべく前記軸線（Ａ）に対して偏心配置された第１偏心輪（５７）とを備えてなり、
前記油圧モータ（Ｍ）は、前記ポンプシリンダ（６）と一体に前記軸線（Ａ）回りに回転可能に支持されたモータシリンダ（１６）と、このモータシリンダ（１６）に環状配列されて複数のモータプランジャ（１８）が摺動自在に嵌合する複数のシリンダ孔（１７）と、これらシリンダ孔（１７）を前記油圧閉回路に選択的に連通させる複数の第２分配弁（５６）と、これら第２分配弁（５６）を作動させるべく前記軸線（Ａ）に対して偏心配置された第２偏心輪（６０）とを備えてなる静油圧式無段変速機において、
前記ポンプシリンダ（６）を回転自在に支持する入力筒軸（４）に形成したガイドピン支持部（１３２）に、前記油圧ポンプ（Ｐ）の斜板（９）の仮想トラニオン軸線（Ｏ ₁ ）に対して軸線（Ａ）回りに４５°傾斜する方向に配置されたガイドピン（１３３）を固定し、前記第１偏心輪（５７）に一体に設けた偏心ウエイト（１３５）を前記ガイドピン（１３３）に摺動自在に支持し、前記偏心ウエイト（１３５）が遠心力で移動するのを押し留めるコイルスプリング（１３８，１３９）を設け、
前記第１偏心輪（５７）の偏心方向の位相角を、前記偏心ウエイト（１３５）に作用する遠心力で前記コイルスプリング（１３８，１３９）の弾発力に抗して前記軸線（Ａ）回りに変化させることにより、油圧ポンプ（Ｐ）の吐出行程にある複数のシリンダ孔（７）の一部を高圧油路（５１）に連通させるとともに残部を低圧油路（５０）に連通させ、且つ油圧ポンプ（Ｐ）の吸入行程にある複数のシリンダ孔（７）の一部を低圧油路（５０）に連通させるとともに残部を高圧油路（５１）に連通させ、これにより油圧ポンプ（Ｐ）の実質的な容量を変化させて変速比を制御することを特徴とする静油圧式無段変速機。
前記低圧油路（５０）及び高圧油路（５１）を油圧ポンプ（Ｐ）及び油圧モータ（Ｍ）間で短絡させるニュートラルバルブ（８１）を備えたことを特徴とする、請求項１記載の静油圧式無段変速機。
変速比ｒが１≦ｒ＜３の範囲を油圧モータ（Ｍ）の斜板（１９）の傾斜角により制御するとともに、変速比ｒがｒ≧３の範囲を油圧ポンプ（Ｐ）の第１偏心輪（５７）の偏心方向の位相角により制御することを特徴とする、請求項１記載の静油圧式無段変速機。