(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸（２６）と、入力軸（２６）の軸線（Ｌ１）を囲むように環状に配置された複数のポンプシリンダ（２１）と、各々のポンプシリンダ（２１）に摺動自在に嵌合するポンププランジャ（２３）と、入力軸（２６）の回転をポンププランジャ（２３）の往復動に変換するとともに、ポンププランジャ（２３）の往復動のストロークを変更する連動連結手段とを備え、
前記連動連結手段は、
入力軸（２６）に設けられた駆動ギヤ（２８）と、
ポンププランジャ（２３）に設けられて駆動ギヤ（２８）に噛合する従動ギヤ（３０）と、
ポンププランジャ（２３）の軸線（Ｌ２）から偏心した位置で従動ギヤ（３０）に一端を枢支されるとともに、入力軸（２６）の軸線（Ｌ１）に対して放射方向に移動自在なスライダ（３２）に他端を枢支された連結ロッド（３３）と、
を備えたことを特徴とするアキシャルプランジャポンプ。
【請求項２】
出力軸（５９）と、出力軸（５９）の軸線（Ｌ１）を囲むように環状に配置された複数のモータシリンダ（５３）と、各々のモータシリンダ（５３）に摺動自在に嵌合するモータプランジャ（５４）と、モータプランジャ（５４）の往復動を出力軸（５９）の回転に変換すべく該出力軸（５９）に設けられた斜板（６１）と、モータプランジャ（５４）を駆動する油室（５２）内の作動油の保持および排出を制御するチェックバルブ（６５）とを備え、
前記チェックバルブ（６５）は、
モータプランジャ（５４）の内部に形成されたバルブシート（６４）と、
バルブシート（６４）に着座可能に付勢されたバルブボディ（６３）と、
バルブボディ（６３）をバルブシート（６４）から離反させるべく該バルブボディ（６３）に一体に設けられ、モータプランジャ（５４）の先端に形成したガイド孔（５４ｂ）を緩く貫通して斜板（６１）に当接可能な突起（６６）とを備え、
突起（６６）の頂点（６６ｂ）はモータプランジャ（５４）の軸線（Ｌ２）に対して、出力軸（５９）の軸線（Ｌ１）の円周方向一側に偏倚していることを特徴とするアキシャルプランジャモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板を用いずに容量を変更可能なアキシャルプランジャポンプと、ロターリバルブを用いずに油室内の作動油の保持および排出が可能なアキシャルプランジャモータとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変容量型のアキシャルプランジャポンプと固定容量型のアキシャルプランジャモータとを組み合わせた無段変速機は公知である。
【０００３】
従来のアキシャルプランジャポンプは、入力軸の回転をポンププランジャに伝達する斜板の傾転角を変更することで、ポンププランジャのストロークを増減して容量を変更している。また従来のアキシャルプランジャモータは、アキシャルプランジャを駆動する油室に対する作動油の保持および排出を、ロータリバルブの摺動面に開口する油路の連通・遮断によって行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は傾転角が可変の斜板を用いずにポンププランジャのストロークを変更し得る新規なアキシャルプランジャポンプを提供することを第１の目的とし、また本発明はロータリバルブを用いずにアキシャルプランジャを駆動する油室に対する作動油の保持および排出を制御し得る新規なアキシャルプランジャモータを提供することを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、入力軸と、入力軸の軸線を囲むように環状に配置された複数のポンプシリンダと、各々のポンプシリンダに摺動自在に嵌合するポンププランジャと、入力軸の回転をポンププランジャの往復動に変換するとともに、ポンププランジャの往復動のストロークを変更する連動連結手段とを備え、前記連動連結手段は、入力軸に設けられた駆動ギヤと、ポンププランジャに設けられて駆動ギヤに噛合する従動ギヤと、ポンププランジャの軸線から偏心した位置で従動ギヤに一端を枢支されるとともに、入力軸の軸線に対して放射方向に移動自在なスライダに他端を枢支された連結ロッドとを備えたことを特徴とするアキシャルプランジャポンプが提案される。
【０００６】
上記構成によれば、入力軸をポンププランジャに連動連結する連動連結手段が、入力軸に設けられた駆動ギヤと、ポンププランジャに設けられて駆動ギヤに噛合する従動ギヤと、ポンププランジャの軸線から偏心した位置で従動ギヤに一端を枢支されるとともに、入力軸の軸線に対して放射方向に移動自在なスライダに他端を枢支された連結ロッドとを備えるので、入力軸の回転が駆動ギヤを介して伝達される従動ギヤが回転すると、従動ギヤおよびスライダを連結する連結ロッドが歳差運動を行って従動ギヤと一体のポンププランジャを往復駆動する。このとき、連結ロッドの他端を枢支するスライダを入力軸の軸線に対して放射方向に移動させることで、従来の傾転角を調整可能な斜板を用いることなく、ポンププランジャの往復駆動のストロークを変更することができる。
【０００７】
また上記第２の目的を達成するために、請求項２に記載された発明によれば、出力軸と、出力軸の軸線を囲むように環状に配置された複数のモータシリンダと、各々のモータシリンダに摺動自在に嵌合するモータプランジャと、モータプランジャの往復動を出力軸の回転に変換すべく該出力軸に設けられた斜板と、モータプランジャを駆動する油室内の作動油の保持および排出を制御するチェックバルブとを備え、前記チェックバルブは、モータプランジャの内部に形成されたバルブシートと、バルブシートに着座可能に付勢されたバルブボディと、バルブボディをバルブシートから離反すべく該バルブボディに一体に設けられ、モータプランジャの先端に形成したガイド溝を緩く貫通して斜板に当接可能な突起とを備え、突起の頂点はモータプランジャの軸線に対して、出力軸の軸線の円周方向一側に偏倚していることを特徴とするアキシャルプランジャモータが提案される。
【０００８】
上記構成によれば、モータプランジャを駆動する油室内の作動油の保持および排出を制御するチェックバルブが、モータプランジャの内部に形成されたバルブシートと、バルブシートに着座可能に付勢されたバルブボディと、バルブボディに一体に設けられ、モータプランジャの先端に形成したガイド溝を緩く貫通して斜板に当接可能な突起とを備えており、突起の頂点はモータプランジャの軸線に対して、出力軸の軸線の円周方向一側に偏倚しているので、モータプランジャが斜板を押す吸入行程において、突起の頂点を斜板から離反させることで、チェックバルブを閉弁して出力軸を駆動することができ、また斜板がモータプランジャ押す排出行程において、突起の頂点を斜板で押すことで、チェックバルブを開弁して作動油を排出することができるので、従来のロータリバルブを用いることなく、モータプランジャを駆動する油室内の作動油の保持および排出の制御が可能になる。
【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１１は本発明の一実施例を示すもので、図１はアキシャルプランジャ型無段変速機の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の４−４線断面図。図５は図１の５−５線断面図、図６は図１の６−６線断面図、図７は図１の７−７線断面図、図８は図１の８−８線断面図、図９はモータプランジャの分解斜視図、図１０はアキシャルプランジャモータのチェックバルブの作用説明図、図１１は前記図１に対応する作用説明図である。
【００１１】
可変容量型のアキシャルプランジャポンプＰと、固定容量型のアキシャルプランジャモータＭとを組み合わせたアキシャルプランジャ型無段変速機Ｔは、その第１軸線Ｌ１方向に２分割されたフロントハウジング１１およびリヤハウジング１２を備えており、両ハウジング１１，１２の内部に収納されるシリンダブロック１３の外周に突出するフランジ１３ａの前後面にフロントハウジング１１の外周の突出するフランジ１１ａおよびリヤハウジング１２の外周の突出するフランジ１２ａが重ね合わされ、シール部材１４，１５を介して複数本のボルト１６で共締めされる。その結果、フロントハウジング１１とシリンダブロック１３との間に作動油が充填された第１空間１７が区画され、リヤハウジング１２とシリンダブロック１３との間に作動油が充填された第２空間１８が区画され、第１、第２空間１７，１８は図示せぬ連通路で相互に連通する。
【００１２】
次に、図２〜図５を併せて参照しながら可変容量型のアキシャルプランジャポンプＰの構造を説明する。
【００１３】
シリンダブロック１３は、第１軸線Ｌ１を中心として７２°間隔で配置された奇数個（実施例では５個）の第２軸線Ｌ２上にポンプシリンダ２１が形成されており、各々のポンプシリンダ２１にシール部材２２を介してポンププランジャ２３が摺動自在かつ回転自在に嵌合する。フロントハウジング１１およびシリンダブロック１３のそれぞれボールベアリング２４およびニードルベアリング２５を介して入力軸２６が回転自在に支持されており、入力軸２６とフロントハウジング１１との間に第１空間１７を閉塞するためのシール部材２７が配置される。ボールベアリングおよびニードルベアリング２５の間の入力軸２６に駆動ギヤ２８がキー２９で結合されており、この駆動ギヤ２８は各々のポンププランジャ２３の前端に一体に形成した従動ギヤ３０に噛合する。
【００１４】
フロントハウジング１１の端部内面に第１軸線Ｌ１を中心として７２°間隔で放射状に５本のガイドレール３１が形成されており、各々のガイドレール３１にスライダ３２が摺動自在に支持される。相対向するポンププランジャ２３およびスライダ３２を連結する連結ロッド３３は左右両端にそれぞれ第１ボール３３ａおよび第２ボール３３ｂを備えており、第１ボール３３ａはスライダ３２に首振り自在に係合し、第２ボール３３ｂはポンププランジャ２３の第２軸線Ｌ２から偏心した位置において従動ギヤ３０の内面に首振り自在に係合する。
【００１５】
各々のスライダ３２から半径方向外側に延びる作動ロッド３４がシール部材３５を介してフロントハウジング１１を貫通しており、その作動ロッド３４の外端は前方に向けて９０°屈曲する。フロントハウジング１１の前面に円環状のカム板３６がガイド部材３７を介して回転自在に支持されており、カム板３６に放射方向に対して斜めに形成した５本のカム溝３６ａに５本の作動ロッド３４の先端が摺動自在に係合する。カム板３６の外周に設けた凸部３６ｂがアクチュエータ３８に接続されており、アクチュエータ３８を作動させてカム板３６を回転させると、カム溝３６ａに作動ロッド３４が案内されることで、５個のスライダ３２がガイドレール３１に沿って半径方向内外に一斉に移動する。
【００１６】
シリンダブロック１３の内部に第２軸線Ｌ２上に位置するようにチェックバルブ４１が配置されており、ポンプシリンダ２１の内部にポンププランジャ２３およびチェックバルブ４１に挟まれた第１油室４２が区画される。各々のポンププランジャ２３の内部に、スプリング４３でバルブボディ４４をバルブシート４５に向けて付勢したチェックバルブ４６が収納されており、このチェックバルブ４６は第１空間１７から第１油室４２への作動油の流通を許容するとともに、第１油室４２から第１空間１７への作動油の流通を規制する。
【００１７】
次に、図１および図６に基づいてチェックバルブ４１の構造を説明する。
【００１８】
チェックバルブ４１は第２軸線Ｌ２上に配置されてクリップ４７で固定されたバルブハウジング４８を備えており、バルブハウジング４８に形成したバルブシート４９に向けてスプリング５０でバルブボディ５１が付勢される。従って、チェックバルブ４１によって、第１油室４２から後述する第２油室５２への作動油の流通が許容され、第２油室５２から第１油室４２への作動油の流通が規制される。
【００１９】
次に、図１および図７〜図９に基づいて固定容量型のアキシャルプランジャモータＭの構造を説明する。
【００２０】
シリンダブロック１３の５本の第２軸線Ｌ２上にそれぞれモータシリンダ５３が形成されており、各々のモータシリンダ５３にモータプランジャ５４がシール部材５５を介して摺動自在かつ回転不能にに嵌合する。モータプランジャ５４の回転を規制すべく、その外周に軸方向に形成したガイド溝５４ａに、モータシリンダ５３内に突出するガイドピン５６の先端が係合する。
【００２１】
リヤハウジング１２およびシリンダブロック１３にそれぞれボールベアリング５７およびニードルベアリング５８を介して出力軸５９が回転自在に支持されており、出力軸５９とリヤハウジング１２との間に第２空間１８を閉塞するためのシール部材６０が配置される。出力軸５９に傾転角が固定の斜板６１が一体に形成されており、５個のモータプランジャ５４の頂面は斜板６１の傾転角に一致する円錐状に形成される。従って、各々のモータプランジャ５４は、その円錐状の頂面の母線が斜板６１に線接触することになる。
【００２２】
各々のモータプランジャ５４の内部に、スプリング６２でバルブボディ６３をバルブシート６４に向けて付勢したチェックバルブ６５が収納されており、このチェックバルブ６５は第２空間１８から第２油室５２への作動油の流通を許容するとともに、第２油室５２から第２空間１８への作動油の流通を規制する。
【００２３】
チェックバルブ６５のバルブボディ６３と一体に爪状の突起６６が形成されており、この突起６６はモータプランジャ５４の頂面に開口するガイド孔５４ｂに緩く嵌合する。モータプランジャ５４のガイド孔５４ｂの方向は、第１軸線Ｌ１を中心とする円周方向に整列している（図７参照）。突起６６の先端には第２軸線Ｌ２に対して傾斜した傾斜面６６ａと、傾斜面６６ａの先端に形成された頂点６６ｂとを備える。傾斜面６６ａの角度はモータプランジャ５４の頂面の円錐角と一致しており、突起６６の頂点６６ｂは第２軸線Ｌ２に対して円周方向の一方に偏倚している。
【００２４】
図１０に▲１▼および▲３▼で示すように、モータプランジャ５４が上死点および下死点にあるとき、バルブボディ６３の突起６６の頂点６６ｂは斜板６１に当接し、このとき、突起６６の頂点６６ｂの第２軸線Ｌ２方向の位置は、モータプランジャ５４の円錐状の頂点の先端に一致し、かつバルブボディ６３とバルブシート６４との面圧がゼロになるように設定される。
【００２５】
図１０に▲２▼で示すように、モータプランジャ５４が上死点から下死点に向かって移動しながら斜板６１を駆動するとき、つまりアキシャルプランジャモータＭが吸入行程にあるとき、バルブボディ６３の突起６６の傾斜面６６ａの方向と斜板６１の傾斜方向とが一致するため、傾斜面６６ａが斜板６１から離れることでバルブボディ６３がバルブシート６４に着座してチェックバルブ６５は閉弁状態に維持される。
【００２６】
図１０に▲４▼で示すように、モータプランジャ５４が斜板６１に押し戻されて下死点から上死点に向かって移動するとき、つまりアキシャルプランジャモータＭが排出行程にあるとき、バルブボディ６３の突起６６の傾斜面６６ａの方向と斜板６１の傾斜方向とが逆方向になるため、突起６６の頂点６６ｂが斜板６１に当接することでバルブボディ６３がバルブシート６４から離反してチェックバルブ６５は開弁状態に維持される。
【００２７】
従って、▲１▼→▲２▼→▲３▼→▲４▼→▲１▼…の順序で斜板が回転するとき、上死点および下死点間の吸入行程でチェックバルブ６５を閉弁させ、下死点および上死点の排出行程でチェックバルブ６５を開弁させることができる。
【００２８】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２９】
入力軸２６が回転すると、入力軸２６に設けた駆動ギヤ２８に噛合する５個の従動ギヤ３０が、それと一体のポンププランジャ２３と共に回転する。各々の駆動ギヤ３０の内周面と対応するスライダ３２とが連結ロッド３３で接続されており、かつ連結ロッド３３のスライダ３２側の第１ボール３３ａの位置がポンププランジャ２３の第２軸線Ｌ２から偏心しているため、第２ボール３３ｂは第１ボール３３ａを中心として歳差運動を行う。その結果、従動ギヤ３０が１回転する間に、ポンププランジャ２３は図１に示す下死点位置と図１１に示す上死点位置との間を１往復する。このとき、ポンププランジャ２３のストロークはゼロから所定量まで無段階に調整可能である。
【００３０】
即ち、アクチュエータ３８を駆動してカム板３６を第１軸線Ｌまわりに回転させると、５個のカム溝３６ａに係合する５本の作動ロッド３４が半径方向に一斉に移動することで、作動ロッド３４に連結された５個のスライダ３２がガイドレール３１に案内されて半径方向に一斉に移動する。スライダ３２が半径方向内側に移動して第１ボール３３ａがポンププランジャ２３の第２軸線Ｌ２上に移動すると、ポンププランジャ２３のストロークはゼロになる。またスライダ３２が半径方向外側に移動して図１および図１１の位置になったとき、つまり従動ギヤ３０の回転に伴って連結ロッド３３が第２軸線Ｌ２と平行になり得る位置にスライダ３２が移動したとき、ポンププランジャ２３のストロークは最大になる。
【００３１】
図３に示すように、５個のポンププランジャ２３の連結ロッド３３の位相は第１軸線Ｌ１を中心とする放射方向に対して順次７２°ずつずれているため、５個のポンププランジャ２３は所定の時間差をもって順次往復動することになる。そしてポンププランジャ２３が下死点から上死点に向かって前進すると、ポンププランジャ２３のチェックバルブ４６が閉弁してシリンダブロック１３のチェックバルブ４１が開弁するため、第１油室４２の作動油が第２油室５２に圧送される。その結果、モータプランジャ５４のチェックバルブ６５が閉弁して該モータプランジャ５４が斜板６１を押圧し、斜板６１と一体の出力軸５９が回転する。
【００３２】
前述したように、モータプランジャ５４が斜板を６１を押圧する吸入行程では、バルブボディ６３に設けた突起６６の作用でチェックバルブ６５が閉弁状態に維持され、モータプランジャ５４は斜板を６１を効果的に押圧することができる。そして５個のモータプランジャ５４が所定の時間差で順次斜板を６１を押圧することで、出力軸５９は連続的に回転する。
【００３３】
一方、ポンププランジャ２３が上死点から下死点へと後退するとき、シリンダブロック１３のチェックバルブ４１は閉弁するが、ポンププランジャ２３のチェックバルブ４６が開弁するため、第１空間１７の作動油がチェックバルブ４６を通過して第１油室４２に吸入される。またモータプランジャ５４が斜板６１によって上死点から下死点に押し戻されるとき、シリンダブロック１３のチェックバルブ４１は閉弁するが、前述したようにバルブボディ６３に設けた突起６６の作用でチェックバルブ６５が開弁状態に維持され、第２油室５２の作動油をモータプランジャ５４のガイド孔５４ｂとバルブボディ６３の突起６６との隙間を通して第２空間１８に排出することができる。
【００３４】
ポンププランジャ２３の断面積とモータプランジャ５４の断面積とが同一であれば、斜板６１の傾転角によって決まるモータプランジャ５４のストロークと、スライダ３２の半径方向位置によって決まるポンププランジャ２３のストロークとが一致したときに、入力軸２６の回転数と出力軸５９の回転数とが一致する。この状態からスライダ３２の半径方向位置を変化させてポンププランジャ２３のストロークを減少させると、アキシャルプランジャポンプＰの容量が減少するのに対し、アキシャルプランジャモータＭの容量が一定であることから、入力軸２６の回転に対して出力軸５９の回転が減速される。逆に、スライダ３２の半径方向位置を変化させてポンププランジャ２３のストロークを増加させると、アキシャルプランジャポンプＰの容量が増加するのに対し、アキシャルプランジャモータＭの容量が一定であることから、入力軸２６の回転に対して出力軸５９の回転が増速される。
【００３５】
このようにして、アクチュエータ３８でスライダ３２の位置を変化させることで、アキシャルプランジャ型無段変速機Ｔの変速比を無段階に変化させることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されず、特許請求の範囲の記載内で種々の設計変更を行うことができる。
【００３７】
例えば、チェックバルブ６５のバルブボディ６３はボール形状である必要はなく、適宜の形状を選択することができる。またバルブボディ６３の突起６６の形状も実施例に限定されるものではない。またスライダ３２を駆動する機構も実施例に限定されるものではない。
【００３８】
【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、入力軸をポンププランジャに連動連結する連動連結手段が、入力軸に設けられた駆動ギヤと、ポンププランジャに設けられて駆動ギヤに噛合する従動ギヤと、ポンププランジャの軸線から偏心した位置で従動ギヤに一端を枢支されるとともに、入力軸の軸線に対して放射方向に移動自在なスライダに他端を枢支された連結ロッドとを備えるので、入力軸の回転が駆動ギヤを介して伝達される従動ギヤが回転すると、従動ギヤおよびスライダを連結する連結ロッドが歳差運動を行って従動ギヤと一体のポンププランジャを往復駆動する。このとき、連結ロッドの他端を枢支するスライダを入力軸の軸線に対して放射方向に移動させることで、従来の傾転角を調整可能な斜板を用いることなく、ポンププランジャの往復駆動のストロークを変更することができる。
【００３９】
また請求項２に記載された発明によれば、モータプランジャを駆動する油室内の作動油の保持および排出を制御するチェックバルブが、モータプランジャの内部に形成されたバルブシートと、バルブシートに着座可能に付勢されたバルブボディと、バルブボディに一体に設けられ、モータプランジャの先端に形成したガイド溝を緩く貫通して斜板に当接可能な突起とを備えており、突起の頂点はモータプランジャの軸線に対して、出力軸の軸線の円周方向一側に偏倚しているので、モータプランジャが斜板を押す吸入行程において、突起の頂点を斜板から離反させることで、チェックバルブを閉弁して出力軸を駆動することができ、また斜板がモータプランジャ押す排出行程において、突起の頂点を斜板で押すことで、チェックバルブを開弁して作動油を排出することができるので、従来のロータリバルブを用いることなく、モータプランジャを駆動する油室内の作動油の保持および排出の制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アキシャルプランジャ型無段変速機の縦断面図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図１の４−４線断面図
【図５】図１の５−５線断面図
【図６】図１の６−６線断面図
【図７】図１の７−７線断面図
【図８】図１の８−８線断面図
【図９】モータプランジャの分解斜視図
【図１０】アキシャルプランジャモータのチェックバルブの作用説明図
【図１１】前記図１に対応する作用説明図
【符号の説明】
２１        ポンプシリンダ
２３        ポンププランジャ
２６        入力軸
２８        駆動ギヤ
３０        従動ギヤ
３２        スライダ
３３        連結ロッド
５２        第２油室（油室）
５３        モータシリンダ
５４        モータプランジャ
５４ｂ      ガイド孔
５９        出力軸
６１        斜板
６３        バルブボディ
６４        バルブシート
６５        チェックバルブ
６６        突起
６６ｂ      頂点
Ｌ１        第１軸線（軸線）
Ｌ２        第２軸線（軸線）
【図１】
0003554557.tif 000002
【図２】
0003554557.tif 000003
【図３】
0003554557.tif 000004
【図４】
0003554557.tif 000005
【図５】
0003554557.tif 000006
【図６】
0003554557.tif 000007
【図７】
0003554557.tif 000008
【図８】
0003554557.tif 000009
【図９】
0003554557.tif 000010
【図１０】
0003554557.tif 000011
【図１１】
0003554557.tif 000012