(57)【要約】【課題】ポンプとモータを繋ぐ油圧閉回路を構成するポンプおよびモータ分配バルブをシンプルで製造コストの低い構造とする。【解決手段】斜板プランジャ式の油圧ポンプＰと斜板プランジャ式の油圧モータＭとを油圧閉回路により繋いで構成される油圧式無段変速機ＣＶＴにおいて、ポンプ斜板部材２１が回転駆動され、ポンプシリンダ２２とモータシリンダ３２とが結合されて出力シャフト４０上に結合配設され、回転規制されたモータ斜板３１が揺動して斜板角度が可変調整可能に構成される。出力シャフト４０に軸方向に貫通するバルブ孔４０ａ内に、ポンプ斜板部材２１と一体回転するポンプ側スプール５０と、固定保持されたモータ側スプール６０とが挿入配設され、これらスプール５０，６０と、ポンプシリンダ、モータシリンダおよび出力シャフトに形成された複数の連通油路により油圧閉回路が構成される。【選択図】  図２
2004278602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板プランジャポンプと、斜板プランジャモータと、前記斜板プランジャポンプのポンプ吐出口およびポンプ吸入口をそれぞれ前記斜板プランジャモータのモータ吸入口およびモータ吐出口に繋ぐ油圧閉回路とを有し、
前記斜板プランジャポンプを構成するポンプ斜板部材が入力回転駆動力を受けて駆動され、前記斜板プランジャポンプを構成するポンプシリンダと前記斜板プランジャモータを構成するモータシリンダとが結合されて出力シャフト上に結合配設され、前記斜板プランジャモータを構成するモータ斜板部材が回転規制されるとともにモータ斜板角度が可変調整可能に構成され、
前記出力シャフトの内部に軸方向に延びるバルブ孔が形成され、前記バルブ孔内に前記出力シャフトに対して相対回転可能に円筒状のバルブスプールが挿入配設されており、
前記ポンプシリンダ、前記モータシリンダおよび前記出力シャフトに形成された複数の連通油路と、前記バルブ孔に挿入配設された前記バルブスプールにより前記油圧閉回路が構成されることを特徴とする油圧式無段変速機。
【請求項２】
前記バルブスプールが、
前記ポンプ斜板部材と一体回転するように連結され、前記油圧閉回路における前記斜板プランジャポンプ側の油路を形成するポンプ側スプール部材と、
回転規制され、前記油圧閉回路における前記斜板プランジャモータ側の油路を形成するモータ側スプール部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の油圧式無段変速機。
【請求項３】
前記ポンプ側スプール部材を前記バルブ孔内において軸方向に移動させるクラッチ作動機構が設けられ、
前記クラッチ作動機構により前記ポンプ側スプール部材を軸方向に移動させ、前記出力シャフトに形成された前記ポンプ吐出口に繋がる油路と前記ポンプ吸入口に繋がる油路とを連通させることができるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の油圧式無段変速機。
【請求項４】
前記モータ側スプール部材を前記バルブ孔内において軸方向に移動させるロックアップ作動機構が設けられ、
前記ロックアップ作動機構により前記モータ側スプール部材を軸方向に移動させ、前記油圧閉回路を構成する油路を遮断することができるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の油圧式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜板プランジャポンプおよびモータから構成され、斜板プランジャポンプのポンプ吐出口およびポンプ吸入口をそれぞれ斜板プランジャモータのモータ吸入口およびモータ吐出口に油圧閉回路を介して繋いで構成される油圧式無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ポンプと油圧モータを組み合わせた油圧式無段変速機は従来から種々の形式の構成が知られており、実用化されている。例を挙げれば、本出願人の提案による特許文献１および特許文献２に開示の油圧式無段変速機がある。これら特許文献に開示の油圧式無段変速機は、斜板プランジャポンプと、斜板プランジャモータと、斜板プランジャポンプの吐出口および吸入口を斜板プランジャモータの吸入口および吐出口に繋ぐ油圧閉回路とを有して構成され、エンジンによりポンプ斜板部材が駆動されるように構成され、ポンプシリンダとモータシリンダとが結合されて出力シャフト上に結合配設され、モータ斜板部材が回転規制されるとともにモータ斜板角度が可変調整可能となっている。
【０００３】
この油圧式無段変速機においては、ポンプシリンダとモータシリンダとを背中合わせにして結合し、この結合部分にポンプおよびモータ分配バルブ（ディストリビュータバルブ）を配設して、油圧閉回路を構成している。これらポンプおよびモータ分配バルブは、回転駆動されるポンプ斜板の回転に応じてポンプシリンダ内を往復移動されるポンププランジャからの吐出油を、モータシリンダ室内に供給してモータプランジャを押圧し、モータプランジャをモータ斜板に摺接して軸方向に移動させることによりモータシリンダを回転駆動するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７５３号公報
【特許文献２】特公平７−８８８８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ポンプおよびモータ分配バルブは、ポンプおよびモータシリンダの結合部に径方向に延びて形成されたそれぞれ複数のポンプおよびモータ用バルブスプール孔内にそれぞれバルブスプールを挿入し、且つ、ポンプ斜板の回転に応じてポンプ用バルブスプールを往復移動させるポンプ側偏心カム機構と、モータシリンダの回転に応じてモータ用バルブスプールを往復移動させるモータ側偏心カム機構とが設けられて構成されるが、この部分の構造が複雑で、製造コストが高いという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、ポンプとモータを繋ぐ油圧閉回路を構成するポンプおよびモータ分配バルブをシンプルで製造コストの低い構造とすることができる油圧式無段変速機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明に係る油圧式無段変速機は、斜板プランジャポンプと、斜板プランジャモータと、斜板プランジャポンプのポンプ吐出口およびポンプ吸入口をそれぞれ斜板プランジャモータのモータ吸入口およびモータ吐出口に繋ぐ油圧閉回路とを有し、斜板プランジャポンプを構成するポンプ斜板部材が入力回転駆動力を受けて駆動され、斜板プランジャポンプを構成するポンプシリンダと斜板プランジャモータを構成するモータシリンダとが結合されて出力シャフト上に結合配設され、斜板プランジャモータを構成するモータ斜板部材が回転規制されるとともにモータ斜板角度が可変調整可能に構成される。そして、出力シャフトの内部に軸方向に延びるバルブ孔が形成され、このバルブ孔内に出力シャフトに対して相対回転可能に円筒状のバルブスプールが挿入配設されており、ポンプシリンダ、モータシリンダおよび出力シャフトに形成された複数の連通油路と、バルブ孔内に挿入配設されたバルブスプールとにより油圧閉回路が構成される。
【０００８】
このような構成の油圧式無段変速機では、出力シャフトの内部に軸方向に延びて形成されたバルブ孔内にバルブスプールを挿入配設して油圧閉回路を構成するようになっているため、油圧閉回路構成部分の構造、特に分配バルブ構造が非常に小型コンパクトとなり、且つ、円筒状のバルブスプールを用いるだけの非常にシンプルな構成となる。
【０００９】
なお、バルブスプールは、ポンプ斜板部材と一体回転するように連結されて油圧閉回路における斜板プランジャポンプ側の油路を形成するポンプ側スプール部材と、回転規制されて油圧閉回路における斜板プランジャモータ側の油路を形成するモータ側スプール部材とから構成することができる。
【００１０】
この場合に、ポンプ側スプール部材をバルブ孔内において軸方向に移動させるクラッチ作動機構が設けられ、このクラッチ作動機構によりポンプ側スプール部材を軸方向に移動させ、出力シャフトに形成されたポンプ吐出口に繋がる油路とポンプ吸入口に繋がる油路とを連通させることができるように構成するのが好ましい。これにより、ポンプ側スプール部材の軸方向移動制御を行うだけで、ニュートラル状態を作り出したり、ポンプからモーターの動力伝達容量を制御するクラッチ制御を行わせたりすることができる。
【００１１】
また、モータ側スプール部材をバルブ孔内において軸方向に移動させるロックアップ作動機構が設けられ、このロックアップ作動機構によりモータ側スプール部材を軸方向に移動させ、油圧閉回路を構成する油路を遮断することができるように構成するのが好ましい。これにより、モータ側スプール部材の軸方向移動制御を行うだけで、ポンプとモータを直結して機械的な回転動力伝達を行わせるロックアップ制御を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の実施形態に係る油圧式無段変速機を用いた動力伝達装置の動力伝達経路構成を、図１を参照して説明する。この動力伝達装置は、回転駆動力を発生するエンジンＥと、その回転駆動力の伝達制御を行うメインクラッチＣＬと、メインクラッチＣＬを介して伝達された回転駆動力を無段階に変速する油圧式無段変速機ＣＶＴと、この油圧式無段変速機ＣＶＴの出力回転の方向切換および伝達を行う伝達ギヤ列ＧＴとを有して構成される。
【００１３】
エンジンＥは、ヘッド部に給排気バルブ１ａ，１ｂを有したシリンダ１内にピストン２を配設して構成され、周知のようにシリンダ室内での燃料の燃焼によりピストン２を往復動させ、これが連結ロッド２ａを介してクランク部３ａに伝達され、クランクシャフト３が回転駆動される。クランクシャフト３の端部にはメインクラッチＣＬが設けられており、クランクシャフト３の上に回転自在に配設された入力駆動ギヤ４とクランクシャフト３との係脱制御が行われる。このため、メインクラッチＣＬの係脱制御に応じて入力駆動ギヤ４にクランクシャフト３の回転駆動力が伝達される。なお、メインクラッチＣＬは、例えば、遠心クラッチからなる。
【００１４】
油圧式無段変速機ＣＶＴは斜板プランジャ式の油圧ポンプＰと斜板プランジャ式の油圧モータＭとを有して構成される。斜板プランジャ式の油圧ポンプＰを構成するポンプ斜板部材に結合された入力従動ギヤ５が上記入力駆動ギヤ４と噛合しており、エンジンＥの回転駆動力が入力従動ギヤ５に伝達されてポンプ斜板部材が回転駆動される。油圧式無段変速機ＣＶＴの詳細は後述するが、この油圧式無段変速機ＣＶＴにより無段階に変速された出力回転は、変速機出力シャフト４０に出力されるように構成されている。
【００１５】
変速機出力シャフト４０には、上記伝達ギヤ列ＧＴを構成する変速機出力ギヤ１１が結合されており、変速機出力シャフト４０の回転は変速機出力ギヤ１１から伝達ギヤ列ＧＴを介して伝達される。伝達ギヤ列ＧＴは、変速機出力シャフト４０と平行に配設されたカウンターシャフト１５およびアイドラーシャフト１３を有する。カウンターシャフト１５には、前進ギヤ１２および後進ギヤ１４が回転自在に配設されており、出力駆動ギヤ１７が結合配設されている。一方、アイドラシャフト１３には第１アイドラギヤ１３ａおよび第２アイドラギヤ１３ｂが結合配設されている。前進ギヤ１２は変速機出力ギヤ１１と噛合し、第１アイドラギヤ１３ａも変速機出力ギヤ１１と噛合している。また、第２アイドラギヤ１３ｂは後進ギヤ１４と噛合している。
【００１６】
前進ギヤ１２および後進ギヤ１４にはそれぞれ、内歯クラッチギヤ１２ａおよび１４ａが設けられ、前進ギヤ１２と後進ギヤ１４の間にカウンターシャフト１５と一体回転して軸方向に移動可能なクラッチスリーブ１６が設けられている。クラッチスリーブ１６の外周には外歯クラッチギヤ１６ａが形成されており、クラッチスリーブ１６を軸方向に移動させて内歯クラッチギヤ１２ａ，１４ａと選択的に噛合するように構成されており、ドグ歯クラッチが構成されている。なお、このクラッチスリーブ１６は運転者の前進側および後進側へのシフトレバー操作に応じて軸方向に移動されるようになっている。
【００１７】
運転者が前進側へのシフトレバー操作を行うと、クラッチスリーブ１６は図において左方向に移動され、外歯クラッチギヤ１６ａは内歯クラッチギヤ１２ａと噛合して前進ギヤ１２がカウンターシャフト１５と結合される。このため、この状態では、変速機出力ギヤ１１の回転は前進ギヤ１２からカウンターシャフト１５に伝達され、出力駆動ギヤ１７が回転駆動される。
【００１８】
一方、運転者が後進側へのシフトレバー操作を行うと、クラッチスリーブ１６は図において右方向に移動され、外歯クラッチギヤ１６ａは内歯クラッチギヤ１４ａと噛合して後進ギヤ１４がカウンターシャフト１５と結合される。この状態では、変速機出力ギヤ１１の回転は第１アイドラギヤ１３ａからアイドラシャフト１３を介して第２アイドラギヤ１３ｂに伝達され、さらに第２アイドラギヤ１３ｂからこれと噛合する後進ギヤ１４を介してカウンターシャフト１５に伝達され、出力駆動ギヤ１７が回転駆動される。なお、このときの出力駆動ギヤ１７の回転方向は上記前進側のシフトレバー操作の場合に対して逆方向（後進方向）となる。
【００１９】
出力駆動ギヤ１７は、ドライブシャフト１９に結合されて取り付けられた出力従動ギヤ１８と噛合しており、出力駆動ギヤ１７の回転は出力従動ギヤ１８を介してドライブシャフト１９に伝達される。ドライブシャフト１９は前後に延びてそれぞれ前輪側および後輪側に繋がっており、ドライブシャフト１９の回転が前後輪に伝達されてこれらが駆動される。
【００２０】
次に、上記油圧式無段変速機ＣＶＴについて、図２および図３を参照して説明する。なお、図３は図２の中央部を拡大して示すが、記号表示が複雑化するのを避けるため、図２においてはポンプおよびモータ構成部材の記号を主として表示し、図３においては出力シャフトおよび閉回路バルブの構成部材の記号を主として表示する。
【００２１】
上述のように油圧式無段変速機ＣＶＴは斜板プランジャ式の油圧ポンプＰと斜板プランジャ式の油圧モータＭとから構成される。油圧ポンプＰは、変速機ハウジングＨＳＧにより回転自在に支持されたポンプ斜板部材２１と、このポンプ斜板部材２１と対向するポンプシリンダ２２と、ポンプシリンダ２２においてその中心軸を囲む環状配列で軸方向に貫通形成された複数のポンププランジャ孔２２ａ内に摺動自在に配設された複数のポンププランジャ２３と、ポンプシリンダ２２の端部に接合されたポンプブロック２４とから構成される。ポンプ斜板部材２１にはこれと一体に入力従動ギヤ５が形成されている。また、ポンププランジャ２３の外側端部はポンプ斜板部材２１の斜板面２１ａに摺接し、内側端部はポンプブロック２４と対向してポンププランジャ孔２２ａ内にポンプ油室２３ａを形成する。上述したように入力従動ギヤ５が回転駆動されてポンプシリンダ２２に対してポンプ斜板部材２１が相対回転すると、ポンププランジャ２３は斜板面２１ａに沿って軸方向に移動され、ポンププランジャ孔２２ａ内を往復移動し、ポンプ油室２３ａを圧縮したり、膨張させたりする。
【００２２】
油圧モータＭは、変速機ハウジングＨＳＧにより軸直角方向（紙面に垂直な方向）に延びる揺動中心Ｏを中心として揺動自在（矢印Ａ方向に揺動自在）に支持されたモータ斜板３１と、このモータ斜板部材３１と対向するモータシリンダ３２と、モータシリンダ３２においてその中心軸を囲む環状配列で軸方向に貫通形成された複数のモータプランジャ孔３２ａ内に摺動自在に配設された複数のモータプランジャ３３と、モータシリンダ３２の端部に接合され且つポンプブロック２４と結合されたモータブロック３４とから構成される。モータプランジャ３３の外側端部はモータ斜板３１の斜板面３１ａに摺接し、内側端部はモータブロック３４と対向してモータプランジャ孔３２ａ内にモータ油室３３ａを形成する。また、モータ斜板３１の端部３１ｂはモータサーボ機構ＳＶに連結されており、モータサーボ機構ＳＶにより端部３１ｂが図における左右に移動する制御が行われ、モータ斜板３１を矢印Ａ方向に揺動させる制御が行われる。
【００２３】
ポンプシリンダ２２、ポンプブロック２４、モータシリンダ３２およびモータブロック３４は一体に結合されるとともに変速機出力シャフト４０に結合されている。この変速機出力シャフト４０はハウジングＨＳＧにより回転自在に支持されており、ポンプシリンダ２２、ポンプブロック２４、モータシリンダ３２、モータブロック３４および変速機出力シャフト４０は一体回転する。
【００２４】
変速機出力シャフト４０には軸方向に貫通するバルブ孔４０ａが形成されており、このバルブ孔４０ａの内部にポンプ側スプール５０およびモータ側スプール６０が軸方向に移動可能に挿入配設されている。
【００２５】
ポンプ側スプール５０は、その先端側におけるバルブ孔４０ａ内に挿入配設されたポンプ側バルブ構成部に繋がって延びて変速機出力シャフト４０の左端部から外方に突出するポンプ側ロッド部５１を有する。このポンプ側ロッド部５１はポンプ斜板部材２１に繋がったアーム部２１ｂとスプライン結合されており、ポンプ側スプール５０はポンプ斜板部材２１と一体回転する。なお、図１に示すように、ポンプ側ロッド部５１の端部にはポンプ側スプール５０を軸方向左側（矢印Ｂ方向）に移動させるクラッチ作動機構ＣＳが設けられている。
【００２６】
モータ側スプール６０は、その先端側におけるバルブ孔４０ａ内に挿入配設されたモータ側バルブ構成部に繋がって延びて変速機出力シャフト４０の右端部から外方に突出するモータ側ロッド部６１を有する。このモータ側ロッド部６１は右端部においてハウジングＨＳＧに結合されて回転規制されている。但し、モータ側ロッド部５１は軸方向に移動可能であり、図１に示すように右端部に設けられたロックアップ作動機構ＬＳによりモータ側スプール６０を右方向（矢印Ｃ方向）に移動させることができるように構成されている。
【００２７】
ポンプ側スプール５０のポンプ側バルブ構成部およびモータ側スプール６０のモータ側バルブ構成部と、変速機出力シャフト４０におけるこれらバルブ構成部の外周が対向する部分とに、油圧ポンプＰと油圧モータＭとを繋ぐ油圧閉回路を形成するための複数の油路が図示のように形成されており、これら油路について、図４〜図１１の断面図も参照して、油圧ポンプＰおよび油圧モータＭの作動を説明しながら説明する。なお、図４〜図１０においては、変速機入力シャフト４０のバルブ孔４０ａ内のポンプ側スプール５０およびモータ側スプール６０は省略して示しており、これらポンプ側スプール５０およびモータ側スプール６０の構造を図１１に示している。
【００２８】
まず、図４にポンプシリンダ２２を左端側から見て示している。ポンプシリンダ２２には、その中心軸を囲む環状配列で軸方向に貫通する７個のポンププランジャ孔２２ａが形成されており、これらポンププランジャ孔２２ａの間に位置して軸方向に貫通する７個のポンプ貫通孔２２ｂが形成されている。これらポンプ貫通孔２２ｂの内、ハッチングを施した４個のポンプ貫通孔２２ｂには後述するようにチャージ用およびリリーフ用チェックバルブが配設されるが、残りの貫通孔２２ｂは回転バランスおよび軽量化のためのものである。
【００２９】
次に、図５に示すように、ポンプシリンダ２２の内端部（ポンプブロック２４との接合部）にはポンププランジャ孔２２ａ（ポンプ油室２３ａ）から内径側に延びる複数（７本）のポンプ側油路２２ｃが形成されている。なお、ポンプブロック２４のポンプシリンダ２２との接合面には、図６に示すように、このポンプ側油路２２ｃに対向して内径側に延びた溝２４ａが形成されており、この溝２４ａと一緒になってポンプ側油路２２ｃを形成する。変速機出力シャフト４０には、これらポンプ側油路２２ｃに繋がってバルブ孔４０ａに貫通する７本の第１シャフト油路４１が軸方向に放射状に延びて形成されている。
【００３０】
ポンプ側スプール５０におけるこれら第１シャフト油路４１の内端が対向する部分の断面形状は、図１１（Ｃ）のように、軸方向に延びるポンプ側高圧スプール油路５３に繋がる半円状の第１高圧ポンプ溝５３ａと、軸方向に延びるポンプ側低圧スプール油路５４に繋がる半円状の第１低圧ポンプ溝５４ａとが形成されている。このため、変速機出力シャフト４０に対するポンプ側スプール５０の回転に応じて、７本の第１シャフト油路４１はそれぞれ半回転毎に第１高圧ポンプ溝５３ａおよび第１低圧ポンプ溝５４ａに交互に連通する。
【００３１】
エンジンＥの駆動力が入力従動ギヤ５に伝達されてポンプ斜板部材２１が回転駆動されると、ポンププランジャ２３は斜板面２１ａに沿って摺接移動してポンププランジャ孔２２ａ内を軸方向に往復移動され、ポンププランジャ２３の内方への移動に応じてポンプ油室２３ａから作動油が吐出され、且つ外方への移動に応じて作動油が吸入される。ここで、上述のようにポンプ側スプール５０はポンプ斜板部材２１と連結されて一体回転するように構成されており、第１高圧ポンプ溝５３ａはポンププランジャ２３の内方への移動に応じて作動油を吐出するポンプ油室２３ａと繋がり、第１低圧ポンプ溝５４ａはポンププランジャ２３の外方への移動に応じて作動油を吸入するポンプ油室２３ａと繋がるように構成されている。このため、ポンプ側高圧スプール油路５３には油圧ポンプＰから吐出された作動油が供給され、ポンプ側低圧スプール油路５４からは油圧ポンプＰに作動油が吸入される。
【００３２】
ポンプ側高圧スプール油路５３は、図１１（Ｅ）に示す第２高圧ポンプ溝５３ｂから変速機出力シャフト４０に形成された第２シャフト油路４２を介して、図１１（Ｅ）に示す第２高圧モータ溝６３ｂに繋がり、モータ側スプール６０内に軸方向に延びて形成されたモータ側高圧スプール油路６３に繋がる。ポンプ側低圧スプール油路５４は、図１１（Ｄ）に示す第２低圧ポンプ溝５４ｂから、変速機出力シャフト４０に形成された第３シャフト油路４３、ポンプブロック２４に形成されたポンプブロック油路２４ａ、モータブロック３４に形成されたモータブロック油路３４ａおよび変速機シャフト４０に形成された第４シャフト油路４４を介して、図１１（Ｄ）に示す第２低圧モータ溝６４ｂに繋がり、モータ側スプール６０内に軸方向に延びて形成されたモータ側低圧スプール油路６４に繋がる。なお、図１１に示すように、ポンプ側スプール５０およびモータ側スプール６０における各溝はスプールの全周に亘って形成されているが、これは、スプールの全周に均等に油圧を作用させ、スプールに偏荷重が作用して、径方向に偏って位置するのを防止するためである。
【００３３】
一方、モータシリンダ３２は、図１０に示すように、その中心軸を囲む環状配列で軸方向に貫通して形成された９個のモータプランジャ孔３２ａを有し、これらモータプランジャ孔３２ａにモータプランジャ３３が挿入されている。そして、図９に示すように、モータブロック３４には各モータプランジャ孔３２ａ（モータ油室３３ａ）に連通して内径側に延びる複数（９本）のモータ側油路３４ｂが形成されている。変速機出力シャフト４０には、これらモータ側油路３４ｂに繋がってバルブ孔４０ａに貫通する９本の第５シャフト油路４５が軸方向に放射状に延びて形成されている。モータ側スプール６０におけるこれら第５シャフト油路４５が対向する部分の断面形状は、図１１（Ｃ）のように、軸方向に延びるモータ側高圧スプール油路６３に繋がる半円状の第１高圧モータ溝６３ａと、モータ側低圧スプール油路６４に繋がる半円状の第１低圧モータ溝６４ａとが形成されている。このため、回転規制されたモータ側スプール６０に対する変速機出力シャフト４０（およびモータシリンダ３２）の回転に応じて、９本の第５シャフト油路４５はそれぞれ半回転毎に第１高圧モータ溝６３ａおよび第１低圧モータ溝６４ａに交互に連通する。
【００３４】
上述のようにエンジンＥの駆動力が入力従動ギヤ５に伝達されてポンプ斜板部材２１が回転駆動され、ポンプ側高圧スプール油路５３に油圧ポンプＰから吐出された作動油が供給されると、この作動油は第２シャフト油路４２を通ってモータ側高圧スプール油路６３に供給される。このモータ側高圧スプール油路６３内の作動油は第１高圧モータ溝６３ａから第５シャフト油路４５を通ってモータ油室３３ａ内に供給され、モータプランジャ３３は軸方向外方に押圧される。このように軸方向外方への押圧力を受けるモータプランジャ３３の外側端部がモータ斜板３１の斜板面３１ａにおける上死点から下死点に至る部分に摺接するように構成されており、この軸方向外方への押圧力によりモータプランジャ３３が斜板面３１ａに沿って上死点から下死点まで移動するようにモータシリンダ３２が回転駆動される。
【００３５】
このようにしてモータシリンダ３２が回転駆動されると、この回転に応じてモータプランジャ３３が斜板面３１ａに沿って下死点から上死点まで移動するときに内方に押されて移動し、モータ油室３３ａ内の作動油が第５シャフト油路４５から第１低圧モータ溝６４ａを通ってモータ側低圧スプール油路６４に送られる。この作動油は、第２低圧モータ溝６４ｂから第４シャフト油路４４、モータブロック油路３４ａ、ポンプブロック油路２４ａおよび第３シャフト油路４３を介して第２低圧ポンプ溝５４ｂからポンプ側低圧スプール油路５４に送られ、第１低圧ポンプ溝５４ａからポンプ室２３ａに吸入される。
【００３６】
以上の説明から分かるように、エンジンＥの回転駆動力を受けてポンプ斜板部材２１が回転駆動されると、油圧ポンプＰからポンプ側スプール５０のポンプ側高圧スプール油路５３に作動油が吐出され、これがモータ側スプール６０のモータ側高圧スプール油路６３に送られ、さらに油圧モータＭに送られてモータシリンダ３２を回転駆動する。モータシリンダ３２を回転駆動した作動油はモータ側低圧スプール油路６４に送られ、さらに、ポンプ側低圧スプール油路５４から油圧ポンプＰに吸入される。このように油圧ポンプＰと油圧モータＭとを繋ぐ油圧閉回路が変速機出力シャフト４０およびその内部に配設されたポンプ側およびモータ側スプール部材５０，６０により構成され、油圧ポンプＰの回転に応じて油圧ポンプＰから吐出された作動油が油圧閉回路を介して油圧モータＭに送られてこれが回転駆動され、さらに油圧モータＭの駆動を行って吐出された作動油は油圧閉回路を介して油圧ポンプＰに戻される。
【００３７】
このとき、ポンプシリンダ２２とモータシリンダ３２は変速機出力シャフト４０に結合されて一体回転するため、上記のようにモータシリンダ３２が回転駆動されるとポンプシリンダ２２も一緒に回転し、ポンプ斜板部材２１とポンプシリンダ２２との相対回転速度が小さくなる。このため、ポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉと、変速機出力シャフト４０の回転速度Ｎｏ（すなわち、ポンプシリンダ２２およびモータシリンダ３２の回転速度）との関係は、ポンプ容量Ｖｐおよびモータ容量Ｖｍとに対して次式（１）のようになる。
【００３８】
【数１】
Ｖｐ・（Ｎｉ−Ｎｏ）＝Ｖｍ・Ｎｏ          （１）
【００３９】
モータ容量Ｖｍは、モータサーボ機構ＳＶによりモータ斜板３１を揺動させる制御により無段階に変化させることが可能である。このため、上記式（１）においてポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉが一定とした場合、モータ容量Ｖｍを無段階に変化させる制御を行うと変速機出力シャフト４０の回転が無段階に変速する変速制御が行われる。
【００４０】
モータ斜板３１の揺動角度を小さくする制御を行うと、モータ容量Ｖｍは小さくなり、上記式（１）の関係においてポンプ容量Ｖｐは一定で、ポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉが一定とした場合、変速機出力シャフト４０の回転がポンプ斜板部材２１の回転速度Ｎｉに近づくように増速される制御、すなわち、トップ変速段への無段階変速制御となる。そして、モータ斜板角度が零、すなわち直立状態となった時点で、理論的にはＮｉ＝Ｎｏの変速比（トップ変速比）となり、油圧ロック状態となってポンプ斜板部材２１がポンプシリンダ２２、モータシリンダ３２および変速機出力シャフト４０と一体回転して機械的な動力伝達がなされる。
【００４１】
ところで、上記のように油圧閉回路を介して油が流れて油圧ポンプＰと油圧モータＭとの間で油圧力の伝達が行われるときに、油圧閉回路からの油の漏れおよびポンプ及びモータプランジャ孔２２ａ，３２ａとポンプおよびモータプランジャ２３，３３との嵌合部からの油の漏れが発生する。このため、ポンプ側スプール５０に軸方向に延びてチャージ油供給孔５２が形成されており、これが、変速機出力シャフト４０に形成された第６シャフト油路４６およびポンプシリンダ２２に形成されたチャージ油路２２ｄを介して、ポンプ貫通孔２２ｂのうちの一つのポンプ貫通孔２２ｂ（１）の一端側に連通している。このポンプ貫通孔２２ｂ（１）には第１チャージ用チェックバルブＣＶ１が配設されており、且つポンプ貫通孔２２ｂ（１）の他端側はポンプブロック２４に形成された溝２４ｃを介してポンプブロック油路２４ａ（すなわち、油圧閉回路における油圧モータＭから吐出された作動油を油圧ポンプＰに戻す油路）に繋がる（図２及び図７参照）。図示しないチャージ油供給源からチャージ油がチャージ油供給孔５２に供給されており、このチャージ油が必要に応じて第１チャージ用チェックバルブＣＶ１を通ってポンプブロック油路５２、すなわち油圧閉回路に供給される。
【００４２】
残りのポンプ貫通孔２２ｂ（２），２２ｂ（３），２２ｂ（４）には、図７に示すように、それぞれ第１高圧リリーフ用チェックバルブＲＶ１、第２チャージ用チェックバルブＣＶ１、第２高圧リリーフ用チェックバルブＲＶ２が配設されている。まず、第１高圧リリーフ用チェックバルブＲＶ１は、ポンプブロック２４に形成された溝２４ｄを介してポンプブロック油路２４ａに繋がり、ポンプブロック油路２４内の油圧が過度に高くなるとこのチェックバルブＲＶ１から外部に作動油がリリーフされ、ポンプブロック油路２４内の圧力が過度に高くなるのを防止する。なお、ポンプブロック油路２４はエンジンブレーキ作用を行わせているとき、すなわち、変速機出力シャフト４０側から駆動されているときに高圧となり、このときに第１高圧リリーフ用チェックバルブＲＶ１が作動する。
【００４３】
第２チャージ用チェックバルブＣＶ１が配設されたポンプ貫通孔２２ｂ（３）は一端がチャージ油供給孔５２に繋がるとともに他端が第２シャフト油路４２（すなわち、油圧閉回路における油圧ポンプＰから吐出された作動油を油圧モータＭに送る油路）に繋がり、チャージ油供給源からチャージ油供給孔５２に供給されたチャージ油が必要に応じて第２チャージ用チェックバルブＣＶ２を通って第２シャフト油路４２に供給される。なお、第２シャフト油路４２は通常の走行状態すなわち油圧ポンプＰからの作動油供給を受けて油圧モータＭが回転駆動される状態では高圧であり、第２チャージ用チェックバルブＣＶ２を介したチャージ油の供給は行われない。しかしながら、エンジンブレーキ作用を行わせて走行しているときには第２シャフト油路４２内の油圧は低圧となり、第２チャージ用チェックバルブＣＶ２を介したチャージ油の供給が行われる。
【００４４】
第２高圧リリーフ用チェックバルブＲＶ２は第２シャフト油路４２に繋がり、第２シャフト油路４２内の油圧が過度に高くなるとこのチェックバルブＲＶ２から外部に作動油がリリーフされ、第２シャフト油路４２内の圧力が過度に高くなるのを防止する。第２シャフト油路４２は通常の走行状態すなわち油圧ポンプＰからの作動油供給を受けて油圧モータＭが回転駆動される状態では高圧であり、この状態で必要に応じて第２高圧リリーフ用チェックバルブＲＶ２が作動して、この油圧が過度に高くなるのを防止する。
【００４５】
次に、クラッチ作動機構ＣＳによるポンプ側スプール５０の軸方向移動制御、すなわち、クラッチ制御について説明する。クラッチ作動機構ＣＳによりポンプ側スプール５０を、図２において矢印Ｂで示すように移動させて、７本の第１シャフト油路４１の内端が図１１（Ｄ）に示す第２低圧ポンプ溝５４ｂに対向させると、この第２低圧ポンプ溝５４ｂを介してすべての第１シャフト油路４１が相互に連通した状態となる。このため、油圧ポンプＰから吐出された作動油がそのまま油圧ポンプＰに吸入される状態となり、油圧モータＭに作動油が送られず、動力伝達が遮断されたニュートラル状態となる。このように、クラッチ作動機構ＣＳによりポンプ側スプール５０を軸方向に移動させる制御を行って、油圧ポンプＰから油圧モータＭへの動力伝達容量制御、すなわちクラッチ制御を行うことができる。なお、この動力伝達容量は、ポンプ側スプール５０の軸方向移動量を調整し、第１シャフト油路４１と第２低圧ポンプ溝５４ｂとの連通開度を調整すれば、任意に調整可能である。
【００４６】
次に、ロックアップ作動機構ＬＳによるモータ側スプール６０の軸方向移動制御、すなわち、ロックアップ制御について説明する。ロックアップ作動機構ＬＳによりモータ側スプール６０を、図２において矢印Ｃで示すように移動させて、９本の第５シャフト油路４５の内端をモータ側スプール６０のランド部により閉塞させると、油圧閉回路がこの部分で遮断された状態となる。ここで、上述したように、モータ斜板角度が零すなわち直立状態とされて油圧ロック状態となったときに、ロックアップ作動機構ＬＳを作動させて第５シャフト油路４５の内端をモータ側スプール６０のランド部により閉塞させる（ロックアップさせる）と、油圧閉回路におけるこの閉塞部分より油圧モータ側の部分における油の漏れによる動力伝達効率の低下を抑えることができ、動力伝達効率を向上することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、斜板プランジャポンプと斜板プランジャモータとを油圧閉回路により繋いで構成される油圧式無段変速機において、ポンプ斜板部材が入力回転駆動力を受けて駆動され、ポンプシリンダとモータシリンダとが結合されて出力シャフト上に結合配設され、モータ斜板部材が回転規制されるとともにモータ斜板角度が可変調整可能に構成され、出力シャフトの内部に軸方向に延びて形成されたバルブ孔内に出力シャフトに対して相対回転可能に円筒状のバルブスプールが挿入配設されており、ポンプシリンダ、モータシリンダおよび出力シャフトに形成された複数の連通油路と、バルブ孔内に挿入配設されたバルブスプールとにより油圧閉回路が構成されている。このように、出力シャフトの内部に軸方向に延びて形成されたバルブ孔内にバルブスプールを挿入配設して油圧閉回路を構成するようになっているため、油圧閉回路構成部分の構造、特に分配バルブ構造が非常に小型コンパクトとなり、且つ、円筒状のバルブスプールを用いるだけの非常にシンプルな構成とすることができる。
【００４８】
なお、バルブスプールは、ポンプ斜板部材と一体回転するように連結されて油圧閉回路における斜板プランジャポンプ側の油路を形成するポンプ側スプール部材と、回転規制されて油圧閉回路における斜板プランジャモータ側の油路を形成するモータ側スプール部材とから構成することができる。
【００４９】
この場合に、ポンプ側スプール部材をバルブ孔内において軸方向に移動させるクラッチ作動機構が設けられ、このクラッチ作動機構によりポンプ側スプール部材を軸方向に移動させ、出力シャフトに形成されたポンプ吐出口に繋がる油路とポンプ吸入口に繋がる油路とを連通させることができるように構成するのが好ましい。これにより、ポンプ側スプール部材の軸方向移動制御を行うだけで、ニュートラル状態を作り出したり、ポンプからモーターの動力伝達容量を制御するクラッチ制御を行わせたりすることができる。
【００５０】
また、モータ側スプール部材をバルブ孔内において軸方向に移動させるロックアップ作動機構が設けられ、このロックアップ作動機構によりモータ側スプール部材を軸方向に移動させ、油圧閉回路を構成する油路を遮断することができるように構成するのが好ましい。これにより、モータ側スプール部材の軸方向移動制御を行うだけで、ポンプとモータを直結して機械的な回転動力伝達を行わせるロックアップ制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧式無段変速機を用いて動力伝達装置の動力伝達経路構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る油圧式無段変速機の構成を示す概略断面図である。
【図３】上記油圧式無段変速機の中央部を拡大して示す概略断面図である。
【図４】上記油圧式無段変速機を構成する油圧ポンプを変速機出力シャフト上に取り付けた状態で左端面側から見た側面断面図である。
【図５】上記油圧式無段変速機を図２の矢印Ｖ−Ｖに沿って示す断面図である。
【図６】上記油圧式無段変速機を図２の矢印ＶＩ−ＶＩに沿って示す断面図である。
【図７】上記油圧式無段変速機を図２の矢印ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って示す断面図である。
【図８】上記油圧式無段変速機を図２の矢印ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って示す断面図である。
【図９】上記油圧式無段変速機を図２の矢印ＩＸ−ＩＸに沿って示す断面図である。
【図１０】上記油圧式無段変速機を構成する油圧モータを変速機出力シャフト上に取り付けた状態で右端面側から見た側面断面図である。
【図１１】上記油圧式無段変速機における油圧閉回路を構成するポンプ側及びモータ側スプールの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２１  ポンプ斜板部材
２２  ポンプシリンダ
３１  モータ斜板
３２  モータシリンダ
４０  変速機出力シャフト
４０ａ  バルブ孔
５０  ポンプ側スプール
６０  モータ側スプール
ＣＶＴ  油圧式無段変速機
Ｐ  油圧ポンプ
Ｍ  油圧モータ
ＣＳ  クラッチ作動機構
ＬＳ  ロックアップ作動機構
ＳＶ  モータサーボ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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