(57)【要約】【課題】ポンププランジャ孔内にエアが残留するのを防止する。【解決手段】ポンププランジャ孔２２ａが形成されたポンプシリンダ２２およびポンププランジャ孔内に嵌入されたポンププランジャ２３からなるアキシャルプランジャポンプＰと、モータプランジャ孔３２ａが形成されたモータシリンダ３２およびモータプランジャ孔内に嵌入されたモータプランジャ３３からなるアキシャルプランジャモータＭと、アキシャルプランジャポンプとアキシャルプランジャモータとを繋ぐ油圧閉回路を構成する分配バルブ５０とを有して油圧式無段変速機が構成される。ポンププランジャ孔内でのポンププランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるポンプ開口２２ｂが、ポンププランジャ孔の端部にポンププランジャの端面と対向して形成されており、ポンプ開口が、ポンププランジャ孔より小さく且つポンプシリンダの回転軸側に偏倚して形成されている。【選択図】  図１
2004301287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングに回転自在に支持されるとともにその回転軸を囲む環状配列で軸方向に貫通する複数のポンププランジャ孔が形成されたポンプシリンダと、前記ポンププランジャ孔内に摺動自在に嵌入配設された複数のポンププランジャとからなるアキシャルプランジャポンプと、
前記ケーシングに回転自在に支持されるとともにその回転軸を囲む環状配列で軸方向に貫通する複数のモータプランジャ孔が形成されたモータシリンダと、前記モータプランジャ孔内に摺動自在に嵌入配設された複数のモータプランジャとからなるアキシャルプランジャモータと、
前記アキシャル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アキシャル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て構成され、
前記ポンププランジャ孔内での前記ポンププランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるポンプ吐出開口が、前記ポンププランジャ孔の端部に前記ポンププランジャの端面と対向して形成されており、
前記ポンプ吐出開口が、前記ポンププランジャ孔より小さく、且つ、前記ポンプシリンダの回転軸側に偏倚して形成されていることを特徴とする油圧式無段変速機。
【請求項２】
前記ポンプ吐出開口が円形に形成され、前記円形の中心軸が前記ポンププランジャ孔の中心軸に対して前記ポンプシリンダの回転軸側に偏倚してい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】
前記ポンプ吐出開口が、前記ポンプシリンダの半径方向に短軸を有した楕円形に形成され、前記楕円形の中心軸が前記ポンププランジャ孔の中心軸に対して前記ポンプシリンダの回転軸側に偏倚してい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４】
前記モータプランジャ孔内での前記モータプランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるモータ吐出開口が、前記モータプランジャ孔の端部に前記モータプランジャの端面と対向して形成されており、
前記モータ吐出開口が、前記モータプランジャ孔より小さく、且つ、前記モータシリンダの回転軸側に偏倚して形成されてい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アキシャルプランジャポンプから吐出された作動油を、油圧閉回路を介してアキシャルプランジャモータに供給してこれを回転駆動するように構成される油圧式無段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような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６−４２４４６号公報
【特許文献２】特許第２９２０７７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにアキシャルプランジャポンプを有して構成される油圧式無段変速機において、プランジャ孔内を圧縮方向に摺動移動するプランジャに押圧されて作動油が圧縮されるときに、この作動油内にエアが混入していると、エアは圧縮性が高いためポンプの圧縮効率が低下するという問題がある。従来では特に、プランジャが圧縮方向に移動するときにプランジャ孔内から作動油を吐出させるためのポンプ吐出開口はプランジャ孔より小径であるため、プランジャ端部とポンプ吐出開口との段差部にエアが残留して圧縮効率を低下させるおそれがある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、ポンププランジャ孔のエアが作動油とともに吐出されやすく、ポンププランジャ孔内にエアが残留するのを防止できるような構成の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】
上記課題を解決してこのような目的を達成するため、本発明においては、ケーシングに回転自在に支持されるとともにその回転軸を囲む環状配列で軸方向に貫通する複数のポンププランジャ孔が形成されたポンプシリンダ、およびこのポンププランジャ孔内に摺動自在に嵌入配設された複数のポンププランジャからなるアキシャルプランジャポンプと、ケーシングに回転自在に支持されるとともにその回転軸を囲む環状配列で軸方向に貫通する複数のモータプランジャ孔が形成されたモータシリンダ、およびこのモータプランジャ孔内に摺動自在に嵌入配設された複数のモータプランジャからなるアキシャルプランジャモータと、アキシャル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アキシャル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て油圧式無段変速機が構成される。そして、ポンププランジャ孔内でのポンププランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるポンプ吐出開口が、ポンププランジャ孔の端部にポンププランジャの端面と対向して形成されており、ポンプ吐出開口が、ポンププランジャ孔より小さく且つポンプシリンダの回転軸側に偏倚して形成されている。
【０００８】
なお、ポンプ吐出開口が円形に形成され、この円形の中心軸がポンププランジャ孔の中心軸に対してポンプシリンダの回転軸側に偏倚するように構成したり、ポンプ吐出開口がポンプシリンダの半径方向に短軸を有した楕円形に形成され、この楕円形の中心軸がポンププランジャ孔の中心軸に対してポンプシリンダの回転軸側に偏倚するように構成するのが好ましい。
【０００９】
以上のような構成の油圧式無段変速機においては、ポンププランジャ孔内にエアが混入していると、ポンプシリンダが回転した状態において作用する遠心力により、比重の大きな作動油がポンププランジャ孔内における外径側に位置して混入エアは内径側に位置する。一方、ポンプ吐出開口はポンプシリンダの回転軸側（すなわち、内径側）に偏倚しているため、プランジャ孔内において圧縮方向に摺動移動するプランジャに押圧されて作動油が圧縮されると、内径側に位置したポンプ吐出開口に対向する部分の作動油、すなわち混入エアが位置する部分の作動油が先に吐出される。この結果、ポンププランジャ孔内の混入エアが先に排出され、内部にエアが残留することがなくなり、ポンプ圧縮効率（容積効率）の低下を確実に防止することができる。
【００１０】
なお、モータプランジャ孔内でのモータプランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるモータ吐出開口が、モータプランジャ孔の端部にモータプランジャの端面と対向して形成されており、このモータ吐出開口が、モータプランジャ孔より小さく、且つ、モータシリンダの回転軸側に偏倚して形成されるのが好ましい。これにより、モータプランジャ孔内でのエア残留も防止でき、モータ圧縮効率の低下も防止できる。
【００１１】
【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、図２〜図４に本発明に係る油圧式無段変速機を有して構成される不整地走行用車両ＲＴＶを示している。この車両ＲＴＶは、内部にフレーム構造を有した車体８０にパワーユニットＰＵを内蔵し、このパワーユニットＰＵの出力を受けて駆動される左右の前後輪ＦＷ，ＲＷを有する。なお、車体８０は、フロントガード８１ａを有して車体前部に位置するフロントフェンダ部８１と、車体中央に上方に盛り上がって前後に延びた鞍部８２と、鞍部８２の左右下部に左右に延びて形成された左右ステップ部８４，８４と、リアガード８５ａを有して車体後部に位置するリアフェンダ部８５とからなり、鞍部８２に運転者が跨って座るシート８３が設けられている。このように鞍部８２を跨いでシート８３に座った運転者は、左右ステップ部８４に足を置き、前方に位置して左右に揺動操作可能な操舵ハンドル８６を揺動操作するようになっている。なお、鞍部８２の前方に燃料タンクＦＴが図１に示すように配設されている。
【００１２】
鞍部８２の内部にはパワーユニットＰＵが配設されており、このパワーユニットＰＵは、後述するように、エンジンＥと、メインクラッチＣＬと、油圧式無段変速機ＣＶＴと、伝達ギヤ列ＧＴとから構成される。エンジンＥは、エアフィルターＡＦを介して吸入した空気と燃料タンクＦＴの燃料とを気化器Ｃにおいて混合して作られた混合気を吸気し、シリンダ内で燃焼させて回転駆動力を発生する。なお、エンジンＥで燃焼されて排出される排気は、排気管ＥＰから消音器Ｍを通って排出される。
【００１３】
エンジンＥの回転駆動力はクランクシャフトから、メインクラッチＣＬ、油圧式無段変速機ＣＶＴおよび伝達ギヤ列ＧＴを介して変速されて伝達され、前後のプロペラシャフトＦＰ，ＲＰに出力される。前プロペラシャフトＦＰはフロントディファレンシャル機構ＦＤに繋がり、前プロペラシャフトＦＰに出力された回転駆動力は、フロントディファレンシャル機構ＦＤから左右のフロントアクスルシャフトＦＡを介して左右の前輪ＦＷに伝達されて前輪ＦＷが駆動される。後プロペラシャフトＲＰはリアディファレンシャル機構ＲＤに繋がり、後プロペラシャフトＲＰに出力された回転駆動力は、リアディファレンシャル機構ＲＤから左右のリアアクスルシャフトＲＡを介して左右の後輪ＲＷに伝達されて後輪ＲＷが駆動される。
【００１４】
上記パワーユニットＰＵについて、図５を参照して説明する。パワーユニットＰＵ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。なお、このパワーユニットＰＵは、エンジンクランクシャフトが車体前後に延びるようにして、鞍部８２の内部に配設されている。
【００１５】
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る。エンジンＥにおいては上述のように、エアフィルターＡＦを介して吸入した空気と燃料タンクＦＴの燃料とを気化器Ｃにおいて混合して混合気を作り、この混合気を吸気バルブ１ａを所定タイミングで開放してシリンダ室内に吸入し、これをシリンダ室内で燃焼させてピストン２を往復動させ、このピストン２の往復運動が連結ロッド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。
【００１６】
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を構成するポンプケーシング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ケーシングが回転駆動される。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６に出力されるように構成されている。
【００１７】
変速機出力シャフト６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６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６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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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の前端は前プロペラシャフトＦＰに繋がれ、ドライブシャフト１９の後端は後プロペラシャフトＲＰに繋がれており、ドライブシャフト１９に伝達された回転駆動力は前後プロペラシャフトＦＰ，ＲＰに伝達され、上述したように前後輪ＦＷ，ＲＷが駆動される。
【００２２】
次に、上記油圧式無段変速機ＣＶＴについて、図１および図６〜図８を参照して説明する。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、変速機出力シャフト６がその中心を貫通して延びて配設されている。なお、変速機出力シャフト６は変速機ハウジングＨＳＧに対してボールベアリング７ａ，７ｂにより回転自在に支持されている。
【００２３】
油圧ポンプＰは、変速機出力シャフト６の上にこれと同軸且つ相対回転自在に配設されたポンプケーシング２０と、ポンプケーシング２０の内部にポンプケーシング２０の回転中心軸に対して所定角度傾いて配設されたポンプ斜板部材２１と、このポンプ斜板部材２１と対向して配設されたポンプシリンダ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延びて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とから構成される。ポンプケーシング２０は、変速機出力シャフト６の上にベアリング８ａにより回転自在に支持されるとともに変速機ハウジングＨＳＧに対してベアリング８ｂにより回転自在支持されている。ポンプ斜板部材２１は、ポンプケーシング２０に対してベアリング２１ａ，２１ｂにより上記所定角度傾いた軸を中心として回転自在に配設されている。ポンプシリンダ２２は、ベアリング２２ｃにより、ポンプケーシング２０に対して同軸上で相対回転自在に支持されている。
【００２４】
ポンプケーシング２０の外周には、ボルト５ａにより締結されて入力従動ギヤ５が取り付けられている。また、ポンププランジャ２３の外側端部は外方に突出してポンプ斜板部材２１の斜板面２１ａに当接係合され、ポンププランジャ孔２２ａ内に位置する内側端部は後述する分配バルブ５０のバルブボディ５１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。なお、ポンププランジャ孔２２ａの端部にはポンプ吐出口および吸入口として作用するポンプ開口２２ｂが形成されている。上述したように入力従動ギヤ５が回転駆動されるとポンプケーシング２０が回転駆動され、その内部に配設されたポンプ斜板部材２１がポンプケーシング２０の回転に伴って揺動され、ポンププランジャ２３は斜板面２１ａの揺動移動に応じてポンププランジャ孔２２ａ内を往復移動し、ポンプ油室２３ａの内部の作動油を圧縮したり、膨張させたりする。
【００２５】
油圧モータＭは、変速機ハウジングＨＳＧに結合されて固定保持されたモータケーシング３０と、モータケーシング３０の内面に形成された支持球面３０ｂに摺接して支持され、変速機出力シャフト６の中心軸に対して直角方向（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に支持されたモータ揺動部材３５と、モータ揺動部材３５内にベアリング３１ａ，３１ｂにより回転自在に支持されて配設されたモータ斜板部材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とから構成される。なお、モータシリンダ３２はその外周部においてベアリング３２ｃを介してモータケーシング３０により回転自在に支持されている。
【００２６】
モータプランジャ３３の外側端部は外方に突出してモータ斜板部材３１の斜板面３１ａに当接係合され、プランジャ孔３２ａ内に位置する内側端部はバルブボディ５１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。なお、モータプランジャ孔３２ａの端部にはモータ吐出口および吸入口として作用するモータ開口３２ｂが形成されている。モータ揺動部材３５の端部が外径側に突出して形成されたアーム部３５ａは径方向外方に突出してモータサーボ機構ＳＶに連結されており、モータサーボ機構ＳＶによりアーム部３５ａが図における左右に移動する制御が行われ、モータ揺動部材３５を揺動中心Ｏを中心として揺動させる制御が行われる。このようにモータ揺動部材３５が揺動されると、その内部に回転自在に支持されたモータ斜板部材３１も一緒に揺動され、その斜板角度が変化する。
【００２７】
ポンプシリンダ２２およびモータシリンダ３２の間に分配バルブ５０が配設されている。この分配バルブ５０のバルブボディ５１は、ポンプシリンダ２２及びモータシリンダ３２の間に挟持されて一体結合され、且つ変速機出力シャフト６に結合されている。このため、ポンプシリンダ２２、分配バルブ５０、モータシリンダ３２および変速機出力シャフト６は一体回転する。
【００２８】
その符号を特に図７に分かりやすく示すように、分配バルブ５０を構成するバルブボディ５１内には、径方向に延びて円周方向に等間隔で形成された複数のポンプ側スプール孔５１ａおよび複数のモータ側スプール孔５１ｂが２列に並んで形成されている。ポンプ側スプール孔５１ａ内にポンプ側スプール５３が、モータ側スプール孔５１ｂ内にモータ側スプール５５がそれぞれ摺動自在に配設されている。
【００２９】
ポンプ側スプール孔５１ａはポンププランジャ孔２２ａに対応して形成されており、バルブボディ５１に、それぞれ対応するポンプ開口２２ｂ（ポンプ油室２３ａ）とポンプ側スプール孔５１ａとを連通する複数のポンプ側連通路５１ｃが形成されている。モータ側スプール孔５１ｂはモータプランジャ孔３２ａに対応して形成されており、バルブボディ５１に、それぞれ対応するモータ開口３２ｂ（モータ油室３３ａ）とモータ側スプール孔５１ｂとを連通する複数のモータ側連通路５１ｄが形成されている（図１参照）。
【００３０】
分配バルブ５０においてはさらに、ポンプ側スプール５３の外周端部を囲む位置にポンプ側カムリング５２が配設され、モータ側スプール５５の外周端部を囲む位置にモータ側カムリング５４が配設されている。ポンプ側カムリング５２は、ポンプケーシング２０の先端内面にその回転中心軸から偏心して形成された偏心内周面２０ａ内に取り付けられており、ポンプケーシング２０と一体に回転される。モータ側カムリング５４はモータケーシング３０の先端内面にモータシリンダ３２の回転中心軸から偏心して形成された偏心内周面３０ａ内に取り付けられている。なお、ポンプ側カムリング５２の内周面にポンプ側スプール５３の外周端が相対回転自在に係止されており、モータ側カムリング５４の内周面にモータ側スプール５５の外周端が相対回転自在に係止されている。
【００３１】
バルブボディ５１の内周面と変速機出力シャフト６の外周面との間に内側通路５６が形成されており、ポンプ側スプール孔５１ａおよびモータ側スプール孔５１ｂの内周端部がこの内側通路５６に連通している。また、バルブボディ５１内にはポンプ側スプール孔５１ａとモータ側スプール孔５１ｂとを連通する外側通路５７が形成されている。
【００３２】
ここで、上記構成の分配バルブ５０の作動について説明する。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ケーシング２０が回転駆動されると、この回転に応じてポンプ斜板部材２１が揺動する。このため、ポンプ斜板部材２１の斜板面２１ａに当接係合されたポンププランジャ２３は、ポンプ斜板部材２１の揺動によっ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からポンプ開口２２ｂを通って作動油が吐出され、且つ外方への移動に応じてポンプ開口２２ｂを通ってポンプ室２３ａ内に作動油が吸入される。
【００３３】
このとき、ポンプケーシング２０の端部に取り付けられたポンプ側カムリング５２はポンプケーシング２０とともに回転されるが、ポンプ側カムリング５２はポンプケーシング２０の回転中心に対して偏心して取り付けられているため、ポンプ側カムリング５２の回転に応じてポンプ側スプール５３がポンプ側スプール孔５１ａ内を径方向に往復動される。このようにポンプ側スプール５３が往復動され、図１の上半分側に示すようにポンプ側スプール５３が内径側に移動されるとスプール溝５３ａを介してポンプ側連通路５１ｃと外側通路５７とが連通し、図１の下半分側に示すようにポンプ側スプール５３が外径側に移動されるとスプール溝５３ａを介してポンプ側通路５１ｃと内側通路５６とが連通する。
【００３４】
ここで、ポンプケーシング２０の回転に伴って斜板部材２１が揺動されてポンププランジャ２３が往復移動されるときに、ポンププランジャ２３が最も外側に押し出された位置（これを下死点と称する）から最も内側に押し込まれた位置（これを上死点と称する）まで移動されるポンプケーシング２０の半回転において、ポンプ側カムリング５２はポンプ側スプール５３を内径側に移動させ、ポンププランジャ２３が上死点から下死点まで移動されるポンプケーシング２０の半回転において、ポンプ側カムリング５２はポンプ側スプール５３を外径側に移動させるように、偏心取り付け位置が設定されている。
【００３５】
この結果、ポンプケーシング２０の回転に伴ってポンププランジャ２３が下死点から上死点に移動してポンプ油室２３ａ内の作動油がポンプ開口２２ｂから吐出されると、この作動油はポンプ側連通路５１ｃを通って外側通路５７内に送出される。一方、ポンプケーシング２０の回転に伴ってポンププランジャ２３が上死点から下死点に移動するときには、内側通路５６内の作動油がポンプ側連通路５１ｃおよびポンプ開口２２ｂを通ってポンプ油室２３ａ内に吸入される。このことから分かるように、ポンプケーシング２０が回転駆動されると、外側通路５７には油圧ポンプＰから吐出された作動油が供給され、内側通路５６からは油圧ポンプＰに作動油が吸入される。
【００３６】
一方、モータケーシング３０の端部に取り付けられたモータ側カムリング５４もモータケーシング３０の回転中心に対して偏心して取り付けられているため、モータシリンダ３２が回転されるとその回転に応じてモータ側スプール５５がモータ側スプール孔５１ｂ内を径方向に往復動される。このようにモータ側スプール５５が往復動され、図１の上半分側に示すようにモータ側スプール５５が内径側に移動されるとスプール溝５５ａを介してモータ側連通路５１ｄと外側通路５７とが連通し、図１の下半分側に示すようにモータ側スプール５５が外径側に移動されるとスプール溝５５ａを介してモータ側通路５１ｄと内側通路５６とが連通する。
【００３７】
ここで、上述したように、油圧ポンプＰから吐出された作動油が外側通路５７に送られており、この作動油はモータ側連通路５１ｄからモータ開口３２ｂ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の外側端部が図１のようにモータ揺動部材３５が揺動された状態のモータ斜板部材３１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がモータ斜板部材３１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。
【００３８】
このような回転駆動を行わせるために、モータシリンダ３２の回転に伴ってモータプランジャ３３がモータ斜板部材３１の傾斜に沿って往復移動されるときに、モータプランジャ３３が最も外側に押し出された位置（下死点）から最も内側に押し込まれた位置（上死点）まで移動されるモータシリンダ３２の半回転において、モータ側カムリング５４はモータ側スプール５５を外径側に移動させ、モータプランジャ３３が上死点から下死点まで移動されるモータシリンダ３２の半回転において、モータ側カムリング５４はモータ側スプール５５を外径側に移動させるように、モータ側カムリング５４の偏心取り付け位置が設定されている。
【００３９】
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がモータ斜板部材３１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内の作動油がモータ開口３２ｂからモータ側連通路５１ｄを通って内側通路５６に送られる。このようにして内側通路５６に送られた作動油は、上述したように、ポンプ側連通路５１ｃおよびポンプ開口２２ｂを通ってポンプ油室２３ａ内に吸入される。
【００４０】
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ケーシング２０が回転駆動されると、油圧ポンプＰから外側通路５７に作動油が吐出され、これが油圧モータ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内側通路５６に送られ、内側通路５６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分配バルブ５０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。
【００４１】
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６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、ポンプケーシング２０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、ポンプケーシング２０の回転速度Ｎｉと、変速機出力シャフト６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。
【００４２】
【数１】
Ｖｐ・（Ｎｉ−Ｎｏ）＝Ｖｍ・Ｎｏ          （１）
【００４３】
モータ容量Ｖｍは、モータサーボ機構ＳＶによりモータ揺動部材３５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６の回転が無段階に変速する変速制御が行われる。
【００４４】
モータ揺動部材３５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６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ケーシング２０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６と一体回転して機械的な動力伝達がなされる。
【００４５】
上記のようにモータ容量を無段階に変化させる制御はモータ揺動部材３５を揺動させてモータ斜板角度を可変制御することにより行われるが、このようにモータ揺動部材３５を揺動させるためのモータサーボ機構ＳＶについて、主として図６を参照して、以下に説明する。
【００４６】
モータサーボ機構ＳＶは、モータ揺動部材３５のアーム部３５ａの近傍に位置して変速機出力シャフト６と平行に延び、ベアリング６０ａ，６０ｂにより変速機ハウジングＨＳＧに対して回転自在に支持されたボールネジシャフト６１と、このボールネジシャフト６１の外周に形成された雄ネジ６１ａに螺合して配設されたボールナット６２とを有する。なお、ボールナット６２の内周にはケージによりネジ状に並んで保持された多数のボールによりボール雌ネジ６２ａが形成されており、このボール雌ネジ６２ａが雄ネジ６１ａに螺合する。ボールナット６２はモータ揺動部材３５のアーム部３５ａと連結されており、ボールネジシャフト６１を回転駆動するとボールナット６２がこのシャフト６１上を左右に移動され、モータ揺動部材３５が揺動される。
【００４７】
このようにボールネジシャフト６１を回転駆動するために、変速機ハウジングＨＳＧの外側面に斜板制御モータ（電気モータ）６７が取り付けられている。この斜板制御モータ６７の駆動軸６７ａはカップリング６６を介してスペーサシャフト６５と連結されている。スペーサシャフト６５は、変速機ハウジングＨＳＧ内を変速機出力シャフト６と平行に延び、入力従動ギヤ５の外周を超えて上記ボールネジシャフト６１の端部近傍まで延びており、変速機ハウジングＨＳＧにより回転自在に支持されている。一方、スペーサシャフト６５と平行に延びるアイドルシャフト６４ｃが変速機ハウジングＨＳＧに支持されて配設されており、このアイドルシャフト６４ｃの上にアイドルギヤ部材６４が回転自在に取り付けられている。
【００４８】
スペーサシャフト６５の先端には第１ギヤ６５ａが形成されており、これがアイドルギヤ部材６４に一体に設けられた第２ギヤ６４ｂと噛合している。また、アイドルギヤ部材６４に一体に設けられた第３ギヤ６４ａは上記ボールネジシャフト６１の端部に結合されて取り付けられた第４ギヤ６３と噛合している。このため、斜板制御モータ６７の回転駆動制御を行って駆動軸６７ａを回転させると、この回転がアイドルギヤ部材６４を介して第４ギヤ部材６３に伝達され、ボールネジシャフト６１を回転駆動させ、ボールナット６２がこのシャフト６１上を左右に移動され、モータ揺動部材３５を揺動させる制御が行われる。
【００４９】
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、変速機出力シャフト６に軸方向に延びてチャージ油供給孔６ａが形成されており、これが、図７に示すように、変速機出力シャフト６に形成された油路６ｂおよびポンプシリンダ２２に形成された油路５１ｅを介して、ポンプシリンダ２２内に配設された第１チェックバルブＣＶ１と繋がり、さらに、第１チェックバルブＣＶ１から油路５１ｆを介して内側通路５６に繋がっている。このため、図示しないチャージ油供給源からチャージ油供給孔６ａに供給されたチャージ油が、必要に応じて第１チェックバルブＣＶ１を通って内側通路５６に供給される。
【００５０】
なお、チャージ油供給孔６ａは、変速機出力シャフト６に形成された油路６ｃおよびポンプシリンダ２２に形成された油路５１ｇを介して、ポンプシリンダ２２内に配設された第２チェックバルブＣＶ２と繋がり、さらに、第２チェックバルブＣＶ２から油路５１ｈを介して外側通路５７に繋がっている。このため、チャージ油供給孔６ａに供給されたチャージ油は、必要に応じて第２チェックバルブＣＶ２を通って外側通路５７に供給される。
【００５１】
上記の油圧ポンプＰおよび油圧モータＭの作動説明から分かるように、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、外側通路５７内が高圧で内側通路５６内が低圧となるため、第１チェックバルブＣＶ１を介して内側通路５６内にチャージ油供給が行われる。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状態では、外側通路５７内が低圧で内側通路５６内が高圧となるため、第２チェックバルブＣＶ２を介して外側通路５７内にチャージ油供給が行われる。
【００５２】
図８に示すように、ポンプシリンダ２２内には第１および第２リリーフバルブＲＶ１，ＲＶ２も配設されている。まず、第１リリーフバルブＲＶ１は、外側通路５７と内側通路５６とを繋いで配設され、外側通路５７内の油圧が所定圧以上となると開放して内側通路５６に逃がし、外側通路５７内の油圧が過度に高くなるのを防止する。第２リリーフバルブＲＶ２は、内側通路５６と外側通路５７とを繋いで配設され、内側通路５６内の油圧が所定圧以上となると開放して外側通路５７に逃がし、内側通路５６内の油圧が過度に高くなるのを防止する。
【００５３】
以上のように、構成された油圧式無段変速機ＣＶＴにおいて、ポンプシリンダ２２におけるポンププランジャ孔２２ａに対応して形成されたポンプ開口２２ｂ、バルブボディ５１に形成されたポンプ側連通路５１ｃ、モータ側連通路５１ｄ、およびモータシリンダ３２におけるモータプランジャ孔３２ａに対応して形成されたモータ開口３２ｂについて、図９〜図１１を参照して説明する。
【００５４】
ポンプ開口２２ｂは油圧ポンプＰの吐出口および吸入口として作用するものであるが、図９および図１０に示すように、ポンプ開口２２ｂは円孔状に形成されている。但し図示のように、ポンプ開口２２ｂはポンププランジャ孔２２ａに対して内径側に偏心して設けられており、ポンプシリンダ２２の中心軸からポンププランジャ孔２２ａの中心までの距離ｒ１に対してポンプ開口２２ｂまでの距離ｒ２の方が小さく、距離ｅ１だけ内径側に偏心している。同様に、モータ開口３２ｂも円孔状に形成されるとともにモータプランジャ孔３２ａに対して内径側に偏心しており、モータシリンダ３２の中心軸からモータプランジャ孔３２ａの中心までの距離ｒ３に対してモータ開口３２ｂまでの距離ｒ４の方が小さく、距離ｅ２だけ内径側に偏心している。
【００５５】
上述したように、エンジンＥの回転駆動力を受けてポンプケーシング２０が回転駆動され、油圧ポンプＰから外側通路５７に作動油が吐出され、これが油圧モータＭに送られてモータシリンダ３２を回転駆動するときには、ポンプシリンダ２２およびモータシリンダ３２は変速機出力シャフト６と一体に回転される。このため、ポンプ油室２３ａおよびモータ油室３３ａ内の作動油はこの回転速度に対応した遠心力を受け、作動油内にエア（気泡）が混入していると、エアの方が油より比重が軽いため、ポンプ油室２３ａおよびモータ油室３３ａ内の内径側に集まる。ここで、ポンプ開口２２ｂおよびモータ開口３２ｂはポンププランジャ孔２２ａおよびモータプランジャ孔３２ａに対して内径側に偏心しているため、このように遠心力を受けて内径側に集まったエアはポンプ開口２２ｂおよびモータ開口３２ｂを通って油圧閉回路内（内側通路５６および外側通路５７）にスムーズに吐出される。このため、ポンプ油室２３ａおよびモータ油室３３ａ内にエアが残留することがなくなり、ポンプおよびモータ容積効率が向上する。
【００５６】
なお、図１２に示すように、ポンプ開口２２ｂ′およびモータ開口３２ｂ′を、径方向に短軸を有する楕円形状としても良い。このようにすると、同一の開口面積を確保した上で、ポンププランジャ孔２２ａ′およびモータプランジャ孔３２ａ′に対してポンプ開口２２ｂ′およびモータ開口３２ｂ′をより内径側に偏心して設けることができ、エアをよりスムーズに吐出させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アキシャルプランジャポンプとアキシャルプランジャモータとを油圧閉回路を介して繋いで油圧式無段変速機が構成され、ポンププランジャ孔内でのポンププランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるポンプ吐出開口が、ポンププランジャ孔の端部にポンププランジャの端面と対向して形成されており、ポンプ吐出開口が、ポンププランジャ孔より小さく且つポンプシリンダの回転軸側に偏倚して形成されているので、ポンプシリンダが回転した状態において作用する遠心力によりポンププランジャ孔内において内径側に集まった混入エアが、ポンプ吐出開口からスムーズに吐出され、内部にエアが残留することがなくなり、ポンプ圧縮効率（容積効率）の低下を確実に防止することができる。
【００５８】
なお、ポンプ吐出開口を円形に形成しても良いが、これをポンプシリンダの半径方向に短軸を有した楕円形に形成し、この楕円形の中心軸がポンププランジャ孔の中心軸に対してポンプシリンダの回転軸側に偏倚するように構成するのがより好ましい。楕円形とすることにより、開口面積を確保しつつ、ポンプ開口をより内径側に設けることが可能となり、内部残留エアをより確実になくすことができ、ポンプ圧縮効率をより向上できる。
【００５９】
なお、モータプランジャ孔内でのモータプランジャの摺動移動に伴って押し出された作動油を吐出させるモータ吐出開口が、モータプランジャ孔の端部にモータプランジャの端面と対向して形成されており、このモータ吐出開口が、モータプランジャ孔より小さく、且つ、モータシリンダの回転軸側に偏倚して形成されるのが好ましい。これにより、モータプランジャ孔内でのエア残留も防止でき、モータ圧縮効率の低下も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧式無段変速機の断面図である。
【図２】上記油圧式無段変速機を有した不整地走行用車両の側面図である。
【図３】上記油圧式無段変速機を有した不整地走行用車両の平面図である。
【図４】上記油圧式無段変速機を有した不整地走行用車両の背面図である。
【図５】上記油圧式無段変速機を有して構成されるパワーユニットの動力伝達経路構成を示す概略図である。
【図６】上記油圧式無段変速機の断面図である。
【図７】上記油圧式無段変速機の断面図である。
【図８】上記油圧式無段変速機の断面図である。
【図９】上記油圧式無段変速機を構成するポンプシリンダ、分配バルブボディおよびモータシリンダの断面図である。
【図１０】上記油圧式無段変速機を構成するポンプシリンダの側面図である。
【図１１】上記油圧式無段変速機を構成するモータシリンダの側面図である。
【図１２】上記油圧式無段変速機を構成するモータシリンダの変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
２０  ポンプケーシング
２１  ポンプ斜板部材
２２  ポンプシリンダ
２２ａ  ポンププランジャ孔
２２ｂ  ポンプ開口
２３  ポンププランジャ
３０  モータケーシング
３１  モータ斜板部材
３２  モータシリンダ
３２ａ  モータプランジャ孔
３２ｂ  モータ開口
３３  モータプランジャ
３５  モータ揺動部材
５０  分配バルブ
ＣＶＴ  油圧式無段変速機
Ｐ  油圧ポンプ
Ｍ  油圧モータ
ＰＵ  パワーユニット
【図１】
2004301287.tif 000003
【図２】
2004301287.tif 000004
【図３】
2004301287.tif 000005
【図４】
2004301287.tif 000006
【図５】
2004301287.tif 000007
【図６】
2004301287.tif 000008
【図７】
2004301287.tif 000009
【図８】
2004301287.tif 000010
【図９】
2004301287.tif 000011
【図１０】
2004301287.tif 000012
【図１１】
2004301287.tif 000013
【図１２】
2004301287.tif 000014