| 【発明の名称】 |
油圧式無段変速装置の斜板角制御機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】坂本 訓彦
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| 【要約】 |
【課題】油圧式無段変速装置の斜板角度制御機構のコスト削減を図るとともに、コンパクト化を図ることを課題とする。
【解決手段】斜板角を制御する油圧サーボ機構６を有した油圧式無段変速装置１において、電磁比例弁から成る自動斜板角度制御バルブ６１を油圧サーボ機構６に接合して油圧式無段変速装置１の斜板角制御機構を構成する。該斜板角は、操作レバー２０の手動操作、または、前記電磁弁の電子制御により操作可能とする。すなわち、手動操作と電子制御を併用することが可能な構造とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 油圧ポンプと油圧モータとを一体的に形成するとともに、斜板角を制御する油圧サーボ機構を一体的に有した油圧式無段変速装置において、電磁比例弁により油圧サーボ機構の操作部材を位置制御する機構ユニットを油圧サーボ機構に接合して構成したことを特徴とする油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項２】 前記油圧式無段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、弾性体でピストンを両側から付勢して斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピストンの両側にそれぞれ電磁比例弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの両側に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成したことを特徴とする請求項１記載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項３】 前記斜板角制御を、油圧ポンプの斜板角制御と油圧モータの斜板角制御との両方に適用したことを特徴とする請求項２記載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項４】 前記油圧式無段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、付勢部材によりピストンの一端部を、位置固定された他端部側へ付勢して、斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピストンの他端部側にのみ電磁弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの他端部側に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成したことを特徴とする請求項１記載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項５】 前記油圧式無段変速装置において、油圧サーボ機構の手動操作を行う操作レバーを設け、電磁比例弁による斜板角制御に加えて、該操作レバーの手動操作により斜板角制御を行うことを可能としたことを特徴とする請求項２又は請求項４記載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項６】 前記油圧式無段変速装置において、前記ピストンと油圧サーボ機構のスプールとを連結するピン部材を、該ピストンと一体的に構成したことを特徴とする請求項２又は請求項４又は請求項５記載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
【請求項７】 前記油圧式無段変速装置において、前記ピストンが円周方向に回転することを防止する回り止め部材を設けたことを特徴とする請求項６記載の油圧式無段変速装置の斜板角制御機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧サーボ機構により斜板角を制御する油圧式無段変速装置の斜板角制御機構に技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、油圧式無段変速装置においては、斜板角を制御するための油圧サーボ機構を斜板角制御機構として具備したものがあった。この油圧サーボ機構は、該油圧サーボを構成する手動斜板角度制御バルブのスプールの位置に連動して、該スプールの外周部を覆うピストンが動作し、これにより斜板角度を任意に制御するように構成していた。そして、該斜板角度制御機構には、油圧式無段変速装置の上下面等に電磁弁を装着して、ある任意の角度で斜板を保持している状態のピストンの両端面に、電磁弁から強制的にパイロット圧を供給して、斜板角を制御するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電磁弁を斜板角度制御機構と別体として、油圧式無段変速装置の上下面等に装着したのでは、装置全体を大型化するとともに該電磁弁は本装置専用の電磁弁なので、該電磁弁自体、製造コストも高くなっていた。
【０００４】本発明は、前記の点を鑑み、市販の電磁弁を使用する等して油圧式無段変速装置の斜板角度制御機構のコスト削減を図るとともに、また、装置自体のコンパクト化を図ることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。すなわち、請求項１においては、油圧ポンプと油圧モータとを一体的に形成するとともに、斜板角を制御する油圧サーボ機構を一体的に有した油圧式無段変速装置において、電磁比例弁により油圧サーボ機構の操作部材を位置制御する機構ユニットを油圧サーボ機構に接合して構成した。
【０００６】また、請求項２においては、前記油圧式無段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、弾性体でピストンを両側から付勢して斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピストンの両側にそれぞれ電磁比例弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの両側に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成した。
【０００７】また、請求項３においては、前記斜板角制御を、油圧ポンプの斜板角制御と油圧モータの斜板角制御との両方に適用した。
【０００８】また、請求項４においては、前記油圧式無段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、付勢部材によりピストンの一端部を、位置固定された他端部側へ付勢して、斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピストンの他端部側にのみ電磁弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの他端部側に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成したこ。
【０００９】また、請求項５においては、前記油圧式無段変速装置において、油圧サーボ機構の手動操作を行う操作レバーを設け、電磁比例弁による斜板角制御に加えて、該操作レバーの手動操作により斜板角制御を行うことを可能とした。
【００１０】また、請求項６においては、前記油圧式無段変速装置において、前記ピストンと油圧サーボ機構のスプールとを連結するピン部材を、該ピストンと一体的に構成した。
【００１１】また、請求項７においては、前記油圧式無段変速装置において、前記ピストンが円周方向に回転することを防止する回り止め部材を設けた。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の油圧式無段変速装置を示す斜視図、図２は同じく側面断面図、図３は同じく側面図一部断面図、図４はサーボ機構を示す油圧ポンプの正面図一部断面図、図５は中立位置保持機構の実施例１を示す平面図一部断面図、図６は同じく側面断面図、図７は電磁弁での電流がＯＦＦ時における電磁弁の平面断面図、図８は電磁弁での電流がＯＮ時における電磁弁の平面断面図、図９は中立位置保持機構の実施例２を示す平面図一部断面図、図１０は同じく後面図、図１１は中立位置保持機構の実施例３を示す平面図一部断面図、図１２はピストンの一実施例を示す斜視図、図１３は図１２におけるピストンを中立位置保持機構へ配設したときの様子を示す中立位置保持機構の側面断面図、図１４はピストンの別実施例を示す斜視図である。
【００１３】まず、油圧式無段変速装置についての全体構成について説明する。図１、図２に示すように、油圧式無段変速装置（以降ＨＳＴと記載する）１においては、可変容量式油圧ポンプ２１および可変容量式油圧モータ２２がハウジング３に内包されると共に、油路板４の同一面に配設されている。可変容量式油圧ポンプ２１は、駆動軸２１ａ、該駆動軸２１ａが挿嵌され駆動軸２１ａと共に回動するシリンダブロック２１ｂ、該シリンダブロック２１ｂに摺動自在に挿嵌されたプランジャ２１ｅ、及び該プランジャ２１ｅに当接した可動斜板２１ｃにより構成されている。可動斜板２１ｃはプランジャ２１ｅの摺動量を規制し、該可変容量式油圧ポンプ２１の作動油の吐出量を調節可能に構成されている。油路板４には図示せぬ油路が設けられており、可変容量式油圧ポンプ２１より作動油が該油路を介して油圧モータ２２に供給される。
【００１４】可変容量式油圧モータ２２は可変容量式油圧ポンプ２１と同様に、油路板４に挿嵌し、一端をハウジング３により回動自在に支持された出力軸２２ａ、該出力軸２２ａが挿嵌され駆動軸２１ａと共に回動するシリンダブロック２２ｂ、該シリンダブロック２２ｂに摺動自在に挿嵌されたプランジャ２２ｅおよび該プランジャ２２ｅに当接した可動斜板２２ｃにより構成されている。該シリンダブッロク２２ｂは出力軸２２ａとともに回動する構成になっており、該シリンダブッロク２２ｂにはプランジャ２２ｅが摺動自在に挿嵌されている。該プランジャ２２ｅはハウジング３に配設された可動斜板２２ｃに当接している。
【００１５】上記の構成により、エンジン３の駆動力が駆動軸２１ａに入力され、油圧ポンプ２１が駆動される。そして、該油圧ポンプ２１の駆動により吐出された作動油が油路板４を介して油圧モータ２２に供給されて、該作動油の流出入により油圧モータ２２が駆動され、油圧モータ２２の駆動力が出力軸２２ａに伝達される構成となっている。
【００１６】以上の如く構成されたＨＳＴ１は、油圧ポンプ２１と油圧モータ２２が上下に並設され、油圧ポンプ２１の駆動軸２１ａの前端部には図示せぬチャージポンプが付設されている。また、図３及び図４に示すように、油圧ポンプ２１の一側方及び油圧モータ２２の他側方にはそれぞれ油圧サーボ機構６・６が配設されている。油圧サーボ機構６・６は、ピストン７１と、該ピストン７１の内部に配置されスプール７２を有する手動斜板角度制御バルブ６２・６２等とから構成されるもので、ＨＳＴ１のハウジング３内部に埋め込まれて一体的に構成されている。
【００１７】次に、油圧サーボ機構６の構成について、ここでは油圧ポンプ２１側に配設したサーボ機構６を参照しながら説明する。図４に示すように、ハウジング３内における、前記油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ（油圧モータ２２においては可動斜板２２ｃ）の側部にシリンダ室７０を形成し、該シリンダ室７０内にピストン７１を収納し、該ピストン７１側面に可動斜板２１ｃ（油圧モータ２２においては可動斜板２２ｃ）の側部より突設したピン軸２３が嵌合され、該ピストン７１の軸心位置には貫通孔を開口して、この貫通孔内にスプール７２が摺動自在に嵌装されている。
【００１８】そして、前記ピストン７１にはシリンダ室７０の上部と下部を連通する油路が形成され、該油路はスプール７２の摺動により連通又は遮断されてピストン７１の上下の油室に圧油を送油し、該ピストン７１を上下方向に摺動できるようにしている。また、前記スプール７２の下部外周には嵌合溝７５が設けられ、該嵌合溝７５にピン４１の一端部４１ａが嵌合されている。該ピン４１の他端部４１ｂは、後述する中立保持機構１１を構成する捩じりバネ４０により挟持されており、該ピン４１の一端部４１ａは前記ピストン７１側面に開口した開口７１ａからハウジング３内部に挿入されて嵌合溝７５に嵌合している。さらに、油圧サーボ機構６の操作レバー２０を回動操作することにより、捩じりバネ４０を介してピン４１が上下回動し、これに伴ってスプール７２が上下移動するように構成されており、このスプール７２により手動斜板角度制御バルブ６２が構成されているのである。
【００１９】また、ハウジング３の油圧サーボ機構６が構成されている部分には中立位置保持機構１１が一体的に付設され、該中立位置保持機構１１には図３等に示す自動斜板角制御バルブ６１が一体的に取り付けられている。該自動斜板角制御バルブ６１は電磁比例弁により構成されており、ＨＳＴ１の駆動軸２１ａに接続されるエンジンの負荷や足回りの負荷等をセンサ等の検出手段により検出し、検出値に応じて自動斜板角度制御バルブ６１を切換えるように構成している。自動斜板角度制御バルブ６１の切換により前記ピン４１を上下回動してスプール７２を上下移動し、これによりピン軸２３が嵌合されるピストン７１が上下移動される。このようにして前記油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃの側部（油圧モータ２２においては可動斜板２２ｃの側部）に設けたピン軸２３を上下に移動させて、該可動斜板２１ｃ（または可動斜板２２ｃ）が最終的に変速のために回動するように構成している。
【００２０】このように、自動斜板角度制御バルブ６１と手動斜板角度制御バルブ６２とにより、ピストン７１とスプール７２とを操作することで可動斜板２１ｃ・２２ｃを回動し、ＨＳＴ１を変速するようにしている。また、油圧サーボ機構６の操作レバー２０の部分には前記可動斜板２１ｃ・２２ｃの中立位置を保持する中立位置保持機構１１が構成されている。
【００２１】次に、斜板角を電子制御する電磁比例弁により構成された自動斜板角度制御バルブ６１を、油圧サーボ機構６へ一体的に付設される中立位置保持機構１１へ一体的に取り付けて構成した本発明に係る実施例（実施例１）について図５乃至図７を参照しながら説明する。図５に示すように、中立位置保持機構１１は、側面視「凸」字を反時計回りに状９０°回転させた形状のケーシング１０に内装されており、該中立位置保持機構１１の後端上下部（図５における右端上下部）にそれぞれ略円筒状の自動斜板角度制御バルブ６１・６１を固定ボルト６３・６３・・・で締結して固設している。該自動斜板角度制御バルブ６１・６１から延出される配線６５・６５の他端は、図示せぬ電磁比例弁制御用コントローラに接続する。
【００２２】図５及び図７に示すように、前記ケーシング１０の後部（図５における右側）に位置するケーシング後部１０ｂには、上下方向に貫通する空洞１０ｃが穿孔され、該空洞１０ｃには中立位置保持機構１１の構成部材が挿設されている。ケーシング後部１０ｂにおける、空洞１０ｃの後方（図５においては右方）には、上下方向に貫通する空洞をさらに二本穿孔し、該空洞を空洞１０ｃ側から順に、チャージポンプから圧油が供給されるポンプポート１０ｄ、ドレンへ返油するタンクポート１０ｅとする。また、前記ケーシング後部１０ｂの後端面に配設した円筒状の自動斜板角度制御バルブ６１・６１の軸心位置からタンクポート１０ｅ、ポンプポート１０ｄを経て空洞１０ｃまで貫通するスプール孔１０ｆ・１０ｆを開口し、すなわち、該スプール孔１０ｆ・１０ｆと空洞１０ｃ、ポンプポート１０ｄ及びタンクポート１０ｅとを連通している。該スプール孔１０ｆ・１０ｆにはスプール１２・１２を挿設して空洞１０ｃ、ポンプポート１０ｄ及びタンクポート１０ｅにおけるスプール孔１０ｆ・１０ｆとの連通部を塞いでいる。また、該スプール１２・１２の頭部１２ａ・１２ａは自動斜板角度制御バルブ６１・６１の軸心に配設した軸方向に摺動自在な可動鉄心６６・６６の一端と近接させる。また、スプール１２・１２の脚部１２ｂ・１２ｂの油路と当接する位置においてスプール脚部１２ｂ・１２ｂの半径方向に貫通孔を開口し、また、該貫通孔の半径方向中央部、スプール１２・１２における軸心位置から軸方向にスプール１２・１２の脚先１２ｃ・１２ｃまで穿孔して油の抜け道となるバイパス１２ｄ・１２ｄを形成する。
【００２３】図５及び図６に示すように、前記空洞１０ｃには、ピストン３４が長手方向（図５における上下方向）へ摺動自在に挿嵌されている。空洞１０ｃ内におけるピストン３４の両外側にはアジャストボルト３８・３８が挿嵌されている。該アジャストボルト３８・３８の外側端部はキャップ３９・３９に螺装され、内側端部は、ピンストン３４内に嵌入している。そして、アジャストボルト３８・３８は回転させることで、長手方向へ移動可能に構成されており、通常は固定ボルト４２・４２により位置固定されている。また、前記ピン４１の他端部４１ｂが該ケーシング１０の空洞１０ｃ内に挿入されている。
【００２４】ピストン３４の略中央部には、ピン４１の他端部４１ｂの径と略同一径の固定穴３４ａが形成され、該他端部４１ｂは固定穴３４ａと位置を合わせてケーシング１０内へ挿入されている。また、ケーシング１０の空洞１０ｃ内においては、ピストン３４の両側に、バネ受け３５・３５がピストン３４の軸心方向へ摺動自在に設けられている。
【００２５】該バネ受け３５・３５は、キャップ３９・３９とバネ受け３５・３５との間に圧縮状態で介装されるバネ３６・３６により固定穴３４ａ側へ付勢されており、前記アジャストボルト３８・３８の頭部３８ａ・３８ａに係止している。図５における上下のアジャストボルト３８・３８の各頭部３８ａ・３８ａ間の寸法は、ピストン３４に形成される上下の段差部３４ｂ・３４ｂ間の寸法と合わせるように調整しており、これにより、前記バネ受け３５・３５は該段差部３４ｂ・３４ｂにも係止している。そして、ピストン３４は、アジャストボルト３８・３８の各頭部３８ａ・３８ａに係止して位置決めされているバネ受け３５・３５により両側から挟みこまれる構成となっている。
【００２６】前記操作レバー２０は、ケーシング１０のケーシング前部１０ａの左右中央部の回動軸２５を中心に回動自在に支持されており、図６に示すように、ケーシング前部１０ａの反操作レバー配置面側において、ピン４１を支持する支持アーム２６が該回動軸２５により回動自在に軸支されている。前記ケーシング前部１０ａの支持アーム２６配設面側において、回動軸２５の外周部には前記捩じりバネ４０が回動自在に外嵌され、該捩じりバネ４０によりピン４１の他端部４１ｂが挟持されている。また、回動軸２５には該回動軸２５と一体的に回動する連動アーム２７が固設されており、該連動アーム２７は捩じりバネ４０により挟持されている。
【００２７】そして、操作レバー２０を回動操作すると、回動軸２５に固設される連動アーム２７、及び該連動アーム２７を挟持する捩じりバネ４０が一体的に回動される。さらに、捩じりバネ４０に挟持されるピン４１が、該捩じりバネ４０と一体的に回動される。また、ケーシング１０には、前記空洞１０ｃ略中央部からケーシング１０の支持アーム２６配設面側へ貫通する長孔１０ｇが形成されており、該長孔１０ｇはケーシング後部１０ｂの長手方向に長く形成されている。すなわち、操作レバー２０を回動操作すると、ピン４１が長孔１０ｇに沿って、連動アーム２７及び捩じりバネ４０を介して一体的に回動されて、図４における前記スプール７２を移動操作するように構成されている。
【００２８】また、操作レバー２０が回動操作されていない状態においては、ピン４１の他端部４１ｂが固定穴３４ａ嵌入しているピストン３４は、バネ３６・３６により付勢され、アジャストボルト３８・３８に係止して位置決めされているバネ受け３５・３５によって挟み込まれて一定位置に保持されている。そして、本ＨＳＴ１においては、上述の如く、操作レバー２０に操作力がかかっていなくて、ピストン３４がバネ受け３５・３５により一定位置に保持されている状態で、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃが中立位置に位置するように調節されている。すなわち、ピストン３４、バネ３６・３６、アジャストボルト３８・３８、及びバネ受け３５・３５等によりＨＳＴ１の油圧ポンプ２１及び油圧モータ２２の中立位置を保持する中立位置保持機構１１を構成しており、該中立位置保持機構１１により、ピン４１及び油圧サーボ機構６を通じて、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃを中立位置に保持するようにしている。本中立位置保持機構１１においては、アジャストボルト３８・３８を回転操作して、頭部３８ａ・３８ａによるバネ受け３５・３５の係止位置を変えることで、ピストン３４の挟み込み位置を調節し、中立位置の調整を行うことができるようにしている。
【００２９】次に電磁比例弁からなる自動斜板角度制御バルブ６１により、中立位置保持機構１１のピストン３４を上下に摺動させて、ピン４１、スプール７２及びピストン７１を通じて可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角を制御する制御機構を図７及び図８を参照しながら説明する。図７に示すように、前記自動斜板角度制御バルブ６１は、ソレノイド６７、軸方向に摺動可能な可動鉄心６６、及びソレノイド６７の磁力を増加させる固定鉄心６７等で構成されており、電気信号のＯＮ・ＯＦＦによって制御される強力な電磁石を構成している。
【００３０】すなわち、ソレノイド６７に電流が流れていない状態においては、スプール１２のスプール頭部１２ａはバネ６８により電磁比例弁６１側へ付勢されており、該スプール頭部１２ａに当接する可動鉄心６６はスプール１２により反空洞１０ｃ側へ付勢されている。この場合、スプール１２のバイパス１２ｄにおける半径方向に開口した部分はタンクポート１０ｅの部分に位置しており、該タンクポート１０ｅと空洞１０ｃとはバイパス１２ｄにより連通されている。この状態から、ソレノイド６４に電流が流れて電磁石が励磁されると、図８に示すように、可動鉄心６６はスプール１２側に吸着されて移動する。従って、該スプール１２は可動鉄心６６によって空洞１０ｃ側に押されて移動し、スプール脚部１２ｂの半径方向に開口した部分のバイパス１２ｄがポンプポート１０ｄ位置に来て、該バイパス１２ｄを介してポンプポート１０ｄと空洞１０ｃが連通する。このとき、スプール頭部１２ａと当節してスプール１２の外周に配設したバネ６８は縮み、スプール１２の移動を制限している。ポンプポート１０ｄと空洞１０ｃとが連通することで、チャージポンプで加圧されたポンプポート１０ｄ内の圧油は、ポンプポート１０ｄ側から空洞１０ｃ側へと流れ、空洞１０ｃ内の圧力が高まり、該圧力により空洞１０ｃ内に配設されたピストン３４を押して摺動移動させるのである。
【００３１】すなわち、図５において、前記ケーシング１０における操作レバー２０側を前側と見なした場合、例えば、上側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すと、上部側のキャップ３９とピストン３４との間に形成される空洞１０ｃが、ポンプポート１０ｄと連通し、該空洞１０ｃ内に圧油が流入する。また、この場合、下側の自動斜板角度制御バルブ６１には電流は流しておらず、下部側のキャップ３９とピストン３４との間に形成される空洞１０ｃは、タンクポート１０ｅと連通して、該空洞１０ｃ内の油はタンクポート１０ｅ側へ返油可能となっている。上部側の空洞１０ｃに圧油が流入すると、ピストン３４が下方に押されて、下方のバネ３６の付勢力に抗して摺動移動するとともに、下部側の空洞１０ｃ内の油がタンクポート１０ｅへ返油される。逆に、下側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すとともに、上側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流さなかった場合は、下部側の空洞１０ｃに圧油が流入してピストン３４が上方へ摺動移動することとなる。このように、自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すことにより、ピストン３４を上下方向に摺動移動させることができるのである。
【００３２】また、上部側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流し、スプール１２のバイパス１２ｄを介してポンプポート１０ｄと空洞１０ｃとが連通している状態において、電流を遮断すると、ソレノイド３４で構成された電磁石の吸引力がなくなり、前記バネ６８の付勢力によりスプール１２が自動斜板角度制御バルブ６１に押し戻されて、上部側の空洞１０ｃはタンクポート１０ｅと連通する。これにより、上下部の空洞１０ｃがともにタンクポート１０ｅと連通することとなって、ピストン３４をバネ３６・３６の付勢力が互いに釣り合う位置、すなわち中立位置にまで戻すことができる。尚、逆に下部側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流している状態の場合においても同様である。さらに、上下の自動斜板角度制御バルブ６１に共に電流を流さなかった場合には、上部側の空洞１０ｃと下部側の空洞１０ｃとの両方がタンクポート１０ｅと連通するため、ピストン３４にはポンプポート１０ｄからのチャージ圧がかからず、該ピストン３４は中立位置で停止することとなる。
【００３３】このように、上下の自動斜板角度制御バルブ６１の作動を、電流のＯＮ・ＯＦＦにより制御することにより、ピストン３４を上下に摺動移動することができ、該ピストン３４の位置を制御することができるのである。そして、ピストン３４を摺動移動させることにより、該ピストン３４に嵌合するピン４１が、ケーシング１０の長孔１０ｇに沿って摺動され、さらに、該ピン４１が、図４における前記スプール７２を移動操作して、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃの斜板角を制御することができるのである。
【００３４】尚、自動斜板角度制御バルブ６１は、ソレノイド６４に流れる電流量に比例して可動鉄心６６に推力が働き、スプール１２を押すのである。こうして該スプール１２が押されると、ポンプポート１０ｄと空洞１０ｃが連通して該空洞１０ｃへ高圧油が流れ込むのである。該スプール１２に働く力は、脚先１２ｃの表面積と空洞１０ｃ内の圧力の積となり、また、スプール１２にはバネ６８からの付勢力が働き、これらのスプール１２に働く力が可動鉄心６６に働く推力と釣り合うまで、該空洞１０ｃ内の圧力は加圧される。この空洞１０ｃ内の圧力とピストン３４の端面の表面積の積が、バネ３６による付勢力と釣り合うまで、ピストン３４は摺動移動するのである。すなわち、ソレノイド６４に流れる電流値とピストン３４の移動量は線形的に比例し、これにより、油圧サーボ機構６のスプール７２を駆動し、可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角の回転制御を行なうのである。このような構成の前記自動斜板角制御バルブ６１は、センサ等の検出手段により検出したエンジンの負荷や足回りの負荷等を電磁比例弁制御用コントローラにフィードバックすることにより、可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角を最適な状態にコントロールするために、可動鉄心６６の伸縮タイミングを電気的に制御している。
【００３５】また、本ＨＳＴ１０においては、上述の如く、左右両側の自動斜板角度制御バルブ６１・６１に電流がＯＦＦの状態において、ピン４１がケーシング１０の左右中央位置でバネ受け３５・３５により保持されている状態で、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃが中立位置に位置するように調節されている。すなわち、ピストン３４、バネ３６・３６、及びバネ受け３５・３５等によりＨＳＴ１０の油圧ポンプ２１及び油圧モータ２２の中立位置を保持する中立位置保持機構１１を構成しており、該中立位置保持機構１１により、ピン４１及び油圧サーボ機構６を通じて、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃを中立位置に保持するようにしている。
【００３６】このように、中立位置保持機構１１を、油圧サーボ機構６のスプール７２を駆動するスプール駆動部としてのピン４１と同一径の固定穴３４ａをピストン３４に形成して、該固定穴３４ａにピン４１を嵌装し、ピン４１が嵌装されたピストン３４を、バネ３６・３６によりバネ受け３５・３５を介して両側から挟み込んで中立位置を保持する構成としたので、該中立位置保持機構１１を簡単な構成とするとともに小型化することができ、中立位置の調整も容易に行うことが可能となる。また、ピン４１が嵌入するピストン３４を、バネ３６・３６により付勢されるバネ受け３５・３５にて挟みこんで中立位置を保持するように構成しているため、バネ３６・３６の付勢力を止め輪等の付加部材により受けることが必要でなくなり、止め輪が外れる等の心配がなくなって耐久性を向上させることができる。さらに、中立位置保持の精度を向上させることが可能となる。
【００３７】次に自動斜板角度制御バルブ６１を、油圧サーボ機構６へ一体的に付設される中立位置保持機構１１へ一体的に取り付けた構成の別実施例（実施例２）を説明する。図９及び図１０に示すように、中立位置保持機構１１’のケーシング１０の構成においては、ピストン３４をケーシング１０の空洞１０ｃ内に摺動自在に配設し、該ピストン３４内にキャップ３９によって支持されるアジャストボルト３８を挿入している。該アジャストボルト３８はネジ部材に構成され、該アジャストボルト３８の途中部には固定ナット４３が螺装されている。また、アジャストボルト３８における固定ナット４３の外側からはロックナット３３が締結され、固定ナット４３の位置を固定されている。ピストン３４内におけるキャップ３９側端部には止輪３７を嵌装しており、該止輪３７の内側にバネ受け３５を摺動自在に設けるとともに、ピストン３４内の段差部３４ｂ側にバネ受け３５を摺動自在に設けている。また、ピストン３４の軸心方向略中央部の外周に形成される固定穴３４ａにゼンキピン４１が嵌装されている。
【００３８】そして、止輪３７側のバネ受け３５と段差部３４ｂ側のバネ受け３５との間にバネ３６を圧縮状態で介装して、該バネ受け３５・３５を外側方向へ付勢している。この状態においては、キャップ３９側のバネ受け３５は、止輪３７及び固定ナット４３に係止し、段差部３４ｂ側のバネ受け３５は、該段差部３４ｂ及びアジャストボルト３８の頭部３８ａに係止しており、これによってピストン３４が位置固定されている。このように、バネ３６の付勢力によりピストン３４が位置固定されている状態にて、ピン４１及び油圧サーボ機構６を通じて該ピストン３４と連結される、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃが中立位置となるように調整されている。
【００３９】また、可動斜板２１ｃ・２２ｃの回転角度の制御は、手動による操作レバー２０の回動操作とケーシング後面両側方に固設した自動斜板角度制御バルブ６１・６１の電子制御により行うことができる。操作レバー２０を手動により操作してピン４１を回動させ、可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角を制御する動作原理は、前記実施例１と同様でありここでは省略し、次に、電子制御によるピストン３４の動作原理を説明する。図９における右側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すと、ソレノイド６４に流れる電流量に比例して可動鉄心６６に推力が働き、スプール１２が空洞１０ｃ側へ移動して、前述の場合と同様に、キャップ３９とピストン３４の右端部との間に形成される空洞１０ｃが、ポンプポート１０ｄと連通し、該空洞１０ｃ内に高圧油が流入する。該スプール１２に働く力は、脚先１２ｃの表面積と空洞１０ｃ内の圧力の積となり、また、スプール１２にはバネ６８からの付勢力が働き、これらのスプール１２に働く力が可動鉄心６６に働く推力と釣り合うまで、該空洞１０ｃ内の圧力は加圧される。こうして、該圧力とピストン３４の端面の表面積の積が、バネ３６による付勢力と釣り合うまで、ピストン３４は摺動移動するのである。また、この場合、左側の自動斜板角度制御バルブ６１には電流は流しておらず、ピストン３４の左端部に形成される空洞１０ｃは、タンクポート１０ｅと連通して、該空洞１０ｃ内の油はタンクポート１０ｅ側へ返油可能となっている。こうして、右側の空洞１０ｃに圧油が流入すると、ピストン３４が左方に押されて、バネ３６の付勢力に抗しながら摺動移動するとともに、左側の空洞１０ｃ内の油がタンクポート１０ｅへ返油される。この場合、左側のバネ受け３５（段差部３４ｂ側）はアジャストボルト３８の頭部３８ａに係止してそのままの位置で停止しており、右側（キャップ３９側）のバネ受け３５は止輪３７に係止してピストン３４とともにバネ３６を圧縮しながら左方へ移動する。
【００４０】逆に、左側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すとともに、右側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流さなかった場合は、左側の空洞１０ｃに圧油が流入してピストン３４が右方へ摺動移動することとなる。この場合、右側のバネ受け３５は固定ナット４３に係止してそのままの位置で停止しており、左側のバネ受け３５はピストン３４の段差部３４ｂに係止して該ピストン３４とともにバネ３６を圧縮しながら右方へ移動する。このように、自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流すことにより、ソレノイド６４に流れる電流値とピストン３４の移動量は線形的に比例し、ピストン３４を左右方向に摺動移動させて、油圧サーボ機構６のスプール７２を駆動し、可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角の回転制御を行なうのである。
【００４１】また、図７乃至図９において、図９における右側の自動斜板角度制御バルブ６１のみに電流を流し、スプール１２のバイパス１２ｄを介してポンプポート１０ｄとピストン３４の右側の空洞１０ｃとが連通している状態において、電流を遮断すると、ソレノイド３４で構成された電磁石の吸引力がなくなり、前記バネ６８の付勢力によりスプール１２が自動斜板角度制御バルブ６１に押し戻されて、ピストン３４より右側の空洞１０ｃはタンクポート１０ｅと連通する。これにより、左右部の空洞１０ｃがともにタンクポート１０ｅと連通してピストン３４には圧油からの力がかからなくなるため、該ピストン３４が、バネ３６の付勢力により位置固定されると中立位置にまで戻すことができる。尚、逆に左側の自動斜板角度制御バルブ６１に電流を流している状態の場合においても同様である。
【００４２】このように、左右の自動斜板角度制御バルブ６１の作動を、電流値を制御することにより、ピストン３４を左右に摺動移動することができ、該ピストン３４の位置を制御することができるのである。そして、ピストン３４を摺動移動させることにより、該ピストン３４に嵌合するピン４１が、ケーシング１０の長孔１０ｇに沿って摺動され、さらに、該ピン４１が、前記スプール７２を移動操作して、油圧ポンプ２１の可動斜板２１ｃ及び油圧モータ２２の可動斜板２２ｃの斜板角を制御することができるのである。このように構成した実施例２は、実施例１に比べて部材点数を削減でき、中立位置保持機構１１のコストの削減を図ることができる。
【００４３】次に自動斜板角度制御バルブ６１についての更に別実施例（実施例３）を説明する。図１１に示すように、実施例３は、実施例１におけるピストン３４の一側に配置されるバネ３６、及びバネ受け３５・３５を取り外すとともに、該ピストン３４の他側に配置される自動斜板角度制御バルブ６１を取り外した構成としている。すなわち、中立位置保持機構１１”のケーシング１０の構成において、空洞１０ｃ内におけるピストン３４の両外側にはアジャストボルト３８・３８が挿嵌されている。該アジャストボルト３８・３８の外側端部はキャップ３９・３９に螺装され、該キャップ３９・３９の内側端部は、ピンストン３４内に嵌入している。そして、アジャストボルト３８・３８はキャップ３９・３９に対して回転させることで、長手方向へ移動可能に構成されており、通常は固定ボルト４２・４２により位置固定されている。
【００４４】ピストン３４の略中央部には、ピン４１の他端部４１ｂの径と略同一径の固定穴３４ａが形成され、該他端部４１ｂは固定穴３４ａと位置を合わせてケーシング１０の空洞１０ｃ内へ挿入されている。また、ケーシング１０の空洞１０ｃ内においては、ピストン３４の他側に、バネ受け３５がピストン３４の軸心方向へ摺動自在に設けられている。該バネ受け３５は、キャップ３９とバネ受け３５との間に圧縮状態で介装されるバネ３６により固定穴３４ａ側へ付勢されており、ピストン３４の他側に配置されるアジャストボルト３８の頭部３８ａ及びピストン３４の段差部３４ｂに係止している。また、ピストン３４の一側は、該ピストン３４の一側に配置されるアジャストボルト３８の頭部３８ａに当接して、該ピストン３４がそれ以上一側へ移動することを規制している。そして、ピストン３４が該頭部３８ａ当接した位置で保持されている状態において、可動斜板２１ｃ・２２ｃの斜板角が最大角となるようにアジャストボルト３８・３８を調節して位置決めをしている。
【００４５】このような構成において、ピストン３４の摺動を電子制御する場合、１つの自動斜板角度制御バルブ６１に流す電流値で行い、すなわち、電流値を大きくすると、前述の場合と同様に、電磁石の働きによりスプール１２を空洞１０ｃ側へ押し、ポンプポート１０ｄから空洞１０ｃへと油を供給してピストン３４を他側に摺動させる。この場合、例えば本機構を油圧モータ２２に適用した場合、可動斜板２２ｃの斜板角はピストン３４が摺動するに従って減少し、やがて中立位置となる。さらにピストン３４が摺動すると、出力軸２２ａの回転が逆転する方向に斜板角が増加していく。また、電流値を小さくすれば、電磁石の吸引力が小さくなり、スプール１２は図８に示すバネ６８の付勢力により自動斜板角度制御バルブ６１側へ押し戻されて、空洞１０ｃとタンクポート１０ｅとが連通し減圧する。すると、ピストン３４は、バネ３６の付勢力により、空洞１０ｃ内の圧油をタンクポート１０ｅへ返油しながら一側へ摺動移動する。そして、該ピストン３４の一側がアジャストボルト３８の頭部３８ａに当接した位置で停止する。
【００４６】また、実施例１と同様に手動により操作レバーを回動して可動斜板２１ｃ・２２ｃの回転角度の調節を行なうこともできる。このように構成することにより、実施例１及び実施例２に比べて、更に部品点数を削減でき、中立位置保持機構１１のコストの削減を図ることができる。
【００４７】最後に中立位置保持機構１１を構成するピストン３４の別実施例を説明する。中立位置保持機構１１においては、両側のバネ３６・３６により付勢されて中立位置に保持されるピストン３４を、手動または、電子制御により左右方向に摺動させてピン４１を移動させ、該ピン４１に連結されるスプール７２を上下方向に摺動させて斜板角２１ｃ・２２ｃを回動させるのであるが、本実施例においては、ピストン３４及びピン４１を、図１２及び図１３に示すように一体的に形成することもできる。このように構成することにより、図６に示すようにピストン３４の固定穴３４ａとピン４１との間で嵌合する部分で生ずる摺動方向のずれや軸廻りの回転によるずれを解消でき動力の伝達効率が高まる。また、一体型としたピン付きピストン３４’とすることで、剛体としての強度も高まる。
【００４８】また、空洞１０ｃ内に摺動自在に挿嵌されるピストン３４は、長手方向に摺動するとともに軸心回りに回転可能である。従って、図６に示すように、ピストン３４に嵌入するピン４１をケーシング１０の長孔１０ｇによりガイドして、該ピストン３４の回転を防止している。また、図１４に示すように、ピストン３４”の外周面に突起部３４”ｂを突設し、該突起部３４”ｂの摺動を案内する案内溝１０ｈをケーシング１０内の空洞１０ｃ内面に掘削して、該ピストン３４の回転を防止することもできる。
【００４９】あるいは、ピストン３４の側面に案内溝を掘削し、前記空洞内面に突起部を突設する構造としてもよく、凸部と凹部が嵌合して摺動し回転を防止する構造であれば、その形状等特に限定するものではない。このように構成することにより、前記突起部３４”ｂが案内溝１０ｈに沿って摺動するのでピストン３４”の軸廻りの回転を防止でき、ピストン３４”は軸方向の運動にのみに制限される。このようにピストン３４の軸廻りの回転を防止することにより、ピストン３４”はピン４１にモーメントを加えないため、ピン４１における外周部分の他の部材と接する部分での摩擦を軽減することができ、ピン４１を滑らかに摺動させることができる。
【００５０】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。すなわち、請求項１記載の如く、電磁比例弁により油圧サーボ機構の操作部材を位置制御する機構ユニットを油圧サーボ機構に接合して構成したことにより、油圧サーボ機構をコンパクトにまとめあげることができ、また、該電磁弁には、市販のものを使用しているので、コスト削減にも繋がる。
【００５１】また、請求項２記載の如く、前記油圧式無段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、弾性体でピストンを両側から付勢して斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピストンの両側にそれぞれ電磁比例弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの両側に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成したことにより、手動操作に比べてより精度の高い制御を実現し、また電子制御機能を備えた装置全体としてコンパクトにまとめあげることができる。
【００５２】また、請求項３記載の如く、前記斜板角制御を、油圧ポンプの斜板角制御と油圧モータの斜板角制御との両方に適用したことにより、油圧式無段変速装置の変速範囲を広く確保しつつ、高精度に制御することが可能となる。
【００５３】また、請求項４記載の如く、前記油圧式無段変速装置において、斜板角の中立位置保持機構を、付勢部材によりピストンの一端部を、位置固定された他端部側へ付勢して、斜板角の中立位置を保持する構成とし、該ピストンの他端部側にのみ電磁弁を設けて、該電磁比例弁によって該ピストンの他端部側に構成された油路内の油圧を調節することにより、該ピストンを摺動させて斜板角制御を行うように構成したことにより、さらに部品点数を減らすことができ、より安価に装置を製作でき、また、装置全体の大きさもコンパクトにまとめあげることができる。
【００５４】また、請求項５記載の如く、前記油圧式無段変速装置において、油圧サーボ機構の手動操作を行う操作レバーを設け、電磁比例弁による斜板角制御に加えて、該操作レバーの手動操作により斜板角制御を行うことを可能としたことにより、何らかのトラブルで手動操作機構あるいは、電子制御機能が故障したとしても、他のもう一方の操作で対処することができる。
【００５５】また、請求項６記載の如く、前記油圧式無段変速装置において、前記ピストンと油圧サーボ機構のスプールとを連結するピン部材を、該ピストンと一体的に構成したことにより、ピストンとピンとの間の嵌合する部分で生ずる摺動方向のずれや軸廻りの回転によるずれを解消でき動力の伝達効率が高まる。また、ピンとピストンを一体型とすることで、剛体としての強度も高まる。
【００５６】また、請求項７記載の如く、前記油圧式無段変速装置において、前記ピストンが円周方向に回転することを防止する回り止め部材を設けたことにより、ピストンの軸廻りの回転を防止し、該ピストンの運動を軸方向の摺動移動に規制し、また、該ピストンからピンにモーメントを加えないため、ピンにおける外周部分の他の部材と接する部分での摩擦を軽減することができ、ピンを滑らかに摺動させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７８１
【氏名又は名称】ヤンマーディーゼル株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１４日（１９９９．１０．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８０９６（Ｐ２００１−１０８０９６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９１８６２ |
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