| 【発明の名称】 |
無段変速トランスミッション及び無段変速トランスミッションを備えた車輌の伝動構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】根本 秀介
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| 【要約】 |
【課題】ハウジングが車体フレームの少なくとも一部を構成するＨＳＴにおいて、油圧ポンプ及び油圧モータの大型化に伴う車体フレームの大型化を極力抑えることができるＨＳＴ、並びに該ＨＳＴを備えた車輌の伝動構造を提供する。
【解決手段】油圧ポンプ及び油圧モータは、それぞれ、別体とされた油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板を介して、車体長手方向に沿ってハウジング内に配設されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流体的に相互連結された油圧ポンプ及び油圧モータと、該油圧ポンプ及び油圧モータを収容するハウジングとを備え、該ハウジングが車体フレームの少なくとも一部を形成する無段変速トランスミッションであって、前記油圧ポンプ及び油圧モータは、それぞれ、別体とされた油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板を介して、車体長手方向に沿って配設されていることを特徴とする無段変速トランスミッション。
【請求項２】 前記油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板は、前記ハウジングに囲繞されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速トランスミッション。
【請求項３】 動力伝達経路の前段側から後段側に向かって、順に、油圧ポンプ及び油圧モータが配設され、前記ハウジングには、周壁の内周面から径方向内方へ延在し、前記油圧ポンプ用基板が取り付けられるフランジ部が設けられ、該フランジ部は、少なくとも前記ハウジングの下方部分の周方向全域に亘って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速トランスミッション。
【請求項４】 前記油圧ポンプ及び油圧モータ間の油圧回路に作動油を補給するチャージポンプを備え、前記ハウジング内のうち前記油圧ポンプ用基板と油圧モータ用基板とに挟まれる空間に、前記油圧ポンプ、油圧モータ及びチャージポンプの少なくとも一つが配設されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の無段変速トランスミッション。
【請求項５】 車体長手方向に沿って延び且つ一端部が駆動源に作動的に連結されたポンプ軸を有する油圧ポンプと、モータ軸を有し、前記ポンプ軸に入力される駆動力を油圧ポンプとの共働下に無段変速してモータ軸から出力する油圧モータと、前記油圧ポンプ及び油圧モータを収容すると共に、少なくとも一部が車体フレームを構成するようにされたハウジングと、前記油圧ポンプ及び油圧モータをそれぞれ支持する油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板とを備え、前記油圧ポンプ及び油圧モータは、それぞれ、油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板を介して車体長手方向一方側から他方側に向かって配設された無段変速トランスミッションと、駆動源からの動力を車体外部に取り出す為のＰＴＯ軸と、前記ポンプ軸より車体長手方向他方側において該ポンプ軸と同軸上に配設され、前記ポンプ軸とＰＴＯ軸との間において動力を伝達するＰＴＯ伝動軸とを備え、さらに、前記ハウジング内の前記油圧ポンプ用基板と油圧モータ用基板とに挟まれる空間内には、前記ポンプ軸の動力を前記ＰＴＯ伝動軸に伝達／遮断するクラッチ装置が備えられていることを特徴とする車輌の伝動構造。
【請求項６】 前記モータ軸より車体長手方向他方側であって且つ該モータ軸と同軸上に配された出力軸と、該出力軸に平行に配設されると共に、前記モータ軸に作動的に連結されたカウンター軸と、前記カウンター軸から前記出力軸へ動力を伝達する動力伝達機構とを備え、前記カウンター軸は、前記ＰＴＯ伝動軸に相対回転自在に外挿された筒軸であることを特徴とする請求項５に記載の車輌の伝動構造。
【請求項７】 前記動力伝達機構は、変速比の異なる複数の歯車伝達機構を有し、該複数の歯車伝達機構の一が選択的に係合するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の車輌の伝動構造。
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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、ハウジングが車体フレームの少なくとも一部を構成するようにされた無段変速トランスミッション（以下、ＨＳＴという）及び該ＨＳＴを備えた車輌の伝動構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＳＴのハウジングを車体フレームの一部として兼用することにより、車輌の構造簡略化及びコストの低廉化等を図ることは、例えば、特開平11-91379号公報に示されているように公知である。
【０００３】しかしながら、前記公開公報に記載されているＨＳＴは、一つの基板（油圧ブロック）に、油圧ポンプ及び油圧モータを車体幅方向に並列してなる構成である為、以下に示す不都合があった。
【０００４】即ち、前記構成によると、高馬力仕様時等に対応すべく油圧ポンプ及び油圧モータの容量を大きくする必要がある場合、大型の油圧ポンプ及び油圧モータが車体幅方向に並列し得る大きさの基板が必要となり、さらに、これらを収容するハウジングも大きくせざるを得ず、車体自体が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】また、油圧ポンプ及び油圧モータをハウジングに組み込む場合、油圧ポンプ及び油圧モータを基板に支持させた状態でハウジングに組み込むから、該油圧ポンプ及び油圧モータが一つの基板に支持させられていると、その重さにより、作業効率が悪化するという問題もあった。斯かる点は、メンテナンス時等において、油圧ポンプ及び油圧モータをハウジングから取り外す場合にも、同様に生じる。
【０００６】さらには、車体長手方向の一個所に、油圧ポンプ及び油圧モータが配設されることによって、車体の重量バランスが悪化する恐れもあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、ハウジングが車体フレームの少なくとも一部を構成するＨＳＴにおいて、油圧ポンプ及び油圧モータの大型化に伴う車体フレームの大型化を極力抑えることができるＨＳＴ、並びに該ＨＳＴを備えた車輌の伝動構造を提供することを、主な目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を達成する為に、流体的に相互連結された油圧ポンプ及び油圧モータと、該油圧ポンプ及び油圧モータを収容するハウジングとを備え、該ハウジングが車体フレームの少なくとも一部を形成する無段変速トランスミッションであって、前記油圧ポンプ及び油圧モータは、それぞれ、別体とされた油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板を介して、車体長手方向に沿って配設された無段変速トランスミッションを提供するものである。
【０００９】前記油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板は、前記ハウジングに囲繞されているものとすることができる。
【００１０】好ましくは、動力伝達経路の前段側から後段側に向かって、順に、油圧ポンプ及び油圧モータが配設され、前記ハウジングには、周壁の内周面から径方向内方へ延在し、前記油圧ポンプ用基板が取り付けられるフランジ部が設けられ、該フランジ部は、少なくとも前記ハウジングの下方部分の周方向全域に亘って形成されるものとすることができる。
【００１１】また、好ましくは、前記油圧ポンプ及び油圧モータ間の油圧回路に作動油を補給するチャージポンプを備え、前記ハウジング内のうち前記油圧ポンプ用基板と油圧モータ用基板とに挟まれる空間に、前記油圧ポンプ、油圧モータ及びチャージポンプの少なくとも一つが配設されているものとすることができる。
【００１２】さらに、本発明は、前記課題を達成する為に、車体長手方向に沿って延び且つ一端部が駆動源に作動的に連結されたポンプ軸を有する油圧ポンプと、モータ軸を有し、前記ポンプ軸に入力される駆動力を油圧ポンプとの共働下に無段変速してモータ軸から出力する油圧モータと、前記油圧ポンプ及び油圧モータを収容すると共に、少なくとも一部が車体フレームを構成するようにされたハウジングと、前記油圧ポンプ及び油圧モータをそれぞれ支持する油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板とを備え、前記油圧ポンプ及び油圧モータが、それぞれ、油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板を介して車体長手方向一方側から他方側に向かって配設された無段変速トランスミッションと、駆動源からの動力を車体外部に取り出す為のＰＴＯ軸と、前記ポンプ軸より車体長手方向他方側において該ポンプ軸と同軸上に配設され、前記ポンプ軸とＰＴＯ軸との間において動力を伝達するＰＴＯ伝動軸とを備え、さらに、前記ハウジング内の前記油圧ポンプ用基板と油圧モータ用基板とに挟まれる空間内には、前記ポンプ軸の動力を前記ＰＴＯ伝動軸に伝達／遮断するクラッチ装置が備えられた車輌の伝動構造を提供する。
【００１３】好ましくは、前記モータ軸より車体長手方向他方側であって且つ該モータ軸と同軸上に配された出力軸と、該出力軸に平行に配設されると共に、前記モータ軸に作動的に連結されたカウンター軸と、前記カウンター軸から前記出力軸へ動力を伝達する動力伝達機構とを備え、前記カウンター軸を、前記ＰＴＯ伝動軸に相対回転自在に外挿された筒軸とすることができる。
【００１４】また、好ましくは、前記動力伝達機構は、変速比の異なる複数の歯車伝達機構を有するものとし、該複数の歯車伝達機構の一が選択的に係合されるように構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るＨＳＴの好ましい実施の形態につき、添付図面を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態に係るＨＳＴ１を備えた車輌の伝動経路の一部を模式的に表した図である。また、図２は前記ＨＳＴ１付近の縦断面図であるり、図３は図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１６】まず、前記車輌の伝動経路の概略について説明する。該車輌においては、車体長手方向一方側から他方側に向かって順に、駆動源（図示せず）、ＨＳＴ１及び多段変速装置５０が配設されている。本実施の形態においては、前記各部材が車体前方から後方に向かって配設されている。
【００１７】駆動源からの駆動力は前記ＨＳＴ１に入力されると共に、一部はＰＴＯ軸７０から取り出し得るようになっている。前記ＨＳＴ１に入力された駆動力は無段変速され、多段変速装置５０を介して、後車軸に連結されたデファレンシャルギア装置９０及び前輪駆動力取出軸８０に伝達される。
【００１８】前記ＨＳＴ１は、図１〜図３に示すように、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０と、該油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０をそれぞれ支持する油圧ポンプ用基板１５及び油圧モータ用基板２５と、これらを収容すると共に、少なくとも車体フレームの一部を構成するハウジング３０とを備えている。
【００１９】前記油圧ポンプは、前記油圧ポンプ用基板１５に支持される油圧ポンプ本体１１と、車体長手方向一方側（本実施の形態においては、前方側）に延び、先端部が駆動源に作動的に連結されるポンプ軸１２とを有している。
【００２０】前記油圧モータ２０は、前記油圧ポンプ用基板１５とは別体とされた油圧モータ用基板２５に支持される油圧モータ本体２１と、車体長手方向他方側（本実施の形態においては、後方側）に延びるモータ軸２２とを有している。
【００２１】本実施の形態に係るＨＳＴ１においては、前記油圧ポンプ１０が、可動斜板１３を有する可変容積型とされており、前記可動斜板１３を操作することによってポンプ軸１２に入力される駆動力を無段変速してモータ軸２２から出力し得るようになっている。
【００２２】前記油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０は、前記油圧ポンプ用基板１５及び油圧モータ用基板２５を介して、車輌長手方向に沿ってハウジング３０内に収容されている。本実施の形態においては、車体前方に配設された駆動源に作動的に連結されるポンプ軸１２を有する油圧ポンプ１０が車体長手方向前方に配設され、油圧モータ２０は前記油圧ポンプ１０の車体長手方向後方に配設されている。
【００２３】前記ハウジング３０は、車体前方に位置する第１ハウジング３１と、該第１ハウジング３１の後方において該第１ハウジング３１に液密に連結される第２ハウジング３２とを有している。
【００２４】このように、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０を車体長手方向に沿って配設することにより、これらを収容するハウジング３０の大型化を抑え、車体自体のコンパクト化を図ることができる。
【００２５】即ち、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０が一つの基板に支持されてなる従来の構造においては、車体長手方向の一個所において油圧ポンプ及び油圧モータが車体幅方向に沿って並設されることになる。斯かる場合、これらを収容するハウジングを、油圧ポンプ及び油圧モータが並設し得る内径としなければならない。特に、高馬力仕様時等において、ＨＳＴの容量を大きくする必要がある場合、車体幅方向に沿って大型の油圧ポンプ及び油圧モータが並設されることになり、これらを収容するハウジングも大きくせざるを得ない。該ハウジングは車体フレームの少なくとも一部を構成する部材であるから、ハウジングの大型化は車体自体の大型化を招くことになる。特に、ハウジングの上方には運転席が設けられるから、ハウジングの大型化によって運転席が上方に設置されることになり、車体重心の上方移動による走行性の悪化や乗り降りの際の困難性を招くことになる。
【００２６】また、油圧ポンプ及び油圧モータをハウジングに組み込む際には、基板に油圧ポンプ及び油圧モータを連結させた状態でハウジングに取り付けるので、一つの基板に油圧ポンプ及び油圧モータが取り付けられていると、高重量の為に組立作業やメンテナンス時等の取り外し作業が困難となる。この点は、油圧ポンプ及び油圧モータが大型の場合に顕著になる。
【００２７】これに対し、本実施の形態においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０が車体長手方向の一個所において並設されるのではなく、両者が車体長手方向に沿って配設されるので、従来の構造に比してハウジング３０の小型化を図ることが可能となる。即ち、本実施の形態においては、車体長手方向に沿って視た時に、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０の少なくとも一部がオーバーラップするように両者を配置できるので、同じ容量の油圧ポンプ及び油圧モータを収容する場合、油圧ポンプ及び油圧モータが並設される従来の構造に比して、ハウジング３０の小型化を図ることができる。
【００２８】また、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０は、それぞれ、別体とされた基板１５，２５を介して、ハウジング３０内に配設されているので、両者が一つの基板に支持されてなる従来のＨＳＴに比して、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０の取り付け又は取り外し時における作業効率を向上させることができる。
【００２９】さらに、本実施の形態においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０が車体長手方向の一個所に集中することがないので、車体の重量バランスを向上させることもできる。
【００３０】図４及び図５に、それぞれ、図２におけるＢ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線断面図を示す。図２及び図４に示すように、第１ハウジング３１には、長手方向略中央部分に、周壁の内周面から径方向内方へ延在するフランジ部３３が形成されており、該フランジ部３３に油圧ポンプ用基板１５が取り付けられている。そして、該油圧ポンプ用基板１５の前方面側に油圧ポンプ１０が取り付けられている。
【００３１】前記フランジ部３３は、少なくとも第１ハウジング３１の下方部分の周方向全域に亘って形成されており、これにより、以下の効果を得ている。
【００３２】即ち、ハウジング３０をＨＳＴ等に用いられる作動油用の油タンクとして兼用する場合、該作動油がハウジング外に漏れ出すことを防止する必要がある。従って、ハウジングの全域を油タンクとして用いる場合には、ハウジング３０の接合面を液密に連結する必要がある。
【００３３】しかしながら、ハウジング３０の前方には、通常、駆動源が連結され、接合面３０ａ（図２参照）は該駆動源の振動を直接受けることになる。従って、接合面３０ａを液密に連結する為には、該接合面３０ａに高精度のシールを施す必要があり、これによって、コスト高を招くことになる。さらに、本実施の形態におけるように、ハウジング３０の前方にフライホイール１１０が臨むような場合（図２参照）、ハウジングの全体に亘って作動油を貯留するように構成すると、前記フライホイール１１０の一部が貯留された作動油内に浸り、油の撹拌抵抗による駆動源の作動効率が悪化するという問題も生じる。
【００３４】これに対し、本実施の形態においては、前述のように、フランジ部３３を第１ハウジング３１の少なくとも下方部分の周方向全域に亘って形成し、該フランジ部３３の後方において作動油を貯留し得るように構成している。従って、前記接合面３０ａに高精度のシールを施す必要もなく、さらに、駆動源の作動効率を悪化させる恐れもなく、ハウジングを油タンクとして使用することができる。
【００３５】一方、油圧モータ用基板２５は、図２に示すように、第２ハウジング３２の前端面３２ａに連結されている。即ち、本実施の形態においては、第２ハウジング３２の前端面を幅広とし、該前端面のうち第１ハウジングの後端面より径方向内方へ延在した部分３２ａに油圧モータ用基板２５を取り付けている。油圧モータ２０は該油圧モータ用基板２５の後方面側に取り付けられている。
【００３６】前記油圧ポンプ用基板１５及び油圧モータ用基板２５は、ハウジング３０に囲繞されて、外部に露出しないようにされており、これにより、車体フレームに作用する負荷が該基板１５，２５に影響を及ぼすことを防止している。
【００３７】即ち、基板１５，２５がハウジングの外部に露出し、車体フレームの一部を構成する場合には、前記基板に曲げ応力が掛かり、該基板に形成される油路やハウジング接合個所から作動油が漏れ出す恐れがあるが、本実施の形態においては斯かる恐れを防止できる。さらに、万一、基板から作動油が漏れだしたとしても、該基板はハウジングに囲繞されているので、漏れだした油が外部に流出することを有効に防止できる。
【００３８】ところで、本実施の形態においては、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とは、以下のようにして、流体的に相互連結されている。即ち、また、第１ハウジング３１内で互いに対面する、油圧ポンプ用基板１５の後方面には油圧ポンプ１０の吸入部および吐出部に通じる一対のポート２０８ａを（図４参照）、また、油圧モータ用基板２５の前方面には油圧モータ２０の吸入部および吐出部に通じる一対のポート２０８ｂを（図５参照）、それぞれ開口してあり、これら両ポート２０８ａ、２０８ｂをそれぞれ、第１ハウジング３１内で車体長手方向に沿わせた一対の連結パイプ２０２にて相互連結することにより、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０との間で作動油が循環するように構成してある（図２及び図３参照）。この連結パイプ２０２はハウジング内に配置されているので、万が一、連結部から作動油が漏れ出したとしても外部へ流出することはない。
【００３９】なお、組立の際には、該連結パイプ２０２の一端を先にポート２０８ａ、２０８ｂの一方に差し込んでおき、第１ハウジング３１と第２ハウジング３２とを接合する時に、該第１ハウジング３１の壁面に開口した覗き窓（図示せず）から他端がポート２０８ａ、２０８ｂの他方に差し込まれたことを確認し、その後に、連結パイプの抜け止め具２０２ａを前記覗き窓を通じて、油圧ポンプ用基板１５の後方面および油圧モータ用基板２５の前方面に取り付ける。
【００４０】前記ポンプ軸１２は、前端部が駆動源に作動的に連結され、且つ、後端部が前記油圧ポンプ用基板１５を貫通して後方に延びている。前記ポンプ軸１２の後方延在部は、該ポンプ軸１２と同軸上に配されたＰＴＯ用伝動軸７１に軸線回り相対回転不能に連結されている。さらに、前記ポンプ軸１２の後方延在部上には、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０間の油圧回路に圧油を供給するチャージポンプ１８が配設されている。
【００４１】本実施の形態においては、前記ＰＴＯ伝動軸７１は、前記ポンプ軸１２の後方延在部に軸線回り相対回転不能に連結される第１中間軸７１ａと、該第１中間軸７１ａと同軸上に配され、前記油圧モータ用基板２５を貫通して後方に延び且つＰＴＯ軸７０に作動的に連結された第２中間軸７１ｂとを有している。図２に示すように、該第２中間軸７１ｂのうち前記油圧モータ用基板２５より前方に位置する部分には、クラッチ／ブレーキ切換装置７２が支持されている。
【００４２】該クラッチ／ブレーキ装置７２は、ポンプ軸１２からＰＴＯ軸７０への動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするものである。本実施の形態においては、該クラッチ／ブレーキ切換装置７２を介して、第１中間軸７１ａと第２中間軸７１ｂとを連結している。即ち、前記クラッチ／ブレーキ切換装置７２によって第１中間軸７１ａから第２中間軸７１ｂへの動力伝達をＯＮ／ＯＦＦし、これによって、ポンプ軸１２からＰＴＯ軸７０への動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするように構成している。
【００４３】図６に、図２におけるＤ部拡大図を示す。図６に示すように、該クラッチ／ブレーキ切換装置７２は、ＰＴＯクラッチ部７３と、ＰＴＯブレーキ部７４とを有している。ＰＴＯクラッチ部７３は、図２に良く示されるように、前記第１中間軸７１ａに相対回転不能に連結される駆動側部材７３ａと、該駆動側部材７３ａに相対回転不能且つ軸方向摺動自在に支持された駆動側摩擦板７３ｂと、前記第２中間軸７１ｂに相対回転不能に支持される従動側部材７３ｃと、該従動側部材７３ｃに相対回転不能且つ軸方向摺動自在に支持された従動側摩擦板７３ｄと、圧油の作用によって前記駆動側摩擦板７３ｂ及び従動側摩擦板７３ｄを摩擦接触させるクラッチ側押動部材７３ｅと、該押動部材７３ｅを駆動側摩擦板７３ｂ及び従動側摩擦板７３ｄから離間する方向に付勢するクラッチ側付勢部材７３ｆとを有している。
【００４４】一方、ＰＴＯブレーキ部７４は、前記油圧モータ用基板２５に回転不能に連結された固定部材７４ａと、該固定部材７４ａに回転不能且つ軸方向摺動自在に支持された固定側摩擦板７４ｂと、前記第２中間軸７１ｂに相対回転不能に支持された回転部材７４ｃと、該回転部材７４ｃに相対回転不能且つ軸方向摺動自在に支持された回転側摩擦板７４ｄと、軸方向摺動自在とされたブレーキ側押動部材７４ｅと、該ブレーキ側押動部材７４ｅが前記固定側摩擦板７４ｂ及び回転側摩擦板７４ｄを摩擦接触させるように該ブレーキ側押動部材７４ｅを付勢するブレーキ側付勢部材７４ｆとを備えている。そして、前記ブレーキ側押動部材７４ｅは、後述する，第１ハウジング３１の側壁面に付設された電磁弁４０３からの圧油の作用を受けて、ブレーキ側付勢部材７４ｆの付勢力に抗して、固定側摩擦板７４ｂ及び回転側摩擦板７４ｄから離間する方向に移動するようになっている。なお、本実施の形態においては、前記ＰＴＯクラッチ部７３の従動側部材７３ｃと、前記ＰＴＯブレーキ部７４の回転部材７４ｃとを一体としている。
【００４５】このように、クラッチ／ブレーキ切換装置７２は、通常状態（圧油の作用を受けない状態）においては、クラッチ切断・ブレーキ係合状態をとり、第１中間軸７１ａから第２中間軸７１ｂへの動力伝達を遮断させる。一方、圧油の作用を受けた状態においては、クラッチ／ブレーキ切換装置７２は、クラッチ係合・ブレーキ切断状態をとり、第１中間軸７１ａから第２中間軸７１ｂに動力を伝達させる。
【００４６】なお、クラッチ／ブレーキ切換装置７２を備えているのは、ＰＴＯ軸７０から動力を取り出す必要がない場合に、該ＰＴＯ軸７０の回転を停止させて、不要な動力の浪費を防止する為である。
【００４７】また、ＰＴＯクラッチ部７３とＰＴＯブレーキ部７４とが選択的に切り換えるように構成しているのは、クラッチ部７３を係合させて第２中間軸７１ｂを介してＰＴＯ軸７０を回転させた状態から、該クラッチ部７３を切断した場合に、第２中間軸７１ｂ及びＰＴＯ軸７０の回転を直ちに停止させる為である。従って、ＰＴＯ軸７０の回転を直ちに停止させる必要がない場合にはＰＴＯクラッチ部７３だけを備え、これにより、コストの低廉化を図ることができる。
【００４８】また、本実施の形態においては、ＰＴＯ伝動軸７１を第１中間軸７１ａと第２中間軸７１ｂとに分離し、両者をクラッチ／ブレーキ装置７２を介して連結するように構成したが、本発明は斯かる形態に限られるものではない。即ち、ＰＴＯ伝動軸を一本の軸とし、ポンプ軸１２と該一本のＰＴＯ伝動軸とをクラッチ／ブレーキ切換装置を介して連結するようにしても良い。
【００４９】なお、本実施の形態においては、第２中間軸７１ｂの後端部は、図１に示すように、ＰＴＯ用多段変速装置７５を介して、ＰＴＯ軸７０に連結されており、該ＰＴＯ軸７０からの出力を変速し得るようになっている。
【００５０】前記モータ軸２２の後方端部は、第２ハウジング３２に支持されたロータリージョイント装置８５によって軸受けされている。図２に良く示されるように、該ロータリージョイント装置８５は、第２ハウジング３２に支持される本体部８５ａと、該本体部８５ａに相対回転自在に支持される筒部材８５ｂとを有している。前記モータ軸２２の後端部は、前方側から前記筒部材８５ｂ内に相対回転不能に挿入されている。
【００５１】次に、ＨＳＴ１の後段側に配され、モータ軸２２の出力を多段に変速する多段変速装置５０について説明する。
【００５２】該多段変速装置５０は、図２に示すように、前記モータ軸２２の後方において該モータ軸と同軸上に配された出力軸５１と、前記モータ軸２２と作動的に連結され、且つ、前記出力軸と平行に配されたカウンター軸５２との間で動力伝達を行う動力伝達機構５３を有している。
【００５３】本実施の形態においては、前記カウンター軸５２として、前記第２中間軸７１ｂに相対回転自在に外挿される筒軸を用い、これにより、省スペース化を図っている。該筒軸５２には、前記筒部材８５ｂに相対回転不能に支持される歯車と噛合する歯車が相対回転不能に支持されており、これにより、前記筒軸５２が前記モータ軸２２に作動的に連結されている。
【００５４】図７に、図２におけるＥ部拡大図を示す。図７に示すように、前記動力伝達機構５３は、歯車伝動装置５４を有している。該歯車伝動装置５４は、前記筒軸５２に相対回転不能に支持される固定歯車５５と、前記出力軸５１に相対回転自在に支持され且つ前記固定歯車５５と噛合する遊嵌歯車５６と、前記出力軸５１に支持されたクラッチ部材５７とを備えている。本実施の形態においては、前記動力伝達機構５３は、第１速段〜第３速段の３つの歯車伝動装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃを備え、これらを選択することにより、３段の変速を行えるように構成されている。
【００５５】前記第１速段〜第３速段の歯車伝動装置における各クラッチ部材５７ａ，５７ｂ，５７ｃは、それぞれ、前記遊嵌歯車５６ａ，５６ｂ，５６ｃに相対回転不能且つ軸方向摺動自在に連結された駆動側摩擦板５８ａ，５８ｂ，５８ｃと、前記出力軸５１に相対回転不能に支持された本体部５９ａ，５９ｂ，５９ｃと、該本体部に相対回転不能且つ軸方向摺動自在に連結された従動側摩擦板６０ａ，６０ｂ，６０ｃと、圧油の作用により前記駆動側摩擦板及び従動側摩擦板が互いに摩擦接触し得るように押圧する押動部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃと、該押動部材を前記駆動側摩擦板及び従動側摩擦板から離間する方向に付勢する付勢部材６２ａ，６２ｂ，６２ｃとを備えている。
【００５６】前記出力軸５１の前端部は、図２及び図３に示すように、前記ロータリージョイント装置８５の本体部８５ａ及び筒部材８５ｂに軸受けされている。該出力軸５１のうち前記本体部８５ａに軸受けされる部分には、３本の環状溝５１ａ，５１ｂ，５１ｃが形成されており、前記本体部８５ａには各環状溝と外部とをそれぞれ連通する連通孔８６ａ，８６ｂ，８６ｃが形成されている（図３においては、１本の連通孔８６ａのみが描かれている。）。そして、各連通孔８６ａ，８６ｂ，８６ｃは、導管８７を介して、第２ハウジング３２の外壁面に付設された電磁切換弁８８に接続されている。
【００５７】一方、前記出力軸５１には、前記３本の環状溝５１ａ，５１ｂ，５１ｃにそれぞれ連通する３本の軸孔（図示せず）が形成されている。該３本の軸孔は、それぞれ、前記各環状溝５１ａ，５１ｂ，５１ｃと、第１速段〜第３速段歯車伝動装置の各クラッチ部材５７ａ，５７ｂ，５７ｃとを連通させている。
【００５８】即ち、前記電磁切換弁８８によって選択された油路に連通するクラッチ部材５７ａ，５７ｂ，５７ｃの押動部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃのみが、圧油の作用によって付勢部材６２ａ，６２ｂ，６２ｃの付勢力に抗して、駆動側摩擦板５８ａ，５８ｂ，５８ｃ及び従動側摩擦板６０ａ，６０ｂ，６０ｃを押圧し、これによって、該選択されたクラッチ部材５７ａ，５７ｂ，５７ｃのみが係合し、該クラッチ部材を有する歯車伝動装置の変速比に応じた回転が出力軸５１に得られるようになっている。
【００５９】なお、前記出力軸５１は、後車軸に連結されたデファレンシャルギア装置９０に連結されると共に、適宜の動力伝達機構を介して前輪駆動軸８０に作動的に連結されている。従って、ＨＳＴ１及び多段変速装置５０を介して所望回転速度に変速された駆動力が、出力軸５１から後車軸及び前車軸に伝達される。
【００６０】本実施の形態においては、前端部が駆動源に作動的に接続されるポンプ軸１２の後端部を後方へ延在させてＰＴＯ用伝動軸７１に連結してＰＴＯ系動力伝達経路を構成すると共に、モータ軸２２からの出力を多段変速装置５０を介して多段に変速して出力軸５１に伝達して走行系動力伝達経路を構成している。そして、斯かる場合において、前記ポンプ軸１２とＰＴＯ用伝動軸７１とを同軸上に配し、且つ、モータ軸２２と出力軸５１とを同軸上に配すると共に、さらに、該出力軸５１との間で変速を行うカウンター軸を前記ＰＴＯ用伝動軸７１に外挿される筒軸５２とし、これにより、省スペース化及び伝動効率の向上を図っている。
【００６１】ところで、省スペース化を図る為には、前記出力軸５１と筒軸５２との軸間距離は、極力狭めることが好ましい。一方、筒軸５２と出力軸５１との軸間距離は、両者間における変速比に拘束される。即ち、筒軸５２と出力軸５１との間の変速比は、筒軸５２に支持される固定歯車と、該固定歯車と噛合するように出力軸に支持される遊嵌歯車との歯数比（＝ピッチ円直径比）によって決定される。従って、筒軸５２と出力軸５１との軸間距離は、所望ピッチ円直径比が得られる範囲で、極力狭めるのが好ましい。
【００６２】一方、油圧ポンプ及び油圧モータが一つの基板に並設される従来のＨＳＴにおいては、ポンプ軸とモータ軸との軸間距離は、ＨＳＴの容量によって変動する。即ち、油圧ポンプ及び油圧モータが並設される従来においては、油圧ポンプ及び油圧モータが抵触しないように両者を離間させる必要があり、従って、ポンプ軸とモータ軸との軸間距離も必然的に広くなる。特に、高馬力仕様時等の場合に、ＨＳＴを高容量とすると、ポンプ軸とモータ軸との軸間距離は大きくなる。
【００６３】前述のように、出力軸５１及びカウンター軸（筒軸）５２は、それぞれ、モータ軸２２及びポンプ軸１２と同軸上に配置させるのが好ましいが、油圧ポンプ及び油圧モータが並設される場合において出力軸５１及びカウンター軸（筒軸）５２をそれぞれモータ軸及びポンプ軸と同軸上に配置させると、前記出力軸５１及びカウンター軸５２の軸間距離は、固定歯車及び遊嵌歯車のピッチ円直径比によって定められる距離より大きくなる場合がある。斯かる出力軸５１及びカウンター軸５２の軸間距離の離間は、第２ハウジング３２の大型化を招くことになる。
【００６４】これに対し、本実施の形態においては、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０をそれぞれ別体の油圧ポンプ用基板１５及び油圧モータ用基板２５に支持させて、車体長手方向に沿って配置させているので、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０の大きさに拘わらず、ポンプ１２軸及びモータ軸２２の軸間距離を狭めることができる。従って、第２ハウジング３２の大型化を招くことなく、カウンター軸５２及び出力軸５１をそれぞれポンプ軸１２及びモータ軸２２と同軸上に配置させることができる。
【００６５】次に、前記ＨＳＴ１及びクラッチ／ブレーキ切換装置７２における油圧回路について説明する。図８に、ＨＳＴ１及びクラッチ／ブレーキ切換装置７２の油圧回路図を示す。図８に示すように、油圧ポンプ１０と油圧モータ２０とは車両の前進時若しくは後退時にそれぞれ高圧側及び低圧側となる一対の高圧／低圧ライン２０１で接続され、閉回路２００を構成している。本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、前記一対のライン２０１の一部を、油圧ポンプ用基板１５の油路及び油圧モータ用基板２５の油路に連通するように、両者間に配設されたパイプ２０２によって形成している。
【００６６】前記チャージポンプ１８は、図１及び図２に示すように、前記油圧ポンプ用基板１５の後方面に取り付けられている。即ち、本実施の形態においては、油圧ポンプ用基板１５及び油圧モータ用基板２５によって挟まれる空間内に、チャージポンプ１８を取り付け、これにより、ハウジング３０内のデッドスペースの有効利用を図っている。
【００６７】該チャージポンプ１８は、第１ハウジング３１のフランジ部３３より後方に貯留される作動油をフィルター２０３を介して吸入し、チャージライン２０４に吐出する。
【００６８】前記チャージライン２０４には、斜板操作用の油圧回路３００、クラッチ／ブレーキ切換装置用の油圧回路４００、及び前記閉回路２００が接続されている。即ち、チャージポンプ１８からの圧油が、前記各油圧回路２００，３００，４００に供給されるようになっている。
【００６９】図８に示すように、前記閉回路２００は、前記一対の高圧／低圧ライン２０１の油圧を設定する高圧リリーフ弁２０５、及びチャージライン２０４から前記一対の高圧／低圧ライン２０１への圧油の流入を許容し且つ逆向きの流出を防止するチェック弁２０６を有している。これらの高圧リリーフ弁２０５及びチェック弁２０６は、図４に示すように、前記油圧ポンプ用基板１５に設けられている。なお、図４中、２０７はチャージライン２０４と閉回路２００との接続口である。
【００７０】前記斜板操作用の油圧回路３００には、一端が前記チャージライン２０４に接続される第１吸入ライン３０１と、該第１吸入ライン３０１に介装される抵抗弁３０２と、該抵抗弁３０２の後流側において該第１吸入ライン３０１から分岐される第２吸入ライン３０３と、該第２吸入ライン３０３との接続点の後流側において第１吸入ライン３０１に介装され、第２吸入ライン３０３の油圧を設定する第２リリーフ弁３０４と、前記第２吸入ライン３０３の後流端に接続される３位置切換弁３０５と、該３位置切換弁３０５の前段側に接続される排出ライン３２０と、前記３位置切換弁３０５の後段側に接続された第１圧油ライン３０６及び第２圧油ライン３０７と、該第１圧油ライン３０６及び第２圧油ライン３０７の後流端に接続された油圧シリンダ３０８とが備えられている。
【００７１】前記油圧シリンダ３０８は、シリンダ本体３０９と、該シリンダ本体３０９内を第１油室３０９ａ及び第２油室３０９ｂに画すると共に該シリンダ本体３０９内を移動自在とされたピストン３１０とを備えている。そして、前記ピストン３１０は油圧ポンプ１０の可動斜板に連結されており、ピストン３１０の動きに連動して可動斜板１３が傾斜するようになっている。
【００７２】前記第１圧油ライン３０６及び第２圧油ライン３０７は、それぞれ、後流端が前記油圧シリンダ３０９の第１油室３０９ａ及び第２油室３０９ｂに連通されている。
【００７３】前記３位置切換弁３０５は、前記第２吸入ライン３０３を第１圧油ライン３０６に接続させ且つ前記排出ライン３２０を第２圧油ライン３０７に接続させる第１油室供給位置と、前記排出ライン３２０を第１圧油ライン３０６に接続させ且つ前記第２吸入ライン３０３を第２圧油ライン３０７に接続させる第２油室供給位置と、前記第１圧油ライン３０６及び第２圧油ライン３０７を閉塞するニュートラル位置とをとるようになっている。
【００７４】さらに、前記３位置切換弁３０５には、可動斜板１３の操作レバー（図示せず）の操作角に応じた制御信号が入力されるようになっており、該３位置切換弁３０５は前記操作角に応じた時間だけ第１油室供給位置又は第２油室供給位置をとり、その後、可動斜板１３の傾斜角度がフィードバック信号として入力されることにより、ニュートラル位置に戻るようになっている。
【００７５】即ち、操作レバーを所定角度だけ傾斜させると、該所定角度に応じた時間だけ、前記３位置切換弁３０５は第１油室供給位置又は第２油室供給位置をとる。これにより、第１圧油ライン３０６又は第２圧油ライン３０７の何れか一方が第２吸入ライン３０３に接続され、他方が排出ライン３２０に接続される。従って、第２吸入ライン３０３に接続された側の圧油ラインに連通する油室に圧油が供給され、他方の油室からは排出ライン３２０を介して圧油が排出される。これにより、ピストン３１０が移動して、可動斜板１３が所定角度傾斜する。その後、３位置切換板３０５がニュートラル位置に戻って、ピストン３１０をその位置に保持する。従って、可動斜板１３は所定角度傾斜した状態で保持される。
【００７６】前記３位置切換弁３０５は、図３に示すように、油圧ポンプ用基板１５の後方面に取り付けられている。
【００７７】次に、前記クラッチ／ブレーキ切換装置用の油圧回路４００について説明する。該油圧回路４００には、図８に示すように、チャージライン２０４の油圧を設定する減圧弁４０１を介して前記チャージライン２０４に接続される第３吸入ライン４０２と、該第３吸入ライン４０２の後流端部に接続される電磁弁４０３と、該電磁弁４０３の後段側に接続される第３圧油ライン４０４及び排出ライン４０５と、該第３圧油ライン４０４の油圧を設定するリリーフ弁４０６と、該リリーフ弁４０６より後流側において第３圧油ライン４０４から分岐された潤滑油ライン４０７と、該潤滑油ライン４０７の油圧を設定するリリーフ弁４０８とが備えられている。
【００７８】前記第３圧油ライン４０４は、後流端部がクラッチ／ブレーキ切換装置７２に連通されており、該クラッチ／ブレーキ切換装置７２のクラッチ側押動部材７３ｅ及びブレーキ側押動部材７４ｅに対し圧油を作用させ得るようになっている。
【００７９】前記潤滑油ライン４０７は、クラッチ／ブレーキ切換装置７２の各摩擦板に潤滑油を供給し得るようになっている。
【００８０】前記電磁弁４０３は、第３吸入ライン４０２を第３圧油ライン４０４に接続させるクラッチ係合位置と、第３吸入ライン４０２を排出ライン４０５に接続させるブレーキ係合位置とをとるようになっている。
【００８１】即ち、ＰＴＯ軸７０から動力を取り出したい場合には、前記電磁弁４０３をクラッチ係合位置に位置させる。これによって、第３圧油ライン４０４を介して、圧油がクラッチ／ブレーキ切換装置７２に供給される。そして、該圧油の作用によって、クラッチ側押動部材７３ｅがクラッチ側付勢部材７３ｆの付勢力に抗して駆動側摩擦板７３ｂ及び従動側摩擦板７３ｄを摩擦接触させる方向に移動し、ＰＴＯクラッチ部７３が係合状態となる。一方、ブレーキ側押動部材７４ｅは、第３圧油ライン４０４からの圧油によって、ブレーキ側付勢部材７４ｆの付勢力に抗して、固定側摩擦板７４ｂ及び回転側摩擦板７４ｄから離間する方向に移動させられる。従って、ＰＴＯブレーキ部７４は遮断状態となる。
【００８２】他方、ＰＴＯ軸７０の回転を停止させる場合には、前記電磁弁４０３をブレーキ係合位置に位置させる。これによって、第３吸入ライン４０２が排出ライン４０５に連通し、第３圧油ライン４０４への圧油の供給は停止される。前述のように、クラッチ側押動部材７３ｅは、クラッチ側付勢部材７３ｆによって駆動側摩擦板７３ｂ及び従動側摩擦板７３ｄから離間する方向に付勢されているから、圧油が作用しない状態においては、駆動側摩擦板７３ｂから従動側摩擦板７３ｄへの動力伝達は行われない。一方、ブレーキ側押動部材７４ｅは、常時、ブレーキ側付勢部材７４ｆによって、固定側摩擦板７４ｂ及び回転側摩擦板７４ｄを摩擦接触させるように押圧している。従って、電磁弁４０３がブレーキ係合位置にある場合には、ＰＴＯクラッチ部７３が遮断し、ＰＴＯブレーキ部７４が係合する。
【００８３】図８中、４０９は、第３圧油ライン４０４に供給される圧油のクラッチ／ブレーキ切換装置７２への急激な作用を防止し、これにより、各摩擦板の係合を円滑に行わせる油圧緩衝部材である。
【００８４】なお、本実施の形態においては、油圧ポンプ用基板１５の前方面に油圧ポンプ１０を取り付け、油圧モータ用基板２５の後方面に油圧モータ２０を取り付けるようにしたが、本発明は斯かる構成に限られるものではなく、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０が車体長手方向に沿って配設される限り、種々の構成をとり得る。
【００８５】但し、油圧ポンプ用基板１５と油圧モータ用基板２５とに挟まれる空間の有効利用を図り、車体の少なくとも一部を構成するハウジング３０の小型化を図る為には、前記空間内に油圧ポンプ１０、油圧モータ２０及びチャージポンプ３０の少なくとも一つが配置されるように構成するのが好ましい。
【００８６】即ち、本実施の形態におけるように、前記空間内にチャージポンプ１８だけを配置させるようにしても良いし（図１参照）、又は、図９に示すように、前記空間内に油圧ポンプ１８だけを配置させても良い。さらには、図１０に示すように、前記空間内に、チャージポンプ１８及び油圧モータ２０を配置させたり、若しくは、図１１に示すように、前記空間内に、油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０を配置させることもできる。
【００８７】また、本実施の形態においては、デッドスペースの有効利用を図ると共に、油路の配管効率を考慮して、前記空間内に、クラッチ／ブレーキ切換装置７２を配置させるようにしたが、図１０及び図１１に示すように、クラッチ／ブレーキ切換装置７２をＰＴＯ軸７０の近傍に配置させることも可能である。
【００８８】
【発明の効果】本発明に係る無段変速トランスミッションによれば、流体的に相互連結された油圧ポンプ及び油圧モータを、それぞれ、別体とされた油圧ポンプ用基板を油圧モータ用基板を介して、少なくとも車体フレームの一部を構成するハウジング内に、車体長手方向に沿って配設するようにしたので、前記ハウジングの小型化を図り、車体の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、油圧ポンプ及び油圧モータがそれぞれ専用の基板に支持されているので、油圧ポンプ及び油圧モータのハウジングへの取り付け及び／又はハウジングからの取り外しの際における作業効率を向上させることができる。さらに、油圧ポンプ及び油圧モータが車体長手方向の一個所に取り付けられるのではなく、車体長手方向に沿って配設されるので、車体の重量バランスを向上させることもできる。
【００８９】また、前記油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板がハウジングに囲繞されるように構成すれば、車体フレームに作用する負荷（曲げ応力）が前記両基板に及ぼされることを有効に防止できる。従って、前記両基板の損傷を防止できるし、さらに、万一、基板に形成された油路から作動油が漏れだしたとしても該作動油が外部に流出することを有効に防止できる。
【００９０】また、動力伝達経路の前段側から後段側に向かって、順に、油圧ポンプ及び油圧モータを配設する場合において、前記ハウジングに、周壁の内周面から径方向内方へ延在し、前記油圧ポンプ用基板が取り付けられるフランジ部を設け、該フランジ部をハウジングの下方部分の周方向全域に亘って形成すれば、前記ハウジングのうち，前記フランジ部より動力伝達経路後段側の領域を油タンクとして使用することができる。
【００９１】また、前記油圧ポンプ及び油圧モータ間の油圧回路に作動油を補給するチャージポンプを備え、前記ハウジング内のうち前記油圧ポンプ用基板及び油圧モータ用基板に挟まれる空間内に、前記油圧ポンプ，油圧モータ及びチャージポンプの少なくとも一つが配設されるように構成すれば、ハウジング内のスペースを有効利用することができ、これにより、ハウジングの小型化を図ることができる。
【００９２】また、本発明に係る車輌の伝動構造によれば、車体長手方向に沿って延びるポンプ軸を有する油圧ポンプと、モータ軸を有する油圧モータと、車体長手方向車体フレームの少なくとも一部を構成するハウジングと、前記油圧ポンプを支持する油圧ポンプ用基板と、前記油圧モータを支持する油圧モータ用基板とを有し、油圧ポンプ及び油圧モータがそれぞれの基板を介して前記ハウジング内に車体長手方向一方側から他方側に向かって配設された無段変速トランスミッションと、該無段変速トランスミッションの車体長手方向他方側に配設されたＰＴＯ伝動軸とを備え、さらに、ハウジング内の油圧ポンプ用基板と油圧モータ用基板とに挟まれる空間に、ポンプ軸からＰＴＯ伝動軸への動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ装置を備えるようにしたので、前記ハウジングの小型化を図ることができると共に、油圧ポンプ及び油圧モータの取り付け／取り外し作業の効率化を図ることができる。さらに、前記空間内にクラッチ装置を備え、ハウジング内のスペースを有効利用するようにしたので、該クラッチ装置を備えることによるハウジングの大型化を防止することができる。
【００９３】また、前記モータ軸より車体長手方向他方側であって且つ該モータ軸と同軸上に配された出力軸と、該出力軸に平行に配設されると共に、前記モータ軸に作動的に連結されたカウンター軸と、前記カウンター軸から前記出力軸へ動力を伝達する動力伝達機構とを備え、前記カウンター軸は、前記ＰＴＯ伝動軸に相対回転自在に外挿された筒軸とすれば、無段変速トランスミッションの後段側において変速を行う場合に、出力軸とカウンター軸との軸間距離の最小化を図ることができ、これにより、車体自体の小型化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１２５８５３
【氏名又は名称】株式会社 神崎高級工機製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月４日（１９９９．１１．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４３３２
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 昇 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８１６（Ｐ２００１−１３２８１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１３２８１ |
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