JP3659992B2

JP3659992B2 - 油圧・機械式伝動装置

Info

Publication number: JP3659992B2
Application number: JP20664994A
Authority: JP
Inventors: 尚史飯野; 幹広高野; 昭仁奥田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: EP0699850B1; US5785623A; JPH0874965A; ATE177173T1; EP0699850A3; CA2157251C; CA2157251A1; DE69508006T2; DE69508006D1; EP0699850A2

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、入力軸及び一対の第１，第２出力軸を備え、原動機から入力軸に供給される動力を分割して両出力軸に伝達する動力分割装置と、第１出力軸から出力される動力により駆動される油圧ポンプ、この油圧ポンプに油圧閉回路を介して連通する油圧モータ、及び上記油圧閉回路を形成した制御盤を備え、その油圧ポンプ及び油圧モータの少なくとも一方を可変容量型に構成した静油圧式無段変速機と、第２出力軸に連結する機械伝動装置と、この機械伝動装置及び油圧モータからそれぞれ出力される動力を集合させて負荷に供給する動力集合軸とを有する油圧・機械式伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧閉回路を介して相互に連通する油圧ポンプ及び油圧モータを備え、少なくともそれらのいずれか一方を可変容量型に構成した静油圧式無段変速機は、様々な産業機械や車両に適用されている。しかしながら、かゝる静油圧式無段変速機は、無段変速性に優れるものゝ、必ずしも伝動効率が良いとは言えず、燃費を重視する自動車用には不向きとされている。
【０００３】
そこで、伝動効率を改善するために、原動機の動力を、無段変速性の優れた静油圧式無段変速機と、伝動効率の優れた機械伝動装置との協働により伝達するようにした油圧・機械式伝動装置が既に提案されている（特開昭６２−１４７１４８号公報参照）。かゝる形式の伝動装置によれば、静油圧式無段変速機の無段変速性を保有したまゝ伝動効率の向上を図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されているものは、原動機の動力を供給される入力軸、油圧ポンプのポンプ軸、油圧モータのモータ軸、油圧系と機械系に分割された動力を集合させる動力集合軸とが全て独立していて平行に配置されているため、平行軸の本数が多く、したがって構造が複雑且つ大型化する欠点を有する。
【０００５】
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、平行軸の本数が少なく、構造が簡単でコンパクトな油圧・機械式伝動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、入力軸及び一対の第１，第２出力軸を備え、原動機から入力軸に供給される動力を分割して両出力軸に伝達する遊星歯車式の動力分割装置と、第１出力軸から出力される動力により駆動される油圧ポンプ、この油圧ポンプに油圧閉回路を介して連通する油圧モータ、及び上記油圧閉回路を形成した制御盤を備え、その油圧ポンプ及び油圧モータの少なくとも一方を可変容量型に構成した逆転可能な静油圧式無段変速機と、第２出力軸に連結する機械伝動装置と、この機械伝動装置及び油圧モータからそれぞれ出力される動力を集合させて負荷に供給する動力集合軸とを有する油圧・機械式伝動装置であって、前記動力分割装置の入力軸と第１，第２出力軸とを同軸上に配置すると共に、その第１出力軸を油圧ポンプのポンプシリンダに同軸上で連結し、また前記動力集合軸を第１，第２出力軸と平行に配置すると共に、その動力集合軸を油圧モータのモータシリンダに同軸上で連結し、動力集合軸と第２出力軸間を常時連動、連結するギヤ列で前記機械伝動装置が構成されることを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記特徴に加えて、動力分割装置、機械伝動装置及び動力集合軸を共通のケーシングに収容して機械伝動ユニットを構成し、第１出力軸及び動力集合軸を回転自在に支承すべく制御盤を機械伝動ユニットと油圧ポンプ及び油圧モータとの間に配置したことを第２の特徴とする。
【０００８】
さらに本発明は、第２の特徴に加えて、機械伝動ユニットのケーシングに、動力集合軸に連結する差動装置を収容し、この差動装置を、それから延出する左右の車輪駆動軸の一方が無段変速機の外周を通るように動力集合軸と平行に配置したことを第３の特徴とする。
【０００９】
【実施例】
以下、図面により本発明の一実施例について説明する。
【００１０】
図１において、Ｔはフロントエンジンフロントドライブ式あるいはリヤエンジンリヤドライブ式自動車用の油圧・機械式伝動装置を示す。この油圧・機械式伝動装置Ｔは、機械伝動ユニット１及び静油圧式の無段変速機２からなっており、その機械伝動ユニット１を挟むように、その一側に原動機としてのエンジンＥ、他側に無段変速機２がそれぞれ配置される。
【００１１】
機械伝動ユニット１は、動力分割装置３、機械伝動装置４、動力集合軸１７、減速装置５及び差動装置６を共通の第１ケーシング１ｃに収容して構成される。
【００１２】
動力分割装置３は、遊星歯車式に構成されるもので、エンジンＥのクランク軸７にトルクダンパ８を介して連結する入力軸９と、この入力軸９と同軸線上に並ぶ第１出力軸１０₁と、この第１出力軸１０₁を同心で囲繞する第２出力軸１０₂とを備える。入力軸９には、それと平行な複数のピニオン軸１２を外周に有するキャリヤ１１が固設される。各ピニオン軸１２には、互いに一体に結合した大小一対のピニオンギヤ１３，１４が回転自在に支承されており、その大径ピニオンギヤ１３に噛合する小径サンギヤ１５は前記第１出力軸１０₁に固設され、また小径ピニオンギヤ１４に噛合する大径サンギヤ１６は前記第２出力軸１０₂に固設される。
【００１３】
機械伝動装置４は、前記第２出力軸１０₂に固設されたギヤ１８と、動力集合軸１７に固設されて上記ギヤ１８に噛合するギヤ１９とからなり、動力集合軸１７は第１，第２出力軸１０₁，１０₂と平行に配置される。
【００１４】
減速装置５は、動力集合軸１７に固設された小径ギヤ２０と、差動装置６のデフケース２２に固設されて上記小径ギヤ２０に噛合する大径ギヤ２１とからなる。
【００１５】
差動装置６は従来周知のもので、大径ギヤ２１からデフケース２２に伝達した動力を、デフケース２２に支承される左右の車輪駆動軸２３_L，２３_Rに分配するようになっており、これら車輪駆動軸２３_L，２３_Rの一方が無段変速機２の外周、図示例ではその下側を通るように、差動装置６は動力集合軸１７と平行に配置される。
【００１６】
無段変速機２は、油圧ポンプ２４、油圧モータ２５及びこれらを相互に連通する油圧閉回路２６を形成した制御盤２７から構成され、その制御盤２７は機械伝動ユニット１に隣接するように第１ケーシング１ｃの一側に固着され、そして前記第１出力軸１０₁及び動力集合軸１７を回転自在に支承する。したがって制御盤２７は、機械伝動ユニット１と油圧ポンプ２４及び油圧モータ２５との間に配置される。
【００１７】
油圧ポンプ２４は、第１出力軸１０₁に同軸上で連結されると共に制御板２７の油圧分配面２７ａに回転摺動自在に配設されるポンプシリンダ２８と、このポンプシリンダ２８にその軸線を囲むように設けられた環状配列の多数のシリンダ孔２９に摺動自在に嵌合した多数のポンププランジャ３０と、各ポンププランジャ３０の先端に首振り自在に付設されたシュー３１が摺動可能に当接する可変角度のポンプ斜板３２とを備えて可変容量型に構成される。即ち、ポンプ斜板３２は、ポンプシリンダ２８の軸線と直交して配設されるトラニオン軸３３周りに、上記軸線と直交する直立位置と、同軸線に対し傾けた所定の最大傾斜位置との間を回動し得るようになっており、このポンプ斜板３２の直立位置からの傾き角度αを増加させれば各ポンププランジャ３０の往復動ストロークを増加させることができる。
【００１８】
一方、油圧モータ２５は、前記動力集合軸１７に同軸上で連結されると共に制御盤２７の油圧分配面２７ａに回転摺動自在に配設されるモータシリンダ３４と、このモータシリンダ３４にその軸線を囲むように設けられた多数のシリンダ孔３５に摺動自在に嵌合した多数のモータプランジャ３６と、各モータプランジャ３６の先端に首振り自在に付設されたシュー３７が摺動自在に当接するモータ斜板３８とを備えて、これも可変容量型に構成される。即ち、モータ斜板３８は、モータシリンダ３４の軸線と直交して配設されるトラニオン軸３９周りに、モータシリンダ３４の軸線と交差する直立位置と、同軸線に対し傾けた所定の最大傾斜位置との間を回動し得るようになっており、このモータ斜板３８の直立位置からの傾き角度βを増加させれば、各モータプランジャ３６の往復ストロークを増加させることができる。
【００１９】
上記油圧ポンプ２４及び油圧モータ２５を収容する第２ケーシング２ｃは制御盤２７及び第１ケーシング１ｃに固着される。
【００２０】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００２１】
エンジンＥの動力がクランク軸７からトルクダンパ８を介して入力軸９、したがってキャリヤ１１に供給されると、その動力は大小のピニオンギヤ１３，１４により分割され、大径ピニオンギヤ１３に伝達した動力は小径サンギヤ１５から第１出力軸１０₁を経てポンプシリンダ２８へと伝達してこれを駆動する。
【００２２】
このときポンプ斜板３２及びモータ斜板３８がそれぞれ直立位置から適当角度に傾斜した状態にあれば、ポンプシリンダ２８の１回転につき、ポンププランジャがポンプ斜板３２の傾き角度αに応じたストロークをもってシリンダ孔２９を１往復し、吐出及び吸入動作を行うので、各シリンダ孔２９から吐出された油圧は制御盤２７の油圧閉回路２６の高圧側を経て、モータシリンダ３４の対応するシリンダ３５に伝達して対応するモータプランジャ３６に膨脹動作を与え、該プランジャ３６がモータ斜板３８を押圧すると、その反力の回転方向成分が該プランジャ３６を介してモータシリンダ３４を回転させる。そして、膨脹仕事を終えたモータプランジャ３６はモータ斜板３８により収縮動作が与えられ、対応するシリンダ孔３５から排出される油圧は油圧閉回路２６の低圧側を経て、吸入動作を行うポンププランジャ３０のシリンダ孔２９へと吸入されている。こうして油圧モータ２５では、モータ斜板３８の傾斜角度βに応じたストロークをもってモータプランジャ３６が往復動し、その１往復につきモータシリンダ３４が１回転し、そのトルクは動力集合軸１７へと伝達する。
【００２３】
而して、油圧ポンプ２４及び油圧モータ２５の各容量は、それぞれ対応するプランジャ３０，３６のストローク、即ち斜板３２，３８の角度α，βにより決定されるもので、無段変速機２の変速比は、各斜板３２，３８の角度α，βを変えることにより無段階に制御することができる。
【００２４】
一方、小径ピニオンギヤ１４に伝達した動力は、大径サンギヤ１６から第２出力軸１０₂へと伝達し、さらに機械伝動装置４、即ちギヤ１８，１９を経て動力集合軸１７へと伝達する。
【００２５】
このように、動力分割装置３で分割されたエンジンＥの動力の一方は静油圧式無段変速機２により無段階に変速された後、動力集合軸１７に到達し、他方は機械伝動装置４により効率良く伝達されて同じく動力集合軸１７に到達するので、無段変速性と伝動効率の両方の性能を満足させながら動力伝達を行うことができる。
【００２６】
そして、動力集合軸１７で合流した動力は減速装置５を介して差動装置６へ伝達し、こゝで左右の車輪駆動軸２３_L，２３_Rに分配される。
【００２７】
次に、図２をも参照しながら油圧・機械式伝動装置Ｔにおける各斜板３２，３８の傾き角度α，βと総合速度比ｅとの関係について説明する。
【００２８】
同図の線図では、横軸に総合速度比ｅを、縦軸にポンプ斜板３２及びモータ斜板３８の各傾き角α，βを取る。
（１）総合速度比ｅ＝ａのとき
ポンプ斜板３２がα＝０、モータ斜板３８がβ＝βｍａｘにそれぞれ制御されたときである。α＝０により油圧ポンプ２４の容量はゼロとなるから、第１出力軸１０₁からポンプシリンダ２８が駆動されてもポンププランジャ３０はストロークせず、油圧閉回路２６に油圧を発生させることができず、油圧モータ２５は作動しない。したがって、入力軸９に供給されるエンジンＥの動力は、実質上無負荷のポンプシリンダ２８の空転に全て費やされ、第２出力軸１０₂は回転しないから、動力集合軸１７も回転しない。その結果、総合速度比はｅ＝０（減速比無限大）となっている。
（２）総合速度比ｅ＝ａ〜ｂのとき
モータ斜板３８をβ＝βｍａｘに保持したまゝで、ポンプ斜板３２の角度αをαｍａｘまで徐々に増加させる領域である。即ち、角度αの増加に伴い油圧ポンプ２４の容量が増大し、それに応じて油圧モータ２５を作動させると共に、第２出力軸１０₂への動力伝達も開始される。その結果、総合速度比ｅは増大していく。
（３）総合速度比ｅ＝ｂ〜ｃのとき
ポンプ斜板３２をα＝αｍａｘに保持したまゝで、モータ斜板３８の角度βをβｍａｘから０まで徐々に減少させる領域である。角度βの減少により油圧モータ２５の容量が減少するため、油圧ポンプ２４に対する負荷の増大によりポンプシリンダ２８の回転速度は徐々に減少し、β＝０で停止する。これと反対に第２出力軸１０₂の回転速度は徐々に増加するので、総合速度比ｅはβ＝０で最大となる。
（４）総合速度比ｅ＝ａ〜ｄのとき
モータ斜板３８をβ＝βｍａｘに保持した状態でポンプ斜板３２をα＝０から負の方向へ、即ち直立位置から前進時とは反対方向へ傾けていく領域である。この領域では、油圧ポンプ２４の油圧閉回路２６に対する油圧の吐出方向が逆になるため、油圧閉回路２６における高圧側と低圧側が前進時とは逆になってモータシリンダ３４が逆転し、車輪駆動軸２３_L，２３_Rを逆転させることができる。
【００２９】
ところで、このような油圧・機械式伝動装置Ｔにおいて、動力分割装置３の入力軸９と第１，第２出力軸１０₁，１０₂とを同軸上に配置すると共に、第１出力軸１０₁をポンプシリンダ２８に同軸上で連結し、また第１，第２出力軸１０₁，１０₂と平行な動力集合軸１７をモータシリンダ３４に同軸上で連結したので、第１出力軸１０₁がポンプ軸を、動力集合軸１７がモータ軸をそれぞれ兼用することになって、全体の平行軸の数を大幅に減少させ、構造の簡素化及びコンパクトを図ることができる。
【００３０】
しかも第１出力軸１０₁及び動力集合軸１７は、機械伝動ユニット１と油圧ポンプ２４及び油圧モータ２５との間に配置した制御盤２７で支承されるので、その支承構造が合理的でそれら軸の撓みを効果的に抑えることができる。
【００３１】
また、動力分割装置３、機械伝動装置４、動力集合軸１７、減速装置５及び差動装置６を共通の第１ケーシング１ｃに収容して機械伝動ユニット１を構成し、その際、左右の車輪駆動軸２３_L，２３_Rの一方が無段変速機２の外周を通るように差動装置６を動力集合軸１７と平行に配置したので、車輪駆動軸と無段変速機２との干渉を回避しつゝ、機械伝動ユニット１のコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
上記実施例においては、本発明の要旨を逸脱することなく種々の設計変更が可能である。例えばエンジンＥは電動モータに置き換え可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、遊星歯車式とした動力分割装置の入力軸と第１，第２出力軸とを同軸上に配置すると共に、その第１出力軸を逆転可能な静油圧式無段変速機における油圧ポンプのポンプシリンダに同軸上で連結し、また動力集合軸を第１，第２出力軸と平行に配置すると共に、その動力集合軸を前記静油圧式無段変速機における油圧モータのモータシリンダに同軸上で連結し、動力集合軸と第２出力軸間を常時連動、連結するギヤ列で機械伝動装置が構成されるので、第１出力軸が油圧ポンプのポンプ軸を、動力集合軸が油圧モータのモータ軸をそれぞれ兼ねることになって、全体の平行軸が減少し、構造の簡素化とコンパクト化を図ることができる。
【００３４】
また本発明の第２の特徴によれば、動力分割装置、機械伝動装置及び動力集合軸を共通のケーシングに収容して機械伝動ユニットを構成し、第１出力軸及び動力集合軸を回転自在に支承すべく制御盤を機械伝動ユニットと油圧ポンプ及び油圧モータとの間に配置したので、制御盤を利用して第１出力軸及び動力集合軸の撓みを効果的に抑え、優れた耐久性を得ることができる。
【００３５】
さらに本発明の第３の特徴によれば、機械伝動ユニットのケーシングに、動力集合軸に連結する差動装置を収容し、この差動装置を、それから延出する左右の車輪駆動軸の一方が無段変速機の外周を通るように動力集合軸と平行に配置したので、車輪駆動軸と無段変速機との干渉を回避しつゝ、機械伝動ユニットのコンパクト化を図ることができ、フロントエンジンフロントドライブ式やリヤエンジンリヤドライブ式の四輪自動車への適用が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す自動車用油圧・機械式伝動装置の展開スケルトン図
【図２】上記油圧・機械式伝動装置における静油圧式無段変速機の斜板角度と総合速度比との関係を示す線図
【符号の説明】
Ｅエンジン（原動機）
Ｔ油圧・機械式伝動装置
１機械伝動ユニット
１ｃケーシング
２静油圧式無段変速機
３動力分割装置
４機械伝動装置
６差動装置
７クランク軸
９入力軸
１０₁，１０₂ 第１，第２出力軸
１７動力集合軸
２３_L，２３_R 車輪駆動軸
２４油圧ポンプ
２５油圧モータ
２６油圧閉回路
２７制御盤
２８ポンプシリンダ
３２ポンプ斜板
３４モータシリンダ
３８モータ斜板

Claims

入力軸（９）及び一対の第１，第２出力軸（１０₁，１０₂）を備え、原動機（Ｅ）から入力軸（９）に供給される動力を分割して両出力軸（１０₁，１０₂）に伝達する遊星歯車式の動力分割装置（３）と、
第１出力軸（１０₁）から出力される動力により駆動される油圧ポンプ（２４）、この油圧ポンプ（２４）に油圧閉回路（２６）を介して連通する油圧モータ（２５）、および上記油圧閉回路（２６）を形成した制御盤（２７）を備え、その油圧ポンプ（２４）および油圧モータ（２５）の少なくとも一方を可変容量型に構成した逆転可能な静油圧式無段変速機（２）と、
第２出力軸（１０₂）に連結する機械伝動装置（４）と、
この機械伝動装置（４）及び油圧モータ（２５）からそれぞれ出力される動力を集合させて負荷に供給する動力集合軸（１７）とを有する油圧・機械式伝動装置であって、
前記動力分割装置（３）の入力軸（９）と第１，第２出力軸（１０₁，１０₂）とを同軸上に配置すると共に、その第１出力軸（１０₁）を油圧ポンプ（２４）のポンプシリンダ（２８）に同軸上で連結し、また前記動力集合軸（１７）を第１，第２出力軸（１０₁，１０₂）と平行に配置すると共に、その動力集合軸（１７）を油圧モータ（２５）のモータシリンダ（３４）に同軸上で連結し、動力集合軸（１７）と第２出力軸（１０ ₂ ）間を常時連動、連結するギヤ（１８，１９）列で前記機械伝動装置（４）が構成されることを特徴とする、油圧・機械式伝動装置。
請求項１記載のものにおいて、
動力分割装置（３）、機械伝動装置（４）及び動力集合軸（１７）を共通のケーシング（１ｃ）に収容して機械伝動ユニット（１）を構成し、第１出力軸（１０₁）及び動力集合軸（１７）を回転自在に支承すべく制御盤（２７）を機械伝動ユニット（１）と油圧ポンプ（２４）及び油圧モータ（２５）との間に配置したことを特徴とする、油圧・機械式伝動装置。
請求項２記載のものにおいて、
機械伝動ユニット（１）のケーシング（１ｃ）に、動力集合軸（１７）に連結する差動装置（６）を収容し、この差動装置（６）を、それから延出する左右の車輪駆動軸（２３_L，２３_R）の一方が無段変速機（２）の外周を通るように動力集合軸（１７）と平行に配置したことを特徴とする、油圧・機械式伝動装置。