JP4202418B2 - 連続可変液圧トランスミッション - Google Patents

Description

関連出願
本願に開示される発明は、必ずしも限定する必要はないものの、特に、継続出願中の１９９３年７月１３日出願の米国出願第08/093,102号、１９９４年１１月３日出願の米国出願第08/333,688号、及び１９９４年１１月２１日出願の米国出願第08/342,472号に開示された連続可変液圧トランスミッションに適用される。これらの出願に開示されたものは、本願に参照され組み合わせられる。
発明の分野
本発明は液圧機械に関し、更に詳しくは、連続（無段階）可変伝達比で駆動装置から負荷装置へ力を伝達可能な液圧トランスミッションに関する。
発明の背景
発明者が引用した米国特許出願第08/093,102号に開示された液圧機械は、中間に位置する楔状斜板に対して軸方向に整列した関係で対向して配置された液圧ポンプユニットと液圧モーターユニットとを含んでなる。そのポンプユニットは、駆動装置により駆動される入力シャフトに連結され、一方、モーターユニットは動くことのない機械ハウジングに取り付けられている。入力シャフトに同軸をなし、且つ負荷装置（被駆動装置）を駆動するために負荷装置に連結された出力シャフトは、トルクが伝達される関係で斜板を旋回させるように連結されている。ポンプユニットが駆動装置により駆動されると、静圧流体は、斜板のポートを介して、ポンプとモーターユニットとの間で往復ポンプ輸送される。その結果、全て同方向に働く三つのトルク成分が斜板に加わり、出力シャフトに出力トルクを生起して負荷装置を駆動する。これらのトルクのうち二つは、回転ポンプユニットにより斜板に加わる機械的成分と、モーターユニットにより斜板に加わる流体力学的成分である。第三の成分は、純粋な液圧成分であり、これは、斜板ポートの周囲上で対向する端面に作用する液圧によって生じる力差に起因している。尚、その対向端面は、斜板が楔形状であるために、表面積が異なる。
伝達比を変えるために、斜板の角度付けは、出力シャフトの軸に関して可変である。伝達比、即ち速度比は連続的に可変であるから、駆動装置は、その最も効果的な作動点に基本的に設定された一定速度で駆動できる。伝達比設定を１：０（ニュートラル）に設定できるので、クラッチの必要性を排することができる。従来の連続可変液圧トランスミッションにおいては、作動液の流量は伝達比の増大に比例して増加し、伝達比が最大に設定されたところで最大の流量が生じていたが、このような従来のトランスミッションとは異なり、発明者が引用した米国特許出願に開示された液圧機械における流量比は、伝達比の範囲の中間点にて最大に達し、次いで、次第に減少し、最高の伝達比設定のところで実質的に零になる。従って、流体の流れによる損失は減少し、従来の液圧トランスミッションの高い伝達比における不快な騒音が回避される。斜板に複数のトルク成分を加え、出力速度範囲の上半分における流体流量を減少させ、更に最適性能の駆動装置入力を調整できるので、発明者が引用した出願の液圧機械は、高効率で、静穏な連続的可変液圧トランスミッションとして車両用駆動列に利用できるという特別な利点を有する。
発明の概要
本発明の目的は、発明者が引用した米国出願第08/093,192号に開示された液圧トランスミッションにおける改良を提供し、大きさ、部品数及び製造コストの経済化を達成することである。
本発明の付加的な目的は、低圧補給作動液が液圧トランスミッションに導入される方式と、作動液圧力が伝達比制御器を利用して伝達比設定及び変更を可能とする方式とに改良を提供することである。
本発明の更なる目的は、連続（無段階）可変方式における液圧トランスミッションの出力速度に対する入力速度の比を設定及び変更するための制御器の改良を提供することである。
これらの目的を達成するために、本発明の液圧機械は、その連続可変液圧トランスミッションとしての適用において、ハウジングと；駆動装置からの入力トルクを受けるためにハウジングに支承された入力シャフトと、負荷装置へトルクを与えるためにハウジングに回転自在に支承された入力シャフトと；入力シャフトに連結された液圧ポンプと；ハウジングに固定された液圧モーターユニットと；ポンプユニットに対向する入力面とモーターユニットに対向する出力面との間で延在するポートを含む楔形状斜板と；斜板及び出力シャフトにトルクが結合される関係で枢軸に結合された継手と；ポンプ及びモータユニットの一つを包囲する関係で出力シャフトに対して同軸に配置された制御シリンダと、制御シリンダにより可動に取り付けられ、且つ斜板に対してリンクをなす制御ピストンとを含み、制御ピストンの軸移動が、継手の旋回軸について斜板の伝達比変更旋回運動に変換される伝達伝達比制御器とを備える。
本発明の更なる特徴、利点、目的は、以下の説明に記載されており、一部は説明から明らかにされるか、または本発明を実施することによっても学ばれるであろう。本発明の目的と利点は、以下に記載された説明及び添付の請求項、また同様に添付の図面に詳細に記載された装置により具体化され、達成される。
これまで述べた一般的な説明及び後述の詳細な説明は共に例示的且つ説明的なものであり、請求項に記載された発明の更なる解釈が意図されていることが理解されるであろう。
添付の図面は、本発明の更なる理解を与えるために意図され、明細書の一部に組み入れられてその一部を構成するものであり、本発明の好適な実施例が示され、説明と合せて本発明の原理の説明に容易にするものである。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の好適実施例により構成された連続的可変流体トランスミッションの縦断面図であり、
図２は図１のトランスミッションの入力端部分の縦断面の部分的拡大図であり、マニホルドブロックの異なる断面を併せて示す。図３及び図４は、図１及び図２に見られる弁板の対向面の平面図である。
図５は、図１及び図２に見られるマニホルドブロックの一つの面の平面図である。
図６は、図１及び図２の液圧トランスミッションに利用された外部伝達比制御弁の模式図である。
同様な参照符号は図面の幾つかの図を通じて同様な部分を示す。
好適実施例の詳細な説明
本発明の好適実施例に係る連続的可変液圧トランスミッションは、図１の全体図において全体的に１０で示されており、基本的構成要素として、入力シャフト１４と出力シャフト１６とが同軸に、一般に端と端とを合わせる関係で回転自在に支承されたハウジング１２を備える。ハウジングに対して外部の入力シャフト１４の端部は、１４ａで示されるように切り欠きが設けられ、駆動装置（図示せず）に対する駆動接続を容易にし、一方、ハウジングに対して外部の出力シャフト１６の端部は、１６ａで示されるように切り欠きが設けられ、負荷装置（図示せず）に対する駆動接続を容易にする。入力シャフト１４は、全体的に１８で示される液圧ポンプユニットを駆動する。全体的に２０で示される液圧モーターユニットは、ポンプユニット１８に対して軸方向に対向する関係でハウジングに固定されている。全体的に２２で示される楔状斜板は、ポンプユニットとモーターユニットとの間の位置において、出力シャフトに駆動力が伝達されるように出力シャフトに結合されると共に、孔を穿たれ、一つの孔は２３で示され、ポンプユニットとモーターユニットとの間の作動液の交換に適合される。制御ピストン２４は、出力シャフト軸２５に対する斜板２２の傾角を旋回的に調整する目的で、斜板２２にリンク結合され、それにより出力シャフト速度対入力シャフト速度の伝達比が調整可能に設定される。
ここで図１及び図２をより詳細に共に参照すると、中空ハウジング１２は、一つが３１で示されるボルトからなるボルト円形配列により、所定の場所に固定されたカバー３０を含み、このカバーはハウジングの開放入力端を閉止する。入力シャフト１４はカバー及び全体的に３４で示されるマニホルド組立体における中央開口を通じてハウジング１２へ延在し、マニホルド組立体は、ボルト３１により、カバーとハウジングとの間の所定の場所へ固定されている。カバー及びマニホルド組立体開口に嵌合されたベアリング３５は、回動のために入力シャフト１４を回転自在に支承する。ボルト３７によりカバー３０に取り付けられた環状端キャップ３６は、作動液の漏洩を防ぐように入力シャフトに抗するシール３８を保持する。
図２に最も明らかなように、入力シャフト１４の内端は、出力シャフト１６の減少径内端部分４２を収容する中空凹所４０を与えるように、端逃げされている。凹所４０に嵌合されたローラベアリング４４は、出力シャフトのために内端軸支持を与える。マニホルド組立体３４のハブ部材４５を越える入力シャフトの内端部分は、径方向状フランジ４７を規定するように裾広がりであり、このフランジ４７は、環状スラストワッシャ４９の分割中央開口（一般に４８で示される）に網状に係合する分割周辺面を有する。円形弁板５０はマニホルド組立体３４とスラストワッシャ４９との間に配置されている。
スラストワッシャ４９の右径方向面は、支持体５６の径方向状に裾広がりの左端部分を収容するように窪んでいる。この支持体５６は、液圧ポンプユニット１８に含まれる複数のピストンのためのものである。これらのピストン、例えば一つが５８で示される十個のピストンは、発明者が引用した出願に開示された方式で、出力シャフト軸２５に同心円状の円形配列に均一に分配されている。ここで図２に示されたように、各々のポンプピストン５８は、ピストン支持体５６の穴を通じて延在し、４９ａで示されるようにスラストワッシャ４９におけるテーパー状穴に捩子止めされた延伸ボルト６１によりピストン支持体５６に装着されたピストンヘッド６０を含む。ピストンヘッド６０は、ボルト６１により支持されたブッシング６３に嵌め込まれた環状ベアリングの球面状外表面に一致する球面状内表面を与えるように形成されている。独立スリーブ６４もまたボルト６１に支持され、ボルトが緩められた際には、ブッシング６３は、ベアリング６２とピストンヘッド６０とがピストン支持体５６に対して軸方向に離間する関係の適切な状態で所定の場所に締め付けられる。その結果、各々のピストンヘッド６０は限定的な径方向の旋回移動のために装着される。
ポンプピストン支持体５６の中空右端部分は、環状ポンプシリンダブロック６８の中央開口に形成された球面６７に合致する環球状ベアリングを支持する。環状圧縮スプリング６９は、支持体５６と球面状ベアリング６６に設けられた軸方向に対向する肩部に抗して働き、球面状ベアリングをトランスミッションの出力端へ向かって右方向へ付勢する。ローラーベアリングリング７０はポンプピストン支持体５６の中央開口に規制され、それを通じて出力シャフト１６が延在し、ポンプピストン支持体５６のための支承が与えられる。シリンダブロック６８は、ポンプピストン５８を個々に収容するためのポンプシリンダ７２の円形配列を含む。ポンプピストンヘッド６０及びポンプシリンダブロック６８の球状ベアリングの装着の効果により、出力シャフト軸２５に対するポンプシリンダブロック軸の歳差運動が調節される。
図１に戻ると、液圧モータユニット２０は基本的に液圧ポンプユニット１８と構造的に等価である。しかしながら、回転ポンプピストン支持体５６に等価な円形モーターピストン支持体７４は、ボルト７５の円形配列によりハウジング１２に取り付けることに代えられている。これらのボルトはまた、全体的に７６で示すように、モーターピストン装着を助け、各々が、ポンプピストン５８と同様な方式においてスリーブ７９によりポンプピストン支持体７４に対して離れた関係に位置した環状ベアリングに旋回的に装着されたピストンヘッド７７を含む。モーターシリンダブロック８０は、環球状ベアリング８２を介して支持体７４に旋回的に装着されている。環状圧縮スプリング８３は球状ベアリングをトランスミッション１０の入力端へ向かって左方向へ付勢する。再度、ポンプシリンダブロック６８の場合の如く、各々がモーターピストン７６を収容するように、シリンダブロック８０にモーターシリンダ８４の円形配列が形成されている。モータユニット２０がボルト７５によりハウジング１２に固定されているので、モータピストン７６及びシリンダブロック８０は回動しないが、モーターピストンヘッド７７からボルト７５及びモーターシリンダブロック８０から支持体７４への球状ベアリング装着は、モーターシリンダブロック軸の章動（歳差）運動を調整する。
更に図１に示される如く、出力シャフト１６は、モーターピストン支持体７４における中央開口を通じて右方向へ延在し、そこに支持ローラーベアリングリング８５が配置され、更に、一つが８７で示される複数のボルトによりハウジング１２へ取り付けられたハブ形状出力端閉止体８６の中央開口を通じて、ハウジングの外部へ延在する。端部閉止中央開口に配置されたローラーベアリングリング８９は、出力軸のために更なる回転自在な支承を与える。ボルト９３により端閉止体８６に取り付けられた環状端キャップ９２は、作動液の漏洩を防ぐために、ハウジングからの最終的出口点において出力軸シャフト１６の面に抗するシール９４を規定する。
斜板２２は、出力シャフトへ取り付けられて径方向に対向するハブに各々が収容された横ピン９６により、ポンプユニット１８とモーターユニット２０との間の操作位置における出力軸１６に駆動力が伝達されるように連結されている。出力シャフト軸２５に対して直角をなすピン９６の共通軸は、出力シャフト軸２５に対する斜板傾角の伝達比変更調整に適合するように、斜板２２のための旋回軸を構成する。
図２に戻り、斜板２２は、ポンプシリンダブロック６８の面１０２と密接に褶動接触した入力面１０１と、モーターシリンダブロック８０の面１０４と密接に褶動接触した出力面１０３とを含む。斜板２２の入力及び出力面は、それぞれ斜板の楔形状を与えるために鋭角に傾けられている。斜板の入力と出力との面の間に延在するポート２３は、発明者が引用した特許出願により詳細に説明及び図示されたように、ポンプシリンダブロック６８のシリンダ７２への各々の開口１０７と、モーターシリンダブロック８０におけるシリンダ８４への各々の開口１０８とに連通している。
伝達比制御ピストン２４は、右側中空部分１１０と左側中空部分１１２とを備え、これらは基本的にねじ山１１３により基本的に端と端とを合わされて結合されている。伝達比制御ピストン２４は、制御シリンダ１１４に褶動可能に装着され、制御シリンダ１１４には径方向に対向した一対の右方向延在耳１１６が設けられ、この耳は斜板軸ピン９６が延在する孔を有する。ピストン部分１１０の出力端は、一対の密接して角度的に離間したタング（tang）１１８を形成し、これはピン１２０の端部に取り付けるために孔を穿たれ、このピン１２０の端部は、密接に離間した関係でタング１１８の間に位置するリンク１２２の一端に旋回自在に順次に取り付けられている。リンク１２２の他端はピン１２４に旋回自在に接続され、ピン１２４は、リンクに対して側方に配置された関係で角度方向に密接して離間した一対のタング１２６により支持されている。タング１２６はコネクタブロック１２８の径方向外側へ突出し、コネクタブロック１２８は斜板２２に形成された凹所１２９内に嵌合し、横係止ピン１３０により所定位置に保持されている。
制御ピストン２４の軸方向往復運動は、斜板が出力シャフト１６に対する旋回接続（ピン９６）について旋回するような斜板の角度移動に変換されることが明らかである。斜板旋回ピン９６に対するこの接続と制御シリンダ耳１１６の接続との効果により、制御ピストン２４と制御シリンダ１１４とが出力シャフト１６と一体的に回転する。制御ピストン部分１１６の自由端部１１０ａは、発明者の米国特許出願第08/093,192号に詳細に説明されたように、斜板２２、圧縮ポンプシリンダブロック６８及びモーターシリンダブロック８０の偏心質量を平衡させる目的のために、環状に分配された釣り合い質量を与えるように形成されている。
更に図２の拡大図を参照すると、制御シリンダ１１４の左端には、径方向内側へ延在するリップ１３２が形成され、これは、制御シリンダ内に組み立てられた弁板５０を圧縮嵌合方式で係合させる軸方向係止部材として働く。締め付け環１３４は、周辺が制御シリンダ１１４の内部捩子部分１３５に係合する捩子を有し、リップ１３２に抗して弁板５０を確実に締め付けるように捩子込まれている。従って、環状弁板５０は出力シャフトと共に一体的に回転する。
制御ピストン部分１１２の左端は、制御シリンダ１１４の球面に褶動して係合するように径方向内側へ突出する環状肩１４０が設けられるように形成されている。制御シリンダは、制御ピストン部分１１２の内側中空面に褶動して係合するように径方向外側へ突出する環状肩１４２が設けられるように形成されている。対向する肩１４０及び１４２により軸方向に規定された制御ピストン部分１１２と制御シリンダ１１４との間の間隙は、環状制御チャンバ１４６を与える。他の環状制御チャンバ１４８は、肩１４２とピストン部分１１０の入力（左）端面１４９とにより軸方向に規定された制御シリンダと制御ピストン部分１１２との間の径方向の間隙により与えられている。シールリング１５０は、チャンバ１４６及び１４８からの作動液漏洩を防ぐために肩１４０及び１４２に組み込まれている。
角度方向に離間した場所において、流路１５２（図１）及び１５４（図２）を設けるために制御シリンダ１１４の左端へ長手穴が開けられている。流路１５２は、肩１４２の出力（右）側への径方向流路１５３において終端することにより、チャンバ１４８へ開口する。短手流路１５４は肩１４２の左（入力）側における径方向流路１５５において終端することにより、チャンバ１４６へ開口する。流路１５２及び１５４の外側端は、図２において１５６で示されるように塞がれている。図２に見られるように、流路１５４は、制御シリンダ１１４に開けられた短手接続流路１５９を介して弁板５０に開けられた径方向流路１５８に連通する。径方向流路１５８の内端は長手流路１６０に連通し、この長手流路１６０は次いで、図３に示すように、弁板５０の入力径面１６３に形成された浅い環状キャビティ１６２に連通する。キャビティ１６２の径に等しい径にて、長手流路１６４が、マニホルド組立体３４のハブ４５に圧縮嵌合された環状マニホルドブロック１６６へ開けられている。長手流路１６４の左端は径方向流路１６８へ開口し、その外側端は、マニホルドブロック１６６におけるポート１７０において終端する。
同様な方式で、図１に示されているように、制御シリンダ１１４における長手流路１５２が、弁板５０に開けられた径方向流路１７２へ、制御シリンダ１１４における短手接続流路１７３を介して連通する。径方向流路１７２の内端は、長手流路１７４に連通し、この流路１７４は、弁板５０（図３）の入力径面１６３に形成された浅い環状キャビティ１７５へ開口する。長手流路１７７は、キャビティ１７５の径に等しい径にて、マニホルドブロック１６６の右面へ開けられている。流路１７７の内端は径方向流路１７８へ開口し、その外側端は、マニホルドブロックにおけるポート１８０において終端する。
弁板５０が出力シャフトにより回転し、マニホルドブロック１６６がボルト３１によりハウジング１２に固定されているけれども、回転弁板と固定マニホルドブロックとの角度関係に拘らず、弁板における環状キャビティ１６２及び１７５が、長手流路１６０と１６４との間、及び長手流路１７４と１７７との間で、連続的な流体連通を与えることが明らかである。従って、伝達操作の間、ポート１７０はチャンバ１４６と連続的な流体連通にあり、ポート１８０はチャンバ１４８と連続的な流体連通にある。
液だめポンプ１８２からの補給作動液の供給を保証するために、マニホルドブロック１６６において、三つの付加的なポートが１２０°の角度方向に離間した位置で形成されている。これらの構成ポートの一つが図１において１８４で示されている。各々の構成ポートは、マニホルドブロック１６６に開けられた径方向流路１８６に連通し、これは次いで、角度方向流路に連通し、この角度方向流路は、図３に示される如く、弁板５０の左径方向面１６３へ形成された最外側半環状キャビティ１９０に対面する関係でマニホルドブロックの右径方向面へ開口している。図２に示されるように、最終マニホルドポート１９２はマニホルドブロック１６６における径方向流路１９３に連通し、これは次いで、長手流路１９４に連通し、この長手流路１９４は、弁板面１６３（図３）に形成された環状キャビティに対面する関係でマニホルドブロックの右径面に開口している。
マニホルドブロック１６６の右径面１９９におけるマニホルド流路の相関的な角度及び径方向位置は、図５に示されている。図１及び図２に示されたマニホルドブロック１６６、弁板５０及び制御シリンダ１４４の部分は、その中の異なる流路の液圧流の流れの関係を最もよく表すように選択されており、実際の角度関係を示すものではないが、実際の角度関係はマニホルドブロック１６６の場合は図５に示される。
図４の平面図に示される弁板５０の径方向右面２００は、径方向に対向する一対の半環状（腎臓形状（kidney-shaped））面キャビティ２０２及び２０４を与えるように形成されている。一対の腎臓形状ポート２０６は、弁板５０を通じてキャビティ１９０と２０２との間に流体連通を与え、一方、一対の腎臓形状ポート２０８は、図３に示される如く、キャビティ２０４と１９６との間に流体連通を与える。
図２に戻ると、ポンプピストン取り付けボルト６１には、軸方向穴２１０（仮想線で示される）が開けられているので、ポンプシリンダ７２における液圧は、弁板５０の右面２００（図４）に支えられるスラストワッシャ４９の左径方向面に形成された分離凹所２１２に連通されている。従って、ポンプシリンダ液圧は、弁板２００における面キャビティ２０２及び２０４に連通し、更に弁板１６３（図３）における面キャビティ１９０及び１９６にポート２０６及び２０８を介して連通している。
ポンプピストン５８及びポンプシリンダ７２が、楔形状斜板２２の最薄位置から、その径方向に対向した最厚位置へ回転する際には、共動ポンプシリンダの容量が次第に減少するので、これらポンプシリンダ内の作動液が加圧される。これは液圧ポンプユニット１８の高圧即ち排出側と見做される。ポンプピストン及びポンプシリンダが、斜板２２の最厚位置から最薄位置へ回転する際には、共動ポンプシリンダ７２の容量が次第に拡大する。これは液圧ポンプユニット１８の低圧即ち吸引側と見做される。
弁板５０と斜板２２が、共に出力シャフトに連結されているので、一体的に回転することにより、ポンプユニット１８の高圧（排出）及び低圧（吸引）側に対する弁板面キャビティの角度関係が、入力対出力シャフト速度比に拘らず、斜板により規定されるように固定され続ける。斜板に対する弁板５０の傾きは、マニホルドブロックポート１８４及び流路１８６，１８８を通じて、液だめポンプ１８２から導入された弁板面キャビティ１９０及び２０６内の作動液が、ポンプピストン取り付けボルト６１内の穴２１０により与えられた流体的接続の効果により、ポンプユニット１８の吸引側に関係したポンプシリンダ７２内の平均液圧力であると見做せるものである。１２０°離間した三つの構成流路１８８を設けたことは、少なくとも二つの構成ポートが、弁板５０（図３）の左径方向面１６３における１８０°弧状面キャビティ１９０に常に流体連通することを保証する。その結果として、ポンプユニット１８内の作動液の窮乏が防止される。
一方、ポンプピストン取り付けボルト６１内の穴２１０を通じて弁板面キャビティ１９６及び２０４を満たした作動液は、ポンプユニット１８の高圧（排出）側に関係したポンプシリンダ７２内の平均液圧へ加圧される。上述したように、弁板キャビティ１９６内の高圧の作動液は、マニホルド流路１９３及び１９４を通じてポート１９２に連通する。
図６に示すように比制御弁２２０は、中立（１：０）伝達比を発生する出力シャフト軸２５に対して垂直をなす斜板入力（左）面１０１の反時計方向の斜板鋭角の限定を受ける逆転速度範囲を越え、中立（１：０）から１：１の伝達比の前進速度範囲を越え、ここで斜板出力（右）面１０３は軸２５に対して直角をなし、図２に示された斜板角により表されるように、限定を受けるオーバードライブ速度範囲に達する行程（変更）をトランスミッション１０に与える。第一弁ポート２２２は、液圧管路２２３によりマニホルドポート１７０へ接続され、図２に示される如く、制御ピストン環状チャンバ１４６に流体連通される。第二弁ポート２２４は、液圧管路２２５によりマニホルドポート１８０へ接続され、図１に示される如く、制御ピストン環状チャンバ１４８に流体連通される。第三弁ポート２２６は、液圧管路２２７によりマニホルドポート１９２へ接続され、図２に示される如く、斜板キャビティ１９６へ高圧流体が連通する。第四番目でしかも最後の弁ポート２２８は、液だめ２３０へ帰還する液圧管路２２９へ接続されている。制御弁操作は、オペレーター２２１を介して、２３２，２３４及び２３６で示された三つの弁位置の選択された一つの位置の弁スプールの往復運動により達成される。図６に示されるように、比制御弁２２０が弁位置２３４にあるときは、四つの全ての弁ポートが閉止し、制御ピストンチャンバ１４６と１４８の液圧を等しくさせる。従って制御ピストン１１０の軸方向位置は、制御チャンバ内の均衡した液圧により堅固に保持され、所望の伝達率に設定される。図１及び図２の反時計方向における旋回斜板２２により伝達比を減少させるために、制御弁スプールは、オペレーター２２１を介して、左方向へ移動し、弁位置２３６を設定し、ここで弁ポート２２６は弁ポート２２４に液体接続され、弁ポート２２２は弁ポート２２８に液体接続されている。環状中央チャンバ１４８及び環状制御チャンバ１４６への高圧作動液の流れが、液だめ２３０へ排出されることが明らかである。次いで、チャンバ１４８における液圧がチャンバ１４６における液圧を越えるが、これはチャンバ１４６の容積が収縮するのに応じて、チャンバ１４８の容積が拡大するためである。従って制御ピストン１１０が軸方向に右側へ推進して、斜板２２が、リンク１１２により与えられた制御ピストンへの結合の効果により反時計方向へ旋回する。所定の低伝達比が達成された際、オペレータ２２１が右方向へ移動し、中央弁位置２３４を再設定し、弁ポートを開放する。制御チャンバ１４６及び１４８における液圧は迅速に等しくなり、新たな低伝達比を設定する。伝達比を増進させる際は、弁ポート２２６を弁ポート２２２へ、弁２２４を弁ポート２２８へ接続させる弁位置が設定されるように、弁オペレータ２２１が右方向へ引かれる。高圧作動液が次いで制御チャンバ１４６に流れるが、制御チャンバ１４８は液だめ２３０へ出口が与えられる。制御ピストン１１０が次いで左へ推進し、斜板２２が反時計方向へ旋回する。所定の高伝達比が達成された際、中央弁位置２３４がオペレータ２２１により再設定される。制御チャンバ１４６及び１４８における液圧は迅速に平衡へ復帰し、新たな高伝達比を設定する。
三位置スプール弁よりもむしろ、共同譲渡された１９９５年１月３０日出願の米国出願第08/380,269号に開示されたような、一対のパルス幅調整電磁弁の形式をとる比制御弁が高く評価され、それに開示されたものは、ここに引用されて組み込まれている。
上述の説明から、本発明は発明者が引用した出願第08/093,192号に開示された形式の無限可変液圧トランスミッションに小型化、部品数削減、及び製造コスト削減の利点を与えたものを提供できることが明らかである。上記に開示された好適実施例では、制御ピストン２４及び制御シリンダ１１４は、ポンプユニット１８を包囲する関係に配置されているが、これらの要素はモーターユニット２０を包囲するように配置できることが明らかである。そして弁板５０及びマニホルドブロック１６６は、発明者が引用した出願第08/342,472号に開示された方式で、モーターピストン取付けボルト７５内の穴を通じてモーターシリンダ８４と連通してモータユニットの出力側に配置され得る。
本発明の趣旨から逸脱することなく、本装置に様々な変更及び変化をなし得ることは、当業者には明らかである。従って本発明は、添付の請求の範囲及びその等価物の趣旨の範囲内で与えられる本発明についての変更及び変化を包含することが意図されている。

Claims (10)

1. 連続可変液圧トランスミッションであって、
   ハウジングと、
   このハウジングに回転自在に支承され、駆動装置からの入力トルクを受ける入力シャフトと、
   前記ハウジングに回転自在に支承され、出力トルクを負荷装置へ加える出力シャフトと、
   前記入力シャフトに駆動されるように連結された液圧ポンプユニットと、
   前記ハウジングに固定された液圧モータユニットと、
   前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとの間で動作可能なように配置された楔形状斜板であり、薄端部と厚端部とを有し、且つ前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとの間で作動液を移送するように適合されたポートを含む楔形状斜板と、
   この楔形状斜板を前記出力シャフトへトルクが伝達される関係で旋回自在に接続する継手と、
   伝達比制御器とを備え、
   その伝達比制御器は、
   前記出力シャフトの軸に対して同軸に、且つ前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとのうちの一方を包囲する関係で配置された制御シリンダと、
   この制御シリンダに可動に取り付けられ、且つ前記楔形状斜板の厚端部にリンク接続された円筒状制御ピストンと、
   前記制御シリンダと前記円筒状制御ピストンとの間に規定された第一の環状制御チャンバ及び第二の環状制御チャンバとを含み、その第一の環状制御チャンバと第二の環状制御チャンバとの作動液の圧力差が前記制御ピストンの軸方向移動を引き起こし、この軸方向移動が、前記継手の揺動軸の周りの前記楔形状斜板の伝達比変更旋回運動へ変換される連続可変液圧トランスミッション。
2. 請求項１の連続可変液圧トランスミッションにおいて、第一と第二の環状制御チャンバは、前記制御シリンダ及び円筒状制御ピストンの径方向及び軸方向に対向した面部分により規定されている連続可変液圧トランスミッション。
3. 請求項２の連続可変液圧トランスミッションにおいて、前記制御シリンダは、軸方向の所定位置で前記継手に接続されており、前記円筒状制御ピストン、前記楔形状斜板及び前記出力シャフトと一体的に回転する連続可変液圧トランスミッション。
4. 請求項３の連続可変液圧トランスミッションにおいて、
   前記伝達比制御器が、第一と第二のチャンバに流体連通した制御弁を更に含み、この制御弁は、次の状態、即ち、
   １）第一と第二の制御チャンバにおける作動液の圧力均衡が、前記楔形状斜板の角度位置を所定の伝達比に設定する状態、
   ２）第二の制御チャンバにおける作動液圧力よりも大きな第一の制御チャンバにおける作動液圧力が、前記楔形状斜板を旋回軸のまわりに伝達比を増大させる方向へ旋回させる状態、
   ３）第一の制御チャンバにおける作動液圧力よりも大きな第二の制御チャンバにおける作動液圧力が、前記楔形状斜板を旋回軸のまわりに伝達比を減少させる方向へ旋回させる状態のいずれか一つの状態を作るように選択的に操作可能である連続可変液圧トランスミッション。
5. 請求項４の連続可変液圧トランスミッションにおいて、旋回軸から径方向に離れた場所において、前記制御ピストンの自由端を前記斜板に対して旋回自在に接続するリンクを更に含む連続可変液圧トランスミッション。
6. 請求項４の連続可変液圧トランスミッションにおいて、前記伝達比制御器が作動液回路を更に含み、この作動液回路は、前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとのうちの一方に対する加圧作動液の供給源へ前記制御弁を接続する連続可変液圧トランスミッション。
7. 請求項４の連続可変液圧トランスミッションにおいて、
   前記出力シャフトと一体的に回転するように結合されると共に、液圧管路を含む環状弁板と、
   前記ハウジングに取り付けられたマニホルドとを更に備え、
   前記マニホルドは、前記環状弁板の前記液圧管路に連通する液圧管路を含み、このマニホルドの前記液圧管路及び前記環状弁板の前記液圧管路は個別の作動液回路を与えるように配置されており、その個別の作動液回路は、前記制御弁と、第一の制御チャンバ及び第二の制御チャンバの各々との間を接続し、且つ前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとのうちの一方に対する加圧作動液の供給源へ前記制御弁を接続する連続可変液圧トランスミッション。
8. 請求項４の連続可変液圧トランスミッションにおいて、
   前記出力シャフトと一体的に回転するように結合された環状弁板を更に備え、この環状弁板は、
   １）第一と第二の径方向にオフセットされた環状キャビティを内部に有する径方向面と、
   ２）第一の制御チャンバと第一の環状キャビティとの間の流体連通を与える第一の流路と、
   ３）第二の制御チャンバと第二の環状キャビティとの間の流体連通を与える第二の流路とを含み、
   連続可変液圧トランスミッションは前記ハウジングに固定されたマニホルドを更に備え、このマニホルドは、
   １）前記環状弁板の前記径方向面に対して褶動して接触係合する径方向面と、
   ２）別々の液圧管路により前記制御弁に接続された第一と第二のポートと、
   ３）第一の環状キャビティに整合された前記マニホルドの前記径方向面における第一の開口へ第一のポートから導かれた第一の流路と、
   ４）第二の環状キャビティに整合された前記マニホルドの前記径方向面における第二の開口へ第二のポートから導かれた第二の流路とを含む連続可変液圧トランスミッション。
9. 請求項８の連続可変液圧トランスミッションにおいて、
   前記環状弁板の前記径方向面が、第一と第二のキャビティから径方向にオフセットされた第三の環状キャビティを更に含み、この第三のキャビティは、前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとのうちの一方に対する加圧作動液の供給源に流体連通しており、
   前記マニホルドが、
   １）液圧管路により前記制御弁に連結された第三のポートと、
   ２）第三の環状キャビティに整合された前記マニホルドの前記径方向面における第三の開口へ第三のポートから導かれた第三の流路とを更に含む連続可変液圧トランスミッション。
10. 請求項９の連続可変液圧トランスミッションにおいて、
    前記環状弁板の前記径方向面が、第一、第二及び第三のキャビティから径方向にオフセットされた第四の環状キャビティを更に含み、この第四のキャビティは、前記液圧ポンプユニットと前記液圧モータユニットとのうちの一方に対する加圧作動液の供給源に流体連通しており、
    前記マニホルドが、
    １）補給作動液の供給源へ接続された第四のポートと、
    ２）第四のキャビティに連通するように前記マニホルドの前記径方向面に位置する第四の開口へ前記第四のポートから導かれる第四の流路とを更に含む連続可変液圧トランスミッション。

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