JP4521082B2 - 油圧式無段変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプと油圧モータとで構成される油圧式無段変速機に関し、特に、油圧ポンプ・モータを構成するプランジャブロックと、該プランジャブロックと油路板の間に介装されるバルブプレートの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ポンプ・モータを油路板に設けられた油圧メイン回路により接続し、油圧ポンプ軸の回転駆動を、作動油の流出入に変換した後、油圧モータの出力軸を駆動するよう構成した油圧式無段変速装置が公知である。上記構成においては、油圧ポンプ・モータのプランジャブロックの摺動端面に作動油の流出入を行うための複数のポートが設けられており、また、プランジャブロックと前記油圧メイン回路の間には、一対の吸入・排出用のポートを具備したバルブプレートが介装されている。このような構成において、油圧ポンプ・モータのプランジャ室内の作動油が、摺動端面に設けられた複数のポート、バルブプレートに設けられた一対のポート、油圧メイン回路を介して流体接続されるように構成している。
【０００３】
そして、前記バルブプレートに設けられたポートは、油圧式無段変速装置の駆動音（騒音）を低減させるために、ポート端に切り欠きを設ける構成としていた。つまり、プランジャブロックの回転に伴い、プランジャブロック摺動端面に設けられたポートと、該バルブプレートに設けられたポートがオーバーラップすることで、プランジャ室と油圧メイン回路とが連通し、作動油が流出入することとなるが、この両ポートがオーバーラップし始める際に、バルブプレート側のポートに切り欠きを設けることで、オーバーラップ量が徐々に増大するように構成し、急激な作動油の流出入を防止するようにして騒音低下を図っているのである。また、油圧式無段変速装置の中立位置を低コストで確保するために、バルブプレートのポート上に軸芯を中心とする円周溝を形成し、プランジャ室から油圧メイン回路へと至る作動油が、該円周溝に対して適度にリークすることによって、中立幅を増大させるよう構成したものが公知となっている。例えば、特開平５- １９５９４６号公報に記載の技術の如くである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、騒音低減を図るためには、バルブプレートのポート端に切り欠きを設ける必要がある。一方、低コスト化が望まれる中でバルブプレートはプレス成形により製作する必要があり、プレス成形を行った場合には、ポート端の切り欠き溝は先端が丸みをおびた形状とならざるを得ない。このため、バルブプレートのポート端の形状を、徐々に開口面積が変化する形状に成形することが困難であり、結果的にオーバーラップ量の微妙な調整が行えないので、騒音低減効果を充分に得られないという問題がある。また、中立位置保持のため、バルブプレートに円周溝を形成することは、プレス成形の工程を増加させ、また、コストアップを招くという不具合があった。
【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。
【０００６】
プランジャ式油圧ポンプ（２１）とプランジャ式油圧モータ（２２）からなる油圧式無段変速装置において、該油圧ポンプ（２１）又は油圧モータ（２２）を構成するプランジャブロック（２１ｂ）の、摺動端面（２１ｄ）に設けられ、プランジャ室と連通するプランジャポート（２１ｆ）において、該プランジャポート（２１ｆ）のポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）を、該摺動端面（２１ｄ）を中心とした半径方向の幅である開口幅を、狭く構成し、開口幅を狭くした該ポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）において、前記プランジャポート（２１ｆ）中央部の内外径の範囲内において、半径方向へ端部の切り欠き（６１・６１）を設け、前記プランジャブロック（２１ｂ）の摺動端面（２１ｄ）と、油路板（３２）との間に介装され、該油路板（３２）に固設されるバルブプレート（４１・４２）に設けられ、前記プランジャポート（２１ｆ）と連通する、作動油出入り用の一対のキドニーポート（４１ａ・４１ｂ）において、少なくとも一方の該キドニーポート（４１ａ・４１ｂ）の、両端部の開口幅を円周方向（Ｓ）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、両ポートのオーバーラップによる開口面積を、前記プランジャブロック（２１ｂ）の回転に従い微少変化させる構成としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１は油圧式無段変速装置の側面断面図、図２はプランジャブロックの摺動端面を示す油圧式無段変速装置の後面図、図３はバルブプレートを示す図である。
【０００９】
図４はメイン回路を示す油路板の断面図、図５は油圧式無段変速装置及びメイン回路を含む油圧回路図、図６は本発明に係る作動油の連通路を示す第一構成例図、図７（ａ）及び（ｂ）は同じく第一実施例図、図８は本発明の効果を示すグラフである。
【００１０】
図９は本発明に係る作動油の連通路を示す第二構成例図、図１０は本発明の効果を示すグラフ、図１１（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る作動油の連通路を示す第三構成例図、図１２は本発明に係る作動油の連通路を示す第四構成例図である。
【００１１】
図１３（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る作動油の連通路を示す第五構成例図、図１４は本発明の効果を示すグラフである。
【００１２】
まず、油圧式無段変速機を構成する油圧ポンプ・モータ及びその油圧回路の概略構成について図１乃至図５を用いて説明する。図１において、油圧式無段変速機１０（以降ＨＳＴ１０と記す）は油圧ポンプ２１および油圧モータ２２により構成され、該油圧ポンプ２１および油圧モータ２２はハウジング３１に内包されると共に、例えば油路板３２の同一面に配設されている。ここで、便宜的に図１の左側をＨＳＴ１０の前方側、右側をＨＳＴ１０の後方側として以下の説明を行う。
【００１３】
可変容量式の油圧ポンプ２１は駆動軸２１ａ、該駆動軸２１ａが挿嵌され駆動軸２１ａと共に回動するプランジャブロック２１ｂ、該プランジャブロック２１ｂのプランジャ室に摺動自在に挿嵌されるプランジャ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、可動斜板２１ｃはプランジャ２１ｅの摺動量を規制し、該油圧ポンプ２１の作動油の吐出量を調節可能に構成している。
【００１４】
油圧モータ２２は、油路板３２に挿嵌され一端をハウジング３１にて回動自在に支持された出力軸２２ａ、該出力軸２２ａが挿嵌され出力軸２２ａと共に回動するプランジャブロック２２ｂ、該プランジャブロック２２ｂに摺動自在に挿嵌されたプランジャ２２ｅ、及び、該プランジャ２２ｅに当接した固定斜板２２ｃにより構成されている。
【００１５】
また、油圧ポンプ・モータ２１・２２を内包するハウジング３１の後部側には、油路板３２が装着されており、前記プランジャブロック２１ｂ・２２ｂの後部面である摺動端面２１ｄ・２２ｄと油路板３２との間には、それぞれ油路板３２に固設されたバルブプレート４１・４２が介装されている。
【００１６】
プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄには、図２に示すように、複数（本実施例では５つ）のプランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・が設けられており、該プランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・が、それぞれプランジャ２１ｅが挿嵌されるプランジャ室に連通しており、該プランジャポート２１ｆを介して、油圧ポンプ２１内の作動油が、流出入する構成としている。同様に、プランジャブロック２２ｂの摺動端面２２ｄにも、複数のプランジャポート２２ｆ・２２ｆ・・・が設けられ、油圧モータ２２内の作動油が、該プランジャポート２２ｆを介して流出入する構成としている。
【００１７】
前述の如く、プランジャブロック２１ｂ・２２ｂの摺動端面２１ｄ・２２ｄは、それぞれ油路板３２上に固設されたバルブプレート４１・４２に接しており、油圧ポンプ２１側のバルブプレート４１には、図３に示すように、作動油出入り用の一対のキドニーポート４１ａ・４１ｂが形成されている。そして、駆動軸２１ａの回転駆動に伴い、プランジャブロック２１ｂが回転駆動すると、プランジャ２１ｅの摺動運動によって吐出状態位置にあるプランジャポート２１ｆから押出された作動油が、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内、何れか一方のポートから吐出される。逆に、他方のキドニーポートから流入する作動油は、吸入状態位置にあるプランジャポート２１ｆからプランジャブロック２１ｂのプランジャ室内に流入し、プランジャ２１ｅを押圧する。
【００１８】
また、図４に示すように、油路板３２内にはメイン回路３２Ｒ・３２Ｌが設けられており、該メイン回路３２Ｌ・３２Ｒを介して油圧ポンプ２１と油圧モータ２２間の作動油が流出入する構成としている。そして、メイン回路３２Ｒ・３２Ｌには、作動油出入り用の一対のメインポート３３ａ・３３ｂが形成されており、該メインポート３３ａ・３３ｂが前記バルブプレート４１の一対のキドニーポート４１ａ・４１ｂと連通している。
【００１９】
一方、油圧モータ２２側のバルブプレート４２にも、図３に示すように、作動油出入り用の一対キドニーポート４２ａ・４２ｂが形成されており、図４に示すように、油路板３２に形成されたメイン回路３２Ｒ・３２Ｌには、作動油出入り用の一対メインポート３４ａ・３４ｂが形成されている。そして、該メインポート３４ａ・３４ｂがバルブプレート４２の２つのキドニーポート４２ａ・４２ｂと連通している。
【００２０】
以上のような構成よりＨＳＴ１０の作動油の流出入の動作を図５の油圧回路図等を用いて説明する。油圧ポンプ２１からプランジャポート２１ｆを介して吐出された作動油が、例えば、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ側より流出したとすれば、作動油はキドニーポート４１ａよりメインポート３３ａを介して、メイン回路３２Ｒに流出する。そして、高圧となったメイン回路３２Ｒからは作動油がメインポート３４ａを介して、バルブプレート４２のキドニーポート４２ａを通って、油圧モータ２２の吸入状態位置にあるプランジャポート２２ｆより油圧モータ２２内に流入する。これに対して、油圧モータ２２の吐出状態位置にあるプランジャポート２２ｆからは、作動油がバルブプレート４２のキドニーポート４２ｂを介して流出し、さらにメインポート３４ｂを介してメイン回路３２Ｌに流出する。そして、メインポート３３ｂ及びバルブポート４１のキドニーポート４１ｂを介して、吸入状態位置にあるプランジャポート２１ｆより油圧ポンプ２１内に作動油が流入する。このように油圧ポンプ２１の回転駆動により作動油を流出入させ、この作動油の流出入により油圧モータ２２のプランジャ２２ｅを往復動させて、油圧モータ２２を駆動し、出力軸２２ａを回転駆動させるのである。
【００２１】
また、前記油路板３２には、チャージ回路５３が形成されており、該チャージ回路５３とメイン回路３２Ｒ・３２Ｌとの間にはチェックバルブ４４・４４が介装されている。このような構成において、該メイン回路３２Ｒ・３２Ｌの作動油が不足した場合には、チャージポンプ５１を駆動させることにより、タンク５２内の作動油を送油し、チャージ回路５３から該チェックバルブ４４を介してメイン回路３２Ｒ・３２Ｌに供給されるように構成している。また、チャージ回路５３には、チェックバルブ４４・４４へと至る回路中にリリーフバルブ５４が設けられ、メイン回路３２Ｒ・３２Ｌ内の油圧を調整している。
【００２２】
上記の構成により、エンジン等より出力される回転駆動力が駆動軸２１ａに入力されて油圧ポンプ２１が駆動すると、該油圧ポンプ２１により吐出された作動油はバルブプレート４１、メイン回路３２Ｒ・３２Ｌ、バルブプレート４２を介して油圧モータ２２に供給され、該作動油により油圧モータ２２が駆動されて駆動力が出力軸２２ａに伝達されることとなる。
【００２３】
次に、本発明に係るプランジャブロック２１ｂ・２２ｂ、バルブプレート４１・４２、油路板３２上に形成される作動油の連通路の構成について説明する。尚、以下の説明においては、油圧ポンプ２１側の構成、つまりプランジャブロック２１ｂ、バルブプレート４１等を用いて本発明の構成について説明する。
【００２４】
まず、図６を用いて本発明の第一構成例について説明する。前述の如く、駆動軸２１ａの回転駆動に伴って、プランジャブロック２１ｂが回転すると、プランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・が、駆動軸２１ａを中心に回動移動しながら、作動油の吐出、吸引することとなる。そして、このプランジャポート２１ｆの回動移動に対して、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ・４１ｂは位置固定されているので、該プランジャポート２１ｆと、キドニーポート４１ａ・４１ｂのオーバーラップ量（即ち、作動油が連通することが可能となる面積）が時々刻々変化することとなる。
【００２５】
そして、このプランジャポート２１ｆとキドニーポート４１ａ・４１ｂのオーバーラップ量の変化が急激に変わると、作動油の流出入による騒音が発生することとなる。特に、作動油が連通不能状態から連通可能状態へと変わる際（即ち、プランジャポート２１ｆのポートの端部が、キドニーポート４１の端部に差し掛かる際）には、作動油の流出入による騒音が発生する。
【００２６】
そこで、本発明においては、図６に示すようにプランジャポート２１ｆのポート両端部２１ｇ・２１ｇの開口幅（開口幅とは、摺動端面２１ｄを中心とした半径方向の幅を示す。なお、半径方向の幅を図６に矢視Ｗで示す。以下同様）を狭く構成しており、また、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向（円周方向を図６に矢視Ｓで示す。以下同様）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成している。このような構成とすることで、プランジャブロック２１ｂの回転に従いプランジャポート２１ｆがキドニーポート４１ａ・４１ｂと連通する位置に差し掛かると、両ポートのオーバーラップ量が微小に変化しながら増加し、また、両ポートが連通位置から遠ざかるに連れて、オーバーラップ量が微小に変化しながら減少するため、作動油の流出入による騒音低減が図られるのである。
【００２７】
このように、プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄに設けられプランジャ室と連通するプランジャポート２１ｆ、及びバルブプレート４１に設けられ前記プランジャポート２１ｆと連通するキドニーポート４１ａ・４１ｂについて、少なくとも一方（何れか一方又は両方）のポートの両端部２１ｇ・４１ｇの開口幅を円周方向に変化させ、プランジャブロック２１ｂの回転に従い両ポートのオーバーラップ量を微小変化させる構成としているので、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ・４１ｂを含む形状がプレス成形により作られる場合でも、切削加工による切り欠き溝と同等の開口面積特性を得ることができ、安価な構成で騒音低減が可能となった。また、機械加工されるプランジャブロック２１ｂ、プレス加工されるバルブプレート４１共に、ポート形状が単純な形状であるので、低コスト化が図れる。
【００２８】
次に、図７を用いて本発明の第一実施例について説明する。本実施例では、図７（ａ）に示すように、プランジャポート２１ｆのポート両端部２１ｇ・２１ｇに切り欠き６１・６１を設けることによって、開口幅を狭く構成しており、また、図７（ｂ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成している。そして、前記切り欠き６１は、プランジャポート２１ｆの内外径の範囲内（プランジャポートの内外径の範囲を矢視Ｘで示す。）に設ける構成としている。このような構成とすることで、第一構成例と同様に、プランジャブロック２１ｂの回転に従い両ポートのオーバーラップ量が微小に変化しながら増減するため、作動油の流出入による騒音低減が図られ、プランジャブロック２１ｂのスムーズな回転駆動が可能となった。
【００２９】
このように、プランジャポート２１ｆの内外径の範囲内に半径方向に切り欠き６１を設ける一方、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅を円周方向に徐々に変化させることにより、両ポートの開口幅を円周方向に変化させる構成としたので、バルブプレート４１をプレス加工とし、プランジャブロック２１ｂを型を用いた焼結品とする場合、プランジャブロック２１ｂの端面（摺動端面２１ｄ）が複雑な形状（切り欠き６１）であっても、低コストで製作可能であり、また、半径方向の製作誤差によるばらつきの影響も受けにくい構成となった。図８は、第一構成例、第一実施例により、両ポートのオーバーラップ量を微小変化させた状態を、従来構成と比較したグラフであり、本発明によれば、プランジャブロック２１ｂの回転に伴い、開口面積が緩やかに増加していくことを示している。
【００３０】
次に、図９を用いて本発明の第二構成例について説明する。本構成例では、プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄに、円周状の溝６２・６２・・・が形成されている。該溝６２・６２・・・は、プランジャポート２１ｆの内外径の範囲内に設けられた溝であり、各プランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・の両端部２１ｇを連通するように形成されている。このような構成とすることで、プランジャポート２１ｆ、キドニーポート４１ａ・４１ｂを介して流出入する作動油が溝６２にリークされるため、プランジャブロック２１ｂの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、作動油の適度なリークが行われることで、中立位置の幅を大きくすることができるので、中立位置保持作用も得られる。
【００３１】
このように、摺動端面２１ｄにはプランジャポート２１ｆの内外径の範囲内に該プランジャポート２１ｆ間を連通する円周状の溝６２を設けたので、プレス加工のバルブポート４１のポート両端部４１ｇ・４１ｇの形状が丸い場合であっても、切り欠き形状と略同等の騒音低減効果が得られる。また、バルブプレート４１に円周状の溝を設ける構成も可能であるが、プレス成形する場合、円周溝はコスト高となる。このように、本発明は、低騒音化と低コスト化の両方の利点を兼ね備えた構成としている。図１０は、第二構成例によりプランジャブロック２１ｂに溝６２を設けた構成と、従来構成とを比較したグラフである。本発明によれば、プランジャポート２１ｆとキドニーポート４１ａ・４１ｂとのオーバーラップ量は常時一定の開口面積が確保されているため、両ポートの端部２１ｇ・４１ｇがオーバーラップし始めた場合に、作動油の流出入の変化が小さくなることを示している。
【００３２】
次に、図１１を用いて本発明の第三構成例について説明する。本構成例においては、図１１（ａ）に示すように、プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外に位置する円周状の溝６３が設けられている。また、図１１（ｂ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内に、前記円周状の溝６３が位置するよう構成している。このような構成とすることで、プランジャポート２１ｆ、キドニーポート４１ａ・４１ｂを介して流出入する作動油が溝６３にリークされるため、プランジャブロック２１ｂの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、適度なリーク量を調整することにより、中立幅を大きくして中立位置保持作用を得ることもできる。
【００３３】
このように、摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外の円周状の溝６３を設け、該円周溝６３は前記キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内に配置する構成としたので、第二構成例と同様に作動油のリーク領域を確保して低騒音化を可能としながら、該溝６３の長さを任意に変化させることが可能であり、リーク量の適切な調整が可能な構成となった。また、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ・４１ｂと、該溝６３とのオーバーラップ部の位置を変化させ、上下死点からの距離を変化させることで、騒音低減に適した溝長さに設定することが可能である。
【００３４】
次に、図１２を用いて本発明の第四構成例について説明する。本構成例においても、図１１（ａ）で示した第三構成例と同様にプランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外に位置する円周状の溝６３が設けられている。また、図１２（ａ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲外に、前記円周状の溝６３が位置するよう構成している（つまり、キドニーポート４１ａ・４１ｂと溝６３はオーバーラップすることはない）。そして、本構成例においては、バルブプレート４１には、該円周溝６３とオーバーラップする位置（つまり同じ半径上）に貫通孔７１・７１が設けられている。さらに、図１２（ｂ）に示すように、油路板３２に形成されたメインポート３３ａ・３３ｂには、該貫通孔７１・７１とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを連通する連通溝３５が形成されている。即ち、プランジャポート２１ｆは、キドニーポート４１ａ・４１ｂ→メインポート３３ａ・３３ｂ→連通溝３５→貫通孔７１を介して円周溝６３に連通しているのである。
【００３５】
このように、摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外の円周状の溝６３を設け、該円周溝６３は前記キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲外に配置し、前記バルブプレート４１には該円周溝６３と同じ半径上に貫通孔７１を設け、バルブプレート４１と当接する油路板３２の板面には該貫通孔７１とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを結ぶ連通溝３５（或いは連通穴としてもよい）を設けたので、第三構成例と同様に、プランジャポート２１ｆ、キドニーポート４１ａ・４１ｂを介して流出入する作動油が溝６３にリークされるため、プランジャブロック２１ｂの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、バルブプレート４１のポート形状がシンプルであるので、バルブプレート４１の強度を充分に確保できる構成となった。
【００３６】
次に、図１３を用いて本発明の第五構成例について説明する。本構成例においても、図１３（ａ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅が円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成しており、バルブプレート４１には、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内にあって、キドニーポート４１ａ・４１ｂより少し離れた位置に、貫通孔７２・７２が設けられている。さらに、図１３（ｂ）に示すように、油路板３２に形成されたメインポート３３ａ・３３ｂには、該貫通孔７２・７２とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを連通する連通溝３６が形成されている。
【００３７】
このように、バルブプレート４１にはキドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内に貫通孔７２を設け、バルブプレート４１に当接する油路板３２の板面には該貫通孔７２とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを結ぶ連通溝３６を設けたので、プランジャブロック２１ｂの回転に従いプランジャポート２１ｆの端部２１ｇがキドニーポート４１ａ・４１ｂの端部４１ｇと連通する前に、貫通孔７２によりプランジャ室側の作動油がメインポート３３ａ・３３ｂ側に流入するため、両ポートのオーバーラップ量が急激に変化することを防止し、作動油の流出入による騒音低減が図られ、プランジャブロック２１ｂのスムーズな回転駆動が可能となった。このように、バルブプレート４１に貫通孔７２を設けることで、切り欠き形状の場合と略同等の騒音低減効果が得られ、プレス品に切り欠き形状の加工を施すことに比べ、穿孔加工は安価であるので、低コストな構成となった。
【００３８】
上述した本発明の構成は、全て油圧ポンプ２１側、即ち、プランジャブロック２１ｂ、プランジャポート２１ｆ、バルブプレート４１、キドニーポート４１ａ・４１ｂ、メインポート３３ａ・３３ｂを用いて説明したが、この構成は、同様に油圧モータ２２側、即ち、プランジャブロック２２ｂ、プランジャポート２２ｆ、バルブプレート４２、キドニーポート４２ａ・４２ｂ、メインポート３４ａ・３４ｂの構成についても、同様に適応可能であり、上述したものと同様の効果を奏するものである。
【００３９】
また、プランジャブロックのバルブプレートとの摺動端面に、プランジャ室と連通するプランジャポートの内外径の範囲内に該プランジャポート間を連通する円周状の溝を設けたので、低騒音効果が得られる。また、プレス加工のバルブポートのポート両端部の形状が丸い場合であっても、切り欠き形状と略同等の騒音低減効果が得られる。更に、バルブプレートに円周状の溝を設ける構成に比べて、低コストな構成となった。
また、適度なリーク量を調整することで中立幅を大きくして、中立位置保持作用を得ることもできる。
【００４０】
また、プランジャブロックのバルブプレートの摺動端面にプランジャポートの内外径の範囲外に円周状の溝を設け、該円周溝をバルブプレートのキドニーポートの内外径の範囲内に配置する構成としたので、作動油のリーク領域を確保して低騒音化を可能としながら、該溝の長さを任意に変化させることが可能であり、リーク量の適切な調整が可能な構成となった。また、バルブプレートのキドニーポートと、該溝とのオーバーラップ部の位置を変化させ、上下死点からの距離を変化させることで、騒音低減に適した溝長さに設定することが可能である。
また、適度なリーク量を調整することで中立幅を大きくして、中立位置保持作用を得ることもできる。
【００４１】
また、プランジャブロックのバルブプレートとの摺動端面にプランジャポートの内外径の範囲外に円周状の溝を設け、該円周溝は前記キドニーポートの内外径の範囲外に配置し、前記バルブプレートには該円周溝と同じ半径上に貫通孔を設け、バルブプレートと当接する油路板面には該貫通孔とキドニーポートとを結ぶ連通溝或いは連通穴を設けたので、プランジャポート、キドニーポートを介して流出入する作動油が溝にリークされるため、プランジャブロックの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、バルブプレートのポート形状がシンプルであるので、バルブプレートの強度を充分に確保できる構成となった。また、適度なリーク量を調整することで中立幅を大きくして、中立位置保持作用を得ることもできる。
【００４２】
また、プランジャブロックの摺動端面に設けられプランジャ室と連通するプランジャポプートと当接するバルブプレートに設けられ前記プランジャポートと連通するキドニーポートの内外径の範囲内でキドニーポート端より少し離れた位置に貫通孔を設け、バルブプレートに当接する油路板面には該貫通孔とキドニーポートとを結ぶ連通溝をので、プランジャブロックの回転に従いプランジャポートの端部がキドニーポートの端部と連通する前に、貫通孔によりプランジャ室側の作動油がメインポート側に流入するため、両ポートのオーバーラップ量が急激に変化することを防止し、作動油の流出入による騒音低減が図られた。このように、バルブプレートに貫通孔を設けることで、切り欠き形状の場合と略同等の騒音低減効果が得られ、プレス品に切り欠き形状の加工を施すことに比べ、穿孔加工は安価であるので、低コストな構成となった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、以下のような効果を奏するものである。
請求項１記載の如く、プランジャ式油圧ポンプ（２１）とプランジャ式油圧モータ（２２）からなる油圧式無段変速装置において、該油圧ポンプ（２１）又は油圧モータ（２２）を構成するプランジャブロック（２１ｂ）の、摺動端面（２１ｄ）に設けられ、プランジャ室と連通するプランジャポート（２１ｆ）において、該プランジャポート（２１ｆ）のポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）を、該摺動端面（２１ｄ）を中心とした半径方向の幅である開口幅を、狭く構成し、開口幅を狭くした該ポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）において、前記プランジャポート（２１ｆ）中央部の内外径の範囲内において、半径方向へ端部の切り欠き（６１・６１）を設け、前記プランジャブロック（２１ｂ）の摺動端面（２１ｄ）と、油路板（３２）との間に介装され、該油路板（３２）に固設されるバルブプレート（４１・４２）に設けられ、前記プランジャポート（２１ｆ）と連通する、作動油出入り用の一対のキドニーポート（４１ａ・４１ｂ）において、少なくとも一方の該キドニーポート（４１ａ・４１ｂ）の、両端部の開口幅を円周方向（Ｓ）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、両ポートのオーバーラップによる開口面積を、前記プランジャブロック（２１ｂ）の回転に従い微少変化させる構成としたので、作動油の流出入による騒音低減が図れた。また、バルブプレートのキドニーポートを含む形状がプレス成形により作られる場合でも、切削加工による切り欠き溝と同等の開口面積特性を得ることができ、安価な構成で騒音低減が可能となった。また、機械加工されるプランジャブロック、プレス加工されるバルブプレート共に、ポート形状が単純な形状であるので、低コスト化が図れる。
【００４４】
また、前記プランジャポート中央部の内外径の範囲内にポート端の半径方向に切り欠きを設ける一方、キドニーポート両端部の開口幅を円周方向に徐々に変化させることにより、両ポートのオーバーラップによる開口面積をプランジャブロックの回転に従い微少に変化させる構成としたので、同様に低騒音効果が得られた。また、バルブプレートをプレス加工とし、プランジャブロックを型を用いた焼結品とする場合、プランジャブロックの端面（摺動端面）が複雑な形状（切り欠き）であっても、低コストで製作可能であり、また、半径方向の製作誤差によるばらつきの影響も受けにくい構成となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 油圧式無段変速装置の側面断面図である。
【図２】 プランジャブロックの摺動端面を示す油圧式無段変速装置の後面図である。
【図３】 バルブプレートを示す図である。
【図４】 メイン回路を示す油路板の断面図である。
【図５】 油圧式無段変速装置及びメイン回路を含む油圧回路図である。
【図６】 本発明に係る作動油の連通路を示す第一構成例図である。
【図７】 本発明に係る作動油の連通路を示す第一実施例図である。
【図８】 本発明の効果を示すグラフである。
【図９】 本発明に係る作動油の連通路を示す第二構成例図である。
【図１０】 本発明の効果を示すグラフである。
【図１１】 本発明に係る作動油の連通路を示す第三構成例図である。
【図１２】 本発明に係る作動油の連通路を示す第四構成例図である。
【図１３】 本発明に係る作動油の連通路を示す第五構成例図である。
【図１４】 本発明の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
２１ 油圧ポンプ
２１ｂ プランジャブロック
２１ｄ 摺動端面
２１ｆ プランジャポート
２１ｇ （プランジャポート）端部
２２ 油圧モータ
３２ 油路板
３２Ｒ・３２Ｌ メイン回路
３３ａ・３３ｂ メインポート
４１・４２ バルブプレート
４１ａ・４１ｂ キドニーポート
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプと油圧モータとで構成される油圧式無段変速機に関し、特に、油圧ポンプ・モータを構成するプランジャブロックと、該プランジャブロックと油路板の間に介装されるバルブプレートの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ポンプ・モータを油路板に設けられた油圧メイン回路により接続し、油圧ポンプ軸の回転駆動を、作動油の流出入に変換した後、油圧モータの出力軸を駆動するよう構成した油圧式無段変速装置が公知である。上記構成においては、油圧ポンプ・モータのプランジャブロックの摺動端面に作動油の流出入を行うための複数のポートが設けられており、また、プランジャブロックと前記油圧メイン回路の間には、一対の吸入・排出用のポートを具備したバルブプレートが介装されている。このような構成において、油圧ポンプ・モータのプランジャ室内の作動油が、摺動端面に設けられた複数のポート、バルブプレートに設けられた一対のポート、油圧メイン回路を介して流体接続されるように構成している。
【０００３】
そして、前記バルブプレートに設けられたポートは、油圧式無段変速装置の駆動音（騒音）を低減させるために、ポート端に切り欠きを設ける構成としていた。つまり、プランジャブロックの回転に伴い、プランジャブロック摺動端面に設けられたポートと、該バルブプレートに設けられたポートがオーバーラップすることで、プランジャ室と油圧メイン回路とが連通し、作動油が流出入することとなるが、この両ポートがオーバーラップし始める際に、バルブプレート側のポートに切り欠きを設けることで、オーバーラップ量が徐々に増大するように構成し、急激な作動油の流出入を防止するようにして騒音低下を図っているのである。また、油圧式無段変速装置の中立位置を低コストで確保するために、バルブプレートのポート上に軸芯を中心とする円周溝を形成し、プランジャ室から油圧メイン回路へと至る作動油が、該円周溝に対して適度にリークすることによって、中立幅を増大させるよう構成したものが公知となっている。例えば、特開平５- １９５９４６号公報に記載の技術の如くである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、騒音低減を図るためには、バルブプレートのポート端に切り欠きを設ける必要がある。一方、低コスト化が望まれる中でバルブプレートはプレス成形により製作する必要があり、プレス成形を行った場合には、ポート端の切り欠き溝は先端が丸みをおびた形状とならざるを得ない。このため、バルブプレートのポート端の形状を、徐々に開口面積が変化する形状に成形することが困難であり、結果的にオーバーラップ量の微妙な調整が行えないので、騒音低減効果を充分に得られないという問題がある。また、中立位置保持のため、バルブプレートに円周溝を形成することは、プレス成形の工程を増加させ、また、コストアップを招くという不具合があった。
【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。
【０００６】
プランジャ式油圧ポンプ（２１）とプランジャ式油圧モータ（２２）からなる油圧式無段変速装置において、該油圧ポンプ（２１）又は油圧モータ（２２）を構成するプランジャブロック（２１ｂ）の、摺動端面（２１ｄ）に設けられ、プランジャ室と連通するプランジャポート（２１ｆ）において、該プランジャポート（２１ｆ）のポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）を、該摺動端面（２１ｄ）を中心とした半径方向の幅である開口幅を、狭く構成し、開口幅を狭くした該ポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）において、前記プランジャポート（２１ｆ）中央部の内外径の範囲内において、半径方向へ端部の切り欠き（６１・６１）を設け、前記プランジャブロック（２１ｂ）の摺動端面（２１ｄ）と、油路板（３２）との間に介装され、該油路板（３２）に固設されるバルブプレート（４１・４２）に設けられ、前記プランジャポート（２１ｆ）と連通する、作動油出入り用の一対のキドニーポート（４１ａ・４１ｂ）において、少なくとも一方の該キドニーポート（４１ａ・４１ｂ）の、両端部の開口幅を円周方向（Ｓ）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、両ポートのオーバーラップによる開口面積を、前記プランジャブロック（２１ｂ）の回転に従い微少変化させる構成としたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１は油圧式無段変速装置の側面断面図、図２はプランジャブロックの摺動端面を示す油圧式無段変速装置の後面図、図３はバルブプレートを示す図である。
【０００９】
図４はメイン回路を示す油路板の断面図、図５は油圧式無段変速装置及びメイン回路を含む油圧回路図、図６は本発明に係る作動油の連通路を示す第一構成例図、図７（ａ）及び（ｂ）は同じく第一実施例図、図８は本発明の効果を示すグラフである。
【００１０】
図９は本発明に係る作動油の連通路を示す第二構成例図、図１０は本発明の効果を示すグラフ、図１１（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る作動油の連通路を示す第三構成例図、図１２は本発明に係る作動油の連通路を示す第四構成例図である。
【００１１】
図１３（ａ）及び（ｂ）は本発明に係る作動油の連通路を示す第五構成例図、図１４は本発明の効果を示すグラフである。
【００１２】
まず、油圧式無段変速機を構成する油圧ポンプ・モータ及びその油圧回路の概略構成について図１乃至図５を用いて説明する。図１において、油圧式無段変速機１０（以降ＨＳＴ１０と記す）は油圧ポンプ２１および油圧モータ２２により構成され、該油圧ポンプ２１および油圧モータ２２はハウジング３１に内包されると共に、例えば油路板３２の同一面に配設されている。ここで、便宜的に図１の左側をＨＳＴ１０の前方側、右側をＨＳＴ１０の後方側として以下の説明を行う。
【００１３】
可変容量式の油圧ポンプ２１は駆動軸２１ａ、該駆動軸２１ａが挿嵌され駆動軸２１ａと共に回動するプランジャブロック２１ｂ、該プランジャブロック２１ｂのプランジャ室に摺動自在に挿嵌されるプランジャ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、可動斜板２１ｃはプランジャ２１ｅの摺動量を規制し、該油圧ポンプ２１の作動油の吐出量を調節可能に構成している。
【００１４】
油圧モータ２２は、油路板３２に挿嵌され一端をハウジング３１にて回動自在に支持された出力軸２２ａ、該出力軸２２ａが挿嵌され出力軸２２ａと共に回動するプランジャブロック２２ｂ、該プランジャブロック２２ｂに摺動自在に挿嵌されたプランジャ２２ｅ、及び、該プランジャ２２ｅに当接した固定斜板２２ｃにより構成されている。
【００１５】
また、油圧ポンプ・モータ２１・２２を内包するハウジング３１の後部側には、油路板３２が装着されており、前記プランジャブロック２１ｂ・２２ｂの後部面である摺動端面２１ｄ・２２ｄと油路板３２との間には、それぞれ油路板３２に固設されたバルブプレート４１・４２が介装されている。
【００１６】
プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄには、図２に示すように、複数（本実施例では５つ）のプランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・が設けられており、該プランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・が、それぞれプランジャ２１ｅが挿嵌されるプランジャ室に連通しており、該プランジャポート２１ｆを介して、油圧ポンプ２１内の作動油が、流出入する構成としている。同様に、プランジャブロック２２ｂの摺動端面２２ｄにも、複数のプランジャポート２２ｆ・２２ｆ・・・が設けられ、油圧モータ２２内の作動油が、該プランジャポート２２ｆを介して流出入する構成としている。
【００１７】
前述の如く、プランジャブロック２１ｂ・２２ｂの摺動端面２１ｄ・２２ｄは、それぞれ油路板３２上に固設されたバルブプレート４１・４２に接しており、油圧ポンプ２１側のバルブプレート４１には、図３に示すように、作動油出入り用の一対のキドニーポート４１ａ・４１ｂが形成されている。そして、駆動軸２１ａの回転駆動に伴い、プランジャブロック２１ｂが回転駆動すると、プランジャ２１ｅの摺動運動によって吐出状態位置にあるプランジャポート２１ｆから押出された作動油が、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内、何れか一方のポートから吐出される。逆に、他方のキドニーポートから流入する作動油は、吸入状態位置にあるプランジャポート２１ｆからプランジャブロック２１ｂのプランジャ室内に流入し、プランジャ２１ｅを押圧する。
【００１８】
また、図４に示すように、油路板３２内にはメイン回路３２Ｒ・３２Ｌが設けられており、該メイン回路３２Ｌ・３２Ｒを介して油圧ポンプ２１と油圧モータ２２間の作動油が流出入する構成としている。そして、メイン回路３２Ｒ・３２Ｌには、作動油出入り用の一対のメインポート３３ａ・３３ｂが形成されており、該メインポート３３ａ・３３ｂが前記バルブプレート４１の一対のキドニーポート４１ａ・４１ｂと連通している。
【００１９】
一方、油圧モータ２２側のバルブプレート４２にも、図３に示すように、作動油出入り用の一対キドニーポート４２ａ・４２ｂが形成されており、図４に示すように、油路板３２に形成されたメイン回路３２Ｒ・３２Ｌには、作動油出入り用の一対メインポート３４ａ・３４ｂが形成されている。そして、該メインポート３４ａ・３４ｂがバルブプレート４２の２つのキドニーポート４２ａ・４２ｂと連通している。
【００２０】
以上のような構成よりＨＳＴ１０の作動油の流出入の動作を図５の油圧回路図等を用いて説明する。油圧ポンプ２１からプランジャポート２１ｆを介して吐出された作動油が、例えば、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ側より流出したとすれば、作動油はキドニーポート４１ａよりメインポート３３ａを介して、メイン回路３２Ｒに流出する。そして、高圧となったメイン回路３２Ｒからは作動油がメインポート３４ａを介して、バルブプレート４２のキドニーポート４２ａを通って、油圧モータ２２の吸入状態位置にあるプランジャポート２２ｆより油圧モータ２２内に流入する。これに対して、油圧モータ２２の吐出状態位置にあるプランジャポート２２ｆからは、作動油がバルブプレート４２のキドニーポート４２ｂを介して流出し、さらにメインポート３４ｂを介してメイン回路３２Ｌに流出する。そして、メインポート３３ｂ及びバルブポート４１のキドニーポート４１ｂを介して、吸入状態位置にあるプランジャポート２１ｆより油圧ポンプ２１内に作動油が流入する。このように油圧ポンプ２１の回転駆動により作動油を流出入させ、この作動油の流出入により油圧モータ２２のプランジャ２２ｅを往復動させて、油圧モータ２２を駆動し、出力軸２２ａを回転駆動させるのである。
【００２１】
また、前記油路板３２には、チャージ回路５３が形成されており、該チャージ回路５３とメイン回路３２Ｒ・３２Ｌとの間にはチェックバルブ４４・４４が介装されている。このような構成において、該メイン回路３２Ｒ・３２Ｌの作動油が不足した場合には、チャージポンプ５１を駆動させることにより、タンク５２内の作動油を送油し、チャージ回路５３から該チェックバルブ４４を介してメイン回路３２Ｒ・３２Ｌに供給されるように構成している。また、チャージ回路５３には、チェックバルブ４４・４４へと至る回路中にリリーフバルブ５４が設けられ、メイン回路３２Ｒ・３２Ｌ内の油圧を調整している。
【００２２】
上記の構成により、エンジン等より出力される回転駆動力が駆動軸２１ａに入力されて油圧ポンプ２１が駆動すると、該油圧ポンプ２１により吐出された作動油はバルブプレート４１、メイン回路３２Ｒ・３２Ｌ、バルブプレート４２を介して油圧モータ２２に供給され、該作動油により油圧モータ２２が駆動されて駆動力が出力軸２２ａに伝達されることとなる。
【００２３】
次に、本発明に係るプランジャブロック２１ｂ・２２ｂ、バルブプレート４１・４２、油路板３２上に形成される作動油の連通路の構成について説明する。尚、以下の説明においては、油圧ポンプ２１側の構成、つまりプランジャブロック２１ｂ、バルブプレート４１等を用いて本発明の構成について説明する。
【００２４】
まず、図６を用いて本発明の第一構成例について説明する。前述の如く、駆動軸２１ａの回転駆動に伴って、プランジャブロック２１ｂが回転すると、プランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・が、駆動軸２１ａを中心に回動移動しながら、作動油の吐出、吸引することとなる。そして、このプランジャポート２１ｆの回動移動に対して、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ・４１ｂは位置固定されているので、該プランジャポート２１ｆと、キドニーポート４１ａ・４１ｂのオーバーラップ量（即ち、作動油が連通することが可能となる面積）が時々刻々変化することとなる。
【００２５】
そして、このプランジャポート２１ｆとキドニーポート４１ａ・４１ｂのオーバーラップ量の変化が急激に変わると、作動油の流出入による騒音が発生することとなる。特に、作動油が連通不能状態から連通可能状態へと変わる際（即ち、プランジャポート２１ｆのポートの端部が、キドニーポート４１の端部に差し掛かる際）には、作動油の流出入による騒音が発生する。
【００２６】
そこで、本発明においては、図６に示すようにプランジャポート２１ｆのポート両端部２１ｇ・２１ｇの開口幅（開口幅とは、摺動端面２１ｄを中心とした半径方向の幅を示す。なお、半径方向の幅を図６に矢視Ｗで示す。以下同様）を狭く構成しており、また、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向（円周方向を図６に矢視Ｓで示す。以下同様）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成している。このような構成とすることで、プランジャブロック２１ｂの回転に従いプランジャポート２１ｆがキドニーポート４１ａ・４１ｂと連通する位置に差し掛かると、両ポートのオーバーラップ量が微小に変化しながら増加し、また、両ポートが連通位置から遠ざかるに連れて、オーバーラップ量が微小に変化しながら減少するため、作動油の流出入による騒音低減が図られるのである。
【００２７】
このように、プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄに設けられプランジャ室と連通するプランジャポート２１ｆ、及びバルブプレート４１に設けられ前記プランジャポート２１ｆと連通するキドニーポート４１ａ・４１ｂについて、少なくとも一方（何れか一方又は両方）のポートの両端部２１ｇ・４１ｇの開口幅を円周方向に変化させ、プランジャブロック２１ｂの回転に従い両ポートのオーバーラップ量を微小変化させる構成としているので、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ・４１ｂを含む形状がプレス成形により作られる場合でも、切削加工による切り欠き溝と同等の開口面積特性を得ることができ、安価な構成で騒音低減が可能となった。また、機械加工されるプランジャブロック２１ｂ、プレス加工されるバルブプレート４１共に、ポート形状が単純な形状であるので、低コスト化が図れる。
【００２８】
次に、図７を用いて本発明の第一実施例について説明する。本実施例では、図７（ａ）に示すように、プランジャポート２１ｆのポート両端部２１ｇ・２１ｇに切り欠き６１・６１を設けることによって、開口幅を狭く構成しており、また、図７（ｂ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成している。そして、前記切り欠き６１は、プランジャポート２１ｆの内外径の範囲内（プランジャポートの内外径の範囲を矢視Ｘで示す。）に設ける構成としている。このような構成とすることで、第一構成例と同様に、プランジャブロック２１ｂの回転に従い両ポートのオーバーラップ量が微小に変化しながら増減するため、作動油の流出入による騒音低減が図られ、プランジャブロック２１ｂのスムーズな回転駆動が可能となった。
【００２９】
このように、プランジャポート２１ｆの内外径の範囲内に半径方向に切り欠き６１を設ける一方、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅を円周方向に徐々に変化させることにより、両ポートの開口幅を円周方向に変化させる構成としたので、バルブプレート４１をプレス加工とし、プランジャブロック２１ｂを型を用いた焼結品とする場合、プランジャブロック２１ｂの端面（摺動端面２１ｄ）が複雑な形状（切り欠き６１）であっても、低コストで製作可能であり、また、半径方向の製作誤差によるばらつきの影響も受けにくい構成となった。図８は、第一構成例、第一実施例により、両ポートのオーバーラップ量を微小変化させた状態を、従来構成と比較したグラフであり、本発明によれば、プランジャブロック２１ｂの回転に伴い、開口面積が緩やかに増加していくことを示している。
【００３０】
次に、図９を用いて本発明の第二構成例について説明する。本構成例では、プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄに、円周状の溝６２・６２・・・が形成されている。該溝６２・６２・・・は、プランジャポート２１ｆの内外径の範囲内に設けられた溝であり、各プランジャポート２１ｆ・２１ｆ・・・の両端部２１ｇを連通するように形成されている。このような構成とすることで、プランジャポート２１ｆ、キドニーポート４１ａ・４１ｂを介して流出入する作動油が溝６２にリークされるため、プランジャブロック２１ｂの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、作動油の適度なリークが行われることで、中立位置の幅を大きくすることができるので、中立位置保持作用も得られる。
【００３１】
このように、摺動端面２１ｄにはプランジャポート２１ｆの内外径の範囲内に該プランジャポート２１ｆ間を連通する円周状の溝６２を設けたので、プレス加工のバルブポート４１のポート両端部４１ｇ・４１ｇの形状が丸い場合であっても、切り欠き形状と略同等の騒音低減効果が得られる。また、バルブプレート４１に円周状の溝を設ける構成も可能であるが、プレス成形する場合、円周溝はコスト高となる。このように、本発明は、低騒音化と低コスト化の両方の利点を兼ね備えた構成としている。図１０は、第二構成例によりプランジャブロック２１ｂに溝６２を設けた構成と、従来構成とを比較したグラフである。本発明によれば、プランジャポート２１ｆとキドニーポート４１ａ・４１ｂとのオーバーラップ量は常時一定の開口面積が確保されているため、両ポートの端部２１ｇ・４１ｇがオーバーラップし始めた場合に、作動油の流出入の変化が小さくなることを示している。
【００３２】
次に、図１１を用いて本発明の第三構成例について説明する。本構成例においては、図１１（ａ）に示すように、プランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外に位置する円周状の溝６３が設けられている。また、図１１（ｂ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内に、前記円周状の溝６３が位置するよう構成している。このような構成とすることで、プランジャポート２１ｆ、キドニーポート４１ａ・４１ｂを介して流出入する作動油が溝６３にリークされるため、プランジャブロック２１ｂの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、適度なリーク量を調整することにより、中立幅を大きくして中立位置保持作用を得ることもできる。
【００３３】
このように、摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外の円周状の溝６３を設け、該円周溝６３は前記キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内に配置する構成としたので、第二構成例と同様に作動油のリーク領域を確保して低騒音化を可能としながら、該溝６３の長さを任意に変化させることが可能であり、リーク量の適切な調整が可能な構成となった。また、バルブプレート４１のキドニーポート４１ａ・４１ｂと、該溝６３とのオーバーラップ部の位置を変化させ、上下死点からの距離を変化させることで、騒音低減に適した溝長さに設定することが可能である。
【００３４】
次に、図１２を用いて本発明の第四構成例について説明する。本構成例においても、図１１（ａ）で示した第三構成例と同様にプランジャブロック２１ｂの摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外に位置する円周状の溝６３が設けられている。また、図１２（ａ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅も円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲外に、前記円周状の溝６３が位置するよう構成している（つまり、キドニーポート４１ａ・４１ｂと溝６３はオーバーラップすることはない）。そして、本構成例においては、バルブプレート４１には、該円周溝６３とオーバーラップする位置（つまり同じ半径上）に貫通孔７１・７１が設けられている。さらに、図１２（ｂ）に示すように、油路板３２に形成されたメインポート３３ａ・３３ｂには、該貫通孔７１・７１とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを連通する連通溝３５が形成されている。即ち、プランジャポート２１ｆは、キドニーポート４１ａ・４１ｂ→メインポート３３ａ・３３ｂ→連通溝３５→貫通孔７１を介して円周溝６３に連通しているのである。
【００３５】
このように、摺動端面２１ｄにプランジャポート２１ｆの内外径の範囲外の円周状の溝６３を設け、該円周溝６３は前記キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲外に配置し、前記バルブプレート４１には該円周溝６３と同じ半径上に貫通孔７１を設け、バルブプレート４１と当接する油路板３２の板面には該貫通孔７１とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを結ぶ連通溝３５（或いは連通穴としてもよい）を設けたので、第三構成例と同様に、プランジャポート２１ｆ、キドニーポート４１ａ・４１ｂを介して流出入する作動油が溝６３にリークされるため、プランジャブロック２１ｂの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、バルブプレート４１のポート形状がシンプルであるので、バルブプレート４１の強度を充分に確保できる構成となった。
【００３６】
次に、図１３を用いて本発明の第五構成例について説明する。本構成例においても、図１３（ａ）に示すように、キドニーポート４１ａ・４１ｂの両端部４１ｇ・４１ｇの開口幅が円周方向に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成しており、バルブプレート４１には、該キドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内にあって、キドニーポート４１ａ・４１ｂより少し離れた位置に、貫通孔７２・７２が設けられている。さらに、図１３（ｂ）に示すように、油路板３２に形成されたメインポート３３ａ・３３ｂには、該貫通孔７２・７２とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを連通する連通溝３６が形成されている。
【００３７】
このように、バルブプレート４１にはキドニーポート４１ａ・４１ｂの内外径の範囲内に貫通孔７２を設け、バルブプレート４１に当接する油路板３２の板面には該貫通孔７２とキドニーポート４１ａ・４１ｂとを結ぶ連通溝３６を設けたので、プランジャブロック２１ｂの回転に従いプランジャポート２１ｆの端部２１ｇがキドニーポート４１ａ・４１ｂの端部４１ｇと連通する前に、貫通孔７２によりプランジャ室側の作動油がメインポート３３ａ・３３ｂ側に流入するため、両ポートのオーバーラップ量が急激に変化することを防止し、作動油の流出入による騒音低減が図られ、プランジャブロック２１ｂのスムーズな回転駆動が可能となった。このように、バルブプレート４１に貫通孔７２を設けることで、切り欠き形状の場合と略同等の騒音低減効果が得られ、プレス品に切り欠き形状の加工を施すことに比べ、穿孔加工は安価であるので、低コストな構成となった。
【００３８】
上述した本発明の構成は、全て油圧ポンプ２１側、即ち、プランジャブロック２１ｂ、プランジャポート２１ｆ、バルブプレート４１、キドニーポート４１ａ・４１ｂ、メインポート３３ａ・３３ｂを用いて説明したが、この構成は、同様に油圧モータ２２側、即ち、プランジャブロック２２ｂ、プランジャポート２２ｆ、バルブプレート４２、キドニーポート４２ａ・４２ｂ、メインポート３４ａ・３４ｂの構成についても、同様に適応可能であり、上述したものと同様の効果を奏するものである。
【００３９】
また、プランジャブロックのバルブプレートとの摺動端面に、プランジャ室と連通するプランジャポートの内外径の範囲内に該プランジャポート間を連通する円周状の溝を設けたので、低騒音効果が得られる。また、プレス加工のバルブポートのポート両端部の形状が丸い場合であっても、切り欠き形状と略同等の騒音低減効果が得られる。更に、バルブプレートに円周状の溝を設ける構成に比べて、低コストな構成となった。
また、適度なリーク量を調整することで中立幅を大きくして、中立位置保持作用を得ることもできる。
【００４０】
また、プランジャブロックのバルブプレートの摺動端面にプランジャポートの内外径の範囲外に円周状の溝を設け、該円周溝をバルブプレートのキドニーポートの内外径の範囲内に配置する構成としたので、作動油のリーク領域を確保して低騒音化を可能としながら、該溝の長さを任意に変化させることが可能であり、リーク量の適切な調整が可能な構成となった。また、バルブプレートのキドニーポートと、該溝とのオーバーラップ部の位置を変化させ、上下死点からの距離を変化させることで、騒音低減に適した溝長さに設定することが可能である。
また、適度なリーク量を調整することで中立幅を大きくして、中立位置保持作用を得ることもできる。
【００４１】
また、プランジャブロックのバルブプレートとの摺動端面にプランジャポートの内外径の範囲外に円周状の溝を設け、該円周溝は前記キドニーポートの内外径の範囲外に配置し、前記バルブプレートには該円周溝と同じ半径上に貫通孔を設け、バルブプレートと当接する油路板面には該貫通孔とキドニーポートとを結ぶ連通溝或いは連通穴を設けたので、プランジャポート、キドニーポートを介して流出入する作動油が溝にリークされるため、プランジャブロックの回転により、両ポート間を流出入する作動油圧が急激に上昇することはなく、低騒音化が図れる構成となった。また、バルブプレートのポート形状がシンプルであるので、バルブプレートの強度を充分に確保できる構成となった。また、適度なリーク量を調整することで中立幅を大きくして、中立位置保持作用を得ることもできる。
【００４２】
また、プランジャブロックの摺動端面に設けられプランジャ室と連通するプランジャポプートと当接するバルブプレートに設けられ前記プランジャポートと連通するキドニーポートの内外径の範囲内でキドニーポート端より少し離れた位置に貫通孔を設け、バルブプレートに当接する油路板面には該貫通孔とキドニーポートとを結ぶ連通溝をので、プランジャブロックの回転に従いプランジャポートの端部がキドニーポートの端部と連通する前に、貫通孔によりプランジャ室側の作動油がメインポート側に流入するため、両ポートのオーバーラップ量が急激に変化することを防止し、作動油の流出入による騒音低減が図られた。このように、バルブプレートに貫通孔を設けることで、切り欠き形状の場合と略同等の騒音低減効果が得られ、プレス品に切り欠き形状の加工を施すことに比べ、穿孔加工は安価であるので、低コストな構成となった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、以下のような効果を奏するものである。
請求項１記載の如く、プランジャ式油圧ポンプ（２１）とプランジャ式油圧モータ（２２）からなる油圧式無段変速装置において、該油圧ポンプ（２１）又は油圧モータ（２２）を構成するプランジャブロック（２１ｂ）の、摺動端面（２１ｄ）に設けられ、プランジャ室と連通するプランジャポート（２１ｆ）において、該プランジャポート（２１ｆ）のポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）を、該摺動端面（２１ｄ）を中心とした半径方向の幅である開口幅を、狭く構成し、開口幅を狭くした該ポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）において、前記プランジャポート（２１ｆ）中央部の内外径の範囲内において、半径方向へ端部の切り欠き（６１・６１）を設け、前記プランジャブロック（２１ｂ）の摺動端面（２１ｄ）と、油路板（３２）との間に介装され、該油路板（３２）に固設されるバルブプレート（４１・４２）に設けられ、前記プランジャポート（２１ｆ）と連通する、作動油出入り用の一対のキドニーポート（４１ａ・４１ｂ）において、少なくとも一方の該キドニーポート（４１ａ・４１ｂ）の、両端部の開口幅を円周方向（Ｓ）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、両ポートのオーバーラップによる開口面積を、前記プランジャブロック（２１ｂ）の回転に従い微少変化させる構成としたので、作動油の流出入による騒音低減が図れた。また、バルブプレートのキドニーポートを含む形状がプレス成形により作られる場合でも、切削加工による切り欠き溝と同等の開口面積特性を得ることができ、安価な構成で騒音低減が可能となった。また、機械加工されるプランジャブロック、プレス加工されるバルブプレート共に、ポート形状が単純な形状であるので、低コスト化が図れる。
【００４４】
また、前記プランジャポート中央部の内外径の範囲内にポート端の半径方向に切り欠きを設ける一方、キドニーポート両端部の開口幅を円周方向に徐々に変化させることにより、両ポートのオーバーラップによる開口面積をプランジャブロックの回転に従い微少に変化させる構成としたので、同様に低騒音効果が得られた。また、バルブプレートをプレス加工とし、プランジャブロックを型を用いた焼結品とする場合、プランジャブロックの端面（摺動端面）が複雑な形状（切り欠き）であっても、低コストで製作可能であり、また、半径方向の製作誤差によるばらつきの影響も受けにくい構成となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 油圧式無段変速装置の側面断面図である。
【図２】 プランジャブロックの摺動端面を示す油圧式無段変速装置の後面図である。
【図３】 バルブプレートを示す図である。
【図４】 メイン回路を示す油路板の断面図である。
【図５】 油圧式無段変速装置及びメイン回路を含む油圧回路図である。
【図６】 本発明に係る作動油の連通路を示す第一構成例図である。
【図７】 本発明に係る作動油の連通路を示す第一実施例図である。
【図８】 本発明の効果を示すグラフである。
【図９】 本発明に係る作動油の連通路を示す第二構成例図である。
【図１０】 本発明の効果を示すグラフである。
【図１１】 本発明に係る作動油の連通路を示す第三構成例図である。
【図１２】 本発明に係る作動油の連通路を示す第四構成例図である。
【図１３】 本発明に係る作動油の連通路を示す第五構成例図である。
【図１４】 本発明の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
２１ 油圧ポンプ
２１ｂ プランジャブロック
２１ｄ 摺動端面
２１ｆ プランジャポート
２１ｇ （プランジャポート）端部
２２ 油圧モータ
３２ 油路板
３２Ｒ・３２Ｌ メイン回路
３３ａ・３３ｂ メインポート
４１・４２ バルブプレート
４１ａ・４１ｂ キドニーポート
Claims (1)
- プランジャ式油圧ポンプ（２１）とプランジャ式油圧モータ（２２）からなる油圧式無段変速装置において、該油圧ポンプ（２１）又は油圧モータ（２２）を構成するプランジャブロック（２１ｂ）の、摺動端面（２１ｄ）に設けられ、プランジャ室と連通するプランジャポート（２１ｆ）において、該プランジャポート（２１ｆ）のポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）を、該摺動端面（２１ｄ）を中心とした半径方向の幅である開口幅を、狭く構成し、開口幅を狭くした該ポート両端部（２１ｇ・２１ｇ）において、前記プランジャポート（２１ｆ）中央部の内外径の範囲内において、半径方向へ端部の切り欠き（６１・６１）を設け、前記プランジャブロック（２１ｂ）の摺動端面（２１ｄ）と、油路板（３２）との間に介装され、該油路板（３２）に固設されるバルブプレート（４１・４２）に設けられ、前記プランジャポート（２１ｆ）と連通する、作動油出入り用の一対のキドニーポート（４１ａ・４１ｂ）において、少なくとも一方の該キドニーポート（４１ａ・４１ｂ）の、両端部の開口幅を円周方向（Ｓ）に向かって徐々に変化させ、先端に向かうに連れて開口幅が狭くなるよう構成し、両ポートのオーバーラップによる開口面積を、前記プランジャブロック（２１ｂ）の回転に従い微少変化させる構成としたことを特徴とする油圧式無段変速装置。
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