JP6055987B2 - 可動斜板式油圧装置 - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダブロックと、該シリンダブロックの回転軸周りに軸方向摺動自在に挿嵌されるプランジャと、該プランジャ頭部のプランジャシューが一側面に摺接されるスラストプレートと、該スラストプレートの他側面が当接して組み付けられる可動斜板と、該可動斜板をすべり軸受を介して揺動可能に支持する斜板ホルダとを備え、前記プランジャシューには、該プランジャシューとスラストプレートとの間にプランジャ内の作動油を補給可能な補給油路を設けた可動斜板式油圧装置に関し、特に、すべり軸受における可動斜板との摺接面に作動油を潤滑油として強制的に供給可能な潤滑構造に関する。
従来の、アキシャルプランジャ型で可動斜板式の油圧式無段変速装置、油圧ポンプ・油圧モータ等(以下、「油圧装置」とする)においては、可動斜板はすべり軸受を介して斜板ホルダに揺動可能に支持されているが、該可動斜板の揺動を円滑に行うため、すべり軸受における可動斜板との摺接面に潤滑油を導いて潤滑する技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。
該技術によると、たとえ高速回転時等にすべり軸受への可動斜板の押圧力が大きくなっても、前記摺接面に潤滑油を強制的に供給して、該摺接面における油膜切れの発生を防止することができ、可動斜板の操作力を低減して操作性を向上すると共に、可動斜板・すべり軸受間の摩耗を抑制して部品寿命を長くすることができる。
該技術によると、たとえ高速回転時等にすべり軸受への可動斜板の押圧力が大きくなっても、前記摺接面に潤滑油を強制的に供給して、該摺接面における油膜切れの発生を防止することができ、可動斜板の操作力を低減して操作性を向上すると共に、可動斜板・すべり軸受間の摩耗を抑制して部品寿命を長くすることができる。
しかしながら、前記技術においては、すべり軸受における可動斜板との摺接面に潤滑油を強制的に供給すべく、チャージポンプ等の圧送手段を別途に設けているため、部品点数が増えて装置コストが増加すると共に、装置が大型化する、という問題があった。
更に、前記圧送手段から摺接面までの油路は、油圧装置のハウジング内で多数の部材に跨って入り組んで形成されており、屈曲部が多くて油路長も長くなるため、複雑な加工が必要となって加工コストが増加する、という問題があった。
加えて、このように屈曲部が多くて油路長も長いと圧力損失も大きくなるため、長時間稼動によって圧送手段の能力低下や油路の目詰まりが少しでも起こると、すべり軸受の摺動面に十分な量の潤滑油を供給できずに、摺接面に油膜切れが発生し、可動斜板の操作力が増加して操作性が悪化すると共に、可動斜板・すべり軸受間の摩耗が激しくなって部品寿命が低下する、という問題があった。
更に、前記圧送手段から摺接面までの油路は、油圧装置のハウジング内で多数の部材に跨って入り組んで形成されており、屈曲部が多くて油路長も長くなるため、複雑な加工が必要となって加工コストが増加する、という問題があった。
加えて、このように屈曲部が多くて油路長も長いと圧力損失も大きくなるため、長時間稼動によって圧送手段の能力低下や油路の目詰まりが少しでも起こると、すべり軸受の摺動面に十分な量の潤滑油を供給できずに、摺接面に油膜切れが発生し、可動斜板の操作力が増加して操作性が悪化すると共に、可動斜板・すべり軸受間の摩耗が激しくなって部品寿命が低下する、という問題があった。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの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、シリンダブロックと、該シリンダブロックの回転軸周りに軸方向摺動自在に挿嵌されるプランジャと、該プランジャ頭部のプランジャシューが一側面に摺接されるスラストプレートと、該スラストプレートの他側面が当接して組み付けられる可動斜板と、該可動斜板をすべり軸受を介して揺動可能に支持する斜板ホルダとを備え、前記プランジャシューには、該プランジャシューとスラストプレートとの間にプランジャ内の作動油を補給可能な補給油路を設けた可動斜板式油圧装置において、前記スラストプレートの他側面と、該他側面が当接する可動斜板の取付け面の少なくとも一方に環状溝を設けて潤滑油路を形成し、前記可動斜板には、前記すべり軸受における可動斜板との摺接面を潤滑油路に連通可能な吐出油路を設けると共に、前記スラストプレートには、高圧域に位置する前記プランジャの補給油路を潤滑油路に連通可能な流入油路を設けたものである。
請求項2においては、前記流入油路は、前記補給油路と潤滑油路間の油路を絞ったオリフィス構造である。
請求項3においては、前記環状溝は、前記可動斜板の取付け面に形成するものである。
請求項4においては、前記流入油路は、前記補給油路に連通するオリフィス構造の第1管部と、該第1管部よりも大きな内径を有して潤滑油路に連通する第2管部とが同軸上に連設される同軸異径管構造である。
請求項5においては、前記環状溝は、前記スラストプレートの他側面に形成するものである。
すなわち、請求項1においては、シリンダブロックと、該シリンダブロックの回転軸周りに軸方向摺動自在に挿嵌されるプランジャと、該プランジャ頭部のプランジャシューが一側面に摺接されるスラストプレートと、該スラストプレートの他側面が当接して組み付けられる可動斜板と、該可動斜板をすべり軸受を介して揺動可能に支持する斜板ホルダとを備え、前記プランジャシューには、該プランジャシューとスラストプレートとの間にプランジャ内の作動油を補給可能な補給油路を設けた可動斜板式油圧装置において、前記スラストプレートの他側面と、該他側面が当接する可動斜板の取付け面の少なくとも一方に環状溝を設けて潤滑油路を形成し、前記可動斜板には、前記すべり軸受における可動斜板との摺接面を潤滑油路に連通可能な吐出油路を設けると共に、前記スラストプレートには、高圧域に位置する前記プランジャの補給油路を潤滑油路に連通可能な流入油路を設けたものである。
請求項2においては、前記流入油路は、前記補給油路と潤滑油路間の油路を絞ったオリフィス構造である。
請求項3においては、前記環状溝は、前記可動斜板の取付け面に形成するものである。
請求項4においては、前記流入油路は、前記補給油路に連通するオリフィス構造の第1管部と、該第1管部よりも大きな内径を有して潤滑油路に連通する第2管部とが同軸上に連設される同軸異径管構造である。
請求項5においては、前記環状溝は、前記スラストプレートの他側面に形成するものである。
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項1により、プランジャ内で圧縮されて高圧となった作動油(以下、「高圧作動油」とする)を、補給油路から流入油路を介して潤滑油路に圧送し、該潤滑油路からは吐出油路を通ってすべり軸受の摺接面に、潤滑油として強制的に供給することができ、チャージポンプ等の圧送手段が不要となって、部品点数削減による装置コストの低減や、装置の小型化を図ることができる。更に、すべり軸受の摺接面までの油路は、スラストプレートから可動斜板の内部にかけて通過するだけであり、屈曲部を少なくし油路長も短くすることができ、加工が容易になって加工コストの低減を図れる。加えて、このように屈曲部を少なくし油路長も短くすることで圧力損失を減少させることができ、長時間稼動しても、プランジャ内の高圧作動油が、圧力低下することなくすべり軸受の摺動面に潤滑油として十分な量供給され、摺動面での油膜切れを確実に防止して、可動斜板の操作力低減による操作性の向上や、可動斜板・すべり軸受間の摩耗抑制による部品寿命の向上を図ることができる。
請求項2により、前記補給油路からの高圧作動油を、流速を上げて潤滑油路内に流入させることができ、すべり軸受の摺動面に潤滑油として十分な量を確実に供給することができる。
請求項3により、前記スラストプレートに形成する油路を油路長の短い流入油路のみに限定することができ、プランジャが摺接して大きな負荷が作用するスラストプレートの剛性低下を抑制し、部品寿命の向上を図ることができる。
請求項4により、オリフィス効果を小さくして、プランジャ内から流入する高圧作動油の急激な圧力変化を抑制し、キャビテーションの発生を防止することができ、振動や騒音が小さく、部品寿命も長い可動斜板式油圧装置を得ることができる。
請求項5により、前記スラストプレートを交換するだけで種々の潤滑油路を使用可能とし、高圧作動油の流量等を自在に変更することができ、汎用性に優れた可動斜板式油圧装置を得ることができる。
すなわち、請求項1により、プランジャ内で圧縮されて高圧となった作動油(以下、「高圧作動油」とする)を、補給油路から流入油路を介して潤滑油路に圧送し、該潤滑油路からは吐出油路を通ってすべり軸受の摺接面に、潤滑油として強制的に供給することができ、チャージポンプ等の圧送手段が不要となって、部品点数削減による装置コストの低減や、装置の小型化を図ることができる。更に、すべり軸受の摺接面までの油路は、スラストプレートから可動斜板の内部にかけて通過するだけであり、屈曲部を少なくし油路長も短くすることができ、加工が容易になって加工コストの低減を図れる。加えて、このように屈曲部を少なくし油路長も短くすることで圧力損失を減少させることができ、長時間稼動しても、プランジャ内の高圧作動油が、圧力低下することなくすべり軸受の摺動面に潤滑油として十分な量供給され、摺動面での油膜切れを確実に防止して、可動斜板の操作力低減による操作性の向上や、可動斜板・すべり軸受間の摩耗抑制による部品寿命の向上を図ることができる。
請求項2により、前記補給油路からの高圧作動油を、流速を上げて潤滑油路内に流入させることができ、すべり軸受の摺動面に潤滑油として十分な量を確実に供給することができる。
請求項3により、前記スラストプレートに形成する油路を油路長の短い流入油路のみに限定することができ、プランジャが摺接して大きな負荷が作用するスラストプレートの剛性低下を抑制し、部品寿命の向上を図ることができる。
請求項4により、オリフィス効果を小さくして、プランジャ内から流入する高圧作動油の急激な圧力変化を抑制し、キャビテーションの発生を防止することができ、振動や騒音が小さく、部品寿命も長い可動斜板式油圧装置を得ることができる。
請求項5により、前記スラストプレートを交換するだけで種々の潤滑油路を使用可能とし、高圧作動油の流量等を自在に変更することができ、汎用性に優れた可動斜板式油圧装置を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、図中の矢印Fで示す方向を可動斜板式油圧装置である油圧式無段変速装置1の前方向とし、以下で述べる各部材の位置や方向等はこの前方向を基準とするものである。
なお、図中の矢印Fで示す方向を可動斜板式油圧装置である油圧式無段変速装置1の前方向とし、以下で述べる各部材の位置や方向等はこの前方向を基準とするものである。
まず、本発明に係わる潤滑油路構成を有する油圧式無段変速装置1の全体構成について、図1、図2により説明する。
該油圧式無段変速装置1は、いずれもアキシャルプランジャ型で可動斜板式の油圧ポンプ2と油圧モータ3を、後方に開口するハウジング4内に上下に並設すると共に、該ハウジング4の後部開口端に、板状のセンタセクション5を覆設して構成される。
該油圧式無段変速装置1は、いずれもアキシャルプランジャ型で可動斜板式の油圧ポンプ2と油圧モータ3を、後方に開口するハウジング4内に上下に並設すると共に、該ハウジング4の後部開口端に、板状のセンタセクション5を覆設して構成される。
このうちの油圧ポンプ2は、前記ハウジング4・センタセクション5の各上部によって前後が回動自在に支持されるポンプ軸6、該ポンプ軸6が軸心上に挿嵌されてポンプ軸6と一緒に回動するシリンダブロック7、該シリンダブロック7で前記ポンプ軸6の周りに形成されたプランジャ孔7a内に軸方向摺動自在に挿嵌される複数のプランジャ8、該プランジャ8の頭部が前記プランジャ孔7a内のバネ27によって突出し当接する傾倒部9等から成り、可変容量の油圧ポンプ2が形成される。
同様に、前記油圧モータ3も、前記ハウジング4・センタセクション5の各下部によって前後が回動自在に支持されるモータ軸15、該モータ軸15が軸心上に挿嵌されてモータ軸15と一緒に回動するシリンダブロック16、該シリンダブロック16で前記モータ軸15の周りに形成されたプランジャ孔16a内に軸方向摺動自在に挿嵌される複数のプランジャ17、該プランジャ17の頭部が前記プランジャ孔16a内のバネ27によって突出し当接する傾倒部18等から成り、可変容量の油圧モータ3が形成される。
このような油圧ポンプ2・油圧モータ3において、そのシリンダブロック7・16のプランジャ孔7a・16aは、前記センタセクション5内に形成された一対の油路14a・14bから成るメイン油路14を介して連通されると共に、該メイン油路14内には、作動油が充填されている。
これにより、エンジン等からの駆動力が前記油圧ポンプ2に入力されてポンプ軸6が回転駆動すると、傾倒部9が傾倒姿勢にある場合は、該傾倒部9から受ける押し引き力により、前記プランジャ8が前後摺動してプランジャ孔7a内の作動油が吐出され、該作動油が、前記センタセクション5内のメイン油路14等を介して油圧モータ3に供給される。なお、図1の油圧ポンプ2は、その傾倒部9が垂直で中立状態にある一方、油圧モータ3は、その傾倒部18が傾斜姿勢で駆動状態にある場合を示している。
すると、該油圧モータ3では、プランジャ孔16a内に作動油が給排され、プランジャ17が前後摺動して傾倒部18を押し引きするが、その際、該傾倒部18から受ける反力によって、プランジャ17と一緒にモータ軸15が回転され、変速動力が該モータ軸15から出力される。
更に、前記油圧ポンプ2では、前記ハウジング4内の前上部に斜板ホルダ11が固設され、該斜板ホルダ11の後部に、前記傾倒部9の可動斜板10が、左右のハーフベアリング13・13を介して揺動可能に支持されている。
同様に、前記油圧モータ3でも、前記ハウジング4内の前下部に斜板ホルダ20が固設され、該斜板ホルダ20の後部に、前記傾倒部18の可動斜板19が、左右のハーフベアリング13を介して揺動可能に支持されている。
このような油圧ポンプ2・油圧モータ3において、前記ハウジング4内のいずれの収納空間にも操作レバー21が配設され、該操作レバー21の前端部は、ピン軸22によって前記可動斜板10・19の左右一側面に回動自在に連結される。
一方、前記操作レバー21の前後途中部には、トラニオン軸23の内端が固設され、該トラニオン軸23の外端は、前記ハウジング4にブッシュ39により前後回動可能に支持される。そして、該トラニオン軸23は、前記ハウジング4の左方外部へ向かって更に突出され、その突出端には、トラニオンアーム24がボルト25等により連結されている。
このような斜板操作機構42において、外部から前記トラニオンアーム24を操作してトラニオン軸23を回動させると、該トラニオン軸23の軸心23aを中心として前記操作レバー21が上下回動し、前記ピン軸22が昇降される。すると、前記可動斜板10・19が傾倒して傾斜角が自在に調整され、油圧ポンプ2・油圧モータ3の各容量を連続的に変更することができ、該油圧モータ3から無段の変速動力が出力可能となる。
次に、前記ハーフベアリング13における潤滑構造について、図1乃至図8により説明する。なお、油圧ポンプ2の傾倒部9・斜板ホルダ11と、油圧モータ3の傾倒部18・斜板ホルダ20とは略同一構造であるため、以下では油圧ポンプ2についてのみ説明し、油圧モータ3についての説明は省略する。
図1乃至図4に示すように、前記斜板ホルダ11は、前述の如く、その前部が前記ハウジング4内の前上部にボルト26によって締結固定される一方、斜板ホルダ11の後部には、側面視半円凹状のホルダ面11aが形成され、該ホルダ面11aに前面13aが当接されるようにして、薄板状の左右の前記ハーフベアリング13が、図示せぬボルトにより斜板ホルダ11に締結固定されている。
前記傾倒部9は、前述した可動斜板10の後面10d内の凹部10d1に、中抜き円盤状のスラストプレート12の前面12aを当接し嵌合することによって形成される。
このうちの可動斜板10において、その前面左右部には、側面視半円凸状の揺動面10a・10aが形成され、該揺動面10a・10aが、前記ハーフベアリング13の後面13b・13bにそれぞれ摺接されている。
そして、該揺動面10a・10aの正面視略中央には、凹状の油溜溝10b・10bが形成され、該油溜溝10b・10bから後方に向かって、前記可動斜板10を前後方向に貫通する吐出油路10c・10cが形成される。
一方、可動斜板10の背面視略中央部には、前記ポンプ軸6が貫通する軸孔10eが前方に拡開して形成され、該軸孔10eの円形後縁10e1と同心上で、前記後面10d内の凹部10d1には、環状溝10fが形成されている。そして、該環状溝10fを前記スラストプレート12の前面12aで閉塞することにより、潤滑油路28が形成され、該潤滑油路28の左右端部に、前記吐出油路10c・10cの後端が連通されるようにしている。
図2乃至図5に示すように、前記スラストプレート12の後面12bには、前記プランジャ8のプランジャシュー8aが摺接され、該プランジャシュー8a内には、前記プランジャ孔7a内に連通する補給油路8bが形成されており、該補給油路8bを通って、前記プランジャ孔7a内の作動油が、プランジャシュー8aとスラストプレート12との間に漏出して潤滑油膜を形成するようにしている。
ここで、該プランジャシュー8aは、前記ポンプ軸6が回転すると、前記潤滑油路28の直後方のスラストプレート12上を摺動するが、その際、図4に示すように傾倒部9が位置30から位置31まで傾倒すると、プランジャシュー8aは、例えば、図3に示すような高圧域H→中立域N→低圧域Lを繰り返して通過することとなる。このうちの高圧域Hでは、プランジャシュー8aを介してプランジャ8が後方に押されてプランジャ孔7a内の作動油が高圧となり、低圧域Lでは、プランジャシュー8aを介してプランジャ8が前方に引き出されてプランジャ孔7a内の作動油が低圧となり、中立域Nでは、これら低圧域Lと前記高圧域Hの中間にあって作動油の給排がほとんど行われない。
そこで、前記高圧域Hで潤滑油路28の直後方に位置するスラストプレート12に、該スラストプレート12を前後方向に貫通する流入油路12cを形成する。そして、該流入油路12cの前端を、該前端よりも大径の前記潤滑油路28内に開口すると共に、流入油路12cの後端を、該後端よりも大径の前記補給油路8b内に開口することにより、前記潤滑油路28と補給油路8b間が、オリフィス構造の流入油路12cを介して連通されるようにしている。
以上のような構成において、前記ポンプ軸6と一緒にプランジャ8が回転し、該プランジャ8が、前記高圧域Hに位置する流入油路12cに到達すると、プランジャ孔7a内、すなわちプランジャ8内の高圧作動油が、補給油路8bから流入油路12cを介して潤滑油路28内に圧送され、該潤滑油路28からは、左右の吐出油路10c・10cを通って、左右の油溜溝10b・10bに供給される。そして、該油溜溝10b・10b内に溜まった十分な量の作動油が、可動斜板10の揺動面10aとハーフベアリング13の後面13bとの間に漏出し、安定した潤滑油膜が形成されるのである。
すなわち、シリンダブロック7と、該シリンダブロック7の回転軸であるポンプ軸6の周りに軸方向摺動自在に挿嵌されるプランジャ8と、該プランジャ8頭部のプランジャシュー8aが一側面である後面12bに摺接されるスラストプレート12と、該スラストプレート12の他側面である前面12aが当接して組み付けられる可動斜板10と、該可動斜板10をすべり軸受であるハーフベアリング13を介して揺動可能に支持する斜板ホルダ11とを備え、前記プランジャシュー8aには、該プランジャシュー8aとスラストプレート12との間にプランジャ8内の作動油を補給可能な補給油路8bを設けた可動斜板式油圧装置である油圧式無段変速装置1において、前記スラストプレート12の前面12aと、該前面12aが当接する可動斜板10の取付け面である後面10dの少なくとも一方に、本実施例では可動斜板10の後面10dに、環状溝10fを設けて潤滑油路28を形成し、前記可動斜板10には、前記ハーフベアリング13における可動斜板10との摺接面である後面13bを潤滑油路28に連通可能な吐出油路10cを設けると共に、前記スラストプレート12には、高圧域Hに位置する前記プランジャ8の補給油路8bを潤滑油路28に連通可能な流入油路12cを設けたので、プランジャ8内の高圧作動油を、補給油路8bから流入油路12cを介して潤滑油路28に圧送し、該潤滑油路28からは吐出油路10c・10cを通ってハーフベアリング13の後面13bに、潤滑油として強制的に供給することができ、チャージポンプ等の圧送手段が不要となって、部品点数削減による装置コストの低減や、装置の小型化を図ることができる。更に、ハーフベアリング13の後面13bまでの油路は、スラストプレート12から可動斜板10の内部にかけて通過するだけであり、屈曲部を少なくし油路長も短くすることができ、加工が容易になって加工コストの低減を図れる。加えて、このように屈曲部を少なくし油路長も短くすることで圧力損失を減少させることができ、長時間稼動しても、プランジャ8内の高圧作動油が、圧力低下することなくハーフベアリング13の後面13bに潤滑油として十分な量供給され、摺動面での油膜切れを確実に防止して、可動斜板10の操作力低減による操作性の向上や、可動斜板10・ハーフベアリング13間の摩耗抑制による部品寿命の向上を図ることができる。
更に、前記流入油路12cは、前記補給油路8bと潤滑油路28間の油路を絞ったオリフィス構造であるので、前記補給油路8bからの高圧作動油を、流速を上げて潤滑油路28内に流入させることができ、すべり軸受であるハーフベアリング13の摺動面である後面13bに潤滑油として十分な量を確実に供給することができる。
加えて、前記環状溝10fは、前記可動斜板10の取付け面である後面10dに形成するので、前記スラストプレート12に形成する油路を油路長の短い流入油路12cのみに限定することができ、プランジャ8が摺接して大きな負荷が作用するスラストプレート12の剛性低下を抑制し、部品寿命の向上を図ることができる。
また、図6に示す傾倒部9Aは、前記傾倒部9のスラストプレート12をスラストプレート12Aに変更して、高圧作動油が補給油路8bから潤滑油路28に流れ込む際の圧力変化の軽減を図ったものである。
該スラストプレート12Aに形成する流入油路12dは、後端が前記補給油路8bに連通する第1管部12d1と、該第1管部12d1よりも大きな内径を有すると共に前端が前記潤滑油路28に連通する第2管部12d2とから形成される。そして、該第2管部12d2と前記第1管部12d1とは、同軸上に連設されており、多段式の同軸異径管構造が構成されている。
そして、前記第1管部12d1は、前後に連通する第2管部12d2と補給油路8bのいずれよりも小径でオリフィス構造を呈するが、前記流入油路12cに比べて短いためオリフィス効果は小さくなり、補給油路8bから潤滑油路28内に流入する作動油の流速は上がるものの流入油路12cに比べると小さいため、急激な圧力変化が軽減される。
すなわち、前記流入油路12dは、前記補給油路8bに連通するオリフィス構造の第1管部12d1と、該第1管部12d1よりも大きな内径を有して潤滑油路28に連通する第2管部12d2とが同軸上に連設される同軸異径管構造であるので、オリフィス効果を小さくして、プランジャ8内から流入する高圧作動油の急激な圧力変化を抑制し、キャビテーションの発生を防止することができ、振動や騒音が小さく、部品寿命も長い可動斜板式油圧装置である油圧式無段変速装置1を得ることができる。
また、以上に述べた傾倒部9・9Aの別形態である傾倒部29について、図7、図8により説明する。
該傾倒部29は、前記傾倒部9・9Aの潤滑油路28を、前記可動斜板10内からスラストプレート12・12A内に移し、スラストプレート交換による汎用性の向上を図ったものである。
該傾倒部29は、前記傾倒部9・9Aの潤滑油路28を、前記可動斜板10内からスラストプレート12・12A内に移し、スラストプレート交換による汎用性の向上を図ったものである。
該傾倒部29の可動斜板34は、前記可動斜板10から潤滑油路28を省いただけであり、前記油溜溝10b・10b、吐出油路10c・10cと同様な、油溜溝34b・34b、吐出油路34c・34cが形成されている。
一方、該可動斜板34に組み込まれるスラストプレート32は、可動斜板34の軸孔34eの円形後縁34e1と同心上で、スラストプレート32の前面32aに、環状溝32eが形成されている。そして、該環状溝32eを前記可動斜板34の後面34dで閉塞することにより、潤滑油路33が形成され、該潤滑油路33の途中部に、前記吐出油路34c・34cの後端が連通されるようにしている。
更に、スラストプレート32において、前記高圧域Hには、前記潤滑油路33からスラストプレート32の後面32bまで前後方向に貫通する流入油路32cが形成されている。そして、該流入油路32cの前端を、該前端よりも大径の前記潤滑油路33内に開口すると共に、流入油路32cの後端を、該後端よりも大径の前記補給油路8b内に開口することにより、前記潤滑油路33と補給油路8b間が、オリフィス構造の流入油路32cを介して連通されるようにしている。
以上のような構成においても、前記プランジャ8が回転し、前記高圧域Hに位置する流入油路32cに達すると、プランジャ8内の高圧作動油が、補給油路8bから流入油路32cを介して潤滑油路33内に圧送され、該潤滑油路33からは、吐出油路34cを通って、左右の油溜溝34b・34bに供給される。
すなわち、前記環状溝32eは、前記スラストプレート32の他側面である前面32aに形成するので、前記スラストプレート32を交換するだけで種々の潤滑油路を使用可能とし、高圧作動油の流量等を自在に変更することができ、汎用性に優れた可動斜板式油圧装置である油圧式無段変速装置1を得ることができる。
次に、以上のようにして、プランジャ8内の高圧作動油をハーフベアリング13に強制的に供給する構造以外の潤滑構造について、図4、図9により説明する。
該潤滑構造は、図4に示すハーフベアリング13の後面13bと可動斜板10の揺動面10aとの間に、可動斜板10が揺動する際に作動油等の潤滑油を掻き込んで保持するための油溜まりを設けて、潤滑油膜形成の促進を図ったものである。
図9(a)に示す可動斜板10Aは、前述したトラニオン軸23の軸心23aを中心にして上下揺動するが、その揺動面10Aaは、可動斜板10Aの揺動方向35で非対称に形成されている。
例えば、該可動斜板10Aでは、軸心23aから前斜め下方の揺動面10Aaまでの半径36bが、軸心23aから前斜め上方の揺動面10Aaまでの半径36aよりも短くなるように設定されており、該揺動面10Aaの前斜め下方位置と、ハーフベアリング13の後面13bの下部位置との間には、隙間37が形成される。
そして、前記可動斜板10Aが揺動すると、前述したように供給される潤滑油は、前記隙間37に掻き込まれて保持され、揺動中は、該隙間37から、前記ハーフベアリング13の後面13bと可動斜板10Aの揺動面10Aaとの間に、徐々に漏出し、安定した潤滑油膜が形成される。
また、図9(b)に示す斜板ホルダ11Aでは、そのホルダ面11Aaは、可動斜板10の揺動方向35で非対称に形成されている。
例えば、該斜板ホルダ11Aでは、軸心23aから前斜め下方のホルダ面11Aaまでの半径36dが、軸心23aから前斜め上方のホルダ面11Aaまでの半径36cよりも長くなるように設定されており、前記可動斜板10における揺動面10aの前斜め下方位置と、前記斜板ホルダ11Aのホルダ面11Aaの形状に沿って締結固定されたハーフベアリング13の後面13bの下部位置との間にも、隙間38が形成される。
そして、前記可動斜板10が揺動すると、供給される潤滑油が前記隙間38に掻き込まれて保持され、揺動中は、該隙間38から、前記ハーフベアリング13の後面13bと可動斜板10の揺動面10aとの間に、徐々に漏出し、安定した潤滑油膜が形成される。
すなわち、すべり軸受であるハーフベアリング13の後面13bと可動斜板10A・10の揺動面10Aa・10aとの間に、可動斜板10A・10が揺動する際に潤滑油を掻き込んで保持するための油溜まりである隙間37・38を設けるので、前記可動斜板10A・10が揺動中は、前記隙間37・38に潤滑油が掻き込まれると共に、該隙間37・38内の潤滑油が徐々に漏出し、油膜切れすることなく安定した潤滑油膜が形成できる。
更に、前記可動斜板10Aにおけるハーフベアリング13との摺接面である揺動面10Aaの曲率半径を、可動斜板10Aの揺動方向35で非対称とするので、斜板ホルダ11はそのままで可動斜板10Aを交換するだけで、前記隙間37の大きさ・範囲等を自在に変更し、簡単な部材交換だけで汎用性に優れた潤滑構造を設けることができる。
加えて、前記斜板ホルダ11におけるハーフベアリング13との接触面であるホルダ面11Aaの曲率半径を、可動斜板10の揺動方向35で非対称とするので、通常の可動斜板10を使用することができ、メンテナンスコストの低減を図ることができる。
次に、前述した油圧式無段変速装置1のような可動斜板式油圧装置に適用可能な中立制御構造について、図1、図3、図10乃至図13により説明する。
図10、図11に示す油圧式無段変速装置1Aは、図1に示す前記油圧式無段変速装置1に中立制御構造44を追加したものである。
該油圧式無段変速装置1Aの油圧ポンプ2では、前記センタセクション5内のメイン油路14の一方、本実施例では油路14aから、平面視L字状の油路5aが分岐され、該油路5aは延設されて前記センタセクション5の前面5bに開口される。前記ハウジング4の左側部には、前後方向に油路4aが穿孔され、該油路4aの後端は、前記油路5aの開口端に連通される一方、該油路4aの前端は、斜板操作機構42Aにおいてブッシュ39の半径方向に穿孔された油路39aと連通される。
該斜板操作機構42Aにおいて、前記トラニオン軸23には、可動斜板10の中立状態で前記油路39aと同軸上となるように、内部油路23bが半径方向に穿孔され、該内部油路23bの前端からは、軸心内方に軸心油路23cが穿孔され、該軸心油路23cの内端は、前記操作レバー21内で左右方向に穿孔された油路21aを介して、ハウジング4の内部空間40に連通されている。前記油圧モータ3においても同様である。
以上のような構成において、図1、図10、図11(a)に示すように、前記油圧ポンプ2・油圧モータ3のトラニオンアーム24を略水平に設定すると、スラストプレート12が垂直となってプランジャ8・17が前後摺動しなくなり、作動油がメイン油路14内を循環せずにモータ軸15が回転しない中立状態となる。
該中立状態では、メイン油路14内の作動油は、センタセクション5内の油路5a、ハウジング4内の油路4a、及びブッシュ39内の油路39aから、トラニオン軸23内で半径方向略水平な内部油路23bを介して、軸心油路23cに流入し、その後、操作レバー21内の油路21aを介して、内部空間40に放出される。
一方、前記トラニオンアーム24を、軸心23aを中心にして上下方向に回動し、例えば図11(b)に示すように下方に回動すると、該軸心23aを中心にしてピン軸22が上昇し、傾倒部9の上部が後方に傾倒してスラストプレート12が傾斜姿勢となる。すると、前述の如く、プランジャシュー8aが高圧域H→中立域N→低圧域Lを繰り返して通過するようになり、プランジャ8が前後摺動する。
前記油圧モータ3においても同様であり、作動油がメイン油路14内を循環してモータ軸15が回転する駆動状態となる。例えば、モータ軸15が走行車両の駆動軸に連動連結されていれば、前進走行または後進走行が可能な走行状態となるのである。
該駆動状態では、前記トラニオン軸23が回転するため、該トラニオン軸23の内部油路23bの外端は、前記ブッシュ39内の油路39aより下方にずれており、その結果、該油路39aの前端がトラニオン軸23の外周面によって閉塞されて、メイン油路14内の作動油が堰き止められるため、作動油が内部空間40に放出されることがない。
このような油路断接機構43を、前記油路5a、油路4a、油路39a、内部油路23b、軸心油路23c、及び油路21aから成るリリーフ油路系41内に介設することにより、中立状態でのみメイン油路14内を内部空間40に連通させる中立制御構造44が構成される。
すなわち、前記メイン油路14内の作動油を、中立状態でのみ前記リリーフ油路系41を介してリリーフする中立制御構造44を設けるので、該中立制御構造44により、駆動状態での作動油漏れを確実になくすことができ、中立バルブやオリフィス等で中立位置を確保する場合と比べ、動力伝達時における伝達効率の低下を確実に抑制することができる。
更に、前記中立制御構造44は、前記リリーフ油路系41と、該リリーフ油路系41の途中部を中立状態でのみ連通可能な油路断接機構43とから構成し、該油路断接機構43は、前記斜板操作機構42A内に設けるので、中立バルブやオリフィス等で中立位置を確保する場合と異なり、十分な中立幅の確保、発進時の作動油の油圧変動による衝撃の軽減、及びオリフィスからの作動油漏れの防止が図れると共に、中立バルブやオリフィス等を別途に設ける必要がなく、部品コスト、加工コストの低減、メンテナンス性の向上、及び装置の小型化を図ることができる。
また、図12、図13に示す油圧式無段変速装置1Bは、前記中立制御構造44とは別形態の中立制御構造53を設けたものである。
該油圧式無段変速装置1Bの油圧ポンプ2Aでは、前述したような潤滑構造は設けられておらず、その代わり、傾倒部49の高圧域Hと低圧域Lに、傾倒側油路47が前後方向に貫通して形成されている。該傾倒側油路47は、スラストプレート52の油路52aと可動斜板46の油路46aとを同軸上に連設して構成されると共に、該傾倒側油路47の後端は、前記高圧域Hまたは低圧域Lまで摺動回転してきた前記プランジャ8の補給油路8bの前端と連通されている。
一方、前記傾倒部49の前方には、該傾倒部49を支持する斜板ホルダ11Bと、該斜板ホルダ11Bと前記傾倒部49との間にあって傾倒部49を揺動可能に支持する左右のハーフベアリング13A・13Aとが配置される。そして、該左右のハーフベアリング13Aのいずれにも、可動斜板46の中立状態で前記傾倒側油路47と同軸上となるように、油路13A1・13A1が前後方向に穿孔され、該油路13A1・13A1の前端は、それぞれ、前記斜板ホルダ11Bの左右部で前後方向に貫通する左右の油路11B1・11B1の後端に連通される。
該左右の油路11B1・11B1の前端は、前記ハウジング4の前部で後方に開いた平面視U字状の連結油路4bを介して連通されており、これらの油路13A1・11B1・4b・11B1・13A1を連設して固定側油路48が形成される。
以上のような構成において、図12、図13(a)に示すように、前記油圧ポンプ2Aのトラニオンアーム24を略水平に設定すると、スラストプレート52が垂直となってプランジャ8が前後摺動しなくなり、作動油がメイン油路14内を循環せずに、図示せぬモータ軸が回転しない中立状態となる。
該中立状態では、例えば、前記メイン油路14のうちの一側の油路14aが高圧側にあると、該油路14a内の作動油は、同じ一側のプランジャ8、補給油路8b、傾倒側油路47から、固定側油路48を介して、他側の傾倒側油路47、補給油路8b、プランジャ8を通って、他側の低圧側の油路14bに流入する。
一方、前記トラニオンアーム24を、軸心23aを中心にして上下方向に回動し、例えば図13(b)に示すように下方に回動すると、傾倒部49の上部が後方に傾倒してスラストプレート52が傾斜姿勢となる。すると、プランジャ8が前後摺動し、図示せぬ油圧モータにおいても同様であり、作動油がメイン油路14内を循環して図示せぬモータ軸が回転する駆動状態となる。
該駆動状態では、前記傾倒部49が傾倒しているため、傾倒側油路47の前端は、前記固定側油路48の後端より上方にずれており、その結果、該傾倒側油路47の前端がハーフベアリング13Aの後面13A2によって閉塞されて、いずれの油路14a・14b内の作動油も堰き止められるため、作動油が低圧側の油路14bに流入することがない。
このような油路断接機構51を、高圧側のプランジャ8・補給油路8b・傾倒側油路47、固定側油路48、低圧側の傾倒側油路47・補給油路8b・プランジャ8から成るリリーフ油路系50内に介設することにより、中立状態でのみメイン油路14内の高圧側の油路14aを低圧側の油路14bに連通させる中立制御構造53が構成される。
すなわち、該中立制御構造53は、前記リリーフ油路系50と、該リリーフ油路系50の途中部を中立状態でのみ連通可能な油路断接機構51とから構成し、前記リリーフ油路系50は、メイン油路14の高圧側の油路14aと低圧側の油路14b間にある既存の装置構成部材であるプランジャ8・傾倒部49・斜板ホルダ11B・ハウジング4内に設けるので、中立バルブやオリフィス等で中立位置を確保する場合と異なり、十分な中立幅の確保、発進時の作動油の油圧変動による衝撃の軽減、オリフィスからの作動油漏れの防止が図れると共に、中立バルブやオリフィス等を別途に設ける必要がなく、部品コスト、加工コストの低減、メンテナンス性の向上、装置の小型化を図ることができる。更に、高圧側の油路14aから低圧側の油路14bへのリリーフなので、メイン油路14内の作動油が外部に漏出することがなく、作動油の油量減少を抑制することができる。
本発明は、シリンダブロックと、該シリンダブロックの回転軸周りに軸方向摺動自在に挿嵌されるプランジャと、該プランジャ頭部のプランジャシューが一側面に摺接されるスラストプレートと、該スラストプレートの他側面が当接して組み付けられる可動斜板と、該可動斜板をすべり軸受を介して揺動可能に支持する斜板ホルダとを備え、前記プランジャシューには、該プランジャシューとスラストプレートとの間にプランジャ内の作動油を補給可能な補給油路を設けた、全ての可動斜板式油圧装置に適用することができる。
1 油圧式無段変速装置(可動斜板式油圧装置)
6 ポンプ軸(回転軸)
7 シリンダブロック
8 プランジャ
8a プランジャシュー
8b 補給油路
10 可動斜板
10c 吐出油路
10d 後面(取付け面)
10f・32e 環状溝
11 斜板ホルダ
12・32 スラストプレート
12a 前面(他側面)
12b 後面(一側面)
12c・12d 流入油路
12d1 第1管部
12d2 第2管部
13 ハーフベアリング(すべり軸受)
13b 後面
28 潤滑油路
32a 前面(他側面)
H 高圧域
6 ポンプ軸(回転軸)
7 シリンダブロック
8 プランジャ
8a プランジャシュー
8b 補給油路
10 可動斜板
10c 吐出油路
10d 後面(取付け面)
10f・32e 環状溝
11 斜板ホルダ
12・32 スラストプレート
12a 前面(他側面)
12b 後面(一側面)
12c・12d 流入油路
12d1 第1管部
12d2 第2管部
13 ハーフベアリング(すべり軸受)
13b 後面
28 潤滑油路
32a 前面(他側面)
H 高圧域
Claims (5)
- シリンダブロックと、該シリンダブロックの回転軸周りに軸方向摺動自在に挿嵌されるプランジャと、該プランジャ頭部のプランジャシューが一側面に摺接されるスラストプレートと、該スラストプレートの他側面が当接して組み付けられる可動斜板と、該可動斜板をすべり軸受を介して揺動可能に支持する斜板ホルダとを備え、前記プランジャシューには、該プランジャシューとスラストプレートとの間にプランジャ内の作動油を補給可能な補給油路を設けた可動斜板式油圧装置において、前記スラストプレートの他側面と、該他側面が当接する可動斜板の取付け面の少なくとも一方に環状溝を設けて潤滑油路を形成し、前記可動斜板には、前記すべり軸受における可動斜板との摺接面を潤滑油路に連通可能な吐出油路を設けると共に、前記スラストプレートには、高圧域に位置する前記プランジャの補給油路を潤滑油路に連通可能な流入油路を設けたことを特徴とする可動斜板式油圧装置。
- 前記流入油路は、前記補給油路と潤滑油路間の油路を絞ったオリフィス構造であることを特徴とする請求項1に記載の可動斜板式油圧装置。
- 前記環状溝は、前記可動斜板の取付け面に形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の可動斜板式油圧装置。
- 前記流入油路は、前記補給油路に連通するオリフィス構造の第1管部と、該第1管部よりも大きな内径を有して潤滑油路に連通する第2管部とが同軸上に連設される同軸異径管構造であることを特徴とする請求項3に記載の可動斜板式油圧装置。
- 前記環状溝は、前記スラストプレートの他側面に形成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の可動斜板式油圧装置。
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