JPS6155463A - 液圧式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、液圧機関を組み合わせ結合して電動機やエ
ンジン等の回転動力を無段変速させながら工作機械の駆
動軸とか、耕耘機の車軸等に伝動させる液圧式変速装置
に関するものである。

（切従来の技術 従来の液圧式変速装置は、その液圧機関に主として油圧
ポンプおよび油圧モータが使用されている関係から油圧
トランスミッションとも称呼されているが、この油圧ポ
ンプまたは油圧モータとしては従来より斜板形アキシャ
ルピストン形の油圧機器が多く採用されている。そ１７
てその斜板の傾斜角度を外部より操作し無段変速を可能
にしている。斜板形アキシャルピストンポンプとモータ
の組み合わせ結合の形としては。

両回転軸を直線状に配設する直列形と、並列状に配設す
る並列形の２種類がある。油圧ポンプまたは油圧モータ
としては斜板形の外に斜軸形を採用している例もありさ
らにアキシャルピストン形のみならずラジアルピストン
形のポンプおよびモータを使用する例もある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 従来におけるポンプモータを一体結合した−体形油圧ト
ランスミッションを代表とする液圧式変速装置において
は、その結合の条件からそれぞれの液圧機関のハウジン
グ形状が複雑になっており互換性のない形状罠なってい
る。たとえば釧板形アキシャルピヌトン形のポンプとモ
ータを直列形で結合する場合１両者の回転軸を直線状に
配設する条件からハウジングに特別のアダプタを組み込
ませた形で取り付けこの両アダプタをいんろう接合させ
て組み合わせしている。もちろんポンプそしてモータの
ハウジングは内部構造に沿って鋳造成形されており外周
は凹凸を有する複雑な形状をなしている。さらにポンプ
とモータを連接する液圧回路は制御パルプブロックに接
続する必要から前記アダプタにその接続の為の特殊な連
通路が形成されている。

このように液ｌ干ポンプそして液圧モータの構成自体は
、大体において同様々から外形特に結合端面側のハウジ
ング形状は個々人なっておシしかも複雑な形状をな１〜
ているのが実情で互換性に乏しく分解９組立ならびに調
整の操作が複雑である。並列形油圧トランスミッション
の場合も同様の問題を有している。

この発明はこのような従来における問題点を解決しよう
とするものである。

に）問題点を解決するための手段 この発明の液圧式変速装置によれば、各液圧機関のハウ
ジング特にリヤカバ一部分の液体流入路口を有する面が
平面で形成され、この平面を介してそれぞれが対応接合
させられる。このような平面接合方式は各液圧機関の外
形形状を簡略に１〜て互換性を有し９分解組立を容易々
らしめるのみならず、また各機器をビルディングブロッ
ク的に組合せる等９種々の接合態様を可能にする。

ハウジング面具体的にはりャカバーの端面には液体の流
出入路口が開口されるが、接合時たがいの流出入路口が
接続されるよう接合される。

この種変速装置においては両液圧機関の間の液体流路に
アンチキャビテーションバルブスナワちプーヌトバルブ
やリリーフパルプが介設されるが、これらパルプは開口
部までのりャカバー内流路あるいは両液圧機関に介設さ
れるアダプタ（パルプユニット）に設けられ両液圧機関
の有機的結合によってこれらパルプは所定の流路に自動
的に介設される形となる。また各液圧機関をそのハウジ
ング面を介して接合させた状態を保持するための手段す
なわち接合手段は、ノ１ウジングに形成された凹部ない
し貫通孔部とこれに休止；７あるいけ首通する部相で構
成される。

また別の接合手段としては、液圧機関全体が係止保持さ
れる保持板を利用する方式もあり、この場合は両保持板
を連接杆などにより強固に連接させて接合を行なわせる
。

（ホ）実施例 以下図面に示される実施例例したがってこの発明を説明
する。図示に示される実施例においては、液圧機関は環
状部材のタト方と内方に静圧ベアリングを形成し、この
両静圧ベアリングによって環状部材に作用する回転トル
クと釣合う偶力を発生するようにした新形の機関が採用
され、この液圧機関が回転入力側は液圧ポンプとして機
能１７１回転出力側は液圧モータとｊ−て機能するよう
結合されている。

第１図はこの発明の特徴を華もよく表す実施例装置の縦
断面図が示されている９図においてＰＥ。

ＭＥはこの特殊々液圧機関であってその詳細は後述する
としてＰＥは回転入力側で液圧ポンプと１７て機能し、
　ＭＥは回転出力側で液圧モータと１７て機能する。共
に１は機構を主として内蔵するハウジングであり２はハ
ウジング１の開口側をカバーするハウジング（リヤカバ
ー）であって両者は彼達するとおり固定ねじ等により一
体的に固定されている。３（叶ハウジング１内に環状部
材と１〜て延伸されかつ軸受８を介して回転自在に保持
された回転軸で、ｌＡ方方向内方（（件回転入力軸およ
び回転出力軸（共に図示せず）を挿着するためのスプラ
イン３Ｎが形成されている。この環状部材３はハウジン
グ１との円ＰＩ！　＃）：内周面との間に第１の静圧ベ
アリング１０Ｇを形成し。

他方内方にはシリンダバレ／Ｉ１５に摺動可能に保持さ
れたピストン４との間で第２の静圧ベアリングＩＯＮを
形成するよう構成されている。第１と第２の両静圧ベア
ングＪＯＧ　、　ＩＯＮは例えば７個ずつ設けられピス
トン４が放射状に配設されている。６はシリンダバレ／
Ｌ１５の円錐状内周面に挿設された形のピントルでリヤ
カバー２に対し９回転はしないが上下方向に変位可能に
保持されている。シリンダバレ／Ｉ１５とピストン４の
全体はピン）／Ｉ／６１Ｃよって回転軸芯が回転軸３に
対し偏心されるもオルダム継手】１を介して回転軸３す
なわち環状部材と同期して回転するようになっている。

ビントル６には第１．第２の静圧ベアリングを２つの圧
力域に切り換え接続するためのディス面垂直方向に２個
設けられそれぞれが流路１３〜１５を介して液体流路に
接続されている。流路１５そして液体流路１６もポート
１２と対応して２個設けられている。この液圧機関は両
静圧ベアリングに液体が導入されるときその静圧の反力
が互いに偏心して偶力が発生するがしたがってこの偶力
に釣り合うトルりを回転軸に入力するとき両静圧ベアリ
ングに静圧を生せしめるようとの静圧ベアリングに連通
する流路域すなわちシリンダに高圧域と低圧域を形成し
液圧ポンプとして機能するのである。この作動原理等の
詳細については、この発明の出願人が昭和５６年１０月
３１日出願した「回転形波体エネルギ変換機」（特願昭
５６−１７５１９０号、特開昭５８−７７１７９号）に
詳細に税、明されているので上述以上の説明は省略する
が９両静圧ベアリングＩＯＧ　、　ＩＯＮに高圧液体が
導入されると液圧モータとして機能するのである。

しかもこれら両液圧機間の組み合わせが変速装置として
機能するためにはポンプまたはモータないしは両者が可
変形である必要がある。実施例の場合液圧機関ＰＥ、■
は内部構成が全く同一て、したがって変速装置として両
方が可変容量形となっている。この可変はビントル６の
」１下方向偏位により保障される。ピン）／Ｌ’６には
その延出部にタンク６Ｔ＋が設けられ、とのラック６Ｌ
は可変用操作ハンド／Ｉ／７にて回転駆動されるピニオ
ン９が噛み合わされている　とのハンドル７は後述なら
びに他の図面からも明らかなとおりピニオン９が先端に
取シ付けられ、かつその他端がハウジング１から突出し
た軸の端部に取り付けられ外方で操作できるようになっ
ている。

上記ビントル６の可変方式は別として以上説明しだ液圧
機関の構成は上記のとおり公知の事項であるが、この発
明はこのような液圧機関を組み合わせて変速装置を構成
する場合、その組み合わせを良好ならしめるべくハウジ
ング特にリヤカバ２の外形形状を改良した点如特徴があ
る。

リヤカバー２はそのＡＡ断面を示す第２図からも明らか
なように流路を有する一面が平面をなし、かつ液体の流
路およびパルプ群が内設されている。第１図実施例はり
ャカバー２の端面ＲＦ同士を接合させた組み合わせ態様
が示されているが、この組み合わせにより両液圧機間の
流路が自動的に連接されるようになっている。もちろん
端面ＲＦ同士の接合のみでなく側方平面ＳＦ同士あるい
は端面ＲＦ’と側方平面ＳＦとを接合することもでき、
その場合にもポンプとモータとしての組み合わせができ
るよう流路が自動的に接続されるよう構成されている。

１６と１７は液体流路であって一方側たとえば１６が低
圧側１７が高圧側と々る。２０け低圧側流路に連通され
る連通流路であり、２１け高圧側流路に連通される連通
流路で両流路は共にリヤカバー２に貫設されており、そ
れぞれの開口部にはねじ部２ＯＮ　、　２１Ｎが形成さ
れている。この開口部は両液圧機間の接合によっても外
方に開放される場合はプラグ等がねじ込まれて閉塞され
る。２０Ｒ９２１Ｒはこれらの開口部に設置されたシー
ル用０リングでこれらの面が接合されるときシール機能
をする。１８はブースト用すなわちアンチキャビテーシ
ョン用とｔ７ての主流路で枝流路ｎを介してタンク等に
接続される。１９はブースト用主流路１８をブーストバ
ルブ四に連通させる副流路でありこのパルプ四を介して
液体流路１６に接続される。２９はブースト圧設定用の
フィルバネである。

したがって液体流路１６が必要圧力以下になるとパルプ
２８が開成して外方のタンク等から流路２２−１８−１
９を介して液体が補給されることになる。

他方２５はリリーフバルブで高圧側流路１７と低圧側流
路１６との間を連接する流路例に介設されており高圧側
流路１７が設定値以上になったとき開成し低圧側流路】
６へ圧を解放する。２６は固定スプール２７とリリーフ
バルブ２５との間に介在されたリリーフ圧設定用コイル
バネである。２２Ｎはブースト用枝流路２２の開口部に
設けられたねじ部で開口の場合プラグ等により閉塞され
る。以上の流路とパルプは両リヤカバー２に内設されて
おシ、したがって接続された液体流路１６と１７のいず
れが高圧側となっても圧力の調整ができるようになって
いるのである。３０はプラグを示している。このような
流路構成ならび（１（）＜　７９１群の介設構成によっ
て液圧ポンプ理からの圧液は液圧モータλ化側へ効率よ
く供給され液圧モータ畑から排出された液体は液圧ポン
プの吸入側へ供給される。したがって液圧ポンプＮの回
転軸３への回転入力は液圧モータ■の回転軸３から回転
出力として取り出されビントル６のノ１ンド／Ｌ／７に
よる操作でその回転出力は無段に変速されることになる
。

なおリヤカバ−２同士を図示例の形で強固に組み合わせ
し結合させる手段については後述にて明らかにする。

さてこの発明によればリヤカバー２の外形形状から種々
の組み合わせ態様を実現できるわけであるが、リヤカバ
ー２の内部構成を簡略にしてバルブ群を外方へ取り出し
これを別体のアダプタブロックに内蔵する方式とするこ
ともできる。

この場合はこのアダプタブロックを介在しての接合とな
りこのブロック自体も接合面を有し。

かつその面積はりャカパー２の接合面と同等にする必要
がある。

第３図はこのアダプタブロックを介在して組み合わせ結
合するビルディング方式の代表的な実施例を示す縦断面
図で、３１がアダプタブロックを示している。

第３図においてはアダプタブロック３１のみ断面して示
していないが３２　、３３は紙面垂直方向に２本貫設さ
れた連通流路で第２図の流路側、２１に相当する。３４
はポンプとモータの流路接続を行なう液体波路である。

また３５けブースト用流路である。そして３２Ｎ　、　
３４Ｎ　、　３５Ｎ　はそれぞれ流路の開口部に設けら
れたねじ部で、接合において開口されるねじ部（図示例
では３２Ｎ）はプラグ等で閉塞されねじ部３５Ｎは外方
のタンク等との連接パイプが接続される。アダプタブロ
ック３１の接合面ＢＰはりャカパー２の接合面と大きさ
形状等しく形成されている。各液圧機関ＰＲと■は第１
図と同様の機１イ４でありその説明は省略するが、この
第３図の」：うな接合方式の場合も無段変速装置として
機能する。

第４図の接合方式は液圧ポンプとしての液圧機関ＰＥが
１個に対して液圧モータ■を２個備えこれらをアダプタ
ブロック３１を介して組み合わせたもので９両液圧モー
タＭＥ　−１とＭＥ−２はその回転軸３の軸芯を一致さ
せ、液圧ポンプＰＥの回転軸がこれに直交する形に配設
されている。液圧ポンプＰＥから吐出される高圧液はア
ダプタブロック３１円の流路３２を介して両液圧モータ
ＭＥ−１と■−２に供給される。各液圧機関ＰＥ、ＭＢ
−１゜ＭＥ　−２の１回転あたシの排出容積（吸入容積
）が同一の場合は液圧ポンプＰＥへの回転入力はＡに減
速されて両液圧モータＭＥ−１，ＭＥ−２に出力される
ことになる。またたとえば液圧モータＭＥ−１のピント
／Ｌ／６の偏心量が零になると液圧ポンプＰＨの吐出高
圧液はすべて液圧モータＭＦ／−２に供給され回転入力
と回転出力が同速となる。

さらに液圧ポンプＰＥまたは液圧モータＭＥ　−２の偏
心量が変化すると無段変速が可能となる。もちろん少く
とも液圧ポンプＰＥが可変であれば両液圧モータＭＥ−
１，ＭＥ−２が固定容量であっても無段変速は可能であ
る。ビントル６の偏心量の変位はハンドル７によシ行な
われる。第５図け第４図の接合方式の実施例を別の断面
で示す図で、アダプタブロック３１と両液圧モータλ昏
１゜ＭＥ　−２の中央を通る面で第４図の面と垂直な面
で断面されており、アダプタブロック３１の内部構成が
詳細に示されている。２５−１　、２５−’２けリリー
フパルプ、　２７−１　、２７−２は固定スプール、２
８−１゜２８−２はブーストパルプそして３０−１．３
０−２はプラグである。これらの作動は前述のとおりで
ある。第６図は液圧ポンプＰＢと液圧モータ■をその回
転軸芯が一定距離の間隔を置いてしかも並行に配置され
た状態で接合された例を示し、この場合も両液圧機関Ｐ
Ｅ、■の液体流路はアダプタブロック３１を介して接続
される方式の例である。このような形態の接合を第１図
に示す液圧機関のようにリヤカバー２にパルプ群を内設
し。

しかも流路開口をリヤカバー２の側面に開口する形とす
ればアダプタブロック３１の介設は不要となろう。寸だ
２点鎖線で示すように液圧機関ＭＩ３さらには理を接合
することもでき、あるいは液圧機関ＰＥを２点鎖線の位
置に位置替えして接合させる形とすることもできる。

以上第３図から第６図まで種々の接合形態について説明
してきたが、これらの接合方法については第１図の場合
と同様図示していない。これは図面をよシ複雑にするた
めである。

ではつぎにこれら種々の接合（ビルディング）方式を可
能にする具体的接合方法（手段）を第７図から第９図に
したがって説明する。

第７図に示される接合手段は特に第１図に示されるよう
にリヤカバー２にパルプ等が内設された形の液圧機関の
接合に有利な方法で、リヤカバ−２同士の端面が接合さ
れる。すなわちリヤカバー２の外方には４角部に四部２
ＴＴが形成されその四部とりャカパ一端面との間にはそ
れぞれ連結用孔２人が畦設されている。したがって連結
ボルト３６を凹部２Ｈから両リヤカバー２の貫通孔２人
を貫通させその端部にナツト３７をねじ込むことにより
両液圧機関ＰＥとＭＥが強固に接合される。この場合連
結ボルト３６の長さｌより凹部２Ｈの長さＬが大きく設
定されている必要がありまた両頁通孔２人の長さｆの和
より連結ボルト３６のねじ部の長さが大きいことが条件
となる。３８は前述したようにハウジング１と２（リヤ
カバー）を一体的に固定するねじである。

第８図も第７図と同様第１図の接合方式に有利な例で四
部２にの形が第７図と異なり軸方向の四部長さが第７図
より短かくなっている。そしてこの例では貫通孔ではな
くＵ字形の切欠部２Ｕが形成されてこの切欠部に連結ボ
ルト３９が挿入される形になっている。４０は締付用ナ
ツトである。第９図はアダプタブロック３１を介在させ
る場合の接合方法を示しており図において４１は液圧機
関ＰＥ、λ化の外形段部に係止される連結用板でそれぞ
れ対設されこの内連結用板４１．４２間が連結ボルト４
３によりたがいに液圧機関ＰＥ、式化を接合するよう付
勢される。４４は締付用のナツトである。

もちろん変速装置の場合外形付法は小さく部品点数が少
ないこと９組立が良好なことなどが望ましくしたがって
第９図の接合方式より第７図。

第８図の方式が有利である。そのためにアダプタブロッ
クを介在させる場合でも第７図、第８図に示す接合方式
を採用することもできる。

さらにリヤカバーの側面同士を接合させる場合も第７図
、第８図の方式を採用することもできる。さらに別の方
式として両液圧機関を連結ボ／ｌ／）が貫通する形とし
外方よりポ／ｌ／）が見えない方式とすることもできる
。このように具体的な接合方法は種々の例を挙げること
ができ（２）示例はその一例にすぎない。

またこの発明の場合、液圧機関の構成も図示例に示すも
のに限定されるものではなく、いわゆるラジアルピスト
ン方式の液圧機関やアキシャルピストン方式の機関特に
斜板形アキシャルピストン形または斜軸形アキシャルピ
ストン形の液圧機関を使用することもできる。またこれ
らすべてを含む液圧機関において回転する部材またはこ
れに対向する部材（図示例の場合ピント／Ｉ／）を変位
させる方式についても図示例のようなラック・ピニオン
方式に限定されるものではなく種々の方式を採用できる
。たとえばパルスモータにより回転駆動されるねじ棒に
よりねじ送り方式で変位させるようにしてもよい。ある
いは流体アクチュエータ方式としてもよい。サーボ制御
形としてもよい。リリーフバルブそしてブーストバルブ
の介在方法ならびにこれら各種バルブの構造も図示例に
限定されない。さらにこの発明による変速装置は、各種
の回転伝動系に使用可能であってコンベア駆動装置、建
設機械における回転駆動系などあらゆる回転駆動系の変
速特に無段変速装置として利用可能である。

またこの発明の要旨とするハウジングの形状についても
厳密に図示例に限定されるものではない。図示例の場合
リヤカバー（ハウジング）が立方体状あるいは直方体状
をなしているが必ずしも断面四角形でなく三角形状でも
よい。接合平面を有することは必須要件ではあるがその
個数は限定されない。立方体の場合でも四角部を面取り
してもよい。流路の開口も端面でなく側面に開口しても
よい。

この発明けこれらすべての変形実施例を包含する。

（へ）発明の効果 この発明が提供する液圧式変速装置は９以上詳述したと
おりであるから、液圧機関を液圧ポンプと液圧モータと
して組み合わせる場合その接合形態はその使用される用
途９条件により種々のバリエーションが可能である。液
圧ポンプ１個に対して２個の液圧モータを接合させるビ
ルディングも容易でしかも接合されて実現される変速装
置もコンパクト化がはかれる等の利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の特徴を最もよく示す代表的な液圧式
変速装置の縦断面図、第２図は第１図のＡＡ断面図、第
３図は他の代表的な液圧式変速装置の縦断面図、第４図
から第６図までは他の実施例における縦断面図、第７図
から第９図までは各液圧機関の接合手段の例を示す図で
ある。 １・・・ハウジング　　２・・・ハウジング（リヤカバ
ー）３・・・回転軸　　　　　　４・・・ピストン５・
・・シリンダバレｙｖ６−・ビントル６Ｌ・・・ラック
　　　　　　７・・・可変用操作ハンドル９・・・ピニ
オン　　　ＩＯＧ　・＠　］の靜靜圧アリング１ＯＮ−
・第２の静圧ベアリング １６　、１７−液体流路　　　怒−リリーフパルプ公−
・グー７トバルプ　　３１−アダプタブロック３６　、
３９　、４３−・連結ポルト ３８−固定ねじ　　　３７．４０　、４４−ナツト４］
　、　４２　・・・連結用板 甲ｙバす

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転する部材またはこれに対向する部材を変位させるこ
   とによって液体の流出入容量が変化するよう構成された
   液圧機関をたがいにその液体流出入路を連接させて結合
   させ、回転入力側を液圧ポンプとして機能させるととも
   に回転出力側を液圧モータとして機能させて前記部材の
   変位により回転入力を無段階に変速して回転出力させる
   ことができる変速装置であって、各液圧機関は液体の流
   出入路口を有するハウジング面の少くとも１面が平面を
   なし、この平面を介してそれぞれが対応接合されている
   ことを特徴とする液圧式変速装置。