特開 2016-217529 無段変速装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-217529(P2016-217529A)

(43)【公開日】2016年12月22日

(54)【発明の名称】無段変速装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 47/02 20060101AFI20161125BHJP

【ＦＩ】

   F16H47/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-106628(P2015-106628)

(22)【出願日】2015年5月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】日野 真和

(72)【発明者】

【氏名】松田 茂美

(72)【発明者】

【氏名】安藤 勝

(72)【発明者】

【氏名】外川 浩平

(57)【要約】

【課題】入力軸の動力と油圧ポンプの動力とを合成して出力するように構成された無段変速装置において、構造の簡素化を図る。
【解決手段】入力軸３及び油圧モータ５が回転駆動されることによって、入力軸３の動力により油圧モータ５の斜板１８が回転駆動されるように構成する。入力軸３及び油圧ポンプ４が回転駆動されることによって、油圧モータ５のピストン１７により油圧モータ５の斜板１８が回転駆動されるように構成する。油圧ポンプ４の斜板１４又は油圧モータ５の斜板１８の角度を変更することにより、油圧モータ５の斜板１８を入力軸３と同方向に回転駆動する正転状態と、油圧モータ５の斜板１８を入力軸３の回転速度の絶対値を越えた回転速度で入力軸３と逆方向に回転駆動する逆転状態とに亘って、油圧モータ５のピストン１７の作動状態を変更する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力が伝達されて回転駆動される入力軸と、前記入力軸と一体的に回転する油圧ポンプと、前記入力軸と一体的に回転する油圧モータとを備え、
前記油圧ポンプ及び油圧モータに、作動油を吸入及び排出するピストンと、前記ピストンの作動のストロークを決める斜板とを備えて、
前記入力軸及び油圧モータが回転駆動されることによって、前記入力軸の動力が前記油圧モータのピストンにより前記油圧モータの斜板に伝達され、前記油圧モータの斜板が回転駆動されるように構成し、且つ、
前記入力軸及び油圧ポンプが回転駆動されることによって、前記油圧ポンプのピストンが作動し、前記油圧ポンプのピストンから作動油が前記油圧モータのピストンに供給されることにより、前記油圧ポンプの動力が前記油圧モータのピストンにより前記油圧モータの斜板に伝達されて前記入力軸の動力に加えられ、前記油圧モータの斜板が回転駆動されて、前記油圧モータの斜板から動力が出力されるように構成し、
前記油圧ポンプの斜板又は油圧モータの斜板を、前記油圧ポンプのピストン又は油圧モータのピストンの作動のストロークを変更するように、前記入力軸に対して角度変更自在に構成して、
前記油圧ポンプの斜板又は油圧モータの斜板の角度を変更することにより、前記油圧モータの斜板を前記入力軸と同方向に回転駆動する正転状態と、前記油圧モータの斜板を前記入力軸の回転速度の絶対値を越えた回転速度で前記入力軸と逆方向に回転駆動する逆転状態とに亘って、前記油圧モータのピストンの作動状態を変更自在に構成している無段変速装置。

【請求項2】

前記油圧ポンプの斜板を前記入力軸に対して角度変更自在に構成している請求項１に記載の無段変速装置。

【請求項3】

前記油圧ポンプ及び油圧モータの複数のピストンを、前記入力軸の周囲に配置して、前記入力軸の軸芯方向と平行に作動するように構成し、
前記油圧ポンプのピストンと前記油圧モータのピストンとを接続及び遮断する切換スプールを、前記油圧ポンプ及び油圧モータの各々のピストンに対応するように前記入力軸の周囲に放射状に備え、且つ、前記入力軸の半径方向に作動するように構成して、
前記油圧ポンプのピストンから作動油が前記切換スプールを介して前記油圧モータのピストンに供給され、前記油圧モータのピストンから作動油が前記切換スプールを介して前記油圧ポンプのピストンに戻されるように構成している請求項１又は２に記載の無段変速装置。

【請求項4】

前記切換スプールに対して前記入力軸の半径方向外側の部分に、リング状のガイド部を備えて、前記切換スプールの端部が前記ガイド部に接当するように構成し、
前記油圧ポンプ及び油圧モータに作動油を供給するチャージポンプの圧力を、前記切換スプールの前記入力軸の半径方向中心側の端部に掛けて、前記切換スプールを前記入力軸の半径方向外側に付勢し、
前記油圧ポンプ及び油圧モータが回転して前記切換スプールの端部が前記ガイド部に沿って摺動することにより、前記切換スプールが前記入力軸の半径方向に作動するように構成している請求項３に記載の無段変速装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伝動軸等により出力される動力と、油圧ポンプ及び油圧モータの組み合わせにより出力される動力とを合成して出力するように構成された無段変速装置に関する。

【背景技術】

【0002】

前述のような無段変速装置の一例が、特許文献１に開示されている。
特許文献１では、回転駆動される入力軸（特許文献１の図１の２）、入力軸と一体的に回転する油圧ポンプ（特許文献１の図１の１７）、入力軸と一体的に回転する油圧モータ（特許文献１の図１の１８）が備えられている。
油圧ポンプ及び油圧モータは、作動油を吸入及び排出するピストン（特許文献１の図１の８，１０）、及びピストンの往復作動のストロークを決める斜板（特許文献１の図１の６，１２）を備えており、油圧ポンプの斜板（特許文献１の図１の６）が角度変更自在に構成されている。

【0003】

特許文献１では、以下の説明のように、動力が入力軸に伝達され、入力軸に相対回転自在に外嵌された油圧モータの斜板（特許文献１の図１の１２）から、変速された動力が出力される。
入力軸及び油圧モータが回転駆動されることによって、入力軸の動力が油圧モータのピストンにより油圧モータの斜板に伝達され、油圧モータの斜板が回転駆動される。入力軸及び油圧ポンプが回転駆動されることによって、油圧ポンプのピストンが作動し、油圧ポンプのピストンから作動油が油圧モータのピストンに供給されて、油圧ポンプの動力が油圧モータのピストンにより油圧モータの斜板に伝達されて、入力軸の動力に加えられるのであり、油圧モータの斜板が回転駆動される。

【0004】

以上のように、入力軸の動力に油圧ポンプの動力が加算されて、油圧モータの斜板から動力が出力される状態となっており、油圧ポンプの斜板により油圧ポンプの動力を変速することによって、油圧モータの斜板から出力される動力が変速される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−８１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では油圧モータの斜板から正転の動力が出力されるので、特許文献１では無段変速装置を作業車に使用する為に、油圧モータの斜板の正転の動力を逆転の動力に変速する後進クラッチ（特許文献１の図２の３７）が備えられている。これにより、無段変速装置を使用した全体の装置として、構造の簡素化の面で改善の余地がある。

【0007】

本発明は、入力軸の動力と油圧ポンプの動力とを合成して出力するように構成された無段変速装置において、作業車等の装置に無段変速装置を使用した場合、装置としての全体の構造の簡素化を図ることができるような無段変速装置を得ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、無段変速装置において次のように構成することにある。
動力が伝達されて回転駆動される入力軸と、前記入力軸と一体的に回転する油圧ポンプと、前記入力軸と一体的に回転する油圧モータとを備え、
前記油圧ポンプ及び油圧モータに、作動油を吸入及び排出するピストンと、前記ピストンの作動のストロークを決める斜板とを備えて、
前記入力軸及び油圧モータが回転駆動されることによって、前記入力軸の動力が前記油圧モータのピストンにより前記油圧モータの斜板に伝達され、前記油圧モータの斜板が回転駆動されるように構成し、且つ、
前記入力軸及び油圧ポンプが回転駆動されることによって、前記油圧ポンプのピストンが作動し、前記油圧ポンプのピストンから作動油が前記油圧モータのピストンに供給されることにより、前記油圧ポンプの動力が前記油圧モータのピストンにより前記油圧モータの斜板に伝達されて前記入力軸の動力に加えられ、前記油圧モータの斜板が回転駆動されて、前記油圧モータの斜板から動力が出力されるように構成し、
前記油圧ポンプの斜板又は油圧モータの斜板を、前記油圧ポンプのピストン又は油圧モータのピストンの作動のストロークを変更するように、前記入力軸に対して角度変更自在に構成して、
前記油圧ポンプの斜板又は油圧モータの斜板の角度を変更することにより、前記油圧モータの斜板を前記入力軸と同方向に回転駆動する正転状態と、前記油圧モータの斜板を前記入力軸の回転速度の絶対値を越えた回転速度で前記入力軸と逆方向に回転駆動する逆転状態とに亘って、前記油圧モータのピストンの作動状態を変更自在に構成している。

【0009】

（作用及び発明の効果）
［Ｉ］−１
本発明の第１特徴によると、入力軸及び油圧モータが回転駆動されることによって、入力軸の動力が油圧モータのピストンにより油圧モータの斜板に伝達され、油圧モータの斜板が回転駆動される機械系の伝動系が存在している。
同様に、入力軸及び油圧ポンプが回転駆動されることによって、油圧ポンプのピストンが作動し、油圧ポンプのピストンから作動油が油圧モータのピストンに供給されることにより、油圧ポンプの動力が油圧モータのピストンにより油圧モータの斜板に伝達される油圧系の伝動系が存在している。
これにより、機械系の伝動系と、油圧系の伝動系とが、直列に接続された状態となっている。

【0010】

［Ｉ］−２
本発明の第１特徴によると、機械系の伝動系が一定方向の動力（正転）であるのに対して、油圧系の伝動系では、油圧ポンプ又は油圧モータの斜板の角度を変更することによって、油圧系の伝動系を正転状態及び逆転状態に変速することができる。
これにより、油圧系の伝動系を正転状態で増速するように変速すると、機械系の伝動系に油圧系の伝動系が加算される状態となって、油圧モータの斜板から出力される動力は正転状態で増速される状態となる。

【0011】

［Ｉ］−３
本発明の第１特徴によれば、油圧系の伝動系を速度「０」の状態とすると、機械系の伝動系のみが油圧モータの斜板から出力される。
次に、油圧系の伝動系を速度「０」から逆転状態に変速していくと、機械系の伝動系から油圧系の伝動系が減算される状態となって、油圧モータの斜板から出力される動力は正転状態で減速される状態となる。

【0012】

［Ｉ］−４
前項［Ｉ］−３に記載の状態において、油圧系の伝動系をさらに逆転状態に変速していき、機械系の伝動系の速度（絶対値）と、油圧系の伝動系の速度（絶対値）とが同じになると、油圧モータの斜板から出力される動力は速度「０」の状態となる。
次に前述の状態から油圧系の伝動系を逆転状態に変速していくと、機械系の伝動系の速度（絶対値）よりも、油圧系の伝動系の速度（絶対値）が大きくなるので、油圧モータの斜板から出力される動力は逆転状態となるのであり、さらに油圧系の伝動系を逆転状態に変速すると、油圧モータの斜板から出力される動力は逆転状態で増速される状態となる。

【0013】

［Ｉ］−５
以上のように、本発明の第１特徴によると、油圧ポンプ又は油圧モータの斜板の角度を変更することにより、油圧モータの斜板から出力される動力を正転状態及び逆転状態で変速することができるので、作業車等の装置に無段変速装置を使用した場合、特許文献１のように無段変速装置とは別に後進クラッチを備える必要がなく、構造の簡素化の面で有利なものとなる。

【0014】

本発明の第１特徴によると、機械系の伝動系に油圧系の伝動系が加算されて正転状態が得られ、機械系の伝動系から油圧系の伝動系が減算されて逆転状態が得られることによって、正転状態の最高速よりも逆転状態の最高速が小さいものとなる。
作業車では一般に高速で後進するような状態は生じないので、正転状態を前進とし、逆転状態を後進とすることにより、作業車に適した無段変速装置を得ることができる。

【0015】

［ＩＩ］
（構成）
本発明の第２特徴は、本発明の第１特徴の無段変速装置において次のように構成することにある。
前記油圧ポンプの斜板を前記入力軸に対して角度変更自在に構成している。

【0016】

（作用及び発明の効果）
油圧ポンプにおいて、油圧ポンプのピストンが入力軸と一体的に回転するのであり、油圧ポンプの斜板は入力軸と一緒に回転しなくてもよい。
本発明の第２特徴によると、油圧ポンプの斜板を入力軸に対して角度変更自在に構成しているので、油圧ポンプの斜板が入力軸と一緒に回転しなくてもよいことにより、油圧ポンプの斜板の角度変更の構造を簡素に構成することができる。

【0017】

［ＩＩＩ］
（構成）
本発明の第３特徴は、本発明の第１又は第２特徴の無段変速装置において次のように構成することにある。
前記油圧ポンプ及び油圧モータの複数のピストンを、前記入力軸の周囲に配置して、前記入力軸の軸芯方向と平行に作動するように構成し、
前記油圧ポンプのピストンと前記油圧モータのピストンとを接続及び遮断する切換スプールを、前記油圧ポンプ及び油圧モータの各々のピストンに対応するように前記入力軸の周囲に放射状に備え、且つ、前記入力軸の半径方向に作動するように構成して、
前記油圧ポンプのピストンから作動油が前記切換スプールを介して前記油圧モータのピストンに供給され、前記油圧モータのピストンから作動油が前記切換スプールを介して前記油圧ポンプのピストンに戻されるように構成している。

【0018】

（作用及び発明の効果）
無段変速装置において、油圧ポンプのピストンと油圧モータのピストンとを接続する場合、油圧ポンプのピストンと油圧モータのピストンとを接続及び遮断する切換スプールを備える必要がある。

【0019】

本発明の第３特徴によると、油圧ポンプ及び油圧モータの各々のピストンに対応するように、切換スプールが入力軸の周囲に放射状に備えられて、入力軸の半径方向に作動するように構成されており、油圧ポンプのピストンの配置に沿うように切換スプールを配置することができる。
これにより、入力軸に沿った方向において油圧ポンプ及び油圧モータの長さを抑えて、無段変速装置をコンパクトに構成することができる。

【0020】

［ＩＶ］
（構成）
本発明の第４特徴は、本発明の第３特徴の無段変速装置において次のように構成することにある。
前記切換スプールに対して前記入力軸の半径方向外側の部分に、リング状のガイド部を備えて、前記切換スプールの端部が前記ガイド部に接当するように構成し、
前記油圧ポンプ及び油圧モータに作動油を供給するチャージポンプの圧力を、前記切換スプールの前記入力軸の半径方向中心側の端部に掛けて、前記切換スプールを前記入力軸の半径方向外側に付勢し、
前記油圧ポンプ及び油圧モータが回転して前記切換スプールの端部が前記ガイド部に沿って摺動することにより、前記切換スプールが前記入力軸の半径方向に作動するように構成している。

【0021】

（作用及び発明の効果）
前項［ＩＩＩ］に記載のように切換スプールを備えた場合、切換スプールの操作構造として、本発明の第４特徴では、リング状のガイド部及びチャージポンプの圧力を利用している。これにより、チャージポンプの圧力により切換スプールがガイド部に付勢された状態で、油圧ポンプ及び油圧モータの回転により、切換スプールがガイド部に沿って摺動する状態となって、切換スプールがガイド部により操作される。
この場合、チャージポンプの圧力という略一定の圧力が切換スプールに掛かる状態となるので、切換スプールがガイド部に沿って安定して摺動するようになる。

【0022】

本発明の第４特徴によると、油圧ポンプ及び油圧モータを備えた場合に必須のものと言ってよいチャージポンプの圧力を利用することにより、切換スプールの操作構造の簡素化を図ることができる。
本発明の第４特徴によると、切換スプールが放射状に配置されていることによって（前項［ＩＩＩ］参照）、切換スプールの入力軸の半径方向中心側という狭い領域にチャージポンプの圧力を掛けることにより、全ての切換スプールにチャージポンプの圧力を掛けてガイド部に付勢することができるので、切換スプールの操作構造の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】油圧ポンプの斜板を中立位置に操作している状態での無段変速装置の縦断側面図である。

【図2】油圧ポンプの斜板を正転側の最大角度に操作している状態での無段変速装置の縦断側面図である。

【図3】油圧ポンプの斜板を停止角度に操作している状態での無段変速装置の縦断側面図である。

【図4】油圧ポンプの斜板を逆転側の最大角度に操作している状態での無段変速装置の縦断側面図である。

【図5】無段変速装置における切換スプールの付近の縦断正面図である。

【図6】油圧ポンプの斜板の角度と出力ケース（油圧モータの斜板）の回転速度との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

［１］
無段変速装置の全体構造について説明する。
図１に示すように、固定のケーシング１，２が備えられて、入力軸３がベアリング（図示せず）によりケーシング１，２に回転自在に支持されており、入力軸３と一体的に回転する油圧ポンプ４、及び、入力軸３と一体的に回転する油圧モータ５が、入力軸３に支持されている。

【0025】

図１に示すように、入力軸３及び油圧モータ５の外側に、出力ケース６がベアリング７，８及びスラストベアリング９により回転自在に支持されており、出力ケース６に出力ギヤ６ａが連結されている。

【0026】

以上の構造により、図１に示すように、入力軸３に動力が伝達され入力軸３が回転駆動されて、入力軸３の動力に油圧ポンプ４の動力が加算（減算）されるのであり、入力軸３の動力に油圧ポンプ４の動力が加算（減算）された動力が、出力ケース６の出力ギヤ６ａから出力される（後述する［６］〜［９］参照）。

【0027】

［２］
次に、油圧ポンプ４の構造について説明する。
図１に示すように、円筒状のシリンダブロック１０が入力軸３の外側に備えられて、シリンダブロック１０が入力軸３のスプライン部３ａに取り付けられており、シリンダブロック１０が入力軸３と一体的に回転する。

【0028】

図１に示すように、シリンダブロック１０において、複数のシリンダ１１及びピストン１２が、入力軸３の周囲に位置するように配置され、入力軸３の軸芯方向と平行に配置されており、ピストン１２が入力軸３の軸芯方向と平行に作動する状態となっている。

【0029】

図１に示すように、スラストベアリング型式の斜板１４が、ガイド部材１３を介してケーシング１に支持されて、ガイド部材１３に沿って入力軸３に対して角度変更自在に構成されており、ケーシング１の外部に備えられた操作機構（図示せず）により、斜板１４の角度を変更することができる。この場合、斜板１４は入力軸３と一体的に回転するものではなく、ケーシング１に固定された状態となっている。
シリンダ１１にバネ１５が備えられ、バネ１５によりピストン１２が突出側に付勢されて、ピストン１２が斜板１４に接当しており、斜板１４によってピストン１２の作動のストロークが決められる。

【0030】

これにより、入力軸３及び油圧ポンプ４（シリンダブロック１０）が回転駆動されることによって、ピストン１２が入力軸３の周囲を斜板１４に沿って移動しながら入力軸３の軸芯方向と平行に作動して、シリンダ１１及びピストン１２から作動油が油圧モータ５に供給されるのであり、斜板１４によってピストン１２の作動のストロークが決まる。
以上のように、シリンダブロック１０、シリンダ１１及びピストン１２、斜板１４、バネ１５等により、アキシャルピストン型式の油圧ポンプ４が構成されている。

【0031】

［３］
次に、油圧モータ５の構造について説明する。
図１に示すように、シリンダブロック１０において、複数のシリンダ１６及びピストン１７が、入力軸３の周囲に位置するように配置され、入力軸３の軸芯方向と平行に配置されており（油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２とは逆向き）、ピストン１７が入力軸３の軸芯方向と平行に作動する状態となっている。

【0032】

図１に示すように、スラストベアリング型式の斜板１８が、出力ケース６に支持されている。斜板１８は、出力ケース６と一体的に回転するものであり、入力軸３及び出力ケース６に対して角度が固定された状態となっている。シリンダ１６にバネ１９が備えられ、バネ１９によりピストン１７が突出側に付勢されて、ピストン１７が斜板１８に接当しており、斜板１８によってピストン１７の作動のストロークが決められる。

【0033】

これにより、入力軸３及び油圧ポンプ４（シリンダブロック１０）が回転駆動されることによって、前項［２］に記載のように、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から作動油が油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に供給されて、油圧モータ５のピストン１７が斜板１８に沿って移動するのであり、斜板１８によって油圧モータ５のピストン１７の作動のストロークが決まる。
以上のように、シリンダブロック１０、シリンダ１６及びピストン１７、斜板１８、バネ１９等により、アキシャルピストン型式の油圧モータ５が構成されている。

【0034】

［４］
次に、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２と油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７とを油圧系によって接続する構造について説明する。
図１及び図５に示すように、シリンダブロック１０において、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２と油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７との間の部分の外面に、リング状の溝部がシリンダブロック１０の全周に亘って形成されており、シリンダブロック１０の外面に円筒部材２０が取り付けられている。
これにより、シリンダブロック１９の溝部と円筒部材２０との間で、シリンダブロック１０の外面の全周に亘り円筒状（リング状）の高圧油路２１が形成されており、ケーシング１と円筒部材２０との間に、ベアリング２４が備えられている。

【0035】

図１及び図５に示すように、シリンダブロック１０において、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２と油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７との間の部分の内面に、リング状の溝部がシリンダブロック１０の全周に亘って形成されており、シリンダブロック１０の内面に円筒部材２３が取り付けられている。これにより、シリンダブロック１９の溝部と円筒部材２３との間で、シリンダブロック１０の内面の全周に亘り円筒状（リング状）の低圧油路２２が形成されている。

【0036】

図１及び図５に示すように、高圧及び低圧油路２１，２２における油圧ポンプ４側の部分において、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２に対向する位置に、複数の孔部が入力軸３の周囲に放射状に配置されるように開口されており、孔部の各々は高圧及び低圧油路２１，２２、円筒部材２０，２３に亘って貫通している。
前述の孔部に切換スプール２５が作動自在（入力軸３の半径方向に作動自在）に備えられており、油圧ポンプ４のシリンダ１１の各々と、切換スプール２５の各々とに亘って油路２６が接続されている。

【0037】

図１及び図５に示すように、高圧及び低圧油路２１，２２における油圧モータ５側の部分において、油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に対向する位置に、複数の孔部が入力軸３の周囲に放射状に配置されるように開口されており、孔部の各々は高圧及び低圧油路２１，２２、円筒部材２０，２３に亘って貫通している。
前述の孔部に切換スプール２７が作動自在（入力軸３の半径方向に作動自在）に備えられており、油圧モータ５のシリンダ１６の各々と、切換スプール２７の各々とに亘って油路２８が接続されている。

【0038】

入力軸３により駆動されるチャージポンプ（図示せず）が備えられている。図１及び図５に示すように、チャージポンプの作動油が、入力軸３の内部の油路３ｂから、シリンダブロック１０及び円筒部材２３の油路３０，３１を介して、高圧及び低圧油路２１，２２に供給されており、高圧及び低圧油路２１，２２から切換スプール２５，２７及び油路２６，２８を介して、油圧ポンプ４及び油圧モータ５のシリンダ１１，１６に供給される。

【0039】

図１及び図５に示すように、入力軸３の外面と円筒部材２３の内面とに間に円筒状（リング状）の空間３２が形成されており、切換スプール２５，２７の内側の端部（入力軸３の半径方向中心側の端部）が、空間３２に面している。チャージポンプの作動油が入力軸３の内部の油路３ｃから空間３２に供給されて、チャージポンプの作動油の圧力が切換スプール２５，２７の内側の端部（入力軸３の半径方向中心側の端部）に掛かっており、チャージポンプの作動油の圧力により切換スプール２５，２７が外側（入力軸３の半径方向外側）に付勢されている。

【0040】

［５］
次に、切換スプール２５，２７の作動について説明する。
図１及び図５に示すように、ケーシング１の内面に、リング状のガイド部３３が、入力軸３に対して偏芯した状態で固定されており、切換スプール２５の外側の端部（入力軸３の半径方向外側の端部）がガイド部３３に接当している。
出力ケース６の内面に、リング状のガイド部３４が、入力軸３に対して偏芯した状態で固定されており、切換スプール２７の外側の端部（入力軸３の半径方向外側の端部）がガイド部３４に接当している。

【0041】

以上の構造によって、図１及び図５に示すように、入力軸３、油圧ポンプ４及び油圧モータ５（シリンダブロック１０）がケーシング１に対して回転すると（油圧ポンプ４及び油圧モータ５（シリンダブロック１０）と出力ケース６との間に回転速度差が発生すると）、切換スプール３５，２７の外側の端部がガイド部３３，３４に沿って摺動する状態となる。

【0042】

これにより、図１及び図５に示すように、切換スプール３５，２７の外側の端部がガイド部３３，３４に沿って摺動すること、並びに、チャージポンプの作動油の圧力により切換スプール２５，２７が外側（入力軸３の半径方向外側）の付勢されていることにより、切換スプール２５，２７が入力軸３の半径方向に作動する。

【0043】

図１及び図５に示すように、切換スプール２５，２７が入力軸３の半径方向に作動することによって、切換スプール２５により、高圧油路２１と油路２６とが接続された状態（切換スプール２５が図１に示す位置から入力軸３の半径方向外側に作動した状態）、並びに、低圧油路２２と油路２６とが接続された状態（切換スプール２５が図１に示す位置から入力軸３の半径方向中心側に作動した状態）が、交互に切り換えられる。

【0044】

同様に図１及び図５に示すように、切換スプール２７により、高圧油路２１と油路２８とが接続された状態（切換スプール２７が図１に示す位置から入力軸３の半径方向外側に作動した状態）、並びに、低圧油路２２と油路２８とが接続された状態（切換スプール２７が図１に示す位置から入力軸３の半径方向中心側に作動した状態）が、交互に切り換えられる。

【0045】

図１及び図５に示すように、切換スプール２５，２７を放射状に配置する場合、隣接する切換スプール２５，２７の間の角度（ピッチ）θ１，θ２，θ３，θ４，θ５，θ６，θ７が同じ値ではなく、互いに数度ずつ異なる値に設定されている。
これにより、入力軸３、油圧ポンプ４及び油圧モータ５（シリンダブロック１０）が回転することにより（切換スプール２５，２７が作動することにより）発生する高周波騒音において、高周波騒音の位相を分散させることができて（共鳴を抑えることができて）、高周波騒音を抑えることができる。

【0046】

［６］
次に、無段変速装置の作動状態について説明する（油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎに操作した状態）。
図１に示すように、入力軸３及び油圧モータ５が回転駆動されることによって、入力軸３の動力が油圧モータ５のピストン１７により出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）に伝達され、出力ケ−ス６（油圧モータ５の斜板１８）が回転駆動される機械系の伝動系（入力軸３の動力）が存在している。

【0047】

同様に図１に示すように、入力軸３及び油圧ポンプ４が回転駆動されることによって、油圧ポンプ４のピストン１２が作動し、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から作動油が油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に供給されることにより、油圧ポンプ４の動力が油圧モータ５のピストン１７により出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）に伝達される油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）が存在している。
これにより、機械系の伝動系（入力軸３の動力）と、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）とが、直列に接続された状態となっている。

【0048】

図１に示すように、機械系の伝動系（入力軸３の動力）が一定方向の動力（正転）であるのに対して、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）では、油圧ポンプ４の斜板１４の角度を変更することにより、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）を正転状態及び逆転状態に変速することができる。

【0049】

図１及び図６の中立位置Ｎに示す状態は、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎに操作している状態であり、入力軸３に対して油圧ポンプ４の斜板１４が直交する状態である。
この状態において、油圧ポンプ４のピストン１２は作動せず（油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から、作動油が油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に供給されず）、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）が速度「０」の状態となって、機械系の伝動系（入力軸３の動力）のみが出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される（図６において、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）の回転速度Ｖ１の状態）。

【0050】

前述のように、入力軸３、油圧ポンプ４及び油圧モータ５が回転駆動されると、前項［４］に記載のように、切換スプール２５，２７が入力軸３の半径方向に作動して、切換スプール２５により、高圧油路２１と油路２６とが接続された状態、及び、低圧油路２２と油路２６とが接続された状態が交互に切り換えられる。
同様に切換スプール２７により、高圧油路２１と油路２８とが接続された状態、及び、低圧油路２２と油路２８とが接続された状態が交互に切り換えられる。

【0051】

しかしながら油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎに操作している状態において、油圧ポンプ４のピストン１２は作動しないので（油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から、作動油が油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に供給されないので）、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）が速度「０」の状態となって、機械系の伝動系（入力軸３の動力）のみが出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される（図６において、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）の回転速度Ｖ１の状態）。

【0052】

［７］
次に、無段変速装置の作動状態について説明する（油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから正転側に操作した状態）。
図１から図２に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから正転側に操作すると、入力軸３及び油圧ポンプ４が回転駆動されることによって、油圧ポンプ４のピストン１２が作動する。

【0053】

これにより、図２及び図５に示すように、油圧ポンプ４のピストン１２が退入するタイミングで、切換スプール２５により高圧油路２１と油路２６とが接続された状態となり、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から作動油が高圧油路２１に供給される。
切換スプール２７により高圧油路２１と油路２８とが接続された状態となると、この切換スプール２７に対応する油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に、高圧油路２１から作動油が供給されて、油圧モータ５のピストン１７が突出する。

【0054】

図２及び図５に示すように、油圧モータ５のピストン１７が退入するタイミングで、切換スプール２７により低圧油路２２と油路２８とが接続された状態となって、油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７から作動油が低圧油路２２に供給される。
切換スプール２５により低圧油路２２と油路２６とが接続された状態となると、この切換スプール２５に対応する油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２に、低圧油路２２から作動油が供給されて、油圧ポンプ４のピストン１２が突出する。

【0055】

以上のようにして、図２及び図６に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから正転側に操作していくと、入力軸３及び油圧ポンプ４が回転駆動されることにより、油圧ポンプ４のピストン１２が作動し、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から作動油が油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に供給されることにより、油圧ポンプ４の動力が油圧モータ５のピストン１７により出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）に伝達される。

【0056】

これにより、図２及び図６に示すように、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）が正転状態で増速されるように変速されて、機械系の伝動系（入力軸３の動力）に油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）が加算される状態となって、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される動力は正転状態で増速される状態となる。
図２に示す状態は、油圧ポンプ４の斜板１４を正転側の最大角度ＡＦに操作した状態であり、図６において出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）の正転側の最高回転速度ＶＦの状態である。

【0057】

［８］
次に、無段変速装置の作動状態について説明する（油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから逆転側に操作した状態）。
図１から図３に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから逆転側に操作すると、入力軸３及び油圧ポンプ４が回転駆動されることによって、油圧ポンプ４のピストン１２が作動するのであり、前項［７］に記載のように切換スプール２５，２７が作動して、油圧ポンプ４のシリンダ１１及びピストン１２から作動油が油圧モータ５のシリンダ１６及びピストン１７に供給されることにより、油圧ポンプ４の動力が油圧モータ５のピストン１７により出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）に伝達される。

【0058】

この場合、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから逆転側に操作するので、機械系の伝動系（入力軸３の動力）が一定方向の動力（正転）であるのに対して、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）は逆転状態となる。
これにより、図３及び図６に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから逆転側に操作していくと、機械系の伝動系（入力軸３の動力）から油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）が減算される状態となって、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される動力は正転状態で減速される状態となる。

【0059】

図３及び図６に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４を中立位置Ｎから逆転側に操作して停止角度Ａ０に操作すると、機械系の伝動系（入力軸３の動力）の速度（絶対値）と、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）の速度（絶対値）とが同じになって、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される動力は速度「０」の状態となる。
このように、油圧ポンプ４の斜板１４を停止角度Ａ０に操作した状態が、無段変速装置の停止状態となる。

【0060】

［９］
次に、無段変速装置の作動状態について説明する（油圧ポンプ４の斜板１４を停止角度Ａ０から逆転側に操作した状態）。
図３，４，６に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４を停止角度Ａ０から逆転側に操作すると、機械系の伝動系（入力軸３の動力）の速度（絶対値）よりも、油圧系の伝動系（油圧ポンプ４の動力）の速度（絶対値）が大きくなるので、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される動力は逆転状態となるのであり、さらに油圧ポンプ４の斜板１４を停止角度Ａ０から逆転側に操作すると、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される動力は逆転状態で増速される状態となる。

【0061】

図４に示す状態は、油圧ポンプ４の斜板１４を逆転側の最大角度ＡＲに操作した状態であり、図６において出力ケース６の逆転側の最高回転速度ＶＲの状態である。
図３及び図６に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４の停止角度Ａ０が中立位置Ｎから逆転側に寄った位置にあるので、出力ケース６の正転側の最高回転速度ＶＦに比べて、出力ケース６の逆転側の最高回転速度ＶＲが低速になる。

【0062】

図２及び図４に示すように、油圧ポンプ４の斜板１４の逆転側の最大角度ＡＲが、油圧ポンプ４の斜板１４の正転側の最大角度ＡＦよりも大きくなるように構成している（逆転状態での油圧ポンプ４の容量が正転状態の油圧モータ５の容量よりも大きくなる状態）。
これにより、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）から出力される動力が逆転状態となる状態が確実に得られるのであり、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）の正転側の最高回転速度ＶＦと、出力ケース６（油圧モータ５の斜板１８）の逆転側の最高回転速度ＶＲとの間に、あまり大きな速度差が生じないようにすることができる。

【0063】

［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明を実施するための形態］において、油圧モータ６の斜板１８を入力軸３に対して角度変更自在に構成し、油圧ポンプ４の斜板１４を入力軸３に対して角度が固定された状態に構成してもよい。
前述の［発明を実施するための形態］において、油圧ポンプ４の斜板１４及び油圧モータ６の斜板１８の両方を、入力軸３に対して角度変更自在に構成してもよい。

【0064】

［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明を実施するための形態］［発明の実施の第１別形態］において、隣接する切換スプール２５の間の角度（ピッチ）θ１〜θ７を互いに異なる値に設定して、隣接する切換スプール２７の間の角度（ピッチ）θ１〜θ７を互いに異なる値に設定し、これに加えて、隣接する切換スプール２５の間の角度（ピッチ）θ１〜θ７と、隣接する切換スプール２７の間の角度（ピッチ）θ１〜θ７とを互い異なる値に設定してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、伝動軸等により出力される動力と、油圧ポンプ及び油圧モータの組み合わせにより出力される動力とを、合成して出力するように構成された無段変速装置に適用できるものであり、本発明の無段変速装置は農業機械や建設機械等の乗用型作業車に適用できる。

【符号の説明】

【0066】

３ 入力軸
４ 油圧ポンプ
５ 油圧モータ
１２ 油圧ポンプのピストン
１４ 油圧ポンプの斜板
１７ 油圧モータのピストン
１８ 油圧モータの斜板
２５，２７ 切換スプール
３３，３４ ガイド部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】