JP2008038939A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機の小型化を図りながら、ドラム部の外周に設けた回転センサでハブ部の回転数を測定可能にする。
【解決手段】車両の自動変速機１において、ハブ部６４の外周面でフォワードクラッチ２１（多板クラッチ）のハブ側クラッチディスク５５を支持し、ドラム部６６の内周面でドラム側クラッチディスク５６を支持する。ハブ部６４内周側にピストン６８及び油圧サーボ６９を設け、油圧サーボ６９で制御されたピストン６８でフォワードクラッチ２１を押圧する。ハブ部６４の回転を検出する入力側回転センサ９３をドラム部６６の外周側に設ける。この入力側回転センサ９３の被検出部（切欠９２）をピストン６８の外周に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の自動変速機に関し、特にその小型化の技術に関するものである。

従来より、変速機の入力軸に連絡されたドラム部と、出力部に連絡されたハブ部と、これらドラムとハブ部とを断接する多板クラッチとを備えた自動変速機は知られている（例えば、特許文献１参照）。

この自動変速機では、多板クラッチと、多板クラッチを外周面で支持するハブ部と、多板クラッチを内周面で支持するドラム部と、多板クラッチを押圧するピストンと、ピストンを制御する油圧サーボと、ハブ部の回転を検出する回転センサとを備え、油圧サーボは、ドラム部側に設けられている。入力回転要素（入力軸）の回転速度を検出する入力回転速度センサは、ドラム部外周の回転数を検出している。
特開２００３−１０６４５０号公報

ところで、近年、エンジンはますますパワーアップが要求される一方、車両のサイズには制限があるため、自動変速機の小型化の要求がある。

しかしながら、従来の自動変速機の多板クラッチの周辺では、出力部に連絡されたハブ部と、変速機の入力軸に連絡されたドラム側に設けたピストンとでは、多板クラッチの断接により、回転数が異なる場合がある。このため、ハブ部とピストンとの間である程度のクリアランスを設ける必要があるので、ハブ部とピストンとを軸方向にオーバーラップさせて配置することができず、自動変速機のサイズを十分に小さくすることができないという問題があった。

そこで、油圧サーボを出力部に連絡されたドラム部側ではなく、入力軸に連絡されたハブ部側に設け、ハブ部とピストンとを軸方向にオーバーラップさせることが考えられる。

しかし、その場合、ハブ部は、ドラム部の内周側に配設されるため、上記特許文献１のような形式では、ドラム部に被われたハブ部の回転数を検知できない。そのため、入力軸の回転数を直接計測することも考えられるが、その場合、被計測部の外径が小さいので、検出精度が悪くなり、また、別途、入力回転速度センサを設けるスペースを確保するのは困難であるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動変速機の小型化を図りながら、ドラム部の外周に設けた回転センサでハブ部の回転数を測定可能にすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、回転センサをドラム部外周側に設け、回転センサの被検出部をピストンに設けた。

具体的には、第１の発明では、自動変速機は、多板クラッチと、
上記多板クラッチを外周面で支持するハブ部と、
上記多板クラッチを内周面で支持するドラム部と、
上記多板クラッチを押圧するピストンと、
上記ピストンを制御する油圧サーボと、
上記ハブ部の回転を検出する回転センサとを備え、
上記油圧サーボは、上記ハブ部又はハブ部と連結された部材に設けられ、
上記回転センサは上記ドラム部外周側に設けられると共に、上記回転センサの被検出部は上記ピストンに設けられている。

上記の構成によると、ハブ部は、ドラム部の内周側に配設されるため、ドラム部に被われたハブ部の回転数を検知できない。一方、ピストン及び油圧サーボは、入力軸に連絡されたハブ部又はハブ部と連結された部材に設けられているので、ピストンとハブ部とは一体で回転する。そのため、ピストンに回転センサの被検出部を設けることで、ピストンを介してドラム部の外周に設けた回転センサによりハブ部の回転数の検出が可能となると共に、ハブ部又はハブ部と連結された部材に設けられたピストンを有効利用できるので、省スペース化が可能である。

第２の発明では、上記ピストン及びハブ部は、互いに周方向のずれた複数箇所にそれぞれ切欠部を備え、該切欠部が設けられた部分を軸方向にオーバーラップさせるように配置されている。

上記の構成によると、ピストン及び油圧サーボは、入力軸に連絡されたハブ部又はハブ部と連結された部材に設けられているので、ピストンとハブ部とは一体で回転する。このため、両者間に接触防止用のクリアランスを設ける必要がない。そこで、ピストン及びハブ部に互いに周方向のずれた複数箇所においてそれぞれ切欠部を設ければ、ハブ部の切欠部のない部分をピストンの切欠部に挿入することで、ピストン及びハブ部は、切欠部が設けられた部分において互いに軸方向にオーバーラップ可能となる。このため、軸方向の長さを短くすることができるので、自動変速機の小型化が可能となる。

第３の発明では、上記回転センサの被検出部は、上記ドラム部開口側の上記ピストンの外周端部から径方向に延設され、
さらに上記回転センサの内周側へ軸方向に延設されて形成されている。

上記の構成によると、回転センサの被検出部をピストンの外周端部からドラム部外周を被うように延設させて回転センサの内周側に形成したので、従来と同様に回転センサの配置しても、ハブ部の回転数の検出が可能である。また、ピストンを有効に利用しているので、被検出部がコンパクトになる。

第４の発明では、上記ハブ部は、入力軸と連絡されている。

上記の構成によると、簡単かつコンパクトな構造で入力軸と連絡されたハブ部の回転数を回転センサで検出することができる。

第５の発明では、上記入力軸が挿通される変速機ケースと、
上記変速機ケース側壁の軸心部において軸方向に延び、上記入力軸が挿通されるボス部と、
上記ボス部上に回転自在に設定されたスリーブと、
上記ハブ部と上記スリーブとを連絡する第１環状部と、
内周部が上記スリーブ外周に摺接し、その内周部から径方向に延設された第２環状部、
該第２環状部の外周部と連絡され、変速機ケース側壁側へ延設された円筒部及び、
該円筒部の変速機ケース側壁側の端部と連絡され、径方向へ延設された第３環状部を有するピストンと、
内周部が上記スリーブ外周に上記変速機ケース側壁側へ移動不能に係止され、その内周部から径方向に延設され、上記円筒部の内周に摺接するシールプレートと、を備え、
上記ピストンの受圧室は、上記スリーブと、上記第２環状部と、上記円筒部と、上記シールプレートとで囲まれた領域で形成されている。

上記の構成によると、ピストンがコンパクトに形成されるので、ピストンをハブ部の内周側に配置しやすい。また、ハブ部の内周側に受圧室が形成されるので、油圧サーボがコンパクトになる。このため、軸方向の長さを短くすることができるので、自動変速機の小型化が可能となる。

第６の発明では、上記ハブ部は、変速機ケースの側壁側へ円筒状に延設した第４環状部を備え、
上記第２環状部の外周部は、上記第４環状部の内周面に摺接し、
上記ピストンのバランス室は、上記スリーブと、上記第１環状部と、上記第４環状部と、上記第２環状部とで囲まれた領域に形成されている。

上記の構成によると、バランス室のシールプレートがハブ部とスリーブとの連絡部材で兼用化できるので、油圧サーボがさらにコンパクトとなる。このため、軸方向の長さを短くすることができるので、自動変速機の小型化が可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、ピストン及び油圧サーボをハブ部又はハブ部と連結された部材に設け、回転センサをドラム部外周側に設けると共に、回転センサの被検出部をピストンに設けたことにより、自動変速機の小型化を図りながら、ドラム部の外周に設けた回転センサでハブ部の回転数を測定することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に本発明の実施形態１の自動変速機の全体構造を模式的に示す。図１に示すように、自動変速機１は、エンジン２の出力が入力されるトルクコンバータ３と、第１及び第２の２つのプラネタリギヤ（遊星歯車機構）４，５を有する変速歯車機構６とを備えている。

トルクコンバータ３は、エンジン出力軸７に連結されたコンバータケース８内に固設されたインペラポンプ９と、該インペラポンプ９に対向するように配置されて該インペラポンプ９により作動油を介して駆動されるタービンランナ１０と、上記インペラポンプ９とタービンランナ１０との間に介設されて変速機ケース１１にワンウェイクラッチ１２を介して支持されたステータ１３と、コンバータケース８とタービンランナ１０との間に設けられてエンジン出力軸７とタービンランナ１０とを直結するロックアップクラッチ１４とを有する。

エンジン２の出力はエンジン出力軸７からトルクコンバータ３に入力され、トルク変換されて、入力軸としてのタービン軸１５を介して変速歯車機構６に出力される。また、オイルポンプ１６がトルクコンバータ３のエンジンと反対側に配置され、コンバータケース８及びインペラポンプ９を介してエンジン出力軸７により駆動されるようになっている。

変速歯車機構６は、タービン軸１５と第１のプラネタリギヤ４のサンギヤ２０との間に多板クラッチとしてのフォワードクラッチ２１を備えている。タービン軸１５と第２のプラネタリギヤ５のサンギヤ２２との間には、リバースクラッチ２３が設けられている。タービン軸１５と第２のプラネタリギヤ５のピニオンキャリヤ２４との間には、３−４クラッチ２５及び第２のプラネタリギヤ５のサンギヤ２２を固定する２−４ブレーキ２６を備えている。第１のプラネタリギヤ４のリングギヤ２７と第２のプラネタリギヤ５のピニオンキャリヤ２４とが連結され、これらと変速機ケース１１との間にローリバースブレーキ２９とワンウェイクラッチ３０とが並列に配置されている。第１のプラネタリギヤ４のピニオンキャリヤ３１と第２のプラネタリギヤ５のリングギヤ３２とが連結され、これらに出力部としての出力ギヤ３３が接続されている。

上記出力ギヤ３３に常時噛み合う第１中間ギヤ４０と、この第１中間ギヤ４０が固定されたアイドルシャフト４１と、該アイドルシャフトの他側に固定された第２中間ギヤ４２とで構成された中間伝動機構が設けられている。第２中間ギヤ４２は、デファレンシャル装置５０の入力ギヤ５１と噛み合っている。それにより、変速歯車機構６の出力がデファレンシャルケース５２に伝達され、デファレンシャル装置５０を介して左右の駆動軸５３，５４に伝達されるようになっている。

表１に、各摩擦要素２１，２３，２５，２６，２９及びワンウェイクラッチ３０の作動状態と変速段との関係を示す。

次いで、本発明の特徴部分であるフォワードクラッチ２１及びその周辺の構造について詳細に説明する。

自動変速機１は、入力軸としてのタービン軸１５に連絡された第１の回転部材６０と、出力ギヤ３３に連絡された第２の回転部材６１と、該第１の回転部材６０と第２の回転部材６１とを断接する上記フォワードクラッチ２１とを備えている。

図２にフォワードクラッチ２１及びその周辺の断面を拡大して示す。図３にフォワードクラッチ２１及びその周辺の部材を示す。図４にハブ側クラッチディスクにハブ部が嵌合されたものを示す。図５にドラム側クラッチディスクにドラムが嵌合されたものを示す。図６にハブ部を示し、図７にドラムを示す。

図２に示すように、フォワードクラッチ２１は、内周側に複数のハブ側クラッチディスク５５を備え、外周側に複数のドラム側クラッチディスク５６を備えている。ハブ側クラッチディスク５５の両面には、摩擦材５７が貼り付けられている。両端のハブ側クラッチディスク５５には、内側にのみ摩擦材５７が貼り付けられている。一方、ドラム側クラッチディスク５６には、摩擦材５７は貼り付けられていない。このように、タービン軸１５に連絡されたハブ側クラッチディスク５５にのみ摩擦材５７を設けたのは、反発力によるドラッグトルクを低減するためである。なお、両端のハブ側クラッチディスク５５は、倒れ防止のために、中間に設けたものよりも厚肉に形成されている。

上記変速機ケース１１のエンジン２側の側壁である変速機ケース側壁１１ａの軸心部には、エンジン２と反対側へ軸方向に延び、タービン軸１５が挿通されるボス部７２が形成されている。このボス部７２には、第１の回転部材６０が回転自在に設けられている。すなわち、図６に示すように、この第１の回転部材６０は、ハブ部６４と、ボス部７２上に回転自在に設定されたスリーブ７３と、これらハブ部６４とスリーブ７３とを連絡する第１環状部７４とで構成されている。ハブ部６４は、ハブ側クラッチディスク５５に対応するように外周に凹凸が形成されたハブ側クラッチ嵌合部６４ａが形成されている。図４に示すように、上記ハブ側クラッチディスク５５の内周側には、ハブ部６４が該ハブ側クラッチディスク５５と回転一体に結合されるようになっている。すなわち、ハブ側クラッチディスク５５の内周側には、クラッチ側嵌合部５５ａが形成され、このクラッチ側嵌合部５５ａがハブ側クラッチ嵌合部６４ａに噛み合うようになっている。ハブ部６４の外周面で、ハブ側クラッチディスク５５を支持している。このハブ側クラッチ嵌合部６４ａにおける周方向の複数箇所（本実施形態では、４箇所）にハブ側切欠部７１を備えている。ハブ側クラッチ嵌合部６４ａの内周側には、該ハブ側クラッチ嵌合部６４ａと同心に変速機ケース側壁１１ａ側へ円筒状に延設した第４環状部８５が形成されている。

一方、図５に示すように、フォワードクラッチ２１のドラム側クラッチディスク５６の外周側には、ドラム部６６がドラム側クラッチディスク５６とそれぞれの凹凸部を噛み合わせて回転一体に結合されている。すなわち、ドラム部６６の内周面でドラム側クラッチディスク５６を支持している。

図２に示すように、上記ハブ部６４の変速機ケース側壁１１ａ側には、フォワードクラッチ２１を押圧するピストン６８が設けられている。このピストン６８は、その内周部７５ａに設けたリップシール７８が上記スリーブ７３外周に摺接し、この内周部７５ａから径方向に延設された第２環状部７５を備えている。また、図７にも示すように、ピストン６８は、第２環状部７５の外周部と連絡され、変速機ケース側壁１１ａ側へ延設された円筒部７６を備えている。円筒部７６の変速機ケース側壁１１ａ側の端部には、径方向へ第３環状部７７が延設されている。

ピストン６８の第３環状部７７には、ハブ部６４のハブ側切欠部７１と周方向のずれた複数箇所（本実施形態では４箇所）にピストン側切欠部７０が設けられている。このように、互いに切欠部７０，７１を有することで、図３に示すように、ハブ部６４のハブ側切欠部７１のない部分をピストン６８のピストン側切欠部７０に挿入することが可能となっている。また、ピストン６８がコンパクトに形成されているので、ピストン６８をハブ部６４の変速機ケース側壁１１ａ側に配置しやすくなっている。図２に示すように、ハブ部６４とピストン６８とは、切欠部７０，７１が設けられた部分を軸方向にオーバーラップさせるようにコンパクトに配置されているので、自動変速機１の軸方向の長さが短縮化されている。

上記ハブ部６４の内周側には、ピストン６８を制御する油圧サーボ６９が配設されている。具体的には、上記スリーブ７３外周には、シールプレート７９が設けられている。シールプレート７９の内周部７９ａは、環状の抜け止めプレート８０によって変速機ケース側壁１１ａ側へ移動不能に係止されている。シールプレート７９の内周部７９ａとスリーブ７３外周との間には、Ｏリング８２により、油漏れが施されている。シールプレート７９は、内周部から径方向に延設され、その外周部に設けたリップシール７８が円筒部７６の内周に摺接している。

上記ピストン６８の受圧室８６は、スリーブ７３と、第２環状部７５と、円筒部７６と、シールプレート７９とで囲まれ、２つのリップシール７８とＯリング８２とにより油漏れ防止された領域で形成されている。このように、ハブ部６４の内周側に受圧室８６が形成されているので、油圧サーボ６９がコンパクトになっている。この受圧室８６には、オイルポンプ１６からの高圧油がボス部７２とスリーブ７３とに形成された高圧油供給路８７を通じて供給されるようになっている。このように、ハブ部６４を変速機ケース１１から延びるボス部７２に回転自在に設けたスリーブ７３に第１環状部７４を介して連結しているため、ボス部７２から油圧サーボ６９にオイルポンプ１６で加圧された作動油の供給が可能となっている。このため、高圧油の供給路を別途設ける必要がないので、軸方向の長さを短くすることができる。

上記第２環状部７５の外周部に設けたリップシール７８は、第４環状部８５の内周面に摺接している。ピストン６８のバランス室８８は、スリーブ７３と、第１環状部７４と、第４環状部８５と、第２環状部７５とで囲まれ、２つのリップシール７８で油漏れ防止された領域に形成されている。このバランス室８８には、ピストン６８の第２環状部７５を変速機ケース側壁１１ａと反対側から押圧するリターンスプリング８９が周方向に複数個配置されている。このように、バランス室８８のシールプレートがハブ部６４とスリーブ７３との連絡部材である第１環状部７４と第４環状部８５とで兼用化できるので、油圧サーボ６９がさらにコンパクトとなっている。

上記第１環状部７４には、上記ハブ部６４に上記第１環状部７４のピストン６８と反対側から作動油を供給する作動油供給ガイド９０が形成されている。つまり、ハブ部６４の内周側にピストン６８が配置されているため、ハブ部６４にはピストン６８の反対側から作動油を供給する必要があるが、第１環状部７４に作動油供給ガイド９０が形成されているので、この作動油供給ガイド９０に沿って作動油が供給される。このため、作動油の供給路を別途設ける必要がないようになっている。

図２に示すように、ドラム部６６の外周側には、ハブ部６４の回転を検出する入力側回転センサ９３が設けられている。この入力側回転センサ９３は、例えば、近接センサで構成されている。

一方、図３及び図７に示すように、ドラム部６６の開口側（変速機ケース側壁１１ａ側）のピストン６８の外周端部には、該外周端部から径方向に延設され、さらに上記入力側回転センサ９３の内周側へ軸方向に延設された延長部９１が形成されている。この延長部９１には、出力ギヤ３３側が開口する切欠９２が均等に形成され、これら切欠９２が形成された部分が、入力側回転センサ９３の真下に配設され、被検出部としてのセンシングロータの機能を果たしている。このように、入力側回転センサ９３がピストン６８の切欠９２を検出し、タービン軸１５の回転数を検出している。

なお、図２に示すように、出力ギヤ３３の外周側には、近接センサよりなる出力側回転センサ９４が設けられている。この出力側回転センサ９４が出力ギヤ３３の回転数を検出することで、出力側の回転数が測定される。

これら入力側回転センサ９３及び出力側回転センサ９４よりタービン軸１５及び出力ギヤ３３の回転数を精度良く検出することで、適切なタイミングでの変速が可能となり、シフトクオリティーが向上する。

−実施形態の効果−
このように、ハブ部６４は、ドラム部６６の内周側に配設されるため、ドラム部６６に被われたハブ部６４の回転数を検知できない。一方、ピストン６８及び油圧サーボ６９は、タービン軸１５に連絡されたハブ部６４内周側に設けられているので、ピストン６８とハブ部６４とは一体で回転する。そのため、ピストン６８に入力側回転センサ９３の被検出部としての切欠９２を設けることで、ピストン６８を介してドラム部６６の外周に設けた入力側回転センサ９３でハブ部６４の回転数の検出が可能となると共に、ハブ部６４内周側に設けられたピストン６８を有効利用できるので、省スペース化が可能である。

また、ピストン６８とハブ部６４とは一体で回転するため、ピストン６８とハブ部６４との間に接触防止用のクリアランスを設ける必要がない。上述したように、ピストン６８及びハブ部６４に互いに周方向のずれた複数箇所においてそれぞれ切欠部７０，７１を設ければ、ハブ部６４のハブ側切欠部７１のない部分をピストン６８のピストン側切欠部７０に挿入することで、ピストン６８及びハブ部６４は、互いに軸方向にオーバーラップ可能となる。したがって、軸方向の長さを短くすることができるので、自動変速機１の小型化を図ることができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本発明の実施形態に係る自動変速機の全体構造を示す模式図である。 フォワードクラッチ及びその周辺を拡大して示す断面図である。 フォワードクラッチ及びその周辺を示す斜視図である。 ハブ側クラッチディスクにハブ部が嵌合されたものを示す斜視図である。 ドラム側クラッチディスクにドラムが嵌合されたものを示す斜視図である。 ハブ部を変速機ケース側壁からみた斜視図である。 ピストンを変速機ケース側壁と反対側からみた斜視図である。

符号の説明

１ 自動変速機
１１ 変速機ケース
１１ａ 変速機ケース側壁
１５ タービン軸（入力軸）
２１ フォワードクラッチ（多板クラッチ）
６４ ハブ部
６６ ドラム部
６８ ピストン
６９ 油圧サーボ
７０ ピストン側切欠部
７１ ハブ側切欠部
７２ ボス部
７３ スリーブ
７４ 第１環状部
７５ 第２環状部
７５ａ 内周部
７６ 円筒部
７７ 第３環状部
７９ シールプレート
８５ 第４環状部
８６ 受圧室
８８ バランス室
９２ 切欠（被検出部）
９３ 入力側回転センサ

Claims (6)

1. 多板クラッチと、
   上記多板クラッチを外周面で支持するハブ部と、
   上記多板クラッチを内周面で支持するドラム部と、
   上記多板クラッチを押圧するピストンと、
   上記ピストンを制御する油圧サーボと、
   上記ハブ部の回転を検出する回転センサとを備え、
   上記ピストン及び油圧サーボは、上記ハブ部又はハブ部と連結された部材に設けられ、
   上記回転センサは上記ドラム部外周側に設けられると共に、上記回転センサの被検出部は上記ピストンに設けられている
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１に記載の自動変速機において、
   上記ピストン及びハブ部は、互いに周方向のずれた複数箇所にそれぞれ切欠部を備え、該切欠部が設けられた部分を軸方向にオーバーラップさせるように配置されている
   ことを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１又は２に記載の自動変速機において、
   上記回転センサの被検出部は、上記ドラム部開口側の上記ピストンの外周端部から径方向に延設され、
   さらに上記回転センサの内周側へ軸方向に延設されて形成されている
   ことを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の自動変速機において、
   上記ハブ部は、入力軸と連絡されている
   ことを特徴とする自動変速機。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の自動変速機において、
   上記入力軸が挿通される変速機ケースと、
   上記変速機ケース側壁の軸心部において軸方向に延び、上記入力軸が挿通されるボス部と、
   上記ボス部上に回転自在に設定されたスリーブと、
   上記ハブ部と上記スリーブとを連絡する第１環状部と、
   内周部が上記スリーブ外周に摺接し、その内周部から径方向に延設された第２環状部、
   該第２環状部の外周部と連絡され、変速機ケース側壁側へ延設された円筒部及び、
   該円筒部の変速機ケース側壁側の端部と連絡され、径方向へ延設された第３環状部を有するピストンと、
   内周部が上記スリーブ外周に上記変速機ケース側壁側へ移動不能に係止され、その内周部から径方向に延設され、上記円筒部の内周に摺接するシールプレートと、を備え、
   上記ピストンの受圧室は、上記スリーブと、上記第２環状部と、上記円筒部と、上記シールプレートとで囲まれた領域で形成されている
   ことを特徴とする自動変速機。
6. 請求項５に記載の自動変速機において、
   上記ハブ部は、変速機ケースの側壁側へ円筒状に延設した第４環状部を備え、
   上記第２環状部の外周部は、上記第４環状部の内周面に摺接し、
   上記ピストンのバランス室は、上記スリーブと、上記第１環状部と、上記第４環状部と、上記第２環状部とで囲まれた領域に形成されている
   ことを特徴とする自動変速機。
   

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