JP2004340226A

JP2004340226A - 自動変速機の回転数検出構造

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Publication number: JP2004340226A
Application number: JP2003136440A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Hongawara; 成人本瓦; Toshihisa Marusue; 敏久丸末; Seiji Miyamoto; 誠司宮本; Kenji Sawa; 研司澤; Hajime Oyama; 一大山
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】回転数検出センサの被検出部を形成するための専用の部材や専用の加工を不要とすることを課題とする。
【解決手段】エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上で嵌合し合う第１の動力伝達部材及び第２の動力伝達部材に、それぞれ、回転の軸方向Ｘに延び且つ回転の周方向Ｙに一定間隔で並ぶ複数の歯１８Ｔ…１８Ｔ，３１Ｔ…３１Ｔを櫛状に設け、該歯１８Ｔ，３１Ｔ同士が交互に噛み合うことにより、上記第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材とが嵌合している。第１の動力伝達部材側の櫛状歯１８Ｔの外径と第２の動力伝達部材側の櫛状歯３１Ｔの外径とに差ΔＨを設け、該外径差ΔＨにより、第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材との嵌合部が、外周面に複数の凸部３１Ｔ…３１Ｔが回転の周方向Ｙに一定間隔で並ぶ、回転数検出センサ３２の被検出部となっている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の回転数検出構造に関し、自動変速機の制御用に備えられる回転センサの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等に搭載される自動変速機は、トルクコンバータと、遊星歯車機構等でなる変速機構と、クラッチやブレーキ等の複数の摩擦締結要素とを備え、上記摩擦締結要素の選択的作動により上記変速機構内の動力伝達経路が自動的に切り換えられて、運転状態に応じた最適の変速段が達成されるようにしたものである。このような自動変速機においては、ショックのない円滑な変速を実現するために、変速機構の入力回転数及び出力回転数を検出し、その検出結果に基づき変速制御を行うことが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電磁ピックアップ式等の回転数検出センサの被検出部として、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上にある回転軸上に、所定数の歯を外周面に有するロータを設けたものが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、同じく回転数検出センサの被検出部として、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上にあるクラッチドラムの外周面にパルス歯を切り欠いてクラッチドラムに一体形成したものが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６３４５９号公報（図１参照）
【特許文献２】
特開２００１−９０８１７号公報（図１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に開示の技術では、回転軸上に回転数を検出するための専用の部材を備えるから、部品点数及び組立コストが増えるばかりでなく、回転軸が軸方向に長くなって、自動変速機のコンパクト化が阻害される。この点、特許文献２に開示の技術は、軸方向の寸法短縮化を図ったものであるが、クラッチドラムの外周面にパルス歯を形成するための専用の加工が必要となり、自動変速機の生産コストが増大する。
【０００７】
本発明は、上記のような現状に鑑み、回転数検出センサの被検出部を形成するための専用の部位・部材や専用の加工を不要として、部品点数及び組立コストの減少、自動変速機のコンパクト化、生産コストの減少等を図ることを課題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、第１の動力伝達部材と、該第１の動力伝達部材と嵌合して動力を伝達し合う第２の動力伝達部材と、これらの動力伝達部材の回転数を検出する回転数検出センサとを備える自動変速機の回転数検出構造であって、上記第１の動力伝達部材の嵌合部及び第２の動力伝達部材の嵌合部には、それぞれ、回転の軸方向に延び且つ回転の周方向に一定間隔で並ぶ複数の歯が櫛状に設けられ、該歯同士が交互に噛み合うことにより、上記第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材とが嵌合していると共に、第１の動力伝達部材側の上記歯の外径と第２の動力伝達部材側の上記歯の外径とに差が設けられて、該外径差により、上記第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材との嵌合部が、外周面に複数の凸部が回転の周方向に一定間隔で並ぶ、上記回転数検出センサの被検出部とされていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、もともと第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材とを連結するために櫛状に設けられた複数の歯及び該櫛状歯同士の噛み合いでなる嵌合部を利用して、上記動力伝達部材の回転数を検出することができるから、回転数検出センサの被検出部を形成するための専用の部位・部材や専用の加工が不要となり、部品点数及び組立コストの減少、自動変速機のコンパクト化、生産コストの減少等が図られる。
【００１０】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、第１軸上に配置されたエンジン側の第１の変速機構と、上記第１軸と平行な第２軸上に配置された駆動輪側の第２の変速機構とが設けられ、回転数検出センサは、上記第２の変速機構の入力回転数を検出するものであることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、第２の変速機構が配置された第２軸の軸方向の寸法短縮化が図られる。また、この第２の変速機構の入力回転数から第１の変速機構の出力回転数が求められ、第１の変速機構の入力回転数と合せて、第１の変速機構のギヤ比に基づく精度のよい変速制御が行える。
【００１２】
次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、第１の動力伝達部材は、第１軸上のドライブギヤと噛合する第２軸上のドリブンギヤであり、第２の動力伝達部材は、第２の変速機構の構成要素であるリングギヤであって、第２の動力伝達部材側の歯の外径が第１の動力伝達部材側の歯の外径より大きくされていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、リングギヤ側の櫛状歯の外径が大きくされているから、該リングギヤ側の櫛状歯の厚みや強度が増し、その結果、筒状で撓み易いリングギヤの剛性が向上する。
【００１４】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、第１の動力伝達部材は、第１軸上のドライブギヤと噛合する第２軸上のドリブンギヤであり、第２の動力伝達部材は、第２の変速機構の構成要素であるリングギヤであって、第１の動力伝達部材側の歯の外径が第２の動力伝達部材側の歯の外径より大きくされていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ドリブンギヤの回転検出値そのものが、第１の変速機構の出力軸の回転検出値となるから、たとえドリブンギヤ側の櫛状歯とリングギヤ側の櫛状歯との間にバックラッシュが存在していても、上記第１の変速機構の出力軸の回転検出値は上記バックラッシュの影響を受けず、ノイズが乗ることがなくなり、その結果、第１の変速機構の制御精度が減損されず有利となる。
【００１６】
次に、請求項５に記載の発明は、上記請求項３又は４に記載の発明において、第２軸と平行な第３軸上に差動装置が配置され、該差動装置を収容する変速機ケースの部分が第２の変速機構を収容する変速機ケースの部分から外方向に膨出しており、回転数検出センサは、上記２つの部分間における変速機ケースの曲折部に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、差動装置を収容する変速機ケースの部分と、第２の変速機構を収容する変速機ケースの部分との間に、変速機ケースの曲折部ができ、該曲折部がデッドスペースとなるから、該デッドスペースに回転数検出センサを空間効率よく配置することにより、変速機ケースの大型化が回避でき、自動変速機全体のコンパクト化が図れる。以下、発明の実施の形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本実施の形態に係る車両のパワートレインは、エンジン１、トルクコンバータ２、第１軸（入力軸又はタービン軸）３上の主変速機構４、第２軸（出力軸）５上の副変速機構６、及び第３軸（駆動軸）７上の差動装置８を含む。第１〜３軸３，５，７は相互に平行に車体幅方向に延びる。
【００１９】
主変速機構４は、２つの遊星歯車機構（第１、第２遊星歯車機構）の組合せでなり、タービン軸３と第１遊星歯車機構のサンギヤとの間にフォワードクラッチ１１が、タービン軸３と第２遊星歯車機構のサンギヤとの間にリバースクラッチ１２が、タービン軸３と第２遊星歯車機構のピニオンキャリヤとの間に３−４クラッチ１３がそれぞれ備えられている。２−４ブレーキ１４は第２遊星歯車機構のサンギヤを固定する。第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のピニオンキャリヤとが連結され、これらと変速機ケース１００との間にローリバースブレーキ１５及び第１ワンウェイクラッチ１６が配置されている。第１遊星歯車機構のピニオンキャリヤと第２遊星歯車機構のリングギヤとが連結され、これらに第１出力ギヤ１７が接続されている。
【００２０】
副変速機構６は、単一の遊星歯車機構（第３遊星歯車機構）でなり、上記第１出力ギヤ（カウンタドライブギヤ）１７と噛み合う第１入力ギヤ（カウンタドリブンギヤ）１８がリングギヤに連結されている。サンギヤとピニオンキャリアの間に直結クラッチ１９が備えられ、サンギヤと変速機ケース１００との間に減速ブレーキ２０及び第２ワンウェイクラッチ２１が配置されている。ピニオンキャリヤが出力軸５に連結され、副変速機構６の出力回転が第２出力ギヤ２２から差動装置８の第２入力ギヤ２３を介して左右の駆動軸７に伝達される。
【００２１】
表１に上記主変速機４及び副変速機構６の各摩擦締結要素の作動状態と変速段（Ｄレンジの５速、Ｓレンジの４速、Ｌレンジの３速、Ｒレンジの後退速）との関係を示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
主変速機構４の出力回転は第１軸３上のカウンタドライブギヤ１７から第２軸５上のカウンタドリブンギヤ１８を経由して副変速機構６のリングギヤ３１に伝達される。この第２軸５上のドリブンギヤ（第１の動力伝達部材）１８及びリングギヤ（第２の動力伝達部材）３１周辺の具体的構造を図２に示した。
【００２４】
図３に示すように、ドリブンギヤ１８とリングギヤ３１とは相互に嵌合することにより動力を伝達し合う。回転数検出センサ３２は、これらの動力伝達部材１８，３１の回転数、すなわち副変速機構６の入力回転数を検出する。ドリブンギヤ１８の嵌合部及びリングギヤ３１の嵌合部には、それぞれ、回転の軸方向Ｘに延び且つ回転の周方向Ｙに一定間隔で並ぶ複数の歯１８Ｔ…１８Ｔ，３１Ｔ…３１Ｔが櫛状に設けられている。そして、これらの櫛状歯１８Ｔ…１８Ｔ，３１Ｔ…３１Ｔ同士が交互に噛み合うことにより、ドリブンギヤ１８とリングギヤ３１とが嵌合している。
【００２５】
その場合に、図４に示すように、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔの外径とリングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの外径とに差ΔＨが設けられている。図例では、リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの外径がドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔの外径より大きくされている。そして、その外径差ΔＨにより、ドリブンギヤ１８とリングギヤ３１との嵌合部が回転数検出センサ３２の被検出部とされている。つまり、ドリブンギヤ１８とリングギヤ３１との嵌合部には、外周面に複数の凸部（リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔ…３１Ｔに由来する）が回転の周方向Ｙに一定間隔で並んでいるから、例えば電磁ピックアップ式の回転数検出センサ３２は、ドリブンギヤ１８及びリングギヤ３１の回転に伴う上記凸部３１Ｔ…３１Ｔの近接離反に呼応してパルスを発生する。なお、図中の矢印Ｒは、ドリブンギヤ１８及びリングギヤ３１の回転方向を示す。
【００２６】
図３及び図４に示したように、本実施形態では、ドリブンギヤ１８とリングギヤ３１とはスナップリング３３により軸方向Ｘに相対変位しないように連結されている。図５の嵌合工程図を参照すると、まず（ａ）のように、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔの内面に形成した溝１８Ｒにスナップリング３３を組み付ける。次に（ｂ）のように、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔとリングギヤ側の櫛状歯３１Ｔとを噛み合わせる。すると、（ｃ）のように、リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの内面に形成した溝３１Ｒにスナップリング３３が嵌り込み、ドリブンギヤ１８とリングギヤ３１とが一体に連結する。なお、リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの先端部には、歯１８Ｔ，３１Ｔ同士の噛み合い時にスナップリング３３を円滑に縮径させるためにテーパが形成されている。
【００２７】
本実施形態によれば、もともとカウンタドリブンギヤ１８とリングギヤ３１とを連結するために櫛状に設けられた複数の歯１８Ｔ…１８Ｔ，３１Ｔ…３１Ｔ、及び該櫛状歯１８Ｔ，３１Ｔ同士の噛み合いでなる嵌合部を利用して、上記ドリブンギヤ１８及びリングギヤ３１の回転数を検出することができるから、回転数検出センサ３２の被検出部を形成するための専用の部位・部材や専用の加工が不要となり、部品点数及び組立コストの減少、自動変速機のコンパクト化、生産コストの減少等が図られる。
【００２８】
特に、この例では、第２軸５上のドリブンギヤ１８とリングギヤ３１との嵌合部を利用して被検出部としたから、該第２軸５の軸方向の寸法短縮化が図られる。その結果、例えば、第２軸５の左右近傍の車体構造物（サイドフレーム等）や、足回り構造物（懸架装置等）が支障なくレイアウトされる。
【００２９】
また、この例では、リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの外径を大きくしたから、該リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの厚みや強度が増し、その結果、筒状で撓み易いリングギヤ３１の剛性向上が図られる。
【００３０】
ここで、図２に明示したように、変速機ケース１００において、副変速機構６を収容する変速機ケースの部分（第１のケース部分）１０６から、差動装置８を収容する変速機ケースの部分（第２のケース部分）１０８が、外方向に膨出している。そして、回転数検出センサ３２は、これらの第１、第２の２つの部分１０６，１０８間における変速機ケースの曲折部１００Ｃに配置されている。
【００３１】
つまり、第１、第２のケース部分１０６，１０８間に曲折部１００Ｃが生成し、該曲折部１００Ｃがデッドスペースとなるから、該デッドスペースを利用して、回転数検出センサ３２を空間効率よく配置したのである。これにより、変速機ケース１００の大型化が回避でき、自動変速機全体のコンパクト化が図れる。これに対し、例えば、図２に符号アで示すように、リングギヤ３１の外周面にパルス歯を設け、該パルス歯と対向するように第１のケース部分１０６に回転数検出センサを配置すると、該センサが第１のケース部分１０６から外方向の空間に張り出して邪魔になり、例えば駆動軸７等との干渉問題が起きてしまう。
【００３２】
また、図１に明示したように、この車両の動力伝達経路上には、上記の副変速機構６の入力回転数を検出する回転数検出センサ３２の他、主変速機構４の入力回転数（図例ではフォワードクラッチ１１のクラッチドラムの回転数）を検出する回転数検出センサ（タービン回転センサ）４１、及び差動装置８の入力回転数（図例ではデフケースの回転数）を検出する回転数検出センサ（車速センサ）４２が設けられている。よって、これらの各センサ４１，３２，４２の総合的な検出結果に基づく精度に優れた変速制御が実行でき、ショックのない円滑な変速が実現する。
【００３３】
本発明の第２の実施形態として、上記例とは逆に、図６に示すように、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔの外径をリングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの外径より大きくしてもよい。こうすると、主変速機構４の出力軸の回転検出値にノイズが乗ることが防がれるので、主変速機構４の制御上有利となる。
【００３４】
すなわち、上記第１の実施形態のように、リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの外径をドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔの外径より大きくしていると、回転数検出センサ３２は、リングギヤ側の櫛状歯３１Ｔ…３１Ｔに由来する凸部の近接離反に呼応してパルスを発生する。つまり回転数検出センサ３２は、副変速機構６の入力回転数といっても、より具体的には、リングギヤ３１の回転数を検出しているのである。そして、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔとリングギヤ側の櫛状歯３１Ｔとの間には、組み付け性の観点から、バックラッシュ（回転方向のガタ）が不可避的に存在しているので、減速状態から加速状態への切り換え時又は加速状態から減速状態への切り換え時には、上記バックラッシュに起因して、主変速機構４の出力軸の回転検出値にノイズが乗ることになり、その結果、主変速機構４の制御精度が低下してしまうのである。
【００３５】
これに対し、この第２の実施形態のように、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔの外径をリングギヤ側の櫛状歯３１Ｔの外径より大きくすると、回転数検出センサ３２は、ドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔ…１８Ｔに由来する凸部の近接離反に呼応してパルスを発生する。つまり回転数検出センサ３２は、ドリブンギヤ１８の回転数を検出することになる。したがって、たとえドリブンギヤ側の櫛状歯１８Ｔとリングギヤ側の櫛状歯３１Ｔとの間にバックラッシュが存在していても、そのバックラッシュの影響を受けず、主変速機構４の出力軸の回転検出値（センサ３２によるドリブンギヤ１８の回転検出値そのもの）にノイズが乗ることがなくなり、その結果、主変速機構４の制御精度が減損されず有利となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ショックのない円滑な変速を実現するために行う変速制御に必要な動力伝達部材の回転数を検出する回転数検出センサの被検出部を動力伝達部材同士の嵌合部で構成したから、該被検出部を形成するための専用の部材や専用の加工が不要となり、部品点数及び組立コストの減少、自動変速機のコンパクト化、生産コストの減少等を図ることが可能となる。本発明は、自動車等に搭載される自動変速機一般の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動変速機を含む動力伝達経路を示す骨子図である。
【図２】上記自動変速機の副変速機構周辺の具体的構造を示す展開図である。
【図３】上記自動変速機の第２軸上においてドリブンギヤと副変速機構のリングギヤとの嵌合工程図であって、（ａ）は嵌合前、（ｂ）は嵌合後である。
【図４】上記ドリブンギヤとリングギヤとの嵌合部が回転数検出センサの被検出部であることを示す図３の符号ＩＶによる矢視断面図である。
【図５】上記嵌合工程においてドリブンギヤ側の櫛状歯とリングギヤ側の櫛状歯との噛み合いを拡大して示す部分断面図であって、（ａ）及び（ｂ）は噛み合い前、（ｃ）は噛み合い後である。
【図６】上記ドリブンギヤ側の櫛状歯の外径がリングギヤ側の櫛状歯の外径より大きい本発明の第２の実施の形態を示す、図５（ｃ）と類似の部分断面図である。
【図７】上記第２の実施の形態の作用を説明するための、図４と類似の部分断面図である。
【符号の説明】
１エンジン
２トルクコンバータ
３第１軸
４主変速機構（第１の変速機構）
５第２軸
６副変速機構（第２の変速機構）
７第３軸
８差動装置
１７ドライブギヤ
１８ドリブンギヤ（第１の動力伝達部材）
３１リングギヤ（第２の動力伝達部材）
１８Ｔ，３１Ｔ櫛状歯
３２回転数検出センサ
１００変速機ケース
１０６第２の変速機構を収容する変速機ケースの部分
１０８差動装置を収容する変速機ケースの部分
１００Ｃ変速機ケースの曲折部

Claims

第１の動力伝達部材と、該第１の動力伝達部材と嵌合して動力を伝達し合う第２の動力伝達部材と、これらの動力伝達部材の回転数を検出する回転数検出センサとを備える自動変速機の回転数検出構造であって、上記第１の動力伝達部材の嵌合部及び第２の動力伝達部材の嵌合部には、それぞれ、回転の軸方向に延び且つ回転の周方向に一定間隔で並ぶ複数の歯が櫛状に設けられ、該歯同士が交互に噛み合うことにより、上記第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材とが嵌合していると共に、第１の動力伝達部材側の上記歯の外径と第２の動力伝達部材側の上記歯の外径とに差が設けられて、該外径差により、上記第１の動力伝達部材と第２の動力伝達部材との嵌合部が、外周面に複数の凸部が回転の周方向に一定間隔で並ぶ、上記回転数検出センサの被検出部とされていることを特徴とする自動変速機の回転数検出構造。
第１軸上に配置されたエンジン側の第１の変速機構と、上記第１軸と平行な第２軸上に配置された駆動輪側の第２の変速機構とが設けられ、回転数検出センサは、上記第２の変速機構の入力回転数を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の回転数検出構造。
第１の動力伝達部材は、第１軸上のドライブギヤと噛合する第２軸上のドリブンギヤであり、第２の動力伝達部材は、第２の変速機構の構成要素であるリングギヤであって、第２の動力伝達部材側の歯の外径が第１の動力伝達部材側の歯の外径より大きくされていることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の回転数検出構造。
第１の動力伝達部材は、第１軸上のドライブギヤと噛合する第２軸上のドリブンギヤであり、第２の動力伝達部材は、第２の変速機構の構成要素であるリングギヤであって、第１の動力伝達部材側の歯の外径が第２の動力伝達部材側の歯の外径より大きくされていることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の回転数検出構造。
第２軸と平行な第３軸上に差動装置が配置され、該差動装置を収容する変速機ケースの部分が第２の変速機構を収容する変速機ケースの部分から外方向に膨出しており、回転数検出センサは、上記２つの部分間における変速機ケースの曲折部に配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の自動変速機の回転数検出構造。