JP2008082466A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧サーボに作用する遠心力油圧の影響を効果的に抑制しつつ精度良く必要な回転速度の検出を行い、その制御安定性を向上することができる自動変速機を提供する。
【解決手段】入力軸１７の回転を常時減速して出力する常時減速ギヤ２１と、その出力回転を入力とする後続ギヤと、常時減速ギヤ２１の出力部２１ｃと後続ギヤの入力部との間のクラッチ８２，８３と、それを押圧するピストン６１と、それを制御する油圧サーボ６０とを備え、クラッチ８２の内周側のハブ部８０が上記出力部２１ｃに連結され、クラッチ８３の外周側のドラム８９が後続ギヤの入力部に連結される自動変速機であって、常時減速ギヤ２１の出力回転を検出する第１回転センサ９２をドラム８９の外周側に備え、ピストン６１及び油圧サーボ６０は、ハブ部８０に設けられ、第１回転センサ９２の被検出部７７が、ピストン６１に連結され、ドラム８９の外周側に延設されるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は油圧サーボで多板クラッチの断続を行う自動変機の構造に関し、特に油圧サーボの制御安定性の向上を図ったものに関する。

従来、入力軸と、該入力軸の回転を常時減速して出力する常時減速プラネタリギヤセットと、該常時減速プラネタリギヤセットの出力回転を入力とする後続プラネタリギヤセットと、上記常時減速プラネタリギヤセットの出力部と上記後続プラネタリギヤセットの入力部との間に設けられた多板クラッチと、該多板クラッチを押圧するクラッチピストンと、該クラッチピストンを制御する油圧サーボとを備え、上記多板クラッチの内周側に設けられたハブ部が上記常時減速プラネタリギヤセットの上記出力部に連結されるとともに、上記多板クラッチの外周側に設けられたドラムが上記後続プラネタリギヤセットの上記入力部に連結される自動変速機が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に示される自動変速機では、クラッチピストンと油圧サーボ（クラッチピストンを作動させるための制御油圧室やリターンスプリング等の機構の総称）がドラム側に設けられている。

また、的確な変速制御を行うため、自動変速機内の適宜箇所の回転速度を検出することも広く行われている。例えば特許文献２には、油圧サーボ（ドラム部）の回転速度を検出することにより、入力回転速度を検出するための回転速度センサを備えたものが示されている。
特開２００２−３４９６４７号公報 特開２０００−１９９５４９号公報

しかしながら、上記従来構造の自動変速機において、油圧サーボをドラム側に設けた場合、ドラムの回転変動の影響を受け易い場合がある。ドラムの回転はすなわち後続プラネタリギヤセットの入力回転となるが、その入力回転速度（入力軸に対する速度比）が、変速段に応じて大きく変化することが多いからである。例えば特許文献１の場合、多板クラッチ（同文献のクラッチＣ３）用のクラッチピストンと油圧サーボがドラム側に設けられているが、そのドラムは第２速では同文献のブレーキＢ１によって停止している。そして第３速ではクラッチＣ３の締結によって所定の回転速度（常時減速プラネタリギヤセットの出力回転速度）にまで上昇する。つまり、たとえ入力回転速度が一定であっても変速によってクラッチピストンや油圧サーボの回転速度は大きく変化するのである。

通常、油圧サーボが回転する場合、制御油圧室には遠心力油圧が発生する。この遠心力油圧は、クラッチ締結時ないしは締結中に制御油圧をばらつかせる原因となる。またクラッチ非締結時には、クラッチピストンの誤作動や外周側ピストンシールの吹き抜けの原因ともなる。何れにしても油圧サーボの制御安定性を低下させるものであり、好ましいものではない。

遠心力油圧の影響を低減させる機構として、例えば特許文献１にも示されているバランスピストン機構が周知である。バランスピストン機構は、クラッチピストンを開放させる側に油圧室（バランス油圧室）を設け、そのバランス油圧室に元圧が可及的に小さい油圧（潤滑油など）を導く機構である。この機構によれば、制御油圧室の遠心力油圧とバランス油圧室の遠心力油圧とが相殺されるので、見かけ上遠心力油圧が解消或いは小さくなったかのような効果を得ることができる。

しかしバランスピストン機構によっても完全に遠心力油圧の影響をなくすことは困難であり、特に上述のように回転変動の大きな過渡的変化の場合、必ずしも遠心力油圧の影響を充分低減できるものではなかった。また見かけ上遠心力油圧が低減しても、実際に遠心力油圧が小さくなるわけではないので、例えば上記外周側ピストンシールの吹き抜けに対する有効策とはなり得ない。

一方、回転速度センサによる検知の観点からすれば、油圧サーボの制御性を確保或いは向上するためには、その被検出部がより安定的な回転部位であることが望ましい。

そこで、上記遠心力油圧の問題を解決しつつ、望ましい回転速度センサの設置形態が望まれていた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、油圧サーボに作用する遠心力油圧の影響を効果的に抑制しつつ精度良く必要な回転速度の検出を行い、もって油圧サーボの制御安定性を向上することができる自動変速機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、入力軸と、該入力軸の回転を常時減速して出力する常時減速プラネタリギヤセットと、該常時減速プラネタリギヤセットの出力回転を入力とする後続プラネタリギヤセットと、上記常時減速プラネタリギヤセットの出力部と上記後続プラネタリギヤセットの入力部との間に設けられた多板クラッチと、該多板クラッチを押圧するクラッチピストンと、該クラッチピストンを制御する油圧サーボとを備え、上記多板クラッチの内周側に設けられたハブ部が上記常時減速プラネタリギヤセットの上記出力部に連結されるとともに、上記多板クラッチの外周側に設けられたドラムが上記後続プラネタリギヤセットの上記入力部に連結される自動変速機であって、上記常時減速プラネタリギヤセットの出力回転速度を検出する第１回転速度センサを上記ドラムの外周側に備え、上記クラッチピストン及び上記油圧サーボは、上記ハブ部ないしは該ハブ部と連結された部材に設けられ、上記第１回転速度センサの被検出部が、上記クラッチピストンに連結されるとともに上記ドラムの外周側に延設された部材に設けられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の自動変速機において、上記ハブ部は、上記ピストンに対向する部位の周方向の複数個所が切欠かれ、その切欠残部であるハブ側嵌合部が形成され、上記クラッチピストンには、上記ハブ側嵌合部に対応する部位が切欠かれたピストン側切欠部が形成され、上記ハブ部と上記クラッチピストンとは、上記ハブ側嵌合部と上記ピストン側切欠部とが嵌合するように軸方向にオーバーラップ配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の自動変速機において、上記ドラムの回転速度を検出する第２回転速度センサが、上記第１回転速度センサに隣接配置されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の自動変速機において、上記ドラムに隣接して設けられた上記後続プラネタリギヤセットの出力部と、該後続プラネタリギヤセットの出力部の回転速度を検出する第３速度センサとを備え、上記第３速度センサが、上記第１回転速度センサに近接配置されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動変速機において、変速機ケースに固定されるとともに上記入力軸方向に延びて該入力軸が挿通されるボス部を備え、上記常時減速プラネタリギヤセットはリングギヤ入力、キャリヤ出力であり、サンギヤが上記ボス部に固定されたものであって、上記ハブ部は、上記キャリヤと連絡されるとともに上記ボス部上に回転自在に設けられたスリーブと連絡され、上記クラッチピストンは、上記ハブ部の内周面と上記スリーブの外周面とに摺接することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５記載の自動変速機において、上記クラッチピストンには、上記スリーブ外周面と同軸かつ該スリーブ外周面より大径の内周面を有する円筒部が形成され、上記クラッチピストンの同軸上に隣接されるとともに、内周部が上記クラッチピストンから離れる方向への移動不能に上記スリーブ外周面に係止され、外周部が上記クラッチピストンの上記円筒部の上記内周面に摺接するシールプレートを備え、上記油圧サーボの制御油圧室が、上記シールプレートと上記クラッチピストンの互いに対向する面と、上記クラッチピストンの上記円筒部の上記内周面と、上記スリーブの外周面とで形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によると、以下に述べるように、油圧サーボに作用する遠心力油圧の影響を効果的に抑制しつつ精度良く必要な回転速度の検出を行い、もって油圧サーボの制御安定性を向上することができる。

本発明によれば、クラッチピストン及び油圧サーボが、ハブ部ないしはそのハブ部と連結された部材に設けられているので、ハブ部と一体回転する。さらにこのハブ部は、常時減速プラネタリギヤセットの出力部に連結されているので、結局、クラッチピストン及び油圧サーボは、常時減速プラネタリギヤセットの出力部と一体回転する。

常時減速プラネタリギヤセットの出力部は、常に入力軸に対して一定の割合で減速回転する安定的な回転要素である。すなわち変速段によって停止したり、入力軸よりも高速になったり、またそのような回転変動を頻繁に繰り返したりすることがなく、仮に入力軸の回転変動がなければ、どのような変速の前後或いは変速中においても、回転変動を伴わない。

従って本発明に係る油圧サーボは、変速に伴う遠心力油圧の変動が殆どなく、過渡的な影響を極めて受け難い。また、油圧サーボの回転速度が入力軸回転速度よりも常に小さいので、遠心力油圧自体が常に小さく、遠心力油圧過大に伴う悪影響（例えば上記外周側ピストンシールの吹き抜け）も受け難い。このように本発明によれば油圧サーボの制御安定性が効果的に高められるのである。

そして、安定回転である常時減速プラネタリギヤセットの出力回転速度を検出する第１回転速度センサが設けられているので、高い検出精度を得ることができる。なお、上述のようにこの回転は入力軸に対して一定の割合で減速する回転なので、容易に入力軸の回転速度を演算することができる。

なお、クラッチピストンや油圧サーボがハブ部側に設けられているので、ドラム側に設けられた第１回転速度センサでは、その検出が行い難い虞がある。しかし本発明によれば、クラッチピストンに連結されるとともにドラムの外周側に延設された部材を被検出部としているので、容易にその検出を行うことができる。

なお本発明は、上記バランスピストン機構など、他の遠心力油圧低減策を排除する趣旨ではなく、それらとの併用も可能であり、またそれらと併用したときに、その効果を相乗的に高め得るものである。

また本発明の付加的な効果として、油圧サーボを中心として自動変速機のコンパクト化を図ることができる。本発明のクラッチピストンは、上述のようにハブ部側に設けられているので、従来の一般的な構造、すなわちピストンドラムにクラッチピストンを格納し、その中でクラッチピストンを作動させるという構造（特許文献１参照）をとる必要がない。つまり油圧サーボの構成要件としてピストンドラムを省略することができ、その分コンパクト化を図ることができるのである。

請求項２の発明によると、ハブ部とクラッチピストンとが嵌合配置されることにより、その同一回転性が保証され、より確実な回転速度の検出を行うことができる。

また以下に述べるように、油圧サーボまわりのコンパクト化をさらに推進することができる。

従来構造のようにクラッチピストンがドラム側に設けられていると、クラッチピストンとハブ部との間には相対回転が生じる。すなわちクラッチピストンとハブ部との間には干渉防止の軸方向隙間（クリアランス）が必要である。このクリアランスは、クラッチピストンがハブ部側に完全にストロークしたときに最小となるが、この最小クリアランスを、ばらつきが最悪側に振れた場合でも０乃至はそれ以上となるように確保しておかなければならない。

しかし本発明によれば、クラッチピストンがハブ部側に設けられており、互いの相対回転がないので、このようなクリアランスを設ける必要がない。そこでハブ部とクラッチピストンとを軸方向にオーバーラップ配置することにより、上記最小クリアランスを容易に０とすることができる。つまりその分、軸方向の短縮化、コンパクト化を図ることができるのである。

請求項３の発明によると、さらに第２回転速度センサによって、ドラムの回転速度、つまり後続プラネタリギヤセットの入力部の回転速度を検出することができる。このように入力部と出力部の間の部材の回転速度（中間部回転速度）を検出することにより、より高精度の変速制御を行うことができ、さらに油圧サーボの制御性を高めることができる。

また、第２回転速度センサが第１回転速度センサに隣接配置されているので、これらをモジュール化（一体化）させ、組み付け性（生産性）の向上を図ることが容易となる。

請求項４の発明によると、さらに第３回転速度センサによって、後続プラネタリギヤセットの出力部の回転速度を検出することができる。このようにさらに多くの部材の回転速度を検出することにより、より高精度の変速制御を行うことができ、さらに油圧サーボの制御性を高めることができる。

また、第３回転速度センサが第１回転速度センサに近接配置されているので、これらをモジュール化（一体化）させ、組み付け性（生産性）の向上を図ることが容易となる。また請求項３に従属する場合には、第１〜第３の３個の回転速度センサをモジュール化し、一層組み付け性の向上を図ることもできる。

なお、請求項３または４において、各センサを、これらの検知信号が入力されるコントロールユニットに直接組み込むことも効果的である。このようにすれば、これらの組み付け性をさらに向上することができ、また離れた位置でハーネス結合される場合に比べてノイズを拾い難く、より高精度の検出が可能となる。

請求項５の発明によると、クラッチピストンの摺接部をハブ部の内周側に配設することにより、一層の軸方向の短縮化、コンパクト化を図ることができる。

請求項６の発明によると、バランス油圧室を備えたバランスピストン機構をとることができ、見かけの遠心力油圧を低減することにより、その影響を一層低減することができる。つまり油圧サーボの制御安定性をさらに向上することができる。

また、そのバランス油圧室をハブ部の内周側に配設することにより、一層の軸方向の短縮化、コンパクト化を図ることができる。

さらにそのバランス油圧室が、キャリヤの一部（クラッチピストンに対向する面）を利用して構成されている。つまり従来の一般的な構造に見られるような、バランス油圧室を形成するための別途シールプレート（特許文献１参照）を省略することができるので、構造の簡素化とコンパクト化を図ることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機の概略構成図である。自動変速機１は横置き式エンジンンに適用されるもので、主たる構成要素として、エンジンによって駆動されるトルクコンバータ１０と、該トルクコンバータ１０の出力回転が入力される変速機構２０とを有し、該変速機構２０の出力回転が中間伝動機構５０を介して差動装置５２に入力されるようになっている。

トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸２に連結されたケース１１と、該ケース１１内に固設されたポンプ１２と、該ポンプ１２に対向して配置されて該ポンプ１２により作動油を介して駆動されるタービン１３と、ポンプ１２とタービン１３との間に介設され、かつ、変速機ケース３にワンウェイクラッチ１４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ１５と、ケース１１とタービン１３との間に設けられ、ケース１１を介してエンジン出力軸２とタービン１３とを直結するロックアップクラッチ１６とで構成されている。そして、タービン１３の回転がタービン軸１７（入力軸）を介して変速機構２０側に出力されるようになっている。

なお、このトルクコンバータ１０の反エンジン側には、トルクコンバータ１０のケース１１を介してエンジン出力軸２に駆動されるオイルポンプ１８が配置されている。

また変速機構２０は、トルクコンバータ１０側に配置された第１プラネタリギヤセット２１と、反トルクコンバータ１０側に配置された第２プラネタリギヤセット２２と、これらの中間に配置された第３，第４プラネタリギヤセット２３，２４とを有し、また、これらの各プラネタリギヤセット２１〜２４を含む動力伝達経路を切換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素として、トルクコンバータ１０側から順に配置された第１，第２，第３クラッチ３１，３２，３３と、同じく第１，第２ブレーキ４１，４２とを有し、これらの選択的断続により前進１〜６速及び後退速が得られるように構成されている。

第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４は、何れもサンギヤ２１ａ〜２４ａと、これらのサンギヤ２１ａ〜２４ａにそれぞれ噛合する複数のピニオン２１ｂ〜２４ｂと、これらのピニオン２１ｂ〜２４ｂを支持するキャリヤ２１ｃ〜２４ｃと、ピニオン２１ｂ〜２４ｂに噛合するリングギヤ２１ｄ〜２４ｄとで構成されている。

第１プラネタリギヤセット２１は、サンギヤ２１ａが変速機ケース３（ないしはこれに固設された部材）に固定され、キャリヤ２１ｃが第１クラッチ３１のハブ部に連結され、リングギヤ２１ｄがタービン軸１７及び第２クラッチ３２のハブ部に連結されている。

また第２プラネタリギヤセット２２は、サンギヤ２２ａが変速機ケース３（ないしはこれに固設された部材）に固定され、キャリヤ２２ｃが第３クラッチ３３のハブ部に連結され、リングギヤ２２ｄがタービン軸１７に連結されている。

また第３プラネタリギヤセット２３は、サンギヤ２３ａが第３クラッチ３３のクラッチドラム及び第１ブレーキ４２のハブ部に連結され、キャリヤ２３ｃが第２クラッチ３２のクラッチドラム及び第１ブレーキ４１のハブ部に連結され、リングギヤ２３ｄが第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃに連結されている。

さらに、第４プラネタリギヤセット２４は、サンギヤ２４ａが第１クラッチ３１のクラッチドラムに連結され、リングギヤ２４ｄが第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃと結合されて第１ブレーキ４１のハブ部に連結され、キャリヤ２４ｃが第３プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄと結合されて中間伝動機構５０への出力ギヤ２５に連結されている。

そして出力ギヤ２５の回転は、中間伝動機構５０を介して差動装置５２に入力され、左右の車軸５５，５６を駆動する。

以上のような概略構成の自動変速機１は、第１〜第３クラッチ３１〜３３、第１，第２ブレーキ４１，４２のオン（締結）、オフ（解放）の組合せにより、表１に示すように前進１速〜６速および後退速を実現する。

表１において、○印は各クラッチまたはブレーキが締結状態にあることを示し、無印は解放状態にあることを示す。すなわち、１速では第１クラッチ３１及び第２ブレーキ４２が締結し、２速では第１クラッチ３１及び第１ブレーキ４１が締結し、３速では第１クラッチ３１及び第３クラッチ３３が締結し、４速では第１クラッチ３１及び第２クラッチ３２が締結し、５速では第２クラッチ３２及び第３クラッチ３３が締結し、６速では第２クラッチ３２及び第１ブレーキ４１が締結し、後退速では第３クラッチ３３及び第２ブレーキ４２が締結する。

各クラッチやブレーキのオン、オフは、それらに対応する油圧サーボへの油圧の給排によってなされる。その油圧の給排は図略のコントロールバルブによってなされる。コントロールバルブは、油圧の大きさを設定する調圧バルブや油圧サーボへの油圧の給排を切換えるシフトバルブ等、複数のスプール弁の集合体である。当実施形態では、このスプール弁の制御が複数のソレノイドバルブによって行われる。そしてそのソレノイドバルブを電気制御するコントロールユニット９０が設けられている。

コントロールユニット９０は、エンジンや車両、そして自動変速機１自体の運転状態に応じて自動変速機１の動作を制御する制御ユニットであって、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えたコンピュータ等からなる。具体的には、予めＲＯＭ（又はＲＡＭ）に記憶されているプログラムがＣＰＵによって実行されることによって、各ソレノイドバルブの動作等が制御される。

コントロールユニット９０には、エンジン回転速度センサや作動油の温度を検知する油温センサ等、各種センサからその検知信号が入力される。図１にはその各種センサのうち、第１回転速度センサ９２、第２回転速度センサ９４及び第３回転速度センサ９６を示す。これらの回転速度センサは、変速機構２０の各所の回転速度を検知するセンサであり、その回転速度の検知により、コントロールユニット９０は精緻な変速制御を実行することができる。

図２は自動変速機１の部分断面図（上半部）であり、第１クラッチ３１、第２クラッチ３２及び出力ギヤ２５の近傍を示す。

オイルポンプ１８は変速機ケース３に固定された部材であり、図２にはオイルポンプ１８を構成するオイルポンプカバー１８ａを示す。オイルポンプカバー１８ａの一部は軸方向に延びてタービン軸１７を挿通する筒状のボス部１８ｂを形成する。すなわちボス部１８ｂはオイルポンプカバー１８ａ（オイルポンプ１８）を介して変速機ケース３に固定されている。

そしてボス部１８ｂに第１プラネタリギヤセット２１のサンギヤ２１ａが固定されている。一方、タービン軸１７にリングギヤ２１ｄが連結されている。従ってタービン軸１７が回転すると、それと同回転でリングギヤ２１ｄが固定サンギヤ２１ａの周りを回転する。そしてピニオン２１ｂは、それ自体が軸まわりに回転しつつ固定サンギヤ２１ａの周りを転動する。従ってピニオン２１ｂを支持するキャリヤ２１ｃは、リングギヤ２１ｄの回転速度、すなわちタービン軸１７の回転速度よりも一定の割合で遅い速度でサンギヤ２１ａの周りを回転する。第１プラネタリギヤセット２１の出力要素はキャリヤ２１ｃなので、結局第１プラネタリギヤセット２１は、入力軸（タービン軸１７）の回転を常時減速して出力する常時減速プラネタリギヤセットとなっている。

常時減速されたキャリヤ２１ｃの回転の特徴は、第１に常にタービン軸１７に対して一定の比率の回転であることである。変速段に応じて停止したり回転したりすることがなく、またタービン軸１７より速くなったり遅くなったりという変化をすることもない。つまり急激な変動のない安定した回転となっている。

第２の特徴は、常時比較的低回転であることである。これは常時タービン軸１７の回転を減速するプラネタリギヤセットであることから当然のことであるが、常にタービン軸１７よりも低回転であることは、高回転による遠心力の影響を受け難いという利点を有する。

第１クラッチ３１は、図１に示すように、第１プラネタリギヤセット２１の出力部であるキャリヤ２１ｃと、これに続く第４プラネタリギヤセット２４のサンギヤ２４ａとの間に設けられた多板クラッチを含む。第１クラッチ３１が締結されると、第１プラネタリギヤセット２１の出力部（キャリヤ２１ｃ）と第４プラネタリギヤセット２４の入力部（サンギヤ２４ａ）とが結合される。つまり第４プラネタリギヤセット２４は、第１プラネタリギヤセット２１の出力回転を入力とする後続プラネタリギヤセットとなっている。

図２に示すように、第１クラッチ３１において、多板クラッチの内周側に設けられたハブ部８０とキャリヤ２１ｃとが連結されている。一方、多板クラッチの外周側に設けられたドラム８９と図外の第４プラネタリギヤセット２４のサンギヤ２４ａとが連結されている。

第１クラッチ３１は、多板クラッチを押圧するクラッチピストン６１と、それを制御する油圧サーボ６０を含む。クラッチピストン６１及び油圧サーボ６０は、ハブ部８０ないしはハブ部８０と連結された部材（キャリヤ２１ｃやスリーブ２８）に設けられている。

クラッチピストン６１の外周側には、これと一体に延設されたセンシングロータ７７が設けられている（図５参照）。センシングロータ７７は第１回転速度センサ９２の被検出部である。センシングロータ７７は、僅かな隙間をもってドラム８９を取り巻く円筒部を有し、その円筒部に切欠部７７ａが形成されている。切欠部７７ａはセンシングロータ７７の円筒部の周方向等間隔に多数形成されている。

図２に示すように、ドラム８９の外周側、センシングロータ７７の切欠部７７ａに対応する位置に第１回転速度センサ９２が設けられている。第１回転速度センサ９２は、その検知エリアを切欠部７７ａが通過したことを検知する。コントロールユニット９０は、単位時間当たりの切欠部７７ａの通過数を計数することにより、センシングロータ７７の回転速度、ひいてはキャリヤ２１ｃの回転速度（第１プラネタリギヤセット２１の出力回転速度）を検出する。また、上述したようにキャリヤ２１ｃの回転はタービン軸１７の回転を一定の割合で減速したものであるから、コントロールユニット９０は、簡単な演算でタービン軸１７の回転速度（入力回転速度）を検出することができる。

コントロールユニット９０は、安定回転するキャリヤ２１ｃの回転速度に基いてタービン軸１７の回転速度を検出するので、油圧サーボ６０の制御性を高めることができる。

第１回転速度センサ９２に隣接して第２回転速度センサ９４が設けられている。ドラム８９の、第２回転速度センサ９４の先端に対面する位置に、等間隔の穴または凹凸が周方向等間隔に設けられている。第２回転速度センサ９４は、その検知エリアをその凹凸が通過したことを検知する。コントロールユニット９０は、その単位時間の通過数を計数することにより、ドラム８９の回転速度、ひいては第４プラネタリギヤセット２４のサンギヤ２４ａの回転速度を検出することができる。このように、入力部（タービン軸１７）と出力部（出力ギヤ２５）の間の部材の回転速度（中間部回転速度）を検出することにより、より高精度の変速制御を行うことができ、さらに油圧サーボ６０の制御性を高めることができる。

第１回転速度センサ９２及び第２回転速度センサ９４に近接ないしは隣接して第３回転速度センサ９６が設けられている。第３回転速度センサ９６の先端は出力ギヤ２５に対面しており、第３回転速度センサ９６は、そのギヤの凹凸を利用して、その検知エリアを１枚のギヤ歯が通過したことを検知する。コントロールユニット９０は、その単位時間の通過歯数を計数することにより、出力ギヤ２５の回転速度（第４プラネタリギヤセット２４の出力回転速）を検出することができる。このように、出力部の回転速度を検出することにより、より高精度の変速制御を行うことができ、一層油圧サーボ６０の制御性を高めることができる。

また第１回転速度センサ９２、第２回転速度センサ９４および第３回転速度センサ９６は、これらが互いに近接して配置されていることを利用して、モジュール化（一体化）されてコントロールユニット９０に組み込まれている。こうすることにより、これらの組み付け性を向上し、自動変速機１の生産性を高めることができる。またこれら各センサが直接コントロールユニット９０に組み込まれているので、離れた位置でハーネス結合される場合に比べてノイズを拾い難く、より高精度の検出が可能となっている。

図３は図２の部分拡大図であって、第１プラネタリギヤセット２１及び第１クラッチ３１の周辺をより詳細に示す図である。

キャリヤ２１ｃの内周側には、ボス部１８ｂに嵌合するリング状のスリーブ２８が形成されている。ボス部１８ｂには軸受１９の内輪が固定され、スリーブ２８には軸受１９の外輪が固定されている。従ってスリーブ２８はボス部１８ｂの周りを滑らかに回転自在となっている。

またスリーブ２８の外周側には、延設環２８ａが一体に嵌着されている。これにより延設環２８ａを含むスリーブ２８の外周面は小径側外周面と大径側外周面（延設環２８ａの外周面）との２段構造となっている。

スリーブ２８の大径側外周面には、シール部材を介してこれに摺接するクラッチピストン６１が設けられている。クラッチピストン６１は屈曲した円板状の部材であり、径方向中間よりやや外周寄りに、スリーブ２８の外周面と同軸の内周面を有する円筒部６１ｂが形成されている。

クラッチピストン６１の軸方向オイルポンプ１８側には略円板状のシールプレート７１が設けられている。シールプレート７１の内周側はスリーブ２８の小径側外周面にシール部材を介して嵌着され、クラッチピストン６１から離れる方向に移動しないようにスナップリング７５で係止されている。またシールプレート７１の外周側は、シール部材を介してクラッチピストン６１の円筒部６１ｂの内周面に摺接している。従って、油圧サーボ６０の制御油圧室６２が、シールプレート７１とクラッチピストン６１の互いに対向する面と、クラッチピストン６１の円筒部６１ｂの内周面と、スリーブ２８の外周面（小径側外周面）とで形成されている。

図略のコントロールバルブから、オイルポンプカバー１８ａやスリーブ２８に形成された油路を経由して制御油圧室６２に油圧が供給されると、クラッチピストン６１がオン方向（シールプレート７１から離れる方向）にストロークする。クラッチピストン６１とキャリヤ２１ｃとの間には、同心円上に複数配置されたリターンスプリング６５（コイルスプリング）が設けられている。リターンスプリング６５はクラッチピストン６１をオフ側に常時付勢し、そのオフ時にクラッチピストン６１がオン側に移動することを防止している。

また、キャリヤ２１ｃの外周側にはハブ部８０が形成されている。ハブ部８０は、多板クラッチを構成するフリクションプレート８２の内周側に設けられ、フリクションプレート８２をガイドしつつ支持する部材である。ハブ部８０は、全体としてスリーブ２８と同軸の略円環状部材である。キャリヤ２１ｃのハブ部８０の内周側、クラッチピストン６１近傍において、円筒部８６が形成されている。そしてクラッチピストン６１の円筒部６１ｂの外周面が、シール部材を介して円筒部８６の内周面に摺接する。

このように、クラッチピストン６１及び油圧サーボ６０が、ハブ部８０ないしはハブ部８０と連結された部材に設けられているので、ハブ部８０と一体回転する。つまりクラッチピストン６１及び油圧サーボ６０はキャリヤ２１ｃと一体回転する。

上述のようにキャリヤ２１ｃは、常にタービン軸１７に対して一定の割合で減速回転する安定的な回転要素である。従って油圧サーボ６０は、変速に伴う遠心力油圧の変動が殆どなく、過渡的な影響を極めて受け難い。また、油圧サーボ６０の回転速度がタービン軸１７の回転速度よりも常に小さいので、遠心力油圧自体が常に小さく、遠心力油圧過大に伴う悪影響（例えば外周側ピストンシールの吹き抜け）も受け難い。このように当実施形態では、油圧サーボ６０の制御安定性が効果的に高められている。

さらに当実施形態のクラッチピストン６１は、上述のようにハブ部８０側に設けられているので、従来の一般的な構造、すなわちピストンドラムにクラッチピストンを格納し、その中でクラッチピストンを作動させるという構造をとる必要がない。つまり油圧サーボ６０の構成要件としてピストンドラムが省略されており、その分コンパクト化が図られている。

さらに、クラッチピストン６１の摺接部や油圧サーボ６０の制御油圧室６２をハブ部８０の内周側に配設することにより、一層の軸方向の短縮化、コンパクト化が図られている。

また、クラッチピストン６１とキャリヤ２１ｃの互いに対向する面と、ハブ部８０（ハブ部内周側部材８６）の内周面と、スリーブ２８外周面（大径側外周面）とで油圧サーボ６０のバランス油圧室６７が形成されている。バランス油圧室６７には、ごく低圧の潤滑油が供給される。

このようにバランス油圧室６７を備えたバランスピストン機構により、油圧サーボ６０に作用する見かけの遠心力油圧が低減されている。すなわち、クラッチピストン６１を挟んで制御油圧室６２に作用する遠心力油圧と略等しい遠心力油圧がバランス油圧室６７にも作用するので、両者がバランス（相殺）し、あたかも遠心力油圧が低減したかのような効果が得られる。つまり油圧サーボの制御安定性をさらに向上することができる。

また、バランス油圧室６７をハブ部８０の内周側に配設することにより、軸方向の短縮化、コンパクト化が図られている。

さらにバランス油圧室６７が、キャリヤ２１ｃの一部（クラッチピストン６１に対向する面）を利用して構成されている。つまり従来の一般的な構造に見られるような、バランス油圧室を形成するための別途シールプレートが省略されているので、構造の簡素化とコンパクト化が図られている。

また、ピニオン２１ｂを支持するピニオンシャフト２７には、ピニオン２１ｂを潤滑するためのピニオン潤滑油路２７ａが形成され、キャリヤ２１ｃのバランス油圧室６７を形成する部分とピニオン潤滑油路２７ａとが連通されている。

このように、キャリヤ２１ｃの一部がバランス油圧室６７を構成することを利用して、ピニオン２１ｂへの潤滑油を、バランス油圧室６７及びピニオン潤滑油路２７ａを経由させる簡易な構造で容易に導いている。

次に、ハブ部８０とクラッチピストン６１との嵌合構造について説明する。

図４は、ハブ部８０をオイルポンプ１８側（クラッチピストン６１側）から見た斜視図である。ハブ部８０の本体部であるハブ部本体８１には、軸方向に延びるスプライン８１ｃが形成されている。ハブ部本体８１の、クラッチピストン６１に対向する部位の周方向の複数個所（当実施形態では４箇所）切欠かれ、ハブ側切欠部８１ａとなっている。そしてその残部（切欠かれていない部分）はハブ側嵌合部８１ｂとなっている。

図５は、クラッチピストン６１とハブ部８０とを、その組み付け状態で示す斜視図である。この図に示すように、クラッチピストン６１のハブ側嵌合部８１ｂに対応する位置に、切欠き（軸方向の貫通孔）が設けられ、ピストン側切欠部６１ａが形成されている。そしてハブ部８０とクラッチピストン６１とは、ハブ側嵌合部８１ｂとピストン側切欠部６１ａとが嵌合するように軸方向にオーバーラップ配置されている。クラッチピストン６１は、このようなオーバーラップ状態を維持しつつ軸方向にストロークする。

このようなオーバーラップ配置が可能となるのは、クラッチピストン６１をハブ部８０側に設けているからである。すなわち、クラッチピストン６１とハブ部８０との相対回転がないからである。双方に相対回転があれば、互いの干渉を避けるためのクリアランスを設ける必要があるが、当実施形態ではその必要がない。そこでハブ部８０とクラッチピストン６１とを軸方向にオーバーラップ配置（マイナスクリアランス）することにより、実質上のクリアランスを容易に０とすることができる。つまりその分、軸方向の短縮化、コンパクト化が図られている。

またこのような構造とすることにより、ハブ部８０とクラッチピストン６１との一体回転が一層確実となり、第１回転速度センサ９２の検出精度を高めることができる。

なお図５に示すように、クラッチピストン６１には、各ピストン側切欠部６１ａの内側に突出する突起６１ｃが設けられ、ハブ部８０のスプライン８１ｃに嵌合している。こうすることにより、ハブ部８０とクラッチピストン６１との回転方向のガタが可及的に詰められているので、第１回転速度センサ９２の検出精度が一層高められている。

次に第１クラッチ３１の多板クラッチ８２，８３について説明する。多板クラッチ８２，８３は、フリクションプレート８２とディスクプレート８３とを軸方向に交互に並べて成る。これらの各プレートは、その解放状態で、軸方向に互いに僅かな隙間（クラッチクリアランス）を有している。フリクションプレート８２は、金属製の円環板の両面に摩擦材（フェーシング材）が貼付されたものである。摩擦材の表面には、クラッチ解放時の引きずり抵抗を低減するために、潤滑油の流れを促進し、また油膜を切るための溝が形成されている。フリクションプレート８２の内周側には、ハブ部８０のスプライン８１ｃに嵌合する凹凸が形成されており、ハブ部８０と一体回転する。フリクションプレート８２は、スプライン８１ｃに沿ってクラッチクリアランスの範囲内で移動自在である。

一方、ディスクプレート８３は、金属製の円環板である。ディスクプレート８３の外周側には、ドラム８９の内周側に形成されたスプライン８９ａに嵌合する凹凸が形成されており、ドラム８９と一体回転する。ディスクプレート８３は、スプライン８９ａに沿ってクラッチクリアランスの範囲内で移動自在である。

但しディスクプレート８３のうち、両端のディスクプレート８３ａはフリクションプレート８２と同様、ハブ部８０側に設けられている。また端部ディスクプレート８３ａは、倒れ防止や熱吸収を促進するために、中間に設けた他のディスクプレート８３よりも厚肉となっている。

また端部ディスクプレート８３ａには、その内側の片側のみに摩擦材が貼付されている。これは、クラッチピストン６１をハブ部８０側に設けた構造としつつ、ハブ部８０側にフリクションプレート８２を設けるための工夫である。つまりクラッチピストン６１をハブ部８０側に設けた場合、一般的な配列（端部ディスクプレート８３ａに摩擦材を貼付しない配列）ではドラム８９側にフリクションプレート８２が設けられるところ、当実施形態のようにすることにより、ハブ部８０側にフリクションプレート８２を設けることができる。こうすることにより、潤滑油が導かれ、かつ常時安定的に回転するハブ部８０側にフリクションプレート８２の摩擦材を配置することができるので、その溝の効果（引きずり抵抗低減）を顕著に得ることができる。

油圧サーボ６０によって第１クラッチ３１がオンとされると、クラッチピストン６１がハブ部８０側にストロークし、クラッチクリアランスを詰め、多板クラッチ８２，８３を押圧する。押圧された多板クラッチ８２，８３は、摩擦材を介して互いに締結し、全体としてハブ部８０とドラム８９とを締結させる。

次に、多板クラッチ８２，８３の潤滑形態について説明する。通常、多板クラッチの潤滑は、ハブ部の内周側から外周側に貫通する潤滑穴に潤滑油を導くことによって行われる。しかし当実施形態のようにハブ部８０の内周面にクラッチピストン６１を摺接させた場合、その部分において潤滑穴を設けることができず、多板クラッチ８２，８３の潤滑が不充分となる虞がある。

そこで当実施形態では、ハブ部８０を２層構造としている。すなわち、ハブ部８０の内周部をキャリヤ２１ｃで形成し、外周部をキャリヤ２１ｃとは別体のリング状部材（ハブ部本体８１）とし、その両者を、両者の内外周間に僅かな隙間ができるように嵌合させ、その隙間をクラッチ潤滑油路８８とするような構造にしている。

そして、ハブ部８０の内周面でバランス油圧室６７を形成しない部分とクラッチ潤滑油路８８とを連通する第１潤滑穴８７と、クラッチ潤滑油路８８とハブ部８０の外周面とを連通する第２潤滑穴８５とを設けている。こうすることにより、ハブ部８０の内周面でバランス油圧室６７を形成しない部分から第１潤滑穴８７、クラッチ潤滑油路８８および第２潤滑穴８５を経由して多板クラッチ８２，８３の軸方向全域に亘って潤滑油を導いている。

ここで、第２潤滑穴がハブ部８０の内周面に開口しないので、クラッチピストン６１の作動に影響を与えることがない。また、ハブ部８０を２重構造とすることにより、クラッチ潤滑油路８８の径方向長さを短くすることができ、径方向のコンパクト化を図ることができる。例えば軸方向の穴加工によってクラッチ潤滑油路８８を形成するような方法に比べ、径方向の短縮化に有利である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば本発明は、図１に示す概略構成を有する自動変速機に限定するものではない。またクラッチピストン６１と油圧サーボ６０の構造は、必ずしも上記構造に限定するものではなく、ハブ部ないしハブ部と連結された部材に設けられていれば、他のいかなる構造をとるのも可である。

また、回転速度センサとして、第１回転速度センサ９２、第２回転速度センサ９４および第３回転速度センサ９６を全て備える必要はない。第１回転速度センサ９２のみ、第１回転速度センサ９２と第２回転速度センサ９４、第１回転速度センサ９２と第３回転速度センサ９６、といった組合せも可である。

本発明の一実施形態に係る自動変速機の概略構成図である。 上記自動変速機の部分断面図である。 図２の部分拡大図である。 上記自動変速機のハブ部をオイルポンプから見た斜視図である。 上記自動変速機のクラッチピストンとハブ部とを、その組み付け状態で示す斜視図である。

符号の説明

１ 自動変速機
３ 変速機ケース
１７ タービン軸（入力軸）
１８ｂ ボス部
２１ 第１プラネタリギヤセット（常時減速プラネタリギヤセット）
２１ａ サンギヤ
２１ｃ キャリヤ（常時減速プラネタリギヤセットの出力部）
２１ｄ リングギヤ
２４ 第４プラネタリギヤセット（後続プラネタリギヤセット）
２４ａ サンギヤ（後続プラネタリギヤセットの入力部）
２５ 出力ギヤ（後続プラネタリギヤセットの出力部）
２８ スリーブ
６０ 油圧サーボ
６１ クラッチピストン
６１ａ ピストン側切欠部
６１ｂ クラッチピストンの円筒部
６７ バランス油圧室
７１ シールプレート
７７ センシングロータ（被検出部）
８０ ハブ部
８１ｂ ハブ側嵌合部
８２ フリクションプレート（多板クラッチ）
８３ ディスクプレート（多板クラッチ）
８９ ドラム
９２ 第１回転速度センサ
９４ 第２回転速度センサ
９６ 第３回転速度センサ

Claims (6)

1. 入力軸と、
   該入力軸の回転を常時減速して出力する常時減速プラネタリギヤセットと、
   該常時減速プラネタリギヤセットの出力回転を入力とする後続プラネタリギヤセットと、
   上記常時減速プラネタリギヤセットの出力部と上記後続プラネタリギヤセットの入力部との間に設けられた多板クラッチと、
   該多板クラッチを押圧するクラッチピストンと、
   該クラッチピストンを制御する油圧サーボとを備え、
   上記多板クラッチの内周側に設けられたハブ部が上記常時減速プラネタリギヤセットの上記出力部に連結されるとともに、上記多板クラッチの外周側に設けられたドラムが上記後続プラネタリギヤセットの上記入力部に連結される自動変速機であって、
   上記常時減速プラネタリギヤセットの出力回転速度を検出する第１回転速度センサを上記ドラムの外周側に備え、
   上記クラッチピストン及び上記油圧サーボは、上記ハブ部ないしは該ハブ部と連結された部材に設けられ、
   上記第１回転速度センサの被検出部が、上記クラッチピストンに連結されるとともに上記ドラムの外周側に延設された部材に設けられていることを特徴とする自動変速機。
2. 上記ハブ部は、上記ピストンに対向する部位の周方向の複数個所が切欠かれ、その切欠残部であるハブ側嵌合部が形成され、
   上記クラッチピストンには、上記ハブ側嵌合部に対応する部位が切欠かれたピストン側切欠部が形成され、
   上記ハブ部と上記クラッチピストンとは、上記ハブ側嵌合部と上記ピストン側切欠部とが嵌合するように軸方向にオーバーラップ配置されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
3. 上記ドラムの回転速度を検出する第２回転速度センサが、上記第１回転速度センサに隣接配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機。
4. 上記ドラムに隣接して設けられた上記後続プラネタリギヤセットの出力部と、
   該後続プラネタリギヤセットの出力部の回転速度を検出する第３速度センサとを備え、
   上記第３速度センサが、上記第１回転速度センサに近接配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の自動変速機。
5. 変速機ケースに固定されるとともに上記入力軸方向に延びて該入力軸が挿通されるボス部を備え、
   上記常時減速プラネタリギヤセットはリングギヤ入力、キャリヤ出力であり、サンギヤが上記ボス部に固定されたものであって、
   上記ハブ部は、上記キャリヤと連絡されるとともに上記ボス部上に回転自在に設けられたスリーブと連絡され、
   上記クラッチピストンは、上記ハブ部の内周面と上記スリーブの外周面とに摺接することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動変速機。
6. 上記クラッチピストンには、上記スリーブ外周面と同軸かつ該スリーブ外周面より大径の内周面を有する円筒部が形成され、
   上記クラッチピストンの同軸上に隣接されるとともに、内周部が上記クラッチピストンから離れる方向への移動不能に上記スリーブ外周面に係止され、外周部が上記クラッチピストンの上記円筒部の上記内周面に摺接するシールプレートを備え、
   上記油圧サーボの制御油圧室が、上記シールプレートと上記クラッチピストンの互いに対向する面と、上記クラッチピストンの上記円筒部の上記内周面と、上記スリーブの外周面とで形成されていることを特徴とする請求項５記載の自動変速機。

Images