JPS61155716A - 変速機のトルク検出装置 - 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 本発明は、変速機のトルク検出装置に関するものである
。

（ロ）従来の技術 油圧を用いて制御を行う無段変速機、自動変速機などの
変速機には、油圧値の制御、変速制御などのために回転
軸のトルクに対応する油圧を必要とするものがある。こ
のような場合、従来は回転軸のトルクを例えばトルクセ
ンサーによって電気的に検出し、これを電気・油圧変換
装置によって油圧に変換している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のような従来の変速機のトルク検出装置に
よる場合には、回転軸のトルクを電気的に検出する装置
及び電気信号を油圧信号に変換する装置を必要とし１価
格が非常に高いものになるという問題点がある０本発明
は、このような問題点を解決することを目的としている
。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、回転軸のトルクをねじり部材（例えば、トー
ションバー）を用いて機械的に検出し。

電気信号を介在させることなくトルクに応じた油圧を検
出することにより、上記問題点を解決する。すなわち、
第１発明による変速機のトルク検出装置は、変速機の動
力伝達用の２つの回転軸間に設けられたねじり部材（ト
ーションバー）と。

２つの回転軸の回転方向への相対的変位に応じて油圧を
調整する油圧装置と、を有している。

また、遊星歯車装置を用いてトルクの検出をより高い精
度で達成し、しかも遊星歯車装置を変速用又は前後進切
換用に兼用することもできる。すなわち、第２発明によ
る変速機のトルク検出装置は、変速機の動力伝達用の２
つの回転軸間に設けられたねじり部材と、それぞれサン
ギア、ピニオンキャリア及びインターナルギアの３要素
から成る第１及び第２遊星歯車組と、を有しており、第
１及び第２遊星歯車組を構成する３要素９うちの第１要
素（例えば、サンギア）はそれぞれ第１回転軸及び第２
回転軸に対して連結され、第１及び第２遊星歯車組の３
要素のうちの第２！ｌｉ！素（例えば、ピニオンキャリ
ア）は剛性を有する部材によって互いに連結され、第１
遊星歯車組の第３要素（例えば、インターナルギア）は
静止部に対して連結され、また第２遊星歯車組の第３要
素は変位に応じて油圧を調整する油圧装置に連結される
。

（ホ）作用 ２つの回転軸を通してトルクが伝達されると、ねじり部
材のねじれによって２つの回転軸間に回転方向の相対的
な変位を生ずる。この変位に応じて油圧装置が作用し、
変位に応じた油圧、すなわちトルクに応じた油圧を発生
させる。なお、第２発明の場合には遊星歯車装置によっ
て変位が拡大されるため、より精度良くトルクに対応し
た油圧を得ることができる。しかも、遊星歯車ＩＩは変
速用又は前後進切換用にも使用されるため、変速機を大
型化させることなく効率良い配置とすることができる。

（へ）実施例 （第１ＪＡ明の実施例） 第１〜６図に第１ＪＡ明の実施例を示す、第１回転軸１
０はベアリング１２によってケーシング１４に対して回
転可能に支持されている。第２回転軸１６はベアリング
１８によってケーシング１４に対して回転可能に支持さ
れると共にその先端部は第１回転輪ｌＯの内径部１０ａ
にはめ合せである。第１回転軸ｌＯと第２回転軸１６と
はトークいンバ−２０（ねじり部材）によって連結され
ている。すなわち、トーシ璽ンバー２０の両端に設けた
外スプラインをそれぞれ第１回転軸ｌＯ及び第２回転輪
１６の内スプラインとかみ合せである。第１回転輪ｌＯ
と第２回転軸１６とによって区画される室２２に連通ず
るように第１回転軸１０の外径部から半径方向の穴２４
が設けられている。穴２４は第１回転軸１０外周のみぞ
２６と連通している。みぞ２６の両側にシールリング２
８及び３０が設けられており、これによって第１回転軸
１０とケーシング１４との間を密封している。ケーシン
グ１４にはみぞ２６と連通する位置に開口する油路３２
が設けられている。油路３２には油圧限からライン圧が
供給されている。シールリング３０に隣接して同様のシ
ールリング３８が設けられており、第１回転軸１０外周
のシールリング３０とシールリング３８との間の部分に
みぞ４０が設けられている。ケーシング１４の油路４２
がみぞ４０と連通するように設けられている。油路４２
は、オリフィス３６を介してドレーン油路３４と接続さ
れている。第１回転輪１０には内径部１０ａとみぞ４０
とを連通ずる２つの半径方向の穴４４及び４６が設けら
れている（！１２図参照）、また、第２回転輪１６にも
穴４４及び４６と同じ軸方向位置に長穴４８が設けられ
ている。長穴４８は第１回転軸ｌＯと第２回転軸１６と
の間にトルクが作用していないとき（すなわち、トーシ
璽ンバー２０がねじれていないとき）に、穴４４と穴４
６との間の中間位置にくるように設定しである。これら
の長穴４８．穴４４、穴４６、油路４２、オリフィス３
６等が油圧装置を構成する。

次にこの実施例の作用について説明する。第１回転輪１
０にトルクが作用するとそのトルクはトーク、ンバー２
０を介して第２回転輪１６に伝達される。その際トーク
、ンバー２０は作用するトルクに応じた量だけねじれを
生ずる。このため、第１回転軸ｌＯと第２回転軸１６と
がトーションパー２０のねじれに応じた量だけ回転方向
に相対的に変位する。これにより、トルクの作用方向に
応じて第３図又は第４図に示すように長穴４８が穴４４
又は穴４６と連通する。穴４４又は穴４６と長穴４８と
の連通部の断面積は、第１回転輪１０と第２回転軸１６
との相対的変位が大きいほど、すなわちトーク、ンバー
２０を介して伝達されるトルクが大きいほど、大きくな
る。この可変連通部の面積と作用するトルクとの関係は
、例えば第５図に示すような関係となる。油路３２に供
給されているライン圧は、みぞ２６、穴２４、室２２及
び長穴４８を通してこの可変速◆部に達し、更に穴４４
又は穴４６、及びみぞ４０を通して油路４２に達する。

油路４２の油の一部はオリフィス３６を通して排出され
る。油路４２には可変連通部の断面積が大きいほど多量
の油が供給されるため、油路４２の油圧は可変連通部の
面積に応じたものとなる。すなわち、油路４２の油圧は
トーク、ンバー２０に作用するトルクに応じて第６図に
示すような特性となる。結局、油路４２の油圧は第１回
転軸１０及び第２回転軸１６を介して伝達されるトルク
に応じた油圧となる。第１回転軸１０及び第２回転輪１
６をエンジンから変速機へトルクを入力する軸とすれば
油路４２の油圧はエンジントルクに応じた油圧となる。

この油路４２の油圧を例えば図示してないレギュレータ
バルブに作用させることにより、ライン圧をエンジント
ルクに応じたものとすることができる。また、第１回転
軸ｌＯ及び第２回転軸１６を変速機からファイナルユニ
ットへの出力軸とすると、油路４２は車両の駆動トルク
に対応した油圧となる。

（第２発明の第１実施例） 第７図に第２発明の第１実施例を示す、この実施例は、
■ベルト式無段変速機構の入力側に前後進切換機構を兼
ねるトルク検出装置を設けたものである。エンジン６０
の回転力は流体継手６１を介して入力軸６２に入力され
る。入力軸６２は前進用クラ、チロ３を介して１１回転
軸６４と連結可能である。また、入力軸６２は後進用ク
ラッチ６５を介して第１遊星肯車組６６のピニオンキャ
リア６７と連結可能である。第１回転軸６４は第１遊星
歯車組６６のサンギア６８と連結されており、マタトー
ションバ−６９（ねじり部材）を介して第２回転軸７０
と連結されている。＄２２回転７０には第２遊星歯車組
７１のサンギア７２が連結されている。第１遊星歯車組
６６のピニオンキャリア６７は互いにかみ合う２つのピ
ニオンギア７３及び７４を有しており、ピニオンギア７
３はサンギア６８とかみ合い、またピニオンギア７４は
ケーシングに固定されたインターナルギア７５とかみ合
うようにしである。第２遊星歯車組７１のピニオンキャ
リア７６も互いにかみ合う２つのピニオンギア７７及び
７８を有している。ピニオンギア７８はサンギア７２と
かみ合っており、またピニオンギア７７はインターナル
ギア７９とかみ合っている。第１ｉｄ星歯車組６６のピ
ニオンキャリア６７と、第２遊星歯車組７１のピニオン
キャリア７６とは十分な剛性を有する部材によって連結
されている。インターナルギア７９は、第８図に示すよ
うに、一体のアーム７９ａを有しており、このアーム７
９ａはプラグ８０に押し力を作用するようにしである。

プラグ８０は、軸方向に移動可能であり、スプリング８
１を介して調圧弁８２のスプール９２に押し力を作用す
るようにしである０ｇ４圧弁８２は周知の調圧弁であり
、油路８３の油圧を油圧源とし、油路８４にスプリング
８１の力に対応した油圧を出力する。これらプラグ８０
、スプリング８１．調圧弁８２なとが油圧装置を構成す
る。第２回転軸７０には駆動プーリ８５が設けられてお
り、この駆動プーリ８５はこれと平行に配置された従動
プーリ８６とＶベルト８７によって伝動可能に連結され
ている。従動プーリ８６は歯車対８８、回転軸８９．及
びピニオンギア９０を介してファイナルユニット９１と
伝動可能に連結されている。

次にこの実施例の作用について説明する。前進用クラッ
チ６３が締結され、後進用クラッチ６５が解放された状
態では、入力軸６２の回転力は第１回転軸６４及びトー
ションバー６９を介して第２回転軸７０に伝達される。

その際の第２回転軸７０の回転方向は入力軸６２の回転
方向と同一である。上記回転力の伝達の際、トーション
バー６９は作用するトルクに応じて回転方向の変位を化
スル、トーションバー６９にねじれを発生するため、サ
ンギア６８とサンギア７２とが相対的に回転方向に変位
する。ピニオンキャリア６７とピニオンキャリア７６と
は剛性を有する部材によって一体に連結されているため
、サンギア６８とサンギア７２との相対的変位に応じて
インターナルギア７５とインターナルギア７９に相対的
変位を生ずることになる。インターナルギア７５＃ケー
シングに対して固定されているため、インターナルギア
７９が所定量だけ回転方向に変位することになる。イン
ターナルギア７９の回転角度は、サンギア７２とインタ
ーナルギア７９との歯数比に応じてサンギア７２の回転
角度よりも増大される。

インターナルギア７９の回転方向の変位はプラグ８０の
軸方向の変位に変換され、更にスプリング８１によって
力に変換され、調圧弁８２のスプール９２に作用する。

従って、油路８４の油圧はインターナルギア７９の回転
角度に応じた油圧となる。インターナルギア７９の回転
角度は、＊ｔのように、トーシ璽ンバー６９のねじれ角
、すなわちトーションバー６９に作用するトルクに対応
している。従って、油路８４の油圧は駆動プーリ８５へ
の入力トルクに対応したものとなる。この油路８４の油
圧を用いて図示してないレギュレータバルブを制御する
ことにより、駆動プーリ８５への入力トルクに対応した
ライン圧を得ることができ、これにより駆動プーリ８５
及び従動プーリ８６を効率良く作動させることができる
。

逆に、前進用クラッチ６３を解放し、後進用クラッチ６
５を締結させた場合には、入力軸６２の回転力はピニオ
ンキャリア６７及びピニオンキャリア７６に入力される
。これにより、サンギア６８及びサンギア７２は入力軸
６２とは逆方向に回転する（すなわち、後進状態）、こ
の場合にもトーシ璽ンバー６９が作用するトルクに応じ
てねじれを発生するため、上述の場合と同様にトルクを
油路８４の油圧として検出することができる。

（纂２発明の第２実施例） 第９図に第２発明の第２実施例を示す、この実施例は、
前進用クラッチ６３及び後進用クラッチ６５と、Ｍ１ｍ
星歯車組６６及び第２遊星歯車組７１との軸方向の配置
を前述の第１実施例とは逆にしたものである。この実施
例においても第１実施例と全く同様の作用を得ることが
できる。

（第２発明の第３実施例） 第１Ｏ図に第２発明の第３実施例を示す、この実施例は
、オーバドライブ付き４速自動変速機のオーバドライブ
用遊星歯車装置にトルク検出装置を設けたものである。

３速自動変速機構部１００は２組の遊星歯車組を用いた
周知の前進３速後進１速の装置であり、その出力軸にト
ルク検出装置が設けられている。トルク検出装置は、前
述の第７図に示した第１実施例の前進用クラッチ６３が
直結クラッチ１０１となり、後進用クラッチ６５がオー
バドライブ用クラッチ１０２となり、またピニオンキャ
リアが１つのビニオンギアを有する形式の遊星歯車組６
６′及び７１′となっている煮貝外は同様の構成である
。このような構成により、直結クラッチ１０１を作動さ
せれば３速自動変速機構部の回転をそのまま出力軸１０
３に伝達することができ、またオーバドライブ用クラッ
チ１０２を締結すれば出力軸１０３を増速させた状態で
回転させることができる。また、その際伝達されるトル
クに応じてトーションバー６９にねじれを生じ、前述と
同様にしてトルクに応じた油圧を検出することができる
。なお、この実施例ではトルク検出部を３速自動変速機
構部１００の出力側に設けたが入力側に配置することも
できる。

なお、以上説明した実施例では、ねじり部材としてトー
ションバーを用いたが、作用するトルクに２じてねじれ
を発生するものであれば、その他の部材であっても差し
支えない、また、油圧装置も、遊星歯車の１要素の回転
を油圧に変換し得るものであれば、説明した実施例以外
のものであってもよい。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、ねじり部材（
トーションバー）のねじれ角を機械的に検出してこれを
油圧に変換するようにしたので、電気信号を介在させる
ことなくトルクに対応した油圧を得ることができ、トル
クセンサー、電気・油圧変換装置等が不要となり、価格
を低減することができる。また、ねじり部材のねじれを
遊星歯車機構を用いて拡大して取り出すことにより、よ
り精度の高いトルクの検出を行なうことができる。しか
も、遊星歯車装置は前後進切換用又は変速用のものと兼
用することができ、価格及びスペースを節約することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の実施例を示す図、第２図は第１図の
Ｉｌ−１１線に沿う断面図、第３図はトルクが作用した
状態のＩｌ−Ｉｌ線に沿う断面図、第４図は逆向きのト
ルクが作用した場合のｌｌ−Ｉｌ線に沿う断面図、第５
図はトルクと可変連通部面積との関係を示す図、第６図
はトルクと油圧との関係を示す図、＄７ｒｌＪは！２発
明の第１実施例を示す図、第８図は＠７図ｆ）　ＶＩＩ
Ｉ　−Ｖｌｌｌｌｉ　ニ沿つ断面図、第９図は第２発明
の第２実施例を示す図、第１０図は！ｓ２発明の第３実
施例を示す図である。 １０．１８−拳９回転軸、２０−・・トーク。 ンバー（ねじり部材）、６４，７０・・・回転軸、６８
．７１−・−遊星歯車組、６９・書・トーションバー。 特許出願人　　日　産　自　動　車　株　式　会　社代
理人　　　　　　弁　　理　　士　　　　　宮　　内　
　利　　行第１゛図 第２１！！１ 第３図　　　　　　　第４図 第５ＷＪ １８図 トルク 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変速機の動力伝達用の２つの回転軸間に設けられた
   ねじり部材と、２つの回転軸の回転方向への相対的変位
   に応じて油圧を調整する油圧装置と、を有する変速機の
   トルク検出装置。 ２、変速機の動力伝達用の第１回転軸と第２回転軸との
   間に設けられたねじり部材と、それぞれサンギア、ピニ
   オンキャリア及びインターナルギアの３要素から成る第
   １及び第２遊星歯車組と、を有しており、第１及び第２
   遊星歯車組を構成する。 ３要素のうちの第１要素をそれぞれ第１回転軸及び第２
   回転軸に対して連結し、第１及び第２遊星歯車組の３要
   素のうちの第２要素を剛性を有する部材によって互いに
   連結し、第１遊星歯車組の第３要素を静止部に対して連
   結し、第２遊星歯車組の第３要素を回転方向の変位に応
   じて油圧を調整する油圧装置に連結した変速機のトルク
   検出装置。