專利名稱：雙連接和斷開裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種離合器或制動器等的連接和斷開裝置。更具體地說，本發明涉及一種其中一對連接和斷開裝置沿軸向方向串聯地設置的雙連接和斷開裝置。
背景技術：
使用多個行星齒輪組、離合器和制動器的車輛用自動變速器是公知的。作為一個示例的日本專利未審定公告No.中公開的自動變速器設置有雙連接和斷開裝置，所述裝置具有(i)第一液壓缸，通過將液壓流體供應到壓力室中而使活塞在第一液壓缸中沿平行于雙連接和斷開裝置的軸線的第一方向移動；(ii)一體地設置在公共支承部件(即，輸入軸2)上并且在沿第一方向鄰近于第一液壓缸的位置中與第一液壓缸同心的第二液壓缸，通過將液壓流體供應到壓力室中而使活塞在第二液壓缸中沿第一方向移動；(iii)設置在一體地安裝于所述支承部件上的第一液壓缸的缸筒的側壁部上的圓柱形連接鼓(筒)，所述連接鼓以所述軸線為中心并且沿第一方向伸出；(iv)比所述第二液壓缸更接近(further to)第一方向側定位的第一摩擦接合裝置(即，離合器)，所述第一摩擦接合裝置具有(a)設置在所述連接鼓上的多個摩擦部件，該連接鼓可圍繞軸線相對于第一連接部件(即，太陽齒輪)轉動，所述多個摩擦部件不可相對于所述連接鼓轉動，以及(b)設置在所述第一連接部件上的多個摩擦部件，所述多個摩擦部件不可相對于所述第一連接部件轉動，通過使第一液壓缸的活塞沿第一方向移動并且使所述連接鼓的所述多個摩擦部件與所述第一連接部件的多個摩擦部件相接合，所述第一摩擦接合裝置經由連接鼓將所述支承部件與所述第一連接部件相連接；以及(v)比所述第二液壓缸更接近第一方向側并且沿軸向方向鄰近于所述第一摩擦接合裝置的第二摩擦接合裝置(即，離合器)，所述第二摩擦接合裝置具有(a)設置在所述連接鼓上的多個摩擦部件，該連接鼓可圍繞軸線相對于第二連接部件(即，太陽齒輪)轉動，所述多個摩擦部件不可相對于所述連接鼓轉動，以及(b)設置在所述第二連接部件上的多個摩擦部件，所述多個摩擦部件不可相對于所述第二連接部件轉動，通過使第二液壓缸的活塞沿第一方向移動并且使所述連接鼓的所述多個摩擦部件與所述第二連接部件的多個摩擦部件相接合，所述第二摩擦接合裝置經由連接鼓將所述支承部件與所述第二連接部件相連接。第一液壓缸的活塞還用作第二液壓缸的缸筒。所述活塞以不可相對于所述連接鼓轉動的方式與所述連接鼓相接合。所述第二摩擦接合裝置的摩擦部件以不可相對于所述活塞轉動的方式裝配在所述活塞上并且由連接到所述活塞的止動器部件(即，卡環)將其保持在適當位置中。
然而，在這種雙連接和斷開裝置中，由于位于筒狀的第一缸中的第二液壓缸和第二摩擦接合裝置能夠沿軸向方向移動，因此這些部件的滑動阻力等導致一個壓力室中的液壓影響另一個壓力室中的液壓。因此，難以同時精細地控制第一摩擦接合裝置的接合扭矩和第二摩擦接合裝置的接合扭矩，從而限制了這兩個摩擦接合裝置的使用。
而且，由于第二摩擦接合裝置的摩擦部件以不可相對于第一液壓缸的活塞轉動的方式裝配在第一液壓缸的活塞上，除設置在缸筒上的連接鼓之外，圓柱形鼓和花鍵齒等必須被設置在所述活塞上，這導致復雜的活塞形狀和較高的制造成本。另外，當第二摩擦接合裝置接合時，由于扭矩經由第一液壓缸的活塞傳遞，因此第一液壓缸的活塞的工作阻力會根據所述第二摩擦接合裝置是接合還是斷開而變化，當難以接合和斷開第一摩擦接合裝置時，這會導致接合扭矩的不穩定控制。

發明內容
考慮到前述問題，本發明的一個目的是提供一種雙連接和斷開裝置，其中，第一摩擦接合裝置和第二摩擦接合裝置被安裝于一體地設置在第一液壓缸的缸筒上的連接鼓上，并且可以高精確度同時精細地控制兩個摩擦接合裝置的接合扭矩，并且活塞形狀被簡化成可容易并且低成本地制造整個裝置。
為了實現前述目的，本發明第一方面所涉及的雙連接和斷開裝置，所述裝置具有(a)第一液壓缸，通過將液壓流體供應到第一壓力室中而使活塞在所述第一液壓缸中沿與所述雙連接和斷開裝置的軸線基本平行的第一方向移動；(b)一體地設置在公共支承部件上并且在沿所述第一方向鄰近于所述第一液壓缸的位置中與所述第一液壓缸同心的第二液壓缸，通過將液壓流體供應到第二壓力室中而使活塞在所述第二液壓缸中沿所述第一方向移動；(c)設置在一體地安裝于所述支承部件上的所述第一液壓缸的缸筒的側壁部上的圓柱形連接鼓，所述連接鼓以所述軸線為中心并且沿所述第一方向伸出；(d)比所述第二液壓缸更接近所述第一方向側定位的第一摩擦接合裝置，所述第一摩擦接合裝置包括(i)設置在所述連接鼓上的第一摩擦部件，所述連接鼓可圍繞所述軸線相對于第一連接部件轉動，所述第一摩擦部件不可相對于所述連接鼓轉動；和(ii)設置在所述第一連接部件上的第二摩擦部件，所述第二摩擦部件不可相對于所述第一連接部件轉動，通過使所述第一液壓缸的所述活塞沿所述第一方向移動并且使所述連接鼓的所述第一摩擦部件與所述第一連接部件的所述第二摩擦部件相接合，所述第一摩擦接合裝置經由所述連接鼓將所述支承部件與所述第一連接部件相連接；以及(e)比所述第二液壓缸更接近所述第一方向側并且沿軸向方向鄰近于所述第一摩擦接合裝置的第二摩擦接合裝置，所述第二摩擦接合裝置包括(i)設置在所述連接鼓上的第三摩擦部件，所述連接鼓可圍繞所述軸線相對于第二連接部件轉動，所述第三摩擦部件不可相對于所述連接鼓轉動；和(ii)設置在所述第二連接部件上的第四摩擦部件，所述第四摩擦部件不可相對于所述第二連接部件轉動，通過使所述第二液壓缸的所述活塞沿所述第一方向移動并且使所述連接鼓的所述第三摩擦部件與所述第二連接部件的所述第四摩擦部件相接合，所述第二摩擦接合裝置經由所述連接鼓將所述支承部件與所述第二連接部件相連接，其中，(f)所述第二液壓缸的缸筒與所述第一液壓缸的所述活塞分離地設置，并且被一體地固定在所述支承部件上，以及(g)所述第一摩擦接合裝置的所述第一摩擦部件和所述第二摩擦部件以及所述第二摩擦接合裝置的所述第三摩擦部件和所述第四摩擦部件被從與所述第一方向相對(相反)的方向從所述連接鼓的位于所述第一方向側上的端部裝配進所述連接鼓中，并且被一體地連接到所述連接鼓上的止動器部件防止沿所述第一方向移動。
依照該雙連接和斷開裝置，第二液壓缸的缸筒與第一液壓缸的活塞分離地設置并且被一體地固定于所述支承部件。另外，通過連接到所述連接鼓的止動器部件防止第一摩擦接合裝置的摩擦部件和第二摩擦接合裝置的摩擦部件沿第一方向移動。因此，第一摩擦接合裝置的摩擦部件和第二摩擦接合裝置的摩擦部件在活塞壓在其上時摩擦接合。因此，第一液壓缸和第二液壓缸可獨立地使得第一摩擦接合裝置和第二摩擦接合裝置接合和斷開。因此，可以高精確度同時精細地控制第一摩擦接合裝置的接合扭矩和第二摩擦接合裝置的接合扭矩，這樣增加了其中可使用這對摩擦接合裝置的模式的自由度。例如，這對摩擦接合裝置可用于離合器對離合器的切換，其中一個裝置斷開同時另一個裝置接合。
而且，所述雙連接和斷開裝置還可以是，(a)在所述第一摩擦接合裝置和所述第二摩擦接合裝置中，沿所述軸向方向設置在所述第一方向側的相對側上的一個摩擦接合裝置的所述連接鼓側上的所述摩擦部件以不可相對于所述連接鼓轉動的方式安裝在所述連接鼓上；以及(b)與定位在所述第一方向側上的另一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件相接合的所述液壓缸的所述活塞穿過形成在所述一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件中的凹口并且抵靠在所述另一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件上。
依照這種結構，沿軸向方向設置在第一方向側的相對側上的摩擦部件，即鄰近于第二液壓缸設置的一個摩擦接合部件的連接鼓側上的摩擦部件以不可相對于所述連接鼓轉動的方式直接安裝于所述連接鼓上。而且，與位于第一方向側上的另一個摩擦接合裝置的摩擦部件相接合的液壓缸的活塞穿過所述一個摩擦接合裝置的摩擦部件中設置的凹口并且抵靠在另一個摩擦接合裝置的摩擦部件上。因此，在將摩擦部件以不可相對于所述第一液壓缸的活塞轉動的方式裝配于所述第一液壓缸的活塞時，無需如傳統中所做的那樣在所述活塞上設置圓柱形鼓和花鍵齒等。因此，活塞的形狀被簡化，從而可容易并且低成本地制造整個裝置。而且，無需擔心與另一個摩擦接合裝置相接合的液壓缸的活塞的工作阻力會根據所述一個摩擦接合裝置是接合還是斷開而變化，因此不管所述一個摩擦接合裝置是接合還是斷開，可以高精確度執行另一個摩擦接合裝置的接合和斷開期間的接合扭矩的不穩定控制。
另外，所述雙連接和斷開裝置還可以是，(a)在所述第一摩擦接合裝置和所述第二摩擦接合裝置中，由以不可相對于所述連接鼓轉動的方式裝配在所述連接鼓上的隔離件(間隔件)防止沿所述軸向方向設置在所述第一方向側的相對側上的一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件從所述第一方向側沿所述第一方向移動；以及(b)定位在所述第一方向側上的另一個摩擦接合裝置的所述連接鼓側上的所述摩擦部件以不可相對于所述隔離件轉動的方式裝配在所述隔離件上，并且由所述止動器部件防止其與所述隔離件一起沿所述第一方向移動。
依照這種結構，止動器部件通過所述隔離件防止沿軸向方向設置在第一方向側的相對側上的一個摩擦接合裝置的摩擦部件，即鄰近于第二液壓缸設置的一個摩擦接合裝置的接合部件上的摩擦部件沿第一方向移動。因此，與為一個摩擦接合裝置的摩擦部件和另一個摩擦接合裝置的摩擦部件設置單獨止動器部件的情況相比較，可沿軸向方向減小所述裝置的長度尺寸。而且，卡環通常用作止動器部件。然而，由于在將所述卡環裝配于環形槽中以便將其裝配在所述連接鼓中時必須沿軸向方向壓縮所述卡環(或在將所述卡環裝配于環形槽中之后必須沿徑向方向膨脹所述卡環)，因此必須增加所述卡環的徑向尺寸以使其大于與所述摩擦部件相接合所需的徑向尺寸，但是為了避免與接合另一個摩擦接合裝置的活塞相抵觸，只增加所述卡環被壓縮(或膨脹)的量(例如，只增加要裝配于所述連接鼓的環形槽中的卡環的量)。然而，當使用所述隔離件時，其徑向尺寸只需等于接合所述摩擦部件所需的尺寸而無需更大，因此與卡環的徑向尺寸相比較可減小所述隔離件的徑向尺寸。
另外，以基本直角彎曲而遠離所述連接鼓從而與所述一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件基本平行的環形凸緣一體地設置在所述隔離件的一端上。
依照該結構，由于所述凸緣被設置在用以防止一個摩擦接合裝置的摩擦部件沿第一方向移動的所述隔離件上，因此來自于所述活塞的壓力可被均勻地分布在所述摩擦部件大部分(大范圍)上。因此，限制了局部發熱和不均勻摩擦，并且可提高所述摩擦接合裝置在耐久性與接合力等方面的性能。而且，接觸所述隔離件的壓力板(即，摩擦部件)可被制造得更薄或完全省卻，從而降低成本并且可減小總長度。另外，通過設置凸緣，增加了所述隔離件本身的剛性，因此在所述隔離件上形成與另一個摩擦接合裝置的摩擦部件以及所述連接鼓相配合從而使得所述隔離件不可相對于所述摩擦部件以及所述連接鼓兩者轉動的花鍵的操作更容易，從而可降低制造成本。
而且，所述雙連接和斷開裝置可被構造成通過一體地設置有所述連接鼓的抵靠部防止所述隔離件沿與所述第一方向相對的方向移動，從而允許所述一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件的裝配，并且所述隔離件被保持在所述抵靠部與所述止動器部件之間的位置中。
因此，當一個摩擦接合裝置斷開時，可防止由摩擦接合裝置斷開時沿與第一方向相對的方向移動并且使得所述摩擦部件滑動接合從而導致可使得所述摩擦部件燒壞的摩擦損失和生熱性的所述隔離件引起的動力傳動效率和燃料效率方面的惡化。


圖1A是應用本發明的車輛用自動變速器的透視圖，而圖1B是示出用于實現每個速度(檔位)的摩擦元件的接合/斷開(脫開)組合的圖表；
圖2是用于圖1A和1B所示的示例性實施例的列線圖；圖3是詳細地示出圖1A所示車輛用自動變速器的離合器C1和C2的截面圖。
圖4是示出位于圖3所示離合器C2的連接鼓側上的摩擦部件與第一液壓缸的活塞之間關系的視圖；圖5A是圖3所示示例性實施例的局部截面圖，其中詳細地示出摩擦部件是如何與第二離合器C2的連接鼓相接合的，而圖5B是詳細地示出第一離合器C1中的連接鼓、隔離件和摩擦部件是如何相互接合的截面圖；圖6是與圖3相對應的截面圖，其中示出本發明的另一個示例性實施例；以及圖7也是與圖3相對應的截面圖，其中示出本發明的又一個示例性實施例。
具體實施例方式
本發明所涉及的雙連接和斷開裝置優選應用于車輛的動力傳輸裝置，諸如依照用作例如摩擦接合裝置的離合器和制動器的運轉狀態在多個速度(檔位)之間以及正向(前進)和反向(后退)之間進行切換的行星齒輪式自動變速器或正向反向(前進后退)切換裝置。而且，本發明所涉及的雙連接和斷開裝置還可應用于除車輛用動力傳輸裝置之外的動力傳輸裝置。
例如，本發明所涉及的液壓缸和摩擦接合裝置例如是圓柱形的并且以細長支承部件為中心。連接鼓一體地連接于第一液壓缸的缸筒的外部圓筒以便從那里連續。第一摩擦接合裝置和第二摩擦接合裝置容納在所述連接鼓的內周向側上。然而，各種其它形式也是可行的，諸如將所述連接鼓設置成其從第一液壓缸的內圓筒處連續并且將摩擦接合裝置設置在所述連接鼓的外周向側上，或使用圓柱形支承部件將液壓缸和摩擦接合裝置設置在連接鼓的內側上，或采用具有帶中心部的盤狀活塞的裝置作為第二液壓缸。
在第一摩擦接合裝置和第二摩擦接合裝置兩者中，優選使用多盤式離合器和制動器，其中至少兩個摩擦部件被設置在可相對于彼此轉動的兩個部件中的每一個上。然而，作為備選方案，也可使用單盤式摩擦接合裝置，其中只有一個摩擦部件設置在兩個部件中的每一個上。
支承部件與第一連接部件或第二連接部件之間的動力傳輸可以是動力可從支承部件傳輸到第一連接部件或第二連接部件，或者動力可從第一連接部件或第二連接部件傳輸到支承部件，或者甚至可根據具體情況改變動力傳輸的方向。另外，支承部件、第一連接部件和第二連接部件都可圍繞軸線轉動。或者，那些部件中的任何一個可被以不可圍繞軸線轉動的方式固定在殼體或類似部件上。另外，第一連接部件和第二連接部件可以是不相互連接并且可相對于彼此轉動，或者相互連接并從而一起轉動。
優選地，第二摩擦接合裝置是一個摩擦接合裝置而第一摩擦接合裝置為另一個摩擦接合裝置，反之亦可。
另外，所述一個摩擦接合裝置的連接鼓側上的摩擦部件直接安裝于連接鼓以便不可相對于所述連接鼓轉動。或者，與現有技術類似，用于接合另一個摩擦接合裝置的活塞可與所述連接鼓相接合以便不可相對于所述連接鼓轉動，并且所述一個摩擦接合裝置的摩擦部件可安裝在所述活塞上從而都不可轉動，但是可相對于所述活塞沿軸向方向移動，只要安裝于所述連接鼓的至少一個止動器部件阻止所述摩擦部件沿第一方向的移動就可以。
而且，所述另一個摩擦接合裝置的摩擦部件可被裝配于隔離件以便不可相對于所述隔離件轉動，并且所述隔離件可阻止所述一個摩擦接合裝置的摩擦部件沿第一方向移動。另外，所述一個摩擦接合裝置和另一個摩擦接合裝置兩者的連接鼓側上的摩擦部件可被以不可相對于所述連接鼓轉動的方式裝配在所述連接鼓上，并且由用于每個摩擦接合裝置的單獨止動器部件阻止那些摩擦部件沿第一方向的移動。
由于所述隔離件被裝配于所述另一個摩擦接合裝置的摩擦部件和連接鼓的摩擦部件從而不可相對于它們轉動，因此例如花鍵被設置在所述隔離件的圓柱形內周向面和外周向面上。然而，還可利用壓力機(press)使隔離件彎曲或拉制成波紋形狀，其中直徑的尺寸圍繞周向成環狀地變化。所述波紋可用作花鍵，并且可容易且低成本地形成。通過類似的壓力加工將所述連接鼓也形成為波紋形狀的，也可容易且低成本地在所述連接鼓上形成花鍵。
另外，可設置抵靠部。在這種情況下，通過使所述連接鼓的裝配有一個摩擦接合裝置的摩擦部件的部位的尺寸不同于所述連接鼓的裝配有隔離件的部位的尺寸可形成臺階部(step)，并且該臺階部可用作抵靠部。也就是說，當將連接鼓定位在外周向側上時，通過使得連接鼓的裝配有隔離件的部位處的直徑大于裝配有所述一個摩擦接合裝置的摩擦部件的部位處的直徑，可將所述一個摩擦接合裝置的摩擦部件裝配在所述連接鼓上，而隔離件抵靠在位于小直徑部和大直徑部之間的臺階部(即，抵靠部)上，從而防止隔離件沿與第一方向相對的方向移動。在所述一個摩擦接合裝置的摩擦部件經由用于與另一個摩擦接合裝置接合的活塞以不可相對于連接鼓轉動的方式裝配在所述連接鼓上的情況中，同樣，通過使裝配有活塞的部位的直徑尺寸不同于裝配有隔離件的部位的直徑尺寸可形成臺階部。所述抵靠部可為伸出內周向側或外周向側并且與隔離件接合的突出部。例如，通過將作為單獨部件例如沿徑向方向旋擰的螺栓的抵靠部固定在所述連接鼓上也可防止隔離件的移動。這樣，各種形式都是可行的。
下文中將參照附圖詳細地描述本發明的第一示例性實施例。
圖1A是應用本發明的車輛用自動變速器的透視圖，而圖1B是示出用于實現多個速度的摩擦元件的接合/斷開組合的圖表。車輛用自動變速器10是用在FF(即，前發動機前輪驅動)車輛等中的橫置變速器，它包括位于一根軸線上的第一變速部14和第二變速部20。第一變速部14具有作為其主要部件的雙行星齒輪式第一行星齒輪組12，而第二變速部20具有作為其主要部件的單行星齒輪式第二行星齒輪組16和雙行星齒輪式第三行星齒輪組18。車輛用自動變速器10從輸入軸22獲得轉動、改變所述轉動，并且將改變的轉動輸出到輸出齒輪24。輸入軸22相當于輸入部件，諸如由用于使發動機等運轉的驅動源驅動的液力變矩器的渦輪軸。輸出齒輪24相當于輸出部件，并且通過差動齒輪單元驅動左右從動輪。車輛用自動變速器10相對于其中心線或軸線基本是對稱的。在圖1中，省略了中心線下面的半部分。
主要構成第一變速部14的第一行星齒輪組12包括三個轉動元件，即太陽齒輪S1、行星架CA1、以及齒圈R1。太陽齒輪S1與輸入軸22相連接并由輸入軸22驅動，而行星架CA1經由第三制動器B3固定于不轉動的殼體26。齒圈R1用作中間輸出部件，它在以低于輸入軸22的速度轉動的同時輸出動力。此外，主要一起構成第二變速部20的第二行星齒輪組16和第三行星齒輪組18在用作四個轉動元件RM1到RM1的四個部分處連接在一起。具體地說，第三行星齒輪組18的太陽齒輪S3用作第一轉動元件RM1；第二行星齒輪組16的齒圈R2和第三行星齒輪組18的齒圈R3連接在一起并且用作第二轉動元件RM2；第二行星齒輪組16的行星架CA2和第三行星齒輪組18的行星架CA3連接在一起并且用作第三轉動元件RM3；并且第二行星齒輪組16的太陽齒輪S2用作第四轉動元件RM4。第二行星齒輪組16和第三行星齒輪組18一起構成維列奧克斯(Ravigneaux)行星齒輪系，其中行星架CA2和CA3，以及齒圈R2和R3被共用為共用部件，并且第二行星齒輪組16的行星齒輪還用作第三行星齒輪組18的第二行星齒輪。
通過用第一制動器B1將第一轉動元件RM1(即，太陽齒輪S3)連接于殼體26可選擇性地防止第一轉動元件RM1轉動。第二轉動元件RM2(即，齒圈R2和R3)可通過第一離合器C1選擇性地連接于輸入軸22并且通過用第二制動器B2將第二轉動元件RM2連接于殼體26可選擇性地防止第二轉動元件RM2轉動。第四轉動元件RM4(即，太陽齒輪S2)可經由第二離合器C2選擇性地連接于輸入軸22。第一轉動元件RM1(即，太陽齒輪S3)被一體地連接于第一行星齒輪組12的齒圈R1，所述齒圈R1用作中間輸出部件。第三轉動元件RM3(即，行星架CA2和CA3)被一體地連接于輸出齒輪24并且向其輸出轉動。第一制動器B1、第二制動器B2、第三制動器B3、第一離合器C1和第二離合器C2一起用作多盤式液壓摩擦接合裝置，其中它們都通過液壓缸被摩擦接合。與第二制動器B2一起，在第二轉動元件RM2與殼體26之間還設置了單向離合器F，所述單向離合器F允許第二轉動元件RM2的正向轉動(即，沿與輸入軸22相同的方向轉動)同時防止其反向轉動。
圖2是使用直線示出第一變速部14和第二變速部20的轉動元件中的每一個的轉動速度的列線圖。圖中下面的水平線表示轉動速度“0”，而圖中上面的水平線表示轉動速度“1.0”，即，與輸入軸22相同的轉動速度。此外，對應于第一變速部14的垂直線沿從左至右的順序分別表示太陽齒輪S1、行星架CA1、以及齒圈R1，其中這些線之間的間隔依照第一行星齒輪組12的齒數比ρ1(＝太陽齒輪的齒數/齒圈的齒數)設定。同樣，對應于第二變速部20的四條垂直線沿從左至右的順序分別表示第一轉動元件RM1(即，太陽齒輪S3)、第二轉動元件RM2(即，齒圈R2和R3)、第三轉動元件RM3(即，行星架CA2和CA3)和第四轉動元件RM4(即，太陽齒輪S2)，其中線之間的間隔依照第二行星齒輪組16的齒數比ρ2和第三行星齒輪組18的齒數比ρ3設定。
如該列線圖所示，當第二離合器C2和第二制動器B2接合時，使得第四轉動元件RM4隨輸入軸22一體地轉動，而抑制第二轉動元件RM2轉動，與輸出齒輪24相連接的第三轉動元件RM3在“1st”表示的轉動速度下轉動并實現具有最大齒數比的第一速度(第一檔位)“1st”。當第二離合器C2和第一制動器B1接合時，使得第四轉動元件RM4隨輸入軸22一體地轉動，而抑制第一轉動元件RM1轉動，第三轉動元件RM3在“2nd”表示的轉動速度下轉動并實現具有小于第一速度“1st”的齒數比的齒數比的第二速度(第二檔位)“2nd”。當第二離合器C2和第三制動器B3接合時，使得第四轉動元件RM4隨輸入軸22一體地轉動，并且通過第一變速部14使得第一轉動元件RM1在低于輸入軸22的速度下轉動，第三轉動元件RM3在“3rd”表示的轉動速度下轉動并實現具有小于第二速度“2nd”的齒數比的齒數比的第三速度(第三檔位)“3rd”。當第一離合器C1和第二離合器C2接合時，使得第二變速部20隨輸入軸22一體地轉動，使得第三轉動元件RM3在“4th”表示的轉動速度下轉動，即，使得第三轉動元件RM3在與輸入軸22相同的速度下轉動，并實現具有小于第三速度“3rd”的齒數比的齒數比的第四速度(第四檔位)“4th”。第四速度“4th”具有1∶1的齒數比。當第一離合器C1和第三制動器B3接合時，使得第二轉動元件RM2隨輸入軸22一體地轉動，并且通過第一變速部14使得第一轉動元件RM1在低于輸入軸22的速度下轉動，第三轉動元件RM3在“5th”表示的轉動速度下轉動并實現具有小于第四速度“4th”的齒數比的齒數比的第五速度(第五檔位)“5th”。當第一離合器C1和第一制動器B1接合時，使得第二轉動元件RM2隨輸入軸22一體地轉動，而抑制第一轉動元件RM1轉動，第三轉動元件RM3在“6th”表示的轉動速度下轉動并實現具有小于第五速度“5th”的齒數比的齒數比的第六速度(第六檔位)“6th”。此外，當第二制動器B2和第三制動器B3接合時，抑制第二轉動元件RM2轉動，并且通過第一變速部14使得第一轉動元件RM1在低于輸入軸22的速度下轉動，第三轉動元件RM3在“Rev”表示的轉動速度下反向轉動并實現了反向速度(倒檔)“Rev”。
圖1B示出每個速度(檔位)與第一離合器C1、第二離合器C2、第一制動器B1、第二制動器B2和第三制動器B3的運轉狀態之間的關系。單圈表示接合，而雙圈表示只在發動機制動的情況下接合。由于與用于實現第一速度“1st”的第二制動器B2一起設置了單向離合器F，因此當起動時(即，當加速時)無需總是接合第二制動器B2。另外，用于每個速度的齒數比都依照第一行星齒輪組12的齒數比ρ1、第二行星齒輪組16的齒數比ρ2和第三行星齒輪組18的齒數比ρ3適當地設定。
圖3是截面圖，詳細地示出從中心線或軸線0處開始的雙連接和斷開裝置30的上半部分，所述雙連接和斷開裝置30能夠進行用作支承部件的輸入軸22、用作第一連接部件的第二轉動元件RM2與用作第二連接部件的第四轉動元件RM4之間的動力傳輸以及中斷它們之間的動力傳輸。雙連接和斷開裝置30還具有與第一離合器C1摩擦接合的第一液壓缸32，以及與第二離合器C2摩擦接合的第二液壓缸34。第一液壓缸32和第二液壓缸34是圓柱形的并且一體地連接到輸入軸22，由于以相同的軸線為中心，因此它們與輸入軸22一起圍繞軸線0轉動。
第一液壓缸32具有缸筒36和活塞38。以其底部(即，端部)朝向圖3中右側開口的圓柱形形狀構成的缸筒36被連接到輸入軸22，從而不可相對于輸入軸22轉動，以及不能沿軸向方向(即，沿軸線0的方向)(即，沿圖中左右方向)移動。活塞38以可沿軸線0移動的方式裝配在缸筒36內部。液壓流體從液壓流體通路41供應到缸筒36與活塞38之間的壓力室40中，因此活塞38沿第一方向被推壓，即壓到圖中的右側，從而與第一離合器C1摩擦接合。由橡膠等制成的密封部件42和44被固定于活塞38的內周向部和外周向部以便密封壓力室40。另外，圓柱形連接鼓46被一體地連接到缸筒36的側壁部(在該示例性實施例中是外周向側的外圓筒部)，所述缸筒36被一體地連接到輸入軸22。該連接鼓46以軸線0為中心并且沿第一方向伸出。第一離合器C1包括以不可相對于連接鼓46轉動的方式連接到連接鼓46的內周向側的多個摩擦部件48以及以不可相對于第二轉動元件RM2轉動或者不可在所述多個摩擦部件48之間轉動的方式連接到第二轉動元件RM2的多個摩擦部件50。活塞38與摩擦部件48和摩擦部件50摩擦接合，從而將第二轉動元件RM2連接于輸入軸22。
第二液壓缸34沿第一方向(即，朝向圖3中的右側)鄰近于第一液壓缸32設置。第二液壓缸34包括缸筒56和活塞58。缸筒56是其底部(即，端部)朝向圖3中右側開口的圓柱形。缸筒56以不可相對于輸入軸22轉動以及不能沿軸向方向(即，沿軸線0的方向)移動的方式安裝到輸入軸22上。活塞58以可沿軸向方向移動的方式裝配在缸筒56內部。液壓流體從液壓流體通路61供應到缸筒56與活塞58之間的壓力室60中，因此活塞58沿第一方向被推壓，即壓到圖中的右側，從而與第二離合器C2摩擦接合。由橡膠等制成的密封部件62和64被固定于活塞58的內周向部和外周向部以便密封壓力室60。另外，第二離合器C2沿第一方向在第二液壓缸34即在附圖中比第二液壓缸34更接近(farther to)右側的位置處安裝于連接鼓46的內周向側上，因此，它位于第二液壓缸34與第一離合器C1之間并且鄰近于第一離合器C1。第二離合器C2包括以不可相對于連接鼓46轉動的方式連接到連接鼓46的內周向側的多個摩擦部件68以及以不可相對于第四轉動元件RM4轉動或者不可在所述多個摩擦部件68之間轉動的方式連接到第四轉動元件RM4的多個摩擦部件70。活塞58與摩擦部件68和摩擦部件70摩擦接合，從而將第四轉動元件RM4連接于輸入軸22。
第一離合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50和第二離合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70從與第一方向相對的方向(即插向圖中的左側)從連接鼓46的位于第一方向側上的端部處插入連接鼓46中。第一離合器C1的摩擦部件48和第二離合器C2的摩擦部件68通過花鍵接合等與連接鼓46相接合。同樣，第一離合器C1的摩擦部件50和第二離合器C2的摩擦部件70通過花鍵接合等分別與第二轉動元件RM2和第四轉動元件RM4相接合。而且，通過卡環52防止摩擦部件68沿第一方向從第二離合器C2側移動，卡環52經由以不可相對于連接鼓46轉動的方式花鍵配合于連接鼓46的隔離件72一體地連接到連接鼓46的端部。摩擦部件68在壓力板74和活塞58之間被壓在一起，所述壓力板74由隔離件保持在適當的位置中。如圖4所示，凹口68a被設置在摩擦部件68中以等距離隔開的四個位置中，而四個接合突出部38a被設置在第一液壓缸32的活塞38上，所述接合突出部38a沿第一方向從活塞38延伸到與摩擦部件68中的凹口68a對應的位置處。這些接合突出部38a穿過凹口68a一直到達第一離合器C1。而且，第一離合器C1的連接鼓46側上的摩擦部件48與隔離件72花鍵配合以便不可相對于隔離件72轉動。卡環52防止摩擦部件48沿第一方向移動，所述卡環52將隔離件72保持在適當的位置處。因此，摩擦部件48被壓在壓力板54和活塞58之間的摩擦部件50上，所述壓力板54由卡環52保持在適當的位置中。依照該示例性實施例，沿軸線0的方向安裝在第一方向側的相對側(即圖3中的左側)上的第二離合器C2是一個摩擦接合裝置，而第一離合器C1是另一個摩擦接合裝置，并且卡環52用作止動器部件。
圖5A是截面圖，詳細地示出摩擦部件68是如何與第二離合器C2中的連接鼓46相接合的。連接鼓46通過壓力機拉成或彎曲成波紋形狀，其中直徑的尺寸圍繞周向成環狀地變化，并且內周向面上形成的所述波紋可用作花鍵。這些花鍵然后與形成在摩擦部件68的外周向部上的花鍵相嚙合，因此連接鼓46與摩擦部件68不會相對于彼此轉動。另外，圖5B是截面圖，詳細地示出第一離合器C1中的連接鼓46、隔離件72和摩擦部件48是如何相互接合的。隔離件72以類似的方法通過壓力機拉成或彎曲成波紋形狀，其中直徑的尺寸圍繞周向成環狀地變化，并且內周向面和外周向面上形成的所述波紋可用作花鍵。這些花鍵然后與形成在連接鼓46的外周向面上的波紋或花鍵相嚙合，以及與形成在摩擦部件48的外周向部上的花鍵相嚙合，因此隔離件72不可相對于連接鼓46和摩擦部件48兩者轉動。通過以這種方式將可用壓力機拉制或彎曲而形成的波紋作為花鍵，可容易且低成本地構成連接鼓46和隔離件72。
返回來參照圖3，第二液壓缸34還具有一體地設置有輸入軸22的消除板80。離心式液壓消除室82被形成在該消除板80與活塞58之間。離心式液壓消除室82位于活塞58的與壓力室60相對的一側上。當液壓流體從液壓流體通路83引入離心式液壓消除室82中時，當壓力室60圍繞軸線0轉動時在壓力室60中產生的離心式液壓被消除。活塞58設置有圓柱形外圓筒部84。由橡膠等制成的密封部件86被固定于消除板80的外周緣并且在外圓筒部84的內周向面上滑動。該密封部件86可通過活塞58移動，同時在外圓筒部84的內周向面與消除板80之間設置有密封件。在離心式液壓消除室82的內部具有復位彈簧88，當壓力室60中的液壓下降時，所述復位彈簧88使得活塞58返回到圖3中的左側，從而脫離第二離合器C2。
另外，第一液壓缸32使用第二液壓缸34的缸筒56作為消除板80。在缸筒56和活塞38之間形成有離心式液壓消除室90。離心式液壓消除室90位于活塞38的與壓力室40相對的一側上。當液壓流體從液壓流體通路91引入離心式液壓消除室90中時，當壓力室40圍繞軸線0轉動時在壓力室40中產生的離心式液壓被消除。活塞38設置有圓柱形外圓筒部92，所述外圓筒部92被裝配于缸筒56的外周向側。由橡膠等制成的密封部件94被固定于缸筒56的外周緣并且在外圓筒部92的內周向面上滑動。該密封部件96可通過活塞38移動，同時在外圓筒部92的內周向面與圓筒56之間設置有密封件。在離心式液壓消除室90的內部具有復位彈簧96，當壓力室40中的液壓下降時，所述復位彈簧90使得活塞38返回到圖3中的左側，從而脫離第一離合器C1。
依照該示例性實施例，第一液壓缸32的缸筒36和活塞38以及第二液壓缸34的缸筒56、活塞58和消除板80都是通過壓力機拉制而由金屬板制成的。然而，作為備選，它們可以是鑄件、壓鑄件或鍛造件等，并且由鋁或鋁合金等制成。
在該實施例所涉及的雙連接和斷開裝置30中，第二液壓缸34的缸筒56與第一液壓缸32的缸筒36分離地設置并且被一體地固定于輸入軸22，而連接到連接鼓46的卡環52防止第一離合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50與第二離合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70沿第一方向移動。因此，當活塞38將第一離合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50壓在一起時，它們相互摩擦接合。同樣，當活塞58將摩擦部件68和摩擦部件70壓在一起時，它們相互摩擦接合。因此，第一液壓缸32和第二液壓缸34分別使得第一離合器C1和第二離合器C2接合和斷開。因此，可以高精確度同時精細地控制第一離合器C1的接合扭矩和第二離合器C2的接合扭矩，從而提高其中可使用第一離合器C1和第二離合器C2的模式的自由度。
另外，鄰近于第二液壓缸34設置的第二離合器C2的連接鼓46側上的摩擦部件68被直接以不可相對于連接鼓46轉動的方式花鍵配合于連接鼓46。第一液壓缸32的活塞38與第一離合器C1相接合，所述第一離合器C1沿軸向方向(即軸線0的方向)設置在第二離合器C2的第一方向側上。第一液壓缸32的活塞38穿過摩擦部件68中的凹口68a并且壓在第一離合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50上。因此，當將第二離合器C2的摩擦部件68裝配于第一液壓缸32的活塞38以使得它們不可相對于彼此轉動時，無需與傳統上一樣在活塞38上設置圓柱形鼓和花鍵齒等。因此，活塞38的形狀被簡化，以使得可容易并且低成本地制造整個裝置。而且，無需擔心第一液壓缸32的活塞38的工作阻力會根據第二離合器C2是接合還是斷開而改變，因此不管第二離合器C2是接合還是斷開，都可以高精確度執行第一離合器C1的接合和斷開期間的接合扭矩的不穩定控制等。
另外，通過使用卡環52經由隔離件72防止第二離合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70沿第一方向移動，與使用卡環以與第一離合器側上相同方式將第二離合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70保持在適當位置中的情況相比較，軸向方向(即，沿軸線0的方向)上的長度尺寸可減小。另外，由于所述卡環在被裝配于環形槽中以便將其裝配在連接鼓46中時必須被沿徑向方向壓縮，因此必須增加所述卡環的徑向尺寸以使其大于與壓力板74相接合所需的徑向尺寸，但是為了避免與第一液壓缸32的活塞38的接合突出部38a相抵觸，只增加所述卡環被壓縮的量(即，只增加要裝配進連接鼓46的環形槽中的卡環的量)。然而，當使用隔離件72時，其徑向尺寸只需等于接合壓力板74所需的尺寸而無需更大，因此與卡環的徑向尺寸相比較可減小隔離件72的徑向尺寸。
接下來將描述本發明所涉及的第二示例性實施例。在以下的第二示例性實施例中，將使用相同的附圖標記表示與第一示例性實施例基本相同的部件，并且將省略其描述。
在第一示例性實施例中，使用抵靠在壓力板74外周向部上的圓柱形隔離件72。然而，作為替換，隔離件72的端部可形成為與壓力板74基本平行的凸緣102，如圖6中雙連接和斷開裝置100所示。在這種情況下，由于壓力板74大部分由凸緣102支承，因此來自于活塞58的壓力被均勻地分布在摩擦部件68和摩擦部件70大部分上。因此，限制了局部發熱和不均勻摩擦，并且可提高第二離合器C2在耐久性與接合力等方面的性能。而且，可將壓力板74制造得更薄或完全省卻，從而降低成本并且可減小總長度。另外，通過設置凸緣102，增加了隔離件72本身的剛性，因此將其壓成用作花鍵的波紋的操作更容易，從而可降低制造成本。
與摩擦部件68的情況一樣，在凸緣102中設置有凹口，以使得活塞38的接合突出部38a可從中穿過。另外，在雙連接和斷開裝置100中，在活塞38的接合突出部38a上設置有波紋狀嚙合齒104，所述嚙合齒104與連接鼓46上的花鍵(即，波紋)相接合，以使得活塞38的接合突出部38a不可相對于連接鼓46轉動。活塞38可為鑄件、壓鑄件或鍛造件等，并且由鋁或鋁合金等制成。而且，也可在第一實施例中設置類似的嚙合齒。
與圖6所示雙連接和斷開裝置100相比較，圖7所示的第三示例性實施例所涉及的雙連接和斷開裝置110被構造成連接鼓46的裝配有隔離件72的部位的徑向尺寸，即，第一方向側即開口側(圖7中右側)上的部位的徑向尺寸比連接鼓46的裝配有第二離合器C2的摩擦部件68的部位的徑向尺寸較大，并且在允許摩擦部件68被裝配時，隔離件72抵靠在位于這兩個直徑不同的部位之間的臺階部112上。因此，在隔離件72被保持在臺階部112和卡環52之間的位置中的情況下，防止隔離件72沿與第一方向相對的方向移動。臺階部112相當于一體地設置有連接鼓46的抵靠部。
在這種情況下，由于隔離件72沿軸向方向被保持在臺階部112和卡環52之間的位置中，因此可防止由當第二離合器C2斷開時沿與第一方向相對的方向移動并且使得摩擦部件68和摩擦部件70滑動接合從而導致可使得摩擦部件68和摩擦部件70燒壞的摩擦損失和生熱性的隔離件72引起的動力傳動效率和燃料效率的惡化。
盡管在文中已參照附圖描述了示例性實施例，但是本領域技術人員可容易地進行各種修正和改變。因此，所有這些改變和修正都包含在本發明的保護范圍中。
第二液壓缸34的缸筒56與第一液壓缸32的活塞38分離地設置并且被一體地固定于輸入軸22。連接到連接鼓46的卡環52防止第一離合器C1的摩擦部件48和50與第二離合器C2的摩擦部件48和50沿第一方向移動。第一離合器C1的摩擦部件48和50通過活塞38摩擦接合，并且第二離合器C2的摩擦部件48和50通過活塞58摩擦接合。
權利要求
1.一種雙連接和斷開裝置，其特征在于，它包括第一液壓缸，通過將液壓流體供應到第一壓力室中而使活塞在所述第一液壓缸中沿與所述雙連接和斷開裝置的軸線平行的第一方向移動；一體地設置在公共支承部件上并且在沿所述第一方向鄰近于所述第一液壓缸的位置中與所述第一液壓缸同心的第二液壓缸，通過將液壓流體供應到第二壓力室中而使活塞在所述第二液壓缸中沿所述第一方向移動；設置在一體地安裝于所述支承部件上的所述第一液壓缸的缸筒的側壁部上的圓柱形連接鼓，所述連接鼓以所述軸線為中心并且沿所述第一方向伸出；比所述第二液壓缸更接近所述第一方向側定位的第一摩擦接合裝置，所述第一摩擦接合裝置包括(i)設置在所述連接鼓上的第一摩擦部件，所述連接鼓可圍繞所述軸線相對于第一連接部件轉動，所述第一摩擦部件不可相對于所述連接鼓轉動；和(ii)設置在所述第一連接部件上的第二摩擦部件，所述第二摩擦部件不可相對于所述第一連接部件轉動，通過使所述第一液壓缸的所述活塞沿所述第一方向移動并且使所述連接鼓的所述第一摩擦部件與所述第一連接部件的所述第二摩擦部件相接合，所述第一摩擦接合裝置經由所述連接鼓將所述支承部件與所述第一連接部件相連接；以及比所述第二液壓缸更接近所述第一方向側并且沿軸向方向鄰近于所述第一摩擦接合裝置的第二摩擦接合裝置，所述第二摩擦接合裝置包括(i)設置在所述連接鼓上的第三摩擦部件，所述連接鼓可圍繞所述軸線相對于第二連接部件轉動，所述第三摩擦部件不可相對于所述連接鼓轉動；和(ii)設置在所述第二連接部件上的第四摩擦部件，所述第四摩擦部件不可相對于所述第二連接部件轉動，通過使所述第二液壓缸的所述活塞沿所述第一方向移動并且使所述連接鼓的所述第三摩擦部件與所述第二連接部件的所述第四摩擦部件相接合，所述第二摩擦接合裝置經由所述連接鼓將所述支承部件與所述第二連接部件相連接，其中，所述第二液壓缸的缸筒與所述第一液壓缸的所述活塞分離地設置，并且被一體地固定在所述支承部件上，以及所述第一摩擦接合裝置的所述第一摩擦部件和所述第二摩擦部件以及所述第二摩擦接合裝置的所述第三摩擦部件和所述第四摩擦部件被從與所述第一方向相對的方向從所述連接鼓的位于所述第一方向側上的端部裝配進所述連接鼓中，并且被一體地連接到所述連接鼓上的止動器部件防止沿所述第一方向移動。
2.根據權利要求1所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，在所述第一摩擦接合裝置和所述第二摩擦接合裝置中，沿所述軸向方向設置在所述第一方向側的相對側上的一個摩擦接合裝置的所述連接鼓側上的所述摩擦部件以不可相對于所述連接鼓轉動的方式安裝在所述連接鼓上；以及與定位在所述第一方向側上的另一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件相接合的所述液壓缸的所述活塞穿過形成在所述一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件中的凹口并且抵靠在所述另一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件上。
3.根據權利要求1或2所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，在所述第一摩擦接合裝置和所述第二摩擦接合裝置中，由以不可相對于所述連接鼓轉動的方式裝配在所述連接鼓上的隔離件防止沿所述軸向方向設置在所述第一方向側的相對側上的一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件從所述第一方向側沿所述第一方向移動；以及定位在所述第一方向側上的另一個摩擦接合裝置的所述連接鼓側上的所述摩擦部件以不可相對于所述隔離件轉動的方式裝配在所述隔離件上，并且由所述止動器部件防止其與所述隔離件一起沿所述第一方向移動。
4.根據權利要求3所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，所述第一摩擦部件和所述第二摩擦部件在所述第一液壓缸的所述活塞與所述止動器部件之間被壓在一起并且通過使所述活塞沿所述第一方向移動而接合；并且所述第三摩擦部件和所述第四摩擦部件經由所述隔離件在所述第一液壓缸的所述活塞與所述止動器部件之間被壓在一起并且通過使所述活塞沿所述第一方向移動而接合。
5.根據權利要求3或4所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，以基本直角彎曲而遠離所述連接鼓從而與所述一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件基本平行的環形凸緣一體地設置在所述隔離件的一端上。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，通過一體地設置有所述連接鼓的抵靠部防止所述隔離件沿與所述第一方向相對的方向移動，從而允許所述一個摩擦接合裝置的所述摩擦部件的裝配，并且所述隔離件被保持在所述抵靠部與所述止動器部件之間的位置中。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，所述支承部件是所述雙連接和斷開裝置的轉動輸入軸。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的雙連接和斷開裝置，其特征在于，所述第一摩擦接合裝置的所述第一摩擦部件和所述第二摩擦部件是以多種方式設置的；并且所述第二摩擦接合裝置的所述第三摩擦部件和所述第四摩擦部件是以多種方式設置的。
全文摘要
本發明涉及一種雙連接和斷開裝置。第二液壓缸(34)的缸筒(56)與第一液壓缸(32)的活塞(38)分離地設置并且被一體地固定到輸入軸(22)上。由連接到連接鼓(46)的卡環(52)防止第一離合器(C1)的摩擦部件(48)和摩擦部件(50)與第二離合器(C2)的摩擦部件(68)和摩擦部件(70)沿第一方向移動。第一離合器(C1)的摩擦部件(48)和摩擦部件(50)通過活塞(38)摩擦接合，而第二離合器(C2)的摩擦部件(68)和摩擦部件(70)通過活塞(58)摩擦接合。
文檔編號F16D25/06GK1662760SQ03813972
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月17日 優先權日2002年6月18日
發明者大西博文, 安田勇治, 宮崎光史, 飯島祥浩, 今村直寬 申請人:豐田自動車株式會社