CN100351554C - 双连接和断开装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双连接和断开装置。第二液压缸(34)的缸筒(56)与第一液压缸(32)的活塞(38)分离地设置并且被一体地固定到输入轴(22)上。由连接到连接鼓(46)的卡环(52)防止第一离合器(C1)的摩擦部件(48)和摩擦部件(50)与第二离合器(C2)的摩擦部件(68)和摩擦部件(70)沿第一方向移动。第一离合器(C1)的摩擦部件(48)和摩擦部件(50)通过活塞(38)摩擦接合，而第二离合器(C2)的摩擦部件(68)和摩擦部件(70)通过活塞(58)摩擦接合。

Description

双连接和断开装置
技术领域
本发明涉及一种离合器或制动器等的连接和断开装置。更具体地说，本发明涉及一种其中一对连接和断开装置沿轴向方向串联地设置的双连接和断开装置。
背景技术
使用多个行星齿轮组、离合器和制动器的车辆用自动变速器是公知的。作为一个示例的日本专利未审定公告No.2001-304355中公开的自动变速器设置有双连接和断开装置，所述装置具有(i)第一液压缸，通过将液压流体供应到压力室中而使活塞在第一液压缸中沿平行于双连接和断开装置的轴线的第一方向移动；(ii)一体地设置在公共支承部件(即，输入轴2)上并且在沿第一方向邻近于第一液压缸的位置中与第一液压缸同心的第二液压缸，通过将液压流体供应到压力室中而使活塞在第二液压缸中沿第一方向移动；(iii)设置在一体地安装于所述支承部件上的第一液压缸的缸筒的侧壁部上的圆柱形连接鼓(筒)，所述连接鼓以所述轴线为中心并且沿第一方向伸出；(iv)比所述第二液压缸更接近(further to)第一方向侧定位的第一摩擦接合装置(即，离合器)，所述第一摩擦接合装置具有(a)设置在所述连接鼓上的多个摩擦部件，该连接鼓可围绕轴线相对于第一连接部件(即，太阳齿轮)转动，所述多个摩擦部件不可相对于所述连接鼓转动，以及(b)设置在所述第一连接部件上的多个摩擦部件，所述多个摩擦部件不可相对于所述第一连接部件转动，通过使第一液压缸的活塞沿第一方向移动并且使所述连接鼓的所述多个摩擦部件与所述第一连接部件的多个摩擦部件相接合，所述第一摩擦接合装置经由连接鼓将所述支承部件与所述第一连接部件相连接；以及(v)比所述第二液压缸更接近第一方向侧并且沿轴向方向邻近于所述第一摩擦接合装置的第二摩擦接合装置(即，离合器)，所述第二摩擦接合装置具有(a)设置在所述连接鼓上的多个摩擦部件，该连接鼓可围绕轴线相对于第二连接部件(即，太阳齿轮)转动，所述多个摩擦部件不可相对于所述连接鼓转动，以及(b)设置在所述第二连接部件上的多个摩擦部件，所述多个摩擦部件不可相对于所述第二连接部件转动，通过使第二液压缸的活塞沿第一方向移动并且使所述连接鼓的所述多个摩擦部件与所述第二连接部件的多个摩擦部件相接合，所述第二摩擦接合装置经由连接鼓将所述支承部件与所述第二连接部件相连接。第一液压缸的活塞还用作第二液压缸的缸筒。所述活塞以不可相对于所述连接鼓转动的方式与所述连接鼓相接合。所述第二摩擦接合装置的摩擦部件以不可相对于所述活塞转动的方式装配在所述活塞上并且由连接到所述活塞的止动器部件(即，卡环)将其保持在适当位置中。
然而，在这种双连接和断开装置中，由于位于筒状的第一缸中的第二液压缸和第二摩擦接合装置能够沿轴向方向移动，因此这些部件的滑动阻力等导致一个压力室中的液压影响另一个压力室中的液压。因此，难以同时精细地控制第一摩擦接合装置的接合扭矩和第二摩擦接合装置的接合扭矩，从而限制了这两个摩擦接合装置的使用。
而且，由于第二摩擦接合装置的摩擦部件以不可相对于第一液压缸的活塞转动的方式装配在第一液压缸的活塞上，除设置在缸筒上的连接鼓之外，圆柱形鼓和花键齿等必须被设置在所述活塞上，这导致复杂的活塞形状和较高的制造成本。另外，当第二摩擦接合装置接合时，由于扭矩经由第一液压缸的活塞传递，因此第一液压缸的活塞的工作阻力会根据所述第二摩擦接合装置是接合还是断开而变化，当难以接合和断开第一摩擦接合装置时，这会导致接合扭矩的不稳定控制。
发明内容
考虑到前述问题，本发明的一个目的是提供一种双连接和断开装置，其中，第一摩擦接合装置和第二摩擦接合装置被安装于一体地设置在第一液压缸的缸筒上的连接鼓上，并且可以高精确度同时精细地控制两个摩擦接合装置的接合扭矩，并且活塞形状被简化成可容易并且低成本地制造整个装置。
为了实现前述目的，本发明第一方面所涉及的双连接和断开装置，所述装置具有(a)第一液压缸，通过将液压流体供应到第一压力室中而使活塞在所述第一液压缸中沿与所述双连接和断开装置的轴线基本平行的第一方向移动；(b)一体地设置在公共支承部件上并且在沿所述第一方向邻近于所述第一液压缸的位置中与所述第一液压缸同心的第二液压缸，通过将液压流体供应到第二压力室中而使活塞在所述第二液压缸中沿所述第一方向移动；(c)设置在一体地安装于所述支承部件上的所述第一液压缸的缸筒的侧壁部上的圆柱形连接鼓，所述连接鼓以所述轴线为中心并且沿所述第一方向伸出；(d)比所述第二液压缸更接近所述第一方向侧定位的第一摩擦接合装置，所述第一摩擦接合装置包括(i)设置在所述连接鼓上的第一摩擦部件，所述连接鼓可围绕所述轴线相对于第一连接部件转动，所述第一摩擦部件不可相对于所述连接鼓转动；和(ii)设置在所述第一连接部件上的第二摩擦部件，所述第二摩擦部件不可相对于所述第一连接部件转动，通过使所述第一液压缸的所述活塞沿所述第一方向移动并且使所述连接鼓的所述第一摩擦部件与所述第一连接部件的所述第二摩擦部件相接合，所述第一摩擦接合装置经由所述连接鼓将所述支承部件与所述第一连接部件相连接；以及(e)比所述第二液压缸更接近所述第一方向侧并且沿轴向方向邻近于所述第一摩擦接合装置的第二摩擦接合装置，所述第二摩擦接合装置包括(i)设置在所述连接鼓上的第三摩擦部件，所述连接鼓可围绕所述轴线相对于第二连接部件转动，所述第三摩擦部件不可相对于所述连接鼓转动；和(ii)设置在所述第二连接部件上的第四摩擦部件，所述第四摩擦部件不可相对于所述第二连接部件转动，通过使所述第二液压缸的所述活塞沿所述第一方向移动并且使所述连接鼓的所述第三摩擦部件与所述第二连接部件的所述第四摩擦部件相接合，所述第二摩擦接合装置经由所述连接鼓将所述支承部件与所述第二连接部件相连接，其中，(f)所述第二液压缸的缸筒与所述第一液压缸的所述活塞分离地设置，并且被一体地固定在所述支承部件上，以及(g)所述第一摩擦接合装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装置的所述第三摩擦部件和所述第四摩擦部件被从与所述第一方向相对(相反)的方向从所述连接鼓的位于所述第一方向侧上的端部装配进所述连接鼓中，并且被一体地连接到所述连接鼓上的止动器部件防止沿所述第一方向移动。
依照该双连接和断开装置，第二液压缸的缸筒与第一液压缸的活塞分离地设置并且被一体地固定于所述支承部件。另外，通过连接到所述连接鼓的止动器部件防止第一摩擦接合装置的摩擦部件和第二摩擦接合装置的摩擦部件沿第一方向移动。因此，第一摩擦接合装置的摩擦部件和第二摩擦接合装置的摩擦部件在活塞压在其上时摩擦接合。因此，第一液压缸和第二液压缸可独立地使得第一摩擦接合装置和第二摩擦接合装置接合和断开。因此，可以高精确度同时精细地控制第一摩擦接合装置的接合扭矩和第二摩擦接合装置的接合扭矩，这样增加了其中可使用这对摩擦接合装置的模式的自由度。例如，这对摩擦接合装置可用于离合器对离合器的切换，其中一个装置断开同时另一个装置接合。
而且，所述双连接和断开装置还可以是，(a)在所述第一摩擦接合装置和所述第二摩擦接合装置中，沿所述轴向方向设置在所述第一方向侧的相对侧上的一个摩擦接合装置的所述连接鼓侧上的所述摩擦部件以不可相对于所述连接鼓转动的方式安装在所述连接鼓上；以及(b)与定位在所述第一方向侧上的另一个摩擦接合装置的所述摩擦部件相接合的所述液压缸的所述活塞穿过形成在所述一个摩擦接合装置的所述摩擦部件中的凹口并且抵靠在所述另一个摩擦接合装置的所述摩擦部件上。
依照这种结构，沿轴向方向设置在第一方向侧的相对侧上的摩擦部件，即邻近于第二液压缸设置的一个摩擦接合部件的连接鼓侧上的摩擦部件以不可相对于所述连接鼓转动的方式直接安装于所述连接鼓上。而且，与位于第一方向侧上的另一个摩擦接合装置的摩擦部件相接合的液压缸的活塞穿过所述一个摩擦接合装置的摩擦部件中设置的凹口并且抵靠在另一个摩擦接合装置的摩擦部件上。因此，在将摩擦部件以不可相对于所述第一液压缸的活塞转动的方式装配于所述第一液压缸的活塞时，无需如传统中所做的那样在所述活塞上设置圆柱形鼓和花键齿等。因此，活塞的形状被简化，从而可容易并且低成本地制造整个装置。而且，无需担心与另一个摩擦接合装置相接合的液压缸的活塞的工作阻力会根据所述一个摩擦接合装置是接合还是断开而变化，因此不管所述一个摩擦接合装置是接合还是断开，可以高精确度执行另一个摩擦接合装置的接合和断开期间的接合扭矩的不稳定控制。
另外，所述双连接和断开装置还可以是，(a)在所述第一摩擦接合装置和所述第二摩擦接合装置中，由以不可相对于所述连接鼓转动的方式装配在所述连接鼓上的隔离件(间隔件)防止沿所述轴向方向设置在所述第一方向侧的相对侧上的一个摩擦接合装置的所述摩擦部件从所述第一方向侧沿所述第一方向移动；以及(b)定位在所述第一方向侧上的另一个摩擦接合装置的所述连接鼓侧上的所述摩擦部件以不可相对于所述隔离件转动的方式装配在所述隔离件上，并且由所述止动器部件防止其与所述隔离件一起沿所述第一方向移动。
依照这种结构，止动器部件通过所述隔离件防止沿轴向方向设置在第一方向侧的相对侧上的一个摩擦接合装置的摩擦部件，即邻近于第二液压缸设置的一个摩擦接合装置的接合部件上的摩擦部件沿第一方向移动。因此，与为一个摩擦接合装置的摩擦部件和另一个摩擦接合装置的摩擦部件设置单独止动器部件的情况相比较，可沿轴向方向减小所述装置的长度尺寸。而且，卡环通常用作止动器部件。然而，由于在将所述卡环装配于环形槽中以便将其装配在所述连接鼓中时必须沿轴向方向压缩所述卡环(或在将所述卡环装配于环形槽中之后必须沿径向方向膨胀所述卡环)，因此必须增加所述卡环的径向尺寸以使其大于与所述摩擦部件相接合所需的径向尺寸，但是为了避免与接合另一个摩擦接合装置的活塞相抵触，只增加所述卡环被压缩(或膨胀)的量(例如，只增加要装配于所述连接鼓的环形槽中的卡环的量)。然而，当使用所述隔离件时，其径向尺寸只需等于接合所述摩擦部件所需的尺寸而无需更大，因此与卡环的径向尺寸相比较可减小所述隔离件的径向尺寸。
另外，以基本直角弯曲而远离所述连接鼓从而与所述一个摩擦接合装置的所述摩擦部件基本平行的环形凸缘一体地设置在所述隔离件的一端上。
依照该结构，由于所述凸缘被设置在用以防止一个摩擦接合装置的摩擦部件沿第一方向移动的所述隔离件上，因此来自于所述活塞的压力可被均匀地分布在所述摩擦部件大部分(大范围)上。因此，限制了局部发热和不均匀摩擦，并且可提高所述摩擦接合装置在耐久性与接合力等方面的性能。而且，接触所述隔离件的压力板(即，摩擦部件)可被制造得更薄或完全省却，从而降低成本并且可减小总长度。另外，通过设置凸缘，增加了所述隔离件本身的刚性，因此在所述隔离件上形成与另一个摩擦接合装置的摩擦部件以及所述连接鼓相配合从而使得所述隔离件不可相对于所述摩擦部件以及所述连接鼓两者转动的花键的操作更容易，从而可降低制造成本。
而且，所述双连接和断开装置可被构造成通过一体地设置有所述连接鼓的抵靠部防止所述隔离件沿与所述第一方向相对的方向移动，从而允许所述一个摩擦接合装置的所述摩擦部件的装配，并且所述隔离件被保持在所述抵靠部与所述止动器部件之间的位置中。
因此，当一个摩擦接合装置断开时，可防止由摩擦接合装置断开时沿与第一方向相对的方向移动并且使得所述摩擦部件滑动接合从而导致可使得所述摩擦部件烧坏的摩擦损失和生热性的所述隔离件引起的动力传动效率和燃料效率方面的恶化。
附图说明
图1A是应用本发明的车辆用自动变速器的透视图，而图1B是示出用于实现每个速度(档位)的摩擦元件的接合/断开(脱开)组合的图表；
图2是用于图1A和1B所示的示例性实施例的列线图；
图3是详细地示出图1A所示车辆用自动变速器的离合器C1和C2的截面图。
图4是示出位于图3所示离合器C2的连接鼓侧上的摩擦部件与第一液压缸的活塞之间关系的视图；
图5A是图3所示示例性实施例的局部截面图，其中详细地示出摩擦部件是如何与第二离合器C2的连接鼓相接合的，而图5B是详细地示出第一离合器C1中的连接鼓、隔离件和摩擦部件是如何相互接合的截面图；
图6是与图3相对应的截面图，其中示出本发明的另一个示例性实施例；以及
图7也是与图3相对应的截面图，其中示出本发明的又一个示例性实施例。
具体实施方式
本发明所涉及的双连接和断开装置优选应用于车辆的动力传输装置，诸如依照用作例如摩擦接合装置的离合器和制动器的运转状态在多个速度(档位)之间以及正向(前进)和反向(后退)之间进行切换的行星齿轮式自动变速器或正向反向(前进后退)切换装置。而且，本发明所涉及的双连接和断开装置还可应用于除车辆用动力传输装置之外的动力传输装置。
例如，本发明所涉及的液压缸和摩擦接合装置例如是圆柱形的并且以细长支承部件为中心。连接鼓一体地连接于第一液压缸的缸筒的外部圆筒以便从那里连续。第一摩擦接合装置和第二摩擦接合装置容纳在所述连接鼓的内周向侧上。然而，各种其它形式也是可行的，诸如将所述连接鼓设置成其从第一液压缸的内圆筒处连续并且将摩擦接合装置设置在所述连接鼓的外周向侧上，或使用圆柱形支承部件将液压缸和摩擦接合装置设置在连接鼓的内侧上，或采用具有带中心部的盘状活塞的装置作为第二液压缸。
在第一摩擦接合装置和第二摩擦接合装置两者中，优选使用多盘式离合器和制动器，其中至少两个摩擦部件被设置在可相对于彼此转动的两个部件中的每一个上。然而，作为备选方案，也可使用单盘式摩擦接合装置，其中只有一个摩擦部件设置在两个部件中的每一个上。
支承部件与第一连接部件或第二连接部件之间的动力传输可以是：动力可从支承部件传输到第一连接部件或第二连接部件，或者动力可从第一连接部件或第二连接部件传输到支承部件，或者甚至可根据具体情况改变动力传输的方向。另外，支承部件、第一连接部件和第二连接部件都可围绕轴线转动。或者，那些部件中的任何一个可被以不可围绕轴线转动的方式固定在壳体或类似部件上。另外，第一连接部件和第二连接部件可以是不相互连接并且可相对于彼此转动，或者相互连接并从而一起转动。
优选地，第二摩擦接合装置是一个摩擦接合装置而第一摩擦接合装置为另一个摩擦接合装置，反之亦可。
另外，所述一个摩擦接合装置的连接鼓侧上的摩擦部件直接安装于连接鼓以便不可相对于所述连接鼓转动。或者，与现有技术类似，用于接合另一个摩擦接合装置的活塞可与所述连接鼓相接合以便不可相对于所述连接鼓转动，并且所述一个摩擦接合装置的摩擦部件可安装在所述活塞上从而都不可转动，但是可相对于所述活塞沿轴向方向移动，只要安装于所述连接鼓的至少一个止动器部件阻止所述摩擦部件沿第一方向的移动就可以。
而且，所述另一个摩擦接合装置的摩擦部件可被装配于隔离件以便不可相对于所述隔离件转动，并且所述隔离件可阻止所述一个摩擦接合装置的摩擦部件沿第一方向移动。另外，所述一个摩擦接合装置和另一个摩擦接合装置两者的连接鼓侧上的摩擦部件可被以不可相对于所述连接鼓转动的方式装配在所述连接鼓上，并且由用于每个摩擦接合装置的单独止动器部件阻止那些摩擦部件沿第一方向的移动。
由于所述隔离件被装配于所述另一个摩擦接合装置的摩擦部件和连接鼓的摩擦部件从而不可相对于它们转动，因此例如花键被设置在所述隔离件的圆柱形内周向面和外周向面上。然而，还可利用压力机(press)使隔离件弯曲或拉制成波纹形状，其中直径的尺寸围绕周向成环状地变化。所述波纹可用作花键，并且可容易且低成本地形成。通过类似的压力加工将所述连接鼓也形成为波纹形状的，也可容易且低成本地在所述连接鼓上形成花键。
另外，可设置抵靠部。在这种情况下，通过使所述连接鼓的装配有一个摩擦接合装置的摩擦部件的部位的尺寸不同于所述连接鼓的装配有隔离件的部位的尺寸可形成台阶部(step)，并且该台阶部可用作抵靠部。也就是说，当将连接鼓定位在外周向侧上时，通过使得连接鼓的装配有隔离件的部位处的直径大于装配有所述一个摩擦接合装置的摩擦部件的部位处的直径，可将所述一个摩擦接合装置的摩擦部件装配在所述连接鼓上，而隔离件抵靠在位于小直径部和大直径部之间的台阶部(即，抵靠部)上，从而防止隔离件沿与第一方向相对的方向移动。在所述一个摩擦接合装置的摩擦部件经由用于与另一个摩擦接合装置接合的活塞以不可相对于连接鼓转动的方式装配在所述连接鼓上的情况中，同样，通过使装配有活塞的部位的直径尺寸不同于装配有隔离件的部位的直径尺寸可形成台阶部。所述抵靠部可为伸出内周向侧或外周向侧并且与隔离件接合的突出部。例如，通过将作为单独部件例如沿径向方向旋拧的螺栓的抵靠部固定在所述连接鼓上也可防止隔离件的移动。这样，各种形式都是可行的。
下文中将参照附图详细地描述本发明的第一示例性实施例。
图1A是应用本发明的车辆用自动变速器的透视图，而图1B是示出用于实现多个速度的摩擦元件的接合/断开组合的图表。车辆用自动变速器10是用在FF(即，前发动机前轮驱动)车辆等中的横置变速器，它包括位于一根轴线上的第一变速部14和第二变速部20。第一变速部14具有作为其主要部件的双行星齿轮式第一行星齿轮组12，而第二变速部20具有作为其主要部件的单行星齿轮式第二行星齿轮组16和双行星齿轮式第三行星齿轮组18。车辆用自动变速器10从输入轴22获得转动、改变所述转动，并且将改变的转动输出到输出齿轮24。输入轴22相当于输入部件，诸如由用于使发动机等运转的驱动源驱动的液力变矩器的涡轮轴。输出齿轮24相当于输出部件，并且通过差动齿轮单元驱动左右从动轮。车辆用自动变速器10相对于其中心线或轴线基本是对称的。在图1中，省略了中心线下面的半部分。
主要构成第一变速部14的第一行星齿轮组12包括三个转动元件，即太阳齿轮S1、行星架CA1、以及齿圈R1。太阳齿轮S1与输入轴22相连接并由输入轴22驱动，而行星架CA1经由第三制动器B3固定于不转动的壳体26。齿圈R1用作中间输出部件，它在以低于输入轴22的速度转动的同时输出动力。此外，主要一起构成第二变速部20的第二行星齿轮组16和第三行星齿轮组18在用作四个转动元件RM1到RM1的四个部分处连接在一起。具体地说，第三行星齿轮组18的太阳齿轮S3用作第一转动元件RM1；第二行星齿轮组16的齿圈R2和第三行星齿轮组18的齿圈R3连接在一起并且用作第二转动元件RM2；第二行星齿轮组16的行星架CA2和第三行星齿轮组18的行星架CA3连接在一起并且用作第三转动元件RM3；并且第二行星齿轮组16的太阳齿轮S2用作第四转动元件RM4。第二行星齿轮组16和第三行星齿轮组18一起构成维列奥克斯(Ravigneaux)行星齿轮系，其中行星架CA2和CA3，以及齿圈R2和R3被共用为共用部件，并且第二行星齿轮组16的行星齿轮还用作第三行星齿轮组18的第二行星齿轮。
通过用第一制动器B1将第一转动元件RM1(即，太阳齿轮S3)连接于壳体26可选择性地防止第一转动元件RM1转动。第二转动元件RM2(即，齿圈R2和R3)可通过第一离合器C1选择性地连接于输入轴22并且通过用第二制动器B2将第二转动元件RM2连接于壳体26可选择性地防止第二转动元件RM2转动。第四转动元件RM4(即，太阳齿轮S2)可经由第二离合器C2选择性地连接于输入轴22。第一转动元件RM1(即，太阳齿轮S3)被一体地连接于第一行星齿轮组12的齿圈R1，所述齿圈R1用作中间输出部件。第三转动元件RM3(即，行星架CA2和CA3)被一体地连接于输出齿轮24并且向其输出转动。第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第一离合器C1和第二离合器C2一起用作多盘式液压摩擦接合装置，其中它们都通过液压缸被摩擦接合。与第二制动器B2一起，在第二转动元件RM2与壳体26之间还设置了单向离合器F，所述单向离合器F允许第二转动元件RM2的正向转动(即，沿与输入轴22相同的方向转动)同时防止其反向转动。
图2是使用直线示出第一变速部14和第二变速部20的转动元件中的每一个的转动速度的列线图。图中下面的水平线表示转动速度“0”，而图中上面的水平线表示转动速度“1.0”，即，与输入轴22相同的转动速度。此外，对应于第一变速部14的垂直线沿从左至右的顺序分别表示太阳齿轮S1、行星架CA1、以及齿圈R1，其中这些线之间的间隔依照第一行星齿轮组12的齿数比ρ1(＝太阳齿轮的齿数/齿圈的齿数)设定。同样，对应于第二变速部20的四条垂直线沿从左至右的顺序分别表示第一转动元件RM1(即，太阳齿轮S3)、第二转动元件RM2(即，齿圈R2和R3)、第三转动元件RM3(即，行星架CA2和CA3)和第四转动元件RM4(即，太阳齿轮S2)，其中线之间的间隔依照第二行星齿轮组16的齿数比ρ2和第三行星齿轮组18的齿数比ρ3设定。
如该列线图所示，当第二离合器C2和第二制动器B2接合时，使得第四转动元件RM4随输入轴22一体地转动，而抑制第二转动元件RM2转动，与输出齿轮24相连接的第三转动元件RM3在“1st”表示的转动速度下转动并实现具有最大齿数比的第一速度(第一档位)“1st”。当第二离合器C2和第一制动器B1接合时，使得第四转动元件RM4随输入轴22一体地转动，而抑制第一转动元件RM1转动，第三转动元件RM3在“2nd”表示的转动速度下转动并实现具有小于第一速度“1st”的齿数比的齿数比的第二速度(第二档位)“2nd”。当第二离合器C2和第三制动器B3接合时，使得第四转动元件RM4随输入轴22一体地转动，并且通过第一变速部14使得第一转动元件RM1在低于输入轴22的速度下转动，第三转动元件RM3在“3rd”表示的转动速度下转动并实现具有小于第二速度“2nd”的齿数比的齿数比的第三速度(第三档位)“3rd”。当第一离合器C1和第二离合器C2接合时，使得第二变速部20随输入轴22一体地转动，使得第三转动元件RM3在“4th”表示的转动速度下转动，即，使得第三转动元件RM3在与输入轴22相同的速度下转动，并实现具有小于第三速度“3rd”的齿数比的齿数比的第四速度(第四档位)“4th”。第四速度“4th”具有1∶1的齿数比。当第一离合器C1和第三制动器B3接合时，使得第二转动元件RM2随输入轴22一体地转动，并且通过第一变速部14使得第一转动元件RM1在低于输入轴22的速度下转动，第三转动元件RM3在“5th”表示的转动速度下转动并实现具有小于第四速度“4th”的齿数比的齿数比的第五速度(第五档位)“5th”。当第一离合器C1和第一制动器B1接合时，使得第二转动元件RM2随输入轴22一体地转动，而抑制第一转动元件RM1转动，第三转动元件RM3在“6th”表示的转动速度下转动并实现具有小于第五速度“5th”的齿数比的齿数比的第六速度(第六档位)“6th”。此外，当第二制动器B2和第三制动器B3接合时，抑制第二转动元件RM2转动，并且通过第一变速部14使得第一转动元件RM1在低于输入轴22的速度下转动，第三转动元件RM3在“Rev”表示的转动速度下反向转动并实现了反向速度(倒档)“Rev”。
图1B示出每个速度(档位)与第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3的运转状态之间的关系。单圈表示接合，而双圈表示只在发动机制动的情况下接合。由于与用于实现第一速度“1st”的第二制动器B2一起设置了单向离合器F，因此当起动时(即，当加速时)无需总是接合第二制动器B2。另外，用于每个速度的齿数比都依照第一行星齿轮组12的齿数比ρ1、第二行星齿轮组16的齿数比ρ2和第三行星齿轮组18的齿数比ρ3适当地设定。
图3是截面图，详细地示出从中心线或轴线0处开始的双连接和断开装置30的上半部分，所述双连接和断开装置30能够进行用作支承部件的输入轴22、用作第一连接部件的第二转动元件RM2与用作第二连接部件的第四转动元件RM4之间的动力传输以及中断它们之间的动力传输。双连接和断开装置30还具有与第一离合器C1摩擦接合的第一液压缸32，以及与第二离合器C2摩擦接合的第二液压缸34。第一液压缸32和第二液压缸34是圆柱形的并且一体地连接到输入轴22，由于以相同的轴线为中心，因此它们与输入轴22一起围绕轴线0转动。
第一液压缸32具有缸筒36和活塞38。以其底部(即，端部)朝向图3中右侧开口的圆柱形形状构成的缸筒36被连接到输入轴22，从而不可相对于输入轴22转动，以及不能沿轴向方向(即，沿轴线0的方向)(即，沿图中左右方向)移动。活塞38以可沿轴线0移动的方式装配在缸筒36内部。液压流体从液压流体通路41供应到缸筒36与活塞38之间的压力室40中，因此活塞38沿第一方向被推压，即压到图中的右侧，从而与第一离合器C1摩擦接合。由橡胶等制成的密封部件42和44被固定于活塞38的内周向部和外周向部以便密封压力室40。另外，圆柱形连接鼓46被一体地连接到缸筒36的侧壁部(在该示例性实施例中是外周向侧的外圆筒部)，所述缸筒36被一体地连接到输入轴22。该连接鼓46以轴线0为中心并且沿第一方向伸出。第一离合器C1包括以不可相对于连接鼓46转动的方式连接到连接鼓46的内周向侧的多个摩擦部件48以及以不可相对于第二转动元件RM2转动或者不可在所述多个摩擦部件48之间转动的方式连接到第二转动元件RM2的多个摩擦部件50。活塞38与摩擦部件48和摩擦部件50摩擦接合，从而将第二转动元件RM2连接于输入轴22。
第二液压缸34沿第一方向(即，朝向图3中的右侧)邻近于第一液压缸32设置。第二液压缸34包括缸筒56和活塞58。缸筒56是其底部(即，端部)朝向图3中右侧开口的圆柱形。缸筒56以不可相对于输入轴22转动以及不能沿轴向方向(即，沿轴线0的方向)移动的方式安装到输入轴22上。活塞58以可沿轴向方向移动的方式装配在缸筒56内部。液压流体从液压流体通路61供应到缸筒56与活塞58之间的压力室60中，因此活塞58沿第一方向被推压，即压到图中的右侧，从而与第二离合器C2摩擦接合。由橡胶等制成的密封部件62和64被固定于活塞58的内周向部和外周向部以便密封压力室60。另外，第二离合器C2沿第一方向在第二液压缸34即在附图中比第二液压缸34更接近(farther to)右侧的位置处安装于连接鼓46的内周向侧上，因此，它位于第二液压缸34与第一离合器C1之间并且邻近于第一离合器C1。第二离合器C2包括以不可相对于连接鼓46转动的方式连接到连接鼓46的内周向侧的多个摩擦部件68以及以不可相对于第四转动元件RM4转动或者不可在所述多个摩擦部件68之间转动的方式连接到第四转动元件RM4的多个摩擦部件70。活塞58与摩擦部件68和摩擦部件70摩擦接合，从而将第四转动元件RM4连接于输入轴22。
第一离合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50和第二离合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70从与第一方向相对的方向(即插向图中的左侧)从连接鼓46的位于第一方向侧上的端部处插入连接鼓46中。第一离合器C1的摩擦部件48和第二离合器C2的摩擦部件68通过花键接合等与连接鼓46相接合。同样，第一离合器C1的摩擦部件50和第二离合器C2的摩擦部件70通过花键接合等分别与第二转动元件RM2和第四转动元件RM4相接合。而且，通过卡环52防止摩擦部件68沿第一方向从第二离合器C2侧移动，卡环52经由以不可相对于连接鼓46转动的方式花键配合于连接鼓46的隔离件72一体地连接到连接鼓46的端部。摩擦部件68在压力板74和活塞58之间被压在一起，所述压力板74由隔离件保持在适当的位置中。如图4所示，凹口68a被设置在摩擦部件68中以等距离隔开的四个位置中，而四个接合突出部38a被设置在第一液压缸32的活塞38上，所述接合突出部38a沿第一方向从活塞38延伸到与摩擦部件68中的凹口68a对应的位置处。这些接合突出部38a穿过凹口68a一直到达第一离合器C1。而且，第一离合器C1的连接鼓46侧上的摩擦部件48与隔离件72花键配合以便不可相对于隔离件72转动。卡环52防止摩擦部件48沿第一方向移动，所述卡环52将隔离件72保持在适当的位置处。因此，摩擦部件48被压在压力板54和活塞58之间的摩擦部件50上，所述压力板54由卡环52保持在适当的位置中。依照该示例性实施例，沿轴线0的方向安装在第一方向侧的相对侧(即图3中的左侧)上的第二离合器C2是一个摩擦接合装置，而第一离合器C1是另一个摩擦接合装置，并且卡环52用作止动器部件。
图5A是截面图，详细地示出摩擦部件68是如何与第二离合器C2中的连接鼓46相接合的。连接鼓46通过压力机拉成或弯曲成波纹形状，其中直径的尺寸围绕周向成环状地变化，并且内周向面上形成的所述波纹可用作花键。这些花键然后与形成在摩擦部件68的外周向部上的花键相啮合，因此连接鼓46与摩擦部件68不会相对于彼此转动。另外，图5B是截面图，详细地示出第一离合器C1中的连接鼓46、隔离件72和摩擦部件48是如何相互接合的。隔离件72以类似的方法通过压力机拉成或弯曲成波纹形状，其中直径的尺寸围绕周向成环状地变化，并且内周向面和外周向面上形成的所述波纹可用作花键。这些花键然后与形成在连接鼓46的外周向面上的波纹或花键相啮合，以及与形成在摩擦部件48的外周向部上的花键相啮合，因此隔离件72不可相对于连接鼓46和摩擦部件48两者转动。通过以这种方式将可用压力机拉制或弯曲而形成的波纹作为花键，可容易且低成本地构成连接鼓46和隔离件72。
返回来参照图3，第二液压缸34还具有一体地设置有输入轴22的消除板80。离心式液压消除室82被形成在该消除板80与活塞58之间。离心式液压消除室82位于活塞58的与压力室60相对的一侧上。当液压流体从液压流体通路83引入离心式液压消除室82中时，当压力室60围绕轴线0转动时在压力室60中产生的离心式液压被消除。活塞58设置有圆柱形外圆筒部84。由橡胶等制成的密封部件86被固定于消除板80的外周缘并且在外圆筒部84的内周向面上滑动。该密封部件86可通过活塞58移动，同时在外圆筒部84的内周向面与消除板80之间设置有密封件。在离心式液压消除室82的内部具有复位弹簧88，当压力室60中的液压下降时，所述复位弹簧88使得活塞58返回到图3中的左侧，从而脱离第二离合器C2。
另外，第一液压缸32使用第二液压缸34的缸筒56作为消除板80。在缸筒56和活塞38之间形成有离心式液压消除室90。离心式液压消除室90位于活塞38的与压力室40相对的一侧上。当液压流体从液压流体通路91引入离心式液压消除室90中时，当压力室40围绕轴线0转动时在压力室40中产生的离心式液压被消除。活塞38设置有圆柱形外圆筒部92，所述外圆筒部92被装配于缸筒56的外周向侧。由橡胶等制成的密封部件94被固定于缸筒56的外周缘并且在外圆筒部92的内周向面上滑动。该密封部件96可通过活塞38移动，同时在外圆筒部92的内周向面与圆筒56之间设置有密封件。在离心式液压消除室90的内部具有复位弹簧96，当压力室40中的液压下降时，所述复位弹簧90使得活塞38返回到图3中的左侧，从而脱离第一离合器C1。
依照该示例性实施例，第一液压缸32的缸筒36和活塞38以及第二液压缸34的缸筒56、活塞58和消除板80都是通过压力机拉制而由金属板制成的。然而，作为备选，它们可以是铸件、压铸件或锻造件等，并且由铝或铝合金等制成。
在该实施例所涉及的双连接和断开装置30中，第二液压缸34的缸筒56与第一液压缸32的缸筒36分离地设置并且被一体地固定于输入轴22，而连接到连接鼓46的卡环52防止第一离合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50与第二离合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70沿第一方向移动。因此，当活塞38将第一离合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50压在一起时，它们相互摩擦接合。同样，当活塞58将摩擦部件68和摩擦部件70压在一起时，它们相互摩擦接合。因此，第一液压缸32和第二液压缸34分别使得第一离合器C1和第二离合器C2接合和断开。因此，可以高精确度同时精细地控制第一离合器C1的接合扭矩和第二离合器C2的接合扭矩，从而提高其中可使用第一离合器C1和第二离合器C2的模式的自由度。
另外，邻近于第二液压缸34设置的第二离合器C2的连接鼓46侧上的摩擦部件68被直接以不可相对于连接鼓46转动的方式花键配合于连接鼓46。第一液压缸32的活塞38与第一离合器C1相接合，所述第一离合器C1沿轴向方向(即轴线0的方向)设置在第二离合器C2的第一方向侧上。第一液压缸32的活塞38穿过摩擦部件68中的凹口68a并且压在第一离合器C1的摩擦部件48和摩擦部件50上。因此，当将第二离合器C2的摩擦部件68装配于第一液压缸32的活塞38以使得它们不可相对于彼此转动时，无需与传统上一样在活塞38上设置圆柱形鼓和花键齿等。因此，活塞38的形状被简化，以使得可容易并且低成本地制造整个装置。而且，无需担心第一液压缸32的活塞38的工作阻力会根据第二离合器C2是接合还是断开而改变，因此不管第二离合器C2是接合还是断开，都可以高精确度执行第一离合器C1的接合和断开期间的接合扭矩的不稳定控制等。
另外，通过使用卡环52经由隔离件72防止第二离合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70沿第一方向移动，与使用卡环以与第一离合器侧上相同方式将第二离合器C2的摩擦部件68和摩擦部件70保持在适当位置中的情况相比较，轴向方向(即，沿轴线0的方向)上的长度尺寸可减小。另外，由于所述卡环在被装配于环形槽中以便将其装配在连接鼓46中时必须被沿径向方向压缩，因此必须增加所述卡环的径向尺寸以使其大于与压力板74相接合所需的径向尺寸，但是为了避免与第一液压缸32的活塞38的接合突出部38a相抵触，只增加所述卡环被压缩的量(即，只增加要装配进连接鼓46的环形槽中的卡环的量)。然而，当使用隔离件72时，其径向尺寸只需等于接合压力板74所需的尺寸而无需更大，因此与卡环的径向尺寸相比较可减小隔离件72的径向尺寸。
接下来将描述本发明所涉及的第二示例性实施例。在以下的第二示例性实施例中，将使用相同的附图标记表示与第一示例性实施例基本相同的部件，并且将省略其描述。
在第一示例性实施例中，使用抵靠在压力板74外周向部上的圆柱形隔离件72。然而，作为替换，隔离件72的端部可形成为与压力板74基本平行的凸缘102，如图6中双连接和断开装置100所示。在这种情况下，由于压力板74大部分由凸缘102支承，因此来自于活塞58的压力被均匀地分布在摩擦部件68和摩擦部件70大部分上。因此，限制了局部发热和不均匀摩擦，并且可提高第二离合器C2在耐久性与接合力等方面的性能。而且，可将压力板74制造得更薄或完全省却，从而降低成本并且可减小总长度。另外，通过设置凸缘102，增加了隔离件72本身的刚性，因此将其压成用作花键的波纹的操作更容易，从而可降低制造成本。
与摩擦部件68的情况一样，在凸缘102中设置有凹口，以使得活塞38的接合突出部38a可从中穿过。另外，在双连接和断开装置100中，在活塞38的接合突出部38a上设置有波纹状啮合齿104，所述啮合齿104与连接鼓46上的花键(即，波纹)相接合，以使得活塞38的接合突出部38a不可相对于连接鼓46转动。活塞38可为铸件、压铸件或锻造件等，并且由铝或铝合金等制成。而且，也可在第一实施例中设置类似的啮合齿。
与图6所示双连接和断开装置100相比较，图7所示的第三示例性实施例所涉及的双连接和断开装置110被构造成连接鼓46的装配有隔离件72的部位的径向尺寸，即，第一方向侧即开口侧(图7中右侧)上的部位的径向尺寸比连接鼓46的装配有第二离合器C2的摩擦部件68的部位的径向尺寸较大，并且在允许摩擦部件68被装配时，隔离件72抵靠在位于这两个直径不同的部位之间的台阶部112上。因此，在隔离件72被保持在台阶部112和卡环52之间的位置中的情况下，防止隔离件72沿与第一方向相对的方向移动。台阶部112相当于一体地设置有连接鼓46的抵靠部。
在这种情况下，由于隔离件72沿轴向方向被保持在台阶部112和卡环52之间的位置中，因此可防止由当第二离合器C2断开时沿与第一方向相对的方向移动并且使得摩擦部件68和摩擦部件70滑动接合从而导致可使得摩擦部件68和摩擦部件70烧坏的摩擦损失和生热性的隔离件72引起的动力传动效率和燃料效率的恶化。
尽管在文中已参照附图描述了示例性实施例，但是本领域技术人员可容易地进行各种修正和改变。因此，所有这些改变和修正都包含在本发明的保护范围中。
第二液压缸34的缸筒56与第一液压缸32的活塞38分离地设置并且被一体地固定于输入轴22。连接到连接鼓46的卡环52防止第一离合器C1的摩擦部件48和50与第二离合器C2的摩擦部件68和70沿第一方向移动。第一离合器C1的摩擦部件48和50通过活塞38摩擦接合，并且第二离合器C2的摩擦部件68和70通过活塞58摩擦接合。

Claims (7)

1.一种双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，它包括：
第一液压缸(32)，通过将液压流体供应到第一压力室(40)中而使活塞(38)在所述第一液压缸中沿与所述双连接和断开装置(30，100，110)的轴线平行的第一方向移动；
一体地设置在公共支承部件(22)上并且在沿所述第一方向邻近于所述第一液压缸(32)的位置中与所述第一液压缸(32)同心的第二液压缸(34)，通过将液压流体供应到第二压力室(60)中而使活塞(58)在所述第二液压缸中沿所述第一方向移动；
设置在一体地安装于所述支承部件(22)上的所述第一液压缸(32)的缸筒(36)的侧壁部上的圆柱形连接鼓(46)，所述连接鼓(46)以所述轴线为中心并且沿所述第一方向伸出；
比所述第二液压缸(34)更接近所述第一方向侧定位的第一摩擦接合装置(C1)，所述第一摩擦接合装置(C1)包括(i)设置在所述连接鼓(46)上的第一摩擦部件(48)，所述连接鼓(46)可围绕所述轴线相对于第一连接部件(RM2)转动，所述第一摩擦部件不可相对于所述连接鼓(46)转动；和(ii)设置在所述第一连接部件(RM2)上的第二摩擦部件(50)，所述第二摩擦部件(50)不可相对于所述第一连接部件(RM2)转动，通过使所述第一液压缸(32)的所述活塞(38)沿所述第一方向移动并且使所述连接鼓(46)的所述第一摩擦部件(48)与所述第一连接部件(RM2)的所述第二摩擦部件(50)相接合，所述第一摩擦接合装置(C1)经由所述连接鼓(46)将所述支承部件(22)与所述第一连接部件(RM2)相连接；以及
比所述第二液压缸(34)更接近所述第一方向侧并且沿轴向方向邻近于所述第一摩擦接合装置(C1)的第二摩擦接合装置(C2)，所述第二摩擦接合装置(C2)包括(i)设置在所述连接鼓(46)上的第三摩擦部件(68)，所述连接鼓(46)可围绕所述轴线相对于第二连接部件(RM4)转动，所述第三摩擦部件(68)不可相对于所述连接鼓(46)转动；和(ii)设置在所述第二连接部件(RM4)上的第四摩擦部件(70)，所述第四摩擦部件(70)不可相对于所述第二连接部件(RM4)转动，通过使所述第二液压缸(34)的所述活塞(58)沿所述第一方向移动并且使所述连接鼓(46)的所述第三摩擦部件(68)与所述第二连接部件(RM4)的所述第四摩擦部件(70)相接合，所述第二摩擦接合装置(C2)经由所述连接鼓(46)将所述支承部件(22)与所述第二连接部件(RM4)相连接，
其中，所述第二液压缸(34)的缸筒(56)与所述第一液压缸(32)的所述活塞(38)分离地设置，并且被一体地固定在所述支承部件(22)上，以及
所述第一摩擦接合装置(C1)的所述第一摩擦部件(48)和所述第二摩擦部件(50)以及所述第二摩擦接合装置(C2)的所述第三摩擦部件(68)和所述第四摩擦部件(70)被从与所述第一方向相对的方向从所述连接鼓(46)的位于所述第一方向侧上的端部装配进所述连接鼓(46)中，并且被一体地连接到所述连接鼓(46)上的止动器部件(52)防止沿所述第一方向移动，
其特征在于，在所述第一摩擦接合装置(C1)和所述第二摩擦接合装置(C2)中，由以不可相对于所述连接鼓(46)转动的方式装配在所述连接鼓(46)上的隔离件(72)防止沿所述轴向方向设置在所述第一方向侧的相对侧上的一个摩擦接合装置(C2)的所述摩擦部件从所述第一方向侧沿所述第一方向移动；以及
定位在所述第一方向侧上的另一个摩擦接合装置(C1)的所述连接鼓(46)侧上的所述摩擦部件(48)以不可相对于所述隔离件(72)转动的方式装配在所述隔离件(72)上，并且由所述止动器部件(52)防止其与所述隔离件(72)一起沿所述第一方向移动。
2.根据权利要求1所述的双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，
在所述第一摩擦接合装置(C1)和所述第二摩擦接合装置(C2)中，沿所述轴向方向设置在所述第一方向侧的相对侧上的一个摩擦接合装置(C2)的所述连接鼓(46)侧上的所述摩擦部件(68)以不可相对于所述连接鼓(46)转动的方式安装在所述连接鼓(46)上；以及
与定位在所述第一方向侧上的另一个摩擦接合装置(C1)的所述摩擦部件(48)相接合的所述液压缸(32)的所述活塞(38a)穿过形成在所述一个摩擦接合装置(C2)的所述摩擦部件(68)中的凹口(68a)并且抵靠在所述另一个摩擦接合装置(C1)的所述摩擦部件(48)上。
3.根据权利要求1所述的双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，
所述第一摩擦部件(48)和所述第二摩擦部件(50)在所述第一液压缸(32)的所述活塞(38a)与所述止动器部件(52)之间被压在一起并且通过使所述活塞(38a)沿所述第一方向移动而接合；并且
所述第三摩擦部件(68)和所述第四摩擦部件(70)经由所述隔离件(72)在所述第二液压缸(34)的所述活塞(58)与所述止动器部件(52)之间被压在一起并且通过使所述活塞(58)沿所述第一方向移动而接合。
4.根据权利要求1或3所述的双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，
以基本直角弯曲而远离所述连接鼓(46)从而与所述一个摩擦接合装置(C2)的所述摩擦部件(68，70)基本平行的环形凸缘(102)一体地设置在所述隔离件(72)的一端上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，
通过一体地设置有所述连接鼓(46)的抵靠部防止所述隔离件(72)沿与所述第一方向相对的方向移动，从而允许所述一个摩擦接合装置(C2)的所述摩擦部件(68)的装配，并且所述隔离件(72)被保持在所述抵靠部(112)与所述止动器部件(52)之间的位置中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，
所述支承部件(22)是所述双连接和断开装置(30，100，110)的转动输入轴。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的双连接和断开装置(30，100，110)，其特征在于，
所述第一摩擦接合装置(C1)设置有多个所述第一摩擦部件(48)和多个所述第二摩擦部件(50)；并且
所述第二摩擦接合装置(C2)设置有多个所述第三摩擦部件(68)和多个所述第四摩擦部件(70)。
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