专利名称：自动变速器的摩擦接合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动变速器的摩擦接合装置。更具体地，本发明涉及一种用作自动变速器的制动器或者离合器的摩擦接合装置。
背景技术：
例如日本专利待审公开NO.11-141662公开了一种常规的自动变速器的摩擦接合装置，它确保了制动活塞的刚性而不会导致与轿车车身地板干涉。该文献中所公开的自动变速器包括位于固定侧和形成多个盘式制动器的转动侧上的摩擦盘，和对摩擦盘施压的环状制动活塞。在与该制动活塞相邻的位置上形成有油压室，并且在该油压室的底部形成有与油压控制阀单元连通的油孔。
在日本专利待审公开NO.11-141662中所公开的自动变速器中，油压从油压控制阀单元经油孔供给至油压室。这样，制动活塞行进并允许固定侧和转动侧的摩擦盘彼此接合。但因为仅油压室的底部中设置有油孔，所以制动活塞可能会以倾斜状态对摩擦盘施压。在该条件下，摩擦盘的负荷变得不均匀，这将降低摩擦盘的耐久性。此外，施加至摩擦盘的力沿摩擦盘的周向变动，这影响了平稳的变速(换档)操作。这种现象在油粘度增加的较低温度下会更频繁地发生，因此该自动变速器的可靠性尤其是会在低温气候下使用时降低。
发明内容
为了解决上述问题而完成本发明。本发明的一个目的在于提供一种自动变速器的摩擦接合装置，它可以防止摩擦盘的负荷局部增加并可获得平稳的变速操作。
根据本发明的自动变速器的摩擦接合装置通过油压致动活塞，以通过该活塞来对摩擦盘施压。该自动变速器的摩擦接合装置包括形成为以环形形状延伸的油压室，和各自独立地延伸以将油供给到所述油压室的多个油路。所述多个油路中的各个油路与所述油压室在所述油压室的周向上彼此不同的位置上连通。
根据这种结构的自动变速器的摩擦接合装置，油通过所述多个油路供给至油压室的周向上彼此不同的多个位置。由此，可以在油压室的不同位置上以相同的定时产生油压，并且可以没有倾斜地致动活塞。结果，可以使由该活塞所施压的对摩擦盘的负荷变得均匀，并且摩擦盘的耐久性可以增加。此外，可以获得平稳的变速操作，并且可以增加自动变速器的可控制性。
所述多个油路包括具有较短长度的第一油路和具有较长长度的第二油路。所述自动变速器的摩擦接合装置还包括设置在所述第二油路中自由地开闭以控制所述第二油路中的油流的截断部件。根据这种结构的自动变速器的摩擦接合装置，可以通过打开截断部件并将油从第一油路和第二油路供给至油压室而无倾斜地致动活塞。此外，可以通过关闭截断部件并将油从具有较短长度的第一油路供给至油压室而以较短时间供给油压。由此，可以增加自动变速器的响应性。
优选地，所述截断部件在判断油温高于一预定温度时被关闭以截断所述第二油路中的油流，并且在判断油温低于所述预定温度时被打开以允许油在所述第二油路中流动。此外，优选地，所述截断部件在判断油粘度低于一预定值时被关闭以截断所述第二油路中的油流，并且在判断油粘度高于所述预定值时被打开以允许油在所述第二油路中流动。
根据这种结构的自动变速器的摩擦接合装置，当油温高时，即当油粘度低时，油通过油压室较快地扩散，并因此活塞在被致动时不可能倾斜。因此，在该情况下，截断部件被关闭并将油从第一油路供给至油压室，以增加自动变速器的响应性。另一方面，当油温低时，即当油粘度高时，油通过油压室较慢地扩散，并因此活塞在被致动时往往会倾斜。因此，在该情况下，截断部件被打开并将油从第一和第二油路供给至油压室，以防止活塞以倾斜状态被致动。由此，可以实现具有增加的响应性并防止活塞倾斜的自动变速器。
优选地，所述截断部件包括具有根据油温变化的弹簧系数(模量)的形状记忆弹簧，和由所述形状记忆弹簧赋能以使所述第二油路开闭的阻挡球(check ball)。根据这种结构的自动变速器的摩擦接合装置，由形状记忆弹簧施加给阻挡球的力根据油温而变化，并且阻挡球对应于油温被定位在开/闭位置。由此，可以一种简单而且成本低的构造控制第二油路中的油流。
所述截断部件优选地是电磁阀。根据这种结构的自动变速器的摩擦接合装置，可以增加第二油路中的油流的可控制性。
所述多个油路包括具有较短长度的第一油路和具有较长长度的第二油路。优选地，所述第一油路形成为使油以较大阻力从其中流过，所述第二油路形成为使油以较小阻力从其中流过。根据这种结构的自动变速器的摩擦接合装置，可以防止由于油路长度的不同而在第一油路和第二油路分别与油压室连通的位置中以不同的定时产生油压。由此，可以更有效地抑制活塞在致动期间的倾斜。
从下面结合附图对优选实施例的说明将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点。
图1是应用本发明一实施例的摩擦接合装置的自动变速器的横截面图；图2是从图1中所示的线II-II沿箭头方向看时的自动变速器的示意图；图3是示出由图2中所示的长双点划线III-III所包围的部分的放大截面图；图4是示出图3中所示弹簧的特性的曲线图；图5是示出图3中所示油压切换机构的变形例的示意图；图6是示出主油压供给路径和次油压供给路径分别与油压室连通的位置的示意图；以及图7是示出制动活塞的施力角度与倾斜量之间的关系的曲线图。
具体实施例方式
下面，将参照
本发明的实施例。在下面的说明中，将用相同的参考符号说明相同或相应的部件。
参照图1，自动变速器10包括一行星齿轮17，行星齿轮17减少或增加输入转动速度或者将该转动的方向翻转并输出结果。自动变速器10具有用于锁止形成行星齿轮17的行星架的转动的制动器11。
制动器11包括固定在容纳行星齿轮17的壳体12上的摩擦盘13、固定在行星架一侧上的摩擦盘14，和沿行星齿轮17的轴线方向与摩擦盘13和14并列设置的制动活塞15。摩擦盘13和14都具有沿壳体12的内周方向延伸的环形形状，并且形成为具有在沿行星齿轮17的轴线方向的方向上彼此啮合的交替的齿的梳状形状。与摩擦盘13和14一样，制动活塞15也具有环形形状。
以环形形状延伸的油压室20形成在壳体12中与制动活塞15相邻的位置上。油压室20形成在由肋状部12r和制动活塞15包围的空间中，该肋状部12r从壳体12的内周向内沿径向突出。通过向油压室20提供油压，制动活塞15沿行星齿轮17的轴线方向行进并对摩擦盘13和14施压。受压的摩擦盘13和14在压力作用下彼此接触，并因此锁止行星架的转动。
参照图2，自动变速器10设置有用以产生油压的油泵24，和具有安装在其上用以控制油压的电磁阀的阀体21。阀体21安装在自动变速器10的设置有油底壳(oil pan)的一侧上，即位于油压室20的底部。在阀体21上设置有油温传感器23，流过阀体21的油的温度由油温传感器23检测。
在自动变速器10中还形成有从阀体21延伸至油压室20的主油压供给路径31和次油压供给路径36。主油压供给路径31和次油压供给路径36彼此独立地从阀体21的分支位置延伸至油压室20。主油压供给路径31通过形成在壳体12中的开口32与油压室20的底部附近的一个位置连通。次油压供给路径36通过形成在壳体12中的开口37与油压室20的顶部附近的一个位置连通。即，主油压供给路径31和次油压供给路径36分别在油压室20周向上彼此不同的位置上与油压室20连通。主油压供给路径31形成有较短长度的管路，而次油压供给路径36形成有较长长度的管路。
通过这种结构，油通过两条路径，即主油压供给路径31和次油压供给路径36供给油压室20。因此，油压可以通过油压室20周向上多个不同的位置供给油压室20，并且供给油压的定时(油压施加定时)可以在制动活塞15承受油压的整个表面上均等化。从而，制动活塞15可以没有倾斜地行进。
此外，主油压供给路径31优选地形成有具有比次油压供给路径36的管路阻力大的管路阻力。由此，油可以在具有较小的管路阻力的次油压供给路径36中比在具有较大的管路阻力的主油压供给路径31中更容易地流动。因此，可以防止主油压供给路径31和次油压供给路径36因为管路长度不同而具有不同的油压施加定时。由此，可以更有效地抑制制动活塞15行进期间的倾斜。
为了控制如上所述的主油压供给路径31和次油压供给路径36的管路阻力，例如，主油压供给路径31的管路的直径可以制造成比次油压供给路径36的管路的直径小。此外，可以将开口32的直径设定成比开口37的小，或者可以将主油压供给路径31的内壁的表面粗糙度设定成比次油压供给路径36的大。可选地，可以在主油压供给路径31中设置用于对油流施加阻力的可转动叶片。
尽管在图2中示出在油压室20内侧分支的主油压供给路径31和次油压供给路径36，但是主油压供给路径31和次油压供给路径36也可以在油压室20的外侧例如在壳体12中分支。在这种情况下，从分支位置延伸至油压室20的油路分别成为主油压供给路径31和次油压供给路径36。此外，主油压供给路径31和次油压供给路径36可以形成为具有相同长度或者可以在主油压供给路径31和次油压供给路径36之外形成另一油压供给路径。
参照图3，在阀体21中设置有位于次油压供给路径36中的油压切换机构41油压切换机构41形成有阻挡球43和从两侧向该阻挡球赋能的弹簧44和45。阻挡球43设置成阻止形成在隔壁42中的孔42h。从次油压供给路径36流过的油填充围绕弹簧44和45的空间。
参照图4，分别用直线47和48示出弹簧44和45的特性。参照图3和4，弹簧44和45的特性根据流过次油压供给路径36的油流的温度而变化。各弹簧的弹簧系数随着油温增加而增加，并因此用以向阻挡球赋能的弹簧负荷也增加。弹簧负荷变化与油温变化之比(直线47和48中各直线的斜度)在弹簧45中比在弹簧44中大。
当油温低于T(℃)时，弹簧44的弹簧负荷变得比弹簧45的大。在该情况下，阻挡球43被弹簧44推向离开孔42h的位置，并允许油通过次油压供给路径36。相反，当油温高于T(℃)时，弹簧45的弹簧负荷变得比弹簧44的大。在该情况下，阻挡球43被弹簧45推向一个阻止孔42h的位置，并截断次油压供给路径36中油的流动。
通过这种结构，当油温低于T(℃)时，油从主油压供给路径31和次油压供给路径36一起供给油压室20。当油温低时，油具有高粘度。因此，油不容易流动，并且在油压室20中的油压施加定时趋向于彼此不同。在该情况下，油压从多个位置供给至油压室20以可靠地防止制动活塞15以倾斜状态行进。另一方面，当油温高于T(℃)时，油仅从主油压供给路径31供给油压室20。当油温高时，油具有低粘度，并且油压施加定时不可能彼此不同。因此，在该情况下，仅使用具有较短长度的主油压供给路径31来增加自动变速器10的响应性。
应当知道，形成有阻挡球43、弹簧44和45的油压切换机构41可以设置在阀体21外部，例如在形成于壳体12中的次油压供给路径36中。
参照图5，在一变形例中，代替图3中的油压切换机构41，在次油压供给路径36上设置有电磁阀51。电磁阀51例如与设置在阀体21上的电磁阀一体形成。电磁阀51接收来自油温传感器23的信号，并基于由油温传感器23检测的油温而被控制。即，当油温低于T(℃)时，电磁阀51被控制为打开并允许油流过次油压供给路径36。另一方面，当油温高于T(℃)时，电磁阀51被控制为关闭并截断次油压供给路径36中油的流动。
应当知道，除了油温传感器23以外还可以设置粘度检测传感器，并且可以基于用该传感器所检测的油粘度来控制电磁阀51的开闭。假设在油温为T(℃)时粘度为Y(Pa·s)，当所检测的油粘度大于Y(Pa·s)时电磁阀51被控制为打开，而当所检测的油粘度小于Y(Pa·s)时电磁阀51被控制为关闭。
为了研究在与油压室20连通的主油压供给路径31和次油压供给路径36的位置与制动活塞15的倾斜量之间的关系，进行了以下试验。
参照图6，与油压室20连通的主油压供给路径31的位置固定在图中所示的0°位置。为了对比起见，首先从主油压供给路径31向油压室20供给油压。然后在多个位置测量制动活塞15的行程，以基于测量结果获得在油压供给期间制动活塞15的倾斜量。油的粘度设定为-30(℃)时的粘度。之后，在图中所示的60°、120°、180°之中的各位置上设置次油压供给路径36，并从主油压供给路径31和在各位置上连通的次油压供给路径36向油压室20供给油压。在各个情况下，相似地获得制动活塞15的倾斜量。试验的结果汇总示出在图7中。
图7示出施力角度(application angle)与制动活塞的倾斜量之间的关系，其中施力角度是主油压供给路径31和次油压供给路径36之间的相位差。从图7可知，通过同时从主油压供给路径31和次油压供给路径36供给油压，与仅从主油压供给路径31供给油压时的情况相比较，可以使得制动活塞15的倾斜量较小。此外，主油压供给路径31和次油压供给路径36之间的施力角度越大，则制动活塞15的倾斜量越小，当施力角度为180°时，所获得的制动活塞15的倾斜量最小。
本发明的实施例中的自动变速器的摩擦接合装置是这样一种自动变速器10的摩擦接合装置，其中，制动活塞15作为活塞由油压致动，而摩擦盘13和14由制动活塞15施压。自动变速器10的摩擦接合装置包括以一种环形形状延伸的油压室20，并且作为多个油路的主油压供给路径31和次油压供给路径36独立地延伸以将油供给油压室20。主油压供给路径31和次油压供给路径36分别与油压室20在油压室20周向的不同位置上连通。该自动变速器的摩擦接合装置在制动器11中用作自动变速器10的制动装置。
分别与油压室20连通的主油压供给路径31和次油压供给路径36的位置之间的相位差优选地是至少60°和最大180°。更优选地，分别与油压室20连通的主油压供给路径31和次油压供给路径36的位置之间的相位差优选地是至少90°和最大180°。还更优选地，分别与油压室20连通的主油压供给路径31和次油压供给路径36的位置之间的相位差优选地是至少120°和最大180°。
根据本发明的实施例中的这种自动变速器的摩擦接合装置，制动活塞15可以没有倾斜地行进，而施加至摩擦盘13和14中每一个的负荷可以均匀地沿摩擦盘的周向分布。由此，可以防止施加至摩擦盘13和14中每一个的热负荷局部增加，并且可以消除例如摩擦盘13和14的烧灼等的缺陷。此外，因为摩擦盘13和14可以在压力作用下均匀地接触，因此可对应于油压控制而精确地致动制动器11。结果，可以获得平稳的变速操作，例如可以通过离合器对离合器控制来可靠地防止在变速操作期间产生冲击。
应该知道，尽管在本实施例中将本发明用于制动器11，但是本发明也可以用于自动变速器的离合器。本发明还可以用于无级变速器。
如上所述，根据本发明，可以提供一种自动变速器的摩擦接合装置，其中可以防止摩擦盘负荷局部地增加并可获得平稳的变速操作。
尽管详细地说明并示出本发明，但是显然这是示例性的而非限制性的，本发明的精神和范围仅由后附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种自动变速器的摩擦接合装置，它具有通过油压致动的活塞，以利用该活塞对摩擦盘施压，所述摩擦接合装置包括形成为以环形形状延伸的油压室；和各自独立地延伸以将油供给到所述油压室的多个油路；其中，所述多个油路中的各个油路与所述油压室在所述油压室的周向上彼此不同的位置上连通。
2.根据权利要求1所述的自动变速器的摩擦接合装置，其特征在于，所述多个油路包括具有较短长度的第一油路和具有较长长度的第二油路，所述自动变速器的摩擦接合装置还包括设置在所述第二油路中自由地开闭以控制所述第二油路中的油流的截断部件。
3.根据权利要求2所述的自动变速器的摩擦接合装置，其特征在于，所述截断部件在判断油温高于一预定温度时被关闭以截断所述第二油路中的油流，并且在判断油温低于所述预定温度时被打开以允许油在所述第二油路中流动。
4.根据权利要求2所述的自动变速器的摩擦接合装置，其特征在于，所述截断部件在判断油粘度低于一预定值时被关闭以截断所述第二油路中的油流，并且在判断油粘度高于所述预定值时被打开以允许油在所述第二油路中流动。
5.根据权利要求2所述的自动变速器的摩擦接合装置，其特征在于，所述截断部件包括具有根据油温变化的弹簧系数的形状记忆弹簧，和由所述形状记忆弹簧赋能以使所述第二油路开闭的阻挡球。
6.根据权利要求2所述的自动变速器的摩擦接合装置，其特征在于，所述截断部件是电磁阀。
7.根据权利要求1所述的自动变速器的摩擦接合装置，其特征在于，所述多个油路包括具有较短长度的第一油路和具有较长长度的第二油路，所述第一油路形成为使油以较大阻力从其中流过，所述第二油路形成为使油以较小阻力从其中流过。
全文摘要
本发明涉及自动变速器的摩擦接合装置。在该自动变速器的摩擦接合装置中，制动活塞通过油压致动，而该制动活塞对摩擦盘施压。该自动变速器的摩擦接合装置包括形成为以环形形状延伸的油压室(20)；和各自独立地延伸以将油供给到所述油压室(20)的主油压供给路径(31)和次油压供给路径(36)。主油压供给路径(31)和次油压供给路径(36)分别与所述油压室(20)在该油压室(20)的周向上彼此不同的位置上连通。通过这种结构，可以提供一种自动变速器的摩擦接合装置，其中可以防止摩擦盘负荷局部地增加并可获得平稳的变速操作。
文档编号F16H59/42GK1773138SQ20051011431
公开日2006年5月17日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年11月11日
发明者藤田浩文, 木村弘道, 渡边和之, 中村和明 申请人:丰田自动车株式会社