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JP7206626B2 - friction fastening device - Google Patents
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Description

本発明は自動車の自動変速機におけるクラッチ、ブレーキに適用される摩擦締結装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction engagement device applied to clutches and brakes in automatic transmissions of automobiles.

従来、自動車の自動変速機のクラッチ、ブレーキ等の摩擦締結装置は、油圧ポンプによる油圧により駆動されるので、自動変速機の重量を増大し、大型化していた。摩擦締結装置を用いた自動変速機の軽量化及びコンパクト化を図るには、小さな油圧で大きな締結力を発生させる倍力機構の採用により油圧ポンプを縮小すること、また電気的アクチュエータを用いることにより油圧レスとすることが有効である。 2. Description of the Related Art Conventionally, frictional engagement devices such as clutches and brakes in automatic transmissions of automobiles are driven by hydraulic pressure from a hydraulic pump, which increases the weight and size of the automatic transmission. In order to reduce the weight and size of an automatic transmission that uses a friction coupling device, it is necessary to reduce the size of the hydraulic pump by adopting a booster mechanism that generates a large coupling force with a small amount of hydraulic pressure, and to use an electric actuator. It is effective to use no hydraulic pressure.

前者の倍力機構は、従来より採用されていない。これは、従来のドラムとハブの間に設けた複数の摩擦板をピストンで押圧する構造では、ピストンの駆動方向と摩擦板の押圧方向が同一であるため、ピストンの駆動力に対して摩擦板の押圧力を増大させることができないからである。 The former booster mechanism has not been adopted conventionally. This is because in the conventional structure in which the piston presses a plurality of friction plates provided between the drum and the hub, the driving direction of the piston and the pressing direction of the friction plates are the same. This is because it is not possible to increase the pressing force of

後者の電気的アクチュエータとして、特許文献1には、導電性高分子チューブを束ねて螺旋状に巻回したアクチュエータエレメントを円筒状のシリンダと円筒状のピストンとで区画される空間に収納した高分子アクチュエータを用いたクラッチ装置が提案されている。しかし、導電性高分子チューブの伸縮力をアクチュエータの作動力に効果的に変換することが難しいうえ、部品点数が増加し、構造が複雑であるとう問題がある。 As the latter electric actuator, Patent Document 1 discloses a polymer actuator element in which conductive polymer tubes are bundled and spirally wound and housed in a space defined by a cylindrical cylinder and a cylindrical piston. A clutch device using an actuator has been proposed. However, it is difficult to effectively convert the expansion/contraction force of the conductive polymer tube into the actuation force of the actuator.

特許文献2、3には、ゲル状の電場応答性体積相転移高分子と電解質が封入された弾性容器をシリンダとピストンとの間に収納した高分子アクチュエータを用いたクラッチ装置が提案されている。しかし、このものはゲル状の高分子と電解質を弾性容器に封入しているため、耐久性に欠けるという問題がある。 Patent Documents 2 and 3 propose a clutch device using a polymer actuator in which an elastic container in which a gel-like electroresponsive volume phase transition polymer and an electrolyte are enclosed is housed between a cylinder and a piston. . However, since this product encloses a gel-like polymer and an electrolyte in an elastic container, it has a problem of lacking in durability.

このような従来の問題から、摩擦締結装置への電気的アクチュエータの利用は実用化されていない。電気的アクチュエータには、圧電式(圧電セラミック)と誘電式(高分子アクチュエータ)とがある。圧電式は、押力は大きいが、変位が少なく、誘電式は、変位量が大きいが、押力は小さいという欠点がある。このため、クラッチやブレーキ等の摩擦締結装置に適用するには、圧電式アクチュエータには変位を拡大する機構が要求され、誘電式アクチュエータには倍力機構が要求される。 Due to such conventional problems, the use of electric actuators in frictional fastening devices has not been put to practical use. Electrical actuators include piezoelectric (piezoelectric ceramic) and dielectric (polymer actuators). The piezoelectric type has a large pressing force but a small displacement, and the dielectric type has a large amount of displacement but a small pressing force. Therefore, in order to apply them to frictional fastening devices such as clutches and brakes, piezoelectric actuators are required to have a mechanism for increasing displacement, and dielectric actuators are required to have a boosting mechanism.

特開2005-83466号公報JP-A-2005-83466 特開2005-155871号公報JP 2005-155871 A 特開2011-106564号公報JP 2011-106564 A

本発明は前述の従来の問題に鑑みてなされたもので、押圧力の増大を確保し、軽量化及びコンパクト化を図ることができる摩擦締結装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a frictional fastening device that can secure an increase in pressing force and can be made lighter and more compact.

前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following measures.

請求項1の発明では、
ドラムとハブに設けられた互いに対向する摩擦面と、該摩擦面に作用させる押圧力を発生する押圧力発生手段とを備えた摩擦締結装置であって、
前記摩擦面は、
前記ドラムに設けられ、前記ドラムの軸方向に対して傾斜した第1摩擦面と、
前記ハブに設けられ、前記ハブの軸方向に対して傾斜し、前記第1摩擦面と対向する第2摩擦面とで構成され、
前記ハブが前記ドラムに対して軸方向に移動可能に設けられ、
前記押圧力発生手段は、前記ハブに対して前記ハブの軸方向に押圧力を発生させ、前記ハブを軸方向に移動させるように構成され、
前記ハブを軸方向に押圧する押圧部材が設けられ、
前記押圧力発生手段が、2つの電極板と、該2つの電極板の間に介在される高分子部材とからなる高分子アクチュエータで構成され、一側の電極板の外周縁が前記ドラムに形成された結合部に結合され、他側の電極板の内周縁が前記押圧部材に形成された押圧部に結合されている。
In the invention of claim 1,
A friction fastening device comprising friction surfaces facing each other provided on a drum and a hub, and pressing force generating means for generating a pressing force acting on the friction surfaces,
The friction surface is
a first friction surface provided on the drum and inclined with respect to the axial direction of the drum;
a second friction surface provided on the hub, inclined with respect to the axial direction of the hub, and opposed to the first friction surface;
wherein the hub is axially movably provided with respect to the drum;
The pressing force generating means is configured to generate a pressing force against the hub in the axial direction of the hub to move the hub in the axial direction,
A pressing member is provided for axially pressing the hub,
The pressing force generating means is composed of a polymer actuator composed of two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates, and the outer peripheral edge of one electrode plate is formed on the drum. The inner peripheral edge of the electrode plate on the other side is coupled to the pressing portion formed on the pressing member.

請求項2の発明では、
ドラムとハブに設けられた互いに対向する摩擦面と、該摩擦面に作用させる押圧力を発生する押圧力発生手段とを備えた摩擦締結装置であって、
前記摩擦面は、
前記ドラムに設けられ、前記ドラムの軸方向に対して傾斜した第1摩擦面と、
前記ハブに設けられ、前記ハブの軸方向に対して傾斜し、前記第1摩擦面と対向する第2摩擦面とで構成され、
前記ハブが前記ドラムに対して軸方向に移動可能に設けられ、
前記押圧力発生手段は、前記ハブに対して前記ハブの軸方向に押圧力を発生させ、前記ハブを軸方向に移動させるように構成され、
前記ハブは、第1筒部と該第1筒部より小径の第2筒部とを備えた第1ハブと、該第1ハブの第1筒部又は第2筒部とスプライン係合され、前記第2摩擦面を備えた第2ハブとからなり、
前記押圧力発生手段は、2つの電極板と、該2つの電極板の間に介在される高分子部材とからなる高分子アクチュエータで構成され、一側の電極板が前記第2ハブに形成された押圧部に結合され、他側の電極板が前記第1ハブの第1筒部と第2筒部のうち前記第2ハブがスプライン結合していない方に形成された結合部に結合されている。


In the invention of claim 2,
A friction fastening device comprising friction surfaces facing each other provided on a drum and a hub, and pressing force generating means for generating a pressing force acting on the friction surfaces,
The friction surface is
a first friction surface provided on the drum and inclined with respect to the axial direction of the drum;
a second friction surface provided on the hub, inclined with respect to the axial direction of the hub, and opposed to the first friction surface;
wherein the hub is axially movably provided with respect to the drum;
The pressing force generating means is configured to generate a pressing force against the hub in the axial direction of the hub to move the hub in the axial direction,
the hub is spline-engaged with a first hub having a first tubular portion and a second tubular portion having a diameter smaller than that of the first tubular portion, and the first tubular portion or the second tubular portion of the first hub; a second hub having the second friction surface;
The pressing force generating means is composed of a polymer actuator including two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates, and one electrode plate is formed on the second hub. The electrode plate on the other side is connected to a connecting portion formed in the first cylindrical portion and the second cylindrical portion of the first hub to which the second hub is not spline-connected.


請求項の発明では、前記高分子アクチュエータは、軸方向に複数設けられている。 In the invention of claim 3 , a plurality of the polymer actuators are provided in the axial direction.

請求項の発明では、前記高分子アクチュエータの2つの電極板が結合される前記複数の押圧部と複数の結合部との少なくともいずれかは、反摩擦板側に向かって広がる階段状に形成されている。 In the invention of claim 4 , at least one of the plurality of pressing portions and the plurality of connecting portions to which the two electrode plates of the polymer actuator are connected is formed in a stepped shape widening toward the anti-friction plate side. ing.

請求項の発明では、
前記高分子アクチュエータに電圧を印加することによる収縮動作によって前記複数の押圧部を押圧するように構成されている。
In the invention of claim 5 ,
It is configured to press the plurality of pressing portions by a contraction operation caused by applying a voltage to the polymer actuator.

請求項の発明では、
ドラムとハブに設けられた互いに対向する摩擦面と、該摩擦面に作用させる押圧力を発生する押圧力発生手段とを備えた摩擦締結装置であって、
前記摩擦面は、
前記ドラムに設けられた第1摩擦板に設けられ、前記ドラムの軸方向に対して垂直な第1摩擦面と、
前記ハブに設けられた第2摩擦板に設けられ、前記ハブの軸方向に対して垂直で、前記第1摩擦面と対向する第2摩擦面とで構成され、
前記押圧力発生手段は、押圧力発生方向に対して傾斜する押圧面が設けられた押圧部材を有し、
前記押圧部材の押圧面により、前記第1摩擦板又は前記第2摩擦板を前記ドラム又は前記ハブの軸方向に押圧するように構成されている。
In the invention of claim 6 ,
A friction fastening device comprising friction surfaces facing each other provided on a drum and a hub, and pressing force generating means for generating a pressing force acting on the friction surfaces,
The friction surface is
a first friction surface provided on a first friction plate provided on the drum and perpendicular to the axial direction of the drum;
a second friction surface provided on a second friction plate provided on the hub, perpendicular to the axial direction of the hub and opposed to the first friction surface;
The pressing force generating means has a pressing member provided with a pressing surface inclined with respect to the pressing force generating direction,
The pressing surface of the pressing member presses the first friction plate or the second friction plate in the axial direction of the drum or hub .

請求項の発明では、前記押圧力発生手段が、2つの電極板と、該2つの電極板の間に介在される高分子部材とからなる高分子アクチュエータで構成され、
前記高分子アクチュエータに電圧を印加することによる収縮動作時に前記高分子部材の面方向の伸張動作によって前記押圧部材を変位させるように構成されている。
In the invention of claim 7 , the pressing force generating means is composed of a polymer actuator comprising two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates,
The pressure member is displaced by an extension operation in the plane direction of the polymer member when the polymer actuator is contracted by applying a voltage.

請求項の発明では、前記高分子アクチュエータは、前記押圧部材の押圧面が前記第1摩擦板と前記第2摩擦板に平行になるように、前記2つの電極板のいずれか一方が前記ドラムに固定されている。 According to the eighth aspect of the invention, the polymer actuator is configured such that one of the two electrode plates is positioned on the drum such that the pressing surface of the pressing member is parallel to the first friction plate and the second friction plate. is fixed to

請求項の発明では、前記第1摩擦板に前記高分子アクチュエータの押圧部材の押圧面と摺接する前記ドラムの軸方向に対して傾斜した押圧力受部を備え、
前記高分子アクチュエータは、前記押圧部材の押圧面が前記第1摩擦板の前記押圧力受部と平行になるように、前記2つの電極板のいずれか一方が前記ドラムに固定されている。
In the ninth aspect of the invention, the first friction plate is provided with a pressing force receiving portion inclined with respect to the axial direction of the drum that is in sliding contact with the pressing surface of the pressing member of the polymer actuator,
One of the two electrode plates of the polymer actuator is fixed to the drum so that the pressing surface of the pressing member is parallel to the pressing force receiving portion of the first friction plate.

請求項の発明によれば、高分子アクチュエータによる押圧力の発生方向と、摩擦面に直角に作用する押圧力の作用方向とが異なる。これによって、楔の作用により摩擦面に作用する押圧力を増大することができる。このため、変位は大きいが押圧力が小さい高分子アクチュエータの押圧力の増大を確保することができる。これにより、摩擦締結装置を油圧レスとすることができ、駆動抵抗の低減、軽量化及びコンパクト化を図ることができる。 According to the first aspect of the invention, the direction in which the pressing force is generated by the polymer actuator is different from the direction in which the pressing force acting perpendicularly to the friction surface acts. Thereby, the pressing force acting on the friction surface can be increased by the action of the wedge. Therefore, it is possible to secure an increase in the pressing force of the polymer actuator, which has a large displacement but a small pressing force. As a result, the frictional fastening device can be made hydraulicless, and drive resistance can be reduced, and weight reduction and compactness can be achieved.

請求項の発明によれば、高分子アクチュエータによる押圧力の発生方向と、摩擦面に直角に作用する押圧力の作用方向とが異なる。これによって、楔の作用により摩擦面に作用する押圧力を増大することができる。このため、変位は大きいが押圧力が小さい高分子アクチュエータの押圧力の増大を確保することができる。これにより、摩擦締結装置を油圧レスとすることができ、駆動抵抗の低減、軽量化及びコンパクト化を図ることができる。 According to the second aspect of the invention, the direction in which the pressing force is generated by the polymer actuator is different from the direction in which the pressing force acting perpendicularly to the friction surface acts. Thereby, the pressing force acting on the friction surface can be increased by the action of the wedge. Therefore, it is possible to secure an increase in the pressing force of the polymer actuator, which has a large displacement but a small pressing force. As a result, the frictional fastening device can be made hydraulicless, and drive resistance can be reduced, and weight reduction and compactness can be achieved.

請求項の発明によれば、変位は大きいが押圧力が小さい高分子アクチュエータの押圧力を、複数の高分子アクチュエータの数だけ増大することができる。 According to the third aspect of the present invention, the pressing force of a polymer actuator having a large displacement but a small pressing force can be increased by the number of polymer actuators.

請求項の発明によれば、複数の結合部と複数の押圧部とが反摩擦板側に向かって広がっているので、複数の高分子アクチュエータを順次組み付けることができ、組立が容易になる。また、反摩擦板方向に離れるにしたがって複数の高分子アクチュエータの高分子部材を増大することができ、押圧部の押圧力をさらに増大することができる。 According to the fourth aspect of the invention, since the plurality of connecting portions and the plurality of pressing portions are widened toward the side opposite to the friction plate, the plurality of polymer actuators can be sequentially assembled, facilitating assembly. Become. In addition, the polymer members of the plurality of polymer actuators can be increased as they are separated in the direction opposite to the friction plate, and the pressing force of the pressing portion can be further increased.

請求項の発明によれば、高分子アクチュエータが発生する力が大きい収縮動作によって押圧部に大きな押圧力を作用させることができ、押圧部の押圧力をさらに増大することができる。 According to the invention of claim 5 , a large pressing force can be applied to the pressing portion by the contraction operation with a large force generated by the polymer actuator, and the pressing force of the pressing portion can be further increased.

請求項の発明によれば、押圧力発生方向に対して傾斜する押圧部材の押圧面により第1摩擦板又は第2摩擦板をドラム又はハブの軸方向に押圧して、ドラム又はハブの軸方向に垂直な第1摩擦面と第2摩擦面からなる摩擦面に押圧力を作用させるので、押圧力発生手段による押圧力の発生方向と、摩擦面に直角に作用する押圧力の作用方向とが異なる。これによって、楔の作用により摩擦面に作用する押圧力を増大することができる。このため、押圧力発生手段は小さい押圧力を発生するものでよく、摩擦締結装置及びこれを使用する自動変速装置を軽量化及びコンパクト化することができる。 According to the invention of claim 6 , the first friction plate or the second friction plate is pressed in the axial direction of the drum or hub by the pressing surface of the pressing member that is inclined with respect to the direction in which the pressing force is generated. Since the pressing force is applied to the friction surface consisting of the first friction surface and the second friction surface perpendicular to the direction, the direction in which the pressing force is generated by the pressing force generating means and the direction in which the pressing force acting perpendicularly to the friction surface acts. is different. Thereby, the pressing force acting on the friction surface can be increased by the action of the wedge. Therefore, the pressing force generating means can generate a small pressing force, and the frictional engagement device and the automatic transmission using the same can be made lighter and more compact.

請求項の発明によれば、高分子部材の面方向の伸長動作による押圧力を利用している。この面方向の伸長による押圧力は、厚さ方向の収縮による押圧力よりも小さいが、面方向の伸長による押圧力の発生方向は、摩擦面に直角に作用する押圧力の作用方向と異なっているので、楔の作用により摩擦面に作用する押圧力を増大することができる。 According to the invention of claim 7 , the pressing force due to the stretching action in the surface direction of the polymer member is utilized. The pressing force due to the expansion in the plane direction is smaller than the pressing force due to the contraction in the thickness direction, but the direction in which the pressing force is generated due to the expansion in the plane direction is different from the direction in which the pressing force acts perpendicular to the friction surface. Therefore, the pressing force acting on the friction surface can be increased by the action of the wedge.

請求項の発明によれば、押圧部材の押圧面が第1摩擦板と第2摩擦板に平行で、第1摩擦板を直接押圧するので、配置構成が簡単になる。 According to the eighth aspect of the invention, the pressing surface of the pressing member is parallel to the first friction plate and the second friction plate, and directly presses the first friction plate, so that the arrangement and construction can be simplified.

請求項の発明によれば、押圧部材の押圧面が、ドラムの軸方向に対して傾斜した第1摩擦板の押圧力受け部に平行であるので、高分子アクチュエータを第1摩擦板と第2摩擦板に平行に配設することができ、高分子アクチュエータの配置が容易になる。 According to the ninth aspect of the invention, the pressing surface of the pressing member is parallel to the pressing force receiving portion of the first friction plate inclined with respect to the axial direction of the drum. The two friction plates can be arranged in parallel, which facilitates the arrangement of the polymer actuator.

本発明の摩擦締結装置が適用される自動変速機の概略図である。1 is a schematic diagram of an automatic transmission to which a frictional engagement device of the present invention is applied; FIG. クラッチに適用される第1実施形態の摩擦締結装置の非締結時(a)及び締結時(b)の状態を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the non-engagement state (a) and the engagement state (b) of the frictional engagement device of the first embodiment applied to the clutch. 摩擦締結装置のピストン及び高分子アクチュエータの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of a piston and a polymer actuator of a friction fastening device; 高分子アクチュエータの電圧印加前(a)及び電圧印加後(b)を示す拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing (a) before voltage application and (b) after voltage application of the polymer actuator. 高分子アクチュエータの変形例を示す斜視図。The perspective view which shows the modification of a polymer actuator. クラッチに適用される第2実施形態の摩擦締結装置の非締結時(a)及び締結時(b)の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the non-engagement (a) and engagement (b) states of the frictional engagement device of 2nd Embodiment applied to a clutch. 高分子アクチュエータの他の変形例の電圧印加前(a)及び電圧印加後(b)を示す拡大断面図。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing another modification of the polymer actuator before (a) and after (b) voltage application; 第3実施形態の摩擦締結装置の非締結時(a)及び締結時(b)の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state (a) at the time of non-fastening of the friction fastening device of 3rd Embodiment, and the time (b) at the time of fastening. 図8(a)の高分子アクチュエータ側から見た側面図。The side view seen from the polymer actuator side of Fig.8 (a). 第4実施形態の摩擦締結装置の非締結時(a)及び締結時(b)の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state (a) at the time of non-fastening of the friction fastening device of 4th Embodiment, and the time (b) at the time of fastening.

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<自動変速機の構成>
まず、本発明の摩擦締結装置が用いられる一例の自動変速機の構成を図1に基づいて説明する。この自動変速機1は、フロントエンジンフロントドライブ車等のエンジン横置き式自動車に適用されるもので、主たる構成要素として、エンジン出力軸2に取り付けられたトルクコンバータ3と、該トルクコンバータ3の出力回転が入力軸4を介して入力される変速機構5とを有し、該変速機構5が入力軸4の軸心上に配置された状態で、変速機ケース6に収納されている。
<Configuration of automatic transmission>
First, the configuration of an automatic transmission in which the frictional engagement device of the present invention is used will be described with reference to FIG. This automatic transmission 1 is applied to a vehicle with a transverse engine such as a front engine front drive vehicle. A transmission mechanism 5 to which rotation is input via an input shaft 4 is provided, and the transmission mechanism 5 is housed in a transmission case 6 while being arranged on the axis of the input shaft 4 .

そして、該変速機構5の出力回転が、同じく入力軸4の軸心上において該入力軸4の中間部に配置された出力ギヤ7からカウンタドライブ機構8を介して差動装置9に伝達され、左右の車軸9a、9bが駆動されるようになっている。 The output rotation of the speed change mechanism 5 is transmitted to the differential gear 9 through the counter drive mechanism 8 from the output gear 7 arranged in the middle of the input shaft 4 on the axis of the input shaft 4, Left and right axles 9a and 9b are driven.

前記トルクコンバータ3は、エンジン出力軸2に連結されたケース3aと、該ケース3a内に固設されたポンプ3bと、該ポンプ3bに対向配置されて該ポンプ3bにより作動油を介して駆動されるタービン3cと、該ポンプ3bとタービン3cとの間に介設され、かつ、前記変速機ケース6にワンウェイクラッチ3dを介して支持されてトルク増大作用を行うステータ3eと、前記ケース3aとタービン3cとの間に設けられ、該ケース3aを介してエンジン出力軸2とタービン3cとを直結するロックアップクラッチ3fとで構成されている。そして、タービン3cの回転が前記入力軸4を介して変速機構5に伝達されるようになっている。 The torque converter 3 includes a case 3a connected to the engine output shaft 2, a pump 3b fixed in the case 3a, and a pump 3b disposed opposite the pump 3b and driven by the pump 3b via hydraulic oil. a stator 3e interposed between the pump 3b and the turbine 3c and supported by the transmission case 6 via a one-way clutch 3d to increase torque; the case 3a and the turbine; 3c and directly connects the engine output shaft 2 and the turbine 3c via the case 3a. Rotation of the turbine 3c is transmitted to the transmission mechanism 5 via the input shaft 4. As shown in FIG.

一方、変速機構5は、第1、第2、第3プラネタリギヤセット(以下、単に「第1、第2、第3ギヤセット」という)10、20、30を有し、これらが変速機ケース6内における前記出力ギヤ7の反トルクコンバータ側において、トルクコンバータ側から順に配置されている。 On the other hand, the transmission mechanism 5 has first, second and third planetary gear sets (hereinafter simply referred to as "first, second and third gear sets") 10, 20 and 30, which are housed in the transmission case 6. are arranged in order from the torque converter side on the anti-torque converter side of the output gear 7 in .

また、変速機構5を構成する摩擦要素として、前記出力ギヤ7のトルクコンバータ側に、第1クラッチ40及び第2クラッチ50が配置されていると共に、出力ギヤ7の反トルクコンバータ側には、第1ブレーキ60、第2ブレーキ70及び第3ブレーキ80がトルクコンバータ側から順に配置されており、さらに、第1ブレーキ60に並列にワンウェイクラッチ90が配置されている。 As friction elements constituting the transmission mechanism 5, a first clutch 40 and a second clutch 50 are arranged on the torque converter side of the output gear 7, and a second clutch 40 and a second clutch 50 are arranged on the side of the output gear 7 opposite to the torque converter. A first brake 60 , a second brake 70 and a third brake 80 are arranged in order from the torque converter side, and a one-way clutch 90 is arranged in parallel with the first brake 60 .

前記第1、第2、第3ギヤセット10、20、30は、いずれもシングルピニオン型のプラネタリギヤセットであって、サンギヤ11、21、31と、これらのサンギヤ11、21、31にそれぞれ噛み合った各複数のピニオン12、22、32と、これらのピニオン12、22、32をそれぞれ支持するキャリヤ13、23、33と、ピニオン12、22、32にそれぞれ噛み合ったリングギヤ14、24、34とで構成されている。 The first, second and third gear sets 10, 20 and 30 are all single pinion type planetary gear sets, and include sun gears 11, 21 and 31 and respective gears meshing with these sun gears 11, 21 and 31. It comprises a plurality of pinions 12, 22, 32, carriers 13, 23, 33 supporting these pinions 12, 22, 32, respectively, and ring gears 14, 24, 34 meshing with the pinions 12, 22, 32 respectively. ing.

そして、前記入力軸4が第3ギヤセット30のサンギヤ31に連結されていると共に、第1ギヤセット10のサンギヤ11と第2ギヤセット20のサンギヤ21、第1ギヤセット10のリングギヤ14と第2ギヤセット20のキャリヤ23、第2ギヤセット20のリングギヤ24と第3ギヤセット30のキャリヤ33が、それぞれ連結されている。そして、第1ギヤセット10のキャリヤ13に前記出力ギヤ7が連結されている。 The input shaft 4 is connected to the sun gear 31 of the third gear set 30, the sun gear 11 of the first gear set 10, the sun gear 21 of the second gear set 20, and the ring gear 14 of the first gear set 10 and the second gear set 20. The carrier 23, the ring gear 24 of the second gear set 20 and the carrier 33 of the third gear set 30 are respectively connected. The output gear 7 is connected to the carrier 13 of the first gear set 10 .

また、第1ギヤセット10のサンギヤ11及び第2ギヤセット20のサンギヤ21は、前記第1クラッチ40を介して入力軸4に断接可能に連結されており、第2ギヤセット20のキャリヤ23は、前記第2クラッチ50を介して入力軸4に断接可能に連結されている。 The sun gear 11 of the first gear set 10 and the sun gear 21 of the second gear set 20 are connected to the input shaft 4 via the first clutch 40 so as to be connectable and disconnectable. It is connected to the input shaft 4 via the second clutch 50 so as to be connectable/disconnectable.

さらに、第1ギヤセット10のリングギヤ14及び第2ギヤセット20のキャリヤ23は、並列に配置された前記第1ブレーキ60及びワンウェイクラッチ90を介して変速機ケース6に断接可能に連結されており、第2ギヤセット20のリングギヤ24及び第3ギヤセット30のキャリヤ33は、前記第2ブレーキ70を介して変速機ケース6に断接可能に連結されており、さらに、第3ギヤセット30のリングギヤ34は、前記第3ブレーキ80を介して変速機ケース6に断接可能に連結されている。 Further, the ring gear 14 of the first gear set 10 and the carrier 23 of the second gear set 20 are connected to the transmission case 6 so as to be connected and disconnected via the first brake 60 and the one-way clutch 90 arranged in parallel, The ring gear 24 of the second gear set 20 and the carrier 33 of the third gear set 30 are detachably connected to the transmission case 6 via the second brake 70. Further, the ring gear 34 of the third gear set 30 is It is connected to the transmission case 6 via the third brake 80 so as to be connectable/disconnectable.

以上の構成により、この変速機構5によれば、第1、第2クラッチ40、50及び第1、第2、第3ブレーキ60、70、80の締結状態の組み合わせにより、前進6速と後退速とが得られるようになっている。なお、第1ブレーキ60はエンジンブレーキを作動させる1速でのみ締結され、エンジンブレーキを作動させない1速では、ワンウェイクラッチ90がロックすることにより1速を形成する。 With the above configuration, according to this transmission mechanism 5, six forward speeds and reverse and are obtained. It should be noted that the first brake 60 is engaged only in the 1st gear that operates the engine brake, and in the 1st gear that does not operate the engine brake, the one-way clutch 90 is locked to form the 1st gear.

<摩擦締結装置の第1実施形態>
続いて、前記自動変速機1の第1クラッチ40、第2クラッチ50に適用される摩擦締結装置100Aの実施形態について説明する。第1クラッチ40、第2クラッチ50に適用される摩擦締結装置100Aは基本的に同じ構造であるため、第1クラッチ40に適用される摩擦締結装置100Aを図2に基づいて説明する。
<First embodiment of friction fastening device>
Next, an embodiment of a frictional engagement device 100A applied to the first clutch 40 and the second clutch 50 of the automatic transmission 1 will be described. Since the frictional engagement device 100A applied to the first clutch 40 and the second clutch 50 have basically the same structure, the frictional engagement device 100A applied to the first clutch 40 will be described with reference to FIG.

第1クラッチ40は、ドラム41とハブ42とを有する。 The first clutch 40 has a drum 41 and a hub 42 .

ドラム41は、入力軸4に連結された軸部41aを有し、該入力軸4と一体に回転する。ドラム41は、軸部41aと反対側に環状の端壁41bを有している。端壁41bの内面には、ドラム41の内面から半径方向内方に間隔を隔てて筒部41cが形成されている。ドラム41の内面と筒部41cの内面には、第1摩擦面101aが形成されている。第1摩擦面101aは、ドラム41の軸方向に対して、端壁41bからハブ側に向かって径が大きくなるように傾斜している。 The drum 41 has a shaft portion 41 a connected to the input shaft 4 and rotates together with the input shaft 4 . The drum 41 has an annular end wall 41b on the side opposite to the shaft portion 41a. A cylindrical portion 41c is formed on the inner surface of the end wall 41b so as to be radially inwardly spaced from the inner surface of the drum 41 . A first friction surface 101a is formed on the inner surface of the drum 41 and the inner surface of the tubular portion 41c. The first friction surface 101a is inclined with respect to the axial direction of the drum 41 so that the diameter increases from the end wall 41b toward the hub.

ハブ42は、第1ハブ42aと第2ハブ42bとから構成されている。第1ハブ42aは、ドラム41の筒部41cよりより小径で、ドラム41の内側に該ドラム41と同心に配置されている。第1ハブ42aは、第1ギヤセット10、第2ギヤセット20のサンギヤ11、21に連結された軸部42cを有し、サンギヤ11、21と一体に回転する。第2ハブ42bは、筒状で、第1ハブ41aの外周にスプライン結合され、ドラム41及び第1ハブ42aに対して、軸方向に移動可能になっている。第2ハブ42bは、第1ハブ42aの軸部42cと反対側に端壁42dを有している。端壁42dの内面には、第2ハブ42bの外面から間隔を隔てて筒部42eが形成されている。第2ハブ42bの外面と筒部42eの外面には、第2摩擦面101bが形成されている。第2摩擦面101bは、ハブ42の軸方向に対して、端壁42dからドラム側に向かって径が小さくなるように、第1摩擦面101aと同じ角度で傾斜し、第2摩擦面101bに設けられたフェーシング材42fを介して、第1摩擦面101aと互いに対向している。 The hub 42 is composed of a first hub 42a and a second hub 42b. The first hub 42a has a diameter smaller than that of the tubular portion 41c of the drum 41 and is arranged inside the drum 41 concentrically therewith. The first hub 42a has a shaft portion 42c connected to the sun gears 11 and 21 of the first gear set 10 and the second gear set 20, and rotates together with the sun gears 11 and 21. As shown in FIG. The second hub 42b has a tubular shape, is spline-connected to the outer periphery of the first hub 41a, and is axially movable with respect to the drum 41 and the first hub 42a. The second hub 42b has an end wall 42d on the side opposite to the shaft portion 42c of the first hub 42a. A cylindrical portion 42e is formed on the inner surface of the end wall 42d, spaced apart from the outer surface of the second hub 42b. A second friction surface 101b is formed on the outer surface of the second hub 42b and the outer surface of the tubular portion 42e. The second friction surface 101b is inclined at the same angle as the first friction surface 101a with respect to the axial direction of the hub 42 so that the diameter decreases from the end wall 42d toward the drum. It faces the first friction surface 101a via the provided facing material 42f.

ドラム41とハブ42の間には、摩擦締結装置100Aが設けられている。摩擦締結装置100Aは、前記ドラム41の第1摩擦面101aと、前記ハブ42の第2摩擦面101bと、前記第2摩擦面101bを有する第2ハブ42bを押圧する押圧部材102(以下、本実施形態では「ピストン」という。)と、該ピストン102を駆動する第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cとで構成されている。 A frictional fastening device 100A is provided between the drum 41 and the hub 42 . The friction fastening device 100A includes a first friction surface 101a of the drum 41, a second friction surface 101b of the hub 42, and a pressing member 102 (hereinafter referred to as the present invention) that presses the second hub 42b having the second friction surface 101b. (referred to as a “piston” in the embodiment) , and first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c that drive the piston 102. As shown in FIG.

第1摩擦面101aと第2摩擦面101bの構成は、既に説明した通りである。第1摩擦面101aと第2摩擦面101bは摩擦面を構成する。第1摩擦面101aと第2摩擦面101bのドラム41とハブ42の軸に対する傾斜角度をθ、第1摩擦面101aと第2摩擦面101bの摩擦係数をμとすると、μ<tanθであれば、ドラム41とハブ42が噛み合った状態から、ハブ42を噛み込むことなく抜くことができる。したがって、摩擦係数μを0.11とすると、傾斜角度は、θ>6.28°とする必要がある。 The configurations of the first friction surface 101a and the second friction surface 101b are as already described. The first friction surface 101a and the second friction surface 101b constitute friction surfaces. Let θ be the inclination angle of the first friction surface 101a and the second friction surface 101b with respect to the axis of the drum 41 and hub 42, and μ be the friction coefficient of the first friction surface 101a and the second friction surface 101b. , the hub 42 can be pulled out from the state in which the drum 41 and the hub 42 are engaged with each other without being caught. Therefore, if the friction coefficient μ is 0.11, the inclination angle must be θ>6.28°.

ピストン102は、図3に示すように、円筒形状を有し、ドラム41の内側に配設されている。ピストン102の摩擦面側の端部は、第2ハブ42bの端壁42dにローラベアリング102aを介して連結されている。ピストン102の反摩擦面側の端部には軸部102bを有し、該軸部102bはドラム41の軸部41aにスプライン結合によって軸方向に移動可能に、且つドラム41と一体に回転可能に配置されている。ピストン102の外周面には、反摩擦面側に向かって広がる階段状に設けられることにより、複数の押圧部102cが軸方向に所定間隔で形成されている。一方、ピストン102の外周面と対向するドラム41の内周面にも、反摩擦面側に向かって広がる階段状に設けられることにより、複数の結合部41dが軸方向に所定間隔で形成されている。 The piston 102 has a cylindrical shape and is arranged inside the drum 41, as shown in FIG. The end of the piston 102 on the side of the friction surface is connected to the end wall 42d of the second hub 42b via a roller bearing 102a. A shaft portion 102b is provided at the end of the piston 102 opposite to the friction surface side, and the shaft portion 102b is axially movable by spline connection to the shaft portion 41a of the drum 41 and rotatable integrally with the drum 41. are placed. On the outer peripheral surface of the piston 102, a plurality of pressing portions 102c are formed at predetermined intervals in the axial direction by being provided in a stepped shape that widens toward the anti-friction surface side. On the other hand, on the inner peripheral surface of the drum 41 facing the outer peripheral surface of the piston 102, a plurality of coupling portions 41d are formed at predetermined intervals in the axial direction by providing a stepped shape that widens toward the side opposite to the friction surface. there is

第1高分子アクチュエータ103aについて説明すると、該第1高分子アクチュエータ103aは、図3に示すように、支持板104と、可動板105と、高分子部材106とで構成されている。 The first polymer actuator 103a is composed of a support plate 104, a movable plate 105, and a polymer member 106, as shown in FIG.

支持板104は、環状の形状を有し、図4に示すように、高分子部材106と対向する面には第1電極板104aが一体に設けられている。支持板104と第1電極板104aとの間は電気的に絶縁されている。支持板104の外周縁は、ドラム41の結合部41dに適宜手段により結合されている。支持板104の内周縁は、ピストン102のローラベアリング102aと第1押圧部102cの間の外周面よりも大きい内径を有している。第1電極板104aは、支持板104の外周面に設けた第1端子104bに導電部104cを介して電気的に接続されている。第1端子104bは、ドラム41の内面に設けた第1接点107と接続されている。 The support plate 104 has an annular shape, and as shown in FIG. Electrical insulation is provided between the support plate 104 and the first electrode plate 104a. The outer peripheral edge of the support plate 104 is connected to the connecting portion 41d of the drum 41 by appropriate means. The inner peripheral edge of the support plate 104 has a larger inner diameter than the outer peripheral surface between the roller bearing 102a of the piston 102 and the first pressing portion 102c. The first electrode plate 104a is electrically connected to a first terminal 104b provided on the outer peripheral surface of the support plate 104 via a conductive portion 104c. The first terminal 104 b is connected to a first contact 107 provided on the inner surface of the drum 41 .

可動板105は、環状の形状を有し、高分子部材106と対向する面には第2電極板105aが一体に設けられている。可動板105と第2電極板105aとの間は電気的に絶縁されている。可動板105の外周縁は、ドラム41の第1結合部41dと第2結合部41dの間の内面より小さい外径を有している。可動板105の内周縁は、支持板104の内径より小さい内径を有し、ピストン102の第1押圧部102cを押圧できるようになっている。また、可動板105の内周縁は、軸方向に移動しないように第1押圧部102cに適宜手段により結合されている。第2電極板105bは、可動板105の外周面に設けた第2端子105bに導電部105cを介して電気的に接続されている。第2端子105bは、ピストン102の内面に設けた第2接点110と接続されている。 The movable plate 105 has an annular shape, and a second electrode plate 105 a is integrally provided on the surface facing the polymer member 106 . Electrical insulation is provided between the movable plate 105 and the second electrode plate 105a. The outer periphery of the movable plate 105 has an outer diameter smaller than the inner surface of the drum 41 between the first coupling portion 41d and the second coupling portion 41d. The inner peripheral edge of the movable plate 105 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the support plate 104 so that the first pressing portion 102c of the piston 102 can be pressed. Further, the inner peripheral edge of the movable plate 105 is connected to the first pressing portion 102c by appropriate means so as not to move in the axial direction. The second electrode plate 105b is electrically connected to a second terminal 105b provided on the outer peripheral surface of the movable plate 105 via a conductive portion 105c. The second terminal 105 b is connected to a second contact 110 provided on the inner surface of the piston 102 .

高分子部材106は、環状の形状を有し、一方の端面は支持板104の第1電極板104aに接合され、他方の端面は可動板105の第2電極板105aに接続されている。高分子部材106は、高い誘電率と弾性を有するアクリル、シリコン等のエラストマー106aと中間電極106bとを軸方向に積層したものである。対向する中間電極106bの一方は支持板104の第1電極板104aに接続され、他方は可動板105の第2電極板105aに接続されている。第1電極板104aと第2電極板105aの間に電圧を印加すると、図4(a)の状態から、図4(b)に示すように厚み方向に収縮するとともに面方向に伸長し、電圧を解放すると、固有の弾性により図4(a)の状態に復帰する。 Polymer member 106 has an annular shape, one end face is joined to first electrode plate 104 a of support plate 104 , and the other end face is connected to second electrode plate 105 a of movable plate 105 . The polymer member 106 is formed by laminating an elastomer 106a such as acryl or silicon having a high dielectric constant and elasticity and an intermediate electrode 106b in the axial direction. One of the opposing intermediate electrodes 106 b is connected to the first electrode plate 104 a of the support plate 104 and the other is connected to the second electrode plate 105 a of the movable plate 105 . When a voltage is applied between the first electrode plate 104a and the second electrode plate 105a, the state shown in FIG. is released, it returns to the state of FIG. 4(a) due to its inherent elasticity.

高分子部材106の必要な変位量は、(クラッチクリアランス+クラッチ摩耗量)×摩擦板枚数で計算される。クラッチクリアランスを0.3mm、クラッチ摩耗量を0.1mm、摩擦板枚数を4枚とすると、高分子部材の必要な変位量は1.2mmとなる。
高分子部材106の電圧印加時の発生力は、材料の比誘電率×真空の誘電率×(電圧/膜厚)で求められ、変位量は、材料の比誘電率×真空の誘電率×(電圧/膜厚)/弾性係数で求められるので、膜厚が小さい程大きい発生力と変位量が得られる。このため、高分子材料は、できるだけ薄いエラストマーをできるだけ多数積層して必要な変位量が得られるようにすることが好ましい。また、複数の高分子アクチュエータを設けることで、1つの高分子アクチュエータで得られる発生力を高分子アクチュエータの数だけ倍増することができる。
The necessary displacement amount of the polymer member 106 is calculated by (clutch clearance+clutch wear amount)×the number of friction plates. Assuming that the clutch clearance is 0.3 mm, the amount of wear of the clutch is 0.1 mm, and the number of friction plates is 4, the required displacement of the polymer member is 1.2 mm.
The force generated by the polymer member 106 when a voltage is applied can be obtained from the relative permittivity of the material×the permittivity of vacuum×(voltage/thickness) 2 , and the amount of displacement is the relative permittivity of the material×the permittivity of vacuum× (Voltage/film thickness) 2 /elastic modulus, so that the smaller the film thickness, the greater the generated force and displacement. For this reason, it is preferable that the polymeric material is made by laminating as many thin elastomers as possible so as to obtain the required amount of displacement. Further, by providing a plurality of polymer actuators, the force generated by one polymer actuator can be doubled by the number of polymer actuators.

第2高分子アクチュエータ103b、第3高分子アクチュエータ103cは、第1高分子アクチュエータ103aと同じ構成であるが、図2に示すように、第1アクチュエータ103aよりも、面積の大きい支持板104、可動板105、高分子部材106が使用されている。 The second polymer actuator 103b and the third polymer actuator 103c have the same configuration as the first polymer actuator 103a, but as shown in FIG. A plate 105 and a polymer member 106 are used.

第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cの支持板104の第1電極板104aは、ドラム41の内部を経て、入力軸4を支持する変速機ケース6の軸受6aに設けたブラシ等の接続部品108を介して、変速機ケース6の外部に設けた電源109の一方の電極に接続されている。同様に、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cの可動板105の第2電極板105aは、ピストン102の内部、ピストン102の軸部102b、ドラム41の軸部41aを経て、変速機ケース6の軸受6aに設けたブラシ等の接続部品111を通り、電源109の他方の電極に、図示しない制御装置によりオンオフされるスイッチ112を介して、接続されている。 The first electrode plate 104a of the support plate 104 of the first, second, and third polymer actuators 103a, 103b, and 103c is provided on the bearing 6a of the transmission case 6 that supports the input shaft 4 via the inside of the drum 41. It is connected to one electrode of a power supply 109 provided outside the transmission case 6 via a connecting part 108 such as a brush. Similarly, the second electrode plate 105a of the movable plate 105 of the first, second, and third polymer actuators 103a, 103b, and 103c moves the inside of the piston 102, the shaft portion 102b of the piston 102, and the shaft portion 41a of the drum 41. It is connected to the other electrode of the power source 109 via a switch 112 that is turned on and off by a control device (not shown) through a connecting part 111 such as a brush provided on the bearing 6a of the transmission case 6.

なお、図5に示すように、可動板105の内周縁に少なくとも3個の突起105dを等間隔に設けて、この複数の突起105dによりピストン102の第1押圧部102cを押圧するようにしてもよい。また、高分子部材106は、図5に示すように、周方向に複数に分割したセグメント状のものでもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 5, at least three projections 105d are provided on the inner peripheral edge of the movable plate 105 at equal intervals, and the plurality of projections 105d press the first pressing portion 102c of the piston 102. good. Moreover, as shown in FIG. 5, the polymer member 106 may be segmented into a plurality of segments in the circumferential direction.

次に、摩擦締結装置100Aを用いた第1クラッチ40の動作について説明する。 Next, operation of the first clutch 40 using the frictional engagement device 100A will be described.

図2(a)を参照すると、第1クラッチ40の非締結時には、ドラム41及びその第1摩擦面101a、ピストン102、及び高分子アクチュエータ103a、103b、103cは、入力軸4とともに回転し、ハブ42及びその第2摩擦面101bは停止又は回転している。第1クラッチ40の締結指令によりスイッチ112がオンすると、電源109の電圧が第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cに印加される。これにより、図2(b)に示すように、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cの高分子部材106が軸方向に収縮し、可動部材105がピストン102の第1、第2、第3押圧部102cを押圧する。この結果、ピストン102が摩擦面側に向かって移動し、ピストン102がローラベアリング102aを介して第2ハブ42bを押圧するので、第2ハブ42bが軸方向に移動し、第2ハブ42bの第2摩擦面101bがドラムの第1摩擦面101aに圧接して、第1クラッチ40が締結される。これにより、ハブ42は、ドラム41とともに回転し、ドラム41の回転力がハブ42を介して第1、第2ギヤセット10、20のサンギヤ11、21に伝達される。なお、ピストン102と第2ハブ42bの間にはローラベアリング102aが介在しているので、ハブ42がドラム41と異なる速度で回転している場合でも、ピストン102により第2ハブ42bを軸方向に移動させることができる。 Referring to FIG. 2A, when the first clutch 40 is not engaged, the drum 41 and its first friction surface 101a, the piston 102, and the polymer actuators 103a, 103b, 103c rotate together with the input shaft 4, and the hub 42 and its second friction surface 101b are stationary or rotating. When the switch 112 is turned on by a command to engage the first clutch 40, the voltage of the power supply 109 is applied to the first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c. As a result, as shown in FIG. 2B, the polymer members 106 of the first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c contract in the axial direction, and the movable member 105 moves to the first position of the piston 102. , the second and third pressing portions 102c. As a result, the piston 102 moves toward the friction surface side and presses the second hub 42b via the roller bearing 102a. The second friction surface 101b presses against the first friction surface 101a of the drum, and the first clutch 40 is engaged. As a result, the hub 42 rotates together with the drum 41 , and the rotational force of the drum 41 is transmitted to the sun gears 11 and 21 of the first and second gear sets 10 and 20 via the hub 42 . Since the roller bearing 102a is interposed between the piston 102 and the second hub 42b, even if the hub 42 rotates at a speed different from that of the drum 41, the piston 102 moves the second hub 42b in the axial direction. can be moved.

第1クラッチ40の解放指令によりスイッチ112がオフすると、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cへの電圧の印加が解消され、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cの高分子部材106が固有の弾性により復帰し、可動部材105がピストン102の第1、第2、第3押圧部102cを引き戻す。この結果、ピストン102が反摩擦面側に向かって移動し、図2(a)の状態に復帰する。これにより、ドラム41の第1摩擦面101a及びハブ42の第2摩擦面101bの押圧が無くなるので、第1クラッチ40が解放され、ハブ42は、その回転を停止し又は当所の回転状態に戻り、ドラム41からハブ42への回転力が遮断される。 When the switch 112 is turned off by the release command of the first clutch 40, the voltage application to the first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c is canceled and the first, second and third polymer actuators are released. The polymer members 106 of 103a, 103b, and 103c return due to their inherent elasticity, and the movable member 105 pulls back the first, second, and third pressing portions 102c of the piston 102. FIG. As a result, the piston 102 moves toward the side opposite to the friction surface and returns to the state shown in FIG. 2(a). As a result, the first friction surface 101a of the drum 41 and the second friction surface 101b of the hub 42 are no longer pressed, so the first clutch 40 is released, and the hub 42 stops its rotation or returns to its original rotation state. , the rotational force from the drum 41 to the hub 42 is interrupted.

前記実施形態の摩擦締結装置100Aによれば、高分子アクチュエータ103a、103b、103cによりハブ42を軸方向に移動させ、ドラム41とハブ42の軸方向に傾斜した第1摩擦面101aと第2摩擦面101bからなる摩擦面に押圧力を作用させるので、高分子アクチュエータ103a、103b、103cによる押圧力の発生方向と、摩擦面に直角に作用する押圧力の作用方向とが異なる。これによって、楔の作用により摩擦面に作用する押圧力を増大することができる。押圧力発生方向と摩擦面の角度θが6.28°の場合、高分子アクチュエータ103a、103b、103cによる押圧力の発生方向の力をFact.とし、摩擦面に直角に作用する力をFcl.とすると、倍力係数Fcl./Fact.=1sinθ=9.15倍となる。このため、押圧力発生手段としての高分子アクチュエータ103a、103b、103cは小さい押圧力を発生するものでよく、摩擦締結装置100A及びこれを使用する自動変速装置を軽量化及びコンパクト化することができる。 According to the friction fastening device 100A of the above-described embodiment, the polymer actuators 103a, 103b, and 103c move the hub 42 in the axial direction, and the axially inclined first friction surface 101a and the second frictional surface 101a of the drum 41 and the hub 42 move. Since the pressing force is applied to the friction surface composed of the surface 101b, the direction in which the pressing force is generated by the polymer actuators 103a, 103b, and 103c is different from the direction in which the pressing force acting perpendicularly to the friction surface is applied. Thereby, the pressing force acting on the friction surface can be increased by the action of the wedge. When the angle θ between the direction in which the pressing force is generated and the friction surface is 6.28°, the force in the direction in which the pressing force is generated by the polymer actuators 103a, 103b, and 103c is Fact. Then, the boost factor Fcl./Fact.=1 sin .theta.=9.15 times. Therefore, the polymer actuators 103a, 103b, and 103c as pressing force generating means can generate a small pressing force, and the friction coupling device 100A and the automatic transmission using the same can be made lighter and more compact. .

前記実施形態の摩擦締結装置100Aでは、軸方向に配置された複数の高分子アクチュエータ103a、103b、103cによりピストン102の複数の押圧部102cを押圧するので、変位は大きいが押圧力が小さい高分子アクチュエータの押圧力の増大を確保することができる。これにより、摩擦締結装置100Aを油圧レスとすることができ、駆動抵抗の低減、自動変速機1の軽量化及びコンパクト化を図ることができる。 In the friction fastening device 100A of the above-described embodiment, the plurality of polymer actuators 103a, 103b, and 103c arranged in the axial direction press the plurality of pressing portions 102c of the piston 102. Therefore, the displacement is large but the pressing force is small. An increase in the pressing force of the actuator can be ensured. As a result, the frictional engagement device 100A can be made hydraulicless, and drive resistance can be reduced, and the weight and size of the automatic transmission 1 can be reduced.

また、複数の高分子アクチュエータ103a、103b、103cは、それぞれ、支持板104の外周縁がドラム41の複数の結合部41dの一つに結合され、可動板105の内周縁が複数の押圧部102cの一つに結合されているので、ドラム41とピストン102の間に複数の高分子アクチュエータ103a、103b、103cを軸方向に並べて配置することができ、構造が簡単で、組み付けが容易になる。 In addition, each of the plurality of polymer actuators 103a, 103b, and 103c has a support plate 104 whose outer peripheral edge is coupled to one of the plurality of coupling portions 41d of the drum 41, and a movable plate 105 whose inner peripheral edge is coupled to a plurality of pressing portions 102c. , a plurality of polymer actuators 103a, 103b, and 103c can be arranged axially between the drum 41 and the piston 102, which simplifies the structure and facilitates assembly.

ドラム41の複数の結合部41dとピストン102の複数の押圧部102cとは、反摩擦面側に向かって広がっているので、複数の高分子アクチュエータ103a、103b、103cを順次組み付けることができ、組立が容易になる。また、反摩擦面方向に離れるにしたがって複数の高分子アクチュエータ103a、103b、103cの高分子部材106を増大することができ、ピストン102の押圧力をさらに増大することができる。 Since the plurality of connecting portions 41d of the drum 41 and the plurality of pressing portions 102c of the piston 102 widen toward the side opposite to the frictional surface, the plurality of polymer actuators 103a, 103b, and 103c can be sequentially assembled. becomes easier. Further, the polymer members 106 of the plurality of polymer actuators 103a, 103b, 103c can be increased as they are separated in the anti-friction surface direction, and the pressing force of the piston 102 can be further increased.

高分子アクチュエータ103a、103b、103cは、電圧を印加することによる収縮動作によってピストン102の複数の押圧部102cを押圧してピストン102を作動させるように構成されているので、ピストンに大きな押圧力を作用させることができ、ピストンの押圧力をさらに増大することができる。 The polymer actuators 103a, 103b, and 103c are configured to press the plurality of pressing portions 102c of the piston 102 by a contraction operation due to the application of a voltage to actuate the piston 102, so that a large pressing force is applied to the piston. can be activated and the pressing force of the piston can be further increased.

第1実施形態の摩擦締結装置100Aは、第1クラッチ40、第2クラッチ50に適用したが、第1ブレーキ60、第2ブレーキ70、第3ブレーキ80にも適用することができる。これらのブレーキに適用する場合には、ドラム41が変速機ケース6と一体で回転しないこと、ハブ42が第1ギヤセット10のリングギヤ14又はキャリア13であること、ピストン102が変速機ケース6に軸方向に移動可能に支持する点を除いて、前述した第1クラッチ40に適用される摩擦締結装置100Aと同様に構成することができる。 Although the frictional engagement device 100A of the first embodiment is applied to the first clutch 40 and the second clutch 50, it can also be applied to the first brake 60, the second brake 70 and the third brake 80. When applied to these brakes, the drum 41 does not rotate integrally with the transmission case 6, the hub 42 is the ring gear 14 or the carrier 13 of the first gear set 10, and the piston 102 is axially attached to the transmission case 6. It can be configured in the same manner as the frictional engagement device 100A applied to the first clutch 40 described above, except that it is movably supported in the direction.

第1実施形態の摩擦締結装置100Aでは、第1摩擦面101aと第2摩擦面101bの傾斜を逆にしてもよい。この場合、第1摩擦面101aをドラム41bの筒部41cの外周面に形成し、第2摩擦面101bを第2ハブ42bの内周面に形成し、第2ハブ42bの第2摩擦面101bがドラム41の第1摩擦面101aに外側から摩擦結合するようにする。 In the friction fastening device 100A of the first embodiment, the inclinations of the first friction surface 101a and the second friction surface 101b may be reversed. In this case, the first friction surface 101a is formed on the outer peripheral surface of the tubular portion 41c of the drum 41b, the second friction surface 101b is formed on the inner peripheral surface of the second hub 42b, and the second friction surface 101b of the second hub 42b is formed. is frictionally coupled to the first friction surface 101a of the drum 41 from the outside.

また、第1実施形態の摩擦締結装置100Aでは、押圧力発生手段として、高分子アクチュエータ103a、103b、103cを採用しているが、高分子アクチュエータに代えて油圧駆動のピストンにより第2ハブ42bを駆動するようにしてもよい。 Further, in the frictional fastening device 100A of the first embodiment, the polymer actuators 103a, 103b, and 103c are employed as the pressing force generating means. You may make it drive.

<摩擦締結装置の第2実施形態>
前記第1実施形態の摩擦締結装置100Aでは、ドラム41に固定した高分子アクチュエータ103a、103b、103cによりピストン102を介して第2ハブ42を押圧して、第2ハブ42の第2摩擦面101bをドラム41の第1摩擦面101aに摩擦締結するようにしたが、図6に示す第2実施形態の摩擦締結装置100Bは、第1ハブ42aに固定した高分子アクチュエータ103a、103b、103cにより第2ハブ42bを押圧して第2ハブ42bの第2摩擦面101bをドラム41の第1摩擦面101aに摩擦締結することができる。
<Second embodiment of friction fastening device>
In the frictional fastening device 100A of the first embodiment, the polymer actuators 103a, 103b, and 103c fixed to the drum 41 press the second hub 42 via the piston 102, and the second friction surface 101b of the second hub 42 is pressed. is frictionally fastened to the first friction surface 101a of the drum 41, but the frictional fastening device 100B of the second embodiment shown in FIG. The second friction surface 101b of the second hub 42b can be frictionally engaged with the first friction surface 101a of the drum 41 by pressing the second hub 42b.

以下、図6に示す第2実施形態の摩擦締結装置100Bを具体的に説明する。なお、第2実施形態の摩擦締結装置100Bは、特記する以外は、第1実施形態の摩擦締結装置100Aと同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。 Hereinafter, the frictional fastening device 100B of the second embodiment shown in FIG. 6 will be specifically described. Note that the friction fastening device 100B of the second embodiment has the same configuration as the friction fastening device 100A of the first embodiment, and has the same effects, unless otherwise specified.

第1クラッチ40は、ドラム41とハブ42とを有する。図2の第1クラッチ40と異なり、図6の第1クラッチ40は、ドラム41が、図6において左側に配置されて第1ギヤセット10、第2ギヤセット20のサンギヤ11、21に連結され、ハブ42が、右側に配置されて、入力軸4に連結されている。 The first clutch 40 has a drum 41 and a hub 42 . Unlike the first clutch 40 of FIG. 2, the first clutch 40 of FIG. 6 has a drum 41 arranged on the left side in FIG. 42 is arranged on the right side and is connected to the input shaft 4 .

ドラム41は、該ドラム41の内面から半径方向内方に間隔を隔てて筒部41cが形成されている。ドラム41の内面と筒部41cの内面には、第1摩擦面101aが形成されている。第1摩擦面101aは、ドラム41の軸方向に対して、端壁41bからハブ側に向かって径が大きくなるように傾斜している。 The drum 41 is formed with a cylindrical portion 41c spaced radially inward from the inner surface of the drum 41 . A first friction surface 101a is formed on the inner surface of the drum 41 and the inner surface of the cylindrical portion 41c. The first friction surface 101a is inclined with respect to the axial direction of the drum 41 so that the diameter increases from the end wall 41b toward the hub.

ハブ42は、第1ハブ42aと第2ハブ42bとから構成されている。第1ハブ42aは、第1筒部42gと、該第1筒部42gより小径の第2筒部42hとを備えている。第2ハブ42bは、筒状で、第1ハブ42aの第1筒部42gの内周にスプライン結合され、ドラム41及び第1ハブ42aに対して、軸方向に移動可能になっている。第2ハブ42aは、内周面に半径方向に延びる中間壁42iを有している。中間壁42iの内周縁には、第2ハブ42bの内面から間隔を隔てて筒部42eが形成されている。第2ハブ42bの外面と筒部42eの外面には、第2摩擦面101bが形成されている。第2摩擦面101bは、ハブ42の軸方向に対して、中間壁42iからドラム側に向かって径が小さくなるように、第1摩擦面101aと同じ角度で傾斜し、第2摩擦面101bに設けられたフェーシング材42fを介して、第1摩擦面101aと互いに対向している。 The hub 42 is composed of a first hub 42a and a second hub 42b. The first hub 42a includes a first tubular portion 42g and a second tubular portion 42h having a smaller diameter than the first tubular portion 42g. The second hub 42b has a tubular shape and is spline-connected to the inner circumference of the first tubular portion 42g of the first hub 42a, and is axially movable with respect to the drum 41 and the first hub 42a. The second hub 42a has a radially extending intermediate wall 42i on its inner peripheral surface. A cylindrical portion 42e is formed on the inner peripheral edge of the intermediate wall 42i at a distance from the inner surface of the second hub 42b. A second friction surface 101b is formed on the outer surface of the second hub 42b and the outer surface of the tubular portion 42e. The second friction surface 101b is inclined at the same angle as the first friction surface 101a with respect to the axial direction of the hub 42 so that the diameter decreases from the intermediate wall 42i toward the drum side. It faces the first friction surface 101a via the provided facing material 42f.

ドラム41とハブ42の間には、摩擦締結装置100Bが設けられている。摩擦締結装置100Bは、前記ドラム41の第1摩擦面101aと、前記第2ハブ42の第2摩擦面101bと、前記第2ハブ42bと、前記第2ハブ42bを駆動する第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cとで構成されている。 A frictional fastening device 100B is provided between the drum 41 and the hub 42 . The friction fastening device 100B includes a first friction surface 101a of the drum 41, a second friction surface 101b of the second hub 42, a second hub 42b, and first and second friction couplings for driving the second hub 42b. , and third polymer actuators 103a, 103b, and 103c.

第2ハブ42bの内周面には、反摩擦面側に向かって広がる階段状に設けられることにより、複数の押圧部42jが軸方向に所定間隔で形成されている。一方、第2ハブ42bの内周面と対向する第1ハブ42aの第2筒部42hの外周面にも、反摩擦面側に向かって広がる階段状に設けられることにより、複数の結合部42kが軸方向に所定間隔で形成されている。 A plurality of pressing portions 42j are formed at predetermined intervals in the axial direction on the inner peripheral surface of the second hub 42b by being provided in a stepped shape that widens toward the side opposite to the friction surface. On the other hand, on the outer peripheral surface of the second cylindrical portion 42h of the first hub 42a facing the inner peripheral surface of the second hub 42b, a plurality of coupling portions 42k are provided in a stepped manner widening toward the side opposite to the friction surface. are formed at predetermined intervals in the axial direction.

第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cは、第1実施形態のものと同様の構成であるが、ピストンではなく第2ハブ42bを押圧するように配置されている。すなわち、支持板104の内周縁は、ハブ42の第2筒部42hの結合部42kに適宜手段により結合されている。また、可動板105の外周縁は、支持板104の外径より大きい外径を有し、第2ハブ42bの押圧部42jを押圧できるようになっている。また、可動板105の外周縁は、押圧部42jに適宜手段により結合されている。 The first, second, and third polymer actuators 103a, 103b, and 103c have the same configuration as that of the first embodiment, but are arranged to press the second hub 42b instead of the piston. That is, the inner peripheral edge of the support plate 104 is connected to the connecting portion 42k of the second tubular portion 42h of the hub 42 by appropriate means. Further, the outer peripheral edge of the movable plate 105 has an outer diameter larger than the outer diameter of the support plate 104 so as to press the pressing portion 42j of the second hub 42b. Further, the outer peripheral edge of the movable plate 105 is coupled to the pressing portion 42j by appropriate means.

次に、摩擦締結装置100Bを用いた第1クラッチ40の動作について説明する。 Next, operation of the first clutch 40 using the frictional engagement device 100B will be described.

図6(a)を参照すると、第1クラッチ40の非締結時には、ハブ42の第1ハブ42a、第2ハブ42b、第2ハブ42bの第2摩擦面101b、及び高分子アクチュエータ103a、103b、103cは、入力軸4とともに回転し、ドラム41及びその第1摩擦面101aは停止又は回転している。第1クラッチ40の締結指令によりスイッチ112がオンすると、電源109の電圧が第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cに印加される。これにより、図6(b)に示すように、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cの高分子部材106が軸方向に収縮し、可動部材105が第2ハブの第1、第2、第3押圧部42jを押圧する。この結果、第2ハブ42bが摩擦面側に向かって移動し、第2ハブ42bの第2摩擦面101bがドラム41の第1摩擦面101aに圧接して、第1クラッチ40が締結される。これにより、ドラム41は、ハブ42とともに回転し、ハブ42の回転力がドラム41を介して第1、第2ギヤセット10、20のサンギヤ11、21に伝達される。 Referring to FIG. 6A, when the first clutch 40 is not engaged, the first hub 42a of the hub 42, the second hub 42b, the second friction surface 101b of the second hub 42b, the polymer actuators 103a, 103b, 103c rotates together with the input shaft 4, and the drum 41 and its first friction surface 101a are stationary or rotating. When the switch 112 is turned on by a command to engage the first clutch 40, the voltage of the power supply 109 is applied to the first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c. As a result, as shown in FIG. 6(b), the polymer members 106 of the first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c contract in the axial direction, and the movable member 105 of the second hub moves toward the second hub. The first, second, and third pressing portions 42j are pressed. As a result, the second hub 42b moves toward the friction surface side, the second friction surface 101b of the second hub 42b presses against the first friction surface 101a of the drum 41, and the first clutch 40 is engaged. As a result, the drum 41 rotates together with the hub 42 , and the rotational force of the hub 42 is transmitted to the sun gears 11 and 21 of the first and second gear sets 10 and 20 via the drum 41 .

第1クラッチ40の解放指令によりスイッチ112がオフすると、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cへの電圧の印加が解消され、第1、第2、第3高分子アクチュエータ103a、103b、103cの高分子部材106が固有の弾性により復帰し、可動部材105が第2ハブ42bの第1、第2、第3押圧部42jを引き戻す。この結果、第2ハブ42bが反摩擦面側に向かって移動し、図6(a)の状態に復帰する。これにより、ドラム41の第1摩擦面101a及びハブ42の第2摩擦面101bの押圧が無くなるので、第1クラッチ40が解放され、ドラム41は、その回転を停止し又は当初の回転状態に戻り、ハブ42からドラム41への回転力が遮断される。 When the switch 112 is turned off by the release command of the first clutch 40, the voltage application to the first, second and third polymer actuators 103a, 103b and 103c is canceled and the first, second and third polymer actuators are released. The polymer members 106 of 103a, 103b, and 103c return due to their inherent elasticity, and the movable member 105 pulls back the first, second, and third pressing portions 42j of the second hub 42b. As a result, the second hub 42b moves toward the anti-friction surface side and returns to the state shown in FIG. 6(a). As a result, the first friction surface 101a of the drum 41 and the second friction surface 101b of the hub 42 are no longer pressed, so the first clutch 40 is released, and the drum 41 stops rotating or returns to its original rotating state. , the rotational force from the hub 42 to the drum 41 is interrupted.

なお、第2実施形態の摩擦締結装置100Bでは、第2ハブ42bを第1ハブ42aの第1筒部42gにスプライン結合したが、第2筒部42hにスプライン結合してもよい。また、第1摩擦面101aと第2摩擦面101bの傾斜を逆にしてもよい。この場合、ドラム41の第1摩擦面101aはドラム41の外周面と筒部41cの外周面に形成し、第2ハブ42bの第2摩擦面101bは、第2ハブ42bの内周面と筒部42eの内周面に形成し、第2ハブ42bの第2摩擦面101bがドラム41の第1摩擦面101aに外側から摩擦結合するようにする。 Although the second hub 42b is spline-connected to the first cylindrical portion 42g of the first hub 42a in the frictional fastening device 100B of the second embodiment, it may be spline-connected to the second cylindrical portion 42h. Also, the inclinations of the first friction surface 101a and the second friction surface 101b may be reversed. In this case, the first friction surface 101a of the drum 41 is formed on the outer peripheral surface of the drum 41 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 41c, and the second friction surface 101b of the second hub 42b is formed on the inner peripheral surface of the second hub 42b and the cylindrical portion 41c. The second friction surface 101b of the second hub 42b is frictionally coupled to the first friction surface 101a of the drum 41 from the outside.

さらに、第2実施形態の摩擦締結装置100Bでは、押圧力発生手段として、高分子アクチュエータ103a、103b、103cを採用しているが、高分子アクチュエータに代えて油圧駆動のピストンにより第2ハブ42bを駆動するようにしてもよい。 Furthermore, in the friction fastening device 100B of the second embodiment, the polymer actuators 103a, 103b, and 103c are employed as the pressing force generating means, but instead of the polymer actuators, the second hub 42b is moved by a hydraulically driven piston. You may make it drive.

図7は、高分子アクチュエータ103a、103b、103cの変形例である。図7の高分子アクチュエータ103aの支持板104と可動板105は、図4の高分子アクチュエータ103aと逆に配置され、すなわち、摩擦板に支持板105、反摩擦板側に支持板104が配置されている。また、高分子部材106は、図4の高分子アクチュエータ106のようにエラストマー106aと中間電極106bとを軸方向に積層するのではなく、エラストマー106aと中間電極106bと半径方向に積層したものである。第1電極板104aと第2電極板105aに電圧を印加すると、高分子部材106は、半径方向に収縮し、軸方向に伸張するので、この軸方向に伸張するときの力により可動板105がピストン102の押圧部102cを押圧する。 FIG. 7 shows modifications of the polymer actuators 103a, 103b, and 103c. The support plate 104 and the movable plate 105 of the polymer actuator 103a shown in FIG. 7 are arranged opposite to the polymer actuator 103a shown in FIG. ing. Moreover, unlike the polymer actuator 106 shown in FIG. 4, the polymer member 106 is formed by laminating the elastomer 106a and the intermediate electrode 106b in the radial direction instead of laminating the elastomer 106a and the intermediate electrode 106b in the axial direction. . When a voltage is applied to the first electrode plate 104a and the second electrode plate 105a, the polymer member 106 contracts in the radial direction and expands in the axial direction. The pressing portion 102c of the piston 102 is pressed.

<摩擦締結装置の第3実施形態>
前記第1実施形態の摩擦締結装置100Aと、前記第2実施形態の摩擦締結装置100Bでは、ドラム41とハブ42に傾斜した摩擦面を形成し、ハブ42の軸方向に押圧力を発生させて、押圧力の発生方向と、摩擦面に直角に作用する押圧力の作用方向とを異ならせているが、図8に示すように、ドラム41とハブ42の摩擦板113に軸方向に対して垂直な摩擦面101a、102bを形成し、押圧力発生手段である高分子アクチュエータ103を押圧力発生方向がドラム41とハブ42の軸方向に対して傾斜するように設けて、押圧力発生方向に対して傾斜した押圧面114bを有する押圧部材114を介して、ドラム41とハブ42の摩擦板113を軸方向に押圧するようにすることができる。
<Third embodiment of friction fastening device>
In the friction fastening device 100A of the first embodiment and the friction fastening device 100B of the second embodiment, the drum 41 and the hub 42 are formed with inclined friction surfaces to generate a pressing force in the axial direction of the hub 42. , the direction in which the pressing force is generated is different from the direction in which the pressing force acting perpendicularly to the friction surface is applied. As shown in FIG. Vertical friction surfaces 101a and 102b are formed, and a polymer actuator 103, which is a pressing force generating means, is provided so that the pressing force generating direction is inclined with respect to the axial direction of the drum 41 and the hub 42. The friction plates 113 of the drum 41 and the hub 42 can be axially pressed via a pressing member 114 having a pressing surface 114b inclined with respect to them.

以下、図8に示す第3実施形態の摩擦締結装置100Cを具体的に説明する。なお、第3実施形態の摩擦締結装置100Cは、クラッチとブレーキのいずれにも適用できるが、説明の便宜上、クラッチであるかブレーキであるかを特定せずに説明する。 Hereinafter, the frictional fastening device 100C of the third embodiment shown in FIG. 8 will be specifically described. Although the frictional engagement device 100C of the third embodiment can be applied to both a clutch and a brake, for convenience of explanation, the description will be made without specifying whether it is a clutch or a brake.

ドラム41は、円筒形状を有し、回転又は停止している。ハブ42は、ドラム41より小径の円筒形状を有し、ドラム41の内側に該ドラム41と同心に配置されている。 The drum 41 has a cylindrical shape and rotates or stops. The hub 42 has a cylindrical shape with a smaller diameter than the drum 41 and is arranged inside the drum 41 concentrically therewith.

ドラム41とハブ42の間には、摩擦締結装置100Cが設けられている。摩擦締結装置100Cは、複数の摩擦板113a、113bと、該摩擦板113a、113bを押圧する高分子アクチュエータ103と、押圧部材114とで構成されている。 A frictional fastening device 100C is provided between the drum 41 and the hub 42 . The friction fastening device 100C is composed of a plurality of friction plates 113a and 113b, a polymer actuator 103 that presses the friction plates 113a and 113b, and a pressing member 114. As shown in FIG.

複数の摩擦板113a、113bのうち、ドラム41の内側に配設された複数の摩擦板113aは、ドラム41にスプライン結合されて軸方向に移動可能に、且つドラム41と一体に回転可能に配置されている。摩擦板113aには、ドラム41の軸方向に直角な第1摩擦面101aが形成されている。ハブ42の外側に配設された複数の摩擦板113bは、ハブ42にスプライン結合されて軸方向に移動可能に、且つハブ42と一体に回転可能に配置されている。摩擦板113bのフェーシング部材113cの表面には、ハブ42の軸方向に直角な第2摩擦面101bが形成されている。ドラム41の摩擦板113aとハブ42の摩擦板113bは、交互に配置され、ハブ42の摩擦板113bの両面に設けられたフェーシング材113cを介して、互いに対向している。 Of the plurality of friction plates 113a and 113b, the plurality of friction plates 113a disposed inside the drum 41 are spline-connected to the drum 41 so as to be axially movable and rotatable integrally with the drum 41. It is A first friction surface 101a perpendicular to the axial direction of the drum 41 is formed on the friction plate 113a. A plurality of friction plates 113b arranged outside the hub 42 are spline-connected to the hub 42 so as to be axially movable and integrally rotatable with the hub 42 . A second friction surface 101b perpendicular to the axial direction of the hub 42 is formed on the surface of the facing member 113c of the friction plate 113b. The friction plates 113a of the drum 41 and the friction plates 113b of the hub 42 are alternately arranged and face each other via facing members 113c provided on both sides of the friction plates 113b of the hub 42. As shown in FIG.

高分子アクチュエータ103は、その全体の形状を除いて、第1実施形態、第2実施形態の高分子アクチュエータ103a、103b、103cと同様に、支持板104と、可動板105と、高分子部材106とで構成されているので、その詳細な構成の説明は省略する。高分子アクチュエータ103は、第1実施形態、第2実施形態の高分子アクチュエータ103a、103b、103cのように環状ではなく、図9に示すように、矩形の形状を有し、ドラム41の内周に等間隔に複数配設されている。 The polymer actuator 103 has a support plate 104, a movable plate 105, and a polymer member 106, similar to the polymer actuators 103a, 103b, and 103c of the first and second embodiments, except for its overall shape. , and therefore detailed description of the configuration is omitted. The polymer actuator 103 has a rectangular shape as shown in FIG. are arranged at regular intervals.

高分子アクチュエータ103は、厚さ方向の中心線がドラム41とハブ42の軸方向に対して傾斜するように配設されている。高分子アクチュエータ103の支持板104は、ドラム41の内面に結合されている。高分子アクチュエータ103の第1側面は、第1摩擦板113aに斜めに対向し、第1摩擦板113aに対して斜め方向の変位が許容されている。高分子アクチュエータ103の第1側面の反対側の第2側面は、ドラム41に設けた規制板115に接触して、その面方向の変形が規制されている。高分子アクチュエータ103の第1側面と第2側面に直角な第3側面と第4側面は、自由変形可能になっているが、規制板で変形を規制されていてもよい。高分子アクチュエータ103の可動板105の1辺は、規制板115に沿って移動可能になっている。 The polymer actuator 103 is arranged such that the center line in the thickness direction is inclined with respect to the axial direction of the drum 41 and the hub 42 . A support plate 104 for the polymer actuator 103 is bonded to the inner surface of the drum 41 . The first side surface of the polymer actuator 103 obliquely faces the first friction plate 113a, and is allowed to be displaced obliquely with respect to the first friction plate 113a. A second side surface opposite to the first side surface of the polymer actuator 103 is in contact with a regulation plate 115 provided on the drum 41 to regulate deformation in the surface direction. The third and fourth side surfaces perpendicular to the first and second side surfaces of the polymer actuator 103 are freely deformable, but the deformation may be restricted by a restricting plate. One side of the movable plate 105 of the polymer actuator 103 is movable along the regulation plate 115 .

押圧部材114は、ドラム41の軸方向の断面が三角形の部材で、ドラム41とハブ42の軸方向に対して傾斜し、高分子アクチュエータ103に取り付けられる取付面114aと、ドラム41とハブ42の軸方向に直角な、換言すれば、第1摩擦板113aに平行な押圧面114bとを有する。押圧部材114は、その取付面114aが高分子アクチュエータ103の第1側面に取り付けられているが、高分子アクチュエータ103の厚さ方向の変形及び面方向の変形は許容している。 The pressing member 114 has a triangular cross section in the axial direction of the drum 41 and is inclined with respect to the axial direction of the drum 41 and the hub 42 . and a pressing surface 114b perpendicular to the axial direction, in other words, parallel to the first friction plate 113a. The pressing member 114 has its attachment surface 114a attached to the first side surface of the polymer actuator 103, but allows the polymer actuator 103 to deform in the thickness direction and in the surface direction.

高分子アクチュエータ103の支持板104と可動板105に設けられた図示しない電極板に電圧を印加すると、図8(a)の状態から、図8(b)に示すように厚み方向に収縮するとともに面方向に伸長し、電圧を解放すると、固有の弾性により図8(a)の状態に復帰する。高分子アクチュエータ103は、面方向に伸長するときの押圧力を押圧部材114を介して第1摩擦板113aと第2摩擦板113bを押圧するようになっている。 When a voltage is applied to electrode plates (not shown) provided on the support plate 104 and the movable plate 105 of the polymer actuator 103, the state shown in FIG. 8(a) is contracted in the thickness direction as shown in FIG. 8(b). When it is stretched in the plane direction and the voltage is released, it returns to the state shown in FIG. 8(a) due to its inherent elasticity. The polymer actuator 103 presses the first friction plate 113a and the second friction plate 113b via the pressing member 114 when the polymer actuator 103 extends in the plane direction.

次に、摩擦締結装置100Cを用いたクラッチの動作について説明する。 Next, the operation of the clutch using the frictional engagement device 100C will be described.

図8(a)を参照すると、クラッチの非締結時には、ドラム41及びその摩擦板113a、高分子アクチュエータ103、及び押圧部材114は、図示しない入力軸とともに回転し、ハブ42及びその摩擦板113bは停止又は回転している。クラッチの締結指令によりスイッチ112がオンすると、電源109の電圧が高分子アクチュエータ103に印加される。これにより、図8(b)に示すように、高分子アクチュエータ103の高分子部材106が軸方向に収縮するとともに面方向に伸張し、押圧部材114が、ドラム41とハブ42の軸付方向に対して斜めに、ドラム41とハブ42の中心に向かって移動する。この結果、押圧部材114の押圧面114bがドラム41の第1摩擦板113aに対して摺接しながら、ドラム41の第1摩擦板113aとハブ42の第2摩擦板113bを押圧するので、クラッチ40が締結され、ハブ42及びその摩擦板113bは、ドラム41及びその摩擦板113aとともに回転し、ドラム41の回転力がハブ42に伝達される。 Referring to FIG. 8A, when the clutch is not engaged, the drum 41 and its friction plates 113a, the polymer actuator 103, and the pressing member 114 rotate together with the input shaft (not shown), and the hub 42 and its friction plates 113b rotate. Stopped or rotating. When the switch 112 is turned on by a clutch engagement command, the voltage of the power source 109 is applied to the polymer actuator 103 . As a result, as shown in FIG. 8B, the polymer member 106 of the polymer actuator 103 contracts in the axial direction and expands in the planar direction, and the pressing member 114 moves in the axial direction of the drum 41 and the hub 42. obliquely to the drum 41 and toward the center of the hub 42 . As a result, the pressing surface 114b of the pressing member 114 presses the first friction plate 113a of the drum 41 and the second friction plate 113b of the hub 42 while slidingly contacting the first friction plate 113a of the drum 41. are fastened, the hub 42 and its friction plate 113b rotate together with the drum 41 and its friction plate 113a, and the rotational force of the drum 41 is transmitted to the hub 42.

クラッチの解放指令によりスイッチ112がオフすると、高分子アクチュエータ103への電圧の印加が解消され、高分子アクチュエータ103の高分子部材106が固有の弾性により復帰し、押圧部材114が、ドラム41とハブ42の軸付方向に対して斜めに、ドラム41とハブ42の中心から離れるように移動する結果、図8(a)の状態に復帰する。これにより、ドラム41の第1摩擦板113a及びハブ42の第2摩擦板113bの押圧が無くなるので、クラッチ40が解放され、ハブ42及びその摩擦板113bは、その回転を停止し、又は当初の回転状態に戻り、ハブ42からドラム41への回転力が遮断される。 When the switch 112 is turned off by a clutch release command, the voltage applied to the polymer actuator 103 is removed, the polymer member 106 of the polymer actuator 103 returns due to its inherent elasticity, and the pressing member 114 is brought into contact with the drum 41 and the hub. As a result of moving away from the center of the drum 41 and the hub 42 obliquely to the axial direction of the shaft 42, the state shown in FIG. 8(a) is restored. As a result, the first friction plates 113a of the drum 41 and the second friction plates 113b of the hub 42 are no longer pressed, so the clutch 40 is released, and the hub 42 and its friction plates 113b stop rotating or It returns to the rotating state, and the rotational force from the hub 42 to the drum 41 is interrupted.

前記第3実施形態の摩擦締結装置100Cによれば、押圧力発生方向に対して傾斜する押圧部材114の押圧面114bにより第1摩擦板113a又は第2摩擦板113bをドラム41又はハブ42の軸方向に押圧して、ドラム41又はハブ42の軸方向に垂直な第1摩擦板113aと第2摩擦板113bの摩擦面101a、101bに押圧力を作用させるので、高分子アクチュエータ103による押圧力の発生方向と、摩擦面101a、101bに直角に作用する押圧力の作用方向とが異なる。これによって、楔の作用により摩擦面101a、102bに作用する押圧力を増大することができる。押圧力発生方向と押圧面114bの間の角度θが6.28°の場合、高分子アクチュエータ103による押圧力の発生方向の力をFact.とし、摩擦面101a、101bに直角に作用する力をFcl.とすると、倍力係数Fcl./Fact.=1sinθ=9.15倍となる。このため、押圧力発生手段としての高分子アクチュエータ103は小さい押圧力を発生するものでよく、摩擦締結装置及びこれを使用する自動変速装置を軽量化及びコンパクト化することができる。 According to the friction fastening device 100</b>C of the third embodiment, the pressing surface 114 b of the pressing member 114 inclined with respect to the direction in which the pressing force is generated causes the first friction plate 113 a or the second friction plate 113 b to move toward the axis of the drum 41 or hub 42 . direction to apply a pressing force to the friction surfaces 101a and 101b of the first friction plate 113a and the second friction plate 113b perpendicular to the axial direction of the drum 41 or hub 42. The direction in which the force is generated differs from the direction in which the pressing force acting perpendicularly to the friction surfaces 101a and 101b is applied. Thereby, the pressing force acting on the friction surfaces 101a and 102b can be increased by the action of the wedge. When the angle θ between the pressing force generating direction and the pressing surface 114b is 6.28°, the force in the pressing force generating direction by the polymer actuator 103 is Fact. Assuming Fcl., the boost factor Fcl./Fact.=1 sin .theta.=9.15 times. Therefore, the polymer actuator 103 as the pressing force generating means can generate a small pressing force, and the friction coupling device and the automatic transmission using the same can be made lighter and more compact.

前記第3実施形態の摩擦締結装置100Cによれば、高分子部材106の面方向の伸長動作による押圧力を利用している。この面方向の伸長による押圧力は、厚さ方向の収縮による押圧力よりも小さいが、面方向の伸長による押圧力の発生方向は、摩擦面101a、101bに直角に作用する押圧力の作用方向と異なっているので、楔の作用により摩擦面101a、101bに作用する押圧力を増大することができる。 According to the frictional fastening device 100C of the third embodiment, the pressing force due to the expansion motion of the polymer member 106 in the plane direction is utilized. The pressing force due to the extension in the plane direction is smaller than the pressing force due to the contraction in the thickness direction, but the direction in which the pressing force is generated due to the extension in the plane direction is the direction in which the pressing force acts perpendicular to the friction surfaces 101a and 101b. , the wedge action can increase the pressing force acting on the friction surfaces 101a and 101b.

前記第3実施形態の摩擦締結装置100Cによれば、押圧部材114の押圧面114bが第1摩擦板113aと第2摩擦板113bに平行で、第1摩擦板113aを直接押圧するので、配置構成が簡単になる。 According to the friction fastening device 100C of the third embodiment, the pressing surface 114b of the pressing member 114 is parallel to the first friction plate 113a and the second friction plate 113b and directly presses the first friction plate 113a. becomes easier.

<摩擦締結装置の第4実施形態>
前記第3実施形態の摩擦締結装置100Cは、高分子アクチュエータ103をドラム41とハブ42の軸方向に対して斜めに配置したが、図10に示すように、高分子アクチュエータ103をドラム41とハブ42の軸方向に対して直角に配置することもできる。
<Fourth Embodiment of Friction Fastening Device>
In the friction fastening device 100C of the third embodiment, the polymer actuator 103 is arranged obliquely with respect to the axial direction of the drum 41 and the hub 42. However, as shown in FIG. It can also be arranged perpendicular to the axis of 42 .

以下、図10に示す第4実施形態の摩擦締結装置100Dを具体的に説明する。なお、第4実施形態の摩擦締結装置100Dは、特記する以外は、第3実施形態の摩擦締結装置100Cと同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。 Hereinafter, the frictional fastening device 100D of the fourth embodiment shown in FIG. 10 will be specifically described. Note that the friction fastening device 100D of the fourth embodiment has the same configuration as the friction fastening device 100C of the third embodiment, and has the same effects, unless otherwise specified.

ドラム41の複数の第1摩擦板113aのうち、高分子アクチュエータ103に隣接する第1摩擦板113aの高分子アクチュエータ側の面には、ドラム41の軸方向に対して傾斜した押圧力受部116が突設されている。押圧力受部116は、半径方向内方に向かうにつれて反摩擦面側に離れるように傾斜している。 Of the plurality of first friction plates 113 a of the drum 41 , the surface of the first friction plate 113 a adjacent to the polymer actuator 103 on the polymer actuator side has a pressure receiving portion 116 inclined with respect to the axial direction of the drum 41 . is projected. The pressing force receiving portion 116 is inclined so as to move away from the friction surface side as it goes radially inward.

高分子アクチュエータ103は、厚さ方向の中心線がドラム41とハブ42の軸方向に平行に配設されている。 The polymer actuator 103 is arranged so that the center line in the thickness direction is parallel to the axial direction of the drum 41 and the hub 42 .

押圧部材114は、ドラム41の軸方向の断面がL字形の部材で、ドラム41とハブ42の軸方向に平行で、高分子アクチュエータ103に取り付けられる取付面114aと、ドラム41とハブ42の軸方向に対して傾斜し、押圧力受部116と対向し、該押圧力受部116と平行な押圧面114bとを有している。 The pressing member 114 has an L-shaped cross section in the axial direction of the drum 41 and is parallel to the axial direction of the drum 41 and the hub 42 . It has a pressing surface 114 b that is inclined with respect to the direction, faces the pressing force receiving portion 116 , and is parallel to the pressing force receiving portion 116 .

次に、摩擦締結装置100Dを用いたクラッチの動作について説明する。 Next, the operation of the clutch using the frictional engagement device 100D will be described.

図10(a)を参照すると、クラッチの非締結時には、ドラム41及びその摩擦板113a、高分子アクチュエータ103、及び押圧部材114は、図示しない入力軸とともに回転し、ハブ42及びその摩擦板113bは停止又は回転している。クラッチの締結指令によりスイッチ112がオンすると、電源109の電圧が高分子アクチュエータ103に印加される。これにより、図10(b)に示すように、高分子アクチュエータ103の高分子部材106が厚さ方向に収縮するとともに面方向に伸張し、押圧部材114が、ドラム41とハブ42の軸付方向に直角に、ドラム41とハブ42の中心に向かって移動する。この結果、押圧部材114の押圧面114bがドラム41の第1摩擦板113aの押圧力受部116に対して摺接しながら、ドラム41の第1摩擦板113aとハブ42の第2摩擦板113bを押圧するので、クラッチ40が締結され、ハブ42及びその摩擦板113bは、ドラム41及びその摩擦板113aとともに回転し、ドラム41の回転力がハブ42に伝達される。 Referring to FIG. 10(a), when the clutch is not engaged, the drum 41 and its friction plates 113a, the polymer actuator 103, and the pressing member 114 rotate together with the input shaft (not shown), and the hub 42 and its friction plates 113b rotate. Stopped or rotating. When the switch 112 is turned on by a clutch engagement command, the voltage of the power supply 109 is applied to the polymer actuator 103 . As a result, as shown in FIG. 10B, the polymer member 106 of the polymer actuator 103 contracts in the thickness direction and expands in the surface direction, and the pressing member 114 moves in the axial direction of the drum 41 and the hub 42. , toward the center of drum 41 and hub 42 . As a result, while the pressing surface 114b of the pressing member 114 is in sliding contact with the pressing force receiving portion 116 of the first friction plate 113a of the drum 41, the first friction plate 113a of the drum 41 and the second friction plate 113b of the hub 42 are pressed together. Since the pressure is applied, the clutch 40 is engaged, the hub 42 and its friction plates 113b rotate together with the drum 41 and its friction plates 113a, and the rotational force of the drum 41 is transmitted to the hub 42.

クラッチの解放指令によりスイッチ112がオフすると、高分子アクチュエータ103への電圧の印加が解消され、高分子アクチュエータ103の高分子部材106が固有の弾性により復帰し、押圧部材114が、ドラム41とハブ42の軸付方向に直角に、ドラム41とハブ42の中心から離れるように移動する結果、図10(a)の状態に復帰する。これにより、ドラム41の第1摩擦板112a及びハブ42の第2摩擦板113bの押圧が無くなるので、クラッチ40が解放され、ハブ42及びその摩擦板113bは、その回転を停止し、又は当初の回転状態に戻り、ドラム41からハブ42への回転力が遮断される。 When the switch 112 is turned off by a clutch release command, the voltage applied to the polymer actuator 103 is removed, the polymer member 106 of the polymer actuator 103 returns due to its inherent elasticity, and the pressing member 114 is brought into contact with the drum 41 and the hub. As a result of moving away from the center of drum 41 and hub 42 perpendicular to the axial direction of 42, the state of FIG. 10(a) is restored. As a result, the first friction plate 112a of the drum 41 and the second friction plate 113b of the hub 42 are no longer pressed, so the clutch 40 is released, and the hub 42 and its friction plate 113b stop rotating or It returns to the rotating state, and the rotational force from the drum 41 to the hub 42 is interrupted.

前記第4実施形態の摩擦締結装置100Dによれば、押圧部材114の押圧面114bが、ドラム41の軸方向に対して傾斜した第1摩擦板113aの押圧力受部116に平行であるので、高分子アクチュエータ103を第1摩擦板113aと第2摩擦板113bに平行に配設することができ、高分子アクチュエータ103の配置が容易になる。 According to the friction fastening device 100D of the fourth embodiment, the pressing surface 114b of the pressing member 114 is parallel to the pressing force receiving portion 116 of the first friction plate 113a inclined with respect to the axial direction of the drum 41. The polymer actuator 103 can be arranged in parallel with the first friction plate 113a and the second friction plate 113b, and the arrangement of the polymer actuator 103 is facilitated.

本発明は前記実施形態に限るものではなく、種々変更することができる。例えば、ブレーキに適用する場合、前記第1、第2実施形態では、ギアセットのリングギアをハブとしたが、ピニオンのキャリアをハブとしてもよい。また、高分子アクチュエータの高分子部材の形状としては、前記第1、第2実施形態では環状又はそのセグメント状に形成したが、小円形の高分子部材を環状の支持板と可動板の間に周方向に配設してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways. For example, when applied to a brake, the ring gear of the gear set is used as the hub in the first and second embodiments, but the pinion carrier may be used as the hub. In the first and second embodiments, the shape of the polymer member of the polymer actuator is ring-shaped or segment-shaped. may be placed in

以上のように、本発明に係る摩擦締結装置は、自動車の変速機のクラッチ、ブレーキに
好適に利用される可能性がある。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the frictional engagement device according to the present invention may be suitably used for clutches and brakes of transmissions of automobiles.

1 自動変速機
41 ドラム
41b 結合部
42 ハブ
42a 第1ハブ
42b 第2ハブ
42j 押圧部
42k 結合部
100A~100D 摩擦締結装置
101a 第1摩擦面
10bb 第2摩擦面
102 ピストン(押圧部材)
102c 押圧部
103,103a,103b,103c 高分子アクチュエータ
104 支持板
105 可動板
106 高分子部材
113a 第1摩擦板
113b 第2摩擦板
114 押圧部材
114b 押圧面
116 押圧力受部
1 automatic transmission 41 drum 41b coupling portion
42 hub 42a first hub 42b second hub 42j pressing portion 42k coupling portions 100A to 100D friction fastening device
101a First friction surface 10bb Second friction surface 102 Piston (pressing member)
102c pressing portions 103, 103a, 103b, 103c polymer actuator 104 support plate 105 movable plate 106 polymer member 113a first friction plate 113b second friction plate 114 pressing member 114b pressing surface 116 pressing force receiving portion

Claims (9)

ドラムとハブに設けられた互いに対向する摩擦面と、該摩擦面に作用させる押圧力を発生する押圧力発生手段とを備えた摩擦締結装置であって、
前記摩擦面は、
前記ドラムに設けられ、前記ドラムの軸方向に対して傾斜した第1摩擦面と、
前記ハブに設けられ、前記ハブの軸方向に対して傾斜し、前記第1摩擦面と対向する第2摩擦面とで構成され、
前記ハブが前記ドラムに対して軸方向に移動可能に設けられ、
前記押圧力発生手段は、前記ハブに対して前記ハブの軸方向に押圧力を発生させ、前記ハブを軸方向に移動させるように構成され、
前記ハブを軸方向に押圧する押圧部材が設けられ、
前記押圧力発生手段が、2つの電極板と、該2つの電極板の間に介在される高分子部材とからなる高分子アクチュエータで構成され、一側の電極板の外周縁が前記ドラムに形成された結合部に結合され、他側の電極板の内周縁が前記押圧部材に形成された押圧部に結合されている摩擦締結装置。
A friction fastening device comprising friction surfaces facing each other provided on a drum and a hub, and pressing force generating means for generating a pressing force acting on the friction surfaces,
The friction surface is
a first friction surface provided on the drum and inclined with respect to the axial direction of the drum;
a second friction surface provided on the hub, inclined with respect to the axial direction of the hub, and opposed to the first friction surface;
wherein the hub is axially movably provided with respect to the drum;
The pressing force generating means is configured to generate a pressing force against the hub in the axial direction of the hub to move the hub in the axial direction,
A pressing member is provided for axially pressing the hub,
The pressing force generating means is composed of a polymer actuator composed of two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates, and the outer peripheral edge of one electrode plate is formed on the drum. A frictional fastening device coupled to a coupling portion, wherein the inner peripheral edge of the electrode plate on the other side is coupled to a pressing portion formed on the pressing member.
ドラムとハブに設けられた互いに対向する摩擦面と、該摩擦面に作用させる押圧力を発生する押圧力発生手段とを備えた摩擦締結装置であって、
前記摩擦面は、
前記ドラムに設けられ、前記ドラムの軸方向に対して傾斜した第1摩擦面と、
前記ハブに設けられ、前記ハブの軸方向に対して傾斜し、前記第1摩擦面と対向する第2摩擦面とで構成され、
前記ハブが前記ドラムに対して軸方向に移動可能に設けられ、
前記押圧力発生手段は、前記ハブに対して前記ハブの軸方向に押圧力を発生させ、前記ハブを軸方向に移動させるように構成され、
前記ハブは、第1筒部と該第1筒部より小径の第2筒部とを備えた第1ハブと、該第1ハブの第1筒部又は第2筒部とスプライン係合され、前記第2摩擦面を備えた第2ハブとからなり、
前記押圧力発生手段は、2つの電極板と、該2つの電極板の間に介在される高分子部材とからなる高分子アクチュエータで構成され、一側の電極板が前記第2ハブに形成された押圧部に結合され、他側の電極板が前記第1ハブの第1筒部と第2筒部のうち前記第2ハブがスプライン結合していない方に形成された結合部に結合されている摩擦締結装置。
A friction fastening device comprising friction surfaces facing each other provided on a drum and a hub, and pressing force generating means for generating a pressing force acting on the friction surfaces,
The friction surface is
a first friction surface provided on the drum and inclined with respect to the axial direction of the drum;
a second friction surface provided on the hub, inclined with respect to the axial direction of the hub, and opposed to the first friction surface;
wherein the hub is axially movably provided with respect to the drum;
The pressing force generating means is configured to generate a pressing force against the hub in the axial direction of the hub to move the hub in the axial direction,
the hub is spline-engaged with a first hub having a first tubular portion and a second tubular portion having a diameter smaller than that of the first tubular portion, and the first tubular portion or the second tubular portion of the first hub; a second hub having the second friction surface;
The pressing force generating means is composed of a polymer actuator including two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates, and one electrode plate is formed on the second hub. and the electrode plate on the other side is connected to a connecting portion formed in the first cylindrical portion and the second cylindrical portion of the first hub to which the second hub is not spline-connected. Fastening device.
前記高分子アクチュエータは、軸方向に複数設けられている請求項1又は2に記載の摩擦締結装置。 3. The frictional fastening device according to claim 1, wherein a plurality of said polymer actuators are provided in the axial direction. 前記高分子アクチュエータの2つの電極板が結合される前記複数の押圧部と複数の結合部との少なくともいずれかは、反摩擦板側に向かって広がる階段状に形成されている請求項3に記載の摩擦締結装置。 4. The method according to claim 3, wherein at least one of the plurality of pressing portions and the plurality of coupling portions to which the two electrode plates of the polymer actuator are coupled is formed in a stepped shape widening toward the anti-friction plate side. friction fastening device. 前記高分子アクチュエータに電圧を印加することによる収縮動作によって前記複数の押圧部を押圧するように構成されている請求項3又は4に記載の摩擦締結装置。 5. The frictional fastening device according to claim 3, wherein the plurality of pressing portions are pressed by a contraction operation caused by applying a voltage to the polymer actuator. ドラムとハブに設けられた互いに対向する摩擦面と、該摩擦面に作用させる押圧力を発生する押圧力発生手段とを備えた摩擦締結装置であって、
前記摩擦面は、
前記ドラムに設けられた第1摩擦板に設けられ、前記ドラムの軸方向に対して垂直な第1摩擦面と、
前記ハブに設けられた第2摩擦板に設けられ、前記ハブの軸方向に対して垂直で、前記第1摩擦面と対向する第2摩擦面とで構成され、
前記押圧力発生手段は、押圧力発生方向に対して傾斜する押圧面が設けられた押圧部材を有し、
前記押圧部材の押圧面により、前記第1摩擦板又は前記第2摩擦板を前記ドラム又は前記ハブの軸方向に押圧するように構成されている摩擦締結装置。
A friction fastening device comprising friction surfaces facing each other provided on a drum and a hub, and pressing force generating means for generating a pressing force acting on the friction surfaces,
The friction surface is
a first friction surface provided on a first friction plate provided on the drum and perpendicular to the axial direction of the drum;
a second friction surface provided on a second friction plate provided on the hub, perpendicular to the axial direction of the hub and opposed to the first friction surface;
The pressing force generating means has a pressing member provided with a pressing surface inclined with respect to the pressing force generating direction,
A friction fastening device configured to press the first friction plate or the second friction plate in the axial direction of the drum or the hub by a pressing surface of the pressing member.
前記押圧力発生手段が、2つの電極板と、該2つの電極板の間に介在される高分子部材とからなる高分子アクチュエータで構成され、
前記高分子アクチュエータに電圧を印加することによる収縮動作時に前記高分子部材の面方向の伸張動作によって前記押圧部材を変位させるように構成されている請求項6に記載の摩擦締結装置。
The pressing force generating means is composed of a polymer actuator comprising two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates,
7. The frictional fastening device according to claim 6, wherein the pressure member is displaced by an extension operation in the surface direction of the polymer member when the polymer actuator is contracted by applying a voltage.
前記高分子アクチュエータは、前記押圧部材の押圧面が前記第1摩擦板と前記第2摩擦板に平行になるように、前記2つの電極板のいずれか一方が前記ドラムに固定されている請求項7に記載の摩擦締結装置。 The polymer actuator has one of the two electrode plates fixed to the drum so that the pressing surface of the pressing member is parallel to the first friction plate and the second friction plate. 8. The friction fastening device according to 7. 前記第1摩擦板に前記高分子アクチュエータの押圧部材の押圧面と摺接する前記ドラムの軸方向に対して傾斜した押圧力受部を備え、
前記高分子アクチュエータは、前記押圧部材の押圧面が前記第1摩擦板の前記押圧力受部と平行になるように、前記2つの電極板のいずれか一方が前記ドラムに固定されている請求項7に記載の摩擦締結装置。
The first friction plate is provided with a pressing force receiving portion inclined with respect to the axial direction of the drum, which is in sliding contact with the pressing surface of the pressing member of the polymer actuator,
In the polymer actuator, either one of the two electrode plates is fixed to the drum so that the pressing surface of the pressing member is parallel to the pressing force receiving portion of the first friction plate. 8. The friction fastening device according to 7.
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