JP2000170794A - 摩擦係合装置および摩擦係合制御方法 - Google Patents

摩擦係合装置および摩擦係合制御方法

Info

Publication number
JP2000170794A
JP2000170794A JP10349041A JP34904198A JP2000170794A JP 2000170794 A JP2000170794 A JP 2000170794A JP 10349041 A JP10349041 A JP 10349041A JP 34904198 A JP34904198 A JP 34904198A JP 2000170794 A JP2000170794 A JP 2000170794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
friction
electric field
friction engagement
force
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10349041A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3712877B2 (ja
Inventor
Atsushi Suzuki
厚 鈴木
Masataka Kawabata
昌隆 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP34904198A priority Critical patent/JP3712877B2/ja
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to EP99954413A priority patent/EP1164306B1/en
Priority to BR9916093-5A priority patent/BR9916093A/pt
Priority to DE69917334T priority patent/DE69917334T2/de
Priority to PCT/JP1999/006183 priority patent/WO2000034676A1/ja
Priority to CNB998142611A priority patent/CN1180326C/zh
Priority to US09/857,352 priority patent/US6564916B1/en
Priority to KR10-2001-7007085A priority patent/KR100427433B1/ko
Publication of JP2000170794A publication Critical patent/JP2000170794A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3712877B2 publication Critical patent/JP3712877B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D57/00—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders
    • F16D57/002—Liquid-resistance brakes; Brakes using the internal friction of fluids or fluid-like media, e.g. powders comprising a medium with electrically or magnetically controlled internal friction, e.g. electrorheological fluid, magnetic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/748—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on electro-magnetic brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/14—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00—Electrically-actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/06—Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • F16D48/064—Control of electrically or electromagnetically actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/102—Actuator
    • F16D2500/1021—Electrical type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/104—Clutch
    • F16D2500/10443—Clutch type
    • F16D2500/1045—Friction clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30—Signal inputs
    • F16D2500/304—Signal inputs from the clutch
    • F16D2500/30402—Clutch friction coefficient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00—External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70—Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704—Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70402—Actuator parameters
    • F16D2500/7042—Voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Agricultural Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的な油圧機構などを使わずに伝達力を任
意に制御する。 【解決手段】 摩擦係合装置の摩擦面に電場を与えると
摩擦面の摩擦係数が変化することに着目し、この現象を
利用して伝達力を制御する。押し力の働きで、摩擦係合
部材同士が直接的に接触して摩擦係合する。摩擦係合部
材の間に電場を与えると、摩擦面の摩擦係数が変化し、
伝達力を変えることができる。摩擦係合装置は例えばク
ラッチ装置１０である。インプットディスク１６に絶縁
材料からなる摩擦部材２０が取り付けられ、摩擦部材２
０がアウトプットディスク２２と係合する。摩擦面は潤
滑されている。制御装置３０は電圧印加装置２８を制御
して、電極２６に電圧を印加し、所望の伝達力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦係合による伝
達力を好適に制御できる摩擦係合装置および摩擦係合制
御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦係合装置は、周知のように摩擦力を
利用して力を伝えるものであり、各種の装置に備えられ
ている。例えば自動車では、クラッチが自動変速機の内
部に設けられている。また、車輪に取り付けられる摩擦
ブレーキも、摩擦係合装置の一つと考えることができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、摩擦係合装置の
伝達力を任意に制御するためには、摩擦面を押し付ける
押し力を変化させる機械的な油圧制御機構が必要であ
る。
【０００４】しかしながら、機械的制御以外の手法で摩
擦係合装置の伝達力を制御できれば、装置の簡素化を図
れるなどの利点が得られると考えられる。
【０００５】参考技術として、特開平８−１３５６８８
号公報は、電気粘性流体を用いる技術を開示している。
電気粘性流体は、印加される電圧に応じて粘度が変わる
性質をもつ。従って電圧制御により伝達力を変化させる
ことができる。しかし、粘度変化のみで伝達力を変化さ
せるので、発生可能な伝達力が小さい。また、流体でユ
ニット内が満たされているために攪拌抵抗が大きい。
【０００６】他の参考技術として、特開平１０−２６１
５０号公報の電気制御運動伝達装置では、駆動物体と被
駆動物体の対向面が隙間を開けて配置され、この隙間
に、電子伝導性を有する繊維が介在している。両物体の
間に電圧を印加すると、繊維が静電引力の作用で立毛
し、両対向面の間にせん断力が発生する。このせん断力
により伝達力が得られる。さらに、印加電圧の制御によ
って伝達力を調節できる。類似の参考技術は、特開平９
−５３６６３号公報および特開平１０−９６４３５号公
報に開示されている。
【０００７】しかしながら、上記の参考技術は、基本的
に繊維の静電引力により伝達力を得るものであり、ごく
限られた範囲の小さな伝達力しか発生できない。電圧印
加によって得られる静電引力は微小だからである。また
媒体としての電気粘性流体で駆動物体と被駆動物体の隙
間を満たすことも考えられるが、発生可能な伝達力は同
様に小さい。
【０００８】以上に説明したように、従来の伝達力制御
は、主として機械的な油圧制御機構によって行われてい
る。電圧印加により流体粘度や静電引力を制御する技術
もあるが、機械的な摩擦係合は断たれ、そして小さな伝
達力しか得られない。
【０００９】このような背景技術の下、本発明の目的
は、所望の伝達力を得られる好適な摩擦係合装置を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、摩擦係合装置の摩擦面に電場を与える
と摩擦面の摩擦係数が変化することに着目し、そして、
この現象を利用して伝達力を制御する。
【００１１】本発明の摩擦係合装置によれば、押し力の
働きで、複数の摩擦係合部材が直接的に接触して摩擦係
合する。電場付与装置が、複数の摩擦係合部材の間に電
場を与える。電場を与えることにより、摩擦係合部材間
の摩擦面の摩擦係数が変化する。伝達力は、押し力と、
摩擦面の摩擦係数とに従う。従って、電場の付与によっ
て摩擦係合装置の伝達力を制御することができる。
【００１２】好ましくは、前記電場付与装置により与え
られる電場の強さを制御する制御装置が設けられる。電
場の強さに応じて摩擦面の摩擦係数が増減し、伝達力が
変化する。
【００１３】また好ましくは、前記複数の摩擦係合部材
の摩擦面が潤滑剤により潤滑されている。好ましくは前
記潤滑剤が有極性添加物質を含む。電場の影響で、有極
性の添加物質は摩擦面に吸着されると考えられる。そし
て、添加物質の吸着により摩擦面の摩擦係数が変化する
と考えられる。
【００１４】また好ましくは、摩擦係合部材の少なくと
も一方に、絶縁材料からなる摩擦部材が設けらる。この
摩擦部材を介して入力側と出力側が接触する。従って所
望の電場を容易に与えることができる。電気消費量が少
ないという利点がある。
【００１５】摩擦係合装置は例えば、クラッチまたはブ
レーキ装置である。
【００１６】摩擦係合装置は、押し力を増減させる押し
力制御装置を含んでもよい。
【００１７】また、本発明の摩擦係合制御方法によれ
ば、互いに摩擦接触する複数の摩擦係合部材の間に電場
を与えることによって、前記複数の摩擦係合部材の間の
伝達力を制御する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明
する。
【００１９】図１は、本発明の摩擦係合装置の構成を概
念的に示すブロック図である。摩擦係合部材１ａ，１ｂ
は、互いに摩擦係合可能に設けられている。押し力発生
装置３は、摩擦係合部材１ａ，１ｂを摩擦係合させるた
めの押し力を発生する。潤滑機構５は、摩擦係合部材１
ａ，１ｂの摩擦面を潤滑する。電場付与装置７は、摩擦
係合部材１ａ，１ｂの間に電場を与える。電場の付与に
より摩擦面の摩擦係数が変化し、伝達力が変化する。
【００２０】制御装置９は、押し力発生装置３および電
場付与装置７を制御する。制御装置９は、押し力発生装
置３に押し力を発生させ、かつ、電場付与装置７が発生
する電場の強さを制御する。具体的には、摩擦係合部材
１ａ，１ｂに印加する電圧を制御することが好適であ
る。電場の強さに応じて摩擦面の摩擦係数が変わるの
で、所望の大きさの伝達力を得ることができる。
【００２１】図２では、単板タイプのクラッチ装置１０
に本発明が適用されている。鉄製のインプットシャフト
１２およびアウトプットシャフト１４は、同一軸線上に
配置さている。また、これらのシャフト１２，１４は、
絶縁部材を介して支持され、また、絶縁部材を介して別
のシャフトに連結されている。
【００２２】インプットディスク１６は、インプットシ
ャフト１２に取り付けられたコアプレート１８と、コア
プレート１８に取り付けられた摩擦部材２０を含む。摩
擦部材２０は、ペーパー材料などの絶縁材からなる。一
方、アウトプットシャフト１４には、アウトプットディ
スク（相手ディスク）２２が取り付けられている。ディ
スク１６，２２は本発明の摩擦係合部材に相当する。そ
して、摩擦部材２０とアウトプットディスク２２の両対
向面が、摩擦面であり、所定の隙間を開けて配置されて
いる。
【００２３】両ディスク１６，２０は、押し力発生装置
（図示せず）により、押し力Ｆｃで互いに押し付けられ
て摩擦接触する。押し力発生装置は、例えば、自動車の
自動変速機などに用いる周知の油圧機構でよい。油圧機
構は、押し力を任意に調整する機能をもっていても、あ
るいは、もっていなくてもよい。
【００２４】また、両ディスク１６，２０の摩擦面は、
潤滑機構（図示せず）により潤滑されている。例えば、
両ディスク１６，２０を囲むハウジングが設けられ、ハ
ウジングの内部が潤滑油で満たされる。これにより、両
ディスク１６，２０が潤滑油中に浸される。
【００２５】ただし、両摩擦板全体が潤滑油で満たされ
ていなくてもよい。摩擦表面が十分に潤滑される程度の
最小限の構成を設けることも好適であり、攪拌抵抗を抑
えられる。
【００２６】潤滑油は、好ましくは有極性物質を含む。
好ましくは、例えば、有機添加剤（摩耗防止剤、清浄分
散剤など）、導電性粒子（カーボン粒子など）、または
誘電ポリマー粒子（ポリアニリン、ポリαアミノ酸等）
の少なくとも一つが媒体油中に分散されている。媒体油
としては、例えば、植物・動物系油、鉱油等の炭化水素
系油、シリコン油、その他の合成油、液晶、溶媒などが
挙げられる。
【００２７】図２に戻り、インプットシャフト１２に
は、接地された第１の電極２４が取り付けられている。
アウトプットシャフト１４には第２の電極２６が取り付
けられており、電極２６は電圧印加装置２８に接続され
ている。
【００２８】電圧印加装置２８は本発明の電場付与装置
の一態様である。電圧印加装置２８は、電源部および電
圧変換部を含み、制御装置３０による制御の下で所望の
電圧Ｖｃを電極２４，２６の間に発生させる。摩擦部材
２０で電極間が絶縁されているので、電圧Ｖｃに対応す
る電場が摩擦面に与えられる。押し力Ｆｃで押し付けら
れている摩擦面は、境界潤滑状態にある。摩擦面に電場
が与えられると、摩擦面の摩擦係数μｃは電場の強さに
応じた値になる。そして、入出力軸間の伝達力は、この
摩擦係数μｃに応じて決まる。
【００２９】電場を与えると摩擦係数μｃが変わる理由
は、以下のように推定される。強電場下においては、潤
滑油中にある添加剤または分散粒子の摩擦界面に対する
吸着力が変化する。そして、摩擦界面に対する吸着量が
変化する結果、摩擦面間の境界摩擦力が増減すると考え
られる。
【００３０】図３および図４の例に示すように、潤滑油
および添加物質の種類によって、電場を与えたときに摩
擦係数が増大または低減する。横軸は滑り速度であり、
縦軸は摩擦係数である。図３および図４は、ディスク全
体が潤滑油に浸された状態での摩擦係数である。
【００３１】図３において、潤滑油は、カーボン粒子を
分散させたシリコンオイルである。電場を与えない状態
と比較して、電場下においては摩擦係数が低下する。カ
ーボン粒子が摩擦面に吸着するためと考えられる。
【００３２】一方、図４において、潤滑油は、ポリマー
または有機添加剤を分散させた鉱油である。電場下にお
いては摩擦係数が増大している。ポリマーまたは有機添
加剤が摩擦面に吸着するためと考えられる。
【００３３】上記のように、本発明を実現する場合、添
加物を含んだ潤滑油を用いることが好ましい。実際の装
置に使う潤滑油は添加物を含んでいることが多いので、
この添加物の性質を積極的に利用することが好ましい。
しかしながら、添加物質を含まない潤滑油を用いた場合
にも、電場によって摩擦係数は変化する。従って、添加
物質抜きでも本発明を実現することができる。
【００３４】以上の性質を利用して、制御装置３０は、
入出力軸間の伝達力を制御する。制御装置３０は、各種
センサー３２からの入力信号に基づいて、必要な伝達力
が得られるような電圧Ｖｃを決定する。例えば、本発明
が自動車の自動変速機に適用される場合、センサー３２
は、車速、アクセル開度、シフトレバー操作、油温など
を検出する。決定された電圧Ｖｃが電極２６に与えら
れ、電圧Ｖｃに対応する電場が発生する。その結果、所
望の摩擦係数および伝達力を得ることができる。
【００３５】次に、図５では、多板式のクラッチ装置４
０に本発明が適用されている。クラッチ装置４０は、典
型的な自動変速機の内部に設けられるクラッチ装置と同
様の構成を有する。図２のクラッチ装置１０は一対の摩
擦係合部材を有するが、図５のクラッチ装置４０は、交
互に配置された複数枚のクラッチ板を有し、すなわち摩
擦係合部材の対が複数セットある。以下において、重複
する説明は適宜省略する。
【００３６】インプットシャフト４２およびアウトプッ
トシャフト４４は、同一軸線上に配置されている。イン
プットディスクベース４６およびアウトプットディスク
ベース４８は、それぞれ、インプットシャフト４２およ
びアウトプットシャフト４４に絶縁状態で取り付けられ
ている。鉄製のアウトプットディスクベース４８のスプ
ライン部４８ａには、複数枚のコアプレート５０が平行
に取り付けられている。コアプレート５０の両側には摩
擦部材５２が取り付けられている。一方、インプットデ
ィスクベース４６のスプライン部４６ａには、複数枚の
相手部材５４が平行に配置されている。そして、相手部
材５４とコアプレート５０は交互に配置されている。
【００３７】インプットディスクベース４６には、軸方
向に移動可能にピストン５６が設けられている。クラッ
チ切断状態では、ピストン５６はリターンスプリング５
８の働きで、基準位置に位置している。クラッチ接続状
態では、ピストン５６が、背面の油圧室に供給される油
圧の作用で、アウトプットシャフト４４の方向に押され
る。その結果、摩擦部材５２が相手部材５４に押し付け
られ、クラッチが係合する。
【００３８】インプットディスクベース４６は、接地さ
れた電極６０を有し、アウトプットディスクベース４８
は、電圧印加装置６４に接続された電極６２を有する。
前述と同様に、制御装置６６が、各種センサー６８から
の入力信号に基づいて電圧印加装置６４を制御し、電圧
Ｖｃを電極６２に印加する。これにより、電圧Ｖｃに応
じた伝達力を得ることができる。
【００３９】上記の実施形態では、本発明がクラッチ装
置に適用されていたが、本発明は他のタイプの摩擦係合
装置にも適用可能である。例えば、本発明は、ブレー
キ、ディファレンシャルなどの作動制限装置、トルク伝
達カップリングに適用できる。本発明がブレーキに適用
される場合、アウトプット側の摩擦係合部材は固定され
ていることが好ましい。
【００４０】また、本発明の適用範囲は車両に限られな
い。本発明は、産業機械用の各種ユニットを含むいろい
ろな装置に適用できる。
【００４１】本実施形態ではディスクのフラット面同士
が接触係合するが、他のタイプの係合装置にも本発明を
適用できる。例えば、同軸に配置された２つの円筒面
（外側円筒面と内側円筒面）が係合する係合装置にも本
発明を同様に適用できる。
【００４２】本実施形態では摩擦係合のための押し力は
油圧により得られていたが、他の任意のタイプの押し力
発生手段も本発明の範囲内である。例えば、スプリング
が押し力を発生してもよい。
【００４３】また、本発明の押し力発生手段は、結果的
に摩擦面の押し力を得られる構成であればよい。従っ
て、引張り、広げ、縮め、あるいは他の動作の結果とし
て押し力を得る構成も本発明の押し力発生装置に含まれ
る。
【００４４】以上に説明したように、本発明によれば、
摩擦部材が取り付けられているディスクと相手のディス
クとが、潤滑油で潤滑された状態で係合するときに、こ
れらのディスク間に任意の電場を与えることにより摩擦
面の摩擦係数を任意に増減させることが可能な新しい摩
擦係合ユニットが提供された。そして、本発明により下
記のような利点が得られる。
【００４５】（１）摩擦材側のディスクと相手のディス
クとの摩擦係合による力の伝達において、油圧等を使っ
て機械的に摩擦力を変化させることなく、伝達力を任意
に変えることができる。機械的には一定の押し力が得ら
れればよく、伝達力は電気的に自由に調整できる。
【００４６】（２）本発明によれば、摩擦面間の摩擦係
数の直接的な制御が行われるので、油圧制御で見られる
ようなハンチング現象が生じない。
【００４７】また、摩擦係数の直接制御を行うので、伝
達力制御のレスポンスが速く、伝達力を瞬時に変えるこ
とができる。これを利用して、油圧ハンチング等による
伝達力の振動を抑制することができる。すなわち、伝達
力の振動を検出し、この振動が打ち消されるように摩擦
係数を増減させることで、振動を抑制可能である。
【００４８】（３−１）一定の押し力を与える簡素な油
圧機構が設けられればよく、油圧制御用のバルブを削減
し、油圧回路を簡素化できる。
【００４９】（３−２）ただし、もちろん、油圧制御機
構と本発明の構成とを併存させることも好適である。す
なわち、摩擦係合装置に押し力制御装置が設けられる。
これにより、広範囲の細かな伝達力制御が可能となる。
好ましくは、複数段階の伝達力レンジを設定する。伝達
力レンジの切替は、油圧による押し力の制御によって行
う。そして、該当レンジ内の伝達力の調整は、電場の付
与および制御によって実現する。
【００５０】（４）絶縁材料からなる摩擦部材が、摩擦
係合部材の少なくとも一方に設けられている。摩擦部材
に摩擦面が設けられている。この摩擦部材を介して電場
をかけているので、電力消費がほとんどない。従って、
電力をほとんど使わずに伝達力を制御できる。
【００５１】（５）潤滑油は、一般的なＡＴＦ等のギヤ
油、エンジンオイル、その他の各種流体を用いることが
できる。従って、低コストで本発明を実現できる。
【００５２】（６）電場の付与によって摩擦係数を大き
くできる。これにより、機械的な摩擦力による伝達力を
増大できる。従って、摩擦係合装置を小型化できる。例
えば、図５の多板式クラッチ装置においては、ディスク
枚数を低減することができ、軸方向の長さを短くでき、
ユニットの軽量化およびコンパクト化ができる。
【００５３】（７）電場の付与によって摩擦係数を大き
くできる。伝達力は摩擦係数と押し力の積に応じて決ま
る。従って、摩擦係数が増大する代わりに押し力を低減
できる。そして係合開始時のショックを低減できる。
【００５４】また印加電圧を細かく制御することによ
り、係合要素の急係合によるショックの発生を低減でき
る。
【００５５】係合開始から係合完了までの係合途中の過
程で（実際には極短時間）、摩擦係数の変動が発生する
ことがあり、これが係合ショックの原因になり得る。そ
こで、係合途中の摩擦係数の変動が打ち消されるよう
に、電場を制御する。例えば、適当なセンサを用いて伝
達力を検出し、印加電圧を制御して（フィードバック制
御など）、伝達力変動を低減することが好適である。こ
れにより、係合過程で伝達力をなめらかに増大させ、係
合ショックの低減が図れる。
【００５６】（８）目的に応じて摩擦材料および流体の
組合せを変えることにより、図３に示したように電場を
与えて摩擦係数を下げたり、あるいは、図４に示したよ
うに電場を与えて摩擦係数を上げることができる。従っ
て、伝達力の制御を容易に行い、所望の伝達力を発生さ
せることができる。
【００５７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電場の付与によって摩擦面の摩擦係数を変化させ、
伝達力を制御するので、摩擦係合装置の簡素化および振
動抑制などを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の摩擦係合装置の構成を示すブロック
図である。
【図２】 本発明が適用された単板式クラッチ装置を示
す図である。
【図３】 印加電圧と摩擦面の摩擦係数との関係を示す
図である。
【図４】 印加電圧と摩擦面の摩擦係数との関係を示す
図である。
【図５】 本発明が適用された多板式クラッチ装置を示
す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 摩擦係合部材、３ 押し力発生装置、５
潤滑機構、７ 電場付与装置、９ 制御装置、１０，４
０ クラッチ装置、１２，４２ インプットシャフト、
１４，４４ アウトプットシャフト、１６ インプット
ディスク、１８，５０ コアプレート、２０,５２ 摩
擦部材、２２ アウトプットディスク、２４，２６，６
０，６２ 電極、２８，６４ 電圧印加装置、３０，６
６ 制御装置、３２，６８ 各種センサー、５４ 相手
部材、５６ ピストン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J058 AA47 AA53 AA59 AA77 AB27 BA23 BA62 BA73 CB20 CB27 CC03 CC12 CC17 EA30 FA01 FA29 GA17 GA71 GA83 GA92 GA93 GA94

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに摩擦係合する複数の摩擦係合部材
    と、 前記複数の摩擦係合部材を摩擦係合させるための押し力
    を発生する押し力発生装置と、 前記複数の摩擦係合部材の間に電場を与えて摩擦面の摩
    擦係数を変化させる電場付与装置と、 を含むことを特徴とする摩擦係合装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の摩擦係合装置におい
    て、 前記電場付与装置により与えられる電場の強さを制御す
    る制御装置を含むことを特徴とする摩擦係合装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の摩擦係合装置におい
    て、 前記複数の摩擦係合部材の摩擦面が潤滑剤により潤滑さ
    れていることを特徴とする摩擦係合装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の摩擦係合装置におい
    て、 前記潤滑剤が有極性の添加物質を含むことを特徴とする
    摩擦係合装置。
  5. 【請求項５】 互いに摩擦接触する複数の摩擦係合部材
    の間に電場を与えることによって、前記複数の摩擦係合
    部材の間の伝達力を制御することを特徴とする摩擦係合
    制御方法。
JP34904198A 1998-12-08 1998-12-08 摩擦係合装置および摩擦係合制御方法 Expired - Fee Related JP3712877B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34904198A JP3712877B2 (ja) 1998-12-08 1998-12-08 摩擦係合装置および摩擦係合制御方法
BR9916093-5A BR9916093A (pt) 1998-12-08 1999-11-05 Dispositivo de engate por atrito e método decontrole de engate por atrito
DE69917334T DE69917334T2 (de) 1998-12-08 1999-11-05 Reibschlussvorrichtung und verfahren zur steuerung der reibschlussvorrichtung
PCT/JP1999/006183 WO2000034676A1 (fr) 1998-12-08 1999-11-05 Dispositif a contact frottant et procede de commande d'un contact frottant
EP99954413A EP1164306B1 (en) 1998-12-08 1999-11-05 Frictional engaging device and frictional engagement control method
CNB998142611A CN1180326C (zh) 1998-12-08 1999-11-05 摩擦啮合器件及摩擦啮合控制方法
US09/857,352 US6564916B1 (en) 1998-12-08 1999-11-05 Frictional engaging device and frictional engagement control method
KR10-2001-7007085A KR100427433B1 (ko) 1998-12-08 1999-11-05 마찰맞물림장치 및 마찰맞물림제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34904198A JP3712877B2 (ja) 1998-12-08 1998-12-08 摩擦係合装置および摩擦係合制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000170794A true JP2000170794A (ja) 2000-06-20
JP3712877B2 JP3712877B2 (ja) 2005-11-02

Family

ID=18401099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34904198A Expired - Fee Related JP3712877B2 (ja) 1998-12-08 1998-12-08 摩擦係合装置および摩擦係合制御方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6564916B1 (ja)
EP (1) EP1164306B1 (ja)
JP (1) JP3712877B2 (ja)
KR (1) KR100427433B1 (ja)
CN (1) CN1180326C (ja)
BR (1) BR9916093A (ja)
DE (1) DE69917334T2 (ja)
WO (1) WO2000034676A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117623A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Bridgestone Corp 車両の制動方法及び制動装置
JP2013185644A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Fujikura Kasei Co Ltd クラッチ装置
JP2022062423A (ja) * 2020-10-08 2022-04-20 昭和電工株式会社 湿式クラッチ装置及び湿式ブレーキ装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020108817A1 (en) * 1999-07-19 2002-08-15 Sieber Paul Ray Drive axle assembly with rheological fluid retarder
ATE426753T1 (de) * 2005-11-11 2009-04-15 Luk Lamellen & Kupplungsbau Verfahren zum ermitteln einer motorspannungsgrenze eines kupplungsstellmotors
US8550222B2 (en) * 2007-08-16 2013-10-08 GM Global Technology Operations LLC Active material based bodies for varying frictional force levels at the interface between two surfaces
US10355624B2 (en) * 2014-10-09 2019-07-16 Carnegie Mellon University Electrostatic clutch
US10138953B1 (en) 2015-07-23 2018-11-27 Sri International Electrostatic clutch and transmissions
US20220373043A1 (en) * 2019-09-06 2022-11-24 Hussein Dourra Method and system for estimating clutch parameters

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2738044A (en) * 1951-01-18 1956-03-13 Eaton Mfg Co Electromagnetic plate clutch
US2955692A (en) * 1958-11-24 1960-10-11 Albert G Thomas Magnetic clutch
GB8615874D0 (en) 1986-06-28 1986-08-06 Automotive Prod Plc Friction material & carrier plate assembly
GB2217401A (en) * 1988-04-15 1989-10-25 Donald William White Gear selector device
US4896754A (en) * 1988-08-25 1990-01-30 Lord Corporation Electrorheological fluid force transmission and conversion device
US5090531A (en) * 1990-01-10 1992-02-25 Lord Corporation Electrophoretic fluid differential
JPH06288418A (ja) * 1993-03-31 1994-10-11 Tonen Corp 摩擦制御方法
JPH08135688A (ja) 1994-11-04 1996-05-31 Nissan Motor Co Ltd 運動伝達制御方法および制御装置
JP3109394B2 (ja) 1994-11-04 2000-11-13 日産自動車株式会社 電気制御運動伝達装置
JPH08312523A (ja) 1995-05-16 1996-11-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電装置
JP3307180B2 (ja) 1995-08-14 2002-07-24 日産自動車株式会社 電気制御運動伝達方法及び運動伝達装置
JPH1025150A (ja) 1996-07-10 1998-01-27 Alpha Kaken Kk セラミック成形材料および成形方法
JPH1026150A (ja) 1996-07-12 1998-01-27 Nissan Motor Co Ltd 電気制御運動伝達装置
JPH1096435A (ja) 1996-09-24 1998-04-14 Akebono Brake Res & Dev Center Ltd 動力伝達装置
DE19735897A1 (de) * 1997-08-19 1999-02-25 Bayer Ag Kupplung
US6122130A (en) * 1997-10-27 2000-09-19 Seagate Technology, Inc. Intelligent lubricant for ramp load/unload
JP3893214B2 (ja) * 1998-03-31 2007-03-14 株式会社日本触媒 機械の制御方法及び機械の制御装置
CN1085855C (zh) 1998-12-25 2002-05-29 清华大学 对金属/陶瓷摩擦副的摩擦系数进行主动控制的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117623A (ja) * 2010-12-02 2012-06-21 Bridgestone Corp 車両の制動方法及び制動装置
JP2013185644A (ja) * 2012-03-07 2013-09-19 Fujikura Kasei Co Ltd クラッチ装置
JP2022062423A (ja) * 2020-10-08 2022-04-20 昭和電工株式会社 湿式クラッチ装置及び湿式ブレーキ装置

Also Published As

Publication number Publication date
BR9916093A (pt) 2001-11-13
US6564916B1 (en) 2003-05-20
KR20010101141A (ko) 2001-11-14
CN1329703A (zh) 2002-01-02
CN1180326C (zh) 2004-12-15
JP3712877B2 (ja) 2005-11-02
EP1164306B1 (en) 2004-05-12
EP1164306A1 (en) 2001-12-19
DE69917334T2 (de) 2005-05-12
KR100427433B1 (ko) 2004-04-14
DE69917334D1 (de) 2004-06-17
WO2000034676A1 (fr) 2000-06-15
EP1164306A4 (en) 2003-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5845753A (en) Torque transfer apparatus using magnetorheological fluids
US6725990B2 (en) Torque transfer clutch with magnetorheological actuator and ball screw operator
JP3712877B2 (ja) 摩擦係合装置および摩擦係合制御方法
KR20010020252A (ko) 작동 및 감쇠 장치
US6988602B2 (en) Torque transfer coupling with magnetorheological clutch actuator
US6932204B2 (en) Power transmission device for a four-wheel drive vehicle
JP2009505026A (ja) 電子制御のトルク指向軸
EP0314420A1 (en) Viscous clutch assembly for torque transmission in motor vehicle
JP2002257158A (ja) カップリング
CN101403422A (zh) 高频防锁离合器系统及方法
CN103697080A (zh) 常接合湿式离合器
CN1213240C (zh) 用在离合器盘的阻尼弹簧上的振动衰减设备和方法
Iqbal et al. Experimental characterization of drag torque in open multi-disks wet clutches
KR100364282B1 (ko) 자동차 브레이크 장치
JPH11117952A (ja) 変速機
CN111765180B (zh) 一种基于磁流变液的传动连轴离合机构
US5080210A (en) Viscous coupling
Senatore et al. Frictional behaviour and engagement control in dry clutch based automotive transmissions
KR100820204B1 (ko) 자기유변유체를 이용한 클러치 디스크의 가변식 댐핑 장치
US6729996B2 (en) Field responsive fluids for lubrication and power transmission
Miyazaki et al. Evaluation of vibration-preventive properties of lubricating oils in wet friction plates and retention of such properties using a friction tester
JP2007051672A (ja) 回転伝達装置
CN108999917A (zh) 用于车辆推进系统的扭矩阻尼器
KR100828385B1 (ko) 클러치 디스크
KR200219646Y1 (ko) 차동 제한 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080826

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090826

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100826

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100826

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110826

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120826

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130826

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees