JP2019190640A - Friction fastening device - Google Patents

Friction fastening device Download PDF

Info

Publication number
JP2019190640A
JP2019190640A JP2018087473A JP2018087473A JP2019190640A JP 2019190640 A JP2019190640 A JP 2019190640A JP 2018087473 A JP2018087473 A JP 2018087473A JP 2018087473 A JP2018087473 A JP 2018087473A JP 2019190640 A JP2019190640 A JP 2019190640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hub
friction
piston
drum
polymer actuator
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
JP2018087473A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7206627B2 (en
Inventor
上田 和彦
Kazuhiko Ueda
和彦 上田
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda 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
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2018087473A priority Critical patent/JP7206627B2/en
Publication of JP2019190640A publication Critical patent/JP2019190640A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7206627B2 publication Critical patent/JP7206627B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

To provide a friction fastening device capable of securing increase in pressing force of a polymer actuator whose displacement is made large but pressing force is made small, reducing drive resistance, and attaining both weight saving and compactification.SOLUTION: A friction fastening device comprises a plurality of friction plates 101a, 101b provided between a drum 41 and a hub 42 and alternately engaging with the drum and the hub, and a piston 102 having a pressing unit 102a that presses the plurality of friction plates to fasten them together. Between the drum and the piston, a polymer actuator 103 is provided for imparting axial pressing force to the piston. A power transmission unit 113 is provided for transmitting power to the hub by a radial displacement caused by an axial displacement of the polymer actuator.SELECTED DRAWING: Figure 2

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。   The present invention relates to a friction fastening device applied to a clutch and a brake in an automatic transmission of an automobile.

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、駆動抵抗が大きいうえ、自動変速機の重量を増大し、大型化していた。摩擦締結装置の駆動抵抗の低減、自動変速機の軽量化及びコンパクト化を図るには、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。   Conventionally, friction fastening devices such as clutches and brakes of an automatic transmission of an automobile are driven by hydraulic pressure from a hydraulic pump, so that the driving resistance is large and the weight of the automatic transmission is increased and the size is increased. In order to reduce the driving resistance of the friction fastening device and to reduce the weight and size of the automatic transmission, it is effective to use an electric actuator without hydraulic pressure.

従来、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。   Conventionally, Patent Document 1 discloses a clutch using a polymer actuator in which an actuator element in which a conductive polymer tube is bundled and spirally wound is housed in a space defined by a cylindrical cylinder and a cylindrical piston. A device 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, and the number of parts increases and the structure is complicated.

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 electric field-responsive volume phase transition polymer and an electrolyte are sealed is housed between a cylinder and a piston. . However, this has a problem that it lacks durability because a gel-like polymer and an electrolyte are enclosed in an elastic container.

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 these conventional problems, the use of an electric actuator for a friction fastening device has not been put into practical use. The electrical actuator includes a piezoelectric type (piezoelectric ceramic) and a dielectric type (polymer actuator). The piezoelectric type has a large pressing force but a small displacement, and the dielectric type has a drawback that the displacement is large but the pressing force is small. For this reason, in order to apply to a friction fastening device such as a clutch or a brake, a mechanism for enlarging displacement is required for the piezoelectric actuator, and a booster mechanism is required for the dielectric actuator.

特開2005−83466号公報JP 2005-83466 A 特開2005−155871号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-155871 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、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し、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摩擦締結装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to secure an increase in the pressing force of a polymer actuator having a large displacement but a small pressing force, thereby reducing driving resistance, reducing the weight and reducing the size. It is an object to provide a friction fastening device that can be used.

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の発明は、ドラムとハブの間に設けられ、前記ドラムと前記ハブに交互に係合する複数の摩擦板と、該複数の摩擦板を押圧して互いに締結させる押圧部を有するピストンとを備えた摩擦締結装置であって、
前記ドラムと前記ピストンの間に、前記ピストンに軸方向の押圧力を付与する高分子アクチュエータが設けられ、
前記高分子アクチュエータの軸方向の変位に伴って生じる径方向の変位により前記ハブに対して動力伝達を行う動力伝達部を備えている。
The invention according to claim 1 is a piston having a plurality of friction plates which are provided between the drum and the hub and alternately engage with the drums and the hub, and a pressing portion which presses the plurality of friction plates and fastens them together. A friction fastening device comprising:
A polymer actuator is provided between the drum and the piston to apply an axial pressing force to the piston,
A power transmission unit is provided that transmits power to the hub by a radial displacement caused by an axial displacement of the polymer actuator.

請求項1の発明では、前記高分子アクチュエータは、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り、一側の電極板が前記ドラムに結合され、他側の電極板が前記ピストンに結合されている。   In the invention of claim 1, the polymer actuator is composed of two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates, and one electrode plate is coupled to the drum, An electrode plate is coupled to the piston.

請求項3の発明では、前記動力伝達部は、高分子アクチュエータの径方向の外面に接する基部と、前記ハブの内面に対向し、高分子アクチュエータの径方向の変位により前記ハブの内面に係合する係合部とを備えている。   According to a third aspect of the present invention, the power transmission portion is opposed to the base portion in contact with the outer surface in the radial direction of the polymer actuator and the inner surface of the hub, and is engaged with the inner surface of the hub by the radial displacement of the polymer actuator. Engaging portion.

請求項4の発明では、前記動力伝達部は、前記摩擦板よりも低摩擦係数の摩擦部材からなり、前記ピストンによる押圧よりも先に動力伝達されるように構成されている。   According to a fourth aspect of the present invention, the power transmission unit is made of a friction member having a lower coefficient of friction than the friction plate, and is configured to transmit power before being pressed by the piston.

請求項5の発明では、前記動力伝達部は、前記ハブと係合するドグクラッチからなり、前記ピストンによる押圧よりも後に動力伝達されるように構成されている。   According to a fifth aspect of the present invention, the power transmission unit is a dog clutch that engages with the hub, and is configured to transmit power after being pressed by the piston.

請求項1の発明によれば、ピストンの押圧部による摩擦板の押圧に加えて、動力伝達部によりハブに対して動力伝達を行うので、締結トルク量が増加し、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 present invention, in addition to the pressing of the friction plate by the pressing portion of the piston, the power transmission is performed to the hub by the power transmission portion, so that the fastening torque amount is increased and the displacement is large but the pressing force is large. An increase in the pressing force of the small polymer actuator can be ensured. As a result, the friction fastening device can be hydraulic-less, and drive resistance can be reduced, and the weight and size can be reduced.

請求項2の発明によれば、高分子部材の軸方向の変位による軸方向の押圧力を電極版を介してピストンに直接付与することができるので、ピストンがコンパクトになり、構造が簡単になる。   According to the invention of claim 2, since the axial pressing force due to the axial displacement of the polymer member can be directly applied to the piston through the electrode plate, the piston becomes compact and the structure becomes simple. .

請求項3の発明によれば、動力伝達部が、高分子アクチュエータの径方向の外面に接する基部と、ハブの内面に対向し、高分子アクチュエータの径方向の変位によりハブの内面に係合する係合部とを備えているので、高分子アクチュエータの径方向の変位による押圧力をハブに確実に伝えることができる。   According to the invention of claim 3, the power transmission portion is opposed to the base portion in contact with the radial outer surface of the polymer actuator and the inner surface of the hub, and engages with the inner surface of the hub by the radial displacement of the polymer actuator. Since the engaging portion is provided, the pressing force due to the radial displacement of the polymer actuator can be reliably transmitted to the hub.

請求項4の発明によれば、低摩擦係数の動力伝達部により動力伝達部とドラムとの間で滑らかにスリップを開始させ、その後ピストンの押圧部によりドラムとハブの間の摩擦板を締結させることができ、確実な動力伝達を行うことができる。   According to the invention of claim 4, slip is smoothly started between the power transmission unit and the drum by the power transmission unit having a low friction coefficient, and then the friction plate between the drum and the hub is fastened by the pressing unit of the piston. And reliable power transmission can be performed.

請求項5の発明によれば、ピストンの押圧部によりドラムとハブの間の摩擦板を締結させ、その後ドグクラッチによりドラムとハブを係合するので、確実な動力伝達を行うことができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the friction plate between the drum and the hub is fastened by the pressing portion of the piston, and then the drum and the hub are engaged by the dog clutch, so that reliable power transmission can be performed.

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 view of an automatic transmission to which a friction fastening device of the present invention is applied. 第1実施形態の摩擦締結装置の非締結時(a)及び締結時前半(b)、締結時後半(c)の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state at the time of non-fastening (a), the time of fastening first half (b), and the time of fastening second half (c) of the friction fastening device of 1st Embodiment. 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。The expanded sectional view which shows before voltage application (a) and after voltage application (b) of a polymer actuator. 高分子アクチュエータの高分子部材の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the polymer member of a polymer actuator. 図2(a)のV-V線断面図(a)及びその変形例(b)を示す断面図。Sectional drawing which shows the VV sectional view (a) of FIG. 2 (a), and its modification (b). 第2実施形態の摩擦締結装置の非締結時(a)及び締結時前半(b)、締結時後半(c)の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state of the time of non-fastening (a) and the time of fastening first half (b), and the time of fastening second half (c) of the friction fastening device of 2nd Embodiment. 図6(a)のVII-VII線断面図。VII-VII sectional view taken on the line of Fig.6 (a).

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described 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 example automatic transmission in which the friction fastening device of the present invention is used will be described with reference to FIG. The automatic transmission 1 is applied to an engine horizontally mounted vehicle such as a front engine front drive vehicle and the like. As main components, a torque converter 3 attached to an engine output shaft 2 and an output of the torque converter 3 are provided. And a transmission mechanism 5 in which the rotation is input via the input shaft 4. The transmission mechanism 5 is housed in the transmission case 6 in a state where the transmission mechanism 5 is disposed 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。   Then, the output rotation of the transmission mechanism 5 is transmitted to the differential device 9 via the counter drive mechanism 8 from the output gear 7 which is also disposed in the intermediate portion of the input shaft 4 on the axis of the input shaft 4. The 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 opposed to the pump 3b and driven by the pump 3b via hydraulic oil. A turbine 3c, 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, and the case 3a and the turbine 3c, and a lock-up clutch 3f that directly connects the engine output shaft 2 and the turbine 3c via the case 3a. Then, the rotation of the turbine 3 c is transmitted to the transmission mechanism 5 through the input shaft 4.

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 includes first, second, and third planetary gear sets (hereinafter, simply referred to as “first, second, and third gear sets”) 10, 20, and 30, which are included in the transmission case 6. Are arranged in order from the torque converter side on the counter-torque converter side of the output gear 7.

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。   Further, as a friction element constituting the speed change mechanism 5, a first clutch 40 and a second clutch 50 are disposed on the torque converter side of the output gear 7, and a first clutch 40 and a second clutch 50 are disposed on the counter torque converter side of the output gear 7. 1 brake 60, 2nd brake 70, and 3rd brake 80 are arrange | positioned in order from the torque converter side, and the one-way clutch 90 is arrange | positioned in parallel with the 1st brake 60 further.

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。   Each of the first, second, and third gear sets 10, 20, and 30 is a single pinion type planetary gear set, and is engaged with the sun gears 11, 21, and 31 and the sun gears 11, 21, and 31, respectively. A plurality of pinions 12, 22, 32, carriers 13, 23, 33 that respectively support these pinions 12, 22, 32, and ring gears 14, 24, 34 that mesh 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, 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 connected to each other. 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。   Further, 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 through the first clutch 40 so as to be connectable and detachable, and the carrier 23 of the second gear set 20 is The input shaft 4 is connected to the input shaft 4 via the second clutch 50 so as to be connected and disconnected.

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 via the first brake 60 and the one-way clutch 90 arranged in parallel so as to be connectable and disconnectable. The ring gear 24 of the second gear set 20 and the carrier 33 of the third gear set 30 are connected to the transmission case 6 via the second brake 70 so that they can be connected and disconnected, and 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 and detachable.

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-described configuration, according to the speed change mechanism 5, the forward 6 speed and the reverse speed are obtained by combining the engagement states of the first and second clutches 40 and 50 and the first, second, and third brakes 60, 70, and 80. And can be obtained. Note that the first brake 60 is engaged only at the first speed at which the engine brake is operated, and at the first speed at which the engine brake is not operated, the one-way clutch 90 is locked to form the first speed.

<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、第1ブレーキ60、第2ブレーキ70、第3ブレーキ80に適用される摩擦締結装置100Aの実施形態を図2を参照して説明する。摩擦締結装置100A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、第1クラッチ40に適用した場合について説明する。
<First Embodiment of Friction Fastening Device>
Subsequently, an embodiment of a frictional engagement device 100A applied to the first clutch 40, the second clutch 50, the first brake 60, the second brake 70, and the third brake 80 of the automatic transmission 1 will be described with reference to FIG. I will explain. Although the frictional engagement device 100A can be applied to both the clutch and the brake, a case where it is applied to the first clutch 40 will be described for convenience of explanation.

第1クラッチ40は、ドラム41とハブ42とを有する。第1クラッチ40は、ドラム41が、図2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. In the first clutch 40, the drum 41 is arranged on the left side in FIG. 2 and connected to the sun gears 11 and 21 of the first gear set 10 and the second gear set 20, and the hub 42 is arranged on the right side and connected to the input shaft 4. Has been.

ドラム41は、円筒形状を有し、回転又は停止している。ドラム41は、一端に端壁41aを有し、他端には後述する高分子アクチュエータ103の連結部113cが嵌入する軸方向に長い複数の切欠き41bが形成されている。ドラム41の内周面には、半径方向内方に延びる環状の後述する高分子アクチュエータ130を支持する支持壁41cが形成されている。   The drum 41 has a cylindrical shape and is rotated or stopped. The drum 41 has an end wall 41a at one end, and a plurality of notches 41b that are long in the axial direction into which a connecting portion 113c of the polymer actuator 103 described later is fitted. On the inner peripheral surface of the drum 41, a support wall 41c for supporting an annular polymer actuator 130 (described later) extending inward in the radial direction is formed.

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。ハブ42の反ドラム側の一端に端壁42aを有し、該端壁42aは半径方向外方にさらに延長されて外周縁に円筒部42bが形成されている。円筒部42bは、ドラム41より大径で、ドラム41の切欠き41bが形成された端部を覆うように形成されている。   The hub 42 has a cylindrical shape having a smaller diameter than the drum 41, and is disposed concentrically with the drum 41 inside the drum 41. An end wall 42a is provided at one end of the hub 42 on the side opposite to the drum, and the end wall 42a is further extended radially outward to form a cylindrical portion 42b on the outer periphery. The cylindrical portion 42b has a larger diameter than the drum 41 and is formed so as to cover an end portion where the notch 41b of the drum 41 is formed.

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、複数の摩擦板101a、101bと、該摩擦板101a、101bを押圧するピストン102と、該ピストン102を駆動する高分子アクチュエータ103と、複数の動力伝達部113とで構成されている。   A friction fastening device 100 </ b> A is provided between the drum 41 and the hub 42. The friction fastening device 100A includes a plurality of friction plates 101a and 101b, a piston 102 that presses the friction plates 101a and 101b, a polymer actuator 103 that drives the piston 102, and a plurality of power transmission units 113. ing.

複数の摩擦板101a、101bのうち、ドラム41の内側に配設された複数の摩擦板101a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。ハブ42の外側に配設された複数の摩擦板101b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。ドラム41の摩擦板101aとハブ42の摩擦板101bは、交互に配置され、ハブ42の摩擦板101bの両面に設けられたフェーシング材101cを介して、互いに対向している。   Among the plurality of friction plates 101a and 101b, the plurality of friction plates 101a disposed on the inner side of the drum 41 are spline-coupled to the drum 41 so as to be movable in the axial direction and to be rotatable integrally with the drum 41. Has been. The plurality of friction plates 101b disposed on the outer side of the hub 42 are splined to the hub 42 so as to be movable in the axial direction and so as to be rotatable integrally with the hub 42. The friction plates 101a of the drum 41 and the friction plates 101b of the hub 42 are alternately arranged, and face each other via facing materials 101c provided on both surfaces of the friction plate 101b of the hub 42.

ピストン102は、円筒形状を有し、ドラム41の支持壁41cとハブ42の外面との間に配設されている。ピストン102の摩擦板側の端部は、摩擦板101a、101bを押圧する押圧部102aとなっている。ピストン102の反摩擦板側の端部は、後述する高分子アクチュエータ130の可動板105に結合されている。ピストン102はドラム41の支持壁41cの内周にスプライン結合されることが好ましい。   The piston 102 has a cylindrical shape and is disposed between the support wall 41 c of the drum 41 and the outer surface of the hub 42. The end of the piston 102 on the friction plate side is a pressing portion 102a that presses the friction plates 101a and 101b. The end of the piston 102 on the side opposite to the friction plate is coupled to a movable plate 105 of a polymer actuator 130 described later. The piston 102 is preferably splined to the inner periphery of the support wall 41 c of the drum 41.

第1高分子アクチュエータ103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。   As shown in FIG. 3, the first polymer actuator 103 includes a support plate 104, a movable plate 105, and a polymer member 106.

支持板104は、環状の形状を有し、図3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の高分子部材と反対側の面は、ドラム41の支持壁41cに結合されている。第1電極板104aは、第1端子104bに電気的に接続されている。第1端子104bは、ドラム41の支持壁41c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. 3, a first electrode plate 104 a is integrally provided on a surface facing the polymer member 106. The support plate 104 and the first electrode plate 104a are electrically insulated. The surface of the support plate 104 opposite to the polymer member is coupled to the support wall 41 c of the drum 41. The first electrode plate 104a is electrically connected to the first terminal 104b. The first terminal 104 b is connected to a first contact 107 provided on the support wall 41 c 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、支持板104の外周縁と同径である。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の端面に決都合されている。第2電極板105aは、第2端子105bに電気的に接続されている。第2端子105bは、ピストン102を介してドラム41の支持壁41c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 a surface facing the polymer member 106. The movable plate 105 and the second electrode plate 105a are electrically insulated. The outer peripheral edge of the movable plate 105 has the same diameter as the outer peripheral edge of the support plate 104. The inner peripheral edge of the movable plate 105 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the support plate 104, and is determined by the end face of the piston 102. The second electrode plate 105a is electrically connected to the second terminal 105b. The second terminal 105 b is connected to the second contact 110 provided on the support wall 41 c of the drum 41 via 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3(a)の状態から、図3(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。   The polymer member 106 has an annular shape, one end surface is joined to the first electrode plate 104 a of the support plate 104, and the other end surface is connected to the second electrode plate 105 a of the movable plate 105. The polymer member 106 is obtained by laminating an elastomer 106a such as acrylic or silicon having a high dielectric constant and elasticity and an intermediate electrode 106b in the axial direction. One of the opposed 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, it contracts in the thickness direction as shown in FIG. 3B from the state of FIG. When the voltage is released, the state returns to the state of FIG.

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106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、高分子部材106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103を設けることで、1つの高分子アクチュエータ103で得られる発生力を高分子アクチュエータ103の数だけ倍増することができる。
The required displacement amount of the polymer member 106 is calculated by (clutch clearance + clutch wear amount) × number of friction plates. When the clutch clearance is 0.3 mm, the clutch wear amount is 0.1 mm, and the number of friction plates is four, the required displacement amount of the polymer member 106 is 1.2 mm.
The force generated when a voltage is applied to the polymer member 106 is determined by the relative dielectric constant of the material × the dielectric constant of the vacuum × (voltage / film thickness) 2 , and the displacement is the relative dielectric constant of the material × the dielectric constant of the vacuum × Since (voltage / film thickness) 2 / elastic coefficient is obtained, the smaller the film thickness, the greater the generated force and displacement. For this reason, it is preferable that the polymer member 106 is formed by laminating as many elastomers as thin as possible to obtain a necessary displacement amount. Further, by providing a plurality of polymer actuators 103, the generated force obtained by one polymer actuator 103 can be doubled by the number of polymer actuators 103.

高分子アクチュエータ103の支持板104の第1電極板104aは、ドラム41の軸受部を経て外部に設けた電源109の一方の電極に接続されている。同様に、高分子アクチュエータ103aの可動板105の第2電極板105aは、ピストン102及びドラムの図示しない軸受部を経て、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 104 a of the support plate 104 of the polymer actuator 103 is connected to one electrode of the power supply 109 provided outside through the bearing portion of the drum 41. Similarly, the second electrode plate 105a of the movable plate 105 of the polymer actuator 103a has a switch 112 that is turned on / off by a control device (not shown) on the other electrode of the power source 109 via a bearing portion (not shown) of the piston 102 and the drum. Connected through.

なお、高分子部材106は、図4(a)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、又は図4(b)に示すように、複数の円形のものでもよい。   The polymer member 106 may be a segment-shaped member divided into a plurality of pieces in the circumferential direction as shown in FIG. 4 (a), or a plurality of circular members as shown in FIG. 4 (b).

複数の動力伝達部113は、それぞれ、高分子アクチュエータ103の高分子部材106側に位置する基部1113aと、ハブ41の円筒部42b側に位置する係合部113bと、基部113bと係合部を連結する連結部113cとで構成されている。   The plurality of power transmission portions 113 respectively include a base portion 1113a located on the polymer member 106 side of the polymer actuator 103, an engagement portion 113b located on the cylindrical portion 42b side of the hub 41, and a base portion 113b and an engagement portion. It is comprised with the connection part 113c to connect.

基部113aは、図5に示すように、高分子アクチュエータ103の高分子部材106に外接するリング形状を有する。基部113aは、高分子部材106の面方向の伸長により、半径方向外方に弾性変形可能なものである。基部113は、図5(b)に示すように、リング状でなく、周方向に分割したセグメント状とすることで、高分子部材106の面方向の伸長により弾性変形することなく、高分子部材106の面方向すなわち径方向の押圧力を直接ハブ42に作用させることができる。   As shown in FIG. 5, the base 113 a has a ring shape that circumscribes the polymer member 106 of the polymer actuator 103. The base portion 113a can be elastically deformed outward in the radial direction by the extension of the polymer member 106 in the surface direction. As shown in FIG. 5B, the base portion 113 is not a ring shape but a segment shape divided in the circumferential direction, so that the polymer member 106 is not elastically deformed by stretching in the surface direction of the polymer member 106. The pressing force in the surface direction, that is, the radial direction of 106 can be directly applied to the hub 42.

係合部113bは、ハブ42の円筒部42bの内面に沿う円弧状の係合面113dを有する。係合面113dは、第1摩擦板101aと第2摩擦板101bの間の摩擦係数μ1よりも小さな摩擦係数μ2(μ2<μ1)を有する。   The engaging portion 113b has an arcuate engaging surface 113d along the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42. The engagement surface 113d has a friction coefficient μ2 (μ2 <μ1) smaller than the friction coefficient μ1 between the first friction plate 101a and the second friction plate 101b.

連結部113cは、基部113aの外面と係合部113bの内面を連結する複数のピン形状を有している。連結部113cは、ドラム41の切欠き41bに係合して、一端の基部113aがドラム41の内側に、他端の係合部113bがドラム41の外側に位置するように配置されている。   The connecting portion 113c has a plurality of pin shapes that connect the outer surface of the base portion 113a and the inner surface of the engaging portion 113b. The connecting portion 113 c is arranged so as to engage with the notch 41 b of the drum 41 so that the base portion 113 a at one end is located inside the drum 41 and the engaging portion 113 b at the other end is located outside the drum 41.

複数の動力伝達部113は、図5に示すように、周方向に4箇所、等間隔に配置されている。動力伝達部113の数は、3個以上であればよく4個には限定されない。   As shown in FIG. 5, the plurality of power transmission units 113 are arranged at four equal intervals in the circumferential direction. The number of power transmission parts 113 should just be three or more, and is not limited to four.

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, the operation of the first clutch 40 using the friction fastening 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及びその摩擦板101a、ピストン102、及び高分子アクチュエータ103は、図示しない入力軸ともに回転し、ハブ42及びその摩擦板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の電圧が高分子アクチュエータ103に印加される。これにより、図2(b),(c)に示すように、高分子アクチュエータ103は、高分子部材106が軸方向(厚さ方向)に収縮し、半径方向(面方向)に伸張するように変位する。摩擦締結装置113は、高分子アクチュエータ103の変位の前半と後半で、2段階の締結動作を行う。   Referring to FIG. 2A, when the first clutch 40 is not engaged, the drum 41 and its friction plate 101a, the piston 102, and the polymer actuator 103 rotate together with the input shaft (not shown), and the hub 42 and its friction plate. 101b is stopped or rotating. When the switch 112 is turned on by an engagement command for the first clutch 40, the voltage of the power source 109 is applied to the polymer actuator 103. As a result, as shown in FIGS. 2B and 2C, the polymer actuator 103 causes the polymer member 106 to contract in the axial direction (thickness direction) and expand in the radial direction (plane direction). Displace. The friction fastening device 113 performs a two-stage fastening operation in the first half and the second half of the displacement of the polymer actuator 103.

高分子アクチュエータ103の変位の前半では、図2(b)に示すように、動力伝達部113の係合部113bがハブ42の円筒部42bの内面を押圧する。係合部113bの係合面113dは、摩擦係数μ2が小さいので、ハブ42の円筒部42bの内面に対して滑らかにスリップを開始する。ドラム41からハブ42への動力の伝達が緩やかに行われる。   In the first half of the displacement of the polymer actuator 103, the engaging portion 113b of the power transmission portion 113 presses the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42, as shown in FIG. Since the engagement surface 113d of the engagement portion 113b has a small friction coefficient μ2, the slip starts smoothly with respect to the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42. Transmission of power from the drum 41 to the hub 42 is performed gradually.

高分子アクチュエータ103の変位の後半では、図2(c)に示すように、高分子部材106の軸方向に収縮し、可動部材105がピストン102を押圧する。この結果、ピストン102が摩擦板側に向かって移動し、ピストン102の押圧部102aがドラム41の摩擦板101a及びハブ42の摩擦板101bを押圧するので、第1クラッチ40が締結され、ハブ42及びその摩擦板101bは、ドラム41及びその摩擦板101a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。   In the latter half of the displacement of the polymer actuator 103, as shown in FIG. 2C, the polymer member 106 contracts in the axial direction, and the movable member 105 presses the piston 102. As a result, the piston 102 moves toward the friction plate, and the pressing portion 102a of the piston 102 presses the friction plate 101a of the drum 41 and the friction plate 101b of the hub 42, so that the first clutch 40 is engaged and the hub 42 is engaged. The friction plate 101b rotates together with the drum 41 and the friction plate 101a, 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.

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、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する。これにより、可動部材105がピストン102を引き戻し、ピストン102が反摩擦板側に向かって移動し、ドラム41の摩擦板101a及びハブ42の摩擦板101bの押圧が無くなる。一方、動力伝達部113が半径方向内方に後退し、動力伝達部113の係合部113bがドラム41の円筒部42bから離れる。この結果、第1クラッチ40が解放され、ハブ42及びその摩擦板101bは、その回転を停止し、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 application of voltage to the polymer actuator 103 is canceled, and the polymer member 106 of the polymer actuator 103 returns due to inherent elasticity. Thereby, the movable member 105 pulls back the piston 102, the piston 102 moves toward the anti-friction plate side, and the pressing of the friction plate 101a of the drum 41 and the friction plate 101b of the hub 42 is eliminated. On the other hand, the power transmission unit 113 moves back inward in the radial direction, and the engaging portion 113 b of the power transmission unit 113 is separated from the cylindrical portion 42 b of the drum 41. As a result, the first clutch 40 is released, the hub 42 and its friction plate 101b stop rotating, and 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では、ピストン102の押圧部102aによる摩擦板101a、101bの押圧に加えて、動力伝達部113によりハブ42に対して動力伝達を行うので、締結トルク量が増加し、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 embodiment, in addition to the pressing of the friction plates 101a and 101b by the pressing portion 102a of the piston 102, power transmission is performed to the hub 42 by the power transmission portion 113, so that the amount of fastening torque increases. The increase in the pressing force of the polymer actuator having a large displacement but a small pressing force can be ensured. As a result, the friction fastening device 100A can be hydraulicless, and the driving resistance can be reduced, and the automatic transmission 1 can be reduced in weight and size.

また、摩擦締結装置100Aは、高分子部材106の軸方向の変位による軸方向の押圧力を電極板104aを有する可動板105を介してピストン102に直接付与することができるので、ピストン102がコンパクトになり、構造が簡単になる。   Further, the friction fastening device 100A can directly apply the axial pressing force due to the axial displacement of the polymer member 106 to the piston 102 via the movable plate 105 having the electrode plate 104a, so that the piston 102 is compact. And the structure becomes simple.

摩擦締結装置100Aは、動力伝達部113が、高分子アクチュエータ103の径方向の外面に接する基部113aと、ハブ42の内面に対向し、高分子アクチュエータ103の径方向の変位によりハブ42の内面に係合する係合部113bとを備えているので、高分子アクチュエータ103の径方向の変位による押圧力をハブ42に確実に伝えることができる。   In the friction fastening device 100 </ b> A, the power transmission portion 113 faces the base portion 113 a that contacts the outer surface in the radial direction of the polymer actuator 103 and the inner surface of the hub 42, and the inner surface of the hub 42 is displaced by the radial displacement of the polymer actuator 103. Since the engaging portion 113 b to be engaged is provided, the pressing force due to the radial displacement of the polymer actuator 103 can be reliably transmitted to the hub 42.

さらに、摩擦締結装置100Aは、低摩擦係数の動力伝達部113により動力伝達部113とドラム42との間で滑らかにスリップを開始させ、その後ピストン102の押圧部102aによりドラム41とハブ42の間の摩擦板101a、101bを締結させることができ、確実な動力伝達を行うことができる。   Further, the friction fastening device 100A starts a slip smoothly between the power transmission unit 113 and the drum 42 by the power transmission unit 113 having a low friction coefficient, and then, between the drum 41 and the hub 42 by the pressing unit 102a of the piston 102. The friction plates 101a and 101b can be fastened, and reliable power transmission can be performed.

<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、動力伝達部113に低摩擦係数の係合部113bを設けたが、動力伝達部113の係合部113bをドグクラッチとすることができる。
<Second Embodiment of Friction Fastening Device>
In the friction fastening device 100A of the first embodiment, the engagement portion 113b having a low friction coefficient is provided in the power transmission portion 113, but the engagement portion 113b of the power transmission portion 113 can be a dog clutch.

以下、図6に示すドグクラッチを用いた動力伝達部113を有する第2実施形態の摩擦締結装置100Bを具体的に説明する。第2実施形態の摩擦締結装置100Bは、ハブ42の円筒部42bの内面と動力伝達部113の係合部113bとの係合構造が異なる以外は、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ので、同一部分には同一符号を附して説明を省略する。   Hereinafter, the friction fastening device 100B according to the second embodiment having the power transmission unit 113 using the dog clutch shown in FIG. 6 will be specifically described. The friction fastening device 100B of the second embodiment is the same as the friction fastening device 100A of the first embodiment except that the engagement structure between the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42 and the engagement portion 113b of the power transmission portion 113 is different. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

ハブ42の円筒部42bの内面には、図7に示すように、内周面の全面に凹凸113eが形成されている。一方、動力伝達部113の係合部113bの係合面113dには、ハブ42の円筒部42bの内面の凹凸113eと噛み合う凹凸113fが形成されている。これにより、ハブ42の筒円部42bと動力伝達部113の係合部113bはドグクラッチ機構を構成している。ハブ42の円筒部42bと動力伝達部113の係合部113bとのドグクラッチ機構による係合は、ピストン102による押圧の後、すなわち、ドラム42とハブ42の第1摩擦板101aと第2摩擦板101bとの摩擦締結の後に行われるように構成されている。   On the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42, as shown in FIG. 7, the unevenness 113e is formed on the entire inner peripheral surface. On the other hand, the engagement surface 113d of the engagement portion 113b of the power transmission portion 113 is formed with unevenness 113f that meshes with the unevenness 113e on the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42. Thereby, the cylindrical circle part 42b of the hub 42 and the engaging part 113b of the power transmission part 113 constitute a dog clutch mechanism. The engagement of the cylindrical portion 42b of the hub 42 and the engaging portion 113b of the power transmission portion 113 by the dog clutch mechanism is performed after pressing by the piston 102, that is, the first friction plate 101a and the second friction plate of the drum 42 and the hub 42. It is configured to be performed after the frictional engagement with 101b.

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, the operation of the first clutch 40 using the friction fastening 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、ドラム41及びその摩擦板101a、ピストン102、及び高分子アクチュエータ103は、図示しない入力軸ともに回転し、ハブ42及びその摩擦板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の電圧が高分子アクチュエータ103に印加される。これにより、図6(b),(c)に示すように、高分子アクチュエータ103は、高分子部材106が軸方向(厚さ方向)に収縮し、半径方向(面方向)に伸張するように変位する。摩擦締結装置113は、高分子アクチュエータ103の変位の前半と後半で、2段階の締結動作を行う。   Referring to FIG. 6A, when the first clutch 40 is not engaged, the drum 41 and its friction plate 101a, the piston 102, and the polymer actuator 103 rotate together with an input shaft (not shown), and the hub 42 and its friction plate. 101b is stopped or rotating. When the switch 112 is turned on by an engagement command for the first clutch 40, the voltage of the power source 109 is applied to the polymer actuator 103. Accordingly, as shown in FIGS. 6B and 6C, the polymer actuator 103 is configured so that the polymer member 106 contracts in the axial direction (thickness direction) and expands in the radial direction (plane direction). Displace. The friction fastening device 113 performs a two-stage fastening operation in the first half and the second half of the displacement of the polymer actuator 103.

高分子アクチュエータ103の変位の前半では、図6(b)に示すように、高分子部材106の軸方向に収縮により、可動部材105がピストン102を押圧する。この結果、ピストン102が摩擦板側に向かって移動し、ピストン102の押圧部102aがドラム41の摩擦板101a及びハブ42の摩擦板101bを押圧するので、第1クラッチ40が締結され、ハブ42及びその摩擦板101bは、ドラム41及びその摩擦板101a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。   In the first half of the displacement of the polymer actuator 103, the movable member 105 presses the piston 102 by contraction in the axial direction of the polymer member 106, as shown in FIG. As a result, the piston 102 moves toward the friction plate, and the pressing portion 102a of the piston 102 presses the friction plate 101a of the drum 41 and the friction plate 101b of the hub 42, so that the first clutch 40 is engaged and the hub 42 is engaged. The friction plate 101b rotates together with the drum 41 and the friction plate 101a, 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.

高分子アクチュエータ103の変位の後半では、図6(c)に示すように、動力伝達部113の係合部113bの凹凸113fとハブ42の円筒部42bの内面の凹凸113eとが互いに係合して、ドラム41とハブ42が確実に締結さされる。   In the latter half of the displacement of the polymer actuator 103, as shown in FIG. 6C, the unevenness 113f of the engaging portion 113b of the power transmission portion 113 and the unevenness 113e of the inner surface of the cylindrical portion 42b of the hub 42 are engaged with each other. Thus, the drum 41 and the hub 42 are securely fastened.

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、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する。これにより、まず、動力伝達部113の係合部113bとドラム42の円筒部42bとの係合が解放される。次に、可動部材105がピストン102を引き戻し、ピストン102が反摩擦板側に向かって移動して、ドラム41の摩擦板101a及びハブ42の摩擦板101bの押圧が無くなる。これにより、図6(a)状態に戻り、第1クラッチ40が解放され、ハブ42及びその摩擦板101bは、その回転を停止し、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 application of voltage to the polymer actuator 103 is canceled, and the polymer member 106 of the polymer actuator 103 returns due to inherent elasticity. Thereby, first, the engagement between the engaging portion 113b of the power transmission portion 113 and the cylindrical portion 42b of the drum 42 is released. Next, the movable member 105 pulls back the piston 102, and the piston 102 moves toward the anti-friction plate side, so that the friction plate 101a of the drum 41 and the friction plate 101b of the hub 42 are not pressed. 6 (a), the first clutch 40 is released, the hub 42 and its friction plate 101b stop rotating, and the rotational force from the drum 41 to the hub 42 is interrupted.

摩擦締結装置100Bでは、ピストン102の押圧部102aによりドラム41とハブ42の間の摩擦板101a、101bを締結させ、その後ドグクラッチによりドラム41とハブ42を係合するので、確実な動力伝達を行うことができる。   In the friction fastening device 100B, the friction plates 101a and 101b between the drum 41 and the hub 42 are fastened by the pressing portion 102a of the piston 102, and then the drum 41 and the hub 42 are engaged by the dog clutch, so that reliable power transmission is performed. be able to.

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。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, when applied to a brake, the ring gear of the gear set is a hub in the above embodiment, but the pinion carrier may be a hub.

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。
As described above, the friction engagement device according to the present invention may be suitably used for a clutch and a brake of an automobile transmission.

1 自動変速機
41 ドラム
42 ハブ
42b 円筒部
100A,100B 摩擦締結装置
101a,101b 摩擦板
102 ピストン
102a 押圧部
103 高分子アクチュエータ
104 支持板
105 可動板
106 高分子部材
113 動力伝達部
113a 基部
113b 係合部
113c 連結部
113d 係合面
113e 凹凸(ドグクラッチ)
113f 凹凸(ドグクラッチ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic transmission 41 Drum 42 Hub 42b Cylinder part 100A, 100B Friction fastening apparatus 101a, 101b Friction plate 102 Piston 102a Press part 103 Polymer actuator 104 Support plate 105 Movable plate 106 Polymer member 113 Power transmission part 113a Base 113b Engagement Part 113c coupling part 113d engagement surface 113e unevenness (dog clutch)
113f Concavity and convexity (dog clutch)

Claims (5)

ドラムとハブの間に設けられ、前記ドラムと前記ハブに交互に係合する複数の摩擦板と、該複数の摩擦板を押圧して互いに締結させる押圧部を有するピストンとを備えた摩擦締結装置であって、
前記ドラムと前記ピストンの間に、前記ピストンに軸方向の押圧力を付与する高分子アクチュエータが設けられ、
前記高分子アクチュエータの軸方向の変位に伴って生じる径方向の変位により前記ハブに対して動力伝達を行う動力伝達部を備えた摩擦締結装置。
A friction fastening device comprising a plurality of friction plates provided between a drum and a hub and alternately engaging with the drums and the hub, and a piston having a pressing portion that presses the plurality of friction plates and fastens them to each other. Because
A polymer actuator is provided between the drum and the piston to apply an axial pressing force to the piston,
A friction fastening device including a power transmission unit configured to transmit power to the hub by a radial displacement caused by an axial displacement of the polymer actuator.
前記高分子アクチュエータは、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り、一側の電極板が前記ドラムに結合され、他側の電極板が前記ピストンに結合されている請求項1に記載の摩擦締結装置。   The polymer actuator includes two electrode plates and a polymer member interposed between the two electrode plates. One electrode plate is coupled to the drum, and the other electrode plate is coupled to the piston. The friction fastening device according to claim 1. 前記動力伝達部は、高分子アクチュエータの径方向の外面に接する基部と、前記ハブの内面に対向し、高分子アクチュエータの径方向の変位により前記ハブの内面に係合する係合部とを備えた請求項1又は2に記載の摩擦締結装置。   The power transmission portion includes a base portion that contacts a radially outer surface of the polymer actuator, and an engaging portion that faces the inner surface of the hub and engages the inner surface of the hub by a radial displacement of the polymer actuator. The friction fastening device according to claim 1 or 2. 前記動力伝達部の係合部は、前記摩擦板よりも低摩擦係数の摩擦部材からなり、前記ピストンによる押圧よりも先に動力伝達されるように構成されている請求項3に記載の摩擦締結装置。   The frictional engagement according to claim 3, wherein the engaging portion of the power transmission portion is made of a friction member having a lower coefficient of friction than the friction plate, and is configured to transmit power before being pressed by the piston. apparatus. 前記動力伝達部の係合部は、前記ハブと係合するドグクラッチからなり、前記ピストンによる押圧よりも後に動力伝達されるように構成されている請求項3に記載の摩擦締結装置。   The friction fastening device according to claim 3, wherein the engaging portion of the power transmission portion is a dog clutch that engages with the hub, and is configured to transmit power after being pressed by the piston.
JP2018087473A 2018-04-27 2018-04-27 friction fastening device Active JP7206627B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018087473A JP7206627B2 (en) 2018-04-27 2018-04-27 friction fastening device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018087473A JP7206627B2 (en) 2018-04-27 2018-04-27 friction fastening device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019190640A true JP2019190640A (en) 2019-10-31
JP7206627B2 JP7206627B2 (en) 2023-01-18

Family

ID=68387759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018087473A Active JP7206627B2 (en) 2018-04-27 2018-04-27 friction fastening device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7206627B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060746A (en) * 2002-07-29 2004-02-26 Oriental Motor Co Ltd Braking device for rotating machine, and clutch device
JP2005155871A (en) * 2003-11-28 2005-06-16 Honda Motor Co Ltd High polymer actuator and clutch unit
JP2018173142A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Engaging device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060746A (en) * 2002-07-29 2004-02-26 Oriental Motor Co Ltd Braking device for rotating machine, and clutch device
JP2005155871A (en) * 2003-11-28 2005-06-16 Honda Motor Co Ltd High polymer actuator and clutch unit
JP2018173142A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Engaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7206627B2 (en) 2023-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101607551B (en) Caliper attaching type electrical parking brake in vehicle
EP2353912A1 (en) Power transmitting device for hybrid vehicle
EP2734747B1 (en) Transmission
JPH11117952A (en) Transmission
KR20120002871A (en) Clutch assembly for automatic transmissions
JP2019190640A (en) Friction fastening device
JP2003013996A (en) Friction engaging apparatus
JP7070013B2 (en) Friction fastening device
WO2019135331A1 (en) Transmission mechanism
US10724582B2 (en) Hybrid transmission having electro-magnetically actuated pawl clutch
JP7155760B2 (en) friction fastening device
JP7155761B2 (en) friction fastening device
JP2019190638A (en) Friction fastening device
JP2004232676A (en) Clutch device
JP2019190639A (en) Friction fastening device
JP7155592B2 (en) automatic transmission
JP5748086B1 (en) Dual clutch engagement / disengagement mechanism
CN105134819B (en) Transmission and actuation mechanism for double clutches
JP7139674B2 (en) automatic transmission
JP2004308709A (en) Clutch operating mechanism
US20180266481A1 (en) Power transmission system
CN203297406U (en) Gear hub of clutch and clutch
CN108413018B (en) Speed changer
JP3215776U (en) Dual clutch
CN212479954U (en) Double-input-shaft single-output-shaft membrane spring type double clutch

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220125

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220315

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220830

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20221011

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20221110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7206627

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150