(57)【要約】【課題】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。【解決手段】摩擦締結装置１０１Ａは、ドラム４１とハブ４２の間に設けられ、ドラムとハブに交互に係合する複数の摩擦板１０１ａ、１０１ｂと、該複数の摩擦板を押圧して互いに締結させるピストン１０２とを備える。ピストン１０２に軸方向に複数の押圧部１０２ｃが設けられるとともに、ドラム４１とピストン１０２の間に軸方向に複数の高分子アクチュエータ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃが設けられている。複数の高分子アクチュエータのそれぞれの一側がドラム４１の複数の結合部４１ａの一つに結合され、他側が複数の押圧部１０２ｃの一つに結合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ピストンとを備えた摩擦締結装置であって、前記ピストンに軸方向に複数の押圧部が設けられるとともに、前記ドラムと前記ピストンの間に軸方向に複数の高分子アクチュエータが設けられ、前記複数の高分子アクチュエータのそれぞれの一側が前記ドラムの複数の結合部の一つに結合され、他側が前記複数の押圧部の一つに結合されている摩擦締結装置。
【請求項２】
前記複数の高分子アクチュエータのそれぞれは、環状の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、一側の電極板の外周縁が前記ドラムの複数の結合部の一つに結合され、他側の電極板の内周縁が前記複数の押圧部の一つに結合されている請求項１に記載の摩擦締結装置。
【請求項３】
前記ドラムの複数の結合部と前記ピストンの複数の押圧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１又は２に記載の摩擦締結装置。
【請求項４】
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ピストンの複数の押圧部を押圧して前記ピストンを作動させるように構成されている請求項１から３のいずれかに記載の摩擦締結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−８３４６６号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５８７１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０６５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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ピストンとを備えた摩擦締結装置であって、前記ピストンに軸方向に複数の押圧部が設けられるとともに、前記ドラムと前記ピストンの間に軸方向に複数の高分子アクチュエータが設けられ、前記複数の高分子アクチュエータのそれぞれの一側が前記ドラムの複数の結合部の一つに結合され、他側が前記複数の押圧部の一つに結合されている。
【００１０】
請求項２の発明は、前記複数の高分子アクチュエータのそれぞれは、環状の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、一側の電極板の外周縁が前記ドラムの複数の結合部の一つに結合され、他側の電極板の内周縁が前記複数の押圧部の一つに結合されている。
【００１１】
請求項３の発明は、前記ドラムの複数の結合部と前記ピストンの複数の押圧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。
【００１２】
請求項４の発明は、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ピストンの複数の押圧部を押圧して前記ピストンを作動させるように構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、軸方向に配置された複数の高分子アクチュエータによりピストンの複数の押圧部を押圧するので、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。
【００１４】
請求項２の発明によれば、ドラムとピストンの間に複数の高分子アクチュエータ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。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ドラムの複数の結合部とピストンの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、ピストンの押圧力をさらに増大することができる。
【００１６】
請求項４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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】高分子アクチュエータの変形例を示す斜視図。
【図６】ブレーキに適用される第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。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１９】
＜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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
＜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。
【００３０】
第１クラッチ４０は、ドラム４１とハブ４２とを有する。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。ハブ４２は、ドラム４１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。ハブ４２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４２ａを有し、サンギヤ１１、２１と一体に回転する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の摩擦板側の端部には、摩擦板１０１ａ、１０１ｂを押圧するリング状の押圧板１０２ａを有する。ピストン１０２の反摩擦板側の端部には軸部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、反摩擦板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、反摩擦板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４１ｂが軸方向に所定間隔で形成されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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４１ａ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の押圧板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。
【００３６】
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４１ｂと第２結合部４１ｂ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。
【００３７】
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。
【００３８】
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）２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）２／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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは、入力軸４とともに回転し、ハブ４２及びその摩擦板１０１ｂは停止している。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が摩擦板側に向かって移動し、ピストン１０２の押圧板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。
【００４４】
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が反摩擦板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の摩擦板１０１ａ及びハブ４２の摩擦板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。
【００４５】
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。
【００４６】
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４１ｂ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。
【００４７】
ドラム４１の複数の結合部４１ｂとピストン１０２の複数の押圧部１０２ｃとは、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。
【００４８】
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。
【００４９】
＜摩擦締結装置の第２実施形態＞
次に、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１００Ｂの実施形態について説明する。第１ブレーキ６０、第２ブレーキ７０、第３ブレーキ８０の摩擦締結装置１００Ｂは基本的に同じ構造であるため、第１ブレーキ６０の摩擦締結装置１００Ｂを図６に基づいて説明する。
【００５０】
第１ブレーキ６０は、ドラム６１が変速機ケース６と一体で回転しないこと、ハブ６２が第１ギヤセット１０のリングギヤ１４であること、ピストン１０２が変速機ケース６の支持部６ｂに、軸方向に移動可能に支持されている点を除いて、前述した第１クラッチ４０と同様の構成を有している。また、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端子１０４ｂは、変速機ケース６の内部を経て、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。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端子１０５ｂは、ピストン１０２の内部、変速機ケース６の支持部６ｂ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。
【００５１】
摩擦締結装置１００Ｂの他の構成は、第１クラッチ４０の摩擦締結装置１００Ａと同様であるので、同一符号を附して構成の説明を省略し、以下その動作を説明する。
【００５２】
図６（ａ）を参照すると、第１ブレーキ６０の非締結時には、ドラム６１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１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃは静止し、ハブ６２及びその摩擦板１０１ｂは回転している。第１ブレーキ６０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が摩擦板側に向かって移動し、ピストン１０２の押圧板１０２ａがドラム６１の摩擦板１０１ａ及びハブ６２の摩擦板１０１ｂを押圧するので、第１ブレーキ６０が締結され、ハブ６２及びその摩擦板１０１ｂは、その回転を停止する。
【００５３】
第１ブレーキ６０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がそ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が反摩擦板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６１の摩擦板１０１ａ及びハブ６１の摩擦板１０１ｂに対する押圧が無くなるので、第１ブレーキ６０が解放され、ハブ６２及びその摩擦板１０１ｂは、その回転を再開する。
【００５４】
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。
【００５５】
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。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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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。
【符号の説明】
【００５７】
１  自動変速機
４１  ドラム
４１ｂ  結合部  
４２  ハブ
６１  ドラム
６１ｂ  結合部
６２  ハブ
１００Ａ，１００Ｂ  摩擦締結装置      
１０１ａ，１０１ｂ  摩擦板
１０２  ピストン
１０２ｃ  押圧部
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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