JP2003021178A - 自動変速機のブレーキバンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ライニング部材内周面のブラケットが装着さ
れた部分の面圧を低下し、自動変速機の変速ショックの
低減する。また、ライニング摩耗量を低減する。 【解決手段】 ブレーキバンド装置１は、クラッチドラ
ムの外周面に圧接して制動させるブレーキバンド１０
と、ブレーキバンド１０を作動させるための駆動部２と
を有している。ブレーキバンド１０は、クラッチドラム
の外周面を締め付けるためのストラップ１２と、クラッ
チドラムの外周面に圧接可能なライニング部材１３と、
ストラップ１２の両端に固定される一対のブラケット１
４ａ，１４ｂとを有している。一対のブラケット１４
ａ、１４ｂは、クラッチドラムの曲率半径Ｒ１より大き
い曲率半径Ｒ２を有しており、ストラップ１２両端の外
周面に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキバンド装
置、特に、自動変速機の円筒状クラッチドラムを制動又
は解放するためのブレーキバンド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機においては、自動で変速を行
うために、複数のクラッチ装置やブレーキバンド装置が
設けられている。また、これらのクラッチ装置やブレー
キバンド装置は、湿式で、すなわち自動変速機の作動油
中で使用される。ブレーキバンド装置は、クラッチ装置
を構成する円筒状クラッチドラムの外周に設けられ、帯
状の部材をほぼ円形に巻いて形成されたストラップと、
このストラップの内周面に固定されたライニング部材
と、ストラップの両端部に固定された一対のブラケット
を有している。

【０００３】このようなブレーキバンド装置では、一対
のブラケットを互いに近づけるように移動させること
で、ライニング部材が円筒状クラッチドラム外周面に強
く巻き付けられ、円筒状クラッチドラムの回転を制動す
る。そして、円筒状クラッチドラムの回転が停止させら
れることで、このクラッチ装置が連結状態になり、変速
が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ブレーキバンド装置
は、その構造上、ブレーキバンド締結時に、ライニング
部材内周面のブラケットが装着された面に生じる面圧が
その他の面に生じる面圧よりも大きくなる。これによ
り、ブレーキバンド締結初期に過大な係合トルクが生
じ、自動変速機の変速ショックが大きくなる。また、長
期間の使用により、ブラケットが装着された面における
ライニング摩耗量の増加やライニング部材の剥離が生じ
る。

【０００５】本発明の課題は、ライニング部材内周面の
ブラケットが装着された部分の面圧を低下し、自動変速
機の変速ショックの低減することにある。また、ライニ
ング部材内周面のブラケットが装着された部分のライニ
ング摩耗量を低減することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の自動変
速機のブレーキバンド装置は、自動変速機の円筒状クラ
ッチドラムを制動又は解放するためのブレーキバンド装
置であって、帯状の部材をほぼ円状に巻いて形成された
一部に離間部を有する円筒状のストラップと、ストラッ
プの内周面に固定されクラッチドラムの外周面に当接可
能なライニング部材と、ストラップの両端部に固定され
円弧状の一対のブラケットとを備え、一対のブラケット
の少なくとも一方の曲率半径がクラッチドラムの曲率半
径よりも大きい。

【０００７】このブレーキバンド装置では、一対のブラ
ケットを互いに近づけるように移動させることによって
ストラップ及びライニング部材が縮径し、ライニング部
材がクラッチドラム外周面に圧接する。これによりクラ
ッチドラムに制動がかかり、その回転が停止する。そし
て、クラッチドラムの回転が停止することによってクラ
ッチ装置が連結状態になる。

【０００８】このときストラップ両端部のうち少なくと
も一方に、クラッチドラムの曲率半径よりも大きい曲率
半径を有する一対のブラケットが装着されている。スト
ラップ及びライニング部材はブラケットの形状に沿って
変形する。この変形によって、ライニング部材のうちの
大きな曲率半径を有するブラケットの端部に対応する部
分は、他の部分に比較して、クラッチドラム外周面と密
着しにくくなる。これにより、この部分の面圧が低下
し、変速ショックが低減できる。また、この部分のライ
ニング摩耗量も低減できる。

【０００９】請求項２に記載の自動変速機のブレーキバ
ンド装置は、請求項１において、ライニング部材の一対
のブラケットが固定された部分は、ブラケットの曲率半
径と同じ曲率半径を有するように撓んでいる。このブレ
ーキバンド装置では、ブレーキバンド締結時に、ライニ
ング部材のブラケットの端部に対応する部分において、
ブラケットの曲率半径に沿って撓んだライニング内周面
とクラッチドラム外周面との間に隙間が形成されて油膜
が保持されやすくなっている。これにより、ライニング
部材の内周面の端部が十分に潤滑されて、ライニング摩
耗量が低減する。

【００１０】請求項３に記載の自動変速機のブレーキバ
ンド装置は、請求項１又は２において、ブラケットの曲
率半径は、クラッチドラムの曲率半径の１．０１倍以
上、１．１３倍以下である。このブレーキバンド装置で
は、ブラケットの曲率半径をクラッチドラムの曲率半径
の１．０１倍以上、１．１３倍以下にすることによっ
て、ライニング部材のうちの大きな曲率半径を有するブ
ラケットの端部に対応する部分における面圧を低下する
ことができる。

【００１１】ここで、ブラケットの曲率半径が１．０１
倍未満の場合は、ブラケットの半径がクラッチドラムの
半径と同じか又は小さくなり、ライニング部材のブラケ
ットの端部に対応する部分の面圧が増加する傾向にな
る。一方、ブラケットの曲率半径が１．１３倍を超える
場合は、ブレーキバンド装置の制動時間が長くなる傾向
が顕著になるため望ましくない。

【００１２】請求項４に記載の自動変速機のブレーキバ
ンド装置は、請求項３において、ブラケットの曲率半径
は、クラッチドラムの曲率半径の１．０３倍以上、１．
０８倍以下である。このブレーキバンド装置では、ブラ
ケットの曲率半径を１．０３倍としているので、ライニ
ング摩耗量を著しく減少することができる。また、ブラ
ケットの曲率半径を１．０８倍以下としているので、ブ
レーキバンド装置の制動時間に対する影響を小さくでき
る。

【００１３】請求項５に記載の自動変速機のブレーキバ
ンド装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、ブラケ
ットはストラップに比較して高剛性の部材である。この
ブレーキバンド装置では、ブラケットがストラップより
も高剛性であるため、ストラップはブラケットの形状に
沿って容易に変形できる。これにより、ライニング部材
及びストラップの端部は、ブレーキバンド締結時にブラ
ケットの形状を維持し易く、確実に、ライニング部材の
内周面の端部の潤滑を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。 （１）ブレーキバンド装置の構成 図１に本発明の一実施形態が採用されたブレーキバンド
装置１の縦断面図を示す。

【００１５】ブレーキバンド装置１は、クラッチ装置を
構成する円筒状のクラッチドラム（図示せず）の外周面
に圧接してクラッチドラムを制動させるブレーキバンド
１０と、ブレーキバンド１０の一端１０ａをブレーキバ
ンド１０の他端１０ｂに近づけてブレーキバンド１０の
内周面をクラッチドラムに圧接させるためのピストンス
テム５と、ブレーキバンド１０の他端１０ｂをハウジン
グ９に固定するためのアンカーステム６と、ピストンス
テム５を作動させるための駆動部２とを有している。

【００１６】駆動部２は複数の油室を有しており、各油
室に作動油を供給したりあるいは各油室の作動油をドレ
ンすることによって、ピストンステム５の移動が制御さ
れるようになっている。図２に基づいて、ブレーキバン
ド１０について説明する。図２に示されるように、ブレ
ーキバンド１０は、クラッチドラムの外周面を締め付け
るためのストラップ１２と、クラッチドラムの外周面に
圧接可能なライニング部材１３と、ストラップ１２の両
端に固定される一対のブラケット１４ａ，１４ｂとを有
している。図１に示されるように、ピストンステム５側
のブラケットをアプライ側ブラケット１４ａとし、アン
カーステム６側のブラケットをアンカー側ブラケット１
４ｂとする。

【００１７】ストラップ１２は円弧状に形成された帯状
の鋼材である。ストラップ１２は、例えば、ＳＫ５を材
質とする厚さ０．５〜０．７５ｍｍのバネ鋼からなる。
ストラップ１２には、円周方向に円筒状クラッチドラム
外周面の油を排出するための複数の円形の油孔１２ａが
形成されている。ライニング部材１３は、繊維基材及び
熱硬化性樹脂等の結合剤を含む湿式摩擦部材であり、円
周方向及び円周方向と直交する幅方向がストラップ１２
と同程度の長さに形成された厚さ約１ｍｍの帯形状を有
している。そして、ライニング部材１３は、ストラップ
１２の内周面に貼り付けて固定されており、円筒状クラ
ッチドラムに圧接可能となっている。そして、ライニン
グ部材１３は、ストラップ１２と同じく、円周方向にク
ラッチドラム外周面上の油を排出するための油溝１３ａ
が形成されている。油溝１３ａは、円周方向に長い長孔
形状であり、ライニング部材１３がストラップ１２に貼
着された後、ストラップ１２に設けられた油孔１２ａと
一部が重なるように設けられている。これにより、ブレ
ーキバンド１０の円周方向にブレーキバンド１０を貫通
する孔１０ｃが形成され、クラッチドラム外周面上の油
は、この孔１０ｃを通ってブレーキバンド１０の外周方
向に排出される。

【００１８】一対のブラケット１４ａ、１４ｂは、Ｓ５
０Ｃを材質とする厚さ２〜３ｍｍ程度の金属製の部材で
あり、ストラップ１２の両端の外周面に固定されてい
る。一対のブラケット１４ａ、１４ｂは、一部が折り返
されてなる支栓１４ｃと、一対のブラケット１４ａ、１
４ｂの表面に形成された複数の孔１４ｄとを有してい
る。

【００１９】本実施形態では、図３に示されるように、
一対のブラケット１４ａ、１４ｂは、クラッチドラムの
曲率半径Ｒ１より大きい曲率半径Ｒ２を有しており、ス
トラップ１２両端の外周面に固定されている。ここで一
対のブラケット１４ａ、１４ｂはストラップ１２及びラ
イニング部材１３よりも高剛性であるため、一対のブラ
ケット１４ａ、１４ｂがストラップ１２に固定される
と、ストラップ１２及びライニング部材１３のうち一対
のブラケット１４ａ、１４ｂに固定された部分が、ブラ
ケット１４の曲率半径Ｒ２と同じ曲率半径の円弧に撓
む。これにより、ライニング部材１３の内周面の両端部
は、ブレーキバンド１０締結時に、クラッチドラムの外
周面に対して隙間が形成される。また、一対のブラケッ
ト１４ａ、１４ｂの曲率半径Ｒ２は、クラッチドラムの
曲率半径Ｒ１の１．０１倍以上、１．１３倍以下となっ
ている。これは、曲率半径Ｒ２が曲率半径Ｒ１の１．０
１倍より小さいと、ライニング部材１３の一対のブラケ
ット１４ａ、１４ｂの端部に対応する部分の隙間がなく
なり面圧が大きくなるからであり、一方、曲率半径Ｒ２
が曲率半径Ｒ１の１．１３倍を超えると、クラッチドラ
ム外周面とライニング部材１３内周面の端部との間の隙
間が過大となり、ブレーキバンド装置１の制動時間が長
くなるからである。

【００２０】（２）ブレーキバンド装置の動作 次に、図１，図２及び図３に基づいて、ブレーキバンド
装置１の動作について説明する。クラッチ装置の切り替
えが指定されると、オフ側のブレーキバンド装置１にお
ける駆動部２に作動油圧が伝達されて、ピストンステム
５は、駆動部２の制御によりクラッチドラム方向に移動
する。このとき、ピストンステム５は、ブレーキバンド
１０の一端１０ａをブレーキバンド１０の他端１０ｂに
近づけるように押圧する。すると、ブレーキバンド１０
の他端１０ｂはアンカーステム６に固定されているた
め、ブレーキバンド１０は縮径して円筒状クラッチドラ
ムの外周面に圧接される。この結果、ブレーキバンド１
０と円筒状クラッチドラムとの間の摩擦により、円筒状
クラッチドラムが制動され停止する。このようにして、
円筒状クラッチドラムは連結状態になる。

【００２１】ここで、ブレーキバンド１０の両端１０
ａ、１０ｂには、クラッチドラムの曲率半径Ｒ１よりも
大きな曲率半径Ｒ２を有する一対のブラケット１４ａ、
１４ｂが固定されている。このため、ブレーキバンド１
０がクラッチドラムに当接すると、ブレーキバンド１０
の両端１０ａ、１０ｂに対応するライニング部材１３の
両端部とクラッチドラムとの間に隙間が形成された状態
になる。すると、クラッチドラム外周面の油膜の殆ど
は、ライニング部材１３及びストラップ１２を貫通する
孔１０ｃからブレーキバンド１０の外周方向に排出され
るが、ライニング部材１３の端部では、油膜の一部が前
記隙間に保持された状態となり、ライニング部材１３内
周面の両端部における面圧が低下する。

【００２２】これにより、ブレーキバンド１０締結初期
の急激なトルク上昇を抑制して、自動変速機の変速ショ
ックを低減できる。また、潤滑性が向上してライニング
摩耗量が減少する。 （３）実施例 本実施形態のブレーキバンド装置１の一対のブラケット
１４ａ、１４ｂの曲率半径Ｒ２をクラッチドラムの曲率
半径Ｒ１より大きくした場合の前記の効果を確認するた
めに、ブレーキバンド１０締結時のトルク波形測定試
験、一対のブラケット１４ａ、１４ｂの面圧測定試験及
び一対のブラケット１４ａ、１４ｂの端部のライニング
摩耗量測定のためのサイクル試験を実施した。

【００２３】以下にこれらの試験結果を示す。 トルク波形測定試験（図４） 図４は、一対のブラケット部１４ａ、１４ｂの曲率半径
Ｒ２をＲ１の１．００倍から１．１５倍まで変化させた
場合のブレーキバンド１０締結時のトルク波形を示すも
のである。図４の縦軸にはトルク、横軸には時間をとっ
ている。

【００２４】実線（ｉ）は、Ｒ２がＲ１に等しいとき
（以下、Ｒ２＝Ｒ１×１．００と表す）、すなわち、従
来のブレーキバンドの場合であるが、この場合、ブレー
キバンド締結初期にトルクが急激に上昇し、摩擦制動し
ながら下降する傾向が見られる。一方、Ｒ２をＲ１の
１．０１倍から１．１５倍まで変化させると、実線
（ｉ）で見られたブレーキバンド締結初期のトルク上昇
が小さくなる。

【００２５】具体的には、図４の点線（ii）のＲ２＝Ｒ
１×１．０１の条件から１点鎖線（iv）のＲ２＝Ｒ１×
１．０８の条件までは、主として、実線（ｉ）のトルク
上昇が小さくなる傾向がみられ制動時間への影響はわず
かであるのに対し、２点鎖線（ｖ）のＲ２＝Ｒ１×１．
１３を超える条件になると、制動時間が長くなる傾向が
顕著に見られた。

【００２６】この試験により、ブレーキバンドの制動時
間の観点から、Ｒ２はＲ１の１．１３倍以下、さらに望
ましくは１．０８倍以下にすることが望ましいことがわ
かった。 面圧測定試験（図５） 図５は、アンカー側ブラケット１４ｂに対応するライニ
ング部材１３の内周面におけるブレーキバンド締結時の
面圧測定結果を示すものである。この試験は、クラッチ
ドラム半径Ｒ１が５９．５ｍｍのものを使用し、クラッ
チドラムが静止した状態でピストンステム５から力を加
えブレーキバンド１０を締結して面圧測定を行ったもの
である。図５（ａ）の縦軸には面圧、横軸にはアンカー
側ブラケット１４ｂに対応するライニング部材１３の内
周面の３箇所の測定位置をとっている。測定位置は、図
５（ｂ）に示すように、ライニング部材１３の内周面に
おいて、アンカー側の端部Ａ、アンカー側ブラケット１
４ｂの長さ方向の中央Ｂ及びアンカー側ブラケット１４
ｂの付け根にあたる内側Ｃの３箇所とした。

【００２７】図５（ａ）において、Ｒ２＝Ｒ１×１．０
０のとき、内側Ｃ、中央Ｂ、端部Ａの順に面圧が大きく
なる傾向がみられた。一方、Ｒ２＝Ｒ１×１．０６のと
き、端部Ａの面圧は、Ｒ２＝Ｒ１×１．００のときより
も小さくなった。この試験により、本実施形態のブレー
キバンド装置では、ライニング部材１３の端部の面圧が
低下していることが確認できた。これにより、前記トル
ク波形測定試験において確認されたブレーキバンド１０
締結初期のトルク上昇が小さくなる傾向が実現され、自
動変速機の変速ショックが低減される。

【００２８】サイクル試験（図６） 図６は、アンカー側ブラケット１４ｂに対応するライニ
ング部材１３の内周面の端部におけるブレーキバンド締
結時のサイクル試験の結果を示すものである。この試験
は、クラッチドラム半径Ｒ１が５９．５ｍｍのものを使
用し、ブレーキバンド１０を繰り返し締結してライニン
グ摩耗量の測定を行ったものである。図６の縦軸にはラ
イニング摩耗量、横軸にはサイクル数をとっている。

【００２９】図６において、Ｒ２＝Ｒ１×１．００のと
き、ライニング摩耗量は、約２５０００サイクルで９０
０μｍに達した。ここで、長寿命対応のブレーキバンド
装置においては、最もライニング部材１３の摩耗が激し
いアンカー側の端部において、３００００サイクルでラ
イニング摩耗量６００μｍ以下にする必要があり、Ｒ２
＝Ｒ１×１．００の条件では、この要求仕様を満たして
いない。

【００３０】一方、Ｒ２＝Ｒ１×１．０１にすると、ラ
イニング摩耗量は、３００００サイクルで７６０μｍと
なり、ライニング摩耗量が低減できた。さらに、Ｒ２＝
Ｒ１×１．０３にすると、ライニング摩耗量は、３００
００サイクルで５８０μｍとなり、前記要求仕様を満た
すことができた。また、Ｒ２＝Ｒ１×１．０６にすると
ライニング摩耗量は、さらに低減して４００μｍとなっ
た。

【００３１】この試験により、ライニング摩耗量の低減
に寄与するには、Ｒ２はＲ１の１．０１倍以上、さらに
望ましくは、Ｒ２はＲ１の１．０３倍以上であることが
望ましいことがわかった。他の実施形態 前記実施形態では、一対のブラケットの両方の曲率半径
をクラッチドラムの曲率半径よりも大きくしているが、
アンカー側ブラケット側のみ曲率半径を大きくしている
ものや、アプライ側ブラケット側のみ曲率半径を大きく
しているものでもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る自動変速機のブレーキバン
ド装置では、一対のブラケットの少なくとも一方の曲率
半径をクラッチドラムの曲率半径よりも大きくすること
によって、ライニング部材内周面のブラケットが装着さ
れた部分の面圧を低下し、自動変速機の変速ショックの
低減及びブレーキバンドのライニング摩耗量の低減がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用されたブレーキバン
ド装置を示す縦断面図。

【図２】本実施形態のブレーキバンドを示す斜視図。

【図３】本実施形態のブレーキバンド装置の一対のブラ
ケット部分を示す図。

【図４】本実施形態のトルク波形測定試験の結果を示す
図

【図５】本実施形態の面圧測定試験の結果を示す図。

【図６】本実施形態のサイクル試験の結果を示す図。

【符号の説明】

１ ブレーキバンド装置 ２ 駆動部 ５ ピストンステム ６ アンカーステム ９ ハウジング １０ ブレーキバンド １２ ストラップ １３ ライニング部材 １４ａ アプライ側ブラケット １４ｂ アンカー側ブラケット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動変速機の円筒状クラッチドラムを制動
   又は解放するためのブレーキバンド装置であって、 帯状の部材をほぼ円状に巻いて形成された一部に離間部
   を有する円筒状のストラップと、 前記ストラップの内周面に固定され前記クラッチドラム
   の外周面に当接可能なライニング部材と、 前記ストラップの両端部に固定され円弧状の一対のブラ
   ケットとを備え、 前記一対のブラケットの少なくとも一方の曲率半径が前
   記クラッチドラムの曲率半径よりも大きい、自動変速機
   のブレーキバンド装置。
2. 【請求項２】前記ライニング部材の前記一対のブラケッ
   トが固定された部分は、前記ブラケットの曲率半径と同
   じ曲率半径を有するように撓んでいる、請求項１に記載
   の自動変速機のブレーキバンド装置。
3. 【請求項３】前記ブラケットの曲率半径は、前記クラッ
   チドラムの曲率半径の１．０１倍以上、１．１３倍以下
   である、請求項１又は２に記載の自動変速機のブレーキ
   バンド装置。
4. 【請求項４】前記ブラケットの曲率半径は、前記クラッ
   チドラムの曲率半径の１．０３倍以上、１．０８倍以下
   である、請求項３に記載の自動変速機のブレーキバンド
   装置。
5. 【請求項５】前記ブラケットは前記ストラップに比較し
   て高剛性の部材である、請求項１〜４のいずれかに記載
   の自動変速機のブレーキバンド装置。