JP2004092902A - 湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切削加工によって成形された溝5と溝5との間のエッジ9を成形ローラ22により転造加工し、エッジ9を塑性変形させることで円弧状断面部6を得る。変形後のエッジ9は、円弧状断面部6となるか、または成形ローラ22の押圧荷重の大きい場合には溝5と溝5との間にランド7が形成され、ランド7と溝5とが円弧状断面部6により滑らかに連結された形状となる。
【選択図】 図6
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機に用いられる湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用の自動変速機では、変速要素を制動するため、湿式バンドブレーキが多用されている。湿式バンドブレーキは、通常、環状に形成された一枚の鋼板の内周面に摩擦材を貼着させてブレーキバンドとし、このブレーキバンドをアクチュエータによって縮径させることにより、内側に配置されたブレーキドラムを締め付けて制動を行う。
【0003】
湿式バンドブレーキ用のブレーキドラムは、ブレーキバンドの摩擦材と摺接する摺接面を備えた外筒部と、軸受部となる内筒とを備えている。湿式バンドブレーキは、一般に変速制御に用いられることから、十分な制動性能が要求されることが多い。そのため、摩擦係合初期の制動力を大きくするべく、ブレーキドラムの摺接面に周方向に略沿った微少な溝(環状溝や螺旋溝)を設け、その摩擦係数を高くしたものが従来から存在している(例えば、特許文献1,2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−177903号公報 (第4頁、図2)
【特許文献2】
特開2000−238647号公報 (第2頁、図1)
【0005】
この種の湿式バンドブレーキでは、例えば図11に示したように、ブレーキドラムの摺接面2に切削加工によって比較的大きなピッチで溝5が形成されている。そのため、隣接する溝5と溝5との間のランド7は、機械加工されておらず、その断面形状が直線であった。そして、溝5とランド7との境界にはエッジ9が形成されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ランド7の軸方向寸法が大きいと、ランド7とブレーキバンドとの間に油膜が介在してしまい、摩擦係合初期の摩擦係数を所望の値まで高くすることができなくなる。特に、冷間時等には変速機油の粘性が高くなるため、ブレーキバンドの摺接時に油膜が切れ難くなり、摩擦係数が低くなってしまう。その結果、自動変速機における変速制御を理想的に行うことが困難になるという問題が生じる。尚、溝5とランド7との境界に形成されたエッジ9は、摩擦係合時に比較的軟質な素材からなるブレーキバンドの摩擦材を若干損傷させることがあった。
【0007】
摩擦係合初期の摩擦係数が低くなることを防止するためには、ランド7とブレーキバンドとの間に介在する油膜を少なくするべくランド7の軸方向寸法を小さくする必要があり、溝5と溝5とのピッチを小さくすることが検討されている。
【0008】
しかしながら、図12に示したように、溝5と溝5とのピッチを加工工具(例えば、バイト)11の先端部の幅以上に狭めてランドを無くすようにした場合、溝5と溝5との間に非常に鋭いエッジ9が形成されてしまい、ランド7を有する図11のものとは比較にならない程度でブレーキバンドの摩擦材を損傷させる不具合があった。本発明者等は、エッジ9を研削加工により除去することも検討したが、この方法は、加工工数や加工コストを増大させると共に量産性も低下させるため、現実的には採用が難しかった。
【0009】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、ブレーキバンドとの摺接面に油膜が介在し難く、かつ、ブレーキバンドの摩擦材を損傷させることのないブレーキドラムとその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明では、周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムであって、隣接する溝が略凸円弧状断面部を介して滑らかに連結されたものを提案する。
【0011】
また、請求項2の発明では、周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムであって、隣接する溝間にランドが存在し、当該ランドと前記溝とが略凸円弧状断面部を介して滑らかに連結されたものを提案する。
【0012】
また、請求項3の発明では、請求項1または2の湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムにおいて、前記溝が切削加工により形成される一方、前記略凸円弧状断面部が転造加工により形成されたものを提案する。
【0013】
また、請求項4の発明では、請求項1または2の湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムにおいて、前記溝と前記略凸円弧状断面部とが共に転造加工により形成されたものを提案する。
【0014】
また、請求項5の発明では、請求項1〜3の湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムにおいて、前記溝は、0.05〜0.3mmのピッチで形成されると共に、その寸法が深さ0.5〜50μm、幅0.05〜0.3mmの範囲にあるものを提案する。
【0015】
また、請求項6の発明では、周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、切削加工によって溝を成形する工程と、成形ローラを用いた塑性加工により隣接する溝の境界部を略凸円弧状断面に成形する工程とを含むものを提案する。
【0016】
また、請求項7の発明では、周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、切削加工によって溝を成形する工程と、成形ローラを用いた塑性加工により隣接する溝間のランドと当該溝との境界部を略凸円弧状断面に成形する工程とを含むものを提案する。
【0017】
また、請求項8の発明では、周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、成形ローラを用いた塑性加工により、前記溝を形成すると同時に、隣接する溝の境界部を略凸円弧状断面に成形する工程を含むものを提案する。
【0018】
また、請求項9の発明では、周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、成形ローラを用いた塑性加工により、前記溝を形成すると同時に、隣接する溝間のランドと当該溝との境界部を略凸円弧状断面に成形する工程を含むものを提案する。
【0019】
また、請求項10の発明では、請求項6〜9の湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムの製造方法において、前記溝を、0.05〜0.3mmのピッチで、かつ、その寸法が深さ0.5〜50μm、幅0.05〜0.3mmの範囲で形成するものを提案する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るブレーキドラムを示す斜視図である。実施形態のブレーキドラム1は、その外周が摺接面2に形成された外筒部3と軸受面を備えた内筒部4とを有している。尚、外筒部3の内周側にはスプライン8が設けられているが、図が煩雑になるため、図1においてはスプライン8を二点鎖線で示している。
【0021】
以下、本発明の第1実施形態を説明する。
第1実施形態の場合、図2に示したように、摺接面2に微少な溝5が設けられている。この溝5はブレーキドラム1の回転方向とほぼ同じ方向に向かって設けられている。また、溝5と溝5とが断面形状がなだらかな円弧面またはなだらかな円弧面と極僅かな平坦面とからなる略凸円弧状断面部(以下、単に円弧状断面部と記す)6を介して滑らかに連結されている。溝5は、0.05〜0.3mmのピッチで形成されると共に、その寸法が深さ0.5〜50μm、幅0.05〜0.3mmの範囲にある。
【0022】
これにより溝5と溝5との間の取り残し部分が殆ど無くなり、油膜が介在する余地が無くなるので摩擦係合初期に摩擦係数が低くなるのを防止することが出来る。また、円弧状断面部6は上述したように断面形状がなだらかな円弧面またはなだらかな円弧面と極僅かな平坦面とからなるため、摺接するブレーキバンドの摩擦材を損傷させることはない。更に、溝5の寸法が小さい分、溝5の本数または巻掛数を多くすることが出来るので、バンドブレーキ締結時の接触面圧を下げることが出来る。尚、溝5は環状のものを複数本形成してもよく、全体が一つに繋がった螺旋状にしてもよい。
【0023】
以下、図3〜図7を参照して、第1実施形態におけるブレーキドラム1の加工手順を説明する。本実施形態の場合、作業者は、ダイキャスト成形法等により得られたブレーキドラム1の摺接面2に先ず切削加工を施す。図3に示すように、切削加工はブレーキドラム1を回転させながら、ホルダー12に固定されたバイト11をブレーキドラム1の摺接面2に接触・押圧させることによって行う。尚、ブレーキドラム1を掴む方法は後述する成形ローラによる転造加工の場合と同一である。
【0024】
切削加工を終了すると、溝5の断面形状は、図4に示すようになる。すなわち、溝5と溝5との間にはエッジ9が形成される。尚、環状の溝5を多数本形成する場合は、一つの溝加工が終了する毎にバイト11をブレーキドラム1から離して軸方向に所定距離移動させ、再びバイト11をブレーキドラム1に接触・押圧させるという手順を繰り返す。また、螺旋状の溝5を形成する場合は、バイト11を回転しているブレーキドラム1に押し当てたまま、軸方向に所定の移動速度で移動させる。
【0025】
次に、作業者は、切削加工によって成形された溝5と溝5との間のエッジ9を成形ローラ22により転造加工し、エッジ9を塑性変形させることで円弧状断面部6を得る。図5は、成形ローラ22をブレーキドラムに押圧する状態を示す側面図である。第1チャック31で内筒部4の内周面を掴み、外筒部3の内周面を第2チャック35で保持する。内筒部4の内周面は高精度に加工された軸受面であるため、該部を掴むことによって加工時の芯出しが高精度に行われる。また、外筒部3は、成形ローラ22の押圧による弾性変形を防ぐため、内周面側を多数のセグメントからなる第2チャック35により保持した。尚、第2チャック35による保持はスプライン8の凸部分に対して行う。
【0026】
作業者は、この状態でブレーキドラム1を回転させながら、摺接面2に成形ローラ22を圧接・連れ回りさせて転造加工を行う。成形ローラ22の軸と一体となったローラホルダ23はスプリング24によって弾性支持されており、スプリング24の弾発力により成形ローラ22が相手部材に圧接される。これにより、必要以上の押圧荷重がブレーキドラム1に加わることはない。
【0027】
図6は、成形ローラ22による転造加工を行うことによりエッジ9を塑性変形させる工程を示す縦断面図である。成形ローラ22を圧接・連れ回りさせることによりエッジ9は塑性変形する。変形後のエッジ9は、図2に示すように円弧状断面部6となるか、または成形ローラ22の押圧荷重の大きい場合には図7に示すように溝5と溝5との間にランド7が形成され、ランド7と溝5とが円弧状断面部6により滑らかに連結された形状となる。
【0028】
以下、図8〜図10を参照して第2実施形態を説明する。
第2実施形態の場合、ブレーキドラム1の溝5は、成形ローラ22による転造加工により形成され、同時に円弧状断面部6も形成される。すなわち、作業者は、図8,図9(図8中のA矢視図)に示したように、加工フランジ25を有する成形ローラ22を所定の押圧力で摺接面2に押し付けた状態でブレーキドラム1を回転させ、摺接面2に成形ローラ22を圧接・連れ回りさせ、図10に示したように溝5と円弧状断面部6とを同時に転造加工する。これにより、第1実施形態で述べた切削加工が不要となり、加工工数と加工に要する時間とが共に削減される。
【0029】
第2実施形態では、ブレーキドラム1の摺接面2に対する加工が転造加工(塑性加工)のみとなるため、切削粉が全く発生しなくなると同時に、ワークの歩留まりも向上する。尚、本実施形態ででは、溝5と溝5との間に円弧状断面部6のみ形成するようにしたが、溝5のピッチを拡大することでランドを形成することができる。また、本実施形態における溝5は、環状であってもよいし、螺旋状であってもよく、その際の成形ローラ22の駆動方法は第1実施形態におけるバイトと同様である。
【0030】
【発明の効果】
本発明は以上の形態によって実施され、摺接面に油膜が介在し難く、係合時のトルクのばらつきを抑制することができ、かつ、相手部材となる摩擦材を損傷させることのないブレーキドラムを得ることができ、また加工工具による制約を受けつつも寸法の小さい微少な溝をブレーキドラムの表面に加工することができ、前記本発明のブレーキドラムを成形できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係るブレーキドラムの斜視図
【図2】実施形態に係るブレーキドラムの要部拡大縦断面図である。
【図3】第1実施形態でブレーキドラムの摺接面を切削加工する状態を示す図である。
【図4】第1実施形態での切削加工後の摺接面の状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図5】第1実施形態でブレーキドラムの摺接面を転造加工する状態を示す図である。
【図6】第1実施形態での転造加工の様子を示す要部拡大縦断面図である。
【図7】第1実施形態での転造加工後の摺接面の一例を示す要部拡大縦断面図である。
【図8】第2実施形態でブレーキドラムの摺接面を転造加工する状態を示す図である。
【図9】図8中のA矢視図である。
【図10】第2実施形態での転造加工の様子を示す要部拡大縦断面図である。
【図11】従来のブレーキドラムの摺接面の一例を示す要部拡大縦断面図である。
【図12】従来のブレーキドラムの摺接面の他の一例を示す要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
1‥‥ブレーキドラム
2‥‥摺接面
5‥‥溝
6‥‥略凸円弧状断面部
7‥‥ランド
9‥‥エッジ
11‥‥バイト
22‥‥成形ローラ
24‥‥スプリング
25‥‥加工フランジ
Claims (10)
- 周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムであって、
隣接する溝が略凸円弧状断面部を介して滑らかに連結されたことを特徴とする湿式バンドブレーキ用ブレーキドラム。 - 周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムであって、
隣接する溝間にランドが存在し、当該ランドと前記溝とが略凸円弧状断面部を介して滑らかに連結されたことを特徴とする湿式バンドブレーキ用ブレーキドラム。 - 前記溝が切削加工により形成される一方、前記略凸円弧状断面部が転造加工により形成されたことを特徴とする、請求項1または2記載の湿式ブレーキバンド用回転ドラム。
- 前記溝と前記略凸円弧状断面部とが共に転造加工により形成されたことを特徴とする、請求項1または2記載の湿式ブレーキバンド用回転ドラム。
- 前記溝は、0.05〜0.3mmのピッチで形成されると共に、その寸法が深さ0.5〜50μm、幅0.05〜0.3mmの範囲にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の湿式バンドブレーキ用ブレーキドラム。
- 周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、
切削加工によって溝を成形する工程と、成形ローラを用いた塑性加工により隣接する溝の境界部を略凸円弧状断面に成形する工程とを含むことを特徴とする湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムの表面加工方法。 - 周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、
切削加工によって溝を成形する工程と、成形ローラを用いた塑性加工により隣接する溝間のランドと当該溝との境界部を略凸円弧状断面に成形する工程とを含むことを特徴とする湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムの表面加工方法。 - 周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、
成形ローラを用いた塑性加工により、前記溝を形成すると同時に、隣接する溝の境界部を略凸円弧状断面に成形する工程を含むことを特徴とする湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムの表面加工方法。 - 周方向に略沿った多数本の溝をブレーキバンドとの摺接面に有する湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムを製造する方法であって、
成形ローラを用いた塑性加工により、前記溝を形成すると同時に、隣接する溝間のランドと当該溝との境界部を略凸円弧状断面に成形する工程を含むことを特徴とする湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムの表面加工方法。 - 前記溝を、0.05〜0.3mmのピッチで、かつ、その寸法が深さ0.5〜50μm、幅0.05〜0.3mmの範囲で形成することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の湿式バンドブレーキ用ブレーキドラムの表面加工方法。
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