JP3948501B2 - ブレーキドラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車等の自動変速機に使用されるブレーキのブレーキドラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のブレーキドラムではブレーキバンドとの摺動面に溝が設けられていなかったので、摩擦面に適切な潤滑状態を形成することができず、ブレーキバンドの摩擦特性の安定化とか耐熱耐久性の向上を図るのが難しいという問題があった。
そこでドラムの摺動面に螺旋状(ネジ形状)の溝を配設することが考えられた。その一例を図2に示すと、10はブレーキバンドを示し、12は帯状部材、14はその内側にある帯状部材を示している。20はブレーキドラム、22はブレーキドラムの摺動面上に設けられた溝であって、図示の例では左右に螺旋方向の異なるネジ形状の溝22a,22bが設けられている。
【0003】
このようにブレーキドラムの摺動面上に螺旋状の溝を配設すると、摩擦面に適切な湿潤状態を形成できるため、摩擦特性の安定化や耐熱耐久性の向上を図ることができる。図3に横軸に時間t、たて軸にトルクTをとったトルク波形の比較を示す。点線Aは従来の溝のないドラムの場合のトルク波形、実線Bは溝付ドラムでの波形である。a点はブレーキのかかり始めの点、b点は回転が停止した時点を夫々示している。
【0004】
点線Aで示す従来の溝のないブレーキドラムではa点における食い付きトルクが高くブレーキが効くに従ってトルクが下がる傾向があり、摩擦特性が安定しないという不工合がある。溝つきのブレーキドラムでは実線Bに示す如くトルクが変化せず特性が安定している。
さらに図4にトルクとブレーキバンド押圧力との関係を示す。よこ軸に時間tを、たて軸にトルクT及びバンド押圧力Fをとり、従来の溝なしのブレーキドラムの場合を点線A、溝つきのドラムの場合を実線Bで示し、又バンド押圧力を実線Cで示している。
【0005】
点線Aで示される溝なしのブレーキドラムにおいてはD部に示されるようにa点のブレーキのかかり始めのところで食い付きトルクが急激に上昇し、変速ショックを起こすが溝付きドラムでは実線Bで示すようにトルクの変動がなだらかで、変速ショックが低減されている。
図5に示すトルク−時間曲線において、a点で示すブレーキのかかり始めにおける摩擦係数をμd、又b点で示す回動が停止した時点における摩擦係数をμ0とすれば安定した摩擦特性を有するためにはμ0/μdが1に近いほど良い。
【0006】
図6においてよこ軸に溝の深さS、たて軸にμ0/μd比をとれば、溝の深さが0(即ち溝がない)のA点では、μ0/μd比が1よりも小さいが、ドラムに溝のある場合の値をB点で示せば、溝の深さSを適当に選ぶことによってμ0/μd比を1に近づけることができる。
図7において、よこ軸に溝ピッチp、たて軸にμ0/μd比をとれば、溝ピッチが0(即ち溝がない)のA点ではμ0/μd比は1より小さいがドラムに溝のある場合をB点で示せば溝ピッチpを適当に選ぶことによってμ0/μd比を1に近づけることができる。図6、図7から判るようにμ0/μd比は溝深さS、溝ピッチpが大きくなるにつれて次第に小さくなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記の如くブレーキドラムの摺動面に螺旋溝を配設することにより、摩擦面に適切な潤滑状態を形成できるため、摩擦特性の安定化や耐熱耐久性の向上を図ることはできるようになったが、ネジ形状であるため摺動方向に対しある角度を有し、溝が摺動方向に対して平行でないため、継続使用により溝によって摩擦材が削られて摩耗してしまうのでブレーキバンドの機能を著しく害するという事態を招くという問題が発生する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記の課題を解決するために、ブレーキドラムの摺動面に摺動方向と平行な溝を複数配設し、溝の深さを2μm〜100μm、幅を0.1mm〜1.4mm、隣り合う溝とのピッチを0.3mm〜2mmの範囲に設定したものである。
図8にブレーキドラム20と溝22の関係を模式的に示し、図9は図8の側面図であって23はドラム軸を示している。図8でθは螺旋溝22の溝迎え角を示す。図10でよこ軸に溝迎え角θを0゜(即ち螺旋溝ではなく溝が摺動面に平行な場合)からマイナス0.5度及びプラス0.5度までのμ0/μd比の変化を示したもので、溝迎え角θをマイナス0.5度からプラス0.5度まで変化させてμ0/μd比の値Cをプロットしても殆んど値に変化のないことが判る。したがって溝迎え角θを0(即ち溝を摺動方向に平行)にしても摩擦特性の安定性に変化はないことが判明した。
【0009】
【実施例】
図1はこの発明のブレーキドラムを示し、10はブレーキバンド、12は帯状部材、14はライニング材、20はブレーキドラム、21はブレーキドラムの摺動面上に配設された摺動方向に平行な溝である。
図11は溝21の拡大図を示し、lは溝の幅、Sは溝の深さ、pは溝のピッチを夫々示している。溝の形状はピッチが0.3〜2mm、深さが2〜100μm、溝の幅が0.1〜1.4mmであるのが工合がよい。
【0010】
図12以降に溝の種々の形状を示し、図12では溝21は半円形状をなし、図13では溝21は角形状をなし、図14では溝21はテーパー形状を夫々なしている。
【0011】
【発明の効果】
この発明は前記の如き構成であって、ブレーキドラムの摺動面に配設された溝により摩擦材との接触が面接触から線接触に変わり、ブレーキバンドの締結初期部分の油膜の影響を排除し、食い付き性を高める。一方締結摺動中の溝部には、潤滑油が充満保持されており、締結中絶えず摩擦面を潤滑しているため食い付き性を高めたにもかかわらずμが高くなるのを抑えることができ、且つ潤滑により摩擦熱を冷却放出することで摩擦面温度を低下させる。さらに摺動方向と平行に溝が配設されているので、摩擦摺動に対してすくい角が発生しないので削りによる摩耗を軽減できる。
【0012】
以上述べたように、この発明により自動車等の自動変速機に使用されるブレーキドラムの摩擦特性の安定化により良好な変速性能が得られ、耐熱耐久性の向上および耐摩耗性の向上により良好な変速性能を長期に亘って維持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のブレーキドラムを示す図
【図2】従来のブレーキドラムを示す図
【図3】トルクと時間の関係を示す図
【図4】トルクとバンド押圧力との関係を示す図
【図5】ブレーキの作動とμの関係を示す図
【図6】溝深さとμ0/μd比の関係を示す図
【図7】溝ピッチとμ0/μd比の関係を示す図
【図8】ブレーキドラムと溝の角度の関係を示す図
【図9】図8の側面図
【図10】溝の角度とμ0/μd比の関係を示す図
【図11】溝の形状を示す図
【図12】溝の形状の一例を示す図
【図13】溝の形状の別な例を示す図
【図14】溝の形状のさらに別な例を示す図
【符号の説明】
10 ブレーキバンド
12 帯状部材
14 ライニング材
20 ブレーキドラム
21 摺動方向に平行な溝
22 螺旋方向の溝
23 ドラム軸
Claims (1)
- 自動変速機に用いるブレーキのブレーキドラムであって、
摩擦材との摺動面に複数の溝が配設され、前記摺動面の溝の全ては、摺動方向に平行し、深さが2μm〜100μm、幅が0.1mm〜1.4mm、隣り合う溝とのピッチが0.3mm〜2mmの範囲に設定されていることを特徴とするブレーキドラム。
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