(57)【要約】【課題】自動変速機のブレーキバンド解放時に、ブレーキバンドとクラッチドラムとの隙間を簡素な構造で確実に維持することが出来るようにする。【解決手段】自動変速機のケース１９内で回転する円筒状のクラッチドラム１７を制動するための自動変速機のバンドブレーキ装置において、クラッチドラム１７の外周に配設されクラッチドラム１７と接触することによりクラッチドラム１７を制動する環状のブレーキバンド１３と、同ブレーキバンド１３の直径を縮小または拡大させ、ブレーキバンド１３をクラッチドラム１７に接触または離隔させるアクチュエータ２０と、自動変速機のケース内１９に設けられ、アクチュエータ２０がブレーキバンド１３の直径を拡大させた際に、ブレーキバンド１３と接触し、ブレーキバンド１３の偏倚を規制する支持部材１１，１１Ａ，１１Ｂとをそなえるように構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のケース内で回転する円筒状のクラッチドラムを制動するための自動変速機のバンドブレーキ装置において、
該クラッチドラムの外周に配設され、該クラッチドラムと接触することにより該クラッチドラムを制動する環状のブレーキバンドと、
該ブレーキバンドの直径を縮小または拡大させ、該ブレーキバンドを該クラッチドラムに接触または離隔させるアクチュエータと、
該自動変速機のケース内に設けられ、該アクチュエータが該ブレーキバンドの直径を拡大させた際に、該ブレーキバンドと接触し、該ブレーキバンドの偏倚を規制する支持部材と
を備えることを特徴とする自動変速機のバンドブレーキ装置。
【請求項２】
該支持部材が、該ブレーキバンドを２箇所以上で接触支持することを特徴とする、請求項１記載の自動変速機のバンドブレーキ装置。
【請求項３】
該支持部材が、該ブレーキバンドの中心と該クラッチドラムの中心とが一致するように、該ブレーキバンドを支持することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自動変速機のバンドブレーキ装置。
【請求項４】
該支持部材は、該ブレーキバンドと該クラッチドラムとの離隔距離が、該ブレーキバンドの全周に渡って略一定となるように、該ブレーキバンドを支持することを特徴とする、請求項１または請求項２記載の自動変速機のバンドブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機における回転要素を摩擦力により制動する、自動変速機のバンドブレーキ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動変速機においては、変速を行なうために、複数のクラッチ装置や、ブレーキ装置などが設けられている。
このうち、ブレーキ装置においては、一般的に、環状のブレーキバンドに設けられた一対のブラケットをアクチュエータで互いに近づけるように変位させることで、ブレーキバンドの内径を小さくし、ブレーキバンドの内周面がクラッチドラムの外周面を圧接して回転しているクラッチドラムを制動するようになっている。そして、クラッチドラムが制動されると、例えば、クラッチドラムの回転軸と連結されている遊星歯車機構の要素が停止状態となり、所定の変速比が達成されるようになっている。
【０００３】
ところで、クラッチドラムの制動／解放を瞬時に行なえるようにするにはアクチュエータのストローク量を極力小さくする必要があり、そのためにブレーキバンドを解放状態にした際に、ブレーキバンドとクラッチドラムとの間に生じる隙間が非常に微小（例えば、０．５ｍｍ程度）となるように設定する必要がある。
しかしながら、このような微小な隙間は設計上は確保できているものの、実際にはブレーキバンドの構造上、その解放状態（非制動状態）における真円度が低下するため、ブレーキバンドの一部がクラッチドラムと接触し、クラッチドラムの回転の抵抗となっている場合がある。このような抵抗は、「ドラグトルク」もしくは「引きずりトルク」などとも呼ばれるが、本明細書においては「ドラグトルク」として取り扱う。
【０００４】
そこで、このドラグトルクを解消する手法がいくつか提案および開発されている。ここでは２つを例にとって説明する。
まず、第１の手法においては、ブレーキバンドの一端にステムシャフトが貫通する穴を有するブラケットを設けると共に、前記ブレーキバンドの他端にアンカーピンが貫通する穴を有するブラケットを設け、ブレーキバンドの両ブラケットとステムシャフトおよびアンカーピンとの位置を固定するものであり、これにより、ドラグトルクを解消するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、第２の手法においては、ブレーキバンドの離間部を通る第１直径と同第１直径に直行する第２直径との和が、第１直径と４５度の角度をなす第３直径と同第３直径と直交する第４直径との和より小さくなるように同ブレーキバンドの形状を形成することによりドラグトルクを解消する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２１５１５５号公報
【特許文献２】
特開２０００−９７２６４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の図１等に示すように、特許文献１の技術は、アンカーピンおよびステムシャフトが、クラッチドラムおよびブレーキバンドの鉛直上方に位置しており、ブレーキバンドをアンカーピンとステムシャフトで吊り下げるような構造に対してのみ適用することが出来る技術である。つまり、特許文献１の技術を用いるためには、ステムシャフトやアンカーピンの設置位置を常にクラッチドラムおよびブレーキバンドの鉛直上方にする必要があり、アクチュエータ等の設置位置が制限されてしまうことになる。また、このような技術であっても、解放中のブレーキバンドを略真円とすることは困難であり、ブレーキバンドのクラッチドラムへの接触を完全に防止することは出来ない。
【０００８】
また、特許文献２の技術によれば、ブレーキバンドの形状を高精度で仕上げる必要があるため、測定などの多くの工程を要し、また、工程増加に伴ってコストが増加してしまうという課題がある。
なお、ドラグトルクを解消できない状態で自動変速機の運転を続けると、燃費の悪化を招くことになるため、低燃費促進のため、ひいては環境保護のためにもドラグトルクの解消は重要な課題であり、また、ステムシャフトやアンカーピンの位置を自由に設定することが出来、工程およびコストを抑制することも、また、重要な課題である。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、自動変速機のブレーキバンド解放時に、ブレーキバンドとクラッチドラムとの接触を防止して、簡素な構造で、ブレーキバンドとクラッチドラムとの隙間を確実に維持することができる、自動変速機のバンドブレーキ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明の自動変速機のバンドブレーキ装置は、自動変速機のケース内で回転する円筒状のクラッチドラムを制動するための自動変速機のバンドブレーキ装置において、該クラッチドラムの外周に配設され、該クラッチドラムと接触することにより該クラッチドラムを制動する環状のブレーキバンドと、該ブレーキバンドの直径を縮小または拡大させ、該ブレーキバンドを該クラッチドラムに接触または離隔させるアクチュエータと、該自動変速機のケース内に設けられ、該アクチュエータが該ブレーキバンドの直径を拡大させた際に、該ブレーキバンドと接触し、該ブレーキバンドの偏倚を規制する支持部材とを備えることを特徴としている。
【００１１】
このように構成することにより、ブレーキバンドを解放状態にした場合に、ブレーキバンドとクラッチドラムとの接触を防止でき、ドラグトルクを解消することが可能となる。
また、請求項２記載の本発明の自動変速機の装置は、上記請求項１記載の構成において、該支持部材が、該ブレーキバンドを２箇所以上で接触支持することを特徴としている。
【００１２】
このように、支持部材がブレーキバンドを２箇所以上で接触支持しているので、ブレーキバンドのクラッチドラムに対する偏倚を確実に防止できる。
また、請求項３記載の本発明の自動変速機の装置は、上記請求項１記載の構成において、該支持部材が、該ブレーキバンドの中心と該クラッチドラムの中心とが一致するように、該ブレーキバンドを支持することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４記載の本発明の自動変速機の装置は、上記請求項１記載の構成において、該支持部材は、該ブレーキバンドと該クラッチドラムとの離隔距離が、該ブレーキバンドの全周に渡って略一定となるように、該ブレーキバンドを支持することを特徴としている。
このため、支持部材が環状のブレーキバンドの円心と円筒状のクラッチドラムの円心とを一致させるように支持したり、支持部材がブレーキバンドとクラッチドラムとの離隔距離をブレーキバンド全周のいずれの位置においても略一定となるようにブレーキバンドを支持したりするので、ブレーキバンドとクラッチドラムとの接触を防ぎ、ドラグトルクを解消することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる自動変速機のバンドブレーキ装置について、図１〜図６を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置を示す模式的な断面図、図２はその一部を示す模式的な斜視図、図３はその要部を示す模式的な図であって図１のＡ−Ａ断面図、図４はその要部を示す模式的な図であって図１のＢ−Ｂ断面図、図５は支持部材の配設位置を示すブレーキバンドの模式的断面図、そして図６は支持部材によって低減したドラグトルクを示すグラフである。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る装置１は、自動変速機ケース１９内部に回転可能に収納された円筒状のクラッチドラム１７と、このクラッチドラム１７の外周面から所定の隙間をあけてクラッチドラム１７を取り囲む環状のブレーキバンド１３と、このブレーキバンド１３の外周面上に設けられたアンカーボルト用ブラケット１４およびピストンロッド用ブラケット１５と、アンカーボルト用ブラケット１４に嵌入するアンカーボルト１８と、ピストンロッド用ブラケット１５に当接するピストンロッド１６と、ピストンロッド１６を変位させるアクチュエータ２０と、ブレーキバンド１３が解放状態（後述する）である場合にブレーキバンド１３を接触支持する上部リブ（第１支持部材）１１Ａと下部リブ（第２支持部材）１１Ｂとによって構成されている。以下これらの構成要素について説明する。
【００１６】
クラッチドラム１７は、自動変速機ケース１９内に回転可能に収納され、また、その回転軸２１は他の遊星歯車機構（図示略）と連結され、このクラッチドラム１７の回転を許容するか否かによって自動変速機における変速比が変更されるようになっている。
ブレーキバンド１３は、その一端側の外周面に設けられたアンカー用ブラケット１を介して、自動変速機ケース１９に固定されたアクチュエータ２０のピストンロッド１６と当接している。また、ブレーキバンド１３の他端側は外周面に設けられたピストンロッド用ブラケット１を介して、自動変速機ケース１９に固定されたアンカーボルト１８に係合されている。そして、アクチュエータ２０のオン／オフによって変位するピストンロッド１６の動作に伴って、ブレーキバンド１３の内径（直径）が変化し、クラッチドラム１７の回転を許容（非制動）したり禁止（制動）したりするようになっている。
【００１７】
また、クラッチドラム１７やブレーキバンド１３などを立体的に示した斜視図である図２を使って説明すると、ブレーキバンド１３は外側バンド１３Ａ，１３Ａおよび内側バンド１３Ｂにより構成され、図中矢印Ｐで示すようにピストンロッド１６に対してアクチュエータ２０が荷重を加えることによってブレーキバンド１３全体の内径（直径）が小さくなり、クラッチドラム１７外周面を締め付けて、回転するクラッチドラム１７の制動を行なうようになっている。
【００１８】
また、このブレーキバンド１３はバネ材によって作られており、図２において矢印Ｐで示したアクチュエータ２０による荷重が取り除かれると、弾性作用により外周方向へ拡大し、これに伴ってその内径が広がるようになっている。
また、アクチュエータ２０は、図示しない油圧ポンプによって加圧された作動油が供給されることによってピストンロッド１６をアクチュエータ２０の外側へ伸長させ、一方、前記の作動油が排出されると、リターンスプリング（図示略）によってピストンロッド１６が縮退するように構成されている。
【００１９】
そして、このピストンロッド１６が伸長すると、ピストンロッド１６の先端が嵌入しているブレーキバンド１３のピストンロッド用ブラケット１５が押し出され、この結果、ブレーキバンド１３の内径が小さくなり、ブレーキバンド１３の内周面がクラッチドラム１７の外周面を圧接してクラッチドラム１７を制動する。なお、ブレーキバンド１３がクラッチドラム１７を制動しているこの状態を、以後、制動状態という。
【００２０】
一方、ピストンロッド１６が縮退すると、ブレーキバンド１３の内径が拡大し、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７とは接触しなくなる。なお、ブレーキバンド１３がクラッチドラム１７を制動していないこの状態を、以後、解放状態という。
ところが、従来技術でも述べたように、ブレーキバンドが解放状態にある場合であっても、ブレーキバンドとクラッチドラムとの隙間（離隔）距離が微小であるため、ブレーキバンドの円心とクラッチドラムの円心とが僅かにズレただけで、ブレーキバンドの一部分がクラッチドラムと接触してしまい、ドラグトルクを生じる場合がある。
【００２１】
そこで、このようなドラグトルクを解消すべく、本実施形態においては、図１，図３および図４に示すように、自動変速機ケース１９の内面からクラッチドラム１７の中心へ向けて隆起した上部リブ（第１支持部材）１１Ａおよび下部リブ（第２支持部材）１１が設けられている。なお、以後、上部リブ１１Ａおよび下部リブ１１Ｂとの総称として、支持部材１１と記載する場合がある。
【００２２】
そして、この支持部材１１により、解放状態におけるブレーキバンド１３の偏倚が規制されて、クラッチドラム１７の外周面とブレーキバンド１３の内周面との間の隙間が、ブレーキバンド１３の全周に渡って一定となるように構成されている。なお、ここでいう“一定”とは、厳密な意味での一定を指し示すものではなく、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７とが接触せずに、ドラグトルクが生じない程度の隙間距離が確保されていれば良い。
【００２３】
つまり、ブレーキバンド１３はバネ材で形成されており、ブレーキバンド１３のピストンロッド用ブラケット１５に加えられていた力（図２の矢印Ｐ参照）を取り除くことによって自然に解放状態となるが、設計上ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との間の隙間はわずかであり、このとき、ブレーキバンド１３の円心と、クラッチドラム１７の円心との間で微小なズレが生じただけで、クラッチドラム１７のある一部分ではブレーキバンド１３と当接してしまう。また、解放状態ではブレーキバンド１３の真円度も低下してしまい、これに起因してブレーキバンド１３の一部とクラッチドラム１７とが当接してしまう。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、ブレーキバンド１３を解放状態とした時に、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との距離が大きくなる傾向であるポイントに支持部材１１を設け、ブレーキバンド１３の偏倚を規制するようになっている。これにより、ブレーキバンド１３の円心（中心）と、クラッチドラム１７の円心（中心）とが略一致するとともに、ブレーキバンド１３が真円に近似した形状となるので、ブレーキバンド１３の解放状態においてクラッチドラム１７とブレーキバンド１３との隙間距離をブレーキバンド１３の全周に渡って均一に保つことが可能となる。
【００２５】
このように、支持部材１１によって解放状態のブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との隙間距離が均一になっている状態を図３および図４を使って説明する。
図３に示すように、解放状態であって外側へ広がろうとしているブレーキバンド１３を上部リブ１１Ａが規制している。これにより、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７の外周面との距離Ｇが保持される。
【００２６】
同様に、図４に示すように、解放状態であって外側へ広がろうとしているブレーキバンド１３を下部リブ１１Ｂが規制している。これにより、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７の外周面との距離Ｇが保持される。
また、支持部材がブレーキバンドを２箇所のポイントで接触支持しているので、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との離隔距離（隙間）を確実に保つことが可能となる。
【００２７】
また、支持部材１１がブレーキバンド１３の円心とクラッチドラム１７の円心とを一致させるように支持したり、支持部材１１がブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との離隔距離をブレーキバンド１３全周のいずれの位置においても一定となるようにブレーキバンド１３を支持したりするので、解放状態のブレーキバンド１３とクラッチドラム１７とを当接させず、ドラグトルクを解消することが可能となる。
【００２８】
本発明の一実施形態としての自動変速機のバンドブレーキ装置は上述のように構成されるので、以下のような作用・効果が得られる。
まず、ブレーキバンド１３を制動状態から解放状態にするためには、アクチュエータ２０のピストンロッド１６を縮退させる。すると、ブレーキバンド１３が外周方向へ膨張（拡大）する。このとき、ブレーキバンド１３は上部リブ１１Ａと下部リブ１１Ｂのそれぞれに当接し、解放状態のブレーキバンド１３の偏倚が防止されて略真円となり、ブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との中心が一致する。これにより、クラッチドラム１７とブレーキバンド１３との隙間距離（図３および図４内で符号Ｇで示す）は、全周にわたって略一定に保たれる。
【００２９】
このように、解放状態のブレーキバンド１３がクラッチドラム１７に触れることによって生じるドラグトルクを、簡素な構造で、且つ安価に、そして確実に解消することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００３０】
例えば、上述の実施形態においては支持部材１１を上部リブ１１Ａと下部リブ１１Ｂの２箇所に設ける構成としたが、当然に２箇所である必要はなく、１箇所でも、また、３箇所以上であってもかまわない。しかしながら、本願発明者らによる実験によれば、所定の２箇所を支持すれば、ブレーキバンド１３の外側全周に支持部材を設けた場合とほとんど変わらない効果が得られることが判明している。
【００３１】
この実験内容の一例を図５を用いて説明すると、ブレーキバンド１３の頂点である支持ポイントＳ１から、時計回りに４５度ごとに、支持ポイントＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を規定し、さらに、支持ポイントＳ５から２５度時計方向にずれた位置に支持ポイントＳ６を規定し、これらの各ポイントに対応する位置の自動変速機ケース１９の内面に支持部材１１を設け、ドラグトルクがどのように変化するかを測定した。
【００３２】
この結果は、図６に示すように、全く支持部材を設けなかった場合と、全ての支持ポイントＳ１〜Ｓ６に支持部材を設けた場合とでは大きな差があり、支持部材１１によって、エンジンの全回転域におけるドラグトルクを大幅に低減できることが示されている。
なお、図６において、本実施形態による構成でもドラグトルクが０になっていないのは、解放状態におけるブレーキバンド１３とクラッチドラム１７との間に存在する潤滑油の粘性によるドラグトルクによるものである。
【００３３】
ところで、全ての支持ポイントＳ１〜Ｓ６に支持部材を設けた場合と、３箇所の支持ポイントＳ１，Ｓ５，Ｓ６に支持部材を設けた場合と、２箇所の支持ポイントＳ１，Ｓ６に支持部材を設けた場合とで生じるドラグトルクの大きさは、略同様であることが、図６のグラフから読み取ることが出来る。
このような実験結果に基づき、また、ブレーキバンド１３及びその他の部品の組付けのためのスペースの確保という観点から、上述の実施形態においては上部リブ（支持部材）１１Ａを支持ポイントＳ１近傍に、そして、下部リブ１１Ｂ（支持部材）を支持ポイントＳ６近傍に設置し、これらの２点の支持部材によって解放状態のブレーキバンド１３の偏倚を抑制している。
【００３４】
また、自動変速機の仕様によっても異なるが、上述のようなブレーキベルトが解放状態となる場合は、一般的に４速もしくは５速といった高速側の変速段である場合が多い。このような変速段は車両が巡航走行している際に用いられる変速段であるため、ブレーキベルトによるドラグトルクが生じていると、燃費の低下が著しくなってしまう。
【００３５】
しかし、本発明のバンドブレーキ装置によれば、高速段でブレーキベルト１３を解放状態にしてもドラグトルクを生じさせないため、燃費向上に大きく寄与することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動変速機のバンドブレーキ装置によれば、ブレーキバンドを解放状態にした場合に、ブレーキバンドとクラッチドラムとが接触することなく、ドラグトルクを解消することが可能となるので、燃費向上に大きく寄与することが可能となる（請求項１）。
【００３７】
また、支持部材がブレーキバンドを２箇所以上のポイントで接触支持しているので、ブレーキバンドとクラッチドラムとの離隔距離（隙間）を確実に保つことが可能となる（請求項２）。
また、支持部材が環状のブレーキバンドの円心と円筒状のクラッチドラムの円心とを一致させるように支持したり、支持部材がブレーキバンドとクラッチドラムとの離隔距離をブレーキバンド全周のいずれの位置においても略一定となるようにブレーキバンドを支持するので、容易にドラグトルクを解消することが可能となる（請求項３および４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置の一部を示す模式的な斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置の要部を示す模式的な図であって、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置の要部を示す模式的な図であって、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置の支持部材の位置決めを示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る自動変速機のバンドブレーキ装置によるドラグトルクの低減を示す模式的なグラフである。
【符号の説明】
１　バンドブレーキ装置
１１　支持部材
１１Ａ　上部リブ（第１支持部材；支持部材）
１１Ｂ　下部リブ（第２支持部材；支持部材）
１３　ブレーキバンド
１３Ａ　外側ベルト（ブレーキバンド）
１３Ｂ　内側ベルト（ブレーキバンド）
１４　アンカーボルト用ブラケット
１５　ピストンロッド用ブラケット
１６　ピストンロッド
１７　クラッチドラム
１８　アンカーボルト
１９　自動変速機ケース
２０　アクチュエータ
【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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