(57)【要約】【課題】  アクチュエータのステムのストローク量が変化しても、アプライブラケットを配置した側のバンドの摩擦材が局部的に摩耗していくのを防止し、寿命の長期化を図るバンドブレーキ装置を提供する。【解決手段】  内周面に摩擦材２０を貼設した環状のバンド２２と、バンドの他方の自由端２２ｂに固定したアプライブラケット２６と、アプライブラケットのステム接触面３６に向けてステム３２をストロークして接触させることでバンドが縮径する方向に押圧力を作用するアクチュエータ３４とを備えている。ステムの先端は球面形状となっている。また、ステム接触面の形状は、ステムのストローク量が変化しても、ステムの先端との接触角が略一定となる円弧状の形状としている。これにより、ステムがストローク変化しても、ステムからアプライブラケットに作用する径方向内方への押圧分力が一定となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に摩擦材を貼設した環状のバンドと、回転ドラムの外周に配置した前記バンドの一方の自由端を本体ケーシングに固定する固定部と、前記バンドの他方の自由端に固定したアプライブラケットと、前記アプライブラケットのステム接触面に向けてステムをストロークして接触させることで前記バンドが縮径する方向に押圧力を作用するアクチュエータとを備えたバンドブレーキ装置において、
前記ステムのストローク量が変化しても、前記ステムから前記アプライブラケットに作用する径方向内方への押圧分力が略一定となりながら前記ステムと前記アプライブラケットのステム接触面とが接触するようにしたことを特徴とするバンドブレーキ装置。
【請求項２】
前記ステムの先端を球面形状とするとともに、前記ステム接触面の形状を、前記ステムのストローク量が変化しても、前記アプライブラケットのステムの先端との接触角が略一定となる曲面形状としたことを特徴とする請求項１記載のバンドブレーキ装置。
【請求項３】
前記アプライブラケットのステム接触面の形状は、前記ステムを微小ストローク量でストロークし、前記アプライブラケットが微小角度だけ回転移動したときに、一つ前の点ＰCPi-1が前記微小角度だけ回転移動したときの点ＰARCiを求め、前記点ＰARCiを通り、且つ初期の接触角θINIで傾く仮想直線Ｌ１と、一つ前の接点ＰCPi-1を通り、且つ前記ステムのストローク方向に平行な仮想直線Ｌ２との交点である任意のストローク時の接点ＰCPiを求め、前記任意のストローク時の接点ＰCPiを、初期からの回転移動角度の積算値ｉ×Δθだけ回転することで、前記ステム接触面の形状を構成するｉ番目の点ＰSHPiを求め、前記ステムのストローク範囲を超えるまで、或いは、求める接点が存在しなくなるまで、或いは、接点が前記回転ドラムの外周に干渉するまで繰り返し、前記複数の点ＰSHPi（ｉ＝１、２、３…）を算出順に結ぶことで形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のバンドブレーキ装置。
【請求項４】
内周面に摩擦材を貼設した環状のバンドと、回転ドラムの外周に配置した前記バンドの一方の自由端を本体ケーシングに固定する固定部と、前記バンドの他方の自由端に固定したアプライブラケットと、前記アプライブラケットのステム接触面に向けてステムをストロークして接触させることで前記バンドが縮径する方向に押圧力を作用するアクチュエータとを備えたバンドブレーキ装置における前記ステム接触面の形状を算出する方法であって、
前記ステムを微小ストローク量でストロークし、前記アプライブラケットが微小角度だけ回転移動したときに、一つ前の接点ＰCPi-1が前記微小角度だけ回転移動したときの点ＰARCiを求める第１のステップと、
前記点ＰARCiを通り、且つ初期の接触角θINIで傾く仮想直線Ｌ１と、一つ前の接点ＰCPi-1を通り、且つ前記ステムのストローク方向に平行な仮想直線Ｌ２との交点である任意のストローク時の接点ＰCPiを求める第２のステップと、
前記任意のストローク時の接点ＰCPiを、初期からの回転移動角度の積算値ｉ×Δθだけ回転することで、前記ステム接触面の形状を構成するｉ番目の点ＰSHPiを求める第３のステップと、
前記第１、２及び第３のステップを、ステムのストローク範囲を超えるまで、或いは、求める接点が存在しなくなるまで、或いは、接点が前記回転ドラムの外周に干渉するまで繰り返す第４のステップと、
求めた前記ステム接触面の形状を構成する複数の点ＰSHPi（ｉ＝１、２、３…）を算出順に結ぶことで前記ステム接触面の形状を算出する第５のステップとを備えたことを特徴とするバンドブレーキ装置における前記ステム接触面の形状を算出する方法。
【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等に使用されるバンドブレーキ装置及びこの装置におけるステム接触面形状の算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バンドブレーキ装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この装置は、図８に示すように、本体ケーシング２内にセットされたブレーキバンド４と、ブレーキバンド４を本体ケーシングに固定するアンカピン６と、ブレーキバンド４を駆動するアクチュエータ８とを備えている。
ブレーキバンド４は二重巻きバンドブレーキであり、環状の中間バンド４ａと、中間バンド４ａの自由端にそれぞれの自由端が対向した状態で連結プレート１０を介して溶接接合された環状の一対の外側バンド４ｂとを主要構成部材としている。中間バンド４ａ及び外側バンド４ｂの内周面には、摩擦材が貼着されている。外側バンド４ｂの作用端側には、本体ケーシング２側のアンカピン６に係止されるアンカブラケット１４が固定されている。また、中間バンド４ａの作用端側には、アプライブラケット１６が中間バンド４ａの外周から突出して固定されている。
【０００３】
そして、アクチュエータ８は、矢印方向にストロークすることでアプライブラケット１６に押圧力を与えるステム１８を備えており、ステム１８が矢印方向にストロークすると中間バンド４ａ及び一対の外側バンド４ｂが縮径し、ブレーキバンド４に内嵌した回転ドラムＤに摩擦材１２ａ，１２ｂが接触することで、回転ドラムＤが制動されるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１４０９５４号公報（図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図９に示すように、ステム１８の先端１８ａは球面形状に形成されており、このステム１８の先端１８ａにアプライブラケット１６のステム接触面１６ａが接触する。ステム接触面１６ａは、中間バンド４ａに近い基端側１６ａ１から先端側１６ａ２まで延在する面が、無限大の曲率半径Ｒ（Ｒ≒∞）に沿う面、即ち、殆ど平面に近い円弧面として形成されている。
このため、ステム１８のストローク量が増大すると、ステム１８の先端１８ａ及びステム接触面１６ａの接触点が基端側１６ａ１側に僅かに移動しながらアプライブラケット１６を押圧し、図１０に示すように先端１８ａ及びステム接触面１６ａの接触角θ2も初期位置での接触角θ1よりもφ'だけ減少していくこととなる。
【０００５】
そして、この接触角の減少に伴い、ステム１８の弾性力により発生する基端側１６ａ１への接触面における接線力Ｐｔが増加し、この接線力Ｐｔの分力を含む中間バンド４ａの作用端側に対して径方向内方への押圧分力Ｐpは増大していき、中間バンド４ａの作用端側の摩擦材が局部的に摩耗しやすくなるので、バンドブレーキ装置の寿命が低下してしまうという問題がある。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータのステムのストローク量が変化しても、アプライブラケットを配置した側のバンドの摩耗材が局部的に摩耗していくのを防止し、寿命の長期化を図ることができるバンドブレーキ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るバンドブレーキ装置は、内周面に摩擦材を貼設した環状のバンドと、回転ドラムの外周に配置した前記バンドの一方の自由端を本体ケーシングに固定する固定部と、前記バンドの他方の自由端に固定したアプライブラケットと、前記アプライブラケットのステム接触面に向けてステムをストロークして接触させることで前記バンドが縮径する方向に押圧力を作用するアクチュエータとを備えたバンドブレーキ装置において、前記ステムのストローク量が変化しても、前記ステムから前記アプライブラケットに作用する径方向内方への押圧分力が略一定となりながら前記ステムと前記アプライブラケットのステム接触面とが接触するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るバンドブレーキ装置によると、ステムのストローク量が変化しても、ステムからアプライブラケットに作用する径方向内方への押圧分力がバンドの他方の自由端のみに増大しない。したがって、他方の自由端側に貼設されている摩擦材は、回転ドラムを制動する際に、バンドの他の部分に貼設されている摩擦材と比較して局部的に摩耗しないので、バンドブレーキ装置の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のブレーキ装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るブレーキ装置の１実施形態を示す概略構成図である。本実施形態のブレーキ装置は、内周面の全域に摩擦材２０を貼設した環状のバンド２２と、バンド２２の一方の自由端側２２ａに固定したアンカブラケット２４と、バンド２２の他方の自由端側２２ｂに固定したアプライブラケット２６と、バンド２２を回転ドラム２８の外周に配置することでアンカブラケット２４に係合する本体ケーシング（図示せず）に設けたアンカピン３０と、バンド２２の他方の自由端２２ｂの略接線方向を向いて本体ケーシングに固定され、ステム３２をストロークさせるアクチュエータ３４とを備えている。そして、ステム３２が矢印方向にストロークしてアプライブラケット２６のステム接触面３６に接触して押圧すると、バンド２２が縮径して回転ドラム２８に摩擦材２０が接触し、回転ドラム２８が制動されるようになっている。
【０００９】
そして、ステム３２が矢印方向にストロークすると、球面形状となっているステム３２の先端３２ａとアプライブラケット２６のステム接触面３６の荷重が増大する。
ここで、本実施形態のステム接触面３６は、ステム３２のストローク量が変化しても、バンド２２の他方の自由端２２ｂ側の径方向内方への押圧分力が他の領域と比較しても略一定に保たれるような曲面形状であって、ステム３２の先端３２ａ及びステム接触面３６の接触角が略一定になる面形状として形成されており、例えば、以下の手法により算出された形状をなしている。
【００１０】
本実施形態のステム接触面の形状を算出する手順について、図２のフローチャート及び図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は、ステムの先端とアプライブラケットのステム接触面の接触位置を示す模式図であり、図４は、図３の矢印Ａで示した○内を拡大した模式図である。
図３のＸＹ座標は、ステムの軸線を含み、且つ回転ドラムの回転軸に直交する仮想平面が回転ドラムの回転軸と交わる点を原点Ｏ（0,0）とし、原点Ｏ（0,0）を通り、且つステム３２の軸線に平行な直線をＹ軸とし、原点Ｏ（0,0）を通り、且つＹ軸及び回転ドラムの回転軸に垂直な直線をＸ軸としている。また、図３及び図４では、左回りの角度を正の向きとしているとともに、記号ｒDは回転ドラムの半径を示している。
【００１１】
図２のフローチャートでは、先ず、ステップＳ２においてｉ＝１に設定する。なお、ｉは、１以上の正の整数である。
次いで、ステップＳ４に移行し、ステムをｄｔｈの値で微小ストロークし、アプライブラケットを−Δθだけ回転させる。
次いで、ステップＳ６に移行し、一つ前の接点ＰCPi-1を−Δθだけ回転したときの点（点ＰARCiと称する）を求める。
次いで、ステップＳ８に移行し、点ＰARCiを通り、θINIの初期の接触角で傾く仮想直線Ｌ１を設定する。なお、初期の接触角θINIとは、ステム及びアプライブラケットが初期に接触する接点ＰCPOにおける接線がＸ軸となす傾き角である。
次いで、ステップＳ１０に移行し、一つ前の接点ＰCPi-1を通り、ステムのストローク方向に平行な仮想直線Ｌ２（Ｘ0）を設定する。
【００１２】
次いで、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ８で設定した仮想直線Ｌ１と、ステップＳ１０で設定した仮想直線Ｌ２との交点を求め、その交点を、任意のストローク時の接点ＰCPiとする。
次いで、ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１２で求めた任意のストローク時の接点ＰCPiを、初期からの回転移動角度の積算値ｉ×Δθだけ回転し、ステム接触面の形状を構成するｉ番目の点ＰSHPiを求める。
【００１３】
次いで、ステップＳ１６に移行し、ステムのストローク範囲を超えているか否か（第１の条件）、或いは、求める接点が存在しないか否か（第２の条件）、或いは、接点が回転ドラムの外周に干渉しているか否か（第３の条件）の判定を行う。ここで、求める接点が存在しないということは、ステム３４の移動方向のＸ座標ｘ0と、点ＰARCiのＸ座標ｘARCiとがｘ0＞ｘARCiの関係になっていることである。また、接点が回転ドラム（ｒDは回転ドラムの半径）の外周に干渉しているということは、点ＰARCiが回転移動するときの円弧の半径をｒiとすると、ｒi≦ｒDの関係になっていることである。
【００１４】
このステップＳ１６では、前述した第１〜第３の条件のうち少なくとも一つ条件を満たしていない場合にはステップＳ１８に移行する。一方、第１〜第３の条件の全てを満たしている場合には、ステップＳ２０に移行していく。
なお、ステップＳ２０では、ｉに１を加え、ステップＳ４に移行する。
そして、ステップＳ１８では、求めた複数のステム接触面の形状を構成する点ＰSHPi（ｉ＝１，２，３，…）を算出順に結んでいき、その結果をステム接触面の形状とする。
【００１５】
なお、図２で示したステップＳ４、ステップＳ６が請求項４の第１のステップに相当し、ステップＳ８、ステップＳ１０及びステップＳ１２が請求項４の第２のステップに相当し、ステップＳ１４が請求項４の第３のステップに相当し、ステップＳ１６及びステップＳ２０が請求項４の第４のステップに相当し、ステップＳ１８が請求項４の第５のステップに相当している。
次に、図５から図７は、本実施形態のステム接触面３６の形状を算出した結果を示すものである。
本実施形態では、図５に示すように回転ドラム２８の半径ｒDを５６mmとし、ステム３２及びアプライブラケット２６の初期の接点ＰCPOの座標（ｘ0，ｙ0）を（６０mm，３４mm）とし、初期の接触角θINIを０．０９９７rad（５．７１°）とし、ステム３２が微小ストロークしたときのアプライブラケットの回転角変化Δθを０．０３４９rad（２°）としている。
【００１６】
そして、図２で示したフローチャートに従って算出したｉ＝１、２、３…番目の一つ前の接点ＰCPi-1の座標、一つ前の接点ＰCPi-1が−Δθだけ回転したときの点ＰARCiの座標、任意のストローク時の接点ＰCPiの座標、ステム接触面３６の形状を構成する点ＰSHPiの座標は、図６に示す値となった。なお、図６の結果で、ｉ＝１７〜２０でステム接触面３６の形状を構成する点ＰSHPiが存在していないが、図２のフローチャートのステップＳ１６において説明したように、ステム３４のＸ座標ｘ0と点ＰARCiのＸ座標ｘARCiとがｘ0＞ｘARCiの関係になっているため、点ＰSHPiが存在しないのである。
【００１７】
そして、図７のＸＹ座標となった複数のステム接触面の形状を構成する点ＰSHPi（ｉ＝１，２，３，…）を算出順に結んでいくと、図５に示すように曲面形状に延在するステム接触面３６が得られる。
ここで、図５に示した曲面形状のステム接触面３６に対してステム３２が接触する状態をＣＡＤで作成し、ステム接触面３６とステム３２の先端３２ａの接触角の値を確認した。図６の最も右側の欄が、ＣＡＤによる接触角θ'INIの算出結果であり、これから明らかなように、全ての接触角θ'INIが、初期の接触角θINI（０．０９９７rad（５．７１°））に略近い値となる。
【００１８】
本実施形態では、以下の効果を奏する。
（ａ）ステム３２のストローク量が変化しても、ステム３２の先端３２ａ及びアプライブラケット２６のステム接触面３６の接触角が略一定になる面形状としてステム接触面３６を形成したことから、ステム３２がストローク量を増大してアプライブラケット２６を押圧しても、バンド２２の他方の自由端２２ｂ側の径方向内方の押圧分力が、バンド２２の他の領域と比較して増大しない。したがって、摩擦材２０の他方の自由端２２ｂ側に貼設されている部分は、回転ドラム２８を制動する際に、他の部分と比較して局部的に摩耗せず、バンドブレーキ装置の長寿命化を図ることができる（請求項１に対応）。
【００１９】
（ｂ）ステム３２の先端３２ａを球面形状とし、アプライブラケット２６のステム接触面３６を、ステム３２のストローク量が変化しても、ステム接触面３６との接触角が略一定となる曲面形状としたことから、局部的に摩耗せずにバンドブレーキ装置の長寿命化を図ることが可能なステム３２の先端３２ａ及びステム接触面３６を容易に形成することができる（請求項２に対応）。
【００２０】
（ｃ）アプライブラケット２６のステム接触面３６は、ステム３２を微小ストローク量でストロークし、アプライブラケット２６が微小角度だけ回転移動したときに、一つ前の接点ＰCPi-1をステム３２の微小ストロークによるアプライブラケット２６の−Δθ分だけ回転移動して点ＰARCiを求め、点ＰARCiを通り、且つθINIの初期の接触角とした仮想直線Ｌ１と、一つ前の接点ＰCPi-1を通り、且つステムのストローク方向に平行な仮想直線Ｌ２との交点である任意のストローク時の接点ＰCPiを求め、この任意のストローク時の接点ＰCPiを、初期からの回転移動角度の積算値ｉ×Δθだけ回転し、ステム接触面３６の形状を構成するｉ番目の点ＰSHPiを求める作業を、ステム３２のストローク範囲を超えるまで、或いは、求める接点が存在しなくなるまで、或いは、接点が回転ドラム２８の外周に干渉するまで繰り返し行い、求めたステム接触面３６の形状を構成する点ＰSHPi（ｉ＝１、２、３…）を算出順に結び求めることで形成されているので、ステム３２の先端３２ａ及びアプライブラケット２６のステム接触面３６の接触角を、確実に略一定にすることができる（請求項３に対応）。
【００２１】
（ｄ）ステム接触面３６の形状を算出する際には、一つ前の接点ＰCPi-1をステム３２の微小ストロークによるアプライブラケット２６の−Δθ分だけ回転移動して点ＰARCiを求めるステップと、点ＰARCiを通り、且つθINIの初期の接触角とした仮想直線Ｌ１と、一つ前の接点ＰCPi-1を通り、且つステムのストローク方向に平行な仮想直線Ｌ２との交点である任意のストローク時の接点ＰCPiを求めるステップと、前記任意のストローク時の接点ＰCPiを、初期からの回転移動角度の積算値ｉ×Δθだけ回転し、ステム接触面３６の形状を構成するｉ番目の点ＰSHPiを求める作業を、ステム３２のストローク範囲を超えるまで、或いは、求める接点が存在しなくなるまで、或いは、接点が回転ドラム２８の外周に干渉するまで繰り返し行うステップと、求めたステム接触面３６の形状を構成する点ＰSHPi（ｉ＝１、２、３…）を算出順に結び求めることで、ステム３２のストローク量が変化しても、ステム３２の先端３２ａとの接触角が略一定になる円弧面形状のステム接触面３６を算出するステップとを行っているので、複雑な設計を必要とせずに容易に形成することができる（請求項４に対応）。
【００２２】
なお、本発明では、ステム３２のストロークが行われても、ステム３２とアプライブラケット２６のステム接触面３６との接触角が略一定に保たれる形状であればよく、上記実施形態で示したような曲面形状のステム接触面３６に限らず、ステム接触面３６をそれと近似する円弧状曲面、楕円曲線を含む曲面、或いは指数関数曲線を含む曲面などにすることで、局部摩耗と作り易さとを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るバンドブレーキ装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係るステム接触面の形状を算出する方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係るステムの先端とアプライブラケットのステム接触面の接触位置を示す模式図である。
【図４】図３の矢印Ａで示した○内を拡大した模式図である。
【図５】本発明に係るステム接触面の形状を示す概略図である。
【図６】ステム接触面の形状を算出する際に必要な複数の接点、点の座標を示した一覧表である。
【図７】ステム接触面の形状を算出する方法で得た複数のステム接触面の形状を構成する点をＸＹ座標に示したグラフである。
【図８】従来のバンドブレーキ装置を示す図である。
【図９】従来のバンドブレーキ装置におけるステムの先端とアプライブラケットのステム接触面を示す図である。
【図１０】従来のバンドブレーキ装置において中間バンドの作用端側の摩耗材が局部的に摩耗することを説明した図である。
【符号の説明】
【００２４】
２０  摩擦材
２２  バンド
２２ａ  バンドの一方の自由端
２２ｂ  バンドの他方の自由端
２４  アンカブラケット（固定部）
２６  アプライブラケット
２８  回転ドラム
３０  アンカピン（固定部）
３２  ステム
３２ａ  ステムの先端
３４  アクチュエータ
３６  ステム接触面
Δθ  微小角度
ｉ×Δθ  初期からの回転移動角度の積算値
Ｌ1 仮想直線
Ｌ２  仮想直線
ＰCPi-1  一つ前の接点
ＰARCi  一つ前の接点のストローク後の点
ＰCPi  任意のストローク時の接点
Ｐｐ  径方向内方への押圧分力
ＰSHPi  ステム接触面の形状を構成する点
θINI  初期の接触角
【図１】
2005098354.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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