(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なドラムの外周に配置したバンドを介して、前記ドラムを締結する２重巻ブレーキバンド装置は、
内周面に摩擦材が固着した外側バンドと、
前記外側バンドの間に並置され、内周面に摩擦材が固着した中間バンドと、
前記外側バンド及び前記中間バンドの周方向の一端部を結合する結合部分と、
前記結合部分と一体、又は別体に設けられたアプライブラケットと、
前記外側バンドの周方向の自由端に設けられている第１のアンカーブラケットと、
前記中間バンドの周方向の自由端に設けられている第２のアンカーブラケットと、前記アプライブラケットに対して２方向の荷重を与える単一のアクチェータと、を備え
前記アクチェータが前記アプライブラケットに対して、一の方向に荷重を与えると前記中間バンドのみで前記ドラムを締結し、他の方向に荷重を与えると前記外側バンドのみで前記ドラムを締結することを特徴とする２重巻ブレーキバンド装置。
【請求項２】
前記荷重の方向は、前記ドラムの回転方向側であることを特徴とする請求項１に記載の２重巻ブレーキバンド装置。
【請求項３】
前記アクチェータは、さらに、流体圧を受けて作動するピストンに一体に取り付けられたロッドと前記アプライブラケットとの連結部分を備え、前記連結部分と前記アプライブラケットとの接触部分が円弧状となっていることを特徴とする請求項１に記載の２重巻ブレーキバンド装置。
【請求項４】
前記中間バンドに固着した摩擦材と外側バンドに固着した摩擦材の特性が異なることを特徴とする請求項１に記載の２重巻ブレーキバンド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機、建設機械や農業機械等に使用されるブレーキバンド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドラム（内輪）の両方向回転に対し、セルフエンゲージ力を効かせて締結するブレーキバンド装置には一巻のブレーキバンドが用いられていた。図８は、従来のブレーキバンド装置５１を示す側面図である。
【０００３】
ブレーキバンド装置５１は、回転可能なドラム５２と、ドラム５２の外周に配置されたほぼＣ字形状のブレーキバンド６１と、ブレーキバンド６１に荷重を与える２つのアクチェータ７１、８１と、によって構成される。
【０００４】
ブレーキバンド６１は、バンド６２と、バンド６２の内周面に固着した摩擦材６３と、自由端であるバンド６２の両端部に固定されたブラケット６６、６７と、によって構成される。
【０００５】
また、２つのアクチェータ７１，８１は同一のものであるので、一方のアクチェータ７１の構成についてのみ説明する。アクチェータ７１は、ほぼ円筒状のケース７５と、ケース７５内に設けられた油室７３と、油室７３に通じる給油孔７７と、空所７２に発生する空圧を外へ逃がす孔７８と、ケース７５の内壁を摺動するピストン７４と、ピストン７４とケース７５の内壁との間に介在するＯリング７６と、ピストン７４に一体に設けられたロッド７９と、によって構成される。さらに、空所７２内において、ロッド７９の周囲にはリターンスプリング８０が装着されている。
【０００６】
このブレーキバンド装置の作動は、給油孔７７を通じて油室７３へ油圧を供給することによってブレーキバンド６１へ荷重を発生し、ドラム５２を締結する。一方、ブレーキバンド６１の締結状態を解放するには、油室７３の油圧を抜き、リターンスプリング８０の付勢力によってピストン７４及びロッド７９を後退させ、バンド６２が復元することによって行われる。
【０００７】
このときの装置の作動状態を図９に示す。図中、ドラム５２の回転方向は反時計回り（図中矢印で示されている）となっているので、アクチェータ７１の油室７３に油圧を供給し、ピストン７４を図中右方へ移動させ、ピストン７４に装着されたロッド７９がブラケットを付勢する。バンド６１の他端に設けられているブラケット６７は、ロッド８９が固定された状態で当接しているので、ブラケット６７は、移動できない。この構成により、ブレーキバンド６１は、ドラム５２を締結する。
【０００８】
なお、ブラケット６７を支持するロッド８９は完全に固定したものであっても良いが、潤滑油の油温等の環境によって変動する摩擦材６３の摩擦係数に応じて締結時のバンド６２に対するショックを和らげるようにロッド８９が若干図中右方にずれるように支持することも行われていた。
【０００９】
一方、ドラム５２の回転方向が時計回りのときは図１０に示すように、アクチェータ７１と８１の動作が上記と逆になる。また、上述の締結時に生じるショックを和らげるための機能は、ドラム５２の回転が逆向き（図中矢印の方向）のときも、他方のアクチェータ７１の作動によって同様に行われる。
【００１０】
上述したブレーキバンド６１への荷重の方向はいずれもドラム５２が回転する方向（以下、回転方向側と呼ぶ）であり、方向を同一とすることによってブレーキバンド６２のセルフエンゲージ力が働いてドラム５２が締結される。尚、このセルフエンゲージ力によるブレーキバンドのトルク容量は次式で表される。
Ｔ＝Ｆ・Ｒ・（ｅμβ−１）
但し、Ｔ：トルク、Ｆ：荷重（アプライ）、Ｒ：ドラム外径、ｅ：自然対数、μ：摩擦係数、β：巻き付け角、とする。
【００１１】
しかしながら、上述した従来のブレーキバンド装置は、アクチェータを２個設ける必要があるので機構及び制御が複雑となる。また、ブレーキバンドの内周面に固着した摩擦材は二方向の回転を受けなければならず、また使用頻度も高いので寿命が短くなってしまうという問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、簡単な機構で、かつ摩擦材の耐久寿命を向上させたブレーキバンド装置を提供することを課題とする。
【００１３】
【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に記載の発明は、内周面に摩擦材が固着した外側バンドと、前記外側バンドの間に並置され、内周面に摩擦材が固着した中間バンドと、前記外側バンド及び前記中間バンドの周方向の一端部を結合する結合部分と、前記結合部分と一体、又は別体に設けられたアプライブラケットと、前記外側バンドの周方向の自由端に設けられている第１のアンカーブラケットと、前記中間バンドの周方向の自由端に設けられている第２のアンカーブラケットと、前記アプライブラケットに対して２方向の荷重を与えるアクチェータと、を備えた２重巻ブレーキバンド装置である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記荷重の方向が、前記ドラムの回転方向側である２重巻ブレーキバンド装置である。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記アクチェータは、単一である２重巻ブレーキバンド装置である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記アクチェータは、さらに、流体圧を受けて作動するピストンに一体に取り付けられたロッドと前記アプライブラケットとの連結部分を備え、前記連結部分と前記アプライブラケットとの接触部分が円弧状となっている２重巻ブレーキバンド装置である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記中間バンドに固着した摩擦材と外側バンドに固着した摩擦材の特性が異なる２重巻ブレーキバンド装置である。
【００１８】
尚、ここでアンカーブラケットとは、固定するために使用される受部材をいい、アプライブラケットとは、荷重を受けるための受部材をいう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
回転可能なドラムの外周に二重巻のバンドを配置し、前記二重巻のバンドに荷重を与えるピストンによって本装置を構成する。二重巻のバンドの両端部にはアンカーブラケットを備え、そのほぼ中央部にアプライブラケットを備える。
【００２０】
荷重を与える単一アクチェータが備えるピストンは、所定の基準点を中心として前後へ移動し、ブレーキバンドに対し２方向へ荷重を与える。その方向はドラムの回転方向の接線方向である。
【００２１】
アプライブラケットに、断面ほぼ円形状の頭部を設け、アクチェータの連結部にも前記頭部の形状に合わせた断面ほぼＵ字状の窪みを設ける。
【００２２】
二重巻のバンドは一本の中間バンドと二本の外側バンドによって構成され、一の方向に荷重を受けた時は中間バンドのみでドラムを締結し、他の方向に荷重を受けた時は外側バンドのみでドラムを締結する。
【００２３】
さらに、本発明によるブレーキバンド装置は二重巻ブレーキバンドのうちの一巻き分を回転方向に合わせて作動させる装置である。
【００２４】
このときのトルク容量は、使用する摩擦材の種類や荷重（Ｆ）によって任意に設定できるので、中間バンドと二本の外側バンドのトルク容量を同じにすることも、差を設けることも可能である。
【００２５】
また、中間バンドに固着する摩擦材と外側バンドに固着する摩擦材とで特性の異なるものを用い、例えば一方のバンドを回転しているドラムを締結するために用い、他方を静止しているドラムをそのまま保持するために使用しても良い。
【００２６】
【実施例】
自動変速機や建農機等のブレーキに用いられる本発明による２重巻ブレーキバンド装置の実施例について図１乃至図７を参照しつつ説明する。なお、図面において同一部分は同一符号で示してある。
【００２７】
図１は、本発明によるブレーキバンド装置の第１実施例を示す側面図であり、図２は、図１のブレーキバンド装置のブレーキバンドの正面図である。図１に示されるように、ブレーキバンド装置１は、ドラム２と、ブレーキバンド１１と、単一のアクチェータ３１と、アンカーピン１６、１７とを有する。ほぼＣ字形状の２重巻ブレーキバンド１１が、ドラム（内輪）２の外周に配置されている。
【００２８】
以下、ブレーキバンド１１の構成を図２を参照しつつ詳述する。ブレーキバンド１１は、中間バンド１２ａと、外側バンド１２ｂ、１２ｃと、前記各バンド１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内周に固着した摩擦材１３（図１参照）と、アンカーブラケット１４、１５と、アプライブラケット１８と、によって構成される。
【００２９】
本実施例では、アプライブラケット１８は、ブレーキバンド１１のほぼ中央に設けられている。しかしながら、本発明は、アプライブラケットの位置を、ブレーキバンドの中央に限定するものではない。
【００３０】
外側バンド１２ｂ、１２ｃの周方向一端部外周面には、アプライブラケット１８が加締め（不図示）、溶接等により固定され、自由端である周方向他端部外周面には、アンカーピン１６を受け止めるためのアンカーブラケット１４が加締め又は溶接等（不図示）により固定されている。
【００３１】
一方、中間バンド１２ａの一端部外周面には、加締め又は溶接等（不図示）によりアプライブラケット１８が固定されている。また、中間バンド１２ａの他端部は自由端であり、周方向で所定の隙間をもってアプライブラケット１８に対向している。
【００３２】
さらに、周方向において、中間バンド１２ａがアプライブラケット１８から延在する方向（図中左方向）と対向する方向（図中右方向）に、外側バンド１２ｂ、１２ｃがアプライブラケット１８から延在する。つまり、中間バンド１２ａの自由端である一端部と外側バンド１２ｂ、１２ｃの自由端である一端部とが、周方向においてアプライブラケット１８を挟んで対向するような構成である。
【００３３】
中間バンド１２ａの自由端には第１のアンカーブラケット１５が、両外側バンド１２ｂ、１２ｃの自由端には第２のアンカーブラケット１４が一体に加締めまたは溶接により設けられている。これら第１のアンカーブラケット１５及び第２のアンカーブラケット１４は、それぞれアンカーピン１７、１６に当接可能であり、当接することによりアンカーブラケット１４，１５は、それぞれアンカーピン１７，１６により位置決めされ、ブレーキバンド１１が開く方向への移動が制限されている。
【００３４】
ブレーキバンド１１に荷重を与えるためのアクチェータ３１が図１に示されている。アクチェータ３１は、ほぼ円柱状の内部空間を有するケース３５と、ケースと同心であり、ケースから突出して延在するロッド３９と、ロッド３９の一端に装着されている連結部材４０と、から構成されている。
【００３５】
連結部材４０は、アプライブラケット１８に係合し、アクチェータ３１からの荷重をブレーキバンド１１へ伝達する。
【００３６】
さらに、ケース３１の内部空間において、ロッド３９の他端には、ほぼ円盤状のピストン３４がロッド３９と同心で一体に取り付けられている。ピストン３４は、ケースの内側壁に対して摺動可能な外周面を有し、その外周面には、内側壁と介在するＯリング３６が装着されている。
【００３７】
ピストン３４の連結部材側の端面３４ａとケース３１の内面とが画成する空間は第１の油室３２である。第１の油室内において、ロッド３９の周囲にはスプリング３７が装着されている。
【００３８】
一方、ピストン３４の端面３４ｂとケース３１の内面とが画成する空間は第２の油室３３である。第２の油室３３内において、ピストン３４の端面３４ｂとケース３１の軸方向端面との間には、スプリング３８が設けられている。この２つのスプリング３７，３８の付勢力により、ピストン３４はケース３５の内部空間において所定の基準位置に支持される。
【００３９】
また、ケース３５の連結部材側の壁には、第１の油室３２に連通した油出入り口４６と、第２の油室側の側壁には、第２の油室３３に連通した油出入り口４５とが設けられている。
【００４０】
図３は、アプライブラケット１８と連結部材４０との係合部分を示す部分拡大図である。アプライブケット１８の中央部には断面ほぼ円形状の頭部１９が設けられ、連結部材４０には頭部１９を収容可能とする断面ほぼＵ字状の窪部４２が設けられている。このような形状とすることによって、作動時、つまりロッド３９がその軸線方向に移動する際、頭部１９と窪部４２との結合部分の動きが滑らかになる。
【００４１】
なお、第１実施例では、アプライブラケット１８に頭部１９を、連結部材４０に窪部４２をそれぞれ設ける構成としたが、図４に示すように、逆にした構成としても良い。つまり、アプライブラケット２８に断面ほぼＵ字状の窪部２２を設け、連結部材５０の中央部に、断面ほぼ円形状の頭部４３を設ける構成としてもよい。頭部５９と窪部２２との係合部における動きの滑らかさは図３に示す係合部と同じである。
【００４２】
図５は、連結部材４０、５０が装着されるロッド３９の一端部の斜視図である。ロッド３９の先端部には平らな面４３が設けられている。さらに、ロッド３９の前記先端部には、スナップリング４４（図１参照）を取り付けるための溝部４７が、ロッドの軸線に対して鉛直な方向に刻設されている。この連結部材４０は、アプライブラケット１８に係合することで、アクチェータからの荷重がブレーキバンドに伝達される。
【００４３】
一方、連結部材４０には、その軸線方向に貫通し、平らな面４３に嵌合可能である不図示の孔が設けられていて、連結部材４０をロッド３９に装着した後、スナップリング４４を溝部４７に装着することで、連結部材４０のロッド３９からの抜けを防止する。
【００４４】
次に、本発明の第１実施例によるブレーキバンド装置の作動状態について図面を参照しつつ詳述する。図６は、ブレーキバンド装置１の作動状態を示す。ドラム２は時計回りに回転している。その回転方向に連結部材４０の移動方向を合わせるべく、アクチェータ３１の第２油室３３に加圧流体（油等）を第２油出入り口４５を介して供給すると、油圧が上昇し、ピストン３４、ピストン３４に連結されたロッド３９及び連結部材４０が図中左方へ移動し、バンド１１に対し、アプライブラケット１８を介して荷重を与える。すると、アプライブラケット１８に固定された外側バンドの固定端が、アンカーブラケット１６により係止された自由端に近づくように移動し、ドラム２を締結する。このとき、上述のセルフエンゲージ力が働いている。
【００４５】
反対に、バンド１１のドラム２に対する締結を解放するには、油室３３の加圧流体を排出し、油圧を下げることによって行う。油室３３の油圧を下げるとスプリング３７、３８の弾性力により、ピストン３４はケース３５の内部空間における基準位置へ押し戻される。
【００４６】
図７は、ドラム２が反時計回りに回転している場合に、バンド１１がドラム２を締結している状態を示すブレーキバンド装置１の側面図である。この場合には、第１油出入り口４６を介して加圧流体を第１油室３２に供給すると、油圧が上昇し、ピストン３４、ロッド３９、連結部材４０を図中右方へ移動し、アプライブラケット１８を介しバンド１１へ荷重が与えられる。すると、アプライブラケット１８に固定された中間バンドの固定端が、アンカーブラケット１７により係止された自由端に近づくように移動し、ドラム２を締結する。このとき、中間バンド１２ａのみが作動してドラム２を締結する。中間バンド１２ａの締結を解放するためには、前述したように、第１油室３２の加圧流体を排出し油圧を下げることによって行う。
【００４７】
なお、上述のアクチェータ３１は、ピストン３４を基準位置へスプリングの弾性力で戻しているが、第１及び第２油室へ均等な油圧を加えることにより、ピストンを基準位置へ戻すことも出来る。また、外側バンド１２ｂ、１２ｃと中間バンド１２ａにはそれぞれ異なった性質を有する摩擦材を固着し、ドラム２の回転方向によって異なる特性を持たせることが出来る。例えば、中間バンド１２ａには締結時のショックを考慮した摩擦材を固着する一方、外側バンドには耐熱性及び耐久性を重視した摩擦材を固着して使用することが出来る。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以上の構成によって実施され、以下のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によって、摩擦材の使用頻度を低減でき耐久寿命を長くすることが出来た。
【００４９】
請求項２に記載の発明によって、ブレーキバンド装置のバンドをいずれの回転方向に対してもセルフエンゲージ力を効かせて締結することが出来た。
【００５０】
また、請求項３に記載の発明によって、アクチェータを一つのみを備える簡単な構成のブレーキバンド装置と出来た。
【００５１】
さらに、請求項４に記載の発明によって、ブレーキバンド装置の作動時において、連結部材とアプライブラケットとの係合部分の動きを滑らかにすることが出来た。
【００５２】
また、請求項５に記載の発明によってブレーキバンド装置を多機能とする事ができ、本ブレーキバンド装置を広範囲に使用できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるブレーキバンド装置を示す側面図である。
【図２】図１に示されたブレーキバンド装置の正面図である。
【図３】図１に示されたブレーキバンド装置のアプライブラケットと連結部材との係合部分の拡大側面図である。
【図４】図４は係合部分の他の実施例を示した拡大側面図である。
【図５】図１に示されたブレーキバンド装置のアクチェータのロッド先端部を示した斜視図である。
【図６】図１に示されたブレーキバンド装置がドラムの時計回りの回転に対して作動している状態を示す側面図である。
【図７】図１に示されたブレーキバンド装置がドラムの反時計回りの回転に対して作動している状態を示す側面図である。
【図８】従来例のブレーキバンド装置を示す側面図である。
【図９】図８のブレーキバンド装置が、ドラムの時計回りの回転に対し作動する状態を示す側面図である。
【図１０】図８のブレーキバンド装置が、ドラムの反時計回りの回転に対し作動する状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  ２重巻ブレーキバンド装置
２  ドラム
１１  バンド
１２ａ  中間バンド
１２ｂ、１２ｃ  外側バンド
１３  摩擦材
１４、１５  アンカーブラケット
１６、１７  アンカーピン
１８  アプライブラケット
１９  頭部
３１  アクチェータ
４０  突起部材
４２  窪部
【図１】
0004243895.tif 000002
【図２】
0004243895.tif 000003
【図３】
0004243895.tif 000004
【図４】
0004243895.tif 000005
【図５】
0004243895.tif 000006
【図６】
0004243895.tif 000007
【図７】
0004243895.tif 000008
【図８】
0004243895.tif 000009
【図９】
0004243895.tif 000010
【図１０】
0004243895.tif 000011