JPH0718485B2 - 自動変速機用ブレーキ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動変速機で用いられるブレーキ装置に関
し、特にバンドブレーキに関するものである。

従来の技術 周知のように自動車用の自動変速機は、遊星歯車機構や
差動歯車機構を２対もしくは３対用い、それらの歯車機
構を構成する３要素（すなわち遊星歯車機構であればサ
ンギヤおよびキャリヤならびにリングギヤ、差動歯車機
構であればリンクギヤおよびこれに噛合する１対のサイ
ドギヤ）のいずれかの要素を固定し、かつ他の２要素を
入力部材および出力部材とすることにより適宜の変速比
を得るよう構成されている。その一例を第９図に模式的
に示してあり、ここに示す自動変速機は２組の遊星歯車
機構1,2を用いて前進３速後進１速の変速段を得るよう
構成したものである。

すなわちエンジン（図示せず）に連結される入力軸３は
トルクコンバータ４のポンプインペラ５に一体化されて
おり、このポンプインペラ５に対しステータ６を挟んで
対向するタービンランナ７は自動変速機の入力軸８に連
結されている。この入力軸８は、リヤ遊星歯車機構２に
おけるリングギヤ９に、第１クラッチC1および中間軸10
を介して連結される一方、第２クラッチC2を介してサン
ギヤ軸11に連結されている。サンギヤ軸11は、各遊星歯
車機構1,2におけるサンギヤ12,13を取付けたものであっ
て、このサンギヤ軸11とトランスミッションケース等の
固定部との間には、サンギヤ軸11の一定方向の回転を阻
止するために、第１一方向クラッチOc1および第１ブレ
ーキB1が直列に配置されている。またサンギヤ軸11の回
転を選択的に阻止するために、第２クラッチC2のうちサ
ンギヤ軸11と一体のクラッチドラムの外周側にバンドブ
レーキである第２ブレーキB2が配置されている。さらに
フロント遊星歯車機構１におけるリングギヤ14とリヤ遊
星歯車機構２におけるキャリヤ15とが連結されるととも
に、これらに出力軸16が連結されている。そしてフロン
ト遊星歯車機構１におけるキャリヤ17には、その一定方
向の回転を阻止する第２一方向クラッチOc2と、正逆い
ずれの回転をも選択的に阻止するバンドブレーキである
第３ブレーキB3が連結されている。

上記の自動変速機によって設定される変速段は第１表の
通りであり、第１表中○印は係合状態であることを示
し、空欄は非係合状態であることを示し、（○）印はエ
ンジンブレーキ時に係合状態であることを示している。

第１表に示すように、前進第１速では第１クラッチC1が
係合してリヤ遊星歯車機構２のリングギヤ９から入力さ
れる。この場合、フロント遊星歯車機構１のキャリヤ17
には、逆回転方向（入力軸８の回転方向とは反対方向）
のトルクが作用するが、その方向に対して第２一方向ク
ラッチOc2が回転を阻止するので、そのキャリヤ17が固
定要素となり、その結果、変速比が大きな値になる。し
かしながらこの状態で、例えば下り坂でアクセル開度を
絞ってエンジンブレーキを作用させようとした場合、出
力軸16側から入力されるためにキャリヤ17には正回転方
向のトルクが作用して自由に回転し得ることになり、そ
れに伴ってリヤ遊星歯車機構２のリングギヤ９が固定要
素になってしまい、エンジンブレーキが効かなくなる。
そこで第３ブレーキB3を係合させてキャリヤ17を固定要
素とするとともに、リヤ遊星歯車機構２のリングギヤ９
を出力要素としてエンジンブレーキを効かせる。

また前進第２速の場合は、第１クラッチC1を係合させ
て、リヤ遊星歯車機構２のリングギヤ９から入力すると
ともに、第１ブレーキB1を係合させてサンギヤ軸11の逆
回転方向の回転を阻止する。したがってリヤ遊星歯車機
構２のキャリヤ15がそれに取付けたピニオンギヤの回転
を伴って正回転方向に回転し、前進第１速より小さい変
速比となる。この場合、出力軸16側から入力があった場
合、サンギヤ軸11には正回転方向のトルクが作用し、サ
ンギヤ軸11は正回転方向に増速されて回転するようにな
り、それに伴ってリヤ遊星歯車機構２のリングギヤ９が
固定要素になってしまう。そこでエンジンブレーキ時に
は、第２ブレーキB2を係合させてサンギヤ軸11の正逆両
方向の回転を阻止する。

さらに前進第３速の場合には、第１および第２クラッチ
C1,C2を係合させる。この場合は、リヤ遊星歯車機構２
の全体が一体化された状態になるので、変速比は“1"に
なる。

そして後進の場合には、第２クラッチC2を係合させてサ
ンギヤ軸11から入力するとともに、第３ブレーキB3を係
合させてフロント遊星歯車機構１のキャリヤ17を固定す
る。したがってフロント遊星歯車機構１におけるサンギ
ヤ12の回転が反転させてリングギヤ14に伝達されるの
で、これらのギヤ比に応じて減速された後進状態とな
る。

ところで上記の自動変速機では、第１表から明らかなよ
うに、第２ブレーキB2は前進第２速でのエンジンブレー
キ時のみに係合するものであり、これは第１一方向クラ
ッチOc1を設けたことに伴うものであり、したがって第
２ブレーキB2によって第１一方向クラッチOc1の代用を
させて第１一方向クラッチOc1および第１ブレーキB1を
省略することが考えられる。第10図はその例であって、
ここに示す自動変速機の作動表は第２表の通りであり、
前進第２速の場合に第２ブレーキB2を必ず係合させるこ
と以外は第９図に示す自動変速機と変るところはない。

発明が解決しようとする課題 一般に、自動変速機では変速を可及的にスムースに行な
うことが大きな技術的課題であり、このような課題の解
消のためには変速段を多くすればよいのであるが、その
ためには必要とする遊星歯車機構の数が増え、自動変速
機の重量の増大や大型化などの他の問題が生じる。そこ
で第９図および第10図に示すように、一方向クラッチOc
1,Oc2を用いて変速の際の係合の解除を自動的に生じさ
せて変速ショックの防止を図っている。しかしながら一
方向クラッチはその名称の通り一方向にのみ係合するだ
けであるから、エンジンブレーキを効かせる際のように
トルクが反転する場合には一方向クラッチは機能しなく
なり、そのために第９図に示す構成では、第２ブレーキ
B2を必要としており、これが重量の増大および価格の上
昇の一つの原因になっている。

これに対して第10図に示す構成では、第９図に示す第１
一方向クラッチOc1および第１ブレーキB1を省略して重
量の低減および低コスト化を図ることができるが、第２
表に示すように前進第２速から前進第３速に変速する際
に第２ブレーキB2を解放することになるから、そのタイ
ミングの設定が難しくなり、そのために油圧回路の構成
や調整が複雑になるなどの問題が生じる。

ところで前述した第２ブレーキB2や第３ブレーキB3のよ
うなバンドブレーキを用いた自動変速機において、その
バンドブレーキを係合させることによる変速の際のショ
ックを軽減するために、緩衝機構を組込んだブレーキが
実開昭62-124742号によって提案されている。これは、
ブレーキバンドの一端部を保持する支持ステムと締結力
を生じさせる油圧サーボシリンダのシリンダチューブと
を、回転体の接線方向に前後動するよう配置するととも
に、その両者を連結一体化させ、さらに支持ステムとケ
ーシングなどの固定部との間に弾性体を介在させた構成
である。したがってこのような構成であれば、油圧サー
ボシリンダを動作させてブレーキバンドを締め付けて制
動した際には、回転体の回転力によって支持ステムおよ
びシリンダチューブが一体となって移動し、その移動に
対して弾性体が緩衝作用を果すので、急激な制動を回避
し、変速ショックの緩和を図ることができる。しかしな
がらそれは飽く迄もブレーキを係合させる際の緩衝であ
って、ブレーキの解放を伴う変速の際のショックを緩和
することはできない。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、構
成の簡素化や低廉化を図るために一方向クラッチの機能
をも備えたブレーキ装置を提供することを目的とするも
のである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、制動に伴う
回転体からの反力の作用の仕方によって制動力を生じさ
せる流体圧を排圧し、もしくは流体圧を加えて制動力を
減少させる弁装置を設け、その結果、力の作用の仕方に
よって制動を解除するよう構成したものである。より具
体的には、この発明は、回転体の外周をブレーキバント
によって締め付けて制動を行なう自動変速機用ブレーキ
装置において、前記ブレーキバンドの一端部が流体圧シ
リンダのピストンロッドに連結されるとともにブレーキ
バンドの他方の端部が前後動可能なアンカーロッドに連
結され、かつ前記流体圧シリンダのシリンダチューブが
前後動可能に保持されるとともにそのシリンダチューブ
と前記アンカーロッドとが一体となって前後動するよう
連結され、さらにブレーキバンドから一定方向の力を受
けてシリンダチューブが移動することにより開弁させら
れかつブレーキバンドによる締め付け力を減少させる方
向に流体圧を加えもしくは排圧する弁装置が設けられて
いることを特徴とするものである。

作 用 この発明のブレーキ装置においては、流体圧シリンダに
油圧などの加圧流体を供給してブレーキバンドを回転体
に対して締め付けることにより制動を行ない、その場
合、回転体の回転方向によって流体圧シリンダのシリン
ダチューブがアンカーロッドと共に所定の方向に移動す
る。その方向が弁装置を動作させる方向であれば、シリ
ンダチューブの移動に伴って弁装置が動作させられて、
ブレーキバンドを回転体に対して締め付けるよう加圧し
ている流体圧がシリンダチューブから排圧され、その結
果、回転体の制動が解かれる。またシリンダチューブの
移動方向が上記の場合と反対であれば、弁装置が動作し
ないので、回転体の締め付け力が維持され、制動が継続
的に行なわれる。すなわち回転体の回転方向によって
は、流体圧シリンダに作用する力に応じて制動の解除が
自動的に行なわれ、結局は一方向クラッチとして機能す
る。

実施例 つぎにこの発明の実施例を添付の図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明を前述した第２ブレーキB2に適用した
例を示す断面図であり、入力軸８側から見た図である。
回転体であるブレーキドラム20は前述した第２クラッチ
C2のクラッチハブをも兼ねており、このブレーキドラム
20はサンギヤ軸11に連結されてトランスミッションケー
ス21の内部に収容され、その外周側にその外周長よりわ
ずかに短いブレーキバンド22が配置されている。このブ
レーキバンド22の両端部は接近して対向するよう配置さ
れていて、一端部すなわち第１アンカー部23は、球面状
もしくは円弧面状の受け面を持ったキャップ24にアンカ
ーロッド25の先端部を押し付けることにより支持されて
いる。このアンカーロッド25はブレーキドラム20の接線
方向に向けてトランスミッションケース21に形成した中
空部内にその軸線方向すなわちブレーキドラム20の接線
方向に前後動するよう収容され、その後退端（第１図の
左方向での移動端）は調整ボルト26によって規定される
とともに、外周側はＯリング27によってシールされてい
る。なおアンカーロッド25の先端部にはその半径方向に
突出したフランジ部28が形成され、そのフランジ部28に
は、トランスミッションケース21に形成した穴29に嵌合
させたガイドピン30が設けられている。

またブレーキバンド22の他方の端部すなわち第２アンカ
ー部31には、前記第１アンカー部23と同様に、球面状も
しくは円弧面状の受け面を持ったキャップ32が取付けら
れ、トランスミッションケース21のうち前記アンカーロ
ッド25とほぼ対向する位置に設けた油圧サーボシリンダ
33のピストンロッド34をそのキャップ32に押し付けるこ
とにより、第２アンカー部31が保持されている。

油圧サーボシリンダ33は、シリンダチューブ35をトラン
スミッションケース21に形成した中空部36の内部に前後
動自在に収容した構成であり、そのシリンダチューブ35
はピストンロッド34を貫通させた端板を一体に形成した
有底円筒状をなすとともに、ピストンロッド34の後端部
を取付けたピストン37がシリンダチューブ35の内部に前
後動自在に収容され、かつピストン37の前側にピストン
37を第１図の右方向に押し戻すリターンスプリング38が
配置されており、またシリンダチューブ35の後端部には
環状をなすストッパ39が固定されている。このストッパ
39の内周側には、軸線方向での前後両側に突出したバル
ブスリーブ40が前後動自在に配置され、またこのバルブ
スリーブ40の内周面には、前記ピストン37の後端側の円
柱部分37aが液密性を保持した状態で摺接している。

バルブスリーブ40の外周面とストッパ39の内周面との間
には、第２図に拡大して示すように、わずかな隙間が形
成されて油路41となっており、またバルブスリーブ40の
うちストッパ39から前方の突き出している部分は、半径
方向で外側に延び出しており、その延出部分42のうちス
トッパ39の正面と対向する面が、ストッパ39に密着する
ことによりストッパ39の内周面との間の油路41を閉じる
ようになっている。したがってここにバルブスリーブ40
を弁体とし、かつストッパ39の正面を弁座43とした弁装
置44が構成されている。

上記の油圧サーボシリンダ33を収容している中空部36の
後端部（第１図の右端部）がエンドプレート45によって
密閉されており、したがってその中空部36の内部には、
ピストン37より前側の第１油室46と、ピストン37とスト
ッパ39との間の第２油室47と、ストッパ39とエンドプレ
ート45との間の第３油室48との３つの油室が形成されて
いる。これらの油室46,47,48に対して油圧を給排するた
めの構成について説明すると、第１図および第３図に示
すように、シリンダチューブ35の周壁には、第１油室46
に開口する油孔49と、第２油室47に開口する油孔50とが
形成されており、これに対してシリンダチューブ35の内
面のうち各油孔49,50のストローク範囲内に長溝51,52が
それぞれ形成され、これらの油孔51,52にトランスミッ
ションケース21を貫通する油路53,54がそれぞれ連通し
ている。また前記第３油室48に連通する油路55がトラン
スミッションケース21を貫通して形成されている。な
お、油路53は所定の切換弁（図示せず）に連通され、ま
た油路54はアキュムレータ56およびオリフィス57を介し
て他の切換弁（図示せず）に連通され、さらに油路55は
更に他の切換弁（図示せず）に連通されている。

そして上記のように構成した油圧サーボシリンダ33のシ
リンダチューブ35と前記アンカーロッド25とが、両者一
体となって前後動するようコネクティングロッド58およ
び前記フランジ部28を介して連結されている。

ところで上記のブレーキ装置は、後述する作用説明の通
り一方向クラッチと同様な作用を行なうのであって、そ
の作用を確実ならしめるために、前記第２油室47に油圧
を供給した場合のピストンロッド34による油圧力とアン
カーロッド25による押圧力とがほぼ等しくなるよう構成
されている。すなわち回転方向に応じた制動および制動
解除を最適タイミングで行なわせるためには、 ブレーキドラム20の回転モーメントの方向がディエ
ナージ方向（第１図の矢印Ｂ方向）のときにシリンダチ
ューブ35が後退（第１図の右方向への移動）してバルブ
スリーブ40が開弁動作させられること、 ブレーキドラム20の回転モーメントの方向がエナー
ジ方向（第１図の矢印Ａ方向）のときにシリンダチュー
ブ35が前進（第１図の左方向への移動）すること、 の各要件が必要である。ここで第２油室47に油圧を供給
した場合のピストンロッド34による押圧力（第１図の左
方向に向けた押圧力）をFa、アンカーロッド25による第
１図の右方向に向けた押圧力（コネクティングロッド58
の引張力）をFb、エンドブレート45がバルブスリーブ40
を押圧する力をFa′、調節ボルト26がアンカーロッド25
を第１図の右方向に押圧する力をFb′とすると、上記の
の条件から ｅ^μβ（Fa＋Fa′）＝Fb＋Fb′ 但しｅは自然対数の底、 μはブレーキバンドとブレーキドラムの間の摩擦係数、 βはブレーキバンドの巻き付け角度 で Fa′＝０ かつ Fb′＞０ であるから、 ｅ^μβ・Fa＞Fb Fb/Fa＜ｅ^μβ …（１） となる。また上記のの条件から、 Fa＞ｅ^μβ・Fb 1/e^μβ＜Fb/Fa …（２） となり、したがって（１）式および（２）式から 1/e^μβ＜Fb＜ｅ^μβ が成立することが必要となる。そして各嵌合部分の摺動
抵抗を考慮すると、Fa≒Fbが最適である。

そこで上記のブレーキ装置では、第２油室47に油圧を供
給した場合のピストン37の受圧面記S1（＝π（D2−D3）
²/4）がストッパ39の受圧面積S2とが等しくなるよう構
成されている。ここでD2は第７図に示すように、ピスト
ン37の外径、D3はピストン37における円柱部分37aの外
径である。因にはシリンダチューブ35の外径はD1で示
す。

つぎに上記のように構成したブレーキ装置の作用につい
て説明する。

第１図は制動を行なっていない状態であって、第１ない
し第３の油室46,47,48は排圧されており、したがってア
ンカーロッド25は図の左方向の後退端に後退していると
ともに、油圧サーボシリンダ33のピストン37はリターン
スプリング38によって図の右方向に押し戻されており、
その結果、ブレーキバンド22が開いてブレーキドラム20
が自由に回転し得るようになっている。この状態は、第
10図に示す構成の自動変速機の第２ブレーキB2に使用し
た場合では、前進第１速および前進第３速ならびに後進
の各変速段に設定した状態である。

これに対して第４図は前進第２速の状態であって、ブレ
ーキドラム20の制動を行なっている状態である。この状
態では、前記第２油室47および第３油室48に油路54,55
を介して油圧をそれぞれ供給する。この場合、前記バル
ブスリーブ40は、第２油室47側での受圧面積が広いため
に、図の右方向に押圧されてその延出部分42が弁座43に
密着することにより油路41を密閉する。またシリンダチ
ューブ35が図の左方向に前進した状態でピストン37が同
様に前進するので、第２アンカー部31が第１アンカー部
23に接近し、その結果、ブレーキバンド22がブレーキド
ラム20を締め付けることによりブレーキドラム20の制動
が行なわれてその回転が阻止される。この状態ではブレ
ーキドラム20には矢印Ａ方向にトルクが作用している。

なおここで、第３油室48の油圧を充分高くしておけば、
ブレーキドラム20が図に矢印Ｂで示すディナエージ方向
に回転してもシリンダチューブ35が図の右方向に後退し
ないので、ブレーキドラム20の制動が継続して行なわ
れ、したがってエンジンブレーキを効かせることができ
る。

前進第２速から前進第３速に変速する場合、第10図に示
す自動変速機では第２クラッチC2を係合させるとともに
第２ブレーキB2を解放させるが、その場合、第３速への
変速指示信号に基づいて先ず第３油室48に連通する油路
55がドレンに切換えて連通させられるとともに、第10図
に示す第２クラッチC2にアキュムレータ等を介して油圧
がゆっくり供給される。また同時に第２油室47に連通す
る油路54から排圧する。なお、この油路54にはアキュム
レータ56およびオリフィス57が連通されているから、第
２油室47の圧力の低下は緩慢であり、したがってブレー
キバンド22は、しばらくの間はブレーキドラム20を締め
付けてその制動を継続する。第２クラッチC2における油
圧が次第に上昇してその伝達トルクがエンジントルクを
充分に伝達できるクラッチトルクになると、ブレーキド
ラム20には矢印Ｂ方向のトルクが作用する。この時点で
は、ブレーキバンド22による締め付けが行なわれている
一方、前記第３油室48から排圧されているから、シリン
ダチューブ35はブレーキドラム20から力を受けて図の右
方向にアンカーロッド25と共に特に抵抗力を受けること
なく移動する。第５図はその移動後の状態を示し、この
状態ではバルブスリーブ40の後端部（図の右側端部）が
エンドプレート45に当接するので、バルブスリーブ40が
ストッパ39に対して左方向に相対的に移動させられ、そ
の延出部分42が弁座43から離隔して油路41を開く。その
結果、第２油室47の油圧が油路41および第３油室48なら
びに油路55を介して急激に排圧力されるので、ピストン
37がリターンスプリング38に押されて図の右方向に後退
し、それに伴ってブレーキバンド22による締め付けが解
除されるので、ブレーキドラム20が解放されて自由に回
転する。すなわち上記のブレーキ装置では、ブレーキド
ラム20の制動の解除は、その回転方向およびトルクによ
って自動的に行なわれ、換言すれば一方向クラッチとし
て作用するので、制動解除のための排圧のタイミングを
特に正確に制御しなくても滑らかな変速を行なうことが
可能になる。

ところで上記の実施例では、弁装置44が作用して第２油
室47から排圧するまではブレーキバンド22によるブレー
キドラム20の締め付けを継続する必要があるために、油
路54にアキュムレータ56およびオリフィス57を接続して
設けた。したがってこれらのアキュムレータ56およびオ
リフィス57の特性によってはブレーキ解放のタイミング
に変化が生じ、換言すれば、アキュムレータ56やオリフ
ィス57の調整を要することになるが、第６図に示すよう
に構成すれば、ブレーキ解放のタイミングに関してアキ
ュムレータ56の影響を回避することができる。

すなわち第６図はこの発明の第２の実施例を示す断面図
であって、ここに示すブレーキ装置は、前述した実施例
の装置に改良を加え、第２油室47に対して油圧を給排す
る油路54のシリンダチューブ35側の端部を、前記長溝52
を介さずに直接中空部36の内周面に開口させ、かつその
開口面積をシリンダチューブ35に形成した油孔50とほぼ
等しくし、さらにその開口位置をシリンダチューブ35が
図の左方向に前進している場合に油孔50に連通する位置
としたものである。

したがって第６図に示す構成であれば、ブレーキバンド
22を締め付けた状態でブレーキドラム20が矢印Ｂ方向に
トルクを受け、それに伴ってシリンダチューブ35が図の
右方向に後退した場合、第２油室47に開口する油孔50と
油路54との位置がずれて第２油室47が閉じられるので、
第２油室47の油圧が保持され、しかる後バルブスリーブ
40が開弁動作して第２油室47から排圧することになる。
そのためブレーキ解放のタイミングにアキュムレータな
どの外的要因が影響しなくなり、アキュムレータなどの
特性の調整などの作業が不要になる。

なお、以上述べた構成では、ブレーキバンド22のいずれ
かのアンカー部23,31も固定されていず、アンカーロッ
ド25およびシリンダチューブ35と共に一定範囲で移動可
能であるから、例えば第１図に示す解放状態では、走行
に伴う振動などによってアンカーロッド25やシリンダチ
ューブ35が動いてガタツキ音を発生することがある。こ
のような不都合を解消するためには、解放状態であって
も前記第３油室48に油圧を供給しておくことが好まし
く、このようにすれば、シリンダチューブ35が図の左方
向に前進してコネクティングロッド58を介してアンカー
ロッド25を後退端に押え付けるから、これらアンカーロ
ッド25やシリンダチューブ35が実質的に固定され、ガタ
ツキ音の発生が防止される。なお、その場合、第３油室
48に供給した油圧によってピストン37が前進することを
防止するために、第１油室46にも同様に油圧を供給す
る。

以上述べた各実施例は、前進３段・後進１段の変速を行
なう自動変速機においてエナージ方向の回転を止めて前
進第２速を設定するよう使用した例であるが、第１の実
施例でも述べたように上記のブレーキ装置は、第３油室
48の油圧を高くすることにより、一方向特性は無くなる
ものの、ディナエージ方向の回転をも止めることができ
るのであり、したがって第８図に示す前進４段・後進１
段の変速を行なう自動変速機においても使用することが
できる。すなわち第８図に示す自動変速機は二組の遊星
歯車機構60,61を主体とし、トルクコンバータ62に接続
してある入力軸63と第８図の左側の第１遊星歯車機構60
におけるサンギヤ64との間に第１クラッチC1が設けら
れ、また第２遊星歯車機構61におけるキャリヤ65との間
に第２クラッチC2が設けられ、さらに第２遊星歯車機構
61におけるサンギヤ66との間に第３クラッチC3が設けら
れている。また第１遊星歯車機構60におけるキャリヤ67
はカウンタギヤなどの出力部材68に連結される一方、第
２遊星歯車機構61のリングギヤ69に連結されており、ま
た第１遊星歯車機構60のリングギヤ70は第２遊星歯車機
構61のキャリヤ65に連結されている。第１遊星歯車機構
60におけるリングギヤ70およびこれと一体の第２遊星歯
車機構61のキャリヤ65の逆回転（入力軸63の回転方向と
は反対方向の回転）を阻止する第１の一方向クラッチF1
がケース71との間に設けられ、この第１の一方向クラッ
チF1と並列に多板クラッチである第１ブレーキB1が設け
られている。さらに第２遊星歯車機構61のサンギヤ66の
回転を阻止するバンドブレーキである第２ブレーキB2が
ケース71との間に設けられ、そのサンギヤ66と入力軸63
との間には、前記第３クラッチC3と並列関係となる第４
クラッチC4と、第４クラッチC4に対して直列であって入
力軸63に対して正回転方向の相対回転を阻止する第２の
一方向クラッチF2とが設けられている。

上記の自動変速機の作動表は第３表の通りである。な
お、第３表において○印は係合状態であることを示し、
空欄は非係合状態であることを示し、さらに（○）印は
エンジンブレーキ時に係合状態であることを示す。

そして上記の自動変速機における第２ブレーキB2として
前記のブレーキ装置を使用すれば、前進第２速でエナー
ジ方向の回転を止め、また第４速でディエナージ方向の
回転を止めることになる。すなわち第１速から第２速へ
変速する場合、あるいは第３速から第２速に変速する場
合、前述したように第２油室47に油圧を供給すれば、ピ
ストンロッド34とアンカーロッド25とが互いに接近する
方向に各アンカー部23,31を押圧するので、ブレーキバ
ンド22がブレーキドラム20を締付け、かつその場合は前
記弁機構44が開弁動作しない方向にシリンダチューブ35
がブレーキドラム20の回転によって移動し、その結果、
ブレーキドラム20が制動されて前進第２速が設定され
る。またその状態から第３速にシフトアップする場合、
第２クラッチC2が係合することによりブレーキドラム20
がディエナージ方向に回転し始めると、シリンダチュー
ブ35が前述したように後退移動し、その結果、バルブス
リーブ40がエンドプレート45に当接して開弁動作するの
で、第２油室47から排圧され、ブレーキドラム20の制動
が解除される。すなわち油圧の給排状態の切替えを伴わ
ずに制動を解除でき、したがって一方向特性を示すこと
になる。

また前進第４速を設定する場合、第２油室47および第３
油室48の両方に油圧を供給する。その結果、油圧サーボ
シリンダ33の全体が、ブレーキドラム20がディエナージ
方向に回転していることに伴う荷重に抗して前進し、ア
ンカーロッド25が調整ボルト26に当接して押圧力を受け
るとともに、ピストンロッド34が第２アンカ部31を押圧
してブレーキバンド22を締付け、それに伴いブレーキド
ラム20のディエナージ方向の回転が止められ、前進第４
速が設定される。

そして上記のディエナージ方向の制動を確実に行なるた
めに、第２油室47および第３油室48に供給した油圧によ
る油圧サーボシリンダ33の受圧面積が以下のように設定
されている。すなわち第３油室48に供給した油圧によっ
てピストンロッド34が押圧される力をFc、アンカーロッ
ド25による押圧力をFdとすると、ディエナージ方向の回
転を止めるためには、 ｅ^μβ（Fa＋Fc）＝Fb＋Fd …（３） が成立する必要があり、また前述したように、 Fa≒Fb であるから、（３）式が安定して成立するには、 Fb＋Fd≦０、かつFa＋Fc＞０ が必要である。したがって第８図に示す自動変速機にお
ける第２ブレーキB2として使用する場合には、第２油室
47と第３油室48とに油圧を供給した場合の第３油室48に
おける油圧サーボシリンダ33に対する受圧面積S4（−π
（D1−D3）²/4）（第７図参照）が第２油室47に油圧を
供給した場合のアンカーロッド25の押圧力（コネクティ
ングロッド58の引張力）を生じさせる受圧面積S2よりも
大きくなるよう設定されている。

ところで第２速でブレーキドラム20の制動を行なう場合
と第４速でブレーキドラム20の制動を行なう場合とで
は、供給される油圧が同一であると同時に、負荷トル
ク、伝達トルク容量、受圧面積がそれぞれ異なることに
なる。そこで変速ショックをいずれの変速段においても
低減するために、第２油室47に油圧を供給して第２速を
設定し、かつ第２油室47および第３油室48に油圧を供給
して第４速を設定するよう構成した場合には、それぞれ
の変速段を設定するにあたってのピストン37における受
圧面積、すなわち第２油室47に油圧を供給した際の受圧
面積S1（＝π（D2−D3）²/4）（第７図参照）と、第２
油室47および第３油室48に油圧を供給した際の受圧面積
（S1＋S3）（＝π（D2−D3）²/4＋π・D3²/4）（第７図
参照）とが、各変速段での負荷トルクに見合った伝達ト
ルクを生じる面積となるよう設定されている。

すなわち第８図に示す第１遊星歯車機構60の歯数比（リ
ングギヤの歯数とサンギヤの歯数との比）をρ_r、第２
遊星歯車機構61の歯数比をρ_f、タービントルクをT_tと
すると、第２速での負荷トルクT₂は、 T₂＝ρ_f・T_t／（１＋ρ_f）ρ_r となり、これに対して第４速での負荷トルクT₄は、 T₄＝ρ_f・T_t／（１＋ρ_f） となる。すなわち第２速でのブレーキ負荷トルクT₂は第
４速におけるブレーキ負荷トルクT₄の1/ρ_r倍になり、
また第２速へのアップシフトおよび第４速へのアップシ
フトの際にはエンジン回転数変化率（減少率）に応じた
イナーシャトルクも前記負荷トルクに加えられ、そして
各歯数比ρ_f・ρ_rが一般に0.3〜0.7程度であるから、第
２速での負荷トルクT₂が第４速での負荷トルクT₄より大
きくなる。したがって、変速中のブレーキ伝達トルクを
次の変速段の定常トルクより少し大きいトルクに維持し
て変速を終了させれば、エンジン回転数の急激な減少を
発生させず、イナーシャトルクによる出力軸トルクの急
変を防止して変速ショックを良好にすることができるの
で、油圧サーボピストン33に供給される油圧が一定であ
ることを条件として、第２速へのアップシフトの際のブ
レーキ伝達トルクが、第４速へのアップシフトの際のブ
レーキ伝達トルクの約1/ρ_r倍となるよう構造を設定す
ればよい。

一方、第２速へのアップシフトの際のブレーキドラム20
の回転方向はエナージ方向であるから、ピストンロッド
34による押圧力を発生させる油圧に対するブレーキバン
ド22の伝達トルク容量T₂′は、 T₂′＝（Sp−Ｆ）Ｒ（ｅ^μβ−１） 但しＳは受圧面積 ｐは油圧 Ｆはリターンスプリング38の弾性力 Ｒはブレーキドラム20の半径 となる。これに対して第４速のアップシフトの際はブレ
ーキドラム20がディエナージ方向に回転するから、ブレ
ーキバンド22の伝達トルク容量T₄′は、 T₄′＝（Sp−Ｆ）Ｒ（ｅ^μβ−１）/e^μβとなる。した
がって同一受圧面積でかつ同一油圧の条件の下では、第
２速へのアップシフト時のブレーキ伝達トルク容量T₂′
は第４速へのアップシフト時のブレーキ伝達トルク容量
T₄′のｅ^μβ倍となる。

すなわち上記のブレーキ装置では、第２速を設定する際
に第２油室47に油圧を供給した受圧面積がS1となり、ま
た第４速を設定する際には第２油室47と第３油室48とに
油圧を供給した受圧面積が（S1＋S3）となるが、これら
の面積は、上述した各変速段での負荷トルクの相違およ
び伝達トルク容量の相違を考慮して、同一の油圧に対し
て各変速段での負荷トルクに見合った伝達トルクとなる
ようにそれぞれ設定されている。その結果、第２速への
変速の際においても、また第４速への変速の際において
も変速ショックが良好になる。換言すれば、アキュムレ
ータ背圧を変速段に応じて制御するなどの必要がなくな
るので、構成を簡素化し、それに伴いコストの低廉化を
図ることができる。

以上述べたようにこの発明の基本的な構成は、回転体の
外周をブレーキバンドによって締め付けて制動を行なう
自動変速機用ブレーキ装置において、前記ブレーキバン
ドの一端部を流体圧シリンダのピストンロッドに連結す
るとともにブレーキバンドの他方の端部を前後動可能な
アンカーロッドに連結し、かつ前記流体圧シリンダのシ
リンダチューブを前後動可能に保持するとともにそのシ
リンダチューブと前記アンカーロッドとを一体となって
前後動するよう互いに連結し、さらにブレーキバンドか
ら一定方向の力を受けてシリンダチューブが移動するこ
とにより開弁させられてブレーキバンドによる締め付け
力を減少させる方向に流体圧を加えもしくは排圧する弁
装置を設けたことを特徴とするが、より具体化した態様
を列記すれば、以下の通りである。

前記弁装置は、一端部をシリンダチューブからその移動
方向での一方に突出させた弁体を有した構成とし、その
弁体の突出端を当接させる固定部を、シリンダチューブ
の移動方向での一方にシリンダチューブから離隔して設
けた構成とすることができる。

また前記弁装置は上記の油室とこれに隣接する流体圧シ
リンダ内の油室との間に設けた構成とすることができ
る。この場合、弁体は、これらの油室の間に設け、かつ
一端部をエンドプレート側に突出させ、シリンダチュー
ブのエンドプレート側への移動に伴って弁体の一端部が
エンドプレートに当接して開弁する構成とすることがで
きる。

弁装置を上記のように構成すれば、弁体自体が開弁のた
めの外力を弁体に伝達する機能をも果すので、開弁のタ
イミングが正確になり、また全長の短縮や構成部材の削
減などによりコンパクト化を図ることができる。すなわ
ち第11図は従来のポペット弁80の模式図であって、ポペ
ット81をスプリング82によって第１油路83の開口部に押
し付け、供給油圧が高くなってポペット81がスプリング
82の弾性力に抗して後退することにより第１油路83の開
口部を開き、その結果、第１油路83と第２油路84とを連
通させ、またスプリング82の端部を支持している可動板
85を、例えば前記シリンダチューブ35などの外部部材の
移動に伴って移動させることにより、ポペット81による
開弁のタイミングを適宜に調整するよう構成されてい
る。このような構成のポペット弁80では、ポペット81や
スプリング82などを収容する空間部が必要であるうえ
に、外部部材の動きが直接ポペット81に伝達されないの
で、開弁のタイミングが所期と通りとならない場合があ
る。これに対して前述した弁装置44ではシリンダチュー
ブ35の動きが直接バルブスリーブ40に伝達されるので、
開弁のタイミングが正確になる。

また第12図は従来の一般的なスプール弁86の模式図であ
り、前記シリンダチューブ35などの外部部材の動きをス
プール87に伝達して第１油路88と第２油路89とを連通さ
せ、また非連通とするようになっている。このような構
成であれば、外部部材の動きを直接スプール87に伝達す
ることができるが、そのためには何らかの連結部材が必
要となり、これに加えスプール87を収容する空間部が必
要となるので、全体が大型化する。これに対して前記の
弁装置44では、特別な収容空間部が不要であるうえに、
バルブスリーブ40は第２油室47と第３油室48とを直接連
通させるものであるから、上記のような油路が不要であ
り、この点でもコンパクト化を図ることができる。

前記流体圧シリンダをトランスミッションケースに形成
した中空部内に前後動自在に収容するとともに、その中
空部の開口端をエンドプレートによって密閉し、そのエ
ンドプレートと流体圧シリンダとの間に油圧を給排可能
な油室を形成し、その油室に油圧を供給してシリンダチ
ューブを前記アンカーロッド側に押圧して固定する構成
とすることができる。このように構成すれば、シリンダ
チューブの不要な動きを止めてガタツキ音の発生を防止
することができる。

流体圧シリンダ内の油室に開口する油孔をシリンダチュ
ーブに形成するとともに、トランスミッションケースに
その油孔に対して開口する油路を形成し、ブレーキバン
ドの締め付けを行なう油圧を供給する油室に開口する油
孔が、シリンダチューブの移動に伴って前記油路からず
れて閉じられるよう構成することができる。このように
構成すれば、特別な装置や調整を必要とせずに、弁装置
が動作するまでブレーキバンドの締め付け状態を維持さ
せることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明のブレーキ装置
によれば、回転体から力を受けてシリンダチューブが移
動することにより弁装置が動作し、それによりブレーキ
バンドを締め付けていた流体圧を排圧するから、制動の
解除を回転体のトルクの方向によって自動的に行なうこ
とができ、したがって一方向クラッチと同様に作用する
から、自動変速機において従来用いていた一方向クラッ
チやそれに伴うブレーキを省略して変速を円滑に行なう
ことができ、その結果、自動変速機の構成の簡素化や重
量の軽減、さらにはコストの低廉化を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はそ
の弁装置を示す部分断面図、第３図は油路構成を示す部
分断面図、第４図は係合状態の断面図、第５図は弁装置
が動作することによる解放状態の断面図、第６図はこの
発明の他の実施例を示す断面図、第７図は油圧サーボシ
リンダにおける各部の寸法を示すための部分図、第８図
は前進４段・後進１段を設定できる自動変速機のギヤト
レンを示すスケルトン図、第９図は自動変速機の一例を
スケルトンで示す構成図、第10図は自動変速機の他の例
をスケルトンで示す構成図、第11図は従来のポペット弁
の模式図、第12図は従来の一般的なスプール弁の模式図
である。 20……ブレーキドラム、22……ブレーキバンド、23……
第１アンカー部、25……アンカーロッド、31……第２ア
ンカー部、33……流体圧シリンダ、34……ピストンロッ
ド、35……シリンダチューブ、37……ピストン、40……
バルブスリーブ、41……油路、43……弁座、44……弁装
置、46……第１油室、47……第２油室、48……第３油
室、58……コネクティングロッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転体の外周をブレーキバントによって締
   め付けて制動を行なう自動変速機用ブレーキ装置におい
   て、 前記ブレーキバンドの一端部が流体圧シリンダのピスト
   ンロッドに連結されるとともにブレーキバンドの他方の
   端部が前後動可能なアンカーロッドに連結され、かつ前
   記流体圧シリンダのシリンダチューブから前後動可能に
   保持されるとともにそのシリンダチューブと前記アンカ
   ーロッドとが一体となって前後動するよう連結され、さ
   らにブレーキバンドから一定方向の力を受けてシリンダ
   チューブが移動することにより開弁させられかつブレー
   キバンドによる締め付け力を減少させる方向に流体圧を
   加えもしくは排圧する弁装置が設けられていることを特
   徴とする自動変速機用ブレーキ装置。