JP3640075B2 - 多段ストロークシリンダ装置とそれを用いた自動変速機用油圧制御装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、多段ストロークシリンダ装置に関するもので、例えば自動変速機に使用される変速切換装置に用いると好適な多段ストロークシリンダ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平5−296211号公報に開示される多段ストロークシリンダ装置は、径の異なる2つのシリンダを直列同軸上に連結させ、2組のシリンダ、ピストンの位置の組合わせにより3段階のストロークを得ることを可能にしている。
また、実開昭54−180895号公報に開示されるものは、ストロークの過渡状態を規定し所定の順序に従って、直列同軸上に連結した2組のシリンダ、ピストンの伸長、縮小を可能にしている。
【0003】
さらに、特開昭48−1683号公報および前述の実開昭54−180895号公報に開示されるものは、直列同軸上に連結した複数組のシリンダ、ピストンに供給する流体圧の入出力ポートを相対位置が変化しないシリンダに設け、相対位置が変化するシリンダ、ピストンに入出力ポートを設けた場合の圧力配管に伴う不具合を解消可能にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特開平5−296211号公報に開示される多段ストロークシリンダ装置によると、多段位置制御を行うため4ポートからなる2組の入出力ポートが設けられ、2組のシリンダ、ピストンを各々に制御する構成を有することから、2組のピストン、シリンダを相対位置変化させる場合、各々に個別の圧力を送る必要がある。このため、シリンダ、ピストンのストロークに対応して自由に屈曲可能な4本の圧力配管が必要になり、装置構成の複雑化および装置の大型化を招くという問題がある。またシリンダ、ピストンのストロークに伴う圧力配管の移動スペースの確保、および圧力配管の保守管理が必要になるという問題があり、さらに自由に屈曲する圧力配管の信頼性が高くないという問題がある。
【0005】
また、実開昭54−180895号公報に開示されるものによると、前述のように複数組のシリンダ、ピストンが伸縮に所定の順序があるという問題があり、またこの伸縮順序の制約から多段階制御に必要なピストン、シリンダの組数が必要以上に増加するという問題がある。
さらに、特開昭48−1683号公報および実開昭54−180895号公報に開示されるものによると、ピストン、シリンダを相対位置変化させる場合、高精度な多段位置決めが困難であるという問題がある。また両公報に開示される構成から多段位置決めを行うには、シリンダストロークを検出し、このシリンダストローク検出信号に基づいて圧力供給源からの供給または停止を制御するとともに、ドレンへの排出制御するという各種制御機能の追加が必要になる。したがって、装置構成の複雑化、装置の大型化およびコスト増大を招くという新たな問題を生ずるおそれがある。
【0006】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、簡素な構成で多段階位置決めを可能にする多段ストロークシリンダ装置とそれを用いた自動変速機制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の請求項1記載の多段ストロークシリンダ装置は、第1ピストンと、この第1ピストンを往復動可能に収容する第1シリンダとを有する第1シリンダ装置と、
第2ピストンと、この第2ピストンを往復動可能に収容する第2シリンダとを有する第2シリンダ装置とを備え、
前記第1ピストンが前記第2シリンダを兼ねており、前記第1ピストンと前記第2ピストンとのストロークが相異なる関係にあり、
前記第1ピストンのストロークと前記第2ピストンのストロークとの比が1:2であるとき、前記第1ピストンの受圧面積と前記第2ピストンの受圧面積との比が2:1であることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の請求項2記載の多段ストロークシリンダ装置は、請求項1記載の多段ストロークシリンダ装置において、前記第2ピストンの両側の圧力室に流体を導入または排出するポートは、前記第1ピストンの壁体の内部および前記第1シリンダの壁体の内部を経由して外部に連通することを特徴とする。
【0010】
本発明の請求項3記載の自動変速機用油圧制御装置は、自動変速機に設けられる複数の摩擦締結要素に加わる油圧を複数の油圧弁で切換え制御し、前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、
前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能な弁切換え手段と、
前記弁切換え手段を駆動する請求項1または2記載の多段ストロークシリンダ装置とを備えたことを特徴とする。
【0011】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項1記載の多段ストロークシリンダ装置によると、第1ピストンが第2シリンダを兼ねており、第1ピストンと第2ピストンとのストロークが異なる関係にあることから、第1ピストンと第2ピストンとのストロークの組合わせによって3段階以上の所定のストロークを機械的に得ることができる。これにより、従来のステップモータ等を用いたストロークの制御に較べ精度および信頼性が向上する効果がある。また、ストロークの状態を検出する位置検出器等を必要としないことからコストを低減する効果がある。さらに、第1シリンダ装置の第1ピストンが第2シリンダ装置の第2シリンダを兼ねることから、ピストンまたはシリンダを削減し、この削減に伴うシール部材等の部品をさらに削減でき部品点数およびコストの低減を図る効果がある。
さらに、本発明の請求項1記載の多段ストロークシリンダ装置によると、第1ピストンのストロークと第2ピストンのストロークとの比が2:1であるとき、第1ピストンの受圧面積と第2ピストンの受圧面積との比が1:2であることから、第2ピストンの両側の圧力室に導入または排出される流体の体積が等しくなる。これにより、多段ストロークシリンダ装置の切換時の流体の流量が等しくなることから、多段ストロークシリンダ装置切換時の切換所要時間に差異が生じ難くなる効果がある。
【0012】
また、本発明の請求項2記載の多段ストロークシリンダ装置によると、第1シリンダ装置の内部に第2シリンダ装置が位置し、第2ピストンの両側の圧力室に流体を導入または排出するポートが第1ピストンの壁体の内部および第1シリンダの壁体の内部を経由して外部に連通することから、第1ピストンである第2シリンダの移動位置にかかわらず第2ピストンの圧力室に流体を供給できる。これにより、第2シリンダに流体を個別に供給する必要がなく、流体を供給する供給管等の数量を減少させる効果がある。また、移動可能な第2シリンダに自由に屈曲する供給管を接続する必要がないことから、供給管等の移動スペースを確保が不要になる効果がある。さらに、自由に屈曲する供給管を必要としないことから、供給管の信頼性が向上し、また保守管理が容易になる効果がある。さらにまた、第1シリンダ装置の内部に第2シリンダ装置が位置することから、多段ストロークシリンダ装置の全長を短くすることができる効果がある。
【0014】
さらにまた、本発明の請求項3記載の自動変速機用油圧制御装置によると、請求項1または2記載の多段ストロークシリンダ装置により弁切換え手段を駆動することにより、従来の位置検出器等を併用したステップモータ等による駆動制御と較べ高精度の駆動制御が可能になる効果がある。また、従来のステップモータ等による駆動制御と較べ、請求項1または2記載の多段ストロークシリンダ装置は構成が簡素なことから、コストを低減する効果がある。
【0015】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
(第1実施例)
本発明の多段ストロークシリンダ装置の第1実施例を図1〜図7に示す。
図2に示すように、多段ストロークシリンダ装置の概略構成は、第1シリンダ51、第2シリンダ装置52、電磁弁53、54、ドレン55、56、油圧ポンプ57、油タンク58からなる。
【0016】
第1シリンダ51装置は、第1シリンダ51aとこの第1シリンダ51a内に往復動可能に収容される第1ピストン51bとからなる。第1シリンダ51aの側壁には、電磁弁53と接続される給排口51c、51dが設けられ、油タンク58内に満たされた油を加圧圧送する油圧ポンプ57と電磁弁53を経由して接続されている。図2に示すストロークAは、第1ピストン51bが移動可能な距離を表す。
【0017】
第2シリンダ装置52は、第1シリンダ51aに適合するピストンの役割の他にシリンダの役割を兼ねる第1ピストン51bとこの第1ピストン51b内に往復動可能に収容される第2ピストン52bとからなる。第1ピストン51bの外壁には、電磁弁54と接続された給排口51e、51fが設けられ、油圧ポンプ57と電磁弁54を経由して接続されている。第2ピストン52bには軸状の出力シャフト52cが形成されている。
図2に示すストロークBは、内部ピストン6が移動可能な距離を表している。第1シリンダ51a、第1ピストン51b、第2ピストン52bは、ストロークAとストロークBとの比が1:2になるような寸法関係にそれぞれ形成されている。
【0018】
ここで、第2シリンダ装置52は、構成を容易に理解するため、図2に示すように、第1ピストン51bの一部が第1シリンダ51aの外部に飛び出しているが、本第1実施例では、後述するように、第2シリンダ装置52が第1シリンダ51aの内部に位置している。
図3に示すように、電磁弁53、54のオンオフの組合わせにより、第1シリンダ51装置と第2シリンダ装置52のストロークの組合わせが決定される。したがって、図2に示すストロークCは、図3に示す▲1▼〜▲4▼の4位置を得ることが可能になる。
【0019】
次に、多段ストロークシリンダ装置20の構成を図1および図4に基づいて説明する。図1に示すように、多段ストロークシリンダ装置20は、主に出力シャフト1、シリンダ2、外側ピストン3、内側ピストン6から構成されている。前述した第1シリンダ装置51および第2シリンダ装置52の構成に置き換えると、第1シリンダ装置51はシリンダ2、外側ピストン3等から構成され、第2シリンダ装置52は出力シャフト1、外側ピストン3、内側ピストン6等から構成されることになる。したがって、外側ピストン3は、第1シリンダ装置51のピストンと第2シリンダ装置52のシリンダとを兼ねた役割をする。
【0020】
円筒形状からなる内側ピストン6には、円柱形状からなる出力シャフト1の一方の端部が挿入され固定されている。この内側ピストン6が摺動可能な内壁を有する有底の円筒形状の外側ピストン3の底部3aには、出力シャフト1の他方の端部が摺動可能な摺動孔3bが形成されている。外側ピストン3の開口部を封止するために設けられたキャップ4には孔4aが形成されている。この孔4aと外側ピストン3に形成された図示しない孔とを位置合わせした後、孔4aにピン7を圧入することにより、外側ピストン3にキャップ4を固定している。ここで、図1に示すL2 は内側ピストン6が摺動可能な距離を表している。
【0021】
外側ピストン3の外周壁3cには、環状溝3d、3eが形成されている。環状溝3dは底部3a近傍に位置し、環状溝3dは外側ピストン3に固定されているキャップ4近傍に位置している。またこの環状溝3d、3eが形成される外周壁3cの円周方向には、外周壁3cを貫通する複数の給排口12、13がそれぞれ形成されている。この給排口12は、内側ピストン6の一方の端部と外側ピストン3の内壁とから区画形成される圧力室14に連通し、給排口13は、内側ピストン6の他方の端部と外側ピストン3の内壁とから区画形成される圧力室15に連通している。
【0022】
外側ピストン3が摺動可能な内壁を有する有底の円筒形状のシリンダ2の底部2aには、出力シャフト1の他方の端部が摺動可能な摺動孔2bが形成されている。シリンダ2の開口部を封止するために設けられたキャップ5は、出力シャフト1、内側ピストン6等が組付られた外側ピストン3をシリンダ2内に収容した後、シリンダ2に圧入され固定される。ここで、図1に示すL1 は外側ピストン3が摺動可能な距離を表している。外側ピストン3が摺動可能な距離L1 と前述の内側ピストン6が摺動可能な距離L2 とは、L1 :L2 =1:2の関係が成立している。
【0023】
外周壁2cの底部2a近傍の円周方向には、外周壁2cを貫通する複数の給排口8が形成されている。同様に、外周壁2cのキャップ5近傍の円周方向には、外周壁2cを貫通する複数の給排口11が形成されている。この給排口8は、外側ピストン3の一方の端部とシリンダ2の内壁とから区画形成される圧力室16に連通し、給排口13は、外側ピストン3の他方の端部とシリンダ2の内壁とから区画形成される圧力室17に連通している。さらに、外周壁2cの円周方向には、外周壁2cを貫通する複数の給排口9、10がそれぞれ形成されている。
【0024】
図4(a) 、(b) に示すように、この給排口9は、外側ピストン3がシリンダ2を摺動するとき、いずれの摺動位置においても環状溝3dを経由して圧力室14と連通可能な位置に形成されている。同様に、給排口10は、環状溝3eを経由して圧力室15と連通可能な位置に形成されている。このように外側ピストン3の摺動位置にかかわらずシリンダ2の外部から環状溝3d、3eを経由して図4(a) 、(b) に示す矢印に沿って圧力室14、15へ圧油を供給可能であり、また圧力室14、15内の圧油をシリンダ2の外部に排出可能である。したがって、内側ピストン6を摺動させるため圧油を供給する圧力配管等をシリンダの役割をする外側ピストン3に個別に設ける必要がない。
【0025】
多段ストロークシリンダ装置20は、例えば図5に示す油圧回路によって駆動される。図5に示すように、4方2位置切換弁21、22はパイロット回路29、30を有し、このパイロット回路29、30を切換える電磁2方2位置弁23、24は電磁力により作動する。
連通路25、26、27、28は、多段ストロークシリンダ装置20の外周壁2cを取囲む図示しない環状通路により、それぞれ対応する給排口8、11、9、10に接続され、圧力室16、17、14、15にそれぞれ連通する。油圧配管29は4方2位置切換弁21と電磁2方2位置弁23と接続し、油圧配管30は4方2位置切換弁22と電磁2方2位置弁24と接続する。また油圧供給路32から供給される圧油は、油圧配管31と4方2位置切換弁21、22とを経由して連通路25、26、27、28に送られる。ドレン35、36、37、38は、大気に解放されている。
【0026】
図6は、図5に示された油圧回路によって制御される多段ストロークシリンダ装置20のストローク段階を示す説明図である。図6に示す記号Hは供給圧である高圧、記号Lはドレン圧である低圧、記号1は電磁弁通電状態、記号0は電磁弁非電通状態をそれぞれ表している。また、Pa、Pb、Pc、Pdは、多段ストロングシリンダ20の圧力室16、17、14、15における圧力をそれぞれ表している。さらに、Sig.A、Sig.Bは電磁2方2位置弁(以下「電磁弁」という)23、24への通電信号を表している。さらにまた、1st、2nd、3rd、4thは多段ストロークシリンダ20の出力シャフト1のストロークを便宜的に表したもので、出力シャフト1の先端の突出量の大きいものから順に4th、3rd、2nd、1stと表す。
【0027】
次に、多段ストロークシリンダ装置20の作動を図5〜図7に基づいて説明する。図6に示すように、1stのストロークにする場合、Sig.Aを記号1にすなわち電磁弁23を通電状態、Sig.Bを記号1にすなわち電磁弁24を通電状態にすると油圧配管29、30が高圧になり、そのパイロット圧力により4方2位置切換弁(以下「切換弁」という)21、22が図5中右方向へ移動しPa、Pcを高圧に、Pb、Pdを低圧に切換える。その結果、圧力室16、14は高圧になり、圧力室17、15は低圧になる。これにより、外側ピストン3のキャップ4がシリンダ2のキャップ5に当接する位置に外側ピストン3が摺動する。また、圧力室14が高圧、圧力室15が低圧になることにより、内側ピストン6の端部が外側ピストン3のキャップ4に当接する位置に内側ピストン6が摺動する。したがって、図7(d) に示す1stのストロークが得られる。
【0028】
ここから2nd位置にストロークさせる場合、図6において、Sig.Aを記号0すなわち電磁弁24を非電通状態にする。その結果、切換弁21は、図5において、切換弁21のばねの復元力によって図5中左方向へ移動する。すると圧力室16と圧力室17の圧力が反転し、圧力室16が低圧、圧力室17が高圧となる。つまり、外側ピストン3の底部3aがシリンダ2の摺動孔2b方向の端部に当接する位置に外側ピストン3が摺動する。その結果、出力シャフト1は外側ピストン3のストローク長だけ左へ変位することになる。したがって、図7(c) に示す2ndのストロークが得られる。
【0029】
同様に、3rd、4th位置にストロークさせる場合、図6に示す電磁弁23、24の通電状態を切り換えることによって切換弁21、22を移動させ、圧力室14、15、16、17への圧力の高低を切換える。すると、多段ストロークシリンダ20への出力シャフトの変位を3rd、4thそれぞれの場合に応じて変化させることができ、図7(b) 、(a) に示す3rd、4thのストロークを得ることができる。
【0030】
このとき、前述のように、図1に示す外側ピストン3が摺動可能な距離L1 と内側ピストン6が摺動可能な距離L2 とは、L1 :L2 =1:2の関係が成立していることから、1st、2nd、3rd、4thを4段階に渡って、4つの等間隔な位置決めが実現できる。
また、シリンダ2と外側ピストン3とからなる第1シリンダ装置と、シリンダの役割をする外側ピストン3と内側ピストン6とからなる第2シリンダ装置との位置関係が、第2シリンダ装置が第1シリンダ装置に内包されている状態にあり、かつL1 :L2 =1:2の関係が成立する場合、各々のピストンの断面積比を2:1に設定することにより、各圧力室に供給される圧油の体積が等しくなり、多段ストロークシリンダの切換時に必要な圧油の流量が等しくなる。したがって、多段ストロークシリンダ切換時に必要となる第1シリンダ装置と第2シリンダ装置との切換時間に差異が生じ難くなる効果がある。
【0031】
なお、第1実施例では、シリンダ2と外側ピストン3とからなる第1シリンダ装置と、シリンダの役割をする外側ピストン3と内側ピストン6とからなる第2シリンダ装置との位置関係が、第2シリンダ装置が第1シリンダ装置に内包されていたが、本発明ではこれに限られることはなく、例えば各々別体のシリンダ装置を連結しても良い。
【0032】
また、第1実施例では、多段ストロークシリンダ20の切換えに圧油を用いたが、本発明ではこれに限られることはなく、例えば空気、水、その他の流体等を用いても良い。
(第2実施例)
本発明の多段ストロークシリンダ装置を自動変速機用油圧制御装置に用いた第2実施例を図8に示す。第1実施例と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付す。
【0033】
図8に示す第2実施例は、自動変速機用油圧制御装置の集積弁160のカムシャフト101に多段ストロークシリンダ装置20の出力シャフト1を連結させ、カムシャフト101の軸方向の移動制御を多段ストロークシリンダ装置20により行う例である。
車両用自動変速機の動作は、自動制御または手動操作により制御される自動変速機用油圧制御装置によって図示しないトランスミッション内のギヤ接続が切換えられ、図示しないトルクコンバータに接続された図示しないエンジンからの回転力が車両の後輪または前輪に伝達される。
【0034】
図8に示す集積弁160は、自動変速機用油圧制御装置の一部を構成しており、前述の自動制御または手動操作による制御に応じた各油圧をトランスミッション内の複数のギア切換装置に供給している。
集積弁160は、ハウジング128およびサイドハウジング130、ポートケース131、132等から構成されている。ハウジング128のほぼ中央に設けられた窪み158内には略円筒形状をした円筒状のカムシャフト101が設けられ、このカムシャフト101は玉軸受やコロ軸受等からなる軸受109、129に対して回転可能かつ軸方向に往復動可能に支持されている。軸受109はハウジング128の一端にサークリップ134で装着され、軸受129は、サイドハウジング130にサークリップ133で装着されている。
【0035】
カムシャフト101の主要部分の外周面には、各スプール弁102、103、104、105、106、107、108を駆動するカムとしての凹凸が形成されている。またカムシャフト101の軸受129側端部には、カムシャフト101を軸方向に駆動する多段ストロークシリンダ装置20の出力シャフト1が接続されている。さらにカムシャフト101の軸受109側端部には、外周面にピニオンギア153が形成されている。このピニオンギア153にはラック110がかみ合い、ラック110は操作者によって操作されるスプール弁手動切換え手段である図示しないセレクトレバーに連動する連結部111に機械的に連結されている。油路を切り換えるスプール弁102、103、104、105、106、107、108(以下「スプール弁SP」と総称する)が、カムシャフト101の軸に垂直な方向でカムシャフト101の両側に並んで配置されている。
【0036】
スプール弁SPの構成を例えばスプール弁105を例に説明する。円筒状からなるスプール弁105は、ハウジング128に形成された円筒孔128aに収容され、スプリング121によりカムシャフト101方向に付勢されている。また、スプール弁105のカムシャフト101側端部とカムシャフト101との間には、カムシャフト101のカム面に当接するピン117が位置している。このピン117によりカムシャフト101のカムの動きをスプール弁105に伝えられ、スプール弁105が円筒孔128a内をスライドする。他のスプール弁102、103、104、106、107、108もスプール弁105と同様の構成からなる。
【0037】
サイドハウジング130にはライン圧ポート135、137が形成され、ライン圧制御弁164から高圧油であるライン圧が供給される。ハウジング128内に設けられた、油圧連通路のひとつであるライン圧連通路146、151に、このライン圧ポート135、137からライン圧が伝えられる。ライン圧連通路146は、スプール弁102、103、104、105が挿入されるハウジング128の円筒孔128d、128c、128b、128aにそれぞれライン圧を供給するように設けられており、またライン圧連通路151は、スプール弁106、107、108が挿入されるハウジング128の円筒孔128g、128f、128eにそれぞれライン圧を供給するように設けられている。
【0038】
各スプール弁SPが、カムシャフト101の駆動により円筒孔を移動した際、各スプール弁SPの溝及び穴が、ライン圧連通路146もしくはライン圧連通路151の各円筒孔に開口する位置と対向する位置に位置決めされると、各ライン圧連通路に供給されたライン圧Psが、各スプール弁の溝及び穴を経由してスプール弁内円筒部に供給され、さらにポートケース131、132の各連通ポート139、140、141、142、143、144、145を経由して摩擦係合装置にライン圧が供給される。
【0039】
また、サイドハウジング130内には圧力調整された係合油圧(または制御圧)が供給される圧力制御ポート136、138が形成され、このポートからライン圧連通路に平行に設けられた制御圧連通路147、150が延設されており、ライン圧連通路と同様スプール弁SPに供給され、さらにスプール弁SPを介して各摩擦係合装置へ供給される構成になっている。ただし、圧力制御ポート136、138はサイドハウジング内において互いに連通しておらず、従って圧力制御ポート136に供給された図示しない第1係合油圧制御弁からの係合油圧は、制御圧連通路147に連通するスプール弁102、103、104、105にのみ供給される。同様に、圧力制御ポート138に供給された図示しない第2係合油圧制御弁からの係合油圧は、制御圧連通路150に連通するスプール弁106、107、108に供給される。
【0040】
その結果、第1係合油圧制御弁から供給された係合油圧は図示しない多板ブレーキB1、B0、B2 に供給され、第2係合油圧制御弁162から供給された係合油圧は図示しない多板ブレーキB3 及び図示しない多板クラッチC0、C2、C1 にのみ供給されることとなる。
またハウジング128内の制御圧連通路147、150に並列して、ハウジング外部のドレンに通ずる油圧連通路、つまりドレン圧連通路148、149があり、スプール弁SPの溝がこのドレン圧連通路148、149と連通する位置に位置決めされた際、該スプール弁に連通する摩擦係合装置内の圧油をドレンポート158、159よりハウジング128の外部に排出する。これら3つの油圧連通路は、図8に示すように、カムシャフト側からドレン圧、制御圧、ライン圧となるように配置されている。
【0041】
カムシャフト101を軸方向に駆動する多段ストロークシリンダ装置20は、第1実施例で説明したように、4方2位置切換弁21、22の切換により給排口8、9、10、11に供給される圧油の流れる方向が切換えられことにより、圧力室14、15、16、17内の油圧が変化し、外側ピストン3および内側ピストン6をそれぞれ摺動させている。この外側ピストン3、内側ピストン6の移動量にしたがって、出力シャフト1が4段階(1st、2nd、3rd、4th)に摺動することから、出力シャフト1に接続されたカムシャフト101を軸方向に駆動されることになる。
【0042】
4方2位置切換弁21、22の切換を行うパイロット回路29、30は、図示しないAT用ECUによる電磁2方2位置弁23、24の通電および非通電によって行われる。ここで、図8に示すSig.A、Sig.Bは電磁2方2位置弁(以下「電磁弁」という)23、24への通電信号を表している。例えば1速モードの場合、AT用ECUからの指示によって電磁弁23、24ともに通電状態にすることにより、圧力室16、14は高圧になり、圧力室17、15は低圧になる。すると外側ピストン3のキャップ4がシリンダ2のキャップ5に当接する位置に外側ピストン3が摺動し、また内側ピストン6の端部が外側ピストン3のキャップ4に当接する位置に内側ピストン6が摺動する。したがって、図7(d) に示す1stのストロークが得られ、カムシャフト101を駆動する。
【0043】
また、2速モードの場合、AT用ECUからの指示によって電磁弁23を非通電状態、電磁弁24を通電状態にすることにより、圧力室17、14は高圧になり、圧力室16、15は低圧になる。すると外側ピストン3の底部3aがシリンダ2の摺動孔2b方向の端部に当接する位置に外側ピストン3が摺動する。その結果、出力シャフト1は外側ピストン3のストローク長だけ左へ変位することになる。したがって、図7(c) に示す2ndのストロークが得られ、カムシャフト101を駆動する。
【0044】
同様に、3速モード、4速モードの場合、AT用ECUからの指示によって電磁弁23、24の通電状態を切換え、圧力室14、15、16、17への圧力の高低を切換える。すると多段ストロークシリンダ20への出力シャフトの変位を3速モード、4速モードそれぞれの場合に応じて変化させることができ、図7(b) 、(a) に示す3rd、4thのストロークを得られ、カムシャフト101を駆動する。
【0045】
カムシャフト101の駆動により、カム面に当接した各ピン114、115、116、117、118、119、120が各スプール弁SPを押上げる。押上げられた各スプール弁SPはそれぞれの移動位置によって、ライン圧連通路146、151、制御圧連通路147、150、ドレン圧連通路148、149のいずれかと連通する。ライン圧、制御圧、ドレン圧のいずれかの圧油が各スプール弁SPに連通する各連通ポート139、140、141、142、143、144、145から多板ブレーキB1 、B0 、B2 、B3 及び多板クラッチC0 、C2 、C1 に供給される。
【0046】
第2実施例によると、カムシャフト101の軸方向に駆動を多段ストロークシリンダ装置20により行いことにより、従来の回転角センサを併用したステップモータ等による駆動制御と較べ高精度の駆動制御が可能になる効果がある。また、多段ストロークシリンダ装置20の制御は、2つの電磁弁23、24の通電状態の制御で良いことから、AT用ECUからの指示は2ビットの情報量で可能であり、従来のステップモータ等の制御より容易になる効果がある。さらに、多段ストロークシリンダ装置20は構成が簡素なことから、コストを低減する効果がある。
【0047】
なお、第2実施例の自動変速機用油圧制御装置は、多段ストロークシリンダ装置20を用いカムシャフト101の軸方向駆動を行っているが、直線運動を回転運動に変換する例えばラック等の機構を用いることによりカムシャフト101を回転方向に駆動することが可能である。
また、第2実施例では、自動変速機用油圧制御装置に多段ストロークシリンダ20を用いたが、本発明ではこれに限られることはなく、例えばクレーン車、油圧アンテナ、工作機械等の位置決めが必要な一般的な作動アクチュエータとして広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による多段ストロークシリンダ装置の軸方向縦断面図である。
【図2】本発明の第1実施例による多段ストロークシリンダ装置の模式的説明図である。
【図3】図2の各切換弁の切換状態に対応する多段ストロークシリンダ装置のストローク段階を示す説明図である。
【図4】本発明の第1実施例による多段ストロークシリンダ装置の給油経路を示す断面図である。
【図5】本発明の第1実施例による多段ストロークシリンダ装置の模式的構成図である。
【図6】図5の各制御弁の切換状態に対応する多段ストロークシリンダ装置のストローク段階を示す説明図である。
【図7】図6に示す1st、2nd、3rd、4thに対応する多段ストロークシリンダ装置のストロークを示す模式的説明図である。
【図8】本発明の多段ストロークシリンダ装置を自動変速機用油圧制御装置に用いた第2実施例による構成図である。
【符号の説明】
1 出力シャフト
2 シリンダ (第1シリンダ)
3 外側ピストン (第1ピストン)
4、5 キャップ
6 内側ピストン (第2ピストン)
7 ピン
8、9、10、11、12、13
給排口
14、15、16、17
圧力室
20、40 多段ストロークシリンダ装置
51 第1シリンダ装置
52 第2シリンダ装置
53、54 電磁弁
101 カムシャフト (弁切換え手段)
102、103、104、105、106、107、108
スプール弁 (油圧弁)
160 集積弁
128 ハウジング
Claims (3)
- 第1ピストンと、この第1ピストンを往復動可能に収容する第1シリンダとを有する第1シリンダ装置と、
第2ピストンと、この第2ピストンを往復動可能に収容する第2シリンダとを有する第2シリンダ装置とを備え、
前記第1ピストンが前記第2シリンダを兼ねており、前記第1ピストンと前記第2ピストンとのストロークが相異なる関係にあり、
前記第1ピストンのストロークと前記第2ピストンのストロークとの比が1:2であるとき、前記第1ピストンの受圧面積と前記第2ピストンの受圧面積との比が2:1であることを特徴とする多段ストロークシリンダ装置。 - 前記第2ピストンの両側の圧力室に流体を導入または排出するポートは、前記第1ピストンの壁体の内部および前記第1シリンダの壁体の内部を経由して外部に連通することを特徴とする請求項1記載の多段ストロークシリンダ装置。
- 自動変速機に設けられる複数の摩擦締結要素に加わる油圧を複数の油圧弁で切換え制御し、前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、
前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能な弁切換え手段と、
前記弁切換え手段を駆動する請求項1または2記載の多段ストロークシリンダ装置とを備えたことを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
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