JP3643596B2 - アクチュエーションシステム及び機構 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエーションシステム及び機構に関し、特に、例えば本出願人の先行する欧州特許第0038113号、同第0043660号、同第0059035号、及び同第0101220号に記載されている形態のセミオートマチック変速機で用いられる乗物用クラッチの動作のためのアクチュエーションシステム及び機構に関する（が、これに限られるものではない）。
乗物の運転者によるスロットル及びギア選択レバーの操作に応じて電子ユニットによりクラッチの係合及び係合解除が制御されるかかる変速機では、制御ユニットによる制御下でクラッチを動作させるだけでなくそのクラッチの係合状態を監視する必要がある。
典型的には、クラッチの係合は、クラッチの解除ベアリングを動作させるクラッチ解除レバーの位置を検知することにより監視される。これは通常は、シリンダトラベル（travel）センサを備えた従動シリンダを使用してクラッチ解除ベアリングを動作させることにより達成される。この必然的な結果として、従動シリンダがその特定の設備に固有の極めてかさばるものとなる。また、設備によっては、込み入り過ぎてかかるかさばる従動シリンダを許容することができない。
本発明の目的は、クラッチ解除レバーの動作に適していて、そのクラッチ解除レバーの移動をそのレバーから離れた場所で監視することを可能にするアクチュエーションシステムを提供することにある。
本発明によれば、変位手段を介して従動シリンダと接続された加圧流体源を備え、前記変位手段が、前記加圧流体源からの加圧流体により変位される構成要素であってその加圧流体により生じた従動シリンダのアクチュエーティング動作に比例する変位を提供する構成要素を備え、更に、前記従動シリンダのアクチュエーティング動作を示すために前記変位を測定するよう動作可能な検知手段を備えた、アクチュエーションシステムが提供される。
上述のアクチュエーションシステムの従動シリンダは、クラッチ解除レバーの動作に適したものであり、変位バルブ及びそれに関連する検知手段（クラッチの係合状態の指示を提供するもの）は、従動シリンダから離れた適当な位置に配置することが可能である、ということが理解されよう。
特に好適な構成では、加圧流体源は、油圧リザーバ、ポンプ、及びアキュムレータを備えた油圧パワーパックから構成可能であり、前記変位バルブを前記パワーパックの一部とすることも可能である。本出願人の先行する特許第0430943号には、適当な形態のパワーパックが記載されている。
変位手段は、ハウジング中のボア中を軸方向に滑動可能なピストンであって、その両側に１つずつ２つの流体密閉性チャンバを規定し、その一方のチャンバが従動シリンダに接続され、他方のチャンバが加圧流体源に接続された、前記ピストンと、そのピストンと共に移動しハウジングの外側まで延びて検知手段と協働する変位部材とから構成することができる。
変位手段は、前記のピストンの両側のチャンバを相互に接続する流路を有する変位バルブ、及び、その流路内に配設されて前記チャンバ間ひいては前記加圧流体源と前記従動シリンダとの間の流体の通過を遮断又は制御するバルブ手段という形態をとることが可能であり、前記バルブ手段は、前記他方のチャンバが最小体積となり前記従動シリンダが動作されない後退状態に前記ピストンがあるときに開放するように構成され、及び、前記加圧流体の圧力の増大に応じて所定の付勢力に抗して前記ボアに沿って前記ピストンが変位されたときに閉鎖するように構成され、これにより、前記一方のチャンバ内の圧力レベルが上昇して、前記ピストンの動作に比例した前記従動シリンダのアクチュエーティング動作が生じる。
好適には、前記一方のチャンバを通し前記ボアに沿って前記ピストンの一方の側からロッドを延ばして前記ハウジングから出し、回転型又は線形型トランスデューサという形の検知手段を前記ロッドに接続して従動シリンダのアクチュエーティング動作を表す信号出力を提供することが可能である。
２つのチャンバ間のアクチュエーティング流体の通過を制御するバルブ手段は、通常は閉鎖状態にバネ付勢されるチェックバルブから構成することができ、そのチェックバルブは、前記ピストンが後退状態にあるときに、ボアの一端に接触して前記チェックバルブを非着座状態にするピン手段により開放される。
本発明の別の態様によれば、油圧アクチュエーションシステムで使用するための変位バルブが提供される。この変位バルブは、ハウジングのボア中を滑動可能なピストンであって、その両側に１つずつ２つの流体密閉性チャンバを規定し、その一方のチャンバが従動シリンダに接続され、他方のチャンバが加圧流体源に接続された、前記ピストンと、そのピストンと接続された検知手段と、前記チャンバを相互に接続する流路と、その流路内に配設されて前記チャンバ間ひいては前記加圧流体源と前記従動シリンダとの間の流体の通過を遮断又は制御するバルブ手段とを備えたハウジングから構成され、前記バルブ手段は、前記他方のチャンバが最小体積となり前記従動シリンダが動作されない後退状態に前記ピストンがあるときに開放するように構成され、及び、前記加圧流体の圧力の増大に応じて所定の付勢力に抗して前記ボアに沿って前記ピストンが変位されたときに閉鎖するように構成され、これにより、前記一方のチャンバ内の圧力レベルが上昇して、前記ロッドの動作に比例した前記従動シリンダのアクチュエーティング動作が生じ、そのアクチュエーティング動作が前記検知手段によって測定される。
セミオートマチック変速機によっては、電子制御ユニットがギアチェンジの際にスロットル設定を減じて滑らかなギアチェンジを提供する（例えば、本出願人の先行する英国特許第B2210664号及び同第B2233053号やそれらに先行する国際公開第WO93/00227号公報を参照されたい）。
本発明はまた、乗物のクラッチ及びスロットルの動作を相互に接続するための機構を提供するものであり、その機構は、クラッチの係合解除に応じて第１の方向に移動可能であると共にクラッチの係合に応じて第２の方向に移動可能な第１の連結部材と、乗物のスロットルに接続されてそのスロットルを閉鎖するように前記第１の方向に移動可能であると共にそのスロットルを開放するように前記第２の方向に移動可能な第２の連結部材と、前記第１及び第２の連結部材を接続するロストモーション（から動き）接続手段とを備えており、このロストモーション接続手段により、第１及び第２の方向における第１の連結部材の初期動作が、その動作に対応する第１及び第２の方向における第２の連結部材の動作を伴うことなく可能となる。
このロストモーション接続手段はまた、第１の連結部材により第２の連結部材を第１の方向に移動させるための力伝達経路を第１及び第２の連結部材間に提供する弾性手段を備えることができる。
好適な一構成では、上述の形態の変位バルブのロッドは上記機構の第１の連結部材からなる。
この機構の弾性手段は、第２の連結部材と接続可能であってバネ手段により第１の方向に付勢されている、ロッド内の第２のピストン又はそのロッドの延長部により提供することができる。
この機構のバネ手段は、第１の方向における第１及び第２の連結部材の動作間に一定の位相関係を提供する定率バネ（例えばコイルバネ）とすることができる。
代替的には、第２のピストンが、前記一方のチャンバと接続されたチャンバであって、前記一方のチャンバ内の圧力レベルに応じた前記ロッド内の前記第２のピストンの移動を許容して、前記第１の方向での前記第１及び第２の連結部材の動作間の位相関係を変更可能とするチャンバを、前記ロッド内に規定する。
変位バルブのロッドを用いて、関連する乗物の制動システムにおけるヒルホルダバルブを動作させることも可能である。
単なる例示を目的として、添付図面を参照して本発明の様々な態様を説明することとする。
図１は、乗物のクラッチ動作のための本発明による油圧アクチュエーションシステムの概略図である。
図２及び図2a〜2h及び図３及び図3a〜3hは、本発明の別態様による機構を用いたクラッチの係合解除及び再係合とそれに関連するスロットルの開放及び閉鎖とを様々な段階で示すものである。
図４は、関連するスロットル連結を有するロストモーション接続部を備えた本発明による変位バルブを示す概略断面図である。
図５及び図６は、ロストモーション接続部を有する代替形態の変位バルブを示す概略断面図である。
図７は、変位バルブ、ポテンショメータ、及びヒルホルダバルブの組み合わせを示す概略断面図である。
図８は、本発明による代替形態の油圧変位手段を示す概略図である。
図９は、変位バルブ及びソレノイド制御バルブが一体型ユニットとして形成されている、本発明による別形態のアクチュエーションシステムを示す概略図である。
図10は、図９のソレノイドバルブを一層詳細に示す部分断面図である。
図11及び図12は、本発明による更に別形態の変位手段を示す説明図である。
図13は、図12のＸ−Ｘ断面図である。
図14は、本発明による更に別形態のアクチュエータの詳細を示す断面図である。
図15は、図14のアクチュエータで使用される補充バルブの詳細を示す断面図である。
図16は、関連するパワーパック及びアクチュエータのための別個のリザーバを有する、本発明を実施した更に別形態のアクチュエーションシステムを示す概略図である。
図17は、パワーパック及びアクチュエータ用の共通リザーバを有する図16のシステムの一部を示す説明図である。
図18及び図18aは、アンチキャビテーション機能を有する図16のシステムの一部を示す説明図である。
図19は、始動時のポンプ負荷を軽減させるためのポンプ始動回路を有する、更に別形態のアクチュエーションシステムを示す説明図である。
図１を参照する。同図は本発明によるクラッチアクチュエーションシステムを示している。このシステムでは、油圧パワーパック10が、例えば変位バルブ12という形の変位手段を介して従動シリンダ11を動作させる。パワーパック10は、流体リザーバ10a、ポンプ10b、アキュムレータ10c、及びソレノイド駆動式流量制御バルブ10dを備えている。従動シリンダ11は、クラッチアクチュエーティングレバー13に作用し、ついでクラッチ解除ベアリング14に作用する。
変位バルブ12は、ピストン17が内部を軸方向に滑動することが可能なボア16を有するハウジング15を備えている。ピストン17は、その両端でボア16を２つの流体密閉性チャンバ18,19へと分割する。チャンバ18は、入口ポート21及びライン20を介してパワーパック10に接続され、チャンバ19は、出口ポート22及びライン23を介して従動シリンダ11と接続される。
ピストン17は流路24,25,26を備えており、それら流路を通ってチャンバ18からチャンバ19へと流体が通過できる。これらの流路を通過する流体の流れは、バネ29によりバルブシート28に接触するように付勢されたボールバルブ27によって制御される。ピストン17が図１に示すように完全に後退した位置にある場合には、ボールバルブ27がピン部材30により非着座状態にされる。このピン部材30は、ピストン内に捕捉状態で保持され、そのピストンが完全に後退した際にボア16の端壁31に当接するものである。ピストン17は、圧縮バネ32により、完全後退位置に向かって付勢されている。
ピストン17から延びるロッド33は、ネジが切られた端部プラグ34により支持されたシール34aを介してハウジング15から出ている。このロッド33には、円周方向に延びる溝35が設けられており、この溝35には、バルブハウジング15に固定された回転ポテンショメータ38のアーム37上のピン36が係合する。従って、ボア16内でピストン17が変位されると、これにより、ロッド33が移動し、次いでポテンショメータ38のアーム37が回転して、ピストン17の変位に比例したポテンショメータ出力が得られる。
上述のクラッチアクチュエーティングシステムは次のように動作する。クラッチの係合解除を行うために、ソレノイドバルブ10dが動作されて、加圧流体がアキュムレータ10cからライン20へと接続されて変位バルブ12の入口ポート21へと供給される。最初に、ピストン17は図１に示す完全後退位置にあり、従って、バルブ27は開放している。その入口圧力をチャンバ18,19が両方とも受けるので、その圧力は、ロッド33の外径と等しい直径のピストン17の端部領域に有効に作用する。この圧力によって、ピストン17がバネ32の作用に抗して図１の左方へ変位するように設計される。
これにより、ボールバルブ27が着座し、次いで、入口圧力がピストン17の端部全体に作用する。この変位バルブ12は、ボールバルブ27を着座させるようバネ32の作用に抗してピストン17を移動させるのに必要な圧力レベルが、極めて低く、且つ油圧チャンバ19に接続された従動シリンダ11のアクチュエーティング動作を生じさせるのに十分なものとなるように設計される。チャンバ17内の圧力が更に上昇すると、ピストン17がボア16に沿って軸方向に変位されてチャンバ19から流体が放出され、これにより、従動シリンダ11が動作される。
チャンバ18,19の面積差に起因して、チャンバ19内の圧力がチャンバ18内の圧力よりも高くなり、これにより、この変位バルブの動作中にバネ29がボールバルブ27の着座を維持することが助けられる。
入口ポート21へのアキュムレータ10cの接続により、ピストン17の軸方向変位が生じ、次いで従動シリンダ11が動作してクラッチの係合解除が行われる。クラッチの係合解除レベルに比例するピストン17の軸方向変位は、ポテンショメータ38によって測定される。ポテンショメータ38の出力が、関連するクラッチの係合状態に直接比例する信号となるように、ボールバルブ27を着座させるために必要とされるピストン17の初期動作の結果としてのポテンショメータ38の動作はそのポテンショメータ38に接続された制御システムにより無視することができる。
この変位バルブ構成による更なる利点は、一旦ボールバルブ27が着座するとチャンバ18,19が互いに隔離されて、それぞれの関連するライン20,23で生成された圧力レベルが連通しなくなる、ということにある。従って、ピストン17、ボア16、及びロッド33の直径の寸法を適当に定めることにより、ライン20,23で生成される圧力を、関連するマスタシリンダ及び従動シリンダに適したレベルに調節することが可能となる。従って、中間に位置する変位バルブを適当に設計することにより、マスタシリンダを、その出力圧力が通常は適さないものとなる従動シリンダと接続することが可能となる。
クラッチの動作に加えて、変位バルブ12はまた、上述のタイプのセミオートマチック変速機におけるギアチェンジの際にスロットルの開放を減じるために使用されるスロットル閉鎖機構の一部としても使用することができる。
図２は、スロットル閉鎖機構の一部を図式的形態で示すものであり、このスロットル閉鎖機構は、クラッチ動作機構と接続された第１の連結部材40と、スピンドル42を介してスロットルバルブ動作機構と接続された第２の連結部材41とを備えている。第２の連結部材41は、例えばスピンドル42に伴わせることが可能な摩擦締付構成（図示せず）によって、第１の連結部材40により設定される如何なる位置にも保持することができる。第１及び第２の連結部材40,41は、第１の連結部材40のスロット44に第２の連結部材41上のピン43を係合させた形態のロストモーション接続手段を介して相互に接続される。スロット44内には、そのスロット44を部分的に占めるように、圧縮バネ45が配設され、以下で説明するようにピン43と協働するようになっている。
図２は、上述の機構によるクラッチの係合解除及び再係合とそれに関連するスロットルの開放及び閉鎖とを様々な段階で示すものである。
図2aには、クラッチが係合しスロットルが開放した状態で当該機構が示されている。図2bでは、クラッチの締結負荷が低減し始め、第１の連結部材40が図2aの位置から左方へ変位する一方、スロットル制御用の第２の連結部材41は開放位置のままとなる。第１の連結部材40が図2aの位置から図2bの位置へと移動する際に、クラッチ動作機構に接続された第１の連結部材40は左方へ移動するがピン43は左方へ移動しないようにピン43と圧縮バネ45との間のロストモーションが生じる。
図2cでは、クラッチの締結負荷の更なる低減によりピン43が左方へと移動している。これによりバネ45の圧縮が開始し、スロットル制御用の第２の連結部材41がスピンドル43を中心として反時計方向に移動される。
図2dでは、バネ45の更なる圧縮によりクラッチの係合解除が完了しており、その一方、スピンドル43を中心として作用する摩擦締付によりスロットル制御用の第２の連結部材41が閉鎖位置に保持されている。
図2eでは、クラッチの再係合が開始しており、第１の連結部材40が図２に示すように右方へ移動する。これにより、バネ45の圧縮が部分的に解放される一方、スロットル制御用の第２の連結部材41は閉鎖位置に保持される。
図2fでは、クラッチが更に係合してバネ45が無圧縮状態となっており、ピン43がそのロストモーション接続手段におけるロストモーションを全て用い尽くしてスロット44の最左端に位置してスロットルバルブが開き始める。
図2gでは、クラッチは完全に再係合しており、第１の連結部材40がスピンドル42を中心として時計方向にスロットル制御用の第２の連結部材41を引いてスロットルバルブの再度の開放が完了している。
図2hは、クラッチの係合解除及び再係合とスロットルの開放及び閉鎖との様々な状態を示すグラフであり、曲線46はクラッチの係合状態を表し、曲線47はスロットルの開放位置を表している。
図３は、類似した形態のクラッチ及びスロットル動作連結機構を示すものであり、この連結機構では、バネ45がスロット44の長さ全体を占めており、クラッチ動作機構と接続された第２の連結部材41が移動し始めるや否やバネ45が即座に圧縮する結果として図3bでスロットル設定の減少が一層早期に開始するようになっている。図3hもまた、クラッチの係合解除及び再係合の各段階毎にクラッチの係合状態とスロットルの開放位置とを示したものである。
図２及び図３に関連して上述した形態のクラッチ動作機構及びスロットル閉鎖機構は、図１に示した形態の変位バルブ12と好適に組み合わせることができる。
図４は、そのようなバルブ機構を示すものであり、ロッド33はスロット44を備えた連結部材40として動作し、そのスロット44に、スロットル制御用の連結部材41に付随するピン43が係合する。スロット44内の圧縮バネ45は、プランジャ50を介してピン43の右側の行程部分について作用し、スロット44内での前記プランジャ50の左方への移動は、ピン51により制限されている。
連結部材40上のフランジ52には、関連する回転型ポテンショメータのローラ又はピン36が接触しており、その弧状の移動を破線36'で示す。
図４に示す構成の残り部分は、図１を参照して上述したように動作し、従って再度の説明は行わないこととする。このクラッチ及びスロットル動作機構は、図2a〜2hに関して上記で説明したように動作する。
図５は、図４に示す構成を修正したものであり、この場合、軽いバネ54が、連結部材40の外側の当接部55と内部ピストン57を通って延びる交差ピン56との間で作用する。前記内部ピストン57は、穴58を介して油圧チャンバ19と連通するチャンバ53をロッド33内に規定するものである。
図５に示す構成では、連結部材40内でのピストン57の位置、ひいてはこの機構におけるロストモーション量は、バネ32,54と加圧面積a1,a2,a3間の比とによって決まる。従って、連結部材40,41の動作間の位相関係は、バネ32,54と面積a1,a2,a3とを適当に選択することにより変更できる。図５に示す装置もまた、本質的には、図3a〜3hに関して上述したように動作する。
図４に示した装置は、ボールバルブ27が長い遮断行程を有するように構成することにより一層早くスロットル設定を減少させることが可能であり、この場合には、ボールバルブ27が着座する前にピストン17及びロッド40が（図４に示すように）更に左方へ移動してプランジャ50が連結部材41に有効に働きかける瞬間が早められるようになる。
図６は、図５に示した装置の別の形態を示すものであり、連結部材40は、ロッド33内には形成されておらず、ロッド33の延長部に形成されている。この機構は、図５に示したものと機能的に同一のものであるが、それよりも幾分かさばり扱い難いものとなる。この場合も、バネ効果は、穴58を介してチャンバ19に接続されたチャンバ53内の圧力レベルによって決まる。図５に示した構成要素と機能が等しい図６の構成要素には同様の符号が付してある。
本発明の更に別の態様を図７に示す。同図において、図１の変位バルブは、先行する係属中の特許出願第WO93/16903号に記載のものと同一の全体的形態を有するヒルホルダバルブ60と接続されている。
このヒルホルダバルブ60は、基本的には収容室61a内のボールバルブ部材61からなり、互いに直交して（plumb）関連する乗物の制動システム内へと通じる入口ポート62と出口ポート63との連通を閉鎖するように駆動可能なものである。従って、このヒルホルダバルブ60は、クラッチの係合解除が開始してロッド33が左方へと移動し始めた際にピン部材65上のバネ64を介して動作され、これにより収容室61aが移動されて、その収容室61a上の環状シール66が、入口ポート62に接続されたポート67の周りに接触するようになる。乗物が坂の途中にいると、ボールバルブ61が転がってシール66と接触することになり、これにより入口ポート62と出口ポート63との連通が閉鎖されて、ボールバルブ61の出口側における制動システム内の圧力が保持される。
従って、このヒルホルダバルブ60により、坂の途中でクラッチが係合解除された際に、ブレーキを使用することにより生成された制動圧力がボールバルブ61により維持され、乗物の操作者が後進の危険を伴うことなくブレーキペダルから足を外してアクセルを操作することが可能となる。
図７に示したヒルホルダ構成は、図２ないし図６に示したクラッチ動作構成と組み合わせて、クラッチ、スロットル、及びヒルホルダの全てが変位バルブによって動作される構成を提供することが可能なものである、ということが理解されよう。
また、図２及び図３に図式的に示したクラッチ及びスロットル動作の連結は、本発明の変位バルブによる構成以外の装置により動作される連結部材40と共に使用することが可能である。
図８は簡素化された形態の油圧変位手段80を示すものであり、これは、上述の様々な形態のpf変位バルブ12の代わりに使用できるものである。変位手段80はハウジング81を備えており、そのハウジング81内はピストン82が滑動可能になっており、そのピストン82の両側に２つのチャンバ83,84が規定される。前記チャンバ83はパワーパック10に接続され、前記チャンバ84は従動シリンダ11に接続される。
ピストン82は、圧縮バネ85により後退位置（図８参照）へと付勢される。その後退位置にある場合、チャンバ84は、回復（recuperation）ポート87を介してリザーバ86と連通する。ロッド88は、チャンバ84に沿ってピストン82から延びてハウジングから外部へ出て、その位置で、ポテンショメータ38のピン36によって接触される。
チャンバ83がパワーパック10により加圧され、ピストン82が左方へと移動して、チャンバ84から流体が放出され、従動シリンダ11が動作される。ピストン82の動作は、ロッド88を介してポテンショメータ38へと伝達される。
図９及び図10は、ライン20を介してパワーパック10から加圧された差動油が供給されるアクチュエータ12という形の変位手段を示すものである。上述の構成の場合のように、そのアクチュエータ12は、ライン11aにより従動シリンダ11に接続される。その従動シリンダ11は、レバー13を介してクラッチ解除ベアリング14を作動させる。ソレノイド動作型の流量制御バルブ12aは、アクチュエータ12への加圧差動油の供給及びそのアクチュエータ12からの加圧差動油の排出の流れを制御する。
アクチュエータ12はピストン17を備えており、このピストン17は、ハウジング15のボア16内を滑動し、そのボア16を、シール18a,19aをそれぞれ用いた２つの流体密閉性チャンバ18,19へと分割する。それらのシール間には差動油で充填された空間25が設けられている。
ピストン17は、戻りバネ21によりクラッチ係合位置へと付勢され、端部17aで回転型ポテンショメータ44と接続されている。
ハウジング15には、回復穴15a,15bが設けられており、この回復穴15a,15bは、チャンバ19及び空間25とそれぞれ連通しており、ハウジング15内に設けられたボア50内へと開口している。ハウジング15のボア50内には、回復穴15a,15bと連通した中央穴52を有する差込口51が保持されている。次いで、この差込口51が適当な配管によって回復リザーバ（図示せず）に接続される。ハウジング15はまた、環状チャンバ55と連通した戻りポート54を備えており、前記環状チャンバ55は、前記差込口51を取り囲み、ソレノイドバルブ12aを収容するボアの端部31aと穴56を介して連通している。このようにして、チャンバ18からの流体の戻りは、チャンバ31aから、穴56、環状チャンバ55、及び戻りポート54を介して戻りライン43へと通じてパワーパック10へと戻る。
ソレノイドバルブ12aの内部の詳細を一層詳しく図10に示す。同図から分かるように、ソレノイドバルブ12aの外側部分30は、ハウジング15のボア31内に挿入されて、その中で固定的に維持される。この外側部分30は、ランド32,33,34を備えており、それらのランド32,33,34は、ボア31とシール状態で接触して、パワーパック10及びチャンバ18とそれぞれ接続された環状供給路35,36を規定する。
ソレノイドバルブ12aの外側部分30内には、軸方向に移動可能なランド付きスプール37が配設されており、このランド付きスプール37は、ソレノイドバルブ12aが駆動されていない場合には、戻りバネ38,39によって図３に示す位置に維持される。戻りバネ39は、ネジ付きナット40に対して作用するものであり、本出願人の同時係属中の特許出願第9308539.7号に記載されているように、ネジ付きボア41内における前記ナット40の軸方向位置によってスプール37へのバネ負荷が調整される。
スプール37が図10の位置にある場合には、そのスプール37のランド42がチャンバ18と接続された環状供給路35,36間の連通を遮断して、チャンバ18がパワーパック10により加圧されないようになる。このスプール位置では、環状供給路36は、図10に示す経路Ｘによりボア31の端部チャンバ31aと連通する。このチャンバ31aは、流体をパワーパック10へと送り戻す戻りライン43と接続されている。
ピストン17の軸方向の動作は、ピン45を介して回転型ポテンショメータという形態のセンサ44に伝達され、前記ピン45は、前記ポテンショメータのアクチュエーティングアーム（図示せず）及び前記ピストン17の端部17aを通って延びている。従って、チャンバ18内の油圧の変動によって生じたピストン17の軸方向の動作の結果として、ポテンショメータのアクチュエーティングアームが回転し、それに対応してピストン17の位置ひいては関連するクラッチ解除ベアリング14の位置を表す信号が生成される。
ソレノイドバルブ12aが図10に示す非駆動位置にある場合には、チャンバ18が上述のように経路Ｘを介して戻りライン43に接続され、クラッチ解除ベアリング14により動作されたクラッチが係合されるようになる。クラッチの係合を解除するには、ソレノイドバルブ12aが駆動されて、チャンバ18が戻りライン43から外されて上述のように溝35,36を介してパワーパック10と接続される。このチャンバ18のパワーパック10との接続の結果として、図９に示すようにピストン17が右方へ変位し、これによりチャンバ19から流体が移動して従動シリンダ11を動作させ、スラストベアリング14を介して関連するクラッチの係合解除が行われる。
既述のように、このピストン17の移動により、回転型ポテンショメータ44のアクチュエーティングアームが動作して、従動シリンダ11の新たな位置ひいては関連するクラッチの係合状態を表す信号が生成されることになる。
図９及び上記の変位手段で用いた回転型センサ44は、必要に応じて任意の適当な形態の線形センサに置き換えることが可能である、ということが理解されよう。
図11ないし図13は、軸方向長さが大幅に短縮された代替的なアクチュエータ構成を示すものである。図11において、このアクチュエータは、階段状ボア76を有する本体75を備えており、そのボア76内は、ピストン77が滑動可能となっている。そのピストン77は、前記ボア76及び固定ピストン部材90とシール状態で接触しており、その固定ピストン部材90は、環状リップ（circlip）91によりボア76内にシール係合状態で保持される。シール78a,90aは、チャンバ78,79と、前記固定ピストン部材90を取り囲むリザーバ92とを規定する。
チャンバ78は、ポート75aを介して上記ソレノイドバルブ12aと同様のソレノイド制御バルブ（図示せず）と接続され、一方、チャンバ79は、前記固定ピストン部材90の中央に沿って延びる穴93を介して従動シリンダ11と接続される。ピストン77は、戻りバネ94により図11に示す位置へと付勢される。このピストン77上にはフランジ95が設けられており、このフランジ95に対し、関連する回転型ポテンショメータ97のアーム96上に支持されたローラ96aが作用する。一端99を有する戻りバネ98がハウジング75に対して突っ張り、ポテンショメータ97の係合シャフト100が、フランジ95に対してローラ96aを維持するために必要な付勢力を提供する。ハウジング75を通るシャフト100の出口はシール100aによりシールされており、リザーバ92からの流体の損失を防止するようになっている。ボア76内におけるピストン77の回転は、フランジ95の切り欠き102と固定ピストン部材90の穴103とに係合するピン101によって防止される。
上述から分かるように、関連するクラッチが係合位置にある場合には、ピストン77は図11に示すようになっている。クラッチを係合解除させるためには、関連するソレノイドバルブによる制御下でチャンバ78に加圧流体が供給され、これにより、ボア76内でピストン77が軸方向に変位され、次いでチャンバ79から穴93を介して流体が放出されて、従動シリンダ11が動作される。ピストン77内には回復ポート104が設けられており、その回復ポート104を通して、ピストン77が完全後退位置にある際にチャンバ79内に流体を補充することができる。この補充用流体は、固定ピストン部材90を取り囲むリザーバ92から得られる。リザーバ92は、このアクチュエータのための全ての補充能力を提供するのに十分な容量のものとすることができる。代替的には、前記リザーバ92にポート92aを介して外部リザーバ（図示せず）を接続して補充容量を増大させることも可能である。
図14は、更なる代替的な形態のアクチュエータを示すものであり、この場合も、ピストン77が、固定ピストン部材90上にわたってハウジング75内を滑動し、パワーパック10及び従動シリンダ11にそれぞれ接続されたチャンバ78,79を規定する。
図14に示す構成では、ピストン77上のフランジ95は、固定ピストン部材90を取り囲む差動油が充填されていないチャンバ110内を移動する。このドライチャンバ110が可能となるのは、代替的な補充用の構成が固定ピストン部材90の中央に組み込まれているからである。これは、ハウジングのボア113内の取付部材112上に支持された回転型ポテンショメータ111を、考え得る流体の侵入に備えてシールする必要がない、ということを意味している。ポテンショメータ111は、フランジ95と接触するローラ111aを有している。
図15に一部を拡大して示したチャンバ79の補充用の構成は以下の通りである。バルブ部材115は、固定ピストン部材90中のボア116内を延び、補充用リザーバ（図示せず）と接続された補充ポート118と協働してその閉鎖を行うことが可能なものである。アクチュエータが図14に示すクラッチ係合位置にある場合、バルブ部材115は、ピストン77だけでなくバネカップ部材120を介してバルブ部材115にも作用する戻りバネ119によって付勢されて、補充ポート118の端部から離れる。バルブ部材115のヘッド117は、もう１つのバネカップ121によって取り囲まれている。このバネカップ121は、戻りバネ119によって穴116の端部122と接触状態に保たれている。
ヘッド117とカップ121との間には板バネ部材123が配設され、この板バネ部材123は、クラッチが係合して、ポート118が開放する図14に示す位置にピストン77がある場合に、圧縮状態に維持される。
クラッチの係合解除が所望される場合には、チャンバ78に流体圧力が加わり、次いでピストン77が変位し、チャンバ79から出口ポート124を介して従動シリンダ11へと流体が放出される。図14に示すようなピストン77の左方への初期動作によって、カップ120を介してバルブ部材115に加えられる力が弱められるので、板バネ部材123が、補充ポート118を閉鎖させる（図15参照）のに十分なだけバルブヘッド117をカップ121に対して左方へ変位させることが可能となり、これによりチャンバ79から放出された流体が穴116及び出口ポート124を介してアクチュエータを出るようになる。
図９及び図10を参照して説明した上記の構成は、幾つかの欠点を有するものであり、特に、ポート15aを介したリザーバとの連通が遮断されるまでアクチュエータが圧力を生成して従動シリンダ11を動作させることができず、ピストン17が軸方向に大幅に変位するまでその遮断が生じない、という欠点がある。また、ソレノイドバルブ12aの動作とピストン17の移動の開始との間に時間的な遅延がある。これら２つの要因が重なって、従動シリンダ11の動作応答が比較遅いものとなり、また、チャンバ19への回復流を遮断するのに必要な動作に起因してアクチュエータ12に必要とされる長さが延長されることになる。
図16は、回復リザーバ22とチャンバ19との間の連通の遮断がソレノイド動作バルブ12aのスプール37上のエクストラランド200を設けたことによりなされる改良された構成を開示するものである。
図16に示す非駆動位置にあるソレノイドバルブでは、アクチュエータ12のチャンバ19は、環状溝201、半径方向穴202、チャンバ210、軸方向穴203、溝204、スプール消耗部205、穴206、及び環状溝207を介して、リザーバ22と接続される。この回復用の連通を図16に矢印Ｙで示す。
また、ソレノイドのスプールが図16の位置にある場合には、供給路35と接続されたパワーパック10は、ランド42によって、供給路36と接続されたチャンバ18から隔離される。チャンバ18は、経路Ｘを介してパワーパック10のリザーバ10aと接続され、加圧されないようになっている。
ソレノイドバルブ12aが動作されてアクチュエータ12の動作が開始されると、スプール37の初期移動により、ランド200が回復流路Ｙを閉鎖して、従動シリンダ11に連通したチャンバ19内で加圧の形成を直ちに開始することができるようになる。スプール37が更に移動することにより、ランド42が戻り流路Ｘを閉鎖して供給路35を供給36と接続し、これによりチャンバ18の加圧が開始する。
既述の構成の場合のように、上述のチャンバ18の加圧によりピストン17が変位され、次いで従動シリンダ11が動作される。ピストン17の軸方向位置、ひいては従動シリンダ11により動作されるクラッチ解除ベアリング14の位置の指示が、ピストン17に接続された回転型又は線形型ポテンショメータ44という形のセンサにより与えられる。
図17は、図16と類似した構成の一部を示すものであるが、この場合には、別個の回復リザーバ22が削除されており、その別個の回復リザーバ22が前述の場合には接続されていたチャンバ210は、バルブスプール37の中央に沿った穴211を介してパワーパック10のリザーバ10aに接続されている。従って、図16の構成の場合のように、スプール37の初期動作時にソレノイドが非駆動状態となって即座に閉鎖した際に、回復流路Ｙが開放される。図17の構成における他の構成上の詳細は図16と同じである。
図18及び図18aは、図16に示した形態のアクチュエータの一部を示すものであり、この場合には、シール301によって制御されるアンチキャビテーション流路300が追加されており、これは、ピストン17の速い戻りが生じた場合に流体を流路Ｚを介しシール301を通過させてチャンバ19内へ導くことを可能とし、チャンバ19又は従動シリンダ11との接続部でキャビテーションが発生する可能性を低減させるのに資するものとなる。図18及び図18aに関する上記のアンチキャビテーション機能は、図17に示した形態の単一リザーバによる構成で用いることも可能である、ということが理解されよう。
図19は、図16の場合と類似した構成を示すものであり、この場合、パワーパック10は、リザーバ22から流体を引き込んで逆止バルブ402を介してアキュムレータ401に充填を行う電気駆動式ポンプ400を備えている。このポンプ400からの出力は、ライン403及び穴404を介してスプール37の消耗部分405へと供給され、次いで溝204及び穴203を介してチャンバ210へ送られ、そこからリザーバ22へと戻る。従って、バルブ12aのソレノイドが非駆動状態となって、スプール37が図19に示す位置にある場合には、ポンプ400の出力は、流路Ｐを介してリザーバ22へと直接戻される。また逆止バルブ402のポンプ側の圧力が同様に軽減される。
アキュムレータ401が完全に充填された場合、従動シリンダ11から流体の供給又は排出が必要とされなければ、ポンプ400を切り換えてスプール37を非駆動位置に戻すことが可能となる。
上記の流路Ｐは、ポンプ400の始動時にそのポンプ400が高いポンプ負荷に抗して速度を上げる必要がなくなるという利点を有するものである。これは、ポンプ作用によりくみ出されている流体がその流路Ｐを介してリザーバ22へ直接戻されるからである。また、ポンプ400をアキュムレータ401に接続するラインを比較的低圧に保つことができる。これは、ソレノイドが非駆動状態となる場合にはそれらラインがリザーバ22に接続されるからであり、これにより、それらラインの寿命が延び、システムの全体的な信頼性が増す。
また、図19ではスプール37のランド構成が変更されており、スプールランド410による制御下でスプール37の他方の端部にチャンバ19への回復流路Ｙが提供されるようになっている。これにより、スプール37ひいてはバルブ全体の長さを短縮することが可能となる。
スプール37の初期動作時に、流路Ｐがランド200により閉鎖され、ランド410がリザーバ10aからチャンバ19への回復流路Ｙを閉鎖する。

Claims (26)

1. アクチュエーションシステムにおいて、変位手段を介して従動シリンダと接続された加圧流体源を備え、前記変位手段が、前記加圧流体源からの加圧流体により変位される構成要素であってその加圧流体により生じた前記従動シリンダのアクチュエーティング動作に比例する変位を提供する前記構成要素を備え、更に、前記従動シリンダの前記アクチュエーティング動作を示すために前記変位を測定するよう動作可能な検知手段を備えており、前記変位手段が、ハウジングのボア内を軸方向に滑動可能なピストンであって、その両側に１つずつ２つの流体密閉性チャンバを規定し、その一方のチャンバが前記従動シリンダに接続され、他方のチャンバが前記加圧流体源に接続された、前記ピストンと、そのピストンと共に移動し前記ハウジングの外側まで延びて前記検知手段と協働する変位部材とを備えており、さらに、前記ピストンの両側の前記チャンバを相互に接続する流路と、その流路内に配設されて前記チャンバ間ひいては前記加圧流体源と前記従動シリンダとの間の流体の通過を遮断又は制御するバルブ手段とを備え、前記バルブ手段が、前記他方のチャンバが最小体積となり前記従動シリンダが動作されない後退状態に前記ピストンがあるときに開放するように構成され、及び、前記加圧流体の圧力の増大に応じて所定の付勢力に抗して前記ボアに沿って前記ピストンが変位されたときに閉鎖するように構成され、これにより、前記一方のチャンバ内の圧力レベルが上昇して、前記ピストンの動作に比例した前記従動シリンダのアクチュエーティング動作が生じることを特徴とする、アクチュエーションシステム。
2. 前記２つのチャンバ間のアクチュエーティング用流体の通過を制御する前記バルブ手段が、通常は閉鎖状態にバネ付勢されるチェックバルブから構成され、そのチェックバルブが、前記ピストンが後退状態にあるときに前記ボアの一端に接触して前記チェックバルブを非着座状態にするピン手段により開放される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ピストンが後退状態にあり前記他方のチャンバが最小体積となるときに前記一方のチャンバがリザーバと連通し、そのリザーバとの連通が、前記他方のチャンバ内の圧力の増大に応じて前記ピストンが前記ボアに沿って変位されたときに閉鎖され、これにより前記一方のチャンバ内の圧力レベルが上昇して前記ピストンの動作に比例した前記従動シリンダのアクチュエーティング動作が生じる、請求項１記載のシステム。
4. 前記ピストンが、互いに軸方向に隔置された２つのシールを備え、それらのシールが、前記一方及び他方のチャンバをシールすると共にそれらシール間に流体収容チャンバを規定し、その流体収容チャンバが、前記ピストンが後退状態にある場合に前記リザーバと連通し、前記ピストンが前記ボアに沿って変位された際に前記リザーバから閉鎖される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記ピストンが、内部の固定ピストン部材上にシール状態で接触してその固定ピストン部材上を滑動し、前記ピストンと前記固定ピストン部材との間に前記一方のチャンバを規定し、前記ピストンと前記ハウジングの前記ボアとの間に前記他方のチャンバを規定する、請求項１に記載のシステム。
6. リザーバが前記固定ピストン部材を取り囲み、回復ポートが前記ピストンに設けられ、前記ピストンが後退状態にあり前記他方のチャンバが最小体積となる際に前記一方のチャンバと前記リザーバとの連通が可能になる、請求項５に記載のシステム。
7. 前記固定ピストン部材が前記一方のチャンバと連通した補充流路を備えており、その補充流路を通る流体の流れがバルブ部材により制御され、そのバルブ部材が、前記他方のチャンバが最小体積となる後退状態に前記ピストンがあるときに弾性手段により開放状態に維持され、前記他方のチャンバの加圧時の前記ピストンの初期動作により閉鎖される、請求項５に記載のシステム。
8. 前記他方のチャンバへの加圧流体の供給及び前記他方のチャンバからの流体の排出、並びに、前記一方のチャンバの回復ポートとリザーバとの接続が、ソレノイド動作型スプールバルブのスプールの軸方向変位によって制御される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記他方のチャンバを加圧する前記スプールの初期の軸方向変位が、前記回復ポートと前記一方のチャンバとの連通を遮断する、請求項８に記載のシステム。
10. 前記回復ポートと連通する前記リザーバが、前記他方のチャンバから排出された流体を受容する、請求項８又は９に記載のシステム。
11. アンチキャビテーション機能が設けられ、この機能の下で、前記ピストンが後退位置に向かって急速に戻る際にそのピストンが前記ソレノイド動作型スプールバルブにおけるシールの周りで前記一方のチャンバ内へ流体を引き込むことが可能となる、請求項８ないし請求項10の何れかに記載のシステム。
12. 加圧流体源がポンプにより提供され、前記ソレノイド動作型スプールバルブの前記スプールが、前記他方のチャンバが加圧されていない場合に前記ポンプの出力を油だめへと排出するように構成され、その排出経路が、前記他方のチャンバの加圧を開始させる前記スプールの移動時に遮断される、請求項８ないし請求項11の何れかに記載のシステム。
13. ロッドが前記ピストンの一方の側から前記ボアに沿って延びて前記ハウジングから出ており、トランスデューサという形の検知手段が前記ロッドと接続されて、前記従動シリンダのアクチュエーティング動作を表す信号出力が提供される、請求項１ないし請求項12の何れかに記載のシステム。
14. 前記変位手段が、前記従動シリンダから離れて配設されている、請求項１ないし請求項13の何れかに記載のシステム。
15. 前記変位手段が、前記加圧流体源に隣接している、請求項14に記載のシステム。
16. 前記加圧流体源が、油圧リザーバ、ポンプ、及びアキュムレータを備えた油圧パワーパックからなり、前記変位手段がその油圧パワーパックの一部である、請求項14に記載のシステム。
17. 乗物のクラッチとスロットルとが機構によって相互に接続されており、該機構が、クラッチの係合解除に応じて第１の方向に移動可能であると共にクラッチの係合に応じて第２の方向に移動可能な第１の連結部材と、乗物のスロットルに接続されてそのスロットルを閉鎖するように前記第１の方向に移動可能であると共にそのスロットルを開放するように前記第２の方向に移動可能な第２の連結部材と、前記第１及び第２の連結部材を接続するロストモーション接続手段とを備えており、このロストモーション接続手段により、前記第１及び第２の方向における前記第１の連結部材の初期動作が、その動作に対応する前記第１及び第２の方向における前記第２の連結部材の動作を伴うことなく可能となる、請求項１ないし16の何れかに記載のシステム。
18. 前記ロストモーション接続手段が、前記第１の連結部材により前記第２の連結部材を前記第１の方向に移動させるための力伝達経路を前記第１及び第２の連結部材間に提供する弾性手段を備えている、請求項17に記載のシステム。
19. 第１の連結部材が、前記ピストンの一方の側から前記ボアに沿って延びて前記ハウジングから出たロッドを含む、請求項17に記載のシステム。
20. 前記弾性手段が、前記第２の連結部材と接続されてバネ手段により前記第１の方向に付勢される、前記ロッド内の第２のピストン又はそのロッドの延長部により提供される、請求項18に記載のシステム。
21. 前記バネ手段が、前記第１の方向における前記第１及び第２の連結部材の動作間に一定の位相関係を提供する定率バネである、請求項20に記載のシステム。
22. 前記第２のピストンが、前記一方のチャンバと接続されたチャンバであって、前記一方のチャンバ内の圧力レベルに応じた前記ロッド内の前記第２のピストンの移動を許容して、前記第１の方向における前記第１及び第２の連結部材の動作間の位相関係を変更可能とするチャンバを、前記ロッド内に規定する、請求項20に記載のシステム。
23. 前記ロッドが、関連する乗物の制動システムにおけるヒルホルダバルブを動作させる、請求項20ないし請求項22の何れかに記載のシステム。
24. 請求項１ないし請求項23の何れかに記載の油圧アクチュエーションシステムで使用するための変位バルブであって、この変位バルブが、ハウジングのボア中を滑動可能なピストンであって、その両側に１つずつ２つの流体密閉性チャンバを規定し、その一方のチャンバが従動シリンダに接続され、他方のチャンバが加圧流体源に接続された、前記ピストンと、前記チャンバを相互に接続する流路と、その流路内に配設されて前記チャンバ間ひいては前記加圧流体源と前記従動シリンダとの間の流体の通過を遮断又は制御するバルブ手段とを備えたハウジングから構成され、前記バルブ手段が、前記他方のチャンバが最小体積となり前記従動シリンダが動作されない後退状態に前記ピストンがあるときに開放し、及び前記加圧流体の圧力の増大に応じて所定の付勢力に抗して前記ボアに沿って前記ピストンが変位されたときに閉鎖するように構成され、これにより前記一方のチャンバ内の圧力レベルが上昇して、前記ピストンの動作に比例した前記従動シリンダのアクチュエーティング動作が生じる、変位バルブ。
25. 油圧アクチュエーションシステムで使用するための変位バルブであって、この変位バルブが、ハウジングのボア中を滑動可能なピストンであって、その両側に１つずつ２つの流体密閉性チャンバを規定し、その一方のチャンバが従動シリンダに接続され、他方のチャンバが加圧流体源に接続された、前記ピストンと、そのピストンに接続された検知手段と、前記チャンバを相互に接続する流路と、その流路内に配設されて前記チャンバ間ひいては前記加圧流体源と前記従動シリンダとの間の流体の通過を遮断又は制御するバルブ手段とを備えたハウジングから構成され、前記バルブ手段が、前記他方のチャンバが最小体積となり前記従動シリンダが動作されない後退状態に前記ピストンがあるときに開放し、及び前記加圧流体の圧力の増大に応じて所定の付勢力に抗して前記ボアに沿って前記ピストンが変位されたときに閉鎖するように構成され、これにより前記一方のチャンバ内の圧力レベルが上昇して、前記ピストンの動作に比例した前記従動シリンダのアクチュエーティング動作が生じ、そのアクチュエーティング動作が前記検知手段によって測定される、変位バルブ。
26. 前記従動シリンダが乗物のクラッチを動作させる、請求項１ないし請求項23の何れかに記載のシステム、又は請求項24若しくは請求項25に記載の変位バルブ。

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