JP6939245B2 - アクチュエータ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のアクチュエータを備えたアクチュエータ駆動装置に関する。

例えば特許文献１には、オイルによって駆動される複数のアクチュエータと、それらのアクチュエータ毎に設けられ、油圧ポンプから各アクチュエータに供給されるオイルの流量を制御する流量制御弁および副流量制御弁とを備える油圧システムが開示されている。

特開２０１３−１２４７３６号公報

しかしながら、特許文献１の油圧システムでは、油圧アクチュエータ毎に流量制御弁および副流量制御弁を設けるため、コストや重量が増加し、かつ、レイアウト性が悪化するという問題がある。

本発明の目的は、コストや重量の低減およびレイアウト性の向上を実現できるアクチュエータ駆動装置を提供することである。

本発明のアクチュエータ駆動装置は、流体が供給される第１流体圧室、および、前記第１流体圧室とピストンを挟んで対向する第２流体圧室を備えた複数のアクチュエータを駆動させるアクチュエータ駆動装置であって、前記複数のアクチュエータのうちの第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御する第１制御弁と、前記複数のアクチュエータのうち前記第１アクチュエータとは異なる第２アクチュエータの前記第１流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御する第２制御弁と、前記第１制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替えるとともに、前記第２制御弁からの前記流体が前記第２アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替える切替弁と、を有し、前記切替弁は、前記第１制御弁および前記第２制御弁の下流側に設けられた第１切替弁と、前記第１切替弁の下流側に設けられる第２切替弁と、を有し、前記第２切替弁の数は、前記第１切替弁の数よりも多い。

本発明によれば、コストや重量の低減およびレイアウト性の向上を実現できる。

本発明の実施の形態に係る油圧システムの構成および第１の動作例を示す模式図 本発明の実施の形態に係る油圧システムの構成および第２の動作例を示す模式図 本発明の実施の形態に係るアクチュエータの構成を示す模式図 本発明の実施の形態に係る油圧システムの構成および第３の動作例を示す模式図 本発明の実施の形態に係る油圧システムの構成および第４の動作例を示す模式図 従来の油圧システムの構成例を示す模式図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本実施の形態に係る油圧システム１００の構成について、図１、図２を用いて説明する。図１、図２は、油圧システム１００を示す模式図である。また、図１はアクチュエータ７、１０の動作時（後述する第１の動作例）を示しており、図２はアクチュエータ８、９の動作時（後述する第２の動作例）を示している。

図１、図２に示す油圧システム１００は、本発明のアクチュエータ駆動装置の一例に相当する。

油圧システム１００は、例えば、自動変速機であるデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）を備えた車両に搭載される。

図１、図２に示すように、油圧システム１００は、ポンプ１、圧力制御弁２、圧力制御弁３、第１切替弁４、第２切替弁５、第２切替弁６、アクチュエータ７、アクチュエータ８、アクチュエータ９、およびアクチュエータ１０を備える。また、図１、図２に示すＬ１〜Ｌ１５は、作動油が流れる油路である。

ここで、アクチュエータ７の構成例について、図３を用いて説明する。図３は、アクチュエータ７の構成例を示す模式図である。なお、アクチュエータ８〜１０も、以下に説明する構成と同じである。

アクチュエータ７は、作動油（流体の一例）により駆動され、例えば、自動変速装置（例えば、ＤＣＴ）のスリーブ（図示略）を軸方向に変位させる。

アクチュエータ７は、筒状のシリンダ２０と、ピストン本体部２１およびピストン軸部２２からなるピストン２３とを備えている。

シリンダ２０の内部空間は、ピストン本体部２１により、第１油圧室２４（図３の左側の油圧室。第１流体圧室の一例）と第２油圧室２５（図３の右側の油圧室。第２流体圧室の一例）とに分割されている。

ピストン軸部２２の軸方向一端部（図３の左端部）は、ピストン本体部２１に固定されている。一方、ピストン軸部２２の軸方向他端部（図３の右端部）は、シリンダ２０の軸方向他端面（図３の右端面）から外部に突出している。

ピストン軸部２２の軸方向他端部は、例えば、シフトフォーク等の連結機構（図示略）を介してスリーブに接続されている。

このような構成において、第１油圧室２４に作動油が供給された場合、ピストン２３は、図３の矢印Ｒが示す方向（以下、右方向という）へ移動する。一方、第２油圧室２５に作動油が供給された場合、ピストン２３は、図３の矢印Ｌが示す方向（以下、左方向）へ移動する。このようなピストン２３の移動に応じて、自動変速装置のスリーブは軸方向に変位する。

以上、アクチュエータ７の構成例について説明した。以下、図１、図２の説明に戻る。

ポンプ１は、車両のエンジン（図示略）または電動モータ（図示略）によって駆動される電動油圧ポンプである。ポンプ１は、オイルパンに貯留されている作動油を吸い上げて加圧し、加圧した作動油を油路Ｌ１に吐出する。

ポンプ１の下流側には、圧力制御弁２（第１制御弁の一例）と圧力制御弁３（第２制御弁の一例）とが並列に設けられている。ポンプ１から油路Ｌ１に吐出された作動油は、圧力制御弁２および圧力制御弁３に流入する。

圧力制御弁２および圧力制御弁３は、それぞれ、作動油を所定の圧力に調圧する。圧力制御弁２により調圧された作動油は、油路Ｌ２を介して第１切替弁４に流入する。圧力制御弁３により調圧された作動油は、油路Ｌ３を介して第１切替弁４に流入する。

第１切替弁４は、油路Ｌ２と油路Ｌ４とを接続し、かつ、油路Ｌ３と油路Ｌ６とを接続する第１状態と、油路Ｌ２と油路Ｌ５とを接続し、かつ、油路Ｌ３と油路Ｌ７とを接続する第２状態と、を切り替える。

第１切替弁４が第１状態のとき、油路Ｌ２からの作動油は油路Ｌ４に流入し、油路Ｌ３からの作動油は油路Ｌ６に流入する。一方、第１切替弁４が第２状態のとき、油路Ｌ２からの作動油は油路Ｌ５に流入し、油路Ｌ３からの作動油は油路Ｌ７に流入する。なお、図１、図２はともに、第１切替弁４が第１状態である場合を示している（第２状態は、後述の図５、図６参照）。

第１切替弁４の下流側には、第２切替弁５と第２切替弁６とが並列に設けられている。油路Ｌ４または油路Ｌ５に流入した作動油は、第２切替弁５に流入する。一方、油路Ｌ６または油路Ｌ７に流入した作動油は、第２切替弁６に流入する。

第２切替弁５は、油路Ｌ４と油路Ｌ８とを接続し、かつ、油路Ｌ５と油路Ｌ１５とを接続する第３状態と、油路Ｌ４と油路Ｌ９とを接続し、かつ、油路Ｌ５と油路Ｌ１４とを接続する第４状態と、を切り替える。

第２切替弁５が第３状態のとき、油路Ｌ４からの作動油が油路Ｌ８に流入する、または、油路Ｌ５からの作動油が油路Ｌ１５に流入する（第１切替弁４は第１状態または第２状態のいずれかであるため）。一方、第２切替弁５が第４状態のとき、油路Ｌ４からの作動油が油路Ｌ９に流入する、または、油路Ｌ５からの作動油が油路Ｌ１４に流入する（第１切替弁４は第１状態または第２状態のいずれかであるため）。なお、図１は、第２切替弁５が第３状態である場合を示しており、図２は、第２切替弁５が第４状態である場合を示している。

油路Ｌ８に流入した作動油は、アクチュエータ７の第１油圧室２４に供給される。また、油路Ｌ９に流入した作動油は、アクチュエータ８の第１油圧室２４に供給される。一方、油路Ｌ１５に流入した作動油は、アクチュエータ７の第２油圧室２５に供給される。また、油路Ｌ１４に流入した作動油は、アクチュエータ８の第２油圧室２５に供給される。

第２切替弁６は、油路Ｌ６と油路Ｌ１１とを接続し、かつ、油路Ｌ７と油路Ｌ１２とを接続する第５状態と、油路Ｌ６と油路Ｌ１０とを接続し、かつ、油路Ｌ７と油路Ｌ１３とを接続する第６状態と、を切り替える。

第２切替弁６が第５状態のとき、油路Ｌ６からの作動油が油路Ｌ１１に流入する、または、油路Ｌ７からの作動油が油路Ｌ１２に流入する（第１切替弁４は第１状態または第２状態のいずれかであるため）。一方、第２切替弁６が第６状態のとき、油路Ｌ６からの作動油が油路Ｌ１０に流入する、または、油路Ｌ７からの作動油が油路Ｌ１３に流入する（第１切替弁４は第１状態または第２状態のいずれかであるため）。なお、図１は、第２切替弁６が第５状態である場合を示しており、図２は、第２切替弁６が第６状態である場合を示している。

油路Ｌ１１に流入した作動油は、アクチュエータ１０の第１油圧室２４に供給される。また、油路Ｌ１０に流入した作動油は、アクチュエータ９の第１油圧室２４に供給される。一方、油路Ｌ１２に流入した作動油は、アクチュエータ１０の第２油圧室２５に供給される。また、油路Ｌ１３に流入した作動油は、アクチュエータ９の第２油圧室２５に供給される。

上述した第１切替弁４、第２切替弁５、および第２切替弁６の各状態の切り替えは、図示しない制御装置により制御される。

以上、油圧システム１００の構成について説明した。

次に、油圧システム１００の動作について、図１、図２を用いて説明する。

まず、図１を用いて、油圧システム１００の第１の動作例について説明する。第１の動作例は、アクチュエータ７およびアクチュエータ１０それぞれのピストン２３を同時に右方向へ動作させる例である。なお、本動作例において、アクチュエータ７、１０は、それぞれ、第１アクチュエータ、第２アクチュエータの一例に相当する（後述する第３の動作例も同様）。

第１の動作例では、制御装置は、第１切替弁４を第１状態に切り替えるように制御する。また、制御装置は、第２切替弁５を第３状態に切り替え、第２切替弁６を第５状態に切り替えるように制御する。

これにより、圧力制御弁２により調圧された作動油は、油路Ｌ２、油路Ｌ４、および油路Ｌ８を経由して、アクチュエータ７の第１油圧室２４に供給される。一方、圧力制御弁３により調圧された作動油は、油路Ｌ３、油路Ｌ６、および油路Ｌ１１を経由して、アクチュエータ１０の第１油圧室２４に供給される。したがって、アクチュエータ７、１０それぞれのピストン２３は、右方向（図３の矢印Ｒが示す方向）へ移動する。

以上、第１の動作例について説明した。

次に、図２を用いて、油圧システム１００の第２の動作例について説明する。第２の動作例は、アクチュエータ８およびアクチュエータ９それぞれのピストン２３を同時に右方向へ動作させる例である。なお、本動作例において、アクチュエータ８、９は、それぞれ、第１アクチュエータ、第２アクチュエータの一例に相当する（後述する第４の動作例も同様）。

第２の動作例では、制御装置は、第１切替弁４を第１状態に切り替えるように制御する。また、制御装置は、第２切替弁５を第４状態に切り替え、第２切替弁６を第６状態に切り替えるように制御する。

これにより、圧力制御弁２により調圧された作動油は、油路Ｌ２、油路Ｌ４、および油路Ｌ９を経由して、アクチュエータ８の第１油圧室２４に供給される。一方、圧力制御弁３により調圧された作動油は、油路Ｌ３、油路Ｌ６、および油路Ｌ１０を経由して、アクチュエータ９の第１油圧室２４に供給される。したがって、アクチュエータ８、９それぞれのピストン２３は、右方向（図３の矢印Ｒが示す方向）へ移動する。

以上、第２の動作例について説明した。

次に、図４を用いて、油圧システム１００の第３の動作例について説明する。第３の動作例は、アクチュエータ７およびアクチュエータ１０それぞれのピストン２３を同時に左方向へ動作させる例である。

第３の動作例では、制御装置は、第１切替弁４を第２状態に切り替えるように制御する。また、制御装置は、第２切替弁５を第３状態に切り替え、第２切替弁６を第５状態に切り替えるように制御する。

これにより、圧力制御弁２により調圧された作動油は、油路Ｌ２、油路Ｌ５、および油路Ｌ１５を経由して、アクチュエータ７の第２油圧室２５に供給される。一方、圧力制御弁３により調圧された作動油は、油路Ｌ３、油路Ｌ７、および油路Ｌ１２を経由して、アクチュエータ１０の第２油圧室２５に供給される。したがって、アクチュエータ７、１０それぞれのピストン２３は、左方向（図３の矢印Ｌが示す方向）へ移動する。

以上、第３の動作例について説明した。

次に、図５を用いて、油圧システム１００の第４の動作例について説明する。第４の動作例は、アクチュエータ８およびアクチュエータ９それぞれのピストン２３を同時に左方向へ動作させる例である。

第４の動作例では、制御装置は、第１切替弁４を第２状態に切り替えるように制御する。また、制御装置は、第２切替弁５を第４状態に切り替え、第２切替弁６を第６状態に切り替えるように制御する。

これにより、圧力制御弁２により調圧された作動油は、油路Ｌ２、油路Ｌ５、および油路Ｌ１４を経由して、アクチュエータ８の第２油圧室２５に供給される。一方、圧力制御弁３により調圧された作動油は、油路Ｌ３、油路Ｌ７、および油路Ｌ１３を経由して、アクチュエータ９の第２油圧室２５に供給される。したがって、アクチュエータ８、９それぞれのピストン２３は、（図３の矢印Ｌが示す方向）へ移動する。

上述した第１〜第４の動作例は、適宜切り替えて行われる。

次に、本実施の形態の油圧システム１００の作用効果について、図６を用いて説明する。

図６は、従来の油圧システム２００の構成の一例を示す模式図である。なお、図６において、図１と同じ構成要素には同一符号を付している。また、図６において、各油路に対する符号の図示は省略している。

図６に示すように、油圧システム２００では、アクチュエータ７に対して圧力制御弁２および圧力制御弁３が設けられ、アクチュエータ８に対して圧力制御弁１１および圧力制御弁１２が設けられ、アクチュエータ９に対して圧力制御弁１３および圧力制御弁１４が設けられ、アクチュエータ１０に対して圧力制御弁１５および圧力制御弁１６が設けられている。

このように、油圧システム２００は、アクチュエータ毎に、２つの圧力制御弁を設ける構成であるため、コストや重量が増加し、かつ、レイアウト性が悪化するという問題がある。

これに対し、本実施の形態の油圧システム１００では、上述したとおり、第１切替弁４および第２切替弁５、６を設けることにより、圧力制御弁の数を削減している。よって、コストや重量の低減およびレイアウト性の向上を実現できる。

また、仮に、圧力制御弁２、３からの作動油がそれぞれ同一のアクチュエータの第１油圧室２４、第２油圧室２５に供給されるように接続される構成では、別のアクチュエータを動作させる場合、そのアクチュエータへ切り替えるために時間がかかってしまう。これに対し、本実施の形態の油圧システム１００では、圧力制御弁２、３からの作動油がそれぞれ異なるアクチュエータの第１油圧室２４に供給されるように接続される構成であるので、速やかに複数のアクチュエータを動作させることができる。

以上、本実施の形態の油圧システム１００の作用効果について説明した。

本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。以下、各変形例について説明する。

［変形例１］
実施の形態では、動作させるアクチュエータの組み合わせが、アクチュエータ７およびアクチュエータ１０、または、アクチュエータ８およびアクチュエータ９である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。

例えば、図１、図２等に示したオン／オフ型のソレノイド弁３０の数を増やすことにより、動作させるアクチュエータの組み合わせを変更してもよい。

［変形例２］
実施の形態において、圧力制御弁２からの作動油がアクチュエータ７〜１０のうちのいずれかの第１油圧室２４に供給され、かつ、圧力制御弁３からの作動油がアクチュエータ７〜１０のうちのいずれかの第２油圧室２５に供給されるように、第１切替弁４および第２切替弁５、６が切り替えられてもよい。

例えば、制御装置は、圧力制御弁２からの作動油がアクチュエータ７の第１油圧室２４に供給され、かつ、圧力制御弁３からの作動油がアクチュエータ７の第２油圧室２５に供給されるように、第１切替弁４および第２切替弁５、６の切り替えを制御してもよい。

または、例えば、制御装置は、圧力制御弁２からの作動油がアクチュエータ７の第１油圧室２４に供給され、かつ、圧力制御弁３からの作動油がアクチュエータ１０の第２油圧室２５に供給されるように、第１切替弁４および第２切替弁５、６の切り替えを制御してもよい。

［変形例３］
実施の形態では、第２切替弁５と第２切替弁６とを別体で備える場合を例に挙げて説明したが、第２切替弁５と第２切替弁６とを１つの第２切替弁として構成してもよい。これにより、第２切替弁の数を削減できる。

［変形例４］
実施の形態では、複数のアクチュエータが油圧式である場合を例に挙げて説明したが、複数のアクチュエータは空圧式であってもよい。

［変形例５］
実施の形態では、油圧を制御する圧力制御弁２、３を備える場合を例に挙げて説明したが、圧力制御弁２、３の代わりに、流量を制御する２つの流量制御弁（第１制御弁、第２制御弁の一例）を用いてもよい。

＜本開示のまとめ＞
本発明のアクチュエータ駆動装置は、流体が供給される第１流体圧室、および、前記第１流体圧室とピストンを挟んで対向する第２流体圧室を備えた複数のアクチュエータを駆動させるアクチュエータ駆動装置であって、前記複数のアクチュエータのうちの第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御する第１制御弁と、前記複数のアクチュエータのうち前記第１アクチュエータとは異なる第２アクチュエータの前記第１流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御する第２制御弁と、前記第１制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替えるとともに、前記第２制御弁からの前記流体が前記第２アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替える切替弁と、を有し、前記切替弁は、前記第１制御弁および前記第２制御弁の下流側に設けられた第１切替弁と、前記第１切替弁の下流側に設けられる第２切替弁と、を有し、前記第２切替弁の数は、前記第１切替弁の数よりも多い。

なお、上記アクチュエータ駆動装置において、前記第２制御弁は、さらに、前記第１アクチュエータまたは前記第２アクチュエータの前記第２流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御可能であり、前記切替弁は、さらに、前記第１制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替えるとともに、前記第２制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータまたは前記第２アクチュエータの前記第２流体圧室に供給されるように選択的に切り替え可能であってもよい。

本発明は、複数のアクチュエータを備えたアクチュエータ駆動装置に適用できる。

１ ポンプ
２、３、１１〜１６ 圧力制御弁
４ 第１切替弁
５、６ 第２切替弁
７〜１０ アクチュエータ
２０ シリンダ
２１ ピストン本体部
２２ ピストン軸部
２３ ピストン
２４ 第１油圧室
２５ 第２油圧室
３０ ソレノイド弁
１００、２００ 油圧システム

Claims (2)

1. 流体が供給される第１流体圧室、および、前記第１流体圧室とピストンを挟んで対向する第２流体圧室を備えた複数のアクチュエータを駆動させるアクチュエータ駆動装置であって、
   前記複数のアクチュエータのうちの第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御する第１制御弁と、
   前記複数のアクチュエータのうち前記第１アクチュエータとは異なる第２アクチュエータの前記第１流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御する第２制御弁と、
   前記第１制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替えるとともに、前記第２制御弁からの前記流体が前記第２アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替える切替弁と、を有し、
   前記切替弁は、
   前記第１制御弁および前記第２制御弁の下流側に設けられた第１切替弁と、
   前記第１切替弁の下流側に設けられる第２切替弁と、を有し、
   前記第２切替弁の数は、前記第１切替弁の数よりも多い、
   アクチュエータ駆動装置。
2. 前記第２制御弁は、さらに、
   前記第１アクチュエータまたは前記第２アクチュエータの前記第２流体圧室に供給される前記流体の流体圧または流量を制御可能であり、
   前記切替弁は、さらに、
   前記第１制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータの前記第１流体圧室に供給されるように選択的に切り替えるとともに、前記第２制御弁からの前記流体が前記第１アクチュエータまたは前記第２アクチュエータの前記第２流体圧室に供給されるように選択的に切り替え可能である、
   請求項１に記載のアクチュエータ駆動装置。

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