JPH0132364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トリプルピストンシリンダ装置に係
り、特に簡易な構成によつてピストンロツドを所
定の４点位置に設定し得るようにしたシリンダ装
置に関する。

従来のシングルピストンシリンダ装置において
は、そのピストンに固着されたピストンロツドを
２点には確実に設定することはできるが、該２点
位置に２点の中間位置を加えた４点位置に確実に
設定することはできないという欠点があつた。

また実開昭55−1009には、ロツドを多段的に位
置決めさせることを目的としたステツプシリンダ
が開示されているが、該従来例はダブルピストン
式を採用したものであり、車輌のトランスミツシ
ヨンの変速操作用の如く非常にきめ細かな位置制
御を行わせるには性能的に劣るものであり、本願
発明とはその構成、作用及び効果が異なるもので
ある。また特公昭47−50687には、トリプルピス
トンを用いた弁操作機構が開示されているが、該
従来例は制限体（本願の「ストツパ12」に相当）
をシリンダ自体に固定してなるものであつて、本
願発明とはその構成が異なるものである。

本発明は、上記した従来技術の欠点を除くため
になされたものであつて、その目的とするところ
は、シリンダの中にトリプルピストンを相対的に
変位可能に収容することにより簡易な構成でピス
トンロツドを確実に４点位置に設定することがで
きるシリンダ装置を提供することである。また他
の目的は、４つのセレクト位置を持つトランスミ
ツシヨンのセレクト操作を単一のシリンダ装置で
行い得るようにすることである。

要するに本発明は、シリンダと、該シリンダ内
に摺動自在に収容され一端が開口し他の一端が壁
部を有して密閉された中空の外側ピストンと、該
外側ピストン内に摺動自在に収容された中間第１
ピストンと中間第２ピストンとからなる中間ピス
トンと、該中間第１ピストンと該中間第２ピスト
ンの間に位置してこれら両中間ピストンの移動を
制限するように前記外側ピストンの内周面に装着
されたストツパと、前記中間ピストン内に摺動自
在に収容され前記中間第２ピストンの一端を貫通
し前記シリンダの一端を摺動自在に貫通したピス
トンロツドが一体的に形成された内側ピストンと
を備え、前記シリンダは、前記外側ピストンを最
大量前記ピストンロツド側に変位させるための第
１の流体ポートと、前記外側ピストンの中空部に
連通し、前記中間第１ピストンを該外側ピストン
内で前記ピストンロツド側に最大量変位させるた
めの第２の液体ポートと、前記外側ピストン、前
記中間第２ピストン及び前記内側ピストンを前記
ピストンロツドの反対側に最大量変位させるため
の第３の流体ポートとを備え、前記外側ピストン
と前記中間ピストンと前記内側ピストンとの相対
的な変位並びに前記外側ピストンの壁部及び前記
ストツパとの相互作用により前記ピストンロツド
を所定の４点位置に設定し得るように構成したこ
とを特徴とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係るトリプルピストンシリンダ装置
１は、シリンダ２と、外側ピストン３と、中間第
１ピストン４ａと中間第２ピストン４ｂとからな
る中間ピストン４と、内側ピストン５とを備えて
いる。

シリンダ２は、密閉構造とされており、図中右
端２ａには内側ピストン５と一体的に形成された
ピストンロツド５ａがシール部材８を介して摺動
自在に貫通する穴部２ｂが形成されている。また
シリンダ２は、外側ピストン３をピストンロツド
５ａ側に最大変位させるための第１の流体がポー
トP₁と、外側ピストン３の中空部３ａに連通し、
中間第１ピストン４ａを外側ピストン３内でピス
トンロツド５ａ側に最大量変位させるための第２
の流体ポートP₂と、外側ピストン３と中間第２
ピストン４ｂと内側ピストン５とをピストンロツ
ド５ａの反対側に最大量変位させるための第３の
流体ポートP₃とを備えている。そしてこれらの
各流体ポートは、夫々スプール制御弁（図示せ
ず）等を介してエアやオイル等の流体供給源（図
示せず）に接続されている。

なおシリンダ２の図中下部には、排出穴２ｅが
形成されており、該排出穴は外側シリンダ３に形
成された溝３ｇに連通するようになつている。

外側ピストン３は、シリンダ２内にシール部材
９を介して摺動自在に収容されていて、中空に形
成されており、図中左端は壁部３ｂによつて密閉
され、開口した図示右端にはシリンダ２の中空部
２ｃに連通する穴３ｃが設けられている。また外
側ピストン３の図中下部には、第２の流体ポート
P₂と中空部３ａとを連通させる溝３ｄと該溝及
び中空部３ａとに連通する連通穴３ｅとが夫々設
けられている。そして外側ピストン３は、ストロ
ークl₁の範囲でシリンダ２内を左右に摺動し得る
ようになつている。

中間第１ピストン４ａは、外側ピストン３内に
シール部材１０を介して摺動自在に収容されてい
て、中空に形成されており、図中左端には壁部４
ｃが形成され、該壁部には穴４ｄが形成されてい
る。また中間第１ピストン４ａの図中右端に形成
された開口端４ｅは、外側ピストン３の内周面中
間部に埋設されたストツパ１２に当接するように
なつている。そしてストロークl₂の範囲で外側ピ
ストン３内を左右に摺動し得るようになつてい
る。

中間第２ピストン４ｂは、外側ピストン３内に
シール部材１３を介して摺動自在に収容されてい
て、中間第１ピストン４ａと同一形状に形成され
ており、図中右端に形成された壁部４ｆの穴４ｇ
もピストンロツド５ａが貫通している。また中間
第２ピストン４ｂの図中左端に形成された開口端
４ｈは、外側ピストン３のストツパ１２に当接す
ることによつてそのストロークl₃が規制されるよ
うになつている。そしてストロークl₃の範囲で外
側ピストン３内を左右に摺動し得るようになつて
いる。

なお、このように中間ピストン４を中間第１ピ
ストン４ａと中間第２ピストン４ｂの２つに分割
したのは、中間第２ピストン４ｂを固定しておい
てストロークl₂を単独で得ることができ、次に中
間第１ピストン４ａを固定しておいてストローク
l₃−l₁を更に単独で得ることができるようにする
ためである。

内側ピストン５は、中間第１及び第２のピスト
ン４ａ，４ｂ内にシール部材１５を介して摺動自
在に収容されていて、ストロークl₃とl₄の和の範
囲で単独又は中間第２ピストン４ｂを伴つて外側
ピストン３内を左右に摺動し得るようになつてお
り、右側にはピストンロツド５ａが一体的に形成
されている。

そして外側ピストン３と、中間ピストン４と、
内側ピストン５との相対的な変位により、ピスト
ンロツド５ａを所定の４点位置Q₁、Q₂、Q₃及び
Q₄に設定し得るように構成されている。

本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。まずピストンロツド
５ａを最左端の第１位置Q₁に設定する場合を第
１図により説明する。矢印A₃で示す如く流体を
第３流体ポートP₃に流入させると、外側ピスト
ン３が最左端位置に変位して停止し、同時に内側
ピストン５は中間第１ピストン４ａを伴つて該中
間第１ピストンの壁部４ｃが外側ピストン３の壁
部３ｂに当たるまで左方に変位し、この結果、外
側ピストン３と内側ピストン５が共に最左端に変
位して停止することとなり、ピストンロツド５ａ
は第１位置Q₁に設定される。従つて、例えばこ
の第１位置がQ₁がセレクトされることによつて
トランスミツシヨンはリバースギヤにシフト可能
となる。

次にピストンロツド５ａを中間の第２位置Q₂
に設定する場合について第２図により説明する。
矢印A₁で示す如く、流体を第１の流体ポートP₁
に流入させ、同時に矢印A₃で示す如く流体を第
３の流体ポートP₃に流入させる。この場合、第
１及び第３の流体ポートP₁，P₃に流入する流体
の圧力Ｐは同一とし、シリンダ２の中空部２ｃの
断面積をS₁ピストンロツド５ａの断面積をS₂とす
ると、外側ピストン３を図中右方向に押圧する力
F₁は、F₁＝PS₁であり、これに対し外側ピストン
３を図中左方向に押圧する力F₂は、F₂＝Ｐ（S₁−
S₂）＝PS₁−PS₂であり、力F₁は力F₂よりPS₂に相
当する分だけ大きい。

従つて外側ピストン３は、その右端がシリンダ
２の右端２ａに当たるまで第１図の状態からスト
ロークl₁の範囲で右方向に変位し、これに伴つて
内側ピストン５も中間第１ピストン４ａを介して
第１図の状態からストロークl₁の分だけ右方に移
動して第２位置Q₂に設定される。従つて、例え
ばこの第２位置Q₂がセレクトされることによつ
てトランスミツシヨンは第１速又は第２速ギヤに
シフト可能となる。

次にピストンロツド５ａを中間の第３位置Q₃
に設定する場合について、第３図により説明す
る。第２図の状態を維持したまま矢印A₂で示す
如く流体を第２の流体ポートP₂に流入させると、
溝３ｄ及び連通穴３ｅを通つて該流体は中空部３
ａ内に流入し、中間第１ピストン４ａはストツパ
１２に当たるまでストロークl₂の範囲で右方向に
変位し停止する。この結果、第２図の状態からピ
ストンロツド５ａはストロークl₂の分だけ右方に
移動して第３位置Q₃に設定される。従つて、例
えば第３位置Q₃がセレクトされることでトラン
スミツシヨンは第３速又は第４速ギヤにシフト可
能となる。

次にピストンロツド５ａを最右端の第４位置
Q₄に設定する場合について、第４図により説明
する。第３図の状態を維持したまま第３の流体ポ
ートP₃からの流体の供給を停止すると、内側ピ
ストン５は中間第２ピストン４ｂを伴つて該中間
第２ピストン４ｂの壁部４ｆがシリンダ２の右端
２ａに当たるまでストロークl₃−l₁の範囲で右方
向に変位し停止する。この結果、第３図の状態か
らピストンロツド５ａはストロークl₃−l₁の分だ
け右方に移動して第４位置Q₄に設定される。従
つて、例えば第４位置Q₄がセレクトされること
でトランスミツシヨンは第５速又は第６速ギヤに
シフト可能となる。

以上のように、本発明によればピストンロツド
５ａは、流体の流入制御又は流出制御によつて、
４点位置Q₁、Q₂、Q₃及びQ₄に確実に設定され
る。なお上記説明において、流体は空気でも、オ
イルでもよい。

本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、シリンダの中にトリプルピストン
を相対変位可能に収容したことによつて、簡易な
構成でそのピストンロツドを確実に４点位置に設
定することができるシリンダ装置を提供し得るも
ので、４つのセレクト位置を持つトランスミツシ
ヨンのセレクト操作を単一のシリンダ装置で行う
ことができ、またその他広範の用途に応用するこ
とができ、極めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図はピスト
ンロツドが最左端の第１位置に設定された場合を
示すトリプルピストンシリンダ装置の縦断面図、
第２図はピストンロツドが中間の第２位置に設定
された場合を示す縦断面図、第３図はピストンロ
ツドが中間の第３位置に設定された場合を示す縦
断面図、第４図はピストンロツドが最右端の第４
位置に設定された場合を示す縦断面図である。 １はトリプルピストンシリンダ装置、２はシリ
ンダ、３は外側ピストン、３ａは中空部、４は中
間ピストン、４ａは中間第１ピストン、４ｂは中
間第２ピストン、５は内側ピストン、５ａはピス
トンロツド、P₁は第１の流体ポート、P₂は第２
の流体ポート、P₃は第３の流体ポートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダと、該シリンダ内に摺動自在に収容
   され一端が開口し他の一端が壁部を有して密閉さ
   れた中空の外側ピストンと、該外側ピストン内に
   摺動自在に収容された中間第１ピストンと中間第
   ２ピストンとからなる中間ピストンと、該中間第
   １ピストンと該中間第２ピストンの間に位置して
   これら両中間ピストンの移動を制限するように前
   記外側ピストンの内周面に装着されたストツパ
   と、前記中間ピストン内に摺動自在に収容され前
   記中間第２ピストンの一端を貫通し前記シリンダ
   の一端を摺動自在に貫通したピストンロツドが一
   体的に形成された内側ピストンとを備え、前記シ
   リンダは、前記外側ピストンを最大量前記ピスト
   ンロツド側に変位させるための第１の流体ポート
   と、前記外側ピストンの中空部に連通し、前記中
   間第１ピストンを該外側ピストン内で前記ピスト
   ンロツド側に最大変位させるための第２の流体ポ
   ートと、前記外側ピストン、前記中間第２ピスト
   ン及び前記内側ピストンを前記ピストンロツドの
   反対側に最大量変位させるための第３の流体ポー
   トとを備え、前記外側ピストンと前記中間ピスト
   ンと前記内側ピストンとの相対的な変位並びに前
   記外側ピストンの壁部及び前記ストツパとの相互
   作用により前記ピストンロツドを所定の４点位置
   に設定し得るように構成したことを特徴とするト
   リプルピストンシリンダ装置。