JPH0450450B2 - - Google Patents

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JPH0450450B2
JPH0450450B2 JP59231942A JP23194284A JPH0450450B2 JP H0450450 B2 JPH0450450 B2 JP H0450450B2 JP 59231942 A JP59231942 A JP 59231942A JP 23194284 A JP23194284 A JP 23194284A JP H0450450 B2 JPH0450450 B2 JP H0450450B2
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JP
Japan
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cylinder
chamber
diameter
piston
small diameter
Prior art date
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Hiroshi Nara
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Sanwa Seiki Ltd
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Sanwa Seiki Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/08Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
    • F15B11/12Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
    • F15B11/121Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions
    • F15B11/123Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions by means of actuators with fluid-operated stops

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリンダ装置に関し、特に、ピスト
ンロツドを4位置に変位させるものに係り、例え
ば、大型自動車等のトランスミツシヨンにおける
セレクタ操作を行うためのアクチユエータとして
利用するのに好適なものに関する。
〔従来の技術〕
従来、大型自動車等のトランスミツシヨンにお
けるセレクト操作を行うシリンダ装置として、例
えば、特開昭59−159405号公報に示されているト
リプルピストンシリンダ装置がある。
すなわち、このシリンダ装置は、シリンダと、
該シリンダ内に摺動自在に収容された中空の外側
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ポートと、前記外側ピストン、中間第2ピスト
ンおよび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ポートとを備
え、前記外側ピストンと中間ピストンと内側ピス
トンとの相対的な変位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されて
いる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このトリプルピストンシリンダ装置に
おいては、ピストンは実質的に4個使用されてい
るため、8本のシールリングが必要になり、かつ
装置の全長が長くなるという問題点がある。
本発明の目的は、3個のピストンにより4位置
を設定することができるシリンダ装置を提供する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るシリンダ装置は、3個のピストン
により4位置が設定されるシリンダ装置におい
て、 密閉構造に構成されている異径シリンダ1を備
えており、異径シリンダ1には一方の片側に大径
室2が、他方の片側に小径室3が段部4を境にし
て連設されているとともに、 異径シリンダ1の大径室2における小径室3と
反対側の端部には第1ポート5が、その略中央部
には第2ポート6が、また、異径シリンダ1の小
径室3における大径室2と反対側の端部には第3
ポート7がそれぞれ開設され、さらに、異径シリ
ンダ1の大径室2における小径室3側の端部には
ドレインポート8が開設されており、 異径シリンダ1の大径室2にはアウタピストン
9が摺動自在に嵌装されており、アウタピストン
9には、その口径が異径シリンダ1の小径室3の
それよりも大きく設定されたシリンダ室12が同
心的に形成されているとともに、シリンダ室12
には小径室3と反対側の端面に凹部14を有する
閉塞壁13が、小径室3側の端面に開口15がそ
れぞれ形成されており、 さらに、アウタピストン9の外周における略中
央部には環帯形状の凹部16が第2ポート6に常
時接続し得るように切設されており、凹部16の
底には通路17がシリンダ室12における小径室
3と反対側の端部に連通するように開設されてお
り、 異径シリンダ1の内部には大径部19と小径部
20とを備えている中間ピストン18が、その大
径部19がアウタピストン9のシリンダ室12
に、その小径部20が異径シリンダ1の小径室3
にそれぞれ摺動自在に嵌装されて設けられてお
り、中間ピストン18には両端面がそれぞれ開放
されたシリンダ室22が同心的に形成されてお
り、 さらに、異径シリンダ1の内部には小径部24
と大径部25とを備えているインナピストン23
が、その小径部24が中間ピストン18のシリン
ダ室22に、その大径部25が異径シリンダ1の
小径室3にそれぞれ摺動自在に嵌装されて設けら
れており、 インナピストン23における小径室3側の端面
にはピストンロツド28が同軸に突設されてお
り、ピストンロツド28は異径シリンダ1の小径
室3の端面壁にシールを維持されて摺動自在に挿
通されていることを特徴とする。
〔作用〕
前記手段において、圧力が第1ポート5および
第2ポート6に供給されると、アウタピストン9
は異径シリンダ1の段部4に規制される小径室3
側の一端位置に変位して停止し、中間ピストン1
8はその大径部19が異径シリンダ1の段部4に
規制される小径室3側の一端位置に変位して停止
し、かつ、インナピストン23は異径シリンダ1
の小径室3の端壁に規制される位置に変位して停
止する。このようにして、ピストンロツド28は
小径室3側の第1位置に設定される。
圧力が第1ポート5、第2ポート6および第3
ポート7に供給されると、アウタピストン9およ
び中間ピストン18は前記位置をそれぞれ維持
し、インナピストン23は大径部25が中間ピス
トン18の大径室2側端面に当接するまで異径シ
リンダ1の小径室3を右方へ変位して停止する。
このようにして、ピストンロツド28は第2位置
に設定される。
圧力が第1ポート5および第3ポート7に供給
されるとともに、第2ポート6から排出される
と、アウタピストン9は前記位置を維持し、中間
ピストン18およびインナピストン23は中間ピ
ストン18の大径部19の端面がアウタピストン
9のシリンダ室12の閉塞壁13に当接するまで
当該シリンダ室12および異径シリンダ1の小径
室3を一方へ変位して停止する。このようにし
て、ピストンロツド28は第3位置に設定され
る。
圧力が第3ポート7に供給されるとともに、第
1ポート5および第2ポート6から排出される
と、アウタピストン9、中間ピストン18および
インナピストン23はアウタピストン9の閉塞壁
13の端面が異径シリンダ1の大径室2の端面に
当接するまで異径シリンダ1の大径室2および小
径室3を右方へ変位して停止する。このようにし
て、ピストンロツド28は第4位置に設定され
る。
〔実施例〕
第1図、第2図、第3図および第4図は本発明
の一実施例であるシリンダ装置を示す各作動状態
の各縦断面図である。
本実施例において、このシリンダ装置は密閉構
造に構成されている異径シリンダ1を備えてお
り、異径シリンダ1には片側(以下、右側とす
る。)に大径室2が、左側に小径室3が段部4を
境にして連設されている。異径シリンダ1の大径
室2の右端部には第1ポート5が、その略中央部
には第2ポート6が、また、異径シリンダ1の小
径室3の左端部には第3ポート7がそれぞれ開設
されており、異径シリンダ1の大径室2の左端部
には大気ポート8が大気に連通するように開設さ
れている。各ポートには作動流体としての圧縮空
気(以下、エアという。)を供給かつ排出するた
めの給排気回路(図示せず)が接続されており、
給排気回路はセレクト操作指令に対応する電磁弁
等の切り換え作動により各ポートに対して所定の
給排気を行うように構成されている。
異径シリンダ1の大径室2にはアウタピストン
9が摺動自在に嵌装されており、アウタピストン
9の外周上における右端部および左端部には第1
シールリング10および第2シールリング11が
それぞれ巻装されている。アウタピストン9には
シリンダ室12が同心的に形成されており、シリ
ンダ室12はその口径を異径シリンダ1の小径室
3のそれよりも大きく設定されているとともに、
右端面に凹部14を有する閉塞壁13を、左端面
に開口15をそれぞれ形成されている。アウタピ
ストン9の外周における略中央部には環帯形状の
凹部16は第2ポート6に常時接続し得るように
切設されており、凹部16の底には通路17がシ
リンダ室12の右端部分に連通するように開設さ
れている。
異径シリンダ1の内部には大径部19と小径部
20とを備えている中間ピストン18が、その大
径部19をアウタピストン9のシリンダ室12
に、その小径部20を異径シリンダ1の小径室3
にそれぞれ摺動自在に嵌装されて設けられてお
り、その大径部19の外周上にはシールリング2
1が巻装されている。中間ピストン18にはシリ
ンダ室22が同心的に形成されており、このシリ
ンダ室22は左右端面を開放されている。
さらに、異径シリンダ1の内部には小径部24
と大径部25とを備えているインナピストン23
が、その小径部24を中間ピストン18のシリン
ダ室22に、その大径部25を異径シリンダ1の
小径室3にそれぞれ摺動自在に嵌装されて設けら
れており、その小径部24および大径部25の外
周上には各シールリング26,27がそれぞれ巻
装されている。インナピストン23の左端面には
ピストンロツド28が同軸に突設されており、ピ
ストンロツド28は異径シリンダ1の小径室3の
左端面壁にシールリング29によりシールを維持
されて摺動自在に挿通されている。
次に作用を説明する。
まず、ピストンロツド28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。
エアが第1ポート5および第2ポート6に供給
されると、アウタピストン9は異径シリンダ1の
段部4に規制される左端位置に変位して停止し、
中間ピストン18はその大径部19が異径シリン
ダ1の段部4に規制される最左端位置に変位して
停止し、かつ、インナピストン23は異径シリン
ダの左端壁に規制される左端位置に変位して停止
する。
このようにして、ピストンロツド28が最左端
の第1位置Q1に設定されることにより、例えば、
トランスミツシヨンはリバースギヤにシフト可能
な状態にセレクトされたことになる。
次ぎに、ピストンロツド28が中間の第2位置
Q2に設定される場合について第2図により説明
する。
エアが第1ポート5、第2ポート6および第3
ポート7に供給されると、アウタピストン9およ
び中間ピストン18は左端位置をそれぞれ維持
し、インナピストン23は大径部25が中間ピス
トン18の左端面に当接するまで異径シリンダ1
の小径室3を右方へ変位すて停止する。
このとき、各ポート5,6,7にそれぞれ供給
されるエアの圧力は同一になるように設定されて
いるため、アウタピストン9、中間ピストン18
およびインナピストン23のそれぞれに対して左
方向および右方向に作用する力の関係は、異径シ
リンダ1における大径室2の断面積A1、その小
径室3の断面積A2、アウタピストン9のシリン
ダ室12の断面積A3、中間ピストン18のシリ
ンダ室22の断面積A4、およびピストンロツド
28の断面積A5の相関関係によつて規定される
ことになる。
すなわち、A1>A3であるため、アウタピスト
ン9は左端位置に維持される。A3>(A2−A5
であるため、中間ピストン18は左端位置に維持
される。(A2−A5)>A4であるため、インナピス
トン23は中間ピストン18に当接する位置まで
右方向に変位することになる。
このようにして、ピストンロツド28が第2位
置Q2に設定されることにより、例えば、トラン
スミツシヨンは第1速または第2速にシフト可能
な状態にセレクト操作されたことになる。
次ぎに、ピストンロツド28が中間の第3位置
Q3に設定される場合について第3図により説明
する。
エアが第1ポート5および第3ポート7に供給
されるとともに、第2ポート6から排気される
と、アウタピストン9は左端位置を維持し、中間
ピストン18およびインナピストン23は中間ピ
ストン18の大径部19の右端面がアウタピスト
ン9のシリンダ室12の閉塞壁13に当接するま
で当該シリンダ室12および異径シリンダ1の小
径室3を右方へ変位して停止する。
すなわち、A1>A2であるから、アウタピスト
ン9は左端位置に維持される。異径シリンダ1の
小径室3に給気されるとともに、アウタピストン
9のシリンダ室12が排気されるため、中間ピス
トン18およびインナピストン23はアウタピス
トン9の閉塞壁13に当接する位置まで右方向に
変位することになる。
このようにして、ピストンロツド28が第3位
置Q3に設定されることより、例えば、トランス
ミツシヨンは第3速または第4速にシフト可能な
状態にセレクタ操作されたことになる。
最後に、ピストンロツド28が最右端の第4位
置Q4に設定される場合について第4図により説
明する。
エアが第3ポート7に供給されるとともに、第
1ポート5および第2ポート6から排気される
と、アウタピストン9、中間ピストン18および
インナピストン23はアウタピストン9の閉塞壁
13の右端面が異径シリンダ1の大径室2の端面
に当接するまで異径シリンダ1の大径室2および
小径室3を右方へ変位して停止する。
すなわち、異径シリンダ1の小径室3に給気さ
れるとともに、異径シリンダ1の大径室2が排気
されるため、アウタピストン9、中間ピストン1
8およびインナピストン23は右方向に変位する
ことになる。このとき、異径シリンダ1の大径室
2の左側部分には大気が大気ポート8から吸気さ
れる。
このようにして、ピストンロツド28が第4位
置Q4に設定されることにより、例えば、トラン
スミツシヨンは第5速または第6速にシフト可能
な状態にセレクト操作されたことになる。
本実施例によれば、ピストンロツドを4位置に
変位させることができるため、トランスミツシヨ
ンにおけるセレクト操作等のように、被操作物を
4位置に変位させる操作を単一のシリンダ装置に
よつて行うことができる。
異径シリンダと、アウタピストン、中間ピスト
ンおよびインナピストントの組合せにより構成さ
れているため、3個のピストンによりピストンロ
ツドを4位置に変位させることができる。
ピストン数を3個に減少させることができるた
め、構造を簡単化して全長を短縮化することがで
きるとともに、シール部材の必要数を減少するこ
とができる。
異径シリンダにインナピストン、中間ピストン
およびアウタピストンを大径室側端面から順次挿
入して行くことにより、組み立てることができる
ため、組立作業をきわめて合理的に行うことがで
きる。
異径シリンダにおける大径室および小径室の断
面積、アウタピストンおよび中間ピストンにおけ
る各シリンダ室の断面積、およびピストンロツド
の断面積の相関関係を適当に設定することによ
り、各位置へ移動する時の作用力相互の差を抑制
することができるため、各位置への移動力を均等
化することができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、作動流体はエアに限らず、オイルでも
よいし、圧力は正圧に限らず、負圧でもよい。
用途はトランスミツシヨンにおけるセレクト操
作に限らず、被操作物を4位置に変位させること
が必要な場合に使用することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、異径シ
リンダと、アウタピストン、中間ピストンおよび
インナピストンとの組合せにより構成されている
ため、3個のピストンによりピストンロツドを4
位置に変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図および第4図は本発明
の一実施例であるシリンダ装置を示す各作動状態
の各縦断面図である。 1……異径シリンダ、2……大径室、3……小
径室、4……段部、5……第1ポート、6……第
2ポート、7……第3ポート、8……大気ポー
ト、9……アウタピストン、10,11,21,
26,27,29……シールリング、12……シ
リンダ室、13……閉塞壁、14……凹部、15
……開口、16……凹部、17……通路、18…
…中間ピストン、19……大径部、20……小径
部、22……シリンダ室、23……インナピスト
ン、24……小径部、25……大径部、28……
ピストンロツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 3個のピストンにより4位置が設定されるシ
    リンダ装置において、 密閉構造に構成されている異径シリンダ1を備
    えており、異径シリンダ1には一方の片側に大径
    室2が、他方の片側に小径室3が段部4を境にし
    て連設されているとともに、 異径シリンダ1の大径室2における小径室3と
    反対側の端部には第1ポート5が、その略中央部
    には第2ポート6が、また、異径シリンダ1の小
    径室3における大径室2と反対側の端部には第3
    ポート7がそれぞれ開設され、さらに、異径シリ
    ンダ1の大径室2における小径室3側の端部には
    ドレインポート8が開設されており、 異径シリンダ1の大径室2にはアウタピストン
    9が摺動自在に嵌装されており、アウタピストン
    9には、その口径が異径シリンダ1の小径室3の
    それよりも大きく設定されたシリンダ室12が同
    心的に形成されているとともに、シリンダ室12
    には小径室3と反対側の端面に凹部14を有する
    閉塞壁13が、小径室3側の端面に開口15がそ
    れぞれ形成されており、 さらに、アウタピストン9の外周における略中
    央部には環帯形状の凹部16が第2ポート6に常
    時接続し得るように切設されており、凹部16の
    底には通路17がシリンダ室12における小径室
    3と反対側の端部に連通するように開設されてお
    り、 異径シリンダ1の内部には大径部19と小径部
    20とを備えている中間ピストン18が、その大
    径部19がアウタピストン9のシリンダ室12
    に、その小径部20が異径シリンダ1の小径室3
    にそれぞれ摺動自在に嵌装されて設けられてお
    り、中間ピストン18には両端面がそれぞれ開放
    されたシリンダ室22が同心的に形成されてお
    り、 さらに、異径シリンダ1の内部には小径部24
    と大径部25とを備えているインナピストン23
    が、その小径部24が中間ピストン18のシリン
    ダ室22に、その大径部25が異径シリンダ1の
    小径室3にそれぞれ摺動自在に嵌装されて設けら
    れており、 インナピストン23における小径室3側の端面
    にはピストンロツド28が同軸に突設されてお
    り、ピストンロツド28は異径シリンダ1の小径
    室3の端面壁にシールを維持されて摺動自在に挿
    通されていることを特徴とするシリンダ装置。
JP23194284A 1984-11-02 1984-11-02 シリンダ装置 Granted JPS61109905A (ja)

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