JPH0687773U - パワーシフタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案のパワーシフタの目的は作動圧縮空気
の圧力に関係なく押し引きの力を等しくでき且つばらつ
きなく広い範囲の反力の選択ができ且つバルブ又はコン
トロールロッドに連結された操作装置に働く重力により
バルブ又は出力ピストンロッドに働く力を釣合わせ、且
つ作動圧縮空気の急な流入をさけるパワーシフタを提供
することにある。 【構成】 押し側と引き側の受圧面積を等しくし、給気
ポート弁の受圧面積より大きい受圧面積の排気ポート弁
を備え且つパワーピストンの片側にバランススプリング
を備え且つ作動圧縮空気取入口にφ０．３〜φ１．５の
オリフィスを有することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はパワーシフタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来例を図２，３によって説明する。図２は従来例の断面図、図３は従来例の 作用説明図である。 図において５０はシリンダ支えでシリンダ５１を車体に支持している。５２は ピストンでシリンダ５１内に嵌合する。５３は右パワーシリンダ室、５３ａは左 パワーシリンダ室、５４はシフタロッドでピストン５２がスナップリングで取付 けられている。５５は弁ホルダ、５６は右弁、５７は右弁座、５６ａは左弁、５ ７ａは左弁座で右弁座５７、左弁座５７ａは弁ホルダ５５の両端近くに配置され ている。５８はエアパイプで作動圧縮空気の図示しないエアタンクに接続される 。５９は右バルブリフタ、５９ａは左バルブリフタで中心に穴を有し図示しない チエンジレバーの左右動によりそれぞれ該先端部が右弁又は左弁に当り前記中心 の穴を閉じ次に開放する。

【０００３】 ６０はＣ形止め輪でエアパイプ５８のみぞに嵌めこまれ、チエンジレバーの作 動によりエアパイプ５８が左方に作動した際同方向へ右バルブリフタ５９を押し 動かす。６１は圧力室で常時作動圧縮空気に通じている。６２は弁スプリング、 ６３は右バルブリフタスプリング、６３ａは左バルブリフタスプリングで右又は 左バルブリフタ５９，５９ａをそれぞれ反圧力室方向に付勢する。６４は右反力 室、６４ａは左反力室でその内圧は図示しないチエンジレバーの動きに抵抗する 力を右バルブリフタ５９又は左バルブリフタ５９ａを介して与える。６５は右排 気室、６５ａは左排気室、６６は右排気隙間、６６ａは左排気隙間、６７，６７ ａは排気管、６８〜７２はそれぞれ穴である。

【０００４】 前記従来例の作用を説明する。 （１）ニュートラル時。 図示しないエアタンクより作動圧縮空気がエアパイプ５８と穴７２を経て圧力 室６１へ流入する。その際右，左の弁５６，５６ａは弁スプリング６２の力で同 弁座５７，５７ａに押されて居り作動圧縮空気は圧力室６１から外部に流出しな い。左右のバルブリフタ５９，５９ａは同スプリング６３，６３ａで反圧力室方 向に押圧され図示しないストッパ又はエアパイプ端部潰し部５８ａに当接してい る。従って左右のパワーシリンダ室５３，５３ａ及び左右の反力室６４，６４ａ はすべて外気に連通されて居りピストン５２はシリンダ１の中央に位置している 。

【０００５】 （２）作動時（図３参照） （イ）チエンジレバを図のＡ方向に作動させると、エアチューブ５８も左方に 移動し、右バルブリフタ５９の右端付近のエアチューブ外部溝にはめこまれたＣ 形止め輪６０に押されバルブリフタ５９は左へ移動し、バルブリフタ５９の先端 部が右弁５６と当接して右反力室６４は外気と遮断され、さらに右バルブリフタ ５９が左へ移動すると右弁５６は右弁座５７から離れ圧力室６１と右反力室６４ は連通され、矢印のように穴７０，６８をへて右パワーシリンダ室５３に作動圧 縮空気が流入し、左パワーシリンダ室５３ａは穴６９，７１をへて左反力室６４ ａと連通され左排気隙間６６ａをへて左排気室６５ａから大気に排気する。

【０００６】 従ってピストン５２は左方へ移動し、ピストン５２が固定されているシフタロ ッド５４を左方へ動かす力が働くため前記チエンジレバーの操作力を倍力させる ことができる。このときチエンジレバー作動方向に働く力はＦ₁ ＝（ピストン５ ２断面積）×（ピストン５２両側差圧）でありこのとき右反力室６４に働く圧力 があるのでＦ₂ ＝（右反力室６４内と大気圧との差圧）×（右バルブリフタ５９ の受圧面積）なるＦ₂ がチエンジレバーの作動抵抗として手に働く。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来のパワーシフタのバルブは押し引きのバルブ操作力を等しくするため押し 引き用リターンスプリングの力を変えて、バルブの受圧面積の不均衡分を補正し ているが作動空気圧が変れば力も変り平衡はとれず完全に操作力を押し引き等し くはできない不具合がある。 従来はバルブへの反力発生とその伝達はコントロールロッドと２個のバルブリ フタで行って居り一体構造でないため力の伝達にばらつきが発生しやすい。又、 前記バルブリフタには排気弁座とスプリング座があるため最小反力値に限界があ る不具合がある。

【０００８】 従来のパワーシフタのバルブ又はコントロールロッドにはパワーシフタに連結 されているシフトケーブルやチエンジレバーに働く重力による力が常に一方向に 働いているためバルブを操作する押しと引きでの操作力に差が発生する不具合が ある。 従来のパワーシフタはバルブが作動し給気弁が開いた瞬間シリンダ内に勢い良 く作動圧縮空気が流入するため衝撃力や音が発生し操作フイーリングを悪くする 不具合がある。

【０００９】 本考案の目的は前記不具合を解消し作動空気圧に関係なく常に押し引きの操作 力を等しくでき、リターンスプリングが１個の安価で安定した操作力が得られ構 成部品が少なく反力のばらつきがなく反力値の選択自由度の大きい反力の発生が でき、且つバルブ又はコントロールロッドにそれらに連結された操作装置に働く 重力により一方向に働く力を釣合わせてバルブを操作する押し引き操作力を一定 にすることで操作フィーリングを向上させ且つシリンダへの作動圧縮空気の流入 を緩慢にしなめらかな出力特性が得られ快適な操作フィーリングを得ることがで きるパワーシフタを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

第１考案は、空気圧式パワーシフタにおいて押し側と引き側とで作動圧縮空気 の作用する受圧面積が等しいバルブを有することを特徴とする。 第２考案は空気圧式パワーシフタにおいて、吸気ポート弁の受圧面積より大き い受圧面積の排気ポート弁を有することを特徴とする。 第３考案は空気圧式パワーシフタにおいて、パワーシリンダ内のピストンの片 側にバランススプリングを有することを特徴とする。 第４考案は空気圧式パワーシフタにおいて、作動圧縮空気の取入れ口と給気ポ ート弁の間にφ０．３〜φ１．５のオリフイスを有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】

空気圧式パワーシリンダのバルブには一方から（押し側受圧面積）×（作動圧 縮空気圧）が働き、引き側から（引き側受圧面積）×（作動圧縮空気圧）が働く 、押し側受圧面積と引き側受圧面積が等しいので前記２つの力は釣合う。空気圧 式パワーシフタにおいて操作時には操作方向の給気ポート弁が開き排気ポート弁 に作動圧縮空気が作用し、反対側は給気ポート弁は閉じたままで給気ポート弁の 受圧面積に作動圧縮空気が作用し前記作用する力と反対の力を生ずる。前記排気 ポート弁の受圧面積の方が大きいのでその差に相当する力が操作力に対して抵抗 になる。

【００１２】 空気圧式パワーシフタにおいてパワーシリンダに設けられたバランススプリン グはパワーシフタに連結されているチエンジレバー、ケーブル等に働く重力によ りバルブ又はコントロールロッドに働く力と釣合いバルブを操作する両方間の操 作力を等しくする。 空気圧式パワーシフタにおいて作動圧縮空気取入口と給気ポート弁の間に設け られたφ０．３〜φ１．５のオリフイスは前記給気弁が開いたときシリンダへの 作動圧縮空気の流入を緩慢にし、なめらかな出力が得られ快適な操作フィーリン グを与えることができる。

【００１３】

【実施例】

本考案に係る実施例を図１によって説明する。図１は実施例の断面図である。 図において、１はケースで全体を構成する。４２はパワーシリンダでケース１ に設けられている。４３はバルブシリンダでケース１にパワーシリンダ４２に平 行に設けられている。２はカバーでパワーシリンダ４２，バルブシリンダ４３の 端をふさいでいる。４４はカバー側ポートでパワーシリンダ４２のカバー側に通 じている。４５はロッド側ポートでパワーシリンダ４２のロッド側に通じている 。６はピストンでパワーシリンダ４２内に嵌合している。１１はピストンロッド でピストン６を串ざしにしピン１０でピストン６に止められ各端がカバー２とケ ース１に支えられている。８０はスプリングでパワーシリンダ４２内にピストン ６とカバー２との間に設けられている。

【００１４】 ３４はカバー側バルブシートでバルブシリンダ４３のカバー側の端に嵌って居 りバルブシートが２つ設けられている。２６はロッド側バルブシートでバルブシ リンダ４３のロッド側の端に設けられバルブシートが２つ設けられている。２２ はバルブでバルブシリンダ４３内を貫き両側で支えられて居りカバー側に中心に バルブシリンダ４３の全長にわたる穴が設けられている。３０はカバー側吸気ポ ート弁でバルブ２２のカバー側の端に設けられロッド側バルブシート３４に嵌っ ている。２９はカバー側排気ポート弁でバルブ２２のカバー側の吸気ポート弁３ ０よりロッド側に設けられカバー側バルブシート３４に嵌っている。２７はロッ ド側給気ポート弁でバルブ２２に設けられロッド側バルブシート２６に嵌ってい る。

【００１５】 ２８はロッド側排気ポート弁でバルブ２２に給気ポート弁よりカバー側に設けら れロッド側バルブシート２６に嵌っている。前記バルブ２２のカバー側に中心に あけられた穴は最も奥でバルブ２２の外周に通ずる穴によりロッド側バルブシー ト２６とバルブシリンダ４３の間の空間に通じている。８１は管継手でカバー２ に設けられている。８２はオリフイスでφ０．３〜φ１．５でカバー２に管継手 ８１とカバー側給気ポート弁３０との間に設けられている。

【００１６】 前記実施例の作用を説明する。 作動圧縮空気が管継手８１を通して供給されオリフィス８２を通りバルブ２２ の中心の穴を通してロッド側バルブシート２６のロッド側の端に達する。カバー 側給気ポート弁３０はカバー側バルブシート３４に接してカバー側から来る作動 圧縮空気を止め、ロッド側給気ポート弁２７はロッド側バルブシート２６に接し てバルブ２２の中心を通ってロッド側から来る作動圧縮空気を止め、カバー側排 気ポート弁２９はカバー側バルブシート３４を離れて弁を開きピストン６のカバ ー側を大気へ通じ、ロッド側排気ポート弁２８はロッド側バルブシート２６を離 れて弁を開きピストン６のロッド側を外気に通じている。

【００１７】 ロッド側給気ポート弁２７の外半径Ｒ₂₇，バルブ２２の軸の断面積Ｃとすると （カバー側給気ポート弁３０の受圧面積）＝πＲ₂₇ ² −Ｃに構成されている。カ バー側排気ポート弁２９の受圧面積はπＲ₂₇ ² −Ｃより大きく構成されている。 ロッド側排気ポート弁２８の外半径をＲ₂₈とすると（πＲ₂₈ ² −Ｃ）はカバー側 給気ポート弁３０の受圧面積より大きく構成されている。

【００１８】 カバー側給気ポート弁３０側受圧面積をＡ，バルブ２２の軸の断面積をＣ，作 動圧縮空気の圧力をＰ，ロッド側吸気ポート弁２７の外半径をＲ₂₇とするとバル ブ２２にカバー側から働く作動圧縮空気の圧力による力はＡ×Ｐ，ロッド側から 働く力は（πＲ₂₇ ² −Ｃ）×ＰでありＡ＝πＲ₂₇ ² −Ｃに構成されているので前 記力は釣合う。

【００１９】 バルブ２２がカバー側へ移動するように操作すると、カバー側給気ポート弁３ ０がカバー側バルブシート３４を離れて開き、カバー側排気ポート弁２９がカバ ー側バルブシート３４に接して閉じ作動圧縮空気がカバー側排気ポート弁２９に 達しカバー側ポート４４を通ってパワーシリンダ４２のカバー側へ供給される。 ロッド側給気ポート弁２７はロッド側バルブシート２６に接しつづけ閉じている 。ロッド側排気ポート弁２８はロッド側バルブシート２６から離れつづけ開いて いてパワーシリンダ４２のロッド側はロッド側ポート４５，側排気ポート弁２８ を通って大気へ通じている。バルブ２２にカバー側から働く作動圧縮空気による 力は（カバー側排気ポート弁２９の受圧面積）×（作動圧縮空気圧）である。

【００２０】 バルブ２２にロッド側から働く作動圧縮空気による力は（πＲ₂₇ ² −Ｃ）×（ 作動圧縮空気圧）で（カバー側排気ポート弁２９の受圧面積）＞（πＲ₂₇ ² −Ｃ ）であるので前記力の差が操作力に対して抵抗になる。バルブ２２がロッド側へ 移動するように操作するとロッド側給気ポート弁２７がロッド側バルブシート２ ６を離れて開き、ロッド側排気ポート弁２８がロッド側バルブシート２６に接し て閉じ、作動圧縮空気はバルブ２２の中心の穴を通ってロッド側排気ポート弁２ ８のロッド側に達しロッド側ポート４５を通ってパワーシリンダ４２のロッド側 へ供給される。カバー側給気ポート弁３０は閉じつづけ作動圧縮空気を止め、カ バー側排気ポート弁２９は開きつづけパワーシリンダ４２のカバー側は大気に通 しつづける。

【００２１】 バルブ２２に働く作動圧縮空気による力はカバー側から（カバー側吸気ポート 弁３０の受圧面積）×（作動圧縮空気圧）、ロッド側からはロッド側排気ポート 弁２８の外半径をＲ₂₈とすると（πＲ₂₈ ² −Ｃ）×（作動圧縮空気圧）（Ｃは前 出）で（πＲ₂₈ ² −Ｃ）＞（カバー側給気ポート弁３０の受圧面積）であるから ロッド側からの力の方が大きくその差が前記バルブ２２をロッド側へ移動させる 操作力の抵抗になる。

【００２２】 ピストン６のカバー側に設けられたバランススプリング８０はピストン６をロ ッド側へ押しピストンロッド１１に働くチエンジレバー、ケーブル等に働く重力 によるカバー側向きの力と釣合う。同時にバルブ２２に働く同重力によるロッド 側向きの力を打ち消す。

【００２３】

【考案の効果】

本考案はバルブ本体の押し側引き側の受圧面積を等しくすることで作動圧縮空 気圧の値に関係なく押し引きの操作力を等しくでき、リターンスプリングは１個 ですむので安定した操作力を得ることができる。更にバルブ反力によるチエンジ レバーへの作動抵抗はバルブ本体の反力から発生させるので構成部品が少く反力 のばらつきがなく反力値の選択の自由度が大きい。パワーシリンダのピストンの ピストンロッドにかかるチエンジレバー，ケーブル等に働く重力による力をバラ ンススプリングで釣合わせてバルブを操作する押し引きの操作力を一定にするこ とで操作フィーリングが向上する。作動圧縮空気を入れる管継手の後のφ０．３ 〜φ１．５のオリフィスにより作動圧縮空気のパワーシリンダへの流入を緩慢に することによりなめらかな出力維持ができ快適な操作フィーリングが得られる。 よって本考案は作動空気圧に関係なく常に押し引きの操作力を等しくでき、リ ターンスプリングが１個の安価で安定した操作力が得られ且構成部が少く反力の ばらつきがなく反力値の選択の自由度の大きい反力発生ができ且つバルブ又はコ ントロールロッドに連結された操作装置に働く重力により一方向に働く力を釣合 わせてバルブを操作する押し引き操作力を一定にすることで操作フィーリングを 向上させ、且パワーシリンダへの作動圧縮空気の流入を緩慢にしなめらかな出力 特性が得られ快適な操作フィーリングを得ることができるパワーシフタを提供で きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図。

【図２】従来例の断面図。

【図３】従来例の作用説明図。

【符号の説明】

１…ケース、２…カバー、４…ピストン、１１…ピスト
ンロッド、２６…ロッド側バルブシート、２７…ロッド
側給気ポート弁、２８…ロッド側排気ポート弁、２９…
カバー側排気ポート弁、３０…カバー側給気ポート弁、
４２…パワーシリンダ、４３…バルブシリンダ、４４…
カバー側ポート、４５…ロッド側ポート、８０…バラン
ススプリング、８１…管継手、８２…オリフイス。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気圧式パワーシフタにおいて、押し側
   と引き側とで作動圧縮空気の作用する受圧面積が等しい
   バルブ（２２）を有することを特徴とするパワーシフ
   タ。
2. 【請求項２】 空気圧式パワーシフタにおいて、吸気ポ
   ート弁（３０）（２７）の受圧面積より大きい受圧面積
   の排気ポート弁（２９）（２８）を有することを特徴と
   するパワーシフタ。
3. 【請求項３】 空気圧式パワーシフタにおいて、パワー
   シリンダ（４２）内のピストン（６）の片側にバランス
   スプリング（８０）を有することを特徴とするパワーシ
   フタ。
4. 【請求項４】 空気圧式パワーシフタにおいて、作動圧
   縮空気の取入口（８１）と給気ポート弁（３０）（２
   ７）の間にφ０．３〜φ１．５のオリフイス（８２）を
   有することを特徴とするパワーシフタ。