JPH08109905A - 多段ストロークシリンダ制御装置とそれを用いた自動変速機用油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各ストローク段階でそれぞれ正常にストロー
クを変位させることができる多段ストロークシリンダ制
御装置とそれを用いた自動変速機用油圧制御装置を提供
する。 【構成】 多段ストロークシリンダ制御装置は、主に多
段ストロークシリンダ２０と油圧回路５１とから構成さ
れ、圧力室１４、１５、１６、１７内の圧力が油圧回路
５１により切換えられる。油圧回路５１は、４方２位置
切換弁２１、８方２位置切換弁２２、油圧配管３０等、
連通路２５等からなる。シリンダ２と外側ピストン３と
からなる第１シリンダ装置と、シリンダの役割をする外
側ピストン３と内側ピストン６とからなる第２シリンダ
装置とには、８方２位置切換弁２２を経由する連通路２
５、２６、２７、２８が接続されている。また８方２位
置切換弁２２を経由して第１シリンダ装置に接続される
４方２位置切換弁２１は、８方２位置切換弁２２と直列
に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多段ストロークシリン
ダ制御装置に関するもので、例えば自動変速機に使用さ
れる変速切換装置に用いると好適な多段ストロークシリ
ンダ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−２９６２１１号公報に開示さ
れる２段ストロークシリンダは、径の異なる２つのシリ
ンダを直列同軸上に連結させ、２組のシリンダ、ピスト
ンの位置の組合わせにより３段階のストロークを得るこ
とを可能にしている。ところが、この２段ストロークシ
リンダによると、多段位置制御を行うため４ポートから
なる２組の入出力ポートが設けられており、２組のシリ
ンダ、ピストンを各々に制御する構成を有する。したが
って、２組のピストン、シリンダを相対位置変化させる
場合、各々に個別の圧力を送る必要がある。このため、
シリンダ、ピストンのストロークに対応して自由に屈曲
可能な４本の圧力配管が必要になり、装置構成の複雑化
および装置の大型化を招くという問題がある。またシリ
ンダ、ピストンのストロークに伴う圧力配管の移動スペ
ースの確保、および圧力配管の保守管理が必要になると
いう問題があり、さらに自由に屈曲する圧力配管の信頼
性が高くないという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するため、第１シリンダ装置のピストンが第２シリンダ
装置のピストンを内包し、第１シリンダ装置のピストン
と第２シリンダ装置のシリンダとを兼用にするととも
に、第１シリンダ装置の壁部を経由して第２シリンダ装
置の圧力室に圧油等を供給する構成を有する多段ストロ
ークシリンダが考えられる。このものでは、第１シリン
ダ装置、第２シリンダ装置それぞれのピストンの両側に
形成される圧力室に供給または排出される圧油等を切換
える複数の電磁弁を有する油圧回路等による制御が必要
になる。

【０００４】しかしながら、このような構成を有する多
段ストロークシリンダの制御によると、１st位置から４
th位置まで４段階あるストロークにうち、２nd位置から
３rd位置に切換える際、２つの電磁弁を同時に切換える
必要がある。ところが、電磁弁個々の部品のばらつき等
により第１シリンダ装置と第２シリンダ装置との間でそ
れぞれの圧力応答性に差が生ずる場合があり、これによ
り２nd位置から３rd位置にストロークが正常に位置変化
しないという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、各ストローク段階でそれぞれ正常に
ストロークを変位させることができる多段ストロークシ
リンダ制御装置とそれを用いた自動変速機用油圧制御装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの本発明による請求項１記載の多段ストロークシリン
ダ制御装置は、第１ピストンとこの第１ピストンを往復
動可能に収容する第１シリンダとを有する第１シリンダ
装置と、前記第１ピストンのストロークと相異なるスト
ロークを有する第２ピストンとこの第２ピストンを往復
動可能に収容し前記第１ピストンを兼ねる第２シリンダ
とを有する第２シリンダ装置と、前記第１ピストンの両
側の第１圧力室と前記第２ピストンの両側の第２圧力室
とに接続され、この第１圧力室、第２圧力室双方の圧力
を同時に切換える第１切換弁と、前記第１圧力室または
前記第２圧力室のいずれか一方の圧力を切換える第２切
換弁と、前記第１シリンダの壁体の内部を経由して外部
と連通し前記第２圧力室に流体を導入または排出するポ
ートとを備え、前記第１切換弁と前記第２切換弁とが直
列に接続されることを特徴とする。

【０００７】また、本発明による請求項２記載の多段ス
トロークシリンダ制御装置は、請求項１記載の多段スト
ロークシリンダの制御装置において、前記第１圧力室お
よび前記第２圧力室に流入する流体は、前記第２切換弁
を経由またはバイパスし、前記第１切換弁を経由して流
入することを特徴とする。さらに、本発明による請求項
３記載の多段ストロークシリンダ制御装置は、請求項１
または２記載の多段ストロークシリンダの制御装置にお
いて、前記第２切換弁により圧力が切換えられない流路
にオリフィスが形成されることを特徴とする。

【０００８】さらにまた、本発明による請求項４記載の
多段ストロークシリンダ制御装置は、請求項３記載の多
段ストロークシリンダの制御装置において、前記オリフ
ィスを経由する流体の圧力損失特性は、前記第２切換弁
を経由する流体の圧力損失特性とほぼ等しいことを特徴
とする。また、本発明による請求項５記載の自動変速機
用油圧制御装置は、自動変速機に設けられる複数の摩擦
締結要素に加わる油圧を複数の油圧弁で切換え制御し、
前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことに
より複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制
御装置であって、前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結
要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積
弁と、前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可
能な弁切換え手段と、前記弁切換え手段を駆動する請求
項１、２、３または４記載の多段ストロークシリンダ制
御装置とを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１または２記
載の多段ストロークシリンダ制御装置によると、第１シ
リンダ装置と第２シリンダ装置との双方に接続される第
１切換弁と、第１シリンダ装置または第２シリンダ装置
のいずれか一方に接続される第２切換弁とが直列に接続
されていることから、ストローク状態を変位させる過程
において、第１切換弁と第２切換弁とを同時に切換える
必要がない。これにより、第１切換弁、第２切換弁を構
成する個々の部品のばらつき等により第１シリンダ装置
と第２シリンダ装置との間で生ずるそれぞれの圧力応答
性をほぼ等しくでき、ストロークを正常に変位させる効
果がある。

【００１０】また、本発明の請求項３または４記載の多
段ストロークシリンダ制御装置によると、第２切換弁に
より圧力が切換えられない流路に形成されるオリフィス
は、第２切換弁を経由する流体の圧力損失特性とほぼ等
しい圧力損失特性を有することから、第２切換弁を経由
する流体の圧力と第２切換弁を経由しない流体の圧力と
がほぼ等しくなる。これにより、第２切換弁を経由する
流体が流入する第１シリンダ装置または第２シリンダ装
置と第２切換弁を経由しない流体が流入する第１シリン
ダ装置とがそれぞれ有する圧力応答特性のバランスを高
精度に保つ効果がある。

【００１１】さらにまた、本発明の請求項５記載の自動
変速機用油圧制御装置によると、請求項１、２、３また
は４記載の多段ストロークシリンダ制御装置により弁切
換え手段を駆動することから、従来の位置検出器等を併
用したステップモータ等による駆動制御と較べ高精度の
駆動制御が可能になる効果がある。また、従来のステッ
プモータ等による駆動制御に較べ、請求項１、２、３ま
たは４記載の多段ストロークシリンダ制御装置は構成が
簡素なことから、コストを低減する効果がある。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）本発明の多段ストロークシリンダ制御装
置の第１実施例を図１〜図６に示す。図１に示すよう
に、多段ストロークシリンダ制御装置は、主に多段スト
ロークシリンダ２０と油圧回路５１とから構成され、多
段ストロークシリンダ２０内に形成される４つの圧力室
１４、１５、１６、１７内の圧力が油圧回路５１により
切換えられる。

【００１３】図２に示すように、多段ストロークシリン
ダ２０は、主に出力シャフト１、シリンダ２、外側ピス
トン３、内側ピストン６から構成されている。シリンダ
２とともに第１シリンダ装置を構成する外側ピストン３
は、第２シリンダ装置のシリンダの役割を兼ね、内側ピ
ストン６と外側ピストン３とが第２シリンダ装置を構成
する。

【００１４】円筒形状からなる内側ピストン６には、円
柱形状からなる出力シャフト１の一方の端部が挿入され
固定されている。この内側ピストン６が摺動可能な内壁
を有する有底の円筒形状の外側ピストン３の底部３ａに
は、出力シャフト１の他方の端部が摺動可能な摺動孔３
ｂが形成されている。外側ピストン３の開口部を封止す
るために設けられたキャップ４には孔４ａが形成されて
いる。この孔４ａと外側ピストン３に形成された図示し
ない孔とを位置合わせした後、孔４ａにピン７を圧入す
ることにより、外側ピストン３にキャップ４を固定して
いる。ここで、図２に示すＬ2 は内側ピストン６が摺動
可能な距離を表している。

【００１５】外側ピストン３の外周壁３ｃには、環状溝
３ｄ、３ｅが形成されている。環状溝３ｄは底部３ａ近
傍に位置し、環状溝３ｅは外側ピストン３に固定されて
いるキャップ４近傍に位置している。またこの環状溝３
ｄ、３ｅが形成される外周壁３ｃの円周方向には、外周
壁３ｃを貫通する複数の給排口１２、１３がそれぞれ形
成されている。この給排口１２は、内側ピストン６の一
方の端部と外側ピストン３の内壁とから区画形成される
圧力室１４に連通し、給排口１３は、内側ピストン６の
他方の端部と外側ピストン３の内壁とから区画形成され
る圧力室１５に連通している。

【００１６】外側ピストン３が摺動可能な内壁を有する
有底の円筒形状のシリンダ２の底部２ａには、出力シャ
フト１の他方の端部が摺動可能な摺動孔２ｂが形成され
ている。シリンダ２の開口部を封止するために設けられ
たキャップ５は、出力シャフト１、内側ピストン６等が
組付られた外側ピストン３をシリンダ２内に収容した
後、シリンダ２に圧入され固定される。ここで、図２に
示すＬ1 は外側ピストン３が摺動可能な距離を表してい
る。外側ピストン３が摺動可能な距離Ｌ1 と前述の内側
ピストン６が摺動可能な距離Ｌ2 とは、Ｌ1 ：Ｌ2 ＝
１：２の関係が成立している。

【００１７】外周壁２ｃの底部２ａ近傍の円周方向に
は、外周壁２ｃを貫通する複数の給排口８が形成されて
いる。同様に、外周壁２ｃのキャップ５近傍の円周方向
には、外周壁２ｃを貫通する複数の給排口１１が形成さ
れている。この給排口８は、外側ピストン３の一方の端
部とシリンダ２の内壁とから区画形成される圧力室１６
に連通し、給排口１１は、外側ピストン３の他方の端部
とシリンダ２の内壁とから区画形成される圧力室１７に
連通している。さらに、外周壁２ｃの円周方向には、外
周壁２ｃを貫通する複数の給排口９、１０がそれぞれ形
成されている。この給排口９は、外側ピストン３がシリ
ンダ２を摺動するとき、いずれの摺動位置においても環
状溝３ｄを経由して圧力室１４と連通可能な位置に形成
されている。同様に、給排口１０は、環状溝３ｅを経由
して圧力室１５と連通可能な位置に形成されている。こ
のように外側ピストン３の摺動位置にかかわらずシリン
ダ２の外部から環状溝３ｄ、３ｅを経由して圧力室１
４、１５に圧油を供給可能であり、また圧力室１４、１
５内の圧油をシリンダ２の外部に排出可能である。した
がって、内側ピストン６を摺動させるため圧油を供給す
る圧力配管等をシリンダの役割をする外側ピストン３に
個別に設ける必要がない。

【００１８】次に、多段ストロークシリンダ２０を制御
する油圧回路５１を図１に基づいて説明する。図１に示
すように、８方２位置切換弁２２は、電磁３方２位置弁
２４により油圧配管３０に供給される油圧が切換えられ
るパイロット回路に接続されている。また４方２位置切
換弁２１は、電磁３方２位置弁２３により油圧配管２９
に供給される油圧が切換えられるパイロット回路に接続
されている。電磁３方２位置弁（以下「電磁弁」とい
う）２３、２４は、電磁力により作動する。

【００１９】連通路２５、２６、２７、２８のそれぞれ
の一端は、多段ストロークシリンダ２０の外周壁２ｃを
取囲む図示しない環状通路により、対応する給排口８、
１１、９、１０に接続され、圧力室１６、１７、１４、
１５にそれぞれ連通している。一方、連通路２５、２
６、２７、２８のそれぞれの他端は、８方２位置切換弁
（以下「同時切換弁」という）２２に接続されている。
また４方２位置切換弁（以下「単独切換弁」という）２
１は、油圧配管３３、３４により同時切換弁２２に接続
されている。油圧配管２９は、単独切換弁２１と電磁弁
２３とを接続し、油圧配管３０は、同時切換弁２２と電
磁弁２４とを接続している。ドレン３５、３６、３７、
３８は、大気に解放されている。

【００２０】油圧供給路３２から第１シリンダ装置の圧
力室１６、１７に供給される圧油は、油圧配管３１、単
独切換弁２１、油圧配管３３、３４、同時切換弁２２、
油圧配管２５、２６の順にそれぞれを経由して圧力室１
６、１７に送られる。また油圧供給路３２から第２シリ
ンダ装置の圧力室１４、１５に供給される圧油は、油圧
配管３１、同時切換弁２２、油圧配管２７、２８の順に
それぞれを経由して圧力室１４、１５に送られる。した
がって、圧力室１６、１７に供給される圧油は、必ず単
独切換弁２１、同時切換弁２２の双方を経由することに
なり、圧力室１４、１５に供給される圧油は、同時切換
弁２２だけを経由することになる。また同様に、圧力室
１６、１７から流出する圧油についても単独切換弁２
１、同時切換弁２２の双方を経由し、圧力室１４、１５
から流出する圧油も同時切換弁２２を経由する。

【００２１】図３は、図１に示された油圧回路５１によ
って制御される多段ストロークシリンダ２０のストロー
ク段階を示す説明図である。図３に示す記号Ｈは供給圧
である高圧、記号Ｌはドレン圧である低圧、記号１は電
磁弁通電状態、記号０は電磁弁非電通状態をそれぞれ表
している。また、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、多段スト
ロングシリンダ２０の圧力室１６、１７、１４、１５に
おける圧力をそれぞれ表している。さらに、Sig.Ａ、Si
g.Ｂは電磁弁２３、２４への通電信号を表している。さ
らにまた、１st、２nd、３rd、４thは多段ストロークシ
リンダ２０の出力シャフト１のストロークを便宜的に表
したもので、出力シャフト１の先端の突出量の大きいも
のから順に４th、３rd、２nd、１stと表す。

【００２２】次に、多段ストロークシリンダ２０の作動
を図１、図３および図４に基づいて説明する。図３に示
すように、１stのストロークにする場合、Sig.Ａを記号
０にすなわち電磁弁２３を非通電状態、Sig.Ｂを記号１
にすなわち電磁弁２４を通電状態にすると油圧配管３０
が高圧になり、そのパイロット圧力により同時切換弁２
２が図１中右方向へ移動しＰａ、Ｐｃを高圧に、Ｐｂ、
Ｐｄを低圧に切換える。その結果、圧力室１６、１４は
高圧になり、圧力室１７、１５は低圧になる。これによ
り、外側ピストン３のキャップ４がシリンダ２のキャッ
プ５に当接する位置に外側ピストン３が摺動する。ま
た、圧力室１４が高圧、圧力室１５が低圧になることに
より、内側ピストン６の端部が外側ピストン３のキャッ
プ４に当接する位置に内側ピストン６が摺動する。した
がって、図４(d) に示す１stのストロークが得られる。

【００２３】ここから２nd位置にストロークさせる場
合、図３において、Sig.Ｂを記号１にした状態で、Sig.
Ａを記号０から記号１すなわち電磁弁２３を電通状態に
する。その結果、単独切換弁２１は、図１において、図
１中右方向へ移動する。すると圧力室１６と圧力室１７
の圧力が反転し、圧力室１６が低圧、圧力室１７が高圧
となる。つまり、外側ピストン３の底部３ａがシリンダ
２の摺動孔２ｂ方向の端部に当接する位置に外側ピスト
ン３が摺動する。その結果、出力シャフト１は外側ピス
トン３のストローク長だけ図１中左方向へ変位すること
になる。したがって、図４(c) に示す２ndのストローク
が得られる。

【００２４】次に２nd位置から３rd位置にストロークさ
せる場合、図３において、Sig.Ａを記号１にした状態
で、Sig.Ｂを記号１から記号０すなわち電磁弁２４を非
電通状態にする。その結果、同時切換弁２２は、図１に
おいて、同時切換弁２２のばねの復元力によって図１中
左方向へ移動する。するとすべての圧力室の圧力が反転
し、圧力室１４、１７が低圧、圧力室１５、１６が高圧
となる。したがって、外側ピストン３のキャップ４がシ
リンダ２のキャップ５に当接する位置に外側ピストン３
が摺動すると同時に、外側ピストン３の底部３ａに当接
する位置に内側ピストン６が摺動する。その結果、出力
シャフト１は内側ピストン６のストローク長から外側ピ
ストン３のストローク長を差引いた分だけ図１中左方向
へ変位することになる。これにより、図４(b) に示す３
rdのストロークが得られる。

【００２５】さらに３rd位置から４th位置にストローク
させる場合、図３において、Sig.Ｂを記号０にした状態
で、Sig.Ａを記号１から記号０すなわち電磁弁２３を非
電通状態にする。その結果、単独切換弁２１は、図１中
左方向へ移動する。すると圧力室１６と圧力室１７の圧
力が反転し、圧力室１６が低圧、圧力室１７が高圧とな
る。つまり、外側ピストン３の底部３ａがシリンダ２の
摺動孔２ｂ方向の端部に当接する位置に外側ピストン３
が摺動する。その結果、出力シャフト１は外側ピストン
３のストローク長だけ図１中左方向へ変位することにな
る。したがって、図４(a) に示す４thのストロークが得
られる。

【００２６】このようにして得られる各ストロークは、
前述のように、図２に示す外側ピストン３の摺動可能な
距離Ｌ1 と内側ピストン６の摺動可能な距離Ｌ2 との関
係がＬ1 ：Ｌ2 ＝１：２であることから、１st、２nd、
３rd、４thを４段階に渡って、４つの等間隔な位置決め
を実現することができる。また、上述した作動および図
３からわかるように、ストローク状態を変位させる過程
において、１st位置から２nd位置、２nd位置から３rd位
置、３rd位置から４th位置のいずれの場合も単独切換弁
２１、同時切換弁２２を同時に切換えることがない。

【００２７】さらに、シリンダ２と外側ピストン３とか
らなる第１シリンダ装置と、シリンダの役割をする外側
ピストン３と内側ピストン６とからなる第２シリンダ装
置との位置関係が、第２シリンダ装置が第１シリンダ装
置に内包されている状態にあり、かつＬ1 ：Ｌ2 ＝１：
２の関係が成立する場合、各々のピストンの断面積比を
２：１に設定することにより、各圧力室に供給される圧
油の体積が等しくなり、多段ストロークシリンダの切換
時に必要な圧油の流量が等しくなる。したがって、多段
ストロークシリンダ切換時に必要となる第１シリンダ装
置と第２シリンダ装置との切換時間に差異が生じ難くな
る。

【００２８】第１実施例によると、ストローク状態を変
位させる過程において、１st位置から２nd位置、２nd位
置から３rd位置、３rd位置から４th位置のいずれの場合
も単独切換弁２１、同時切換弁２２を同時に切換えるこ
とがないため、単独切換弁２１、同時切換弁２２を構成
する個々の部品のばらつき等により第１シリンダ装置と
第２シリンダ装置との間で生ずるそれぞれの圧力応答性
をほぼ等しくできる。これにより、出力シャフト１のス
トロークを正常に変位させる効果がある。

【００２９】なお、第１実施例では、シリンダ２と外側
ピストン３とからなる第１シリンダ装置と、シリンダの
役割をする外側ピストン３と内側ピストン６とからなる
第２シリンダ装置との位置関係が、第２シリンダ装置が
第１シリンダ装置に内包されていたが、本発明ではこれ
に限られることはなく、例えば各々別体のシリンダ装置
を連結しても良い。

【００３０】また、第１実施例では、多段ストロークシ
リンダ２０の切換えに圧油を用いたが、本発明ではこれ
に限られることはなく、例えば空気、水、その他の流体
等を用いても良い。 （第２実施例）本発明の多段ストロークシリンダ制御装
置の第２実施例を図５および図６に示す。第１実施例と
実質的に同一の構成部分については、同一符号を付す。

【００３１】図５に示すように、多段ストロークシリン
ダ２０を制御する油圧回路を構成する油圧切換弁に８方
２位置切換弁を用いることなく、２つの４方２位置切換
弁３９、４０を用い油圧回路５２を実現した点が第１実
施例と異なる。図５に示す油圧回路５２において、４方
２位置切換弁３９は、電磁３方２位置弁２４により油圧
配管３０に供給される油圧が切換えられるパイロット回
路に接続されている。また４方２位置切換弁４０は、電
磁３方２位置弁２３により油圧配管２９に供給される油
圧が切換えられるパイロット回路に接続されている。電
磁３方２位置弁（以下「電磁弁」という）２３、２４
は、電磁力により作動する。

【００３２】連通路２５、２６、２７、２８のそれぞれ
の一端は、多段ストロークシリンダ２０の外周壁２ｃを
取囲む図示しない環状通路により、対応する給排口８、
１１、９、１０に接続され、圧力室１６、１７、１４、
１５にそれぞれ連通している。一方、連通路２５、２６
のそれぞれの他端は、４方２位置切換弁３９に接続さ
れ、連通路２７、２８のそれぞれの他端は、４方２位置
切換弁（以下「切換弁」という）３９、４０を接続する
油圧配管３３、３４に接続されている。油圧配管２９
は、切換弁４０と電磁弁２３とを接続し、油圧配管３０
は、切換弁３９と電磁弁２４とを接続している。ドレン
３５、３７、３８は、大気に解放されている。

【００３３】油圧供給路３２から第１シリンダ装置の圧
力室１６、１７に供給される圧油は、油圧配管３１、切
換弁４０、油圧配管３３、３４、切換弁３９、油圧配管
２５、２６の順にそれぞれを経由して圧力室１６、１７
に送られる。また油圧供給路３２から第２シリンダ装置
の圧力室１４、１５に供給される圧油は、油圧配管３
１、切換弁４０、切換弁３９をバイパスする油圧配管２
７、２８の順にそれぞれを経由して圧力室１４、１５に
送られる。したがって、圧力室１６、１７に供給される
圧油は、必ず切換弁３９、４０の双方を経由することに
なり、圧力室１４、１５に供給される圧油は、切換弁４
０だけを経由することになる。また同様に、圧力室１
６、１７から流出する圧油についても切換弁３９、４０
の双方を経由し、圧力室１４、１５から流出する圧油も
切換弁４０を経由する。

【００３４】図６は、図５に示された油圧回路５２によ
って制御される多段ストロークシリンダ２０のストロー
ク段階を示す説明図である。図６に示す記号Ｈは供給圧
である高圧、記号Ｌはドレン圧である低圧、記号１は電
磁弁通電状態、記号０は電磁弁非電通状態をそれぞれ表
している。また、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、多段スト
ロングシリンダ２０の圧力室１６、１７、１４、１５に
おける圧力をそれぞれ表している。さらに、Sig.Ａ、Si
g.Ｂは電磁弁２３、２４への通電信号を表している。さ
らにまた、１st、２nd、３rd、４thは多段ストロークシ
リンダ２０の出力シャフト１のストロークを便宜的に表
したもので、出力シャフト１の先端の突出量の大きいも
のから順に４th、３rd、２nd、１stと表す。

【００３５】次に、多段ストロークシリンダ２０の作動
を図５および図６に基づいて説明する。図６に示すよう
に、１stのストロークにする場合、Sig.Ａを記号１にす
なわち電磁弁２３を通電状態、Sig.Ｂを記号０にすなわ
ち電磁弁２４を非通電状態にすると油圧配管２９が高圧
になり、そのパイロット圧力により切換弁４０が図５中
右方向へ移動しＰａ、Ｐｃを高圧に、Ｐｂ、Ｐｄを低圧
に切換える。その結果、圧力室１６、１４は高圧にな
り、圧力室１７、１５は低圧になる。これにより、外側
ピストン３のキャップ４がシリンダ２のキャップ５に当
接する位置に外側ピストン３が摺動する。また、圧力室
１４が高圧、圧力室１５が低圧になることにより、内側
ピストン６の端部が外側ピストン３のキャップ４に当接
する位置に内側ピストン６が摺動する。したがって、第
１実施例と同様、１stのストロークが得られる。

【００３６】ここから２nd位置にストロークさせる場
合、図６において、Sig.Ｂを記号１すなわち電磁弁２４
を電通状態にする。その結果、切換弁３９が図５中右方
向へ移動する。すると圧力室１６と圧力室１７の圧力が
反転し、圧力室１６が低圧、圧力室１７が高圧となる。
つまり、外側ピストン３の底部３ａがシリンダ２の摺動
孔２ｂ方向の端部に当接する位置に外側ピストン３が摺
動する。その結果、出力シャフト１は外側ピストン３の
ストローク長だけ左へ変位することになる。したがっ
て、第１実施例と同様、２ndのストロークが得られる。

【００３７】次に２nd位置から３rd位置にストロークさ
せる場合、図６において、Sig.Ｂを記号１にした状態
で、Sig.Ａを記号１から記号０すなわち電磁弁２３を非
電通状態にする。その結果、切換弁４０は、図５におい
て、切換弁４０のばねの復元力によって図５中左方向へ
移動する。するとすべての圧力室の圧力が反転し、圧力
室１４、１７が低圧、圧力室１５、１６が高圧となる。
したがって、外側ピストン３のキャップ４がシリンダ２
のキャップ５に当接する位置に外側ピストン３が摺動す
ると同時に、外側ピストン３の底部３ａに当接する位置
に内側ピストン６が摺動する。その結果、出力シャフト
１は内側ピストン６のストローク長から外側ピストン３
のストローク長を差引いた分だけ図１中左方向へ変位す
ることになる。これにより、第１実施例と同様、３rdの
ストロークが得られる。

【００３８】さらに３rd位置から４th位置にストローク
させる場合、図６において、Sig.Ａを記号０にした状態
で、Sig.Ｂを記号１から記号０すなわち電磁弁２４を非
電通状態にする。その結果、切換弁３９は、図５中左方
向へ移動する。すると圧力室１６と圧力室１７の圧力が
反転し、圧力室１６が低圧、圧力室１７が高圧となる。
つまり、外側ピストン３の底部３ａがシリンダ２の摺動
孔２ｂ方向の端部に当接する位置に外側ピストン３が摺
動する。その結果、出力シャフト１は外側ピストン３の
ストローク長だけ図１中左方向へ変位することになる。
したがって、第１実施例と同様、４thのストロークが得
られる。

【００３９】上述した作動および図６からわかるよう
に、第１実施例と同様、ストローク状態を変位させる過
程において、１st位置から２nd位置、２nd位置から３rd
位置、３rd位置から４th位置のいずれの場合も切換弁３
９と切換弁４０とを同時に切換えることがない。第２実
施例によると、第１実施例と同様、ストローク状態を変
位させる過程において、切換弁３９と切換弁４０とを同
時に切換えることがないことから、切換弁３９、切換弁
４０を構成する個々の部品のばらつき等により第１シリ
ンダ装置と第２シリンダ装置との間で生ずるそれぞれの
圧力応答性をほぼ等しくできる。これにより、出力シャ
フト１を正常に変位させる効果がある。

【００４０】また、第２実施例によると、８方２位置切
換弁を用いることなく、４方２位置切換弁を用いた油圧
回路５２により、多段ストロークシリンダ２０を制御で
きることから、使用部品の共通化が図れコストを低減す
る効果がある。 （第３実施例）本発明の多段ストロークシリンダ制御装
置の第３実施例を図７に示す。第１実施例と実質的に同
一の構成部分については、同一符号を付す。

【００４１】図７に示すように、多段ストロークシリン
ダ２０の圧力室１４、１５に連通する連通路２７、２８
にオリフィス４４、４５を形成した点が第１実施と異な
る。前述の第１実施例に示した油圧回路５１によると、
油圧供給路３２から第１シリンダ装置の圧力室１６、１
７に供給される圧油は、油圧配管３１、４方２位置切換
弁（以下「単独切換弁」という）２１、油圧配管３３、
３４、８方２位置切換弁（以下「同時切換弁」という）
２２、油圧配管２５、２６の順にそれぞれを経由して圧
力室１６、１７に送られる。一方、油圧供給路３２から
第２シリンダ装置の圧力室１４、１５に供給される圧油
は、油圧配管３１、同時切換弁２２、油圧配管２７、２
８の順にそれぞれを経由して圧力室１４、１５に送られ
る。

【００４２】したがって、第１シリンダ装置の圧力室１
６、１７に加わる油圧と第２シリンダ装置の圧力室１
４、１５に加わる油圧とを比較すると、圧力室１６、１
７に加わる油圧の方が圧力室１４、１５に加わる油圧よ
り単独切換弁２１による圧力損失分低くなり、第１シリ
ンダ装置と第２シリンダ装置との圧力応答特性のバラン
スを高精度に保つことが困難になる。

【００４３】そこで、第３実施例による油圧回路５３で
は、単独切換弁２１の圧力損失特性と同等の圧力損失特
性を有するオリフィス４４、４５を圧力室１４、１５に
連通する連通路２７、２８に形成している。図２および
図７に示すように、多段ストロークシリンダ２０の外周
壁２ｃを取囲む図示しない環状通路に連通する連通路２
７、２８には、オリフィス４４、４５がそれぞれ形成さ
れている。このオリフィス４４、４５は、油圧回路５３
を構成する単独切換弁２１を圧油が通過する際に生ずる
圧力損失特性と同等の圧力損失特性を有するような形状
に形成されている。これにより、第２シリンダ装置の圧
力室１４、１５に加えられる油圧は、単独切換弁２１に
よる圧力損失と同等の圧力損失をオリフィス４４、４５
によってを生ずることになる。

【００４４】これにより、第２シリンダ装置の圧力室１
４、１５に加わる油圧は、オリフィス４４、４５によっ
て単独切換弁２１により生ずる圧力損失と同等分低くな
り、第１シリンダ装置、第２シリンダ装置ともに同等の
油圧が加わることになる。第３実施例によると、単独切
換弁２１を経由しない油圧通路に連通する連通路２７、
２８に単独切換弁２１で生ずる圧力損失特性と同等の圧
力損失特性を有するオリフィス４４、４５が形成されて
いることから、単独切換弁２１を経由する油圧通路に連
通する連通路２５、２６の油圧と前記連通路２７、２８
の油圧とが等しくなる。すると、連通路２５、２６に連
通する第１シリンダ装置の圧力室１６、１７と連通路２
７、２８に連通する第２シリンダ装置の圧力室１４、１
５とに等しい油圧が加わり、第１シリンダ装置と第２シ
リンダ装置とがそれぞれ有する圧力応答特性のバランス
を高精度に保つ効果がある。

【００４５】なお、第３実施例では、オリフィス４４、
４５を連通路２７、２８に形成したが、本発明ではこれ
に限られることはなく、例えばシリンダ２に形成される
給排口９、１０または外側ピストン３に形成される給排
口１２、１３にオリフィス４４、４５と同等の絞りを形
成しても良い。 （第４実施例）本発明の多段ストロークシリンダ制御装
置を自動変速機用油圧制御装置に用いた第４実施例を図
８に示す。第１実施例と実質的に同一の構成部分につい
ては同一符号を付す。

【００４６】図８に示す第４実施例は、自動変速機用油
圧制御装置の集積弁１６０のカムシャフト１０１に多段
ストロークシリンダ２０の出力シャフト１を連結させ、
カムシャフト１０１の回転制御を多段ストロークシリン
ダ２０により行う例である。車両用自動変速機の動作
は、自動制御または手動操作により制御される自動変速
機用油圧制御装置によって図示しないトランスミッショ
ン内のギヤ接続が切換えられ、図示しないトルクコンバ
ータに接続された図示しないエンジンからの回転力が車
両の後輪または前輪に伝達される。

【００４７】図８に示す集積弁１６０は、自動変速機用
油圧制御装置の一部を構成しており、前述の自動制御ま
たは手動操作による制御に応じた各油圧をトランスミッ
ション内の複数のギア切換装置に供給している。集積弁
１６０は、ハウジング１２８およびサイドハウジング１
３０等から構成されている。ハウジング１２８のほぼ中
央に設けられた窪み１５８内には略円筒形状をした円筒
状のカムシャフト１０１が設けられ、このカムシャフト
１０１は玉軸受やコロ軸受等からなる軸受１０９、１２
９に対して回転可能かつ軸方向に往復動可能に支持され
ている。サイドハウジング１３０は、ボルト１３７によ
りハウジング１２８に固定されている。軸受１０９はハ
ウジング１２８の一端に圧入固定され、カムシャフト１
０１の一端の軸受部１３４を案内する。軸受１２９は、
カムシャフト１０１の他端を案内しており、サイドハウ
ジング１３０に圧入固定されている。

【００４８】カムシャフト１０１の主要部分の外周面に
は、各スプール弁１０２、１０３、１０４、１０５、１
０６、１０７、１０８を駆動するカムとしての凹凸が形
成されている。またカムシャフト１０１の軸受１２９側
端部には、ギア歯１０１ａが形成されており、カムシャ
フト１０１の軸方向と垂直に位置する多段ストロークシ
リンダ２０の出力シャフト１に形成されるラック１ａと
このギア歯１０１ａとが噛合している。これにより、多
段ストロークシリンダ２０の出力シャフト１の軸方向運
動がカムシャフト１０１に伝達され、カムシャフト１０
１が軸中心に回転駆動されることになる。さらにカムシ
ャフト１０１の軸受１２９側には、図示しないセレクト
レバーと図示しないリンクを介し機械的に連結されてい
る連結部１１１が設けられている。操作者がセレクトレ
バーを操作することにより、連結部１１１はセレクトレ
バーに連動しカムシャフト１０１を軸方向に駆動する。
油路を切り換えるスプール弁１０２、１０３、１０４、
１０５、１０６、１０７、１０８（以下「スプール弁Ｓ
Ｐ」と総称する）が、カムシャフト１０１の軸に垂直な
方向でカムシャフト１０１の両側に並んで配置されてい
る。

【００４９】集積弁１６０は、ハウジング１２８内にス
プール弁ＳＰを収容している。図示しない第１係合油圧
制御弁は第１制御圧ポートからスプール弁１０２、１０
３、１０４、１０５の制御圧ポート１３６ａ、１３６
ｂ、１３６ｃ、１３６ｄ（Ｐ_C1と総称する）に接続さ
れ、図示しない第２係合油圧制御弁は第２制御圧ポート
からスプール弁１０６、１０７、１０８の制御圧ポート
１３８ｅ、１３８ｆ、１３８ｇ（Ｐ_C2と総称する）に接
続されている。さらに図示しないライン圧制御弁は、集
積弁１６０にライン圧の圧油を直接供給するようにライ
ン圧ポートからライン圧ポート１３５ａ、１３５ｂ、１
３５ｃ、１３５ｄ、１３５ｅ、１３５ｆ、１３５ｇ（Ｐ
_S と総称する）に接続されている。ドレンポート１４８
ａ、１４８ｂ、１４８ｃ、１４８ｄ、１４８ｅ、１４８
ｆ、１４８ｇ（Ｄ_r と総称する）はドレンポートから図
示しないドレンに接続されている。ライン圧ポート
Ｐ_S 、制御圧ポートＰ_C1、制御圧ポートＰ_C2、ドレンポ
ートＤ_r は、それぞれハウジング１２８外で連通してい
る。 油路を切換えるスプール弁ＳＰは、図１に示すよ
うに、カムシャフト１の軸に垂直な方向でカムシャフト
１の両側に並んで配置されている。スプール弁ＳＰは、
それぞれハウジング２８に設けられた円筒孔２８ａ、２
８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇを軸方
向に摺動可能に挿入されている。

【００５０】次に、スプール弁１０５を例にしスプール
弁ＳＰの詳細な構造を説明する。他のスプール弁はスプ
ール弁１０５と実質的に同一の構成である。円筒形から
なるスプール弁１０５は、ハウジング１２８に形成され
た円筒孔１２８ｄに収容され、スプリング１２４により
カムシャフト１０１方向に付勢されている。スプール弁
１０５は円筒孔１２８ｄに連通するライン圧ポート
Ｐ_S 、制御圧ポートＰ_C1、Ｐ_C2，ドレンポートＤ_r と連
通するよう構成されている。各スプール弁１０５内に設
けられた内円筒部はその一端がそれぞれキャップ１５３
ｄにより封止され、キャップ１５３ｄの内円筒部を通じ
連通ポート１４２に連通している。そしてカムシャフト
１０１とスプール弁１０５の未開口側底部の端面との間
に、カムシャフト１０１の軸の垂直方向に摺動可能にピ
ン１１７がハウジング１２８に嵌挿されている。このピ
ン１１７のカムシャフト１０１側の端部にはカムシャフ
ト１０１のカム面が当接し、カムシャフト１０１のカム
の動きを各スプール弁１０５に伝えている。

【００５１】各スプール弁ＳＰがカムシャフト１０１の
駆動により円筒孔１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２
８ｄ、１２８ｅ、１２８ｆ、１２８ｇを移動する際、各
円筒孔１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ、１２
８ｅ、１２８ｆ、１２８ｇに開口するライン圧ポートＰ
_S の位置と対向する位置に各スプール弁ＳＰの溝および
穴が位置決めされると、各ライン圧ポートＰ_S に供給さ
れるライン圧の圧油が各スプール弁ＳＰの溝および穴を
経由してスプール弁ＳＰの内円筒部に供給され、さらに
連通ポート１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、
１４４、１４５を経由して各摩擦締結部にライン圧の圧
油が供給される。

【００５２】また、ライン圧の圧油と同様に、制御圧ポ
ートＰ_C1、Ｐ_C2から圧力調整された制御圧の圧油が各ス
プール弁ＳＰに供給され、さらにスプール弁ＳＰを介し
各摩擦締結部へ制御圧の圧油が供給される構成になって
いる。第１係合油圧制御弁から制御圧ポートに供給され
た制御圧の圧油は、制御圧ポートＰ_C1に接続するスプー
ル弁１０２、１０３、１０４、１０５に供給される。同
様に、第２係合油圧制御弁から制御圧ポート１３８に供
給された制御圧の圧油は、制御圧ポートＰ_C2に連通する
スプール弁１０６、１０７、１０８に供給される。その
結果、第２係合油圧制御弁から供給された制御圧の圧油
は多板ブレーキＢ１、Ｂ０、Ｂ２に供給され、第１係合
油圧制御弁から供給された制御圧の圧油は多板ブレーキ
Ｂ３および多板クラッチＣ０、Ｃ２、Ｃ１に供給される
こととなる。

【００５３】カムシャフト１０１を軸方向に駆動する多
段ストロークシリンダ２０は、第１実施例で説明したよ
うに、４方２位置切換弁２１と８方２位置切換弁２２と
の切換により給排口８、９、１０、１１に供給される圧
油の流れる方向が切換えられる。これにより、圧力室１
４、１５、１６、１７内の油圧が変化し、外側ピストン
３および内側ピストン６をそれぞれ摺動させている。こ
の外側ピストン３、内側ピストン６の移動量にしたがっ
て、出力シャフト１が４段階（１st、２nd、３rd、４t
h）に摺動することから、出力シャフト１のラック１ａ
とカムシャフト１のギア歯１０１ａとの噛合によりカム
シャフト１０１が軸中心に回転されることになる。

【００５４】カムシャフト１０１の回転により、カム面
に当接した各ピン１１４、１１５、１１６、１１７、１
１８、１１９、１２０が各スプール弁ＳＰを押上げる。
押上げられた各スプール弁ＳＰはそれぞれの移動位置に
よって、前述のように連通ポート１３９、１４０、１４
１、１４２、１４３、１４４、１４５から多板ブレーキ
Ｂ1 、Ｂ0 、Ｂ2 、Ｂ3 及び多板クラッチＣ0 、Ｃ2 、
Ｃ1 に供給される。

【００５５】第４実施例によると、カムシャフト１０１
を軸中心に回転させる駆動源に多段ストロークシリンダ
２０を用いたことにより、従来の回転角センサを併用し
たステップモータ等による駆動制御と較べ高精度の駆動
制御が可能になる効果がある。また、多段ストロークシ
リンダ２０の制御は、２つの電磁弁２３、２４の通電状
態の制御により行われることから、ＡＴ用ＥＣＵからの
指示は２ビットの情報量で可能であり、従来のステップ
モータ等の制御より容易になる効果がある。さらに、多
段ストロークシリンダ２０は構成が簡素なことから、コ
ストを低減する効果がある。

【００５６】なお、第４実施例の自動変速機用油圧制御
装置は、多段ストロークシリンダ２０を用いカムシャフ
ト１０１の軸中心回転駆動を行っているが、多段ストロ
ークシリンダ２０の出力シャフト１とカムシャフト１０
１とが平行または同軸上になるように接続することによ
りカムシャフト１０１を軸方向に駆動することが可能で
ある。

【００５７】また、第４実施例では、自動変速機用油圧
制御装置に多段ストロークシリンダ２０を用いたが、本
発明ではこれに限られることはなく、例えばクレーン
車、油圧アンテナ、工作機械等の位置決めが必要な一般
的な作動アクチュエータとして広く適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による多段ストロークシリ
ンダ制御装置の模式的構成図である。

【図２】第１実施例による多段ストロークシリンダの軸
方向断面図である。

【図３】図１の各切換弁の切換状態に対応する多段スト
ロークシリンダのストローク段階を示す説明図である。

【図４】図３に示す１st、２nd、３rd、４thに対応する
多段ストロークシリンダのストロークを示す模式的説明
図である。

【図５】第２実施例による多段ストロークシリンダ制御
装置の模式的構成図である。

【図６】図５の各切換弁の切換状態に対応する多段スト
ロークシリンダのストローク段階を示す説明図である。

【図７】第３実施例による多段ストロークシリンダ制御
装置の模式的構成図である。

【図８】本発明の多段ストロークシリンダ制御装置を自
動変速機用油圧制御装置に用いた第４実施例による構成
図である。

【符号の説明】

１ 出力シャフト ２ シリンダ （第１シリンダ） ３ 外側ピストン （第１ピストン、第２シリ
ンダ） ６ 内側ピストン （第２ピストン） ８、９、１０、１１ 給排口 １２、１３ 給排口 （ポート） １４、１５ 圧力室 （第２圧力室） １６、１７ 圧力室 （第１圧力室） ２０ 多段ストロークシリンダ ２１ ４方２位置切換弁（第２切換弁） ３９ ４０ ４方２位置切換弁 ２２ ８方２位置切換弁（第１切換弁） ２３、２４ 電磁３方２位置弁 ２５、２６、２７、２８ 連通路 ２９、３０、３１、３２、３３、３４ 油圧配管 ４４、４５ オリフィス ５１、５２、５３ 油圧回路 １０１ カムシャフト （弁切換え手段） １０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１
０８ スプール弁 （油圧弁） １６０ 集積弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ピストンとこの第１ピストンを往復
   動可能に収容する第１シリンダとを有する第１シリンダ
   装置と、 前記第１ピストンのストロークと相異なるストロークを
   有する第２ピストンとこの第２ピストンを往復動可能に
   収容し前記第１ピストンを兼ねる第２シリンダとを有す
   る第２シリンダ装置と、 前記第１ピストンの両側の第１圧力室と前記第２ピスト
   ンの両側の第２圧力室とに接続され、この第１圧力室、
   第２圧力室双方の圧力を同時に切換える第１切換弁と、 前記第１圧力室または前記第２圧力室のいずれか一方の
   圧力を切換える第２切換弁と、 前記第１シリンダの壁体の内部を経由して外部と連通し
   前記第２圧力室に流体を導入または排出するポートとを
   備え、 前記第１切換弁と前記第２切換弁とが直列に接続される
   ことを特徴とする多段ストロークシリンダ制御装置。
2. 【請求項２】 前記第１圧力室および前記第２圧力室に
   流入する流体は、前記第２切換弁を経由またはバイパス
   し、前記第１切換弁を経由して流入することを特徴とす
   る請求項１記載の多段ストロークシリンダ制御装置。
3. 【請求項３】 前記第２切換弁により圧力が切換えられ
   ない流路にオリフィスが形成されることを特徴とする請
   求項１または２記載の多段ストロークシリンダ制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記オリフィスを経由する流体の圧力損
   失特性は、前記第２切換弁を経由する流体の圧力損失特
   性とほぼ等しいことを特徴とする請求項３記載の多段ス
   トロークシリンダ制御装置。
5. 【請求項５】 自動変速機に設けられる複数の摩擦締結
   要素に加わる油圧を複数の油圧弁で切換え制御し、前記
   複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより
   複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装
   置であって、 前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧
   を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、 前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能な弁
   切換え手段と、 前記弁切換え手段を駆動する請求項１、２、３または４
   記載の多段ストロークシリンダ制御装置とを備えたこと
   を特徴とする自動変速機用油圧制御装置。