JPH0868463A - 多段ストロークシリンダ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】 簡素な構成で多段階位置決めを可能にする多
段ストロークシリンダ装置とそれを用いた自動変速機制
御装置を提供する。 【構成】 多段ストロークシリンダ装置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。第１シリンダ装置はシリン
ダ２、外側ピストン３等から構成され、第２シリンダ装
置は出力シャフト１、外側ピストン３、内側ピストン６
等から構成される。Ｌ1 は外側ピストン３が摺動可能な
距離、Ｌ2 は内側ピストン６が摺動可能な距離を表し、
Ｌ1 ：Ｌ2＝１：２の関係が成立している。また、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。

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
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
れる多段ストロークシリンダ装置は、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。また、実開昭５４−１８０８
９５号公報に開示されるものは、ストロークの過渡状態
を規定し所定の順序に従って、直列同軸上に連結した２
組のシリンダ、ピストンの伸長、縮小を可能にしてい
る。

【０００３】さらに、特開昭４８−１６８３号公報およ
び前述の実開昭５４−１８０８９５号公報に開示される
ものは、直列同軸上に連結した複数組のシリンダ、ピス
トンに供給する流体圧の入出力ポートを相対位置が変化
しないシリンダに設け、相対位置が変化するシリンダ、
ピストンに入出力ポートを設けた場合の圧力配管に伴う
不具合を解消可能にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
特開平５−２９６２１１号公報に開示される多段ストロ
ークシリンダ装置によると、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、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こと
から、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。

【０００５】また、実開昭５４−１８０８９５号公報に
開示されるものによると、前述のように複数組のシリン
ダ、ピストンが伸縮に所定の順序があるという問題があ
り、またこの伸縮順序の制約から多段階制御に必要なピ
ストン、シリンダの組数が必要以上に増加するという問
題がある。さらに、特開昭４８−１６８３号公報および
実開昭５４−１８０８９５号公報に開示されるものによ
ると、ピストン、シリンダを相対位置変化させる場合、
高精度な多段位置決めが困難であるという問題がある。
また両公報に開示される構成から多段位置決めを行うに
は、シリンダストロークを検出し、このシリンダストロ
ーク検出信号に基づいて圧力供給源からの供給または停
止を制御するとともに、ドレンへの排出制御するという
各種制御機能の追加が必要になる。したがって、装置構
成の複雑化、装置の大型化およびコスト増大を招くとい
う新たな問題を生ずるおそれがある。

【０００６】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、簡素な構成で多段階位置決めを可能
にする多段ストロークシリンダ装置とそれを用いた自動
変速機制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の多段ストロークシリンダ装置
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、
第２ピストンと、この第２ピストンを往復動可能に収容
する第２シリンダとを有する第２シリンダ装置とを備
え、前記第１ピストンが前記第２シリンダを兼ねてお
り、前記第１ピストンと前記第２ピストンとのストロー
クが相異なる関係にあることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２記載の多段ストロ
ークシリンダ装置は、請求項１記載の多段ストロークシ
リンダ装置において、前記第２ピストンの両側の圧力室
に流体を導入または排出するポートは、前記第１ピスト
ンの壁体の内部および前記第１シリンダの壁体の内部を
経由して外部に連通することを特徴とする。さらに、本
発明の請求項３記載の多段ストロークシリンダ装置は、
請求項１または２記載の多段ストロークシリンダ装置に
おいて、前記第１ピストンのストロークと前記第２ピス
トンのストロークとの比が１：２または２：１であるこ
とを特徴とする。

【０００９】さらにまた、本発明の請求項４記載の多段
ストロークシリンダ装置は、請求項１または２記載の多
段ストロークシリンダ装置において、前記第１ピストン
のストロークと前記第２ピストンのストロークとの比が
１：２であるとき、前記第１ピストンの受圧面積と前記
第２ピストンの受圧面積との比が２：１であることを特
徴とする。

【００１０】本発明の請求項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装置とを
備えたことを特徴とする。

【００１１】

【作用および発明の効果】本発明の請求項１記載の多段
ストロークシリンダ装置によると、第１ピストンが第２
シリンダを兼ねており、第１ピストンと第２ピストンと
のストロークが異なる関係にあることから、第１ピスト
ンと第２ピストンとのストロークの組合わせによって３
段階以上の所定のストロークを機械的に得ることができ
る。これにより、従来のステップモータ等を用いたスト
ロークの制御に較べ精度および信頼性が向上する効果が
ある。また、ストロークの状態を検出する位置検出器等
を必要としないことからコストを低減する効果がある。
さらに、第１シリンダ装置の第１ピストンが第２シリン
ダ装置の第２シリンダを兼ねることから、ピストンまた
はシリンダを削減し、この削減に伴うシール部材等の部
品をさらに削減でき部品点数およびコストの低減を図る
効果がある。

【００１２】また、本発明の請求項２記載の多段ストロ
ークシリンダ装置によると、第１シリンダ装置の内部に
第２シリンダ装置が位置し、第２ピストンの両側の圧力
室に流体を導入または排出するポートが第１ピストンの
壁体の内部および第１シリンダの壁体の内部を経由して
外部に連通することから、第１ピストンである第２シリ
ンダの移動位置にかかわらず第２ピストンの圧力室に流
体を供給できる。これにより、第２シリンダに流体を個
別に供給する必要がなく、流体を供給する供給管等の数
量を減少させる効果がある。また、移動可能な第２シリ
ンダに自由に屈曲する供給管を接続する必要がないこと
から、供給管等の移動スペースを確保が不要になる効果
がある。さらに、自由に屈曲する供給管を必要としない
ことから、供給管の信頼性が向上し、また保守管理が容
易になる効果がある。さらにまた、第１シリンダ装置の
内部に第２シリンダ装置が位置することから、多段スト
ロークシリンダ装置の全長を短くすることができる効果
がある。

【００１３】また、本発明の請求項３記載の多段ストロ
ークシリンダ装置によると、第１ピストンのストローク
と第２ピストンのストロークとの比が１：２または２：
１であることから、第１ピストンと第２ピストンとのス
トロークの組合わせによって４段階の等間隔のストロー
クを機械的に得ることができる効果がある。さらに、本
発明の請求項４記載の多段ストロークシリンダ装置によ
ると、第１ピストンのストロークと第２ピストンのスト
ロークとの比が２：１であるとき、第１ピストンの受圧
面積と第２ピストンの受圧面積との比が１：２であるこ
とから、第２ピストンの両側の圧力室に導入または排出
される流体の体積が等しくなる。これにより、多段スト
ロークシリンダ装置の切換時の流体の流量が等しくなる
ことから、多段ストロークシリンダ装置切換時の切換所
要時間に差異が生じ難くなる効果がある。

【００１４】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装置により弁切換え
手段を駆動することにより、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と較べ、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。

【００１５】

【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装置の
第１実施例を図１〜図７に示す。図２に示すように、多
段ストロークシリンダ装置の概略構成は、第１シリンダ
５１、第２シリンダ装置５２、電磁弁５３、５４、ドレ
ン５５、５６、油圧ポンプ５７、油タンク５８からな
る。

【００１６】第１シリンダ５１装置は、第１シリンダ５
１ａとこの第１シリンダ５１ａ内に往復動可能に収容さ
れる第１ピストン５１ｂとからなる。第１シリンダ５１
ａの側壁には、電磁弁５３と接続される給排口５１ｃ、
５１ｄが設けられ、油タンク５８内に満たされた油を加
圧圧送する油圧ポンプ５７と電磁弁５３を経由して接続
されている。図２に示すストロークＡは、第１ピストン
５１ｂが移動可能な距離を表す。

【００１７】第２シリンダ装置５２は、第１シリンダ５
１ａに適合するピストンの役割の他にシリンダの役割を
兼ねる第１ピストン５１ｂとこの第１ピストン５１ｂ内
に往復動可能に収容される第２ピストン５２ｂとからな
る。第１ピストン５１ｂの外壁には、電磁弁５４と接続
された給排口５１ｅ、５１ｆが設けられ、油圧ポンプ５
７と電磁弁５４を経由して接続されている。第２ピスト
ン５２ｂには軸状の出力シャフト５２ｃが形成されてい
る。図２に示すストロークＢは、内部ピストン６が移動
可能な距離を表している。第１シリンダ５１ａ、第１ピ
ストン５１ｂ、第２ピストン５２ｂは、ストロークＡと
ストロークＢとの比が１：２になるような寸法関係にそ
れぞれ形成されている。

【００１８】ここで、第２シリンダ装置５２は、構成を
容易に理解するため、図２に示すように、第１ピストン
５１ｂの一部が第１シリンダ５１ａの外部に飛び出して
いるが、本第１実施例では、後述するように、第２シリ
ンダ装置５２が第１シリンダ５１ａの内部に位置してい
る。図３に示すように、電磁弁５３、５４のオンオフの
組合わせにより、第１シリンダ５１装置と第２シリンダ
装置５２のストロークの組合わせが決定される。したが
って、図２に示すストロークＣは、図３に示す〜の
４位置を得ることが可能になる。

【００１９】次に、多段ストロークシリンダ装置２０の
構成を図１および図４に基づいて説明する。図１に示す
ように、多段ストロークシリンダ装置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。前述した第１シリンダ装置５
１および第２シリンダ装置５２の構成に置き換えると、
第１シリンダ装置５１はシリンダ２、外側ピストン３等
から構成され、第２シリンダ装置５２は出力シャフト
１、外側ピストン３、内側ピストン６等から構成される
ことになる。したがって、外側ピストン３は、第１シリ
ンダ装置５１のピストンと第２シリンダ装置５２のシリ
ンダとを兼ねた役割をする。

【００２０】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１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。

【００２１】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３ｄ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。

【００２２】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１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。

【００２３】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１３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。

【００２４】図４(a) 、(b) に示すように、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３
ｄ、３ｅを経由して図４(a) 、(b) に示す矢印に沿って
圧力室１４、１５へ圧油を供給可能であり、また圧力室
１４、１５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。

【００２５】多段ストロークシリンダ装置２０は、例え
ば図５に示す油圧回路によって駆動される。図５に示す
ように、４方２位置切換弁２１、２２はパイロット回路
２９、３０を有し、このパイロット回路２９、３０を切
換える電磁２方２位置弁２３、２４は電磁力により作動
する。連通路２５、２６、２７、２８は、多段ストロー
クシリンダ装置２０の外周壁２ｃを取囲む図示しない環
状通路により、それぞれ対応する給排口８、１１、９、
１０に接続され、圧力室１６、１７、１４、１５にそれ
ぞれ連通する。油圧配管２９は４方２位置切換弁２１と
電磁２方２位置弁２３と接続し、油圧配管３０は４方２
位置切換弁２２と電磁２方２位置弁２４と接続する。ま
た油圧供給路３２から供給される圧油は、油圧配管３１
と４方２位置切換弁２１、２２とを経由して連通路２
５、２６、２７、２８に送られる。ドレン３５、３６、
３７、３８は、大気に解放されている。

【００２６】図６は、図５に示された油圧回路によって
制御される多段ストロークシリンダ装置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２方２位置弁（以下「電磁弁」という）２
３、２４への通電信号を表している。さらにまた、１s
t、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４
th、３rd、２nd、１stと表す。

【００２７】次に、多段ストロークシリンダ装置２０の
作動を図５〜図７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１にすなわ
ち電磁弁２４を通電状態にすると油圧配管２９、３０が
高圧になり、そのパイロット圧力により４方２位置切換
弁（以下「切換弁」という）２１、２２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、図７(d) に
示す１stのストロークが得られる。

【００２８】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.Ａを記号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２１は、図５に
おいて、切換弁２１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、図７(c) に示す２ndのストロークが得られる。

【００２９】同様に、３rd、４th位置にストロークさせ
る場合、図６に示す電磁弁２３、２４の通電状態を切り
換えることによって切換弁２１、２２を移動させ、圧力
室１４、１５、１６、１７への圧力の高低を切換える。
すると、多段ストロークシリンダ２０への出力シャフト
の変位を３rd、４thそれぞれの場合に応じて変化させる
ことができ、図７(b) 、(a) に示す３rd、４thのストロ
ークを得ることができる。

【００３０】このとき、前述のように、図１に示す外側
ピストン３が摺動可能な距離Ｌ1 と内側ピストン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が実現できる。ま
た、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効果がある。

【００３１】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。

【００３２】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装置を
自動変速機用油圧制御装置に用いた第２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
同一の符号を付す。

【００３３】図８に示す第２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装置２０の出力シャフト１を連結さ
せ、カムシャフト１０１の軸方向の移動制御を多段スト
ロークシリンダ装置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。

【００３４】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、ポートケース１３１、１３２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１５
８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、１２９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。軸受１０９はハ
ウジング１２８の一端にサークリップ１３４で装着さ
れ、軸受１２９は、サイドハウジング１３０にサークリ
ップ１３３で装着されている。

【００３５】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、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装置２０の出力シャフト１が接続さ
れている。さらにカムシャフト１０１の軸受１０９側端
部には、外周面にピニオンギア１５３が形成されてい
る。このピニオンギア１５３にはラック１１０がかみ合
い、ラック１１０は操作者によって操作されるスプール
弁手動切換え手段である図示しないセレクトレバーに連
動する連結部１１１に機械的に連結されている。油路を
切り換えるスプール弁１０２、１０３、１０４、１０
５、１０６、１０７、１０８（以下「スプール弁ＳＰ」
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。

【００３６】スプール弁ＳＰの構成を例えばスプール弁
１０５を例に説明する。円筒状からなるスプール弁１０
５は、ハウジング１２８に形成された円筒孔１２８ａに
収容され、スプリング１２１によりカムシャフト１０１
方向に付勢されている。また、スプール弁１０５のカム
シャフト１０１側端部とカムシャフト１０１との間に
は、カムシャフト１０１のカム面に当接するピン１１７
が位置している。このピン１１７によりカムシャフト１
０１のカムの動きをスプール弁１０５に伝えられ、スプ
ール弁１０５が円筒孔１２８ａ内をスライドする。他の
スプール弁１０２、１０３、１０４、１０６、１０７、
１０８もスプール弁１０５と同様の構成からなる。

【００３７】サイドハウジング１３０にはライン圧ポー
ト１３５、１３７が形成され、ライン圧制御弁１６４か
ら高圧油であるライン圧が供給される。ハウジング１２
８内に設けられた、油圧連通路のひとつであるライン圧
連通路１４６、１５１に、このライン圧ポート１３５、
１３７からライン圧が伝えられる。ライン圧連通路１４
６は、スプール弁１０２、１０３、１０４、１０５が挿
入されるハウジング１２８の円筒孔１２８ｄ、１２８
ｃ、１２８ｂ、１２８ａにそれぞれライン圧を供給する
ように設けられており、またライン圧連通路１５１は、
スプール弁１０６、１０７、１０８が挿入されるハウジ
ング１２８の円筒孔１２８ｇ、１２８ｆ、１２８ｅにそ
れぞれライン圧を供給するように設けられている。

【００３８】各スプール弁ＳＰが、カムシャフト１０１
の駆動により円筒孔を移動した際、各スプール弁ＳＰの
溝及び穴が、ライン圧連通路１４６もしくはライン圧連
通路１５１の各円筒孔に開口する位置と対向する位置に
位置決めされると、各ライン圧連通路に供給されたライ
ン圧Ｐｓが、各スプール弁の溝及び穴を経由してスプー
ル弁内円筒部に供給され、さらにポートケース１３１、
１３２の各連通ポート１３９、１４０、１４１、１４
２、１４３、１４４、１４５を経由して摩擦係合装置に
ライン圧が供給される。

【００３９】また、サイドハウジング１３０内には圧力
調整された係合油圧（または制御圧）が供給される圧力
制御ポート１３６、１３８が形成され、このポートから
ライン圧連通路に平行に設けられた制御圧連通路１４
７、１５０が延設されており、ライン圧連通路と同様ス
プール弁ＳＰに供給され、さらにスプール弁ＳＰを介し
て各摩擦係合装置へ供給される構成になっている。ただ
し、圧力制御ポート１３６、１３８はサイドハウジング
内において互いに連通しておらず、従って圧力制御ポー
ト１３６に供給された図示しない第１係合油圧制御弁か
らの係合油圧は、制御圧連通路１４７に連通するスプー
ル弁１０２、１０３、１０４、１０５にのみ供給され
る。同様に、圧力制御ポート１３８に供給された図示し
ない第２係合油圧制御弁からの係合油圧は、制御圧連通
路１５０に連通するスプール弁１０６、１０７、１０８
に供給される。

【００４０】その結果、第１係合油圧制御弁から供給さ
れた係合油圧は図示しない多板ブレーキＢ1、Ｂ0、Ｂ2
に供給され、第２係合油圧制御弁１６２から供給された
係合油圧は図示しない多板ブレーキＢ3 及び図示しない
多板クラッチＣ0、Ｃ2、Ｃ1にのみ供給されることとな
る。またハウジング１２８内の制御圧連通路１４７、１
５０に並列して、ハウジング外部のドレンに通ずる油圧
連通路、つまりドレン圧連通路１４８、１４９があり、
スプール弁ＳＰの溝がこのドレン圧連通路１４８、１４
９と連通する位置に位置決めされた際、該スプール弁に
連通する摩擦係合装置内の圧油をドレンポート１５８、
１５９よりハウジング１２８の外部に排出する。これら
３つの油圧連通路は、図８に示すように、カムシャフト
側からドレン圧、制御圧、ライン圧となるように配置さ
れている。

【００４１】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装置２０は、第１実施例で説明し
たように、４方２位置切換弁２１、２２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
が切換えられことにより、圧力室１４、１５、１６、１
７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、４th）に摺動することか
ら、出力シャフト１に接続されたカムシャフト１０１を
軸方向に駆動されることになる。

【００４２】４方２位置切換弁２１、２２の切換を行う
パイロット回路２９、３０は、図示しないＡＴ用ＥＣＵ
による電磁２方２位置弁２３、２４の通電および非通電
によって行われる。ここで、図８に示すSig.Ａ、Sig.Ｂ
は電磁２方２位置弁（以下「電磁弁」という）２３、２
４への通電信号を表している。例えば１速モードの場
合、ＡＴ用ＥＣＵからの指示によって電磁弁２３、２４
ともに通電状態にすることにより、圧力室１６、１４は
高圧になり、圧力室１７、１５は低圧になる。すると外
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が摺動し、また内側ピス
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７
(d) に示す１stのストロークが得られ、カムシャフト１
０１を駆動する。

【００４３】また、２速モードの場合、ＡＴ用ＥＣＵか
らの指示によって電磁弁２３を非通電状態、電磁弁２４
を通電状態にすることにより、圧力室１７、１４は高圧
になり、圧力室１６、１５は低圧になる。すると外側ピ
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、図７(c) に示
す２ndのストロークが得られ、カムシャフト１０１を駆
動する。

【００４４】同様に、３速モード、４速モードの場合、
ＡＴ用ＥＣＵからの指示によって電磁弁２３、２４の通
電状態を切換え、圧力室１４、１５、１６、１７への圧
力の高低を切換える。すると多段ストロークシリンダ２
０への出力シャフトの変位を３速モード、４速モードそ
れぞれの場合に応じて変化させることができ、図７(b)
、(a) に示す３rd、４thのストロークを得られ、カム
シャフト１０１を駆動する。

【００４５】カムシャフト１０１の駆動により、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、ライン圧連通路１４６、１５１、制御圧連通路
１４７、１５０、ドレン圧連通路１４８、１４９のいず
れかと連通する。ライン圧、制御圧、ドレン圧のいずれ
かの圧油が各スプール弁ＳＰに連通する各連通ポート１
３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４
５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。

【００４６】第２実施例によると、カムシャフト１０１
の軸方向に駆動を多段ストロークシリンダ装置２０によ
り行いことにより、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
装置２０の制御は、２つの電磁弁２３、２４の通電状態
の制御で良いことから、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
クシリンダ装置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。

【００４７】なお、第２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装置２０を用いカムシ
ャフト１０１の軸方向駆動を行っているが、直線運動を
回転運動に変換する例えばラック等の機構を用いること
によりカムシャフト１０１を回転方向に駆動することが
可能である。また、第２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
ンダ装置の軸方向縦断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による多段ストロークシリ
ンダ装置の模式的説明図である。

【図３】図２の各切換弁の切換状態に対応する多段スト
ロークシリンダ装置のストローク段階を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例による多段ストロークシリ
ンダ装置の給油経路を示す断面図である。

【図５】本発明の第１実施例による多段ストロークシリ
ンダ装置の模式的構成図である。

【図６】図５の各制御弁の切換状態に対応する多段スト
ロークシリンダ装置のストローク段階を示す説明図であ
る。

【図７】図６に示す１st、２nd、３rd、４thに対応する
多段ストロークシリンダ装置のストロークを示す模式的
説明図である。

【図８】本発明の多段ストロークシリンダ装置を自動変
速機用油圧制御装置に用いた第２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） ４、５ キャップ ６ 内側ピストン （第２ピストン） ７ ピン ８、９、１０、１１、１２、１３給排口 １４、１５、１６、１７圧力室 ２０、４０ 多段ストロークシリンダ装置 ５１ 第１シリンダ装置 ５２ 第２シリンダ装置 ５３、５４ 電磁弁 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 １２８ ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂口 信也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

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、 第２ピストンと、この第２ピストンを往復動可能に収容
   する第２シリンダとを有する第２シリンダ装置とを備
   え、 前記第１ピストンが前記第２シリンダを兼ねており、前
   記第１ピストンと前記第２ピストンとのストロークが相
   異なる関係にあることを特徴とする多段ストロークシリ
   ンダ装置。
2. 【請求項２】 前記第２ピストンの両側の圧力室に流体
   を導入または排出するポートは、前記第１ピストンの壁
   体の内部および前記第１シリンダの壁体の内部を経由し
   て外部に連通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装置。
3. 【請求項３】 前記第１ピストンのストロークと前記第
   ２ピストンのストロークとの比が１：２または２：１で
   あることを特徴とする請求項１または２記載の多段スト
   ロークシリンダ装置。
4. 【請求項４】 前記第１ピストンのストロークと前記第
   ２ピストンのストロークとの比が１：２であるとき、前
   記第１ピストンの受圧面積と前記第２ピストンの受圧面
   積との比が２：１であ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。