JPH0972309A - 複動型シリンダの操作構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダにピストンをスライド自在に内装し
て、ピストンの一方の端面に固定されたピストンロッド
を延出し、シリンダから突出させた複動型シリンダの操
作構造において、操作弁の数を減らす。 【解決手段】 シリンダ内にピストン２７によって仕切
られるピストンロッド２７ａ側の第１室１３ａ、及びピ
ストンロッド２７ａとは反対側の第２室１３ｂを形成し
て、第１室１３ａに作動流体を常時供給するように構成
する。第２室１３ｂに作動流体を供給する供給位置、及
び第２室１３ｂから作動流体を排出する排出位置に操作
自在な操作弁２９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作動油や作動空気
等の作動流体によって作動する複動型シリンダの操作構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような複動型シリンダとしては、
シリンダにピストンをスライド自在に内装して、ピスト
ンの一方の端面に固定されたピストンロッドを延出し、
シリンダから突出させたような一般的なものがある。こ
の場合、シリンダ内にピストンによって仕切られるピス
トンロッド側の第１室に作動流体を供給し、ピストンロ
ッドとは反対側の第２室の作動流体を排出することによ
り、ピストンが第２室側に移動するのであり、逆に第１
室の作動流体を排出し第２室に作動流体を供給すると、
ピストンが第１室側に移動する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のような複動型シ
リンダでは第１室に作動流体の給排操作を行う操作弁、
第２室に作動流体の給排操作を行う操作弁の２つの操作
弁が必要になる。又、前述の２つの操作弁を一つにまと
めたとしても、第１室に作動流体を供給し第２室の作動
流体を排出する第１位置、及び第２室に作動流体を供給
し第１室の作動流体を排出する第２位置の２つの操作位
置を備えると言う、比較的複雑な操作弁が必要になる。
本発明は複動型シリンダにおいて、これを作動させる操
作構造を簡素に構成することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔Ｉ〕請求項１の特徴によると例えば図２に示すよう
に、操作弁２９を供給位置に操作すれば、第２室１３ｂ
に作動流体が供給される（第１室１３ａには作動流体が
常時供給されている）。この場合に、ピストン２７にお
ける第１室１３ａ側の受圧面積の方が、ピストンロッド
２７ａの断面積の分だけ第２室１３ｂ側の受圧面積より
も小さい点によって、ピストン２７が図２に示すように
紙面左方に移動する。逆に操作弁２９を排油位置に操作
すると、第２室１３ｂの作動流体が排出される。この場
合、第１室１３ａには作動流体が常時供給されているの
で、第１室１３ａに供給される作動流体により、ピスト
ン２７が紙面右方に移動する。

【０００５】以上のように、請求項１の特徴では一方及
び他方の２位置に作動する複動型シリンダにおいて、第
１室に作動流体の給排操作を行う操作弁、第２室に作動
流体の給排操作を行う操作弁の２つの操作弁は必要はな
く、第２室に作動流体の給排操作を行う一つの操作弁だ
けで、複動型シリンダを作動させることができるのであ
り、この操作弁も作動流体の供給位置及び作動流体の排
出位置を備えた簡素なものでよい。

【０００６】〔ＩＩ〕請求項２の特徴によると例えば図
３（イ）に示すように、操作弁により大径及び小径シリ
ンダ室２１ａ，２２ａに作動流体を供給すれば、大径ピ
ストン２３の受圧面積の方が小径ピストン２４の受圧面
積よりも大きい点、並びに小径ピストン２４の受圧面積
よりも第２ピストンロッド２４ｂの受圧面積の方が小さ
い点によって、大径及び小径ピストン２３，２４が互い
に押し合いながら、大径及び小径ピストン２３，２４が
紙面左方に移動しようとするのであり、大径及び小径シ
リンダ部２１，２２の段部に大径ピストン２３が当た
り、この位置で大径及び小径ピストン２３，２４が保持
される。

【０００７】次に操作弁により大径シリンダ室２１ａに
作動流体を供給し、小径シリンダ部２２ａの作動流体を
排出すると、例えば図３（ロ）に示すように大径及び小
径シリンダ部２１，２２の段部に大径ピストン２３が当
たった状態で、大径シリンダ室２１ａの作動流体により
第２ピストンロッド２４ｂが紙面左方に移動する。次に
操作弁により小径シリンダ室２２ａに作動流体を供給
し、大径シリンダ部２１ａの作動流体を排出すると、例
えば図３（ハ）に示すように小径シリンダ室２２ａの作
動流体により、大径及び小径ピストン２３，２４が一体
で紙面右方に移動する。

【０００８】以上のように、請求項２の特徴では一方及
び他方、中間の３位置に作動する複動型シリンダにおい
て、一方及び他方、中間の３位置の各々に対応した３つ
の操作弁を備える必要はなく、２つの操作弁で複動型シ
リンダを一方及び他方、中間の３位置に作動させること
ができる。請求項２の特徴の２つの操作弁を一つにまと
めたとしても、３つの操作弁（機能）を一つの操作弁に
まとめる場合に比べて、請求項２の特徴の２つの操作弁
（機能）を一つの操作弁にまとめる方が、操作弁の構造
が簡素なものとなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は作業車の一例である４輪駆
動型の農用トラクタの伝動系を示しており、エンジン１
からの動力が主クラッチ２、主変速装置Ａ、多板式の走
行変速用の油圧クラッチ３、前後進切換装置Ｃ、第１副
変速装置Ｂ、第２副変速装置Ｄ及び後輪デフ機構４ａを
介して後輪４に伝達され、後輪デフ機構４ａの直前から
分岐した動力が、伝動軸４２及び前輪デフ機構５ａを介
して前輪５に伝達される。エンジン１からの動力が、Ｐ
ＴＯ変速装置６及びＰＴＯクラッチ７を介してＰＴＯ軸
８に伝達される。

【００１０】主変速装置Ａは、２組のシフト部材９，１
０を備えたシンクロメッシュ型式のギヤ変速型式に構成
されて、４段に変速可能である。第１副変速装置Ｂも１
組のシフト部材３０を備えたシンクロメッシュ型式のギ
ヤ変速型式に構成されて、２段に変速可能であり、前後
進切換装置Ｃも同様にシフト部材３１を備えたシンクロ
メッシュ型式のギヤ変速型式に構成されている。主変速
装置Ａのシフト部材９，１０は、第１及び第２油圧シリ
ンダ１１，１２によってスライド操作され、第１副変速
装置Ｂのシフト部材３０は、第３油圧シリンダ１３によ
ってスライド操作される。前後進切換装置Ｃのシフト部
材３１は揺動操作式の前後進レバー１６によってスライ
ド操作される。

【００１１】次に、第１及び第２油圧シリンダ１１，１
２について説明する。図３（イ）に示すように、大径シ
リンダ部２１と小径シリンダ部２２とを形成して、大径
及び小径シリンダ部２１，２２の各々に大径ピストン２
３及び小径ピストン２４をスライド自在に内装してい
る。小径ピストン２４における大径ピストン２３とは反
対側の端面に第１ピストンロッド２４ａを固定し、第１
ピストンロッド２４ａを大径ピストン２３とは反対側に
延出して小径シリンダ部２２から突出させている。小径
ピストン２４における大径ピストン２３側の端面に第２
ピストンロッド２４ｂを固定して、第２ピストンロッド
２４ｂを大径シリンダ部２１から突出させないで、大径
ピストン２３の開孔２３ａにスライド自在に貫通させて
いる。

【００１２】図３（イ）及び図２に示すように小径シリ
ンダ部２２において、小径ピストン２４によって仕切ら
れる第１ピストンロッド２４ａ側の小径シリンダ室２２
ａに対して、作動油（作動流体に相当）を給排操作する
電磁操作弁２５（操作弁に相当）が備えられている。大
径シリンダ部２１において、大径ピストン２３によって
仕切られる小径ピストン２４とは反対側の大径シリンダ
室２１ａに、作動油（作動流体に相当）を給排操作する
電磁操作弁２６（操作弁に相当）が備えられている。電
磁操作弁２５，２６は作動油の入力ポート、作動油の出
力ポート及び作動油のドレンポートを備えた３ポート式
で、第１及び第２油圧シリンダ１１，１２に作動油を供
給する供給位置、及び作動油を排出する排出位置の２位
置に操作自在に構成されており、バネで供給位置側に付
勢されている。

【００１３】以上の構造により両方の電磁操作弁２５，
２６を供給位置に操作しておくと、図３（イ）に示すよ
うに第１及び第２油圧シリンダ１１，１２の大径及び小
径シリンダ室２１ａ，２２ａに作動油が供給される。こ
の場合、大径ピストン２３の受圧面積の方が小径ピスト
ン２４の受圧面積よりも大きい点、並びに小径ピストン
２４の受圧面積よりも第２ピストンロッド２４ｂの受圧
面積の方が小さい点により、大径及び小径ピストン２
３，２４が互いに押し合いながら、大径及び小径ピスト
ン２３，２４が紙面左方に移動しようとするのであり、
大径及び小径シリンダ部２１，２２の段部に大径ピスト
ン２３が当たり、この位置で大径及び小径ピストン２
３，２４が保持される。この図３（イ）に示す状態が図
１に示すシフト部材９，１０の中立停止位置である。

【００１４】次に、電磁操作弁２６を供給位置に残した
状態で電磁操作弁２５を排油位置に操作すると、図３
（ロ）に示すように小径シリンダ室２２ａの作動油が排
出されて、大径シリンダ室２１ａの作動油により第２ピ
ストンロッド２４ｂが紙面左方に押される。この図３
（ロ）に示す状態が、図１に示すシフト部材９，１０が
咬合した主変速装置Ａの１速状態又は３速状態である。

【００１５】次に、電磁操作弁２５を供給位置に残した
状態で電磁操作弁２６を排油位置に操作すると、図３
（ハ）に示すように大径シリンダ室２１ａの作動油が排
出されて、小径シリンダ室２２ａの作動油により大径及
び小径ピストン２３，２４が一体で紙面右方に押され
る。この図３（ハ）に示す状態が、図１に示すシフト部
材９，１０が咬合した主変速装置Ａの２速状態又は４速
状態である。

【００１６】次に、第３油圧シリンダ１３について説明
する。図２に示すように、ピストン２７をスライド自在
に内装して、ピストン２７の一方の端面に固定されたピ
ストンロッド２７ａを延出し、シリンダから突出させて
いる。ピストン２７によって仕切られるピストンロッド
２７ａ側の第１室１３ａ、及びピストンロッド２７ａと
は反対側の第２室１３ｂを形成しており、後述する油路
１７から分岐した油路２８を第１室１３ａに接続して、
第１室１３ａに作動油を常時供給するように構成してい
る。

【００１７】第２室１３ｂに作動油（作動流体に相当）
を給排操作する電磁操作弁２９（操作弁に相当）が備え
られており、電磁操作弁２９は作動油の入力ポート、作
動油の出力ポート及び作動油のドレンポートを備えた３
ポート式で、第２室１３ｂに作動油を供給する供給位置
及び作動油を排出する排出位置の２位置に操作自在に構
成されて、バネで供給位置側に付勢されている。

【００１８】以上の構造により電磁操作弁２９を供給位
置に操作しておくと、第２室１３ｂに作動油が供給され
る（第１室１３ａにも既に油路２８を介して作動油が供
給されている）。この場合、ピストン２７における第１
室１３ａ側の受圧面積の方が第２室１３ｂ側の受圧面積
よりも小さい点により、ピストン２７が図２に示すよう
に紙面左方に移動する。この図２に示す状態が、図１に
示す第１副変速装置Ｂの低速位置である。次に電磁操作
弁２９を排油位置に操作すると、第２室１３ｂの作動油
が排出されて、第１室１３ａに供給される作動油により
ピストン２７が紙面右方に押される。この状態が、図１
に示す第１副変速装置Ｂの高速位置である。

【００１９】次に、第１，２，３油圧シリンダ１１，１
２，１３及び油圧クラッチ３に対する油圧回路について
説明する。図２に示すようにポンプ１５から油路１７，
１８が並列的に分岐しており、油路１８に電磁比例圧力
制御弁１４及びパイロット操作式の操作弁３５が直列に
接続されており、操作弁３５の下手側に油圧クラッチ３
が接続されている。操作弁３５は油圧クラッチ３に作動
油を供給してこれを伝動操作する供給位置３５ａ、及び
油圧クラッチ３から作動油を排出してこれを伝動遮断操
作する排油位置３５ｂに操作自在なパイロット操作式で
あり、バネによって排油位置３５ｂ側に付勢されてい
る。油路１７における絞り部１９の下手側からパイロッ
ト油路２０が分岐しており、パイロット油路２０が操作
弁３５に接続されている。

【００２０】油路１７における絞り部１９から上手側
に、前述の電磁操作弁２５，２６，２９が接続されてい
る。油路１７における絞り部１９から下手側に、閉側に
付勢された開閉弁３６，３７，３８，３９が接続されて
いる。第１，２，３油圧シリンダ１１，１２，１３の第
１ピストンロッド２４ａ及びピストンロッド２７ａに、
変速位置（１速位置、２速位置又は低速位置等) に対応
する位置に凹部が形成されており、変速位置と変速位置
の間の中立部が凸状に形成されている。変速位置と変速
位置との間において開閉弁３６〜３９を開操作する連係
機構３２が備えられている。前後進切換装置Ｃにおける
シフト部材３１のスライド操作用のシフト軸にも、前述
と同様な凹部及び凸状の中立部が形成され、前進位置と
後進位置との間で開閉弁３９を開操作する連係機構３２
が備えられている。

【００２１】作業者が人為的に操作するもので、１速位
置〜８速位置の操作位置を備えた変速レバー３３が備え
られて、変速レバー３３の操作位置を検出するポテンシ
ョメータ３４の信号が、制御装置４０に入力されてお
り、変速レバー３３の操作に基づいて制御装置４０が電
磁操作弁２５，２６，２９を操作する。油路１７におけ
る絞り部１９の下手側にパイロット油路２０のパイロッ
ト圧を検出する圧力センサー４１が備えられており、圧
力センサー４１の信号が制御装置４０に入力されてい
る。

【００２２】図２に示す状態は変速レバー３３を１速位
置に操作している状態であり、第１油圧シリンダ１１が
主変速装置Ａの１速位置、第２油圧シリンダ１２が中立
停止位置、第３油圧シリンダ１３が第１副変速装置Ｂの
低速位置、前後進レバー１６が前後進切換装置Ｃの前進
位置に位置した前進１速状態である。これによって、パ
イロット油路２０のパイロット圧により、操作弁３５が
供給位置３５ａに操作されて、油圧クラッチ３が伝動操
作されている。

【００２３】この前進１速状態において変速レバー３３
を例えば２速位置に操作すると、第１油圧シリンダ１１
の電磁操作弁２５が排油位置から供給位置に操作され、
第１油圧シリンダ１１の電磁操作弁２６が供給位置から
排出位置に操作される。これにより、第１油圧シリンダ
１１が図２及び図３（ロ）の示す１速位置から、図３
（ハ）に示す２速位置に作動する。

【００２４】この第１油圧シリンダ１１の作動の間に、
第１ピストンロッド２４ａ及び連係機構３２によって開
閉弁３６が開操作される（第２油圧シリンダ１２が中立
停止位置にあるので、開閉弁３７は既に開操作されてい
る）。これによって、パイロット油路２０のパイロット
圧が低下し、バネの付勢力により操作弁３５が供給位置
３５ａから排油位置３５ｂに操作されて、油圧クラッチ
３が伝動遮断操作される。

【００２５】次に第１油圧シリンダ１１によるシフト部
材９のスライド操作が終了して主変速装置Ａが２速位置
に変速操作されると、第１ピストンロッド２４ａ及び連
係機構３２によって開閉弁３６が閉操作されて、パイロ
ット油路２０のパイロット圧が再び上昇し、操作弁３５
が排油位置３５ｂから供給位置３５ａに操作される。前
述のようにパイロット油路２０において、パイロット圧
が低下し再び上昇したことが圧力センサー４１によって
検出されると、制御装置４０により電磁比例圧力制御弁
１４が操作されて、油圧クラッチ３に供給される作動油
の圧力が、変速レバー３３の操作位置等に基づいて、漸
次的に上昇操作されたり急速に上昇操作されたりして、
油圧クラッチ３が伝動操作される。

【００２６】〔発明の実施の別形態〕図２に示す構成で
は、第１及び第２油圧シリンダ１１，１２に対して２つ
の電磁操作弁２５，２６を備えているが、図３（イ）に
示す大径及び小径シリンダ室２１ａ，２２ａに作動油を
供給する中立停止位置、大径シリンダ室２１ａに作動油
を供給し小径シリンダ室２２ａの作動油を排出する第１
変速位置、小径シリンダ室２２ａに作動油を供給し大径
シリンダ室２１ａの作動油を排出する第２変速位置の３
位置を備えた一つの電磁操作弁（図示せず）を構成し
て、この一つの電磁操作弁を第１及び第２油圧シリンダ
１１，１２の各々に備えてもよい。前述のような電磁操
作弁２５，２６，２９に代えて、機械的に操作される操
作弁を備えてもよい。本発明は作動油によって作動する
複動型シリンダばかりではなく、圧縮空気（作動流体に
相当）によって作動する複動型シリンダにも適用でき
る。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の特徴によると、一方及び他方
の２位置に作動する複動型シリンダにおいて、第２室に
作動流体の給排操作を行う一つの操作弁だけで、複動型
シリンダを作動させることができ、この操作弁も作動流
体の供給位置及び作動流体の排出位置を備えた簡素なも
のでよいので、複動型シリンダの操作構造の簡素化及び
生産コストの低減を図ることができた。

【００２８】請求項２の特徴によると、一方及び他方、
中間の３位置に作動する複動型シリンダにおいて、２つ
の操作弁で複動型シリンダを一方及び他方、中間の３位
置に作動させることができ、この２つの操作弁を一つに
まとめたとしても簡素にまとめることができるので、複
動型シリンダの操作構造の簡素化及び生産コストの低減
を図ることができた。複動型シリンダを中間の位置で保
持する場合、大径及び小径シリンダ部の段部に大径ピス
トンが当たって押圧されることで、複動型シリンダが中
間の位置に保持されるので、複動型シリンダを中間の位
置に精度良く停止させることができるようになり、複動
型シリンダの作動性能の向上も図ることができる。

【００２９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行伝動系を示す概略図

【図２】第１，２，３油圧シリンダに対する油圧回路図

【図３】第１及び第２油圧シリンダの作動状態を示す図

【符号の説明】

１３ａ 第１室 １３ｂ 第２室 ２１ 大径シリンダ部 ２１ａ 大径シリンダ室 ２２ 小径シリンダ部 ２２ａ 小径シリンダ室 ２３ 大径ピストン ２４ 小径ピストン ２４ａ 第１ピストンロッド ２４ｂ 第２ピストンロッド ２５，２６，２９ 操作弁 ２７ ピストン ２７ａ ピストンロッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダにピストン（２７）をスライド
   自在に内装し、前記ピストン（２７）の一方の端面に固
   定されたピストンロッド（２７ａ）を延出して、前記シ
   リンダから突出させて、 前記シリンダ内にピストン（２７）によって仕切られる
   ピストンロッド（２７ａ）側の第１室（１３ａ）、及び
   前記ピストンロッド（２７ａ）とは反対側の第２室（１
   ３ｂ）を形成して、前記第１室（１３ａ）に作動流体を
   常時供給するように構成すると共に、 前記第２室（１３ｂ）に作動流体を供給する供給位置、
   及び前記第２室（１３ｂ）から作動流体を排出する排出
   位置に操作自在な操作弁（２９）を備えてある複動型シ
   リンダの操作構造。
2. 【請求項２】 シリンダに大径シリンダ部（２１）と小
   径シリンダ部（２２）とを形成して、前記大径及び小径
   シリンダ部（２１），（２２）の各々に大径ピストン
   （２３）及び小径ピストン（２４）をスライド自在に内
   装し、 前記小径ピストン（２４）における前記大径ピストン
   （２３）とは反対側の端面に第１ピストンロッド（２４
   ａ）を固定して、前記第１ピストンロッド（２４ａ）を
   前記大径ピストン（２３）とは反対側に延出して前記小
   径シリンダ部（２２）から突出させ、前記小径ピストン
   （２４）における前記大径ピストン（２３）側の端面に
   第２ピストンロッド（２４ｂ）を固定して、前記第２ピ
   ストンロッド（２４ｂ）を、前記大径シリンダ部（２
   １）から突出させないで前記大径ピストン（２３）にス
   ライド自在に貫通させると共に、 前記小径シリンダ部（２２）において、前記小径ピスト
   ン（２４）によって仕切られる前記第１ピストンロッド
   （２４ａ）側の小径シリンダ室（２２ａ）に、作動流体
   を供給する供給位置及び作動流体を排出する排出位置に
   操作自在な操作弁（２５）と、 前記大径シリンダ部（２１）において、前記大径ピスト
   ン（２３）によって仕切られる前記小径ピストン（２
   ４）とは反対側の大径シリンダ室（２１ａ）に、作動流
   体を供給する供給位置及び作動流体を排出する排出位置
   に操作自在な操作弁（２６）とを備えてある複動型シリ
   ンダの操作構造。