JPS62224707A - 多段切換シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多重構造をしたピストンの移動により多数の
駆動軸位置を設定することができる多段切換シリンダ装
置に関し、特に簡易な構成にして所定の４点位置を設定
することができる多段切換シリンダ装置に関する。

（従来例） 従来、シングルピストンを具備したシリンダ装置は２点
位置を確実に設定することは出来るが、更に多くの位置
を設定することができない欠点があった。

これに対し、パルスモータ等によるディジタル弁の開度
を制御することでシリンダに供給する液圧を調整して、
アクチュエータの位置を多段切換する手段がおる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなディジタル弁を用いた駆動手
段にあっては、液圧の供給に対するアクチュエータが移
動するまでの時間遅れや、比較的小さな駆動力を得るに
は適するが大きなトルクを得にくい等の問題、又、制御
が複雑となる等の問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来のシリンダ装置の問題点に鑑
みてなされたもので、構造が簡単で制御が容易な多段切
換シリンダ装置を提供することを目的とし、この目的を
達成するため本発明は、シリンダブロックと、該シリン
ダブロック内に摺動自在に収容された第１ピストンと、
該第１ピストン内の中空部に軸方向の先端側より摺動自
在に挿入された駆動軸と、該駆動軸の一側に固定され第
１ピストンの内周壁に摺接する第２ピストンと、該駆動
軸の終端側に該駆動軸に１習動自在に装着されると共に
第１ピストンの内周壁に１習接する第３ピストンと、第
１ピストンの中空部内に設けられ第３ピストンをシリン
ダブロックの先端側に移動するのを所定位置で停止させ
る当接手段とを具備し、該シリンダブロックの終端側の
内部と第１ピストンとの間に形成される第１液室に連通
ずる第１ポートと、第１ピストンの中空部と第３ピスト
ン及び駆動軸とで形成される第２液室に連通ずる第２ポ
ートと、第２ピストンと第３ピストンと第１ピストンの
中空部とで形成される空間部に連通ずるブリーザポート
と、第１ピストンの中空部と第２ピストンで形成される
第３液室に連通ずる第３ポートと、シリンダブロックの
先端側の中空部と第１ピストンとで形成される第４液室
に連通する第４ポートとを備え、上記第１〜第４のポー
トを介して第１〜第４の各液室に供給する液圧を適宜の
組み合せで制御することにより駆動軸を４点の異なった
位置に設定するようにしたことを技術的要点とする。

（実施例〉 以下、本発明による多段切換シリンダ装置の一実施例を
図面と共に説明する。第１図はこの実施例の外観を示す
正面図、第２図は第１図の側面図、第３図は第１図のＸ
Ｘ線断面図である。

まず構成を説明すると、第１図において、略円筒状のシ
リンダブロック１の外側壁には、内部への液圧の供給と
排出を行う４個の液圧ポートＰ１゜Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４と
、ブリーザポートＰｂが設けられている。第１図の左側
からは、シリンダブロック１の長手方向より円柱状の駆
動軸２が延設され、シリンダブロック１の一端に一体成
形されたフランンジ状の取付は部３を例えば自動車の変
速機のケーシング（斜線部分）にネジ止めすることによ
り固着出来るようになっている。

次に、シリンダ装置の内部構造を説明する。

第３図において、最外部となるシリンダブロック１の内
部には長手方向へ延びる円筒状の中空部４が形成され、
該中空部４の開口部分を蓋部材５にて密閉し、駆動軸２
は蓋部材５の略中央部を貫通し中空部４の中心を長手方
向に向けて進退移動できるようになっている。

中空部４内には、シリンダブロック１の内側壁に摺接し
て長手方向に移動可能な円筒状の第１ピストン６が装着
され、その終端側の開口部７が蓋部材８にて密閉されて
いる。

又、第１ピストン６は内径の異なる小径部９と大径部１
０とを有し、境界部分に環状の段部１１が形成され、駆
動軸２が小径部９と大径部１０の中心を通って挿入され
てる。

第１ピストン６の先端側開口部は、駆動軸２を摺動自在
に嵌挿するシールリング１２及び段部１８にて密閉され
ている。

小径部９には、駆動軸２の一側に固着され外側壁を該小
径部９の内側壁に摺接する第２ピストン１３が嵌挿され
、一方、大径部１０には、駆動軸２に連動自在に嵌合さ
れ外側壁が第１ピストン６の内側壁に囲動自在に密接す
る第３ピストン１４が設けられている。

したがって、シリンダブロック１の中空部４には、蓋部
材８とシリンダブロック１の底部により仕切られた第１
液室Ａと、蓋部材８と第３ピストン１４及び駆動軸２の
端面とにより仕切られた第２液室Ｂ、第３ピストン１４
と大径部１０及び段部１１と第２ピストン１３で仕切ら
れたブリーザ室Ｃ１第２ピストン１３と小径部９及び段
部１８で仕切られる第３液室Ｄ、第１ピストン６の先端
側と蓋部材５とで仕切られる第４液室Ｅとが形成されて
いる。

更に、シリンダブロック１の側端には、第１図にも示し
たように、夫々の液室に液圧供給および排出をするため
の第１〜第４ポートＰ１．Ｐ２゜Ｐ３．Ｐ４並びに排出
専用のフリーザポートＰｂが形成され、第１ピストン６
の側壁には、第２液室Ｂと第２ポートＰ２とを接続する
連通孔１５、ブリーザ至ＣとフリーザポートＰｂとを接
続する連通孔１６、第３液室りと第３ポートＰ３とを接
続する連通孔１７が形成されている。

次に、かかる構成の実施例の作動を説明する。

尚、第１の液室Ａに面した蓋部材８及び第１ピストン６
の端面の総面積を８１．第２液室Ｂに面した蓋部材８の
面積を８２、第２液室Ｂに面した第３ピストン１４の面
積をＳ３、第２液室Ｂに面した駆動軸２の端面の面積を
８４、第３液１０に面した第２ピストン１３の面積を８
５、第３液室りに面した段部１８の面積を８６、第４液
室Ｅに面した第１ピストン６の端面の面積を８７として
説明する。

又、各ポートＰ’ｌ、Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４には等しい圧力
の液圧が供給されるものとする。

ます、駆動軸２を第３図に示す位置に設定するには、同
図中に矢印で示すように、第３．第４ボー１−Ｐ３．Ｐ
４を介して第３．第４の液室り、　Ｅに液圧を供給する
。

即ち、供給されだ液圧により第１ピストン６と第２ピス
トン１３をシリンダブロック１の最深部側へ移動させ、
それに伴って駆動軸２を最も最深部へ後退させる。

ここで、第１ピストン６の一端面の面積Ｓ７と段部１８
の一端面の面積Ｓ６との関係は、Ｓ７＞８６であるから
、第１ピストン６は第４液室Ｅの液圧により同図のよう
に移動される。

次に、第４図に示すように、第２．第３．第４ポートＰ
２．Ｐ３．Ｐ４を介して第２．第３．第４の液室Ｂ、Ｄ
、Ｅに液圧を供給すると、第４液室Ｅの液圧により第１
ピストン６がシリンダブロック１の最深部側へ移動し、
第２液室Ｂの液圧により第３ピストン１４が段部１１に
当接して停止し、第３液室りの液圧により駆動軸２と共
に第２ピストン１３が第３ピストン１４に当接する位置
まで移動する。

ここで、第３図の場合と同様に、第１ピストン６の一端
面の面積Ｓ７と段部１８の面積Ｓ６との関係は、Ｓ７＞
３６であるから、第１ピストン６は第４液室Ｅの液圧に
より第４図のように移動される。

これにより、駆動＠２は、第２液室Ｂが拡大した分の距
離１だけ前進して停止する。

次に第５図に示すように、第２．第４ポートＰ２、Ｐ４
を介して第２．第４液１Ｂ、Ｅに液圧を供給すると、第
４液室Ｅの液圧により第１ビストン６がシリンダブロッ
ク１の最深部まで移動し、第２液室Ｂの液圧により第３
ピストン１４が段部１１まて移動して当接する。更に、
駆動軸２の端部が第２液室Ｂの液圧により押圧されるの
で、駆動軸２は第２ピストン１３が段部１８に当接する
位置まで前進する。

ここで、第３ピストン１４の一端面の面積Ｓ３と駆動軸
２の端面の面積Ｓ４との総面積（Ｓ３十３４）よりも第
１ピストン６が第４液ＷＥに対向する面の面積Ｓ７のほ
うが大きいので、第１ピストン６は同図に示すようにシ
リンダブロック１の最深部へ移動する。

このように、駆動軸２は、第４図の場合と比較して第３
液室りが縮小した分の距離止だけ更に前進して停止する
。

次に第６図に示すように、第１．第２ポートＰ１、Ｐ２
を介して第１．第２液＝Ａ、Ｂに液圧を供給すると、第
１液室Ａの液圧により第１ピストン６が同図の最も左側
へ移動し、第２液室Ｂの液圧により第３ピストン１４か
段部１１に当接するまで移動し、更に、駆動軸２の端部
が第２液室Ｂの液圧にて押圧されるので第２ピストン１
３が段部１８に当接する位置まで前進する。

ここで、蓋部材８と第１ピストン６が第１液室Ａに対向
する端面の面積Ｓ１よりも蓋部材８の第２液ポＢに対向
する端面の面積Ｓ２のほうが小さいので、第１ピストン
６は第１液ｕＡよりの液圧により同図に示すように移動
する。

これにより第５図の場合と比較して、駆動軸２は、第１
液室Ａが拡大した分の距離１だけ更に前進して停止する
。

第７図は以上の動作を表にまとめたものであり、この実
施例によれば、第３図に示される駆動軸２の位置を基準
とすれば、第１〜第４ポートＰ１゜Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４に
よる液圧の供給モードを切換制御して駆動軸２を進退移
動することにより、４段階のポジションに切換設定する
ことができる。

尚、この実施例では液圧を用いて説明したが、圧力源と
しては空気等でおってもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、シリンダブロック内に多
層構造で配置された複数のピストンを移動制御すること
で駆動軸を複数の位置に切換える構成となっており、簡
易な構成で確実に所定の位置に停止させることができ、
ポートより供給された圧力に対して直接駆動軸が移動動
作するので応答性にも優れ、例えば、自動車の変速操作
機構のセレクト操作を単一のセレクト機構で制御する等
に適用すると慢めて優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による多段切換シリンダ装置の一実施例
の外観を示す正面図、第２図は第１図の側面図、第３図
乃至第６図は作動状態に応じて第１図のＸＸ線断面を示
す断面図、第７図は第１図の実施例の動作モードを示す
動作説明図である。 １ニジリンダブロツク ２：駆動軸 ４：中空部 ６：第１ピストン ７：開口部 ８：蓋部材 ９：小径部 １０：大径部 １１：段部 １２：シールリング １３：第２ピストン １４：第３ピストン １５．１６，１７：連通孔 １８二段部 Ａ：第１液室 Ｂ：第２液室 Ｃ：ブリーザ室 Ｄ：第３液室 Ｅ：第４液室 Ｐｌ：第１ポート Ｐ２：第２ポート Ｐ３：第３ポート Ｐ４：第４ポー１〜 Ｐｂ：ブリーザポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダブロックと、該シリンダブロック内に摺動自在
   に収容された第１ピストンと、該第１ピストン内の中空
   部に軸方向の先端側より摺動自在に挿入された駆動軸と
   、該駆動軸の一側に固定され第１ピストンの内周壁に摺
   接する第２ピストンと、該駆動軸の終端側に該駆動軸に
   摺動自在に装着されると共に第１ピストンの内周壁に摺
   接する第３ピストンと、第１ピストンの中空部内に設け
   られ第３ピストンをシリンダブロックの先端側に移動す
   るのを所定位置で停止させる当接手段とを具備し、該シ
   リンダブロックの終端側の内部と第１ピストンとの間に
   形成される第１液室に連通する第１ポートと、第１ピス
   トンの中空部と第３ピストン及び駆動軸とで形成される
   第２液室に連通する第２ポートと、第２ピストンと第３
   ピストンと第１ピストンの中空部とで形成される空間部
   に連通するフリーザポートと、第１ピストンの中空部と
   第２ピストンで形成される第３液室に連通する第３ポー
   トと、シリンダブロックの先端側の中空部と第１ピスト
   ンとで形成される第４液室に連通する第４ポートとを備
   えたことを特徴とする多段切換シリンダ装置。