JPH0133683B2 - - Google Patents
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- JPH0133683B2 JPH0133683B2 JP58089841A JP8984183A JPH0133683B2 JP H0133683 B2 JPH0133683 B2 JP H0133683B2 JP 58089841 A JP58089841 A JP 58089841A JP 8984183 A JP8984183 A JP 8984183A JP H0133683 B2 JPH0133683 B2 JP H0133683B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- piston rod
- cylinder
- rod
- outer piston
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
- F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
- F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor
- F16H2061/307—Actuators with three or more defined positions, e.g. three position servos
Landscapes
- Actuator (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
Description
本発明は、トリプルピストンシリンダ装置に係
り、特にピストンロツドを変位させるための力が
受圧面積との関係で小さくなる場合に、弾性体に
よる押圧力を付加し、ピストンロツドを変位させ
る力を均等化しながらピストンロツドを所定の４
点位置に簡易な構成によつて設定し得るようにし
たシリンダ装置に関する。 従来のシングルピストンシリンダ装置において
は、そのピストンに固着されたピストンロツドを
２点には確実に設定することはできるが、該２点
位置に２点の中間位置を加えた４点位置、例えば
トランスミツシヨンの自動変速操作等において必
要とされる４点位置に確実に設定することはでき
ないとう欠点があつた。 また実開昭55−1009には、ロツドを多段的に位
置決めさせることを目的としたステツプが開示さ
れているが、該従来例はダブルピストン式を採用
したものであり、車輛のトランスミツシヨンの変
速操作用の如く非常にきめ細かな位置制御を行わ
せるには性能的に劣るものであり、本願発明とは
その構成、作用及び効果が異なるものである。ま
た特公昭47−50687には、トリプルピストンを用
いた弁操作機構が開示されているが、該従来例は
制限体（本願の「ストツパ１２」に相当）をシリ
ンダ自体に固定してなるものであつて、本願発明
とはその構成が異なるものである。また実開昭53
−109594には、２つの戻しばねをピストンの付勢
用に用いた多段シリンダのストローク調整装置が
開示されているが、該従来例は単に各ピストンが
一方向に該ばねの弾発力によつて戻されるように
した構成を開示しただけのものであり、各ピスト
ンの直径の差から生ずる力の差を考慮して該戻し
ばねを用いる如き考察を加えたものではなく、本
願発明とはその目的、構成及び作用効果が異なる
ものである。 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くため
になされたものであつて、その目的とするところ
は、シリンダの中にトリプルピストンを相対的に
変位可能に収容することによつて、簡易な構成で
ピストンロツドを確実に４点位置に設定すること
ができるようにすることである。また他の目的
は、４つのセレクト位置を持つトランスミツシヨ
ンのセレクト操作を単一のシリンダ装置で行い得
るようにすることである。更に他の目的は、ピス
トンロツドを変位させるための力が受圧面積との
関係で特に小さい場合に圧縮ばねのばね力を付加
することによつて、ピストンロツドを変位させる
ための力を均等化することであり、またこれによ
つてピストンロツド及びその関連部品の寸法を大
きくしなくてよいようにし、小型でかつ軽量なシ
リンダ装置を提供することである。 要するに本発明は、シリンダと、該シリンダ内
に摺動自在に収容され一端が開口し他の一端が壁
部を有して密閉された中空の外側ピストンと、該
外側ピストン内に摺動自在に収容された第１の中
間ピストンと第２の中間ピストンとからなる中間
ピストンと、該第１の中間ピストンと該第２の中
間ピストンの間に位置してこれら両中間ピストン
の移動を制限するように前記外側ピストンの内周
面に装着されたストツパと、前記中間ピストン内
に摺動自在に収容され前記第２の中間ピストンの
一端を貫通し前記シリンダの一端を摺動自在に貫
通したピストンロツドが一体的に形成された内側
ピストンとを備え、該ピストンロツドの直径を
D0、前記内側ピストンの直径をD1、前記中間ピ
ストンの直径をD2、前記外側ピストンの直径を
D3とした場合、 D3＞D2＞D1＞D0 の関係にあり、かつ前記シリンダの中空部内に収
容され前記外側ピストンを前記ピストンロツド側
に付勢して前記各部材の直径の差から生ずる力の
差を均等化するための弾性体を備え、更に前記シ
リンダは、前記外側ピストンを最大量前記ピスト
ンロツド側に変位させるための第１の流体ポート
と、前記外側ピストンの中空部に連通し、前記第
１の中間ピストンを前記外側ピストン内で前記ピ
ストンロツド側に最大量変位させるための第２の
流体ポートと、前記外側ピストン、前記第２の中
間ピストン及び前記内側ピストンを前記ピストン
ロツドの反対側に最大量変位させるための第３の
流体ポートとを備え、前記外側ピストンと前記中
間ピストンと前記内側ピストンとの相対的な変位
並びに前記外側ピストンの壁部及び前記ストツパ
との相互作用により前記ピストンロツドを所定の
４点位置に設定し得るようにし、かつ前記ピスト
ンロツドの反対側に最大量変位したときの前記外
側ピストンを前記ピストンロツド側に前記弾性体
による押圧力を付加して変位させるように構成し
たことを特徴とするものである。 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係るトリプルピストンシリンダ装置
１は、シリンダ２と、外側ピストン３と、第１及
び第２の中間ピストン４ａ，４ｂとからなる中間
ピストン４と、内側ピストン５と、弾性体の一例
たる圧縮ばね６とを備えている。 シリンダ２は、密閉構造とされており、図中右
端２ａには、内側ピストン５と一体的に形成され
たピストンロツド５ａが、シール部材８を介して
摺動自在に貫通する穴部２ｂが形成されている。
またシリンダ２は、外側ピストン３をピストンロ
ツド５ａ側に最大量変位させるための第１の流体
ポートP1と、外側ピストン３の中空部３ａに連
通し、第１の中間ピストン４ａを外側ピストン３
内でピストンロツド５ａ側に最大量変位させるた
めの第２の流体ポートP2と、外側ピストン３と
第２の中間ピストン４ｂと内側ピストン５とをピ
ストンロツド５ａの反対側に最大量変位させるた
めの第３の流体ポートP3とを備えている。そし
てこれらの各流体ポートは、夫々スプール制御弁
（図示せず）等を介してエアやオイル等の流体供
給源（図示せず）に接続されている。 外側ピストン３は、シリンダ２の中空部２ｃ内
にシール部材９を介して摺動自在に収容されてい
て、中空に形成されており、図中左端は壁部３ｂ
によつて密閉され、開口した図中右端には、シリ
ンダ２の中空部２ｃに連通する溝３ｃが設けられ
ている。また外側ピストン３の図中下部には、第
２の流体ポートP2と中空部３ａとを連通させる
溝３ｄと、該溝及び中空部３ａとに連通する連通
穴３ｅと、シリンダ２の図中下部に形成された排
出穴２ｅに連通する溝３ｇとが夫々設けられてい
る。そして外側ピストン３は、ストロークl1の範
囲でシリンダ２内を左右に摺動し得るようになつ
ている。 第１の中間ピストン４ａは、外側ピストン３内
にシール部材１０を介して摺動自在に収容されて
いて、中空に形成されており、図中左端には壁部
４ｃが形成され、該壁部には、外側ピストン３の
中空部３ａに連通する穴４ｄが形成されている。
また第１の中間ピストン４ａは、図中右端に形成
された開口端４ｅが外側ピストン３の内周面中間
部に埋設されたストツパ１２に当接することによ
つて、そのストロークl2が規制されるようになつ
ている。そしてストロークl2の範囲で外側ピスト
ン３内を左右に摺動し得るようになつている。 第２の中間ピストン４ｂは、外側ピストン３内
にシール部材１３を介して摺動自在に収容されて
いて、第１の中間ピストン４ａと同一形状に形成
されており、図中右端に形成された壁部４ｆの穴
４ｇには、ピストンロツド５ａが貫通している。
また第２の中間ピストン４ｂは、図中左端に形成
された開口端４ｈが外側ピストン３のストツパ１
２に当接することによつて、そのストロークl3が
規制されるようになつている。そしてストローク
l3の範囲で外側ピストン３内を左右に摺動し得る
ようになつている。 なお、このように中間ピストン４を第１の中間
ピストン４ａと第２の中間ピストン４ｂの２つに
分割したのは、第２の中間ピストン４ｂを固定し
ておいてストロークl2を単独で得ることができ、
次に第１の中間ピストン４ａを固定しておいてス
トロークl3−l1を更に単独で得ることができるよ
うにするためである。 内側ピストン５は、第１及び第２の中間ピスト
ン４ａ，４ｂ内にシール部材１５を介して摺動自
在に収容されていて、ストロークl3とl4の和の範
囲で単独又は第２の中間ピストン４ｂを伴つて外
側ピストン３内を左右に摺動し得るようになつて
おり、右側にはピストンロツド５ａが一体的に形
成されている。 そして外側ピストン３と、第１及び第２の中間
ピストン４ａ，４ｂからなる中間ピストン４と、
内側ピストン５との相対的な変位により、ピスト
ンロツド５ａを所定の４点位置Q1，Q2，Q3及び
Q4に設定し得るように構成されている。 圧縮ばね６は、シリンダ２の中空部２ｃ内に配
置されており、その両端部は、シリンダ２の左端
２ｇ及び外側ピストン３の壁部３ｂに夫々形成さ
れた凹部２ｈ，３ｈに収容されるようになつてい
る。そして該圧縮ばねによつて外側ピストン３
は、ピストンロツド５ａ側に付勢されるようにな
つている。 本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。まずピストンロツド
５ａを最右端の第１位置Q1に設定する場合を第
１図により説明する。矢印B1で示す如く流体を
第１の流体ポートP1に流入させると、外側ピス
トン３は最右端位置に変位して停止する。同時に
矢印B2で示す如く流体を第２の流体ポートP2に
流入させると、溝３ｄ及び連通穴３ｅを通つて該
流体は中空部３ａ内に流入し、第１の中間ピスト
ン４ａはストツパ１２に当たる位置に変位して停
止し、また内側ピストン５は第２の中間ピストン
４ｂを伴つて該第２のピストンの壁部４ｆがシリ
ンダ２の右端２ａに当たる最右端位置に変位して
停止する。この結果、外側ピストン３と内側ピス
トン５が共に最右端に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第１位置Q1に設定さ
れる。従つて、例えばこの第１位置Q1がセレク
トされることによつてトランスミツシヨンは第５
速又は第６速ギヤにシフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第２位置Q2
に設定する場合について第２図により説明する。
第１図の状態を維持したまま矢印B3で示す如く
流体を第３の流体ポートP3に流入させる。この
場合、第１及び第３の流体ポートP1，P3に流入
する流体の圧力Ｐは同一とし、シリンダ２の中空
部２ｃの断面積S1、ピストンロツド５ａの断面積
をS2、圧縮ばね６のばね力をｆとすると、外側ピ
ストン３を図中右方向に押圧する力F1は、F1＝
PS1＋ｆであり、これに対して外側ピストン３を
図中左方向に押圧する力F2は、F2＝Ｐ（S1−S2）
＝PS1−PS2であり、力F1は力F2よりPS2＋ｆに
相当する分だけ大きい。 従つて外側ピストン３は停止しており、第２の
中間ピストン４ｂが左方に動いて内側ピストン５
が左方に押圧されて第２の中間ピストン４ｂがス
トツパ１２に当たるまでストロークl3−l1の範囲
で左方に変位して停止する。この結果、第１図の
状態からピストンロツド５ａはストロークl3−l1
の分だけ左方に移動して第２位置Q2に設定され
る。従つて例えば第２位置Q2がセレクトされる
ことでトランスミツシヨンは第３速又は第４速ギ
ヤにシフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第３位置Q3
に設定する場合について第３図により説明する。
第２図の状態を維持したまま第２の流体ポート
P2からの流体の供給を停止すると、内側ピスト
ン５は、第１の中間ピストン４ａを伴つて該第１
の中間ピストン４ａの壁部４ｃが外側ピストン３
の壁部３ｂに当たるまでストロークl2の範囲で左
方に変位して停止する。この結果、第２図の状態
からピストンロツド５ａはストロークl2の分だけ
左方に移動して第３位置Q3に設定される。従つ
て、例えば第３位置Q3がセレクトされることで
トランスミツシヨンは第１速又は第２速ギヤにシ
フト可能となる。 次にピストンロツド５ａを最大端の第４位置
Q4に設定する場合について、第４図により説明
する。第３図の状態を維持したまま第１の流体ポ
ートP1からの流体の供給を停止すると、外側ピ
ストン３は、その壁部３ｂがシリンダ２の左端２
ｇに当たるまで最左端位置に変位して停止する。
同時に内側ピストン５も第１の中間ピストン４ａ
を伴つて外側ピストン３と共に左方向に変位す
る。この結果、外側ピストン３と内側ピストン５
が共に最左端位置に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第４位置Q4に設定さ
れる。従つて、例えば第４位置Q4がセレクトさ
れることでトランスミツシヨンはリバースギヤに
シフト可能となる。 以上のようにピストンロツド５ａは、流体の流
入制御又は流出制御によつて４点位置Q1，Q2，
Q3及びQ4に確実に設定される。 ここで各位置Q1，Q2，Q3，Q4から他の位置に
変位するときに、ピストンロツド５ａを変位させ
る力Ｆについて説明する。ピストンロツド５ａの
直径をD0とし、内側ピストン５の直径D1をmD0、
中間ピストン４の直径D2をmD0＋nD0、外側ピス
トン３の直径D3をmD0＋2nD0とする（ｍ及びｎ
は定数）。また第１、第２及び第３の流体ポート
P1，P2，P3に流入する流体の圧力Ｐはすべて同
一とし、また圧縮ばね６のばね力をｆとする。 そして第１位置Q1から第２位置Q2に、第２位
置Q2から第３位置Q3に、第３位置Q3から第４位
置Q4に夫々変位するときにピストンロツド５ａ
を変位させる力を夫々F12，F23，F34とすると、 F12＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2−１｝D2 0Ｐ F23＝π／４（m2−１）D2 0Ｐ F34＝π／４｛（ｍ＋2n）2−１｝D2 0Ｐ−ｆ となる。 また第４位置Q4から第３位置Q3に、第３位置
Q3から第２位置Q2に、第２位置Q2から第１位置
Q1に夫々変位するときにピストンロツド５ａを
変位させる力を夫々F43，F32，F21とすると、 F43＝π／４D2 0Ｐ＋ｆ F32＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2＋１｝D2 0Ｐ F21＝π／４m2D2 0Ｐ となる。上式に、例えばｍ＝２、ｎ＝１又はｍ＝
３、ｎ＝１を夫々代入すると第１表に示す如くな
る。
り、特にピストンロツドを変位させるための力が
受圧面積との関係で小さくなる場合に、弾性体に
よる押圧力を付加し、ピストンロツドを変位させ
る力を均等化しながらピストンロツドを所定の４
点位置に簡易な構成によつて設定し得るようにし
たシリンダ装置に関する。 従来のシングルピストンシリンダ装置において
は、そのピストンに固着されたピストンロツドを
２点には確実に設定することはできるが、該２点
位置に２点の中間位置を加えた４点位置、例えば
トランスミツシヨンの自動変速操作等において必
要とされる４点位置に確実に設定することはでき
ないとう欠点があつた。 また実開昭55−1009には、ロツドを多段的に位
置決めさせることを目的としたステツプが開示さ
れているが、該従来例はダブルピストン式を採用
したものであり、車輛のトランスミツシヨンの変
速操作用の如く非常にきめ細かな位置制御を行わ
せるには性能的に劣るものであり、本願発明とは
その構成、作用及び効果が異なるものである。ま
た特公昭47−50687には、トリプルピストンを用
いた弁操作機構が開示されているが、該従来例は
制限体（本願の「ストツパ１２」に相当）をシリ
ンダ自体に固定してなるものであつて、本願発明
とはその構成が異なるものである。また実開昭53
−109594には、２つの戻しばねをピストンの付勢
用に用いた多段シリンダのストローク調整装置が
開示されているが、該従来例は単に各ピストンが
一方向に該ばねの弾発力によつて戻されるように
した構成を開示しただけのものであり、各ピスト
ンの直径の差から生ずる力の差を考慮して該戻し
ばねを用いる如き考察を加えたものではなく、本
願発明とはその目的、構成及び作用効果が異なる
ものである。 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くため
になされたものであつて、その目的とするところ
は、シリンダの中にトリプルピストンを相対的に
変位可能に収容することによつて、簡易な構成で
ピストンロツドを確実に４点位置に設定すること
ができるようにすることである。また他の目的
は、４つのセレクト位置を持つトランスミツシヨ
ンのセレクト操作を単一のシリンダ装置で行い得
るようにすることである。更に他の目的は、ピス
トンロツドを変位させるための力が受圧面積との
関係で特に小さい場合に圧縮ばねのばね力を付加
することによつて、ピストンロツドを変位させる
ための力を均等化することであり、またこれによ
つてピストンロツド及びその関連部品の寸法を大
きくしなくてよいようにし、小型でかつ軽量なシ
リンダ装置を提供することである。 要するに本発明は、シリンダと、該シリンダ内
に摺動自在に収容され一端が開口し他の一端が壁
部を有して密閉された中空の外側ピストンと、該
外側ピストン内に摺動自在に収容された第１の中
間ピストンと第２の中間ピストンとからなる中間
ピストンと、該第１の中間ピストンと該第２の中
間ピストンの間に位置してこれら両中間ピストン
の移動を制限するように前記外側ピストンの内周
面に装着されたストツパと、前記中間ピストン内
に摺動自在に収容され前記第２の中間ピストンの
一端を貫通し前記シリンダの一端を摺動自在に貫
通したピストンロツドが一体的に形成された内側
ピストンとを備え、該ピストンロツドの直径を
D0、前記内側ピストンの直径をD1、前記中間ピ
ストンの直径をD2、前記外側ピストンの直径を
D3とした場合、 D3＞D2＞D1＞D0 の関係にあり、かつ前記シリンダの中空部内に収
容され前記外側ピストンを前記ピストンロツド側
に付勢して前記各部材の直径の差から生ずる力の
差を均等化するための弾性体を備え、更に前記シ
リンダは、前記外側ピストンを最大量前記ピスト
ンロツド側に変位させるための第１の流体ポート
と、前記外側ピストンの中空部に連通し、前記第
１の中間ピストンを前記外側ピストン内で前記ピ
ストンロツド側に最大量変位させるための第２の
流体ポートと、前記外側ピストン、前記第２の中
間ピストン及び前記内側ピストンを前記ピストン
ロツドの反対側に最大量変位させるための第３の
流体ポートとを備え、前記外側ピストンと前記中
間ピストンと前記内側ピストンとの相対的な変位
並びに前記外側ピストンの壁部及び前記ストツパ
との相互作用により前記ピストンロツドを所定の
４点位置に設定し得るようにし、かつ前記ピスト
ンロツドの反対側に最大量変位したときの前記外
側ピストンを前記ピストンロツド側に前記弾性体
による押圧力を付加して変位させるように構成し
たことを特徴とするものである。 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係るトリプルピストンシリンダ装置
１は、シリンダ２と、外側ピストン３と、第１及
び第２の中間ピストン４ａ，４ｂとからなる中間
ピストン４と、内側ピストン５と、弾性体の一例
たる圧縮ばね６とを備えている。 シリンダ２は、密閉構造とされており、図中右
端２ａには、内側ピストン５と一体的に形成され
たピストンロツド５ａが、シール部材８を介して
摺動自在に貫通する穴部２ｂが形成されている。
またシリンダ２は、外側ピストン３をピストンロ
ツド５ａ側に最大量変位させるための第１の流体
ポートP1と、外側ピストン３の中空部３ａに連
通し、第１の中間ピストン４ａを外側ピストン３
内でピストンロツド５ａ側に最大量変位させるた
めの第２の流体ポートP2と、外側ピストン３と
第２の中間ピストン４ｂと内側ピストン５とをピ
ストンロツド５ａの反対側に最大量変位させるた
めの第３の流体ポートP3とを備えている。そし
てこれらの各流体ポートは、夫々スプール制御弁
（図示せず）等を介してエアやオイル等の流体供
給源（図示せず）に接続されている。 外側ピストン３は、シリンダ２の中空部２ｃ内
にシール部材９を介して摺動自在に収容されてい
て、中空に形成されており、図中左端は壁部３ｂ
によつて密閉され、開口した図中右端には、シリ
ンダ２の中空部２ｃに連通する溝３ｃが設けられ
ている。また外側ピストン３の図中下部には、第
２の流体ポートP2と中空部３ａとを連通させる
溝３ｄと、該溝及び中空部３ａとに連通する連通
穴３ｅと、シリンダ２の図中下部に形成された排
出穴２ｅに連通する溝３ｇとが夫々設けられてい
る。そして外側ピストン３は、ストロークl1の範
囲でシリンダ２内を左右に摺動し得るようになつ
ている。 第１の中間ピストン４ａは、外側ピストン３内
にシール部材１０を介して摺動自在に収容されて
いて、中空に形成されており、図中左端には壁部
４ｃが形成され、該壁部には、外側ピストン３の
中空部３ａに連通する穴４ｄが形成されている。
また第１の中間ピストン４ａは、図中右端に形成
された開口端４ｅが外側ピストン３の内周面中間
部に埋設されたストツパ１２に当接することによ
つて、そのストロークl2が規制されるようになつ
ている。そしてストロークl2の範囲で外側ピスト
ン３内を左右に摺動し得るようになつている。 第２の中間ピストン４ｂは、外側ピストン３内
にシール部材１３を介して摺動自在に収容されて
いて、第１の中間ピストン４ａと同一形状に形成
されており、図中右端に形成された壁部４ｆの穴
４ｇには、ピストンロツド５ａが貫通している。
また第２の中間ピストン４ｂは、図中左端に形成
された開口端４ｈが外側ピストン３のストツパ１
２に当接することによつて、そのストロークl3が
規制されるようになつている。そしてストローク
l3の範囲で外側ピストン３内を左右に摺動し得る
ようになつている。 なお、このように中間ピストン４を第１の中間
ピストン４ａと第２の中間ピストン４ｂの２つに
分割したのは、第２の中間ピストン４ｂを固定し
ておいてストロークl2を単独で得ることができ、
次に第１の中間ピストン４ａを固定しておいてス
トロークl3−l1を更に単独で得ることができるよ
うにするためである。 内側ピストン５は、第１及び第２の中間ピスト
ン４ａ，４ｂ内にシール部材１５を介して摺動自
在に収容されていて、ストロークl3とl4の和の範
囲で単独又は第２の中間ピストン４ｂを伴つて外
側ピストン３内を左右に摺動し得るようになつて
おり、右側にはピストンロツド５ａが一体的に形
成されている。 そして外側ピストン３と、第１及び第２の中間
ピストン４ａ，４ｂからなる中間ピストン４と、
内側ピストン５との相対的な変位により、ピスト
ンロツド５ａを所定の４点位置Q1，Q2，Q3及び
Q4に設定し得るように構成されている。 圧縮ばね６は、シリンダ２の中空部２ｃ内に配
置されており、その両端部は、シリンダ２の左端
２ｇ及び外側ピストン３の壁部３ｂに夫々形成さ
れた凹部２ｈ，３ｈに収容されるようになつてい
る。そして該圧縮ばねによつて外側ピストン３
は、ピストンロツド５ａ側に付勢されるようにな
つている。 本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。まずピストンロツド
５ａを最右端の第１位置Q1に設定する場合を第
１図により説明する。矢印B1で示す如く流体を
第１の流体ポートP1に流入させると、外側ピス
トン３は最右端位置に変位して停止する。同時に
矢印B2で示す如く流体を第２の流体ポートP2に
流入させると、溝３ｄ及び連通穴３ｅを通つて該
流体は中空部３ａ内に流入し、第１の中間ピスト
ン４ａはストツパ１２に当たる位置に変位して停
止し、また内側ピストン５は第２の中間ピストン
４ｂを伴つて該第２のピストンの壁部４ｆがシリ
ンダ２の右端２ａに当たる最右端位置に変位して
停止する。この結果、外側ピストン３と内側ピス
トン５が共に最右端に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第１位置Q1に設定さ
れる。従つて、例えばこの第１位置Q1がセレク
トされることによつてトランスミツシヨンは第５
速又は第６速ギヤにシフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第２位置Q2
に設定する場合について第２図により説明する。
第１図の状態を維持したまま矢印B3で示す如く
流体を第３の流体ポートP3に流入させる。この
場合、第１及び第３の流体ポートP1，P3に流入
する流体の圧力Ｐは同一とし、シリンダ２の中空
部２ｃの断面積S1、ピストンロツド５ａの断面積
をS2、圧縮ばね６のばね力をｆとすると、外側ピ
ストン３を図中右方向に押圧する力F1は、F1＝
PS1＋ｆであり、これに対して外側ピストン３を
図中左方向に押圧する力F2は、F2＝Ｐ（S1−S2）
＝PS1−PS2であり、力F1は力F2よりPS2＋ｆに
相当する分だけ大きい。 従つて外側ピストン３は停止しており、第２の
中間ピストン４ｂが左方に動いて内側ピストン５
が左方に押圧されて第２の中間ピストン４ｂがス
トツパ１２に当たるまでストロークl3−l1の範囲
で左方に変位して停止する。この結果、第１図の
状態からピストンロツド５ａはストロークl3−l1
の分だけ左方に移動して第２位置Q2に設定され
る。従つて例えば第２位置Q2がセレクトされる
ことでトランスミツシヨンは第３速又は第４速ギ
ヤにシフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第３位置Q3
に設定する場合について第３図により説明する。
第２図の状態を維持したまま第２の流体ポート
P2からの流体の供給を停止すると、内側ピスト
ン５は、第１の中間ピストン４ａを伴つて該第１
の中間ピストン４ａの壁部４ｃが外側ピストン３
の壁部３ｂに当たるまでストロークl2の範囲で左
方に変位して停止する。この結果、第２図の状態
からピストンロツド５ａはストロークl2の分だけ
左方に移動して第３位置Q3に設定される。従つ
て、例えば第３位置Q3がセレクトされることで
トランスミツシヨンは第１速又は第２速ギヤにシ
フト可能となる。 次にピストンロツド５ａを最大端の第４位置
Q4に設定する場合について、第４図により説明
する。第３図の状態を維持したまま第１の流体ポ
ートP1からの流体の供給を停止すると、外側ピ
ストン３は、その壁部３ｂがシリンダ２の左端２
ｇに当たるまで最左端位置に変位して停止する。
同時に内側ピストン５も第１の中間ピストン４ａ
を伴つて外側ピストン３と共に左方向に変位す
る。この結果、外側ピストン３と内側ピストン５
が共に最左端位置に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第４位置Q4に設定さ
れる。従つて、例えば第４位置Q4がセレクトさ
れることでトランスミツシヨンはリバースギヤに
シフト可能となる。 以上のようにピストンロツド５ａは、流体の流
入制御又は流出制御によつて４点位置Q1，Q2，
Q3及びQ4に確実に設定される。 ここで各位置Q1，Q2，Q3，Q4から他の位置に
変位するときに、ピストンロツド５ａを変位させ
る力Ｆについて説明する。ピストンロツド５ａの
直径をD0とし、内側ピストン５の直径D1をmD0、
中間ピストン４の直径D2をmD0＋nD0、外側ピス
トン３の直径D3をmD0＋2nD0とする（ｍ及びｎ
は定数）。また第１、第２及び第３の流体ポート
P1，P2，P3に流入する流体の圧力Ｐはすべて同
一とし、また圧縮ばね６のばね力をｆとする。 そして第１位置Q1から第２位置Q2に、第２位
置Q2から第３位置Q3に、第３位置Q3から第４位
置Q4に夫々変位するときにピストンロツド５ａ
を変位させる力を夫々F12，F23，F34とすると、 F12＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2−１｝D2 0Ｐ F23＝π／４（m2−１）D2 0Ｐ F34＝π／４｛（ｍ＋2n）2−１｝D2 0Ｐ−ｆ となる。 また第４位置Q4から第３位置Q3に、第３位置
Q3から第２位置Q2に、第２位置Q2から第１位置
Q1に夫々変位するときにピストンロツド５ａを
変位させる力を夫々F43，F32，F21とすると、 F43＝π／４D2 0Ｐ＋ｆ F32＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2＋１｝D2 0Ｐ F21＝π／４m2D2 0Ｐ となる。上式に、例えばｍ＝２、ｎ＝１又はｍ＝
３、ｎ＝１を夫々代入すると第１表に示す如くな
る。
【表】
第１表において分かるように、力F34の場合の
圧力Ｐの係数は15又は24と他の場合に比べて非常
に大きいのに対して、力F43の場合の圧力Ｐの係
数は0.25と他の場合に比べて非常に小さくなつて
いるがこの場合、圧縮ばね６のばね力ｆが付加さ
れて力F43を増加させている。また力F34は、ばね
力ｆによつて減少しているが、圧力Ｐの係数が非
常に大きくなつているので、ばね力ｆの減少はほ
とんど影響がなく無視してよい。 以上の如くピストンロツド５ａを第４位置Q4
から第３位置Q3に変位させるときのように、該
ピストンロツドを変位させる力が特に小さい場合
には、圧縮ばね６によつてばね力ｆが付加されて
大きくなるので、ピストンロツド５ａを変位させ
るための力が均等化され特にピストンロツド５ａ
の直径D0を大きくする必要がない。従つて内側
ピストン５、中間ピストン４、外側ピストン３及
びシリンダ２の各直径も特に大きくする必要がな
いので、シリンダ装置１は小型でかつ軽量とな
る。 なお、弾性体６は、上記実施例においては、コ
イルばね状の圧縮ばねによつて説明したが、圧縮
ばねに代えてベローズ状等の空気ばねやゴム材を
使用してもよい。また外側ピストン３のピストン
ロツド５ａ側の端部を引張ばねで引張つて該外側
ピストンをピストンロツド５ａ側に付勢するよう
にしてもよい。また上記説明において、流体は空
気でもオイルでもよい。 本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、シリンダの中にトリプルピストン
が相対的に変位可能に収容されているので、簡易
な構成でピストンロツドを確実に４点位置に設定
することができるもので、４つのセレクト位置を
持つトランスミツシヨンのセレクト操作を単一の
シリンダ装置で行うことができ、またその他広範
囲の用途に応用することができる効果がある。ま
たピストンロツドを変位させるための力が受圧面
積との関係で特に小さい場合に圧縮ばねのばね力
が付加されているので、ピストンロツドを変位さ
せるための力が均等化される効果が得られる。ま
たこの結果ピストンロツド及びその関連部品の寸
法を大きくする必要がなくなり、小型でかつ軽量
なシリンダ装置を提供することができ、極めて優
れた効果が得られる。
圧力Ｐの係数は15又は24と他の場合に比べて非常
に大きいのに対して、力F43の場合の圧力Ｐの係
数は0.25と他の場合に比べて非常に小さくなつて
いるがこの場合、圧縮ばね６のばね力ｆが付加さ
れて力F43を増加させている。また力F34は、ばね
力ｆによつて減少しているが、圧力Ｐの係数が非
常に大きくなつているので、ばね力ｆの減少はほ
とんど影響がなく無視してよい。 以上の如くピストンロツド５ａを第４位置Q4
から第３位置Q3に変位させるときのように、該
ピストンロツドを変位させる力が特に小さい場合
には、圧縮ばね６によつてばね力ｆが付加されて
大きくなるので、ピストンロツド５ａを変位させ
るための力が均等化され特にピストンロツド５ａ
の直径D0を大きくする必要がない。従つて内側
ピストン５、中間ピストン４、外側ピストン３及
びシリンダ２の各直径も特に大きくする必要がな
いので、シリンダ装置１は小型でかつ軽量とな
る。 なお、弾性体６は、上記実施例においては、コ
イルばね状の圧縮ばねによつて説明したが、圧縮
ばねに代えてベローズ状等の空気ばねやゴム材を
使用してもよい。また外側ピストン３のピストン
ロツド５ａ側の端部を引張ばねで引張つて該外側
ピストンをピストンロツド５ａ側に付勢するよう
にしてもよい。また上記説明において、流体は空
気でもオイルでもよい。 本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、シリンダの中にトリプルピストン
が相対的に変位可能に収容されているので、簡易
な構成でピストンロツドを確実に４点位置に設定
することができるもので、４つのセレクト位置を
持つトランスミツシヨンのセレクト操作を単一の
シリンダ装置で行うことができ、またその他広範
囲の用途に応用することができる効果がある。ま
たピストンロツドを変位させるための力が受圧面
積との関係で特に小さい場合に圧縮ばねのばね力
が付加されているので、ピストンロツドを変位さ
せるための力が均等化される効果が得られる。ま
たこの結果ピストンロツド及びその関連部品の寸
法を大きくする必要がなくなり、小型でかつ軽量
なシリンダ装置を提供することができ、極めて優
れた効果が得られる。
図面は本発明の実施例に係り、第１図はピスト
ンロツドが最右端の第１位置に設定された場合を
示すトリプルピストンシリンダ装置の縦断面図、
第２図はピストンロツドが中間の第２位置に設定
された場合を示す縦断面図、第３図はピストンロ
ツドが中間の第３位置に設定された場合を示す縦
断面図、第４図はピストンロツドが最左端の第４
位置に設定された場合を示す縦断面図である。 １はトリプルピストンシリンダ装置、２はシリ
ンダ、２ｃは該シリンダの中空部、３は外側ピス
トン、３ａは該外側ピストンの中空部、４は中間
ピストン、４ａは第１の中間ピストン、４ｂは第
２の中間ピストン、５は内側ピストン、５ａはピ
ストンロツド、６は弾性体の一例たる圧縮ばね、
P1は第１の流体ポート、P2は第２の流体ポート、
P3は第３の流体ポートである。
ンロツドが最右端の第１位置に設定された場合を
示すトリプルピストンシリンダ装置の縦断面図、
第２図はピストンロツドが中間の第２位置に設定
された場合を示す縦断面図、第３図はピストンロ
ツドが中間の第３位置に設定された場合を示す縦
断面図、第４図はピストンロツドが最左端の第４
位置に設定された場合を示す縦断面図である。 １はトリプルピストンシリンダ装置、２はシリ
ンダ、２ｃは該シリンダの中空部、３は外側ピス
トン、３ａは該外側ピストンの中空部、４は中間
ピストン、４ａは第１の中間ピストン、４ｂは第
２の中間ピストン、５は内側ピストン、５ａはピ
ストンロツド、６は弾性体の一例たる圧縮ばね、
P1は第１の流体ポート、P2は第２の流体ポート、
P3は第３の流体ポートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダと、該シリンダ内に摺動自在に収容
され一端が開口し他の一端が壁部を有して密閉さ
れた中空の外側ピストンと、該外側ピストン内に
摺動自在に収容された第１の中間ピストンと第２
の中間ピストンとからなる中間ピストンと、該第
１の中間ピストンと該第２の中間ピストンの間に
位置してこれら両中間ピストンの移動を制限する
ように前記外側ピストンの内周面に装着されたス
トツパと、前記中間ピストン内に摺動自在に収容
され前記第２の中間ピストンの一端を貫通し前記
シリンダの一端を摺動自在に貫通したピストンロ
ツドが一体的に形成された内側ピストンとを備
え、該ピストンロツドの直径をD0、前記内側ピ
ストンの直径をD1、前記中間ピストンの直径を
D2、前記外側ピストンの直径をD3とした場合、 D3＞D2＞D1＞D0 の関係にあり、かつ前記シリンダの中空部内に収
容され前記外側ピストンを前記ピストンロツド側
に付勢して前記各部材の直径の差から生ずる力の
差を均等化するための弾性体を備え、更に前記シ
リンダは、前記外側ピストンを最大量前記ピスト
ンロツド側に変位させるための第１の流体ポート
と、前記外側ピストンの中空部に連通し、前記第
１の中間ピストンを前記外側ピストン内で前記ピ
ストンロツド側に最大量変位させるための第２の
流体ポートと、前記外側ピストン、前記第２の中
間ピストン及び前記内側ピストンを前記ピストン
ロツドの反対側に最大量変位させるための第３の
流体ポートとを備え、前記外側ピストンと前記中
間ピストンと前記内側ピストンとの相対的な変位
並びに前記外側ピストンの壁部及び前記ストツパ
との相互作用により前記ピストンロツドを所定の
４点位置に設定し得るようにし、かつ前記ピスト
ンロツドの反対側に最大量変位したときの前記外
側ピストンを前記ピストンロツド側に前記弾性体
による押圧力を付加して変位させるように構成し
たことを特徴とするトリプルピストンシリンダ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8984183A JPS59217005A (ja) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8984183A JPS59217005A (ja) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59217005A JPS59217005A (ja) | 1984-12-07 |
| JPH0133683B2 true JPH0133683B2 (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=13981984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8984183A Granted JPS59217005A (ja) | 1983-05-21 | 1983-05-21 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59217005A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103016594B (zh) * | 2012-12-27 | 2015-07-08 | 浙江金波减震器制造有限公司 | 阻尼自动调节的减震器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53109594U (ja) * | 1977-02-09 | 1978-09-01 | ||
| JPS596250Y2 (ja) * | 1978-06-08 | 1984-02-27 | 秀夫 須長 | ステツプシリンダ− |
-
1983
- 1983-05-21 JP JP8984183A patent/JPS59217005A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59217005A (ja) | 1984-12-07 |
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