JPH04165123A

JPH04165123A - 流体アクチュエータ

Info

Publication number: JPH04165123A
Application number: JP28986690A
Authority: JP
Inventors: Kaname Suzuki; 要鈴木
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-10
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2875623B2

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】ａ、　産業上の利用分野本発明は流体アクチュエータに関し、特に、クラッチ繰
作用アクチュエータ等に適用して好適なものである。

ｂ、　従来の技術第４図は公知のクラッチ操作装置を概略的に示したもの
であって、このクラッチ操作装置はクラッチ操作用アク
チュエータ（流体アクチュエータ）１を備えている。上
述のアクチュエータｌは、空気圧シリンダ部２と油圧シ
リンダ部３を有しており、空気圧シリンダ部２は、パワ
ーピストン４によっ°ζ圧力室５と大気圧室６とに画成
されている。

また、油圧シリンダ部３は、第１および第２の中継ピス
トン７．８を有し、それらのピストン７．８間に油室９
を形成している。上記第１の中継ピストン７ばビス１−
ンロッド１０を介してパワーピストン４に係合され、第
２の中継ピストン８はブッシエロ、ｌ・１１を介してク
ラッチ１／べ−１２に係合されている。

また、このクラッチ操作装置は、第１および第２の電磁
弁ｉ：（、１４を有している。第１および第２の電磁弁
１３．１４は常時閉弁形の電磁弁であって、第１の電磁
弁１３は励磁されて、Ｊアリサーバ１５とアクチュエー
タ１の圧力室５とを連通し、第２の電磁弁１４は励磁さ
ねて、その大気ボー　ト１４ａをアクチエエータ１の圧
力室５に連通ずる。

この上・）なりラッチ操作装置は、以下のように作動さ
れる。

千Ｙ−７ジ１／バー１６が例えば■）レンジ（自動変速
イＩ′装置）るこ投入されると、確認センサ１７から確
認信号が二１ントｔ＋−，−１８に人力される。すると
、コン［・１コーラ１８は、第１の電磁弁１３を励仔多
する。し７たがって、ニアリザーバ１５の圧縮空気はア
クチュエータ１の圧力室５に供給され、パワ・−ピスト
ン４を第４図において右方へ往動ざセる。パワーピスト
ン４が往動されると、その運動ばピストンロッド１０を
介して第１の中継ピストン７に伝達され、さらに油室９
内の液油を介して第２の中継ピストン８に伝達され、ブ
ッジ工ロッド１１を介してクラッチレバ−１２に伝達さ
れる。そして、クラッチレバ−＝１２が作動されて、ク
ラッチが切られる。クラッチが完全に切られると、第１
の電磁弁１３は消磁され、圧力室５への圧縮空気の供給
が停止される。

このようにしてクラッチが切られると、コントローラ１
８からの指令信月によって、図示しないアクチブ、エー
タが作動され、それによって変速機が発進段例えばニュ
ートラルから第２速に操作される。そしてアクセルを所
定量踏込むと、その動作はコントロ・−ラ１８へ伝えら
れ、ごのコンＩ・ローラ１８から第２の電磁弁１４に指
令信吟が出力され、第２の電磁弁１４が励磁されて開弁
じ、アクチュエータ１の圧力室５内の圧縮空気が大気ボ
ー）　１４ａから外部へ排出される。圧力室５内の圧縮
空気が列部へ排出されると、パワーピストン４は図示し
ないクラ、・チに（・↑設されているスプリングによっ
てプツシフロ０ツド１１と共に復動し、クラッチが接続
される。その間、クラッチが半クラツチ状態になり始め
る位置までプッシヱロッド１１が復動すると、ｍｌント
「Ｉ−ラ１８からの指令信号によって、第２の電磁子Ｎ
４が交互に励磁−消磁制御（ＯＮ−ＯＦＦ制御）され、
それによってクラッチがスＪ、−ズに接続される。

クラッチの接続がほぼ完ｒＬ、たことがエンジン１９の
回転数、車速等ｊ１こより１ント１−ｌ−ラ１８で確認
されたところまでブンシヱロンド１１が復動寸′ると、
＝１ントローラー８からの指令信号（、こより第２の電
磁イｆ１４が励磁される。し、たがって、第２の電磁弁
１４によ−、１で圧力室５内の圧縮空気は、外部へ排出
される。そしてブンツ１．ロッド１１の復動が完了する
。

−１記り；）・・ノチ操作装置のアクチブ−エータ１で
は、ノぐＴノー　に“ストア４とクラッチレバ−川２と
の間１、こ油室９を形成し、この油室９内の液油を介し
てパワーピストン４とクラッチレバ−１２間の動力伝達
を行っている。そして、このアクチエエータ１では、ク
ラッチの摩耗等によるクラッチのストロークの位置変化
に対応して油室９内の液油量を増減させることによって
、パワーピストン４のストロークの位置を常時一定に維
持させている。

このようなりラッチ操作装置では、パワーピストン４の
ス１−ロークを検出することによって、クラッチ操作装
置の操作量を知るための第１のストロークセンサ２０と
、クラッチレバ−１２の移りＩ量を検出することによっ
て、クラッチの実際の動作位置を知るための第２のスト
ロークセンサ２１とを設置している。そして、」−記ク
ラッチ操作装置では、第１のストロークセンサ２０と第
２のストロークセンサ２１からの信号に基づいて、クラ
ニ・チの断値位置、接位置、半クラツチ位置、さらには
アクチブ。

エータ１の故障診断等を行っている。

Ｃ１発明が解決しようとする課題とごろで、前記クラッチ操作装置のストロークセンサ２
０．２１では検出部に接触式の可変抵抗器が採用されて
いる。すなわち、第１のストロークセンサ２０では、パ
ワーピストン４にロッド２２の一端が連結され、このロ
ッド２２の他端部がセンサハウジング２３内に配置され
ると共に、ロッド２２の他端にブラシ２４が設けられて
いる。しかして、このブラシ２４がパワーピストン４の
移動に伴ってセンサハウジング２３内の抵抗体２５上を
摺動すると、その際に生じる抵抗変化に基づいて、パワ
ーピストン４の移動量が検出されるようになっている。

また、第２のストロークセンサ２１では、クラッチレバ
−１２にロッド２６の一端が連結され、このロッド２６
の他端部がセンサハウジング２７内に配置されると共に
、ロッド２６の他端にブラシ２８が設けられている。

しかして、クラッチレバ−１２の移動に伴ってブラシ２
８がセンサハウジング２７内の抵抗体２９上を摺動する
と、その際に生じる抵抗変化に基づいてクラッチレバ−
１２の移動量が検出されるようになっている。

このように、前記クラッチ操作用アクチュエータ１のス
トロークセンサ２０．２１は、ブラシ２４．２８を抵抗
体２５．２９に対してそれぞれ摺動せしめるように構成
して成る可変抵抗式接触型ストロークセンサであるため
、抵抗体２５．２９が摩耗してしまい、寿命が短いとい
う大きな問題点がある。また、ブラシ２４．２８と抵抗
体２５．２９が接触する接触方式のものであるため、耐
振性に劣るとい・う問題点もある。

一方、このような事情から、ロッドに磁石を取付けてこ
の磁石の位置をホール素子（磁電変換素子）にて検知す
ることによってロッドのストロークを検出するようにし
た電磁式非接触型ストロークセンサが提案されている。

しかし、この場合には、ストロークセンサの小型化を図
りにくく、またセット時における磁石とホール素子との
相対的位置関係の調整（セット電圧調整）が面倒である
といった問題点がある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、長寿命で耐久性に優れ、しかもセット
電圧調整が容易な非接触型ストロークセンサを備えた流
体アクチュエータを提供することにある。

ｄ、　課題を解決するための手段上述の目的を達成するために、本発明では、パワーピス
トンのストロークを検出するストロークセンサを備えた
流体アクチュエータにおいて、棒状コアに巻線して成る
コイル部材と、このコイル部材に対して非接触状態でそ
の一部を被う金属製のスリーブとを有し、かつ、前記パ
ワーピストンの移動に伴って前記コイル部材とスリーブ
とのオーバーランプ量が変化するように構成して成るス
トロークセンサを配設し、前記パワーピストンの移動に
応じて生じる前記コイル部材のインダクタンスの変化に
基づいて前記パワーピストンのストロークを検出するよ
うにしている。

以下、本発明の実施例に付き第１図〜第３図を参照して
説明する。

第１図は本発明に係るクラッチ操作装置のクラッチ操作
用アクチュエータ（流体アクチュエータ）　。

３０の第１実施例を概念的に示している。

このクラッチ操作用アクチュエータ３０は、前記した従
来のものと同様に、空気圧シリンダ部３Ｉと油圧シリン
ダ部３２を有しており、空気圧シリンダ部３１はパワー
ピストン３３によって、圧力室３４と大気圧室３５とに
画成されている。また、油圧シリンダ部３２は第１およ
び第２の中継ピストン３６．３７を有し、それらのピス
トン３６．３７間に油室３８を形成している。そして、
第１の中継ピストン３６は、パワーピストン３３に同軸
状に一体成形されたピストンロッド３９に連係され、第
２の中継ピストン３７はブツシュロッド４０を介してク
ラッチレバ−４１に連係されている。さらに、このアク
チュエータ３ｏでは、空気圧シリンダ部３１の大気圧室
３５にスプリング４２が配装され、このスプリング４２
によって、パワーピストン３３が第１図において左方に
常時附勢され、また油圧シリンダ部３２の中継ピストン
３６゜（７間にもスプリング４３が配装され、両中継ピ
ストン３６．３７が互いに離れる方向に常時附勢されて
いる。

かくして、圧力室３４にボート４５を介して圧縮空−１
０＝気を送給すると、パワーピストン３３が作動され、その
運動がロッド３９．第１中継ビスｉ・ン３６．油室３８
内の液油、第２中継ピストン３７．ロッド４ｏを介して
クラッチレバ−４１に伝達され、このレバー４１が作動
されてクラッチが切られる。また、圧力室３４の圧縮空
気を排出すると、クラッチレバ−４１がクラッチに付設
されたスプリングによって点０（支軸の中心点）を中心
に左回転される。それに伴って、ブツシュロッド４０を
介してパワーピストン３３が作動されて、クラッチが再
び接状態になる。

なお、本例のアクチュエータ３０では、パワーピストン
３３のロッド３９と第１の中継ピストン３６との間に閉
止弁４４が構成されている。この閉止弁４４は、アクチ
ュエータ３０の非作動状態、即ちクラッチの接状態で開
成されており、アクチュエータ３０が、第１図において
右方へ作動されると閉成される。

そして、閉止弁４４を介して図示しないオイルリザーバ
から液油を油室３８へ補充したり、油室３８がら液油を
オイルリザーバへ戻すことによって、クラッチの摩耗等
によるパワーピストン３３のストロークの位置変動を補
正している。

さらに、第１図に示すように、前記アクチュエータ３０
は、第１のストロークセンサ５０と第２のストロークセ
ンサ６０とを備えている。

まず、第１のストロークセンサ５０の構成に付き述べる
と、第１のストロークセンサ５０のハウジング５１は、
検出部を収容したメインハウジング５１ａとこのメイン
ハウジング５１ａを支持するサブハウジング（アダプタ
）５１ｂとから構成されている。

そして、アクチュエータ３０のフランジ部３０ａ　にロ
ッド５２が移動自在に貫通されており、その一端がパワ
ーピストン３３に係合されると共に、他端がサブハウジ
ング５Ｉｂ内に突出配置されている。さらに、上述のロ
ッド５２の他端には金属製のスリーブ５３が一体的に連
結されており、このスリーブ５３はハウジング５１内に
嵌着された軸受部材５４によってその長平方向（第１図
で左右方向）に沿って移動自在に配設されている。なお
、このスリーブ５３及びロッド５２は、メインハウジン
グ５１．　ａ　内に配設されたスプリング５５によって
第１図において左方向へ常時附勢されている。

また、メインハウジング５１ａ　の端面には、コイル部
材（センサコイル）５６が同軸状に一体に取付けられた
センサケース５７がねじ結合され、このセンサケース５
７はダブルナツト５８にてメインハウジング５１ａに固
定されている。なお、この固定位置はダブルナツト５８
による締付固定前に任意に調整可能である。そして、前
記コイル部材５６の先端側の一部分は前記スリーブ５３
の中空部５３ａ内に非接触状態でかつ軸心を一致するよ
うに挿入配置されている。従って、スリーブ５３は固定
配置されたコイル部材５６に対して移動自在に構成され
、スリーブ５３の移動量に応じてコイル部材５６とスリ
ーブ５３との相互間のオーバーラツプ量が変化するよう
になっている。

一方、第２のストロークセンサ（バックアップセンザ）
６０のハウジング６１も、検出部を収容したメインハウ
ジング６１ａ　と、このメインハウジング６１ａを支持
するサブハウジング６１ｂ　とから構成されている。そ
して、メインハウジング６１ａには、前記第１のストロ
ークセンサ５０の場合と同様にセンサケース６２にコイ
ル部材６３を取付けて成る糾合体がダブルナツト６４に
て固定されている。また、サブハウジング６１．　ｂ内
にはスライダ６５が摺動可能に配設されており、このス
ライダ６５の一端に金属製のスリーブ６６が一体にねし
結合されている。さらに、前記スライダ６５の他端は、
ロッド６７を介してクラッチレバ−４１に連係されてい
る。なお、前記スライダ６５は、サブハウジング６１ｂ
内に配設されたスプリング６Ｂによって第１図において
右方へ常時附勢されている。

また、ハウジング５１．６１はいずれも密封状態に構成
されており、それらのハウジングの室Ａ、　Ｂは、バイ
ブ７０によって互いに連通されている。また、これらの
ハウジング５Ｌ　６１は、第１図に示すように、それぞ
れのハウジング５１．６１に対するロフト５２、６７の
出入動作が逆になるように設置されている。

ところで、本例のアクチヱエータ３００ストロークセン
サ５０．６０の構成部材として用いられているコイル部
材５６．６３は、第２図に示すように、高透磁率の円柱
状（棒状）のコア７１に巻線７２を巻回して保護膜７３
にて被覆して成るものである。この巻線７２からは、そ
の両端の端子７２ａ、　７２ｂとこの巻線７２の中間タ
ップ点Ｍの端子７２ｃ　とが引き出され、これらの端子
７２ａ、　７２ｂ、　７２ｃがセンサケース５７．６２
からケーブル７４．７５　（第１図参照）にて引き出さ
れている。そして、両端子７２ａ、　７２ｂは整流回路
７６の入力端子に接続されると共に、端子７２ｃが発振
回路７７の出力端子に接続されている。なお、第２図に
おいて、７８は整流回路７６及び発振回路７７の電源回
路、７９は整流回路７６の出力端子であり、この出力端
子７９に得られた出力信号は図外のコントローラへスト
ローク検出信号として供給されるようになっている。

かくして、本例のストロークセンサ５０．６０によれば
、ハウジング５Ｌ　６１に固定したコイル部材５６゜６
３の一部の外側に金属製のスリーブ５３．６３を被せて
これを相対的に変位し得るように構成しているので、ス
リーブ５３．６６はコイルＬＩ＋　Ｌｚ　（第２図参照
）に対して外側に設けた短絡２次コイルの役目をして、
スリーブ５３．６６の被さった部分のコイルのインダク
タンスは著しく減少する。このようにすれば、パワーピ
ストン３３の移動に伴うスリーブ５３、６６の移動に応
じて、コイルのインダクタンスが変化する。このインダ
クタンスの変化を第２図の回路にて電圧の変化に変える
ことにより、パワーピストン３３ないしこのパワーピス
トン３３に連動するクラッチレバ−４１の変位量を検出
できる。

従って、インダクタンス変化に応じて得られる電圧をス
トローク検出信号として図外のコントローラに入力する
ことにより、このストーク検出信号に基づいてクラッチ
の断位置、接位置、半クラツチ位置、さらにはアクチュ
エータ３０の故障診断等を行なうことができる。

なお、セット電圧の調整、すなわち、パワーピストン３
３が所定のストローク位置に移動した時に得られる電圧
の調整は、ダブルナラ）５８．６４を締付ける前にセン
サケース５７．６２を回転させ螺合位置を変えることに
よって容易に行なうことができる。

また、本例におけるストロークセンサ６０の取付けは、
従来の可変抵抗式接触型ストロークセンサの取付ブラケ
ットにメインハウジング６１ａをアダプタとして固着す
ることによってスリーブ式非接触型ストロークセンサ６
０の取付けを行なうことができるので、従来装置との間
に互換性を持たせることができる。

また、第３図は本発明の第２実施例を示すものであって
、本例は金属製のパワーピストン３３を既述のスリーブ
５３として併用し得るように構成したものである。

すなわち、第３図に示すように、パワーピストン３３の
端面には、圧力室３４の側に開口しかつ軸心に沿ってピ
ストンロッド３９の一部にまで延びる凹部８０が形成さ
れており、コイル部材５６が一体に取付けられたセンサ
ケース５７が、パワーピストン３３に対向するハウジン
グ壁部８１にねじ込まれた状態でダブルナツト５８にて
固定されている。そして、コイル部材５６は圧力室３４
内に突出配置されると共に、その先端側の一部がパワー
ピストン３３の凹部８０内に挿入配置されている。なお
、本例の装置の場合には、他方のストロークセンサ（バ
ックアップセンサ）６０は既述の実施例と同様の構成で
ある。

このように構成すれば、パワーピストン３３をコイル部
材５６のスリーブとして兼用できるので、第１図に示す
ようにストロークセンサ５０をフランジ部３０ａに取付
ける必要がなくなる。そのため、ロッド５２、ロッド５
２のガイド及びセンサ固定ブラケットが不要となり、部
品点数の削減により装置のコンパクト化を図ることがで
きる。さらに、パワーピストン３３にロンド引っ掛は部
を設ける必要がなくなるため、エアーマスタシリンダと
同じパワーピストンを使用できる。

以上、本発明の実施例に付き述べたが、本発明は既述の
実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想
に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、スリーブ５３．６６はパワーピストン３３に連
動する部材であれば、どの部材にでも一体に取付けるよ
うにしてもよい。また、スリーブ５３．６６をハウジン
グに固定し、コイル部材５６．６３をパワーピストン３
３或いはパワービス１−ン３３に連動する部材に一体に
取付けるようにしてもよい。

ｅ９　　発明の効果以トの如く、本発明は、既述の如きスリーブ式非接触型
ストロークセンサを用い、スリーブの中空部に一部が挿
入配置されたコイル部材のインダクタンス変化に基づい
てパワーピストンのストロークを検出するようにしたも
のである。従って、本発明によれば、ストロークセンサ
が非接触型なので、接触型可変抵抗型ストロークセンサ
を用いた従来装置の場合に比べて高寿命でかつ耐振性に
優れたストロークセンサを備えた流体アクチュエータを
提供することができる。

また、従来の流体アクチュエータの一部を変えるだけで
、スリーブ式非接触型ストロークセンサを配設すること
ができ、従って大幅な設計変更をする必要なく現行のセ
ンサ収納スペース内に収めることができる。しかも、ス
リーブとしてパワーピストンを利用することにより、よ
り一層のコンパクト化が可能である。

さらに、可変抵抗式接触型ストロークセンサの場合には
、これを取外さないと電圧調整を行なうことができない
が、本発明の場合には、コイル部材又はスリーブの固定
位置を調整可能に構成することにより、コイル部材又は
スリーブを組み付けた状態のままセット電圧の調整が可
能となるため、組付時間の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示すものであ
って、第１図はスリーブ式非接触型ストロークセンサを
備えた流体アクチュエータの断面図、第２図は前記スト
ロークセンサに接続される回路を示すブロック図、第３
図は本発明の第２実施例を示す流体アクチュエータの断
面図、第４図は従来の流体アクチュエータを備えたクラ
ッチ操作装置の概念図である。３０・・・クラッチ操作用アクチュエータ、（流体アク
チュエータ）、３３・・・パワーピストン、５０・・・第１のストロークセンサ、５３・・・金属製のスリーブ、５３ａ・・・中空部、５６・・・コイル部材（センサコイル）、５７・・・セ
ンサケース、６０・・・第２のストロークセンサ、６２・・・センサケース、６３・・・コイル部材、６６・・・金属製のスリーブ、７１・・・棒状のコア、　　　　７２・・・巻線、７５
・・・整流回路、　　　　　７６・・・発振回路、８０
・・・凹部、Ｌ　ｌ、　Ｌ　２　・・・コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　パワーピストンのストロークを検出するストロ
ークセンサを備えた流体アクチュエータにおいて、棒状
コアに巻線して成るコイル部材と、このコイル部材に対
して非接触状態でその一部を被う金属製のスリーブとを
有し、かつ、前記パワーピストンの移動に伴って前記コ
イル部材とスリーブとのオーバーラップ量が変化するよ
うに構成して成るストロークセンサを配設し、前記パワ
ーピストンの移動に応じて生じる前記コイル部材のイン
ダクタンスの変化に基づいて前記パワーピストンのスト
ロークを検出するようにしたことを特徴とする流体アク
チュエータ。
（２）　前記コイル部材及びスリーブのうちの一方が前
記パワーピストンに連動するように構成され、他方が固
定配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項に記載の流体アクチュエータ。
（３）　前記スリーブが、ストローク方向に延びる凹部
を端面に有するパワーピストンであることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項に記載の流体アクチュエータ
。
（４）　前記コイル部材又はスリーブの固定位置が調整
可能に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項又は第（３）項に記載の流体アクチュエータ
。