JPH0640968Y2 - 流体圧アクチユエ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は自動車用変速機などに供される流体圧アクチユ
エータに関するものである。

［従来の技術］ 歯車変速機の同期クラツチを流体圧アクチユエータによ
り作動させるものは既に実用化されているが、特に流体
圧に加圧空気を用いるものでは、ピストンロツドがほぼ
一定のかなり速い動作速度で作動するために、同期クラ
ツチの段階的な動作に無理が生じ、歯車鳴りや摺動部の
以上摩耗が生じることがある。

この点をピン型同期クラツチの場合について詳述する
と、第5,6図に示すように、同期クラツチは変速機の入
力軸に支持した変速歯車26に、スプライン26aが形成さ
れ、スプライン26aに、円錐面を備えた同期デイスク27
が固定支持される。一方、出力軸25にスプライン26aと
同径のスプライン30によりスリーブ31が軸方向摺動可能
に支持され、スリーブ31に同期ピン29とガイドピン33が
支持される。ガイドピン33はロツキングボール32により
中立位置に保持される一方、同期ピン29は端部に同期デ
イスク27に摩擦係合可能の同期リング28を支持され、ス
リーブ31のピン穴35（第６図）に挿通される中央部分29
bは細く、両端側との間に円錐面29aが形成される。ピン
穴35の両端部にも円錐面35aが形成される。

上述のような同期クラツチにおいて、スリーブ31を例え
ば左方へ押すと、ガイドピン33により左側の同期リング
28が同期デイスク27へ押し付けられ、入力軸の回転が同
期デイスク27、同期リング28を経てスリーブ31へ伝達さ
れる（第１段階）。

この時、ピン穴35に対して同期ピン29は偏心した状態に
ある。さらに、スリーブ31を左方へ押し付けると、同期
ピン29の円錐面29aがピン穴35の円錐面35aに係合し、同
期リング28が同期デイスク27に密着し、両者の回転速度
が同調される（第２段階）。

こうして、同期デイスク27と同期リング28との回転速度
が同じになると、スリーブ31と同期ピン29との間の抵抗
はなくなり、スリーブ31は同期ピン29の円錐面29aを滑
つて左端側へ進む。同時に、ガイドピン33とガイドピン
33を中立位置に保持するロツキングボール32との係合が
外れ、スリーブ31のスプライン30がスプライン26aに噛
み合つて入力軸と出力軸25との回転結合が達せられる
（第３段階）。

上述のような同期クラツチの段階的動作に対応して、ス
リーブ31を駆動するアクチユエータも第１段階では速
く、第２段階では遅く、第３段階では速く動作すること
が要求される。

実開昭60-73905号公報には、ストローク終期で動作速度
が自動的に遅くなるアクチユエータが開示されている
が、これはピストンの動作速度を動作区間に応じて高速
・低速に切り換えるという上述の要求を満足するもので
はない。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案の目的は上述の問題に鑑み、シリンダの形状が単
純で加工や組立が容易であり、動作区間に応じて高速・
低速に切り換えることができる、流体圧アクチユエータ
を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成は均一な内径
のシリンダ20にピストン22を嵌挿して第1,第２の端室1
2,21を区画し、ピストン22に結合したロツド10を第２の
端室21から外部へ突出し、ピストン22の周面に少くとも
１つの環状溝19を設け、該環状溝19を第１の端室12へ連
通する軸方向の通路18,13をピストン22に設け、ピスト
ン22が第１の端室側の工程端に位置する際に前記環状溝
19に連通するポート16をシリンダ20の中央部周壁に設
け、第１の端室12の端壁に設けたポート15と中央部周壁
のポート16とを絞り８を有する通路により連通し、第２
の端室21の端壁に設けたポート17と中央部周壁のポート
16の一方を切換弁４により流体圧源に選択的に連通させ
るようにしたものである。

［作用］ ピストン22はシリンダ20の中央部周壁のポート16、ピス
トン22の環状溝19,14、ピストン22の通路18,13を経て第
１の端室12へ断続的に供給される流体圧と、絞り８を有
する通路を経てシリンダ20の第１の端室12の端壁のポー
ト15から供給される流体圧とにより往動されるが、ピス
トン22の環状溝19がシリンダ20の中央部周壁のポート16
に連通すると、ピストン22の動作速度が速くなり、ピス
トン22の周面によりシリンダ20の中央部周壁のポート16
が閉じられると、ピストン22の動作速度が遅くなる。こ
のように、ピストン22の動作速度を動作区間に応じて高
速・低速に切り換える制御が得られる。

［考案の実施例］ 第１図に示すように、アクチユエータ９はシリンダ20の
内部にピストン22を嵌合して、第１の端室12と第２の端
室21を区画される。ピストン22に結合したロツド10が第
２の端室21から外部へ突出され、ロツド10の往復動によ
り同期クラツチが接続・遮断される。第１の端室12の端
壁にポート15が設けられ、開閉弁５を経て切換弁４に接
続される。同様に、第２の端室21のポート17が開閉弁７
を経て切換弁４に接続される。

本考案によれば、シリンダ20の中央部周壁にポート16が
設けられ、開閉弁６を経て切換弁４に接続される。中央
部周壁のポート16は正確には、ピストン22が第１の端室
側の行程端に位置する際にポート16が環状溝19に連通す
るような位置に配設される。ポート15とポート16とを連
通する通路に絞り８が挿入接続される。

一方、ピストン22に環状溝14,19が設けられ、環状溝14,
19により形成される室は、通路（孔）13,18を経て第１
の端室12へ連通される。切換弁４は流体圧源Ｐを開閉弁
5,6に接続し、かつタンクＲ（加圧空気の場合は大気中
に開放するだけでよい）を開閉弁７に接続する状態と、
逆の状態とに切換える。

次に、本考案による流体圧アクチユエータの作動につい
て説明する。第１図に示す状態では、ピストン22が最左
方位置にあつて、同期クラツチが遮断されている。冒頭
に述べたような不具合が問題となる低速段への変速時に
は、開閉弁５が閉じられ、開閉弁6,7が開かれる。

流体圧源の加圧空気が切換弁４、開閉弁６を経てポート
16から環状溝19の内部へ入り、同時に絞り８を経てポー
ト15から第１の端室12へ入る。この場合、環状溝19へ入
つた加圧空気は、通路18、環状溝14、通路13を経て第１
の端室12へ入るので、高速（通常の動作速度）でピスト
ン22が右方へ押される。この時、第２の端室21の空気は
ポート17、開閉弁７、切換弁４を経て大気へ排出され
る。

第２図に示すように、ピストン22の周面によりポート16
が閉じられると、絞り８の作用によりピストン22の操作
速度が低くなる。さらに、第３図に示すように、環状溝
14によりポート16が開かれると、ピストン22の動作速度
が再び高くなる。第４図に示すように、ピストン22の周
面によりポート16が閉じられると、再びピストン22の動
作速度が低くなる。

したがつて、第５図に示す同期クラツチにおいてスリー
ブ31の中立位置から同期リング28が同期デイスク27に摩
擦接触する第１段階までは、第１図に示すようにピスト
ン22を速く作動させ、次いで同期リング28を同期デイス
ク27に密着させて同期させる第２段階では、第２図に示
すようにピストン22をゆつくり作動させ、スリーブ31の
スプライン30を変速歯車のスプライン26aに噛み合わせ
る第３段階では、第３図に示すようにピストン22を速く
作動させれば、同期クラツチの動作に無理がなく、しか
も迅速な接続動作が達せられる。

なお、開閉弁５を開くと、ピストン22は全動作区間（全
ストローク）を通常の動作速度で往動し、さらに切換弁
４を切り換え、開閉弁5,6,7を開くと、加圧流体が第２
の端室21へ供給され、ピストン22が通常の動作速度で復
動する。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、均一な内径のシリンダにピスト
ンを嵌挿して第1,第２の端室を区画し、ピストンに結合
したロツドを第２の端室から外部へ突出し、ピストンの
周面に少くとも１つの環状溝を設け、該環状溝を第１の
端室へ連通する軸方向の通路をピストンに設け、ピスト
ンが第１の端室側の行程端に位置する際に前記環状溝に
連通するポートをシリンダの中央部周壁に設け、第１の
端室の端壁に設けたポートと中央部周壁のポートとを絞
りを有する通路により連通し、第２の端室の端壁に設け
たポートと中央部周壁のポートの一方を切換弁により流
体圧源に選択的に連通させるものであるから、次のよう
な効果を奏する。

（ａ）アクチユエータの動作区間に関連してピストンの
動作速度を動作区間に応じて高速・低速に切り換えるこ
とができるので、例えば歯車変速機の同期クラツチの動
作速度をその動作段階に応じて制御することができ、動
作部材相互の間に無理がなく、円滑かつ迅速な動作が達
せられ、歯車鳴りや摺動部の摩耗を防止できる。

（ｂ）ストロークセンサや複雑な電子制御回路を要しな
いので、安価で動作の確実なアクチユエータを提供でき
る。

（ｃ）シリンダが直円筒のものであり、ピストンに環状
溝と通路（孔）を設けるものであるから、シリンダやピ
ストンの加工、組立などが容易である。

（ｄ）ピストンの周面によりシリンダの中央部周壁のポ
ートが閉じられても、受圧面積には変化がないので、ア
クチユエータの押力（駆動力）はあまり減殺されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る流体圧アクチユエータの概略構成
を示す側面断面図、第２〜４図は同流体圧アクチユエー
タの各作動状態を示す側面断面図、第５図は本考案によ
る流体圧アクチユエータが採用されるピン型同期クラツ
チの側面断面図、第６図は同要部拡大図である。 8:絞り、12:端室、13,18:通路、14,19:環状溝、15,16,1
7:ポート、20:シリンダ、22:ピストン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】均一な内径のシリンダにピストンを嵌挿し
   て第1,第２の端室を区画し、ピストンに結合したロツド
   を第２の端室から外部へ突出し、ピストンの周面に少な
   くとも１つの環状溝を設け、該環状溝を第１の端室へ連
   通する軸方向の通路をピストンに設け、ピストンが第１
   の端室側の行程端に位置する際に前記環状溝に連通する
   ポートをシリンダの中央部周壁に設け、第１の端室の端
   壁に設けたポートと中央部周壁のポートとを絞りを有す
   る通路により連通し、第２の端室の端壁に設けたポート
   と中央部周壁のポートの一方を切換弁により流体圧源に
   選択的に連通させることを特徴とする流体圧アクチユエ
   ータ。