JPH074903U - 流体圧アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動部材の静止安定性の向上を図り、もって
制御性の向上を図る。 【構成】 アクチュエータ本体４内を可動する可動部材
５を有する流体圧アクチュエータ１において、前記可動
部材５を所定位置に止めるためのストッパ１０を設けた
ことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばクラッチの断続的な作動等を行なわせるための流体圧アクチ ュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の流体圧アクチュエータとしては図３に示すようなアクチュエー タ装置に適用されるものがある。すなわち、このアクチュエータ装置１００は、 流体圧アクチュエータとしての油圧シリンダ１０１と、該油圧シリンダ１０１を 制御させるための２ポート切換弁Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 １０２，１０３，１０４を備 えた油圧回路１０５と、から構成されている。

【０００３】 油圧シリンダ１０１は、アクチュエータ本体としての内部中空のシリンダ本体 １０６と、該シリンダ本体１０６の中空内部に往復動自在に挿入された可動部材 としてのピストン１０７と、該ピストン１０７の両端にそれぞれ作動連結された ロッドＡ，Ｂ１０８，１０９と、ピストン１０７の両側に設けられた圧力室であ るＡ室１１０，Ｂ室１１１と、から成っている。

【０００４】 ロッドＡ１０８は、ピストン１０７のＡ室１１０側端面に同軸的に作動連結さ れ、その他端部はシリンダ本体１０６に有する孔１１２を介して大気側Ａに突出 している。一方ロッドＢ１０９は、ロッドＡ１０８より小径で、ピストン１０７ のＢ室１１１側端面に同軸的に作動連結され、その他端部はシリンダ本体１０６ に有する孔１１３を介して大気側Ａに突出している。

【０００５】 また、ピストン１０７の外周とシリンダ本体１０６の内周間には、その間の隙 間をシールするためのシール部材１１４が設けられている。さらに、ロッドＡ， Ｂ１０８，１０９の外周と孔１１２，１１３の内周間には、その間の隙間をシー ルするシール部材１１５，１１６がそれぞれ設けられている。

【０００６】 そして、油圧回路１０５のＶ1 １０２はＡ室１１０，Ｂ室１１１と接続され、 Ｖ2 １０３はＶ1 １０２とＢ室１１１を結ぶ回路と接続され、Ｖ3 １０４はＶ1 １０２，Ｂ室１１１及びＶ2 １０３を結ぶ回路と接続され、また圧力源としての 油圧ポンプ１１７はリリーフ弁１１８を介してＡ室１１０とＶ1 １０２を結ぶ回 路と接続され、さらにＶ2 １０３とＶ3 １０４は同一回路にてオイルタンク１１ ９と接続されており、油圧シリンダ１０１と油圧ポンプ１１７及びオイルタンク １１９との間の回路をＶ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 １０２，１０３，１０４により開閉して いる。

【０００７】 また、Ｖ1 １０２は常時開のタイプで、流体圧の出力側にはオリフィス１２０ が設けられている。さらに、Ｖ2 １０３，Ｖ3 １０４は常時閉のタイプで、Ｖ3 １０４の流体圧の出力側にはオリフィス１２１が設けられている。

【０００８】 このように構成された油圧回路１０５及び油圧シリンダ１０１において、例え ば、駆動力のＯＮ−ＯＦＦのためロッドＢ１０９を自動車等のクラッチ（図示せ ず）に固定し、油圧シリンダ１０１はクラッチから一定の反力Ｆを受けている。

【０００９】 今、図４（ｂ）に示すような制御を行なうとき、初期状態はＶ1 １０２が開で 、Ｖ2 １０３，１０４が閉であることからＡ及びＢ室１１０，１１１共に油圧ポ ンプ１１７からのポンプ圧Ｐ1 が充填されているため、ピストン１０７はＡ室１ １０側端面の面積Ｓ1 とＢ室１１１側端面の面積Ｓ2 との面積差（Ｓ1 ＜Ｓ2 ） によりクラッチ側の接続状態で決まる０位置に止まっている。

【００１０】 次に、Ｖ1 １０２を閉じ、Ｖ2 １０３を開くとＢ室１１１の圧力はＰ2 ＝０と なりピストン１０７はＢ室１１１側に移動する。また、Ｂ室１１１側に静止させ るため、Ｖ2 １０３を共に開きＰ1 とＰ2 に差圧を発生させピストン１０７を静 止させる。このときのＰ1 ，Ｐ2 には、下記の数式１が成り立つ。

【００１１】

【数１】 Ｆ＋Ｐ2 Ｓ2 −Ｐ1 Ｓ1 ＝０ また、上記Ｐ1 とＰ2 に差圧を発生させるオリフィス１２０，１２１の径φＤ ，φｄとＰ1 ，Ｐ2 には下記の数式２が成り立つ。

【００１２】

【数２】 １ Ｐ2 ＝───────── Ｐ1 １＋（φＤ／φｄ）4 次に、ピストン１０７を静止位置から０点に戻すためＶ3 １０４を閉じ、Ｐ1 及びＰ2 を同圧にし、ピストン１０７の面積Ｓ1 ，Ｓ2 の差によりピストン１０ ７は左側に移動する。

【００１３】 このように、制御された制御特性は図４（ａ）のようになる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来技術の場合には、各構成部品の加工精度により上 記数式１を満足させるのは非常に困難であり、実際の発生圧力Ｐ2 は目標設定圧 からの偏差が発生する。そのため、可動部材であるピストン１０７の静止位置が 安定しないため、０点に戻す信号、即ちクラッチを接続するための入力信号を印 加する時点でのストロークのばらつきが発生し（図４（ａ）に示す点線）、油圧 シリンダ１０１の制御性が悪くなる。そのため、適正な接続タイミングに比べて 時間Ｔが早くなったり、遅くなったりして自動車等のエンジン側のトルクをミッ ションに適正な伝達ができなくなる問題がある。

【００１５】 尚、この油圧シリンダ１０１ではクラッチ側の摩耗により０点が変化するため 、ピストン１０７を止めるための機械的な固定ストッパを設けることはできない 。

【００１６】 本考案は上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的 とするところは、可動部材の静止安定性の向上を図り、もって制御性の向上を図 り得る流体圧アクチュエータを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案にあっては、アクチュエータ本体内を可動 する可動部材を有する流体圧アクチュエータにおいて、前記可動部材を所定位置 に止めるためのストッパを設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】

上記構成の流体圧アクチュエータにあっては、可動部材を所定位置に止めるた めのストッパを設けたことにより、可動部材が所定位置としての静止位置で確実 に止めることができるので、その静止位置が安定する。そのため可動部材の可動 、即ちストロークのばらつきがなくなり、制御性が向上する。

【００１９】

【実施例】

以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明する。本考案の一実施例に係る流 体圧アクチュエータは図１に示すようなアクチュエータ装置に適用される油圧シ リンダ１である。

【００２０】 そして、図１に示すアクチュエータ装置２は、油圧シリンダ１と油圧回路３と から構成されている。

【００２１】 油圧シリンダ１は、アクチュエータ本体としての内部中空のシリンダ本体４と 、該シリンダ本体４の中空内部に往復動自在に挿入された可動部材としてのピス トン５と、該ピストン５の両端にそれぞれ作動連結されたロッドＡ，Ｂ６，７と 、ピストン５の両側に設けられた圧力室であるＡ室８，Ｂ室９と、可動部材であ るピストン５を所定位置に止めるためのストッパとしてのロッドストッパ１０と 、から成っている。

【００２２】 また、シリンダ本体４のロッドＢ７はＡ室８側端面に同軸的に作動連結され、 その他端部はシリンダ本体４に有する孔１１を介して大気側Ａに突出している。 一方ロッドＢ７は、ロッドＡ６より小径で、ピストン５のＢ室９側端面に同軸的 に作動連結され、その他端部はシリンダ本体４に有する孔１２を介して大気側Ａ に突出している。このようにピストン５に作動連結されているロッドＡ，Ｂ６， ７は、ピストン５の動きに追従し、各孔１１，１２内を往復移動する。

【００２３】 また、ピストン５の外周とシリンダ本体４の内周間には、その間の隙間をシー ルするためのシール部材１３が設けられている。さらに、ロッドＡ，Ｂ１０８， １０９の外周と孔１１，１２間には、その間の隙間をシールするシール部材１４ ，１４’がそれぞれ設けられている。

【００２４】 そして、ピストン５の動きに追従してロッドＢ７が往復移動するシリンダ本体 ４の孔１２の部分の大気側Ａ寄りに、ロッドストッパ１０が設けられている。こ のロッドストッパ１０は、後に示すＢ室９内の圧力Ｐ2 をパイロット圧として作 動する３ポート切換弁（以下、単に弁という）１５から出力される流体圧により 作動するピストン式となっている。

【００２５】 このロッドストッパ１０は、シリンダ本体４において孔１２に対し直交位置に 形成されるストッパ穴１６と、該ストッパ穴１６と同軸的でストッパ穴１６と孔 １２を連通するストッパ穴１６より小径の連通孔１７と、ストッパ穴１６に摺接 して往復動自在に挿入されるストッパピストン１８と、該ストッパピストン１６ に同軸的に作動連結され連通孔１７に摺接して往復動自在に挿入されるストッパ ロッド１９と、ストッパピストン１８をロッドＢ７から離れる方向に付勢するス プリング２０と、から構成されており、ストッパピストン１８の背面側に上記弁 １５からの流体圧により、ストッパピストン１８はスプリング２０のスプリング 力に抗してロッドＢ７側に移動し、作動連結されているストッパロッド１９がロ ッドＢ７の外周面に当接してロッドＢ７を止めるようになっている。

【００２６】 次に、上記油圧シリンダ１を制御させるための油圧回路３について説明する。 この油圧回路３は、ピストン５を作動させる３つの２ポート切換弁Ｖ1 ，Ｖ2 ， Ｖ3 と、ロッドストッパ１０を作動させる弁１５と、圧力源としての油圧ポンプ ２１と、油圧回路３中の油圧を制御するリリーフ弁２２と、オイルタンク２３と 、から構成されている。

【００２７】 これら構成部品は次のように接続されている。Ｖ1 はＡ室８，Ｂ室９と接続さ れ、Ｖ2 はＶ1 とＢ室９を結ぶ回路と接続され、Ｖ3 はＶ1 ，Ｂ室９及びＶ2 を 結ぶ回路と接続され、油圧ポンプ２１はリリーフ弁１１８を介してＡ室８とＶ1 を結ぶ回路と接続され、さらにＶ2 及びＶ3 は同一回路にてオイルタンク２３と 接続されており、油圧シリンダ１と油圧ポンプ２１及びオイルタンク２３との間 の回路をＶ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 により開閉している。

【００２８】 また、弁１５はＶ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 及びＢ室９を結ぶ回路と接続され、さらにＶ 2 及びＶ3 が同一回路にてオイルタンク２３に接続されている回路に接続されて いる。

【００２９】 そして、Ｖ1 は常時開のタイプで、流体圧の出力側には径φＤのオリフィス２ ４が設けられている。さらに、Ｖ2 ，Ｖ3 は常時閉のタイプで、Ｖ2 の流体圧の 出力側には径φｄのオリフィス２５が設けられている。

【００３０】 また、弁１５は、常時開のタイプのソレノイドバルブであり、弁１５のクラッ キング圧は油圧ポンプ２１側の変動圧の下限に設定し、またロッドストッパ１０ の作動圧はピストン５を静止させる目標設定圧のばらつきの下限（本実施例では 約１０％低下した）圧に設定する。

【００３１】 このように構成された油圧回路３及び油圧シリンダ１において、従来技術と同 様に、駆動力のＯＮ−ＯＦＦのためロッドＢ７を自動車等のクラッチ（図示せず ）に固定したときの油圧シリンダ１のピストン５の動きについて以下に説明する 。

【００３２】 まず、油圧シリンダ１はクラッチから一定の反力Ｆを受けている。そこで、図 ２（ｂ）に示すような制御を行なうとき、初期状態はＶ1 が開で、Ｖ2 ，Ｖ3 が 閉であることからＡ及びＢ室８，９共に油圧ポンプ２１からのポンプ圧Ｐ1 が充 填されているため、ピストン５はＡ室８側端面の面積Ｓ1 とＢ室９側端面の面積 Ｓ2 との面積差（Ｓ1 ＜Ｓ2 ）によりクラッチ側の接続状態で決まる０位置に固 定されている。

【００３３】 次に、Ｖ1 を閉じ、Ｖ2 を開くとＢ室９の圧力はＰ2 ＝０となりピストン５は Ｂ室９側に移動する。

【００３４】 また、Ｂ室９側に静止させるため、Ｖ1 及びＶ2 を共に開きＰ1 とＰ2 に差圧 を発生させピストン５を静止させる。

【００３５】 次に、ピストン５を静止位置から０点に戻すためＶ3 を閉じ、Ｐ1 及びＰ2 を 同圧にし、ピストン５の面積Ｓ1 ，Ｓ2 の差によりピストン５は左側に移動する 。

【００３６】 そして、上記のようにピストン５が往復移動若しくは静止しているときのロッ ドストッパ１０の動きは次の通りである。

【００３７】 ピストン５が０点から作動している状態、即ちＡ室８に元圧Ｐ1 が入力された ときは、Ｂ室９内の圧力Ｐ2 はドレイン圧となるため、ロッドストッパ１０は作 動しない。そのため、ストッパピストン１８は、スプリング２０のスプリング力 によってロッドＢ７から離れる方向に移動し、ストッパロッド１９はロッドＢ９ の外周面から離間している。

【００３８】 次に、ピストン５を静止させる場合、即ちＢ室９内の圧力Ｐ2 を目標設定圧付 近にした場合には、そのときの油圧反力が常時開の弁１５を介してロッドストッ パ１０のストッパ穴１６に供給され、ストッパピストン１８はスプリング２０の スプリング力に抗してロッドＢ７側に移動し、ストッパロッド１９はロッドＢ９ の外周面に当接し、ロッドＢ９は止められる。このとき、圧力Ｐ2 が目標設定圧 のばらつきの下限値以上であるから、圧力Ｐ2 の大きさにかかわらず上記油圧反 力が作用し、ピストン５は、ロッドストッパ１０が作動しロッドＢ７が止められ ていることから、所定位置である静止位置に静止する。

【００３９】 さらに、圧力Ｐ2 をＰ1 と同圧、即ちピストン５を０点位置に戻す場合は、弁 １５が作動して油圧反力が供給される側のポートは閉ざされ、オイルタンク２３ に通じるドレイン側は開かれるため、ロッドストッパ１０への印加圧である油圧 反力はドレイン側のドレイン圧と連通することになり、ロッドストッパ１０は作 動しない。したがって、ストッパロッド１９はロッドＢ７から離れることになる 。

【００４０】 上記構成の流体圧アクチュエータにあっては、ピストン５を静止させる場合の み、ロッドストッパ１０を作動させてストッパロッド１９によりロッドＢ７の外 周面に当接させロッドＢ７を止めているので、ピストン５を所定位置である静止 位置に安定して保持できる。したがって、ピストン５のストロークのばらつきが なくなり、図２（ａ）に示すような安定した制御特性が得られ、油圧シリンダ１ の制御性を向上することができる。

【００４１】 そして、このような流体圧アクチュエータによれば、上記のように自動車等の クラッチに適用した場合、クラッチを安定した静止位置に保持でき、適正な接続 のタイミングでエンジン側のトルクをミッションに伝達することができる。

【００４２】 尚、上記実施例では流体圧アクチュエータとして、油圧シリンダ１を用いたも のを例にとって説明したが、特に油圧シリンダにかぎるものではなく他のアクチ ュエータに適用してもよい。

【００４３】

【考案の効果】

本考案は、以上の構成および作用を有するもので、可動部材を所定位置に止め るためのストッパを設けたので、可動部材が所定位置としての静止位置で確実に 止めることができ、その静止位置が安定する。そのため、可動部材の可動、即ち ストロークのばらつきがなくなるので、制御性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係る流体圧アクチュ
エータとしての油圧シリンダと、該油圧シリンダを制御
するための油圧回路とからなるアクチュエータ装置の構
成図である。

【図２】図２（ａ）は図１の油圧シリンダの制御特性を
示す図であり、同図（ｂ）は制御パターンを示す図であ
る。

【図３】図３は従来の流体圧アクチュエータとしての油
圧シリンダと、該油圧シリンダを制御するための油圧回
路とからなるアクチュエータ装置の構成図である。

【図４】図４（ａ）は図３の油圧シリンダの制御特性を
示す図であり、同図（ｂ）は制御パターンを示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ（流体圧アクチュエータ） ２ アクチュエータ装置 ３ 油圧回路 ４ シリンダ本体（アクチュエータ本体） ５ ピストン（可動部材） ６ ロッドＡ ７ ロッドＢ ８ Ａ室 ９ Ｂ室 １０ ロッドストッパ（ストッパ） １１，１２ 孔 １３，１４，１４’ シール部材 １５ ３ポート切換弁 １６ ストッパ穴 １７ 連通孔 １８ ストッパピストン １９ ストッパロッド ２０ スプリング ２１ 油圧ポンプ ２２ リリーフ弁 ２３ オイルタンク ２４，２５ オリフィス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータ本体内を可動する可動部
   材を有する流体圧アクチュエータにおいて、 前記可動部材を所定位置に止めるためのストッパを設け
   たことを特徴とする流体圧アクチュエータ。