JPH1151180A

JPH1151180A - 流体圧アクチュエータ

Info

Publication number: JPH1151180A
Application number: JP9213208A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Mizobuchi; 真康溝渕; Shigeru Okuwaki; 茂奥脇; Atsushi Honda; 敦本多
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で、位置精度が良く、打音の小さ
い流体圧アクチュエータを提供すること。【解決手段】シリンダ１００の内部にピストン１０１
が配設され、作動油給排切り換え弁１２０により第１油
孔１０８、第２油孔１０９を介して、第１ピストン油室
１１１、第２ピストン油室１１２に作動油を供給した
り、あるいは、それらから作動油を抜く。ピストン１０
１の右端の外側の縁に切り欠き１１３が形成されてい
る。切り欠き１１３の軸方向の深さＡは、第２油孔１０
９の径Ｄよりも充分小さいが、第２油孔１０９の右端部
とシリンダ１００の側壁面１１４の間の距離Ｂより僅か
に大きい。ピストン１０１がシリンダ１００の側壁に当
接する直前では第２油孔１０９の開口面積は急激に減少
し、排出抵抗が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体圧で作動するア
クチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】流体圧によって、被作動体を所定の位置
に動かす流体圧アクチュエータは様々な分野で利用され
ている。例えば、同期装置を用いた自動変速機において
同期装置のスリーブの位置を切り換えるために流体圧ア
クチュエータが使用される（特開平９−４２３８７号公
報参照）。この様な装置に使用されるアクチュエータ
は、被作動体である同期装置のスリーブを所定の位置へ
確実にと移動させることが重要であって、被作動体を動
かす作動棒が取り付けられたピストンをピストンを収容
しているシリンダの側壁に当接させることによってその
位置精度を確保している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ピストンを
移動させるためには、ピストンにより区画されるシリン
ダ内の２つの流体室の一方に作動流体を送り込み、他方
から作動流体を抜くことによりおこなわれる。上記公報
の様に、同期装置のスリーブを動かすには、大きな力が
必要であり、送り込まれる作動流体の圧力が高く、その
結果、ピストンが大きな速度でシリンダの側壁に衝突
し、打音が発生するという問題があった。この問題を解
決するために、ピストンとシリンダの側壁の間にゴム等
の緩衝材を介装することや、あるいは、作動流体の供給
機構にアキュムレータを設けてピストンがシリンダの側
壁に当接する時の圧力を弱めることも考えられるが、前
者の場合はピストンの停止位置の精度が低下するという
問題があり、また、後者の場合は構造が複雑になり、コ
ストもかかるという問題がある。本発明は上記問題に鑑
み、位置精度が良く、構造が簡単な、打音が小さい流体
圧アクチュエータを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、軸方向の端部に側壁を有するシリンダと、シリンダ
内に摺動自在に配置されたピストンと、ピストンに結合
された作動棒とを具備し、ピストンにより区画されたシ
リンダ内の２つの流体室の一方に作動流体を供給し、他
方から作動流体を排出してピストンをシリンダの軸方向
の端部側壁に当接するまで移動し、作動棒に結合された
被作動体を動かすアクチュエータであって、作動流体を
排出する排出口がピストンがシリンダの端部側壁に近づ
くにつれて開口面積が小さくなる可変排出口とされてい
るアクチュエータが提供される。この様に構成されたア
クチュエータでは、ピストンが側壁に近づくにつれて排
出口の開口面積が減少せしめられ抵抗が増大し、ピスト
ンが側壁に当接するときの速度がおそくなる。

【０００５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、可変排出口が端部側壁に近接したシリンダの
周壁に形成された断面円形の孔の上を、シリンダ側壁側
の端部の外周の縁に切り欠きが設けられたピストンが通
過することにより形成される可変排出口であって、孔の
直径をＤ、シリンダの側壁から孔のシリンダの側壁に最
も近いところまでの距離をＢ、ピストンの切り欠きのピ
ストンのシリンダ側壁側の端面から軸方向の深さをＡ、
としたときに、ＤがＡよりも充分大きく、ＡはＢよりも
僅かに大きくされているアクチュエータが提供される。
この様に構成されたアクチュエータでは、可変排出口が
軸方向側壁に近接したシリンダの周壁に形成された断面
円形の孔の上を、シリンダ側壁側の端部の外周の縁に切
り欠きが設けられたピストンが通過することにより形成
され、孔の直径をＤ、シリンダの側壁から孔のシリンダ
の側壁に最も近いところまでの距離をＢ、ピストンの切
り欠きのピストンの端面から軸方向の深さをＡ、とした
ときに、ＤがＡよりも充分大きく、ＡはＢよりも僅かに
大きくされている。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明が適用されたアク
チュエータを備えたツインクラッチ式変速機の全体の構
成を示す図である。エンジン（図示されない）の出力軸
１０がトルクコンバータ２のフロントカバー２１に連結
され、フロントカバー２１は流体流を介して連結される
ポンプインペラ２２とタービン２３を介して、あるい
は、ロックアップクラッチ２４を介してトルクコンバー
タ出力軸２０に連結され、ツインクラッチ式自動変速機
１の入力軸３０はトルクコンバータ２の出力軸２０と一
体回転可能に連結されている。

【０００７】入力軸３０には、クラッチＣを構成する第
１クラッチＣ１の第１クラッチ入力ディスクＣ１_i、第
２クラッチＣ２の第２クラッチ入力ディスクＣ２_iが連
結されている。そして、第１クラッチＣ１の第１クラッ
チ出力ディスクＣ１_o、第２クラッチＣ２の第２クラッ
チ出力ディスクＣ２_oに、それぞれ、第１クラッチ出力
軸４０、第２クラッチ出力軸５０が、入力軸３０の外側
に同軸的に連結されている。そして、副軸６０と出力軸
７０がこれらの軸に平行に配設されている。また差動装
置ＦＧの駆動出力軸８０も入力軸３０に平行に配置され
ている。

【０００８】第１クラッチ出力軸４０には、トルコン２
の側から、第１速ドライブギヤＩ₁、第３速ドライブギ
ヤＩ₃が固定的に結合されている。また、第２クラッチ
出力軸５０には、トルコン２の側から、第４速ドライブ
ギヤＩ₄、副軸ドライブギヤＩ_s、第２速ドライブギヤ
Ｉ₂が固定的に結合されている。副軸６０には、クラッ
チＣの側からトルコン２の側に向かって、副軸ドリブン
ギヤＯ_S、後進同期装置ＤＲ、後進ドライブギヤＩ_Rが
配設されている。

【０００９】出力軸７０には、トルコン２の側からクラ
ッチＣの側に向かって、ファイナルドライブギヤＩ_F、
第１速ドリブンギヤＯ₁、第１同期装置Ｄ１、第３速ド
リブンギヤＯ₃、第４速ドリブンギヤＯ₄、第２同期装
置Ｄ２、第２速ドリブンギヤＯ₂が配設されている。フ
ァイナルドライブギヤＩ_Fは出力軸７０に固定されてい
て差動装置ＦＧの入力ギヤとして作用し、差動装置ＦＧ
の駆動出力軸８０の周りを回転するファイナルドリブン
ギヤＯ_Fに常時噛合している。

【００１０】第１速ドリブンギヤＯ₁は第１速ドリブン
ギヤＯ₁と、第３速ドリブンギヤＯ ₃は第３速ドライブ
ギヤＩ₃と常時噛合し、第１同期装置Ｄ１により出力軸
７０に選択的に結合される。第２速ドリブンギヤＯ₂は
第２速ドライブギヤＩ₂と、第４速ドリブンギヤＯ ₄は
第４速ドライブギヤＩ₄と常時噛合し、第２同期装置Ｄ
２により出力軸７０に選択的に結合される。副軸ドリブ
ンギヤＯ_Sは副軸６０に固定されていて副軸ドライブギ
ヤＩ_Sと常時噛合している。そして後進ドライブギヤＩ
_Rは第１速ドリブンギヤＯ₁に常時噛合し、後進同期装
置Ｄ３により副軸６０と選択的に結合される。

【００１１】第１同期装置Ｄ１は出力軸７０に固定的に
連結された第１ハブＨ１と、その外周端部上に軸方向摺
動自在に取り付けられた第１スリーブＳ１と、シンクロ
ナイザリングＲから成り、第１スリーブＳ１を選択的に
移動して、第１速ドリブンギヤＯ₁に固定結合されてい
る第１速クラッチギヤＧ₁、または、第３速ドリブンギ
ヤＯ₃に固定結合されている第３速クラッチギヤＧ
₃に、シンクロナイザリングＲを介して出力軸７０に係
合させることによって第１速ドリブンギヤＯ₁または第
３速ドリブンギヤＯ₃を第１出力軸７０に連結せしめ
る。

【００１２】同様に、第２同期装置Ｄ２は出力軸７０に
固定的に連結された第２ハブＨ２と、その外周端部上に
軸方向摺動自在に取り付けられた第２スリーブＳ２と、
シンクロナイザリングＲとから成り、第２スリーブＳ２
を、選択的に移動して、第２速ドリブンギヤＯ₂に固定
結合されている第２速クラッチギヤＧ₂、または、第４
速ドリブンギヤＯ₄に固定結合されている第４速クラッ
チギヤＧ₄に係合させることによって第２速ドリブンギ
ヤＯ₂または第４速ドリブンギヤＯ₄を出力軸７０に連
結せしめる。また、第３同期装置Ｄ３は副軸６０に固定
的に連結された第３ハブＨ３と、その外周端部上に軸方
向摺動自在に取り付けられた第３スリーブＳ３と、シン
クロナイザリングＲとから成り、第３スリーブＳ３を選
択的に移動して、後進ドライブギヤＩ_Rに固定結合され
ている後進クラッチギヤＧ_Rに係合させることによって
後進ドライブギヤＩ_Rを副軸６０に連結せしめる。

【００１３】第１同期装置Ｄ１の第１スリーブＳ１、第
２同期装置Ｄ２の第２スリーブＳ２、第３同期装置Ｄ３
の第３スリーブＳ３は、それぞれ、第１シフトフォーク
Ｙ１、第２シフトフォークＹ２、第３シフトフォークＹ
３を介して、第１アクチュエータＡＣＴ１、第２アクチ
ュエータＡＣＴ２、第３アクチュエータＡＣＴ３により
移動せしめられ、本発明は、これらアクチュエータの内
部の構造に関するものである。

【００１４】上記の様に構成されたツインクラッチ式変
速機では、同期装置を作動させて所望の速度段の歯車組
合せが完成せしめ、その歯車組合せに連なるクラッチを
係合して、入力軸の回転を、所望の速度段のギヤ比で変
速して出力軸に伝える。しかし、各速度段を得るための
クラッチおよび同期装置の組合せは本発明のポイントに
関係ないので省略する。

【００１５】図２は、図１における第１アクチュエータ
ＡＣＴ１の内部の構造を示す断面図である。なお、第２
アクチュエータＡＣＴ２、第３アクチュエータＡＣＴ３
も同じ構造である。図２を参照すると、第１アクチュエ
ータＡＣＴ１のシリンダ１００の内部にピストン１０１
が配設されていて、ピストン１０１には作動棒１０２が
ボルト１０３により固定されていて、作動棒１０２には
ボルト１０４によりシフトフォークＹ１が固定されてい
る。１０５はスプリングであって、スプリング１０５の
図中左側の端部はスナップリング１０６で位置規制され
ているストッパ１０６に当接し、右側の端部はピストン
１０１に当接し、常時ピストン１０１を図中右方向に付
勢している。したがって、作動油が供給されない時、す
なわち、エンジンが停止している時に、ピストン１０１
は図中最右側に位置せしめられ、スリーブＳ１（図１参
照）を第１速ドリブンギヤＯ₁側に移動し、第１速度段
用のギヤの連結を完成するので、次回の発進に備えるこ
とができる。

【００１６】第１油孔１０８は第１ピストン油室１１１
に作動油を供給したり、あるいは、逆に第１ピストン油
室１１１から作動油を抜くために使用される。同様に、
第２油孔１０９は第２ピストン油室１１２に作動油を供
給したり、あるいは、逆に第２ピストン油室１１２から
作動油を抜くために使用される。上記作動油の給排の切
り換えは作動油給排切り換え弁１２０によりおこなう、
１３０はオイルポンプであり、１４０はドレインであ
る。図１では作動油給排切り換え弁１２０はオイルポン
プ１３０で圧送された作動油が第２ピストン油室１１２
に導入され、第１ピストン油室１１１にあった作動油が
ドレイン１４０に排出される様にされている。なお、１
１０はピストン１０１の摺動面を潤滑する潤滑油を送る
ための油孔である。

【００１７】そして、本発明の特徴として、ピストン１
０１の右端の外側の縁に切り欠き１１３が形成されてい
る。切り欠き１１３の軸方向の深さＡは、第２油孔１０
９の径Ｄよりも充分小さくされているが、第２油孔１０
９の右端部とシリンダ１００の側壁面１１４の間の距離
Ｂより僅かに大きくされている。

【００１８】さて、図２は第２ピストン油室１１２に作
動油が供給され、ピストン１０１が図中左端の位置、す
なわち、第３速度段用のギヤ連結を完成する位置にある
が、この状態から、作動油給排切り換え弁１２０を切り
換え、第１ピストン１１１に作動油を供給し、第２ピス
トン油室１１２の作動油を抜くと、ピストン１０１は図
中右側に移動せしめられ、図３に示すす状態を経て、図
４に示すようにシリンダ１００の側壁面１１４に当接
し、第１速度段用のギヤ連結を完成する。

【００１９】図５はピストン１０１がシリンダ１００の
側壁面１１４に接近して、ピストン１０１の切り欠き１
１３の底部１１５が第２油穴１０９の左端に達してか
ら、ピストン１０１がシリンダ１００の側壁面１１４に
当接するまでの変化を示したものである。断面で示して
いるのが第２油孔１０９の直径部の開口幅、一点鎖線で
示されているのが開口領域（面積）である。図６は開口
割合の変化をグラフで示したものであって、図６の横軸
の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は図５の
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）の位置におけ
るピストンの端面位置を示している。

【００２０】この様に、本発明のアクチュエータでは、
ピストン１０１がシリンダ１００の側壁面１１４に当接
する直前で、作動油を抜く第２油孔１０９の開口面積が
減少せしめられて排出抵抗が増大し、その結果、ピスト
ンの移動速度が低下し、ピストン１０１がシリンダ１０
０の側壁面１１４に当接する時の打音が低下する。

【００２１】一方、図７は従来技術における切り欠きの
例を示していて、図示されるように、切り欠きの軸方向
の深さＡは、第２油孔１０９の直径Ｄと同じ程度の大き
さとされており、第２油孔１０９の右端部とシリンダ１
００の側壁面１１４の間の距離Ｂよりも大分大きい。そ
の結果、ピストン１０１がシリンダ１００の側壁面１１
４に接近していき当接するまでの第２油孔１０９の開口
部の変化は図８に示される通りであり、開口割合の変化
は図９に示される通りである。

【００２２】したがって、ピストン１０１がシリンダ１
００の側壁面１１４に当接するまで、作動油を抜く第２
油孔１０９の開口面積は殆ど変わらず排出抵抗は増大し
ない、その結果、ピストンの移動速度は低下せしめられ
ることもなく、ピストン１０１はシリンダ１００の側壁
面１１４に高い速度で当接して打音が大きい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ピストンがシリンダの
側壁に当接するときの打音の低減を、シリンダの側壁に
当接する側のピストンの端部の外縁の切り欠きを適切に
形成することのみで達成することができ打音の低減を低
コストで実現できる。また、位置精度を犠牲にすること
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアクチュエータを備えたツインク
ラッチ式変速機の全体の構成を示す図である。

【図２】ある作動位置における本発明によるアクチュエ
ータの断面図である。

【図３】図２と異なる作動位置における本発明によるア
クチュエータの断面図である。

【図４】図２、３と異なる作動位置における本発明によ
るアクチュエータの断面図である。

【図５】ピストンがシリンダの側壁に接近していくとき
の作動油を排出する孔の開口面積の変化を示す図であ
る。

【図６】図５の変化をグラフで表したものである。

【図７】従来技術のアクチュエータの構造の例を示す図
である。

【図８】図７の従来技術において、ピストンがシリンダ
の側壁に接近していくときの作動油を排出する孔の開口
面積の変化を示す図である。

【図９】図８の変化をグラフで表したものである。

【符号の説明】

１…ツインクラッチ式変速機ＡＣＴ１…第１アクチュエータ１００…シリンダ１０１…ピストン１０２…作動棒１０４…シフトフォーク１０５…スプリング１０８…第１油孔１０９…第２油孔１１０…潤滑油孔１１３…切り欠き１１４…シリンダ側壁１２０…作動油給排切り換え弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向の端部に側壁を有するシリンダ
と、シリンダ内に摺動自在に配置されたピストンと、ピ
ストンに結合された作動棒とを具備し、ピストンにより
区画されたシリンダ内の２つの流体室の一方に作動流体
を供給し、他方から作動流体を排出してピストンをシリ
ンダの軸方向の端部側壁に当接するまで移動し、作動棒
に結合された被作動体を動かすアクチュエータであっ
て、作動流体を排出する排出口がピストンがシリンダの端部
側壁に近づくにつれて開口面積が小さくなる可変排出口
とされていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】可変排出口が端部側壁に近接したシリン
ダの周壁に形成された断面円形の孔の上を、シリンダ側
壁側の端部の外周の縁に切り欠きが設けられたピストン
が通過することにより形成される可変排出口であって、孔の直径をＤ、シリンダの側壁から孔のシリンダの側壁
に最も近いところまでの距離をＢ、ピストンの切り欠き
のピストンのシリンダ側壁側の端面から軸方向の深さを
Ａ、としたときに、ＤがＡよりも充分大きく、ＡはＢよりも僅かに大きくさ
れていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエ
ータ。