JPS594271B2 - 可変推力駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はたとえば自動車のエンジン等の運転、制御、試
験を行なうにあたつて変速機のギヤ切換等の切換、駆動
力を発生する可変推力、駆動装置に関するものである。

上記切換手段を油圧、空圧または電動機等で駆動する場
合、高速で動かすには極めて大きい駆動力を与える必要
がある。

ところで油圧利用のシリンダー、ロータリアクチエータ
ーなどは任意の位５ 置で停止させることができ、また
高推力、高速運動が得られるので工学用ロボット、搬送
、自動装置に使用される。しかしこの装置は５０ｋｇ／
ｄ〜２００に９／（−７７１の高圧源によシ駆動され、
圧力、推力の微小な制御が不可能である。１０本発明は
数百１からの圧力を制御し、高速運動による事故の絶無
化及び人間の操作と類似した運動をする装置を提供しよ
うとするものである。

以下、自動車のミッションギヤーの切換えを行なう自動
装置に本発明を適用した一例をもつて説明す１５る。す
なわち本装置はミッションギヤーチェンジを人間の動作
にシュミレーションして操作する一種の口ポットに用い
るものである。人間の操作は先ずノブを握わ、次に目的
とする位置まで相当な高速で動かす。

もし途中で異常に加 重い場合、即ち歯車の噛合不良の
場合の様な時には直ちに停止し、一度元に戻すか、軽く
前進させるかいずれかの動作を行ない次いで所定の位置
でノブを放して操作を完了する。また油圧で発生する推
力は数百ｋｇに達すると共に、速度もｌｍ／ ｓｅｃ２
５程度まで容易に上昇する。したがつて何等かの障害が
あつた時にはシフトレバーが破壊する。若し即時停止を
行つても数１０ｍｍのオーバーランを生ずる。本発明は
これらの対策を目的としたものである。ｎ 第１図およ
び第２図において１はエンジンの変速機を収納したミッ
ションケース、２はギヤチェンジ用のシフトレバー２ａ
に設けたシフトノブ、３はシフトノブ２を挾持するチャ
ックで、空気シリンダー４により駆動される。

５はチャック３を３５支持する・アームで、このアーム
５の運動によりノブが移動し、第３図に示すようにロー
ギヤ、セカンドギヤ・・・・・・等のごとく変速操作が
行なわれる。

６はアーム５を支持するスプライン軸、７はこのスプラ
イン軸６を矢印８のごとく回転させるロータリーシリン
ダ、９はアーム５の回転角すなわちシフトノブ２の位置
指定を行なうロータリ型のポテンシオメータである。

１０はアーム５の取付板であ楓 リニアベアリング１２
によつて支持され、油圧シリンダー１１により矢印１３
のごとく直線的に駆動され、シフトノブ２がそれに従つ
て駆動される。

１４は直線運動の位置検出を行なうリニアポテンシオメ
ータである。

第４図は油圧回路を示すもので、油圧ロータリーシリン
ダー７、油圧シリンダー１１はモータ１８によジ駆動さ
れるポンプ１７により発生する油圧で，駆動され、サー
ボバルブ１５，１６によつて駆動停止逆転等の制御が行
われる。

電磁弁１９は常件は閉じているが、後述するように緊急
停止の際には開いて油を放出し、油圧を瞬時に低下させ
る働きをする。第５図はチヤツク部の動作状態を示した
もので、シフトノブ２を操作する時は実線の位置にチヤ
ツク３，３′が空気シリンダー４によ勺駆動され、操作
が完了すると点線の位置に復帰する。第６図はチヤツク
部の構造図で、エアーシリンダー４は内部にベロフラム
２１を有し、空気孔２２２よジ流入する空気によつてピ
ストン２３が駆動され、空気圧が低下するとスプリング
２４によつて引き戻される。

感圧センサー２０はピストン２３の先端に埋込まれ、チ
ヤツク３にかかる圧力を検出する。接点２５はチヤツク
３と連結棒２５′を介して連結したカム板２６により開
閉される。即ち、流入空気圧により設定される圧力より
もシフトノブ２を動かす抵抗力が大きい場合にはピスト
ンロツド２３が押し戻され、カム２６が接点２５を閉じ
て警報を発する。第７図は空気回路を示すもので空気供
給管２７より供給される空気は減圧弁２８（２８−Ａ〜
２８−Ｄ）によつて所定の圧力に設定される。

圧力計２９（２９−Ａ〜２９−Ｄ）は設定圧力の観測用
である。電磁弁３０（３０−Ａ〜３０−Ｄ）によつて設
定空圧の０ｎ，０ｆｆが行われＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄいずれを
選定するかが定まる。アキユムレータ一３１は空気シリ
ンダーの内容積よりも充分大きい容量を必要とし、空気
ばねの常数が決定される。電磁弁３２はチヤツクの開閉
を制御し、プログラムからの指令により０ｎ，０ｆｆす
る。減圧弁２８，電磁弁３０は複数箇設置され、図示の
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，の如く、いずれの電磁弁を指令するか
によつて、チヤツク圧を設定することを可能にしている
。なお空圧を変化できるサーボブアルブを減圧弁２８の
代りに使用すれば一個の電磁弁の組合せでＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，・・・の如く複数個の必要はない。以上のように構
成した装置に訃い、１例として２ｋ９以上の推力を発生
しないで駆動する場合を想定して動作を説明する。

空気シリンダー４の受圧面積５〜とすると、減圧弁２８
を先ず４００ｙ眉に設定する。プログラムされた指令信
号に基ずいて電磁弁３２が閉じて回路を形成し、次に電
磁弁３０が開いて空気が供給され、空気はアキユムレー
タ一３１に充填され同時に空気シリンダー４が動作して
Ｎの位置にあるノブ２のチヤツクを完了する。この時空
気シリンダーの発生する力は４００１名枳５＝２ｋ９で
ある。次にローギアの位置の場合はロータリーシリンダ
ー７が回転してノブ２を移動させる。若し、この際にギ
ヤーが咬合はずに２ｋ９以上の抵抗を受ける場合にはチ
ャツク３、ピストン２３が押し戻され、ノブ２はその位
置で停止する。従つて、カム板２６は接点２５を閉じ、
感圧センサー２０、接点２５によりその時の圧力、及び
停止信号を発生する。停止信号により油圧回路の電磁バ
ルブ１９が動作して油圧を開放し、ロータリーシリンダ
ー７が停止し、アーム５が停止する。運動速度が１ｍ／
Ｓｅｃであると、１０ｍｓｅｃの遅れで電磁バルブが動
作しても約１？空気シリンダーは圧縮される。若し、こ
の間に歯車の噛合が正常化すると抵抗力が減少するので
、ノブ２は先ず空気力でピストン２３によつて押され、
次に接点２５、及びセンサー２０の動作が解除され、電
磁バルブ１９が復帰して油圧が加わつてアーム５の運動
が再スタートする。停止した位置はポテンシオメータ一
で常に確認されているので所定の位置に到達すると停止
する。もしプログラムされた時間以上圧力センサー２０
が圧力を感じている時にはサーボの指令を反転し、原位
置のニュートラルに復帰させることも可能である。本発
明は上記のように空気シリンダーを空気ばねとして、訃
よびチヤツク機構の押圧力源として兼用しているもので
あシ、本発明によれば空気シリンダ一により一定以上の
駆動力が被駆動体に加わるのを防止できる利点を有する
とともに、被駆動体の挾持を精度よく行うことができる
ものである。

特に本発明を変速機のギヤ切換に適用した場合には、人
間のギヤ切換動作に近似させることができるものである
。また空気シリンダーを介して駆動力を被駆動体に伝達
する構成であるため、変速機の歯車の噛合不良時等に訃
いては、アームとピストンとの相対変位が生じ、この相
対変位を検出し駆動手段を停止させることもできるもの
である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例による可変推力駆動装置の側
面図、第２図は同上面図、第３図は変速機のギア切換位
置のパターンを示す図、第４図は油圧回路を示す図、第
５図はチヤツク部の動作状態を示す図、第６図はその構
造図、第７図は空気回路を示す図である。 ２・・・シフトノブ、３・・・チヤツク、４・・・空気
シリンダー、７・・・ロータリーシリンダ、１１・・・
油圧シリンダー、２５・・・接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被駆動体を挾持するチャックと、このチャックを一
   定圧力で開閉制御する空気シリンダーと、上記チャック
   を支持するとともに所定方向に移動させる駆動手段と、
   上記駆動手段が所定位置に到達したことを検出する位置
   検出手段と、上記チャックに加わる圧力が予め設定した
   圧力に達したことを検出する圧力検出手段とからなり、
   上記位置検出手段と圧力検出手段のいずれか一方の出力
   により上記駆動手段の移動を停止させることを特徴とす
   る可変推力駆動装置。