JPS61211503A - 流体圧シリンダ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体の圧力エネルギを機械的なエネルギに変換
するために用いられる流体圧シリンダに関する。

〔従来の技術〕

流体圧ゾ・す／ダ、中でも油圧シリンダは、各種産業分
野で広く利用されている。

ところで自動車には、エンジンの動力を駆動輪へ伝達す
る動力伝達装置に変速機が配設されている。変速機には
、自動変速機と手動変速機とがある。手動変速機には平
行軸歯車式変速機が採用されており、運転者によりシフ
トレバ−がセレクト方向及びシフト方向へ手動操作され
ることで、歯車列の組合せが選択可能とされている。

上記平行軸歯車式変速機は、トルクコンバータと組み合
された従来の自動変速機と比較して、動力伝達効率が高
いので、運転者による手動操作に代えてアクチュエータ
を用いた自動化が行われている（特開昭５８−１７０９
５５号等）。アクチュエータとしては一般に油圧シリン
ダ゛が採用されている。

このような用途に使用される油圧シリンダでは、変速歯
車の同期時間を短縮してシフト動作を素早く完了させる
のに必要なシフト力を得るために、比較的大きな推力を
発生するようになっている。

このため、通常の形式の油圧シリンダを油圧一定で使用
した場合には、変速機の同期機構が同期を開始した時に
は油圧シリンダのピストン及びピスト／ロッドが瞬時に
停止されるので、同期機構及び／フト機構に衝撃的な力
が作用すると云う問題が生じる。

また、同期が完了した後は、ピストンは再度運動を開始
し、トランスミッション内でギヤの噛み合せが行われて
、シフト動作が完了する。シフト動作が完了すると、シ
フトストップ機構により、ピストン及びピスト／ロッド
の運動が瞬時に停止されるので、シフト機構に衝撃的な
力が作用すると云う問題が生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記事実を考慮して、ピストンロッドの移動速
度に応じて作動流体の圧力が制御され、ピストンロッド
の推力が変化される流体圧シリンダを得ることが目的で
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る流体圧シリンダでは、誘導起電力発生装置
を備え、誘導起電力の大きさに応じて制御される圧力制
御弁により、作動流体の圧力が制御される構成となって
いる。

〔作用〕

上記構成の流体圧シリンダでは、ピストンロッドの移動
速度に応じて変化する誘導起電力が検出され、この誘導
起電力の大きさに応じて圧力制御弁が制御されて作動流
体の圧力が制御される。

従って、例えば、ピスト／ロッドの移動速度が大きく、
大きな誘導起電力が発生している時には、圧力制御弁が
作動流体の圧力を低減するように作用し、ピストンロッ
ドの移動速度が小さくなって誘導起電力が小さくなった
時には、圧力制御弁が作動流体の圧力を増加するように
作用する。

〔実施例〕

第１図には本考案に係る流体圧シリンダを、平行軸歯車
式変速機用自動シフト装置のアクチュエータに適用した
実施例が示されており、この実施例では作動流体として
油圧油が用いられている。

また、第２図乃至第４図には本実施例に係るアクチュエ
ータの特性グラフが示されている。

第１図に示されるように、本実施例に係る油圧シリンダ
では、シリンダチューブ１０には、ピストンロッド１２
と固着されたピストン１４が嵌合されている。ピスト／
１４には０リング１６が配設されており、ピストン１４
は０９／グ１６を介してシリンダチューブ１０の内壁に
摺動可能とされている。シリンダチューブ１０の一端側
の開放端部にはシリンダカバー１８が配設され、他端側
の開放端部にはアクチュエータボデー１９の一部をも形
成するシリンダカバー２０が配設されている。シリンダ
チューブ１０、シリンダカバー１８及びシリンダカバー
２０は、タイロッド２２により一体に締結されている。

ピストンロッド１２は、シリンダチューブ１０の両端部
に配設されたパツキン２４に液密状態で摺動可能に嵌合
され、一端部が７リンダカ、？　−１８に形成されてい
る筒部２６の内部に延出し、他端部がシリンダカバー２
０に形成されている透孔２８に中間部を摺動可能に支持
されてシリンダチューブ１０の外部へ延出している。

ピストンロッド１２の一端部には、永久磁石３０がビス
３２により固着されている。また、シリンダカバー１８
の筒部２６には、永久磁石３０を囲むように電磁コイル
３４が配設されている。シリンダカバー１８の先端部に
は、筒部２６を覆ってキャップ３６が取り付けられてい
る。アクチュエータボデー１９側に延出しているピスト
ンロッド１２の先端部は、アクチュエータボデー１９に
形成されている透孔３８に摺動可能に支持されている。

ピストンロッド１２には、アクチュエータボデー１９に
位置する部分に、シフトレバ−４０が固着されている。

シフトレバ−４０は、アクチュエータボデー１９が図示
しない変速機本体に取り付けられることで、先端部が変
速機に内設されているシフトヘッド４２と係合される。

シフトヘッド４２にはシフトシャフト４４が固着されて
おり、シフトシャフト４４はシフトフォークを介シて！
スリーブを移動させることが可 能とされている。

シリンダチューブ１０の内部はピストン１４を境として
軸線方向の両側が油圧室４６．４８とされ、それぞれ油
孔５０から油圧油の供給が可能とされている。油圧室４
６は油通路を介して第１の油圧切換弁５２、油圧ポンプ
５４を経て油タンク５６と結ばれている。第１の油圧切
換弁５２にはドレン通路５８が切換可能に納ばれている
。油圧室４８は油通路を介して第２の油圧切換弁６０を
経て第１の油圧切換弁５２と油圧ポンプ５４との間の油
通路と結ばれている。第２の油圧切換弁６０にはドレン
通路６２が切換可能に結ばれている。

油圧室４６に結ばれる油通路と油圧室４８に結ばれる油
通路との接続部と、油圧ポンプ５４との間の油通路には
、油圧制御弁６４が配設されている。

油圧制御弁６４はドレン通路６６と結ばれている。

電子制御回路６８は、入力されたシフト開始信号Ａにも
とづいて、第１の油圧切換弁５２及び第２の油圧切換弁
６０に切替信号を出力する。また電子制御回路６８は、
電磁コイル３４に発生した誘導起電力を入力して、その
大小に応じて油圧制御弁６４に弁開度制御信号を出力す
る。なお、第１図では油通路を２本の平行線で示し、電
気回路を矢印が付された１本の線で示している。

第２図には、電磁コイル３４に発生する誘導起電力の絶
対値と、永久磁石３０の移動速度、即ちピストンロッド
１２の移動速度との関係が示されている。同図かられか
るように、両者の間には１次の比例関係があるので、誘
導起電力を測定することで、ピストンロッド１２の移動
速度を知ることができる。なお、誘導起電力を絶対値と
しているのは、ピストンロッド１２が第１図に示される
位置から、図面左側に移動した場合と、図面右側に移動
した場合とで極性が変化するためであり、電子制御回路
６８の回路内でも絶対値処理がなされるようになってい
る。

第３図には、油圧とピストンロッド１２の移動速度との
関係が示されている。電子制御回路６８は、同図に示さ
れた関係が得られるように、ピストンロッド１２の移動
速度に応じて油圧制御弁６４の弁開度を制御している。

なお、ピストンロッド１２の移動速度は、前記のように
誘導起電力に置きかえることができるので、電子制御回
路６８の回路内では、ピストンロッド１２の移動速度の
大小は誘導起電力の大小で処理されている。油圧の制御
は、第３図に示された油圧とピストンロッド１２の移動
速度との関係が一次反比例となるものには限られず、ピ
ストンロッド１２の移動速度の増大に対して油圧を低減
させるものであれば、種々の態様が採用可能である。

次に本実施例の作用を説明する。

第１図に示されるのは、シフトレバ−４０２＞（中立の
状態であり、ピストン１４はシリンダチューブ１０の軸
線方向中央部に位置している。シフトレバ−４０は同位
置から図面右側又は左側にシフトされてギヤの噛合せを
選択するようにされている。

第１図に示される状態で、シフト開始信号Ａが電子制御
回路６８に入力されると、電子制御回路６８は、第１の
油圧切換弁５２及び第２の油圧切換弁６０に切替信号を
出力する。シフトが第１図左側へ向って行われる場合に
は、第１の油圧切換弁５２は、油圧室４６を油圧ポンプ
５４を介して油タンク５６と連通させ、第′２の油圧切
換弁６０は、油圧室４８をドレン通路６２と連通させる
。

コノ時には、ピストンロッド１２はまだ移動を開始して
いないので、電磁コイル３４は誘導起電力を発゛生して
おらず、電子制御回路６８は油圧制御弁６４に弁開度０
の信号を出力している。従って、油圧室４６には油圧ポ
ンプ５４で昇圧された油圧油が減圧されることなく供給
され始める。

油圧室４６が高圧となると、ピストン１４は第１図左側
へ向って移動を開始し、油圧室４８の油圧油は第２の油
圧切換弁６０を経てドレン通路６２から油タンク５６へ
戻される。ピストン１４の移動に伴いピストンロッド１
２も移動され、ピストンロッド１２に固着されたシフト
レバ−４０も移動される。これにより、シフトヘッド４
２、シフトシャフト４４、シフトフォークを介してスリ
ーブが移動され、シフト動作が開始される。

ピストンロッド１２が移動を開始すると、ピストンロッ
ド１２に固着された永久磁石３０と、電磁コイル３４と
の間に運動が開始されるので、電磁コイル３４は誘導起
電力を発生する。ピストンロッド１２は移動を開始した
後、ピストン１４が所定の速度に達するまでは加速状態
にあるので、誘導起電力は増大して行く。電子制御回路
６８は、誘導起電力が発生すると直ちに、油圧制御弁６
４の弁開度が誘導起電力の大きさに見合ったものとなる
ように、油圧制御弁６４に信号を出力する。

従って、ピストンロッド１２が移動を開始して速度を増
大してゆくと、油圧制御弁６４は弁開となるとともに弁
開度が増大されて、油圧油の一部はドレン通路６６から
バイパスされて油タンク５６へ戻され、油圧油の油圧が
低減されてゆく。このためピストン１４の推力が低減さ
れてゆくので、シフト力も低減されてゆく。この状態が
、第４図にシフト力とシフトストロークとの関係として
示されている。なお、ピストン推力は、シフトレバ−が
充分に所定の速さでストロークしてゆくことができる値
まで低減される。

シンクロナイザ−が同期を開始すると、スリーブは移動
を停止するので、シフトレバ−４０、ピストンロッド１
２も移動を阻止される。ピストンロッド１２が停止する
と、誘導起電力はＯとなるので、電子制御回路６８は油
圧制御弁６４に弁開度０の信号を出力する。これにより
油圧室４６に供給される油圧油は直ちに昇圧され、ピス
トン１４の推力が増大されて、第４図に示されるように
、スリーブ゛′ には大きなシフト力が作用する。

シンクロナイザ−が同期を完了すると、スリーブは再び
移動を開始して、ギヤの噛合せが行われる。ギヤの噛合
せが終了してまもなく、図示しないシフトストップ機構
によりシフトレバ−４０の移動が阻止される。この移動
再開から停止までの間にも、前記と同様に油圧制御弁６
４が電子制御回路６８に制御されて、第４図に示される
ようにシフト力が変化する。

シフトレバ−４０が第１図右側へ移動される場合には、
油圧室４８が第２の油圧切換弁６０、油圧ポンプ５４を
介して油タンク５６と連通され、油圧室４６が第１の油
圧切換弁５２を介してドレン通路５８と連通される。こ
の場合にもシフト力は第４図と同様に変化される。

このように本実施例では、ピストンロッド１２に永久磁
石３０が固着され、シリンダカバー１８に電磁コイル３
４が配設された油圧シリンダが、ｔｍコイル３４に発生
した誘導起電力にもとづいて電子制御回路６８によ抄制
御される油圧制御弁６４により油圧が制御された油圧油
を供給されて作動される。従って、シフトストローク中
、負荷が小さく必要とされるシフト力が小さい範囲では
ピストン１４の推力は小さく、急激に負荷が大となって
ピストン１４の移動が急停止された場合でも、この時に
はピストン１４の推力が小さいのでシフト機構に大きな
衝撃力が作用することがなく、耐久性を劣化させると云
う問題が解消される。

なお、本実施例の場合には、図示はしていないが前述の
ようにシフト機構にシフトストップ機構を備えているの
で、ギヤシフト完了後ギヤ抜は防止のために油圧をかけ
たままとしても、例えば、−スリーブ及びシフトフォー
クの摺動部分に過大な力が作用することはない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る流体圧シリンダでは、
誘導起電力発生装置を備え、発生した誘導起電力の大き
さに応じて制御される圧力制御弁により作動流体の圧力
が制御されるので、ピストンロッドの移動速度に応じて
推力を変化させることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流体圧シリンダを平行軸歯車式変
速機用自動シフト装置のアクチュエータに適用した実施
例を示す組合せ回路図、第２図乃至第４図は第１図に示
されたアクチュエータの特性を示すグラフで、第２図は
誘導起電力絶対値とピストンロッド移動速度との関係図
、第３図は油圧とピストンロッド移動速度との関係図、
第４図はシフト力とシフトストロークとの関係図である
。 １０・・・シリンダチューブ、　　１２・・・ピストン
ロッド、　１４・・・ピストン、　　１９・・・アクチ
ュエータボデー、　３０・・・永久磁石、　３４・・・
電磁コイル、　　４０・・・シフトレバ−１４２・・・
シフトヘッド、　５２・・・第１の油圧切換弁、　５４
・・・油圧ポンプ、　５６・・・油タンク、　６０・・
・第２の油圧切換弁、　６４・・・油圧制御弁、　６８
・・・電子制御回路。 代理人　弁理士　　中　島　　　淳 第１図 ４２：シフトへ・ｌド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　誘導起電力発生装置を備え、誘導起電力の大き
   さに応じて制御される圧力制御弁により、作動流体の圧
   力が制御されることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. （２）　誘導起電力発生装置が、ピストンロツドに固着
   された永久磁石と、永久磁石を囲むように配設された電
   磁コイルとからなる特許請求の範囲（１）記載の流体圧
   シリンダ。