JPH0247601B2 - - Google Patents
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- JPH0247601B2 JPH0247601B2 JP59220841A JP22084184A JPH0247601B2 JP H0247601 B2 JPH0247601 B2 JP H0247601B2 JP 59220841 A JP59220841 A JP 59220841A JP 22084184 A JP22084184 A JP 22084184A JP H0247601 B2 JPH0247601 B2 JP H0247601B2
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- piston
- diameter
- piston rod
- cylinder
- outer piston
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 33
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/08—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor
- F15B11/12—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action
- F15B11/121—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions
- F15B11/123—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with only one servomotor providing distinct intermediate positions; with step-by-step action providing distinct intermediate positions by means of actuators with fluid-operated stops
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Actuator (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
Description
技術分野
本発明は、トリプルピストンシリンダ装置に係
り、特にピストンロツドを変位させるための力が
受圧面積との関係で小さくなる場合に、この受圧
面積を部分的に増大させることにより押圧力の減
少を防止し、ピストンロツドを変位させる力を均
等化しながらピストンロツドを所定の４点位置に
確実に停止させることができるようにしたトリプ
ルピストンシリンダ装置に関する。 従来技術 従来のシングルピストンシリンダ装置において
は、そのピストンに固着されたピストンロツドを
２点には確実に停止させることはできるが、該２
点位置に２点の中間位置を加えた４点位置、例え
ばがトランスミツシヨンの自動変速操作等におい
て必要とされる４点位置に確実に停止させること
はできないという欠点があつた。また例えば特開
昭59−159405に開示されているように、シリンダ
内に互いに相対的に変位し得る複数のピストンを
摺動自在に収容して４点位置を出すことができる
複数ピストンによるシリンダ装置も考えられる
が、シリンダの内径をピストンの全可動範囲で同
一にすると、ピストンロツドを変位させるための
力が受圧面積との関係で特に小さくなつてしまう
場合が生じ、この欠点を解消するためには、各ピ
ストンの外径を大きくしなければならず、この結
果シリンダ装置が大型化すると共に重量が増大し
てしまうという欠点が生ずる。 目 的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除ために
なされたものであつて、その目的とするところ
は、シリンダの中にトリプルピストンを相対的に
変位可能に収容することによつて、簡易な構成で
ピストンロツドを確実に４点位置に停止させるこ
とができるようにすることである。また他の目的
は、４つのセレクト位置を持つトランスミツシヨ
ンのセレクト操作を単一のシリンダ装置で行い得
るようにすることである。更に他の目的は、ピス
トンロツドを変位させるための力が受圧面積との
関係で特に小さくなるピストンの可動範囲におい
て、部分的にシリンダの内径を増大させてこの受
圧面積の減少を防止し、ピストンロツドを変位さ
せるための力を均等化することであり、またこれ
によつてピストンロツド及びその関連部品の寸法
を大きくしなくてもよいようにし、小型でかつ軽
量なシリンダ装置を提供することである。 構 成 要するに本発明は、シリンダと、該シリンダ内
に摺動自在に収容され一端が開口し他の一端が壁
部を有して密閉され該壁部を有する端部の直径が
他の部分の直径よりも大きく形成された中空の外
側ピストンと、該外側ピストン内に摺動自在に収
容された第１の中間ピストンと第２の中間ピスト
ンとからなる中間ピストンと、該第１の中間ピス
トンと該第２の中間ピストンとの間に位置してこ
れら両中間ピストンの移動を制限するように前記
外側ピストンの内周面に装着されたストツパと、
前記中間ピストン内に摺動自在に収容され前記第
２の中間ピストンの一端を貫通し前記シリンダの
一端を摺動自在に貫通したピストンロツドが一体
的に形成された内側ピストンとを備え、該ピスト
ンロツドの直径をD0、前記内側ピストンの直径
をD1、前記中間ピストンの直径をD2、前記外側
ピストンの前記端部以外の部分を直径D3、該外
側ピストンの前記端部の直径をD4とした場合、 D4＞D3＞D2＞D1＞D0 の関係にあり、かつ前記シリンダは、前記外側ピ
ストンの前記ピストンロツドと反対側の前記端部
の可動範囲の内径が他の部分の内径よりも大きく
形成されると共に、前記外側ピストンを最大量前
記ピストンロツド側に変位させるための第１の流
体ポートと、前記外側ピストンの中空部に連通
し、前記第１の中間ピストンを前記外側ピストン
内で前記ピストンロツド側に最大量変位させるた
めの第２の流体ポートと、前記外側ピストン、前
記第２の中間ピストン及び前記内側ピストンを前
記ピストンロツドの反対側に最大量変位させるた
めの第３の流体ポートとを備え、前記外側ピスト
ンと前記中間ピストンと前記内側ピストンとの相
対的な変位並びに前記外側ピストンの壁部及び前
記ストツパとの相互作用により前記ピストンロツ
ドを所定の４点位置に設定し得るようにし、かつ
前記ピストンロツドの反対側に最大量変位したと
きの前記外側ピストンを前記ピストンロツド側に
変位させる場合に前記端部の直径を大きくしたこ
とによる受圧面積の増大によつて押圧力を増大さ
せて変位させるように構成したことを特徴とする
ものである。 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係るトリプルピストンシリンダ装置
１は、シリンダ２と、外側ピストン３と、第１及
び第２の中間ピストン４ａ，４ｂとからなる中間
ピストン４と、内側ピストン５とを備えている。 シリンダ２は、密閉構造とされており、図中右
端２ａには、内側ピストン５と一体的に形成され
たピストンロツド５ａが、シール部材８を介して
摺動自在に貫通する穴部２ｂが形成されている。
またシリンダ２には、外側ピストン３をピストン
ロツド５ａ側に最大量変位させるための第１の流
体ポートP1と、外側ピストン３の中空部３ａに
連通し、第１の中間ピストン４ａを外側ピストン
３内でピストンロツド５ａ側に最大量変位させる
ための第２の流体ポートP2と、外側ピストン３
と第２の中間ピストン４ｂと内側ピストン５とを
ピストンロツド５ａの反対側に最大量変位させる
ための第３の流体ポートP3とが形成されている。
そしてこれらの各流体ポートは、夫々スプール制
御弁（図せず）等を介してエアやオイル等の流体
供給源（図せず）に接続されている。 外側ピストン３は、シリンダ２の中空部２ｃ内
にシール部材９を介して摺動自在に収容されてい
て、中空に形成されており、図中左端は壁部３ｂ
によつて密閉され、開口した図中右端には、シリ
ンダ２の中空部２ｃに連通する溝３ｃが設けられ
ている。また外側ピストン３の図中下部には、第
２の流体ポートP2と中空部３ａとを連通させる
溝３ｄと、該溝及び中空部３ａとに連通する連通
穴３ｅと、シリンダ２の図中下部に形成された排
出穴２ｅに連通する溝３ｇとが夫々設けられてい
る。そして外側ピストン３は、ストロークl1の範
囲でシリンダ２内を左右に摺動し得るようになつ
ている。 第１の中間ピストン４ａは、外側ピストン３内
にシール部材１０を介して摺動自在に収容されて
いて、中空に形成されており、図中左端には壁部
４ｃが形成され、該壁部には、外側ピストン３の
中空部３ａに連通する穴４ｄが形成されている。
また第１の中間ピストン４ａは、図中右端に形成
された開口端４ｅが外側ピストン３の内周面中間
部に埋設されたストツパ１２に当接することによ
つて、そのストロークl2が規制されるようになつ
ている。そしてストロークl2の範囲で外側ピスト
ン３内を左右に摺動し得るようになつている。 第２の中間ピストン４ｂは、外側ピストン３内
にシール部材１３を介して摺動自在に収容されて
いて、第１の中間ピストン４ａと同一形状に形成
されており、図中右端に形成された壁部４ｆの穴
４ｇには、ピストンロツド５ａが貫通している。
また第２の中間ピストン４ｂは、図中左端に形成
された開口端４ｈが外側ピストン３のストツパ１
２に当接することによつて、そのストロークl3が
規制されるようになつている。そしてストローク
l3の範囲で外側ピストン３内を左右に摺動し得る
ようになつている。 内側ピストン５は、第１及び第２の中間ピスト
ン４ａ，４ｂ内にシール部材１５を介して摺動自
在に収容されていて、ストロークl3とl4の和の範
囲で単独又は第２の中間ピストン４ｂを伴つて外
側ピストン３内を左右に摺動し得るようになつて
おり、右側にはピストンロツド５ａが一体的に形
成されている。 そして外側ピストン３と、第１及び第２の中間
ピストン４ａ，４ｂからなる中間ピストン４と、
内側ピストン５との相対的な変位により、ピスト
ンロツド５ａを所定の４点位置Q1，Q2，Q3及び
Q4に停止させることができるように構成されて
いる。 またシリンダ２は、外側ピストン３のピストン
ロツド５ａと反対側の端部３ｆの可動範囲（スト
ロークl1の範囲）の内径（＝端部３ｆの直径）D4
が他の部分の内径（＝外側ピストン３の直径）
D3より大きく形成され、該外側ピストン３がピ
ストンロツド５ａの方向に移動するときの受圧面
積の増大が図られている。 作 用 本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。まずピストンロツド
５ａを最右端の第１位置Q1に停止させる場合を
第１図により説明する。矢印B1で示す如く流体
を第１の流体ポートP1に流入させると、外側ピ
ストン３は最右端位置に変位して停止する。同時
に矢印B2で示す如く流体を第２の流体ポートP2
に流入させると、溝３ｄ及び連通穴３ｅを通つて
該流体は中空部３ａ内に流入し、第１の中間ピス
トン４ａはストツパ１２に当たる位置に変位して
停止し、また内側ピストン５は第２中間ピストン
４ｂを伴つて該第２のピストンの壁部４ｆがシリ
ンダ２の右端２ａに当たる最右端位置に変位して
停止する。この結果、外側ピストン３と内側ピス
トン５が共に最右端に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第１位置Q1に停止す
る。従つて、例えばこの第１位置Q1がセレクト
されることによつてトランスミツシヨンは第５又
は第６速ギヤにシフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第２位置Q2
に停止させる場合について第２図により説明す
る。第１図の状態を維持したまま矢印B3で示す
如く流体を第３の流体ポートP3に流入させる。
この場合、第１及び第３の流体ポートP1，P3に
流入する流体の圧力Ｐは同一とし、シリンダ２の
中空部２ｃのうち内径がD4の部分の断面積をA4、
その他の内径がD3である部分の断面積をA3、ピ
ストンロツド５ａの断面積をA2とすると、外側
ピストン３を図中右方向に押圧する力F1は、F1
＝PA4であり、これに対して外側ピストン３を図
中左方向に押圧する力F2は、F2＝Ｐ（A3−A2）＝
PA3−PA2であり、断面積A4＞A3であるので力
F1は力F2よりＰ（A4−A3＋A2）に相当する分だ
け大きい。 従つて外側ピストン３は停止しており、第２の
中間ピストン４ｂが左方に動いて内側ピストン５
が左方に押圧されて第２の中間ピストン４ｂがス
トツパ１２に当たるまでストロークl3−l1の範囲
で左方に変位して停止する。この結果、第１図の
状態からピストンロツド５ａはストロークl3−l1
の分だけ左方に移動して第２位置Q2停止する。
従つて例えば第２位置Q2がセレクトされること
でトランスミツシヨンは第３速又は第４速ギヤに
シフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第３位置Q3
に停止させる場合について第３図により説明す
る。第２図の状態を維持したまま第２の流体ポー
トP2からの流体の供給を停止すると、内側ピス
トン５は、第１の中間ピストン４ａを伴つて該第
１の中間ピストン４ａの壁部４ｃが外側ピストン
３の壁部３ｂに当たるまでストロークl2の範囲で
左方に変位して停止する。この結果、第２図の状
態からピストンロツド５ａはストロークl2の分だ
け左方に移動して第３位置Q3に停止する。従つ
て、例えば第３位置Q3がセレクトされることで
トランスミツシヨンは第１速又は第２速ギヤにシ
フト可能となる。 次にピストンロツド５ａを最左端の第４位置
Q4に設定する場合について、第４図により説明
する。第３図の状態を維持したまま第１の流体ポ
ートP1からの流体の供給を停止すると、外側ピ
ストン３は、その壁部３ｂがシリンダ２の左端２
ｇに当たるまで最左端位置に変位して停止する。
同時に内側ピストン５も第１の中間ピストン４ａ
を伴つて外側ピストン３と共に左方向に変位す
る。この結果、外側ピストン３と内側ピストン５
が共に最左端位置に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第４位置Q4に停止す
る。従つて、例えば第４位置Q4がセレクトされ
ることでトランスミツシヨンはリバースギヤにシ
フト可能となる。 以上のようにピストンロツド５ａは、流体の流
入制御又は流出制御によつて４点位置Q1，Q2，
Q3及びQ4に確実に停止する。 ここで各位置Q1，Q2，Q3，Q4から他の位置に
変位するときに、ピストンロツド５ａを変位させ
る力Ｆにいて説明する。ピストンロツド５ａの直
径をD0とし、内側ピストン５の直径D1をmD0、
中間ピストン４の直径D2をmD0＋nD0、外側ピス
トン３の直径D3をmD0＋2nD0、同じく直径D4を
kD3とする（ｍ，ｎ及びｋは定数）。また第１、
第２及び第３の流体ポートP1，P2，P3に流入す
る流体の圧力Ｐはすべて同一とする。 そして第１位置Q1から第２位置Q2に、第２位
置Q2から第３位置Q3に、第３位置Q3から第４位
置Q4に夫々変位するときにピストンロツド５ａ
を変位させる力を夫々F12，F23，F34とすると、 F12＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2−１）｝D0 2P F23＝π／４（m2−１）D0 2P F34＝π／４｛（ｍ＋2n）2−１）｝D0 2P となる。 また第４位置Q4から第３位置Q3に、第３位置
Q3から第２位置Q2に、第２位置Q2から第１位置
Q1に夫々変位するときにピストンロツド５ａを
変位させる力を夫々F43，F32，F21とすると、 F43＝π／４｛（k2−１）（ｍ＋2n）2＋１）｝D0 2P F32＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2−１）｝D0 2P F21＝π／４m2D0 2P となる。ここで内径D4とD3とが同一の場合には
F43＝π／４D0 2Pであるから内径D4をD3よりも大き くしたことによつて力F43はπ／４（k2−１）（ｍ＋ 2n）2D0 2Pだけ増加したことになる。上式に、例
えばｍ＝２，ｎ＝１又はｍ＝３，ｎ＝１，ｋ＝
1.3を夫々代入すると第１表に示す如くなる。
り、特にピストンロツドを変位させるための力が
受圧面積との関係で小さくなる場合に、この受圧
面積を部分的に増大させることにより押圧力の減
少を防止し、ピストンロツドを変位させる力を均
等化しながらピストンロツドを所定の４点位置に
確実に停止させることができるようにしたトリプ
ルピストンシリンダ装置に関する。 従来技術 従来のシングルピストンシリンダ装置において
は、そのピストンに固着されたピストンロツドを
２点には確実に停止させることはできるが、該２
点位置に２点の中間位置を加えた４点位置、例え
ばがトランスミツシヨンの自動変速操作等におい
て必要とされる４点位置に確実に停止させること
はできないという欠点があつた。また例えば特開
昭59−159405に開示されているように、シリンダ
内に互いに相対的に変位し得る複数のピストンを
摺動自在に収容して４点位置を出すことができる
複数ピストンによるシリンダ装置も考えられる
が、シリンダの内径をピストンの全可動範囲で同
一にすると、ピストンロツドを変位させるための
力が受圧面積との関係で特に小さくなつてしまう
場合が生じ、この欠点を解消するためには、各ピ
ストンの外径を大きくしなければならず、この結
果シリンダ装置が大型化すると共に重量が増大し
てしまうという欠点が生ずる。 目 的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除ために
なされたものであつて、その目的とするところ
は、シリンダの中にトリプルピストンを相対的に
変位可能に収容することによつて、簡易な構成で
ピストンロツドを確実に４点位置に停止させるこ
とができるようにすることである。また他の目的
は、４つのセレクト位置を持つトランスミツシヨ
ンのセレクト操作を単一のシリンダ装置で行い得
るようにすることである。更に他の目的は、ピス
トンロツドを変位させるための力が受圧面積との
関係で特に小さくなるピストンの可動範囲におい
て、部分的にシリンダの内径を増大させてこの受
圧面積の減少を防止し、ピストンロツドを変位さ
せるための力を均等化することであり、またこれ
によつてピストンロツド及びその関連部品の寸法
を大きくしなくてもよいようにし、小型でかつ軽
量なシリンダ装置を提供することである。 構 成 要するに本発明は、シリンダと、該シリンダ内
に摺動自在に収容され一端が開口し他の一端が壁
部を有して密閉され該壁部を有する端部の直径が
他の部分の直径よりも大きく形成された中空の外
側ピストンと、該外側ピストン内に摺動自在に収
容された第１の中間ピストンと第２の中間ピスト
ンとからなる中間ピストンと、該第１の中間ピス
トンと該第２の中間ピストンとの間に位置してこ
れら両中間ピストンの移動を制限するように前記
外側ピストンの内周面に装着されたストツパと、
前記中間ピストン内に摺動自在に収容され前記第
２の中間ピストンの一端を貫通し前記シリンダの
一端を摺動自在に貫通したピストンロツドが一体
的に形成された内側ピストンとを備え、該ピスト
ンロツドの直径をD0、前記内側ピストンの直径
をD1、前記中間ピストンの直径をD2、前記外側
ピストンの前記端部以外の部分を直径D3、該外
側ピストンの前記端部の直径をD4とした場合、 D4＞D3＞D2＞D1＞D0 の関係にあり、かつ前記シリンダは、前記外側ピ
ストンの前記ピストンロツドと反対側の前記端部
の可動範囲の内径が他の部分の内径よりも大きく
形成されると共に、前記外側ピストンを最大量前
記ピストンロツド側に変位させるための第１の流
体ポートと、前記外側ピストンの中空部に連通
し、前記第１の中間ピストンを前記外側ピストン
内で前記ピストンロツド側に最大量変位させるた
めの第２の流体ポートと、前記外側ピストン、前
記第２の中間ピストン及び前記内側ピストンを前
記ピストンロツドの反対側に最大量変位させるた
めの第３の流体ポートとを備え、前記外側ピスト
ンと前記中間ピストンと前記内側ピストンとの相
対的な変位並びに前記外側ピストンの壁部及び前
記ストツパとの相互作用により前記ピストンロツ
ドを所定の４点位置に設定し得るようにし、かつ
前記ピストンロツドの反対側に最大量変位したと
きの前記外側ピストンを前記ピストンロツド側に
変位させる場合に前記端部の直径を大きくしたこ
とによる受圧面積の増大によつて押圧力を増大さ
せて変位させるように構成したことを特徴とする
ものである。 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。本発明に係るトリプルピストンシリンダ装置
１は、シリンダ２と、外側ピストン３と、第１及
び第２の中間ピストン４ａ，４ｂとからなる中間
ピストン４と、内側ピストン５とを備えている。 シリンダ２は、密閉構造とされており、図中右
端２ａには、内側ピストン５と一体的に形成され
たピストンロツド５ａが、シール部材８を介して
摺動自在に貫通する穴部２ｂが形成されている。
またシリンダ２には、外側ピストン３をピストン
ロツド５ａ側に最大量変位させるための第１の流
体ポートP1と、外側ピストン３の中空部３ａに
連通し、第１の中間ピストン４ａを外側ピストン
３内でピストンロツド５ａ側に最大量変位させる
ための第２の流体ポートP2と、外側ピストン３
と第２の中間ピストン４ｂと内側ピストン５とを
ピストンロツド５ａの反対側に最大量変位させる
ための第３の流体ポートP3とが形成されている。
そしてこれらの各流体ポートは、夫々スプール制
御弁（図せず）等を介してエアやオイル等の流体
供給源（図せず）に接続されている。 外側ピストン３は、シリンダ２の中空部２ｃ内
にシール部材９を介して摺動自在に収容されてい
て、中空に形成されており、図中左端は壁部３ｂ
によつて密閉され、開口した図中右端には、シリ
ンダ２の中空部２ｃに連通する溝３ｃが設けられ
ている。また外側ピストン３の図中下部には、第
２の流体ポートP2と中空部３ａとを連通させる
溝３ｄと、該溝及び中空部３ａとに連通する連通
穴３ｅと、シリンダ２の図中下部に形成された排
出穴２ｅに連通する溝３ｇとが夫々設けられてい
る。そして外側ピストン３は、ストロークl1の範
囲でシリンダ２内を左右に摺動し得るようになつ
ている。 第１の中間ピストン４ａは、外側ピストン３内
にシール部材１０を介して摺動自在に収容されて
いて、中空に形成されており、図中左端には壁部
４ｃが形成され、該壁部には、外側ピストン３の
中空部３ａに連通する穴４ｄが形成されている。
また第１の中間ピストン４ａは、図中右端に形成
された開口端４ｅが外側ピストン３の内周面中間
部に埋設されたストツパ１２に当接することによ
つて、そのストロークl2が規制されるようになつ
ている。そしてストロークl2の範囲で外側ピスト
ン３内を左右に摺動し得るようになつている。 第２の中間ピストン４ｂは、外側ピストン３内
にシール部材１３を介して摺動自在に収容されて
いて、第１の中間ピストン４ａと同一形状に形成
されており、図中右端に形成された壁部４ｆの穴
４ｇには、ピストンロツド５ａが貫通している。
また第２の中間ピストン４ｂは、図中左端に形成
された開口端４ｈが外側ピストン３のストツパ１
２に当接することによつて、そのストロークl3が
規制されるようになつている。そしてストローク
l3の範囲で外側ピストン３内を左右に摺動し得る
ようになつている。 内側ピストン５は、第１及び第２の中間ピスト
ン４ａ，４ｂ内にシール部材１５を介して摺動自
在に収容されていて、ストロークl3とl4の和の範
囲で単独又は第２の中間ピストン４ｂを伴つて外
側ピストン３内を左右に摺動し得るようになつて
おり、右側にはピストンロツド５ａが一体的に形
成されている。 そして外側ピストン３と、第１及び第２の中間
ピストン４ａ，４ｂからなる中間ピストン４と、
内側ピストン５との相対的な変位により、ピスト
ンロツド５ａを所定の４点位置Q1，Q2，Q3及び
Q4に停止させることができるように構成されて
いる。 またシリンダ２は、外側ピストン３のピストン
ロツド５ａと反対側の端部３ｆの可動範囲（スト
ロークl1の範囲）の内径（＝端部３ｆの直径）D4
が他の部分の内径（＝外側ピストン３の直径）
D3より大きく形成され、該外側ピストン３がピ
ストンロツド５ａの方向に移動するときの受圧面
積の増大が図られている。 作 用 本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。まずピストンロツド
５ａを最右端の第１位置Q1に停止させる場合を
第１図により説明する。矢印B1で示す如く流体
を第１の流体ポートP1に流入させると、外側ピ
ストン３は最右端位置に変位して停止する。同時
に矢印B2で示す如く流体を第２の流体ポートP2
に流入させると、溝３ｄ及び連通穴３ｅを通つて
該流体は中空部３ａ内に流入し、第１の中間ピス
トン４ａはストツパ１２に当たる位置に変位して
停止し、また内側ピストン５は第２中間ピストン
４ｂを伴つて該第２のピストンの壁部４ｆがシリ
ンダ２の右端２ａに当たる最右端位置に変位して
停止する。この結果、外側ピストン３と内側ピス
トン５が共に最右端に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第１位置Q1に停止す
る。従つて、例えばこの第１位置Q1がセレクト
されることによつてトランスミツシヨンは第５又
は第６速ギヤにシフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第２位置Q2
に停止させる場合について第２図により説明す
る。第１図の状態を維持したまま矢印B3で示す
如く流体を第３の流体ポートP3に流入させる。
この場合、第１及び第３の流体ポートP1，P3に
流入する流体の圧力Ｐは同一とし、シリンダ２の
中空部２ｃのうち内径がD4の部分の断面積をA4、
その他の内径がD3である部分の断面積をA3、ピ
ストンロツド５ａの断面積をA2とすると、外側
ピストン３を図中右方向に押圧する力F1は、F1
＝PA4であり、これに対して外側ピストン３を図
中左方向に押圧する力F2は、F2＝Ｐ（A3−A2）＝
PA3−PA2であり、断面積A4＞A3であるので力
F1は力F2よりＰ（A4−A3＋A2）に相当する分だ
け大きい。 従つて外側ピストン３は停止しており、第２の
中間ピストン４ｂが左方に動いて内側ピストン５
が左方に押圧されて第２の中間ピストン４ｂがス
トツパ１２に当たるまでストロークl3−l1の範囲
で左方に変位して停止する。この結果、第１図の
状態からピストンロツド５ａはストロークl3−l1
の分だけ左方に移動して第２位置Q2停止する。
従つて例えば第２位置Q2がセレクトされること
でトランスミツシヨンは第３速又は第４速ギヤに
シフト可能となる。 次にピストンロツド５ａを中間の第３位置Q3
に停止させる場合について第３図により説明す
る。第２図の状態を維持したまま第２の流体ポー
トP2からの流体の供給を停止すると、内側ピス
トン５は、第１の中間ピストン４ａを伴つて該第
１の中間ピストン４ａの壁部４ｃが外側ピストン
３の壁部３ｂに当たるまでストロークl2の範囲で
左方に変位して停止する。この結果、第２図の状
態からピストンロツド５ａはストロークl2の分だ
け左方に移動して第３位置Q3に停止する。従つ
て、例えば第３位置Q3がセレクトされることで
トランスミツシヨンは第１速又は第２速ギヤにシ
フト可能となる。 次にピストンロツド５ａを最左端の第４位置
Q4に設定する場合について、第４図により説明
する。第３図の状態を維持したまま第１の流体ポ
ートP1からの流体の供給を停止すると、外側ピ
ストン３は、その壁部３ｂがシリンダ２の左端２
ｇに当たるまで最左端位置に変位して停止する。
同時に内側ピストン５も第１の中間ピストン４ａ
を伴つて外側ピストン３と共に左方向に変位す
る。この結果、外側ピストン３と内側ピストン５
が共に最左端位置に変位して停止することとな
り、ピストンロツド５ａは第４位置Q4に停止す
る。従つて、例えば第４位置Q4がセレクトされ
ることでトランスミツシヨンはリバースギヤにシ
フト可能となる。 以上のようにピストンロツド５ａは、流体の流
入制御又は流出制御によつて４点位置Q1，Q2，
Q3及びQ4に確実に停止する。 ここで各位置Q1，Q2，Q3，Q4から他の位置に
変位するときに、ピストンロツド５ａを変位させ
る力Ｆにいて説明する。ピストンロツド５ａの直
径をD0とし、内側ピストン５の直径D1をmD0、
中間ピストン４の直径D2をmD0＋nD0、外側ピス
トン３の直径D3をmD0＋2nD0、同じく直径D4を
kD3とする（ｍ，ｎ及びｋは定数）。また第１、
第２及び第３の流体ポートP1，P2，P3に流入す
る流体の圧力Ｐはすべて同一とする。 そして第１位置Q1から第２位置Q2に、第２位
置Q2から第３位置Q3に、第３位置Q3から第４位
置Q4に夫々変位するときにピストンロツド５ａ
を変位させる力を夫々F12，F23，F34とすると、 F12＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2−１）｝D0 2P F23＝π／４（m2−１）D0 2P F34＝π／４｛（ｍ＋2n）2−１）｝D0 2P となる。 また第４位置Q4から第３位置Q3に、第３位置
Q3から第２位置Q2に、第２位置Q2から第１位置
Q1に夫々変位するときにピストンロツド５ａを
変位させる力を夫々F43，F32，F21とすると、 F43＝π／４｛（k2−１）（ｍ＋2n）2＋１）｝D0 2P F32＝π／４｛（ｍ＋ｎ）2−m2−１）｝D0 2P F21＝π／４m2D0 2P となる。ここで内径D4とD3とが同一の場合には
F43＝π／４D0 2Pであるから内径D4をD3よりも大き くしたことによつて力F43はπ／４（k2−１）（ｍ＋ 2n）2D0 2Pだけ増加したことになる。上式に、例
えばｍ＝２，ｎ＝１又はｍ＝３，ｎ＝１，ｋ＝
1.3を夫々代入すると第１表に示す如くなる。
【表】
ここで内径D4＝D3の場合には、力F43は第１表
の上下段ともF43＝π0.25D0 2Pであるので、内径
D4＝1.3D3としたことで力F43は18.24倍に増大し
たことになる。 以上の如くピストンロツド５ａを第４位置Q4
から第３位置Q3に変位させるときのように、該
ピストンロツドを変位させる力が特に小さくなる
場合にも、内径D4をD3に比べて大きくしたこと
によつてピストンロツド５ａを変位させるための
力が均等化され特にピストンロツド５ａの直径
D0を大きくする必要がない。従つて内側ピスト
ン５、中間ピストン４、外側ピストン３及びシリ
ンダ２の各直径も特に大きくする必要がないの
で、シリンダ装置１は小型でかつ軽量となる。 なお上記説明において、流体は空気でもオイル
でもよい。 効 果 本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、シリンダの中にトリプルピストン
を相対的に変位可能に収容したので、簡易な構成
でピストンロツドを確実に４点位置に停止させる
ことができる効果が得られる。また、４つのセレ
クト位置を持つトランスミツシヨンのセレクト操
作を単一のシリンダ装置で行い得る効果があり、
その他広範囲の用途に応用することができる効果
がある。更には、ピストンロツドを変位させるた
めの力が受圧面積との関係で特に小くなるピスト
ンの可動範囲において、部分的にシリンダの内径
を増大させたのでこの受圧面積の減少を防止する
ことができ、ピストンロツドを変位させるための
力を均等化することができ、この結果ピストンロ
ツド及びその関連部品の寸法を大きくする必要が
なくなり、小型でかつ軽量なシリンダ装置を提供
し得る効果が得られる。
の上下段ともF43＝π0.25D0 2Pであるので、内径
D4＝1.3D3としたことで力F43は18.24倍に増大し
たことになる。 以上の如くピストンロツド５ａを第４位置Q4
から第３位置Q3に変位させるときのように、該
ピストンロツドを変位させる力が特に小さくなる
場合にも、内径D4をD3に比べて大きくしたこと
によつてピストンロツド５ａを変位させるための
力が均等化され特にピストンロツド５ａの直径
D0を大きくする必要がない。従つて内側ピスト
ン５、中間ピストン４、外側ピストン３及びシリ
ンダ２の各直径も特に大きくする必要がないの
で、シリンダ装置１は小型でかつ軽量となる。 なお上記説明において、流体は空気でもオイル
でもよい。 効 果 本発明は、上記のように構成され、作用するも
のであるから、シリンダの中にトリプルピストン
を相対的に変位可能に収容したので、簡易な構成
でピストンロツドを確実に４点位置に停止させる
ことができる効果が得られる。また、４つのセレ
クト位置を持つトランスミツシヨンのセレクト操
作を単一のシリンダ装置で行い得る効果があり、
その他広範囲の用途に応用することができる効果
がある。更には、ピストンロツドを変位させるた
めの力が受圧面積との関係で特に小くなるピスト
ンの可動範囲において、部分的にシリンダの内径
を増大させたのでこの受圧面積の減少を防止する
ことができ、ピストンロツドを変位させるための
力を均等化することができ、この結果ピストンロ
ツド及びその関連部品の寸法を大きくする必要が
なくなり、小型でかつ軽量なシリンダ装置を提供
し得る効果が得られる。
図面は本発明の実施例に係り、第１図はピスト
ンロツドが最右端の第１位置に停止した場合を示
すトリプルピストンシリンダ装置の縦断面図、第
２図はピストンロツドが中間の第２位置に停止し
た場合を示す縦断面図、第３図はピストンロツド
が中間の第３位置に停止した場合を示す縦断面
図、第４図はピストンロツドが最左端の第４位置
に停止した場合を示す縦断面図である。 １はトリプルピストンシリンダ装置、２シリン
ダ、２ｃは該シリンダの中空部、３は外側ピスト
ン、３ａは該外側ピストンの中空部、３ｆは端
部、４は中間ピストン、４ａは第１の中間ピスト
ン、４ｂは第２の中間ピストン、５は内側ピスト
ン、５ａはピストンロツド、D3，D4はシリンダ
の内径、P1は第１の流体ポート、P2は第２の流
体ポート、P3は第３の流体ポートである。
ンロツドが最右端の第１位置に停止した場合を示
すトリプルピストンシリンダ装置の縦断面図、第
２図はピストンロツドが中間の第２位置に停止し
た場合を示す縦断面図、第３図はピストンロツド
が中間の第３位置に停止した場合を示す縦断面
図、第４図はピストンロツドが最左端の第４位置
に停止した場合を示す縦断面図である。 １はトリプルピストンシリンダ装置、２シリン
ダ、２ｃは該シリンダの中空部、３は外側ピスト
ン、３ａは該外側ピストンの中空部、３ｆは端
部、４は中間ピストン、４ａは第１の中間ピスト
ン、４ｂは第２の中間ピストン、５は内側ピスト
ン、５ａはピストンロツド、D3，D4はシリンダ
の内径、P1は第１の流体ポート、P2は第２の流
体ポート、P3は第３の流体ポートである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ シリンダと、該シリンダ内に摺動自在に収容
され一端が開口し他の一端が壁部を有して密閉さ
れ該壁部を有する端部の直径が他の部分の直径よ
りも大きく形成された中空の外側ピストンと、該
外側ピストン内に摺動自在に収容された第１の中
間ピストンと第２の中間ピストンとからなる中間
ピストンと、該第１の中間ピストンと該第２の中
間ピストンとの間に位置してこれら両中間ピスト
ンの移動を制限するように前記外側ピストンの内
周面に装着されたストツパと、前記中間ピストン
内に摺動自在に収容され前記第２の中間ピストン
の一端を貫通し前記シリンダの一端を摺動自在に
貫通したピストンロツドが一体的に形成された内
側ピストンとを備え、該ピストンロツドの直径を
D0、前記内側ピストンの直径をD1、前記中間ピ
ストンの直径をD2、前記外側ピストンの前記端
部以外の部分の直径をD3、該外側ピストンの前
記端部の直径をD4とした場合、 D4＞D3＞D2＞D1＞D0 の関係にあり、かつ前記シリンダは、前記外側ピ
ストンの前記ピストンロツドと反対側の前記端部
の可動範囲の内径が他の部分の内径よりも大きく
形成されると共に、前記外側ピストンを最大量前
記ピストンロツド側に変位させるための第１の流
体ポートと、前記外側ピストンの中空部に連通し
前記第１の中間ピストンを前記外側ピストン内で
前記ピストンロツド側に最大量変位させるための
第２の流体ポートと、前記外側ピストン、前記第
２の中間ピストン及び前記内側ピストンを前記ピ
ストンロツドの反対側に最大量変位させるための
第３の流体ポートとを備え、前記外側ピストンと
前記中間ピストンと前記内側ピストンとの相対的
な変位並びに前記外側ピストンの壁部及び前記ス
トツパとの相互作用により前記ピストンロツドを
所定の４点位置に設定し得るようにし、かつ前記
ピストンロツドの反対側に最大量変位したときの
前記外側ピストンを前記ピストンロツド側に変位
させる場合に前記端部の直径を大きくしたことに
よる受圧面積の増大によつて押圧力を増大させて
変位させるように構成したことを特徴とするトリ
プルピストンシリンダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22084184A JPS6199707A (ja) | 1984-10-20 | 1984-10-20 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22084184A JPS6199707A (ja) | 1984-10-20 | 1984-10-20 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199707A JPS6199707A (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0247601B2 true JPH0247601B2 (ja) | 1990-10-22 |
Family
ID=16757379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22084184A Granted JPS6199707A (ja) | 1984-10-20 | 1984-10-20 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199707A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19507704A1 (de) * | 1995-03-04 | 1996-09-05 | Hydraulik Ring Gmbh | Stellantrieb für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen |
| WO2004081351A1 (ja) | 2003-03-11 | 2004-09-23 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | 内燃機関の可変動弁機構 |
| JP4248344B2 (ja) | 2003-05-01 | 2009-04-02 | ヤマハ発動機株式会社 | エンジンの動弁装置 |
| JP4237643B2 (ja) | 2003-08-25 | 2009-03-11 | ヤマハ発動機株式会社 | 内燃機関の動弁機構 |
| JP2006329084A (ja) | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンの動弁装置 |
| JP4726775B2 (ja) | 2006-12-20 | 2011-07-20 | ヤマハ発動機株式会社 | エンジンの連続可変式動弁装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159405A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | Hino Motors Ltd | トリプルピストンシリンダ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433683A (en) * | 1987-03-31 | 1989-02-03 | Toshiba Corp | Information processor |
-
1984
- 1984-10-20 JP JP22084184A patent/JPS6199707A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159405A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | Hino Motors Ltd | トリプルピストンシリンダ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6199707A (ja) | 1986-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |