JPH0463250B2 - - Google Patents
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- JPH0463250B2 JPH0463250B2 JP1741085A JP1741085A JPH0463250B2 JP H0463250 B2 JPH0463250 B2 JP H0463250B2 JP 1741085 A JP1741085 A JP 1741085A JP 1741085 A JP1741085 A JP 1741085A JP H0463250 B2 JPH0463250 B2 JP H0463250B2
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- piston rod
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 58
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001151 other effect Effects 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
Landscapes
- 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)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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
面積を部分的に損失なく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
たトリプロ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くため
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、しかも該大
径部を中間ピストン駆動用の流体ポート(第2の
流体ポート)を越えてピストンロツド側に延長
し、該大内径部に嵌合する外側ピストンの大径部
の両端部にシール部材を装着することによつて、
該流体ポートから供給される流体圧が相殺される
ようにして、増大した径の分だけ損失なく受圧面
積で増大させ、特定変位における出力を増大させ
て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、該シリンダの
中間部内に摺動自在に収容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及び第2の中間ピストンからなる中間ピス
トンと、該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内側ピストンとを備え、前記
シリンダには、前記外側ピストンが最大量前記ピ
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、中間ピスト
ン及び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
が形成され、かつ前記外側ピストンには前記第2
の流体ポートから流入した流体が前記内側ピスト
ンに作用するための連通穴が形成されると共に、
該外側ピストンの長手方向中央部内周面には前記
第1及び第2の中間ピストンが当接することでそ
のストロークが規制されるようにしたストツパが
固定され、更に前記シリンダは、前記外側ピスト
ンの前記ピストンロツドと反対側の端部の可動範
囲の内径が他の部分の内径より大きく形成され、
かつ該大内径部が前記第2の流体ポートを越えて
前記ピストンロツド側に延長され、該大内径部に
嵌合する前記外側ピストンの大内径部の両端部に
シール部材を装着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(図示せず)等を介してエアやオイル等の流
体供給源(図示せず)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4d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て大内径部2hとなつて
おり、該大内径部2hは第2の流体ポートP2を
越えてピストンロツド5a側に延長されている。
そして大内径部2hに嵌合する外側ピストン3の
大径部3hの両端部3i,3jにシール部材9を
装着してあり、第2の流体ポートP2に供給され
る流体圧により両端部3i,3jに作用する左右
方向の力が相殺されるようになつている。このよ
うにして外側ピストン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が損失なく増大す
るようになつている。 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の中間ピスト
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
トされることよつてトランスミツシヨンは第5速
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1図により説明す
る。上記第1位置Q1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の中間部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位置
Q1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1図に示す第2位置Q2
に停止する。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1図により説明す
る。第2位置Q2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1
図の状態からピストンロツド5aはストロークl2
の分だけ左方に異動して第3位置Q3に停止する。
従つて、例えば第3位置Q3でセレクトされるこ
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2図により説明
する。第3位置Q3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2g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について説明する。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、第4位置Q4から第2位置Q2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−m+1}D0 2P F21=π/4m2D0 2P F42=π/4{(k2−1)(m+2n)2+1} D0 2P=F43 となる。ここで内径D4とD3とが同一の場合には
F43=F42=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及びF42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m3、
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
面積を部分的に損失なく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
たトリプロ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くため
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、しかも該大
径部を中間ピストン駆動用の流体ポート(第2の
流体ポート)を越えてピストンロツド側に延長
し、該大内径部に嵌合する外側ピストンの大径部
の両端部にシール部材を装着することによつて、
該流体ポートから供給される流体圧が相殺される
ようにして、増大した径の分だけ損失なく受圧面
積で増大させ、特定変位における出力を増大させ
て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、該シリンダの
中間部内に摺動自在に収容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及び第2の中間ピストンからなる中間ピス
トンと、該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内側ピストンとを備え、前記
シリンダには、前記外側ピストンが最大量前記ピ
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、中間ピスト
ン及び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
が形成され、かつ前記外側ピストンには前記第2
の流体ポートから流入した流体が前記内側ピスト
ンに作用するための連通穴が形成されると共に、
該外側ピストンの長手方向中央部内周面には前記
第1及び第2の中間ピストンが当接することでそ
のストロークが規制されるようにしたストツパが
固定され、更に前記シリンダは、前記外側ピスト
ンの前記ピストンロツドと反対側の端部の可動範
囲の内径が他の部分の内径より大きく形成され、
かつ該大内径部が前記第2の流体ポートを越えて
前記ピストンロツド側に延長され、該大内径部に
嵌合する前記外側ピストンの大内径部の両端部に
シール部材を装着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(図示せず)等を介してエアやオイル等の流
体供給源(図示せず)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4d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て大内径部2hとなつて
おり、該大内径部2hは第2の流体ポートP2を
越えてピストンロツド5a側に延長されている。
そして大内径部2hに嵌合する外側ピストン3の
大径部3hの両端部3i,3jにシール部材9を
装着してあり、第2の流体ポートP2に供給され
る流体圧により両端部3i,3jに作用する左右
方向の力が相殺されるようになつている。このよ
うにして外側ピストン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が損失なく増大す
るようになつている。 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の中間ピスト
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
トされることよつてトランスミツシヨンは第5速
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1図により説明す
る。上記第1位置Q1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の中間部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位置
Q1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1図に示す第2位置Q2
に停止する。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1図により説明す
る。第2位置Q2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1
図の状態からピストンロツド5aはストロークl2
の分だけ左方に異動して第3位置Q3に停止する。
従つて、例えば第3位置Q3でセレクトされるこ
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2図により説明
する。第3位置Q3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2g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について説明する。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、第4位置Q4から第2位置Q2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−m+1}D0 2P F21=π/4m2D0 2P F42=π/4{(k2−1)(m+2n)2+1} D0 2P=F43 となる。ここで内径D4とD3とが同一の場合には
F43=F42=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及びF42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m3、
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。 また力F42については、本願出願人の先願(特
願昭59−220841)の発明の場合と比較して説明す
ると、第3図及び第4図に本発明と同一の符号を
用いて示す該先願に係るトリプルピストンシリン
ダ装置21において、シリンダ2の大内径部2h
が、第2の流体ポートP2を越えてピストンロツ
ド5a側に延長されておらず、またシール部材9
も外側ピストン3の大径部3hの左端部3iに1
個装着されているだけであるため、第4図に示す
第4位置Q4から第3図に示す第2位置Q2に変位
するときにピストンロツド5aを変位させる力
F42は、 F42=π/4D0 2P=π0.25D0 2P となつてしまい、他の力に比べて極端に小さくな
る。これは第4図に示すように、第2表の流体ポ
ートP2に矢印B2で示す如く流体が供給されると、
その圧力Pは外側ピストン3の大径部3hの左端
部3iの外周部に左向きに作用し、この結果シリ
ンダ2の大内径部2hの内径D4を内径D3よりも
(k−1)D3だけ大きくしたことの効果がなくな
つてしまうためである。 これに対して、本発明はこの不具合を改良した
ものであつて、第1図及び第2図に示すように、
シリンダ3の大内径部2hは、第2の流体ポート
P2を越えてピストンロツド5a側に延長されて
おり、しかも外側ピストン3の大径部3hの両端
部3i,3jにシール部材9が装着されているの
で、第2の流体ポートP2から供給された圧力P
は外側ピストン3の両端部3i,3jに対して左
右反対方向に同一の力を作用させることになり、
この結果該圧力による外側ピストン3の左右方向
の力は相殺されてしまう。これによつて、シリン
ダ2の大内径部2hの内径D4を内径D3よりも
(k−1)D3だけ大きくしたことの効果が十分に
生かされ、力F42は、 F42=π/4{(k2−1)(m+2n)2+1}D0 2P となり、上記先願発明に比べて力F42は、 π/4{k2−1)(m+2n)2}D0 2P だけ増大し、例えばm=3、n=1、k=1.3と
した場合には、 先願発明のF42=π0.25D0 2P 本願発明のF42=π4.56D0 2P となつて、力F42は上記先願発明に比べて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又は第2位置Q2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、しかも該大内径部を中間ピストン
駆動用の流体ポート(第2の流体ポート)を越え
てピストンロツド側に延長し、該大内径部に嵌合
する外側ピストンの大径部の両端部にシール部材
を装着したので、該流体ポートから供給される流
体圧が相殺されることとなり、増大した径の分だ
け損失なく受圧面積を増大させることができる効
果があり、特定変位における出力を増大させてピ
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。 また力F42については、本願出願人の先願(特
願昭59−220841)の発明の場合と比較して説明す
ると、第3図及び第4図に本発明と同一の符号を
用いて示す該先願に係るトリプルピストンシリン
ダ装置21において、シリンダ2の大内径部2h
が、第2の流体ポートP2を越えてピストンロツ
ド5a側に延長されておらず、またシール部材9
も外側ピストン3の大径部3hの左端部3iに1
個装着されているだけであるため、第4図に示す
第4位置Q4から第3図に示す第2位置Q2に変位
するときにピストンロツド5aを変位させる力
F42は、 F42=π/4D0 2P=π0.25D0 2P となつてしまい、他の力に比べて極端に小さくな
る。これは第4図に示すように、第2表の流体ポ
ートP2に矢印B2で示す如く流体が供給されると、
その圧力Pは外側ピストン3の大径部3hの左端
部3iの外周部に左向きに作用し、この結果シリ
ンダ2の大内径部2hの内径D4を内径D3よりも
(k−1)D3だけ大きくしたことの効果がなくな
つてしまうためである。 これに対して、本発明はこの不具合を改良した
ものであつて、第1図及び第2図に示すように、
シリンダ3の大内径部2hは、第2の流体ポート
P2を越えてピストンロツド5a側に延長されて
おり、しかも外側ピストン3の大径部3hの両端
部3i,3jにシール部材9が装着されているの
で、第2の流体ポートP2から供給された圧力P
は外側ピストン3の両端部3i,3jに対して左
右反対方向に同一の力を作用させることになり、
この結果該圧力による外側ピストン3の左右方向
の力は相殺されてしまう。これによつて、シリン
ダ2の大内径部2hの内径D4を内径D3よりも
(k−1)D3だけ大きくしたことの効果が十分に
生かされ、力F42は、 F42=π/4{(k2−1)(m+2n)2+1}D0 2P となり、上記先願発明に比べて力F42は、 π/4{k2−1)(m+2n)2}D0 2P だけ増大し、例えばm=3、n=1、k=1.3と
した場合には、 先願発明のF42=π0.25D0 2P 本願発明のF42=π4.56D0 2P となつて、力F42は上記先願発明に比べて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又は第2位置Q2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、しかも該大内径部を中間ピストン
駆動用の流体ポート(第2の流体ポート)を越え
てピストンロツド側に延長し、該大内径部に嵌合
する外側ピストンの大径部の両端部にシール部材
を装着したので、該流体ポートから供給される流
体圧が相殺されることとなり、増大した径の分だ
け損失なく受圧面積を増大させることができる効
果があり、特定変位における出力を増大させてピ
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。
第1図及び第2図は本発明の実施例に係り、第
1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最左端の第4
位置に停止した場合のトリプルピストンシリンダ
装置の縦断面図、第3図及び第4図は本願出願人
の先願発明に係り、第3図は第1図と同様の縦断
面図、第4図は第2図と同様の縦断面図である。 1はトリプルピストンシリンダ装置、2はシリ
ンダ、2cは該シリンダの中空部、2hは大内径
部、3は外側ピストン、3aは該外側ピストンの
中空部、3eは連通穴、3fは端部、3hは大径
部、3i,3jは両端部、4は中間ピストン、4
a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、9はシール部材、12はストツパ、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。
1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最左端の第4
位置に停止した場合のトリプルピストンシリンダ
装置の縦断面図、第3図及び第4図は本願出願人
の先願発明に係り、第3図は第1図と同様の縦断
面図、第4図は第2図と同様の縦断面図である。 1はトリプルピストンシリンダ装置、2はシリ
ンダ、2cは該シリンダの中空部、2hは大内径
部、3は外側ピストン、3aは該外側ピストンの
中空部、3eは連通穴、3fは端部、3hは大径
部、3i,3jは両端部、4は中間ピストン、4
a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、9はシール部材、12はストツパ、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)
- 1 シリンダと、該シリンダの中間部内に摺動自
在に収容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及び第2の
中間ピストンからなる中間ピストンと、該中間ピ
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、前記シリンダには、
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、中間ピストン及び内側ピ
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の流体ポートとが形成され、
かつ前記外側ピストンには前記第2の流体ポート
から流入した流体が前記内側ピストンに作用する
ための連通穴が形成されると共に、該外側ピスト
ンの長手方向中央部内周面には前記第1及び第2
の中間ピストンが当接することでそのストローク
が規制されるようにしたストツパが固定され、更
に前記シリンダは、前記外側ピストンの前記ピス
トンロツドと反対側の端部の可動範囲の内径が他
の部分の内径より大きく形成され、かつ該大内径
部が前記第2の流体ポートを越えて前記ピストン
ロツド側に延長され、該大内径部に嵌合する前記
外側ピストンの大内径部の両端部にシール部材を
装着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 |
---|---|---|---|
JP1741085A JPS61175303A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 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 |
---|---|---|---|
JP1741085A JPS61175303A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61175303A JPS61175303A (ja) | 1986-08-07 |
JPH0463250B2 true JPH0463250B2 (ja) | 1992-10-09 |
Family
ID=11943233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1741085A Granted JPS61175303A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | トリプルピストンシリンダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61175303A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005011630A1 (de) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Franz Xaver Meiller Fahrzeug- Und Maschinenfabrik - Gmbh & Co Kg | Hubgerät für Wechselbehälter auf einem Lastentransportfahrzeug, insbesondere auf einem Abrollkipperfahrzeug oder auf einem Absetzkipperfahrzeug |
TW201028329A (en) * | 2009-01-19 | 2010-08-01 | Y S S Thailand Co Ltd | Advanced triple piston damper |
JP5456216B1 (ja) | 2013-04-05 | 2014-03-26 | 三菱電機株式会社 | 数値制御装置 |
CN108386406A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-08-10 | 东风商用车有限公司 | 一种气缸结构及其应用方法 |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP1741085A patent/JPS61175303A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61175303A (ja) | 1986-08-07 |
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