JPH0726599Y2 - 変速機操作装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本考案は圧縮空気の給排によりパワーピストンを介して
自動的にシフトレバーを操作する変速機操作装置に関
し、特にシフト操作中にダンピング（制動）がかけられ
る変速機操作装置に関する。

b.従来の技術 変速機の操作に要する力は、セレクト操作に比べるとシ
フト操作の方が格段に大きな力を要する。このため特に
大型の変速機を有するバスやトラックなどでは、圧縮空
気の給排により自動的にシフトレバーを操作する変速機
操作装置が搭載され、運転者は軽い力でスムーズなシフ
ト操作ができるようになっている。

ところで、変速機のギヤには、通例、同期噛合式（シン
クロメッシュ）ギヤが用いられており、そのシフト操作
中、ニュートラル位置からの時間に対する変速ギヤのス
トロークと、それに要する操作力の各特性を第4,5図に
示す。同図において、Ａはニュートラル位置から変速ギ
ヤをシフトさせ始め、シフトロッド上に設けられている
ディテント機構を乗り越える段階、Ｂは同期段階、Ｃは
クラッチギヤの噛合段階、Ｃ′はギヤ投入開始点、Ｄは
変速ギヤ投入完了位置である。これらの特性から分かる
ように、この同期噛合式ギヤは同期位置の段階Ｂ（特
に、同期が完了する直前）にシフト操作の負荷が最大と
なり、同期が完了した後は負荷が急減する。一方、変速
機操作装置では圧縮空気にて動作するパワーピストンの
力を直接シフトレバーに伝達しているため、ギヤの同期
が完了した直後にパワーピストンが急加速し、そのため
第4,5図の段階Ｃの点線で示すようにクラッチギヤの噛
合時、変速ギヤやギヤシフトフォーク等に衝撃力が加わ
ってこれらに機械的損傷を与える。この結果装置の耐久
性が大幅に低下するおそれがあった。

このため、変速機のギヤが同期を完了した後も、パワー
ピストンが急加速することのない変速機操作装置とし
て、ピストンロッドの内部にオイルシリンダを固定的に
配設するとともに、このオイルシリンダの内部にオリフ
ィスを有するダンパピストンを摺動自在に嵌合し、この
ダンパピストンを固定ロッドを介して装置の固定側に連
結した装置を本出願人は既に提案した。（特願昭62−14
8853号） c.発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記変速機操作装置のシフト操作におい
ては、ピストンロッドが移動するとき、オイルシリンダ
内のオイルがダンパピストンのオリフィスを通過し、こ
の際の通過抵抗がピストンロッドに対してその移動方向
と逆方向に作用する。このため、シフト操作の開始から
変速ギヤの同期およびシフト操作完了に至るまで、パワ
ーピストンないしピストンロッドが急加速しようとして
も、前記オイルシリンダのダンピング作用によってピス
トンロッドの加速が減衰され、従って、シフト操作完了
までの時間が長くかかるという問題点があった。

また、前記オイルシリンダ内を摺動するダンパピストン
は固定ロッドを介して装置の固定側に連結されているた
め、該固定ロッドとオイルシリンダとの間の偏心が避け
られず、固定ロッドが貫通、摺動するオイルシリンダの
端壁に設けられたシールの耐久性が悪化すると共に、固
定ロッドの摺動部分にも損傷が生ずるという問題点もあ
った。

本考案はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前
記問題点を解消し、シフト操作に際し、ニュートラル位
置における操作開始から変速機のギヤの同期直前までは
速やかに動作し、同期および同期完了後は、パワーピス
トンないしピストンロッドが急加速することがなく円滑
にギヤ変速ができる変速機操作装置を提供することにあ
る。

d.課題を解決するための手段 前記目的を達成するための本考案の構成は、 パワーピストンが中空のピストンロッドを介して変速機
のシフトレバーと連結され、前記パワーピストンの両側
に形成された一対の圧力室に対し圧縮空気を選択的に給
排して前記シフトレバーを作動させるようにした変速機
操作装置において、前記ピストンロッドの内部に嵌着さ
れ、内部にダンパオイルが封入されたオイルシリンダ
と、該オイルシリンダ内部に摺動自在に嵌合されたオリ
フィス付きダンパピストンと、該ダンパピストンが固着
され、かつ前記オイルシリンダの両端壁を摺動自在に挿
通されたロッドとからなるオイルダンパを備えるととも
に、前記パワーピストンがニュートラル位置にあると
き、該オイルダンパの前記ロッドの両端のそれぞれと、
該両端のそれぞれが当接する前記操作装置の固定側との
間に、前記変速機のニュートラル位置から同期直前まで
の距離に対応する距離を有するすきまを設け、操作に際
して、前記ピストンロッドが該すきま分を移動した後、
前記オイルダンパの前記ロッドの一方の端が前記操作装
置の固定側に当接するようにしたことを特徴とする。

e.作用 前述のように構成した変速機操作装置においては、オイ
ルシリンダ内のダンパピストンに接続されたロッドの両
端のそれぞれと、装置の固定側との間に、変速機のニュ
ートラル位置から同期直前までの距離に対応する距離を
有するすきまを設けて、一部にダンピング作用の不要範
囲、すなわちダンピング作用の不感帯を形成した。

このため、シフト操作に際し、特にニュートラル位置付
近における操作では、ピストンロッドが該すきま分を移
動する間はダンピング作用は全く受けずに速やかに移動
する。

次に、変速機ギヤの同期直前に対応して、前記ダンパピ
ストンのロッドの一方の端が装置の固定側に当接するの
で、ピストンロッドが移動するに従って、オイルシリン
ダ内のオイルがダンパピストンのオリフィスを通過し、
この際の通過抵抗が前記ピストンロッドに対してその移
動方向と逆方向にダンピング作用する。このため、変速
機ギヤの同期中および同期が完了した後にパワーピスト
ンないしピストンロッドが急加速しようとしても、前記
ダンピング作用によってピストンロッドの加速が減衰さ
れ、従って、円滑にギヤ変速ができると共に、変速機ギ
ヤに衝撃が加わるのを未然に防止できる。

f.実施例 以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。

第１図は本考案の変速機操作装置の一実施例の縦断面を
示したものであって、同図に示す如くこの装置はパワー
シリンダ１、ストロークセンサ２、オイルダンパ３によ
って主として構成されている。パワーシリンダ１は、シ
リンダ４内に配設したパワーピストン５と、このパワー
ピストン５の両側に配設した一対の補助ピストン6,7と
で構成されている。なお同図に示すパワーピストン５の
位置はニュートラル位置である。

パワーピストン５はピストンロッド８に固定されている
が、一対の補助ピストン6,7はシリンダ４内周面とパワ
ーピストン５外周面との間に摺動自在に嵌合されてい
る。そしてパワーピストン５の両側に形成された一対の
圧力室9,10に対して圧縮空気が給排されると、この圧力
によってパワーピストン５が矢印ａ方向ないし矢印ｂ方
向に移動するようになっている。なお、この際、一対の
補助ピストン6,7はギヤ抜き時におけるパワーピストン
５の出力を補助するとともに、センタストッパ11ととも
にパワーピストン５のニュートラル位置の位置決め作用
をなすものである。なお第１図で12,13はそれぞれ電磁
弁を示し、これら電磁弁12、13のON−OFF作動にてエア
タンク14の圧縮空気が一対の圧力室9,10に給排されるよ
うになっている。

ストロークセンサ２は、ピストンロッド８の一端に設け
られた延長ロッド17と、この延長ロッド17の外周に嵌合
された永久磁石18付のスリーブ19と、磁電変換素子20に
よるセンサ部21と、これを保持するセンサ保持部22とで
構成され、永久磁石18の位置を検出してその検出信号を
図示しないコントローラに伝えるようになっている。

オイルダンパ３は、ピストンロッド８の他端の内部に固
定的に嵌合され、内部にダンパオイルが封入されたオイ
ルシリンダ24と、このオイルシリンダ24の内部に摺動自
在に嵌合されたオリフィス23付のダンパピストン25と、
その一部にダンパピストン25がカシメ固定されると共
に、一端がオイルシリンダ24の端壁24aに、他端が端壁2
4bに摺動自在に挿通されたロッド26とによって構成され
ている。このロット26の他端は延長され、ピストンロッ
ド８内を貫通して、前記ストロークセンサ２のセンサ保
持部22付近まで挿通されている。

更に、このロッド26の一端26aには、キャップ27を緩く
冠着させ、このキャップ27を介して装置の固定側に固着
されたロッドカバー28からスプリング29により、図上右
方向に常時付勢される。他方、前記ロッド26の他端26b
には、同様にキャップ30を緩く冠着させ、このキャップ
30を介して、前記センサ保持部22からスプリング31によ
り、図上左方向に常時付勢される。

また、前記ロッド26の一端26a、詳しくはそれに冠着さ
れたキャップ27からロッドカバー28の内面までの間に、
所定のすきまｄを形成すると共に、同ロッド26の他端26
bに冠着されたキャップ30の面から前記センサ保持部22
の内面までの間に、前記同様の所定のすきまｄを形成す
る。このすきまｄは変速機のニュートラル位置から同期
直前までの距離に対応して決められている。

前記ロッド26の一端26a側は中空管とされており、この
中空管の一端は連通穴32を介してオイルシリンダ24内に
連通され、中空管の他端は組み立て後にスチールボール
33にて封止されている。オイルシリンダ24内にオイルを
封入する場合はまず第２図に示す如く中空管の他端に管
路37aを接続し、コック37bを閉じたままコック37cを開
く。コック37cを開くとオイルシリンダ24内の空気が真
空ポンプ37dによって抜取られ、しかる後にコック37cを
閉じて37bを開く。コック37bを開くと油槽38内のオイル
がオイルシリンダ24内に吸込まれるので、オイルが一杯
になった段階で管路37aを外して、スチールボール33を
中空管端に圧入しオイルの封入作業を終了する。また、
他のオイル封入方法として、ロッド26、オイルシリンダ
24とその端壁24bおよびスチールボール33をオイル中に
浸しながら、オイルを封入するように順次組み立てても
よい。

なお、第１図において40はシフトレバー、41はシフトジ
ョー、42はシフトロッド、43はシフトフォーク、44はシ
フトスリーブ、45,46は変速ギヤである。

次に、変速機操作装置の動作を説明する。本装置は前述
の如く構成されてなり、一対の電磁弁12,13をON−OFF制
御して一対の圧力室9,10に対して圧縮空気を給排する
と、パワーピストン５が第１図で矢印ａ方向またはｂ方
向に移動する。またピストンロッド８やシフトレバー40
も同方向に移動して変速ギヤ45,46の投入がなされる。
この際、シフトスリーブ44に装着された同期機構が同期
を完了するまではパワーピストン５の負荷が増大するの
で、圧力室９または10内には圧縮空気が溜め込まれる。

一方、変速機のニュートラル位置付近におけるシフト操
作では、ピストンロッド８がいずれか一方、例えばａ方
向に動作するとき、該ピストンロッド８は前記ロッド26
の一方の端26bとセンサ保持部22との間に形成されてい
る前記すきまｄ分を移動するが、ここはオイルダンパ３
のダンピング作用を全く受けないので、速やかに移動し
て、変速機ギヤの同期直前の位置まで達する。この変速
機ギヤの同期直前の位置に対応して、オイルダンパ３の
前記ロッド26の端26bがキャップ30を介して、センサ保
持部22の内面に当接する。このため、ダンパピストン25
はその位置で停止してしまうため、同期中を含めその後
は、ピストンロッド８が更に移動するとき、オイルシリ
ンダ24内のオイルがダンパピストン25のオリフィス23を
通過し、このときの通過抵抗がピストンロッド８に対し
その移動方向とは逆方向にダンピング作用する。第３図
はこのときのピストンロッド８のストロークに対するダ
ンピング力を示すと共に、従来例との比較を示す。次
に、同期が完了するとパワーピストン５の負荷が急減
し、パワーピストン５は前記溜め込まれた圧縮空気によ
って急加速しようとする。しかし、前記ダンピング作用
のため、パワーピストン５ないしピストンロッド８の急
加速が減衰され、静かにギヤ投入がなされる。また、ピ
ストンロッド８がｂ方向に移動するときも同様な動作を
する。

前記シフト操作に際し、ピストンロッド８が変速機の一
方の端から他方の端まで最大シフトストロークを移動す
る場合、該ピストンロッド８は前記すきまｄ分の２倍を
移動する間は、ダンピング作用を全く受けないまま速や
かに移動するが、同期直前の位置を過ぎることはない。
しかる後、オイルダンパ３のロッド26の一方の端（ピス
トンロッド８の移動方向にある端）が装置の固定側、す
なわち、センサ保持部22またはロッドカバー28に当接す
る。当接後は、ダンパピストン25はその位置で停止する
ため、ピストンロッド８はダンピング作用を受ける。

以上、本考案の一実施例につき説明したが、本考案は前
記実施例に限定されることなく種々の変形が可能であ
る。例えば前記実施例ではダンパピストン25に針穴状の
オリフィス23を形成したが、ダンパピストン25の外周隙
間により実質的にオリフィスの作用をさせることも可能
である。

g.考案の効果 以上の説明から明らかなように本考案の変速機操作装置
によれば、次のような効果を奏する。

ピストンロッド内に組込まれたオイルシリンダ内部を摺
動するダンパピストンのロッドの両端のそれぞれと、装
置の固定側との間に、変速機のニュートラル位置から同
期直前までの距離に対応する距離を有するすきまを設
け、シフト操作に際して、前記ピストンロッドが該のす
きま分を移動した後、前記ダンパピストンの前記ロッド
の一方の端が装置の固定側に当接するようにしたので、
ニュートラル位置における操作開始から変速機のギヤの
同期直前までは速やかに動作し、同期中および同期完了
後はオイルダンパのダンピング作用により、パワーピス
トンが急加速することがない。このため、シフト操作時
間が短縮され、応答性が改善されると共に、変速ギヤの
同期が完了した後に同期負荷が急減しても、ピストンロ
ッドが急加速することがない。従って、円滑にギヤ変速
を行なうことができ、これによって変速機各部の衝撃に
よる損傷を未然に防止し得る。

また、前記ダンパピストンのロッドは装置の固定側に連
結されないので、該ロッドと前記オイルシリンダとの間
の偏心の影響は低減され、オイルシリンダの端壁に設け
られたシールの耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の変速機操作装置の一実施例を示す縦断
面図、第２図はオイルシリンダに対するオイルの封入方
法を説明するための説明図、第３図は変速機を操作する
ピストンロッドのストロークに対するダンピング力の関
係を示す特性図、第4,5図は従来の変速機のシフト操作
におけるニュートラル位置からの時間に対する変速ギヤ
のストロークとその操作力を示す特性図である。 ５……パワーピストン、８……ピストンロッド、9,10…
…圧力室、22……センサ保持部、23……オリフィス、24
……オイルシリンダ、24a,24b……端壁、25……ダンパ
ピストン、26……ロッド、26a,26b……ロッド端、28…
…ロッドカバー、40……シフトレバー、ｄ……すきま。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーピストンが中空のピストンロッドを
   介して変速機のシフトレバーと連結され、前記パワーピ
   ストンの両端に形成された一対の圧力室に対し圧縮空気
   を選択的に給排して前記シフトレバーを作動させるよう
   にした変速機操作装置において、 前記ピストンロッドの内部に嵌着され、内部にダンパオ
   イルが封入されたオイルシリンダと、該オイルシリンダ
   内部に摺動自在に嵌合されたオリフィス付きダンパピス
   トンと、該ダンパピストンが固着され、かつ前記オイル
   シリンダの両端壁を摺動自在に挿通されたロッドとから
   なるオイルダンパを備えるとともに、前記パワーピスト
   ンがニュートラル位置にあるとき、該オイルダンパの前
   記ロッドの両端のそれぞれと、該両端のそれぞれが当接
   する前記操作装置の固定側との間に、前記変速機のニュ
   ートラル位置から同期直前までの距離に対応する距離を
   有するすきまを設け、操作に際して、前記ピストンロッ
   ドが該すきま分を移動した後、前記オイルダンパの前記
   ロッドの一方の端が前記操作装置の固定側に当接するよ
   うにしたことを特徴とする変速機操作装置。