JPH0743527Y2 - 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、圧縮空気の給排にて自動的に作動する変速機
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
気の給排にて自動的に作動する変速機操作装置が搭載さ
れ、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式ギヤが用いられ
ているが、この同期式ギヤは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作動
するパワーピストンの力をシフトレバーに伝達するとい
う構成をとっている。従って、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、その結果変速ギヤのド
ッグ歯やギヤシフトフォーク等に衝撃が作用してこれら
に機械的損傷を与え、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。また、パワーピストンがニュー
トラル位置から急加速されると、同期機構のシンクロリ
ングとコーンとの突当てが急激になされてギヤ鳴りを発
生するおそれがあった。

c.考案が解決しようとする課題 そこで、従来より、シフト操作時のギヤ鳴り防止、ギヤ
投入時の衝撃力（荷重）の緩和について種々の工夫がな
されてきたが、低コストでしかも効果的な機構（特に、
ギヤ鳴り防止の機構）は未だに提案されていないのが実
状である。すなわち、従来の一例としては、複雑な制御
方法にて複数の電磁弁を開閉制御することにより対応す
るようにしたものもあるが、特に圧縮空気を利用した装
置では、複雑な機構並びに複雑な操作を必要としてい
た。

本考案は、このような実状に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、簡単な構成のものでありながら、シフ
ト操作時のギヤ鳴り防止並びにギヤ投入時の衝撃力の緩
和を図ることができ、変速機の耐久性向上を図ることが
できるような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 上述の目的を達成するために、本考案では、パワーピス
トンが中空のピストンロッドを介してシフトレバーと連
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構成した変速機操作装置におい
て、ストローク方向の両端部分及び中央部分に内径の小
さい小径部を有すると共に、互いに隣合う前記小径部の
間に形成されかつ前記小径部の内径よりも大きな内径の
一対の大径部をそれぞれ具備するオイルシリンダを前記
ピストンロッドの内部に固着すると共に、装置の固定側
に連結されたダンパピストンを前記オイルシリンダの内
部に遊嵌し、前記パワーピストンがニュートラル位置に
あるときは前記ダンパピストンが前記オイルシリンダの
中央部分の小径部に対応配置され、前記パワーピストン
がニュートラル位置からストロークして変速機ギヤの同
期直前位置に達したときは前記ダンパピストンが前記オ
イルシリンダの大径部に対応配置され、前記パワーピス
トンがさらにストロークして変速機ギヤの同期完了後か
らシフト完了に至るまでは前記ダンパピストンが前記オ
イルシリンダの端部の小径部に対応配置されるように構
成している。

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の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
向にストローク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の一端に取付
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外の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、第１図及び第２図に示すように、ピ
ストンロッド８の他端の内部に固着されたオイルシリン
ダ24と、このオイルシリンダ24の内部に遊嵌されたダン
パピストン25と、このダンパピストン25の中央部分から
左右両方向に延設されるとともに、両端がオイルシリン
ダ24の端壁24a,24bに摺動自在に挿通された固定ロッド2
6a,26bとによって構成されている。なお、固定ロッド26
aの一端は装置の固定側に固着されたロッドカバー27に
止着されている。

また、上述のオイルシリンダ24の内周面24cは円筒形状
に成形され、第２図に明示する如く、その内周面24cに
は所定間隔を隔てた位置に周溝24d,24eが形成されてい
る。

これにより、周溝24d,24e間の部分並びに周溝24d,24eよ
りも端部側の部分、すなわち、オイルシリンダ24のスト
ローク方向の中央部分及び両端部分に小径部30及び31,3
2が形成されると共に、周溝24d,24eの部分、すなわち、
互いに隣合う小径部30と31、及び31と32との間の部分に
これらの小径部30,31,32の内径よりも大きな内径の一対
の大径部33,34が形成されている。

そして、ダンパピストン25の直径は前記小径部30の内径
よりも僅かに小さく構成されており、従ってこのダンパ
ピストン25はシリンダピストン24の小径部30,31,32の内
周面24cに対して狭い隙間d₁をもって相対的に移動し、
かつ、周溝24d,24e箇所においてはそれより広い隙間d₂
をもって相対的に移動し得るようになっている（第３図
参照）。そして、パワーピストン５がニュートラル位置
にある時は、ダンパピストン25が第１図及び第２図に示
す如くオイルシリンダ24の小径部30に僅かな隙間d₁を隔
てて対応配置されるように構成されている。さらに、オ
イルシリンダ24の小径部30,31,32及び大径部33,34のス
トローク方向の長さは、変速機のニュートラル位置から
変速機ギヤの同期直前までのストローク並びに同期後の
変速機ギヤ投入のストロークを考慮して決定される。

なお、第１図において39はオイルシリンダ24内にオイル
を供給するために形成された通路、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、変速操作装置の動作を説明する。

始めに、本例の変速機操作装置の動作を概略的に述べる
と、パワーピストン５がニュートラル位置にあるときは
ダンパピストン25がオイルシリンダ24の中央部分の小径
部30に対応配置され、パワーピストン５がニュートラル
位置からストロークして変速機ギヤの同期直前位置に達
したときはダンパピストン25がオイルシリンダ24の大径
部33又は34に対応配置され、パワーピストン５がさらに
ストロークして変速機ギヤの同期完了後からシフト完了
に至るまではダンパピストン25がオイルシリンダ24の端
部の小径部31又は32に対応配置されるようになってい
る。この動作をさらに詳述すれば、以下の通りである。

まず、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方向にストロークし、
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
作は、ピストンロッド８が動作するときオイルダンパ３
内では、オイルシリンダ24のほぼ中央部分に形成されて
いる小径部30のところをダンパピストン25が移動する
が、ここでは前記小径部30の内周面とダンパピストン25
の外周面との間隙d₁が狭いので、ダンパ作用が強く働
き、ピストンロッド８はダンパピストン25に対して緩や
かに移動する。そして第３図において実線で示すように
オイルシリンダ24の小径部30がダンパピストン25を通過
して大径部34に達すると、この大径部32の内周面とダイ
パピストン25の外周面との間隙d₂が広くなるので、ダン
パ作用が緩やかとなる。そのためオイルシリンダ24及び
ピストンロッド８はダンパピストン25に対して速やかに
動作し、第３図において破線で示すように変速機ギヤの
同期直前位置に達する。しかる後は、ダンパピストン25
がオイルシリンダ24の小径部32に対応することとなるた
め、再び強いダンパ作用が働く。このため、変速機ギヤ
の同期が完了した後、ピストンロッド８ひいてはパワー
ピストン５の負荷が急減し、パワーピストン５は急加速
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８およびパワーピストン５の加速が減衰され、静
かにギヤ投入がなされる。

なお、ピストンロッド８の矢印ａ方向への移動時も、こ
れと同様の動作がなされる。

このような構成の変速機操作用倍力装置によれば、ニュ
ートラル時（第３図において示す区間L₁）とギヤ投入時
（第３図において示す区間L₃）にはダンパ作用が強く働
き、その間の領域（第３図において示す区間L₂）ではダ
ンパ作用が弱められる。従って、次のような作用効果を
奏し得る。すなわち、本実施例によれば、パワーピスト
ン５及びピストンロッド８がニュートラル位置からギヤ
投入位置へ、或いは例えば第１速位置からニュートラル
位置を経て第２速位置へ連続的に移動される際に、ニュ
ートラル位置で必ず緩やかな動作にならしめられるた
め、同期機構のシンクロリングとコーンとの突当てをソ
フトに行なうことができ、ギヤ鳴りの発生を防止でき
る。さらに、ギヤ投入時に再びダンパ作用が強められる
ので、パワーピストン５及びピストンロッド８は急加速
されることなく作動され、衝撃力の緩和が図られる。そ
の一方、前記区間L₂においては、ダンパ作用が弱められ
るため、パワーピストン５及びピストンロッド８の移動
が速く行なわれ、ギヤ投入操作に要する時間の短縮を図
ることができる。

以上、本考案の一実施例に付き述べたが、本考案は記述
の実施例を限定されるものではなく、本考案の技術的思
想に基いて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、オイルシリンダ24の小径部30の内周面とダンパ
ピストン25の外周面との間の間隙d₁を、オイルシリンダ
24の大径部31,32の内周面とダンパピストン25の外周面
との間の間隙に一致させる必要はなく、必要に応じて変
更可能である。

e.考案の効果 以上の如く、本考案は、オイルシリンダのストローク方
向の中間部に一対の大径部を設けて、ピストンロッドが
ニュートラル位置にあるときはダンパピストンを前記一
対の大径部の間の小径部に配置するようにしたものであ
るから、シフト操作に際し、ニュートラル位置ではダン
パ作用が強く働き、ニュートラル位置から同期位置まで
の間におけるピストンロッドの移動は緩やかに行なわれ
ることとなり、変速機ギヤ突当て時のギヤ鳴りを効果的
に防止できる。また、変速機ギヤ突当て後のギヤ投入時
にもダンパ作用が強く働くので、変速機ギヤの同期が完
了した後に同期負荷が急減しても、ピストンロッドは急
加速されず、従って円滑にギヤ変速を行なうことができ
ると共に、ギヤ投入時の衝撃力の緩和を図ることができ
る。その結果、変速機各部の衝撃による損傷を未然に防
止し得て、装置の耐久性の向上を図ることができる。

さらに、ニュートラル位置から同期完了位置まで区間で
ピストンロッドに付加されるダンパ作用は緩慢となるの
で、その区間でのピストンロッドの移動は速やかに行な
われ、その分だけシフト操作時間の短縮を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであって、第１図は
変速機操作装置の断面図、第２図はオイルダンパの拡大
断面図、第３図はオイルダンパの要部拡大断面図であ
る。 １……パワーシリンダ、３……オイルダンパ、５……パ
ワーピストン、８……ピストンロッド、24……オイルシ
リンダ、24c……内周面、24d,24e……周溝、25……ダン
パピストン、26a,26b……固定ロッド、30,31,32……小
径部、33,34……大径部、d₁，d₂……隙間。

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構成し
   た変速機操作装置において、ストローク方向の両端部分
   及び中央部分に内径の小さい小径部を有すると共に、互
   いに隣合う前記小径部の間に形成されかつ前記小径部の
   内径よりも大きな内径の一対の大径部をそれぞれ具備す
   るオイルシリンダを前記ピストンロッドの内部に固着す
   ると共に、装置の固定側に連結されたダンパピストンを
   前記オイルシリンダの内部に遊嵌し、前記パワーピスト
   ンがニュートラル位置にあるときは前記ダンパピストン
   が前記オイルシリンダの中央部分の小径部に対応配置さ
   れ、前記パワーピストンがニュートラル位置からストロ
   ークして変速機ギヤの同期直前位置に達したときは前記
   ダンパピストンが前記オイルシリンダの大径部に対応配
   置され、前記パワーピストンがさらにストロークして変
   速機ギヤの同期完了後からシフト完了に至るまでは前記
   ダンパピストンが前記オイルシリンダの端部の小径部に
   対応配置されるように構成したことを特徴とする変速機
   操作装置。