JPH0743528Y2 - 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、 （Ａ）一対の隔壁にて区画された第1,第２及び第３の室
を有し、かつ、前記ピストンロッドに固着されたオイル
シリンダと、 （Ｂ）前記第１及び第３の室の間に配設された前記第２
の室内に移動自在に嵌合されたダンパピストンと、 （Ｃ）前記ダンパピストンから左右両方向にそれぞれ延
設され、かつ、前記オイルシリンダの隔壁及び側壁にそ
れぞれ相対的に摺動自在に挿通配置された状態で変速機
操作装置本体に固定された一対の固定ロッドと、 （Ｄ）前記一対の固定ロッドの外周の一部であって前記
ダンパピストンの両側箇所にそれぞれ形成された一対の
溝部と、 をそれぞれ設け、前記ピストンロッド及びオイルシリン
ダが前記ダンパピストンに対してストロークする際に前
記隔壁が前記溝部を通過するように構成すると共に、前
記ピストンロッドがニュートラル位置付近にあるときは
前記オイルシリンダの一方の隔壁の少なくとも一部分が
前記固定ロッドの一方の溝部から外れた位置に配置さ
れ、前記ピストンロッドがニュートラル位置付近からス
トロークして同期位置に達するまでのストローク領域に
おいては前記隔壁に前記溝部が対応配置されてこれらの
間に前記第１及び第２の室又は前記第２及び第３の室を
互いに連通する通路が形成され、前記ピストンロッドが
同期位置からシフト完了位置に達するまでのストローク
領域においては前記隔壁の少なくとも一部分が前記溝部
から外れた位置に配置されるように構成し、これによっ
て、前記ピストンロッドがニュートラル位置付近にある
とき並びに同期位置に達した以後のストローク領域にお
いてはダンパ作用を充分に大きく生ぜしめる一方、ニュ
ートラル位置付近から同期位置までのストローク領域に
おいてはダンパ作用を緩やかに生ぜしめるようにしてい
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の他端の内部に固定的に嵌合されたオイ
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
部分から左右両側にそれぞれ延びる一対の固定ロッド26
a,26bとによって構成されている。

更に詳述すると、第２図に明示する如く、オイルシリン
ダ24の内周には一対の隔壁27a,27bが一体成形されてお
り、これらの隔壁27a,27bとオイルシリンダ24の側壁28
a,28bとによってオイルシリンダ24の内部が第１の室29
a、第２の室29b、及び第３の室29cに区画されている。
そして、中間の第２の室29b内に前記ダンパピストン25
が遊嵌されると共に、一方の固定ロッド26aが前記隔壁2
7d、及び側壁28aに形成された挿通孔30a,31aに摺動自在
に挿通配置され、他方の固定ロッド26bが前記隔壁27b及
び側壁28bに形成された挿通孔30b,31bに摺動自在に挿通
配置されている。なお、一方の固定ロッド26aは、第１
図に示すように、装置の固定側に固着されたロッドカバ
ー33に取付けられている。かくして、一対の固定ロッド
26a,26bは変速機操作装置本体に固定されている。

また、前記固定ロッド26a,26bには、その外周面の一部
分に軸方向に沿って延びる溝部（周溝）32a,32bが設け
られており、固定ロッド26a,26bに対するオイルシリン
ダ24のストローク時にオイルシリンダ24の隔壁27a,27b
が固定ロッド26a,26bの溝部32a,32bを通過し得るように
構成されている。

さらに、上述のオイルシリンダ24には、第１の室29aに
連通しかつ隔壁27bの近傍において第２の室29bに連通す
る通路34と、第３の室29cに連通しかつ隔壁27aの近傍に
おいて第２の室29bに連通する通路35とがそれぞれ設け
られている。しかして、第２の室29bのうちダンパピス
トン25及び隔壁27aの間に形成された左室36aと、第３の
室29cとが通路34を介して互いに連通されており、第２
の室29bのうちダンパピストン25及び隔壁27bの間に形成
された右室36bと第１の室29aとが互いに連通されてい
る。

また、前記溝部32a,32bの配設位置とオイルシリンダ24
との相互間の関係は次のように設定されている。すなわ
ち、ダンパピストン25が第２図に示す如くニュートラル
位置に配置されている場合には、ダンパピストン25と隔
壁27a,27bの間隔がそれぞれL₁であり、隔壁27a,27bのう
ち溝部32a,32bに対応している部分の長さがL₂、固定ロ
ッド26a,26bに摺接している部分の長さがL₃である。一
方、オイルシリンダ24が距離L₂だけストロークして第３
図に示すようにその隔壁27bの外側端面36bが溝部32aの
外側端面37aに一致した時点（クラッチギヤの同期完了
時）では、隔壁27bの内側端面36aと溝部32bの内側端面3
7aとの間の距離がL₄となるように構成されている。ま
た、他方の隔壁27a及び溝部32aは上述と同様の構成とな
っており、ダンパピストン25を中心に左右対称に構成さ
れている。

なお、第１図において39はオイルシリンダ24内にオイル
を注入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。

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ｂ方向（またはａ方向に）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。

変速機のニュートラル位置（第２図に示す位置）付近に
おけるシフト操作は、オイルシリンダ24の内周面24aと
ダンパピストン25の外周面25aとの間の絞り部でのダン
パ作用にて比較的緩やかに行なわれて操作力が第５図に
示す如く徐々に増大され、隔壁27bの外側端面36bが固定
ロッド26bの溝部32bの外側端面37bに一致する位置（第
３図参照）すなわち同期機構のシンクロリングとコーン
（図示せず）との突当て位置に達する。この際、オイル
シリンダ24ひいてはピストンロッド８が緩やかにストロ
ークされるので、シンクロリングとコーンとの突当てが
ソフトに行なわれ、ギヤ鳴りを生じない。

次いで、オイルシリンダ24がさらに矢印ｂ方向にストロ
ークされて隔壁27bが固定ロッド26bの溝部32bに対応す
る領域（区画L₃）を通過すると、隔壁27bと固定ロッド2
6bとの間に通路が形成され、この通路40を介して第２の
室29bの右室36bと第３の室29cとが互いに連通される。
なお、他方の固定ロッド26aの溝部32aは他方の隔壁27a
から逃げて隔壁27aが固定ロッド26aの周面に密着され
る。そのため、この状態の下ではオイルシリンダ24がダ
ンパピストン25に対して矢印ｂ方向にストロークされる
のに伴って前記右室36b内のオイルが前記通路40、第３
の室29c及び通路35を順次介して第２の室29bの左室36a
内に流入することとなり、その結果、この際のダンパ作
用は緩和されて弱くなる。しかして、ダンパ作用が緩和
された直後に、第５図に示す如く高荷重状態の下で同期
作用が行なわれ、しかる後に、隔壁27bの内側端面36aが
前記溝部32bの内側端面37aに一致する位置（第４図に示
す位置）すなわちクラッチギヤ突当ての直前位置まで比
較的速やかにオイルシリンダ24ひいてはピストンロッド
８のストロークが行なわれる。そして、その直後に高荷
重にてクラッチギヤの突当てがなされる一方、この時点
より以降は、隔壁27bが固定ロッド26bの外周面に対応す
るので、再びダンパ作用が強く働き、オイルシリンダ24
ひいてはピストンロッド８のストロークはギヤ投入完了
（シフト完了）まで比較的緩やかに行なわれる。その結
果、ギヤ投入時の衝撃荷重が大幅に吸収され、ドッグ歯
やギヤシフトフォーク等に機械的衝撃を与えることな
く、シフト操作が完了される。

以上の如く、本例においては、ピストンロッド８及びオ
イルシリンダ24がダンパピストン25に対して矢印ｂ方向
にストロークする際に隔壁27aが溝部32bを通過するよう
に構成すると共に、ピストンロッド８がニュートラル位
置付近にあるときはオイルシリンダ24の一方の隔壁27b
の少なくとも一部分が固定ロッド26bの一方の溝部32bか
ら外れた位置に配置され、ピストンロッド８がニュート
ラル位置付近からストロークして同期位置に達するまで
のストローク領域においては隔壁27bに溝部32bが対応配
置されてこれらの間に第２及び第３の室29a,29cを互い
に連通する通路40が形成され、ピストンロッド８が同期
位置からシフト完了位置に達するまでのストローク領域
においては隔壁27bの少なくとも一部分が溝部32bから外
れた位置に配置されるように構成し、これによって、ピ
ストンロッド８がニュートラル位置付近にあるとき並び
に同期位置に達した以後のストローク領域においてはダ
ンパ作用が充分に大きく生ぜしめられる一方、ニュート
ラル位置付近から同期位置までのストローク領域におい
てはダンパ作用が緩やかに生ぜしめられる。

なお、オイルシリンダ24及びピストンロッド８が矢印ａ
方向にストロークする際も上述の同様の原理で作動する
ため、その説明を省略する。

以上、本考案の一実施例に付き説明したが、本考案は記
述の実施例に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、溝部32a,32bを固定ロッド26a,26bの全周に亘っ
て形成する必要はなく、その一部にのみ形成するように
してもよい。また、ダンパピストン25をオイルシリンダ
24の内周面24aに摺動自在に摺接せしめてこのダンパピ
ストン25に小径のオリフィスを形成することによりダン
パ作用を働かせるようにしてもよい。

また、第６図に示すように、溝部32a,32bにそれより浅
い溝部41を延設して溝部を二段構成として、ニュートラ
ル位置におけるオイルシリンダ24ひいてはピストンロッ
ド８の作動速度を少し速くして作動時間の短縮を図るよ
うにしてもよい。

e.考案の効果 以上の如く、本考案は、オイルダンパを構成するダンパ
ピストンの固定ロッドに溝部を設けることにより、ピス
トンロッド及びオイルシリンダのストロークに応じてダ
ンパ作用を変化せしめるように構成したものであるか
ら、ニュートラル位置付近では強いダンパ作用をきかせ
ることによりギヤ突当て直前でのピストンロッドの移動
速度を抑えてギヤ鳴りの発生を防止することができると
共に、ニュートラル位置付近からギヤ突当て直前位置ま
での間ではダンパ作用を緩和することにより作動時間の
短縮を図ることができる。また、ギヤ突当て直前に再び
ダンパ作用をきかせることにより、ギヤ投入時における
ピストンロッドの急加速を抑えてギヤ（ドッグ歯等）に
衝撃力が作用するような事態の発生を効果的に防止でき
る。その結果、装置の耐久性の大幅な向上を図ることが
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図及び第４図はオイルシリンダのストロー
ク時における状態をそれぞれ示す要部拡大断面図、第５
図はオイルシリンダのストローク位置とピストンロッド
の操作力との関係を示す特性図、第６図は本考案の別例
を示す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、25……ダンパピストン、26a,26b……固定ロッ
ド、27a,27b……隔壁、28a,28b……側壁、29a……第１
の室、29b……第２の室、29c……第３の室、32a,32b…
…溝部、34,35……通路、36a……左室、36b……右室、4
0……通路。

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、 （Ａ）一対の隔壁にて区画された第1,第２及び第３の室
   を有し、かつ、前記ピストンロッドに固着されたオイル
   シリンダと、 （Ｂ）前記第１及び第３の室の間に配設された前記第２
   の室内に移動自在に嵌合されたダンパピストンと、 （Ｃ）前記ダンパピストンから左右両方向にそれぞれ延
   設され、かつ、前記オイルシリンダの隔壁及び側壁にそ
   れぞれ相対的に摺動自在に挿通配置された状態で変速機
   操作装置本体に固定された一対の固定ロッドと、 （Ｄ）前記一対の固定ロッドの外周の一部であって前記
   ダンパピストンの両側箇所にそれぞれ形成された一対の
   溝部と、 をそれぞれ設け、前記ピストンロッド及びオイルシリン
   ダが前記ダンパピストンに対してストロークする際に前
   記隔壁が前記溝部を通過するように構成すると共に、前
   記ピストンロッドがニュートラル位置付近にあるときは
   前記オイルシリンダの一方の隔壁の少なくとも一部分が
   前記固定ロッドの一方の溝部から外れた位置に配置さ
   れ、前記ピストンロッドがニュートラル位置付近からス
   トロークして同期位置に達するまでのストローク領域に
   おいては前記隔壁に前記溝部が対応配置されてこれらの
   間に前記第１及び第２の室又は前記第２及び第３の室を
   互いに連通する通路が形成され、前記ピストンロッドが
   同期位置からシフト完了位置に達するまでのストローク
   領域においては前記隔壁の少なくとも一部分が前記溝部
   から外れた位置に配置されるように構成し、これによっ
   て、前記ピストンロッドがニュートラル位置付近にある
   とき並びに同期位置に達した以後のストローク領域にお
   いてはダンパ作用を充分に大きく生ぜしめる一方、ニュ
   ートラル位置付近から同期位置までのストローク領域に
   おいてはダンパ作用を緩やかに生ぜしめるようにしたこ
   とを特徴とする変速機操作装置。