JP2540808B2 - 手動変速機の変速操作機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は手動変速機の変速操作機構に関し、特に操作
レバーのシフト方向の操作を助勢するパワーアシスト機
構を備えた変速操作機構に関する。

〔従来技術〕

一般に、手動変速機においては操作レバーのセレクト
方向への操作は小さい操作力でよいがシフト方向への操
作には大きな操作力を必要とし、特に大トルクエンジン
を搭載し大きなクラッチを備えた車両においてはシフト
方向への操作には大きな操作力が必要である。このた
め、操作レバーのシフト方向の操作を助勢するパワーア
シスト機構を備えた変速操作機構が例えば実開昭48−38
276号公報に示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、かかる変速操作機構においては、シリンダ
内に気密的かつ軸方向に摺動可能に組付けられて同シリ
ンダ内を２つの圧力室に区画するピストンロッドと、同
ロッド内に圧力空気を前記両圧力室に対して選択的に給
排するバルブ機構を備えているが、このバルブ機構は構
造が複雑でかつ構成部材が極めて多いという問題があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこれらの問題に対処すべくなされたもので、
本発明に係る変速操作機構は、ミッションケースに設け
たケースカバー内に回転可能に軸支され操作レバーのシ
フト方向への操作により回転する第１のシャフトと、前
記ミッションケース内に臨むレバーを有し前記第１のシ
ャフトに対して周方向へ回転可能かつ軸方向へ摺動可能
に組付けられ摺動時各シフトヘッドに選択的に係合しか
つ回転時係合するシフトヘッドを操作する第２のシャフ
トと、前記両シャフトの一端側に配設されたパワーアシ
スト機構を備えるとともに、同パワーアシスト機構は、
作動油が供給されるインレットポートと供給された作動
油が排出されるアウトレットポートを有し前記ケースカ
バーの一端に設けられて前記両シャフトの側方へ直交し
て延びるシリンダと、同シリンダの内周に摺接する大径
部を有し同シリンダの内孔内に液密的かつ軸方向へ摺動
可能に組付けられて同シリンダ内にて前記大径部の前後
の部位に２つの油室を区画形成するとともに前記第２の
シャフトに連結され摺動時同第２のシャフトを回転させ
る中空シャフト状のピストンと、同ピストンの内孔内に
軸方向へ摺動可能に組付けられるとともに前記第１のシ
ャフトに連結され同第１のシャフトの回転時摺動するロ
ッド状のバルブスプールを備え、前記ピストンの大径部
には前記インレットポートに連通する供給油路と、同ピ
ストンの内孔内と前記各油室を連通させる一対の給排油
路と、同ピストンの内孔内に開口する一対の環状溝が設
けられ、かつ前記バルブスプールには、同バルブスプー
ルと同軸的に延びて前記アウトレットポートに連通する
排出油路と、同排出油路と前記ピストンの前記各環状溝
を連通させる一対の連通路と、前記ピストンの各給排油
路に連通するとともに同バルブスプールの摺動時前記各
給排油路を前記ピストンの供給油路または各環状溝に選
択的に連通させる一対の環状溝が設けられ、前記ピスト
ンと前記バルブスプールが、前記第１のシャフトの回転
時相対摺動して前記両油室に対する作動油の給排を選択
的に制御する四方切換弁機構を構成していることを特徴
とするものである。

〔発明の作用・効果〕

かかる構成によれば、操作レバーのシフト方向への操
作により第１のシャフトが第２のシャフトに対して回転
し、この相対回転に応じてバルブスプールがピストンに
対して軸方向へ偏位する。この結果、四方切換弁機構が
作動してシリンダ内の両油室に対する作動油の給排が制
御され、ピストンは一方の油室内の圧油の作用によりバ
ルブスプールに追従して軸方向へ摺動し、第２のシャフ
トを回転させてシフト方向への操作力を助勢する。

しかして、当該変速操作機構においては、特にパワー
アシスト機構が前記両シャフトの一端側に配設され、か
つ同機構はシリンダ、同シリンダ内に摺動可能に組付け
たピストン、同ピストンの内孔内に摺動可能に組付けら
れ同ピストンとともに四方切換弁機構を構成するバルブ
スプールとにより構成されていて、ピストンとバルブス
プールとの相対的な摺動により四方切換弁機構を作動さ
せるようにしているため、パワーアシスト機構を少ない
構成部材で、かつ簡単な構造に構成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する
に、第１図および第２図には本発明に係る変速操作機構
10が示されている。当該変速操作機構10は第３図に示す
ように、車両用手動変速機21の上部に組付けられ、同変
速機21のケース21aと車体フロア22間にて左右方向に延
在している。また、当該変速操作機構10は車体フロア22
の上面に組付けた操作レバー23に２本のプッシュプルケ
ーブル24a,24bを介して連結しており、操作レバー23の
前後方向の回動操作（シフト方向）によりプッシュプル
ケーブル24aを介してシフト作動され、かつ操作レバー2
3の左右方向の回動操作（セレクト方向）によりプッシ
ュプルケーブル24bを介してセレクト作動される。

しかして、当該変速操作機構10は第１図および第２図
に示すように第１シャフト11,第２シャフト12およびパ
ワーアシスト機構を構成するシリンダ13、ピストン14、
バルブスプール15を主要構成部材とする。

第１シャフト11はミッションケース21aの上部に組付
けたケースカバー21bに液密的かつ回転可能に軸支さ
れ、同カバー21b内に延在している。第２シャフト12は
一端外周部に外スプライン12aを備えるとともに他端部
にレバー部12bを備えた中空状のシャフトで、第１シャ
フト11の外周に回転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付け
られている。この第２シャフト12においては、その外ス
プライン12aにスプライン嵌合させた中空状の連結シャ
フト16を介してケースカバー21bに回転可能に軸支さ
れ、かつ左右一対の圧縮スプリング17a,17bの付勢力に
て所定の位置（セレクト方向の中立位置）に位置決めさ
れている。また、第２シャフト12のレバー部12bはミッ
ションケース21a内に臨み、３個のシフトヘッド25a,25
b,25cに選択的に係脱する。操作レバー23に連結する第
１プッシュプルケーブル24aは第１シャフト11の端部に
一体回転可能に組付けたレバー26aに連結され、また第
２プッシュプルケーブル24bはケースカバー21bに揺動可
能に組付けたベルクランクを構成するレバー部26bの揺
動端部に連結されている。このベルクランクを構成する
他方のレバー部26cの揺動端部は第２シャフト12の外周
に係合し、レバー部26bと一体的に同シャフト12の軸方
向へ揺動する。

パワーアシスト機構を構成するシリンダ13はケースカ
バー21bの一側に一体的に設けられていて、ミッション
ケース21aの外側に沿って後方へ延びている。シリンダ1
3はその中間側部にインレットポート13aを備え、かつそ
の後端にアウトレットポート13bを備えている。ピスト
ン14は中空シャフト状のもので、その中間部に大径部14
aを備えるとともに前端部に第２シャフト12の連結部18
を備え、シリンダ13内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に
嵌挿されている。かかるピストン14においては、その大
径部14aはピストン部として機能するもので、シリンダ1
3内を軸方向の２つの油室R1,R2に区画している。また、
同大径部14aはバルブスリーブとしても機能するもの
で、シリンダ13のインレットポート13aに連通する環状
溝14c,これと内孔14dとに連通する供給油路14e、内孔14
dと各油室R1,R2とに連通する複数の給排油路14f,14gお
よび内孔14dに開口する一対の環状溝14h,14iを備えてい
る。バルブスプール15はロッド状を呈していて、ピスト
ン14の内孔14d内を軸方向へ液密的かつ軸方向へ摺動可
能に嵌挿されている。バルブスプール15はピストン14の
大径部14aとともに切換弁機構を構成するもので、各給
排油路14f,14gに常時連通する一対の環状溝15a,15b、同
軸的に設けられて一端にて開口する排出油路15c、排出
油路15cと各環状溝14h,14iとに連通する連通路15d,15e
を備えている。これにより、ピストン14およびバルブス
プール15はセンターオープン型の四方切換弁機構を構成
する。

ピストン14の連結部18は第１図、第２図および第４図
に示すように左右一対の半筒状部材18a,18bからなり、
これら両部材18a,18bはピストン14の一端に嵌着されか
つ２本のボルト18c,18dにて互いに固着されている。一
方の半筒状部材18aには係合溝18eが形成されていて、連
結シャフト16に突設したアーム部16aが係合している。
これにより、ピストン14は連結シャフト16を介してシャ
フト12に連結し、軸方向の摺動時第２シャフト12を回転
させる。また、バルブスプール15にも係合溝15fが形成
されていて、第１シャフト11の一端に一体回転可能に組
付けたアーム部材17cが係合している。これにより、バ
ルブスプール15はアーム部材17cを介して第１シャフト1
1に連結し、同シャフト11の回転時バルブスプール15を
軸方向へ摺動させる。このアーム部材17cの回転は連結
シャフト16に突設した一対のストッパ16b,16cにより所
定量に規制され、アーム部材17cがいずれかのストッパ1
6b,16cに当接した後は連結シャフト16、第２シャフト12
を一体的に回転させる。ピストン14とバルブスプール15
とはそれらの端部にてバネ部材19により互いに連結され
ている。バネ部材19は第５図に示すように並列する２枚
の板バネ19a,19bを一端部にて接合してなるもので、各
板バネ19a,19bの他端部にてピストン14、バルブスプー
ル15の端部にボルト19c,19d止めされている。これによ
り、バネ部材19は第１シャフト11の操作トルクが所定値
を越えると操作トルクに応じて撓み、ピストン14とバル
ブスプール15間に操作トルクに応じた軸方向の相対偏位
を生じさせる。

なお、第２図に示す符号27は公知のリバースミスシフ
ト防止機構である。また、各シフトヘッド25a〜25cも公
知のもので各フオークシャフト25d〜25fに組付けられて
おり、各フオークシャフト25d〜25fに組付けた１−２速
用、３−４速用、５速−後退用の各シフトフオークを作
動させる。

このように構成した当該変速操作機構10においては、
操作レバー23をセレクト方向へ操作することによりベル
クランクを構成する両レバー部26b、26cが作動し、第２
シャフト12が軸方向に摺動する。これにより、第２シャ
フト12のレバー部12bは各シフトヘッド25a〜25cのいず
れかに係合する。次いで、操作レバー23をシフト方向へ
操作すると第１シャフト11が所定量回転し、アーム部材
17cを回転させてバルブスプール15を軸方向へ摺動させ
る。操作レバー23の操作開始時には第１シャフト11の操
作トルクが所定値以下であるためバネ部材19は撓むこと
がなく、ピストン14はバルブスプール15と一体的に軸方
向へ摺動して連結シャフト16、第２シャフト12を回転さ
せ、各シフトヘッド25a〜25cの１つのシフト作動を開始
する。これにより、図示しない同期装置が作動するため
操作レバー23の操作が重くなり、第１シャフト11の操作
トルクが所定値以上となってバネ部材19を撓ませる。こ
の結果、ピストン14とバルブスプール15間に軸方向の相
対偏位が生じ、パワーアシスト機構を作動させる。

しかして、パワーアシスト機構においては、ピストン
14とバルブスプール15間に相対偏位がない場合、エンジ
ンにより駆動するオイルポンプ28aからシリンダ13のイ
ンレットポート13aを通して供給される作動油は環状溝1
4c,供給油路14e,各環状溝15a,15b、各環状溝14h,14i、
各連通路15d,15eおよび排出油路15cを経てアウトレット
ポート13bからリザーバ28bへ還流する。一方、ピストン
14とバルブスプール15間に相対偏位が生じた場合、例え
ばバルブスプール15がピストン14に対して第２図矢印Ａ
方向へ摺動した場合、供給油路14eと環状溝15aとの連通
が遮断されるとともに、同油路14eと環状溝15bとの連通
が確保される。また、環状溝15aと14hとの連通が確保さ
れるとともに、環状溝15bと14iとの連通が遮断される。
この結果、作動油は供給油路14eから環状溝15b、給排油
路14gを経て油室R2に供給され、かつ油室R1内の作動油
は給排油路14f、各環状溝15a,14h,連通路15d,排出油路1
5cを経てアウトレットポート13bからリザーバ28bへ排出
される。これにより、ピストン14は油室R2の油圧の作用
により矢印Ａ方向へ摺動され、バルブスプール15に対す
る偏位が是正される。このピストン14の摺動により連結
シャフト16、第２シャフト12が回転するため、操作レバ
ー23のシフト操作が第１シャフト11の操作トルクに応じ
て助勢され、シフト操作は軽くなる。

また、バルブスプール15がピストン14に対して第２図
矢印Ｂ方向へ摺動した場合も同様に助勢されるが、この
場合においては供給油路14eと環状溝15aとの連通が確保
されるとともに、同油路14eと環状溝15bとの連通が遮断
される。また、環状溝15aと14hとの連通が遮断されると
ともに環状溝15bと14iとの連通が確保され、ピストン14
は油室R1の油圧の作用により矢印Ｂ方向へ摺動される。

ところで、当該変速操作機構10においては、パワーア
シスト機構を両シャフト11,12の一端側に配設するとと
もに、同機構をシリンダ13、シリンダ13内に摺動可能に
組付けたピストン14、ピストン14の内孔内に摺動可能に
組付けられてピストン14とともに四方切換弁機構を構成
するバルブスプール15を主要構成部材とし、ピストン14
とバルブスプール15との相対的な摺動により四方切換弁
機構を作動させるように構成しているため、パワーアシ
スト機構を少ない構成部材で、かつ簡単な構造に構成す
ることができる。特に、変速操作機構10は第１図に示す
ようにミッションケース21aと車体フロア22間の狭いス
ペースに配設されるものであるため、パワーアシスト機
構のレイアウト上、コンパクトに組付けることができ
る。

なお、本実施例においては、ピストン14とバルブスプ
ール15とを所定のバネ力を有するバネ部材19にて互いに
連結し、第１シャフト11の操作トルクに応じてこれら両
者14,15間に相対偏位を生じさせてシフト操作を助勢す
るようにしている。このため、シフト操作力に応じた助
勢力を生じさせることができ、変速機におけるシフト状
況を操作レバー23により感知しつつ軽い操作で円滑にシ
フト操作を行うことができる。また、本実施例において
は、連結シャフト16にアーム部材17cの所定量以上の回
転を規制する一対のストッパ16b,16cを突設している。
このため、ピストン14とバルブスプール15間の相対偏位
は所定の範囲に規制され、パワーアシスト機構の過渡な
作動の発生が防止されるとともに、同機構の故障時には
両シャフト11,12を機械的に連結した状態にてシフト操
作が可能である。

第６図には上記実施例の変形例が示されている。この
変形例の変速操作機構30においては本発明の第１のシャ
フトが第１シャフト31に対応し、かつ第２のシャフトが
第２シャフト32aおよびレバーシャフト32bに対応する。
しかして、この第２のシャフトにおいては、第２シャフ
ト32aが第１シャフト31の外周に周方向へのみ回転可能
に組付けられ、この第２シャフト32aの外スプライン32a
1にレバーシャフト32bが軸方向へのみ摺動可能に組付け
られている。レバーシャフト32bは左右一対の圧縮スプ
リング37a,37bの付勢力にて所定の位置に位置決めされ
ており、そのレバー部32b1はミッションケース21a内に
臨んで３個のシフトヘッド25a〜25cに選択的に係脱す
る。第１シャフト31の一端には第７図および第８図に示
すアーム部材37cが固着され、かつ第２シャフト32aの一
端には連結アーム36が嵌着されている。この連結アーム
36にはストッパ36bが設けられていて、同ストッパ36bは
アーム部材37cの切欠部37c1に臨んで同アーム部材37cの
所定量以上の回転を規制する。なお、符号36aは連結ア
ーム36のアームである。

かかる変形例においては、操作レバー23をセレクト操
作することによりベルクランクの両レバー部26b,26cが
作動し、レバーシャフト32bが軸方向へ摺動する。これ
により、レバーシャフト32bは各シフトヘッド25a〜25c
のいずれかに係合する。次いで、操作レバー23をシフト
方向へ操作すると第１シャフト31が所定量回転しアーム
部材37cを回転させてバルブスプール35を軸方向へ摺動
させる。これにより、バルブスプール35とピストン34間
に上記実施例と同様に軸方向の相対偏位が生じてパワー
アシスト機構が作動し、第２シャフト32aおよびレバー
シャフト32bのシフト方向への回転を助勢する。すなわ
ち、変速操作機構30は上記実施例の変速操作機構10と同
様に機能する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る変速操作機構の後方か
らみた縦断正面図、第２図は同機構の横断平面図、第３
図は同機構の変速機に対する組付状態を示す概略斜視
部、第４図は第２図の矢印IV方向からみた一部切欠側面
図、第５図はバネ部材の正面図、第６図は同機構の変形
例を示す第１図に対応する縦断背面図、第７図は同機構
における連結アームとアーム部材の斜視図、第８図は第
７図の矢印VIII方向の側面図である。 符号の説明 10,30……変速操作機構、11,31……第１シャフト、12,3
2a……第２シャフト、12b……レバー部、32b……レバー
シャフト、13……シリンダ、14,34……ピストン、15,35
……バルブスプール、16……連結シャフト、17c……ア
ーム部材、19……バネ部材、23……操作レバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大竹 幸夫 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 菊地 憲一 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 神保 昇二 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−149452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−86735（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミッションケースに設けたケースカバー内
   に回転可能に軸支され操作レバーのシフト方向への操作
   により回転する第１のシャフトと、前記ミッションケー
   ス内に臨むレバーを有し前記第１のシャフトに対して周
   方向へ回転可能かつ軸方向へ摺動可能に組付けられ摺動
   時各シフトヘッドに選択的に係合しかつ回転時係合する
   シフトヘッドを操作する第２のシャフトと、前記両シャ
   フトの一端側に配設されたパワーアシスト機構を備える
   とともに、同パワーアシスト機構は、作動油が供給され
   るインレットポートと供給された作動油が排出されるア
   ウトレットポートを有し前記ケースカバーの一端に設け
   られて前記両シャフトの側方へ直交して延びるシリンダ
   と、同シリンダの内周に摺接する大径部を有し同シリン
   ダの内孔内に液密的かつ軸方向へ摺動可能に組付けられ
   て同シリンダ内にて前記大径部の前後の部位に２つの油
   室を区画形成するとともに前記第２のシャフトに連結さ
   れ摺動時同第２のシャフトを回転させる中空シャフト状
   のピストンと、同ピストンの内孔内に軸方向へ摺動可能
   に組付けられるとともに前記第１のシャフトに連結され
   同第１のシャフトの回転時摺動するロッド状のバルブス
   プールを備え、前記ピストンの大径部には前記インレッ
   トポートに連通する供給油路と、同ピストンの内孔内と
   前記各油室を連通させる一対の給排油路と、同ピストン
   の内孔内に開口する一対の環状溝が設けられ、かつ前記
   バルブスプールには、同バルブスプールと同軸的に延び
   て前記アウトレットポートに連通する排出油路と、同排
   出油路と前記ピストンの前記各環状溝を連通させる一対
   の連通路と、前記ピストンの各給排油路に連通するとと
   もに同バルブスプールの摺動時前記各給排油路を前記ピ
   ストンの供給油路または各環状溝に選択的に連通させる
   一対の環状溝が設けられ、前記ピストンと前記バルブス
   プールが、前記第１のシャフトの回転時相対摺動して前
   記両油室に対する作動油の給排を選択的に制御する四方
   切換弁機構を構成していることを特徴とする手動変速機
   の変速操作機構。