JP2683793B2 - 変速機操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明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. 従来の技術とその問題点 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動
作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加わってこれら
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。

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、パワーピストンの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62−148853号） 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、ピストンロッドがストロークするとき、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
ストローク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。

他方、前述の圧縮空気を給排して自動的にシフト操作
する変速機操作装置に対し、圧縮空気を給排する少なく
とも一対の電磁弁を設け、この電磁弁の排気側に少なく
とも２段階に変化させることができる可変絞り電磁弁を
設け、しかもこの可変絞り電磁弁を制御装置により、シ
フト操作の途中でシリンダからの排気の絞りを変化させ
るように構成した操作装置がある。（特開昭60−95245
号公報） しかしながら、前記変速機操作装置では可変絞り電磁
弁を設けなければならず、かつ該可変絞り電磁弁を制御
するための電気的な制御装置を別に設置しなければなら
ないという問題点があった。

本発明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
は速かに動作し、同期および同期完了後はパワーピスト
ンが急加速することがなく円滑にギヤ変速ができる極め
て簡便な変速機操作装置を提供することにある。

c. 問題点を解決するための手段 前記目的を達成するための本発明の構成は、パワーシ
リンダ内に配設された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
ロッドの内部にオイルシリンダを固定的に配設し、前記
オイルシリンダの内部に、固定ロッドが前記変速機操作
装置の固定側に連結されたダンパピストンを摺動自在に
緩やかに嵌合せしめ、該ダンパピストンの固定ロッド内
部には、熱によるダンパオイルの体積膨脹吸収手段を設
け、該体積膨脹吸収手段の前記オイルシリンダに連通す
る中空部の容積変化により前記体積膨脹を吸収させ、さ
らに、前記オイルシリンダ内に、前記パワーピストンの
ニュートラル位置に対応する部位にシリンダ拡大部を形
成するとともに、その両端に該オイルシリンダの内径部
に連なる傾斜部が形成されることを特徴とする。

d. 作用 前述のように構成した変速機操作装置においては、二
つの異なったダンピング作用を備えている。今、作用の
説明を解り易くするため、二つの異なったダンピング作
用について述べることにする。

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、ピストンロッドが動作するとき、オイルシ
リンダのほぼ中央部に形成したシリンダ拡大部のところ
をダンパピストンが通過する。ここは、前記シリンダ拡
大部と該ダンパピストンの外径部との間隙が広いので、
該ダンパピストンは速かに移動できる。このため、前記
ピストンロッドは速かに動作する。

次に、変速機ギヤの同期直前に対応して、前記ダンパ
ピストンがオイルシリンダの通常のシリンダ小径部のと
ころに達し、その後は、前記間隙が狭いので、この狭い
間隙をオイルが通過する際の通過抵抗が前記ピストンロ
ッドに対してそのストローク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。

以上、二つの異なったダンピング作用について述べた
が、前記ダンパピストンの動きにつれて、三以上の異な
ったダンピング作用が要求されるときは、複数の異なる
径を有するシリンダ拡大部をオイルシリンダ内に形成す
ればよい。

e. 実施例 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例で、二つ
の異なったダンピング作用をもたせた場合を例示的に詳
しく鮮明する。

第１図は本発明の変速機操作装置の一実施例の断面図
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の両側に配置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、かつ内部の中央部分にシリンダ拡大
部24aを形成したオイルシリンダ24と、このオイルシリ
ンダ24の内部に僅かな間隙を介して摺動自在に緩やかに
嵌合されたダンパピストン25と、その中央部がダンパピ
ストン25に固着、または一体成形されるとともに、両端
がオイルシリンダ24の端壁24b,24cに摺動自在に挿通さ
れた固定ロッド26とによって構成されている。ここで前
記オイルシリンダ24の内部の中央部分に形成されたシリ
ンダ拡大部24a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
ークを考慮して決定される。なお、この固定ロッド26の
一端26aはロッドカバー27を介してパワーシリンダの固
定側に止着されている。

第２図は前記オイルダンパ３の拡大縦断面を示したも
ので、同時に、ダンパオイルの発熱などによるオイルの
体積膨脹を吸収する機構を示す。同図において、前記固
定ロッド26の他端26b側にはシリンダ28が形成されてお
り、このシリンダ28の一端は連通穴29を介してオイルシ
リンダ24内に連通されると共に、他端には大気に連通す
る貫通穴30を有するスプリングストッパ31がねじ込まれ
ている。前記シリンダ28の内部には、オイルシール32お
よびダスタシール33を介して摺動自在に嵌合されたスト
ン34が配設されており、該ピストン34はスプリング35に
より、大気側からダンパオイル側に常時付勢されてい
る。また、このスプリング35はオイルダンパ３内のオイ
ルに常時予圧を付与するためのものでもある。

前記オイルシリンダ24内にはダンパオイルが封入され
ており、該オイルシリンダ24のシリンダ側壁のほぼ中央
部にテーパ穴24eが穿設されており、前記オイル封入後
はスチールボール24f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３図に示す
如く、前記テーパ穴24eをゴム栓36で封止した後、固定
ロッド26の他端26b側に管路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によって抜き取ら
れ、然る後にコック37cを閉じてコック37bを開く。コッ
ク37bを開くと油槽38内のオイルが前記オイルシリンダ2
4内に吸込まれるので、オイルが充満になった段階で管
路37aを外して、前記固定ロッド26のシリンダ28内にピ
ストン34を挿入し、所定の位置に配設してから前記ゴム
栓36を外して、ここ（テーパ穴24e）にスチールボール2
4fを圧入し、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、前記オイルの体積
膨脹吸収機構の各部材を含めた固定ロッド26と、オイル
シリンダ24と、その端壁24bと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
動機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
ているシリンダ拡大部24aのところをダンパピストン25
が通過するが、ここは前記シリンダ拡大部24と該ダンパ
ピストン25の外径部との間隙d₁が広いので、ダンピング
作用が緩やかとなり、該ダンパピストン25は速かに移動
する。このため、前記ピストンロッド８は速かに動作し
て、変速機ギヤの同期直前の位置に達する。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内に
おいては、前記ダンパピストン25の先端はオイルシリン
ダ24のシリンダ拡大部24aを通過して通常のシリンダ小
径の部分に達するようになっている。その後は、オイル
シリンダ24とダンパピストン25との間隙が狭くなり、こ
の狭い間隙d₂をオイルが通過する際の通過抵抗が、前記
ピストンロッド８に対してそのストローク方向とは逆方
向にダンピング作用する。すなわち、ダンピングが効果
的に作用する。このため、変速機ギヤの同期が完了した
後、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26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、前記オイルシリンダ24のシリンダ拡大部24aの
両端に形成された傾斜部24dは、その傾斜角によって、
前記二つのダンピング作用が変化する割合を適宜決定す
ることができる。

次に、第２図に示すダンパオイルのダンピング作用に
伴う発熱などによるオイルの体積膨脹吸収機構について
は、前述のとおりに構成されているので、該オイルの体
積膨脹は、シリンダ28内をピストン34がスプリング35の
付勢力に抗しながら摺動して吸収され、シリンダ28内の
圧力は差程上昇しない。なお、前記スプリング35によ
り、オイルダンパ３内のオイルに常時予圧を付与するこ
とは、ダンパピストン25がストロークするとき、ストロ
ークする方向（例えば左方）とは逆のシリンダ24の一方
の室（この場合右室）に発生する負圧のため、オイルシ
ール部分からの空気の吸い込みを防ぐためである。

以上、本実施例の変速機操作装置のシフト操作におい
て、ダンピング作用の不要範囲、すなわちニュートラル
位置付近から変速ギヤの同期直前まではダンピング作用
を大幅に低減させて、シフト操作時間を短縮すると共
に、同期中および同期完了後は所定のダンピング作用を
与えながら静かにギヤ投入を行なうので、ギヤへの衝撃
が極めて少なく、かつダンパオイルの発熱も防止され
る。また、ダンパオイルの体積膨脹吸収機構を設けたの
で、オイルシリンダの内圧が差程高くならず、オイルシ
ールの耐久性を向上させる。

なお、本発明の技術は前記実施例における技術に限定
されるものではなく、同様な機能を果す他の態様の手段
によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲内
において種々の変更，付加が可能である。

f. 発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明の変速機操作装
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とダン
パピストンによって、二つの異なったダンピング作用を
もたせるように形成させたので、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
期直前までは速かに動作し、同期中および同期完了後は
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
加速することがなく、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速機操作装置の一実施例を示す縦断
面図、第２図はオイルダンパとそのオイル体積膨脹吸収
機構の拡大縦断面図、第３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である。 ３……オイルダンパ、５……パワーピストン、 ８……ピストンロッド、9,10……圧力室、 24……オイルシリンダ、24a……シリンダ拡大部、 25……ダンパピストン、26……固定ロッド、 28……シリンダ、32……ピストン、 35……スプリング、40……シフトレバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−91747（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−16787（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−158365（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーシリンダ内に配設されたパワーピス
   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オイルシリンダを固定的に
   配設し、該オイルシリンダの内部に、固定ロッドが前記
   変速機操作装置の固定側に連結されたダンパピストンを
   摺動自在に緩やかに嵌合せしめ、該ダンパピストンの固
   定ロッド内部には、熱によるダンパオイルの体積膨脹吸
   収手段を設け、該体積膨脹吸収手段の前記オイルシリン
   ダに連通する中空部の容積変化により前記体積膨脹を吸
   収させ、さらに、前記オイルシリンダ内に、前記パワー
   ピストンのニュートラル位置に対応する部位にシリンダ
   拡大部を形成するとともに、その両端に該オイルシリン
   ダの内径部に連なる傾斜部が形成されることを特徴とす
   る変速機操作装置。