JP3474353B2 - 変速機の操作装置 - Google Patents
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- F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
- F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、変速機の操作装置
に関し、特に、シフトフィーリングを良好ならしめる技
術に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、トラック等の大型車用の変速機に
おいては、シフト操作力を低減するために、圧縮空気を
利用した倍力装置（以下、パワーシフト装置という）が
取り付けられ、シフト操作力の低減、特に、大きな操作
力を必要とする同期時（シンクロ時）におけるシフト操
作力の低減を図っている（実開平３−９３６５０号公報
及び実開平３−９３６５１号公報参照）。 【０００３】また、運転者のシフト操作に操作感を付与
すべく、パワーシフト装置内に反力室を設け、シフト操
作方向に対して抵抗となる反力を入力軸に作用させるこ
とが行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】かかる反力室を有する
パワーシフト装置の構造を、図４及び図５に基づいて簡
単に説明すると、出力軸１００の略中央内部にはバルブ
室１０１が設けられ、ここへ高圧空気（圧縮空気）が供
給される。そして、入力軸１０２と連結された操作ロッ
ド１０３の動きに伴ってリフタ１０４ａ、１０４ｂが移
動し、バルブ室１０１の左右のバルブ１０５ａ、１０５
ｂの開閉を行う。また、バルブ室１０１の左右には、シ
フト操作に操作感を付与する反力室１０６ａ、１０６ｂ
が設けられている。 【０００５】ここで、図の左方向にシフト操作力が倍力
される場合を考えると、入力軸１０２の左方向への移動
に伴いバルブ室１０１の右側のバルブ１０５ｂが開弁
し、ピストン１０７の右側に位置する倍力シリンダ室１
０８ｂに高圧空気が供給され倍力が行われる。しかし、
同期開始位置まで出力軸１００が移動したときに、同期
のために出力軸１００の移動は停止する。そして、同期
完了と同時に出力軸１００の負荷が急激に減少するの
で、倍力シリンダ室１０８ｂ内の高圧空気は急速に膨張
し、出力軸１００のスピードは瞬間的に増加する。ま
た、同期が完了すると、出力軸１００の急激な移動によ
り、出力軸１００と入力軸１０２との相対位置が逆転す
るので、今まで開弁していたバルブ１０５ｂが閉弁し、
反対側のバルブ１０５ａが開弁する。そのため、反対側
の倍力シリンダ室１０８ａに高圧空気が供給されると同
時に、このバルブ１０５ａと連通している反力室１０６
ａ内にも高圧空気が供給されるから入力軸１０２には、
出力軸１００の移動方向へ急激に荷重が作用する。 【０００６】従って、操作系のリンクロッドに衝撃的な
荷重が発生し、シフトフィーリングに悪影響を与える要
因となっていた。このような従来の問題点を解消するた
めに、例えば、出力軸移動速度を抑制するオイルダンパ
等のダンパ装置を出力軸上に配設する方法が案出されて
いるが、倍力装置とは別にダンパ装置を設ける構成とな
ることから、装置の大型化、重量増加及び大幅なコスト
アップを伴ってしまうという問題がある。 【０００７】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、従来の変速機の操作装置の構造を見直すこと
によって、かかる従来装置の問題を解消しつつシフトフ
ィーリングを良好にした変速機の操作装置を提供するこ
とを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、シフトレバーからの変速操作力が伝達される
入力軸と、作動流体を作用させて変速操作力を倍力すべ
く、シリンダに内接するピストンにより２分割された同
期側及びその反対側のシリンダ室と、作動流体を作用さ
せて前記入力軸に伝達される変速操作力に対して抵抗と
なる反力を付与する同期側及びその反対側の反力室と、
前記ピストンが固定されると共に前記入力軸と相対移動
可能に配設され、同期側の前記シリンダ室に作用させた
作動流体により倍力された変速操作力を変速機に伝達す
る出力軸と、前記入力軸と出力軸との相対位置に基づい
て、シフト開始から同期完了までは同期側の前記シリン
ダ室及び反力室に作動流体を供給する一方、同期完了後
からシフト完了までは同期側と反対側の前記シリンダ室
及び反力室に作動流体を供給する弁装置と、を含んで構
成される変速機倍力装置を備えた変速機の操作装置であ
って、前記弁装置と各反力室とを夫々直接連通する連通
路を有するものにおいて、前記各連通路に、常時は該連
通路のシール状態を保ち、前記反力室から作動流体が排
出するときのみ該シール状態を解くように変形するシー
ル部材を夫々介装すると共に、同期側の前記シリンダ室
と反力室並びにその反対側の前記シリンダ室と反力室と
を夫々連通する連通路を設け、前記弁装置と各反力室と
を該シリンダ室を経由して間接的に連通させた。 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図３は、一般的な車両搭載状態にお
ける変速機倍力装置（以下、パワーシフト装置という）
及び操作力伝達系の構成を示している。シフトレバー５
０に加えられた変速操作力は、途中にゴムダンパ５１が
介装されたリンクロッド５２（５２ａ〜５２ｃ）からな
るリンク機構によって、パワーシフト装置１の入力軸２
に伝達される。そして、パワーシフト装置１は、入力軸
２に入力されたシフトレバー５０からの入力操作力を、
高圧空気（圧縮空気）の作用によって入力操作力に略比
例した出力操作力に倍力し、この出力操作力を図示しな
い出力軸を介して出力レバー３に出力する。この出力レ
バー３に出力された出力操作力は、シフトシャフト５３
及びセレクト＆シフトレバー５４を介して図示しないト
ランスミッションに伝達され、変速動作が行われる。 【００１１】図１（全体図）及び図２（部分拡大図）
は、かかるパワーシフト装置１の内部構造の一実施例を
示したものである。以下の説明では、パワーシフト装置
１の入力軸２側を「前部」、入力軸２と反対側を「後
部」と称することとする。ハウジング４に形成された円
筒状のシリンダ５と同心円上に、前部の軸受６ｂ及び後
部の軸受６ａにより摺動可能に軸支された中空円筒状の
出力軸７が配設されている。この出力軸７の外周部に
は、外周部略中央が陥没形成された中央室８を有する鼓
形状のピストン９が固定され、ピストンシール１０を介
してシリンダ５に内接している。ここで、後部の軸受６
ａは、ハウジング４と一体的に形成されており、また、
前部の軸受６ｂは、ハウジング４に組み込まれてシリン
ダ５の内部空間を構成するフランジ１１の内周部に一体
的に形成されている。 【００１２】また、出力軸７の略中央部内部にはバルブ
室１２が設けられており、ここに、ハウジング４の周壁
に形成された空気圧供給ポート１３、ピストン９の中央
室８、及び、ピストン９と出力軸７に形成された連通路
１４を介して高圧空気が供給される。このバルブ室１２
は、通常状態（パワーシフト装置１の非作動時をいう。
以下同様）では、供給される高圧空気及びバルブ室１２
内に配設されるスプリング１５の作用によりバルブ１６
ａ、１６ｂが、夫々、シート１７ａ及び１７ｂに付勢さ
れ閉鎖している。 【００１３】バルブ室１２の前後には、通常状態でバル
ブ１６ａ及び１６ｂと夫々所定の隙間δVa、δVbを有す
るように（図２参照）、バルブ１６ａ及び１６ｂを開弁
するためのリフタ１８ａ、１８ｂが配設される。リフタ
１８ａ、１８ｂのバルブ室１２と反対側の端部には、夫
々、シフト操作に操作感を付与する反力用ピストン１９
ａ、１９ｂが形成され、ピストンシール２０ａ、２０ｂ
を介してこの反力用ピストン１９ａ、１９ｂと同心円上
に配設される反力用シリンダ２１ａ、２１ｂに内接す
る。さらに、反力用ピストン１９ａ、１９ｂと反力用シ
リンダ２１ａ、２１ｂとの間には、夫々、リフタ１８
ａ、１８ｂがシート１７ａ、１７ｂから離れる方向に付
勢力を付与するスプリング２２ａ、２２ｂが配設され
る。そして、この付勢力によって、後部のリフタ１８ａ
の後端部が後述する操作ロッド２３の後端部に形成され
たストッパ部２３ａに付勢され、前部のリフタ１８ｂの
前端部が入力軸２の後端部に付勢されている。また、反
力用シリンダ２１ａ、２１ｂは、夫々、ピン２４を介し
て出力軸７に一体的に固定され、出力軸７の動きに伴っ
て移動する。 【００１４】反力用シリンダ２１ａ、２１ｂとシートハ
ウジング２５ａ、２５ｂ（シート１７ａ、１７ｂ）との
間には圧力切換室２６ａ、２６ｂが設けられており、こ
の圧力切換室２６ａ、２６ｂと反力室２７ａ、２７ｂと
を遮断すべく反力用シリンダ２１ａ、２１ｂにシール２
８ａ、２８ｂが配設されている。シール２８ａ、２８ｂ
は、具体的には、Ｕ型パッキン形状等の片方向シールで
あって、シール側圧力に対して反対側圧力が高圧になる
と、リップが押し上げられ反対側からシール側に流体を
流すことができる、いわゆるチェック弁機能を有するも
のである。このようなシール２８ａ、２８ｂを、圧力切
換室２６ａ、２６ｂから反力室２７ａ、２７ｂへの高圧
空気の流入を防止するが、反力室２７ａ、２７ｂから圧
力切換室２６ａ、２６ｂへの高圧空気の流出を許容する
ように配設する。 また、圧力切換室２６ａ、２６ｂとピ
ストン９によって２分割された倍力シリンダ室２９ａ、
２９ｂとは、出力軸７の周壁に形成された連通路３０
ａ、３０ｂを介して連通される。そして、通常状態で
は、この圧力切換室２６ａ、２６ｂは、シート１７ａ、
１７ｂ近傍の操作ロッド２３の周壁に形成された排気通
路３１ａ、３１ｂ及び操作ロッド２３内部を介して大気
と連通し、大気圧と等しくなっている。一方、反力室２
７ａ、２７ｂは、出力軸７及び反力用シリンダ２１ａ、
２１ｂに形成された連通路３２ａ、３２ｂを介して、倍
力シリンダ室２９ａ、２９ｂと連通される。 【００１５】ここで、操作ロッド２３は、入力軸２の端
部にピン３３を介して連結され、入力軸２と一体的に出
力軸７の内部で移動する。そして、入力軸２の動きに伴
いリフタ１８ａ、１８ｂがバルブ１６ａ、１６ｂの開閉
を行う。また、出力軸７の前端部には、円筒形状の出力
レバーガイド３４が固定され、ここに倍力された変速操
作力を取り出す出力レバー３が連結されている。一方、
入力軸２には、出力レバーガイド３４が嵌合すると共
に、出力レバーガイド３４が軸方向に移動可能となる略
長円形状の切欠き３５が形成されている。この切欠き３
５は、出力レバーガイド３４がその略中央部に位置する
とき（図に示す位置）に、軸方向の前後に夫々隙間
δMa、δMb（δMa≒δMb）を有するように形成される。
従って、この隙間以上の相対変位を与えようとしても、
入力軸２と出力軸７とは一体的に移動する、いわゆるメ
タルコンタクト（通称メタコン）状態となる。 【００１６】なお、スプリング１５と、バルブ１６ａ、
１６ｂと、シート１７ａ、１７ｂと、シートハウジング
２５ａ、２５ｂと、を含んで弁装置が構成され、また、
圧力切換室２６ａ、２６ｂと、連通路３０ａ、３０ｂ
と、排気通路３１ａ、３１ｂと、リフタ１８ａ、１８ｂ
と反力用シリンダ２１ａ、２１ｂとの間隙と、を含んで
弁装置と反力室とを直接連通する連通路が構成されてい
る。 【００１７】次に、かかるパワーシフト装置１の作用に
ついて説明する。図３において、例えば、運転者がシフ
トレバー５０を矢印の方向に操作してシフト操作を行っ
た場合には、途中にゴムダンパ５１が介装されたリンク
ロッド５２（５２ａ〜５２ｃ）からなるリンク機構によ
って、パワーシフト装置１の入力軸２に右方向の入力操
作力が伝達される。そして、パワーシフト装置１は、こ
の入力操作力を高圧空気の作用によって入力操作力に略
比例した出力操作力に倍力し、この出力操作力が、シフ
トシャフト５３及びセレクト＆シフトレバー５４を介し
て図示しないトランスミッションに伝達され、変速動作
が行われる。 【００１８】そのとき、トランスミッション内部では、
変速させられる次段ギヤの回転速度を車速に応じた回転
速度まで同期させる必要がある。その同期のための力
は、シフトロッド５５の押す力で与えられ、シンクロク
ラッチの押圧力を決定する。特に、下位段への変速（ダ
ウンシフト）の場合、その同期力は大きく、パワーシフ
ト装置１の最大能力近くが要求され、同期が完了する
と、シフトロッド５５はストロークエンドまで迅速に移
動する。 【００１９】ところで、運転者が変速操作を開始する
と、図３のシフトレバー５０からの入力操作力が入力軸
２に伝達され、入力軸２とピン３３を介して固定された
操作ロッド２３だけが先ず右方向に移動する。このと
き、操作ロッド２３の後端部に形成されたストッパ部２
３ａにより後部のリフタ１８ａが、操作ロッド２３に伴
って右方向に移動し、後部のバルブ（以下、同期側バル
ブという）１６ａを開弁する。 【００２０】すると、空気圧供給ポート１３、ピストン
９の中央室８及び連通路１４を介してバルブ室１２に供
給されている高圧空気が、圧力切換室２６ａ及び連通路
３０ａを介して倍力シリンダ室２９ａに供給される。ま
た、圧力切換室２６ａと後部の反力室２７ａとはシール
２８ａによって遮断されているから、反力室２７ａに圧
力切換室２６ａから高圧空気が直接供給されず、倍力シ
リンダ室２９ａを経由して高圧空気が連通路３２ａより
反力室２７ａに供給され、シフト操作に操作感を付与し
ている。このとき、ピストン９を挟んで反対側に位置す
る倍力シリンダ室２９ｂは、前部のバルブ１６ｂが閉弁
しているので、連通路３０ｂ、圧力切換室２６ｂ及び排
気通路３１ｂを介して大気圧に略等しい状態になってい
る。従って、倍力シリンダ室２９ａに供給された高圧空
気によって倍力シリンダ室２９ａ内の空気圧力が時間と
共に上昇し、入力操作力が倍力され、出力軸７が右方向
に移動し始める。 【００２１】このとき、トランスミッションはニュート
ラル位置を経由して同期位置に達し、同期を開始すべく
出力軸７はその移動を停止する。ここで、運転者はシフ
トを早めるためにシフト操作力を増加させると、倍力シ
リンダ室２９ａの空気圧力はその力に応じて上昇する。
また、シフト操作力をさらに上昇させ、シフト操作に操
作感を付与している反力（以下、同期側反力という）を
越えると、同期側バルブ１６ａを全開にし、かつ、入力
軸２に形成した切欠き３５によって許容される出力軸７
と入力軸２の許容相対変位の最大、いわゆるメタルコン
タクト（通称メタコン）状態となり、入力軸２の移動は
停止する。このとき、切欠き３５における隙間は、左側
の隙間が０、右側の隙間がδMa＋δMbとなっている。 【００２２】この場合、同期側反力を越える入力操作力
は、直接出力軸７に加えられる。その間、同期側バルブ
１６ａは全開になっているから、倍力シリンダ室２９ａ
の空気圧力は時間と共に上昇する。そのとき、図３のシ
フトレバー５０で与えられた力は、リンクロッド５２
（５２ａ〜５２ｃ）の伝達経路内にあるゴムダンパ５１
にも作用しているから、ゴムダンパ５１には入力操作力
が、弾性エネルギとして貯えられている。 【００２３】同期が完了すると、出力軸７は倍力シリン
ダ室２９ａの高圧空気の膨張で、右方向へ急速に移動す
る一方、入力軸２は、出力軸７よりδMaだけ先行した位
置からリンクロッド５２（５２ａ〜５２ｃ）の途中に介
装したゴムダンパ５１の弾性エネルギの回復力で同様に
右方向へ急速に移動する。この場合、出力軸７の移動速
度が入力軸２の移動速度より速いため、出力軸７は入力
軸２を追い越す。よって、出力軸７に対する入力軸２の
相対変位が、入力操作力の倍力すなわち同期を行ってい
たときと逆転して同期側バルブ１６ａが閉弁し、倍力シ
リンダ室２９ａ内の高圧空気が、連通路３０ａ、圧力切
換室２６ａ及び排気通路３１ａを介して大気中へ排出さ
れる。そして、出力軸７に対する入力軸２の相対変位が
さらに増加すると、反対側のバルブつまりバルブ１６ｂ
を開き圧力切換室２６ｂの圧力を急上昇させる。 【００２４】このとき、同期側の反力室２７ａ内の高圧
空気は、連通路３２ａを介して倍力シリンダ室２９ａを
経由して大気中に排出されると共に、チェック弁機能を
有するシール２８ａを介して直接圧力切換室２６ａに流
出し、排気通路３１ａから排出される。すなわち、反力
室２７ａ内の高圧空気は、排出時にはチェック弁機能を
有するシール２８ａによってより迅速に排出されるの
で、同期完了直後の入力軸２の移動抵抗が低減し、その
移動速度が増加する。 一方、反対側の反力室２７ｂに
は、シール２８ｂのために圧力切換室２６ｂの空気圧力
を直接導くことができない。また、倍力シリンダ室２９
ｂには、圧力切換室２６ｂから連通路３０ｂを介して高
圧空気が供給され、倍力シリンダ室２９ｂの空気圧力を
上昇させる。さらに、反力室２７ｂには連通路３２ｂを
介して倍力シリンダ室２９ｂから高圧空気が供給され、
反力室２７ｂの空気圧力を上昇させる。 【００２５】つまり、従来では、圧力切換室２６ｂの空
気圧力が、直接反力室２７ｂに伝わるような構成となっ
ていたため、バルブ１６ｂの開弁と同時に反力室２７ｂ
の反力が入力軸２に伝わり、シフトレバー５０に衝撃力
となって現れていた。本発明においては、シール２８
ａ、２８ｂがチェック弁機能を有しているため、同期完
了後の同期側と反対方向のバルブ１６ｂの開弁開始時間
を遅らせることができると共に、圧力切換室２６ａ、２
６ｂの圧力を、倍力シリンダ室２９ａ、２９ｂで一度膨
張させて低圧にしてから、反力室２７ａ、２７ｂに供給
しているため、反力室２７ａ、２７ｂの反力は衝撃的な
力とはならない。故に、シフトレバー５０に伝わる力は
バルブ１６ａ、１６ｂを開弁する力のみとなるため、シ
フトレバー５０に現れる衝撃力を低減でき、また、シフ
トフィーリングが改善される。 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、弁装置と反力室とを直接連通する連通路
を、常時はそのシール状態を保つ一方、反力室から作動
流体が排出するときのみシール状態を解くように変形す
るシール部材でシールすると共に、シリンダ室と反力室
とを連通する連通路を設け、弁装置と反力室とをシリン
ダ室を経由して間接的に連通させたので、変速動作の同
期が完了して同期側と反対側のシリンダ室に作動流体が
供給される際に、シール部材により作動流体が反力室に
直接供給されず、シリンダ室を経由して減圧されてから
連通路を介して供給されるようになる。すなわち、反力
室内の空気圧力が急激に上昇することが防止され、反力
室内の空気圧力の急激な上昇に起因する衝撃力を格段に
低減することができる。 【００３２】また、かかる効果を奏するための構成が簡
素であるため、変速機の操作装置の大型化、重量増加、
コストアップ等を極力抑制することもできる。さらに、
シール部材は、常時は弁装置と反力室とを直接連通する
連通路のシール状態を保ち、反力室から作動流体が排出
するときのみシール状態を解くように変形するものとし
たので、変速動作の同期が完了して同期側の反力室内の
作動流体が排出される際に、作動流体は弁装置と反力室
とを直接連通する連通路及びシール部材を介して排出さ
れるようになる。すなわち、通常の連通路だけではな
く、シール部材を通り抜けて作動流体がより迅速に排出
されるので、同期完了直後の入力軸の移動抵抗が低減
し、その移動速度が増加する。 従って、同期完了後の同
期側と反対方向の弁装置の開弁開始時間を遅らせること
ができると共に、反力室には、倍力シリンダ室で一度膨
張させて低圧にした作動流体が供給されることで、衝撃
的な荷重が発生することを防止することができる。そし
て、シフトフィーリングをより改善できる。
に関し、特に、シフトフィーリングを良好ならしめる技
術に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、トラック等の大型車用の変速機に
おいては、シフト操作力を低減するために、圧縮空気を
利用した倍力装置（以下、パワーシフト装置という）が
取り付けられ、シフト操作力の低減、特に、大きな操作
力を必要とする同期時（シンクロ時）におけるシフト操
作力の低減を図っている（実開平３−９３６５０号公報
及び実開平３−９３６５１号公報参照）。 【０００３】また、運転者のシフト操作に操作感を付与
すべく、パワーシフト装置内に反力室を設け、シフト操
作方向に対して抵抗となる反力を入力軸に作用させるこ
とが行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】かかる反力室を有する
パワーシフト装置の構造を、図４及び図５に基づいて簡
単に説明すると、出力軸１００の略中央内部にはバルブ
室１０１が設けられ、ここへ高圧空気（圧縮空気）が供
給される。そして、入力軸１０２と連結された操作ロッ
ド１０３の動きに伴ってリフタ１０４ａ、１０４ｂが移
動し、バルブ室１０１の左右のバルブ１０５ａ、１０５
ｂの開閉を行う。また、バルブ室１０１の左右には、シ
フト操作に操作感を付与する反力室１０６ａ、１０６ｂ
が設けられている。 【０００５】ここで、図の左方向にシフト操作力が倍力
される場合を考えると、入力軸１０２の左方向への移動
に伴いバルブ室１０１の右側のバルブ１０５ｂが開弁
し、ピストン１０７の右側に位置する倍力シリンダ室１
０８ｂに高圧空気が供給され倍力が行われる。しかし、
同期開始位置まで出力軸１００が移動したときに、同期
のために出力軸１００の移動は停止する。そして、同期
完了と同時に出力軸１００の負荷が急激に減少するの
で、倍力シリンダ室１０８ｂ内の高圧空気は急速に膨張
し、出力軸１００のスピードは瞬間的に増加する。ま
た、同期が完了すると、出力軸１００の急激な移動によ
り、出力軸１００と入力軸１０２との相対位置が逆転す
るので、今まで開弁していたバルブ１０５ｂが閉弁し、
反対側のバルブ１０５ａが開弁する。そのため、反対側
の倍力シリンダ室１０８ａに高圧空気が供給されると同
時に、このバルブ１０５ａと連通している反力室１０６
ａ内にも高圧空気が供給されるから入力軸１０２には、
出力軸１００の移動方向へ急激に荷重が作用する。 【０００６】従って、操作系のリンクロッドに衝撃的な
荷重が発生し、シフトフィーリングに悪影響を与える要
因となっていた。このような従来の問題点を解消するた
めに、例えば、出力軸移動速度を抑制するオイルダンパ
等のダンパ装置を出力軸上に配設する方法が案出されて
いるが、倍力装置とは別にダンパ装置を設ける構成とな
ることから、装置の大型化、重量増加及び大幅なコスト
アップを伴ってしまうという問題がある。 【０００７】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、従来の変速機の操作装置の構造を見直すこと
によって、かかる従来装置の問題を解消しつつシフトフ
ィーリングを良好にした変速機の操作装置を提供するこ
とを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、シフトレバーからの変速操作力が伝達される
入力軸と、作動流体を作用させて変速操作力を倍力すべ
く、シリンダに内接するピストンにより２分割された同
期側及びその反対側のシリンダ室と、作動流体を作用さ
せて前記入力軸に伝達される変速操作力に対して抵抗と
なる反力を付与する同期側及びその反対側の反力室と、
前記ピストンが固定されると共に前記入力軸と相対移動
可能に配設され、同期側の前記シリンダ室に作用させた
作動流体により倍力された変速操作力を変速機に伝達す
る出力軸と、前記入力軸と出力軸との相対位置に基づい
て、シフト開始から同期完了までは同期側の前記シリン
ダ室及び反力室に作動流体を供給する一方、同期完了後
からシフト完了までは同期側と反対側の前記シリンダ室
及び反力室に作動流体を供給する弁装置と、を含んで構
成される変速機倍力装置を備えた変速機の操作装置であ
って、前記弁装置と各反力室とを夫々直接連通する連通
路を有するものにおいて、前記各連通路に、常時は該連
通路のシール状態を保ち、前記反力室から作動流体が排
出するときのみ該シール状態を解くように変形するシー
ル部材を夫々介装すると共に、同期側の前記シリンダ室
と反力室並びにその反対側の前記シリンダ室と反力室と
を夫々連通する連通路を設け、前記弁装置と各反力室と
を該シリンダ室を経由して間接的に連通させた。 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図３は、一般的な車両搭載状態にお
ける変速機倍力装置（以下、パワーシフト装置という）
及び操作力伝達系の構成を示している。シフトレバー５
０に加えられた変速操作力は、途中にゴムダンパ５１が
介装されたリンクロッド５２（５２ａ〜５２ｃ）からな
るリンク機構によって、パワーシフト装置１の入力軸２
に伝達される。そして、パワーシフト装置１は、入力軸
２に入力されたシフトレバー５０からの入力操作力を、
高圧空気（圧縮空気）の作用によって入力操作力に略比
例した出力操作力に倍力し、この出力操作力を図示しな
い出力軸を介して出力レバー３に出力する。この出力レ
バー３に出力された出力操作力は、シフトシャフト５３
及びセレクト＆シフトレバー５４を介して図示しないト
ランスミッションに伝達され、変速動作が行われる。 【００１１】図１（全体図）及び図２（部分拡大図）
は、かかるパワーシフト装置１の内部構造の一実施例を
示したものである。以下の説明では、パワーシフト装置
１の入力軸２側を「前部」、入力軸２と反対側を「後
部」と称することとする。ハウジング４に形成された円
筒状のシリンダ５と同心円上に、前部の軸受６ｂ及び後
部の軸受６ａにより摺動可能に軸支された中空円筒状の
出力軸７が配設されている。この出力軸７の外周部に
は、外周部略中央が陥没形成された中央室８を有する鼓
形状のピストン９が固定され、ピストンシール１０を介
してシリンダ５に内接している。ここで、後部の軸受６
ａは、ハウジング４と一体的に形成されており、また、
前部の軸受６ｂは、ハウジング４に組み込まれてシリン
ダ５の内部空間を構成するフランジ１１の内周部に一体
的に形成されている。 【００１２】また、出力軸７の略中央部内部にはバルブ
室１２が設けられており、ここに、ハウジング４の周壁
に形成された空気圧供給ポート１３、ピストン９の中央
室８、及び、ピストン９と出力軸７に形成された連通路
１４を介して高圧空気が供給される。このバルブ室１２
は、通常状態（パワーシフト装置１の非作動時をいう。
以下同様）では、供給される高圧空気及びバルブ室１２
内に配設されるスプリング１５の作用によりバルブ１６
ａ、１６ｂが、夫々、シート１７ａ及び１７ｂに付勢さ
れ閉鎖している。 【００１３】バルブ室１２の前後には、通常状態でバル
ブ１６ａ及び１６ｂと夫々所定の隙間δVa、δVbを有す
るように（図２参照）、バルブ１６ａ及び１６ｂを開弁
するためのリフタ１８ａ、１８ｂが配設される。リフタ
１８ａ、１８ｂのバルブ室１２と反対側の端部には、夫
々、シフト操作に操作感を付与する反力用ピストン１９
ａ、１９ｂが形成され、ピストンシール２０ａ、２０ｂ
を介してこの反力用ピストン１９ａ、１９ｂと同心円上
に配設される反力用シリンダ２１ａ、２１ｂに内接す
る。さらに、反力用ピストン１９ａ、１９ｂと反力用シ
リンダ２１ａ、２１ｂとの間には、夫々、リフタ１８
ａ、１８ｂがシート１７ａ、１７ｂから離れる方向に付
勢力を付与するスプリング２２ａ、２２ｂが配設され
る。そして、この付勢力によって、後部のリフタ１８ａ
の後端部が後述する操作ロッド２３の後端部に形成され
たストッパ部２３ａに付勢され、前部のリフタ１８ｂの
前端部が入力軸２の後端部に付勢されている。また、反
力用シリンダ２１ａ、２１ｂは、夫々、ピン２４を介し
て出力軸７に一体的に固定され、出力軸７の動きに伴っ
て移動する。 【００１４】反力用シリンダ２１ａ、２１ｂとシートハ
ウジング２５ａ、２５ｂ（シート１７ａ、１７ｂ）との
間には圧力切換室２６ａ、２６ｂが設けられており、こ
の圧力切換室２６ａ、２６ｂと反力室２７ａ、２７ｂと
を遮断すべく反力用シリンダ２１ａ、２１ｂにシール２
８ａ、２８ｂが配設されている。シール２８ａ、２８ｂ
は、具体的には、Ｕ型パッキン形状等の片方向シールで
あって、シール側圧力に対して反対側圧力が高圧になる
と、リップが押し上げられ反対側からシール側に流体を
流すことができる、いわゆるチェック弁機能を有するも
のである。このようなシール２８ａ、２８ｂを、圧力切
換室２６ａ、２６ｂから反力室２７ａ、２７ｂへの高圧
空気の流入を防止するが、反力室２７ａ、２７ｂから圧
力切換室２６ａ、２６ｂへの高圧空気の流出を許容する
ように配設する。 また、圧力切換室２６ａ、２６ｂとピ
ストン９によって２分割された倍力シリンダ室２９ａ、
２９ｂとは、出力軸７の周壁に形成された連通路３０
ａ、３０ｂを介して連通される。そして、通常状態で
は、この圧力切換室２６ａ、２６ｂは、シート１７ａ、
１７ｂ近傍の操作ロッド２３の周壁に形成された排気通
路３１ａ、３１ｂ及び操作ロッド２３内部を介して大気
と連通し、大気圧と等しくなっている。一方、反力室２
７ａ、２７ｂは、出力軸７及び反力用シリンダ２１ａ、
２１ｂに形成された連通路３２ａ、３２ｂを介して、倍
力シリンダ室２９ａ、２９ｂと連通される。 【００１５】ここで、操作ロッド２３は、入力軸２の端
部にピン３３を介して連結され、入力軸２と一体的に出
力軸７の内部で移動する。そして、入力軸２の動きに伴
いリフタ１８ａ、１８ｂがバルブ１６ａ、１６ｂの開閉
を行う。また、出力軸７の前端部には、円筒形状の出力
レバーガイド３４が固定され、ここに倍力された変速操
作力を取り出す出力レバー３が連結されている。一方、
入力軸２には、出力レバーガイド３４が嵌合すると共
に、出力レバーガイド３４が軸方向に移動可能となる略
長円形状の切欠き３５が形成されている。この切欠き３
５は、出力レバーガイド３４がその略中央部に位置する
とき（図に示す位置）に、軸方向の前後に夫々隙間
δMa、δMb（δMa≒δMb）を有するように形成される。
従って、この隙間以上の相対変位を与えようとしても、
入力軸２と出力軸７とは一体的に移動する、いわゆるメ
タルコンタクト（通称メタコン）状態となる。 【００１６】なお、スプリング１５と、バルブ１６ａ、
１６ｂと、シート１７ａ、１７ｂと、シートハウジング
２５ａ、２５ｂと、を含んで弁装置が構成され、また、
圧力切換室２６ａ、２６ｂと、連通路３０ａ、３０ｂ
と、排気通路３１ａ、３１ｂと、リフタ１８ａ、１８ｂ
と反力用シリンダ２１ａ、２１ｂとの間隙と、を含んで
弁装置と反力室とを直接連通する連通路が構成されてい
る。 【００１７】次に、かかるパワーシフト装置１の作用に
ついて説明する。図３において、例えば、運転者がシフ
トレバー５０を矢印の方向に操作してシフト操作を行っ
た場合には、途中にゴムダンパ５１が介装されたリンク
ロッド５２（５２ａ〜５２ｃ）からなるリンク機構によ
って、パワーシフト装置１の入力軸２に右方向の入力操
作力が伝達される。そして、パワーシフト装置１は、こ
の入力操作力を高圧空気の作用によって入力操作力に略
比例した出力操作力に倍力し、この出力操作力が、シフ
トシャフト５３及びセレクト＆シフトレバー５４を介し
て図示しないトランスミッションに伝達され、変速動作
が行われる。 【００１８】そのとき、トランスミッション内部では、
変速させられる次段ギヤの回転速度を車速に応じた回転
速度まで同期させる必要がある。その同期のための力
は、シフトロッド５５の押す力で与えられ、シンクロク
ラッチの押圧力を決定する。特に、下位段への変速（ダ
ウンシフト）の場合、その同期力は大きく、パワーシフ
ト装置１の最大能力近くが要求され、同期が完了する
と、シフトロッド５５はストロークエンドまで迅速に移
動する。 【００１９】ところで、運転者が変速操作を開始する
と、図３のシフトレバー５０からの入力操作力が入力軸
２に伝達され、入力軸２とピン３３を介して固定された
操作ロッド２３だけが先ず右方向に移動する。このと
き、操作ロッド２３の後端部に形成されたストッパ部２
３ａにより後部のリフタ１８ａが、操作ロッド２３に伴
って右方向に移動し、後部のバルブ（以下、同期側バル
ブという）１６ａを開弁する。 【００２０】すると、空気圧供給ポート１３、ピストン
９の中央室８及び連通路１４を介してバルブ室１２に供
給されている高圧空気が、圧力切換室２６ａ及び連通路
３０ａを介して倍力シリンダ室２９ａに供給される。ま
た、圧力切換室２６ａと後部の反力室２７ａとはシール
２８ａによって遮断されているから、反力室２７ａに圧
力切換室２６ａから高圧空気が直接供給されず、倍力シ
リンダ室２９ａを経由して高圧空気が連通路３２ａより
反力室２７ａに供給され、シフト操作に操作感を付与し
ている。このとき、ピストン９を挟んで反対側に位置す
る倍力シリンダ室２９ｂは、前部のバルブ１６ｂが閉弁
しているので、連通路３０ｂ、圧力切換室２６ｂ及び排
気通路３１ｂを介して大気圧に略等しい状態になってい
る。従って、倍力シリンダ室２９ａに供給された高圧空
気によって倍力シリンダ室２９ａ内の空気圧力が時間と
共に上昇し、入力操作力が倍力され、出力軸７が右方向
に移動し始める。 【００２１】このとき、トランスミッションはニュート
ラル位置を経由して同期位置に達し、同期を開始すべく
出力軸７はその移動を停止する。ここで、運転者はシフ
トを早めるためにシフト操作力を増加させると、倍力シ
リンダ室２９ａの空気圧力はその力に応じて上昇する。
また、シフト操作力をさらに上昇させ、シフト操作に操
作感を付与している反力（以下、同期側反力という）を
越えると、同期側バルブ１６ａを全開にし、かつ、入力
軸２に形成した切欠き３５によって許容される出力軸７
と入力軸２の許容相対変位の最大、いわゆるメタルコン
タクト（通称メタコン）状態となり、入力軸２の移動は
停止する。このとき、切欠き３５における隙間は、左側
の隙間が０、右側の隙間がδMa＋δMbとなっている。 【００２２】この場合、同期側反力を越える入力操作力
は、直接出力軸７に加えられる。その間、同期側バルブ
１６ａは全開になっているから、倍力シリンダ室２９ａ
の空気圧力は時間と共に上昇する。そのとき、図３のシ
フトレバー５０で与えられた力は、リンクロッド５２
（５２ａ〜５２ｃ）の伝達経路内にあるゴムダンパ５１
にも作用しているから、ゴムダンパ５１には入力操作力
が、弾性エネルギとして貯えられている。 【００２３】同期が完了すると、出力軸７は倍力シリン
ダ室２９ａの高圧空気の膨張で、右方向へ急速に移動す
る一方、入力軸２は、出力軸７よりδMaだけ先行した位
置からリンクロッド５２（５２ａ〜５２ｃ）の途中に介
装したゴムダンパ５１の弾性エネルギの回復力で同様に
右方向へ急速に移動する。この場合、出力軸７の移動速
度が入力軸２の移動速度より速いため、出力軸７は入力
軸２を追い越す。よって、出力軸７に対する入力軸２の
相対変位が、入力操作力の倍力すなわち同期を行ってい
たときと逆転して同期側バルブ１６ａが閉弁し、倍力シ
リンダ室２９ａ内の高圧空気が、連通路３０ａ、圧力切
換室２６ａ及び排気通路３１ａを介して大気中へ排出さ
れる。そして、出力軸７に対する入力軸２の相対変位が
さらに増加すると、反対側のバルブつまりバルブ１６ｂ
を開き圧力切換室２６ｂの圧力を急上昇させる。 【００２４】このとき、同期側の反力室２７ａ内の高圧
空気は、連通路３２ａを介して倍力シリンダ室２９ａを
経由して大気中に排出されると共に、チェック弁機能を
有するシール２８ａを介して直接圧力切換室２６ａに流
出し、排気通路３１ａから排出される。すなわち、反力
室２７ａ内の高圧空気は、排出時にはチェック弁機能を
有するシール２８ａによってより迅速に排出されるの
で、同期完了直後の入力軸２の移動抵抗が低減し、その
移動速度が増加する。 一方、反対側の反力室２７ｂに
は、シール２８ｂのために圧力切換室２６ｂの空気圧力
を直接導くことができない。また、倍力シリンダ室２９
ｂには、圧力切換室２６ｂから連通路３０ｂを介して高
圧空気が供給され、倍力シリンダ室２９ｂの空気圧力を
上昇させる。さらに、反力室２７ｂには連通路３２ｂを
介して倍力シリンダ室２９ｂから高圧空気が供給され、
反力室２７ｂの空気圧力を上昇させる。 【００２５】つまり、従来では、圧力切換室２６ｂの空
気圧力が、直接反力室２７ｂに伝わるような構成となっ
ていたため、バルブ１６ｂの開弁と同時に反力室２７ｂ
の反力が入力軸２に伝わり、シフトレバー５０に衝撃力
となって現れていた。本発明においては、シール２８
ａ、２８ｂがチェック弁機能を有しているため、同期完
了後の同期側と反対方向のバルブ１６ｂの開弁開始時間
を遅らせることができると共に、圧力切換室２６ａ、２
６ｂの圧力を、倍力シリンダ室２９ａ、２９ｂで一度膨
張させて低圧にしてから、反力室２７ａ、２７ｂに供給
しているため、反力室２７ａ、２７ｂの反力は衝撃的な
力とはならない。故に、シフトレバー５０に伝わる力は
バルブ１６ａ、１６ｂを開弁する力のみとなるため、シ
フトレバー５０に現れる衝撃力を低減でき、また、シフ
トフィーリングが改善される。 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、弁装置と反力室とを直接連通する連通路
を、常時はそのシール状態を保つ一方、反力室から作動
流体が排出するときのみシール状態を解くように変形す
るシール部材でシールすると共に、シリンダ室と反力室
とを連通する連通路を設け、弁装置と反力室とをシリン
ダ室を経由して間接的に連通させたので、変速動作の同
期が完了して同期側と反対側のシリンダ室に作動流体が
供給される際に、シール部材により作動流体が反力室に
直接供給されず、シリンダ室を経由して減圧されてから
連通路を介して供給されるようになる。すなわち、反力
室内の空気圧力が急激に上昇することが防止され、反力
室内の空気圧力の急激な上昇に起因する衝撃力を格段に
低減することができる。 【００３２】また、かかる効果を奏するための構成が簡
素であるため、変速機の操作装置の大型化、重量増加、
コストアップ等を極力抑制することもできる。さらに、
シール部材は、常時は弁装置と反力室とを直接連通する
連通路のシール状態を保ち、反力室から作動流体が排出
するときのみシール状態を解くように変形するものとし
たので、変速動作の同期が完了して同期側の反力室内の
作動流体が排出される際に、作動流体は弁装置と反力室
とを直接連通する連通路及びシール部材を介して排出さ
れるようになる。すなわち、通常の連通路だけではな
く、シール部材を通り抜けて作動流体がより迅速に排出
されるので、同期完了直後の入力軸の移動抵抗が低減
し、その移動速度が増加する。 従って、同期完了後の同
期側と反対方向の弁装置の開弁開始時間を遅らせること
ができると共に、反力室には、倍力シリンダ室で一度膨
張させて低圧にした作動流体が供給されることで、衝撃
的な荷重が発生することを防止することができる。そし
て、シフトフィーリングをより改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る倍力装置の一実施例を示す全体
図 【図２】 同上の部分拡大図 【図３】 一般的な変速機倍力装置及び操作力伝達系の
構成を示す図 【図４】 従来の倍力装置を示す全体図 【図５】 同上の部分拡大図 【符号の説明】 １ パワーシフト装置２ 入力軸 ５ シリンダ７ 出力軸 ９ ピストン １２ バルブ室 １５ スプリング １６ａ、１６ｂ バルブ １７ａ、１７ｂ シート １８ａ、１８ｂ リフタ １９ａ、１９ｂ 反力用ピストン ２１ａ、２１ｂ 反力用シリンダ ２５ａ、２５ｂ シートハウジング ２６ａ、２６ｂ 圧力切換室 ２７ａ、２７ｂ 反力室 ２８ａ、２８ｂ シール ２９ａ、２９ｂ 倍力シリンダ室 ３０ａ、３０ｂ 連通路 ３１ａ、３１ｂ 排気通路 ３２ａ、３２ｂ 連通路
図 【図２】 同上の部分拡大図 【図３】 一般的な変速機倍力装置及び操作力伝達系の
構成を示す図 【図４】 従来の倍力装置を示す全体図 【図５】 同上の部分拡大図 【符号の説明】 １ パワーシフト装置２ 入力軸 ５ シリンダ７ 出力軸 ９ ピストン １２ バルブ室 １５ スプリング １６ａ、１６ｂ バルブ １７ａ、１７ｂ シート １８ａ、１８ｂ リフタ １９ａ、１９ｂ 反力用ピストン ２１ａ、２１ｂ 反力用シリンダ ２５ａ、２５ｂ シートハウジング ２６ａ、２６ｂ 圧力切換室 ２７ａ、２７ｂ 反力室 ２８ａ、２８ｂ シール ２９ａ、２９ｂ 倍力シリンダ室 ３０ａ、３０ｂ 連通路 ３１ａ、３１ｂ 排気通路 ３２ａ、３２ｂ 連通路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 今里 和成
埼玉県与野市新中里三丁目20番30号 三
輪精機株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−210500（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−33967（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 61/30
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】シフトレバーからの変速操作力が伝達され
る入力軸と、作動流体を作用させて変速操作力を倍力す
べく、シリンダに内接するピストンにより２分割された
同期側及びその反対側のシリンダ室と、作動流体を作用
させて前記入力軸に伝達される変速操作力に対して抵抗
となる反力を付与する同期側及びその反対側の反力室
と、前記ピストンが固定されると共に前記入力軸と相対
移動可能に配設され、同期側の前記シリンダ室に作用さ
せた作動流体により倍力された変速操作力を変速機に伝
達する出力軸と、前記入力軸と出力軸との相対位置に基
づいて、シフト開始から同期完了までは同期側の前記シ
リンダ室及び反力室に作動流体を供給する一方、同期完
了後からシフト完了までは同期側と反対側の前記シリン
ダ室及び反力室に作動流体を供給する弁装置と、を含ん
で構成される変速機倍力装置を備えた変速機の操作装置
であって、前記弁装置と各反力室とを夫々直接連通する
連通路を有するものにおいて、前記各連通路に、常時は該連通路のシール状態を保ち、
前記反力室から作動流体が排出するときのみ該シール状
態を解くように変形するシール部材を夫々介装する と共
に、同期側の前記シリンダ室と反力室並びにその反対側
の前記シリンダ室と反力室とを夫々連通する連通路を設
け、前記弁装置と各反力室とを該シリンダ室を経由して
間接的に連通させたことを特徴とする変速機の操作装
置。
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| CNA021224129A CN1492166A (zh) | 1996-03-29 | 1997-03-28 | 变速器的增力操作装置 |
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