JP4067767B2 - 自動車用変速機の切換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の自動車の変速機用の切換装置に関する。
【０００２】
この種の切換装置の場合、シフトロッドの回転運動が、個々の切換通路を予め選定するために使われ、一般に大きな切換力を必要としない。シフトロッドの軸方向長手運動は、所望の速度段に入れるために使われ、特に重量車両用の変速機において、および運転席が変速機から遠く離れて配置されているような車両において、必要である。
【０００３】
乗合バスおよびトラックのような今日の商業車は、そのワゴン型構造様式により、変速機の組込みについて、変速機を必然的に運転席から遠くわきにずらすような立体的な条件を有している。特に、アンダーフロアエンジン形車両あるいはリアエンジン形車両の場合、その距離は大きくされる。機械式変速機の場合、時々ピンと張る長く連続したシフトロッドによって、速度段を精確に切り換えることは、しばしば困難である。
【０００４】
自動車の運転者がその注意力を完全に交通に向けることができるようにするために、運転者は、自動車の操縦にとって必要なすべての仕事において、できるだけ負荷が軽減され、操作力が支援されねばならない。
【０００５】
自動車運転者は全員、困難な交通状態において、切換変速機の申し分のない操作がどんなに重要であるかを、知っている。ここでは、あらゆる大きさの商業車に対して、空気圧式切換支援処置が講じられる。
【０００６】
従来公知の倍力支援装置は、部分的に変速機に直に組み込まれ、外側から接近できる制御ロッドおよびピストンロッドを有している。シフトロッドが制御ロッドに結合されている。制御ロッドの長手運動を介して、動力支援活動が行われる。この制御様式は、２つのロッド切換あるいはケーブル切換を組み合わせている。この場合、ベローズによる制御ロッドおよびピストンロッドの密封が必要であり、また潤滑油の損失が生ずる、という欠点がある。トラックにおいてその個所はひどく汚される。
【０００７】
シフトロッドの伝達比が変化した際、動力支援の開始も変化し、ないしはこの動力支援を、弁の変更によって、ロッドの伝達比に合わせねばならない。同じことは、互いに分離された制御弁とサーボシリンダとから成る切換支援装置に対しても言える。その弁およびシリンダは、球継手を介してシフトレバーおよびコンソールに結合されている。そのコンソールは変速機に固定されている。この配置構造は補助的に、各切換において部品が変速機および車両フレームに対して相対移動し、これによって、弁およびシリンダを互いに接続する空気配管が破れる、という欠点もある。
【０００８】
このような対処済み構造様式における空気圧式切換支援装置は公知である。この切換支援装置は機械空気圧式制御部分と、別個の空気圧式動力伝達部分とから成っている。対処済み構造様式の切換支援装置は、１９８８年、スプリンガ社出版のルーズマン氏著の文献「ツァーンラートゲトリーベ（歯車変速機）」第２版、第２２５頁で、知られている。その制御部分は機械式に作動される制御弁であり、この制御弁はシフトロッドによって作動される。速度段を切り換える際における選択運動は、機械式に、変速機に直接伝達される。
【０００９】
切換運動を伝達する際、制御弁が作動され、同時に、手動切換力が機械式にレバーを介して変速機に伝達される。手動切換力は、圧縮空気シリンダによって、補助的に空気圧式に支援される。この圧縮空気シリンダは、油圧式減衰器が一体化された２位置・シリンダとして、空気圧式動力伝達部品を形成している。ここでは、手動切換力の正比例的な形成は達成されない。制御部分と動力伝達部分との間の行程は長く、組立は大きな場所をとる。制御部分と動力伝達部分との間における圧縮空気配管の損傷は避けられない。
【００１０】
ＤＥ１９５３９４７１号明細書において、制御弁と動力伝達部分が１つの構造部品に組み合わされている切換装置が知られている。その場合、運転者の切換力に応じて、切換力は比例して増強され、手動切換式変速機の場合と同じ作用を達成する。運転者は切換に対する感覚を失わず、或る速度段が入れられたか否か、あるいはシンクロ段階がどのような時間続いているかを、運転者は直に感知することができる。この切換装置の場合、空気圧式倍力支援装置の制御性を改善する必要がある。
【００１１】
図１には、従来における自動車の切換設備２が概略的に示されている。シフトレバー４からシフトロッド６が、レバー転向装置８を介して切換装置１１まで延びている。この切換装置１１は空気圧式倍力支援装置１０を備えている。この空気圧式倍力支援装置１０は接続配管（圧縮空気管）１２を有している。この接続配管１２は圧縮空気貯蔵タンク１４に通じている。この圧縮空気貯蔵タンク１４から空気圧式倍力支援装置１０に圧縮空気が供給される。
【００１２】
レバー転向装置８は第１レバー１６と第２レバー１８とを有している。第１レバー１６はシフトロッド６に特にヒンジ結合され、第２レバー１８は制御ロッド２０に係合している。この制御ロッド２０は空気圧式倍力支援装置１０に配置されている。更に、空気圧式倍力支援装置１０にピストンロッド２２が設けられている。このピストンロッド２２に、レバー２４が係合している。このレバー２４は、回転可能な切換軸２６を介して、変速機３０におけるレバー２８に結合されている。
【００１３】
このレバー２８は、切換レール３２に係合している。変速機の伝達比は、公知のようにして、その切換レール３２を介して切り換えられる。レバー２４の動きは、切換軸２６を介して、レバー２８の動きに伝達され、これによって、レバー２８は切換レール３２を軸方向運動させる。この運動の際、切換レール３２は特に３つの位置をとる。そのうちの２つの位置は、軸方向における両側終端位置であり、それぞれ切り換えられた伝達比に相当する。もう１つの位置は、両側終端位置間に位置する中間位置であり、変速機の中立位置に相当する。
【００１４】
本発明の課題は、変速機において特に狭い所要場所しか必要とせずに、空気圧式倍力支援装置の制御性を改善した切換装置を提供することにある。
【００１５】
この課題は、特許請求の範囲請求項１に記載の特徴を有する切換装置によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１６】
本発明に基づいて、従来の形態と異なって、運転者の選択・切換運動と変速機との接続は、共通の場所で行われない。その接続は、第１の場所と第２の場所に分けられている。その第１の場所において、その都度所望の切換レールの選択過程が、運転者によって選択された切換通路に応じて、切換軸に伝達される。第２の場所において、運転者の切換運動が、倍力支援装置に伝達され、そこで増強され、切換軸に伝達される。これによって、運転者の切換運動は、選択された切換通路において、切換レールの増強した軸方向運動に変換される。その場合、手動切換力は、切換伝達手段を介して、レバー転向装置なしに、直に制御ロッドに伝達される。
【００１７】
本発明の有利な実施態様において、制御ロッドはフランジを有し、このフランジに切換伝達手段が解放可能に係合している。更に有利な実施態様において、切換伝達手段は、油圧式手段として、ケーブル式切換装置の構成要素として、あるいはシフトロッド式切換装置の構成要素として形成されている。
【００１８】
本発明の他の有利な実施態様において、変速機の切換軸は、倍力支援装置の片側において速度段の選択手段に結合され、倍力支援装置の制御ロッドが、その切換軸と反対の側において、切換手段に結合されている。
【００１９】
これによって、運転者の切換運動を倍力支援装置の制御ロッドに伝達するためのレバーは省かれ、運転者と倍力支援装置との間に、簡単且つ確実なインターフェースが形成される。制御ロッドにおける解放可能な接続によって、切換伝達手段は、必要に応じて、切換装置ないし倍力支援装置から、それらの装置を分解する必要なしに、取り外せる。
【００２０】
切換運動は、補助力として圧縮空気によって支援され、手動による選択運動は、支援なしに実施される。速度段交換の部分しか倍力（サーボ力）で支援されないことによって、切換装置の構造は、完全倍力支援形切換装置に比べて、単純化される。コストおよび組立費がかなり減少され、また、既存の変速機への追加設置も問題なしにできる。更に、圧縮空気設備における損傷によって空気圧が小さくなり過ぎるか、あるいは完全に消失したときでも、運転者は手動で切り換えることができる。そのために、何らの切換処置を施す必要はない。自動車の制動性は、これが変速機によって与えられる限りにおいて、保証される。
【００２１】
圧縮空気式動力支援は、切換の際に利用すべき動力の大部分を寄与するが、運転者に切換感覚が保たれる程度しか寄与しない。運転者が手動で与えるべき操作力は、全体として必要とされる力の一部に、空気圧式切換支援によって減少される。商用車用シンクロ変速機は、重量のある車両においても、軽い切換装置になる。下り坂走行の際、変速機の特に低速段へのシフトダウンは極めて単純化され、これによって、事故に対する安全性向上に大きく寄与される。
【００２２】
本発明に基づく切換装置は、Ｈ形シフトパターン、二重Ｈ形シフトパターンおよび重畳Ｈ形シフトパターンのあらゆるシンクロ変速機に採用される。また、車両製造者によって大きく制限される構造空間における変速機の組立に対しても十分な場所が存在する。必要な交換の際あるいは追加装備の際、特別な調整を車両の現場で行う必要なしに、切換装置全体を一緒に交換ないし据え付けることができるので、車両所有者における利用不能時間は有利に短い。圧縮空気式倍力支援装置が休止した際、運転者において変速機の切換性は制限されず、従って、運転者は非常時に、大きな力を要するけれども、伝達比の変更によって確実に車両を制動できる。
【００２３】
切換装置を相応して設計することによって、この切換装置によって発生される切換支援補助力は、運転者と変速機との間の切換設備に合わされる。切換装置は変速機ハウジングに固く固定されているので、変速機と切換装置との相対運動は全く行われない。変速機と切換装置との間に可動的な配管、弁あるいはシリンダは全く存在しない。球継手およびコンソールは不要である。切換装置の追加装備はシフトロッドを短縮することなしに行える。空気圧式倍力支援装置の切換装置への組立位置は任意に選択でき、これは差込み結合あるいはフランジ結合される。
【００２４】
以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２５】
図２には、倍力支援装置１０を備えた切換装置４０が断面側面図で示されている。その倍力支援装置１０において、制御ロッド２０はその一端部３６にフランジ３４を有している。倍力支援装置１０の他端部（反対側の端部）３８において、上記レバー２４が上記ピストンロッド２２に係合している。制御ロッド２０を介して倍力過程が開始される。制御ロッド２０を介して、倍力支援装置１０に導入された操作力を、支援し増強するために、倍力支援装置１０に、圧縮空気貯蔵タンク１４から圧縮空気が圧縮空気管１２を通して導入される。増強した力は、上記ピストンロッド２２から上記レバー２４を介して、中空軸に伝達される。
【００２６】
運転者は、シフトレバーブラケット５０を、シフトレバー４で作動させる。このシフトレバーブラケット５０から、供給管５２、５４を介して、加圧油（加圧液体）が、油圧式切換装置４８に導入される。この切換装置４８に配置されているピストンロッド４６が、フランジ３４に解放可能に係合している。切換装置４８は運転者によって作動開始され、その切換方向に応じて、選択された切換通路内において、ピストンロッド４６が図２における左方向あるいは右方向に動かされる。
【００２７】
所望の切換通路の選択過程は、倍力支援装置１０の反対側端部における切換軸４４を介して行われる。シリンダ５６内におけるピストンロッド４６の動きは、フランジ３４によって、制御ロッド２０に伝達され、それによって、運転者の操作力の支援を開始する。制御ロッド２０の周りに管が配置されている。この管は、制御ロッド２０の軸方向の動きを制限し、これによって、過大に導入された操作力によって倍力支援装置１０の部品が損傷しないようにされている。管の長さは、許容軸方向運動に合わされている。
【００２８】
図３には、切換装置４０の異なった実施例が示されている。ここでは、制御ロッド２０にあるフランジ３４に、ロッド６０が係合している。このロッド６０は、ケーブル６２を介して、シフトレバー４に結合されている。選択された切換通路における運転者の切換は、ケーブル６２を介して、倍力支援装置１０の一端部３６において、制御ロッド２０に伝達され、他方では、所望の切換通路の選定は、倍力支援装置１０の他端部３８における切換軸４４に伝達される。
【００２９】
図４には、切換装置４０の更に異なった実施例が示されている。ここでは、制御ロッド２０におけるフランジ３４に、ロッド６４が係合している。このロッド６４は、シフトロッド６６を介して、シフトレバー４に結合されている。所望の切換通路における運転者の切換は、シフトロッド６６を介して、倍力支援装置１０の一端部３６において制御ロッド２０に伝達され、他方で、所望の切換通路の選定は、倍力支援装置１０の他端部３８において切換軸４４に伝達される。
【００３０】
図５には、制御ロッド２０の端部３８にフランジ３４を備えた切換装置が示されている。図２から図４に示されている各切換手段は、そのフランジ３４に係合している。ここでは、制御ロッド２０の延長部が破線だけで示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来における切換設備の概略斜視図。
【図２】 本発明に基づく切換装置の断面側面図。
【図３】 図２と異なった実施例の切換装置の断面側面図。
【図４】 図２と更に異なった実施例の切換装置の断面側面図。
【図５】 更になお異なった実施例の切換装置の断面側面図。
【符号の説明】
２ 切換設備
４ シフトレバー
６ シフトロッド
８ レバー転向装置
１０ 倍力支援装置
１２ 接続配管
１４ 圧縮空気貯蔵タンク
１６ レバー
１８ レバー
２０ 制御ロッド
２２ ピストンロッド
２４ レバー
２６ 切換軸
２８ レバー
３０ 車両の変速機
３２ 切換レール
３４ フランジ
３６ 一端部
３８ 他端部
４０ 切換装置
４４ 切換軸
４６ ピストンロッド
４８ 切換装置
５０ シフトレバーブラケット
５２ 圧油供給管
５４ 圧油供給管
５６ ピストン室
５８ 管
６０ ロッド
６２ ケーブル
６４ ロッド
６６ シフトロッド

Claims (4)

1. 変速機（３０）の切換レール（３２）にレバー（２８）を介して係合している切換軸（２６、４４）と、この切換軸（２６、４４）に結合され倍力支援装置（１０）のピストンロッド（２２）に結合されているレバー（２４）と、倍力支援装置（１０）の制御ロッド（２０）と、この制御ロッド（２０）へ運転者の切換運動を伝達する切換伝達手段（４６、４８、６０、６２、６４、６６）とを備え、切換伝達手段が、レバー転向装置なしに、制御ロッド（２０）に直接作用するような、車両のハウジング付き変速機（３０）に対する倍力支援装置（１０）付きの切換装置（１１、４０）において、
   切換伝達手段は、倍力支援装置（１０）の内部で制御ロッド（２０）の端部（３４）に解放可能に係合する端部を有したロッド（４６、６０、６４）を含む、ことを特徴とする変速機に対する倍力支援装置付きの切換装置。
2. 切換伝達手段が、ピストンロッド（４６）を有する油圧式手段（４８）である、ことを特徴とする請求項１記載の倍力支援装置付きの切換装置。
3. 切換伝達手段がケーブル式切換装置の構成要素（６０、６２）である、ことを特徴とする請求項１記載の倍力支援装置付きの切換装置。
4. 切換伝達手段がシフトロッド式切換装置の構成要素（６４、６６）である、ことを特徴とする請求項１記載の倍力支援装置付きの切換装置。

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