JP4094156B2 - 変速機の操作装置 - Google Patents

Description

【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、シフト操作性の向上を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラック等の大型車用の変速機の操作装置においては、シフト操作力を低減するために、圧縮空気を利用した変速機倍力装置が取り付けられ、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６−１６７３０号公報、実開平９−４９５６８号公報及び実開平６−８７７７３号公報参照）。
【０００３】
かかる変速機倍力装置の構造を、図１５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、シフトノブと連係する入力軸１０２に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、１０５ｂ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。
【０００４】
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１０８ｂに高圧空気が供給され倍力が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の変速機の操作装置にあっては、シフト力のアシスト機能のみしか付加されておらず、運転者はシフトストローク全域にわたりシフトノブを押し続けておく必要がある。
【０００６】
このため、運転者の労力軽減が十分に図れず、シフトストローク途中でのゴツゴツ感等もシフトノブを押し続けている間の長きにわたり感じられるため、シフトフィーリングも悪いという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、シフト力のアシスト機能に加え、運転者がシフトストローク全域にわたりシフトノブを押し続けておく必要性をなくした自動シフト機能の付加によって、運転者の労力軽減が十分に図れ、しかも、シフトフィーリングが良好な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に係る発明は、
シフトノブからの変速操作力が伝達される操作ロッドと、作動流体を作用させて変速操作力を倍力するピストンと、該ピストンの両側に隔てられた一対のシリンダ室と、操作ロッドの動作に応じて前記作動流体の供給及び排出を行う供給・排出用弁装置と、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において、
変速操作におけるシフト入り時のみ、シフトノブに一定の荷重を印加すると、その後はシフトノブを自動的にシフトストロークエンドまで移動させる自動シフト機構を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記自動シフト機構は、変速操作における少なくともシフト入り操作とシフト抜き操作とを検出するシフト操作検出手段と、該シフト操作検出手段からの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、作動流体供給源からシリンダ室に作用させる作動流体圧を、シフトノブに一定の荷重を印加した後にシフトノブを自動的にシフトストロークエンドまで移動させるための自動シフト用流体圧に切り換え、シフト抜き操作では、作動流体供給源からシリンダ室に作用させる作動流体圧を、シフトノブを操作している間変速操作力を倍力するための変速操作力倍力用流体圧に切り換える切換機構と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
前記切換機構は、前記供給・排出用弁装置と、該供給・排出用弁装置から吐出される流体圧を保持若しくは流出又は切換える流体圧保持用弁装置と、切換用弁装置と、を含んで構成され、
前記切換用弁装置は、少なくとも４つのポートを有し、供給・排出用弁装置と流体圧保持用弁装置とを順に介装した作動流体供給源からの第１の流体経路に連通する第１のポートと、前記第１の流体経路の供給・排出用弁装置と流体圧保持用弁装置との間から分岐した第２の流体経路に連通する第２のポートと、シリンダ室と第３の流体経路を介して連通する第３のポートと、作動流体供給源と第４の流体経路を介して連通する第４のポートと、第２のポートと第３のポートとを連通する第１の連通路と、第３のポートと第４のポートとを連通する第２の連通路と、前記シフト操作検出手段からの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、作動流体供給源から第１の流体経路及び第１のポートを介して供給される流体圧を印加することによって前記第１の連通路を閉じて、第２の連通路を開き、シフト抜き操作では、前記流体圧の印加を解除することによって前記第１の連通路を開いて、第２の連通路を閉じる弁機構と、を含んで構成され、
前記流体圧保持用弁装置は、作動流体供給源から第１の流体経路及び第１のポートを介しての前記切換用弁装置の弁機構への流体供給停止後にも、該弁機構に所定時間流体圧を印加させるべく流体圧を保持する構成としたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、
前記切換機構は、前記供給・排出用弁装置と、該供給・排出用弁装置から吐出される流体圧を切換える切換用弁装置と、を含んで構成され、
前記切換用弁装置は、少なくとも３つのポートを有し、供給・排出用弁装置を介装した作動流体供給源からの第１の流体経路に連通する第１のポートと、シリンダ室と第２の流体経路を介して連通する第２のポートと、作動流体供給源と第３の流体経路を介して連通する第３のポートと、第１のポートと第２のポートとを連通する第１の連通路と、第２のポートと第３のポートとを連通する第２の連通路と、前記シフト操作検出手段からの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、電気的アクチュエータの一方向の作動にて前記第１の連通路を閉じて、第２の連通路を開き、シフト抜き操作では、電気的アクチュエータの他方向の作動にて前記第１の連通路を開いて、第２の連通路を閉じる弁機構と、を含んで構成としたことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明の作用について説明する。
請求項１に係る発明において、シフト入り時には、ある一定の荷重をシフトノブに加えることによって自動的にシフト動作が行われるため、即ち、運転者のシフトノブへの所定の入力をトリガにして、その後は、シフトノブへの入力を解除しても自動的にシフト動作が行われる。
【００１３】
請求項２に係る発明において、シフト入り時のみ自動シフト機能が奏され、シフト抜き時には、自動シフト機能を解除して、通常のパワーアシスト機能のみが奏される。
【００１４】
請求項３に係る発明において、通常の変速機倍力装置に加え、複数の弁装置を付加することにより構成できるため、構造が簡単で、製作コストを安価に抑えることができる上、シフト機構そのものの信頼性、耐久性も従来と同様に維持することができ、特に、弁機構における流体圧切換制御により、自動シフト機能と通常のパワーアシスト機能との切換が簡単に行われる。
【００１５】
請求項４に係る発明において、通常の変速機倍力装置に加え、複数の弁装置を付加することにより構成できるため、構造が簡単で、製作コストを安価に抑えることができる上、シフト機構そのものの信頼性、耐久性も従来と同様に維持することができ、特に、弁機構における電気的アクチュエータ制御により、自動シフト機能と通常のパワーアシスト機能との切換が簡単に行われる。
【００１６】
【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１４は、車両搭載状態における変速機の操作力伝達系の構成を示している。
【００１７】
シフトノブ１に加えられた変速操作力は、途中にゴムダンパ２が介装されたリンクロッド３（３ａ〜３ｃ）からなるリンク機構によって、変速機倍力装置４の入力軸Ａ１に伝達される。そして、変速機倍力装置４は、入力軸Ａ１に入力されたシフトノブ１からの入力操作力を、高圧のエア（圧縮エア）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Ａ５に出力する。この出力レバーＡ５に出力された出力操作力は、シフトシャフト７及びセレクト＆シフトレバー８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】
ここで、上記の変速機の操作力伝達系において適用される本発明の変速機の操作装置の概要について説明する。
図１において、本発明の変速機の操作装置は、シフトノブ１からの変速操作力が伝達される操作ロッド１６と、作動流体としてのエアを作用させて変速操作力を倍力するピストン１３と、該ピストン１３の両側に隔てられた一対のシリンダ室Ａ２，Ａ’２と、操作ロッド１６の動作に応じて前記エアの供給及び排出を行う供給・排出用弁装置（以下、供給・排出用エアバルブ）と、を含んで構成される前述の変速機倍力装置４を備える一方、変速操作におけるシフト入り時のみ、シフトノブ（１）に一定の荷重を印加すると、その後はシフトノブ（１）を自動的にシフトストロークエンドまで移動させる自動シフト機構を備えている。
【００１９】
この場合、変速機倍力装置４を備えることによって、従来と同様のシフト力のアシスト機能を備えており、シフト抜き時のシフト力がアシストされるようになっている。
【００２０】
即ち、変速機倍力装置４は、変速機倍力装置本体Ａを備えており、この変速機倍力装置本体Ａには、従来と同様のシフト力のアシスト機構（エアバルブＡ３，Ａ４等）が装備されている。
【００２１】
又、自動シフト機構として、６つのエアバルブＢ〜Ｇが設けられており、これらのエアバルブＢ〜Ｇによって、シフト入り方向のみ自動シフトとし、シフト抜き方向は、前記と同様のシフト力のアシストがなされるように構成されている。
【００２２】
更に、自動シフトの速度を調整するためと、シフト時の作動音を低減するためのダンパ装置Ｈ，Ｉが設けられている。
そして、入力軸Ａ１が、図１４に示すシフトノブ１の動きによって移動すると、エアバルブＡ３又はＡ４が開弁し、エア圧保持用弁装置（以下、エア圧保持用エアバルブ）Ｃ又はＥを経由して、切換用弁装置（以下、切換用エアバルブ）Ｂ又はＤにエア圧が作用する。
【００２３】
ここで、切換用エアバルブＢ又はＤ内のエア圧がある一定の値を越えると、かかるエアバルブＢ又はＤの下部の弁体が開き、エア供給源９０からエア供給ライン２２（第４のエア経路）からのエアがシリンダ室Ａ２又はＡ’２に導かれ、これにより、出力レバーＡ５が移動する。
【００２４】
尚、変速操作における少なくともシフト入り操作とシフト抜き操作とを検出するシフト操作検出手段を構成するシフト操作検出用エアバルブＦ、Ｇが設けられている。
【００２５】
次に、上記の構成の変速機の操作装置の詳細構造について説明する。
図１において、変速機倍力装置本体Ａのハウジング１０に形成された円筒状のシリンダ１１と同心円上に、摺動可能に軸支された中空円筒状の出力軸１２が配設されている。
【００２６】
前記ハウジング１０には、作動流体としてのエアを作用させて変速操作力を倍力するピストン１３及びシリンダ室Ａ２，Ａ’２が設けられている。
即ち、出力軸１２の外周部には、シリンダ１１に内接するピストン１３が固定され、ピストン１３の両側部には、該ピストン１３によって隔てられた２つのシリンダ室Ａ２，Ａ’２が形成されている。
【００２７】
ハウジング１０の周壁には、前記シリンダ室Ａ２，Ａ’２にそれぞれ連通するポート１４，１５が開設されている。
前記出力軸１２内には、その中心軸を通る操作ロッド１６が設けられており、該操作ロッド１６は前記出力軸１２に連係される。
【００２８】
又、操作ロッド１６の入力軸Ａ１の反対側端部には作動レバー１７の一端部が回動自由に連結される。
そして、操作ロッド１６の動作に応じて前記エアの供給及び排出を行う供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４が設けられており、前記作動レバー１７の他端部は、ハウジング１０の周壁に軸方向に延びて形成された長穴１８を貫通して外部に至り、２つのバルブＡ３とＡ４の共通の軸状弁体５５に連係される。
【００２９】
更に、作動レバー１７の長手方向の略中間部は、ハウジング１０に回動自由に支承されており、この支承部を中心として揺動可能となっている。
自動シフト機構は、変速操作における少なくともシフト入り操作とシフト抜き操作とを検出するシフト操作検出用エアバルブＦ，Ｇと、該エアバルブＦ，Ｇからの検出信号（エア圧信号）に基づいて、シフト入り操作では、エア供給源９０からシリンダ室Ａ２，Ａ’２に作用させるエア圧を、シフトノブ１に一定の荷重を印加した後にシフトノブ１を自動的にシフトストロークエンドまで移動させるための自動シフト用エア圧に切り換え、シフト完了時、バルブＦによりエア経路▲５▼にエア圧が供給され、第２連通路を閉じ、第１連通路を開く。シフト抜き操作では、エア供給源９０からシリンダ室Ａ２，Ａ’２に作用させるエア圧を、シフトノブ１操作中に変速操作力を倍力するための変速操作力倍力用エア圧に切り換える切換機構と、を含んで構成される。
【００３０】
本実施形態において、前記切換機構は、上記の供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４、エア圧保持用エアバルブＣ，Ｅと、切換用エアバルブＢ，Ｄと、を含んで構成される。
【００３１】
供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４は、図１に示すように、それぞれ本体５２と、該本体５２内に貫通形成された通路部５３に両端部がスプリング５４に支持されて介装された共通の軸状弁体５５と、から構成されており、供給・排出用エアバルブＡ４側の本体５２にはエアの供給口５６が、供給・排出用エアバルブＡ３側の本体５２には排出口５７が、それぞれ形成されると共に、供給・排出用エアバルブＡ４側の本体５２には、第１のエア経路１９を介してエア圧保持用エアバルブＣの後述するポートｈと連通する吐出ポートｍが、供給・排出用エアバルブＡ３側の本体５２には、第１のエア経路１９を介してエア圧保持用エアバルブＥの後述するポートｈと連通する吐出ポートｎが、それぞれ形成される。
【００３２】
前記切換用エアバルブＢ，Ｄの構成を図１と図２に基づいて説明すると、切換用エアバルブＢ，Ｄは、少なくとも４つのポートを有し、供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４とエア圧保持用エアバルブＣ，Ｅを順に介装した、エア供給源９０からの第１のエア経路１９に連通する第１のポートａと、前記第１のエア経路１９の供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４とエア圧保持用エアバルブＣ，Ｄとの間から分岐した第２のエア経路２０に連通する第２のポートｂと、シリンダ室Ａ２，Ａ’２と第３のエア経路２１を介して連通する第３のポートｃと、エア供給源９０とエア供給ライン２２を介して連通する第４のポートｄと、第２のポートｂと第３のポートｃとを連通する第１の連通路ｅと、第３のポートｃと第４のポートｄとを連通する第２の連通路ｆと、前記シフト操作検出用エアバルブＦ，Ｇからの検出信号圧が供給される第５のポート（信号圧ポート）ｇと、該検出信号圧に基づいて、シフト入り操作では、前記エア圧保持用エアバルブＣ，Ｅを経由したエア圧にて前記第１の連通路ｅを閉じて、第２の連通路ｆを開き、シフト抜き操作では、弾性部材としてのスプリング２３の弾性付勢力にて前記第１の連通路ｅを開いて、第２の連通路ｆを閉じる弁機構２４と、を含んで構成される。
【００３３】
より、具体的には、切換用エアバルブＢ，Ｄは、それぞれ本体２５と、該本体２５内に貫通形成されたシリンダ２６にスライド可能に支持されたピストン２７と、該ピストン２７を常時図２の上方に付勢するスプリング２３と、シリンダ２６の両端部に嵌合固定された、ポートａ，ｄを有する上下一対のキャップ２８，２９と、下部のキャップ２９にスプリング３０により支持されて、シリンダ２６の下部のキャップ２９のポートｄとの連通部を開閉する弁体３１と、から構成される。
【００３４】
そして、前記ピストン２７には、略Ｔ字状をなす前記第１の連通路ｅが形成される。
又、本体２５には、前記３つのポートｂ、ｃ及びｇが形成されている。
【００３５】
前記ポートｃは、弁体３１の開弁時には、ピストン２７下端部の小径部２７Ａの外周面と本体２５との間に形成された隙間２７ａを介して第２の連通路ｆと連通するように構成されている。
【００３６】
エア圧保持用エアバルブＣ，Ｅは、第１のエア経路１９の供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４の下流に介装され、エア供給源９０から供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４、第１のエア経路１９及び第１のポートａを介しての前記弁機構２４へのエア供給停止後に、該弁機構２４に所定時間エア圧を印加させるべくエア圧を保持するものである。
【００３７】
かかるエア圧保持用エアバルブＣ，Ｅは、具体的には、図３に示すように、それぞれ本体３２と、該本体３２内に貫通形成されたボリューム室３３にスプリングに３４よって支持された弁体３５と、から構成され、本体３２には、供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４と連通する入口ポートｈと、前記切換用エアバルブＢ，Ｄの第１のポートａと連通する出口ポートｉと、が形成されている。
【００３８】
又、本体３２には、ボリューム室３３と入口ポートｈとを連通する孔であって、ボリューム室３３内のエア圧低下速度を遅くするための排気絞り孔３６が形成されている。
【００３９】
シフト操作検出用エアバルブＦ，Ｇは、図４〜図５に示すように、それぞれ変速機倍力装置本体Ａのハウジング１０と一体成形された本体３７と、該本体３７内に貫通形成されたシリンダ３８にスプリング３９に支持されて介装された弁体４０と、本体３７内に固定された弁体シート４１と、シリンダ３８の一方の端部に嵌合固定された、入口ポートｊを有するキャップ４２と、シリンダ３８の途中及び他方の端部に嵌合固定された、スライド孔４３ａ、４４ａを有する２つのガイド４３、４４と、弁体４０と連動可能で、ガイド４３，４４によりスライド自由に支持されたスプール４５と、該スプール４５を図の下方に弾性付勢するスプリング４６と、から構成されている。
【００４０】
そして、スプール４５には、その上端部に開口し、かつ略中間部の外周面の相対向する２カ所に開口する略逆Ｔ字形状の連通孔４７が形成される。
又、本体３７から突出するスプール４５の先端面は、出力軸１２外周面に固定取付された所定形状のカム４８の外面に当接される。
【００４１】
ここで、本体３７には、シリンダ３８の弁体シート４１とガイド４３との間と連通する信号圧供給ポートｋと、シリンダ３８の下部と連通する排気ポートｌと、が形成されている。
【００４２】
更に、前記入口ポートｊは、前記エア供給ライン２２から分岐した第５のエア経路４９と、該エア供給ライン２２を介して、エア供給源９０と連通する。
又、シフト操作検出用エアバルブＦの信号圧供給ポートｋは、第６のエア経路５０を介して、切換用エアバルブＢの第５のポート（信号圧ポート）ｇに連通し、シフト操作検出用エアバルブＧの信号圧供給ポートｋは、第７のエア経路５１を介して、切換用エアバルブＤの第５のポート（信号圧ポート）ｇに連通する。
【００４３】
次に、図１の▲１▼〜▲９▼の記号で示したエアラインについて説明する。
▲１▼は、エア圧保持用エアバルブＣのポートｈと切換用エアバルブＢのポートｂと供給・排出用エアバルブＡ３のポートｍとを連通するエアライン。
【００４４】
▲２▼は、切換用エアバルブＢのポートｃと変速機倍力装置本体Ａのシリンダ室Ａ２とを連通するエアライン。
▲３▼は、エア圧保持用エアバルブＣのポートｉと切換用エアバルブＢのポートａとを連通するエアライン。
【００４５】
▲４▼は、エア供給源９０と切換用エアバルブＢ，Ｄのポートｄと供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４のポート５６及びシフト操作検出用エアバルブＦ，Ｇのポートｊとを連通するエアライン。
【００４６】
▲５▼は、切換用エアバルブＢのポートｇとシフト操作検出用エアバルブＦのポートｋとを連通するエアライン。
▲６▼は、エア圧保持用エアバルブＥのポートｈと切換用エアバルブＤのポートｂと供給・排出用エアバルブＡ４のポートｎとを連通するエアライン。
【００４７】
▲７▼は、切換用エアバルブＤのポートｃと変速機倍力装置本体Ａのシリンダ室Ａ’２とを連通するエアライン。
▲８▼は、エア圧保持用エアバルブＥのポートｊと切換用エアバルブＤのポートａとを連通するエアライン。
【００４８】
▲９▼は、切換用エアバルブＤのポートｇとシフト操作検出用エアバルブＧのポートｋとを連通するエアライン。
かかる構成において、入力軸Ａ１が、シフトノブ１の動きによって図１の左側に移動すると、操作ロッド１６が同図の左側にスライドし、これによって作動レバー１７がその上部側が同図の右側に移動するように揺動する。
【００４９】
このように作動レバー１７が揺動することによって、供給・排出用エアバルブＡ３及びＡ４共通の弁体５５が図の右側にスライドして供給・排出用エアバルブＡ４が開弁し、エア供給源９０から第１のエア経路１９を介して供給・排出用エアバルブＡ４に送られたエアがポートｎからエア圧保持用エアバルブＥのポートｈに導かれ、弁体３５が開弁されて、エアはポートｉを経て、切換用エアバルブＤのポートａに導かれる。
【００５０】
切換用エアバルブＤのポートａにエアが導かれ、ポートｇに信号圧が供給されていない状態においては、エア圧がある一定の値を越えると、図２（Ｃ）に示すように、ピストン２７が下がり、これにより弁体３１が押し下げられて開弁する。
【００５１】
切換用エアバルブＤのポートｃは、弁体３１の開弁時には、ピストン２７下端部の小径部２７Ａ外周面に形成された隙間２７ａを介して第２の連通路ｆと連通し、これにより、エア供給源９０からのエアがポートｄを介してポートｃに至り、このポートｃから変速機倍力装置本体Ａのポート１５にエアが至り、シリンダ室Ａ’２にエアが導かれてピストン１３を押し、これにより、出力レバーＡ５が移動し、自動シフト機能を奏する。
【００５２】
一方、入力軸Ａ１が、シフトノブ１の動きによって図１の右側に移動すると、操作ロッド１６が同図の右側にスライドし、これによって作動レバー１７がその上部側が同図の左側に移動するように揺動する。
【００５３】
このように作動レバー１７が揺動することによって、供給・排出用エアバルブＡ３及びＡ４共通の弁体５５が図の左側にスライドして、供給・排出用エアバルブＡ３が開弁し、エア供給源９０から第１のエア経路１９，ポート５６を介して供給・排出用エアバルブＡ３に送られたエアがポートｍからエア圧保持用エアバルブＣのポートｈに導かれ、弁体３５が開弁されて、エアはポートｉを経て、切換用エアバルブＢのポートａに導かれる。
【００５４】
切換用エアバルブＢのポートａにエアが導かれ、ポートｇに信号圧が供給されていない状態においては、エア圧がある一定の値を越えると、上記と同様にして、ピストン２７が下がり、これにより弁体３１が押し下げられて開弁する。
【００５５】
切換用エアバルブＢのポートｃは、弁体３１の開弁時には、ピストン２７下端部の小径部２７Ａ外周面に形成された隙間２７ａを介して第２の連通路ｆと連通し、これにより、エア供給源９０からのエアがポートｄを介してポートｃに至り、このポートｃから変速機倍力装置本体Ａのポート１４にエアが至り、シリンダ室Ａ２にエアが導かれてピストン１３を押し、これにより、出力レバーＡ５が移動し、自動シフト機能を奏する。
【００５６】
ここで、上記の作用において、エア圧保持用エアバルブＣ，Ｅは、エア供給源９０から供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４、第１のエア経路１９及び第１のポートａを介しての弁機構２４へのエア供給停止後に、該弁機構２４に所定時間エア圧を印加させるべくエア圧を保持する。
【００５７】
即ち、シフト入力によって例えば供給・排出用エアバルブＡ３が開弁し、切換用エアバルブＢ及びエア圧保持用エアバルブＣにそれぞれエア圧Ｘ，Ｙが入力される。
【００５８】
そして、切換用エアバルブＢへのエア圧Ｘ’が設定値を越えた時点で、切換用エアバルブＢによる自動シフト機能が作動する。
一方、手動によってシフト入力を停止すると、供給・排出用エアバルブＡ３が閉弁することで、前記エア圧Ｘ，Ｙが減圧し、切換用エアバルブＢが閉弁するため、シリンダ室Ａ２へのエア供給が停止されて、自動シフト機能が停止する。
【００５９】
エア供給源９０からのエアは、供給・排出用エアバルブＡ３又はＡ４から、切換用エアバルブＢ又はＤのポートｂにも導かれるが、この切換用エアバルブＢ又はＤのポートｂに導かれるエア圧は、通常の変速機倍力作動信号圧となるもので、所定の条件のときに（ポートｇに信号圧が供給された状態のとき：図２（Ａ）参照）、ピストン２７の第１の連通路ｅを通ってポートｃに至り、このポートｃから変速機倍力装置本体Ａのシリンダ室Ａ２又はＡ’２に導かれてピストン１３を押し、変速機倍力機能を奏する。
【００６０】
ここで、エア圧保持用エアバルブＣには、ボリューム室３３内のエア圧低下速度を遅くするための排気絞り孔３６が形成されているため、閉弁後にボリューム室３３内エア圧低下速度が遅くなり、切換用エアバルブＢが閉弁するのに所定時間がかかる。
【００６１】
即ち、切換用エアバルブＢが閉弁するのにロスタイムがある。
このことは、自動シフト機能がシフト入力停止までは確実に作用することを意味している。
【００６２】
つまり、車両運転者の変速機のシフト操作は、シフト入力荷重、シフトスピード等においてさまざまな特質があるが、上記のように、自動シフト機能がシフト入力停止までは確実に作用することにより、上記のような特質に限らず、自動シフト機構の作動状態をシフト完了まで確実に保持でき、ミスシフトを防止することができる。
【００６３】
この場合、例えば、１秒程度のロスタイムを付加すれば良い。
又、この実施形態においては、エア圧保持用エアバルブとして、エアダンパ方式の簡単なバルブを用いたから、安価に抑えることができるが、エア圧保持用エアバルブとして、電気式タイマを装備した電磁弁を用いるようにしても良い。
【００６４】
この場合、電磁弁に供給・排出用エアバルブＡ３及びＡ４からエア圧力信号を供給して、該電磁弁を作動する構成とし、設定エア圧以上のエア圧信号が入力される毎に、閉弁し、その後一定タイマ時間後に開弁するように構成する。
【００６５】
次に、上記の変速機倍力装置の作動状況において、シフト操作検出用エアバルブＦ及びＧとこの動作と関連して動作する切換用エアバルブＢ及びＤの作動状況を図４〜図６及び図２を参照して説明する。
【００６６】
シフトの中立時には、図４に示すように、シフト操作検出用エアバルブＦ及びエアバルブＧのスプール４５先端面は、出力軸１２のカム４８の凸側４８Ａに接しており、スプール４５が押し上げられ、弁体４０がリフトされているため、シフト操作検出用エアバルブＦにおいては、▲５▼のエアラインに、エア供給源９０からのエアがエアライン▲４▼を通じて供給され、シフト操作検出用エアバルブＧにおいては、▲９▼のエアラインに、エア供給源９０からのエアがエアライン▲４▼を通じて供給される。このエア圧は▲４▼のエアラインのエア圧と同圧である。
【００６７】
一方、図５に示すように、右へのシフトストローク時（途中）には、シフト操作検出用エアバルブＦのスプール４５先端面は、出力軸１２のカム４８の凹側４８Ｂに接しており、スプール４５がスプリング４６によって押し下げられ、弁体４０が弁体シート４１に接して閉状態となり、スプール４５と弁体４０とが離れるため、▲５▼のラインのエアは、ポートｋを介して排気ポートｌに至り排気される。
【００６８】
この場合、ストロークエンドでは、図４の中立状態と同じとなる。
又、シフト操作検出用エアバルブＧのスプール４５先端面は、出力軸１２のカム４８の凸側４８Ａに接しており、図４の中立状態と同じとなる。
【００６９】
更に、図６に示すように、左へのシフトストローク時（途中）には、シフト操作検出用エアバルブＦのスプール４５先端面は、出力軸１２のカム４８の凸側４８Ａに接しており、図４の中立状態と同じとなる。
【００７０】
又、シフト操作検出用エアバルブＧのスプール４５先端面は、出力軸１２のカム４８の凹側４８Ｂに接しており、図５の右へのストローク時におけるシフト操作検出用エアバルブＦと同じ状態となる。
【００７１】
一方、図２（Ａ）において、上記のシフト操作検出用エアバルブＦ及びシフト操作検出用エアバルブＧの作用に伴って、切換用エアバルブＢ及び切換用エアバルブＤのポートｇに、▲５▼のラインの信号圧が加わっている場合、ピストン２７は移動せず、常に▲１▼のラインのポートｂと▲２▼のラインのポートｃとは連通している。
【００７２】
即ち、▲３▼のラインの圧力によりピストン２７が受ける力をＦ１，スプリング２３のスプリング力をｆ１としたとき、
Ｆ１＜ｆ１の場合、▲１▼と▲２▼と▲３▼のエアラインの圧力は、▲１▼＝▲２▼＝▲３▼となる。
【００７３】
図２（Ｂ）において、▲５▼のエアラインの信号圧がポートｇに加わっていない場合で、スプリング２３のストローク分の荷重変動をΔｆ１、バルブ開弁力をｆ２としたとき、
ｆ１＋Δｆ１≦Ｆ１＜ｆ１＋Δｆ１＋ｆ２の場合、▲１▼と▲２▼と▲３▼のエアラインの圧力は、▲１▼＝▲３▼、▲２▼＝一定（閉じたときの圧力を保持）となる。
【００７４】
図２（Ｃ）において、▲５▼のエアラインの信号圧がポートｇに加わっていない場合で、ｆ１＋Δｆ１＋ｆ２≦Ｆ１の場合、▲２▼と▲４▼のエアラインの圧力は、▲４▼＝▲２▼となる。
【００７５】
ここで、以上説明した変速機倍力装置におけるシフトストローク状態と、各エアライン▲１▼〜▲９▼のエア圧との関係を図７及び図８に示す。
これらの図７及び図８によって、上記の自動シフト機能と変速機倍力機能との切換動作に伴う各エアライン▲１▼〜▲９▼のエア圧が判る。
【００７６】
以上の実施形態の変速機の操作装置によれば、シフト入り時には、ある一定の荷重をシフトノブ１に加えることによって自動的にシフト動作が行われるため、即ち、運転者のシフトノブ１への所定の入力をトリガにして、その後は、シフトノブ１への入力を解除しても自動的にシフト動作が行われるため、従来のように運転者がシフトノブ１をストローク全域にわたって押し続ける必要がなくなり、シフト入り時の労力を軽減することができると共に、シフトノブ１を押し続ける必要がないため、ストローク途中でのゴツゴツ感じ等を運転者が感じずにすみ、シフトフィーリングが向上する。
【００７７】
又、エアバルブＢ，Ｄ及びエアバルブＦ，Ｇの組み合わせによって、シフト入り時のみ自動シフト機能が奏され、シフト抜き時には、自動シフト機能を解除して、通常のパワーアシスト機能のみが奏されるようにしたから、シフト抜き時の労力の軽減を図ることができる。
【００７８】
更に、従来の変速機倍力機構に加え、複数のエアバルブＢ〜Ｇを付加することにより、構成できるため、構造が簡単で、製作コストを安価に抑えることができる上、シフト機構そのものの信頼性、耐久性も従来と同様に維持することができる。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図９〜図１１の実施形態は、変速機倍力装置本体Ａの２つのシリンダ室Ａ２，Ａ’２に対応して２つ設けられたシフト操作検出用エアバルブＦ，Ｇを単一のエアバルブ５８から構成したものである。
【００８０】
即ち、このエアバルブ５８は、変速機倍力装置本体Ａのハウジング１０と一体成形された本体５９と、該本体５９内に貫通形成された通路部６０にスプリング６１に支持されて介装された作動ロッド６２と、スプリング６３に支持されて介装されたスプール６４と、スプリング６５に支持されて介装された第１の弁体６６と、前記スプール６４に一体成形された第２の弁体６７と、スプール６４にスライド自由に支持され、かつ、スプリング６３に支持されて介装された第３の弁体６９と、該第３の弁体６９に設けられて、前記第２の弁体６７に対する第１の弁体シート７０と、本体５９内壁に設けられて、前記第３の弁体６９に対する第２の弁体シート７１と、から構成されている。
【００８１】
そして、本体５９には、通路部６０と連通可能な６つのポートｏ〜ｔが形成される。
又、本体５９から突出するスプール６４の先端面は、出力軸１２外周面に固定取付された所定形状のカム７２外面に当接される。
【００８２】
更に、作動ロッド６２には上端が開放された連通穴７３と、該連通穴７３と連通して、作動ロッド６２外面に開口する連通孔７４とが形成されている。
スプール６４には両端が閉塞された連通穴７５と、該連通穴７５と連通して、スプール６４外面に開口する連通孔７６とが形成されている。
【００８３】
かかるエアバルブ５８の作動状況を次に詳述する。
シフトの中立時には、図９に示すように、スプール６４先端面は、出力軸１２のカム７２の凸側７２Ａと凹側７２Ｂの略中間部に接しており、スプール６４が若干押し上げられているため、▲５▼のエアラインと▲９▼のエアラインに、エア供給源９０からポートｏ，ｓを介して供給されたエアが供給される。
【００８４】
一方、右へのシフトストローク時（途中）には、図１０に示すように、スプール６４先端面は、出力軸１２のカム７２の凸側７２Ａに接しており、スプール６４が完全に押し上げられた状態となり、▲５▼のエアラインのエアは、スプール６４の連通穴７５を介して排気ポートｔに至り排気される。
【００８５】
又、▲９▼のエアラインに、エア供給源９０からポートｏを介して供給されたエアが供給される。
更に、左へのシフトストローク時（途中）には、図１１に示すように、スプール６４先端面は、出力軸１２のカム７２の凹側７２Ｂに接しており、スプール６４が押し下げられた状態となる。
【００８６】
この場合、▲９▼のエアラインのエアは、作動ロッド６２の連通穴７３を介して排気ポートｑに至り排気される。
又、▲５▼のエアラインに、エア供給源９０からポートｓを介して供給されたエアが供給される。
【００８７】
かかる実施形態によれば、図１の実施形態において、２つ設けたシフト操作検出用エアバルブＦ，Ｇを単一のエアバルブ５８から構成でき、バルブ自体の構成の簡略化、エアラインの簡略化、カム数の低減を図れる。
【００８８】
図１２は第３の実施形態を示しており、この実施形態においては、シフト操作検出手段を電気的スイッチとしてのストロークスイッチＬ，Ｍにより構成すると共に、エアバルブＢ’，Ｄ’をこのストロークスイッチＬ，Ｍからのオン・オフ信号に基づいて電気的アクチュエータとしてのソレノイドＪ，Ｋによって作動するようにしたものである。
【００８９】
即ち、切換機構は、供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４と、切換用エアバルブＢ’，Ｄ’と、を含んで構成される。
前記切換用エアバルブＢ’，Ｄ’は、少なくとも３つのポートを有し、供給・排出用エアバルブＡ３，Ａ４を介装したエア供給源９０からの第１のエア経路７７に連通する第１のポートｕと、シリンダ室Ａ２，Ａ’２と第２のエア経路７８を介して連通する第２のポートｘと、エア供給源９０と第３のエア経路７９を介して連通する第３のポートｙと、第１のポートｕと第２のポートｘとを連通する第１の連通路８０と、第２のポートｘと第３のポートｙとを連通する第２の連通路８１と、ストロークスイッチＬ，Ｍからの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、ソレノイドＪ，Ｋの一方向の作動にて前記第１の連通路８０を閉じて、第２の連通路８１を開き、シフト抜き操作では、ソレノイドＪ，Ｋの他方向の作動にて前記第１の連通路８０を開いて、第２の連通路８１を閉じる弁機構８２と、から構成される。
【００９０】
尚、これらの切換用エアバルブＢ’及びエアバルブＤ’の具体的な構造は、図１等に示した切換用エアバルブＢ及びエアバルブＤの構造に対して、ポートａとポートｇが設けられていない以外は同様であるから、説明を省略する。
【００９１】
但し、これらの切換用エアバルブＢ’及びエアバルブＤ’には、排気ポートｚが形成されている。
前記ストロークスイッチＬ，Ｍは、２つ設けられ、一方のストロークスイッチＬは、出力軸１２外周面の２つのカム８３及び８４のうち一方のカム８３によってオン・オフされ、他方のストロークスイッチＭは、他方のカム８４によってオン・オフされる。
【００９２】
この場合、ストロークスイッチＬ，Ｍは、その接触片がカム８３，８４の凹側８３Ａ，８４Ａに位置したときにオン、凸側８３Ｂ，８４Ｂに位置したときにオフとなる。
【００９３】
尚、カムの形状と、ストロークスイッチの構造を工夫することによって、単一のカムと単一のストロークスイッチを設けるだけにしても良い。
例えば、図１３に示すように、カム８６に凹部８６Ａと２段階の凸部（第１の凸部８６Ｂ及び第２の凸部８６Ｃ）を設ける。
【００９４】
ストロークスイッチ８５は、図１３（Ａ）に示すように、その接触片がカム８６の第１の凸部８６Ｂに位置したときに、両ソレノイドＪ，Ｋにそれぞれオフ信号を発し、図１３（Ｂ）に示すように、第２の凸部８６Ｃに位置したときに、ソレノイドＪにオン信号を、ソレノイドＫにオフ信号を発し、図１３（Ｂ）に示すように、凹部８６Ａに位置したときに、ソレノイドＪにオフ信号を、ソレノイドＫにオン信号を発するように構成する。
【００９５】
かかる実施形態によれば、複雑な構造のエアバルブをハウジングに設ける必要がないと共に、エアバルブ数を低減でき、エアバルブ自体の構造の簡略化を図ることができる。
【００９６】
【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、従来のように運転者がシフトノブをストローク全域にわたって押し続ける必要がなくなり、シフト入り時の労力を軽減することができると共に、シフトノブを押し続ける必要がないため、ストローク途中でのゴツゴツ感を運転者が感じずにすみ、シフトフィーリングが向上する。
【００９７】
請求項２に係る発明によれば、流体圧の切換機構により、シフト入り時のみ自動シフト機能が奏され、シフト抜き時には、自動シフト機能を解除して、通常のパワーアシスト機能のみが奏され、簡単な構造で、パワーアシスト機能と自動シフト機能との切換を行うことができる。
【００９８】
請求項３に係る発明によれば、構造が簡単で、製作コストを安価に抑えることができる上、シフト機構そのものの信頼性、耐久性も向上でき、特に、弁機構における流体圧切換制御により、自動シフト機能と通常のパワーアシスト機能との切換を簡単に行うことが可能となる。
【００９９】
請求項４に係る発明によれば、構造が簡単で、製作コストを安価に抑えることができる上、シフト機構そのものの信頼性、耐久性も従来と同様に維持することができ、特に、弁機構における電気的アクチュエータ制御により、自動シフト機能と通常のパワーアシスト機能との切換を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る変速機の操作装置の第１の実施形態を示すシステム図
【図２】 （Ａ）〜（Ｃ）は、同上の実施形態における切換用エアバルブの構成と動作を示す断面図
【図３】 同上の実施形態における流体圧保持用エアバルブの構成を示す断面図
【図４】 同上の実施形態におけるシフト操作検出用エアバルブの構成と動作を示す断面図
【図５】 同上の実施形態におけるシフト操作検出用エアバルブの構成と動作を示す断面図
【図６】 同上の実施形態におけるシフト操作検出用エアバルブの構成と動作を示す断面図
【図７】 同上の実施形態における変速機倍力装置におけるシフトストローク状態と、各エアラインのエア圧との関係を示すタイムチャート
【図８】 同上の実施形態における変速機倍力装置におけるシフトストローク状態と、各エアラインのエア圧との関係を示すタイムチャート
【図９】 本発明の第２の実施形態を示すシフト操作検出用エアバルブの断面図
【図１０】 図９のエアバルブの動作説明図
【図１１】 図９のエアバルブの動作説明図
【図１２】 本発明の第３の実施形態を示すシステム図
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、同上の実施形態におけるストロークスイッチとカムとの関係を示す図
【図１４】 車両搭載状態における変速機の操作力伝達系の構成を示す概略図
【図１５】 従来の変速機倍力装置の構造を示す断面図
【符号の説明】
１ シフトノブ
４ 変速機倍力装置
７ シフトシャフト
８ セレクト＆シフトレバー
１３ ピストン
１６ 操作ロッド
１７ 作動レバー
１９ 第１のエア経路
２０ 第２のエア経路
２１ 第３のエア経路
２２ エア供給ライン
５８ エアバルブ
８５ ストロークスイッチ
９０ エア供給源
Ａ 変速機倍力装置本体
Ａ１ 入力軸
Ａ２，Ａ’２ シリンダ室
Ａ３，Ａ４ 供給・排出用エアバルブ
Ａ５ 出力レバー
Ｂ，Ｄ 切換用エアバルブ
Ｂ’，Ｄ’ 切換用エアバルブ
Ｃ，Ｅ エア圧保持用エアバルブ
Ｆ、Ｇ シフト操作検出用エアバルブ
Ｈ，Ｉ ダンパ装置
Ｊ，Ｋ ソレノイド
Ｌ，Ｍ ストロークスイッチ

Claims (4)

1. シフトノブからの変速操作力が伝達される操作ロッドと、作動流体を作用させて変速操作力を倍力するピストンと、該ピストンの両側に隔てられた一対のシリンダ室と、操作ロッドの動作に応じて前記作動流体の供給及び排出を行う供給・排出用弁装置と、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において、
   変速操作におけるシフト入り時のみ、シフトノブに一定の荷重を印加すると、その後はシフトノブを自動的にシフトストロークエンドまで移動させる自動シフト機構を備えたことを特徴とする変速機の操作装置。
2. 前記自動シフト機構は、変速操作における少なくともシフト入り操作とシフト抜き操作とを検出するシフト操作検出手段と、該シフト操作検出手段からの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、作動流体供給源からシリンダ室に作用させる作動流体圧を、シフトノブに一定の荷重を印加した後にシフトノブを自動的にシフトストロークエンドまで移動させるための自動シフト用流体圧に切り換え、シフト抜き操作では、作動流体供給源からシリンダ室に作用させる作動流体圧を、シフトノブを操作している間変速操作力を倍力するための変速操作力倍力用流体圧に切り換える切換機構と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載の変速機の操作装置。
3. 前記切換機構は、前記供給・排出用弁装置と、該供給・排出用弁装置から吐出される流体圧を保持若しくは流出又は切換える流体圧保持用弁装置と、切換用弁装置と、を含んで構成され、
   前記切換用弁装置は、少なくとも４つのポートを有し、供給・排出用弁装置と流体圧保持用弁装置とを順に介装した作動流体供給源からの第１の流体経路に連通する第１のポートと、前記第１の流体経路の供給・排出用弁装置と流体圧保持用弁装置との間から分岐した第２の流体経路に連通する第２のポートと、シリンダ室と第３の流体経路を介して連通する第３のポートと、作動流体供給源と第４の流体経路を介して連通する第４のポートと、第２のポートと第３のポートとを連通する第１の連通路と、第３のポートと第４のポートとを連通する第２の連通路と、前記シフト操作検出手段からの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、作動流体供給源から第１の流体経路及び第１のポートを介して供給される流体圧を印加することによって前記第１の連通路を閉じて、第２の連通路を開き、シフト抜き操作では、前記流体圧の印加を解除することによって前記第１の連通路を開いて、第２の連通路を閉じる弁機構と、を含んで構成され、
   前記流体圧保持用弁装置は、作動流体供給源から第１の流体経路及び第１のポートを介しての前記切換用弁装置の弁機構への流体供給停止後にも、該弁機構に所定時間流体圧を印加させるべく流体圧を保持する構成としたことを特徴とする請求項２記載の変速機の操作装置。
4. 前記切換機構は、前記供給・排出用弁装置と、該供給・排出用弁装置から吐出される流体圧を切換える切換用弁装置と、を含んで構成され、
   前記切換用弁装置は、少なくとも３つのポートを有し、供給・排出用弁装置を介装した作動流体供給源からの第１の流体経路に連通する第１のポートと、シリンダ室と第２の流体経路を介して連通する第２のポートと、作動流体供給源と第３の流体経路を介して連通する第３のポートと、第１のポートと第２のポートとを連通する第１の連通路と、第２のポートと第３のポートとを連通する第２の連通路と、前記シフト操作検出手段からの検出信号に基づいて、シフト入り操作では、電気的アクチュエータの一方向の作動にて前記第１の連通路を閉じて、第２の連通路を開き、シフト抜き操作では、電気的アクチュエータの他方向の作動にて前記第１の連通路を開いて、第２の連通路を閉じる弁機構と、を含んで構成としたことを特徴とする請求項２記載の変速機の操作装置。