JPH0130681Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は変速装置に関し、更に詳細に述べる
と、流体圧アクチエータを用いたギヤシフトユニ
ツトによつてギヤチエンジ操作を電気信号により
制御しうるようにした、内燃機間車輛用の変速機
として特に好適な変速装置に関する。

従来の技術 最近、平行軸歯車式の変速機に、流体圧アクチ
エータを用いたギヤシフトユニツトを設け、該ギ
ヤシフトユニツト内の制御用電磁弁の開閉操作を
電気信号により行ない、これによりセレクト動作
及びシフト動作を行なつて変速機のギヤチエンジ
を自動化するように構成された自動変速機が実用
化される傾向にある。

ところで、平行軸歯車式の変速機にあつては、
一般に、ギヤ鳴りや破損を防止するためシフト動
作の速度をギヤを抜くときは早くギヤを入れると
きは遅くすることが望まれる。特に、減速比の高
いギヤ位置（例えば１速、バツク）の場合にはシ
ンクロ装置が設けられておらず、ギヤを入れにく
いので、減速比の低いギヤ位置へのギヤ入れの場
合に比べ、ギヤチエンジのためのシフト動作の速
度を遅くすることが望まれる。そこで、ギヤシフ
トユニツトに加圧流体を供給するための圧力源の
圧力流体出口に絞り電磁弁を設け、１速或いはバ
ツク等の高減速比ギヤ位置へギヤチエンジする場
合にのみ該絞り電磁弁を作動させ、これにより、
ギヤシフトユニツトに低減速比用と高減速比用の
パワシリンダを各別に設けることなく、円滑なギ
ヤチエンジ操作を行なえるようにした装置が提案
されている（実公昭56−42525号公報）。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、この提案された装置では、絞り
電磁弁を配設するための費用が直接コスト上昇の
原因となる上に、絞り電磁弁内の狭隘な箇所にゴ
ミ等が詰まりやすく、作動障害の原因となる虞れ
が生じ、信頼性が低下するという問題点を有して
いた。

本考案の目的は、従つて、歯車式変速機のギヤ
チエンジ操作用のギヤシフトユニツトの流体圧回
路中に高価な電磁弁を増設することなしに、変速
機の所要のシフト動作時にアクチエータの作動速
度を低くすることができ、ギヤを抜くときのシフ
ト動作とギヤを入れるときのシフト動作の速度を
変えることによりシフト動作を円滑に行なえるよ
うにした変速装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本考案による変速装置の構成は、歯車式変速機
と、流体圧シリンダと電磁弁とを含み電磁弁を選
択的に開閉することにより流体の作用で上記変速
機のシフト方向のギヤチエンジ操作を行なうよう
に構成されたアクチエータユニツトと、所望のシ
フト位置を示す指令信号を出力する手段と、該指
令信号に応答して上記所望のシフト位置が得られ
るように上記電磁弁の開閉操作を行なうための手
段とを備えて成る変速装置において、上記流体圧
シリンダとしてマルチポジシヨンシリンダを用
い、該マルチポジシヨンシリンダのフリーピスト
ンと軸ピストンとの間に形成される空間を逆止弁
付絞り弁を介して大気側に連通せしめた点に特徴
を有する。

作 用 マルチポジシヨンシリンダのフリーピストンと
軸ピストンとの間に形成される空間は、マルチポ
ジシヨンシリンダが所定の中間部に位置決めされ
た状態において、左右いずれかの一方の端部への
位置決めのためにフリーピストンが移動すると、
その空間の体積は増大するので、空間内の圧力は
負圧となる。この場合、逆止弁を、大気側から空
間内への流体の流を阻止する構成としておけば、
この空間内には、大気側の流体が絞り弁を介して
流入するため、絞り弁における抵抗のためにマル
チポジシヨンシリンダの作動速度は遅くなる。一
方、マルチポジシヨンシリンダが左右いずれか一
方の端部にある場合において所定の中間部にマル
チポジシヨンシリンダを位置決めする場合には、
その空間の体積は減少することになり、空間内の
流体は大気側に排出される。この場合には、排出
流体は逆止弁及び絞り弁を介して大気側に押し出
されるので、逆止弁付絞り弁によつて油又は気体
等の排出流体が受ける抵抗はほとんど零である。
このため、マルチポジシヨンシリンダの移動速度
は、中間部から端部へ移動する場合に比べて速く
なる。

このように、マルチポジシヨンシリンダの操作
方向に応じてその操作速度に差を持たせることが
できる。従つて、マルチポジシヨンシリンダが中
間部に位置決めされたとき変速機の変速レバーを
シフト方向のニユートラル位置に対応させ、マル
チポジシヨンシリンダをいずれかの端部に移動さ
せることにより該変速レバーをニユートラル位置
以外の所要の変速位置に位置せしめる構成とすれ
ば、変速レバーをニユートラルに戻す操作を素早
く行ない、変速レバーをニユートラルから所定の
変速位置に入れ換える場合には、その操作を比較
的ゆつくり行なうことができることになる。

このように、シフト操作を低速度操作又は高速
度操作にいずれかにて行なえる構成とすると、ニ
ユートラル位置から第１速又はバツク位置の変速
操作の際に、変速操作が円滑に行なえるようにな
るのは勿論のこと、ニユートラル位置から、第２
速、第３速、……への変速操作を行なう場合にお
いてもギヤ入れ操作がより円滑となる。

実施例 以下、図示の実施例により本考案を詳細に説明
する。

第１図には、本考案による変速装置１の一実施
例が示されている。変速装置１は、平行軸歯車式
の変速機２と、該変速機２のギヤチエンジ操作を
圧力源３から供給される圧力流体によつて行なう
よう構成されたギヤシフトユニツト４とを備えて
いる。

変速機２のギヤシフト位置は、第２図に示され
ているように、バツク位置Ｒ及び第１速位置乃
至第６速位置であり、このほか、各ニユートラ
ル位置N₁乃至N₄が定められている。

変速機２の変速レバー２ａをセレクト方向及び
これと直角のシフト方向に移動させるためのアク
チエータとして、ギヤシフトユニツト４には、セ
レクト動作用の第１流体圧シリンダ５と、シフト
動作用の第２流体圧シリンダ６とが設けられてい
る。第１及び第２流体圧シリンダ５，６は、いず
れも、マルチポジシヨンシリンダとして構成され
ており、第１流体圧シリンダ５の軸ピストン５ａ
と一体に構成されている操作ロツド５ｂ及び第２
流体圧シリンダ６の軸ピストン６ａと一体に形成
されている操作ロツド６ｂは、変速レバー２ａと
夫々連結されている。

これらの流体圧シリンダを交互に作動させ、そ
の変速レバー２ａを第２図に示すギヤシフトパタ
ーンに沿つて移動させることにより、変速レバー
２ａを所望の変速位置に位置決めすることができ
る。

第１流体圧シリンダ５の各室７，８，９には、
常閉電磁弁Ｃ，Ｄ，Ｅを介して圧力源３からの圧
力流体が供給され、一方、第２流体圧シリンダ６
の各室１０，１１には、常閉電磁弁Ａ，Ｂを介し
て圧力源３からの圧力流体が供給されるよう、各
流体圧シリンダのための流体圧回路が構成されて
いる。

第１流体圧シリンダ５は、電磁弁Ｄが開で電磁
弁C.Eが閉のとき、圧力源３からの圧力流体は軸
ピストン５ａの室８側の端面にのみ印加され、従
つて、軸ピストン５ａは、フリーピストン５ｃを
第１図で左手方向へいつぱいに押しやつた位置に
位置決めされ、変速レバー２ａをセレクト位置
とする。電磁弁Ｃ，Ｄが開で電磁弁Ｅが閉の状態
においては、室７，８の各圧力は等しくなり、フ
リーピストン５ｃは図示の位置に押しやられると
共に、軸ピストン５ａの両端の受圧面積の差によ
り、軸ピストン５ａは第１図で左手方向への推力
を受け、結局第１図に示した位置に位置決めされ
る。これにより、変速レバー２ａはセレクト位置
に位置決めされる。電磁弁Ｃ，Ｅが開で電磁弁
Ｄが閉の場合には、室９内の圧力が高くなるので
別のフリーピストン５ｄは第１図で左手方向いつ
ぱいに押しやられ第１図に示す位置に位置決めさ
れ、一方、軸ピストン５ａ及びフリーピストン５
ｃは室７の圧力が高くなることにより、第１図で
右手方向への推力を受け、フリーピストン５ｃは
第１図に示される位置に位置決めされ、軸ピスト
ン５ａはその右端面がフリーピストン５ｄに当接
するまで移動することになる。この場合、室７，
９内の各圧力は等しいが、軸ピストン５ａの左端
側の受圧面積は、フリーピストン５ｄの右端側の
受圧面積よりも小さいため、軸ピストン５ａに働
く右手方向への推力は、フリーピストン５ｄに働
く左手方向への推力より小さく、従つて、軸ピス
トン５ａは第１図に示した位置にあるフリーピス
トン５ｄの左端面に圧接した位置に位置決めされ
る。これにより、変速レバー２ａはセレクト位置
に位置決めされることになる。最後に、電磁弁
Ｃが開で電磁弁Ｄ，Ｅが閉の場合、軸ピストン５
ａの左端面にのみ圧力が加わるので、軸ピストン
５ａは右手方向いつぱいに移動し、変速レバー２
ａはセレクト位置に位置決めされる。

上記説明から判るように、第１流体圧シリンダ
５は、軸ピストン５ａがその各ストロークエンド
に位置したときに変速レバー２ａがセレクト位置
又はに位置決めされる。第１流体圧シリンダ
５は、また、軸ピストン５ａに作用する圧力差を
利用して軸ピストン５ａをその両ストロークエン
ドの間にある所定の２つの位置に位置決めするこ
とができ、これにより変速レバー２ａはセレクト
位置又はに位置決めされる。

次に、第２流体圧シリンダ６の作動について説
明する。第２流体圧シリンダ６は、電磁弁Ａが開
で電磁弁Ｂが閉の場合、軸ピストン６ａは第１図
で左手方向への推力のみを受け、第１図に示され
る位置から、フリーピストン６ｃと共に更に左手
方向に移動し、フリーピストン６ｃの左端面が第
２流体圧シリンダ６のシリンダケース６ｅの左端
壁の内面に圧接された状態に位置決めされる。こ
れにより変速レバー２ａはシフト位置に位置決
めされる。電磁弁Ａが閉で電磁弁Ｂが開の場合に
は、上述の場合とは反対に、軸ピストン６ａはフ
リーピストン６ｄと共に第１図で右手方向いつぱ
いに移動し、変速レバー２ａがシフト位置に位
置決めされる。電磁弁Ａ，Ｂが共に開状態となる
と、各フリーピストン６ｃ，６ｄはシリンダケー
ス６ｅの内側に設けられているストツパ６ｆに夫
夫圧接され、従つて、軸ピストン６ａは第１図に
示す位置に位置決めされる。この結果、変速レバ
ー２ａはシフト位置に位置決めされる。

上記説明から判るように、第２流体圧シリンダ
６は、軸ピストン６ａが各ストロークエンドに位
置したときに変速レバー２ａがシフト位置又は
に位置決めされる。また、軸ピストン６ａを、
両ストロークエンドの間にある１つの所定位置
に、軸ピストン６ａに作用する圧力差を利用して
位置決めすることができ、これにより変速レバー
２ａはシフト位置に位置決めされる。

上記説明から判るように、この種のマルチポジ
シヨンシリンダの一般的性質として、軸ピストン
とフリーピストンとの間に形成される空間の体積
は、軸ピストンが所定の中間部位置に位置決めさ
れた状態における場合よりも、軸ピストンが所定
のストロークエンドに位置決めされた場合の方が
大きくなる。このことを利用して第２流体圧シリ
ンダ６の軸ピストン６ｂの移動方向に応じてその
移動速度に差をもうけるため、軸ピストン６ｂと
フリーピストン６ｃ，６ｄとによつて囲まれて形
成される空間６ｇが、逆止弁付絞り弁３１を介し
て大気圧側と連通される構成となつている。即
ち、シリンダケース６ｅに形成され空間６ｇを外
部と連通させるためのポート６ｈには、一端３２
ａが大気圧側に開放されている通路３２の他端３
２ｂが接続されており、該通路３２の途中に、絞
り弁３３に逆止弁３４が並列に接続されて成る逆
止弁付絞り弁３１が設けられている。逆止弁３４
の取付け方向は、空間６ｇから大気圧側に向けて
の通過は許すが、大気圧側から空間６ｇに向けて
の通過を阻止する方向となつている。従つて、空
間６ｇの体積が減少していく動作の場合には、空
間６ｇ内の流体（気体）は逆止弁３４を介して殆
んど抵抗なしに外部に放出されるが、空間６ｇの
体積が増加していく動作の場合には、大気圧側か
ら空間６ｇ内に流入する流体（気体）は絞り弁３
３を通るので、ここで大きな抵抗を受け、この抵
抗力によつて第２流体圧シリンダ６の作動速度が
低く抑えられる。

電磁弁Ａ乃至Ｅによるギヤチエンジ操作を制御
するため、マイクロコンピユータ１２を含んで成
る制御ユニツト１３が設けられている。制御ユニ
ツト１３には、所望のギヤチエンジ位置を示す指
令信号S₁がギヤチエンジ指令信号発生器１４から
入力されると共に、第１流体圧シリンダ５によつ
てセレクトされたセレクト位置を示す第１位置信
号S₂と、第２流体圧シリンダ６によつてシフトさ
れたシフト位置を示す第２位置信号S₃とが、セレ
クトセンサ１５及びシフトセンサ１６から夫々入
力されている。これらの信号S₁，S₂，S₃は、制御
ユニツト１３内のマイクロコンピユータ１２にお
いて処理され、指令信号S₁によつて指示されてい
る所望のギヤチエンジが行なわれるよう、電磁弁
Ａ乃至Ｅを選択的に開閉するための制御信号S_a乃
至S_eが制御ユニツト１３から出力される。制御信
号S_a乃至S_eは、対応して夫々設けられている増幅
器１７乃至２１を介して電磁弁Ａ乃至Ｅの各励磁
コイル２２乃至２６に供給される。

第１位置信号S₂と第２位置信号S₃とによつてそ
の時々のギヤチエンジ位置を検出し、変速機２を
指令信号S₁によつて示される所望のギヤチエンジ
状態とするために必要な一連の電磁弁開閉操作の
ための演算を行ない、この演算結果に従つて各電
磁弁の開閉位置を行なうための構成は公知である
から、ここでは制御ユニツト１３の詳細な構成を
図示して説明するのを省略する。

次に、ギヤチエンジ指令信号発生器１４からの
指令信号S₁に基づいて、第２流体圧シリンダ６
が、変速レバー２ａをいずれかのニユートラル位
置から、ニユートラル位置以外の変速位置に移動
する、ギヤ入れ動作について説明する。

今、電磁弁Ａ，Ｂが共に開状態にあり、従つ
て、変速レバー２ａがシフト位置にある場合
に、変速レバー２ａをシフト位置にまで移動さ
せるために、電磁弁Ｂのみが閉じられたとする。
この場合には、既に説明したように、軸ピストン
６ａがフリーピストン６ｃと共に第１図で左手方
向に移動し、このとき、空間６ｇの体積はフリー
ピストン６ｃの移動につれて増大する。このため
空間６ｇ内の圧力は大気圧に比べて負圧となり、
従つて通路３２の一端３２ａから大気が絞り弁３
３を介して空間６ｇ内に流入する。このとき、流
入する大気は絞り弁３３による抵抗を受けるた
め、この抵抗が第２流体圧シリンダ６の負荷とな
り、その操作速度は絞り弁３３における抵抗分に
応じた分分だけ遅くなり、結局、第２流体圧シリ
ンダ６は変速レバー２ａを比較的ゆつくりした速
度で操作することになる。

次に、変速レバー２ａを再びシフト位置に位
置決めするために電磁弁Ｂが開かれると、軸ピス
トン６ａとフリーピストン６ｃとは第１図で右手
方向に移動する。このとき、空間６ｇの体積は減
少し、空間６ｇ内の流体（気体）が通路３２を介
して大気側に排出される。この流体の排出は、絞
り弁３３に並設されている逆止弁３４を介して行
なわれるため、ほとんど抵抗なく行なわれる。こ
の結果、第２流体圧シリンダ６は、前述のギヤ入
れ操作の場合に比べ比較的早い操作速度で変速レ
バー２ａのギヤ抜き操作を行なわせることができ
る。

上記では、シフト位置−間の移動操作の場
合について述べたが、シフト位置−間の移動
操作の場合も同様にして、ギヤ入れ操作をゆつく
りと行ない、ギヤ抜き操作を迅速に行なうことに
なる。

このように、ギヤ抜き操作の操作速度に比べ
て、ギヤ入れ操作の操作操作動を遅くすることが
できるので、特に、第１速又はバツク位置へのギ
ヤ入れ動作が円滑に行なわれ、効率のよい理想的
なギヤチエンジ操作を行なうことができる。

尚、上記実施例では、空間６ｇに流体として気
体を供給した場合の例について述べたが、空間６
ｇに供給する流体は気体に限定されるものではな
く、油等を供給し、空間６ｇの体積変化により空
間６ｇ内に生じる油圧の変化を利用して所要の操
作速度を得る構成としてもよい。

効 果 本考案によれば、上述の如く、高価な電磁弁の
増設を必要とせず安価な逆止弁付絞り弁を用いる
だけでギヤチエンジ操作を極めて円滑に行なうこ
とができるので、コストを上昇させることなし
に、操作性の大巾な改善を図ることができる。ま
た、電磁弁の数が増えないので、制御回路は従来
通りでよく、制御回路が複雑となるのを避けるこ
とができるのは勿論のこと、既存の装置にも、大
巾な改善を必要とせず、簡単に適用することがで
きる等の優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による変速装置の一実施例の構
成を示す構成図、第２図は第１図に示す変速機の
ギヤシフトパターンを示す図である。 １……変速装置、２……変速機、３……圧力
源、４……ギヤシフトユニツト、５……第１流体
圧シリンダ、６……第２流体圧シリンダ、６ａ…
…軸ピストン、６ｃ，６ｄ……フリーピストン、
６ｇ……空間、１２……マイクロコンピユータ、
１３……制御ユニツト、１４……ギヤチエンジ指
令信号発生器、３１……逆止弁付絞り弁、３２…
…通路、Ａ乃至Ｅ……電磁弁、S₁……指令信号、
S₂……第１位置信号、S₃……第２位置信号、S_a乃
至S_e……制御信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 歯車式変速機と、流体圧シリンダと電磁弁とを
   含み該電磁弁を選択的に開閉することにより流体
   の作用で前記変速機のシフト方向のギヤチエンジ
   操作を行なうように構成されたアクチエータユニ
   ツトと、所望のシフト位置を示す指令信号を出力
   する手段と、該指令信号に応答して前記所望のシ
   フト位置が得られるように前記電磁弁の開閉操作
   を行なうための手段とを備えて成る変速装置にお
   いて、前記流体圧シリンダがマルチポジシヨンシ
   リンダであり、該マルチポジシヨンシリンダのフ
   リーピストンと軸ピストンとの間に形成される空
   間を逆止弁付絞り弁を介して大気側に連通せしめ
   たことを特徴とする変速装置。