JPH02169870A - ピニオンシフト装置 - Google Patents

ピニオンシフト装置

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JPH02169870A
JPH02169870A JP63321565A JP32156588A JPH02169870A JP H02169870 A JPH02169870 A JP H02169870A JP 63321565 A JP63321565 A JP 63321565A JP 32156588 A JP32156588 A JP 32156588A JP H02169870 A JPH02169870 A JP H02169870A
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hook
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plunger
stopper
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森下 瞭
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啓一 古西
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    • H01H51/02Non-polarised relays
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  • Arrangement Or Mounting Of Control Devices For Change-Speed Gearing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はピニオンシフト装置に関し、更に詳細には例え
ば自動車のエンジンを始動する始動装置において機関の
リングギヤに駆動力を伝達するピニオンを摺動させるシ
フト装置に関する。
(従来の技術) 従来、自動車の内燃機関を始動させる始動電動機には、
第5図に示されるようなものがあり、このような始動電
動機は既によく知られている。
第5図に示される従来の始動電動機1は、直流電動機2
と、この直流電動機2のアマチュアから軸方向前方(第
5図で見て右側)に伸長する電機子回転軸の伸長部(以
下出力回転軸と称す)2aに摺動可能に嵌装されたピニ
オン移動体3と直流電動機2の側部に配置された電磁ス
イッチ装置4と、ピニオン移動体3を摺動させるシフト
レバ−5とから主に構成されている。
電磁スイッチ装置4は、一端に壁6aを有する筒状のケ
ース6を備え、該ケース6内には外周凹部に励磁コイル
7を巻装した筒状のボビン8が配置されている。このボ
ビン8の内部にはスリーブ9が嵌合され、該スリーブ9
の前端はケース6における壁6aの中心開口に嵌合し前
方へ開放されている。このスリーブ9内には前端側に可
動なプランジャlOが配置され、且つ後端側に固定鉄心
11がプランジャ10に対峙して配置されている。
プランジャ10と固定鉄心11との間には復帰用のスプ
リング12が配置され、励磁コイル7への非通電時には
プランジャ10を元の位置に復帰させる。
固定鉄心11の中心部には貫通孔が形成され、該貫通孔
にはロッド13が一端をプランジャlO側に所定長さ突
出させて摺動可能に嵌挿→れ、且つ他端には可動接点1
4が支持されている。また、スリーブ9内を固定鉄心1
1に向って吸引移動するプランジャ10には、軸方向外
方に向って開口した凹部10aが形成され、該凹部10
aには後端にフランジ部15aを形成したピストン状の
フック15が摺動可能に配置されている。このフック1
5は凹部10aの開口端を閉塞するホルダ16の中心孔
を通って外部に突出し、その突出端にはシフトレバ−5
の上端5aが係合されている。
プランジャ10の凹部10a内においてホルダ16とフ
ック15のフランジ部15aとの間には円筒状コイルバ
ネからなる押圧スプリング17が配°設されている。
なお、符号18は樹脂製のキャップ、19は該キャップ
18に設けられた端子ボルトで、内側の端部が可動接点
14に接触する固定接点19aとされている。
他方、ピニオン移動体3は、オーバランニングクラッチ
装置20と、このクラッチ装置20のクラッチインナに
一体的に形成されたピニオン21とによって構成されて
いる。クラッチアウタにはその後部に筒状部22が一体
に形成され、この筒状部20の内周面には出力回転軸2
a外周部に形成されたヘリカルスプラインに噛合うスプ
ラインが形成されている。この筒状部20の外周にはレ
バー係止装置23が設けられ、シフトレバ−5のフォー
ク状下端部5bが係止されている。このレバー係止装置
23は筒状の固定係止環24と可動係止環25とからな
り、固定係止環24は径方向内方へ張り出した前端フラ
ンジ部24aと径方向外方へ張り出した後端フランジ部
即ち鍔部24bとを有している。固定係止環24の前端
フランジ部24aは筒状部20に嵌合され、止め輪によ
りクラッチアウタの後壁に密着して固定されている。
また、可動係止環25は固定係止環24の外周部に摺動
可能に嵌合され、前端のみが径方向外方、へ立ち上って
フランジ部即ち鍔部25aとされている。この鍔部25
aとクラッチアウタの後壁との間には円板状のコニカル
スプリングワッシャ26が配置されている。シフトレバ
−5のフォーク状下端部5bはレバー係止装置23の各
係止環における鍔部24bと鍔部25aとによって形成
される周方向溝部に、跨ぐように配置され、その前後方
向において両鍔部24b、25aに係止する。
次に、前述した従来のスターク装置における動作を簡単
に説明する。
車輌のキースインチがオンされると、電Cnスイッチ装
置4の励磁コイル7に通電されて磁力が発生し、プラン
ジャ10が鉄心11に向って吸引される。このプランジ
ャ10の移動に伴ってシフトレバ−5が回動され、ピニ
オン移動体3が出力回転軸2a上を摺動される。その際
、ピニオン21が機関のリングギヤの側面に当接すると
、シフトレバ−50回動は停止し、他方プランジャ10
は吸引され続けて移動することがら押圧スプリングl7
が圧縮される。この押圧スプリング17の圧縮によるエ
ネルギーはシフトレバ−5を介してピニオン21を機関
のリングギヤに押圧する力となる。
そして、プランジャ10が固定鉄心11に当接すること
によって押し込まれるロッド13の移動によって可動接
点14が固定接点19aに接触し、これにより直流電動
機2の電源が入る。その結果、出力回転軸2aが回転し
、その回転力はオーバランニングクラッチ装置20を介
してピニオン21に伝達される。このようにして、ピニ
オン21が回転し始めた途端に機関のリングギヤに噛合
い、押圧スプリング17の押圧力によってピニオン21
は全移動(ピニオン21の前端がストッパー27に当接
して停止する噛合い位置までの摺動)すると共に、押圧
スプリング17は、フック15がプランジャ10の凹部
10a奥壁に当接した時点で可動係止環25を移動させ
てコニカルスプリングワッシャ26を撓ませる押圧力を
シフトレバ−5を介して付与する。このようにして撓ま
せられたコニカルスプリングワッシャ26はスターク装
置1の動作中ピニオン移動体3をストッパー27に押し
付けておく作用をしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来のスタータ装置では、シフトレバ−
5の下端部5bの摩耗、ストッパー27又はストッパー
リング28の摩耗、或いは該ストッパーリング28が装
着される溝の摩耗などによりコニカルスプリングワッシ
ャ26が作用しなくなり(撓まなくなり)、ピニオン移
動体3をストッパー27に押し付けておくことができな
くなる。
ピニオン移動体3をストッパー27に押し付けられな(
なるということは、動作中にシフトレバ−5の下端部5
bとストッパー27との間でピニオン移動体3が軸方向
に自由に動くことを意味し、その結果ピニオン移動体3
は、ピニオン21からリングギヤを回転力を付与する時
にはヘリカルスプラインの作用でストッパー27側へ動
き、また機関の回転変動により逆に機関側からピニオン
21へ回転力が付与されるときには、シフトレバ−下端
部5b側へ動く。そのため、スタータ装置1の動作中、
ピニオン移動体3が前後に激しく動き、異音の発生と共
に各部に大きな衝撃を与え、しかもリングギヤとピニオ
ンとの歯形の接触が連続的にならずに断続的となり、早
期にピニオン又はリングギヤの歯が損傷したり或いは各
部に損傷を与えるという問題があった。
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するために
なされたもので、ピニオン移動体のストッパーへの押し
付は寿命を長くさせて該ピニオン移動体の早期のガタ付
きを防止したピニオンシフト装置を提供することにある
(課題を解決するための手段) 本発明のピニオンシフト装置は、−第1に、電磁力によ
り吸引されるプランジャにより押圧スプリングを介して
軸線方向に引張されるフックを有する電磁スイッチ装置
と、一端が前記フックに係合され且つ他端が支持軸上を
摺動可能に嵌装され、被動のギヤに係脱するピニオンを
備えるとニオン移動体に摺動力を付与するシフトレバ−
とを含み、前記プランジャの固定鉄心への吸引によって
移動した前記ピニオンが前記被動ギヤへの噛合い位置で
あるストッパー当接位置にあるときの前記フックの停止
位置において前記プランジャによる前記フックの引張可
能空隙を設けたことを特徴とする。
また、本発明のピニオンシフト装置は、第2に、前述し
た第1の特徴に加えて前記ピニオン(多動体が前記ピニ
オンの前記被動ギヤとの噛合い位置であるストッパー当
接位置にあるときの前記抑圧スプリングの撓み状態下で
その押圧力によって前記シフトレバ−を介して撓ませら
れる弾性部材を前記シフトレバ−と前記ピニオン移動体
との係止部に配置したことを特徴とする。
更に、本発明のピニオンシフト装置は、第3に、前述し
た第1の特徴に加えて前記押圧スプリングが並列に2つ
設けられ、前記ピニオンと前記被動ギヤとの当接時には
前記2つの押圧スプリングが作用して前記ピニオンを前
記被動ギヤに押圧し、前記ピニオンの前記被動ギヤへの
噛合い位置であるストンパー当接位置にあるときは1つ
の前記押圧スプリングのみが作用することを特徴とする
(作 用) 本発明のピニオンシフト装置によると、プランジャの吸
引移動によりシフトレバ−が回動するとピニオン移動体
は最終的にはストッパーに当接して停止する。しかし、
プランジャ凹部内においてフックの後方向にはまだ移動
できる空間があるため、押圧スプリングが撓んだままの
状態となる。
換言すれば、この押圧スプリングはシフトレバ−を介し
てピニオン移動体を依然として前方(ストッパ一方間)
へ移動させようとする押圧力を付与し続けることとなる
また、弾性部材をシフトレバ−とピニオン移動体との係
上部に配置したピニオンシフト装置の場合には、プラン
ジャ凹部内においてフックが後方向にまだ移動できる状
態(すなわち押圧スプリングが撓んだままの状B)でこ
の弾性部材も撓ませられるため、ピニオン移動体をスト
ッパーに押し付けておくことのできる寿命がフックのプ
ランジャ凹部内での後方空隙距離だけではなく弾性部材
の撓みが消滅するまでとなり、その時間が非常に延長す
ることとなる。
更に、プランジャ凹部内でフックに引張力を付与する押
圧スプリングを並列に2つ配置したピニオンシフト装置
の場合には、ピニオンが機関のリングギヤに当接したと
きにこれら2つの押圧スプリングで押圧力をピニオン移
動体に作用させ、電動機の回転によってピニオンがリン
グギヤに噛合う(上記押圧力によってピニオンが噛合い
位置に移動される)と、その後は1つの押圧スプリング
のみでピニオン移動体をストッパーに押し付ける。
(実施例) 以下、本発明のピニオンシフト装置を添付図面に示され
た実施例について更に詳細に説明する。
第1図には本発明の第1の実施列に係るピニオンシフト
装置30を用いたスタータ装置31が示されている。こ
のスターク装置31を示す第1図において、第5図に示
された従来のスタータ装置1の構成部分と同様な部分は
同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。
第1図に示されるスタータ装置31では、ピニオン移動
体3を摺動させるピニオンシフト装置30を備え、該シ
フト装置30は電磁スイッチ装置32ををしている。こ
の電磁スイッチ装置32は、プランジャ10の凹部10
a内に配置されたフック33が第5図に示された従来の
フック15よりその全長を短かくして構成されている。
その結果、プランジャ10が吸引されて固定鉄心11に
当接し、これに伴ってピニオン移動体3がストシバ−2
7に当接する最終飛出し位置に摺動させられた時、可動
係止環25を11だけ押し込んでコニカルスプリングワ
ッシャ26を撓ませた状態でなおプランジャlOの凹部
10a内においてフック33の後方(凹部10aの奥壁
側)にはフック33が移動でき得る長さ18の空隙34
が形成されることとなる。
次に、本実施例のピニオンシフト装置30と共にこれを
適用したスタータ装置31の動作を第2図(a)〜第2
図(d)を参照して説明する。
車輌のキースイッチがオンされると、電磁スイッチ装置
32の励6nコイル7に通電されて磁力が発生し、プラ
ンジャ10が固定鉄心11に向って吸引される。このプ
ランジャ10の移動に伴ってシフトレバ−5の上端部5
aが引っ張られ、これによりシフトレバ−5は揺動支点
部5Cを中心として回動し、逆方向に移動する下端部5
bに係止したピニオン移動体3が出力回転軸2a上を摺
動され、そのピニオン21の端面が機関のリングギヤ3
5の@面に当接する。ここまでの動作におけるピニオン
シフト装置30の状態は第2図(a)および第2図(b
)に概略的に示されている。
そして、ピニオン21がリングギヤ35に当士妾した後
もプランジャ10は吸引され続けるが、しかしシフトレ
バ−5の揺動は生じないため、プランジャ10はシフト
レバ−5の上端部5aと係合しているフック33を残し
たまま押圧スプリング17を圧縮しながら固定鉄心11
に向って移動し、ロッド13を押し込んでこれに支持さ
れた可動接点14が固定接点19aに接触する(第2図
(C))。
この押圧スプリング17の圧縮によるエネルギーはシフ
トレバ−5を介してピニオン21をリングギヤ35に押
し付ける力となるものであるが、その際可動係止環25
を押し込んで(押し込み距離!、)コニカルスプリング
ワッシャ26を撓ませる。
従って、僅かであるがその分だけシフトレバ−5は移動
する。
このようにして可動接点14と固定接点19aとが接触
すると、直流電動機2が起動され、オーバランニングク
ラッチ装置20を介してピニオン21にその回転が伝達
される。ピニオン21は、押圧スプリング17によって
リングギヤ35に押圧されているためピニオン21が回
転し始めた途端に機関のリングギヤ35に噛合うべくそ
の押圧力によって第2図(ロ)に示される如く全移動(
ストンバー27に当接する所定の噛合い位置まで摺動)
する。すなわち、プランジャ10の凹部10a内におけ
るフック33が後方へ押圧スプリング17の力で移動し
ピニオン移動体3がストッパー27に当接した前記所定
の噛合い位置、換言すれば最終飛出し位置になったとこ
ろで停止する(第2図(d))。この状態の時に、プラ
ンジャ10の凹部10a内においてフック33の後方に
はまだ移動できる長さl、の空隙34が形成されている
ため、押圧スプリング17の押圧力はフック33に作用
して、シフトレバ−5を介してコニカルスプリングワッ
シャ26を撓ませながら依然としてピニオン移動体3を
ストッパー27に押し続ける。
これにより、スタータ装置1の長期に亘る使用によって
シフトレバ−5の下端部5bの摩耗、ストッパー27又
はストッパーリング28の摩耗、或いはストッパーリン
グ28が装着される溝の摩耗などが発生しても、これら
の摩耗によるピニオン移動体3の前方向移動量がj! 
zXrz/ r+(但し、r−よシフトレバ−5の揺動
支点部5Cと上端部5aとの長さ、r2は揺動支点部5
Cと下端部5bとの長さを示す)になるまでは空隙34
の存在によって押圧スプリング17の押圧力がピニオン
移動体3に作用し続け、しかもその後はコニカルスプリ
ングワッシャ26の撓みでピニオン移動体3を引き続き
押圧し続ける結果、長期間前述した摩耗などによるピニ
オン移動体3のガタ付きを生ずることがない。そのため
異音の発生もなく又ピニオン21を含む各部の損傷がな
いことから著しい耐久性の延びが達成できる。
前述した第1の実施例では、シフトレバ−5の下端部5
bとピニオン移動体3との係止部に弾性部材であるコニ
カルスプリングワッシャ26を設け、押圧スプリング1
7の押圧力が発揮されなくなった後もこのコニカルスプ
リングワッシャ26により引き続き押圧力を付与するも
のであったが、このコニカルスプリングワッシャ26が
ないものであっても押圧スプリング17だけで継続的な
押圧を作用させ得ることは前述の通りである。
次に、第3図には本発明の第2の実施例に係るピニオン
シフト装置40を備え且つ前述したコニカルスプリング
ワッシャのないスタータ装置41が示されている。
このスタータ装置41におけるピニオンシフト装置40
は、シフトレバ−5と共に電磁スイッチ装置42を含む
。この電磁スイッチ装置42はプランジャ43がその内
部にフック33を摺動可能に配置する軸方向外方に向っ
て開口した四部44を備えて構成されている。この凹部
44には開口側から所定長さに亘り拡径部45が形成さ
れている。凹部44の内周部に形成された拡径部45に
おける後方側(第3図でみて左側)の端部即ち凹部44
との段部にはリング板46が拡径部45内を軸方向に摺
動可能に配置されている。このリング板46の内径は凹
部44の内径より小さく、従って凹部44の内周面より
も内側に突出している。
そのため、フック33がプランジャ43に相対して前方
へ移動するとき、フック33の後端フランジ部33aが
リング板46の内周縁に係合してこれを前方へ摺動させ
る。このリング板46とホルダ16との間には、押圧ス
プリング17を第1のスプリングとすると、第2の押圧
スプリング47が配置されており、従って前述の如くフ
ック33の相対的な前方移動によるリング板46の摺動
で第2の押圧スプリング47が圧縮されることとなる。
このように構成されたスタータ装置41の動作を第4図
(a)および第4図(b)を参照して更に詳細に説明す
る。
車輌のキースイッチがオンされてからピニオン移動体3
が摺動してピニオン21が機関のりングギャ35に当接
するまでは第2図(a)および第2図(b)に示される
状態と同じなので省略する。
そこで、ピニオン21がリングギヤ35に当接した後も
プランジャ43は吸弓され続けるが、シフトレバ−5に
連結されたフック33は動くことができないため第4図
(a)に示されるようにフック33は相対的に前方へ移
動したこととなって第1の押圧スプリング17と共に第
2の押圧スプリング47もリング板46の移動によって
圧縮される。
その結果、第1および第2の押圧スプリング17゜47
の両方による強い押圧力がシフトレバ−5を介してピニ
オン移動体3に作用し、ピニオン21をリングギヤ35
に圧接する。
そして、可動接点14の固定接点19aへの接触によっ
て直流電動機2が回転し始めると、第1図の実施例の場
合と同様にピニオン移動体3が前述の2つの押圧スプリ
ング17.47の押圧力によって全移動し、ストッパー
27に当接する。ピニオン移動体3が全移動した位置に
きたとき、フック33はその後端フランジ部33aが拡
径部45の後方側における端部即ち凹部44との段部を
通過して当該凹部44内に位置しく換言すれば拡径部4
5の軸方向所定長さはこの状態が現出されるように設計
される)、そのため第2の押圧スプリング47の作用力
はリング板46の段部への当接と共に消滅する。これに
より、ピニオン21がストッパー27に当接した後は、
フック33が凹部44内の空隙34を移動し得る間だけ
第1の押圧スプリング17の作用力のみがフック33お
よびシフトレバ−5を介してとニオン移動体3に継続的
に付与され、ストッパー27に対して押し続ける。これ
により、ピニオン21がリングギヤ35に当接した噛合
い待機状態のときは強い力で押圧し、リングギヤ35に
噛合ってストッパー27に当接したときはそれよりも弱
い力で押圧しておくことができる。
なお、前述した第1および第2の実施例におけるピニオ
ンシフト装置30.40では、ピニオン移動体3のピニ
オン21がストッパー27に当接する全移動位置にある
とき、プランジ中の凹部内でフック後端側に空隙34を
形成するため、フック33の長さを短かくしたが、固定
鉄心11の位置を後方へずらしてプランジャの移動距離
を長くしてもよく、又凹部の長さを長くしてもよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のピニオンシフト装置によ
れば、ピニオン移動体のピニオンが例えば機関のリング
ギヤの如き被動ギヤに噛合った位置で停止したときのプ
ランジャ凹部内のフックの停止位置において、該位置か
ら更に移動可能な空隙を設けたことにより、ピニオン移
動体のピニオンが被動ギヤに当接した際に該ギヤに押圧
する押圧スプリングを利用して全移動位置でのピニオン
移動体をストッパーに対して継続的に押圧することがで
きるため、シフトレバ−の摩耗やストッパー ストッパ
ーリング又は該リング装着溝等の摩耗が生じてもピニオ
ン移動体にガタ付きが起らず、その結果、異音の発生や
ピニオン又はリングギヤの損傷の発生を防止でき、長期
に亘る安定した作動を保障することができる。
また、本発明のピニオンシフト装置によれば、シフトレ
バ−とピニオン移動体との係上部に弾性部材を配置した
ことにより、押圧スプリングの作用力が消滅した後もこ
の弾性部材の撓みによってもピニオン移動体を継続的に
ストッパーに押し付けておくことができ、従って上述し
た部分がかなり摩耗してもなおピニオン移動体のガタの
発生を阻止することができる。
更に、本発明のピニオンシフト装置によれば、押圧スプ
リングを2つ設け、ピニオンが被動ギヤに当接したとき
にはこれら2つの抑圧スプリングで押圧し、ピニオンが
ストッパーに当接する全移動位置では1つの押圧スプリ
ングのみが作用するようにしたことによりピニオンの噛
合い待機時には強い力で、又その後は比較的に弱い力で
継続して、ストッパーに押圧しておくことができる。そ
の結果、ピニオンの噛合い位置である全移動位置への摺
動即ち移行が極めて迅速且つスムーズで、しかも全移動
位置での前述したガタ付き防止も長期間に亘って維持す
る・ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係るピニオンシフト装
置を用いたスタータ装置の断面図、第2図(a)ないし
第2図(d)は前記ピニオンシフト装置の構成を簡略化
してその動作を説明する動作説明図、第3図は本発明の
第2の実施例に係るピニオンシフト装置を用いたスター
タ装置の断面図、第4図(a)および第4図(blは前
記第2の実施例のとニオンシフト装置の構成を簡略化し
てその動作の主要部を説明する動作説明図、第5図は従
来のスタータ装置を示す断面図である。 2a・・・出力回転軸、3・・・ピニオン移動体、5・
・・シフトレバ−5a・・・シフトレバ−上m部、5b
・・・シフトレバ−下端部、10・・・プランジャ、1
1・・・固定鉄心、14・・・可動接点、17・・・押
圧スプリング、19a・・・固定接点、20・・・オー
バランニングクラッチ、21・・・ピニオン、26・・
・コニカルスプリングワッシャ、27・・・ストッパー
、3040・・・ピニオンシフト装置、40.41・・
・スタータ装置、32・・・電磁スイッチ装置、33・
・・フック、33a・・・フック後端部、34・・・空
隙、43・・・プランジャ、44・・・凹部、45・・
・拡径部、46・・・リング板、47・・・押圧スプリ
ング。 なお、各図中同一符号は同一部分又は相当部分を示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電磁力により吸引されるプランジャにより押圧ス
    プリングを介して軸線方向に引張されるフックを有する
    電磁スイッチ装置と、一端が前記フックに係合され且つ
    他端が支持軸上を摺動可能に嵌装され、被動のギヤに係
    脱するピニオンを備えるピニオン移動体に摺動力を付与
    するシフトレバーとを含み、前記プランジャの固定鉄心
    への吸引によって移動した前記ピニオンが前記被動ギヤ
    への噛合い位置であるストッパー当接位置にあるときの
    前記フックの停止位置において前記プランジャによる前
    記フックの引張可能空隙を設けたことを特徴とするピニ
    オンシフト装置。
  2. (2)前記ピニオン移動体が前記ピニオンの前記被動ギ
    ヤとの噛合い位置であるストッパー当接位置にあるとき
    の前記押圧スプリングの撓み状態下でその押圧力によっ
    て前記シフトレバーを介して撓ませられる弾性部材を前
    記シフトレバーと前記ピニオン移動体との係止部に配置
    したことを特徴とする請求項1記載のピニオンシフト装
    置。
  3. (3)前記押圧スプリングが並列に2つ設けられ、前記
    ピニオンと前記被動ギヤとの当接時には前記2つの押圧
    スプリングが作用して前記ピニオンを前記被動ギヤに押
    圧し、前記ピニオンの前記被動ギヤへの噛合い位置であ
    るストッパー当接位置にあるときは1つの前記押圧スプ
    リングのみが作用することを特徴とする請求項1記載の
    ピニオンシフト装置。
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