JPH0765678B2

JPH0765678B2 - 変速機操作装置

Info

Publication number: JPH0765678B2
Application number: JP62000923A
Authority: JP
Inventors: 弘哉後藤
Original assignee: 自動車機器株式会社
Priority date: 1987-01-06
Filing date: 1987-01-06
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPS63172049A

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野本発明は主として自動車等に用いられるシフト用の変速
機操作装置に係り、特に変速機のシフト時（ギヤ投入
時）における同期機構の同期負荷の急減にともない、変
速機操作装置のピストンロッドが急加速するのを防止す
るため、ピストンロッドのシフト力を減衰させるように
した操作装置に関する。

b. 従来の技術とその問題点変速機の操作は、一般的にセレクト操作に比べてシフト
操作に大きな力を要する。このため、特に大型の変速機
を有するバスやトラックなどでは、変速機操作装置が取
付けられ、軽い力でスムーズなシフト操作ができるよう
になっている。なお、上述の変速機としては、変速ギヤ
を同期させた後に噛合させるいわゆる同期式のものが広
く用いられている。

この種の同期式の変速機の操作装置にあっては、エアー
等の圧縮性流体を作動圧として使用しているため、変速
機の同期動作の時、同期機構が直ちに同期状態となった
場合には低出力で変速機が作動するが、同期に時間がか
かる場合（同期しにくい時）には、シリンダ内に最大圧
が留め込まれるため、変速機操作装置のシフトレバー
（ストライカ）や変速機のギヤシフトフォーク等に過大
な力が作用してベンディングを生じる。このような過大
な力が作用している時に同期状態になると、負荷が急減
するため、この力が急に開放される。このため、操作装
置のピストンロッドが同期完了後に急加速し、その結
果、変速ギヤのドッグ歯やギヤシフトフォーク等に衝撃
が作用して機械的損傷を生じ、耐久性の大巾な低下を招
来するといった大きな問題点があった。さらに、変速ギ
ヤのドッグ歯等に衝撃力が作用して、不快な騒音を生じ
るといった問題点もあった。なお、ギヤシフト開始から
同期完了後は作動力を小さく切換えるようなコントロー
ルを行なえば、上述の如き不都合は生じないが、作動力
を付与する手段が既述の如く圧縮性流体であるため、そ
のようなコントロールを行なうのは実際上極めて困難で
ある。

また、同期動作時においても、同期機構のシンクロリン
グにシフトスリーブが急速に当り、その後もエアーシリ
ンダにて強く押し付けられるため、これらの間に早期摩
耗を生じる不都合があった。

本発明は、上述の如き実状に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、ニュートラル位置から同期完了後のギ
ヤ投入前まではピストンロッドが急作動され、同期完了
後のギヤ投入時にはピストンロッドが急加速されること
なく緩慢に作動されるように構成した変速機操作装置を
提供することにある。

c. 問題点を解決するための手段既述の問題点を解決するために、本発明では、ピストン
の両側に形成された一対の圧力室に対し圧力流体を給排
してシリンダ内のピストンロッドを作動させ、これによ
り動力伝達機構を介してギヤシフトフォークをギヤ投入
方向またはニュートラル方向へ駆動するようにした変速
機操作装置において、ａ前記シリンダ内の端部箇所において前記シリンダの
内周面に設けられたフランジ部と前記シリンダの端部と
の間に形成され、かつ、流体が充填された密閉室と、ｂ前記ピストンロッドに固着され、かつ前記密閉室内
に配置された固定ピストンと、ｃ前記固定ピストンの両側に配設された、かつ、前記
固定ピストンにて一部分が閉塞される小径の貫通孔を有
する一対のフリーピストンと、ｄ前記一対のフリーピストンを前記固定ピストンの側
に向けてそれぞれ押圧附勢する附勢手段と、ｅ前記附勢手段による前記一対のフリーピストンの移
動を阻止するために前記密閉室の中央部の内周面に配設
されたストッパと、から成るダンパ機構を設け、同期機構の同期完了後にお
けるギヤ投入時に、前記固定ピストンが前記フリーピス
トンの一方に圧着係合するのに伴いその一方のフリーピ
ストンの貫通孔の大部分が前記固定ピストンにて閉塞さ
れると共に、前記固定ピストンにて閉塞されない貫通孔
部分が通路面積の小さなオリフィスとして形成され、前
記密閉室内の流体が前記オリフィスを介して流動するこ
とにより、前記ピストンロッドにダンパ力が作用するよ
うに構成している。

以下、本発明の一実施例に付き図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明に係る変速機操作装置１を示すものであ
って、この操作装置１は通常大型自動車などの変速機２
の上部に取付けられ、操作装置１のシフトレバー３を変
速機ハウジングの開口部４から下方に向けて変速機２内
に突出させ、このシフトレバー３で変速機２内のギヤシ
フトフォーク５を操作して所望のギヤシフトを行なうよ
うになっている。なお、第１図において６はシフターロ
ッド、７は係合部材、８はドライブシャフト、９は２速
ギヤ、10は３速ギヤ、11はシフトスリーブであって、シ
フトスリーブ11には図示しない同期機構（シンクロメッ
シュ機構）が組込まれている。

変速機操作装置１のシリンダ15内には、中空ロッド部材
16a,16b及びロッド部材16cを連結して成るシフト操作用
ピストンロッド16が軸心方向に沿って摺動自在に挿入配
置されている。このピストンロッド16の中空ロッド16a
には、前記シフトレバー３が回動自在に取付けられ、こ
のシフトレバー３の先端部はヨーク17を介して図示しな
いセレクト操作用ピストンロッドと連結されている。さ
らに、上述の中空ロッド部材16aの外周には変速操作装
置の駆動用の固定ピストン18（以下、単に駆動用の固定
ピストン18と記載する）が一体的に取付けられている。
この駆動用の固定ピストン18の外周面とシリンダ15の内
周面との間には、左右一対をなす円筒状の変速操作装置
の駆動用のフリーピストン19,20（以下、単に駆動用の
フリーピストン19,20と記載する）が配設されている。
これら一対の駆動用のフリーピストン19,20は、駆動用
の固定ピストン18およびシリンダ15に対してそれぞれ摺
動自在に配設されており、駆動用の固定ピストン18の左
右両側の一対の圧力室21,22に導入される圧縮エアーの
圧力によって、駆動用の固定ピストン18および一対の駆
動用のフリーピストン19,20が第１図で矢印A,A′方向
（左右方向）に作動されるようになっている。なお、第
１図で14はエアタンクであって、一対の圧力室21,22に
対する圧縮エアーの給排は図外のコントローラからの制
御信号に基いて制御される一対の電磁弁23,24を介して
行なわれるようになっている。

一対の駆動用のフリーピストン19,20の後部には、駆動
用の固定ピストン18の端部を押圧する押圧段部25,26が
それぞれ形成されている。また、シリンダ15の内周面の
ほぼ中央部には内向きに突出するストッパ部27が形成さ
れ、第１図に示す如く一対の駆動用のフリーピストン1
9,20の前端部がこのストッパ部27にそれぞれ当接した状
態で駆動用の固定ピストン18がニュートラル位置（第１
図に示す位置）に位置決めされるようになっている。こ
の位置決め状態においては、駆動用のフリーピストン1
9,20の後部とシリンダ15の端部との間に所定の間隔L₁が
それぞれ形成され、ピストンロッド16が第１図で矢印Ａ
又はＡ′方向にL₁だけストロークすると、変速機２のギ
ヤ投入が完了するように構成されている。さらに、中空
ロッド部材16aの外周には、前記駆動用のフリーピスト
ン19,20に係合するフランジ部28aを有する円筒状の一対
の係合部材28が固着されており、ピストンロッド16のニ
ュートラル位置への復動時にこれらの係合部材28にて駆
動用のフリーピストン19,20が駆動用の固定ピストン18
に追随すべく蹴られるようになっている。

また、本装置１には、ピストンロッド16のストロークを
検出するために、磁電変換素子29a,29b,29cを具備する
ストロークセンサ29が中空ロッド部材16bに対応する箇
所に設けられている。一方、前記中空ロッド部材16bの
外周に固着されたスリーブ30内に永久磁石31が埋設され
ている。しかして、前記永久磁石31の磁束を前記磁電変
換素子29a〜29cにて選択的に検出することによって、ピ
ストンロッド16のストローク位置が検出されるようにな
っており、この検出結果が図外のコントローラに位置情
報信号として供給され、これに基いて前記一対の電磁弁
23,24が開閉制御されるように構成されている。

さらに、第１図に示す如く、シリンダ15の右端部は注油
孔33aを有するプラグ33にて閉塞されており、シリンダ
端部を構成するこのプラグ33とシリンダ15の内周側のフ
ランジ部34との間に、Ｏリング43a,43bにて密封された
密閉室35が形成されている。そして、この密閉室35内に
はオイル32が充填されると共に、ピストンロッド16のロ
ッド部材16cが摺動自在に配設されており、このロッド
部材16cの先端箇所には、両面にゴム板36が付着された
リング状のダンパ用の固定ピストン37が同軸状に固着さ
れている。また、密閉室35を形成するシリンダ15の内周
面には、前記密閉室35の略中央箇所であって、前記ダン
パ用の固定ピストン37に対応する箇所に前記ダンパ用の
固定ピストン37より幅広でかつ大径のリング状のストッ
パ38が嵌着されている。そして、上述のストッパ38の両
側にはリング状のダンパ用のフリーピストン39,40が前
記ロッド部材16cに対して摺動自在に配設されており、
これら一対のダンパ用のフリーピストン39,40は密閉室3
5内に配された圧縮コイルバネ41,42にて前記ストッパ38
に圧着係合されるように常時附勢されている。なお、ダ
ンパ用のフリーピストン39,40の外周面と密閉室35の内
周面との間は、ダンパ用のフリーピストン39,40が密閉
室35内をスムーズに移動できる程度の僅かな隙間となっ
ている。

上述のダンパ用のフリーピストン39,40は、第３図及び
第４図に明示するように、周方向に沿って等間隔に、複
数の小径の貫通孔44a,44bが１つおきに交互に形成さ
れ、貫通孔44aには、前記ダンパ用の固定ピストン37の
側の端部であってダンパ用のフリーピストン39,40の外
周側に、前記貫通孔44aに連通する拡張部45が形成され
ている。かくして、本例においては、貫通孔44a及び拡
張部45によって一連の貫通孔となされている。そして、
ダンパ用の固定ピストン37がダンパ用のフリーピストン
39又は40に圧着するのに伴い、第３図において仮想線で
示すように、前記貫通孔44a,44bは完全に閉塞される一
方、前記貫通孔44aに連なる拡張部の一部分は開放状態
が維持されるようになっている。従って、この際には、
ダンパ用のフリーピストン39又は40の貫通孔（貫通孔44
a,44b及び拡張部45を含む孔）の大部分がダンパ用の固
定ピストン37にて閉塞されると共に、ダンパ用の固定ピ
ストン37にて閉塞されない貫通孔部分（拡張部45の一部
分）が通路面積の小さいオリフィス48（第５図参照）と
して形成されるようになっている。

ピストンロッド16が第１図および第２図に示す如きニュ
ートラル位置にある場合には、一対のダンパ用のフリー
ピストン39,40が圧縮コイルバネ41,42の附勢力によって
ストッパ38に当接されると共に、ダンパ用の固定ピスト
ン37とこれらのダンパ用のフリーピストン39,40との間
に間隙L₂（第２図参照）がそれぞれ形成されるようにな
っている。なお、この間隙L₂は、ニュートラル位置から
クラッチギヤ噛合開示位置までのピストンロッド16のス
トロークよりも僅かに短く設定されている。

しかして、密閉室35,ダンパ用の固定ピストン37,貫通孔
44a,44b及び拡張部45を有するダンパ用のフリーピスト
ン39,40、圧縮コイルバネ41,42およびストッパ38とによ
って、ピストンロッド16の作動を緩衝するダンパ機構47
が構成されている。

次に、上述の如く構成された変速機操作装置１の動作に
付き説明する。

まず、この操作装置１によって変速機２を例えば第１図
に示すニュートラルからセカンドにシフト操作する時に
は、図外のコントローラからの制御信号に基いて一方の
電磁弁23がOFF状態になされ、他方の電磁弁24がON状態
に切換えられる。これに伴ってエアータンク14からの圧
縮エアーが電磁弁24を介してシリンダ15内の圧力室22内
に導入され、他方の圧力室21内に大気が導入される。

圧力室21内に圧縮エアーが供給されると、駆動用の固定
ピストン18及びピストンロッド16が第１図および第５図
で矢印Ａ方向に移動され、これに伴って、シフターロッ
ド６及びギヤシフトフォーク５が矢印Ａ方向に移動され
る。そして、第６図に示す如く、ピストンロッド16がニ
ュートラル位置から距離L₃（L₃＜L₂）だけストロークす
ると同期機構の同期が完了し、さらにストロークがL₂に
なった時点でダンパ用の固定ピストン37がダンパ用のフ
リーピストン39に当接する。この際、ダンパ用のフリー
ピストン39へのダンパ用の固定ピストン37の当接状態
は、第３図および第５図に示ず如くになる。すなわち、
拡張部45のない１つおきの貫通孔44bの全てがダンパ用
の固定ピストン37によって閉塞されるが、拡張部45はダ
ンパ用の固定ピストン37にて覆われることなく径方向に
突出して開口している状態となる。そのため、ダンパ用
のフリーピストン39の拡張部45とダンパ用の固定ピスト
ン37の外周縁部とにより第５図に示す如く通路面積の小
さなオリフィス48が形成される。

この後、ピストンロッド16がさらに矢印Ａ方向へ附勢さ
れると、駆動用のダンパ用のフリーピストン39の左側に
あるオイル32が圧縮されるため、このオイル32は第５図
において矢印Ｂで示す如くダンパ用のフリーピストン39
の貫通孔44a及びオリフィス48を通ってダンパ用のフリ
ーピストン39の右側へ相対的に流動する。オリフィス48
を介してのこのようなオイル32の流動の際、ダンパ用の
フリーピストン39及びダンパ用の固定ピストン37には大
きな抵抗力（ダンパ力）が作用するため、ピストンロッ
ド16がダンパ作用を受けつつ矢印Ａ方向に移動されるこ
ととなり、前記ダンパ作用にてピストンロッド16の出力
は第６図に示す如く急減される。（第６図における鎖線
は、従来の装置の場合でのピストンロッドの出力を示
す。）なお、ダンパ力は前記オリフィス48の開口面積及
びその数によって適宜に設定可能である。そして、この
減少した出力のままピストンロッド16がさらに矢印Ａ方
向にストロークすると、図外の同期機構のクラッチギヤ
が噛合し始め、ピストンロッド16がニュートラル位置か
らL₁だけストロークした時点でギヤの投入が完了する。

このように、本例の操作装置１によれば、ピストンロッ
ド16は同期機構の同期完了までは従来の操作装置と同程
度の出力でスムーズにストロークするため、迅速に同期
完了がなされる。一方、同期完了後にはダンパ機構47の
働きによりピストンロッド16の出力が急減するので、ク
ラッチギヤが急加速されることなく静かに噛合する。

なお、ニュートラルから例えばサードにシフト操作する
場合には、ピストンロッド16が第１図において矢印Ａ′
方向に移動するが、この場合にも上記と同様の作動がな
される。

次に、セカンドからニュートラル（サードからニュート
ラルの場合も同様）に戻す時は、電磁弁23,24が共にON
状態に切換えられる。これに伴い、一対の圧力室21,22
にそれぞれ圧縮エアーが導入されると、駆動用のフリー
ピストン19による受圧面積の差によって駆動用の固定ピ
ストン18及びピストンロッド16が第１図においてシリン
ダ15の左端位置からニュートラル方向へ移動し、駆動用
のフリーピストン19,20の前端部がシリンダ15のストッ
パ部27に当接した状態でニュートラルの位置決めがなさ
れる（第１図に示す状態）。この際、すなわちギヤ抜き
時には、ダンパ用の固定ピストン37がダンパ用のフリー
ピストン39から離れて先行するので、ダンパ用のフリー
ピストン39の貫通孔44a,44bが開放される。これによ
り、オイル32はダンパ用のフリーピストン39の貫通孔44
aのみならず貫通孔44bをも通って相対的に流動し得る状
態となるため、ダンパ用のフリーピストン39は圧縮コイ
ルバネ41の附勢力にて迅速に移動して、第１図に示す位
置に復帰する。

以上、本発明の一実施例に付き説明したが本発明は既述
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思
想に基いて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施例ではシリンダ15の密閉室35内に非
圧縮性流体たるオイル32を充填するようにしたが、これ
に限らず圧縮エアー等の如き圧縮性流体を封入するよう
にしてもよい。また、第７図に示す如くダンパ用のフリ
ーピストン39,40の所定の周上において等間隔に小径の
貫通孔49aを形成すると共に、その外周上において等間
隔に小径の貫通孔49bを形成し、ダンパ用の固定ピスト
ン37がダンパ用のフリーピストン39,40に圧着係合した
場合には前記貫通孔49aが閉塞されて前記貫通孔49bのみ
を介してオイル32が流動し得るように構成してもよい。

本発明は既述の実施例の如く圧力室21,22に対し電磁弁2
3,24を介して圧縮空気を導入する型式の操作装置にのみ
適用されるものでなく、例えばピストンロッド16の内部
に組込んだ弁機構をチェンジレバーに連結された装置ロ
ッドにより開閉操作して、ピストンロッド周壁に設けた
給排気口から圧力室21,22に圧縮空気を給排する型式の
いわゆる倍力型の操作装置にも適用可能である。

また、既述の実施例では、ダンパ用の固定ピストン37に
てダンパ用のフリーピストン39,40の貫通孔44a,44bを完
全に閉塞して貫通孔44aに連なる拡張部45を開放状態に
維持することにより貫通孔の一部を開放し、オリフィス
48を形成するようにしたが、第８図に示すように、ダン
パ用の固定ピストン37にて貫通孔44a,44b（この場合に
は拡張部設けない）の大部分を閉塞してその一部分を開
放状態にしてオリフィス48を形成するようにしてもよ
い。

d. 発明の効果以上の如く、本発明は、ピストンロッドに関連してダン
パ機構を設け、このダンパ機構の働きによって、同期機
構の同期完了後におけるギヤ投入時にピストンロッドの
出力を減少させるようにしたものであるから、ピストン
ロッドが同期完了位置を通過した後に急加速して衝撃力
を発生することがなく、同期機構のクラッチギヤを静か
に噛合させることができる。従って、装置の耐久性の向
上を図り得ると共に、騒音の発生を防止することができ
る、しかも、同期が完了するまでは従来同様の比較的大
きな出力にてピストンロッドが作動させるため、ニュー
トラル位置から同期完了後のギヤ投入前までは迅速に移
動されることとなり、変速操作の応答性を充分に確保す
ることができる。

また、本発明では、ピストンロッドのストローク位置に
基いてダンパ力を付与するようにしているため、ピスト
ンロッドの出力が減少するストローク位置を極めて正確
に設定することが可能である。このため、ピストンロッ
ドのストロークにおける同期完了位置とクラッチギヤ噛
合開始位置との幅が比較的狭い変速機に対しても、容易
かつ高い信頼性で本発明を適用可能である。

また、本発明は、機械的な構成を主体としているので特
別な制御手段を必要とせず、比較的簡単な構成のために
低コストで具現でき、しかも故障しにくいので特別なメ
インテナンスも不要である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
変速機操作装置の断面図、第２図は変速機操作装置のダ
ンパ機構を示す拡大断面図、第３図はダンパ用のフリー
ピストンの平面図、第４図は第３図におけるIV−IV線断
面図、第５図はピストンロッドの移動状態を示す要部拡
大断面図、第６図はピストンロッドの出力とストローク
との関係を示すグラフ、第７図はダンパ用のフリーピス
トンの変形例を示す平面図、第８図はダンパ用のフリー
ピストンに形成される貫通孔の変形例を示す要部拡大断
面図である。１……変速機操作装置２……変速機５……ギヤシフトフォーク 15……シリンダ 16……ピストンロッド 32……流体としてのオイル 35……密閉室 37……ダンパ用の固定ピストン 38……ストッパ 39,40……ダンパ用のフリーピストン 41,42……圧縮コイルバネ 44a,44b,49a,49b……貫通孔 45……拡張部 47……ダンパ機構 48……オリフィス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンの両側に形成された一対の圧力室
に対し圧力流体を給排してシリンダ内のピストンロッド
を作動させ、これにより動力伝達機構を介してギヤシフ
トフォークをギヤ投入方向またはニュートラル方向へ駆
動するようにした変速機操作装置において、ａ前記シリンダ内の端部箇所において前記シリンダの
内周面に設けられたフランジ部と前記シリンダの端部と
の間に形成され、かつ、流体が充填された密閉室と、ｂ前記ピストンロッドに固着され、かつ前記密閉室内
に配置された固定ピストンと、ｃ前記固定ピストンの両側に配設された、かつ、前記
固定ピストンにて一部分が閉塞される小径の貫通孔を有
する一対のフリーピストンと、ｄ前記一対のフリーピストンを前記固定ピストンの側
に向けてそれぞれ押圧附勢する附勢手段と、ｅ前記附勢手段による前記一対のフリーピストンの移
動を阻止するために前記密閉室の中央部の内周面に配設
されたストッパと、から成るダンパ機構を設け、同期機構の同期完了後にお
けるギヤ投入時に、前記固定ピストンが前記フリーピス
トンの一方に圧着係合するのに伴いその一方のフリーピ
ストンの貫通孔の大部分が前記固定ピストンにて閉塞さ
れると共に、前記固定ピストンにて閉塞されない貫通孔
部分が通路面積の小さなオリフィスとして形成され、前
記密閉室内の流体が前記オリフィスを介して流動するこ
とにより、前記ピストンロッドにダンパ力が作用するよ
うに構成したことを特徴とする変速機操作装置。
【請求項２】前記ピストンロッドがニュートラル位置に
ある時は、前記一対のフリーピストンが前記附勢手段の
附勢力によって前記ストッパの両端に当接されると共
に、前記固定ピストンが前記一対のフリーピストン間に
配置され、前記固定ピストンと前記一対のフリーピスト
ンとの間隔が、ニュートラル位置から前記同期機構のク
ラッチギヤ噛合開始位置までのピストンロッドのストロ
ークより僅かに短く設定されるように構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の変速機操作装
置。