JPH10331969A - 変速機のシフト操作用アクチュエータ - Google Patents

変速機のシフト操作用アクチュエータ

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JPH10331969A
JPH10331969A JP16187697A JP16187697A JPH10331969A JP H10331969 A JPH10331969 A JP H10331969A JP 16187697 A JP16187697 A JP 16187697A JP 16187697 A JP16187697 A JP 16187697A JP H10331969 A JPH10331969 A JP H10331969A
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JP
Japan
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pressure chamber
shift
valve
completion
side pressure
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Application number
JP16187697A
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English (en)
Inventor
Kazunari Imazato
和成 今里
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Sanwa Seiki Ltd
Original Assignee
Sanwa Seiki Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のダンパ機構を付設する場合に比べて、よ
り低コストで、重量増や車両への搭載性の制約の少な
い、シフト操作時の同期動作に伴う衝撃現象の回避手段
を提供する。 【解決手段】出力ロッド4にシフト操作力を付与するシ
フト側圧力室と反対側の圧力室を連通路17,18,2
0〜22を介して相互に接続するとともに、前記連通路
の中間部に弁Dを設け、変速機側の同期動作の完了直前
から完了直後の間の所定時間に前記弁Dを開弁してシフ
ト側圧力室と反対側の圧力室を連通することによりシフ
ト側圧力室の圧力を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大型トラック等の
車両などの変速機の操作用として使用される流体駆動形
のアクチュエータに関し、特に変速機側の同期動作の完
了時に発生する衝撃を軽減する機能を備えた変速機のシ
フト操作用アクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の変速機操作用のアクチュエータに
おいては、高圧圧縮空気等の圧縮性流体を用いるものが
広く使用されている。一般に変速機側の変速過程におい
て、同期動作が完了してギヤ相互間の噛合わせのための
動作へ移行すると負荷荷重が急激に減少する。このた
め、以上のような圧縮性流体を用いた流体駆動形のアク
チュエータにおいては、変速機側の同期動作の完了直後
にシリンダ内部のシフト圧力室側の圧縮流体が急激に膨
張して出力ロッドを急加速し、変速機内部のストローク
端に衝突させるという問題がある。このような現象は、
変速操作に伴って変速機から衝撃音を発生させるばかり
でなく、変速機を損傷するおそれがある。
【0003】ところで、以上のような問題に対応して、
ダンパ機構を付設したものが従来から知られている(特
開平5−71641号公報)。しかしながら、このダン
パ機構を付設した従来技術においては、そのダンパ機構
の基本構造がオイルシリンダからなり、小型軽量化の要
請からそのダンピング圧力がある程度大きく設定される
ことも相俟って、シフト用エアシリンダより相当高い加
工精度が要求され、コストを高くする要因となってい
た。また、シフト用エアシリンダのほかにダンパ機構を
付設するため、高価になるだけでなく、重量増や車両へ
の搭載性に制約を受けやすいといった問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、従来のダンパ機構を付設する場合に比
べて、より低コストで、重量増や車両への搭載性の制約
の少ない、シフト操作に伴う前記衝撃現象の回避手段を
提供する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、出力ロッドにシフト操作力を付与する
シフト側圧力室と反対側の圧力室を連通路を介して相互
に接続するとともに、前記連通路の中間部に弁を設け、
変速機側の同期動作の完了直前から完了直後の間の所定
時間に前記弁を開弁して前記シフト側圧力室と反対側の
圧力室を連通するという技術手段を採用した。さらに、
アクチュエータが、出力ロッドに結合された出力用ピス
トンと、その出力用ピストンの両側に配設され、出力用
ピストンの変位を規制するフリーピストンを備えるタイ
プのものである場合には、前記出力用ピストンの両側の
圧力室とそれぞれのフリーピストンの外方に形成された
圧力室とを連通路を介して接続するとともに、その連通
路の中間部に設けた弁を変速機側の同期動作の完了直前
から完了直後の間の所定時間に開弁してシフト側の圧力
室と反対側の圧力室を連通するように構成したものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の対象としては、出
力ロッドに対してシフト操作力を付与するシフト側圧力
室と、このシフト側圧力室に対向して反対側の圧力室を
有する多段アクチュエータであれば適用が可能であり、
その具体的な形式には拘束されない。すなわち、変速機
側の同期動作の完了直前から完了直後の間の所定時間に
シフト側圧力室を反対側の圧力室に連通することによ
り、シフト側圧力室の圧力を反対側の圧力室に逃して前
記衝撃現象を回避できるものであればよい。また、前記
連通路の中間部に設けた弁の具体的な形式も問うところ
ではない。さらに、変速機側の同期機構に関しても、同
期動作の完了後、負荷荷重が減少する特性をもった同期
機構を使用したものであれば、その同期機構の具体的な
形式に拘束されるものではない。また、前記弁の開弁時
期は、同期動作の完了直前から完了直後の間の所定時間
に開弁するように構成する。
【0007】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に関して
説明する。図1は本発明の実施例として3段のエア駆動
形多段アクチュエータからなるシフト操作用アクチュエ
ータに本発明を実施した場合の要部を示した縦断面図で
ある。図中、1はシリンダであり、中央の小径部と両側
の大径部から構成されている。シリンダ1の外端部には
軸受部2,3が設けられており、これらの軸受部2,3
に出力ロッド4が摺動可能に支持されている。出力ロッ
ド4には、シリンダ1の小径部に対応して出力用ピスト
ン5が固着されており、また大径部に対応して第1フリ
ーピストン6及び第2フリーピストン7が摺動可能に嵌
合されている。第1フリーピストン6及び第2フリーピ
ストン7には、それぞれ第1及び第2ストッパ部8,9
が設けられている。なお、これらのストッパ部8,9
は、本実施例においては第1フリーピストン6ないし第
2フリーピストン7と一体形成されているが、別体に形
成して後から付設するように構成してもよい。
【0008】前記小径部の出力用ピストン5の両側に
は、圧力エアの流路10,11が接続されており、電磁
弁等からなる切換弁A,Bを介してその出力用ピストン
5と第1フリーピストン6との間あるいは同出力用ピス
トン5と第2フリーピストン7との間のシフト側圧力室
に対して圧力エアを給排し得るように構成されている。
また、大径部の両フリーピストン6,7の外方の反対側
圧力室には、圧力エアの流路12,13が接続されてお
り、本実施例では共通の切換弁Cを介して圧力エアを同
時に給排できるように構成されている。図中、14は圧
力エアの供給源、15,16は緩衝材である。なお、必
要に応じて他の当接部にも緩衝材を増やすことができ
る。また、各摺動部にはシール用のOリングが配設され
ている。
【0009】次に、本発明の特徴部分である前述の衝撃
現象を回避するための構成に関して説明する。図1に示
したように、前記出力用ピストン5と第1フリーピスト
ン6との間のシフト側圧力室及び同出力用ピストン5と
第2フリーピストン7との間のシフト側圧力室には連通
路17,18が接続されている。これらの連通路17,
18は、シャトル弁19、連通路20及び電磁弁等から
なる切換弁Dを介して、前記両フリーピストン6,7の
外方の反対側圧力室に接続された連通路21,22に接
続されており、変速機側の同期動作の完了直前から完了
直後の間の所定時間に切換弁Dを開弁側に切換えてシフ
ト側圧力室のエア圧を反対側圧力室に逃すことにより、
前記衝撃現象を回避することができる。図中、23は、
演算回路等から構成されるコントローラで、入力信号と
して例えば変速機自体の入力軸回転数と出力軸回転数及
び変速段を入力し、そのコントローラ23内において、
その入力軸回転数に当該変速段の変速比を乗じた値と出
力軸回転数を比較して一致した時点で、変速機の同期機
構における同期動作の完了、すなわち同期機構の入力側
の回転速度と出力側の回転速度が一致して同期したもの
と判断して、切換弁Dを開弁制御するように構成されて
いる。なお、切換弁Dの制御信号としては、同期直前の
同期機構の入力側の回転速度と出力側の回転速度が所定
値内に接近した場合を開弁指令信号として使用してもよ
い。図1中、24は流量制限用の絞りで、シフト側圧力
室側に同期完了後のシフト操作用の所定の残圧を残すた
めのものである。
【0010】次に、図1〜図6に従って本実施例の動作
に関して説明する。図2の切換弁A〜Dの制御マップを
示したもので、シフト操作を行う場合にはこれに従う。
ここで、丸印はオン状態、−印はオフ状態、三角印は同
期動作の完了直前から完了直後の間の所定時間に開弁制
御することを表す。図1はニュートラル状態を示したも
ので、図2のNで示したように、切換弁Cのみがオン状
態、すなわち供給状態に制御され、切換弁A,Bはオフ
状態、すなわち開放状態に制御される。これにより、切
換弁C及び流路12,13を介して両フリーピストン
6,7の外方の反対側圧力室に圧力エアが供給され、出
力用ピストン5と両フリーピストン6,7との間のシフ
ト側圧力室は開放される結果、両フリーピストン6,7
が共に中央側に作動し、それらのストッパ部8,9によ
って出力用ピストン5を挟持するとともに、小径部と大
径部との段部に配設した緩衝材15,16に当接するこ
とにより、出力ロッド4が中央のニュートラル位置Nに
設定される。
【0011】このニュートラル状態から一方のF側にシ
フト操作する場合には、図2に示したように、切換弁B
のみをオン状態、すなわち供給状態に制御し、切換弁
A,Cはオフ状態、すなわち開放状態に制御する。これ
により、切換弁B及び流路11を介して圧力エアが出力
用ピストン5と第2フリーピストン7との間のシフト側
圧力室に供給され、同出力用ピストン5と第1フリーピ
ストン6との間のシフト側圧力室及び両フリーピストン
6,7の外方の反対側圧力室は開放される結果、図3に
示したように、出力用ピストン5は第1フリーピストン
6に追随しながら図中において左側に作動して、出力ロ
ッド4がシフト位置Fに設定されることになる。
【0012】ところで、そのF側へのシフト操作の過程
においては、前述のように変速機側の同期機構における
同期動作が完了した時点で負荷荷重が急激に減少するか
ら、本実施例においては、その同期動作の完了直前から
完了直後の間の所定の状態を前記コントローラ23で演
算して切換弁Dを図4に示したようにオン状態、すなわ
ち開弁側に切換える。図2の三角印はその点を表したも
のである。前記切換弁Dの開弁側への切換えにより、出
力用ピストン5と第2フリーピストン7との間のシフト
側圧力室の圧力エアは、連通路18、シャトル弁19、
切換弁D及び連通路21,22を介して両フリーピスト
ン6,7の外方の反対側圧力室内に放出されることにな
る。したがって、前記出力用ピストン5と第2フリーピ
ストン7との間のシフト側圧力室のエア圧が変速機側の
同期動作の完了直前から完了直後の間の所定時間に急激
に減少されるので、シフト側圧力室内の圧力エアの急激
な膨張による従来の衝撃現象は回避される。なお、前記
流路12,13及び切換弁Cを介して大気中に放出する
場合の流路抵抗の値によっては、両フリーピストン6,
7の外方の反対側圧力室内に放出されたエアによる反対
側圧力室の圧力上昇が可能であり、出力ロッド4の急激
な作動に対してブレーキ作用を付与することも可能であ
る。
【0013】同様に、ニュートラル状態からR側にシフ
ト操作する場合には、図2に示したように、切換弁Aの
みをオン状態、すなわち供給状態に制御し、切換弁B,
Cはオフ状態、すなわち開放状態に制御する。これによ
り、切換弁A及び流路10を介して圧力エアが出力用ピ
ストン5と第1フリーピストン6との間のシフト側圧力
室に供給され、同出力用ピストン5と第2フリーピスト
ン7との間のシフト側圧力室及び両フリーピストン6,
7の外方の反対側圧力室は開放される結果、図5に示し
たように、出力用ピストン5は第2フリーピストン7に
追随しながら図中において右側に作動して、出力ロッド
4がシフト位置Rに設定されることになる。このR側へ
のシフト操作の過程においても、変速機側の同期動作の
完了直前から完了直後の間の所定の状態を前記コントロ
ーラ23で演算して切換弁Dを図6に示したようにオン
状態、すなわち開弁側に切換える。これにより、出力用
ピストン5と第1フリーピストン6との間のシフト側圧
力室の圧力エアは、連通路17、シャトル弁19、切換
弁D及び連通路21,22を介して両フリーピストン
6,7の外方の反対側圧力室内に放出されることにな
る。したがって、前記出力用ピストン5と第1フリーピ
ストン6との間のシフト側圧力室のエア圧は変速機側の
同期動作の完了直前から完了直後の間の所定時間に急激
に減少され、シフト側圧力室内の圧力エアの急激な膨張
による前記衝撃現象は回避される。なお、前記流路1
2,13及び切換弁Cを介して大気中に放出する場合の
流路抵抗の値により、出力ロッド4の急激な作動に対す
るブレーキ作用を付与し得る点も同様である。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、技術手段として変速機
側の同期動作の完了直前から完了直後の間の所定時間に
連通路の弁を開弁してシフト側圧力室と反対側の圧力室
を連通するという簡単な構成を採用し、連通路や弁の設
置部位に関する自由度も大きいので、従来より低コスト
で、重量増や車両への搭載性の制約の少ない、シフト操
作に伴う変速機側の同期完了時における衝撃現象の回避
手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の要部を示した縦断面図であ
る。
【図2】 切換弁の制御マップである。
【図3】 シフト操作時の要部を示した作動状態図であ
る。
【図4】 シフト操作時の要部を示した作動状態図であ
る。
【図5】 シフト操作時の要部を示した作動状態図であ
る。
【図6】 シフト操作時の要部を示した作動状態図であ
る。
【符号の説明】
1…シリンダ、2,3…軸受部、4…出力ロッド、5…
出力用ピストン、6,7…フリーピストン、8,9…ス
トッパ部、10〜13…流路、14…圧力エアの供給
源、15,16…緩衝材、17,18…連通路、19…
シャトル弁、20…連通路、21,22…連通路、23
…コントローラ、24…流量制限用の絞り、A〜D…切
換弁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力ロッドにシフト操作力を付与するシ
    フト側圧力室と反対側の圧力室を連通路を介して相互に
    接続するとともに、前記連通路の中間部に弁を設け、変
    速機側の同期動作の完了直前から完了直後の間の所定時
    間に前記弁を開弁して前記シフト側圧力室と反対側の圧
    力室を連通するように構成したことを特徴とする変速機
    のシフト操作用アクチュエータ。
  2. 【請求項2】 出力ロッドに結合された出力用ピストン
    と、その出力用ピストンの両側に配設され、該出力用ピ
    ストンの変位を規制するフリーピストンを備えた多段ア
    クチュエータにおいて、前記出力用ピストンの両側の圧
    力室とそれぞれのフリーピストンの外方に形成された圧
    力室とを連通路を介して接続するとともに、その連通路
    の中間部に弁を設け、変速機側の同期動作の完了直前か
    ら完了直後の間の所定時間に前記弁を開弁してシフト側
    の圧力室と反対側の圧力室を連通するように構成したこ
    とを特徴とする変速機のシフト操作用アクチュエータ。
JP16187697A 1997-06-04 1997-06-04 変速機のシフト操作用アクチュエータ Pending JPH10331969A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020004A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Hino Motors Ltd 変速装置の駆動装置
JP2013092189A (ja) * 2011-10-25 2013-05-16 Bosch Corp 変速機操作装置

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