JPS6112138B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主変速機とハイ・ロー切換用副変速機
とを備えた多段変速装置に関するものである。

今日、大型車両においては積載荷重の増大に伴
い、変速機の多段化が要求されている。ところ
が、変速機は車両レイアウト上高さおよび長さに
制限があり、加えて変速操作が煩雑になるため多
数の歯車を連設できにくい。そこで、一般には、
主変速機の後部に副変速機を付設して、多段変速
化を実現している。このような多段変速機におい
ては、副変速機の変速中に主変速機はニユートラ
ル状態であることが要求されるとともに、副変速
機の変速が完了するまでは主変速機の操作が規制
される装置を備えることが望ましい。

本発明は上記要求を満足し得る多段変速装置、
特に主変速機の操作機構に倍力装置を備えたこの
種の変速装置を提供しようとするものである。

本発明の要旨は、主変速機のシフトフオークを
変速機操作レバーによつて作動されるとともに、
上記主変速機に付設したハイ・ロー切換用の副変
速機を切換スイツチの指示によつて切換えるよう
にした多段変速装置において、(a)上記副変速切換
えのハイ・ロー切換えを行なう切換レバー（例え
ば後述の切換レバー２２）と、(b)一対の圧力室
（例えば後述の右側圧力室２７および左側圧力室
２８）を備え、上記圧力室に供給される空気圧に
よつて上記切換レバーを駆動する切換操作用シリ
ンダ（例えば後述の切換操作用シリンダ１９）
と、(c)上記切換操作用シリンダの一対の圧力室に
対する圧縮空気の給排を行なう一対の電磁弁（例
えば後述の電磁弁１１および１２）と、(d)上記一
対の電磁弁のいずれか一方が給気モードになつて
いる間だけ上記変速機操作レバーによる操作をロ
ツクするロツク装置（例えば後述のロツク装置８
１、３方チエツクバルブ２３または電磁弁９２）
と、(e)上記変速機操作レバーがニユートラル位置
にあるときのみ閉成して上記切換スイツチに通電
するスイツチ（例えば後述のスイツチ８）と、(f)
上記一対の電磁弁と、上記切換スイツチのハイ側
及びロー側とを互いに連結する回路にそれぞれ配
設され、上記切換レバーの切換動作と連動して開
閉する常時閉形の一対のリミツトスイツチ（例え
ば後述のロー側リミツトスイツチ９およびハイ側
リミツトスイツチ１０）と、をそれぞれ具備して
なる多段変速装置である。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明に係る多段変速装置の概略構
成を図示したものであつて、同図において１は変
速機操作レバー、４は主変速機、６は副変速機、
７は切換スイツチである。主変速機４は変速機操
作レバー１によつて操作され、また副変速機６は
切換スイツチ７によつてロー・ハイに切換えられ
るようになつている。また８はスイツチであり、
このスイツチは変速機操作レバー１がニユートラ
ル位置に操作されたときのみ該レバー１によつて
投入されて接点８ａを閉路するようになつてい
る。上記切換スイツチ７のロー側接点７ａおよび
ハイ側接点７ｂは上記スイツチの接点８ａに接続
されており、スイツチ８が閉成すると切換スイツ
チ７のロー側接点７ａおよびハイ側接点にバツテ
リー９１からの電流が通電されるようになつてい
る。

２２は副変速機６のローギヤとハイギヤの切換
えを行なう切換レバーであつて、この切換レバー
２２は回動軸２９を中心として回動自在になつて
おり、切換操作用シリンダ１９によつて駆動され
るようになつている。切換操作用シリンダ１９は
右側圧力室２７と左側圧力室２８とを有してお
り、これら圧力室２７，２８は一対の電磁弁１
１，１２の出口ポート１３，１４と排気ポート１
７，１８をそれぞれ有しており、入口ポート１
３，１４はエアリザーバ２４と接続されている。
電磁弁１１，１２は非通電時おいて出ロポート１
５，１６と排気ポート１７，１８とを互いに連通
するとともに、通電時において、出ロポート１
５，１６と入口ポートとを互いに連通するように
構成されている。すなわち、電磁弁１１，１２は
非通電時において排気モードとされ、通電時にお
いて給気モードとされるように構成されている。

上記一対の電磁弁１１，１２の駆動回路は、ロ
ー側リミツトスイツチ９およびハイ側リミツトス
イツチ１０を介してそれぞれ切換スイツチ７に接
続されている。詳しくは、リミツトスイツチ９，
１０は接点９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂをそ
れぞれ有しており、接点９ａ，１０ａは常時閉形
に構成され、接点９ｂ，１０ｂは常時開形に構成
されている。そして接点９ａ，１０ａが切換スイ
ツチ７のロー側端子およびハイ側端子にそれぞれ
接続され、また接点９ｂ，１０ｂはランプ２５，
２６に接続されている。リミツトスイツチ９，１
０は切換レバー２２の切換動作と連動して開閉さ
れるようになつており、例えば切換レバー２２が
ロー側に切換えられると（第１図に示す状態）、
ロー側リミツトスイツチ９の接点９ａが開成する
とともに接点９ｂが閉成してランプ２５が点灯
し、またハイ側リミツトスイツチ１０の接点１０
ａが閉成するとともに接点１０ｂが開成してラン
プ２６が消灯するようになつている。なお、切換
レバー２２がハイ側に切換えられた場合は上述と
全く逆の作動がなされるようになつている。

上記主変速機４の上面には変速機操作ユニツト
３１が配設されており、この変速機操作ユニツト
３１の内部には第２図に示す如く倍力装置２とロ
ツク装置８１が収納されている。倍力装置２は従
来公知のものであつて、変速機操作レバー１のシ
フト力を倍力するためのものである。また、ロツ
ク装置８１は変速機操作レバー１のシフト操作を
ロツクするためのものであつて、ポート８９に圧
縮空気が供給されたときにロツク作動するように
なつている。なおポート８９は３方チエツクバル
ブ２３を介して電磁弁１１，１２の出ロポート１
５，１６にそれぞれ接続されている。

変速機操作ユニツト３１は詳しくは第２図に示
す如く変速機操作レバー１の操作力をリンク３２
を介して伝達される第１シフト操作レバー３３
と、その回動軸３４を介して第１シフト操作レバ
ー３３と一体に連結している第２シフト操作レバ
ー３５と、該レバーによつて作動される倍力装置
２と、該装置の出力を取出す第３シフト操作レバ
ー３６と、該レバーを一体的に支持するシフトロ
ツド３７と該シフトロツドとスプライン３８によ
つて係合されたシフトレバー３９を備えている。

また、倍力装置２は詳しくは第３図に示す如く
そのケーシング４０内にシリンダー４１が形成さ
れており、このシリンダー４１に中空のピストン
ロツド４２が摺動自在に配設されている。そして
このピストンロツド４２と一体をなすピストン４
３によつてシリンダー４１内に圧力室４４，４５
が分割形成されている。

ピストンロツド４２には、その中空部に操作ロ
ツド４６が摺動自在に挿通されている。この操作
ロツド４６は、その端部にパイプ４７を保持して
いる。このパイプ４７には、圧縮エアの通路４８
が形成されており、該通路の端部にピストンロツ
ド４２の中空部と連通させるポート４９が形成さ
れている。

ピストンロツド４２の中空部には、ポート４９
を挟んで両側に遊動弁５０，５１が配設され、さ
らにそれらの外側にピストンロツド４２に固定支
持した固定弁座５２，５３が配設され、さらにそ
れらの外側に遊動弁５０，５１を作動するバルブ
リフター５４，５５が配設されている。遊動弁５
０，５１はそれらの間に介装されたバネ５６によ
つて互に外側に向けて付勢され、常時各固定弁座
５２，５３に当接している。

さらに各固定弁座５２，５３と各バルブリフタ
ー５４，５５との間にはバネ５７，５８が介装さ
れ、両バルブリフター５４，５５をそれぞれ外側
に向け付勢し、それぞれの外側端をパイプ４７の
突設部５９および操作ロツド４６の端部６０に突
き当てている。

なお、６１はエアリザーバ２４と接続された圧
縮エアの供給口、６２はピストンロツド４２の中
空部における遊動弁座５０，５１によつて形成さ
れた室、６３，６４はピストンロツド４２の中空
部とシリンダー４１の各室４４，４５とをそれぞ
れ連通している通気孔、６５，６６はバルブリフ
ター５４，５５とパイプ４７との間隙に形成した
排気通路、６７はピストンロツド４２に形成した
排気通路、６８，６９は操作ロツド４６に形成し
た排気通路、７０はカバー７１に形成した排気孔
である。

７２はピストンロツド４２と操作ロツド４６と
を互に係合しているデイテント機構である。この
デイテント機構７２は、ピストンロツド４２に固
定支持した中空腕７３の中空部側に凹部７４を形
成し、この凹部にポール７５を遊嵌するととも
に、該ボールをバネ７６によつて操作ロツド４６
側に付勢し、一方操作ロツド４６に該ロツドを挾
むように突出片７７，７８を配設し、一方の突出
片７７の端部に凹部７９を形成し、上記ボール７
５をこの凹部７９に嵌合してピストンロツド４２
と操作ロツド４６とを互に係合させているもので
ある。この倍力装置２は操作ロツド４６に突出片
７８を第２シフト操作レバー３５と係合させ、ピ
ストンロツド４２の腕７３を第３シフト操作レバ
ー３６と係合させている。

変速機操作レバー１をシフト操作すると、その
操作力によつて第１シフト操作レバー３３が回動
され、それに伴つて該レバーと直結している第２
シフト操作レバー３５が回動され、突出片７８を
介して操作ロツド４６を第３図において左方また
は右方に移動する。この操作ロツド４６がたとえ
ば、右方に移動すると、該ロツドに固着されてい
るパイプ４７が右方に移動し、その突設部５９に
押されてバルブリフター５４が右方に移動する。

該バルブリフター５４が右方に移動すると、該
リフターによつて遊動弁５０が右方に押され、固
定弁座５２から離反する。すると、供給口６１，
通路４８、ポート４９を経て室６２に達している
圧縮エアーは遊動弁５０と固定弁座５２との間を
経て、さらに通気孔６３を経てシリンダー４１の
圧力室４４に流入し、ピストン４３を右方に圧送
する。ピストン４３はピストンロツド４２と一体
であるから、ピストン４３の移動に伴つてピスト
ンロツド４２も右方に移動し、該ロツドに固着し
ている腕７３を右方に移動する。

この腕の右方向への移動は、第３シフト操作レ
バー３６に伝達され、第２図に示したシフトロツ
ド３７を回動させる。該シフトロツド３７が回動
すると、それに伴つてシフトレバー３９が回動
し、主変速機４のシフトフオーク５を前方向また
は後方に作動させる。

次に、上記ロツク装置８１について説明する。
このロツク装置８１は、第２図に示す如く変速機
操作ユニツト３１のケーシング４０と第１シフト
レバー３３間に配設され、該レバーをケーシング
４０に一体的に係合させることによつて第１シフ
ト操作レバー３３の運動を阻止させるようにした
ものである。

ロツク装置８１はケーシング４０の端部におけ
る第１シフト操作レバー軸３４の外周にロツク片
８２を摺動自在に設けるとともに、該ロツク片の
回動を防止するためロツク片８２の外周にスプラ
イン８３を形成し、該スプラインをケーシング４
０に形成したスプライン８４に嵌合させ、かつロ
ツク片８２の第１シフト操作レバー３３側面にド
ツグ歯８５を形成し、さらに第１シフト操作レバ
ー３３にもロツク片８２のドツク歯８５に対向さ
せてドツグ歯８６を形成している。さらにロツク
装置８１はロツク片８２の右端とケーシング４０
との間に圧力室８７を形成している。なお、８８
はロツク片８２を右方に付勢しているバネ、８９
は圧力室８７のポートである。

このロツク装置８１は以下のように作動する。
第４図に示した要部拡大図において、圧縮エア
がポート８９を介して圧力室８７に流入すると、
該圧縮エアはロツク片８２をバネ８８の付勢力に
抗して左方向に摺動し、そのドツグ歯８５を第１
シフトレバー３３のドツグ歯８６に係合させ、ロ
ツク片８２と第１シフトレバー３３とを一体的に
結合する。このような状態では、変速機操作レバ
ー１の操作力がリンク３２を介して第１シフト操
作レバー３３に伝達され、該レバーを回動させよ
うとしても、第１シフト操作レバー３３はドツグ
歯８６，ロツク片８２のドツグ歯８５、ロツク片
８２、そのスプライン８３、ケーシング４０のス
プライン８４を介してケーシング４０に一体的に
結合され、運動を完全に阻止される。このような
ロツク状態は、圧力室８７の圧縮エアが排出され
るまで、維持される。

本発明に係る上記実施例は以下のように作用す
る。第１図に示した状態は、変速機操作レバー１
が操作状態を示しており、スイツチ８は接点８ａ
を開路しており、切換スイツチ７はロー側に投入
されてロー側接点７ａを閉路している。この状態
では、副変速機６はロー側に切換えられており、
切換レバー２２によつてリミツトスイツチ９の接
点９ｂが閉路されランプ２５が点灯している。

このような状態から、変速機操作レバー１をニ
ユートラル位置に操作することによつてスイツチ
８を投入して接点８ａを閉路し、さらに切換スイ
ツチ７をハイ側接点７ｂに投入して該接点を閉路
すると、スイツチ８の接点８ａ、切換スイツチ７
の接点７ｂおよびリミツトスイツチ１０の一方の
接点１０ａを通してハイ側電磁弁１２が励磁され
る。それによつて電磁弁１２が作動すると、該電
磁弁１２を介してエアリザーバ２４の圧縮エアが
切換作用シリンダ１９の左側圧力室２８に流入
し、ピストン２０を右方向に摺動し始める。

一方エアリザーバ２４の圧縮エアは上記電磁弁
１２から３方チエツクバルブ２３、変速機操作ユ
ニツト３１のポート８９を介してロツク装置８１
の圧力室８７にも流入し、ロツク片８２を作動さ
せ、上述したように第１シフト操作レバー３３の
回動をロツクする。

上記ピストン２０が右行すると、切換レバー２
２は第１図において反時計方向に回動し、該レバ
ーによつて副変速機６がハイ側に切換えられる。
また、切換レバー２２がロー側リミツトスイツチ
９から離れてハイ側リミツトスイツチ１０を押圧
作動し、接点１０ａを開路するとともに接点１０
ｂを閉路する。このように接点１０ａが開路する
と、電磁弁１２の励磁が断たれるので、シリンダ
１９の左側圧力室２８の圧縮エアは電磁弁１２の
排気ポート１８を介して大気に排出される。この
結果、切換レバー２２の操作力が解除され、さら
に副変速機６のギヤ等に対する押圧力が解除され
る。従つて副変速機の操作系における摺動部分の
摩耗量を大幅に減少させることができる。

一方、変速機操作ユニツト３１内に配設したロ
ツク装置８１の圧力室８７の圧縮エアも、３方チ
エツクバルブ２３を介して電磁弁１１，１２の排
気ポート１７，１８のいずれかから大気に排出さ
れ、ロツク装置８１のロツクを解除する。したが
つて、その後は変速機操作レバー１の操作力は主
変速機４のシフトフオークに伝達させ得るように
なる。この際運転者は変速機操作レバー１が有効
に操作し得る状態になつたことをランプ２６の点
灯によつて確認することができる。

なお、副変速機６をハイ側からロー側に切換え
る場合には、変速機操作レバー１をニユートラル
位置に操作し、かつ切換スイツチ７をハイ側から
ロー側に切換えることにより、上記動作と同様に
各対応した要素が作動する。

もし、上記実施例が、第１図に示した状態であ
つて、変速機操作レバー１の操作状態、すなわち
スイツチ８が接点８ａを開路している状態のと
き、切換スイツチ７をハイ側接点７ｂに投入して
も、ハイ側電磁弁１２は励磁されず、したがつて
切換レバー２２は作動しない。したがつて変速機
操作レバー１の操作中は副変速機が作動するおそ
れが全くない。

また副変速機６の切換作動中、すなわち、切換
レバー２２の作動が完了するまではロツク装置８
１が作動状態にあり、第１シフト操作レバー３
３、リンク３２を介して変速機操作レバー１をロ
ツクしているので、変速機操作レバー１は操作す
ることができない。

さらに、副変速機６のハイ・ロー切換えが完了
した状態においては、前述の如く一対の電磁弁１
１，１２がともに非励磁になつており、この状態
で変速機操作レバー１をニユートラルにしても、
切換スイツチ７を操作しない限り電磁弁１１，１
２が励磁されることはない。従つて、変速機操作
レバー１のみを操作している状態では電磁弁１
１，１２が不必要に作動することがなく、電磁弁
１１，１２の寿命を大幅に延長することができ
る。

第５図は本発明の他の実施例を示したものであ
る。この実施例は、上記実施例に示した３方チエ
ツクバルブ２３を使用せず、その替りに電磁弁９
２を使用し、ロツク装置８１にエアリザーバ２４
から圧縮エアを供給するのに電磁弁９２を介して
行なわせるようにしたものである。なお、この電
磁弁９２の作動電力はロー側電磁弁１１およびハ
イ側電磁弁１２からそれぞれダイオード９３，９
４を介して得ている。したがつて、この電磁弁９
２はロー側電磁弁１１およびハイ側電磁弁１２の
いずれかが励磁されて作動すると同時に作動し、
エアリザーバ２４の圧縮エアは変速機操作ユニツ
ト３１内に配設したロツク装置８１の圧力室８７
に供給される。この反対に上記作動している電磁
弁１１または１２の励磁が断たれると同時にその
励磁も断たれ、ロツク装置８１の圧力室８７の圧
縮エアは排気ポート９５から大気に排出される。
なお電磁弁９２において、９６は入口ポート、９
７は出ロポートである。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえばロツク装置を、変速機操作レ
バー１、リンク３２、第１シフト操作レバー３
３、軸３４、第２シフト操作レバー３５、倍力装
置２の操作ロツド４６、ピストンロツド４２、第
３シフト操作レバー３６、シフトロツド３７、シ
フトレバー３９等からなる変速機操作系の上記運
動要素のいずれかに配設し、該運動要素を車両
（静止系）に対し一体的に結合させて、その運動
を阻止させるようにしてもよい。また副変速機の
作動完了を確認スイツチ９，１０を切換レバー２
２によつて作動させているが、この作動完了をシ
リンダ１９のピストン２０の位置など、他の個所
で確認することもできる。

本発明に係る多段変速装置は、変速機操作レバ
ーがニユートラル位置にあるときのみ副変速機の
切換動作を行なわせるようにしたので、歯車噛合
の際変速機側の慣性力を軽減させているため二段
変速装置の歯車噛合に無理を生じることがなく、
したがつて耐久性の向上に極めて有利である。

また、副変速機のハイ・ローを切換える一対の
電磁弁は、切換レバーがハイ側またはロー側に切
換わると同時に非励磁となり、切換操作用シリン
ダ内の圧縮空気が外部に排出される。この結果、
切換レバーの操作力が解除されさらに副変速機の
ギヤ等に対する押圧力が解除される。従つて副変
速機の操作系における摺動部分の摩耗量を大幅に
減少させることができる。

さらに、副変速機のハイ・ローの切換えが完了
した状態においては、上述の如く一対の電磁弁が
ともに非励磁となつているため、この状態で変速
機操作レバー１をニユートラルにしても、切換ス
イツチを操作しない限り電磁弁１１，１２が励磁
されることはない。従つて、変速機操作レバーの
みを操作している状態では電磁弁が不必要に作動
することがなく、電源ロスをなくすことができる
とともに、電磁弁の寿命を大幅に延長させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多段変速装置の回路図、
第２図は倍力装置およびロツク装置を示した変速
機操作ユニツトの縦断面図、第３図は倍力装置の
縦断面図、第４図，はロツク装置の作動状態
を示した要部拡大断面図、第５図は他の実施例を
示した回路図である。 １……変速機操作レバー、２……倍力装置、４
……主変速機、５……シフトフオーク、６……副
変速機、７……切換スイツチ、８……スイツチ、
９……ロー側リミツトスイツチ、１０……ハイ側
リミツトスイツチ、１１，１２，９２……電磁
弁、１９……切換操作用シリンダ、２２……切換
レバー、２３……３方チエツクバルブ、２４……
エアリザーバ、２７……右側圧力室、２８……左
側圧力室、３９……シフトレバー、８１……ロツ
ク装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主変速機のシフトフオークを変速機操作レバ
   ーによつて作動させるとともに、上記主変速機に
   付設したハイ・ロー切換用の副変速機を切換スイ
   ツチの指示によつて切換えるようにした多段変速
   装置において、 (a) 上記副変速機のハイ・ロー切換えを行なう切
   換レバーと、 (b) 一対の圧力室を備え、上記圧力室に供給され
   る空気圧によつて上記切換レバーを駆動する切
   換操作用シリンダと、 (c) 上記切換操作用シリンダの一対の圧力室に対
   する圧縮空気の給排を行なう一対の電磁弁と、 (d) 上記一対の電磁弁のいずれか一方が給気モー
   ドになつている間だけ上記変速機操作レバーに
   よる操作をロツクするロツク装置と、 (e) 上記変速機操作レバーがニユートラル位置に
   あるときのみ閉成して上記切換スイツチに通電
   するスイツチと、 (f) 上記一対の電磁弁と、上記切換スイツチのハ
   イ側及びロー側とを互いに連結する回路にそれ
   ぞれ配設され、上記切換レバーの切換動作と連
   動して開閉する常時閉形の一対のリミツトスイ
   ツチと、 をそれぞれ具備してなる多段変速装置。