(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントロールレバーからの変速操作力が伝達される入力軸と、ピストンが摺動自由に収納されたシリンダ内に当該ピストンで仕切られて作動流体が供給される各倍力室と、前記ピストンが一体に固定され当該ピストンに作用する作動流体により前記入力軸に対して相対移動し倍力された変速操作力を変速機側に伝達する出力軸と、作動流体供給源から前記各倍力室までの作動流体供給路に介装されるバルブ室内に各倍力室に対応して設けられ前記コントロールレバーによるシフト操作に伴う入力軸と出力軸との相対位置変化によって開弁しシフト操作方向に対応する倍力室側に前記作動流体を供給する各バルブとを備えた変速機の倍力操作装置において、
前記倍力室内の作動流体圧上昇勾配が、初期上昇圧力値に到達するまでの前半部は大きく初期上昇圧力値に到達以後の後半部が前半部より小さくなるよう作動流体を供給する作動流体供給手段を備え、
該作動流体供給手段は、前記作動流体供給源と前記バルブ室の間の前記作動流体供給路に絞り部を設けると共に、該絞り部より下流の作動流体供給路に作動流体を貯留する圧力貯留部を設け、該圧力貯留部と前記バルブ室を連通する通路の面積が、前記絞り部の開口面積より大きい構成としたことを特徴とする変速機の倍力操作装置。
【請求項２】
前記圧力貯留部が、前記バルブ室より下流側に位置する構成である請求項１記載の変速機の倍力操作装置。
【請求項３】
操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、
前記作動流体供給源に接続する作動流体供給路を前記入力軸内部に形成し、前記入力軸内部の作動流体供給路と前記バルブ室とを、前記入力軸外周部に形成した前記絞り部を介して連通すると共に、前記ピストン周壁中央を陥没形成して前記シリンダ内壁と前記陥没部壁面で前記圧力貯留部を形成し、該圧力貯留部と前記バルブ室とを連通する連通路を設け、バルブ室を介して圧力貯留部に作動流体を貯留する構成である請求項２記載の変速機の倍力操作装置。
【請求項４】
前記圧力貯留部が、前記バルブ室より上流側に位置する構成である請求項１記載の変速機の倍力操作装置。
【請求項５】
操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、
前記操作装置本体に形成した作動流体供給路入口部に、操作装置本体と別体の前記圧力貯留部を接続し、前記作動流体供給源に接続する前記圧力貯留部の入口部に絞り部を形成し、前記入力軸内部を介してバルブ室に作動流体を供給する構成である請求項４記載の変速機の倍力操作装置。
【請求項６】
操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、
前記操作装置本体に形成した作動流体供給路入口部に、操作装置本体と一体に前記圧力貯留部を形成し、前記作動流体供給源に接続する前記圧力貯留部の入口部に絞り部を形成し、前記入力軸内部を介してバルブ室に作動流体を供給する構成である請求項４記載の変速機の倍力操作装置。
【請求項７】
操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、
前記操作装置本体に形成した作動流体供給路入口部と前記作動流体供給源とを接続する作動流体供給管を前記圧力貯留部とし、該圧力貯留部となる作動流体供給管入口部に前記絞り部を形成し、前記入力軸内部を介してバルブ室に作動流体を供給する構成である請求項４記載の変速機の倍力操作装置。
【請求項８】
操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、
前記ピストン周壁中央を陥没形成して前記シリンダ内壁と前記陥没部壁面で前記圧力貯留部を形成し、前記シリンダ周壁に形成した作動流体供給路入口部と前記圧力貯留部とを、シリンダ壁に形成した絞り部を介して連通し、該圧力貯留部と前記バルブ室とを連通する連通路を設ける構成である請求項４記載の変速機の倍力操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者の変速操作力を作動流体を用いて倍力して変速機側に伝達する変速機の倍力操作装置に関し、特に、シフト操作時のシフトフィーリングを向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラック等の大型車用の変速機においては、運転者のシフト操作力を低減するために、高圧空気を利用した倍力操作装置（以下、パワーシフト装置という）が取り付けられ、シフト操作力の低減、特に、大きな操作力を必要とする同期時（シンクロ時）におけるシフト操作力の低減を図っている（実開平３−９３６５０号公報及び実開平３−９３６５１号公報参照）。
【０００３】
この種のパワーシフト装置の構造の一例について簡単に説明すると、パワーシフト装置のハウジング内に、コントロールレバーに連結する入力軸と変速機側に連結する出力軸とが摺動可能且つ互いに相対移動可能に支持される。出力軸の内部にはバルブ室が設けられ、ここへ高圧空気（作動流体）が供給される。出力軸の内側に同心状に配置された前記入力軸の動きに伴ってバルブリフタが移動し、バルブ室の左右のバルブの開閉を行う。出力軸は、パワーシフト装置のハウジング内に形成したシリンダを貫通し、出力軸の外周部には、前記シリンダ内に摺動自由に収納されるピストンが固定される。シリンダ内には、ピストンで仕切られた２つの倍力室が設けられる。
【０００４】
そして、コントロールレバーからの変速操作力によって入力軸が移動すると、その移動方向に対応する側のバルブリフタの移動によって対応するバルブが開き、作動流体が対応する倍力室に流入してピストンに作動流体圧を作用する。この作動流体圧でコントロールレバーからの変速操作力を倍力しピストンを介して出力軸に伝達し、変速機側のシフト操作を行う。
【０００５】
かかるパワーシフト装置のシフト操作行程を更に具体的に説明すると、入力軸の移動に伴って一方の倍力室に高圧空気が供給され倍力が行われる、同期開始位置まで出力軸が移動した後は同期が完了するまで出力軸の移動は停止する。一方、入力軸は、コントロールレバーからのシフト操作力が更に加えられて移動してバルブを全開とし、入力軸と出力軸との相対許容変位の最大値となるメタルコンタクト状態で停止する。そして、同期完了と同時に出力軸の負荷が急激に減少して高圧空気が膨張して出力軸が急激に移動する。出力軸の移動速度は、コントロールレバーからのシフト操作力による入力軸の移動速度より速いため、変速機側のシフトロッドが同期完了点からストロークエンドまで動作する期間で、出力軸と入力軸との相対変位量は減少し更に逆転する。このため、今まで開いていたバルブが閉じ、反対側のバルブが開いて反対側の倍力室に高圧空気が供給されるので出力軸の移動を抑制する抵抗となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、パワーシフト装置の前記倍力室の圧力上昇特性としては、シフト操作時間の短縮化のためには図１１の破線Ａで示すように圧力上昇勾配は大きい方がよいが、圧力上昇勾配を大きくすると、同期完了時の倍力室の到達圧力が高くなって同期完了後の出力軸速度が速くなり機構部分に対する衝撃力が大きくなってしまう。また、変速機内の機構部分に対する衝撃力等を低減するために同図の破線Ｂで示すように圧力上昇勾配を小さくすれば、シフト操作時間が長くなり操作性が悪化する。従って、従来のパワーシフト装置ではシフト操作時間の短縮化と衝撃力緩和の両方を勘案し、経験的に同図の実線Ｃで示すようにこれらの中間の圧力上昇勾配に設定している。
【０００７】
このため、従来のパワーシフト装置では、同期完了後の出力軸と入力軸の相対変位の逆転後の出力軸の移動に対して抵抗力を発生させる倍力室の圧力上昇が十分とは言えず、出力軸が入力軸に衝突した時の衝撃力が大きい。この衝撃力はコントロールレバー側に伝達されるため、運転者はシフト操作している方向にコントロールレバー側から衝撃力が加えられる感じを受け、シフト操作フィーリングに悪影響を与えるものであった。
【０００８】
本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、従来の変速機の倍力操作装置の構造を僅かに変更するだけで倍力室の圧力上昇特性の最適化を図り、かかる従来装置の問題を解消しつつシフトフィーリングを良好にした変速機の倍力操作装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、コントロールレバーからの変速操作力が伝達される入力軸と、ピストンが摺動自由に収納されたシリンダ内に当該ピストンで仕切られて作動流体が供給される各倍力室と、前記ピストンが一体に固定され当該ピストンに作用する作動流体により前記入力軸に対して相対移動し倍力された変速操作力を変速機側に伝達する出力軸と、作動流体供給源から前記各倍力室までの作動流体供給路に介装されるバルブ室内に各倍力室に対応して設けられ前記コントロールレバーによるシフト操作に伴う入力軸と出力軸との相対位置変化によって開弁しシフト操作方向に対応する倍力室側に前記作動流体を供給する各バルブとを備えた変速機の倍力操作装置において、前記倍力室内の作動流体圧上昇勾配が、初期上昇圧力値に到達するまでの前半部は大きく初期上昇圧力値に到達以後の後半部が前半部より小さくなるよう作動流体を供給する作動流体供給手段を備え、該作動流体供給手段は、前記作動流体供給源と前記バルブ室の間の前記作動流体供給路に絞り部を設けると共に、該絞り部より下流の作動流体供給路に作動流体を貯留する圧力貯留部を設け、該圧力貯留部と前記バルブ室を連通する通路の面積が、前記絞り部の開口面積より大きい構成とした。
【００１０】
かかる構成により、同期完了後の出力軸の移動によって出力軸が入力軸を追い越し同期と反対側のバルブを開いた後の反対側の倍力室の圧力上昇が早くなり、同期完了後の出力軸の移動に対して十分な抵抗力を発生させることが可能となる。そして、作動流体圧上昇勾配の急変する点、つまり初期上昇圧力値を同期時の機構部に対する許容圧力値となるよう設定すれば、機構部の損傷を防止できる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、前記圧力貯留部が、前記バルブ室より下流側に位置する構成とした。
【００１２】
請求項２記載の発明の具体的構成としては、請求項３記載の発明のように、操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、前記作動流体供給源に接続する作動流体供給路を前記入力軸内部に形成し、前記入力軸内部の作動流体供給路と前記バルブ室とを、前記入力軸外周部に形成した前記絞り部を介して連通すると共に、前記ピストン周壁中央を陥没形成して前記シリンダ内壁と前記陥没部壁面で前記圧力貯留部を形成し、該圧力貯留部と前記バルブ室とを連通する連通路を設け、バルブ室を介して圧力貯留部に作動流体を貯留する構成とした。
【００１３】
請求項４記載の発明では、前記圧力貯留部が、前記バルブ室より上流側に位置する構成とした。
請求項４記載の発明の具体的構成としては、請求項５記載の発明のように、操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、前記操作装置本体に形成した作動流体供給路入口部に、操作装置本体と別体の前記圧力貯留部を接続し、前記作動流体供給源に接続する前記圧力貯留部の入口部に絞り部を形成し、前記入力軸内部を介してバルブ室に作動流体を供給する構成とした。
【００１４】
また、請求項４記載の発明の別の具体的構成としては、請求項６記載の発明のように、操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、前記操作装置本体に形成した作動流体供給路入口部に、操作装置本体と一体に前記圧力貯留部を形成し、前記作動流体供給源に接続する前記圧力貯留部の入口部に絞り部を形成し、前記入力軸内部を介してバルブ室に作動流体を供給する構成としてもよい。
【００１５】
また、請求項４記載の発明の更に別の具体的構成としては、請求項７記載の発明のように、操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、前記操作装置本体に形成した作動流体供給路入口部と前記作動流体供給源とを接続する作動流体供給管を前記圧力貯留部とし、該圧力貯留部となる作動流体供給管入口部に前記絞り部を形成し、前記入力軸内部を介してバルブ室に作動流体を供給する構成としてもよい。
【００１６】
また、請求項４記載の発明の更に別の具体的構成としては、請求項８記載の発明のように、操作装置本体に形成した前記シリンダを同心状に摺動可能にパイプ状の前記出力軸が貫通し、前記出力軸の外周部に前記ピストンが固定され、出力軸内周部にバルブシートを兼ねて前記バルブ室を形成するシートハウジング部が固定され、該シートハウジング部を同心状に摺動可能に前記入力軸が貫通する構成であって、前記ピストン周壁中央を陥没形成して前記シリンダ内壁と前記陥没部壁面で前記圧力貯留部を形成し、前記シリンダ周壁に形成した作動流体供給路入口部と前記圧力貯留部とを、シリンダ壁に形成した絞り部を介して連通し、該圧力貯留部と前記バルブ室とを連通する連通路を設ける構成としてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図３は、一般的な車両搭載状態における変速機の倍力装置（以下、パワーシフト装置という）及び操作力伝達系の構成を示している。
コントロールレバー５０に加えられた変速操作力は、複数のリンクロッド５２ａ〜５２ｃからなり途中にゴムダンパ５１が介装されたリンク機構によって、パワーシフト装置１の入力軸２に伝達される。そして、パワーシフト装置１は、入力軸２に入力されたコントロールレバー５０からの入力操作力を、作動流体である高圧空気の作用によって入力操作力に略比例した出力操作力に倍力して図１に示す出力軸３に伝達する。出力軸３に伝達された出力操作力は、シフトシャフト５３を介して変速機のセレクト＆シフトレバー５４を回動させ、シフトロッド５５をスライドさせて変速動作が行われる。
【００１９】
図１（全体図）及び図２（部分拡大図）は、第１実施形態の前記パワーシフト装置１の内部構造を示したものである。以下の説明では、パワーシフト装置１の入力軸２のリンクロッド接続側を「前部」、その反対側を「後部」と称することとする。
操作装置本体としてのハウジング４に形成された円筒状のシリンダ５内を、前部軸受６ｂ及び後部軸受６ａにより摺動可能に支持されたパイプ状の出力軸３が同心状に貫通している。この出力軸３の外周部には、外周部略中央が陥没形成された圧力貯留部となる中央室７を有する鼓形状のピストン８が固定され、ピストンシール９を介してシリンダ５に内接している。ここで、後部軸受６ａは、ハウジング４と一体的に形成されており、また、前部軸受６ｂは、ハウジング４に組み込まれてシリンダ５の内部空間を構成するフランジ１０の内周部に一体的に形成されている。
【００２０】
また、出力軸３の略中央部内部にはバルブ室１１が設けられており、ピストン８と出力軸３に形成された連通路１２を介してピストン８の中央室７と連通している。このバルブ室１１は、バルブシートを兼ねるシートハウジング１３ａ、１３ｂで形成され、通常状態（パワーシフト装置１の非作動時をいう。以下同様）では、後述する高圧空気供給路２４を介して供給される高圧空気及びバルブ室１１内に配設されるスプリング１４の作用によりバルブ１５ａ、１５ｂが、夫々、シートハウジング１３ａ及び１３ｂ側に付勢され閉鎖している。
【００２１】
バルブ室１１の前後には、通常状態でバルブ１５ａ及び１５ｂと夫々所定の隙間δＶａ、δＶｂ（δＶａ≒δＶｂ）を有して（図２参照）、バルブ１５ａ及び１５ｂを開弁するためのリフタ１６ａ、１６ｂが配設される。リフタ１６ａ、１６ｂのバルブ室１１と反対側の端部には、夫々、シフト操作に操作感を付与する反力用ピストン１７ａ、１７ｂが形成され、この反力用ピストン１７ａ、１７ｂと同心状に配設される反力用シリンダ１９ａ、１９ｂにピストンシール１８ａ、１８ｂを介して内接する。反力用シリンダ１９ａ、１９ｂは、シートハウジング１３ａ、１３ｂの両端に配置され、出力軸３の段部及び出力軸３後端部に配置される後述の給排通路ユニット３０によって出力軸３に一体的に固定され、これにより、シートハウジング１３ａ、１３ｂも出力軸３に一体的に固定される。
【００２２】
更に、反力用ピストン１７ａ、１７ｂとシートハウジング１３ａ、１３ｂとの間には、夫々、リフタ１６ａ、１６ｂをシートハウジング１３ａ、１３ｂから離れる方向に弾性付勢するスプリング２０ａ、２０ｂが配設される。反力用シリンダ１９ａ、１９ｂとシートハウジング１３ａ、１３ｂとの間に設けられる反力室２１ａ、２１ｂとピストン８で仕切られる倍力室２２ａ、２２ｂとは、出力軸３の周壁に形成された連通路２３ａ、２３ｂを介して連通される。そして、通常状態では、倍力室２２ａ、２２ｂ及び反力室２１ａ、２１ｂは、リフタ１６ａ、１６ｂと入力軸２との間の隙間を介して給排通路ユニット３０の排気通路３２と連通して大気圧となっている。
【００２３】
入力軸２は、２つのパイプ部材２Ａ、２Ｂで構成される。パイプ部材２Ａは、前端側にリンクロッド５２ｃが連結し、後端側に球面ジョイント結合によりパイプ部材２Ｂが連結する。パイプ部材２Ｂは、バルブ室１１を貫通しており、前端部に球面ジョイントが形成されてパイプ部材２Ａの内側に結合しており、後端側が、給排通路ユニット３０の給気通路３１に連通して当該給気通路３１と共に作動流体供給路としての高圧空気供給路２４を構成し、周壁に設けた絞り部２５を介して高圧空気をバルブ室１１に供給する。また、パイプ部材２Ｂの後端側外周にはリング部材からなるストッパ部２６が固定されており、入力軸２の図１で右方向の移動に伴ってリフタ１６ａの後端側がストッパ部２６で押圧されてバルブ１５ａを開く。一方、入力軸２の図１で左方向の移動時は、リフタ１６ｂの前端側がパイプ部材２Ａの後端部で押圧されてバルブ１５ｂを開く。
【００２４】
入力軸２のパイプ部材２Ａには、略長円形の切欠２７が設けられ、出力軸３側に固定したピン２８が係合している。ピン２８と切欠２７との間には、通常状態で前後方向にそれぞれ隙間δＭａ、δＭｂ（δＭａ≒δＭｂ；δＭａ＞δＶａ、）が生じている。従って、入力軸２と出力軸３は、（δＭａ＋δＭｂ）の相対移動が可能で、それ以上の相対変位量では、入力軸２と出力軸３は一体的に移動する、所謂メタルコンタクト状態となる。
【００２５】
前記給排通路ユニット３０は、出力軸３後端内部に螺合して固定されており、給気通路３１の周囲に排気通路３２を配置する構造で、排気通路３２の中間にはフィルタ３３が設けられる。
次に、かかるパワーシフト装置１の作用について図１〜図３を参照して説明する。
【００２６】
図３において、例えば、運転者がコントロールレバー５０を矢印の方向に操作してシフト操作を行った場合には、リンクロッド５２ａ〜５２ｃからなるリンク機構によって、パワーシフト装置１の入力軸２に右方向の入力操作力が伝達される。そして、パワーシフト装置１は、この入力操作力を高圧空気の作用によって入力操作力に略比例した出力操作力に倍力し、この出力操作力が、シフトシャフト５３及びセレクト＆シフトレバー５４を介して変速機側に伝達されて変速動作が行われる。
【００２７】
そのとき、変速機内部では、変速させられる次段ギヤの回転速度を車速に応じた回転速度まで同期させる必要がある。その同期のための力は、シフトロッド５５の押す力で与えられ、シンクロクラッチの押圧力を決定する。特に、下位段への変速（シフトダウン）の場合、その同期力は大きく、パワーシフト装置１の最大能力近くが要求され、同期が完了すると、シフトロッド５５はストロークエンドまで迅速に移動する。
【００２８】
運転者の図３の矢印方向への変速操作により、入力軸２（パイプ部材２Ａ及び２Ｂ）が右方向に移動すると、パイプ部材２Ｂの後端部に形成されたストッパ部２６により後部のリフタ１６ａが、入力軸２の移動に伴って右方向に移動し、後部のバルブ（以下、同期側バルブという）１５ａを開く。図示しない作動流体供給源としての高圧空気供給源（コンプレッサ或いはリザーバタンク）から給排通路ユニット３０に供給される高圧空気は、給気通路３１、高圧空気供給路２４及び絞り部２５を介してバルブ室１１に供給されている。また、バルブ室１１と中央室７は連通路１２で連通しており、バルブ室１１と中央室７は略同一圧力となっている。
【００２９】
同期側バルブ１５ａが開くと、高圧空気が反力室２１ａ及び連通路２３ａを介して倍力室（以下、同期側倍力室という）２２ａに供給される。従って、同期側倍力室２２ａ内の圧力が時間と共に上昇し、入力操作力が倍力され、ピストン８を介して出力軸３が右方向に移動し始める。このとき、変速機はニュートラル位置を経由して同期位置に達し、同期を開始すべく出力軸３はその移動を停止する。
【００３０】
更に、シフトを早めるために運転者がシフト操作力を増加させると、同期側倍力室２２ａの空気圧力はその力に応じて上昇する。また、シフト操作力をさらに上昇させ、反力室２１ａ内のシフト操作に操作感を付与している反力（以下、同期側反力という）を越えると、同期側バルブ１５ａを全開にし、かつ、入力軸２のパイプ部材２Ａに形成した切欠２７によって許容される出力軸３と入力軸２の許容相対変位の最大値（δＭａ＋δＭｂ）、所謂メタルコンタクト状態となり、入力軸２の移動は停止する。このとき、切欠２７とピン２８の隙間は、左側の隙間が０、右側の隙間がδＭａ＋δＭｂとなっている。この状態では、同期側バルブ１５ａは全開になっているから、同期側倍力室２２ａの空気圧力は時間と共に上昇する。また、コントロールレバー５０で与えられた入力操作力は、リンクロッド５２ａ〜５２ｃの伝達経路内にあるゴムダンパ５１に弾性エネルギとして貯えられている。
【００３１】
同期が完了して出力軸３に対する負荷が小さくなると、出力軸３は同期側倍力室２２ａの高圧空気の膨張で図中右方向へ移動すると共に、入力軸２も出力軸３より通常状態時に比べてδＭａだけ先行した位置からゴムダンパ５１に貯えられた弾性エネルギとコントロールレバー５０の操作変位で同様に右方向へ移動する。この場合、出力軸３の移動速度が入力軸２の移動速度より速いため、出力軸３は入力軸２を追い越す。よって、出力軸３に対する入力軸２の相対変位量が減少し、更に同期時のそれと逆転して増加すると、反対側のバルブ１５ｂが開いて反力室２１ｂ及び連通路２３ｂを介して反対側の倍力室２２ｂに高圧空気が供給され倍力室２２ｂ内の圧力が上昇する。
【００３２】
このとき、前記倍力室２２ｂに供給される高圧空気は、中央室７に予め貯えられている高圧空気が用いられる。この場合、倍力室２２ｂの初期上昇圧力値は、倍力室２２ｂと中央室７の容量比で決まる。従って、中央室７の容量を適切に設定して同期時の倍力室２２ａ、２２ｂの初期上昇圧力値を機構部分の損傷を防止できる許容値内に制限するようにすれば、中央室７とバルブ室１１との間の連通路１２は十分に広い通路面積を確保できて初期の圧力上昇勾配を大きくできるので、同期完了後における同期側倍力室２２ａ（又は２２ｂ）と反対側の倍力室２２ｂ（又は２２ａ）の圧力上昇を従来のパワーシフト装置に比べて格段に早くすることができる。
【００３３】
図４に、本発明のパワーシフト装置の変速操作時における倍力室の圧力上昇特性を示す。
図４において、同期時の倍力室２２ａ、２２ｂの初期上昇圧力分の許容値をＰＡ  とすると、圧力ＰＡ  までは従来の圧力上昇勾配Ｋより大きい圧力上昇勾配Ｋ１  （Ｋ１  ＞Ｋ）で、中央室７内に貯えられた高圧空気が、バルブ１５ａ又は１５ｂの開きと同時に倍力室２２ａ又は２２ｂに供給される。その後は、高圧空気供給源から高圧空気供給路２４及び絞り部２５を介してバルブ室１１に供給される高圧空気により、圧力上昇勾配Ｋ２  （Ｋ２  ＜Ｋ）で圧力が上昇する。前記圧力ＰＡ  は、前述したように中央室７と倍力室２２ａ又は２２ｂの容量比で決定される。勾配Ｋ１  は、中央室７とバルブ室１１間の連通路１２、リフタ１６ａ（又は１６ｂ）とシートハウジング１３ａ（又は１３ｂ）間の隙間通路及び反力室２１ａ（又は２１ｂ）と倍力室２２ａ（又は２２ｂ）間の連通路２３ａ（又は２３ｂ）の各開口面積と、開弁時のバルブ１５ａ（又は１５ｂ）とシートハウジング１３ａ（又は１３ｂ）間の通過面積とから決定される。また、圧力ＰＡ  に到達した後の圧力勾配Ｋ２  は、高圧空気供給源から絞り部２５までの配管抵抗、主に絞り部２５の開口面積と、開弁時のバルブ１５ａ（又は１５ｂ）とシートハウジング１３ａ（又は１３ｂ）間の通過面積と、リフタ１６ａ（又は１６ｂ）とシートハウジング１３ａ（又は１３ｂ）間の隙間通路、反力室２１ａ（又は２１ｂ）と倍力室２２ａ（又は２２ｂ）間の連通路２３ａ（又は２３ｂ）の各開口面積から決定される。
【００３４】
従って、バルブ室１１から下流側は同一経路であるため、バルブ室１１から下流側の通路面積を圧力勾配Ｋ１  が確保できるように設定し、絞り部２５の開口面積を圧力勾配Ｋ２  となるように設定する。
かかる構成により、同期完了後の同期側倍力室２２ａ（又は２２ｂ）とは反対側の倍力室２２ｂ（又は２２ａ）の初期圧力上昇が早くなり、同期完了後の出力軸３の移動方向に対して大きな制動力を作用させることができる。このため、出力軸３の移動速度を大きく低減でき、出力軸３が入力軸２に衝突して発生する衝撃力を格段に低減できる。従って、コントロールレバー５０側に伝達される衝撃力が低減され、変速時、特に、同期完了後のシフトフィーリングを改善できる。また、倍力室２２ａ、２２ｂの初期上昇圧力値を許容値内に抑えることが可能であるため、同期時の機構部分への損傷も防止できる。
【００３５】
図５は、同期完了後に、出力軸３が入力軸２を追い越して、同期側バルブとは反対側のバルブが開いた時の同期側倍力室とは反対側の倍力室の圧力特性に関する、本発明装置と従来装置の比較データを示す。
図５から、本発明装置は、従来装置に比べて最高圧力到達時間が４３％に短縮し、到達最高圧力は１３０％に増加している。尚、図中の本発明装置の値は、従来装置の到達圧力及び時間をそれぞれ「１」とした時の値を示している。
【００３６】
即ち、図５のデータは、本発明装置が同期完了後に従来装置に比べて素早く且つ大きな制動力を発生させることできることを示している。
上記第１実施形態は、絞り部２５の下流側においてバルブ室１１の下流側に圧力貯留部（中央室７）を配置する構成としたが、バルブ室の上流側に圧力貯留部を配置するようにしてもよく、以下にこのようなパワーシフト装置の実施形態について説明する。
【００３７】
図６は、本発明の第２実施形態の要部構成図を示す。尚、第１実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
図６において、このパワーシフト装置６０は、給排通路ユニット３０の給気通路３１の入口部にニップル６１を介して圧力貯留部としての圧力容器６２をパワーシフト装置６０に固設する。図示しない高圧空気供給源に接続する圧力容器６２の入口給気ポート６３の出口側に絞り部６４を設ける。また、入力軸２のパイプ部材２Ｂ内部の高圧空気供給路２４とバルブ室１１を連通する連通路２５′は、従来のパワーシフト装置のものに比べて開口面積を大きく形成してある。また、ピストン８′は、周壁が陥没しない略円柱形状のものである。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
かかる構成において、初期上昇圧力が圧力ＰＡ  となるように圧力容器６２と倍力室２２ａ、２２ｂの容量比を適切に設定すると共に、圧力上昇勾配Ｋ１  が確保できるように連通路２５′の開口面積及びバルブ室１１から倍力室２２ａ，２２ｂまでの開弁後の通路面積を設定する。また、圧力ＰＡ  に到達した後の圧力上昇勾配がＫ２  となるよう、入口給気ポート６３の絞り部６４の開口面積を設定する。これにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３９】
尚、圧力容器６２をパワーシフト装置６０に固設せずに、ニップル６１に配管を介して接続するようにすれば、圧力容器６２を任意の場所に配設することが可能である。
図７は、本発明の第３実施形態の要部構成図を示す。尚、第１及び第２実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図７において、このパワーシフト装置７０は、給排通路ユニット７１に圧力容器部７２を一体的に形成するようにしたものである。即ち、給排通路ユニット７１に圧力容器部７２を形成し、図示しない高圧空気供給源に接続する給気ポート７３の出口部に絞り部７４を形成する。７５はパイプ部材２Ｂ内の高圧空気供給路２４に接続する給気通路であり、７６は排気通路である。その他は、第２実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。
【００４１】
かかる構成によれば、第１及び第２実施形態と同様の効果が得られる。また、給排通路ユニット７１に圧力容器部７２を一体的に形成するよう構成したので、第２実施形態のものに比べて構成部品が削減できる効果がある。
図８は、本発明の第４実施形態の要部構成図を示す。尚、第１〜第３実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図８のパワーシフト装置８０は、図６に示す第２実施形態の圧力容器６２及び図７に示す第３実施形態の圧力容器部７２に代えて、高圧空気供給源をパワーシフト装置８０に接続する配管部分に大容量配管８１を設けて圧力貯留部としての機能を持たせると共に、この大容量配管８１の入口側に絞り部８２を設ける。その他は、第２実施形態と同様の構成であるので説明を省略する。
【００４３】
かかる構成によっても、第１〜第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、図９に本発明の第５実施形態について説明する。
本実施形態のパワーシフト装置１００は、ハウジング周壁から高圧空気を供給する構造のものである。尚、以下の説明では、第１図と同様にパワーシフト装置１００の入力軸１０１のリンクロッド接続側を「前部」、その反対側を「後部」と称することとする。
【００４４】
ハウジング１０３に形成された円筒状のシリンダ１０４内を、前部軸受１０５ｂ及び後部軸受１０５ａにより摺動可能に支持されたパイプ状の出力軸１０６が同心状に貫通している。この出力軸１０６の外周部には、外周部略中央が陥没形成された圧力貯留部となる中央室１０７を有する鼓形状のピストン１０８が固定され、ピストンシール１０９を介してシリンダ１０４に内接している。ここで、後部軸受１０５ａは、ハウジング１０３と一体的に形成されており、また、前部軸受１０５ｂは、ハウジング１０３に組み込まれてシリンダ１０４の内部空間を構成するフランジ１１０の内周部に一体的に形成されている。
【００４５】
また、出力軸１０６の略中央部内部にはバルブ室１１１が設けられており、ここに、ハウジング１０３の周壁に形成された高圧空気供給ポート１１２、絞り部１１３、中央室１０７及びピストン１０８と出力軸１０６に形成された連通路１１４を介して高圧空気が供給される。このバルブ室１１１は、通常状態では、供給される高圧空気及びバルブ室１１１内に配置されるスプリング１１５の作用によりバルブ１１６ａ、１１６ｂが、夫々シートハウジング１１７ａ、１１７ｂに付勢され閉鎖している。
【００４６】
バルブ室１１１の前後には、通常状態でバルブ１１６ａ及び１１６ｂと夫々所定の隙間δＶａ、δＶｂを有して、リフタ１１８ａ、１１８ｂが配設される。リフタ１１８ａ、１１８ｂのバルブ室１１１と反対側の端部には、夫々、シフト操作に操作感を付与する反力用ピストン１１９ａ、１１９ｂが形成され、反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂにピストンシール１２１ａ、１２１ｂを介して内接する。反力用ピストン１１９ａ、１１９ｂと反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂとの間の反力室１２２ａ、１２２ｂ内には、夫々リフタ１１８ａ、１１８ｂがシートハウジング１１７ａ、１１７ｂから離れる方向に付勢力を付与するスプリング１２３ａ、１２３ｂが配設される。この付勢力によって、後部のリフタ１１８ａの後端部が後述するパイプ部材１０１Ｂの後端部に形成されるストッパ部１２４に付勢され、前部のリフタ１１８ｂの前端部が入力軸１０１のパイプ部材１０１Ａの後端部に付勢される。また、反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂは、夫々、ピン１２５を介して出力軸１０６に一体的に固定され、出力軸１０６の動きに伴って移動する。
【００４７】
反力室１２２ａ、１２２ｂとピストン１０８で仕切られた倍力室１２６ａ、１２６ｂとは、リフタ１１８ａ、１１８ｂの外壁と反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂ先端部の内壁との隙間及び出力軸１０６に形成した連通路１２７ａ、１２７ｂを介して連通される。そして、通常状態では、反力室１２２ａ、１２２ｂは、リフタ１１８ａ、１１８ｂ先端とバルブ１１６ａ、１１６ｂとの隙間及びパイプ部材１０１Ｂの排気孔１２８ａ、１２８ｂを介してパイプ部材１０１Ｂ内部の排気通路１２９と連通して大気圧となっている。
【００４８】
前記パイプ部材１０１Ｂは、ピン１３０を介してパイプ部材１０１Ａと連結して入力軸１０１を構成し、出力軸１０６と相対移動可能に設けられている。そして、入力軸１０１の動きに伴いリフタ１１８ａ、１１８ｂがバルブ１１６ａ、１１６ｂの開閉を行う。
【００４９】
また、出力軸１０６の前端部には、円筒形状の出力レバーガイド１３１が固定され、ここに倍力された変速操作力を取り出す出力レバー１０２が連結されている。一方、入力軸１０１のパイプ部材１０１Ａには、出力レバーガイド１３１が嵌合すると共に、出力レバーガイド１３１が軸方向に移動可能となる略長円形状の切欠１３２が形成される。この切欠１３２は、出力レバーガイド１３１がその略中央部に位置する時に、軸方向の前後に夫々隙間δＭａ、δＭｂを有するように形成される。
【００５０】
かかるパワーシフト装置１００の動作は、第１実施形態のものと同様であり、高圧空気の供給経路が異なるだけである。
即ち、コントロールレバー５０からの変速操作力が入力軸１０１に伝達されると、リフタ１１８ａ（又は１１８ｂ）によってバルブ１１６ａ（又は１１６ｂ）が開く。高圧空気は、ハウジング１０３周壁の高圧空気供給ポート１１２から中央室１０７、連通路１１４、バルブ室１１１を経由し、シートハウジング１１７ａ（又は１１７ｂ）とバルブ１１６ａ（又は１１６ｂ）との隙間及びシートハウジング１１７ａ（又は１１７ｂ）とリフタ１１８ａ（又は１１８ｂ）の隙間を通り、連通路１２７ａ（又は１２７ｂ）を通って倍力室１２６ａ（又は１２６ｂ）に供給され、出力軸１０６に倍力した変速操作力を伝達する。
【００５１】
この実施形態の場合も、中央室１０７と倍力室１２６ａ、１２６ｂの容量比を適切に設定することで、初期上昇圧力ＰＡ  を設定できる。また、中央室１０７とバルブ室１１１間の連通路１１４、リフタ１１８ａ（又は１１８ｂ）とシートハウジング１１７ａ（又は１１７ｂ）間の隙間通路及び連通路１２７ａ（又は１２７ｂ）の各開口面積と、開弁時のバルブ１１６ａ（又は１１６ｂ）とシートハウジング１１７ａ（又は１１７ｂ）間の通過面積を、圧力上昇勾配Ｋ１  が得られるよう設定する。また、初期上昇圧力ＰＡ  に到達した後の圧力上昇勾配Ｋ２  は、高圧空気供給ポート１１２の出口側に設けた絞り部１１３の開口面積で設定すればよい。
【００５２】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
本実施形態は、パワーシフト装置にダンパ装置を一体に組み込んだものである。
図１０において、本実施形態のパワーシフト装置２００は、倍力装置部２０１とダンパ装置部２０２とを備える。
【００５３】
前記倍力装置部２０１は、本出願人が先に特願平８−７７６７３号で提案したものと同様であり、前述の第５実施形態のパワーシフト装置１００と略同様の構成であるが部分的に異なっており、異なる部分についてのみ以下に説明する。尚、第５実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態の倍力装置部２０１では、倍力室１２６ａ、１２６ｂに連通する、シートハウジング１１７ａ、１１７ｂと反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂの間と反力室１２２ａ、１２２ｂとを遮断すべく反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂ内壁にシール１４０ａ、１４０ｂが配設される。また、反力室１２２ａ、１２２ｂは、出力軸１０６に形成した連通路１４１ａ、１４１ｂ及び反力用シリンダ１２０ａ、１２０ｂに形成した連通路１４２ａ、１４２ｂを介して倍力室１２６ａ、１２６ｂと連通している。その他の構成は、第５実施形態のものと同様であるので説明を省略する。
【００５４】
また、ダンパ装置部２０２は、本出願人が先に特願平８−７７４３７号で提案したものと同様のものである。
即ち、ダンパハウジング２０３内部は、シリコンオイル等の粘性流体で満たされている。シフト操作が行われて出力軸１０６を介してピストン２０４がニュートラル位置からシンクロ位置まで移動する間は、ピストン２０４で仕切られたシリンダ２０５内の一方の室内の粘性流体は、２ヵ所に形成された細孔２０６ａ（又は２０６ｂ）、２０７ａ（又は２０７ｂ）及び外側空間２０８を介して、他方の室に移動する。この場合、２つの細孔２０６ａ（又は２０６ｂ）、２０７ａ（又は２０７ｂ）を介して粘性流体が流動するので流動抵抗は小さく、ダンパ効果は弱い。
【００５５】
シンクロ位置に達した時には、ピストン２０４は、一方の細孔２０６ａ（又は２０６ｂ）を塞ぐため、粘性流体の通過面積が小さくなる。この時は、変速機がシンクロを行うため、出力軸１０６及びピストン２０４は停止状態にあり、粘性流体の流動も停止し、倍力装置部２０１側の実質的出力を低下させることはない。
【００５６】
変速機のシンクロが完了すると、出力軸１０６の負荷が急激に減少し、倍力装置部２０１の倍力室１２６ａ（又は１２６ｂ）内に充満している高圧空気の膨張で出力軸１０６が急激に移動しようとし、これに伴ってピストン２０４もストロークエンド位置まで急激に移動しようとする。しかし、シリンダ内の粘性流体は、一方の細孔２０７ａ（又は２０７ｂ）のみを介して外側空間２０８に排出されるので、粘性流体の流動抵抗が大きくダンパ効果を発揮してピストン２０４の急激な移動を抑制する。
【００５７】
従って、倍力装置部２０１側での、同期側倍力室とは反対側の倍力室の急速な圧力上昇によるブレーキ効果とダンパ効果により同期完了後の入力軸１０１に対する出力軸１０６の衝突による衝撃力がより一層抑制され、シフトフィーリングが更に向上できる。また、衝撃吸収能力をダンパ装置単独による場合と同等に設定するのであれば、倍力装置部２０１におけるブレーキ効果分、ダンパ装置部２０２を小型化できる。
【００５８】
また、本実施形態の倍力装置部２０１の場合、同期完了後に同期側バルブとは反対側のバルブが開弁した時に、シール１４０ａ（又は１４０ｂ）によって高圧空気圧が反力室１２２ａ（又は１２２ｂ）に直接導入されず、倍力室１２６ａ（又は１２６ｂ）を経由して導入される。このため、同期完了後における同期側とは反対側の反力室１２２ａ（又は１２２ｂ）の反力が衝撃的な力になることを防止でき、コントロールレバー５０に現れる衝撃力を低減できる。従って、更にシフトフィーリングの向上が図れる。
【００５９】
尚、第１実施形態の場合は絞り部の下流側にバルブ室を設け、このバルブ室の下流側に圧力貯留部を設ける構成であり、第２〜第６実施形態の場合は絞り部の下流側に圧力貯留部を設け、この圧力貯留部の下流側にバルブ室を設ける構成であるが、これに限らず、絞り部の下流側にバルブ室と圧力貯留部を並列的に配置する構成でもよく、絞り部の下流側であれば、バルブ室と圧力貯留部はどのように配置してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明によれば、同期完了後に倍力側と反対側の倍力室に作動流体が流入する際に、その圧力の立上がりを早くすることができるので、同期完了後の出力軸の移動速度を低減でき、出力軸と入力軸の衝突による衝撃力を緩和できる。従って、コントロールレバーに伝達される衝撃力が低減できシフトフィーリングを改善できる。
【００６１】
請求項３、８記載の発明によれば、圧力貯留部を操作装置内部のピストン部分を利用して形成したので、圧力貯留部を別途設ける必要がない。
請求項５記載の発明によれば、圧力貯留部を配管を介して任意の場所に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る倍力装置の第１実施形態を示す全体図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】一般的な倍力操作装置及び操作力伝達系の構成を示す図
【図４】本発明の倍力操作装置の倍力室の圧力上昇特性図
【図５】本発明の同期完了後の倍力側と反対側の倍力室の圧力上昇特性図
【図６】本発明の第２実施形態を示す要部構成図
【図７】本発明の第３実施形態を示す要部構成図
【図８】本発明の第４実施形態を示す要部構成図
【図９】本発明の第５実施形態を示す全体図
【図１０】本発明の第６実施形態を示す全体図
【図１１】従来装置の倍力室の圧力上昇特性図
【符号の説明】
１、６０、７０、８０、１００、２００    パワーシフト装置
２、１０１    入力軸
３、１０６    出力軸
５、１０４    シリンダ
７、１０７    中央室（圧力貯留部）
８、８′、１０８    ピストン
１１、１１１    バルブ室
１２、１１４    連通路
１３ａ、１３ｂ、１１７ａ、１１７ｂ    シートハウジング
１５ａ、１５ｂ、１１６ａ、１１６ｂ    バルブ
１６ａ、１６ｂ、１１８ａ、１１８ｂ    リフタ
２２ａ、２２ｂ、１２６ａ、１２６ｂ    倍力室
２４    高圧空気供給路
２５、６４、７４、８２、１１３    絞り部
３０、７１    給排通路ユニット
６２    圧力容器
７２    圧力容器部
【図１】
0003621526.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003621526.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003621526.tif 000007
【図７】
0003621526.tif 000008
【図８】
0003621526.tif 000009
【図９】
0003621526.tif 000010
【図１０】
0003621526.tif 000011
【図１１】
0003621526.tif 000012