(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によるシフト操作力を倍力して変速機に伝達する変速機操作用倍力装置であって、
運転者によるシフト操作力が入力され、軸方向に沿って形成される長穴部を有する入力ロッドと、
前記入力ロッドに対して軸方向に相対移動可能に設けられ、前記入力ロッドの移動に応じて軸方向に移動する出力ロッドと、
前記入力ロッドが前記出力ロッドに対して軸方向に設定距離だけ相対移動することによって作動し、前記出力ロッドの推力を倍力する倍力機構と、
前記出力ロッドに固定され、前記出力ロッドの移動を前記変速機に伝達するストライカと、
前記長穴部に挿入されて、前記ストライカとともに前記長穴部の長手方向に移動可能なピンと、を備え、
前記長穴部は、前記ピンが摺動する直線部が前記ピンのストローク範囲以上の長さに形成され、
前記長穴部は、その内周の角部に前記ピンの曲率半径と比較して小さな曲率半径に形成され、前記直線部と連続して形成される曲線部を有することを特徴とする変速機操作用倍力装置。
【請求項２】
前記倍力機構は、
前記出力ロッドに固定されるピストンと、
前記ピストンが摺動自在に収装され、当該ピストンによって第一流体室と第二流体室とが内部に画成されるシリンダと、を備え、
前記ピストンは、前記入力ロッドの軸方向への摺動に応じて前記第一流体室又は前記第二流体室に圧縮流体が供給されることで軸方向に押圧されることを特徴とする請求項１に記載の変速機操作用倍力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者によるシフト操作力を倍力して変速機に伝達する変速機操作用倍力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の変速機を備えるトラックやバスなどの大型車両においては、シフト操作に大きな力を必要とする。そのため、一般に大型車両では、運転者のシフト操作力を倍力して変速機に伝達する変速機操作用倍力装置が用いられている。
【０００３】
特許文献１には、運転者によるシフト操作力が入力ロッドに伝達され、入力ロッドが軸方向に移動すると、出力ロッドと一体に設けられたピストンが空気圧によって押圧される変速機操作用倍力装置が開示されている。この変速機操作用倍力装置では、入力ロッドが軸方向に移動するときに、入力ロッドに形成された長穴部をピンが摺動し、ピンの摺動距離が所定の距離を超えたときに倍力機構が作動し、空気圧を利用して出力ロッドの軸方向への移動を倍力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４０２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、運転者によるシフト操作力が入力ロッドに対して斜めに入力される場合には、入力ロッドは、軸方向に移動するとともに軸中心に回転することとなる。特許文献１の変速機操作用倍力装置では、入力ロッドが回転しながら移動すると、長穴部の内周に形成された曲線部にピンが干渉して摺動しにくくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、シフト操作力が入力ロッドに対して斜めに入力される場合であっても、ピンの摺動性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、運転者によるシフト操作力を倍力して変速機に伝達する変速機操作用倍力装置であって、運転者によるシフト操作力が入力され、軸方向に沿って形成される長穴部を有する入力ロッドと、前記入力ロッドに対して軸方向に相対移動可能に設けられ、前記入力ロッドの移動に応じて軸方向に移動する出力ロッドと、前記入力ロッドが前記出力ロッドに対して軸方向に設定距離だけ相対移動することによって作動し、前記出力ロッドの推力を倍力する倍力機構と、前記出力ロッドに固定され、前記出力ロッドの移動を前記変速機に伝達するストライカと、前記長穴部に挿入されて、前記ストライカとともに前記長穴部の長手方向に移動可能なピンと、を備え、前記長穴部は、前記ピンが摺動する直線部が前記ピンのストローク範囲以上の長さに形成され、前記長穴部は、その内周の角部に前記ピンの曲率半径と比較して小さな曲率半径に形成され、前記直線部と連続して形成される曲線部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ピンが挿入されて摺動する長穴部の直線部は、ピンのストローク範囲以上の長さに形成される。そのため、シフト操作力が入力ロッドに対して斜めに入力された場合であっても、ピンは直線部に沿って摺動することができる。したがって、ピンの摺動性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る変速機操作用倍力装置の断面図である。
【図２】長穴部及びピンの拡大図であり、ピンの中立位置を示す図である。
【図３】長穴部及びピンの拡大図であり、ピンがストロークした状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る変速機操作用倍力装置１００について説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、変速機操作用倍力装置１００の全体構成について説明する。
【００１２】
変速機操作用倍力装置１００は、運転者によるシフト操作力を倍力して変速機構１０１を介して変速機（図示省略）に伝達するものである。変速機操作用倍力装置１００は、主としてトラックやバスなどの大型車両に搭載される大型の手動変速機に適用される。
【００１３】
変速機操作用倍力装置１００は、運転者によるシフト操作力が入力される入力ロッド１０と、入力ロッド１０に対して軸方向に相対移動可能に設けられて入力ロッド１０の移動に応じて軸方向に移動する出力ロッド２０と、出力ロッド２０の推力を倍力する倍力機構３０と、入力ロッド１０と出力ロッド２０と倍力機構３０とを収装するハウジング１とを備える。
【００１４】
入力ロッド１０は、軸方向に摺動自在にハウジング１に収装される中空のロッドである。入力ロッド１０は、一端部１０ａがハウジング１内に収装され、他端部１０ｂがハウジング１の外部に露出する。入力ロッド１０の一端部１０ａは、倍力機構３０における後述するロッド３１に連結される。入力ロッド１０の他端部１０ｂは、運転室内に設けられたシフトレバー（図示省略）にリンク機構（図示省略）を介して連結される。
【００１５】
入力ロッド１０は、運転者がシフトレバーを操作することによって軸方向に移動する。入力ロッド１０は、例えばＨ型シフトゲージに沿って操作されるシフトレバーの場合には、運転者がシフトレバーを縦方向に移動させていずれかのギアに入れようとした場合に軸方向のいずれかの方向に移動する。
【００１６】
リンク機構は、入力ロッド１０の外周に突出する連結部を有して入力ロッド１０の他端部１０ｂに連結されるジョイントと、入力ロッド１０の中心軸に対して斜めに傾斜して設けられてジョイントの連結部とシフトレバーとを連結するロッドとを備える。これにより、ロッドを通じて伝達されるシフト操作力は、入力ロッド１０の中心軸から外周にずれた位置に伝達される。
【００１７】
よって、運転者がシフトレバーを操作すると、入力ロッド１０には、軸方向に移動させる力だけでなく、軸中心に回転させる力が作用する。つまり、入力ロッド１０は、運転者によるシフトレバーの操作によって、軸方向に移動するとともに軸中心に回転する。なお、ロッドに代えて、ワイヤによって連結部とシフトレバーとを連結してもよい。
【００１８】
入力ロッド１０は、軸方向に沿って形成される長穴部１５を有する。長穴部１５には、その長手方向に摺動自在なように、後述するピン４１が挿入される。この長穴部１５とピン４１の構成については、後で図２を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
出力ロッド２０は、軸方向に摺動自在にハウジング１に収装される中空のロッドである。出力ロッド２０は、入力ロッド１０と同軸に設けられる。出力ロッド２０は、入力ロッド１０の移動に応じて、入力ロッド１０と同じ方向へ移動する。出力ロッド２０は、その両端がハウジング１の外部に露出する。出力ロッド２０の中空部には、入力ロッド１０と倍力機構３０のロッド３１とが摺動自在に収装される。
【００２０】
出力ロッド２０は、後述するストライカ４０を介して変速機構１０１に連結される。出力ロッド２０は、運転者のシフト操作による推力が倍力機構３０で倍力されることによって軸方向に移動する。これにより、運転者によるシフト操作力を倍力して変速機に伝達することができる。
【００２１】
入力ロッド１０と出力ロッド２０とが出入りするハウジング１の一端開口部１ａと、出力ロッド２０が出入りするハウジング１の他端開口部１ｂとには、ダストなどの異物がハウジング１内部に侵入することを防止するダストブーツ２が各々取り付けられる。
【００２２】
倍力機構３０は、圧縮流体としての圧縮空気によって出力ロッド２０の推力を倍力するものである。倍力機構３０は、入力ロッド１０が出力ロッド２０に対して軸方向に設定距離だけ相対移動することによって作動する。
【００２３】
ここでいう設定距離は、入力ロッド１０と出力ロッド２０との相対移動によって長穴部１５の長手方向に摺動するピン４１が、中立位置から長穴部１５の端部１５ｃ（図２参照）に当接する手前までの距離に設定される。即ち、倍力機構３０は、ピン４１が長穴部１５を摺動して端部１５ｃに当接する前に作動する。
【００２４】
倍力機構３０は、出力ロッド２０の外周に固定されるピストン３３と、ピストン３３が摺動自在に収装されるシリンダ３４と、出力ロッド２０内に設けられシリンダ３４内への圧縮空気の供給を切り換えるバルブ機構３５とを備える。
【００２５】
ピストン３３は、入力ロッド１０が一方向に移動したときに圧縮空気が供給される第一流体室３４ａと、入力ロッド１０が他方向に移動したときに圧縮空気が供給される第二流体室３４ｂとをシリンダ３４の内部に画成する。ピストン３３は、入力ロッド１０の軸方向への摺動に応じて第一流体室３４ａ又は第二流体室３４ｂに圧縮空気が供給されることで軸方向に押圧されて移動する。この圧縮空気の押圧力によって、出力ロッド２０の推力が倍力される。
【００２６】
シリンダ３４は、ハウジング１の内部に画成される。シリンダ３４の中心には、出力ロッド２０が摺動自在に挿通する。シリンダ３４の長さは、出力ロッド２０のストローク長さと比較して長く形成される。シリンダ３４の内径は、ピストン３３の外径と略同径に形成される。
【００２７】
バルブ機構３５は、出力ロッド２０の内周に固定される円筒状のバルブ本体部３５ａと、バルブ本体部３５ａの内周を軸方向に移動可能なロッド３１と、ロッド３１の移動に伴って軸方向に移動する一対のバルブリフタ３１ｄ，３１ｅと、バルブリフタ３１ｄ，３１ｅによって各々開閉される一対のバルブ３２ａ，３２ｂとを備える。バルブ機構３５は、ロッド３１がバルブ本体部３５ａにおける中立位置にある中立状態からいずれかの方向に移動した場合に、第一流体室３４ａと第二流体室３４ｂとのいずれかに圧縮空気を供給するように切り換える。
【００２８】
ロッド３１は、一端が入力ロッド１０に固定され、入力ロッド１０と一体に軸方向に移動する。ロッド３１は、外部の空気圧源（図示省略）から供給される圧縮空気が通過する流体通路３１ａを有する。流体通路３１ａは、ロッド３１の中心軸に沿って形成される。
【００２９】
バルブ本体部３５ａは、流体通路３１ａと第一流体室３４ａとを連通可能な第一連通路３３ａと、流体通路３１ａと第二流体室３４ｂとを連通可能な第二連通路３３ｂとを有する。バルブ本体部３５ａの内周には、バルブ３２ａが着座可能なシート３２ｄと、バルブ３２ｂが着座可能なシート３２ｅとが環状に突設される。
【００３０】
バルブリフタ３１ｄとバルブリフタ３１ｅとは、略円筒状に形成されてバルブ本体部３５ａの内周とロッド３１の外周との間の環状空間に摺動自在に設けられる。バルブリフタ３１ｄとバルブリフタ３１ｅとは、互いに同軸に設けられる。一方のバルブリフタ３１ｄは、ロッド３１が一方へ移動したときにロッド３１と一体に移動し、他方のバルブリフタ３１ｅは、ロッド３１が他方へ移動したときにロッド３１と一体に移動する。
【００３１】
バルブリフタ３１ｄは、シート３２ｄとの間に収装される第一ばね３１ｂによって軸方向の一方に付勢されている。バルブリフタ３１ｅは、シート３２ｅとの間に収装される第二ばね３１ｃによって軸方向の他方に付勢されている。これにより、ロッド３１は、運転者によるシフト操作が行われていない状態では、第一ばね３１ｂの付勢力にロッド３１に作用する流体通路３１ａの内圧による力を加えた力と、第二ばね３１ｃの付勢力とのつり合いによって、バルブ本体部３５ａにおける中立位置に位置することとなる。
【００３２】
バルブ３２ａとバルブ３２ｂとは、略円筒状に形成され、互いに対向してバルブ本体部３５ａの内周とロッド３１の外周との間の環状空間に設けられる。バルブ３２ａとバルブ３２ｂとは、バルブリフタ３１ｄとバルブリフタ３１ｅとの間に同軸に設けられる。バルブ３２ａとバルブ３２ｂとの間には、各々を相対する方向に向けて付勢し合う第三ばね３２ｃが設けられる。
【００３３】
バルブ３２ａは、運転者によるシフト操作が行われていない状態では、ロッド３１が中立位置に位置するため、シート３２ｄに着座して第一連通路３３ａを閉じて、圧縮空気を通過不能としている。この状態から運転者による一方へのシフト操作が行われると、ロッド３１とともにバルブリフタ３１ｄが軸方向に移動し、バルブ３２ａは、シート３２ｄから離間して第一連通路３３ａを開く。これにより、流体通路３１ａを通じて供給される圧縮空気が第一流体室３４ａへ供給されることとなる。
【００３４】
同様に、バルブ３２ｂは、運転者によるシフト操作が行われていない状態では、ロッド３１が中立位置に位置するため、シート３２ｅに着座して第二連通路３３ｂを閉じて、圧縮空気を通過不能としている。この状態から運転者による他方へのシフト操作が行われると、ロッド３１とともにバルブリフタ３１ｅが軸方向に移動し、バルブ３２ｂは、シート３２ｅから離間して第二連通路３３ｂを開く。これにより、流体通路３１ａを通じて供給される圧縮空気が第二流体室３４ｂへ供給されることとなる。
【００３５】
変速機操作用倍力装置１００は、出力ロッド２０に固定されて出力ロッド２０の移動を変速機構１０１を介して変速機に伝達するストライカ４０と、入力ロッド１０の長穴部１５に挿入されてストライカ４０とともに長穴部１５の長手方向に移動可能なピン４１とを備える。
【００３６】
ストライカ４０は、略円筒状に形成されてピン４１によって出力ロッド２０の外周に固定される。ストライカ４０は、出力ロッド２０の軸方向への移動に伴って一体に移動する。ストライカ４０の軸方向への移動は、変速機構１０１を介して変速機のシフトフォーク（図示省略）に伝達される。これにより、運転者のシフト操作力が倍力機構３０によって倍力されて変速機が変速されることとなる。
【００３７】
ピン４１は、円柱状に形成され、ストライカ４０と出力ロッド２０とを径方向に貫通する。ピン４１は、ストライカ４０を出力ロッド２０に固定する。ピン４１は、入力ロッド１０の長穴部１５を径方向に貫通する。ピン４１は、入力ロッド１０と出力ロッド２０との相対移動に伴い、長穴部１５に沿って摺動する。
【００３８】
ピン４１は、運転者のシフト操作によって倍力機構３０が作動した後、運転者が更にシフト操作を行うことによって、長穴部１５の端部１５ｃ（図２参照）に当接可能である。ピン４１が長穴部１５の端部１５ｃに当接することによって、入力ロッド１０と出力ロッド２０との更なる相対移動が規制される。これにより、運転者の更なるシフト操作による力が倍力機構３０を構成する部品に伝達されることを防止している。
【００３９】
次に、図２を参照して、長穴部１５について説明する。
【００４０】
長穴部１５は、ピン４１が摺動する一対の直線部１５ａと、各々の直線部１５ａの両端と連続して形成される四個の曲線部１５ｂと、ピン４１が当接可能な一対の端部１５ｃとを有する。長穴部１５は、ピン４１の組み付け性を向上するとともにピン４１の摺動性を確保するために、ピン４１の直径と比較して短手方向の長さが大きく形成される。そのため、ピン４１と直線部１５ａとの間には所定の大きさの隙間が形成される。
【００４１】
直線部１５ａは、入力ロッド１０が軸方向に移動するとともに軸中心に回転したときに、ピン４１が当接して摺動する摺動面である。ピン４１は、入力ロッド１０の軸方向への移動に伴う軸中心の回転によって、ピン４１と直線部１５ａとの間の隙間の大きさの分だけ長穴部１５の短手方向に移動する。これにより、入力ロッド１０が軸方向へ移動するときには、ピン４１は、一対の直線部１５ａのいずれかに当接しながら摺動することとなる。
【００４２】
直線部１５ａは、ピン４１のストローク範囲以上の長さに形成される。ここでいうストローク範囲は、ピン４１が一方の端部１５ｃに当接する一方のストローク端と、ピン４１が他方の端部１５ｃに当接する他方のストローク端との間の範囲である。これにより、ピン４１がストロークしても、ピン４１の摺動面が曲線部１５ｂに差し掛かる前にピン４１の端部が端部１５ｃに当接する。よって、ピン４１の摺動面が曲線部１５ｂと当接することはない。
【００４３】
曲線部１５ｂは、長穴部１５の内周の角部にピン４１の曲率半径と比較して小さな曲率半径に形成される。曲線部１５ｂの曲率半径を小さくすることで、長穴部１５の長手方向の長さを延長することなく、直線部１５ａの長さを長くすることができる。
【００４４】
端部１５ｃは、一対の曲線部１５ｂの間に直線的に形成される。端部１５ｃには、ピン４１がストローク端まで摺動したときに当接する当接面である。端部１５ｃは、ピン４１が当接できればよいため、直線的な形状に限らず曲線的であってもよい。
【００４５】
次に、図１から図３を参照して、変速機操作用倍力装置１００の作用について説明する。
【００４６】
運転者がシフトレバーを操作すると、シフト操作力がリンク機構を介して入力ロッド１０に伝達される。これにより、入力ロッド１０は、ハウジング１内に進入する方向、又はハウジング１から退出する方向に移動する。以下では、入力ロッド１０がハウジング１内に進入する方向に移動する場合について説明する。
【００４７】
入力ロッド１０がハウジング１内に進入する方向に移動すると、倍力機構３０のロッド３１は、入力ロッド１０と一体に軸方向に移動する。入力ロッド１０が設定距離だけ移動すると、バルブリフタ３１ｄが入力ロッド１０に押されて軸方向へ移動する。
【００４８】
バルブリフタ３１ｄが入力ロッド１０に押されて移動すると、バルブ３２ａは、第三ばね３２ｃの付勢力に抗して軸方向に移動する。バルブ３２ａはシート３２ｄから離間し、第一連通路３３ａが開かれる。これにより、第一連通路３３ａを通じて、流体通路３１ａと第一流体室３４ａとが連通する。
【００４９】
第一流体室３４ａには、空気圧源からの圧縮空気が供給される。これにより、第一流体室３４ａの圧力が上昇して容積が拡大し、ピストン３３が押圧される。ピストン３３は、第二流体室３４ｂに向かって摺動し、出力ロッド２０もまたピストン３３と一体に移動する。
【００５０】
ストライカ４０は、ピン４１によって出力ロッド２０の外周に固定されるため、出力ロッド２０の移動によって一体に移動する。ストライカ４０の軸方向への移動は、変速機構１０１を介して変速機のシフトフォークに伝達される。したがって、運転者のシフト操作力が倍力機構３０によって倍力されて変速機が変速されることとなる。
【００５１】
ここで、従来の変速機操作用倍力装置では、入力ロッドに形成される長穴部は、両端部に曲率半径が一定の曲線部が形成され、その間に一対の直線部が形成されるものであった。上述したようにピンと長穴部との間には、ピンの組み付け性を向上するとともにピンの摺動性を確保するために、所定の大きさの隙間が設けられる。そのため、曲線部の曲率半径は、ピンの曲率半径と比較して大きかった。
【００５２】
従来の変速機操作用倍力装置において、入力ロッドが回転しながら移動すると、ピンは一方の直線部に当接しながら摺動し、ピンが端部に接触するより手前の位置で、曲線部に差し掛かることとなる。そのため、ピンが曲線部に引っ掛かり、それ以上摺動できなくなるおそれがあった。
【００５３】
このように、ピンが端部に接触するより手前の位置で曲線部に引っ掛かると、入力ロッドが設定距離だけ移動できない場合がある。そのため、運転者がシフト操作を行っても、倍力機構が作動しないおそれがあった。
【００５４】
また、倍力機構を確実に作動させるために、運転者によるシフト操作力が入力ロッドの中心軸に対して斜めに入力される場合には、シフト操作力が入力ロッドの軸方向に作用するように補正するためのリンク（図示省略）を更に設ける場合があった。
【００５５】
これに対して、変速機操作用倍力装置１００では、長穴部１５の直線部１５ａが、ピン４１のストローク範囲以上の長さに形成される。シフト操作力が入力ロッド１０に対して斜めに入力されると、図３に示すように、ピン４１が一方の直線部１５ａに当接しながら摺動することとなる。このとき、ピン４１は直線部１５ａに沿ったままストローク端まで摺動することができるため、ピン４１が曲線部１５ｂに当接することは無い。よって、ピン４１が曲線部１５ｂに引っ掛かって摺動しなくなることはない。したがって、ピン４１の摺動性を確保することができる。
【００５６】
このように、変速機操作用倍力装置１００では、シフト操作力を入力ロッド１０に対して斜め方向から入力可能であるため、シフトレバーと入力ロッド１０とを連結するリンク機構の設計自由度が向上する。
【００５７】
また、変速機操作用倍力装置１００では、シフト操作力を入力ロッド１０に対して斜め方向から入力可能であるため、シフト操作力が入力ロッドの軸方向に作用するように補正するリンクを更に設ける必要が無い。したがって、重量の低減及びコストの削減が可能である。
【００５８】
なお、運転者のシフト操作によって入力ロッド１０がハウジング１から退出する方向に移動する場合は、出力ロッド２０が上述した方向と反対の方向へ移動する点で相違するが、作用効果は上述した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５９】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００６０】
ピン４１が挿入される長穴部１５の直線部１５ａは、ピン４１のストローク範囲以上の長さに形成される。そのため、シフト操作力が入力ロッド１０に対して斜めに入力されても、ピン４１は直線部１５ａに沿ってストローク端まで摺動することができる。よって、ピン４１が曲線部１５ｂに引っ掛かって摺動しなくなることはない。したがって、ピン４１の摺動性を確保することができる。
【００６１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００６２】
１００      変速機操作用倍力装置
１０１      変速機構
１０        入力ロッド
１５        長穴部
１５ａ      直線部
１５ｂ      曲線部
２０        出力ロッド
３０        倍力機構
３３        ピストン
３４        シリンダ
３４ａ      第一流体室
３４ｂ      第二流体室
４０        ストライカ
４１        ピン
【図１】
0005896676.tif 000002
【図２】
0005896676.tif 000003
【図３】
0005896676.tif 000004