專利名稱：變速器的增力操作裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將換擋操作力增力后傳遞給變速器的變速器增力操作裝置，特別涉及提高換擋感覺的技術。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，在卡車等大型車用變速器中，為了減低換擋操作力，安裝著利用工作流體(高壓空氣)的增力操作裝置(以下稱為動力換擋裝置)，以便減小換擋操作力、特別是在需要大操作力時減小換擋操作力(見日本專利公報實開平3-93650號和實開平3-93651號)。
現(xiàn)有的動力換擋裝置中，包含有輸入軸、增力裝置、輸出軸和閥機構。從換擋操作桿出來的換擋操作力機械地傳遞給輸入軸；增力裝置將工作流體供給由氣缸內活塞分隔成的同步側增力室和阻力側增力室，將換擋操作力增力；輸出軸與活塞固定成一體，與輸入軸能相對移動，將已增力的換擋操作力傳遞給變速器；閥機構根據(jù)上述輸入軸和上述輸出軸的相對位置進行切換動作，把工作流體供給同步側增力室或阻力側增力室中的任一方。
另外，還有一種動力換擋裝置，是在同步側及阻力側分別設置反力裝置，該反力裝置對供給工作流體后傳遞到輸入軸的換擋操作力賦予作為阻力的反力，使換擋感覺具有節(jié)制感。這種情況下，上述閥機構進行切換，向增力裝置及反力裝置供給工作流體。
可是，該動力換擋裝置中，由于在同步結束的同時換擋操作力減小，輸出軸的移動阻力急劇減小，所以，給與輸出軸推力的工作流體急速膨脹，輸出軸急劇地移動。這樣，輸入軸和輸出軸的相對位置逆轉，工作流體被供給阻力側的增力室，成為抑制輸出軸移動的阻力。
但是，在阻力側增力室內的壓力未能迅速上升的情況下，抑制輸出軸移動的阻力不能充分發(fā)揮，輸入軸與輸出軸的相對位移為最大時的沖擊力不能被充分緩和。由于該沖擊力通過輸入軸傳到換擋操作桿，所以駕駛者感受到來自換擋操作桿的換擋方向的沖擊力，不利于換擋感覺。
另外，在具有反力裝置的動力換擋裝置中，在同步結束的同時，工作流體也被供給阻力側的反力裝置，輸入軸急劇地向變速方向移動，產(chǎn)生沖擊力。因而，該沖擊力通過輸入軸傳到換檔操作桿，不利于換檔感覺。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于在同步結束后，通過容積室向阻力側的增力裝置或反力裝置供給工作流體，控制阻力側的增力裝置內或反力裝置內的工作流體壓，緩和現(xiàn)有動力換擋裝置中的同步結束后的沖擊力，提高換擋感覺。
本發(fā)明的另一目的是，在控制阻力側的增力裝置內的工作流體壓力時，將容積室作為氣罐，從這里向增力裝置內供給工作流體，加速增力裝置內的工作流體壓力的初期上升，增大阻力，抑制輸出軸的急劇移動，提高換擋感覺。
本發(fā)明的另一目的是，在控制阻力側的反力裝置內的工作流體壓力時，將容積室作為膨脹室，從這里向反力裝置內供給工作流體，延緩反力裝置內的工作流體壓力的初期上升，抑制輸入軸在換擋方向的急劇移動，提高換擋感覺。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的變速器增力操作裝置包含有輸入軸、增力裝置、輸出軸、閥機構和供給工作流體的第1工作流體供給控制機構；來自換擋操作桿的換擋操作力機械地傳給輸入軸；增力裝置把來自工作流體供給源的工作流體供給由內裝在裝置本體氣缸內的活塞分隔成的同步側增力室和阻力側增力室內，將換擋操作力增力；輸出軸一體地固定在上述活塞上，與上述輸入軸可相對移動，把由上述增力裝置增力的上述換擋操作力傳遞給變速器；閥機構根據(jù)上述輸入軸與上述輸出軸的相對位置進行切換，從換擋開始到同步結束期間，把工作流體供給同步側的增力室，從同步結束到換擋結束期間，把工作流體供給阻力側的增力室；第1工作流體供給控制機構以這樣的特性供給上述工作流體，即，阻力側的上述增力室內的工作流體壓力上升梯度在到達預定初期上升壓力值之前的前半部大，在此以后的后半部比上述前半部小。
另外，上述第1工作流體供給機構中，可以在從上述工作流體供給源到閥機構之間的工作流體供給路徑上設置節(jié)流部，可以在從該節(jié)流部到上述閥機構之間的工作流體供給路徑上，設置儲存工作流體的壓力儲存部。這里，上述壓力儲存部，具體地說，可以與從上述節(jié)流部到上述閥機構之間的工作流體供給路徑連通地設置，也可以設置在上述路徑內。
根據(jù)這樣的構成，在同步結束后，工作流體被供給阻力側增力室時，儲存在壓力儲存部內的工作流體先被供給增力室，接著從工作流體供給源通過節(jié)流部及壓力儲存部供給增力室。即，阻力側增力室的初期上升壓力加快，對同步結束后的輸出軸的移動能產(chǎn)生充分的阻力。另外，如果把工作流體壓上升梯度的急變點、即初期上升壓力值設定為同步時對于機構部的容許壓力值，則由工作流體的急速供給產(chǎn)生的對機構部的沖擊在容許值以內，可防止機構部的損傷。其結果，輸入軸與輸出軸的相對位移為最大時的沖擊力得到緩和，傳遞到換擋操作桿的沖擊力降低，可改善換擋感覺。
這里，上述壓力儲存部也可以形成在上述活塞周壁與上述氣缸內壁之間。
根據(jù)該構成，壓力儲存部可利用活塞周壁、活塞周壁和氣缸內壁或氣缸形成，不必另外設置壓力儲存部，可簡化增力操作裝置的結構。
另外，也可以把上述壓力儲存部設在上述工作流體供給路的上述裝置本體入口部，把上述節(jié)流部設在上述壓力儲存部的入口部。這種情況下，也可以把壓力儲存部一體地裝入上述裝置本體，也可分開設置并與上述裝置本體連接，或者與連接上述工作流體供給源與上述裝置本體的工作流體供給管一體地形成。
根據(jù)該構成，工作流體從工作流體供給源供給到壓力儲存部時，由于在壓力儲存部的入口部形成了節(jié)流部，工作流體的流通阻力增大，所以工作流體向壓力儲存部的供給是緩慢進行的。因此，在同步結束后工作流體供給阻力側的增力室時，是儲存在壓力儲存部內的工作流體先供給，接著再從工作流體供給源供給工作流體。
另外，上述工作流體供給路的一部分可以形成在上述輸入軸的內部，或者也可以形成在上述氣缸周壁上。而且，上述閥機構含有略筒形的閥座箱、閥、彈簧、挺桿、接觸部件；并固定在上述輸出軸的內部，上述輸入軸能在軸向滑動自如地貫穿上述閥機構；略筒形的閥座箱在其兩端分別形成閥座；閥配設在該閥座箱內部，分別與上述閥座接觸或離開而關閥或開閥；彈簧裝在該閥之間，將閥往閥座方向推壓而關閥；挺桿可相對于輸入軸滑動自如，使閥克服上述彈簧的彈力離開閥座而開閥；接觸部件固定在輸入軸上，隨著該輸入軸的移動與挺桿接觸，使該挺桿向開閥方向移動。
根據(jù)該構成，工作流體通過形成在輸入軸內部或氣缸周壁上的工作流體供給路供給閥機構。閥機構根據(jù)輸入軸和輸出軸的相對位置，挺桿克服彈簧的推壓力把閥往離開閥座方向推開而開閥。于是，供給到閥機構的工作流體被供給同步側的增力室。
另外，變速器的增力操作裝置還可以是包含有輸入軸、增力裝置、同步側反力裝置及阻力側反力裝置、輸出軸、閥機構、第2工作流體供給控制機構；來自換擋操作桿的換擋操作力機械地傳給輸入軸；增力裝置把來自工作流體供給源的工作流體供給由內裝于氣缸的活塞分隔成的各增力室，將換擋操作力增力；同步側反力裝置及阻力側反力裝置對供給上述工作流體后的換擋操作力賦予作為阻力的反力；輸出軸一體地固定在上述活塞上，并可相對于上述輸入軸移動，把被上述增力裝置增力的上述換擋操作力傳遞給變速器；閥機構根據(jù)上述輸入軸和上述輸出軸的相對位置，從換擋開始到同步結束，向同步側的上述增力裝置及上述反力裝置切換供給工作流體，從同步結束后到變速結束，向阻力側的上述增力裝置及反力裝置切換供給工作流體；第2工作流體供給控制機構以這樣的特性供給工作流體，即，阻力側反力裝置內的工作流體壓力上升比上述增力裝置內的工作流體壓力上升延遲。
具體地說，上述閥機構含有略筒形的閥座箱、閥、彈簧、挺桿；略筒形的閥座箱在軸向兩端分別備有閥座；閥配設在該閥座箱內部，分別與上述閥座接觸或離開而關閥或開閥；彈簧裝在該閥之間，將各閥往上述閥座方向推壓而關閥；挺桿與上述輸入軸一體地沿其軸向移動，使上述閥克服上述彈簧的彈力離開上述閥座而開閥；閥機構固定在上述輸出軸的內部，上述輸入軸能在軸向滑動自如地貫穿上述閥機構，把工作流體通過形成在該輸入軸內部的工作流體通路及形成在該輸入軸上的節(jié)流部供給到上述閥機構；上述反力裝置包含形成在上述挺桿周壁的活塞、該活塞內接的氣缸、夾設在活塞與上述氣缸之間的把將該活塞往離開上述閥方向推的彈簧。
根據(jù)該構成，閥機構根據(jù)輸入軸和輸出軸的相對位置，挺桿克服彈簧的推壓力把閥往離開閥座的方向推開而開閥。于是，供給到閥機構的工作流體被供給同步側的增力裝置及反力裝置。同步結束后工作流體被供給阻力側的反力裝置時，反力裝置內的工作流體的壓力因第2工作流體供給控制機構的作用而緩慢地上升，所以，被供給到阻力側的反力裝置的工作流體可防止輸入軸朝換擋方向急劇移動。因此，能格外降低此輸入軸的急劇移動產(chǎn)生的沖擊力，傳遞到換擋操作桿的沖擊力被緩和，改善了換擋感覺。
另外，也可以經(jīng)由增力室向上述反力裝置供給上述工作流體。
根據(jù)該構成，將在增力室一度膨脹而壓力降低的工作流體供給反力裝置，使反力裝置內的工作流體壓力上升延緩。因此，可防止向反力裝置內急劇地供給工作流體，例如，可以緩和在同步結束后的反力裝置內產(chǎn)生的沖擊力，提高換擋感覺。
另外，上述第2工作流體供給控制機構中，配設著密封部件，該密封部件阻斷上述閥機構與上述反力裝置直接連通的連通路，設置連通上述增力裝置與上述反力裝置的連通路，使上述閥機構與上述反力裝置通過上述增力裝置間接地連通。
根據(jù)該構成， 當同步結束后工作流體被供給阻力側的反力裝置時，工作流體因密封部件的作用不直接供給反力裝置，而是在增力室一度膨脹并成為低壓后再供給反力裝置。這樣，可防止反力裝置內的工作流體壓力急劇上升。能得到該效果的構成簡單，所以能抑制變速器增力操作裝置的大型化，減輕重量及降低成本。
另外，上述密封部件可以是O形圈。
根據(jù)該構成，可使用作為一般通用的標準件的O形圈，抑制變速器的增力操作裝置的成本，并能確保密封部件的可靠性。
另外，上述密封部件也可以是帶變形密封部的密封部件，該密封部件在平常時，使上述閥機構與上述反力裝置的直接連通路保持密封狀態(tài)，僅在上述工作流體從上述反力裝置排出時解除其密封狀態(tài)。
根據(jù)該構成，同步結束后同步側的反力裝置內的工作流體排出時，工作流體經(jīng)過同步側的增力裝置排出，并且也通過密封部件從反力裝置與閥機構的直接連通路排出。因此，工作流體可迅速地排出，同步結束后輸入軸的移動阻力立即減小，其移動速度增加。其結果，同步結束后的阻力側的開閥開始時間延遲，反力裝置使輸入軸向換擋操作方向的急劇移動減緩，更改善了換擋感覺。


通過以下結合附圖對實施例的說明，可以更清楚地了解本發(fā)明的其他目的及作用、效果等。
圖1是一般的增力操作裝置及換擋力傳遞系統(tǒng)的構成圖。
圖2是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第1實施例的整體圖。
圖3是圖2所示增力操作裝置的要部放大圖。
圖4是本發(fā)明增力操作裝置的增力室壓力上升特性圖。
圖5是本發(fā)明增力裝置中，同步結束后的阻力側增力室的壓力上升特性圖。
圖6是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第2實施例的要部放大圖。
圖7是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第3實施例的要部放大圖。
圖8是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第4實施例的要部放大圖。
圖9是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第5實施例的整體圖。
圖9A是圖9的局部放大圖。
圖10是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第6實施例的要部放大圖。
圖11是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第7實施例的要部放大圖。
圖12是表示本發(fā)明之增力操作裝置的第8實施例的整體圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明。
圖1表示一般的裝在車輛上狀態(tài)的動力換檔裝置及操作力傳遞系統(tǒng)的構成。
加在換檔操作桿10上的換檔操作力(輸入的換檔力)由連桿機構14傳遞到動力換檔裝置16的輸入軸18，該輸入軸18在換檔操作力的作用下在軸方向動作。上述連桿機構14由夾設著橡膠減震器12的若干個連桿14a～14c構成。動力換檔裝置16把輸入到輸入軸18的、來自換檔操作桿10的輸入操作力經(jīng)過工作流體即高壓空氣的作用，增力成為與輸入操作力略成正比的輸出操作力，該輸出操作力通過換檔軸20使變速器的選速桿和換檔撥叉22轉動，使變速桿24在軸方向滑動，進行換檔操作。
圖2(整體圖)及圖3(要部放大圖)表示本發(fā)明第1實施例動力換檔裝置16的內部結構。在以下的說明中，把動力換檔裝置16的輸入軸18一側稱為“前部”，把與輸入軸18相反的一側稱為“后部”。
殼體26是動力換檔裝置本體，圓筒形氣缸28形成在該殼體26內。殼體26的前部軸承30a及后部軸承30b支承著可滑動的管狀輸出軸32，該輸出軸32同心地貫穿圓筒形氣缸28內部。圓筒形活塞36的內周部固定在輸出軸32的外周部上，該圓筒形活塞36在其軸向略中間處具有形成為環(huán)狀凹部的壓力儲存部34?；钊?6的外周部通過活塞密封38與氣缸28內面相接觸。在本實施例中，是將壓力儲存部34形成在活塞36上，但也可以形成在氣缸28上或形成在氣缸28及活塞36雙方上。
此外，在輸出軸32的略中間處內部，設置著具有閥室40的閥機構。在閥室40內，配設著沿軸向分開的一對閥42a、42b，該對閥可在軸向滑動自如。在該對閥42a、42b之間的閥室40通過連通路44與活塞36的壓力儲存部34連通。連通路44分別形成在活塞36和輸出軸32上。閥室40由在軸向兩端備有閥座46a、46b的略圓筒形閥座箱46形成。而且，通常狀態(tài)(指動力換擋裝置16的非動作狀態(tài)，下同)時，在通過后述工作流體供給路48供到閥室40內部的工作流體壓力及夾設在閥42a、42b之間的彈簧50的彈力作用下，閥42a、42b分別被推向閥座46a、46b一側，關閉閥座46a、46b。
在閥座箱46的前后端配設著挺桿54a、54b，通常狀態(tài)時，該挺桿54a、54b與閥42a、42b之間分別有預定的間隙δVa、δVb(δVa≈δVb)(見圖3)，該挺桿54a、54b朝向閥座46a、46b設置，且可沿軸向在反力用氣缸56a、56b的內周壁滑動自如，用于使閥42a、42b克服上述彈簧50的推壓力而開閥。挺桿54a、54b的與閥室40相反側端部，分別形成反力用活塞58a、58b，該反力用活塞58a、58b用于給換擋操作賦予操作感。該反力用活塞58a、58b通過活塞密封60a、60b可滑動自如地與反力用氣缸56a、56b內接觸，該反力用氣缸56a、56b與反力用活塞58a、58b同心配置。反力用氣缸56a、56b通過與閥座箱46的兩端相接觸地配置，通過形成在輸出軸前端部內周的臺階部和配置在輸出軸32后端部的后述給排通路單元62一體地固定在輸出軸32上，閥座箱46挾持在這些反力用氣缸56a、56b之間，一體地固定在輸出軸32上。
另外，在反力用活塞58a、58b與閥座箱46之間，分別夾設著彈簧64a、64b，該彈簧64a、64b把挺桿54a、54b往離開閥座箱46的方向推。設在反力用氣缸56a、56b與閥座箱46之間的反力室66a、66b和被活塞36分隔開的增力室68a、68b分別通過形成在輸出軸32上的連通路70a、70b而互相連通。于是，在通常狀態(tài)時，增力室68a、68b及反力室66a、66b通過挺桿54a、54b與輸入軸18之間的間隙與給排通路單元62的排氣通路72連通而成為大氣壓。
輸入軸18由2個管部件18A、18B構成。管部件18A的前端側連接著連桿14c，后端側由球接頭連接著管部件18B。管部件18B穿過閥室40，在前端部形成球接頭，與管部件18A的內側連接。管部件18B的后端與給排通路單元62的給氣通路74連通，與該給氣通路74共同構成工作流體供給路48，通過設在管部件18B中間的節(jié)流部76向閥室40供給工作流體。另外，在管部件18B的后端外周，固定著由環(huán)部件構成的止擋部78，隨著輸入軸18向圖1中右方向的移動，該止擋部78與挺桿54b的反力用活塞58b接觸，將其向右推，使閥42b克服彈簧50而開閥。另一方面，當輸入軸18向圖1中左方向移動時，管部件18A的后端部與挺桿54a的前端接觸，使挺桿54a克服彈簧50，打開閥42a。
之所以要把管部件18A和18B做成為球接頭接合方式，是因為這樣的構成在動力換擋裝置16組裝后，能吸收管部件16A和18A的中心偏差，能降低制造及組裝成本。
在輸入軸18的管部件18A上，設有略長圓形的缺口80，固定在輸出軸32上的銷82配合在該缺口內。在銷82與缺口80之間，在通常狀態(tài)時，在前后方向分別有間隙δMa、δMb(δMa≈δMb；δMa＞δVa)。因此，輸入軸18與輸出軸32可相對移動(δMa+δMb)的距離，超過此相對位移量后，輸入軸18與輸出軸32成為一體移動的狀態(tài)。
上述給排通路單元62螺紋連接地固定在輸出軸32的后端內部。在給氣通路74的周圍配置著排氣通路72。在排氣通路72的中間設置著過濾器84。
下面，參照圖1至圖3說明該動力換擋裝置16的動作。
圖1中，例如當駕駛者向箭頭方向操作換擋操作桿10進行換擋操作時，由連桿14a～14c構成的連桿機構14把圖中右方向的輸入操作力傳遞給動力換擋裝置16的輸入軸18。于是動力換擋裝置16把該輸入操作力通過工作流體的作用，增力為與輸入操作力略成正比的輸出操作力，該輸出操作力通過換檔軸20及選速桿和換檔撥叉22傳遞給變速器，進行換檔動作。
這時，在變速器內部，必須使被換檔的下一擋齒輪的旋轉速度與相應于車速的旋轉速度同步。用于實現(xiàn)該同步的力由變速桿24的軸向推力供給，決定同步離合器的推壓力。尤其是在換低檔的場合，該同步力大，要求動力換檔裝置16的近于最大動力，當同步結束時，變速桿24迅速移動到行程終點。
駕駛者進行圖1箭頭方向的換檔操作時，輸入軸18(管部件18A及18B)向圖中右方向移動，管部件18B后端部的止擋部78，使后部的挺桿54b克服彈簧64b向圖中右方向移動。該挺桿54b的前端部把后部閥(以下稱為“同步側閥”)42b往離開閥座46b的右方推開。從未畫出的工作流體供給源(壓縮機或儲氣罐)供給到給排通路單元62的工作流體，通過給氣通路74、工作流體供給路48及節(jié)流部76供給到閥室40。此外閥室40與壓力儲存部34通過連通路44連通，閥室40與壓力儲存部34的壓力略相同。
當同步側閥42b打開時，閥室40內的工作流體通過同步側閥42b和閥座46之間的間隙及挺桿54b與閥座46b之間的間隙，供給到后部的增力室(以下稱為同步側增力室)68b。此時，因挺桿54b的前端部與同步側閥42b的后部相接觸而關閉給氣通路74，工作流體是不能從挺桿54b與輸入軸18之間的間隙流出的。因此，同步側增力室68b內的壓力上升，輸入的操作力被增力，通過活塞36輸出軸32開始向右方向移動。輸出軸32通過換檔軸20使變速器的選速桿及換檔撥叉桿22轉動，使變速桿24在軸向滑動，進行換檔動作(見圖1)。這時，變速器經(jīng)過中立位置到達同步位置，開始同步的輸出軸32停止其移動。
另外，為了加快換檔，駕駛者加大換檔操作力時，由于后部的挺桿54b更增大閥的開度，所以同步側增力室68b的空氣壓力與該力相應地上升。進一步增大換檔操作力時，同步側閥42b成為全開，而且形成在輸入軸18的管部件18A上的缺口80所容許的輸出軸32與輸入軸18的容許相對位移成為最大值(δMa+δMb)，輸出軸32停止在同步位置，輸入軸18的移動停止。這時，缺口80與銷82的間隙是，左側間隙為0，右側間隙為δMa+δMb。另外，由換檔操作桿10提供的輸入操作力作為彈性能儲存在橡膠減震器12內，該橡膠減震器12在連桿14a～14c的傳遞路徑中。
同步結束后，對于輸出軸32的移動阻力減小時，輸出軸32在同步側增力室68b的工作流體膨脹作用下，向圖中右方向移動，同時輸入軸18在橡膠減震器12儲存的彈性能及換檔操作桿10的操作位移作用下，與通常狀態(tài)相比，也從比輸出軸先行δMb的位置同樣地向右方向移動。這種情況下，由于輸出軸32的移動速度比輸入軸18的移動速度快，所以輸出軸32超過輸入軸18，輸入軸18相對于輸出軸32的相對位移量逆轉。于是，輸入軸18的管部件18A的端部與前部挺桿54a的反力用活塞58a接觸，將其向圖中左方推行，克服彈簧64a而推開同步側閥42b和相反側的前部閥(以下稱為“阻力側閥”)42a。因此，工作流體通過反力室66a及連通路70a而被供給到同步側增力室68b和相反側的增力室(以下稱為“阻力側增力室”)68a中，增力室68a內的壓力上升。
這時，被供給到上述增力室68a內的工作流體是預先儲存在壓力儲存部34內的工作流體。這種情況下，增力室68a的初期上升壓力值取決于增力室68a與壓力儲存部34的容量比。因此，如果適當?shù)卦O定壓力儲存部34的容量，把同步時的增力室68a的初期上升壓力值限制在能防止機構部件損傷的容許值范圍內，則壓力儲存部34與閥室40之間的連通路44能確保足夠寬的通路面積，能加大初期壓力的上升梯度，所以，與現(xiàn)有技術的動力換檔裝置相比，在同步結束后的阻力側增力室68a的壓力上升格外加快。
圖4表示本實施例的換檔操作時，增力室的壓力上升特性。
圖4中，設同步時的增力室68a、68b的初期上升壓力容許值為PA，在到達壓力PA前，儲存在壓力儲存部34內的工作流體以壓力上升梯度K1(該壓力上升梯度K1大于現(xiàn)有技術的壓力上升梯度K，即K1＞K)在閥42a或42b打開的同時供給增力室68a或68b。然后，來自工作流體供給源的工作流體通過工作流體供給路48及節(jié)流部76供給閥室40，該工作流體以壓力上升梯度K2(K2＜K)使增力室68a或68b內的壓力上升。如前所述，上述壓力PA由壓力儲存部34與增力室68a或68b的容量比決定。梯度K1由壓力儲存部34與閥室40間的連通路44、挺桿54a(或54b)與閥座46a(或46b)之間的間隙通路及反力室66a(或66b)與增力室68a(或68b)之間的連通路70a(或70b)的各開口面積、以及開閥時的閥42a(或42b)與閥座46a(或46b)之間的通過面積決定。另外，到達壓力PA后的壓力梯度K2由從工作流體供給源到節(jié)流部76的配管阻力主要是節(jié)流部76的開口面積、開閥時的閥42a(或42b)與閥座46a(或46b)之間的開口面積、挺桿54a(或54b)與閥座46a(或46b)間的間隙通路、反力室66a(或66b)與增力室68a(或68b)間的連通路70a(或70b)的各開口面積決定。
因此，要確保壓力梯度K1地設定從閥室40到增力室68a、68b的通路面積、主要是閥42a、42b與閥座46a、46b的開口面積，確保壓力梯度K2地設定節(jié)流部76的開口面積。
采用上述構成，同步結束后的阻力側增力室68a的初期壓力上升加快，在同步結束后的輸出軸32的移動方向上可作用大的制動力。因此，可大大降低輸出軸32的移動速度，可格外減小輸出軸32碰撞輸入軸18所產(chǎn)生的沖擊力。因此，傳遞到換擋操作桿10的沖擊力被減小，能改善換擋時的、尤其是同步結束后的換擋感覺。另外，由于能把增力室68a、68b的初期上升壓力值抑制在容許值范圍內，所以可防止同步時對機構部分的損傷。
圖5表示本發(fā)明裝置與現(xiàn)有技術裝置的比較數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)關于在同步結束后，輸出軸32超過輸入軸18，從阻力側閥打開后的阻力側增力室的壓力特性。
從圖5可見，本發(fā)明裝置與現(xiàn)有技術裝置相比，最高壓力到達時間縮短到43％，到達最高壓力增加到130％。另外，圖中的本發(fā)明裝置的值，是以現(xiàn)有技術裝置的到達壓力及時間分別為“1”時的值。
即，圖5中的數(shù)據(jù)表示，與現(xiàn)有技術裝置相比，本發(fā)明裝置在同步結束后能產(chǎn)生很快而且大的制動力。
上述第1實施例中，是與從工作流體供給源到閥室40的供給工作流體的供給路徑分開地設置壓力儲存部34，但是，也可以在工作流體供給路徑的一部分上配置壓力儲存部。下面說明這種動力換擋裝置的實施例。
圖6表示本發(fā)明第2實施例的要部構成圖。與第1實施例中相同的部分注以相同標號，其說明從略。
圖6的動力換擋裝置90中，在給排通路單元62的給氣通路74的入口處，通過螺紋接頭92固接著單獨的壓力儲存部94。該壓力儲存部94的給氣口96與未畫出的工作流體供給源連接，在該給氣口96的出口處設有節(jié)流部98。另外，輸入軸18的管部件18B內部的工作流體供給路48與閥室40由連通路100連通，該連通路100的開口面積比現(xiàn)有技術動力換擋裝置中的大。即，本實施例中，向閥室40供給工作流體的路徑中包含著壓力儲存部94、給氣通路74、工作流體供給路48及連通路100。另外，活塞102略呈圓柱形。
上述構成中，適當?shù)卦O定壓力儲存部94與增力室68a、68b的容量比，使增力室68a、68b內的初期上升壓力成為PA；并且設定連通路100的開口面積及從閥室40到增力室68a、68b的開閥后通路面積，以確保增力室68a、68b內的壓力上升梯度K1。另外，設定給氣口96的節(jié)流部98的開口面積，使得到達上述壓力PA后的壓力上升梯度為K2。這樣，能得到與第1實施例同樣的效果。
另外，如果不將壓力儲存部94固定設在動力換擋裝置90上，而是通過配管連接在螺紋接頭92上，則可將壓力儲存部94配設在任意部位。
圖7是表示本發(fā)明第3實施例的要部構成圖。與第1及第2實施例中相同的部分注以相同標號，其說明從略。
圖7的動力換擋裝置110中，把壓力儲存部114一體地形成于給排通路單元112的入口部。即，在給排通路單元112的入口部一體地形成壓力儲存部114，給氣口116與未畫出的工作流體供給源連接，在該給氣口116的出口處，形成節(jié)流部118。另外，標號120表示與管部件18B內的工作流體供給路48相連的給氣通路，標號122表示排氣通路。即，在本實施例中，向閥室40供給工作流體的路徑中包含著給氣口116、壓力儲存部114、吸氣通路120、工作流體供給路48及連通路100。
此外，由于壓力儲存部114一體地形成在給排通路單元112上，所以，與第2實施例相比，可減少構成部件。
圖8是表示本發(fā)明第4實施例的要部構成圖。與第1～第3實施例中相同的部分注以相同標號，其說明從略。
圖8的動力換擋裝置130中，未設置圖6所示第2實施例中的壓力儲存部94和圖7所示第3實施例中的壓力儲存部114，而是利用連接工作流體供給源與動力換擋裝置130的大容量配管132作為壓力儲存部，并在大容量配管132的入口側設置節(jié)流部134。即，本實施例中，向閥室40供給工作流體的路徑中，包含大容量配管132、給氣通路74、工作流體供給路48及連通路100。
該構成也能取得與第1至第3實施例同樣的效果。
下面，參照圖9說明本發(fā)明的第5實施例。
本實施例的動力換擋裝置140，是從殼體周壁供給工作流體的結構。
本實施例中，殼體142的氣缸144、輸出軸146、帶壓力儲存部148的活塞150、閥室152、接受彈簧154推壓力的閥156a、156b、閥座158a、158b、閥座箱158等的構成與前述實施例中的基本相同。與前述實施例不同之處主要有下述幾點。
第一個不同點是，通過設在殼體142周壁上的工作流體供給口160及節(jié)流部162，從工作流體供給源直接向閥室152內供給工作流體。因此，工作流體供給路徑中包含著工作流體供給口160、形成在活塞150及輸出軸146上的連通路164、閥室152。
第二個不同點是，將閥座158a、158b直接與增力室166a、166b連通，而且同樣地，使該閥座158a、158b和反力室168a、168b連通。即，把前述實施例中的反力氣缸的閥室側端部延長，使其與挺桿170a、170b的外周可滑動自動地接觸，將閥座158a、158b與增力室166a、166b通過形成在輸出軸146上的連通路172a、172b連通，而不通過反力室168a、168b連通。另一方面，通過反力用氣缸174a、174b與挺桿170a、170b之間的間隙，使反力室168a、168b與閥座158a、158b連通。而且，在挺桿的反力用活塞176a、176b與反力用氣缸174a、174b的閥室152側端部之間，夾設著彈簧178a、178b，該彈簧178a、178b的作用是給換擋操作賦予操作余量。
于是，在通常狀態(tài)時，增力室166a、166b及反力室168a、168b通過挺桿170a、170b前端部與閥座158a、158b之間的間隙及形成在管部件180B上的排氣孔182a、182b與管部件180B內部的排氣通路184連通而成為大氣壓。
第三個不同點是，反力用氣缸174a、174b通過銷186一體地固定在輸出軸146上，隨著輸出軸146的動作而移動。
第四個不同點是，在輸出軸146的前端部固定著圓筒形的輸出桿導向件188，將已增力了的換擋操作力取出到外部的輸出桿190與該導向件188連接。
該動力換擋裝置140的增力動作，與前述第1至第4實施例略同，只有工作流體供給路徑及反力室168a、168b的構成不同。下面，簡要說明動力換擋裝置140的增力動作及反力賦予動作。為了說明簡單起見，考慮到對稱性，僅說明在圖9中右方向進行增力的動作。
即，來自換擋操作桿10的換擋操作力通過連桿機構14傳遞到輸入軸180，該輸入軸180便向圖中右方向移動。這時，挺桿170b克服彈簧178b向圖中右方向移動。于是，挺桿170b的前端部把閥156b向著離開閥座158b的右方推而開閥。于是，來自工作流體供給源的工作流體通過工作流體供給口160、節(jié)流部162、壓力儲存部148及連通路164被供給到閥室152內。該工作流體從閥156b與閥座158b之間的間隙通過連通路172b供給到增力室166b，同時通過反力用氣缸174b與挺桿170b之間的間隙供給到反力室168b。因此，供給到增力室166b內的工作流體進行換擋操作力的增力，同時，供給到反力室168b內的工作流體給換擋操作賦予節(jié)制感。
本實施例中，也通過適當?shù)卦O定壓力儲存部148與增力室166b的容積比、開閥時的閥156b與閥座158b之間的間隙面積、節(jié)流部162的開口面積，來分別設定初期上升壓力PA、壓力上升梯度K1、K2。
下面說明本發(fā)明的第6實施例。本實施例中，與第5實施例的動力換擋裝置140不同的是，增力室166a、166b與反力室168a、168b由連通路192a、192b連通；在反力用氣缸174a、174b與挺桿170a、170b之間夾設著密封194a、194b，該密封194a、194b阻斷了閥座158a、158b與反力室168a、168b的直接連通。除此以外基本構成都相同(見圖10)。因此，與第5實施例中相同的部分注以相同標號，其說明從略。另外，由于主要部分是左右對稱的，所以圖中僅示出右半部分，左半部分的圖示省略。
即，在圖10中，在反力用氣缸174a內壁上配設了阻斷閥座158a與反力室168a連通的密封194a。并且在反力用氣缸174a及輸出軸146上，形成連通反力室168a與增力室166a的連通路192a。
采用該構成的動力換擋裝置，在同步結束后，阻力側的閥離開閥座而開閥時，工作流體因密封194a的作用不直接被引入反力室168a，而是經(jīng)過增力室166a引入反力室168a。即，在增力室166a曾一度膨脹而成為低壓的工作流體供給到反力室168a中，所以，反力室168a內的壓力上升減緩，反力室168a的反力不形成沖擊力。因此，通過連桿機構14傳遞到換擋操作桿10的力僅僅是使閥156a離開閥座158a的開閥力，所以，傳到換擋操作桿10的沖擊力被減小，從而改善了換擋感覺。
雖然本實施例的減小沖擊力效果不如前述第1至第5實施例，但有益的是，如圖9所示第5實施例動力換擋裝置那樣，把增力室與反力室做成并列地與閥座連通的基本構成，對現(xiàn)有技術的動力換擋裝置只要進行稍許加工就能減小沖擊力。
圖11表示本發(fā)明的第7實施例，比第6實施例具有更好的作用和效果。與第6實施例中相同的部分注以相同標號，其說明從略。另外，由于主要部分是左右對稱的，所以圖中只示出右半部分，左半部分的圖示省略。
與第6實施例不同之處是，具有阻斷閥座158a與反力室168a連通的密封。
即，第6實施例中的密封194a是以O形圈為代表的雙向密封，具有防止工作流體從閥座158a流入反力室168a的功能，也具有防止工作流體從反力室168a向閥座158a流出的功能。
而本實施例中的密封196a是U形圈形狀的單向密封，當相反側壓力高于密封側壓力時，唇邊被往上推開，流體可從相反側流向密封側，具有所謂單向閥的功能。即，把密封196a設置成防止工作流體從閥座158a流入反力室168a，但容許工作流體從反力室168a向閥座158a流出。
下面，參照圖11說明在進行換擋操作時的密封196a的作用。以下說明中，把相當于圖中右側的前部稱為“同步側”。
變速動作中，當同步結束時，如前所述，輸入軸180和輸出軸146的相對位移量逆轉，所以同步側的挺桿170a向離開閥156a的方向移動，增力室166a內的工作流體通過連通路172a及排氣通路184排到大氣中。另外，反力室168a內的工作流體通過連通路192a經(jīng)過增力室166a排到大氣中，同時，由于相反側壓力(反力室168a內的壓力)比密封側壓力(大氣壓)高，所以，密封196a的唇邊被推起，通過反力用氣缸174a和挺桿170a之間的間隙排到大氣中。
即，反力室168a內的工作流體由于密封196a的作用而更迅速排出，所以，在同步結束后輸入軸180的移動阻力立即減小，其移動速度增加。
因此，同步結束后的阻力側閥座158b的開閥開始時間被延遲，阻力側增力室166b內的壓力上升延遲，防止沖擊力的產(chǎn)生。從而更加改善了換擋感覺。
下面，說明本發(fā)明的第8實施例。
本實施例是第5實施例和第6實施例(也可以是第7實施例)的組合，另外，一體地組裝了減震裝置。
圖12中，本實施例的動力換擋裝置200備有增力裝置部202和減震裝置部204。
上述增力裝置部202與本申請人在日本專利公報特愿平8-77673號中提出的相同。另外，上述減震裝置204與本申請人在日本專利公報特愿平8-77437號中提出的相同。與第5及第6實施例中相同的部分注以相同標號，其說明從略。考慮到對稱性，僅對圖12中右方向進行增力的情況進行說明。
先說明減震裝置204。在減震箱206內部充滿著硅油等的粘性液體。換擋操作進行時，輸出軸146及活塞208從中立位置移動到同步位置期間，被活塞208分隔的氣缸210內的一邊室內的粘性液體通過在2處形成的小孔212a、214a及外側空間216流動到另一邊室內。這時，由于粘性液體通過2個小孔212a、214a流動，所以其流動阻力小，減震效果弱。
到達同步位置時，活塞208堵塞住一個小孔212a，所以粘性液體的通過面積變小。在該同步位置，變速器進行同步，所以，輸出軸146及活塞208為停止狀態(tài)，粘性液體的流動也停止，增力裝置部202側的實際輸出不降低。
變速器的同步結束時，輸出軸146的移動阻力急劇減小，輸出軸146因增力室166b內的工作流體膨脹而要急劇地向圖中右方移動，隨之活塞208也要向行程終點位置急速移動。但是，氣缸內的粘性液體只通過一個細孔214a向外側空間216排出，所以，粘性流體的流動阻力大，發(fā)揮減震效果，抑制活塞208的急劇移動。
因此，由于阻力側增力室壓力的急速上升產(chǎn)生制動效果和減震效果，在增力裝置部202側的、同步結束后的輸出軸146對輸入軸180的沖擊力更加被抑制，更加提高了換擋感覺。另外，如果把吸收沖擊能力設定為與僅有減震裝置時同等，則減震裝置部204可以小型化，因為一部分沖擊力由增力裝置部202中的制動效果抑制。
另外，本實施例的增力裝置部202，在同步結束后阻力側的閥座開閥時，工作流體194因密封194a的作用不直接引入反力室168a，而是經(jīng)過增力室166a引入。因此，可以防止同步結束后的阻力側反力室168a的反力成為沖擊力，可減小換擋操作桿10上出現(xiàn)的沖擊力。因此，更加提高換擋感覺。
但是，為了提高換擋感覺，也可以不設置減震裝置部204，而由阻力側的增力室及反力室減小沖擊力。這種情況下，與第8實施例相比，雖然減小沖擊力的效果稍弱一些，但不造成動力換擋裝置的大型化，由增力室及反力室的疊加作用能比現(xiàn)有技術大幅度減小沖擊力。
另外，在前述第5至第7實施例的各動力換擋裝置中，也可以裝入減震裝置，得到由減震效果產(chǎn)生的沖擊力緩和作用，因此，與第5至第7實施例相比，可以提高換擋感覺。
權利要求
1.一種變速器的增力操作裝置，其特征在于，包含有輸入軸、增力裝置、同步側反力裝置及阻力側反力裝置、輸出軸、閥機構、供給工作流體的第2工作流體供給控制機構；來自換檔操作桿的換檔操作力機械地傳給輸入軸；增力裝置把來自工作流體供給源的工作流體供給由內裝于氣缸的活塞分隔成的各增力室，將上述換檔操作力增力；同步側反力裝置及阻力側反力裝置對供給上述工作流體后的上述換檔操作力賦予作為阻力的反力；輸出軸一體地固定在上述活塞上，并可相對于上述輸入軸移動，把被上述增力裝置增力的上述換檔操作力傳遞給變速器；閥機構根據(jù)上述輸入軸和上述輸出軸的相對位置，從換檔開始到同步結束，向同步側的上述增力裝置及上述反力裝置切換供給工作流體，從同步結束后到換檔結束，向阻力側的上述增力裝置及上述反力裝置切換供給工作流體；第2工作流體供給控制機構以這樣的特性供給上述工作流體，即，阻力側的上述反力裝置內的工作流體壓力上升比上述增力裝置內的工作流體壓力上升延遲。
2.如權利要求1所述的變速器的增力操作裝置，其特征在于，經(jīng)由上述增力室向上述反力裝置供給上述工作流體。
3.如權利要求2所述的變速器的增力操作裝置，其特征在于，上述閥機構含有略筒形的閥座箱、一對閥、彈簧、一對挺桿；略筒形的閥座箱在軸向兩端分別備有閥座；一對閥配設在該閥座箱內部，分別與上述閥座接觸或離開而關閥或開閥；彈簧裝在該一對閥之間，將上述各閥往上述閥座方向推壓而關閥；一對挺桿與上述輸入軸一體地沿其軸向移動，使上述各閥克服上述彈簧的彈力離開對應的上述閥座而開閥；閥機構固定在上述輸出軸的內部，上述輸入軸能在軸向滑動自如地貫穿上述閥機構，把工作流體通過形成在該輸入軸內部的工作流體通路及形成在該輸入軸上的節(jié)流部供給到上述閥機構；上述反力裝置包含形成在上述挺桿周壁上的活塞、該活塞內接的氣缸、夾設在上述活塞與上述氣缸之間的將該活塞往離開上述閥方向推的彈簧。
4.如權利要求2或3所述的變速器的增力操作裝置，其特征在于，上述第2工作流體供給控制機構中，配設著密封部件，該密封部件阻斷上述閥機構與上述反力裝置直接連通的連通路，設置連通上述增力裝置與上述反力裝置的連通路，使上述閥機構與上述反力裝置通過上述增力裝置間接地連通。
5.如權利要求4所述的變速器的增力操作裝置，其特征在于，上述密封部件是O形圈。
6.如權利要求4所述的變速器的增力操作裝置，其特征在于，上述密封部件具有可變形的密封部，該密封部件在平常時使上述閥機構與上述反力裝置的直接連通路保持密封狀態(tài)，僅在上述工作流體從上述反力裝置排出時解除該密封狀態(tài)。
全文摘要
一種變速器的增力操作裝置，其中，來自換檔操作桿的換檔操作力傳給輸入軸；增力裝置把工作流體供給增力室，將換檔操作力增力；同步及阻力側反力裝置對供給工作流體后的換檔操作力賦予反力；輸出軸固定在活塞上并可相對于輸入軸移動，增力的換檔操作力傳遞給變速器；閥機構根據(jù)輸入軸和輸出軸位置從換檔到同步向同步側增力裝置及反力裝置切換供給工作流體，從同步結束后到換檔結束，向阻力側的增力裝置及反力裝置切換供給工作流體；第2工作流體供給控制機構這樣供給工作流體，即，阻力側反力裝置內的工作流體壓力上升比增力裝置內的工作流體壓力上升延遲。
文檔編號F16J15/32GK1492166SQ0212241
公開日2004年4月28日 申請日期1997年3月28日 優(yōu)先權日1996年3月29日
發(fā)明者計盛啟一, 成, 武藤仁, 今里和成 申請人:日產(chǎn)柴油機工業(yè)株式會社