专利名称：变速器的增力操作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将换挡操作力增力后传递给变速器的变速器增力操作装置，特别涉及提高换挡感觉的技术。
现有技术中，在卡车等大型车用变速器中，为了减低换挡操作力，安装着利用工作流体(高压空气)的增力操作装置(以下称为动力换挡装置)，以便减小换挡操作力、特别是在需要大操作力时减小换挡操作力(见日本专利公报实开平3-93650号和实开平3-93651号)。
现有的动力换挡装置中，包含有输入轴、增力装置、输出轴和阀机构。从换挡操作杆出来的换挡操作力机械地传递给输入轴；增力装置将工作流体供给由气缸内活塞分隔成的同步侧增力室和阻力侧增力室，将换挡操作力增力；输出轴与活塞固定成一体，与输入轴能相对移动，将已增力的换挡操作力传递给变速器；阀机构根据上述输入轴和上述输出轴的相对位置进行切换动作，把工作流体供给同步侧增力室或阻力侧增力室中的任一方。
另外，还有一种动力换挡装置，是在同步侧及阻力侧分别设置反力装置，该反力装置对供给工作流体后传递到输入轴的换挡操作力赋予作为阻力的反力，使换挡感觉具有节制感。这种情况下，上述阀机构进行切换，向增力装置及反力装置供给工作流体。
可是，该动力换挡装置中，由于在同步结束的同时换挡操作力减小，输出轴的移动阻力急剧减小，所以，给与输出轴推力的工作流体急速膨胀，输出轴急剧地移动。这样，输入轴和输出轴的相对位置逆转，工作流体被供给阻力侧的增力室，成为抑制输出轴移动的阻力。
但是，在阻力侧增力室内的压力未能迅速上升的情况下，抑制输出轴移动的阻力不能充分发挥，输入轴与输出轴的相对位移为最大时的冲击力不能被充分缓和。由于该冲击力通过输入轴传到换挡操作杆，所以驾驶者感受到来自换挡操作杆的换挡方向的冲击力，不利于换挡感觉。
另外，在具有反力装置的动力换挡装置中，在同步结束的同时，工作流体也被供给阻力侧的反力装置，输入轴急剧地向变速方向移动，产生冲击力。因而，该冲击力通过输入轴传到换挡操作杆，不利于换挡感觉。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于在同步结束后，通过容积室向阻力侧的增力装置或反力装置供给工作流体，控制阻力侧的增力装置内或反力装置内的工作流体压，缓和现有动力换挡装置中的同步结束后的冲击力，提高换挡感觉。
本发明的另一目的是，在控制阻力侧的增力装置内的工作流体压力时，将容积室作为气罐，从这里向增力装置内供给工作流体，加速增力装置内的工作流体压力的初期上升，增大阻力，抑制输出轴的急剧移动，提高换挡感觉。
本发明的另一目的是，在控制阻力侧的反力装置内的工作流体压力时，将容积室作为膨胀室，从这里向反力装置内供给工作流体，延缓反力装置内的工作流体压力的初期上升，抑制输入轴在换挡方向的急剧移动，提高换挡感觉。
为了实现上述目的，本发明的变速器增力操作装置包含有输入轴、增力装置、输出轴、阀机构和供给工作流体的第1工作流体供给控制机构；来自换挡操作杆的换挡操作力机械地传给输入轴；增力装置把来自工作流体供给源的工作流体供给由内装在装置本体气缸内的活塞分隔成的同步侧增力室和阻力侧增力室内，将换挡操作力增力；输出轴一体地固定在上述活塞上，与上述输入轴可相对移动，把由上述增力装置增力的上述换挡操作力传递给变速器；阀机构根据上述输入轴与上述输出轴的相对位置进行切换，从换挡开始到同步结束期间，把工作流体供给同步侧的增力室，从同步结束到换挡结束期间，把工作流体供给阻力侧的增力室；第1工作流体供给控制机构以这样的特性供给上述工作流体，即，阻力侧的上述增力室内的工作流体压力上升梯度在到达预定初期上升压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工作流体供给机构中，可以在从上述工作流体供给源到阀机构之间的工作流体供给路径上设置节流部，可以在从该节流部到上述阀机构之间的工作流体供给路径上，设置储存工作流体的压力储存部。这里，上述压力储存部，具体地说，可以与从上述节流部到上述阀机构之间的工作流体供给路径连通地设置，也可以设置在上述路径内。
根据这样的构成，在同步结束后，工作流体被供给阻力侧增力室时，储存在压力储存部内的工作流体先被供给增力室，接着从工作流体供给源通过节流部及压力储存部供给增力室。即，阻力侧增力室的初期上升压力加快，对同步结束后的输出轴的移动能产生充分的阻力。另外，如果把工作流体压上升梯度的急变点、即初期上升压力值设定为同步时对于机构部的容许压力值，则由工作流体的急速供给产生的对机构部的冲击在容许值以内，可防止机构部的损伤。其结果，输入轴与输出轴的相对位移为最大时的冲击力得到缓和，传递到换挡操作杆的冲击力降低，可改善换挡感觉。
这里，上述压力储存部也可以形成在上述活塞周壁与上述气缸内壁之间。
根据该构成，压力储存部可利用活塞周壁、活塞周壁和气缸内壁或气缸形成，不必另外设置压力储存部，可简化增力操作装置的结构。
另外，也可以把上述压力储存部设在上述工作流体供给路的上述装置本体入口部，把上述节流部设在上述压力储存部的入口部。这种情况下，也可以把压力储存部一体地装入上述装置本体，也可分开设置并与上述装置本体连接，或者与连接上述工作流体供给源与上述装置本体的工作流体供给管一体地形成。
根据该构成，工作流体从工作流体供给源供给到压力储存部时，由于在压力储存部的入口部形成了节流部，工作流体的流通阻力增大，所以工作流体向压力储存部的供给是缓慢进行的。因此，在同步结束后工作流体供给阻力侧的增力室时，是储存在压力储存部内的工作流体先供给，接着再从工作流体供给源供给工作流体。
另外，上述工作流体供给路的一部分可以形成在上述输入轴的内部，或者也可以形成在上述气缸周壁上。而且，上述阀机构含有略筒形的阀座箱、阀、弹簧、挺杆、接触部件；并固定在上述输出轴的内部，上述输入轴能在轴向滑动自如地贯穿上述阀机构；略筒形的阀座箱在其两端分别形成阀座；阀配设在该阀座箱内部，分别与上述阀座接触或离开而关阀或开阀；弹簧装在该阀之间，将阀往阀座方向推压而关阀；挺杆可相对于输入轴滑动自如，使阀克服上述弹簧的弹力离开阀座而开阀；接触部件固定在输入轴上，随着该输入轴的移动与挺杆接触，使该挺杆向开阀方向移动。
根据该构成，工作流体通过形成在输入轴内部或气缸周壁上的工作流体供给路供给阀机构。阀机构根据输入轴和输出轴的相对位置，挺杆克服弹簧的推压力把阀往离开阀座方向推开而开阀。于是，供给到阀机构的工作流体被供给同步侧的增力室。
在上述构成中，还可以加设反力装置，该反力装置对供给工作流体后的换挡操作力赋与作为阻力的反力，上述工作流体经过阻力侧的上述增力室被供给到至少一个该反力装置内。
根据该构成，由于在阻力侧增力室曾一度膨胀而压力降低了的工作流体被供给到同步结束后的反力装置内，所以反力装置内的工作流体压力的上升延缓。因此，防止急剧的工作流体供给反力装置内，同步结束后的反力装置内产生的冲击力被缓和，再加上前述阻力侧增力室的降低冲击力的作用，可更加提高换挡感觉。
另外，变速器的增力操作装置还可以是包含有输入轴、增力装置、同步侧反力装置及阻力侧反力装置、输出轴、阀机构、第2工作流体供给控制机构；来自换挡操作杆的换挡操作力机械地传给输入轴；增力装置把来自工作流体供给源的工作流体供给由内装于气缸的活塞分隔成的各增力室，将换挡操作力增力；同步侧反力装置及阻力侧反力装置对供给上述工作流体后的换挡操作力赋予作为阻力的反力；输出轴一体地固定在上述活塞上，并可相对于上述输入轴移动，把被上述增力装置增力的上述换挡操作力传递给变速器；阀机构根据上述输入轴和上述输出轴的相对位置，从换挡开始到同步结束，向同步侧的上述增力装置及上述反力装置切换供给工作流体，从同步结束后到变速结束，向阻力侧的上述增力装置及反力装置切换供给工作流体；第2工作流体供给控制机构以这样的特性供给工作流体，即，阻力侧反力装置内的工作流体压力上升比上述增力装置内的工作流体压力上升延迟。
具体地说，上述阀机构含有略筒形的阀座箱、阀、弹簧、挺杆；略筒形的阀座箱在轴向两端分别备有阀座；阀配设在该阀座箱内部，分别与上述阀座接触或离开而关阀或开阀；弹簧装在该阀之间，将各阀往上述阀座方向推压而关阀；挺杆与上述输入轴一体地沿其轴向移动，使上述阀克服上述弹簧的弹力离开上述阀座而开阀；阀机构固定在上述输出轴的内部，上述输入轴能在轴向滑动自如地贯穿上述阀机构，把工作流体通过形成在该输入轴内部的工作流体通路及形成在该输入轴上的节流部供给到上述阀机构；上述反力装置包含形成在上述挺杆周壁的活塞、该活塞内接的气缸、夹设在活塞与上述气缸之间的把将该活塞往离开上述阀方向推的弹簧。
根据该构成，阀机构根据输入轴和输出轴的相对位置，挺杆克服弹簧的推压力把阀往离开阀座的方向推开而开阀。于是，供给到阀机构的工作流体被供给同步侧的增力装置及反力装置。同步结束后工作流体被供给阻力侧的反力装置时，反力装置内的工作流体的压力因第2工作流体供给控制机构的作用而缓慢地上升，所以，被供给到阻力侧的反力装置的工作流体可防止输入轴朝换挡方向急剧移动。因此，能格外降低此输入轴的急剧移动产生的冲击力，传递到换挡操作杆的冲击力被缓和，改善了换挡感觉。
另外，上述第2工作流体供给控制机构中，配设着密封部件，该密封部件阻断上述阀机构与上述反力装置直接连通的连通路，设置连通上述增力装置与上述反力装置的连通路，使上述阀机构与上述反力装置通过上述增力装置间接地连通。
根据该构成，当同步结束后工作流体被供给阻力侧的反力装置时，工作流体因密封部件的作用不直接供给反力装置，而是在增力室一度膨胀并成为低压后再供给反力装置。这样，可防止反力装置内的工作流体压力急剧上升。能得到该效果的构成简单，所以能抑制变速器增力操作装置的大型化，减轻重量及降低成本。
另外，上述密封部件可以是O形圈。
根据该构成，可使用作为一般通用的标准件的O形圈，抑制变速器的增力操作装置的成本，并能确保密封部件的可靠性。
另外，上述密封部件也可以是带变形密封部的密封部件，该密封部件在平常时，使上述阀机构与上述反力装置的直接连通路保持密封状态，仅在上述工作流体从上述反力装置排出时解除其密封状态。
根据该构成，在同步结束后，阻力侧的反力装置内的工作流体被排出时，工作流体通过阀机构与反力装置的直接连通路及密封部件排出。即，工作流体不仅通过通常的连通路排出，还通过密封部件排出，这样，工作流体得以迅速排出，所以，同步结束后，输入轴的移动阻力立即减小，其移动速度增加。其结果，同步结束后的阻力侧的阀室开阀开始时间延迟，例如，工作流体曾在增力室一度膨胀成为低压后再供给反力室，可防止产生冲击荷载。所以，更改善了换挡感觉。
根据该构成，同步结束后阻力侧的反力装置内的工作流体排出时，工作流体经过阻力侧的增力装置排出，并且也通过密封部件从反力装置与阀机构的直接连通路排出。因此，工作流体可迅速地排出，同步结束后输入轴的移动阻力立即减小，其移动速度增加。其结果，同步结束后的阻力侧的开阀开始时间延迟，反力装置使输入轴向换挡操作方向的急剧移动减缓，更改善了换挡感觉。
通过以下结合附图对实施例的说明，可以更清楚地了解本发明的其他目的及作用、效果等。
图1是一般的增力操作装置及换挡力传递系统的构成图。
图2是表示本发明之增力操作装置的第1实施例的整体图。
图3是图2所示增力操作装置的要部放大图。
图4是本发明增力操作装置的增力室压力上升特性图。
图5是本发明增力装置中，同步结束后的阻力侧增力室的压力上升特性图。
图6是表示本发明之增力操作装置的第2实施例的要部放大图。
图7是表示本发明之增力操作装置的第3实施例的要部放大图。
图8是表示本发明之增力操作装置的第4实施例的要部放大图。
图9是表示本发明之增力操作装置的第5实施例的整体图。
图10是表示本发明之增力操作装置的第6实施例的要部放大图。
图11是表示本发明之增力操作装置的第7实施例的要部放大图。
图12是表示本发明之增力操作装置的第8实施例的整体图。
下面，参照附图详细说明本发明。
图1表示一般的装在车辆上状态的动力换挡装置及操作力传递系统的构成。
加在换挡操作杆10上的换挡操作力(输入的换挡力)由连杆机构14传递到动力换挡装置16的输入轴18，该输入轴18在换挡操作力的作用下在轴方向动作。上述连杆机构14由夹设着橡胶减震器12的若干个连杆14a～14c构成。动力换挡装置16把输入到输入轴18的、来自换挡操作杆10的输入操作力经过工作流体即高压空气的作用，增力成为与输入操作力略成正比的输出操作力，该输出操作力通过换挡轴20使变速器的选速杆和换挡拨叉22转动，使变速杆24在轴方向滑动，进行换挡操作。
图2(整体图)及图3(要部放大图)表示本发明第1实施例动力换挡装置16的内部结构。在以下的说明中，把动力换挡装置16的输入轴18一侧称为“前部”，把与输入轴18相反的一侧称为“后部”。
壳体26是动力换挡装置本体，圆筒形气缸28形成在该壳体26内。壳体26的前部轴承30a及后部轴承30b支承着可滑动的管状输出轴32，该输出轴32同心地贯穿圆筒形气缸28内部。圆筒形活塞36的内周部固定在输出轴32的外周部上，该圆筒形活塞36在其轴向略中间处具有形成为环状凹部的压力储存部34。活塞36的外周部通过活塞密封38与气缸28内面相接触。在本实施例中，是将压力储存部34形成在活塞36上，但也可以形成在气缸28上或形成在气缸28及活塞36双方上。
此外，在输出轴32的略中间处内部，设置着具有阀室40的阀机构。在阀室40内，配设着沿轴向分开的一对阀42a、42b，该对阀可在轴向滑动自如。在该对阀42a、42b之间的阀室40通过连通路44与活塞36的压力储存部34连通。连通路44分别形成在活塞36和输出轴32上。阀室40由在轴向两端备有阀座46a、46b的略圆筒形阀座箱46形成。而且，通常状态(指动力换挡装置16的非动作状态，下同)时，在通过后述工作流体供给路48供到阀室40内部的工作流体压力及夹设在阀42a、42b之间的弹簧50的弹力作用下，阀42a、42b分别被推向阀座46a、46b一侧，关闭阀座46a、46b。
在阀座箱46的前后端配设着挺杆54a、54b，通常状态时，该挺杆54a、54b与阀42a、42b之间分别有预定的间隙δVa、δVb(δVa≈δVb)(见图3)，该挺杆54a、54b朝向阀座46a、46b设置，且可沿轴向在反力用气缸56a、56b的内周壁滑动自如，用于使阀42a、42b克服上述弹簧50的推压力而开阀。挺杆54a、54b的与阀室40相反侧端部，分别形成反力用活塞58a、58b，该反力用活塞58a、58b用于给换挡操作赋予操作感。该反力用活塞58a、58b通过活塞密封60a、60b可滑动自如地与反力用气缸56a、56b内接触，该反力用气缸56a、56b与反力用活塞58a、58b同心配置。反力用气缸56a、56b通过与阀座箱46的两端相接触地配置，通过形成在输出轴前端部内周的台阶部和配置在输出轴32后端部的后述给排通路单元62一体地固定在输出轴32上，阀座箱46挟持在这些反力用气缸56a、56b之间，一体地固定在输出轴32上。
另外，在反力用活塞58a、58b与阀座箱46之间，分别夹设着弹簧64a、64b，该弹簧64a、64b把挺杆54a、54b往离开阀座箱46的方向推。设在反力用气缸56a、56b与阀座箱46之间的反力室66a、66b和被活塞36分隔开的增力室68a、68b分别通过形成在输出轴32上的连通路70a、70b而互相连通。于是，在通常状态时，增力室68a、68b及反力室66a、66b通过挺杆54a、54b与输入轴18之间的间隙与给排通路单元62的排气通路72连通而成为大气压。
输入轴18由2个管部件18A、18B构成。管部件18A的前端侧连接着连杆14c，后端侧由球接头连接着管部件18B。管部件18B穿过阀室40，在前端部形成球接头，与管部件18A的内侧连接。管部件18B的后端与给排通路单元62的给气通路74连通，与该给气通路74共同构成工作流体供给路48，通过设在管部件18B中间的节流部76向阀室40供给工作流体。另外，在管部件18B的后端外周，固定着由环部件构成的止挡部78，随着输入轴18向图1中右方向的移动，该止挡部78与挺杆54b的反力用活塞58b接触，将其向右推，使阀42b克服弹簧50而开阀。另一方面，当输入轴18向图1中左方向移动时，管部件18A的后端部与挺杆54a的前端接触，使挺杆54a克服弹簧50，打开阀42a。
之所以要把管部件18A和18B做成为球接头接合方式，是因为这样的构成在动力换挡装置16组装后，能吸收管部件16A和18A的中心偏差，能降低制造及组装成本。
在输入轴18的管部件18A上，设有略长圆形的缺口80，固定在输出轴32上的销82配合在该缺口内。在销82与缺口80之间，在通常状态时，在前后方向分别有间隙δMa、δMb(δMa≈δMb；δMa＞δVa)。因此，输入轴18与输出轴32可相对移动(δMa+δMb)的距离，超过此相对位移量后，输入轴18与输出轴32成为一体移动的状态。
上述给排通路单元62螺纹连接地固定在输出轴32的后端内部。在给气通路74的周围配置着排气通路72。在排气通路72的中间设置着过滤器84。
下面，参照图1至图3说明该动力换挡装置16的动作。
图1中，例如当驾驶者向箭头方向操作换挡操作杆10进行换挡操作时，由连杆14a～14c构成的连杆机构14把图中右方向的输入操作力传递给动力换挡装置16的输入轴18。于是动力换挡装置16把该输入操作力通过工作流体的作用，增力为与输入操作力略成正比的输出操作力，该输出操作力通过换挡轴20及选速杆和换挡拨叉22传递给变速器，进行换挡动作。
这对，在变速器内部，必须使被换挡的下一挡齿轮的旋转速度与相应于车速的旋转速度同步。用于实现该同步的力由变速杆24的轴向推力供给，决定同步离合器的推压力。尤其是在换低档的场合，该同步力大，要求动力换挡装置16的近于最大动力，当同步结束时，变速杆24迅速移动到行程终点。
驾驶者进行图1箭头方向的换挡操作时，输入轴18(管部件18A及18B)向图中右方向移动，管部件18B后端部的止挡部78，使后部的挺杆54b克服弹簧64b向图中右方向移动。该挺杆54b的前端部把后部阀(以下称为“同步侧阀”)42b往离开阀座46b的右方推开。从未画出的工作流体供给源(压缩机或储气罐)供给到给排通路单元62的工作流体，通过给气通路74、工作流体供给路48及节流部76供给到阀室40。此外阀室40与压力储存部34通过连通路44连通，阀室40与压力储存部34的压力略相同。
当同步侧阀42b打开时，工作流体通过反力室66b及连通路70b供给到后部的增力室(下面称为“同步侧增力室”)68b。因此，同步侧增力室68b内的压力上升，输入的操作力被增力，通过活塞36输出轴32开始向右方向移动。输出轴32通过换挡轴20使变速器的选速杆及换挡拨叉杆22转动，使变速杆24在轴向滑动，进行换挡动作(见图1)。这时，变速器经过中立位置到达同步位置，开始同步的输出轴32停止其移动。
另外，为了加快换挡，驾驶者加大换挡操作力时，由于后部的挺杆54b更增大阀的开度，所以同步侧增力室68b的空气压力与该力相应地上升。进一步增大换挡操作力时，同步侧阀42b成为全开，而且形成在输入轴18的管部件18A上的缺口80所容许的输出轴32与输入轴18的容许相对位移成为最大值(δMa+δMb)，输出轴32停止在同步位置，输入轴18的移动停止。这时，缺口80与销82的间隙是，左侧间隙为0，右侧间隙为δMa+δMb。另外，由换挡操作杆10提供的输入操作力作为弹性能储存在橡胶减震器12内，该橡胶减震器12在连杆14a～14c的传递路径中。
同步结束后，对于输出轴32的移动阻力减小时，输出轴32在同步侧增力室68b的工作流体膨胀作用下，向图中右方向移动，同时输入轴18在橡胶减震器12储存的弹性能及换挡操作杆10的操作位移作用下，与通常状态相比，也从比输出轴先行δMb的位置同样地向右方向移动。这种情况下，由于输出轴32的移动速度比输入轴18的移动速度快，所以输出轴32超过输入轴18，输入轴18相对于输出轴32的相对位移量逆转。于是，输入轴18的管部件18A的端部与前部挺杆54a的反力用活塞58a接触，将其向图中左方推行，克服弹簧64a而推开同步侧阀42b和相反侧的前部阀(以下称为“阻力侧阀”)42a。因此，工作流体通过反力室66a及连通路70a被供给到同步侧增力室68b和相反侧的增力室(以下称为“阻力侧增力室”)68a，增力室68a内的压力上升。
这时，被供给到上述增力室68a内的工作流体是预先储存在压力储存部34内的工作流体。这种情况下，增力室68a的初期上升压力值取决于增力室68a与压力储存部34的容量比。因此，如果适当地设定压力储存部34的容量，把同步时的增力室68a的初期上升压力值限制在能防止机构部件损伤的容许值范围内，则压力储存部34与阀室40之间的连通路44能确保足够宽的通路面积，能加大初期压力的上升梯度，所以，与现有技术的动力换挡装置相比，在同步结束后的阻力侧增力室68a的压力上升格外加快。
图4表示本实施例的换挡操作时，增力室的压力上升特性。
图4中，设同步时的增力室68a、68b的初期上升压力容许值为PA，在到达压力PA前，储存在压力储存部34内的工作流体以压力上升梯度K1(该压力上升梯度K1大于现有技术的压力上升梯度K，即K1＞K)在阀42a或42b打开的同时供给增力室68a或68b。然后，来自工作流体供给源的工作流体通过工作流体供给路48及节流部76供给阀室40，该工作流体以压力上升梯度K2(K2＜K)使增力室68a或68b内的压力上升。如前所述，上述压力PA由压力储存部34与增力室68a或68b的容量比决定。梯度K1由压力储存部34与阀室40间的连通路44、挺杆54a(或54b)与阀座46a(或46b)之间的间隙通路及反力室66a(或66b)与增力室68a(或68b)之间的连通路70a(或70b)的各开口面积、以及开阀时的阀42a(或42b)与阀座46a(或46b)之间的通过面积决定。另外，到达压力PA后的压力梯度K2由从工作流体供给源到节流部7 6的配管阻力主要是节流部76的开口面积、开阀时的阀42a(或42b)与阀座46a(或46b)之间的开口面积、挺杆54a(或54b)与阀座46a(或46b)间的间隙通路、反力室66a(或66b)与增力室68a(或68b)间的连通路70a(或70b)的各开口面积决定。
因此，要确保压力梯度K1地设定从阀室40到增力室68a、68b的通路面积、主要是阀42a、42b与阀座46a、46b的开口面积，确保压力梯度K2地设定节流部76的开口面积。
采用上述构成，同步结束后的阻力侧增力室68a的初期压力上升加快，在同步结束后的输出轴32的移动方向上可作用大的制动力。因此，可大大降低输出轴32的移动速度，可格外减小输出轴32碰撞输入轴18所产生的冲击力。因此，传递到换挡操作杆10的冲击力被减小，能改善换挡时的、尤其是同步结束后的换挡感觉。另外，由于能把增力室68a、68b的初期上升压力值抑制在容许值范围内，所以可防止同步时对机构部分的损伤。
图5表示本发明装置与现有技术装置的比较数据。该数据关于在同步结束后，输出轴32超过输入轴18，从阻力侧阀打开后的阻力侧增力室的压力特性。
从图5可见，本发明装置与现有技术装置相比，最高压力到达时间缩短到43％，到达最高压力增加到130％。另外，图中的本发明装置的值，是以现有技术装置的到达压力及时间分别为“1”时的值。
即，图5中的数据表示，与现有技术装置相比，本发明装置在同步结束后能产生很快而且大的制动力。
上述第1实施例中，是与从工作流体供给源到阀室40的供给工作流体的供给路径分开地设置压力储存部34，但是，也可以在工作流体供给路径的一部分上配置压力储存部。下面说明这种动力换挡装置的实施例。
图6表示本发明第2实施例的要部构成图。与第1实施例中相同的部分注以相同标号，其说明从略。
图6的动力换挡装置90中，在给排通路单元62的给气通路74的入口处，通过螺纹接头92固接着单独的压力储存部94。该压力储存部94的给气口96与未画出的工作流体供给源连接，在该给气口96的出口处设有节流部98。另外，输入轴18的管部件18B内部的工作流体供给路48与阀室40由连通路100连通，该连通路100的开口面积比现有技术动力换挡装置中的大。即，本实施例中，向阀室40供给工作流体的路径中包含着压力储存部94、给气通路74、工作流体供给路48及连通路100。另外，活塞102略呈圆柱形。
上述构成中，适当地设定压力储存部94与增力室68a、68b的容量比，使增力室68a、68b内的初期上升压力成为PA；并且设定连通路100的开口面积及从阀室40到增力室68a、68b的开阀后通路面积，以确保增力室68a、68b内的压力上升梯度K1。另外，设定给气口96的节流部98的开口面积，使得到达上述压力PA后的压力上升梯度为K2。这样，能得到与第1实施例同样的效果。
另外，如果不将压力储存部94固定设在动力换挡装置90上，而是通过配管连接在螺纹接头92上，则可将压力储存部94配设在任意部位。
图7是表示本发明第3实施例的要部构成图。与第1及第2实施例中相同的部分注以相同标号，其说明从略。
图7的动力换挡装置110中，把压力储存部114一体地形成于给排通路单元112的入口部。即，在给排通路单元112的入口部一体地形成压力储存部114，给气口116与未画出的工作流体供给源连接，在该给气口116的出口处，形成节流部118。另外，标号120表示与管部件18B内的工作流体供给路48相连的给气通路，标号122表示排气通路。即，在本实施例中，向阀室40供给工作流体的路径中包含着给气口116、压力储存部114、吸气通路120、工作流体供给路48及连通路100。
此外，由于压力储存部114一体地形成在给排通路单元112上，所以，与第2实施例相比，可减少构成部件。
图8是表示本发明第4实施例的要部构成图。与第1～第3实施例中相同的部分注以相同标号，其说明从略。
图8的动力换挡装置130中，未设置图6所示第2实施例中的压力储存部94和图7所示第3实施例中的压力储存部114，而是利用连接工作流体供给源与动力换挡装置130的大容量配管132作为压力储存部，并在大容量配管132的入口侧设置节流部134。即，本实施例中，向阀室40供给工作流体的路径中，包含大容量配管132、给气通路74、工作流体供给路48及连通路100。
该构成也能取得与第1至第3实施例同样的效果。
下面，参照图9说明本发明的第5实施例。
本实施例的动力换挡装置140，是从壳体周壁供给工作流体的结构。
本实施例中，壳体142的气缸144、输出轴146、带压力储存部148的活塞150、阀室152、接受弹簧154推压力的阀156a、156b、阀座158a、158b、阀座箱158等的构成与前述实施例中的基本相同。与前述实施例不同之处主要有下述几点。
第一个不同点是，通过设在壳体142周壁上的工作流体供给口160及节流部162，从工作流体供给源直接向阀室152内供给工作流体。因此，工作流体供给路径中包含着工作流体供给口160、形成在活塞150及输出轴146上的连通路164、阀室152。
第二个不同点是，将阀座158a、158b直接与增力室166a、166b连通，而且同样地，使该阀座158a、158b和反力室168a、168b连通。即，把前述实施例中的反力气缸的阀室侧端部延长，使其与挺杆170a、170b的外周可滑动自动地接触，将阀座158a、158b与增力室166a、166b通过形成在输出轴146上的连通路172a、172b连通，而不通过反力室168a、168b连通。另一方面，通过反力用气缸174a、174b与挺杆170a、170b之间的间隙，使反力室168a、168b与阀座158a、158b连通。而且，在挺杆的反力用活塞176a、176b与反力用气缸174a、174b的阀室152侧端部之间，夹设着弹簧178a、178b，该弹簧178a、178b的作用是给换挡操作赋予操作余量。
于是，在通常状态时，增力室166a、166b及反力室168a、168b通过挺杆170a、170b前端部与阀座158a、158b之间的间隙及形成在管部件180B上的排气孔182a、182b与管部件180B内部的排气通路184连通而成为大气压。
第三个不同点是，反力用气缸174a、174b通过销186一体地固定在输出轴146上，随着输出轴146的动作而移动。
第四个不同点是，在输出轴146的前端部固定着圆筒形的输出杆导向件188，将已增力了的换挡操作力取出到外部的输出杆190与该导向件188连接。
该动力换挡装置140的增力动作，与前述第1至第4实施例略同，只有工作流体供给路径及反力室168a、168b的构成不同。下面，简要说明动力换挡装置140的增力动作及反力赋予动作。为了说明简单起见，考虑到对称性，仅说明在图9中右方向进行增力的动作。
即，来自换挡操作杆10的换挡操作力通过连杆机构14传递到输入轴180，该输入轴180便向图中右方向移动。这时，挺杆170b克服弹簧178b向图中右方向移动。于是，挺杆170b的前端部把阀156b向着离开阀座158b的右方推而开阀。于是，来自工作流体供给源的工作流体通过工作流体供给口160、节流部162、压力储存部148及连通路164被供给到阀室152内。该工作流体从阀156b与阀座158b之间的间隙通过连通路172b供给到增力室166b，同时通过反力用气缸174b与挺杆170b之间的间隙供给到反力室168b。因此，供给到增力室166b内的工作流体进行换挡操作力的增力，同时，供给到反力室168b内的工作流体给换挡操作赋予节制感。
本实施例中，也通过适当地设定压力储存部148与增力室166b的容积比、开阀时的阀156b与阀座158b之间的间隙面积、节流部162的开口面积，来分别设定初期上升压力PA、压力上升梯度K1、K2。
下面说明本发明的第6实施例。本实施例中，与第5实施例的动力换挡装置140不同的是，增力室166a、166b与反力室168a、168b由连通路192a、192b连通；在反力用气缸174a、174b与挺杆170a、170b之间夹设着密封194a、194b，该密封194a、194b阻断了阀座158a、158b与反力室168a、168b的直接连通。除此以外基本构成都相同(见图10)。因此，与第5实施例中相同的部分注以相同标号，其说明从略。另外，由于主要部分是左右对称的，所以图中仅示出右半部分，左半部分的图示省略。
即，在图10中，未设置第5实施例中的节流部162，而是在反力用气缸174a内壁上配设了阻断阀座158a与反力室168a连通的密封194a。并且在反力用气缸174a及输出轴146上，形成连通反力室168a与增力室166a的连通路192a。
采用该构成的动力换挡装置，在同步结束后，阻力侧的阀离开阀座而开阀时，工作流体因密封194a的作用不直接被引入反力室168a，而是经过增力室166a引入反力室168a。即，在增力室166a曾一度膨胀而成为低压的工作流体供给到反力室168a中，所以，反力室168a内的压力上升减缓，反力室168a的反力不形成冲击力。因此，通过连杆机构14传递到换挡操作杆10的力仅仅是使阀156a离开阀座158a的开阀力，所以，传到换挡操作杆10的冲击力被减小，从而改善了换挡感觉。
虽然本实施例的减小冲击力效果不如前述第1至第5实施例，但有益的是，如图9所示第5实施例动力换挡装置那样，把增力室与反力室做成并列地与阀座连通的基本构成，对现有技术的动力换挡装置只要进行稍许加工就能减小冲击力。
图11表示本发明的第7实施例，比第6实施例具有更好的作用和效果。与第6实施例中相同的部分注以相同标号，其说明从略。另外，由于主要部分是左右对称的，所以图中只示出右半部分，左半部分的图示省略。
与第6实施例不同之处是，具有阻断阀座158a与反力室168a连通的密封。
即，第6实施例中的密封194a是以O形圈为代表的双向密封，具有防止工作流体从阀座158a流入反力室168a的功能，也具有防止工作流体从反力室168a向阀座158a流出的功能。
而本实施例中的密封196a是U形圈形状的单向密封，当相反侧压力高于密封侧压力时，唇边被往上推开，流体可从相反侧流向密封侧，具有所谓单向阀的功能。即，把密封196a设置成防止工作流体从阀座158a流入反力室168a，但容许工作流体从反力室168a向阀座158a流出。
下面，参照图11说明在进行换挡操作时的密封196a的作用。以下说明中，把相当于图中右侧的前部称为“同步侧”。
变速动作中，当同步结束时，如前所述，输入轴180和输出轴146的相对位移量逆转，所以同步侧的挺杆170a向离开阀156a的方向移动，增力室166a内的工作流体通过连通路172a及排气通路184排到大气中。另外，反力室168a内的工作流体通过连通路192a经过增力室166a排到大气中，同时，由于相反侧压力(反力室168a内的压力)比密封侧压力(大气压)高，所以，密封196a的唇边被推起，通过反力用气缸174a和挺杆170a之间的间隙排到大气中。
即，反力室168a内的工作流体由于密封196a的作用而更迅速排出，所以，在同步结束后输入轴180的移动阻力立即减小，其移动速度增加。
因此，同步结束后的阻力侧阀座158b的开阀开始时间被延迟，阻力侧增力室166b内的压力上升延迟，防止冲击力的产生。从而更加改善了换挡感觉。
下面，说明本发明的第8实施例。
本实施例是第5实施例和第6实施例(也可以是第7实施例)的组合，另外，一体地组装了减震装置。
图12中，本实施例的动力换挡装置200备有增力装置部202和减震装置部204。
上述增力装置部202与本申请人在日本专利公报特愿平8-77673号中提出的相同。另外，上述减震装置204与本申请人在日本专利公报特愿平8-77437号中提出的相同。与第5及第6实施例中相同的部分注以相同标号，其说明从略。考虑到对称性，仅对图12中右方向进行增力的情况进行说明。
先说明减震装置204。在减震箱206内部充满着硅油等的粘性液体。换挡操作进行时，输出轴146及活塞208从中立位置移动到同步位置期间，被活塞208分隔的气缸210内的一边室内的粘性液体通过在2处形成的小孔212a、214a及外侧空间216流动到另一边室内。这时，由于粘性液体通过2个小孔212a、214a流动，所以其流动阻力小，减震效果弱。
到达同步位置时，活塞208堵塞住一个小孔212a，所以粘性液体的通过面积变小。在该同步位置，变速器进行同步，所以，输出轴146及活塞208为停止状态，粘性液体的流动也停止，增力装置部202侧的实际输出不降低。
变速器的同步结束时，输出轴146的移动阻力急剧减小，输出轴146因增力室166b内的工作流体膨胀而要急剧地向图中右方移动，随之活塞208也要向行程终点位置急速移动。但是，气缸内的粘性液体只通过一个细孔214a向外侧空间216排出，所以，粘性流体的流动阻力大，发挥减震效果，抑制活塞208的急剧移动。
因此，由于阻力侧增力室压力的急速上升产生制动效果和减震效果，在增力装置部202侧的、同步结束后的输出轴146对输入轴180的冲击力更加被抑制，更加提高了换挡感觉。另外，如果把吸收冲击能力设定为与仅有减震装置时同等，则减震装置部204可以小型化，因为一部分冲击力由增力装置部202中的制动效果抑制。
另外，本实施例的增力装置部202，在同步结束后阻力侧的阀座开阀时，工作流体194因密封194a的作用不直接引入反力室168a，而是经过增力室166a引入。因此，可以防止同步结束后的阻力侧反力室168a的反力成为冲击力，可减小换挡操作杆10上出现的冲击力。因此，更加提高换挡感觉。
但是，为了提高换挡感觉，也可以不设置减震装置部204，而由阻力侧的增力室及反力室减小冲击力。这种情况下，与第8实施例相比，虽然减小冲击力的效果稍弱一些，但不造成动力换挡装置的大型化，由增力室及反力室的叠加作用能比现有技术大幅度减小冲击力。
另外，在前述第5至第7实施例的各动力换挡装置中，也可以装入减震装置，得到由减震效果产生的冲击力缓和作用，因此，与第5至第7实施例相比，可以提高换挡感觉。
权利要求
1.一种变速器的增力操作装置，其特征在于，包含有输入轴、增力装置、输出轴、阀机构和供给工作流体的第1工作流体供给控制机构；来自换挡操作杆的换挡操作力机械地传给输入轴；增力装置把来自工作流体供给源的工作流体供给由内装在装置本体气缸内的活塞分隔成的同步侧增力室和阻力侧增力室内，将换挡操作力增力；输出轴一体地固定在上述活塞上，与上述输入轴可相对移动，把由上述增力装置增力的换挡操作力传递给变速器；阀机构根据上述输入轴与上述输出轴的相对位置进行切换，从换挡开始到同步结束期间，把工作流体供给同步侧的增力室，从同步结束到换挡结束期间，把工作流体供给阻力侧的增力室；第1工作流体供给控制机构以这样的特性供给上述工作流体，即，阻力侧的上述增力室内的工作流体压上升梯度在到达预定初期上升压力值之前的前半部大，在此以后的后半部比上述前半部小。
2.如权利要求1所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述第1工作流体供给机构中，在从上述工作流体供给源到阀机构之间的工作流体供给路上设有节流部，在从该节流部到上述阀机构之间的工作流体供给路上设有储存工作流体用的压力储存部。
3.如权利要求2所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部与从上述节流部到上述阀机构之间的工作流体供给路连通地连接。
4.如权利要求2所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部设在从上述节流部到上述阀机构之间的工作流体供给路内。
5.如权利要求2或3所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部形成在上述活塞周壁与上述气缸内壁之间。
6.如权利要求2或4所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部设在上述工作流体供给路的上述装置本体内入口部，上述节流部形成在上述压力储存部的入口部。
7.如权利要求6所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部一体地组装入上述装置本体。
8.如权利要求6所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部单独地形成，并与上述装置本体连接。
9.如权利要求2或4所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述压力储存部与工作流体供给管一体地形成，该工作流体供给管连通上述工作流体供给源和上述装置本体。
10.如权利要求2至4中的任一项所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述工作流体供给路的一部分形成在上述输入轴的内部。
11.如权利要求2至5中的任一项所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述工作流体供给路的一部分形成在上述气缸周壁上。
12.如权利要求1至11中的任一项所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，具有反力装置，该反力装置对供给上述工作流体后的上述换挡操作力赋予作为阻力的反力，上述工作流体经过阻力侧上述增力室被供给到至少一个该反力装置内。
13.如权利要求1至12中的任一项所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述阀机构含有略筒形的阀座箱、一对阀、弹簧、一对挺杆、一对接触部件，并固定在上述输出轴的内部，上述输入轴能在轴向滑动自如地贯穿上述阀机构；略筒形的阀座箱在轴向两端分别备有阀座；一对阀配设在该阀座箱内部，分别与上述阀座接触或离开而关阀或开阀；弹簧装在该一对阀之间，将上述各阀往上述阀座方向推压而关阀；一对挺杆可相对于上述输入轴滑动自如，使上述各阀克服上述弹簧的弹力离开对应的上述阀座而开阀；一对接触部件固定在上述输入轴上，随着该输入轴的移动与任一个上述挺杆接触，使该挺杆向开阀方向移动。
14.一种变速器的增力操作装置，其特征在于，包含有输入轴、增力装置、同步侧反力装置及阻力侧反力装置、输出轴、阀机构、供给工作流体的第2工作流体供给控制机构；来自换挡操作杆的换挡操作力机械地传给输入轴；增力装置把来自工作流体供给源的工作流体供给由内装于气缸的活塞分隔成的各增力室，将上述换挡操作力增力；同步侧反力装置及阻力侧反力装置对供给上述工作流体后的上述换挡操作力赋予作为阻力的反力；输出轴一体地固定在上述活塞上，并可相对于上述输入轴移动，把被上述增力装置增力的上述换挡操作力传递给变速器；阀机构根据上述输入轴和上述输出轴的相对位置，从换挡开始到同步结束，向同步侧的上述增力装置及上述反力装置切换供给工作流体，从同步结束后到换挡结束，向阻力侧的上述增力装置及上述反力装置切换供给工作流体；第2工作流体供给控制机构以这样的特性供给上述工作流体，即，阻力侧的上述反力装置内的工作流体压力上升比上述增力装置内的工作流体压力上升延迟。
15.如权利要求14所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述阀机构含有略筒形的阀座箱、一对阀、弹簧、一对挺杆；略筒形的阀座箱在轴向两端分别备有阀座；一对阀配设在该阀座箱内部，分别与上述阀座接触或离开而关阀或开阀；弹簧装在该一对阀之间，将上述各阀往上述阀座方向推压而关阀；一对挺杆与上述输入轴一体地沿其轴向移动，使上述各阀克服上述弹簧的弹力离开对应的上述阀座而开阀；阀机构固定在上述输出轴的内部，上述输入轴能在轴向滑动自如地贯穿上述阀机构，把工作流体通过形成在该输入轴内部的工作流体通路及形成在该输入轴上的节流部供给到上述阀机构；上述反力装置包含形成在上述挺杆周壁上的活塞、该活塞内接的气缸、夹设在上述活塞与上述气缸之间的将该活塞往离开上述阀方向推的弹簧。
16.如权利要求14或15所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述第2工作流体供给控制机构中，配设着密封部件，该密封部件阻断上述阀机构与上述反力装置直接连通的连通路，设置连通上述增力装置与上述反力装置的连通路，使上述阀机构与上述反力装置通过上述增力装置间接地连通。
17.如权利要求16所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述密封部件是O形圈。
18.如权利要求16所述的变速器的增力操作装置，其特征在于，上述密封部件具有可变形的密封部，该密封部件在平常时使上述阀机构与上述反力装置的直接连通路保持密封状态，仅在上述工作流体从上述反力装置排出时解除该密封状态。
全文摘要
一种变速器增力操作装置,包含有输入轴、增力装置和阀机构;来自换挡操作杆的换挡操作力机械地传递给输入轴;增力装置使工作流体作用,将换挡操作力增力;阀机构根据换挡操作杆的换挡动作,使工作流体供给或排出增力装置;其特征在于,备有工作流体供给控制机构,该控制机构以这样的特性供给工作流体,即,增力装置内的工作流体压力上升梯度在到达预定的初期上升压力值之前的前半部大,在此以后的后半部比前半部小。
文档编号F15B9/12GK1171506SQ9710992
公开日1998年1月28日 申请日期1997年3月28日 优先权日1996年3月29日
发明者计盛启一, 武藤仁, 今里和成 申请人:日产柴油机工业株式会社, 三轮精机株式会社