(57)【要約】【課題】液体容器の内部に貯留する液体の液面高さの変化を抑制できる、液面調整装置を提供する。【解決手段】液面調整装置は、オイルパン１２内を上下動可能なピストン１と、ピストン１とオイルパン１２の壁部２２との間をシールするＯリング４と、ピストン１を上下方向に支持するスプリング３とを備える。オイルパン１２は、オイルパン１２内に流入するオイルＯＬがピストン１の上側に貯留するように形成されている。スプリング３は、ピストン１の上側に貯留するオイルＯＬの重量変化に対応してピストン１を上下動させ、オイルパン１２の内部に貯留するオイルＯＬの液面Ｓの高さを調整して、オイルの液面Ｓの高さの変動を抑制する。【選択図】図２
2010007833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部を有する液体容器の内部に貯留する液体の液面高さを調整する、液面調整装置であって、
前記液体容器内を上下動可能なピストンと、
前記ピストンと前記壁部との間をシールするシール部と、
前記ピストンを上下方向に支持する弾性部材とを備え、
前記液体容器内に流入する液体が前記ピストンの上側に貯留するように、前記液体容器は形成されており、
前記弾性部材は、前記ピストンの上側に貯留する液体の重量変化に対応して前記ピストンを上下動させ、液体の液面高さの変動を抑制する、液面調整装置。
【請求項２】
前記液体容器内に設けられ、前記ピストンと当接して前記ピストンの上方向への移動を制限する止め具をさらに備える、請求項１に記載の液面調整装置。
【請求項３】
内部に液状のオイルを貯留するオイルパンと、
前記オイルパン内のオイルの液面高さの変動を抑制する、請求項１または２に記載の液面調整装置とを備える、変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面調整装置および変速機に関し、特に、温度変化に伴って粘性が変化する液体の液面調整装置と、その液面調整装置を備える変速機とに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速機では、各部位の冷却および焼き付き防止、ならびに各機器の油圧による動作制御のため、各部位にオイルを供給する必要がある。変速機のハウジングの内部、典型的にはハウジングの底部には、オイルを貯留するオイルパンが設けられる。たとえば、オイルポンプによってオイルパン内のオイルを吸入する、ギヤなどの回転部材の一部をオイルに浸漬させ回転によってオイルパン内のオイルを掻き上げるなどの方法によって、変速機のハウジング内の各部にオイルが供給される。各部に供給されたオイルは、自然に落下することによりハウジングの底部のオイルパンに戻され、オイルは循環して使用される。
【０００３】
オイルには一般的に、温度変化に伴って粘度が変化する特性がある。つまりオイルは、低温になると粘度が高くなり、高温になると粘度が低くなるという特性を有する。低温時には、オイルの粘度が高いため、各部に供給されたオイルの流動性が低く、オイルパン内に戻ってくるオイルの量が少なくなる。一方高温時には、オイルの粘度が低いため、各部に供給されたオイルの流動性が高く、オイルパン内に戻ってくるオイルの量が多くなる。このように、油温によってオイルパン内のオイルレベル（油面の高さ）が上下する場合がある。
【０００４】
オイルパン内のオイルレベルが低下すると、回転部材により掻き上げられて各部に供給されるオイルの供給量が減少し、各部の冷却が不十分となり、装置が高温化して焼き付きが発生する、また各部の潤滑が不十分となり装置が損傷するなどの問題がある。またオイルポンプでオイルを吸入するときに空気を吸込んでしまい、たとえばクラッチなどの摩擦係合装置においてピストンを押圧し摩擦係合板を互いに係合させるための油圧上昇が妨げられ、油圧を変動できずに機器の油圧制御が困難になるという問題がある。
【０００５】
オイルパン内のオイルレベルが上昇すると、回転部材がオイルに浸漬される浸漬深さが大きくなり、回転部材によってオイルパン内のオイルが攪拌される。この攪拌が発生すると、回転部材の回転に対する抵抗が大きくなり、損失が増大して動力伝達効率が低下する問題がある。また攪拌によりオイルの温度がさらに上昇してしまい、オイルが劣化して潤滑機能を阻害する、冷却能が不十分となり装置全体が高温化するなどの問題がある。
【０００６】
このような問題を回避するために、オイルパン内のオイルレベルを調整し、オイルレベルの変化を抑制することが重要視されている。オイルレベルを調整するための従来の技術は、たとえば特許文献１〜４に開示されている。
【特許文献１】特開平２−２７１１４７号公報
【特許文献２】実開昭６２−１２１４６９号公報
【特許文献３】特開２００６−２７５１６３号公報
【特許文献４】特開平６−３０７５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、オイルパン内に体積が可変の体積可変室が設けられており、低温時などに体積可変室内部に供給される流体圧を上昇させ、体積可変室を膨張させて油面を上昇させる貯油装置が提案されている。また、特許文献２〜４では、オイルの温度を感知して変形する形状記憶合金を使用して、オイルパン内のオイルレベルを調整する技術が提案されている。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の技術では、体積可変室内の流体圧を調整するための流体圧制御装置を備える必要があり、流体圧制御装置を設置するためのスペースが必要となるため変速機全体が大型化するとともに、変速機の製造コストが増大する問題があった。また、流体圧制御装置に何らかの異常が発生した場合のフェールセーフのために別の制御回路を備える必要があることにより、さらに大きなスペースが必要になり、またコストもさらに増大するという問題があった。
【０００９】
一方、特許文献２〜４に記載の技術では、所定の変態温度に達すると可逆的に変形する形状記憶合金が用いられているが、変態温度未満での形状記憶合金の形状と、変態温度以上での形状記憶合金の形状とは大きく異なる。形状記憶合金を用いた場合、変態温度を境として二つの状態を取る制御、すなわちオイルパン内のオイルレベルを二段階に制御することが可能であるが、油温に対応してオイルパン内のオイルレベルをリニアに制御することは困難であった。
【００１０】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、液体容器の内部に貯留する液体の液面高さを調整し、液面高さの変化を抑制できる、液面調整装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る液面調整装置は、壁部を有する液体容器の内部に貯留する液体の液面高さを調整する装置である。液面調整装置は、ピストンと、シール部と、弾性部材とを備える。ピストンは、液体容器内を上下動可能である。シール部は、ピストンと壁部との間をシールする。弾性部材は、ピストンを上下方向に支持する。液体容器は、液体容器内に流入する液体がピストンの上側に貯留するように形成されている。弾性部材は、ピストンの上側に貯留する液体の重量変化に対応してピストンを上下動させ、液体の液面高さの変動を抑制する。
【００１２】
好ましくは、液面調整装置は、止め具をさらに備える。止め具は液体容器内に設けられており、止め具がピストンと当接してピストンの上方向への移動を制限する。
【００１３】
本発明に係る変速機は、内部に液状のオイルを貯留するオイルパンと、オイルパン内のオイルの液面高さの変動を抑制する液面調整装置とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液面調整装置によると、液体容器内の液体の重量変化により、自動的に液面高さを調整することができる。少ない構成部品で液面高さの変動を抑制できるので、必要な設置スペースも少なくなり液面調整装置を小型化でき、また液面調整装置の製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態の液面調整装置を備える、自動変速機の構成を示す分解斜視図である。図１に示す自動変速機１０は、車両に搭載されている。この車両は、前側にエンジンが配置され後輪駆動の、ＦＲ（Front engine Rear wheel drive）方式の自動車である。図１中の矢印１００は、車両の前方向を示す。
【００１８】
図１に示すように、自動変速機１０は長手方向を有し、長手方向が車両の前後方向になるように配置されている。自動変速機１０の筐体は、鉛直下方向に開口されたトランスミッションケース１１と、オイルパン１２とを備える。オイルパン１２は、トランスミッションケース１１の開口を塞ぐように、トランスミッションケース１１に取り付けられる。トランスミッションケース１１内には、ギヤやシャフト、ベアリングなどを含んで構成され、エンジンから出力された動力を変速してドライブシャフト側に出力するための、ギヤトレインが収容されている。
【００１９】
オイルパン１２は、受け皿形状に形成されている。オイルパン１２は、上部が開口した箱形状に形成されている。オイルパン１２は壁部２２を有し、オイルパン１２の内部には後述するピストン１が収容されている。本実施の形態のオイルパン１２は、金属で形成されている。たとえば、オイルパン１２を鋼板から形成することができ、またたとえば、アルミ鋳造によりオイルパン１２を形成することができる。オイルパン１２の材質は金属に限られず任意の材質で形成することができ、たとえばオイルパン１２が樹脂から形成されていても構わない。
【００２０】
トランスミッションケース１１内に収容されるギヤトレインの底部には、クラッチなどの油圧制御を行なうための、図示しないバルブボディが配置されている。バルブボディの底部には、オイルパン１２からバルブボディに供給されるオイル中の異物を除去するためのストレーナが設けられている。ストレーナはオイル吸込み口を有する。オイルパン１２内に貯留されたオイルは、オイル吸込み口を経由してストレーナに導入され、バルブボディを貫通する流路を経由して、図示しないオイルポンプによって吸引される。吸引されたオイルは、オイルポンプにより、トルクコンバータ、摩擦係合装置、各種のギヤなどに供給され、各機器の油圧制御、冷却および潤滑に用いられる。
【００２１】
図２は、本実施の形態の液面調整装置の構成を示す断面模式図である。図２に示す液面調整装置の断面は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿うオイルパン１２の断面を示す。自動変速機１０の筐体内には、所定量のオイルが充填されており、オイルパン１２はその内部に液状のオイルＯＬを貯留している。本実施の形態におけるオイルＯＬは、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）と呼ばれ、変速を行なうためのクラッチを作動させたり、トルクコンバータにおいて力の伝達を行なったり、歯車などの機械要素間の焼き付き防止のための潤滑油として機能したりする。
【００２２】
図２に示すように、液体容器としてのオイルパン１２は、オイルパン１２の床面を形成する底部２１と、オイルパン１２の側壁面を形成する壁部２２とを有する。オイルパン１２の内部には、オイルパン１２内を上下動可能に設けられたピストン１が設置されている。壁部２２は鉛直方向に沿うように形成され、ピストン１は壁部２２の延在方向に沿って往復運動可能であるように設けられている。ピストン１は、平面形状がオイルパン１２の底部２１の平面形状と略等しくなるように形成されている。ピストン１は、底部２１の全面を上方から覆うように、底部２１と略平行に設置されている。
【００２３】
ピストン１がオイルパン１２の壁部２２と対向する外周部１ａには、シール部としてのＯリング４が取り付けられている。Ｏリング４は、ピストン１の外周部１ａと壁部２２との間をシールする。ピストン１がオイルパン１２内を移動するとき、Ｏリング４はピストン１とともに移動し、Ｏリング４は壁部２２の内面上を摺動する。Ｏリング４によって、ピストン１の外周部１ａと壁部２２との間は、オイルＯＬが漏れる隙間なく密封されている。そのため、オイルパン１２内に流入するオイルＯＬは、オイルパン１２の内部のピストン１よりも上方側に貯留し、ピストン１よりも下方側にはオイルＯＬが溜まっていない空間２４が形成されている。オイルパン１２は、オイルＯＬがピストン１の上側に貯留するように形成されている。
【００２４】
ピストン１は、ピストン１の下方側に設けられた弾性部材としてのスプリング３によって、上下方向に支持されている。スプリング３には、オイルパン１２の壁部２２に沿う形状に形成された、リングばねが用いられている。スプリング３はオイルパン１２の底部２１に立設されており、スプリング３の伸縮によってピストン１は上下動を行なう。スプリング３は、ピストン１を上下動可能に、下方から支持している。ピストン１には、下部に向かって突起する凸部２が形成されている。凸部２はスプリング３の位置決めを行なっている。スプリング３が凸部２よりもピストン１の外周部１ａ側に配置されているため、ピストン１を底部２１と略平行に上下動させることが可能な構成とされている。
【００２５】
なお、ピストン１を支持する弾性部材は、リングばねに限られるものではない。たとえば複数のコイルばねを、ピストン１の外周部１ａに相当する複数箇所において、オイルパン１２の底部２１から立設させてもよい。弾性部材として板ばねをピストン１の下側に設けてもよい。また、弾性的にピストン１を支持することが可能なゴム材やエアシリンダなどを、弾性部材として使用してもよい。また、弾性部材がオイルパン１２の底部２１に立設されピストン１を下方から支持する構成に限られず、弾性部材がピストン１の上方側からピストン１を上下動可能に支持する構成であっても構わない。
【００２６】
オイルパン１２の壁部２２の一部は、外側に突起しており、突起部２３を形成している。この突起部２３に支持されるように、止め具としてのスナップリング５が設けられている。スナップリング５は環状に形成されており、オイルパン１２の内部に設けられている。スナップリング５は、環状の外周側の縁部において壁部２２に形成された突起部２３によって支持されている。スナップリング５の環状の内周側の縁部５ａは、オイルパン１２の内部に突き出している。スナップリング５は、内周側の縁部５ａがピストン１の外周部１ａと対向するように設けられている。
【００２７】
図３は、ピストンが上昇した状態の液面調整装置を示す断面模式図である。図３に示す液面調整装置の断面は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うオイルパン１２の断面を示す。図２に示す液面調整装置の断面では、スプリング３が縮んだ状態であって、ピストン１はオイルパン１２の下側に移動している。これに対し、図３に示す液面調整装置の断面では、スプリング３が伸びた状態であって、ピストン１はオイルパン１２の上側に移動している。スプリング３の伸縮によって、ピストン１はオイルパン１２の内部を上下動する。
【００２８】
図３に示すピストン１が上方へ移動した状態において、スナップリング５の内周側の縁部５ａがピストン１の外周部１ａと当接している。スナップリング５がピストン１と当接することにより、ピストン１の上方向への移動が制限されている。つまり、図３に示す状態において、ピストン１はスプリング３によって下方から上方へ向かって付勢されているが、ピストン１が上部表面においてスナップリング５と当接しているため、ピストン１の上方向への移動が妨げられて、ピストン１は図３に示す位置で止められている。
【００２９】
ここで、図２と図３とを比較して、オイルパン１２内に貯留されたオイルＯＬの量は、図２に示す状態において相対的に多く、図３に示す状態において相対的に少なくなっている。図２では、相対的に多量のオイルＯＬがオイルパン１２の内部に貯留されており、オイルパン１２の内部に貯留されているオイルＯＬの重量が相対的に大きくなっている。一方図３では、相対的に少量のオイルＯＬがオイルパン１２の内部に貯留されており、オイルパン１２の内部に貯留されているオイルＯＬの重量が相対的に小さくなっている。
【００３０】
オイルパン１２内のオイルＯＬの重量が大きい図２では、オイルＯＬの自重によってピストン１に上方から加わる荷重が大きい。そのため、スプリング３が縮み、ピストン１は下方に移動する。一方オイルパン１２内のオイルＯＬの重量が小さい図３では、オイルＯＬの自重によってピストン１に上方から加わる荷重が小さくなる。そのため、弾性力によってスプリング３が伸び、ピストン１は上方に移動している。つまり、オイルパン１２内のオイルＯＬの重量が増加するとスプリング３が縮んでピストン１が下降する。またオイルパン１２内のオイルＯＬの重量が減少するとスプリング３が伸びてピストン１が上昇する。スプリング３は、オイルＯＬの重量変化に対応して弾性変形することにより、ピストン１を上下動させている。
【００３１】
図２および図３に示すオイルＯＬの液面Ｓとピストン１の上面との距離を比較すれば、相対的に多量のオイルＯＬがオイルパン１２内に貯留されている図２では、液面Ｓとピストン１の上面との距離も相対的に大きくなっており、相対的に少量のオイルＯＬが貯留されている図３では、液面Ｓとピストン１の上面との距離も相対的に小さくなっている。オイルパン１２内に貯留しているオイルＯＬの量の変化によって、液面Ｓとピストン１の上面との距離が変化している。
【００３２】
この液面Ｓとピストン１の上面との距離の変化量に合わせた距離分ピストン１が上下動するように、スプリング３を調整することができる。具体的には、スプリング３の個数、ばね定数、スプリング３の伸縮する方向におけるスプリング３の寸法などを調整することができる。スプリング３の調整によって、オイルパン１２内のオイルＯＬの量の増減に伴う液面Ｓとピストン１の上面との距離の変化分に合わせて、ピストン１を上下動させることが可能となる。このとき、オイルパン１２の壁部２２に対する液面Ｓの高さは、図２および図３で一定となっている。
【００３３】
すなわち、オイルパン１２内においてピストン１の上側に貯留するオイルＯＬの重量変化に対応してスプリング３が伸縮し、ピストン１がスプリング３の伸縮に伴って上下動することにより、オイルＯＬの液面（油面）Ｓの高さの変動を抑制することができる。このようにして、オイルＯＬの液面Ｓの高さを調整することができる。なお、液面Ｓの高さとは、任意の位置（たとえば、オイルパン１２の底部２１の上面側）を基準点としたときの、鉛直方向における当該基準点と液面Ｓとの間の距離をいう。
【００３４】
オイルＯＬは、温度変化に伴って粘度が変化する特性がある。つまり、オイルＯＬが低温になると粘度が高くなり、高温になると粘度が低くなる。低温時には、オイル粘度が高いため、自動変速機１０の各部に供給されたオイルＯＬの流動性が低く、オイルＯＬがオイルパン１２内に戻ってくる量が少なくなって、オイルパン１２内のオイルＯＬの重量は小さくなる。このとき、オイルＯＬの自重によってピストン１を押し下げる方向にピストン１に作用する荷重が低減するので、スプリング３の弾性力の作用によりピストン１が押し上げられる。オイルパン１２内のオイルＯＬの量が減少すると液面Ｓの高さは小さくなるが、ピストン１が押し上げられることでオイルＯＬの液面Ｓの高さを上昇させる作用が働き、液面Ｓの高さの変動は抑制される。
【００３５】
一方高温時には、オイル粘度が低いため、各部に供給されたオイルの流動性が高く、オイルがオイルパン内に戻ってくる量が多くなって、オイルパン１２内のオイルＯＬの重量は大きくなる。このとき、オイルＯＬの自重によってピストン１を押し下げる方向にピストン１に作用する荷重が増加し、スプリング３が押圧されて縮むことにより、ピストン１は下降する。オイルパン１２内のオイルＯＬの量が増加すると液面Ｓの高さは大きくなるが、ピストン１が下げられることでオイルＯＬの液面Ｓの高さを低下させる作用が働き、液面Ｓの高さの変動は抑制される。
【００３６】
油温の変化に伴うピストン１の移動により、オイルパン１２内におけるピストン１よりも上側の空間の容積が増減する。この空間の容積の増減量が、オイルパン１２内のオイルＯＬの貯留量の増減と一致するように、スプリング３を調整することができる。この場合、油温が変化する場合でもオイルＯＬの液面Ｓの高さは自動的に調整され、オイルＯＬの液面Ｓの高さはほぼ一定に保たれる。オイルＯＬの液面Ｓの高さがほぼ一定に維持されるため、オイルパン１２のオイルＯＬの量が減少したときにも、回転部材によるオイルパン１２内部のオイルＯＬの掻き上げ量を確保することができ、またオイルポンプへの空気の吸い込みを防止することができる。またオイルパン１２内のオイルＯＬの量が増加したときにも、回転部材によるオイルパン１２内のオイルＯＬの攪拌の発生を抑制でき、動力伝達効率の低下やオイルの過熱を防止することができる。
【００３７】
オイルパン１２の内部において、ピストン１よりも下方側にはオイルＯＬが溜まっていない空間２４が形成されている。空間２４が密閉空間として形成されている場合、ピストン１が下方へ押し下げられたときに、空間２４内の気体の圧力が上昇してピストン１を押し上げる向きの荷重をピストン１に作用させて、ピストン１の下方向への移動を妨げるおそれがある。そのため、空間２４とオイルパン１２の外部空間とを連通する貫通孔を、オイルパンの底部２１または壁部２２に形成し、空間２４に外部空間から自由に空気が流出入可能な構成とすることができる。このようにすれば、空間２４内の気体の圧力上昇によってピストン１の移動が妨げられることを回避でき、オイルＯＬの重量によって加えられる荷重とスプリング３の弾性力との作用によってピストン１を移動させることができるので、オイルＯＬの液面Ｓの高さの変動を効果的に抑制することができる。
【００３８】
図４は、オイルの特性の一例を示すグラフである。図４の横軸はオイルＯＬの温度（単位：℃）を示す。図４の縦軸（図４の左側に示す第一軸）は、オイルを貯留する容器の上下方向（オイルＯＬの深さ方向）における、任意に設定した所定の基準点とオイルＯＬの液面Ｓとの間の距離（すなわち液面Ｓの高さ、単位：ｍｍ）を示す。また図４の縦軸（図４の右側に示す第二軸）は、容器内に貯留されたオイルＯＬの量（単位：ｃｃ）、および容器内に貯留されたオイルＯＬの重量（単位：ｇ）を示す。
【００３９】
図４中の凡例Ａは、オイルＯＬの温度と液面Ｓの高さとの関係を表すグラフを示す。凡例Ｂは、オイルＯＬの温度とオイルＯＬの量との関係を表すグラフを示す。凡例Ｃは、オイルＯＬの温度とオイルＯＬの重量との関係を示すグラフを示す。
【００４０】
図４に示す特性を有するオイルＯＬの場合、オイルＯＬの温度が−２０℃〜４０℃の間で、液面Ｓの高さの変化量は約８０ｍｍと大きくなっている。このときの容器内のオイルＯＬの量は約３０００ｃｃ変化し、容器内のオイルＯＬの重量の変化は約２４００ｇとなっている。この重量の変化分をスプリング３の作動荷重として、オイルＯＬの重量が２４００ｇ変化するときピストン１が８０ｍｍ移動するようにスプリング３を調整し、スプリング３の弾性力によってオイルＯＬの重量変化に対応してピストン１を上下動させる。
【００４１】
たとえば、オイルＯＬの温度が−２０℃のときにはピストン１が上昇し、スナップリング５で止まるようにスプリング３の荷重を設定する。またオイルＯＬの温度が４０℃のときにはピストン１がオイルＯＬの重量によって押し下げられ、オイルパン１２の底部２１に向かって移動するようにスプリング３の荷重を設定する。また、オイルＯＬの温度が−２０℃から４０℃まで変化したとき、ピストン１の移動によって増加するオイルパン１２内部のピストン１よりも上方側の容積が、オイルＯＬの変化量（３０００ｃｃ）と一致するように、ピストン１の径を設定する。このようにすれば、オイルＯＬの液面Ｓの高さの変動を約８０ｍｍから低減し、液面Ｓの高さの変動を抑制して、液面Ｓの高さを自動的にほぼ一定に保つことができる。
【００４２】
スプリング３のばね定数の選定について以下に説明する。オイルＯＬの比重をρ、オイルパン１２の水平方向断面の断面積をＡ、ばね定数をｋとする。ピストン１の上側に、ピストン１の上面と液面Ｓとの距離Ｈ分のオイルＯＬが貯留しており、そのときのスプリング３の変位量をｘとすると、フックの法則より、以下の式が成立する。
【００４３】
ρＡＨ＝ｋｘ      （１）
この状態から、ピストン１の上側に貯留するオイルＯＬの量が増加して、ピストン１の上面と液面Ｓとの距離が（Ｈ＋ΔＨ）となり、そのときのスプリング３の変位量を（ｘ＋Δｘ）とすると、以下の式が成立する。
【００４４】
ρＡ（Ｈ＋ΔＨ）＝ｋ（ｘ＋Δｘ）      （２）
式（２）に式（１）を代入すると、
ρＡΔＨ＝ｋΔｘ      （３）
液面Ｓの高さを常に一定に保つためには、
ΔＨ＝Δｘ      （４）
が成立すればよいので、式（４）を式（３）に代入すると、次の式（５）が得られる。
【００４５】
ｋ＝ρＡ      （５）
したがって、液面Ｓの高さを自動的に一定に保つためには、式（５）を満足するばね定数を有するようなスプリング３を選定すればよい。つまり、弾性部材としてのスプリング３のばね定数ｋは、液体としてのオイルＯＬの比重ρに、液体容器としてのオイルパン１２の水平方向断面の断面積Ａを乗じた値とすればよい。たとえば、ピストン１を支持する弾性部材に複数のコイルばねが用いられる場合には、当該複数のコイルばねの合成ばね定数が式（５）を満たすように、各コイルばねのばね定数を選定すればよい。オイルＯＬの温度変化に伴ってオイルＯＬの比重が変動する場合には、たとえば、変動する比重ρの中央値に断面積Ａを乗じた値をばね定数ｋとして選定することができる。
【００４６】
上述した説明と一部重複する部分もあるが、本実施の形態の特徴的な構成を列挙すると以下のようになる。本実施の形態の自動変速機１０は、内部に液状のオイルＯＬを貯留するオイルパン１２と、液面調整装置とを備える。液面調整装置は、ピストン１と、Ｏリング４と、スプリング３とを備える。ピストン１は、壁部２２と底部２１とを有するオイルパン１２内を上下動可能とされている。Ｏリング４は、ピストン１の外周部１ａと壁部２２との間をシールする。スプリング３は、底部２１に立設されており、ピストン１を上下方向に移動可能に支持する。オイルパン１２は、オイルパン１２内に流入するオイルＯＬがピストン１の上側に貯留するように形成されている。スプリング３は、オイルパン１２内部においてピストン１の上側に貯留するオイルＯＬの重量変化に対応してピストン１を上下動させ、オイルＯＬの液面（油面）Ｓの高さを調整して、液面Ｓの高さの変動を抑制する。
【００４７】
このようにすれば、スプリング３の弾性力の作用によって、オイルＯＬの重量に対応してピストン１を上下動自在とすることができる。オイルパン１２内のオイルＯＬの重量変化によってピストン１が上下方向に移動するので、自動的にオイルＯＬの液面Ｓの高さを調整することができる。少ない構成部品でオイルＯＬの液面Ｓの高さの変動を抑制できるので、液面調整装置の設置のために必要なスペースが低減され、自動変速機１０を小型化することができる。また、構成部品が少なく安価な液面調整装置を提供できるので、自動変速機１０の製造コストを低減することができる。
【００４８】
液面調整装置は、スナップリング５をさらに備える。スナップリング５は、オイルパン１２の内部に設けられ、壁部２２によって支持されており、ピストン１と当接してピストン１の上方向への移動を制限する。このようにすれば、ピストン１が上昇したとき、スナップリング５によってピストン１の抜けを防止することができるとともに、ピストン１の上下方向の位置決めを行なうことができる。オイルパン１２内のオイルＯＬの重量が低減した場合、上昇したピストン１がスナップリング５で止まるようにスプリング３を調整することができるので、スプリング３の設定が容易となり、オイルＯＬの液面Ｓの高さの変動をより効果的に抑制することができる。
【００４９】
なお、これまでの説明においては、ピストン１の平面形状がオイルパン１２の底部２１の平面形状とほぼ等しく、ピストン１の外周部１ａがオイルパン１２の壁部２２と近接対向している例について説明したが、この構成に限られるものではない。たとえば、オイルパン１２の底部２１からオイルパン１２の内部側に突起する突起物があり、ピストン１の下方への移動がその突起物によって妨げられるような場合には、オイルパン１２の内部に突起物を隔離するような隔壁を設け、オイルパン１２の壁部が当該隔壁を含んで構成されるものとすることができる。このときピストン１は、シール部によってオイルパン１２の側壁および隔壁との間を隙間なく密封されるような形状に形成すればよい。
【００５０】
また、これまでの説明においては、車両に搭載される自動変速機１０に用いられるオイルＯＬの液面Ｓを調整するための液面調整装置について説明した。車両の駆動源であるエンジンが駆動している間、自動変速機１０の内部には常にオイルＯＬを供給する必要があり、このオイルＯＬは温度変化によって粘度が変わる特性を有している。そのため、本発明の液面調整装置を自動変速機１０に用いると、オイルＯＬの液面高さの変動を抑制できるので好適である。但し、本発明の液面調整装置は自動変速機１０に限られず、内部に貯留される液体の重量が変動するような液体容器を備える装置であれば、どのような装置にも適用することができる。たとえば、動力伝達装置やエンジンなどに、本発明の液面調整装置を適用することができる。
【００５１】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態の液面調整装置を備える、自動変速機の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本実施の形態の液面調整装置の構成を示す断面模式図である。
【図３】ピストンが上昇した状態の液面調整装置を示す断面模式図である。
【図４】オイルの特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１  ピストン、１ａ  外周部、２  凸部、３  スプリング、４  Ｏリング、５  スナップリング、５ａ  縁部、１０  自動変速機、１１  トランスミッションケース、１２  オイルパン、２１  底部、２２  壁部、２３  突起部、２４  空間、１００  矢印、ＯＬ  オイル、Ｓ  液面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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