(57)【要約】【課題】自動変速機内の油量を精度よく調整することが可能な油量調整装置を提供する。【解決手段】実施形態にかかる油量調整装置１０は、目標油量よりも多いオイルを貯留した変速機の重量を測定する重量計１１と、変速機内のオイルを抜き取るポンプ１２と、ポンプ１２により抜き取られたオイルを貯留するシリンダ１６と、重量計１１により測定された変速機の重量から算出された変速機内の油量と目標油量との差分からオイルの抜取量を求める算出部と、シリンダ１６内に貯留されているオイルの液面の高さを計測し、ポンプ１２により抜き取られたオイルの容積が抜取量と等しくなったときに検知結果を出力する液面計１８と、検知結果に応じてポンプ１２によるオイルの抜き取りを停止させる制御部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標油量よりも多いオイルを貯留した変速機の重量を測定する重量計と、
前記変速機内のオイルを抜き取るポンプと、
前記ポンプにより抜き取られたオイルを貯留するオイル貯留部と、
前記重量計により測定された前記変速機の重量から算出された前記変速機内の油量と、前記目標油量との差分からオイルの抜取量を求める算出部と、
前記オイル貯留部内に貯留されているオイルの液面の高さを計測し、前記ポンプにより抜き取られたオイルの容積が前記抜取量と等しくなったときに検知結果を出力する液面計と、
前記検知結果に応じて前記ポンプによるオイルの抜き取りを停止させる制御部と、
を備える、
油量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油量調整装置に関し、特に、自動車に搭載される自動変速機の油量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される自動変速機には、変速処理や潤滑のためのオイル（作動油：ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid））が注入される。このオイルは、自動変速機の底部に設けられたオイルパンに貯留される。自動変速機の組立てが完了した時点で、内部にオイルが注入され、運転試験を行うことで性能を確認する出荷前検査が実施される。また、この自動変速機を車体に組み込んだ最終組立ての後にも、性能を確認するための最終運転試験が行われる。
【０００３】
この自動変速機の最終組立て時のオイル漏れを防止するとともに、最終運転試験時に十分な性能を発揮させるため、出荷時の自動変速機内の油量には出荷規格が定められている。従来から、自動変速機内の油量を調整する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１には、オイルパン内の油量調整を行う油量調整機構として、オーバーフローチューブを備えるものが記載されている。特許文献１では、自動変速機構が、オイルとともにケース内に密封されている。ケースの下方には、底部にドレン孔を有するオイルパンが設けられている。オーバーフローチューブは、ドレン孔の周囲を囲むように、所定の高さまで延設されている。また、ケースの側部には、オイルを補充するためのリフィル孔が設けられている。
【０００５】
油量が多い場合には、ドレン孔から余分なオイルを排出させる。ドレン孔からオイルが排出されない場合は、油量が少ないと判断され、リフィル孔からオイルが補充される。このように必要に応じてリフィル孔からオイルを補充しつつ、余分なオイルを排出させることで、オイルパンに溜まったオイルの液面を所定の高さに調整している。
【０００６】
特許文献２には、内部に作動用のオイルを保持してなるワークの油量調整方法が開示されている。特許文献２では、ワーク内にオイルを供給して行う試験運転の前後でワークの重量を測定し、試験運転後のワークの重量測定値から、試験運転前のワークの重量測定値を差し引いた値に基づき、ワークに対するオイルの加減量が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−００７７９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
オイルパンの底部に設けられたドレン孔からオイルを排出させる場合、流量計を用いてオイルの排出量を測定することがある。しかしながら、排出するオイル中の気泡や配管内の脈動といった不安定なオイルの流れがあった場合、流量計で測定したオイルの流量が実際に排出されたオイルの排出量と異なるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、自動変速機内の油量を精度よく調整することが可能な油量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】
【００１０】
本発明の一態様にかかる油量調整装置は、目標油量よりも多いオイルを貯留した変速機の重量を測定する重量計と、前記変速機内のオイルを抜き取るポンプと、前記ポンプにより抜き取られたオイルを貯留するオイル貯留部と、前記重量計により測定された前記変速機の重量から算出された前記変速機内の油量と、前記目標油量との差分からオイルの抜取量を求める算出部と、前記オイル貯留部内に貯留されているオイルの液面の高さを計測し、前記ポンプにより抜き取られたオイルの容積が前記抜取量と等しくなったときに検知結果を出力する液面計と、前記検知結果に応じて前記ポンプによるオイルの抜き取りを停止させる制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、自動変速機内の油量を精度よく調整することが可能な油量調整装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る油量調整装置の構成を示す図である。
【図２】図１の油量調整装置の容積計の構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に係る油量調整方法を説明するフロー図である。
【図４】比較例の油量調整方法を説明するフロー図である。
【図５】比較例の出荷前検査後の自動変速機内の油量を示す図である。
【図６】比較例のオイル抜き取り後の自動変速機内の油量を示す図である。
【図７】比較例のオイル補充後の自動変速機内の油量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
実施の形態に係る油量調整装置は、自動車に搭載される自動変速機の品質確保のため、出荷時に自動変速機内の油量を高精度且つ低コストで調整するものである。この油量調整装置では、出荷前検査でオイルを充填した自動変速機から、オイルを抜き取りながら、目標油量に調整する。
【００１５】
実施の形態について説明する前に、図４を参照して、比較例の油量調整方法の問題点について説明する。図４は、比較例の油量調整方法を説明するフロー図である。図４に示すフロー図では、設備Ａによる出荷前検査フローと、設備Ｂ、Ｃによる油量調整フローとが示されている。まず、設備Ａにおける出荷前検査フローについて説明する。最初に、オイルが充填されていない空の自動変速機の重量が測定される（ステップＳ１）。その後、オイルが自動変速機内に注入される（ステップＳ２）。そして、オイルが充填された自動変速機の運転試験を行い、性能を確認する出荷前検査が実施される（ステップＳ３）。
【００１６】
そして、出荷前検査後に、設備Ｂと設備Ｃの２台で、自動変速機内のオイルの量が目標油量となるように調整される。ここで、目標油量を２．５Ｌと仮定する。また、出荷規格は２．５Ｌ±０．１７Ｌであり、±０．１７Ｌの誤差が許容されるものとする。なお、実際には、ユニットごとに目標油量、出荷規格は異なる。
【００１７】
図５に示すように、設備ＡにおいてステップＳ１〜Ｓ３を実施した後は、自動変速機１内にはオイル２が６〜８Ｌ入った状態となる。この状態から、目標油量である２．５Ｌまでオイル２を抜き取るためには、最大で５．５Ｌ程度オイル２を抜き取る必要がある。このとき、流量計を用いて、オイル２を抜き取ることが考えられる。しかしながら、流量計の精度は誤差約１０％であるため、実際に抜き取られた油量のばらつきは最大で±０．５５Ｌとなる。このため、出荷規格の許容誤差±０．１７Ｌを満たすことができない。
【００１８】
そこで、図４に示す比較例では、設備Ｂにおいて、油量が２．５Ｌ以下になるまで抜き取りを行い（ステップＳ４）、設備Ｃにおいて不足分を補充する方式をとっている（ステップＳ５〜Ｓ９）。図６に示すように、設備Ｂにおいて、抜き取りを行った後の油量は１．５〜２Ｌである。このため、設備Ｃでは最大で１Ｌのオイル２を補充することになる。図７に示すように、補充する際には、流量計３を用いて、補充した油量が計測される。補充されるオイル２は最大で１Ｌであるため、流量計３のばらつきを考慮しても出荷規格の許容誤差±０．１７Ｌを満たすことが可能となる。
【００１９】
しかしながら、図４に示す比較例では、一度オイルを必要以上に抜き取る必要があり、効率が悪い。また、図４に示すように、設備Ｂと設備Ｃの２台の異なる設備が用いられることが多く、設備面積の増大を招くという問題がある。そこで、発明者は、設備Ｂと設備Ｃとで実施していた工程を、１台の装置で実現する油量調整装置を考案した。
【００２０】
実施の形態
本発明の実施の形態に係る油量調整装置について、図１、２を参照して説明する。図１は、実施の形態に係る油量調整装置の構成を示す図である。図１に示すように、油量調整装置１０は、重量計１１、ポンプ１２、容積計１３、ドレン１４、調整部１５を備えている。
【００２１】
重量計１１は、自動変速機１内の油量を算出するために用いられる、自動変速機１の重量を測定する。重量計１１は、例えば、出荷前検査前のオイルが充填されていない状態の自動変速機１の重量（重量測定結果Ｘｋｇとする）や、出荷前検査後の目標油量よりも多いオイルを貯留した状態の自動変速機１の重量（重量測定結果Ｙｋｇとする）等を測定する。
【００２２】
ポンプ１２は、自動変速機１内のオイルを抜き取るためのものである。ポンプ１２は、配管を介して、自動変速機１に設けられたドレン孔に接続されている。ポンプ１２により抜き取られたオイルは、容積計１３に貯められる。容積計１３には、貯められたオイルを排出するためのドレン１４が設けられている。
【００２３】
調整部１５には、重量計１１により測定された重量測定結果Ｘ、Ｙが送信される。調整部１５は、重量計１１により測定された重量測定結果Ｘ、Ｙから、自動変速機１内の油量を算出する。また、算出された自動変速機１内の油量と目標油量との差分から、自動変速機１から抜き取られるべきオイルの抜取量が求められる。すなわち、調整部１５は、請求項に記載の算出部の役割を果たす。
【００２４】
図２は、図１の容積計１３の構成の一例を示す図である。容積計１３は、シリンダ１６、プレート１７、液面計１８、アクチュエータ１９を有している。シリンダ１６は、ポンプ１２により自動変速機１内から抜き取られたオイル２を貯留するオイル貯留部である。シリンダ１６には、ドレン１４が接続されている。ドレン１４によるシリンダ１６内のオイル２の排出は、ドレンバルブ２０により制御される。
【００２５】
シリンダ１６の上部には、プレート１７が配置されている。プレート１７は、アクチュエータ１９によって上下方向に移動可能である。調整部１５は、シリンダ１６内に抜取量に相当するオイル２が充填できるように、プレート１７の、シリンダ１６の底部からの高さｈを決める。プレート１７位置を高さｈに合わせることによって、プレート１７によって規定されるシリンダ１６内の容積が抜取量に対応した容積となる。調整部１５は、決定したプレート１７の高さｈをアクチュエータ１９に送る。アクチュエータ１９は、モータを作動させて、この高さｈにプレート位置を合わせるように、プレート１７を移動させる。
【００２６】
プレート１７には、液面計１８が設けられている。液面計１８は、シリンダ１６に貯留されたオイル２の液面の高さを計測し、ポンプ１２により抜き取られたオイル２の容積が、調整部１５により求められた抜取量と等しくなったときに検知結果を出力する。実施の形態においては、液面計１８は、ポンプ１２により抜き取られたオイル２がプレート位置まで上昇したことを検知して、検知結果を出力する。
【００２７】
液面計１８から出力される検知結果は、調整部１５に送られる。調整部１５は、検知結果に応じてポンプ１２によるオイル２の抜き取りを停止させる。実施の形態では、ポンプ１２によって抜き取られたオイル２がプレート位置まで上昇したことを液面計１８が検知したときに、ポンプ１２が停止される。従って、調整部１５は、請求項に記載の算出部の役割を果たすとともに、制御部の役割を果たす。
【００２８】
このように、実施の形態によれば、流量計より精度のよい液面計１８を用いて、オイル２の抜取量を監視することができ、自動変速機１内のオイル２を目標油量へと精度よく調整することが可能となる。
【００２９】
ここで、図３を参照して、実施の形態に係る油量調整方法について説明する。図３は、実施の形態に係る油量調整方法を説明するフロー図である。図３に示すフロー図では、設備Ａによる出荷前検査フローと、設備Ｄによる油量調整フローとが示されている。設備Ａによる出荷前検査フローは、図４に示した比較例と同一である。設備Ｄが、実施の形態に係る油量調整装置１０に相当する。
【００３０】
まず、設備Ａにおける出荷前検査フローについて説明する。最初に、オイルが充填されていない空の自動変速機の重量が測定される（ステップＳ１１）。オイルを注入する前の自動変速機１の空重量は、後の工程において自動変速機１内の油量を算出するために測定される。出荷前検査前のオイルが充填されていない状態の自動変速機１の重量は、重量測定結果Ｘｋｇである。
【００３１】
その後、出荷前検査のために、オイルが自動変速機内に注入される（ステップＳ１２）。このとき、目標油量よりも多いオイルが自動変速機１内に注入される。そして、オイルが充填された自動変速機の運転試験を行い、性能を確認する出荷前検査が実施される（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３では、自動変速機１内の正常化も兼ねて、ドレン孔からオイルを抜き取りながら、きれいなオイルを補充し、オイルを循環させる。
【００３２】
そして、出荷前検査後に、設備Ｄの１台で、自動変速機内のオイルの量が目標油量となるように調整される。設備Ｄでは、まず、出荷前検査後の自動変速機１の重量が測定される（ステップＳ１４）。出荷前検査後の目標油量よりも多いオイルを貯留した状態の自動変速機１の重量は、重量測定結果Ｙｋｇである。そして、重量測定結果Ｘ、Ｙを用いて、オイルの抜取量が算出される（ステップＳ１５）。
【００３３】
自動変速機１内の油量は、以下の式（１）で算出される。
（Ｘ−Ｙ）／Ｈ  ・・・（１）
Ｈ：オイル比重
目標油量をＷ（Ｌ）とすると、抜取量Ｚは、以下の式（２）で求められる。
Ｚ＝（Ｘ−Ｙ）／Ｈ―Ｗ  ・・・（２）
【００３４】
オイルの抜取量Ｚが負の値となった場合（抜取量＜０）は、ステップＳ１３の出荷前検査に戻る。一方、オイルの抜取量Ｚが正の値なった場合（抜取量＞０）は、ステップＳ１６へと進み、ポンプ１２が作動し、オイルの抜き取りが開始される。オイルの抜取量は、ステップＳ１５において求められたＺ（Ｌ）である。自動変速機１から抜き取られたオイルがシリンダ１６内に流入すると、シリンダ１６内の液面が上昇する。そして、液面計１８によって液面が検知されたときに、ポンプ１２が停止され、抜き取りが完了する。
【００３５】
その後、オイルの抜き取りを行った後の自動変速機１の重量が、重量計１１により測定される（ステップＳ１７）。オイル抜き取り後の自動変速機１の重量を再度測定した結果を、重量測定結果Ｙ’ｋｇとする。この重量測定結果Ｙ’を用いて、自動変速機１内に残っている油量が求められる（ステップＳ１８）。なお、重量測定結果Ｙ’が調整部１５に送られ、調整部１５において、抜き取り後の自動変速機１内に残っている油量を算出することができる。
【００３６】
自動変速機１に残った油量Ｒは、下の式（３）で求められる。
Ｒ＝（Ｙ’−Ｘ／Ｈ）  ・・・（３）
そして、自動変速機１内の油量が出荷規格を満たしているか否かが確認される。油量Ｒが出荷規格内であれば、当該自動変速機１は出荷となる。出荷規格は、例えば、±０．１７Ｌの許容誤差の場合、Ｚ±０．１７（Ｌ）となる。自動変速機１の出荷が完了した場合は、ドレンバルブ２０を開放し、シリンダ１６内のオイルを排出する。一方、油量Ｒが出荷規格外であれば、ステップＳ１３の出荷前検査に戻る。
【００３７】
以上説明したように、実施の形態によれば、容積計１３を用いて自動変速機１からのオイルの抜取量を監視することができるため、流量計では問題となる排出するオイル中の気泡や配管内の脈動といった不安定なオイルの流れ等に関係なく、精度よく油量を調整することが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。実施の形態では、自動変速機１内のオイル量や抜取量を算出する算出部と、ポンプにより抜き取られたオイルの容積が抜取量と等しくなったときにポンプを停止する制御部とを一つの調整部により実現したが、別々に設けてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  油量調整装置
１１  重量計
１２  ポンプ
１３  容積計
１４  ドレン
１５  調整部
１６  シリンダ
１７  プレート
１８  液面計
１９  アクチュエータ
２０  ドレンバルブ
１  自動変速機
２  オイル
３  流量計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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