(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽内に貯留された液体の液面を検出する液面検出装置において、
前記貯留槽内の液体中に先端が没入されるホースと、
該ホースの基端に接続され前記ホースの先端から前記貯留槽内の液体を吸引する吸引手段と、
前記ホースが前記液体と気体を同時に吸引することによって前記ホースに生ずる振動を検出する振動検出手段と、を備え、
前記振動検出手段による振動検出に基づいて前記液体の液面を検出することを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記ホースの振動方向を前記振動検出手段に対して接近又は離反する方向に規制する案内手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記振動検出手段は、ホースに固定された検出子と、該検出子との相対位置の変移により二値信号を出力する近接スイッチとにより構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記液体の液面を検知したことを表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれかに記載の液面検出装置による前記液面の検出に基づいて、
前記貯留槽内の液体の液面高さ位置を調整する作業を停止することを特徴とする液面高さ位置調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、貯留槽内に貯留された液体の液面を検出する液面検出装置、及び液面検出装置を用いた液面高さ位置調整装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
自動車の自動変速機は、製造組立後の試運転工程において内部洗浄が行われる。内部洗浄は、給油口からオイルを供給すると共に下方のドレンプラグを開いてドレンからオイルを流出させながら試運転されることによって行われる。
【０００３】
試運転が終了すると、給油口からのオイル供給が停止され、同時にドレンプラグが閉じられてオイルパン内にオイルが封入される。その際、オイルが流出している状態でドレンプラグが閉じられるので、オイルパン内のオイル量は、自動変速機ごとにある程度のバラツキが生ずる。
【０００４】
従って、最終的にオイル量を規定量に調整する必要があり、そのために従来は、予め規定量よりも多めのオイルが残るタイミングでドレンプラグを閉じ、後で過多分のオイルを抜き取ることによって、オイル量を規定量に調整していた。
【０００５】
ところで、従来より、貯留槽内に貯留されている液体の液面高さ位置を自動的に調整する装置が種々提案されている。例えば、特開平５−２８８０３１号公報には、エンジンのオイルパン内に貯留されているオイルのオイルレベルを適正位置に自動的に調整するオイルレベル自動調整装置が開示されている。
【０００６】
図３は、上記公報に示されるオイルレベル自動調整装置１００を概略的に示した図である。エンジン１０１は、エンジン１０１内のオイルを貯留するオイルパン１０２を有しており、オイルパン１０２には、オイルパン１０２内のオイルのオイルレベルを検出するオイルレベルセンサ１０７、１０８が設けられており、また、オイル通路１０６の先端が基準液面レベルと等しい高さ位置に開口するように接続されている。
【０００７】
オイル通路１０６の基端は、オイルタンク１０３に接続されており、オイルタンク１０３には、正回転によりオイルタンク１０３からオイルをオイルパン１０２に供給しかつ逆回転によりオイルパン１０２からオイルを吸引してオイルタンク１０３に回収可能なオイルポンプ１０４が設けられている。
【０００８】
上記オイルレベル自動調整装置１００によれば、オイルレベルセンサ１０８によりオイルパン１０２内のオイルレベルが基準液面レベルよりも低いと検出したときは、オイルポンプ１０４を正回転させてオイルタンク１０３内のオイルをオイルパン１０２内に供給し、オイル通路１０６の開口高さ位置よりも上方に位置するようにオイルを供給する。
【０００９】
その後、オイルポンプ１０４を逆回転させてオイルパン１０２内のオイルを吸引して、オイルレベルをオイル通路１０６の開口高さ位置まで低下させることによって、液面を基準液面レベルに調整している。
【００１０】
また、実開平５−２８８０３１号公報には、車両用自動変速機のオイルパン内に貯留されているオイルのオイルレベルをオイル温度に応じた適正位置に調整する構造が開示されている。
【００１１】
図４は、上記公報に示されるオイルレベル自動調整構造を概略的に示した図である。オイルパン１１１の側壁には、上下に所定間隔をおいて複数のオイル排出通路１１２、１１３、１１４、１１５が設けられており、そのうちのオイル排出通路１１２、１１３、１１４には、低温で開弁し高温で閉弁する感温バルブ１１６、１１７、１１８が設けられている。
【００１２】
最下位置にあるオイル排出通路１１２の感温バルブ１１６は、最も低い温度で閉弁し、高温になるに従って順次高い位置のものが閉じていく。オイル排出通路１１２の位置は、それぞれが閉じるときの温度におけるオイルの適正位置に設定されており、規定量以上のオイルは開放されているオイル排出通路からオーバフローし、オイルパン１１１内のオイルレベルを適正位置に調整している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の特開平５−２８８０３１号公報に開示されたオイルレベル自動調整装置１００を利用して自動変速機内のオイルレベルを調整する場合、自動変速機内のオイルレベルが基準液面レベルまで低下したか否かを確認することはできないことから、吸引によってオイルレベルが基準液面レベルまで低下すると推測される時間の間、吸引を継続しなければならない。従って、タクトタイムが長くなり、生産台数を増加させることができず、生産能力を向上させることができない。
【００１４】
また、例えばオイルレベルが既に基準液面レベルに存在する場合でも、一定の推定時間が経過するまで一律にオイルポンプが駆動され続けることから、動力が無駄に消費されて、不経済であった。更に、オイルパン内のオイル量が極端に多い場合には、オイルレベルがまだ基準液面レベルまで低下していない状態でも推定時間の経過によって吸引が停止され、オイルレベルが基準液面レベルに調整されないおそれがある。
【００１５】
また、後者の実開平５−２８８０３１号公報に開示された構造の場合も、自動変速機内のオイルレベルが基準液面レベルまで低下したか否かの検出は行っておらず、予め設定された推定時間の経過によって基準液面レベルに調整されたとみなしているだけである。従って、信頼性に乏しく、自動変速機ごとのオイル量のバラツキが懸念される。また、自動変速機の側壁に複数のオイル排出通路を設ける加工を行わなければならず、更に感温バルブを設けなければならないことから、構造が複雑化し、部品点数も増加して、コストの高騰が懸念される。
【００１６】
上述の従来例では、オイルパン内に貯留されたオイルのオイルレベルを調整する例について説明したが、一般的なもの、例えば貯留槽内に貯留された液体の液面レベルを調整する場合にも同様に言えることである。
【００１７】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は、貯留槽内に貯留された液体の液面を容易に検出することができる液面検出装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の発明による液面検出装置は、貯留槽内に貯留された液体の液面高さ位置を検出する液面検出装置において、貯留槽内の液体中に先端が没入されるホースと、ホースの先端から貯留槽内の液体を吸引する吸引手段と、ホースが液体と気体を同時に吸引することによってホースに生ずる振動を検出する振動検出手段と、を備え、検出手段による振動検出に基づき液体の液面を検出することを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載の液面検出装置によれば、液面レベルの低下により、ホースが液体のみを吸引している状態から、液体と気体の両方を同時に吸引する状態に変化すると、ホースには液体のみを吸引していたときと比較して大きな振動が生ずる。従って、この大きな振動を振動検出手段により検出することによって、液面を容易に検出することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明による液面検出装置は、ホースの振動方向を振動検出手段に対して接近又は離反する方向に規制する案内手段を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載の液面検出装置によれば、ホースの振動方向が振動検出手段に対して接近又は離反する方向に規制されるので、振動検出手段は、ホースが液体と気体を同時に吸引した際に生ずる振動をより明確に認識することができる。従って、液面が基準液面レベルに調整されたことをより正確に判断することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明による液面検出装置は、振動検出手段が、ホースに固定された検出子と、検出子との相対位置の変移により二値信号を出力する近接スイッチとにより構成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、振動検出手段の一実施の形態を具体的に示したものであり、振動検出手段に近接スイッチと検出子を用いることによって、ホースの振動を簡単かつ正確に検出することができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明による液面検出装置は、液体の液面を検知したことを表示する表示手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載の液面検出装置によれば、表示手段を見ることによって、液面が検知されたことを容易に認識することができる。従って、作業者等は、次の作業を移行することができ、作業効率を向上させることができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明による液面高さ位置調整装置は、前記請求項１〜４のいずれかに記載の液面検出装置による液面の検出に基づき、貯留槽内の液体の液面高さ位置を調整する作業を停止することを特徴とする。
【００２７】
請求項５に記載の液面高さ位置調整装置によれば、液面検出装置により液面が検出されると液面高さ位置を調整する作業が停止されるので、液面を常に一定の位置に正確に調整することができる。また、調整作業を無駄なく行うことができ、装置の省エネルギー化を図ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。図１は、オイル量調整ステージを概略的に示す図である。図１で符号１は、自動車の自動変速機である。自動変速機１は、４輪駆動用のものであり、車体前後方向に延在して縦断面が略円状の外形状を有する胴体部２を有している。胴体部２の下部３は、車幅方向に平板状に突出する形状を有しており、その下面にはドレン８を有したオイルパン（貯留槽）４が装着され、自動変速機１用のオイル（ＡＴＦ）が貯留されている。
【００２９】
胴体部２の下部３には、オイルパン４内にオイルを供給するためのチャージングパイプ５が立設されている。チャージングパイプ５は、略Ｓ字形状を有しており、胴体部２の下部３から上方に所定高さで起立した後に、車体前方（図中では左側）斜め上方に向かうように配置され、その上端は胴体部２とほぼ同等の高さ位置まで延在している。
【００３０】
上記構成を有する自動変速機１は、試運転工程の終了後、図１に示すように、トレー６に載せられた状態でコンベア７上を搬送され、自動変速機１内のオイル量を規定量に調整するオイル量調整ステージに送られる。コンベア７の下部にはトレー６をオイル量調整ステージに停止させるためのストッパ装置９が設けられている。ストッパ装置９は、後述する制御盤２１からの指令に基づきコンベア７から上方に突出してトレー６をオイル量調整ステージ上に停止させると共に、コンベア７下に退避してトレー６を次ステージに送り出す。
【００３１】
オイル量調整ステージには、自動変速機１内のオイルレベルを検出する液面検出装置を用いた液面高さ位置調整装置１０が設けられている。図２は、液面高さ位置調整装置を説明する概念図である。液面高さ位置調整装置１０は、コンベア７の側方位置に設置固定され自動変速機１のオイルパン４内から回収したオイルを貯留可能な回収タンク１１と、回収タンク１１に固定され後述するホース１３内にオイルを吸引可能な負圧を発生させる吸引ポンプ１２と、吸引ポンプ１２に基端が接続され先端が自動変速機１のチャージングパイプ５内に挿入可能なホース１３を有している。
【００３２】
ホース１３は、可撓性を有する合成樹脂性材料によって構成されており、先端側がコンベア７上の自動変速機１の上方位置から吊り下げられるように配置され、吸引ポンプ１２から自動変速機１の上方位置までの途中部分が複数の支持部材１５により支持されている。ホース１３を支持する支持部材１５は、ホース１３がオイルと空気を同時に吸引した際に生ずる振動をホース１３全体に伝達するようにフローティング状態で支持している。
【００３３】
また、ホース１３の先端側には、チャージングパイプ５に挿入されたホース１３の先端をオイルパン４内の予め設定されている基準液面レベルＬ１と等しい高さ位置に位置決め固定する位置決め治具１６が設けられている。位置決め治具１６は、ホース１３の先端から予め設定された長さ位置に固定されており、ホース１３の先端をチャージングパイプ５内に挿入した際に、チャージングパイプ５の上端開口に当接してホース１３の先端を位置決めする形状を有している。
【００３４】
そして、ホース１３の基端側には、ホース１３の振動を検出する振動検出手段１７と、ホース１３の振動方向を振動検出手段１７に対して接近又は離反する方向に規制する案内手段１９が設けられている。本実施の形態では、振動検出手段１７は、近接スイッチ１７と検出子１８によって構成されており、案内手段１９は、スライドベアリング１９によって構成されている。
【００３５】
近接スイッチ１７は、検出子１８との相対位置の変移、本実施の形態では離間距離に応じてＯＮ／ＯＦＦの二値信号を出力するものであり、ホース１に固定された検出子１８と対向する位置に設けられている。
【００３６】
スライドベアリング１９は、円筒状の胴部内に複数のボールベアリングを有しており、胴部内に挿通されたホース１の移動方向をホース１の軸方向に規制して、検出子１８が近接スイッチ１７に接近或いは離反するように案内する（図２で矢印Ａ方向）。
【００３７】
上述の近接スイッチ１７と吸引ポンプ１２は、図１に示す制御盤２１に電気的に接続されている。制御盤２１は、吸引ポンプ１２の駆動制御やストッパ装置９の制御等を行う制御手段２２を備えており、また、その盤面にはオイル量の規定量への調整完了を表示する表示手段として表示灯２３が設けられている。
【００３８】
次に、上記構成を有する液面高さ位置調整装置１０による液面検出、及びオイル量の調整について説明する。まず、自動変速機１は、試運転終了後、トレー６上に載せられた状態でコンベア７上を搬送され、ストッパ装置９によりオイル量調整ステージに停止される。
【００３９】
オイル量調整ステージに自動変速機１が停止保持されると、作業者は、ホース１３の先端をチャージングパイプ５内に挿入し、図示していない作業開始ボタンを押す。これにより、制御手段２２は、吸引ポンプ１２を駆動させ、ホース１３内にオイルを吸引可能な負圧を発生させる。
【００４０】
ここで、チャージングパイプ５内に挿入されたホース１３の先端は、試運転時の液面レベルＬ２よりも下方位置に存在する基準液面レベルＬ１と等しい高さ位置に配置され、自動変速機１内のオイルが試運転時の液面レベルＬ２に存在していることから、オイル内に完全に没入されている。従って、ホース１３の先端からオイルの吸引が開始され、ホース内を通過して回収タンク１１内に回収される。
【００４１】
吸引によって、自動変速機１内のオイル量が減少し、液面レベルがホース１３の先端付近、すなわち基準液面レベルＬ１まで低下すると、それまではオイルのみを吸引していたホース１３は、オイルと共に空気も吸引し始める。
【００４２】
ホース１３がオイルのみを吸引しているときは、ホース１３に振動はほとんど生じないが、ホース１３がオイルと空気を同時に吸引すると、オイルのみを吸引していたときと比較して大きな振動がホース１３に発生する。
【００４３】
ホース１３に大きな振動が発生すると、その振動は支持部材１５によってホース１３全体に伝達される。そして、ホース１３の検出子１８が固定されている部分は、スライドベアリング１９の案内によってホース１３の軸方向（Ａ方向）に周期的に往復動する。
【００４４】
従って、検出子１８が近接スイッチ１７に対して接近と離反を繰り返すように移動される。この検出子１８の移動により、近接スイッチ１７は、ＯＮ／ＯＦＦを交互に繰り返す二値信号を出力する。
【００４５】
制御手段２２は、近接スイッチ１７からの二値信号を入力すると、液面を検出したとして、吸引ポンプ１２の駆動を停止すると共に表示灯２３を点灯させる。従って、液面レベルＬ２は基準液面レベルＬ１に調整され、結果として自動変速機１内のオイル量は規定量に調整される。
【００４６】
表示灯２３の点灯を確認した作業者は、チャージングパイプ５からホース１３を抜き取り、自動変速機１をオイル量調整ステージから排出させるべく、図示していない排出ボタンを操作する。排出ボタンが操作されると、制御手段２２によってストッパ装置９をコンベア７下に退避させる制御が行われ、自動変速機１は、コンベア７によってオイル量調整ステージから排出され、次ステージに搬送される。
【００４７】
上述の液面高さ位置調整装置１０によれば、液面レベルの低下により、ホースがオイルのみを吸引している状態からオイルと空気を同時に吸引することによってホースに生ずる振動を、振動検出手段によって検出することで、液面を容易に検出することができる。
【００４８】
また、液面検出に基づいて吸引ポンプ１２の駆動を停止することによって、オイルの無駄な吸引を防止することができる。従って、従来のように既に基準液面レベルに調整されているにもかかわらず吸引が継続されてオイルが必要以上に吸引されるおそれもなく、常にオイルパン４内のオイルを規定量に正確に調整することができる。また、吸引ポンプ１２を無駄なく駆動でき、省エネルギー化を図ることができる。
【００４９】
そして、表示灯２３の点灯により、作業員は、液面レベルが基準液面レベルに調整されたことを容易に認識することができ、迅速に次の作業に移行することができる。従って、従来は、自動変速機１内のオイル量とは無関係に必ず一定時間の吸引を行う必要があったが、本発明によれば、例えば自動変速機内のオイル量が規定量に近い場合には迅速に調整作業を完了することができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００５０】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、液面検出装置を用いた液面高さ位置調整装置１０により、液面検出とオイル量の調整を行っているが、液面検出装置と液面高さ位置調整装置１０を別々に設けて、液面検出とオイル量の調整を別々に行ってもよい。
【００５１】
また、振動検出手段の例として近接スイッチ１７と検出子１８を示したが、液体のみを吸引している状態から液体と気体を同時に吸引した場合に生ずるホース１３の振動を検出できるものであればよく、例えばホース１３との接離により二値信号を出力するマイクロスイッチ等を用いてもよい。
【００５２】
また、本発明を自動車の技術分野に適用した場合を例に説明したが、貯留槽内の液体の液面を検出する一般的な装置として他の技術分野にも用いることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液面検出装置によれば、ホースが液体のみを吸引している状態から液体と気体の両方を同時に吸引することによってホースに生ずる振動を検出することにより、液面を容易に検出できる。
【００５４】
また、他の発明に係る液面高さ位置調整装置によれば、液面検出装置による液面検出に基づいてオイル量を調整する動作を停止するので、液面を常に一定の液面高さ位置に正確に調整することができる。また、余分な動作を省略することができ、装置の省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オイル量調整ステージを概略的に示す図である。
【図２】液面高さ位置調整装置を説明する概念図である。
【図３】従来のオイルレベル自動調整装置を概略的に示した図である。
【図４】従来のオイルレベル自動調整構造を概略的に示した図である。
【符号の説明】
１  自動変速機
４  オイルパン（貯留槽）
１０  液面高さ位置調整装置（液面検出装置）
１１  回収タンク
１２  吸引ポンプ（吸引手段）
１３  ホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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