JP2020153880A - レベルゲージ構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】レベルゲージをゲージ穴から引き抜く際の荷重を軽減できる、レベルゲージ構造を提供する。【解決手段】装着状態において、円柱部24とゲージ穴41の外傾斜面43との間には、空間45がある。レベルゲージ6がゲージ穴41から引き抜かれる際には、円柱部24の周面が外傾斜面43に当接するまで、レベルゲージ6の円柱部24から基端側の部分が傾けられる。円柱部24の周面がゲージ穴41の外傾斜面43に当接した後、レベルゲージ6の挟持部14にその挟持部14をさらに傾ける荷重が加えられながら、レベルゲージ6をゲージ穴41から引き抜く方向の荷重が加えられると、円柱部24とゲージ穴41の外傾斜面43との当接部位が支点となって、山部21,22の全周がゲージ穴41の円筒状面42に摺擦しつつ動くのではなく、山部21の片側のみが円筒状面42に摺擦しつつ口縁側に動く。【選択図】図6

Description

本発明は、オイルの量を確認可能にするレベルゲージ構造に関する。
たとえば、自動変速機では、回転要素と別の回転要素とを連結するためのクラッチや回転要素を制動するためのブレーキが多く使用されている。クラッチやブレーキには、作動のためのオイル(作動油)を供給する必要がある。また、クラッチやブレーキなどは、回転要素間の差回転を吸収しなければならず、潤滑のためのオイル(潤滑油)の供給を必要とする。
そのため、自動変速機の外殻をなすケースの底部には、オイルを貯留するオイルパンが取り付けられている。そして、オイルパンに貯留されているオイルがオイルポンプにより吸い上げられ、油圧回路を形成するバルブボディを通して、オイルの供給を必要とする各部に作動油または潤滑油として供給される。
オイルパンに貯留されているオイルの量(ケース内のオイルの量)が多すぎると、オイルに浸かっている回転体(たとえば、デファレンシャルギヤなど)の回転時の撹拌抵抗が大きくなり、エネルギ損失の増大による燃費の悪化を招く。一方、オイルパンに貯留されているオイルの量が少なすぎると、作動油の油圧や潤滑油の油量の不足を生じたり、オイルポンプがオイルを良好に吸い上げることができず、いわゆるエア噛みが発生したりするおそれがある。
そこで、自動変速機には、オイルパンに貯留されているオイルの量が適正範囲内であるか否かを確認可能にするため、レベルゲージ構造が採用される。
図8は、従来のレベルゲージ構造を示す断面図である。
ケース101には、ゲージ穴102が設けられており、このゲージ穴102には、ケース101の外部からオイルレベルゲージ103が差し込まれて装着される。
ゲージ穴102は、略円筒状の内周面を有しており、その内周面の上端縁は、ゲージ穴102の口縁をなしている。
オイルレベルゲージ103は、ゲージ穴102に圧入されてゲージ穴102を塞ぐゴム栓部104と、ゴム栓部104からケース101内に延び、その先端部がオイルパンに貯留されているオイルに浸かるゲージ部105と、ゴム栓部104に対してゲージ部105と反対側に設けられるキャップ部106と、キャップ部106からケース101の外側に突出する引掛部107とを一体的に有している。
ゴム栓部104は、オイルレベルゲージ103の長手方向に延びる直線に関して回転対称な形状に形成されている。具体的には、ゴム栓部104は、略円柱状の首部108と、外周形状が径方向外側に先細りとなる断面略三角形状の山部109とを一体に有している。山部109は、首部108に対してゲージ部105側に、オイルレベルゲージ103の長手方向に並べて2個設けられている。各山部109の最大外径は、ゲージ穴102の内径よりも大きく、各山部109は、ゲージ穴102に対して締め代を持っている。そのため、オイルレベルゲージ103がゲージ穴102に装着された装着状態では、各山部109は、ゲージ穴102の内周面から圧縮荷重を常に受ける。
オイル量の確認に際しては、装着状態のオイルレベルゲージ103の引掛部107に作業者の手指が引っ掛けられて、オイルレベルゲージ103がゲージ穴102から引き抜かれる。ゲージ部105の先端部がオイルに浸かっていたので、オイルレベルゲージ103がゲージ穴102から引き抜かれた直後の状態では、ゲージ部105の先端部にオイルが付着している。作業者は、ゲージ部105へのオイルの付着状況、つまりオイルが付着している部分と付着していない部分との境界の位置を確認することにより、オイルパンに貯留されているオイルの量が適正範囲内であるか否かを判別できる。オイル量の確認後、オイルレベルゲージ103は、ゲージ穴102に差し込まれて、元の装着状態に戻される。
特開2017−161229号公報
かかるレベルゲージ構造では、オイルレベルゲージ103の引き抜きの際、各山部109の全周がゲージ穴102の内周面に一様に摺擦して抵抗となるため、荷重が大きいという問題がある。
オイルレベルゲージ103がゲージ穴102から少し引き出されて、キャップ部106がケース101から浮くと、キャップ部106を傾けながらオイルレベルゲージ103を引き抜くことが可能となる。しかし、キャップ部106が傾けられても、首部108が曲がるだけで、キャップ部106を傾けたことによる力が山部109に伝わらず、オイルレベルゲージ103を引き抜く際の荷重はさほど軽減されない。
本発明の目的は、レベルゲージをゲージ穴から引き抜く際の荷重を軽減できる、レベルゲージ構造を提供することである。
前記の目的を達成するため、本発明に係るレベルゲージ構造は、内部にオイルが貯留されるケースと、ケース内のオイルの量を確認するためのレベルゲージとを含むレベルゲージ構造であって、ケースには、ケースの外部からレベルゲージが差し込まれるゲージ穴が形成されており、ゲージ穴は、円筒状面と、円筒状面とゲージ穴の口縁との間に形成され、口縁に向かうにつれて拡径するように傾斜した傾斜面とを有しており、レベルゲージは、レベルゲージの長手方向に延びる直線に関して回転対称をなし、径方向外側に先細りとなる形状に形成された山部と、山部に対してレベルゲージの基端側に設けられ、直線を中心線とする円柱状に形成された円柱部とを備え、レベルゲージがゲージ穴に最奥まで差し込まれた装着状態において、山部が弾性変形して円筒状面に弾性的かつ液密的に当接し、円柱部が傾斜面に対して径方向に対向する。
この構成によれば、レベルゲージは、ケースに形成されたゲージ穴に、ケースの外部から差し込まれる。ゲージ穴は、円筒状面を有し、また、円筒状面と口縁との間に、口縁に向かうにつれて拡径する傾斜面を有している。一方、レベルゲージには、山部および円柱部がレベルゲージの先端側からこの順に並べて形成されている。
山部は、全周にわたって径方向外側に先細りとなる形状に形成され、ゲージ穴の円筒状面に対して締め代を持っている。そのため、レベルゲージがゲージ穴に最奥まで差し込まれた装着状態において、山部は、弾性変形して、円筒状面に弾性的かつ液密的に当接する。その結果、ゲージ穴が密閉される。
また、装着状態において、円柱部は、ゲージ穴の傾斜面に対して径方向から対向する。そのため、円柱部とゲージ穴の傾斜面との間には、空間があり、円柱部の周面がゲージ穴の傾斜面に当接するまで、レベルゲージの円柱部から基端側の部分を傾けることができる。
円柱部の周面がゲージ穴の傾斜面に当接した後、レベルゲージの基端部にその基端部をさらに傾ける荷重が加えられながらレベルゲージをゲージ穴から引き抜く方向の荷重が加えられると、円柱部とゲージ穴の傾斜面との当接部位が支点となって、山部の片側、つまり基端部の傾き側と反対側を引き上げる力が山部に伝わる。これにより、山部の全周がゲージ穴の円筒状面に摺擦しつつ動くのではなく、山部の片側のみがゲージ穴の円筒状面に摺擦しつつ口縁側に動く。したがって、そのときのレベルゲージを引き抜く荷重は低い。そして、山部の片側の一部がゲージ穴の円筒状面から抜けると、その後は、山部の残りの部分が引き上げられる。山部の一部がゲージ穴の円筒状面から既に抜けているので、このときのレベルゲージを引き抜く荷重も低い。
よって、レベルゲージを低い荷重でゲージ穴から引き抜くことができ、ケース内のオイルの量を確認する作業の作業性が向上する。
山部は、複数設けられていてもよい。その場合、最先端側の山部は、装着状態において、ゲージ穴からケース内に抜けるように設けられていることが好ましい。
この構成であれば、ケース内の内圧が上昇して、レベルゲージが内圧により引抜方向に押されて移動したときに、最先端側の山部がゲージ穴のケース内側の縁に当接し、レベルゲージが引抜方向にさらに移動することが阻止される。その結果、レベルゲージが内圧の上昇によりゲージ穴から抜けることを抑制できる。
また、レベルゲージがゲージ穴に差し込まれて装着されるときに、最先端側の山部がゲージ穴からケース内に抜けたことに応じて、その山部が復元し、その復元による振動が作業者の手に伝わる。これにより、レベルゲージの装着が完了したことを作業者に感じさせることができる。
ゲージ穴は、ケース内側の端部に、その端縁に向かうにつれて拡径するように傾斜した内傾斜面を有していることが好ましい。
この構成では、レベルゲージが内圧により引抜方向に押されて移動したときに、最先端側の山部がゲージ穴の内傾斜面に当接するので、ゲージ穴のケース内側の縁が山部に食い込むことを抑制でき、山部が損傷することを抑制できる。
本発明によれば、レベルゲージをゲージ穴から引き抜く際の荷重を軽減することができる。
本発明の一実施形態に係るレベルゲージ構造が適用された自動変速機の一部を示す斜視図である。 図1に示される構成を車幅方向から見た側面図である。 オイルレベルゲージの側面図である。 ゲージ穴の構成を示す断面図であり、ゲージ穴にレベルゲージが装着された装着状態を示す。 ゲージ穴の構成を示す断面図であり、レベルゲージが図4に示される状態から引抜方向に少し移動した状態を示す。 レベルゲージの引き抜きの途中の状態を示す断面図である。 レベルゲージの引き抜きの途中の状態を示す断面図であり、図6よりも引き抜きが進んだ状態を示す。 従来のレベルゲージ構造を示す断面図である。
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
<レベルゲージの位置>
図1は、本発明の一実施形態に係るレベルゲージ構造が適用された自動変速機1の一部を示す斜視図である。図2は、図1に示される構成を車幅方向から見た側面図である。
自動変速機1は、車両2の前部のエンジンコンパートメント内であって、左前輪3が収容されるタイヤハウジングの右側に配置されている。自動変速機1は、有段式の自動変速機(AT:Automatic Transmission)であってもよいし、無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)であってもよい。また、自動変速機1は、動力分割式無段変速機であってもよい。動力分割式無段変速機は、たとえば、変速比の変更により動力を無段階に変速するベルト式の無段変速機構を備え、インプット軸とアウトプット軸との間で動力を2つの経路に分岐して伝達可能な変速機である。
自動変速機1は、その外殻をなすケース4を備えている。ケース4は、たとえば、ダイカストにより鋳造されるアルミニウム製の鋳物である。ケース4の底部には、オイルを貯留するオイルパン5が取り付けられている。そして、オイルパン5に貯留されているオイルがオイルポンプにより吸い上げられ、油圧回路を形成するバルブボディを通して、ケース4内のオイルの供給を必要とする各部に作動油または潤滑油として供給される。
また、自動変速機1には、オイルパン5に貯留されているオイルの量が適正範囲内であるか否かを確認可能にするため、レベルゲージ6が備えられている。レベルゲージ6は、左前輪3が左に転舵された状態でタイヤハウジング内に露出するような位置に設けられている。レベルゲージ6の位置の上方には、図2に示されるように、サイドメンバ7が前後方向に延びており、レベルゲージ6の位置の前方には、ラジエータ8に接続されたラジエータホース9が上下方向に延びている。
<レベルゲージの構成>
図3は、レベルゲージ6の側面図である。
レベルゲージ6は、栓部11、ゲージ部12、キャップ部13および挟持部14を備えている。栓部11、キャップ部13および挟持部14は、弾性変形可能な材料、たとえば、ゴムからなり、成形により一体に形成されている。
栓部11は、レベルゲージ6の長手方向に延びる直線に関して回転対称な形状に形成されている。栓部11には、3個の山部21,22,23がレベルゲージ6の長手方向、つまり栓部11の中心線が延びる方向(以下、この方向を「中心線方向」という。)に並べて形成されている。山部21,22,23は、いずれも、中心線方向と直交する径方向の外側に向けて先細りとなる断面三角形状を有し、その断面三角形状が栓部11の周方向の全周にわたる環状をなしている。山部21,22,23は、中心線方向の一方側からこの順に並んでいる。
また、栓部11には、山部21に対する中心線方向の一方側に、扁平な略円柱状の円柱部24が形成されている。
ゲージ部12は、金属からなり、栓部11から栓部11の中心線上を中心線方向の他方側に延びる細長い薄板状に形成されている。
キャップ部13は、栓部11に対して中心線方向の一方側に設けられている。キャップ部13は、扁平な略円柱状をなし、栓部11の円柱部24よりも大径に形成されている。
挟持部14は、キャップ部13に対して中心線方向の一方側に設けられている。挟持部14には、キャップ部13に連続する胴部31と、胴部31に連続する頭部32とが含まれる。胴部31は、中心線方向の中央部が円柱状に形成され、中心線方向の一方側および他方側の各端部が端に近づくほど拡径する形状に形成されている。頭部32は、円筒状の側面およびその側面の中心線方向の一方側に連続する球面状の端面を有している。頭部32の側面および端面を含む面は、胴部31の中心線方向の一方側の端縁の全周に跨がっている。
<ゲージ穴の構成>
図4は、ゲージ穴41の構成を示す断面図であり、ゲージ穴41にレベルゲージ6が装着された装着状態を示す。図5は、ゲージ穴41の構成を示す断面図であり、レベルゲージ6が図4に示される状態から引抜方向に少し移動した状態を示す。
ケース4には、オイルパン5の底面と対向する部分に、ゲージ穴41が形成されている。ゲージ穴41は、ケース4を貫通しており、ケース4の内外を連通する。
ゲージ穴41は、円筒状の円筒状面42を有している。ゲージ穴41の口縁部には、面取り加工が施されており、ゲージ穴41は、円筒状面42の口縁側に連続して、口縁に向かうにつれて拡径するように傾斜する外傾斜面43を有している。また、ゲージ穴41のケース4の内部側の端部にも、口縁部と同様の面取り加工が施されており、ゲージ穴41は、円筒状面42の内部側に連続して、内部側ほど拡径するように傾斜する内傾斜面44を有している。
<レベルゲージの装着状態>
レベルゲージ6は、ゲージ部12をケース4内に向けて、ケース4の外側からゲージ穴41に差し込まれる。レベルゲージ6のキャップ部13の外径は、ゲージ穴41の口縁の直径よりも大きく、キャップ部13がケース4に当接すると、レベルゲージ6がゲージ穴41にそれ以上に差し込まれることが阻止され、レベルゲージ6がゲージ穴41に最奥まで差し込まれた装着状態となる。
この装着状態では、栓部11の2個の山部21,22および円柱部24がゲージ穴41内に配置される。山部21,22の最大外径は、ゲージ穴41の円筒状面42の内径よりも大きく、山部21,22は、ゲージ穴41に対して締め代を持っている。そのため、レベルゲージ6がゲージ穴41に装着された状態では、山部21,22が弾性変形してゲージ穴41の円筒状面42に押し付けられ、ゲージ穴41が栓部11により液密的に閉塞される。
また、山部23の最大外径は、山部21,22の最大外径と同じであり、ゲージ穴41の円筒状面42の内径よりも大きい。装着状態において、山部23は、ゲージ穴41からケース4内に抜けており、ゲージ穴41の円筒状面42と接触していない。
そのため、ケース4内の内圧が上昇して、レベルゲージ6が内圧によりゲージ穴41から離脱する方向に押されて移動しても、図5に示されるように、ゲージ穴41から抜けている山部23がゲージ穴41の内部側の内傾斜面44に当接し、レベルゲージ6のそれ以上の移動が阻止される。
また、装着状態では、ゲージ部12の先端部がオイルパン5内に貯留されているオイルに浸かる。ゲージ部12の先端部がオイルに浸かるので、作業者は、レベルゲージ6をゲージ穴41から引き抜いて、ゲージ部12へのオイルの付着状況、つまりオイルが付着している部分の上端(プラグ部側の端)の位置を確認することにより、オイルパン5に貯留されているオイルの量が適正範囲内であるか否かを判別できる。
円柱部24の外径は、ゲージ穴41の円筒状面42の内径よりも僅かに小さい。装着状態において、円柱部24は、ゲージ穴41の円筒状面42との間に微小な隙間を空けて、その円筒状面42およびそれに連続する外傾斜面43に径方向から対向する。
<レベルゲージの引抜作業>
図6は、レベルゲージ6の引き抜きの途中の状態を示す断面図である。図7は、レベルゲージ6の引き抜きの途中の状態を示す断面図であり、図6よりも引き抜きが進んだ状態を示す。
装着状態において、円柱部24とゲージ穴41の外傾斜面43との間には、空間45がある。そのため、円柱部24の周面が外傾斜面43に当接するまで、レベルゲージ6の円柱部24から基端側の部分、つまり円柱部24、キャップ部13および挟持部14を傾けることができる。
円柱部24の周面がゲージ穴41の外傾斜面43に当接した後、レベルゲージ6の挟持部14にその挟持部14をさらに傾ける荷重が加えられながら、レベルゲージ6をゲージ穴41から引き抜く方向の荷重が加えられると、円柱部24とゲージ穴41の外傾斜面43との当接部位が支点となって、山部21,22の片側、つまり挟持部14の傾き側と反対側を引き上げる力が山部21,22に伝わる。これにより、山部21,22の全周がゲージ穴41の円筒状面42に摺擦しつつ動くのではなく、山部21の片側のみが円筒状面42に摺擦しつつ口縁側に動く。したがって、そのときのレベルゲージ6を引き抜く荷重は低い。
そして、図6に示されるように、山部21の片側の一部がゲージ穴41の円筒状面42に囲まれる空間から抜けると、山部23の片側の一部が円筒状面42に囲まれる空間に入り、その一部が円筒状面42に当接する。その後は、レベルゲージ6がゲージ穴41から引き抜く方向に移動するのに伴い、山部21の残りの部分、山部22の全周および山部23の片側の一部がゲージ穴41の円筒状面42に摺擦しつつ移動する。
その後、図7に示されるように、山部21の全周がゲージ穴41の円筒状面42に囲まれる空間から抜けると、山部23の残りの部分が円筒状面42に囲まれる空間に入り、山部23の全周が円筒状面42に当接する。このように、山部23の片側の一部がゲージ穴41の円筒状面42に囲まれる空間に入るときには、山部21の片側の一部が円筒状面42内から抜けており、山部23の全周が円筒状面42に囲まれる空間に入るときには、山部21の全周が円筒状面42に囲まれる空間から抜けている。そのため、山部21の片側の一部がゲージ穴41の円筒状面42に囲まれる空間から抜けた後も、レベルゲージ6を引き抜く荷重が低い。
<作用効果>
以上のように、レベルゲージ6をゲージ穴41から引き抜く作業中、その終始にわたって、レベルゲージ6を低い荷重でゲージ穴41から引き抜くことができる。よって、ケース4内のオイルの量を確認する作業の作業性が向上する。
また、作業者がレベルゲージ6をゲージ穴41から抜き取る際に、レベルゲージ6の円柱部24から基端側の部分を傾けることができるので、車両2のタイヤハウジングからのレベルゲージ6へのアクセスであって、レベルゲージ6の周囲にサイドメンバ7やラジエータホース9などの障害物が存在しても、その障害物とレベルゲージ6との干渉を避けて、レベルゲージ6をゲージ穴41から良好に抜き取ることができる。
装着状態では、山部23がゲージ穴41からケース2内に抜けている。そのため、ケース4内の内圧が上昇して、レベルゲージ6が内圧によりゲージ穴41から離脱する方向に押されて移動しても、ゲージ穴41から抜けている山部23がゲージ穴41の内部側の内傾斜面44に当接し、レベルゲージ6のそれ以上の移動が阻止される。その結果、ゲージ穴41からのレベルゲージ6の抜けを防止する機能を発揮することができる。
しかも、レベルゲージ6がゲージ穴41に装着されるときには、山部23がゲージ穴41から抜けたことに応じて、山部23が復元し、その復元による振動が作業者の手に伝わる。これにより、ゲージ穴41へのレベルゲージ6の装着が完了したことを作業者に感じさせることができる。
ゲージ穴41が内傾斜面44を有していない構成では、レベルゲージ6がゲージ穴41から離脱する方向に移動したときに、ゲージ穴41のケース4内側の端縁が山部23に食い込むことにより、山部23が損傷するおそれがある。これに対し、ゲージ穴41が内傾斜面44を有する構成では、レベルゲージ6がゲージ穴41から離脱する方向に移動したときに、ゲージ穴41の内部側の端縁が山部23に食い込むことを抑制でき、山部23が損傷することを抑制できる。
また、ゲージ穴41に外傾斜面43が形成されていることにより、レベルゲージ6がゲージ穴41に差し込まれる際にも、ゲージ穴41の口縁が山部23に食い込むことを抑制でき、山部23が損傷することを抑制できる。
また、装着状態において、円柱部24は、ゲージ穴41の円筒状面42との間に微小な隙間を空けて、その円筒状面42およびその外部側に連続する外傾斜面43に対向する。これにより、レベルゲージ6のキャップ部13とケース4との間に隙間が生じていても、その隙間からゲージ穴41へのダストの進入を抑制できる。
ゲージ穴41へのダストの進入が抑制されるので、ゲージ穴41にダストが溜まることを抑制できる。その結果、ゲージ穴41に溜まったダストがレベルゲージ6の山部21,22とゲージ穴41の円筒状面42との間に噛み込むことを抑制できる。よって、山部21,22およびゲージ穴41の円筒状面42がダストで傷ついたり、山部21,22とゲージ穴41の円筒状面42との間にダストの噛み込みによる隙間が生じたりすることを抑制でき、ひいては、ゲージ穴41からのオイル漏れを抑制することができる。
さらには、円柱部24の外径がゲージ穴41の円筒状面42の内径よりも僅かに小さいので、円柱部24は、レベルゲージ6をゲージ穴41に抜き差しする際の荷重に影響を与えない。よって、オイル量の確認の際の良好な作業性を確保することができる。
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
4:ケース
6:レベルゲージ
21,22,23:山部
24:円柱部
41:ゲージ穴
42:円筒状面
43:外傾斜面(傾斜面)

Claims (1)

  1. 内部にオイルが貯留されるケースと、前記ケース内のオイルの量を確認するためのレベルゲージとを含むレベルゲージ構造であって、
    前記ケースには、前記ケースの外部から前記レベルゲージが差し込まれるゲージ穴が形成されており、
    前記ゲージ穴は、
    円筒状面と、
    前記円筒状面と前記ゲージ穴の口縁との間に形成され、前記口縁に向かうにつれて拡径するように傾斜した傾斜面とを有しており、
    前記レベルゲージは、
    前記レベルゲージの長手方向に延びる直線に関して回転対称をなし、径方向外側に先細りとなる形状に形成された山部と、
    前記山部に対して前記レベルゲージの基端側に設けられ、前記直線を中心線とする円柱状に形成された円柱部とを備え、
    前記レベルゲージが前記ゲージ穴に最奥まで差し込まれた装着状態において、前記山部が弾性変形して前記円筒状面に弾性的かつ液密的に当接し、前記円柱部が前記傾斜面に対して径方向に対向する、レベルゲージ構造。
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