オートマチックトランスミッションフルード

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オートマチックトランスミッションフルード(英語:Automatic transmission fluid)とは、乗り物の自動変速機やオートマチックトランスミッションで使用される流体(フルード)である。日本語では自動変速機油と呼ばれ、しばしばATF頭字語も用いられる。

概要[編集]

ATFは変速機を持つ乗り物や自動車に用いられるオイルの一種であり、ギアオイルの一種ともいえる液体であるが、下記のような差異も見られる。ATFはエンジンオイルとの区別のために赤色、もしくはは緑色に着色される。ほとんどの乗り物ではATFの容量判定はエンジンが始動中にオイルレベルゲージをチェックすることで行われる。ATFはエンジンオイルと比較しても使用量が非常に多く、一般的な日本車のエンジンオイルが2-4リットルの容量に対して、ATFは6-10L前後にまで達する。

ATFはしばしば各製造メーカーや各車種ごと異なる設計のトランスミッションの特別な要件のために最適化される、非常に専門的なオイルでもある。通常のギアオイルに要求される歯車の潤滑と同時に、油圧バルブの操作や、ブレーキバンドの摩擦やトルクコンバータの作動も同時にこなさなければならず、非常に多岐にわたる要求性能を同時に満足しなければならない。

また、ATFは油圧を用いるパワーステアリング油圧作動油(en:hydraulic fluid)としても用いられる事[1]があり、いくつかの四輪駆動車のトランスファーオイル、あるいは多くの近代的な前輪駆動車や、ゲトラグ社などの一部の変速機メーカーが製造する特定のマニュアルトランスミッションミッションオイルとしても利用されることがある。

無段変速機(CVT)の場合にもATFと外見が似たCVTフルードが用いられるが、CVTはATと内部構造が全く異なり、またその形式によってもフルードに対する要求性能が全く異なるため、CVTFはそのCVTに対して専用のものが同時開発される事例もしばしばみられる。ゆえにATFとの混用は厳に忌避されている。

近年の使用例[編集]

近代的なATFは特定の仕様のATFに必要な要求性能を満たすことを意図した、さまざまな混合物が通常含まれている。ほとんどのATFには防錆剤、消泡剤、洗浄剤、分散剤、耐摩耗性添加剤、抗酸化化合物、界面活性剤、低温流量改善剤、高温増粘剤、ガスケット保護材、そして石油系染料などを組み合わせたものが含まれている。

ATFにはen:DEXRONやMERCONシリーズをはじめとする数多くの規格が存在する。そして自動車メーカーは各車種に対して適切なATF規格を選定し、車両の取扱説明書にはメーカーが推薦するATFの規格が明記されることになる。

ATFはそれぞれのトランスミッションの要求性能に応えるために、性能向上のための添加剤が数多く添加される。DEXRON規格に代表されるいくつかの汎用的なATF規格が、市場の中で競合するオイルブランドにラインナップの一つとして提供されている。そこでは異なるメーカーが同じ要求性能を満たすために、同じ規格の製品でも異なった化学物質を使用している。オイルメーカーはそのATF規格を満たすためにATF規格の制定元の認証試験をクリアし、OEM元からアンダーライセンスを受けて製品を販売している。ほとんどのATF規格はオープンな仕様となっており、サードパーティのオイルメーカーへの認可や自動車メーカーに対する証明を行っている。

その一方で特定メーカーの特定車種の要求性能のみに特化した専用規格も数多く存在し、こうした規格を採用するいくつかの自動車メーカーは純正もしくは真の意味での純正品Original Equipment Manufacturer (OEM)のATFを必要とする。

かつての汎用的なATF規格の中には鉱物油をベースにしたものも多かったが、現在のOEM規格は化学合成油をベースに規格を制定している。各メーカーにはATFに対する特別な要求性能が存在し、不適切なATFを使用することでトランスミッションの不調や大きな故障を招く可能性がある。

現在のATF規格[編集]

上記の規格は同一メーカーの多くの車種で共用が可能な比較的汎用性の高いものである。同じ規格系列で最新のリビジョンを持つものは、旧リビジョンの下位互換である場合も多い。しかしその一方で、車種やメーカーによっては特定の年式の特定のATにのみ指定される特殊な規格[3]が使用されることも珍しくはない。

化学合成油のATFは主にアフターマーケットブランドで入手できる。鉱物油に比べて熱負荷、酸化やせん断抵抗性に優れているために長期間初期性能が維持でき、頻繁にトレーラーキャンピングカーの牽引を行う場合など、特定の用途においてパフォーマンスと寿命の向上が期待できる。

ATFの状態判断[編集]

ATに挿入されているオイルレベルゲージを引き抜き、白色の布などで先端をふき取り、ATFの色を判定することでおおまかなチェックができる。暗い茶色や黒色に変色しているATFは、何らかの原因でトランスミッションに問題[4]が発生している、車体に過負荷が掛かっている、あるいはATFの耐用年数が超過しているなどの指標となる。

酷使されたATFは潤滑性能が低下し、摩擦材(主にクラッチとブレーキバンド)を不用意に減少させる要因になる。そのようなATFを交換しなかった場合、トランスミッションの摩耗を加速させ、正常だったトランスミッションを台なしにする可能性がある。しかし、ほとんどのATFが使用によってある程度暗い色になるため、色の判定だけがATFの耐用年数を示す完全に信頼できる要素とはならない。メーカーが推奨する交換間隔が、ATFの寿命を把握するより信頼できる要素となるが、整備履歴や走行距離が不明な場合は色の判定がATFの耐用年数を推測する一般的な手段となる。

歴史[編集]

1950年代から1960年代、あるいは1970年代までは、ATFには摩擦調整剤(en:friction modifier)として、鯨油が含まれていた。しかし鯨油は高温で失活してしまう欠点があり、1970年代以降は排ガス規制燃費対策のためにエンジン冷却水の温度を高く保つことが不可欠となったため、鯨油は次第に自動車の変速機を潤滑する添加剤として不適となっていった。

そして鯨油が商業捕鯨モラトリアムにより入手困難となったことで、オリジナルのDEXRON Type BやType Aなどの旧規格のATFの継続生産も困難となった。このときゼネラル・モーターズは鯨油が添加されたATFを取り換えるためにDexron II Type C、後にはDexron II Type Dを発売することになった[5]

日本に置いては、主にGM系の技術で発展しDexron系ATFを使用するトヨタ・アイシン精機のグループと、フォードからの技術導入で共同設立され独自のATFを用いるジヤトコのグループ、それらとは別に独自の内製ATを開発してやはり独自のATFを用いるホンダでおおむね3通りのATFが市場に存在した。2000年代中盤、それまで市場の主流であったDexron III/H及びMercon規格が全面改定されることになったのを契機に、社団法人自動車技術会日本自動車技術会規格(JASO規格)の中で新たに日本車向け汎用ATF規格(後のJASO 1A)を策定することとなった。その際に既存の既存のATF評価基準であるJASO M315の評価内容について自動車メーカー、変速機メーカー、油脂メーカー、内部部品メーカーなど、多くのメーカーにATFの評価基準についてどのような点を最重要項目とすべきかをヒアリングしたところ、メーカーによって重要とする項目が全くまちまちであったという記録が残っている[6]

ATFの冷却[編集]

今日のATは非常に熱負荷が大きいことが一般的であるため、通常何らかの形で車体にはATF用のオイルクーラーが装着される。エンジンオイルと同様に空冷式である場合と、水冷式の場合がある。

空冷式はサーモスタットが内蔵されてオーバークールを防いでおり、高速度で走行風が通過するほど熱交換率が高まるためにハイパフォーマンス車で広く用いられる。水冷式はラジエーターコアの一部にATFを循環させるものであり、低速度でも安定してATFの温度管理ができるため、ファミリーカーで広く用いられている。

ATFの交換[編集]

ATFは今日では変質しにくい化学合成油が主体であり、エンジンオイルのようにブローバイが混入せず、ギアオイルのように極端な極圧が掛かることも少ないため、これらの油脂ほど急速に酸化やせん断による劣化をする事は稀である。但しATの構造上熱負荷は極めて大きく、ATF冷却用のオイルクーラーが装備されるのが一般的であることから極端な熱負荷が掛かるような走行を行った場合には、粘度低下などを起こす懸念は存在する。また、ATのオイルパン内部には強力なマグネットが置かれている場合も多く、長年の使用でマグネットに鉄粉が多量につくことで、機能低下を起こしていることも想定される。

メーカーによってはその車両の寿命が尽きるまで無交換でもよいとしている例もあるが、熱負荷による劣化、多板クラッチやブレーキバンド摩耗、あるいはギアやベアリングなど金属部品の摩耗によるスラッジの堆積、それに伴うオイルフィルターの詰まり等も発生するため、下記の事項に注意したうえで、適度な間隔で交換することが望ましい。

  • ATFの状態を判断する基準は、前述のとおりATFの色および走行距離である。
  • ATの構造上、一度の作業でATFをすべて交換することは極めて難しい。特にオイルパンを外したり、ドレーンボルトから排出する程度では、エンジンとは比較にならないほど多量の旧油がAT内に残留することになる。
  • それ故にライン充填と異なるATFを使用することはあまり推奨されていない。ただし、オイルクーラー配管などにバイパスさせる形で多量の新油を循環させながら交換を行うATFチェンジャーを利用した場合には、この限りではない。
    • いずれにしても本来充填される量よりもはるかに多量の新油が必要にはなる。またこうした作業を行う場合でも、Dexron指定ATにMercon専用油を充填するなどの致命的な規格のミスマッチは論外であることは言うまでもない。
  • ATFチェンジャーはオイルパン側に一切アクセスせず、大半ののATFを入れ替えられるのが利点であるが、この際の外部から油圧でAT内、特にオイルパン内に沈殿したスラッジが浮き上がってATに不具合を起こす可能性は指摘されている。
  • ATFを交換する場合には、それと並行あるいは前後してオイルパン内のスラッジ清掃や、マグネットからの鉄粉除去、およびATFフィルターが装着されている場合にはフィルターの新品交換を同時に行うことが望ましい。
  • ATのメンテナンスで重要な事はATFだけの交換ではなく、フィルター交換やオイルパン清掃などを総合的に実施することである。
  • オイルパン内に明確な非金属性の破片や粉じんが見られる場合、あるいはATFが極端に黒ずみ、異臭を放っているような場合には、ATFのみの交換で終わらせるのではなく、ATのリビルト品への交換やオーバーホールなども検討すべきである。

脚注[編集]

  1. ^ メーカーによってはATFに類似した専用油が設定される場合もあり、パワーステアリングフルード(PSF)と呼ばれる。
  2. ^ http://www.centerforqa.com/home.html
  3. ^ 極端な例としては航空機用作動油を使用するいすゞ・NAVi5など。ただしNAVi5の場合は一般的なATに多いトルクコンバータ式ではなくクラッチを用いた方式である。
  4. ^ 主に多板クラッチやブレーキバンドの摩耗限界や損傷などで、通常よりも大きな摩擦損失が発生しているなど
  5. ^ Turbo hydra-matic 350 By Ron Sessions, page 20.
  6. ^ 自動車工業会 - ATF 摩耗試験法に関する標準化調査 (PDF)

関連項目[編集]

外部リンク[編集]