(57)【要約】【課題】トルクコンバータのロックアップクラッチを作動させるときの耐シャダー性を適正に評価できる低速滑り摩擦試験に用いる標準プレートを提供する。【解決手段】本発明の試験用プレートは、自動変速機で生じ得るシャダーの防止性能試験に用いられる。このプレートは、フリクションプレートの摩擦材に摺接する円環状の摺接面を有する。摺接面は、厚さの異なる山部と谷部が交互に配設されたうねりを有する。うねりは最大厚さと最小厚さの差である高低差が５〜１５０μｍとなっている。山部と谷部はそれぞれ、周方向に沿った均等な位置に３〜６あると好ましい。そしてうねりは、厚さが周方向に沿って周期的（例えば三角関数的）に変化していると好ましい。本発明のプレートを用いて試験を行えば、うねり高さとμ―Ｖ勾配に関して適切な相関を得ることができ、シャダーの発生を抑止できるＡＴＦや摩擦材の選択等を効率的に行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機で生じ得るシャダーの防止性能試験に用いられ、フリクションプレートの摩擦材に摺接する円環状の摺接面を有する試験用プレートであって、
前記摺接面は、厚さの異なる山部と谷部が交互に配設されたうねりを有し、
該うねりは、最大厚さと最小厚さの差である高低差が５〜１５０μｍである試験用プレート。
【請求項２】
前記山部と前記谷部はそれぞれ、周方向に沿って均等に配置されている請求項１に記載の試験用プレート。
【請求項３】
前記うねりは、前記厚さが周方向に沿って周期的に変化している請求項１または２に記載の試験用プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機に生じるシャダーの防止性能を予め評価する際に、フリクションプレートと共に用いられる試験用プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動変速機（適宜「ＡＴ」という。）は、遊星ギア列の一部を連結または固定する多板式のクラッチまたはブレーキを自動変速機油（以下「ＡＴＦ」という。）で作動させることにより、動力伝達や変速を行っている。エンジン等の駆動源からその自動変速機（ギア列）への入力は、通常、トルク増幅機能を有する流体継手であるトルクコンバータを介してなされる。
【０００３】
トルクコンバータは、エンジンのクランクシャフト端部に固定されたドライブプレート等に連結されたフロントカバーと一体回転するポンプインペラから、タービンランナへＡＴＦを圧送することにより、エンジン等の駆動力を伝達している。また最近のトルクコンバータは、高速回転時の伝達ロスを防止するためにロックアップ機能を備える。ロックアップ作動時、タービンランナと一体的に回転する（ロックアップ）ピストンがＡＴＦで加圧されて、摩擦材を介してフロントカバーの内壁面に押し当てられる。この結果、フロントカバーとピストンはロック状態となり、ポンプインペラとタービンランナが一体的に回転するようになる。
【０００４】
ここで、ピストンに貼着されている摩擦材とフロントカバーの内壁面とが接触を開始してから締結状態となるまでの過渡段階において、シャダー（Shudder）というねじり振動（自励振動）が生じ得る。シャダーの発生は自動車の快適性等を損なうため、シャダーを防止できるＡＴＦや摩擦材が選択される。その際、各種のＡＴＦ等のシャダー防止性能が予め統一的な試験を通じて規定されていると、実機試験を減らしてＡＴＦや摩擦材を効率的に選択できるようになる。
【０００５】
そこで公益社団法人自動車技術会は、非特許文献１において、シャダー防止性能試験方法に関して統一規格を定めている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＡＳＯ Ｍ３４９「自動車-自動変速機油-シャダー防止性能試験方法」
【非特許文献２】加藤ほか（1993）.「湿式クラッチ、ブレーキ摩擦面の油膜挙動解析による燃費の向上」,自動車技術会 学術講演会前刷集 934,57-60.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
もっとも、非特許文献１は、主にＡＴＦのシャダー防止性能を統一的に規定することを目的としている。このため、その試験（低速滑り摩擦試験）に用いられるフリクションプレート（摩擦材側）とスチールプレート（相手材側）は、それぞれ１種類設定されているだけである。例えば、スチールプレートは、平面度が高い所定寸法の円環状平板からなる。
【０００８】
しかし、トルクコンバータの場合、ピストンの摩擦材に締結（ロック）される相手材のフロントカバー内壁面は、構造上または製造過程上の理由により、高低差で数十μｍ程度のうねりが生じており、高精度な平面度は確保されていない。このため、高精度な平面度が確保された規格にあるスチールプレートのみを用いて行った試験結果のみでは、トルクコンバータのロックアップ時に生じ得るシャダーの防止性能（単に「耐シャダー性」という。）を的確に予測できない。
【０００９】
非特許文献２は、ロックアップピストンの摺接面に移動方向に関して数百ミクロンのうねりがあると、シャダー発生と相関するμ―Ｖ特性（μ：摩擦係数、Ｖ：滑り速度）の勾配が負側に大きくなることを指摘している。
【００１０】
しかし、非特許文献２は、うねりが数百ミクロンの場合に耐シャダー性が低下することを示しているに過ぎない。つまり、トルクコンバータのロックアップ作動時の耐シャダー性を適正に評価するために、どのような条件で評価試験を行うべきか、具体的な提案は全くしていない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、ＡＴＦや摩擦材に関して、トルクコンバータのロックアップ時の耐シャダー性を適正に評価できる試験用プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、従来のスチールプレートに替えて、比較的小さいうねりを有するプレートを用いることにより、トルクコンバータのロックアップ時を反映した適正なシャダー防止性能試験を行えることを新たに見出した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【００１３】
《試験用プレート》
（１）本発明の試験用プレートは、自動変速機で生じ得るシャダーの防止性能試験に用いられる円環状の試験用プレートであって、摩擦材に接する摺接面に厚さの異なる山部と谷部が交互に配設されたうねりを有し、該うねりは、最大厚さと最小厚さの差である高低差が５〜１５０μｍである。
【００１４】
（２）本発明の試験用プレート（単に「プレート」という。）を用いれば、トルクコンバータのロックアップ時のシャダーの発生をも考慮して、ＡＴＦや摩擦材の耐シャダー性を適正に評価することが可能となる。少なくとも、従来のようにうねりがないプレートと数百μｍ以上のうねりがあるプレートとをもちいて得られる試験結果から想定される耐シャダー性よりも、厳しい側（シャダーが発生し易い側）で、ＡＴＦと摩擦材の耐シャダー性を評価することが可能となる。
【００１５】
《シャダー防止性能の試験方法または試験装置》
本発明は、上述したプレートとしてのみならず、それを用いたシャダー防止性能の試験方法または試験装置として把握してもよい。
【００１６】
《その他》
（１）本明細書でいう高低差（「うねり高さ」という。）は、三次元測定機を用いて、プレートの厚さ（高さ）を周方向に沿って測定したときの最大値と最小値の差（適宜「μｍｐ―ｐ」と表記する。）であり、５〜１５０μｍ、１０〜１２５μｍさらには１５μｍ〜１１０μｍの範囲で設定されると好ましい。
【００１７】
（２）特に断らない限り、本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を、新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】低速滑り摩擦試験に用いたスチールプレートを示す模式図である。
【図２】その試験により得られたうねり高さとμ―Ｖ勾配の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００２０】
《試験用プレート》
（１）本発明に係るうねりを構成する山部と谷部はそれぞれ、周方向に沿って均等に配置されていると好適である。一周あたりの山部と谷部の各個数は、例えば、次のようにして求まるｎｍを参照して決定するとよい。  
ｎｍ＝ｎｐ×（ｒｍ／ｒｐ）
ｎｐ：実機のロックアップクラッチを構成するフロントカバー等の内壁面に生じている１周あたりのうねり数（ｎｐ≒セットブロック数としてもよい。）
ｒｍ：シャダー防止性能試験の際にプレートに当接させる摩擦材の平均半径（径方向幅の中心径）
ｒｐ：実機のロックアップクラッチを構成する摩擦材の平均半径（径方向幅の中心径）
【００２１】
ちなみに、本明細書でいう「うねり」は、隣接する山部と谷部が一組となって構成されるため、「うねり数」と山部と谷部の各個数とは同じになる。フロントカバー等の内壁面に生じるうねり数は、通常、フロントカバーの外側（駆動源側）に配設されたセットブロック数と同じとなることが多い。なお、セットブロックは、フロントカバーの前端面に溶接等により固定されている。このセットブロックを介してフロントカバーとエンジンのクランクシャフト後端に固定されたドライブプレートとがボルト等により連結される。
【００２２】
通常、ｎｐは６以下でｒｍ／ｒｐは１〜２であるためｎｍは３〜６となる。そこで本発明のプレートにもうけるうねり数（山部と谷部の各個数）も３〜６とすると好ましい。これにより、実機のロックアップクラッチを構成するフロントカバーのうねりを、本発明のプレートに的確に反映させることができ、適正な評価試験が可能となる。
【００２３】
（２）実機のフロントカバー内壁面に生じるうねりは、ほぼ等間隔に存在するなだらかな山部と谷部が滑らかに連なって形成されている。本発明のプレートにもうけるうねりも、そのような実機のうねりに近いほど好ましい。そこで本発明に係るうねりは、プレートの厚さが周方向に沿って周期的に変化したものであると好適である。例えば、円周方向に対する厚さの変化が三角関数（サインカーブ）に沿っていると好適である。
【００２４】
（３）本発明のプレートの材質は、シャダー防止性能試験を適正に行える限り、実機のロックアップクラッチを構成するフロントカバー等の材質と完全に一致していなくてもよい。但し、両材質が少なくとも同系材質（例えば鋼材）であると好ましい。
【実施例】
【００２５】
うねり高さが異なる複数のスチールプレート（試験用プレート）と、摺接表面に設けられた摩擦材が異なる複数のフリクションプレートを用意して、非特許文献１に記載された規格（ＪＡＳＯ Ｍ３４９）に沿って、低速滑り摩擦試験を行った。これにより得られた具体的な試験結果に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。
【００２６】
《試料》
（１）スチールプレート
図１に示すように、上記の規格により入手される従来のスチールプレート（「規格プレート」という。／うねり無し／うねり高さ：０μｍ）と、摩擦材と摺接する一方面のみに三角関数状のうねりを円周方向に沿って設けたスチールプレート（「試料プレート」という。）を用意した。
【００２７】
いずれの試料プレートも、うねり数（各山部と各谷部の数）を３とし、各山部同士または各谷部同士の厚さは同じとした。うねり高さ（山部と谷部の高低差）は、２０μｍ、１００μｍまたは２３０μｍのいずれかとした。なお、うねりの有無を除いて、各試料プレートは規格プレートと同形状とした。
【００２８】
（２）フリクションプレート
芯金の表面に円環状に設けた摩擦材（クラッチフェーシング）の種類を変更した３種のフリクションプレートを用意した。摩擦材の種類を除いて、各フリクションプレートも上記の規格に沿った形状とした。
【００２９】
《試験》
ＡＴＦの存在下でスチールプレートの摺接面とフリクションプレートの摩擦材面とを接触させて、上記の規格に沿った低速滑り摩擦試験を行った。これにより、スチールプレートとフリクションプレートの組合わせを種々変更したときのうねり高さとμ―Ｖ勾配（Δμ／ΔＶ）との関係を明らかにした。この結果を図２にまとめて示した。
【００３０】
《評価》
（１）図２から明らかなように、うねり高さが１００μｍの前後で、うねり高さに対するμ―Ｖ勾配の傾向（変化率）が異なることがわかった。つまり、うねり高さが０〜１００μｍ（さらには２０〜１００μｍ）のときは、うねり高さが１００μｍ超のときよりも、μ―Ｖ勾配が大きく変化する傾向になった。少なくとも、前者のときより後者のときに、μ―Ｖ勾配が大きく変化することがないことが明らかとなった。
【００３１】
このため、例えば、従来の知見に基づいて、うねり高さ：０μｍのときのμ―Ｖ勾配と、うねり高さ：２３０μｍのときのμ―Ｖ勾配とから内挿すると（仮想線：Ｌ参照）、うねり高さが小さい領域（例えば、１００μｍ以下）におけるμ―Ｖ勾配を正勾配側に見積もることになる。つまり、従来の知見に基づくと、うねり高さが小さい領域に関して、シャダーが発生し難い側（耐シャダー性が高い側）の評価を行うことになる。
【００３２】
しかし、実際には、うねり高さ：２０μｍまたは１００μｍのときのμ―Ｖ勾配を見ると明らかなように、うねり高さが小さい領域では、仮想線：Ｌよりも下方の負勾配側、つまり、シャダーが発生し易い（耐シャダー性が低い）傾向となった。
【００３３】
ここで、実機のトルクコンバータのフロントカバーの内壁面に生じているうねり高さが数十μｍ程度である場合、従来の知見に基づく評価では、トルクコンバータのロックアップ作動時に生じるシャダーの発生を適正に評価・予測できないことになる。
【００３４】
そこで本発明のプレートを用いた評価試験を行うことにより、うねり高さとμ―Ｖ勾配に関して適切な相関を得ることができ、シャダーの発生を抑止できるフロントカバーの設計、ＡＴＦや摩擦材の選択等を効率的に行うことが可能となる。
【００３５】
ちなみに、うねり高さの小さいプレートを用いて得られた試験結果に基づいて外挿すると、うねり高さが大きいとき（例えば、うねり高さが２００μｍ以上のとき）のμ―Ｖ勾配を負勾配側（シャダーが発生し易い側）に見積る傾向になることがある。しかし、このような推測は、シャダーの発生をより抑止する安全側の評価となるため不都合は生じ難い。
【図１】
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【図２】
2018096845.tif 000004