〜オートマチックトランスミッションって?〜

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オートマチックトランスミッションに関する疑問のページです。

オートマチックトランスミッションに関する疑問のページです。

現在、多くの乗用車が「オートマ」になりつつあります。このページではそんなオートマチックトランスミッションについて紹介しています。

ここから「オートマチックトランスミッション」について説明しています。

オートマチックトランスミッションって? オートマチックトランスミッションの種類
トルクコンバーター式トランスミッションって? CVTって?

オートマチックトランスミッションって?

オートマチックトランスミッション(Automatic Transmission)は自動変速機のことで、自動車の速度やエンジンの回転数に応じて、変速比を自動的に切り替えるトランスミッションのことを言います。

オートマチックトランスミッションの利点といえば、なんといっても「シフトチェンジを自動で行ってくれる」便利さでしょう。オートマチックトランスミッションの技術も進化しています。その為、現在の乗用車の多くがこのトランスミッションを採用しています。

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オートマチックトランスミッションの種類

オートマチックトランスミッションには幾つかの種類がありますが、下記の代表的な2種類の方式について説明していきます。

大きく分類すると多段変速機付きオートマチックトランスミッション無段変速機オートマチックトランスミッション(CVT)に分類されます。

多段変速機付きオートマチックトランスミッションは数段の変速ギヤを持ち、エンジンの回転数やトルクに応じてギヤチェンジを自動又は半自動的に行うものを言います。

この多段変速機付きオートマチックトランスミッションを分類すると

1.トルクコンバータ式オートマチックトランスミッション(AT)

2.自動制御式マニュアルトランスミッション(AMT)

等に分類されますが、現在多くの普通車に搭載されている「トルクコンバータ式オートマチックトランスミッション」についてご紹介します。

自動制御式マニュアルトランスミッション(AMT)は「セミオートマチック」とも呼ばれ、マニュアル車のように変速を行うことが出来るトランスミッションを言います。スポーツ車やレーシングカーなどに搭載される車両もあります。

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トルクコンバーター式トランスミッションって?

トルクコンバータ式オートマチックトランスミッション(AT)は現在のAT自動車の殆どが採用している方式でトルクコンバーター遊星歯車(プラネタリギヤ)を組み合わせ油圧制御によって自動的に変速を行うものを言います。

トルクコンバーター(トルク変換機)はオイルを介してエンジンの動力を伝える装置で、マニュアル車のクラッチとトランスミッションの働きの一部を同時に行うような働きをします。

外観は「ドーナツ」のような形状をしていて、構造はエンジンからの動力を直接受けて回転する「ポンプ」と、その動力をオイルを介して受け止めてトランスミッションに伝える「タービン」、またポンプとタービンの間に挟まれオイルの流れをコントロールし、トルクを増幅させる役割をする「ステータ」によって構成されています。

エンジン回転時は動力が直接掛かる「ポンプ」も常に回転しているので、エンジン回転が低速な場合(アイドリング状態)でもトルクコンバーター内のオイルも低回転しています。その為、オイルの回転を受け止める「タービン」も回転し、トランスミッションへと動力を少しだけ伝えます。

この状態を「クリープ現象」と言い、オートマチック車特有の「アクセルは踏んでいないのに、車が進む」という現象の理由です。

トルクコンバータ内はオイルに満たされていることで動力伝達を可能にしています。使用されるオイルも専用のもので、オートマチックトランスミッションフルード、通称ATF(Automatic TransmissionFluid)というオイルを使用します。エンジンオイルとは全く違う性質なので、必ず専用のオイルを使用します。

トルクコンバータ内部とクリープ現象解説図

下の動画で解りやすく解説していますのでご覧下さい。

このトルクコンバーター式トランスミッションに組み合わされる遊星歯車(プラネタリギヤ)はAT車の変速ギヤとして使用されています。

構造は中央に「サンギヤ」外周に内側にギヤをもつ「リングギヤ」、またそれらのギヤの間に等間隔に配置された「ピニオンギヤ」によって構成されています。通常のAT車ではこの歯車が2〜3セット内臓されていて、これらを油圧制御のクラッチやブレーキを使って「サンギヤ」「リングギヤ」「ピニオンギヤ」の3つのギヤのうち、2組を合わせて回転させギヤ比を変えて変速させます。

「遊星歯車」の名前の由来は、中央に太陽に見立てた「サンギヤ」を置き、「ピニオンギヤ」がその周りを回る遊星(プラネット)のように見えるところからきています。

遊星歯車の概略図

下の動画で解りやすく解説していますのでご覧下さい。

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CVTって?

無段変速機オートマチックトランスミッション(Continuously Variable Transmission: CVT)はギヤを使わず変速しスムースな走りを実現できることが特徴です。「CVT」と盛んに広告されているのがそれです。

構造は、二つのプーリー(滑車)にベルトを通してプーリーの径を変化させることで連続的な変速ができます。CVTにもいくつかの種類がありますが、現在多くの乗用車に搭載されているものは「スチールベルト」という金属製のベルトを使用したタイプが主流です。

CVTの構造図

下の動画で解りやすく解説していますのでご覧下さい。

CVTは理論上はとても効率のよい変速機で、常に理想的な変速比を保てることからパワーロスが少なく燃費が良いことや、トランスミッションも小型化なため軽量化にも大きく貢献しています。

しかし、まだ発展途上な部分も多くあり「AT」に取って代わるほどすべての乗用車に搭載されていない現状があります。CVTは「AT車」のようにギヤの噛み合わせで動力を伝達するのではなく、プーリーとベルトの圧力で動力を伝達します。なので大きなトルクを発生する大排気量車には採用が少ないのが現状です。(現在では技術も進歩し、2000cc以上の排気量の車にも採用されています。)

また、常にプーリーとベルトの摩擦が発生するために清浄な潤滑環境が必要になります。そのため、潤滑するオイルも専用のオイルが必要になる等、さまざまな問題点も多く存在します。ただ各自動車メーカーが研究・開発を進めているほど優位性のある変速機なので、今後の技術開発に大きく期待しましょう。

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