マニュアル・オートマチックトランスミッションの動力伝達メカニズム

トランスミッションシステムの作動原理は、マニュアルもオートマチックも基本的には分かりやすく興味深いものです。前回の記事では、トランスミッションシステムを「自動車エンジンで生み出された動力を駆動輪へ伝える機構（パワートレインとも呼ばれる）」と定義しました。エンジンはその機械的動力を駆動輪へ伝える必要があり、トランスミッションはトルク・方向・速度の変換、高トルクでの発進など、重要な役割を果たします。

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多くのドライバーはマニュアルトランスミッションを好みますが、両者にはそれぞれメリット・デメリットがあり、別記事で解説しています。

今回は、マニュアルとオートマチック、両方のトランスミッションシステムがどのように動作するかを見ていきます。

マニュアルトランスミッションシステムの仕組み

マニュアルトランスミッションは、入力軸と出力軸という一対の軸と、それらに配置されたギアセットで構成されます。入力軸側の選択されたギアと、出力軸側で噛み合うギアの比率が、そのギア段の全体ギア比を決定します。

ギアの切り替えはシフトレバーの操作によって行われます。リンケージが入力軸上のギアの位置を制御し、ギアをスライドさせて噛み合わせます。4速車は2本、5〜6速車は3本のリンケージを持ち、シフトレバーの左右操作で切り替わります。

クラッチはマニュアルトランスミッションの作動において重要な役割を果たします。クラッチペダルを踏むとエンジンとトランスミッションの入力軸が切り離され、入力軸上のギアが自由に動けるようになります（エンジンからのトルクが遮断されるため）。クラッチペダルを離すとクラッチが接続され、エンジン動力が入力軸へ再び伝わり、選択されたギア比で車両が動き出します。

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マニュアルトランスミッションの仕組みを解説した動画：

オートマチックトランスミッションシステムの作動原理

オートマチックトランスミッションでは、マニュアルと同じ基本プロセスが「裏側で自動的」に行われます。クラッチペダルはなく、トルクコンバーターが目的のギア段への接続を担います。

エンジン回転が低いとき、トルクコンバーター内の流体とタービンを通じてごくわずかなトルクしか伝わりません。エンジン回転が上がると、エンジンのトルクがすべてトランスミッションへ伝達されます。これが、オートマチック車がアイドリング中にDレンジでゆっくり前進する理由です（わずかなエンジントルクが入力軸へ供給されるため）。

トルクコンバーターがエンジンからトランスミッション入力軸への接続を制御するため、トランスミッション内部のギアはドライバーの直接指示なしに噛み合います。遊星ギア機構を採用し、シングルコンセントリックシャフト上にサンギア、複数のプラネットギアを保持するプラネットキャリア、リングギアが配置されます。

遊星ギアセットは、どのギアを固定・入力・出力とするかにより、入力から出力への回転速度比を変化させます。利用可能なギア比の範囲は、どの要素をどう連結するかに依存します。完全な油圧制御システム（または制御システム）が、所定のタイミングで遊星ギアセットを噛み合わせます。この油圧制御システムは、プログラムされた電子制御ユニット（ECU）によって制御されます。

ギアセットは、コンピューターと油圧システムによって制御される一連の内部クラッチを通じてエンジン入力に接続されます。これにより、出力軸を経て駆動輪へ出力されるギア比が決定されます。

オートマチックトランスミッションの仕組みを解説した動画：

以上、「自動車トランスミッションシステムの作動原理」でした。知識が深まれば幸いです。コメント、シェア、他の技術系学生への推薦をお願いいたします。ありがとうございました！