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パワートレインとは?車を動かすための基幹部を解説

全ての自動車に搭載されているユニット「パワートレイン」。複数のパーツによって構成されるこの言葉の意味を解説します。

パワートレインとは?

パワートレイン イメージ

トヨタ 2000GT エンジン フレーム

トヨタ2000GTのパワートレイン

パワートレインとは、車の動力源。または動力を推進力として伝える装置の総称です。具体的には、エンジン(もしくは電気モーターなど)・トランスミッション・プロペラシャフト・デフ(デファレンシャルギヤ)・ドライブシャフト等のことを指します。

また、エンジンの回転がタイヤに伝わるまで経由する動力伝達装置の一連の流れ、および、各機構とその機能を含めて広くパワートレインと呼ばれる場合もあります。

一般的なパワートレインの内容

パワートレインは、それぞれの機構が役割を分担そして連結して、走行に必要な推進力を生み出します。駆動方式によってその経路や形状は異なるものの、その機能は同じです。

パワートレイン各機構の仕組みと機能を、伝達経路順に解説していきます。

動力ユニット

動力ユニット単体でもパワートレインと呼ばれる場合があります。動力ユニットに用いられるのは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、電気モーターが一般的です。

近年よくいわれる「パワートレインの電動化」とは、ハイブリッドカーや電気自動車のようにおもに動力ユニットの電動化のこと。電気モーターによるエンジンパワーのアシストや、動力源そのものを電気モーターへ置きかえることを意味します。

クラッチ

クラッチは、エンジンと変速を行なうトランスミッションのあいだにあり、エンジンが作り出した回転のトランスミッションへの伝達と切断をコントロールする装置です。エンジンは構造上、完全停止状態からアイドリング状態までの回転数をコントロールすることができないため、車が発進・停止をするには、その回転域での動力を切断できるクラッチ機構が必要です。

ATやCVTでクラッチの代わりとなるトルコン(トルクコンバーター)は、動力伝達に高粘度のオイルを介し、一定以上にエンジン回転数を上げなければ動力が伝達しない構造になっています。

電気モーターを動力ユニットとする電気自動車は、0rpmからリニアに回転を変動させることができるため、クラッチやトルコンは必要ありません。

トランスミッション

変速装置であるトランスミッションは、大小さまざまな歯車を介して、エンジンの動力を速度域に応じた回転速度/軸トルクに変化させる装置です。MTは、ドライバーが手動で必要なギヤ比に変更する装置。ATは、MTの変速を自動化したものです。

CVTは、ギヤではなく特殊なプーリー(滑車)とベルトを介することで、無段階での変速を可能にした装置。それにより、エンジン回転数は一定のまま車速を可変できるトランスミッションです。

プロペラシャフト

トランスミッションで変速した回転を、離れた位置にあるデフと呼ばれるパーツに伝えるための回転軸がプロペラシャフトです。エンジン搭載位置と駆動輪が近い場合には不要であるため、FF・MRにプロペラシャフトは使用されず、FR・4WDのみで用いられます。

デファレンシャルギヤ

デファレンシャルギヤは、駆動輪の中央に位置し、トランスミッションおよびプロペラシャフトからの動力をドライブシャフトに分配する装置。同時に、タイヤ間でおこる回転差を調整し、スムーズなコーナリングのために必要な機構です。

4WDでは前後輪の回転差を調整するためにセンターデフを装備します。ちなみに、デフロックとは、デフの回転差調整機構を任意で止めることができる仕組み。4WDではオフロード走行、2WD車ではドリフト走行の際に有利となります。
電子制御デフとは、デフ機構にクラッチを設け、回転差を任意にコントロールできる仕組みです。

ドライブシャフト

デファレンシャルギヤから分配された動力をタイヤに伝えるための回転軸がドライブシャフトです。

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