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CVTとは?仕組みと構造からメリット&デメリットまで

CVTとは?

トヨタのCVT
トヨタのCVT

「CVT」とは動力伝達機構の一種で、「Continuously Variable Transmission(コンティニュアス・ヴァリアブル・トランスミッション)」の略称です。

日本語では「無段変速機」または「連続可変トランスミッション」と呼ばれます。

CVTとオートマ(AT)の違いは?

MT(マニュアル)車と違ってクラッチペダルがなく、アクセルペダルとブレーキペダルを操作するだけで自動で変速する点においては、CVTはAT(オートマ)と同じです。ATの一種といってよいでしょう。

しかし、AT車とはその変速方法が異なります。

AT車はギア(歯車)を使って変速をしていますが、CVTでは大まかに「ベルト式」「チェーン式」「トロイダル」の3種類を用いており、いずれも歯車ではない機構で変速比を変化させています。

CVTで採用しているこれら3種類の方法では、金属製のベルト(もしくはチェーン)と2つのプーリー(滑車)を使っています。2種類のプーリーはそれぞれ入力と出力の役割を担っており、入力側はエンジンに、出力側は車輪につながっています。

CVTはトルコン式のATと比較してパワーロスが少なく、高い運動効率と高い燃費性能がメリットとなります。

日本車の主流トランスミッション形式

現在日本のAT車はCVTを採用する車種が主流となっています。 また、高排気量の車種に向かないため、軽自動車やコンパクトカーに採用されることが多いです。

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CVTの仕組みと構造

プーリーとは先ほど述べたようにエンジンから車輪に動力を伝える滑車のことで、円錐状の形をしています。

プーリーに掛かっているベルトの位置が変わると、ベルトが一周する距離も増減し、回転速度に影響します。入力側と出力側の回転速度を変えるとMT車・AT車でいう「ギア比」が発生するため、加速や減速を行うという仕組みです。

チェーンの位置は油圧によって移動していて、それによってギア比は連続的に変化します。

1速と2速が明確に別れているMT車・AT車とは違い、CVTではそれが全てつながっているため、ギアが変わるときのタイムラグや衝撃がなくスムーズな走行を可能にします。

CVTのほとんどが「ベルト式」を採用

CVTの主流ははベルト式です。一定幅の金属製ベルトとV字型の溝を持つプーリーを油圧で制御し、溝幅を変化させることでベルトの位置を移動させます。

溝幅が狭くなればベルトはプーリーの外周部への方向へと広がっていき、逆に溝幅が広くなればベルトはプーリー中心部の方向へと向かいます。

このようにベルトの掛けられた2つのプーリの伝達ピッチ径をスムースに変えることにより、変速を行います。

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BOSCHの開発した新しいCVTベルト

ドイツの自動車部品メーカー「ボッシュ」は、従来のCVTベルトとは異なる新たなベルトを開発しています。

出力と入力の役割を持つ2組のベルトが1組になり、リングが脱落しにくい構造になっているとのこと。これによってプーリーの外周ギリギリまで使えるようになり、ギアの範囲が広がるとのことです。

CVTのメリットとデメリット

よく使う速度域は燃費がよくなる

CVT最大のメリットは、燃費が良いことと速度が変わってもスムーズな走行を実現できることです。

CVTは無段階でギア比を設定できるため、常に最適なギア比を選ぶことが可能です。走行時の回転数を低く抑えることができるため、燃費を良くすることができるのです。

低速&高速では燃費が悪くなる

デメリットとして、低速と高速の走行においては、逆に燃費が悪くなってしまう点です。

これはベルトがプーリーの内側に来るほど回転が小さくなることで、滑りやすくなったり摩擦が大きくなったりするというCVT自体の仕組みによるものです。

ATに比べて故障しやすい?

さらに、CVT車はAT車と比較して故障しやすいという声が多く上がっています。その理由はCVTがベルトとプーリーの摩擦によって動いていることです。

常にCVT車は摩擦による小さな金属音が発生しているのですが、走行距離が蓄積すると摩耗が進んで金属音がどんどん大きくなります。

これを放置するとエンジンが回転しても加速しなかったり、走行中に突然エンジンブレーキがかかるようになったりします。

街乗りメインの車にはぴったり

これらを踏まえると、買い物などの普段使いが多く、加速と減速を繰り返すことが多い車には、CVTが合っているといえます。

逆に長距離の移動が多く高速道路の利用が多い車は、ベルトの摩耗が進みやすくなるためCVTは向きません。

現在の日本車は、街乗りや中速度での走行が多いユーザーを見据えて開発・販売が行われています。トランスミッションにおいてCVTが主流であるのは、こうした背景も一役買っているのでしょう。

さらにCVTは日本の道路状況に合っているだけでなく、低コストや燃費性能を両立しているため、多くのメーカーの多くの車種に採用されているというわけです。

近年は多段式ATも増えてきた。CVTの今後は?

ランボルギーニ ウルス
ランボルギーニのSUV「ウルス」も8速ATを採用

ギアによる変速のATに対し、ベルトによる変速のCVTは、滑らかさがメリットでした。しかし近年は、高級車を中心に「8速AT」「10速AT」といった多段式トルコンを採用するAT車も増えてきています。

ATからCVT、そして再びATへと戻る流れがあるのは、キビキビした走りと滑らかな変速による乗り心地のよさの両立が求められているからともいえます。

特に、ラグジュアリーカーやプレミアムカーは、コストがかさむ多段式ATを導入して価値を高める意義があるのでしょう。

現在の多段式ATは軽自動車やコンパクトカーには不向きですが、今後の開発が進み、CVTよりも多数派になる日が来るのでしょうか?

その他のトランスミッションについてはこちらの記事で解説・比較しています。

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新型車予想や車選びのお役立ち記事、車や免許にまつわる豆知識、カーライフの困りごとを解決する方法など、自動車に関する様々な情報を発信。普段クルマは乗るだけ・使うだけのユーザーや、あまりクルマに興味が...
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