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CVTとは?仕組みや燃費からATとの違いまで

CVTとは?

トヨタ CVTエンジン
トヨタのCVTエンジン

「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とオートマは別物

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AT(オートマ)車と同じ。AT車と異なる点はその変速の方法です。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の仕組み

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ことで、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ことで、MT車・AT車でいう「ギア比」が発生し、加速や減速を行います。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は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。

CVTのほとんどが「ベルト式」

CVTには 「ベルト式」「チェーン式」「トロイダル」 の3種類があると説明しましたが、中でも主流なのはベルト式です。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。

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

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となり、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。

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。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。

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場合はCVT車が本領を発揮します。逆に長距離の移動が多く高速道路の利用が多い場合、高速での走行が続くことに加えベルトの摩耗が進みやすくなるためCVT車は向きません。

音を比較[6DCT→CVT→ 4AT→5MT→CVT(Prius1)→CVT(Prius3)→1AT(EV)〕

この記事の執筆者
MOBY編集部

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