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イラストを描くのも大変で、自分用メモ記事で自分がわかればいいので笑、
時々イラストは省かせてもらいます！！今回はなし！！


＜クラッチ＞
・トランスミッションのスターティングデバイスには大きく分けて
　「摩擦クラッチ」と「流体クラッチ」がある。
・回転力の伝達と遮断を行う機械要素。
・車の各所で使われている。



◆摩擦クラッチ

・摩擦を利用して力を伝達する装置。
・回転数の異なる向かい買う円盤を「開放」と「締結」で力を伝達する。
・半クラッチ：向かい合う円盤が軽く接触している状態。

・「単板クラッチ」と「多板クラッチ」：円盤の数
・「湿式クラッチ」と「乾式クラッチ」：潤滑のオイルの有無

よって以下の４つに分類される。
「湿式単板クラッチ」「湿式多板クラッチ」
「乾式単板クラッチ」「乾式多板クラッチ」



◆流体クラッチ

・流体の流れなどによって力を伝達する装置。
・分かりやすい例で、向かい合う扇風機で一方（出力側）を回せば
　もう片方（出力側）も回って力を伝達する。

＜トルクコンバーター＞
・「流体クラッチ」の発展型。
・ケース内にオイルを満たし、向かい合う羽根車を備えたもの。
・力に使われたオイルは再度背後に回り込む仕組みになっていて
　さらに力を生み出す仕組みになっている。
・入出力に回転数差がある場合（羽根の角度等）はトルクを増幅できる。
・実際には羽根車は２枚ではなく、効率よくオイルを流すために、
　間にもうリアクタという１枚羽根車がある。

参考動画（外部）：
https://www.youtube.com/watch?v=krf6h3yIl6c



◆その他のクラッチ

・ドグクラッチ：
　　歯をかみ合わせて力を伝達するもの。
　　回転数が違う回転軸の締結は難しい。

・ワンウェイクラッチ：
　　定められた一方の回転方向にしか力が伝達しないもの。
　　出力側からの力は空回りになる仕組みになっている。
　　スプラグ式やカム式がある。ここでは説明を割愛。

・電磁クラッチ
　　円盤の間で、磁気の力で鉄粉を固めて力を伝達する。
　　磁気の力が強いほど力が伝達される仕組み。

・「歯車装置」「巻き掛け伝動装置」は、回転の伝達と変速を行う。
　ミッション以外でも車の各所に使われている。



◆変速比

・入力側と出力側の回転数の比率。
・この比率は双方の「歯車の直径」の比率である。
・減速を行う変速比の場合「減速比」という事もある。

・変速を行った場合、「トルク」も変化する。
　回転数を1/2にすればトルクは2倍になり、
　回転数を3倍にすればトルクは1/3になる。
　※厳密には各所で摩擦等が発生して、
　　運動エネルギーが損失し、熱エネルギーになるので100%ではない。

・変速比が１未満であれば「増速・減トルク」が行われ、
　変速比が１を超えていれば「減速・増トルク」が行われる。



◆歯車装置



◇外歯歯車：
　・最も基本的な円盤の外周に歯が刻まれた形状の歯車
　・歯の数の比率がギア比（歯車比、ギアレシオ）であり＝変速比である。
　・回転方向が入力と出力で逆方向になる。

◇内歯歯車：
　・リングの内側に歯車を刻んだもの
　・外歯歯車と組み合わせで、入出力の回転方向が同方向になる。

◇ベベルギア（傘歯歯車）：
　・円錐面に歯を刻んだもの
　・45度の円錐同士なら回転軸の方向を90度変えられる。



＜歯の刻み方＞

・スパーギア（平歯歯車）：
　　回転軸に歯が平行なもの

・ヘリカルギア（斜歯歯車）：
　　回転軸に歯が斜めになっているもの。
　　歯の接触部分が広く力が分散されるので、
　　大きなトルクを伝えやすく騒音が小さくなる。
　　その分、回転軸方向の力が歯車に伝わるので損失がある。

・ウォームギア（ねじ歯車）：
　　らせん状に歯が刻まれたもの。
　　ウォームホイール（外歯のヘリカルギア）と組み合わせることが多い。
　　大きな変速比にすることができる。

・ラック＆ピニオン：
　　ラック（平板に歯が刻まれたもの）と外歯歯車の組み合わせ。
　　厳密には歯車装置ではないが、類似した動力伝達機構。



◇プラネタリーギア（遊星歯車）：
歯車の組み合わせ方の一種の名称。メリットが多い。



・基本構造
　中央に「サンギア」と呼ばれる外歯歯車があり、
　その周囲に均等間隔に数個の小さい外歯歯車が配置され、
　それを「プラネタリーピニオンギア」（以降ピニオンギア）といい、
　さらにその外に「リングギア」（内歯歯車）が配置されている。
　ピニオンギアの回転軸を固定している枠は「ピニオンギアキャリア」。

・動力として入出力できる回転軸は
　「サンギア」「ピニオンギアキャリア」「リングギア」の３つ

・上記３つを入出力にしたり固定したりすることで、
　増速や減速が可能で、また回転方向の変換も可能。



・回転軸を同軸上に配置することができる。

上記のうなメリットが多いため、ATやMTを始め、車の各所に使われている。



◆巻き掛け伝動装置



離れた位置にある２つの「プーリー（滑車）」などを
ベルトやチェーンなどをかけて回転を伝達・変速する装置

・ベルト＆プーリー：
　　ベルト駆動（ベルトドライブ）と言う。
　　プーリーとベルトの接触面は平ら。
　　変速比は入力と出力のプーリーの直径の比
　　　例：ファンベルト、オルタネーターベルト等

・コグドベルト：
　　上記ベルト＆プーリーに回転軸と平行に溝が刻んであるもの
　　　例：ベルト式の自転車等

・チェーン＆スプロケット：
　　ローラーチェーンとスプロケットの組み合わせ。
　　変速比は入力と出力のスプロケットの歯の数
　　　例：チェーン式の自転車、エンジンのタイミングベルト等



感想：
プラネタリーギアの存在はなんとなく知ってたけど、物凄く便利ですね！！
これをどうやって切り替えているのかがまだ勉強していないので
機械的な仕組みを勉強するのも楽しみになりました！！

◆動力伝達装置
エンジンで発生した「トルク」を車輪に伝える装置類

＜主な装置＞
　・トランスミッション
　・シャフト類（プロペラシャフトやドライブシャフト）
　・ファイナルドライブユニット（ファイナルギアとデファレンシャルギア）
　　※トランスアクスル：
　　　ファイナルドライブユニットがトランスミッションに内蔵されたもの

レイアウト：エンジン含め「パワートレイン」の配置

エンジンとミッションの回転軸の配置：
　・回転軸を車両の前後方向にする「縦置き」
　・回転軸を車両の左右方向にする「横置き」



◆駆動輪
駆動に使用する車輪

・２輪駆動（2WD）：前輪駆動（FWD）、後輪駆動（RWD）
　エンジンの配置も含めて以下で表現される
　　＞FF：エンジンFRONT、前輪駆動FWD
　　＞FR：エンジンFRONT、後輪駆動RWD
　　＞MR：エンジンミッドシップ、後輪駆動RWD
　　＞RR：エンジンREAR、後輪駆動RWD　など

・４輪駆動（4WD）：全輪駆動（AWD）



◆FF

・エンジンとトランスミッションが横置き
・トランスアクスルが一般的
・重量が前方に偏りやすく限界時の走行性能はFRに劣る
・公道等での通常走行での安定性が高い
・前輪付近の構造が複雑になり、最小回転半径が大きくなりやすい
・左右のドライブシャフトを均等にするために
　エンジンとミッションを縦置きレイアウトする車両がある
・フロントミッドシップ：
　前輪より後方側にエンジンを配置し前後の重量バランスを良くしたもの



◆FR

・エンジンとミッションが縦置き
・プロペラシャフトで後方のファイナルドライブユニットに回転を伝達する
・FFより前後の重量バランスが良い
・加速時に荷重が増す後輪で駆動するため、駆動力が良い
・前輪付近の構造がシンプルなので、最小回転半径を小さくしやすい
・トランスミッション、プロペラシャフトにより車内をスペースを奪う
・後輪付近のサスペンションをシンプルな構造にできない
・スポーツタイプやスペースに余裕のある高級車への採用が多い



◆MRとRR


＜MR＞
・車両重心近くに重量物があるため旋回しやすい
・FR同様に運動性能が高められる
・車両スペースが少ないのでスポーツタイプの車両のみの採用

＜RR＞
・駆動輪に重量が集まるため制動時（急ブレーキ時）の４輪バランスが良いが
　加速時などは前輪の荷重が少なくなったり走行安定性には弱点がある

◆ミラーサイクルエンジン

・レシプロエンジンは基本「圧縮比＝膨張比」だが、
　「圧縮比＜膨張比」を実現している機構の事。
・圧縮工程に入っても、吸気バルブが開いている（遅閉じミラーサイクル）

※早閉じミラーサイクル：
　「下死点」よりも前に閉じる（例：海外ターボ車等に多い）
　遅閉じミラーサイクル：
　「下死点」よりも後に閉じる（例：NAやハイブリット車に多い）

・「圧縮比＜膨張比」を最初に実現したのは「アトキンソンサイクル」（後述）
　1947年にミラー氏が「アトキンソンサイクル」と同じ効果を
　吸気バルブを閉じるタイミングを「下死点」からずらすことで実現
　（実用化までは時間を要しており、最初は1990年代のマツダのユーノス800）



＜メリット＞
・圧縮工程よりも、膨張工程を大きくすることによって、
　ピストンのストローク量を圧縮工程よりも長くでき、
　燃焼・爆発の力を余すことなく使う事が出来る。
・高圧縮比によって発生する問題をクリアしやすい

＜デメリット＞
・トルクが小さくなる。

　　　↓

デメリットの解決方法として
・「可変バルブシステム」と組み合わせる
・「過給機」で補う
・低速発進時等は「モーター」で補う（ハイブリッド自動車）

＜補足＞
「可変バルブシステム」でミラーサイクル的な効果を得ているものもある。



◆アトキンソンサイクルエンジン

・「圧縮比＜膨張比」のエンジンをアトキンソン氏が1882年に開発。
　効率はいいが、構造が複雑で高回転に弱いので普及しなかった。

アトキンソンサイクルの動きがわかる参考リンク：
https://ja.wikipedia.org/アトキンソンサイクル

実用化：
ホンダが「EXlink」でアトキンソンサイクルを採用。
車用ではなく、家庭用ガスエンジンコージェネレーションユニットに搭載。
車への採用は現段階ではない。

◆バルブタイミング

＜バルブオーバーラップ＞

・レシプロエンジンの４工程には「排気工程」から「吸気工程」があるが
　「排気バルブが閉じて」から「吸気バルブが開く」のではなく
　実際にはバルブが同時に開いているタイミングがある。



＜基本的な考え方＞
・排気ガスが吸気ポートに逆流してしまいそうだが、
　排気ガスはマフラー方向に流れているためほとんど逆流しない
・逆に吸気（混合気）が排気ポートに流れ出てしまいそうだが
　混合気が排気ガスを押し出す流れになるため「充填効率」が高まる
　これを「掃気効果」という。



実際には回転数や負荷等の状況によって変化してしまう。

・オーバーラップが大きいと吸気ポートへの吹き返しが増える
・低中回転域ではオーバーラップが小さいと吸気が足りず出力ダウンする
など



これらを解決できる技術

◆可変バルブタイミングシステム
・状況によってバルブの開閉時期を変えることができる

◆可変バルブリフトシステム
・状況によってバルブの開度「バルブリフト」を変えることができる
・このシステムにより省燃費を実現しているエンジンが増えている



「可変バルブシステム」を応用するエンジン

◆気筒休止エンジン

・「可変バルブシステム」によりバルブを開かず気筒を休止させる
・例：ホンダのJ35Aエンジン
　６気筒搭載し、状況により使用する気筒を３、４、６切り替えでき
　実質的な排気量を小さくして、ポンプ損失を低減している。

◆スロットルバルブレスエンジン

・「可変バルブシステム」により、バルブリフトを「全開から０」にできるため
　スロットルバルブの代わりに吸気量を調整できる。
・ポンプ損失の低減も可能。