【仕組み】日本のクルマはなぜ「段」をなくした？CVTの金属ベルトとハイブリッドの遊星歯車を図解

いま日本で売れている新車の乗用車は、およそ半分がハイブリッド。残りも CVT が主力だと、分析会社は書いています。段を切り替えるときの「階段の音」が鳴らない日本のクルマ。CVT の金属ベルトは、引っ張って回っているのか、押して回っているのか。トヨタのハイブリッドの「電気式無段変速機」の中では、何が起きているのか。動く図と、回転数どおりに合成したエンジン音で見ていきます。 ▼目次 0:00 階段の音が消えた 0:45 変速機の役目 1:40 金属ベルトの正体（問題1） 2:51 巻き付く円が変わる 3:44 回転を、いいところにとどめる（ラバーバンドフィール） 4:55 段がないのに、幅には限りがある（問題2） 7:00 ハイブリッドの箱の中（問題3） 7:43 遊星歯車で、回転を自由にする（3つの回転が1本の直線に乗る図） 10:10 同じ「電気式」でも中身はちがう（e-POWER・e:HEV） 10:55 なぜ日本は「段」をなくしたのか 12:26 まとめ：段をなくす3つのやり方 ▼この動画に出てくる数字と、その出典 ・2024年、日本の新車の乗用車に占める電動車の割合は57.5%、ハイブリッドは約204万台。月によっては5割を切り、2025年11月の乗用車に占めるハイブリッドの割合は49.8%（日刊自動車新聞の集計） 　日本自動車会議所 https://www.aba-j.or.jp/info/industry... ／ https://www.aba-j.or.jp/info/industry... ・日本では CVT が主力、CVT は実質、日本市場・日本のメーカーに固有の製品。ヨーロッパではマニュアル・デュアルクラッチ・多段のオートマが主流（分析会社の見方） 　マークラインズ https://www.marklines.com/ja/report/w... ・プーリーの直径は変えず、2枚の板のあいだの溝の幅を変えて、ベルトが巻き付く円の大きさを変える 　Motor-FanTECH https://car.motor-fan.jp/tech/10003165 ／ 日産 https://www.nissan-global.com/JP/INNO... ・金属ベルトは約400個の鋼のコマと、薄い鋼の板を重ねたリング2本。ゴムのベルトは引っ張って伝えるが、金属ベルトはコマが押し合って伝える。リングはプーリーとの摩擦を保つ役 　大車林「スチールベルト」 https://car.motor-fan.jp/daisharin/30... ／ Motor-FanTECH https://car.motor-fan.jp/tech/10003167 ・CVT なら日常のほとんどの速さで、いちばん燃費のいい回転で走れる（日産の説明） 　日産 https://www.nissan-global.com/JP/INNO... ・エンジンの回転と音が先に上がり、速さがあとから追いつく。輪ゴムのたとえで「ラバーバンドフィール」と呼ばれる（ベルトが伸びるわけではない） 　Honda https://global.honda/jp/tech/CVT/ ／ WEB CARTOP https://www.webcartop.jp/2025/01/1529... ・強く加速するとき、わざと回転を階段のように動かす制御（ホンダの説明） 　Honda https://global.honda/jp/tech/CVT/ ・カローラスポーツの CVT のベルトの部分の変速比は 2.236〜0.447（トヨタの諸元表）。GR86 の6速マニュアルは 3.626〜0.767（トヨタの諸元表） 　トヨタ https://toyota.jp/pages/contents/coro... ／ https://toyota.jp/pages/contents/gr86... ・2018年、トヨタの Direct Shift-CVT。発進用のギヤを足し、変速比の幅 7.5。乗用車の CVT に発進用のギヤを入れたのは世界初（2018年2月現在、トヨタ調べ） 　トヨタ https://global.toyota/jp/newsroom/cor... ・2009年、日産とジヤトコの副変速機付き CVT、変速比の幅 7.3 　日産 https://global.nissannews.com/ja-JP/r... ・2021年、ジヤトコの Jatco CVT-X。チェーンのピッチを短くして巻き付く円を小さくし、変速比の幅 8.2 　ジヤトコ https://www.jatco.co.jp/release/2021/... ・プーリーがベルトを挟む力は油圧で作り、その油圧のためにエンジンの力を使う 　NEDO／ジヤトコ https://webmagazine.nedo.go.jp/practi... ・トヨタのハイブリッドの変速機は「電気式無段変速機」（カローラスポーツの諸元表）。1997年の初代プリウスの発表で、THS は「電子制御の無段変速機として働く」（英文の発表の訳） 　トヨタ https://global.toyota/en/detail/7905316 ・遊星歯車のキャリアにエンジン、サンギヤに発電機、リングギヤにモーターと車輪。エンジンのトルクは、タイヤ側の歯車と発電機に約2.6：1で分かれる 　大車林「ハイブリッド用トランスミッション」 https://car.motor-fan.jp/daisharin/30... ／ Liu・Peng・Filipi（IEEE/ASME 2005） https://www.engr.uvic.ca/~mech459/Pub... ・日産の e-POWER は、エンジンは発電だけで、タイヤはモーターだけで回す 　日産 https://www.nissan-global.com/JP/INNO... ・ホンダの e:HEV は、ふだんはモーターで走り、高速ではエンジンをタイヤに直結する。ホンダはこれを「電気式CVT」と呼ぶ 　Honda https://global.honda/jp/tech/two_moto... ・1987年、スバルのジャスティが金属ベルトの CVT を量産車に採用 　JSAE https://www.jsae.or.jp/autotech/8-7.php ・1997年、ジヤトコが2リッタークラスの金属ベルト CVT の量産を開始 　ジヤトコ https://www.jatco.co.jp/release/2021/... ・かつての日本独自の燃費の測り方（10・15モード、JC08モード）で、CVT が数字を出しやすかったことが最大の理由（媒体の見解） 　webCG https://www.webcg.net/articles/-/43079 ・軽自動車は日本の自動車市場の約40%。日本の交通事情と軽自動車の使われ方に合わせた変速比の幅の CVT（ジヤトコの説明） 　ジヤトコ https://www.jatco.co.jp/release/2019/... ※画面の「約5.0倍」「約4.7倍」（変速比の幅）、「幅＝2つの円の大きさの比の2乗」（2つの円の大きさの和を一定とみなした近似）、「約3,600回転」（停車中にエンジンが1,000回転のときの発電機）、「約72%・約28%」（トルクの分かれ方）は、どれも計算値です。遊星歯車の計算は、歯の数の比を2.6とした例です。燃費の地図は模式図です。 ※エンジン音は、回転数の曲線から合成した音です（実際の車の録音ではありません）。 ▼図解モータースについて クルマの仕組みを、動く図とマンガのコマで見せる解説チャンネルです。 ・ナレーションは合成音声です。 ・絵の一部は、画像生成AIを使って描いています。 ・登場する実在のクルマは、仕組みを説明するための例です。自動車メーカーとは関係ありません。 ・仕組みの解説が目的で、整備や改造のやり方を教えるものではありません。 間違いに気づいたら、コメントで教えてください。 #CVT #ハイブリッド #クルマの仕組み