【自動車用語辞典：トランスミッション「トルクコンバーター」】エンジン出力を伝達・遮断する流体クラッチ

■エンジン・トランスミッションの間に置かれるつなぎ役

トルクコンバーター(トルコン)は、エンジンの出力をトランスミッションに伝達、遮断する流体クラッチで、エンジントルクを増幅する機能も兼ね備えています。

エンジンとステップATおよびCVTの間に配置され、重要なつなぎ役を担っているトルコンの構造や機構について、解説していきます。

トルコンは、エンジンとステップATおよびCVTの間に配置され、2つの重要な役割が果たしています。
１つ目は、エンジンの出力をトランスミッションに伝達したり遮断したりするクラッチの役目、2つ目は入出力に回転差がある場合にエンジントルクを増幅する機能です。

トルコンはドーナツのような形をして、内部はポンプとステーター、タービンで構成され、それぞれにプロペラがついています。これら３つのプロペラは直接つながってはいませんが、内部に満たされた作動油の回転力によって、駆動力をスムーズに伝達する仕組みになっています。

エンジンの駆動力によってポンプのプロペラが回転し始めると、中の作動油も同時に回転を始めます。作動油は遠心力によって、ポンプの外側へ流れ始め、タービン側のプロペラにあたり、タービンも回転し始めます。タービンは、トラスミッションとつながっているため、タイヤの駆動力となってクルマを動かします。

ポンプとタービンの間にあるステーターは、タービンから流れ込む作動油を再度ポンプ側に戻して、ポンプの回転力をアシストします。エンジントルクにこのアシスト力が加わることで、エンジントルクが増幅できるのです。入出力の速度比が小さいほど、トルクの増幅効果は大きく2～3倍になります。

エンジンの回転が上がると作動油の遠心力が強まり、ポンプ回転とタービン回転が同等になります。タービンへ駆動力を無駄なく伝えることができるので、トルコンによるトルク増幅効果と相まって、スムーズで力強い発進・加速ができます。

作動油による駆動力の伝達は、通常の摩擦クラッチに比べて効率が悪いので、燃費悪化の要因になります。

ロックアップは、油圧制御によってロックアップ用クラッチを接続し、エンジンとトランスミッションを直結する手法です。直結すると振動は発生しやくなりますが、動力伝達効率が上がり、燃費は向上します。

トルコンの作動原理は、対向する2台の扇風機を使って説明できます。
一方の扇風機を回し、もう一方はスイッチを切っておきます。扇風機が”弱”程度の回転では、対向する扇風機は回りませんが、回転力を強めると対向する扇風機は回り始めます。

回転する扇風機がポンプ、スイッチOFFの扇風機がタービン、作動油が空気というわけです。
やってみてください、確かにスイッチOFFでも扇風機は回り始めます。

スムーズな発進や走行を生かしつつ、燃費を良くするために変速後はすぐにロックアップして直結で走行する方向で、ステップATとトルコンの改良は進んでいます。

ステップATは、さらなる燃費向上をねらって、スムーズな変速とダイレクト感のある走りの両立を目指しています。

（Mr.ソラン）

某自動車メーカーで30年以上、自動車の研究開発に携わってきた経験を持ち、古い技術から最新の技術までをやさしく解説することをモットーに執筆中。もともとはエンジン屋で、失敗や挫折を繰り返しながら、さまざまなエンジンの開発にチャレンジしてきました。

EVや燃料電池の開発が加速する一方で、内燃機関の熱効率はどこまで上げられるのか、まだまだ頑張れるはず、と考えて日々精進しています。夢は、好きな車で、大好きなワンコと一緒に、日本中の世界遺産を見て回ることです。

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