エンジン搭載「位置」だけじゃなく「向き」も重要だった！ 「横置き」「縦置き」で何が変わるのかレーシングドライバーが解説

　横置きFFは運動性能面でデメリットがある

　FFやFRなど、クルマのパワートレインに関するレイアウトはさまざまな要求性能に応じて決定されている。現在一般的なのはFFレイアウトだ。フロントにエンジンを搭載し、前輪を駆動する。Front Engine／Front Driveであることから略してFFと称される。

　しかし、FFにもエンジンの搭載向きに応じて縦置きと横置きのものがある。市販車のほとんどは横置きであるが、アウディやスバル車などエンジンを縦置きしながら前輪駆動を可能としていたものもある。

　一般的な横置きエンジンではエンジンの隣にトランスミッションを配置し、パワートレインの前後長を短くできることからスペースユーティリティに優れ、コンパクトカーなどへ多く採用された。また生産性の高さ、低コスト化、軽量化へも寄与し、メンテナンス性にも優れることから大型なモデルへも拡大採用されるようになっている。

　エンジンを横置きするとエンジンの回転軸とドライブシャフトへのパワーアウトプットの向きが同じとなり、機械的損失が少ないので効率のよさも期待できるのだ。

　だが、問題点もある。まず重量物がフロントアクスルより前に集中するので、前後重量配分が悪化し運動性能に難が生じやすい。エンジンとトランスミッションが横並びで配置されるので横幅が大きくなり、エンジンルームの横スペースを大きく占める。そのため、とくに小型な車体ではホイールハウスのギリギリまでパワートレインが迫り、ホイールハウスのゆとりが小さくなることで前輪のハンドル切れ角を大きく取れず、回転半径を小さくできないのだ。

　またエンジンとトランスミッションでは重量が異なり、重心の位置も変化するため前輪左右の重量配分が悪化してしまう。さらにトランスミッションから駆動輪に伸びるドライブシャフトの長さが左右で異なるため、トルクステアが発生しやすい。

　ではエンジンとトランスミッションが縦置きならどうか。エンジン形式にもよるがエンジンを縦置きにすると横幅を小さくできる。さらにエンジンを車体中央に配置することができるので左右の重量バランスに優れることになる（スバルはこれをシンメトリーレイアウトと呼ぶ）。エンジンルームの横幅スペースに余裕を持てるのでホイールハウスを大きく取り、ハンドル切れ角も大きく設定でき小回り性を向上させることもできるのだ。ただし、スバルのように水平対向エンジンを搭載すると、横幅スペース縮小メリットを得ることはできない。

　縦置きではエンジンの後ろにトランスミッションを繋ぎ、そこから駆動を取り出すので車体センター部からのパワーアウトプットとなり前輪駆動でもトルクステアは発生しない。

　V6やV8といった大型のエンジンに対しても排気管の取り回し性が高く、かつてほとんどのクルマが縦置きレイアウトだったのも頷ける。ただ、その多くはFRレイアウト。トランスミッションから後輪へプロペラシャフトを伸ばし、そこでデファレンシャル内で回転方向を90度変換して後輪を駆動するので機械損失が大きかった。またプロペラシャフトやデファレンシャル、リヤアクスルなど部品点数が多く、重量もかさむ。それだけにコストもかかり高額になっていた。コンパクトカーなど大衆車クラスでは横置きFFが主流になるわけだ。

　リヤエンジンは縦置きが基本とされている

　横置き縦置き問題はFFレイアウトだけでなく、MR（ミドシップ）やRR（後輪駆動）でも議論される。ただFRに関しては横置きの選択肢はない。

　かつてスポーツカーにとって理想的なレイアウトとされたのは、ミドシップの縦置きエンジンに横置きのトランスミッションを装着する形式だった。1980年前後にフェラーリがF1（312T）で採用し、故ニキ・ラウダの活躍で年間チャンピオンを獲得した。フェラーリ312Tのエンジンは水平対向12気筒で、これを横置きすることは考えられなかった。

　ホンダは第一期F1挑戦期に12気筒エンジンを横置きしたF1マシン（RA270～272）を走らせ、注目されたが、空冷エンジンとモーターサイクルの横置きノウハウが活かされたからこその独創的なレイアウトだった。12気筒の大きなエンジンを横置きすることで前後長を小さく収めることができ、重心近くに設置することでヨー慣性質量を重心軸近くに集中させることができるメリットもあった。

　だがミッドシップで横置きすると排気管の取りまわしが難しく、またトランスミッションも専用設計する必要があり高コストを避けられなかった。ホンダも3リッターとエンジンが大型化した以後のF1はすべて縦置きレイアウトを採用している。そして現代のF1はパワートレインはすべて縦置きだ。

　フェラーリ312Tのレイアウトは市販車F355などV8ミドシップモデルに継承され、ホンダの横置きも市販車NSXに応用された。

　リヤエンジンではポルシェ911や旧フォルクスワーゲン・ビートルに代表されるように縦置きエンジンであることが効率的だ。それをそのまま前後反転すれば縦置きエンジンのFFが完成する。横置きFFのパワートレインをそのまま反転して横置きレイアウトのRRとすることも技術的には可能といえる。

　ただ運動性能、パッケージング、コスト、デザインとの融合などさまざまな課題をクリアしていかなければならず、商品としての総合的な競争力として現在は採用されていない。

　4WD化すると、横置き化のメリットがさらに大きくなる。前後にトランスファーを取り出しやすく、レイアウトしやすい。縦置きFRで4WD化するとプロペラシャフトを前→後、後→前と2本装着しなければならず、構造が複雑になる。日産GT-Rのようにトランスミッションをリヤアクスルにマウントしている場合、完全に2本のプロペラシャフトが必要になり、重量、スペース効率、コストなどすべての面でマイナス要素が大きい。それを補うにはハイパワーなエンジンと高度な駆動力配分機能が必要で、GT-Rはそこを進化させることで完成度を高めてきたのだ。

　トヨタ自動車はFRクラウンの生産を将来的にやめるという噂がある。コスト高なFRはレクサス・ブランドに集約するのが狙いだろうか。マツダは時期CX-5（CX-6？）を縦置きエンジンにすると言われている。価格が現状より跳ね上がるのは確実だろう。

　電動化の場合はモーターの縦置きと横置きで特性が変わりそうだ。マツダMX-30EVはガソリンエンジンの位置にモーターを横置き配置してトルクステアに苦しめられている。

　ホンダ・NSXのフロントアクスルやレジェンドのリヤアクスルにはモーターを左右輪個別に横置きしていてトルクステアを回避しているが、1輪には1モーターの最大トルクしかかけられない。三菱は大パワーの1モーターからデファレンシャルを介して左右輪に駆動力配分する仕組みを採用する。この場合はモーター縦置きがスペース効率的に良さそう。今後の電動化時代にもパワートレインの縦置き、横置き問題は議論され続けることになりそうだ。

Comments

今は高級風に見せただけの
中身にコストのかかってない車種が多いよね。
SUVですら横置きFFばかり。
タイヤもケチるから都市部で雪降ると立ち往生の嵐。
また救助待ちの車は当たり前のように牽引ロープを積んでない。そして救助してる私の車を見て驚く。

車に興味ないとか無関心通り越して無責任すぎるよ。

アウディとスバルはフルタイム四駆設計だから
最も効率の良い縦置きを採用してるんだよ。
デフもフロント寄りになるからFFベースなだけで
他社の横置きFFやFRベースの四駆よりも小回りが利く。
FRでも小回りが利かないスカイラインとかもあるけどね。
結構奥が深い。昔のレジェンドもなんか特徴的だったな。