自動車

自動車のイメージ

自動車︵じどうしゃ、英:automobile/car︶とは、原動機の動力によって車輪を回転させ、軌条によらないで進路を変更できる陸上を移動する機械である。主に人や荷物を運搬するために使用される。

構造

自動車の構造としては、金属などの丈夫な素材でボディを形成し、ボディ内部に座席や貨物室などの空間を備え、最前部に運転席を備える。ボディの最前部や最後部、また上部や下部に走行に必要な機関や機器、制御装置などが組み込まれている形となっている。

動作原理

自動車は、蒸気自動車では石炭、石油などの燃料を外燃機関で燃焼及びガソリンなどの燃料を内燃機関で燃焼するなどの反応によりエネルギーを取り出し、走行のための動力源とする。エンジン内部には潤滑と冷却のために、エンジンオイルが巡らされている。動力はエンジンのクランクシャフトと呼ばれる軸の回転として出力され、この回転をクラッチ、トランスミッション、デファレンシャルギア等の制御装置と、それらを連結する各種シャフト︵プロペラシャフト、ドライブシャフト等︶を経て伝達し最終的にタイヤを駆動・回転させ、路面との摩擦力を用いて推進力とする。駆動輪の数により、二輪駆動、四輪駆動がある。

動力源

内燃機関と呼ばれるエンジンは、ピストンの往復運動をクランクシャフトで回転運動に変換して出力するレシプロエンジンが一般的で、ディーゼルサイクルを使うディーゼルエンジン、オットーサイクルを使うガソリンエンジンがあり、それぞれに4サイクルと2サイクルがある。レシプロエンジンは、シリンダー配置やクランクピン形状により、直列︵インライン︶、V型、対向式、V型派生のW型などに分類される。戦前のディーゼルエンジンには、ひとつのシリンダーに2つのピストンが向き合い、シリンダーヘッドを持たない、真のボクサーエンジンである、上下対向式もあった。レシプロ以外では、世界で唯一、﹁マツダ﹂のみが生産している、繭形のハウジングと、その内部で遊星運動をする、三角形のローターで構成される、ロータリーエンジンが知られている。連続燃焼サイクルのガスタービンエンジンは、レーシングカーやレコードブレーカー、少数の試作車を除き、実用化されていない。もっとも広義の自動車という意味では、戦車などの軍用車両分野では広く実用化されている燃料供給方法では、ガソリンエンジンでは、キャブレターとインジェクションに別れる。インジェクションには、機械式と電子式とがあり、それぞれ、ポート噴射と直接噴射︵筒内噴射︶方式に分類される。ガソリンエンジンをベースに、液化石油ガス︵LPG︶や、代替燃料である圧縮天然ガス︵CNG︶、エタノールに対応させたものも増えつつある。ディーゼルエンジンの場合は燃焼の仕組みから、すべて高圧の燃焼室内への直接噴射となる。燃焼室形状の違いにより、シリンダーヘッドに燃焼室を持つ副室式︵インダイレクトインジェクション = I.D.I.︶と、シリンダーヘッドは平坦で、ピストン頂部の深いへこみを燃焼室とする、直噴式︵ダイレクトインジェクション = D.I.︶とに分類される。副室式には細長い形状の予燃焼室式と球形の過流室式︵リカルド式︶とがある。一方、電気自動車のように燃料や内燃機関を使用しない自動車、二種以上の動力源を併用するハイブリッドカーもある。ハイブリッドカーには、エンジン動力を発電のみに用い、走行用動力は電気モーターのみとした、シリーズ︵直列︶式と、エンジンと電気モーターを併用する、パラレル︵並行︶式がある。

変速機

前進、後退、速度域の制御はトランスミッションが行い、シフト&セレクトレバーによって、任意にギアの組み合わせを選択するマニュアルトランスミッション(MT)、停止から最高速まで自動選択式のオートマチックトランスミッション(AT)、マニュアルトランスミッションを用い、クラッチ操作のみを自動化した、セミオートマチックトランスミッション、さらに、変速操作も自動制御する自動制御式マニュアルトランスミッション(AMT)とに大別される。前進の変速比は2速から8速程度が一般的だが、副変速機を用い、変速段数を2倍とする場合もある。オートマチックトランスミッションは、トルクコンバーターとプラネタリーギアを組み合わせたものと、有効径を連続可変とした2つのプーリーと金属ベルトを組み合わせた、CVT(Continuously Variable Transmission)と呼ばれる無段︵階︶変速機が一般的である。推進力︵回転︶のOFF/ONはクラッチが行い、クラッチペダル等の操作部を操って手動操作するものをマニュアル・クラッチ、あるいは単にクラッチと呼ぶ。手動操作を伴わないクラッチをオートマチック(AT)、ノークラ、あるいはよく使用される自動クラッチ機構の名称を取ってトルコンなどと呼ばれる。推進方向の制御は、タイヤの向きを変更する事で行う、向きを変える機構をステアリング︵システム︶と称し、ステアリングを操作する操作部をハンドルと呼び、手に握る部分をステアリング・ホイールと呼ぶ。i wish i could translate this into whatever language this is

制動・拘束装置

速度を落とす、停止する等の制御はフットブレーキで行う。ブレーキペダルに加えられた力を、油圧や空気圧を介して摩擦材を回転部分に押しつけ、回転自動車の速度を熱に変換してスピードを落とす。市販車のほとんどが、エンジンの吸気管負圧、油圧、空気圧を利用した、ペダル踏力を軽減する、倍力装置を有している。長時間の停車には機械式、または空気式のパーキングブレーキを用いる。高速からの制動には、放熱性に優れるディスクブレーキが有効であるが、重量が大きい車両の制動や、勾配での駐車などには、自己倍力作用の働きで、拘束力の大きいドラムブレーキが有利となる。近代的な自動車には、この他に安全性を高めるライト類、ABS、シートベルト、エアバッグ等の装備、環境性を高めるマフラー、触媒、排気フィルタ等の装備。未舗装道路でも推進力を確実に確保する四輪駆動、トラクションコントロール等の装備、快適性を高めるエアコン、ナビゲーションシステム、ETCなどの装備、以上を始めとする多彩な装備が搭載されている。部品はボンネットを開けると見る事ができるものもある。エンジンやバッテリーが搭載されており、制御回路と共にライトなどが搭載されている。燃料タンクは車両後部にあることが多い。機関部の熱を避け引火の危険を抑えるためである。ハンドルをひねるとトラクションコントロールやサスペンション、車軸懸架サスペンション︵リジットアクスル︶、独立式懸架サスペンション、ストラット式サスペンション、ダブルウィッシュボーン式サスペンション、マルチリンク式サスペンション、エアサスペンションなどのサスペンションが連動する仕組みとなっている。タイヤをスチールホイール、アルミホイール、あるいはマグネシウムホイールにはめ込み、車輪として地面に接触し、これが回転して前進・後退の力を伝達するとともに、ステアリングの機能も持たされる。

内装

運転席

歴史

初期には蒸気機関で動く蒸気自動車が存在した。これは蒸気機関車のようなレール上を走るものではなく、動く方向がある程度変えられるものである。その後、蒸気機関に多数の改良が加えられ、比較的小型のボイラーで高温・高圧の蒸気を使ったものが作られるようになった。 1769年、フランス陸軍の技術大尉ニコラ＝ジョゼフ・キュニョーが製作した蒸気自動車は、前輪荷重が重すぎて全然曲がらない造りで、時速約3キロしか出なかったにもかかわらず、パリ市内を試運転中に塀に衝突。これが最初の自動車とされており、また自動車事故の第一号だった。最初の蒸気自動車は蒸気機関で動いた最初の乗り物だった。蒸気機関車よりも蒸気船よりも蒸気自動車が先だったのである。往復運動︵レシプロ運動︶を回転運動にしたのもこれが最初だった。イギリスでは1827年ごろから定期バスとして都市部及び、都市間で広く用いられ、1860年ごろにはフランスでも用いられるようになった。1885年に、フランスのレオン・セルボレが開発し1887年に自動車に搭載したフラッシュ・ボイラーにより蒸気自動車は2分でスタートできるまでに短縮された。1900年ごろにはアメリカ合衆国で、石炭の代わりに石油を使った蒸気自動車が作られ、さらに普及していった。この頃は街では電気自動車が静かで性能もよく最も用いられており、次いで蒸気自動車で、ガソリン自動車ほどうるさくなく運転が容易だった。アメリカ合衆国では、1920年代後半まで蒸気自動車が販売されていた。最終的に淘汰されたとは言え、蒸気自動車無くして、現在のモータリゼーションは無かったと言えよう。 1865年にイギリスで赤旗法が施行された。当時普及しはじめた蒸気自動車は、道路を傷め馬を驚かすと敵対視されており、住民の圧力によってこれを規制する赤旗法が成立した。この法律により、蒸気自動車は郊外では4マイル(6.4km)/h、市内では2マイル(3.2km)/hに速度を制限され、人や動物に警告する為に、赤い旗を持った歩行者が先導しなければならなくなった。イギリスでの蒸気自動車の製造、開発は、この赤旗法が廃止される1896年まで停滞することになり、それに続くガソリン自動車の開発においても、ドイツやフランスが先行する事になる。 1876年、ドイツのニコラウス・オットーがガソリンで動作する内燃機関︵ガソリンエンジン︶を発明すると、ゴットリープ・ダイムラーがこれを改良。二輪車や馬車に取り付け、走行試験を行った。1885年にダイムラーによる特許が出されている。 1885年、ドイツのカール・ベンツは、ダイムラーとは別にエンジンを改良。車体から設計した3輪自動車をつくった。ベンツ夫人は夫の隙を狙いこの自動車を自力で運転し、製造者以外でも訓練さえすれば運転できる乗り物であることを証明した。ベンツは最初の自動車販売店を作り、生産した自動車を数百台販売した。また、ダイムラーも自動車会社を興した。現在、ガソリン式自動車の発明者はダイムラーとベンツの両人とされることが多い。初期の自動車は手作りであるため非常に高価なものであり、貴族や大金持ちだけが所有できるものであった。そして彼らは自分たちが持っている自動車で競走をすることを考えた。このころに行われた初期の自動車レースで活躍したのが、今日もF1やル・マン24時間レースなどで活躍するルノーである。 1907年には、フォードがフォード・T型を発売した。フォードは、流れ作業による大量生産方式を採用し自動車の価格を引き下げることに成功した。これにより裕福層の所有物であった自動車を、大衆が所有することが可能となり自動車産業は巨大なものとなっていった。ヨーロッパでは1910年ごろに、大衆の自動車に対する欲求を満たすように、二輪車の部品や技術を用いて製造された小型軽量車、いわゆるサイクルカーが普及していった。 1922年に、フォードと同様の生産方法を用いたシトロエン・5CVやオースチン・セブンなどの小型大衆車が発売され、本格的に自動車が普及していく事になった。また、それに伴いサイクルカーは姿を消していく事になる。電気自動車や燃料電池を動力源とした自動車もあり、前者は今でもトロリーバスとして存在している車両もある。

自動車の種類

自動車が誕生して、まだ百数十年であるが、すでに産業の中核となって久しい。その区別は、当初は技術的観点からはじまった。販売する対象が一般大衆になり、販売の観点から、さまざまな区別がなされるようになった。一般化により法的規制もなされ、特に税や許可︵ライセンス︶の観点からの区分がはじまる。これらは、それぞれが独立したものではなく、相互に影響を及ぼしている。また、固定したものではなく、時代によって変遷があるため、種類・分類を理解のためには歴史の流れの視点で見ることが必要となる。法令による区分は最も変化しないが、技術的観点、販売の観点の区分では、従来区分に加えて新区分の追加が常におこなわれるため、その変化が大きい。分類︵区分︶の主要な観点 ●技術的観点 ●販売︵マーケティング︶の観点 ●各国の法令︵免許制度、税制、排ガス規制など︶の観点 ●歴史的流れからの観点 19世紀末の自動車産業の創成期から自動車業界では、それまで主流となっていた交通機関である馬車の種類を当てはめて区別されることが主流だった。馬車の種類の呼称の多くは欧州でつくられたもので、現在でも使われている。1910年代から1920年代で米国自動車産業は成長し、その後も第二次世界大戦からの復興に労力を費やした欧州と比べ米国の成長は著しく、1950年代には米国自動車産業は世界の中心となっていた。特に販売の観点からの区分は、米国で長らく販売第一位を保っているGMの影響は大きく、1950年代からGMが主導した車種多様化による販売上の差別化によりカテゴリー呼称も多様化した。この流れは現在までつづいており、常に新しい需要を喚起するようなものが導入され、変化に富んでいる。

社会に及ぼす影響

自動車は使用者に多くの便益を与えるが、反面、生命・健康・安全歩行などの市民の基本的権利を侵害する存在である。この損失は社会全体が被るものであり、社会的費用ととらえることができる。自動車が社会に及ぼす原因は、自動車が自走することに起因する交通事故と、自動車が燃料を燃焼することに起因する排気ガスの排出や騒音などによる環境問題が主な問題である。また自動車が高性能な乗り物へと改良されるようになるに連れますます過激な乗り方を好む者が現われたのも関係があるが、個々の運転者による交通マナーという概念が生まれ、社会がそれを求めるようになったという背景もある。見方を変えれば近代化による交通の発達により、自動車が自由に使える人とそうでない人による様々な格差という点も現代になってから注目されるようになった。

交通問題

自動車が走行する道というのは、市街地においては人も歩行するために使用するものであるため、どうしても交通が干渉してしまう。そのため自動車が走行するための秩序や環境を整備する必要が第一に迫られた。自動車が世間に登場した際、歩行者と自動車の交通空間が明確にされておらず、歩行者が歩行する中を自動車が走行することになった。最初はそれで問題がなかったが、次第に自動車の交通量が増えていくと、歩行者との干渉が問題となり、歩道と車道というふうに明確に区別された。さらに自動車が増えると交差点での行き来が問題となったため、交通信号が整備され、法律によっても自動車が整備されるようになった。また自動車の登場により平坦な路面が求められるようになったため、自動車が走ることを考えて路面はアスファルトやタイルで舗装されるようになった。自動車が高性能化し高速走行が可能になるようになると、高速に自動車が走行できるよう高速道路が整備されるようになった。このように自動車が走行するための条件は20世紀の早いうちにある程度整備されるようになってきたが、質量の大きい自動車という乗り物が歩行者のすぐ傍を通り、時には干渉するということから交通事故が未だ大きな問題となっている。交通事故は時に死者を出し、交通が妨げられることによって経済にも影響を及ぼすこともある。他にも渋滞や違法駐車も自動車に関する交通問題である。更に広い観点で見れば、近代の社会は、特に郊外において自動車の使用が前提となりがちであり、都市の郊外化にも拍車を掛けている。そのため都市の分散によって自動車が使用できる人とそうでない人との格差が生まれることも新たな問題となっている。

環境問題

自動車は環境にも影響を与える。自動車の走行するための燃料となる化石燃料は、燃焼時に二酸化炭素を主に排出するが、石炭や、とりわけ質の悪い燃料では二酸化炭素以外の窒素酸化物や硫黄酸化物などが黒煙と共に大量に排出する。そのため地球温暖化への関与や大気汚染の原因とも言われており、こうした排出の削減が、自動車の増加と共に叫ばれるようになった。そのため燃費の向上による燃料の有効活用や触媒による窒素酸化物、硫黄酸化物の分解の技術も向上している。大量に自動車の走行する道路沿いでは大気汚染だけでなく走行による振動とそれに伴う騒音と言った様々な公害が大きな問題となる。さらに自動車の買い換えサイクルが生まれるようになると、使い終わった古い自動車の廃棄処分の問題も生まれた。そのため自動車のリサイクルというのも大きな問題である。

スポーツ、趣味としての自動車

自動車は多彩な車種・形状があり、また用途によって様々な自動車が使い分けられる。単に走ると言っても、整備されたコースだけでなく条件の悪いコースなどもあり、様々な楽しみ方がある。そのような様々な観点から自動車を乗ること、集めることなどを趣味にする人も多い。自動車を操縦しより高速なスコアタイムを目指すことはスポーツの一種として認識されており、モータースポーツと呼ばれる。とにかく速く走るためのスポーツ専用の自動車であるフォーミュラカーで走ることが全てではなく、市販車や自作車でのレース、また長時間の運転となる耐久レースなど、多彩なものが世界各国で開催されている。フォーミュラ1︵F1︶やインディ・レーシング・リーグ︵IRL︶、ル・マン24時間レースといったレーシング大会は特に著名な国際大会である。趣味としては、走行する自動車だけに過ぎず、ミニカーと呼ばれる精巧な自動車のミニチュアの製作や収集、また部品の収集や写真の撮影など多岐に渡る。走行する自動車に関する趣味としては、様々な自動車に乗車することを趣味にしたり、自動車の改造やメンテナンスを趣味にすることもある。このように、自動車は単に人や物資を輸送するだけの存在に留まらない。

産業

自動車はそれ自体が様々な役目を持つ乗り物であり多く使用されているが、巨大なために製造にも多くの人員や技術が必要である。そのため自動車はありとあらゆる産業を支えている反面、自動車そのものが大きな産業となっている。

製造・廃棄

自動車の製造に関わる産業は巨大なものとなっている。世界的に見て自動車産業で成立している大規模な例としては、アメリカのデトロイトや、ドイツのライン川流域が挙げられ、鋼鉄板の生成からボディプレス、電装品の製造、組み立てなどを地域全体で行っている。また製造と同様に廃棄に関してもリサイクルという観点から非常に大きな産業となっている。

自動車販売

自動車の販売は基本的に自動車ディーラーと呼ばれる販売代理店で行われる。また中古車を扱う店もある。

サービス

自動車は人や物を輸送でき、また道路さえ整備されていれば様々な場所に行くことができる。そのため自動車を用いたサービスが多種存在する。旅客輸送や貨物輸送を行うサービス全般を運輸業と呼ぶ。旅客であればタクシーやハイヤー、またバスなどとして運営され、バスは多くの人員の輸送が可能であることから、形態に応じて路線バス、観光バス、高速バス、定期観光バスなどと様々なものがある。貨物輸送に関しては運送会社がトラックを用いて輸送する。自動車を用いたサービス以外に、自動車の整備を行う自動車整備業もサービスに分類できる。

分類

自動車の分類は、乗用車、貨物車、特殊作業車に分類することができる。乗用車は人員を輸送するための自動車であり、自動車の中では最も数も種類も多く、自動車が登場した当初はこの乗用車のみであった。貨物車は自動車の大部分の容積を占める貨物室や、貨物台を備えており、貨物の輸送を前提に作られたものである。特殊作業車は、各種の仕事に応じて専用に作られた自動車であり、例えば土砂を掘削するためのショベルカーや、アスファルトの舗装を行うためのロードローラーなどがこれに含まれる。特殊作業車は、黄色や緑などの派手な色で塗装されることが多い。また、排気量による分類、車体の大きさによる分類もされることがあり、各国において運転免許の階級によるライセンスの及ぶ範囲を区別するために使用される。

外部リンク

参考文献

宇沢弘文著『自動車の社会的費用』岩波書店[岩波新書]、1974年発行、ISBN 4-00-411047-5。

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