カーナビにエアサス、ハイブリッド…日本が生んだ「世界初」の自動車技術10選！

1880年代にガソリンエンジンの自動車が誕生してから約140年。その間の自動車の進歩は目覚ましく、次々に新たな技術が誕生し、実用化されてきました。今では当たり前になっているオートマチックトランスミッションもパワーステアリングも、もっと言えばパワーウインドーだってガソリン自動車誕生から50年以上はなかったもの。年々、自動車の性能や技術は向上していますが、とくに電子制御技術が飛躍的に発展した1980年代は顕著で、それまでの夢のようなアイデアが実現できるようになり、この時代以降、今につながる多くの技術や機構が生み出されています。開発者、技術者がより便利に、より快適に、より高性能に、より安全に……と、日夜アイデアを絞り出し、研究してきた結晶。日本が生んだ世界初の自動車技術たちは今の自動車につながっているのです。

1970年代を前にして世界の自動車保有台数が急増するにつれて、日本では光化学スモッグが大きな社会問題になるなど、世界的に大気汚染を抑制する動きが強まった。アメリカではマスキー法が可決され、日本ではその当時、世界一厳しいと言われた昭和53年排出ガス規制が制定された。これに伴い世界中のメーカーが一丸となり排ガス対策に全力を注ぎ、研究を加速させた。

厳しい規制を達成するためにトヨタがたどり着いたのが「三元触媒装置」。この触媒装置にEFIと呼ばれる電子制御燃料噴射装置を組み合わせることで、CO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)、NOx(窒素酸化物)の３成分をひとつの触媒で同時に酸化・還元処理するという画期的なシステムだった。当時の三元触媒は白金ロジウム系を使用したタイプで、エキゾーストマニホールドとマフラーの中間に装備。1977(昭和52)年、トヨタは三元触媒を用いて厳しい排出ガス規制を乗り切ったクラウンを発売。これは量産車としては世界初の快挙だった。この触媒システムは今でもガソリン車に用いられる技術のルーツにもなっている。

世界初の車載用地図型ナビゲーションシステムは、1981（昭和56）年にホンダが開発し、アコードと兄弟車のビガーに搭載可能としたエレクトロ・ジャイロケータである。ホンダは自動車が自車位置情報を獲得する完全自律航法に目を向け、その開発に取り組んできた。まだGPS（全地球測位システム）による位置情報が入手できない時代だったため、自動車量産用としてジャイロセンサーを開発し、タイヤの回転数をもとにした距離センサーによってクルマの移動する方向と距離を算出している。そして、道路上の自車位置を電子データとして置き換え、ディスプレイ画面上に重ねた地図に表示した。この技術は後に、燃料消費量データやルート情報から省燃費ルートの提供を可能とし、環境に配慮した走行ルートを提供するシステムにもつながっていく。

後方を確認するアウターミラーは、1900年代初頭から海外の自動車に装着されていた。1949（昭和24）年に装着が義務化された日本は、視線の移動が少なく死角も少ないフェンダーミラーの時代が長かったが、1983（昭和58）年３月に海外と同じようにドアミラーが認可されている。ドアミラーは、ぶつかったときに歩行者がケガをしにくいように、一定以上の力がかかると倒れるような設計となっていた。また、初期の可倒式ドアミラーは手動で折り畳むタイプたった。

ステアリングによる前輪の操舵と同じように、後輪にも操舵機構を備え、後輪の動きを積極的にコントロールするのが四輪操舵システム。世界で初めてアクティブに後輪を操舵できるようにしたのが、1985(昭和60)年夏に登場した7代目の日産・スカイラインのHICAS（ハイキャス）。HICASは後輪のクロスメンバーを油圧アクチュエーターで変位させる構造を採用しており、前輪と同位相に制御。低速時には作動させず、時速30km以上で横Ｇを検知した場合にタイヤそのものではなく、リアサスペンション全体を最大0.5度の範囲内で旋回するイン側に動かすというもの。これにより、安定したアンダーステア状態を作り出し、鋭いハンドリング性能を手に入れ、軽やかなレーンチェンジを実現。コーナリング時のトレース性能も向上させた。

一方、ステアリングと連動してリアタイヤを逆位相（前輪と逆方向）に動かす四輪操舵システム(4WS)を世界で初めて採用したのも日本メーカー。それが1987（昭和62）年４月に登場したホンダ・プレリュードの４WSだ。ホンダの4WSはステアリングを切る量に応じて最初は後輪を前輪と同じ方向に、途中から前輪と逆の方向に操舵する舵角応動タイプで、ステアリングと前後輪をメカニカルに直結。高速走行時のレーンチェンジなどの小さなハンドル角のときは、後輪を前輪と同じ方向に操舵。また、狭い道や車庫入れなど低速で大きなハンドル角のときは、後輪を前輪と逆方向に操舵する。こうした制御により、俊敏で安定した操縦安定性と高い小回り性能を両立させた。

７代目のＲ31型スカイラインは1985（昭和60）年８月にモデルチェンジし、新機構を数多く盛り込んで登場した。新しい装備のなかで先進的だったのが、世界初の「カードエントリーシステム」である。当時はキーを鍵穴に差し込んでドアなどの解錠と施錠を行い、エンジンもキーをひねって始動させるのが常識だった。スカイラインの「カードエントリーシステム」は、キャッシュカードと同じくらいのサイズのカードで、これをドライバーが携帯していればドアの解錠と施錠、そしてトランクのオープンをキーなしで行うことができるというもの。

1986（昭和61）年１月に登場した２代目ソアラのメカニズムは革新的で、とくにサスペンションに対するこだわりが強かった。４輪ともダブルウィッシュボーンのサスペンションを採用し、これにTEMSの愛称で呼ばれている可変式の電子制御サスペンションを組み合わせている。ショックアブソーバーの減衰力をソフト、スタンダード、ハードの３段階に切り替えて、快適な乗り心地と優れた操縦安定性を実現した。

自動車のトランスミッション(変速機)は、大小のギヤの組み合わせを変えることで変速を行っていた。だが、ギヤ式ATではギヤ比が固定となるため、燃費やドライバビリティーの向上には限界がある。そこで考えられたのが、特殊なスチールベルトとプーリーを用いたベルト式CVTと呼ばれる無段変速システム。入力（エンジン側）と出力（車輪側）のプーリーの溝幅を広げたり狭めたりしてベルトの有効半径を変えることによって、無段階での変速を実現している。

今はスバルを名乗っている富士重工業が、1987（昭和62）年に世界で初めてコンパクトカーのジャスティに採用したのが、電子制御電磁クラッチ式無段変速機のECVTだ。最も効率の良い変速比を保つため、優れたドライバビリティーに加え、燃費もいい。ただし、クリープ現象がなかったから車庫入れなどの超低速で使いにくいと嘆くユーザーも少なくなかった。だが、この弱点は後にトルクコンバーターを加えて解決している。

1990年代に入ると他メーカーにもCVTの採用が拡大していくが、大排気量エンジンとの組み合わせには課題が多く、採用は2L以下の小排気量車に限られていた。そんななか、日産は1999（平成11）年に「エクストロイドCVT」を発表。これは従来のベルト式CVTとは異なり、ディスクとパワーローラーの組み合わせにより駆動力を伝達する世界初のシステム。さらに、入出力ディスクとパワーローラーの組み合わせを2つ備えるダブルキャビティ方式により、大トルクの伝達を可能とした。これにより、280馬力のターボエンジンとの組み合わせを実現し、同年に登場したY34型のセドリックとグロリアに搭載された。

エンジンと電動モーターを動力源とするHEV(Hybrid Electric Vehicle)は、一般にはハイブリッド車と呼ばれている。世界で最初に実用化に成功したのはトヨタだ。1997（平成9）年12月に２モーター式のフルハイブリッド車、プリウスを発売。シリーズ式とパラレル式のいいとこ取りをして効率を高めた「シリーズ・パラレル式」ハイブリッド・システムで、トヨタではTHS（トヨタ・ハイブリッド・システム）と呼んでいる。ちなみに、シリーズ式ハイブリッドとはエンジンで発電して、その電力でモーターを駆動して走行する。一方、パラレル式はエンジンが駆動の役割を果たすとともにモーターも発電と駆動をするが、モーターはエンジンのアシスト役で、マイルドハイブリッドと呼ばれることも多い。

トヨタのTHSはエンジンとモーター、変速機とデフが動力分配機構で連結され、パラレル式と同じように両方の動力源を走行に使うことが可能。また、発電機を積んでいるからシリーズ式と同じようにエンジン走行時に発電したり、エネルギー回生を行うことができる。走行条件によってエンジンとモーターを上手に使い分け、常に効率のよい出力配分で走行できるのが特徴だ。

技術の進歩によってヘッドライトは年を追うごとに明るくなっている。20世紀後半から採用が増えたのがキセノンヘッドランプだ。ディスチャージヘッドライトやHIDヘッドランプとも呼ばれ、蛍光灯やネオン管と同じように放電現象を利用して明るく発光。しかも消費電力は少ないし、寿命も長い。

だが、点灯してから最大輝度に達するまでのタイムラグが大きかった。これに代わる光源として注目を集めたのが、日亜化学工業の特許問題で有名になったLED。電気を流すと発光する半導体のことで、別名は発光ダイオード。自動車では1980年代からストップランプに採用されている。ヘッドライトに使わなかったのは光量が足りなかったため。

今回は10の技術や機構、装備を取り上げましたが、このほかにも日本メーカーが生み出した「世界初」が数多くあります。海外では「メイド・イン・ジャパン」が製品の品質の高さの証しとして取り上げられることが多いですが、日本の技術者の発想力とそれを実現する技術力も日本の宝。これからも多くの「世界初」が日本から世界に羽ばたいていくことを期待しましょう。