1分で車を60万円値引きする裏技

エンジンの縦置きと横置きの違い6つ!メリット・デメリットを解説!

自動車のエンジンはだいたいが運転席より前に搭載されているものですが、あなたの車のエンジンはどんな置き方をされているかご存じですか?

エンジンの置き方というのは車の性能やレイアウトに大きな影響を与えるもので、自動車設計の基本中の基本でもあるのです。

今回はそんなエンジンの置き方についてご説明していきましょう。

縦置きエンジンとは?

トヨタ クラウンのエンジン

自動車用エンジンの置き方は2つあり、エンジンを縦に搭載するか横に搭載するかです。

この場合エンジン本体のクランクシャフト軸を前後としており、縦置きエンジンの場合は車の前後とクランクシャフトが平行に、横置きエンジンの場合は直交しているわけです。

まずは縦置きエンジンについてご説明していきましょう。

縦置きエンジンのレイアウト

エンジンの置き方は縦置きと横置きの二つしかありませんが、エンジンの搭載位置については色々な選択肢があり、縦置きでのレイアウトはいくつかに絞り込めます。

次の表に縦置きエンジンの場合のレイアウトをまとめてみました。

エンジン
レイアウト名
駆動輪エンジン搭載位置代表的な車種
FRリアタイヤフロント
(ボンネット内)
トヨタ クラウン、
日産 スカイライン
MR車両中央
(運転席のすぐ後ろ)
フェラーリ
RR後輪より後ろポルシェ 911
FFフロントタイヤフロント
(ボンネット内)
スバル インプレッサ、
アウディ A4

縦置きにしたエンジンは車の前後方向に配置されますので、動力を伝えるシャフトも同じ方向に出てきます。

そうなると動力方向を90°回してフロントタイヤを駆動するよりは、そのままシャフトをリアタイヤまで伸ばしてリアタイヤを駆動するのが自然な流れです。

上記の3つのレイアウトはどれも後輪駆動の車であり、縦置きエンジンは後輪駆動に向いている置き方といえるでしょう。

一部例外として縦置きエンジンでフロントタイヤを駆動する車種がありますが、スバルやアウディは4WDに重点をおいているメーカーであり後輪の駆動も最初から視野に入っています。

モデル展開の時点で2WDが必要になった際に4WDから後輪駆動部分を取り払ったのでFFで縦置きエンジンという珍しい形式が出てきたわけです。

駆動輪である前輪に荷重がかかるメリットがあるのでこのレイアウトを採用しているのですが、その他のメーカーはFRベースで前輪を追加で駆動する形で4WDを構成しています。

縦置きエンジンのメリットとデメリット

縦置きエンジンにはさまざまなメリットとデメリットがあり、それによって横置きエンジンとの使い分けがされています。

まずはメリットを3つご紹介しましょう。

スペース効率の良さ

ほとんどの自動車は進行方向に対して細長い形状をしており、全長より幅が大きい車というのはあまりありません。

そこにスペースを必要とするエンジンを搭載する場合、同じ向きの縦置きにエンジンを載せるのが効率的といえるでしょう。

自動車用のエンジンはどうしてもクランクシャフトの向き方向に長い形となりますので、できるだけ楽に搭載しようと思えば車の前後方向に載せたいと考えるのが自然です。

そのため自動車というものがはじめて登場した19世紀末から1970年代までは、自動車のエンジンというのは縦置きが基本でした。

エンジンを縦置きにするとエンジンの横方向には結構スペースが生まれるため、排気管のレイアウトやほかの車両部品の搭載位置として活用できたわけです。

またエンジンを縦置きにすることでほかの2つのメリットも同時に生まれたことで、長い間車のレイアウトの基本となってきました。

気筒数の多いエンジンを搭載できる

自動車が生まれた最初のエンジンはシリンダーが一つの単気筒エンジンでしたが、車が大型化、高速化するにしたがってエンジンの排気量が必要となっていき、気筒数がどんどん増えていきました。

そういった状況でもエンジンを搭載しやすかったのが縦置きレイアウトであり、現在でも多気筒エンジンになればなるほど縦置きが有利になります。

もしエンジン全長の長い多気筒エンジンを横置きしようとした場合、なにより障害となるのは車のタイヤとの関係で、長いエンジンを横に置くためにその分車の全幅を広げなくてはなりません。

車の横幅は道幅などとも関係してあまり広げられないので、それよりは縦置きして車の全長が延びたほうがよいわけです。

車のエンジンの基本は直列エンジンでシリンダーを一直線に配置しますので、多気筒化するほど縦置きにメリットが出ます。

一時期は直列8気筒エンジンぐらいまで大型化しましたがさすがに長すぎてしまい、現在では直列6気筒、またはそれをV型にしたV12気筒あたりが最大級のエンジンで、当然縦置きレイアウトが一般的です。

後輪駆動による走行性能の高さ

エンジンを縦置きにした場合、一部を除いて駆動輪は後輪となるのが一般的であり、FR、MR、RRとも後輪駆動です。

現在世界ではFFレイアウトの車が圧倒的な数を占めているので前輪駆動の車しか乗ったことのない人も多いでしょうが、基本的に前輪駆動と後輪駆動では車の走行性能が全く違います。

後輪駆動の車は駆動輪がリアタイヤ、転舵するタイヤはフロントタイヤと役割が分担されており、運転してみるとコーナーで曲がるときに非常にスムーズに曲がれることがわかります。

駆動力と重量のバランスが前後に分散しているのですべてのタイヤが無理なく車を曲げてくれるのです。

それにたいして前輪駆動の場合は駆動輪も転舵輪もどちらもフロントタイヤが担っており、リアタイヤは惰性で回る以上の役割はありません。

コーナーで曲がろうとすると前に進もうとするフロントタイヤを無理矢理曲げて車の方向を変えなくてはならないので、結構抵抗が大きく後輪駆動車ほどスムーズには曲がりません。

また重量と駆動力がほとんどフロントタイヤにかかりますので、フロントタイヤだけに大きな負担もかかっているのです。

こういった違いは乗り比べをしてみるとよくわかるもので、普段FFの車に慣れていて気にしていなかった点も、後輪駆動車に乗って見るとスムーズな運転ができることに驚くでしょう。

ただ後輪駆動にも弱点がないわけではなく、泥道や雪道などの滑る路面ではしっかりタイヤにトラクションのかかる前輪駆動が有利だったりもします。

前述のスバルやアウディが縦置きエンジンで前輪駆動なのは、こういった面を重視してのことです。

トルクステアが発生しない

もうひとつ縦置きエンジンで車の走行性能にとってメリットとなるのが、横置きエンジンではどうしても発生しやすい「トルクステア」という現象が起きないことです。

トルクステアとは車の左右のタイヤにかかる駆動力に差がある状態のことで、常に車が右か左かにわずかに曲がろうとする現象が起こります。

例えば左のタイヤが右より少しだけ駆動力が高ければ車は右に流れていってしまうわけです。

トルクステアが起こるのはタイヤに繋がっているドライブシャフトが左右に均等な長さでない場合で、長いシャフトは短いシャフトよりねじれが大きいためにこういった現象が起こるのです。

横置きエンジンの場合、だいたいは車の右側に大きなエンジンが鎮座し、左には比較的コンパクトなトランスミッションが位置します。

ドライブシャフトはトランスミッションに繋がっているのですが、トランスミッションよりエンジンのほうが全長が長いので、どうしても右タイヤに向かうドライブシャフトが長くなってしまい、結果的にトルクステアが発生するのです。

しかし縦置きエンジンではエンジンは車の中心線上に理想的に配置できるのでドライブシャフトが左右で長さが違うといったことは起こらずに済み、縦置きエンジンではトルクステアの問題に悩まされることはありません。

FF車で高速道路などを走ると、意識はしなくてもトルクステアを修正するためにハンドルをこまめに修正しているので、実は知らず知らずのうちに疲れがたまってしまいます。

しかし縦置きエンジン車では車は素直にまっすぐ走ってくれますので、案外快適で運転が楽と感じるでしょう。

このようにさまざまなメリットが多いエンジンの縦置きですが、それとは反対にデメリットもいくつかあり、実はそのせいで縦置きエンジン車は横置きエンジン車にとって変わられているのです。

次はそんな縦置きエンジンのデメリットを2つご紹介します。

車室内が狭くなる

縦置きしたエンジンでは後輪が駆動輪になることが大半とご説明してきましたが、この場合走行性能は高くなるものの、車の重要なスペックのひとつである室内の広さに対しては大きなデメリットとなり得ます。

エンジンがフロントに置かれている場合、後輪を駆動するためには床下にプロペラシャフトと呼ばれる動力伝達用の太いシャフトが必要になります。

エンジンからトランスミッションに伝わった動力がプロペラシャフトで後輪のドライブシャフトに伝わるわけです。

プロペラシャフトを床下に通すためには当然ながらある程度のスペースが必要なわけですが、このスペースを確保するために犠牲になるのが室内スペースです。

プロペラシャフトに必要な空間というのは結構大きなものがあり、車の最低地上高でも規制されるのでどうしても車室側に張り出してきます。

よく後輪駆動のセダンの後部座席に乗るときに、3人座れる真ん中に座ると足元に結構大きな邪魔な出っ張りがありませんか?

これこそがセンタートンネルと呼ばれるプロペラシャフトの通り道で、邪魔に感じるほどのスペースを圧迫しているわけです。

セダンならまだよいのですが、例えばミニバンなどでは足元に邪魔な出っ張りがあるとシートアレンジの邪魔になったり、床面が上がってラゲッジに荷物がのせづらくなったり、フルフラット構造などもとれなくなります。

自動車、とくに大衆車はドライバーだけでなく同乗者が快適なことも求められる車ですので、室内が狭い、邪魔な出っ張りがある、というのはそれだけでデメリットとなります。

また車の走行性能にあまり興味のないドライバーさんも室内の広さは重視しますので、エンジンの縦置きというのはこういった面で大きなデメリットを抱えてしまうレイアウトといえるのです。

例外はやはり前述したスバルやアウディの例で、縦置きエンジンでも駆動輪がフロントであればこういったことは起こりません。(その分エンジンルームが少し広くなる必要はありますが。)

横置きエンジンはなにより室内が広くとれるというアピールしやすいメリットを持っており、大衆車にはまさにもってこいでした。

そのため技術的な問題がクリアした1970年ごろからエンジンの横置き化は急速に進み、中、小型車はほとんどFFレイアウトとなったのです。

クラッシャブルゾーンの確保の難しさ

もうひとつエンジンの縦置きでのデメリットが、車の衝突安全性の確保が難しいという点にあります。

近年の車は車がほかの車や歩行者などに衝突した場合に可能な限り人間に危害を加えないようにという設計がされており、衝突時の衝撃を車自体がつぶれることである程度吸収しようというコンセプトを持っています。

この車のつぶれる空間のことをクラッシャブルゾーンといい、主に車の前側、エンジンルームでこの空間の確保が重要視されます。

クラッシャブルゾーンでは車体の骨格構造から潰れやすい構造をとっており、車体パネルなどはそれと一緒につぶれながら衝撃を吸収します。

また樹脂部品やゴム部品などは衝撃で破損することで邪魔にはならないのですが、なにより一番邪魔になるのはエンジンルームでもっとも硬い構造物であるエンジンそのものです。

もしクラッシャブルゾーンにエンジン本体が入っていたら、いくら車体がつぶれてもエンジンで邪魔をされてしまって満足に衝撃吸収はできません。

エンジンが縦置きの場合は、このクラッシャブルゾーンの確保をするのにはエンジンがとても邪魔であり、できるだけ全長の短いエンジンが求められます。

昔は直列6気筒エンジンという長いエンジンが主流の時代もあったのですが、近年はクラッシャブルゾーンが確保しづらいという理由で、ほぼV6エンジンに置き換えられてしまいました。

もし長いエンジンを縦置きにするとクラッシャブルゾーン確保のためにはエンジンルームを伸ばすしかなく、そうするとコンパクトな車作りは難しくなってしまいます。

そこでエンジン横置きのメリットが際立って来るわけで、エンジンを横置きすれば車の前後方向にはあまりスペースを必要としませんので、車をコンパクトにまとめながらもクラッシャブルゾーンが確保できるようになります。

車の衝突安全性は大衆車を選ぶ際の安心材料のひとつであり大きなセールスポイントでもありますので、先程の室内空間の件と合わせて横置きエンジンは大衆車にぴったりな形式だったのです。

横置きエンジンとは?

トヨタ カローラ スポーツのエンジン

さてここまでのところで横置きエンジンにも色々と触れてはいますが、もう一度横置きエンジンのレイアウトをまとめてみましょう。

縦置きエンジンのレイアウト

エンジンの置き方は縦置きと横置きの二つしかありませんが、エンジンの搭載位置については色々な選択肢があり、縦置きでのレイアウトはいくつかに絞り込めます。

次の表に縦置きエンジンの場合のレイアウトをまとめてみました。

エンジン
レイアウト名
駆動輪エンジン搭載位置代表的な車種
FFフロントタイヤフロント
(ボンネット内)
トヨタ カローラ、
ホンダ シビック
MRリアタイヤ車両中央
(運転席のすぐ後ろ)
ホンダ NSX(旧型)
RR後輪より後ろ三菱 i、
ルノー トゥインゴ

こうして並べてみると、エンジンが横置きでもリアタイヤ駆動の形式というのはあります。

しかし台数比率で見れば圧倒的にFFが占めており、ほかの2形式はいまでは珍しいものとなっています。

エンジンが横置きである以上、クランクシャフトはタイヤの回転方向と同じなので、当然ながら最短距離でエンジンとタイヤを結びたいと考えるでしょう。

そうなるとフロントにエンジンを載せればフロントタイヤ駆動が自然であり、リアに横置きでエンジンを載せればリアタイヤ駆動となるわけです。

横置きで大きなエンジンをリアに積むのは技術的な問題も大きく、また室内空間をかなり圧迫してしまいますので、あまり大きなエンジンは積めません。

大衆車でもRRレイアウトをとっているのはコンパクトカーや軽自動車がほとんどで、小さなエンジンでコンパクトに納めることで横置きRRとしています。

こういった特殊な例を除いてはほぼすべてがフロントエンジンフロントドライブでエンジンを横置きにマウントしています。

横置きエンジンのメリット・デメリット

横置きエンジンのメリット・デメリットは結局のところ縦置きエンジンのそれの逆となりますので、簡単にまとめるだけにしようと思います。

ですが世の中の車がほとんどFFレイアウトになっているのは縦置きエンジンのデメリットで説明した次の二つにあり、これこそが横置きエンジンの最大のメリットといえるでしょう。

  • 室内空間の確保が容易で、シートアレンジやフルフラット化などの障害にならない
  • クラッシャブルゾーンの確保が容易で車をコンパクトにまとめられる。
デメリットに関してはトルクステアの問題や多気筒エンジンの搭載に向かない、などがありますが、もうひとつ近年ではエンジンルームの過密化もデメリットになっています。

エンジンを横置きにしたエンジンルームというのはコンパクトにまとまる反面、さまざまな部品が狭い空間に押し込まれる傾向にあり、あまり余裕の少ないエンジンルームとなりがちです。

以前はそれでも搭載するデバイスが少なかったのでよかったのですが、車の電子制御化や排気ガス規制への対応、安全装備などでかなりたくさんの部品がエンジンルームに増えており、エンジンルームの過密化は年々進んでいます。

さらに最近はハイブリッドカーなどで大型のモーターやインバーターなども入ってきておりかなりエンジンルームは狭いです。

こうなると整備性がとにかく最悪で、エンジンなどの整備をしようにも手や工具が入らず、特殊な作業や工具が必要となって大変なのです。

エンジンルームが過密化した分、室内が広くなるので車を所有する方としてはそのほうがよいのかもしれませんが。

縦置きと横置きの違い

エンジンの縦置きと横置きのレイアウトの違いは簡単にご説明してきましたが、それぞれ得意な車種というのがあり、車種によって縦置きと横置きが別れます。

大きく分けると中~大型車は縦置きエンジン、中小型車は横置きエンジンが一般的です。

中型~大型の車は多少高級な車が多く、利便性よりも走行性能や車としての魅力、ステータスなどが重視されます。

また長距離運転が多い場合には直進安定性も重要な点であり、こういった車には縦置きエンジンレイアウトのFRやMRがマッチしています。

大きく重たい車が多いので、多気筒の排気量の大きなエンジンを載せやすいのもメリットとなる点です。

それに対して横置きエンジンは中小型車が多く、便利でコンパクトな大衆車に向いています。

前述したメリットでご説明した通りこういった車種では室内の広さと車のコンパクトさが重要であり、FFレイアウトはかなり有用です。

また中型車以上でも大型ミニバンなどでは室内空間の確保のためにFFレイアウトが優勢です。

日本は狭い道が多く一般道路を走る場合にはコンパクトなFF車がマッチしているため、ほとんどの車が横置きエンジン車となりました。

車としての便利さを追求するなら横置きエンジンのメリットがかなり優勢ですが、走りについては縦置き、という違いになりますね。

縦置きエンジンと横置きエンジンの搭載車種

それぞれのエンジン配置の車は非常に多数ありますが、ここではイメージをつかみやすい馴染みのある車種をご紹介します。

縦置きエンジンの搭載車

トヨタ クラウン

日本車で縦置きエンジン車というのは少なくなってしまいましたが、トヨタ、日産、などの大メーカーでは上級車種に採用されることが多いです。

その他のホンダや三菱、マツダ、スズキなどではかつては縦置きエンジン車も多かったのですが、いまではほぼなくなりました。

代表車種としてはFRレイアウトをとっているトヨタ クラウン、日産 スカイラインなどがセダンの車種ではオーソドックスな車種です。

またトヨタ 86や日産 フェアレディZなどのスポーツカーもFRレイアウトの縦置きエンジン車です。

ほかにはトヨタの上級車種であるレクサスは縦置きエンジン車が多いですね。

日本3位のホンダにはスポーツカーの現行NSXのみが縦置きエンジンの車ですが、これはMRレイアウトで運転席の後ろに縦置きエンジンが配置されています。

先代NSXもMRレイアウトでしたがエンジンは横置きになっており、現行車で大きく設計が変わったわけです。

例外はやはりスバルで、スバル伝統の水平対向エンジンを縦置きにして駆動輪はフロントというFF縦置きエンジン車がスバル車の基本レイアウトです。

水平対向エンジンは横向き搭載に向かないので縦置きしか選択肢がないというのも理由のひとつでしょう。

輸入車では縦置きエンジン車もかなり多いのですが、日本車では年々少なくなっており、それまでFRだった車種がFFになるといったことも見られます。

横置きエンジンの搭載車

ホンダ シビック

横置きエンジン搭載車はそれこそ星の数ほどの現行車があります。

まず日本で代表的な車種である軽自動車は一部を除いてほとんどがFFレイアウトの横置きエンジン車です。

RRレイアウトの三菱 iや、MRレイアウトのホンダ S660なども駆動輪はリアですが、エンジン自体は横置きになっています。

現在の唯一の例外はスズキ ジムニーで、軽自動車のクロスカントリー車という特殊性からFRベースの縦置きエンジン4WD車となっています。

その上のランクのコンパクトカーや中型セダン、ミニバンなどの車種もほとんどがFFレイアウトの横置きエンジン車となっており、室内のスペース効率を重視する車ばかりですね。

代表的な車種としてはトヨタ アクアや日産 ノート、ホンダ シビックなどがあり、またミニバンのアルファードやセレナなどもFFです。

私たちが街中で見かける車はほとんど横置きエンジン車と考えても間違いではないでしょう。

縦置きエンジン車と横置きエンジン車はそれぞれメリットとデメリットがあって、車としての走行感覚も結構な違いがあります。

どちらが上でどちらが下ということはなく、車種ごとの役割やユーザー層に合わせて使い分けられているということですね。