ギア比計算
ピニオンとリング(またはスプロケット)の歯数からギア比を求め、ミッション比とファイナルを掛けて総合比を出したり、前後ギアのドロップ%を比較したりできます。バイクや自動車のセッティング検討に便利です。
計算する
計算する
結果
計算式
単純な歯車対の比は「従動歯数 ÷ 駆動歯数」です(i>1なら、出力1回転に入力が何回転必要か)。総合比=ミッション比×ファイナル。ドロップ%=(i₁−i₂)÷i₁×100%。
計算例
- リング41枚、ピニオン11枚 → i = 41 ÷ 11 ≈ 3.727
- 3速 1.45 × ファイナル 3.727 → 総合 ≈ 5.40
- 2速 2.10 と 3速 1.45 → ドロップ = (2.10 − 1.45) ÷ 2.10 ≈ 31%
結果: アクスル約 3.73:1 · 3速総合約 5.40:1 · 2→3 ドロップ約 31%
ギア比の計算方法
歯数の計算は、中間のアイドル歯車が比の大きさを変えない平歯車/はすば歯車の噛み合いを前提にします。プラネタリーは別モデルが必要です。
駆動と従動
「駆動」は入力側(ピニオン)、「従動」は出力側(リング/クラウン)です。デフではリング÷ピニオンが、ハウジング表記によく出るアクスル比(例: 3.73)になります。
総合比
ホイール側トルクはミッション比×ファイナル(必要ならトランスファーも)で増えます。数値の大きい総合比ほどトルク増幅が大きく、同じ車速でもエンジン回転が高くなります。
ドロップ%
連続するギア間のドロップは、一定車速でシフトアップしたときの回転落ち幅の目安です。ドロップが大きいとパワーバンドから外れやすく、クロースレシオはパワーバンド内に留まりやすくなります。
モデル化していないこと
プラネタリー、CVT、DCTのスリップ、伝達効率損失は扱いません。幾何学的な比のみです。
豆知識
3.73 と 4.10 のトレードオフ
日本でも人気のアクスル比は、巡航回転と加速のバランスを取ります。同じタイヤなら 4.10 の方が高速道路でも回転が高くなりやすいです。
クロースレシオ
スポーツ・競技向けミッションはドロップを小さくし、ピークパワー付近でシフトできるようにします。その分、同じ速度域をカバーするのに段数が増えます。
オーバードライブは 1 未満
ミッション比が 1.0 未満なら、出力が入力より速く回ります。巡航回転は下がりますが、トルク増幅は小さくなります。
歯を数えれば分かる
書類がなくてもリングとピニオンの歯を数えればアクスル比が出せます。整備現場でよく使われる確認方法です。
よくある質問
従動(出力)の歯数を駆動(入力)の歯数で割ります。例: 41 ÷ 11 ≈ 3.73:1。
ミッション比にファイナル(あればトランスファー)を掛けたものです。エンジン回転とホイール回転をつなぐ全体の比です。
ストリート向けではおおよそ 20〜40% 程度が多いですが、エンジン特性と用途次第です。サーキット寄りはよりタイトな間隔を好むことが多いです。
数値が大きいほどトルク増幅と車速あたりの回転が上がり、加速や牽引には有利です。一方で高速道路の巡航回転は上がりやすくなります。
チェーンリングとスプロケットの1対なら歯数÷歯数で使えます。ギアインチまで見る場合はホイール径も必要なので、回転/速度の計算ツールと併用してください。
参考資料
- Fundamentals of Vehicle Dynamics 自動車工学における駆動系比の定義の参考。
- Gear nomenclature 歯車幾何と比に関する業界用語。
- 自動車技術関連情報 日本の自動車技術・用語の参照先。