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ヒール・アンド・トウ(Heel-and-toe)とは、マニュアルトランスミッション車の運転技術の一つ。ブレーキングと同時に、ギアをシフトダウン(高速段から低速段に切り替えること)する動作を指す。変速機の駆動軸側の歯車回転数と、クラッチ板側(すなわち、エンジン側)の歯車回転数を合わせるために、おもにレースやラリーなどの自動車競技で使われる手法である。右足のつま先(トウ)でブレーキペダルを踏み、同じ足の踵(ヒール)でアクセルペダルを踏むことから、この名称で呼ばれる。この間、左足はクラッチペダルを踏むために使われる。

◆概要

主にカーブへの進入手前における減速中に、カーブを抜け切った際の加速に備えて、あらかじめシフトダウンを済ませておくという、モータースポーツにおいては基本的なテクニックの一つである。

習得にはある程度の慣れが必要である。スポーツタイプを謳っている車や乗用車の多くはブレーキペダルとアクセルペダルの位置が近いためヒール・アンド・トウはしやすいが、ペダル位置等の理由から軽トラックなどでは難しい。

なおペダル間隔の関係上、またはドライバーの好みにより、足の親指側でブレーキを、小指側でアクセルを踏むスタイルも存在する。この場合はブレーキおよびアクセルのどちらの操作にもつま先を用いるため、狭義の意味で"トウ・アンド・トウ"(Toe-and-toe)と呼ぶこともある。足元が極端に狭く、ペダルの動きが一般的な自動車とは異なるフォーミュラカーの操縦にはこちらが用いられている。

◆ 原理

変速機の各段の歯車は、常にそれぞれ異なる速度で回転している。

特別の仕組みが無い限り、変速機の歯車は回転が合わなければ噛み合わせを換える(すなわちギアチェンジする)ことはできないため、この手法を必要とする。

シフトアップのときには、駆動軸歯車よりも低速の歯車に切り替える。通常はギアを変える操作をしている間にエンジンの回転数が落ちるためアクセルを踏み続けながら変速操作をする人はいないと仮定する。レースなどでは行なうこともある。、歯車の回転は自然に合う。しかし、シフトダウンの時には駆動軸歯車よりも高速の歯車に切り替えるため、クラッチ側歯車の回転数を上げる必要が生じる。

回転を合わせるため、手動変速機の歯車にはシンクロメッシュという機構が装着されており変速機の中には、一部、または全ての歯車にシンクロメッシュが入っていないものもある。例えば、大きな力の掛かる最低速歯車や、建設機械車両用など。、ギアをつなげようとしてシフトレバーを動かすと、ギアの回転とシフトレバーからのレバーを動かす力(すなわち、運転者の腕力)を使って、自動的に回転数を合わせる仕組みになっている。

シンクロメッシュは通常の運転には対応できる。しかし、レースなど高回転領域での走行中には、各段の歯車の回転数の差が大きく、対応しきれなくなる。シンクロメッシュだけでは回転差を合わせる時間が掛かるうえに、一種のクラッチなので熱を持ったり摩耗し、負担に耐えられない可能性がある。それを解決する手段の一つとして、この手法が存在する。

なお、類似手法にダブルクラッチが存在する。これは、変速機の車輪側の歯車回転数と、クラッチ板側の歯車回転数に加え、変速機と車軸側の回転を合わせる手法を言う。この手法はシンクロメッシュの装着が無い変速機に有効である。

ただ、コーナーの立ち上がりでの加速に備える事ばかりが注目されてはいるが、注目すべきもう一つの目的はブレーキを保護する、又はエンジンブレーキを併用して高速で走行するマシンを減速する事である。レーシングカーの進歩の過程では、スピードを上げる事は、大排気量のエンジンを積む、過給機を搭載するなどして比較的安易に達成はできたものの、そのスピードを止めるという事については進歩が追いつかなかった、又は二の次にされていたという背景があり(ディスクブレーキのF1登場は1955年)加えてシンクロメッシュ機構を持っていなかったレーシングカーのミッションでは、ブレーキングをしながらダブルクラッチを使い、且つアクセルを吹かしながら徐々に(エンジンブレーキをより有効に利用でき、且つ加速に有効な)低いギアへと変えざるを得なかったというのが実際の様である。

◆ 手順

例として、3速から2速へシフトダウンする場合の手順を説明する。

# 右足のつま先でブレーキを踏む

# 左足でクラッチを踏む

# ブレーキを踏んだまま右足を少し捻って踵でアクセルを踏み、歯車の回転を上げる。どのくらい上げるかは、(5)でクラッチを合わせるときの回転数による。

# シフトノブを3速から2速に入れる

# 左足でクラッチをつなげる

ヒール・アンド・トウの練習に挑む前に、一定速で走行中のままスムーズなシフトダウンを実施できるアクセルワークを習得しておいたほうが望ましい。

練習の際は静止した車にて十分なイメージ・トレーニングを積むことが必要である。その後、一般車両の通らない安全な場所にて行なう(後続車には特に注意が必要である)。第一の目的は減速であることに留意する。シフトダウンが間に合わないと思ったら、ヒール・アンド・トウは中止し減速に集中する。

ショックの無いシフトダウンを実現するためには、ドライブ側とドリブン側の回転を合わせるためのダブルクラッチを併用する必要がある。

◆ 利点と欠点

◇ 利点

・ 減速中に、次のコーナーからの立ち上がりに最適な回転数に合わせれば、素早い加速が可能となる。

◇ 欠点

・ ヒール・アンド・トウを用いずに走行するよりは、燃料の消費が多い(耐久レースでは問題となり得る)。

・ 不適切なヒール・アンド・トウにより、クラッチ、トランスミッション、ドライブシャフトなどを必要以上に痛めてしまう可能性がある。

◆ 技術の進歩による最近の傾向

1990年代以降のトップクラスの自動車競技では、F1を筆頭にセミオートマチックトランスミッションもしくはシーケンシャルトランスミッションを採用する傾向にある。この変速機は変速機自身が回転数を合わせるため、この手法を必要とする機会は減りつつある。またセミオートマチック/シーケンシャルトランスミッションではドライバーによるクラッチ操作が不要になるため、右足でアクセルを操作しつつ左足でブレーキを踏む左足ブレーキを使う方が「ペダルを踏み替える必要がないため操作時間を短縮できる」など利点が多い。

このような理由から、近年フォーミュラカーの世界ではヒール・アンド・トウは廃れつつあるが、ツーリングカーレース等の世界では依然としてヒール・アンド・トウは有効なテクニックの一つとして使われている。

◆ 関連項目

・ ダブルクラッチ

◆ 脚注

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・ヒール・アンド・トウ page1