トランスミッションシャフト：動作、種類、材質、用途

自動車は、動力や動きを伝えるためにトランスミッション シャフトを使用します。このコンポーネントがなければ、車両の動作は完了しないと言っても過言ではありません。トランスミッション シャフトとその働きを理解することは、さまざまな車両がどのように動くかを知る鍵となります。

このコンポーネントは、車両だけでなく、他の多くの機械にも使用されています。その価値は極めて高いにもかかわらず、人々はあまり理解していません。この記事では、トランスミッション シャフトとその種類について詳しく説明します。最終的には、この重要な部品に関連するすべてのことを学ぶことができます。では、始めましょう。

 

トランスミッションシャフトの概要

 

まず、トランスミッション シャフトとは何かを見てみましょう。

トランスミッション シャフトは、2 点間の回転運動を伝達するために使用されるコンポーネントです。車両のエンジンは動力を生み出します。シャフトはその動力 (回転運動) を伝達し、車両の車輪に伝えます。車輪は動力を得ると動きます。シャフトの種類によって動作が異なります。

シャフトとギアボックスの動作は互いに直接関連しています。モーターまたは車両のエンジンは動力を生み出します。ただし、エンジンはこの動力を車両のさまざまな部品に伝達しません。車両の車輪やその他の部品は、その動きに動力が必要であることを忘れないでください。

この動力はトランスミッション シャフトを介して伝達されます。簡単に言えば、シャフトは動力が生成されるポイントとそれが吸収されるポイントの間の橋渡しとして機能します。前述したように、自動車のギアボックスとシャフトは連携して動作します。車両をより高いギアにシフトすると、エンジンはより多くの動力を供給します。

シャフトは車輪やその他の部品により多くの動力を伝えます。これは、車両のスムーズな動きを保証する不可欠なコンポーネントです。破損したり摩耗したりしない耐久性のある素材で作られています。この部品が故障すると、車が最高の性能を発揮できなくなる可能性があることを覚えておいてください。

 

トランスミッションシャフトはどのように機能するのでしょうか?

 

これらのシャフトの働きや仕組みを初歩的なレベルから説明しましょう。自動車では、異なるシャフトが連携して動力分配を確実に行います。エンジンが始動すると、動力またはエネルギーが生成されます。ただし、動力は始動時には直線運動の形をとります。そのため、自動車のエンジンにはクランクシャフトが取り付けられています。

直線エネルギーを回転力に変換します。ここで、クラッチの役割が役立ちます。自動車のクラッチ（マニュアルトランスミッション）は、この回転力の流れを制御します。クラッチを押すと、回転力はドライブトレインに流れません。クラッチを放すと、システムの残りの部分に動力が流れます。

同様に、車両のギアボックスは、さまざまな部分に伝達される回転力の速度を制御します。しかし、回転力はどのようにして車輪やその他の部分に伝わるのでしょうか。ここでトランスミッションシャフトが役割を果たします。クランクシャフトが生成した回転力を受け取り、車輪に伝えます。トランスミッションシャフトは、自由に回転することでこの情報を分配します。

シャフトの回転は簡単ではないことを忘れないでください。代わりに、ユニバーサル ジョイント (U ジョイント) とベアリングがスムーズな回転を保証します。U ジョイントは、トランスミッション シャフトの柔軟性を高めるために不可欠です。そのため、接続された部品が完璧に配置されていない場合でも、トランスミッション シャフトの動作には影響しません。動きに影響がないように曲がることになります。

トランスミッション シャフトは、あるポイントから別のポイント (差動装置) にパワーを正しくシフトします。次に、差動装置は回転パワーをさまざまな部分に分割します。必要に応じて、必要なパワーを各ホイールに送ることができます。要約すると、トランスミッション シャフトはエンジンのパワーを差動装置に伝えます。

 

トランスミッションシャフトの種類

 

トランスミッション シャフトにはさまざまな種類があり、動作方法も異なります。ただし、基本的な機能とメカニズムは同じです。以下のセクションでは、これらのトランスミッション シャフトの種類について説明します。各シャフトを注意深く理解し、どのシャフトが何に最適かを知っておく必要があります。

 

1- メイン シャフト

メイン シャフトは、車両の速度を決定する上で非常に重要です。なぜでしょうか。それは、メイン シャフトがギアボックスに直接接続されているためです。ギアが高いほど、伝達されるトルクが大きく、ギアが低いほど、伝達されるトルクが大きくなります。このシャフトはトランスミッションの後部にあります。このシャフトの前部またはヘッドはベアリングで構成されています。

この小さなベアリングにより、シャフトは抵抗や摩擦を受けることなくスムーズに動くことができます。自動車では、ギアの噛み合いと切り離しによって速度とトルクが調整されます。これにより、回転力が 1 つのポイントから別のポイント (車輪) に伝達されるペースが決まります。

 

2- カウンターシャフト

カウンターシャフトはメインシャフトと平行で、どちらもギアと関連しています。カウンターシャフトは入力シャフトに直接接続され、ピニオンギアを介して動力を受け取ります。入力シャフトが回転すると、その動力がカウンターシャフトに伝達され、カウンターシャフトも回転します。

カウンターシャフトにはギアが取り付けられています。カウンターシャフトが回転すると、カウンターシャフトのギアも回転します。これらのギアはメインシャフトのギアと噛み合います。このギア間の相互作用により速度とトルクが制御され、車のギアを変更して動きを調整できます。カウンターシャフトはメインシャフトのヘルパーであると言っても過言ではありません。

 

3- アイ​​ドラー シャフト

アイドラー シャフトは、動きの伝達に直接関係しません。代わりに、回転方向を逆にするだけです。通常、このシャフトには、2 つの作業ギアまたは機能ギアを接続するアイドラー ギアが含まれています。他の 2 つのギアは、動力伝達の速度に関係します。ただし、アイドラー シャフトに取り付けられたアイドラー ギアは、動力伝達とは何の関係もありません。2 つのギア間の接続を提供するだけです。

4- ドライブ シャフトまたはプロペラ シャフト

ドライブ シャフトの有用性は、後輪駆動車または四輪駆動車で顕著です。その役割は、ギアボックスから差動装置に動力または回転を伝達することです。差動装置はその後、動力を吐き出し、車輪の動きを助けます。このシャフトは車両の動きに動力を提供するため、プロペラ シャフトとも呼ばれます。

ドライブ シャフトには、U ジョイントやスリップ ジョイントなどのジョイントも付属していることを覚えておいてください。これらのジョイントにより、シャフトがスムーズに動き、トルクを効果的に伝達できます。これらのシャフトは、通常軽量ですが、非常に強くて耐久性があります。メーカーは製造にスチールやアルミニウムを使用しています。

5- アクスルシャフト

ドライブトレインからの動力がどのようにして車輪に伝わるのか疑問に思ったことはありませんか？ここでアクスルシャフトが役立ちます。アクスルシャフトはドライブトレインを車両の車輪に接続します。前述のように、差動装置は各車輪の動力を分割します。

システムが動力を分割すると、アクスルシャフトを介して車輪に伝達されます。このシャフトは差動装置と密接に連携し、車輪への動力伝達を確実にします。頑丈で、旋回時に車両の重量を支えることができます。

6- 中空シャフト

これらのシャフトは軽量であるため、非常に人気があります。中は中空で、中は固体ではありません。そのため、使用する材料が少なく、コスト効率も優れています。しかし、材料が少ないと弱くなるのではないかと思われるかもしれません。そうではありません。メーカーはこれらのシャフトをアルミニウムまたはスチールで製造しているからです。このように軽量でありながら強力な材料により、これらのシャフトは重量対強度比に優れています。ねじれ力を簡単に処理して吸収できます。

 

トランスミッションシャフトはどのように製造されるのでしょうか?

 

トランスミッション シャフトの製造は複雑なプロセスです。最終製品を得るには、さまざまなステップと手順が必要です。これらのシャフトがどのようにして作られるかを詳しく見てみましょう。

 

1. 材料の選択: トランスミッション シャフトの製造に使用できるさまざまな材料があります。その中でも、炭素鋼と合金鋼は非常に人気があります。それはメーカーのニーズと要件によって異なります。優れた耐久性のために、メーカーは合金鋼を好みます。
2. 鍛造: 材料が選択されると、加熱処理が行われます。温度が高いほど、材料は柔らかくなり、展性があります。このステップでは、メーカーは材料を押して成形することができます。しかし、この成形は正確ではなく、多くの修正が必要です。
3. 荒加工: 前述のように、展性材料には修正が必要です。そのため、メーカーは旋盤を使用して、必要に応じて成形します。これらの旋盤は非常に正確で、指示に従って材料を切断することを覚えておいてください。そのため、材料の形状はメーカーが望むものと同じになります。
4. 熱処理: 荒加工では非常に弱いシャフトになります。さらに、その形状にはいくつかの問題があります。メーカーはそのシャフトを熱処理にかけます。これにより、材料が強く耐久性があることが保証されます。メーカーはこのステップを制御された温度で実行することを覚えておいてください。
5. CNC 加工: シャフトの形状やサイズに異常がある場合があります。ここで CNC 加工が役立ちます。CNC フライス加工、研削、旋削により、シャフトの寸法を正確に決めることができます。たとえば、CNC 旋削は円筒形の作成に役立ちます。CNC フライス加工と研削は、溝や滑らかな表面の作成に最適です。
6. 表面処理: 上記の手順で、トランスミッション シャフトの製造プロセスが完了します。使用可能なシャフトが完成します。ただし、メーカーはこれにさらに塗装を施します。これらの追加の表面処理により、防錆性と全体的な耐久性が向上します。

 

トランスミッションシャフトの材質

 

この記事では、自動車のトランスミッション シャフトの正しい動作を強調しました。トランスミッション シャフトが故障すると、車両のパフォーマンスが低下します。車が高速で走行しているときにトランスミッション シャフトが壊れたと想像してください。それは悲惨な悪夢に他なりません。

これらのシャフトは重量を支え、車のドライブトレイン全体に動力を伝達することを忘れないでください。したがって、シャフトは強度、耐久性、耐摩耗性に優れている必要があります。メーカーはトランスミッション シャフトの製造に次の材料を使用します。

 

• 炭素鋼
  合金鋼
  ステンレス鋼
  鋳鉄
  アルミニウム合金
  複合材料

 

一般的に、中価格帯のシャフトは軟鋼で作られています。ただし、極度のストレスを受けるシャフトは、通常、合金鋼で作られています。トランスミッション シャフトの製造に使用される一般的な合金鋼はニッケルです。使用される一般的な合金鋼は、ニッケル、ニッケルクロム、またはクロムバナジウム鋼です。

 

トランスミッションシャフトの用途

 

トランスミッション シャフトの用途はご存じだと思います。では、これらのシャフトはどの業界で使用されているのでしょうか。これらのシャフトは、さまざまな分野で動力や動きを伝達するのに便利です。次の表は、さまざまな分野でのトランスミッション シャフトの使用状況を示しています。

 

産業	トランスミッション シャフトの使用
自動車	車輪 (プロペラ、ドライブ、車軸シャフト) に動力を伝達します。
航空宇宙	エンジンと着陸装置のトルクを伝達します。
海洋	船舶のプロペラに動力を伝達します。
産業機械	タービン、コンベア、ギア システムに動力を伝達します。
風力エネルギー	風力タービンのローター ブレードを発電機に接続します。
建設	クレーンや重機にトルクを伝達します。

結論

 

トランスミッション シャフトは車両になくてはならないものであり、他の多くの機械でも使用されています。これらのシャフトの主な役割は、特定のポイントから別のポイント (ポイント、車輪ではありません) に動力を伝達することです。これらのシャフトは車両の車輪に動力を伝達するためだけに使用されていると考える人がいますが、これは間違いです。さまざまな機械がさまざまな目的でシャフトを使用しているからです。

自動車では、シャフトは車輪に動力を伝達します。一方、飛行機では着陸装置にトルクを伝達できます。同様に、ボートのプロペラに動力を伝達するのに役立ちます。その用途は非常に多様であり、非常に価値があることを示しています。この記事では、トランスミッション シャフトに関連するすべてのことを学びます。