自動車用ギア

ギアボックスは、クラッチに次ぐトランスミッションシステムの第2段階です。通常、エンジン後部にボルトで固定され、その間にクラッチが配置されています。

現代のマニュアル車は、前進4速または5速、後退1速、そしてニュートラルポジションを備えている。

運転者が操作するギアレバーは、ギアボックスの上部または側面にある一連のセレクターロッドに接続されている。セレクターロッドは、ギアを連結するシャフトと平行に配置されている。

最も一般的な設計は、常時噛み合い式ギアボックスです。このギアボックスは、入力軸、中間軸、主軸の3つの軸から構成され、これらの軸はギアボックスケース内のベアリングで回転します。

また、リバースギアのアイドラピニオンが回転するシャフトも存在する。

エンジンは入力軸を駆動し、入力軸は中間軸を駆動する。中間軸は主軸上のギアを回転させるが、これらのギアは、軸にスプライン結合されたシンクロメッシュ装置によってロックされるまでは自由に回転する。

実際にドライバーが操作するのはシンクロメッシュ装置であり、フォークの付いたセレクターロッドを介してシンクロメッシュを動かし、ギアを噛み合わせる仕組みになっている。

シンクロメッシュ機構における遅延装置であるバウルクリングは、現代のギアボックスにおける究極の改良点と言える。これは、シャフトの回転速度が同期するまでギアが噛み合わないようにする役割を果たす。

一部の車には、オーバードライブと呼ばれる追加のギアが搭載されています。これはトップギアよりも高いギア比であるため、巡航速度での燃費の良い走行が可能になります。

ギアの同期

シンクロメッシュ装置は、内側に歯が付いたリングで、シャフトにスプラインで接続された歯付きハブに取り付けられています。

ドライバーがギアを選択すると、ハブとギアにある円錐形の摩擦面が噛み合い、回転ギアからハブを経てシャフトへと駆動力が伝達され、2つのシャフトの回転速度が同期される。

ギアレバーをさらに動かすと、リングはハブに沿って少し移動し、その歯がギア側面の面取りされたドッグ歯と噛み合い、スプライン付きハブとギアが固定される。

現代の設計では、摩擦面の間に挟み込まれるバルクリングも採用されている。バルクリングにもドッグ歯が付いており、ハブよりも柔らかい金属で作られているため、シャフトへの嵌合はハブよりも緩くなっている。

バルクリングは、ハブの側面にラグまたは「フィンガー」を用いて正確に位置決めされていなければ、その歯がリングの歯と正しく噛み合わない。

位置を特定するまでの時間内にシャフトの回転速度が同期されるため、ドライバーが歯車を噛み合わせることはなく、このシンクロメッシュは「無敵」と言われている。