【車の勉強】歯車装置（ギア）、巻き掛け伝動装置

・「歯車装置」「巻き掛け伝動装置」は、回転の伝達と変速を行う。
　ミッション以外でも車の各所に使われている。



◆変速比

・入力側と出力側の回転数の比率。
・この比率は双方の「歯車の直径」の比率である。
・減速を行う変速比の場合「減速比」という事もある。

・変速を行った場合、「トルク」も変化する。
　回転数を1/2にすればトルクは2倍になり、
　回転数を3倍にすればトルクは1/3になる。
　※厳密には各所で摩擦等が発生して、
　　運動エネルギーが損失し、熱エネルギーになるので100%ではない。

・変速比が１未満であれば「増速・減トルク」が行われ、
　変速比が１を超えていれば「減速・増トルク」が行われる。



◆歯車装置



◇外歯歯車：
　・最も基本的な円盤の外周に歯が刻まれた形状の歯車
　・歯の数の比率がギア比（歯車比、ギアレシオ）であり＝変速比である。
　・回転方向が入力と出力で逆方向になる。

◇内歯歯車：
　・リングの内側に歯車を刻んだもの
　・外歯歯車と組み合わせで、入出力の回転方向が同方向になる。

◇ベベルギア（傘歯歯車）：
　・円錐面に歯を刻んだもの
　・45度の円錐同士なら回転軸の方向を90度変えられる。



＜歯の刻み方＞

・スパーギア（平歯歯車）：
　　回転軸に歯が平行なもの

・ヘリカルギア（斜歯歯車）：
　　回転軸に歯が斜めになっているもの。
　　歯の接触部分が広く力が分散されるので、
　　大きなトルクを伝えやすく騒音が小さくなる。
　　その分、回転軸方向の力が歯車に伝わるので損失がある。

・ウォームギア（ねじ歯車）：
　　らせん状に歯が刻まれたもの。
　　ウォームホイール（外歯のヘリカルギア）と組み合わせることが多い。
　　大きな変速比にすることができる。

・ラック＆ピニオン：
　　ラック（平板に歯が刻まれたもの）と外歯歯車の組み合わせ。
　　厳密には歯車装置ではないが、類似した動力伝達機構。



◇プラネタリーギア（遊星歯車）：
歯車の組み合わせ方の一種の名称。メリットが多い。



・基本構造
　中央に「サンギア」と呼ばれる外歯歯車があり、
　その周囲に均等間隔に数個の小さい外歯歯車が配置され、
　それを「プラネタリーピニオンギア」（以降ピニオンギア）といい、
　さらにその外に「リングギア」（内歯歯車）が配置されている。
　ピニオンギアの回転軸を固定している枠は「ピニオンギアキャリア」。

・動力として入出力できる回転軸は
　「サンギア」「ピニオンギアキャリア」「リングギア」の３つ

・上記３つを入出力にしたり固定したりすることで、
　増速や減速が可能で、また回転方向の変換も可能。



・回転軸を同軸上に配置することができる。

上記のうなメリットが多いため、ATやMTを始め、車の各所に使われている。



◆巻き掛け伝動装置



離れた位置にある２つの「プーリー（滑車）」などを
ベルトやチェーンなどをかけて回転を伝達・変速する装置

・ベルト＆プーリー：
　　ベルト駆動（ベルトドライブ）と言う。
　　プーリーとベルトの接触面は平ら。
　　変速比は入力と出力のプーリーの直径の比
　　　例：ファンベルト、オルタネーターベルト等

・コグドベルト：
　　上記ベルト＆プーリーに回転軸と平行に溝が刻んであるもの
　　　例：ベルト式の自転車等

・チェーン＆スプロケット：
　　ローラーチェーンとスプロケットの組み合わせ。
　　変速比は入力と出力のスプロケットの歯の数
　　　例：チェーン式の自転車、エンジンのタイミングベルト等



感想：
プラネタリーギアの存在はなんとなく知ってたけど、物凄く便利ですね！！
これをどうやって切り替えているのかがまだ勉強していないので
機械的な仕組みを勉強するのも楽しみになりました！！