５速ミッションまたもや！②

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まんじゅうブログに続いて煎餅ブログ！　　ではありません。

もうずいぶん前に聞いた話ですが、某メーカーの設計部関係者によるとミッションギアには「煎餅みたいな鍛造素材を使う」とのことでした。

鍛造素材は写真に描いた線のような工程による力の加わった方向に鍛流線（メタルフロー）が生じ、これを利用すると強度の高い部品を作ることができます。

つまり、このようなギアであれば放射状の鍛流線（メタルフロー）は、描いた線のようにギアの歯先まで分断されずに存在して強度に貢献します。

有名なキャリロのコンロッドの工場を５～６年前に見学いたしましたが、やはり鍛流線はかなり重視しているようでした。

ギアの話に戻りますと、４速ギアは壊れていますので他のギアの写真になりますが、トルクは水色矢印の方向に掛かると、ドッグクラッチの歯の根元には赤矢印のような合成力が掛かると思います。

破片を見ると同じような形状になっているのが興味深いです。青矢印に掛かったトルクにより水色矢印の方向にはがされたように見えます。

金属が破断されるときは、結晶の境目から破壊されると言われていますが、この破断面をみてもそうですね。

赤矢印と青矢印の面では力の掛かる方向が違ったのか,ちょっと異なって見えます。

話は戻りますが、ギアを作るのに①のような棒材を使うと調達が簡単で安価にできますが、②のように鍛流線が分断されて強度は得られません。”煎餅のような素材”を使えば③のように最適な鍛流線ということになります。

単純なギアでは話も簡単ですが、写真のようなドッグクラッチ付きではどうでしょうか？

矢印の板状ドッグ基部では放射状の鍛流線は、強度に貢献する方向とは違ってしまいます。

現実に壊れた破片を詳細に観察してみると、ドッグに掛かるトルクを受け持つ基部の厚さは僅か２．６㎜、そして赤矢印の示す本体とのオーバーラップも同じような寸法です。双方とも１㎜でも大きければ随分と結果は違うと思いますが・・・。

このように見ただけでも脆弱な部品は、計算上でも強度に余裕があるとは思えません。そうなると硬化処理や鍛造行程、原材料の僅かのバラつきでも、壊れてしまう可能性が高くなります。

ワタシは専門外ですから時間もありませんので、ドナタか強度計算してみませんか？

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