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トルクチューブシステムは、ドライブ シャフトの周囲に固定ハウジングを配置する動力伝達およびブレーキ技術で、フロント エンジンとリア ドライブを備えた自動車でよく使用されます。トルク チューブは、トランスミッションとリア エンドの間にある大径の固定ハウジングで構成され、回転する管状の鋼鉄製または小径のソリッド ドライブ シャフト (米国では口語で「ロープ ドライブ」[1]として知られています) を完全に囲み、エンジンの動力を通常の差動装置またはリミテッド スリップ差動装置に伝達します。[2]トルク チューブの目的は、加速時およびブレーキ時にリア エンドを所定の位置に保持することです。そうしないと、アクスル ハウジングがアクスル ラップ (加速時に差動装置の前部が過度に持ち上がり、ブレーキ時に下がる) の影響を受けます。このトルク チューブは、現代の自動車では[3]ホッチキス ドライブほど広く使用されていません。ホッチキス ドライブは、スプリング パーチを使用してアクスル ハウジングをリーフ スプリングに固定することで、加速時およびブレーキ時にリア エンドを所定の位置に保持し、上下に跳ね上がるのを防ぎます。[4]
工事
初歩的なトルクチューブ
名前に出てくる「トルク」は、車の軸に沿ったドライブシャフトのトルクではなく、車輪によって加えられるトルクです。トルク チューブが解決するエンジニアリング上の問題は、車輪によって生成された牽引力を車体フレームに伝えることです。車輪と車軸を前方に動かすトルクは、車軸ハウジングと差動装置の「等しく反対方向の」反応に遭遇し、差動装置は逆方向に回転しようとします。これは、自転車に乗る人が「ウィリー」して、車輪の回転と反対方向に自転車を空中に持ち上げるのと同じです。基本的な問題は、加速中およびブレーキ中に差動装置が回転しないようにすることです。トルク チューブは、差動装置ハウジングをトランスミッションハウジングに連結することでこの問題を解決し、エンジン/トランスミッションを押し上げてからエンジン マウントを介して車体フレームに押し上げることで車を前進させ、ブレーキ時には逆のことが起きます。対照的に、ホッチキス ドライブは、リーフ スプリングやトレーリング アームなどのサスペンション コンポーネントを使用して牽引力を車体フレームに伝達します。[4]
トルクチューブの一端には、サスペンションの移動による車軸とトランスミッション間の相対的な動きを可能にするために、「トルクボール」と呼ばれるボールとソケットのジョイントの一種が使用されています。アメリカンモーターズの後のランブラーモデル（1962年から1966年）では、ボールとソケットの代わりにフランジとクッションマウントが使用されました。[5]トルクチューブは車体を車軸に対して横方向（左右方向）に拘束しないため、この目的ではパナールロッドがよく使用されます。パナールロッドとトルクチューブの組み合わせにより、1937年以降のビュイックのように、後部に柔らかいコイルスプリングを簡単に実装して乗り心地を向上させることができます。1937年より前のビュイックはリーフスプリングを使用していたため、パナールロッドは使用されませんでしたが、トルクチューブによりカンチレバースプリングサスペンションが可能になり、ホッチキスセットアップで必要なリーフスプリングのセンターマウント車軸よりも柔らかい乗り心地が得られました。
トルクチューブは、牽引力を伝達するだけでなく、中空で、回転するドライブシャフトを収容している。中空のトルクボールの中には、ドライブシャフトの両端間の相対運動を可能にするドライブシャフトのユニバーサルジョイントがある。ほとんどのアプリケーションでは、ドライブシャフトには1つのユニバーサルジョイントが使用されているが、これはシャフトが真っ直ぐでない場合にドライブシャフトの速度変動を引き起こすという欠点がある。ホッチキスドライブは2つのユニバーサルジョイントを使用しており、速度変動を打ち消す効果があり、シャフトが真っ直ぐでなくても一定の速度が得られる[要出典]。1963年から1966年までのAMCランブラーのV8搭載モデルでは、ドライブシャフトの変動をなくすためにダブルカルダン等速ジョイントが使用されていたが、6気筒およびそれ以前のV8モデルでは、1つの標準ユニバーサルジョイントのみが使用されていた。[6]
トルクチューブの設計は一般的に重く、リアエンドをしっかりと固定するため、リアエンドが剛性を保ち、あらゆる状況下で良好なアライメントが確保されます。ただし、トルクチューブと半径ロッドのバネ下重量が大きいため、「高速コーナリング時や波打つような道路ではリアエンドが少し跳ねる」場合があります。[7]
応用
トルクチューブの例としては、1948年までに製造され、1900万台以上が生産されたモデルTを含む、フォードブランドのアメリカ車がある。[7]フォードは、前方への推進力を得ることができない、より安価な横方向のスプリングを使用していた。その期間の大半で、シボレーはトルクチューブを使用していたが、ビュイックは1906年から（モデルDで）それを使用していた。[8] [9]トルクチューブにより、ビュイックは1938年以降、[10]コイルスプリングを使用して、従来のリーフスプリングよりも柔らかい乗り心地を実現した。リーフスプリングはホッチキスドライブを使用できるが、コイルスプリングでは使用できない。ビュイックによるトルクチューブとコイルスプリングの使用は[11]ビュイックの「エンジニアリングのトレードマーク」となったが、1961年モデルのフルサイズモデルで廃止された。[12] ナッシュ600モデルは1941年に密閉ジョイントのないトルクチューブドライブを採用しましたが、「トルクチューブの前端の水平ヨークは両側のゴムビスケットで支えられています。」[13]
1954年にナッシュとハドソンが合併した後も、アメリカンモーターズコーポレーション（AMC）は1956年から1966年モデルまで、大型車（ランブラークラシックとアンバサダー）にコイルスプリングとトルクチューブのリアサスペンション設計を採用し続けました。 [14]密閉型ドライブシャフトはギア交換を複雑にし、ホットロッド愛好家の妨げとなりました。[15]製造中止となったトルクチューブドライブは、オープンドライブシャフトと4リンク式アクスルロケーションシステムを採用した新設計に置き換えられました。[16]
1961 年型ポンティアック テンペストは、直列 4気筒エンジンをトルク チューブでトランスアクスルに連結した新モデルとして導入され、前後の重量バランスが完璧な 50:50 になりました。
プジョー403と404モデルはトルクチューブを使用していました。[17]プジョー504とプジョー505のワゴン/ステーションワゴン、およびほとんどの輸出市場向けセダンにもトルクチューブがあり、国内市場と欧州市場向けセダンモデルにはトランスアクスルと独立したリアサスペンションがありました。
シボレー・シェベット（1976-1988）と類似のポンティアックT-1000はトルクチューブとセンターベアリングを使用していました。[18]この設計は他のシボレーモデルとは異なり、「後輪への衝撃を遮断し、ロードノイズを減らし、エンジンの振動を減らします...また、ドライブシャフトとトンネルの高さを減らすことができます。」[19]
限定生産が継続されていたアバンティは、1986年にトルクチューブと独立後輪サスペンションを採用した新しいシャーシに切り替わりました。[20]
メルセデスSLSにはトルクチューブが搭載されているが、これはトランスアクスルをエンジンと位置合わせするためだけのものである。[21]
シボレーコルベットは1996年にC5バージョンが導入されて以来、1997年モデルでトルクチューブを使用しています。 [22]
参考文献
- ^ Martin, Murilee (2017年9月20日). 「今週のカットダウンエンジン：ポンティアックトロフィー4」. autoweek.com . 2024年7月11日閲覧。
- ^ ミッチェル・オートメカニクス。プレンティス・ホール。1991年。456ページ。ISBN 9780135837825。
- ^ 「オープンシャフトの利点」。グラスゴー・ヘラルド。1929年7月23日。
- ^ ab Severson, Aaron (2009年3月22日). 「Hotchkiss Drive」. ateupwithmotor.com . 2024年7月11日閲覧。
- ^ 1962-1966 AMC テクニカル サービス マニュアル
- ^ 1963-1966 AMC テクニカル サービス マニュアル。
- ^ ab クライマー、フロイド（1955年10月）。「クライマーがハドソンホーネットV8をテスト」。ポピュラーメカニクス。第104巻第4号。131ページ。 2024年7月11日閲覧– Googleブックス経由。
- ^ セロウ、フランシス (1971)。ビュイック：「黄金時代」、1903-1915。デシル出版。ISBN 97809123460072024年7月11日にHorseless Carriage Foundationから取得。
- ^ George H. Damman 著「ビュイックの 70 年」、18 ページ「ビュイックはこの年、トルク チューブの先駆者となった」は、1906 年に製造されたモデル D を指しています。
- ^ 「最初のトルクチューブ ビュイックはいつ登場したのか?」 Antique Automobile Club of America . 2019 年4 月 27 日閲覧。
- ^ クンズ、レイ・フォレスト、ホール、モリス・アルバート（1948年）。自動車のシャシーと動力伝達の基礎。アメリカ技術協会。335ページ。
- ^ 「61年モデルのビュイックの大型モデルはボディ、フレーム、サスペンションが新しくなりました」。ポピュラーメカニクス誌第114巻第4号、1960年10月、103ページ。
- ^ 「ドライブトレイン」。SAEジャーナル。57 。自動車技術者協会：30。1949年。
- ^マグナント、スティーブ（2013）。スティーブ・マグナント の1001マッスルカー事実。カリフォルニア工科大学。p.372。ISBN 97816132505702024年7月11日にGoogleブックスから取得。
- ^ マグナンテ、スティーブ (2013)。スティーブ・マグナンテの1001マッスルカー事実。CarTech。p. 372。ISBN 9781613250570。
- ^ 「ステアリングとサスペンションのストレス安全性」。ポピュラーサイエンス。第189巻第4号。1966年10月。96ページと98ページ。2024年7月11日に取得– Googleブックス経由。
- ^ チルトンの外国車修理マニュアル。第2巻。チルトンブック。1971年。989ページ。ISBN 9780801956324
403、404、504モデルはトルクチューブドライブシャフトを使用しています。このタイプのドライブシャフトは、後輪の推力を受ける外側のチューブと、内側のシャフトによって駆動される後輪で構成されています
。 - ^ Kovacik, Robert T.; Creager, Clifford (1983). マニュアルトランスミッションとドライブトレイン. Thomson South-Western. p. 66. ISBN 9780538330503。
- ^ 「シェベット：米国経済のチャンピオン？」ポピュラーサイエンス。第207巻第4号。1975年10月。116ページ。
- ^ ロス、ダニエル・チャールズ（1984年10月）。「デトロイト・リスニング・ポスト - アヴァンティ・ギャルド」。ポピュラー・メカニクス第161巻第10号、42ページ。
- ^ 「メルセデスSLSトルクチューブアニメーション」。2021年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ – YouTube経由。
- ^ サーン、ウォルト（2007年）。高性能C5コルベットビルダーズガイド。カーテック。67ページ。ISBN 9781932494334。