ギアメカニズムには、ラックアンドピニオンシステムと従来のメカニズムの2つの一般的なタイプがあります。
プロジェクトに何が適しているかを判断する前に、これら2つのギアを理解することが不可欠です。次の記事では、従来のメカニズムに対するラックアンドピニオンシステムの長所と短所を取り上げています。
ラックアンドピニオンシステムは、一端に歯を備えた円筒シャフトで構成されたシンプルなリニアアクチュエータです。また、ラックバー、ドライブディスク、およびピニオンギアで構成されています。
ほとんどの場合、ピンをスライドさせるのではなく、主にめん棒で動作します。これは、ラックバーの歯とピニオンギアが噛み合って回転運動を伝達するためです。ラックバーのめん棒はディスクスロット内を移動し、ディスクスロットの両側で回転を促進します。
最初に知られているラックアンドピニオンシステムの使用法は、紀元前200年に水車にそのような歯車が取り付けられていた古代中国にまでさかのぼります。
＃1：ランボルギーニ
はい！ランボルギーニはこのシステムを使用しており、すべてのフラッグシップモデルで使用されています。さらに、このシステムはすべてのランボルギーニ車にユニークなタッチを提供しました。
＃2：ポルシェ
ポルシェは、ステアリング機構にラックアンドピニオンシステムを採用したもう1つのブランドです。そのシステムは、フロントアクスルに取り付けられたダブルウィッシュボーンベースのデザインです。
＃3：シボレーコルベットC6
C6コルベットもステアリングにこのシステムを利用しています。ただし、ランボルギーニとは異なり、ギア駆動ステアリングを備えたラックアンドピニオンシステムは車の後ろに取り付けられています。
＃4：ダッジバイパー
ヴァイパーのラックアンドピニオンシステムは、コルベットが使用しているものと非常によく似ています。シボレーとドッジは、このシステムの設計を共有しています。 1990年から使用されており、大雨、雪、泥などの極端な条件でも効果があることが証明されています。
＃5：鈴木隼
スズキハヤブサはまた、ラックアンドピニオンステアリングシステムを使用して前輪に動力を供給しています。その設計は、直接入力（つまりフィードバック）のみを許可するため、このメカニズムを使用する他の車の設計からのアップグレードです。
＃6：GMCデナリHDトラック
GMCデナリHDトラックは、ドライブトレインにラックとピンを使用するもう1つの車両ブランドです。強力な機械を必要とする産業に最適な大型トラックです。
＃7：フォードF-150ラプター
フォードは、オフロード車であるフォードF-150ラプターでこのシステムを使用しています。彼らが使用するシステムには、リンクごとに3つのジョイントがあり、あらゆる地面での安定性と作業性を向上させます。この機能を使用すると、立ち往生したり道に迷ったりすることを心配せずに、最も過酷な地形でも簡単に操縦できます。
＃8：フォードエクスプローラーSUV
フォードエクスプローラーは、ラックアンドピニオンシステムを使用する別の車両です。このメカニズムにより、車は軽量化され、ターン中の操縦性が向上します。
＃9：BMW7シリーズ
BMWは、1989年のE32シリーズの車から始めて、かなり長い間このシステムを使用してきました。高級ブランドが主に使用していますが、フォードF150のような一般的な車でもラックやピンを使用し始めています。
＃10：アウディR8
アウディはついに、トヨタやホンダシビックのようなほとんどの車両に見られる従来のステアリングの代わりにラックアンドピニオンステアリングシステムを使用することを決定しました。さらに、全体的なパフォーマンスを向上させるアクティブな物理的なリアデフロックが装備されています。
古くから、伝統的なメカニズムは主に風車や水車小屋で使用されてきました。 2つの歯車が噛み合っており、そのうちの1つは回転軸に取り付けられ、もう1つは固定軸に取り付けられています。
各歯車の歯は同じ形にカットされていますが、サイズが異なります。大きい歯車は小さいピニオンに対応し、インボリュート歯車プロファイルと呼ばれます。
＃1：トヨタ
トヨタは、ステアリングシステムに従来のギア機構を採用しています。これが、ほとんどの車が曲がるときにフィードバックが少ない主な理由です。
＃2：ホンダシビック
ホンダもこのようにしていますが、80年代に問題があり、調整が非常に遅かったため、システムに大きな変更が加えられました。クイックロック機能により、アコードのような高速車でもうまく機能するようになりました。
＃3：フィアットトポリーノ/ 500
フィアットトポリーノ/500は、パフォーマンスを向上させるためにラックとピニオンに切り替える前に、最初は従来のステアリングメカニズムを採用していた別の車です。彼らはまた、数十年後のアメリカで普及するまで普及しなかったパワーアシストステアリングシステムの使用を開始したことでも知られています。
＃4：スマートフォーツークーペカブリオ
スマートフォーツークーペカブリオは、従来のステアリングシステムを使用する別の車です。他のブランドほど強力ではないかもしれませんが、それでも車の軽量設計でうまく機能します。
＃5：フォルクスワーゲンビートル
このドイツ製の車両は、従来のギアメカニズムを使用したエンジンを搭載しています。このエンジンによって生成された動力は、手動変速機を介して車輪に伝達されるため、油圧や電子支援を使用せずにギアを切り替えることができます。
＃6：Mitsubishi Lancer Evolution IX MR FQ-400
三菱ランサーエボリューションIXMRFQ-400も、ステアリングシステムに従来のギア機構を採用しています。ただし、ラックとピンを採用しているほとんどの車と同様に、同社は安定性と操作性を向上させるために、リンクごとに3つのジョイントを構築しています。
＃7：日産370Z
日産370Zは、ステアリングシステムに従来のギアメカニズムを使用するもう1つの車です。ワンピースラックを備えていますが、このシステムは、ツーピース設計の他のラックやピニオンに対しても信頼性が高いことが証明されています。
＃8：ホンダNSXタイプSゼロ
ホンダNSXTypeS Zeroは、実用性よりもレースカーとして優先されていますが、それでも従来のギアメカニズムを使用しています。ラックとピンを備えたほとんどの車のように、パフォーマンスと操作性を向上させるために軽量になっています。ただし、これは、誰もそれを使用できないことも意味します。それを処理するには特定のスキルが必要です。
＃9：スバルBRZ
スバルBRZは、ステアリングシステムに従来のギア機構を採用した車です。これは、快適性と手頃な価格を念頭に置いて作られたためです。つまり、上記の車に同じパフォーマンスレベルを期待することはできません。
＃10：アウディR8
アウディR8はまた、従来のステアリングメカニズムを利用しています。同社は1998年からこれを使用しています。残念ながら、最初は信頼性について複数の苦情があり、3つのジョイントに重量が分散していることが懸念されていました。それでも、アウディは最近のモデルでこれらの問題を解決することができました。
ラックアンドピニオンシステムはシンプルであるため、いくつかの欠点があります。ただし、このメカニズムの長所と短所は次のとおりです。
1。正確な管理
このメカニズムの最初で最も重要な利点は、それが提供する正確な制御です。直線運動が可能で、カムやアクチュエータの作成に適しています。
2。高いメカニカルアドバンテージ
ラックアンドピニオンシステムは、トルクを増やしてさらに大きな力を生み出すことができるため、機械的倍率も高くなります。これは、小さな入力力を必要とするが、トラクションドライブシステム、車のボンネットを開く、スイングドアに電力を供給するなどの大きな出力力を生成する多くのプロジェクトで使用できます。
3。広範囲の動き
この歯車の歯のピッチは広いです。したがって、その歯は高速（最大15000rpm）で重い負荷を処理するのに十分な強度があります。ラックバーは、ラック全体を構成する個々のブロックで構成されます。これらのブロックはピニオンギアの歯と噛み合っており、スムーズな操作を実現します。
1。クイックウェアアンドティア
ラックバーは、カムやレバーを使用する他のシステムと比較して、すぐに摩耗する傾向があります。スロット内のめん棒が突然動くと、過度の摩擦が発生します。そのため、ラックナットは常に注油しておく必要があります。
2。高速には不向き
このメカニズムは、ギアが緩い公差なしで互いに噛み合う他のほとんどのギアチェンジメカニズムのギアとは異なり、そのパーツが互いにしっかりと固定されていないため、高速で回転することはできません。このタイプのシステムの回転が速すぎると、ノイズが発生したり、熱が発生したり、損傷自体が発生したり、部品が破損したりする可能性があります。
3。潤滑の必要性
ラックバーは、内部の仕組みがほこり、汚れ、および歯を早期に摩耗させる可能性のあるその他の汚染物質にさらされているため、常に潤滑する必要があります。また、メカニズム全体が外部の汚染を吸収するため、ギアの寿命を延ばすには適切なメンテナンスが不可欠です。
従来のメカニズムには、他のタイプのギアに比べていくつかの利点があります。ただし、いくつかの欠点もあります。
1。一貫したパフォーマンス
このタイプのシステムは、カムやレバーを使用するシステムのように滑りや滑りが発生しないため、非常に信頼性が高く、その動きの範囲全体でトルクが失われることはありません。
2。高精度
この機構の歯車は精度を損なうことなく噛み合うため、歯は常に正しく噛み合い、スムーズな操作が可能です。これは、トラクションドライブシステム、車のボンネットを開く、スイングドアに電力を供給するなど、速度と電力が非常に必要なシステムで使用すると、効率が向上することを意味します。
3。汎用性
このタイプのギアは、カムとレバーを備えた他のほとんどのギアチェンジメカニズムよりもコンポーネントが少ないため、単純な回転運動を必要とするあらゆるアプリケーションで使用できます。これにより、問題が発生した場合の保守と修正も非常に簡単になります。摩耗または破損した部品は、ナット、ボルト、ワッシャーなどを使用して交換します。
1。正確な線形運動を作成することはできません、
従来のメカニズムでは、歯が互いに噛み合うように設計されていないため、線形運動を作成できません。このため、正確な動きやカムやアクチュエータを必要とするシステムでの使用には適していません。
2。時間の経過に伴う激しい傷み
このタイプのギアは、特に適切に潤滑されていない場合、使用時に激しい摩耗が発生します（ラックアンドピニオンシステムで強く推奨されます）。噛み合っているパーツ間の摩擦により、加熱が発生し、最終的にパーツが早期に破損する可能性があります。
3。すべてのアプリケーションで動作するほど用途が広いわけではありません
このタイプのギアはほとんどのギアチェンジメカニズムでうまく機能しますが、トラクションドライブシステム、車のボンネットを開く、スイングドアに電力を供給するなど、高速と精度を必要とするシステムではうまく機能しません。
4。高速
このタイプのギアは、カムやレバーが邪魔にならないため、高速で動作できます。これにより、モーター、巨大なエンジンを搭載したスポーツカー、農地でトレーラーを牽引するトラクターなど、電力要件の高いシステムでの使用に適しています。
それはすべてあなたが成し遂げる必要があることに依存します。車のボンネットを開く必要がある場合、従来のメカニズムは十分に速く動くことができないため、最良の選択ではありません。歯が噛み合って機能するまでに時間がかかりすぎます。このタイプのシステムは、スイングドアやさまざまな機械やギアチェンジシステムに電力を供給するなどの線形運動を作成するのに適しています。
車のボンネットをすばやく開くことができるより高速なオプションを探している場合は、高速と電力要件に対応しているため、ラックアンドピニオンシステムを使用してください。ただし、この種のシステムには欠点があります。定期的に注油しないと、時間の経過とともにすぐに摩耗する傾向があるため、ラックナットに十分な油を塗り、清潔に保つことを忘れないでください。
従来のラックアンドピニオンシステムは、スポーツカーのボンネットを開けたり、トラクターを使用して農場でトレーラーを牽引したりするなど、高速性、精度、耐久性を必要とするアプリケーションに最適です。また、ギアの正確な噛み合いを必要とするギアチェンジメカニズムでも使用できます。ただし、正確な直線運動が必要な場合は、カムやレバーが機能していないとそのような動きを生み出すことができないため、絶対に使用しないでください。
精度が重要なアプリケーションでは、ラックアンドピニオンシステムではなく従来のギアメカニズムを選択します。これは、この種の操作をゼロから行うように設計されているためです。ただし、高い電力要件でより高速に動作できるものが必要な場合は、この種の作業を対象としているため、ラックアンドピニオンシステムを使用してください。
ただし、ラックアンドピニオンシステムは、特に適切なケア（ナットへの注油）が行われていない場合、時間の経過とともに摩耗することに注意してください。これはすべてのギアで正常であり、寿命が短くなり、アプリケーションに適さなくなる可能性があります。激しいレースでの長時間の使用に耐えられない場合は、モータースポーツのように。