三輪バイクや一部の小型トラック、バンについて話す際、よく「この車軸はフルフローティング式」「あの車軸はセミフローティング式」といった表現が使われます。ここでいう「フルフローティング」と「セミフローティング」とは、具体的にどういう意味なのでしょうか？以下で詳しく解説します。
いわゆる「フルフローティング」と「セミフローティング」とは、自動車の車軸の取り付け支持方式を指します。周知のとおり、ハーフシャフトは、ディファレンシャルと駆動輪の間でトルクを伝達するソリッドシャフトです。内側はスプラインを介してサイドギアに接続され、外側はフランジを介して駆動輪のハブに接続されます。ハーフシャフトは非常に大きなトルクを負担する必要があるため、非常に高い強度が求められます。一般的に、40Cr、40CrMo、40MnBなどの合金鋼が焼入れ焼戻しおよび高周波焼入れ処理に使用されます。研削加工により、コアは優れた靭性を持ち、大きなトルクに耐え、一定の衝撃荷重にも耐えることができ、さまざまな条件下での自動車のニーズを満たすことができます。
ハーフシャフトの支持方式の違いにより、ハーフシャフトは「フルフローティング」と「セミフローティング」の2種類に分けられます。ここでよく言及されるフルフローティングアクスルとセミフローティングアクスルは、実際にはハーフシャフトの種類を指しています。ここでいう「フローティング」とは、アクスルシャフトを取り外した後の曲げ荷重のことです。
いわゆるフルフローティングハーフシャフトとは、ハーフシャフトがトルクのみを負担し、曲げモーメントを一切負担しない構造のことです。このハーフシャフトの内側はスプラインを介してディファレンシャルサイドギアに接続され、外側にはフランジプレートがあり、ボルトでホイールハブに固定されています。ホイールハブは2つのテーパーローラーベアリングを介して車軸に取り付けられています。このようにして、ホイールへの様々な衝撃や振動、そして車両の重量がホイールからハブ、そして車軸へと伝達され、最終的に車軸ハウジングによって支えられます。車軸はディファレンシャルからホイールへトルクを伝達し、車を駆動します。この過程で、ハーフシャフトの両端はトルクのみを負担し、曲げモーメントは一切負担しないため、「フルフローティング」と呼ばれます。次の図は、自動車のフルフローティングハーフシャフトの構造と取り付け方法を示しています。その構造的特徴は、ホイールハブが2つのテーパーローラーベアリングを介して車軸に取り付けられ、ホイールがホイールハブに取り付けられ、支持力が直接車軸に伝達され、ハーフシャフトがハブを貫通し、8本のネジがハブに取り付けられてトルクをハブに伝達し、ホイールを回転させる点にある。
フルフローティングハーフシャフトは分解や交換が容易で、ハーフシャフトのフランジプレートに固定されている固定ボルトを外すだけでハーフシャフトを取り外すことができます。ただし、ハーフシャフトを取り外した後も車全体の重量はアクスルハウジングによって支えられ、地面に確実に駐車することができます。欠点は、構造が比較的複雑で、部品の品質が高いことです。自動車で最も広く使用されているタイプで、ほとんどの小型、中型、大型トラック、オフロード車、乗用車にこのタイプのアクスルシャフトが使用されています。
いわゆるセミフローティングハーフシャフトとは、ハーフシャフトがトルクだけでなく曲げモーメントも負担することを意味します。このようなアクスルシャフトの内側はスプラインを介してディファレンシャルサイドギアに接続され、アクスルシャフトの外端はベアリングを介してアクスルハウジングに支持され、ホイールはアクスルシャフトの外端の片持ち梁に固定されています。このようにして、ホイールに作用するさまざまな力とそれに伴う曲げモーメントは、ハーフシャフトに直接伝達され、ベアリングを介して駆動アクスルハウジングに伝達されます。車が走行しているとき、ハーフシャフトはホイールを回転させるだけでなく、ホイールを回転させて車の全重量を支えます。ハーフシャフトの内側端はトルクのみを負担し、曲げモーメントは負担しませんが、外端はトルクと全曲げモーメントの両方を負担するため、「セミフローティング」と呼ばれます。次の図は、自動車のセミフローティングハーフアクスルの構造と取り付けを示しています。その構造的特徴は、外端がテーパー面とキーを備えたテーパーローラーベアリングとハブに固定・支持され、外向きの軸方向力がテーパーローラーベアリングによって伝達され、内向きの軸方向力がスライダを介して反対側の半軸のテーパーローラーベアリングに伝達される点である。
半浮動式ハーフシャフト支持構造はコンパクトで軽量ですが、ハーフシャフトにかかる力が複雑で、分解・組み立てが不便です。車軸を取り外すと、車体を地面に支えることができなくなります。一般的には、小型バンや、積載量が少なく、ホイール径が小さく、後部に一体型車軸を備えた小型車両、例えば一般的な武陵シリーズや宋華江シリーズなどにのみ適用可能です。
投稿日時：2022年8月4日