ファイナル・ギヤのこと

　クルマのファイナル・ギヤ（最終減速機）とは、一般的にデファレンシャル・ギヤ（通称デフ）と一体であることから、総称してデフと呼ばれることが多いと思います。しかしここでは、あくまでもデフは別として、ファイナル・ギヤのことに限定して記してみます。
　現在は横置きエンジン搭載のＦＦ車（ジアコーサ・ドライブ）が主流ですから、エンジン出力軸と車軸とは平行です。従って、ＦＦ車のトランスアクスル（トランスミッションとファイナル＆デフ・ギヤが一体となったもの）における、ファイナル・ギヤはヘリカル・ギヤ（ギヤの歯が斜めに噛み合うギヤ形態）が普通です。これに対し、ＦＲ車やＦＦ車でも縦置きエンジンでは、エンジン出力軸と車軸は９０度の回転方向の変換を行う必用があります。この様な９０度の変換は、簡易なものとしてはベベル・ギヤ（傘歯歯車）が使用されます。しかし、ファイナル・ギヤの様な高トルク下の過酷な条件かつ静粛性を求められるものとして、ハイポイド・ベベル・ギヤ（以下ハイポイド・ギヤと記す）という方式が一般的となっています。
　このハイポイド・ギヤですが、ベベル・ギヤを基本とし９０度の伝達方向の変換を行いますが、ヘリカル・ギヤと類似することですが歯面に捻りを加え噛み合いをスムーズにしています。さらに、入力側軸と出力側軸に対して下側にオフセットさせることで、入力側となるピニオンギヤと出力側となるリングギヤの噛み合う歯面長を稼ぐことで許容トルクの増加や耐久性の向上を図っています。なお、この下側オフセットにより、プロペラシャフトの高さを下げ、車体フロアのセンタートンネルを低くするという副次効果を得ています。
　さて、このハイポイド・ギヤの製作ですが、我が国でもモーターリゼーションの黎明期には、外国製の専用工作機械を導入したりと、苦労しつつ製造してきたことが伝えられています。一般的にギヤを歯切り切削加工には、ホブ盤（マシン）と呼ばれる工作機械が使用されるそうです。しかし、ハイポイド・ギヤには専用の工作機械が必用になります。また、歯切り加工が完了したハイポイド・ギヤは、リングギヤとピニオンギヤの正規の位置関係での組み合わせ状態において、ラッピング（摺り合わせ）が為されて完成するそうです。ですから、ハイポイド・ギヤはリングギヤとピニオンギヤ・セットでの供給となりますし、その組み付けについても正規の位置関係、つまり正常な歯当たりとなるよう留意することが求められます。
　最後に、ファイナル・ギヤとしてのギヤ比（減速比）ですが、エンジンの出力トルクの大小だとかクルマの用途（乗用、貨物など）により決定されます。なお、レーシングカーとかラリーカーにおいては、そのコースに応じて変更している様です。なお、実際の減速比を例示しますと4.111だとか3.029とか割り切れない歯数の組み合わせ数値となっています。これは、同一歯だけに常に高負荷が負担されることのない様にという配慮によります。