自動車のシャーシ: 構造、種類、設計トレンド

自動車のシャーシは、エンジン、サスペンション、ステアリング機構などの自動車部品の取り付けと仕様を担っています。自動車のシャーシにはさまざまな種類があり、それによって車両の種類と性能が決まります。

シャーシがなければ、車両は重量を支えることができません。 このことやその他の影響により、企業は効率的な自動車シャーシ設計プロセスのために自動車部品に精通している必要があります。 この記事では、企業がより多くの情報に基づいた意思決定を行えるように、自動車の構造とその一般的な設計トレンドについて説明しました。

自動車用シャーシとは何ですか?

車のシャーシは、車のフレームの耐荷重部分として機能する車のバックボーンであり、車がある地点から別の地点に移動するための最小要件です。 

ステアリング システム、サスペンション システム、燃料タンク、ラジエーター、ブレーキ、ホイール、エンジン、トランスミッション システムなどのすべての自動車機械部品は、車のシャーシに固定されています。

自動車のシャシーの機能

車のシャーシは次の役割を果たします。 

車両の構造的完全性

シャーシは車両を支持し、衝突時の車両の崩壊や変形を決定する構造的枠組みを提供します。 

他のコンポーネントの接続点

ステアリング システムやサスペンション システムなどの自動車部品の取り付けポイントであり、その剛性により適切な位置合わせと取り付けが保証されます。 

重量分散に役立ちます

車のシャーシは、車の荷重を支えて前車軸と後車軸の間で分散し、車を安定させ、扱いやすくします。 

自動車のシャシーの構造

自動車のシャーシにはさまざまな設計がありますが、従来の自動車のシャーシ図には次の構造、キット、コンポーネントが含まれています。 

フレームレール

フレーム レールは、シャーシの耐荷重能力を担うスチールまたはアルミニウムの縦方向の梁です。 さまざまなタイプの車のシャーシを担当するいくつかの設計があります。 たとえば、はしご車のシャーシには XNUMX 本のフレーム レールがあります。

クロスメンバー

クロスメンバーは、フレーム レールを接続する水平ビームで、シャーシの剛性を高め、他の自動車コンポーネントの耐荷重構造としての機能を高めます。

クラッチ

クラッチは、エンジンのクランクシャフトに接続されている車のシャーシの主要部品であり、車のギアボックスから速度を切り離します。 

トランスミッションシステム/ギアボックス

ギアボックスまたはトランスミッション システムは、車両がある地点から別の地点に移動する能力を担うもう XNUMX つの重要なシャーシです。 エンジン速度を車輪に伝達し、さまざまな速度でのパフォーマンスを制御します。 

ユニバーサルジョイント

ユニバーサル ジョイントは、トランスミッションとフロント アクスルの後ろにある小さなコネクタで、あらゆる方向と角度からのねじりモーメントを接続します。 エンジンからホイールにエネルギーを伝達するためにドライブシャフトに使用されます。 

後車軸 

リア アクスルは、駆動輪に動力を伝達するディファレンシャルによって接続された XNUMX つの半分 (ハーフ シャフト) からなるライブ シャーシ コンポーネント (回転します) です。 

ステアリングシステム

ステアリングシステムには油圧式と車両の向きを制御する電動式のXNUMX種類があります。 

ブレーキシステム

ブレーキ システムは、摩擦を利用して車輪の回転エネルギーを熱エネルギーに変換し、車両の速度を下げる役割を果たします。

自動車のシャーシの種類

車のシャーシは、車の重量を支える骨格にたとえられます。 車の性能と能力を決定する主なタイプは XNUMX つあります。 車のシャーシの主なタイプは次の XNUMX つです。

ラダーフレームシャーシ

ラダー フレーム シャーシは、独特のはしごのデザイン (その名前の由来) を持ち、自動車業界で最も古いシャーシです。 XNUMX 本の長くて重い梁が XNUMX 本の小さな梁で支えられているのが特徴です。 

設計に基づいて構築は簡単ですが、非常に重いため、重い材料を運ぶトラックやトレーラーなどの大型車両にのみ適しています。 

福利厚生

• 簡単な構造と組み立てプロセス
• 高い構造的完全性 

デメリット

• ねじり剛性が弱い
• コーナリング能力が低い 
• 非常に重いため、高性能車やハッチバックには不向きです。

バックボーンシャーシ 

バックボーンシャーシは、人間の背骨に似ていることから、その形状に応じて名前が付けられています。 フロントとリアのサスペンションを繋ぐ中空の円筒状のチューブです。 シングル シャーシとも呼ばれ、ねじれに強いためオフロード車で一般的です。 

福利厚生

• オフロード車に最適です。
• 高いねじり靭性 

デメリット

• ドライブシャフトが故障するとシャーシ全体が解体される 
• 製造コストが高い 

モノコックシャーシ

モノコック自動車シャシーでは、フレームとシャシーが一体となって単一のシェルを形成します。 ユニボディ設計としても知られ、SUV、セダン、タクシーなどの現代の普通車で最も一般的なシャーシです。 

福利厚生

• 高いねじり剛性
• ケージのようなデザインでより安全
• 簡単なメンテナンスと修理

デメリット

• フレームとシャーシが融合しているため重量が重い 

チューブラーシャーシ

チューブラー シャーシは、チューブ状のパイプで作られたラダー シャーシ (そのため名前が付けられています) の 3D 派生であり、シャーシの周囲に車両コンポーネントが設計されています。 安全性が高いため、レースカーに採用されています。 

福利厚生

• 同じ重量の他のフレームよりも高い剛性
• 高い強度対重量比 

デメリット

• 複雑な設計と構造を持っています 
• 大量生産には不向き 
• ドラッグカーや通常のレーシングカーに使用
• ドアが高いためキャビンへのアクセスが困難 

一般的な自動車シャーシのプロセス

自動車業界で使用される自動車シャーシのプロセスは、自動車シャーシの部品、種類、構成材料、設計、生産量などの要因によって異なります。 一般的な製造プロセスには次のようなものがあります。  

板金製作 

板金加工 自動車製造業界に不可欠な一連の製造技術であり、自動車のシャーシ製造に適しています。自動車のシャーシ部品に適した板金加工は、次の3つに分けられます。

切断技術 

レーザー切断、プラズマ切断、およびシャーリングは、シャーシを作成するための切断技術です。

• レーザー切断

レーザー切断技術では、集束レーザー ビームを使用して金属板を溶解および蒸発させ、正確な切断面を残します。 複雑な形状をしており、厳しい公差が必要なため、精度が高く、車のシャーシに適しています。

• プラズマ切断

プラズマ切断技術は、プラズマ（高速イオン化ガス）を使用して自動車のシャーシを製造するための板金を切断します。 厚い材料に適していますが、正確で高効率でもあります。 

• 剪断

シャーリング技術では、シャーラーを使用して板金部品を切断します。 他の XNUMX つほど精密ではないため、厳しい公差を必要としないフレーム レールなどのシャーシ部品の製造に適用できます。

成形技術

曲げやスタンピングなどの冷間成形プロセスを使用して、板金を成形してシャーシ コンポーネントを形成します。 

• 曲げ 

曲げ技術では、プレス ブレーキ機を使用して板金を変形させ、角度や曲線を作成してシャーシ パーツを形成します。  

• スタンピング

スタンピングまたはプレスでは、金型を板金に押し込んで同一の部品を大量に作成します。

接合技術

溶接とリベット 自動車のシャーシを製造および組み立てるための板金技術です。 

• 溶接  

溶接技術では、熱を使用してシャーシの XNUMX つの部分を接合します。 シャーシの製造に使用される溶接技術の例には、TIG 溶接や MIG 溶接などがありますが、溶接技術の選択は材料によって異なります。 

• リベット 

リベット留めでは、リベットを穴に挿入し、変形させて形成された接合部を固定します。 異種金属の接合に適したオプションであり、シャーシやその他の自動車部品の接合に使用されます。 

CNC加工

In CNC加工リベット留めが必要なシャーシ部品の製造や穴あけには、フライス加工、旋削、穴あけ、旋盤加工などの技術が使用されます。 

ダイカスト

In ダイカストダイカストでは、溶融金属を金型に注入し、凝固すると金型の形状と設計になり、フレームレールやクロスメンバーなどの部品が製造されます。ダイカストはシャーシ全体を製造できないため、シャーシ構造では一般的ではありません。

車のシャーシによく使われる材料  

車のシャーシの製造には多くの材料が使用されますが、このセクションでは一般的な材料とその機械的特性について説明します。

鋼鉄

スチールは機械加工性に優れており、シャーシ構造に最も一般的な材料です。 いくつかのグレードの鋼には、強度、耐食性、耐久性、溶接性、成形性に優れた炭素鋼と、展性があり、丈夫で自動車のシャーシ構造に適した低炭素軟鋼または普通炭素が含まれます。 

アルミ 

アルミニウムは軽量、高強度、高剛性であり、燃費が良く、耐食性にも優れているため、車のシャーシの製造に適しています。

複合材料 

カーボンファイバーエポキシやガラスファイバー複合材などの複合材料は、軽量で強度があり、環境に優しく、シャーシ構造では一般的ですが高価な材料です。 

マグネシウム合金

AZ91D（アルミニウムとマグネシウムの合金）などのマグネシウム合金は、軽量、高強度、耐食性に優れているため、高性能車やレースカーのシャーシを構成するのに適しています。

自動車シャーシの一般的な表面仕上げ

自動車部品メーカーは、車のシャーシの機能を向上させるために表面仕上げを使用します。

研削

研削 シリコンカーバイドやダイヤモンドなどの研磨材の混合物の層を介してワークピースの表面を機械のラップに擦り付けることで表面の欠陥を除去するフラットラッピングマシンを使用します。 

研磨

研磨 自動車のシャシー製造の最終段階または後期段階で使用され、肉眼では見えない部品の小さな欠陥を改善することを目的としています。

亜鉛メッキ 

亜鉛メッキでは、シャーシ部品に亜鉛コーティングを施し、腐食や摩耗に対して耐性のある強力な仕上げを施しますが、露出すると損傷する可能性があります。

陽極酸化

陽極酸化 主にアルミニウム シャーシに使用され、部品に薄くて硬い耐腐食性の層を形成するため、過酷な環境条件でも機能します。亜鉛、チタン、マグネシウムにもこの仕上げオプションを使用できます。

絵画 

絵画 シャーシの一部または全体を長期耐腐食性を備えた塗料でコーティングします。 

カスタムカーシャーシ部品の設計トレンド

自動車のシャーシ設計の将来を形作る設計トレンドは次のとおりです。

軽量素材の使用

車のシャーシなどのコンポーネントにアルミニウム、カーボンファイバー、チタンなどの軽量素材を使用すると、シャーシの構造的完全性に影響を与えることなく車両の重量が軽減されます。

電動パワートレインの統合

電動パワートレインを車のシャーシ設計に統合すると、重量配分、車のハンドリング、燃料消費効率が向上します。 

モジュラーシャーシプラットフォーム

モジュール式シャーシ プラットフォームを使用すると、自動車メーカーは異なる車種に同じシャーシを使用できるため、柔軟性が向上し、生産コストが削減されます。

コネクテッドビークル技術

コネクテッドビークルテクノロジーは、リモート診断機能や予知保全機能を可能にするため、シャーシの設計と運転体験を向上させます。 

安全機能

衝突警告や緊急ブレーキなどの安全機能を自動車のシャーシ設計に組み込むことは、より良い運転体験につながります。 

まとめ

この記事では、読者が構造を理解できるように自動車のシャーシについて説明しますが、評判の良い 部品製造サービス 自動車設計の経験があれば、高品質のシャーシ製造が可能になります。 ジンティロン、当社はそのような方々のために、品質重視のカスタムダイカストおよび CNC 機械加工プロセスを提供しています。今すぐお問い合わせいただき、あなたのプロジェクトを実現させてください。

よくあるご質問

レースではどのタイプの車のシャーシが使用されますか?

典型的なレースカーのシャーシは、チューブラーシャーシ、オフロードレースカーのロールケージ、F1 のモノコックです。

私の車の車台番号はどこにありますか?

車台番号の場所は車のモデルとメーカーによって異なりますが、一般的な場所は、運転席側の下隅にあるダッシュボード、運転席ドアフレーム、およびエンジン ベイの内側です。

車のフレームは車のシャーシと同じですか?

いいえ、両方の自動車部品は異なります。 車のシャーシは、車の荷重を支え、ステアリング システム、ブレーキ システム、リア アクスル、サスペンションなどのコンポーネントが取り付けられる車の骨格フレームです。 対照的に、フレームはシャーシが取り付けられる車体です。 1940年代まではシャシーとフレームが分離していましたが、それらが融合したものがモノコックフレームやユニボディカーデザインとなっています。