1.はじめに

xEVの普及により、自動車部品に求められる性能は大きく変化しています。
特にモーターや減速機を構成する駆動部品では、小型化・軽量化・長寿命化が同時に求められるようになりました。

こうした背景から、部品表面の特性を改善する「ピーニング技術」が改めて注目されています。

2.xEVの普及で何が変わったのか

内燃機関車からxEVへ移行しても、ギヤなどの駆動部品はなくなりません。むしろモーターの高トルク化に伴い、駆動部品にはより高い負荷への対応が求められます。
一方、航続距離の延長（電費向上）には、駆動部品の軽量化に加え、動力の伝達効率を高めることも重要です。つまり、「小さく、軽く、強く、効率よく」という要求が高まっています。

図①｜xEVの駆動システムと主な構成部品

例えばギヤでは、軽量化と伝達効率の向上を図る手段の一つとして、小モジュール化が進んでいます。
しかし、モーターの高トルク化も相まって、設計条件によっては歯面に作用する面圧が大きくなり、耐久性の確保が課題となります。

図②｜ギヤの小型化と耐久性確保の課題

3.ショットピーニングが果たす役割

ショットピーニングは、部品表面に圧縮残留応力を付与することで、疲労き裂の発生や進展を抑制する表面改質技術です。その結果、疲労強度の向上や耐久性の向上が期待できます。

図③｜ウェットショットピーニングによる圧縮残留応力の向上

また、当社のウェットショットピーニングによる評価試験では、処理後の摩耗量が未処理品と比較して約90％減少する結果が得られています。

図④｜ローラーピッチング試験図

図⑤｜摩耗量の比較（当社評価試験）

こうした表面改質は、ギヤなどの駆動部品の高耐久化に向けた選択肢の一つです。なお、摩耗量の低減と、接触疲労によるピッチング・フレーキングの抑制は異なる評価項目です。後者については、用途に応じた評価が重要となります。

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ウェットショットピーニングの適用事例をご紹介

自動車・航空部品への適用事例

ウェットショットピーニングが、 実際の部品にどのように活用されているのかをご紹介します。

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4.xEVでは「表面粗さ」も重要になる

しかし、単純に疲労強度を向上させるだけでは十分ではありません。
xEVは内燃機関車に比べてエンジン由来の騒音が小さいため、駆動ユニット音や振動（NVH）が目立ちやすくなります。

一般的なショットピーニングでは、圧縮残留応力を付与できる反面、粒子の衝突によって表面粗さが増加する場合があります。
ギヤ歯面の表面粗さは、摩擦や動力伝達効率に加え、かみ合い時の振動や騒音にも影響する要素の一つです。
そのため、耐久性の向上と、伝達効率・NVH特性の確保を両立することが課題となります。

この「表面粗さの課題」については、次回、当社独自のウェットショットピーニング専用投射材「SUSTEAR^🄬-P」のご紹介の中で改めて解説します。

5.まとめ

xEV時代の駆動部品には、小型・軽量化と高耐久化に加え、伝達効率やNVH特性への配慮が求められます。
ショットピーニングは、圧縮残留応力の付与を通じて、疲労強度向上に貢献する技術です。

次回は、疲労強度の向上と表面粗さの増加抑制の両立を目指して開発した「SUSTEAR^🄬-P」についてご紹介します。

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✎ 著者情報

グローバルマーケティング部　橘 和寿

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