【自動車用語辞典:駆動方式「デファレンシャルギア」】左右輪の回転差を吸収してスムーズな旋回を実現するメカニズム

■高性能車には作動を制限するLSDという仕組みも

●スポーツ走行やドリフトではチューニングの重要項目

クルマがコーナーを曲がるときには、左右のタイヤの進む距離は違います。デファレンシャルは、左右駆動輪の中間に位置し、左右輪の回転差を吸収してスムーズに旋回させる機構です。

デフの構造や作動原理について、解説していきます。

●なぜデファレンシャルは必要か

クルマがコーナーを曲がるときには、左右(内側と外側)のタイヤの進む距離は異なります。もし両方のタイヤの回転数が同じだとすると、内側のタイヤは路面をスリップしながら回転することになり、タイヤは摩耗しドライブシャフトへも大きな負荷がかかります。

これを解決するのが、状況に合わせて左右輪の回転差を吸収してスムーズに旋回させるデファレンシャル(以下略してデフ)機構です。

●デフの構造

デフは、ファイナルギアの内部に4個の円錐形のベベルギアを組み合わせて構成されています。
タイヤを駆動させるドライブシャフトは、デフのリングギアに直接繋がっているわけではありません。

リングギアの回転は、デフケース、ピニオンシャフト、ピニオンギア、サイドギアを介してドライブシャフトに伝えられます。リングギアは、デフケースと一体となっており同じ方向に回転します。

デフケースには、ピニオンギアが貫通しており、ピニオンギアシャフトがデフケースと一緒に回転することにより、ピニオンギアと噛み合っている左右のサイドギアを介して車輪に回転が伝えられます。

●デフの作動

・左右駆動輪の同じ回転を伝える直進走行

リングギアと一体となっているデフケース内にあるピニオンギアは、ピニオンギアシャフトと一緒にドライブシャフトの周りを回転(公転)し、左右のサイドギアに同じ回転を伝えます。このとき、ピニオンギア自体は回転していません。

・左右駆動輪に異なる回転を伝える旋回走行

旋回時には、左右の駆動輪の回転数は異なります。回転数が同じだと、曲がることはできません。外輪は、内輪よりも多く回転しようとします。外輪側のサイドギアは、内輪側のサイドギアよりも多く回転しようと、左右のサイドギアで回転抵抗の差が生じます。

このときピニオンギアが自転を始めて、左右のサイドギアに異なった回転を伝えます。これを差動効果といい、スムーズな旋回を実現します。

●LSD(リミテッドスリップデフ)

駆動輪の片方がぬかるみに入ってしまうと、その駆動輪にかかる回転抵抗は大きく減少します。デフは抵抗の少ない方により多く回転を与えてしまうので、空転してしまいます。もう一方の駆動輪は、デフから回転が伝わらないので、結局クルマはスタックしてしまいます。

このデフの弱点をカバーするのが、LSD(リミテッドスリップデフ)やデフロックでデフによる作動効果に制限を加えた装置です。

一般的な4WD車や高性能スポーツ車では駆動輪の空転を抑えるため、状況によって自動的に高回転側から低回転側にトルクを移して同回転にするLSDやデフロックを装備しています。


デフは、スムーズに旋回するために不可欠な装置ですが、普段はその効果の有難みを感じることはありません。
ただし、スポーツ走行やドリフト走行を好む人にとっては、クルマの性格が変わるほどの影響力があり、チューニングの対象です。

(Mr.ソラン)

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