駆動系

車の心臓部である原動機が生み出した力は、そのままでは路面に伝えることができません。原動機の回転運動をタイヤに伝え、車を動かすためには、いくつかの部品を経由する必要があります。この一連の動力の伝達過程で、どうしても力の損失は避けられません。 原動機が生み出した力のうち、実際にタイヤに伝わり、車を走らせる力に変換される割合を動力伝達効率といいます。動力伝達効率は割合で表され、この値が高いほど、原動機の力が無駄なくタイヤに伝わっていることを示します。反対に、動力伝達効率が低い場合は、原動機の力が途中で失われていることを意味し、燃費の悪化につながります。 力の損失は、主に部品同士の摩擦や、潤滑油による抵抗によって発生します。例えば、歯車と歯車が噛み合っている部分や、軸受といった回転部分では、摩擦が生じ、熱エネルギーに変換されて失われてしまいます。また、部品の動きを滑らかにするために用いる潤滑油も、抵抗となってエネルギーの損失につながります。 動力伝達効率を高めるためには、これらの摩擦や抵抗を減らすことが重要です。部品の精度を高め、より滑らかに動くようにしたり、摩擦抵抗の少ない潤滑油を使用するなどの工夫が凝らされています。近年では、従来の歯車式に代わり、ベルトやチェーンを用いることで摩擦抵抗を低減する技術も開発されています。また、原動機が生み出す力の制御技術も進歩しており、必要な時に必要なだけ力を発生させることで、無駄なエネルギーの消費を抑えることが可能になっています。 動力伝達効率の向上は、燃費向上に直結する重要な要素です。技術の進歩により、様々な部品や制御技術が開発され、より効率的に動力を伝える工夫が凝らされています。今後も更なる技術革新により、動力伝達効率は向上していくと期待されます。

車は、路面を走る際に様々な振動を起こします。その中でも、不快な上下振動であるトランピング現象について解説します。トランピングは、左右の車輪が交互に上下に動くことから「じだんだ振動」とも呼ばれ、まるで子供が遊んでいるシーソーのように動きます。この現象は、路面の凹凸や車の速度、車体重量のバランスといった様々な要因が複雑に絡み合って発生します。乗員や荷物も車体の一部として振動に影響を与えるため、乗車人数や荷物の量によっても振動の大きさが変わることがあります。 トランピングが発生する仕組みを考えてみましょう。路面の凹凸を車輪が乗り越える際に、車体は衝撃を受けます。この衝撃は、ばねと緩衝器（ショックアブソーバー）を通して車体に伝えられます。通常、これらの装置は衝撃を吸収し、滑らかな乗り心地を保つ役割を果たしています。しかし、特定の速度域で走行した場合、路面からの衝撃の周期と車体の固有振動数が一致してしまうことがあります。この共振現象により、車体の振動が増幅され、トランピングが発生するのです。共振はブランコを漕ぐ動作と似ています。タイミング良く力を加えることで、ブランコの揺れは大きくなります。車の場合も同様に、路面からの入力と車体の振動の周期が一致すると、振動が大きくなってしまうのです。 トランピングの発生には、車の設計も大きく関わってきます。例えば、ばねの硬さや緩衝器の減衰力、車体の重量バランスなどが適切に設計されていないと、トランピングが発生しやすくなります。タイヤの空気圧も重要な要素です。空気圧が適正値から外れていると、路面からの衝撃をうまく吸収できず、トランピングを助長してしまう可能性があります。また、エンジンの出力特性も間接的にトランピングに影響を与えることがあります。急激な加速や減速は、車体の姿勢変化を招き、トランピングを誘発する可能性があるため、滑らかな運転を心がけることも大切です。

動力を受け取って車輪を回転させる部品、駆動軸。この駆動軸は、路面の凹凸や車の動きに合わせて上下左右に揺れます。この揺れ動きを滑らかに吸収し、常に安定した動力を車輪に伝える工夫が等速継手です。その一種である『引張り継ぎ手』は、かつて農作業で活躍するトラクターや、戦場で使われる軍用車両で広く使われていました。これらの車両は、舗装されていないでこぼこ道を走ることが多く、路面からの衝撃や振動は大きな問題でした。そこで、駆動軸の角度変化を滑らかに吸収し、安定した動力の伝達を可能にする新しい仕組みが求められました。 この課題を解決するために開発されたのが、ベンディックス社による『引張り継ぎ手』です。これは初期の等速継手の一つで、でこぼこ道など、厳しい環境での使用に耐えられるよう頑丈に設計されました。特に、第二次世界大戦中は、戦場で活躍する軍用車両にとって、その信頼性の高さと壊れにくさが高く評価されました。悪路でも安定して走れるようになったことで、戦場での車両の動きを格段に向上させることに貢献したのです。 『引張り継ぎ手』は、複数の部品が組み合わさってできています。動力を伝える軸の先端には、複数の溝が彫られた球状の部品が取り付けられています。この球状部品は、外側の受け皿となる部品の中に収まっており、駆動軸が上下左右に動いても、球状部品は受け皿の中で自由に動くことができます。この球状部品と受け皿の組み合わせによって、駆動軸の角度変化を吸収し、常に安定した動力を車輪に伝えることが可能になったのです。『引張り継ぎ手』は、その後の等速継手の技術発展に大きな影響を与え、自動車の歴史における重要な出来事の一つと言えるでしょう。