左右で長さが違う駆動軸

左右で長さが違う駆動軸

エンジン配置と駆動軸

自動車の心臓部である原動機は、車体への搭載位置や動力を車輪へ伝える駆動軸の配置によって、様々な組み合わせが存在します。

前輪を駆動する車の場合、原動機を車体の幅方向に横向きに配置するのが主流です。こうすることで、原動機が占める空間を小さく抑えられ、車室内の空間、特に後部座席の足元を広々とお使いいただけます。また、部品点数を減らせるため、製造費用を抑えることにも繋がります。

しかし、この横置き配置には、駆動軸の長さに違いが出てしまうという問題点も存在します。原動機の力は、変速機を通じて左右の車輪に伝えられます。横置き配置の場合、変速機の出力軸が車体の中心からずれた位置に配置されるため、左右の駆動軸の長さを同じにすることができません。どうしても左右で駆動軸の長さが異なってしまうのです。

この駆動軸の長さの差は、様々な面に影響を及ぼします。例えば、左右の車輪への動力の伝わり方に差が生じ、加速時にハンドルが取られるといった現象が発生することがあります。また、駆動軸の長さが異なることで、左右それぞれの駆動軸にかかる負担も異なってきます。部品の摩耗や劣化の進行度に差が出やすく、定期的な点検整備の際に左右で交換時期がずれる場合もあります。さらに、駆動軸は回転しながら動力を伝えるため、長さの違いによって振動が発生しやすくなることもあります。この振動は、乗り心地の悪化や騒音の原因となる可能性も懸念されます。

このように、前輪駆動車の原動機横置き配置は、車内空間の拡大に大きく貢献する一方で、駆動軸の長さの違いによる様々な課題も抱えています。自動車技術者は、これらの課題を解決するために、様々な工夫を凝らしています。例えば、駆動軸の材質や構造を工夫することで、長さの違いによる影響を最小限に抑える努力が続けられています。

駆動軸の長さとねじれ

車は、動力の源である機関の回転を車輪に伝えることで走ります。この回転を伝える重要な部品の一つに駆動軸があります。駆動軸は、いわば回転を伝えるための棒です。駆動軸の長さの違いは、ねじれに対する強さに影響を与えます。ねじれに対する強さを、ねじれ剛性と言います。棒が長ければ長いほど、ねじれやすくなるため、ねじれ剛性は低くなります。

機関を車体の幅方向に配置する横置き機関の前輪駆動車の場合、左右の駆動軸の長さが異なります。多くの場合、左側の駆動軸の方が長くなります。そのため、左側の駆動軸は右側の駆動軸に比べてねじれやすく、ねじれ剛性が低くなります。駆動軸がねじれると、回転する力がうまく伝わらず、車の動きに影響が出ます。

具体的には、ハンドル操作に影響が出ます。真っ直ぐ走ろうとしても、左右の駆動軸のねじれ剛性の違いにより、左右の車輪に伝わる回転力に差が生じ、車が左右に揺れたり、真っ直ぐ走りにくくなることがあります。また、ハンドルを切った時の感覚も変わってきます。思い通りに曲がれない、あるいは思った以上に曲がってしまうなど、運転のしにくさにつながることがあります。

特に、動き出す時や速度を上げようとする時のように、機関から大きな回転力が発生する際には、駆動軸のねじれも大きくなり、その影響が顕著に現れます。左右の駆動軸の長さの違いによるねじれ剛性の差は、車の安定した走行や運転のしやすさに影響を与えるため、車を作る上では重要な要素となります。

長さの違いによる影響

車軸の長さが左右で異なると、運転に様々な影響が出ます。その中でも特に顕著なものが「トルクステア」と呼ばれる現象です。これは、アクセルを踏んで加速する際に、ハンドルが意図せず左右どちらかに取られてしまう現象のことを指します。

このトルクステアは、左右の車軸の長さが異なることで発生する駆動力の差によって引き起こされます。車が前進するためには、エンジンが生み出した力をタイヤに伝えて地面を蹴る必要があります。この力を伝えるための部品が車軸です。

左右の車軸の長さが違うと、長い方の車軸は回転する際にねじれが生じやすくなります。このねじれにより、エンジンからタイヤへの力の伝達が効率的に行われなくなり、結果として路面を蹴る力が弱まります。反対に、短い方の車軸はねじれが少ないため、より効率的に地面を蹴ることができ、大きな駆動力を発生させます。

左右の駆動力に差が生じると、車は駆動力の強い方に引っ張られるため、ハンドルが取られてしまうのです。例えば、右側の車軸が長く左側の車軸が短い場合、左側の駆動力が強くなるため、ハンドルは左に取られます。

このトルクステアは、運転の快適さを損なうだけでなく、安全面にも悪影響を及ぼします。ハンドル操作が不安定になると、正確な運転が難しくなり、事故につながる危険性も高まります。

そのため、車軸の長さは左右均等に設計されることが一般的です。製造過程での誤差を極力減らし、左右の車軸の長さの差を最小限にすることで、トルクステアを抑制し、安全で快適な運転を実現しています。

長さの差を解消する工夫

車は、エンジンが生み出した力をタイヤに伝え、私たちを目的地まで運んでくれます。その力の伝達において重要な役割を担うのが駆動軸です。駆動軸は回転しながら力を伝えるため、左右の長さが異なると、力の伝わり方にムラが生じ、様々な問題を引き起こす可能性があります。例えば、ハンドルが取られたり、乗り心地が悪化したりすることがあります。

左右の駆動軸の長さの差による悪影響を解消するために、自動車メーカーは様々な工夫を凝らしています。一つは、長い方の駆動軸の太さを調整することです。長い駆動軸は、短い駆動軸に比べてねじれやすく、回転する際に不安定になりがちです。そこで、長い方の駆動軸を太くすることで、ねじれに対する強さを高め、短い駆動軸とのバランスを整えています。

もう一つの工夫は、中間支持軸受けと呼ばれる部品の追加です。長い駆動軸は、その長さゆえに振動しやすいため、中間支持軸受けを用いて支えることで、振動やねじれを抑え、安定性を向上させています。この中間支持軸受けは、駆動軸を適切な位置で支え、回転を滑らかにする重要な役割を果たしています。

さらに、設計の段階から、左右の駆動軸の長さをできるだけ同じにするための工夫も凝らされています。エンジンの配置や駆動方式などを工夫することで、左右の駆動軸の長さの差を最小限に抑え、より滑らかで安定した走りを実現しています。これらの技術は、コンピューターによる高度な設計技術によって支えられており、日々進化を続けています。

このように、左右の駆動軸の長さの差を解消するための様々な工夫により、私たちは快適で安全な運転を楽しむことができるのです。

今後の技術開発

車は、時代と共に大きく変わってきました。その変化を支えているのが技術の進歩です。動力源を伝える重要な部品である駆動軸も、例外ではありません。これまで、車はガソリンや軽油といった燃料で走るものが主流でした。そのため、エンジンの力をタイヤに伝える駆動軸は、大きな力に耐えられるよう、頑丈に作られてきました。

しかし、近年は環境への配慮から、電気で走る車が増えています。電気で走る車は、ガソリンで走る車とは構造が大きく異なります。そのため、駆動軸の設計も大きく変わってきています。例えば、電気で走る車では、左右のタイヤそれぞれにモーターを取り付ける方式が増えています。この方式では、左右の駆動軸の長さが同じになり、左右のタイヤの回転差をなくすことができます。従来の、エンジンから伸びる一本の駆動軸を左右に振り分ける方式では、左右の駆動軸の長さが異なり、左右のタイヤの回転に差が生じていました。この回転差は、車の動きを不安定にする原因の一つでした。

新しい素材の開発も進んでいます。より軽く、より強い素材を使うことで、駆動軸の性能をさらに高めることができます。軽い素材を使うことで、車の燃費を良くすることができます。また、強い素材を使うことで、駆動軸の耐久性を向上させることができます。

設計技術の向上も重要な要素です。コンピューターを使った設計技術を使うことで、より複雑な形状の駆動軸を作ることができるようになりました。複雑な形状にすることで、駆動軸のねじれに対する強さを高めることができます。ねじれに対する強さを高めることで、車の運動性能を向上させることができます。

これらの技術革新は、車をより快適に、より環境に優しくするために、これからも続いていきます。私たちは、これらの技術の進歩によって、より良い車社会を実現できると信じています。