【用語解説】ステアリングの仕組み


ステアリングとは自動車の方向を変えるための操舵装置の事です。
構造は比較的簡単で、ハンドルの操作に対してステアリングシャフトが回転し、その回転力をラック&ピニオンという装置で横方向の動きに変換します。横方向に変換された動きはタイロッドからタイロッドエンドに伝えられ、タイロッドエンドが押したり引いたりすることで、フロントホイールの向きを変え、自動車の進む方向を決定しています。

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ラック&ピニオン

ラック&ピニオン部は、ピニオン部に縦に切られたピニオンギアと、ラック部の板状のパーツに切られたラックギアが噛み合う事で、回転力を横方向の動きに変換しています。また、パワーステアリングの場合はエンジンでポンプを作動して得られた圧力を使って、このラック部の動きを補助し、軽い力でステアリングを操作出来るように工夫がなされています。

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アッカーマンリンク

ステアリング機構の根幹をなす仕組みが、アッカーマンリンクといわれるものです。
このアッカーマンリンクは、台形のリンク機構の延長線が後輪の車軸上で交わるように出来ていて、ステアリングを操舵した際には、内側のタイヤよりも外側のタイヤの方が大きく切れるようになっています。この為に各タイヤの旋回円の中心が一致するので、安定してカーブを曲がることができます。実際にはタイロッドからラック&ピニオンまでが、リンク機構の台形の上辺に相当します。また、各ホイールは車軸上にの、タイヤを支えるアームの支点を中心に左右に方向を変えています。

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パワーステアリング

パワーステアリングとは、ステアリングの操作力を軽減するための装置です。油圧式と電動式があり、油圧式はエンジンの力を使ってポンプを動かし、その力をステアリングフルードを介してステアリングに伝え、ステアリングの操舵力を補助、軽減するための装置です。

電動式は、モーターの力を使って直接ステアリングの操舵力を補助、軽減するための仕組みです。エンジンの力を使わないので燃費の面で有利という特徴があり、最近は多くの自動車で採用されています。初期の電動式パワーステアリングはプログラムの制御が不十分で、油圧式に比べて操舵フィールが不自然になるという欠点がありましたが、最近ではこの欠点も徐々に改善されています。

モーターを使って直接ステアリングを操作できるため、車線を逸脱しようとする自動車を自動的に操舵して、正しいポジションに戻すということも可能です。将来的には自動運転にも繋がる重要な技術です。

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akiroo

クルマ好きの40代男性。現在病気のため療養中です。

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猛暑のおかげでしつこい「切れ痔」も徐々に回復。病院にいくのは恥ずかしいのでこのまま自然治癒してくれ!(2018年7月)

現在、古い「試乗関連」の過去記事を全面書き換え中。その分、新しい記事の投稿が少なくなります(2018年4月〜)