自動車のハンドル 自動車内部の何を操作しているのか。 ハンドルを切る、つまり回転させると車は進路を曲げることができます。

Question

このとき、ハンドル操作が自動車のパーツのどこに作用しているのかを知りたいです。

以下は私がどこまで理解しているのかを記すものです。

車が曲がるには、左右の車輪が異なる回転数で回る必要がありますよね。

例えば左折するなら左のタイヤはゆっくり、右のタイヤはすばやく。

左右のタイヤの回転数を変えるパーツが差動装置、デフと呼ばれるものです。

デフ内部には、まずエンジンからの動力を伝えるピニオンギアがあります。

ピニオンギアから回転を受け取る、輪っか状のリングギアがあります。

リングギアの輪の内側に固定されているスパイダーギアと、左右のタイヤをつなぐ2つのサイドギアがかみ合っています。

直進時、スパイダーギアはリングギアに伴って回転するのみです。

これにより、左右のサイドギアは同じ速度で回転します。

一方、左折時にはスパイダーギアが自転することにより、左のサイドギアは前進する方向とは逆向きの回転を受けて減速。右のサイドギアは前進する方向と同じ向きの回転を受けて加速。

これにより左右のタイヤで回転速度に差がついて、車は曲がることができると。

ここでわかっていないのは、①スパイダーギアはどこから力を受けて自転を始めるのか、②左右のタイヤの回転速度が変わるだけで、本当に曲がることができるのか

の２点です。

解説よろしくおねがいします。

Answer 1

あくまでもハンドルの操作は前輪のナックルの進行方向を変えるだけです。
これにより前輪にスリップ角が付いて前輪で内向きにコーナリングフォースが発生します。
前輪のコーナリングフォースで車体が回転することで車体と平行である後輪と、路面でスリップ角が付いて後輪にコーナリングフォースが発生します。
前輪と後輪のコーナリングフォースのバランスでクルマが内側に曲がっていきます。
クルマが「曲がる」と「回転する」は別モノです。

ディファレンシャルは曲がる際に発生するタイヤの回転数差を吸収するための装置です。
あくまで受動的に作動するモノで、戦車などのように能動的に作動し車体を回転させる装置ではあろません。

以下はイメージです。
滑車が付いた棒を引き上げるとします。滑車のロープが掛かっていて両端に重りが付いています。左右の重りが同じなら棒を引けば滑車は回転せず左右の重りは同じだけ上昇します。
もし右の重りが重いと滑車が回転し右側は棒を上げるより遅く上がり、左側は棒を上げる速さにロープの動きが追加されて棒より速く上がります。

ということで棒を引く手がリングギヤ、滑車がスパイダーギヤとなりますので、スパイダーを回すのは重りの左右重量差＝左右タイヤの回転抵抗です。

質問者からのお礼コメント

まさに求めていた回答です。
これで頭の中のこんがらがりが解消されました。

ハンドルでタイヤの向きが変わることで内輪と外輪の回転数に差ができ、その回転の差をデフ部分が吸収してくれるということですね。

ありがとうございました。

部品の図を載せてくれた人もサンキュです。

Answer 2

このとき、ハンドル操作が自動車のパーツのどこに作用しているのかを知りたいです。

質問提示内容・添付画像・・・・・・・・・・ご参考になれば

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