自動車の走りやすさの秘密！トラニオンジョイントとは？
車を知りたい
先生、「トラニオンジョイント」って、ステアリング系に使われているんですよね？どんなものか、もう少し詳しく教えてください。
自動車研究家
いい質問だね！トラニオンジョイントは、回転する力を伝えるための部品で、ステアリングを切るときにハンドル操作をタイヤに伝えるために使われているんだ。特徴は、軸方向に伸び縮みするところだよ。
車を知りたい
軸方向に伸び縮みする？ということは、車が上下に動いても、ハンドル操作に影響が出ないってことですか？
自動車研究家
その通り！車が走行中に段差を乗り越えても、トラニオンジョイントが伸び縮みすることで、スムーズにハンドル操作ができるようになっているんだよ。
トラニオンジョイントとは。
自動車用語の「トラニオンジョイント」を解説します。まず「トラニオン」とは、部品を支えるための短い軸のことです。この軸は部品本体から左右に突き出ており、トラニオンジョイントはこのトラニオンを用いた継ぎ手のことを指します。この継ぎ手は、軸方向に伸縮しながらも、回転力を伝えることができます。
ステアリング系に使われているトラニオンジョイントを例に挙げると、ハンドル操作に連動する側のシャフト（従動側シャフト）に、軸に対して垂直にピンが打ち込まれています。このシャフトから突き出た部分がトラニオンです。このトラニオンにはベアリング（軸受け）が取り付けられており、反対側の駆動軸と一体化した円筒形のパーツ（ジョイントハウジング）内の溝に、トラニオン部分がはめ込まれています。この構造により、軸方向への伸縮が可能になっています。
トラニオンジョイントは、3本のピンを持つトリポード型ジョイントと構造が似ています。しかし、トラニオンジョイントは回転力を伝える点が屈曲角の二等分線上になく、回転速度が一定しない「不等速ジョイント」である点が特徴です。
トラニオンジョイントの基礎知識
トラニオンジョイントとは、自動車のサスペンションやステアリングシステムなど、様々な箇所で使用される重要な部品です。
軸と軸を連結し、上下左右方向への滑らかな動きを可能にする役割を担っています。
例えば、自動車が走行中に路面の凹凸を乗り越える際、タイヤは上下に動きます。
この時、トラニオンジョイントがサスペンションの一部として機能することで、タイヤの動きを滑らかにし、車体の振動を吸収します。
これにより、乗員は快適な乗り心地を得ることが可能となります。
トラニオンジョイントは、その構造上、高い耐久性と信頼性を備えている点が特徴です。
そのため、過酷な環境下で使用される自動車において、長期間にわたって安定した性能を発揮することが求められます。
ステアリングにおける役割と重要性
車をスムーズに走らせるためには、タイヤの向きを変えるステアリング機構が非常に重要です。その中で、トラニオンジョイントは、ステアリングホイールと前輪をつなぐ重要な役割を担っています。
トラニオンジョイントは、上下方向の角度変化を吸収することで、路面の凹凸や傾斜に対して、タイヤが適切な角度を保てるようにサポートします。これにより、ドライバーは安定したハンドル操作が可能となり、快適な乗り心地と安全な走行を実現できるのです。
トラニオンジョイントの構造と仕組み
トラニオンジョイントは、軸と軸を連結し、角度が変化しても動力をスムーズに伝えるための重要な部品です。その構造は、十字形の「クロス」と呼ばれる部品を中心に、両端に「ヨーク」と呼ばれるフォーク状の部品が取り付けられています。
クロスには、軸を受けるためのベアリングが組み込まれており、これがヨークと組み合わさることで、軸が回転する際に角度が生じても、スムーズな動作を可能にしています。
トラニオンジョイントは、自動車の駆動系やステアリング系など、様々な箇所で使用されています。例えば、駆動軸に用いられる場合、エンジンからの回転力をタイヤに伝える役割を担い、路面の凹凸を吸収しながら、滑らかな走行を実現します。
トリポードジョイントとの違いとは？
トラニオンジョイントとトリポードジョイントは、どちらも自動車の駆動系に使われる重要な部品ですが、その構造や特徴には違いがあります。
トラニオンジョイントは、十字型のジョイントの中にベアリングが組み込まれた構造をしています。これにより、滑らかで抵抗の少ない動きを実現し、高い耐久性を持ち合わせています。一方、トリポードジョイントは、3つのローラーベアリングが放射状に配置された構造です。 コンパクトな設計が可能なため、主にスペースの限られたFF車などに採用されています。
それぞれのジョイントは、特性に合わせて使い分けられています。トラニオンジョイントは、高い耐久性と信頼性が求められるFR車やトラックなどに多く用いられます。一方、トリポードジョイントは、FF車のようなスペースが限られた場所で使用されることが多いです。このように、自動車の駆動方式や設計によって、最適なジョイントが選択されているのです。
トラニオンジョイントのメリット・デメリット
トラニオンジョイントは、サスペンションやステアリングなど、車の動きに関わる様々な部分に使用されている重要な部品です。そのメリット・デメリットを理解することで、車の走行性能への影響をより深く知ることができます。
まず、トラニオンジョイントの最大のメリットは、上下左右の動きに対して抵抗が少なく、滑らかな動きを実現できる点です。これにより、路面からの衝撃を効率的に吸収し、快適な乗り心地を提供することができます。また、操舵性も向上し、ドライバーの意図通りに車を操作することが可能になります。
一方、デメリットとしては、構造上、他のジョイント方式に比べて耐久性が劣る点が挙げられます。そのため、定期的なメンテナンスや交換が必要になる場合があります。また、製造コストが比較的高いため、車両価格に影響を与える可能性も考えられます。