四駆の心臓部！動力分配装置の仕組みと役割
車を知りたい
先生、「動力分配装置」って、4輪駆動車とかにあるって書いてあるんですけど、どんなものですか？
自動車研究家
そうだね。「動力分配装置」は、簡単に言うと、エンジンの力をタイヤに伝える時に、どのタイヤにどれだけの力を伝えるかを決める装置だよ。 4WD車で、でこぼこ道でも走れるようにするために重要な役割を果たしているんだ。
車を知りたい
タイヤに力を伝える時に、どれだけの力を伝えるかを決める…？ なんでそんなことをする必要があるんですか？
自動車研究家
良い質問だね！ 例えば、でこぼこ道で走っている時は、タイヤが浮いてしまって空回りしてしまうことがあるよね？ その時、空回りしているタイヤだけに力を入れても進まない。そこで、「動力分配装置」を使って、しっかりと地面をとらえているタイヤに多くの力を伝えることで、車がスムーズに走れるようになるんだよ。
動力分配装置とは。
「動力分配装置」とは、四輪駆動車などの複数の車軸を持つ車において、それぞれの車軸へ動力を分配する装置のことです。通常、トランスミッションの後方にトランスファーと呼ばれる装置を取り付け、複数の推進軸を介して各車軸へ駆動力を伝えます。オフロード走行を目的とした四輪駆動車では、高速と低速の切り替えが可能な2段変速式のトランスファーが多く採用されています。さらに、センターデフ（差動装置）や電子制御式の摩擦クラッチなどを搭載することで、前後輪への動力配分を細かく制御し、走破性の向上、駆動系の負担軽減、タイヤの片減り防止を実現しています。
動力分配装置とは？
四輪駆動車、通称「四駆」。その力強い走りを支える重要なパーツの一つに「動力分配装置」があります。これは、エンジンが生み出した動力を、4つのタイヤへと適切に分配する役割を担っています。
では、具体的にどのように動力を分配し、四駆の走りを支えているのでしょうか？
トランスファーと駆動方式の種類
四輪駆動車の要ともいえるトランスファー。これは、エンジンが生み出す動力を前輪と後輪に分配するための重要な装置です。トランスファーには、大きく分けてパートタイム式、フルタイム式、オンデマンド式の三種類が存在します。
パートタイム式は、通常走行時は二輪駆動で、悪路など必要に応じて四輪駆動に切り替える方式です。経済性に優れる一方、舗装路での四輪駆動走行は駆動系に負担がかかるため注意が必要です。
フルタイム式は、常に四輪全てに駆動力を配分する方式です。安定した走行性能が魅力ですが、燃費性能ではパートタイム式に劣ります。
オンデマンド式は、普段は二輪駆動で走行し、路面状況や車両の挙動に応じて自動的に四輪駆動に切り替わる方式です。電子制御により、燃費性能と走破性を両立させています。
このように、トランスファーと駆動方式によって四輪駆動車の特性は大きく変化します。自分の用途や走行環境に最適な駆動方式を選ぶことが、四駆を最大限に楽しむ秘訣と言えるでしょう。
高速・低速2段変速の仕組み
オフロード走行などで、強力な駆動力を必要とする場面において、2段変速は非常に重要な役割を果たします。通常走行に適した「高速」と、悪路走破性を重視した「低速」の2つのギア比を切り替えることで、様々な状況に対応できます。
高速モードは、一般的な舗装路での走行に適しています。エンジン回転数を抑えながら効率的に走行できるため、燃費の向上にも貢献します。一方、低速モードは、急な坂道やぬかるみなど、大きな駆動力が必要な状況で威力を発揮します。エンジン回転数を抑えつつ、タイヤに大きなトルクを伝達することで、走破性を飛躍的に高めます。
この高速・低速の切り替えは、トランスファーと呼ばれる装置によって行われます。トランスファー内部には、複数のギアと、それらを噛み合わせるための機構が備わっており、レバー操作などによってギア比を変えることができます。
このように、高速・低速2段変速は、四駆の走破性を支える重要な要素の一つと言えるでしょう。
差動装置と駆動力制御の技術
四輪駆動車の走破性を支える上で、差動装置は非常に重要な役割を果たしています。 差動装置は、カーブ走行時など車輪の回転差が生じる場面において、それぞれの車輪がスムーズに回転することを可能にする機構です。
従来の差動装置は、左右の車輪どちらかに空転が生じると、駆動力がそちらに集中してしまうという課題がありました。 例えば、片方の車輪がぬかるみにハマった場合、空転しているその車輪にのみ駆動力が伝達され、脱出することが難しくなるのです。
しかし、近年の四輪駆動車では、 LSD（リミテッドスリップデフ）やトラクションコントロールシステムといった駆動力制御技術 が搭載されることで、この課題が克服されつつあります。
LSDは、左右の車輪の回転差を制限することで、空転している車輪への駆動力集中を抑え、グリップしている車輪へ駆動力を分配します。 一方、トラクションコントロールシステムは、ブレーキやエンジンの出力制御を行うことで、スリップを抑制し、駆動力を路面に効率的に伝えます。
これらの技術により、 四輪駆動車は、悪路走破性だけでなく、オンロードでの走行安定性も向上 しています。 より安全で快適なドライビングエクスペリエンスを実現するために、進化し続ける四輪駆動車の技術から目が離せません。
動力分配装置の進化と未来
オフロードを走破する力強さで知られる四輪駆動車。その走りを支える動力分配装置は、技術の進歩とともに進化を続けています。かつてはシンプルな機械式が主流でしたが、近年では電子制御を取り入れた高度なシステムが登場しています。
例えば、路面状況や車両の挙動に応じて、前輪と後輪への駆動力の配分を自動的に調整するシステムも登場。これにより、オンロードでの燃費向上や、悪路での走破性向上など、従来の四輪駆動車の常識を覆す、より快適で安全な走行が可能となっています。
さらに、環境性能への意識が高まる中、ハイブリッドシステムや電気自動車と組み合わせた、次世代の四輪駆動システムの開発も進んでいます。これらの技術革新は、四輪駆動車の可能性をさらに広げ、未来のモビリティ社会においても重要な役割を担うことが期待されています。