車の走りを支える「アクスル」の仕組み
車を知りたい
先生、アクスルって車輪を取り付ける軸のことですよね？でも、車種によって構造が違うみたいで、種類がたくさんあるように感じるのですが…
自動車研究家
いいところに気づきましたね！その通りで、アクスルは車種や駆動方式によって構造が異なります。大きく分けると、車軸そのものが車重を支える『リジッドアクスル』と、車軸とは別にサスペンションで車重を支える『独立懸架』があります。
車を知りたい
リジッドアクスルと独立懸架…何となくイメージはできますが、それぞれどんな車に使われているんですか？
自動車研究家
リジッドアクスルは主にトラックやSUVの後輪に使われていて、頑丈なのが特徴です。独立懸架は乗用車によく使われていて、乗り心地が良いというメリットがあります。アクスルの構造の違いによって、車の走行性能や乗り心地が変わってくるんですよ。
アクスルとは。
「アクスル」とは、自動車用語で車輪を固定する軸のことです。後輪駆動の場合、リジッドアクスルサスペンションシステムでは、車軸管(アクスルハウジング)の中にアクスルシャフトを通します。シャフトの端には軸受けがあり、後輪を支えながら駆動力を伝えるため「半浮動式」と呼ばれます。トラックなどでは、軸受けが車軸管の外側に設置され、車輪は車軸管で支えられます。アクスルシャフトは駆動力の伝達のみを担うため「全浮動式」と呼ばれます。一方、独立懸架の場合、ハブキャリアのスピンドル部が車軸の役割を果たします。駆動輪の場合は、スピンドル内に駆動軸を通したり、駆動軸をハブにセレーション嵌合してそれぞれをハブベアリングで支持することで車軸として機能させる方式などがあります。これはFF車の前輪独立懸架でも同様です。なお、トラックの前輪にリジッドアクスルを採用する場合は、アクスルビームを使用します。
アクスルとは何か？
「アクスル」とは、自動車の車軸を指す言葉です。 より具体的には、車輪を支持し、回転させるための部品全体を「アクスル」と呼びます。 エンジンが生み出す動力を車輪に伝達し、車を走らせるという重要な役割を担っています。
車におけるアクスルの重要性を理解するために、アクスルは「車の骨格の一部」と例えられることがあります。 人間の身体で例えるなら、足腰にあたる重要な部分と言えるでしょう。 アクスルは、単に車輪を支えるだけでなく、車の走行安定性、乗り心地、操縦性など、さまざまな面で重要な役割を果たしているのです。
後輪駆動車におけるアクスルの役割
後輪駆動車において、アクスルはエンジンの力を路面に伝えるという重要な役割を担っています。 エンジンで発生したパワーは、トランスミッション、プロペラシャフトを経て後方のデファレンシャルギアに伝達されます。このデファレンシャルギアを内蔵するハウジングと、左右の車輪をつなぐ車軸を一体化させたものが、後輪駆動車におけるアクスルです。 アクスルは、単に駆動力を伝えるだけでなく、車体の重量を支え、旋回時にスムーズな動きを実現するなど、車の走行性能全体に大きく影響を与えています。
リジッドアクスルサスペンションと独立懸架の違い
車は、タイヤと路面との間で生まれる様々な力を受け止め、スムーズに走行するために「サスペンション」と呼ばれる機構を備えています。そして、このサスペンションにおいて重要な役割を担うのが「アクスル」です。アクスルは、車体とタイヤを繋ぎ、タイヤを回転させるための駆動力を伝える役割を担っています。
アクスルには、大きく分けて「リジッドアクスル」と「独立懸架」の2種類があります。それぞれに特徴やメリット・デメリットがあり、車種や用途に合わせて使い分けられています。
「リジッドアクスルサスペンション」は、左右の車輪が1本の車軸で固定されている構造です。構造がシンプルで耐久性が高く、悪路走破性に優れているというメリットがあります。そのため、オフロード車やトラックなど、高い耐久性や走破性が求められる車種に多く採用されています。一方で、車輪が独立して動かないため、乗り心地や操縦安定性に劣るというデメリットもあります。
「独立懸架サスペンション」は、左右の車輪が独立して上下に動く構造です。路面の凹凸の影響を受けにくく、乗り心地や操縦安定性に優れているというメリットがあります。そのため、乗用車を中心に幅広く採用されています。しかし、リジッドアクスルに比べて構造が複雑になるため、コストが高くなる傾向があります。
このように、リジッドアクスルサスペンションと独立懸架サスペンションは、それぞれ異なる特徴を持つため、車種や用途に合わせて最適な方式が選択されています。
アクスルシャフトと駆動方式
車輪を支え、回転を伝えるアクスルシャフトは、駆動方式によってその役割や構造が異なります。
FF（前輪駆動）車の場合、エンジンで発生した動力は、トランスミッション、デファレンシャルギアを経て、左右のアクスルシャフトに伝えられます。このアクスルシャフトは、ドライブシャフトとも呼ばれ、ジョイント部分を介して車輪に接続され、駆動輪である前輪を回転させます。
一方、FR（後輪駆動）車では、プロペラシャフトを介して後輪に動力が伝達されます。後輪のアクスルシャフトは、FF車と同様にデファレンシャルギアから動力を受ける構造ですが、車重を支える役割も担っています。
4WD（四輪駆動）車は、エンジンからの動力を4輪すべてに伝えます。複雑な構造を持つ4WDシステムもありますが、基本的には前輪と後輪をそれぞれ駆動するアクスルシャフトが存在し、路面状況や走行状態に応じて駆動力を適切に配分します。
様々な車種におけるアクスルの構造
車種によって求められる走行性能は大きく異なり、それに合わせて最適なアクスルの構造も変化します。例えば、軽自動車やコンパクトカーでは、軽量で燃費性能に優れる構造が求められます。そのため、シンプルな構造のトーションビーム式アクスルが多く採用されています。
一方、高級車やスポーツカーでは、高い操縦安定性と快適な乗り心地を両立させる必要があり、より複雑な構造のマルチリンク式アクスルが主流です。
さらに、悪路走破性を重視したSUVでは、車軸の動きを大きく確保できるリジッドアクスルが採用されることもあります。このように、アクスルの構造は車種によって多岐に渡り、それぞれの車の特性に合わせた選択が重要となります。