差動装置（自動車用語ではディファレンシャル）の主な役割は、エンジンのトルクを車輪に伝えることです。この画期的な装置は、コーナリング時に内側の車輪の回転数が外側の車輪の回転数よりも少なくなるという問題を解決するために開発されました。そのため、もし2つの車輪が同じ車軸に固定されていた場合、異なる張力とせん断力が発生し、車輪が滑ってしまい、コーナリング時の安定性が著しく低下してしまうのです。
少し時代を飛ばして、今日では一部のスーパーカーやレーシングカーにおいて、内側の車輪にブレーキをかけ、外側の車輪に余分なトルクを与えることで、コーナリング速度を向上させる仕組みが採用されている。
ディファレンシャルギアは、フランスのエンジニア、オネシフォール・ペクールによって発明された。彼は蒸気自動車用にこの装置を設計し、1827年に特許を取得した。
DFIの主な任務は以下のとおりです。
- エンジンの動力を車輪に伝達する
- 弧の外側と内側の車輪の速度をバランスさせる
- 直進走行時は、両方の車輪が同じ速度で回転するべきである。
その動作原理
後輪駆動車の場合、この機構はカルダンシャフトから駆動力を受け取り、リングギアとベベルギアの助けを借りて90度回転させます。（前輪駆動車の場合は、トランスミッションに組み込まれています。）コーナリング時には、内側の車輪にかかる抵抗が大きくなるため、ディファレンシャル内部のギア（遊星歯車）が回転し始め、外側の車輪はより速く、内側の車輪はより遅く回転します。
差分の種類
最も一般的なタイプは オープンディファレンシャルこれはトルクを50/50の比率で分配します。欠点は、片方の車輪がトラクションを失った場合（例えば、氷の上でスリップした場合）、トラクションの良い反対側の車輪に駆動力が伝達されないことです。
- A ロック可能なディファレンシャル tこれはオフロード車に使用され、ボタンやスイッチを押すだけでディファレンシャルの効果を排除し、車輪が一緒に回転することで、緩い路面での最大限のトラクションを確保できます。
- Az リミテッドスリップデフ sスポーツカーや高性能車に採用されており、片方の車輪がスリップしそうになると自動的に車輪間の速度差を制限します。これにより、コーナリング時の安定性が向上し、発進性能も向上します。また、冬の雪道や凍結路面でも非常に役立ちます。
他の回転部品と同様に、ディファレンシャルも故障する可能性はありますが、一般的には長寿命です。故障の主な原因は潤滑不足であり、これは例えばオイル漏れなどによって引き起こされますが、長時間の過負荷もディファレンシャルを損傷させる可能性があります。
主な症状としては、デファレンシャルから唸り音、ゴリゴリ音、カチカチ音などが聞こえること（特に加速時やコーナリング時）、そして走行中にガタガタと揺れることなどが挙げられます。
要するに、ディファレンシャルは今や私たちの生活に欠かせない存在となり、その役割を果たしています。ディファレンシャルなしでは、私たちの車はほとんど考えられません。ただし、各車輪、あるいは前輪または後輪のみが独立したハブモーターで駆動される電気自動車を見ると、もはやディファレンシャルは必要ありません。来年、ディファレンシャルは誕生から100年を迎えます。次の100年がどのようなものになるのか、楽しみですね。
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