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ステアリングシステムのしくみ

ステアリングシステムは、ステアリングホイールの回転をロードホイールの旋回運動に変換し、ステアリングホイールのリムが長い方向に回転してロードホイールを短い方向に動かします。

このシステムにより、ドライバーは軽い力だけで重い車を操縦することができます。直径15インチ(380 mm)のステアリングホイールのリムが左端のロックから右端のロックまで4回転すると、約16フィート(5 m)移動しますが、ロードホイールのエッジは12フィートをわずかに超える距離しか移動しません。インチ(300mm)。ドライバーがロードホイールを直接回転させた場合、ドライバーは16倍近く押す必要があります。

操舵力は、ピボットジョイントのシステムを介して車輪に伝わります。これらは、ステアリング角度を変更せずに、サスペンションとともにホイールを上下に動かすことができるように設計されています。

また、コーナリング時に、外側の前輪よりもきついカーブを走行する必要がある内側の前輪が、より鋭角になるようにします。

ジョイントは非常に正確に調整する必要があり、ジョイントが少し緩んでいるだけでも、ステアリングが危険なほどずさんで不正確になります。

一般的に使用されているステアリングシステムには、ラックアンドピニオンとステアリングボックスの2つがあります。

大型車では、特に車がゆっくりと動いているときに、どちらのシステムもパワーアシストを使用して、システムを動かすのに必要な労力をさらに減らすことができます。

ラックアンドピニオンシステム

ラックアンドピニオンギア

ステアリングコラムのベースには、ハウジング内に小さなピニオン(ギアホイール)があります。その歯は、ラック上のまっすぐな歯の列と噛み合っています-長い横棒。

ピニオンを回すと、ラックが左右に動きます。ラックの端は、トラックロッドによってロードホイールに結合されています。

このシステムはシンプルで、摩耗したりずれたりする可動部品がほとんどないため、正確な動作を実現します。

ステアリングコラムのユニバーサルジョイントにより、ステアリングホイールを横に不自然に傾けることなくラックに接続できます。

ステアリングボックスシステム

ステアリングコラムのベースには、ボックス内にウォームギアがあります。ワームは、短いボルトのようなねじ山付きのシリンダーです。ナットを固定しているボルトを回すと想像してみてください。ナットはボルトに沿って移動します。同様に、ワームを回すと、そのスレッドに収まっているものがすべて移動します。

設計に応じて、可動部分は扇形(歯車のスライスなど)、フォークに接続されたペグまたはローラー、または大きなナットになります。

ナットシステムは、ウォームとナットの間のねじ山の内側を走る硬化したボールを持っています。ナットが動くと、ボールはチューブに転がり、最初に戻ります。これは、再循環ボールシステムと呼ばれます。

ワームは、トラックロッドによってリンクされたドロップアームを、最も近い前輪を動かすステアリングアームに移動します。

中央のトラックロッドは車の反対側に達し、そこで別のトラックロッドとステアリングアームによって他の前輪にリンクされています。ピボット式アイドラーアームは、中央のトラックロッドレベルの遠端を保持します。アームのレイアウトはさまざまです。

ステアリングボックスシステムには多くの可動部品があるため、ラックシステムよりも精度が低く、摩耗や変位の余地があります。

パワーアシストステアリング

重い車では、ステアリングが重いか、ギアが不便です。ステアリングホイールは、ロックからロックまで何度も回す必要があります。

狭いスペースに駐車する場合、重いギアリングは面倒な場合があります。パワーアシストステアリングは問題を克服します。エンジンは、高圧下でラックまたはステアリングボックスに石油を供給するポンプを駆動します。

ドライバーがホイールを回すたびにステアリングラックまたはボックスのバルブが開き、シリンダーにオイルが入ります。オイルは、ステアリングを適切な方向に押すのに役立つピストンとして機能します。

ドライバーがホイールの回転を停止するとすぐに、バルブが閉じ、ピストンの押し込み動作が停止します。

パワーはステアリングを補助するだけです。ステアリングホイールは通常の方法でロードホイールにリンクされています。


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