運転中に車を回すと、ハンドルの種類に関係なく、常に自動的に中央または元の位置に戻ります。これは複雑な機構によるものではなく、前輪のキャスター角によるものです。キャスター角は、キャンバー角とトー角に加えて、ホイールのアライメント角の 1 つです。
キャスター角とは何か、ハンドルがセンターに戻る仕組みを見てみましょう。
キャスター角によってホイールとハンドルが元の位置に戻る仕組みを理解するには、ハンドルのメカニズムを調べる必要があります。
ラック アンド ピニオン システムは、自動車のハンドルを前輪に接続します。ハンドル コラムの基部には、ラックと呼ばれるまっすぐな歯のバーに沿って動作するピニオンと呼ばれる歯車があります。
ハンドルを回すとピニオンが回転し、ラックが左右に動きます。ラックの端には、前輪につながるコネクティング ロッドがあります。
車両の車輪は、ステアリング軸と呼ばれる特定の軸で回転します。ステアリング軸がタイヤに対して垂直になると思うかもしれません。しかし、そうではありません。実際には、ステアリング軸は垂直または通常の角度から傾斜します。
この傾斜角をキャスター角と呼んでおり、これが主にハンドルがセンターに戻る理由です。
ハンドルの仕組みが気になる方は、電動パワーステアリングの仕組みもご覧ください。
運転中にハンドルがどのようにセンターに戻るかを理解するには、ホイールの接地面積とピボット ポイントを理解する必要があります。
パッチ領域は、基本的に路面と接触するホイールの領域です。このエリアは、道路と車輪の間の唯一のリンクです。ピボット ポイントは、ステアリング軸と道路の合流点です。
ここで、キャスター角の物理学が作用します。キャスター角がない場合、接触パッチ領域はピボット ポイントに合わせられます。ステアリング軸がキャスター角にある場合、正または負のキャスター角に応じて、ピボット ポイントはピボット ポイントから離れます。
正キャスターとは、ステアリング軸をドライバー側に傾けた角度を指します。軸をドライバーから遠ざけるように傾けると、ネガティブ キャスターと呼ばれます。
キャスター角に対する接触パッチ領域とピボット ポイントを理解することで、ステアリング ホイールの戻り性につながるさまざまな力の作用を調べることができます。
曲がり角でハンドルを回すと、ハンドルに反力が発生します。ホイールの接触面でのこれらの摩擦力は、ターンまたは円運動を行うために必要な求心力を提供します。正のキャスター角度では、パッチ領域はピボット ポイントの後ろにあります。ハンドルを離すと、復元トルクによってホイールが自動的に調整されます。
理解を深めるために、ピボット ポイントがパッチ領域と一致するゼロ キャスター角度を考えてみましょう。求心力がピボット ポイントに作用するため、復元トルクは発生せず、ハンドルは自動的に戻りません。
車両のホイール アライメント中、正のキャスター角度により、ステアリング ホイールが自己中心に位置し、車両の方向安定性が向上します。メーカーの要件に応じて、平均してキャスター角度は 2 ～ 8 度の間で変化します。
キャスター角とは別に、ステアリング ホイールのアライメントについて話すと、キャンバーとトー角の調整も必要になる場合があります。
キャンバー角は通常、車の前方から見え、車輪のフリクションとトラクションを調整することでコーナリング性能に影響を与えます。安全上の懸念から、トー角はハンドルの感度に影響を与えます。
キャスター角度の背後にある科学にあまりこだわる必要はありません。理解する必要があるのは、ステアリング ホイールが外部からセンターに戻るのではなく、単に角度の違いによってセンターに戻るということだけです。これは、車輪の反力を操作することによって生じます。また、ステアリング システムの故障の兆候をすべて見つけて、タイムリーに対処します。
自動車愛好家の場合、キャスター角度の背後にある科学についてより明確なアイデアを得ることができます。あなたの車がホイールアライメントを含む定期的なメンテナンスの問題に直面している場合は、アラブ首長国連邦で中古車を購入することをお勧めします.
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