差動装置

索引トップ用語の索引ランキングカテゴリー

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/07/05 07:04 UTC 版)

ネジによる差動装置

差動装置には、ネジを使用したものもある。二つのわずかにピッチの異なるネジを同時に回転させることにより、その差だけ動かすことができる。これの利用例がマイクロメータの非常に小さな動きから寸法の高精度な測定である。図の場合Aが0.8 mm、Bが1 mmのピッチとすると一回転でその差の0.2 mmの動きをする。

歴史

差動歯車の発明については諸説があるが、古代から現代に至る知られている例をいくつか挙げておく。

BC2634年中国大陸の伝説の黄帝により指南車が用いられていた。
BC1世紀ごろギリシャのアンティキティラ島の沖の海底で発見されたアンティキティラ島の機械は、平面的な差動機構を含んでいた。
1810年ドイツのルドルフ・アッカーマンにより馬車用の4輪操舵システムが発明されたが、これが後の作家により差動装置と誤って伝えられた。
1827年フランスの機械技術者で時計職人だったオネシフォール・ペックールが蒸気自動車を製作しこのとき差動歯車を開発しこれで特許を取得した。現代の自動車で使用されている技術である。
1832年イギリスのリチャード・ロバーツにより蒸気機関車用の負荷補償用歯車として特許登録される。
1876年イギリスのジェームズ・スターレーは、自転車（3、4輪）用のチェーン駆動の差動装置を発明。後に、カール・ベンツによる自動車に用いられる。なお、スターレーは英国ローバー自動車につながる人物である。
1897年デービッド・シーラーによりオーストリアの最初の蒸気自動車で差動装置が使用された。

差動装置のない四輪車

電気自動車などで見られる車輪単位で動力が伝えられるような形式（インホイールモーターなど）の場合、差動歯車は必要ない。

ゴーカートなどの簡易な自動車でも省略され動力が直接左右の車輪に伝えられる。そういった車が、まっすぐ走る場合は特に問題はないが、ドライバーの技量によっては曲がろうとするとどちらかの車輪がスリップし、制御が難しくタイヤや路面を傷めることもある。ゴーカートやレーシングカートの場合は車体フレーム剛性を調整し、コーナリング時に駆動輪の片方が地面から浮き上がる様に走行するテクニックを用いるため、差動装置は必要ない。手押し車など簡易的な車体では差動装置が省略されるが、人が押す力が大きいため強引であるが問題なく旋回できる。

差動装置が省略される理由は、重量のある差動装置を省いた軽い車体を作るため、構造を単純化する、故障率を下げる、費用を抑えるなどがある。

鉄道車両では円錐状の車輪で左右の回転差を吸収するとともに、自ら転向する力を得ている^[10]。しかしながら2軸車・ボギー車ともに車軸の中心軸は線路の曲線中心軸とは構造上一致しないため、各種の操舵台車が考案されている^[10]。

脚注

注釈

^ 英: differential gear
^ 世界ラリー選手権では2006年よりセンターデフを除き禁止。2011から2016年にわたって全面禁止。2017年からセンターデフに限って解禁されたが、2022年より再び全面禁止。
^ プロペラシャフトを外す、もしくは両軸モーターの片側のギアを外して二輪駆動化するという手もあるが、その場合はミニ四駆として成立しない。