車の片方の駆動輪を回すと、反対側のタイヤが逆回転する理由とは？

オイル交換などのメンテナンスの際に、リフトがある場所でなら、作業性を確保するために車両を持ち上げます。

その際、車輪まわりを点検する必要がある時は、サイドブレーキを開放し、手でタイヤを回転させます。それが駆動輪の場合、不思議なことに回しているタイヤと反対側は、逆方向に回ります。

つまり、右側を正回転で回したら、その左側のタイヤは逆回転に、逆回転なら、左のタイヤは正回転になります。走行中は左右ともに同じ方向に回転しているはずなのに、どうしてこのような現象が起こるのでしょうか？

車の駆動輪は、1本のシャフトで左右が繋がっているわけではありません。エンジンの出力は「デフ(デファレンシャルギア)＝オープンデフ」と呼ばれる駆動伝達機構を介して左右に分配され、それぞれのタイヤに伝わるわけです。

さて、ここでもしエンジンから伝わった動力が、左右ともに50％ずつ伝わったらどうなるでしょう？前輪駆動で考えてみます。

路面がフラット、かつタイヤの外径が同じであれば、タイヤの向きが真っ直ぐなら、素直に真っ直ぐ進みます。

では、ハンドルを切って、左右のタイヤが同じ角度だけ右に向いていたらどうでしょう？答えは、その方向に真っ直ぐ進む、です。

しかし、それではいけません！どうしてでしょう？

車線変更のようにスライドする動きであれば、右斜めに進むのもアリかもしれません。しかし、ハンドルを右に切るということは、右斜めに進みたいのではなく”右に旋回したい”ときですよね。

つまり、左右が同じだけ回転してしまうと、ドライバーがハンドルを切る目的を達成できないのです。ではどうやったら旋回できるかといえば、内側よりも外側のタイヤをたくさん回転させることが必要です。

左右に並び腕を組んだカップルが、角を曲がる際、角の外側になる人間は歩幅を大きくするか、早足にするかしなければ、内側の人間に引きづられるのと一緒で、車が曲がろうとする時には、カーブの内側よりも外側のタイヤのほうが多く回転しなければならないのです。

この”左右のタイヤの回転差(差動)”を作り出すのがデフの役割で、自動車ではかなり初期に考案され、走る、止まるだけでなく、自在に曲がることができるようになりました。

タイヤの回転差を生み出す仕組みはわかりましたが、それとリフトアップ時の逆回転はどう関係するのでしょう？

それは「デフ」の構造上、左右のタイヤ回転数の平均が、デフの回転数と等しくなる仕組みになっているからです。

右にカーブする時は、デフが1回転する間に、内側の右タイヤは0.5回転しかしないとします。すると外側の左タイヤは1.5回転することで、左右平均が1回転になり、デフの回転数と等しくなります。直進する時は、デフが1回転する間、当然左右両方とも同じく1回転なので左右平均で1回転です。

ではリフトアップさせた状態ではどうでしょう？エンジンから力が伝わった状態でしかデフは動かないので、デフは0回転です、右タイヤを1回転回した時に、左右タイヤの回転数の平均数とデフの回転数(0回転)を等しくするには？そう、左タイヤはマイナス1回転。つまり逆に回すことで、左右タイヤの平均回転数が、デフの回転数と等しくなっているのです。

これが、リフトアップ状態からタイヤを回すと、反対側のタイヤが逆に回る理由です。

ちなみにここまで説明したのは、一般的なデフのことです。

このデフは、先に書いたように、エンジンからの力が伝わっていれば回っているので、デフ5回転に対して右タイヤだけ10回転して、左側が０回転ということが起こります。泥や雪にハマって、片側のタイヤだけが空転してしまっている状況がまさにこれです。

その空転を許容していては、悪路を走行する車両では、空転が多くなって前に進めません。そこで、差動装置の役割をキャンセルして直結するのが「ノンスリップデフ(またはデフロック)」。

スポーツ走行の場合も同じようなことで、横Gで浮きかけて負荷の減ったタイヤが空転しかけるので、強引にトラクションをかけるために、差動装置を制限する「リミテッドスリップデフ(LSD)」をデフに内臓、あるいは外装式で装着することがあります。

ただし、足回りのセッティングや走るコースによってはLSDは必ずしもスポーツ走行に必須では無く、かえって抵抗になるからと弱めたり外したりすることもあります。

LSDに関してはチューニング用語で通称「デフ」と呼び、LSDが入っていないデフのことを「オープンデフ」と呼んで区別します。

普段は見えないので意識することはあまりないパーツですが、実は重要な働きをしているのです。