ステアリングとサスペンションの検査: 角度をアッカーマンと一致させる

Apr 12, 2023

ほとんどの人は、一般的なタイヤロッドはローテクであると考えています。 しかし、フロント サスペンションがストレート アクスルから独立した設計にどのように進化したかを考えると、タイロッドは新しい角度と形状に適応する必要がありました。

ストレートアクスルにより、道路上での維持が簡単になりました。 「キングピン傾斜」と呼ばれる角度に設定されたキングピンで取り付けられた2つの主軸を備えたビーム軸。 この角度は回転半径を維持し、タイヤ接地面の中心を通過します。 ドラッグリンクとタイロッドはスピンドルをステアリングギアに接続します。 ホイールは 2 つの異なる角度で回転し、内側のタイヤが外側のホイールよりも大きく回転することで、内側のタイヤがこすれてタイヤの摩耗が起こるのを防ぎます。

アッカーマンという名前の研究員は 1881 年に、内側と外側の車輪が異なる角度で回転できる形状の特許を取得しました。

未だにストレートなフロントアクスルを使用している四輪駆動の SUV、小型および中型トラックがたくさんあります。 車軸に差動装置と、車輪を回転させるためのユニバーサルまたは CV ジョイントがあることを除いて、すべてが同じです。

1934年、GMはシボレーに「ニーアクション」サスペンションを搭載し、独立サスペンションに初の試みを行った。 5年後、GMはダブルウィッシュボーン独立フロントサスペンションの採用に再挑戦した。 これにより、ステアリング リンケージの設計に一連の新たな課題がもたらされました。

現在ではコントロールアームと呼ばれている独立したサスペンションのウィッシュボーンは、シャーシへの取り付け部分から弧を描いて動きます。 サスペンションの動きに応じてホイールとタイヤの接地面が同じ位置を維持できるように、上部と下部のコントロール アームは長さが異なります。

キングピンの傾きという用語は、現在では「ステアリング軸の傾き」(SAI) と呼ばれています。 ストラットサスペンションも同様に、SAI に合わせて下部コントロールアームを補正します。 ストレートアクスルステアリングは、ステアリングギアセクターを垂直位置に移動し、ピットマンアームとドラッグリンクをアイドラアームに取り付けることにより、独立サスペンション用に変更されました。 タイロッドを2本に交換しドラグリンクに取り付けました。 この改良によりいわゆるコンベンショナルステアリングギアとなった。

バンプステア: なんというドラッグ従来のステアリングギアのタイロッドは、コントロールアームと同じように円弧を描いて動きます。 ホイールがバンプに衝突すると、タイロッドの動きによりホイールが牽引されます。 これをバンプステアといいます。 シャーシがコーナーで転がったときにも同じことが発生します。 これをアンダーステア​​と呼ぶこともあります。 タイロッドの長さと位置、およびタイロッドが動く円弧は、バンプとロールステアを最小限に抑えるように設計されています。

従来のステアリングギアの操作ステアリング ギアは、ウォームとセクター、または再循環ボール ナットとセクターのいずれかになります。

セクターは、シャフトを回転させる歯車のセクションです。 セクターシャフトにはピットマンアームが取り付けられています。 ピットマン アームはドラッグ リンクにある固定ジョイントに接続されています。 ドラッグ リンクは 2 つの固定ジョイントを備えたアイドラー アームに接続されています。 固定ジョイントにはテーパーまたはストレートのシートがあり、アイドラ アームとピットマン アームが同一平面内で動きます。 ドラッグ リンクは、ピットマン アームおよびアイドラ アームと平行な面内で移動します。 タイロッドエンドはステアリングナックルに接続されるボールジョイントです。 タイロッドはセンターリンクと呼ばれる固定ジョイントによってドラグリンクに取り付けられています。 センターリンクは、ドラッグリンクに対するタイロッドの位置を維持します。

従来のセットアップにもバリエーションがあります。 最も注目に値するのは、シボレー アストロと GMC サファリのミニ バンで、ドラッグ リンクをサポートする 2 つのアイドラー アームがあります。 ステアリングギアのピットマンアームは垂直位置に取り付けられ、第 2 ドラッグリンクに取り付けられます。

従来のステアリングギアの検査ステアリング システムを検査する最良の方法は、車両を地面またはアライメント ラックのターン プレート上に置いた状態で行うことです。

正しい方法で検査する検査はピットマンとアイドラーアームから始める必要があります。 ホイールがロックからロックへと回転するとき、それらは同じ平面上に留まる必要があります。 ミニバンの場合、2 番目のドラッグ リンクにも同じことが当てはまります。 一部のアイドラ アームには、スプリング テンション ゲージで測定される指定のエンド プレイがあります。

次にステアリングギアです。 セクターシャフトに漏れがないか確認します。 これらのコンポーネントに問題がない場合は、ステアリングホイールの遊びを確認してください。 ウォーム、セクター、循環ボールともに推力調整ネジが付いています。 経験則によれば、ステアリングホイールには 1 ～ 2 インチの遊びがあり、ホイールをフルロックからロックに回したときに拘束がなくなるはずです。 セクターの上に推力調整ネジがあります。 ネジを調整すると、ステアリングギアの自由遊びの量を変更できます。 一部のギアは車両では調整できないため、推奨される調整手順に従うことが重要です。

ラックアンドピニオンの動作油圧パワーアシストピストンはラックの一部であり、タイロッドはボールを保持するねじ付きハウジングを使用してラックギアに直接取り付けられています。 これらの用途では、タイロッドがラックに接続されます。 パワーシリンダのシールを損傷することなくボールジョイントをラックから取り外すには、特別な工具が必要です。 ラックアンドピニオンステアリングギアのバリエーションとして、センターテイクオフがあります。 タイロッドはラックの中央に取り付けられ、パワーアシストシリンダはラックの端に移動されます。 センターテイクオフの長さを延長したタイロッドは、バンプアンドロールステアの量を減らすように設計されています。 ラックにはピニオンギアとラックのスラストクリアランスを調整する機能があります。 アジャスターは、ピニオンの下にあるシューと調整機構で構成されています。 ウォーム＆セクターやボールナット＆セクターのスラストネジと同じ機能を持ちます。

ラックアンドピニオンの検査現在製造されているラックのほとんどは電動アシスト式です。 タイロッドはラックギアアセンブリに直接接続されています。

ボール ジョイントはタイロッドをラックとタイロッド エンドに接続し、ステアリング ナックルに取り付けられるボール ジョイントでもあります。 センターテイクオフステアリングギアは、ゴムブッシュを使用してタイロッドをラックハウジングの中心に取り付けます。

タイロッド時速45マイルから60マイルの間で、振動とシミーが行ったり来たりします。 タイロッドかステアリングリンケージでしょうか？ シミーはおそらくタイロッドです。 車両がふらつき、ステアリングを常に修正する必要がある場合は、リンケージまたはステアリング ギアが原因であると考えられます。 従来のステアリングギアから始めましょう。 タイロッドエンドはステアリングナックルに接続されるボールジョイントです。 拘束やプレイの終了があってはなりません。 中央のリンクはドラッグ リンクと平行に保つ必要があります。 最良の方法は 2 人で操作することです。 1 人がステアリング ホイールをロックからロックに回し、もう 1 人がタイロッド エンドとセンター リンクを観察します。 道路の跳ね返りや縁石に最も近い助手席側から始めるのが最適です。 ラック＆ピニオンステアリングの場合はタイロッドです。

ジョイントには 2 つの異なるタイプがあります。 インナータイロッドエンドはステアリングラックに直結するボールジョイントです。 インナージョイントを交換するには、ラックからナットとソケットを取り外す特別な工具が必要です。 このツールはパワーピストンシールの損傷を防ぎます。 アウタータイロッドエンドは従来のステアリングギヤと同じもので、ステアリングナックルに接続されています。 センターテイクオフラックアンドピニオンギアでは、新しいOEブッシュを取り付けるために特別なツールと潤滑剤を使用する必要があります。 ラック ハウジングへの損傷を防ぐために、適切なロック プレートとカバー ワッシャーを正しく取り付ける必要があります。

適切なツールステアリングリンケージを作業するためのツールはたくさんあります。 最も古いものはピクルス フォークで、ジョイントをリンケージから分離するために使用されます。 機能しますが、シーリングブーツを損傷する可能性があります。 損傷が少ないものの、コストが高くなるプラーもあります。 特別な工具を使用しない場合は、ナットを裏返して無理に締めないでください。 もっと大きなハンマーを手に入れましょう。

リアサスペンションがフロントと同じコンポーネントを備えた4輪独立サスペンションを備えた車両が増えています。 唯一の違いは、ほとんどがステアリングギアを持たないことです。 これらの車両が老朽化するにつれて、サスペンションのメンテナンスと修理の必要性が高まります。