■目次
■L.S.D.とは？
市販の乗用車には、デファレンシャル・ギア(デフ)と言う装置が付いている。
駆動方式に限らず、駆動輪に取り付けられている部品で、FRの場合はリアのデフケースに、FFの場合はミッションの内部に、それぞれドライブシャフトが接続される形で取り付けられるのが一般的。
四輪駆動の場合はプロペラシャフトを完全に直結せず、センターデフと呼ばれる少し特殊なデフを利用して前後の駆動配分を変更する物もあるが、何をする装置かとはどれも広義には同じで、差動歯車である。
分かり易く説明すると、車が旋回する時、内側に位置する車輪と外側に位置する車輪が存在する事になる。
それぞれが、同じ”角速度”で動く必要がある時、コンパスで半径の違う円を書いてみれば分かる通り、図の様に外側の車輪の方が長い距離を進まなければならない。つまり、より多く転がる必要があると言うわけだ。
もし左右輪が直結で同じ回転をしていた場合、内側の車輪が抵抗になって上手く旋回出来なかったり、外側に合わせて内側の車輪が空転すると言った現象が起こってしまう事になる。
そうならない様に、意図的に左右の車輪の回転に差を付け、スムーズな旋回を可能とするのがデフである。
しかし、スポーツ走行に於いては、強い旋回Ｇで内輪が浮き上がったり、極端な表現をすれば外側の車輪だけで旋回する様なシチュエーションとなる。
この時、デフは抵抗の低くなった内輪に駆動力を振り分け、抵抗の強い外輪には駆動力をほとんど与えなくなる。
この状態では惰性で旋回する事しか出来ず、いくらアクセルを操作しても内輪のホイールスピンを誘発するだけで、車は前には進まない。
ここで登場するのがリミテッド・スリップ・デフ(L.S.D.)と言う装置である。
LSDは名前が示す通り、差動に制限を掛けるデフであり、構造別にいくつかの種類が存在するが、一定の回転差が生じた際、または一定の抵抗差が生じた際に差動に制限を掛け、直結に近付ける装置だ。
直結に近付けると言うのは、構造上、完全な直結とはならないためで、ある程度の限界を超えると滑りを生じる。
完全な直結は、デフロックと呼ばれる物で、元々そう言った構造となっていたり、後から手を加えて意図的に溶接や歯止めなどの方法で固定してしまう方法となる。
ちなみに、LSDには主流の物で以下の様なタイプが存在する。
○ビスカス式
フルードカップリングと言って、トルコン式ATと似た流体継ぎ手を用いた構造。
流体継ぎ手とは言っても、実は中身は複数枚のクラッチプレートが内蔵されており、一定の回転差が生じると、内部のオイルのせん断力で左右輪の回転差を抑える。
機械式デフと称されるプレート式のデフと原理その物は非常に良く似ているが、プレートを圧着するか否かの違いがある。
構造上、効き始めるまでが遅く、滑り易いので扱い難い印象は受けるが、メンテや耐久性の面では一番と言える。
○ヘリカル式
ヘリカルギア、またはウォームギアを用いた構造で、いくつかの種類があるため、一概にこうだと言えない。
ちなみに、トルク感応型、トルク・センシティブと称する「トルセン」デフは株式会社ジェイテクトの商標で、ヘリカルデフとトルセンデフに大きな違いはない。
ギアの噛み合いと摩擦によって差動に制限を掛ける構造で、レスポンスに優れ、ロック率も比較的高いので、スポーツ系の車種には標準装備、またはオプションなどで積極的に採用される事が多い。
構造は複雑だが、扱い難さはなく、メンテや耐久性も優れる。
○スーパーL.S.D.
トルク感応型と呼ばれるのでヘリカル(トルセン)式と同一に思われる事もあるのだが、見慣れないと通常のデファレンシャル・ギア(オープン・デフ)の様に見えるが、サイドギアに取り付けられたプレートと、それを押し広げる様にプリロードの掛かったスプリングが内臓されている。
また、サイドギアの背面がテーパー形状になっており、デフケースの内部に押し付けられる事で摩擦を生じ、差動制限が掛かる。
スーパーLSDのレスポンスとロック率を支配するのはスプリングのプリロード、即ちイニシャルトルクがレスポンスを決めるまでは同じだが、最終的なロック率は背面の設地面積と設地圧となり、この接地圧を決めるのは主にサイドギアとピニオンギアの歯の角度による。
非常にシンプルで耐久性からレスポンスまで申し分ないが、ロック率は比較的弱めと言う認識が一般的。
○プレート式
社外パーツで主流の、所謂機械式と呼ばれるタイプで、中央のカムプレートをシャフトが押し広げ、両サイドにあるクラッチプレートを圧着する事で非常に強い差動制限を掛ける。
構造こそシンプルではあるが、クラッチプレートの摩耗が激しく、高頻度でのオイル交換や、定期的なオーバーホールが必要で、最も管理コストの掛かるタイプとなる。
差動制限の働く方向を示すものとして、1way、2way、そして後述するが1.5wayと呼ばれる３種類がある。
クスコの特許で1wayは原則この1社のみの扱いとなり、残りは全て2wayとなる。
ちなみに、1.5wayは構造上2wayに分類され、加速方向にも、減速方向にも働くものであるが、加速と減速の方向で効きの強さが異なる2wayタイプを1.5wayと称する。
1wayが特許と言う都合上、極めて1wayに近い感覚的に1.1wayと言った物や、2wayに近い1.8way的な物など、一概に減速方向の効きが強い弱いと言い表す事は出来ないので、カタログなどを参考に、カム角や記載された圧着力などから予想するしかない。
他にも多くの種類が存在するが、良く耳にする主流のLSDのタイプは大凡上記の通りである。
■必要性の判断
LSDを導入する前に、今現在、本当に必要かどうかを良く考える必要がある。
そもそも、LSDを装着する目的が何なのか？それを理解しなくては、ただ単に装着したところで簡単にタイムが良くなると言う事にはならないからだ。
LSDを装着する事のメリットを、ほとんどの場合はトラクション性能の向上だと考えている場合が多い。
滑っても前に出る、立ち上がりなどで舵を与えたままアクセルで前に出せる！
これだけでもタイムは伸びるし、確かに目的は押さえてある。
しかし、これはあくまでも半分だけ正解であり、最も重要な部分を忘れている。
冒頭でわざわざオープンデフの役割を説明したのはこのためで、一番欲しいのは”コーナーリングスピード”だと言う事。
内輪の接地圧が下がった時に、内輪に駆動力を取られてしまい、素早く回したい外輪に駆動力が伝わらない。
これがオープンデフのデメリットであり、それを制限して直結に近付けるのがLSDの働きである。
もし、現状のコーナーリングで内輪がスリップする程、極端に言えば浮き上がる程のコーナーリングが出来ていない場合、デフが差動を発生させ、スムーズな旋回をサポートしてくれている。
これをもし抑え込んだ場合、現状の様なコーナーリングは出来ずに、アンダーやオーバーに苦しめられると言う事態に陥るのだ。
LSDを利かせて走るには、車をしっかりロールさせ、外側の車輪を積極的に使える状態を作ってこそのパーツと言える。
実はこの話、私がクヌギの３コーナーでの曲がり方を、外輪で回すと表現していたりするのだが、押し出しを考えるのではなく、片輪を浮かす事で、極端に言えば二輪走行する事で小回りさせる、または旋回速度を保つと言った方法を取る。
そして、立ち上がり付近で左右輪が設置した後は、少々滑っても強力なトラクションで前に押し出すと言った方法だ。
この２点を押さえてこそLSDの真価が発揮されるもので、立ち上がりのトラクションだけを稼ぎたいなら駆動輪側のスタビライザをガチガチに固めてしまうだけでも似た様な効果は得られる。
そしてもう一つ、重要なのはLSDが必要かどうかと言う事だ。
はっきり言ってLSDは高価だし、取り付け難易度も比較的高いので、ほとんどの人はお店に依頼する事になるだろう。
そうなると、工賃も非常に高いので失敗した時の痛手は大きい。
まず、サーキットを走る際に、現状のコーナーリングを冷静に分析する事から始めてもらいたい。
LSD無しでは立ち上がりがキツイと感じているコーナーなど、もっとロールを抑えられるラインはないか、立ち上がりに向けて旋回Ｇを早めに収束させる事は出来ないか、これを意識して欲しいのだ。
例えば、極端な例になるがインベタで走っているコーナーがあるとすれば、それをアウトインアウトで大回りするだけでも随分違うと感じるはずだし、後輪駆動の場合であれば小技だがクラッチを切らずにサイドブレーキを引いて駆動輪に抵抗を与えてやれば、浮き上がった内輪へ逃げる駆動力を外側にも振り分ける事が出来るので、オープンデフでもLSDに近い効果を得る事が出来る。
まず、こう言ったLSDに頼らないコーナーリングを模索し、その限界を感じた上で初めて導入する事により、テクニックだけではどうしようもなかった問題点が改善される、その喜び、パーツの効果を感じる事が出来るのではないかと考えている。
原則、LSDの有無に限らず４輪をしっかり使う事、そして立ち上がりに向けてハンドルを戻し、旋回Ｇを収束させる事は基本なのですから、明らかに失速する、前に進まない、そう言った失敗例をもろに体感出来るオープンデフ、ないしは効きの弱い純正LSDの内に理解し、修正しておく事が望ましいのです。
■イニシャルトルクとは？
スーパーLSDのスプリングの例
LSDを語る上でよく耳にするのがイニシャルトルクと言う言葉です。
イニシャルトルクをデフの効きと勘違いしている人も多いのですが、イニシャルはその名の通り基準とでも言いますか、予圧です。
プリロードを掛けてLSDの作動の有無に関わらず、一定量効かせておくと言った感じ。
極端なイニシャルトルクを掛けていない限り、イニシャルだけでハッキリとLSDが効いている印象は受けませんが、これは事前に予圧を掛けておく事で効き始めるまでのタイムラグを抑えたり、オン・オフの瞬間をマイルドにしたりと、レスポンスやフィーリングの調整に使う領域です。
調整方法はデフの種類によって様々ですが、プレート式であればシムなどを追加して抑えたり、内部のスプリングを強化すると言った方法を取ったり、とにかく内側、または外側に向かって何らかの方法で力を掛けて押さえると言った方法を取ります。
しかし、最近のLSDはクスコのType-RSなどに代表される様に、低イニシャルでありながら、ハイレスポンスで高いロック率を売りにする製品も増えてきました。
また、スペックＦなど、効き始めのフィーリングをマイルドにする味付けがなされたりと、無理にイニシャルを掛けなくても調整が可能になってきています。
イニシャルを低めに設定しても、予圧が低い事によるギクシャクしたフィーリングがほとんど無く、プレート摩耗も抑えられるので長寿命と言うメリットがあります。
対してType-MZなど従来のタイプだと、イニシャルが低いとオン・オフがハッキリし過ぎて、良く言えばメリハリがあり、悪く言えば急に効くと言ったフィーリングになったり、効き始めが遅いと言ったデメリットが生じる事も。
かと言って、昔ながらのシムで押さえる方法が時代遅れかと言うとそう言うわけでもなく、未だに主流なので、それぞれに使い方や参加するカテゴリに応じたメリット、デメリットがあるのだと思います。
そしてもう一つは、中央のカムプレートのカム角によって、効き具合の立ち上がり(これもレスポンスと言える)やロック率に影響を与える中間的な位置付け。
ロック率その物を決定するのは、クラッチプレートの摩擦力、つまり当たり面積やオイルの粘度と言う事になります。
内爪、外爪のプレートの並びを入れ替えたり、スリットの本数を調整したりする事で効きの強さを調整するので、イニシャルトルクが効きの強さを調整する物ではないと言う事がわかると思います。
もちろん、異常に高いイニシャルトルクを掛ければ話は別ですが、それならばデフロックと何が違うのかと言う話になってしまいます。
■チャタリングと効きの強さ
機械式LSD特有のチャタリングと言う現象があります。
よく、ガタンガタンッ！バキバキッ！と言った音で表現されますが、いかにもLSDが入ってますよと言った感じの演出には良いです(笑)
このチャタリングが発生するデフ、ないしはオイルの選択によって発生する事があるのですが、一見かなり効いている様に勘違いし易いです。
実は、このチャタリングが発生する理由は、左右輪のトルク差に負けてクラッチプレートが滑っている音です。
逆に、チャタリングの出ないものは、どうか？と言う点ですが、低速に於いては不必要にロックしないと言う事も出来ますので、裏を返せばやはりチャタリングの出る方が効いているのではなかろうか？と言う認識に繋がるかと思います。
ただ、待って欲しいのですが、LSDはロックする事を目的とした物ではなく、必要な時に差動に制限を掛ける部品だと言う事。
つまり、車庫入れなどで効く必要は無く、コーナーリング中にだけきちんと働いてくれれば良いのです。
効き過ぎると抵抗にもなるため、これくらいが丁度良いのです。
とは言っても、ガッツリ効かせたいと言う人もいるでしょうから、やはり効きの強さは気になるところ。
実は案外簡単な事なのですが、効きの強いLSDとチャタリングだけ目立つLSDの違いを見分けるには、低速でハンドルを切って少しアクセルを踏めばわかります。
バキバキと音を立てて車体を揺さぶるものは、先程言った通りプレートが滑りを起こしていますので、効いているとは言い難い。
対して、ほとんどチャタリング音が出ず、内輪がザッザッとホイールスピンを起こす、またはホイールスピンはしないが抵抗感が強くスムーズに旋回出来ないLSD…これが効いているLSDです。
ただ、これだけ効くLSDを取り付けてある車に乗ればすぐに理解出来ると思うのですが、いかに不必要なところでロックする事が邪魔になるかと言う事に気付くはずです。
用途が限定的になるので、何かしら明確な意図がない限り、効きの強過ぎるセッティングはお勧めしません。
たまにクスコのデフオイルは効かないと言って、わざわざチャタリングの出易い他社製を使う人もいますが、仕組みを理解していればクスコのデフオイルがどれ程高品質か良くわかると思います。
使うデフのタイプや車によっては役不足と言う事も有り得ないわけではありませんが、今一度、本当に効いていないかどうか良く確かめてみては如何でしょうか？
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