メカニズム進化論　ステアリング編

　世界初のガソリンエンジンを搭載したカール・ベンツとゴットリープ・ダイムラーの自動車にはどのような操舵機構が付けられていたのだろうか。ベンツは3輪車のため、ティラーといわれる一本の舵取り棒で前1輪の向きを変えた。ダイムラーの4輪1号車は馬車の車体から大きく進化したものではなく、前車軸をセンターピボットとし、十字型のハンドルで操作した。走行速度が低かった時代だからこそ通用した形式だったといえる。
　1889年ダイムラーは4輪の2号車を発表する。ステアリング機構には、なんとアッカーマン方式が採用されていた。自転車と同形式のフロントフォークを2本平行にセットし、その上方をタイロッドで繋ぎ、タイロッドの中央からティラーを伸ばし、それを左右に移動することで操舵を行うという簡単な形式だったが、今に繋がる操舵理論が組み込まれていたのだ。

　今でもステアリング機構の基礎となっているのがアッカーマン理論。4輪車の場合、旋回すると、すべてのタイヤが同じ旋回中心を持つ。左右の前輪をタイロッドで連結し、左右の前輪がまったく同じ切れ角だとすると、どちらかの車輪に滑りが生じる。
　これをなくするために、操舵した時に、外側の車輪より内側の車輪の切れ角を多くする工夫がドイツの王室専用のコーチビルダーだったゲオルゲ・ランケンスベルガーによって考案されたアッカーマン理論。
　1897年にはフランスのパナールが丸型のハンドルを採用し、現在に繋がる操舵機構を実用化した。同年代、アメリカのチャールズ・デュリアが前輪にキングピン傾斜角とポジティブキャンバーを付けることを考案し、さらにキャスターを付けることによって直進性が向上し、操舵した車輪に復元力が生まれることも発見した。
　アッカーマン理論、丸型ハンドル、デュリアのジオメトリー理論が揃ったことで、操舵の理論はほぼ確立され、現在へと繋がることになる。
　パナールの丸型ハンドルの導入以降、左右の車輪を連結するタイロッドの制御にさまざまな方法が取り入れられてきたが、1901年、イギリスアルバニー社のランプロー兄弟が開発したスクリューナット型がその後のステアリング方式を決定づけることになる。
　この方式が開発されて以後、そのアイディアを基にしたギヤの組み合わせによるさまざまな方式が生み出された。
　1950年代に入るとそれらのギヤ方式に代わるものとしてボールナット型が登場する。基本形式は、初期に考案されたスクリューナット方式と同じだが、ウォームギヤとナットのネジ山との接触面に鋼球が挿入された。このボールがベアリングの役割を果たし、軽い操作力での操舵を可能にした。リサーキュレーティングボール式と呼ばれ1970年代までステアリング機構の主要メカニズムとして、多くのクルマに用いられた。

　ボールナット式を淘汰し、ほとんどのクルマに採用され、ステアリング機構の主流となっているラックアンドピニオンの登場は意外にも古い。1896年、フランスの高級車メーカーであったレオン・ボレーが考案し、L・メギーというエンジニアの手によって現実のものとなったが、普及はしなかった。
　パワーステアリングのなかった時代では、重い操舵力が問題となり、さらに路面からのキックバックをステアリングになるべく伝えないという不可逆性に劣る形式は、まだ時代が求めているものではなかった。
　ラックアンドピニオンはその後、前輪独立サスペンションの登場、小型車の普及などによって陽の目を見る。まずヨーロッパの小型車に採用され、日本ではスズライトが1955年に採用し、スバル360、三菱500などの軽量車がそれに続いた。
　1970年代、FF車の普及が始まると、広い搭載スペースが不要なコンパクトさ、遊びのない正確な操舵性能が認められ、ステアリング機構の主流となっていく。その後、パワーステアリングが普及し、可変機構を加えたものも登場し、今に至っている。

提供元：オートメカニック