前回はステアリング機構であるラックアンドピニオン式について少し触れました。これはもともとスポーツカーなどに使われていた形式で、シンプルさとダイレクトさが特徴です。この機構では、ステアリングとともに回転するピニオンギヤとそれに噛み合うラックギヤがギヤボックスの中に入っています。
ラックアンドピニオン式はパワステの普及とともに主流に
ステアリングホイールを回すとピニオンギヤが回転しますから、ラック(ラックギヤ)が左右に動き、それと同軸上につながったタイロッドを動かすのが基本的な機構です。タイロッドエンドはナックルアームとつながっているので、その動きによってタイヤが左右に切れるというわけです。
先に書いたようにダイレクトである反面、操作が重くなったりキックバック(路面からタイヤへの入力がそのままステアリングに伝わる現象)が大きい面もあるのですが、パワーステアリングが普及するにつれて主流になってきました。
ボールナット式は複雑だがメリットもある
もうひとつ、現在でもトラックなどには使用されていますが、ボールナット式というステアリング機構もあります。これは、ステアリングホイールを回すとウォームシャフトという部品に伝わります。ウォームシャフトはギヤ溝がらせん状に切られたもので、これが回転するとボールナットという部品が動き、ボールナットがステアリングのリンク機構とつながったセクター(シャフト)を動かすことで転舵できます。
この機構のポイントは、ウォームシャフトとボールナットの間にボールベアリングが挿入されていることです。これによってボールナットはスムーズに移動することができるので、比較的軽い力でステアリングを回せます。
パワーステアリングが普及する前はこちらの方式が主流でした。ボールベアリングだけでなく、結果的にギヤボックス内部の部品間や複雑なリンク機構のあそび(余裕)の部分がタイヤからの入力を緩和してステアリングホイールに伝えるのもメリットになります。反面、ラックアンドピニオン式のようなダイレクト感には欠けます。