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デフ(ディファレンシャルギア)のメンテナンス

デフ(ディファレンシャルギア)とは

自動車操作で重要なデフについて解説

デフとは、ディファレンシャルギアの略したもので、カーブ時に車輪が横からの力を受けると、自動的に左右の車輪に回転差を与え旋回をスムーズに行えるようにする機構のことを言います。

旋回する際には、カーブ側の車輪より、外側の車輪が移動距離が長くなるため、車の駆動輪の回転数が左右同じだと、スムーズに曲がれなくなります。デフはこの時に、歯車の組み合わせによって、カーブの曲がり具合に応じて駆動輪の回転数を制御してスムーズな旋回を実現しています。

デフには、エンジンの動力を受けるリングギアとアクセルに直結している左右のサイドギア、その二つをつなぐピニオンギアと、それらを収めるフレームで構成されています。

デフには様々な形状が存在し、現在は傘型歯車を使用した、ベベルギア式が多用されています。ベベルギア式ディファレンシャルギアの内部は、自転と公転を行うデフピニオンギアと、回転をドライブシャフトに伝えるデフサイドギアで構成されています。

直進時にはデフピニオンギアは自転せずに公転のみを行うので、左右のデフサイドギアの回転は変わりません。しかし、横から受ける力では内側のデフサイドギアの抵抗が上がり、回転数が落ちます。デフピニオンギアが自転して外側のデフサイドギアの回転数を上げます。 この2つの作用によって、移動距離の多い外側の車輪がより回転し走行が安定します。

リミテッドスリップデフ(LSD)とは

ディファレンシャルギアは、左右のタイヤのうち抵抗の少ない方をより多く回転させます。

このために、片方のタイヤが脱輪すれば、脱輪したタイヤだけが回転し、自動車が止まってしまいます。これを防ぐため、作動を制御する機能が追加されたディファレンシャルギアのことを、リミテッドスリップデフと呼びます。

リミテッドスリップデフには様々な種類があり、ウォームギア式、ビスカスカップリング式などがあります。

ウォームギア式では螺旋状の歯を持つ、ウォームギアに外歯歯車のウォームホイールを組み合わせ作動を行っています。

左右の回転差が大きくなるとウォームギアがシャフトの方向に押し付けられ摩擦が起こります。

この摩擦力で回転が制御されることで、極端な回転差が起こらないようになっています。

ビスカスカップリング式では、円筒状のケースの中にアウタープレートとインナープレートと呼ばれる薄い円盤が交互に重ねてセットされ、円盤の間にシリコンオイルが注入されています。

シャフトの回転差が大きくなると、オイルが膨張して円盤同士が接着し、デフサイドギアの作動を止める仕組みになっています。

デフオイルの点検

デフオイルは密閉された空間の中で使用されるため、デフの外観を目視で点検しオイル漏れが見つからなければ、オイル量が適量であると言えます。

デフオイルにはレベルゲージは備えられておらず、フィラープラグを開けて確認する必要があります。オイルの適量は、注入口に液面がある位置とされているので、フィラーキャップを開け、注入口に指を入れ指先にオイルが触れれば適量です。

デフの異常はオイルの確認だけでなく、異音で発見することが出来ることが多いです。

カーブを曲がる際にだけ、異音が発生する場合はデフの異常の可能性が高く、FF車(フロントエンジン・フロントドライブ)ではドライバーの足元付近から異音がし、FR車(フロントエンジン・リアドライブ)では後輪の中央部から異音がする場合があります。

その際は早急にメンテナンスを行いましょう。

また、デフオイルの寿命はデフオイル自体潤滑だけに使用されるため、エンジンオイルのように高温にもならず、劣化の進みは遅いです。しかし、劣化したオイルは内部パーツの磨耗を促進してしまうので、3万キロ走行くらいで交換しましょう。遅くとも4万キロ走行までに交換するのがベストです。

センターデフ式フルタイム4WD

ディファレンシャルギアを使用すれば、前後の回転差を吸収することで、常に4輪駆動力を配分することが可能となります。

このようなデフをセンターディファレンシャルギア(センターデフ)といい、これを採用する4WDをセンターディファレンシャル式フルタイム4WD(センターデフ式フルタイム4WD)といいます。

ただし、駆動輪のデフの場合と同じように、1輪で空転が起こるような状況では走行不能になるため、作動停止装置か作動制御装置の併用が一般的です。

オフロード志向の強い車ではセンターデフにデフロックが備えられることが多く、オンロード志向の車ではセンターデフがLSD(リミテッド・スリップ・デフ)にされることが多いです。

走行場所に応じて選択できるようLSDとデフロックが併用されることもあります。

センターデフには、ベベルギア式デフ、プラネタリーギア式デフ、クラウンギア式デフなどが採用され、ビスカップリングや多板クラッチが作動制御のために組み合わされます。

歯車機構そのものに作動制御能力があるトルセンLSDが採用されることもあります。

現在では、受動的に作動制御を行うセンターデフ式4WDよりも、電子制御4WDが主流です。