曲がりにくくなるは昔の話!? LSDはスポーツ走行に必須！

クルマは曲がる時、内側タイヤと外側タイヤの軌跡が異なり、その距離も違う。いわゆる内輪差というもので、外側タイヤはたくさんの距離を転がり、内側タイヤは短い距離で済む。
そのときに左右のタイヤが1本のシャフトで繋がっていると、左右の回転差が生まれるので曲がりにくくなってしまう。

そこで左右タイヤの回転差を吸収させるために生まれたのがデファレンシャルギヤ。内部はギヤが噛み合っていて、左右の回転差を吸収できる仕組みになっている。

これは革新的な発明で、クルマがスムーズに曲がれるのもデファレンシャルギヤのおかげ。
ちなみにレーシングカートは左右のタイヤが1本のシャフトで繋がっているので、左右タイヤの回転差を吸収できない。そのために曲がるときは常にリアタイヤをスライドさせながらでないと速く曲がれない。

しかしデファレンシャルギヤにも弱点がある。それが駆動を伝えている時に片方のタイヤが空転すると、駆動力がすべてそちらに行ってしまうこと。街なかではほぼ起きないシチュエーションだが、サーキット走行になると起こり得る。

コーナリング中は内側タイヤは荷重が抜けて浮き気味になる。この状態でアクセルを踏むと内側タイヤが空転しやすい。そこで空転してしまうとエンジンからの駆動力が内側タイヤに掛かってしまい、クルマは加速しなくなってしまう。
ちなみにこれは悪路でタイヤが滑ってしまっているときも同じで、滑っている側のタイヤばかり空転してしまいスタックしてしまう。

そういったデファレンシャルギヤによって駆動力が逃げてしまうのを改善しようと生まれたのがLSDだ。LSDはリミテッド・スリップ・デファレンシャルの略。デファレンシャルギヤによる回転差を規制するというパーツなのだ。

構造としては左右のタイヤから伸びたシャフトに金属プレートが付けられていて、それを擦り合うことで回転差をなくす。
クラッチと同じようなものでエンジンに置き換えると、右タイヤはクラッチ板、左タイヤはフライホイールに繋がっているようなイメージ。
回転差が起きた時にそこでクラッチとフライホイールが擦れあって半クラッチ状態になると回転数の差が埋まるように、左右タイヤの回転差を金属プレート同士の摩擦で抑えている。

LSDは内部にこのクラッチとフライホイールのような摩擦する面が5～6箇所ほど作られていて、大きな摩擦が起きるようにしている。

メリットは駆動力が逃げてしまうシチュエーションのときに、プレートが摩擦することで反対側のタイヤに駆動力を伝えられること。
わざわざ曲がりやすくなるためにできたデファレンシャルだが、タイヤが滑るシチュエーションだとその機構をキャンセルして、左右タイヤを直結に近づけるという、若干矛盾にも感じるがスポーツ走行には必須のシステムなのだ。

昔はそのプレートが摩擦する時にバキバキというチャタリング音がして不快に感じやすかった。また、必要以上に左右タイヤの回転差を吸収して直結に近づけてしまうことで、曲がりにくくなることもあった。

そういったイメージからLSDというと「曲がりにくくなる」とか、「不快感が高まる」というイメージをお持ちの方もいるだろう。しかし、わざわざ曲がりにくくなる機構を作りたいわけではなく、不快感を高めたいわけではない。結果としてそうなってしまっていたという話。

現代では各社のLSDはともに進化していて、そういったネガティブなことが非常に少なくなっている。
曲がりにくくなるのは左右の回転差を吸収しすぎているわけで、もっとマイルドなセッティングが一般的。左右タイヤが直結になる必要はないので、回転差を適度に吸収できる程度に効くようにプレートのセッティングを各社で施している。
また、チャタリング音はプレートの精度を高め、表面処理などを施すことで劇的に改善されている。

LSDは使用するシチュエーションや好みによって、さまざまなセッティングの要素がある。主には下記の4つが挙げられる。

LSDのセッティング要素①作動方式

加速時に効くのか、減速時に効くのかが作動方式と呼ばれる要素。
一般的に加速時の駆動力を漏れなく伝えたいので加速時に効くが、減速時にも効かせると左右タイヤの回転差を吸収しようと抵抗になるので曲がりにくくなる方向にはなるが、安定感も増す。

加速時に効くものを1WAY、減速時にも効くものを2WAY、加速時に比べて減速時に弱く効くものを1.5WAYなどというが、弱く効くイメージを1.5と表現しているだけで基本的に2WAYに分類される。

LSDのセッティング要素②イニシャルトルク

バネによって左右プレートをある程度押し付けておいて直進時にも効かせる力（トルク）のこと。
最初はトルクがかかってなくてもいいが、まったくの0から曲がり始めると急に作動して違和感を感じるので、ある程度のトルクでプレートを押し付けていたほうが効き始めがなめらかに感じられる。皿ばねで押し付ける方式とコイルスプリングで押し付ける方式がある。

LSDのセッティング要素③カム角

左右の回転差が起きた時にカムにシャフトが押し付けられて、プレートに力が掛かって摩擦し回転差を吸収する。このときの角度のことで、30°よりも45°の方が強い力がプレートに掛かるのでLSDが素早く強く効きやすい。角度が大きい方が素早く強く効くのだ。

効きをゆるくしようと角度を浅くすると効き始めるまでに時間が掛かるので、コーナリングの後半で効いたりすることにもなるため浅くすれば快適とも限らない。

LSDのセッティング要素④ロック率

プレート同士の摩擦面の数を組み替えることで調整できる。5面で摩擦するLSDの場合、組み替えて4面で摩擦するようにするとロック率80％と表現する。100%にしても左右タイヤの回転差を100%吸収するわけではないので、そのLSDの最大摩擦から何％下げたかを示す数値。

こうしたセッティングの要素があり、それらをどう使いこなすかが重要なパーツ。これはチューナーによってもLSDメーカーによっても特色があり、なめらかに効きやすい摩擦材にカーボンを使ったものなどもある。

正解はひとつではなく、コースや使うステージによっても、ドライバーの好みによっても大きくセッティングが変わるパーツなのだ。

（文：加茂新）