4つのタイヤをすべて駆動する車なら、前輪も後輪も同じ速さで回している。そう思うと、1986年のセリカGT-FOURに搭載された「センターデフ」の意味が少し不思議に感じられるかもしれません。
カーブでは、前と後ろのタイヤが同じ距離を通るとは限りません。センターデフは、その前後輪の回転差を許すための装置。初代GT-FOURの発売当時の資料から、4WDが曲がるときに何が起こるのかを追ってみましょう。
- 1986年発売のGT-FOURは、センターデフを持つフルタイム4WD。
- 旋回時には、左右だけでなく前後のタイヤにも回転差が必要になる。
- 1986年型にはセンターデフのロック機構があり、1994年型では資料上ビスカス式の差動制限が使われた。
初代GT-FOURの下に、何が増えた？
初代セリカGT-FOURは1986年10月に発売されました。前輪を駆動するセリカに、前後の車輪へ力を伝えるフルタイム4WDと、2リッターのターボエンジンを組み合わせたモデルです。
エンジンは3S-GTE型。トヨタの当時の発表では、空気を圧縮するターボに加え、水冷式インタークーラーを装備し、最高出力185PS、最大トルク24.5kg-mを公表しています。数値は1986年発売時の国内向け資料に記載されたもの。後の世代まで同じ値ではありません。
ここで見たいのは、馬力そのものより、エンジンから来た回転を前にも後ろにも届ける経路です。後輪へ力を送るには、車体の前側から後ろまでつながる軸が必要になります。さらに、前後の回転差を受け持つのがセンターデフです。
なぜ前輪と後輪で、回る速さに差が出る？
車が曲がるとき、前輪と後輪は同じ線を走りません。例えば低速でハンドルを大きく切ると、後輪は前輪より内側の軌跡を通ります。内輪差として見慣れた現象ですが、ここでは「前後で進む距離が違う」ことに注目してください。
同じ時間に進む距離が違えば、タイヤが必要とする回転数にも差が出ます。タイヤの外径が同じとしても、軌跡の違いによって前と後ろは別の速さで回りたくなるわけです。さらに左右でも、外側と内側が通る距離は異なります。
直進する図では四輪がそろって進むので、回転差を想像しにくいもの。駐車場で大きくハンドルを切る場面を思い浮かべると、それぞれが違う円を描くことを理解しやすくなります。
センターデフは、前後の差をどこで受け持つ？
デフはディファレンシャルの略。前輪側や後輪側にあるデフは、それぞれの左右輪の回転差に対応します。センターデフは、これとは別に、前輪側と後輪側の間の回転差を受け持ちます。
トヨタは1986年の発売資料で、GT-FOURのセンターデフが前後輪の回転差を吸収することで、常時4WDの滑らかな走行を実現すると説明しています。前後へ力を送りながら、旋回時に必要な回転差も許す。二つの仕事を同時に考えた装置です。
「差を許す」と聞くと、前後のつながりが切れるように感じるかもしれません。実際には、前輪側と後輪側へ駆動力を伝えたまま、それぞれに必要な速さで回れるようにしています。「四輪へ力を伝えること」と「四輪を同じ速さに固定すること」は別なのです。
左右のデフとセンターデフは別もの
前輪左右の差はフロント側、後輪左右の差はリア側、前後の差はセンター側。三つの役割を別々に思い浮かべると、「デフがある」と聞いたときにどの差を扱っているのか整理できます。
例えば後輪の左右で回転差を調整できても、それだけで前輪と後輪の回転差まで解消するわけではありません。車両全体で、どの車輪同士がつながっているかをたどることが大切です。
センターデフがないと、カーブでどうなる？
前後輪を差動のない状態で直結した4WDが、グリップの高い乾いた路面で小さく曲がろうとすると、前後の回転差が生まれにくくなります。その結果、駆動系やタイヤに負担がたまり、ブレーキをかけたように動きが重くなることがあります。
これが「タイトコーナーブレーキング現象」です。トヨタの当時の資料も、前後に必要な回転差を抑えられることによる現象として説明しています。実際にブレーキペダルを踏んでいるわけではありません。
注意：駆動方式や操作条件は車種ごとに異なります。乾いた舗装路で直結4WDを使ってよいかは、必ず対象車の取扱説明書を確認してください。
雪や砂利など滑りやすい路面では、タイヤの滑りによって前後の距離の違いを逃がすことがあります。乾いた舗装路ではそのように滑りにくいため、同じ直結状態でも小回りの際に突っ張りやすくなるのです。
センターデフをロックすると、何が変わる？
1986年のGT-FOURの発売資料は、センターデフにロック機構があることも挙げています。デフの差動を許す状態と、差動を抑える状態は、異なる役割を持ちます。
片方の車軸側が滑りやすい状況では、差動を制限することが、もう一方へ駆動力を伝える助けになる場合があります。一方、前後の回転差を抑えるほど、舗装路で小さく曲がるときには無理が生じやすくなります。
センターデフのロックは、前後の回転差を抑える仕組みです。旋回のために差を許すことと、滑りやすい路面で差を制限すること。相反する二つの働きを、路面に合わせて使い分けます。実車の切り替え条件や操作は、その車両の取扱説明書で確かめてください。
1994年型のGT-FOURは同じ仕組み？
GT-FOURは長く続いた名前です。1994年に発売されたモデルのトヨタ資料では、センターデフにビスカスカップリングを用いた差動制限を組み合わせ、リアにはトルク感応型LSDを備えると説明しています。
ビスカスカップリングは、回転差に応じて粘性を利用して差動を制限する部品です。1986年の資料に書かれた「ロック機構」と、1994年の「ビスカス式差動制限」を、年式を無視して同じものとして説明することはできません。
| 対象 | 当時の資料にあるセンター側の説明 |
|---|---|
| 1986年発売の初代 | センターデフとロック機構 |
| 1994年発売モデル | センターデフとビスカス式差動制限 |
初代のロック機構を読んでから1994年型へ進むと、同じ車名でもセンター側の差動を制限する方法が変わったことが分かります。リアのLSDとは働く場所も違うので、部品を調べる際は年式と「前後の差か、左右の差か」を一緒に確かめましょう。
ラリーの車と、市販車は同じ？
セリカGT-FOURという名前から、世界ラリー選手権の姿を思い出す方も多いでしょう。トヨタのモータースポーツ年表では、ST165による1989年の初優勝と、ST185による1993年のマニュファクチャラーズタイトル獲得が紹介されています。
ただし、競技車の装備や設定が、そのまま一般向け市販車についているとは限りません。車両写真でセンターの仕組みを想像するときも、「発売時の市販車の説明」と「競技仕様の説明」を分けておくと混乱しません。
市販車の資料で分かるのは、前後輪を常に駆動しつつ、旋回のための前後差をセンターデフが受け持つこと。ラリーのイメージの奥には、普段の交差点でも役割を果たす仕組みがありました。
