37〜44インチタイヤを装着するロッククローラーやUltra4競技リグは、いずれ同じ壁に突き当たります。純正のステアリングジオメトリと純正サイズのリンケージでは、巨大なタイヤを岩盤に対して、曲がることも壊れることも、作動油が沸騰することもなく切れさせることはできないのです。解決は単一の部品ではなく、ステアリングアーキテクチャ全体です。実際に使われているのは3つの異なる方式で、それぞれ機械的な結合をどこまで残すか、下流のロッドエンドとチューブをどのくらいの大きさにするかについて答えが異なります。
3つの構成、手放すものの多さの順
| HDメカニカル(ハイステア+クロスオーバー) | ハイドロアシスト | フルハイドロリック(「フルハイドロ」) | |
|---|---|---|---|
| ホイールへの機械的な接続 | あり — ドラッグリンク+タイロッド、全長 | あり — ステアリングボックスが、引き続き仕事を行い、ラムが、力を加える | なし — オービタルバルブ+油圧ラムのみ |
| 一般的に使われる、典型的なタイヤサイズ | 標準から約35″ | ~37"–40"+ | 40"+ |
| 公道走行が合法/故障しても安全 | 必要 | はい — 油圧が故障しても、メカニカルステアリングは、機能し続ける | いいえ — 油圧の喪失は、ステアリングの制御の喪失を意味する |
| 利用可能なステアリングの力 | 低い/中程度 | 高い | 非常に高い |
| 典型的なアクスル | 標準から、軽度のDana 44/60 | Dana 44/60 | Dana 60、Spidertrax、ポータルアクスル |
上記のタイヤサイズの境界はレンジであって、厳密な仕様ではありません。正しいステアリング構成は車両重量、タイヤコンパウンド、地形の要求によって決まります。PSC Motorsportsは40インチ以上のタイヤ向けにフルハイドロリックキットを販売しています。ご自身の車両での適合はサプライヤーに確認してください。
HDメカニカル:クロスオーバーステアリングとハイステアアーム
油圧を追加する前に、本格的なクローラーのビルドの大半は、まず機械的な幾何形状を、再設計します。
- クロスオーバーステアリングは、工場出荷時のY字型のリンケージ(片方のナックルに走るドラッグリンクと、共有点を通じて2つのナックルを接続するタイロッド)を、ピットマンアームから片方のナックルまで、まっすぐ走る独立したドラッグリンクと、2つのナックルの間の、別のタイロッドに置き換えます。
- ハイステアアームは、ステアリングナックルの上部にボルトで取り付けられる(多くの場合、5穴または6穴のフラットトップのDana 60ナックル)、頑丈な鋼製のアームで、ドラッグリンクとタイロッドを、アクスルの中心線より、はるかに高く持ち上げ、岩の直接の衝撃の経路から、遠ざけます。
- ドラッグリンクとトラックバー（パンハードバー）は、同じ長さ・同じ角度で走らなければなりません。両者の不一致があると、サスペンションが動くたびにバンプステアが発生します。この故障モードの全体はバンプステアガイドで解説しています。要点は、これはジオメトリの問題であって部品品質の問題ではなく、ロッドエンドをどれだけ強化してもドラッグリンクとトラックバーの不一致は解消しない、ということです。
これが、純粋なメカニカルステアリングの上限です。あるタイヤサイズと、岩の衝撃の頻度を超えると、下流のリンケージが、どれだけ優れていても、ステアリングボックスとピットマンアームが、弱点になります。
ハイドロアシスト:機械的なバックアップを保ち、力を加える
ハイドロアシストは、機械的な連鎖全体(ステアリングホイール→ステアリングシャフト→HDステアリングボックス→ドラッグリンク/タイロッド→ナックル)を保ち、ステアリングボックスの既存のポートに接続された、アクスルを横切って、またはタイロッドと一直線上に取り付けられた、油圧ラムを追加します。ラムは、タイヤを回す仕事の、およそ70〜80%を行い、ボックスは、引き続き、機械的な接続と、路面の感触を提供します。
強調する価値のある点で、ハイドロアシストを、他の何にも触れない、ボルトオンのアップグレードとして扱うのは、簡単だからです。油圧ラムは、小さすぎるステアリングのリンケージを、許容できるものにはしません。ラムが、ドライバーの腕が、決して出せない、かなり大きな力を、システムに通すようになったら、下流のすべて、つまり、ボックスのマウント、ピットマンアーム、ドラッグリンク、タイロッド、ナックル、そして、ラム自身の、アクスル側のブラケットは、置き換えた純正のステアリングシステムではなく、その新しい荷重に合わせた寸法にする必要があります。それは、通常、次のことを意味します。
- リンクそのものに、1.25″〜1.5″以上のDOMチューブ
- より大径のロッドエンド — 3/4″または7/8″のハイムジョイントで、多くの場合、PTFE内張りと、熱処理されたクロモリの構造を持ち、純正のボールジョイントや、小さすぎるタイロッドエンドの代わりになる
- ラムの取り付けブラケットは、1枚のタブを貫通してボルト止めするのではなく、二面せん断で製作する
この最後の点は、ほとんどのビルドガイドが流してしまう部分です。ボルト1本のシングルシアー（片持）接続は、ハンドル操作力レベルの繰り返し荷重には何年も耐えられます。しかし同じ接続で1,000ポンド超の力を出す油圧シリンダーは、まったく別の荷重ケースです。そのような高振幅の繰り返し荷重の下では、ボルト穴が伸びる（楕円化する）可能性がはるかに高くなります。これは、ステアリングジョイントに取付けジオメトリの設計想定を超える力を要求したときに必ず現れる、根本メカニズム（ジョイント自体の「破壊」ではなく、荷重下で締結部品が穴の中で遊び始める現象）です。ダブルシアーブラケット—ジョイントを片持ちではなく2枚の支持タブで挟み込む構造—はその荷重を1点ではなく2点に分散させ、まさにこの問題への標準的な解答です。その力学をより深く解説したのがシングルシアー vs ダブルシアー取付けガイドです。
フルハイドロリック:設計上、機械的なバックアップなし
フルハイドロのシステムでは、ステアリングホイールとアクスルを接続する、ドラッグリンクも、ステアリングギアボックスも、ありません。ステアリングホイールを回すと、オービタル(計量)バルブが回転し、加圧された流体が、アクスルに取り付けられた、油圧ラムに、直接送られます。
ラムの種類:
- 両ロッドのラム — タイロッドの位置と一直線上に取り付けられ、どちらの側から入る流体も、その方向に、シャフトを押し、左右どちらに回しても、等しい力と速度を与えます。これは、Ultra4や専用のクローリングに、一般的に推奨されるタイプで、片ロッドのシリンダーが持つ方向の非対称性が、ないためです。
- 片ロッドのラム — 取り付けは簡単ですが、方向によって、押しのける流体の量が異なるため、一方向に、他方より、速く回ります。
得られるもの: タイヤが岩に完全にはまり込んでいても、楽に回せること、衝撃によるステアリングホイールの、キックバックがゼロであること、そして、ドラッグリンクの幾何形状と格闘する必要がないため、アクスルの機械的な構成が、はるかに単純になること。
手放すもので、専用の競技用リグ以外に、これを検討する人にとって、重要な部分です:機械的なバックアップは、ありません。ポンプが故障したり、ホースが破裂したり、エンジンが止まったりすれば、ステアリングの制御は失われ、低下するのではなく、失われます。これは、安全ハーネスと、サポートクルーのいる、閉鎖されたコースでの、Ultra4の4400クラスのマシンにとっては、受け入れられるトレードです。公道も走るものにとっては、はるかに難しいトレードであり、フルハイドロが、ほぼ専用の競技用やロックバギーのビルドにのみ現れ、兼用のトレイルリグには現れない理由です。
フルハイドロでは、システム全体の荷重経路が変わるため、ナックルへの最後の接続を担う、ロッドエンドも、それに応じて、サイズアップする必要があります。通常、肉厚の(外径1.5″〜2″)クロモリや7075-T6アルミニウムのチューブに、3/4″〜7/8″のハイムジョイントを、単一の貫通ボルトではなく、二面せん断のブラケットで取り付けます。その工学的な理由は、ハイドロアシストについて、上で説明したものと同じで、より高い力のレベルになるだけです。1,000ポンド以上のステアリングの力を発揮できるラムには、手で回すステアリング向けのサイズではなく、その力のために作られた、取り付けの接触面が必要です。
両方の油圧の構成で、見落とされがちな2つのこと
どれだけ速く操舵できるかは、圧力だけでなく、流量で決まります。圧力が、ラムが発生できる力を決め、流量(ポンプからの、1分あたりのガロン数)が、そのラムが、どれだけ速く動けるかを決めます。大口径のシリンダーを、小さすぎるポンプと組み合わせると、巨大な力を発生できても、苦痛なほど、ゆっくりとしか操舵できず、ポンプをシリンダーに合わせることは、シリンダーを、タイヤに合わせることと同じくらい重要です。
クローリング速度では、熱が急速に蓄積します。重い荷重の下での、低速での繰り返しのステアリングは、通常の高速道路速度でのパワーステアリングよりも、多くの油圧による熱を発生させます。純正用途向けのサイズのリザーバーと、専用のクーラーがない構成は、長く、技術的なクロールで、パワーステアリングフルードを煮立たせる、よくある方法で、バッフル付きのリザーバーと、スタックプレートクーラーは、本格的なハイドロアシストやフルハイドロのビルドでは、標準的な装備であり、オプションの追加品ではありません。
どの構成が、あなたのビルドに合うか
- 35″以下のタイヤを装着し、まだ公道で使用される、トレイルクローラー: クロスオーバーの幾何形状とハイステアアームを備えた、HDメカニカルステアリングで、通常、十分であり、公道走行の合法性を、完全に維持できます。
- 37″〜40″のタイヤを装着し、酷使されるが、まだ自力で帰る必要がある、トレイルクローラー: ハイドロアシストが、一般的な答えで、より大きなタイヤが必要とする力を加えながら、機械的な接続を、フォールバックとして保持します。
- 40″以上の専用競技用クローラーまたはUltra4のマシン: 適切なサイズの両ロッドのラムとオービタルバルブを備えた、フルハイドロリックステアリングが、ステアリングの力と、パッケージングの単純さに対する、需要のプロファイルが、通常、ビルドを押し進める先で、その選択の一部として、公道走行の合法性と、機械的なバックアップの喪失を受け入れます。
ビルドが、どの構成に落ち着くにしても、ステアリングボックスやラムの下流の、ロッドエンドとリンケージは、そのアーキテクチャの実際の力のレベルに合わせる必要があり、何かが曲がった後に、後付けでサイズアップするものではありません。このような、スケールされ、用途に合ったロッドエンドのサイズ選定が、軽度のハイドロアシストのタイロッド用の5/8″のハイムであれ、フルハイドロのラム用の、二面せん断で取り付けられた7/8″のジョイントであれ、SYZ Machineのカスタムロッドエンドが対象とする、需要のプロファイルです。
完全なビルド—スターホイールアクスルの選定、4リンクジオメトリ、コイルオーバー、ドライブトレイン、もちろんステアリングも—については、ロッククローラービルドガイドをご覧ください。
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