ピニオンアングルを設定するとは、サスペンションに荷重がかかった状態の車高で、ピニオンヨークの角度が、トランスミッション(またはトランスファーケース)の出力軸の角度と平行(等しく逆向き)になるよう、リアアクスルハウジングを調整することです。誤ると、ドライブシャフトの両端のユニバーサルジョイントが、互いの回転速度の変動を打ち消さなくなり、今は駆動系の振動として、後にはユニバーサルジョイントの早期故障として現れます。
始める前に:車両を油圧フロアジャッキだけで支えた状態で、この作業を決して行わないでください。フレームレールの下に頑丈なジャッキスタンドを(またはドライブオンランプを)使い、サスペンションに全重量がかかった状態にしてください。アクスルが宙づりの状態で測ったピニオンアングルの値は、駆動系が実際に動作する角度ではなく、誤った調整を追いかけることになります。
実際に測っているもの
2つのユニバーサルジョイントを持つドライブシャフトはすべて、幾何学のからくりに頼っています。角度をつけて回転するユニバーサルジョイントは、完全に一定の速度で回転を伝えず、1回転につき2回、加速と減速を繰り返します。シャフトの反対側の端に、同じ角度で設定された2つ目のユニバーサルジョイントが、その変動を打ち消します。これは、トランスミッションの出力軸とピニオンシャフトが互いに平行である場合にのみ機能します。ピニオンアングルは、それを実現するための調整です。それ単独のサスペンションジオメトリーの設定ではなく、サスペンション部品(使っているものに応じて、コントロールアーム、シム、トルクアームなど)を通じて調整される、駆動系のアライメントの設定です。
必要な工具
- 0.25°まで読み取れるのが理想的な、デジタルのマグネット式アングルファインダー。これは、駆動系部品メーカー(QA1、Detroit Speed)が推奨値の基準にしている公差レベルです。専用の工具がない場合は、信頼できるスマートフォンの角度計アプリでも代用できます。
- 頑丈なジャッキスタンドまたはドライブオンランプ。
- 各測定をどこで行ったかを正確に記すためのペイントマーカーまたはチョーク。再測定で、同じ位置に当てられます。
手順:角度の設定
- 車両を通常の車高にし、サスペンションに荷重をかけます。全重量をフレームで吊るのではなく、タイヤにかけます。
- トランスミッション(またはトランスファーケース)の出力軸の角度を測ります。平らな機械加工面に、アングルファインダーを置きます。テールシャフトハウジング、出力ヨークの平面、またはクランクプーリー/ハーモニックバランサーの面です。測定値と、傾きの向きを記録します。
- ドライブシャフトの角度を測ります。チューブのきれいでまっすぐな部分にアングルファインダーを置き、複数回測る場合は、毎回同じ位置に当てます。
- ピニオンヨークの角度を測ります。ピニオンヨークの機械加工された平面にアングルファインダーを置きます(ヨーク自体に平面がない場合は、ピニオンシャフトと平行なら、デフカバーのボルトでも可)。
- 各ユニバーサルジョイントでの作動角を計算します — そのジョイントの両側のシャフト角度の差です。符号の取り方を1つ決め(例:運転席側を向いて、後方に向かって下がる傾斜を負とする)、両端で一貫して使います。取り方を混在させることは、「正しい」測定が、実は逆になっているという事態の、最も多い原因です。
- サスペンションの種類に応じて調整します(下を参照)。
- すべてを締め付けた後に、再測定します。調整用の部品は、トルクをかけるとわずかに動くため、合わせたつもりの数値は、最終的な締め付けの後で確認するまで、実際に走行する数値ではありません。
目標角度:検証可能なものと経験則
ここにある2つの数値は、独立した駆動系部品メーカー(QA1とDetroit Speedは同じ数値を公表しており、1つの情報源が自らを繰り返しているだけではありません)に由来し、フォーラムの言い伝えではありません。
- ユニバーサルジョイントの作動角は、許容できる使用寿命のために3°以下にする必要があります。
- ユニバーサルジョイントの作動角は、少なくとも0.5°必要です。ちょうどゼロだと、ユニバーサルジョイントのカップ内のニードルベアリングが回転を止め、自由に回る代わりに、平らな摩耗面ができてしまいます。
その範囲を超えて、サスペンションの種類別に一般的に挙げられる静的オフセット目標値(複数の駆動系ショップやアフターマーケットのサスペンションメーカーからまとめた、業界の経験則による数値で、単一の車両メーカーの工場仕様ではないため、金属を切る前に、お使いの具体的な用途について、デフまたはドライブシャフトメーカーの資料で確認してください)は次のとおりです。
| サスペンション構成 | 一般的な静的ピニオンオフセット | 理由 |
|---|---|---|
| ゴム/ポリウレタンブッシュ(ストリート用4リンク、柔らかい乗り心地) | トランスミッション角度に対して約1°〜2°下向き | トルク下でブッシュのたわみが大きく、より大きな静的補正が必要 |
| リーフスプリング | 約2°〜4°下向き | リーフスプリングのパックは、リンク式よりも、加速時により大きく巻き上がる(「ラップ」する) |
| リジッドなロッドエンド/ハイムジョイントの4リンク | 約0°〜1°下向き | ロッドエンドには、実質的に弾性がないため、荷重がかかってもハウジングはほとんど回転しない |
お使いの構成がこれらの行のどれにもはっきり当てはまらない場合や、その数値が安全上重要な用途(高トルクのドラッグスタート、重量物のけん引)にとって重要な場合は、推測せず、この表を、やみくもに合わせる目標として扱うのではなく、デフメーカーの仕様書で確認してください。
サスペンションに応じた調整
4リンク/調整式コントロールアーム(ほとんどのロッククローラーとオフロードのリジッドアクスルビルドで使われる構成):上側、または下側(あるいは両方)のコントロールアームを伸ばしたり縮めたりして、デフハウジングを回転させます。上側のアームを伸ばすと、通常、ピニオンは下向きに回転し、縮めると上向きに回転します(大きく調整する前に、ご自身のリンクジオメトリーで方向を確認してください。一部の3リンクや三角形配置の4リンクでは、逆に反応します)。これは、SYZ Machineの調整式ラジアスロッドとカスタムコントロールアームが実際に力を発揮する構成で、ねじ式の調整可能なアームなら、回転を細かく刻んで合わせ、ジャムナットで固定でき、そこに至るために、固定長のアームを切断して溶接し直す必要がありません。
リーフスプリング:テーパー状のくさび形シムを、スプリングパックとアクスルパーチの間に入れて、ハウジングを傾けます。サイズ別のシムは、固定の角度刻みで販売されており、目標に最も近いものを選んで、再測定します。
トルクアーム構成:お使いのトルクアームキットが採用している調整機構に従って、トルクアームの長さ、または前側ピボットでの取り付け位置を調整します。
ロングトラベルのサスペンションに、ストリート用とは異なる考え方が必要な理由
オンラインで見つかるピニオンアングルのガイドの大半は、サスペンションが車高と完全圧縮の間の比較的小さな範囲で動く、ストリートカーやドラッグカー向けに書かれています。各コーナーで12インチ以上のストロークを持つ4リンクのロッククローラーは、フルドループ(最大伸び)から完全圧縮までの間で、ピニオンをはるかに広い角度範囲で振ります。車高で設定する静的な角度は、折衷点であって、駆動系がサイクル全体を通して実際に動作する角度ではありません。ロングトラベルのビルドで振動を追いかけていて、車高での数値がすべて問題ない場合は、フルドループやフルスタッフ(最大圧縮)での作動角も確認する価値があります。静的設定が正しく見えても、ユニバーサルジョイントの作動角が3°の許容範囲を超えて跳ね上がる可能性が最も高いのが、そこだからです。
サスペンションが深くドループして、ストロークの底でピニオンアングルが急になる場合、それは、SYZ Machineのロッククローラー製作ガイドで扱っているのと同じ破損モードです。そのガイドの対策(上側のリンクを回して、ハウジングを「クロック」し、ピニオンがトランスファーケースの方を再び向くようにする)は、可動性を重視したフルビルドの文脈における、上で説明したコントロールアーム調整の実践版です。
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