
アッカーマン操舵ジオメトリ(アッカーマン操舵台形とも呼ばれる)[ 1 ]は、自動車やその他の車両の操舵におけるリンク機構の幾何学的配置であり、旋回時に内側と外側の車輪が異なる半径の円を描く必要があるという問題を解決するために設計されている。
これは、1816年にミュンヘンのドイツ人馬車製造業者ゲオルク・ランケンスペルガーによって発明され、その後、1818年にイギリスの代理人ルドルフ・アッカーマン(1764-1834)によって馬車用に特許が取得されました。エラスムス・ダーウィンは、 1758年に遡る発明者としての先例があるかもしれません。 [ 2 ]彼は馬車が転倒した際に負傷したため、この操舵システムを考案しました。
ステアリングジオメトリの第一の要件は、カーブを曲がる際にタイヤが横滑りする必要がないようにすることです。[ 3 ] この幾何学的解決策は、すべての車輪の車軸を共通の中心点を持つ円の半径として配置することです。後輪は固定されているため、この中心点は後車軸から延長された線上になければならず、一方の前輪の軸がその線と交わる場所で、もう一方の前輪の軸もその線と交わらなければなりません。前車軸が中央のピボットを持つ頑丈な梁に固定されているビリーカートや四輪ワゴンは、この条件を容易に満たしますが、車輪の前後方向の動きのためにかなりの操舵力が必要であり、路面の変化に大きく影響されます。
従来の「ターンテーブル」ステアリングとは異なり、アッカーマンジオメトリでは、各前輪ハブに独自のピボットキャリア(ソリッドアクスルではこのピボットはキングピンと呼ばれますが、より複雑なサスペンションでは上下の別々のピボットになる場合があります)がハブの近くにあります。この配置はより複雑ですが、操舵輪の前後方向の移動を減らすことで操縦性を向上させます。キングピンは、その中心線を地面まで延長したものが、地面に接するロードホイールの中心と一致するように最適に配置され、これにより「バンプステア」(片方の車輪が段差にぶつかるとステアリングが激しく動く現象。ターンテーブルステアリングを備えた高速駅馬車では重要な問題)がほぼ解消されます。ハブキャリアにはステアリングアームがあり、これらの間のリンクはタイロッドまたはトラックロッドと呼ばれ、左右に動かすことで車両を操舵します。車軸、ステアリングアーム、タイロッドの全体配置は、車輪がまっすぐ前を向いているときに台形を形成します(図を参照)。車輪を回すと、内側の車輪は外側の車輪よりも大きく回転する。[ 3 ]

完全なアッカーマンステアリングジオメトリの簡単な近似は、ステアリングアームのピボットポイントを、ハブキャリアのピボットポイントであるステアリングキングピンとリアアクスルの中心を結ぶ線上に移動させることによって生成できます。 [ 3 ]ステアリングアームのピボットポイントは、タイロッドと呼ばれる剛性のバーで接続されています。完全なアッカーマンでは、ステアリングのどの角度でも、すべてのホイールが描くすべての円の中心点が共通の点に位置します。
現代の自動車は、重要な動的効果やコンプライアンス効果を無視しているため、純粋なアッカーマンステアリングを使用していませんが、その原理は低速操作には有効です。一部のレーシングカーは、高速コーナリング時の内側と外側のフロントタイヤ間のスリップ角の大きな差を補正するために、逆アッカーマンジオメトリを使用しています。このようなジオメトリを使用すると、高速コーナリング時のタイヤ温度を下げるのに役立ちますが、低速操作のパフォーマンスが低下します。[ 4 ]

車両列のアッカーマン条件は、車両の車輪とトレーラーの車輪の軸が両方とも理論上の旋回中心(運動量中心)を指しているときに満たされる。[ 5 ]