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サスペンション(その2)

サスペンション形式

懸架方式は大きく分けて車軸懸架(リジッドアクスル・サスペンション)、
独立懸架(インディペンデント・サスペンション)、
可撓梁(かとうばり)式(トーションビーム式サスペンション)に分類される。


---リジッドアクスル式---
左右の車輪が車軸でつながっているもの。固定車軸式とも呼ばれる。
使用するバネにより、リーフスプリング式とコイルスプリング式に大別される。
車軸懸架式では左右の車輪が車軸でつながっているため、互いの影響を受ける。
また、アクスルハウジング自体が重く、ばね下重量が大きくなってしまう。
しかし、起伏の多い地形では片側の車輪が押し上げられると
反対側は強制的に押し下げられるので悪路での接地性能が良く、
車体底面を打ちにくくなるメリットがある。
駆動軸の場合、ドライブシャフト、デファレンシャル・ギアを内包する、
一般的にアクスルチューブ、アクスルハウジングと呼ばれる。
旧運輸省などの自動車用語ではhousing(一般的には「ハウジング」)の誤読である「ホーシング」が使われていた。




---トーションビーム式---
前輪駆動車の後輪に用いられる、左右のトレーリングアーム(後方に伸びるアーム)が、
「ねじれ」(トーション)を許容する「横梁」(クロスビーム)でつながれていて、
このねじれにより左右の車輪はある程度個別に上下動(ストローク)できる。
このため車軸懸架と独立懸架の中間的な存在とされる。

・長所
部品点数が少なく構造が簡素なため軽量で、組み立て、整備を含めて低コスト。
省スペース性により、左右輪の間に燃料タンクや荷室などを設けられる。
ストロークに伴う対地キャンバーとトレッドの変化が少ない。
左右両輪が同方向にストロークした場合は、車軸式と同様にほぼ変化しない。
また左右輪が逆ストロークした際にはビームやアームのねじれにより、
バンプ側がネガティブキャンバー、リバンプ側がポジティブキャンバーにそれぞれ傾き、
車体がロールした際の対地キャンバーの倒れを低減する。
可動(摺動)部分が二箇所と最小なため、フリクションが少ない。
クロスビームがスタビライザー(アンチロールバー)として働き、抗ロール性が得られる。
基本的に、ビームがタイヤより前にあるのでバネ下荷重が車軸式より軽くなる。

・短所
上下同時や前後あるいは側方から荷重が加わった際の、
キャンバーやトーなどのサスペンションジオメトリ変化の自由度が低い。
独立懸架に比べて左右の車輪が逆ストロークとなる悪路では
トーションビームのスタビライザー効果により接地性が低くなる。
ボディーに入力を伝えるポイントが左右2点のピボット部だけになるので、
操縦安定性と乗り心地とを両立させるためのピボットのゴムブッシュの硬さ設定が難しい。
ブッシュを柔らかくすると乗り心地は良くなるが、位置決め精度が落ちて操縦安定性が悪化し、
ブッシュを固くすると位置決め精度は上がるが乗り心地が低下する。


【出典】https://ja.wikipedia.org/wiki/トーションビーム式サスペンション



---ストラット式---
ストラット式サスペンションは、ショックアブソーバー自体を懸架装置とし、
それにばねと車輪を取り付けた構造のもの。
考案者のマクファーソンにちなんでマクファーソン・ストラットともいう。
簡潔でコンパクトな構造を長所としており、安価なことから、
自動車用の独立懸架としては、世界的にもっとも多く利用されている。
ショックアブソーバにばねと車輪をつけたものであり、これを「ストラット」と呼ぶが、
このままでは車軸の位置決めができないため、車軸下にロワアームを取り付けて車体に固定する。
この方式は前輪にも後輪にも用いることができるが、後輪用の場合、ロワアームの前後幅を広くとるか、
2本にすることが多い(パラレルリンク式)。
これは、後輪には操舵用のタイロッドがないため、車体、ハブ側、
それぞれ1点ずつの支持では鉛直軸まわりのモーメントに抗することができず、2点ずつの支持が必要になるためである。
支持軸に傾きを与え、ストローク時にトー角変化を発生させ、これを積極的に操縦特性に利用することもできる。

・長所
ホイールハウス上部に支持点を取りアップライト(またはハブキャリア、ナックル)と
剛結したテレスコピック式クッションユニットとシャシ底部のラテラルリンクのみのL字型構成で、
車体首尾線方向への突出物がないため、乗用車の設計自由度が高い。
ラテラルリンクは長さを取りやすい下側のみのため、ホイールの大きな上下移動にもトラック幅の変化が少ない。
クッションユニットが垂直に近くかつ長いためホイールの大きな移動距離が取れる。
構成要素のシャシ側支持点がホイールハウス最頂部とフロア底部の2点のみで双方の離隔が大きく、シャシへの応力が分散される。

・短所
旋回時に発生する遠心力で旋回外側のホイールが遠心方向へ傾くと、
アップライトにテレスコピック式クッションユニットが剛結されているため、
クッションユニットは外方向へ曲げられることにより摺動抵抗が大きくなり、動きが阻害される。
クッションユニットとアップライトが剛結であるため、
ホイール上下移動に対してキャンバー角が変化し、旋回時にはタイヤの理想的な接地が得にくい。
ホイールハウス全体がメンバーとなるため相応の剛性が必要であり、
それが不足する場合は左右の頂部を橋梁状に剛結せねばならなくなる。
ホイールのリム幅が広くなるとクッションユニットを内方向へ傾けて干渉を避けねばならず、
ホイールハウス頂部では支点を取れなくなるため、大型車や高出力車では成立しにくい。


【出典】https://ja.wikipedia.org/wiki/ストラット式サスペンション
【写真】https://automotive.ten-navi.com/dictionary/22347/


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