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サスペンションの仕事をなるべく単純化して考える

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サスペンションの仕事をなるべく単純化して考える
(FIGURE:Mercedes-Benz)

サスペンションは、「動きが複雑で理解しにくい」と言われがちな部分だ。しかし、本当にそうだろうか?
まずは、サスペンションがこなしている「仕事」を、要素ごとに分解して個別に考えてみよう。
基本的な役割は「ボディの質量を支え」ながら、「走行中に生じる『3方向の力』を受ける」こと、なのである。

TEXT:松田勇治(Yuji MATSUDA)
ILLUSTRATION:熊谷敏直(Toshinao KUMAGAI)

 サスペンションが担うべき最初の仕事は、「車輪を車体につないでおくこと」だ。さらに車輪と車体の距離を常に一定に保つためには、両者間をつなぐ機構が剛体であることが求められる。このような機構を、一般に「リンク」と呼ぶ。実際のサスペンションには部位ごとにさまざまなリンク機構が用いられるが、ここでは「両端にボールジョイントが付いた棒」と仮定する。

 次の課題は、クルマが「走行するもの」であることだ。3本のリンクでは、直進状態で車輪をまっすぐに保つことができず、車輪は車体の後方に向けて倒れ込んでしまう。そこで、まずは車輪の「前後方向」の自由度を規制するためのリンクを追加する。これで直進状態でもタイヤはまっすぐ前を向いた状態が保てるが、車輪を上方から見た場合に円弧方向へ回転しようとする動きが規制できない。それを実現するため、アッパー、ロワー側ともにリンクを2本にする。もしくは、アッパー側リンクの車輪側は1ヵ所にまとめてもかまわない。これでやっと、リンク類は車輪の「前後方向」「回転方向」「キャンバー方向」すべての自由度を規制できたことになる。

キャンバー方向の力を受ける

サスペンションは基本的にばね上の質量を支えることが仕事!

現行生産車種のフロントサスペンションで最も採用例が多い、マクファーソン・ストラットを例に用いる。サスペンションが備える「ばね」は、静止状態ではその上に載っているボディの質量をに抗してサス全体を初期状態に保ち、走行中にはその反力として生じる路面からの入力を緩和している。また、リンク機構はボディの質量の影響で車輪が倒れ込もうとする力を押さえておく必要がある。この状態では右図のような力が働いている。

サスペンション、なにするものぞ

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