【自動車用語辞典:サスペンション「スプリングとショックアブソーバー」】足回りの核となる重要な部品

■両者の設定がサスペンション設計の要

●クルマの目的に合わせてバランスを決める

サスペンションは、乗り心地と操縦安定性の両立を図るため、さまざまな機能の部品で構成されています。その中でもコイルスプリングとショックアブソーバーは、サスペンションの核となる重要な部品です。

コイルスプリングとショックアブソーバーに注目して、その機構と効果について解説していきます。

●サスペンションのスプリング機能

サスペンションには、路面からの衝撃を吸収して乗り心地を向上させる機能と、サスペンションをストロークさせてタイヤの路面への追従性(接地性)を高める機能があります。これらの機能によって、乗り心地と操縦安定性を両立させます。

いろいろな種類のサスペンションがあり、さまざまな機能の部品で構成されています。その中で、重要な役目を担っているのは、衝撃を吸収するスプリング機能です。

サスペンションのスプリングとしては、コイルスプリングやトーションバー(ねじり棒)、リーフスプリング(板バネ)、スタビライザーなどがあります。

トーションバーは、棒の捻じれの応力をバネとして利用したものです。FF車のリアサスペンションに使われ、左右のロールを抑えるスタビライザーにも利用されます。また、板を重ねたリーフスプリングは、強度はありますが重くなるのでトラックやオフロード車で使われます。

●コイルスプリングの仕組み

クルマ用として主流は、コイルスプリングです。バネ鋼線をコイル状に巻いたスプリングで、バネの太さや長さ、巻き数でバネ定数や応力などの基本的なダンピング特性が決まり、軽量コンパクトで使いやすい利点があります。

コイルの間隔が同じ等ピッチコイル、間隔を変えた不等ピッチコイル、コイル径を変えた非線形ピッチコイルがあります。等ピッチは全体でショックを吸収しますが、不等ピッチはピッチの狭いところでショックを柔らかく吸収し、広いところで強いショックを受け止めます。非線形は、巻き径の大きい方が柔らかくしなやかに反応します。

●ショックアブソーバー

コイルスプリングは衝撃を吸収しますが、振動が収まるまでに時間を要します。ショックアブソーバーは、その振動を素早く抑える減衰の役目を担い、コイルスプリングと組み合わせて使います。

ショックアブソーバーの標準的な構造は、筒状で中に粘度の高いオイルが封入されています。穴の開いたピストンが内蔵され、ピストンが上下するときにこの穴をオイルが通過するときに抵抗となり、減衰力が発生します。封入しているオイルにある程度の圧力をかけるため、窒素ガスを封入したガス封入式もあります。

例えば、片輪が突起に乗り上げると、スプリングが吸収しショックアブソーバーとともに縮みます。突起を乗り越えると、スプリングは一旦伸びてその反動で再び縮もうとします。このとき、ショックアブソーバーが突っ張り、サスペンションの振動を収束させます。


サスペンション設計の中でも、スプリングの柔らかさとショックアブソーバーの減衰力をどうするかは非常に重要です。スプリングを柔らくすると乗り心地は良くなりますが、旋回時はロールが大きくなってしまいます。

両者のバランスとともにサスペンションリンクの構成などで、採用するクルマの目的に合わせて最適化する必要があります。

(Mr.ソラン)

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