ベーシック・ノウハウ

エンジンの出力が上がり、クルマが高速化の一途をたどるなかで、自動車におけるサスペンションはの重要性はますます高まっています。シャシー、とりわけ足まわりのスプリングとショックアブソーバーは、タイヤと路面の理想的な接地を演出するという意味で、重要な役割を担っています。ここでは、スプリングとショックアブソーバーがどのように動くかを簡単に説明します。


サスペンション:ロードグリップ、トラクション、快適性

サスペンションは、不整路を走ったりクルマが方向を変えることによって生じる振動をできるだけ減らすためにあります。サスペンションはバイブレーション、ピッチング、ノーズダイブといった揺れを減らすと同時に、タイヤを路面に押し付けて確実にトラクションを伝えなくてはなりません。サスペンションのシステムは、スプリング、ショックアブソーバー、コンロッド、スタビライザー、ホイールベアリング、サスペンションアーム、ブレーキ、ホイール、タイヤ、ファイナル、ステアリングホイールなどによって構成されます。


スプリングの働き

スプリング(バネ)は、路面からの不整や衝撃といった振動の要素から、クルマと乗員を保護するためにあります。サスペンション・システムのなかでも非常に重要なパーツで、バネ下の重量物、すなわち車輪、ブレーキ、ステアリングなど、路面とスプリングの間にある部品と車体を繋ぐ役割も担います。それ以外の重量物以外は、クルマのボディやパワートレーンなどを含め、すべてバネ上重量物に区分されます。バネ上の重量とバネ下の重量の差が小さいほど乗り心地が良くなるというのが基本原則です。シート、タイヤ、スタビライザーなども一定の割合でスプリングと同じ役割を果たしていると言えます。


ショックアブソーバーの働き

ショックアブソーバーは、スプリングで発生した振動を収束させるためのものです。そのため、ショックアブソーバーは正確には振動ダンパーとも言われます。ショックアブソーバーは、フルード・フリクション、つまり流体の摩擦を利用して運動エネルギーを熱エネルギーに変えているのです。ショックアブソーバーの中にあるオイルがどのようにバルブを通過するかによって、オイルの流れるスピードをコントロールし、減衰力を決めています。バルブはスプリングで発生した振動を収めるために特別な形状となっています。ショックアブソーバーは走行中、100℃〜120℃まで加熱されても大丈夫なように設計されています。


スプリングとショックアブソーバーの相互作用

クルマが段差を乗り越える際、衝撃はまずスプリングに伝わりますが、この時、ショックアブソーバーは過度に減衰してはいけません。例えば、クルマが路上の段差を乗り越えると、車輪はホイールハウジングのほうへ押し上げられます。この時、スプリングと一緒にショックアブソーバーも縮みます。そしてスプリングが元に戻ろうとする際、ショックアブソーバーはその動きを穏やかにする必要があるのです。一般的に、縮む際には減衰力のだいたい25%を使い、伸びる際に75%を使います。もちろん、スプリングレートが高ければ高いほどよいというわけではなく、レートの高いスプリングは高性能でスポーティなショックアブソーバーと組み合わせられて初めて、本来の能力を発揮します。




異なるタイプのショックアブソーバー

ハイドローリック・ショックアブソーバー

現在ではハイドローリック・ショックアブソーバーはほとんど使われていません。なぜなら、オイルの中に10%程度空気を含んでしまうため、あまりよいソリューションとは言えないからです。しばらく走行すると、空気とオイルが分離し、オイル内に気泡ができ、その部分が空洞となってしまい、長距離を走ると、約35%も減衰力が低下してしまうのです(しばらく停車していると減衰力は復活しますが)。こうなると十分なロードロールディングは得られません。


ガス封入式ショックアブソーバー

ガス封入式ショックアブソーバーはいくら負荷をかけても減衰力低下の心配がありません。窒素を封入することで、オイルには常に圧力がかかっているため、オイル内に気泡ができないのです。したがって、どのような状況でも性能が低下することはなく、安全面でも信頼できます。ガス封入式ショックアブソーバーは、モノチューブでもツインチューブでも使えます。ツインチューブ式はコストパフォーマンスが高く、もう一方のモノチューブ式はより高性能でモータースポーツなどにも用いられます。モノチューブ式はピストンの可動域が大きく、十分な減衰力を得られるので、ハンドリングがよいのです。熱放出の面でも優れているため、長時間、性能が変化しません。また取り付け柔軟性にも優れています。


まとめ

ハイドローリック・ショックアブソーバーをガス封入式ショックアブソーバー(ビルシュタインB4)に交換すると、ドライバビリティ、ロードホールディング、快適性、そして安全性のすべてを改善できます。標準的なガス封入式を採用するクルマにビルシュタインB6のようなモノチューブ式ショックアブソーバーを装着すると、車両の全体的なパフォーマンスが向上し、安全性も楽しさもアップします。



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