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「ダブルウィッシュボーン式サスペンション」の版間の差分

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→‎プッシュロッドとプルロッド: ←節名を「インボードマウント」に変更、ロッキングアーム追記
概要からロッキングアーム削除、他
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== 概要 ==
[[ファイル:Double wishbone suspension.jpg|thumb|250px|黄色く塗られている部分が上下のウィッシュボーン及びアップライト]]
「ウィッシュボーン」とは、A型2組(Double)アームが鳥の[[鎖骨|叉骨]] (Wishbone) の形に似たA型のアームを用いることから命名さ、「ダブルウィッシュボーン」と呼ばるようになった。現在はアームの形に関係なく、上下2組のアーム(アッパーアーム・ロワアーム)2本のアームでタイヤを支持するサスペンションの総称となっている<ref>GP企画センター、203頁。</ref>。変形として、アームを分割・追加したものが[[マルチリンク式サスペンション]]となる。
 
2のアームは車体側から横方向に路面に対してほぼ水平に取り付けられ、[[アップライト]](車軸や[[ハブ]]を含む)を上下から挟むように支える構造になっている。アームとアップライトとで[[平行四辺形]]を構成しながらストロークするので、車体が上下に揺れた場合でもアップライトに取付けられたタイヤは路面に対してほぼ垂直に保たれる。
 
似たような構造のものに[[ロッキングアーム式サスペンション]]があるが、ロッキングアーム式の場合は、上下どちらかのアームをテコにしてスプリングを作動させるので、アーム自体にかなりの強度が必要になる。また、スプリングを作動させる側のアームにはピボット(支点)が必要で、その内側にダンパーやスプリングを取り付る等設計にはそれなりの制約がある。
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;長所
:*サスペンションの剛性を確保する事が容易である。
:*マクファーソンストラット式との比較では、コーナリング中に掛かる曲げの力を2本のアがスプリング / ダンパムで受けるユニットに加わらないため、サスペンションのストロークがスムーズになる。
:*タイヤが上下動する際に[[ホイール・アライメント#キャンバー角|キャンバー角]]の変化を最小限に抑える事ができるため、接地面が維持され、タイヤと路面の間の摩擦力(グリップ力)の変化が少ない。
:*サスペンションの設計に制約が比較的少なく、上下のロッドアーム長やアームの取り付け角度等位置などを変えることにより、自由かつ容易にジオメトリー設定自由度が高く、操縦特性等を任意にえることが出来る。
::*細かなセッティング作業を繰り返すレーシングカーに向いている。
::*初代[[マツダ・ロードスター#初代 (NA型)|ユーノス・ロードスター]]はこの特性を利用し、アームのピボット部に偏心[[カム (機械要素)|カム]]を使ってアライメントを簡単に変化させられるようにしていた。
:*操縦特性等を任意に変えることが出来るため、細かなセッティング作業を繰り返すレーシングカーに向いている。
;短所
:*構造が複雑で部品点数が多くなるため、生産コストが高くなる。
:*高さを必要とするアッパーアームが邪魔になり、エンジンルームやトランクルームの容積が制約される。
:*ばね下重量が重くなりやすい。
 
上下のアームが等長・平行の場合、ストロークの際にタイヤが横ずれして磨耗が早まるという問題がある。ロワアームの方が長い不等長アームにする、あるいは車体側の間隔を狭めた不平行アームとすると、横ずれの度合いは減るが、キャンバー角の変化は増す。使用状況に応じてこれらの妥協点を見つける必要がある。
 
== 市販車での発展 ==
歴史的には前輪の独立懸架方式として古くから存在していたが、普通車向けに構造が簡易なストラット式が普及したため、スポーツモデルやサイズにゆとりのある高級車などへの採用が中心となっている。
 
=== 日本 ===
[[1960年]]、[[日野・コンマース]]が日本車として初めて四輪ダブルウィッシュボーンサスペンション(リアロワアームは横置き[[リーフスプリング]]兼用+縦置き[[トーションバー・スプリング]]併用)を採用した。
 
[[1982年]] [[ホンダ・プレリュード]]にてアップライト上部をの字状にタイヤ・ホイールを避わして延長し、アッパーアームとの連結部がタイヤ上端より上方になる変形ダブルウィッシュボーンとしてフロントサスペンションに採用した。その後、この変形(ハイマウント・アッパーアーム)型は[[1985年]]に[[ホンダ・アコード]]の前後両輪に採用されるなどして広まっていった。
 
変形ダブルウィッシュボーンを元にアッパーアーム・ロワアームとアップライトの連結部が形成していた(両アームの寸法および取り付け位置に制約される)キングピン軸機能を分離し、車軸付近にアームの寸法制限とは別個に設定できるよう新設したものが[[1989年]] [[日産・スカイライン]]のフロントサスペンションに採用された。の字部分は(サード)リンクとして分離されたことから、これを[[マルチリンク式サスペンション|マルチリンク形式]]に分類している。
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== インボードマウント ==
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レーシングカーは[[ツーリングカー]]などの市販車ベース車両を除き、前後ともダブルウィッシュボーン式サスペンションの採用が定着している。その中で[[フォーミュラカー]]はタイヤが露出しているため、1960年代からスプリング / [[ショックアブソーバー|ダンパー]]ユニットを車体内部に搭載し、空力性能を向上させるようになった。これをスプリング / ダンパーのインボードマウントと呼び、インボード化されていないものをアウトボードマウントと呼ぶ。
 
インボードマウントの場合はアップライトの動きをスプリング / ダンパーに伝達する機構が必要となり、下記のような方式が用いられる。スプリング / ダンパーユニットは、フロントノーズ内部やリヤの[[トランスミッション|ミッション]]ケースの周囲に配置される。アームやロッドの材質はかつては金属製であったが、金属より軽量な[[炭素繊維強化プラスチック|カーボン]]製が普及している。空気抵抗の少ない翼断面形状に成形される場合もある。ロッド(接続棒)式の場合は曲げ応力は掛からず、ノーズ内部や[[トランスミッション|ミッション]]ケースの周囲にスプリング / ダンパーユニットを配置し、ロッドの押し引きをベルクランクを介してによりスプリング動作方向に変換して入力する。ロッドにはプッシュロッドとプルロッドの2方式がある<ref name="F1">檜垣、200-201頁。</ref>。
;ロッキングアーム(rocking arm)
:アッパーアームまたはロアーアームの中間シャーシ側で支持して[[てこ]]とし、一端のアップライトの動きを他端のスプリング / ダンパーへ伝える。アームに曲げ荷重がかかるので、剛性を確保するために形状や重量の制約がある。
;プッシュロッド(push rod)
:モノコドがシャーシ上部からアップライト下部にむけて下半角をもって取付いており、正面からは「ハの字」型に見える。タイヤがバンプ(路面突起)に乗り越え上げるとロッドが押され、スプリング/ ダンパーユニット収縮させる。
;プルロッド(pull rod)
:モノコドがシャーシ下部からアップライト上部にむけて上半角をもって取付いており、正面からは「逆ハの字」型に見える。タイヤがバンプ乗り越え上げるとロッドが引っ張られ、スプリング/ ダンパーユニット収縮させる。
<!--モノコック→(モノコック)シャーシ。トーションバーやローテーショナルダンパーは収縮しないのだが、細かいことだからいいか。-->
 
プッシュロッド式は圧縮方向の力で挫屈しないよう、ロッドが太めになる。プルロッド式の方がロッドを細く設計でき、重量や空気抵抗の面ではメリットがある<ref name="F1"/>。ただし、搭載スペースの自由度やメンテナンス面ではプッシュロッド式のほうが合理的である<ref name="F1"/>。
 
[[フォーミュラ1カー|F1]]では、1970年代まではロッキングアームが主流であったが、[[ダウンフォース]]が大きくなるにつれ上記の制約のために廃れた。1980年代はプッシュ/プル両方のタイプが混在していたが、1990年代以降は前後ともプッシュロッド式が定番になった。2010年代に入り、車体後部の空力性能を高めるため、リアサスペンションプルロッド化する手法が流行している。
 
フォーミュラカー以外でも[[プロトタイプレーシングカー|競技用]]や[[スポーツカー|市販用]]のスポーツカーなどで、非線形特性を得るなどの目的でインボードマウントが用いられることがある。
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*** ダブルウィッシュボーン式サスペンション
*** [[マルチリンク式サスペンション]]
*** [[セントラルアーム]]
** [[車軸懸架]](固定車軸)
*** [[ド・ディオンアクスル]]