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車のサスペンションやダンパーとは。種類や交換について

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車のサスペンションやダンパーとは。種類や交換について

自動車のサスペンションは、車輪を支え、衝撃を吸収する機構で、車輪を支えるサスペンションアームとバネ(スプリング)、そしてダンパー(ショックアブソーバ)から構成されています。バネとダンパーは走行時に路面の凹凸による衝撃を吸収して、車体に振動を伝えない役割を果たし、サスペンションアームが車輪の位置を路面に対して所定にすることで、自動車を安定して走らせる機能をもっています。
まず、その機能を見てみましょう。

車輪の位置を決めるサスペンション

車輪の位置を決めるサスペンション 黄色い部分がバネ(スプリング)とダンパー(ショックアブソーバ)、白で示されているのがサスペンションアーム

サスペンションの役割

バネとダンパーからなるサスペンションは、乗用車では車体の底部にボールジョイントやピローボール、ラバーブッシュという部品によって取り付けられ、車軸を支えます。前輪ではステアリングホイールを回すとその力が加わり、キングピンという軸を中心に左右に動きますが、サスペンションアームによって車軸の位置が決まって(ホイール・アラインメント)、直進時を含め、決められた位置までしか可動しないようにしていることで、自動車が安定して走行するという基本的な性能を実現しています。

サスペンションの種類

サスペンションは大きく2つの方式に分けられます。それは「固定車軸方式」と「独立懸架方式」です。

固定車軸方式(リジットタイプ)

固定車軸方式は、左右の車輪を車軸で連結する方式のことで、構造がシンプルなために耐久性に優れていること、整備がしやすいのが特徴です。しかし、片方の車輪で受けた路面からの衝撃が他の車輪に伝わるために、乗り心地が悪いなどの短所もあります。

独立懸架方式(インディペンデントタイプ)

独立懸架方式は左右それぞれの車輪が別々に動くことができるので路面の変化を的確にとらえるため、乗り心地がよいというメリットがあります。
構造としては、単純に左右の車輪を独立させたストラット式(スプリングとショックアブソーバを垂直近くに配置し車輪を支持する)、左右のサスペンションアームをつないだトーションビーム方式や、操縦安定性にすぐれるウィッシュボーン式(アームを横方向に2段に配置し車輪を支持する)やマルチリンク式(4本以上のリンクを使って車輪を支持する)方式があります。

衝撃を吸収するバネ(スプリング)とダンパー(ショックアブソーバ)

衝撃を吸収するバネ(スプリング)とダンパー(ショックアブソーバ)

サスペンションを構成するバネとダンパーについて見てみましょう。
ボディとサスペンションアームの間にあるバネとダンパーが、サスペンションアームとともに車輪を支えています。

路面にはさまざまな条件があり、車が走ることで、常に周期の異なる振動が車輪(タイヤ)に加えられます。さまざまな振動の入力に対してそれらを打ち消し、乗り心地のよさを実現させるのが、サスペンションのもうひとつの大きな役割です。

上記写真を見てください。外側にある赤いコイル状のものがバネ、内側の円筒状のパーツがダンパーになります。
タイヤについているバネの役割は路面からの衝撃を和らげるものだというのは想像がつきやすいと思います。

ダンパーはスプリングの振動を抑える

ではダンパーの役目は何でしょうか?ダンパーは英語の「damper」で勢いをはじくもの、鈍らせるものという意味があります。

サスペンションのバネに大きく速い力が加われば、その反力で大きく伸び上がろうとします。そうなると車は上下に揺すられながら走行することになってしまいます。
力が加わって縮んだバネが、すばやく伸びて戻ろうとする力を押さえ、ゆっくりとした動作へ変換するのがダンパーの重要な働きです。これを減衰力といいます。

ダンパーがゆっくりと動き、衝撃を吸収する性質があることを活かし、バネが吸収した衝撃エネルギーをダンパーによって減衰する(運動エネルギーを熱エネルギーに変換する)ことで、バネの振動を抑え、車が安定して走行する役割を果たしているのです。

ダンパーの調整

ダンパーの調整

高速道路の路面の継ぎ目を通過するとき、車によって振動が一回で止まる場合と、数回上下に跳ねる場合とがありますが、後者はバネの振動を抑えきれず、数回にわたって残る状態です。

この振動特性はダンパーの堅さの設定で調整することができます。振動を抑えようとすれば「硬い」セッティングを選ぶことになりますが、路面は他にもさまざまな条件があり、硬ければそれでよいわけではありません。

大きな振動はスプリングの伸び縮みで、小さな振動はダンパーや、バネとダンパーを車体に接続する部分に挿入されているゴムブッシュが吸収しています。

サスペンションの交換

サスペンションの交換

このように、振動特性を変える調整はダンパーを交換して行われます。ダンパーは経年で初期の性能が落ちてきて、減衰力が失われます。路面からの衝撃や振動が減衰できず、不安定な走行につながりますので、走行距離が多い車は交換すると乗り心地が向上します。

バネは、耐久性も高く、極端に縮むことが少ないため通常は交換する必要はありません。コイルの巻きが少ないバネに交換すると車高を下げる効果があり、数十年前ぐらいまでは流行しました。乗用車もかつてはバネのセッティングが柔らかめでしたが、最近では使用条件に合わせてさまざまなセッティングがされるようになり、全般的に硬め傾向です。

点検の際に自分の好みの乗り心地を専門家に相談し、サスペンションの交換や調整をするのがおすすめです。

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