なんで2キロ差なの？

前回，ジムカーナで前後のバネレートがなぜ10キロも差がついてしまうのか？の理由が理解出来ました．

続く疑問は，サーキットユースではなぜ前後2～4キロ差くらいに留めるのか？です．一番最初に思いつく理由は「前後でロール剛性に差が出ないようにするため」でしょうか．ただ，ロール剛性の働きは何となく理解しているものの，「2～4キロ差」という数字の根拠が見えてきません．

そんな折，「レバー比」の事を調べていたら，主だった車種の数値を把握する事が出来ました．
（最近の車種しか残ってないですけど，HKSのサイトはデータが詳しく載ってて便利ですね）

　EG6　　 ・・・　F：1.50　　R：1.20
　EK4　　 ・・・　F：1.56　　R：1.23
　EK9　　 ・・・　F：1.56　　R：1.23
　DC2　　 ・・・　F：1.50　　R：1.20
　DC5　　 ・・・　F：1.10　　R：1.70
　FD2　　 ・・・　F：1.11　　R：1.27
　ZF1　　 ・・・　F：1.12　　R：1.05
　GK5　　 ・・・　F：1.05　　R：1.07
　ZC32S　・・・　F：1.00　　R：1.36
　ZC33S　・・・　F：1.02　　R：1.25

残念ながら一番欲しいEF8の値は見当たらず，1.45とか1.57といった数字を見かけましたが，正確性は不明です．近い年代のEG6～DC2が大体似た値ですし，サスペンション形式が同じダブルウイッシュボーンなので，恐らくここら辺の値なんだろうなぁ～と思っています．


ちなみに，「レバー比」というのは，ホイールが1mm動くとスプリングは何mm動くか？の比率だそうで，次式で求められます．

　[レバー比] ＝ [スプリング位置のストローク] ／ [ホイール位置のストローク]


（AutoExe 貴島ゼミナール ：チューニングを楽しむための動的感性工学概論§15より）

例えば，「レバー比」が1.5の場合，ホイールが1mm動くとスプリングは1.5mm縮む事になるようです．ダブルウイッシュボーン形式のクルマが，ストラット形式のクルマよりも相対的にバネレートが高い理由は，この「レバー比」からくるスプリングの縮み量に由来しているようです（縮み量が多いので底突きし易い→バネレートを高くしないといけない）．


こういった形式による差を吸収して比較するために，ホイールの位置に作用するバネレートで考える「ホイールレート」という概念があるそうで，これは以下の式で求められます．

　[ホイールレート] ＝ [バネレート] ／（[レバー比] × [レバー比]）

手元にEK4の純正のバネレートの数値があったので（F：3.8キロ　R：2.2キロ），試しにこれで計算してみると，

　Fホイールレート ＝ 3.8キロ ／（1.56 × 1.56）＝ 1.6キロ
　Rホイールレート ＝ 2.2キロ ／（1.23 × 1.23）＝ 1.5キロ　（-0.1キロ）

前後でほぼ同じ値になるんですね・・・．

ﾊｯ！Σ(ﾟロﾟ;)!!

これはもしや・・・と思い，EF8のレバー比がEG6と同じだと仮定して，吊るしの車高調（F：7キロ　R：5キロ）で計算してみると，

　Fホイールレート ＝ 7.0キロ ／（1.50 × 1.50）＝ 3.1キロ
　Rホイールレート ＝ 5.0キロ ／（1.20 × 1.20）＝ 3.5キロ　（+0.4キロ）

現在，私のEF8に付いている車高調（F：14.3キロ　R：9.8キロ）だと，

　Fホイールレート ＝ 14.3キロ ／（1.50 × 1.50）＝ 6.3キロ
　Rホイールレート ＝ 9.8キロ ／（1.20 × 1.20）＝ 6.8キロ　（+0.5キロ）

サーキットユースでは有り得ないと思われるジムカーナ車両のバネレート（F：18キロ　R：8キロ）だと，

　Fホイールレート ＝ 18.0キロ ／（1.50 × 1.50）＝ 8.0キロ
　Rホイールレート ＝ 8.0キロ ／（1.20 × 1.20）＝ 5.6キロ　（-2.4キロ）

もしかして，「バネレートの前後差は2～4キロ差まで」と言われるのは，ホイールレート換算で前後同じくらいにする事に由来するのか・・・？と思いました．


では，ホイールレートが何に影響を及ぼすのか？というと，クルマの左右方向の荷重移動量です．


（VD講座：10. ロール剛性計算より）

「ホイールレート」は上図で言うところの「Ks」に該当し，「ホイールレート」が大きくなるほど，コーナリング中に内側のタイヤ→外側のタイヤへ移動する荷重の量（ΔW）が増える事が分かります．

従って，前後でホイールレートに差があるという事は，前後で左右間のタイヤの荷重移動量が異なるという事で，これが異なるとどうなるか？というと，定常円旋回が出来ないという事だと思います．ドライバーは舵角一定・アクセル一定で操作しているつもりでも，クルマの方が勝手にアンダー or オーバー挙動になっていく・・・という事かと．そんなの乗りにくいに決まっているので「差は2～4キロに留めるべき」と言われるのも納得ですね．


以上，「なんで2キロ差なの？」の考察でした．

仮に，この前後のレート差の許容範囲が「レバー比」に起因しているという考えが合っている場合，「レバー比」を変えれば「2～4キロ差でなくても良い」という事になりますよね．「レバー比」に直接影響を及ぼすアームの変更は，車検対応のクルマで考えるとかなり難しいですが，「レバー比」がホイール位置から求められるのであれば，インセットの変更で多少融通が利く気もします．ただ，フロントの場合はインセットを変更すると「スクラブ半径」も変わるので，話がややこしくなりますね．

疑問は少しずつ解消しているのですが，分かれば分かる程「やっぱりサスペンションって難しいなぁ～」と思う，そんな日でした．