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HL-Rの愛車 [マツダ RX-7]

追加スプリングの長所短所確認(自分用メモ)

カテゴリ : 足廻り > サスペンション関連 > その他
目的修理・故障・メンテナンス
作業DIY
難易度
作業時間30分以内
作業日 : 2018年04月14日
1
自分の車の足回り仕様変更用メモとして作成

頭を整理するために追加スプリング(ヘルパースプリング、プライマリースプリング、アシストスプリングなど)についての長所、短所を考えてみる。
(自分用メモなんで間違いなどもあるかもしれないので、第三者の方は鵜呑みにしないで下さい)

長所
メインスプリングで高レートを探したら極端に短いものしかなく現状のダンパー仕様のままで組むと自由長が不足して遊んでしまう。
このような場合の遊び防止に使える。

メインスプリングのレートが極端に高いと単一のスプリングとして使うと1Gかけてもほんのわずかしか縮まない。
つまり単一利用ではスプリングを硬くすればするほど、のび側のストロークは短くなってしまう。
このような時に追加スプリングを装着すると、そのスプリングが密着するまで分の距離がかせげるようになるので、
のび側ストロークを増やすことができる。
(ただし副作用もあるので注意)

スプリングが24キロなどの非常に高レートだとコーナリング中にアウト側のスプリングは硬いので沈みは少ないが、イン側のスプリングは荷重移動で
1G未満しかかからなくなると非常に高レートな力でダンパーやスタビの力に逆らってのびようとする。つまり結局イン側が速くのびて結果ロール状態に
戻ってしまう。しかも高レートでのび側のストロークは非常に少ないためイン側が持ち上がる、あるいは断続的に持ち上がる可能性が高くなる。
高レートなためのびるレスポンスも速くこのようなことが急激に起こる。そのためイン側タイヤのグリップが不足したり、空転したりする。
ここでヘルパーなどの短くすぐに密着するスプリング(例えばレート1キロ)を追加すると、二つのスプリングでの合成レートXは
1 / X = 1 / 24 + 1 / 1 という方程式を解けば求まる。つまり合成レートXは0.96キロという非常に低いレートになる。
このためヘルパーなどの追加スプリングが密着からのびていく領域では二つのスプリングがダンパーやスタビに逆らってのびる力は非常に弱くなる。
結果、イン側の車高上昇はほとんどなくなる、あるいは車高上昇は穏やかにすすむことになり実質的なロールが減る傾向になる。
ロールが少ないためタイヤの接地角、グリップ、トラクション、空転防止などの効果が期待できる。
またドライバーか感じる挙動変化も穏やかになることが期待できる。

前述の例ではコーナリング中のイン側、アウト側の車高変化について検討したが、ブレーキング時、加速時のピッチング方向でも荷重が抜ける側の
スプリング(減速時はリア側、加速時はフロント側)でも単一の高レートスプリングだと急激なのび、のびようとする力の大きさが問題になるはずである。
これにより挙動変化の忙しさ、ブレーキコントロール(ロック率大)の難しさ、アクセルコントロールの難しさなどの不具合が懸念される。
追加スプリングを入れるとこれらを穏やかにしたり、ピッチング方向の車高差変化も減らしてくれる効果が期待できる。
(うまくやると前後方向に作用するスタビを追加したようなフィーリングになるはず)

追加スプリングも高レートなものを選ぶと1G状態でも追加スプリングが密着せず、うまくやれば乗り心地が良くなる可能性がある。

追加スプリングも高レートなものを選ぶと合成レートでも極端に低いレートにならずダンパーやスタビとのマッチングが良くなったり、抗力アップにより
トラクションも良くなる可能性がある。

追加スプリングの選択で合成レートを変化させダンパーやスタビとの相対的関係(実質的なそれらの効き具合)を調整可能となる。
(仕様変更困難なダンパーを交換することなく特性変化が期待できる)

組み合わせをうまく選べば、今流行の低反発スプリング的な特性が得られそう。


短所
長所のところでのび側ストロークがかせげるようになると書いたが、実はそこでかせいだ分だけ縮み側ストロークが失われてしまう。
つまりなにも考えずにヘルパーなどを追加してプリロード0で組み付けたりすると、確かにのび側ストロークはとても増えるが、
縮み側はバンプラバーに接触直前あるいはすでに接触状態だったりする。
このことはヘルパー付きで市販されている車高調などでも発生している可能性が高い。この状態では当然常時底付きするので乗り心地は劣悪となる。
これを解決するためには組んだ状態でプリロードをかけてある程度 追加スプリングを縮めた状態でセットするなどの調整が必要となる。
またバンプラバーのサイズ変更、撤去、ピロアッパー下部のスプリングシートの撤去(スプリング直でセットに変更)などで縮み側ストロークを確保できる
工夫も必要になる。
(実は自分自身の街乗り号もバネレート低いのに乗り心地劣悪、これを毎日体感しているのかも? 要確認)

上述の通り何も考えずに追加して、検討、調整が不充分だと乗り心地が悪くなる可能性もある。

高頻度で密着するスプリングが追加されるため異音発生が懸念される。

ヘルパースプリングなどと呼ばれる極端にレートの低いものを追加すると合成レートは1キロ前後と極端に低い値になってしまう。
このためダンパーやスタビとの相性、タイヤを地面に押さえつける力、抗力の不足などが心配になる。
特にスタビは内輪を持ち上げる力を発生するためにジャッキアップ現象(タイヤが瞬間的にうく、うく力が発生)が顕著に出るかもしれない。

適切な追加スプリングを組み込むために今使っているメインスプリングが使えなくなる可能性、あるいは好きなブランドに適切な長さのスプリングが無い場合もある。
組み込みスペース確保のためにより短くしたり、縮み側ストローク確保のためにより硬くする必要があるかも?

追加スプリングで高レートなものを選ぶと、レートによっては1Gをかなり超えるような荷重がかかっても、追加スプリングが密着せず軟らかい合成レートのままになってしまう場合もおこりうる。

フロント側に追加スプリングを入れると合成レートで軟らかくなることによりハンドルの切り始めのレスポンスが悪くなるかもしれない。
特に1G状態あるいは1Gに近い状態でも密着しないようなセッティングだとこの傾向が強くなりそう。
副作用を考慮するとフロント側は単一スプリングにとどめるか?レート低めの追加スプリングを1G状態で余裕で密着、しかも充分にプリロードをかけて
縮み側ストロークをできるだけ大きくとるなどの注意が必要。

追加スプリング有りで縮み側ストローク確保のためには多くの場合プリロードをかけストローク調整が必要になると思われる。
追加スプリングのレートが高い場合、車高調のロアシートのねじ山を傷めないか?心配である。


上記内容を考慮してメインスプリング、追加スプリングの調査を続ける。
短いメインスプリング、硬い追加スプリングのバリエーションを増やしたい。

続く。

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