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2023年04月04日 イイね!

なぜレバー比で車高が変わるか

タイトルの件について、いまいちよく分からない…という声があるようです。
理屈としては普通のてこの原理で、正確に言うと「第二種のてこ」ってやつですが、「レバー比が変わることでホイールレートが変わるのは分かるけど、車高が変わるのは納得いかない」と。
ふーむなるほど、よく考えたらちょっとややこしいんですね。

例えばペンチを使うとき、親指の付け根を押し当てる側と、人差し指~小指で握る側と、持ち手が2つに分かれていますね。
ペンチは第一種のてこの原理を利用した道具ですが、これ、親指側を押し下げて「上から下に力をかけるように」使っても、その逆で人差し指側を握り上げて「下から上に力を入れるように」使っても、どちらでも同じくてこの原理を利用することが出来ます。
支点、力点、作用点、それぞれの相対的な位置関係が大事なのであって、ペンチの持ち手が上がるか下がるか?ということ自体はてこの原理に関係ないからです。

さてレバー比の話に戻りますが、サスペンションに働くてこを考える場合、支点はロアアームのボディ側の取付点、作用点はダンパのロアアーム側取付点になります。
では力点は?と考えたとき、直感的にダンパのボディ側取付点(アッパーマウントのところ)と思われる方がいらっしゃるんじゃないかと思うのですが、実はこれ違うんです。
確かにそこにボディの重さがかかってはいるんですけど、サスペンションにかかるてこの働きを考える場合はそうじゃない。というところがこの問題を少しややこしくしていると思います。





結論から言うと、力点はタイヤになります。
なので、ホイールレートの考え方とまったく同じです。

何故そうなるのかというと、ボディとサブフレームは通常、ボルトで直接連結されている構造のため、ボディを押し下げると、ロアアームのボディ側取付点も一緒に押し下がります。
でもロアアームのボディ側取付点っていうのは今回の場合てこの支点になるので、支点が動いてしまうというのはてこの力を理解するうえで都合が悪いわけです。
支点は必ず固定されていなければいけません。
というわけで支点が動かないように固定して考えると、それはつまりボディを固定して考えることになるので、重力によってボディを押し下げるのではなく、同じだけの力でタイヤを下から上に持ち上げることで「相対的にボディを押し下げたのと同じ」ものとして考えます。

そう言われてもイマイチ腑に落ちないという方は、タイヤが持ち上がるというより地面が持ち上がる(重力が下から上にかかる)、というふうに考えてみてください。
ペンチの例で分かるように、「上から下に」「下から上に」というのは単に見かけ上のことであって、てこの働きそのものには関係しません。
支点を基準として、力点と作用点がどこになるのか?を考えることが、理解に繋がります。
まず地面が持ち上がるような動きによっててこを理解したうえで、さらに次のステップとして「それ全体をまるごと下方向に動かして」考えることで重力の方向を元に戻し、相対的に地面固定&車高が変わるという実態に合わせて考えてみましょう。
ちょっと複雑ですが、分かってしまえば何てことはありません。

これ厳密に言うとホイールレートを理解する上でも必要になってくる概念ではあるのですが、ホイールレートの場合は路面の凹凸でタイヤが飛び跳ねるところをイメージすれば済むので、やはり車高を考えるときのほうがハードルが高いようです。
「なぜ力点はダンパのボディ側取付点ではないのか」というのが、この問題を理解するためのポイントになります。
感覚的に分かりにくいかもしれませんが、理解したい!という方がおられましたら、頑張って^^
Posted at 2023/04/04 22:48:32 | コメント(0) | トラックバック(0) | 日記

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この件面白いんで記事にしますね!」
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