【おくるま学ぼう】　その75 サスペンション

みなさま、週半ばいかがお過ごしでしょうか。

今日は、ダンナさまの会議が午前中なかったので、
フリード君で畑に行ったり、カインズに行ったり、丸亀製麵に行ったり。

この時期の鬼おろしぶっかけうどんシリーズは、
さわやかでおいしい～。畑作業の後は、染み入ります。

夏の定番。

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おくるま学ぼうシリーズは、
本を読んだ（インプットした）内容を
いろいろ妄想しながら
なんらかの形でアウトプットして

-理解を深めて
-記憶の定着率を上げよう

という学習メモです。
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とうとう、ここまでやってきました。

サスペンション。

言葉はよく聞くものの、そのものの定義や目的となると、ハテナだった、
いまいちよくわかんなかったサスペンション。

教科書みたところ、定義や目的がずばり書いてなかったので、
探してみました。



＞サスペンションとは

suspension; つるす、一時的な停止、延期、　停職、停学、差し止め、保留　懸架装置、緩衝装置

さて、おクルマの場合には、

この懸架装置という言葉が

合いそうです。

でも、懸架の意味が分からない。調べます。

懸架（けんか）
１ 渓谷や道路などをまたいで構造物をかけ渡すこと。 また、掛け渡して支えること。
２ 馬車、自動車の車軸の両端に車輪を取り付けること。

なるほど。

「自動車の車軸の両端に車輪を取り付ける装置である。」

と言えそうです。

Wiki先生の定義を見てみます。
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主に車両において、
①　路面の凹凸を車体に伝えない緩衝装置としての機能と、
②　車輪・車軸の位置決め、車輪を路面に対して押さえつける機能を持つことで、乗り心地や操縦安定性などを向上させる機構。
③　その他の機械類における、防振機構（インシュレーター）のことを指す場合もある。
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なんとなく理解。

実は、「おクルマ学ぼう」やってて、
ずっと気にかかっていたところがあります。

それは、

車重を最終的に受け止めるのはおタイヤなのですが、
そのおタイヤに行く車重を受け止めるパーツはどこか？

ということ。

調べました。ありました。


「サスペンションを構成する部品のスプリング（バネ）が車重を受け止めます。」

そっかー！車重を受けてるのはサスペンションなんだ！
よかったー！わかった！ああ、スッキリ。



こんな基本的なこと、知らなかったのかって？知らなかった訳です。

あの重いおクルマを支えるわけですから、はっきりいって、超重要部品といっても過言ではありません。
まあ、骨盤みたいなもんです。（別にワタクシが骨盤と股関節フェチだから言っているわけではないのですが）



これをもとにもう一度自分の言葉で。

Suspension（懸架装置）は、

自動車の車輪を取り付ける装置であり、

その役割は
①　車重を支える機能（支えておタイヤに伝える）

②（①と少しかぶりますが）車重を使っておタイヤを路面に押し付けることによる安定性確保

③　路面からの衝撃への緩衝機能、

となる。

わかった！理解理解。
やっぱり初心者向けの教科書ではこのレベルから書いてほしいなぁ。


＞②安定性を乱すおクルマにかかる現象について。サスペンションの役割をやるうえで、その相（状態、挙動）を学んでおきます。

そもそも、おクルマが走ったり、曲がったり、止まったりするのは、

「摩擦力」
「慣性力」
「衝撃力」
「遠心力」

という４つの自然の力が働いています。

以前やった気もしますが、もう一度復習。

「摩擦力」　発進、停止にかかわる。路面状況によって摩擦係数が異なる。

「慣性力」　そのものの状態を保持する力。走っていたら、そのまま走り続けるし、止まっているものはなにもしなければ止まり続ける。

「遠心力」　遠心力も言ってしまえば、慣性力です。まっすぐ進んでいるものは、まっすぐ進もうとするので、そこに横に曲がる力をかければ、慣性の法則により、まっすぐ方向（つまり進行方向より外側）に引っ張る力が働きます。

「衝撃力」　速度の二乗に応じて高まる衝撃力。

（どうでもいいことですが、ヨガやってインド神話に親しんでいると、
摩擦力：創造の神ブラフマー、慣性＆遠心力：維持の神ヴィシュヌ、
衝撃力：破壊の神シヴァなんて関連付けながら理解してたりします。）


で、で、この４つの力が組み合わさることによって、下記３つの相（状態、挙動）になります。
（ちょうどF1マシンの解説があったので、それをもってきます。）

①　ローリング （Rolling)

旋回時に起こるマシンの挙動が、ローリングです。
旋回中には、タイヤの接地面にはコーナリングフォースが発生し、マシンの重心にはコーナリングフォースと反対方向の遠心力が作用します。

マシンのタイヤの接地面と重心に異なる方向の力が作用すると、マシンを前後軸を中心として傾け回転させようとする力、ローリングが発生します。



さあ、コーナリングフォースがわかりません。なんとなくわかるけど、ちゃんとやっておきます。

コーナリングフォース；旋回求心力（あ、、漢字みたらなんとなくわかった、、遠心力と対になる力だ。。。）

コーナリングフォースとは、旋回中のタイヤ(車)の進行方向に対して、旋回中心に向かって垂直にかかる力の事です。 旋回中はタイヤの向きに車が進んでいるのではなく、少しそれた方向に進んでいます。この角度をスリップ角といいます。







②　ピッチング (Pitching)

加減速時に起こるマシンの挙動が、ピッチングです。

減速時は、タイヤの接地面には後ろ向きの制動力が発生し、重心には前向きの慣性力が作用します。制動力と慣性力の方向と位置の違いによって、マシンには前に傾けて回転させようとする力、ピッチングが発生します。

このようなマシンの前傾を、ノーズダウンやノーズダイブと呼びます。



一方加速時には、マシンの重心に加速とは反対の後ろ向きの慣性力が作用します。この時、タイヤの接地面には前向きの駆動力が発生します。この駆動力と慣性力の方向と位置の違いによって、マシンには後ろに傾けて回転させようとする力、ピッチングが発生します。

このマシンの後傾を、ノーズアップと呼びます。

マシンの重心をタイヤの接地面と同じ高さにすれば、

理論上ローリングやピッチングは発生しませんが、

現実には不可能です。したがって極力重心を下げることが、ローリングやピッチングを抑える現実的な解であり、究極の運動性能を追求するF1マシンはそれを実現しています。


③　ヨーイング(yawing)


旋回時にマシンを回転させる力が、ヨーイングです。

ローリングとピッチングは極力抑えるのが一般的ですが、ヨーイングは旋回のきっかけ(回頭)のために必要です。しかし旋回中に発生するヨーイングは、オーバーステアやアウンダーステアを引き起こし、操縦安定性を悪化させます。

ステアリングを切った時には、それに応じてタイヤにはコーナリングフォースが発生して旋回します。コーナリングフォースは、前輪だけでなく後輪にも発生します。

旋回中の加減速によって、前後輪のコーナリングフォースのバランスが崩れてヨーイングが発生します。





→つまり、一定の速度ならびに一定の荷重配分を変えなければヨーイングは起こりにくい？？

3つの相（状態、挙動）

①　ニュートラルステア
　前後輪のコーナリングフォースのバランスがとれていて、安定して旋回している状態


②　オーバーステア
　　後輪側のコーナリングフォースが弱くなった結果、前輪が予定していた旋回角度以上に内側に入ってしまう状態
　　
③　アンダーステア
　　前輪側が弱い状態。



F1の解説ページがわかりやすかったので、そちらを参照に勉強しました。

ローリング＆ピッチング

ヨーイング

あ、サスペンションの構成に入れなかった。。。

明日以降に、サスペンションの構成とサスペンションが、この相（状態、挙動）をどんな風に解決？緩衝？していくのかを、やろうと思います。