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2013年10月18日 イイね!

セミトレ研究序説 最終章;セミトレの各種トーコントロール機構、my F31 の足回りモディファイ構想、および参考文献




 先日の台風は関東地区に大きな被害をもたらしたようですが(被災された方には深くお見舞い申し上げます・・・)、来週にはまた別の台風が、しかも予想図では九州上陸しそうな予感。。。


 これ以上、災害被害が拡大しませんように・・・





 
                                        (巻末参考文献 1) より)

 さて、全国でわずか数十名の方にのみ興味をもって頂けたらしい(苦笑)セミトレの研究結果も、これにてひとまず終了です。



 セミトレ歴史の最終期である1980年代後半~1990年代前半にかけては、セミトレの一大欠点である横力・制動力によるトーアウト傾向を補正すべく、各車に様々なトーコントロール機構が導入されました。




                                        (巻末参考文献 4) より)

 FC3 型 RX-7 のリヤサスは「マルチリンク式」と謳われておりましたが、構造学的には「複雑なトーコントロール機構を付加したセミトレ」 と呼ぶべきものである事は、既にご承知のことと思います。


 この機構の詳細については・・・FC乗りの方に尋ねてみて下さい(爆)。



                                        (巻末参考文献 4) より)

 その他、BMW や14系クラウンにもトーコントロールリンクが装着されています。

 BMW のトーコントロールリンクについては、

 http://bluemaywind.jpn.org/525/2009.10/9_10_31.htm

 にて分かりやすく解説されておられるのでご参照下さい。


 また14系クラウンについては、





                                        (巻末参考文献 4) より)

 比較的簡単なデバイスながら、そこそこの有効性であったようです。


 ハチマル日産セミトレ車に、こういうリンクを後付けしてみようと考えるモサの方はおられませんでしょうか・・・・




 しかしながら、この時代になると既にマルチリンクやWウィッシュボーンが大手を振っていましたので、「セミトレ最後の抵抗」というべきものでしょうけどね・・・・




 さて、今回の研究成果(?)を my F31 の大規模補修にどう反映させるかですが。。。





 < my F31 のOH 時に適用する「かもしれない」サスチューニング >


 ① まず基本的に、ダウンサス等などは使用せず、メーカー純正状態のサス・ジオメトリーは変えないつもりです。


 ② ブッシュ類も、(製廃などの場合を除き)攻撃性の高いウレタン系のアフターパーツはなるべく用いず、可能な限り純正指向でいきたいと思っております。


 ③ ショックはエナペタルのプレミアム・オーダーラインにするつもり。メンバーブッシュのチューニングについては前述の通りです。


 ④ これは主に「見た目重視」なのですが、リヤタイヤのみスペーサーを入れてトレッドを僅かに広げたいと思っております。


 ⑤ メンバーブッシュのチューニングでもたらされるであろう 「コンプライアンスステア・トーアウト傾向の減弱=アンダーステア傾向の増加」 を補正し、またリヤサス全体の横剛性を強化することを狙って、リヤスタビ径のサイズ増大、また(リヤの JBLスピーカーと干渉しなければ・・・)リヤタワーバーの組み込みを考慮したいと思います。


 ⑥ フロントサスについては、タワーバーはエンジンルームの見栄え、吸気コレクターとの干渉のリスク、またわだちでハンドルが取られやすくなるなどの懸念があるので入れず、ただし以前から取り置きして頂いているフロアーバーについては、ハウス様と相談しながら組みこんでみたいと思っております。


 ⑦ その他ボディ側についても、パネル接着剤などを用いて若干のボディ剛性「感」の強化を考えております。



 以上のモディファイにより、常用域において自然な感じで乗り味(剛性感、安定感)の向上が果たせればいいのですが、どうなる事でしょうか・・・(汗)。





 妄想はとめどありませんが、ひとまずこれにてセミトレ研究の項を終わりたいと思います。

 皆様、長々とお付き合い下さり、まことにありがとうございましたm(_ _)m 。




 それではあさっての門司港、天気が保ってくれることを祈りつつ・・・・



 


 <主要参考文献>







 1). もろずみ先生の名解説ぶりに、セミトレについての理解が深まりました。





 2). シャシー設計を理解する上での「バイブル」といってよい名著だと思います。
   現在も入手可能ですので、興味ある方は是非ご購入を!!





 3). かなり古い本ですが、図説が多く歴史の勉強にもなりました。





 4). 2) ほどの密度の濃さはありませんが、トーコントロール機構の説明などは大変参考になりました。





 5). 主に、セミトレの長所・短所などをまとめる際の参考とさせて頂きました。


 これらの文献の引用インデックスを、1)~5) の記載形式で、順次本文中に挿入することとします。



 < Special thanks to・・・・>



 http://yamada25tm.exblog.jp/14723503/



 このブログ・このお方との出会いがなければ、自分のセミトレに対する研究意欲、my F31 に対する情熱も、ここまで持続することはなかったと思います・・・m(_ _)m 。  お元気でしょうか?




 その他、本文中に掲示したいくつかのサイトや画像なども、ネット検索にて拾ってきましたことを付記させて頂きます。





 ではでは。
Posted at 2013/10/18 18:02:56 | セミトレ研究序説 | クルマ
2013年10月15日 イイね!

セミトレ研究序説;その③の続き・・・



 前回の続きです・・・


 ②. ブッシュ挿入角


 以前に記述しましたように、セミトレに対しトーアウト方向に作用する主要な力というのは、







 ・横力(①)


 ・前後力(主に発進・加速・制動時などにかかる力)

  さらに細かく考えればその力は、
  ②  ;タイヤ/車体と並行に作用する力  
  ②’ ;アームピボット軸を介し作用する力、  の2種に大別できるかもしれません。


 ・ 「コンプライアンスステア」時に、内側アーム~メンバーを介して作用する回転力(③)


 ではないかと愚考します。


 前回説明したような、すぐりやら中間板やらで硬軟のメリハリを付けたメンバーブッシュを、どのように挿入すれば最適だと思われるのか、セミトレの本家本元BMW のブッシュ配置などを参考に、いくつかのパターンに分けてこれから自分なりに解析してみたいと思います。


 例によって、これはあくまでも「私見」ですので話半分で・・・・


 なお以下に up する模式図では、メンバーブッシュを


 
 のように簡略化して記入いたします。









 パターン①;
 これでは前後力(加減速)のたびにメンバーブッシュが前後動してしまい、それによりトー変化もおきるでしょうから、基本的には宜しくないでしょうね・・・




  

 パターン②;
 こちらは逆に横力に弱く、微小な横力でもメンバーブッシュがよれよれ動いてトー変化もおきるでしょうから、これも良くないでしょうね・・・










 ちなみにR30スカイラインは(パテントの問題か?) メンバーブッシュの挿入角がこのようになっているためトーアウト・オーバーステアを起こしやすいことは古のCG読者であればご存じのことでしょうし、R30のメンバーブッシュ交換をするのであればここを「改良」 した方が宜しいかと思います。






 という事で、前述の構造のメンバーブッシュは「斜め方向」に挿入するのが良いだろうと推察される訳ですが・・・






 パターン③;
 こういう向きに挿入すると、やはり横力に対する抗力が弱くなりますのでこれも宜しくないでしょう・・・・



 ・・・という事で、メンバーブッシュは基本的には、



 こういう方向性をもって挿入するのが、


                                        (巻末参考文献 2) より)

 理にかなっていることになると思います。






 あとは、その挿入角としてどの程度のものが相応しいか、という設定になるかと思いますが・・・






 パターン④;
 この図のように浅めの挿入角にした場合には、②や②’ の応力に対する抗力が十分確保できないように思われます・・・。







                                    (CG誌 1983年2月号より)

 1980年代初期のハチマル日産セミトレ車では、多くの車種で25°前後の挿入角(=メンバー/サスアームの後退角と平行に近い)をもって、スリット入りのブッシュが圧入されていたようですが、レトロスペクティブに再検討すると、この挿入角が妥当であったのかどうかは・・・・(でも、CG RS にこのサスチューンを施した笹目氏自身が日産のテストドライバーであった時代、F30の開発時に色々テストした結果としてこの挿入角を「最良」のものと考えていたのかもしれず、安易な判断はいたしかねるところですけどね)






 いっぽう、「セミトレの元祖&本家本元」 BMWのセミトレ最終型であるE34型5シリーズをみると、より進化した形状のブッシュが、より大きな挿入角度をもって圧入されていますし、





 ハチマル日産車でも、「第3世代セミトレ」であるZ31 では同様の狙いをもったブッシュチューニングが施されているようです。




 ・・・ということで、





 パターン⑤;
 こういうブッシュ挿入角(おそらく45°程度)だと、①, ②, ②’, ③ 、のいずれの応力に対しても、それなりに対応しうるという設計のもくろみがあったのではないでしょうか・・・

 とくに、② ②’ ③ といった応力に対しても、




 ブッシュの回転力・ねじれ応力を利用することで、サスメンバーが後方にずれる(=トーアウト)よう動くのを相殺するというのが、



                                        (巻末参考文献 4) より)

 前述の本に解説されているような事だと推察いたします・・・。


 
 いっぽうで深めの挿入角だと、① の横力に対するリヤサスの抗力が、浅めの挿入角の場合に比べ若干弱くなるかもしれませんが、そこはスタビライザーの強化などで横力に対するリヤサス全体の横剛性を確保し、あわせて車全体の動きとしてアンダーステア傾向が過剰に強まるのを補正する* 、というチューニングを、BMW などは採っているように思われます。

 * リヤスタビの強化=一般的に、アンダーステアを弱める方向に作用します。





 ・・・という事で今回の結論としては、

 「浅い後退角・新世代のメンバーブッシュチューニングが施された『第3世代セミトレ』 をもつZ31 こそ、究極のセミトレ日産車である!」


 という事にしたいと思いますが、現実には自分が乗っているのは F31 なだけに、じゃあ my F31 のセミトレをどう改良したらいいんだ? という話になりますね・・・。




 F31 のメンバーブッシュ・・・・実車にはどのように挿入されているのかをネット検索したところ、




 http://leopard.jp/pc/page004.html

 に写真が掲載されていました。


 これを拝見するに、どうやら





 こういう方向性の設定になっているようですが、なぜ「硬さ」が要求される方向にも「すぐり」を入れてあるのか、自分の乏しいアタマではよく理解できません・・・ なので、




 斜線の部分の「すぐり部」 に(のみ)・・・





 「エンジンマウント強化剤」なる樹脂を注入してはどうだろうか? と妄想しています・・・。



 ただしこのメンバーブッシュ、これまで操安性うんぬんといった話ばかり取沙汰しましたが、正式名称を「マウントインシュレーター」というだけに、リヤ周囲からのNVH 遮断にも重要な役割を担う部品です。
(ブッシュのねじれによる挙動の不安定さを嫌って、ここをリジッド化する方も多いようですし、とくにサーキット/ドリフト走行主体の方であればそれも「あり」だと思いますが、一般道が主体の方、限界まで追い込まない走り方をされる方は、リジッド化は避けた方が無難なように思います。要は使用環境と乗り方しだいという事ですね・・・)


 従って、自分の使用環境からいってもあまりガチガチに固めるのではなく、やや柔らか目の樹脂を注入して(ヤフオクで検索すると、硬度はいくつか選べるようです)軽めに強化してみては・・・と考えておりまして、失敗してもいいようにとりあえずメンバーブッシュを数個確保しておりますが、どんなもんでしょうかね・・・・。




 まあ、あまり悩まなくとも・・・



                                        (巻末参考文献 1) より)

 もろずみ先生は「根本的解決にはならない」 と喝破されておられますし・・・(苦笑)、ノーマルより(プラセボ効果も込みで)良くなればもうけもの、と気楽に構えて弄ってみたいと夢想しております♪。





 このあとは補足記事として、他社のトーコントロールリンクの話や引用文献のインデックスなどを記入したら、ようやくセミトレ記事から解放されます・・・。





 ではでは。




 12/14 追記;実際やってみました♪。
         詳細は下記 URL ご参照下さいませ。
Posted at 2013/10/15 19:22:20 | セミトレ研究序説 | クルマ
2013年10月15日 イイね!

セミトレ研究序説 その③;サスアーム/アームピボット、メンバーブッシュ(マウントインシュレーター) についての私見



 皆様方のブログを拝見するに、この連休を有意義に過ごされたようで何よりです。

 さて、これまでのところでセミトレの歴史的変遷やその基本的動き、またその利点・欠点などはお分かり頂けたかと思います。

 今回はセミトレの欠点たる「横力・制動力によるトーアウト傾向」をどう押さえこむかに重要な役割を果たす、サスアーム/アームピボットとメンバーブッシュ(マウントインシュレーター)を中心に述べてみたいと思います。


 なおメンバーブッシュの動きについては文献的資料が非常に少ないので、かなりの部分が自分の推測と想像になっております。従ってこれはあくまで自分の 「私見」 であり、決してこれが「真実」 だなどと思わないよう、また自分の理解や記載に誤りがあれば、是非コメントして頂きますよう、宜しくお願い申し上げますm(_ _)m 。





 I. サスアーム/アームピボット

 サスアームに関しては、この左右1本ずつのアームでFR車のパワーと車重、横力や制動力を支えるだけに、アームには十分な強度が要求されるのは言うまでもありません。





 また、当時の日産車の新車解説記事では耳タコな「アームの取り付けスパンの延長」 というセリフ、簡単にいえば、





 こういう理屈なので、そう難しい説明は不要かと思います。



 そしてアームピボットについては、NVH(音振)の遮断は後述するメンバーブッシュに任せ、基本的には高剛性と低フリクションが優先され、余分な動きを作らないのが理想であり、また車高調などを行うなら、





 こういう、ジオメトリー調整可能なタイプが必須でしょうね。






 Ⅱ. メンバーブッシュ(マウントインシュレーター)

 これが今回のメインテーマでして、前述のごとくかなりの部分、自分の推測と想像で記載しますのでご注意下さい・・・・。






 以前述べましたように、このメンバーブッシュの作用や挿入角については、1983年2月号のCG記事を読んで以来、自分の中で30年にわたって未消化のまま残されてきたテーマでしたが、文献的参考となるものは少なく・・・







 この記述を読んだだけでは今いちピンときませんでした。

 しかし・・・







 この記述を読み、当時の日産技術陣のブッシュ設計の狙いが判明したことや、セミトレにおけるコンプライアンスステアの問題を知ったことで、自分の中で 「こんなところかな?」 という考えが整理できてきました。


 ちなみに上記の本、セミトレ乗りに限らず、クルマの足回りについて理解するための必須アイテムだと思いますし、現在も入手可能ですので興味のある方はぜひ手にとってみて下さい!!


 今回は上記本を参考に、メンバーブッシュの ① 形状・構造  ②ブッシュ挿入角  の2点について私見を述べたいと思います。



 ①;メンバーブッシュの形状・構造







 前掲書によると、セミトレのメンバーブッシュの設計のキモは、「硬軟の強弱をつけること」「回転力を利用して、トーアウト方向への変化を相殺する」 ことのようです。

 そのため、多くのメンバーブッシュにおいては、



                                        (巻末参考文献 2) より)

 「すぐり」 という肉抜きや、スリットを設けることで、部分的に硬度を落としたり・・・



                                        (巻末参考文献 2) より)

 逆に、硬くしたいと思う部分には「中間板」などを埋め込むことで硬度を up したりすることで、ブッシュとしての硬軟の強弱をつけています。





 模式的に図説すると、こういう感じでしょうか・・・






 BMW 最後のセミトレ、E34型5シリーズのブッシュも・・・





 われらが日産では、Z31 のブッシュも、このような設計思想に基づいているようです。





 しかし F31 のメンバーブッシュ、ちょっと「すぐり」が多すぎやしませんかね・・・・



 そして前述のような形状のブッシュは、





 局在的な力が作用すると、ブッシュの軸を中心とした回転力&ゴムとしての弾性力によって、





 赤い線の方向に動こうとするのではないかと思います。




 それでは、このような形状のブッシュをどう挿入すれば良い結果が導き出されるのか・・・・











 ・・・もうすぐ出勤ですので、続きは今夜にでも。ではでは。



Posted at 2013/10/15 05:54:40 | セミトレ研究序説 | クルマ
2013年09月23日 イイね!

セミトレ研究序説 Ⅱ;セミトレの基本的な動きとその長所・短所




 前回の続きです・・・。


 さて、セミトレの基本的な動きについては、









 この特集記事が、これまで読んだ書物の中では一番分かりやすくセミトレの動きを解説していると思います(本当に今回の企画、もろずみ先生に助けられておりますね・・・)ので、この記事を中心に・・・







 これらの書籍も参照させて頂き、自分なりの解説を行いたいと思います。

 なお本文中の引用は、上記5冊から大半行わせて頂きました。フェアユースである旨を明確化するため、後日インデックスを付ける予定です(追記;10/19 インデックスを付記しました)。


 またこれらの書籍の選定にあたっては、

 http://type-z10.com/report/catid_86-itemid_650.html

 が大いに参考となりましたので、この場をお借りしてお礼申し上げます。





 さて、セミトレの基本的セッティングは、





 ① 上から俯瞰して;アーム後退角によるセッティング





 ② 前後方向から見て;アーム下反角* によるセッティング
    * 基本的に、アームの上反角(バンザイアーム)のセッティングは X のようです(後述)。





 ③ 横方向から見て;アームピボットと車軸との位置関係
   (多くが「前下がり」の姿勢をとるが、これがテールスクォートの原因となる)



 の3方向から分析する必要があります。

 前述の記事はそのあたりを非常にうまくまとめているため、基本的にコピペしつつ、補足的に解説させて頂きます。




 ①上から俯瞰して;アーム後退角によるセッティング







 後退角の深いセミトレは、深くロールしても外側輪が対地キャンバーを立てる(=ふんばる)ように動かすことができるのですが、一方でセミトレの「癖」である、バンプ/リバウンド時のキャンバー/トー変化も強くでてしまい、操安性に悪影響を及ぼしやすいという問題があります。

 それを避けるため、特にスポーティーカーでは後退角が浅くなる(=フルトレに近くなる)方向に進みましたが、そうすればキャンバー/トー変化は少なくなる反面、セミトレの長所たる、ロール時に対地キャンバーを立てる動きもまた減少し、深いロールでは外側輪がポジティブキャンバー気味になりやすくなります。

 そのため基本的に、後退角の少ないタイプのセミトレは、あまりロールを許さず(=固い足。スポーティーカー向け)、またイニシャル状態でネガティブキャンバーをやや強めに付けておくとかの工夫が必要になるかと思います(Z31 などはそういうセッティングですね)。




 ② 前後方向から見て;アーム下反角によるセッティング




 アーム下反角は、ロール時の外側後輪をトーイン方向にもっていくためであることが説明されています。


 また、ネット検索で見つけたのですが、

 http://blogs.yahoo.co.jp/fdkuro/31411370.html

 では、別の視点からアームに上反角が付くことのまずさを解説しておられます。


 アームの上反角(バンザイアーム)は、ただでさえ操安性でシビアな面をもつセミトレにとって「百害あって・・・」であること、「車高を弄るなら、ロールセンターの再調整は必須!」 ということがご理解頂けるかと思います。




 ③ 横方向から見て;アームピボットと車軸との関係






 とくに後退角の深いタイプのセミトレでは、リバウンド時のポジティブキャンバー/トーアウト傾向を抑えるため、多くが「前下がり」の形態をとっています。

 すごく簡単に言うと、擬似的にイニシャルの状態でリヤサスが「少し縮んだ」ような状態にしている訳ですが・・・・



                                        (巻末参考文献 4) より)

 これがテールスクォートの原因となる訳です。



 じゃあ・・・



 写真は海外サイトから拝借した、 E21 型BMW 初代3 シリーズのセミトレ。
 こんな風にアームピボット位置を高くしてやればテールスクォートは抑えられるじゃないかと誰しもが考える筈ですし、確かにテールスクォートについてはその通りでしょうが、前述のように、とくに後退角の大きいセミトレでは、リバウンド時のポジティブキャンバー/トーアウト傾向がでやすくなるでしょうし、ピボット位置の上昇によってロールセンターも高くなり、ジャッキング現象もおこしやすくなるなど、挙動がシビアになりやすいという問題もあるようです。



                                        (巻末参考文献 2) より)

 また、サスメンバーがリヤシート下に位置するセミトレは、アームピボット部位を高くすることでスペース上の問題もでてくるそうです。






                                        (巻末参考文献 3) より)

 なおロールセンターの話は、これまた走り屋さんにとっての一大テーマでして、素人のわたしごとき
があまり口をさしはさみたくないので、

 http://www5.plala.or.jp/Fulcrum/eng/collections/rena/re21.htm

 などのサイトをご参照下さいませ。






 この動画の最後に、あのニキ・ラウダ帝王が E21 型BMW を駆る CM がありますが、E21のコーナーリングフォーム、たとえラウダ帝王の神ドライビングをもってしても、何となく腰高で安定感に欠けるように思うのは自分だけでしょうか・・・



 ともあれ、日産車のような深めの後退角、低めのアームピボット位置のセミトレでは、どう調整してもテールスクォートの問題は解決困難なように思います・・・。






 ・・・・ここいらで、セミトレの長所・短所を整理してまとめたいと思います。


 セミトレの長所としては;




 ① シンプルな構成(メンバー、左右アーム、ショック&スプリング、の3点が基本。ブッシュ類の数もマルチリンクなどよりずっと少なく、低コスト&メンテも楽)





 ② メンバー/アームを、リヤシート下部~背部に配置するレイアウトによりスペース効率がよい。

 今でこそ安全対策、およびガソリンタンクを樹脂で自由に成形できるようになったので、ガソリンタンクをリヤシート下に配置する車種が多いと思いますが、かつてのセダン型乗用車はガソリンタンクをリヤシート背面(もっと古くはトランクルーム床下)に設置する車が多く、リヤシート下の空間にメンバー/サスアームをすべりこませるレイアウトが可能なセミトレは、IRSの中では比較的スペース効率のよい形式だったと考えられます。




                                        (巻末参考文献 4) より)

 ③ 突起乗り越し時、アームの後方引っ張り力により衝撃が緩和され、またリンクなどでサスの動きが制限されにくいのでサスストロークが長く、従って乗り心地をよくしやすい。





 ④ コーナーリング(ロール)時に、外側輪が対地キャンバーを立てる(ふんばる)ように動き、しかもそのセッティング幅がある。

 これがフル・トレーリングアーム(フルトレ)だと、基本的には車体のロールに従って外側後輪はポジティブキャンバー方向に巻き込み、外側後輪のグリップ力は低下します。

 ちなみに、この挙動が昔のFF車の強いアンダーステアを減弱する方向に作用したので、昔のFF車ではリヤにフルトレを用いることが多かったという訳です。




                                        (巻末参考文献 3) より)

 ⑤ ブレーキ力はトレーリングアームを介して車体を下に引き下ろす方向に作用し、ノーズダイブが緩和される。


 といったところでしょう。




 
 そして逆に、セミトレの欠点は;


 ① 既に述べたように、荷重や重心移動によるキャンバー/トー変化が大きい(とくにアーム後退角が大きい場合)。それを避けるべくアーム後退角を小さくすれば、フルトレに近いサス運動となり、上記メリットの④が生かしづらい。





 ② 発進・加速時のテールスクォート現象(前述)。



 ③ ボディとの剛的結合点が少ない;NVH対策に不利。



   この指摘は、両角氏の解説を読んで初めて気が付きました。



 写真はF31 のセミトレ。
 剛的な結合点は、左右のサスメンバーブッシュ(マウントインシュレーター)、およびコイル/ダンパー上部のアッパーマウント部の計4点のみ(+副結合部位としてのデフマウント部)です。

 しかも、後述するトーコントロール機能をメンバーブッシュにもたせようとすると、ここをあまり強く剛結する訳にはいかず、これらのブッシュ類には相当の応力がかかるため、セミトレをOHする際にはこのあたりのブッシュをきっちり変えなければ初期性能を維持できない・・・ということは皆様ご承知のことと思います。





                                        (巻末参考文献 2) より)


                                        (巻末参考文献 5) より)

 また後述するコンプライアンスステア対策のためには特に、デフマウントの横方向への剛性を高めてやる事が重要なようですが、デフマウントをあまり固めるとデフ系の NVH が後部座席などに伝わりやすくなり快適性が損なわれる・・・・という問題も発生します。
 (ということで、セミトレ車にお乗りの方はデフマウントゴムの状態にも気を配らなければなりませんし、ここをやみくもに強化することについても慎重さが要求されると思います)




 ところで比較のため、同じMF誌の特集号に掲載されていた20系ソアラ/70系スープラのサブフレーム(ボディとは6点でマウント)を見て頂きたいのですが・・・、リヤサスのマウンティングに、これだけの差があります。

 まあ両角氏は「かなりの重量をもつサブフレーム+サスペンションが、ラバーマウントを介して、ボディから吊り下げられている。したがって、きつい入力を受けると、このマウントから下の重量物が共振してしまい、かえって不快な感覚を伝えることもある・・・」と、決して手放しで賛辞を送っている訳ではありませんが、ともかく素人目にも、ソアラ/スープラの方が圧倒的に「おカネのかかった」つくりである事がお分かり頂けるかと思います(アレッ? またトヨタを誉めちゃったよ・・・)。




 ④ そしてセミトレ最大の欠点(セミトレが淘汰された理由)といえるのが、


                                        (巻末参考文献 5) より)

  「コンプライアンスステア」による、アクセルオフ・トーアウト現象(→ オーバーステアによる易スピン性)だと思います。




                                        (巻末参考文献 2) より)

 セミトレは、横力、後方引っ張り力(=制動力)のいずれに対してもトーアウト傾向に作用するサスペンション形式です。




 (下手くそな絵で恐縮ですが・・・)ただしアクセルオンの状態では、前述のロール・トーイン・ジオメトリーや、駆動力によるサスメンバーへの前方押し出し力などによって、基本的に外側後輪はトーイン方向にサス/メンバーとも動こうとするため、上記の横力トーアウト傾向はそれほど目立たなくなるものと思います。



 しかしハイスピード・コーナーリング中に急にアクセルオフ(=エンブレ)/ブレーキングした場合・・・




 外側後輪には横力・後方引っ張り力の双方が作用するため・・・




 分かりやすくするためオーバーに書いていますが、こんなふうにタイヤ~リヤサスがトーアウト方向に回転するような力が強く働くのです。


 ハイスピード・コーナーリング中のアクセルオフやブレーキングにより、リヤ外側輪がトーアウトしたら・・・容易にオーバーステア~スピンモードになります。

 運転の上手な人ならともかく、普通の人にはけっこう恐ろしい現象です・・・




 こういう挙動は、車がハイパワー&高速に、また車重が重くなるほどに(=慣性力が大きくなるほどに)重症化する訳で、1980年代に(ハイグリップタイヤの助けも得て)一気に高性能・高速・重量化した各車の性能に対し、各社のセミトレも、

 ・アーム後退角の減少
 ・アーム/メンバー等の剛性強化、ピボット部のスパン延長
 ・メンバーブッシュ機能の見直し(後述)
 ・トーコントロール機構の追加(BMW/FC3S/140系クラウン等)

 などの改良・進化で対抗しようとしたものの根本的解決とはならず、MB190 を嚆矢としたマルチリンクサスの流れに、日産・マツダを含め各社が一気に追従していき、いつしかセミトレサスは過去のものとなりました・・・。





 ・・・と、ここまでが長い前ふりです(笑)。


 次回は、本題のメインテーマである・・・




 
 アームピボットやメンバーブッシュについて、自分なりの解釈を行いたいと思います。





 ではでは。




 * 9/27 一部加筆・修正を行いました。



Posted at 2013/09/23 05:32:03 | セミトレ研究序説 | クルマ
2013年09月23日 イイね!

セミトレ研究序説 Ⅰ;セミトレの歴史的変遷

セミトレ研究序説 Ⅰ;セミトレの歴史的変遷

 さきほど、ようやく大阪より帰宅しました・・・。

 皆様、前回の拙ブログにコメント&イイね!、大変ありがとうございます m(_ _)m。



 本当は皆様へのレス&訪問こそ先にすべきなのは重々承知しておりますが、その前にこの記事を書き始めておかなければ、なかなかブログ継続の勢いがつきそうにないもので・・・・ご容赦のほど、何卒宜しくお願い申し上げます m(_ _)m。







 さて最近のわたくし、セミ・トレーリングアーム式サスペンションの研究を通じて脳のセミ・トレーニング(笑)をしているところです。昨日も、講義があまり退屈な時には・・・






 こんな感じで研究しておりました(苦笑)。


 
 さてセミ・トレーリングアーム式サスペンション(以下セミトレ)については、往年の日産車乗りやマークⅡ乗り、BMWマニアの方などであれば皆様勉強された事がおありになろうかとは思いますが、自分なりにおさらいと解釈をしていきたいと思います。


 なお、自分の解釈については素人ゆえ間違いも多々あるかもしれませんので、お気付きになられた方は是非仰って頂ければ・・・と思います。




 Ⅰ. セミトレの歴史的変遷


 これにつきましては、以前にみん友のyamada25tm 様がブログ

 http://yamada25tm.exblog.jp/14723503/

 で詳細な解説をなされておられますが(その節は大変お世話になりました! 最近ご無沙汰しており申し訳ありません・・・)、その後自分なりに得た知見をいくつか追記したいと思います。






 皆様ご存じのごとく、FR車のセミトレ式リヤサスは1962年にBMW 1500 が、





 そして日本車では1967年にかのブル510 が採用して以来、マルチリンクサスの出現までのおよそ20年間にわたり、各種FR車のリヤ独立サス形式の「定番」となったものです。


 現代の視点からセミトレを悪しざまに罵る方もおられますが、BMW/ベンツ/ポルシェ(924/944)をはじめ、各国のFR車に長らく採用されたという事は、それだけ当時としては優れたサス形式だったといえるでしょう。



 さて、日産車に搭載されたセミトレは大まかに分類すると

 ① 510ブルから始まる第1世代(解説はyamada様ブログをご参照下さいませ)




 ② 810ブルから始まる、コイル/ダンパー同軸式に変化した第2世代




 ③ そしてZ31/S12 の、アーム後退角減少、コイル/ダンパー別置式に「回帰」 した第3世代


 となろうかと思います。








 われらが F31 のセミトレは、Z31 より年式は新しいものの、形態学的(アーム後退角約23度、コイル/ダンパー同軸式) には第2世代セミトレの最終進化形だといえると思います。


 
 ちなみに、世評のきわめて低い 810ブルですが、前述のように新世代セミトレの導入、マイチェンではクロスフロー・2プラグ・急速燃焼方式のZ型エンジン導入、さらには・・・







 導入したばかりのリヤサスにさえ、細かな改良がなされております。
 (CG誌78年3月号記事より抜粋)


 キャスターの立て方やデフマウント、またサスメンバー自体も変更されるなど(狙いはロールセンターの低下でしょうか・・・)、かなりの変わりようですね。

 しかもこの後まもなく、角目になる別のマイチェンが行われます(なぜ同時にやらないのか・・・・)。



 ・・・ということで 810ブル、日産の主力車種としてかなり真面目な技術的改良が繰り返された車なのだと名誉回復運動をしておきます♪。





 あと、この第2世代日産セミトレの源流について、前述のyamada 様のブログのコメントで当時の自分は「E21型BMW 3シリーズあたりでは?」 とミスリードしてしまいましたが・・・






 
 この本を読むと、どうやらもう少し前の世代、2500/2800シリーズや初代5シリーズがコイル/ダンパー同軸式セミトレの源のようですね。





 ところで、国産車では日産とマツダが BMW にならってか、コイル/ダンパー同軸式セミトレを採用していきましたが、他メーカーでは、例えば







 オペル・セネター、そして・・・







 同世代のトヨタ車の多くも、コイル/ダンパー別置式セミトレを選択していたようです。

 (これでようやく、先日快く撮影のご許可を頂きました時津さまの GX61 の足回り写真をブログに使うことができました♪ 。その節は大変ありがとうございました! )




 そしてBMWも、3シリーズでは・・・





 E21 ではコイル/ダンパー同軸式であったのが、
 (画像は海外サイトより拝借しました)







 E30 ではコイル/ダンパー別置式に「回帰」しています(なお上級車種の5/7シリーズについては、一貫してコイル/ダンパー同軸式が採用されていました)。




 コイル/ダンパー同軸式と別置式のどちらがよいのか、それぞれ一長一短があるのでしょうが、自分が今まで読んだ文献にもあまり詳しくは書かれていないので、あくまで自分なりの推測で書いてみます(間違っていたらご指摘下さい!)。


 コイル/ダンパー同軸式のメリットとして考えられるのは、

 ・ (とくに高さ方向で若干スペースは取られるものの)サスストロークを稼げ、乗り心地の
   向上に繋がる。

 ・ NVHの入力点がアッパーマウント部に集中する構造;そこを重点的に「押さえ」れば、
  NVH の改善・対策に結びつけやすい。




 (810 ブル登場時のCGインプレ記事より)

 
 これを読んでも、コイル/ダンパー同軸式のメリットは主に快適性の向上にありそうです。





 その他上記文献(巻末参考文献 3) )には、コイル/ダンパー同軸式のメリットとして、車体への入力を減少させることでブッシュ類への負荷を減らし、防振および操縦安定性への設計自由度を増すことができる、とあります。




 一方でコイル/ダンパー別置式の利点としては、コンパクトにまとめやすい(とくに高さ方向)→ トランクスペースの拡大、低床化、また車高を低くしやすい(=低重心化)、といったところかと思われます。



 三菱のシャリオ~グランディスが長年にわたりセミトレを採用し続けたのも、このあたりが理由だったように記憶しておりますし、セミトレの元祖&本家BMW のセミトレ最終車種において、コンパクトカーの3シリーズ(E30)がコイル/ダンパー別置式に「回帰」 した後も、中/高級車の5/7シリーズ(E32/E34) ではコイル/ダンパー同軸式を継続し続けたことを見ても、あながち大きく外れていないかとは思いますが、本当のところはどうなんでしょうか・・・。





 さて今後は引き続き、

 Ⅱ. セミトレの基本的な動きと長所・短所(=セミトレが淘汰された理由)の基本的おさらい
 Ⅲ. サスアーム(とくにピボット部)とメンバーブッシュ(マウントインシュレーター)、
    および(日産セミトレには関係ないですが)トーコントロールリンクについて
 Ⅳ. my F31 の大規模補修時に適用する「かもしれない」サスチューニング


 といったメニューで続けていく予定です。


 というか、これがボトルネックになって、これを書かないと他の記事に進めませんので・・・・





 それでは、続きをお楽しみに♪。 


Posted at 2013/09/23 05:01:29 | セミトレ研究序説 | クルマ

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