「マルチリンク式サスペンション」の版間の差分
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[[File:Lotus 49-2.JPG|thumb|left|250px|[[ロータス・49]]のリアサスペンション。アップライトを上I形、下逆A形のラテラルリンクと、バルクヘッドからの上下ラジアスリンクが支持している。]] |
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1960年代から1970年代にかけて、[[レーシングカー]]<ref group="注釈">[[フォーミュラカー|フォーミュラ]]や[[二座席レーシングカー]]など</ref>や[[スポーツカー (モータースポーツ)|スポーツカー]]に'''4リンク'''構成のリアサスペンション (駆動輪の懸架) が多く用いられた。これは上Iアームと下リバースAアームで保持される[[アップライト]]を上下に配した2本の長いトレーリングリンクで前後位置決めするもので、当時[[フォード・モーター]]はこれを'''マルチリンクサスペンション'''と称していた<ref>R. C. Lunn, ''"The Ford GT sports car," SAE Technical Paper'', New York: Society of Automotive Engineers, 1967, p. 10.</ref>。 |
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1982年、[[ダイムラー・ベンツ]]が[[セミトレーリングアーム |
1982年、[[ダイムラー・ベンツ]]が[[セミトレーリングアーム式サスペンション]]の限界を打破すべく'''5リンク'''構成のリアサスペンションを開発し、[[メルセデス・ベンツ 190E]]に初採用した。ダイムラー・ベンツではこのサスペンションを'''ラウムレンカーアハゼ''' (Raumlenkerachse, 空間接続車軸≒スペースリンク式サスペンション) と称し、以後その構成を大きく変えることなく、主なメルセデス・ベンツ[[乗用車]]のリアサスペンションに採用されている<ref>{{Cite web |url=https://www.auto-motor-und-sport.de/reise/technik-der-raumlenkerachse-revolution-an-der-hinterachse/ |title=Technik der Raumlenkerachse, Revolution an der Hinterachse |accessdate=2019-10-14}}</ref>。 |
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マルチリンク式の明確な定義とは、5本の[[サスペンションリンク|リンク]]を用いてホイールの持つ6[[自由度]]の運動（直交3軸方向の直線運動＋直交3軸回りの回転運動）のうち1自由度（1方向の直線運動または1軸回りの回転運動、すなわちホイールストローク）を残して5自由度を拘束したものである<ref>「福野礼一郎のクルマ論評5」 p.270 株式会社三栄 ISBN 978-4-7796-4228-9</ref>。2本まはた3本のリンクを剛結したものをアームと呼ぶが、これによってリンクを置換したもの（1アーム＋3リンク、2アーム＋1リンク）といったバリエーションも存在する（[[ダブルウィッシュボーン式サスペンション|ダブルウィッシュボーン]]や996型[[ポルシェ・911]]のようなIアームとセミトレーリングアームを組み合わせたようなもの）。マルチリンクの本質の理解が広がっていなかった頃には、サスペンション設計者ですら「仮想転舵軸（仮想キングピン軸）を持った構造」といった漠然とした理解しかできていなかったこともあった。また、前記のように原理的にはマルチリンクの延長線（簡略化）にある形式がダブルウィッシュボーンであるが、登場としては理解と設計の容易なダブルウィッシュボーンの方が早かったため、「ダブルウィッシュボーンの延長線上にある形式」と逆に書かれた資料もある{{要出典|date=2021年6月}}。 |
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ダブルウィッシュボーンが円弧軌道に運動を拘束された上下二つのサスペンションアームによって構成されるのに対し、マルチリンクは''独立した数本のアーム''から成る。全てのアームが物理的に離れた存在となることで配置の自由度が増し、よりきめ細やかなセッティングを出すことが可能となる。 |
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狙った1自由度運動を実現するための設計が難しい（膨大なリンク配置の組み合わせから絞り込む必要がある）が、上手くできれば[[サスペンションジオメトリー|ジオメトリー]]制約による相反や妥協が少なく、常にタイヤを路面に正しく接地させる能力に秀でている。そのため、{{要説明範囲|高エネルギー領域|date=2020年6月}}{{要説明範囲|で不安定になりやすい高性能[[前輪駆動|FF車]]|date=2020年6月}}や、ハイパワー後輪駆動車のトラクションを確保する目的でリアサスペンションに採用されることが多い<ref group="注釈">ただし[[日産・プリメーラ]]のようにフロントサスペンションにのみ採用されたケースもある。</ref>。 |
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理論的には各リンクの両端支持点は回転3自由度のみで直線運動3自由度（芯ずれ）は拘束されていること前提とする。[[ピローボール]]のような球面軸受を使用すると理論的動きに近いが、一般の乗用車では乗り心地や衝撃からの耐久性上、ゴムブッシュの使用は避けられない。ゴムブッシュは回転方向によって動きの渋さが異なる上にたわみによる芯ずれも発生し、実車両におけるスカッフィング（ストローク時のトレッド変化によりタイヤが路面を左右方向にこすること）や動きの渋さ、入力とは異なる方向へ車体を揺らすなどの不安定現象に繋がる。マルチリンクサスペンションの開発工数の大部分はこのブッシュや球面軸受の最適化である。 |
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性能を維持するためには、使用過程でのブッシュ類の管理を |
したがって性能を維持するためには、使用過程でのブッシュ類の点検管理を行う必要があり、ブッシュの交換周期は短い。作業工程と調整箇所が多いことから、分解、組み付け、その後の[[ホイールアライメント]]調整にも時間を要す。時間短縮のためブッシュの打ち換えをせず、アームごとのアッセンブリー交換を推奨している販売店もあるが、当然、部品代の増額となり、いずれの場合も他の懸架方式に比べ、保守費用は上昇する。 |
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マルチリンク式は基本的に「仮想転舵軸（仮想キングピン）を持った構造」とされているが、厳密な定義がないため「ダブルウィッシュボーンの延長線上にある形式」と書かれた資料もある。 |
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概要にて述べられている通り、リンクをアームに置換して構成要素を簡略化することで制約は増えるが設計やセッティングは容易になる。独立懸架として実際に存在するほぼ全ての形式は5リンク式マルチリンクの簡略版として説明できる。わずかに存在する例外の大半は「6自由度運動を全て奪った過拘束であるが、特定のジオメトリ配置制約を掛ければ例外的に動ける」といった特異事例である。例としては上下台形アームのダブルウィッシュボーンが挙げられ、これは6リンクに相当するので自由度0であるが上下アーム両端回転軸4本が全て並行に限り動ける。しかし組み付け位置ずれが避けられないため実際の動きは渋い。基本的に支持アームが4本以上のものがマルチリンクとして扱われるが、アームを左右それぞれ2本に分割したデュアルリンク式ストラットもマルチリンクの変形型・派生型として扱われることがある<ref group="注釈">ストラットのアッパーマウントは無限長のIリンク（リンク1本）に相当するため、タイロッド1本とロワリンク2本、ダンパーロッド1本で合計5本となり、5リンク式マルチリンクの簡略版であることに何の疑念の余地もない。</ref>。 |
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996型[[ポルシェ・911]]のように、I アームとセミトレーリングアームを組み合わせたようなものでも「仮想転舵軸」が存在するので、あくまで複数（主に4本以上）のアームによって構成されたサスペンションの総称というわけではない。マルチリンクのリンク数を減らしたデュアルリンク式もマルチリンクの1種と捉えられることがあるが、こちらの採用例はあまり多くはなく、特に軽自動車に至っては[[SUBARU|富士重工（現SUBARU）]]が自社生産時代に採用していたのがほぼ唯一である。 |
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***[[セントラルアーム]] |
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*** [[スイングアクスル式サスペンション]] |
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*** [[トーションビーム式サスペンション]] |
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2024年4月9日 (火) 07:17時点における版
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マルチリンク式サスペンション（マルチリンクしきサスペンション、英: Multi-link suspension）は、自動車用サスペンションの形式の一つ。4本以上の運動方向に拘束がない自在アームを三次元に配してアップライトを支持する構造である。
ここでは特に独立懸架方式の一種としてのマルチリンクについて記述する。固定車軸方式のものについては「リンク式サスペンション」を参照。
概要
1960年代から1970年代にかけて、レーシングカー[注釈 1]やスポーツカーに4リンク構成のリアサスペンション (駆動輪の懸架) が多く用いられた。これは上Iアームと下リバースAアームで保持されるアップライトを上下に配した2本の長いトレーリングリンクで前後位置決めするもので、当時フォード・モーターはこれをマルチリンクサスペンションと称していた[1]。
1982年、ダイムラー・ベンツがセミトレーリングアーム式サスペンションの限界を打破すべく5リンク構成のリアサスペンションを開発し、メルセデス・ベンツ 190Eに初採用した。ダイムラー・ベンツではこのサスペンションをラウムレンカーアハゼ (Raumlenkerachse, 空間接続車軸≒スペースリンク式サスペンション) と称し、以後その構成を大きく変えることなく、主なメルセデス・ベンツ乗用車のリアサスペンションに採用されている[2]。
マルチリンク式の明確な定義とは、5本のリンクを用いてホイールの持つ6自由度の運動（直交3軸方向の直線運動＋直交3軸回りの回転運動）のうち1自由度（1方向の直線運動または1軸回りの回転運動、すなわちホイールストローク）を残して5自由度を拘束したものである[3]。2本まはた3本のリンクを剛結したものをアームと呼ぶが、これによってリンクを置換したもの（1アーム＋3リンク、2アーム＋1リンク）といったバリエーションも存在する（ダブルウィッシュボーンや996型ポルシェ・911のようなIアームとセミトレーリングアームを組み合わせたようなもの）。マルチリンクの本質の理解が広がっていなかった頃には、サスペンション設計者ですら「仮想転舵軸（仮想キングピン軸）を持った構造」といった漠然とした理解しかできていなかったこともあった。また、前記のように原理的にはマルチリンクの延長線（簡略化）にある形式がダブルウィッシュボーンであるが、登場としては理解と設計の容易なダブルウィッシュボーンの方が早かったため、「ダブルウィッシュボーンの延長線上にある形式」と逆に書かれた資料もある[要出典]。
狙った1自由度運動を実現するための設計が難しい（膨大なリンク配置の組み合わせから絞り込む必要がある）が、上手くできればジオメトリー制約による相反や妥協が少なく、常にタイヤを路面に正しく接地させる能力に秀でている。そのため、高エネルギー領域[要説明]で不安定になりやすい高性能FF車[要説明]や、ハイパワー後輪駆動車のトラクションを確保する目的でリアサスペンションに採用されることが多い[注釈 2]。
理論的には各リンクの両端支持点は回転3自由度のみで直線運動3自由度（芯ずれ）は拘束されていること前提とする。ピローボールのような球面軸受を使用すると理論的動きに近いが、一般の乗用車では乗り心地や衝撃からの耐久性上、ゴムブッシュの使用は避けられない。ゴムブッシュは回転方向によって動きの渋さが異なる上にたわみによる芯ずれも発生し、実車両におけるスカッフィング（ストローク時のトレッド変化によりタイヤが路面を左右方向にこすること）や動きの渋さ、入力とは異なる方向へ車体を揺らすなどの不安定現象に繋がる。マルチリンクサスペンションの開発工数の大部分はこのブッシュや球面軸受の最適化である。
したがって性能を維持するためには、使用過程でのブッシュ類の点検管理を行う必要があり、ブッシュの交換周期は短い。作業工程と調整箇所が多いことから、分解、組み付け、その後のホイールアライメント調整にも時間を要す。時間短縮のためブッシュの打ち換えをせず、アームごとのアッセンブリー交換を推奨している販売店もあるが、当然、部品代の増額となり、いずれの場合も他の懸架方式に比べ、保守費用は上昇する。
種類
概要にて述べられている通り、リンクをアームに置換して構成要素を簡略化することで制約は増えるが設計やセッティングは容易になる。独立懸架として実際に存在するほぼ全ての形式は5リンク式マルチリンクの簡略版として説明できる。わずかに存在する例外の大半は「6自由度運動を全て奪った過拘束であるが、特定のジオメトリ配置制約を掛ければ例外的に動ける」といった特異事例である。例としては上下台形アームのダブルウィッシュボーンが挙げられ、これは6リンクに相当するので自由度0であるが上下アーム両端回転軸4本が全て並行に限り動ける。しかし組み付け位置ずれが避けられないため実際の動きは渋い。基本的に支持アームが4本以上のものがマルチリンクとして扱われるが、アームを左右それぞれ2本に分割したデュアルリンク式ストラットもマルチリンクの変形型・派生型として扱われることがある[注釈 3]。
関連項目
脚注
注釈
- ^ フォーミュラや二座席レーシングカーなど
- ^ ただし日産・プリメーラのようにフロントサスペンションにのみ採用されたケースもある。
- ^ ストラットのアッパーマウントは無限長のIリンク（リンク1本）に相当するため、タイロッド1本とロワリンク2本、ダンパーロッド1本で合計5本となり、5リンク式マルチリンクの簡略版であることに何の疑念の余地もない。
出典
- ^ R. C. Lunn, "The Ford GT sports car," SAE Technical Paper, New York: Society of Automotive Engineers, 1967, p. 10.
- ^ “Technik der Raumlenkerachse, Revolution an der Hinterachse”. 2019年10月14日閲覧。
- ^ 「福野礼一郎のクルマ論評5」 p.270 株式会社三栄 ISBN 978-4-7796-4228-9
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