サスペンション

サスペンションは硬くした方が運動性能が良くなるのはわかるのですが、サーキット走行などで縁石に乗り上げないで走る場合は極端にサスペンションがストロークしないぐらい硬くして走っては遅いのでしょうか？なぜレーシングカーなどはコースによって硬さを変えたりするのでしょうか？F1ではブリヂストンとミシュランのタイヤの違いによっても適切なサスペンションの硬さがあるのはなぜでしょうか？回答よろしくお願いします。

No.10 回答者： watercolors 回答日時： 2006/07/25 12:33

まったくの平面上の直線を一定速度で走っている場合は、サスペンションのストロークは必要ないかもしれません。

しかし、レースでは、加速減速、コーナーリングがあるわけで、このときに荷重が変化します。これは、路面の凹凸に相当しますね。これはレース車両では一般者に比較し大きなものです。
この荷重の変化をできるだけ少なく抑えるため（タイヤが地面から離れないため）にもサスペンションが必要なわけです。

No.9 回答者： anonymous1 回答日時： 2006/07/25 05:55

できるだけ簡単な説明を試みますが、実はそんなに簡単な問題でもないので、わかりにくかったらごめんなさい。

基本的には、路面の凹凸による振動をドライバーや、車載の装置に伝えないためにサスペンション（緩衝装置）があります。
もうひとつ、路面の凹凸によって、タイヤが跳ねるのを防止します。（路面追従性というのはこれです。）
この２つは、実は同じセッティングで解決します。

サスペンションのバネは、路面の凹凸による振動を吸収するためのものです。
同じ凹凸の路面を、速度を変えて走ると、凹凸から出る振動の周期が変わります。（速ければ短く、遅ければ長く）
バネの固さで、吸収できる振動の周期が変わります。固いほど短い周期の振動を吸収します。
サーキットによって、走る速度域が違いますから、高速サーキットほど、固いバネにします。
固いバネにすると、長い周期の振動は吸収されにくくなりますから、縁石乗り上げでのショックは大きくなります。

縁石乗り上げをしなくして、高速域でもっと性能を出せるようにするか、縁石に乗り上げて、コーナリングの速度を上げるかの選択はとても難しいですが、一般的には、縁石に乗り上げるラインをとることが多いようです。
その方が速いからですが、別な見かたをすると、他の人が乗り上げて走っているときに、一台だけ違うラインで走るのは危険です。
サーキットは広いようですが、実際には、レースが始まるとタイヤのカスがいっぱい出てきて、ラインをはずすと滑りやすいのです。

サスペンションの基本パーツには、バネとショックアブソーバーがあります。
バネというのは、放っておけばいつまでも振動しています。
これはこれでよくないので、ショックアブソーバーによって、この振動を抑えてやります。ですから、バネが固くなれば、それだけ強いショックアブソーバーを使う必要があります。

さて、ここまでの話は、サスペンション中心でしたが、実は、タイヤも一種のバネです。
二つのバネを縦につなげて振っているようなものです。
タイヤが変わると、一方のバネの固さが変わりますから、もう一方の、サスペンションのバネもそれに合わせて変える必要があります。

以上、とっても複雑な計算式があって、それを解けば答えは出るのですが、ここには書けないので、計算してみたい人はURLを参考にしてください。

参考URL：http://tech.jsae.or.jp/hanbai/html/detail/j2004- …

この回答への補足

回答ありがとうございます。皆さんのおかげでわかってきたのですが、最後に1つ質問させて頂くと、ありえない事ですが凸凹のない平たい路面だとしたらストロークしないサスペンションの方が良いのでしょうか？回答よろしくお願いします。

補足日時：2006/07/25 11:21

No.8 回答者： watercolors 回答日時： 2006/07/25 00:33

圧縮側の話が多いようですが、実は伸び側は重要だったりします。

要は、圧縮側は強い突き上げを吸収し、伸び側で加重が抜けたときでも、地面にタイヤが離れないようにしてグリップを稼ぐ訳です。
コースで一番衝撃のある箇所で底ツキするかしないかギリギリの程度まで柔らかくし通常の加重で充分サスが沈んで、リバウンド側を稼いでおく事が望ましいです。
また、普段は素早く地面に追従し、強いロードでは最後に踏ん張るようなセッティングです。
ですから、取り付け部にリンクを入れたり、スプリングを不等ピッチにしたりすることもあります。
しかし、柔らかくと言ってもサーキットスピードですからかなりの衝撃がある訳ですし、ふにゃふにゃと姿勢変化があってはコントロールしにくいし、ロードクリラランスもできるだけ少なくして重心を下げたいのでそんなにストロークも稼げないのでこれらを満足する範囲での事です。
この状態でも、一般車両に比べれば充分固いのですが、それはあくまでスピードが高く衝撃が大きいのでそれに耐えられるようにするためです。
理想的なのは、タイヤは地面に追従し激しく動いても、シャシーは動かないのがいいのですが、そうもいきません。
これらを妥協出来る範囲で煮詰めていくわけです。
また、タイヤも変形する事でサスペンションの役割がある訳で、トータルでのセッティングが必要なのです。

No.7 回答者： tare-zo 回答日時： 2006/07/24 22:56

速く走るためには、タイヤを路面の凹凸にできるだけ追従させ、タイヤのトラクション性能を維持する必要があります。

単純にサスの硬さ柔らかさだけでなく、構造やショックの特性も影響すると思いますので一概には言えませんが、サスが硬いと車体ごと跳ねますし、柔らかいとタイヤの振動周波数が小さくなるので、タイヤがぼよんぼよんして路面に追従しにくくなる傾向があります。車高も上がってロールも大きくなります。
その他コース、路面の荒れ、気温、天候による摩擦力の違い、エンジン特性、タイヤ、ボディー剛性、ドライバーとの相性などによって、最適なサスセッティングは変わってくるでしょう。
ちなみに、カートの場合でも硬いのがいいというわけではなく、フレームがたわんでサスの代わりになっているので、剛性を調整してセッティングするそうです。

No.6 回答者： hanikiri 回答日時： 2006/07/24 22:25

　サーキットは一見平らに見えますがある程度の起伏は必ずあります。

一般の車速では問題にならないレベルでも、高速領域では無視できない起伏になり、硬いにしてもある程度の路面追従性がなければ飛び跳ねてしまいます。Ｆ１中継の映像をよく見ると、サスペンションが激しく動いているのが確認できると思います。
　タイヤ自体も凹凸を吸収することはできますが、振幅が小さいうえに減衰効果がありませんので、それだけでは不安定で、やはり跳ねてしまいます。従って、緻密にセッティングされたサスペンションの伸縮とショックアブソーバーの減衰によって、路面への追従性と安定性を確保することにより、実効的なグリップとコントロール性を維持する必要があると思います。

No.5 回答者： turukame2005 回答日時： 2006/07/24 21:12

マクラーレンのへなへなサスは、何人ものジャーナリストが、全く別個にレポートしていますので、嘘ではないと思うのです。

ただ、「サスがなければはずむ」というのは、全くご指摘の通りだと思います。
何か「からくり」があったのでしょうが、ジョン・バーナードがそれを明かすことはもうないでしょうね。

時期的には、ロータスのアクティブサスと、ウイリアムズのリアクティブサスの間くらいだったと思います。

リアクティブサスはすごかったですね。
いったい「何をやって」「何をやっていないのか」と、よく、仲間同士で話しました。
メインストレートで車高を下げているのは間違いないと思いましたが、それ以外は、てんでに想像ばかりが先走って、意見はばらばらでした。

いずれにせよ、絶対に歪まない、究極のサスが禁止されたのは、かえすがえすも残念でした。

でも今の車は、当時よりはるかに少ないパワーで、当時より速く走っているんですよね。

No.4 回答者： nichaim 回答日時： 2006/07/24 20:31

最近のＦ１では「ダウンフォース」を得るために、車体と路面の隙間を均一に保たなければなりません、しかし路面はサーキットによってデコボコだったり荒れていたり偏っていたり様々でしょう、それをサス無しだとクルマが跳ねてそれこそ運転どころではないでしょうし、コーナー中に突然スピンといこともあり得ます

その昔にアクティブサスという自動で四輪の車高を変えられるシステムがありました（現在では禁止）がそれを採用していたチームはダントツに速かったです
またＢとＭではタイヤに対しての接地圧の違いで発熱の早さや機能が違うと聞いたことあります、Ｂに変えたばかりの頃のト○タは酷かったですよね

No.3 回答者： turukame2005 回答日時： 2006/07/24 18:18

私もあまり詳しくないのですが、コーナリング性能だけの問題だったら、カートのようにサスがないのが、一番速いのではないでしょうか。

サスがあれば、必ずロールしますし、どんなによく出来たサスでも、ロールすれば、なにかしら歪みがでます。

ではなぜレースの世界でも、サスが存在するかと言うと、サスがないと振動でドライバーがバテて、結局速く走れないからではないでしょうか。

実際、有名な話ですが、セナ／プロストの頃のマクラーレンは、サスがたいへん柔らかく貧弱で、１００キロ以上では完全に「底打ち」状態になったと聞いています。
実際の「バネ」は、アームのたわみだけだったそうで、それだけみても、セナ／プロは凄かったと思います。

もし間違っていたら、どなたか訂正してください。

No.2 回答者： scats 回答日時： 2006/07/24 16:55

レースなどの限界走行時のコーナリングはタイヤとサスペンションのマッチングで決まります。

レースは速く走るのが目的ですからレーシング・コースによって空力やギアボックスを変えたり、タイヤのコンパウンドを変えるのは当然のことですね。

適切な組み合わせを探るためにテスト走行が繰り返されデータが集積されることになります。

No.1 回答者： kadakun1 回答日時： 2006/07/24 16:54

私もあまり得意な分野ではないのですが・・・

単純にコーナリングの時のことを考えてください。
左コーナーなら、当然車の左に加重がかかり、サスペンションが縮みますよね。（右は逆）
このときにストロークしないほど硬くしたらどうなると思います？
曲がりきれずに吹っ飛びますｗ
その辺の理屈じゃないでしょうか？

自信はないですが・・・